JP7693153B2 - Electromagnetic switch, and drive device, bending and stretching device, and soccer robot using the same - Google Patents
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Description
この発明は電磁的スイッチ並びにそれを用いた駆動装置、屈伸装置及びサッカーロボットに関し、特に学校教材等に用いられる電磁的スイッチ並びにそれを用いた駆動装置、屈伸装置及びサッカーロボットに関するものである。 This invention relates to an electromagnetic switch and a drive device, bending and stretching device, and soccer robot that use the same, and in particular to an electromagnetic switch that is used in school teaching materials, etc., and a drive device, bending and stretching device, and soccer robot that use the same.
プラスチック等からなる筒状の枠にエナメル線等の導線を巻回したコイル体の内部に鉄芯を入れたものに電流を流すと電磁石化することが知られている。従来、このようにして作られた電磁石に鉄釘等を吸着させる等することで電流と磁石との仕組みを学ぶ実験が学校現場では広く行われている。又、その実験の応用として、電磁石を手作りモーターの一部として利用して、車輪を取り付けて走行可能にしたモーターカーやサッカーロボットが存在する。 It is known that when an electric current is passed through a coil made of a conducting wire such as enameled wire wound around a cylindrical frame made of plastic or the like, with an iron core placed inside, it becomes an electromagnet. Traditionally, experiments have been widely conducted in schools to teach students how electric current and magnets work, for example by having an iron nail attracted to an electromagnet made in this way. As an application of this experiment, there are motor cars and soccer robots that use electromagnets as part of a homemade motor and are equipped with wheels to enable them to run.
しかしながら、学校現場においては教材の部品を無駄なく様々な用途に応用できることが求められていることに加え、教科書における手作りモーターの記載がなくなってきていることから、電磁石の実験で用いたコイル体や鉄芯、磁石等の各部材の新たな利用方法が求められていた。 However, in schools, there is a demand for parts from educational materials to be used in a variety of ways without waste, and as homemade motors are no longer mentioned in textbooks, there is a demand for new ways to use the coils, iron cores, magnets, and other parts used in electromagnet experiments.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、簡易な機構で対象物の制御が可能な電磁的スイッチ並びにそれを用いた駆動装置、屈伸装置及びサッカーロボットを提供することを目的とする。 This invention was made to solve the above problems, and aims to provide an electromagnetic switch that can control an object with a simple mechanism, as well as a drive device, bending and stretching device, and soccer robot that use the same.
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、学校教材用の電磁的スイッチであって、少なくともコイルが一定方向に巻回されてなるコイル体と、コイル体の内部をコイル体の軸方向にスライド自在であると共にスライド方向に磁極が位置するように配置され、コイル体の周囲を露出した状態で囲む樹脂製の枠体によって挟み込まれる永久磁石とを備え、永久磁石がコイル体の軸方向において中心位置からコイル体の一方側に所定距離離隔した所定位置で通電状態となった場合、コイル体に生じる磁界により、永久磁石がコイル体と引き合う又は反発することによって、コイル体と永久磁石とは相対的に移動し、スイッチとして機能し、永久磁石は磁極が垂直方向となるように配置され、通電状態となった場合、コイル体と永久磁石とは垂直方向に相対的に移動し、通電状態を解除すると、永久磁石がその自重により所定位置に復帰するものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention described in
このように構成すると、電流の流れる向き又はコイルの巻回方向を変化させることによって、コイル体又は永久磁石の移動する方向を変えることができる。 With this configuration, the direction in which the coil body or permanent magnet moves can be changed by changing the direction of current flow or the winding direction of the coil.
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、所定位置における通電状態において、コイル体の一方側に生じる極が永久磁石の一方の極と同一の極性を有する場合には、コイル体と永久磁石とは互いに反発する方向に相対的に移動する一方で、コイル体の一方側に生じる極が永久磁石の一方の極と反対の極性を有する場合には、コイル体と永久磁石とは互いに引き合う方向に相対的に移動するものである。
The invention described in
このように構成すると、コイル体の磁界の向きを切り替えるだけでスイッチとして機能する。 When configured in this way, it functions as a switch simply by changing the direction of the magnetic field in the coil body.
請求項３記載の発明は、屈伸装置であって、請求項１又は請求項２記載の電磁的スイッチと、電磁的スイッチに係合し、前後方向への曲げ伸ばし運動を行うアーム機構とを備え、電磁的スイッチは永久磁石の磁極が垂直方向となるように配置され、通電状態において、電磁的スイッチのコイル体と永久磁石とが相対的に上下方向に移動し、アーム機構は、電磁的スイッチのコイル体及び永久磁石の移動方向に対して直交する向きに軸方向が配置される第１の回動軸を軸に軸周りに回動自在な第１の回動部と、第１の回動軸に平行に軸方向が配置される第２の回動軸を軸に軸周りに回動自在な第２の回動部とを有し、通電状態において、電磁的スイッチのコイル体と永久磁石との相対的な移動に応じて、第１の回動部が軸周りの一方向に回動すると共に、第２の回動部が軸周りの他方向に回動する、通電状態を解除すると、電磁的スイッチのコイル体又は永久磁石の自重によって、第１の回動部が軸周りの他方向に回動すると共に、第２の回動部が軸周りの一方向に回動するものである。
The invention of
このように構成すると、通電状態と非通電状態とを切り替えるだけで、アーム機構が屈伸運動を行う。 When configured in this way, the arm mechanism can perform bending and stretching movements simply by switching between a powered and non-powered state.
請求項４記載の発明は、サッカーロボットであって、棒状で軸周りに回転自在である第１の駆動軸と、棒状で軸周りに回転自在であると共に、第１の駆動軸と軸方向の延長線上に配置される第２の駆動軸と、第１の駆動軸に係合し、第１の駆動軸を所定の方向に回転させる第１の駆動体と、第２の駆動軸に係合し、第２の駆動軸を所定の方向に回転させる第２の駆動体と、第１の駆動軸に設けられる第１の車輪と、第２の駆動軸に設けられる第２の車輪と、第１の駆動軸及び第２の駆動軸の間に配置される請求項３記載の屈伸装置とを備え、屈伸装置はキックアームとして機能するものである。
The invention described in
このように構成すると、第１の車輪、第２の車輪及び屈伸装置を独立して動かすことが可能となる。
請求項５記載の発明は、電磁的スイッチであって、少なくともコイルが一定方向に巻回されてなるコイル体と、コイル体の内部をコイル体の軸方向にスライド自在であると共にスライド方向に磁極が位置するように配置される永久磁石とを備え、永久磁石がコイル体の軸方向において中心位置からコイル体の一方側に所定距離離隔した所定位置で通電状態となった場合、コイル体に生じる磁界により、永久磁石がコイル体と引き合う又は反発することによって、コイル体と永久磁石とは相対的に移動し、スイッチとして機能し、永久磁石は磁極が水平方向となるように配置され、通電状態において、コイル体と永久磁石とは水平方向に相対的に移動し、永久磁石を挟み込むと共にコイル体の周囲を囲む枠体と、通電状態において枠体の水平方向の移動によって持ち上げられる錘を更に備え、通電状態を解除すると、永久磁石が錘の自重により所定位置に復帰するものである。
このように構成すると、電流の流れる向き又はコイルの巻回方向を変化させることによって、コイル体又は永久磁石の移動する方向を変えることができる。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明の構成において、所定位置における通電状態において、コイル体の一方側に生じる極が永久磁石の一方の極と同一の極性を有する場合には、コイル体と永久磁石とは互いに反発する方向に相対的に移動する一方で、コイル体の一方側に生じる極が永久磁石の一方の極と反対の極性を有する場合には、コイル体と永久磁石とは互いに引き合う方向に相対的に移動するものである。
このように構成すると、コイル体の磁界の向きを切り替えるだけでスイッチとして機能する。
請求項７記載の発明は、駆動装置であって、棒状で軸周りに回転自在であると共に、軸方向に移動自在な駆動軸と、駆動軸に係合し、駆動軸を所定の方向に回転させる駆動体と、駆動軸に平行に軸方向が配置される第１の回転軸と、駆動軸に平行に軸方向が配置される第２の回転軸と、駆動軸と第１の回転軸との間に配置され、駆動軸が所定位置にある状態において、駆動軸の回転を第１の回転軸に駆動軸の回転の回転方向と同一又は反対の回転方向に伝達させる第１の係合機構と、駆動軸と第２の回転軸との間に配置され、駆動軸が所定位置にある状態において、駆動軸の回転を第２の回転軸に第１の回転軸の回転方向と同一の回転方向に伝達させる第２の係合機構と、第１の回転軸及び第２の回転軸の回転方向の切り替えを指示する請求項１又は請求項２記載の電磁的スイッチとを備え、電磁的スイッチは、永久磁石の磁極が水平方向となるように配置され、コイル体及び永久磁石が水平方向に相対的に移動することにより、駆動軸を所定位置から軸方向の第１の係合機構側又は第２に係合機構側のいずれかに所定距離移設させることで、第１の回転軸及び第２の回転軸の回転方向を切り替えることが可能であり、所定位置から第１の係合機構側に駆動軸を所定距離移設させると、第１の係合機構は第１の回転軸の回転を反対方向に回転させるように機能すると共に、第２の係合機構は第２の回転軸の回転方向を維持する一方で、所定位置から第２の係合機構側に駆動軸を所定距離移設させると、第２の係合機構は第２の回転軸の回転を反対方向に回転させるように機能すると共に、第１の係合機構は第１の回転軸の回転方向を維持するものである。
このように構成すると、電気の流れる向きを変化させることにより、第１の回転軸及び第２の回転軸の回転方向を切り替えることができる。
With this configuration, it is possible to move the first wheel, the second wheel, and the bending and extension device independently.
The invention described in
With this configuration, the direction in which the coil body or the permanent magnet moves can be changed by changing the direction in which the current flows or the winding direction of the coil.
The invention described in
With this configuration, the coil body functions as a switch simply by switching the direction of the magnetic field.
The invention of
With this configuration, the direction of rotation of the first rotating shaft and the second rotating shaft can be switched by changing the direction of the flow of electricity.
以上説明したように、請求項１記載の発明は、電流の流れる向き又はコイルの巻回方向を変化させることによって、コイル体又は永久磁石の移動する方向を変えることができるため、永久磁石又はコイル体の移動による対象物の制御が可能となる。
As explained above, the invention described in
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、コイル体の磁界の向きを切り替えるだけでスイッチとして機能するため、使い勝手のよいスイッチとなる。
The invention described in
請求項３記載の発明は、通電状態と非通電状態とを切り替えるだけで、アーム機構が屈伸運動を行うため、屈伸装置の動きの制御が容易となる。
In the invention described in
請求項４記載の発明は、第１の車輪、第２の車輪及び屈伸装置を独立して動かすことが可能となるため、操作性のよいサッカーロボットとなる。
請求項５記載の発明は、電流の流れる向き又はコイルの巻回方向を変化させることによって、コイル体又は永久磁石の移動する方向を変えることができるため、永久磁石又はコイル体の移動による対象物の制御が可能となる。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明の効果に加えて、コイル体の磁界の向きを切り替えるだけでスイッチとして機能するため、使い勝手のよいスイッチとなる。
請求項７記載の発明は、電気の流れる向きを変化させることにより、第１の回転軸及び第２の回転軸の回転方向を切り替えることができるため、部品点数を低減でき、コスト的に有利な駆動装置となる。
According to the fourth aspect of the present invention, the first wheel, the second wheel, and the bending and stretching device can be moved independently, resulting in a soccer robot that is easy to operate.
The invention described in
The sixth aspect of the invention has the effect of the fifth aspect, and in addition thereto, functions as a switch simply by switching the direction of the magnetic field of the coil body, making it an easy-to-use switch.
The invention described in
図１は、この発明の第１の実施の形態による駆動装置の前方から見た外観形状を示す斜視図であり、図２は、図１で示した駆動装置の後方から見た外観形状を示す斜視図である。 Figure 1 is a perspective view showing the external shape of a drive unit according to a first embodiment of the present invention as seen from the front, and Figure 2 is a perspective view showing the external shape of the drive unit shown in Figure 1 as seen from the rear.
これらの図を参照して、駆動装置１の全体的な形状について説明する。駆動装置１は、棒状で軸周りに回転自在であると共に、軸方向に移動自在な駆動軸３と、駆動軸３に係合し、駆動軸３を所定の方向に回転させる駆動体である駆動用モーター１０とを備えている。この駆動軸３の中央付近には駆動用ピニオンギア４が設けられており、駆動用ピニオンギア４には駆動用クラウンギア１３が直交して係合しており、駆動用クラウンギア１３の軸部に取り付けられた駆動用平歯車１２が駆動用モーター１０の下部に取り付けられたウォームギア１１と接続しているものである。これによって、駆動用モーター１０の回転を駆動軸３に伝えることが可能となっている。
The overall shape of the
駆動用モーター１０から駆動軸３へ駆動力を伝達するための各ギア及び歯車等の具体的な動きについては後述する。
The specific movements of the gears and cogwheels that transmit driving force from the
又、駆動装置１は、駆動軸３に平行に軸方向が配置される第１の回転軸２１と、駆動軸３に平行に軸方向が配置される第２の回転軸２２とを備えている。この第１の回転軸２１及び第２の回転軸２２は軸方向の延長線上において互いに離隔して配置されている。第１の回転軸２１の軸周りには、第１の車輪２３と第１の回転軸用平歯車２５とが設けられている。又、第２の回転軸２２の軸周りには、第２の車輪２４と第２の回転軸用平歯車２６とが第１の回転軸２１側と対称な構造となるように設けられている。
The
更に、駆動装置１は、駆動軸３と第１の回転軸２１との間に配置され、駆動軸３が初期状態である所定位置（図１又は図２における駆動軸の位置）にある状態において、駆動軸３の回転を第１の回転軸２１に駆動軸の回転の回転方向と反対の回転方向に伝達させる第１の係合機構３１と、駆動軸３と第２の回転軸２２との間に配置され、駆動軸３が所定位置にある状態において、駆動軸３の回転を第２の回転軸２２に第１の回転軸２１の回転方向と同一の回転方向に伝達させる第２の係合機構４１とを備えている。
The
駆動軸３には、駆動用ピニオンギア４の両外側において、第１の係合機構３１側に第１のピニオンギア５が設けられている。又、第２の係合機構４１側に第２のピニオンギア６が設けられている。
The
第１の係合機構３１は、駆動軸３の第１のピニオンギア５に対して直交して接続する第１のクラウンギア３２と、第１のクラウンギア３２と直交して接続されると共に、第１の回転軸２１の第１の回転軸用平歯車２５と平行に接続する第１の中間クラウンギア３４とを有している。これによって、駆動軸３の回転を第１の回転軸２１に伝達することが可能となる。
The
同様に第２の係合機構４１は、第２のクラウンギア４２及び第２の中間クラウンギア４４を有するものであるが、その構造は第１の係合機構３１側と対称のものであるため、ここでの説明は省略する。
Similarly, the
駆動軸から第１の回転軸及び第２の回転軸へ駆動力を伝達するための各ギア及び歯車等の具体的な動きについては後述する。 The specific movements of the gears and cogwheels that transmit the driving force from the drive shaft to the first rotating shaft and the second rotating shaft will be described later.
更に、駆動装置１は、駆動軸３を初期状態である所定位置から駆動軸３の軸方向のいずれの方向にも所定距離移設することができる駆動軸移設手段５０を備えている。この駆動軸移設手段５０は、第１の回転軸２１及び第２の回転軸２２の回転方向の切り替えを指示するために駆動軸３の移設を指示する電磁的スイッチ５１と、電磁的スイッチ５１の指示を駆動軸３へ伝達する伝達機構５２と、所定位置から所定距離移設した駆動軸を所定位置に引き戻す駆動軸引戻し機構５３とを含むものである。
The
図３は、図１で示した駆動装置の駆動軸が所定位置に位置する場合の電磁的スイッチの状態を示す図であり、（Ａ）は電磁的スイッチを駆動装置の前方側からみた正面図であり、（Ｂ）は電磁的スイッチのＳ１－Ｓ１ライン断面図である。又、図４は、図３で示した電磁的スイッチの状態における伝達機構、駆動軸引戻し機構及び駆動軸の前方から見た関係を示す図である。 Figure 3 shows the state of the electromagnetic switch when the drive shaft of the drive device shown in Figure 1 is in a specified position, (A) is a front view of the electromagnetic switch as seen from the front side of the drive device, and (B) is a cross-sectional view of the electromagnetic switch along the S1-S1 line. Also, Figure 4 shows the relationship between the transmission mechanism, drive shaft retraction mechanism, and drive shaft as seen from the front in the state of the electromagnetic switch shown in Figure 3.
図１及び図２に加えて図３を参照して、駆動軸移設手段５０の電磁的スイッチ５１は、水平方向に配置されるプラスチック等からなる筒状体６１にエナメル線等の導線６２（コイル）が例えば右巻き方向といった一定方向に巻回されている円筒形状のコイル体６０と、コイル体６０の内部を水平方向（コイル体６０の軸方向）にスライド自在であると共にスライド方向に磁極が位置するようにコイル体６０の内部に配置される円柱型の棒形状のネオジム磁石等の永久磁石６３とを含んでいる。この永久磁石６３は、コイル体６０の軸方向において、コイル体６０の中心位置を示す二点鎖線の中心線Ｌからコイル体６０の一方端部７８側（コイル体６０の一方側）に所定距離離隔した所定位置Ｌ１の位置に永久磁石６３の中心位置が来るように配置されている。又、永久磁石６３の磁極は、Ｎ極がコイル体６０の中心位置側に来るように配置されている。更に、永久磁石６３のＮ極側端部７６はコイル体６０の筒状体６１の内部に位置し、永久磁石６３のＳ極側端部７７はコイル体６０の外部に露出した状態となっている。このコイル体６０と永久磁石６３との位置関係については、少なくとも永久磁石６３の中心位置がコイル体６０の中心位置（中心線Ｌの位置）から離れていると共に、永久磁石６３のＮ極側端部７６（永久磁石６３のコイル体６０の中心位置側に配置された側の端部）が、コイル体６０の一方端部７８（永久磁石６３の中心位置が位置する側の端部）を超えない範囲に配置されるものであるのが望ましい。
1 and 2, and also FIG. 3, the
更に、電磁的スイッチ５１には永久磁石６３の飛び出し防止のために、永久磁石６３を挟み込むと共にコイル体６０の周囲を囲む枠体６４が設けられている。電磁的スイッチ５１のコイル体６０は、永久磁石６３の磁極が水平方向となるようにして、固定的に取り付けられており、通電によって永久磁石６３がコイル体６０の内部を移動し、スイッチとして機能し、コイル体６０と移動した永久磁石６３との位置関係によって、駆動軸３の移設方向が決定されるものとなっている。この電磁的スイッチ５１の具体的な動作及びそれに伴う効果については後述する。
Furthermore, the
又、図４を併せて参照して、駆動軸移設手段５０の伝達機構５２は、略半円弧状の曲面を有すると共に上部に凹形状の溝部を有するものであって、電磁的スイッチ５１の枠体６４の前方側中央部に設けられた接続部６５に凹形状の溝部を介して接続されている。この伝達機構５２の曲面の一部には、駆動軸３の第１のピニオンギア５及び第２のピニオンギア６の各々の内側端部７、８に当接する一対の当接部７１ａ、７１ｂが設けられている。この伝達機構５２の具体的な動作及びそれに伴う効果については後述する。
Referring also to FIG. 4, the
更に、駆動軸移設手段５０の駆動軸引戻し機構５３は、伝達機構５２の下部に接続され、横方向に延びる一対の翼部８１ａ、８１ｂと、一対の翼部８１ａ、８１ｂの両側の上面の第１の位置Ｈ１に配置される棒形状の一対の錘８２ａ、８２ｂとを有している。一対の錘８２ａ、８２ｂの各々は一対の翼部８１ａ、８１ｂ以外にも、前方から見て略Ｕ字形状を有する支持部８４ａ、８４ｂ（図１及び図２には図示せず）によっても支持されている。又、一対の翼部８１ａ、８１ｂの中心部には回転軸８３が設けられ、回転軸８３を中心に時計回り及び反時計周りに回動自在に構成されている。この駆動軸引戻し機構５３の具体的な動作及びそれに伴う効果については後述する。
Further, the drive
図５は、図１で示した駆動装置の内部機構の電気的な繋がりを示す回路図である。 Figure 5 is a circuit diagram showing the electrical connections of the internal mechanisms of the drive unit shown in Figure 1.
同図を参照して、駆動装置１は乾電池等による電源１５より導線を介して、駆動用モーター１０と、コイル体６０を含む電磁的スイッチ５１との各々に電気を供給するものとなっている。
Referring to the figure, the
駆動用モーター１０側の回路には、通電のオン状態とオフ状態とを切り替えることができるスイッチセット１６ａ、１６ｂ及びスイッチセット１７ａ、１７ｂが設けられている。スイッチセット１６ａ、１６ｂ及びスイッチセット１７ａ、１７ｂの各々は一体的に動作するものとなっており、スイッチセット１６ａ、１６ｂとスイッチセット１７ａ、１７ｂとは同時には通電しないものとなっている。
The circuit on the
又、電磁的スイッチ５１側の回路には、通電のオン状態とオフ状態とを切り替えることができるスイッチセット１８ａ、１８ｂ及びスイッチセット１９ａ、１９ｂが設けられている。スイッチセット１８ａ、１８ｂ及びスイッチセット１９ａ、１９ｂの各々は一体的に動作するものとなっており、スイッチセット１８ａ、１８ｂとスイッチセット１９ａ、１９ｂとは同時には通電しないものとなっている。
The circuit on the
これらにより、スイッチセット１６ａ、１６ｂのみがオン状態での第１の回転軸２１（第１の車輪２３）及び第２の回転軸２２（第２の車輪２４）の回転方向を正転として駆動装置１が進む方向を前方とした場合における、各スイッチセット１６ａ、１６ｂ～１９ａ、１９ｂのオン状態とオフ状態との組み合わせを以下の表に示す。
As a result, when only switch
まず、駆動用モーター１０側のスイッチセット１６ａ、１６ｂがオン状態であり、電磁的スイッチ５１側のスイッチセット１８ａ、１８ｂ及びスイッチセット１９ａ、１９ｂの双方がオフ状態の場合について説明する。
First, we will explain the case where the switch sets 16a and 16b on the
図３及び図４を再度参照して、電磁的スイッチ５１の状態は図３で示す初期状態のままであり、駆動軸移設手段５０の電磁的スイッチ５１の枠体６４の接続部６５に接続された伝達機構５２は動かず、伝達機構５２に接続された駆動軸引戻し機構５３の一対の翼部８１ａ、８１ｂもそのままの状態であり、一対の錘８２ａ、８２ｂは第１の位置Ｈ１に留まっている状態である。言い換えると、この状態においては、一対の翼部８１ａ、８１ｂに一対の錘８２ａ、８２ｂの荷重が均等にかかることで、一対の翼部８１ａ、８１ｂは回動運動を行わず、一対の翼部８１ａ、８１ｂの回転軸８３の中心の延長線上に、伝達機構５２が接続された電磁的スイッチ５１の接続部６５の中心が位置し、電磁的スイッチ５１、伝達機構５２は中立位置に保たれており、駆動軸３も所定位置に位置しているものとなっている。
3 and 4 again, the state of the
図６は、図３で示した電磁的スイッチの状態における駆動軸と第１の係合機構及び第２の係合機構との関係を示す後方から見た斜視図である。 Figure 6 is a rear perspective view showing the relationship between the drive shaft and the first and second engagement mechanisms in the state of the electromagnetic switch shown in Figure 3.
図３及び図４に加えて図６を併せて参照して、この状態における駆動軸３は、駆動用ピニオンギア４が駆動用クラウンギア１３の第１の係合機構３１側の歯に係合し、第１のピニオンギア５が第１の係合機構３１の第１のクラウンギア３２の内側（駆動用クラウンギア１３側）の歯に係合し、第２のピニオンギア６が第２の係合機構４１の第２のクラウンギア４２の内側（駆動用クラウンギア１３側）の歯に係合するものとなっている。
Referring to FIG. 6 in addition to FIG. 3 and FIG. 4, in this state, the
第１のクラウンギア３２の軸部には第１のクラウンギア用ピニオンギア３３が設けられ、第１のクラウンギア用ピニオンギア３３は第１の中間クラウンギア３４の駆動軸３側の歯に係合している。又、第１の中間クラウンギア３４の軸部には第１の中間クラウンギア用ピニオンギア３５が設けられ、第１の中間クラウンギア用ピニオンギア３５は、第１の回転軸用平歯車２５の上部の歯に係合している。
A
又、第２のクラウンギア４２の軸部には第２のクラウンギア用ピニオンギア４３が設けられ、第２のクラウンギア用ピニオンギア４３は第２の中間クラウンギア４４の駆動軸３側の歯に係合している。又、第２の中間クラウンギア４４の軸部には第２の中間クラウンギア用ピニオンギア４５が設けられ、第２の中間クラウンギア用ピニオンギア４５は、第２の回転軸用平歯車２６の上部の歯に係合している。
A
この状態において、図示しない駆動用モーターによって、駆動用クラウンギア用平歯車１２が矢印Ａ１方向に回転する。すると、それに伴って駆動用クラウンギア１３も矢印Ａ１方向に回転する。次に、駆動用クラウンギア１３の回転を駆動用ピニオンギア４を介して受けて駆動軸３が矢印Ａ２の方向に回転する。
In this state, the
すると、第１のピニオンギア５側について、第１のピニオンギア５が駆動軸３の回転方向と同じ矢印Ａ２方向に回転し、第１のクラウンギア３２を矢印Ａ３の方向に回転させる。すると、第１のクラウンギア用ピニオンギア３３も矢印Ａ３の方向に回転し、第１の中間クラウンギア３４を矢印Ａ４の方向に回転させる。すると、第１の中間クラウンギア用ピニオンギア３５も矢印Ａ４の方向に回転し、第１の回転軸用平歯車２５を矢印Ａ５の方向に回転させる。それを受けて、第１の回転軸２１及び第１の車輪２３は矢印Ａ５の方向に回転する。
Then, on the
又、第２のピニオンギア６側について、第２のピニオンギア６も駆動軸３の回転方向と同じ矢印Ａ２方向に回転し、第２のクラウンギア４２を矢印Ａ´３の方向に回転させる。すると、第２のクラウンギア用ピニオンギア４３も矢印Ａ´３の方向に回転し、第２の中間クラウンギア４４を矢印Ａ´４の方向に回転させる。すると、第２の中間クラウンギア用ピニオンギア４５も矢印Ａ´４の方向に回転し、第２の回転軸用平歯車２６を矢印Ａ´５の方向に回転させる。それを受けて、第２の回転軸２２及び第２の車輪２４は矢印Ａ´５の方向に回転する。
On the side of the
これによって、駆動装置１は、前方へ直進することになる。
This causes the
次に、図５で示すスイッチセット１６ａ、１６ｂをオン状態にしたものに加えて、スイッチセット１８ａ、１８ｂをオン状態にした場合について説明する。 Next, we will explain the case where switch sets 16a and 16b shown in FIG. 5 are turned on, and also where switch sets 18a and 18b are turned on.
図７は、図１で示した駆動装置の駆動軸が第１の係合機構側に所定位置から所定距離移設される場合の電磁的スイッチのコイル体と永久磁石との関係を示す模式図であり、（１）は通電状態でのコイル体と永久磁石の極性及びコイル体の磁界の向きを示し、（２）は永久磁石の磁界の向きを示す図である。又、図８は、図１で示した駆動装置の駆動軸が第１の係合機構側に所定位置から所定距離移設される場合の電磁的スイッチの状態を示す図であって、図３に対応する図であり、（Ａ）は電磁的スイッチを駆動装置の前方側から見た正面図であり、（Ｂ）は電磁的スイッチのＳ２－Ｓ２ライン断面図である。 Figure 7 is a schematic diagram showing the relationship between the coil body and the permanent magnet of the electromagnetic switch when the drive shaft of the drive device shown in Figure 1 is moved a predetermined distance from a predetermined position to the first engagement mechanism side, (1) shows the polarity of the coil body and the permanent magnet in the energized state and the direction of the magnetic field of the coil body, and (2) shows the direction of the magnetic field of the permanent magnet. Also, Figure 8 is a diagram showing the state of the electromagnetic switch when the drive shaft of the drive device shown in Figure 1 is moved a predetermined distance from a predetermined position to the first engagement mechanism side, and corresponds to Figure 3, where (A) is a front view of the electromagnetic switch as seen from the front side of the drive device, and (B) is a cross-sectional view of the electromagnetic switch along the S2-S2 line.
図７を参照して、上述のように電磁的スイッチ５１のコイル体６０のコイルは右巻きに巻いたものであるため、電流が図７（１）で示すように図の右から左に向かって右巻きに流れるように通電すると、コイル体６０に磁界６７が発生する。この磁界６７の向きは図７（１）の磁束線で示す方向となる。永久磁石６３の磁極はコイル体６０の中心位置に近い方がＮ極、その反対がＳ極となっているので、永久磁石６３の磁界６８の磁束線は、図７（２）で示すような状態となる。すると、コイル体６０に発生した磁界６７の向きと永久磁石６３の磁界６８の向きとは同じ向きになっており、互いに引き合う力が生じることになる。
Referring to FIG. 7, as described above, the coil of the
すると、図８を併せて参照して、この時、コイル体６０は固定されているので、図８（Ａ）で示すように永久磁石６３及び枠体６４がコイル体６０と引き合う方向（図において左方向）に移動することになる。その結果、図８（Ｂ）に示すように電磁的スイッチ５１の接続部６５は、コイル体６０の中心位置Ｌからずれることになる。
Then, referring also to FIG. 8, since the
換言すると、所定位置における通電状態において、コイル体６０の一方側（コイル体６０の一方端部７８側）に生じる極が永久磁石６３の一方（永久磁石６３のＮ極側端部７６側）の極と反対の極性を有する場合には、永久磁石６３はコイル体６０と引き合う方向に移動するものとなる。
In other words, when current is applied at a specified position, if the pole generated on one side of the coil body 60 (one
図９は、図８で示した電磁的スイッチの状態における伝達機構、駆動軸引戻し機構及び駆動軸の前方から見た関係を示す図であって、図４に対応する図であり、図１０は、図８で示した電磁的スイッチの状態における駆動軸と第１の係合機構及び第２の係合機構との関係を示す斜視図であって、図６に対応する図である。 Figure 9 is a diagram showing the relationship between the transmission mechanism, drive shaft retraction mechanism, and drive shaft when viewed from the front in the state of the electromagnetic switch shown in Figure 8, and corresponds to Figure 4. Figure 10 is a perspective view showing the relationship between the drive shaft, the first engagement mechanism, and the second engagement mechanism when the electromagnetic switch is in the state shown in Figure 8, and corresponds to Figure 6.
図７及び図８に加えて図９を併せて参照して、上記のように移動した電磁的スイッチ５１の枠体６４は前方から見て左方向に移動しており、枠体６４との接続部６５に接続された伝達機構５２は、同様に左方向に動こうとする。すると、この伝達機構５２はその下部で駆動軸引戻し機構５３と接続しているため、駆動軸引戻し機構５３の回転軸８３を軸に前方から見て反時計回りに回動する。
Referring to Figure 9 in addition to Figures 7 and 8, the
その反時計回りの回動によって、伝達機構５２の当接部７１ａが駆動軸３の第１のピニオンギア５の内側端部７を前方から見て左方向、即ち第１の係合機構３１側の軸方向に押す。これにより、駆動軸３は、図４で示す所定位置から図９で示す位置へ所定距離移設される。
This counterclockwise rotation causes the
又、駆動軸引戻し機構５３も同様に一対の翼部８１ａ、８１ｂは回転軸８３を軸に反時計回りに回動し、第２の係合機構４１側にある翼部８１ｂが、第２の係合機構側に位置する錘８２ｂを第１の位置Ｈ１より上方の第２の位置Ｈ２まで持ち上げる。その際、第１の係合機構３１側に位置する錘８２ａは、支持部８４ａにより第１の位置Ｈ１に留まった状態となり、第１の係合機構３１側の翼部８１ａのみ反時計周りの下方へ移動する。
Similarly, in the drive
更に、図１０を併せて参照して、この状態における駆動軸３は、駆動用ピニオンギア４が駆動用クラウンギア１３の第１の係合機構３１側の歯に係合し、第１のピニオンギア５が第１の係合機構３１の第１のクラウンギア３２の外側（駆動用クラウンギア１３と反対側）の歯に係合し、第２のピニオンギア６が第２の係合機構４１の第２のクラウンギア４２の内側（駆動用クラウンギア１３側）の歯に係合するものとなっている。
Furthermore, referring also to FIG. 10, in this state, the
この状態において、図示しない駆動用モーターによって、駆動用クラウンギア用平歯車１２が矢印Ａ１方向に回転する。すると、それに伴って駆動用クラウンギア１３も矢印Ａ１方向に回転する。次に、駆動用クラウンギア１３の回転を駆動用ピニオンギア４を介して受けて駆動軸３が矢印Ａ２の方向に回転する。
In this state, the
すると、第１のピニオンギア５側について、第１のピニオンギア５が駆動軸３の回転方向と同じ矢印Ａ２方向に回転し、第１のクラウンギア３２を矢印Ｂ３の方向に回転させる。すると、第１のクラウンギア用ピニオンギア３３も矢印Ｂ３の方向に回転し、第１の中間クラウンギア３４を矢印Ｂ４の方向に回転させる。すると、第１の中間クラウンギア用ピニオンギア３５も矢印Ｂ４の方向に回転し、第１の回転軸用平歯車２５を矢印Ｂ５の方向に回転させる。それを受けて、第１の回転軸２１及び第１の車輪２３は矢印Ｂ５の方向に回転する。
Then, on the
又、第２のピニオンギア６側について、第２のピニオンギア６も駆動軸３の回転方向と同じ矢印Ａ２方向に回転し、第２のクラウンギア４２を矢印Ａ´３の方向に回転させる。すると、第２のクラウンギア用ピニオンギア４３も矢印Ａ´３の方向に回転し、第２の中間クラウンギア４４を矢印Ａ´４の方向に回転させる。すると、第２の中間クラウンギア用ピニオンギア４５も矢印Ａ´４の方向に回転し、第２の回転軸用平歯車２６を矢印Ａ´５の方向に回転させる。それを受けて、第２の回転軸２２及び第２の車輪２４は矢印Ａ´５の方向に回転する。
On the side of the
このように、１本の駆動軸３で第２の回転軸２２の回転方向を維持しつつ、第１の回転軸２１の回転方向を切り替えることができる。
In this way, the rotation direction of the first
よって、駆動装置１は、右旋回することになる。
As a result, the
次に、図９で示す状態から、図５で示すスイッチセット１８ａ、１８ｂを再度オフ状態にした場合について説明する。 Next, we will explain what happens when the switch sets 18a and 18b shown in FIG. 5 are turned off again from the state shown in FIG. 9.
再び図３から図７及び図９を参照して、図５で示すスイッチセット１８ａ、１８ｂを再度オフ状態にすると、電磁的スイッチ５１のコイル体６０には電流が流れなくなる。すると、コイル体６０に発生していた磁界６７は消失する。それにより、電磁的スイッチ５１の永久磁石６３をコイル体６０と引き合う方向に移動させる力が消失することになる。それに伴って、駆動軸引戻し機構５３の翼部８１ｂによって、第２の位置Ｈ２まで持ち上げられた錘８２ｂが自重によって第１の位置Ｈ１まで降下する。又、一対の翼部８１ａ、８１ｂも錘８２ｂの降下に合わせて回転軸８３を軸に時計回りに回動し図５で示す初期状態の位置に戻る。更に、駆動軸引戻し機構５３に接続されている伝達機構５２も時計方向に回動するように移動し、図４で示す初期状態の位置に戻る。すると、伝達機構５２の当接部７１ｂが第２のピニオンギア６の内側端部８を前方から見て右側、即ち第２の係合機構４１側の軸方向へ押し戻す。これによって、所定位置から第１の係合機構３１位側に所定距離移設されていた駆動軸３も図４及び図６で示す所定位置に戻ることになる。更に、電磁的スイッチ５１の枠体６４の接続部６５は伝達機構５２と接続しているため、伝達機構５２に引っ張られるようにして、コイル体６０と永久磁石６３との位置が図３及び図４で示す初期状態の位置に戻る。
3 to 7 and 9, when the switch set 18a, 18b shown in FIG. 5 is turned off again, no current flows through the
次に、図５及び表１で示すスイッチセット１６ａ、１６ｂをオン状態にしたものに加えて、スイッチセット１９ａ、１９ｂをオン状態にした場合について説明する。 Next, we will explain the case where switch sets 16a and 16b shown in FIG. 5 and Table 1 are turned on, as well as switch sets 19a and 19b.
図１１は、図１で示した駆動装置の駆動軸が第２の係合機構側に所定位置から所定距離移設される場合の電磁的スイッチのコイル体と永久磁石との関係を示す模式図であって、図７に対応する図であり、（１）は通電状態でのコイル体と永久磁石の極性及びコイル体の磁界の向きを示し、（２）は永久磁石の磁界の向きを示す図である。又、図１２は、図１で示した駆動装置の駆動軸が第２の係合機構側に所定位置から所定距離移設された場合の電磁的スイッチの状態を示す図であって、図３に対応する図であり、（Ａ）は電磁的スイッチを駆動装置の前方側から見た正面図であり、（Ｂ）は電磁的スイッチのＳ３－Ｓ３ライン断面図である。 Figure 11 is a schematic diagram showing the relationship between the coil body and the permanent magnet of the electromagnetic switch when the drive shaft of the drive device shown in Figure 1 is moved a predetermined distance from a predetermined position to the second engagement mechanism side, and corresponds to Figure 7, where (1) shows the polarity of the coil body and the permanent magnet and the direction of the magnetic field of the coil body in the energized state, and (2) shows the direction of the magnetic field of the permanent magnet. Also, Figure 12 is a diagram showing the state of the electromagnetic switch when the drive shaft of the drive device shown in Figure 1 is moved a predetermined distance from a predetermined position to the second engagement mechanism side, and corresponds to Figure 3, where (A) is a front view of the electromagnetic switch as seen from the front side of the drive device, and (B) is a cross-sectional view of the electromagnetic switch along the S3-S3 line.
図１１を参照して、上述のように電磁的スイッチ５１のコイル体６０のコイルは右巻きに巻いたものであるため、電流が図１１（１）で示すように図の左から右に向かって右巻きに流れるように通電すると、コイル体６０に磁界６７が発生する。この磁界６７の向きは図１１（１）の磁束線で示す方向となる。永久磁石６３の磁極はコイル体６０の中心位置に近い方がＮ極、その反対がＳ極となっているので、永久磁石６３の磁界６８の磁束線は、図１１（２）で示すような状態となる。すると、コイル体６０に発生した磁界６７と永久磁石６３の磁界６８とは逆向きになっており、互いに反発する力が生じることになる。
Referring to FIG. 11, as described above, the coil of the
すると、図１２を併せて参照して、この時、コイル体６０は固定されているので、図８（Ａ）で示すように永久磁石６３及び枠体６４がコイル体６０と反発する方向に移動することになる。その結果、図１２（Ｂ）に示すように電磁的スイッチ５１の接続部６５は、コイル体６０の中心位置Ｌからずれることになる。
Referring also to FIG. 12, at this time, since the
換言すると、所定位置における通電状態において、コイル体６０の一方側（コイル体６０の一方端部７８側）に生じる極が永久磁石６３の一方（永久磁石６３のＮ極側端部７６側）の極と同一の極性を有する場合には、永久磁石６３はコイル体６０と反発する方向に移動することになる。
In other words, in a current-carrying state at a specified position, if the pole generated on one side of the coil body 60 (one
図１３は、図１２で示した電磁的スイッチの状態における伝達機構、駆動軸引戻し機構及び駆動軸の前方から見た関係を示す図であって、図４に対応する図であり、図１４は、図１２で示した電磁的スイッチの状態における駆動軸と第１の係合機構及び第２の係合機構との関係を示す斜視図であって、図６に対応する図である。 Figure 13 is a diagram showing the relationship between the transmission mechanism, drive shaft retraction mechanism, and drive shaft when viewed from the front in the state of the electromagnetic switch shown in Figure 12, and corresponds to Figure 4. Figure 14 is a perspective view showing the relationship between the drive shaft, the first engagement mechanism, and the second engagement mechanism when the electromagnetic switch is in the state shown in Figure 12, and corresponds to Figure 6.
図１１及び図１２に加えて図１３を併せて参照して、上記のように移動した電磁的スイッチ５１の枠体６４は前方から見て右方向に移動しており、枠体６４との接続部６５に接続された伝達機構５２は、同様に右方向に動こうとする。すると、この伝達機構５２はその下部で駆動軸引戻し機構５３と接続しているため、駆動軸引戻し機構５３の回転軸８３を軸に前方から見て時計回りに回動する。
Referring to Figure 13 in addition to Figures 11 and 12, the
その時計回りの回動によって、伝達機構５２の当接部７１ｂが駆動軸３の第２のピニオンギア６の内側端部８を前方から見て右方向、即ち第２の係合機構４１側の軸方向に押す。これにより、駆動軸３は、図４で示す所定位置から図１３で示す位置へ所定距離移設される。
This clockwise rotation causes the
又、駆動軸引戻し機構５３も同様に一対の翼部８１ａ、８１ｂは回転軸８３を軸に時計回りに回動し、第１の係合機構３１側にある翼部８１ａが、第１の係合機構３１側に位置する錘８２ａを第１の位置Ｈ１より上方の第２の位置Ｈ２まで持ち上げる。その際、第２の係合機構４１側に位置する錘８２ｂは、支持部８４ｂにより第１の位置Ｈ１に留まった状態となり、第２の係合機構４１側の翼部８１ｂのみ反時計周りの下方へ移動する。
Similarly, in the drive
更に、図１４を併せて参照して、この状態における駆動軸３は、駆動用ピニオンギア４が駆動用クラウンギア１３の第１の係合機構３１側の歯に係合し、第１のピニオンギア５が第１の係合機構３１の第１のクラウンギア３２の内側（駆動用クラウンギア１３側）の歯に係合し、第２のピニオンギア６が第２の係合機構４１の第２のクラウンギア４２の外側（駆動用クラウンギア１３の反対側）の歯に係合するものとなっている。
Furthermore, referring also to FIG. 14, in this state, the
この状態において、図示しない駆動用モーターによって、駆動用クラウンギア用平歯車１２が矢印Ａ１方向に回転する。すると、それに伴って駆動用クラウンギア１３も矢印Ａ１方向に回転する。次に、駆動用クラウンギア１３の回転を駆動用ピニオンギア４を介して受けて駆動軸３が矢印Ａ２の方向に回転する。
In this state, the
すると、第１のピニオンギア５側について、第１のピニオンギア５が駆動軸３の回転方向と同じ矢印Ａ２方向に回転し、第１のクラウンギア３２を矢印Ａ３の方向に回転させる。すると、第１のクラウンギア用ピニオンギア３３も矢印Ａ３の方向に回転し、第１の中間クラウンギア３４を矢印Ａ４の方向に回転させる。すると、第１の中間クラウンギア用ピニオンギア３５も矢印Ａ４の方向に回転し、第１の回転軸用平歯車２５を矢印Ａ５の方向に回転させる。それを受けて、第１の回転軸２１及び第１の車輪２３は矢印Ａ５の方向に回転する。
Then, on the
又、第２のピニオンギア６側について、第２のピニオンギア６も駆動軸３の回転方向と同じ矢印Ａ２方向に回転し、第２のクラウンギア４２を矢印Ｂ´３の方向に回転させる。すると、第２のクラウンギア用ピニオンギア４３も矢印Ｂ´３の方向に回転し、第２の中間クラウンギア４４を矢印Ｂ´４の方向に回転させる。すると、第２の中間クラウンギア用ピニオンギア４５も矢印Ｂ´４の方向に回転し、第２の回転軸用平歯車２６を矢印Ｂ´５の方向に回転させる。それを受けて、第２の回転軸２２及び第２の車輪２４は矢印Ｂ´５の方向に回転する。
On the side of the
このように、１本の駆動軸３で第１回転軸２１の回転方向を維持しつつ、第２の回転軸２２の回転方向を切り替えることができる。
In this way, the rotation direction of the first
よって、駆動装置１は、左旋回することになる。
As a result, the
次に、図１３で示す状態から、図５で示すスイッチセット１９ａ、１９ｂを再度オフ状態にした場合について説明する。 Next, we will explain what happens when the switch sets 19a and 19b shown in FIG. 5 are turned off again from the state shown in FIG. 13.
図５で示すスイッチセット１９ａ、１９ｂを再度オフ状態にすると、スイッチセット１８ａ、１８ｂを再度オフ状態にした時と同様の原理により、電磁的スイッチ５１の永久磁石６３をコイル体６０と反発する方向に移動させる力が消失することになる。それに伴って、駆動軸引戻し機構５３の翼部８１ａによって、第２の位置Ｈ２まで持ち上げられた錘８２ａが自重によって第１の位置Ｈ１まで降下する。又、一対の翼部８１ａ、８１ｂも錘８２ａの降下に合わせて回動軸８３を軸に時計回りに回動し図４で示す初期状態の位置に戻る。更に、駆動軸引戻し機構５３に接続されている伝達機構５２も時計方向に回動するように移動し、図４で示す初期状態の位置に戻る。すると、伝達機構５２の当接部７１ａが第１のピニオンギア５の内側端部７を前方から見て左方向、即ち第１の係合機構３１側の軸方向へ押し戻す。これによって、所定位置から第２の係合機構４１位側に所定距離移設されていた駆動軸３も図４及び図６で示す所定位置に戻ることになる。更に、電磁的スイッチ５１の枠体６４の接続部６５は伝達機構５２と接続しているため、伝達機構５２に引っ張られるようにして、コイル体６０と永久磁石６３との位置が図３及び図４で示す初期状態の位置に戻る。
When the switch sets 19a and 19b shown in Fig. 5 are turned off again, the force that moves the
尚、このように一対の翼部８１ａ、８１ｂが一対の錘８２ａ、８２ｂを持ち上げるものであるため、一対の翼部８１ａ、８１ｂの横方向の長さ及び一対の錘８２ａ、８２ｂの重さは、駆動装置１の大きさを踏まえて一対の錘８２ａ、８２ｂが図４で示す第１の位置Ｈ１から第２位置Ｈ２に確実に持ち上がるように設定しておけばよい。
Since the pair of
次に、図５及び表１で示すスイッチセット１７ａ、１７ｂがオン状態であって、スイッチセット１８ａ、１８ｂ及びスイッチセット１９ａ、１９ｂがオフ状態の場合について説明する。
Next, we will explain the case where switch sets 17a and 17b shown in Figure 5 and Table 1 are in the ON state, and
図３及び図４を再度参照して、この状態における電磁的スイッチ５１、伝達機構５２及び駆動軸引戻し機構５３の各々の位置は、スイッチセット１６ａ、１６ｂのみがオン状態のものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
Referring again to Figures 3 and 4, the positions of the
図６を再度参照して、この状態における、駆動軸３の位置もスイッチセット１６ａ、１６ｂのみがオン状態のものと同様であるので、ここでの説明は省略する。スイッチセット１７ａ、１７ｂがオン状態となることで、駆動用モーターがスイッチセット１６ａ、１６ｂがオン状態の場合と逆方向に回転する。すると、駆動用平歯車１２から第１の回転軸２１及び第２の回転軸２２までの一連の動きがスイッチセット１６ａ、１６ｂがオン状態の場合に説明したものと全て反対となる。
Referring again to FIG. 6, the position of the
よって、駆動装置１は、後方に直進することになる。
As a result, the
次に、図５及び表１で示すスイッチセット１７ａ、１７ｂをオン状態にしたものに加えて、スイッチセット１８ａ、１８ｂをオン状態にした場合について説明する。 Next, we will explain the case where switch sets 18a and 18b are turned on in addition to switch sets 17a and 17b shown in FIG. 5 and Table 1.
図７から図９を再度参照して、この状態における電磁的スイッチ５１、伝達機構５２及び駆動軸引戻し機構５３の各々の位置は、スイッチセット１６ａ、１６ｂ及びスイッチセット１７ａ、１７ｂがオン状態のものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
Referring again to Figures 7 to 9, the positions of the
図１０を再度参照して、この状態における、駆動軸３の位置もスイッチセット１６ａ、１６ｂ及びスイッチセット１７ａ、１７ｂがオン状態のものと同様であるので、ここでの説明は省略する。スイッチセット１７ａ、１７ｂがオン状態となることで、図示しない駆動用モーターがスイッチセット１６ａ、１６ｂ及びスイッチセット１８ａ、１８ｂがオン状態の場合と逆方向に回転する。すると、駆動用平歯車１２から第１の回転軸２１及び第２の回転軸２２までの一連の動きが、スイッチセット１６ａ、１６ｂ及びスイッチセット１８ａ、１８ｂがオン状態の場合に説明したものと全て反対となる。
Referring again to FIG. 10, the position of the
よって、駆動装置１は、左旋回することになる。
As a result, the
又、この状態からスイッチセット１８ａ、１８ｂを再度オフ状態にした場合の駆動軸引き戻し機構５３、伝達機構５２及び電磁的スイッチ５１の動きも、上述のスイッチセット１８ａ、１８ｂを再度オフ状態にした場合で説明したものと同一となるのでここでの説明は省略する。
In addition, when the switch sets 18a and 18b are turned off again from this state, the movements of the drive
次に、図５及び表１で示すスイッチセット１７ａ、１７ｂをオン状態にしたものに加えて、スイッチセット１９ａ、１９ｂをオン状態にした場合について説明する。 Next, we will explain the case where switch sets 17a and 17b shown in FIG. 5 and Table 1 are turned on, as well as switch sets 19a and 19b.
図１１から図１３を再度参照して、この状態における電磁的スイッチ５１、伝達機構５２及び駆動軸引戻し機構５３の各々の位置は、スイッチセット１６ａ、１６ｂ及びスイッチセット１９ａ、１９ｂがオン状態のものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
Referring again to Figures 11 to 13, the positions of the
図１４を再度参照して、この状態における、駆動軸３の位置もスイッチセット１６ａ、１６ｂ及びスイッチセット１９ａ、１９ｂがオン状態のものと同様であるので、ここでの説明は省略する。スイッチセット１７ａ、１７ｂがオン状態となることで、図示しない駆動用モーターがスイッチセット１６ａ、１６ｂ及びスイッチセット１９ａ、１９ｂがオン状態の場合と逆方向に回転する。すると、駆動用平歯車１２から第１の回転軸２１及び第２の回転軸２２までの一連の動きが、スイッチセット１６ａ、１６ｂ及びスイッチセット１９ａ、１９ｂがオン状態の場合に説明したものと全て反対となる。
Referring again to FIG. 14, the position of the
よって、駆動装置１は、右旋回することになる。
As a result, the
又、この状態からスイッチセット１９ａ、１９ｂをオフ状態にした場合の駆動軸引き戻し機構５３、伝達機構５２及び電磁的スイッチ５１の動きも、上述のスイッチセット１９ａ、１９ｂをオフ状態にした場合で説明したものと同一となるのでここでの説明は省略する。
In addition, when the switch sets 19a and 19b are turned off from this state, the movement of the drive
これらにより、駆動装置１は、電気の流れる向きを変化させることにより、１本の駆動軸３で第２の回転軸２２の回転方向を維持しつつ、第１の回転軸２１の回転方向を切り替えたり、第１の回転軸２１の回転方向を維持しつつ、第２の回転軸２２の回転方向を切り替えたりといったように、第１の回転軸及び第２の回転軸の回転方向を切り替えることができるため、部品点数を低減でき、コスト的に有利な駆動装置１となる。
As a result, by changing the direction of electricity flow, the
又、第１のピニオンギア５と第１のクラウンギア３２の位置関係及び第２のピニオンギア６と第２のクラウンギア４２との位置関係に応じて駆動装置１が直進、右旋回及び左旋回を行うため、１本の駆動軸３で駆動装置１の進行方向を制御できる。
In addition, the driving
更に、上述のように構成された電磁的スイッチ５１は、電流の流れる向きを変化させることによって、永久磁石６３の移動する方向を変えることができるため、永久磁石６３の移動によって駆動装置１（対象物）の制御が可能となる。又、コイル体６０の磁界の向きを切り替えるだけでスイッチとして機能するため、使い勝手のよいスイッチとなる。
Furthermore, the
更に、上述のような電磁的スイッチ５１の構成によって、電気の流れる向きに応じて、コイル体６０と永久磁石６３との相対的な移動する向きが変化するため、電気の流れる向きを変えるだけで、駆動軸３を軸方向のいずれかの方向へ所定距離移設することができる。
Furthermore, because the configuration of the
更に、上述のような伝達機構５２の構成によって、第１のピニオンギア５及び第２のピニオンギア６を伝達機構５２の当接部７１ａ、７１ｂで直接押すことにより、第１のピニオンギア５及び第２のピニオンギア６を押す方向へ駆動軸３を移設することができるため、部品点数を低減でき、コスト的に有利になる。
Furthermore, by configuring the
更に、上述のような駆動軸引戻し機構５３の構成によって、第１の回転軸２１及び第２の回転軸２２の回転方向の切り替えの前に駆動軸３が所定位置へ戻るため、第１の回転軸２１及び第２の回転軸２２の回転方向の切り替え精度が向上する。又、一対の錘８２ａ、８２ｂの重さと一対の翼部８１ａ、８１ｂの長さを調整することで、確実に一対の錘８２ａ、８２ｂを持ち上げることができるため、駆動軸３を所定位置へスムーズに戻すことが可能となる。
Furthermore, with the above-described configuration of the drive
尚、上記の第１の実施の形態の駆動装置１に適用される電磁的スイッチ５１は、観点を変えると次のようなものである。図３を再度参照して、電磁的スイッチ５１は、コイル体６０と永久磁石６３及び枠体６４を含む磁力駆動体６９とを備えている。コイル体６０は、筒形状を有すると共に側壁外面に少なくとも導線６２（コイル）が軸方向に巻回されてなるものであり、磁力駆動体６９の永久磁石６３は、その両端部に磁極を備えた棒形状を有し、コイル体６０の内部にコイル体６０の軸方向に対してスライド自在に配置されるものである。
The
コイル体６０と磁力駆動体６９との位置関係については、図３に加えて図７及び図８を併せて再度参照して、図３で示す初期状態である通電の前の位置関係（第２の位置関係）から、図７に基づいて説明したようにコイルに対して図の右から左に向かって右巻き（一方方向）に通電されたとき、コイル体６０と磁力駆動体６９とは、図８で示すような位置関係（第１の位置関係）になるように磁力駆動体６９がスライドする。逆に言えば、通電後の第１の位置状態を基準とすると、通電前のコイル体６０と磁力駆動体６９とは、第１の位置関係とは異なる第２の位置に配置されているものである。
Referring again to Figs. 7 and 8 in addition to Fig. 3, the positional relationship between the
このようにすることで、コイルに対する通電によって、コイル体６０と磁力駆動体６９とが第１の位置関係に戻ろうとするため、コイル体６０と磁力駆動体６９との位置関係の変化によって、駆動装置１（対象物）の制御が可能となる。
By doing this, when electricity is applied to the coil, the
又、図３及び図８に加えて図１１及び図１２を再度参照して、第２の位置関係にある状態において、図１１に基づいて説明したようにコイルに対して図の左から右に向かって右巻き（他方方向）に通電されたとき、コイル体６０と磁力駆動体６９とは第２の位置関係から図１２で示すような第１の位置関係とは異なる位置関係（第３の位置関係）になるように磁力駆動体６９はスライドする。
Referring again to Figs. 11 and 12 in addition to Figs. 3 and 8, when the coil is in the second positional relationship and current is applied to it from left to right in the figure (the other direction) as explained based on Fig. 11, the
このようにすることで、通電方向を変えるだけで、コイル体６０と磁力駆動体６９との位置関係を更に変えることができるため、使い勝手のよいスイッチとなる。
By doing this, the positional relationship between the
更に、上記の第１の実施の形態における電磁的スイッチ５１に接続する伝達機構５２及び駆動軸引戻し機構５３は、観点を変えるとコイルに対する通電を終了したとき、コイル体６０及び磁力駆動体６９の位置関係を第１の位置関係又は第３の位置関係から第２の位置関係に復帰させる復帰手段としても機能するものである。
Furthermore, the
このようにすることで、コイル体６０と磁力駆動体６９とが第２の位置関係における状態から再度通電することができるため、電磁的スイッチの作動状態が安定する。
By doing this, the
図１５は、この発明の第２の実施の形態によるサッカーロボットの前方から見た外観形状を示す斜視図であり、図１６は、図１５で示したサッカーロボットの本体ベースを除く後方から見た外観形状を示す斜視図である。尚、図１６は説明の都合上、本体ベースを除いたものとしてある。 Figure 15 is a perspective view showing the external shape of a soccer robot according to a second embodiment of the present invention as seen from the front, and Figure 16 is a perspective view showing the external shape of the soccer robot shown in Figure 15 as seen from the rear, excluding the main body base. Note that for the sake of explanation, Figure 16 does not show the main body base.
これらの図を参照して、サッカーロボット１０１は、棒状で軸周りに回転自在である第１の駆動軸１０３及び第２の駆動軸１０４を備えており、第２の駆動軸１０４は第１の駆動軸１０３の軸方向の延長線上において互いに離隔して配置されている。第１の駆動軸１０３の軸周りには第１の車輪１０５と第１の駆動軸用平歯車１０７とが設けられており、第２の駆動軸１０４の軸周りには第２の車輪１０６と第２の駆動軸用平歯車１０８とが第１の駆動軸１０３側と対称な構造となるように設けられている。
Referring to these figures, the
又、サッカーロボット１０１は、第１の駆動軸１０３に係合し、第１の駆動軸１０３を所定の方向に回転させる第１の駆動体である第１の駆動用モーター１１５と、第２の駆動軸１０４に係合し、第２の駆動軸１０４を所定の方向に回転させる第２の駆動体である第２の駆動用モーター１１６とを備えている。具体的には、第１の駆動用モーター１１５の下部には第１のウォームギア１１３が取り付けられており、第１のウォームギア１１３は第１の駆動軸１０３の軸方向と平行な軸を有する第１の中間平歯車１１１の後方側の歯と係合している。又、第１の中間平歯車１１１の軸周りには第１の中間平歯車用ピニオンギア１０９が設けられており、第１の中間平歯車用ピニオンギア１０９は、第１の駆動軸用平歯車１０７の後方側の歯と係合している。これによって、第１の駆動用モーター１１５の回転を第１の駆動軸１０３に伝えることが可能となっている。
The
第２の駆動用モーター１１６側は第１の駆動用モーター１１５側と対称的な構造となっており、第２の駆動用モーター１１６の下部に取り付けられた第２のウォームギア１１４は第２の駆動軸１０４の軸方向と平行な軸を有する第２の中間平歯車１１２の後方側の歯と係合し、第２の中間平歯車１１２の軸周りに設けられた第２の中間平歯車用ピニオンギア１１０が、第２の駆動軸用平歯車１０８の後方側の歯と係合している。これによって、第２の駆動用モーター１１６の回転を第２の駆動軸１０４に伝えることが可能となっている。
The
第１の駆動用モーター１１５から第１の駆動軸１０３へ、又、第２の駆動用モーター１１６から第２の駆動軸１０４へ駆動力を伝達するための各ギア及び歯車等の具体的な動きについては後述する。
The specific movements of the gears and cogwheels for transmitting driving force from the
更に、サッカーロボット１０１は、第１の駆動軸１０３及び第２の駆動軸１０４の間に配置されたキックアームとして機能する屈伸装置１２０を備えている。屈伸装置１２０は第１の実施の形態で述べたものと基本的に同様の構成を有する電磁的スイッチ１２１と電磁的スイッチ１２１に係合し、前後方向への曲げ伸ばし運動を行うアーム機構１２２とを備えている。この屈伸装置１２０の具体的な構成及び動作については後述する。
The
上述した第１の駆動軸１０３や屈伸装置１２０等の各部材や機構は、樹脂等を素材として所定形状に形成された本体ベース１０２に収められている。
The above-mentioned
図１７は、図１５で示したサッカーロボットの内部機構の電気的な繋がりを示す回路図である。 Figure 17 is a circuit diagram showing the electrical connections of the internal mechanism of the soccer robot shown in Figure 15.
同図を参照して、サッカーロボット１０１は乾電池等による電源１２３より導線を介して、第１の駆動用モーター１１５と、第２の駆動用モーター１１６と、電磁的スイッチ１２１との各々に電気を供給するものとなっている。
Referring to the figure, the
第１の駆動用モーター１１５側の回路には、通電のオン状態とオフ状態とを切り替えることができるスイッチセット１２６ａ、１２６ｂ及びスイッチセット１２７ａ、１２７ｂが設けられている。スイッチセット１２６ａ、１２６ｂ及びスイッチセット１２７ａ、１２７ｂの各々は一体的に動作するものとなっており、スイッチセット１２６ａ、１２６ｂとスイッチセット１２７ａ、１２７ｂとは同時には通電しないものとなっている。
The circuit on the
又、第２の駆動用モーター１１６側の回路には、通電のオン状態とオフ状態とを切り替えることができるスイッチセット１２８ａ、１２８ｂ及びスイッチセット１２９ａ、１２９ｂが設けられている。スイッチセット１２８ａ、１２８ｂ及びスイッチセット１２９ａ、１２９ｂの各々は一体的に動作するものとなっており、スイッチセット１２８ａ、１２８ｂとスイッチセット１２９ａ、１２９ｂとは同時には通電しないものとなっている。
The circuit on the
更に、屈伸装置１２０の電磁的スイッチ１２１側の回路には、通電のオン状態とオフ状態とを切り替えることができるスイッチ１２５が設けられている。スイッチ１２５は、スイッチセット１２６ａ、１２６ｂ～１２９ａ、１２９ｂの各々とは独立して作動する。
Furthermore, the circuit on the
これらを前提として、スイッチセット１２６ａ、１２６ｂ～１２９ａ、１２９ｂの各々のオン状態に対応した第１の駆動軸１０３及び第２の駆動軸１０４に関連する動作について説明する。尚、スイッチセット１２６ａ、１２６ｂ及び１２８ａ、１２８ｂがオン状態での第１の駆動軸１０３（第１の車輪１０５）及び第２の駆動軸１０４（第２の車輪１０６）の回転方向を正転としてサッカーロボット１０１が進む方向を前方とする。
Based on these assumptions, we will explain the operation related to the
まず、スイッチセット１２６ａ、１２６ｂのみをオン状態にした場合の第１の駆動軸１０３側の動作について説明する。図１５から図１７を再度参照して、上述したように第１の駆動用モーター１１５は第１の中間平歯車１１１、第１の中間平歯車用ピニオンギア１０９、第１の駆動軸用平歯車１０７を介して第１の駆動軸１０３と係合している。この状態において、第１の駆動用モーター１１５によって、第１の中間平歯車１１１が矢印Ｃ１方向に回転する。すると、それに伴って第１の中間平歯車用ピニオンギア１０９が矢印Ｃ１方向に回転する。次に、第１の中間平歯車用ピニオンギア１０９の回転を第１の駆動軸用平歯車１０７を介して受けて第１の駆動軸１０３及び第１の車輪１０５が矢印Ｃ２の方向に回転する（正転する）。
First, the operation of the
次に、スイッチセット１２７ａ、１２７ｂのみをオン状態にした場合の第１の駆動軸１０３側の動作について説明する。この状態において、第１の駆動用モーター１１５によって、第１の中間平歯車１１１が矢印Ｃ２方向に回転する。すると、それに伴って第１の中間平歯車用ピニオンギア１０９が矢印Ｃ２方向に回転する。次に、第１の中間平歯車用ピニオンギア１０９の回転を第１の駆動軸用平歯車１０７を介して受けて第１の駆動軸１０３及び第１の車輪１０５が矢印Ｃ１の方向に回転する（逆転する）。
Next, the operation of the
更に、スイッチセット１２８ａ、１２８ｂのみをオン状態にした場合の第２の駆動軸１０４側の動作について説明する。上述したように第２の駆動用モーター１１６は第２の中間平歯車１１２、第２の中間平歯車用ピニオンギア１１０、第２の駆動軸用平歯車１０８を介して第２の駆動軸１０４と係合している。この状態において、第２の駆動用モーター１１６によって、第２の中間平歯車１１２が矢印Ｄ１方向に回転する。すると、それに伴って第２の中間平歯車用ピニオンギア１１０が矢印Ｄ１方向に回転する。次に、第２の中間平歯車用ピニオンギア１１０の回転を第２の駆動軸用平歯車１０８を介して受けて第２の駆動軸１０４及び第２の車輪１０６が矢印Ｄ２の方向に回転する（正転する）。
Furthermore, the operation of the
更にスイッチセット１２９ａ、１２９ｂのみをオン状態にした場合の第２の駆動軸１０４側の動作について説明する。この状態において、第２の駆動用モーター１１６によって、第２の中間平歯車１１２が矢印Ｄ２方向に回転する。すると、それに伴って第２の中間平歯車用ピニオンギア１１０が矢印Ｄ２方向に回転する。次に、第２の中間平歯車用ピニオンギア１１０の回転を第２の駆動軸用平歯車１０８を介して受けて第２の駆動軸１０４及び第２の車輪１０６が矢印Ｄ１の方向に回転する（逆転する）。
Furthermore, the operation of the
上記のようなスイッチセット１２６ａ、１２６ｂ～１２９ａ、１２９ｂの各々と第１の駆動軸１０３及び第２の駆動軸１０４との回転方向の関係により、スイッチセット１２６ａ、１２６ｂ～１２９ａ、１２９ｂの各々のオン状態とオフ状態とを組合せた場合のサッカーロボット１０１の走行状態は以下の表２で示すようなものとなる。
Due to the relationship of the rotational directions of each of the switch sets 126a, 126b to 129a, 129b and the first and
更に、スイッチセット１２６ａ、１２６ｂ及びスイッチセット１２９ａ、１２９ｂをオン状態にした場合は、第１の車輪１０５は正転する一方で第２の車輪１０６が逆転するため、サッカーロボット１０１は左旋回する。更に、スイッチセット１２７ａ、１２７ｂ及びスイッチセット１２８ａ、１２８ｂをオン状態にした場合は、第１の車輪１０５は逆転する一方で第２の車輪１０６が正転するため、サッカーロボット１０１は右旋回する。
Furthermore, when switch sets 126a, 126b and
更に、スイッチセット１２６ａ、１２６ｂのみをオン状態にした場合は、第１の車輪１０５は正転する一方で第２の車輪１０６が停止するため、サッカーロボット１０１は前方に左旋回する。スイッチセット１２７ａ、１２７ｂのみをオン状態にした場合は、第１の車輪１０５は逆転する一方で第２の車輪１０６が停止するため、サッカーロボットは後方に左旋回する。更に、スイッチセット１２８ａ、１２８ｂのみをオン状態にした場合は、第１の車輪１０５は停止する一方で第２の車輪１０６が正転するため、サッカーロボット１０１は前方に右旋回する。スイッチセット１２９ａ、１２９ｂのみをオン状態にした場合は、第１の車輪１０５は停止する一方で第２の車輪１０６が逆転するため、サッカーロボット１０１は後方に右旋回する。
Furthermore, when only switch
次に、サッカーロボット１０１の屈伸装置１２０の構成について説明する。
Next, we will explain the configuration of the bending and stretching
図１８は、図１５で示したサッカーロボットの屈伸装置を示す斜視図であり、図１９は、図１８で示した屈伸装置のＸＩＸ－ＸＩＸラインの部分断面図である。 Figure 18 is a perspective view showing the bending and stretching device of the soccer robot shown in Figure 15, and Figure 19 is a partial cross-sectional view of the bending and stretching device shown in Figure 18 along line XIX-XIX.
図１５に加えて図１８及び図１９を参照して、上述したように屈伸装置１２０は、電磁的スイッチ１２１と電磁的スイッチ１２１に係合するアーム機構１２２とを備えたものである。電磁的スイッチ１２１の構成は、第１の実施の形態の電磁的スイッチ５１と基本的には同様の構成を有するため、ここでは相違点のみ説明する。
Referring to Figs. 18 and 19 in addition to Fig. 15, as described above, the bending and stretching
屈伸装置１２０における電磁的スイッチ１２１のコイル体１３０は、永久磁石１３３の磁極が垂直方向となるようにして、筒状体１３１がサッカーロボット１０１の本体ベース１０２に固定的に取り付けられている。その際、電磁的スイッチ１２１の永久磁石１３３は、第１の実施の形態と同様にＮ極側がコイル体１３０の中心位置側に向いた状態で枠体１３４で挟みこまれており、コイル体１３０の中心位置を示す二点鎖線の中心線Ｌからコイル体１３０の一方端部１３８側に（コイル体１３０の一方側）に所定距離離隔した所定位置Ｌ２の位置に永久磁石の中心位置が来るように配置されている。又、永久磁石１３３のＮ極側端部１３６はコイル体１３０の一方端部１３８と重なり合う位置に配置されており、永久磁石１３３は枠体１３４と共に、コイル体１３０の内部を垂直方向（コイル体１３０の軸方向）にスライド自在となっている。
The
又、この実施の形態における電磁的スイッチ１２１は、コイル体１３０の導線は右巻きに巻かれており、図１９で示すような状態において通電するとコイル体１３０には下から上方向に向かって右巻きに電流が流れるように設計されている。
In addition, in this embodiment, the
電磁的スイッチ１２１は、通電によって永久磁石１３３がコイル体１３０の内部を移動し、スイッチとして機能し、コイル体１３０と移動した永久磁石１３３との位置関係によって、アーム機構１２２の屈伸の動作が行われるものとなっている。この電磁的スイッチ１２１の具体的な動作及びそれに伴う効果については後述する。
When electricity is applied to the
屈伸装置１２０のアーム機構１２２は、電磁的スイッチ１２１の永久磁石１３３の移動方向に対して直交する向きに軸方向が配置される一対の第１の回動軸１４４ａ、１４４ｂを軸に軸周りに回動自在な第１の回動部１４１と、第１の回動軸１４４ａ、１４４ｂに平行に軸方向が配置される第２の回動軸１４８を軸に軸周りに回動自在であると共に、第１の回動部１４１に連結する第２の回動部１４２とからなるものである。
The
具体的には、第１の回動部１４１は、平面視略コの字形状に形成されており、その開放側端部側に設けられた一対の第１の連結部１４３ａ、１４３ｂが、電磁的スイッチ１２１の枠体１３４の下部に設けられた一対の第１の突起部１３５ａ、１３５ｂに連結しているものである。又、第１の回動部１４１の閉塞部１４５には、一対の第２の連結部１４６ａ、１４６ｂ設けられており、第２の回動部１４２の一方端部側に設けられた一対の第２の突起部１４７ａ、１４７ｂに連結しているものである。第２の回動部１４２の他方端部側にはキック部１４９が設けられている。
Specifically, the first
第１の回動部１４１の第１の回動軸１４４ａ、１４４ｂは、第１の連結部１４３ａ、１４３ｂと第２の連結部１４６ａ、１４６ｂとの中間辺りに位置しており、図１５で示すように本体ベース１０２の第１の軸支持部１１７によって支持されている。又、第２の回動部１４２の第２の回動軸１４８は、第２の突起部１４７ａ、１４７ｂとキック部１４９との中間辺りに位置しており、図１５で示すように本体ベース１０２の第２の軸支持部１１８によって支持されている。このように構成した効果については、後述する。
The
尚、図１８で示す屈伸装置１２０の状態を初期状態として、第１の回動部１４１は前方に向かって上方に傾斜した状態であり、第２の回動部１４２は前方に向かって下方に傾斜した状態である。
The state of the bending and stretching
このように構成したアーム機構１２２は、具体的には後述するが、電磁スイッチ１２１の永久磁石１３３と枠体１３４の上下方向の移動と連携して、第１の回動部１４１は第１の回動軸１４４ａ、１４４ｂを軸とした回動運動を行い、第２の回動部１４２は第１の回動部１４１の回動運動と連携して第２の回動軸１４８を軸に第１の回動部とは逆の回動運動を行うものである。
The
次に、図１７で示すスイッチ１２５をオン状態として、屈伸装置１２０を通電状態とした場合の電磁的スイッチ１２１及びアーム機構１２２の具体的な動きについて説明する。
Next, we will explain the specific movements of the
図２０は、図１８で示した屈伸装置の屈伸状態から伸展状態への途中状態を示す側面図であり、図２１は、図１８で示した屈伸装置の伸展状態を示す側面図である。 Figure 20 is a side view showing the bending and stretching device shown in Figure 18 in the middle of changing from the bending and stretching state to the extended state, and Figure 21 is a side view showing the extended state of the bending and stretching device shown in Figure 18.
これらの図を参照して、屈伸装置１２０を通電状態とすると、電磁的スイッチ１２１のコイル体１３０に磁界が発生する。その際のコイル体１３０に流れる電流は上述したように図１９で示す向きに流れるため、コイル体１３０には、図１９で示すように上方側にＮ極が生じると共に下方側にＳ極が生ずる。すると、永久磁石１３３の磁極はコイル体１３０の中心位置側がＮ極となっているため、第１の実施の形態で図７に基づいて説明した電磁的スイッチ５１と同様に、コイル体１３０に発生した磁界の向きと永久磁石１３３の磁界の向きとは同じ向きとなり、互いに引き合う力が生じることになる。
Referring to these figures, when the bending and stretching
図２０を併せて参照して、その際、コイル体１３０は本体ベース１０２に固定されているので、永久磁石１３３及び枠体１３４がコイル体１３０と引き合う方向（図２０において上方向の矢印Ｔ１方向）に移動する。すると、第１の突起部１３５ｂも上方向に移動する。これに伴って、アーム機構１２２の第１の回動部１４１の第１の連結部１４３ｂ側が上方に引き上げられることにより、第１の回動部１４１は、第１の回動軸第１の回動軸１４４ｂを軸に軸周りの一方向である矢印Ｒ１方向に回動する。すると、第２の回動部１４２の第２の突起部１４７ｂが第１の回動部１４１の第２の連結部１４６ｂの回動運動を受けて下側に押し下げられるように動く。尚、第１の回動部１４１の第１の連結部１４３ａ等の図で表れていない部分については対象となる部分と同様に動く。これに伴って、第２の回動部１４２はその第２の回動軸１４８を軸に軸周りの他方向である矢印Ｒ´２方向に回動する。これにより、図２０で示すようにアーム部が前方に延び切った状態となる。
Referring also to FIG. 20, at this time, since the
図２１を併せて参照して、更に、電磁的スイッチ１２１の永久磁石１３３及び枠体１３４が矢印Ｔ１方向に移動すると、第１の回動部１４１は第１の回動軸１４４ｂを軸に更に矢印Ｒ１方向に回動し、第２の回動部１４２は第２の回動軸１４８を軸に更に矢印Ｒ´２の方向に回動する。それにより、図２１で示すように、第１の回動部１４１が前方に向かって下方に傾斜し、第２の回動部１４２が前方に向かって上方に傾斜した状態となる。この動作によって、図示しないボールを第２の回動部１４２のキック部１４９の前に置いた場合、ボールを前に押し出すことが可能となる。
Referring also to FIG. 21, when the
この状態から図１７で示す屈伸装置１２０のスイッチ１２５を再度オフ状態にすると、電磁的スイッチ１２１には電流が流れなくなる。すると、コイル体１３０に発生していた磁界は消失する。それに伴って、電磁的スイッチ１２１の永久磁石１３３がコイル体１３０と引き合う方向に移動させる力が消失することになる。すると、電磁的スイッチ１２１の上方に持ち上げられた永久磁石１３３及び枠体１３４は、その自重により下方向の矢印Ｔ２方向に移動する。
When the
すると、第１の突起部１３５ｂも下方向に移動する。これに伴って、アーム機構１２２の第１の回動部１４１の第１の連結部１４３ｂ側が下方に引き下げられることにより、第１の回動部１４１は、第１の回動軸第１の回動軸１４４ｂを軸に軸周りの他方向である矢印Ｒ´１方向に回動する。すると、第２の回動部の突起部１４７ｂが第１の回動部１４１の第２の連結部１４６ｂの回動運動を受けて上側に引き上げられるように動く。尚、第１の回動部１４１の第１の連結部１４３ａ等の図で表れていない部分については対象となる部分と同様に動く。これに伴って、第２の回動部１４２はその第２の回動軸１４８を軸に軸周りの一方向である矢印Ｒ２方向に回動する。これにより、屈伸装置１２０は図１８で示す初期状態の位置に復帰する。
Then, the
このようにすることで、屈伸装置１２０は通電状態と非通電状態とを切り替えるだけで、アーム機構１２２が屈伸運動を行うため、屈伸装置１２０の動きの制御が容易となる。
By doing this, the bending and stretching
又、サッカーロボット１０１は図５で示すスイッチ１２５、スイッチセット１２６ａ、１２６ｂ～１２９ａ、１２９ｂのオン状態及びオフ状態の状態を切り替えることによって、第１の車輪１０５、第２の車輪１０６及び屈伸装置１２０を独立して動かすことが可能となっている。そのため、所定の方向に走行ながら、図示しないボールを屈伸装置で弾くことができ、操作性のよいサッカーロボット１０１となる。
Furthermore, the
更に、上述のように構成された電磁的スイッチ１２１は、電流の流れる向きを変化させることによって、永久磁石１３３の移動する方向を変えることができるため、永久磁石１３３の移動によってサッカーロボット１０１の屈伸装置１２０（対象物）の制御が可能となる。
Furthermore, the
尚、上記の第２の実施の形態のサッカーロボット１０１の屈伸装置１２０に適用される電磁的スイッチ１２１は、観点を変えると次のようなものである。図１９を再度参照して、電磁的スイッチ１２１は、コイル体１３０と永久磁石１３３及び枠体１３４を含む磁力駆動体１３９とを備えている。コイル体１３０は、筒形状を有すると共に側壁外面に少なくとも導線１３２（コイル）が軸方向に巻回されてなるものであり、磁力駆動体１３９の永久磁石１３３は、その両端部に磁極を備えた棒形状を有し、コイル体１３０の内部をコイル体１３０の軸方向に対してスライド自在に配置されるものである。
The
コイル体１３０と磁力駆動体１３９との位置関係については、図１９及び図２１を再度参照して、図１９で示す初期状態である通電の前の位置関係（第２の位置関係）から、図１９に基づいて説明したようにコイルに対して図の下から上方向に向かって右巻き（一方方向）に通電されたとき、コイル体１３０と磁力駆動体１３９とは、図２１で示すような位置関係（第１の位置関係）になるように磁力駆動体１３９がスライドする。逆に言えば、通電後の第１の位置状態を基準とすると、通電前のコイル体１３０と磁力駆動体１３９とは、第１の位置関係とは異なる第２の位置に配置されているものである。
19 and 21 again, regarding the positional relationship between the
このようにすることで、コイルに対する通電によって、コイル体１３０と磁力駆動体１３９とが第１の位置関係に戻ろうとするため、コイル体１３０と磁力駆動体１３９との位置関係の変化によって、サッカーロボット１０１の屈伸装置１２０（対象物）の制御が可能となる。
By doing this, when electricity is applied to the coil, the
更に、上記の第２の実施の形態における電磁的スイッチ１２１は、コイルに対する通電が終了したとき、第１の位置状態にあるコイル体１３０及び磁力駆動体１３９との位置関係は、永久磁石１３３及び枠体１３４が自重により下方向に移動することによって第２の位置関係に復帰させる復帰手段を更に備えている。
Furthermore, the
このようにすることで、コイル体１３０と磁力駆動体１３９とが第２の位置関係における状態から再度通電することができるため、電磁的スイッチの作動状態が安定する。
By doing this, the
尚、上記の各実施の形態では、電磁的スイッチは電流の流れる向きを変えることで、コイル体に発生する磁界の向きを変化させるものであったが、これに限らず、コイルの巻回方向を逆向きにするものであってもよい。このようにすると、コイルの巻回方向を変化させることによって、永久磁石の移動する方向を変えることができるため、永久磁石の移動により対象物の制御が可能になる。 In the above embodiments, the electromagnetic switch changes the direction of the magnetic field generated in the coil by changing the direction of the current flow, but this is not limited to the above, and the switch may also reverse the winding direction of the coil. In this way, the direction in which the permanent magnet moves can be changed by changing the winding direction of the coil, making it possible to control an object by moving the permanent magnet.
又、上記の各実施の形態では、電磁的スイッチは永久磁石が特定方向に移動する構成であったが、これに限らず、コイル体の方が移動する構成としてもよい。このようにすると、電流の流れる向き又はコイルの巻回方向を変化させることによって、コイル体の移動する方向を変えることができるため、コイル体の移動による対象物の制御が可能となる。更には、コイル体と永久磁石の双方が移動する構成としてよい。これにより、観点を変えて説明した電磁的スイッチについても、磁力駆動体がスライドする構成であったが、コイル体の方がスライドする構成としてもよいし、コイル体及び磁力駆動体の双方がスライドする構成であってもよい。 In addition, in each of the above embodiments, the electromagnetic switch is configured so that the permanent magnet moves in a specific direction, but this is not limiting, and the coil body may move instead. In this way, the direction in which the coil body moves can be changed by changing the direction of current flow or the winding direction of the coil, making it possible to control an object by moving the coil body. Furthermore, the configuration may be such that both the coil body and the permanent magnet move. As a result, although the electromagnetic switch described from a different perspective was configured so that the magnetic force driver slides, the coil body may slide instead, or both the coil body and the magnetic force driver may slide.
更に、上記の各実施の形態では、電磁的スイッチの永久磁石は、Ｎ極側がコイル体の中心位置側に来るように配置される構成であったが、これに限らず、Ｓ極側をコイル体の中心位置側に来るように配置してもよい。その場合は、通電状態にしたときの永久磁石の移動方向が逆向きとなる。 Furthermore, in each of the above embodiments, the permanent magnet of the electromagnetic switch is configured to be arranged so that the north pole side is located toward the center position of the coil body, but this is not limited thereto, and the permanent magnet may be arranged so that the south pole side is located toward the center position of the coil body. In that case, the direction of movement of the permanent magnet when energized will be reversed.
更に、上記の各実施の形態では、電磁的スイッチの永久磁石はコイル体の一方側に所定距離離隔した位置に配置されるものであったが、これに限らず、コイル体の他方側に所定距離離隔した位置を所定位置として配置されるものであってもよい。その場合の、永久磁石の移動方向は、コイル体に発生する磁界の向きと永久磁石の磁界の向きとに応じて決定される。 Furthermore, in each of the above embodiments, the permanent magnet of the electromagnetic switch is disposed at a position spaced a predetermined distance from one side of the coil body, but this is not limited thereto, and the permanent magnet may be disposed at a position spaced a predetermined distance from the other side of the coil body as the predetermined position. In this case, the direction of movement of the permanent magnet is determined according to the direction of the magnetic field generated in the coil body and the direction of the magnetic field of the permanent magnet.
更に、上記の各実施の形態では、電磁的スイッチのコイル体と永久磁石との位置関係について、少なくとも永久磁石の中心位置がコイル体の中心位置から離れていると共に、コイル体の中心位置側に配置された側の端部がコイル体の一方端部を超えない範囲に配置されるものを望ましい構成として記載しているが、これに限らず、通電することによりコイル体と永久磁石とが相対的に移動可能であれば前述の望ましい構成を超えて配置されるものであってもよい。又、観点を変えて説明した電磁的スイッチのコイル体と磁力駆動体との第２の位置関係は、磁力駆動体の永久磁石の中心位置がコイル体の中心位置から離れていなくともよく、少なくとも第１の位置関係又は第３の位置関係と異なっているものであればよい。 Furthermore, in each of the above embodiments, the positional relationship between the coil body and the permanent magnet of the electromagnetic switch is described as being desirable such that at least the center position of the permanent magnet is away from the center position of the coil body, and the end of the coil body located on the center position side is located within a range that does not exceed one end of the coil body, but this is not limited to this, and the coil body and the permanent magnet may be located beyond the desirable configuration as long as they can move relatively when current is applied. Also, the second positional relationship between the coil body and the magnetic force driver of the electromagnetic switch described from a different perspective does not require the center position of the permanent magnet of the magnetic force driver to be away from the center position of the coil body, as long as it is at least different from the first positional relationship or the third positional relationship.
更に、上記の各実施の形態では、電磁的スイッチのコイル体は円筒形状を有するものであったが、筒形状を有するものであれば、多角形の筒状形状といった他の形状からなるものであってもよい。 Furthermore, in each of the above embodiments, the coil body of the electromagnetic switch has a cylindrical shape, but it may have any other shape, such as a polygonal cylindrical shape, as long as it has a cylindrical shape.
更に、上記の各実施の形態では、電磁的スイッチのコイル体の筒状体は、プラスチックからなるものであったが、これに限らず、永久磁石によって磁化されない素材であれば、他の素材からなるものであってもよい。 Furthermore, in each of the above embodiments, the cylindrical body of the coil of the electromagnetic switch is made of plastic, but this is not limited thereto, and it may be made of other materials as long as they are not magnetized by a permanent magnet.
更に、上記の各実施の形態では、電磁的スイッチは枠体を有するものであったが、スイッチとして機能するものであれば、枠体はなくてもよい。これにより、観点を変えて説明した電磁的スイッチの磁力駆動体も少なくとも永久磁石を含んでいれば枠体はなくてもよい。 In addition, in each of the above embodiments, the electromagnetic switch has a frame, but as long as it functions as a switch, it does not need to have a frame. As a result, the magnetic force driver of the electromagnetic switch described from a different perspective also does not need to have a frame as long as it includes at least a permanent magnet.
更に、上記の各実施の形態では、電磁的スイッチは駆動装置やサッカーロボット（屈伸装置）に適用されるものであったが、これに限らず他の装置やロボットに適用されるものであってもよい。 Furthermore, in each of the above embodiments, the electromagnetic switch is applied to a drive device or a soccer robot (bending and stretching device), but it may also be applied to other devices or robots.
更に、上記の各実施の形態では、電磁的スイッチの永久磁石はネオジム磁石を用いたが、アルニコ磁石といった他の永久磁石を適用できる。 Furthermore, in each of the above embodiments, a neodymium magnet is used as the permanent magnet for the electromagnetic switch, but other permanent magnets such as an alnico magnet can also be used.
更に、上記の各実施の形態では、電磁的スイッチの永久磁石は円柱型の棒形状を有するものであったが、棒形状を有するものであれば、角柱型といった他の形状からなるものであってもよい。 Furthermore, in each of the above embodiments, the permanent magnet of the electromagnetic switch has a cylindrical rod shape, but it may have any other shape, such as a rectangular prism, as long as it has a rod shape.
更に、上記の各実施の形態では説明しなかったが、電磁的スイッチの枠体の素材には樹脂や金属等任意のものを採用できる。 Furthermore, although not described in the above embodiments, any material such as resin or metal can be used for the frame of the electromagnetic switch.
更に、上記の各実施の形態では説明しなかったが、各実施の形態の駆動装置やサッカーロボットに筐体を被せる等してもよい。 Furthermore, although not described in the above embodiments, the drive mechanism and soccer robot of each embodiment may be covered with a housing.
更に、上記の各実施の形態では駆動装置の第１の回転軸及び第２の回転軸又はサッカーロボットの第１の駆動軸及び第２の駆動軸の各々には第１の車輪及び第２の車輪の各々が取り付けられている構成であったが、これに限らない。第１の回転軸及び第２の回転軸又は第１の駆動軸及び第２の駆動軸の各々の回転によって駆動装置又はサッカーロボットを走行させるものであれば、他の部材によるものであってもよい。 Furthermore, in each of the above embodiments, the first wheel and the second wheel are attached to the first and second rotating shafts of the drive device or the first and second driving shafts of the soccer robot, respectively, but this is not limited to this. Other members may be used as long as the drive device or the soccer robot moves by the rotation of the first and second rotating shafts or the first and second driving shafts, respectively.
更に、上記の第１の実施の形態では、電磁的スイッチは永久磁石の磁極が水平方向となるように配置されるものであったが、第１の回転軸及び第２の回転軸の回転方向の切り替えを指示するものであれば、永久磁石の磁極が他の方向となるように配置されるものであってもよい。 Furthermore, in the first embodiment described above, the electromagnetic switch is arranged so that the magnetic poles of the permanent magnet are horizontal, but as long as it instructs switching the rotation direction of the first rotating shaft and the second rotating shaft, the magnetic poles of the permanent magnet may be arranged so that they are in another direction.
更に、上記の第１の実施の形態では、第１の係合機構及び第２の係合機構の各々は特定個数のギアからなるものであったが、これに限らず適宜増減が可能である。 Furthermore, in the first embodiment described above, each of the first engagement mechanism and the second engagement mechanism is made up of a specific number of gears, but this is not limited to this and the number can be increased or decreased as appropriate.
更に、上記の第１の実施の形態では、伝達機構を介して駆動軸を所定位置から軸方向のいずれかの方向へ所定距離移設するものであったが、これに限らず、駆動軸を移設することができれば伝達機構はなくてもよい。 In addition, in the first embodiment described above, the drive shaft is moved a predetermined distance in either axial direction from a predetermined position via a transmission mechanism, but this is not limited thereto, and as long as the drive shaft can be moved, a transmission mechanism may not be necessary.
更に、上記の第１の実施の形態では、伝達機構は特定形状を有するものであったが、駆動軸を軸方向に移設できるものであれば、他の形状であってもよい。 Furthermore, in the first embodiment described above, the transmission mechanism has a specific shape, but it may have other shapes as long as the drive shaft can be moved axially.
更に、上記の第１の実施の形態では、伝達機構は駆動軸の第１のピニオンギア及び第２のピニオンギアの各々の内側端部を当接部によって押す構成であったが、これに限られない。駆動軸を軸方向に移設できるものであれば他の構成であってもよい。例えば、第１のピニオンギア及び第２のピニオンギアの各々の外側端部を押すようなものであってもよいし、駆動軸の軸方向の端部を押すようなものであってもよい。 In addition, in the first embodiment described above, the transmission mechanism is configured to push the inner ends of the first pinion gear and the second pinion gear of the drive shaft with the abutment portion, but this is not limited to this. Any other configuration may be used as long as it allows the drive shaft to be moved in the axial direction. For example, it may be configured to push the outer ends of the first pinion gear and the second pinion gear, or it may be configured to push the axial end of the drive shaft.
更に、上記の第１の実施の形態では、伝達機構は駆動軸の第１のピニオンギア及び第２のピニオンギアの各々の内側端部を当接部によって直接押す構成であったが、これに限られない。駆動軸を軸方向に移設できるものであれば、例えば、伝達機構の当接部と第１のピニオンギア及び第２のピニオンギアとの間の各々に他の部材を介することで間接的に押すものであってもよい。 In addition, in the first embodiment described above, the transmission mechanism is configured to directly push the inner ends of the first pinion gear and the second pinion gear of the drive shaft with the abutment portion, but this is not limited to this. As long as the drive shaft can be moved in the axial direction, for example, the transmission mechanism may indirectly push the first pinion gear and the second pinion gear by placing other members between the abutment portion of the transmission mechanism and each of the first and second pinion gears.
更に、上記の第１の実施の形態では、駆動軸引戻し機構を有する構成であったが、これに限らず、電磁的スイッチをオフ状態にした際に、駆動軸が確実に所定位置に復帰するものであれば、駆動軸引戻し機構はなくてもよい。 Furthermore, in the first embodiment described above, a drive shaft retraction mechanism is included, but this is not limiting, and the drive shaft retraction mechanism may not be required as long as the drive shaft reliably returns to a specified position when the electromagnetic switch is turned off.
更に、上記の第１の実施の形態では、駆動軸引戻し機構は錘の上げ下げを利用して、駆動軸を所定位置に復帰させるものであったが、これに限らず、例えばバネの伸縮を利用した機構としてもよい。 In addition, in the first embodiment described above, the drive shaft retraction mechanism uses the raising and lowering of a weight to return the drive shaft to a specified position, but this is not limited to this, and a mechanism that uses, for example, the expansion and contraction of a spring may also be used.
更に、上記の第１の実施の形態では、錘は棒形状のものであったが、これに限らず他の形状であってもよい。 Furthermore, in the first embodiment described above, the weight is rod-shaped, but it is not limited to this and may be of other shapes.
更に、上記の第１の実施の形態では説明しなかったが、錘は自重で初期状態の位置に復帰できる重量を有していれば鉄や鉛といった様々な素材をからなるものを使用できる。 Furthermore, although not described in the first embodiment above, the weight can be made of various materials such as iron or lead as long as it has enough weight to return to its initial position under its own weight.
更に、上記の第２の実施の形態では、電磁的スイッチは永久磁石の磁極が垂直方向となるように配置されるものであったが、屈伸装置の動きを制御するものであれば、永久磁石の磁極が他の方向となるように配置されるものであってもよい。 Furthermore, in the second embodiment described above, the electromagnetic switch is arranged so that the magnetic poles of the permanent magnet are vertical, but as long as it controls the movement of the bending and stretching device, the magnetic poles of the permanent magnet may be arranged so that they are in another direction.
更に、上記の第２の実施の形態では、電磁的スイッチの永久磁石は上方向に移動するものであったが、これに限らず、下方向に移動するものであってもよい。その場合、アーム機構の第１の回動部及び第２の回動部は第２の実施の形態とはそれぞれ逆方向に回動する。これに対応して、観点を変えて説明した電磁的スイッチのコイル体と磁力駆動体との位置関係についても、第２の位置関係から上方向の第１の位置関係にスライドするものであったが、第２の位置関係から下方向の第３の位置関係にスライドするものであってもよい。 Furthermore, in the second embodiment described above, the permanent magnet of the electromagnetic switch moves upward, but this is not limited thereto, and it may move downward. In this case, the first rotating part and the second rotating part of the arm mechanism rotate in the opposite direction to those in the second embodiment. Correspondingly, the positional relationship between the coil body and the magnetic force driver of the electromagnetic switch described from a different perspective also slides from the second positional relationship to the first positional relationship in the upward direction, but it may also slide from the second positional relationship to a third positional relationship in the downward direction.
更に、上記の各実施の形態において観点を変えて説明した電磁的スイッチの復帰手段は特定の構成を有するものであったが、通電を終了した際にコイル体と磁力駆動体とが第２の位置関係に復帰するものであれば、他の構成であってもよい。 Furthermore, the return means of the electromagnetic switch described from a different perspective in each of the above embodiments has a specific configuration, but it may have another configuration as long as the coil body and the magnetic driver return to the second positional relationship when the current is terminated.
更に、上記の各実施の形態において観点を変えて説明した電磁的スイッチは、復帰手段を備えるものであったが、通電を終了した際にコイル体と磁力駆動体とが自動的に第２の位置関係に戻るものであれば、復帰手段はなくてもよい。 Furthermore, the electromagnetic switches described from different perspectives in each of the above embodiments are provided with a return means, but if the coil body and the magnetic drive body automatically return to the second positional relationship when the current is terminated, the return means may not be necessary.
更に、上記の第２の実施の形態では、第１の駆動軸及び第２の駆動軸の各々と第１の駆動用モーター及び第２の駆動用モーターの各々とは特定個数の歯車やギアを介して係合するものであったが、これに限らず適宜増減が可能である。 Furthermore, in the second embodiment described above, the first drive shaft and the second drive shaft are engaged with the first drive motor and the second drive motor, respectively, via a specific number of gears or cogs, but this is not limited to this and can be increased or decreased as appropriate.
更に、上記の第２の実施の形態では、屈伸装置はサッカーロボットの第１の駆動軸及び第２の駆動軸の間に配置されるものであったが、これに限らず、他の位置に配置されるものであってもよい。 Furthermore, in the second embodiment described above, the bending and stretching device was placed between the first and second drive shafts of the soccer robot, but this is not limited thereto and it may be placed in another position.
更に、上記の第２の実施の形態では、屈伸装置のアーム機構は電磁的スイッチの枠体の下部に連結しているものであるが、これに限らず、電磁的スイッチの動きに連携して作動するものであれば電磁的スイッチの他の位置に連結するものであってもよい。 Furthermore, in the second embodiment described above, the arm mechanism of the bending and stretching device is connected to the lower part of the frame of the electromagnetic switch, but this is not limited thereto, and it may be connected to another position of the electromagnetic switch as long as it operates in conjunction with the movement of the electromagnetic switch.
更に、上記の第２の実施の形態では、屈伸装置の第１の突起部及び第１の連結部と第２の突起部及び第２の連結部は特定形状に構成されるものであったが、これに限らない。電磁的スイッチの枠体の下部に設けられた第１の突起部に連結しているものであるが、電磁的スイッチの動きに連携して作動するものであれば他の形状に形成されるものであってもよい。 Furthermore, in the second embodiment described above, the first protrusion and first connecting portion and the second protrusion and second connecting portion of the bending and stretching device are configured in a specific shape, but this is not limited to this. They are connected to the first protrusion provided on the lower part of the frame of the electromagnetic switch, but they may be formed in other shapes as long as they operate in conjunction with the movement of the electromagnetic switch.
更に、上記の第２の実施の形態では、屈伸装置の電磁的スイッチに第１の突起部が設けられると共に第２の回動部側に第２の突起部が設けられ、第１の回動部の両端側の各々に設けられた第１の連結部及び第２の連結部と連結している構成であったが、これに限らない。第１の突起部と第１の連結部及び第２の突起部と第２の連結部の各々を相互に入れ替えた構成としてもよい。 Furthermore, in the second embodiment described above, the electromagnetic switch of the bending and stretching device is provided with a first protrusion, and a second protrusion is provided on the second rotating part side, and is connected to the first connecting part and the second connecting part provided on each of both ends of the first rotating part, but this is not limited to the above. The first protrusion and the first connecting part, and the second protrusion and the second connecting part may be mutually interchanged.
更に、上記の第２の実施の形態では、屈伸装置はサッカーロボットのキックアームとして適用されるものであったが、これに限らず、例えばブルドーザー型のロボットのアーム及びバケット等といった他の装置やロボットの一部に適用することが可能である。 Furthermore, in the second embodiment described above, the bending and stretching device was applied as the kicking arm of a soccer robot, but it is not limited to this and can be applied to other devices or parts of robots, such as the arm and bucket of a bulldozer-type robot, for example.
尚、上記の各実施の形態では説明しなかったが、上記の各実施の形態の電磁的スイッチは、更に観点を変えると、筒形状を有する外装体と、棒形状を有し、外装体の内部に外装体の軸方向に対して相対的にスライド自在に配置される内装体とを備え、外装体及び内装体の一方は、その軸方向の両端部が磁極化されており、外装体及び内装体の他方に対して、その軸方向の両端部の磁極化及び非磁極化を切り替える磁極化制御手段を更に備え、磁極化制御手段の非能動化から能動化に応じて、外装体と内装体とは相対的にスライドするものと表現することも可能である。 Although not described in the above embodiments, the electromagnetic switch of each of the above embodiments can be viewed from a different perspective as comprising a cylindrical exterior body and a rod-shaped interior body that is slidably disposed inside the exterior body relative to the axial direction of the exterior body, one of the exterior body and the interior body having magnetized ends in the axial direction, and the other of the exterior body and the interior body further comprises a magnetization control means that switches between magnetization and de-magnetization of both ends in the axial direction, and the exterior body and the interior body can be described as sliding relatively in response to the activation and deactivation of the magnetization control means.
この外装体と内装体との関係は、例えば、上記の各実施の形態で述べたコイル体（外装体）及び永久磁石（内装体）とする以外に、筒形状を有すると共に両端部に磁極を備えた永久磁石（外装体）と、鉄芯にコイルを巻き付けた棒形状の電磁石（内装体）とすることも可能である。この場合、電磁石はコイル体の内部にコイル体の軸方向に対して相対的にスライド自在に配置され、電磁石への通電状態と非通電状態を切り替えることで、コイル体の軸方向の両端部の磁極化及び非磁極化を切り替える磁極化制御手段を更に備えているものである。この磁極化制御手段によって、電磁石が非通電状態から通電状態となると、永久磁石と電磁石とは相対的にスライドするものとなる。 The relationship between the outer body and the inner body can be, for example, a coil body (outer body) and a permanent magnet (inner body) as described in each of the above embodiments, or a permanent magnet (outer body) that is cylindrical and has magnetic poles at both ends, and a rod-shaped electromagnet (inner body) with a coil wound around an iron core. In this case, the electromagnet is disposed inside the coil body so as to be able to slide relatively in the axial direction of the coil body, and further includes a magnetization control means that switches between magnetized and non-magnetized states of both ends of the coil body in the axial direction by switching between a current-carrying state and a non-current-carrying state of the electromagnet. When the electromagnet is switched from a non-current-carrying state to a current-carrying state by this magnetization control means, the permanent magnet and the electromagnet slide relatively.
又、外装体と内装体の関係を、筒形状を有するコイル体（外装体）と、鉄芯にコイルを巻き付けた棒形状の電磁石（内装体）とすることも可能である。この場合、上述の永久磁石（外装体）をコイル体に置き換えた構成となり、コイル体の軸方向の両端部は通電によって磁極化されている。上述のように磁極化制御手段によって、電磁石が非通電状態から通電状態となると、コイル体と電磁石とは相対的にスライドするものとなる。このコイル体と電磁石の組み合わせについては、電磁石側が磁化されており、コイル体側に磁極化制御手段を備える構成としてもよい。 The relationship between the outer body and the inner body can also be a cylindrical coil body (outer body) and a rod-shaped electromagnet (inner body) with a coil wound around an iron core. In this case, the permanent magnet (outer body) described above is replaced with a coil body, and both axial ends of the coil body are magnetized by passing electricity through them. As described above, when the electromagnet is changed from a non-energized state to a current-carrying state by the magnetization control means, the coil body and the electromagnet slide relative to each other. This combination of coil body and electromagnet may be configured such that the electromagnet side is magnetized, and the coil body side is provided with a magnetization control means.
このようにすることで、磁極化制御手段によって、外装体と内装体との位置関係が変化するため、外装体と内装体との位置関係の変化によって、対象物の制御が可能となる。 In this way, the positional relationship between the outer body and the inner body is changed by the magnetization control means, and the change in the positional relationship between the outer body and the inner body makes it possible to control the target object.
更に、上記の例に限らず、外装体及び内装体の一方の軸方向が磁極化されており、外装体及び内装体の他方に対して磁極化制御手段を備えるものであれば、外装体及び内装体は他の構成であってもよい。 Furthermore, without being limited to the above example, the outer body and the inner body may have other configurations as long as the axial direction of one of the outer body and the inner body is magnetized and a magnetization control means is provided for the other of the outer body and the inner body.
１…駆動装置
３…駆動軸
５…第１のピニオンギア
６…第２のピニオンギア
１０…駆動用モーター
２１…第１の回転軸
２２…第２の回転軸
２３…第１の車輪
２４…第２の車輪
３１…第１の係合機構
３２…第１のクラウンギア
４１…第２の係合機構
４２…第２のクラウンギア
５０…駆動軸移設手段
５１、１２１…電磁的スイッチ
５２…伝達機構
５３…駆動軸引戻し機構
６０、１３０…コイル体
６２、１３２…導線
６３、１３３…永久磁石
６７、６８…磁界
６９、１３９…磁力駆動体
８１ａ、８１ｂ…一対の翼部
８２ａ、８２ｂ…一対の錘
８３…回転軸
１０１…サッカーロボット
１０３…第１の駆動軸
１０４…第２の駆動軸
１０５…第１の車輪
１０６…第２の車輪
１１５…第１の駆動用モーター
１１６…第２の駆動用モーター
１２０…屈伸装置
１２２…アーム機構
１４１…第１の回動部
１４２…第２の回動部
１４４ａ、１４４ｂ…第１の回動軸
１４８…第２の回動軸
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
REFERENCE SIGNS
Claims (7)
少なくともコイルが一定方向に巻回されてなるコイル体と、
前記コイル体の内部を前記コイル体の軸方向にスライド自在であると共にスライド方向に磁極が位置するように配置され、前記コイル体の周囲を露出した状態で囲む樹脂製の枠体によって挟み込まれる永久磁石とを備え、
前記永久磁石が前記コイル体の軸方向において中心位置から前記コイル体の一方側に所定距離離隔した所定位置で通電状態となった場合、前記コイル体に生じる磁界により、前記永久磁石が前記コイル体と引き合う又は反発することによって、前記コイル体と前記永久磁石とは相対的に移動し、スイッチとして機能し、
前記永久磁石は前記磁極が垂直方向となるように配置され、前記通電状態となった場合、前記コイル体と前記永久磁石とは垂直方向に相対的に移動し、
前記通電状態を解除すると、前記永久磁石がその自重により前記所定位置に復帰する、電磁的スイッチ。 An electromagnetic switch for school teaching materials ,
a coil body formed by winding at least a coil in a fixed direction;
a permanent magnet that is slidable in the axial direction of the coil body inside the coil body and that is arranged so that a magnetic pole is located in the sliding direction , and that is sandwiched by a resin frame that surrounds the coil body in an exposed state ;
When the permanent magnet is energized at a predetermined position that is a predetermined distance away from the center position of the coil body in the axial direction of the coil body, the magnetic field generated in the coil body causes the permanent magnet to attract or repel the coil body, causing the coil body and the permanent magnet to move relative to each other, thereby functioning as a switch;
the permanent magnet is arranged so that the magnetic poles are oriented vertically, and when the current is applied, the coil body and the permanent magnet move relatively in the vertical direction;
When the energized state is released, the permanent magnet returns to the predetermined position due to its own weight.
前記コイル体の前記一方側に生じる極が前記永久磁石の前記一方の極と反対の極性を有する場合には、前記コイル体と前記永久磁石とは互いに引き合う方向に相対的に移動する、請求項１記載の電磁的スイッチ。 In the energized state at the predetermined position, when the pole generated on the one side of the coil body has the same polarity as one pole of the permanent magnet, the coil body and the permanent magnet move relatively in directions in which they repel each other,
2. The electromagnetic switch according to claim 1, wherein when a pole generated on said one side of said coil body has a polarity opposite to that of said one pole of said permanent magnet, said coil body and said permanent magnet move relatively in a direction in which they attract each other.
請求項１又は請求項２記載の電磁的スイッチと、
前記電磁的スイッチに係合し、前後方向への曲げ伸ばし運動を行うアーム機構とを備え、
前記電磁的スイッチは前記永久磁石の前記磁極が垂直方向となるように配置され、通電状態において、前記電磁的スイッチの前記コイル体と前記永久磁石とが相対的に上下方向に移動し、
前記アーム機構は、前記電磁的スイッチの前記コイル体及び前記永久磁石の移動方向に対して直交する向きに軸方向が配置される第１の回動軸を軸に軸周りに回動自在な第１の回動部と、前記第１の回動軸に平行に軸方向が配置される第２の回動軸を軸に軸周りに回動自在な第２の回動部とを有し、
通電状態において、前記電磁的スイッチの前記コイル体と前記永久磁石との相対的な移動に応じて、前記第１の回動部が軸周りの一方向に回動すると共に、前記第２の回動部が軸周りの他方向に回動する、前記通電状態を解除すると、前記電磁的スイッチの前記コイル体又は前記永久磁石の自重によって、前記第１の回動部が軸周りの他方向に回動すると共に、前記第２の回動部が軸周りの一方向に回動する、屈伸装置。 A bending and stretching device, comprising:
An electromagnetic switch according to claim 1 or 2;
an arm mechanism that engages with the electromagnetic switch and performs bending and straightening movements in a forward and backward direction,
the electromagnetic switch is disposed such that the magnetic poles of the permanent magnet are oriented vertically, and in a conducting state, the coil body of the electromagnetic switch and the permanent magnet move relatively in a vertical direction;
the arm mechanism includes a first rotating part rotatable about a first rotating axis, the axial direction of which is disposed in a direction perpendicular to a moving direction of the coil body and the permanent magnet of the electromagnetic switch, and a second rotating part rotatable about a second rotating axis, the axial direction of which is disposed in parallel to the first rotating axis;
an extension device in which, in an energized state, the first rotating part rotates in one direction around the axis and the second rotating part rotates in the other direction around the axis in response to relative movement between the coil body of the electromagnetic switch and the permanent magnet; when the energized state is released, the weight of the coil body or the permanent magnet of the electromagnetic switch causes the first rotating part to rotate in the other direction around the axis and the second rotating part to rotate in one direction around the axis.
棒状で軸周りに回転自在である第１の駆動軸と、
棒状で軸周りに回転自在であると共に、前記第１の駆動軸と軸方向の延長線上に配置される第２の駆動軸と、
前記第１の駆動軸に係合し、前記第１の駆動軸を所定の方向に回転させる第１の駆動体と、
前記第２の駆動軸に係合し、前記第２の駆動軸を所定の方向に回転させる第２の駆動体と、
前記第１の駆動軸に設けられる第１の車輪と、
前記第２の駆動軸に設けられる第２の車輪と、
前記第１の駆動軸及び前記第２の駆動軸の間に配置される請求項３記載の屈伸装置とを備え、
前記屈伸装置はキックアームとして機能する、サッカーロボット。 A soccer robot,
a first drive shaft that is rod-shaped and rotatable about its axis;
a second drive shaft that is rod-shaped and rotatable about its axis and is disposed on an axial extension of the first drive shaft;
a first driving body that engages with the first driving shaft and rotates the first driving shaft in a predetermined direction;
a second drive body that engages with the second drive shaft and rotates the second drive shaft in a predetermined direction;
a first wheel provided on the first drive shaft;
a second wheel provided on the second drive shaft;
and the bending/extending device according to claim 3, which is disposed between the first drive shaft and the second drive shaft;
The bending and stretching device functions as a kicking arm.
少なくともコイルが一定方向に巻回されてなるコイル体と、
前記コイル体の内部を前記コイル体の軸方向にスライド自在であると共にスライド方向に磁極が位置するように配置される永久磁石とを備え、
前記永久磁石が前記コイル体の軸方向において中心位置から前記コイル体の一方側に所定距離離隔した所定位置で通電状態となった場合、前記コイル体に生じる磁界により、前記永久磁石が前記コイル体と引き合う又は反発することによって、前記コイル体と前記永久磁石とは相対的に移動し、スイッチとして機能し、
前記永久磁石は前記磁極が水平方向となるように配置され、前記通電状態において、前記コイル体と前記永久磁石とは水平方向に相対的に移動し、
前記永久磁石を挟み込むと共に前記コイル体の周囲を囲む枠体と、
前記通電状態において前記枠体の水平方向の移動によって持ち上げられる錘を更に備え、
前記通電状態を解除すると、前記永久磁石が前記錘の自重により前記所定位置に復帰する、電磁的スイッチ。 An electromagnetic switch,
a coil body formed by winding at least a coil in a fixed direction;
a permanent magnet that is slidable in the axial direction of the coil body inside the coil body and that is arranged so that a magnetic pole is positioned in the sliding direction,
When the permanent magnet is energized at a predetermined position that is a predetermined distance away from the center position of the coil body in the axial direction of the coil body, the magnetic field generated in the coil body causes the permanent magnet to attract or repel the coil body, causing the coil body and the permanent magnet to move relative to each other, thereby functioning as a switch;
the permanent magnet is disposed so that the magnetic pole is horizontal, and in the energized state, the coil body and the permanent magnet move relatively in the horizontal direction;
a frame body that sandwiches the permanent magnet and surrounds the coil body;
The actuator further includes a weight that is lifted by the horizontal movement of the frame in the energized state,
When the energized state is released, the permanent magnet returns to the predetermined position due to the weight of the weight.
前記コイル体の前記一方側に生じる極が前記永久磁石の前記一方の極と反対の極性を有する場合には、前記コイル体と前記永久磁石とは互いに引き合う方向に相対的に移動する、請求項５記載の電磁的スイッチ。 In the energized state at the predetermined position, when the pole generated on the one side of the coil body has the same polarity as one pole of the permanent magnet, the coil body and the permanent magnet move relatively in directions in which they repel each other,
6. The electromagnetic switch according to claim 5, wherein when a pole generated on said one side of said coil body has a polarity opposite to that of said one pole of said permanent magnet, said coil body and said permanent magnet move relatively in a direction in which they attract each other.
棒状で軸周りに回転自在であると共に、軸方向に移動自在な駆動軸と、
前記駆動軸に係合し、前記駆動軸を所定の方向に回転させる駆動体と、
前記駆動軸に平行に軸方向が配置される第１の回転軸と、
前記駆動軸に平行に軸方向が配置される第２の回転軸と、
前記駆動軸と前記第１の回転軸との間に配置され、前記駆動軸が所定位置にある状態において、前記駆動軸の回転を前記第１の回転軸に前記駆動軸の回転の回転方向と同一又は反対の回転方向に伝達させる第１の係合機構と、
前記駆動軸と前記第２の回転軸との間に配置され、前記駆動軸が前記所定位置にある状態において、前記駆動軸の回転を前記第２の回転軸に前記第１の回転軸の回転方向と同一の回転方向に伝達させる第２の係合機構と、
前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の回転方向の切り替えを指示する請求項５又は請求項６記載の電磁的スイッチとを備え、
前記電磁的スイッチは、前記永久磁石の前記磁極が水平方向となるように配置され、前記コイル体及び前記永久磁石が水平方向に相対的に移動することにより、前記駆動軸を前記所定位置から前記軸方向の前記第１の係合機構側又は前記第２に係合機構側のいずれかに所定距離移設させることで、前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の回転方向を切り替えることが可能であり、
前記所定位置から前記第１の係合機構側に前記駆動軸を所定距離移設させると、前記第１の係合機構は前記第１の回転軸の回転を反対方向に回転させるように機能すると共に、前記第２の係合機構は前記第２の回転軸の回転方向を維持する一方で、前記所定位置から前記第２の係合機構側に前記駆動軸を所定距離移設させると、前記第２の係合機構は前記第２の回転軸の回転を反対方向に回転させるように機能すると共に、前記第１の係合機構は前記第１の回転軸の回転方向を維持する、駆動装置。
A drive device,
A rod-shaped drive shaft that is rotatable about its axis and movable in its axial direction;
a driver that engages with the drive shaft and rotates the drive shaft in a predetermined direction;
A first rotating shaft having an axial direction parallel to the drive shaft;
A second rotating shaft having an axial direction parallel to the drive shaft;
a first engagement mechanism that is disposed between the drive shaft and the first rotating shaft and transmits rotation of the drive shaft to the first rotating shaft in a rotational direction that is the same as or opposite to the rotational direction of the drive shaft when the drive shaft is in a predetermined position;
a second engagement mechanism that is disposed between the drive shaft and the second rotating shaft and that transmits rotation of the drive shaft to the second rotating shaft in the same rotational direction as the rotational direction of the first rotating shaft when the drive shaft is in the predetermined position;
the electromagnetic switch according to claim 5 or 6 for instructing switching of the rotation directions of the first rotation shaft and the second rotation shaft;
the electromagnetic switch is arranged so that the magnetic poles of the permanent magnet are horizontal, and the coil body and the permanent magnet move relatively in the horizontal direction to move the drive shaft a predetermined distance from the predetermined position to either the first engagement mechanism side or the second engagement mechanism side in the axial direction, thereby making it possible to switch the rotation directions of the first rotation shaft and the second rotation shaft;
When the drive shaft is moved a predetermined distance from the predetermined position toward the first engagement mechanism, the first engagement mechanism functions to rotate the first rotating shaft in the opposite direction and the second engagement mechanism maintains the rotation direction of the second rotating shaft, while when the drive shaft is moved a predetermined distance from the predetermined position toward the second engagement mechanism, the second engagement mechanism functions to rotate the second rotating shaft in the opposite direction and the first engagement mechanism maintains the rotation direction of the first rotating shaft.
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