JPH05106704A - 行程拡大直線運動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ラックアンドピニオン機構を利用
した行程拡大直線運動機構に関し、固定ラック上のピニ
オンの入力移動量に対して出力部の移動ストロークを、
簡単な機構で３倍に拡大・確保することを目的とする。 【構成】 固定ラックと、固定ラックと噛み合うピニオ
ンと、ピニオンを支持し固定ラックの長手方向に沿って
移動自在の第１フレームと、ピニオンに回転駆動力を与
える駆動手段と、ピニオンに噛み合う移動ラックと、移
動ラックを移動自在に支持する移動ラック用案内部材
と、移動ラックに、該移動ラックに沿って相対移動自在
に案内される第２フレーム用案内部材と、第２フレーム
用案内部材に一体に設けた第２フレームと、移動ラック
に取り付けられた滑車と、一端が第１フレームに連結さ
れ、一端から繰り出された途中部分が上記滑車を巻き回
した後、他端が第２フレームに至って連結されたベルト
部材とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ラックアンドピニオン
機構を利用した行程拡大直線運動機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開昭６１−２９１３０５
号公報に示す移載装置等には、所定の場所から他の場所
に積載物を乗せ換えるためには、ストロークの長い機構
を有することが要求されており、その機構の１つとし
て、例えば図６にラックアンドピニオン機構を利用した
行程拡大直線運動機構が知られている。

【０００３】図において、ベース１０１上には固定ラッ
ク１０２が固定され、この固定ラック１０２にピニオン
１０３が噛み合って該固定ラック１０２上を直線移動す
るようになっている。ベース１０１上には、支持ブラケ
ット１０４が固設され、支持ブラケット１０４には空圧
シリンダ１０５が固定して取り付けられている。空圧シ
リンダ１０５のロッド１０５Ａの先端に設けられた支持
部材１０６には上記ピニオン１０３が回転自在に支持さ
れている。

【０００４】上記ピニオン１０３に移動ラック１０７が
噛み合って固定ラック１０２に対向配置されている。移
動ラック１０７の前後端にはガイド部材１０８，１０９
が延設され、ガイド部材１０８，１０９は、ベース１０
１に固定載置した案内部材１１０，１１１に移動可能に
支持されている。

【０００５】しかして、空圧シリンダ１０５の作動によ
り、ピニオン１０３が固定ラック１０２上を転動しなが
ら直線移動する。ピニオン１０３の回転により移動ラッ
ク１０７が、該ピニオン１０３上を直線移動する。この
時、ピニオン１０３が固定ラック１０２上を距離Ｌだけ
移動すると、移動ラック１０８は二点鎖線で示す位置に
至り、固定ラック１０２の移動量Ｌに対して距離２Ｌだ
け移動する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の行程
拡大直線運動機構にあっては、固定ラック１０２，移動
ラック１０８の２個のラックとピニオン１０３とを有し
てなるラックアンドピニオン機構により、ピニオン１０
３の移動距離に対して移動ラック１０８は２倍の移動ス
トロークを確保することができるが、かかるラックアン
ドピニオン機構を利用して例えば３倍の移動ストローク
を確保しようとすれば、移動ラック１０８に対してさら
に出力部を設け、この出力部を、適当な駆動手段或いは
駆動伝達手段により、移動ラック１０８に対して相対移
動させる必要があり、装置が複雑化することなる。

【０００７】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、固定ラック上のピニオン
の入力移動量に対して出力部の移動ストロークを、簡単
な機構で３倍に拡大・確保することができる行程拡大直
線運動機構を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
固定ラックと、固定ラックと噛み合って固定ラック上を
直線移動するピニオンと、ピニオンを支持し固定ラック
の長手方向に沿って移動自在の第１フレームと、ピニオ
ンに回転駆動力を与える駆動手段と、ピニオンに噛み合
って固定ラックに対向配置された移動ラックと、移動ラ
ックを移動自在に支持する移動ラック用案内部材と、移
動ラックに、該移動ラックに沿って相対移動自在に案内
される第２フレーム用案内部材と、第２フレーム用案内
部材に一体に設けた第２フレームと、移動ラックに取り
付けられた滑車と、一端が第１フレームに連結され、一
端から繰り出された途中部分が上記滑車を巻き回した
後、他端が第２フレームに至って連結されたベルト部材
とを備えていることを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明は、固定ラックと、固
定ラックと噛み合って固定ラック上を直線移動するピニ
オンと、ピニオンを支持し固定ラックの長手方向に沿っ
て移動自在の第１フレームと、ピニオンに回転駆動力を
与える駆動手段と、ピニオンに噛み合って固定ラックに
対向配置された移動ラックと、移動ラックを移動自在に
支持する移動ラック用案内部材と、移動ラックに、該移
動ラックに沿って相対移動自在に案内される第２フレー
ム用案内部材と、第２フレーム用案内部材に一体に設け
た第２フレームと、移動ラックにそれぞれ所定の距離を
隔てて取り付けられた一対の滑車と、一端が第１フレー
ムに連結され、一端から繰り出された途中部分が上記一
方の滑車を巻き回した後、他端が第２フレームに至って
連結された第１のベルト部材と、一端が第１フレームに
連結され、一端から繰り出された途中部分が上記他方の
滑車を巻き回した後、他端が第２フレームに至って連結
された第２のベルト部材とを備えていることを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明においては、駆動手段によ
りピニオンが固定ラック上を転動しながら直線移動す
る。ピニオンの回転により移動ラックが、該ピニオン上
を直線移動し、移動ラックの移動に伴ってベルト部材に
一体の第２フレームも同時に移動する。

【００１１】この時、ピニオンが固定ラック上を距離Ｌ
だけ移動すると、移動ラックは固定ラックに対して距離
２Ｌだけ移動する（ピニオンを基準にすれば移動ラック
は距離Ｌだけ移動）。そして、ピニオンを基準にした移
動ラックの距離Ｌの移動に対してベルト部材は、ピニオ
ンに対して距離２Ｌだけ移動する（移動ラックを基準に
すればベルト部材は距離Ｌだけ移動）。

【００１２】従って、ピニオンが固定ラック上を距離Ｌ
だけ移動すると、固定ラックに対してベルト部材に一体
の第２フレームは距離３Ｌだけ移動する。請求項２記載
の発明においても同様の作用が生じる。

【００１３】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明する。図１ないし図５により本発明の実施例に係わる
行程拡大直線運動機構を移載装置について適用し、説明
する。

【００１４】図１ないし図３において、符号１は本実施
例に係わる行程拡大直線運動機構を適用した移載装置
で、この移載装置１はベース２に固設された一対の固定
ラック３，３を有している。ベース２上面には、一対の
固定ラック３，３の外側にそれぞれ位置する一対のレー
ル４，４が、固定ラック３，３に平行に設けられてい
る。固定ラック３，３上には、該固定ラック３，３と噛
み合って直線移動するピニオン５，５がそれぞれ配置さ
れている。ピニオン５，５は駆動軸５Ａを介して一体に
連結されている。

【００１５】６は第１フレームで、この第１フレーム６
は、その左右下部の両側にレール４，４に案内される第
１フレーム用案内部材６Ａ，６Ａを有し、レール４，４
上を固定ラック３，３の長手方向に沿って往復移動でき
るように構成され、また、駆動軸５Ａを回転自在に支持
している。

【００１６】第１フレーム６には、モータブラケット７
を介してサーボモータ８からなる駆動手段が固定して取
り付けられ、サーボモータ８に設けたモータ用歯付プー
リ８Ａと前記駆動軸５Ａに設けた軸用歯付プーリ５Ｂと
は、歯付ベルト９を介して連結されている。

【００１７】ピニオン５，５には、それぞれ移動ラック
１０，１０が噛み合って固定ラック３，３に対向配置さ
れ、各移動ラック１０，１０の側面外側に一体に固定し
て取り付けられたガイド部１０Ａ，１０Ａは、第１フレ
ーム６の両側にそれぞれ固定して設けられた移動ラック
用案内部材１１，１１に摺動自在に支持されている。

【００１８】１２は断面Ｌ字状の一対の移動部材１２
Ａ，１２Ａからなる第２フレームで、各移動部材１２
Ａ，１２Ａには一対の第２フレーム用案内部材１３，１
３がそれぞれ一体に設けられ、各第２フレーム用案内部
材１３は、それぞれ各移動ラック１０の側面内側に設け
られたガイド部１０Ｂに対して摺動自在に支持されてい
る。

【００１９】左右の移動ラック１０，１０の前後両端
に、それぞれ一対の滑車１４，１４，１５，１５が所定
の距離を隔てて取り付けられている。そして、各移動ラ
ック１０，１０の一方側に、その長手方向に沿って第１
のベルト部材１６，１６がそれぞれ配され、第１のベル
ト部材１６の一端１６Ａが第１フレーム６に固定され、
この第１のベルト部材１６においては、その一端１６Ａ
から繰り出された途中部分１６Ｂが上記一方の滑車１４
を巻き回した後、他端１６Ｃが第２フレーム１２に連結
されている。各移動ラック１０，１０の一方側に、その
長手方向に沿って第２のベルト部材１７，１７がそれぞ
れ配され、第２のベルト部材１７の一端１７Ａが第１フ
レーム６に固定され、その第２のベルト部材１７におい
ては、その一端１７Ａから繰り出された途中部分１７Ｂ
が上記他方の滑車１５を巻き回した後、他端１７Ｃが第
２フレーム１２に連結されている。

【００２０】そして、上記第２フレーム１２上には所定
の搬送物を収容したバケット１８がセットされている。
次に、本実施例の作用を説明する。

【００２１】例えば、移載装置１が図１，図３に示す状
態から、右方に移動した場合（図４）を例にとり説明す
る。ピニオン５，５が固定ラック３上を距離Ｌだけ移動
すると、固定ラック３に対して第２フレーム１２は距離
３Ｌだけ移動し、バケット１８も距離３Ｌだけ搬送され
る。以下、詳しく説明する。

【００２２】初期状態においては、図１，図４に示すよ
うに、ピニオン５及び第２フレーム１２はＸ０の位置に
ある。この状態から、サーボモータ８を駆動させると、
その回転駆動力が、図２に示すモータ用歯付プーリ８
Ａ，歯付ベルト９，軸用歯付プーリ５Ｂを介して駆動軸
５Ａに伝達され、駆動軸５Ａが回転する。これにより、
ピニオン５，５が固定ラック３，３上を転動しながら直
線移動する。ピニオン５，５の回転により移動ラック１
０，１０が、該ピニオン５，５上を直線移動し、移動ラ
ック１０，１０の移動に伴ってベルト部材１６，１６及
び１７，１７も滑車１４，１５を介して時計方向に回転
・移動する。

【００２３】この時、Ｘ０の位置にあるピニオン５，５
が固定ラック３，３上を距離Ｌだけ移動し、位置Ｘ１に
至ると、Ｘ０の位置にある移動ラック１０，１０は固定
ラック３，３に対して距離２Ｌだけ移動し、位置Ｘ２に
至る。（ピニオン５，５を基準すれば移動ラック１０，
１０は距離Ｌだけ移動）。そして、ピニオン５，５を基
準にした移動ラック１０，１０の距離Ｌの移動に対して
第２のベルト部材１７，１７は、ピニオン５，５に対し
て距離２Ｌだけ移動し、位置Ｘ３に至る（移動ラック１
０，１０を基準にすれば第２のベルト部材１７，１７は
距離Ｌだけ移動）。

【００２４】なぜなら、第２のベルト部材１７において
は、その一端１７Ａが第１フレーム６に固定され、他端
１７Ｃが他方の滑車１５を巻き回す途中部分１７Ｂを介
して第２フレーム１２に連結されているので、移動ラッ
ク１０が、直線運動する際、移動ラック１０がピニオン
５に対して距離Ｌだけ直線移動すると、移動ラック１０
の移動により動く滑車１５が動滑車の役割を果たし、第
２のベルト部材１７上の、滑車１５から他端１７Ｃまで
の部分は、移動ラック１０の移動距離の２倍の２Ｌだ
け、ピニオン５を基準として移動する。即ち、第２のベ
ルト部材１７は、移動ラック１０の移動距離Ｌに対し
て、その移動距離Ｌの２倍の２Ｌだけ移動する。なお、
第２のベルト部材１７に引っ張られて移動する第２フレ
ーム１２の移動に伴って、第１のベルト部材１６も、滑
車１４を介して第２フレーム１２に追従して回転・移動
する。

【００２５】上述のように、ピニオン５，５が固定ラッ
ク３，３上を距離Ｌだけ移動すると、固定ラック３，３
に対して第２のベルト部材１７，１７は距離３Ｌだけ移
動する。

【００２６】そして、図４に示す状態から再び、サーボ
モータ８を逆転させると、図４→図１→図５の順序で、
ピニオン５，５が左方に移動し、上述と同様の作用で、
第２フレーム１２が左方に移動し、図５の状態に至る。
この場合には滑車１４が動滑車の役割を果たす。

【００２７】しかして、例えば、上記移載装置１は、半
導体等の部品を積んだバケットを搭載して垂直方向に搬
送するクリーンルーム用垂直搬送装置に搭載するように
採用され、他の台車搬送装置上に搭載されたバケット１
８を、移載装置１の第２フレーム１２を図１の初期状態
から３倍ストローク移動させた状態で受け取り、バケッ
ト１８を第２フレーム１２に載せたまま第２フレーム１
２を元の初期状態に戻す。

【００２８】以上の如き構成によれば、ラックアンドピ
ニオン機構により固定ラック３に対する移動ラック１０
の２倍ストロークの移動に加えて、第１のベルト部材１
６及び第２のベルト部材１７においては、その一端１６
Ａ（１７Ａ）が第１フレーム６に固定され、滑車１４
（１５）を巻き回す途中部分１６Ｂ（１７Ｂ）を介して
他端１６Ｃ（１７Ｃ）が第２フレーム１２に連結されて
いるので、移動ラック１０の移動により動く滑車１４
（１５）が動滑車の機能を果たし、移動ラック１０の直
線移動により、移動ラック１０に対して第１のベルト部
材１６及び第２のベルト部材１７に一体の第２フレーム
１２が相対移動することが可能となり、移動ラック１０
の距離Ｌの移動に対して移動ラック１０を基準として第
１のベルト部材１６及び第２のベルト部材１７を距離２
Ｌだけ移動させることができる。従って、ピニオンの固
定ラック３上の距離Ｌだけの移動に対して、固定ラック
３を基準として、第２フレーム１２を距離３Ｌだけ移動
させることができる。即ち、３倍ストロークを確保する
ことができる。

【００２９】しかも、第１のベルト部材１６及び第２の
ベルト部材１７を移動ラック１０に対して相対移動させ
るのに、滑車１４（１５）に動滑車の機能を果たさせ、
移動ラック１０が自動的に移動することを利用してい
る。従って、ピニオン５に回転駆動力を与えるサーボモ
ータ８以外の駆動手段を設ける必要がなく、構造を簡単
に構成することができる。

【００３０】なお、本実施例においては、駆動手段の例
として、サーボモータ８を挙げているが、これに限定さ
れることなく、例えば、ベース２上に空圧シリンダを固
設し、この空圧シリンダのロッド先端にピニオン５，５
の間の駆動軸５Ａを回転自在に支持し、空圧シリンダの
作動によりピニオン５，５を往復運動させることもでき
る。

【００３１】また、本実施例においては、移動ラック１
０の前後両端にそれぞれ所定の距離を隔てて取り付けら
れた一対の滑車１４，１５が設けられ、各滑車１４，１
５を介して第１フレーム６と第２フレーム１２の間に第
１のベルト部材１６及び第２のベルト部材１７が介装さ
れているが、かかる態様に限定されることなく、移動ラ
ック１０の一端に一個の滑車を取り付け、その滑車を介
して第１フレーム６と第２フレーム１２の間に第１のベ
ルト部材１６または第２のベルト部材１７を介装するこ
ともできる。この場合には、ピニオン５を固定ラック３
上を距離Ｌだけ移動させ、固定ラック３に対してベルト
部材及び第２フレーム１２を距離３Ｌだけ移動させた
後、ピニオン５を反対側に移動させると、固定ラック３
に対して移動ラック１０は反対方向に距離２Ｌだけ移動
するが、ベルト部材が弛んで第２フレーム１２は取り残
された状態になり、手動で距離Ｌだけさらに移動させる
ことにより、最初の状態に復元される。

【００３２】そして、本実施例においては、移動ラック
１０，１０は、それらの各側面外側に一体に固定して取
り付けられたガイド部１０Ａ，１０Ａにより、第１フレ
ーム６の両側にそれぞれ固定して設けられた移動ラック
用案内部材１１，１１に摺動自在に支持されているが、
移動ラック１０，１０を支持する態様として、これに限
定されることなく、例えば、従来例と同様に、移動ラッ
ク１０，１０の前後端にそれぞれガイド部材を延設し、
これらのガイド部材を、ベース２に固定載置した案内部
材に案内させながら支持させるようにすることもでき
る。

【００３３】そして、また、本実施例においては、移載
装置１は、半導体等の部品を積んだバケットを搭載して
垂直方向に搬送するクリーンルーム用垂直搬送装置に搭
載した例を説明したが、移載装置１はこれに限定して使
用されることなく、例えば工場のベルトコンベヤ上から
搬送される生産品を受け取る場合にも適用することもで
きる。

【００３４】そして、さらに、本実施例においては、行
程拡大直線運動機構を移載装置１に適用した例を説明し
たが、これに限定されることなく、例えば、機械装置類
に使用することもできる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ラックアンドピニオン機構により固定ラックに対する移
動ラックの２倍ストロークの移動に加えて、ベルト部材
は、その一端が第１フレームに固定され、滑車を巻き回
す途中部分を介して他端が第２フレームに連結されてい
るので、移動ラックの移動により動く滑車が動滑車の機
能を果たし、移動ラックの直線移動により、移動ラック
に対してベルト部材に一体の第２フレームが相対移動す
ることが可能となり、移動ラックの距離Ｌの移動に対し
て移動ラックを基準としてベルト部材を距離２Ｌだけ移
動させることができる。従って、ピニオンの固定ラック
上の距離Ｌだけの移動に対して、固定ラックを基準とし
て、第２フレームを距離３Ｌだけ移動させることができ
る。即ち、３倍ストロークを確保することができる。

【００３６】しかも、上記ベルト部材を移動ラックに対
して相対移動させるのに、滑車に動滑車の機能を果たさ
せ、移動ラックが自動的に移動することを利用してい
る。従って、ピニオンに回転駆動力を与える駆動手段以
外の駆動手段を設ける必要がなく、構造を簡単に構成す
ることができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例に係わる行程拡大直線運
動機構を適用した移載装置の側面図である。

【図２】同移載装置の平面図である。

【図３】同移載装置の正面図である。

【図４】同移載装置の作用状態説明図である。

【図５】同移載装置の作用状態説明図である。

【図６】従来における行程拡大直線運動機構を示す側面
図である。

【符号の説明】

３ 固定ラック ５ ピニオン ６ 第１フレーム ８ サーボモータ（駆動手段） １０ 移動ラック １１ 移動ラック用案内部材 １４ 滑車 １５ 滑車 １６ 第１のベルト部材 １６Ａ 一端 １６Ｂ 途中部分 １６Ｃ 他端 １７ 第２のベルト部材 １７Ａ 一端 ４７Ｂ 途中部分 １７Ｃ 他端

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定ラックと、 固定ラックと噛み合って固定ラック上を直線移動するピ
   ニオンと、 ピニオンを支持し固定ラックの長手方向に沿って移動自
   在の第１フレームと、 ピニオンに回転駆動力を与える駆動手段と、 ピニオンに噛み合って固定ラックに対向配置された移動
   ラックと、 移動ラックを移動自在に支持する移動ラック用案内部材
   と、 移動ラックに、該移動ラックに沿って相対移動自在に案
   内される第２フレーム用案内部材と、 第２フレーム用案内部材に一体に設けた第２フレーム
   と、 移動ラックに取り付けられた滑車と、 一端が第１フレームに連結され、一端から繰り出された
   途中部分が上記滑車を巻き回した後、他端が第２フレー
   ムに至って連結されたベルト部材とを備えていることを
   特徴とする行程拡大直線運動機構。
2. 【請求項２】 固定ラックと、 固定ラックと噛み合って固定ラック上を直線移動するピ
   ニオンと、 ピニオンを支持し固定ラックの長手方向に沿って移動自
   在の第１フレームと、 ピニオンに回転駆動力を与える駆動手段と、 ピニオンに噛み合って固定ラックに対向配置された移動
   ラックと、 移動ラックを移動自在に支持する移動ラック用案内部材
   と、 移動ラックに、該移動ラックに沿って相対移動自在に案
   内される第２フレーム用案内部材と、 第２フレーム用案内部材に一体に設けた第２フレーム
   と、 移動ラックにそれぞれ所定の距離を隔てて取り付けられ
   た一対の滑車と、 一端が第１フレームに連結され、一端から繰り出された
   途中部分が上記一方の滑車を巻き回した後、他端が第２
   フレームに至って連結された第１のベルト部材と、 一端が第１フレームに連結され、一端から繰り出された
   途中部分が上記他方の滑車を巻き回した後、他端が第２
   フレームに至って連結された第２のベルト部材とを備え
   ていることを特徴とする行程拡大直線運動機構。