JP7416555B2 - Drive device. - Google Patents
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Description
本発明は、継続的に駆動を行う駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a drive device that continuously drives.
従来より、継続的に駆動を行う駆動装置が利用されている。この継続的駆動装置の多くは、何らかのエネルギー源を用いており、駆動装置に対して継続的にエネルギーを供給している。 Conventionally, drive devices that continuously drive have been used. Many of these continuous drives use some kind of energy source to continuously supply energy to the drive.
このような継続的に動作する装置として、省エネルギーの観点から追加的なエネルギー源を設けないで動作を継続する装置が提案されている(例えば、下記特許文献1参照)。
As such a device that operates continuously, a device that continues to operate without providing an additional energy source from the viewpoint of energy saving has been proposed (for example, see
しかしながら、上記特許文献1に記載の装置では、構成が複雑となるという不具合や、部材間の摩擦等の影響により、動作を継続するために結局は追加的なエネルギーが必要となるという不具合がある。
However, the device described in
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、継続的に駆動を行うことが可能となる駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a drive device that has a simple configuration and is capable of continuously driving.
(1)本発明に係る駆動装置は、第1移動体と、第2移動体と、シャフトと、変換機構とを備える。前記第1移動体は、第1磁石を保持し、幅方向において第1位置と第2位置との間を往復移動可能である。前記第2移動体は、第2磁石を保持し、幅方向と直交する直交方向において前記第1移動体が移動する移動経路に近接する第3位置と当該第3位置から遠ざかる第4位置との間を往復移動可能である。前記シャフトは、前記第2移動体に係合し、前記第2移動体の移動に伴って回転する。前記変換機構は、前記シャフトの回転力を前記幅方向の移動力に変換して前記第1移動体に付与する。前記第1移動体が前記第1位置にある状態において、前記第2移動体が前記第3位置に位置するとともに第1移動体と第2移動体とが対向する。前記第1磁石における前記第2移動体側の磁極と、前記第2磁石における前記第1移動体側の磁極とが同極である。 (1) A drive device according to the present invention includes a first moving body, a second moving body, a shaft, and a conversion mechanism. The first moving body holds a first magnet and can reciprocate between a first position and a second position in the width direction. The second moving body holds a second magnet and has a third position close to a movement path along which the first moving body moves in an orthogonal direction perpendicular to the width direction and a fourth position away from the third position. It is possible to move back and forth between the two locations. The shaft engages with the second moving body and rotates as the second moving body moves. The conversion mechanism converts the rotational force of the shaft into the movement force in the width direction and applies the same to the first moving body. In a state where the first movable body is in the first position, the second movable body is located in the third position and the first movable body and the second movable body face each other. A magnetic pole of the first magnet on the second moving body side and a magnetic pole of the second magnet on the first moving body side are the same polarity.
このような構成によれば、第1移動体が第1位置に位置し、第2移動体が第3位置に位置すると、第1磁石と第2磁石との反発力により第2移動体が第3位置から第4位置に移動する。すると、第2移動体の移動に伴ってシャフトが回転するとともに、変換機構によりシャフトの回転力が移動力に変換されて第1移動体に付与される。そして、第1移動体が第1位置から第2位置に移動する。さらに、第4位置に移動した第2移動体は、往復移動することにより第3位置に移動する。第2位置に移動した第1移動体は、往復移動することにより第1位置に移動する。その後は、このような動作が継続して行われる。 According to such a configuration, when the first movable body is located at the first position and the second movable body is located at the third position, the second movable body is moved to the third position due to the repulsive force between the first magnet and the second magnet. Move from the 3rd position to the 4th position. Then, as the second moving body moves, the shaft rotates, and the conversion mechanism converts the rotational force of the shaft into moving force, which is applied to the first moving body. Then, the first moving body moves from the first position to the second position. Further, the second moving body that has moved to the fourth position moves to the third position by reciprocating. The first moving body that has moved to the second position moves back and forth to the first position. After that, such operations are continued.
そのため、追加的なエネルギー源を必要とすることなく、又は、追加的なエネルギー源を必要最小限として、継続的に駆動を行うことができる。 Therefore, continuous driving can be performed without requiring an additional energy source or with the minimum amount of additional energy source required.
また、主な部材として、第1移動体、第2移動体、シャフト、変換機構を備えるのみで、駆動装置を実現できる。 Moreover, the drive device can be realized by only providing the first moving body, the second moving body, the shaft, and the conversion mechanism as main members.
すなわち、本発明によれば、簡易な構成で、継続的に駆動を行うことが可能となる。 That is, according to the present invention, continuous driving can be performed with a simple configuration.
(2)また前記駆動装置は、回転部材をさらに備えてもよい。前記回転部材は、前記シャフトの回転軸線を中心として回転可能である。前記回転部材は、回転体と、把持部とを備える。前記回転体は、前記シャフトと一体となって回転する。前記把持部は、前記回転体に設けられる。 (2) Furthermore, the drive device may further include a rotating member. The rotating member is rotatable about the rotation axis of the shaft. The rotating member includes a rotating body and a gripping portion. The rotating body rotates together with the shaft. The gripping portion is provided on the rotating body.
このような構成によれば、駆動装置を動作させる初期段階においては、作業者は、把持部を把持して回転体を回転させることで、シャフトを回転させることができる。そして、その後は、シャフトの回転力が移動力に変換されて第1移動体に付与されることにより、駆動装置において継続的に動作が行われる。 According to such a configuration, in the initial stage of operating the drive device, the operator can rotate the shaft by gripping the gripping portion and rotating the rotating body. Thereafter, the rotational force of the shaft is converted into moving force and applied to the first moving body, so that the driving device continuously operates.
そのため、駆動装置を動作させる初期段階において、スムーズに駆動を開始させることができる。 Therefore, in the initial stage of operating the drive device, the drive can be started smoothly.
(3)また、前記駆動装置は、発電機と、伝達機構とをさらに備えてもよい。前記伝達機構は、前記シャフトの回転力を前記発電機に伝達させる。 (3) Furthermore, the drive device may further include a generator and a transmission mechanism. The transmission mechanism transmits the rotational force of the shaft to the generator.
このような構成によれば、駆動装置において継続的に行われる駆動力を発電機に付与して、継続的に発電を行うことができる。 According to such a configuration, it is possible to continuously generate power by applying the driving force continuously performed by the drive device to the generator.
(4)また、前記前記第1移動体は1対であってもよい。前記第2移動体は1対であってもよい。 (4) Furthermore, there may be one pair of the first moving bodies. There may be one pair of the second moving bodies.
このような構成によれば、駆動装置における構成を必要最小限としながら、継続的に発生する駆動力を向上させることができる。 According to such a configuration, the continuously generated driving force can be improved while minimizing the configuration of the drive device.
そのため、駆動装置において効率的に駆動力を発生させることができる。 Therefore, the driving force can be efficiently generated in the driving device.
本発明によれば、簡易な構成で、継続的に駆動を行うことが可能となる。 According to the present invention, continuous driving can be performed with a simple configuration.
1.駆動装置の構成
図1は、本発明の一実施形態に係る駆動装置1をシャフト2側から見た状態を示した斜視図である。図2は、駆動装置1を第1移動体11側から見た状態を示した斜視図である。図3は、枠部材7を省いた状態の駆動装置1を示した斜視図である。なお、図2及び図3においては、便宜上、発電機5及びコンバータ6を省いて表している。
1. Configuration of Drive Device FIG. 1 is a perspective view showing a
図1に示すように、駆動装置1は、シャフト2と、回転部材3と、回転軸4と、発電機5と、コンバータ6と、枠部材7と、1対(2つ)の第1移動体11と、1対(2つ)の第2移動体12とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
シャフト2は、軸方向に延びる軸線Lを中心として回転するクランクシャフト(クランク軸)である。シャフト2の先端部(軸方向他方側)には、プーリーが設けられている。
The
回転部材3は、シャフト2に対して軸方向一方側に位置している。回転部材3は、回転体31と、把持部32とを備えている。
The rotating
回転体31は、車輪状の環状部材である。具体的には、回転体31は、車輪状の部材が2つ重ねられた形状を有している。回転体31の内方には、ウェイト33が設けられている。ウェイト33は、棒状の重りであって、その一端部が回転体31の中心部に取り付けられている。ウェイト33は、一端部(基端部)を中心として回転体31の周方向に回転させるように位置を調整させることが可能である。
The rotating
把持部32は、回転体31の軸方向一方側の端部に設けられている。把持部32は、クランク状の棒状に形成されている。
The
回転軸4は、シャフト2と一定の間隔を隔てて配置されている。回転軸4は、軸方向に延びる棒状の部材であって、複数のプーリーが設けられている。回転軸4は、図示しない枠体等により、軸方向に延びる軸線周りに回転可能な状態で保持されている。
The
発電機5は、発生した駆動力を用いて発電するために用いられる。発電機5としては、自動車用の部品と同様のものを用いることができる。発電機5には、プーリーが設けられている。
The
コンバータ6は、発電機5に接続されている。コンバータ6は、発電機5で発生した電気を変圧するために用いられる。
枠部材7は、シャフト2に対して、幅方向と直交する直交方向に一定の間隔を隔てるようにして配置されている。枠部材7は、一定位置に配置(固定)される部材であって、後述する第1移動体11及び第2移動体12の移動をガイドするための部材である。枠部材7は、枠体71と、複数(4つ)のレール72と、複数(4つ)の軸心棒73とを備えている。
The
図2に示すように、枠体71は、外枠711と、仕切枠712と、2つのガイド枠713と、2つの突出部714とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
外枠711は、平面視矩形状の枠状に形成されている。
The
仕切枠712は、軸方向及び直交方向の両方と直交する幅方向に延びる棒状に形成されており、外枠711の内方に設けられている。仕切枠712は、外枠711における軸方向中央部の内周面に連続している。外枠711内の領域は、仕切枠712により2つの領域に分けられている。
The
各ガイド枠713は、幅方向に延びる棒状に形成されており、外枠711内の2つの領域内に設けられている。各ガイド枠713は、外枠711内の内周面に連続している。
Each
突出部714は、外枠711の外周面から外方に向かって(幅方向の一方側に向かって)突出している。2つの突出部714は、軸方向に一定の間隔を隔てて配置されている。各突出部714は、外枠711内の各領域と対応するように配置されている。各突出部714の先端には、プーリーが設けられている。
The protruding
各レール72は、外枠711における幅方向に延びる内周面に設けられている。
Each rail 72 is provided on the inner peripheral surface of the
軸心棒73は、図1に示すように、ガイド枠713の直交方向他方側の端面(シャフト2側の端面)から、直交方向他方側に向かって延びている。各ガイド枠713には、2つの軸心棒73が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、各第1移動体11は、外枠711内の各領域内に配置されている。第1移動体11は、保持部111と、突出片112と、アーム113とを備えている。
As shown in FIG. 2, each first moving
保持部111は、直方体状の部材であって、複数(4つ)の穴111aを有している。保持部111の直交方向他方側の面には、幅方向に延びる溝(図3参照)が形成されており、この溝がガイド枠713に嵌められている。保持部111の各穴111aは、保持部111の直交方向他方側の面から内方に向かって凹んでいる。各穴111a内には、第1磁石21が設けられている。すなわち、保持部111は、4つの第1磁石21を保持している。また、保持部111の軸方向両端部には、ベアリングが設けられている。このベアリングは、レール72に係合している。
The holding
図2に示すように、突出片112は、保持部111の直交方向一方側の面から外方に向かって突出している。
As shown in FIG. 2, the protruding piece 112 protrudes outward from one surface of the holding
アーム113は、棒状に形成されている。アーム113の一端部は突出片112と係合しており、アーム113の他端部は、突出部714のプーリーに係合している。
Arm 113 is formed into a rod shape. One end of the arm 113 is engaged with the protrusion piece 112, and the other end of the arm 113 is engaged with a pulley of the
このような構成により、第1移動体11は、幅方向において往復移動可能となっている。
With such a configuration, the first moving
図1に示すように、各第2移動体12は、枠部材7に対して直交方向他方側に位置している。具体的には、各第2移動体12は、各第1移動体11に対応するようにして、各第1移動体11の直交方向他方側に位置している。各第2移動体12は、保持部121と、連結棒122とを備えている。
As shown in FIG. 1, each second moving
図3に示すように、保持部121は、直方体状の部材であって、複数(4つ)の穴121aを有している。保持部121の各穴121aは、保持部121の直交方向一方側の面から内方に向かって凹んでいる。各穴121a内には、第2磁石22が設けられている。すなわち、保持部121は、4つの第2磁石22を保持している。
As shown in FIG. 3, the holding
また、保持部121には、複数(2つ)の穴121bを有している。各穴121bには、軸心棒73が挿通されている。
Further, the holding
連結棒122は、保持部121の直交方向他方側の面から外方に向かって突出している。連結棒122の先端部は、シャフト2に係合している。
The connecting
このような構成により、第2移動体12は、直交方向において往復移動可能となっている。
With such a configuration, the second moving
図1に示すように、シャフト2のプーリーと発電機5のプーリーとの間、シャフト2のプーリーと回転軸4のプーリーとの間、回転軸4のプーリーと突出部714のプーリーとの間には、ベルトがかけ渡されている。
As shown in FIG. 1, between the pulley of the
回転軸4、シャフト2と回転軸4との間にかけ渡されたベルト、及び、回転軸4と突出部714との間にかけ渡されたベルトが変換機構の一例を構成している。また、シャフト2と発電機5との間にかけ渡されたベルトが伝達機構の一例を構成している。
The
駆動装置1においては、第1磁石21における第2移動体12側の磁極(直交方向他方側の磁極)と、第2磁石22における第1移動体11側(直交方向一方側の磁極)の磁極とが同極となるように、第1磁石21及び第2磁石22が設けられている。
In the
また、第1磁石21及び第2磁石22のそれぞれは、互いに対向する対向面以外の部分が磁気遮蔽材により覆われていることが好ましい。このようにすれば、第1磁石21及び第2磁石22のそれぞれから発生する磁力を集中させて、互いに対向する磁石に向かわせることができる。
Moreover, it is preferable that each of the
2.駆動装置の動作
駆動装置1を動作させる際には、まず、作業者は、把持部32を把持して回転体31(回転部材3)を軸線L周りに回転させる。すると、回転体31とともにシャフト2が軸線L周りに回転する。そして、シャフト2の回転力がプーリー及びベルトにより第1移動体11に伝達されて、一方の第1移動体11がガイド枠713に沿って外枠711内を幅方向に移動する。また、シャフト2の回転に伴って、一方の第2移動体12が軸心棒73に沿って直交方向に移動する。
2. Operation of the Drive Device When operating the
第1移動体11が外枠711の幅方向一方側端部側に最も近接する位置まで移動すると、第2移動体12が直交方向一方側に最も移動する。すなわち、第1移動体11が外枠711の幅方向一方側端部側に最も近接する位置まで移動したタイミングにおいて、第2移動体12が第1移動体11(第1移動体11の移動経路)に最も近接する。第1移動体11が外枠711の幅方向一方側端部側に最も近接する位置が第1位置であり、第2移動体12が第1移動体11(第1移動体11の移動経路)に最も近接する位置が第3位置である。このとき、第1移動体11と第2移動体12とは対向している。
When the first moving
第1移動体11と第2移動体12とが近接(対向)すると、第1磁石21と第2磁石22との反発力により第2移動体12に対して直交方向他方側に向かう力が付与される。これにより第2移動体12が枠部材7から遠ざかるように移動する。また、第2移動体12の移動に伴ってシャフト2が回転するとともに、シャフト2の回転力がプーリー及びベルトにより第1移動体11(一方の第1移動体11)に伝達されて、第1移動体11が外枠711内を幅方向他方側に移動する。第1移動体11が外枠711の幅方向他方側端部側に最も近接する位置が第2位置であり、第2移動体12が第1移動体11(第1移動体11の移動経路)から最も遠ざかる位置が第4位置である。
When the first moving
このようにして、一方の第1移動体11が第2位置に移動し、かつ、一方の第2移動体12が第4位置に移動したタイミングにおいて、他方の第1移動体11が第1位置に移動し、かつ、他方の第2移動体12が第3位置に移動する。
In this way, at the timing when one of the first moving
そして、他方の第1移動体11及び他方の第2移動体12において、上記した一連の動作が行われる。
Then, the series of operations described above are performed in the other first moving
このように、一対の第1移動体11は、第1位置と第2位置との間を交互に往復移動する。同様に、一対の第2移動体12は、第3位置と第4位置との間を交互に往復移動する。
In this way, the pair of first moving
このような一連の動作において、ウェイト33の重さ(遠心力)により回転部材3が円滑に回転される。そして、回転部材3と一体的に構成されるシャフト2が安定的に回転する。また、ウェイト33の位置を調整することにより、回転部材3の回転具合を調整できる。
In this series of operations, the weight (centrifugal force) of the
このようにして、駆動装置1においては、駆動装置を動作させる初期段階においては、作業者が回転部材3を回転させることで、シャフト2が回転し、その後は、追加的なエネルギー供給を行うことなく、又は、追加的なエネルギー供給を必要最小限として、継続的にシャフト2が回転する(継続的に駆動が行われる)。また、シャフト2の回転力は、プーリー及びベルトにより発電機5に付与される。そして、発電機5で発生した電気は、コンバータ6により変圧されて用いられる。
3.作用効果
In this way, in the
3. Effect
(1)本実施形態によれば、図1及び図2に示すように、駆動装置1は、第1移動体11と、第2移動体12と、シャフト2と、変換機構(ベルト)とを備える。第1移動体11は、第1磁石21を保持し、幅方向において第1位置と第2位置との間を往復移動可能である。第2移動体12は、第2磁石22を保持し、直交方向において第3位置と第4位置との間を往復移動可能である。第1移動体11が第1位置にある状態において第2移動体12が第3位置に位置するとともに、第1移動体11と第2移動体12とが対向する。第1移動体11における第2移動体12側の磁極と、第2磁石22における第1移動体11側の磁極とは同極である。
(1) According to the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the
そのため、第1移動体11が第1位置し、第2移動体12が第3位置に位置すると、第1移動体11と第2移動体12との反発力により第2移動体12が第3位置から第4位置に移動する。すると、第2移動体12の移動に伴ってシャフト2が回転するとともに、変換機構(ベルト)によりシャフト2の回転力が移動力に変換されて第1移動体11に付与される。そして、第1移動体11が第1位置から第2位置に移動する。さらに、第4位置に移動した第2移動体12は、往復移動することにより第3位置に移動する。第2位置に移動した第1移動体11は、往復移動することにより第1位置に移動する。その後は、このような動作が継続して行われる。
Therefore, when the first moving
その結果、追加的なエネルギー源を必要とすることなく、又は、追加的なエネルギー源を必要最小限として、継続的に駆動を行うことができる。 As a result, continuous driving can be performed without requiring an additional energy source or with the minimum amount of additional energy source required.
また、主な部材として、第1移動体11、第2移動体12、シャフト2、変換機構(ベルト)を備えるのみで、駆動装置1を実現できる。
Moreover, the
すなわち、本発明によれば、簡易な構成で、継続的に駆動を行うことが可能となる。 That is, according to the present invention, continuous driving can be performed with a simple configuration.
(2)また、本実施形態によれば、図1に示すように、駆動装置1は、回転部材3を備えている。回転部材3は、シャフト2の回転軸線である軸線Lを中心として回転可能である。回転部材3は、回転体31と把持部32とを備えている。回転体31は、シャフト2と一体となって回転する。把持部32は、回転体31に設けられている。
(2) Furthermore, according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
そのため、駆動装置1を動作させる初期段階においては、作業者は、把持部32を把持して回転体31を回転させることで、シャフト2を回転させることができる。そして、その後は、シャフト2の回転力が移動力に変換されて第1移動体11に付与されることにより、駆動装置1において継続的に動作が行われる。
Therefore, in the initial stage of operating the
その結果、駆動装置を動作させる初期段階において、スムーズに駆動を開始させることができる。 As a result, the drive can be started smoothly in the initial stage of operating the drive device.
(3)また、本実施形態によれば、駆動装置1において、シャフト2の回転力は、発電機5に発電機5に伝達される。
(3) Also, according to the present embodiment, in the
そのため、駆動装置1において継続的に行われる駆動を発電機5に付与して、継続的に発電を行うことができる。
Therefore, the drive that is continuously performed in the
(4)また、本実施形態によれば、駆動装置1において、第1移動体11及び第2移動体12のそれぞれは、1対設けられている。
(4) Furthermore, according to the present embodiment, in the
そのため、駆動装置1における構成を必要最小限としながら、継続的に発生する駆動力を向上させることができる。
Therefore, the continuously generated driving force can be improved while minimizing the configuration of the
その結果、駆動装置において効率的に駆動力を発生させることができる。 As a result, driving force can be efficiently generated in the drive device.
4.変形例
上記した実施形態においては、駆動装置1において、第1移動体11及び第2移動体12のそれぞれは1対設けられるとして説明した。しかし、第1移動体11及び第2移動体12のそれぞれは、1つであってもよく、3つ以上設けられる構成であってもよい。
4. Modifications In the above-described embodiment, the
1 駆動装置
2 シャフト
3 回転部材
5 発電機
11 第1移動体
12 第2移動体
21 第1磁石
22 第2磁石
31 回転体
32 把持部
L 軸線
1 Drive
Claims (4)
第2磁石を保持し、幅方向と直交する直交方向において前記第1移動体が移動する移動経路に近接する第3位置と当該第3位置から遠ざかる第4位置との間を往復移動可能な第2移動体と、
前記第2移動体に係合し、前記第2移動体の移動に伴って回転するシャフトと、
前記シャフトの回転力を前記幅方向の移動力に変換して前記第1移動体に付与する変換機構とを備え、
前記第1移動体が前記第1位置にある状態において、前記第2移動体が前記第3位置に位置するとともに、第1移動体と第2移動体とが対向し、
前記第1磁石における前記第2移動体側の磁極と、前記第2磁石における前記第1移動体側の磁極とが同極である、駆動装置。 a first moving body that holds a first magnet and is capable of reciprocating between a first position and a second position in the width direction;
A second magnet that holds a second magnet and is movable back and forth between a third position that is close to a movement path along which the first moving body moves in an orthogonal direction that is perpendicular to the width direction and a fourth position that is away from the third position. 2 moving objects;
a shaft that engages with the second moving body and rotates as the second moving body moves;
a conversion mechanism that converts the rotational force of the shaft into the movement force in the width direction and applies it to the first moving body,
In a state where the first moving body is at the first position, the second moving body is located at the third position, and the first moving body and the second moving body are facing each other,
A drive device, wherein a magnetic pole of the first magnet on the second moving body side and a magnetic pole of the second magnet on the first moving body side are the same polarity.
前記回転部材は、
前記シャフトと一体となって回転する回転体と、
前記回転体に設けられた把持部とを備える、請求項1に記載の駆動装置。 further comprising a rotating member rotatable around the rotational axis of the shaft,
The rotating member is
a rotating body that rotates integrally with the shaft;
The drive device according to claim 1, further comprising a grip section provided on the rotating body.
前記シャフトの回転力を前記発電機に伝達させる伝達機構とをさらに備える、請求項1又は2に記載の駆動装置。 generator and
The drive device according to claim 1 or 2, further comprising a transmission mechanism that transmits the rotational force of the shaft to the generator.
前記第2移動体は1対である、請求項1~3のいずれか一項に記載の駆動装置。 There is a pair of the first moving bodies,
The drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein there is a pair of said second moving bodies.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020092796A JP7416555B2 (en) | 2020-05-28 | 2020-05-28 | Drive device. |
Applications Claiming Priority (1)
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