説明

揺動装置

【課題】揺動装置を小型で、組み立ておよび分解が容易であり、部品点数が少なくてすむようにする。
【解決手段】水平方向に揺動する上部フレーム10と、上部フレーム10に取り付けられた第一磁性部材12と、第一磁性部材12を水平方向に吸引する磁力を生成するソレノイド22とを備え、上部フレーム10が水平方向に揺動する際に、第一磁性部材12がソレノイド22の内部を通過しないで、外部を通過する揺動装置1によれば、ソレノイド22を横に置かないですむので、高さを低くでき、小型化できる。しかも、ソレノイド22と、上部フレーム10とが分離しているので、組み立ておよび分解が容易である。しかも、部品点数を少なくできる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、揺動するラックの構造に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、シャフトに磁性部材を取り付けたものを、芯の無い中空のソレノイドの中空部分に入れて、ソレノイドを励磁することにより、シャフトを揺動させることが行われている(例えば、特許文献1の図1を参照)。シャフトにはラックが取り付けられており、シャフトを揺動させることによりラックを揺動させることができる。
【0003】
【特許文献1】特開2002−247885号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記のような構造によれば、縦方向に大きくなってしまう。また、ラックと、シャフトおよびソレノイドとが分離していないため、組み立ておよび分解が困難である。さらに、部品点数も多く、重くなってしまう。
【0005】
そこで、本発明は、小型で、組み立ておよび分解が容易であり、部品点数が少なくてすむようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明にかかる揺動装置は、所定方向に揺動するフレームと、前記フレームに取り付けられた第一磁性部材と、前記第一磁性部材を前記所定方向に吸引する磁力を生成するコイルと、を備え、前記フレームが前記所定方向に揺動する際に、前記第一磁性部材が前記コイルの内部を通過しないで、外部を通過するように構成される。
【0007】
上記のように構成された揺動装置によれば、フレームは、所定方向に揺動する。第一磁性部材は、前記フレームに取り付けられている。コイルは、前記第一磁性部材を前記所定方向に吸引する磁力を生成する。さらに、前記フレームが前記所定方向に揺動する際に、前記第一磁性部材が前記コイルの内部を通過しないで、外部を通過する。
【0008】
また、揺動装置は、前記コイルの磁界の向きが、前記所定方向と垂直な方向であるようにしてもよい。
【0009】
また、揺動装置は、前記コイルが、第二磁性部材を芯とするようにしてもよい。
【0010】
また、揺動装置は、前記第一磁性部材が前記第二磁性部材の真上から離れている状態で、前記コイルを励磁するようにしてもよい。
【0011】
また、揺動装置は、前記フレームが前記所定方向に揺動する際に、前記第一磁性部材が前記第二磁性部材の真上を通過するようにしてもよい。
【0012】
また、揺動装置は、前記第一磁性部材は鉄であるようにしてもよい。
【0013】
また、揺動装置は、前記第二磁性部材は鉄であるようにしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【0015】
図1は本発明の実施形態にかかる揺動装置1の斜視図である。図2は、本発明の実施形態にかかる揺動装置1の側面図である。揺動装置1は、上部フレーム10、第一磁性部材12、反射部14、下部フレーム20、ソレノイド22、基板30、励磁制御素子32、センサ34を備える。
【0016】
上部フレーム10は、所定方向に揺動する。図1および図2に示すように、所定方向は水平方向である。なお、上部フレーム10は、図示しない本体から吊り下げられている。
【0017】
第一磁性部材12は、上部フレーム10に取り付けられている。第一磁性部材12は、鉄であることが好ましい。
【0018】
反射部14は、上部フレーム10の裏面(下側の面)に取り付けられ、光を反射する。図3は、反射部14近傍の部分斜視図である。なお、図3においては、センサ34よりも右側に配置された反射部を図示省略している。反射部14は、第一反射部14a、第二反射部14bを有する。第一反射部14aは第一の幅(狭い幅)を有し、第二反射部14bは第二の幅(広い幅)を有している。第一反射部14aおよび第二反射部14bは所定方向(揺動方向)に一列に配置されている。
【0019】
図4は、反射部14近傍の部分平面図である。反射部14は、第一反射部14a、第二反射部14b、第一反射部14c、第二反射部14dを有する。第一反射部14a、第二反射部14bは、センサ34よりも左側に配置されている。第一反射部14cおよび第二反射部14dは、センサ34よりも右側に配置されている。
【0020】
第一反射部14aは、第二反射部14bよりもセンサ34から遠くに配置されている。第一反射部14cは、第二反射部14dよりもセンサ34から近くに配置されている。第一反射部14a、第二反射部14b、第一反射部14cおよび第二反射部14dは一列に配置されている。なお、第一反射部14aの幅=第一反射部14cの幅=W1は、第二反射部14bの幅=第二反射部14dの幅=W2よりも小さい。
【0021】
下部フレーム20は、ソレノイド22を搭載したフレームである。
【0022】
ソレノイド22は、コイル22a、第二磁性部材22bを有する。
【0023】
コイル22aは、第一磁性部材12を所定方向(上部フレーム10の揺動方向)に吸引する磁力を生成する。コイル22aの磁界の向きが、所定方向と垂直な方向、すなわち鉛直方向である。
【0024】
第二磁性部材22bは、鉄心である。コイル22aは第二磁性部材22bを芯とする。
【0025】
センサ34は、反射部14(第一反射部14a、第二反射部14b、第一反射部14c、第二反射部14d)に光を与える発光体を有する。さらに、センサ34は、発光体により与えられ、反射部14により反射された光を受光する受光体を有する。受光体は、発光体と一体に設けられており、受光した光の強さに応じた電気信号を出力する。例えば、センサ34は、フォトカプラである。
【0026】
図5は、図4に示す状態から上部フレーム10が揺動して左側に移動したときのセンサ34の受光体が出力する電気信号のレベルを示す図である。まず、上部フレーム10が揺動して左側に移動すると、センサ34の真上を第一反射部14cが通過する。すると、幅W1を通過するのにかかる時間だけ、センサ34からHighレベルの信号34aが出力される。センサ34の真上を第一反射部14cが通過しおえると、しばらくセンサ34の出力はLowレベルになる。そして、センサ34の真上を第二反射部14dが通過する。すると、幅W2を通過するのにかかる時間だけ、センサ34からHighレベルの信号34bが出力される。センサ34の真上を第二反射部14dが通過しおえると、センサ34の出力はLowレベルになる。ここで、W2>W1なので、信号34bの出力される時間は、信号34aの出力される時間よりも長い。
【0027】
図6は、図4に示す状態から上部フレーム10が揺動して右側に移動したときのセンサ34の受光体が出力する電気信号のレベルを示す図である。まず、上部フレーム10が揺動して右側に移動すると、センサ34の真上を第二反射部14bが通過する。すると、幅W2を通過するのにかかる時間だけ、センサ34からHighレベルの信号34cが出力される。センサ34の真上を第二反射部14bが通過しおえると、しばらくセンサ34の出力はLowレベルになる。そして、センサ34の真上を第一反射部14aが通過する。すると、幅W1を通過するのにかかる時間だけ、センサ34からHighレベルの信号34dが出力される。センサ34の真上を第一反射部14aが通過しおえると、センサ34の出力はLowレベルになる。ここで、W2>W1なので、信号34cの出力される時間は、信号34dの出力される時間よりも長い。
【0028】
図5を参照すると、上部フレーム10が揺動して左側に移動すれば、短時間の信号34aの後に長時間の信号34bが出力される。図6を参照すると、上部フレーム10が揺動して右側に移動すれば、長時間の信号34cの後に短時間の信号34dが出力される。このように、信号の長短の順序が異なることから、上部フレーム10が左右のどちらに移動しているかがわかる。
【0029】
励磁制御素子32は、コイル22aの励磁を制御する。例えば、コイル22aにパルス電流を流し、パルスの幅を変更することにより、コイル22aの発生する磁力を制御する。すなわち、パルス幅制御(PWM : Pulse Width Modulation)を行う。
【0030】
図7は、励磁制御素子32による励磁制御の一例を説明するための図である。図7(a)は、センサ34の受光体が出力する電気信号のレベルを示す図である。図7(b)は、励磁制御素子32により制御されたコイル22aの磁力を示す図である。なお、コイル22aの磁力は、コイル22aに流す電流により決定される。
【0031】
まず、図4に示す状態から上部フレーム10が揺動して右側に移動すると、図6を参照して説明したように、信号34cが出力される。信号34cの出力が終わった後、遅延時間T0が経過した時点で(ただし、信号34dの出力があることを要する)、コイル22aの磁力を0から所定の値にする。吸引時間T1が経過した後に、減衰時間T2をかけてコイル22aの磁力を所定の値から0に直線的に下げていく。
【0032】
基板30は、下部フレーム20に取り付けられている。基板30の取り付けられている高さは、上部フレーム10よりも低い。励磁制御素子32が、基板30の裏面に配置され、センサ34が、基板30の表面に配置されている。
【0033】
次に、本発明の実施形態の動作を説明する。
【0034】
図4に示す状態から上部フレーム10が揺動して右側に移動したときの動作を説明する。まず、第二反射部14bがセンサ34の真上を通過する。すると、Highレベルの信号34cがセンサ34から出力される(図7参照)。信号34cの出力が終わり、信号34dの出力がされ、信号34cの出力が終わった後から遅延時間T0が経過すると、上部フレーム10は右に大きく動いているので、左に引き戻す。このとき、第一磁性部材12は第二磁性部材22bの真上から離れている。
【0035】
ここで、コイル22aを励磁し、コイル22aの磁力を0から所定の値にする。すると、第一磁性部材12はコイル22aの中心に引き付ける力が働くので、上部フレーム10もコイル22aの中心へ引き付けられる。
【0036】
コイル22aの磁力を所定の値にして、吸引時間T1経過すると、上部フレーム10がかなり左に引き戻されてくる。このまま、コイル22aの磁力を所定の値にし続けると、第一磁性部材12を引き付けるコイル22aの磁力により、上部フレーム10が静止してしまう。揺動装置1は、例えば乳児用椅子に用いられるものであり、適度に揺動し続けることが好ましい。
【0037】
よって、コイル22aの磁力を、減衰時間T2をかけて、所定の値から0に直線的に下げていく。すると、上部フレーム10は静止しないで、惰性で、左へと動いていく。なお、上部フレーム10が左へと揺動した場合も、上記と同様に上部フレーム10を右に引き戻す。
【0038】
なお、上部フレーム10が所定方向に揺動する際に、第一磁性部材12が第二磁性部材22bの真上を通過する。また、上部フレーム10が所定方向に揺動する際に、第一磁性部材12はコイル22aの内部を通過しないで、外部を通過する。
【0039】
本発明の実施形態によれば、ソレノイド22を横に置かないですむので、高さを低くでき、小型化できる。しかも、ソレノイド22と、上部フレーム10とが分離しているので、組み立ておよび分解が容易である。しかも、部品点数を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本発明の実施形態にかかる揺動装置1の斜視図である。
【図2】本発明の実施形態にかかる揺動装置1の側面図である。
【図3】反射部14近傍の部分斜視図である。
【図4】反射部14近傍の部分平面図である。
【図5】図4に示す状態から上部フレーム10が揺動して左側に移動したときのセンサ34の受光体が出力する電気信号のレベルを示す図である。
【図6】図4に示す状態から上部フレーム10が揺動して右側に移動したときのセンサ34の受光体が出力する電気信号のレベルを示す図である。
【図7】励磁制御素子32による励磁制御の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
【0041】
1 揺動装置
10 上部フレーム
12 第一磁性部材
14 反射部
14a、14c 第一反射部
14b、14d 第二反射部
20 下部フレーム
22a コイル
22b 第二磁性部材
22 ソレノイド
30 基板
32 励磁制御素子
34 センサ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定方向に揺動するフレームと、
前記フレームに取り付けられた第一磁性部材と、
前記第一磁性部材を前記所定方向に吸引する磁力を生成するコイルと、
を備え、
前記フレームが前記所定方向に揺動する際に、前記第一磁性部材が前記コイルの内部を通過しないで、外部を通過する、
揺動装置。
【請求項2】
請求項1に記載の揺動装置であって、
前記コイルの磁界の向きが、前記所定方向と垂直な方向である、
揺動装置。
【請求項3】
請求項2に記載の揺動装置であって、
前記コイルが、第二磁性部材を芯とする、
揺動装置。
【請求項4】
請求項3に記載の揺動装置であって、
前記第一磁性部材が前記第二磁性部材の真上から離れている状態で、前記コイルを励磁する、
揺動装置。
【請求項5】
請求項3または4に記載の揺動装置であって、
前記フレームが前記所定方向に揺動する際に、前記第一磁性部材が前記第二磁性部材の真上を通過する、
揺動装置。
【請求項6】
請求項1ないし5のいずれか一項に記載の揺動装置であって、
前記第一磁性部材は鉄である、
揺動装置。
【請求項7】
請求項1ないし5のいずれか一項に記載の揺動装置であって、
前記第二磁性部材は鉄である、
揺動装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2007−222699(P2007−222699A)
【公開日】平成19年9月6日(2007.9.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−43286(P2006−43286)
【出願日】平成18年2月21日(2006.2.21)
【出願人】(391003912)コンビ株式会社 (165)
【Fターム(参考)】