专利名称：圆弧运动转换装置及其方法
技术领域：
本发明涉及在将偏心旋转运动转换为直线运动之后再次将运动方向向圆弧运动进行转换，并最大限度地运用偏心凸轮的旋转半径而最终能够利用放大的圆弧运动的装置及方法，特别涉及如下所述的装置及方法在将偏心旋转运动转换为直线运动之后，再次转换为圆弧运动时，最大限度地高效地利用偏心凸轮的旋转半径而放大最终的运动部件的圆弧运动的量，从而能够应用利用了这些的机械装置及方法。
背景技术：
一般，开发有各种用与通过内燃机或电供给的旋转动力联动地旋转的偏心凸轮来转换运动方向而利用的机械。即、一般应用基于I次运动方向转换的方法的装置，一般将偏心旋转运动转换为直线往返运动或圆弧运动来使用。但是，在如上所述的偏心凸轮中的直接将运动方向转换为圆弧运动或直线往返运动来使用的转换单元中，转换单元自身会受到阻力，从而不仅向转换运动方向的偏心凸轮直接传递阻力，而且会形成转换传递动力的最终点偏心凸轮，因此很难克服施加在偏心凸轮上的负荷和驱动上的低效率性。当查找应用了利用这种凸轮的运动方向转换单元的技术时，作为专利登记号10-0740602号的电动牙刷的驱动装置的内容，公开有能够实现自动刷牙的电动牙刷的驱动装置，其具有外壳，其安装在电动牙刷内；驱动电机，其安装在外壳的下部，在其下端具 有与电池连接的端子；驱动齿轮，其与驱动电机的旋转轴结合；动力传递齿轮，其以可旋转的方式垂直设置在外壳的一侧，与上述驱动齿轮哨合；偏心凸轮，其与动力传递齿轮一体形成；连接部件，其下端形成有与偏心凸轮配合的圆弧状曲面部；刷毛臂，其与连接部件的上端结合，随着上述偏心凸轮的旋转而向上下左右旋转；以及线圈弹簧，其介于外壳与刷毛臂之间，提供弹性力以使连接部件的圆弧状曲面部始终与上述偏心凸轮咬合。上述技术基本上涉及利用了与偏心凸轮联动的连接部件运动转换的电动牙刷的驱动装置，记载了对偏心运动进行I次运动转换来利用的技术。如上所述，以往的技术一般将利用了偏心凸轮的偏心旋转运动的运动方向转换I次来利用，但是这种技术虽然对需要相对较小的力的结构中能够容易应用，但是在使用相对较高的动力和旋转力，最终驱动时受到很大的阻力的机械式装置中，由于在偏心凸轮上施加很多直接的负荷，因此会出现很多问题，并且存在效率不高的问题。另外，为了提高最终的运动部件的运动移动幅度，需要提高偏心凸轮的旋转半径，但是这种旋转半径越大，在偏心凸轮上产生越大的远心力，从而事实上很难应用到要求高RPM的装置或最终运动部件的运动幅度大的装置中来使用。因此，实情是需要开发出对于如下所述的方法及装置的技术在利用了偏心凸轮的旋转运动的运动转换装置中，在偏心凸轮上施加很少的负荷并实现各种运动方向的转换的装置，特别是在将偏心旋转运动转换为直线运动，并将其再次转换为圆弧运动的装置中，最终能够放大运动的量来使用。
发明内容
技术课题本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，在更有效地执行利用了偏心凸轮的圆弧运动的运动方向转换的同时，最大限度地高效地将偏心凸轮的旋转运动变更为圆弧运动来使用。即、主要提供如下所述的装置及方法在提供将偏心凸轮的偏心旋转力转换为直线往返运动之后，将其再次转换为圆弧运动的方法及技术的过程中，着重于能够以很少的偏心量来也能够最终实现加大距离的圆弧运动这一点,利用此并应用到利用RPM大或使用大容量的电力的偏心凸轮来产生圆弧运动的装置中。解决技术课题的手段
为了解决上述问题，由将偏心凸轮(B)的旋转运动转换为直线往返运动的连接杆(C)和将上述连接杆(C)的直线运动转换为圆弧运动的运动转换部件(D)构成，在将上述连接杆(C)与运动转换部件(D)连接时，在一侧通过铰链轴(h)固定的运动转换部件(D)上构成驱动槽(h)，使运动转换部件(D)能够随着在以卡挡的方式固定于上述驱动槽(h)的连接杆(C)进行直线往返运动时联动的驱动槽(h)的位置变更来执行圆弧运动，且将上述运动转换部件分为上下部来构成运动转换部件，以包含所有各驱动槽(h、h')的方式由销等一个连接杆(C)进行连接，上述驱动槽(h、h,)被构成为以与连接杆
(C)之间的接触点(P)为中心形成角度而彼此交叉或相交，上下部的运动转换部件(D)随着连接杆的直线运动而向彼此相反的方向进行圆弧运动。另外，在上述中，能够根据驱动槽(h)的形状和轴的位置，实现各种运动方向和移动距离的变动。发明效果根据本发明的圆弧运动转换装置及其方法，具有如下所述的效果在将偏心凸轮的旋转转换为直线运动之后，在进行圆弧运动时，通过向彼此相反的方向移动的部件，取得距离最终被加长的圆弧运动效果，从而能够有效地应用到在偏心凸轮上施加大的负荷的设备或者利用偏心凸轮但需要大移动距离的圆弧运动的设备来使用，在大容量的驱动体中，解决了在偏心凸轮上集中的负荷及故障等低效率性，并提供稳定的驱动关系，从而能够应用到各种装置中来使用等广泛应用到整个产业的圆弧运动驱动装置中而使用。
图I是示出本发明的优选实施例的分解图；图2是示出本发明的优选实施例的例示图；图3是示出本发明的优选实施例的俯视图；图4是示出本发明的优选实施例的俯视图；图5是示出本发明的优选实施例的俯视图；图6是示出本发明的优选实施例的俯视图。符号说明A:驱动部B:偏心凸轮 C、C':连接杆P :接触点D :运动转换部件h、h':固定槽t :铰链轴P :接触点
具体实施例方式当通过作为一般旋转动力产生装置的内燃机、电机等来产生旋转动力时，通过作为机械式动力传递单元的各种齿轮、凸轮、轴等而传递动力，利用这种旋转动力，作为各种产业机械的执行单元来使用，在转换这种旋转运动的方向来使用的机械式装置中，多利用偏心凸轮转换运动方向来使用。如在之前的现有技术中简单说明那样，上述方法应用在各种机械装置的运动转换中使用，因此在利用偏心凸轮将旋转运动转换为其他运动方向来使用的装置中，事实是一般会进行I次转换、即将偏心旋转运动转换为各种方向的运动来使用。在本发明中，对于这样的运动，为了在将偏心旋转运动转换为圆弧运动来使用的装置及方法中，提高使用上的效率性和稳定性等，从而能够应用到各种机械装置中来使用，在通过利用了一般偏心凸轮的运动方向转换来进行圆弧运动的动力装置中，基于圆弧运动的运动范围是由偏心凸轮的大小来决定的，因此当为了使圆弧运动变大，使偏心凸轮的直 径变大时，会产生远心力，因此不能进行高速旋转，从而在要求高rpm的装置中，当偏心凸轮的直径大时不可能进行驱动。另外，由于成为圆弧运动的动力转换的直接中间体，因此出现由于RPM高或者通过圆弧运动连接的运动体的重量或运动量而直接施加大的负荷的问题，会破损、不能持续地使用，特别是不能应用到电力消耗大的大容量的机械装置中来使用。对此，本发明涉及利用相同的偏心凸轮的旋转力，能够加大圆弧运动的范围来使用的装置及方法，涉及如下所述的装置及方法在根据运动方向按照偏心运动(I次)、直线运动(2次)、圆弧运动(3次)的顺序进行变更而进行圆弧运动时，能够实现加大圆弧运动(3次)的运动范围来应用到设备的方法。参照附图进一步详细说明本发明的结构及作用如下，如图1、2所示，通过旋转动力产生单元，旋转运动通过作为轴或齿轮等运动传递单元的驱动部(A)传递到与一侧连接而构成的偏心凸轮(B)，从而执行偏心旋转运动(I次偏心旋转运动)。上述的驱动部(A)可以根据所应用的装置及状况而以各种形式构成，根据情况也可以通过轴将偏心凸轮⑶直接连接到旋转动力圆上来构成。在上述偏心凸轮⑶的一侧连接连接杆(C)来构成，以根据偏心凸轮⑶的旋转而联动的方式构成连接杆(C)。上述连接杆(C)根据所连接的偏心凸轮(B)的旋转而进行直线往返运动，根据需要也可以构成为引导连接杆(C)的运动的导轨(未图示)(2次直线往返运动)。如图1、2所示，连接构成与上述连接杆(C)的一侧连接而进行圆弧运动的运动转换部件(D)，上述运动转换部件(D)通过铰链轴(t)固定在主体(未图示)的一侧，该主体以一侧能够旋转的方式支撑运动转换部件(D)，运动转换部件(D)具有驱动槽(h)，以上述连接杆(C)和驱动槽(h)能够相互联动而驱动方式连接接触。此时，关于在上述驱动槽(h)上以能够移动的方式构成连接杆(C)，可以以利用如下所述的公知的连接手段来进行在驱动槽(h)的上下部具备一对连接杆，包含驱动槽(h)而由销结合来构成，或者也可以使一个连接杆(C)向驱动槽(h)的上部或下部的一侧延长，并利用卡挡单元以使连接杆(C)在驱动槽(h)内相互联动的方式卡挡连接来构成。
因此，固定有铰链轴(t)的运动转换部件(D)根据连接杆(C)的直线往返运转而使驱动槽(h)联动地移动，从而使上述运动转换部件(D)进行运动。为了使上述运动转换部件(D)进行圆弧运动，上述驱动槽(h)的构成方向非常重要，当向与作为直线往返单元的上述连接杆(C)的运动方向交叉的斜线方向构成驱动槽(h)时，驱动槽(h)根据上述连接杆的直线运动而联动，从而上述运动转换部件(D)进行圆弧运动。当参考图3、4进行说明时，在如上所述的基本结构中，对运动范围的加大进一步详细说明。将具有通过上述驱动槽(h)和旋转轴(h)固定的结构要素的运动转换部件(D)构成为上下部来执行驱动，在之前说明的基本结构中，可知运动转换部件(D)根据驱动槽(h)的形成方向进行圆弧运动，当利用这种原理将上下运动转换部件(D)的驱动槽(h、h')的形成方向形成为相互交叉的方向时，上下运动转换部件(D)向彼此相反的方向进行圆弧运动，从而利用相同直径的偏心凸轮的旋转，向两侧扩大运动范围，因此产生加大运动范围的效果。更详细地说，上述各驱动槽(h、h')向如上所述的与连接杆(C)的运动方向交叉的斜线方向构成，以包含全部的方式由连接杆(C)连接，并以将上述连接杆(C)与上述驱动槽(h、h')之间的接触点(P)作为中心形成角度的方式交叉或相交。因此，各运动转换装置(D、D')根据连接杆(C)的直线运动向各驱动槽(h、h')移动，从而向彼此相反的方向进行圆弧运动。当将用偏心凸轮驱动一个上述运动转换装置(D)时移动的运动范围表示为W时，如上所述，如果是与利用上下两个运动转换装置(D、D,)时的情况相同条件时，会向各相反方向移动W，其范围成为W1+W2，移动范围加大为2倍。因此，通过相同的偏心凸轮的旋转而形成能够包含宽范围的运动区域，从而当利用这种方法及装置时能够在各种设备上高效地应用。此时，如上所述，虽然能够用一个连接杆(C)将两个运动转换装置(D、D')连接成一个来驱动，但是根据需要也可以构成为上述的运动转换装置(D、D')的驱动槽(h、h')不重叠，从而即使单独构成分别对应的(C、C')也能够完成相同的运动。即、根据运动装置的需要，单独构成多个连接杆和具有与此对应的各驱动槽的运动转换装置，也能够加大运动范围来进行驱动。如图5、6所示，能够对所加大的运动幅度进行各种调节，如上所述，运动转换部件
(D)的一侧通过铰链轴(t)固定，可以根据上述铰链轴(t)与上述驱动槽(h、h')上的连接杆(C)的接触点(P)的距离而使圆弧运动的幅度不同。即、如图5所示，可知在相同条件下，如果上述铰链轴(t)与接触点(P)的距离远，则圆弧运动的幅度窄，在偏心凸轮(B)的旋转上施加的负荷也小，如果上述铰链轴(t)与接触点(P)的距离短，则圆弧运动的幅度大，从而在偏心凸轮(B)的旋转上施加的负荷大。并且，如图6所示，能够根据驱动槽(h、h')的交叉角而使移动范围不同。权利要求
1.一种圆弧运动转换装置，其具有 驱动部，其通过动力单元进行旋转驱动； 偏心凸轮，其形成于上述驱动部的一侧，从而实现偏心旋转运动(I次偏心旋转运动)；连接杆，其一侧与上述偏心凸轮连接，与偏心凸轮的运动联动而进行前后直线往返运动(2次直线往返运动)，并向前方延长形成；以及 运动转换部件，其为双重重叠结构，一侧通过铰链轴以可旋转的方式固定在主体上，且分别具有驱动槽，能够使上述连接杆以在上述驱动槽中移动的方式连接接触，各驱动槽被构成为以与连接杆之间的接触点为中心相互形成角度而交叉或者相交、或者在延长时交叉，该运动转换部件根据连接杆的直线运动向上述相互的相反方向进行圆弧运动(3次圆弧运动)。
2.根据权利要求I所述的圆弧运动转换装置，其中， 构成多个与上述偏心凸轮联动的连接杆，且该多个连接杆与各个动转换部件的固定槽部接触而构成。
3.根据权利要求I或2所述的圆弧运动转换装置，其特征在于， 按照上述以接触点为中心相互形成角度而交叉或相交、或者在延长时交叉的方式构成的各个固定槽的交叉角的一个内角大于O度且小于90度。
4.一种圆弧运动转换装置，其具有 驱动部，其通过动力单元进行旋转驱动； 偏心凸轮，其形成于上述驱动部的一侧，从而实现偏心旋转运动(I次偏心旋转运动)；连接杆，其一侧与上述偏心凸轮连接，与偏心凸轮的运动联动而进行前后直线往返运动(2次直线往返运动)，并向前方延长形成；以及 运动转换部件，其一侧通过铰链轴以可旋转的方式固定在主体上，且具有驱动槽，能够使上述连接杆以在上述驱动槽上移动的方式连接接触，该运动转换部件进行圆弧运动(3次圆弧运动)。
5.根据权利要求I或4所述的圆弧运动转换装置，其中， 上述运动转换部件的驱动槽在与上述直线往返单元的连接杆的运动方向交叉的斜线方向上构成，以铰链轴为中心进行圆弧运动。
6.一种圆弧运动转换方法，其特征在于， 通过连接杆将借助于动力单元进行偏心旋转运动的偏心凸轮的旋转运动向一侧方向转换为直线往返运动， 使分别形成有与上述连接杆的运动联动的固定槽部的运动转换部件双重重叠，使一侧通过铰链轴固定在主体上，使各个驱动槽构成为以与连接杆的接触点(P)为中心相互形成角度而交叉或者相交、或者在延长时交叉，上述运动转换部件根据连接杆的直线运动向相反方向进行圆弧运动。
7.根据权利要求6所述的圆弧运动转换方法，其中， 区分与上述偏心凸轮联动并分离的连接杆而使其分别与运动转换部件的固定槽部接触。
8.根据权利要求6所述的圆弧运动转换方法，其中， 通过变更上述运动转换部件的驱动槽的交叉角，调节圆弧运动的幅度。
9.一种圆弧运动转换方法，其特征在于， 通过连接杆将借助于动力单元进行偏心旋转运动的偏心凸轮的旋转运动向一侧方向转换为直线往返运动， 通过运动转换部将上述连接杆的直线往返运动转换为运动转换部件的圆弧运动，其中，该运动转换部的一侧通过铰链轴以可旋转的方式固定，且该运动转换部具有驱动槽。
10.根据权利要求6或9所述的圆弧运动转换方法，其中， 通过变更上述运动转换部件的铰链轴与驱动槽之间的距离，调节圆弧运动的幅度。
全文摘要
本发明涉及将在电机等旋转动力产生单元中产生的旋转运动的方向转换为直线运动，将其再次转换为圆弧运动的装置及方法，涉及如下所述的圆弧运动转换装置及其方法偏心凸轮(B)的一侧与由如通过旋转动力产生单元旋转驱动而传递旋转动力的转动轴及齿轮等动力传递单元构成的驱动部(A)联动而进行旋转运动(1次偏心旋转运动)，通过与上述偏心凸轮(B)的一侧连接而进行2次直线往返运动的连接杆(C)、通过销(p)等连接单元与上述连接杆(C)连接的驱动槽(h、h′)、一侧与铰链轴(t)固定的上下运动转换部件(D)来进行3次圆弧运动，使偏心凸轮的旋转运动加大来进行圆弧运动，从而最终在将偏心旋转运动转换为直线运动之后，再次转换为加大的圆弧运动。
文档编号A61C17/16GK102639027SQ201080054459
公开日2012年8月15日 申请日期2010年3月30日 优先权日2009年10月7日
发明者金元泰 申请人:麦斯罗泰克株式会社