摇床
文献发布时间:2024-05-31 01:29:11
技术领域
本公开涉及主要用作婴幼儿用的椅子或床的摇床。
背景技术
已知一种摇床,通过螺线管(螺线管线圈)磁吸引支承于相对于基座可摆动地设置的座椅主体的磁性构件(铁芯等),从而使座椅主体自动摆动(例如,参照专利文献1)。在上述构成中,电流流过螺线管而产生磁场,磁性构件被该磁场磁吸引。这样,通过磁吸引磁性构件的力来补偿座椅主体的一次往复量的自然摆动的衰减量,从而实现座椅主体的自动摆动(电动摆动)。
利用流过螺线管的电流I[A]、磁路L[m]以及线圈匝数N[T],将由螺线管产生的磁场的强度H[N/Wb(=A/m)]表示为“H=N×I/L”。即,磁场的强度H与起磁力“N×I”成正比,与磁路L成反比。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-345606号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在利用上述螺线管的摇床中,在能够向螺线管供给足够高的电压(例如,100V)的情况下,通过调整线圈匝数N,能相对容易地确保使座椅主体自动摆动所需的磁场的强度H。具体而言,若增加线圈匝数N,则线圈电阻(铜线电阻)增大,因此流过螺线管的电流I降低,但通过提高向螺线管的供给电压,能容易地补偿因这种线圈电阻的增大而引起的电流的损失量。
另一方面,例如,在只能向螺线管供给移动电池等相对较低的电压(例如,15~20V)的情况下,提高向螺线管的供给电压是有限的。因此,要求一种即使向螺线管的供给电压低的情况下,也能适当地确保螺线管的磁场的强度的结构。
本公开的一个方面的目的在于提供一种能适当地确保使座椅主体摆动所需的螺线管的磁场的强度的摇床。
用于解决问题的方案
本公开的第一方面的摇床,具备:座椅主体;基座,将座椅主体支承为能摆动;轴构件,以沿作为座椅主体的摆动动作的水平方向分量的摆动方向的状态支承于座椅主体;磁性构件,由磁性材料形成,并固定于轴构件;螺线管,支承于基座,产生将磁性构件向摆动方向吸引的磁场;控制部,通过在规定的定时对螺线管进行励磁来控制座椅主体的摆动动作;以及金属构件,在摆动方向上的螺线管的外侧靠近螺线管配置,以增强由螺线管产生的磁场,在螺线管设有沿摆动方向延伸的第一贯通孔,在金属构件形成有与第一贯通孔连通的第二贯通孔,轴构件插通于第一贯通孔和第二贯通孔,第二贯通孔的内径为第一贯通孔的内径以下。
在第一方面的摇床中,与螺线管一起设置有靠近螺线管配置的金属构件。并且,金属构件具有第二贯通孔,该第二贯通孔以使螺线管的第一贯通孔在摆动方向上延长的方式与第一贯通孔连通。而且,该第二贯通孔的内径被设定为第一贯通孔的内径以下。通过配置这样的金属构件,可以在不增大施加于螺线管的电压的大小的情况下,有效地增强作用于磁性构件的磁吸引力。因此,根据上述摇床,能适当地确保使座椅主体摆动所需的螺线管的磁场的强度。
本公开的第二方面的摇床,具备:座椅主体;基座,将座椅主体支承为能摆动;轴构件,以沿作为座椅主体的摆动动作的水平方向分量的摆动方向的状态支承于座椅主体;磁性构件,由磁性材料形成,并固定于轴构件;螺线管,支承于基座,产生将磁性构件向摆动方向吸引的磁场;控制部,通过在规定的定时对螺线管进行励磁来控制座椅主体的摆动动作;以及金属构件,在摆动方向上的螺线管的外侧靠近螺线管配置,以增强由螺线管产生的磁场,并且所述金属构件具有沿摆动方向向螺线管的外侧突出并延伸的筒状部,在螺线管设有沿摆动方向延伸的第一贯通孔,在筒状部形成有与第一贯通孔连通的第二贯通孔,轴构件插通于第一贯通孔和第二贯通孔。
在第二方面的摇床中,与螺线管一起设置有靠近螺线管配置的金属构件。并且,金属构件具有沿摆动方向向螺线管的外侧突出并延伸的筒状部。根据上述结构,能通过受到由螺线管产生的磁场的影响而被磁化的筒状部,使沿摆动方向覆盖磁性构件的周围的部分变长。其结果是,能有效地增强作用于磁性构件的磁吸引力。因此,根据上述摇床,能适当地确保使座椅主体摆动所需的螺线管的磁场的强度。
座椅主体可以以相对于基座呈钟摆状摆动的方式支承于基座,磁性构件可以包括:第一磁性构件,以在第一状态下位于螺线管的一侧的方式固定于轴构件,所述第一状态是指座椅主体在摆动方向上的螺线管的一侧位于钟摆运动的最高点的状态;以及第二磁性构件,以在第二状态下位于螺线管的另一侧的方式固定于轴构件,所述第二状态是指座椅主体在摆动方向上的螺线管的另一侧位于钟摆运动的最高点的状态,第一磁性构件可以被配置成在第一状态下在摆动方向上离开螺线管,第二磁性构件可以被配置成包括在第一状态下在螺线管的另一侧靠近螺线管的部分。根据上述结构,由于在第一状态下刚开始向螺线管通电之后,能产生将第二磁性构件向螺线管侧磁吸引的力(即,与座椅主体的自重的惯性力相反方向的力),因此能发挥缓和座椅主体从第一状态因自重而向钟摆运动的最低点自由落下的速度的效果(制动效果)。其结果是,能向用户提供舒适的摇晃。
控制部对螺线管进行励磁的规定的定时可以仅包含在从第一状态向第二状态转变的期间,而不包含在从第二状态向第一状态转变的期间。根据上述结构,能简化由控制部的摆动控制的内容。
第一磁性构件的摆动方向上的长度可以比第二磁性构件的摆动方向上的长度长。根据上述结构,在从第一状态向第二状态转变的期间,能通过将第一磁性构件吸引到螺线管侧来延长能获得座椅主体的推进力的期间。由此,能适当地进行基于螺线管的励磁的摆动控制。
螺线管可以构成为包括相互并联连接的多个独立的线圈。根据上述结构,与不增大施加于螺线管的电压的大小而将螺线管所具备的线圈数设为1个的情况相比,能增大流过各线圈的电流。即,能在不增大施加于螺线管的电压的大小的情况下,增大由螺线管产生的磁场的强度。由此,能适当地确保使座椅主体摆动所需的螺线管的磁场的强度。
所述摇床还可以具备:轴承部,固定于基座,将支承轴构件支承为在摆动方向上能滑动;以及支承部,固定于座椅主体,支承轴构件的摆动方向的两端部,座椅主体可以以相对于基座呈钟摆状摆动的方式支承于基座,支承部可以响应座椅主体的钟摆运动而延上下方向移动,并且交替地反复进行将轴构件的一端部向轴构件的另一端部侧推出的动作和将轴构件的另一端部向轴构件的一端部侧推出的动作。根据上述的结构,能将座椅主体的钟摆运动(即,伴随上下运动的摆动方向的移动)与轴构件的摆动方向的移动分离。即,能使轴构件不上下运动而仅沿摆动方向移动。其结果是,能将螺线管单元的贯通孔(即,第一贯通孔和第二贯通孔)的内径减小使轴构件的上下运动消失的量。即,与轴构件伴随上下运动的情况相比,能减小螺线管单元的贯通孔的内表面与磁性构件之间的间隙。由此,能增大作用于磁性构件的磁吸引力,进一步提高吸引效率。
发明效果
根据本公开的一个方面,能提供能适当地确保使座椅主体摆动所需的螺线管的磁场的强度的摇床。
附图说明
图1是表示一实施方式的摇床的形态的立体图。
图2是表示沿图1的II-II线的剖面的一部分的图。
图3是表示座椅主体位于自然停止位置时从图1的A方向观察的摇床的内部构成的一部分的示意图。
图4是表示螺线管单元的结构的剖视图。
图5是螺线管单元的侧视图。
图6是表示座椅主体在螺线管的一侧(X轴正方向侧)位于钟摆运动的最高点时从图1的A方向观察的摇床的内部构成的一部分的示意图。
图7是表示座椅主体在螺线管的另一侧(X轴负方向侧)位于钟摆运动的最高点时从图1的A方向观察的摇床的内部构成的一部分的示意图。
图8是用于说明磁吸引力的测定方法的图。
图9是表示比较例的吸引力特性的曲线图。
图10是表示实施例的吸引力特性的曲线图。
图11是表示框架的变形例的图。
图12是表示轴构件的支承结构的变形例的示意图。
图13是表示螺线管的变形例的示意图。
具体实施方式
以下,参照附图对本公开的一实施方式详细地进行说明。需要说明的是,在以下的说明中,对相同或相当的要素使用相同的附图标记,省略重复的说明。
图1是表示本实施方式的摇床的形态的立体图。如图1所示,摇床1是主要用作婴幼儿用的椅子或床的装置。摇床1有时也被称为婴儿椅、婴儿车架等。摇床1具有座椅主体2、基座3以及摆动驱动机构4(图2)。座椅主体2以相对于基座3能摆动的方式支承于基座3。
以下,为了便于说明,将摇床1载置于水平的地面时的上下方向(即,摇动床1的高度方向)表示为Z轴方向,将座椅主体2相对于基座3的摆动动作的水平方向分量即摆动方向表示为X轴方向,将从被载置于座椅主体2的摇床1的使用者的视角观察的左右方向(即,摇床1的宽度方向)表示为Y轴方向。X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向彼此正交。此外,在使摇床1作为床发挥功能的情况下,将从被载置于座椅主体2的使用者的脚尖朝向头部的方向表示为X轴正方向,将从使用者的头部朝向脚尖的方向表示为X轴负方向。
座椅主体2具有主要支承使用者的臀部的座部2a和主要支承使用者的脊背的背部2b。座部2a相对于背部2b的角度构成为能变更。作为一个例子,图1示出了座部2a和背部2b大致平行地配置,摇床1被用作床的状态。能通过变更背部2b相对于座部2a的角度(例如大致垂直),将摇床1用作椅子。
基座3将座椅主体2支承为能摆动。基座3支承于脚构件5。在脚构件5的下端部设有用于使摇床1在水平方向上移动的脚轮5a。此外,构成为能通过调整脚构件5的开脚角度而使基座3和支承于基座3的座椅主体2的高度上下移动。
摆动驱动机构4可拆装地配置于座椅主体2的座部2a的下侧面与基座3之间。如图2所示,摆动驱动机构4具有螺线管单元6和摆动控制电路7(控制部)。在本实施方式中,螺线管单元6和摆动控制电路7载置于基座3上。
参照图2和图3,对座椅主体2与基座3的支承结构进行说明。图2是表示沿图1的II-II线的剖面的一部分的图。图3是表示从图1的A方向(即,Y轴负方向)观察的摇床1的内部构成的一部分的示意图。图3示出了座椅主体2相对于基座3处于自然停止位置(下止点)的状态(即,座椅主体2相对于基座3未摆动的状态)。在图3中,示出了沿图2的B-B线的螺线管单元6的剖面。
在座椅主体2的座部2a的下侧面分别设有在左右方向(Y轴方向)分离配置的一对凸缘部21、21和一对凸缘部22、22。各凸缘部21、22从座部2a的下侧面向下方突出。在各凸缘部21、22的下端部形成有作为轴承的槽部21a、22a。
如图2所示,在从前后方向(X轴方向)观察时,螺线管单元6配置于一对凸缘部21、21之间。同样地,在从前后方向(X轴方向)观察时,螺线管单元6配置于一对凸缘部22、22之间。此外,如图3所示,在从左右方向(Y轴方向)观察时,螺线管单元6配置于一对凸缘部21、21与一对凸缘部22、22之间。一对凸缘部21、21配置于螺线管单元6的前方(X轴负方向侧),一对凸缘部22、22配置于螺线管单元6的后方(X轴正方向侧)。
另一方面,在基座3分别设有在左右方向(Y轴方向)分离配置的一对杆支承部31、31和一对杆支承部32、32。如图2所示,一对杆支承部31、31配置于隔着座椅主体2相互对置的位置。同样地,一对杆支承部32、32配置于隔着座椅主体2相互对置的位置。此外,如图3所示,在从左右方向(Y轴方向)观察时,螺线管单元6配置于一对杆支承部31、31与一对杆支承部32、32之间。一对杆支承部31、31配置于螺线管单元6的前方(X轴负方向侧),一对杆支承部32、32配置于螺线管单元6的后方(X轴正方向侧)。
一对杆支承部31、31支承用于使座椅主体2相对于基座3摆动的杆构件41。如图2所示,杆构件41具有从支承于一个杆支承部31的部分向下方延伸的第一部分41a、从支承于另一个杆支承部31的部分向下方延伸的第二部分41b、连接第一部分41a的下端部和第二部分41b的下端部并沿左右方向(Y轴方向)延伸的第三部分41c。第三部分41c以穿过一对凸缘部21、21的槽部21a、21a的方式配置。即,一对凸缘部21、21由杆构件41的第三部分41c悬架。
一对杆支承部32、32支承用于使座椅主体2相对于基座3摆动的杆构件42。与杆构件41同样地,杆构件42具有从支承于一个杆支承部32的部分向下方延伸的第一部分42a、从支承于另一个杆支承部31的部分向下方延伸的第二部分42b(未图示)、连接第一部分42a的下端部和第二部分42b的下端部并沿左右方向(Y轴方向)延伸的第三部分42c。第三部分42c以穿过一对凸缘部22、22的槽部22a、22a的方式配置。即,一对凸缘部22、22由杆构件42的第三部分42c悬架。
即,摇床1具有经由两个杆构件41、42将座椅主体2支承于基座3的平行连杆机构。构成为,从左右方向(Y轴方向)观察,两个杆构件41、42以杆支承部31、32为中心进行钟摆运动,由此座椅主体2相对于基座3包含些许上下运动,并且在前后方向(X轴方向)上进行往复运动(即,摆动)。
接着,参照图4和图5对螺线管单元6进行说明。图4是沿着穿过螺线管单元6的中心轴(卷线轴)的铅垂面的剖视图(即,沿图2的B-B线的剖视图)。图5是从前后方向(X轴方向)观察螺线管单元6的侧视图。如图4和图5所示,螺线管单元6包括螺线管9和容纳螺线管9的金属制的框架10。
螺线管9是构成为产生用于将后述的柱塞13、14向摆动方向(X轴方向)吸引的磁场的构件。螺线管9具有线轴91和线圈92。在本实施方式中,螺线管9经由框架10支承于基座3。线轴91例如由PET树脂等绝缘材料形成。线圈92通过将铜线缠绕在线轴91而形成。在线轴91的中心设有沿摆动方向(X轴方向)延伸的圆形的贯通孔91a(第一贯通孔)。
框架10载置于基座3上,支承线轴91。框架10例如由铁等金属形成。框架10具有覆盖螺线管9的侧面的平板状的侧壁部11,作为在摆动方向(X轴方向)上的螺线管9的外侧靠近螺线管9而配置的部分。侧壁部11(金属构件)具有增强由螺线管9产生的磁场的功能。
在侧壁部11设有与线轴91的贯通孔91a连通的贯通孔11a(第二贯通孔)。贯通孔11a的内径d2被设定为贯通孔91a的内径d1以下。在本实施方式中,贯通孔11a的内径d2与贯通孔91a的内径d1一致。作为一个例子,内径d1、d2被设定为28mm。此外,贯通孔91a的中心轴与贯通孔11a的中心轴一致。即,贯通孔91a的内表面与贯通孔11a的内表面齐平面地连续。螺线管单元6的贯通孔6a由线轴91的贯通孔91a和侧壁部11的贯通孔11a构成。
接着,参照图2和图3,对用于实现摆动驱动机构4的摆动动作的各构件的配置构成进行说明。在螺线管单元6的贯通孔6a中插通有圆柱状的轴构件12。在轴构件12上固定有柱塞13(第一磁性构件)和柱塞14(第二磁性构件)。柱塞13配置于柱塞14的后方(X轴正方向侧)。在柱塞13和柱塞14之间配置有由非磁性材料形成的间隔件15。柱塞13、14和间隔件15均形成为在中央部具有贯通孔的圆筒状,轴构件12插通于柱塞13、14和间隔件15的各自的贯通孔。柱塞13、14例如由铁、镍、铁氧体等磁性材料形成。轴构件12、柱塞13、14以及间隔件15被配置成以非接触的方式靠近螺线管单元6的贯通孔6a的内表面(即,贯通孔91a的内表面和贯通孔11a的内表面)。
柱塞13、14和间隔件15的外径相互一致。柱塞13、14和间隔件15的外径例如为18mm。另一方面,柱塞13的摆动方向上的长度L1(参照图6)比柱塞14的摆动方向上的长度L2(参照图7)长。作为一个例子,柱塞13的长度L1为60mm,柱塞14的长度L2为30mm。
柱塞13以在第一状态(图6)下位于螺线管9的后方的方式固定于轴构件12,所述第一状态是指座椅主体2在摆动方向上的螺线管9的一侧(在本实施方式中为螺线管9的后方)位于钟摆运动的最高点(上止点)的状态。
柱塞14以在第二状态(图7)下位于螺线管9的前方的方式固定于轴构件12,所述第二状态是指座椅主体2在摆动方向上的螺线管9的另一侧(在本实施方式中为螺线管9的前方)位于钟摆运动的最高点(上止点)的状态。
轴构件12以沿摆动方向(X轴方向)的状态支承于座椅主体2。在本实施方式中,轴构件12的摆动方向上的两端部由一对固定板16、16支承。一对固定板16、16是在摆动方向上相互对置地配置,沿与摆动方向正交的方向(Y轴方向及Z轴方向)延伸的板状构件。一对固定板16、16的上端部固定于沿水平方向(X轴方向及Y轴方向)延伸的板状构件即装配板17。而且,装配板17经由在摆动方向上分离且分别形成为沿上下方向(Z轴方向)延伸的柱状的一对支承构件18、18固定于座椅主体2。这样,在本实施方式中,轴构件12经由一对固定板16、16、装配板17以及一对支承构件18、18支承于座椅主体2。需要说明的是,一对固定板16、16和装配板17既可以是不同的构件,也可以一体形成。
根据上述结构,螺线管单元6与柱塞13、14非机械性地结合,柱塞13、14相对于螺线管单元6在水平方向上独立地移动自如。柱塞13、14伴随着上述的杆构件41、42的钟摆状的摆动运动,不仅沿水平方向的摆动方向(X轴方向),而且也沿上下方向(Z轴方向)些许移动。因此,在考虑到这样的上下方向的摆动幅度的基础上,螺线管单元6的贯通孔6a的内表面与柱塞13、14和间隔件15的上下间隔被设定为柱塞13、14和间隔件15不与贯通孔6a的内表面接触并且尽可能靠近。
接着,参照图3、图6以及图7,对由摆动控制电路7进行的座椅主体2的摆动控制的例子进行说明。图6是表示座椅主体2在螺线管9的后方位于钟摆运动的最高点时(第一状态)从图1的A方向观察的摇床1的内部构成的一部分的示意图。图7是表示座椅主体2在螺线管9的前方位于钟摆运动的最高点时(第二状态)从图1的A方向观察的摇床1的内部构成的一部分的示意图。
摆动控制电路7在规定的定时向螺线管单元6的线圈92施加电压以使电流流过线圈92,由此对螺线管9进行励磁。摆动控制电路7控制向线圈92的通电时间等,以补偿座椅主体2相对于基座3的自然摆动衰减量,从而使座椅主体2以大致恒定的摆动幅度相对于基座3持续摆动。需要说明的是,上述的摆动幅度的设定值也可以构成为,例如能够通过操作设置于基座3的侧面等的未图示的调节开关进行调节。
在本实施方式中,摆动控制电路7对螺线管9进行励磁的定时仅包含在从第一状态(图6)向第二状态(图7)转变的期间,而不包含在从第二状态向第一状态转变的期间。例如,在摇床1设有用于检测座椅主体2(或者,例如柱塞13等与座椅主体2联动的构件)相对于基座3的位置的位置传感器(未图示)。摆动控制电路7基于从位置传感器连续发送的信号,掌握座椅主体2相对于基座3的位置和移动方向,从而能如上所述控制对螺线管9进行励磁的定时。
在摆动开始前的初始状态下,座椅主体2位于钟摆运动的最低点(图3)。在该状态下,例如当接通设置于基座3的侧面等的未图示的电源开关时,开始由摆动控制电路7进行的摆动控制。即,在图3所示的状态下,从摆动控制电路7向线圈92施加电压,由被励磁的螺线管9产生磁场,其结果是,产生欲将柱塞13、14吸引到螺线管9内的磁吸引力。在此,柱塞13在摆动方向上靠近螺线管9。在图3的例子中,柱塞13的一部分进入到螺线管单元6的贯通孔6a内。另一方面,柱塞14在摆动方向上与螺线管9稍微分离。此外,柱塞14中位于螺线管9的外侧的部分的大小(摆动方向上的长度)大于柱塞13中位于螺线管9的外侧的部分(在本实施方式中,柱塞13的整体)的大小(摆动方向上的长度)。因此,螺线管9欲将柱塞13磁吸引到螺线管9内的力(即,X轴负方向的力)大于螺线管9欲将柱塞14磁吸引到螺线管9内的力(即,X轴正方向的力)。因此,在图3所示的状态下,通过在电流从摆动控制电路7流向线圈92时螺线管9沿X轴负方向对柱塞13进行磁力吸引的力,轴构件12向X轴负方向移动。其结果是,座椅主体2开始向X轴负方向摆动。需要说明的是,在此,对从初始状态全自动地开始摆动的例子进行了说明,但也可以通过人用手按压座椅主体2使其摆动而开始摆动。
如上所述,当从初始状态(图3)被赋予了向X轴负方向的推进力的座椅主体2到达第二状态(图7)时,座椅主体2因其自重而向X轴正方向返回。座椅主体2通过这样的向X轴正方向的惯性力,经由钟摆运动的最低点(图3)到达第一状态(图6)。在本实施方式中,在从第二状态向第一状态转变的期间,不进行从摆动控制电路7向线圈92的通电。
当座椅主体2到达第一状态(图6)时,座椅主体2因其自重而向X轴负方向返回。此外,如上所述,在从第一状态向第二状态转变的期间,能进行从摆动控制电路7向线圈92的通电。即,摆动控制电路7在从第一状态向第二状态转变的期间,补充座椅主体2的自然摆动衰减量,调整向线圈92的通电时间等以使座椅主体2的摆动幅度与设定值一致。因此,到达第一状态的座椅主体2通过向X轴负方向的惯性力和螺线管9向X轴负方向磁吸引柱塞13的力,经过钟摆运动的最低点(图3)再次向第二状态(图7)转变。
在以上说明的摇床1中,与螺线管9一起设置有靠近螺线管9配置的金属制的侧壁部11。并且,侧壁部11具有贯通孔11a,该贯通孔11a以使螺线管9的贯通孔91a在摆动方向上延长的方式与贯通孔91a连通。而且,该贯通孔11a的内径d2被设定为贯通孔91a的内径d1以下。通过配置这样的侧壁部11,能有效地增强作用于柱塞13、14的磁吸引力。需要说明的是,作为该理由,推测是由于在通过摆动控制电路7对螺线管9进行励磁时,能通过由螺线管9产生的磁场而将侧壁部11磁化,使来自这样被磁化的侧壁部11(特别是覆盖轴构件12的周围的贯通孔11a的周缘部分)的磁场作用于柱塞13、14。
以往,虽然将这样的侧壁部11设置于螺线管9的侧方,但为了避免产生金属构件彼此的碰撞(即,柱塞13、14与侧壁部11的碰撞)引起的部件的损伤、磨损、噪音等,通常的对策是,使侧壁部11由塑料等非金属形成,或者使贯通孔11a的内径d2大于贯通孔91a的内径d1。与此相对地,本发明人通过深入研究发现,通过在由受到螺线管9的磁场影响的金属材料形成侧壁部11的同时将侧壁部11的贯通孔11a的内径d2设为贯通孔91a的内径d1以下,能有效地提高作用于柱塞13、14的磁吸引力。
根据上述结构,由于能在不增大对于线圈92的施加电压的大小的情况下有效地提高螺线管9的吸引力,因此能适当地确保使座椅主体2摆动所需的螺线管9的磁场的强度。
需要说明的是,螺线管9的贯通孔91a的内表面与柱塞13、14之间的间隙越窄,作用于柱塞13、14的磁吸引力越大,能提高吸引效率。因此,如上所述,螺线管单元6的贯通孔6a(贯通孔91a和贯通孔11a)的内表面与柱塞13、14和间隔件15的上下间隔被设定为柱塞13、14和间隔件15不与贯通孔6a的内表面接触并且尽可能靠近。因此,基本上,侧壁部11的贯通孔11a的内径d1被设定为与螺线管9的贯通孔91a的内径d2一致。即,以螺线管单元6的贯通孔6a的内表面作为整体尽可能靠近柱塞13、14的方式设定内径d1、d2。另一方面,在使用成品线轴91的情况下等,难以调节螺线管9的贯通孔91a的内径d2,在螺线管9的贯通孔91a的内表面与柱塞13、14的上下间隔变得过宽(富余过量)的情况下,为了尽可能增大通过磁化的侧壁部11而作用于柱塞13、14的磁吸引力,也可以使侧壁部11的贯通孔11a的内径d1小于螺线管9的贯通孔91a的内径d2。
此外,柱塞13被配置成在第一状态下在摆动方向(X轴方向)上与螺线管9分离。此外,柱塞14被配置成包括在第一状态下在螺线管9的另一侧(X轴负方向侧)靠近螺线管9的部分。通过这样配置柱塞13、14,能够在第一状态下开始从摆动控制电路7向线圈92通电的情况下不会立即产生将柱塞13向螺线管9侧(X轴负方向侧)磁吸引的力,另一方面,最先产生将柱塞14向螺线管9侧(X轴正方向侧)磁吸引的力。由此,能使座椅主体2从第一状态顺畅地向最低点(图3)摆动。以下,对此进行详细说明。
假设,在第一状态下刚开始向线圈92通电之后,当将柱塞13向螺线管9侧磁吸引的力成为支配力时,除了基于自重的惯性力之外,还对座椅主体2作用将柱塞13向螺线管9侧磁吸引的力。其结果是,座椅主体2开始从第一状态向钟摆运动的最低点(图3)急速移动,有可能给载置于座椅主体2的使用者带来不适感。
另一方面,根据本实施方式,由于在第一状态下刚开始向线圈92通电之后,能产生将柱塞14向螺线管9侧(X轴正方向侧)磁吸引的力(即,与基于座椅主体2的自重的惯性力相反方向的力),因此能发挥缓和座椅主体2从第一状态因自重而向最低点(图3)自由落下的速度的效果(制动效果)。由此,即使为了实现具有充分的振幅值的自动摆动而在较长的期间(例如,从第一状态向第二状态转变的整个期间)向线圈92进行通电的情况下,也能防止在第一状态下刚开始向线圈92通电之后座椅主体2从第一状态被急剧拉向螺线管9侧(X轴负方向侧)。其结果是,能向用户提供舒适的摇晃。
此外,摆动控制电路7对螺线管9进行励磁的定时仅包含在从第一状态(图6)向第二状态(图7)转变的期间,而不包含在从第二状态向第一状态转变的期间。这样,在座椅主体2在第一状态和第二状态之间进行往复运动的情况下,通过将对螺线管9进行励磁的定时限定为从一个状态向另一个状态转变的期间,能简化由摆动控制电路7进行的摆动控制的内容。
此外,柱塞13的摆动方向上的长度比柱塞14的摆动方向上的长度长。像这样,将两个柱塞13、14中的、作为为了得到座椅主体2的推进力而通过摆动控制电路7的控制(即,从第一状态向第二状态转变的期间中的螺线管9的励磁)欲进行磁吸引的对象的柱塞13的长度设为比另一个柱塞14的长度长,由此,在从第一状态向第二状态转变的期间中,能通过将柱塞13吸引到螺线管9侧来延长能获得座椅主体2的推进力的期间。由此,能适当地进行基于螺线管9的励磁的摆动控制。
参照图8至图10,对本发明人为了确认上述摇床1的效果而进行的实验结果(实施例和比较例的磁吸引力的测定结果)进行说明。图8是用于说明磁吸引力的测定方法的图。图8示出了磁吸力的测定开始位置(初始位置)。图9是表示比较例的测定结果(吸引力特性)的曲线图。图10是表示实施例的测定结果(吸引力特性)的曲线图。
在实施例和比较例两者中,较长的柱塞13在摆动方向(X轴方向)上的长度为60mm,较短的柱塞14在摆动方向上的长度为30mm,配置于柱塞13、14之间的间隔件15在摆动方向上的长度为43mm。在实施例中,侧壁部11的内径d2(参照图4)设为与线轴91的贯通孔91a的内径d1相同的28mm。另一方面,在比较例中,相对于线轴91的贯通孔91a的内径d1为28mm,侧壁部11的内径d2设定为30mm。即,在比较例中,侧壁部11的贯通孔11a的内表面位于比线轴91的贯通孔91a的内表面靠外侧1mm的位置。
在图8中,中心线CL表示穿过螺线管单元6的X轴方向(贯通孔的轴方向)的中心位置并与Z轴方向平行的线段。如图8所示,在测定开始位置处,配置于柱塞13、14之间的间隔件15在X轴方向上的中心位置位于中心线CL上。图9和图10的横轴即移动距离[mm]表示将图8所示的状态设为原点(移动距离=0)的情况下柱塞单元(柱塞13、14和间隔件15)在X轴方向的移动距离(将从柱塞13朝向柱塞14的方向(X轴负方向)设为正方向的移动距离)。此外,图9和图10的纵轴即吸引力[N(牛顿)]表示作用于柱塞单元的吸引力(将从柱塞13朝向柱塞14的方向(X轴负方向)设为正方向的吸引力)。
图9和图10的曲线图分别表示在实施例和比较例各自中,使柱塞单元从测定开始位置(移动距离=0)向X轴负方向每移动1mm时,在各位置作用于柱塞单元的吸引力(以下记为“吸引力Z”)的测定结果。作为测定条件,将向螺线管9施加的电压的大小设定为20V。此外,作为线圈92的温度,对30℃、50℃、75℃这3种模式实施了测定。
对在如上所述使柱塞单元移动的情况下吸引力Z变化的机制进行说明。在各状态下,柱塞单元可能产生以下三个吸引力A~C。即,作用于柱塞单元的吸引力Z可以表示为“吸引力C-吸引力A-吸引力B”。
·吸引力A:将柱塞14向右方向(X轴正方向)吸引的力。
·吸引力B:将柱塞13中位于比中心线CL靠左侧的部分向右方向(X轴正方向)吸引的力。
·吸引力C:将柱塞13中位于比中心线CL靠右侧的部分向左方向(X轴负方向)吸引的力。
在测定开始位置(移动距离=0),柱塞13中不存在位于比中心线CL靠左侧的部分,因此“吸引力B=0”成立。此外,从中心线CL到各柱塞13、14的距离相等,因此“吸引力A=吸引力C”成立。因此,在测定开始位置,吸引力Z成为“0”。
当从测定开始位置向左侧移动柱塞单元时,吸引力Z逐渐增加。这是因为,虽然作为产生柱塞13中位于比中心线CL靠左侧的部分的结果而产生了吸引力B,但是由于柱塞14从螺线管单元6离开,吸引力A减小的程度较大。
在实施例和比较例两者中,吸引力Z在“移动距离=37mm”的状态下为最大值。之后,吸引力Z逐渐减小,在“移动距离=51mm”的状态下几乎为0。在“移动距离=51mm”的状态下,柱塞13的X轴方向上的中心与中心线CL大致一致。即,在“移动距离=51mm”的状态下,作用于从螺线管单元6离开一定以上距离的柱塞14的吸引力A大致为0,并且“吸引力B≒吸引力C”成立,其结果是,吸引力Z大致为0。
如图9和图10所示,确认了与侧壁部11的内径d2被设定为30mm的比较例(即,设计为“d2>d1”的结构)相比,侧壁部11的内径d2被设定为28mm的实施例(即,设计为“d2=d1”的结构)在任一温度条件(线圈温度)和任一柱塞单元的位置(移动距离)下,将柱塞单元向X轴负方向吸引的吸引力Z均提高。
(框架的变形例)
螺线管单元6可以具有图11所示的框架10A来代替框架10。框架10A具有沿摆动方向(X轴方向)向螺线管9的外侧突出并延伸的金属制的筒状部30。筒状部30立起而设置于侧壁部11的开口周缘部。在框架10A中,通过筒状部30的内表面30a形成与螺线管9的贯通孔91a连通的贯通孔(第二贯通孔)。
筒状部30例如也可以通过对原本形成为平板状的金属板进行翻边加工等从而与侧壁部11同时形成。在该情况下,筒状部30与侧壁部11一体形成。或者,筒状部30也可以作为与侧壁部11不同的构件而准备。例如,筒状部30也可以与侧壁部11的开口周缘部接合(例如焊接)。此外,在筒状部30作为与侧壁部11不同的构件而准备的情况下,形成筒状部30的金属材料可以与侧壁部11的金属材料相同,也可以不同。
根据上述结构,能通过受到由螺线管9产生的磁场的影响而被磁化的筒状部30,使沿摆动方向(X轴方向)覆盖柱塞13、14的周围的部分变长。其结果是,能有效地增强作用于柱塞13、14的磁吸引力。筒状部30的内径可以大于螺线管9的贯通孔91a的内径,也可以与框架10的侧壁部11的贯通孔11a的内径相同,为贯通孔91a的内径以下。在后者情况下,能更有效地增强由螺线管9产生的磁场。
(轴构件的支承结构的变形例)
图12是表示轴构件的支承结构的变形例的示意图。在图12中,将上述实施方式中说明的柱塞13、14和间隔件15简化为柱塞单元50,并且简化表示螺线管单元6的结构。在图12的例子中,摇床1具有轴承部51、52和支承部53、54。
轴承部51、52是固定于基座3,将轴构件12支承为在摆动方向(X轴方向)上能滑动的轴承构件。轴承部51配置在螺线管单元6的前方(X轴负方向侧),轴承部52配置在螺线管单元6的后方(X轴正方向侧)。
支承部53、54是固定于座椅主体2,并支承轴构件12的摆动方向(X轴方向)的两端部12a、12b的构件。支承部53配置在螺线管单元6的前方(X轴负方向侧),支承部54配置在螺线管单元6的后方(X轴正方向侧)。在该变形例中,支承部53、54在上述实施方式(图3等)中装配于支承轴构件12的固定板16。即,支承部53、54经由固定板16、装配板17以及支承构件18固定于座椅主体2。
支承部53支承轴构件12的一端部12a。具体而言,支承部53响应座椅主体2的钟摆运动而沿上下方向(Z轴方向)移动,并且发挥将轴构件12的一端部12a向后方(即,轴构件12的另一端部12b侧)推出的作用。支承部53至少在进行上述的推出动作时与轴构件12的端部12a抵接,支承该端部12a。轴构件12的端部12a相对于支承部53未被固定。即,支承部53构成为,在响应座椅主体2的钟摆运动而沿上下方向(Z轴方向)移动时,能与轴构件12独立地上下运动。在该变形例中,在支承部53设置有用于允许这种上下运动的凹部53a。即,在凹部53a的上下方向(Z轴方向)的侧面与轴构件12的侧面之间,设置有与上下运动的幅度相应的空隙。
支承部54具有与支承部53相同的结构。即,支承部54支承轴构件12的另一端部12b。支承部54响应座椅主体2的钟摆运动而沿上下方向(Z轴方向)移动,并发挥将轴构件12的另一端部12b向前方(即,轴构件12的一端部12a侧)推出的作用。支承部54至少在进行上述的推出动作时与轴构件12的端部12b抵接,支承该端部12b。轴构件12的端部12b相对于支承部54未被固定。即,支承部54构成为,在响应座椅主体2的钟摆运动而沿上下方向(Z轴方向)移动时,能与轴构件12独立地上下运动。在该变形例中,在支承部54设置有用于允许这种上下运动的凹部54a。即,在凹部54a的上下方向(Z轴方向)的侧面与轴构件12的侧面之间,设置有与上下运动的幅度相应的空隙。
根据如上所述的支承结构,能将座椅主体2的钟摆运动(即,伴随上下运动的摆动方向(X轴方向)的移动)与轴构件12的摆动方向(X轴方向)的移动分离。即,能使轴构件12不上下运动而仅沿摆动方向(X轴方向)移动。其结果是,能将螺线管单元6的贯通孔6a的内径减小轴构件12的上下运动消失的量。即,与轴构件12伴随上下运动的情况相比,能减小螺线管单元6的贯通孔6a的内表面与柱塞13、14之间的间隙。由此,能增大作用于柱塞13、14的磁吸引力,进一步提高吸引效率。
(螺线管的变形例)
图13是表示螺线管的变形例的示意图。如图13所示,螺线管可以构成为包括彼此并联连接的多个独立的线圈。这里,以螺线管包括三个独立的线圈的情况为例,对各线圈的配置(线圈的卷绕方法)的几个例子进行说明。图13的(A)表示第一变形例的螺线管9A,图13的(B)表示第二变形例的螺线管9B,图13的(C)表示第三变形例的螺线管9C。
首先,对螺线管9A、9B、9C共通的内容进行说明。螺线管9A、9B、9C包括彼此并联连接的三个独立的线圈92a、92b、92c。各线圈92a、92b、92c与摆动控制电路7并联连接,由摆动控制电路7施加相等的电压。根据这样的结构,在表示由螺线管形成的磁场的强度H的关系式“H=N×I/L”中,线圈匝数N由线圈92a、92b、92c的匝数的总和表示。此外,与将螺线管所具备的线圈数设为1个的情况相比,能缩短各线圈92a、92b、92c的线圈长度(铜线长度),因此能减少各线圈92a、92b、92c的线圈电阻(铜线电阻)。其结果是,与不增大从摆动控制电路7向螺线管施加的电压的大小且将螺线管所具备的线圈数设为1个的情况相比,能增大流过各线圈92a、92b、92c的电流I。由此,能在不增大施加于螺线管9A、9B、9C的电压的大小的情况下,增大由螺线管9A、9B、9C产生的磁场的强度,因此能适当地确保使座椅主体2摆动所需的螺线管9A、9B、9C的磁场的强度。
如图13的(A)所示,螺线管9A是通过在线轴91的整个宽度方向上缠绕第一线圈92a之后,在其上面在线轴91的整个宽度方向上缠绕第二线圈92b,最后以与线圈92b相同的方式缠绕第三线圈92c而形成的。
如图13的(B)所示,螺线管9B是通过将线轴91中卷绕线圈的区域沿着线轴91的宽度方向分割出线圈数(在该例中为3个),将各线圈92a、92b、92c缠绕于各自的分割区域而形成的。
如图13的(C)所示,螺线管9C是通过将三个线圈92a、92b、92c捆扎在一起,对线轴91同时缠绕而形成的。
以上,对本公开的一实施方式和几个变形例进行了说明,但是本公开不限于上述实施方式和变形例。各结构的材料和形状不限于上述材料和形状,可以采用各种材料和形状。
例如,在上述实施方式中,使用了长度不同的两个柱塞13、14,但是,设置于轴构件12的两个柱塞的长度也可以彼此相同。此外,作为设置于轴构件12的磁性构件的柱塞也可以仅为一个。例如,在上述实施方式中,也可以省略柱塞14。此外,也可以在轴构件12设置3个以上的柱塞。此外,在上述实施方式中,柱塞13、14也可以相反地配置。即,柱塞13也可以配置在螺线管9的前方,柱塞14也可以配置在螺线管9的后方。在该情况下,摆动控制电路7也可以构成为在从第二状态向第一状态转变的期间对螺线管9进行励磁。
此外,在上述实施方式中,摆动控制电路7构成为仅在从第一状态向第二状态转变的期间对螺线管9进行励磁,但摆动控制电路7也可以构成为在从第二状态向第一状态转变的期间也对螺线管9进行励磁。
此外,在上述实施方式中,作为用于增强由螺线管9产生的磁场的金属构件而设置有侧壁部11,但靠近螺线管9配置的金属构件只要至少具有与螺线管9的贯通孔91a连通的贯通孔即可。即,靠近螺线管9配置的金属构件例如也可以是装配于线轴91的侧方的圆环状的构件。此外,在框架10A中,也可以省略侧壁部11。即,也可以在线轴91的侧方直接装配筒状部30。
此外,根据如上述实施方式那样从第一状态向第二状态转变的期间对螺线管9进行励磁,使摇床1高效地摆动的观点出发,与将柱塞14吸引到螺线管9内的力相比,优选优先增强将柱塞13吸引到螺线管9内的力。根据这样的观点,在上述实施方式中,将螺线管单元6的柱塞13侧的侧壁部11的贯通孔11a的内径d2设为线轴91的贯通孔91a的内径d1以下,另一方面,也可以将螺线管单元6的柱塞14侧的侧壁部11的贯通孔11a的内径d2设为大于线轴91的贯通孔91a的内径d1。对于上述框架的变形例(框架10A),也基于与上述同样的想法,设置框架10A的柱塞13侧的筒状部30的内径,另一方面,也可以不将筒状部30设置于框架10A的柱塞14侧。
此外,本实施方式中公开的摇床假定主要用于婴幼儿,但摇床的用途并不限定于此。例如,摇床的结构也可以适用于摇椅、吊床等椅子或寝具。即,具备本公开的构成的摇床不限于婴幼儿,也可以用于成人。
附图标记说明
1:摇床;2:座椅主体;3:基座;6:螺线管单元;7:摆动控制电路;9、9A、9B、9C:螺线管;10:框架;11:侧壁部(金属构件);11a:贯通孔(第二贯通孔);12:轴构件;12a、12b:端部;13:柱塞(第一磁性构件);14:柱塞(第二磁性构件);30:筒状部;51、52:轴承部;53、54:支承部;91a:贯通孔(第一贯通孔);92、92a、92b、92c:线圈;d1、d2:内径。
- 一种选矿摇床面与摇床头的连接装置
- 用于摇床的阻尼装置及摇床