(57)【要約】【課題】永久磁石の磁力を駆動源とする回転駆動装置の回転遮断域をより一層減少させるとともに、固定側磁石の吸引力および反発力と回転側磁石の回転方向の推進力との間のバランスを適正化して回転力を高めることを可能とする。【解決手段】軟鋼製の帯状体２１の長手方向の一部を１８０度捻った磁石補助体２０を、同磁石補助体２０の捻り部の中央点が磁石本体１０のＳ極とＮ極の中間にある中立点に対向する点に位置させる。そして、この磁石補助体２０を磁石本体１０の長手方向と交差するように配置するとともに、帯状体２１を磁石本体１０の外方に湾曲させて、帯状体２１の基端部の先端部分の平坦面を磁石本体１０の捻り部にある極点Ｐｎ（あるいはＰｓ）の近傍の基材１面に溶接または吸着により接合している。【選択図】        図４
2004328977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石の磁力を駆動源とする回転駆動装置に使用する固定側の永久磁石であって、磁性金属からなる帯状体の長手方向の一部を１８０度±９０度の範囲で捻った磁石補助体を、同磁石補助体の捻り部の中央点が固定側磁石本体のＳ極とＮ極の中間にある中立点に対向する点に位置するように配置するとともに、同磁石補助体の基端部を固定側磁石本体の外方に湾曲させ、同基端部の先端部分の平坦部を固定側磁石本体に溶接又は吸着により接合させた回転駆動装置用固定側磁石。
【請求項２】
前記固定側磁石本体が、平板状の磁石本体または平板を長手方向中央部で９０〜２７０度の範囲で捻った形状の磁石本体であり、前記補助磁石体の固定側磁石本体への接合位置が固定側磁石本体の長手方向中央部で、同補助磁石体の長手方向が固定側磁石本体の長手方向と交差する方向である請求項１記載の回転駆動装置用固定側磁石。
【請求項３】
前記固定側磁石本体が、平板を長手方向中央部で９０〜２７０度の範囲で捻った形状の磁性金属からなる基材の両面に、同基材に密着可能な形状に成形した帯状の磁石材料を複数枚積層して密着させ、この磁石材料の積層体を着磁方向が前記基材の長手方向と直角な方向となるように着磁した磁石本体であり、前記補助磁石体の固定側磁石本体への接合位置が固定側磁石本体の長手方向中央部で、同補助磁石体の長手方向が固定側磁石本体の長手方向と交差する方向である請求項１記載の回転駆動装置用固定側磁石。
【請求項４】
前記固定側磁石本体が、球状の磁石本体であり、前記補助磁石体の固定側磁石本体への接合位置が固定側磁石本体の一方の磁極寄りで、同補助磁石体の長手方向が固定側磁石本体の両磁極を結ぶ線と平行な方向である請求項１記載の回転駆動装置用固定側磁石。
【請求項５】
磁性金属からなる半球殻状の金属片によって磁石補助体を形成し、この磁石補助体を固定側磁石本体に溶接又は吸着により接合させ、前記固定側磁石本体は、平板を長手方向中央部で９０〜２７０度の範囲で捻った形状の磁性金属からなる基材の両面に、同基材に密着可能な形状に成形した帯状の磁石材料を複数枚積層して密着させ、この磁石材料の積層体を着磁方向が前記基材の長手方向と直角な方向となるように着磁した磁石本体である回転駆動装置用固定側磁石。
【請求項６】
回転側磁石が取り付けられた回転円盤を挟んで、２つの固定円盤が対向して配置され、この固定円盤に請求項１から５のいずれかに記載の回転駆動装置用固定側磁石が設けられたことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項７】
前記回転側磁石は、磁性体からなる磁石固定部材の両端に半球形状の磁石を設けて形成されていることを特徴とする請求項６記載の回転駆動装置。
【請求項８】
回転円盤に取り付けられた回転側磁石の内周側と外周側の一方または両方に固定側磁石が配置されるように、請求項１から５のいずれかに記載の回転駆動装置用固定側磁石を固定円盤に設けたことを特徴とする回転駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、永久磁石の磁力を駆動源とする回転駆動装置に使用する永久磁石、とくに固定側磁石用として好適な永久磁石の構造に関し、この固定側磁石を用いた回転駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種装置や機械類の駆動装置として最も多用されている機器は回転駆動機器であり、このなかで代表的な機器は電動機である。電動機は、導体に電流を流したときに磁界が生じる磁気作用を応用し、磁石の吸引力、反発力を組み合わせて回転機構を構成した機器である。
【０００３】
この電動機は、駆動源として電気エネルギーを必要とするものであり、電気エネルギーを確保できない場所では採用することができない。そこで、電気エネルギーが確保できない場所でも回転運動エネルギーを得ることができる装置として、永久磁石を応用した回転駆動装置が提案されている。
【０００４】
たとえば特許文献１には、永久磁石を放射状に対向するように周配設し、前記永久磁石は周の中心側が鋭角になるように三角形状にしたＮ極とＳ極を接触させた固定磁石体と、該周配設された固定磁石体に対設するように、Ｎ極またはＳ極の永久磁石を対向させて中心の回転軸に回転自在にした回転体とからなる回転促進装置を設け、さらに、前記回転体の外側に延長して慣性加速子を設け、該慣性加速子を外側から包囲するように固定体を設ける構成とした、永久磁石を応用した回転駆動装置が記載されている。
【０００５】
この回転駆動装置によれば、電気エネルギーを確保できない場所においても回転駆動力を得ることができ、とくに、対向する永久磁石の周の中心側が鋭角になるように三角形状にしたことにより、回転駆動の遮断域を少なくすることができる、とされている。
【０００６】
前記の遮断域について説明を補足すると、図１２に示すように、回転側磁石２０１と固定側磁石２０２とがともに角形の永久磁石であるとすると、回転側磁石２０１が図中Ｘよりも左側に位置する場合、固定側磁石２０２によって右方向の吸引力が作用し、回転側磁石２０１の右端が固定側磁石２０２の左端を通過した途端（図中Ｘの位置）、回転側磁石２０１には回転力となるＦ１の他に、回転阻止力となるＦ２が作用することとなる。
さらに図中Ｙの位置、すなわち回転側磁石２０１と固定側磁石２０２とが相対向した状態では、回転阻止力であるＦ３，Ｆ４が作用する。通常の場合、この状態で回転側磁石２０１は停止し回転することはない。かりにこのＹの状態から回転したとしても、回転側磁石２０１の左端が固定側磁石２０２の右端を通過するまでは回転阻止力Ｆ３が作用することとなり、結果として、回転側磁石２０１を連続的に回転させることはできない。このＹの領域を遮断域と称する。
なお、回転側磁石２０１が図中Ｚの右側から移動してくる場合も同様である。前記特開平１１−１８４０９号公報に記載の回転駆動装置においては、固定側および回転体側の永久磁石を、周の中心側が鋭角になるように三角形状にすることにより、回転駆動の遮断域を少なくしたものといえる。
【０００７】
本願出願人も、永久磁石の磁力を駆動源とする回転駆動装置を提案しており（たとえば特許文献２〜４および特願２００１−１９９８０９号明細書参照）、これらの回転駆動装置において、回転側磁石はいずれも球状の永久磁石であるが、固定側磁石は、特許文献２に記載の回転駆動装置においては平板（角形）状の永久磁石が用いられ、特許文献３に記載の回転駆動装置においては平板を長手方向中央部で１８０度捻った形状の永久磁石が用いられ、特許文献４に記載の回転駆動装置においては球状の永久磁石が用いられている。
また、特願２００１−１９９８０９号明細書に記載の回転駆動装置においては、固定側磁石として、平板を長手方向中央部で１８０度捻った形状の磁性金属からなる基材の両面に、同基材に密着可能な形状に成形した帯状の磁石材料を複数枚積層して密着させ、この磁石材料の積層体を着磁方向が前記基材の長手方向と直角な方向となるように着磁した永久磁石が用いられている。これらの永久磁石のなかで、とくに特許文献３および特願２００１−１９９８０９号明細書に記載の平板状捻り磁石、および、特許文献４に記載の球状磁石は、回転駆動の遮断域を少なくするのに極めて効果的な磁石である。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１８４０９号公報（段落番号０００５〜００１５）
【特許文献２】
特開２００２−１１５６４７号公報（段落番号０００４〜０００６）
【特許文献３】
特開２００２−３２４７１７号公報（段落番号００１２〜００３５）
【特許文献４】
特開２０００−６９７４２号公報（段落番号００１４〜００５１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１〜４および特願２００１−１９９８０９号明細書に記載の回転駆動装置によれば、回転駆動の遮断域を少なくすることができるので、回転体の回転運動を円滑にする効果は期待できる。しかしながら、特許文献１に記載の回転駆動装置は永久磁石として、周の中心側が鋭角になるように三角形状にしたＮ極とＳ極を接触させた固定側磁石と、固定側磁石に対向させた三角形状のＮ極（またはＳ極）の回転側磁石を用いたものであり、このような磁石配置では大きな駆動エネルギーは得られず、慣性力を働かせる慣性加速子を設けたとしても、この回転駆動装置から大きな回転エネルギーを取り出すことは困難である。また、特許文献２に記載の固定側磁石は、磁石は角形形状であるので磁石そのものの製作は簡単であるが、回転駆動の遮断域減少効果は十分でない。特許文献４に記載の球状磁石は、寸法の大きい球状磁石の製造が難しく、積層方式で製造するにしても製造コストが高く、装置費用が高くなるという問題がある。
【００１０】
特許文献３および特願２００１−１９９８０９号明細書に記載の固定側磁石は、平板状または積層した平板状の捻り磁石としたことにより回転駆動の遮断域減少効果は優れているが、大型の回転駆動装置で寸法の大きい固定磁石を用いたいときには捻り磁石の製作が面倒であり、何らかの他の補助手段で回転遮断域の減少をはかり、固定磁石の大型化を抑制したいという要求がある。
また、この捻り磁石を実際に回転駆動装置の固定側磁石として取り付けて使用したところ、固定側磁石の回転側磁石接近側端部における吸引力および回転側磁石離反側端部における反発力と回転側磁石の回転方向の推進力との間のバランスがうまくとれず、この原因について種々検討した結果、回転側磁石接近側端部において固定側磁石が回転側磁石を吸引する力が強過ぎ、この吸引力が回転側磁石の回転方向推進力を制動するように作用していることが判明した。
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、永久磁石の磁力を駆動源とする回転駆動装置の回転遮断域をより一層減少させるとともに、固定側磁石として平板状の捻り磁石を用いる場合でも、固定側磁石の吸引力および反発力と回転側磁石の回転方向の推進力との間のバランスを適正化して回転力をさらに高めることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、永久磁石の磁力を駆動源とする回転駆動装置に使用する固定側の永久磁石であって、磁性金属からなる帯状体の長手方向の一部を１８０度±９０度の範囲で捻った磁石補助体を、同磁石補助体の捻り部の中央点が固定側磁石本体のＳ極とＮ極の中間にある中立点に対向する点に位置するように配置するとともに、同磁石補助体の基端部を固定側磁石本体の外方に湾曲させ、同基端部の先端部分の平坦部を固定側磁石本体に溶接又は吸着により接合させたことを特徴とする固定側磁石である。
【００１３】
永久磁石の磁力を駆動源とする回転駆動装置は、円軌道上を回転移動する回転側磁石を備えた回転体と、この回転体の円軌道と平行な面内で回転側磁石を回転方向に付勢する固定側磁石を備えた固定体とを有し、この固定側磁石によって回転側磁石が付勢され回転体が円軌道上を連続的に回転する構成となっており、本発明に係る永久磁石は、このような回転駆動装置における固定体側磁石として使用するものである。
【００１４】
本発明の回転駆動装置用固定側磁石においては、前記固定側磁石本体が、平板状の磁石本体であるか、または平板を長手方向中央部で９０〜２７０度の範囲で捻った形状の磁石本体である場合は、前記補助磁石体の固定側磁石本体への接合位置が固定側磁石本体の長手方向中央部で、同補助磁石体の長手方向が固定側磁石本体の長手方向と交差する方向となるように配置する。
【００１５】
また、前記固定側磁石本体が、平板を長手方向中央部で９０〜２７０度の範囲で捻った形状の磁性金属からなる基材の両面に、同基材に密着可能な形状に成形した帯状の磁石材料を複数枚積層して密着させ、この磁石材料の積層体を着磁方向が前記基材の長手方向と直角な方向となるように着磁した磁石本体である場合は、前記補助磁石体の固定側磁石本体への接合位置が固定側磁石本体の長手方向中央部で、同補助磁石体の長手方向が固定側磁石本体の長手方向と交差する方向となるように配置する。
【００１６】
また、前記固定側磁石本体が、球状の磁石本体である場合は、前記補助磁石体の固定側磁石本体への接合位置が固定側磁石本体の一方の磁極寄りで、同補助磁石体の長手方向が固定側磁石本体の両磁極を結ぶ線と平行な方向となるように配置する。
【００１７】
このように、磁性金属からなる帯状体の長手方向の一部を１８０度±９０度の範囲で捻った磁石補助体を固定側磁石本体に取り付けることによって、回転側磁石が固定側磁石に接近するときの吸引力および離反するときの反発力すなわちスラスト荷重と回転側磁石の回転方向の推進力とのバランスをとることができる。回転側磁石が接近するときに固定側磁石本体による強い吸引力のために回転側磁石が固定側磁石本体に近付き過ぎるのを磁石補助体で抑制し、逆に、回転側磁石が離反するときに固定側磁石本体による強い反発力のために回転側磁石が固定側磁石本体から離れ過ぎるのを磁石補助体で抑制して、回転側磁石がほとんど減速することなく遮断域を通過できるようになる。
また、磁石補助体を固定側磁石本体に取り付けることによって、回転側磁石の回転力を増大させることができるので、その分固定側磁石の大型化を抑制することができ、とくに固定側磁石本体として捻り磁石や球状磁石を用いる場合、固定側磁石本体の製作を容易にすることができる。
【００１８】
本発明の回転駆動装置用固定側磁石においては、磁性金属からなる半球殻状の金属片によって磁石補助体を形成し、この磁石補助体を固定側磁石本体に溶接又は吸着により接合させることもできる。
金属片を半球殻状に形成するだけの簡単な構成によって磁石補助体としての機能を持たせることができ、製作が容易である。また、磁石補助体を簡単な構造の半球殻状金属片としているため、回転側磁石が回動する際の軌道の選択の自由度が大きく、固定側磁石と回転側磁石との磁力の調整を容易に行うことができる。
また、金属片を小型に形成しても磁石補助体としての機能を持たせることができるため、固定側磁石と回転側磁石との間の距離を短くすることができ、両磁石によって得られる付勢力を強力なものとすることができるとともに、装置の小型化が可能となる。
【００１９】
本発明の回転駆動装置においては、回転側磁石が取り付けられた回転円盤を挟んで、２つの固定円盤が対向して配置され、この固定円盤に前記固定側磁石が設けられた構成とすることもできる。
また、回転円盤に取り付けられた回転側磁石の内周側と外周側の少なくとも一方に固定側磁石が配置されるように、固定円盤に前記固定側磁石を設けることもできる。
吸引磁域及び反発磁域を、２つの対向する固定側磁石本体によって形成することにより、回転側磁石に対して作用する付勢力を強力なものとすることができる。また、回転側磁石は、２つの対向する固定側磁石本体の間に形成される領域内を、２つの固定側磁石本体から受ける磁力のバランスをとりながら通過するため、安定な軌道を描いて回転することが可能となる。
回転側磁石が取り付けられた回転円盤を挟んで、２つの固定円盤を対向して配置する際には、回転側磁石を磁性体からなる磁石固定部材の両端に半球形状の磁石を設けて形成することにより、回転側磁石内の磁力線は、固定側磁石に対してより近い位置を通ることとなる。これにより、回転側磁石と固定側磁石との磁気的相互作用がより顕著となり、回転側磁石に対して作用する付勢力をより強力なものとすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
はじめに、本発明の固定側磁石を使用した第１実施形態について説明する。
図１は本発明の固定側磁石を使用した第１実施形態における回転駆動装置の概略構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【００２１】
図中、１００はベース、１０１はこのベース１００上に設けられた支持台、１０２は軸受、１１０は支持台１０１に取り付けられた固定円盤である。１０３は回転軸であり、１２０は回転軸１０３に取り付けられた回転円盤である。
固定円盤１１０には、外周近傍に固定側磁石１１１が等間隔に８個取り付けられており、回転円盤１２０には、外周近傍に４個の回転側磁石１２１がそれぞれ取り付けられている。
なお、図１における固定側磁石１１１の配置状態は、正面方向および側面方向からみた固定円盤１１０に対する配置の位置関係のみを示すものであり、固定側磁石１１１の具体的な構造および回転側磁石１２１の回転方向（図中に矢印で示す）に対する固定側磁石１１１の配置姿勢については図２および図４に基づいて後述する。
【００２２】
固定側磁石１１１は後述する図２に示す永久磁石３０と同様な磁石であり（図１では略図として示している）、回転側磁石１２１は前述の特願２００１−１９９８０９号明細書に記載の回転駆動装置の回転側磁石である球状磁石と同様な球形の磁石（図２および図４に示す球状磁石４０）である。
本実施形態の回転駆動装置の基本原理は特願２００１−１９９８０９号明細書に記載の回転駆動装置と同様である。すなわち、固定側磁石１１１と回転側磁石１２１の間の吸引力と反発力との相互作用により、回転側磁石１２１が固定側磁石１１１に対して一方向に移動することにより回転側磁石１２１を取り付けた回転円盤１２０が回転する仕組みである。
【００２３】
図２は図１の固定側磁石の構造を示す斜視図であり、図３は図２の固定側磁石の磁石本体の基本形状を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【００２４】
図２に示す固定側磁石３０においては、まず、図３に示すように、軟鋼製の平板を長手方向中央部で１８０度捻った形状の基材１の両面に、同基材１に密着可能な形状に成形した帯状の磁石材料を複数枚積層して密着させ、この磁石材料の積層体２ａおよび２ｂを着磁方向が基材１の長手方向と直角な方向（基材１の厚さ方向）となるように着磁して磁石本体１０が形成される。
次に、磁性金属からなる帯状体２１の長手方向の一部を１８０度捻った磁石補助体２０を、同磁石補助体２０の捻り部の中央点が磁石本体１０のＳ極とＮ極の中間にある中立点に対向する点に位置しかつ磁石本体１０の長手方向と交差するように配置するとともに、帯状体２１を磁石本体１０の外方に湾曲させ、帯状体２１の基端部の先端部分の平坦面を磁石本体１０の捻り部にある極点Ｐｎ（あるいはＰｓ）の近傍の基材１面に、図４に示すように、溶接または吸着により接合されている。
【００２５】
磁石本体１０は、基板１の厚さ方向に着磁しているので、図３に示すように、一方の面１１がＳ極になり、他方の面１２がＮ極になるが、中央部において１８０度捻れているので、同図（ａ）の正面図において左側に現れる面１１がＳ極となり、右側に現れる面１２がＮ極となる。
同様に背面から見た場合も、左側に現れる面がＳ極となり、右側に現れる面がＮ極となる。そして、Ｓ極の極点およびＮ極の極点は、捻り部の中央部に位置することになる。同図（ｂ）の平面図においては上方から見えるＮ極の極点Ｐｎを図示しているが、極点Ｐｎの反対側にはＳ極の極点Ｐｓが存在する。この磁石本体１０を湾曲させ、磁石補助体２０を取り付けたものが図２に示す固定側磁石３０である。
【００２６】
図２の固定側磁石３０は、図３の磁石本体１０を回転側磁石（球状磁石４０）の移動方向すなわち回転側磁石が接近し離反していく方向（図４参照）に対して離反方向に凸になるように磁石本体１０を湾曲させ、さらに固定円盤１１０に固定するための固定具３０ａに取り付けた状態を示すものである。
【００２７】
回転側磁石の回転方向に対する固定側磁石３０の配置姿勢は、回転側磁石である球状磁石４０の移動方向（回転円盤１２０の回転方向）と磁石補助体２０の帯状体２１の長手方向が平行になるように、固定側磁石３０を配置する。
固定側磁石３０をこのような配置とし、磁石本体１０に磁石補助体２０を取り付けた構造とすることによって、球状磁石４０の接近側における吸引力および離反側における反発力と、球状磁石４０の回転方向の推進力とのバランスをとることができる。
【００２８】
図４は回転側磁石の回転方向に対する固定側磁石の配置姿勢と、磁石補助体の回転側磁石への作用を示す図である。
軟鋼製の帯状体２１の長手方向の一部を１８０度捻った磁石補助体２０を、同磁石補助体２０の捻り部の中央点が磁石本体１０のＳ極とＮ極の中間にある中立点に対向する点に位置させる。そして、この磁石補助体２０を磁石本体１０の長手方向と交差するように配置するとともに、帯状体２１を磁石本体１０の外方に湾曲させて、帯状体２１の基端部の先端部分の平坦面を磁石本体１０の捻り部にある極点Ｐｎ（あるいはＰｓ）の近傍の基材１面に溶接または吸着により接合している。
【００２９】
この状態で磁石各部の極性は図４に示すようになり、図中左側から接近する球状磁石４０に対して、矢印Ａで示す磁石本体１０の吸引力と矢印Ｂで示す磁石補助体２０の反発力が作用する。球状磁石４０は磁石補助体２０と適度な間隔を維持して矢印Ｃ方向に移動し、その慣性で遮断域、すなわち磁石補助体２０の極点の位置（磁石本体１０の極点ＰｎあるいはＰｓの位置でもある）を通過する。
遮断域通過後は球状磁石４０に対して、矢印Ｄで示す磁石本体１０の反発力と矢印Ｅで示す磁石補助体２０の吸引力が作用し、球状磁石４０は磁石補助体２０と適度な間隔を維持して矢印Ｆ方向に移動する。
固定側磁石３０は、回転側磁石である球状磁石４０を取り付けた回転円盤１２０の回転方向に沿って固定円盤１１０に取り付けられているので、一つの固定側磁石３０を通過した後の球状磁石４０は次の固定側磁石３０に接近し、離反して回転移動を続ける。
【００３０】
磁石補助体２０を設けていない場合は、磁石本体１０による吸引力と反発力が強すぎて、球状磁石４０の接近側では球状磁石４０は磁石本体１０に吸引されて磁石本体１０に近寄りすぎ、その吸引力を受けた状態のまま遮断域を通過しようとする。球状磁石４０の移動速度が弱まった状態では、球状磁石４０に作用する磁石本体１０の吸引力を乗り超えて遮断域を通過することができず、ここで球状磁石４０の移動すなわち回転円盤１２０の回転が停止してしまうことがある。
これに対し、磁石補助体２０を取り付けることによって、磁石本体１０の吸引力と反発力を軽減して球状磁石４０が磁石本体１０と適度な間隔を保って移動することになるので、球状磁石４０が確実に遮断域を通過することになる。
【００３１】
なお、上記の実施形態は、固定側磁石の磁石本体が、平板を長手方向中央部で９０〜２７０度の範囲で捻った形状の磁性金属からなる基材の両面に、同基材に密着可能な形状に成形した帯状の磁石材料を複数枚積層して密着させ、この磁石材料の積層体を着磁方向が前記基材の長手方向と直角な方向となるように着磁した磁石本体である場合の例であるが、異なる構造の固定側磁石で、磁石本体が平板状の磁石本体または平板を長手方向中央部で９０〜２７０度の範囲で捻った形状の磁石本体である場合は、図５の（ａ）に示すように、磁石補助体２０の磁石本体１０ａへの接合位置を磁石本体１０ａの長手方向中央部で、磁石補助体２０の長手方向が磁石本体１０ａの長手方向と交差する方向となるように配置し、磁石補助体２０の基端部の先端部分の平坦部を磁石本体１０ａに溶接又は吸着により接合させた構造とすればよい。
また、磁石本体が球状の場合は、図５の（ｂ）に示すように、磁石補助体２０の磁石本体１０ｂへの接合位置を磁石本体１０ｂのＮ極寄りで、磁石補助体２０の長手方向が磁石本体１０ｂのＮ−Ｓ磁極を結ぶ線と平行な方向となるように配置し、磁石補助体２０の基端部の先端部分の平坦部を磁石本体１０ｂに溶接又は吸着により接合させた構造とすればよい。
【００３２】
また、図５（ｃ）に示すように、２つの磁石本体１０ａの先端部をずらして対向させ、この磁石本体１０ａのいずれか１つに、磁石補助体２０の基端部の先端部分の平坦部を溶接又は吸着により接合させた構造とすることもできる。
この場合には、球状磁石４０が磁石本体１０ａと適度な間隔を保って移動する際に、２つの磁石本体１０ａを対向させた先端部において、一方の磁石本体１０ａによって吸引力が得られ、他方の磁石本体１０ａによって反発力が得られる。
これによって、２つの磁石本体１０ａの先端部において、矢印で図示する方向に力が作用する。そのため、この力を利用することによって、球状磁石４０は遮断域を容易に通過することができる。
【００３３】
図５（ｄ）は、帯状体２１において、磁性の異なる２つの面上に、半球状の突起部２２を設けた磁石補助体２０を示している。突起部２２の頂点付近には磁力線が密集しているため、このタイプの磁石補助体２０を用いる場合には、回転側磁石である球状磁石４０は、突起部２２の頂点を迂回するように進入させて通過させることにより、効果的な付勢力を得ることができる。
【００３４】
次に、本発明の固定側磁石を使用した第２実施形態について説明する。
図６は本発明の固定側磁石を使用した第２実施形態における回転駆動装置の概略構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【００３５】
図６中、１００はベース、１０１はこのベース１００上に設けられた支持台、１０２は軸受、１１０は支持台１０１に取り付けられた固定円盤である。１０３は回転軸であり、１２０は回転軸１０３に取り付けられた回転円盤である。
この第２実施形態においては、回転円盤１２０を挟んで、２つの固定円盤が対向して配置されている点が、第１実施形態と相違している。
固定円盤１１０には、外周近傍に固定側磁石１１１が等間隔に６個取り付けられており、回転円盤１２０には、外周近傍に６個の回転側磁石１２１がそれぞれ取り付けられている。
【００３６】
なお、図６における固定側磁石１１１の配置状態は、正面方向および側面方向からみた固定円盤１１０に対する配置の位置関係のみを示すものであり、固定側磁石１１１の具体的な構造および回転側磁石１２１の回転方向（図中に矢印で示す）に対する固定側磁石１１１の配置姿勢については後述する。
【００３７】
第２実施形態において、回転円盤１２０を挟んで、２つの固定円盤１１０を対向して配置した理由について、図７を用いて以下に説明する。
図７は、２つの固定円盤１１０を対向して配置したことによって、対向する２つの磁石本体１０の間に形成される領域を、回転側磁石１２１が通過するときの様子を示したものである。
【００３８】
図７において、磁石本体１０の極点Ｐｎ（Ｐｓ）を境として、左側が吸引磁域であり、右側が反発磁域である。図７に示すように、吸引領域を通過した回転側磁石１２１は、極点Ｐｎ（Ｐｓ）に達すると、一転して反発磁域における磁力によって強力に付勢される。
【００３９】
この実施形態においては、吸引磁域及び反発磁域が、２つの対向する磁石本体１０によって形成されているため、回転側磁石１２１に対して作用する付勢力を強力なものとすることができる。また、回転側磁石１２１は、２つの対向する磁石本体１０の間に形成される領域内を、２つの磁石本体１０から受ける磁力のバランスをとりながら通過するため、安定な軌道を描いて回転することが可能となる。
【００４０】
回転円盤１２０に取り付けられる回転側磁石１２１の詳細について、以下に説明する。
この回転側磁石１２１は、アルミニウムのような非磁性体ではなく、磁性体からなる磁石固定部材５０の両端に、半球形状の磁石５１を設けたものである。このようにして回転側磁石１２１を形成すると、回転側磁石１２１を球状に形成したときに比べて、回転円盤１２０に対して垂直な方向の幅を大きくとることができる。その結果、半球形状の磁石５１は、固定側磁石１１１に対して、回転側磁石１２１を球状にしたときよりも近い位置を通過する。
【００４１】
磁石固定部材５０は磁性体によって形成されているため、回転側磁石１２１内において、回転円盤１２０に対して垂直な方向について磁力線を集中させることができる。回転円盤１２０が回転して、回転側磁石１２１が固定側磁石１１１の近傍を通過する際に、回転側磁石１２１内の磁力線は、固定側磁石１１１に対してより近い位置を通ることとなる。これにより、回転側磁石１２１と固定側磁石１１１との磁気的相互作用がより顕著となり、回転側磁石１２１に対して作用する付勢力をより強力なものとすることができる。
【００４２】
次に、本発明の固定側磁石を使用した第３実施形態について説明する。
図８は本発明の固定側磁石を使用した第３実施形態における回転駆動装置の概略構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【００４３】
図８中、１００はベース、１０１はこのベース１００上に設けられた支持台、１０２は軸受、１１０は支持台１０１に取り付けられた固定円盤である。１０３は回転軸であり、１２０は回転軸１０３に取り付けられた回転円盤である。
固定円盤１１０には、外周近傍に固定側磁石１１１が等間隔に６個取り付けられており、回転円盤１２０には、外周近傍に６個の回転側磁石１２１がそれぞれ取り付けられている。
この第３実施形態においては、回転円盤１２０に取り付けけられた回転側磁石１２１の内周側と外周側にそれぞれ固定側磁石１１１が設けられている点が、第１実施形態と相違している。
【００４４】
なお、図８における固定側磁石１１１の配置状態は、正面方向および側面方向からみた固定円盤１１０に対する配置の位置関係のみを示すものであり、固定側磁石１１１の具体的な構造および回転側磁石１２１の回転方向（図中に矢印で示す）に対する固定側磁石１１１の配置姿勢については後述する。
【００４５】
第３実施形態において、回転円盤１２０に取り付けけられた回転側磁石１２１の内周側と外周側にそれぞれ固定側磁石１１１を設けた理由について、図９を用いて以下に説明する。
図９は、回転側磁石１２１の内周側と外周側にそれぞれ、固定側磁石１１１を構成する磁石本体１０を対向して配置したことによって、対向する２つの磁石本体１０の間に形成される領域を、回転側磁石１２１が通過するときの様子を示したものである。
【００４６】
図９において、磁石本体１０の極点Ｐｎ（Ｐｓ）を境として、左側が吸引磁域であり、右側が反発磁域である。図９に示すように、吸引領域を通過した回転側磁石１２１は、極点Ｐｎ（Ｐｓ）に達すると、一転して反発磁域における磁力によって強力に付勢される。図９中に示す矢印が、回転側磁石１２１に作用する合力の方向である。
【００４７】
この実施形態においては、吸引磁域及び反発磁域が、２つの対向する磁石本体１０によって形成されているため、回転側磁石１２１に対して作用する付勢力を強力なものとすることができる。また、回転側磁石１２１は、２つの対向する磁石本体１０の間に形成される領域内を、２つの磁石本体１０から受ける磁力のバランスをとりながら通過するため、安定な軌道を描いて回転することが可能となる。
【００４８】
なお、第３実施形態においては、必ずしも回転側磁石１２１の内周側と外周側の両方に固定側磁石１１１を配置することに限定されるものではなく、回転側磁石１２１の内周側のみ、あるいは回転側磁石１２１の外周側のみに固定側磁石１１１を配置してもよい。
【００４９】
次に、磁石補助体の他の実施形態について、図１０を用いて説明する。
図１０は、回転側磁石の回転方向に対する固定側磁石の配置姿勢と、磁石補助体の回転側磁石への作用を示す図である。
図１０（ａ）に示すように、この実施形態においては、磁石補助体２０は、半球殻状の金属片６０によって形成され、この金属片６０が基材１の一端に溶接されている。
【００５０】
この状態で磁石各部の極性は図１０に示すようになり、図中左側から接近する球状磁石４０に対して、矢印Ａで示す磁石本体１０の吸引力と矢印Ｂで示す磁石補助体２０の反発力が作用する。球状磁石４０は磁石補助体２０と適度な間隔を維持して矢印Ｃ方向に移動し、その慣性で遮断域、すなわち磁石補助体２０の極点の位置、すなわち半球殻状の金属片６０の頂点の近傍を通過する。
固定側磁石３０は、回転側磁石である球状磁石４０を取り付けた回転円盤１２０の回転方向に沿って固定円盤１１０に取り付けられているので、一つの固定側磁石３０を通過した後の球状磁石４０は次の固定側磁石３０に接近し、離反して回転移動を続ける。
【００５１】
図１０（ｂ）に、磁石本体１０と磁石補助体２０に対して、回転側磁石である球状磁石４０が通過する軌道の一例を示す。
磁石補助体２０である半球殻状の金属片６０の頂点の近傍において、この頂点を僅かに迂回するように球状磁石４０を回動させる。球状磁石４０がこの軌道を描いて回動することにより、磁石本体１０から作用する力と磁石補助体２０から作用する力とのバランスをとりやすい。従って、磁石補助体２０を取り付けることによって、球状磁石４０が磁石本体１０と適度な間隔を保って移動することになるので、球状磁石４０が確実に遮断域を通過することができ、付勢力を安定して得ることができる。
【００５２】
この実施の形態に係る磁石補助体は、金属片を半球殻状に形成するだけの簡単な構成によって上述した機能を持たせることができ、製作が容易であるという利点がある。また、球状磁石４０が、磁石補助体２０である半球殻状の金属片６０の頂点の近傍を回動する際に、金属片６０の頂点からどれだけ離れた地点を通過するかによって、固定側磁石と回転側磁石との磁力の調整をすることができるが、磁石補助体２０を簡単な構造の半球殻状金属片としているため、軌道の選択の自由度が大きく、固定側磁石と回転側磁石との磁力の調整を容易に行うことができる。
【００５３】
また、磁石補助体２０を簡単な形状である半球殻状の金属片６０としているため、この金属片６０を小型に形成しても磁石補助体２０としての機能を持たせることができる。そのため、固定側磁石と回転側磁石との間の距離を短くすることができ、両磁石によって得られる付勢力を強力なものとすることができるとともに、装置の小型化が可能となる。
【００５４】
ここで、以上において説明した本発明の回転駆動用固定側磁石において、回転付勢力が有効に得られる理由について、図１１を用いて説明する。
図１１（ａ）は、捻り磁石を用いた本発明の回転駆動用固定側磁石における付勢力を説明したものであり、図１１（ｂ）、（ｃ）は、捻り磁石でない通常の平板磁石を用いたときの付勢力を説明したものである。
図１１（ａ）において、固定側円盤１１０に設けられた固定側磁石１１１に、上述したように捻り磁石を用いることにより、極点Ｐｎ（Ｐｓ）を挟んで左側の領域と右側の領域とでは、その極性が異なる。すなわち、極点の左側は吸引領域となり、右側は反発領域となる。
【００５５】
この固定側円盤１１０に対向して回転側磁石１２１が回転する際に、２つの固定側磁石１１１の間の領域（図１１（ａ）でＡと示す領域）においては、固定側磁石１１１に回転側磁石１２１が近づくときには、回転側磁石１２１に対して吸引力がはたらき、回転側磁石１２１が固定側磁石１１１から遠ざかるときには、回転側磁石１２１は固定側磁石１１１から反発力を受ける。このようにして、回転側磁石１２１は、次の固定側磁石１１１近づいて同様のことを繰り返す。従って、回転側磁石１２１は固定側円盤１１０のすべての領域を付勢域とすることができ、付勢力を効率的に享受することができる。
以上のことは、図１１（ａ）に示すように、固定側円盤１１０の全域において、固定側磁石１１１の反発力によって回転側磁石１２１が付勢される反発付勢域と、固定側磁石１１１の吸引力によって回転側磁石１２１が付勢される吸引付勢域とが交互に表れ、この反発付勢域と吸引付勢域との境界が、固定側円盤１１０の中心と、２つの固定側磁石１１１の間の領域（図１１（ａ）でＡと示す領域）の中間点とを結ぶ線となるということもできる。
【００５６】
これに対し、図１１（ｂ）に示すように、捻り磁石でない通常の平板磁石を用いたものでは、固定側円盤１１０に対向して回転側磁石１２１が回転する際に、２つの固定側磁石１１１の間の領域（図１１（ｂ）でＢと示す領域）において、固定側磁石１１１に回転側磁石１２１が近づくときには、回転側磁石１２１に対して吸引力がはたらいて付勢力を得ることができる。しかし、回転側磁石１２１が固定側磁石１１１から遠ざかるときにも、回転側磁石１２１に対して吸引力がはたらくため、この領域では反付勢力がはたらくこととなり、図１１（ａ）に示した本発明の場合と異なり、固定側円盤１１０のすべての領域を付勢域とすることができない。
すなわち、図１１（ｂ）において●で示す固定側磁石１１１の中心点を挟んで、一方が付勢域となり、他方が反付勢域となる。
【００５７】
また、図１１（ｃ）に示すように、捻り磁石でない通常の平板磁石を用いたものであって、図１１（ｂ）に示すものと反対の極性を示すものにあっては、固定側円盤１１０に対向して回転側磁石１２１が回転する際に、２つの固定側磁石１１１の間の領域（図１１（ｃ）でＣと示す領域）において、固定側磁石１１１から回転側磁石１２１が遠ざかるときには、回転側磁石１２１に対して反発力がはたらいて付勢力を得ることができる。しかし、回転側磁石１２１が固定側磁石１１１に近づくときにも、回転側磁石１２１に対して反発力がはたらくため、この領域では反付勢力がはたらくこととなり、図１１（ａ）に示した本発明の場合と異なり、固定側円盤１１０のすべての領域を付勢域とすることができない。
この場合にも、図１１（ｃ）において●で示す固定側磁石１１１の中心点を挟んで、一方が付勢域となり、他方が反付勢域となる。
【００５８】
上述したように、捻り磁石を用いた本発明の回転駆動用固定側磁石においては、捻り磁石でない通常の平板磁石を用いたものと異なり、固定側円盤１１０のすべての領域を付勢域とすることができるとともに、固定側磁石１１１が設けられた磁石域において、回転側磁石１２１から受ける吸引力と反発力とが打ち消しあって付勢力が得られないという事態を回避することができるため、付勢力を連続して効率良く受けることが可能となる。
【００５９】
このように、本発明の回転駆動用固定側磁石においては、固定側磁石１１１が設けられた磁石域と、２つの固定側磁石１１１に挟まれた領域とのいずれもが付勢磁域となって、定められた回転方向にのみ回転付勢力が得られ、反対方向に回転しようとする力を生じることがないため、逆回転を防いで安全な磁力回転装置を実現することができる。
このことは、従来の永久磁石を用いた磁力回転装置では、両方向への回動が可能であるが、いずれの回動方向においても、反付勢力が発生するため、連続的に回転することはもとより、一回転することも不可能であることと大きく相違する点である。
【００６０】
なお、上記の固定側磁石１１１、回転側磁石１２１などのように磁性材料によって形成されているものは、磁性金属を用いて形成できることは勿論であるが、これに限定されるものではなく、例えば、プラスチックを母材として、これに磁粉を混入させることによっても形成可能である。この形成方法によると、量産が容易であるとともに、装置を軽量化することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、以下の効果を奏することができる。
（１）永久磁石の磁力を駆動源とする回転駆動装置に使用する固定側の永久磁石を、磁性金属からなる帯状体の長手方向の一部を１８０度±９０度の範囲で捻った磁石補助体を、同磁石補助体の捻り部の中央点が固定側磁石本体のＳ極とＮ極の中間にある中立点に対向する点に位置するように配置するとともに、同磁石補助体の基端部を固定側磁石本体の外方に湾曲させ、同基端部の先端部分の平坦部を固定側磁石本体に溶接又は吸着により接合させた構造とすることにより、回転側磁石が固定側磁石に接近するときの吸引力および離反するときの反発力と回転側磁石の回転方向の推進力とのバランスをとることができる。これによって、回転側磁石がほとんど減速することなく遮断域を通過できるようになる。
【００６２】
（２）磁石補助体を固定側磁石本体に取り付けることによって、回転側磁石の回転力を増大させることができるので、その分固定側磁石の大型化を抑制することができ、とくに固定側磁石本体として捻り磁石や球状磁石を用いる場合、固定側磁石本体の製作を容易にすることができる。
【００６３】
（３）磁性金属からなる半球殻状の金属片によって磁石補助体を形成し、この磁石補助体を固定側磁石本体に溶接又は吸着により接合させることにより、簡単な構成によって磁石補助体としての機能を持たせることができ、製作が容易である。
また、磁石補助体を簡単な構造の半球殻状金属片としているため、回転側磁石が回動する際の軌道の選択の自由度が大きく、固定側磁石と回転側磁石との磁力の調整を容易に行うことができる。
さらに、金属片を小型に形成しても磁石補助体としての機能を持たせることができるため、固定側磁石と回転側磁石との間の距離を短くすることができ、両磁石によって得られる付勢力を強力なものとすることができるとともに、装置の小型化が可能となる。
【００６４】
（４）回転側磁石が取り付けられた回転円盤を挟んで、２つの固定円盤が対向して配置され、この固定円盤に前記固定側磁石が設けられた構成とすることにより、吸引磁域及び反発磁域を、２つの対向する固定側磁石によって形成することができ、回転側磁石に対して作用する付勢力を強力なものとすることができる。また、回転側磁石は、２つの対向する固定側磁石の間に形成される領域内を、２つの固定側磁石から受ける磁力のバランスをとりながら通過するため、安定な軌道を描いて回転することが可能となる。
このとき、回転側磁石を磁性体からなる磁石固定部材の両端に半球形状の磁石を設けて形成することにより、回転側磁石内の磁力線は、固定側磁石に対してより近い位置を通ることが可能となり、回転側磁石と固定側磁石との磁気的相互作用がより顕著となって、回転側磁石に対して作用する付勢力をより強力なものとすることができる。
【００６５】
（５）回転円盤に取り付けられた回転側磁石の内周側と外周側の両方に固定側磁石が配置されるように、固定円盤に固定側磁石を設けることにより、吸引磁域及び反発磁域を、２つの対向する固定側磁石によって形成することができ、回転側磁石に対して作用する付勢力を強力なものとすることができる。また、回転側磁石は、２つの対向する固定側磁石の間に形成される領域内を、２つの固定側磁石から受ける磁力のバランスをとりながら通過するため、安定な軌道を描いて回転することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の固定側磁石を使用した第１実施形態における回転駆動装置の概略構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】図１の固定側磁石の構造を示す斜視図である。
【図３】図２の固定側磁石の磁石本体の基本形状を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図４】回転側磁石の回転方向に対する固定側磁石の配置姿勢を示す図である。
【図５】他の構造の磁石本体の場合の磁石補助体の配置を示す図である。
【図６】本発明の固定側磁石を使用した第２実施形態における回転駆動装置の概略構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図７】２つの固定円盤を対向して配置したことによって、対向する２つの磁石本体の間に形成される領域を、回転側磁石が通過するときの様子を示した図である。
【図８】本発明の固定側磁石を使用した第３実施形態における回転駆動装置の概略構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図９】回転側磁石の内周側と外周側にそれぞれ固定側磁石を対向して配置したことによって、対向する２つの磁石本体の間に形成される領域を、回転側磁石が通過するときの様子を示した図である。
【図１０】磁石補助体の他の実施形態を示す図である。
【図１１】本発明の回転駆動用固定側磁石において、回転付勢力が有効に得られる理由を説明するための説明図である。
【図１２】回転駆動の遮断域の説明図である。
【符号の説明】
１  基材
２ａ，２ｂ  磁石材料の積層体
１０，１０ａ，１０ｂ  磁石本体
１１，１２  磁石本体の面
２０  磁石補助体
２１  帯状体
２２  突起部
３０  固定側磁石
３０ａ  固定具
４０  球状磁石
５０  磁石固定部材
５１  半球形状の磁石
６０  金属片
Ｐｎ，Ｐｓ  極点
１００  ベース
１０１  支持台
１０２  軸受
１０３  回転軸
１１０  固定円盤
１１１  固定側磁石
１２０  回転円盤
１２１  回転側磁石
【図１】
2004328977.tif 000003
【図２】
2004328977.tif 000004
【図３】
2004328977.tif 000005
【図４】
2004328977.tif 000006
【図５】
2004328977.tif 000007
【図６】
2004328977.tif 000008
【図７】
2004328977.tif 000009
【図８】
2004328977.tif 000010
【図９】
2004328977.tif 000011
【図１０】
2004328977.tif 000012
【図１１】
2004328977.tif 000013
【図１２】
2004328977.tif 000014