(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性材質の分離部材と、
前記分離部材の一方の外面に沿って配置されて前記分離部材に対して相対移動が可能である収容部材と、
前記収容部材に収容されて、そのＮ極及びＳ極が前記分離部材の前記一方の外面に沿って配列されるように配置された少なくとも１つの可動磁石と、
前記分離部材の他方の外面に配置された少なくとも１つの受動磁石であって、磁気力により前記少なくとも１つの可動磁石と結合され、前記受動磁石に及ぼす前記可動磁石の磁気吸引力が最大である最大吸引力作用領域が、前記受動磁石の回転中心から偏心されるように配置されて、前記収容部材と前記分離部材とが相対移動すれば、前記分離部材の前記他方の外面上で前記少なくとも１つの可動磁石に従って移動しながら回転する前記少なくとも１つの受動磁石と、
前記分離部材及び前記収容部材の少なくとも１つを駆動して前記少なくとも１つの可動磁石を前記分離部材に対して相対移動させる駆動手段とを有する磁石回転装置。
【請求項２】
前記受動磁石は両面２極磁石であり、Ｎ極及びＳ極のいずれか１つの磁極面が前記分離部材の前記他方の外面に吸着される請求項１に記載の磁石回転装置。
【請求項３】
前記受動磁石は円柱形の両面２極磁石であり、その外周面が前記分離部材の前記他方の外面に吸着される請求項１に記載の磁石回転装置。
【請求項４】
非磁性材質の分離部材と、
前記分離部材の一方の外面に沿って配置されて前記分離部材に対して相対移動が可能である収容部材と、
前記収容部材に収容されて、その夫々のＮ極及びＳ極のいずれか１つの磁極が前記分離部材の一方の外面に沿って配列されるように配置された少なくとも２つ以上の可動磁石と、
前記分離部材の他方の外面に配置された少なくとも１つの受動磁石であって、磁気力により前記少なくとも２つ以上の可動磁石と結合され、前記受動磁石に及ぼす前記少なくとも２つ以上の可動磁石の磁気吸引力が最大である最大吸引力作用領域が、前記受動磁石の
回転中心から偏心されるように配置されて、前記収容部材と前記分離部材とが相対移動すれば、前記分離部材の前記他方の外面上で前記少なくとも２つ以上の可動磁石に従って移動しながら回転する前記少なくとも１つの受動磁石と、
前記分離部材及び前記収容部材の少なくとも１つを駆動して前記少なくとも２つ以上の可動磁石を前記分離部材に対して相対移動させる駆動手段とを有する磁石回転装置。
【請求項５】
前記少なくとも２つ以上の可動磁石は、夫々両面２極磁石であり、夫々の可動磁石が互いに隣接して配置されてＮ極及びＳ極が交互に配置される請求項４に記載の磁石回転装置。
【請求項６】
前記受動磁石と磁気力により結合された２つの可動磁石を含み、
前記２つの可動磁石は、同一極性の磁極が前記分離部材の前記一方の外面に隣接し、かつ前記２つの可動磁石間に間隔を有するように配置され、
前記受動磁石は両面２極磁石であり、そのＮ極及びＳ極のいずれか１つの磁極面が前記分離部材の前記他方の外面に吸着され、前記２つの可動磁石の前記間隔の間に配置される請求項４に記載の磁石回転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁石を用いた回転装置に関し、１つの可動磁石で複数の受動磁石を独立に回転させることができる磁石回転装置及びこれを用いた回転装飾物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁石を用いた回転装置は、駆動モータにより可動磁石を回転させることによって、磁気力により可動磁石と結合された受動磁石を回転させる構造となっている。このような構成の磁石回転装置は、回転させようとする回転物に駆動モータの出力軸を直接に連結することができない場合に主に使われる。例えば、駆動モータの出力軸と回転物の回転軸との間に中間部材が介在される場合には、ギアまたはプーリなどの動力伝達装置などを用いてモータの出力軸を回転物の回転軸に直接に連結することができない。この場合、磁石を用いた回転装置を使用すれば、磁気力に影響を与えない非磁性材質の中間部材が可動磁石と受動磁石との間に介在されても、駆動モータの回転力を磁気力により可動磁石と結合された受動磁石に伝達することができる。このような方式の回転装置は、機械装置の動力伝達装置だけでなく、化学実験室で使用する攪拌機及び玩具に至るまで広く使われている。
【０００３】
しかしながら、上述した方式の磁石回転装置は、１つの可動磁石が駆動モータの出力軸に連結され回転し、前記可動磁石に１つの受動磁石が磁気力により結合され、可動磁石が回転することによって、受動磁石が回転する構造である。すなわち、受動磁石を回転させるためには、可動磁石をモータに連結して回転させなければならない。したがって、回転させようとする回転物が複数である場合には、夫々の回転物に対応する複数の可動磁石が必要であり、複数の可動磁石の夫々は、ギアまたはプーリなどにより駆動モータに連結されなければならない。
【０００４】
複数の可動磁石を回転させるために使われる軸、ベルト、ギアまたはチェーンなどの付属品の個数は、回転物の個数に比例して増加する。したがって、装置の構造が複雑になるだけでなく、全体としての装置の組立性が非常に悪くなり、ノイズが多くなるので、付属品間の機械的な摩耗による故障が頻繁に発生する。また、前記付属品の回転摩擦による動力の損失が大きくなるので、エネルギー効率が低くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、磁気力により１つの可動磁石と結合された複数の受動磁石を夫々独立に回転させることができる磁石回転装置を提供することにある。したがって、１つの可動磁石で複数の回転物を回転させることができるので、機械装置に必要な部品の数を低減することができる。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、複数の可動磁石を使用する場合にも、夫々の可動磁石が個別にモータにより回転するものでなく、可動磁石と、可動磁石と受動磁石との間に介在された分離部材とを相対移動することで、複数の受動磁石を回転させることができる磁石回転装置を提供することにある。したがって、可動磁石がギア、プーリなどの付属品によりモータの出力軸に直接に連結される構造ではないので、より少ない数の部品を使用して夫々の回転物に独立な回転力を伝達できる動力伝達装置を提供できる。さらに、より単純な構造の機械装置を構成することができ、装置の製造コストが低く、エネルギー効率に優れた回転装置を提供できる。
【０００７】
また、本発明のさらに他の目的は、受動磁石を移動と同時に回転させることができる磁石回転装置を提供することにある。本発明に係る磁石回転装置では、可動磁石が直接に回転せずに、受動磁石と可動磁石との間に介在された分離部材に対して相対移動する。また、受動磁石は、可動磁石に従って分離部材上で移動すると同時に、回転する。したがって、本発明に係る磁石回転装置を、玩具、インテリア装飾物、広告用看板などに使用する場合、立体感や躍動感など多様な視覚的効果を表現できる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る磁石回転装置は、非磁性材質の分離部材と、前記分離部材の一方の外面に沿って配置されて前記分離部材に対して相対移動が可能である収容部材と、前記収容部材に収容されて、そのＮ極及びＳ極が前記分離部材の前記一方の外面に沿って配列されるように配置された少なくとも１つの可動磁石と、前記分離部材の他方の外面に配置された少なくとも１つの受動磁石であって、磁気力により前記少なくとも１つの可動磁石と結合され、前記受動磁石に及ぼす前記可動磁石の磁気吸引力が最大である最大吸引力作用領域が、前記受動磁石の回転中心から偏心されるように配置されて、前記収容部材と前記分離部材とが相対移動すれば、前記分離部材の前記他方の外面上で前記少なくとも１つの可動磁石に従って移動しながら回転する前記少なくとも１つの受動磁石と、前記分離部材及び前記収容部材の少なくとも１つを駆動して前記少なくとも１つの可動磁石を前記分離部材に対して相対移動させる駆動手段とを有する。
【０００９】
本発明の他の実施例に係る磁石回転装置は、非磁性材質の分離部材と、前記分離部材の一方の外面に沿って配置されて前記分離部材に対して相対移動が可能である収容部材と、前記収容部材に収容されて、その夫々のＮ極及びＳ極のいずれか１つの磁極が前記分離部材の一方の外面に沿って配列されるように配置された少なくとも２つ以上の可動磁石と、前記分離部材の他方の外面に配置された少なくとも１つの受動磁石であって、磁気力により前記少なくとも２つ以上の可動磁石と結合され、前記受動磁石に及ぼす前記少なくとも２つ以上の可動磁石の磁気吸引力が最大である最大吸引力作用領域が、前記受動磁石の回転中心から偏心されるように配置されて、前記収容部材と前記分離部材とが相対移動すれば、前記分離部材の前記他方の外面上で前記少なくとも２つ以上の可動磁石に従って移動しながら回転する前記少なくとも１つの受動磁石と、前記分離部材及び前記収容部材の少なくとも１つを駆動して前記少なくとも２つ以上の可動磁石を前記分離部材に対して相対移動させる駆動手段とを有する。
【００１０】
本発明のさらに他の実施例に係る磁石回転装置は、非磁性材質の分離部材と、前記分離部材の一方の外面に沿って配置されて前記分離部材に対して相対移動が可能である収容部材と、前記収容部材に収容されて、そのＮ極及びＳ極のいずれか１つの磁極が前記分離部材の前記一方の外面に沿って配列されるように配置された少なくとも１つの可動磁石と、前記可動磁石に対向する位置において前記分離部材の他方の外面に配置され、かつ前記少なくとも１つの可動磁石と前記分離部材との相対移動経路に沿って配置された非磁性材質の隔離部材と、前記分離部材の前記他方の外面上で前記隔離部材の一側に配置され、磁気力により前記可動磁石と結合された少なくとも１つの受動磁石であって、前記受動磁石は円柱形の両面２極磁石であり、そのＮ極及びＳ極のいずれか１つの磁極面が前記分離部材の前記他方の外面に吸着されるように配置され、前記収容部材と前記分離部材とが相対移動すれば、前記分離部材の前記他方の外面上で前記少なくとも１つの可動磁石に従って移動しながら回転する前記少なくとも１つの受動磁石と、前記分離部材及び前記収容部材の少なくとも１つを駆動して前記少なくとも１つの可動磁石を前記分離部材に対して相対移動させる駆動手段とを有する。
【００１１】
一方、本発明に係る磁石回転装置に使われる可動磁石及び受動磁石は、永久磁石であることが好ましく、特に、ネオジウム、酸化鉄及びホウ素を主成分とするネオジム磁石がより好ましい。可動磁石及び受動磁石の形状においては、円形、角形、リング形状など多様な形状を利用できる。また、分離部材は、可動磁石と受動磁石との間に介在され、可動磁石と受動磁石が直接吸着されるのを防止する。さらに、分離部材は、可動磁石及び受動磁石の磁気力に影響を受けない材料よりなる。例えば、分離部材は、アルミニウムステイン（aluminum stain）、合成樹脂、ガラスなどの非磁性材質よりなることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る磁石回転装置において、受動磁石が回転する形態は、大きく２つに区分することができる。すなわち、受動磁石が分離部材上で移動する面と受動磁石の回転面とが平行となる場合（以下「水平回転」と称する）と、受動磁石が分離部材上で移動する面と受動磁石の回転面とが垂直な場合（以下「転がり回転」と称する）とが挙げられる。水平回転の場合には、受動磁石の形状に制限がない。言い換えれば、水平回転する場合には、受動磁石が角形の形状を有しても構わない。しかし、転がり回転の場合には、受動磁石の外形は、断面が円形である円柱形または円板形の形状を有することが好ましい。一方、転がり回転が可能な別途の回転物の内部に受動磁石を装着して使用する場合には、受動磁石の断面形状が必ず円形である必要はない。
【００１３】
本発明に係る磁石回転装置において、可動磁石及び分離部材は、相対移動することによって、互いに対して変位が可能に配置される。すなわち、可動磁石を固定し分離部材を移動させたり、分離部材を固定し可動磁石を移動させるように配置される。したがって、本発明に係る磁石回転装置は、分離部材及び可動磁石の少なくとも１つを駆動し、可動磁石を分離部材に対して相対移動させるための駆動手段をさらに含むことができる。ここで、駆動手段としては、コンベヤー装置、クランク装置、カム装置などを利用することができる。また、収容部材及び分離部材のいずれか一方を、駆動モータに連結した駆動軸に固定し回転させることによって、他方に対して相対移動させることも可能である。
【００１４】
また、複数の可動磁石を分離部材に対して移動させる場合には、収容部材を備えることが好ましい。これにより、収容部材を駆動手段により移動させることによって、複数の可動磁石を分離部材に対して同時に相対移動させることができる。収容部材を利用する場合には、収容部材が分離部材に対して相対移動が可能に配置される。このように、収容部材を使用すれば、複数の可動磁石を一定のパターンで配置することができ、これにより、分離部材の上面に複数の受動磁石を多様なパターンで配置することができると同時に、いろいろな磁石を回転及び／または移動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の上記目的及びその他の目的、特徴、利点は、添付の図面を用いた詳細な説明から、より明らかになるだろう。ここで、
図１ａは、受動磁石が水平回転する場合、各構成要素の配置関係を示す磁石回転装置の断面図である。
図１ｂは、図１ａに示す磁石回転装置において受動磁石が分離部材の上面に配置され回転及び移動する状態を示す上面図である。
図２ａは、受動磁石が転がり回転する場合、各構成要素の配置関係を示す磁石回転装置の断面図である。
図２ｂは、図２ａのＩ−Ｉ切断線に沿って切断した側断面図である。
図３ａは、受動磁石が水平回転する場合、３つの可動磁石が配置された磁石回転装置の断面図である。
図３ｂは、受動磁石が分離部材の上面に配置され、回転し移動する状態を示す上面図である。
図４ａは、受動磁石が転がり回転する場合、２つの可動磁石が配置された磁石回転装置の断面図である。
図４ｂは、図４ａのＩ−Ｉ切断線に沿って切断した側断面図である。
図５ａは、２つの可動磁石が互いに反撥力を作用するように配置された磁石回転装置の断面図である。
図５ｂは、受動磁石が分離部材の上面に配置され、回転し移動する状態を示す上面図である。
図６ａは、分離部材の上面に隔離部材を配置した磁石回転装置の断面図である。
図６ｂは、受動磁石が隔離部材及び可動磁石に従って回転及び移動する状態を示す上面図である。
図７ａは、複数の可動磁石及び受動磁石を配置し、多数の回転軸を提供する磁石回転装置を示す上面図である。
図７ｂは、図７ａのＩ−Ｉ線に沿って切断した断面図である。
図７ｃは、図７ａのII−II線に沿って切断した断面図である。
図８は、受動磁石が水平回転する場合、受動磁石の回転力を補強するために、多様な回転力補強手段を配置した磁石回転装置の断面図である。
図９は、受動磁石が転がり回転する場合、受動磁石の回転力を補強するために、多様な回転力補強手段を配置した磁石回転装置の断面図である。
図１０ａは、受動磁石が分離部材に吸着される面に湾曲部を形成した例を示す断面図である。
図１０ｂは、円形の模型物内に受動磁石を配置した例を示す断面図である。
図１１は、分離部材の上面に受動磁石の位置変換用傾斜突起部を形成し、受動磁石を水平回転から転がり回転に位置変換したり、または転がり回転から水平回転に位置変換する状態を説明するための図である。
図１２ａは、分離部材をコンベヤーベルトで形成した磁石回転装置の上面図である。
図１２ｂは、図１２ａのＩ−Ｉ線に沿って切断した断面図である。
図１３ａは、収容部材をコンベヤーベルトで形成した磁石回転装置の切欠斜視図である。
図１３ｂは、図１３ａのＩ−Ｉ線に沿って切断した断面図である。
図１４ａは、収容部材をコンベヤーベルトで形成し、Ｔ字状に配置した磁石回転装置において、収容部材及び可動磁石の配置を説明するための概略図である。
図１４ｂは、平板形状の分離部材の上面で受動磁石が回転及び移動する状態を示す上面図である。
図１５ａから図１５ｃは、収容部材及び分離部材を柔軟な材質で製造し、ユーザが任意の形状で配置できる磁石回転装置を説明するための図である。
図１６は、駆動手段としてチェーンコンベアー装置を利用する場合、収容部材、可動磁石及びチェーンの連結関係を説明する図である。
図１７ａは、駆動手段としてクランク装置を利用する磁石回転装置を説明する概略図である。
図１７ｂは、図１７ａのＩ−Ｉ線に沿って切断した断面図である。
図１８ａは、分離部材を球形状のシェルプレートで形成した磁石回転装置の断面図である。
図１８ｂは、分離部材の外面に装飾物が取り付けられた受動磁石を配置した磁石回転装置の斜視図である。
図１９は、分離部材を円板形状のシェルプレートで形成した磁石回転装置の断面図である。
図２０は、分離部材を円筒形状のシェルプレートで形成した磁石回転装置の断面図である。
図２１ａは、本発明に係る磁石回転装置を用いた自動車玩具の断面図である。
図２１ｂは、図２１ａに示す自動車玩具の側断面図である。
【００１６】
以下、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施例を説明する。
まず、図１から図６を参照して、本発明に係る磁石回転装置の各構成要素間の配置関係を説明する。
【００１７】
図１ａは、受動磁石が水平回転する場合において、各構成要素の配置関係を示す断面図である。図１ａに示すように、可動磁石２００は、板状の分離部材１２０、１４０の下面１２２、１４２に隣接するように配置される。可動磁石２００は、Ｎ極及びＳ極が分離部材１２０、１４０の下面１２２、１４２に沿って配列されるように配置される。例えば、可動磁石として両面２極磁石を使用する場合、Ｎ極が左側に位置しＳ極が右側に位置したり、Ｓ極が左側に位置しＮ極が右側に位置するように配置される。仮に、可動磁石として片面２極磁石を使用する場合には、Ｎ極及びＳ極が形成された磁極面が分離部材の下面に隣接するように配置される。言い換えれば、可動磁石のＮ極及びＳ極が共に分離部材の下面に隣接するように配置される。
【００１８】
可動磁石２００が隣接するように配置された上側及び下側分離部材１２０、１４０の下面１２２、１４２に対向する上面１２４、１４４には、受動磁石３２０、３４０が夫々配置される。図１ａに示すように、受動磁石３２０、３４０は、Ｎ極及びＳ極のいずれか１つの磁極面が上側及び下側分離部材１２０、１４０の上面１２４、１４４に吸着される。また、受動磁石３２０、３４０は、磁気力により可動磁石２００と相互作用するように配置される。したがって、受動磁石３２０のＳ極が可動磁石２００のＮ極と引力を作用すると同時に、可動磁石２００のＳ極と斥力を作用するので、受動磁石３２０が可動磁石２００のＮ極に偏って配置される。同様に、受動磁石３４０のＮ極は、可動磁石２００のＳ極と引力を作用する同時に、可動磁石２００のＮ極と斥力を作用するので、受動磁石３４０が可動磁石２００のＳ極に偏って配置される。
【００１９】
次に、図１ｂを参照して、図１ａに示す磁石配置を有する磁石回転装置の作動を説明する。分離部材１２０の上側から見た時、受動磁石３２０は、可動磁石２００の一側に偏って配置される。このような配置で、分離部材１２０がＡ方向に移動すれば、受動磁石３２０は、移動することなく本来の位置でＣ方向（すなわち時計方向に）回転する。一方、可動磁石２００がＢ方向に移動すれば、受動磁石３２０は、可動磁石２００に従ってＢ方向に移動しながらＣ方向に回転するようになる。
【００２０】
受動磁石３２０が回転運動する理由は、可動磁石２００が及ぼす磁気吸引力が、受動磁石３２０が分離部材１２０に吸着された面に均一に分布しないからである。すなわち、受動磁石３２０が可動磁石２００の一側に偏っているので、可動磁石２００に近い受動磁石３２０の一部分に強い磁気吸引力が作用し、可動磁石２００から遠い側の受動磁石３２０の一部分には、相対的に弱い磁気吸引力が作用する。
【００２１】
言い換えれば、可動磁石２００が受動磁石３２０に及ぼす磁気吸引力が最も最大であるＭ領域（図１ｂのハッチング領域）は、受動磁石３２０の中心から偏心されている。可動磁石２００と分離部材１２０とが相対移動することによって、受動磁石３２０が分離部材１２０上で移動するようになり、この時、受動磁石３２０と分離部材１２０との間に摩擦力が発生するようになる。摩擦力は、垂直抗力に比例し、垂直抗力は、可動磁石２００と受動磁石３２０との間に作用する磁気吸引力に比例するので、受動磁石３２０のＭ領域に作用する垂直抗力は、他の領域に作用する垂直抗力より大きくなる。したがって、受動磁石３２０のＭ領域に作用する摩擦力が受動磁石の他の領域に作用する摩擦力より大きいため、受動磁石３２０に回転トルクが発生するようになる。このような理由で、可動磁石２００に対して分離部材１２０が移動すれば、分離部材１２０の上面に配置された受動磁石３２０が移動することなく本来の位置で回転運動をする。一方、分離部材１２０に対して可動磁石２００が移動すれば、受動磁石３２０が回転しながら可動磁石２００に従って移動する。
【００２２】
本発明に係る磁石回転装置において、可動磁石と受動磁石との間には、磁気吸引力と反撥力が同時に作用する。したがって、受動磁石は、可動磁石との間に作用する磁気力が平衡となる位置に配置されている。特に、可動磁石が受動磁石に及ぼす磁気吸引力は、受動磁石の一側に偏って強く作用する。例えば、図１ｂに示すように、受動磁石３２０のＭ領域に作用する磁気吸引力が受動磁石３２０の他の領域に作用する磁気吸引力より強い。このような受動磁石及び可動磁石の配置関係によって、受動磁石の回転運動が誘導される。さらに、図１ａでは、可動磁石のＮ極及びＳ極が配列された方向が分離部材の下面に平行となるように配置されているが、必ずしも平行となるように配置する必要はない。すなわち、受動磁石に作用する可動磁石の磁気吸引力が最大である領域が、受動磁石の回転中心から偏心されるように配置されるとすれば、可動磁石のＮ極及びＳ極の配列方向が分離部材の下面に対して所定の角度で傾斜するように配置しても構わない。
【００２３】
また、図１ａ及び図１ｂに示す磁石回転装置において、可動磁石の磁石の長さが短いほど、受動磁石に作用する最大吸引力作用領域が受動磁石の回転中心から遠い位置に形成される。したがって、可動磁石と分離部材との相対移動によって、受動磁石に発生する回転トルクの大きさが大きくなるので、受動磁石の回転力が増加する。
【００２４】
一方、１つの可動磁石に複数の回転磁石を配置することができる。図１ａに示すように、１つの可動磁石の上側及び下側に夫々上側分離部材１２０及び下側分離部材１４０を配置することによって、１つの可動磁石に対して多数の受動磁石が結合されるように構成できる。すなわち、上側分離部材１２０及び下側分離部材１４０に夫々２つの受動磁石が配置されることができ、したがって、１つの可動磁石を用いて同時に４つの受動磁石を回転運動させることができる。
【００２５】
さらに、複数の可動磁石を利用することも可能である。この場合には、複数の可動磁石を固定配置し、また分離部材に対して同時に相対移動させるための手段として、収容部材４００を利用することが好ましい。すなわち、収容部材４００に複数の可動磁石を所定の間隔で離隔させて配置し、夫々の可動磁石に受動磁石を結合させれば、同時に複数の受動磁石を回転させることができる。
【００２６】
一方、図１ａに示すように、可動磁石２００が収容部材４００の内部に埋設される場合には、収容部材の一部が受動磁石３２０、３４０と可動磁石２００の間に位置する。この場合、収容部材が磁性材質で形成されると、受動磁石３２０、３４０及び可動磁石２００の磁気力に影響を及ぼす。したがって、収容部材４００に可動磁石２００が埋設されて配置された場合には、合成樹脂などのような非磁性材質を用いて収容部材４００を製造することが好ましい。
【００２７】
本発明に係る磁石回転装置の分離部材は、可動磁石と受動磁石との間に介在され、可動磁石と受動磁石が直接吸着されるのを防止する。また、分離部材は、可動磁石及び受動磁石の磁気力に影響を受けない材料で形成されなければならない。したがって、分離部材としては、例えば、アルミニウムステイン、合成樹脂、ガラスなどの非磁性材質よりなることが好ましい。また、図１ａ及び図１ｂでは、分離部材１２０、１４０が板状を有するが、受動磁石３２０、３４０が移動できる移動面が形成されているものなら、形状は限定されない。また、夫々の受動磁石３２０、３４０に回転物５２０、５４０を取り付けると、回転物５２０、５４０が受動磁石３２０、３４０に従って移動しながら回転する。したがって、本発明に係る磁石回転装置を、躍動感ありかつ視覚的効果に優れた回転装飾物として応用できる。
【００２８】
図２ａ及び図２ｂに示す磁石回転装置において、可動磁石、分離部材及び収容部材の配置関係は、図１ａ及び図１ｂと同様である。但し、図１ａ及び図１ｂの受動磁石３２０、３４０は、その回転面が分離部材に平行となる場合（すなわち受動磁石が水平回転する場合）に関するものであるが、図２では、受動磁石の回転面が分離部材に直交する場合（すなわち受動磁石が転がり回転する場合）を示す。このように、受動磁石が転がり回転する場合には、図２ａに示すように、受動磁石として、円柱形の両面２極磁石を利用することが好ましい。
【００２９】
受動磁石と可動磁石の配置関係を説明すれば、円柱形の受動磁石３２０、３４０の外周面が、上側及び下側分離部材１２０、１４０に夫々吸着され、かつ受動磁石３２０、３４０のＳ極が可動磁石２００のＮ極側に向かうように配置され、受動磁石３２０、３４０のＮ極が可動磁石２００のＳ極側に向かうように配置される。このような配置で、図２ｂに示すように、分離部材１２０、１４０がＡ方向に移動すれば、受動磁石３２０、３４０は、夫々移動することなく本来の位置でＣ１及びＣ２方向に回転運動する。一方、可動磁石２００が分離部材１２０、１４０に対してＢ方向に移動すれば、受動磁石３２０、３４０は、可動磁石２００に従って移動しながら夫々Ｃ１及びＣ２方向に回転する。
【００３０】
図２ａ及び図２ｂに示す磁石回転装置では、可動磁石２００の磁気吸引力が強く及ぼす受動磁石３２０、３４０の一部の領域（Ｍ；ハッチング領域）が、夫々上側及び下側分離部材１２０、１４０の上面に吸着されている。したがって、分離部材１２０、１４０と可動磁石２００とが相対移動することによって、受動磁石３２０、３４０が可動磁石２００に従って分離部材１２０、１４０の上面を移動し、この時、受動磁石３２０、３４０と分離部材１２０、１４０との間に摩擦力が発生する。このような摩擦力により、受動磁石３２０、３４０が分離部材１２０、１４０の上面で回転運動する。
【００３１】
一方、図２ａ及び図２ｂに示すように、転がり回転のための磁石回転装置では、可動磁石または受動磁石のいずれか１つを、磁石でない磁性体で構成しても構わない。例えば、分離部材に対して相対移動が可能な収容部材に可動磁石を収容し、前記可動磁石に隣接する分離部材の一方の外面に対向する他方の外面に磁性材質の回転物を配置できる。この場合、前記回転物は、円柱形状または球形状であることが好ましい。特に、前記回転物が円柱形状を有する場合には、安定的に転がり回転することができるように、前記回転物を外径より長さが長い棒形状で形成することが好ましい。このような配置で、収容部材が分離部材に対して相対移動すれば、前記回転物は、可動磁石に従って分離部材上で移動しながら転がり回転する。
【００３２】
一方、可動磁石の代わりに、磁性材質よりなる可動部材を収容部材に収容し、受動磁石を転がり回転させることも可能である。すなわち、分離部材に対して相対移動が可能な収容部材内に磁性材質の可動部材を固定配置し、前記可動部材が配置された分離部材の一方の外面に対向する他方の外面に受動磁石を配置する。前記受動磁石は、磁気力により前記可動部材と結合されるように配置される。このような配置で、前記収容部材と前記分離部材とが相対移動すれば、前記分離部材の前記他方の外面上で受動磁石が可動部材に従って移動しながら転がり回転する。ここで、受動磁石は、円柱形状を有することが好ましく、その外周面が分離部材に吸着されることが好ましい。
【００３３】
次に、図３ａ及び図３ｂに示す磁石回転装置は、１つの受動磁石に少なくとも２つ以上の可動磁石が磁気力により結合された形態を示す。図３ａに示す磁石回転装置は、上側及び下側分離部材１２０、１４０の下面に沿って夫々のＮ極またはＳ極が交互に配置され、相互の引力が作用するように配列された３つの可動磁石２２０、２４０、２６０を含む。すなわち、中央に配置された可動磁石２２０は、Ｎ極が上側分離部材１２０に向かい、Ｓ極が下側分離部材１４０に向かうように配置される。また、可動磁石２２０の両側に配置された可動磁石２４０、２６０は、Ｓ極が上側分離部材１２０に向かい、Ｎ極が下側分離部材１４０に向かうように配置される。また、受動磁石３２０、３４０、３６０、３８０は、夫々上側及び下側分離部材１２０、１４０の上面に配置され、かつ磁気力により可動磁石２２０、２４０、２６０と相互作用するように配置される。
【００３４】
このような磁石配置で、受動磁石３２０は、Ｎ極が可動磁石２４０のＳ極と引力を作用し、可動磁石２２０のＮ極と斥力を作用する。したがって、受動磁石３２０は、可動磁石２４０側に偏って配置される。同様に、受動磁石３４０のＮ極は、可動磁石２６０のＳ極と引力を作用し、可動磁石２２０のＮ極と斥力を作用するので、受動磁石３４０は、可動磁石２６０側に偏って配置される。同様の理由で、下側分離部材１４０に配置された受動磁石３６０、３８０も、可動磁石２２０、２６０に夫々偏って配置される。
【００３５】
図１ｂに説明した磁石配置と同様に、受動磁石３２０、３４０に及ぼす可動磁石２２０、２４０、２６０による磁気吸引力が最も強い領域（Ｍ；ハッチング領域、図３ｂ参照）は、受動磁石３２０、３４０の中心から偏心されている。したがって、図３ｂに示すように、分離部材１２０と可動磁石２２０、２４０、２６０とが相対移動すれば、受動磁石３２０、３４０は、移動することなく本来の位置でＣ１またはＣ２方向に回転したり、可動磁石２２０、２４０、２６０に従ってＢ方向に移動しながらＣ１またはＣ２方向に回転する。下側分離部材１４０上に配置された２つの受動磁石３６０、３８０の運動形態も、受動磁石３２０、３４０の運動形態と同様である。
【００３６】
一方、図３ａ及び図３ｂに示す磁石回転装置において、可動磁石２４０、２６０の磁極面の面積は、中央に配置された可動磁石２２０の磁極面の面積より小さい。したがって、可動磁石の強い磁気吸引力が及ぼす受動磁石３２０、３４０のＭ領域が、受動磁石３２０、３４０の回転の中心から外周縁に一層近くなる。受動磁石３２０、３４０に作用する回転トルクの大きさは、回転の中心から作用点までの距離が遠いほど大きくなる。可動磁石と分離部材とが相対移動することによって発生する受動磁石の回転トルクが大きくなることによって、受動磁石の回転力が大きくなる。
【００３７】
また、図３ａ及び図３ｂでは、３つの可動磁石が配置された場合を示したが、図４ａに示すように、２つの可動磁石を使用しても構わない。このように配置された可動磁石に対して受動磁石が水平回転するように配置する場合には、可動磁石の極性によって分離部材に吸着される受動磁石の磁極面の極性が変わる。すなわち、２つの可動磁石が配置された場合、夫々の可動磁石側に偏って配置された受動磁石は、分離部材に吸着された磁極面の極性が互いに反対となるように配置される。
【００３８】
また、図４ａ及び図４ｂに示すように、受動磁石３２０、３４０は、円柱形の両面２極磁石を使用して、外周面が上側及び下側分離部材１２０、１４０の上面に夫々吸着されるように配置することができる。すなわち、受動磁石３２０、３４０は、転がり回転するように配置することができる。すなわち、受動磁石３２０のＮ極が可動磁石２２０のＳ極に向かい、受動磁石３２０のＳ極が可動磁石２４０のＮ極に向かうようになる。同様に、受動磁石３４０は、Ｓ極が可動磁石２２０のＮ極に向かい、Ｎ極が可動磁石２４０のＳ極が向かうように配置される。このような磁石配置で、分離部材１２０、１４０と可動磁石２２０、２４０とが相対移動することによって、受動磁石３２０、３４０が回転運動するようになる。すなわち、分離部材１２０、１４０がＢ方向に移動すれば、受動磁石３２０、３４０は、移動することなく本来の位置でＣ１またはＣ２方向に転がり回転するようになる。一方、可動磁石２２０、２４０がＡ方向に移動すれば、受動磁石３２０、３４０は、分離部材１２０、１４０上で可動磁石２２０、２４０に従って移動しながらＣ１またはＣ２方向に転がり回転するようになる。
【００３９】
一方、図３ａ及び図４ａでは、複数の可動磁石の夫々のＮ極及びＳ極が交互に配置され、相互の引力が作用するように配置した場合を示した。しかし、複数の可動磁石が互いに斥力を作用するように配置することも可能である。すなわち、図５ａに示すように、２つの可動磁石２２０、２４０の夫々のＮ極が上側分離部材１２０に向かい、夫々のＳ極が下側分離部材１４０に向かうように配置される。また、２つの可動磁石２２０、２４０は、所定の間隔をもって離隔され配置されることが好ましい。
【００４０】
受動磁石３２０、３４０は、両面２極磁石であり、Ｎ極及びＳ極のいずれか１つの磁極面が分離部材１２０、１４０の上面に配置される。すなわち、図５ａに示すように、受動磁石３２０のＳ極が上側分離部材１２０の上面に配置され、受動磁石３４０のＮ極が下側分離部材１４０の上面に配置される。ここで、受動磁石３２０のＳ極は、可動磁石２２０のＮ極及び可動磁石２４０のＮ極と引力を作用するようになる。この場合、受動磁石３２０は、２つの可動磁石２２０、２４０間の間隔内に配置され、いずれか１つの可動磁石近くに配置される。したがって、近い側の可動磁石２２０と受動磁石３２０との間に作用する引力が、遠い側の可動磁石２４０と受動磁石３２０との間に作用する引力より大きくなる。したがって、受動磁石３２０に作用する可動磁石２２０、２４０の磁気吸引力は、受動磁石３２０に均一に作用せずに、一部の領域（Ｍ；ハッチング領域、図５ｂ参照）に一層強い磁気吸引力が作用するようになる。
【００４１】
図５ｂに示す磁石配置で、分離部材１２０と可動磁石２２０、２４０とが相対移動すれば、受動磁石３２０と分離部材１２０との間に作用する摩擦力は、Ｍ領域で一層大きく作用するので、受動磁石３２０に回転トルクが発生するようになる。したがって、分離部材１２０が可動磁石２２０、２４０に対してＡ方向に移動すれば、受動磁石３２０が移動することなく本来の位置でＣ方向に回転する。一方、可動磁石２２０、２４０が分離部材１２０に対してＢ方向に移動すれば、受動磁石３２０が可動磁石２２０、２４０に従ってＢ方向に移動しながらＣ方向に回転するようになる。
【００４２】
図１から図５に示す磁石回転装置では、受動磁石及び可動磁石の配置により、受動磁石に及ぼす可動磁石の磁気吸引力が受動磁石の一部の領域に一層強く作用するようにすることによって、受動磁石に回転トルクが発生するように誘導する。同様に、図６ａ及び図６ｂに示すように、分離部材１２０、１４０の上面に別途の手段を配置することによって、受動磁石が可動磁石の一側に偏心されるように配置することも可能である。
【００４３】
すなわち、図６ａに示すように、可動磁石２００のＮ極及びＳ極が夫々上側及び下側分離部材１２０、１４０に向かうように配置し、可動磁石２００に対向する位置で上側及び下側分離部材１２０、１４０の上面に隔離部材６００を配置する。隔離部材６００は、分離部材１２０、１４０と可動磁石２００とが相対移動する経路に沿って配置されることが好ましい。また、隔離部材６００は、非磁性材質で製造されることが好ましく、分離部材１２０、１４０と一体に製造されたり、又は、別途の部材で製造され、分離部材１２０、１４０に取り付けることができる。受動磁石３２０、３４０は、隔離部材６００の一側または両側に配置され、かついずれか１つの磁極面が分離部材１２０、１４０の上面に吸着され、磁気力により可動磁石２００と結合されるように配置される。すなわち、受動磁石３２０、３４０は、水平回転するように配置される。
【００４４】
図６ｂに示す磁石回転装置において、受動磁石３２０は、隔離部材６００によって可動磁石２００の一側に偏って配置される。したがって、可動磁石２００が受動磁石３２０に及ぼす磁気吸引力は、Ｍ領域で一層強く作用する。このような磁石配置において、分離部材１２０と可動磁石２００とが相対移動することによって、受動磁石３２０に作用する摩擦力がＭ領域で一層大きくなるので、受動磁石３２０に回転トルクが発生するようになる。したがって、分離部材１２０が可動磁石２００に対してＡ方向に移動すれば、受動磁石３２０は、移動することなく本来の位置でＣ方向に回転するようになる。一方、可動磁石２００が分離部材１２０に対してＢ方向に移動すれば、受動磁石３２０は、可動磁石２００に従ってＢ方向に移動しながらＣ方向に回転するようになる。
【００４５】
以上、本発明に係る磁石回転装置の分離部材、可動磁石及び受動磁石の多様な配置関係を説明した。図１、図３、図５及び図６を参照して、受動磁石が水平回転するように配置される場合の各構成要素の配置関係を説明し、図２及び図４では、受動磁石が転がり回転するように配置された場合の各構成要素の配置関係を説明した。特に、本発明に係る磁石回転装置において、可動磁石及び分離部材は、相対移動することで互いに対して変位が可能に配置される。すなわち、可動磁石が固定され、分離部材が移動したり、又は、分離部材が固定され、可動磁石が移動するように配置される。したがって、可動磁石を直接回転させて、受動磁石に回転力を伝達するものでなく、単純に可動磁石と分離部材とを相対移動させることによって、受動磁石の回転運動を誘導するようになる。
【００４６】
また、複数の可動磁石を分離部材に対して移動させる場合には、収容部材を利用することが好ましい。そして、収容部材を駆動手段により移動させることによって、複数の可動磁石を分離部材に対して同時に相対移動させることができる。収容部材を利用する場合には、収容部材が分離部材に対して相対移動が可能に配置される。このように、収容部材を使用すれば、複数の可動磁石を一定のパターンで配置することができ、これにより、分離部材の上面に複数の受動磁石を多様なパターンで配置することができると同時に、複数の磁石を回転運動させることができる。
【００４７】
図７ａから図７ｃには、複数の可動磁石及び受動磁石が配置された磁石回転装置を示した。図７ａは、複数の受動磁石が配置された磁石回転装置の上面図であり、図７ｂは、図７ａのＩ−Ｉ切断線に沿って切断した断面図であり、図７ｃは、II−II切断線に沿って切断した断面図である。図７ａから図７ｃに示す磁石回転装置において、複数の可動磁石２００が収容部材４００内に所定の間隔をもって離隔され配置されていて、夫々の可動磁石２００は、図１ａと同様に配置されている。複数の受動磁石３２０、３４０の夫々は、Ｎ極と及びＳ極のいずれか１つの磁極面が分離部材１００の上面に配置される。
【００４８】
ここで、受動磁石３２０は、分離部材１００を介して磁気力により可動磁石２００と結合される。また、図７ｂに示すように、１つの可動磁石２００に２つの受動磁石３２０が結合されていて、受動磁石３２０は、隣接する受動磁石３２０間に引力が作用するように配置される。また、図７ｃに示すように、可動磁石２００と結合されていない受動磁石３４０を含むことができる。この場合、可動磁石と結合されていない受動磁石３４０は、可動磁石２００に直接結合された受動磁石３２０に連接して配置され、かつ隣り合って配置された受動磁石３２０、３４０間に相互引力が作用するように配置される。このように、複数の受動磁石３２０、３４０が隣り合うように配置される場合には、受動磁石３２０、３４０の断面が円形状であることが好ましい。これにより、可動磁石２００に直接結合された受動磁石３２０が回転することによって、それに連接する受動磁石３４０が共に回転するようになる。このような配置により、複数の受動磁石を回転させるのに必要な可動磁石の個数を低減することができる。
【００４９】
また、磁極面が分離部材１００の上面に吸着されるように配置された受動磁石３２０、３４０のうち隣り合って配置された２つの受動磁石が連接する境界部の上側に、転がり回転する受動磁石３６０を配置することができる。また、転がり回転用受動磁石３６０は、円柱形状または円板形状を有し、外周面が隣り合う２つの受動磁石３２０または３４０の上側に連接するように配置される。これらの転がり回転用受動磁石３６０は、回転軸が分離部材１００の上面に平行となるように配置される。したがって、受動磁石３２０、３４０が水平回転すれば、受動磁石３６０が転がり回転するようになる。このような配置により、水平回転する受動磁石だけでなく、転がり回転する受動磁石を同時に駆動させることができる。
【００５０】
特に、図７ｂ及び図７ｃには、夫々の受動磁石３２０、３４０、３６０に回転軸６２２、６２３及びプーリ６２４を連結した状態を示した。図７ｂは、水平回転する受動磁石３２０に回転軸６２２を設け、回転軸６２２が分離部材１００の上面に垂直な方向に延設される場合であり、図７ｃは、転がり回転する受動磁石３６０に回転軸６２３を設け、回転軸６２３が分離部材１００の上面に平行となる方向に延設される場合である。ここで、可動磁石２００が配置された収容部材４００を固定し、分離部材１００をコンベヤー装置などを用いて図７ａに示す矢印Ａ方向に移動させれば、複数の受動磁石３２０、３４０、３６０が移動することなく本来の位置で水平回転したり、転がり回転するようになる。さらに、夫々の回転軸６２２、６２３の一端に結合されたプーリ６２４は、ベルト（不図示）などを介して回転力を伝達しようとする機械装置（不図示）に連結される。したがって、夫々の受動磁石３２０、３６０の回転力が回転軸６２２、６２３、プーリ６２４及びベルトを経て機械装置の各回転部材に伝達される。
【００５１】
図７ａから図７ｃに示す磁石回転装置は、複数の受動磁石３２０、３４０、３６０の夫々に回転軸６２２、６２３が結合されるので、複数の回転軸を要求する機械装置において動力伝達装置に応用されることができる。また、前記磁石回転装置は、互いに直交する２つの回転軸６２２、６２３を提供するので、これらを適切に利用することによって、多様に配置された機械装置の各構成要素に回転力を伝達することができる。
【００５２】
次に、図８から図１１を参照して、本発明に係る磁石回転装置の付加的な構成要素について説明する。
【００５３】
まず、図８は、水平回転する受動磁石の回転力を補強するための多様な手段を示す。受動磁石３２０、３４０、３６０、３８０のいずれか１つの磁極面が分離部材１２０、１４０に吸着され配置された場合、分離部材１２０、１４０に吸着された受動磁石３２０、３４０、３６０、３８０の磁極面に摩擦部材６４０が取り付けられる。摩擦部材６４０は、分離部材１２０、１４０との摩擦係数が大きい材質で製造されることが好ましい。このように、受動磁石３２０、３４０、３６０、３８０及び分離部材１２０、１４０の摩擦係数を大きくすることで、受動磁石３２０、３４０、３６０、３８０の回転力を向上させることができる。摩擦部材６４０は、別途の部材で製造された摩擦板を受動磁石３２０、３４０、３６０、３８０の一面に取り付けて形成したり、受動磁石３２０、３４０、３６０、３８０の一面に、スプレイなどを用いて摩擦係数が大きいコーティング層を形成することが可能である。
【００５４】
また、図８に示す磁石配置は、図１ａに示す磁石配置を利用したものであるが、この場合、１つの可動磁石２００に複数の受動磁石３２０、３４０、３６０、３８０を配置することができる。仮に、２つの受動磁石３２０、３４０又は３６０、３８０が連接して配置される場合、受動磁石３２０、３４０、３６０、３８０は、円柱形状または円板形状を有することが好ましい。この場合、円柱形の受動磁石３２０、３４０、３６０、３８０の外周面には、摩擦リング６４２が挿着されることができる。これにより、隣り合う受動磁石３２０及び３４０、３６０及び３８０間の摩擦力が大きくなるので、夫々の受動磁石の回転力が補強される。
【００５５】
また、図８に示すように、隣り合う受動磁石３２０及び３４０、３６０及び３８０間に介在される垂直摩擦板６４６を分離部材の上面に配置することができる。これにより、回転する受動磁石３２０、３４０、３６０、３８０の回転力を補強できる。垂直摩擦板６４６は、分離部材１２０、１４０から延びて一体に形成されたり、別途の部材で製造された後、分離部材１２０、１４０に取り付けられることが可能である。また、垂直摩擦板６４６は、可動磁石２００が分離部材１２０、１４０に対して相対移動する経路に沿って延設されることが好ましい。
【００５６】
一方、図９には、転がり回転する受動磁石３００の回転力を補強するための手段を示す。図９に示すように、転がり回転する受動磁石３００の回転中心上にバー６５２を設置し、バー６５２の一端に円形摩擦板６５４を設ける。円形摩擦板６５４は、受動磁石３００に従って分離部材１２０、１４０の上面を転がり回転するようになるが、円形摩擦板６５４の外周縁に摩擦面６５６を形成して、分離部材１２０、１４０との摩擦係数を増加させる。これにより、受動磁石３００が分離部材１２０、１４０上で滑ることなく、安定的に回転することができる。また、受動磁石３００の外周面にゴムコーティング層６５８を形成し、受動磁石３００と分離部材１２０、１４０間の摩擦力を向上させることも可能である。
【００５７】
図８及び図９に示す摩擦部材６４０、摩擦リング６４２、垂直摩擦板６４６、円形摩擦板６５４及びゴムコーティング層６５８は、受動磁石の回転力を補強するための手段である。これらの回転力補強手段により、受動磁石がより安定的に回転運動できるようになる。受動磁石に装飾物などの回転物を取り付ける場合には、回転物の重さに起因して受動磁石が分離部材上で安定的に回転せずに、滑ることができる。この場合、前記回転力補強手段を付加すれば、受動磁石が分離部材上で滑るのを防止できる。したがって、前記回転物が重量の大きい物体であっても、受動磁石が安定的に回転運動できるようになる。
【００５８】
図１０ａは、受動磁石３００が分離部材１００に吸着される面に湾曲部３０２を形成した例を示す。このように、受動磁石３００に湾曲部３０２を形成すれば、受動磁石３００と分離部材１００が接触する面積が減少する。したがって、受動磁石３００がより円滑に回転できる。また、受動磁石３００に湾曲部３０２を形成しなくても、図１０ｂのように、円形の模型物５００内に受動磁石３００を内在させれば、図１０ａと同様の効果が得られる。この場合、模型物５００の内面と受動磁石３００間の摩擦力が小さいと、受動磁石３００が模型物５００内で空回転できる。したがって、模型物５００が受動磁石３００に従って回転するようにするためには、受動磁石３００の外面にゴムコーティング剤などを塗布し、受動磁石３００と模型物５００間の摩擦係数を向上させることが好ましい。
【００５９】
特に、図１０ｂに示すように、受動磁石３００を模型物５００の空洞内に配置した場合には、模型物５００を可動磁石２００の左側または右側に選択して配置することができる。より詳細に説明すれば、受動磁石３００は、模型物５００の前記空洞の内部で自由に位置が変更することができる。したがって、模型物５００を可動磁石２００のＮ極側に配置する場合には、受動磁石３００のＳ極が可動磁石２００のＮ極と引力を作用するように位置変更される。一方、模型物５００を可動磁石２００のＳ極側に配置する場合には、受動磁石３００のＮ極が可動磁石２００のＳ極と引力を作用するように位置変更される。これにより、本発明に係る磁石回転装置を装飾物または玩具に使用する場合に、ユーザの意図に応じて多様な位置に回転物を配置できる。また、模型物５００の形状に関しては、受動磁石３００の位置が自由に変更できる余裕空間を含むなら、どんな形状でも採用可能である。
【００６０】
本発明に係る磁石回転装置において、分離部材上で移動しながら回転する受動磁石の運動形態は、大きく２つの形態、すなわち水平回転と垂直回転が可能であることは、上述した通りである。また、水平回転の場合及び転がり回転の場合において、可動磁石及び受動磁石の配置関係は、既に図１から図６を参照して説明した通りである。
【００６１】
図１１では、受動磁石が水平回転から転がり回転に位置変換したり、転がり回転から水平回転に位置変換することを可能にする受動磁石の位置変換手段を示す。図１１ａは、受動磁石が分離部材の上面に沿って進行する経路に前記位置変換手段が配置された状態を示す上面図であり、図１１（ａ１）から図１１（ａ５）は、夫々図１１ａのＩ−ＩからＶ−Ｖ切断線に沿って切断した断面図である。
【００６２】
図１１ａに示すように、分離部材１００の上面には、受動磁石３００の位置変換手段として、少なくとも一側が傾斜するように形成された傾斜突起部６６０が形成されている。より詳細に説明すれば、分離部材１００の上面に三角錐形状の突起部６６０が形成されている。突起部６６０は、分離部材１００と可動磁石２００とが相対移動する経路に沿って任意の位置に配置される。
【００６３】
まず、Ｉの位置で転がり回転する受動磁石３００が分離部材１００の上面に沿って移動し、突起部６６０が形成されたIIの位置に至るようになる。この時、受動磁石３００は、突起部６６０に形成された傾斜面６６２に起因して一側に傾くようになる。分離部材１００が続いて移動すれば、受動磁石３００は、IIIの位置で、水平回転する配置に変換される。仮に、別の突起部６６０が形成された場合には、IVの位置で受動磁石３００がさらに一側に傾く。分離部材１００が続いて移動すれば、受動磁石３００は、Ｖの位置で、転がり回転する配置に変更される。
【００６４】
このように、分離部材１００上に傾斜突起部６６０を形成することによって、受動磁石３００を転がり回転する位置から水平回転する位置に変更したり、水平回転する位置から転がり回転する位置に変更することができる。したがって、本発明に係る磁石回転装置を装飾物、玩具などに応用する場合に、躍動的に移動する回転物を表現できる。また、図１１に示す傾斜突起部６６０は、三角錐形状で示したが、突起の形状については、多様な変形が可能である。
【００６５】
本発明に係る磁石回転装置は、１つの可動磁石及び１つの受動磁石で構成されることができるが、複数の可動磁石を収容部材に固定配置して一体に駆動することによって、夫々の可動磁石に結合された複数の受動磁石を同時に回転運動させるように構成することができる。以下、図１２から図２０を参照して、収容部材と分離部材とを相対移動させるための多様な駆動手段について説明する。後述する駆動手段は、一実施例に過ぎないもので、収容部材及び分離部材を互いに対して相対移動させることができる駆動手段なら、どんな方式をも採用可能であることを当業者なら容易に理解することができる。
【００６６】
まず、図１２から図１６では、駆動手段をコンベヤー装置で構成した例を示す。このようなコンベヤー装置は、ベルト、チェーンなどを用いていろいろ形態で具現できる。
【００６７】
図１２ａ及び図１２ｂは、収容部材に対して分離部材を移動させるコンベヤー装置を示す。図１２ａ及び図１２ｂに示すように、分離部材は、コンベヤーベルト１００で形成される。前記コンベヤーベルトの両端部は、ローラ７１２、７１４に係合され、ローラ７１２、７１４の両端は、ベアリング７１６により支持台７００に回転自在に結合される。また、ローラ７１２の回転軸の一端にプーリ７１８が結合される。プーリ７１８は、ベルト（不図示）により駆動モータ（不図示）に連結され回転されることができる。したがって、駆動モータにより発生する回転力がプーリ７１８を介してローラ７１２に伝達され、前記コンベヤーベルト１００が駆動される。
【００６８】
一方、図１２ｂに示すように、コンベヤーベルト１００の内側には、複数の可動磁石２２０が所定の間隔をもって配置された収容部材４００が、支持台７００に固定される。収容部材４００の外面は、コンベヤーベルト１００の内面に隣接するように配置される。この場合、収容部材４００は、コンベヤーベルト１００が円滑に移動することができるように、所定の間隔をもって配置されることが好ましい。また、通常のコンベヤー装置と同様に、コンベヤーベルト１００の垂れ防止及び円滑な移動を図るために、コンベヤーベルト１００間にローラ４２０を配置することが好ましい。この場合、ローラ４２０の内部に可動磁石２４０を配置し、収容部材として利用することができる。
【００６９】
さらに、可動磁石２２０、２４０及び受動磁石３２０、３４０の磁石配置は、図１から図６で説明した磁石配置をそのまま適用することができる。図１２ａ及び図１２ｂで、可動磁石２２０及び受動磁石３２０は、水平回転する場合の磁石配置に基づいて配置されていて、可動磁石２４０及び受動磁石３４０は、転がり回転する場合の磁石配置に基づいて配置されている。
【００７０】
図１２ａ及び図１２ｂに示す磁石回転装置では、収容部材が固定され、分離部材が収容部材に対して移動するコンベヤーベルトで構成される。例えば、コンベヤーベルト１００が図１２ｂに示すように、矢印Ａ方向に移動すれば、複数の受動磁石３００が移動することなく本来の位置で回転運動するようになる。また、複数の可動磁石２２０、２４０を収容部材４００、４２０内に多様なパターンで配置すれば、複数の受動磁石３２０、３４０をいろいろなパターンで配置することができる。さらに、受動磁石３２０、３４０の夫々に多様な形状の回転物を取り付け、本発明に係る磁石回転装置を玩具、インテリア装飾物、広告用看板などに応用することができる。例えば、図１２ａに示すように、受動磁石３２０、３４０が「ＫＲ」という文字をなすように、パターンを形成し、夫々の受動磁石３２０、３４０に多様な回転物５００を配置することができる。
【００７１】
図１３ａ及び図１３ｂは、分離部材を固定し、収容部材を移動させるコンベヤー装置を示す。すなわち、収容部材が複数の可動磁石２００が収容されたコンベヤーベルト４００で製造される。コンベヤーベルト４００の両端は、ローラ７１２、７１４に係合され、ローラ７１２の回転軸の一端にプーリ７１８が結合される。プーリ７１８は、ベルト（不図示）により駆動モータに連結される。分離部材１００は、コンベヤーベルトで製造された収容部材４００の外面を覆うケースで形成される。駆動モータにより発生する回転力がプーリ７１８を介してローラ７１２に伝達され、これにより、コンベヤーベルト４００が分離部材１００に対して移動する。したがって、分離部材１００の外面に配置された受動磁石３００が可動磁石２００に従って移動しながら回転運動するようになる。
【００７２】
図１４ａ及び図１４ｂは、収容部材をコンベヤー装置で駆動する他の実施例を示す。図１４ａに示すように、複数のローラ７２２を用いてコンベヤーベルト４００で形成された収容部材が多様なパターンをなすように配置することができる。ここで、分離部材１００は、収容部材４００に隣接する位置で収容部材４００を覆う平板で形成される。また、収容部材４００は、分離部材１００の下部で一定のパターンをなすように配置される。
【００７３】
コンベヤーベルトで形成された収容部材４００が駆動ローラ７２０により矢印Ｂ方向に移動すれば、分離部材１００の外面に配置された受動磁石３００が可動磁石２００に従って移動しながら回転する。図１４ｂは、分離部材１００の外面に配置された受動磁石３００がＴ字形状で回転移動する状態を示した。
【００７４】
このように、本発明に係る磁石回転装置を用いて、多様な形状を有するインテリアー装飾物または広告用看板を製作できる。
【００７５】
一方、図１５ａに示すように、分離部材を管形状で製造し、その内部に形成された空洞に収容部材を挿入することも可能である。収容部材４００には、複数の可動磁石２００が配置され、管形状の分離部材１００の一方の外面に沿って複数の受動磁石３００が配置される。また、図１５ｂに示すように、収容部材４００が挿着された分離部材１００をベース基板７４０に一定の間隔で形成された係止ピン７４８に任意の形状で配置することが可能である。この場合、収容部材４００及び分離部材１００を柔軟な材質で製造すれば、ユーザの所望する形状で多様に配置できる。
【００７６】
収容部材４００は、ベルト７４４によりモータ７４６に連結した駆動ローラ７４２に締結される。この場合、駆動ローラ７４２に締結される収容部材４００の一側面に鋸歯（不図示）を形成できる。この時、管形状の分離部材１００は、駆動ローラ７４２に連接する部位が開放され、収容部材４００の一面に形成された鋸歯が駆動ローラ７４２の鋸歯に係合されるようにすることが好ましい。
【００７７】
また、図１５ｃに示すように、収容部材４００が管形状の分離部材１００の内部で一層円滑に移動することができるように、分離部材１００の空洞の内部にローラ７５０を配置することが好ましい。参考として、図１５ｃは、分離部材１００の内部にローラ７５０を配置した場合、図１５ａのＩ−Ｉ切断線に沿って切断した断面を示す。
【００７８】
一方、図１２から図１５では、複数の可動磁石が収容部材の内部に埋設され配置される場合を示した。この場合、収容部材を磁性材料で形成すれば、受動磁石と可動磁石との間に存在する磁性材料によって受動磁石の回転運動が妨害を受ける。したがって、可動磁石が収容部材の内部に埋設された場合には、収容部材を非磁性材質で形成することが好ましい。しかし、図１６のように、鉄製チェーンコンベアー装置を使用する場合に、収容部材４００の上部に可動磁石２００を配置すれば、収容部材２００が磁性体、例えば鉄板である場合にも、使用可能である。すなわち、チェーン７６０に、収容部材として使われる支持板４００を設け、この支持板の上部に可動磁石２００を配置した後、分離部材（不図示）を可動磁石２００の上側に隣接するように配置することも可能である。
【００７９】
以上説明したコンベヤー方式の駆動手段は、分離部材及び収容部材のいずれか１つだけを駆動する場合であるが、分離部材及び収容部材を同時に駆動することも可能である。例えば、分離部材及び収容部材を共にコンベヤーベルトで構成し、両者を互いに反対方向に駆動することも可能である。また、分離部材及び収容部材が同じ方向に駆動される場合でも、移動速度を異ならしめて制御することによって、相対的変位が可能なように構成することができる。
【００８０】
図１７ａ及び図１７ｂは、本発明に係る磁石回転装置の駆動手段としてクランク装置を利用した例を示す。図１７ａ及び図１７ｂに示すように、複数の可動磁石２２０、２４０が配置された収容部材４００は、その外面を取り囲んでいる分離部材１００の内部に位置する。駆動手段には、モータ（不図示）の駆動軸をクランク軸７８０として形成し、クランクアーム７８２に連接棒７８４の一端をピン７８６で結合する。連接棒７８４の他端は、収容部材４００の一端部にピン７８８で結合する。このような構成により、モータが回転することによって、収容部材４００が往復運動するようになる。
【００８１】
また、図１７ｂに示すように、受動磁石３２０、３４０は、分離部材１００を介して可動磁石２２０、２４０と磁気力により結合されている。ここで、受動磁石３２０は、水平回転するように配置され、受動磁石３４０は、転がり回転するように配置される。このような構成の磁石回転装置において、収容部材４００が往復運動することによって、受動磁石３２０、３４０は、可動磁石２２０、２４０に従って往復運動すると同時に、回転運動するようになる。
【００８２】
図１７ａ及び図１７ｂに示すように、モータの回転力を往復運動に変換させる運動変換装置により、収容部材または分離部材を相対移動させることが可能である。図１７ａ及び図１７ｂでは、収容部材が往復運動する例を示したが、分離部材を往復運動させる構成も可能である。また、前記運動変換装置としては、クランク装置以外にも、カム装置またはカム装置と類似の装置を利用できる。
【００８３】
図１８ａ及び図１８ｂは、分離部材を中空の球形状で構成した例を示す。図１８ａに示すように、分離部材１００は、中空のシェルプレートで形成され、分離部材１００内の空洞に球形状の収容部材４００を配置する。収容部材４００の外周面上には、分離部材１００の内面に隣接するように、複数の可動磁石２００が配置される。また、複数の可動磁石２００夫々に対向する位置で、分離部材１００の外面に複数の受動磁石３２０、３４０が磁気力により可動磁石２００と結合されるように配置される。
【００８４】
図１８ａに示す磁石回転装置では、支持台８００の下部に駆動モータ８２０が装着される。収容部材４００は、駆動モータ８２０の出力軸に連結した駆動軸８２２に固定される。したがって、駆動モータ８２０が駆動すれば、収容部材４００は、分離部材１００の内面に沿って回転するようになる。さらに、受動磁石３２０、３４０は、分離部材１００の外面上で自転しながら可動磁石２００に従って円周運動をするようになる。ここで、受動磁石３２０は、水平回転するように配置され、受動磁石３４０は、転がり回転するように配置されている。図１８ｂは、図１８ａに示す磁石回転装置を用いて製作された回転装飾物を示す。図１８ｂから分かるように、夫々の受動磁石にいろいろな形状の装飾物５００を取り付けることができ、またユーザの所望するパターンを形成し、玩具、インテリア装飾物、広告用看板などに応用できる。
【００８５】
図１９は、分離部材を円板型のシェルプレートで構成した例を示す。図１９に示す磁石回転装置の基本構成は、図１８ａに示す磁石回転装置と同様である。但し、分離部材１００を円板形状のシェルプレートで形成し、その内部に形成された空洞に円板形状の収容部材４００を配置する。収容部材４００は、支持台８００に装着されたモータ８２０の駆動軸８２２に固定され、モータ８２０が駆動すれば、分離部材１００の内面に沿って回転するようになる。このような構成の磁石回転装置において、分離部材１００の外面上に配置された受動磁石３００は、収容部材４００に配置された可動磁石２００に従って自転しながら円周運動するようになる。
【００８６】
図２０では、分離部材を円筒形状のシェルプレートで構成した例を示す。図２０に示す磁石回転装置の基本構成は、図１８ａ及び図１９に示す磁石回転装置と同様である。但し、円筒形状のシェルプレートで構成された分離部材１００が駆動軸８２２に連結されたり、分離部材１００の内部に配置された収容部材４００が駆動軸８２２に連結されることができるという点において差異がある。
【００８７】
すなわち、分離部材１００を回転させようとする場合には、支持台８００に固定された下部固定ねじ８４２を緩め、上部固定ねじ８４４を駆動軸８２２に固定する。この時、駆動軸８２２に固定された上部固定ねじ８４８を緩め、下部固定ねじ８４６を支持台８００に固定することで、収容部材４００を支持台８００に固定する。一方、収容部材４００を回転させようとする場合には、支持台８００に固定された下部固定ねじ８４６を緩め、上部固定ねじ８４８を駆動軸８２２に固定する。この時、駆動軸８２２に固定された上部固定ねじ８４４を緩め、下部固定ねじ８４２を支持台８００に固定することで、分離部材１００を支持台８００に固定する。このような方式で、分離部材１００または収容部材４００を駆動軸８２２に選択的に連結して回転させることができる。
【００８８】
分離部材１００を駆動軸８２２に連結し収容部材４００を支持台８００に固定した場合には、分離部材１００の外面に配置された受動磁石３００が移動することなく本来の位置で自転するようになる。一方、収容部材４００を駆動軸８２２に連結し分離部材１００を支持台８００に固定した場合には、受動磁石３００が分離部材１００の外面上で自転しながら可動磁石２００に従って円周運動するようになる。
【００８９】
図２１ａ及び図２１ｂは、本発明に係る磁石回転装置を用いて分離部材上で移動する自動車玩具を示す。可動磁石２００及び受動磁石３００は、例えば、図２に示す磁石配置と同様に、受動磁石３００が分離部材１００の外面上で転がり回転するように配置される。ここで、２つの受動磁石３００を一対にして自動車の車輪を構成する。また、２つの受動磁石３００の回転の中心には、軸９００が連結される。軸９００は、クランクアーム９２０に連結したクランク軸で形成される。さらに、自動車ケース９２６の上面には、人形９２２が配置され、人形の腕９２８がピン９２４によりクランクアーム９２０に連結される。
【００９０】
図２１ａ及び図２１ｂに示す自動車玩具において、収容部材４００が分離部材１００に対して移動すれば、受動磁石３００が分離部材１００上で、収容部材４００に配置された可動磁石２００に従って移動しながら転がり回転するようになる。したがって、前記自動車玩具は、受動磁石３００が転がり回転することによって、分離部材１００上で転がるようになる。また、受動磁石３００に連結したクランク装置９００、９２０により、人形９２２の腕９２８及び人形９２２の頭が上下に移動する。さらに、分離部材１００及び収容部材４００を図１５ａから図１５ｃに示すようなコンベヤー装置で構成すれば、一層おもしろい自動車玩具を製作できる。なお、図２１ａ及び図２１ｂでは、転がり回転する受動磁石にクランク軸を取り付けた例を示したが、水平回転する受動磁石にクランク軸を取り付け、モービル玩具を製作することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明に係る磁石回転装置は、磁気力により少なくとも１つの可動磁石と結合された複数の受動磁石を夫々独立に回転させることができる。したがって、１つの可動磁石を用いて複数の回転物を回転させることができるので、機械装置に必要な部品の個数を低減することができる。
【００９２】
また、複数の可動磁石を使用して本発明に係る磁石回転装置を構成する場合にも、夫々の可動磁石が、個別にモータにより回転するものでなく、可動磁石と受動磁石との間に介在された分離部材に対して相対移動することで、複数の受動磁石が回転するようになる。すなわち、夫々の可動磁石がギア、プーリなどの付属品によりモータの出力軸に直接連結される構造ではないので、より少ない数の部品を使用して夫々の回転物に独立な回転力を伝達できる動力伝達装置を提供できる。したがって、本発明に係る磁石回転装置を、複数の回転軸が必要な機械装置に応用する場合に、より単純な構造の機械装置を構成することができ、装置の製造コストが低く、エネルギー効率に優れた動力伝達装置として使用することができる。
【００９３】
さらに、本発明に係る磁石回転装置は、受動磁石を移動することなく本来の位置で回転させるだけでなく、回転と同時に移動させることができる。すなわち、可動磁石が回転運動せずに、受動磁石と可動磁石との間に介在された分離部材に対して相対移動するようになる。また、可動磁石と分離部材とが相対移動する経路を多様に構成することができる。例えば、直線運動、円周運動、往復運動、曲線運動など多様な移動経路を構成できる。このように、受動磁石は、モータの駆動軸に直接連結されずに、可動磁石に従って多様な経路を移動しながら回転運動を併行するようになる。したがって、本発明に係る磁石回転装置を玩具、インテリア装飾物、広告用看板などに使用する場合、立体感及び躍動感など多様な視覚的効果を表現できる。特に、分離部材及び収容部材を透明な材質で製造すれば、本発明に係る磁石回転装置を照明器具付き装飾物として応用することができる。
【００９４】
また、本発明に係る磁石回転装置において、分離部材と可動磁石（または収容部材）とを相対移動させる駆動手段には、多様な装置が応用されることができる。例えば、ユーザが手で直接可動磁石（または収容部材）及び分離部材のいずれか１つを駆動することも可能であり、コンベヤー装置、クランク装置などを利用することも可能である。したがって、本発明に係る磁石回転装置は、多数の回転軸を必要とする機械装置の動力伝達装置のみならず、玩具、衣服の装飾物、インテリア装飾、広告用看板などに広範囲に応用することができる。
【００９５】
以上において説明した本発明は、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形及び変更が可能であるので、上述した実施例及び添付された図面に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１Ａ】各構成要素の配置関係を示す磁石回転装置の断面図
【図１Ｂ】図１Ａに示す磁石回転装置の上面図
【図２Ａ】各構成要素の配置関係を示す磁石回転装置の断面図
【図２Ｂ】図２ＡのＩ−Ｉ切断線に沿って切断した側断面図
【図３Ａ】３つの可動磁石が配置された磁石回転装置の断面図
【図３Ｂ】図３Ａに示す磁石回転装置の上面図
【図４Ａ】２つの可動磁石が配置された磁石回転装置の断面図
【図４Ｂ】図４ＡのＩ−Ｉ切断線に沿って切断した側断面図
【図５Ａ】２つの可動磁石が配置された磁石回転装置の断面図
【図５Ｂ】図５Ａに示す磁石回転装置の上面図
【図６Ａ】分離部材の上面に隔離部材を配置した磁石回転装置の断面図
【図６Ｂ】図６Ａに示す磁石回転装置の上面図
【図７Ａ】複数の可動磁石及び受動磁石を配置した磁石回転装置を示す上面図
【図７Ｂ】図７ＡのＩ−Ｉ線に沿って切断した断面図
【図７Ｃ】図７ＡのII−II線に沿って切断した断面図
【図８】受動磁石に回転力補強手段を配置した磁石回転装置の断面図
【図９】受動磁石に回転力補強手段を配置した磁石回転装置の断面図
【図１０Ａ】受動磁石の吸着面に湾曲部を形成した例を示す断面図
【図１０Ｂ】円形の模型物内に受動磁石を配置した例を示す断面図
【図１１】位置変換用傾斜突起部を形成した分離部材上面における受動磁石の各状態を説明する図
【図１２Ａ】分離部材をコンベヤーベルトで形成した磁石回転装置の上面図
【図１２Ｂ】図１２ＡのＩ−Ｉ線に沿って切断した断面図
【図１３Ａ】収容部材をコンベヤーベルトで形成した磁石回転装置の切欠斜視図
【図１３Ｂ】図１３ＡのＩ−Ｉ線に沿って切断した断面図
【図１４Ａ】収容部材及び可動磁石の配置を説明するための概略図
【図１４Ｂ】分離部材上面における受動磁石の状態を示す上面図
【図１５Ａ】収容部材及び分離部材を柔軟な材質で製造した磁石回転装置の説明図
【図１５Ｂ】収容部材及び分離部材を柔軟な材質で製造した磁石回転装置の説明図
【図１５Ｃ】収容部材及び分離部材を柔軟な材質で製造した磁石回転装置の説明図
【図１６】収容部材、可動磁石及びチェーンの連結関係の説明図
【図１７Ａ】クランク装置を利用する磁石回転装置の説明概略図
【図１７Ｂ】図１７ＡのＩ−Ｉ線に沿って切断した断面図
【図１８Ａ】分離部材を球形状のシェルプレートで形成した磁石回転装置の断面図
【図１８Ｂ】装飾物が取り付けられた受動磁石を配置した磁石回転装置の斜視図
【図１９】分離部材を円板形状のシェルプレートで形成した磁石回転装置の断面図
【図２０】分離部材を円筒形状のシェルプレートで形成した磁石回転装置の断面図
【図２１Ａ】磁石回転装置を用いた自動車玩具の断面図
【図２１Ｂ】図２１Ａに示す自動車玩具の側断面図
【図１Ａ】
0004648897.tif 000002
【図１Ｂ】
0004648897.tif 000003
【図２Ａ】
0004648897.tif 000004
【図２Ｂ】
0004648897.tif 000005
【図３Ａ】
0004648897.tif 000006
【図３Ｂ】
0004648897.tif 000007
【図４Ａ】
0004648897.tif 000008
【図４Ｂ】
0004648897.tif 000009
【図５Ａ】
0004648897.tif 000010
【図５Ｂ】
0004648897.tif 000011
【図６Ａ】
0004648897.tif 000012
【図６Ｂ】
0004648897.tif 000013
【図７Ａ】
0004648897.tif 000014
【図７Ｂ】
0004648897.tif 000015
【図７Ｃ】
0004648897.tif 000016
【図８】
0004648897.tif 000017
【図９】
0004648897.tif 000018
【図１０Ａ】
0004648897.tif 000019
【図１０Ｂ】
0004648897.tif 000020
【図１１】
0004648897.tif 000021
【図１２Ａ】
0004648897.tif 000022
【図１２Ｂ】
0004648897.tif 000023
【図１３Ａ】
0004648897.tif 000024
【図１３Ｂ】
0004648897.tif 000025
【図１４Ａ】
0004648897.tif 000026
【図１４Ｂ】
0004648897.tif 000027
【図１５Ａ】
0004648897.tif 000028
【図１５Ｂ】
0004648897.tif 000029
【図１５Ｃ】
0004648897.tif 000030
【図１６】
0004648897.tif 000031
【図１７Ａ】
0004648897.tif 000032
【図１７Ｂ】
0004648897.tif 000033
【図１８Ａ】
0004648897.tif 000034
【図１８Ｂ】
0004648897.tif 000035
【図１９】
0004648897.tif 000036
【図２０】
0004648897.tif 000037
【図２１Ａ】
0004648897.tif 000038
【図２１Ｂ】
0004648897.tif 000039