CN102112780A - 往复旋转致动器 - Google Patents

Abstract

提供一种往复旋转致动器，能够使一个输出轴输出两种以上往复旋转驱动力的往复旋转致动器。其构成包括：供给驱动源的旋转螺线管(101)；能够传递旋转力并与该轴(132)卡合的连杆体(104)；与该连杆体连接的输出构件(105)；对该连杆体与输出构件的连接进行切换的切换动作单元(106)。上述连杆体和输出构件的旋转力传递，通过适时地切换齿轮的啮合进行的齿轮驱动，和根据连杆比的连杆驱动中的任意一个，从而输出具有两种或三种旋转角的往复旋转驱动力。上述切换是利用电磁力的排斥力或吸引力，通过连杆体沿轴方向的移动来进行。该连杆体的移动除了直接作用电磁力进行外，还经由臂利用杠杆原理来进行。

Description

往复旋转致动器

技术领域

本申请的发明(以下，称为“本发明”)涉及从一个输出轴输出两种以上旋转角度位移的轴旋转力的往复旋转致动器。

背景技术

通常的旋转致动器是以规定的角度范围进行往复旋转的装置。这种装置例如存在以下装置：作为对移动的纸张或纸币的移动路径进行切换的引导片(叶片)的驱动源使用。该移动路径因装置不同而具有多种路径，并且具有根据需要进行切换而向两个方向或三个方向移动的路径方式的装置。

例如，作为该三方向切换的技术，在专利文献1的“循环式纸币存取款机”的说明书的段落编号“0033”，“0100～0103”等中被公开。这是用使用了步进电机的分支用电机来转动作为具有三方向切换机构的分支单元的引导构件的装置。这是控制步进电机的输入脉冲，使其以输出轴的旋转角度旋转且暂时停止并保持引导单元的构成。然而，使用了该步进电机的构成具有能够用一个输出轴进行多种旋转角度的设定的优点，但另一方面在为了进行高速处理而提高切换速度的情况下存在失调的问题。另外，为了在切换的状态下保持叶片而必须经常使其励磁，因此在节省电力方面也存在问题。

另外，作为其他公知技术的例子，公开了专利文献2的“纸张类输送方向切换装置”。如从摘要附图1中明确的那样，是将纸张类输送路径的三个方向的切换用一个驱动单元进行一个门单元的转动，并用另外的驱动单元进行该门单元的旋转控制的机构。而且，作为该驱动单元是使用直动螺线管。

然而使用了这样的两个直动螺线管的三方向切换机构，由于用单独配置的两个直动螺线管来进行，因此除了增加部件的件数外，还存在为了使两个直动螺线管协作而进行的调整变复杂，在设备的可靠性和耐久性方面存在问题。

专利文献1：日本特开2006-127131号公报

专利文献2：日本特开2006-213528号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于解决上述问题，提供一种能够用一个输出轴输出两种以上旋转角度位移的往复旋转致动器。

本发明的往复旋转致动器为了实现上述目的，其构成如下。

即，其特征在于，包括：旋转螺线管，其被基座支承，用于提供规定旋转角的往复旋转力；连杆体，其以能够进行轴方向移动和旋转力传递的方式与上述旋转螺线管的轴卡合；输出构件，其选择形成两种以上不同的连杆比或旋转力传递比的卡合手段之一来从该连杆体从动旋转力；以及切换动作单元，其通过套装于上述轴的连杆体的轴方向移动来进行上述卡合手段的选择。

另外，成为上述两种以上不同的连杆比，或旋转力传递比的卡合，包括以下构成：从成为与该连杆体的旋转轴具有不同的旋转半径的卡合点的两种以上的卡合手段中选择，使旋转力传递到输出构件。

而且，在上述连杆体与上述输出构件的卡合中，其特征在于，例如，是从嵌入卡合或旋转力传递卡合中选择的卡合单元。

本发明通过如上所述的构成，能够实现从一个输出轴输出两种以上旋转角度位移的往复旋转力的、所谓多模式输出。其结果，由于能够以更小的专有容积构成，因此安装位置的自由度增加，能够应用于需要在纸币和纸张的流路的多路径间切换的各种设备(例如，ATM、打印机或自动售货机等)等广泛的设备。另外，由于动作源使用螺线管，因此能够获得切实的动作和可靠性。

附图说明

图1是将实施例1的各构件分解从后侧观察的分解立体图。

图2是将实施例1的各构件分解从前侧观察的分解立体图。

图3是实施例1的纵剖视图。

图4是说明实施例1的依次驱动时的状态的主视图、包括局部切断面的侧视图以及立体图。

图5是说明实施例1的依次驱动时的状态的主视图、包括局部切断面的侧视图以及立体图。

图6是说明实施例1的切换驱动时的状态的主视图、侧视图以及立体图。

图7是说明实施例1的切换驱动时的状态的主视图、侧视图以及立体图。

图8是说明本申请发明涉及的另一实施方式例的包括局部切断面的侧视图以及立体图。

图9是将实施例2的各构件分解从后侧(后盖侧)表示的分解立体图。

图10是将实施例2的各构件分解从前侧(输出侧)表示的分解立体图。

图11是从后侧表示实施例2的构件组装后的状态的立体图。

图12是表示实施例2的构件组装后的状态的侧视图。

图13是表示实施例2的切换动作单元和连杆体以及输出构件的连接的立体图。

图14是表示实施例2的连杆体和输出构件以及转子的连接的侧视图(A)和立体图(B)。

图15是表示实施例2的连杆体和输出构件以及转子的连接的侧视图(A)和立体图(B)。

图16是表示实施例2的动作工序的各旋转状态的俯视图。

图17是表示实施例2的动作工序的各旋转状态的俯视图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式的例子进行详细地说明。

(实施例1)

图1～图8是表示本申请发明的实施例1的图。

首先，实施例1的主要构件包括：成为驱动源的旋转螺线管、传递该驱动力的连杆体、与该连杆体卡合且输出具有两种以上角度位移的往复旋转力的输出构件、以及进行上述连杆体的切换动作的切换动作单元。

下面，按照基本的构成分项进行说明。

实施例1被收纳到由有底筒状的后部罩7和用前部板8封闭其开口而构成的外壳内的例子。

(旋转螺线管的构成)

图示编号1是旋转螺线管，由成为驱动源的电磁线圈2和由该电磁线圈2起动而摆动(往复旋转运动)的转子3构成。电磁线圈2在中心部配置磁心21并经由基座板22固定于成为基座的后部罩7的内侧底面。转子3的构成包括：轴32，其被保持在使旋转轴位于上述电磁线圈2外侧的轴毂31中；加强板34，其以与上述电磁线圈2的磁极面相对的位置关系与上述轴毂31连接。

轴32以架设于后轴承71和轴承81的方式转动自如地被保持，其中后轴承71形成在后部罩7的底面上，轴承81开设在与前部板8的对应位置。

在加强板34上在与电磁线圈2相对的一侧的面上配设两个磁铁(磁石)35、35，并使两个磁铁35、35彼此的异极面朝向电磁线圈2。另外，虽然在实施例中如上述那样同时设置两个磁铁，然而不局限于此，也可以使一个磁铁的一面向旋转方向异极磁化。另外，在上述磁铁35的内面侧(前侧)配设背部磁轭36来遮挡磁力线向前侧漏磁。

根据这样的构成，旋转螺线管1的转子3通过切换电磁线圈2的磁极，而与磁铁35之间反复进行吸引和排斥，并以轴毂31为轴进行往复运动，从轴32输出往复旋转力。另外，转子3的摆动范围虽然通过与后部罩7的内面壁抵接来限制，然而也可以配置其他限位部件(省略图示)。

(连杆体的构成)

连杆体4与上述轴32连结。

该连杆体4由外环轴41和齿轮板44构成，其中齿轮板44从外环轴41起沿与上述轴32的旋转轴垂直的方向(与转子3相对的面方向)形成。该外环轴41成为连杆体4的旋转轴，具有贯通形成的套装口42，通过使上述轴32嵌入该套装口42而卡合从而获得旋转力。从动于该旋转力的构成如下：从上述套装口42在外环轴41的侧面开口，并且从外环轴41的侧面的中部朝向转子3的方向形成以大致U字状切口的卡合槽43，并使形成于轴32侧周面的凸状的卡合销33能够移动地与该卡合槽43配合。将该卡合槽43形成为大致U字状，是为了允许连杆体4套装于轴32沿轴方向的移动，并且限制连杆体4沿周向(旋转方向)的移动。由此，轴32的轴旋转力能够不受移动位置的影响而向连杆体4传递。另外，该卡合槽43的U字状的形成长度，应考虑后述的主动齿轮45与从动齿轮54的啮合宽度来进行最佳设定。另外，该大致U字状的卡合槽43的形状不限定于此，只要是不限制轴方向移动只能传递旋转力的机构即可。例如，也可以使上述卡合槽43与卡合销33的配置相反，在轴32上形成卡合槽，在连杆体4上配设卡合销33。

连杆体4的齿轮板44形成扇形状，沿着以外环轴41为旋转轴的旋转周缘形成主动齿轮45。该主动齿轮45呈由多个齿构成的弯曲齿条状。在齿轮板44的转子侧的面上形成凸状的嵌入轴46，该嵌入轴46成为齿轮板44与后述的凸轮51进行连杆结合时的结合点(销结合)。该嵌入轴46的形成位置以如下方式设定：将从嵌入轴46的旋转中心到转子3的轴32的旋转中心的距离，和从嵌入轴46的旋转中心到输出构件5的输出轴52的旋转中心的距离作为连杆比。在本实施例1中连杆比设定为2∶3。另外，在上述齿轮板44的前侧的面上埋入配设磁铁47。

(输出构件的构成)

输出构件5是与上述连杆体4连接的部件。

该输出构件5以与上述旋转螺线管1的轴32平行的位置关系配置，以向外部输出旋转力的输出轴52为主体。在与该输出轴52的转子3相对的端部形成有在轴直角方向(从轴放射的方向)上延长形成的凸轮51。另外，在该凸轮51的前端部形成有与齿轮板44的嵌入轴46具有间隙地卡合的长孔状的轴承孔53。此外，在输出轴52上从凸轮51向前侧以嵌入轴46的长度以上的间隔距离，套装有能够旋转移动的动齿轮54。

此外，在从动齿轮54上在未形成齿轮齿的周侧部形成向转子方向突出的限位销55。另外，在向输出轴52安装的安装部分(根部)上形成两个具有能够嵌合该限位销55的形状的嵌合孔56。通过选择性地与这两个嵌合孔56a、56b嵌合，从而使从动齿轮54与输出轴52一体化。由此，通过选择嵌合限位销55的嵌合孔56，从而将凸轮51的旋转方向设定为CW(顺时针旋转)或CCW(逆时针旋转)。输出轴52，其前端被设置在前部板8的输出轴承82转动自如地保持，从而发挥作为外部输出的功能。

(切换动作单元的构成)

切换动作单元6是使连杆体4沿直线方向移动的单元。

该切换动作单元6配置在前部板8与连杆体4的齿轮板44之间。该构成以如下方式配设：将在中心部配置有磁心62的电磁线圈61安装于前部板8的后侧，与配置在上述齿轮板44上的磁铁47的磁极相对。由此，通过切换朝向电磁线圈61的磁极，利用作用于磁铁47的排斥力或吸引力使其沿轴32进行直线运动。

(其它)

另外，图中，对电磁线圈2、61通电是通过来自外部控制装置的导线进行的，但该电路构成是通常的构成因此省略图示。

另外，图示编号9是限位器，该限位器9被铆接固定于后部罩7，在其前端形成的突起91与输出轴52的后侧端面抵接，从而承接从输出轴52传递的推力。

(实施例1的动作说明)

接下来，利用附图对如上所述构成的实施例1的动作进行说明。

图4是表示实施例1的动作的说明图，图4至图7是表示其主要构成部件的动作状况的俯视图和立体图。

实施例1的特征在于用一个输出轴输出往复旋转力，该往复旋转力具有输出两种以上旋转角度的位移的规格(模式)。以下，以两种模式为例进行说明。模式1为距离特定的基准位置具有位移角度(例如，20度)的往复旋转驱动(将此简称为“依次驱动”)的模式，模式2为切换模式1的位移角度而设定为距离基准位置具有其他位移角度(例如120度)的往复旋转驱动(称为“切换驱动”)的模式。

另外，在本实施例1中，从作为驱动源的旋转螺线管1供给的驱动力是距离轴32的旋转角为30度的往复旋转力。

首先，参照图4、图5说明作为模式1的依次驱动。图4、图5是用主视图、侧视图以及立体图表示依次驱动时的主要构成部件的位置关系的图。

实施例1中的依次驱动是借助切换动作单元6的相斥磁力使连杆体4移动到转子侧，在解除了主动齿轮45与从动齿轮54的啮合的状态下进行的驱动(参照该图(B))。此时，齿轮板44的嵌入轴46嵌入凸轮51的轴承孔53，由此连杆体4和输出构件5经由凸轮51而连杆卡合(参照该图(B))。当在该位置状态下驱动旋转螺线管1时，轴32以30度的范围进行轴旋转(参照该图(A))。然后，该旋转角度的位移按照由与嵌入轴46的卡合位置关系决定的连杆比(2∶3)，传递到输出轴52。其结果，传递到输出轴52的旋转角度的位移为20度。作为在该范围进行往复的轴旋转力而输出。另外，在实施例1中，虽然将嵌合轴46与齿轮板44一体地形成，然而不局限于此，也可以构成为能够改变嵌入轴46相对于齿轮板44的形成位置。例如，选择性地在多个位置安装或在槽内滑动固定等。在这种情况下，由于与嵌入轴46卡合的轴承孔53形成为长孔状，因此能够充分地应对。如上所述连杆比被适宜地设定。

另外，即使切断对构成切换动作单元6的电磁线圈61通电，也保持将连杆体4的磁铁47吸引到转子侧的状态。

接下来，参照图6、图7说明作为模式2的切换驱动。图6、图7是用主视图、侧视图以及立体图表示切换驱动时的主要构成部件的位置关系的图。

实施例1中的切换驱动是借助切换动作单元6的相吸磁力使连杆体4从转子侧向前侧移动，使齿轮板44的嵌入轴46从凸轮51的轴承孔53脱出而进行的驱动。由此主动齿轮45与从动齿轮54啮合(参照该图(B))，轴32的旋转力经由齿轮进行旋转力传递卡合从而旋转力被传递到输出轴52。此时的旋转角度的位移量是按照旋转力传递比而传递到输出轴52。该旋转力传递比由主动齿轮45距离轴32的旋转半径，和从动齿轮54距离输出轴52的旋转半径的长度决定。在实施例1中，当轴32以30度的范围进行轴旋转时，则从输出轴52输出120度的轴旋转力。另外，在实施例1中，对旋转的凸轮51的移动限制是通过与后部罩7的内壁抵接进行的。

另外，该切换驱动中的凸轮51的旋转方向，通过组装时的设定而能够成为CW(顺时针旋转)规格，或CCW(逆时针旋转)规格的致动器。这样通过改变上述限位销55向嵌合孔56嵌合的嵌合位置来进行。即，在使限位销55与附图正面左侧的嵌合孔56a嵌合的情况下，与主动齿轮45的啮合从左端向右端移动，使得凸轮51向顺时针方向旋转。另一方面，在使限位销55与右侧的嵌合孔56b嵌合的情况下，与主动齿轮45的啮合从右端向左端移动，使得凸轮51向逆时针方向旋转。

(其他实施例)

虽然在上述的实施例1中，连杆体4和输出构件5的旋转力传递单元是通过主动齿轮45和从动齿轮54啮合来进行的，然而不限定于该构成。例如，虽省略图示但可以构成为将带轮安装到连杆体4的外环轴41的外周，并且在输出轴52上安装与其对应的带轮，形成带轮和带的构成。在这种情况下，需要预先将连杆体的带轮构成为：能够滑动并且能够接通/切断旋转力的传递。还可以将该带轮作成齿轮并用齿轮带来连接。

另外，也可以如后述那样作成将两种连杆体组合的构成。还可以通过使配置在齿轮板44前端部的磁石在输出轴的外周磁化而传递旋转力。

(两个模式以上的输出构成)

上述实施例1中，对依次驱动和切换驱动两个模式的构成进行了说明，但本申请发明的技术思想不限定于此。

例如，作为输出三种往复旋转的角度位移的构成例，例如有在图8中用侧视图和立体图表示的构成。这是将上述输出构件5的构成进一步发展的构成，是以夹持安装于输出轴52的从动齿轮54的方式，将第二凸轮57配置在上述凸轮51的相反侧(前侧)的构成。在该第二凸轮57上也与凸轮51同样地形成长孔状的第二嵌合孔58，并使嵌合于此的第二嵌入轴48向齿轮板44的前侧突出形成。由于嵌入轴46和第二嵌入轴48形成为距轴32的旋转半径距离不同，因此齿轮板44和凸轮51的连杆比，对于嵌入轴46与嵌合孔56的卡合，或者第二嵌入轴48与第二嵌合孔58的卡合也是不同的。

根据上述构成，利用切换动作单元6使齿轮板44以三个阶段依次移动，由此能够选择性地进行以下三种卡合：(1)嵌入轴46与嵌合孔56的卡合(图8(B)的状态)，(2)主动齿轮45与从动齿轮54的卡合(图8(C)的状态)，(3)第二嵌入轴48与第二嵌合孔58的卡合(图8(D)的状态)，因此能够输出三种往复旋转的角度位移。

如上所述，本申请涉及的往复旋转致动器不仅小型化而且可靠性高并且节省电力，因此能够作为ATM(Automatic Teller Machine：现金自动存取款机)中选择纸币流路用的引导片的驱动源，或者打印机或复印机的纸张分配用的引导片的驱动源等使用。

(实施例2)

下面，说明实施例2。

图9～图17是表示本申请发明的实施例2的图。虽然附图标记采用一位到三位数字，但在后两位的数字与实施例1相同的情况下，表示是与实施例1的构件实质上相同的构件。另外，上述附图为了明确各构件的关系，而描绘成与实施例1的附图上下相反。

在以下的说明中，实施例2是在本申请发明的思想下保持基本的构件，并且对实施例1的连杆体、输出构件以及切换动作单元的构成增加了变更。因此，为了防止重复说明，而对与实施例1具有相同的目的功能的构成部分省略或简化其说明。

首先，实施例2也与实施例1同样，是收纳到由后部罩107和前部板108构成的外壳内的例子。

下面，按照基本的构成分项进行说明。

(旋转螺线管的构成)

驱动源与实施例1同样是旋转螺线管101，由电磁线圈102和转子103构成，固定于后部罩107的内侧底面。转子103的构成包括：成为旋转支承轴的轴132、以套装状(以外套状安装于外周面的状态)固定在该轴132上的轴毂131、从该轴毂131向与轴132呈直角方向安装的扇形状的加强板134。在轴毂131的加强板134的相反侧(附图上、下侧)形成与轴132平行且向输出侧(前侧)延伸的卡合销137。通过该卡合销137传递转子103的往复旋转运动。这点与实施例1的旋转力传递单元(轴32上的卡合销33的卡合)不同。

另外，轴132与实施例1同样，可转动自如地架设在后部罩107的后部轴承171和前部板108的轴承181之间。另外，在加强板134上配设与电磁线圈102相对的两个磁铁(磁石)135、135，在其背面侧(前侧)配设背部磁轭136。

(连杆体的构成)

连杆体104通过与上述轴132连接来安装。

该连杆体104与实施例1的连杆体4的构成相同，其构成包括：外环轴141，其形成供轴132转动自如地贯通的套装口142；齿轮板144，其从上述外环轴141沿与轴132垂直的方向形成；主动齿轮145，其形成在上述齿轮板141的前端周缘；嵌入轴146，其形成在齿轮板144的后侧(后盖侧)的侧面。

该嵌入轴146成为齿轮板144与后述的凸轮151进行连杆结合时的结合点(销结合)。在实施例2中以使连杆比成为2∶3的方式设定嵌入轴146相对齿轮板144的位置。即，将该连杆比设定为2∶3，表示从嵌入轴146的旋转中心Cg到贯通外环轴141的转子103的轴132的旋转中心Cr的距离Lm，与从嵌入轴146的旋转中心Cg到输出构件105的输出轴152的旋转中心Ca的距离Ln之比(Lm∶Ln)为2∶3。

在该连杆体104中，与实施例1的连杆体4不同的构成在于，该连杆体104包括：卡合槽143，其卡合上述转子103侧的卡合销137；立片状的从动片141p，其从外环轴141沿放射方向形成为两翼状。卡合槽143与实施例1的构成(U字状切口槽)不同，形成为从外环轴141的周侧面(附图上)向下方突出设置并将轴方向A的两端侧开放的长槽状。以从该卡合槽143的端部插入上述卡合销137的方式卡合，由此允许连杆体104沿轴方向A移动，并且将旋转力向连杆体104传递。

另外，从动片141p是与后述的臂163卡合，用于接受来自臂163的动作力的部件。其形状被设计成与臂163的动作片163p卡合，能够接受轴方向的作用力的形状。在图示的实施例2中，以在轴方向上夹持立片状的从动片141p的方式形成臂163的动作片163p。

这样构成的连杆体104，套装口142套装于转子103的轴132并且旋转自如地被保持。在实施例2中，作为在连杆体104和前部板108的轴承181之间具有扩张力的施力单元，还安装螺旋弹簧149。另外，该螺旋弹簧149并非必不可少，但是在实现动作的稳定性方面是优选的构成。

(输出构件的构成)

输出构件105是与上述连杆体104连接配置的部分，该连接构成是本申请发明的要点。

与实施例1同样，在输出构件105上在输出轴152的转子侧的端部形成向与轴垂直方向延伸的凸轮151。在该凸轮151的前端部形成长孔状或圆孔状的轴承孔153，用于与上述齿轮板144的嵌入轴146具有若干间隙(“松动”)地嵌合。

另外，凸轮151将两个凸轮151a、151b形成在同一旋转面上，这两个凸轮151a、151b沿放射方向具有120度的夹角(或者旋转角)并且向两个方向延伸。在各个凸轮151a、151b的前端部，将一端形成以长孔状开口，并且另一端以圆孔状开口的轴承孔153。另外，在凸轮151a、151b之间，在与齿轮板144的嵌入轴146的移动轨迹相对的位置，一体形成带板状且圆弧状的扇形肋151r，以便将凸轮151a、151b彼此连结。

在实施例2中，虽然是将各凸轮151a、151b的轴承孔153分别形成为长孔状和圆孔状，但是两者均可以形成为长孔状。

此外，在输出轴152上形成从动齿轮154，该从动齿轮154具有从凸轮151向前侧以嵌入轴146的突出高度Lh以上的间隔距离Ld(Lh＜Ld)，并且与凸轮151平行配置。该输出轴152，其前端部转动自由地被输出轴承182保持，其中输出轴承182设置于前部板108，从而输出轴152发挥作为外部输出的作用。

(切换动作单元的构成)

切换动作单元106与实施例1同样，是使连杆体104沿直线方向移动的机构，配置在前部板108和连杆体104之间。实施例2与实施例1不同的特征点在于，通过臂163进行从依次驱动向切换驱动的切换操作。该臂163形成为弯曲状，以便不干扰连杆体104的摆动运动。该臂163以垂下状由支承配件164进行支承，支承配件164将臂163的上端部163t安装于前部板108的(附图上)上部面，臂163的下端部保持为沿轴方向A摆动(前后往复运动)。

另外，在臂163的(附图上)下端部形成动作片163p，该动作片163p与形成于上述连杆体104的外环轴141的从动片141p卡合。如上所述，该动作片163p为了获得输出轴152的沿轴方向A的作用力(往复方向)而作成夹持从动片141p的形状。另外，在实施例2中，虽然将从动片141p形成为立片状，将动作片163p形成为凹片状，但也可以为相反的组合。

此外，在臂163的中部以将磁铁163m埋入的状态安装。使该磁铁163m与安装于板108后侧的电磁线圈161磁极相对。由此，通过切换向电磁线圈161的通电方向而产生基于电磁力的排斥力或吸引力，使臂163适时地沿轴方向A移动。

此外，在臂163的动作片163p上形成具有能够从后部罩107露出的突出量的突起163n。该突起163n是故障时等进行恢复时能够从外部用手动操作臂163的部分。另外，该操作单元不是必不可少的而且不限定于图示的突起状的构成。也能够以同样的目的选择其他机构。例如，可以适当地选择利用磁石的操作、利用按钮或交互转换机构的操作、或者不是突起而是用操作棒操作凹部的机构等公知的各种机构。

(实施例2的动作说明)

下面，参照附图对上述构成的实施例2的动作进行说明。图16、图17是表示实施例2的动作工序的各旋转状态的俯视图。

实施例2与上述实施例1同样，是以从旋转螺线管1的轴132供给的30度旋转角的往复旋转力为驱动源，并在此基础上对往复旋转角施加变更，向外部供给具有两种或者三种不同的旋转角的驱动力。

作为该向外部输出的驱动输出端的输出轴152，是输出依次驱动和切换驱动的2模式的驱动旋转力的部件，其中依次驱动是从初始位置(初始状态)进行旋转角α(例如20度)的往复旋转，切换驱动是切换该依次驱动并从初始位置进行位移角β(例如120度)的往复旋转。此外，也可以是在切换驱动时的旋转轨道的两端部进行切换，得到再次进行依次驱动(第二依次驱动)的3模式的输出。该3模式的输出是指从初始位置(附图上虚线表示的状态)的依次驱动开始切换而旋转，并在其旋转轨道端(附图上实线表示的状态)的位置切换，在该位置(作为距离初始位置的旋转角观察时，是100度和120度范围的往复旋转)进行依次驱动。

另外，在图16、17中，由于只将初始位置时的凸轮151b的轴承孔153作成长孔状，而将另一凸轮151a的轴承孔153作成圆孔状，在这种情况下只作为锁止机构动作。

在以下的说明中，为了避免重复记载而对与实施例1相同的基本的两个模式的切换动作过程的部分的说明简化，而重点说明实施例2的特征性的动作。

(实施例2的动作特征及其效果)

实施例2的动作与实施例1的动作相比，其特征如下。

(1)以齿轮板为主体的连杆体的动作。

实施例1是利用电磁线圈61的励磁与齿轮板44的磁铁47直接作用进行切换操作的例子，与此相对实施例2是通过使电磁线圈161对臂163的磁铁163m作用来操作臂163，并通过该操作使连杆体104移动。将该臂163作为一种杠杆使用，使齿轮板144的外环轴141沿着轴132往复移动，由此即使用较小的电磁力也能够进行可靠的动作。

由此卡合的连杆体104沿轴方向进行往复的滑动移动，在转子侧的对面形成的嵌入轴146能够相对形成在凸轮151前端部的轴承孔153的内部进出。

在该构成下，臂163受到来自电磁线圈161的引力作用而被拉向磁铁163m，齿轮板144向前侧移动使嵌入轴146从轴承孔153脱出，与此同时，主动齿轮145与从动齿轮154啮合，通过齿轮啮合而进行从齿轮板144向输出构件105传递旋转力。由此，如图16所示，凸轮151能够以120度的旋转角往复旋转。

相反，当切换向电磁线圈161的通电方向，使排电磁线圈161作用排斥力而将臂163向后侧按压时，则齿轮板144向后侧移动，将嵌入轴146嵌入凸轮151的轴承孔153进行连杆结合，与此同时主动齿轮145从从动齿轮154脱出而解除啮合，由此通过连杆结合从齿轮板144向输出构件105传递基于连杆比的旋转力。由此，如图17所示，凸轮151能够以20度的旋转角进行往复旋转。

在此，将安装于臂163的磁铁163m配置到离开轴132的位置，以使来自电磁线圈161的电磁力(排斥力和吸引力)作用，因此动作时齿轮板144的前端侧成为倾斜的状态。这是由齿轮板144的安装部亦即外环轴141的内周面与轴132的外侧周面之间的间隙(间隙量)产生的。该倾斜的产生会起到易使主动齿轮145与从动齿轮154啮合的效果。

另外，在实施例2中，虽然是通过在外环轴141与前部板108之间安装螺旋弹簧149来实现使连杆体104的动作稳定，但螺旋弹簧149并非必不可少，即使在没有的情况下，也与实施例1的情况同样，臂163的磁铁163m因转子侧的磁力作用而作用引力(与螺旋弹簧149的作用力同方向)，因此同样能够实现使连杆体104的动作稳定。

(2)输出轴的旋转锁止机构的动作。

实施例2也与实施例1同样，与实施例1的动作原理相同，在嵌入轴146从轴承孔153脱出的状态下，主动齿轮145与从动齿轮154啮合，输出轴152能够在规定的120度的范围内进行旋转往复运动(切换驱动)。

在该旋转往复运动的两端位置，使沿放射方向以120度的夹角(或旋转角)配置的两个凸轮151a、151b相互对应，当在该旋转的两端位置起动切换动作单元106的电磁线圈161时，能够使嵌入轴146嵌入凸轮151的轴承孔153。

在将该轴承孔153形成为圆孔状的情况下，由于限制了凸轮151的旋转，因此能够使输出轴152的旋转处于锁止状态。另外，在将该轴承孔153形成为长孔状的情况下，能够在该位置进行20度旋转角的往复旋转(第二依次驱动)。

即，实施例2的构成，在将两个凸轮151的各轴承孔153的形状的一个作成长孔状，另一个作成圆孔状的情况下，则成为具有两种(2个模式)往复旋转和锁止机构的机构，在将轴承孔153的形状中的双方作成长孔状的情况下，则能够成为具有三种(3个模式)往复旋转的驱动输出的机构。

(3)用于防止切换动作单元的误动作的机构

在实施例2中，以连结具有120度的夹角且在两个方向形成的两个凸轮151a、151b的方式一体地形成带板圆弧状的肋151r。因此，在120度的往复旋转时的旋转途中(这种情况是嵌入轴146从轴承孔153脱出的状态)，在由于某种原因而切换了电磁线圈161的通电，使切换动作单元106回动并使嵌入轴146向后侧移动的情况下(误动作)，由于嵌入轴146的前端部能够与扇形肋151r抵接，因此能够阻止齿轮板144的移动。由此保持主动齿轮145与从动齿轮154的啮合，继续进行120度的往复旋转驱动。即，能够起到防止120度的切换驱动时的误动作的效果。

(4)手动切换机构的动作

在实施例2中，在臂163的动作片163p附近形成从后部罩107露出的突起163n。由此，能够从外部用手或操作棒来操作突起163n，通过手动使齿轮板144移动，因此能够起到通过手动操作使在停电时或由于与输出轴152连结的外部设备引起的动作停止状态恢复的效果。

符号说明：1...旋转螺线管；2...电磁线圈；3...转子；32...轴；33...卡合销；4...连杆体；41...外环轴；43...卡合槽；44...齿轮板；45...主动齿轮；46...嵌入轴；5...输出构件；51...凸轮；52...输出轴；53...轴承孔；54...从动齿轮；56...嵌合孔；6...切换动作单元；7...后部罩；8...前部板；9...限位器；101...旋转螺线管；102...电磁线圈；103...转子；132...轴；137...卡合销；104...连杆体；141...外环轴；144...齿轮板；145...主动齿轮；146...嵌入轴；105...输出构件；151...凸轮；152...输出轴；153...轴承孔；154...从动齿轮；106...切换动作单元；161...电磁线圈；163...臂；163m...磁铁。

Claims (14)

1.一种往复旋转致动器，其特征在于，包括：

旋转螺线管，其被基座支承，用于提供规定旋转角的往复旋转力；

连杆体，其以能够进行轴方向移动和旋转力传递的方式与上述旋转螺线管的轴卡合；

输出构件，其选择形成两种以上不同的连杆比或旋转力传递比的卡合手段之一来从该连杆体接受旋转力而随动；以及

切换动作单元，其通过套装于上述轴的连杆体的轴方向移动来进行上述卡合手段的选择。

2.一种往复旋转致动器，其特征在于，包括：

旋转螺线管，其被该基座支承，用于提供规定旋转角的往复旋转力；

连杆体，其以能够进行轴方向移动和旋转力传递的方式与上述旋转螺线管的轴卡合；

输出构件，其选择两种以上卡合手段之一来接受旋转力而随动，上述两种以上卡合手段成为距离上述连杆体的外环轴具有不同的旋转半径的卡合点；以及

切换动作单元，其通过与上述轴连结的连杆体的移动来进行上述输出构件和上述连杆体的选择卡合。

3.根据权利要求1或2所述的往复旋转致动器，其特征在于，

上述连杆体和上述输出构件的卡合手段是连杆卡合或旋转力传递卡合。

4.根据权利要求1、2或3所述的往复旋转致动器，其特征在于，

上述连杆体的构成包括：

外环轴，其以能够沿上述轴的轴方向移动和传递来自上述轴的旋转力的方式安装在轴上；

齿轮板，其从上述外环轴沿与上述轴垂直的方向形成；

主动齿轮，其在上述齿轮板的旋转周缘沿旋转方向形成；

嵌入轴，其在齿轮板的侧面以突出状形成，

该嵌入轴在齿轮板上的形成位置以如下方式设定：从嵌入轴的旋转中心到转子的轴的旋转中心的距离，和从嵌入轴的旋转中心到输出构件的输出轴的旋转中心的距离成为规定的连杆比。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的往复旋转致动器，其特征在于，

上述输出构件的构成包括：

输出轴；

一个或两个以上凸轮，其从上述输出轴沿轴直角方向形成，并且在其前端部形成能够供形成于上述齿轮板的嵌入轴嵌入的形状的轴承孔，

从动齿轮，其与该凸轮间空余上述嵌入轴的长度以上的间隔距离而形成在输出轴上，并且形成为具有与上述主动齿轮啮合的齿列。

6.根据权利要求5所述的往复旋转致动器，其特征在于，

将上述从动齿轮旋转自如地套装于输出轴，并且在从动齿轮侧设置限位销，使该限位销与在凸轮根部的旋转方向上的两个位置开设的嵌合孔嵌合，从而限制从动齿轮相对于输出轴的旋转。

7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的往复旋转致动器，其特征在于，

使连杆体沿着上述轴滑动的切换动作单元是如下构成，即：

通过在上述连杆体的齿轮板的形成嵌入轴一面的背面侧配置的磁铁、和与该磁铁以磁极相对的方式配置的电磁线圈间的电磁力来进行的构成。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的往复旋转致动器，其特征在于，

上述切换动作单元的构成包括：

臂，其以能够沿着轴移动的方式保持，并且使移动力作用于上述连杆体；

磁铁，其配置在上述臂上；

电磁线圈，其与上述磁铁以磁极相对的方式配置。

9.根据权利要求8所述的往复旋转致动器，其特征在于，

上述臂由动作片和配置在中间部的磁铁构成，其中动作片，以能够沿着轴摆动的方式保持，并且在前端摆动部与上述连杆体的外环轴卡合。

10.根据权利要求8或9所述的往复旋转致动器，其特征在于，

上述臂具有动作单元，该动作单元能够从外壳外部沿着轴移动。

11.根据权利要求5、6、7、8、9或10所述的往复旋转致动器，其特征在于，

关于上述两个以上凸轮的形成，

在上述输出轴的轴垂直面上以具有规定旋转角的夹角的方式形成两个凸轮，并且在各凸轮的前端部的同一旋转半径上分别形成有轴承孔。

12.根据权利要求11所述的往复旋转致动器，其特征在于，

关于分别形成于两个凸轮前端部的轴承孔的形成，

将一方形成为长孔状，另一方形成为长孔状或者圆孔状。

13.根据权利要求11或12所述的往复旋转致动器，其特征在于，

关于多个凸轮的形成，还在与各轴承孔的移动轨迹对应的位置上形成将各凸轮彼此连结的弧状肋。

14.根据权利要求1～13中任意一项所述的往复旋转致动器，其特征在于，

在轴上套装配置施力单元，该施力单元朝向转子侧对连杆体的外环轴施力。

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