(57)【要約】【課題】吸引領域と反発領域との境界領域において運動物体が受ける抵抗力の影響を小さくし、運動物体の軌道の安定化を実現することが可能な運動状態維持装置を提供する。【解決手段】運動体２０は、運動状態維持装置１の本体２の傾斜面上に設けられた主磁石５ａによって強く吸引されて、吸引領域を進行する。補助磁石６ａは、主磁石５ａと反対の極性を持つため、運動体２０が補助磁石６ａと主磁石５ａとの間を通過する際に、運動体２０の進行方向への力は維持しつつ、運動体２０がその進行方向に対して垂直な方向に受ける吸引力を弱めることができる。磁性を有する板状体を捻って形成された本体２の捻れ端面４を上方に盛り上がるようにし、この捻れ端面４が境界領域となるようにしているため、運動体２０の進行方向に対して境界領域の占める長さを短くすることができ、運動体２０が吸引領域から反発領域に移行する際に受ける抵抗力を小さくすることができる。【選択図】  図２
2005351178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性を有する運動体の運動状態を維持するための運動状態維持装置であって、磁性を有する板状体を捻って形成された本体の捻れ端面が上方に盛り上がるように形成し、前記本体の傾斜面上であって前記捻れ端面の近傍に、互いに極性が異なるように主磁石が設けられていることを特徴とする運動状態維持装置。
【請求項２】
前記主磁石が設けられた傾斜面に対向する傾斜面上に、前記主磁石と極性の異なる補助磁石が設けられていることを特徴とする請求項１記載の運動状態維持装置。
【請求項３】
前記本体の両端に取り付けられた側板の面上に、互いに極性が異なる側面磁石が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の運動状態維持装置。
【請求項４】
前記本体の両端には補助板が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の運動状態維持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力が付与されることによって運動状態にある運動物体が受ける抵抗を小さくして、物体の運動状態を長時間に亘って維持することが可能な運動状態維持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気的エネルギー等によって駆動力を得た運動物体は、抵抗を極力受けずに運動の速度が減衰することなく、運動状態が長時間維持されることが、エネルギー資源節約の観点から望ましい。本発明者は、このような観点から、磁石によって発生する磁力を用いた装置について検討を行い、その技術の一例が、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１７３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、この装置についても、いくつかの問題点があった。まず第１に、捻り磁石によって吸引領域と反発領域とを設けているが、その境界領域が運動体の進行方向に対して長く形成されると、この境界領域の存在によって運動物体に対して無視できない抵抗力が発生し、運動体がこの境界領域によって減速されてしまう。次に、運動物体の進行方向に対して垂直な方向にも、磁石からの吸引力や反発力がはたらくため、運動物体の軌道が不安定となりやすかった。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、磁石による吸引領域と反発領域との境界領域において運動物体が受ける抵抗力を小さくし、かつ運動物体の進行方向に対して垂直な方向に作用する吸引力や反発力を抑制して、運動物体の軌道の安定化を実現することが可能な運動状態維持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するために、本発明は、磁性を有する運動体の運動状態を維持するための運動状態維持装置であって、磁性を有する板状体を捻って形成された本体の捻れ端面が上方に盛り上がるように形成し、前記本体の傾斜面上であって前記捻れ端面の近傍に、互いに極性が異なるように主磁石が設けられていることを特徴とする運動状態維持装置である。
【０００７】
主磁石によって、磁性を有する運動体に対する吸引領域と反発領域とが形成されて運動体の運動状態が維持されるが、磁性を有する板状体を捻って形成された本体の捻れ端面が上方に盛り上がるように形成されていることによって、運動体の進行方向に対して吸引領域から反発領域に移行する地点に生じる境界領域の占める長さを短くすることができる。そのため、運動体が吸引領域から反発領域に移行する際に受ける抵抗力の影響を小さくすることができ、運動体の進行が妨げられることを抑制できる。
【０００８】
本発明は、前記主磁石が設けられた傾斜面に対向する傾斜面上に、前記主磁石と極性の異なる補助磁石が設けられていることを特徴とする。
吸引領域においては、補助磁石が主磁石と反対の極性を持つことによって、運動体が補助磁石と主磁石との間を通過する際に、運動体の進行方向への力は維持しつつ、運動体がその進行方向に対して垂直な方向に受ける吸引力を弱めることができる。また、反発領域においては、補助磁石が主磁石と反対の極性を持つことによって、運動体が主磁石と補助磁石との間を通過する際に、運動体の進行方向への力は維持しつつ、運動体がその進行方向に対して垂直な方向に受ける反発力を弱めることができる。従って、上記の補助磁石を設けることによって、運動体の軌道の安定化を実現することができる。
【０００９】
本発明は、前記本体の両端に取り付けられた側板の面上に、互いに極性が異なる側面磁石が設けられていることを特徴とする。
運動体は、側板の面上に設けられた側面磁石によって吸引されることによって運動状態維持装置の吸引領域に近づき、側面磁石によって反発されることによって運動状態維持装置の反発領域から遠ざかる。従って、側面磁石を設けることによって、運動状態維持装置への突入と離脱を容易に行うことができる。
【００１０】
本発明は、前記本体の両端には補助板が設けられていることを特徴とする。
補助板を設けたことによって、運動体は側面磁石によって吸引されつつ、補助板による遮蔽効果によって、運動状態維持装置に近づき過ぎることなく、補助板と間の距離を適切に保って運動状態維持装置の吸引領域に突入する。また、運動体は側面磁石によって反発されつつ、補助板による遮蔽効果によって、運動状態維持装置から進行軌道が遠くなり過ぎることなく、補助板と間の距離を適切に保って運動状態維持装置の反発領域から離脱する。そのため、運動状態維持装置の吸引領域に突入する際の運動体の軌道、および運動状態維持装置の反発領域から離脱する際の運動体の軌道の安定化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、吸引領域と反発領域との境界領域において運動体が受ける抵抗力を小さくし、運動体の進行方向に対して垂直な方向に作用する吸引力や反発力を抑制して、運動体の軌道の安定化を測ることが可能な運動状態維持装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明をその実施形態に基づいて説明する。
図１に、本発明の実施形態に係る運動状態維持装置の構成を示す。
図１に示す運動状態維持装置１において、磁性を有する板状体を捻って形成された本体２の両端に側板３が設けられている。符号４は、金属板を捻って形成された本体２に生じる捻れ端面であり、本体２は捻れ端面４が上方に盛り上がるように形成されている。磁性を有する板状体は、磁性を有する金属板であってもよく、あるいは、磁性を有する金属粉を混入させたプラスチック板であってもよい。
【００１３】
捻れ端面４を挟んで、本体２の面上であって捻れ端面４の近傍に、互いに極性が異なるように主磁石５ａ、５ｂが設けられている。また、本体２のうち、側板３寄りの位置に、互いに極性が異なるように補助磁石６ａ、６ｂが設けられている。さらに、側板３の面上に、互いに極性が異なるように側面磁石７ａ、７ｂが設けられている。
【００１４】
本発明の実施形態に係る運動状態維持装置の機能を、図２に基づいて説明する。図２は、本体２の捻れ端面４を挟んで、主磁石５ａ、５ｂ、補助磁石６ａ、６ｂ、側面磁石７ａ、７ｂが配置されている様子を示す。符号２０は、運動状態維持装置１によって運動状態が維持されるべき運動体であり、ここでは、球状の磁石であって、運動状態維持装置１に近い側がＳ極であり、運動状態維持装置１に遠い側がＮ極である場合について説明する。なお、運動体２０の形状は球状であることに限定されないが、磁性を有する物体であることは必要である。
【００１５】
運動体２０はまず、側板３の面上に設けられた側面磁石７ａによって吸引されることによって運動状態維持装置１に近づく。運動状態維持装置１の本体２の両端には、補助板８が設けられており、運動体２０は側面磁石７ａによって吸引されつつ、補助板８による遮蔽効果によって、運動状態維持装置１に近づき過ぎることなく、補助板８との間の距離を適切に保って通過する。補助板８の長さは、使用する運動体２０の条件等によって適宜定めることができる。
【００１６】
その後、運動体２０は、運動状態維持装置１の本体２の傾斜面上に設けられた主磁石５ａによって強く吸引されて、図２における吸引領域を進行する。主磁石５ａによって運動体２０に対して作用する吸引力は、図２において矢印で示す進行方向ばかりでなく、この進行方向に対して垂直な方向にもはたらく。補助磁石６ａは、このようにして主磁石５ａによって発生する、運動体２０の進行方向に対して垂直な方向に作用する吸引力を弱めるために配置されたものであり、主磁石５ａと反対の極性を持つことによって、運動体２０が補助磁石６ａと主磁石５ａとの間を通過する際に、運動体２０の進行方向への力は維持しつつ、運動体２０がその進行方向に対して垂直な方向に受ける吸引力を弱めることができる。なお、補助磁石６ａが有する磁力は、主磁石５ａが有する磁力よりも弱くなるように設定されている。
【００１７】
運動体２０は、図２に示す吸引領域から反発領域に移行する際に、境界領域を通過する。通常の磁石を用いると、磁石におけるＮ極とＳ極の極点とが離れた位置に存在するため、この境界領域が遮断域として作用し、運動体にブレーキがかかり運動を続行することができなかった。また、本発明者が以前出願した捻り磁石の場合には、磁石を捻っていることによって、運動体の進行方向に磁石の極点が従来のものより接近して揃う形となり、運動体が境界領域を通過することは可能となった。しかし、このような捻れ磁石においても、運動体２０の進行方向に対して境界領域の占める長さが長く形成されていると、運動体はこの境界領域において減速せざるを得なかった。
【００１８】
本発明においては、金属板を捻って形成された本体２の捻れ端面４を上方に盛り上がるように形成し、この捻れ端面４が境界領域となるようにしている。このようにすると、運動体２０の進行方向に対して境界領域の占める長さを短くすることができ、極性の異なる磁石の極点を十分に近づけることができる。そのため、運動体２０が吸引領域から反発領域に移行する際に受ける抵抗力の影響を小さくすることができ、運動体２０の進行をスムーズに行うことができる。図２における４ａは、捻れ端面４のうち、上方に最も突き出た部位、すなわち先端部を示す。また、図２に示す傾斜面がなす角度αは、１０°程度から１４０°程度の角度まで広げることも可能である。
【００１９】
反発領域において運動体２０は、運動状態維持装置１の本体２の傾斜面上に設けられた主磁石５ｂによって強く反発されて、図２における反発領域を進行する。主磁石５ｂによって運動体２０に対して作用する反発力は、図２において矢印で示す進行方向ばかりでなく、この進行方向に対して垂直な方向にもはたらく。補助磁石６ｂは、このようにして主磁石５ｂによって発生する、運動体２０の進行方向に対して垂直な方向に作用する反発力を弱めるために配置されたものであり、主磁石５ｂと反対の極性を持つことによって、運動体２０が主磁石５ｂと補助磁石６ｂとの間を通過する際に、運動体２０の進行方向への力は維持しつつ、運動体２０がその進行方向に対して垂直な方向に受ける反発力を弱めることができる。なお、補助磁石６ｂが有する磁力は、主磁石５ｂが有する磁力よりも弱くなるように設定されている。
【００２０】
このようにして反発領域を通過した運動体２０は、側板３の面上に設けられた側面磁石７ｂによって反発されることによって運動状態維持装置１から遠ざかる。また、補助板８が設けられていることによって、運動体２０は側面磁石７ｂによって反発されつつ、補助板８による遮蔽効果によって、運動状態維持装置１から進行軌道が遠くなり過ぎることなく、補助板８と間の距離を適切に保って通過する。
【００２１】
図３は、捻れ端面４のうち、運動体２０が通過する領域を運動体２０の進行方向側から見た形状を示しており、先端部４ａの間に窪み９が設けられている。この窪み９があることにより、運動体２０は主磁石５ａ、５ｂによる磁力を有効に受けるために、主磁石５ａ、５ｂに近い位置を通過しつつ捻れ端面４に接触することを防止できる。
【００２２】
図４は、運動状態維持装置１を、金属板を用いずに磁石のみによって形成した実施形態を示している。断面が３角形状の２つの磁石１０ａ、１０ｂを接触させ、磁石１０ａは斜面側がＮ極となるように着磁し、磁石１０ｂは斜面側がＳ極となるように着磁している。それぞれの磁石１０ａ、１０ｂの先端部１１ａ、１１ｂには着磁していないため、この部分は着磁部とは異なる極性を持つ。従って、先端部１１ａ、１１ｂを境界領域とし、磁石１１ａ側を吸引領域、磁石１１ｂ側を反発領域とすることができる。運動状態維持装置１を構成する他の部分も、これと同様にして磁石のみで形成することができる。
【００２３】
以上説明したように、図１、図２に示した運動状態維持装置１を直線状に並べて配置することにより、運動体２０の直進運動が任意の距離に亘って磁力によって維持される。また、図１、図２に示した運動状態維持装置１を円周状に並べて配置することにより、運動体２０の回転運動が任意の円周長さに亘って磁力によって維持される。いずれの場合も、磁石による吸引力と反発力とを有効に利用することにより、運動体２０の運動速度が減衰することを抑制して、運動状態を良好に維持することができる。
【００２４】
このように、本発明の運動状態維持装置は、磁性を有する運動体に対して磁力を作用させて、運動体が減速することを抑制するものであり、磁石が有する磁力は長時間経過しても減衰しにくいものである。従って、本発明の運動状態維持装置を上述したように適宜配置することによって、運動体の運動形態に拘わらず、運動状態を長時間に亘って維持できるところに大きな特徴がある。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、運動体の速度の減衰を抑制して、運動状態を維持するための運動状態維持装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る運動状態維持装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る運動状態維持装置の機能を説明するための図である。
【図３】捻れ端面のうち、運動体が通過する領域を運動体の進行方向側から見た形状を示す図である。
【図４】運動状態維持装置を磁石のみによって形成した実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  運動状態維持装置
２  本体
３  側板
４  捻れ端面
４ａ  先端部
５ａ、５ｂ  主磁石
６ａ、６ｂ  補助磁石
７ａ、７ｂ  側面磁石
８  補助板
９  窪み
１０ａ、１０ｂ  磁石
１１ａ、１１ｂ  先端部
２０  運動体
【図１】
2005351178.tif 000003
【図２】
2005351178.tif 000004
【図３】
2005351178.tif 000005
【図４】
2005351178.tif 000006