JPH04152195A - Ｘ―ｙプロッタ装置 - Google Patents

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、Ｘ−Ｙプロッタ本体に対するＹレールの移動
および／またはＹレールに対するベンキャリッジの移動
が、ラックレールとピニオンギアとの係合駆動により行
われるＸ−Ｙプロッタ装置に関する。なお、本発明にお
いてＸＹプロッタと称するのは作図機およびカッティン
グマシンの両者を包括し、ペンと称するのは作図ペンお
よびカッティングペンの両者を包括する。

（従来の技術） Ｘ−Ｙプロッタは、周知のようにＸ−Ｙプロッタ本体の
Ｙ軸方向に架設されるとともにＸＹプロッタ本体のＸ軸
方向に横動自在なＹレール並びにこのＹレールのＹ軸方
向に沿って摺動自在とされたペンキャリッジが設けられ
ている。

ＹレールがＸ−Ｙプロッタ本体のＸ軸方向に進退移動し
、ベンキャリッジがＸ−Ｙプロッタ本体のＹ軸方向に進
退移動することにより或いはこれら両輪方向への運動が
合成されて行われることにより、ベンキャリッジに保持
されるペンが二次元運動を行う。その結果、ペンは予め
設定されたとおりの運動をＸ−Ｙプロッタ本体の表面上
に定着された被処理シート上にて示し、被処理シートに
対し、所要の作図またはカッティングを行うようにされ
ている。

従来のＸ−Ｙプロッタでは、前記Ｙレールの横動はＸ−
Ｙプロッタ本体のＹ軸方向における両縁内部に設けられ
たベルトによる駆動で行われ、前記ベンキャリッジのＹ
レールに沿った摺動はＹレール内部に設けられたヘルド
による駆動で行われている。また、ベルト駆動による場
合に生じがちなＹレールまたはベンキャリッジの機動ま
たは摺動時の移動精度の不足を解消し、さらにＹレール
またはベンキャリッジの始動または停止時の即応性を高
めることを目的として、ラックレールとピニオンギアと
の係合による回転駆動を利用しＹレールの横動またはベ
ンキャリッジの摺動を行うことが試みられている。

一方、ラックレールとピニオンギアとの係合にもとづく
移動機構は、ピニオンギアの側において担持される移動
体（ピニオンギアを回転駆動させるための回転駆動源も
含めて）の荷重を、ラックレールで支持しなから横動駆
動も併せ行うものとピニオンギア側において担持される
移動体の荷重は別途支承し、浮動状態となった移動体の
横動駆動のみをラックレールとピニオンギアとの係合で
行うものとがある。ラックレールに形成される歯形を二
重斜出（いわゆる山形歯）にするとか、ピニオンギアを
複数枚合せのギアとするとともに各要素ギア間の山部と
谷部との各位置をハネによって少しづつずらせる等の配
慮がされ、ラックレールとピニオンギアとの係合の精度
向上策がとられている。

（発明が解決しようとする課題） 前述したような、Ｙレールまたはベンキャリッジの移動
がベルト移動により行われる従来例では、駆動ベルトの
両エンドのプーリ間の距離、すなわち張設スパンが長く
なるとベルトの撓みまたは伸びの差が避けられない。特
にＹレールの横動駆動のために張設されるヘルドは張設
スパンが大となって前記の傾向が生じ、Ｙレールの一端
部と他端部とにおいて、Ｘ−Ｙプロッタ本体のＸ軸上の
位置に相互に食い違いが生ずるという問題点がある。ま
た、ランクレールとピニオンギアとの係合にもとづく移
動機構は、細密なものは構成部品点数が多くてコスト高
が避けられない。さりとて軽荷重に適するものは精度的
に所望の機能が得られ難い。さらにラックレールは所要
の材料で別途製作され、適用される装置、例えば本件発
明におけるＸ−Ｙプロッタ本体を例とれば、周到な工程
管理のもとに両者が組付けられることとなり、製造コス
トが上昇するという問題点もある。

本発明は前述したような問題点を解消すべく、従来のＸ
−Ｙプロッタにおいてベルト駆動が用いられた機構を、
ラックレールとピニオンギアとの係合にもとづく駆動機
構に置換するとともに、用いられるラックレール等をＸ
−Ｙプロッタ本体の成形加工時に、例えば合成樹脂材料
を用いて一体的に製作することとした。このことにより
ラックレールとピニオンギアとの係合によるＹレールま
たはベンキャリッジの移動精度を精密化し得ると同時に
製造コスト上からも有利なものとしたＸ−Ｙプロッタ装
置を提供する。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために本発明は、 χ−Ｙプロッタ本体に対するＹレールの移動および／ま
たはＹレールに対するベンキャリッジの移動が、ランク
レールとピニオンギアとの係合駆動により行われるｘ−
Ｙプロッタであって、 Ｘ−Ｙプロッタ本体のＹ軸方向における両縁部並びにＹ
レールのＹ軸方向にそれぞれ設けられたラックレール、 前記各ラックレールとそれぞれ係合するとともに、回転
駆動源が連結されている各ピニオンギア、 前記各ピニオンギアと軸線を共通に設けられるとともに
、このピニオンギアのピッチ円の直径に相当する直径を
有するピニオンロールおよび 前記各ラックレールの長さにわたって各ラックレールと
平行に設けられるとともに、前記ピニオンロールがその
表面上を転動可能となる踏面を有するフラットレール を具えた構造とされていることを要旨とする。

また、Ｘ−Ｙブロック本来の使用目的に鑑みれば、前記
回転駆動源は電動機であることが好ましい態様である。

（作　用） 本発明のＸ−Ｙプロッタ装置では、Ｘ−Ｙプロッタ本体
に対するＹレールの移動と、このＹレールに対するベン
キャリッジの移動とが、ラックレールとピニオンギアと
の係合駆動により行われる。Ｘ−Ｙプロッタ本体のＹ軸
方向における両縁部にそれぞれ設けられたＹレール横動
用のラックレールおよびＹレールのＹ軸方向に設けられ
たベンキャリッジ摺動用のラックレールにはいずれも、
平行にフラットレールが併設されている。また、これら
の各ラックレールとそれぞれ係合する各ピニオンギアに
は軸線を共通にしてピニオンロールが付設されている。

特に本発明のＸ−Ｙプロッタ装置においては、各ピニオ
ンギアに対し軸線を共通に付設されている各ピニオンロ
ールの直径がコンビネーションとなるピニオンギアのピ
ッチ円（歯車ピッチを定める各点を結ぶ円周）の直径と
等しくされている。また、各ラックレールに平行に併設
されているフラットレールはラックレールの各歯の歯間
ピッチを定めるピッチラインに、その踏面が一致するよ
うにつくりだされている。したがって、ラックレールと
ピニオンギアとの係合において、ラックレールの歯間ピ
ッチとピニオンギアの歯車ピッチとが整合している場合
には、ピニオンギアに付設されているピニオンロールの
円周面はラックレールに併設されているフラットレール
の踏面上を転動することになる。

その結果、ラックレールの歯が上面に設けられた上面作
用のラックレールとピニオンギアとの係合駆動時には、
ピニオンギアに連なる移動体の垂直荷重はすべてフラッ
トレールおよびこの踏面上を転動するピニオンロールと
により支保され、ラックレールとピニオンギアとの係合
駆動は前記移動体の移動だけを支配し、この部分に過重
な力を受けることはない。また、ラックレールの歯が下
面に設けられた下面作用のラックレールとピニオンギア
との係合駆動時には、ピニオンギアに連なる移動体の垂
直荷重は後述されるようにラックレール裏面（垂直方向
の上面）に沿設されるサポートロールで支承されるとと
もに、フラットレールに対しこの踏面上を転動するピニ
オンロールが、前記ラックレールとピニオンギア間に確
実な係合と駆動力の発現とをもたらす。

（発明の効果） 本発明の構成によれば、ラックレールとピニオンギアと
の係合機構によりＹレールのＸ−Ｙプロッタ本体のＸ軸
方向への機動およびベンキャリッジのＹレールのＹ軸方
向への摺動が行われるから、 （ａ）　各ラックレールと対応するピニオンギアとの係
合にもとづく回転駆動は、作動時の相互間の微誤差およ
び始動もしくは停止時の慣性によるバックラッシュ等が
なくなった。また、ピニオンギアに連なるＹレールまた
はベンキャリッジ等の移動体の重量荷重はラックレール
とピニオンギアとの係合部には負荷されないから、ラッ
クレールの歯およびピニオンギアの歯が噛合により歯相
互の歯当り面部の損傷を生ずること、いわゆるムシレが
生しない。

したがって、高精度の作図またはカッティングが永続的
に得られる。

（ｂ）ラックレールおよび併設するフラットレールは、
例えば合成樹脂材料を用いることにより、他の部分すな
わちペンストッカ一部、被処理シート取付部等とともに
Ｘ−Ｙプロッタ本体の成形時、またはＹレールの成形時
に一体的に製作することがきわめて容易であり、製造コ
ストを低減する、 （ｃ）　ラックレールおよびフラットレールがＸＹブロ
ック本体またはＹレールと一体的に製作されているから
、これらの各ラックレール、フラットレールに対し、係
合するピニオンギア、ピニオンロールを組付けることが
、各端末部からの送込み嵌合により円滑に達成でき、生
産性を著しく向上させる、 等の効果を奏する。

（実施例） 次に本発明の一実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図に示されるように本発明のＸ−Ｙプロッタ装置１
０は、その上面の大部分が被処理シート取付部１５とな
っており、同しく上面側方にペンストッカー１６および
操作パネル１７が設けられている。そして、Ｘ−Ｙプロ
ッタ装置１０のＸＹプロッタ本体１１は、その一端、好
ましくはペンストッカー１６が設けられた側の反対側に
、着脱自在な本体端板１１′が設けられており、その上
面にはＸ−Ｙプロッタ本体１１のＹ軸方向に沿って前記
移動体としてのＹレール１２が架設されている。Ｙレー
ル１２は前記被処理シート取付部１５の上方において、
Ｘ−Ｙプロッタ本体１１のＸ軸方向に横動が自在とされ
ているとともに、前記移動体としてのペンホルダー１４
を含むペンキャリッジ１３が装備されており、このベン
キャリッジ１３はこのＹレール１２のＹ軸方向、すなわ
ち、Ｘ−Ｙプロッタ本体１１のＹ軸方向に摺動可能とさ
れている。Ｙレール１２の少くとも一端はＹレール端板
１２′　が設けられ、Ｙレール１２に対して着脱自在と
されている。

本発明のＸ−Ｙプロッタ装置１０における、Ｘ−Ｙプロ
ッタ本体１１に対するＹレール１２の移動は第２図に示
されるように、またＹレール１２に対するベンキャリッ
ジ１３の移動は第３図に示されるようにラックレール２
２または３２とピニオンギア２３または３３との係合並
びにフラットレール２８または３８に対するピニオンロ
ール２９または３９の転動とが協働する回転、駆動によ
り行われる。

Ｙレール１２の移動は第２図に示されるように、Ｘ−Ｙ
プロッタ本体１１と一体的に形成されているラックレー
ル２２およびこのラックレール２２に平行して設けられ
たフラットレール２８に対し、Ｙレール１２と実質的に
一体化されたピニオンギア２３が係合するとともに、ピ
ニオンロール２９が転動しており、少くともピニオンギ
ア２３が電動機２６により回転駆動される（操作パネル
１７から電動機２６への配線は、図上で省略されている
。）。

すなわち、Ｘ−Ｙプロッタ本体１１のＹ軸方向における
両縁部には、互に平行なスリン）２０がそれぞれ穿設さ
れ、Ｙレール１２の両端下部にそれぞれ垂設されたイン
サートブラケット２１が前記平行なスリット２０をとお
ってＸ−Ｙプロッタ本体１１の内部に達している。また
、Ｘ−Ｙプロッタ本体１１の内部には前記二条の各スリ
ット２０に沿ったラックレール２２とこのラックレール
２２に平行なフラットレール２８とが設けられている。

この実施例では被処理シート取付部１５を始め、両縁の
ラックレール２２並びにフラットレール２８が合成樹脂
材によりＸ−Ｙプロッタ本体１１と一体的に射出成形に
より形成されている。

Ｙレール１２に結合されたそれぞれのインサートブラケ
ット２１には前記ピニオンギア２３およびピニオンロー
ル２９のコンビネーションの他にサポートロール２４お
よびガイドロール２５が取付けられている。少くとも、
ピニオンギア２３は、インサートブラケット２１に支保
された電動機２６から直接または減速機を介して間接的
に駆動され、ピニオンギア２３を回転駆動する駆動シャ
フト２７は電動機２６の反対側にも延長され、他方側の
うツクレール２２と係合するピニオンギア２３を同期回
転させている。この他方側においてもピニオンギア２３
とコンビネーションとなったピニオンロール２９が、ラ
ックレール２２と平行に併設されたフラットレール２８
の踏面を転動することはいうまでもない、サポートロー
ル２４とピニオンギア２３およびピニオンロール２９と
は、第４図に示されるようにラックレール２２およびフ
ラットレール２８の向背面に位置している。サポートロ
ール２４はＹレール１２の荷重を支持するとともに、ピ
ニオンロール２９と協働して両者間においてフラットレ
ール２８を確実に挟持しつつピニオンロール２９をフラ
ットレール２８に対して転動させ、ピニオンギア２３と
ラックレール２２との円滑な係合を介助する。それぞれ
のガイドロール２５は各ラックレール２２０側端面に接
し、Ｙレール１２自体のＸ−Ｙプロッタ本体１１のＹ軸
方向への微動を抑止する。このような機能を有するサポ
ートロール２４、ガイドロール２５、ピニオンギア２３
、ピニオンロール２９、電動機２６および駆動シャフト
２７が取付けられたインサートブラケット２１が垂設さ
れているＹレール１２は、Ｘ−Ｙブロック本体１１の本
体端板１１”を離脱することにより、その端面から、ラ
ックレール２２とピニオンギア２３とを係合させつつ、
また、フラットレール２８とピニオンロール２９とを整
合させつつきわめて容易に組付けることができる。

Ｙレール１２のＹ軸方向に移動するベンキャリッジ１３
の移動も、第３図に示されるようにＹレール１２に一体
的に設けられたラックレール３２および平行するフラッ
トレール３８と、インサートブラケット３１を介してベ
ンキャリッジ１３に設けられたピニオンギア３３との係
合またはそのピニオンギア３３に軸線を共通に付設され
たピニオンロール３９との転動にもとづいて、少くとも
ピニオンギア３３の回転駆動により行われている。ベン
キャリッジ１３に結合されたインサートブラケット３１
は、Ｙレール１２の下部につくりだされたスリットから
Ｙレール１２の内部に導入されている。インサートブラ
ケット３１に取付けられたピニオンギア３３およびピニ
オンロール３９とサポートロール３４とは、ラックレー
ル３２およびフラットレール３８に対し、Ｙレール１２
の移動の場合と同様の機能を有する。少くともピニオン
ギア３３は駆動シャフト３７を介し、同じくインサート
ブラケット３１に取付けられた電動機３６から直接また
は間接的に回転駆動される。インサートブラケット３１
の両面に取付けられた二つのガイドロール３５は、Ｙレ
ール１２の側板内面および底板端面に接し、Ｙレール１
２とペンキ中リッジ１３トノ微少な間隙を保全する。Ｙ
レール１２に対するベンキャリッジ１３の組付けに際し
ても、Ｙレール１２のＹレール端Ｆｉ１２”を離脱する
ことにより、その端面から、ラックレール３２とピニオ
ンギア３３とを係合させつつ、また、フラットレール３
８トヒニオンロール２９とを整合させつつきわメチ容易
に組付けることができる。

本発明における各ラックレールと各ピニオンギアとの係
合および各フラットレールに対する各ピニオンロールの
転動の状態が第５〜６図に示されている。Ｙレールの移
動の時を例にとって説明すると、ピニオンギア２３が電
動機により矢印Ｒの方向に回転駆動されると、ピニオン
ギア２３（および図外のインサートブラケットを介して
Ｙレール）は矢印Ｍの方向に移動する。この場合のラッ
クレール２２とピニオンギア２３との係合において、ラ
ックレール２３の歯間ピッチ（隣接する同位歯当り部Ｐ
″とＰ′との距離）とピニオンギア２３の歯車ピッチ（
前記同様にＰとＰとの距１Ｉｌｌ）が一致しておれば、
ラックレール２２とピニオンギア２３とは駆動力の損失
、各歯に及ぶ過荷重およびバックラッシュが生じない最
適条件で係合する。同時にラックレール２３の歯間ピッ
チを結ぶ線に合致する踏面を有するフラットレール２８
を前記ラックレール２２に平行に設置し、ピニオンギア
２３の歯車ピッチを結ぶ円周、いわゆるピッチ円の直径
に相当する直径を有するピニオンロール２９を前記ピニ
オンギア２３と軸線を共通にして付設しである。このよ
うな機構とすることによりピニオンロール２８は、この
ピニオンロール２８と共にラックレールまたはフラット
レールを挟持する図外のサポートロールと協働して、ラ
ックレール２２とピニオンギア２３との係合時の深すぎ
る噛合せもしくは浅すぎる噛合せを防止するとともに、
移動体の荷重を担うことを可能としている。

この実施例では、ピニオンギア２３とピニオンロール２
９とは一体化したものとされているが、別の実施例とし
てピニオンギア２３とピニオンロール２９とは個別のも
のとし、ピニオンギア２３の駆動シャフト２７にピニオ
ンロール２９をアイドラーとして被嵌する態様としても
よい。

本発明におけるラックレールとピニオンギアとの係合機
構は、 （ｉ）取付対象となる本体と一体に製作できる、（ｉｉ
　）通常の合成樹脂材料等が使用できるにも拘らず、移
動体の優れた移動精度が得られる、等の特性を有するこ
とから、軽荷重の移動体の移動機構としても多様な改変
のもとに適用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明の好ましい実施の一例を示す説明図
であって、 第１図は斜視図、 第２図はＹレールの移動機構を示す要部縦断面図、 第３図はペンキャリッジの移動機構を示す要部横断面図
、 第４図はラックレールが挟持される状態図、第５図はラ
ックレール、フラットレールとピニオンギア、ピニオン
ロールとの関係を示す説明図、 第６図は第５図のＶｌ−ＶＩ視説明図である。 １０・・・Ｘ−Ｙプロッタ装置 １１・・・Ｘ−Ｙプロッタ本体 １２・・・Ｙレール １３・・・ベンキャリッジ １４・・・ペンホルダー １５・・・被処理シート取付部 １６・・・ペンストッカー ２０・・・・・・スリット ２１．３１・・・インサートブラケ ２２．３２・・・ラックレール ２３．３３・・・ピニオンギア ２４．３４・・・サポートロール ２５．３５・・・ガイドロール ２６．３６・・・電動機 ２７．３７・・・駆動シャフト ２８．３８・・・フラットレール ２９．３９・・・ピニオンロール ツ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　Ｘ−Ｙプロッタ本体に対するＹレールの移動および
   ／またはＹレールに対するペンキャリッジの移動が、ラ
   ックレールとピニオンギアとの係合駆動により行われる
   Ｘ−Ｙプロッタであって、 Ｘ−Ｙプロッタ本体のＹ軸方向における両縁部並びにＹ
   レールのＹ軸方向にそれぞれ設けられたラックレール、 前記各ラックレールとそれぞれ係合するとともに、回転
   駆動源が連結されている各ピニオンギア、 前記各ピニオンギアと軸線を共通に設けられるとともに
   、このピニオンギアのピッチ円の直径に相当する直径を
   有するピニオンロールおよび 前記各ラックレールの長さにわたって各ラックレールと
   平行に設けられるとともに、前記ピニオンロールがその
   表面上を転動可能となる踏面を有するフラットレール を具えたことを特徴とするＸ−Ｙプロッタ装置。 ２　前記各ピニオンギアに連結される回転駆動源が電動
   機である請求項１に記載のＸ−Ｙプロッタ装置。