JP2012006583A - Auxiliary power unit - Google Patents
Auxiliary power unit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012006583A JP2012006583A JP2011114248A JP2011114248A JP2012006583A JP 2012006583 A JP2012006583 A JP 2012006583A JP 2011114248 A JP2011114248 A JP 2011114248A JP 2011114248 A JP2011114248 A JP 2011114248A JP 2012006583 A JP2012006583 A JP 2012006583A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- unit
- coil
- crankshaft
- output shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、シリンダーに巻回したコイルに流れる電流とシリンダー内に配置した磁石又は磁性体からなる移動子との間に生じる電磁力の相互作用を利用して、シリンダー内で移動子を往復ピストン運動させ、回転力に変換して動力を取り出せるようにした補助動力装置に関するものである。 The present invention uses an interaction between an electromagnetic force generated between a current flowing in a coil wound around a cylinder and a moving element made of a magnet or a magnetic material arranged in the cylinder, and the moving element is moved in a reciprocating piston in the cylinder. The present invention relates to an auxiliary power device that can be moved and converted into a rotational force to extract power.
従来より、動力装置として電動モーターが知られている。電動モーターは、軸回りを回転する回転子(ロータ)と、回転子と相互作用して回転モーメントを発生させる固定子(ステータ)とを備え、回転子に巻かれたコイルに電流が流れると、固定子に配置された磁石との相互作用により電磁力が発生して、電磁力により回転子を回転させ、回転力を動力として出力させる仕組みになっている。電動モーターに関しては、例えば特開平5−176509号公報や実開平6−36373号公報に開示のものが知られている。 Conventionally, an electric motor is known as a power unit. The electric motor includes a rotor (rotor) that rotates around an axis, and a stator (stator) that interacts with the rotor and generates a rotational moment. When an electric current flows through a coil wound around the rotor, The electromagnetic force is generated by the interaction with the magnet arranged on the stator, and the rotor is rotated by the electromagnetic force, and the rotational force is output as power. As for the electric motor, those disclosed in, for example, JP-A-5-176509 and JP-A-6-36373 are known.
一方、かかる電動モーターを電動アシスト自転車の駆動装置に利用する例が、例えば特開2007−327569号公報に開示されている。 On the other hand, an example in which such an electric motor is used in a drive device for an electric assist bicycle is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-327569.
しかしながら、上記いずれの例も、固定子に対する回転子の回転運動を動力として出力するものであるが、装置全体が嵩張る問題や、電力消費量が大きくて大容量のバッテリーを必要としたり、効率的に力を取り出せない等の課題がある。 However, in any of the above examples, the rotational motion of the rotor with respect to the stator is output as power. However, the problem is that the entire device is bulky, a large amount of power is consumed, a large capacity battery is required, and efficient. However, there is a problem that power cannot be taken out.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、シリンダーに巻回したコイルに流れる電流とシリンダー内に配置した磁石又は磁性体からなる移動子との間に生じる電磁力の相互作用を利用して、間欠的に電流を流しながら、シリンダー内で移動子を往復ピストン運動させ、かかる往復ピストン運動を動力として効率よく出力することのできる、簡易な補助動力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 problems, and utilizes the interaction of electromagnetic force generated between a current flowing in a coil wound around a cylinder and a mover made of a magnet or a magnetic material arranged in the cylinder. Thus, it is an object of the present invention to provide a simple auxiliary power device capable of causing a reciprocating piston motion in a cylinder while an electric current is intermittently supplied and efficiently outputting the reciprocating piston motion as power.
また、本発明は、ペダルを踏むタイミングに同調させて効率よく動力を取り出すことのできる補助動力装置を提供することを目的とする。 It is another object of the present invention to provide an auxiliary power device that can efficiently extract power in synchronism with the timing of stepping on a pedal.
さらに、本発明は、移動子を起動させてシリンダー内で往復ピストン運動させ、同往復ピストン運動を動力として効率よく出力することのできる、補助動力装置を提供することを目的とする。 Furthermore, an object of the present invention is to provide an auxiliary power device that can start a moving element to cause a reciprocating piston motion in a cylinder and efficiently output the reciprocating piston motion as power.
上記課題を解決するために、本発明に係る補助動力装置は、往復作動部と、回転部と、電源部を備え、
往復作動部は、筒状のシリンダーと、シリンダーに巻回されたコイルと、シリンダー内を往復動する磁石又は磁性体からなる移動子と、シリンダーの一端面にスライド自在に支持され移動子の一方の端面に連結された第1出力軸と、シリンダーの他方の端面にスライド自在に支持され移動子の他方の端面に連結された第2出力軸とを有し、
回転部は、一対の軸受間に回転自在に支持されるクランク軸と、クランク軸のクランクピンと第1出力軸に連結された連結棒と、クランク軸の回転に連動して電源部からコイルへの電流の供給と遮断を間欠的に繰り返し、シリンダー内の移動子を往復動させる回転駆動スイッチ部と、クランク軸を始動させる始動レバーとを有する、ことを主要な特徴とする。
In order to solve the above problems, an auxiliary power device according to the present invention includes a reciprocating operation unit, a rotation unit, and a power supply unit,
The reciprocating operation unit includes a cylindrical cylinder, a coil wound around the cylinder, a mover made of a magnet or a magnetic material that reciprocates in the cylinder, and one of the movers supported slidably on one end surface of the cylinder. A first output shaft coupled to the end surface of the cylinder, and a second output shaft slidably supported on the other end surface of the cylinder and coupled to the other end surface of the moving element,
The rotating portion includes a crankshaft rotatably supported between a pair of bearings, a connecting pin connected to a crankpin of the crankshaft and the first output shaft, and a power supply portion to a coil in conjunction with rotation of the crankshaft. The main feature is that it has a rotation drive switch section that intermittently repeats supply and interruption of current and reciprocates the moving element in the cylinder, and a start lever that starts the crankshaft.
本発明に係る補助動力装置は、往復作動部、回転部および電源部が自転車のフレームに一体に取り付けられ、自転車のペダルが始動レバーに回転自在に連結されていることを第2の特徴とする。 The auxiliary power unit according to the present invention has a second feature that the reciprocating operation unit, the rotating unit, and the power source unit are integrally attached to the bicycle frame, and the bicycle pedal is rotatably connected to the start lever. .
本発明に係る補助動力装置は、回転駆動スイッチ部が、自転車のペダルを踏むタイミングと同調してオンオフ作動し、電源部からの電流を間欠的にコイルに供給するように設定されていることを第3の特徴とする。 In the auxiliary power unit according to the present invention, the rotational drive switch unit is set to be turned on and off in synchronization with the timing of depressing the pedal of the bicycle, and the current from the power source unit is intermittently supplied to the coil. The third feature.
本発明に係る補助動力装置は、往復作動部と、回転部と、電源部と、始動部を備え、
往復作動部は、筒状のシリンダーと、シリンダーに巻回された一次コイルと、シリンダー内を往復動する磁石又は磁性体からなる移動子と、シリンダーの一端面にスライド自在に支持され移動子の一方の端面に連結された第1出力軸と、シリンダーの他方の端面にスライド自在に支持され移動子の他方の端面に連結された第2出力軸を有し、
回転部は、一対の軸受間に回転自在に支持されるクランク軸と、クランク軸のクランクピンと第1出力軸に連結された連結棒と、クランク軸の回転に連動して電源部から一次コイルへの電流の供給と遮断を間欠的に繰り返し、シリンダー内の移動子を往復動させる回転駆動スイッチ部を有し、
始動部は、シリンダーに巻回された二次コイルと、電源部から二次コイルへの電流を一時的に供給し、シリンダー内の移動子を始動させる始動スイッチ部を有する、ことを第4の特徴とする。
The auxiliary power device according to the present invention includes a reciprocating operation unit, a rotating unit, a power source unit, and a starting unit,
The reciprocating operation unit includes a cylindrical cylinder, a primary coil wound around the cylinder, a mover made of a magnet or a magnetic material that reciprocates in the cylinder, and is slidably supported on one end surface of the cylinder. A first output shaft coupled to one end surface, and a second output shaft slidably supported on the other end surface of the cylinder and coupled to the other end surface of the moving element;
The rotating portion includes a crankshaft rotatably supported between a pair of bearings, a connecting pin connected to the crankpin of the crankshaft and the first output shaft, and the power supply portion to the primary coil in conjunction with the rotation of the crankshaft. The current supply and cut-off are intermittently repeated, and a rotary drive switch that reciprocates the moving element in the cylinder is provided.
The starting part has a secondary coil wound around the cylinder, and a start switch part for temporarily supplying a current from the power source part to the secondary coil to start the moving element in the cylinder. Features.
本発明に係る補助動力装置は、往復作動部と、回転部と、電源部と、始動部を備え、
往復作動部は、筒状のシリンダーと、シリンダーに巻回された左右一対のコイルと、シリンダー内を往復動する磁石又は磁性体からなる移動子と、シリンダーの一端面にスライド自在に支持され移動子の一方の端面に連結された出力軸を有し、
回転部は、一対の軸受間に回転自在に支持されるクランク軸と、クランク軸のクランクピンと出力軸に連結された連結棒と、クランク軸の回転に連動して電源部から各コイルへの電流の供給と遮断を間欠的に繰り返し、シリンダー内の移動子を往復動させる回転駆動スイッチ部を有する、ことを第5の特徴とする。
The auxiliary power device according to the present invention includes a reciprocating operation unit, a rotating unit, a power source unit, and a starting unit,
The reciprocating operation unit is supported by a cylindrical cylinder, a pair of left and right coils wound around the cylinder, a mover made of a magnet or a magnetic material that reciprocates in the cylinder, and slidably supported on one end surface of the cylinder. Having an output shaft connected to one end face of the child;
The rotating portion includes a crankshaft rotatably supported between a pair of bearings, a connecting rod connected to a crankpin of the crankshaft and an output shaft, and a current from the power supply portion to each coil in conjunction with the rotation of the crankshaft. A fifth feature is that it has a rotation drive switch section that intermittently repeats the supply and shut-off, and reciprocates the moving element in the cylinder.
以上説明したように、本発明の補助動力装置によれば、回転するクランク軸と連動して作動する回転駆動スイッチ部の働きによって、シリンダーに巻回されたコイルに流れる電流とシリンダー内に配置された磁石又は磁性体からなる移動子との間に生じる電磁力を利用して、シリンダー内の移動子を持続的に往復ピストン運動させるようにしており、かかる往復ピストン運動を補助動力として効率よく取り出し利用できるという優れた効果を奏する。 As described above, according to the auxiliary power unit of the present invention, the current flowing in the coil wound around the cylinder and the current flowing in the coil are arranged in the cylinder by the action of the rotary drive switch that operates in conjunction with the rotating crankshaft. The reciprocating piston movement of the moving element in the cylinder is continuously utilized as an auxiliary power by utilizing the electromagnetic force generated between the moving element made of a magnet or a magnetic material. There is an excellent effect that it can be used.
また、本発明の補助動力装置は、移動子を持続的に往復ピストン運動させる動力として、始動レバーによる最初のクランク軸の始動とその後のコイルへの僅かな電流の供給だけで足り、また、その後もスイッチ部による電流の供給と遮断の間欠的な繰り返しにより、移動子を持続的に往復ピストン運動させるようにしており、電力消費量が極めて少なくて省エネルギー効果が高いという優れた効果を奏する。また、装置全体をコンパクト化できるという効果を奏する。 The auxiliary power unit according to the present invention only needs to start the crankshaft by the start lever and then supply a small amount of current to the coil as power for continuously moving the moving element in the reciprocating piston. In addition, by intermittently repeating current supply and interruption by the switch unit, the moving element is continuously reciprocated by a reciprocating piston, so that the power consumption is extremely small and the energy saving effect is high. Moreover, there exists an effect that the whole apparatus can be reduced in size.
さらに、かかる補助動力装置をアシスト自転車に設置することによって、従来の電動アシスト自転車と比べて、大容量のバッテリーが不要であり、軽量で安価なアシスト自転車を実現できるという優れた効果を奏する。 Furthermore, by installing such an auxiliary power device on an assist bicycle, a large-capacity battery is not required, and a light and inexpensive assist bicycle can be realized compared to a conventional electric assist bicycle.
しかも、本発明の補助動力装置は、二次コイルと始動スイッチ部を有する始動部を設ける構成の採用により、始動レバーを廃止して、より効率よく補助動力を取り出すことができるという優れた効果を奏する。 In addition, the auxiliary power device according to the present invention has an excellent effect that the start lever is eliminated and the auxiliary power can be taken out more efficiently by adopting a configuration in which the start portion having the secondary coil and the start switch portion is provided. Play.
本発明を実施するための最良の形態につき、図面を参照して説明する。図1ないし図7は本発明に係る補助動力装置の第1実施形態を示している。図中、符号100は本発明に係る補助動力装置である。
The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 7 show a first embodiment of an auxiliary power unit according to the present invention. In the figure,
補助動力装置100は、図1および図2に示すように、往復作動部110と、回転部120と、電源部130とを備えた基本構成とされている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
往復作動部110は、支持ベース101の上面の一方側に支持部101aを介して支持された円筒形のシリンダー111と、シリンダー111の外面に所定幅Lの範囲で巻回されたコイル112と、シリンダー111内を長手方向に往復動する磁石からなる移動子113と、シリンダー111の両端のうち一端に配置された軸受114に前後にスライド自在に支持された第1出力軸115と、シリンダー111の両端のうち他端に配置された軸受116に前後にスライド自在に支持された第2出力軸117とから構成されている。
The
移動子113は、その可動区間Mがコイル112の巻回区間Lを両側で超える範囲(具体的には、M=L+B+2A:ここでBは移動子113の幅、Aは移動子113がシリンダー111の両端に最も接近した時の移動子113からコイル112の最も近い端までの距離)とされると共に、回転駆動スイッチ部124の作動(オン)のタイミングでコイル112の入口付近からコイル112内に進入するように設定されている。なお、第1出力軸115の一端115aは移動子113の両端面のうち一端面113Aに連結され、移動子113の他端面113Bには第2出力軸117の一端117aが連結されている。
The
回転部120は、左右一対の軸受121,121間に回転軸122Aが回転自在に支持されるクランク軸122と、クランク軸122のクランクピン122Bおよび第1出力軸115の他端115b間に連結された連結棒123と、一方の軸受121の内側に位置してクランク軸122の回転軸122Aに同軸的に連結された回転駆動スイッチ部124と、他方の軸受121の外側に位置してクランク軸122の回転軸122Aに同軸的に基端部が連結された始動レバー125とから構成されている。なお、第1出力軸115の他端115bと連結棒123とは連結ピン115cを介して屈曲可能に連結されている。始動レバー125はクランク軸122を始動させる役目をする。
The rotating
回転駆動スイッチ部124は、クランク軸122の回転に連動して、電源部130から配線131を介してシリンダー111のコイル112への電流の供給と遮断を一定のタイミングで間欠的に繰り返し、シリンダー111内の移動子113を連続して往復動させるもので、回転軸122A回りに回転する回転子124Aと、回転子124Aの前後に位置する一対の接触ブラシ124B,124Bとを有し、回転子124Aの回転面の180度対称位置に一対の電極板124C,124Cが設けられている。
In conjunction with the rotation of the
そして、上記回転駆動スイッチ部124は、回転子124Aの回転途中で、一対の電極板124C,124Cが接触ブラシ124B,124Bに同時に接触すると、回転駆動スイッチ部124が作動(オン)し、その間通電して電源部130からの電流がコイル112に供給され、一対の電極板124C,124Cが接触ブラシ124B,124Bから離れると、回転駆動スイッチ部124が停止(オフ)し、その間通電が遮断されて、電源部130からのコイル112への電流が遮断されるようになっている。
When the pair of
電源部130は、コイル112に電流を供給するもので、配線131を介してコイル112の一端にプラス側が接続され、コイル112の他端にマイナス側が接続されている。配線131の途中には電源スイッチ132と可変抵抗133が直列に配置されている。なお、電力消費量が極めて少なく、電気の消耗が少ないことから、電源部130には、1.5V程度の乾電池や小型バッテリーを用いることができる。
The
図3ないし図6は、上記構成の補助動力装置100において、クランク軸122の回転に連動して作動する回転駆動スイッチ部124に基づき、シリンダー111内の移動子113を持続的に往復ピストン運動させている様子を示している。
3 to 6 show that in the
最初に、手動で図1に示す始動レバー125を図2の反時計回りに回してクランク軸122を始動(回動)させる。図3に示すように、クランク軸122が始動してクランクピン122Bが上死点から反時計回りに90度を越えると、その途中で、回転駆動スイッチ部124の各電極板124C,124Cが接触ブラシ124B,124Bに同時に接触して、回転駆動スイッチ部124が作動(オン)し、電源部130からの電流がコイル112に供給される。
First, the
このとき、移動子113はコイル112の入口付近に位置しており(図3ではコイル112の左側入口付近に位置し、移動子113のコイル112寄りの端面がS極でその反対側端面がN極である)、コイル112に電流が流れることによりコイル112と移動子(磁石)113との相互作用で発生する電磁力の作用により、移動子113がコイル112内に進入するように図3の右方向に引っ張られる。
At this time, the
次いで、図4に示すように、クランク軸122のクランクピン122Bが下死点に近づくと、その途中で、回転駆動スイッチ部124の各電極板124C,124Cが接触ブラシ124B,124Bから離間して、回転駆動スイッチ部124が停止(オフ)し、電源部130からの電流供給が遮断される。クランク軸112および移動子113には慣性力が働いているから、慣性力により、クランク軸122は下死点から反時計回りに回動して上死点に向かうと共に、移動子113はコイル112内から外へと図4の右方向へ移動する。
Next, as shown in FIG. 4, when the
次いで、図5に示すように、クランク軸122のクランクピン122Bが下死点を過ぎて90度を越えると、その途中で、回転駆動スイッチ部124の各電極板124C,124Cが接触ブラシ124B,124Bに再び接触して、回転駆動スイッチ部124が作動(オン)し、電源部130からの電流がコイル112に供給される。同時に、コイル112に流れる電流により、コイル112と移動子113との間の相互作用で生じる電磁力により、コイル112の入口付近の移動子113がコイル112内へ再び進入するように図5の左方向に引っ張られる。
Next, as shown in FIG. 5, when the
次いで、図6に示すように、クランク軸122のクランクピン122Bが上死点に近づくと、その途中で、回転駆動スイッチ部124の各電極板124C,124Cが接触ブラシ124B,124Bから再び離間して、スイッチ部124が停止し、電源部130からの電流供給が遮断される。クランク軸112および移動子113には慣性力が働いているから、慣性力によりクランク軸122はクランクピン122Bが上死点に向かうおよび上死点を越えるように反時計回りに回動し、移動子113はコイル112内を図6の左方向へ移動する。
Next, as shown in FIG. 6, when the
このようにして、本発明の補助動力装置100によると、クランク軸122の回転に連動して間欠的にオン・オフ作動する回転駆動スイッチ部124の作動のタイミングと、コイル112に進入する移動子113のタイミングとを同調させることにより、シリンダー111内の移動子113を往復動させる電磁力を断続的に移動子113に作用させ、これによってシリンダー111内の移動子113を持続的に往復ピストン運動させ、クランク軸122ひいては回転軸122Aを連続的に(反時計回りに)回転駆動させ、動力を取り出すことができる。
Thus, according to the
図7は、本発明の補助動力装置100を自転車のフレーム150に設置した例を示している。
FIG. 7 shows an example in which the
図7に示すように、回転軸122Aの一端に連結された始動レバー125の自由端には運転者の足を乗せる一方のペダル151が回転自在に連結され、回転軸122Aの他端には始動レバー125と180度反対向きに補助レバー152が連結されている。補助レバー152の自由端には運転者の足を乗せる他方のペダル153が回転自在に連結されている。往復作動部110は、フレーム150に沿ってサドル部(図示せず)に向けて起立するように配置してよい。
As shown in FIG. 7, one
図7に示す補助動力装置100によると、最初に電源部130の電源スイッチ132を入れ、運転者がペダル151,153をこいでクランク軸122を回動させると、図3に示すように、運転者がペダル153を強く踏み込むタイミングに同調して、回転駆動スイッチ部124が作動し、コイル112に電流が供給されて、移動子(磁石)113に働く電磁力が、運転者のペダル153の踏み込み動作を助けるように移動子113を引っ張り、また、図5に示すように、ペダル153が持ち上がるタイミングに同調して(ペダル151を強く踏み込むタイミングでもある)、回転駆動スイッチ部124が再び作動し、コイル112に電流が供給されて、移動子(磁石)113に働く電磁力が、運転者のペダル151の踏み込み動作を助けるように移動子113を引っ張る。その結果、運転者が左右のペダル153,151を踏む動作を常に助けるように、移動子113が持続的に往復ピストン運動する。
According to the
このように、移動子113に生じる往復ピストン運動は、第1出力軸115からクランク軸122の回転運動に変換され、運転者がペダル151,153をこぐ際の補助動力として用いられる。これにより、従来の電動アシスト自転車に比べて、より軽量かつコンパクトで簡易な補助動力装置付きのアシスト自転車を安価に実現することができる。
As described above, the reciprocating piston motion generated in the moving
図8および図9は、本発明の補助動力装置の第2実施形態を示すもので、図8中、符号200は補助動力装置を示している。なお、図2と同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
8 and 9 show a second embodiment of the auxiliary power unit of the present invention. In FIG. 8,
図8に示す補助動力装置200は、回転駆動スイッチ部124’において、回転子124A’に対し一対の接触ブラシ124B’と1枚の電極板124C’を備えている。クランク軸122が回転軸122Aの周囲を一周する間、一対の接触ブラシ124B’が1回だけ電極板124C’に接触し、電極部130からコイル112に電流が流れるようになっている。そして、コイル112に電流が流れると、コイル112に進入した移動子(磁石)113に対し、移動子113を図8の上方向に持上げるように電磁力が働く。
An
このようにして手動で最初にクランク軸122を反時計回りに回動させると、回転駆動スイッチ部124’の作動によりコイル112に電流が流れてシリンダー111内の移動子113が上方に持上げられ、スイッチ部124’の停止によりコイル112への電流が遮断されて移動子113が自重により下降し、クランク軸122と連動した回転駆動スイッチ部124’の作動と停止の繰り返しによりシリンダー111内の移動子113が上下に往復ピストン運動する。移動子113の往復ピストン運動は、第2出力軸117より外部に出力され、例えばミシン針の縫製作業に応用される。
When the
図10ないし図15は、本発明の補助動力装置の第3実施形態を示すもので、二次コイルを用いて、クランク軸122に回転駆動力の起動力を発生させるように工夫したものである。図中、符号300は補助動力装置を示している。なお、前述の補助動力装置と同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
FIGS. 10 to 15 show a third embodiment of the auxiliary power unit of the present invention, which is devised to generate a starting force of a rotational driving force on the
補助動力装置300は、図10に示すように、正転方向(反時計回り)への回転駆動用の回転駆動スイッチ部124に隣接して反転方向(時計回り)への回転駆動用の回転駆動スイッチ部126が設けられている。回転駆動スイッチ部126は、図11(B)に示すように、回転駆動スイッチ部124と同一の回転軸122A回りに回転する回転子126Aと、回転子126Aの前後に位置する一対の接触ブラシ126B,126Bを有し、回転子126Aの回転面の180度対称位置に一対の電極板126C,126Cが設けられている。電極板126C,126Cは、クランク軸122が水平位置から反転方向(時計回り)に立ち上がるタイミングで各接触ブラシ126Bに接触する(スイッチON)ように配設されている(図15参照)。
As shown in FIG. 10, the
また、図10に示す補助動力装置300は、シリンダー111の外面に巻回された一次コイル112の外側に所定間隔をおいて左右一対の二次コイル301L,301Rが所定の幅で巻回されている(図10では理解しやすいようにシリンダー111の外側に一次コイル112と二次コイル301L,301Rが別々に巻回されている様子が描かれている)。両二次コイル301L,301Rは、所定のタイミングで電流が流れることにより、移動子113に起動力を発生させる役目をする。
Further, in the
回転軸122Aの、両回転駆動スイッチ部124,126の反対側には、二次コイル301L,301Rに所定のタイミングで電流を流す起動スイッチ部302が設けられている。起動スイッチ部302は、図12(A)(B)に示すように、回転軸122A回りに回転する回転子302Aと、回転子302Aの前後にそれぞれ位置する一対の接触ブラシからなる一対の接触ブラシユニット302B,302Cを有し、回転子302Aの回転面に一枚の電極板302Dが設けられている。電極板302Dは、図13(A)に示すように、クランク軸122が水平位置から正転方向(反時計回り)に下がる途中のタイミングで一方の接触ブラシユニット302Bに接触し(スイッチON)、また、図14に示すように、クランク軸122が水平位置から正転方向に起立するタイミングで他方の接触ブラシユニット302Cに接触する(スイッチON)ようになっている。つまり、クランク軸122の正転方向への回転駆動を2つの位置からそれぞれ起動させることができるようになっている。
On the opposite side of the
そして、一次コイル112の終端に接続された配線131と両回転駆動スイッチ部124,126の接触ブラシ124B,126Bに接続された配線131の間に、1つの回転切替スイッチ303が設けられている。また、電源部130と一次コイル112の始端を結ぶ配線131の途中から配線131’が分岐し、1つの起動スイッチ304が設けられている。起動スイッチ304と起動スイッチ部302の各接触ブラシユニット302B,302Cの各一方の接触ブラシとの間は配線131’により並列的に接続されている(図10のA’−A’間、C’−C’間)。
One
さらに、二次コイル301L,301Rの各始端と起動スイッチ部302の各接触ブラシユニット302B,302Cの各他方の接触ブラシとの間はそれぞれ配線131’により直接接続されている(図10のA−A間、C−C間)。同じく、二次コイル301L,301Rの各他端と電源部130の上流側の配線131との間は配線131’により並列的に接続されている(図10のB−B間、D−D間)。
Furthermore, the start ends of the
次に上記構成の補助動力装置300の作用を説明する。
Next, the operation of the
最初に電源スイッチ132を入れ、回転切替スイッチ303を正転駆動側(左)に切替える。次に、クランク軸122を反時計回りに回動させて水平位置からさらに傾斜した所定位置(図13(A)、当該位置は起動スイッチ部302の接触ブラシユニット302Bに電極板302Dが接触開始する位置である)に位置決めする。当該位置において、起動スイッチ304を押すと、接触ブラシユニット302Bを介して右の二次コイル301Rに矢印で示す電流が流れる。このとき、図13(A)に示すように、移動子113は二次コイル301Rの入口手前に位置し、二次コイル301Rに電流が流れることにより、移動子113の端面(S極)と二次コイル301Rの端面(N極)との間の相互作用で発生する電磁力により、移動子113が二次コイル301R内に進入するように右方向に引っ張られ、クランク軸122に正転方向への起動力Fkが発生する。起動スイッチ304から手指を離すと二次コイル302Rへの電流は遮断される。これにより、起動スイッチ304の押し動作でクランク軸122を正転方向に起動した後は、回転駆動スイッチ部124のオンオフ動作によって回転軸122Aを連続的に正転方向に回転駆動させることができる。
First, the
回転駆動スイッチ部124においては、起動スイッチ部302の接触ブラシユニット302Bに電極板302Dが接触開始するタイミングで、図13(B)に示すように、接触ブラシ124B,124Bに電極板124Cが接触開始し、一次コイル112に矢印で示す電流が流れる。移動子113と一次コイル112の端面(N極)との間の相互作用で発生する電磁力により、移動子113には図13(B)に示す引張力F1が発生し、図4ないし図6に示す作用と同様にして、シリンダー111内の移動子113を持続的に往復ピストン運動させ、回転軸122Aを連続的に正転方向に回転駆動させることができる。
In the rotation
図14は、クランク軸122を別の位置から起動させる例を示している。同図に示すように、クランク軸122が水平姿勢から少し上向き姿勢の角度にあるとき、移動子113は左の二次コイル301Lの入口手前に位置する。そして、クランク軸122が上記角度にあるとき、起動スイッチ部302の電極板302Dは接触ブラシユニット302Cに接触を開始する位置にあり、かかる位置関係で、起動スイッチ304を押すと、左の二次コイル301Lに電流が流れ、移動子113の端面(N極)と二次コイル301Lの端面(S極)との間の相互作用で発生する電磁力により、移動子113が二次コイル301L内に進入するように図14の左方向に引っ張られ、クランク軸122に正転方向(反時計回り)への起動力Fkが発生する。起動スイッチ304から手指を離すと電流は二次コイル302Lへ供給されず、したがって、この場合も、起動スイッチ304の押し動作でクランク軸122を正転方向に起動させた後は、スイッチ部124のオン・オフ動作によって回転軸122Aを連続的に正転方向に回転駆動させることができる。
FIG. 14 shows an example in which the
回転軸122Aを反転方向(時計回り)に回転駆動させる場合は、回転切替スイッチ303を反転駆動側(右)に切替える。後は、クランク軸122を時計回りに回動させて水平位置からさらに上向きに傾斜した所定の位置で、起動スイッチ部302の接触ブラシユニット302Bに電極板302Dが接触開始するように電極板302Dの位置を予め調整し、右の二次コイル301Rに電流を流して、移動子113に右方向への起動力を発生させ、これに同調して、回転駆動スイッチ部126の電極板126C,126Cが接触ブラシ126B、126Bに接触して、一次コイル112に電流が流れ、移動子113に右方向への引張力を発生させる。このように、起動スイッチ304の押し動作でクランク軸122を反転方向に起動した後は、回転駆動スイッチ部126のオンオフ動作によって回転軸122Aを連続的に反転方向に回転駆動させることができる。
When the
図16は、本発明の補助動力装置の第4実施形態を示すもので、1つのシリンダーに2つのコイルを左右に並べて巻回させ、より大きな回転駆動力を得るように工夫したものである。図中、符号400は補助動力装置を示している。なお、図2と同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
FIG. 16 shows a fourth embodiment of the auxiliary power unit of the present invention, which is devised to obtain a larger rotational driving force by winding two coils side by side on a single cylinder. In the figure,
同図に示すように、シリンダー111の外側に2つのコイル401R,401Lが左右に並べられて巻回されている。スイッチ部402は、回転軸122A回りに回転する回転子402Aと、回転子402Aの前後にそれぞれ位置する一対の接触ブラシからなる接触ブラシユニット402B,402Cを有し、回転子402Aの回転面に一枚の電極板402Dが設けられている。各2つのコイル401R,401Lは電源130に対し並列に接続され、すなわち、各コイル401R,401Lの上流側の各配線131が電源130のプラス側に接続され、下流側の各配線131が接触ブラシユニット402B,402Cを介して電源130のマイナス側に接続されている。電極板402Dは、クランク軸122が水平位置から反時計回りに下がるタイミングで一方の接触ブラシユニット402Bに接触し(スイッチON、図16参照)、これにより、右のコイル401Rに電流が流れて、移動子113が右に引っ張られ、一方、移動子113が左に戻るタイミングでクランク軸122が水平位置から反時計回りに上がるタイミングで他方の接触ブラシユニット402Cに接触し(スイッチON)、左のコイル401Lに電流が流れて、移動子113が左に引っ張られ、これにより回転軸122Aにより大きな回転駆動力を得ることができる。なお、始動手段は、図1に示す始動レバー125や図10に示す始動スイッチ部302等を採用できる。
As shown in the figure, two
本実施形態の補助動力装置400によると、より大きな回転駆動力を得ることができる。
According to the
なお、図1に示す補助動力装置において、シリンダーを一対並行に配置すると共に、1つの出力軸115に連結された一対の移動子を各シリンダー内で同時に往復動できるようにし、各シリンダーの外側にコイルを巻回し、1つの電源に各コイルを並列に接続することで、各移動子を同時に往復動させ、これにより出力軸から得られる出力(馬力)を上げることができる。また、一次コイルの外側に二次コイルを巻回し、二次コイルで得られた電流をコンデンサやバッテリーに蓄電または充電して用いることもできる。
In the auxiliary power unit shown in FIG. 1, a pair of cylinders are arranged in parallel, and a pair of movers connected to one
本発明の補助動力装置は、例えば自転車、カート、芝刈り機、農業用機械、ミシン等の補助動力装置として、幅広く利用可能である。 The auxiliary power device of the present invention can be widely used as an auxiliary power device for bicycles, carts, lawnmowers, agricultural machines, sewing machines, and the like.
100,200,300,400 補助動力装置
101 支持ベース
101a 支持部
110 往復作動部
111 シリンダー
112,401L,401R コイル(一次コイル)
113 移動子
113A 移動子の一端面
113B 移動子の他端面
114,116,121 軸受
115 第1出力軸
115a 第1出力軸の一端
115b 第1出力軸の他端
115c 連結ピン
117 第2出力軸
117a 第2出力軸の一端
120 回転部
122 クランク軸
122A 回転軸
123 連結棒
124,124’,126 回転駆動スイッチ部
124A,124A’,126A,302A,402A 回転子
124B,124B’,126B 接触ブラシ
124C,124C’,126C,402D 電極板
125 始動レバー
130 電源部
131 配線
132 電源スイッチ
133 可変抵抗
150 自転車のフレーム
151,153 自転車のペダル
152 補助レバー
301L,301R 二次コイル
302B,302C,402B,402C 接触ブラシユニット
303 回転切替スイッチ
304 起動スイッチ
L 移動子の可動区間
M コイルの巻回区間
100, 200, 300, 400
113
Claims (5)
往復作動部は、筒状のシリンダーと、シリンダーに巻回されたコイルと、シリンダー内を往復動する磁石又は磁性体からなる移動子と、シリンダーの一端面にスライド自在に支持され移動子の一方の端面に連結された第1出力軸と、シリンダーの他方の端面にスライド自在に支持され移動子の他方の端面に連結された第2出力軸とを有し、
回転部は、一対の軸受間に回転自在に支持されるクランク軸と、クランク軸のクランクピンと第1出力軸に連結された連結棒と、クランク軸の回転に連動して電源部からコイルへの電流の供給と遮断を間欠的に繰り返し、シリンダー内の移動子を往復動させる回転駆動スイッチ部と、クランク軸を始動させる始動レバーとを有する、補助動力装置。 It has a reciprocating operation part, a rotating part, and a power supply part,
The reciprocating operation unit includes a cylindrical cylinder, a coil wound around the cylinder, a mover made of a magnet or a magnetic material that reciprocates in the cylinder, and one of the movers supported slidably on one end surface of the cylinder. A first output shaft coupled to the end surface of the cylinder, and a second output shaft slidably supported on the other end surface of the cylinder and coupled to the other end surface of the moving element,
The rotating portion includes a crankshaft rotatably supported between a pair of bearings, a connecting pin connected to a crankpin of the crankshaft and the first output shaft, and a power supply portion to a coil in conjunction with rotation of the crankshaft. An auxiliary power unit having a rotation drive switch that intermittently repeats supply and interruption of current and reciprocates a moving element in a cylinder, and a start lever that starts a crankshaft.
往復作動部は、筒状のシリンダーと、シリンダーに巻回されたコイルと、シリンダー内を往復動する磁石又は磁性体からなる移動子と、シリンダーの一端面にスライド自在に支持され移動子の一方の端面に連結された第1出力軸と、シリンダーの他方の端面にスライド自在に支持され移動子の他方の端面に連結された第2出力軸とを有し、
回転部は、一対の軸受間に回転自在に支持されるクランク軸と、クランク軸のクランクピンと第1出力軸に連結された連結棒と、クランク軸の回転に連動して電源部からコイルへの電流の供給と遮断を間欠的に繰り返し、シリンダー内の移動子を往復動させる回転駆動スイッチ部を有し、
始動部は、シリンダーに巻回された二次コイルと、電源部から二次コイルへの電流を一時的に供給し、シリンダー内の移動子を始動させる始動スイッチ部を有する、補助動力装置。 A reciprocating operation part, a rotating part, a power supply part, and a starting part are provided,
The reciprocating operation unit includes a cylindrical cylinder, a coil wound around the cylinder, a mover made of a magnet or a magnetic material that reciprocates in the cylinder, and one of the movers supported slidably on one end surface of the cylinder. A first output shaft coupled to the end surface of the cylinder, and a second output shaft slidably supported on the other end surface of the cylinder and coupled to the other end surface of the moving element,
The rotating portion includes a crankshaft rotatably supported between a pair of bearings, a connecting pin connected to a crankpin of the crankshaft and the first output shaft, and a power supply portion to a coil in conjunction with rotation of the crankshaft. It has a rotary drive switch that repeats the supply and interruption of current intermittently and reciprocates the moving element in the cylinder.
The starting unit is an auxiliary power unit having a secondary coil wound around a cylinder and a start switch unit that temporarily supplies a current from the power source unit to the secondary coil to start a moving element in the cylinder.
往復作動部は、筒状のシリンダーと、シリンダーに巻回された左右一対のコイルと、シリンダー内を往復動する磁石又は磁性体からなる移動子と、シリンダーの一端面にスライド自在に支持され移動子の一方の端面に連結された出力軸を有し、
回転部は、一対の軸受間に回転自在に支持されるクランク軸と、クランク軸のクランクピンと出力軸に連結された連結棒と、クランク軸の回転に連動して電源部から各コイルへの電流の供給と遮断を間欠的に繰り返し、シリンダー内の移動子を往復動させる回転駆動スイッチ部を有する、補助動力装置。
A reciprocating operation part, a rotating part, a power supply part, and a starting part are provided,
The reciprocating operation unit is supported by a cylindrical cylinder, a pair of left and right coils wound around the cylinder, a mover made of a magnet or a magnetic material that reciprocates in the cylinder, and slidably supported on one end surface of the cylinder. Having an output shaft connected to one end face of the child;
The rotating portion includes a crankshaft rotatably supported between a pair of bearings, a connecting rod connected to a crankpin of the crankshaft and an output shaft, and a current from the power supply portion to each coil in conjunction with the rotation of the crankshaft. An auxiliary power unit having a rotation drive switch unit that intermittently repeats supply and interruption of the cylinder and reciprocates the moving element in the cylinder.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011114248A JP2012006583A (en) | 2010-05-23 | 2011-05-22 | Auxiliary power unit |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010117874 | 2010-05-23 | ||
JP2010117874 | 2010-05-23 | ||
JP2011114248A JP2012006583A (en) | 2010-05-23 | 2011-05-22 | Auxiliary power unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012006583A true JP2012006583A (en) | 2012-01-12 |
Family
ID=45537629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011114248A Pending JP2012006583A (en) | 2010-05-23 | 2011-05-22 | Auxiliary power unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012006583A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103129687A (en) * | 2013-03-17 | 2013-06-05 | 陈蜀乔 | Low-cost solar electromagnetic power assisting bicycle |
CN104500690A (en) * | 2014-12-17 | 2015-04-08 | 重庆强达力科技发展有限公司 | Crank link mechanism of mechanical transmission device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005330897A (en) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Bunpei Sono | Cylinder idling system of internal combustion engine in internal combustion engine mounted-vehicle |
WO2008058351A1 (en) * | 2006-11-14 | 2008-05-22 | Milton Ribeiro Da Silva | Cycle compensator |
-
2011
- 2011-05-22 JP JP2011114248A patent/JP2012006583A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005330897A (en) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Bunpei Sono | Cylinder idling system of internal combustion engine in internal combustion engine mounted-vehicle |
WO2008058351A1 (en) * | 2006-11-14 | 2008-05-22 | Milton Ribeiro Da Silva | Cycle compensator |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103129687A (en) * | 2013-03-17 | 2013-06-05 | 陈蜀乔 | Low-cost solar electromagnetic power assisting bicycle |
CN104500690A (en) * | 2014-12-17 | 2015-04-08 | 重庆强达力科技发展有限公司 | Crank link mechanism of mechanical transmission device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7402915B2 (en) | Pedal generator | |
CN201701687U (en) | Elliptical trainer with power generation device | |
JPH09219908A (en) | Motor control device of electric vehicle | |
CN103874521B (en) | For the tapping equipment of medium | |
US20160009185A1 (en) | Generator motor unit, power output engine, and vehicle | |
CN102118048B (en) | For providing method and the device of electric energy for engine controller | |
JP2012006583A (en) | Auxiliary power unit | |
CN106795867B (en) | Rotary power generating means and power generator | |
JP5851800B2 (en) | Auxiliary power unit | |
US11299236B2 (en) | Method for automatic retraction of pedals | |
KR100652162B1 (en) | Bicycle with air motor | |
CN102638128A (en) | Permanent-magnet motor with integrated functions of igniting, starting and power generating | |
JP2004137967A (en) | Method and device for rotation generation | |
CN201818447U (en) | Manually driven power generator device | |
JP2005098213A (en) | Power generating device | |
CN206792358U (en) | The instrument and dust catcher of power of alterating and direct current power supply | |
US20230100667A1 (en) | Motor and a tattoo pen using the same | |
JP2008167546A (en) | Power supply system | |
CN2913157Y (en) | Electricity and oil assisted bicycle | |
TW201407036A (en) | Mutually-pulled traction type actuator | |
JPS60138282A (en) | Water pressure drive generator | |
TW201407035A (en) | Traction type actuator | |
JPH02130769U (en) | ||
CN201296347Y (en) | Power transmission device used on jinrikisha, bicycle and scooter | |
TW534954B (en) | Auxiliary electrical generation system and device for engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140519 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150320 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150902 |