JP2020010589A - Rotary mechanism - Google Patents
Rotary mechanism Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020010589A JP2020010589A JP2018226259A JP2018226259A JP2020010589A JP 2020010589 A JP2020010589 A JP 2020010589A JP 2018226259 A JP2018226259 A JP 2018226259A JP 2018226259 A JP2018226259 A JP 2018226259A JP 2020010589 A JP2020010589 A JP 2020010589A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rail
- force
- moving
- moving body
- rail portion
- 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、回転機構に関する。詳しくは、簡易な構成であり、エネルギー損失が少なく、効率よく回転運動エネルギーを生じさせることが可能な回転機構に係るものである。 The present invention relates to a rotation mechanism. More specifically, the present invention relates to a rotating mechanism that has a simple configuration, has low energy loss, and can efficiently generate rotational kinetic energy.
従来、回転運動が可能に構成された物体に、流体や電力、燃焼ガス等の種々のエネルギーを入力して、回転運動エネルギーや電気エネルギーを回収する回転機構が利用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a rotating mechanism that recovers rotational kinetic energy and electric energy by inputting various types of energy such as fluid, electric power, and combustion gas to an object configured to be capable of rotational movement has been used.
このような回転機構から回転運動エネルギーや電気エネルギー等を回収する際には、入力するエネルギーの量に対して、回収可能なエネルギーの量を向上させるために、回転機構において、エネルギー変換効率を高める様々な工夫がなされている。 When recovering rotational kinetic energy, electric energy, or the like from such a rotation mechanism, the rotation mechanism is improved in energy conversion efficiency in order to increase the amount of recoverable energy with respect to the amount of energy input. Various innovations have been made.
例えば、特許文献1に記載の回転機構では、ケーシングの内部にローターを偏心状態で配置し、ローターに設けたベーンによって、吸入口から入る流体と排出口から出る流体との間を隔絶した構造となっている。
For example, the rotating mechanism described in
また、ケーシングの入口側と排出口側との圧力差をベーンに与えることでローターを回転させる。また、このベーンに磁石を設け、コイルとフェライトをケーシングに設けている。これにより、流体エネルギーを回転エネルギーに変換するタービンと、回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機を一体化させている。 Further, the rotor is rotated by applying a pressure difference between the inlet side and the discharge side of the casing to the vane. A magnet is provided on the vane, and a coil and ferrite are provided on the casing. This integrates a turbine that converts fluid energy into rotational energy and a generator that converts rotational energy into electrical energy.
この特許文献1に記載の回転機構を備えた発電装置は、流体のエネルギーを機械エネルギーに変換する回転機構と機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機構とを一体化させている。また、外筒部材の内部の最外周部分に位置するベーンによって交番磁界を作ることにより、ベーンの磁荷が移動する速度を最大化している。
The power generation device including the rotation mechanism described in
しかしながら、特許文献1に記載された回転機構では、入力するエネルギーとして、流体の流れが必要であり、このために、流体を流す流路や圧力差を発生させる隔壁を形成しなければならず、回転機構の構造が複雑なものとなっていた。
However, the rotating mechanism described in
また、回転機構に流体を取り込む必要があるため、回転機構を設置する位置が限定されてしまう不都合があった。 Further, since it is necessary to take the fluid into the rotation mechanism, there is a disadvantage that the position where the rotation mechanism is installed is limited.
また、入力するエネルギーとして、電力の消費や燃焼ガスの原料の消費を伴う従来の回転機構では、別途のエネルギー発生源を併用しなければならない為、エネルギー変換効率の面で、顕著な向上が見込み難いものとなっている。 In addition, the conventional rotating mechanism that consumes electric power and the consumption of raw material of combustion gas as input energy requires a separate energy source to be used together, so a remarkable improvement in energy conversion efficiency is expected. It is difficult.
更に、従来の回転機構において、既設の駆動源と組み合わせる補助機構を設けて、回転運動の効率や、エネルギー変換効率を更に高める工夫も求められている。 Further, in the conventional rotating mechanism, there is also a demand for a device for providing an auxiliary mechanism to be combined with an existing driving source to further increase the efficiency of the rotating motion and the energy conversion efficiency.
本発明は、以上の点を鑑みて創案されたものであり、簡易な構成であり、エネルギー損失が少なく、効率よく回転運動エネルギーを回収可能な回転機構を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a rotation mechanism that has a simple configuration, has low energy loss, and can efficiently collect rotational kinetic energy. .
上記の目的を達成するために本発明の回転機構は、螺旋状に形成され、軸心を中心に回転可能に構成された第1のレール部と、該第1のレール部に取付可能、かつ、同第1のレール部に沿って移動可能に構成された移動部と、前記移動部における第1の領域に対して、前記第1のレール部を第1の方向に回転させる向きに、第1の力を付与するレール回転力付与手段と、前記移動部における第1の領域とは異なる領域を含む第2の領域に対して、同移動部を前記第1のレール部における一方から他方に向かって移動させる向きに、第2の力を付与する移動力付与手段とを備え、前記第1の力及び前記第2の力で、前記移動部の前記第1のレール部に対する相対的な移動と、第1のレール部を第1の方向に回転させる動きを繰り返して、同移動部を同第1のレール部の他方に移動せしめるものとなっている。 In order to achieve the above object, a rotation mechanism of the present invention has a first rail portion formed in a spiral shape and configured to be rotatable about an axis, and is attachable to the first rail portion, and A moving portion configured to be movable along the first rail portion, and a first region in the moving portion, a direction in which the first rail portion is rotated in a first direction. Rail moving force applying means for applying a force of 1 to a second region including an area different from the first area in the moving section, and moving the moving section from one side to the other side in the first rail section. Moving force applying means for applying a second force in a direction in which the moving portion moves toward the first rail portion with the first force and the second force. And the movement of rotating the first rail portion in the first direction is repeated. The it has assumed for moving the other of the first rail portion.
ここで、第1のレール部が、螺旋状に形成され、軸心を中心に回転可能に構成されたことによって、移動部の第1の領域に対して第1の力を付与して、第1のレール部全体を回転させることが可能となる。即ち、例えば、第1のレール部を回転させる動きから、回転運動エネルギーを得ることができる。また、第1のレール部の回転運動エネルギーを変換して、物体を動かす動力や電力エネルギーとして出力させることが可能となる。 Here, since the first rail portion is formed in a spiral shape and is configured to be rotatable about an axis, a first force is applied to the first region of the moving portion, and It is possible to rotate the entire rail portion. That is, for example, rotational kinetic energy can be obtained from the movement of rotating the first rail portion. In addition, it is possible to convert the rotational kinetic energy of the first rail portion and output the converted kinetic energy as power or electric energy for moving the object.
なお、ここでいう、第1の力とは、第1のレール部を軸心方向から見た平面視で、第1のレール部の螺旋の外形(円形)の接線方向の力を指すものである。また、接線方向の力には、ある向きを持った力を分解して、その分解した力の向きが接線方向と略平行となる力も含むものである。 Here, the first force refers to a force in a tangential direction of a spiral outer shape (circle) of the first rail portion in a plan view when the first rail portion is viewed from an axial direction. is there. Further, the tangential force includes a force in which a force having a certain direction is decomposed and the direction of the decomposed force is substantially parallel to the tangential direction.
また、第1のレール部が軸心を中心に回転可能に構成され、移動部が、第1のレール部に取付可能に構成されたことによって、第1のレール部に移動部を取り付けた状態で、第1のレール部を回転させて、第1のレール部に沿って移動部を移動させることが可能となる。なお、ここでいう取付可能とは、第1のレール部に対して移動部が直接接触している状態だけを意味するものではない。例えば、第1のレール部と移動部との間に磁力が働き、両者が直接接触していなくても(間に別部材を挟んだり、空間が設けられたりしても)、第1のレール部の外径に沿って移動部が移動可能な位置に引きつけられた状態も含んでいる。 Further, the first rail portion is configured to be rotatable about the axis, and the moving portion is configured to be mountable to the first rail portion, so that the moving portion is mounted to the first rail portion. Thus, it becomes possible to rotate the first rail section and move the moving section along the first rail section. The term “mountable” here does not mean only the state where the moving unit is in direct contact with the first rail unit. For example, even if a magnetic force acts between the first rail portion and the moving portion and the two are not in direct contact (even if another member is sandwiched or a space is provided therebetween), the first rail portion can be used. This also includes a state where the moving unit is attracted to a position where the moving unit can move along the outer diameter of the unit.
また、移動部が、第1のレール部に取付可能、かつ、第1のレール部に沿って移動可能に構成されたことによって、移動部を介して第1のレール部に力を及ぼすことができる。即ち、例えば、移動部に磁力や弾性力に基づく力を与えて、移動部が受けた力を第1のレール部に伝えることができる。また、移動部に力を及ぼし、第1のレール部に沿って、移動部を移動させることができる。 Further, since the moving portion is configured to be attachable to the first rail portion and movable along the first rail portion, it is possible to exert a force on the first rail portion via the moving portion. it can. That is, for example, a force based on a magnetic force or an elastic force is applied to the moving unit, and the force received by the moving unit can be transmitted to the first rail unit. Further, a force is exerted on the moving section, and the moving section can be moved along the first rail section.
また、第1のレール部が軸心を中心に回転可能に構成され、移動部が、第1のレール部に取付可能、かつ、第1のレール部に沿って移動可能に構成されたことによって、移動部が受ける力に基づき、更に、移動部が第1のレール部に力を伝えて、第1のレール部を回転させることができる。または、移動部が第1のレール部に伝える力で、回転する第1のレール部の回転運動をより一層速めることができる。なお、ここでいう、移動部が第1のレール部に伝える力で第1のレール部を回転させる動きでは、第1のレール部が第1の方向に回転する際に、第1のレール部に取り付けられた移動部が、第1のレール部と共に移動するものとなる。なお、ここでいう「第1の方向」とは、第1のレール部を、その軸心を中心に、回転させたい方向を意味している。 Also, the first rail portion is configured to be rotatable about the axis, and the moving portion is configured to be attachable to the first rail portion and configured to be movable along the first rail portion. Based on the force received by the moving unit, the moving unit can further transmit the force to the first rail unit to rotate the first rail unit. Alternatively, the rotational movement of the rotating first rail portion can be further accelerated by the force transmitted from the moving portion to the first rail portion. Here, in the motion of rotating the first rail portion by the force transmitted by the moving portion to the first rail portion, the first rail portion is rotated when the first rail portion rotates in the first direction. Is moved together with the first rail. Here, the “first direction” means a direction in which the first rail portion is to be rotated about its axis.
また、レール回転力付与手段が、移動部における第1の領域に対して、第1のレール部を第1の方向に回転させる向きに、第1の力を付与することによって、第1のレール部を回転させることができる。または、回転している第1のレール部の回転運動をより一層速めることができる。なお、ここでいう移動部における第1の領域とは、後述する第2の領域と異なる領域を含むものであれば、例えば、移動部の端部、又は、中央部であってもよく、その領域が限定されるものではない。 Further, the rail rotating force applying means applies the first force to the first area in the moving section in a direction for rotating the first rail portion in the first direction, thereby providing the first rail. The part can be rotated. Alternatively, the rotational movement of the rotating first rail portion can be further accelerated. Note that the first region in the moving unit here may be, for example, an end of the moving unit or a central portion as long as the region includes a region different from a second region described later. The area is not limited.
また、移動力付与手段が、移動部における第1の領域とは異なる領域を含む第2の領域に対して、移動部を第1のレール部における一方から他方に向かって移動させる向きに、第2の力を付与することによって、第1のレール部に沿って移動部を移動させることができる。なお、ここでいう移動部の移動は、第1のレール部が回転して、この第1のレール部における移動部の位置が相対的に変化することを含むものである。また、移動部の移動は、移動部自身が回転しながら第1のレール部に沿って移動する動きを含むものである。また、ここでいう移動部における第2の領域とは、第1の領域と異なる領域を含むものであれば、例えば、移動部の端部、又は、中央部であってもよく、その領域が限定されるものではない。 Further, the moving force imparting means may move the moving portion from one side to the other side of the first rail portion with respect to a second region including a region different from the first region in the moving portion. By applying the second force, the moving portion can be moved along the first rail portion. Note that the movement of the moving unit referred to here includes that the position of the moving unit in the first rail unit relatively changes as the first rail unit rotates. The movement of the moving unit includes a movement in which the moving unit itself moves along the first rail while rotating. In addition, the second region in the moving unit referred to here may be, for example, an end or a center of the moving unit as long as the second region includes a region different from the first region. It is not limited.
また、第1の力及び第2の力で、移動部の第1のレール部に対する相対的な移動と、第1のレール部を第1の方向に回転させる動きを繰り返すことによって、第1のレール部に沿って移動部を移動させながら、第1のレール部を第1の方向に継続的に回転させることが可能となる。即ち、移動部における、第1の領域に対しては第1の力を、第2の領域に対しては第2の力をそれぞれ付与して、異なる目的の力を移動部の2つの領域に及ぼすことで、第1のレール部に回転力を伝える、または、回転している第1のレール部の回転運動を、継続的に、より一層速めることができる。 Further, the first force and the second force repeat the relative movement of the moving unit with respect to the first rail portion and the movement of rotating the first rail portion in the first direction, thereby providing the first force. The first rail section can be continuously rotated in the first direction while moving the moving section along the rail section. That is, a first force is applied to the first region and a second force is applied to the second region in the moving unit, and different target forces are applied to the two regions of the moving unit. By applying the force, the rotational force can be transmitted to the first rail portion, or the rotational movement of the rotating first rail portion can be continuously and further accelerated.
また、第1の力及び第2の力が、移動部の第1のレール部に対する相対的な移動と、第1のレール部を第1の方向に回転させる動きを繰り返して、移動部を第1のレールの他方に移動せしめることによって、移動部が第1のレール部の他方の端部に到達するまで、第1のレール部を第1の方向に継続的に回転させる力を付与することができる。 Further, the first force and the second force repeat the relative movement of the moving part with respect to the first rail part and the movement of rotating the first rail part in the first direction, thereby causing the moving part to move in the first direction. Applying a force to continuously rotate the first rail portion in the first direction until the moving portion reaches the other end of the first rail portion by moving the other portion of the first rail. Can be.
また、上記の目的を達成するために本発明の回転機構は、環状に形成され、軸心を中心に回転可能に構成された第1のレール部と、該第1のレール部に取付可能、かつ、同第1のレール部に沿って移動可能に構成された移動部と、前記移動部における第1の領域に対して、前記第1のレール部を一方に回転させる向きに、第1の力を付与するレール回転力付与手段と、前記移動部における第1の領域とは異なる領域を含む第2の領域に対して、同移動部を前記第1のレール部に沿って前記一方とは反対の方向に向かって移動させる向きに、第2の力を付与する移動力付与手段とを備え、前記第1のレール部は、第1の方向とは反対の方向である第2の方向への回転が規制され、及び/又は、前記移動部は、同第1のレール部に沿って前記一方に向かう移動が規制され、前記第1の力及び前記第2の力で、前記移動部の前記第1のレール部に対する相対的な移動と、第1のレール部を第1の方向に回転させる動きを繰り返し可能に構成されたものとなっている。 Further, in order to achieve the above object, a rotation mechanism of the present invention has a first rail portion formed annularly and configured to be rotatable about an axis, and is attachable to the first rail portion. A first moving portion configured to be movable along the first rail portion; and a first region in the moving portion, the first rail portion being rotated in one direction. Rail rotational force applying means for applying a force; and a second area including an area different from the first area in the moving section, the moving section being connected to the one along the first rail section. Moving force applying means for applying a second force in a direction to move in the opposite direction, wherein the first rail portion moves in a second direction opposite to the first direction. And / or the moving portion is moved along the first rail portion. The movement of the moving portion is restricted by the first force and the second force, and the movement of rotating the first rail portion in the first direction by the first force and the second force. Is configured to be repeatable.
ここで、第1のレール部が、環状に形成され、軸心を中心に回転可能に構成され、移動部が、1のレール部に取付可能、かつ、第1のレール部に沿って移動可能に構成されたことによって、回転機構の構造をコンパクトなものにすることができる。即ち、第1のレール部が螺旋状に形成された構造に比べて、第1のレール部の体積が小さくなり、その第1のレール部に対して、移動部を移動させる構造となるため、回転機構をより小型化することが可能となる。 Here, the first rail portion is formed in a ring shape and is configured to be rotatable about an axis, and the moving portion is attachable to the one rail portion and is movable along the first rail portion. The structure of the rotation mechanism can be made compact. That is, as compared with a structure in which the first rail portion is formed in a spiral shape, the volume of the first rail portion is reduced, and the moving portion is moved with respect to the first rail portion. The rotation mechanism can be made more compact.
また、第1のレール部が、第1の方向とは反対の方向である第2の方向への回転が規制され、及び/又は、移動部が、第1のレール部に沿って一方に向かう移動が規制されことによって、第1のレール部を第1の方向に回転させやすくすることができる。即ち、第1のレール部が、第2の方向への回転が規制された際には、第2の力を移動部に付与した際に、第1のレール部に沿って一方と反対の方向に向かう移動部の移動に伴って、第1のレール部を第2の方向に回転させようとする力が発生しても、その回転を抑止可能となる。また、移動部が、第1のレール部に沿って一方に向かう移動が規制された際には、移動部に力を及ぼした時に、移動部が第1のレール部に対して第1の力を生じずに、第1のレール部に沿って第1の方向に移動する動きを抑止可能となる。この結果、第1の力が発生しやすくなり、第1のレール部を第1の方向に回転させやすくなる。 Further, the rotation of the first rail portion in the second direction opposite to the first direction is restricted, and / or the moving portion moves toward one side along the first rail portion. By restricting the movement, the first rail portion can be easily rotated in the first direction. That is, when the rotation of the first rail portion in the second direction is restricted, when the second force is applied to the moving portion, the first rail portion moves along the first rail portion in a direction opposite to the one direction. Even if a force is generated to rotate the first rail in the second direction in accordance with the movement of the moving part toward, the rotation can be suppressed. Further, when the movement of the moving portion toward one side along the first rail portion is restricted, the moving portion exerts a first force on the first rail portion when exerting a force on the moving portion. Without moving, the movement in the first direction along the first rail portion can be suppressed. As a result, the first force is easily generated, and the first rail portion is easily rotated in the first direction.
また、移動部が、少なくとも一部に磁力を受ける領域を有して構成された場合には、移動部を介して第1のレール部に磁力に基づく力を及ぼすことができる。即ち、例えば、移動部の磁力を受ける領域が、他の磁石等から引力や斥力を受けると、移動部が受けた力を第1のレール部に伝えることができる。また、磁力部に磁力を及ぼし、第1のレール部に沿って、移動部を移動させることができる。なお、本発明における「磁力を受ける領域」とは、磁石で構成された領域だけでなく、磁力の引力や斥力の影響を受ける金属等で構成された領域を含んでいる。また、本発明における「磁石部」または「磁石」の用語は、永久磁石のみならず、電磁石を含むものを意味している。 In addition, when the moving unit is configured to include a region that receives a magnetic force in at least a part, a force based on the magnetic force can be applied to the first rail unit via the moving unit. That is, for example, when the region of the moving unit that receives the magnetic force receives an attractive force or a repulsive force from another magnet or the like, the force received by the moving unit can be transmitted to the first rail unit. Further, a magnetic force is exerted on the magnetic force portion, and the moving portion can be moved along the first rail portion. In the present invention, the “region receiving a magnetic force” includes not only a region formed of a magnet but also a region formed of a metal or the like which is affected by a magnetic attraction or repulsion. Further, the term “magnet part” or “magnet” in the present invention means not only a permanent magnet but also an electromagnet.
また、移動部が、少なくとも一部に磁力を受ける領域を有して構成され、第1の力が、磁力を受ける領域に働く磁力に基づき発生する場合には、移動部の磁力を受ける領域が他の磁石等から受ける引力や斥力に基づき第1の力が発生して、この第1の力で、第1のレール部を回転させることができる。または、回転している第1のレール部の回転運動をより一層速めることができる。また、第1の力は磁力に基づくものであり、電力や燃焼ガス等のように消費されないため、エネルギー変換効率に優れたものとなる。 In addition, when the moving unit has at least a part that has a region that receives a magnetic force, and the first force is generated based on the magnetic force that acts on the region that receives the magnetic force, the region that receives the magnetic force of the moving unit is The first force is generated based on the attraction or repulsion received from another magnet or the like, and the first rail can be rotated by the first force. Alternatively, the rotational movement of the rotating first rail portion can be further accelerated. Further, the first force is based on magnetic force and is not consumed like electric power or combustion gas, so that the energy conversion efficiency is excellent.
また、第2の力が、移動部に働く重力に基づき発生する場合には、移動部自身の質量に応じた重力から、第2の力を発生させることができる。即ち、移動部自体を利用して、第2の力を発生させることができ、簡易な構成とすることができる。また、移動部にかかる重力は、電力や燃焼ガス等のように消費されないため、エネルギー変換効率に優れたものとなる。 Further, when the second force is generated based on the gravity acting on the moving unit, the second force can be generated from the gravity according to the mass of the moving unit itself. That is, the second force can be generated by using the moving unit itself, and the configuration can be simplified. Further, the gravity applied to the moving part is not consumed like electric power or combustion gas, so that the energy conversion efficiency is excellent.
また、移動部が、少なくとも一部に磁力を受ける領域を有して構成され、第2の力が、磁力を受ける領域に働く磁力に基づき発生する場合には、磁力を受ける領域に及ぶ磁力から、第2の力を発生させることができる。即ち、移動部の磁力を受ける領域に磁力を及ぼす磁石体を設けるのみで第2の力を発生させることができ、簡易な構成とすることができる。また、磁石体による磁力は、電力や燃焼ガス等のように消費されないため、エネルギー変換効率に優れたものとなる。 Further, when the moving portion is configured to have a magnetic force receiving region in at least a part thereof and the second force is generated based on the magnetic force acting on the magnetic force receiving region, the second force is generated from the magnetic force reaching the magnetic force receiving region. , A second force can be generated. In other words, the second force can be generated only by providing the magnet body that exerts the magnetic force in the region of the moving portion that receives the magnetic force, and the configuration can be simplified. Further, the magnetic force generated by the magnet body is not consumed like electric power or combustion gas, so that the energy conversion efficiency is excellent.
また、移動部が、少なくとも一部に磁力を受ける領域を有して構成され、第2の力が、移動部に働く重力、又は、磁力を受ける領域に働く磁力の少なくとも一方に基づき発生する場合には、移動部自身の質量に応じた重力、移動部の磁力を受ける領域に及ぶ磁力、又は、重力と磁力の両方から、第2の力を発生させることができる。即ち、移動部自体を利用して、又は、移動部の磁力を受ける領域に磁力を及ぼす磁石体を設けるのみで第2の力を発生させることができ、簡易な構成とすることができる。また、移動部にかかる重力や、磁石体による磁力は、電力や燃焼ガス等のように消費されないため、エネルギー変換効率に優れたものとなる。更に、磁力と重力の両方を用いて、第2の力を効率よく生じさせることも可能となる。 In addition, when the moving unit is configured to have a magnetic force receiving region in at least a part thereof, and the second force is generated based on at least one of gravity acting on the moving unit or magnetic force acting on the magnetic force receiving region. The second force can be generated from the gravity according to the mass of the moving unit itself, the magnetic force over the region receiving the magnetic force of the moving unit, or both the gravity and the magnetic force. In other words, the second force can be generated by using the moving unit itself or only by providing a magnet body that exerts a magnetic force in a region of the moving unit that receives the magnetic force, so that a simple configuration can be achieved. Further, the gravity applied to the moving part and the magnetic force generated by the magnet body are not consumed like electric power or combustion gas, so that the energy conversion efficiency is excellent. Further, it is possible to efficiently generate the second force by using both the magnetic force and the gravity.
この際、例えば、移動部にかかる重力のみで第2の力を構成して、移動部の第1のレール部に沿った移動が緩やかである際に、磁力に基づく力を加えて第2の力を大きくして、移動部の移動を速めることが可能となる。また、移動部にかかる重力のみで第2の力を構成して、移動部が第1のレール部に沿って移動しない際にも、磁力に基づく力を加えて第2の力を大きくして、移動部が第1のレール部に沿って移動させることが可能となる。 At this time, for example, the second force is constituted only by the gravitational force applied to the moving portion, and when the moving portion moves slowly along the first rail portion, the force based on the magnetic force is applied to the second force. It is possible to increase the force and speed up the movement of the moving unit. Further, the second force is constituted only by the gravity acting on the moving portion, and even when the moving portion does not move along the first rail portion, the second force is increased by applying the force based on the magnetic force. , The moving section can be moved along the first rail section.
また、第1の力が、移動部に働く弾性力に基づき発生する場合には、例えば、移動部に弾性体を連結して、弾性体から生じる弾性力から、第1の力を発生させることができる。即ち、弾性体を利用して、第1の力を発生させることができ、簡易な構成とすることができる。また、移動部に働く弾性力は、電力や燃焼ガス等のように消費されないため、エネルギー変換効率に優れたものとなる。 When the first force is generated based on the elastic force acting on the moving unit, for example, an elastic body is connected to the moving unit, and the first force is generated from the elastic force generated by the elastic body. Can be. That is, the first force can be generated by using the elastic body, and the configuration can be simplified. Further, since the elastic force acting on the moving part is not consumed like electric power or combustion gas, the energy conversion efficiency is excellent.
また、第2の力が、移動部に働く弾性力に基づき発生する場合には、例えば、移動部に弾性体を連結して、弾性体から生じる弾性力から、第2の力を発生させることができる。即ち、弾性体を利用して、第2の力を発生させることができ、簡易な構成とすることができる。また、移動部に働く弾性力は、電力や燃焼ガス等のように消費されないため、エネルギー変換効率に優れたものとなる。 When the second force is generated based on the elastic force acting on the moving unit, for example, an elastic body is connected to the moving unit, and the second force is generated from the elastic force generated by the elastic body. Can be. That is, the second force can be generated by using the elastic body, and the configuration can be simplified. Further, since the elastic force acting on the moving part is not consumed like electric power or combustion gas, the energy conversion efficiency is excellent.
また、移動部が、少なくとも一部に磁力を受ける領域を有して構成され、第1の力が、磁力を受ける領域に働く磁力、又は、移動部に働く弾性力の少なくとも一方に基づき発生する場合には、移動部の磁力を受ける領域に及ぶ磁力、弾性体から生じる弾性力、又は、磁力及び弾性力の両方から、第1の力を発生させることができる。また、この第1の力で、第1のレール部を回転させることができる。または、回転している第1のレール部の回転運動をより一層速めることができる。 In addition, the moving unit is configured to have a magnetic force receiving region in at least a part thereof, and the first force is generated based on at least one of the magnetic force acting on the magnetic force receiving region or the elastic force acting on the moving unit. In this case, the first force can be generated from the magnetic force of the moving portion that receives the magnetic force, the elastic force generated from the elastic body, or both the magnetic force and the elastic force. Further, the first rail portion can be rotated by the first force. Alternatively, the rotational movement of the rotating first rail portion can be further accelerated.
また、第2の力が、移動部に働く重力、又は、移動部に働く弾性力の少なくとも一方に基づき発生する場合には、移動部自身の質量に応じた重力、移動部に及ぶ弾性力、又は、重力と弾性力の両方から、第2の力を発生させることができる。即ち、移動部自体を利用して、又は、移動部に弾性体を連結するのみで第2の力を発生させることができ、簡易な構成とすることができる。また、移動部にかかる重力や、移動部に及ぶ弾性力は、電力や燃焼ガス等のように消費されないため、エネルギー変換効率に優れたものとなる。更に、磁力と重力の両方を用いて、第2の力を効率よく生じさせることも可能となる。 Further, when the second force is generated based on at least one of the gravity acting on the moving unit or the elastic force acting on the moving unit, the gravity corresponding to the mass of the moving unit itself, the elastic force exerted on the moving unit, Alternatively, the second force can be generated from both gravity and elastic force. That is, the second force can be generated by using the moving unit itself or only by connecting the elastic body to the moving unit, so that a simple configuration can be achieved. In addition, since the gravity applied to the moving unit and the elastic force applied to the moving unit are not consumed like electric power or combustion gas, the energy conversion efficiency is excellent. Further, it is possible to efficiently generate the second force by using both the magnetic force and the gravity.
この際、例えば、移動部にかかる重力のみで第2の力を構成して、移動部の第1のレール部に沿った移動が緩やかである際に、弾性力に基づく力を加えて第2の力を大きくして、移動部の移動を速めることが可能となる。また、移動部にかかる重力のみで第2の力を構成して、移動部が第1のレール部に沿って移動しない際にも、弾性力に基づく力を加えて第2の力を大きくして、移動部が第1のレール部に沿って移動させることが可能となる。 At this time, for example, the second force is constituted only by the gravitational force applied to the moving portion, and when the moving portion moves slowly along the first rail portion, the second force is applied by applying the force based on the elastic force. The movement of the moving unit can be accelerated by increasing the force of the moving unit. Further, the second force is constituted only by the gravity acting on the moving portion, and even when the moving portion does not move along the first rail portion, the second force is increased by applying the force based on the elastic force. Thus, the moving unit can be moved along the first rail.
また、レール回転力付与手段、及び、移動力付与手段が、磁力を受ける領域に磁力を及ぼす磁力手段で構成され、レール回転力付与手段の磁力手段と、移動力付与手段の磁力手段は、その磁力の発生源の少なくとも一部が共通の磁石体である場合には、第1の力と第2の力の両方を同じ磁石体から発生させることできる。これにより、第1のレール部に取り付けた移動部に対して、磁石体の磁力を及ぼすだけで、第1のレール部に沿って移動部を移動させながら、第1のレール部を回転させることができる。または、回転している第1のレール部の回転運動をより一層速めることができる。更に、第1の力及び第2の力の発生させるために磁石体を配置するだけの構造となるため、回転機構を簡易な構造にでき、小型化しやすくなる。 Further, the rail rotational force applying means and the moving force applying means are constituted by magnetic force means for applying a magnetic force to a region receiving the magnetic force, and the magnetic force means of the rail rotational force applying means and the magnetic force means of the moving force applying means are When at least a part of the source of the magnetic force is a common magnet body, both the first force and the second force can be generated from the same magnet body. Thereby, the first rail portion is rotated while moving the moving portion along the first rail portion only by exerting the magnetic force of the magnet body on the moving portion attached to the first rail portion. Can be. Alternatively, the rotational movement of the rotating first rail portion can be further accelerated. Further, since the structure is such that the magnet body is merely arranged to generate the first force and the second force, the rotation mechanism can be simplified in structure, and the size can be easily reduced.
また、レール回転力付与手段が、略柱状体であり、長手方向において略平行な第1の面及び第2の面が形成され、第1の面及び第2の面で異なる磁極を有する柱状磁石体で構成された場合には、柱状磁石体の第1の面又は第2の面から生じる磁力で、移動部の磁力を受ける領域に磁力を及ぼすことができる。これにより、1つの柱状磁石体で、一定の範囲に磁力を及ぼすことが可能となる。 Further, the rail rotational force applying means is a substantially columnar body, and has a first surface and a second surface substantially parallel in the longitudinal direction, and a columnar magnet having different magnetic poles on the first surface and the second surface. In the case of being constituted by a body, the magnetic force generated from the first surface or the second surface of the columnar magnet body can exert a magnetic force on a region of the moving portion that receives the magnetic force. This makes it possible to apply a magnetic force to a certain range with one columnar magnet body.
レール回転力付与手段は、湾曲した形状を有する磁石体で構成された場合には、第1のレール部の曲がり具合等に合わせて、磁石体を近付けたり、遠ざけたりして配置しやすくなる。この結果、移動部に対して及ぼす磁力を強めやすくなる。また、移動部に及ぼす磁力の強さを調整しやすくなる。 When the rail rotation force applying means is formed of a magnet body having a curved shape, it becomes easy to arrange the magnet body closer or farther in accordance with the degree of bending of the first rail portion. As a result, it becomes easy to increase the magnetic force exerted on the moving part. Further, it becomes easy to adjust the strength of the magnetic force exerted on the moving part.
また、レール回転力付与手段が、略柱状体であり、長手方向において略平行な第1の面及び第2の面が形成され、第1の面及び第2の面で異なる磁極を有する柱状磁石体で構成され、柱状磁石体が、移動部の磁力を受ける領域のうち、第1のレール部に接触する領域が有する磁極または第1のレール部に近い側の領域が有する磁極と引き合う磁極を有する第1の面又は第2の面が、第1のレール部に対向する向きで配置され、その長手方向が第1のレール部の螺旋の傾斜する向きに合わせて傾けられた場合には、移動部の磁力を受ける領域のうち、第1のレール部から遠い側の領域に、柱状磁石部の斥力を及ぼして、この斥力に基づき移動部に第1の力を付与することができる。 Further, the rail rotational force applying means is a substantially columnar body, and has a first surface and a second surface substantially parallel in the longitudinal direction, and a columnar magnet having different magnetic poles on the first surface and the second surface. The columnar magnet body is configured to have a magnetic pole attracting to a magnetic pole of a region that is in contact with the first rail portion or a magnetic pole of a region closer to the first rail portion in a region receiving the magnetic force of the moving portion. When the first surface or the second surface having the first rail portion is disposed in a direction facing the first rail portion, and the longitudinal direction thereof is inclined in accordance with the direction in which the spiral of the first rail portion is inclined, A repulsive force of the columnar magnet portion is exerted on a region farther from the first rail portion in a region of the moving portion receiving the magnetic force, and the first force can be applied to the moving portion based on the repulsive force.
また、レール回転力付与手段が、略柱状体であり、長手方向において略平行な第1の面及び第2の面が形成され、第1の面及び第2の面で異なる磁極を有する柱状磁石体で構成され、柱状磁石体が、移動部の磁力を受ける領域のうち、第1のレール部に接触する領域が有する磁極または第1のレール部に近い側の領域が有する磁極と引き合う磁極を有する第1の面又は第2の面が、レール部に対向する向きで配置され、その長手方向が第1のレール部の螺旋の傾斜する向きに合わせて傾けられ、かつ、第1のレール部の他方の端部の方向に位置する一方の端部が、第1のレール部に近接する向きに傾けられた場合には、移動部の磁力を受ける領域のうち、第1のレール部に接触する領域または第1のレール部に近い側の領域に、柱状磁石部の引力を及ぼして、この引力に基づき移動部に第2の力を付与することができる。また、柱状磁石部の磁力による引力及び斥力により、第1のレール部に沿って移動部を一方から他方に向けて移動させながら、第1のレール部を回転させることができる。または、回転している第1のレール部の回転運動をより一層速めることができる。ここでは、第1のレール部の軸心と鉛直方向がなす角度が90度以上であって、移動部に係る重力が移動力付与手段として利用できない際にも、柱状磁石体により、第1の力と第2の力を移動部に与えることが可能となる。 Further, the rail rotational force applying means is a substantially columnar body, and has a first surface and a second surface substantially parallel in the longitudinal direction, and a columnar magnet having different magnetic poles on the first surface and the second surface. The columnar magnet body is configured to have a magnetic pole attracting to a magnetic pole of a region that is in contact with the first rail portion or a magnetic pole of a region closer to the first rail portion in a region receiving the magnetic force of the moving portion. The first surface or the second surface having the first rail portion is disposed so as to face the rail portion, the longitudinal direction thereof is inclined in accordance with the direction in which the spiral of the first rail portion is inclined, and the first rail portion is provided. When one end located in the direction of the other end of the moving part is tilted in a direction approaching the first rail, it comes into contact with the first rail in the area receiving the magnetic force of the moving part. In the area to be formed or in the area near the first rail section, Exerting a force, it can be imparted to the second force to the moving unit on the basis of this attraction. Further, the first rail portion can be rotated while the moving portion is moved from one side to the other along the first rail portion by the attraction and repulsion caused by the magnetic force of the columnar magnet portion. Alternatively, the rotational movement of the rotating first rail portion can be further accelerated. Here, even when the angle formed between the axis of the first rail portion and the vertical direction is 90 degrees or more and the gravity of the moving portion cannot be used as the moving force applying means, the first magnet portion can be used as the first magnet. The force and the second force can be applied to the moving unit.
また、レール回転力付与手段が、略柱状体であり、長手方向において略平行な第1の面及び第2の面が形成され、第1の面及び第2の面で異なる磁極を有する柱状磁石体で構成され、柱状磁石体が、移動部の磁力を受ける領域のうち、第1のレール部に接触する領域が有する磁極または第1のレール部に近い側の領域が有する磁極と反発する磁極を有する第1の面又は第2の面が、第1のレール部に対向する向きで配置された場合には、移動部の磁力を受ける領域のうち、第1のレール部に接触する領域または第1のレール部に近い側の領域に、柱状磁石部の斥力を及ぼすことができる。また、移動部の磁力を受ける領域のうち、第1のレール部から遠い側の領域に、柱状磁石部の引力を及ぼすことができる。 Further, the rail rotational force applying means is a substantially columnar body, and has a first surface and a second surface substantially parallel in the longitudinal direction, and a columnar magnet having different magnetic poles on the first surface and the second surface. And a magnetic pole that repels a magnetic pole of a region where the columnar magnet body is in contact with the first rail portion or a magnetic pole of a region closer to the first rail portion in a region receiving the magnetic force of the moving portion. When the first surface or the second surface having the following is arranged in the direction facing the first rail portion, the region that contacts the first rail portion among the regions that receive the magnetic force of the moving portion or The repulsive force of the columnar magnet portion can be exerted on a region near the first rail portion. Further, the attractive force of the columnar magnet portion can be exerted on a region farther from the first rail portion among the regions receiving the magnetic force of the moving portion.
また、柱状磁石体が複数配置された場合には、第1のレール部に沿って移動する移動部に対して、各柱状磁石体が配置されたそれぞれの位置で、強い磁力を及ぼすことが可能となる。この結果、第1のレール部が回転する効率を高めることができる。 Further, when a plurality of columnar magnets are arranged, it is possible to exert a strong magnetic force on the moving portion moving along the first rail portion at each position where the columnar magnets are arranged. Becomes As a result, the efficiency with which the first rail rotates can be increased.
また、移動部自体が磁石で構成されると共に、第1のレール部は磁石が吸着可能な磁性体で形成され場合には、磁力を介して第1のレール部に移動部を取り付けることができる。また、移動部全体に、磁力を及ぼして第1の力や第2の力を発生させることが可能となる。更に、移動部を磁石で構成できるため、構造を簡素化することができる。なお、ここでいう磁性体とは、例えば、磁石が吸着可能な金属だけでなく、磁石が吸着可能であれば金属以外の固体や、液体や気体も含むものを意味する。 In the case where the moving section itself is formed of a magnet and the first rail section is formed of a magnetic material capable of attracting the magnet, the moving section can be attached to the first rail section via a magnetic force. . In addition, it is possible to generate a first force and a second force by applying a magnetic force to the entire moving unit. Further, since the moving section can be constituted by magnets, the structure can be simplified. Here, the magnetic material means, for example, not only a metal that can be attracted by a magnet, but also a solid, a liquid, or a gas other than a metal if the magnet can be attracted.
また、第1のレール部が磁石を有して構成されると共に、移動部が磁石に吸着可能な磁性体で形成された場合には、磁力を介して第1のレール部に移動部を取り付けることができる。また、移動部全体に、磁力を及ぼして第1の力や第2の力を発生させることが可能となる。 Further, when the first rail portion is configured to have a magnet and the moving portion is formed of a magnetic material that can be attracted to the magnet, the moving portion is attached to the first rail portion via a magnetic force. be able to. In addition, it is possible to generate a first force and a second force by applying a magnetic force to the entire moving unit.
また、移動部自体が磁石で構成されると共に、第1のレール部が磁石を有して構成された場合には、磁力を介して第1のレール部に移動部を取り付けることができる。また、移動部全体に、磁力を及ぼして第1の力や第2の力を発生させることが可能となる。 In addition, when the moving unit itself is configured with a magnet and the first rail unit is configured with a magnet, the moving unit can be attached to the first rail unit via a magnetic force. In addition, it is possible to generate a first force and a second force by applying a magnetic force to the entire moving unit.
また、移動部が、第1のレール部に嵌合可能な取付部と、取付部に連結された磁石部で構成された場合には、取付部とは異なる位置に磁石部を配置することが可能となる。即ち、例えば、取付部を環状の部材で形成して、その内側に第1のレール部を通して、第1のレール部に沿って移動させることができる。また、取付部に紐等の部材で磁石部を連結して、この磁石部の位置に磁力を及ぼして第1の力や第2の力を発生させることが可能となる。 Further, when the moving portion is configured by a mounting portion that can be fitted to the first rail portion and a magnet portion connected to the mounting portion, the magnet portion may be arranged at a position different from the mounting portion. It becomes possible. That is, for example, the mounting portion can be formed by an annular member, and can be moved along the first rail portion through the first rail portion inside the mounting portion. Further, the magnet portion is connected to the attachment portion by a member such as a string, and a magnetic force is exerted on the position of the magnet portion to generate the first force and the second force.
また、移動部が複数設けられた場合には、それぞれの移動部に働く第1の力が合わさり、移動部が単数のものと比較して、より一層、第1のレール部を第1の方向に強く回転させることができる。 When a plurality of moving parts are provided, the first force acting on each moving part is combined, and the first rail part is further moved in the first direction as compared with a single moving part. Can be rotated strongly.
また、移動部が、第1のレール部に沿って回転して移動可能な車輪部を有する場合には、第1のレール部と移動部との間に生じる摩擦力を低減しやすくなり、第1のレール部に沿った移動部の相対的な移動をスムーズなものにできる。なお、ここでいう車輪部とは、例えば、第1のレール部に載置可能であり、第1のレール上を車輪部が回転しながら進む態様がある。また、例えば、カーテンレールに取り付ける吊り滑車型のランナーと同様に、レールに取り付けて回転可能な車輪を用いる態様がある。 In addition, when the moving unit has a wheel unit that can move by rotating along the first rail unit, the frictional force generated between the first rail unit and the moving unit can be easily reduced. The relative movement of the moving section along the first rail section can be made smooth. In addition, the wheel part here can be mounted on, for example, a first rail part, and there is a mode in which the wheel part moves while rotating on the first rail. In addition, for example, there is an embodiment in which wheels that can be mounted on a rail and rotatable are used in the same manner as a hanging pulley type runner mounted on a curtain rail.
また、第1のレール部の他方から一方に向けた移動部の移動を規制する第1の移動規制手段を備える場合には、第1のレール部に対して、より一層第1の力を付与しやすくなり、第1のレール部が回転する動きの効率を高めることができる。即ち、移動部が第1のレール部における一方の端部の方向に移動しやすいと、移動部に磁力や弾性力を及ぼした際に、移動部のみが第1のレール部における螺旋の傾斜を昇る向きに移動してしまう(第1のレールは動かず移動部のみが移動)。この結果、移動部と第1のレール部が一体となって第1の方向に回転する動きが生じにくくなる。そこで、第1の移動規制手段で、第1のレール部の他方の端部から一方の端部に向けた移動部の移動を規制することで、移動部に及ぼした磁力や弾性力に基づき、第1の力を発生させやすくすることができる。 Further, in the case where a first movement restricting means for restricting the movement of the moving portion from the other side to the one side of the first rail portion is provided, the first force is further applied to the first rail portion. And the efficiency of the movement of the rotation of the first rail portion can be increased. In other words, if the moving portion is easily moved in the direction of one end of the first rail portion, only the moving portion changes the inclination of the spiral in the first rail portion when exerting a magnetic force or an elastic force on the moving portion. It moves in the ascending direction (only the moving part moves without moving the first rail). As a result, it is difficult for the moving portion and the first rail portion to integrally move to rotate in the first direction. Therefore, the first movement restricting means restricts the movement of the moving part from the other end to the one end of the first rail part, and based on the magnetic force and elastic force exerted on the moving part, The first force can be easily generated.
なお、ここでいう第1の移動規制手段とは、例えば、次のようなものである。(1)第1のレールの移動部が移動する経路の形状を、移動部が一方から他方に向かう方向にのみ、移動部の滑らかな移動が可能で、移動部が他方から一方に向かう方向への移動が阻まれるラチェット機構の歯車の形状や、波型の形状にする態様である。(2)また、同様に、第1のレール部の移動部が移動する経路に微小な起毛を設ける態様もある。(3)また、移動部の移動を車輪部で担うものであれば、車輪部が第1のレール部において、その一方から他方の方向(第1のレール部の他方の端部に向かう方向)にのみ回転が可能で、逆向きの回転が抑止された車輪部を用いる態様がある。 The first movement restricting means here is, for example, as follows. (1) The shape of the path along which the moving portion of the first rail moves is such that the moving portion can move smoothly only in the direction from one to the other, and in the direction from the other to the moving portion. In this case, the ratchet mechanism is prevented from moving, and the ratchet mechanism is formed in a gear shape or a wavy shape. (2) Similarly, there is also a mode in which a minute brush is provided on the path along which the moving section of the first rail moves. (3) In addition, if the movement of the moving unit is performed by the wheels, the wheels are in the first rail portion from one side to the other direction (the direction toward the other end of the first rail portion). There is a mode that uses a wheel portion that can rotate only in the direction of rotation and that is prevented from rotating in the opposite direction.
また、第1のレール部は、第1の方向とは反対の方向である第2の方向への回転が規制された場合には、第1のレール部を第1の方向に回転させやすくすることができる。即ち、第2の力を移動部に付与した際に、第1のレール部に沿って一方と反対の方向に向かう移動部の移動に伴って、第1のレール部を第2の方向に回転させようとする力が発生しても、その回転を抑止可能となる。この結果、第1の力が発生しやすくなり、第1のレール部を第1の方向に回転させやすくなる。 Further, when the rotation of the first rail portion in the second direction opposite to the first direction is restricted, the first rail portion facilitates the rotation of the first rail portion in the first direction. be able to. That is, when the second force is applied to the moving unit, the first rail unit is rotated in the second direction along with the movement of the moving unit in the direction opposite to the one along the first rail unit. Even if a force is generated, the rotation can be suppressed. As a result, the first force is easily generated, and the first rail portion is easily rotated in the first direction.
また、第1のレール部に固定され、第1のレール部と共に回転可能に構成された重り部を有する場合には、第1のレールと共に重り部が回転して、重り部の重さによる遠心力で、第1のレールが回転する動きを補助することが可能となる。 Further, in the case where there is a weight portion fixed to the first rail portion and configured to be rotatable with the first rail portion, the weight portion rotates together with the first rail, and the centrifugal force is generated by the weight of the weight portion. The force can assist the rotation of the first rail.
また、第1のレール部の軸心と鉛直方向がなす角度が0度以上〜90度未満の範囲内となる場合には、移動力付与手段として移動部に働く重力が利用しやすいものとなる。即ち、第1のレール部における一方から他方に向かう向き(レールの傾斜方向の向き)と同じ向きを有する力を、移動部にかかる重力(または、軸心と鉛直方向がなす角度に基づき重力を分解した力)を第1のレール部の螺旋の傾斜角度に基づき分解した力から発生させることができる。 When the angle between the axis of the first rail portion and the vertical direction is in the range of 0 degree or more and less than 90 degrees, the gravity acting on the moving portion as the moving force applying means can be easily used. . In other words, a force having the same direction as the direction (direction of the inclination direction of the rail) from one side to the other in the first rail portion is applied to the gravity acting on the moving portion (or the gravity based on the angle between the axis and the vertical direction). The disassembled force) can be generated from the disassembled force based on the inclination angle of the spiral of the first rail portion.
また、第1のレール部の軸心と鉛直方向がなす角度が90度以上となる場合には、鉛直方向において、第1のレール部の一方の端部が他方の端部と同一の高さ位置となる(なす角度が90度)、または、一方の端部の位置が他方の端部の位置よりも低くなる(なす角度が90度を超える)向きにして、第1のレール部を配置することができる。これにより、回転機構を配置する配置位置の自由度を高めることができる。 When the angle between the axis of the first rail portion and the vertical direction is 90 degrees or more, one end of the first rail portion has the same height as the other end in the vertical direction. The first rail portion is oriented such that the first rail portion is positioned (an angle of 90 degrees) or the position of one end portion is lower than the position of the other end portion (the angle formed exceeds 90 degrees). can do. Thereby, the degree of freedom of the arrangement position of the rotation mechanism can be increased.
また、第1のレール部の内側に配置され、第1のレール部の螺旋と反対向きの螺旋状に形成され、軸心を中心に第1のレール部と共に同じ方向に回転可能に構成された第2のレール部を備える場合には、移動部を第1のレール部に沿って移動させ、第1のレール部を第1の方向に回転させることで、第2のレール部を同一の方向に回転させることができる。なお、ここでいう第1のレール部の螺旋と反対向きの螺旋状とは、例えば、第1のレール部及び第2のレール部を正面視した際に、第1のレール部の螺旋の傾斜が、左から右にかけて上昇する向きとなっていれば、第2のレール部の螺旋の傾斜が、右から左にかけて上昇する向きとなるものを意味する。更に、第1のレール部と第2のレール部の螺旋の向きが反対となっていればよく、螺旋の傾斜角度は互いに異なるものが採用されてもよい。 In addition, it is arranged inside the first rail portion, is formed in a spiral shape opposite to the spiral of the first rail portion, and is configured to be rotatable in the same direction with the first rail portion around the axis. When the second rail portion is provided, the moving portion is moved along the first rail portion, and the first rail portion is rotated in the first direction so that the second rail portion is moved in the same direction. Can be rotated. Here, the helical shape opposite to the helical shape of the first rail portion refers to, for example, the inclination of the helical shape of the first rail portion when the first rail portion and the second rail portion are viewed from the front. However, if the direction of the spiral increases from left to right, it means that the inclination of the spiral of the second rail portion becomes the direction of increasing from right to left. Furthermore, the directions of the spirals of the first rail portion and the second rail portion need only be opposite, and those having different spiral inclination angles may be employed.
また、第2のレール部が、第1のレール部の内側に配置され、第1のレール部の螺旋と反対向きの螺旋状に形成されると共に、その一方の端部と第1のレール部の他方の端部との間、及び、その他方の端部と第1のレール部の一方の端部との間は、移動部が移動可能に構成され、移動部が、第2のレール部に取付可能に構成された場合には、第1のレール部に沿って、その一方から他方に向かって移動してきた移動部を、第2のレール部の一方の端部に移すことが可能となる。また、同様に、第2のレール部の他方の端部に位置した移動部を、第1のレール部の一方の端部に移すことが可能となる。 Further, the second rail portion is disposed inside the first rail portion, is formed in a spiral shape opposite to the spiral of the first rail portion, and has one end portion and the first rail portion. Between the other end and between the other end and one end of the first rail portion, the moving portion is configured to be movable, and the moving portion is connected to the second rail portion. When it is configured to be attachable to the first rail portion, the moving portion that has moved from one side to the other along the first rail portion can be moved to one end of the second rail portion. Become. Similarly, it is possible to move the moving part located at the other end of the second rail to one end of the first rail.
また、第1のレール部を第1の方向に回転させる動きにより、第2のレール部を回転させ、移動部を第2のレールの他方の端部に移動せしめる場合には、第1のレール部を回転させる動きに基づき、移動部を第2のレールの他方に到達させ、再度、第1のレール部に移動させ、第1のレール部と第2のレール部の間で、移動部を循環させることができる。この結果、第1のレール部及び第2のレール部を継続的に回転させることが可能となる。 When the second rail is rotated by the movement of rotating the first rail in the first direction and the moving part is moved to the other end of the second rail, the first rail is used. Based on the movement of rotating the part, the moving part reaches the other of the second rails, is moved to the first rail part again, and the moving part is moved between the first rail part and the second rail part. Can be circulated. As a result, the first rail portion and the second rail portion can be continuously rotated.
また、循環用レール回転力付与手段が、移動部における第3の領域に対して、同第2のレール部を第1の方向、又は、第1の方向とは反対の方向である第2の方向に回転させる向きに、第3の力を付与する場合には、第2のレール部を回転させることができる。または、回転している第2のレール部の回転運動をより一層速めることができる。なお、ここでいう第2のレール部の回転は、第1のレール部と第2のレール部が繋がっていることから、第1のレール部を第1の方向に回転させる動きを含んでいる。また、移動部における第3の領域とは、後述する第2の領域と異なる領域を含むものであれば、例えば、移動部の端部、又は、中央部であってもよく、その領域が限定されるものではない。また、第3の領域は、上述した、移動部における第1の領域または第2の領域と重複するものであってもよい。 Further, the circulating rail rotational force applying means moves the second rail portion in a first direction or a second direction which is opposite to the first direction with respect to a third region in the moving portion. When the third force is applied in the direction in which the second rail is rotated in the direction, the second rail can be rotated. Alternatively, the rotational movement of the rotating second rail portion can be further accelerated. Note that the rotation of the second rail portion here includes a motion of rotating the first rail portion in the first direction since the first rail portion and the second rail portion are connected. . In addition, the third region in the moving unit may be, for example, an edge or a center of the moving unit as long as the third region includes a region different from a second region described later. It is not something to be done. Further, the third area may overlap with the first area or the second area in the moving section described above.
また、循環用移動力付与手段が、移動部における第3の領域とは異なる領域を含む第4の領域に対して、移動部を第2のレール部における一方から他方に向かって移動させる向きに、第4の力を付与することによって、第2のレール部に沿って移動部を移動させることができる。なお、ここでいう移動部の移動は、第2のレール部が回転して、この第2のレール部における移動部の位置が相対的に変化することを含むものである。また、移動部の移動は、移動部自身が回転しながら第2のレール部に沿って移動する動きを含むものである。また、ここでいう移動部における第4の領域とは、第3の領域と異なる領域を含むものであれば、例えば、移動部の端部、又は、中央部であってもよく、その領域が限定されるものではない。また、第4の領域は、上述した、移動部における第1の領域または第2の領域と重複するものであってもよい。 Further, the moving force imparting means for circulation moves the moving portion from one side to the other side of the second rail portion with respect to a fourth region including a region different from the third region in the moving portion. By applying the fourth force, the moving portion can be moved along the second rail portion. Note that the movement of the moving unit referred to here includes that the position of the moving unit in the second rail unit relatively changes as the second rail unit rotates. The movement of the moving unit includes a movement in which the moving unit itself moves along the second rail while rotating. In addition, the fourth region in the moving unit here may be, for example, an end portion or a central portion of the moving unit as long as the fourth region includes a region different from the third region. It is not limited. In addition, the fourth area may overlap with the first area or the second area in the moving unit described above.
また、第3の力及び第4の力で、移動部の第2のレール部に対する相対的な移動と、第2のレール部を第1の方向に回転させる動きを繰り返すことによって、第2のレール部に沿って移動部を移動させながら、第2のレール部を第1の方向に継続的に回転させることが可能となる。または、回転している第2のレール部の回転運動を、継続的に、より一層速めることができる。なお、ここでいう第2のレール部の回転についても、第1のレール部の回転を含むものである。 Further, by repeating the relative movement of the moving part with respect to the second rail part and the movement of rotating the second rail part in the first direction with the third force and the fourth force, the second force is obtained. The second rail portion can be continuously rotated in the first direction while moving the moving portion along the rail portion. Alternatively, the rotational movement of the rotating second rail portion can be continuously and further accelerated. Note that the rotation of the second rail section here also includes the rotation of the first rail section.
また、第3の力及び第4の力が、移動部の第2のレール部に対する相対的な移動と、第2のレール部を第1の方向に回転させる動きを繰り返して、移動部を第2のレールの他方の端部に移動せしめることによって、移動部が第2のレール部の他方の端部に到達するまで、第2のレール部を第1の方向に継続的に回転させる力を付与することができる。 Further, the third force and the fourth force repeat the relative movement of the moving part with respect to the second rail part and the movement of rotating the second rail part in the first direction, thereby causing the moving part to move in the first direction. Moving the second rail in the first direction until the moving part reaches the other end of the second rail by moving the second rail to the other end of the second rail. Can be granted.
また、第1のレール部と所定の間隔を有して配置され、所定の螺旋状に形成されると共に、軸心を中心に回転可能に構成された第2のレール部と、第1のレール部の回転を第2のレール部に伝えて、第2のレール部を回転させる回転力伝達手段を備え、所定の螺旋状が、第1のレール部の螺旋と反対向きに形成された際には、第2のレール部は、第1のレール部と同じ方向に回転可能に構成され、または、所定の螺旋状が、第1のレール部の螺旋と同じ向きに形成された際には、第2のレール部は、前記第1のレール部と反対方向に回転可能に構成された場合には、移動部を第1のレール部に沿って移動させ、第1のレール部を第1の方向に回転させることで、第2のレール部を同一の方向又は第1のレール部の回転と逆向きの方向に回転させることができる。また、第2のレール部が、第1のレール部と所定の間隔を有して配置されたことから、第2のレール部の大きさや形状の自由度が広がるものとなる。更に、第2のレール部に沿って移動する移動部に磁力や弾性力を及ぼすための構造体を配置する位置の自由度が広がるものとなる。 A second rail portion arranged at a predetermined distance from the first rail portion, formed in a predetermined spiral shape, and rotatable about an axis; A rotating force transmitting means for transmitting the rotation of the portion to the second rail portion to rotate the second rail portion, and when a predetermined spiral shape is formed in the opposite direction to the spiral of the first rail portion; The second rail portion is configured to be rotatable in the same direction as the first rail portion, or when a predetermined spiral shape is formed in the same direction as the spiral of the first rail portion, When the second rail portion is configured to be rotatable in a direction opposite to the first rail portion, the second rail portion moves the moving portion along the first rail portion, and moves the first rail portion to the first rail portion. By rotating the second rail in the same direction, the second rail is rotated in the same direction or in a direction opposite to the rotation of the first rail. Rukoto can. In addition, since the second rail portion is disposed with a predetermined interval from the first rail portion, the degree of freedom of the size and shape of the second rail portion is increased. Further, the degree of freedom in the position where a structure for applying a magnetic force or an elastic force to the moving portion moving along the second rail portion is increased.
また、第1のレール部を第1の方向に回転させる動きにより、第2のレール部を回転させ、移動部を第2のレールの他方の端部に移動せしめる場合には、第1のレール部を回転させる動きに基づき、移動部を第2のレールの他方に到達させ、再度、第1のレール部に移動させ、第1のレール部と第2のレール部の間で、移動部を循環させることができる。この結果、第1のレール部及び第2のレール部を継続的に回転させることが可能となる。 When the second rail is rotated by the movement of rotating the first rail in the first direction and the moving part is moved to the other end of the second rail, the first rail is used. Based on the movement of rotating the part, the moving part reaches the other of the second rails, is moved to the first rail part again, and the moving part is moved between the first rail part and the second rail part. Can be circulated. As a result, the first rail portion and the second rail portion can be continuously rotated.
また、循環用レール回転力付与手段が、移動部における第3の領域に対して、同第2のレール部を第1の方向、又は、第1の方向とは反対の方向である第2の方向に回転させる向きに、第3の力を付与する場合には、第2のレール部を回転させることができる。または、回転している第2のレール部の回転運動をより一層速めることができる。なお、ここでいう第2のレール部の回転は、第1のレール部と第2のレール部が繋がっていることから、第1のレール部を第1の方向に回転させる動きを含んでいる。また、移動部における第3の領域とは、後述する第2の領域と異なる領域を含むものであれば、例えば、移動部の端部、又は、中央部であってもよく、その領域が限定されるものではない。また、第3の領域は、上述した、移動部における第1の領域または第2の領域と重複するものであってもよい。 Further, the circulating rail rotational force applying means moves the second rail portion in a first direction or a second direction which is opposite to the first direction with respect to a third region in the moving portion. When the third force is applied in the direction in which the second rail is rotated in the direction, the second rail can be rotated. Alternatively, the rotational movement of the rotating second rail portion can be further accelerated. Note that the rotation of the second rail portion here includes a motion of rotating the first rail portion in the first direction since the first rail portion and the second rail portion are connected. . In addition, the third region in the moving unit may be, for example, an edge or a center of the moving unit as long as the third region includes a region different from a second region described later. It is not something to be done. Further, the third area may overlap with the first area or the second area in the moving section described above.
また、循環用移動力付与手段が、移動部における第3の領域とは異なる領域を含む第4の領域に対して、移動部を第2のレール部における一方から他方に向かって移動させる向きに、第4の力を付与することによって、第2のレール部に沿って移動部を移動させることができる。なお、ここでいう移動部の移動は、第2のレール部が回転して、この第2のレール部における移動部の位置が相対的に変化することを含むものである。また、移動部の移動は、移動部自身が回転しながら第2のレール部に沿って移動する動きを含むものである。また、ここでいう移動部における第4の領域とは、第3の領域と異なる領域を含むものであれば、例えば、移動部の端部、又は、中央部であってもよく、その領域が限定されるものではない。また、第4の領域は、上述した、移動部における第1の領域または第2の領域と重複するものであってもよい。 Further, the moving force imparting means for circulation moves the moving portion from one side to the other side of the second rail portion with respect to a fourth region including a region different from the third region in the moving portion. By applying the fourth force, the moving portion can be moved along the second rail portion. Note that the movement of the moving unit referred to here includes that the position of the moving unit in the second rail unit relatively changes as the second rail unit rotates. The movement of the moving unit includes a movement in which the moving unit itself moves along the second rail while rotating. In addition, the fourth region in the moving unit here may be, for example, an end portion or a central portion of the moving unit as long as the fourth region includes a region different from the third region. It is not limited. In addition, the fourth area may overlap with the first area or the second area in the moving unit described above.
また、移動部の第1のレール部への取付角度を規定する押え手段を備える場合には、移動部を第1のレール部に取り付けた状態のまま固定され、移動部の第1のレール部に沿った移動が停止してしまう状態を抑止しやすくなる。即ち、例えば、移動部に磁力を及ぼして第1のレール部に沿って移動させる際に、移動部が磁石体の磁力によって完全に引きつけられてしまうと、移動部は動かなくなってしまうおそれがある。そのため、押え手段を設けて、第1のレール部への移動部の取付角度を規定することで、移動部が磁石体の磁力によって完全に引きつけられてしまう向きにならないように、移動部の傾きを維持可能となる。この結果、第1のレール部に沿った移動部の移動を担保することが可能となる。 Further, in the case where the holding means for defining the mounting angle of the moving section to the first rail section is provided, the moving section is fixed with the moving section mounted on the first rail section, and the first rail section of the moving section is fixed. It is easy to suppress the state where the movement along is stopped. That is, for example, when the moving part is completely attracted by the magnetic force of the magnet when applying the magnetic force to the moving part and moving along the first rail part, the moving part may not move. . Therefore, by providing the holding means and defining the mounting angle of the moving portion to the first rail portion, the tilt of the moving portion is adjusted so that the moving portion is not completely attracted by the magnetic force of the magnet body. Can be maintained. As a result, it is possible to secure the movement of the moving unit along the first rail.
また、第1のレール部に直接又は間接的に接続され、第1のレール部が回転する動きを動力に変換する動力変換部を備える場合には、第1のレール部が回転することで得られる回転運動エネルギーを、例えば、他の物体を動かす動力として回収することが可能となる。 Further, in the case where a power conversion unit that is directly or indirectly connected to the first rail unit and converts the rotation of the first rail unit into power is provided, the first rail unit is obtained by rotating the first rail unit. The rotational kinetic energy obtained can be recovered, for example, as power for moving another object.
また、第1のレール部に直接又は間接的に接続され、第1のレール部が回転する動きを電力に変換する電力変換部を備える場合には、第1のレール部が回転することで得られる回転運動エネルギーを電力エネルギーとして回収することが可能となる。 In the case where a power conversion unit that is directly or indirectly connected to the first rail unit and converts the rotation of the first rail unit into electric power is provided, the rotation of the first rail unit is advantageous. The obtained rotational kinetic energy can be recovered as electric power energy.
本発明に係る回転機構は、簡易な構成であり、エネルギー損失が少なく、効率よく回転運動エネルギーを回収可能なものとなっている。 The rotation mechanism according to the present invention has a simple configuration, has a small energy loss, and can efficiently recover the rotational kinetic energy.
以下、図面を参照して、発明を実施するための形態(以下、「実施の形態」と称する)を説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention (hereinafter, referred to as “embodiments”) will be described with reference to the drawings.
[第1の実施の形態]
本発明に係る回転機構Aは、同一径で形成された螺旋状のレール1と、レール1の内側に配置された柱部材2と、柱部材2の中心に挿通して固定された回転軸3と、レール1に取付可能な移動体4と、柱部材2から少し離れて配置された磁石体5を備えている(図1(a)参照)。
[First Embodiment]
A rotation mechanism A according to the present invention includes a
なお、ここでいうレール1が本願請求項における第1のレール部に該当する。また、ここでいう移動体4が本願請求項における移動部に該当し、磁石体5が本願請求項におけるレール回転力付与手段に該当する。また、磁石体5は、後述する移動体4に働く重力と共に、本願請求項における移動力付与手段にも該当する。
Note that the
また、以下では、図6(a)を基準に、図6(a)で見る右側を「右側」又は「右方」と呼び、図6(a)で見る左側を「左側」又は「左方」と呼ぶものとする。また、図6(a)を基準に、図6(a)で見る上側を「後側」又は「後方」と呼び、図6(a)で見る下側を「前側」又は「前方」と呼ぶものとする。
なお、図6(a)は、図1に示す回転機構Aについて、レール1及び柱部材2の軸心方向に沿って、その上方から見た状態での移動体に働く力を示す概念図である。
6A, the right side viewed in FIG. 6A is referred to as “right side” or “right side”, and the left side viewed in FIG. 6A is referred to as “left side” or “left side”. ". 6A, the upper side viewed in FIG. 6A is referred to as “rear side” or “rear”, and the lower side viewed in FIG. 6A is referred to as “front side” or “front”. Shall be.
FIG. 6A is a conceptual diagram showing the force acting on the moving body of the rotation mechanism A shown in FIG. 1 as viewed from above along the axial direction of the
また、以下では、図6(a)で見る前後方向と略直交する方向を左右方向と呼ぶものとする。更に、図6(a)で見る前後方向及び左右方向に略平行な方向を水平方向と呼ぶものとする。また、図1(a)を基準に、レール1の螺旋形状に沿った方向を「レール傾斜方向」と呼ぶものとする。
In the following, a direction substantially perpendicular to the front-rear direction viewed in FIG. 6A is referred to as a left-right direction. Further, a direction substantially parallel to the front-rear direction and the left-right direction viewed in FIG. 6A is referred to as a horizontal direction. 1A, a direction along the spiral shape of the
また、鉛直方向に対して、柱部材2及び回転軸3を傾けて配置した際に、その傾けた角度によっては、鉛直方向において、レール1の傾斜下方の領域が、これに接続した傾斜上方の領域よりも上側になる場合がある。
Further, when the
また、以下では、移動体4(または移動体4を構成する磁石)のうち、レール1に取り付けられた側(レール1に近い側)の端部を「(移動体4の)先端」と呼び、これと反対(レール1から遠い側)の端部を「(移動体4の)末端」と呼ぶものとする。例えば、図7における移動体4のS極の側が先端になり、N極の側が末端となる。
In the description below, the end of the moving body 4 (or the magnet constituting the moving body 4) on the side attached to the rail 1 (the side close to the rail 1) is referred to as “the (end of the moving body 4)”. The opposite end (on the side farther from the rail 1) is referred to as "the end (of the moving body 4)". For example, the S-pole side of the moving
レール1は、移動体4が移動する経路となる部材である。また、後述するレール回転力付与手段から第1の力(磁力)を受けた移動体4を介して、回転する力を受け、一方の方向(図1(b)の符号Rで示す矢印参照)に回転する部材である。なお、以下では、レール1から回転運動エネルギーを得る為に、レール1を回転させたい方向を「理想方向」と呼ぶものとする。更に、レール1が回転する一方の方向への回転を「理想方向への回転」と呼び、レール1が回転する他方の方向への回転を「理想方向と逆向きの回転」と呼ぶものとする。また、ここでいう「理想方向」が本願請求項における「第1の方向」に該当し、「理想方向と反対向き(逆向き)の方向」が本願請求項における「第2の方向」に該当する。
The
また、レール1が回転することで生じる回転運動エネルギーが、回転軸3の端部に取り付けられた図示しないモータに伝えられ、電力エネルギーを発生させることができる。即ち、レール1は回転運動エネルギーを発生するための部材である。
In addition, the rotational kinetic energy generated by the rotation of the
また、レール1は回転軸3の長手方向に沿って延びた螺旋状に形成され、その螺旋は同一径となっている(図1(a)参照)。また、レール1は、強磁性体である鉄で形成されている。
Further, the
なお、図1では、幅が細めに形成されたレール1の形状を示しているが、レール1の形状として、幅が広く、柱部材2の外周面に巻き付けたような構造が採用されてもよい(図2及び図3(a)参照)。また、その他の構造として、レール1が針金状で幅が細い形状であってもよい。そのため、図1以外の図においては、形状が異なるレールについても、符号1を付して示すことがあるものとする。
Although FIG. 1 shows the shape of the
柱部材2は、レール1の長手方向の長さよりも長い略円柱状の部材であり、レール1の一端側や他端側が固定され(図示省略)、レール1を支持する部材である(図1(a)参照)。また、レール1における柱部材2の固定された一端側及び他端側以外の部分は、柱部材2の外周面に当接しておらず、柱部材2との間に隙間を有する構造となっている。また、柱部材2の内部には回転軸3が固定して設けられている。
The
上述したような構造から、レール1、柱部材2及び回転軸3は一体的に回転する構造体を形成している。即ち、レール1を理想方向に回転させる力が働くことで、レール1、柱部材2及び回転軸3は一体的に回転可能となっている。
From the structure described above, the
また、柱部材2及び回転軸3は、鉛直方向から所定の角度(例えば、鉛直方向となす角度が10度)、傾けて配置されている(図1及び図2参照。なお、図2では、柱部材2及び回転軸3が、鉛直方向となす角度をθ3として示している)。なお、この角度は変更可能であり、角度を変更した構造の詳細については後述する。
Further, the
また、柱部材2及び回転軸3が鉛直方向から所定の角度傾けて配置されたことで、レール1の中に、レール傾斜方向の下方に向かう向きで、鉛直方向では下方から上方に向かう領域(以下、「上昇領域」と称する)が存在するものとなる。
In addition, since the
また、移動体4は、レール1に磁力を介して取り付けることが可能な、球状の磁石で形成されている。なお、図1(a)及び図1(b)では、便宜的に、移動体4を1つの球状の磁石で示しているが、移動体4は、複数の磁石で形成されたものであってもよい。また、移動体4の形状は、球状に限定されるものではなく、例えば、棒状又は矩形の磁石で形成されたものも採用しうる。図1以外の図においては、移動体4の形状又は移動体4が有する磁石の形状が異なるものについても、符号4を付して示すことがあるものとする。
The moving
また、移動体4は、レール1に沿って螺旋の傾斜方向の下方又は傾斜方向の上方に移動可能に構成されている。また、移動体4は、回転するレール1に沿って、レール1の上端から下端に向けて移動可能に構成されている。
The moving
なお、本実施の形態において、レール1を回転させるために必要となる移動体4の移動とは、レール1の回転と、移動体4のレール1の傾斜下方に向かう移動とが、組み合わされて実現されるものである。
In the present embodiment, the movement of the moving
即ち、例えば、移動体4の移動とは、回転するレール1の外周面上を移動体4が移動する動きが主となるものである。また、この際には、移動体4自体が回転する動きを行っていてもよい。
That is, for example, the movement of the moving
図1(a)に示すように、略直方体の磁石体5が、柱部材2から少し離れて配置されている。磁石体5は、移動体4の末端を磁石体5の方向に引き付け、かつ、移動体4の先端を磁石体5側とは反対の方向に引き離す向きの磁力を、移動体4に与える部材である。この磁石体5が後述するレール回転力付与手段を構成する。
As shown in FIG. 1A, a substantially rectangular
また、この磁石体5は、移動力付与手段としても働く。磁石体5の長手方向の長さは、柱部材2の長手方向の長さとほぼ同一の長さに形成されている。
The
また、磁石体5は、一方の面5aと他方の面5bにて、異なる磁極を有するように構成されている(図1(a)参照)。本実施の形態では、面5aがS極を有し、面5bがN極を有している。
Further, the
また、磁石体5はその長手方向が、柱部材2及び回転軸3の長手方向と略平行になるように配置されている。
The
ここで、必ずしも、レール1が柱部材2に支持される構造となる必要はなく、レール1が回転可能に構成されていれば充分である。例えば、レール1が、剛性が高い素材で形成され、柱部材2がなくても、レール1のみで形状を維持できる態様(図3(b)参照)も採用しうる。但し、柱部材2とレール1が一体となって回転することで、レール1の回転が安定化して、耐久性が向上する点から、レール1が柱部材2に支持されることが好ましい。
Here, the
また、必ずしも、レール1の一端側及び他端側が柱部材2に固定される必要はなく、例えば、回転軸3にレール1の一端側及び他端側が固定される構造であってもよい。更に言えば、レール1が回転する力を回転軸3に伝えることが可能な構造となっていれば充分であり、レール1の回転の動きと、回転軸3の回転の動きが、直接的又は間接的に連動していればよい。
In addition, one end and the other end of the
また、必ずしも、レール1、柱部材2及び回転軸3が一体的に回転する構造となる必要はなく、レール1が回転して、回転運動エネルギーが生じる構成となっていれば充分である。例えば、レール1と回転軸3が、柱部材2に回転自在に取り付けられる構造であってもよい。更に言えば、レール1が回転可能であり、その回転の運動エネルギーを他の機構に伝達可能に構成されていれば、柱部材2及び回転軸3が必ずしも設けられる必要はない。
Further, the
また、必ずしも、レール1と柱部材2の間に隙間が形成される必要はなく、柱部材2の外周面にレール1を当接するように巻き付けて一体化した構造とすることも可能である(図2及び図3(a)参照)。但し、レール1と柱部材2の間に隙間を形成しておくことで、レール1に吸着した移動体4が、回転するレール1に沿って、レール1の下端に移動する際に、移動体4が柱部材2に接触しにくくなり、移動体4と柱部材2との間の摩擦を抑制可能となる。この結果、レール1の回転運動の効率を向上させることができる。
Further, it is not always necessary to form a gap between the
また、レール1の回転運動の効率を高める観点から、柱部材2のレール1の間の領域20(図1(a)参照)の外周面を部分的にくり抜いて、移動体4と柱部材2の外周面とが接触しにくくなる構造としてもよい。本構造の場合、移動体4が、回転するレール1に沿って、レール1の上端から下端に向けて移動する際に、移動体4と柱部材2の外周面との接触による摩擦が発生しにくくなり、レール1の回転運動の効率を向上させることができる。
Further, from the viewpoint of increasing the efficiency of the rotational movement of the
更に、レール1の回転運動の効率を高める観点から、レール1や移動体4に潤滑剤として油分や洗剤等を塗布して、レール1と移動体4との間の摩擦を減らす構成も採用しうる。これにより、レール1が回転する動きを妨げる摩擦力を減らし、レール1の回転運動の効率を向上させることができる。
Further, from the viewpoint of increasing the efficiency of the rotational movement of the
また、必ずしも、回転軸3の端部にモータが取り付けられる必要はない。例えば、回転軸3に回転自在なベルトを取り付けて、このベルトにモータを接続して、モータを回転させる機構であってもよい。更には、回転軸3を設けずに、レール1上のいずれかの位置に、突起やフック等を設けて、その他の歯車機構等に、レール1の回転運動エネルギーを伝達する構造であってもよい。つまり、レール1の回転運動エネルギーを伝達することが可能な既知の伝達機構(例えば、カム、シャフト、ベルト等の部材を組み合わせて構成される機構)を介して、別途の位置に配置したモータを回転させる電力エネルギーに変換する構造であってもよい。
Further, it is not always necessary to attach a motor to the end of the
また、モータが生じる電力エネルギーは、そのまま電力として消費されるものであってもよいし、蓄電池等に蓄えられるものとなってもよい。 Further, the power energy generated by the motor may be consumed as power as it is, or may be stored in a storage battery or the like.
また、必ずしも、レール1が生じる回転運動エネルギーがモータにより電力エネルギーに変換される必要はない。例えば、回転軸3が、既知のクランクシャフト機構や、ピストン機構に接続され、回転運動エネルギーが他の物体を動かす駆動エネルギーに変換されて利用される構造であってもよい。更に言えば、レール1の回転運動エネルギーが何等かの形で取り出し可能となっていれば、これを取り出す方法は特に限定されるものではない。
In addition, the rotational kinetic energy generated by the
また、必ずしも、レール1の螺旋の形状が同一径で形成される必要はなく、後述するレール回転力付与手段及び移動力付与手段の力に基づき、レール1が回転する構造となっていれば、その形状は限定されるものではない。例えば、同一径の螺旋形状(図1(a)及び図3(a)参照)の他、螺旋の径の大きさが異なるものを含むレール(図3(c)参照)であってもよい。更に、図示しないが、ひょうたん型の柱部材の外周面に巻き付けられて、レール1が形成する円周の径が、大小異なる形状となり、磁石体5から受ける磁力の力に強弱をつける構造も採用しうる。更には、レールに及ぼす磁力を考慮して、磁石体5が曲面を有するように曲がった形状とすることも考えられる。
Further, the spiral shape of the
また、必ずしも、レール1が強磁性体である鉄で形成され、移動体4が磁石で形成される必要はない。移動体4が、回転するレール1に沿って移動可能であり、かつ、レール回転力付与手段から磁力を受ける磁力部を有する構成となっていれば充分である。
In addition, the
上記の観点から、例えば、レール1が磁石で形成され、移動体4が強磁性体(例えば、鉄、コバルト、ニッケル、その他温度変化で強磁性を示す物質等も含む)で形成される組み合わせであってもよい。
In view of the above, for example, a combination in which the
また、例えば、レール1を磁石で形成して、移動体4を鉄等の強磁性体で形成する構造も採用しうる。この場合でも、レール1に対して移動体4を取り付け、レール1に沿って移動体4を移動させることが可能となる。更に、レール1と移動体4の両方が磁石部で構成される構造であってもよい。
Further, for example, a structure in which the
更に、移動体4を風船で形成して、風船の内部に、磁性体を含む液体又は気体を入れた構造とすることもできる。例えば、レール1を、磁石を含む部材で形成することで、風船をレール1に吸着させることが可能となる。
Further, the moving
また、レール1の代わりに、内部に貫通孔を形成したチューブを採用することも考えられる。このチューブの内部に磁性体を含む液体や気体を流しておくことで、例えば、移動体4が磁石で形成された際に、移動体4とチューブを吸着させることが可能となる。
It is also conceivable to use a tube having a through hole formed therein instead of the
また、上記に関連して、例えば、レール10の一部に略コ字状の溝部10aを形成して、この溝部10aに嵌合して回転するローラー部40aを移動体40に設ける構造も採用しうる(図4(a)参照)。また、移動体40は磁石部40bを有している。
In connection with the above, for example, a structure in which a substantially
この場合、レール10に対する移動体40の取り付けにおいて、磁力を利用する必要がなくなる。また、移動体40がローラー部40aの回転によって移動するため、レール10に沿ってスムーズに移動させることができる。また、この場合、溝部10aの形成位置や、ローラー部40aの形成位置は限定されるものではなく、適宜選択することが可能である。
In this case, there is no need to use magnetic force when attaching the moving
なお、上述した移動体40では、レール10の下部に移動体40が取り付けられた構造が示されているが、レール10の向きと、移動体40の取り付け方はこれに限定されるものではない。例えば、レール10の角度を傾けて、その溝部10aに移動体40のローラー部40aを取り付けることも可能である。更に言えば、移動体40が移動可能であれば、溝部10aが上方に開口している構造とすることも可能である。
In the moving
また、例えば、移動体41にタイヤ41aを設けて、レール11の上面を移動経路として移動する車型の移動体41(図4(b)参照)とすることもできる。この際、移動体41は、磁石部41bを配置した台にタイヤ41aを設けて、タイヤ41aが回転することで、移動体41をレール11に沿って移動させることが可能となる。
Further, for example, a
更に、レール及び移動体の構造として、例えば、環状のリング部42を介したレール1に取り付ける構造も考えられる(図31参照)。この環状のリング部42には、磁石部41が取り付けられ、磁石体5の磁力が及ぶ構成となっている。このように、レール1及び移動体4を形成する素材は適宜選択することが可能である。
Further, as a structure of the rail and the moving body, for example, a structure in which the rail and the moving body are attached to the
ここで、上述したローラー部40aやタイヤ41aについては、レール1を理想方向に回転させる効率を高める観点から、レール1の傾斜方向の下方に向かっては滑らかに回転して、その逆方向への回転(レール1の傾斜方向の上方に向かう向きの回転)が抑止された構造を採用することもできる。これにより、レール1が傾斜方向の上方に向かって移動するという、後述するレール1を理想方向に回転する力を生じにくい移動体4の移動が生じにくくすることができる。
Here, from the viewpoint of increasing the efficiency of rotating the
また、同様に、レール1を理想方向に回転させる効率を高める観点から、図9(b)に示すように、レール1の一部に、波型の形状を設けることも考えられる。図9(a)に示す波型の形状を設けていないレール1では、移動体4は、レール1の傾斜方向の上方及び下方のいずれの方向へも移動が容易になっている。
Similarly, from the viewpoint of increasing the efficiency of rotating the
図9(b)に示すレール1では、移動体4が、レール1の波型に沿って傾斜方向の下方に向けて移動しやすいが、その一方で、レール1の傾斜方向の上方に向かっては、移動体4が、波型同士の間の凹凸を乗り越えて移動する必要が生じ、同方向への移動が抑制される。この結果、やはり、レール1が傾斜方向の上方に向かって移動するという、後述するレール1を理想方向に回転する力を生じにくい移動体4の移動が生じにくくすることができる。
In the
更に、レール1を理想方向に回転させる効率を高める観点から、レール1が理想方向には回転するが、理想方向と逆向きの方向への回転が抑止された構造とすることも考えられる。これにより、レール1は、理想方向に回転しやすくなり、その回転の効率を高めることができる。
Further, from the viewpoint of increasing the efficiency of rotating the
また、図示しないが、レール1を理想方向に回転させる効率を高める観点から、移動体4のレール1に取り付ける外周面に歯車状の凹凸を設け、また、レール1には移動体4の歯車状の凸部と嵌合する凹部を設ける構造も考えられる。これは、例えば、自転車のチェーン状の構造をレール1に設ける形状である。また、移動体4は、自身が回転しながらレール1に沿って移動することで、歯車状の凸部と、レール1のチェーン状の構造の凹部が嵌合して、これにより、移動体4がレール1に沿って回転しながら移動することで、レール1を理想方向に回転させることが可能となる。本発明においては、かかる構造も採用しうる。
Although not shown, from the viewpoint of increasing the efficiency of rotating the
また、図1(a)及び図1(b)では、説明の便宜上、1つのレールに対して、1つの移動体4のみが図示されているが、レールには複数の移動体を取り付ける態様が考えられる。例えば、移動体4同士の間隔を開けて、レール1に沿って、複数の移動体4を取り付ける構成も採用しうる。
Also, in FIG. 1A and FIG. 1B, for convenience of explanation, only one moving
これにより、1つ1つの移動体4が、レール1を回転させるための力を受け、レール1を回転させることができる。例えば、移動体4が複数あれば、その複数個が受けた力に基づき、レール1を回転させる力を向上させることができる。この結果、各移動体4からの力がレール1に伝わり、レール1をより力強く回転させることが可能となる。
Thereby, each moving
ここで、必ずしも、移動体4が1つの球状の磁石で形成される必要はない。上述したように、図1(a)及び図1(b)では、便宜的に、移動体4を1つの球状の磁石で示しているに過ぎず、移動体4がその一部に、磁石で構成された領域を有していれば充分である。例えば、1つの移動体4が、複数の球状の磁石で構成されるものも採用しうる(図8参照)。また、移動体4が、球状の磁石でなく、矩形の磁石で構成されるものも採用しうる(図7参照)。
Here, the moving
また、必ずしも、磁石体5の長手方向の長さが、柱部材2の長手方向の長さとほぼ同一の長さに形成される必要はなく、移動体4が移動する範囲で、かつ、力を及ぼしたい所望の範囲に磁力を及ぼしてレール1を回転させることが可能な長さがあれば、磁石体5の長さは限定されるものではない。但し、長手方向における広範囲でレール1に磁力を及ぼすことができ、レール1の回転する動きを安定化できる観点から、磁石体5の長手方向の長さが、柱部材2の長手方向の長さとほぼ同一の長さに形成されることが好ましい。
Further, the length of the
また、磁石体5の形状は、必ずしも柱状に形成される必要はなく、例えば、緩やかに湾曲した形状を有する構造としてもよい。例えば、レール1と対向する面を内周、これと反対の面を外周とする湾曲面を有した形状としてもよい。これにより、所望の位置に磁力を及ぼしやすくなる利点が生じる。また、更に、緩やかに湾曲した形状の磁石体は、その角度を適宜傾けて、レール1の周囲に配置することが可能である。
Further, the shape of the
また、磁石体5の長さ及び配置として、例えば、レール1の傾斜方向に略平行な向きにやや長めの磁石体5を配置する態様も考えられる(図18(a)参照)。また、例えば、1つのレール1及び柱部材2に対して、その長手方向に渡って、短い長さの複数の磁石体5を配置する構成も採用しうる(図18(b)参照)。なお、図18(a)及び図18(b)で示した磁石体5は、レール1の傾斜方向と平行な向きに配置されているが、各磁石体5の向きはこれに限定されるものではない。例えば、レール1の傾斜方向と磁石体5の向きを異ならせて配置してもよい。
Further, as the length and arrangement of the
また、必ずしも、磁石体5は、その長手方向が、柱部材2及び回転軸3の長手方向と略平行になるように配置される必要はない。例えば、柱部材2及び回転軸3の長手方向に対して、その長手方向と角度が異なる向きに、磁石体5の長手方向を斜めに傾けて配置することも可能である。磁石体5を斜めに傾けて配置することで、移動体4に及ぶ磁力のかかり方を変化させ、より一層レール1の回転の効率を高めたり、逆に、回転の速度を弱めたりして、レール1の回転速度を制御することもできる。このように、磁石体5の配置は、レール1を回転させる力を生じさせるものであれば、特に限定されるものではなく、適宜設定することができる。
Further, the
また、磁石体5は、これを構成する磁石が、同一の磁力を有する磁石又はその集合体で形成される必要はなく、部分的に磁力の強さが異なるように構成されてもよい。これにより、移動体4に及ぶ磁力のかかり方を変化させ、より一層レール1の回転の効率を高めたり、逆に、回転の速度を弱めたりして、レール1の回転速度を制御することもできる。
Further, the
また、磁石体5は、必ずしも、柱部材2から少し離れた位置に配置され、その位置が固定される必要はない。レール1の回転する速度を制御したり、レール1の回転の開始や停止を制御したりする観点から、磁石体5の配置位置が変更可能な位置調整機構や、磁石体5の向きを変更可能な角度調整機構を、磁石体5と一緒に設けてもよい。
In addition, the
更には、磁石体5とレール1との間に、磁力に変化を与えることが可能な、磁石や強磁性体等の別途の部材を配置する構成も採用しうる。こうすることで、磁石体5がレール1(移動体4)に及ぼす磁力の強さや磁力の向き、磁力が及ぶ範囲を変えて、レール1の回転速度や、回転の開始及び静止等を制御することが可能となる。このレール1の回転速度や、回転の開始及び静止等を制御する機構を設けることで、回転機構の保守が容易にすることができる。また、例えば、別のエネルギー発生機構を補助する機構として、本発明の回転機構を利用する際に、回転機構による補助の力に強弱を付けたり、補助を停止したりすることも可能となる。
Furthermore, a configuration in which a separate member, such as a magnet or a ferromagnetic material, capable of giving a change in magnetic force may be arranged between the
また、図示は省略するが、回転機構の回転を強める構造として、上記のレール1に、重り部を取り付ける構造も採用しうる。この重り部は、レール1と一体的に回転可能に構成されており、レール1が回転した際に、重り部にかかる遠心力が加わり、より一層、回転機構の回転する動きを強めることが可能となる。
Although not shown, a structure in which a weight is attached to the
また、磁石体5は、必ずしも、図1(a)や図6に示すように、レール1の外側に配置される必要はない。レール1に磁力を及ぼし、レール1を回転可能に構成されるのであれば、レール1の内側に配置する構造であってもよい。
Further, the
[レール回転力付与手段及び移動力付与手段に基づく動作]
続いて、図5、図6及び図7を参照しながら、本発明の第1の実施の形態におけるレール回転力付与手段及び移動力付与手段について説明する。
[Operation based on rail rotational force applying means and moving force applying means]
Subsequently, the rail rotational force applying means and the moving force applying means according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5, 6, and 7. FIG.
まず、本実施の形態においては、レール1を理想方向に回転させるために、2つの基本動作が繰り返し行われるものとなる。1つ目の基本動作は、レール1及び移動体4が一体的に理想方向にわずかに回転する動作(以下、「理想回転動作」と称する)である。また、2つ目の基本動作は、レール1の傾斜方向に沿って、移動体1が、レール1の一方から他方に向けて(レール傾斜方向の下方に向けて)わずかに移動する動作(以下、「レール進行動作」と称する)である。
First, in the present embodiment, two basic operations are repeatedly performed to rotate the
即ち、理想回転動作とレール進行動作が繰り返し行われることで、レール1は理想方向に回転して、その回転動作を継続させることが可能となる。また、このレール1の理想方向へ回転する動きと、レール進行動作によって、移動体4は、レール1上における相対的な位置が変わり、レール1の一方から他方に移動して、最終的にレール1の他端に到達することができる。
That is, by repeatedly performing the ideal rotation operation and the rail advancing operation, the
ここで、理想回転動作とレール進行動作が繰り返し行われることで、レール1が理想方向に回転するとは、次のいずれの内容も含んでいる。(1)静止していたレール1が理想方向に回転を開始する動作。(2)理想方向に回転しているレール1の回転を維持する動作。(3)理想方向に回転しているレール1の回転を更に加速させて回転する動作。(4)理想方向に回転しているレール1の回転を減速させて回転する動作。即ち、本実施の形態では、レール1の回転を開始させる、または、回転を継続させる動作だけでなく、例えば、別の駆動源を介してレール1を理想方向に回転させている状態から、更に、回転の効率が高まるように、回転を補助する動作も含んでいる。更には、磁石体5の配置位置や向きを調整して、レール1に及ぶ磁力の強さや向き、磁力が及ぶ範囲を変えて、回転を速めたり、弱めたりする動作も含んでいる。
Here, the fact that the
また、本実施の形態において、理想回転動作は、移動体4の磁石に対して、磁石体5で磁力を及ぼして、レール1及び移動体4を一体的に理想方向にわずかに回転させることで行われる。
In the present embodiment, the ideal rotation operation is performed by applying a magnetic force to the magnet of the moving
[移動体4の末端に磁石体5が引力を及ぼす態様]
ここで、理想回転動作及びレール進行動作は、移動体4の末端に「引力」を及ぼす態様と、「斥力」を及ぼす態様の、大きく2種類に分けられる。以下では、まず、磁石体5が移動体4の末端に引力を及ぼす態様での理想回転動作及びレール進行動作を説明する。
[An aspect in which the
Here, the ideal rotation operation and the rail advancing operation can be roughly classified into two types, a mode in which “attraction” is applied to the end of the moving
なお、磁石体5の配置や、複数の磁石体5を設ける構成によって、1つの移動体4の末端に、引力と斥力の両方が働く場合が考えられるが、移動体4に働く磁力の主たる力が「引力」か「斥力」に起因して、それ以外の磁力が移動体4の末端に及ぶような構成も、本実施の形態には含まれている。
In addition, depending on the arrangement of the
図5に示すように、移動体4には、磁石体5から受ける磁力に基づく力F(θ2)が働いている。力F(θ2)とは、図6(a)及び図6(b)に示すように、移動体4の末端を磁石体5が引きつける力であるFdに基づく力である。
As shown in FIG. 5, a force F (θ2) based on the magnetic force received from the
より詳細には、磁石体5から移動体4の末端に働く引力Fdにおける、柱部材2(レール1)の接線方向の成分の力がF(θ2)である。また、F(θ2)は、移動体4の移動により、その力の大きさが変動する力である。なお、柱部材2(レール1)の接線方向は、図6(a)では符号T1で示し、図6(b)では符号T2で示している。
More specifically, the force of the tangential component of the column member 2 (rail 1) in the attractive force Fd acting from the
また、移動体4には、移動体4自体にかかる重力に基づく力mg'が働いている。力mg'は、図5における見かけ上の鉛直成分の力である。以下、図5での水平成分及び鉛直成分は、図5の見かけ上のものであり、実際の水平及び鉛直とは異なるものである。
Further, a force mg ′ based on gravity acting on the moving
なお、図5では、移動体4自体にかかる重力に基づく力mg'の表記を用いているが、図5におけるmg'を付した力の矢印の向きは、正確には鉛直下方に相当する向きではなく、柱部材2の長手方向に沿った下方に向かう向きである。既に述べたように、本実施の形態では、柱部材2及び回転軸3は、鉛直方向との間でなす角度がθ3となるように傾けて配置されている(図2参照)。
Note that, in FIG. 5, the notation of the force mg ′ based on the gravity acting on the moving
即ち、図2に示すように、実際の移動体4自体にかかる重力mgに対して、柱部材2の長手方向に沿った下方に向かう向きは、mgcosθ3となる。このmgcosθ3が、図5における力mg'に該当する。
That is, as shown in FIG. 2, the downward direction along the longitudinal direction of the
また、この力mg'は、レール1の傾斜方向に分解した力F1と、レール1の傾斜方向と直交する方向に分解した力F2に分解される(図5参照)。また、力F1を水平方向に分解した力を力F1xで示している。また、力F2を水平方向に分解した力を力F2xで示している。また、レール1の傾斜方向と水平方向のなす角度はθ1である。
Further, the force mg 'is decomposed into a force F1 decomposed in the direction of inclination of the
ここで、力F2xは、力mg'が基準となるため、一定の大きさの力である。この一定の力であるF2xに、変動する力F(θ2)が加わり、レール1を理想方向に回転させる力として働く。また、力F(θ2)及び力F2xは、平面視した際のレール1の螺旋における円弧上の接線方向の向きを有している(図6(a)及び図6(b)参照)。なお、レール1を理想方向に回転させる力としては、後述するF5y2xの力も含まれるものとなる。
Here, the force F2x is a force of a certain magnitude because the force mg 'is used as a reference. A fluctuating force F (θ2) is applied to the constant force F2x, and acts as a force for rotating the
また、力F1は、移動体4をレール傾斜方向の下方に向けて移動させようとする力となる。
Further, the force F1 is a force for moving the moving
また、力F2は、レール1の傾斜方向と略直交する向きの力であるため、レール1を押す力となる。即ち、力F2を分解した力F2xは、レール1を理想方向に回転させる力として働く。
Further, since the force F2 is a force in a direction substantially orthogonal to the inclination direction of the
移動体4には、移動体4の末端が磁石体5の磁力で引っ張られる力Fdの他に、移動体4の先端が磁石体5の磁力で遠ざけられる力(斥力)が働いている。より詳細には、図7(a)に示すように、移動体4の末端側のN極は、磁石体5の面5aのS極に引きつけられ(符号F4)、移動体4の先端側のS極は、磁石体5の面5aのS極から斥力F3を受ける。
In the moving
この磁石体5の磁力に基づく力F3及び力F4が、移動体4に働くことにより、移動体4の先端が下向きに、末端が上向きに、移動体4全体としては回転する方向に力が発生する。なお、図7(a)乃至図7(c)では、移動体4の動きを分かりやすくする為、棒状の磁石で構成された移動体4として示している。
When the forces F3 and F4 based on the magnetic force of the
この、移動体4の先端及び末端に働く磁石体5の磁力により、移動体4は、図7(a)で見る反時計回りの方向(図7(a)では、回転する範囲を点線で示す)に傾く動きをする。なお、図7(a)及び図7(b)では便宜的に、力F4の符号を付したが、この力F4は上述した力Fdに該当する力である。即ち、移動体4の末端が磁石体5に引きつけられる力F4(Fd)に基づき上述した力F(θ2)が発生する。
Due to the magnetic force of the
また、移動体4の先端が磁石体5から受ける斥力F3から、力F3を分解した力F5が発生する。更に、力F5からは、柱部材2の長手方向に沿った下方に向かう向きに分解した力F5yが発生する。この力F5yは、上述した図5に示す力mg'と同じ向きを持った力である。即ち、移動体4の先端が磁石体5から受ける力に基づいて発生する力F5yは、力mg'に加算される力となる。
Further, a force F5 obtained by decomposing the force F3 is generated from the repulsive force F3 that the tip of the moving
また、移動体4が、磁石体5から受ける力により、図7(c)に示すように完全に水平の向きになってしまうと、レール1を回転させる為の力を発させることが難しくなる。そこで、移動体4が完全に水平な向きになることを回避する為の構造を、図32を用いて説明する。
Further, when the moving
図32(a)に示す構造では、柱部材2の近傍に押え板70を配置して、移動体4の真ん中あたりに押え板70が当接する構造となっている。これにより、移動体4が磁石体5(または磁石体5')から磁力を受けた際に、必要以上に傾くことがなく、その姿勢を一定の範囲の傾きに維持可能となる。即ち、レール1に沿った移動体4の移動が可能となり、レール1を回転させることができる。
In the structure shown in FIG. 32A, the holding
また、別の構造として、図32(b)に示すように、移動体4の末端あたりに押え板70を配置して、移動体4の傾きを制御する構造も採用しうる。更に、図32(c)及び図32(d)に示す位置に押え板70を配置することも可能である。
Further, as another structure, as shown in FIG. 32B, a structure in which a holding
このように、押え板70を用いて、移動体4が磁石体5から受ける磁力で、その向きが完全に水平な向きになる(図32(e)参照)ことを避け、レール1の回転を担保することができる。なお、ここでいう押え板70が、本願請求項の押え手段の一例に該当する。
In this way, by using the holding
ここで、必ずしも、移動体4の向きを制御する為に、押え板70が用いられる必要はなく、磁石体5が移動体4に及ぼす磁力を調整して、移動体4の向きを制御する構造であってもよい。また、押さえ板70の代わりに、例えば、糸状の部材を設置してもよく、移動体4の傾きを制御できるのであれば、押さえ板70の材質や形状は限定されるものではない。
Here, in order to control the direction of the moving
また、レール1に沿った移動体4の移動が可能となり、レール1を回転させることができるのであれば、移動体4について、押え板70で押える領域は特に限定されるものではない。例えば、移動体4の中央部分(図32(a)参照)、移動体4の端部(図32(b)及び図32(d)参照)、移動体4の末端近傍の領域(図32(c)参照)でもよいし、これらに限定されるものではない。
Further, as long as the moving
続いて、上記した力mg'に加算される力F5yについて、図5を用いて説明する。
この力F5yは、レール1の傾斜方向に分解した力F5y1と、レール1の傾斜方向と直交する方向に分解した力F5y2に分解される。また、力F5y1を水平方向に分解した力を力F5y1xで示している。また、力F5y2を水平方向に分解した力を力F5y2xで示している。
Subsequently, the force F5y added to the above-mentioned force mg 'will be described with reference to FIG.
This force F5y is decomposed into a force F5y1 decomposed in the direction of inclination of the
また、力F5y1は、移動体4をレール傾斜方向の下方に向けて移動させようとする力となる。力F5y1は、力F1に加算される力となる。
Further, the force F5y1 is a force for moving the moving
また、力F5y2は、レール1の傾斜方向と略直交する向きの力であるため、レール1を押す力となる。即ち、力F5y2を分解した力F5y2xは、レール1を理想方向に回転させる力として働くものとなる。力F5y2xは、力F2xに加算される力となる。
Further, since the force F5y2 is a force in a direction substantially orthogonal to the inclination direction of the
以上の内容を踏まえ、理想回転動作とレール進行動作の流れを説明する。
まず、図6(a)に示すように、レール1及び移動体4の理想回転動作では、レール1上のある地点15で、レール1の接線方向T1の他方の向き(図6(a)で見る右斜下方向)に向けて、力F(θ2)、力F2x、力F5y2xが、レール1に働く。なお、符号θ2で示す角度は、レール1の回転中心31と移動体4を結ぶ線と、回転中心31と磁石体5の面5aとの最短距離を結ぶ線とがなす角度である。
Based on the above contents, the flow of the ideal rotation operation and the rail traveling operation will be described.
First, as shown in FIG. 6A, in the ideal rotation operation of the
また、図6(a)及び図6(b)では、便宜的に、移動体4の末端が磁石体5に引っ張られる力を符号Fd(力F4に該当)で示している。即ち、力F(θ2)は、Fdsinθ2としても表される。
6 (a) and 6 (b), for the sake of convenience, the force at which the end of the moving
レール1に、力F(θ2)、力F2x、力F5y2xが働くことで、レール1は理想方向(符号Rで示す方向)にわずかに回転する。この際、移動体4はレール1と一体的に移動する。
When the force F (θ2), the force F2x, and the force F5y2x act on the
即ち、レール1及び移動体4が理想回転動作を行うと、磁石体5に対して、移動体4は地点15(図6(a)参照)から地点16(図6(b)参照)へ移動する。また、レール1及び移動体4の回転に伴って角度θ2が小さくなる。これにより、力F(θ2)の力の大きさが小さくなっていく。即ち、レール1及び移動体4を理想方向に回転させる力が小さくなっていく。
That is, when the
また、移動体4の先端には、力F1と力F5y1が作用し、移動体4はレール1の傾斜方向の下方に向けて移動する。この動作はレール進行動作である。移動体4は、レール1の傾斜下方に移動しつつ、レール1と共に理想方向に回転する動作を行い、この両方の動作が生じることで、移動体4の移動と、レール1の理想方向への回転動作が継続される。
Further, a force F1 and a force F5y1 act on the tip of the moving
このように、磁石体5が移動体4の先端及び末端に及ぼす磁力によって、移動体4に働く力mg'だけでなく、力F(θ2)、力F5y1、力F5y2xが発生する。これらの力によって、レール1が理想方向に回転する向きにレール1を押す力、レール1に沿って移動体4がレール1の傾斜方向の下方に移動する力が、それぞれ強くなる。即ち、磁石体5が移動体4に及ぼす磁力の働きによって、レール1を、より強く回転させることが可能となる。
As described above, the magnetic force exerted by the
なお、本発明の第1の実施の形態では、移動体4の先端が、本願請求項における第1の領域の一例に該当し、移動体4の末端が本願請求項における第2の領域の一例に該当するものとなっている。この第1の領域及び第2の領域は、移動体4の形状やレール1の形状、移動体4が有する磁石部の配置、磁石体5の形状や配置等によって、移動体4の先端や末端とは異なる部位になる場合があり、本願発明ではこれらの異なる態様も発明のバリエーションとして含むものである。
Note that, in the first embodiment of the present invention, the tip of the moving
また、上述した内容では、磁石体5が移動体4の末端に「引力」を及ぼす態様での理想回転動作及びレール進行動作を説明したが、本発明の実施の形態はこれに限定されるものではない。即ち、磁石体5'が移動体4の末端に「斥力」を及ぼす態様で、理想回転動作及びレール進行動作を行うこともできる(図8(a)及び図8(b)参照)。
In the above description, the ideal rotation operation and the rail traveling operation in the mode in which the
上述した磁石体5が移動体4の末端に「引力」を及ぼす態様と、以下で説明する磁石体5'が移動体4の末端に「斥力」を及ぼす態様での違いは主に次のような点にある。
The difference between the above-described embodiment in which the
この磁石体5'が移動体4の末端に「斥力」を及ぼす態様では、(1)レール1及び移動体4を理想方向に回転させる力である力F(θ2)が、移動体4の末端が磁石体5'の磁力で遠ざけられる斥力に基づき発生する点。また、(2)移動体4の先端が磁石体5'から受ける引力から、上述した力F5yに相当する力が発生する点。
In the embodiment in which the
ここで、磁石体5'の配置位置は、移動体4の末端に斥力を及ぼすことが可能であれば、特に限定されるものではない。例えば、移動体4を挟んで、磁石体5とは反対側の位置に、磁石体5'を配置して、移動体4に磁力Fd'を及ぼすこともできる(図6(a)参照)。
Here, the arrangement position of the
更には、磁石体5'の配置位置の別の例として、図8(a)及び図8(b)に示すように、柱部材2の前側かつ左側に配置することも可能である。いずれのような態様でも、磁石体50の配置により、移動体4の先端に引力、末端に斥力を及ぼすことで、力F(θ2)、力F5y1、力F5y2xに相当する力を発生させることができる。
Further, as another example of the arrangement position of the
より詳細には、図8(c)に示すように、磁石体5'の磁力に基づく力F3及び力F4が、移動体4に働くことにより、移動体4の先端が下向きに、末端が上向きに、移動体4全体としては回転する方向に力が発生する。
More specifically, as shown in FIG. 8C, the forces F3 and F4 based on the magnetic force of the
この、移動体4の先端及び末端に働く磁石体5'の磁力により、移動体4は、図8(c)で見る反時計回りの方向に傾く動きをする。なお、図8(b)及び図8(c)では便宜的に、力F4の符号を付したが、この力F4は上述した力Fdに相当する力である。即ち、移動体4の末端へ、磁石体5から働く斥力F4(Fd)に基づき上述した力F(θ)2が発生する。
Due to the magnetic force of the
また、移動体4の先端が、磁石体5から受ける引力F3から、力F3を分解した力F5が発生する。更に、力F5からは、柱部材2の長手方向に沿った下方に向かう向きに分解した力F5yが発生する。この力F5yは、上述した図5に示す力mg'と同じ向きを持った力である。即ち、移動体4の先端が磁石体5から受ける力に基づいて発生する力F5yは、力mg'に加算される力となる。このように、移動体4の先端に引力、末端に斥力を及ぼす態様においても、力mg'に加算される力が発生する。
Further, a force F5 generated by decomposing the force F3 is generated from the attractive force F3 received by the tip of the moving
そして、レール1が理想方向に回転する向きにレール1を押す力、レール1に沿って移動体4がレール1の傾斜方向の下方に移動する力が強くなり、磁力の働きによって、レール1を回転させる(又は静止したレール1を回転させる)ことが可能となる。
Then, the force for pushing the
[第2の実施の形態]
続いて、本発明の第2の実施の形態について説明する。
なお、これ以降の説明では、既に第1の実施の形態で述べた内容と重複する部材については同一の符号を付し、必要な場合を除いて、その詳細な説明を省略するものとする。
図10(a)は、回転機構Bを側面視した概略図である。また、図11は、回転機構Bを平面視した概略図である。また、図12は、柱部材の下部で、始点側から終点側を見た概略図である。更に、図13は、回転機構Bを底面視した概略図である。
[Second embodiment]
Subsequently, a second embodiment of the present invention will be described.
In the following description, members that are the same as those already described in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted unless necessary.
FIG. 10A is a schematic view of the rotation mechanism B as viewed from the side. FIG. 11 is a schematic view of the rotation mechanism B as viewed in plan. FIG. 12 is a schematic view of the lower part of the column member as viewed from the start point side to the end point side. FIG. 13 is a schematic view of the rotation mechanism B as viewed from the bottom.
本発明の第2の実施の形態である回転機構Bは、薄板状のレール1と、円柱状の柱部材2と、複数の球状磁石で構成された移動体4を有している(図10(a)参照)。また、レール1及び柱部材2の下側には、磁石体5が配置されている。本発明の第2の実施の形態では、レール1の軸心が水平な向きと略平行に配置されたことを特徴としている。
A rotating mechanism B according to a second embodiment of the present invention includes a thin plate-
即ち、本発明には、上述した第1の実施の形態のように、レール1の軸心を鉛直方向から少し傾けた構成だけでなく、レール1の軸心が水平な向きと略平行に配置された構成が含まれるものとなる。
That is, the present invention not only has a configuration in which the axis of the
なお、回転機構Bに関する説明では、図10(a)を基準として、紙面右側を「始点」、紙面左側を「終点」と呼ぶものとする。また、図10(a)を基準として、紙面上側を「上又は上側」、紙面下側を「下又は下側」と呼ぶものとする。また、図11を基準に、紙面右側を「右又は右側」、紙面左側を「左又は左側」と呼ぶものとする。 In the description of the rotation mechanism B, the right side of the drawing is referred to as a “start point” and the left side of the drawing is referred to as an “end point” with reference to FIG. Also, with reference to FIG. 10A, the upper side of the paper is referred to as “upper or upper”, and the lower side of the paper is referred to as “lower or lower”. Further, based on FIG. 11, the right side of the paper is referred to as “right or right”, and the left side of the paper is referred to as “left or left”.
また、図11における紙面上側は、図10(a)に示す「終点」に該当し、図11における紙面下側は、図10(a)に示す「始点」に該当する。また、図11における紙面手前側は、図10(a)に示す「上又は上側」に該当し、図11における紙面奥側は、図10(a)に示す「下又は下側」に該当する。更に、図12及び図13についても、図10(a)及び図11に従って、各方向を呼ぶものとする。 The upper side of the paper in FIG. 11 corresponds to the “end point” shown in FIG. 10A, and the lower side of the paper in FIG. 11 corresponds to the “start point” shown in FIG. 10A. Also, the front side of the paper in FIG. 11 corresponds to “upper or upper” shown in FIG. 10A, and the back side of the paper in FIG. 11 corresponds to “lower or lower” shown in FIG. . 12 and 13 also refer to each direction according to FIGS. 10 (a) and 11.
回転機構Bでは、強磁性体の金属で形成された薄板状のレール1が、柱部材2の外周面に沿って巻き付けて構成されている。また、レール1及び柱部材2は、図示しない回転軸を軸として、一方又は他方の方向に回転可能に構成されている。
In the rotation mechanism B, a thin plate-
また、レール1が回転する方向について、図10(a)において、レール1が図10(a)の紙面上方から紙面下方に向けて移動する向きの回転(一方方向への回転)を、「理想方向への回転」と呼ぶものとする。
As for the direction in which the
また、移動体4は、複数の球状磁石で構成されているが、そのうち、移動体4の先端、即ち、レール1の外周面に取りついた側がN極を有している。また、移動体4の末端はS極を有している。
The moving
より詳細には、移動体4を構成する個々の球状磁石の上側がN極、下型がS極となっており、これらが磁力を介して、上下で互いに吸着することで移動体4を形成している。
More specifically, the upper side of each of the spherical magnets constituting the moving
また、磁石体5は、柱状体に形成され、その上面(レール1と対向する面)がS極を有している。また、磁石体5の下面(レール1と対向する面と反対の面)がN極を有している。
The
また、磁石体5は、上下方向及び左右方向において、その長手方向の向きが、レール1及び柱部材2の軸心の方向に対して、傾けて配置されている。より詳細には、上下方向において、磁石体5の終点側はレール1に近づき、磁石体5の始点側はレール1から遠ざかる向きになっている(図10(a)参照)。また、左右方向において、磁石体5の終点側がレール1の左側に位置し、磁石体5の始点側はレール1の右側に位置する向きになるように、磁石体5が傾けられている(図11参照)。
Further, the longitudinal direction of the
回転機構Bにおける、移動体4のレール1に沿った移動と、レール1が回転する動きについて説明する。
レール1に対して、磁力を介して移動体4の先端(N極)が取り付けられており、この先端のレール1に対する吸着力により、移動体4は回転するレール1の傾斜方向に沿って、始点側から終点側に移動するものとなる。
The movement of the moving
The tip (N pole) of the moving
また、移動体4の末端(S極)に対して、磁石体5の上面(S極)からの斥力Fd0が働き、移動体4の末端は、右側、かつ、始点側に押される(図13参照)。また、この斥力Fd0からは、レール1の接線方向(右側方向)に分解したFd0xが生じる(図12及び図13参照)。
Further, a repulsive force Fd0 from the upper surface (S-pole) of the
このFd0xは、レール1を理想方向に回転させる力(レール1と共に移動体4が理想方向に回転する力)となる。即ち、力Fd0xは、上述した理想回転動作を生じる力となる。
This Fd0x is a force for rotating the
また、移動体4の先端(N極)に対して、磁石体の上面(S)極からの引力F6が働き、移動体4の先端は、左側、かつ、終点側に引きつけられる(図12及び図13参照)。また、この引力F6は、レール1の傾斜方向に沿って、移動体4を移動させる力となる。即ち、力F6は、上述したレール進行動作を生じる力となる。
In addition, an attractive force F6 from the top (S) pole of the magnet body acts on the tip (N pole) of the moving
つまり、第2の実施の形態では、磁石体5から生じる磁力が、移動体4の末端を遠ざける斥力Fd0となり、このFd0をレール1の接線方向に分解した力Fd0xが、レール1を理想方向にわずかに回転させる。
That is, in the second embodiment, the magnetic force generated by the
また、レール1が理想方向にわずかに回転すると、磁石体5から生じる磁力が、移動体4の先端を引力F6で引きつけ、引力F6が移動体4をレールの傾斜方向に沿ってわずかに移動させる。この、レール1の回転と、移動体4のレール1の傾斜方向に沿った移動が繰り返されて、移動体4から受ける力に基づき、レール1が回転する。
When the
このように、第2の実施の形態では、レール1に沿って移動可能に取り付けた移動体4に対して、磁石体5の磁力を及ぼすことで、レール1を回転させることが可能となっている。この第2の実施の形態では、第1の実施の形態と異なり、レール1の傾斜方向に沿って、移動体4を移動させるレール進行動作を、磁石体5の磁力が中心となって担っている。
As described above, in the second embodiment, it is possible to rotate the
このような、第2の実施の形態のような、レール1の軸心が水平な向きと略平行に配置された態様であっても、レール1及び移動体4に、磁石体5の磁力を及ぼすことで、レール1を回転させ、レール1から回転運動エネルギーを得ることができる。また、移動体4は、回転するレール1のレール傾斜方向に沿ってレール1の終点側に向かって移動する。
Even in such a mode in which the axis of the
ここで、第2の実施の形態においても、レール1を回転させることが可能であれば、磁石体5を構成する磁石の磁力や形状、配置位置、向きは特に限定されるものではない。
Here, in the second embodiment as well, as long as the
また、例えば、レール1の回転の効率を高める観点から、複数の磁石体5を設けて、移動体4の先端や末端に及ぼす磁力の強さを調整することも可能である。例えば、上述した第2の実施の形態において、磁石体5とは別に、移動体4の末端に引力を及ぼす磁石体を設けて引きつけることで、レール1を理想方向に回転させる力Fd0xを更に補助する力を加えることもできる。このように、移動体4の先端又は末端に対して磁力が効果的に働くように、複数の磁石体を配置する態様も採用しうる。
Further, for example, from the viewpoint of increasing the rotation efficiency of the
なお、レール1及び柱部材2の軸心を更に傾けた(例えば、終点側が上に、始点側が下に向いた)態様でも、第2の実施の形態と同様に、レール1及び移動体4に、磁石体5の磁力を及ぼすことで、理想回転動作及びレール進行動作を繰り返して、レール1を回転させることができる。例えば、図10(b)に示すように、レール1及び柱部材2の軸心と、鉛直方向とのなす角が100度である構造である。
Even in a mode in which the axis of the
図10(b)に示すレール1でも、第2の実施形態と同様に、移動体4の先端及び末端に、磁石体5の磁力を及ぼして、レール1を回転させながら、移動体4をレール1の傾斜方向に沿って、終点側に上らせて移動させることができる。
Similarly to the second embodiment, the
ここまでに述べた第1の実施の形態及び第2の実施の形態は、本発明の一事例にすぎない。レール1及び柱部材2の軸心と、鉛直方向とのなす角度において、0度(図14(a)、10度(図14(b))、70度(図14(c))といったように、種々の範囲を取ることが可能である。
The first and second embodiments described so far are merely examples of the present invention. At an angle formed between the axis of the
また、例えば、レール1及び柱部材2の軸心と、鉛直方向とのなす角度が90度となる構造であれば、レール1及び柱部材2の回転機構を2つ並べて、レール1の端部同士を繋いで、2つの回転機構の間を往復する構造とすることができる。更に、回転機構で4辺を構成する矩形状に配置して、4つの回転機構の中で、移動体を巡回させる構造にすることも可能である。更に言えば、回転機構を必要な数配置して、平面視で種々の形(例えば、多角形や円形、楕円形の形状も含む)を構成するようにすることも可能である。即ち、複数の回転機構を介して、移動体4が循環して、レール1を回転させることが可能となっていれば充分である。
For example, if the angle between the axis of the
[第3の実施の形態]
これまでの説明では、1本のレール1及び柱部材2の構造体で、移動体4に磁力を及ぼしてレール1を回転させる動きを説明したが、以下では、移動体4を循環させて、レール1の回転運動を継続的に行う態様について説明する。また、レール1を回転させる基本的な動きは共通するため、以下では、移動体4の循環に関わる点を主に説明する。
[Third Embodiment]
In the above description, the movement of rotating the
移動体4を循環させる構造として、第3の実施の形態を示す。
第3の実施の形態は、図15に示すように、移動体4が上方から下方に向けて移動する下降用の回転機構C1と、移動体4が回転機構C1から移動して、下方から上方に向けて移動する上昇用の回転機構C2の2つの回転機構から構成されている(図15参照)。
A third embodiment is shown as a structure for circulating the moving
In the third embodiment, as shown in FIG. 15, a lowering rotating mechanism C1 in which the moving
この回転機構C1は、上述した第1の実施の形態(回転機構A)をベースに、また、回転機構C2は、第2の実施の形態(回転機構B)をベースに作られ、それぞれを移動体4に磁石体(図示省略)が磁力を及ぼすことで、移動体4がレール1に沿って移動しながら、各レール1が回転するように構成されている。
The rotation mechanism C1 is based on the first embodiment (rotation mechanism A) described above, and the rotation mechanism C2 is based on the second embodiment (rotation mechanism B). Each
即ち、回転機構C1では、移動体4に磁石体から及ぶ磁力と、移動体4にかかる重力を利用して、レール1を回転させながら、移動体4が下方に移動していく。また、回転機構C2では、移動体4に磁石体から及ぶ磁力を利用して、レール1を回転させながら、移動体4が上方に移動していく。
That is, in the rotation mechanism C1, the moving
なお、ここでいう、回転機構C2で磁石体から移動体4が磁力を受ける領域が、本願請求項の第3の領域及び第4の領域の一例に該当する。また、磁石体の磁力により、例えば、第3の領域が移動体4の先端、かつ、第4の領域が移動体4の末端になる場合や、第3の領域が移動体4の末端、かつ、第4の領域が移動体4の先端になる場合がある。更に、この第3の領域及び第4の領域は、移動体4の形状やレール1の形状、移動体4が有する磁石部の配置、磁石体の形状や配置等によって、移動体4の先端や末端とは異なる部位になる場合があり、本願発明ではこれらの異なる態様も発明のバリエーションとして含むものである。
Here, the region where the moving
また、回転機構C1のレール1は、符号R1で示す方向を理想方向として回転する。また、回転機構C2のレール1は、符号R2で示す方向を理想方向として回転する。また、回転機構C1のレール1の回転は、タイミングベルト30を介して回転機構C2に伝達され、移動体4が磁石体の磁力を受けて、レール1を理想方向に回転させる動きが補助されている。
Further, the
ここで、タイミングベルト30を介して、回転機構C1と回転機構C2の回転が連動する構造となる必要はない。例えば、既知のギアや歯車等の回転力を伝達可能な部材を組み合わせて、回転機構C1と回転機構C2の回転を連動させることができる。
Here, it is not necessary that the rotation of the rotation mechanism C1 and the rotation of the rotation mechanism C2 be interlocked via the
また、必ずしも、回転機構C1と回転機構C2の回転が連動する必要はなく、移動体4が両者の間を移動可能に構成されていれば、回転機構C1と回転機構C2がそれぞれ独立して回転するようになっていてもよい。但し、2つの回転機構の回転を連動させることで、回転運動エネルギーを効率良く得られ、移動体4の循環もスムーズになるため、回転機構C1と回転機構C2の回転が連動することが好ましい。
Further, the rotations of the rotation mechanism C1 and the rotation mechanism C2 do not necessarily need to be linked, and if the moving
また、回転機構C1のレール1と、回転機構C2のレール1とは、上端同士及び下端同士が接続され、移動体4が移動可能に構成されている。
In addition, the
例えば、回転機構C1のレール1の下端から、回転機構C2のレール1の下端まで傾斜をつけて、回転機構C1の下端に到達した移動体4がそこまでに生じた運動エネルギーを利用して傾斜を下り、回転機構C2のレール1の下端に移動する。
For example, the moving
同様に、回転機構C2のレール1の上端から、回転機構C1のレール1の上端まで傾斜を付けて、回転機構C2の上端に到達した移動体4がそこまでに生じた運動エネルギーを利用して傾斜を下り、回転機構C1のレール1の上端に移動する。このような構造とすることで、回転機構C1と回転機構C2のレール間を移動体4が移動可能となる。
Similarly, the moving
ここで、必ずしも、2つの回転機構の端部同士を、傾斜をつけて繋ぐ必要はなく、移動体4が何等かの手段で、隣接する回転機構まで移動できれば充分である。例えば、別の駆動力を介して、移動体4を搬送する構造であってもよい。
Here, it is not always necessary to connect the ends of the two rotation mechanisms with an inclination, but it is sufficient if the moving
また、上記の回転機構C1及び回転機構C2の間における移動体4の移動では、回転機構の間の領域を移動体4が通る際には、レールに回転力が付与されない時間が生じる。そのため、回転機構を巡回させる移動体4を複数利用することで、1つの移動体4からレールが受ける力が欠けた状態となっても、その他の移動体4からレールに及ぼす力によって、継続して、回転機構を回転させることが可能となる。
Further, in the movement of the moving
更に、2つの回転機構のレールの間を移動体が移動する機構の別の事例を説明する。ここで説明する回転機構は、上記回転機構C1及び回転機構C2とは異なる回転機構である。例えば、図16(a)に示すように、回転機構C1及び回転機構C2の間を循環する搬送ベルト31を設けて、一定間隔で磁石体32を有する搬送部33を配置する。なお、回転機構C1及びC2は符号Xで示す向きに回転する。
Further, another example of a mechanism in which a moving body moves between rails of two rotating mechanisms will be described. The rotation mechanism described here is a rotation mechanism different from the rotation mechanisms C1 and C2. For example, as shown in FIG. 16A, a
この搬送ベルト31は、別途の駆動源から動力を得て、図中の矢印Xの方向に回転する。また、搬送ベルト31に設けられた搬送部33は、回転機構C2のレール1に沿って上昇してきた移動体4を保持して、回転機構C1のレール1まで搬送する。回転機構C1に搬送された移動体4は、回転機構C1のレール1に受け渡され、レール1の経路にエントリーされていく。
The
本構造では、回転機構C2のレール1の上部側はより薄い金属で形成し、回転機構C1のレール1の上部側は厚めの金属で形成する等して、磁力に差を付けることで、各位置での移動体4の受け取り、受け渡しが可能となる。
In this structure, the upper side of the
また、更に別の例として、各回転機構の上端での移動体4の移動手段としては、図16(b)に示す構造でもよい。図16(b)に示す構造は、移動体4の保持方法が異なり、保持アーム34が移動体4を保持する。
Further, as still another example, the moving means of the moving
回転機構C2のレール1の上部側に到達した移動体4は、移動体4を構成する磁石間のくびれに保持アーム34が挿入され保持される。そして、保持アーム34が、搬送ベルト31の動きに伴い、移動体4を回転機構C1に搬送する。移動体4は、再度、回転機構C1のレール1の上部側で、レール1に受け渡され、レール1の経路にエントリーされていく。このように、搬送ベルト31を設けて、移動体4を移動させることができる。
The moving
また、上記の図16(a)及び図16(b)で示す構造の他、例えば、移動体4が上昇してくる回転機構C2のレール1の上部と、回転機構C1のレール1の上部との間に高低差を設けて、2つのレール1の間をレールで繋ぐ構造も採用しうる。本構造では、高低差を利用して、2つのレール1の間を繋ぐレールを移動体が下り、回転機構C1のレール1の上部側に移動体4をエントリーさせることが可能である。このように、2つの回転機構の間は、種々の構造で、移動体4を移動させることができる。
In addition to the structure shown in FIGS. 16A and 16B, for example, the upper part of the
この第3の実施の形態では、回転機構C1及び回転機構C2のそれぞれのレール1が、移動体4が受ける磁石体の磁力を介して理想方向に回転する。また、移動体4は、回転機構C1では、上方から下方に、回転機構C2では下方から上方に移動して、かつ、それぞれの回転機構間を移動する。このため、各回転機構を継続的に回転させることができる。
In the third embodiment, the
また、上記の第3の実施の形態では、移動体の「昇り」において磁力を利用する態様を述べたが、必ずしも、移動体の「昇り」を担う回転機構において、移動体に磁力を及ぼす必要はない。例えば、上記の回転機構C1において、そのレールの回転する力が強ければ、これに連動して回転する回転機構C2に沿って、移動体は磁力を用いずにそのレールを昇りながら移動することが可能となる。 Further, in the above-described third embodiment, the mode in which the magnetic force is used for “elevating” the moving body has been described. However, it is not always necessary to apply a magnetic force to the moving body in the rotating mechanism that performs the “elevation” of the moving body. There is no. For example, in the above-mentioned rotating mechanism C1, if the rotating force of the rail is strong, the moving body can move along the rotating mechanism C2 rotating along the rotating mechanism C2 while using the magnetic force without using magnetic force. It becomes possible.
また、この際、回転機構2のレールの傾斜角度が急であれば、回転機構C2のレール上で、移動体が自身にかかる重力によりレールを下る可能性があるため、これを止める歯止め部材を設けることが考えられる。歯止め部材は、例えば、レールの近傍かつ回転機構C2の回転を阻害しない位置に配置した長尺の板部材等である。更に、回転機構2のレールの傾斜角度が緩やかであれば、上記の歯止め部材を設けることなく、移動体に磁力を及ぼさずに、回転機構C2のレールを昇らせて移動させることができる。このように、移動体の「昇り」において磁力を利用しない構造も採用しうる。
At this time, if the inclination angle of the rail of the
[第4の実施の形態]
移動体4を循環させる構造として、第4の実施の形態を示す。
第4の実施の形態は、図17(a)に示すように、外周径の大きなレール1aと、その内側に配置された外周径の小さなレール1bから構成された回転機構C3である。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment is shown as a structure for circulating the moving
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 17A, a rotation mechanism C3 is configured by a
また、レール1aのレールの傾斜方向と、レール1bのレールの傾斜方向は逆向きに構成されている。より詳細には、図17(a)で見ると、レール1aは右上方から左下方に向けて下るレールの傾斜方向を有し、レール1bは、左上方から右下方に向けて下るレールの傾斜方向を有している。
The direction of inclination of the
回転機構C3は、レール1a及びレール1bの下端同士と、上端同士がそれぞれ繋がっており、全体として同一の理想方向に回転する構造となっている。また、移動体(図示省略)はレール1aを介して上方から下方に移動する。また、移動体は、レール1bを介して、下方から上方に移動する。
The rotation mechanism C3 has a structure in which the lower ends and the upper ends of the
また、回転機構C3では、レール1aに位置する移動体に磁力を及ぼす磁石体5aと、レール1bに位置する移動体に磁力を及ぼす磁石体5bを有している。各磁石体は、移動体に磁力を及ぼし、この磁力に基づき、レール1が理想方向に回転し、移動体がレール1に沿って移動する。
Further, the rotation mechanism C3 has a
この第4の実施の形態のように、下り用のレールと昇り用のレールを一体的な構造とすることも可能である。なお、第4の実施の形態においては、移動体の記載を省略しているが、これまでの実施の形態と同様に、複数の移動体を配置して、循環させることが可能である。このような第4の実施の形態であれば、レールを一体的にまとめることができ、コンパクトな構造とすることができる。 As in the fourth embodiment, the down rail and the up rail can be integrated. In the fourth embodiment, the description of the moving bodies is omitted, but a plurality of moving bodies can be arranged and circulated as in the previous embodiments. According to the fourth embodiment, the rails can be integrated and the structure can be made compact.
また、必ずしも、回転機構C3のように、2つの磁石体5aと磁石体5bを設ける必要はなく、レール1a及びレール1bの回転力が強く、移動体が各レールを循環できるのであれば、いずれか一方の磁石体を省略することも可能である。
Also, unlike the rotating mechanism C3, it is not always necessary to provide the two
[第5の実施の形態]
更に、移動体4を循環させる構造として、第5の実施の形態を示す。
第5の実施の形態は、図17(b)に示すように、レール1を巻き付けた柱部材2の側方に、搬送機構35が設けられている。移動体4は、磁石体(図示省略)の磁力を受けて、レール1を理想方向Rに回転させる。
[Fifth Embodiment]
A fifth embodiment is shown as a structure for circulating the moving
In the fifth embodiment, as shown in FIG. 17B, a
搬送機構35は、搬送体36と上昇クレーン37を有している。搬送体36及び上昇クレーン37は、いずれも図示しない駆動力を介して、移動体4をレール1の下端から、再度、レール1の上端まで搬送する。このように、別の駆動力を介して、移動体4を再度、レール1の上端にエントリーする態様も考えられる。
The
この第5の実施の形態では、別の駆動力を介して移動体4を循環させる態様となっているが、このような構造でも、レール1の回転運動エネルギーを抽出できる。また、移動体4を軽い部材で形成することで、搬送機構35で消費するエネルギーを少なくして、総合的なエネルギー効率を高めることもできる。
In the fifth embodiment, the moving
また、上述した第5の実施の形態に関して、搬送機構35の代わりに、複数の移動体4をロープ状の部材で連結する構造も考えられる。このように、複数の移動体4をロープ条の部材で連結することで、レール1の下端に到達した移動体4を上昇させる動きを、レール1に沿って下降してくる移動体に担わせることが可能となる。このように、搬送機構35を用いずに、移動体4を循環させることもできる。
Further, in the fifth embodiment described above, a structure in which a plurality of moving
[第6の実施の形態]
続いて、本発明の第6の実施の形態を説明する。
第6の実施の形態では、これまで説明した構造と異なり、レール1が螺旋状ではなく、環状に形成された点が大きく異なる。以下、詳細を説明する。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.
The sixth embodiment is different from the above-described structure in that the
図19(a)に示すように、本発明の第6の実施の形態である回転機構Dは、円柱状の柱部材2に、環状の薄板のレール1が巻き付けて構成されている、レール1は金属で形成され、磁石で構成された移動体4が取り付け可能となっている。
As shown in FIG. 19A, a rotation mechanism D according to a sixth embodiment of the present invention is configured by winding an annular
また、レール1及び柱部材2は理想方向Rにのみ回転可能に構成され、理想方向とは逆方向への回転が規制されている。また、柱部材2に取り付けられた移動体4に対して磁力を及ぼす磁石体が配置されている(図20参照)。
Further, the
即ち、回転機構Dでは、移動体4が磁石体から磁力を受けて、レール1を理想方向に回転させるが、レール1がその逆方向に回転しないので、移動体4のレール1に沿った移動(図19(a)で見る右上から左下に向けての移動)と、レール1の理想方向への回転を繰り返し行うことができる。
That is, in the rotation mechanism D, the moving
ここで、必ずしも、レール1及び柱部材2が、理想方向とは逆方向への回転が規制された構造となる必要はない。移動体4がレール1の傾斜方向の下方に向けて移動しやすく、かつ、移動体4がレール1の理想方向に回転するときには、レール1と移動体4が一体的に移動するように構成されていれば充分である。
Here, the
例えば、図19(b)に示すように、レール1に、一方方向に傾斜した波状部39を設ける構造も考えられる。このレール1では、移動体4は、符号Fで示す方向には、波状部39を乗り越えて滑らかに移動可能である。一方、移動体4が、符号Gで示す方向に移動しようとすると、波状部39の曲面に移動を阻まれる。この結果、移動体4は、符号Gに示す方向には、移動体4のみで移動することはできず、磁力が移動体4に及んだ場合には、レール1と一体となって移動(回転)するものとなる。
For example, as shown in FIG. 19B, a structure in which a
また、移動体が、上述した車型の移動体41(図4(a)参照)の場合、そのタイヤ41aが、理想方向には回転しないが、理想方向とは逆方向には回転する構造も考えられる。こうすれば、移動体41は、レール1の傾斜方向にのみ移動して、レール1を理想方向に回転させる動きを行う際には、タイヤ41aが回転せず、レール1と一体となって動きやすくなる。以上のような構造が考慮されるが、上記の内容を複数組み合わせて、レール1の回転する効率をより一層高めることもできる。また、更には、車型の移動体41が理想方向とは逆方向のみ回転するように構成された場合には、レール1は理想方向と、その逆方向の両方向に自在に回転するものが採用されてもよい。
When the moving body is the above-described vehicle-shaped moving body 41 (see FIG. 4A), a structure in which the
第6の実施の形態における力の掛かり方を更に説明する。
柱部材2から少し離して磁石体5が配置されている(図20(a)参照)。移動体4の末端には、磁石体5からの引力Fdが及び、この引力Fdに基づき力F1が発生する。
How to apply force in the sixth embodiment will be further described.
The
また、移動体4の末端にかかる力F1からは、レール1の傾斜方向に沿った力F(θ2)が発生し、これがレール1を理想方向に回転させる力として働く(図20(a)及び図20(b)参照)。
Also, a force F (θ2) along the inclination direction of the
また、移動体4の先端には、磁石体5から斥力F3が働き(図21及び図22(a)参照)、移動体4の末端には引力F4(Fd)が働く。また、移動体4の先端に働く斥力F3からは、レール1の傾斜方向に沿った力F2が発生する(図22(a)参照)。
A repulsive force F3 acts on the tip of the moving
この力F2の分力F2y1(図22(b)参照)が、移動体4をレール1の傾斜方向の下方に向けて移動させようとする力となる。移動体4は力F2y1が働き、レール1の傾斜方向の下方にわずかに移動する。この後、再び、上述した力F(θ2)が強くなり、レール1と移動体4が一体的に理想方向に回転する。この動きの繰り返しで、環状のレール1が回転し、これから回転運動エネルギーを得ることが可能となる。
The component force F2y1 of this force F2 (see FIG. 22B) is a force for moving the moving
また、第6の実施の形態においても、移動体4の末端に斥力を及ぼして、レール1を回転させることができる。
図23に示すように、磁石体5を配置して、移動体4の末端に斥力F1をかける。この斥力F1からは分力F(θ2)が発生し、この力F(θ2)がレール1を理想方向に回転させる力として働く。
Also in the sixth embodiment, the
As shown in FIG. 23, the
また、移動体4の先端には、磁石体5の引力F2が働く。力F2からは、移動体4をレール1の傾斜方向の下方に向けて移動させようとする力F2y1が生じる。このように、移動体4の末端に磁石体5が斥力を及ぼす構成であっても、環状のレール1を回転させることができる。
At the tip of the moving
ここで、上述した第6の実施の形態では、移動体4に磁力を及ぼしてレール1を回転する構造を述べたが、磁力の代わりに、移動体4に対して弾性力を付与して、レール1を回転させる構造も採用しうる。
Here, in the above-described sixth embodiment, the structure in which the
この場合、移動体4の末端を、バネ部材等の弾性体で引っ張り、引っ張り力Fdを及ぼす。この引っ張り力Fdに基づき力F(θ2)が発生する(図20(b)参照)。また、移動体4の先端もバネ部材等の弾性体で引っ張り、その引っ張り力F3からは、レール1の傾斜方向に沿った力F2が発生する(図22(a))。
In this case, the distal end of the moving
この力F2の分力F2y1(図22(b)参照)が、移動体4をレール1の傾斜方向の下方に向けて移動させようとする力となる。移動体4は力F2y1が働き、レール1の傾斜方向の下方にわずかに移動する。この後、再び、上述した力F(θ2)が強くなり、レール1と移動体4が一体的に理想方向に回転する。この動きの繰り返しで、環状のレール1が回転し、これから回転運動エネルギーを得ることが可能となる。
The component force F2y1 of this force F2 (see FIG. 22B) is a force for moving the moving
このように、第6の実施の形態では、磁力に変えて弾性力を移動体4に付与して、レール1を回転させることも可能である。また、第6の実施の形態での磁力に加えて、バネ部材等の弾性力を更に加えて、より一層、レール1を力強く回転させる構造も採用しうる。
As described above, in the sixth embodiment, the
本発明の第7の実施の形態について説明する。
本発明の第7の実施の形態では、実施の形態6で示した環状のレール1が設けられた柱部材2について、レール1及び柱部材2の軸心が略水平な向きに配置された構造である。
A seventh embodiment of the present invention will be described.
In the seventh embodiment of the present invention, the
この第7の実施の形態である回転機構Eでは、環状のレール1の下部に移動体4が磁力を介してぶら下がった状態となっている(図24(a)参照)。また、レール1は、理想方向には回転し、その逆方向への回転は規制されている。
In the rotation mechanism E according to the seventh embodiment, the moving
また、柱部材2の下部には磁石体5が配置されている。磁石体5は、移動体4の末端に引力Fdを及ぼし、移動体4の先端には、斥力Fd'を及ぼしている(図24(b)参照)。
Further, a
そして、力Fdは、レール1の接線方向に向かう力F1を発生させる、力F1は、レール1を移動体4と共に、理想方向(反時計回り)に回転させる力となる(図25参照)。また、力Fd'からは、力F2が発生する。この力F2は、移動体4をレール1に沿って、時計回りの方向に移動させる力となる(図25参照)。このように、回転機構Eにおいても、磁石体5の磁力が移動体4の先端と末端に及び、レール1を回転させることができる。
Then, the force Fd generates a force F1 directed in a tangential direction of the
また、第7の実施の形態においても、移動体4の末端に斥力を及ぼして、レール1を回転させることができる。図26(a)及び図26(b)に示すように、磁石体5が移動体4の末端に斥力Fd'を及ぼし、移動体4の先端に引力Fdを及ぼしている。これらに基づき、レール1を理想方向に回転させる力F1と、移動体4をレール1に沿って時計回りに移動させる力F2が発生している。
Also in the seventh embodiment, the
ここで、上述した第7の実施の形態においても、移動体が、上述した車型の移動体41(図4(a)参照)の場合、そのタイヤ41aが、理想方向には回転しないが、理想方向とは逆方向には回転する構造も考えられる。こうすれば、移動体41は、レール1の理想方向とは逆方向にのみ移動して、レール1を理想方向に回転させる動きを行う際には、タイヤ41aが回転せず、レール1と一体となって動きやすくなる。また、更には、車型の移動体41が理想方向と逆方向にのみ回転するように構成された場合には、レール1は理想方向と、その逆方向の両方向に自在に回転するものが採用されてもよい。
Here, also in the above-described seventh embodiment, when the moving body is the above-described vehicle-shaped moving body 41 (see FIG. 4A), the
ここで、上述した第7の実施の形態では、移動体4に磁力を及ぼしてレール1を回転する構造を述べたが、磁力の代わりに、移動体4に対して弾性力を付与して、レール1を回転させる構造も採用しうる。
Here, in the above-described seventh embodiment, the structure in which the
この場合、移動体4の末端をバネ部材等の弾性体で引っ張り、引っ張り力Fdを及ぼし、また、移動体4の先端もバネ部材等の弾性体で引っ張り、引っ張り力Fd'を及ぼすようにする(図24(b)参照)。
In this case, the distal end of the moving
そして、力Fdは、レール1の接線方向に向かう力F1を発生させる、力F1は、レール1を移動体4と共に、理想方向(反時計回り)に回転させる力となる(図25参照)。また、力Fd'からは、力F2が発生する。この力F2は、移動体4をレール1に沿って、時計回りの方向に移動させる力となる(図25参照)。
Then, the force Fd generates a force F1 directed in a tangential direction of the
このように、第7の実施の形態において、磁力に変えて弾性力を移動体4に付与して、レール1を回転させることも可能である。また、第7の実施の形態での磁力に加えて、バネ部材等の弾性力を更に加えて、より一層、レール1を力強く回転させる構造も採用しうる。
As described above, in the seventh embodiment, it is possible to rotate the
[第8の実施の形態]
続いて、移動体4に対して、弾性力を及ぼして、レール1を回転させる構造について説明する。
本発明の第8の実施の形態は、図27(a)に示すように、移動体4がレール1に取り付けられている。なお、移動体4は、磁力を介してレール1に取り付けられてもよいし、レール1に沿って移動可能であれば、その取付構造は磁力に限られない。
[Eighth Embodiment]
Next, a structure in which an elastic force is applied to the moving
In the eighth embodiment of the present invention, a moving
移動体4の先端にバネ50の一端が取り付けられ、バネ50の他端は嵌装部60に移動自在に取り付けられている。また、移動体4の末端にもバネ51の一端が取り付けられ、バネ51の他端は嵌装部61に移動自在に取り付けられている。
One end of a
バネ50及びバネ51の他端は、各嵌装部において、移動体4がレール1に沿って移動する動きに合わせて、各他端が移動するものとなっている。
The other end of the
ここで、必ずしも、移動体4に対して弾性力を付与する部材がバネに限定される必要はない。例えば、バネに変えて、伸縮性を有するゴム部材を利用することもできる。
Here, the member that applies elastic force to the moving
移動体4の末端にバネ51が及ぼす引っ張り力F1は、移動体4とレール1を理想方向に回転させる力として働く。また、移動体4の先端にバネ50が及ぼす引っ張り力F2が、移動体4がレール1に沿ってレール傾斜方向の下方に移動させる力として働く。
The pulling force F1 exerted by the
このバネ50及びバネ51が、移動体4の先端及び末端に繰り返し弾性力を付与することで、レール1を理想方向に回転させることができる。また、移動体4は、レール1に沿って下方に移動していくことができる。また、この移動体4の動きに合わせて、バネ50及びバネ51も各嵌装部を下方に移動していくものとなる。
The
また、図27(b)に示すように、バネ部材の他に、磁石体5を設けて、移動体4に磁力を及ぼして、弾性力と磁力を組み合わせた構成とすることもできる。これにより、レール1の理想方向への回転の効率を高めることもできる。
Further, as shown in FIG. 27 (b), it is also possible to provide a
また、本発明の第8の実施の形態では、バネの弾性力を、移動体4を押し付ける力として利用して、レール1を回転させることもできる。図28(a)及びず28(b)に示すように、移動体4の末端は、バネ50の一端に繋げられ、力F1の向きへ押しつけられている。また、移動体4の先端は、バネ51の一端に繋げられ、力F1の向きへ押しつけられている。
Further, in the eighth embodiment of the present invention, the
このように、各バネが移動体4を押し出そうとする力を利用して、レール1を理想方向に回転させる向きの力F1と、移動体4をレール1の傾斜方向の下方に移動させる力F2を発生させることもできる。
As described above, the force F1 for rotating the
更に、図29に示すように、柱部材2の右側から2つのバネ部材50、51を取り付ける構成も採用しうる。また、同様に、柱部材2の左側から2つのバネ部材を取り付けてもよい。
Further, as shown in FIG. 29, a configuration in which two
また、本発明の第8の実施の形態では、2つの柱部材2に対して、移動体4をバネで繋ぎながら、嵌装部60を用いて、移動体を循環させる構造も採用しうる(図30参照)。以上のように、本発明では、弾性力を移動体4に及ぼして、レール1を理想方向に回転させることができる。
Further, in the eighth embodiment of the present invention, a structure in which the moving
本明細書及び特許請求の範囲で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書及び特許請求の範囲に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。 The terms and expressions used in the specification and claims are merely illustrative, not restrictive, and are not intended to limit the features and features described in the specification and claims. There is no intention to exclude equivalent terms or expressions. It goes without saying that various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
以上のように、本発明の回転機構は、簡易な構成であり、エネルギー損失が少なく、効率よく回転運動エネルギーを生じさせることが可能なものとなっている。 As described above, the rotation mechanism of the present invention has a simple configuration, has a small energy loss, and can efficiently generate rotational kinetic energy.
1 レール
2 柱部材
3 回転軸
4 移動体
5 磁石体
10 レール
10a 溝部
11 レール
30 タイミングベルト
31 搬送ベルト
32 磁石体
33 搬送部
34 保持アーム
35 搬送機構
36 搬送体
37 上昇クレーン
39 波状部
40 移動体
40a ローラー部
41 移動体
41a タイヤ
42 リング部
50 バネ
51 バネ
61 嵌装部
70 押え板
REFERENCE SIGNS
Claims (27)
該第1のレール部に取付可能、かつ、同第1のレール部に沿って移動可能に構成された移動部と、
前記移動部における第1の領域に対して、前記第1のレール部を第1の方向に回転させる向きに、第1の力を付与するレール回転力付与手段と、
前記移動部における第1の領域とは異なる領域を含む第2の領域に対して、同移動部を前記第1のレール部における一方から他方に向かって移動させる向きに、第2の力を付与する移動力付与手段とを備え、
前記第1の力及び前記第2の力で、前記移動部の前記第1のレール部に対する相対的な移動と、第1のレール部を前記第1の方向に回転させる動きを繰り返して、同移動部を同第1のレール部の他方に移動せしめる
回転機構。 A first rail portion formed in a spiral shape and configured to be rotatable about an axis;
A moving unit attachable to the first rail unit and configured to be movable along the first rail unit;
Rail rotating force applying means for applying a first force in a direction for rotating the first rail portion in a first direction with respect to a first region in the moving portion;
A second force is applied to a second region of the moving unit including a region different from the first region in a direction to move the moving unit from one side to the other in the first rail unit. Moving force imparting means,
With the first force and the second force, the relative movement of the moving portion with respect to the first rail portion and the motion of rotating the first rail portion in the first direction are repeated. A rotating mechanism for moving the moving part to the other of the first rail part;
該第1のレール部に取付可能、かつ、同第1のレール部に沿って移動可能に構成された移動部と、
前記移動部における第1の領域に対して、前記第1のレール部を第1の方向に回転させる向きに、第1の力を付与するレール回転力付与手段と、
前記移動部における第1の領域とは異なる領域を含む第2の領域に対して、同移動部を前記第1のレール部に沿って前記一方とは反対の方向に向かって移動させる向きに、第2の力を付与する移動力付与手段とを備え、
前記第1のレール部は、前記第1の方向とは反対の方向である第2の方向への回転が規制され、及び/又は、前記移動部は、同第1のレール部に沿って前記一方に向かう移動が規制され、
前記第1の力及び前記第2の力で、前記移動部の前記第1のレール部に対する相対的な移動と、第1のレール部を前記第1の方向に回転させる動きを繰り返し可能に構成された
回転機構。 A first rail portion formed in an annular shape and configured to be rotatable about an axis;
A moving unit attachable to the first rail unit and configured to be movable along the first rail unit;
Rail rotational force applying means for applying a first force in a direction to rotate the first rail portion in a first direction with respect to a first region in the moving portion;
For a second region including a region different from the first region in the moving unit, in a direction in which the moving unit is moved along the first rail in a direction opposite to the one, Moving force applying means for applying a second force,
The first rail portion is restricted from rotating in a second direction opposite to the first direction, and / or the moving portion moves along the first rail portion along the first rail portion. Movement toward one side is regulated,
With the first force and the second force, the relative movement of the moving portion with respect to the first rail portion and the motion of rotating the first rail portion in the first direction can be repeated. Rotation mechanism.
前記第1の力は、前記磁力を受ける領域に働く磁力に基づき発生し、
前記第2の力は、前記移動部に働く重力、又は、前記磁力を受ける領域に働く磁力の少なくとも一方に基づき発生する
請求項1又は請求項2に記載の回転機構。 The moving unit is configured to have a region that receives a magnetic force in at least a part thereof,
The first force is generated based on a magnetic force acting on a region receiving the magnetic force,
The rotation mechanism according to claim 1, wherein the second force is generated based on at least one of gravity acting on the moving unit and a magnetic force acting on a region receiving the magnetic force.
前記第2の力は、前記移動部に働く重力、又は、同移動部に働く弾性力の少なくとも一方に基づき発生する
請求項1又は請求項2に記載の回転機構。 The first force is generated based on an elastic force acting on the moving unit,
The rotation mechanism according to claim 1, wherein the second force is generated based on at least one of gravity acting on the moving unit and elastic force acting on the moving unit.
前記第1の力は、前記磁力を受ける領域に働く磁力、又は、前記移動部に働く弾性力の少なくとも一方に基づき発生し、
前記第2の力は、前記移動部に働く重力、前記磁力を受ける領域に働く磁力、又は、同移動部に働く弾性力のうち、少なくとも一つに基づき発生する
請求項1又は請求項2に記載の回転機構。 The moving unit is configured to have a region that receives a magnetic force in at least a part thereof,
The first force is generated based on at least one of a magnetic force acting on a region receiving the magnetic force or an elastic force acting on the moving portion,
The second force is generated based on at least one of gravity acting on the moving part, magnetic force acting on a region receiving the magnetic force, or elastic force acting on the moving part. The rotating mechanism as described.
前記レール回転力付与手段の磁力手段と、前記移動力付与手段の磁力手段は、その磁力の発生源の少なくとも一部が共通の磁石体である
請求項3又は請求項5に記載の回転機構。 The rail rotational force applying means, and the moving force applying means are configured by magnetic force means for applying a magnetic force to a region receiving the magnetic force,
The rotation mechanism according to claim 3 or 5, wherein the magnetic force means of the rail rotational force applying means and the magnetic force means of the moving force applying means have a common magnet body at least a part of a magnetic force generation source.
請求項3、請求項5又は請求項6に記載の回転機構。 The rail rotational force applying means is a substantially columnar body, having a first surface and a second surface substantially parallel in a longitudinal direction, and a columnar shape having different magnetic poles on the first surface and the second surface. The rotation mechanism according to claim 3, wherein the rotation mechanism is configured by a magnet body.
請求項3、請求項5又は請求項6に記載の回転機構。 The rotation mechanism according to claim 3, wherein the rail rotation force applying unit is configured by a magnet body having a curved shape.
該柱状磁石体は、
前記移動部の前記磁力を受ける領域のうち、前記第1のレール部に接触する領域が有する磁極または同第1のレール部に近い側の領域が有する磁極と引き合う磁極を有する第1の面又は第2の面が、前記第1のレール部に対向する向きで配置され、
その長手方向が前記第1のレール部の螺旋の傾斜する向きに合わせて傾けられ、かつ、同第1のレール部の他方の端部の方向に位置する一方の端部が、前記第1のレール部に近接する向きに傾けられた
請求項3、請求項5、請求項6、請求項7又は請求項8に記載の回転機構。 The rail rotational force applying means is a substantially columnar body, having a first surface and a second surface substantially parallel in a longitudinal direction, and a columnar shape having different magnetic poles on the first surface and the second surface. It is composed of a magnet body,
The columnar magnet body,
A first surface having a magnetic pole attracting to a magnetic pole of a region that contacts the first rail portion or a magnetic pole of a region closer to the first rail portion, among the regions of the moving portion that receive the magnetic force. A second surface is disposed in a direction facing the first rail portion;
The longitudinal direction is inclined in accordance with the direction in which the spiral of the first rail is inclined, and one end located in the direction of the other end of the first rail is the first rail. The rotation mechanism according to claim 3, wherein the rotation mechanism is inclined in a direction approaching the rail portion.
該柱状磁石体は、
前記移動部の前記磁力を受ける領域のうち、前記第1のレール部に接触する領域が有する磁極または同第1のレール部に近い側の領域が有する磁極と反発する磁極を有する第1の面又は第2の面が、前記第1のレール部に対向する向きで配置され、
その長手方向が前記第1のレール部の螺旋の傾斜する向きに合わせて傾けられ、かつ、同第1のレール部の他方の端部の方向に位置する一方の端部が、前記第1のレール部に近接する向きに傾けられた
請求項3、請求項5、請求項6、請求項7又は請求項8に記載の回転機構。 The rail rotational force applying means is a substantially columnar body, having a first surface and a second surface substantially parallel in a longitudinal direction, and a columnar shape having different magnetic poles on the first surface and the second surface. It is composed of a magnet body,
The columnar magnet body,
A first surface having a magnetic pole that repels a magnetic pole of a region in contact with the first rail portion or a magnetic pole of a region near the first rail portion in a region of the moving portion that receives the magnetic force. Or a 2nd surface is arrange | positioned in the direction facing the said 1st rail part,
The longitudinal direction is inclined in accordance with the direction in which the spiral of the first rail is inclined, and one end located in the direction of the other end of the first rail is the first rail. The rotation mechanism according to claim 3, wherein the rotation mechanism is inclined in a direction approaching the rail portion.
請求項7、請求項9又は請求項10に記載の回転機構。 The rotation mechanism according to claim 7, wherein a plurality of the columnar magnet bodies are arranged.
又は
前記第1のレール部は磁石を有して構成されると共に、前記移動部は前記磁石に吸着可能な磁性体で形成され、
もしくは、
前記移動部自体が磁石で構成されると共に、前記第1のレール部は磁石を有して構成された
請求項3、請求項5、請求項6、請求項7、請求項8、請求項9、請求項10又は請求項11に記載の回転機構。 The moving part itself is formed of a magnet, and the first rail part is formed of a magnetic material capable of attracting the magnet,
Or the first rail portion is configured to have a magnet, and the moving portion is formed of a magnetic material that can be attracted to the magnet,
Or
The said moving part itself is comprised with a magnet, The said 1st rail part was comprised with the magnet. The claim 3, the claim 5, the claim 6, the claim 7, the claim 8, the claim 8, the claim 9 The rotation mechanism according to claim 10 or claim 11.
請求項3、請求項5、請求項6、請求項7、請求項8、請求項9、請求項10、請求項11又は請求項12に記載の回転機構。 The said moving part was comprised with the attaching part which can be fitted to the said 1st rail part, and the said magnet part connected with this attaching part. The claim 3, claim 5, claim 6, claim 6, claim 7, The rotating mechanism according to claim 8, 9, 10, 10, 11, or 12.
請求項1乃至請求項13のいずれかに記載の回転機構。 The rotating mechanism according to claim 1, wherein a plurality of the moving units are provided.
請求項1乃至請求項14のいずれかに記載の回転機構。 The rotation mechanism according to any one of claims 1 to 14, wherein the moving unit includes a wheel unit that is rotatable and movable along the first rail unit.
請求項1乃至請求項15のいずれかに記載の回転機構。 The rotation mechanism according to any one of claims 1 to 15, further comprising: a first movement restricting unit that restricts movement of the moving unit from one of the first rails to the other.
請求項1乃至請求項16のいずれかに記載の回転機構。 The rotation mechanism according to any one of claims 1 to 16, wherein rotation of the first rail portion in a second direction opposite to the first direction is restricted.
請求項1乃至請求項17のいずれかに記載の回転機構。 The rotation mechanism according to any one of claims 1 to 17, further comprising a weight fixed to the first rail, and configured to be rotatable with the first rail.
請求項1乃至請求項18のいずれかに記載の回転機構。 The rotation mechanism according to any one of claims 1 to 18, wherein an angle formed by an axis of the first rail portion and a vertical direction is in a range of 0 degree or more to less than 90 degrees.
請求項1乃至請求項19のいずれかに記載の回転機構。 The rotation mechanism according to any one of claims 1 to 19, wherein an angle between the axis of the first rail portion and the vertical direction is 90 degrees or more.
前記移動部が、前記第2のレール部に取付可能かつ同第2のレール部に沿って移動可能に構成され、
前記第1のレール部を前記第1の方向に回転させる動きにより、前記第2のレール部を回転させ、前記移動部を同第2のレールの他方の端部に移動せしめる
請求項1乃至請求項20のいずれかに記載の回転機構。 It is arranged inside the first rail portion, is formed in a spiral shape opposite to the spiral of the first rail portion, and has one end thereof and the other end of the first rail portion. And between the other end and one end of the first rail portion, the moving portion is configured to be movable, and the first rail portion around the axis. And a second rail configured to be rotatable in the same direction.
The moving portion is configured to be attachable to the second rail portion and to be movable along the second rail portion,
The movement of rotating the first rail in the first direction causes the second rail to rotate and moves the moving part to the other end of the second rail. Item 21. The rotation mechanism according to any one of Items 20 to 18.
前記移動部における第3の領域とは異なる領域を含む第4の領域に対して、同移動部を前記第2のレール部における一方から他方に向かって移動させる向きに、第4の力を付与する循環用移動力付与手段とを備え、
前記第3の力及び前記第4の力で、前記移動部の前記第2のレール部に対する相対的な移動と、第2のレール部を前記第1の方向に回転させる動きを繰り返して、同移動部を同第2のレールの他方の端部に移動せしめる
請求項21に記載の回転機構。 A circulating rail rotational force applying means for applying a third force in a direction for rotating the second rail portion in the first direction with respect to a third region in the moving portion;
A fourth force is applied to a fourth region including a region different from the third region in the moving unit in a direction to move the moving unit from one side to the other in the second rail unit. Circulating moving force imparting means,
With the third force and the fourth force, the relative movement of the moving portion with respect to the second rail portion and the motion of rotating the second rail portion in the first direction are repeated. The rotating mechanism according to claim 21, wherein the moving unit is moved to the other end of the second rail.
前記第1のレール部の回転を前記第2のレール部に伝えて、同第2のレール部を回転させる回転力伝達手段とを備え、
前記移動部が、前記第2のレール部に取付可能かつ同第2のレール部に沿って移動可能に構成され、
前記所定の螺旋状が、前記第1のレール部の螺旋と反対向きに形成された際には、前記第2のレール部は、前記第1のレール部と同じ方向に回転可能に構成され、
または、
前記所定の螺旋状が、前記第1のレール部の螺旋と同じ向きに形成された際には、前記第2のレール部は、前記第1のレール部と反対方向に回転可能に構成され、
前記第1のレール部を前記第1の方向に回転させる動きにより、前記第2のレール部を回転させ、前記移動部を同第2のレールの他方の端部に移動せしめる
請求項1乃至請求項20のいずれかに記載の回転機構。 The first rail portion is disposed at a predetermined distance from the first rail portion, is formed in a predetermined spiral shape, and is configured to be rotatable around an axis. Between the other end of the first rail, and between the other end and one end of the first rail, a second rail portion in which the moving portion is configured to be movable,
Rotating force transmitting means for transmitting rotation of the first rail portion to the second rail portion and rotating the second rail portion;
The moving portion is configured to be attachable to the second rail portion and to be movable along the second rail portion,
When the predetermined spiral shape is formed in a direction opposite to the spiral of the first rail portion, the second rail portion is configured to be rotatable in the same direction as the first rail portion,
Or
When the predetermined spiral shape is formed in the same direction as the spiral of the first rail portion, the second rail portion is configured to be rotatable in a direction opposite to the first rail portion,
The movement of rotating the first rail in the first direction causes the second rail to rotate and moves the moving part to the other end of the second rail. Item 21. The rotation mechanism according to any one of Items 20 to 18.
前記移動部における第3の領域とは異なる領域を含む第4の領域に対して、同移動部を前記第2のレール部における一方から他方に向かって移動させる向きに、第4の力を付与する循環用移動力付与手段とを備え、
前記第3の力及び前記第4の力で、前記移動部の前記第2のレール部に対する相対的な移動と、第2のレール部を前記第1の方向、又は、前記第2の方向に回転させる動きを繰り返して、同移動部を同第2のレールの他方の端部に移動せしめる
請求項23に記載の回転機構。 In a direction in which the second rail portion is rotated in the first direction, or in a second direction opposite to the first direction, with respect to a third region in the moving portion. A circulation rail rotational force applying means for applying a force of 3;
A fourth force is applied to a fourth region including a region different from the third region in the moving unit in a direction to move the moving unit from one side to the other in the second rail unit. Circulating moving force imparting means,
With the third force and the fourth force, relative movement of the moving portion with respect to the second rail portion, and movement of the second rail portion in the first direction or the second direction. 24. The rotating mechanism according to claim 23, wherein the rotating part is repeated to move the moving part to the other end of the second rail.
請求項1乃至請求項24のいずれかに記載の回転機構。 The rotation mechanism according to any one of claims 1 to 24, further comprising a pressing unit that defines an angle at which the moving unit is attached to the first rail unit.
請求項1乃至請求項25のいずれかに記載の回転機構。 The rotation mechanism according to any one of claims 1 to 25, further comprising: a power conversion unit that is directly or indirectly connected to the first rail unit and converts a rotation of the first rail unit into power. .
請求項1乃至請求項26のいずれかに記載の回転機構。 The rotation mechanism according to any one of claims 1 to 26, further comprising: a power conversion unit that is directly or indirectly connected to the first rail unit and converts a rotation of the first rail unit into electric power. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018226259A JP2020010589A (en) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | Rotary mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018226259A JP2020010589A (en) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | Rotary mechanism |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018553504A Division JP6448169B1 (en) | 2018-07-06 | 2018-07-06 | Rotating mechanism |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020010589A true JP2020010589A (en) | 2020-01-16 |
Family
ID=69152511
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018226259A Pending JP2020010589A (en) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | Rotary mechanism |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020010589A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111431434A (en) * | 2020-03-16 | 2020-07-17 | 清华大学 | Pressing mechanism, piezoelectric driving motor and atomic force microscope |
-
2018
- 2018-12-03 JP JP2018226259A patent/JP2020010589A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111431434A (en) * | 2020-03-16 | 2020-07-17 | 清华大学 | Pressing mechanism, piezoelectric driving motor and atomic force microscope |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2581842C1 (en) | Energy conversion device | |
KR101685607B1 (en) | Electrical machine | |
JP2015195717A (en) | Rotation apparatus for power generation device or the like | |
CN107370324A (en) | Actuator and electronic reason hold beauty appliance | |
CN102933843A (en) | Electrical generator that utilizes rotational to linear motion conversion | |
JP2020010589A (en) | Rotary mechanism | |
TW201805524A (en) | Energy generator characterized by using the energy-release and the energy-storage of the inertial body to continuously make the flywheel drive the eccentric shaft to rotate, so as to generate power | |
CN103828202A (en) | Independent power generator assembly and power generator system using same | |
WO2020008641A1 (en) | Rotary mechanism | |
CN105917557B (en) | Generating equipment | |
WO2005106244A1 (en) | Self-generator for transforming tiny kinetic energy into electric energy | |
WO2016199848A1 (en) | Non-contact power generator | |
CN108111049B (en) | Generator and mobile device with generator | |
JP7481749B2 (en) | Generator | |
KR101876041B1 (en) | Torque transfer device | |
JP2021182829A (en) | Electric generator | |
JP2011152033A (en) | Rotary drive apparatus including magnet | |
KR100748076B1 (en) | Power generate apparatus | |
US9059608B2 (en) | Rotation assistance device, rotation assistance method, and power generation device | |
KR102301747B1 (en) | Rotary Motion Device Using Magnetic Force | |
KR101976021B1 (en) | Vibration generator having the wing for floating | |
CN108814749A (en) | Reciprocal torsional mode driving mechanism and care device | |
KR101976020B1 (en) | Contactlesspower tramsmission type vibration generator | |
CN211648954U (en) | Bearing gear module | |
TW201328136A (en) | Permanent magnet apparatus |