JP2013255406A - Rotation auxiliary device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁石の同極性による反発力を利用して、ロータの回転を付勢する回転補助装置に関する。 The present invention relates to a rotation assist device that urges rotation of a rotor by utilizing a repulsive force due to the same polarity of a magnet.
従来、磁力による回転装置として、ロータにその外周縁に対し複数の同極性を有する永久磁石を所定角度に配置し、また、付勢するための電磁石をロータの内外に配設して、電磁石を同期制御して回転させることが開示されている。
また、永久磁石を組み合わせて回転させることが開示されている。Conventionally, as a rotating device using magnetic force, a plurality of permanent magnets having the same polarity with respect to the outer periphery of the rotor are arranged at a predetermined angle, and electromagnets for energizing are arranged inside and outside of the rotor. It is disclosed to rotate by synchronous control.
Further, it is disclosed that a permanent magnet is rotated in combination.
しかし、前者の場合、ロータに永久磁石を配置する角度の選択や、また回転の際、永久磁石が電磁石の磁界に入る時の反作用を避け、かつ付勢させるための電磁石の接、断、極性反転等の同期制御も難しく、実施に当っては困難な面が多くあった。
また、後者の場合、回転の際、永久磁石が外接した永久磁石の磁界に入る時の反作用を避け、かつ付勢させるための構成として「ロータの回転軸に沿った1方の半外周円部に磁極が周方向等間隔を存して、径方向外側に向けた状態で一定角度を有するように配置された永久磁石及び他方の半外周縁部に非磁性体で作られたバランサーを備え、回転軸に固定された回転体とを具備してなる磁力回転装置である」ことを条件とし、
「前記永久磁石と同磁極になるように回転体側向に、かつ回転体の半径線方向に可動できるような外部永久磁石が回転体の近傍に配置されており、回転体の回転方向に対して先頭部の永久磁石が外部永久磁石に進入する時に、外部永久磁石との距離を離すように、回転体側面に、前記バランサー部から永久磁石の回転方向に対して、前半分に亘る範囲に凸部が設けられている」と記されており、事例として図面が記載されているが、
外部の永久磁石は押圧力によって常に回転体の外周縁を摺動しており、回転時の抵抗や、磨耗による永久磁石の摺動部の耐久性が問題になると共に、先頭部の永久磁石の反作用は避けることができても、続く多数の永久磁石の反作用は避けられず、この部分は慣性力と、付勢力によってどの程度回転に寄与できるか問題である。
さらに、前記後半円周に亘るバランサーの部分は、回転体のバランスには寄与するが、自体に付勢力はない。
本発明では、上記の課題を解決した簡単な構造の回転補助装置を提供する。However, in the former case, the selection of the angle at which the permanent magnet is placed on the rotor, and the contact, disconnection, and polarity of the electromagnet to prevent the reaction when the permanent magnet enters the magnetic field of the electromagnet during rotation and to energize it. Synchronous control such as inversion is difficult, and there are many difficult aspects in implementation.
Further, in the latter case, when rotating, the structure for avoiding the reaction when the permanent magnet enters the magnetic field of the circumscribed permanent magnet and energizing it is "one semi-peripheral circular portion along the rotation axis of the rotor" The magnetic poles are equidistant in the circumferential direction, provided with a permanent magnet arranged so as to have a certain angle in a state of being directed radially outward, and a balancer made of a non-magnetic material on the other semi-peripheral edge, It is a magnetic rotating device comprising a rotating body fixed to a rotating shaft "
“An external permanent magnet is arranged in the vicinity of the rotating body so as to be movable in the direction of the rotating body and in the radial direction of the rotating body so as to have the same magnetic pole as the permanent magnet. When the leading permanent magnet enters the external permanent magnet, the side of the rotating body protrudes from the balancer portion to the range of the front half with respect to the rotational direction of the permanent magnet so that the distance from the external permanent magnet is increased. There are drawings, as examples,
The external permanent magnet always slides on the outer peripheral edge of the rotating body by the pressing force, and there are problems with resistance during rotation and durability of the sliding part of the permanent magnet due to wear. Even though the reaction can be avoided, the reactions of the many permanent magnets that follow cannot be avoided, and the problem is how much this part can contribute to rotation by inertial force and biasing force.
Further, the balancer portion extending over the latter half of the circumference contributes to the balance of the rotating body, but has no biasing force.
The present invention provides a rotation assist device having a simple structure that solves the above problems.
上記に鑑み本発明者等は鋭意実験研究の結果、下記の手段 によりこの問題を解決した。
(1)装置の中央部に円板状のロータが配設され、該ロータは、その外周縁に沿って所定角度に同一極を有するように斜設された複数個の永久磁石と、前記ロータの外周縁の接線に対し直角方向に、ロータに近接して配設されかつ、前記ロータに斜設された永久磁石が回転通過する際に同期して、付勢するように前後に移動する1個以上の対向した同一極性の永久磁石を備えてなることを特徴とする回転補助装置。
(2)前記回転するロータを1層とし、少なくとも2層以上で構成し、かつ2層目以降は、前層に対し、前記外周縁に沿って所定角度に同一極を有するように斜設された複数個の永久磁石の配置角度を、ずらせて配置し、対応して前後に移動する前記1個以上の永久磁石の作動開始点が、前層に対し各ずれるように構成されてなることを特徴とする前項(1)に記載の回転補助装置。
(3)前記ロータは、ロータに並行してロータ軸に固設された回転同期検出用ロータを備えてなり、前記回転同期検出用ロータは、その外周縁の複数箇所の所要同期位置に、立ち上がりは緩い曲線状の傾斜で、同傾斜の終点は垂直に近く立ち下がる形状のカムが突設されてなり、また、ロータの回転時、前記カムの外周縁に沿って前後に滑動する移動体を、前記外周縁に近接して配設し、かつ、同移動体を前記前後に移動する永久磁石に直結し、連動させることを特徴とする前項(1)又は(2)に記載の回転補助装置。In view of the above, the present inventors have solved this problem by the following means as a result of intensive experimental research.
(1) A disk-shaped rotor is disposed at the center of the apparatus, and the rotor includes a plurality of permanent magnets obliquely arranged so as to have the same pole at a predetermined angle along the outer peripheral edge thereof, and the rotor In the direction perpendicular to the tangent to the outer peripheral edge of the rotor, the permanent magnet which is disposed in the vicinity of the rotor and obliquely installed on the rotor moves back and forth so as to be energized synchronously when passing through the rotation 1 A rotation auxiliary device comprising at least one permanent magnet of the same polarity facing each other.
(2) The rotating rotor is composed of one layer and is composed of at least two layers, and the second and subsequent layers are obliquely arranged so as to have the same pole at a predetermined angle along the outer peripheral edge with respect to the previous layer. The operation start points of the one or more permanent magnets that are arranged in a shifted manner and are moved back and forth correspondingly are configured so as to deviate from the previous layer. The rotation auxiliary device according to item (1), characterized in that it is characterized in that:
(3) The rotor includes a rotation synchronization detection rotor fixed to a rotor shaft in parallel with the rotor, and the rotation synchronization detection rotor rises at a plurality of required synchronization positions on the outer periphery. Is a gentle curved slope, and the end point of the slope is a vertically projecting cam, and a moving body that slides back and forth along the outer periphery of the cam when the rotor rotates. The rotation assisting device according to (1) or (2), wherein the rotation assisting device is disposed in the vicinity of the outer peripheral edge, and the moving body is directly connected to and interlocked with the permanent magnet that moves back and forth. .
(4)前記ロータの回転同期検出機構が、前記ロータに斜設された永久磁石の回転が付勢される所要位置に受光点を設け、光検知器により非接触で同期位置を検出する同期検知部と、その検出信号によって前後に移動する回転−直線運動変換機構と、同機構に連結され、前記ロータの外周縁に近接して配設された永久磁石とからなることを特徴とする前項(1)又は(2)に記載の回転補助装置。
(5)前記ロータを回転駆動する機構を有し、同機構の動力源は風力、水力、人力、電動機、等であり、かつ前記機構の始動、制動、停止等の制御部を有してなることを特徴とする前項(1)〜(4)のいずれか1項に記載の回転補助装置。
(6)前記ローターの回転を、外部の発電機に伝達する機構を有することを特徴とする前項(1)〜(5)のいずれか1項に記載の回転補助装置。(4) Synchronization detection in which the rotation synchronization detection mechanism of the rotor provides a light receiving point at a required position where the rotation of the permanent magnet obliquely installed on the rotor is energized, and detects the synchronization position in a non-contact manner by a light detector. And a permanent magnet disposed in the vicinity of the outer peripheral edge of the rotor. The rotation-linear motion conversion mechanism moves back and forth in response to the detection signal. The rotation auxiliary device according to 1) or (2).
(5) It has a mechanism for rotating the rotor, and the power source of the mechanism is wind power, hydraulic power, human power, electric motor, etc., and has a control unit for starting, braking, stopping, etc. of the mechanism The rotation auxiliary device according to any one of the preceding items (1) to (4), characterized in that:
(6) The rotation assist device according to any one of (1) to (5), wherein the rotation assist device includes a mechanism that transmits the rotation of the rotor to an external generator.
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本発明によれば次のような優れた効果を発揮することができる。
1、請求項1の発明によれば
装置の中央部に円板状のロータが配設され、
該ロータは、その外周縁に沿って所定角度に同一極を有するように斜設された複数個の永久磁石と、
前記ロータの外周縁の接線に対し直角方向に、ロータに近接して配設されかつ、前記ロータに斜設された永久磁石が回転通過する際に同期して、付勢するように前後に移動する1個又は複数個の永久磁石を備えてなるため、
ロータが回転して、ロータに斜設された複数個の永久磁石中の1個が、ロータに近接して配設された前後に移動する1個の永久磁石の反発する磁界内に進入する前に、同永久磁石は後退し、両磁石を離すことにより反作用を避けることができる。
かつ、前記反作用区域の通過直後には、前進して接近し回転を付勢する方向に作動するため、スムースな回転付勢を行なうことができる。According to the present invention, the following excellent effects can be exhibited.
1. According to the invention of claim 1, a disk-shaped rotor is disposed at the center of the apparatus,
The rotor includes a plurality of permanent magnets obliquely arranged so as to have the same pole at a predetermined angle along an outer peripheral edge thereof;
Moves back and forth in a direction perpendicular to the tangent to the outer peripheral edge of the rotor, so as to be energized in synchronism with the rotation of a permanent magnet disposed obliquely to the rotor and passing through the rotor. Because it comprises one or more permanent magnets
Before the rotor rotates and one of a plurality of permanent magnets obliquely arranged on the rotor enters the repulsive magnetic field of one permanent magnet that moves back and forth disposed close to the rotor In addition, the permanent magnet is retracted, and the reaction can be avoided by separating both magnets.
In addition, immediately after passing through the reaction zone, the actuator moves forward, approaches and biases rotation, so that smooth rotation bias can be performed.
請求項2の発明によれば、
回転するロータを1層とし、少なくとも2層以上で構成し、かつ2層目以降は、前記1層に対し、ロータの外周縁に沿って所定角度に同一極を有するように斜設された複数個の永久磁石の配置角度を、ずらせて配置し、対応して前後に移動する前記1個以上の永久磁石の作動開始点が、前記1層に対しずれるように構成されてなるため、
2層目の付勢は、1層に対して所定角度遅れて作動し、3層は2層に対し、4層は3層に対してそれぞれ同様に遅れて作動し、全体として連続して作動する。
したがって、各層の永久磁石及び前後移動の永久磁石の数は少なく、かつ個々の前後移動の永久磁石の運動量も少なくて済むので、装置として持続性と耐久性を保持することができる。According to the invention of
The rotating rotor is a single layer, and is composed of at least two layers, and the second and subsequent layers are inclined with respect to the first layer so as to have the same pole at a predetermined angle along the outer peripheral edge of the rotor. Since the operation start point of the one or more permanent magnets that are arranged by shifting the arrangement angles of the individual permanent magnets and correspondingly move back and forth are configured to deviate from the one layer,
The energization of the 2nd layer operates with a predetermined angle delay with respect to the 1st layer, the 3rd layer operates with the 2nd layer, the 4th layer operates with the same delay with respect to the 3rd layer, and continuously operates as a whole. To do.
Therefore, the number of permanent magnets in each layer and the number of permanent magnets for back-and-forth movement are small, and the momentum of the individual permanent magnets for back-and-forth movement is small, so that the device can maintain durability and durability.
請求項3の発明によれば、
ロータに並行してロータ軸に固設された回転同期検出用ロータを備え、前記同期検出用ロータは、その外周縁の複数箇所の所要同期位置に、立ち上がりは緩い曲線状の傾斜で、同傾斜の終点は垂直に近く立ち下がる形状のカムが突設されてなり、
また、同期検出用ロータは、回転時、前記カムの外周縁に沿って前後に滑動する移動体を、その外周縁に近接して配設してなり、かつ、同移動体を前記前後に移動する永久磁石に直結し、連動させているため、
カムの外周縁に沿って前後に滑動する移動体の作動は、除々に立ち上がって頂点に至り、終点を過ぎると垂直に近く急激に立ち下がることによって、前記移動体は反作用の区域では後退し、前記反作用区域の通過直後には前進する。
そして、移動体に直結されている永久磁石は連動して前後に移動するため、回転の付勢力を得ることができる。
また、前記前後に滑動する移動体は素材や、形態を自由に選択できるので、耐久性があり、かつ応答速度を速くすることも可能である。
さらに、前記カムは、回転同期検出用ロータの外周縁の一部に形成されており、
前記移動体は、その範囲のみを間歇的に前後に滑動するため動きに無駄がなく、かつ耐久性がある。。
上記請求項1〜3の発明によれば、本回転補助装置の主体は、永久磁石と機械機構のみで構成され最も簡明であり、応用範囲が広い。According to the invention of
A rotation synchronization detection rotor fixed to the rotor shaft in parallel with the rotor is provided, and the synchronization detection rotor has a gentle curved inclination at a plurality of required synchronization positions on the outer peripheral edge thereof, and the same inclination. The end point of is a vertically projecting cam that falls almost vertically,
Further, the synchronous detection rotor has a moving body that slides back and forth along the outer peripheral edge of the cam when rotating, and is disposed close to the outer peripheral edge, and moves the moving body forward and backward. Because it is directly connected to and linked to the permanent magnet
The movement of the moving body that slides back and forth along the outer peripheral edge of the cam gradually rises up to the top, and after passing the end point, the moving body moves backward in the reaction zone by falling vertically and abruptly, It moves forward immediately after passing through the reaction zone.
And since the permanent magnet directly connected to the moving body moves back and forth in conjunction with each other, a rotational biasing force can be obtained.
In addition, since the moving body that slides back and forth can freely select the material and the form, it is durable and the response speed can be increased.
Furthermore, the cam is formed on a part of the outer peripheral edge of the rotor for rotation synchronization detection,
Since the movable body slides back and forth intermittently only in the range, the movement is not wasteful and durable. .
According to the first to third aspects of the present invention, the main body of the rotation assist device is composed of a permanent magnet and a mechanical mechanism, and is the simplest and has a wide range of applications.
請求項4の発明によれば、
前記ロータの回転同期検出機構が、前記ロータに斜設された永久磁石の回転が付勢される所要位置に受光点を設け、光検知器により非接触で同期位置を検出する同期検知部と、その検出信号によって前後に移動する回転−直線運動変換機構と、同機構に連結され、前記ロータの外周縁に近接して配設された永久磁石とからなるため、
回転同期の検出を光検知器等によって非接触に行なうことができ、前記検出信号による駆動用回路によって、前後に移動する回転−直線運動変換機構、例えばソレノイドを駆動し、それに直結されたロータの外周縁に近接して配設された永久磁石を同期して、前後に作動させることができる。光検出器、駆動回路、ソレノイド等の電気的系統を必要とするが、手段の1つとして有効である。According to the invention of
A synchronous detection unit for detecting a synchronous position in a non-contact manner by a photo detector, wherein the rotation synchronous detection mechanism of the rotor is provided with a light receiving point at a required position where the rotation of a permanent magnet obliquely installed on the rotor is biased; Because it consists of a rotation-linear motion conversion mechanism that moves back and forth in accordance with the detection signal, and a permanent magnet that is connected to the mechanism and disposed in the vicinity of the outer peripheral edge of the rotor,
Rotation synchronization can be detected in a non-contact manner by a photodetector or the like, and a rotation-linear motion conversion mechanism that moves back and forth, for example, a solenoid is driven by a driving circuit based on the detection signal, and a rotor directly connected to the rotation-linear motion conversion mechanism is driven. The permanent magnets arranged close to the outer peripheral edge can be operated back and forth in synchronization. Although an electrical system such as a photodetector, a drive circuit, and a solenoid is required, it is effective as one of the means.
請求項5の発明によれば、
前記ロータの中心軸を回転駆動する機構を有し、同機構の動力源は風力、水力、人力、電動機、等であり、かつ前記機構の始動、制動、停止等の制御部を有し、またクラッチを有して前記ロータの中心軸との接、断を所要時行なうことができる。
したがって、回転駆動の動力源を特定せず有効に活用することができる。
特に人力による回転駆動によって作動することもできるため、例えば災害時等の商用電源停止時にも有用である。
また、本回転補助装置によって、本来の駆動回転力を補助することができるため、
例えば、駆動電力の節減や、人力の回転労力の軽減等に寄与することができる。According to the invention of
A mechanism for rotationally driving the central axis of the rotor, the power source of the mechanism is wind power, hydraulic power, human power, electric motor, etc., and a control unit for starting, braking, stopping, etc. of the mechanism, and It has a clutch and can be connected to and disconnected from the central axis of the rotor when necessary.
Therefore, it is possible to effectively utilize the power source for rotational driving without specifying it.
In particular, since it can also be operated by rotational driving by human power, it is useful when the commercial power supply is stopped, for example, during a disaster.
In addition, since this rotation assist device can assist the original driving torque,
For example, it is possible to contribute to the reduction of driving power and the reduction of human labor.
請求項6の発明によれば、
前記ローターの回転を、外部の発電機に伝達する機構を有するため、
回転を外部の発電機に伝達し、外部電力として供給できる。また、発電機より蓄電池に充電し、備蓄しておくことも可能である。According to the invention of
Since it has a mechanism for transmitting the rotation of the rotor to an external generator,
The rotation can be transmitted to an external generator and supplied as external power. It is also possible to charge the storage battery from the generator and store it.
発明を実施するための最良の形態を以下順次説明する。
図1は本発明の回転補助装置を示す説明用正面図である。
図において、1は回転補助装置、2は1層ロータ、3は永久磁石、4は1層回転同期検出用ロータ、5はカム、5’はカムの立ち上がり、6は前後移動永久磁石、7は前後滑動移動体、8は連結具、9は2層ロータ、10は2層回転同期検出用ロータ、11は3層ロータ、12は3層回転同期検出用ロータ、13は4層ロータ、14は4層回転同期検出用ロータ、15は中心軸、16は回転方向、17は外部伝達機構、18は発電機へ、20は回転駆動機構、21は制御部、22はクラッチ、23は駆動用軸を示す。The best mode for carrying out the invention will be described in sequence below.
FIG. 1 is an explanatory front view showing a rotation assist device of the present invention.
In the figure, 1 is a rotation auxiliary device, 2 is a 1-layer rotor, 3 is a permanent magnet, 4 is a rotor for 1-layer rotation synchronization detection, 5 is a cam, 5 'is a rising of the cam, 6 is a permanent magnet moving forward and backward, 7 Front and rear sliding moving body, 8 is a coupling tool, 9 is a two-layer rotor, 10 is a rotor for two-layer rotation synchronization detection, 11 is a three-layer rotor, 12 is a rotor for three-layer rotation synchronization detection, 13 is a four-layer rotor, and 14 is Four-layer rotation synchronization detection rotor, 15 is a central axis, 16 is a rotation direction, 17 is an external transmission mechanism, 18 is a generator, 20 is a rotary drive mechanism, 21 is a control unit, 22 is a clutch, and 23 is a drive shaft Indicates.
図2は1層ロータの外観斜図で、図(a)は前後移動永久磁石後退時の位置、図(b)は前進時の位置、を示す。 2A and 2B are oblique perspective views of the single-layer rotor. FIG. 2A shows the position when the permanent magnet moves backward and forward, and FIG. 2B shows the position when it moves forward.
図3は1〜4層のロータに斜設された永久磁石及び回転同期検出用ロータの各層間の位置関係を示す模式図で、前記図2(b)図に示す永久磁石3と、前後移動永久磁石6とが近接した状態を示し、
図3の図(a)、(b)は1層の配置、(c)、(d)は2層の配置、(e)、(f)は3層の配置、(g)、(h)は4層の配置を示す。FIG. 3 is a schematic diagram showing the positional relationship between each layer of the permanent magnet and the rotation synchronization detecting rotor obliquely installed on the first to fourth layers of the rotor. The
3 (a) and (b) in FIG. 3 are arranged in one layer, (c) and (d) are arranged in two layers, (e) and (f) are arranged in three layers, (g) and (h) Indicates an arrangement of four layers.
図4は永久磁石と前後移動永久磁石とが離れた時の図3の模式図で、
前記図3(a)、(b)図に示す永久磁石3と、前後移動永久磁石6とが離れた状態を示す。FIG. 4 is a schematic diagram of FIG. 3 when the permanent magnet and the back-and-forth moving permanent magnet are separated from each other.
3 shows a state in which the
上記図1〜4に基づき実施の形態を説明する。
図1に示したように、装置の中央部に円板状の1層ロータ2が配設され、該ロータ2は、その外周縁に沿って所定角度に同一極を有するように斜設された複数個の永久磁石3と、前記ロータの外周縁の接線に対し直角方向に、ロータ2に近接して配設されかつ、前記ロータ2に斜設された永久磁石3が回転通過する際に同期して、付勢するように前後に移動する2個の永久磁石6を備えている。
上記の状態を図2の1層ロータの外観斜視図に示す。
また、本事例では、ロータ2にはその外周縁に沿って左右2個の永久磁石3が対称して配設されており(図1,2)、回転時のバランスが保たれるようになっている。The embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a disk-shaped single-
The above state is shown in an external perspective view of the single-layer rotor in FIG.
In this example, the
図2の、図(a)は前後移動永久磁石の後退時の位置を示す。この時、前後滑動移動体7は、1層回転同期検出用ロータ4が有するカム5(後記)の頂点にあって、
永久磁石3と前後移動永久磁石6との距離は離れており同極による反発力は働かないが、 次に図(b)に示したように、ロータ2が回転方向16のように回転通過し、前後滑動移動体7の先端がカム5から外れて前進すると、前記永久磁石3と前後移動永久磁石6との距離は接近し、この際同極の反発力によって、永久磁石3は回転方向に付勢される。FIG. 2A shows the position of the permanent magnet moving backward and forward. At this time, the forward / backward sliding moving
Although the distance between the
図3は回転補助装置の付勢時の1〜4の各層における永久磁石と前後移動永久磁石との関係位置を示す説明図で、
図3の(a)、(b)は1層の配置、(c)、(d)は2層、(e)、(f)は3層、(g)、(h)は4層の各配置を示す。
図において、9’〜14’は、前層に対する永久磁石3及び前後移動永久磁石7の配置のずれ及び回転同期検出用ロータ4のカム5の配置のずれ、偏角45°を示す。
本図に示すように、回転に対する付勢は、各層毎の異なった位置の計8箇所で行なわれ回転を連続させる。FIG. 3 is an explanatory view showing the relative positions of the permanent magnets and the longitudinally moving permanent magnets in each of layers 1 to 4 when the rotation assist device is energized.
3 (a) and (b) are arranged in one layer, (c) and (d) are two layers, (e) and (f) are three layers, (g) and (h) are four layers, respectively. Indicates placement.
In the figure, 9 ′ to 14 ′ indicate displacement of the
As shown in the figure, the urging force for rotation is performed at a total of eight positions at different positions for each layer, and the rotation is continued.
図4は永久磁石と前後移動永久磁石とが離れた時の図3の模式図で、回転補助装置の非付勢時の1層における永久磁石と前後移動永久磁石との関係位置を示す。
ロータ2が回転方向16のように回転通過し、前後滑動移動体7の先端がカム5の頂点に至ると、前記永久磁石3と前後移動永久磁石6との距離は離れる。
以下、各層における前層に対する配置のずれ、偏角45°と、回転同期検出用ロータ4のカム5の配置のずれ、偏角45°は前記図3と同様である。FIG. 4 is a schematic diagram of FIG. 3 when the permanent magnet and the back-and-forth moving permanent magnet are separated from each other, and shows the relative positions of the permanent magnet and the back-and-forth moving permanent magnet in one layer when the rotation auxiliary device is not energized.
When the
Hereinafter, the displacement of each layer relative to the previous layer, the
また、前記図1の回転補助装置1は、4層の各ロータを回転駆動する回転駆動機構20と、同機構の制御部21と、クラッチ22と、回転駆動用軸23を有している。
前記回転駆動機構20は、電動機、風力、水力、人力等のいずれの回転を利用してもよい。
また、回転駆動機構20の制御部21を有して、回転の始動、制動、停止、回転数の検出制御等を行ない、またクラッチ22を有して前記ロータのシャフト15との接、断を制御部21にて所要時行なうことができる。
そして、前記ロータの中心軸15の他端は、外部接続機構17を有し、外部の発電機18へ接続される。Further, the rotation assisting device 1 of FIG. 1 includes a
The
In addition, the
The other end of the
次に、回転同期検出機構について詳述する。
前記ロータ2、9、11、13は並行してロータ軸に固設された回転同期検出用ロータ4、10、12、14、を備えてなり、
前記各同期検出用ロータは、その外周縁の複数箇所の所要同期位置に、立ち上がりは緩い曲線状の傾斜で、同傾斜の終点は垂直に近く立ち下がる形状のカム5が突設されている、(図2、図3)。Next, the rotation synchronization detection mechanism will be described in detail.
The
Each of the synchronization detection rotors has a plurality of
また、同期検出用ロータは、回転時、前記カム5の外周縁に沿って前後に滑動する前後滑動移動体7を、その外周縁に近接して配設している。
かつ、同移動体は前記前後移動永久磁石6に直結され連動させている。In addition, the synchronous detection rotor is provided with a front / rear sliding moving
In addition, the moving body is directly connected to and interlocked with the forward / backward moving
図5は、前後滑動移動体の説明図で、図(a)は外観斜視図、(b)は後退時の縦断面図、(c)は前進時の縦断面図を示す。
図において、25はコロ、26はロッド、27はケース、28はバネ、29はストッパーを示す。
前後滑動移動体7は、図(a)のように、作動時、回転同期検出用ロータのカム5にコロ25が滑動回転してロッド26を除々に押し上げ、カム5の頂点まで後退させる。
この時ロッド26の後端に接続されている接続具8を後退させ、また、同時に図(b)に示すように、ロッド26の後端はケース27内の後部に設けられているバネ28を圧縮する。
そして、(c)図のように、前記コロ25は、カム5の立ち下がり箇所に至ると、前記バネ28の復元力によって、ロッド26はケース27の前部のストッパ29によって停止するまで急激に前進する。そして、コロ25は回転同期検出用ロータ5の外周縁に接近するが、接触滑動することはない。
また、この際ロッド26の後端に接続されている接続具8を前進させる。
前記のように、接続部8は前後移動永久磁石6の後部に直結されているので、前後に移動すると、永久磁石6は連動して前後する(図2)FIGS. 5A and 5B are explanatory views of the longitudinal sliding moving body, in which FIG. 5A is an external perspective view, FIG. 5B is a longitudinal sectional view when retreating, and FIG. 5C is a longitudinal sectional view when moving forward.
In the figure, 25 is a roller, 26 is a rod, 27 is a case, 28 is a spring, and 29 is a stopper.
As shown in FIG. 2A, the front / rear sliding moving
At this time, the connecting
Then, as shown in FIG. 5C, when the
At this time, the connecting
As described above, since the connecting
図6は他のロータの回転同期検出機構を示すブロック図である。
図において、30は1層のロータ、31は1層ロータの回転同期検出点、32は2層ロータの回転同期検出点、33は3層ロータの回転同期検出点、34は4層ロータの回転同期検出点、35〜38は1〜4層の光検出器、39〜42は駆動用回路、44,45は1層のソレノイド、46,47は2層のソレノイド、49,50は3層のソレノイド、51,52は4層のソレノイド、53〜60は1〜4各層の前後移動永久磁石を示す。
本事例は、1層のロータに回転同期検出点である光検出器の受光パターン31〜34を45°ずつずらせて配設し、前記各受光パターンに35〜38の光検出器から投光し、各受光パターンからの反射光によって、各層の回転同期点を非接触で検出する。
検出された信号は39〜42の駆動用回路によって、次段の44〜52のソレノイドを各作動させる。
前記各ソレノイドの軸の移動点を、前記前後移動永久磁石6の後部に直結させれば連動して前後することができる。FIG. 6 is a block diagram showing another rotor synchronous detection mechanism.
In the figure, 30 is a 1-layer rotor, 31 is a rotation synchronization detection point of a 1-layer rotor, 32 is a rotation synchronization detection point of a 2-layer rotor, 33 is a rotation synchronization detection point of a 3-layer rotor, and 34 is a rotation of a 4-layer rotor. Sync detection points, 35 to 38 are photodetectors of 1 to 4 layers, 39 to 42 are driving circuits, 44 and 45 are solenoids of 1 layer, 46 and 47 are solenoids of 2 layers, and 49 and 50 are 3 layers of solenoids. Solenoids 51 and 52 are four layers of solenoids, and 53 to 60 are front and rear permanent magnets of 1 to 4 layers.
In this example, the
The detected signals cause the
If the moving point of the shaft of each solenoid is directly connected to the rear part of the back-and-forth moving
1:回転補助装置
2:1層ロータ
3:永久磁石
4:1層回転同期検出用ロータ
5:カム
6:前後移動永久磁石
7:前後滑動移動体
8:連結具
9:2層ロータ
9’〜14’:前層に対する永久磁石及び前後移動永久磁石の配置のずれ及び回転同期検出用ロータカム配置のずれ
10:2層回転同期検出用ロータ
11:3層ロータ
12:3層回転同期検出用ロータ
13:4層ロータ
14:4層回転同期検出用ロータ
15:シャフト
16:回転方向
17:外部接続機構
18:発電機へ
20:回転駆動機構
21:制御部
22:クラッチ
23:駆動用シャフト
25:コロ
26:ロッド
27:ケース
28:バネ
29:ストッパー
30:1層のロータ
31:1層ロータの回転同期検出点
32:2層ロータの回転同期検出点
33:3層ロータの回転同期検出点
34:4層ロータの回転同期検出点
35〜38:1〜4層の光検出器
39〜42:駆動用回路
44,45:1層のソレノイド
46,47:2層のソレノイド
49,50:3層のソレノイド
51,52:4層のソレノイド
53〜60:1〜4各層の前後移動永久磁石1: rotation assist device 2: 1 layer rotor 3: permanent magnet 4: 1 layer rotation synchronization detecting rotor 5: cam 6: longitudinal moving permanent magnet 7: longitudinal sliding moving body 8: connector 9: two layer rotor 9 ' 14 ': Deviation of arrangement of permanent magnet and back-and-forth moving permanent magnet with respect to front layer and deviation of rotor cam arrangement for detecting rotation synchronization 10: Two-layer rotation synchronization detecting rotor 11: Three-layer rotor 12: Three-layer rotation synchronization detecting rotor 13 : Four-layer rotor 14: Four-layer rotation synchronization detection rotor 15: Shaft 16: Rotation direction 17: External connection mechanism 18: To generator 20: Rotation drive mechanism 21: Control unit 22: Clutch 23: Drive shaft 25: Roller 26: Rod 27: Case 28: Spring 29: Stopper 30: 1 layer rotor 31: 1 layer rotor rotation synchronization detection point 32: 2 layer rotor rotation synchronization detection point 33: 3 layer rotor rotation synchronization detection point 34 Rotation synchronization detection points 35 to 38: 1 to 4 layers of photodetectors 39 to 42: driving circuit 44, 45: 1 solenoid 46, 47: 2 layers solenoid 49, 50: 3 layers Solenoids 51, 52: 4 layers of solenoids 53-60: 1-4 permanent magnets moving back and forth in each layer
Claims (6)
該ロータは、その外周縁に沿って所定角度に同一極を有するように斜設された複数個の永久磁石と、
前記ロータの外周縁の接線に対し直角方向に、ロータに近接して配設されかつ、前記ロータに斜設された永久磁石が回転通過する際に同期して、付勢するように前後に移動する1個以上の対向した同一極性の永久磁石を備えてなることを特徴とする回転補助装置。A disc-shaped rotor is disposed in the center of the device,
The rotor includes a plurality of permanent magnets obliquely arranged so as to have the same pole at a predetermined angle along an outer peripheral edge thereof;
Moves back and forth in a direction perpendicular to the tangent to the outer peripheral edge of the rotor, so as to be energized in synchronism with the rotation of a permanent magnet disposed obliquely to the rotor and passing through the rotor. A rotation auxiliary device comprising one or more opposing permanent magnets of the same polarity.
対応して前後に移動する前記1個又は複数個の永久磁石の作動開始点が、前層に対し各ずれるように、構成されてなることを特徴とする請求項1に記載の回転補助装置。The rotating rotor is a single layer, and is composed of at least two layers, and the second and subsequent layers are inclined with respect to the front layer so as to have the same pole at a predetermined angle along the outer peripheral edge. The arrangement angle of the permanent magnets is shifted,
2. The rotation assisting device according to claim 1, wherein the operation starting point of the one or a plurality of permanent magnets moving back and forth correspondingly is deviated from the front layer.
前記回転同期検出用ロータは、その外周縁の複数箇所の所要同期位置に、立ち上がりは緩い曲線状の傾斜で、同傾斜の終点は垂直に近く立ち下がる形状のカムが突設されてなり、また、ロータの回転時、前記カムの外周縁に沿って前後に滑動する移動体を、前記外周縁に近接して配設し、かつ、同移動体を前記前後に移動する永久磁石に直結し、連動させることを特徴とする請求項1又は2に記載の回転補助装置。The rotor includes a rotation synchronization detection rotor fixed to the rotor shaft in parallel with the rotor,
The rotor for detecting rotation synchronization is provided with a cam having a shape with a gradually rising slope at the required synchronization positions at a plurality of positions on the outer peripheral edge, and a falling shape that is nearly perpendicular to the end point of the slope. A moving body that slides back and forth along the outer peripheral edge of the cam during rotation of the rotor is disposed close to the outer peripheral edge, and the moving body is directly connected to the permanent magnet that moves back and forth, The rotation assist device according to claim 1, wherein the rotation assist device is interlocked.
前記ロータに斜設された永久磁石の回転が付勢される所要位置に受光点を設け、光検知器により非接触で同期位置を検出する同期検知部と、
その検出信号によって前後に移動する回転−直線運動変換機構と、
同機構に連結され、前記ロータの外周縁に近接して配設された永久磁石とからなることを特徴とする請求項1又は2に記載の回転補助装置。The rotation synchronization detection mechanism of the rotor is
A light receiving point at a required position where the rotation of the permanent magnet installed obliquely on the rotor is energized, and a synchronization detection unit that detects the synchronization position in a non-contact manner by a light detector;
A rotation-linear motion conversion mechanism that moves back and forth according to the detection signal;
The rotation assisting device according to claim 1, comprising a permanent magnet connected to the mechanism and disposed in proximity to an outer peripheral edge of the rotor.
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