JPH0581781B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はラツク・ピニオン機構に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

ラツク・ピニオン機構は、周知のように、一面
に多数の歯を等間隔に形成したラツクと、外周に
前記ラツクの歯に噛合う多数の歯を形成したピニ
オンとからなつている。

このラツク・ピニオン機構は、ピニオンの回転
によりラツクをその長さ方向に移動させるか、あ
るいはラツクの長さ方向移動によりピニオンを回
転させるもので、ラツクとピニオンとの間の動力
の伝達は、ラツクとピニオンとの歯の噛合いによ
つて行なわれる。

ところで、上記ラツク・ピニオン機構は、ラツ
クとピニオンとの噛合い部に遊びがあるため、バ
ツクラツシユを発生するという問題をもつてお
り、そのため、ラツクの送り量またはピニオンの
回転角を高精度に制御できないという欠点があ
る。

このため、従来から、ラツク・ピニオン機構の
バツクラツシユを調整することが考えられてい
る。

第７図は従来のラツク・ピニオン機構における
バツクラツシユ除去手段を示したもので、ここで
は、ピニオンの回転によりラツクを移動させる場
合の例を示している。このバツクラツシユ除去手
段は、ラツク１に、このラツク１を移動させるた
めの駆動ピニオン２と、バツクラツシユを除去す
るためのバツクラツシユ調整ピニオン４とを噛合
わせたもので、バツクラツシユ調整ピニオン４は
駆動ピニオン２と同一のものとされている。そし
て、駆動ピニオン２は回転軸３に固定されてこの
回転軸３の回転により回転されるようになつてお
り、またバツクラツシユ調整ピニオン４は、上記
回転軸３の回転により図示しない摩擦クラツチ機
構を介して駆動ピニオン２とは逆方向に回転され
る第２の回転軸５に固定されている。すなわち、
このバツクラツシユ除去手段は、バツクラツシユ
調整ピニオン４によつてラツク１と駆動ピニオン
２との噛合い部の遊びを吸収するようにしたもの
で、バツクラツシユ調整ピニオン４を駆動ピニオ
ン２と逆方向に回転させる摩擦クラツチ機構は、
その摩擦伝達力以上の負荷がかかつたときに滑り
を生じるため、バツクラツシユ調整ピニオン４
は、駆動ピニオン２によるラツク送り方向とは逆
方向にラツク１を押しながら、ラツク１の移動に
より駆動ピニオン２と同方向に回転する。したが
つて、このバツクラツシユ除去手段によれば、駆
動ピニオン２の歯とラツク１の歯とが常にその側
面において接触するから、バツクラツシユを防止
することができる。

なお、ここでは、バツクラツシユ調整ピニオン
４を駆動ピニオン２の駆動軸３とは別の回転軸５
に固定しているが、上記バツクラツシユ調整ピニ
オンは、駆動ピニオンの駆動時に回転可能に設け
られる場合もある。この場合も、バツクラツシユ
調整ピニオンを駆動ピニオンの回転方向とは逆方
向に回転させるとともに所定値以上の負荷がかか
つたときにバツクラツシユ調整ピニオンに対して
滑りを生ずる機構を設けておけば、バツクラツシ
ユ調整ピニオンがラツク送り方向とは逆方向にラ
ツクを押しながらラツクの移動により駆動ピニオ
ンと同方向に回転するから、ラツク・ピニオン機
構のバツクラツシユを防止することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のようなバツクラツシユ除
去手段によつてラツク・ピニオン機構のバツクラ
ツシユを除去するのでは、ラツク・ピニオン機構
の構造が複雑になるし、また上記バツクラツシユ
調整ピニオンは常にラツクの送り駆動に対して抵
抗となるため、駆動ピニオンの回転駆動力を、バ
ツクラツシユ除去手段を備えていないラツク・ピ
ニオン機構に比べて高くしなければならない。

本発明は上記のような実情にかんがみてなされ
たものであつて、その目的とするところは、バツ
クラツシユ調整ピニオンを使用することなくバツ
クラツシユを任意に調整することができるラツ
ク・ピニオン機構を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のラツク・ピニオン機構は、上記目的を
達成するために、ラツクの全ての歯をその歯幅が
ラツクの一側から他側に向かつて広幅となるテー
パー歯とするとともに、ピニオンの全ての歯を、
ラツクの一側から他側に向かつて狭幅となるテー
パー歯としたものである。

〔作用〕

すなわち、本発明のラツク・ピニオン機構は、
ラツクとピニオンとの噛合い部の遊び量を、ピニ
オンをその軸方向に移動させることで調整できる
ようにしたもので、ラツクとピニオンの歯はそれ
ぞれ上記のようなテーパー歯であるため、ピニオ
ンをその軸方向に移動させれば、これにともなつ
てラツクの歯とピニオンの歯との対向する側面の
間隔が変化し、これによつてラツクとピニオンと
の噛合い部の遊び量が変化するから、本発明のラ
ツク・ピニオン機構によれば、バツクラツシユ調
整ピニオンを使用することなくバツクラツシユを
任意に調整することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第６図を参
照して説明する。

まず、ラツク１０について説明すると、このラ
ツク１０は、第１図〜第４図に示すように、上面
に多数の歯１１を等間隔に形成したもので、この
ラツク１０の歯１１は断面山形をなしている。そ
して、このラツク１０の全ての歯１１は、ラツク
１０の一側から他側に向かつて広幅となる、両側
に同角度のリードテーパーをつけたテーパー歯と
なつている。なお、図では理解しやすくするため
に上記歯１１の側面のリードテーパーを誇張して
示しているが、この歯１１の両側のリードテーパ
ー角θは0°40′±0°10′程度である。

また、ピニオン２０は、第１図〜第４図に示す
ように、外周に前記ラツク１０の歯に噛合う多数
の歯２１を形成したもので、このピニオン２０の
歯２１は、両側面がインボリユート曲面である断
面山形をなしている。そして、このピニオン２０
の全ての歯２１は、ラツク１０の一側から他側に
向かつて狭幅となる、両側に同角度のリードテー
パーをつけたテーパー歯となつており、この歯２
１の両側のリードテーパー角は、前記ラツク１０
の歯１１のリードテーパー角θとほぼ同じ角度と
なつている。なお、前記ラツク１０の歯１１とピ
ニオン２０の歯２１は、いずれも、第４図に示す
ように、その両側面に歯面クラウチングを施した
ものとされている。

上記このピニオン２０は、ラツク１０の長さ方
向に対して直交する駆動軸２２に、この駆動軸２
２と一体に回転するように取付けられる。

しかして、上記ラツク・ピニオン機構において
は、ラツク１０とピニオン２０との歯１１，２１
を、その歯幅が互いに逆向きに変化するテーパー
歯としているため、ピニオン２０の軸線Ｏとラツ
ク中心との間隔ｈを一定に保つた状態でピニオン
２０をその軸方向に移動させることにより、ラツ
ク１０とピニオン２０との噛合い部の遊び量を任
意に調整することができる。

すなわち、第５図はピニオン２０をラツク１０
との重なり代を小さくする方向（第３図および第
４図において矢印ａ方向）に移動させたときの、
ラツク１０の幅方向中心におけるラツク１０とピ
ニオン２０との噛合い状態を示しており、ピニオ
ン２０をラツク１０との重なり代を小さくする方
向に移動させると、ピニオン２０の軸方向移動に
ともなつて、ラツク１０の歯１１とピニオン２０
の歯２１との対向する側面の間隔すなわちラツク
１０とピニオン２０との噛合い部の遊び量αが大
きくなり、バツクラツシユ量が増加する。

また、第６図はピニオン２０をラツク１０との
重なり代を大きくする方向（第３図および第４図
において矢印ｂ方向）に移動させたときのラツク
１０の幅方向中心におけるラツク１０とピニオン
２０との噛合い状態を示しており、ピニオン２０
をラツク１０との重なり代を大きくする方向に移
動させると、上記と逆に、ラツク１０の歯１１と
ピニオン２０の歯２１との対向する側面の間隔す
なわちラツク１０とピニオン２０との噛合い部の
遊び量αが小さくなつて行き、これによりバツク
ラツシユ量が０に近づいて行く。

したがつて、このラツク・ピニオン機構によれ
ば、ピニオン２０をラツク１０との重なり代を大
きくする方向に移動させることによつてバツクラ
ツシユ量を０にすることができるし、またピニオ
ン２０の移動量を調整することによつてバツクラ
ツシユ量を任意に調整することができる。なお、
ピニオン２０の移動量に対するバツクラツシユの
調整量は、ラツク１０とピニオン２０の歯１１，
２０の両側のリードテーパー角θを0°40′とした
場合で、ピニオン移動量１mmに対し0.024mmであ
る。また、ラツク１０とピニオン２０の歯１１，
２１が磨耗すると、これによつてバツクラツシユ
量が変化するが、この場合も、ピニオン２０をラ
ツク１０との重なり代を大きくする方向に移動さ
せれば、歯１１，２１の磨耗によるバツクラツシ
ユ量の変化を補償することができる。

このように、上記実施例のラツク・ピニオン機
構は、第７図に示したバツクラツシユ調整ピニオ
ン４を使用することなくバツクラツシユを任意に
調整することができる。また、このラツク・ピニ
オン機構によれば、バツクラツシユ量をほとんど
０にすることも可能であるため、ボールスクリユ
ーと同等な高精度のラツク送りを実現することが
でき、したがつて、ボールスクリユーに代わる極
めて安価な送り機構として利用することができ
る。また、上記ラツク・ピニオン機構は、ラツク
１０を30ｍ／sec〜50ｍ／secの高速で送ることが
でき、ボールスクリユー（最大送り速度20ｍ／
sec程度）に比べて高速性にすぐれているし、さ
らに、ラツク１０を継合わせることで長距離の送
り機構を構成することもできる。

なお、上記ピニオン２０の軸方向移動は、その
回転軸２２を軸方向に移動させることで行つても
よいし、また、ピニオン２０を回転軸２２に対し
て軸方向に移動可能に取付けておいて、ピニオン
２０だけを移動させるようにしてもよい。また、
ラツク１０とピニオン２０の歯１１，２１は、そ
の長さ方向がラツク１０の幅方向およびピニオン
２０の軸方向に平行な“平歯”であつても、ラツ
ク１０の幅方向およびピニオン２０の軸方向に対
して斜めの“はす歯”であつてもよい。

〔発明の効果〕

本発明のラツク・ピニオン機構は、ラツクの全
ての歯をその歯幅がラツクの一側から他側に向か
つて広幅となるテーパー歯とするとともに、ピニ
オンの全ての歯を、ラツクの一側から他側に向か
つて狭幅となるテーパー歯としたものであるか
ら、バツクラツシユ調整ピニオンを使用すること
なくバツクラツシユを任意に調整することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の一実施例を示したも
ので、第１図および第２図はラツク・ピニオン機
構の平面図および正面図、第３図は第１図の−
線に沿う断面図、第４図はラツクとピニオンの
歯の拡大平面図、第５図および第６図はそれぞれ
ピニオンを軸方向に移動させたときのラツクとピ
ニオンの噛合い状態の変化を示すラツク長さ方向
に沿う拡大断面図である。第７図は従来のラツ
ク・ピニオン機構におけるバツクラツシユ除去手
段を示す平面図である。 １０……ラツク、１１……歯、２０……ピニオ
ン、２１……歯、２２……回転軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ラツクとピニオンからなり、前記ラツクの全
   ての歯をその歯幅がラツクの一側から他側へ向か
   つて広幅となるテーパー歯とするとともに、前記
   ピニオンの全ての歯を、前記ラツクの一側から他
   側に向かつて狭幅となるテーパー歯としたことを
   特徴とするラツク・ピニオン機構。