專利名稱：凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如在多個(gè)模式間的切換中使用的或在臂的定位控制中使用的凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
圖2示意性示出傳統(tǒng)的凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)的一個(gè)例子。凸輪21包括連接到一起的兩個(gè)平板凸輪，即具有偏心形狀的凸輪21a和形成有缺口21c的圓形凸輪21b。凸輪21具有圖中兩條假想線的交點(diǎn)所示的轉(zhuǎn)動中心，未示出的一轉(zhuǎn)動軸連接于其上。臂22具有通過其自重恒定地抵接著凸輪21a的外周面的頂端部。當(dāng)凸輪21a的轉(zhuǎn)動位置(角度)變化時(shí)，臂22在圖中所示的垂直方向(上和下)移動。凸輪21被未示出的一驅(qū)動器如馬達(dá)驅(qū)動在逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動。
圖2所示的凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)需要檢測凸輪21的轉(zhuǎn)動位置(角度)以便于控制臂22的位置。由于這個(gè)原因，用傳感器23來檢測上述凸輪21的缺口21c以控制臂22的運(yùn)動。具體而言，傳感器23包括檢測部23a，其具有通常抵接著凸輪21b的外周面、但在缺口21c因凸輪21b的轉(zhuǎn)動而最接近傳感器23時(shí)脫離與凸輪21b的接觸的端部。如圖2A和2B所示的傳感器23的檢測部23a抵接著凸輪21b的狀態(tài)確定為“開”，而如圖2C所示的傳感器23的檢測部23a沒有抵接凸輪21b的狀態(tài)確定為“關(guān)”。凸輪21的檢測部23a沒有抵接凸輪21b的位置被確定為原始位置。
因此，圖2中所示的凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)可以通過檢查來自傳感器23的開/關(guān)信號來檢測該原始位置。此外，臂22的位置可根據(jù)凸輪21從原始位置的轉(zhuǎn)動角度來控制。具體而言，可通過控制凸輪21從原始位置到圖2B所示的角度θx的轉(zhuǎn)動角度將臂22的位置控制到位置x，而通過控制凸輪21到圖2A所示的角度θy的轉(zhuǎn)動角度將臂22的位置控制到位置y。
日本專利公開出版物HEI No.6-211367中公開了用于檢測凸輪的轉(zhuǎn)動位置(角度)的一種可供選擇的結(jié)構(gòu)，其中一抵接著形成有缺口的凸輪的初始桿具有接觸傳感器的檢測部的頂端部，用于檢測凸輪的轉(zhuǎn)動位置。
圖3示出與圖2所示機(jī)構(gòu)的不同的傳統(tǒng)凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)的一個(gè)例子。凸輪31包括連接到一起的兩個(gè)平板凸輪，即具有偏心形狀的凸輪31a和形成有部分切口的圓形凸輪31b。凸輪31具有圖中兩條假想線的交點(diǎn)所示的轉(zhuǎn)動中心，未示出的一轉(zhuǎn)動軸連接于其上。臂32具有通過其自重恒定地抵接著凸輪31a的外周面的頂端部，使得臂32可在圖中所示的垂直方向(上和下)移動。例如當(dāng)凸輪31從未示出的一驅(qū)動器如馬達(dá)接收到驅(qū)動力時(shí)，凸輪31在逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動。
在圖3所示的凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)中，保持板33抵接著凸輪31b的外周面。保持板33可繞其一端轉(zhuǎn)動，并在其另一端由帶有預(yù)定壓力的彈簧34壓靠著凸輪31，從而使得保持板33的表面33a與凸輪31b接觸。凸輪31b是如上所述的有部分切口的圓形，并具有如圖3B所示的可接觸保持板33的平表面31c。在該狀態(tài)中凸輪1的轉(zhuǎn)動位置被確定為原始位置，從而可正確地檢測該原始位置。因此，臂32的位置可根據(jù)凸輪31的轉(zhuǎn)動位置(角度)來控制。
此外，如日本專利公開出版物HEI No.5-139588中所公開的，還存在一種結(jié)構(gòu)，其中圖3中所示的機(jī)構(gòu)還應(yīng)用了一壓力輥，以根據(jù)凸輪的轉(zhuǎn)動位置變化輥的壓力。
一般地，凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)首先在開始時(shí)檢測凸輪的原始位置，然后根據(jù)步進(jìn)馬達(dá)從原始位置所計(jì)數(shù)的脈沖數(shù)控制凸輪的轉(zhuǎn)動。因此，原始位置的檢測是必不可少的。但是用這樣的傳統(tǒng)凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)是很難確定凸輪的目前位置，除非凸輪被驅(qū)動器一加電就轉(zhuǎn)動以檢測在凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)的初始狀態(tài)中凸輪的原始位置。
此外，當(dāng)由于外部原因馬達(dá)停止或電源被重置時(shí)，用于檢測凸輪位置的傳感器也被復(fù)位，這樣就不可能檢測凸輪的轉(zhuǎn)動位置。因此，必須再次檢測原始位置。由此，凸輪需要以和初始狀態(tài)相同的方式被轉(zhuǎn)動。
關(guān)于圖2和圖3所示的結(jié)構(gòu)，它們不能算作可精確檢測凸輪的轉(zhuǎn)動位置的理想機(jī)構(gòu)。具體而言，用圖2所示的結(jié)構(gòu)，由于例如缺口21c的寬度和傳感器23從檢測出“關(guān)”到凸輪21停止轉(zhuǎn)動的時(shí)滯等原因，致使在檢測的原始位置中存在少許偏差。
另一方面，用圖3所示的結(jié)構(gòu)，當(dāng)凸輪31b的平表面31c如上所述地緊密接觸保持板33時(shí)，凸輪可被穩(wěn)固在其正確的原始位置中。但是，當(dāng)保持板33與凸輪31的一部分而不是與平表面31c接觸時(shí)，不能得到該優(yōu)點(diǎn)。因此，不能確定凸輪31在初始狀態(tài)假定位于什么位置，就不能正確地檢測該原始位置。此外，該結(jié)構(gòu)沒有提供檢測絕對位置的裝置。
還存在著另一種傳統(tǒng)的凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)，其將圖2和圖3所示的結(jié)構(gòu)組合到一起以精確地檢測該原始位置。但是，這樣的結(jié)構(gòu)要求多個(gè)零件只是為了檢測該原始位置，并且凸輪本身的結(jié)構(gòu)也不可避免地變得復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以可靠地檢測凸輪的原始位置，同時(shí)能減少所需的零件數(shù)和成本的凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)動裝置的驅(qū)動力通過離合器機(jī)構(gòu)被傳遞到凸輪時(shí)，凸輪被轉(zhuǎn)動；同時(shí)當(dāng)轉(zhuǎn)動裝置的傳遞到凸輪的驅(qū)動力被離合器機(jī)構(gòu)截?cái)鄷r(shí)，原始位置設(shè)定裝置使凸輪轉(zhuǎn)動到原始位置。
原始位置設(shè)定裝置可包括例如彈性部件，彈性部件的端部被如此固定，使得該彈性部件的伸展長度在凸輪處于原始位置時(shí)最短。采用這種結(jié)構(gòu)，凸輪可以可靠地轉(zhuǎn)動到原始位置。因此，用于檢測凸輪的轉(zhuǎn)動角度的裝置是不必要的，作為凸輪轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電源也不需要給該轉(zhuǎn)動裝置加電。此外，如果離合器機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成在凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)的操作停止的同時(shí)，或者在由于外部原因轉(zhuǎn)動裝置停止驅(qū)動或在電源被重置的同時(shí)，其與轉(zhuǎn)動裝置的連接被斷開，則凸輪可以迅速地轉(zhuǎn)到原始位置。
結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的以下詳細(xì)說明可更清楚理解本發(fā)明的上述和其它目的、特征和附帶的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)的示意圖；圖2是傳統(tǒng)的凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)的一個(gè)例子的示意圖；和圖3是與圖2所示不同的傳統(tǒng)的凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)的一個(gè)例子的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。圖1是根據(jù)本發(fā)明的凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)的示意圖。所示的凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)包括凸輪1，臂2，作為彈性部件的彈簧3，作為轉(zhuǎn)動裝置的馬達(dá)4和離合器機(jī)構(gòu)5。凸輪1包括具有偏心形狀的凸輪1a和被連接到一起的圓形凸輪1b，凸輪1具有一轉(zhuǎn)動中心，轉(zhuǎn)動軸6連接于該轉(zhuǎn)動中心上。臂2具有通過其自重恒定地抵接著凸輪1a的外周面的頂端部。當(dāng)凸輪1的轉(zhuǎn)動位置(角度)變化，臂2可在圖中所示的垂直方向(上和下)移動。當(dāng)凸輪1通過離合器機(jī)構(gòu)5從馬達(dá)4接收到驅(qū)動力時(shí)，凸輪31轉(zhuǎn)動。當(dāng)從馬達(dá)4傳遞到凸輪1的驅(qū)動力被離合器機(jī)構(gòu)5截?cái)鄷r(shí)，凸輪1可自由地轉(zhuǎn)動。
在凸輪1的轉(zhuǎn)動停止的同時(shí)，或者在由于外部原因馬達(dá)4停止驅(qū)動或在電源被重置的同時(shí)，離合器機(jī)構(gòu)5切斷馬達(dá)4和凸輪1的連接。
彈簧3的一端3a在鄰近于凸輪1的周邊(外周面)的位置處連接到凸輪1的側(cè)表面上，其另一端3b固定在凸輪外周面更外側(cè)的位置，以使得彈簧的伸展長度在凸輪處于原始位置時(shí)最短。甚至當(dāng)凸輪1設(shè)定于原始位置時(shí)，彈簧3以預(yù)定的拉力拉著凸輪1。當(dāng)凸輪設(shè)定于彈簧3被拉伸到最大長度的位置時(shí)，彈簧3施加一拉力，使得凸輪1可以毫無困難地轉(zhuǎn)動，并且，當(dāng)傳遞到凸輪的驅(qū)動力被離合器機(jī)構(gòu)5截?cái)鄷r(shí)，凸輪1可迅速地轉(zhuǎn)到原始位置。此外，在原始位置以外的位置當(dāng)傳遞到凸輪1的驅(qū)動力被離合器機(jī)構(gòu)5截?cái)鄷r(shí)，通過由彈簧3的拉力使凸輪1順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，凸輪1可迅速地轉(zhuǎn)回到原始位置。
這樣，當(dāng)從馬達(dá)4傳遞到凸輪1的驅(qū)動力被離合器機(jī)構(gòu)5的操作截?cái)鄷r(shí)，凸輪1由彈簧3的端部3a拉動而轉(zhuǎn)動，從而凸輪1可轉(zhuǎn)回到原始位置。
可通過控制凸輪1從原始位置到角度θx的轉(zhuǎn)動角度將臂2的位置控制到位置x，而通過控制凸輪1到角度θy的轉(zhuǎn)動角度將臂2的位置控制到位置y。
可能的是，臂2在其接觸凸輪1的一部分上形成有突起(凸起)，而凸輪1形成有沿其外周面延伸的槽，用于接收該突起；還有一彈簧(彈性部件)設(shè)置用于使臂2在移動方向上自動返回到其原始位置，和凸輪1相似。
作為彈簧3，可以使用例如卷簧、樹脂彈簧、拉伸彈簧或板簧等制成的彈性部件。
上述結(jié)構(gòu)可以正確地檢測出凸輪的原始位置，同時(shí)可使凸輪轉(zhuǎn)到該原始位置以使凸輪安穩(wěn)和靜止地?？吭谠撐恢?。此外，與現(xiàn)有技術(shù)的凸輪機(jī)構(gòu)不同，本發(fā)明的凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)不需要例如用于檢測凸輪的轉(zhuǎn)動位置的傳感器和用于將凸輪保持在原始位置的保持板這樣的部件。另外，不需要機(jī)加工該凸輪以在其中形成缺口或類似物。因此，可以減少所需的零件數(shù)和所需用于加工零件的時(shí)間和勞力。此外，當(dāng)從馬達(dá)傳遞到凸輪的驅(qū)動力由離合器機(jī)構(gòu)的操作截?cái)鄷r(shí)，僅需要彈簧來使凸輪返回到原始位置。因此，由于減少了零件數(shù)，明顯減少了機(jī)構(gòu)的成本和尺寸。
應(yīng)注意的是，本發(fā)明中使用的優(yōu)選的凸輪包括具有偏心結(jié)構(gòu)的凸輪和具有多邊形的凸輪。
根據(jù)本發(fā)明可得到下面的優(yōu)點(diǎn)。
如果離合器機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成在凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)的操作停止的同時(shí)，或者在由于外部原因轉(zhuǎn)動裝置停止驅(qū)動或在電源被重置的同時(shí)，其與轉(zhuǎn)動裝置的連接被斷開，則凸輪可以迅速地轉(zhuǎn)到原始位置。此外，本發(fā)明的凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)不需要用于檢測凸輪的轉(zhuǎn)動位置的傳感器或用于將凸輪保持在原始位置的保持板。
由于彈性部件被如此固定，使得該彈性部件的伸展長度在凸輪處于原始位置時(shí)最短，故凸輪可以可靠地轉(zhuǎn)動到原始位置。
當(dāng)凸輪位于原始位置時(shí)，凸輪可安穩(wěn)和靜止地?？吭谠撛嘉恢谩?br> 盡管只詳細(xì)描述了本發(fā)明的一些目前優(yōu)選的實(shí)施例，對于本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可清楚地理解，在不偏離由所附權(quán)利要求書中限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可在實(shí)施例中做出某些變換和修改。
權(quán)利要求
1.一種凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)，其包括可轉(zhuǎn)動的凸輪；用于將轉(zhuǎn)動裝置的驅(qū)動力傳遞給所述凸輪和截?cái)鄠鬟f給所述凸輪的驅(qū)動力的離合器機(jī)構(gòu)；和原始位置設(shè)定裝置，當(dāng)傳遞到所述凸輪的驅(qū)動力被離合器機(jī)構(gòu)截?cái)鄷r(shí)，該原始位置設(shè)定裝置使所述凸輪轉(zhuǎn)動到原始位置。
2.如權(quán)利要求1所述的凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)，其特征在于，該原始位置設(shè)定裝置包括彈性部件，其一端在鄰近于所述凸輪的周邊的位置處連接到所述凸輪上，其另一端固定在所述凸輪的外周面更外側(cè)的位置，以使得所述彈性部件的伸展長度在所述凸輪處于其原始位置時(shí)最短。
3.如權(quán)利要求1所述的凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)，其特征在于，當(dāng)所述凸輪位于原始位置時(shí)，該原始位置設(shè)定裝置以預(yù)定的拉力拉著所述凸輪。
4.如權(quán)利要求2所述的凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述彈性部件是彈簧。
全文摘要
提供一種凸輪轉(zhuǎn)動控制機(jī)構(gòu)，其包括彈性部件，該彈性部件的一端連接到可轉(zhuǎn)動的凸輪上。當(dāng)轉(zhuǎn)動裝置的驅(qū)動力到凸輪的傳遞被離合器機(jī)構(gòu)截?cái)鄷r(shí)，凸輪由該彈性部件的拉力強(qiáng)制轉(zhuǎn)動到原始位置。
文檔編號F16H21/00GK1490539SQ0315880
公開日2004年4月21日 申請日期2003年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月12日
發(fā)明者中村亙志 申請人:夏普株式會社