(57)【要約】【課題】優れた運動維持機能を発揮する磁力装置を提供する。【解決手段】磁力装置１００は、固定手段である円板状の固定部材１０に取り付けられた固定磁石部２０と、固定磁石部２０の磁力影響領域内を一定方向（仮想円Ｒに沿った矢線Ｒ１方向）に移動可能に配置された可動磁石部５０と、を備えている。固定磁石部２０は、可動磁石部５０の移動方向（矢線Ｒ１方向）に沿って配置された長さの異なる二本の筒状体２１，２２と、それぞれの筒状体２１，２１内に収容された円柱状の固定磁石３１，３２と、を備えている。固定磁石３１，３２の長さは、それぞれの筒状体２１，２２の長さと略同じ長さであり、固定磁石３１，３２の両端部分は凸曲面形状（半球形状）をなしている。筒状体２１，２２の可動磁石部５０の移動経路（仮想円Ｒ）と対向する部分には、移動経路（仮想円Ｒ）に沿うように、スリット２３，２４，２５が形成されている。【選択図】図１
2016205150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の固定手段に取り付けられた固定磁石部と、前記固定磁石部の磁力影響領域内を所定軌道に沿って移動可能に配置された可動磁石部と、を備え、
前記固定磁石部が、前記可動磁石部の移動方向に沿って配置された長さの異なる二本の筒状体と、それぞれの前記筒状体の長さと略同じ長さであって前記筒状体内に収容された円柱状の固定磁石と、前記筒状体の前記可動磁石部の移動経路と対向する部分に前記移動経路に沿って開設されたスリットと、を有し、
前記可動磁石部が、その移動方向の前方に先端部が向くように傾斜した円柱状の主磁石と、前記主磁石と反対側に傾斜した状態で前記主磁石の側面に取り付けられた前記主磁石より小径の円柱状の副磁石と、を有することを特徴とする磁力装置。
【請求項２】
前記主磁石の側面の複数個所に前記副磁石を取り付けた請求項１記載の磁力装置。
【請求項３】
前記可動磁石部を構成する前記主磁石及び前記副磁石の先端部を除く部分を管状体に収容した請求項１または２記載の磁力装置。
【請求項４】
前記固定磁石部を構成する二つの前記筒状体の間に、前記筒状体より小径の管状体を配置した請求項１〜３のいずれかに記載の磁力装置。
【請求項５】
前記スリットの少なくとも一部が、前記可動磁石部の移動方向に沿って縮幅した形状である請求項１〜４のいずれかに記載の磁力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁力を利用することにより、所定の運動状態を長期間に亘って維持することが可能な磁力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明者は、磁力を利用した回転運動維持装置に関する研究、開発を長期間に亘って行っているが、本発明に関連する技術として、例えば、特許文献１記載の「磁力装置」がある。特許文献１記載の磁力装置は、所定の固定手段である円板状の固定部材に取り付けられた固定磁石部と、固定磁石部の磁力影響領域内を一定方向（仮想円に沿った方向）に移動可能に配置された可動磁石部と、を備えている。
【０００３】
固定部材は非磁性材で形成されている。固定磁石部は、磁極が互いに逆位相となる姿勢でＶ字状をなすように配置された２本の円柱状磁石と、円柱状磁石の外周を包囲する磁性材製のカバー材と、２本の円柱状磁石が互いに接近する基端側に位置する磁極同士を繋ぐ磁性材製の連接部材と、を有している。円柱状磁石の先端部はそれぞれ凸曲面状をなしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２５３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の「磁力装置」においては、可動磁石部を連続的に運動させることが可能であるが、運動維持機能をさらに向上させるためには、固定磁石から可動磁石に付与される付勢力を高めるとともに、運動を妨げる要因となる抵抗力（反付勢力）を弱めることが重要なポイントである。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、優れた運動維持機能を発揮する磁力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の磁力装置は、所定の固定手段に取り付けられた固定磁石部と、前記固定磁石部の磁力影響領域内を所定軌道に沿って移動可能に配置された可動磁石部と、を備え、
前記固定磁石部が、前記可動磁石部の移動方向に沿って配置された長さの異なる二本の筒状体と、それぞれの前記筒状体の長さと略同じ長さであって前記筒状体内に収容された円柱状の固定磁石と、前記筒状体の前記可動磁石部の移動経路と対向する部分に前記移動経路に沿って開設されたスリットと、を有し、
前記可動磁石部が、その移動方向の前方に先端部が向くように傾斜した円柱状の主磁石と、前記主磁石と反対側に傾斜した状態で前記主磁石の側面に取り付けられた前記主磁石より小径の円柱状の副磁石と、を有することを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記主磁石の側面の複数個所に前記副磁石を取り付けることもできる。
【０００９】
前記可動磁石部を構成する前記主磁石及び前記副磁石の先端部を除く部分を管状体に収容することもできる。
【００１０】
前記固定磁石部を構成する二つの前記筒状体の間に、前記筒状体より小径の管状体を配置することもできる。
【００１１】
前記スリットの少なくとも一部を、前記可動磁石部の移動方向に沿って縮幅した形状とすることもできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、優れた運動維持機能を発揮する磁力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態である磁力装置を示す概略構造図である。
【図２】図１中の矢線Ａ方向から見た一部省略図である。
【図３】本発明の第２実施形態である磁力装置を示す概略構造図である。
【図４】図３中の矢線Ｂ方向から見た図である。
【図５】本発明の第３実施形態である磁力装置を示す概略構造図である。
【図６】本発明の第４実施形態である磁力装置を示す概略構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図１〜図６に基づいて、本発明の第１〜４実施形態である磁力装置１００，２００，３００，４００について説明する。なお、図１に示す磁力装置１００を構成する部材と共通する機能、構造を有する部材については、図２〜図６中において、同じ符号を付している。また、図１〜図６中に記載している符号「Ｎ」，「Ｓ」はそれぞれ磁石の極性を示す符号であるが、これらの配置状態は一例を示すものであり、図１〜図６中の「Ｎ」，「Ｓ」が全て逆極性になるように配置しても、後述する作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００１５】
図１，図２に示すように、本発明の第１実施形態である磁力装置１００は、所定の固定手段である円板状の固定部材１０に取り付けられた固定磁石部２０と、固定磁石部２０の磁力影響領域内を一定方向（仮想円Ｒに沿った矢線Ｒ１方向）に移動可能に配置された可動磁石部５０と、を備えている。固定部材１０は非磁性材料で形成されている。
【００１６】
固定磁石部２０は、可動磁石部５０の移動方向（矢線Ｒ１方向）に沿って配置された長さの異なる二本の筒状体２１，２２と、それぞれの筒状体２１，２１内に収容された円柱状の固定磁石３１，３２と、を備えている。固定磁石３１，３２の長さは、それぞれの筒状体２１，２２の長さと略同じ長さであり、固定磁石３１，３２の両端部分は凸曲面形状（半球形状）をなしている。
【００１７】
筒状体２１，２２の可動磁石部５０の移動経路（仮想円Ｒ）と対向する部分には、移動経路（仮想円Ｒ）に沿うように、それぞれスリット２３，２４，２５が形成されている。スリット２３，２４，２５は、いずれも可動磁石部５０の移動方向（矢線Ｒ１方向）に沿って連続的に縮幅した楔形状をなしている。筒状体２１，２２はいずれも磁性材料（磁石に吸着される性質を有する材料）で形成されている。
【００１８】
可動磁石部５０は、その移動方向（矢線Ｒ１方向）の前方に先端部が向くように傾斜した円柱状の主磁石５１と、主磁石５１と反対側に傾斜した状態で主磁石５１の側面に取り付けられた主磁石５１より小径の円柱状の副磁石５２と、を有している。主磁石５１は円筒体５３内に収容され、副磁石５２は円筒体５４内にそれぞれ収容された状態でアーム部材５５の先端部分に取り付けられている。アーム部材５５の基端部分は、可動磁石部５０が仮想円Ｒに沿って円運動できるように、固定部材１０に回転自在に支持されている。
【００１９】
主磁石５１，副磁石５２の先端部分（固定部材１０に近い部分）は凸曲面形状（半球形状）をなし、それぞれ円筒体５３，５４から露出している。本実施形態では、主磁石５１を収容する円筒体５３と、副磁石５２を収容する円筒体５４の外周面同士を固着した状態で両者がアーム部材５５の先端部分に取り付けられている。副磁石５２の外径は、主磁石５１の外径の約半分程度であるが、これに限定するものではない。副磁石５２は主磁石５１より内側（仮想円Ｒの中心寄り）に配置されている。
【００２０】
磁力装置１００において、可動磁石部５０に対し、仮想円Ｒに沿って矢線Ｒ１方向に回転する力を与えると、固定磁石部２０に接近する可動磁石部５０は、主磁石５１と固定磁石３２との誘引作用により、固定磁石部２０の磁力影響領域内（二つの固定磁石３１，３２の間の領域）にスムーズに進入し、その後、固定磁石部２０の磁力領域内を通過し、固定磁石部２０の固定磁石３２によって付勢力を与えられ、固定磁石部２０の磁力影響領域から可動磁石部５０が離脱し、仮想円Ｒに沿って移動していく。従って、可動磁石部５０は、外力を与えられることなしに、長期間に亘って回転運動を継続することが可能となり、優れた運動維持機能を発揮する。
【００２１】
また、磁力装置１００においては、固定磁石部２０の固定磁石３２に対して可動磁石部５０の主磁石５１が接近する側が可動磁石部５０の吸引領域となり、離隔する側が可動磁石部５０の反発領域となるように構成されているので、可動磁石部５０の移動はスムーズに行われ、運動維持機能の向上に極めて有効である。
【００２２】
さらに、磁力装置１００において、固定磁石部２０は、２本の円柱状の固定磁石３１，３２の磁極が互いに逆位相となる姿勢で配置しているので、それぞれの固定磁石３１，３２の磁力が強化され、可動磁石部５０に対して強い付勢力を付与することができる。
【００２３】
また、磁力装置１００において、固定磁石部２０を形成する２本の円柱状の固定磁石３１，３２のうち、仮想円Ｒの外側に位置する固定磁石３１の長さ（仮想円Ｒの接線方向の長さ）は、仮想円Ｒの内側に位置する固定磁石３２の長さより長く、且つ、固定磁石３２の両端部がそれぞれ固定磁石３１の両端部から仮想線Ｒ方向に突出しないように配置されている。即ち、固定磁石３２の長さが固定磁石３１の長さの範囲内に納まるように配置されている。このような構成とすることにより、固定磁石部２０の可動磁石部５０が接近する側においては、可動磁石部５０が固定磁石部２０の磁力影響領域内へスムーズに進入することができ、可動磁石部５０が離隔する側においては、固定磁石部２０の磁力影響領域内からの離脱がスムーズとなる。
【００２４】
一方、磁力装置１００の固定磁石部２０を構成する固定磁石３１，３２が収容された筒状体２１，２２には、それぞれスリット２３，２４，２５が開設され、これらの部分では固定磁石３１，３２の外周面の一部が露出しているので、仮想円Ｒに沿って移動してくる可動磁石部５０の主磁石５１，副磁石５２に対する磁力線の影響が高まり、主磁石５１，副磁石５２に有効な付勢力を付与することができる。
【００２５】
また、図１，図２に示すように、可動磁石部５０は、主磁石５１と反対方向に傾斜した副磁石５２を有しているため、固定磁石部２０の可動磁石５０に及ぼす反付勢力を緩和することができ、付勢力の向上に有効であるだけでなく、スラスト方向の負荷を緩和することができる。
【００２６】
次に、図３，図４に基づいて、本発明の第２実施形態である磁力装置２００について説明する。図３，図４に示すように、磁力装置２００においては、固定磁石部２０を構成する２本の円柱状の固定磁石３１，３２は、それぞれの磁極が互いに逆位相となる姿勢で配置されている。また、可動磁石部５０Ｘを構成する主磁石５１を挟んで１８０度対向する位置に副磁石５２，５７が配置されている。
【００２７】
副磁石５２，５７は円筒体５４，５６内に収容された状態で、主磁石５１を収容した円筒体５３の外周に固着されている。副磁石５２，５７は互いに反対向きに傾斜した状態で配置されている。
【００２８】
磁力装置２００において、可動磁石部５０Ｘに対し、仮想円Ｒに沿って矢線Ｒ１方向に回転する力を与えると、固定磁石部２０に接近する可動磁石部５０Ｘは、可動磁石部５０Ｘの主磁石５１と固定磁石３２との誘引作用により、固定磁石部２０の磁力影響領域内（二つの固定磁石３１，３２の間の領域）にスムーズに進入し、その後、固定磁石部２０の磁力領域内を通過し、固定磁石部２０の固定磁石３２によって付勢力を与えられ、固定磁石部２０の磁力影響領域から可動磁石部５０Ｘが離脱し、仮想円Ｒに沿って移動していく。従って、可動磁石部５０Ｘは、外力を与えられることなしに、長期間に亘って回転運動を継続することが可能となり、優れた運動維持機能を発揮する。
【００２９】
次に、図５に基づいて、本発明の第３実施形態である磁力装置３００について説明する。図５に示すように、磁力装置３００においては、固定磁石部２０Ｙを構成する二つの筒状体２１，２２の間に、筒状体２２より小径の管状体２７が配置されている。また、可動磁石部５０Ｙを構成する主磁石５１の周りに、二つの副磁石５１，５７が主磁石５１の軸心５１ｃを中心に約１３５度をなすように配置されている。二つの副磁石５１，５７の配置角度は、１３５度に限定するものではない。
【００３０】
図５に示す磁力装置３００において、可動磁石部５０Ｙに対し、仮想円Ｒに沿って矢線Ｒ１方向に回転する力を与えると、固定磁石部２０Ｙに接近する可動磁石部５０Ｙは、可動磁石部５０Ｙの主磁石５１と固定磁石部２０Ｙの固定磁石３２との誘引作用により、固定磁石部２０Ｙの磁力影響領域内（二つの固定磁石３１，３２の間の管状体２７に臨む領域）を主磁石５１の先端部分がスムーズに進入し、その後、固定磁石部２０Ｙの磁力領域内（管状体２７に臨む領域）を通過し、固定磁石部２０Ｙの固定磁石３２によって付勢力を与えられ、固定磁石部２０Ｙの磁力影響領域から可動磁石部５０Ｙが離脱し、仮想円Ｒに沿って移動していく。従って、可動磁石部５０Ｘは、外力を与えられることなしに、長期間に亘って回転運動を継続することが可能となり、優れた運動維持機能を発揮する。
【００３１】
また、磁力装置３００においては、可動磁石部５０Ｙを構成する主磁石５１の周りに、約１３５度をなすように二つの副磁石５１，５７が配置されているので、固定磁石部２０Ｙから効率良く付勢力を得ることができ、運動維持機能の向上に有効である。
【００３２】
次に、図６に基づいて、本発明の第４実施形態である磁力装置４００について説明する。図６に示すように、磁力装置４００は、所定の固定手段である円板状の固定部材１０に取り付けられた固定磁石部２０Ｚと、固定磁石部２０Ｚの磁力影響領域内を一定方向（仮想円Ｒに沿った矢線Ｒ１方向）に移動可能に配置された可動磁石部５０と、を備えている。固定部材１０は非磁性材料で形成されている。
【００３３】
固定磁石部２０Ｚは、可動磁石部５０の移動方向（矢線Ｒ１方向）に沿って配置された長さの異なる二本の筒状体２１，２２と、それぞれの筒状体２１，２１内に収容された円柱状の固定磁石３１，３２と、を備えている。固定磁石３１，３２の長さは、それぞれの筒状体２１，２２の長さと略同じ長さであり、固定磁石３１，３２の両端部分は凸曲面形状（半球形状）をなしている。筒状体２１，２２はいずれも磁性材料（磁石に吸着される性質を有する材料）で形成されている。固定磁石部２０Ｚにおいては、固定磁石３１の長さは、固定磁石３２の長さより大であり、２本の円柱状の固定磁石３１，３２の磁極が互いに同位相となる姿勢で配置されている。
【００３４】
筒状体２１，２２の可動磁石部５０の移動経路（仮想円Ｒ）と対向する部分には、移動経路（仮想円Ｒ）に沿うように、それぞれスリット２３，２４，２６が形成されている。スリット２３，２４は、いずれも可動磁石部５０の移動方向（矢線Ｒ１方向）に沿って連続的に縮幅した楔形状をなしている。筒状体２２のスリット２６は、可動磁石部５０の移動方向（矢線Ｒ１方向）に沿って並ぶ三つの領域（前半領域２６ａ、中間領域２６ｂ及び後半領域２６ｃ）から形成されている。
【００３５】
スリット２６の前半領域２６ａは中間領域２６ｂに向かって連続的に縮幅した楔形状であり、中間領域２６ｂでスリット２６は最も狭く括れた形状となり、これを過ぎると、前半領域２６ａの始端部分（可動磁石部５０が接近する側の端部）と同等幅まで拡幅し、後半領域２６ｃはその終端部分（可動磁石部５０が離隔する側の端部）に向かって連続的に縮幅した楔形状をなしている。
【００３６】
可動磁石部５０は、その移動方向（矢線Ｒ１方向）の前方に先端部が向くように傾斜した円柱状の主磁石５１と、主磁石５１と反対側に傾斜した状態で主磁石５１の側面に取り付けられた主磁石５１より小径の円柱状の副磁石５２と、を有している。主磁石５１は円筒体５３内に収容され、副磁石５２は円筒体５４内にそれぞれ収容された状態でアーム部材５５の先端部分に取り付けられている。アーム部材５５の基端部分は、可動磁石部５０が仮想円Ｒに沿って円運動できるように、固定部材１０に回転自在に支持されている。
【００３７】
主磁石５１，副磁石５２の先端部分（固定部材１０に近い部分）は凸曲面形状（半球形状）をなし、それぞれ円筒体５３，５４から露出している。本実施形態では、主磁石５１を収容する円筒体５３と、副磁石５２を収容する円筒体５４の外周面同士を固着した状態で両者がアーム部材５５の先端部分に取り付けられている。副磁石５２の外径は、主磁石５１の外径の約半分程度であるが、これに限定するものではない。副磁石５２は主磁石５１より内側（仮想円Ｒの中心寄り）に配置されている。
【００３８】
磁力装置４００において、可動磁石部５０に対し、仮想円Ｒに沿って矢線Ｒ１方向に回転する力を与えると、固定磁石部２０Ｚに接近する可動磁石部５０の主磁石５１は、固定磁石３２から反発力を受けるが、副磁石５２と固定磁石３２との誘引作用により、固定磁石部２０Ｚの磁力影響領域内（二つの固定磁石３１，３２の間の領域）に進入する。
【００３９】
この後、可動磁石部５０の主磁石５１が固定磁石３１，３２から受ける反発力により、可動磁石部５０は、固定磁石部２０Ｚの磁力領域内を通過し、副磁石５２が固定磁石部２０の固定磁石３２から受ける付勢力により、可動磁石部５０は固定磁石部２０Ｚの磁力影響領域から離脱し、仮想円Ｒに沿って移動していく。従って、可動磁石部５０は、外力を与えられることなしに、長期間に亘って回転運動を継続することが可能となり、優れた運動維持機能を発揮する。
【００４０】
磁力装置４００の固定磁石部２０Ｚを構成する固定磁石３１，３２が収容された筒状体２１，２２には、それぞれスリット２３，２４，２６が開設され、これらの部分では固定磁石３１，３２の外周面の一部が露出しているので、仮想円Ｒに沿って移動してくる可動磁石部５０の主磁石５１，副磁石５２に対し、磁力線の影響（付勢力）を有効に付与することができる。
【００４１】
なお、図１〜図６に基づいて説明した磁力装置１００，２００，３００，４００は、本発明の磁力装置を例示するものであり、本発明の磁力装置は前述した磁力装置１００，２００，３００，４００に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の磁力装置は、長期間に亘って回転運動状態あるいは直線運動状態を維持することを必要とする各種機械装置などの産業分野において広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０  固定部材
２０，２０Ｙ，２０Ｚ  固定磁石部
２１，２２  筒状体
２３，２４，２５，２６  スリット
２６ａ  前半領域
２６ｂ  中間領域
２６ｃ  後半領域
２７  管状体
３１，３２  固定磁石
５０，５０Ｘ，５０Ｙ  可動磁石部
５１  主磁石
５１ｃ  軸心
５２，５７  副磁石
５３，５４，５６  円筒材
５５  アーム部材
１００，２００，３００，４００  磁力装置
Ｒ  仮想円
【図１】
2016205150.tif 000003
【図２】
2016205150.tif 000004
【図３】
2016205150.tif 000005
【図４】
2016205150.tif 000006
【図５】
2016205150.tif 000007
【図６】
2016205150.tif 000008