JP5478642B2 - Fluid-driven peristaltic device - Google Patents
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Description
本発明は、流体駆動型搖動装置に関し、特に、流体の力で回転するフィン体を介して回転する回転カム体によって往復移動する一対のパラレルロッドで搖動カムを搖動させ、モータ等を用いない単純機構によって作動する搖動装置を得るための新規な改良に関する。 The present invention relates to a fluid-driven peristaltic device, and more particularly, a simple method in which a peristaltic cam is reciprocated by a pair of parallel rods reciprocally moved by a rotating cam body that rotates via a fin body that rotates by the force of a fluid, and a motor or the like is not used It relates to a novel improvement for obtaining a peristaltic device which is actuated by a mechanism.
従来、用いられていたこの種の搖動機構としては、例えば、動力源として、電力、水力、風力に頼るものがあるが、何れもリンクやクランク等の機構及びモータを使用し、大型でかつ複雑な機構となっている。
従来構成の代表例としては、例えば、特開平2009−136714号公報に示される降雨装置における搖動機構の構成を挙げることができる。
Conventionally, this type of peristaltic mechanism used depends on, for example, electric power, hydraulic power, and wind power as a power source, but all of them use a mechanism such as a link or a crank and a motor, and are large and complicated. Mechanism.
As a typical example of the conventional configuration, for example, a configuration of a peristaltic mechanism in a rain apparatus shown in Japanese Patent Laid-Open No. 2009-136714 can be given.
すなわち、図15及び図16において、降雨装置10には、モータを用いた回転駆動手段22と、この回転駆動手段22の回転をノズル50の搖動運動(首振り運動)に変換する四節回転連鎖の梃子クランク機構により構成された動力伝達手段60と、ノズル50の搖動範囲(往復角運動の最大振れ角)の中心位置を外す位置に配置されてノズル50からの放水の一部を受けるキャッチトレイ100とからなり、前記動力伝達手段60を、梃子クランク機構のクランクの長さを変更自在な構成としている。
尚、図17は、前記動力伝達手段60の回転動作により、ノズル50が左右に回動して流体の噴出し方向を可変としている状態を示している。
That is, in FIG. 15 and FIG. 16, the
Note that FIG. 17 shows a state in which the
従来の搖動装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述の図15から図17で示される特許文献1の構成の場合、ノズル50を搖動するための動力伝達手段60がモータ22を必要とすると共に、動力を伝達してノズル50を搖動するための機構が複雑でかつ大型となり、モータを必要としない小型化されたノズル用の搖動機構を必要とする要望には応えることが困難であった。
Since the conventional peristaltic device is configured as described above, the following problems exist.
That is, in the case of the configuration of
本発明による流体駆動型搖動装置は、筒状の本体ケースの内側に回転自在に設けられ一端に筒状で回転カム面を有する回転カム体と、前記回転カム体内に固定され角度が付けられた複数のフィンを有するフィン体と、前記本体ケースの一端に設けられた筒状の継ぎ手フランジと、前記回転カム体の他端の外周に軸回転自在に設けられた筒状で搖動カム面を有する搖動カム体と、前記回転カム面と前記搖動カム面との間でかつ前記回転カム体の外周に位置する一対の第1、第2パラレルロッドと、前記本体ケースの他端に設けられた搖動カム押え体と、前記搖動カム体と前記搖動カム押え体との間に設けられた減摩手段と、を備え、前記継ぎ手フランジ側から供給された流体によって前記フィン体及び回転カム体が回転すると共に前記各パラレルロッドが往復直動することによって前記搖動カム体が時計方向及び反時計方向に搖動する構成であり、また、前記減摩手段は、ボール軸受、コロ軸受、真円球、ポリテトラフルオロエチレンの塗膜の何れかよりなる構成であり、また、前記搖動カム体には、前記流体を搖動放出するための放出ノズルが設けられている構成であり、また、前記搖動カム面の形状に応じて前記搖動カム体の搖動角度が変更できる構成であり、また、前記回転カム体とフィン体とは、キー溝及びキーを介して接続されている構成であり、また、前記搖動カム体の搖動角度は、前記回転カム体の回転カム面の第1軸方向長さにより決まり、前記第1軸方向長さは、前記搖動カム面の第2軸方向長さを超えないようにした構成であり、また、前記継ぎ手フランジは、前記回転カム体の保持を行うと共に、前記流体の種類により前記継ぎ手フランジの形状及び大きさを変更できるように前記継ぎ手フランジは前記本体ケースに着脱自在に設けられている構成である。 A fluid-driven peristaltic device according to the present invention is rotatably provided inside a cylindrical main body case, and has a rotating cam body that is cylindrical at one end and has a rotating cam surface, and is fixed and angled within the rotating cam body. A fin body having a plurality of fins, a cylindrical joint flange provided at one end of the main body case, and a cylindrical peristaltic cam surface provided rotatably on the outer periphery of the other end of the rotating cam body A swing cam body, a pair of first and second parallel rods located between the rotary cam surface and the swing cam surface and on the outer periphery of the rotary cam body, and a swing provided at the other end of the main body case A cam presser, and anti-friction means provided between the swing cam presser and the swing cam presser, and the fin and the rotating cam rotate by fluid supplied from the joint flange side. Together with each parallel When the rod reciprocates linearly, the sliding cam body swings clockwise and counterclockwise, and the anti-friction means includes a ball bearing, a roller bearing, a perfect sphere, and a polytetrafluoroethylene coating. The peristaltic cam body is provided with a discharge nozzle for peristaltic discharge of the fluid, and according to the shape of the peristaltic cam surface. The peristaltic angle of the peristaltic cam body can be changed, and the rotary cam body and the fin body are connected via a keyway and a key. , Determined by the first axial length of the rotating cam surface of the rotating cam body, wherein the first axial length does not exceed the second axial length of the peristaltic cam surface, and The joint flange is Performs holding of the serial rotary cam member, said coupling flange to be able to change the shape and size of the coupling flange on the kind of the fluid is a configuration that is detachably attached to the main body casing.
本発明による流体駆動型搖動装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、筒状の本体ケースの内側に回転自在に設けられ一端に筒状で回転カム面を有する回転カム体と、前記回転カム体内に固定され角度が付けられた複数のフィンを有するフィン体と、前記本体ケースの一端に設けられた筒状の継ぎ手フランジと、前記回転カム体の他端の外周に軸回転自在に設けられた筒状で搖動カム面を有する搖動カム体と、前記回転カム面と前記搖動カム面との間でかつ前記回転カム体の外周に位置する一対の第1、第2パラレルロッドと、前記本体ケースの他端に設けられた搖動カム押え体と、前記搖動カム体と前記搖動カム押え体との間に設けられた減摩手段と、を備え、前記継ぎ手フランジ側から供給された流体によって前記フィン体及び回転カム体が回転すると共に前記各パラレルロッドが往復直動することによって前記搖動カム体が時計方向及び反時計方向に搖動することができ、小型軽量で流体のみの力によってノズルの搖動を達成することができる。
また、前記減摩手段は、ボール軸受、コロ軸受、真円球、ポリテトラフルオロエチレンの塗膜の何れかよりなることにより、搖動カム体の円滑な回転を得ることができる。
また、前記搖動カム体には、前記流体を搖動放出するための放出ノズルが設けられていることにより、放出ノズルを直接搖動カム体に取付けることができ、コンパクトな流体駆動型搖動装置を得ることができる。
また、前記搖動カム面の形状に応じて前記搖動カム体の搖動角度が変更できることにより、放出ノズルの搖動角度を自在に変更することができる。
また、前記回転カム体とフィン体とは、キー溝及びキーを介して接続されていることにより、回転カム体とフィン体とを簡単かつ確実に組み込むことができる。
また、前記搖動カム体の搖動角度は、前記回転カム体の回転カム面の第1軸方向長さにより決まり、前記第1軸方向長さは、前記搖動カム面の第2軸方向長さを超えないようにしたことにより、放水ノズルの搖動角度を自在とすることができる。
また、前記継ぎ手フランジは、前記回転カム体の保持を行うと共に、前記流体の種類により前記継ぎ手フランジの形状及び大きさを変更できるように前記継ぎ手フランジは前記本体ケースに着脱自在に設けられていることにより、継ぎ手フランジの形状を変えるのみで、多種類の流体の放出を行うことができる。
Since the fluid-driven peristaltic device according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
That is, a rotating cam body that is rotatably provided inside a cylindrical main body case and that has a cylindrical rotating cam surface at one end, and a fin body that has a plurality of fins that are fixed and angled within the rotating cam body. A cylindrical joint flange provided at one end of the main body case, a cylindrical peristaltic cam body provided on the outer periphery of the other end of the rotary cam body so as to be axially rotatable, and the rotary cam body A pair of first and second parallel rods positioned between the surface and the peristaltic cam surface and on the outer periphery of the rotary cam body, a peristaltic cam presser provided at the other end of the main body case, and the peristaltic cam Anti-friction means provided between the body and the peristaltic cam pressing body, and the fin body and the rotating cam body are rotated by the fluid supplied from the joint flange side, and the parallel rods are reciprocated directly. To move The swinging cam body can swing clockwise and counterclockwise, it is possible to achieve a swinging of the nozzle by the force of the fluid only in size and weight by.
Further, the anti-friction means is made of any one of a ball bearing, a roller bearing, a perfect sphere, and a coating film of polytetrafluoroethylene, whereby smooth rotation of the peristaltic cam body can be obtained.
Further, since the peristaltic cam body is provided with a discharge nozzle for peristally discharging the fluid, the discharge nozzle can be directly attached to the peristaltic cam body, and a compact fluid-driven peristaltic device is obtained. Can do.
Further, since the swing angle of the swing cam body can be changed according to the shape of the swing cam surface, the swing angle of the discharge nozzle can be freely changed.
Further, since the rotating cam body and the fin body are connected via a keyway and a key, the rotating cam body and the fin body can be easily and reliably incorporated.
The swing angle of the peristaltic cam body is determined by the first axial length of the rotary cam surface of the rotary cam body, and the first axial length is the second axial length of the peristaltic cam surface. By making it not exceed, the peristaltic angle of the water discharge nozzle can be made free.
The joint flange is detachably provided on the body case so as to hold the rotating cam body and to change the shape and size of the joint flange according to the type of the fluid. Thus, it is possible to discharge various kinds of fluids only by changing the shape of the joint flange.
本発明は、流体の力で回転するフィン体を介して回転する回転カム体によって往復移動する一対のパラレルロッドで搖動カムを搖動させ、モータを用いない単純機構によって搖動作動する流体駆動型搖動装置を提供することを目的とする。 The present invention relates to a fluid drive type peristaltic device in which a peristaltic cam is perturbed by a pair of parallel rods reciprocally moved by a rotating cam body that rotates via a fin body that rotates by the force of a fluid, and a peristaltic motion is performed by a simple mechanism that does not use a motor. The purpose is to provide.
以下、図面と共に本発明による流体駆動型搖動装置の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図1において、符号11で示されるものは流体駆動型搖動装置10の筒状をなす本体ケースであり、この本体ケース11の鍔状をなす一端11aには、液体、気体、粉体等からなる流体12を内部に供給するための筒状の継ぎ手フランジ13がボルト14を介して着脱自在に設けられている。
Hereinafter, preferred embodiments of a fluid-driven peristaltic device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to a part the same as that of a prior art example, or an equivalent part.
In FIG. 1, what is indicated by reference numeral 11 is a cylindrical main body case of the fluid-driven
前記本体ケース11内には、全体形状が筒状をなす回転カム体15が回転自在に設けられ、この回転カム体15の一端15a側は、所定のカムリードの回転カム面15bが形成され、その他端15d側には、全体形状が筒状をなすと共に所定のカムリードの搖動カム面16を有する搖動カム体17がこの回転カム体15の送管部15eとは独立して搖動自在に設けられている。
前記本体ケース11の鍔状をなす他端11bにはボルト18を介して輪状の搖動カム押え体19が固定されており、前記搖動カム体17と搖動カム押え体19との間には、搖動カム体17の動きをスムーズにするためと、搖動カム体17を常に本体ケース11の中央に維持するための減摩手段としての多数の真円球20が輪状に配設されている。尚、この減摩手段20としては、前記真円球に限らず、ボール軸受、コロ軸受、テフロン(登録商標)として採用されているポリテトラフルオロエチレンの塗膜も使用可能である。
A rotating
A ring-shaped swing cam presser body 19 is fixed to the other end 11b of the main body case 11 via a
前記回転カム体15の外周位置で、かつ、前記回転カム面15bと前記搖動カム面16との間には、棒状をなす一対の第1、第2パラレルロッド25,26が各カム面15b,16に接触部15Aを介して摺接するように配設され、前記回転カム体15の一方向の一定の回転により前記回転カム面15bで押された各パラレルロッド25,26が搖動カム面16を押すため、搖動カム体17が往復搖動するように構成されている。
A pair of first and second
前記回転カム体15の内側には、フィン体30がこの回転カム体15と一体回転するように内設されており、このフィン体30の後端31側に形成された鍔状のキー32は前記回転カム体15の後端に形成されたザグリ状のキー溝33に嵌合している。
A
図2は、前述の継ぎ手フランジ13、回転カム体15及びフィン体30を拡大して示し、図3は、回転カム体15の回転カム面15bのカム上点Aとカム下点Bに第1、第2パラレルロッド25,26が摺接し、回転カム中心に対称位置(すなわち、180°位相が異なる位置)に配設されている状態を示しており、第2パラレルロッド26がカム上点Aに位置する時に第1パラレルロッド25はカム下点Bに位置している。
2 is an enlarged view of the joint flange 13, the
図4は、前記回転カム体15の送管部15eに前記搖動カム体17を搖動自在に装着した状態を示し、図5は、搖動カム体17のみを送管部15eから離脱させた状態を示しており、前記搖動カム体17は回転カム体15の送管部15eに対して独立して左右方向Cに搖動できるように構成されている。
FIG. 4 shows a state where the
図6は、回転カム体15の平面図であり、回転カム面15bのカム上点Aとカム下点B間は、第1軸方向長さL1に設定されている。
図7は、搖動カム体17の平面図であり、その搖動カム面16には軸方向に沿って突出する突起17aが形成され、この突起17aの両側に一対のカム下点Cが形成されると共に、この各カム下点Cに対応して一対のカム上点Bが形成されている。
FIG. 6 is a plan view of the
FIG. 7 is a plan view of the
前記搖動カム面16の前記カム下点Cとカム上点Bとの間は、前記回転カム体15の第1軸方向長さL1と同じ第1軸方向長さL1を設定され、前記搖動カム面16全体の平面における軸方向長さは第2軸方向長さL2として設定されている。
従って、前記搖動カム体17の搖動角度+θ,−θ(図9で示す)は、前記各パラレルロッド25,26の突き出し動作を行うための回転カム体15の第1軸方向長さL1の寸法により決定され、この回転カム体15の第1軸方向長さL1は前記搖動カム体17の第2軸方向長さL2の寸法を超えないことが絶対条件である。
Between the cam lower point C and the cam upper point B of the peristaltic cam surface 16, a first axial length L1 which is the same as the first axial length L1 of the
Accordingly, the peristaltic angles + θ, −θ (shown in FIG. 9) of the
図8は、前記回転カム体15と送管部15eと搖動カム体17と各パラレルロッド25,26の動作関係を示しており、前記各パラレルロッド25,26は図3で示されるように一対構成であるが、図8では一方のみを示している。
前記各パラレルロッド25,26は、前記本体ケース11の内面に形成されたリブ又は凹部等のガイド11a、11c(図1に示す)により一定方向の直線に沿う往復動作しか移動できないように構成されている。
FIG. 8 shows the operational relationship among the rotating
The
前記回転カム体15が回転することにより、前記各パラレルロッド25又は26が距離La分だけ押されて移動し、その移動した距離分だけ前記搖動カム体17に回転運動を与えることになる。
前記各パラレルロッド25,26は、図3にも示したように、交互に移動するため、この各パラレルロッド25,26の往復運動により前記搖動カム体17には距離分La,Lbの搖動運動が生じることになる。
また、前記搖動カム体17の前記第2軸方向長さL2(図7)の距離が前記回転カム体15の第1軸方向長さL1の距離より長いため、回転カム体15が1回転した場合でも搖動カム体17は1回転しないように構成されている。
As the
As shown in FIG. 3, the
Further, since the distance of the second axial length L2 (FIG. 7) of the
図9は、前述の回転カム体15と各パラレルロッド25,26及び搖動カム体17における回転カム体15の回転による搖動カム体17の時計方向及び反時計方向の往復による搖動状態を示している。
すなわち、図9の(A)状態で、回転カム体15を左回転させると、(B)状態のように、第1パラレルロッド25が回転カム面15bによって右方向に押し出され、搖動カム体17の搖動カム面16上を摺動して搖動カム体17は(A)の0°から(B)の状態のように、搖動角+θだけ搖動する。
FIG. 9 shows a peristaltic state of the reciprocating clockwise and counterclockwise reciprocation of the
That is, when the
さらに、前記回転カム体15が同一方向へ回転して(C)状態となると、第1パラレルロッド25が前述と逆方向の左方向へ移動し、搖動カム体17は0°の位置に戻る。
さらに、前記回転カム体15が同一方向へ回転すると、(D)状態で示されるように、第1パラレルロッド25が(C)状態と同じ方向へ移動し、第1パラレルロッド25が搖動カム面16上を摺動しつつ移動するため、搖動カム体17は搖動角度−θだけ搖動し、回転カム体15を同一方向へ連続して回転させることにより、搖動カム体17は、搖動角度+θ,−θの角度範囲で往復搖動するように構成されている。
Further, when the
Further, when the
尚、図9では一方の第1パラレルロッド25のみしか示していないが、実際には、第1パラレルロッド25とは180°位相が異なる位置に第2パラレルロッド26が図3のように配設され、前記回転カム体15の回転動作に連動して各パラレルロッド25,26が交互に平行往復移動することにより搖動カム体17の搖動が行われる。
また、前記搖動カム面16の形状を種々変更することにより、搖動カム体17の搖動角θを変更することができる。
Although only one first
Further, the peristaltic angle θ of the
図10及び図11は、図1における前記フィン体30を具体的に示しており、このフィン体30の外周の図1で示す後端31から先端31aにかけて長板状をなす4個のフィン30aが形成され、この各フィン30aは後端31側から先端31a側にかけてひねりによる角度αが形成されており、図1のように、継ぎ手フランジ13から流体12(例えば、水)が供給されると、この流体12の流体圧力が各フィン30aにかかり、各フィン30aに回転方向の力が加わり、フィン体30は回転する。
前記フィン体30の回転に伴い、回転カム体15も同一方向へ回転し、前述と同様に、各パラレルロッド25,26を介して搖動カム体17の搖動が行われる。尚、回転カム体15の回転速度は、前記フィン30aの形状、流体12の流速、流量を可変とすることにより、変えることができ、この回転カム体15の回転速度によって、搖動カム体17の搖動速度を変えることができる。
10 and 11 specifically show the
As the
前記流体駆動型搖動装置10は、各部分を分解して示すと、図12の通りであり、前記搖動カム体17の先端の図1の一点鎖線で示されるように放出ノズル50を接続すると、前記搖動カム体17の搖動に応じて放出ノズル50は図14で示されるように、搖動角度+θ,−θの範囲で搖動し、例えば、水の搖動放水を行うことができる。
The fluid-driven
本発明は、流体の流体圧力のみによって、モータ等を用いることなく放出ノズルを搖動させることができ、電源が全くない場所においても流体の搖動放出ができる。 According to the present invention, the discharge nozzle can be swung only by the fluid pressure of the fluid without using a motor or the like, and the fluid can be swung and discharged even in a place where there is no power source.
10 流体駆動型搖動装置
11 本体ケース
11a 一端
11b 他端
11c ガイド
12 流体
13 継ぎ手フランジ
14 ボルト
15 回転カム体
15a 一端
15b 回転カム面
15d 他端
16 搖動カム面
17 搖動カム体
18 ボルト
19 搖動カム押え体
20 真円球(減摩手段)
25,26 第1、第2パラレルロッド
30 フィン体
30a フィン
31 後端
31a 先端
32 キー
33 キー溝
50 放出ノズル
A カム上点
B,C カム下点
L1 第1軸方向長さ
L2 第2軸方向長さ
DESCRIPTION OF
25, 26 First and second
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