JPH0684053U - Linear motion mechanism - Google Patents

Linear motion mechanism

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JPH0684053U
JPH0684053U JP2503293U JP2503293U JPH0684053U JP H0684053 U JPH0684053 U JP H0684053U JP 2503293 U JP2503293 U JP 2503293U JP 2503293 U JP2503293 U JP 2503293U JP H0684053 U JPH0684053 U JP H0684053U
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JP
Japan
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rail
linear motion
tooth profile
pair
sliding
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Application number
JP2503293U
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Japanese (ja)
Inventor
浩之 竹中
勝美 森
毅 名知
朝浩 桐山
幹了 平井
Original Assignee
帝人製機株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【目的】構造を複雑化することなく、レールの運動速度
を2倍にし得る直線運動機構の提供にある。 【構成】本考案は、曲面を有する歯形を所定ピッチで配
列した平行一対のレールと、前記歯形と同一ピッチで滑
動方向に並ぶ複数個の滑動体と、前記平行一対のレール
の間に介在するとともに各レール側の端面に前記滑動体
を取り付け且つ該滑動体を前記レールの歯形に当接させ
た状態で入力軸の回転に同期して所定の位相差を保って
回転する複数枚の回転プレートとを備えることを特徴と
する。
(57) [Abstract] [Purpose] It is intended to provide a linear motion mechanism capable of doubling the motion speed of a rail without complicating the structure. According to the present invention, a pair of parallel rails having toothed shapes each having a curved surface arranged at a predetermined pitch, a plurality of sliding bodies lined up in the sliding direction at the same pitch as the toothed shape, and interposed between the pair of parallel rails. In addition, a plurality of rotating plates that rotate with a predetermined phase difference in synchronization with the rotation of the input shaft in a state in which the sliding body is attached to the end surface of each rail side and the sliding body is in contact with the tooth profile of the rail. And is provided.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、回転運動を直線運動に変換する直線運動機構、詳細には小型で大き な推力を発生できる直線運動機構に関する。 The present invention relates to a linear motion mechanism that converts rotational motion into linear motion, and more particularly, to a linear motion mechanism that is small and that can generate a large thrust.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

回転運動を直線運動に変換する直線運動機構は、基本的な機械要素の1つとし て多用され、例えば、直線状のラックと円板状のピニオンとを噛み合せて構成す る、いわゆるラック&ピニオン機構が代表である。この機構は、ピニオンの回転 運動をギヤの噛み合いによってラックに伝え、ラックの直線運動に変換するもの であるが、ピニオンとラックの噛み合い面積が少なく、大きな推力を得るには、 ラック及びピニオンの歯形幅を拡大する必要があり、大型化を免れないという欠 点がある。 A linear motion mechanism that converts a rotary motion into a linear motion is often used as one of the basic mechanical elements. For example, a so-called rack and pinion is formed by meshing a linear rack and a disk-shaped pinion. The mechanism is representative. This mechanism transfers the rotational motion of the pinion to the rack by meshing the gears and converts it into the linear motion of the rack.However, the meshing area between the pinion and the rack is small, and in order to obtain a large thrust, the tooth profile of the rack and the pinion is required. It is necessary to expand the width, and there is a drawback that it cannot avoid being larger.

【0003】 そこで、本出願人は先に「直線運動機構」(特願平4−333198号、平成 4年12月14日)を提案している。 図2はその概念構成図である。1は別設の電気モータによって駆動される入力 軸、2〜4は回転プレート(少なくとも3枚)、K2a〜K2dは円筒状の滑動体( 少なくとも2個以上で要求推力に依存する個数;図は4個の例)、6は曲面を有 する歯形(例えばサイクロイド歯形)を所定ピッチで配列したレールである。な お、滑動体をレール側に取り付け、歯形を回転プレート側に形成するようにして もよい。Therefore, the present applicant has previously proposed “linear motion mechanism” (Japanese Patent Application No. 4-333198, Dec. 14, 1992). FIG. 2 is a conceptual block diagram thereof. 1 is an input shaft driven by an electric motor provided separately, 2 to 4 are rotary plates (at least 3), K 2a to K 2d are cylindrical sliding bodies (at least 2 or more, depending on the required thrust; The figure shows four examples), and 6 is a rail in which tooth profiles having curved surfaces (for example, cycloid tooth profiles) are arranged at a predetermined pitch. Alternatively, the sliding body may be attached to the rail side and the tooth profile may be formed on the rotating plate side.

【0004】 入力軸1には、120度ずつの位相差を持った第1の偏心クランクシャフト7 a〜7cが一体的に取り付けられており、この第1の偏心クランクシャフト7a 〜7cは、同位相の第2の偏心クランクシャフト8a〜8cと共に、3枚の回転 プレート2〜4を、レール6と直交する方向の軸上に回転可能に保持する。 滑動体K2a〜K2dは、手前の回転プレート2に所定ピッチ(但し、レール6の 歯形と同一ピッチ)で取り付けられており、回転プレート2の回転運動に伴って レール6上を滑動(但し、滑動体K2a〜K2dが車輪のような回転体であれば転動 )する。なお、中間と奥の回転プレート3、4についても、手前の回転プレート 2と同様に各々4個の滑動体が取り付けられている。以下、中間の回転プレート 3の滑動体には符号K3a〜K3dを、また、奥の回転プレート4の滑動体には符号 K4a〜K4dを付すものとする。すなわち符号Kia〜Kid(但しiは組番号で2〜 4)で表す。First eccentric crankshafts 7a to 7c having a phase difference of 120 degrees are integrally attached to the input shaft 1, and the first eccentric crankshafts 7a to 7c are the same. Together with the second phase eccentric crankshafts 8a-8c, the three rotating plates 2-4 are rotatably held on the axis in the direction orthogonal to the rails 6. The sliding bodies K 2a to K 2d are attached to the front rotary plate 2 at a predetermined pitch (however, the same pitch as the tooth profile of the rail 6), and slide on the rail 6 in accordance with the rotary motion of the rotary plate 2 (however, If the sliding bodies K 2a to K 2d are rotating bodies such as wheels, they roll). As with the rotating plate 2 on the front side, four sliding bodies are attached to each of the rotating plates 3 and 4 in the middle and the back. Hereinafter, the sliding bodies of the intermediate rotating plate 3 will be denoted by K 3a to K 3d , and the sliding bodies of the rotating plate 4 at the back will be denoted by K 4a to K 4d . That is, the symbols K ia to K id (where i is a group number 2 to 4) are used.

【0005】 このような構成において、図3に示すように、入力軸の回転角度が、0度、9 0度、180度及び270度としたときの回転プレート2〜4、滑動体Kia〜K id (但し、連続する2つで代表;便宜的にKiaとKib)と、レール6の歯形の位 置関係は以下のとおりとなる。 3枚の回転プレート2〜4の間には、第1及び第2の偏心クランクシャフト7 a〜7c、8a〜8cによって120度ずつの回転位相差がつけられている。便 宜的に、回転プレート2の回転角度を基準(すなわち入力軸1との位相差をゼロ )として、他の回転プレート3、4の回転位相をそれぞれ+120度、+240 度とすると、回転プレート2がレール6の所定位置にあるときは、他の回転プレ ート3、4はその所定位置から+120度、+240度進んだ位置にある。言い 替えれば、レール6に形成された歯形の1ピッチを360度とすると、1/3ピ ッチ(120度)ずつずれて滑動体Kia、Kibと歯形が当接することになる。In such a configuration, as shown in FIG. 3, when the rotation angle of the input shaft is 0 degree, 90 degrees, 180 degrees and 270 degrees, the rotation plates 2 to 4 and the sliding body K are arranged.ia~ K id (However, two consecutive ones are representative; for convenience, KiaAnd Kib) And the tooth profile of the rail 6 are as follows. A rotational phase difference of 120 degrees is provided between the three rotary plates 2 to 4 by the first and second eccentric crankshafts 7a to 7c and 8a to 8c. For convenience, when the rotation angle of the rotary plate 2 is used as a reference (that is, the phase difference from the input shaft 1 is zero), the rotary phases of the other rotary plates 3 and 4 are +120 degrees and +240 degrees, respectively. Is at a predetermined position on the rail 6, the other rotary plates 3 and 4 are at positions advanced by +120 degrees and +240 degrees from the predetermined positions. In other words, if one pitch of the tooth profile formed on the rail 6 is 360 degrees, the sliding body K is displaced by 1/3 pitch (120 degrees).ia, KibAnd the tooth profile will come into contact.

【0006】 したがって、1組の滑動体Kia、Kibが歯形の登り斜面に当接しているとき( 符号「イ」〜「ホ」参照)には、他の少なくとも1組の滑動体Kia、Kibが歯形 の下り斜面に当接しているから(符号「ヘ」〜「ヌ」参照)、登り斜面を乗り越 えるのに必要な推力を、他の少なくとも1つの滑動体Kia、Kibから得ることが できる。Therefore, when one set of sliding bodies K ia and K ib is in contact with the ascending slope of the tooth profile (see symbols “a” to “e”), at least another pair of sliding bodies K ia. , Kib is in contact with the descending slope of the tooth profile (see symbols "f" to "nu"), the thrust required to overcome the climbing slope is determined by at least one other sliding body Kia , Kia . You can get it from ib .

【0007】 すなわち、入力軸1が1回転する間に、少なくとも1組の滑動体Kia〜Kidが 必ず歯形の下り斜面に当接するため、レール6を押動するのに必要な推進力が、 滑動体Kia〜Kidの軸長と個数に対応した大きさで得られ、小型で強力な直線運 動機構が実現される。That is, during one rotation of the input shaft 1, at least one set of sliding bodies K ia to K id always comes into contact with the descending slope of the tooth profile, so that the propulsive force required to push the rail 6 is generated. , A size corresponding to the axial length and number of the sliding bodies K ia to K id is obtained, and a compact and powerful linear motion mechanism is realized.

【0008】[0008]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

しかしながら、上記先願に係る「直線運動機構」にあっては、入力軸の1回転 中に歯形の1ピッチ分だけレールが直線運動するものであるが、レールの運動速 度を高めるには、変速機等によって入力軸の回転数を上昇させる必要があり、構 造が複雑化するといった問題点がある。 [目的] そこで、本考案の目的は、構造を複雑化することなく、レールの運動速度を2 倍にし得る直線運動機構の提供にある。 However, in the "linear motion mechanism" according to the above-mentioned prior application, the rail moves linearly by one pitch of the tooth profile during one rotation of the input shaft. To increase the rail motion speed, There is a problem that the structure becomes complicated because it is necessary to increase the rotation speed of the input shaft by a transmission or the like. [Purpose] Therefore, an object of the present invention is to provide a linear motion mechanism capable of doubling the motion speed of a rail without complicating the structure.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案は、上記目的を達成するために、曲面を有する歯形を所定ピッチで配列 した平行一対のレールと、前記歯形と同一ピッチで滑動方向に並ぶ複数個の滑動 体と、前記平行一対のレールの間に介在するとともに各レール側の端面に前記滑 動体を取り付け且つ該滑動体を前記レールの歯形に当接させた状態で入力軸の回 転に同期して所定の位相差を保って回転する複数枚の回転プレートとを備えるこ とを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a pair of parallel rails having curved tooth profiles arranged at a predetermined pitch, a plurality of sliding bodies arranged in the sliding direction at the same pitch as the tooth profile, and the parallel pair of rails. And slide the slider on the end face of each rail, and rotate the slide with a predetermined phase difference in synchronization with the rotation of the input shaft with the slide contacting the tooth profile of the rail. And a plurality of rotating plates for controlling.

【0010】[0010]

【作用】[Action]

本考案では、入力軸に回転運動を与えると、平行一対のレールが逆向きの方向 に直線運動する。従って、例えば、一方のレールを固定すれば、他方のレールは 一対のレールの移動速度を加算した速度、すなわち倍速で直線運動する。 In the present invention, when a rotary motion is given to the input shaft, the pair of parallel rails linearly move in opposite directions. Therefore, for example, if one rail is fixed, the other rail moves linearly at a speed obtained by adding the moving speeds of the pair of rails, that is, at a double speed.

【0011】[0011]

【実施例】【Example】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 図1は本考案に係る直線運動機構の一実施例を示す図である。なお、本実施例 の直線運動機構の基本的な動作原理は、先願に係る直線運動機構(図2、図3) と同一であるため、以下では、先願に係る直線運動機構との相違を中心に説明す るものとする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing an embodiment of a linear movement mechanism according to the present invention. Since the basic operation principle of the linear motion mechanism of the present embodiment is the same as that of the linear motion mechanism according to the prior application (FIGS. 2 and 3), the difference from the linear motion mechanism according to the prior application will be described below. Will be mainly described.

【0012】 まず、構成を説明する。図1において、10a、10bは平行配置されたガイ ドであり、ガイド10a、10bにはそれぞれの表面を対向させたレール11a 、11bが取り付けられている。これら一対のレール11a、11bの表面には 、多数の円筒状のピン12a、12bが所定ピッチで埋め込まれており、ピン1 2、a12bの外周面(曲面)を歯面とする所定ピッチの歯形が形成されている 。First, the configuration will be described. In FIG. 1, reference numerals 10a and 10b denote guides arranged in parallel, and guides 10a and 10b are provided with rails 11a and 11b with their respective surfaces facing each other. A large number of cylindrical pins 12a, 12b are embedded in the surface of the pair of rails 11a, 11b at a predetermined pitch, and a tooth profile of a predetermined pitch with the outer peripheral surface (curved surface) of the pins 12, a12b as the tooth surface. Is formed.

【0013】 一対のレール11a、11bの間には、複数枚(最低3枚)の回転プレート1 3〜15(但し、回転プレート15は隠れて見えない)が配置されており、各回 転プレート13〜15のレール側端部には、レール11a、11bの歯形と同一 ピッチのサイクロイド歯形(考案の要旨に記載の滑動体に相当)13a、13b 、14a、14b、15a、15b(但し、サイクロイド歯形14b、15a、 15bは隠れて見えない)が形成されている。ここに、サイクロイド歯形13a 、13b、14a、……の歯数は少なくとも2つである。歯数を増やすほど大き な推力を出すことができる。A plurality of (at least three) rotating plates 13 to 15 (however, the rotating plate 15 is hidden and invisible) are arranged between the pair of rails 11 a and 11 b, and each rotating plate 13 is disposed. At the rail-side ends of the rails 15 to 15, cycloid tooth profiles having the same pitch as the tooth profiles of the rails 11a and 11b (corresponding to sliding bodies described in the gist of the invention) 13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b (however, cycloid tooth profile) 14b, 15a, 15b are hidden and invisible) are formed. Here, the number of teeth of the cycloid tooth profiles 13a 1, 13b, 14a, ... Is at least two. The greater the number of teeth, the greater thrust can be produced.

【0014】 3枚の回転プレート(代表して1枚目の回転プレート13)には、それぞれ2 つの円形穴13c、13dが開けられており、各々の円形穴13c、13dには 、ローラベアリング16、17によって回転自在に支持された偏心クランクシャ フト18、19(先願の第1および第2の偏心クランクシャフト7a〜7c、8 a〜8cに相当)が挿入されている。なお、20は偏心クランクシャフト19に 固定された入力軸である。Two circular holes 13c and 13d are formed in each of the three rotary plates (typically, the first rotary plate 13), and the roller bearing 16 is provided in each of the circular holes 13c and 13d. Eccentric crankshafts 18 and 19 (corresponding to the first and second eccentric crankshafts 7a to 7c and 8a to 8c of the prior application) rotatably supported by the motors 17 and 17 are inserted. Reference numeral 20 is an input shaft fixed to the eccentric crankshaft 19.

【0015】 このような構成において、入力軸20に回転運動を与えると、偏心クランクシ ャフト18、19が回転し、この回転に同期して3枚の回転プレート13〜15 が所定の位相差(120度)を保ちつつ揺動クランク運動を行う。 従って、偏心クランクシャフト18、19の1回転中に必ず1枚の回転プレー トの歯形がレールの歯形の下り斜面に当接し、レールが押動されるから、回転運 動を円滑に直線運動に変換できる。In such a structure, when the input shaft 20 is rotated, the eccentric crankshafts 18 and 19 rotate, and the three rotary plates 13 to 15 are synchronized with this rotation by a predetermined phase difference (120). The swinging crank motion is performed while maintaining the degree). Therefore, during one revolution of the eccentric crankshafts 18 and 19, the tooth profile of one rotating plate always comes into contact with the downward slope of the tooth profile of the rail, and the rail is pushed, so that the rotary motion is smoothly linearized. Can be converted.

【0016】 また、本実施例では、3枚の回転プレート13〜15の両端にサイクロイド歯 形を形成するとともに、このサイクロイド歯形を平行一対のレール11a、11 bの歯形に当接させているので、入力軸20の回転運動を、一対のレール11a 、11bの逆向きの直線運動として取り出すことができる。このため、一方の レール(例えば11a)を固定しておけば、変速機等が無くても、他方のレール 11bの速度を2倍にすることができる。また、入力軸20の部分を固定して おけば、一対のレール11a、11bが等速かつ逆向きに直線運動するから、反 対方向に同じ動きをさせる用途にも適用できるようになる。Further, in the present embodiment, the cycloid tooth profile is formed at both ends of the three rotary plates 13 to 15, and the cycloid tooth profile is brought into contact with the tooth profiles of the pair of parallel rails 11a and 11b. The rotational motion of the input shaft 20 can be taken out as a linear motion of the pair of rails 11a 1 and 11b in the opposite directions. Therefore, if one rail (for example, 11a) is fixed, the speed of the other rail 11b can be doubled without a transmission or the like. Further, if the part of the input shaft 20 is fixed, the pair of rails 11a and 11b linearly move in the opposite directions at a constant speed, and therefore, the invention can be applied to the same movement in the opposite direction.

【0017】[0017]

【考案の効果】[Effect of device]

本考案によれば、以上のように構成したので、構造を複雑化することなく、レ ールの運動速度を2倍にした直線運動機構を提供できる。 According to the present invention, since it is configured as described above, it is possible to provide a linear motion mechanism that doubles the motion speed of the rail without complicating the structure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】一実施例の外観図である。FIG. 1 is an external view of an embodiment.

【図2】先願に係る直線運動機構の概念構成図である。FIG. 2 is a conceptual configuration diagram of a linear motion mechanism according to a prior application.

【図3】先願に係る直線運動機構の作用説明図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the linear motion mechanism according to the prior application.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11a、11b:レール 13〜15:回転プレート 13a、13b、14a、……:サイクロイド歯形(滑
動体) 20:入力軸
11a, 11b: Rails 13 to 15: Rotating plates 13a, 13b, 14a, ...: Cycloid tooth profile (sliding body) 20: Input shaft

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 桐山 朝浩 岐阜県不破郡垂井町宮代字尾崎1110−1 帝人製機株式会社岐阜第一工場内 (72)考案者 平井 幹了 岐阜県不破郡垂井町宮代字尾崎1110−1 帝人製機株式会社岐阜第一工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Asahiro Kiriyama 1110-1 Ozaki Miyazaki, Tarui-cho, Fuwa-gun, Gifu Prefecture Teijin Machinery Co., Ltd. Gifu No. 1 factory (72) Creator Mikiaki Hirai Tarui, Fuwa-gun, Gifu Prefecture Machimiyadai character Ozaki 1110-1 Teijin Seiki Co., Ltd. Gifu No. 1 factory

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】曲面を有する歯形を所定ピッチで配列した
平行一対のレールと、 前記歯形と同一ピッチで滑動方向に並ぶ複数個の滑動体
と、 前記平行一対のレールの間に介在するとともに各レール
側の端面に前記滑動体を取り付け且つ該滑動体を前記レ
ールの歯形に当接させた状態で入力軸の回転に同期して
所定の位相差を保って回転する複数枚の回転プレートと
を備えることを特徴とする直線運動機構。
1. A pair of parallel rails in which tooth profiles each having a curved surface are arranged at a predetermined pitch, a plurality of sliding bodies lined up in the sliding direction at the same pitch as the tooth profile, and interposed between the pair of parallel rails. A plurality of rotating plates that rotate with a predetermined phase difference in synchronization with the rotation of the input shaft in a state where the sliding body is attached to the end surface on the rail side and the sliding body is in contact with the tooth profile of the rail. A linear motion mechanism characterized by being provided.
JP2503293U 1993-05-14 1993-05-14 Linear motion mechanism Pending JPH0684053U (en)

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