JPH02134448A

JPH02134448A - 移動装置

Info

Publication number: JPH02134448A
Application number: JP28861088A
Authority: JP
Inventors: Zenji Matsunaga; 善治松永
Original assignee: YUNITSUTA KK; Unitta Co Ltd
Current assignee: YUNITSUTA KK; Unitta Co Ltd
Priority date: 1988-11-14
Filing date: 1988-11-14
Publication date: 1990-05-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ラックとピニオンとを用いた移動装置に関し
、さらに詳しくはモータ等の駆動手段にて回転されるピ
ニオンをラックに噛合させることにより、移動体をラッ
クに沿って移動させるようにした移動装置に関する。

（従来の技術）直線方向へ移動体を移動させる移動装置に用いられる伝
動機構としては、従来からラック及びこのラックに噛合
するピニオンが広く用いられている。

ところが、このような構成のラック及びピニオンを有す
る伝動機構によって移動体を移動させる場合には、次の
ような欠点がある。

■動力の伝達速度が速くなると、両者の噛合による振動
及び騒音が著しく大きくなる。

■ラック歯のピッチ精度を上げるには、このうツクを金
属製とする必要があるが、その場合にはスムーズな動力
伝達を行うために潤滑剤をピニオン歯とラック歯との間
に供給する必要があり、また騒音も増大する。また、精
度の良いラックを作成するためには、正確な歯切りを要
するため製作コストも極めて高価となる。

■ラック歯を樹脂製のもので形成した場合には、ラック
歯の寸法精度を上げることが難しく、しかも振動、騒音
の問題も解決されていない。

移動体の移動時の振動及び騒音を減少するために、第５
図及び第６図に示すように、歯部３１と凹部３２が交互
に連続して設けられた歯付きベルト３３をラックの代わ
りに用いることも考えられる。なお、図中３９はピニオ
ン３４の歯部であり、この歯部３９は歯付きベルト３３
の凹部３２に噛合している。また、図中４０．４１はそ
れぞれピニオン３４及び歯付きベルト３３のピッチライ
ンである。ところが、このような構成の伝動機構にする
と、複数歯体の同時噛合を前提とする歯付きベルト３３
では、特に高負荷が作用している時の歯付きベルト３３
の凹部３２とピニオン３４の歯部３９との噛み合いの移
り代わりが困難であり、噛合異常から歯付きベルト３３
の歯部３１の早期破損を招くという欠点がある。

また、このような歯付きベルト３３とピニオン３４とを
用いた伝動機構を利用した移動装置として、例えば、第
７図に示す構成のものが考えられる。

この移動装置は、移動体３５に一対の遊転プーリー３６
．３６とピニオン３４とを設け、遊転プーリー３６．３
６及びピニオン３４に亘って歯付きベルト３３を巻回さ
せると共に、この歯付きベルト３３の両端部を所定の張
力にて固定したものであり、ピニオン３４に連結された
モータ等の駆動手段３８を駆動させることにより、移動
体３５が歯付きベルト３３に沿って移動するようになっ
ている。

（発明が解決しようとする課Ｂ）しかしながら、このような移動装置においては、遊転プ
ーリー３６等の付属部品が多くなって構造が複雑となり
コストが高くなると共に、歯付きベルト３３の張力を調
整する必要があって簡便性に劣る欠点がある。

本発明は上記欠点を解決するものであり、その目的は、
振動及び騒音を低減することができる移動装置を提供す
ることにある０本発明の他の目的は、歯の噛み合いの移
り代わりがスムーズに行えて歯部が破損することもなく
、しかも構造が簡略化できて製作コストを低減でき、さ
らに簡便に使用することができる移動装置を提供するこ
とにある。

（課題を解決するための手段）本発明の移動装置は、歯部と凹部とが交互に設けられた
ラックと、該ラックの近傍位置に配設された移動体と、
該移動体に設けられておりラックの凹部に噛合する歯部
が設けられたピニオンと、コノヒニオンを回転駆動させ
ることにより移動体をラックに沿って移動させる駆動手
段とを備えた移動装置であって、前記ラックは弾性体に
て形成されるラック本体の背面側に補強材を設けて構成
され、ラックピッチラインは、ラックの歯部の歯先面を
基準として、該歯先面から歯丈の±１０％の範囲内に設
定されていると共に、ピニオンのピッチラインは上記ラ
ックピッチラインに接し、ラックの凹部の歯側面は凹曲
面に形成されていると共に、ピニオンの歯部の歯側面は
突曲面に形成され、該凹曲面と突曲面の曲率は略等しく
設定され、かつラックの凹曲面及びピニオンの突曲面は
、ピニオンピッチ円上でビニオン歯元から巻き出される
インポリエート曲線の内側に位置しており、そのことに
より上記目的が達成される。

（実施例）以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図乃至第３図に示すように、本発明の移動装置は、
基台６上に載設されており歯部１０と凹部１１とが交互
に設けられた長尺なラック１と、このラック１上に近接
して配設された移動体３と、該移動体３に設けられたお
りラック１の凹部１１に噛合する歯部２０が設けられピ
ニオン２と、このピニオン２を回転駆動させるモータ等
の駆動手段４等から構成されている。

前記ピニオン２は移動体３の下部に固定されていると共
に、ピニオン２は動力伝達機構を介して駆動手段４に連
結されており、駆動手段４を駆動させてピニオン２を回
転させることにより、移動体３がラック１に沿って移動
するようになっている。また、前記動力伝達機構にピニ
オン２の回転方向を変換可能な切り換え手段あるいは停
止手段等を設けることによって、移動体３の移動方向を
適宜変更し、あるいは移動を停止するようにしても良い
。

第２図に示すように、ラック１は、ゴム、ウレタン樹脂
等の弾性材にて形成されるラック本体１２の背面側に金
属板等の補強材１３を固着させて構成されている。また
、ラック本体１２の表面側にはナイロン布等の表面材１
４を覆着させても良い。また、前記補強材１３としては
、ラック本体１２の背面部内にその長手方向に沿ってガ
ラス繊維、スチロール、アラミド繊維等の芯線を埋設し
て形成しても良い。

ラック１０表面側には多数の歯部１０と凹部１１とが交
互に定間隔で形成されている。歯部１０の硬さは、ＪＩ
Ｓ　　Ａ硬度にて６０〜９０が好ましい、ラック１の歯
部１０は歯先面１７を有し、凹部１１は歯底面１８を有
しており、歯先面１７から歯底面１８にかけて歯側面１
５が形成されている。第４図に示すように、歯先面１７
から歯側面１５に亘る角部は突曲しており、また歯側面
１５は所定の曲率にて凹湾曲し、歯側面１５から歯底面
１８に亘っては凹曲している。すなわち、歯部ｌＯの表
面から凹部１１の表面に亘って角のない状態で連続して
いる。このラックピッチライン１６は、ラック１の歯先
面１７を基準として、歯部１０の突出方向に向かって歯
丈りの±１０％の範囲内の位１に設定されており、また
ピニオン２のピッチライン２６はラックピッチライン１
６と一点で接するように構成されている。

ピニオン２は、金属製あるいはエンジニアリングプラス
チック等の剛性を有する材質にて形成され、その歯部２
０も剛体で形成されている。第３図及び第４図に示すよ
うに、この歯部２０は前記ラック１の凹部に整合するよ
うにピニオン２の外周に等間隔をおいて多数配設されて
いる。このピニオン２の各歯部２０は歯先面２１と歯側
面２２とを有し、歯側面２２は突曲している。この歯側
面２２の曲率は、前記ラック１の歯部１０の歯側面１５
の曲率と略等しく設定され、従って、第４図に示すよう
に、ラック１の凹部１１内にピニオン２の歯部２０を噛
み合わせた際には、ピニオン２の各歯部２０の歯側面２
２とラック１の凹部１１の歯側面１５とが面状態で接触
し、ピニオン２からの駆動力をラック１へ効率良く伝達
できると共に、伝達圧力の集中を避けることができるよ
うになっている。このラック１の歯側面１５及びピニオ
ン２の歯歯壁面２２は、ビニオンピッチ円上でビニオン
歯元２３から巻き出されるインボリュート曲線５の内側
に位１している。

上記構成の移動装置において、いま駆動手段４を駆動さ
せると、動力伝達機構を介してピニオン２が回転するた
めに、移動体３はラック１上をラック１に沿って移動す
ることとなる。ここで、ラックｌの凹部１１及びピニオ
ン２の歯部２０の形状は上記したように略等しく形成さ
れ、ピニオン２の歯側面２２の曲率と、ラック１の歯側
面１５の曲率とが略等しく設定されているので、ラック
１の凹部１１とピニオン２の歯部２０は面接触となり、
圧力の集中を避けることができて、振動及び騒音を低減
することができる。しかも、ピニオン２の歯側面２２と
ラック１の歯側面１５、インボリュート曲線の内側に形
成されているので、噛合運動中において、ピニオン２の
歯部２０がラック１の凹部１１に噛合している際に、隣
接する歯部２０が、隣接する凹部１１に干渉するのを防
ぐことができる。従って、騒音を防止することができる
と共に、上記のようにラック１を弾性体にて形成した場
合においても、ラック１の歯部１０等が破損することも
なく、重負荷の伝動が可能となるのである。

また、ラックピッチライン１６は、ラック１の歯先面１
７又は歯先面１７を基準として歯丈の±１０％の範囲内
の位置に設定され、ピニオン２のピッチライン２６はこ
のラックピッチライン１６に接するようにラックｌの歯
部１０の近くに設けているので、ピニオン２の歯部２０
の移り代わりがスムーズに行えるのである。しかも、上
記のようにラック１を弾性を有するラック本体１２と、
このラック本体１２を補強する補強材１とで形成するこ
とにより、ラック１の歯部１０でピニオン２の歯部２０
からの衝突を吸収することができて、振動及び騒音を減
少することができると共に、潤滑油を供給する必要もな
いのであり、またこのラック１は補強材１３により補強
されているので、そのピッチ精度が低下することもない
。さらに、ピッチライン１６をラック１の歯先面１７（
すなわち、ピニオン歯底）近くに設定することによって
、ピニオン２をラック１に押しつけるだけでピニオン２
とラック１のピッチライン２６．１６とを容易に一致さ
せることもできる。

なお、ラック１の凹部１１及びピニオン２の歯部２０の
寸法、ピッチ等は適宜変更することができる。

また、駆動手段４としてはモータに限らず、エンジンで
構成しても良い。

（発明の効果）このように、本発明によれば、従来の剛体製ラック及び
ピニオン駆動で問題となる振動、騒音を取り除くことが
でき、また潤滑油を供給する必要もない。また、伝動機
構の構造が簡略化できて極めて安価に製作することがで
きると共に、高精度のラックを提供することができる。

さらに、伝動歯の移り代わりがスムーズに行え、歯部が
破損することもなく、また従来の歯付きルトのように所
定の張力で引っ張る必要もなく、簡便に使用することが
できる。

４、面の　　な普゛日第１図は本発明の移動装置の一実施例の概略説明図、第
２図はそのラックの要部拡大断面図、第３図はそのラッ
クとピニオンの噛合状態の説明図、第４図はその要部拡
大説明図、第５図は従来例の移動装置の概略説明図、第
６図はその要部説明図、第７図は他の従来例の移動装置
の説明図である。

１・・・ラック、２・・・ピニオン、３・・・移動体、
４・・・駆動手段、５・・・インボリュート曲線、１０
・・・ラックの歯部、１１・・・ラックの凹部、１２・
・・ラック本体、１３・・・補強材、１６・・・ラック
のピッチライン、２０・・・ピニオンの歯部、２６・・
・ピニオンのピッチライン。

以上

Claims

【特許請求の範囲】

１、歯部と凹部とが交互に設けられたラックと、該ラッ
クの近傍位置に配設された移動体と、該移動体に設けら
れておりラックの凹部に噛合する歯部が設けられたピニ
オンと、このピニオンを回転駆動させることにより移動
体をラックに沿って移動させる駆動手段とを備えた移動
装置であって、前記ラックは弾性体にて形成されるラッ
ク本体の背面側に補強材を設けて構成され、ラックピッ
チラインは、ラックの歯部の歯先面を基準として、該歯
先面から歯丈の±１０％の範囲内に設定されていると共
に、ピニオンのピッチラインは上記ラックピッチライン
に接し、ラックの凹部の歯側面は凹曲面に形成されてい
ると共に、ピニオンの歯部の歯側面は突曲面に形成され
、該凹曲面と突曲面の曲率は略等しく設定され、かつラ
ックの凹曲面及びピニオンの突曲面は、ピニオンピッチ
円上でピニオン歯元から巻き出されるインボリュート曲
線の内側に位置している移動装置。