JPH0640359Y2 - ラックアンドピニオン駆動機構の安全装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、ラックアンドピニオン駆動機構に関し、より
詳しくはラックアンドピニオン駆動機構が駆動する可動
フレームに過大な負荷が加わったことを検出するラック
アンドピニオン駆動機構の安全装置に関する。

「従来の技術」 従来、例えばレーザ加工機に用いられているラックアン
ドピニオン駆動機構として、フレームに設けたガイドレ
ールと、このガイドレールと平行に配設してフレームに
固定したラックと、上記ガイドレールに進退動自在に設
けた可動フレームと、この可動フレームに設けられ、上
記ラックに噛合させたピニオンを正逆転させて可動フレ
ームを進退動させるモータとを備えたものが知られてい
る。

そして可動フレームに上記ガイドレールと直交する方向
に進退動自在にフォーカスヘッドを設け、上記可動フレ
ームの移動とフォーカスヘッドの移動とによって被加工
物に必要なレーザ加工を施せるようにしている。

「考案が解決しようとする課題」 ところで、上記可動フレームの移動中に、該可動フレー
ム又はフォーカスヘッドが被加工物や何等かの障害物に
当接した場合には、該可動フレームに過大な負荷が加わ
るようになり、従来一般には、可動フレームのあるべき
位置と実際の位置とのずれ量を検出することによってそ
のことを検出し、あるいはモータの過電流によってその
ことを検出するようにしていた。

しかしながら、従来の検出手段では、過負荷状態を検出
してからモータを停止するまでに相対的に長い時間を必
要とするので、可動フレームやフォーカスヘッド等を破
損し、あるいはラックアンドピニオンを含む駆動系を破
損する危険性があった。

「課題を解決するための手段」 本考案は、そのような事情に鑑み、フレームに設けたガ
イドレールと、このガイドレールと平行に配設してフレ
ームに固定したラックと、上記ガイドレールに進退動自
在に設けた可動フレームと、この可動フレームに、上記
ラックに対して接離可能に設けた支持ブロックと、この
支持ブロックに回転自在に設けたピニオンと、上記支持
ブロックをラックに向けて所定の弾撥力で付勢し、通常
は上記ピニオンがラックに正規の位置で噛合する非作動
位置に保持するばねと、上記支持ブロックが非作動位置
から変位されたことを検出するセンサと、さらに上記ピ
ニオンに連動され、該ピニオンを正逆転させて上記可動
フレームを進退動させるモータとを備え、上記ピニオン
を正逆転させた際の該ピニオンに作用するラックからの
反力が上記ばねの弾撥力を越えた際に、該ピニオンを上
記支持ブロックとともにラックから離隔する方向に移動
させることを特徴とするラックアンドピニオン駆動機構
の安全装置を提供するものである。

「作用」 上記構成によれば、可動フレームが障害物に当接して停
止した際には、上記ピニオンがラックに対して正転して
いた場合であっても逆転していた場合であっても、該ピ
ニオンは両者の歯面の傾斜によってラックから浮き上が
るようになる。すると、それによって支持ブロックがば
ねの弾撥力に抗して上記非作動位置から変位するので、
センサによってその状態を検出して上記モータを停止さ
せることができる。

上記センサによって通常を検出してからモータを停止さ
せるまでの応答時間は実質的に従来装置と同一となる
が、その間、上記ピニオンはラックから浮き上がってラ
ックからの反力を逃がすので、駆動系や可動フレームに
加わる衝撃的な負荷を緩和することができ、それらの損
傷を可及的に防止することができる。

「実施例」 以下図示実施例について本考案を説明すると、第１図に
おいて、フレーム１に水平方向（Ｘ方向）にガイドレー
ル２を配設固定してあり、このガイドレール２に可動フ
レーム３を進退動自在に設けている。上記可動フレーム
３には図示しないフォーカスヘッドを上記ガイドレール
２と直交する水平方向（Ｙ方向）に進退動自在に設けて
あり、可動フレーム３のＸ方向の移動とフォーカスヘッ
ドのＹ方向の移動とにより、フォーカスヘッドからその
下部に配置した被加工物にレーザ光線を照射して所要の
レーザ加工を施せるようになっている。

上記フレーム１にはガイドレール２と平行にラック４を
配設固定してあり、他方、上記可動フレーム３にモータ
５を設けるとともに、該モータ５に連動されて正逆に回
転されるピニオン６を上記ラック４に噛合させている。
したがって上記モータ５によりピニオン６を正逆に回転
させることにより、可動フレーム３をガイドレール２に
沿って進退動させることができる。

上記モータ５は支持ブロック11に取付けてあり、第３図
に示すように、この支持ブロック11の両側に突出させて
形成した一方の軸承部11aを連結軸12を介して上記可動
フレーム３に軸支することにより、該支持ブロック11の
第３図における反時計方向の揺動によって上記モータ５
に連結したピニオン６をラック４から浮き上がらせるこ
とができるようにしている。

また、支持ブロック11の両側に突出させて形成した他方
の位置決め部11bには貫通孔11cを穿設してあり、この貫
通孔11c内に位置決め軸13を遊嵌して可動フレーム３に
軸支することにより、位置決め軸13の外周面と上記貫通
孔11cの内周面との間隙分だけ支持ブロック11が揺動で
きるようにしている。

上記位置決め軸13にはその半径方向にガイドロッド14を
立設してあり、このガイドロッド14は位置決め部11bの
上方に形成した孔15を摺動自在に貫通して上方に突出さ
せている。そして該ガイドロッド14の上部に設けたリテ
ーナ16を該ガイドロッド14に固定するとともに、下部に
設けたリテーナ17はガイドロッド14に摺動自在に設けて
上記位置決め部11bに当接させ、かつ両リテーナ16、17
間に所定の弾撥力を有するばね18を弾装している。

したがって、上記位置決め部11bはばね18によって下方
に付勢されて通常は位置決め軸13の外周面と上記貫通孔
11cの内周面とが当接した非作動位置に保持されてお
り、この状態ではピニオン８はラック４に正規の噛合位
置で噛合するようになっている。

さらに、上記支持ブロック11には位置決め部11bの側方
に押圧プレート21を取付けてあり、支持ブロック11が上
述した非作動位置に位置している状態では、該押圧プレ
ート21によって可動フレーム３に設けたリミットスイッ
チ等のセンサ22の接触子22aを押圧させるようにしてい
る。

したがって、上記センサ22の接触子22aは、上記支持ブ
ロック11が非作動位置に位置している通常の状態では常
に押圧されており、該センサ22は、支持ブロック11が上
記非作動位置から変位して押圧プレート21による接触子
22aの押圧がなくなった際に、それを検出することがで
きるようになっている。

以上の構成において、上記モータ５によりピニオン６を
正逆に回転駆動すれば、該ピニオン６はフレーム１に固
定したラック４上を転動するので、該ピニオン６を軸支
した可動フレーム３をＸ方向に進退動させることができ
る。そして正常な可動フレーム３の移動の際には、上記
支持ブロック11はばね18により非作動位置に継続して保
持されており、したがってピニオン６も常にラック４に
正規の位置で噛合している。

これに対し、例えば可動フレーム３が障害物に当接して
移動不能となった状態においてさらにピニオン６が回転
駆動されると、第４図、第５図に示すように、ピニオン
６にこれとラック４との噛合面における反力が作用する
ため、該ピニオン６はラック４から浮き上がる方向に付
勢される。

そしてその付勢力が上記ばね18のセット荷重を越える
と、支持ブロック11が軸承部11aを中心として第３図の
反時計方向に揺動するので、位置決め部11bに設けた押
圧プレート21がセンサ22の接触子22aから離隔し、それ
によって支持ブロック11が非作動位置から変位したこと
が検出されてモータ５の運転が停止される。

上記センサ22によって異常が検出されてモータ５が停止
されるまでの応答時間は実質的に従来装置と同一となる
が、その間、上記ピニオン６はラック４から浮き上がっ
てラック４からの反力を逃がすようになるので、それら
ラック４やピニオン６を含む駆動系に加わる衝撃的な負
荷や、可動フレーム１又はこれに設けたフォーカスヘッ
ド等に加わる衝撃的な負荷を緩和することができ、した
がって従来に比較してそれらの損傷を可及的に防止する
ことができる。

なお、上記実施例では支持ブロック11を可動フレーム１
に揺動可能に取付けているが、直線変位可能に設けても
よいことは勿論である。また、上記実施例ではモータ５
を介してピニオン６を支持ブロック11に回転自在に軸支
しているが、ピニオン６を支持ブロック11に直接回転自
在に軸支するとともに、モータ５を可動フレーム３に取
付け、上記ピニオン６とモータ５とを伸縮自在継手を介
して連動させるようにしてもよい。

「考案の効果」 以上のように、本考案によれば、例えば可動フレームが
障害物等に当接して停止した際には、ピニオンがラック
に対して正転していた場合であっても逆転していた場合
であっても、該ピニオンをラックから浮き上がらせてラ
ックからの反力を逃がすことができるので、駆動系や可
動フレームに加わる衝撃的な負荷を緩和してそれらの損
傷を可及的に防止することができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す斜視図、第２図は第１
図の要部の側面図、第３図は第２図のIII−III線に沿う
断面図、第４図および第５図はそれぞれピニオン６に加
わるラック４からの反力の状態を説明する説明図であ
る。 １…フレーム、２…ガイドレール ３…可動フレーム、４…ラック ５…モータ、６…ピニオン 11…支持ブロック、12…連結軸 13…位置決め軸、18…ばね 22…センサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】フレームに設けたガイドレールと、このガ
   イドレールと平行に配設してフレームに固定したラック
   と、上記ガイドレールに進退動自在に設けた可動フレー
   ムと、この可動フレームに、上記ラックに対して接離可
   能に設けた支持ブロックと、この支持ブロックに回転自
   在に設けたピニオンと、上記支持ブロックをラックに向
   けて所定の弾撥力で付勢し、通常は上記ピニオンがラッ
   クに正規の位置で噛合する非作動位置に保持するばね
   と、上記支持ブロックが非作動位置から変位されたこと
   を検出するセンサと、さらに上記ピニオンに連動され、
   該ピニオンを正逆転させて上記可動フレームを進退動さ
   せるモータとを備え、上記ピニオンを正逆転させた際の
   該ピニオンに作用するラックからの反力が上記ばねの弾
   撥力を越えた際に、該ピニオンを上記支持ブロックとと
   もにラックから離隔する方向に移動させることを特徴と
   するラックアンドピニオン駆動機構の安全装置。