CN112368932B - 旋转机构 - Google Patents
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Abstract
目的在于提供一种是简易的结构且能量损失少且能够高效地回收旋转动能的旋转机构。本发明的旋转机构的一例包括以同一直径形成的螺旋状的轨道(1)、配置于轨道(1)的内侧的柱构件(2)、贯穿地固定于柱构件(2)的中心的旋转轴(3)、能安装于轨道(1)的移动体(4)和与柱构件(2)分开一些地配置的磁铁体(5)。
Description
技术领域
本发明涉及一种旋转机构。详细而言,涉及一种是简易的结构且能量损失少且能高效地产生旋转动能的旋转机构。
背景技术
以往,利用着一种将流体、电力和燃烧气体等各种各样的能量输入到构成为能够进行旋转(日文:回転)运动的物体而回收旋转动能、电能的旋转机构。
在自这样的旋转机构回收旋转动能、电能等时,为了相对于所输入的能量的量提高能回收的能量的量,在旋转机构中尝试了提高能量转换效率的各式各样的办法。
例如在专利文献1所述的旋转机构中,形成为在壳体的内部以偏心状态配置转子,利用设置于转子的叶片使自吸入口进入的流体与自排出口出来的流体之间隔绝的构造。
另外,通过将壳体的入口侧与排出口侧的压力差施加给叶片而使转子旋转。另外,在该叶片设置磁铁,在壳体设置线圈和铁氧体。由此,使将流体能量转换为旋转能量的涡轮与将旋转能量转换为电能的发电机一体化。
具备该专利文献1所述的旋转机构的发电装置使将流体的能量转换为机械能量的旋转机构与将机械能量转换为电能的发电机构一体化。另外,利用位于外筒构件的内部的最外周部分的叶片出交变磁场,使叶片的磁量移动的速度最大化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-208766号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,在专利文献1所述的旋转机构中,作为输入的能量,需要流体的流动,为此必须形成供流体流动的流路、产生压力差的分隔壁,这使旋转机构的构造复杂化。
另外,需要将流体引入旋转机构,因此存在供旋转机构设置的位置受限的不便。
另外,作为输入的能量,在伴有电力的消耗、燃烧气体的原料的消耗的以往的旋转机构中,由于必须并用别的能量产生源,所以在能量转换效率的方面,难以预见到明显的提高。
此外,在以往的旋转机构中,也谋求一种设置与已有的驱动源组合的辅助机构而进一步提高旋转运动的效率、能量转换效率的办法。
本发明是鉴于以上的点而发明的,目的在于提供一种是简易的结构且能量损失少且能高效地回收旋转动能的旋转机构。
用于解决课题的方案
为了达成上述的目的,本发明的旋转机构包括第1轨道部、移动部、轨道旋转力(日文:回転力)施加部件和移动力施加部件,所述第1轨道部形成为螺旋状,构成为能以轴心为中心进行旋转,所述移动部构成为能安装于该第1轨道部并且能沿该第1轨道部移动,所述轨道旋转力施加部件对所述移动部的第1区域沿使所述第1轨道部在第1方向上旋转的朝向施加第1力,所述移动力施加部件对所述移动部的包含不同于第1区域的区域的第2区域,沿使该移动部自所述第1轨道部的一方朝向另一方移动的朝向施加第2力,利用所述第1力以及所述第2力使所述移动部的相对于所述第1轨道部的相对性移动和使第1轨道部沿所述第1方向旋转的动作反复进行,从而使该移动部向该第1轨道部的另一方移动。
这里,第1轨道部形成为螺旋状,并构成为能以轴心为中心进行旋转,从而能对移动部的第1区域施加第1力而使第1轨道部整体旋转。即,例如能由使第1轨道部旋转的动作获得旋转动能。另外,能够转换第1轨道部的旋转动能而作为使物体动作的动力、电力能量而输出。
另外,这里所说的第1力是指在自轴心方向观察第1轨道部的俯视时第1轨道部的螺旋的外形(圆形)的切线方向的力。另外,在切线方向的力中也包含将具有某一朝向的力分解并且该分解后得到的力的朝向与切线方向大致平行的力。
另外,第1轨道部构成为能以轴心为中心进行旋转,移动部构成为能安装于第1轨道部,从而能在将移动部安装于第1轨道部的状态下使第1轨道部旋转而使移动部沿第1轨道部移动。另外,这里所说的能够安装不是仅指移动部与第1轨道部直接接触的状态。例如也包含了在第1轨道部与移动部之间有磁力进行作用,即使两者不直接接触(在两者之间隔着其他的构件或设置有空间),移动部也被拉近到能沿第1轨道部的外径进行移动的位置的状态。
另外,移动部构成为能安装于第1轨道部并且能沿第1轨道部进行移动,从而能够借助移动部对第1轨道部赋予力。即,例如能对移动部施加基于磁力、弹力的力,将移动部所接受的力传递到第1轨道部。另外,能对移动部赋予力而使移动部沿第1轨道部进行移动。
另外,第1轨道部构成为能以轴心为中心进行旋转,移动部构成为能够安装于第1轨道部并且能沿第1轨道部进行移动,从而能够基于移动部所接受的力,进一步使移动部将力传递到第1轨道部而使第1轨道部旋转。或者,能够利用移动部传递到第1轨道部的力进一步加快旋转的第1轨道部的旋转运动。另外,在这里所说的、利用移动部传递到第1轨道部的力使第1轨道部旋转的动作中,在第1轨道部沿第1方向旋转时,安装于第1轨道部的移动部与第1轨道部一同移动。另外,这里所说的“第1方向”是指想要使第1轨道部以其轴心为中心进行旋转的方向。
另外,轨道旋转力施加部件对移动部处的第1区域沿使第1轨道部沿第1方向进行旋转的朝向施加第1力,从而能使第1轨道部进行旋转。或者能够进一步加快旋转的第1轨道部的旋转运动。另外,这里所说的、移动部处的第1区域只要含有与后述的第2区域不同的区域即可,例如也可以是移动部的端部或中央部,并不限定该区域。
另外,移动力施加部件对移动部的包含不同于第1区域的区域的第2区域,沿使移动部自第1轨道部的一方朝向另一方移动的朝向施加第2力,从而能使移动部沿第1轨道部移动。另外,这里所说的移动部的移动包含第1轨道部旋转从而移动部在该第1轨道部的位置相对性地变化的情况。另外,移动部的移动包含移动部本身旋转并且沿第1轨道部移动的动作。另外,这里所说的移动部的第2区域只要含有不同于第1区域的区域即可,例如也可以是移动部的端部或中央部,并不限定该区域。
另外,利用第1力以及第2力反复进行移动部的相对于第1轨道部的相对性移动和使第1轨道部沿第1方向旋转的动作,从而能使移动部沿第1轨道部进行移动,并且能使第1轨道部沿第1方向持续地进行旋转。即,对移动部的第1区域施加第1力,对第2区域施加第2力,从而将不同目的的力赋予移动部的两个区域,从而能向第1轨道部传递旋转力,或者持续地进一步加快旋转的第1轨道部的旋转运动。
另外,第1力以及第2力反复进行移动部的相对于第1轨道部的相对性的移动和使第1轨道部沿第1方向旋转的动作,使移动部向第1轨道的另一方移动,从而能够施加使第1轨道部沿第1方向持续地进行旋转的力直到移动部到达第1轨道部的另一端部。
另外,为了达成上述的目的,本发明的旋转机构包括第1轨道部、移动部、轨道旋转力施加部件和移动力施加部件,所述第1轨道部形成为环状,构成为能以轴心为中心进行旋转,所述移动部构成为能安装于该第1轨道部并且能沿该第1轨道部移动,所述轨道旋转力施加部件对所述移动部的第1区域沿使所述第1轨道部在第1方向上旋转的朝向施加第1力,所述移动力施加部件对所述移动部的包含不同于第1区域的区域的第2区域,沿使该移动部沿所述第1轨道部朝向与所述一方相反的方向移动的朝向施加第2力,所述第1轨道部的沿与所述第1方向相反的方向即第2方向的旋转被限制,以及/或者,所述移动部的沿该第1轨道部向所述一方去的移动被限制,所述旋转机构构成为能够利用所述第1力以及所述第2力使所述移动部的相对于所述第1轨道部的相对性移动和使第1轨道部沿所述第1方向旋转的动作反复进行。
这里,第1轨道部形成为环状,构成为能以轴心为中心进行旋转,移动部构成为能够安装于第1轨道部并且能沿第1轨道部移动,从而能使旋转机构的构造紧凑化。即,相比将第1轨道部形成为螺旋状的构造,成为第1轨道部的体积减小且使移动部相对于该第1轨道部移动的构造,因此能使旋转机构进一步小型化。
另外,第1轨道部的沿与第1方向相反的方向即第2方向的旋转被限制,以及/或者,移动部沿第1轨道部向一方去的移动被限制,从而能够易于使第1轨道部沿第1方向旋转。即,在第1轨道部被限制了沿第2方向的旋转时,在将第2力施加于移动部时,即使随着沿第1轨道部向与一方相反的方向去的移动部的移动而产生想要使第1轨道部沿第2方向旋转的力,也能抑制该旋转。另外,在移动部被限制了沿第1轨道部向一方去的移动时,在将力赋予了移动部时,移动部对第1轨道部不产生第1力,能够抑制沿第1轨道部在第1方向上移动的动作。结果,易于产生第1力,易于使第1轨道部沿第1方向旋转。
另外,在移动部构成为至少在一部分具有接受磁力的区域的情况下,能够借助移动部对第1轨道部赋予基于磁力的力。即,例如在移动部的接受磁力的区域自其他的磁铁等接受引力、斥力时,能将移动部所接受的力传递到第1轨道部。另外,能对磁力部赋予磁力而使移动部沿第1轨道部移动。另外,本发明中的“接受磁力的区域”不仅包含由磁铁构成的区域,也包含由受到磁力的引力、斥力的影响的金属等构成的区域。另外,本发明中的“磁铁部”或“磁铁”的用语不仅包括永久磁铁,也包含电磁铁。
另外,在移动部构成为至少在一部分具有接受磁力的区域,并且基于对接受磁力的区域进行作用的磁力产生第1力的情况下,能基于移动部的接受磁力的区域自其他的磁铁等接受的引力、斥力而产生第1力,利用该第1力使第1轨道部旋转。或者,能够进一步加快旋转着的第1轨道部的旋转运动。另外,第1力基于磁力,不像电力、燃烧气体等那样被消耗,因此能量转换效率优异。
另外,在基于作用于移动部的重力产生第2力的情况下,能自与移动部本身的质量相对应的重力产生第2力。即,能够利用移动部本身产生第2力,从而设为简易的结构。另外,施加于移动部的重力不像电力、燃烧气体等那样被消耗,因此能量转换效率优异。
另外,在移动部构成为至少在一部分具有接受磁力的区域并且基于对接受磁力的区域作用的磁力产生第2力的情况下,能由对接受磁力的区域赋予的磁力产生第2力。即,仅设置对移动部的接受磁力的区域赋予磁力的磁铁体,就能产生第2力,能够设为简易的结构。另外,由磁铁体产生的磁力不像电力、燃烧气体等那样被消耗,因此能量转换效率优异。
另外,在移动部构成为至少在一部分具有接受磁力的区域并且基于作用于移动部的重力或作用于接受磁力的区域的磁力的至少一者产生第2力的情况下,能由与移动部本身的质量相对应的重力、赋予移动部的接受磁力的区域的磁力或重力与磁力两者来产生第2力。即,能够利用移动部本身或仅设置对移动部的接受磁力的区域赋予磁力的磁铁体来产生第2力,能够设为简易的结构。另外,施加于移动部的重力、由磁铁体产生的磁力不像电力、燃烧气体等那样被消耗,因此能量转换效率优异。此外,也能使用磁力和重力两者来高效地产生第2力。
此时,例如在仅利用施加于移动部的重力构成第2力并且移动部的沿着第1轨道部的移动平缓时,加上基于磁力的力而增大第2力而能够加快移动部的移动。另外,在仅利用施加于移动部的重力构成第2力并且移动部不沿第1轨道部移动时,也能加上基于磁力的力而增大第2力,使移动部沿第1轨道部移动。
另外,在基于作用于移动部的弹力产生第1力的情况下,例如能使弹性体连结于移动部而由自弹性体产生的弹力产生第1力。即,能够利用弹性体产生第1力而设为简易的结构。另外,作用于移动部的弹力不像电力、燃烧气体等那样被消耗,因此能量转换效率优异。
另外,在基于作用于移动部的弹力产生第2力的情况下,例如能使弹性体连结于移动部而由自弹性体产生的弹力产生第2力。即,能够利用弹性体产生第2力而设为简易的结构。另外,作用于移动部的弹力不像电力、燃烧气体等那样被消耗,因此能量转换效率优异。
另外,在移动部构成为至少在一部分具有接受磁力的区域,并且基于对接受磁力的区域作用的磁力或作用于移动部的弹力的至少一者产生第1力的情况下,能由赋予移动部的接受磁力的区域的磁力、自弹性体产生的弹力或磁力以及弹力两者产生第1力。另外,能够利用该第1力使第1轨道部旋转。或者能够进一步加快旋转着的第1轨道部的旋转运动。
另外,在基于作用于移动部的重力或作用于移动部的弹力的至少一者产生第2力的情况下,能由与移动部本身的质量相对应的重力、赋予移动部的弹力或重力与弹力两者产生第2力。即,能够利用移动部本身或仅将弹性体连结于移动部来产生第2力,能够设为简易的结构。另外,施加于移动部的重力、赋予移动部的弹力不像电力、燃烧气体等那样被消耗,因此能量转换效率优异。此外,也能使用磁力和重力两者高效地产生第2力。
此时,例如在仅利用施加于移动部的重力构成第2力并且移动部的沿着第1轨道部的移动平缓时,加上基于弹力的力而增大第2力而能够加快移动部的移动。另外,在仅利用施加于移动部的重力构成第2力并且移动部不沿第1轨道部移动时,也能加上基于弹力的力而增大第2力,使移动部沿第1轨道部移动。
另外,在轨道旋转力施加部件以及移动力施加部件由将磁力赋予接受磁力的区域的磁力部件构成,并且作为轨道旋转力施加部件的磁力部件和作为移动力施加部件的磁力部件的磁力的产生源的至少一部分是共通的磁铁体的情况下,能由相同的磁铁体产生第1力和第2力两者。由此,仅将磁铁体的磁力赋予在第1轨道部安装的移动部,就能使移动部沿第1轨道部移动并且使第1轨道部旋转。或者,能够进一步加快旋转着的第1轨道部的旋转运动。此外,由于为了产生第1力以及第2力而形成为仅配置磁铁体的构造,所以能将旋转机构设为简易的构造,易于小型化。
另外,在轨道旋转力施加部件由柱状磁铁体构成的情况下,能够利用自柱状磁铁体的第1面或第2面产生的磁力对移动部的接受磁力的区域赋予磁力,上述柱状磁铁体为大致柱状体,形成有在长度方向上大致平行的第1面以及第2面,在第1面以及第2面具有不同的磁极。由此,能够利用1个柱状磁铁体在固定的范围内赋予磁力。
在轨道旋转力施加部件由具有弯曲的形状的磁铁体构成的情况下,易于与第1轨道部的弯曲程度等相应地靠近或远离地配置磁铁体。结果,易于加强对移动部赋予的磁力。另外,易于调整对移动部赋予的磁力的强度。
另外,在所述轨道旋转力施加部件由大致柱状体且形成有在长度方向上大致平行的第1面以及第2面且在第1面以及第2面具有不同的磁极的柱状磁铁体构成,柱状磁铁体在与第1轨道部相对的朝向上配置有第1面或第2面,该第1面或第2面具有的磁极与移动部的接受磁力的区域中的与第1轨道部接触的区域所具有的磁极或靠近第1轨道部的一侧的区域所具有的磁极相互吸引,该柱状磁铁体的长度方向与第1轨道部的螺旋的倾斜的朝向相应地倾斜的情况下,能对移动部的接受磁力的区域中的自第1轨道部较远的一侧的区域赋予柱状磁铁部的斥力,基于该斥力对移动部施加第1力。
另外,在轨道旋转力施加部件由大致柱状体且形成有在长度方向上大致平行的第1面以及第2面且在第1面以及第2面具有不同的磁极的柱状磁铁体构成,柱状磁铁体在与轨道部相对的朝向上配置有第1面或第2面,该第1面或第2面具有的磁极与移动部的接受磁力的区域中的与第1轨道部接触的区域所具有的磁极或靠近第1轨道部的一侧的区域所具有的磁极相互吸引,该柱状磁铁体的长度方向与第1轨道部的螺旋的倾斜的朝向相应地倾斜,并且位于第1轨道部的另一端部的方向的一端部沿接近第1轨道部的朝向倾斜的情况下,能对移动部的接受磁力的区域中的与第1轨道部接触的区域或靠近第1轨道部的一侧的区域赋予柱状磁铁部的引力,基于该引力对移动部施加第2力。另外,能够利用由柱状磁铁部的磁力产生的引力以及斥力使移动部沿第1轨道部自一方朝向另一方移动,并且使第1轨道部旋转。或者能够进一步加快旋转着的第1轨道部的旋转运动。这里,在第1轨道部的轴心与铅垂方向所成的角度为90度以上而无法将移动部的重力利用为移动力施加部件时,也能利用柱状磁铁体将第1力和第2力施加给移动部。
另外,在轨道旋转力施加部件由大致柱状体且形成有在长度方向上大致平行的第1面以及第2面且在第1面以及第2面具有不同的磁极的柱状磁铁体构成,柱状磁铁体在与第1轨道部相对的朝向上配置有第1面或第2面,该第1面或第2面具有的磁极与移动部的接受磁力的区域中的与第1轨道部接触的区域所具有的磁极或靠近该第1轨道部的一侧的区域所具有的磁极相互排斥的情况下,能对移动部的接受磁力的区域中的与第1轨道部接触的区域或靠近第1轨道部的一侧的区域赋予柱状磁铁部的斥力。另外,能对移动部的接受磁力的区域中的自第1轨道部较远的一侧的区域赋予柱状磁铁部的引力。
另外,在配置有多个柱状磁铁体的情况下,能够相对于沿第1轨道部移动的移动部在配置有各柱状磁铁体的各个位置赋予较强的磁力。结果,能够提高第1轨道部旋转的效率。
另外,在移动部本身由磁铁构成并且第1轨道部由能够吸附磁铁的磁性体形成的情况下,能够借助磁力向第1轨道部安装移动部。另外,能对移动部整体赋予磁力而产生第1力、第2力。此外,由于能够利用磁铁构成移动部,所以能够简化构造。另外,这里所说的磁性体例如是指不仅包含能够吸附磁铁的金属,只要能够吸附磁铁即可,也包含金属以外的固体、液体、气体。
另外,在第1轨道部构成为具有磁铁并且移动部由能吸附于磁铁的磁性体形成的情况下,能够借助磁力向第1轨道部安装移动部。另外,能对移动部整体赋予磁力而产生第1力、第2力。
另外,在移动部本身由磁铁构成并且第1轨道部构成为具有磁铁的情况下,能够借助磁力向第1轨道部安装移动部。另外,能对移动部整体赋予磁力而产生第1力、第2力。
另外,在移动部由能与第1轨道部嵌合的安装部和与安装部连结的磁铁部构成的情况下,能在不同于安装部的位置配置磁铁部。即,例如能够利用环状的构件形成安装部,使第1轨道部通过该安装部的内侧,能使安装部沿第1轨道部移动。另外,能够利用绳等构件将磁铁部连结于安装部,对该磁铁部的位置赋予磁力而产生第1力、第2力。
另外,在设置有多个移动部的情况下,作用于各个移动部的第1力相加,相比移动部为单数的结构,能够进一步使第1轨道部沿第1方向较强地旋转。
另外,在移动部具有能沿第1轨道部旋转地移动的车轮部的情况下,易于降低在第1轨道部与移动部之间产生的摩擦力,能使沿着第1轨道部的移动部的相对性移动顺利。另外,这里所说的车轮部例如能够载置于第1轨道部,有车轮部在第1轨道上旋转并且前进的形态。另外,例如有与安装于帘子轨道的悬吊滑轮型的滑道同样地能够使用安装于轨道而进行旋转的车轮的形态。
另外,在具备对移动部的自第1轨道部的另一方朝向一方的移动进行限制的第1移动限制部件的情况下,进一步易于对第1轨道部施加第1力,能够提高第1轨道部旋转的动作的效率。即,当移动部易于向第1轨道部的一端部的方向移动时,在对移动部赋予了磁力、弹力时,只有移动部会沿着在第1轨道部的螺旋的倾斜上升的朝向移动(第1轨道不动而只有移动部进行移动)。结果,移动部与第1轨道部成为一体而不易产生沿第1方向旋转的动作。那么,能够利用第1移动限制部件限制移动部的自第1轨道部的另一端部朝向一端部的移动,从而能够易于基于对移动部赋予的磁力、弹力而产生第1力。
另外,这里所说的第1移动限制部件例如是以下那样的形态。(1)将第1轨道的供移动部移动的路径的形状设为能使移动部只沿移动部自一方向另一方去的朝向顺利地移动,并且移动部沿自另一方向一方去的方向的移动被阻止的棘轮机构的齿轮的形状、波形的形状的形态。(2)另外,同样也有在第1轨道部的供移动部移动的路径上设置微小的起毛的形态。(3)另外,在利用车轮部承担移动部的移动时,有使车轮部在第1轨道部只能自第1轨道部的一方向另一方向(向第1轨道部的另一端部去的方向)旋转并且反向的旋转被抑制的车轮部的形态。
另外,在第1轨道部被限制了沿与第1方向相反的方向即第2方向的旋转的情况下,能够易于使第1轨道部沿第1方向旋转。即,在将第2力施加于移动部时,即使随着移动部沿第1轨道部向与一方相反的方向去的移动而产生想要使第1轨道部沿第2方向旋转的力,也能抑制该旋转。结果,易于产生第1力,易于使第1轨道部沿第1方向旋转。
另外,在具有构成为固定于第1轨道部并且能与第1轨道部一同旋转的配重部的情况下,配重部与第1轨道一同旋转,能够利用由配重部的重量产生的离心力辅助第1轨道旋转的动作。
另外,在第1轨道部的轴心与铅垂方向所成的角度在0度以上且小于90度的范围内的情况下,易于将作用于移动部的重力利用为移动力施加部件。即,能从基于第1轨道部的螺旋的倾斜角度将施加于移动部的重力(或基于轴心与铅垂方向所成的角度将重力分解后得到的力)分解后得到的力,产生具有与自第1轨道部的一方向另一方去的朝向(轨道的倾斜方向的朝向)相同的朝向的力。
另外,在第1轨道部的轴心与铅垂方向所成的角度为90度以上的情况下,能沿在铅垂方向上使第1轨道部的一端部成为与另一端部相同的高度位置(所成的角度为90度)或使一端部的位置低于另一端部的位置(所成的角度超过90度)的朝向配置第1轨道部。由此,能够提高供旋转机构配置的配置位置的自由度。
另外,在具备第2轨道部的情况下,通过使移动部沿第1轨道部移动而使第1轨道部沿第1方向旋转,能使第2轨道部沿相同的方向旋转,上述第2轨道部配置于第1轨道部的内侧,形成为与第1轨道部的螺旋反向的螺旋状,构成为能以轴心为中心与第1轨道部一同沿相同的方向旋转。另外,这里所说的与第1轨道部的螺旋反向的螺旋状是指例如在从正面观察第1轨道部以及第2轨道部时,当第1轨道部的螺旋的倾斜成为从左到右上升的朝向时,第2轨道部的螺旋的倾斜成为从右到左上升的朝向。此外,第1轨道部与第2轨道部的螺旋的朝向相反即可,螺旋的倾斜角度也可以采用互不相同的角度。
另外,在第2轨道部配置于第1轨道部的内侧且形成为与第1轨道部的螺旋反向的螺旋状,并且第2轨道部的一端部与第1轨道部的另一端部之间以及第2轨道部的另一端部与第1轨道部的一端部之间构成为能供移动部移动,移动部构成为能够安装于第2轨道部的情况下,能使沿第1轨道部自第1轨道部的一方朝向另一方移动过来的移动部移动到第2轨道部的一端部。另外,同样能使位于第2轨道部的另一端部的移动部移动到第1轨道部的一端部。
另外,在利用使第1轨道部沿第1方向旋转的动作使第2轨道部旋转而使移动部移动到第2轨道的另一端部的情况下,基于使第1轨道部旋转的动作,能使移动部到达第2轨道的另一方而再次移动到第1轨道部,从而使移动部在第1轨道部与第2轨道部之间循环。结果,能使第1轨道部以及第2轨道部持续地进行旋转。
另外,在循环用轨道旋转力施加部件对移动部处的第3区域沿使该第2轨道部沿第1方向或沿与第1方向相反的方向即第2方向旋转的朝向施加第3力的情况下,能使第2轨道部旋转。或者能够进一步加快旋转着的第2轨道部的旋转运动。另外,由于第1轨道部与第2轨道部相连,所以这里所说的第2轨道部的旋转包含使第1轨道部沿第1方向旋转的动作。另外,移动部处的第3区域只要包含与后述的第2区域不同的区域即可,例如也可以是移动部的端部或中央部,并不限定该区域。另外,第3区域也可以是与上述的、移动部处的第1区域或第2区域重复的区域。
另外,循环用移动力施加部件对移动部的包含不同于第3区域的区域的第4区域沿使移动部从第2轨道部的一方朝向另一方移动的朝向施加第4力,从而能使移动部沿第2轨道部移动。另外,这里所说的移动部的移动包含第2轨道部旋转从而使移动部在该第2轨道部的位置相对性地变化的情况。另外,移动部的移动包含移动部本身旋转并且沿第2轨道部移动的动作。另外,这里所说的移动部处的第4区域只要包含与第3区域不同的区域即可,例如也可以是移动部的端部或中央部,并不限定该区域。另外,第4区域也可以是与上述的、移动部处的第1区域或第2区域重复的区域。
另外,利用第3力以及第4力反复进行移动部的相对于第2轨道部的相对性移动和使第2轨道部沿第1方向旋转的动作,从而能使移动部沿第2轨道部移动并且使第2轨道部沿第1方向持续地进行旋转。或者能够持续地进一步加快旋转着的第2轨道部的旋转运动。另外,关于这里所说的第2轨道部的旋转,也包含第1轨道部的旋转。
另外,第3力以及第4力反复进行移动部的相对于第2轨道部的相对性移动和使第2轨道部沿第1方向旋转的动作,从而使移动部移动到第2轨道的另一端部,由此能够施加使第2轨道部沿第1方向持续地进行旋转的力直到移动部到达第2轨道部的另一端部。
另外,在具备与第1轨道部具有规定的间隔地配置且形成为规定的螺旋状并且构成为能以轴心为中心进行旋转的第2轨道部,和将第1轨道部的旋转传递到第2轨道部而使第2轨道部旋转的旋转力传递部件,在与第1轨道部的螺旋反向地形成规定的螺旋状时,第2轨道部构成为能与第1轨道部沿相同的方向旋转,或者在规定的螺旋状形成为与第1轨道部的螺旋相同的朝向时,第2轨道部构成为能沿与所述第1轨道部相反的方向旋转的情况下,通过使移动部沿第1轨道部移动并使第1轨道部沿第1方向旋转,能使第2轨道部沿同一方向或与第1轨道部的旋转反向的方向旋转。另外,由于第2轨道部与第1轨道部具有规定的间隔地配置,所以第2轨道部的大小、形状的自由度扩大。此外,供用于对沿第2轨道部移动的移动部赋予磁力、弹力的结构体配置的位置的自由度扩大。
另外,在利用使第1轨道部沿第1方向旋转的动作使第2轨道部旋转而使移动部移动到第2轨道的另一端部的情况下,基于使第1轨道部旋转的动作使移动部到达第2轨道的另一方而再次移动到第1轨道部,能使移动部在第1轨道部与第2轨道部之间循环。结果,能使第1轨道部以及第2轨道部持续地进行旋转。
另外,在循环用轨道旋转力施加部件对移动部处的第3区域沿使该第2轨道部沿第1方向或与第1方向相反的方向即第2方向旋转的朝向施加第3力的情况下,能使第2轨道部旋转。或者,能够进一步加快旋转着的第2轨道部的旋转运动。另外,由于第1轨道部与第2轨道部相连,所以这里所说的第2轨道部的旋转包含使第1轨道部沿第1方向旋转的动作。另外,移动部处的第3区域只要包含与后述的第2区域不同的区域即可,例如也可以是移动部的端部或中央部,并不限定该区域。另外,第3区域也可以是与上述的、移动部处的第1区域或第2区域重复的区域。
另外,循环用移动力施加部件对移动部处的包含不同于第3区域的区域的第4区域,沿使移动部从第2轨道部的一方朝向另一方移动的朝向施加第4力,从而能使移动部沿第2轨道部移动。另外,这里所说的移动部的移动包含第2轨道部旋转从而使移动部在该第2轨道部的位置相对性地变化的情况。另外,移动部的移动包含移动部本身旋转并且沿第2轨道部移动的动作。另外,这里所说的移动部处的第4区域只要包含与第3区域不同的区域即可,例如也可以是移动部的端部或中央部,并不限定该区域。另外,第4区域也可以是与上述的、移动部处的第1区域或第2区域重复的区域。
另外,在具备规定向第1轨道部安装移动部的安装角度的按压部件的情况下,能够保持将移动部安装于第1轨道部的状态不变地固定移动部,从而易于抑制移动部的沿着第1轨道部的移动停止的状态。即,例如在对移动部赋予磁力而使移动部沿第1轨道部移动时,当移动部因磁铁体的磁力而被完全地拉近时,恐怕移动部不再移动。因此,通过设置按压部件而规定移动部的向第1轨道部的安装角度,能将移动部的倾斜维持为不会成为使移动部被磁铁体的磁力完全地拉近的朝向。结果,能够担保移动部沿着第1轨道部移动。
另外,在具备与第1轨道部直接或间接地连接而将第1轨道部旋转的动作转换为动力的动力转换部的情况下,能将第1轨道部旋转从而获得的旋转动能作为例如使其他的物体动作的动力而进行回收。
另外,在具备与第1轨道部直接或间接地连接而将第1轨道部旋转的动作转换为电力的电力转换部的情况下,能将第1轨道部旋转从而获得的旋转动能作为电力能量进行回收。
发明效果
本发明的旋转机构是简易的结构,能量损失少,能够高效地回收旋转动能。
附图说明
图1的(a)是表示本发明的第1实施方式的概略图,(b)是图1的(a)的局部放大图。
图2是说明柱构件相对于铅垂方向的倾斜的图。
图3是表示轨道或柱构件的变型的一例的图。
图4是表示轨道或移动体的变型的一例的图。
图5是表示作用于移动体的力的概念图。
图6是表示作用于移动体的力的概念图。
图7是表示作用于移动体的力的概念图。
图8是表示将斥力赋予移动体的末端时的力的概念图。
图9是表示轨道的形状的变型的一例的图。
图10的(a)是表示本发明的第2实施方式的概略图,(b)是表示轨道以及柱构件的轴心与铅垂方向所成的角为100度的构造的概略图。
图11是表示俯视本发明的第2实施方式的状态的图。
图12是表示关于本发明的第2实施方式,自柱构件的底面观察斜上方的状态的图。
图13是表示关于本发明的第2实施方式,自柱构件的底面观察上方的状态的图。
图14是表示轨道以及柱构件的倾斜的变型的一例的图。
图15是表示本发明的第3实施方式的概略图。
图16是表示使移动体在两个轨道间移动的机构的一例的图。
图17的(a)是表示本发明的第4实施方式的概略图,(b)是表示本发明的第5实施方式的概略图。
图18是表示轨道的长度、配置的变型的一例的图。
图19是表示本发明的第6实施方式的图。
图20是表示第6实施方式中的作用于移动体的末端的力的概念图。
图21是表示第6实施方式中的作用于移动体的前端的力的概念图。
图22是表示第6实施方式中的作用于移动体的前端以及末端的力的概念图。
图23是表示将斥力赋予移动体的末端时的力的概念图。
图24是表示本发明的第7实施方式的图。
图25是表示第7实施方式中的作用于移动体的前端以及末端的力的概念图。
图26是表示将斥力赋予移动体的末端时的力的概念图。
图27是表示本发明的第8实施方式的图。
图28是表示第8实施方式的不同的变型的一例的图。
图29是表示第8实施方式的另一不同的变型的一例的图。
图30是表示第8实施方式中的使移动体循环的构造的一例的图。
图31是表示向移动体的轨道安装的安装构造的变型的一例的图。
图32是按压构件相对于移动体的变型的一例的图。
具体实施方式
以下,参照附图说明用于实施发明的方式(以下称为“实施方式”)。
第1实施方式
本发明的旋转机构A包括以同一直径形成的螺旋状的轨道(日文:レール)1、配置于轨道1的内侧的柱构件2、贯穿并固定于柱构件2的中心的旋转轴3、能安装于轨道1的移动体4和与柱构件2分开一些地配置的磁铁体5(参照图1的(a))。
另外,这里所说的轨道1相当于本申请技术方案中的第1轨道部。另外,这里所说的移动体4相当于本申请技术方案中的移动部,磁铁体5相当于本申请技术方案中的轨道旋转力施加部件。另外,磁铁体5与作用于后述的移动体4的重力一同也相当于本申请技术方案中的移动力施加部件。
另外,以下以图6的(a)为基准,将在图6的(a)中看到的右侧称为“右侧”或“右方”,将在图6的(a)中看到的左侧称为“左侧”或“左方”。另外,以图6的(a)为基准,将在图6的(a)中看到的上侧称为“后侧”或“后方”,将在图6的(a)中看到的下侧称为“前侧”或“前方”。
另外,图6的(a)是表示关于图1所示的旋转机构A,沿轨道1以及柱构件2的轴心方向自旋转机构A的上方观察的状态下的作用于移动体的力的概念图。
另外,以下将与在图6的(a)中看到的前后方向大致正交的方向称为左右方向。此外,将与在图6的(a)中看到的前后方向以及左右方向大致平行的方向称为水平方向。另外,以图1的(a)为基准,将沿着轨道1的螺旋形状的方向称为“轨道倾斜方向”。
另外,在相对于铅垂方向倾斜地配置柱构件2以及旋转轴3时,根据其倾斜角度的不同,在铅垂方向上,轨道1的倾斜下方的区域有时位于比与该区域相连接的倾斜上方的区域靠上侧的位置。
另外,以下将移动体4(或构成移动体4的磁铁)中的安装于轨道1的那侧(靠近轨道1的那侧)的端部称为“(移动体4的)前端”,将与该端部相反(远离轨道1的那侧)的端部称为“(移动体4的)末端”。例如,图7中的移动体4的S极的那侧成为前端,N极的那侧成为末端。
轨道1是成为供移动体4移动的路径的构件。另外,轨道1是经由自后述的轨道旋转力施加部件接受了第1力(磁力)的移动体4接受旋转的力而沿一方向(参照图1的(b)的附图标记R所示的箭头)旋转的构件。另外,以下将为了自轨道1获得旋转动能而想要使轨道1旋转的方向称为“理想方向”。此外,将向轨道1旋转的一方向的旋转称为“向理想方向的旋转”,将向轨道1旋转的另一方向的旋转称为“与理想方向反向的旋转”。另外,这里所说的“理想方向”相当于本申请技术方案中的“第1方向”,“与理想方向相反的朝向(反向)的方向”相当于本申请技术方案中的“第2方向”。
另外,通过轨道1旋转而产生的旋转动能被传递到在旋转轴3的端部安装的未图示的马达,能够产生电力能量。即,轨道1是用于产生旋转动能的构件。
另外,轨道1形成为沿旋转轴3的长度方向延伸的螺旋状,该螺旋为同一直径(参照图1的(a))。另外,轨道1由作为强磁性体的铁形成。
另外,在图1中,表示宽度较细地形成的轨道1的形状,但作为轨道1的形状,也可以采用宽度较宽且缠绕于柱构件2的外周面的那样的构造(参照图2以及图3的(a))。另外,作为其他构造,轨道1也可以是铁丝状且宽度较细的形状。因此,在图1以外的图中,关于形状不同的轨道,有时也标注附图标记1地进行表示。
柱构件2是比轨道1的长度方向的长度长的大致圆柱状的构件,且是供轨道1的一端侧、另一端侧固定(省略图示)而支承轨道1的构件(参照图1的(a))。另外,轨道1的除固定于柱构件2的一端侧以及另一端侧以外的部分,形成为不与柱构件2的外周面抵接而与柱构件2之间具有间隙的构造。另外,在柱构件2的内部固定地设有旋转轴3。
根据上述那样的构造,轨道1、柱构件2以及旋转轴3形成了一体地旋转的结构体。即,使轨道1沿理想方向旋转的力进行作用,从而能使轨道1、柱构件2以及旋转轴3一体地旋转。
另外,柱构件2以及旋转轴3自铅垂方向倾斜规定的角度(例如与铅垂方向所成的角度为10度)地配置(参照图1以及图2。另外,在图2中,将柱构件2以及旋转轴3与铅垂方向所成的角度表示为θ3)。另外,该角度是能改变的,改变了角度的构造的详细说明见后述。
另外,通过自铅垂方向倾斜规定的角度地配置柱构件2以及旋转轴3,在轨道1中,在向轨道倾斜方向的下方去的朝向上,存在沿铅垂方向自下方向上方去的区域(以下称为“上升区域”)。
另外,移动体4由能够借助磁力安装于轨道1的球状的磁铁形成。另外,在图1的(a)以及图1的(b)中,为了方便,用1个球状的磁铁表示移动体4,但移动体4也可以由多个磁铁形成。另外,移动体4的形状并不限定于球状,例如也可以采用由棒状或矩形的磁铁形成的移动体。在图1以外的图中,关于移动体4的形状或移动体4所具有的磁铁的形状不同的情况,有时也标注附图标记4地进行表示。
另外,移动体4构成为能沿轨道1向螺旋的倾斜方向的下方或倾斜方向的上方移动。另外,移动体4构成为能沿旋转的轨道1自轨道1的上端向下端移动。
另外,在本实施方式中,为了使轨道1旋转而所需的移动体4的移动是通过使轨道1的旋转和移动体4向轨道1的倾斜下方去的移动组合而实现的。
即,例如移动体4的移动主要是移动体4在旋转的轨道1的外周面上移动的动作。另外,此时也可以是移动体4本身进行旋转的动作。
如图1的(a)所示,大致长方体的磁铁体5与柱构件2分开一些地配置。磁铁体5是将如下的磁力施加于移动体4的构件,该磁力是向磁铁体5的方向拉近移动体4的末端并且沿与磁铁体5侧相反的方向拉开移动体4的前端的朝向。该磁铁体5构成后述的轨道旋转力施加部件。
另外,该磁铁体5也作为移动力施加部件进行作用。磁铁体5的长度方向的长度形成为与柱构件2的长度方向的长度大致相同的长度。
另外,磁铁体5构成为在一面5a和另一面5b具有不同的磁极(参照图1的(a))。在本实施方式中,面5a具有S极,面5b具有N极。
另外,磁铁体5配置为其长度方向与柱构件2以及旋转轴3的长度方向大致平行。
这里,不必一定形成为将轨道1支承于柱构件2的构造,只要构成为轨道1能够旋转,就足够了。例如,也可以采用轨道1由刚性较高的原料形成,即使没有柱构件2,仅利用轨道1也能维持形状的形态(参照图3的(b))。但从通过使柱构件2和轨道1成为一体并进行旋转而使轨道1的旋转稳定化来提高耐久性的观点出发,优选将轨道1支承于柱构件2。
另外,不必一定将轨道1的一端侧以及另一端侧固定于柱构件2,例如也可以是将轨道1的一端侧以及另一端侧固定于旋转轴3的构造。进一步而言,只要是能将轨道1旋转的力传递到旋转轴3的构造,就足够了,轨道1的旋转动作和旋转轴3的旋转动作直接或间接地联动即可。
另外,不必一定形成为使轨道1、柱构件2以及旋转轴3一体地旋转的构造,只要形成为轨道1旋转而产生旋转动能的结构,就足够了。例如,也可以是轨道1和旋转轴3旋转自如地安装于柱构件2的轨道构造。进一步而言,只要构成为轨道1能够旋转且能将轨道1的旋转的动能传递到其他机构即可,不必一定设置柱构件2以及旋转轴3。
另外,不必一定在轨道1与柱构件2之间形成有间隙,也能设为将轨道1以抵接的方式缠绕于柱构件2的外周面而使这两者一体化的构造(参照图2以及图3的(a))。但通过预先在轨道1与柱构件2之间形成间隙,在吸附于轨道1的移动体4沿旋转的轨道1向轨道1的下端移动时,移动体4不易与柱构件2接触,能够抑制移动体4与柱构件2之间的摩擦。结果,能够提高轨道1的旋转运动的效率。
另外,从提高轨道1的旋转运动的效率的观点出发,也可以将柱构件2的轨道1间的区域20(参照图1的(a))的外周面的一部分挖出来,从而形成为移动体4与柱构件2的外周面不易接触的构造。在本构造的情况下,当移动体4沿旋转的轨道1自轨道1的上端向下端移动时,不易产生由移动体4与柱构件2的外周面的接触而导致的摩擦,能够提高轨道1的旋转运动的效率。
此外,从提高轨道1的旋转运动的效率的观点出发,也可以采用将油分、洗涤剂等作为润滑剂涂敷于轨道1、移动体4而减少轨道1与移动体4之间的摩擦的结构。由此,能够减少对轨道1旋转的动作进行妨碍的摩擦力,提高轨道1的旋转运动的效率。
另外,不必一定在旋转轴3的端部安装有马达。例如,也可以是在旋转轴3安装有旋转自如的带并将马达连接于该带而使马达旋转的机构。此外,也可以是在不设置旋转轴3的前提下在轨道1上的任意位置设置突起、钩等而将轨道1的旋转动能传递到其他齿轮机构等的构造。也就是说,也可以是借助能够传递轨道1的旋转动能的已知的传递机构(例如将凸轮、轴和带9等构件组合而构成的机构)转换为使配置于别的位置的马达旋转的电力能量的构造。
另外,马达产生的电力能量可以直接作为电力被消耗,也可以蓄积于蓄电池等。
另外,不必一定利用马达将轨道1产生的旋转动能转换为电力能量。例如,也可以是使旋转轴3与已知的曲轴机构、活塞机构相连接,将旋转动能转换为使其他物体进行动作的驱动能量来进行利用的构造。进一步而言,只要轨道1的旋转动能能以某种形式输出即可,输出该旋转动能的方法没有特别限定。
另外,不必一定以同一直径形成轨道1的螺旋的形状,只要形成为基于后述的轨道旋转力施加部件以及移动力施加部件的力使轨道1旋转的构造即可,轨道1的形状没有限定。例如,除了同一直径的螺旋形状(参照图1的(a)以及图3的(a))以外,也可以是包含螺旋的直径的大小不同的部分的轨道(参照图3的(c))。此外,虽然未图示,但也可以采用以下构造:缠绕于葫芦型的柱构件的外周面并且轨道1形成的圆周的直径大小不同的形状,使自磁铁体5接受的磁力的力带有强弱。此外,也可以考虑赋予到轨道的磁力而以磁铁体5具有曲面的方式设为弯曲的形状。
另外,不必一定利用作为强磁性体的铁来形成轨道1,利用磁铁来形成移动体4。移动体4只要形成为能沿旋转的轨道1移动且具有自轨道旋转力施加部件接受磁力的磁力部的结构,就足够了。
出于上述的观点,例如也可以是轨道1由磁铁形成,移动体4由强磁性体(例如也包含铁、钴、镍和其他因温度变化而体现强磁性的物质等)形成的组合。
另外,例如也可以采用由磁铁形成轨道1并由铁等强磁性体形成移动体4的构造。在该情况下,也能相对于轨道1安装移动体4而使移动体4沿轨道1移动。此外,也可以是轨道1和移动体4都由磁铁部构成的构造。
此外,也能设为利用气球形成移动体4,在气球的内部放入有包含磁性体的液体或气体的构造。例如,能够利用包含磁铁的构件形成轨道1,从而使气球吸附于轨道1。
另外,也考虑代替轨道1地采用在内部形成有通孔的管子。通过预先使包含磁性体的液体、气体在该管子的内部流动,能在例如移动体4由磁铁形成时吸附移动体4和管子。
另外,与上述相关联地,也可以采用例如在轨道10的一部分形成有大致匚字形的槽部10a,在移动体40设置有与该槽部10a嵌合并旋转的辊部40a的构造(参照图4的(a))。另外,移动体40具有磁铁部40b。
在该情况下,在将移动体40安装于轨道10时,不再需要利用磁力。另外,移动体40通过辊部40a的旋转而移动,所以能沿轨道10顺利地移动。另外,在该情况下,槽部10a的形成位置、辊部40a的形成位置没有限定,能够适当地选择。
另外,在上述的移动体40的说明中,示出了在轨道10的下部安装有移动体40的构造,但轨道10的朝向和移动体40的安装方法并不限定于此。例如,也能使轨道10的角度倾斜地在其槽部10a安装移动体40的辊部40a。进一步而言,移动体40只要能够移动即可,也能设为使槽部10a向上方开口的构造。
另外,例如也能在移动体41设置轮胎41a而设为将轨道11的上表面作为移动路径进行移动的车型的移动体41(参照图4的(b))。此时,移动体41在配置有磁铁部41b的台设置轮胎41a,能通过使轮胎41a旋转而使移动体41沿轨道11移动。
此外,作为轨道以及移动体的构造,例如也考虑借助环状的环部42安装于轨道1的构造(参照图31)。在该环状的环部42安装有磁铁部41b,形成为被赋予磁铁体5'的磁力的结构。这样,能够适当地选择用于形成轨道1以及移动体41的原料。
这里,关于上述的辊部40a、轮胎41a,从提高使轨道1沿理想方向旋转的效率的观点出发,也能采用朝向轨道1的倾斜方向的下方顺畅地旋转而抑制了向该下方的反方向旋转(向轨道1的倾斜方向的上方去的朝向的旋转)的构造。由此,能够不易发生使轨道1朝向倾斜方向的上方移动的、不易产生后述的使轨道1沿理想方向旋转的力的移动体41的移动。
另外,同样从提高使轨道1沿理想方向旋转的效率的观点出发,如图9的(b)所示,也考虑在轨道1的一部分设置波浪形的形状。在图9的(a)所示的没有设置波浪形的形状的轨道1上,移动体4也容易向轨道1的倾斜方向的上方以及下方的任一方向移动。
在图9的(b)所示的轨道1上,移动体4易于沿轨道1的波浪形朝向倾斜方向的下方移动,但另一方面,朝向轨道1的倾斜方向的上方,移动体4需要越过波浪形彼此间的凹凸地进行移动,沿该方向的移动被抑制。结果,还是能够不易发生使轨道1朝向倾斜方向的上方移动的、不易产生后述的使轨道1沿理想方向旋转的力的移动体4的移动。
此外,从提高使轨道1沿理想方向旋转的效率的观点出发,也考虑轨道1沿理想方向旋转但沿与理想方向反向的方向的旋转被抑制的构造。由此,轨道1易于沿理想方向旋转,能够提高轨道1旋转的效率。
另外,虽然未图示,但从提高使轨道1沿理想方向旋转的效率的观点出发,也考虑在移动体4的安装于轨道1的外周面设置齿轮状的凹凸,还在轨道1设置与移动体4的齿轮状的凸部嵌合的凹部的构造。这例如是在轨道1设置有自行车的链条状的构造的形状。另外,移动体4通过本身旋转并且沿轨道1移动,使齿轮状的凸部与轨道1的链条状的构造的凹部嵌合,由此移动体4沿轨道1旋转并且移动,从而能使轨道1沿理想方向旋转。在本发明中,也可以采用该构造。
另外,在图1的(a)以及图1的(b)中,为了方便说明,相对于1个轨道仅图示了1个移动体4,但可以考虑在轨道安装有多个移动体的形态。例如,也可以采用空开移动体4彼此的间隔地沿轨道1安装有多个移动体4的结构。
由此,1个1个的移动体4能够接受用于使轨道1旋转的力而使轨道1旋转。例如在有多个移动体4时,能够基于该多个移动体4接受到的力提高使轨道1旋转的力。结果,能使来自各移动体4的力传递到轨道1而使轨道1更强力地旋转。
这里,不必一定利用1个球状的磁铁形成移动体4。如上述那样,在图1的(a)以及图1的(b)中,为了方便,只不过用1个球状的磁铁表示移动体4,移动体4只要在一部分具有由磁铁构成的区域,就足够了。例如也可以采用1个移动体4由多个球状的磁铁构成的构造(参照图8)。另外,也可以采用移动体4不是由球状的磁铁构成而是由矩形的磁铁构成的构造(参照图7)。
另外,不必一定将磁铁体5的长度方向的长度形成为与柱构件2的长度方向的长度大致相同的长度,只要具有能将磁力赋予到移动体4移动且想要赋予力的期望的范围而使轨道1旋转的长度即可,磁铁体5的长度没有限定。但出于能在长度方向上的广大范围内将磁力赋予轨道1并能使轨道1的旋转的动作稳定化的观点,优选将磁铁体5的长度方向的长度形成为与柱构件2的长度方向的长度大致相同的长度。
另外,磁铁体5的形状不必一定形成为柱状,例如也可以设为具有平缓地弯曲的形状的构造。例如,也可以设为具有将与轨道1相对的面设为内周并将与该面相反的面设为外周的弯曲面的形状。由此,产生易于将磁力赋予期望的位置的优点。此外,平缓地弯曲的形状的磁铁体能够适当地倾斜其角度地配置于轨道1的周围。
另外,作为磁铁体5的长度以及配置,例如也考虑沿与轨道1的倾斜方向大致平行的朝向配置稍长的磁铁体5的形态(参照图18的(a))。另外,例如也可以采用相对于1个轨道1以及柱构件2在这两者的长度方向配置较短长度的多个磁铁体5的结构(参照图18的(b))。另外,图18的(a)以及图18的(b)所示的磁铁体5沿与轨道1的倾斜方向平行的朝向配置,但各磁铁体5的朝向并不限定于此。例如也可以使轨道1的倾斜方向与磁铁体5的朝向不同地进行配置。
另外,磁铁体5不必一定配置为长度方向与柱构件2以及旋转轴3的长度方向大致平行。例如,也能相对于柱构件2以及旋转轴3的长度方向沿角度不同于该长度方向的朝向斜向地倾斜配置磁铁体5的长度方向。通过斜向地倾斜配置磁铁体5,也能使赋予到移动体4的磁力的施加方式变化,进一步提高轨道1的旋转的效率或者相反降低旋转的速度,控制轨道1的转速。这样,磁铁体5的配置只要产生使轨道1旋转的力即可,没有特别限定,能够适当地设定。
另外,构成磁铁体5的磁铁不必由具有同一磁力的磁铁或该磁铁的集合体形成,磁铁体5也可以构成为局部地使磁力的强度不同。由此,也能使赋予到移动体4的磁力的施加方式变化,进一步提高轨道1的旋转的效率或者相反降低旋转的速度,从而控制轨道1的转速。
另外,磁铁体5不必一定配置于与柱构件2分开一些的位置,磁铁体5的位置无需固定。从控制轨道1的旋转的速度或控制轨道1的旋转的开始、停止的观点出发,也可以与磁铁体5一起设置能改变磁铁体5的配置位置的位置调整机构、能改变磁铁体5的朝向的角度调整机构。
此外,也可以采用在磁铁体5与轨道1之间配置能对磁力施加变化的磁铁、强磁性体等另外的构件的结构。通过这样设置,能够改变磁铁体5赋予到轨道1(移动体4)的磁力的强度、磁力的朝向和磁力所赋予的范围,从而控制轨道1的转速、旋转的开始以及静止等。通过设置对该轨道1的转速、旋转的开始以及静止等进行控制的机构,能够容易地进行旋转机构的保养。另外,例如在利用本发明的旋转机构来作为辅助别的能量产生机构的机构时,也能使由旋转机构产生的辅助的力带有强弱或使辅助停止。
另外,虽然省略图示,但作为加强旋转机构的旋转的构造,也可以采用在上述的轨道1安装配重部(日文:重り部)的构造。该配重部构成为能与轨道1一体地旋转,轨道1在进行了旋转时,受到施加于配重部的离心力,从而能够进一步加强旋转机构的旋转的动作。
另外,磁铁体5不必一定如图1的(a)、图6所示地配置于轨道1的外侧。只要构成为能使磁力赋予到轨道1而使轨道1旋转即可,也可以是配置于轨道1的内侧的构造。
基于轨道旋转力施加部件以及移动力施加部件的动作
接下来,参照图5、图6以及图7说明本发明的第1实施方式中的轨道旋转力施加部件以及移动力施加部件。
首先,在本实施方式中,为了使轨道1沿理想方向旋转,反复进行两个基本动作。第1个基本动作是轨道1以及移动体4一体地沿理想方向稍微旋转的动作(以下称为“理想旋转动作”)。另外,第2个基本动作是移动体1沿轨道1的倾斜方向自轨道1的一方向另一方(朝向轨道倾斜方向的下方)稍微移动的动作(以下称为“轨道前进动作”)。
即,通过反复进行理想旋转动作和轨道前进动作,轨道1能沿理想方向旋转并使该旋转动作持续。另外,利用该轨道1的沿理想方向旋转的动作和轨道前进动作,能使移动体4在轨道1上的相对位置变化,自轨道1的一方向另一方移动而最终到达轨道1的另一端。
这里,通过反复进行理想旋转动作和轨道前进动作而使轨道1沿理想方向旋转也包含以下的任一内容。(1)本来静止着的轨道1沿理想方向开始旋转的动作。(2)维持沿理想方向旋转着的轨道1的旋转的动作。(3)使沿理想方向旋转着的轨道1的旋转进一步加速地进行旋转的动作。(4)使沿理想方向旋转着的轨道1的旋转减速地进行旋转的动作。即,在本实施方式中,不仅包含使轨道1的旋转开始或使旋转持续的动作,而且例如也包含为了进一步提高旋转的效率而借助别的驱动源自使轨道1沿理想方向旋转着的状态辅助旋转的动作。此外,也包含调整磁铁体5的配置位置、朝向而改变赋予到轨道1的磁力的强度、朝向和磁力所赋予的范围,从而加快或减慢旋转的动作。
另外,在本实施方式中,利用磁铁体5将磁力赋予移动体4的磁铁而使轨道1以及移动体4一体地沿理想方向稍微旋转,从而进行理想旋转动作。
磁铁体5将引力赋予移动体4的末端的形态
这里,理想旋转动作以及轨道前进动作大致分为将“引力”赋予移动体4的末端的形态和将“斥力”赋予移动体4的末端的形态这两种。以下,首先说明磁铁体5将引力赋予移动体4的末端的形态下的理想旋转动作以及轨道前进动作。
另外,考虑利用磁铁体5的配置、设置有多个磁铁体5的结构使引力和斥力都作用于1个移动体4的末端的情况,但在本实施方式中也包含以下这样的结构:作用于移动体4的磁力的主要的力起因于“引力”或“斥力”,除此以外的磁力赋予到移动体4的末端。
如图5所示,基于自磁铁体5接受的磁力的力F(θ2)作用于移动体4。力F(θ2)如图6的(a)以及图6的(b)所示,是基于磁铁体5拉近移动体4的末端的力即Fd的力。
更详细而言,自磁铁体5作用于移动体4的末端的引力Fd中的柱构件2(轨道1)的切线方向的分量的力为F(θ2)。另外,F(θ2)是力的大小因移动体4的移动而变动的力。另外,柱构件2(轨道1)的切线方向在图6的(a)中用附图标记T1表示,在图6的(b)中用附图标记T2表示。
另外,基于施加于移动体4本身的重力的力mg'作用于移动体4。力mg'是图5中的表观上的铅垂分量的力。以下,图5中的水平分量以及铅垂分量是图5的表观上的分量,不同于实际的水平分量以及铅垂分量。
另外,在图5中,使用了基于对移动体4本身施加的重力的力mg'的标记,但图5中的标注有mg'的力的箭头的朝向不是准确地相当于铅垂下方的朝向,而是向沿着柱构件2的长度方向的下方去的朝向。如已述的那样,在本实施方式中,柱构件2以及旋转轴3以与铅垂方向之间所成的角度成为θ3的方式倾斜配置(参照图2)。
即,如图2所示,相对于实际的施加于移动体4本身的重力mg,向沿着柱构件2的长度方向的下方去的朝向成为mgcosθ3。该mgcosθ3相当于图5中的力mg'。
另外,该力mg'分解为沿轨道1的倾斜方向分解而得到的力F1和沿与轨道1的倾斜方向正交的方向分解而得到的力F2(参照图5)。另外,用力F1x表示将力F1沿水平方向分解后得到的力。另外,用力F2x表示将力F2沿水平方向分解后得到的力。另外,轨道1的倾斜方向与水平方向所成的角度为θ1。
这里,由于力mg'成为基准,所以力F2x是固定的大小的力。变动的力F(θ2)加上作为该恒固的力的F2x而作为使轨道1沿理想方向旋转的力进行作用。另外,力F(θ2)以及力F2x具有在俯视时的轨道1的螺旋上的圆弧上的切线方向的朝向(参照图6的(a)以及图6的(b))。另外,作为使轨道1沿理想方向旋转的力,也包含后述的F5y2x的力。
另外,力F1成为想要使移动体4朝向轨道倾斜方向的下方移动的力。
另外,力F2是与轨道1的倾斜方向大致正交的朝向的力,因此成为推动轨道1的力。即,将力F2分解后得到的力F2x作为使轨道1沿理想方向旋转的力进行作用。
除了移动体4的末端被磁铁体5的磁力拉拽的力Fd作用于移动体4以外,移动体4的前端在磁铁体5的磁力的作用下远离磁铁体5的力(斥力)也作用于移动体4。更详细而言,如图7的(a)所示,移动体4的末端侧的N极被拉近磁铁体5的面5a的S极(附图标记F4),移动体4的前端侧的S极自磁铁体5的面5a的S极受到斥力F3。
基于该磁铁体5的磁力的力F3以及力F4作用于移动体4,从而沿使移动体4的前端朝下并且末端朝上从而移动体4整体旋转的方向产生力。另外,在图7的(a)至图7的(c)中,为了使移动体4的动作易于理解,表示为由棒状的磁铁构成的移动体4。
利用该作用于移动体4的前端以及末端的磁铁体5的磁力,使移动体4进行沿在图7的(a)中看到的逆时针的方向(在图7的(a)中用点划线表示旋转的范围)倾斜的动作。另外,在图7的(a)以及图7的(b)中,为了方便而标注了力F4的附图标记,但该力F4是相当于上述的力Fd的力。即,基于将移动体4的末端拉近磁铁体5的力F4(Fd),产生上述的力F(θ2)。
另外,由移动体4的前端自磁铁体5受到的斥力F3,产生将力F3分解后得到的力F5。此外,由力F5产生在向沿着柱构件2的长度方向去的下方去的朝向上分解后得到的力F5y。该力F5y是具有与上述的图5所示的力mg'相同的朝向的力。即,基于移动体4的前端自磁铁体5接受的力而产生的力F5y成为与力mg'相加的力。
另外,当移动体4因自磁铁体5接受的力而如图7的(c)所示成为完全水平的朝向时,难以产生用于使轨道1旋转的力。为此,使用图32说明用于避免使移动体4成为完全水平的朝向的构造。
在图32的(a)所示的构造中,形成为在柱构件2的近旁配置有压板70并且压板70与移动体4的正中间附近抵接的构造。由此,移动体4在自磁铁体5(或磁铁体5')接受了磁力时,不会所需以上地倾斜,能将移动体4的姿势维持为固定的范围内的倾斜。即,移动体4能够沿着轨道1移动,从而能使轨道1旋转。
另外,作为其他的构造,如图32的(b)所示,也可以采用在移动体4的末端附近配置有压板70而控制移动体4的倾斜的构造。此外,也能在图32的(c)以及图32的(d)所示的位置配置压板70。
这样,使用压板70能够避免移动体4因自磁铁体5接受的磁力而朝向成为完全水平的朝向(参照图32的(e)),能够担保轨道1的旋转。另外,这里所说的压板70相当于本申请技术方案的按压部件的一例。
这里,为了控制移动体4的朝向,不必一定使用压板70,也可以是调整磁铁体5赋予移动体4的磁力而控制移动体4的朝向的构造。另外,也可以代替压板70地设置例如线状的构件,只要能够控制移动体4的倾斜即可,压板70的材质、形状没有限定。
另外,只要移动体4能够沿着轨道1移动而使轨道1旋转即可,关于移动体4,利用压板70进行按压的区域没有特别限定。例如也可以是移动体4的中央部分(参照图32的(a))、移动体4的端部(参照图32的(b)以及图32的(d))和移动体4的末端近旁的区域(参照图32的(c)),并且不限定于此。
接着,使用图5说明与上述的力mg'相加的力F5y。
该力F5y分解为沿轨道1的倾斜方向分解后得到的力F5y1和沿与轨道1的倾斜方向正交的方向分解后得到的力F5y2。另外,用力F5y1x表示将力F5y1沿水平方向分解后得到的力。另外,用力F5y2x表示将力F5y2沿水平方向分解后得到的力。
另外,力F5y1成为想要使移动体4朝向轨道倾斜方向的下方移动的力。力F5y1成为与力F1相加的力。
另外,力F5y2是与轨道1的倾斜方向大致正交的朝向的力,因此成为推动轨道1的力。即,将力F5y2分解后得到的力F5y2x作为使轨道1沿理想方向旋转的力进行作用。力F5y2x成为与力F2x相加的力。
根据以上的内容说明理想旋转动作和轨道前进动作的流程。
首先,如图6的(a)所示,在轨道1以及移动体4的理想旋转动作中,在轨道1上的某一地点15,力F(θ2)、力F2x和力F5y2x朝向轨道1的切线方向T1的另一朝向(在图6的(a)中看到的右斜下方)作用于轨道1。另外,附图标记θ2所示的角度是连结轨道1的旋转中心31与移动体4的线和连结旋转中心31与磁铁体5的面5a的最短距离的线所成的角度。
另外,在图6的(a)以及图6的(b)中,为了方便,用附图标记Fd(相当于力F4)表示向磁铁体5拉拽移动体4的末端的力。即,力F(θ2)也表示为Fdsinθ2。
力F(θ2)、力F2x和力F5y2x作用于轨道1,从而轨道1沿理想方向(附图标记R所示的方向)稍微旋转。此时,移动体4与轨道1一体地移动。
即,在轨道1以及移动体4进行理想旋转动作时,移动体4相对于磁铁体5自地点15(参照图6的(a))向地点16(参照图6的(b))移动。另外,随着轨道1以及移动体4的旋转,角度θ2减小。由此,力F(θ2)的力的大小减小下去。即,使轨道1以及移动体4沿理想方向旋转的力减小下去。
另外,力F1和力F5y1作用于移动体4的前端,使移动体4朝向轨道1的倾斜方向的下方移动。该动作是轨道前进动作。移动体4进行向轨道1的倾斜下方移动并且与轨道1一同沿理想方向旋转的动作,通过产生这两个动作,使移动体4的移动和轨道1的沿理想方向的旋转动作持续。
这样,利用磁铁体5赋予移动体4的前端以及末端的磁力,不仅产生作用于移动体4的力mg',而且产生力F(θ2)、力F5y1和力F5y2x。利用以上的力,使沿轨道1在理想方向上旋转的朝向推动轨道1的力和移动体4沿轨道1向轨道1的倾斜方向的下方移动的力分别增强。即,利用磁铁体5赋予移动体4的磁力的作用能使轨道1更强有力地旋转。
另外,在本发明的第1实施方式中,移动体4的前端相当于本申请技术方案中的第1区域的一例,移动体4的末端相当于本申请技术方案中的第2区域的一例。该第1区域以及第2区域根据移动体4的形状、轨道1的形状、移动体4所具有的磁铁部的配置和磁铁体5的形状、配置等,有时为不同于移动体4的前端、末端的部位,在本申请发明中,也将以上的不同的形态作为发明的变型而包含在内。
另外,在上述的内容中,说明了在磁铁体5将“引力”赋予移动体4的末端的形态下的理想旋转动作以及轨道前进动作,但本发明的实施方式并不限定于此。即,也能在磁铁体5'将“斥力”赋予移动体4的末端的形态下进行理想旋转动作以及轨道前进动作(参照图8的(a)以及图8的(b))。
上述的磁铁体5将“引力”赋予移动体4的末端的形态与以下说明的磁铁体5'将“斥力”赋予移动体4的末端的形态上的不同主要在于以下这样的方面。
在该磁铁体5'将“斥力”赋予移动体4的末端的形态中,(1)使轨道1以及移动体4沿理想方向旋转的力即力F(θ2)是基于使移动体4的末端在磁铁体5'的磁力的作用下远离磁铁体5'的斥力而产生的。另外,(2)由移动体4的前端自磁铁体5'接受的引力产生相当于上述的力F5y的力。
这里,磁铁体5'的配置位置只要能将斥力赋予移动体4的末端即可,没有特别限定。例如也能在隔着移动体4与磁铁体5相反的一侧的位置配置磁铁体5'而将磁力Fd'赋予移动体4(参照图6的(a))。
此外,作为磁铁体5'的配置位置的其他的例子,如图8的(a)以及图8的(b)所示,也能配置于柱构件2的前侧且左侧。无论是哪种形态,都能利用磁铁体5'的配置将引力赋予移动体4的前端并将斥力赋予末端,从而能够产生相当于力F(θ2)、力F5y1和力F5y2x的力。
更详细而言,如图8的(c)所示,基于磁铁体5'的磁力的力F3以及力F4作用于移动体4,从而沿使移动体4的前端朝下并且末端朝上,移动体4整体在旋转的方向产生力。
利用该作用于移动体4的前端以及末端的磁铁体5'的磁力,使移动体4进行沿在图8的(c)中看到的逆时针的方向倾斜的动作。另外,在图8的(b)以及图8的(c)中,为了方便而标注了力F4的附图标记,但该力F4是相当于上述的力Fd的力。即,基于自磁铁体5向移动体4的末端作用的斥力F4(Fd),产生上述的力F(θ)2。
另外,移动体4的前端由自磁铁体5'接受的引力F3产生将力F3分解后得到的力F5。此外,由力F5产生在向沿着柱构件2的长度方向去的下方去的朝向上分解后得到的力F5y。该力F5y是具有与上述的图5所示的力mg'相同的朝向的力。即,基于移动体4的前端自磁铁体5'接受的力而产生的力F5y为与力mg'相加的力。这样,在将引力赋予移动体4的前端并将斥力赋予末端的形态中,也产生与力mg'相加的力。
并且,沿使轨道1在理想方向上旋转的朝向推动轨道1的力和沿轨道1使移动体4向轨道1的倾斜方向的下方移动的力增强,利用磁力的作用能使轨道1旋转(或使静止的轨道1旋转)。
第2实施方式
接下来,说明本发明的第2实施方式。
另外,在以后的说明中,对与已在第1实施方式中讲过的内容重复的构件,标注相同的附图标记,除必要的情况以外,省略其详细的说明。
图10的(a)是侧视旋转机构B的概略图。另外,图11是俯视旋转机构B的概略图。另外,图12是在柱构件的下部自起点侧观察终点侧的概略图。此外,图13是仰视旋转机构B的概略图。
作为本发明的第2实施方式的旋转机构B具有薄板状的轨道1、圆柱状的柱构件2和由多个球状磁铁构成的移动体4(参照图10的(a))。另外,在轨道1以及柱构件2的下侧配置有磁铁体5。本发明的第2实施方式的特征在于,将轨道1的轴心与水平的朝向大致平行地配置。
即,在本发明中不仅包含如上述的第1实施方式那样使轨道1的轴心自铅垂方向倾斜一些的结构,也包含将轨道1的轴心与水平的朝向大致平行地配置的结构。
另外,在涉及旋转机构B的说明中,以图10的(a)为基准将纸面右侧称为“起点”,并将纸面左侧称为“终点”。另外,以图10的(a)为基准将纸面上侧称为“上或上侧”,并将纸面下侧称为“下或下侧”。另外,以图11为基准将纸面右侧称为“右或右侧”,并将纸面左侧称为“左或左侧”。
另外,图11中的纸面上侧相当于图10的(a)所示的“终点”,图11中的纸面下侧相当于图10的(a)所示的“起点”。另外,图11中的纸面跟前侧相当于图10的(a)所示的“上或上侧”,图11中的纸面里侧相当于图10的(a)所示的“下或下侧”。此外,关于图12以及图13,也依照图10的(a)以及图11称呼各方向。
在旋转机构B中,由强磁性体的金属形成的薄板状的轨道1沿柱构件2的外周面缠绕地构成。另外,轨道1以及柱构件2构成为能以未图示的旋转轴为轴而沿一方向或另一方向旋转。
另外,关于轨道1旋转的方向,在图10的(a)中,将轨道1自图10的(a)的纸面上方朝向纸面下方移动的朝向的旋转(沿一方向的旋转)称为“沿理想方向的旋转”。
另外,移动体4由多个球状磁铁构成,其中,移动体4的前端即安装于轨道1的外周面的一侧具有N极。另外,移动体4的末端具有S极。
更详细而言,构成移动体4的各个球状磁铁的上侧成为N极,下侧成为S极,各个球状磁铁借助磁力上下相互吸附,从而形成移动体4。
另外,磁铁体5形成为柱状体,磁铁体5的上表面(与轨道1相对的面)具有S极。另外,磁铁体5的下表面(与轨道1所相对的面相反的面)具有N极。
另外,磁铁体5在上下方向以及左右方向上以长度方向的朝向相对于轨道1以及柱构件2的轴心的方向倾斜的方式配置。更详细而言,在上下方向上,磁铁体5的终点侧靠近轨道1,磁铁体5的起点侧成为远离轨道1的朝向(参照图10的(a))。另外,在左右方向上,以成为使磁铁体5的终点侧位于轨道1的左侧并且磁铁体5的起点侧位于轨道1的右侧的朝向的方式使磁铁体5倾斜(参照图11)。
下面说明旋转机构B中的、移动体4的沿着轨道1的移动和轨道1旋转的动作。
相对于轨道1借助磁力安装有移动体4的前端(N极),利用该前端的相对于轨道1的吸附力使移动体4沿旋转的轨道1的倾斜方向自起点侧向终点侧移动。
另外,来自磁铁体5的上表面(S极)的斥力Fd0作用于移动体4的末端(S极),向右侧且起点侧推动移动体4的末端(参照图13)。另外,由该斥力Fd0产生沿轨道1的切线方向(右侧方向)分解而成的Fd0x(参照图12以及图13)。
该Fd0x成为使轨道1沿理想方向旋转的力(使移动体4与轨道1一同沿理想方向旋转的力)。即,力Fd0x成为产生上述的理想旋转动作的力。
另外,来自磁铁体的上表面(S极)的引力F6作用于移动体4的前端(N极),向左侧且终点侧拉近移动体4的前端(参照图12以及图13)。另外,该引力F6成为使移动体4沿轨道1的倾斜方向移动的力。即,力F6成为产生上述的轨道前进动作的力。
也就是说,在第2实施方式中,自磁铁体5产生的磁力成为使移动体4的末端远离的斥力Fd0,将该Fd0沿轨道1的切线方向分解后得到的力Fd0x使轨道1沿理想方向稍微旋转。
另外,在轨道1沿理想方向稍微旋转时,自磁铁体5产生的磁力利用引力F6拉近移动体4的前端,引力F6使移动体4沿轨道的倾斜方向稍微移动。反复进行该轨道1的旋转和移动体4的沿轨道1的倾斜方向的移动,基于自移动体4接受的力使轨道1旋转。
这样,在第2实施方式中,使将磁铁体5的磁力赋予能沿轨道1移动地安装的移动体4,从而能使轨道1旋转。在该第2实施方式中,不同于第1实施方式,磁铁体5的磁力成为中心而承担使移动体4沿轨道1的倾斜方向移动的轨道前进动作。
在上述这样的、第2实施方式那样的、轨道1的轴心与水平的朝向大致平行地配置的形态中,也能通过将磁铁体5的磁力赋予轨道1以及移动体4来使轨道1旋转而自轨道1获得旋转动能。另外,移动体4沿旋转的轨道1的轨道倾斜方向朝向轨道1的终点侧移动。
这里,在第2实施方式中,也是只要能使轨道1旋转即可,构成磁铁体5的磁铁的磁力、形状、配置位置和朝向没有特别限定。
另外,例如从提高轨道1的旋转的效率的观点出发,也能设置多个磁铁体5来调整对移动体4的前端、末端赋予的磁力的强度。例如在上述的第2实施方式中,也能在磁铁体5以外设置将引力赋予移动体4的末端的磁铁体来进行拉近,从而施加进一步辅助使轨道1沿理想方向旋转的力Fd0x的力。这样,也能采用为了使磁力有效地作用于移动体4的前端或末端而配置多个磁铁体的形态。
另外,在进一步使轨道1以及柱构件2的轴心倾斜(例如终点侧朝上,起点侧朝下)的形态中,与第2实施方式同样,也能通过将磁铁体5的磁力赋予轨道1以及移动体4来反复进行理想旋转动作以及轨道前进动作而使轨道1旋转。例如,如图10的(b)所示,是轨道1以及柱构件2的轴心与铅垂方向所成的角度为100度的构造。
在图10的(b)所示的轨道1中,与第2实施方式同样,也能将磁铁体5的磁力赋予移动体4的前端以及末端而使轨道1旋转,并且使移动体4沿轨道1的倾斜方向升高移动到终点侧。
以上所述的第1实施方式以及第2实施方式只不过是本发明的一个事例。能以轨道1以及柱构件2的轴心与铅垂方向所成的角度为0度(图14的(a))、10度(图14的(b))、70度(图14的(c))这样的方式取得各种各样的范围。
另外,例如在为轨道1以及柱构件2的轴心与铅垂方向所成的角度为90度的构造时,能够设为将轨道1以及柱构件2的旋转机构排列两个,使轨道1的端部彼此相连而在两个旋转机构之间往返的构造。此外,也能设为配置为利用旋转机构构成4个边的矩形而使移动体在4个旋转机构中巡回的构造。进一步而言,也能配置所需数量的旋转机构而在俯视下构成各种各样的形状(例如包含多边形、圆形和椭圆形的形状)。即,只要借助多个旋转机构使移动体4循环而使轨道1旋转,就足够了。
第3实施方式
在以上的说明中,说明了利用1根轨道1以及柱构件2的结构体将磁力赋予移动体4而使轨道1旋转的动作,以下说明使移动体4循环而持续地进行轨道1的旋转运动的形态。另外,使轨道1旋转的基本的动作是共通的,因此以下主要说明与移动体4的循环相关的点。
作为使移动体4循环的构造,示出第3实施方式。
第3实施方式如图15所示,由使移动体4自上方朝向下方移动的下降用的旋转机构C1和使移动体4自旋转机构C1移动而自下方朝向上方移动的上升用的旋转机构C2这两个旋转机构构成(参照图15)。
该旋转机构C1以上述的第1实施方式(旋转机构A)为基础而做成,另外,旋转机构C2以第2实施方式(旋转机构B)为基础而做成,将旋转机构C1、C2分别构成为通过使磁铁体(省略图示)将磁力赋予移动体4,使移动体4沿轨道1移动并且使各轨道1旋转。
即,在旋转机构C1中,利用自磁铁体赋予移动体4的磁力和施加于移动体4的重力使轨道1旋转,并且使移动体4向下方移动下去。另外,在旋转机构C2中,利用自磁铁体赋予移动体4的磁力使轨道1旋转,并且使移动体4向上方移动上去。
另外,这里所说的、在旋转机构C2使移动体4自磁铁体接受磁力的区域,相当于本申请技术方案的第3区域以及第4区域的一例。另外,利用磁铁体的磁力,例如,有时使第3区域成为移动体4的前端且使第4区域成为移动体4的末端,有时使第3区域成为移动体4的末端且使第4区域成为移动体4的前端。此外,该第3区域以及第4区域有时因移动体4的形状、轨道1的形状、移动体4所具有的磁铁部的配置和磁铁体的形状、配置等而成为与移动体4的前端、末端不同的部位,在本申请发明中,也将这些不同的形态作为发明的变型而包含在内。
另外,旋转机构C1的轨道1以附图标记R1所示的方向为理想方向而进行旋转。另外,旋转机构C2的轨道1以附图标记R2所示的方向为理想方向而进行旋转。另外,旋转机构C1的轨道1的旋转借助同步带30传递到旋转机构C2,移动体4接受磁铁体的磁力而辅助使轨道1沿理想方向旋转的动作。
这里,不必形成为借助同步带30使旋转机构C1与旋转机构C2的旋转联动的构造。例如,能够组合已知的传动装置、齿轮等能够传递旋转力的构件而使旋转机构C1与旋转机构C2的旋转联动。
另外,旋转机构C1与旋转机构C2的旋转不必一定联动,只要构成为移动体4能在两者之间移动即可,也可以使旋转机构C1和旋转机构C2分别独立地旋转。但通过使两个旋转机构的旋转联动,能够高效地获得旋转动能,移动体4的循环也变得顺利,因此优选使旋转机构C1与旋转机构C2的旋转联动。
另外,旋转机构C1的轨道1和旋转机构C2的轨道1构成为上端彼此以及下端彼此连接,并且移动体4能够移动。
例如,从旋转机构C1的轨道1的下端到旋转机构C2的轨道1的下端带有倾斜,到达了旋转机构C1的下端的移动体4利用到此之前产生的动能沿倾斜下降而移动到旋转机构C2的轨道1的下端。
同样,从旋转机构C2的轨道1的上端到旋转机构C1的轨道1的上端带有倾斜,到达了旋转机构C2的上端的移动体4利用到此之前产生的动能沿倾斜下降而移动到旋转机构C1的轨道1的上端。通过设为这样的构造,移动体4能在旋转机构C1与旋转机构C2的轨道间移动。
这里,不必一定使两个旋转机构的端部彼此带有倾斜地相连,只要移动体4能以任何的手段移动至相邻的旋转机构,就足够了。例如,也可以是借助另外的驱动力输送移动体4的构造。
另外,在上述的旋转机构C1以及旋转机构C2之间的移动体4的移动中,在移动体4通过旋转机构间的区域时,产生不对轨道施加旋转力的时间。因此,通过利用多个在旋转机构巡回的移动体4,即使成为轨道自1个移动体4接受的力不够的状态,也能利用自其他的移动体4赋予轨道的力来持续使旋转机构旋转。
进一步说明移动体在两个旋转机构的轨道间移动的机构的另外的事例。这里说明的旋转机构是不同于上述旋转机构C1以及旋转机构C2的旋转机构。例如如图16的(a)所示,设置在旋转机构C1以及旋转机构C2之间循环的输送带31,以固定间隔配置具有磁铁体32的输送部33。另外,旋转机构C1以及C2沿附图标记X所示的朝向旋转。
该输送带31自别的驱动源获得动力而沿图中的箭头X的方向旋转。另外,设置于输送带31的输送部33保持沿旋转机构C2的轨道1上升上来的移动体4而输送至旋转机构C1的轨道1。被输送到旋转机构C1的移动体4被交接到旋转机构C1的轨道1,向轨道1的路径加入进去。
在本构造中,能够利用更薄的金属形成旋转机构C2的轨道1的上部侧并利用较厚的金属形成旋转机构C1的轨道1的上部侧等来使磁力有差异,从而能够进行在各位置的对移动体4的接受和交接。
另外,作为又一的例子,作为在各旋转机构的上端的移动体4的移动手段,也可以是图16的(b)所示的构造。图16的(b)所示的构造的移动体4的保持方法不同,保持臂34保持移动体4。
到达了旋转机构C2的轨道1的上部侧的移动体4,在构成移动体4的磁铁间的缩颈部被保持臂34插入而被保持。并且,保持臂34随着输送带31的动作而使移动体4输送到旋转机构C1。移动体4再次在旋转机构C1的轨道1的上部侧被交接到轨道1上而向轨道1的路径加入进去。这样,能够设置输送带31而使移动体4移动。
另外,除上述的图16的(a)以及图16的(b)所示的构造以外,例如也可以采用以下构造,即,在移动体4上升来的旋转机构C2的轨道1的上部和旋转机构C1的轨道1的上部之间设置高低差,利用轨道使两个轨道1之间相连。在本构造中,能够利用高低差使移动体在使两个轨道1之间相连的轨道上下降,从而使移动体4加入到旋转机构C1的轨道1的上部侧。这样,两个旋转机构之间能以各种各样的构造使移动体4移动。
在该第3实施方式中,旋转机构C1以及旋转机构C2各自的轨道1借助移动体4接受的磁铁体的磁力而沿理想方向旋转。另外,移动体4在旋转机构C1中自上方向下方移动,在旋转机构C2中自下方向上方移动,并且在各个旋转机构间移动。因此,能使各旋转机构持续进行旋转。
另外,在上述的第3实施方式中,说明了在移动体的“上升”中利用磁力的形态,但在承担移动体的“上升”的旋转机构中,不必一定将磁力赋予移动体。例如,在上述的旋转机构C1中,当该旋转机构C1的轨道的旋转的力强时,移动体能在不使用磁力的前提下沿与该旋转机构C1联动地旋转的旋转机构C2在其轨道上上升并且移动。
另外此时,在旋转机构2的轨道的倾斜角度较陡时,在旋转机构C2的轨道上,移动体有时因施加于本身的重力而沿轨道下降,因此考虑设置对此进行阻止的制动构件。制动构件例如是配置于轨道的近旁且不妨碍旋转机构C2的旋转的位置的长条的板构件等。此外,当旋转机构2的轨道的倾斜角度平缓时,不必设置上述的制动构件,就能在不对移动体赋予磁力的前提下使旋转机构C2的轨道上升并移动。这样,也可以采用在移动体的“上升”中不利用磁力的构造。
第4实施方式
作为使移动体4循环的构造,示出第4实施方式。
第4实施方式如图17的(a)所示,是由外周径较大的轨道1a和配置于该轨道1a的内侧的外周径较小的轨道1b构成的旋转机构C3。
另外,轨道1a的轨道的倾斜方向和轨道1b的轨道的倾斜方向构成为反向。更详细而言,在利用图17的(a)进行观察时,轨道1a具有自右上方朝向左下方下降的轨道的倾斜方向,轨道1b具有自左上方朝向右下方下降的轨道的倾斜方向。
旋转机构C3形成为使轨道1a以及轨道1b的下端彼此以及上端彼此分别相连,整体沿同一理想方向旋转的构造。另外,移动体(省略图示)借助轨道1a自上方向下方移动。另外,移动体借助轨道1b自下方向上方移动。
另外,在旋转机构C3中,具有对位于轨道1a的移动体赋予磁力的磁铁体5a和对位于轨道1b的移动体赋予磁力的磁铁体5b。各磁铁体对移动体赋予磁力,基于该磁力使轨道1沿理想方向旋转并使移动体沿轨道1移动。
也能如该第4实施方式那样将下降用的轨道和上升用的轨道设为一体的构造。另外,在第4实施方式中,省略了移动体的记载,能与以上的实施方式同样地配置多个移动体而使这些移动体循环。采用这样的第4实施方式,能够一体地整合轨道,从而能够设为紧凑的构造。
另外,不必一定如旋转机构C3那样设置两个磁铁体5a和磁铁体5b,只要轨道1a以及轨道1b的旋转力较强而能使移动体在各轨道上循环即可,也能省略任一者的磁铁体。
第5实施方式
作为使移动体4循环的构造,进一步示出第5实施方式。
第5实施方式如图17的(b)所示,在缠绕有轨道1的柱构件2的侧部设置有输送机构35。移动体4接受磁铁体(省略图示)的磁力而使轨道1沿理想方向R旋转。
输送机构35具有输送体36和上升起重机37。输送体36以及上升起重机37均借助未图示的驱动力将移动体4自轨道1的下端再次输送至轨道1的上端。这样,也考虑借助别的驱动力使移动体4再次加入到轨道1的上端的形态。
在该第5实施方式中,形成为借助别的驱动力使移动体4循环的形态,在这样的构造中,也能提取轨道1的旋转动能。另外,通过利用较轻的构件形成移动体4,也能减少在输送机构35消耗的能量而提高综合性的能量效率。
另外,关于上述的第5实施方式,也考虑代替输送机构35地利用缆状(日文:ロープ)的构件连结多个移动体4的构造。这样,通过利用缆状的构件连结多个移动体4,能使沿轨道1下降来的移动体承担使到达了轨道1的下端的移动体4上升的动作。这样,也能在不使用输送机构35的前提下使移动体4循环。
第6实施方式
接着,说明本发明的第6实施方式。
在第6实施方式中,与以上说明的构造不同,轨道1形成为环状而非螺旋状的这一点有较大的不同。以下说明详细内容。
如图19的(a)所示,在圆柱状的柱构件2缠绕环状的薄板的轨道1而构成作为本发明的第6实施方式的旋转机构D,轨道1由金属形成,能供由磁铁构成的移动体4安装。
另外,轨道1以及柱构件2构成为能够只沿理想方向R旋转,沿与理想方向相反的方向的旋转受到限制。另外,配置有对安装于柱构件2的移动体4赋予磁力的磁铁体(参照图20)。
即,在旋转机构D中,移动体4自磁铁体接受磁力而使轨道1沿理想方向旋转,但轨道1不沿该理想方向的反方向旋转,因此能够反复进行移动体4的沿着轨道1的移动(自在图19的(a)中观察到的右上方朝向左下方的移动)和轨道1的沿理想方向的旋转。
这里,不必一定形成为限制轨道1以及柱构件2沿与理想方向相反的方向的旋转的构造。若构成为在移动体4易于朝向轨道1的倾斜方向的下方移动并且移动体4沿轨道1的理想方向旋转时轨道1与移动体4一体地移动,就足够了。
例如,如图19的(b)所示,也考虑在轨道1设置沿一方向倾斜的波状部39的构造。在该轨道1上,移动体4能沿附图标记F所示的方向越过波状部39地顺畅地移动。另一方面,在移动体4想要沿附图标记G所示的方向移动时,移动被波状部39的曲面阻止。结果,移动体4成为:在附图标记G所示的方向上,无法只是移动体4进行移动,在磁力赋予移动体4的情况下,移动体4与轨道1成为一体地进行移动(旋转)。
另外,在移动体是上述的车型的移动体41(参照图4的(a))的情况下,也考虑其轮胎41a不沿理想方向旋转但沿与理想方向相反的方向旋转的构造。在这样设置时,在移动体41只沿轨道1的倾斜方向移动而进行使轨道1沿理想方向旋转的动作时,轮胎41a不旋转,易于与轨道1成为一体地进行动作。可以考虑以上那样的构造,也能将多个的上述的内容组合而进一步提高轨道1的旋转的效率。此外,在车型的移动体41构成为只沿与理想方向相反的方向旋转的情况下,轨道1也可以采用沿理想方向和理想方向的反方向都自如地旋转的结构。
进一步说明第6实施方式中的力的施加方式。
与柱构件2分开一些地配置有磁铁体5(参照图20的(a))。来自磁铁体5的引力Fd赋予移动体4的末端,并且基于该引力Fd产生力F1。
另外,自施加于移动体4的末端的力F1产生沿着轨道1的倾斜方向的力F(θ2),该力F(θ2)作为使轨道1沿理想方向旋转的力而进行作用(参照图20的(a)以及图20的(b))。
另外,斥力F3自磁铁体5作用于移动体4的前端(参照图21以及图22的(a)),引力F4(Fd)作用于移动体4的末端。另外,由作用于移动体4的前端的斥力F3产生沿着轨道1的倾斜方向的力F2(参照图22的(a))。
该力F2的分力F2y1(参照图22的(b))成为想要使移动体4朝向轨道1的倾斜方向的下方移动的力。移动体4受到力F2y1的作用而向轨道1的倾斜方向的下方稍微移动。然后,上述的力F(θ2)再次增强,轨道1与移动体4一体地沿理想方向旋转。利用该动作的反复使环状的轨道1旋转,能够自此获得旋转动能。
另外,在第6实施方式中,也能对移动体4的末端赋予斥力而使轨道1旋转。
如图23所示,配置磁铁体5而对移动体4的末端施加斥力F1。由该斥力F1产生分力F(θ2),该力F(θ2)作为使轨道1沿理想方向旋转的力而进行作用。
另外,磁铁体5的引力F2作用于移动体4的前端。由力F2产生想要使移动体4朝向轨道1的倾斜方向的下方移动的力F2y1。这样,即使是磁铁体5将斥力赋予移动体4的末端的结构,也能使环状的轨道1旋转。
这里,在上述的第6实施方式中,说明了将磁力赋予移动体4而使轨道1旋转的构造,但也可以采用对移动体4施加弹力来代替磁力地使轨道1旋转的构造。
在该情况下,利用弹簧构件等弹性体拉拽移动体4的末端而赋予拉拽力Fd。基于该拉拽力Fd产生力F(θ2)(参照图20的(b))。另外,移动体4的前端也被弹簧构件等弹性体拉拽,由其拉拽力F3产生沿着轨道1的倾斜方向的力F2(图22的(a))。
该力F2的分力F2y1(参照图22的(b))成为想要使移动体4朝向轨道1的倾斜方向的下方移动的力。移动体4受到力F2y1的作用而向轨道1的倾斜方向的下方稍微移动。然后,上述的力F(θ2)再次增强,轨道1与移动体4一体地沿理想方向旋转。利用该动作的反复使环状的轨道1旋转,能够自此获得旋转动能。
这样,在第6实施方式中,也能代替磁力地将弹力施加于移动体4而使轨道1旋转。另外,也可以采用在第6实施方式中的磁力的基础上进一步加设弹簧构件等的弹力而进一步使轨道1强力地旋转的构造。
说明本发明的第7实施方式。
在本发明的第7实施方式中,关于实施方式6所示的设置有环状的轨道1的柱构件2,是使轨道1以及柱构件2的轴心沿大致水平的朝向配置的构造。
在作为该第7实施方式的旋转机构E中,形成为移动体4借助磁力在环状的轨道1的下部悬吊的状态(参照图24的(a))。另外,轨道1沿理想方向旋转,沿与理想方向相反的方向的旋转被限制。
另外,在柱构件2的下部配置有磁铁体5。磁铁体5对移动体4的末端赋予引力Fd,对移动体4的前端赋予斥力Fd'(参照图24的(b))。
并且,力Fd产生向轨道1的切线方向去的力F1,力F1成为使轨道1与移动体4一同沿理想方向(逆时针)旋转的力(参照图25)。另外,由力Fd'产生力F2。该力F2成为使移动体4沿轨道1在顺时针的方向上移动的力(参照图25)。这样,在旋转机构E中,也能使磁铁体5的磁力赋予移动体4的前端和末端而使轨道1旋转。
另外,在第7实施方式中,能对移动体4的末端赋予斥力而使轨道1旋转。如图26的(a)以及图26的(b)所示,磁铁体5对移动体4的末端赋予斥力Fd',对移动体4的前端赋予引力Fd。基于这些力,产生使轨道1沿理想方向旋转的力F1和使移动体4沿轨道1在顺时针方向上移动的力F2。
这里,在上述的第7实施方式中,在移动体是上述的车型的移动体41(参照图4的(a))的情况下,也考虑其轮胎41a不沿理想方向旋转但沿与理想方向相反的方向旋转的构造。在这样设置时,在移动体41只沿轨道1的理想方向的反方向移动而进行使轨道1沿理想方向旋转的动作时,轮胎41a不旋转,易于与轨道1成为一体地进行动作。此外,在车型的移动体41构成为只沿与理想方向相反的方向旋转的情况下,轨道1也可以采用沿理想方向和理想方向的反方向都自如地旋转的结构。
这里,在上述的第7实施方式中,说明了对移动体4赋予磁力而使轨道1旋转的构造,但也可以采用代替磁力地对移动体4施加弹力而使轨道1旋转的构造。
在该情况下,利用弹簧构件等弹性体拉拽移动体4的末端而赋予拉拽力Fd,另外,移动体4的前端也被弹簧构件等弹性体拉拽而赋予拉拽力Fd'(参照图24的(b))。
并且,力Fd产生向轨道1的切线方向去的力F1,力F1成为使轨道1与移动体4一同沿理想方向(逆时针)旋转的力(参照图25)。另外,由力Fd'产生力F2。该力F2成为使移动体4沿轨道1在顺时针的方向上移动的力(参照图25)。
这样,在第7实施方式中,也能代替磁力地将弹力施加于移动体4而使轨道1旋转。另外,也可以采用在第7实施方式中的磁力的基础上进一步加设弹簧构件等的弹力而进一步使轨道1强力地旋转的构造。
第8实施方式
接着,说明对移动体4赋予弹力而使轨道1旋转的构造。
本发明的第8实施方式如图27的(a)所示,将移动体4安装于轨道1。另外,移动体4也可以借助磁力安装于轨道1,只要能沿轨道1移动即可,其安装构造不限定于磁力。
在移动体4的前端安装有弹簧50的一端,弹簧50的另一端移动自如地安装于嵌装部60。另外,在移动体4的末端也安装有弹簧51的一端,弹簧51的另一端移动自如地安装于嵌装部61。
关于弹簧50以及弹簧51的另一端,在各嵌装部,各另一端与移动体4沿轨道1移动的动作相应地移动。
这里,对移动体4施加弹力的构件不必一定限定于弹簧。例如也能代替弹簧地利用具有伸缩性的橡胶构件。
弹簧51赋予移动体4的末端的拉拽力F1作为使移动体4和轨道1沿理想方向旋转的力而进行作用。另外,弹簧50赋予移动体4的前端的拉拽力F2作为使移动体4沿轨道1向轨道倾斜方向的下方移动的力进行作用。
该弹簧50以及弹簧51对移动体4的前端以及末端反复施加弹力,从而能使轨道1沿理想方向旋转。另外,移动体4能沿轨道1向下方移动下去。另外,弹簧50以及弹簧51也能与该移动体4的动作相应地在各嵌装部向下方移动下去。
另外,如图27的(b)所示,除弹簧构件以外,也能设置磁铁体5,设为对移动体4赋予磁力而使弹力与磁力组合的结构。由此,也能提高轨道1的沿理想方向的旋转的效率。
另外,在本发明的第8实施方式中,也能将弹簧的弹力利用为推压移动体4的力而使轨道1旋转。如图28的(a)以及图28的(b)所示,移动体4的末端与弹簧50的一端相连,沿力F1的朝向被推压。另外,移动体4的前端与弹簧51的一端相连,沿力F1的朝向被推压。
这样,也能利用各弹簧想要推出移动体4的力,产生使轨道1沿理想方向旋转的朝向的力F1和使移动体4向轨道1的倾斜方向的下方移动的力F2。
此外,如图29所示,也可以采用自柱构件2的右侧安装两个弹簧构件50、51的结构。另外,同样也可以自柱构件2的左侧安装两个弹簧构件。
另外,在本发明的第8实施方式中,也可以采用以下构造,即,利用弹簧使移动体4与两个柱构件2相连,并且使用嵌装部60使移动体循环(参照图30)。如以上那样,在本发明中,能将弹力赋予移动体4而使轨道1沿理想方向旋转。
在本说明书以及权利要求书中使用的用语和表达毕竟是说明上的描述,丝毫不是限定性的描述,没有将与在本说明书以及权利要求书中记述的特征及其一部分等价的用语、表达除外的意图。另外,自不必说能在本发明的技术构思的范围内进行各种各样的变形形态。
如以上那样,本发明的旋转机构为简易的结构,并且能量损失少,能够高效地产生旋转动能。
附图标记说明
1、轨道;2、柱构件;3、旋转轴;4、移动体;5、磁铁体;10、轨道;10a、槽部;11、轨道;30、同步带;31、输送带;32、磁铁体;33、输送部;34、保持臂;35、输送机构;36、输送体;37、上升起重机;39、波浪状部;40、移动体;40a、辊部;41、移动体;41a、轮胎;42、环部;50、弹簧;51、弹簧;61、嵌装部;70、压板。
Claims (27)
1.一种旋转机构,其中,
所述旋转机构包括第1轨道部、移动部、轨道旋转力施加部件和移动力施加部件,
所述第1轨道部形成为螺旋状,构成为能以轴心为中心进行旋转,
所述移动部构成为能安装于该第1轨道部并且能沿该第1轨道部移动,
所述轨道旋转力施加部件对所述移动部的第1区域沿使所述第1轨道部在第1方向上旋转的朝向施加第1力,
所述移动力施加部件对所述移动部的包含不同于第1区域的区域的第2区域,沿使该移动部自所述第1轨道部的一方朝向另一方移动的朝向施加第2力,
利用所述第1力以及所述第2力使所述移动部的相对于所述第1轨道部的相对性移动和使第1轨道部沿所述第1方向旋转的动作反复进行,从而使该移动部向该第1轨道部的另一方移动。
2.一种旋转机构,其中,
所述旋转机构包括第1轨道部、移动部、轨道旋转力施加部件和移动力施加部件,
所述第1轨道部形成为环状,构成为能以轴心为中心进行旋转,
所述移动部构成为能安装于该第1轨道部并且能沿该第1轨道部移动,
所述轨道旋转力施加部件对所述移动部的第1区域沿使所述第1轨道部在第1方向上旋转的朝向施加第1力,
所述移动力施加部件对所述移动部的包含不同于第1区域的区域的第2区域,沿使该移动部沿所述第1轨道部朝向与所述第1轨道部的一方相反的方向移动的朝向施加第2力,
所述第1轨道部的沿与所述第1方向相反的方向即第2方向的旋转被限制,以及/或者,所述移动部的沿该第1轨道部向所述一方去的移动被限制,
所述旋转机构构成为能够利用所述第1力以及所述第2力使所述移动部的相对于所述第1轨道部的相对性移动和使第1轨道部沿所述第1方向旋转的动作反复进行。
3.根据权利要求1或2所述的旋转机构,其中,
所述移动部构成为至少在一部分具有接受磁力的区域,
所述第1力基于作用于所述接受磁力的区域的磁力而产生,
所述第2力基于作用于所述移动部的重力或作用于所述接受磁力的区域的磁力的至少一者而产生。
4.根据权利要求1或2所述的旋转机构,其中,
所述第1力基于作用于所述移动部的弹力产生,
所述第2力基于作用于所述移动部的重力或作用于该移动部的弹力的至少一者产生。
5.根据权利要求1或2所述的旋转机构,其中,
所述移动部构成为至少在一部分具有接受磁力的区域,
所述第1力基于作用于所述接受磁力的区域的磁力或作用于所述移动部的弹力的至少一者而产生,
所述第2力基于作用于所述移动部的重力、作用于所述接受磁力的区域的磁力或作用于该移动部的弹力中的至少一者而产生。
6.根据权利要求3或5所述的旋转机构,其中,
所述轨道旋转力施加部件以及所述移动力施加部件由将磁力赋予所述接受磁力的区域的磁力部件构成,
作为所述轨道旋转力施加部件的磁力部件和作为所述移动力施加部件的磁力部件的磁力的产生源的至少一部分是共通的磁铁体。
7.根据权利要求3、5或6所述的旋转机构,其中,
所述轨道旋转力施加部件由柱状磁铁体构成,所述柱状磁铁体为大致柱状体,形成有在长度方向上大致平行的第1面以及第2面,在该第1面以及该第2面具有不同的磁极。
8.根据权利要求3、5或6所述的旋转机构,其中,
所述轨道旋转力施加部件由具有弯曲的形状的磁铁体构成。
9.根据权利要求3、5、6或7所述的旋转机构,其中,
所述轨道旋转力施加部件由柱状磁铁体构成,所述柱状磁铁体为大致柱状体,形成有在长度方向上大致平行的第1面以及第2面,在该第1面以及该第2面具有不同的磁极,
该柱状磁铁体在与所述第1轨道部相对的朝向上配置有第1面或第2面,该第1面或第2面所具有的磁极与所述移动部的所述接受磁力的区域中的与所述第1轨道部接触的区域所具有的磁极或靠近该第1轨道部的一侧的区域所具有的磁极相互吸引,
该柱状磁铁体的长度方向与所述第1轨道部的螺旋的倾斜的朝向相应地倾斜,并且位于该第1轨道部的另一端部的方向的一端部沿接近所述第1轨道部的朝向倾斜。
10.根据权利要求3、5、6或7所述的旋转机构,其中,
所述轨道旋转力施加部件由柱状磁铁体构成,所述柱状磁铁体为大致柱状体,形成有在长度方向上大致平行的第1面以及第2面,在该第1面以及该第2面具有不同的磁极,
该柱状磁铁体在与所述第1轨道部相对的朝向上配置有第1面或第2面,该第1面或第2面所具有的磁极与所述移动部的所述接受磁力的区域中的与所述第1轨道部接触的区域所具有的磁极或靠近该第1轨道部的一侧的区域所具有的磁极相互排斥,
该柱状磁铁体的长度方向与所述第1轨道部的螺旋的倾斜的朝向相应地倾斜,并且位于该第1轨道部的另一端部的方向的一端部沿接近所述第1轨道部的朝向倾斜。
11.根据权利要求7、9或10所述的旋转机构,其中,
所述柱状磁铁体配置有多个。
12.根据权利要求3、5、6、7、8、9、10或11所述的旋转机构,其中,
所述移动部本身由磁铁构成,并且所述第1轨道部由所述磁铁能够吸附的磁性体形成,
或者,
所述第1轨道部构成为具有磁铁,并且所述移动部由所述磁铁能够吸附的磁性体形成,
或者,
所述移动部本身由磁铁构成,并且所述第1轨道部构成为具有磁铁。
13.根据权利要求3、5、6、7、8、9、10、11或12所述的旋转机构,其中,
所述移动部由能与所述第1轨道部嵌合的安装部和与该安装部相连结的磁铁部构成。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的旋转机构,其中,
所述移动部设置有多个。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的旋转机构,其中,
所述移动部具有能沿所述第1轨道部旋转并移动的车轮部。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的旋转机构,其中,
所述旋转机构具备第1移动限制部件,所述第1移动限制部件限制所述移动部自所述第1轨道部的另一方向一方去的移动。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的旋转机构,其中,
所述第1轨道部的沿与所述第1方向相反的方向即第2方向的旋转被限制。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的旋转机构,其中,
所述旋转机构具有配重部,所述配重部固定于所述第1轨道部,构成为能与该第1轨道部一同旋转。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的旋转机构,其中,
所述第1轨道部的轴心与铅垂方向所成的角度在0度以上且小于90度的范围内。
20.根据权利要求1至18中任一项所述的旋转机构,其中,
所述第1轨道部的轴心与铅垂方向所成的角度为90度以上。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的旋转机构,其中,
所述旋转机构具备第2轨道部,所述第2轨道部配置于所述第1轨道部的内侧,形成为与该第1轨道部的螺旋反向的螺旋状,并且所述第2轨道部的一端部与所述第1轨道部的另一端部之间以及所述第2轨道部的另一端部与该第1轨道部的一端部之间构成为能供所述移动部移动,并且所述第2轨道部构成为能以轴心为中心而与该第1轨道部一同沿相同的方向旋转,
所述移动部构成为能够安装于所述第2轨道部,并且能沿该第2轨道部移动,
利用使所述第1轨道部沿所述第1方向旋转的动作使所述第2轨道部旋转,从而使所述移动部移动到该第2轨道的另一端部。
22.根据权利要求21所述的旋转机构,其中,
所述旋转机构具备循环用轨道旋转力施加部件和循环用移动力施加部件,
所述循环用轨道旋转力施加部件对所述移动部的第3区域沿使该第2轨道部在所述第1方向上旋转的朝向施加第3力,
所述循环用移动力施加部件对所述移动部的包含不同于第3区域的区域的第4区域,沿使该移动部自所述第2轨道部的一方朝向另一方移动的朝向施加第4力,
利用所述第3力以及所述第4力使所述移动部的相对于所述第2轨道部的相对性移动和使第2轨道部沿所述第1方向旋转的动作反复进行,从而使该移动部移动到该第2轨道的另一端部。
23.根据权利要求1至20中任一项所述的旋转机构,其中,
所述旋转机构具备第2轨道部和旋转力传递部件,
所述第2轨道部与所述第1轨道部具有规定的间隔地配置,形成为规定的螺旋状,并且构成为能以轴心为中心进行旋转,所述第2轨道部的一端部与所述第1轨道部的另一端部之间以及所述第2轨道部的另一端部与该第1轨道部的一端部之间构成为能供所述移动部移动,
所述旋转力传递部件将所述第1轨道部的旋转传递到所述第2轨道部而使该第2轨道部旋转,
所述移动部构成为能够安装于所述第2轨道部,并且能沿该第2轨道部移动,
在所述规定的螺旋状形成为与所述第1轨道部的螺旋反向时,所述第2轨道部构成为能沿与所述第1轨道部相同的方向旋转,
或者,
在所述规定的螺旋状形成为与所述第1轨道部的螺旋同向时,所述第2轨道部构成为能沿与所述第1轨道部相反的方向旋转,
利用使所述第1轨道部沿所述第1方向旋转的动作使所述第2轨道部旋转,从而使所述移动部移动到该第2轨道的另一端部。
24.根据权利要求23所述的旋转机构,其中,
所述旋转机构具备循环用轨道旋转力施加部件和循环用移动力施加部件,
所述循环用轨道旋转力施加部件对所述移动部的第3区域沿使该第2轨道部在所述第1方向或与所述第1方向相反的方向即第2方向上旋转的朝向施加第3力,
所述循环用移动力施加部件对所述移动部的包含不同于第3区域的区域的第4区域,沿使该移动部自所述第2轨道部的一方朝向另一方移动的朝向施加第4力,
利用所述第3力以及所述第4力使所述移动部的相对于所述第2轨道部的相对性移动和使第2轨道部沿所述第1方向或所述第2方向旋转的动作反复进行,从而使该移动部移动到该第2轨道的另一端部。
25.根据权利要求1至24中任一项所述的旋转机构,其中,
所述旋转机构具备按压部件,所述按压部件规定向所述第1轨道部安装所述移动部的安装角度。
26.根据权利要求1至25中任一项所述的旋转机构,其中,
所述旋转机构具备动力转换部,所述动力转换部与所述第1轨道部直接或间接地连接,将该第1轨道部旋转的动作转换为动力。
27.根据权利要求1至26中任一项所述的旋转机构,其中,
所述旋转机构具备电力转换部,所述电力转换部与所述第1轨道部直接或间接地连接,将该第1轨道部旋转的动作转换为电力。
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