JPH04128773U - 物体の非接触支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 物体および支持体にそれぞれ設けた磁石体の
磁気反発力を利用して物体を支持体上の定位置に浮上状
態で安定に支持することができる物体の非接触支持構造
を提供する。 【構成】 物体１と支持体２とにそれぞれ磁石体３、
４、５を設ける。一方の磁石体３、４の磁極面で囲まれ
た領域に他方の磁石体５の磁極面を対向させるととも
に、これら磁石体３、４および磁石体５の互いに向かい
合う箇所の磁化方向をほぼ平行とする。これにより、物
体１側の磁石体３、４と支持体２側の磁石体５との間に
は物体１の自重による力と磁気反発力とがバランスする
力の安定点が存在することとなる。物体側および支持体
側から発生する磁気は常に力の安定点を保つように作用
し合うので、物体１は支持体２上の定位置に浮上状態で
安定に支持される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、物体および支持体にそれぞれ設けた磁石体の磁気反発力とその物体 の自重による力との釣合によって物体を支持体上の定位置に浮上状態で安定に支 持する物体の非接触支持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、磁気反発力を利用して各種物体を支持体上に浮上状態で支持するた めの非接触支持構造が幾つか提案されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来提案されている非接触支持構造では、互いに対向させた磁 石体の磁極面側に形成される磁束密度分布特性が単一の極大値部のみ有するため 、相対向する磁石体間の磁気反発力の安定点が存在せず、このため、物体を定位 置に安定に浮上支持できるまでには至っていない。

【０００４】 したがって、本考案の目的は、物体および支持体にそれぞれ設けた磁石体の磁 気反発力とその物体の自重による力との釣合によって物体を支持体上の定位置に 浮上状態で安定に支持することができる物体の非接触支持構造を提供することに ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、本考案は、物体および支持体にそれぞれ設けた磁 石体の磁気反発力によって物体を支持体上に浮上状態で安定に支持する物体の非 接触支持構造であって、一方の磁石体の磁極面で囲まれた領域に他方の磁石体の 磁極面を対向させるとともに、一方および他方の磁石体の互いに向かい合う箇所 の磁化方向をほぼ平行としたことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】

上記構成を有する物体の非接触支持構造においては、一方の磁石体の磁極面近 傍には、磁束密度分布特性が極大値部と該極大値部で包囲された極小値部とを有 するような磁界が形成され、他方の磁石体の磁極面近傍には、磁束密度分布特性 が前記一方の磁石体側の磁束密度分布特性の極小値部と対向する極大値部を有す るような磁界が形成されるので、物体側の磁石体と支持体側の磁石体との間には 物体の自重による力と磁気反発力とがバランスする力の安定点が存在することと なる。そして、物体側および支持体側から発生する磁気は常に力の安定点を保つ ように作用し合うので、物体は支持体上の定位置に浮上状態で安定に支持される こととなる。

【０００７】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例につき説明する。なお、各図において同 様の構成要素には同一の参照符合が付してある。

【０００８】 図１は本考案をゴルフボール型球状物体とティー型支持体に適用した場合の第 １実施例を示したものであり、図２は図１に示す実施例構造における磁束密度分 布特性を模式的に示したものである。これらの図を参照すると、ゴルフボール型 球状物体１を浮上状態で支持するためのティー型支持体２は図示しない台座上に 鉛直に立設されている。球状物体１の表面又はその表面近傍には２つの環状の磁 石体３、４が同心リング状に埋設されている。一方、支持体２の頂部には１つの 環状の磁石体５が埋設されており、磁石体５の磁極面は磁石体３、４で囲まれた 環状領域に対向している。球状物体１側の磁石体３、４と支持体２側の磁石体５ は互いに反発し合うように同極同士で鉛直線に対し４５°の角度で向かい合うよ うに配置されている。すなわち、球状物体１側の環状の磁石体３，４の斜め４５ °方向の例えば外周面側がＮ極で内周面側がＳ極の場合、支持体３側の磁石体５ の斜め４５°方向の内周面側がＮ極、外周面側がＳ極となるように配設される。

【０００９】 磁石体３、４の内周面および外周面はそれぞれ球状物体１の中心を通る軸線（ 支持時には鉛直線）に対し４５°の斜角度をなすように形成されており、支持体 ２側の磁石体の内周面および外周面はそれぞれ支持体２の中心軸線（鉛直線）に 対し、磁石体３、４の内外周面と同一の傾斜角度をなすように形成されている。 そして、環状の各磁石体３〜５の磁化方向は鉛直線に対し斜め４５°の方向とな っている。すなわち、磁石体３、４と磁石体５の互いに向かい合う箇所では磁化 方向はほぼ平行とされている。なお、各磁石体３〜５の上記傾斜角度および磁化 方向角度は４５°が好ましいが、それに限定されるものではなく、９０°以下の 任意の角度でよい。

【００１０】 磁石体３〜５の材料は特に限定されず、既知の如何なる磁性材料を用いてもよ いが、特にネオジウム系、サマリウム系又はセリウム系材料は強い磁力を得るこ とができるので、好適である。

【００１１】 図２は磁石体３、４と磁石体５の相対向する磁極面近傍の磁束密度分布特性を 示したものであり、同図中矢印は各磁石体３、４、５における磁化方向を示して いる。球状物体１側には２つの環状の磁石体３、４が内外２重に配置されている ので、磁石体３、４の磁極面近傍に形成される磁界は、その磁束密度分布特性が 内外２重の環状極大値部６、７と両極大値部６、７の間で環状に延びる極小値部 ８とを有するようなものとなり、磁束密度分布特性の環状極小値部８は両環状極 大値部６、７で囲まれることとなる。また、支持体２側の磁石体５の磁極面は環 状に形成されて磁石体３、４の磁極面の間の環状領域に対向しているので、磁石 体５の磁極面近傍に形成される磁界は、その磁束密度分布特性が環状に延びる単 一の極大値部９を有するようなものとなり、且つこの環状極大値部９が球状物体 １側の磁束密度分布特性の環状極小値部８と向かい合うこととなる。

【００１２】 上記構成を有する球状物体の非接触支持構造においては、一方の磁石体３、４ 側の磁束密度分布特性が、２重の環状極大値部６、７と該極大値部６、７で包囲 された環状極小値部８とを有し、他方の磁石体５側の磁束密度分布特性が前記一 方の磁石体３、４側の磁束密度分布特性の環状極小値部８と対向する環状極大値 部９を有するように配置されるので、球状物体１側の磁石体３、４と支持体２側 の磁石体５との間には球状物体１の自重による力と磁気反発力とがバランスする 力の安定点が存在することとなる。したがって、球状物体１側および支持体２側 から発生する磁気は常に力の安定点を保つように作用し合うので、球状物体１は 支持体２上の定位置に浮上状態で安定に支持されることとなる。

【００１３】 図３は本考案の第２実施例を示したものである。この第２実施例では環状の各 磁石体３、４、５が断面矩形のものとなっている点が上記第１実施例と異なるが 、その他の構成は第１実施例と同様である。したがって、第２実施例における磁 束密度分布特性は第１実施例のものと若干異なるが、第１実施例とほぼ同様の定 位置安定浮上効果を奏する。

【００１４】 上述した２つの実施例では磁石体３〜５が共に環状に形成されているが、多数 の小片状磁石体を環状に配設したものであってもよい。また、支持体２側の磁石 体としては、球状物体１側の磁束密度分布特性における環状の極小値部８に沿っ て等角度間隔で配置される少なくとも３個以上の磁石体であってもよい。さらに 、磁石体３、４と磁石体５は球状物体１および支持体２に対し上記実施例と逆の 関係に配置してもよい。

【００１５】 さらに、図１〜図３に示す磁石体配置形態の変形例として、一方の環状の磁石 体を３重以上の同心リング状配置とすることにより、磁極面近傍の磁界の磁束密 度分布特性が３重以上の環状極大値部と２重以上の環状極小値部とを有するよう に構成し、他方の環状の磁石体も２重以上の同心リング状配置として磁極面近傍 の磁界の磁束密度分布特性が２重以上の環状極大値部を有するように構成し、前 記他方の磁石体側の環状極大値部の各々を前記一方の磁石体側の磁束密度分布特 性の環状極小値部と対向させるように構成してもよい。

【００１６】 上述した２つの実施例では浮上する球状物体１は支持体２との接触摩擦のない 状態で支持体２上の定位置に水平回転自在に浮上支持されるので、例えば地球儀 の支持構造、装飾用置物の支持構造および回転して支障のない球技用ボールの支 持構造等に適用して好適であるが、回転を規制する必要がある物体、例えば競技 用ゴルフボールの支持構造としては、図４〜図６に示す第３実施例の形態が好適 である。

【００１７】 図４〜図５において、球状物体としてのゴルフボール１の表面又は表面近傍に は少なくとも３つの環状の磁石体１０が周方向に等角度間隔で配設されており、 支持体としてのティー２の頂部には先端がボール１側の環状の磁石体１０の内径 よりも小径の磁石体１１が各磁石体１０と同軸に対向するように埋設されており 、ボール１側の磁石体１０とティー２側の磁石体１１とは互いに反発し合うよう に同極（例えばＮ極）同士で向かい合っている。磁石体１０、１１の磁極面の傾 斜角度および磁石体１０、１１の磁化方向はそれぞれ上記実施例と同様にボール １の中心を通る鉛直線に対し４５°の角度とするのが好ましいが、特にそれに限 定されるものではない。

【００１８】 この第３実施例では、図４に模式的に示すように、ボール１側の各環状磁石体 １０の磁極面近傍に形成される磁界は、その磁束密度分布特性が環状に延びる単 一の極大値部１２と、該極大値部１２で包囲された点状の極小値部１３とを有す るようなものとなる。そして、ティー２側の各環状磁石体１１の磁極面近傍に形 成される磁界は、その磁束密度分布特性が単一の点状極大値部１４を有するよう なものとなり、この極大値部１４はボール１側の磁束密度分布特性の点状極小値 部１３と同軸に向かい合うこととなる。

【００１９】 この第３実施例においても、ボール１側の磁石体１０とティー２側の磁石体１ １との間にはボール１の自重による力と磁気反発力とがバランスする力の安定点 が存在することとなる。したがって、ボール１側およびティー２側から発生する 磁気は常に力の安定点を保つように作用し合うので、ボール１はティー２上の定 位置に浮上状態で安定に支持されることとなる。しかも、一方の磁束密度分布特 性の極小値部１３は一点状に形成されその周囲を極大値部１２で包囲されている ので、ボール１はティー２上の定位置に浮上状態で安定に固定支持されることと なり、ボール１の回転が阻止されることとなる。

【００２０】 なお、この第３実施例において、ティー２は中央部が湾曲した皿状の頂部を有 しているが、ティー２側の磁石体１０は上方に向かって拡開する少なくとも３本 以上のアームの先端部に設けてもよい。また、磁石体１０をティー２側に設け、 ピン状若しくはディスク状の磁石体１１をボール１側に設けてもよい。ボール１ 側の磁石体１０としてゴムマグネット、プラスチックマグネット等を用いれば、 競技用ゴルフボールの母材と同等の機械的特性にすることができる。また、例え ば３個の磁石体１０からなる少なくとも３つ以上のセットをボール１の表面又は 表面近傍にバランスよく例えばボール１の上下、左右および前後対称に配設すれ ばボール１の重心の偏りを防止することができる。

【００２１】 図７は本考案を機械部品の回転軸部の支持構造に適用した場合の第４実施例を 示したものである。この実施例では、歯車１の軸部１ａの両端が円錐状に形成さ れており、歯車１の軸部１ａの両端部をそれぞれ浮上状態で回転可能に支持する ための軸受部材２は軸部１ａの円錐面１ｂと適合可能な円錐状の軸受面２ａを有 している。そして、歯車１の軸部１ａの円錐面１ｂと軸受部材２の軸受面２ａと に環状の磁石体３、４、５が上記第１実施例とほぼ同様の位置関係で配設されて いる。

【００２２】 したがって、この第４実施例では、歯車２が軸受部材２、２間で接触摩擦のな い浮上状態で定位置に水平回転自在に支持されることとなる。

【００２３】 図８は本考案の第５実施例を示したものである。この実施例では球状物体１が 中空構造となっており、球状物体１の中空部内に適量の液体１２が封入されてい る。他の構成は図１および図２に示す第１実施例と同様である。この実施例では 、液体１２が球状物体１の底に集まるので、球状物体１の重心位置を下げて球状 物体１の安定性を更に良くすることができる。なお、同様の目的で液体の代わり に例えば多数の非磁性小球片等を中空部内に入れてもよい。

【００２４】 以上、図示実施例および変形例につき説明したが、本考案は上述した態様のみ に限定されるものではなく、物体や支持体は上記以外の種々の形態にすることが でき、例えば物体と支持体の対向面は平坦面であってもよい。また、図１〜図３ の実施例説明において述べたように、一方の磁石体および他方の磁石体をそれぞ れ多重リング状に配置することにより、浮上物体１の安定性を向上させることが できるので、例えば回転軸等の回転部品の下端部とそれを受ける軸受面に磁石体 を多重リング状に配置することにより、片側だけの非接触軸受構造とすることも できる。

【００２５】 更に、一方の磁石体の配置としては、例えば図９に示すように、少なくとも３ 個以上の磁石体１０を互いに等間隔あけて配設してもよい。このような磁石体配 置においても、図９および図１０に示すように、磁石体１０の磁極面近傍の磁界 の磁束密度分布特性は、例えば３つの極大値部１２と、該極大値部１２で包囲さ れた極小値部１３とを有することとなり、上記実施例と同様の作用効果を奏し得 ることとなる。

【００２６】

【考案の効果】

以上の説明から明かなように、本考案によれば、物体および支持体にそれぞれ 設けた磁石体の磁気反発力とその物体の自重による力との釣合によって物体を支 持体上の定位置に浮上状態で安定に支持することができる物体の非接触支持構造 を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の第１実施例を示す物体支持構造の要
部の一部断面側面図。

【図２】 図１に示す物体の非接触支持構造で得られる
磁束密度分布特性の説明図。

【図３】 本考案の第２実施例を示す物体支持構造の要
部の一部断面側面図。

【図４】 本考案をゴルフボール支持構造に適用した場
合の第３実施例を示すゴルフボールおよびティーの要部
の一部断面側面図。

【図５】 図４に示すティーの要部斜視図。

【図６】 図４に示すボールの底面図。

【図７】 本考案を歯車支持構造に適用した場合の第４
実施例を示す一部断面側面図。

【図８】 本考案の第５実施例を示す球状物体支持構造
の要部断面側面図。

【図９】 磁石体の配置形態の更なる変更例を示す説明
図。

【図１０】 図９に示す磁石体の配置形態における図中
９−９線断面に沿った磁束密度分布特性を示す説明図。

【符号の説明】

１ 物体 ２ 支持体 ３、４、５ 磁石体 ６、７ 一方の磁束密度分布特性の極大値部 ８ 一方の磁束密度分布特性の極小値部 ９ 他方の磁束密度分布特性の極大値部 １０、１１ 磁石体 １２ 一方の磁束密度分布特性の極大値部 １３ 一方の磁束密度分布特性の極小値部 １４ 他方の磁束密度分布特性の極大値部

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体および支持体にそれぞれ設けた磁石
   体の磁気反発力によって物体を支持体上に浮上状態で安
   定に支持する物体の非接触支持構造であって、一方の磁
   石体の磁極面で囲まれた領域に他方の磁石体の磁極面を
   対向させるとともに、一方および他方の磁石体の互いに
   向かい合う箇所の磁化方向をほぼ平行としたことを特徴
   とする物体の非接触支持構造。
2. 【請求項２】 前記一方の磁石体は同心リング状に少な
   くとも２重以上に配置され、隣接する２つの磁石体の磁
   極面の間の領域にリング状の前記他方の磁石体の磁極面
   を対向させたことを特徴とする請求項１記載の物体の非
   接触支持構造。
3. 【請求項３】 前記一方の磁石体および前記他方の磁石
   体が各々３個以上配置され、前記一方の各磁石体は環状
   に形成若しくは配置された磁極面を有し、前記一方の各
   磁石体の磁極面で囲まれた領域に前記他方の磁石体の磁
   極面を対向させたことを特徴とする請求項１記載の物体
   の非接触支持構造。