JP2016025833A - Linear drive vibrating apparatus - Google Patents
Linear drive vibrating apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016025833A JP2016025833A JP2014163099A JP2014163099A JP2016025833A JP 2016025833 A JP2016025833 A JP 2016025833A JP 2014163099 A JP2014163099 A JP 2014163099A JP 2014163099 A JP2014163099 A JP 2014163099A JP 2016025833 A JP2016025833 A JP 2016025833A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- magnet
- case
- ring
- drive
- 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
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ポンプやマッサージ器などのリニア駆動振動機構もしくはそれを含む装置等で回転モータに相当する機構を含むもので、駆動軸としてのマグネットシャフトとケースに固着された誘導コイルに印加する交番電流によって発生するコイル磁界磁束の変動により該シャフトを軸方向に往復動作をさせ、それら機構が組み込まれたケース自身を振動または該シャフトをポンプ機構などと組み合わせ、もしくは外部機構として、軸連結してポンプなどのリニア駆動をさせるもので、また逆に使用すれば発電等もでき各種センサーにもなるリニア駆動振動装置に関する。The present invention includes a linear drive vibration mechanism such as a pump or a massager or a mechanism corresponding to a rotary motor in a device including the same, and an alternating current applied to a magnet shaft as a drive shaft and an induction coil fixed to the case. The shaft is reciprocated in the axial direction due to the fluctuation of the magnetic field magnetic flux generated by the current, and the case in which these mechanisms are incorporated vibrates, or the shaft is combined with a pump mechanism or the like, or the shaft is connected as an external mechanism. The present invention relates to a linear drive vibration device that linearly drives a pump or the like, and can be used to generate power if used in reverse.
従来のリニア振動装置では駆動出力が誘導回転モータなどの同出力と比較してみると不足している。回転モータと同じ出力を得ようとするとマグネットやコイルの形状が大きく重くなったりする。さらに発電装置としても高い出力を求める場合さらに効率をあげる必要がある。これらの振動装置の効率を回転モータ以上に上げることにより駆動力が高くなり回転モータの代替品として使用でき、建物劣化センサー、タイヤ空気圧センサーや地震計等の感度が高いものへの応用が簡単にでき、交流発電システムも構築できる。従来機構ではボビン形状の誘導コイルは、音声や周波数発信器などの低域周波数の増幅交番電流でその内径部位に発生する変動磁界磁束を環内部に挿入されているシャフト中央に挿入固着されているマグネットの磁界磁束に吸引反発させてシャフトを左右に動作させているが,従来のリニア振動機構では誘導コイルに発生する磁束にマグネット磁束が平均的に十分に反映反応動作していない。また誘導コイル上下面交番磁界磁束と対面する方式のマグネット磁束を利用して左右に振動動作させる方式は大きな駆動出力を取り出されるが該出力を大きくするとマグネット面がコイル面に当たり異音発生や装置破損の原因となった。さらに高い周波数で駆動すると振幅が小さくなりシャフト動作連動の揺動ファン機構では振幅に比例して動作が縮小するので冷却効果が発揮できずマグネットの温度上昇により磁界磁束の劣化を招き、更なる温度上昇と磁束劣化の負の連鎖とない性能低下や破損の原因となる。In the conventional linear vibration device, the drive output is insufficient when compared with the output of an induction rotary motor or the like. When trying to obtain the same output as a rotary motor, the shape of the magnet or coil becomes large and heavy. Furthermore, when a high output is required as a power generation device, it is necessary to further increase the efficiency. By increasing the efficiency of these vibration devices beyond that of rotary motors, the driving force increases and can be used as a substitute for rotary motors. And an AC power generation system can be constructed. In the conventional mechanism, the bobbin-shaped induction coil is fixedly inserted into the center of the shaft where the variable magnetic field magnetic flux generated in the inner diameter portion by the amplified alternating current of the low frequency such as voice and frequency transmitter is inserted in the ring. The shaft is moved to the left and right by attracting and repelling the magnetic field magnetic flux of the magnet. However, in the conventional linear vibration mechanism, the magnetic flux does not sufficiently reflect and react to the magnetic flux generated in the induction coil on average. In addition, the system that vibrates left and right using the magnet magnetic flux that faces the alternating magnetic field magnetic flux on the top and bottom of the induction coil can extract a large drive output, but if the output is increased, the magnet surface will hit the coil surface and generate abnormal noise or damage the device. It became the cause of. When driven at a higher frequency, the amplitude decreases and the swinging fan mechanism linked to the shaft operation reduces the operation in proportion to the amplitude. Therefore, the cooling effect cannot be exhibited, and the magnetic flux rises due to the temperature rise of the magnet. A negative chain of rise and magnetic flux degradation, and no performance degradation or damage.
従来、この種に近い電気振動製品は体感音響振動装置、バイブレータや各種発電センサー装置や駆動装置が公開または一部特許になっているが実用製品としてあまり知られていない。いずれも誘導コイル面とマグネット面の吸引・反発もしくはコイル環に挿入されたシャフトマグネットとの磁束磁界の変動を利用している。また反発機構に機械的板バネを使用しているものもあり寿命を考慮する必要があり騒音も出る。類似特許に下記のような公開特許や特許がある。
Conventionally, an electric vibration product close to this type has been disclosed or partially patented for a sensory acoustic vibration device, a vibrator, various power generation sensor devices, and a drive device, but is not well known as a practical product. In either case, the induction coil surface and the magnet surface are attracted and repelled, or the magnetic flux magnetic field fluctuation between the shaft magnet inserted in the coil ring is utilized. In addition, there is a mechanism that uses a mechanical leaf spring for the repulsion mechanism, so it is necessary to consider the life and noise is generated. Similar patents include the following published patents and patents.
従来の同期振動装置は体感音響同期振動装置や人体マッサージ振動器に使用する場合は小出力なので問題ないが、ポンプなどの駆動装置として利用する場合や発電機機能では高い発電能力が要求され、大きな駆動力でリニア動作させる必用があり、回転モータの同じ駆動出力と比較すると出力不足にあった。本発明の目的は前記課題に鑑み、振動器の新たなる構造を発明し、従来のリニア振動駆動装置の磁気誘導回路機構の効率向上にあり多方面の応用製品に展開することにある。The conventional synchronous vibration device is not a problem because it is a small output when used in a sensory acoustic synchronous vibration device or a human body massage vibrator, but when used as a drive device such as a pump or a generator function, high power generation capacity is required, It was necessary to operate linearly with the driving force, and the output was insufficient when compared with the same driving output of the rotary motor. In view of the above problems, an object of the present invention is to invent a new structure of a vibrator, to improve the efficiency of a magnetic induction circuit mechanism of a conventional linear vibration driving device, and to develop it in various application products.
本発明は前記課題を解決するため、請求項1の発明に係わるリニア駆動振動装置は、ケース左右軸受け環中央部シャフトに位置する誘導コイル環よりわずかに大きい幅のスキマをとり上下に着磁しコイル幅の長さの第一リングマグネットをシャフト左右にスキマを挟んで互いに磁束反発状態で挿入接着固着し、シャフト上の該マグネット外端に誘導コイル面の磁極に反応するようにコイル環内径よりも大きくコイル外径よりも小さい小幅の第二リングマグネットを第一マグネットに着磁させ接着剤等で固着し、ストローク距離位置の両ケース端の軸受けで支持するとともに該シャフト上の第2マグネット磁界に磁束反発する反発リングマグネットをシャフトに自由貫通する内径で該軸受けまたはケース側に配置固着した構造とし、ポンプや振動器としての一体装置としてさらにケース外にシャフトを延長して軸継ぎ手でポンプ装置等と連結や、風車、水車などと連結した逆利用で発電機や地震計などの各種センサーなどに組み込める。In order to solve the above-mentioned problems, the linear drive vibration device according to the present invention has a gap slightly wider than the induction coil ring located in the central shaft of the case left and right bearing ring and is vertically magnetized. The first ring magnet with a coil width is inserted and bonded in a magnetic flux repulsion state with a gap on the left and right sides of the shaft, and the outer ring magnet on the shaft reacts to the magnetic pole of the induction coil surface from the inner diameter of the coil ring. A second ring magnet, which is larger and smaller than the outer diameter of the coil, is magnetized on the first magnet and fixed with an adhesive or the like, supported by bearings at both case ends at the stroke distance position, and a second magnet magnetic field on the shaft. A rebound ring magnet that repels magnetic flux is arranged and fixed on the bearing or case side with an inner diameter that freely penetrates the shaft. Coupling and a pump device or the like in the axial coupling by extending the shaft further to the outside of the case as an integral device as vessels, windmills, incorporated like various sensors such as generators and seismometers in reverse use linked like a water wheel.
請求項2の発明に係わる振動装置はケース中央部に複数の振動機構を構成する誘導コイルとシャフトマグネットユニットを放射状に均等配置し、各誘導コイルを固定包含するシリンダーを配置し、リンダー中央の間隙部には冷却用ファンモータ機構もしくは装置を備え、シリンダーをはさんでストローク距離分をとって対峙させた円板を左右に配置し、該円板は冷却扇にもなるアルミや耐熱樹脂等でできた薄板円板で各機構部のシャフトをネジ等の締結要素で固定する。複数個の振動ユニットの誘導コイルには交番電流を単独もしくは複数同時印加の選択回路経由で配電され駆動力を増減できる機構とした。左右の円板の中心の外側には往復運動するシャフトを設けストローク距離をとった位置のケース側に軸受けを配置しシャフトを支持している。誘導コイル印加交番電流によって各ユニットの固定シャフト連結固定の円板の動作移動と連動してシャフトは軸受け間を往復動作するようにシャフトに貫通挿入する反発用リングマグネットもしくはシャフトを中心に放射状に対向面の円板に固着されるマグネット群と同位置に反発マグネットを左右ケース側面に配置固着し固定円板のマグネット磁界磁束に反発させるので無信号時はつねに各軸受け間シャフト中央がコイル環中心にくるようにできる。該反発マグネットの配置やその磁束は非駆動装置の状況に合わせて設定する。In the vibration device according to the second aspect of the present invention, the induction coil and the shaft magnet unit constituting the plurality of vibration mechanisms are arranged radially and uniformly in the center portion of the case, the cylinders including the induction coils are arranged, and the gap in the center of the linder is arranged. The unit is equipped with a cooling fan motor mechanism or device, and discs that are opposed to each other with a stroke distance sandwiched between cylinders are arranged on the left and right. The discs are made of aluminum or heat-resistant resin that also serves as a cooling fan. The shaft of each mechanism part is fixed with fastening elements, such as a screw, with the thin disk discs made. The induction coil of a plurality of vibration units has a mechanism capable of increasing / decreasing the driving force by distributing the alternating current through a selection circuit that applies single or multiple alternating currents. A reciprocating shaft is provided outside the center of the left and right discs, and a bearing is disposed on the case side at a position where a stroke distance is taken to support the shaft. In response to an alternating current applied to the induction coil, the shaft is linked to the movement of the fixed shaft connected to the fixed shaft of each unit. The rebound magnets are placed and secured on the sides of the left and right cases at the same position as the magnet group fixed to the disk on the surface, and repel the magnet magnetic field magnetic flux of the fixed disk, so the center of the shaft between each bearing is always a coil ring when there is no signal. It can be centered. The arrangement of the repulsion magnet and its magnetic flux are set according to the situation of the non-driving device.
請求項3の発明に係わる振動装置は前記1項および2項記載の振動装置において、高い周波数で該装置を駆動する場合、出力を大きくすると装置冷却が必用になる。そのため音声または駆動周波数増幅電流を誘導コイルに印可する電流を分岐しケース内に設けた電子整流器で直流に変えて一定電流を直流モータに配電し、片側もしくは両側軸にファンを取り付け、冷却風を装置内部におくり冷却駆動する機構ないし装置を該ケース内または該ケース端に備えた。According to a third aspect of the present invention, in the vibration device according to the first and second aspects, when the device is driven at a high frequency, the device must be cooled when the output is increased. Therefore, the current that applies the voice or drive frequency amplification current to the induction coil is branched and converted into direct current by an electronic rectifier provided in the case, and a constant current is distributed to the direct current motor. A mechanism or device for driving inside the device for cooling is provided in the case or at the end of the case.
以上説明したように、請求項1の発明によれば、シャフトに固着されたマグネット形状構造により誘導コイルの変動磁界磁束を利用するマグネット極形態を従来のマグネット構造と比較するとコイル上下面に生じる磁束と内径部に発生する磁束両面を有効磁界とし同時利用できるので平均的に高い効率で、コイル変動磁束を利用できるので回転モータ以上の駆動出力を出せる振動装置となる。この機構を応用すれば簡単構造で高い駆動力の直接組み込みのポンプや振動器もできさらに逆接続で発電機や地震計や振動計などの各種センサーもできる。As described above, according to the first aspect of the present invention, the magnetic pole shape that uses the variable magnetic field magnetic flux of the induction coil by the magnet-shaped structure fixed to the shaft is compared with the conventional magnet structure, and the magnetic flux generated on the upper and lower surfaces of the coil. Since both sides of the magnetic flux generated in the inner diameter portion can be used as effective magnetic fields at the same time, the coil fluctuation magnetic flux can be used with high efficiency on average, so that the vibration device can output a drive output higher than that of the rotary motor. By applying this mechanism, it is possible to produce pumps and vibrators with a simple structure and high driving force, and various sensors such as generators, seismometers and vibrometers can be connected in reverse.
請求項2の発明によれば、第1項の振動機構を複数組み込んだシリンダー両側にストローク距離をとった各機構シャフトの固定をした冷却団扇機能のある円板を左右に配置し中央に左右外側に向かって往復シャフトを配置しケース軸受けで支持したので大きな駆動力が出せ、また必要により各振動ユニットを選択作動させることができ省エネにつながる。さらにシリンダー中央部隙間にファンモータ装置ないし同機構を設けファン冷却を適正に作動することができるので装置温度が上がらず性能が安定し寿命や信頼性が増す。According to the second aspect of the present invention, the discs having the function of cooling fan with the mechanism shafts fixed at the stroke distances on both sides of the cylinder incorporating the plurality of vibration mechanisms according to the first aspect are arranged on the left and right sides, and the left and right outer sides in the center. Since a reciprocating shaft is arranged toward and supported by a case bearing, a large driving force can be produced, and if necessary, each vibration unit can be selectively operated, leading to energy saving. Further, a fan motor device or mechanism is provided in the center clearance of the cylinder so that fan cooling can be operated properly, so that the temperature of the device does not rise and the performance is stabilized and the life and reliability are increased.
請求項3の発明によれば、第1項記載、第2項記載のリニア駆動振動装置において交番交流信号や音声信号の高い周波数で電流増幅をすると振幅が小さくなりシャフトマグネットの往復動作による冷却動作が減少するためマグネットや装置の熱上昇をまねき磁界磁束の減少やコイルの劣化破損を招くが、該装置の内部に直流モータファンを配置しその電源を交流誘導コイル電流から分岐し電子整流器で直流変換し駆動電圧をほぼ一定でモータに配電することにより安定的にファン動作ができ、周波数に関係なく冷却能力を一定に維持することができ性能や寿命の永い信頼性の高い装置になる。According to a third aspect of the invention, in the linear drive vibration device according to the first and second aspects, when the current is amplified at a high frequency of the alternating AC signal or the audio signal, the amplitude becomes small, and the cooling operation by the reciprocating operation of the shaft magnet. However, the magnetic flux is reduced and the coil is deteriorated and damaged. However, a DC motor fan is placed inside the device and its power supply is branched from the AC induction coil current. By converting and distributing the drive voltage to the motor with a substantially constant voltage, the fan can operate stably, and the cooling capacity can be maintained constant regardless of the frequency, resulting in a highly reliable device with long performance and long life.
実施例図1に示される振動装置は第1項発明の全体図である。片側シャフト先端部には軸継ぎ手が示され非駆動体であるポンプや発電時の水車や風車の軸と連結されもしくは発電機や各種センサーとして利用する。実施例図8は第2項発明の多連複合振動駆動装置の側面全体断面図で図1と同様に軸継ぎ手22が図示されている。実施例図1および実施例図8は直流モータにも代替できるファン機構図にもなっている。図3、4および図5は振動駆動装置シャフト動作のコイルとマグネットの磁極変動状態を示し、無信号時は誘導コイル4に電流が印加されないのでシャフトマグネット5は中立を保ったままの図4であるが、交番電流が誘導コイル4に印加されるとコイル環左右端4にプラス磁極とマイナス磁極ができる。その状態はコイル中央でほぼ左右領域に分けられる。中心にいくほど減磁し、越えると反対の磁極域になる。一方両コイル環端面の磁束は円周外側に向かって弱くなるが反対磁極らない。本発明はこの2領域を同時にシャフトマグネット磁界磁束に感応させることにより従来構造の1.5−2倍の駆動磁束を可能とした。両端の磁極磁束を面域で利用するには誘導コイル面にマグネットが衝突するなどの欠点があったがコイル内径環の磁極磁束を同時利用することによりシャフトの加速度運動に対し終点域で反対域磁極磁束がブレーキングして働き無駄が少なく駆動力が倍加する。第5図は誘導コイル4に電流が印加され右側環にS極磁束、左側環にN極磁束が構成されシャフト側の誘導コイル環幅よりわずかに長い隙間23をとり配置されている両マグネット磁束が反応し同極状態のシャフトは右に移動しケース反発マグネット磁界に第二マグネット外側磁界と反発するまで動作する。一方シャフト左マグネット磁界は異極対向しているので引き合いシャフトを右に移動動作する。そのとき第一マグネット外側N極は第二マグネットS極と着磁と同時接着固定されて面磁束Sに感応する。しかし第一マグネット中側S極はコイル他端の磁極磁束S極にブレーキングされる。第3図行程を繰り返しシャフトはスムースに往復駆動する。図8,図9および図10は多連複合機構の振動駆動装置の側面断面図、正面部分断面図とシャフト固定円板部分図を示す。1 is an overall view of the first aspect of the present invention. A shaft joint is shown at the tip of the one-side shaft and is connected to a pump as a non-driving body, a shaft of a water turbine or a wind turbine during power generation, or used as a generator or various sensors. Embodiment FIG. 8 is a cross-sectional view of the entire side surface of the multiple complex vibration drive device of the second aspect of the present invention, in which a
本発明装置はモータ駆動の振動装置や発電機構に勝るとも劣らない駆動力でポンプ装置や振動装置に利用できその逆利用で発電装置や各種センサー機器に応用できるものである。産業用機器だけでなくマッサージャーなど民生用としても幅広く利用できる機構である。The device of the present invention can be used for a pump device or a vibration device with a driving force not inferior to that of a motor-driven vibration device or power generation mechanism, and can be applied to a power generation device or various sensor devices by using the reverse. This mechanism can be used not only for industrial equipment but also for consumer use such as massagers.
1…第一リングマグネット
2…第二リングマグネット
3…反発マグネット
4…誘導コイル
5…シャフト
6…軸受け
7…シリンダー
8…ジョイントバネ
9…ケース
10…軸連結器
11…モータ
12…ファン
13…電子整流器
14…保護キャップ
15…リード線
16…固定シャフト
17…連結シリンダー
18…中間隙間リング
19ファンモータ固定ゴム
20…中間隙間リング
21…入力ケーブル
22…空気孔
23…シャフト中央隙間
24…シャフト円板
25…シャフト固定ネジ
26…止め輪
27…固定シャフト
28…シリンダーコイル固定板
29…コイル固定板止めネジ
30…コイル環挿入穴DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014163099A JP2016025833A (en) | 2014-07-24 | 2014-07-24 | Linear drive vibrating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014163099A JP2016025833A (en) | 2014-07-24 | 2014-07-24 | Linear drive vibrating apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016025833A true JP2016025833A (en) | 2016-02-08 |
Family
ID=55272158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014163099A Pending JP2016025833A (en) | 2014-07-24 | 2014-07-24 | Linear drive vibrating apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016025833A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022520897A (en) * | 2019-04-05 | 2022-04-01 | ジェネルゴ エス.アール.エル. | A system for generating linear movements |
-
2014
- 2014-07-24 JP JP2014163099A patent/JP2016025833A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022520897A (en) * | 2019-04-05 | 2022-04-01 | ジェネルゴ エス.アール.エル. | A system for generating linear movements |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102085846B1 (en) | Non-resonant high power hybrid energy harvester | |
CN101944821B (en) | Permanent-magnet damping linear generator | |
EP2503677B1 (en) | Reciprocal vibration type power generator equipped with inner columnar and outer annular magnetic motion block | |
JP2006325381A (en) | Reciprocating linear engine | |
JP2013187928A (en) | Oscillation power generator | |
CN104811008A (en) | Cylindrical permanent magnet flux-switching linear oscillation motor | |
CN103047283A (en) | Large-air gap five-freedom degree miniature magnetic bearing and working method | |
US5341055A (en) | Combination reciprocating motor and inverter | |
US20130229080A1 (en) | Rotary Continuous Permanent Magnet Motor | |
JP2016025833A (en) | Linear drive vibrating apparatus | |
CN107612266A (en) | A kind of electromagnetic vibration energy transducer based on radial magnetic field | |
JP3214266U (en) | Micro linear vibrator | |
US20110050019A1 (en) | Torque generating device | |
CN107131124B (en) | Driving integrated screw rotor | |
CN110165864A (en) | Linear motion motor and application method | |
CN113489377B (en) | Bistable vortex-induced vibration power generation device based on balance adjustment of permanent magnet | |
CN106602760B (en) | Rare earth permanent magnet magnetic suspension motor | |
CN201830126U (en) | Permanent magnet damping linear generating set | |
US11218053B2 (en) | Method and apparatus to drive a rotor and generate electrical power | |
CN107370326A (en) | A kind of electromagnetic vibration machine | |
CN209170248U (en) | A kind of gyromagnet Exciting-simulator system piezoelectric generating device | |
CN207504786U (en) | Rotary type travelling wave ultrasonic motor and driver in a kind of face | |
JP2018046619A (en) | Linear vibration motor | |
JP5428938B2 (en) | Vibration generator | |
JP2015233397A (en) | Rotational power producing device and electric power generator |