摆动型致动器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种谋求不通电时强化维持停止的保持力的圆弧摆动式致动器。
【背景技术】
[0002] 一般而言，在预定的旋转角度范围内进行往返旋转运动（"圆弧摆动"）的摆动型 致动器（W下称"致动器"），其构成为在壳体内收容有固定件和活动件，在该固定件中配设 有电路连接于电流方向正反变换手段的电磁线圈，而活动件中则配置有永久磁铁。而且，藉 由将朝前述电磁线圈的通电方向进行切换W改变磁场（或磁通）的方向，而在电磁线圈和 永久磁铁之间产生相吸或相斥的推进磁力，使活动件在预定中屯、角的范围内作圆弧状的往 返运动（"圆弧摆动"）。
[0003] 该种致动器已广泛应用在产业用各种机器作为动力源，例如，作为ATM(自动柜员 机）或打印机等纸张馈送方向变换用翻转阀片的驱动手段来使用。
[0004] 该些翻转阀片并非经常持续摆动，而是W停止在摆动行程的两端侧（摆动的起点 和终点，或摆动的返转位置）的一侧的情形居多。在其维持方法上，则有：藉通电使电磁线 圈激磁，使其与永久磁铁保持磁性吸附的样式（通电保持）；及一旦通电状态断开，就使电 磁线圈的铁巧（磁性体）与永久磁铁之间保持磁性吸附的样式（不通电保持）。
[0005] 然而，该种通电保持样式的致动器，从近年来节电-省能源的观点来看，并不理 想，特别是利用在待机时间较长的ATM时，就需要使用不通电保持样式的设计。
[0006] 顺应该种需求的发明已在例如专利文献1、专利文献2、及专利文献3中有所揭示。
[0007] 首先，专利文献1所揭示的发明是本申请申请人先前申请的相关技术，与本申请 一样，不通电时的维持力为该发明的目的之一。
[000引该在先申请的构成，若依图9所示的公报所附的代表图，是在箱体（2)内设置有： 单一个电磁线圈（3);摆动臂巧），保持固定于W自由转动方式支撑在箱体（2)内的轴上； 及2个永久磁铁，装设在该摆动臂巧），并与前述电磁线圈（3)隔着预定的气隙W极性相异 形态并列配置。通过该种构成，通过电激磁的电磁线圈（3)与摆动臂巧）的永久磁铁（7) 之间产生相吸或相斥的磁力作用，在W挡止器（8)所规限的范围间进行圆弧摆动。而且，将 该摆动力从输出轴（4)输出到外部。同时，保持有永久磁铁（7)的摆动臂（5)在电磁线圈 (3)相反侧配置有磁性体背辆化），W控制永久磁铁（7)的磁通方向来提高磁力。通过该构 成，摆动臂（5)会进行摆动，而在不通电时，借着电磁线圈（3)的磁性屯、材式铁巧（31)和永 久磁铁（7)的残剩磁通所产生的磁吸力稳定维持在挡止器（8)规限的位置。
[0009] 其次，专利文献2所揭示的发明，若依图10所示的公报所附的代表图，保持在轴 (12)上进行摆动的线圈座（14)W可动线圈（16)构成，该线圈座（14)的摆动方向外侧端 部设有止动用永久磁铁（17)，并在箱体内壁配设磁性体，作为使该磁铁规限在摆动行程两 端部的挡止器。藉由该种构成，通过前述止动用永久磁铁（17)和磁性体挡止器产生磁吸作 用，W确保不通电时的维持力。
[0010] 此外，专利文献3所揭示的发明可视为W上述专利文献1所揭示的发明为基础而 完成的发明。若依图11所示的公报的附图，其特征在于具备由2个磁铁（51、52)并排固 设所成的摆动辆巧0)、及在两侧具有突起部（31、32)的固定辆（30)，并通过采用在固定辆 (30)中央部配置具有主磁极（41)的电磁线圈（43)的构成，即得W依从任一边的磁铁巧1 或城向主磁极（41)、固定辆（30)、突起部（31、3。至1]另一边磁铁巧2、或51)的顺序形成 距离最短的磁性回路。其目的在于通过采用该种构成，即使是使用材质品级（残剩磁通密 度等）较低的磁铁（例如，胶合磁铁等），也可获得和传统技术相同W上的特性。
[0011] 现有技术文献 [001引专利文献
[0013] 专利文献1 ;日本特开2009 - 38874号
[0014] 专利文献2 ;日本特开平11 - 299211号 [001引专利文献3 ;日本特开2012 - 175735号
【发明内容】
[0016] 发明所欲解决的技术问题
[0017] W上述不通电时维持力强化为目的的情况中，只要采用专利文献1及专利文献2 所揭示的发明构成，且使用残剩磁通密度较高的永久磁铁，就一定会更有效果。因此，现在 的电机或致动器（"电机制品"）中，使用既已商品化的高磁通密度式磁铁来追求小型轻量 化的作法已相当普遍。
[0018] 但，该些为追求高磁通密度而开发的磁铁大多是W使用产量非常稀少属于稀上元 素（稀±类）的原材料（钦（Nd)、衫（Sm)、铺值y)等）为主流。该些稀±元素磁铁的磁力 甚大，且其磁通齐聚向一个方向的力量（保磁力）也很强，故相较于传统型铁氧体磁铁等， 非常强而有力。
[0019] 然而，该种使用于永久磁铁的稀±元素，由于自然界资源枯竭的顾虑，最近价格非 常高昂，而且一般我国日本极缺乏该种资源，几乎大部分都不得不依赖进口。因此，要从情 势诡变的世界确保稳定的资源供应，显然存在着不安定的因素，从而有W低价稳定的方式 向市场提供电机制品的课题。
[0020] 再者，专利文献3所揭示的发明，从附图可知，会有W下问题：由于面向主磁极 (41)的磁铁（51、52)和摆动辆巧0)的一体组合单元W悬臂状态支持于输出轴，所W由于 摆动时磁吸力（或磁性吸附力）的产生，而有弯曲力矩会作用在摆动辆和输出轴的安装部 上。因此，该案揭示的发明中，必须用弯曲强度高的金属材料将摆动辆的背面侧延伸形成到 整个输出轴W兼作背辆。但，即使如此使用高强度的金属材料，上述弯曲力矩也会因磁吸力 与磁斥力而反复产生正反值，经长年使用，弯曲状态会逐渐稳定化，导致与主磁极之间的气 隙消失，有时还会有接触破损之虞。作为此问题的对策，可用材料加厚W提高弯曲强度的金 属板来形成摆动辆。在某种程度上，该种方案虽有解决问题的可能性，但反而会使致动器的 重量増加，摆动部的惯性力矩变大，对该发明所欲达成的轻量化及减小惯性力W提升响应 性的目标，反而背道而驰。
[0021] 因此，本发明乃有鉴于上述课题与问题，而提供一种不用稀±元素磁铁而即使使 用低价格且低磁通密度的磁铁，也能在不通电时确保和传统技术相等的维持停止的保持 力，并确保摆动臂的稳定动作及快速起动反应性W及高耐久性的新颖致动器。
[0022] 解决技术问题所使用的手段
[0023] 为了解决上述技术问题，本申请所设及的致动器发明（W下称"本发明"），W下方 式来构成。
[0024] 亦即，本发明的构成特征在于包括；壳体，具有预定的内部空间；轴，W自由旋转 方式支持于该壳体内，且具备伸向外部的输出部；平板状的摆动臂，固定支持于该轴，且W 与该轴的轴线垂直的摆动面在预定的旋转角度范围内进行圆弧摆动；2个永久磁铁，沿着 该摆动臂的摆动方向并设在该摆动臂，且使极性彼此相异的磁极面配设在前述摆动面上；2 个电磁线圈，分别W保留有气隙的形态与该永久磁铁两端侧的磁极面面对面配置；及一对 磁性体间极，在所述各电磁线圈外周围的前述摆动行程的两端部附近，W保留有气隙的形 态包夹并设的一侧永久磁铁的方式相对配置。
[0025] 前述一对间极和永久磁铁相对的位置W前述并设的永久磁铁的摆动外侧边缘部 附近为优选位置。
[0026] 该间极的形成方式，在W磁性体形成壳体时，可与壳体一体形成；或者，也可在用 非磁性体形成壳体时，W可与间极形成磁性回路的方式形成在所配设的磁性体基板上。
[0027] 前述壳体形成为具有预定的内部空间的箱体状，例如，可由有底筒状箱体及W盖 体状嵌合于其开口侧使之封闭的板体所构成。依此方式构成壳体时，间极的形成方式可为 从前述箱体的底板及盖体板的内面侧弯折竖设的一体形成方式。
[002引再者，相对配置的间极的相对面的形状优选为仿形即仿前述永久磁铁边缘形状的 线状端面形。
[0029] 而且，W夹持前述摆动臂的方式面对面配置的一对电磁线圈可W通过摆动空间面 对面的状态而连接成一体。
[0030] 发明的效果
[0031] 藉由采用上述的构成，本发明的致动器可达成W下所列举的效果。
[0032] a).由于W在摆动的起点或终点（或摆动行程的两端部）位置夹持摆动的极性相 异并设的2个永久磁铁的任一个，来相对配置一对间极，所W停止在摆动的起点或终点位 置的任一个永久磁铁，得W其残剩磁通和间极形成最短磁路，使该位置的磁吸力所产生的 摆动臂的停止维持作用更强而有力。
[0033] b).而且，一对间极的前端面与并设于摆动臂的永久磁铁的外侧边缘部相对时，可 产生磁力线往边缘部集中及永久磁铁外侧边缘部与辅助电极线状端面间更强大的磁吸力。
[0034] C).再者，由于并设配置有永久磁铁的摆动臂W被2个电磁线圈包夹的方式与电 磁线圈面对面配置，故可使产生在电磁线圈和永久磁铁之间的磁力（吸力或斥力）朝彼此 相反方向均等作用。换言之，由相同的磁力朝和摆动方向成正交的方向对永久磁铁产生的 吸附力（或反斥力）会作用于摆动臂的表背面，故可使轴的轴线方向（推力方向）的作用 力抵销。因此，作用在摆动臂的轴安装部的弯曲力矩可视为零。藉此效应，摆动臂可W稳定 地沿着摆动面摆动，同时具有高耐久性。
[0035] d).除此之外，由于可使用蕴藏量较丰富且容易取得而广泛被用作磁性材料的低 价铁氧体（W氧化铁为主成分的陶瓷）作为永久磁铁，故具有经济性的优点，对稀有资源的 保护有很大的帮助。
【附图说明】
[0036] 图1为本发明"摆动型致动器"的实施形态例（W下称"本实施例"）的构成要素 分解斜视图。
[0037] 图2为将本实施例的构成要素加W分解并从侧面显示的平面图。
[003引图3为本实施例的构成要素的电磁线圈的斜视图（A)及纵剖面图炬）。
[0039] 图4为本实施例所设及的致动器的正面外观平面图。
[0040] 图5为图4的A-A线剖面图。
[0041] 图6为图4的B-B线剖面图。
[00创图7为图5的C-C线剖面图。
[0043] 图8为其它实施例的构成分解斜视图。
[0044] 图9为专利文献1的代表图。
[0045] 图10为专利文献2的代表图。
[0046] 图11为专利文献3的代表图。
【具体实施方式】
[0047] 接着，就本发明的实施形态例（"本实施例"）加W说明。本实施例的摆动型致动 器的组成包括；W可在至少一部分形成磁路的磁性体所形成的壳体1 ;W自由旋转方式支 持（W下，也称作"轴撑"）并架设于壳体1内的轴2 环设状安装于轴2的摆动臂3 ;埋