JPH09119496A - 直進運動装置 - Google Patents
直進運動装置Info
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- JPH09119496A JPH09119496A JP7275169A JP27516995A JPH09119496A JP H09119496 A JPH09119496 A JP H09119496A JP 7275169 A JP7275169 A JP 7275169A JP 27516995 A JP27516995 A JP 27516995A JP H09119496 A JPH09119496 A JP H09119496A
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- crankshaft
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/08—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for interconverting rotary motion and reciprocating motion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H19/00—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
- F16H19/02—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
- F16H19/04—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising a rack
- F16H19/043—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising a rack for converting reciprocating movement in a continuous rotary movement or vice versa, e.g. by opposite racks engaging intermittently for a part of the stroke
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/02—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms the movements of two or more independently moving members being combined into a single movement
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/15—Intermittent grip type mechanical movement
- Y10T74/1503—Rotary to intermittent unidirectional motion
- Y10T74/1508—Rotary crank or eccentric drive
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型のケースを採用しても該ケースが従動側
で浮き上がり難い直進駆動機構を実現し、小型化、低コ
スト化要求に十分応え得る騒音、振動の少ない直進運動
装置を提供する。 【解決手段】 歯付レール40と、複数の揺動板53A〜53
C、入力側、従動側のクランク軸54,55およびケース51
を有し入力側のクランク軸54に入力される回転をケース
51と歯付レール40との相対移動に変換する直進駆動機構
部50と、ケース51を歯付レール40と相対移動可能に案内
する案内手段31,32とを備えた直進運動装置であり、揺
動板53A〜53Cの出力歯T2 を、ケース51と歯付レール
40の相対移動方向でクランク軸54,55の中間位置から前
記入力側のクランク軸54寄りに偏倚させたものである。
で浮き上がり難い直進駆動機構を実現し、小型化、低コ
スト化要求に十分応え得る騒音、振動の少ない直進運動
装置を提供する。 【解決手段】 歯付レール40と、複数の揺動板53A〜53
C、入力側、従動側のクランク軸54,55およびケース51
を有し入力側のクランク軸54に入力される回転をケース
51と歯付レール40との相対移動に変換する直進駆動機構
部50と、ケース51を歯付レール40と相対移動可能に案内
する案内手段31,32とを備えた直進運動装置であり、揺
動板53A〜53Cの出力歯T2 を、ケース51と歯付レール
40の相対移動方向でクランク軸54,55の中間位置から前
記入力側のクランク軸54寄りに偏倚させたものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転運動入力を変
換して直進運動する直進運動装置、特に揺動板と略直進
軌道を形成する歯付レールとを利用する直進運動装置に
関する。
換して直進運動する直進運動装置、特に揺動板と略直進
軌道を形成する歯付レールとを利用する直進運動装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】工作機械の送り機構や各種搬送装置等に
おいては、回転運動を直線運動に変換する直進運動装置
が多用されている。この直進運動装置には回転入力軸方
向へ直進運動するものと、回転入力軸と直交する方向に
直進運動するものとがあるが、いずれのタイプでも機械
全体の小型化の要求に応えるべく小型、軽量で構成の簡
素なものが用いられている。また、直進運動装置の中で
もボールねじによって回転入力軸方向に直進運動させる
ものは直進による送り精度が高く高負荷にも耐え得るも
のとして知られているが、回転可能なねじ軸を長く高精
度に加工し、しかもその両端を支持して一端から回転駆
動しなければならないから、ある程度以上長いストロー
クの往復運動に適用するのは困難である。
おいては、回転運動を直線運動に変換する直進運動装置
が多用されている。この直進運動装置には回転入力軸方
向へ直進運動するものと、回転入力軸と直交する方向に
直進運動するものとがあるが、いずれのタイプでも機械
全体の小型化の要求に応えるべく小型、軽量で構成の簡
素なものが用いられている。また、直進運動装置の中で
もボールねじによって回転入力軸方向に直進運動させる
ものは直進による送り精度が高く高負荷にも耐え得るも
のとして知られているが、回転可能なねじ軸を長く高精
度に加工し、しかもその両端を支持して一端から回転駆
動しなければならないから、ある程度以上長いストロー
クの往復運動に適用するのは困難である。
【0003】そこで、近時、揺動タイプの能動ラックと
略直進軌道(緩やかに湾曲したものを含む)を形成する
歯付レールを利用して相当長い(あるいは緩やかに湾曲
した無限軌道上でも)大負荷に耐えつつ高送り精度を保
って略直進運動することのできる装置が提案されてい
る。図6および図7はこの種の直進運動装置のうち組立
性や運動特性に関する改善のなされたものを示してお
り、図6はその正面断面図、図7は図6のB2 −B2断
面図である。
略直進軌道(緩やかに湾曲したものを含む)を形成する
歯付レールを利用して相当長い(あるいは緩やかに湾曲
した無限軌道上でも)大負荷に耐えつつ高送り精度を保
って略直進運動することのできる装置が提案されてい
る。図6および図7はこの種の直進運動装置のうち組立
性や運動特性に関する改善のなされたものを示してお
り、図6はその正面断面図、図7は図6のB2 −B2断
面図である。
【0004】これらの図に示すように、この直進運動装
置は受動ラックと案内レールを兼用する歯付レール10お
よびこれと相対的な直進運動をする直進駆動機構部20を
備えており、歯付レール10は複数の歯11と図示しない支
持体にレール10を固定するための複数のボルト穴12とを
有している。直進駆動機構部20は、ケース21と、ケース
21内に収納されて歯付レール10の歯11に噛合する複数の
揺動板22A,22B,22Cとを有しており、揺動板22A〜
22Cの出力歯23は歯付レール10の歯11のピッチと同一ピ
ッチの歯形を有している。これら揺動板22A〜22Cは入
力側のクランク軸24および従動側のクランク軸25によっ
てケース21に支持されており、入力側のクランク軸24は
図示しない駆動モータにより駆動されるようになってて
いる。また、揺動板22A〜22Cの出力歯23はクランク軸
24,25の軸間中間に対し図6の左右に対称になるよう形
成されている。そして、この入力側のクランク軸24が回
転するとき、両クランク軸24,25に支持された揺動板22
A〜22Cが、ケース21内において所定の位相差を保って
互いに平行に円運動(以下、この運動状態を単に揺動と
いう)しつつ歯付レール10の歯11に噛合し、ケース21と
歯付レール10とを歯付レール10の長手方向に相対移動さ
せるようになっている。
置は受動ラックと案内レールを兼用する歯付レール10お
よびこれと相対的な直進運動をする直進駆動機構部20を
備えており、歯付レール10は複数の歯11と図示しない支
持体にレール10を固定するための複数のボルト穴12とを
有している。直進駆動機構部20は、ケース21と、ケース
21内に収納されて歯付レール10の歯11に噛合する複数の
揺動板22A,22B,22Cとを有しており、揺動板22A〜
22Cの出力歯23は歯付レール10の歯11のピッチと同一ピ
ッチの歯形を有している。これら揺動板22A〜22Cは入
力側のクランク軸24および従動側のクランク軸25によっ
てケース21に支持されており、入力側のクランク軸24は
図示しない駆動モータにより駆動されるようになってて
いる。また、揺動板22A〜22Cの出力歯23はクランク軸
24,25の軸間中間に対し図6の左右に対称になるよう形
成されている。そして、この入力側のクランク軸24が回
転するとき、両クランク軸24,25に支持された揺動板22
A〜22Cが、ケース21内において所定の位相差を保って
互いに平行に円運動(以下、この運動状態を単に揺動と
いう)しつつ歯付レール10の歯11に噛合し、ケース21と
歯付レール10とを歯付レール10の長手方向に相対移動さ
せるようになっている。
【0005】31,32は、歯付レール10の歯幅方向両側で
ケース21を歯付レール10に対して相対移動可能に案内す
るケース案内手段である。これらケース案内手段31,32
はケース21を歯付レール10の長手方向(軸方向)にのみ
案内するようになっており、案内手段31は、歯付レール
10の一側面部に形成された案内溝部33と、ケース21の一
方の側板部に設けられたボール循環部34と、案内溝部33
とボール循環部34とに係合する複数の循環式のボール35
とを有している。また、案内手段32は同様に、歯付レー
ル10の他側面部に形成された案内溝部37と、ケース21の
もう他方の側板部に設けられたボール循環部38と、案内
溝部37とボール循環部38との間に介装された複数の循環
式のボール39とを有している。
ケース21を歯付レール10に対して相対移動可能に案内す
るケース案内手段である。これらケース案内手段31,32
はケース21を歯付レール10の長手方向(軸方向)にのみ
案内するようになっており、案内手段31は、歯付レール
10の一側面部に形成された案内溝部33と、ケース21の一
方の側板部に設けられたボール循環部34と、案内溝部33
とボール循環部34とに係合する複数の循環式のボール35
とを有している。また、案内手段32は同様に、歯付レー
ル10の他側面部に形成された案内溝部37と、ケース21の
もう他方の側板部に設けられたボール循環部38と、案内
溝部37とボール循環部38との間に介装された複数の循環
式のボール39とを有している。
【0006】上記の構成において、図示しない駆動モー
タによりクランク軸24が駆動されると、クランク軸24,
25に支持された各揺動板22A〜22Cが前記所定の位相差
を保って揺動する。このとき、揺動板22A〜22Cのうち
何れか、例えば揺動板22Aは、ある揺動範囲(例えば0
度から180度の範囲)において、他の揺動板22B,22
Cとの位相差を一定に保ちながら、歯付レール10の中心
軸線から最も離隔する離隔位置に移動して歯23を歯11の
頂部に当接させた後、歯11の一方の斜面を押しながら歯
付レール10の中心軸線に接近し、更に歯付レール10の中
心軸線に接近して歯11の歯元間の谷間に至る。この動作
は他の揺動板22B,22Cについても同様であり、揺動板
22A〜22Cは前記所定の位相差を保って揺動するから、
各揺動板22A〜22Cの何れかが常に歯23によって歯11を
押し付ける。
タによりクランク軸24が駆動されると、クランク軸24,
25に支持された各揺動板22A〜22Cが前記所定の位相差
を保って揺動する。このとき、揺動板22A〜22Cのうち
何れか、例えば揺動板22Aは、ある揺動範囲(例えば0
度から180度の範囲)において、他の揺動板22B,22
Cとの位相差を一定に保ちながら、歯付レール10の中心
軸線から最も離隔する離隔位置に移動して歯23を歯11の
頂部に当接させた後、歯11の一方の斜面を押しながら歯
付レール10の中心軸線に接近し、更に歯付レール10の中
心軸線に接近して歯11の歯元間の谷間に至る。この動作
は他の揺動板22B,22Cについても同様であり、揺動板
22A〜22Cは前記所定の位相差を保って揺動するから、
各揺動板22A〜22Cの何れかが常に歯23によって歯11を
押し付ける。
【0007】一方、このような状態において、歯付レー
ル10とケース21は案内手段31,32によって歯付レール10
の長手方向にのみ相対移動するように案内されているか
ら、ケース21と歯付レール10の何れか一方(可動側)が
所定直進方向にのみ移動することになる。すなわち、揺
動板22A〜22Cが交互に歯11の一方の斜面を押しながら
歯付レール10の中心軸線に接近することで、歯付レール
10の長手方向に推力が作用することになる。そして、ク
ランク軸24,25の一回転当り歯11の1ピッチ分だけケー
ス21が歯付レール10の長手方向に相対移動し、ケース21
を取り付けた移動部が所定速度でゆっくりと移動する。
ル10とケース21は案内手段31,32によって歯付レール10
の長手方向にのみ相対移動するように案内されているか
ら、ケース21と歯付レール10の何れか一方(可動側)が
所定直進方向にのみ移動することになる。すなわち、揺
動板22A〜22Cが交互に歯11の一方の斜面を押しながら
歯付レール10の中心軸線に接近することで、歯付レール
10の長手方向に推力が作用することになる。そして、ク
ランク軸24,25の一回転当り歯11の1ピッチ分だけケー
ス21が歯付レール10の長手方向に相対移動し、ケース21
を取り付けた移動部が所定速度でゆっくりと移動する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
直進運動装置においては、揺動板22A〜22Cの出力歯23
がクランク軸24,25の軸間中間に対し図6の左右に対称
になるよう形成されていたため、各揺動板22A〜22Cの
揺動に伴って推力が生ずる際に、揺動板22A〜22Cの複
数の歯23と歯付レール10の複数の歯11との噛合面接触圧
に起因して、次のような問題が生じていた。
直進運動装置においては、揺動板22A〜22Cの出力歯23
がクランク軸24,25の軸間中間に対し図6の左右に対称
になるよう形成されていたため、各揺動板22A〜22Cの
揺動に伴って推力が生ずる際に、揺動板22A〜22Cの複
数の歯23と歯付レール10の複数の歯11との噛合面接触圧
に起因して、次のような問題が生じていた。
【0009】すなわち、直進運動に際しては、歯付レー
ル10から揺動板22A〜22Cに、歯付レール10に対して揺
動板22A〜22Cが相対的に移動する方向に向きの傾いた
反力が作用するため、入力側のクランク軸24が進行方向
の前方側になるか後方側になるかによって揺動板22A〜
22Cおよびケース21に作用するクランク軸24回りのモー
メントの大きさが図8、図9に矢印M1 ,M2 で示すよ
うに相違し、特に図8に示すように入力側のクランク軸
24が進行方向後方側になる直進状態で、ケース21が従動
側のクランク軸25の支持部付近で浮き上がる(歯付レー
ル10から離隔する)よう大きなモーメントM1 が発生し
ていた。
ル10から揺動板22A〜22Cに、歯付レール10に対して揺
動板22A〜22Cが相対的に移動する方向に向きの傾いた
反力が作用するため、入力側のクランク軸24が進行方向
の前方側になるか後方側になるかによって揺動板22A〜
22Cおよびケース21に作用するクランク軸24回りのモー
メントの大きさが図8、図9に矢印M1 ,M2 で示すよ
うに相違し、特に図8に示すように入力側のクランク軸
24が進行方向後方側になる直進状態で、ケース21が従動
側のクランク軸25の支持部付近で浮き上がる(歯付レー
ル10から離隔する)よう大きなモーメントM1 が発生し
ていた。
【0010】そのため、特に、ケース21が小型で図示す
るように片持ち構造のケース案内部31,32を有する場合
に、クランク軸24,25の支持部付近でケース21の撓みが
大きくなり、揺動板22A〜22Cと歯付レール10との噛合
状態が不安定になって揺動板22A〜22Cがばたつくこと
で、ケース21の送り精度が不安定になったり、騒音、振
動が大きくなったりして、近時における直進運動装置の
小型化、低コスト化要求および静粛性要求に十分応える
ことができなかった。
るように片持ち構造のケース案内部31,32を有する場合
に、クランク軸24,25の支持部付近でケース21の撓みが
大きくなり、揺動板22A〜22Cと歯付レール10との噛合
状態が不安定になって揺動板22A〜22Cがばたつくこと
で、ケース21の送り精度が不安定になったり、騒音、振
動が大きくなったりして、近時における直進運動装置の
小型化、低コスト化要求および静粛性要求に十分応える
ことができなかった。
【0011】そこで、本発明は、小型のケースを採用し
ても、該ケースが従動側で浮き上がり難い直進駆動機構
を実現し、小型化、低コスト化要求に十分応え得る騒
音、振動の少ない直進運動装置を提供することを目的と
する。
ても、該ケースが従動側で浮き上がり難い直進駆動機構
を実現し、小型化、低コスト化要求に十分応え得る騒
音、振動の少ない直進運動装置を提供することを目的と
する。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項1に記載の発明は、所定ピッチの複数の歯を有する
歯付レールと、歯付レールの歯とほぼ同一ピッチの複数
の出力歯を有する複数の揺動板、該揺動板の出力歯が互
いに平行にかつ所定の位相差を保って揺動するよう各揺
動板に複数箇所で係合する入力側および従動側のクラン
ク軸、および、該クランク軸を介して前記揺動板を前記
歯付レールに対し平行に対向支持するとともに該揺動板
を内部に収納するケースを有し前記入力側のクランク軸
に入力される回転を前記ケースと歯付レールとの相対移
動に変換する直進駆動機構部と、前記歯付レールの歯幅
方向両側で、前記ケースを前記歯付レールに対し相対移
動可能に案内する案内手段と、を備えた直進運動装置に
おいて、前記複数の揺動板の出力歯を、前記ケースと前
記歯付レールの相対移動方向で前記入力側および従動側
のクランク軸の中間位置から前記入力側のクランク軸寄
りに偏倚させたものである。したがって、従動側のクラ
ンク軸が受ける歯付レールからの反力より入力側のクラ
ンク軸が受ける歯付レールからの反力の方が大きくな
り、ケースが従動側のクランク軸を支持する側で浮き上
がるようなモーメントが軽減され、揺動板のばたつきが
抑えられるとともに、騒音、振動が軽減される。
求項1に記載の発明は、所定ピッチの複数の歯を有する
歯付レールと、歯付レールの歯とほぼ同一ピッチの複数
の出力歯を有する複数の揺動板、該揺動板の出力歯が互
いに平行にかつ所定の位相差を保って揺動するよう各揺
動板に複数箇所で係合する入力側および従動側のクラン
ク軸、および、該クランク軸を介して前記揺動板を前記
歯付レールに対し平行に対向支持するとともに該揺動板
を内部に収納するケースを有し前記入力側のクランク軸
に入力される回転を前記ケースと歯付レールとの相対移
動に変換する直進駆動機構部と、前記歯付レールの歯幅
方向両側で、前記ケースを前記歯付レールに対し相対移
動可能に案内する案内手段と、を備えた直進運動装置に
おいて、前記複数の揺動板の出力歯を、前記ケースと前
記歯付レールの相対移動方向で前記入力側および従動側
のクランク軸の中間位置から前記入力側のクランク軸寄
りに偏倚させたものである。したがって、従動側のクラ
ンク軸が受ける歯付レールからの反力より入力側のクラ
ンク軸が受ける歯付レールからの反力の方が大きくな
り、ケースが従動側のクランク軸を支持する側で浮き上
がるようなモーメントが軽減され、揺動板のばたつきが
抑えられるとともに、騒音、振動が軽減される。
【0013】また、請求項2に記載の発明のように、前
記揺動板の複数の出力歯が、前記従動側のクランク軸の
回転中心軸線よりも前記入力側のクランク軸の側に形成
されると、前記モーメントが進行方向の変化によって変
動するのをより有効に抑えることができ、更に軽量化を
図ることができる。
記揺動板の複数の出力歯が、前記従動側のクランク軸の
回転中心軸線よりも前記入力側のクランク軸の側に形成
されると、前記モーメントが進行方向の変化によって変
動するのをより有効に抑えることができ、更に軽量化を
図ることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について添付図面を参照しつつ説明する。図1〜図5
は本発明の好ましい実施形態の一例を示す図であり、図
1はその平面図、図2は図1のA−A断面図、図3は図
1のB1 −B1 断面図、図4および図5はそれぞれ作用
説明図である。なお、公知のものと同様な構成について
は従来例と同様な符号を付している。
態について添付図面を参照しつつ説明する。図1〜図5
は本発明の好ましい実施形態の一例を示す図であり、図
1はその平面図、図2は図1のA−A断面図、図3は図
1のB1 −B1 断面図、図4および図5はそれぞれ作用
説明図である。なお、公知のものと同様な構成について
は従来例と同様な符号を付している。
【0015】図1〜図3に示すように、この直進運動装
置は、所定ピッチの複数の歯T1 を有し直線軌道を形成
する歯付レール40と、歯付レール40に沿ってこれと相対
移動するよう設けられた直進駆動機構部50と、歯付レー
ル40の歯幅方向両側で直進駆動機構部50のケース51を歯
付レール40に対し相対移動可能に案内する公知の案内手
段31,32とを備えている。
置は、所定ピッチの複数の歯T1 を有し直線軌道を形成
する歯付レール40と、歯付レール40に沿ってこれと相対
移動するよう設けられた直進駆動機構部50と、歯付レー
ル40の歯幅方向両側で直進駆動機構部50のケース51を歯
付レール40に対し相対移動可能に案内する公知の案内手
段31,32とを備えている。
【0016】歯付レール40は、円弧状歯形の複数の歯T
1 を構成するよう所定ピッチで平行に配列された複数の
円柱状のピン41と、これらピン41を軸線回りに回転可能
に保持する複数の平行な円弧溝部42aおよび複数の固定
用ボルト穴42bを有するレール本体42と、各ピン41の円
弧溝部42a内での回転以外の移動を規制するようピン41
の両端部に係合するL形断面の抑え板43とによって構成
されている。なお、重荷重であればピン41の周りに潤滑
剤を付着させるのがよいが、小型、軽荷重の用途であれ
ばピン41の外周部又はレール本体42の円弧溝部42aに潤
滑被膜を形成したりピン41を自己潤滑性の高い材料で形
成したりすることができる。
1 を構成するよう所定ピッチで平行に配列された複数の
円柱状のピン41と、これらピン41を軸線回りに回転可能
に保持する複数の平行な円弧溝部42aおよび複数の固定
用ボルト穴42bを有するレール本体42と、各ピン41の円
弧溝部42a内での回転以外の移動を規制するようピン41
の両端部に係合するL形断面の抑え板43とによって構成
されている。なお、重荷重であればピン41の周りに潤滑
剤を付着させるのがよいが、小型、軽荷重の用途であれ
ばピン41の外周部又はレール本体42の円弧溝部42aに潤
滑被膜を形成したりピン41を自己潤滑性の高い材料で形
成したりすることができる。
【0017】直進駆動機構部50は、平行軸線上に配置さ
れた複数の軸穴52L,52Rを有するケース51と、歯付レ
ール40の歯T1 とほぼ同一ピッチの波状歯形部53eを形
成する複数の出力歯T2 を有する複数の揺動板53A,53
B,53Cと、これら揺動板53A〜53Cに係合し各揺動板
53A〜53Cの出力歯T2 (歯形部53e)が所定偏心量で
互いに平行にかつ所定の位相差を保って揺動するよう揺
動板53A〜53Cを保持する回転可能な複数のクランク軸
54,55とを有している。揺動板53A〜53Cは、例えばケ
ース51の内部に収納されるとともに、ケース51によりク
ランク軸54,55を介して歯付レール40に歯T1 を対向さ
せるよう互いに平行に支持されている。揺動板53A〜53
Cの出力歯T2 は例えばトロコイド曲線状又はサイクロ
イド曲線状等の波状の歯形を有している。また、揺動板
53A〜53Cはそれぞれクランク軸54,55にニードル軸受
56a,56b,56cを介して支持されており、両クランク
軸54,55は各一対の軸受57a,57bを介してケース51に
支持されている。また、揺動板53A〜53Cをクランク軸
54,55に組み付けるため、揺動板53A〜53Cのうち中央
に配置される揺動板53Bには大径の穴が、残りの揺動板
53A,53Cにはこれより小径の穴がそれぞれ形成されて
おり、これに対応して、一方のクランク軸54の偏心カム
部54a,54b,54cのうち中央の偏心カム部54bは、両
側の残りの偏心カム部54a,54cよりも大径に形成さ
れ、他方のクランク軸55の中央の偏心カム部55bも同様
に両側の偏心カム部(図示していない)より大径になっ
ている。
れた複数の軸穴52L,52Rを有するケース51と、歯付レ
ール40の歯T1 とほぼ同一ピッチの波状歯形部53eを形
成する複数の出力歯T2 を有する複数の揺動板53A,53
B,53Cと、これら揺動板53A〜53Cに係合し各揺動板
53A〜53Cの出力歯T2 (歯形部53e)が所定偏心量で
互いに平行にかつ所定の位相差を保って揺動するよう揺
動板53A〜53Cを保持する回転可能な複数のクランク軸
54,55とを有している。揺動板53A〜53Cは、例えばケ
ース51の内部に収納されるとともに、ケース51によりク
ランク軸54,55を介して歯付レール40に歯T1 を対向さ
せるよう互いに平行に支持されている。揺動板53A〜53
Cの出力歯T2 は例えばトロコイド曲線状又はサイクロ
イド曲線状等の波状の歯形を有している。また、揺動板
53A〜53Cはそれぞれクランク軸54,55にニードル軸受
56a,56b,56cを介して支持されており、両クランク
軸54,55は各一対の軸受57a,57bを介してケース51に
支持されている。また、揺動板53A〜53Cをクランク軸
54,55に組み付けるため、揺動板53A〜53Cのうち中央
に配置される揺動板53Bには大径の穴が、残りの揺動板
53A,53Cにはこれより小径の穴がそれぞれ形成されて
おり、これに対応して、一方のクランク軸54の偏心カム
部54a,54b,54cのうち中央の偏心カム部54bは、両
側の残りの偏心カム部54a,54cよりも大径に形成さ
れ、他方のクランク軸55の中央の偏心カム部55bも同様
に両側の偏心カム部(図示していない)より大径になっ
ている。
【0018】この直進駆動機構部50は、片方のクランク
軸54が外部からの動力によって回転するとき、クランク
軸54,55と共に平行リンクを構成している揺動板53A〜
53Cを、所定の位相差を保って互いに平行に円運動(揺
動)させ、ケース51と歯付レール40を歯付レール40の中
心軸線方向に相対移動させる。すなわち、直進駆動機構
部50は、クランク軸54,55および揺動板53A〜53Cによ
って、クランク軸54への入力回転をケース51と歯付レー
ル40との所定直線方向への相対移動に変換する運動変換
機構として機能するようになっている。
軸54が外部からの動力によって回転するとき、クランク
軸54,55と共に平行リンクを構成している揺動板53A〜
53Cを、所定の位相差を保って互いに平行に円運動(揺
動)させ、ケース51と歯付レール40を歯付レール40の中
心軸線方向に相対移動させる。すなわち、直進駆動機構
部50は、クランク軸54,55および揺動板53A〜53Cによ
って、クランク軸54への入力回転をケース51と歯付レー
ル40との所定直線方向への相対移動に変換する運動変換
機構として機能するようになっている。
【0019】ケース51は、歯付レール40の歯幅方向両側
に平行に延在する一対の側板部61,62と、歯付レール40
の長手方向で揺動板53A〜53Cの両側に位置するととも
に前記一対の側板部61,62の両端部同士を互いに連結す
る一対の端板部63,64と、を有している。また、クラン
ク軸54,55にニードル軸受56a,56b,56cを介して複
数の揺動板53A〜53Cを組み付けた状態で、クランク軸
54,55を軸受57a,57bを介して回転自在に支持し得る
ように、ケース51は、上下一対の略長方形の枠体である
第1,第2のセグメント511,512に分割され、複数のボ
ルト513によってそのセグメント同士を連結した構造と
なっている。すなわち、ケース51は、複数のクランク軸
54,55を挟んで上下に対向し互いに連結されて側板部6
1,62および端板部63,64を構成する第1、第2のセグ
メント511,512からなり、第1のセグメント511によっ
て側板部61,62および端板部63,64のそれぞれの上半分
が、第2のセグメント512によって側板部61,62および
端板部63,64のそれぞれの下半分が形成されている。な
お、ケース51の上部にはカバー514がボルト515によって
取外し可能に取り付けられている。
に平行に延在する一対の側板部61,62と、歯付レール40
の長手方向で揺動板53A〜53Cの両側に位置するととも
に前記一対の側板部61,62の両端部同士を互いに連結す
る一対の端板部63,64と、を有している。また、クラン
ク軸54,55にニードル軸受56a,56b,56cを介して複
数の揺動板53A〜53Cを組み付けた状態で、クランク軸
54,55を軸受57a,57bを介して回転自在に支持し得る
ように、ケース51は、上下一対の略長方形の枠体である
第1,第2のセグメント511,512に分割され、複数のボ
ルト513によってそのセグメント同士を連結した構造と
なっている。すなわち、ケース51は、複数のクランク軸
54,55を挟んで上下に対向し互いに連結されて側板部6
1,62および端板部63,64を構成する第1、第2のセグ
メント511,512からなり、第1のセグメント511によっ
て側板部61,62および端板部63,64のそれぞれの上半分
が、第2のセグメント512によって側板部61,62および
端板部63,64のそれぞれの下半分が形成されている。な
お、ケース51の上部にはカバー514がボルト515によって
取外し可能に取り付けられている。
【0020】案内手段31,32は、従来例に示した公知の
ものと同様の構成を有し、複数のボールを介してケース
51と歯付レール40を所定の軸線方向に相対移動可能に案
内するとともに、両者の前記所定の軸線方向以外の方向
への相対的な移動や回動を規制するようになっている。
一方、複数の揺動板53A〜53Cの出力歯T2 は、図2に
示すように、それぞれケース51と歯付レール40の相対移
動方向で入力側および従動側のクランク軸54,55の中間
位置から入力側のクランク軸54寄りに偏倚するよう形成
されており、より具体的には、揺動板53A〜53Cの複数
の出力歯T2 が、従動側のクランク軸55の回転中心軸線
よりも入力側のクランク軸54の側に形成されている。す
なわち、図2に示すように、揺動板53A〜53Cは、それ
ぞれ従動側のクランク軸55の回転中心軸線よりも従動側
で歯付レール40に対向する面が該従動側ほど歯T1 から
離隔する傾斜面部53sを有しており、従来の揺動板形状
に対して、揺動板53A〜53Cは従動側の一部の出力歯を
切り欠いた輪郭形状を有している。
ものと同様の構成を有し、複数のボールを介してケース
51と歯付レール40を所定の軸線方向に相対移動可能に案
内するとともに、両者の前記所定の軸線方向以外の方向
への相対的な移動や回動を規制するようになっている。
一方、複数の揺動板53A〜53Cの出力歯T2 は、図2に
示すように、それぞれケース51と歯付レール40の相対移
動方向で入力側および従動側のクランク軸54,55の中間
位置から入力側のクランク軸54寄りに偏倚するよう形成
されており、より具体的には、揺動板53A〜53Cの複数
の出力歯T2 が、従動側のクランク軸55の回転中心軸線
よりも入力側のクランク軸54の側に形成されている。す
なわち、図2に示すように、揺動板53A〜53Cは、それ
ぞれ従動側のクランク軸55の回転中心軸線よりも従動側
で歯付レール40に対向する面が該従動側ほど歯T1 から
離隔する傾斜面部53sを有しており、従来の揺動板形状
に対して、揺動板53A〜53Cは従動側の一部の出力歯を
切り欠いた輪郭形状を有している。
【0021】なお、上述のように揺動板53Aおよび53C
のクランク軸54,55用の一対の穴は図2に示す揺動板53
Bのものより小径になっているが、各揺動板53A〜53C
の一対の穴の中心間距離は同一になっている。そして、
各揺動板53A〜53Cの出力歯T2 は、歯付レール40の軸
線方向で従動側のクランク軸55の側に最も接近したとき
にも、従動側のクランク軸55の回転中心軸線より入力側
のクランク軸54の側に位置している。
のクランク軸54,55用の一対の穴は図2に示す揺動板53
Bのものより小径になっているが、各揺動板53A〜53C
の一対の穴の中心間距離は同一になっている。そして、
各揺動板53A〜53Cの出力歯T2 は、歯付レール40の軸
線方向で従動側のクランク軸55の側に最も接近したとき
にも、従動側のクランク軸55の回転中心軸線より入力側
のクランク軸54の側に位置している。
【0022】上記構成を有する本実施形態の直進運動装
置では、駆動モータによりクランク軸54が駆動される
と、クランク軸54,55に支持された各揺動板53A〜53C
が所定の位相差を保って揺動しつつ、順次その出力歯T
2 の斜面を歯付レール40の歯T 1 に押し付けることで、
上述した歯付レール40の長手方向への推力が作用する。
このように各揺動板53A〜53Cの揺動に伴って推力が生
ずるとき、揺動板53A〜53Cの出力歯T2 と歯付レール
40の歯T1 との複数の接触部位にそれぞれ接触圧が作用
し、その結果として揺動板53A〜53Cには、クランク軸
54,55をケース51と共に歯付レール40から離隔させる向
きに、比較的大きな反力が加わる。
置では、駆動モータによりクランク軸54が駆動される
と、クランク軸54,55に支持された各揺動板53A〜53C
が所定の位相差を保って揺動しつつ、順次その出力歯T
2 の斜面を歯付レール40の歯T 1 に押し付けることで、
上述した歯付レール40の長手方向への推力が作用する。
このように各揺動板53A〜53Cの揺動に伴って推力が生
ずるとき、揺動板53A〜53Cの出力歯T2 と歯付レール
40の歯T1 との複数の接触部位にそれぞれ接触圧が作用
し、その結果として揺動板53A〜53Cには、クランク軸
54,55をケース51と共に歯付レール40から離隔させる向
きに、比較的大きな反力が加わる。
【0023】しかしながら、複数の揺動板53A〜53C出
力歯T2 を、ケース51と歯付レール40の相対移動方向で
入力側および従動側のクランク軸54,55の中間位置から
入力側のクランク軸54寄りに偏倚させているので、従動
側のクランク軸55が受ける歯付レール40からの反力は図
4および図5にそれぞれ示すように入力側のクランク軸
54寄りに分布することになる。したがって、入力側のク
ランク軸54が受ける歯付レール40からの反力の方が従動
側のクランク軸55が受ける歯付レール40からの反力より
大きくなるとともに、この反力の作用点からクランク軸
54の回転中心軸線までの距離が小さくなることでクラン
ク軸54回りのモーメントが小さくなる。すなわち、図4
に示すように入力側のクランク軸54が進行方向の後方側
となる直進運動をする際、ケース51が従動側のクランク
軸55を支持する側で浮き上がるようなクランク軸54回り
のモーメントが軽減されることになり、図5に示すよう
に入力側のクランク軸54が進行方向の前方側となる直進
運動をする際のモーメントと比べてもさほど差がないも
のとなる。したがって、入力側クランク軸54回りのモー
メントが直進方向の変化によって変動するのを有効に抑
えることができ、揺動板53A〜53Cのばたつきをなくし
て直進運動時の騒音、振動を低減させることができる。
したがって、小型のケース51を採用しても、そのケース
51が従動側で浮き上がり難い直進駆動機構50を実現で
き、小型化、低コスト化要求に十分応え得る騒音、振動
の少ない直進運動装置を提供することができる。
力歯T2 を、ケース51と歯付レール40の相対移動方向で
入力側および従動側のクランク軸54,55の中間位置から
入力側のクランク軸54寄りに偏倚させているので、従動
側のクランク軸55が受ける歯付レール40からの反力は図
4および図5にそれぞれ示すように入力側のクランク軸
54寄りに分布することになる。したがって、入力側のク
ランク軸54が受ける歯付レール40からの反力の方が従動
側のクランク軸55が受ける歯付レール40からの反力より
大きくなるとともに、この反力の作用点からクランク軸
54の回転中心軸線までの距離が小さくなることでクラン
ク軸54回りのモーメントが小さくなる。すなわち、図4
に示すように入力側のクランク軸54が進行方向の後方側
となる直進運動をする際、ケース51が従動側のクランク
軸55を支持する側で浮き上がるようなクランク軸54回り
のモーメントが軽減されることになり、図5に示すよう
に入力側のクランク軸54が進行方向の前方側となる直進
運動をする際のモーメントと比べてもさほど差がないも
のとなる。したがって、入力側クランク軸54回りのモー
メントが直進方向の変化によって変動するのを有効に抑
えることができ、揺動板53A〜53Cのばたつきをなくし
て直進運動時の騒音、振動を低減させることができる。
したがって、小型のケース51を採用しても、そのケース
51が従動側で浮き上がり難い直進駆動機構50を実現で
き、小型化、低コスト化要求に十分応え得る騒音、振動
の少ない直進運動装置を提供することができる。
【0024】また、本実施形態においては、揺動板53A
〜53Cの複数の出力歯T2 が、従動側のクランク軸55の
回転中心軸線よりも入力側のクランク軸54の側に形成さ
れているので、クランク軸54回りのモーメントが進行方
向の変化によって変動するのをより有効に抑えることが
できるとともに、クランク軸55の回転中心軸線よりも入
力側で揺動板53A〜53Cを切り欠いた分だけ揺動板53A
〜53Cを更に小型、軽量化して、装置の小型、軽量化を
図ることができる。
〜53Cの複数の出力歯T2 が、従動側のクランク軸55の
回転中心軸線よりも入力側のクランク軸54の側に形成さ
れているので、クランク軸54回りのモーメントが進行方
向の変化によって変動するのをより有効に抑えることが
できるとともに、クランク軸55の回転中心軸線よりも入
力側で揺動板53A〜53Cを切り欠いた分だけ揺動板53A
〜53Cを更に小型、軽量化して、装置の小型、軽量化を
図ることができる。
【0025】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、複数の揺
動板の出力歯を、ケースと歯付レールの相対移動方向に
おいて入力側および従動側のクランク軸の中間位置から
入力側のクランク軸寄りに偏倚させているので、従動側
のクランク軸が受ける歯付レールからの反力より入力側
のクランク軸が受ける反力を大きくして、ケースが従動
側のクランク軸を支持する側で浮き上がるようなモーメ
ントを軽減することができ、揺動板のばたつきを抑える
ことができる。その結果、小型ケースを採用した小型
化、低コスト化要求に十分応え得る騒音、振動の少ない
直進運動装置を提供することができる。
動板の出力歯を、ケースと歯付レールの相対移動方向に
おいて入力側および従動側のクランク軸の中間位置から
入力側のクランク軸寄りに偏倚させているので、従動側
のクランク軸が受ける歯付レールからの反力より入力側
のクランク軸が受ける反力を大きくして、ケースが従動
側のクランク軸を支持する側で浮き上がるようなモーメ
ントを軽減することができ、揺動板のばたつきを抑える
ことができる。その結果、小型ケースを採用した小型
化、低コスト化要求に十分応え得る騒音、振動の少ない
直進運動装置を提供することができる。
【0026】また、請求項2に記載の発明によれば、揺
動板の複数の出力歯を、従動側のクランク軸の回転中心
軸線よりも入力側のクランク軸の側に形成しているの
で、モーメントが進行方向の変化によって変動するのを
より有効に抑えることができるとともに、揺動板を更に
小型、軽量化して装置の小型、軽量化を図ることができ
る。
動板の複数の出力歯を、従動側のクランク軸の回転中心
軸線よりも入力側のクランク軸の側に形成しているの
で、モーメントが進行方向の変化によって変動するのを
より有効に抑えることができるとともに、揺動板を更に
小型、軽量化して装置の小型、軽量化を図ることができ
る。
【図1】本発明の好ましい実施形態の一例を示すその直
進運動装置の平面図である。
進運動装置の平面図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】図1のB1 −B1 断面図である。
【図4】図1に示した直進運動装置の作用説明図で、歯
付レールの一端側に向かう直進状態を示している。
付レールの一端側に向かう直進状態を示している。
【図5】図1に示した直進運動装置の作用説明図で、歯
付レールの他端側に向かう直進状態を示している。
付レールの他端側に向かう直進状態を示している。
【図6】従来の直進運動装置の正面断面図である。
【図7】図6のB2 −B2 断面図である。
【図8】従来の直進運動装置の課題の説明図で、歯付レ
ールの一端側に向かう直進状態を示している。
ールの一端側に向かう直進状態を示している。
【図9】従来の直進運動装置の課題の説明図で、歯付レ
ールの他端側に向かう直進状態を示している。
ールの他端側に向かう直進状態を示している。
31,32 案内手段 40 歯付レール 41 ピン 50 直進運動機構部 51 ケース 53A,53B,53C 揺動板 53e 歯形部 53s 傾斜面部 54,55 クランク軸 T1 歯 T2 出力歯
Claims (2)
- 【請求項1】所定ピッチの複数の歯を有する歯付レール
と、 歯付レールの歯とほぼ同一ピッチの複数の出力歯を有す
る複数の揺動板、該揺動板の出力歯が互いに平行にかつ
所定の位相差を保って揺動するよう各揺動板に複数箇所
で係合する入力側および従動側のクランク軸、および、
該クランク軸を介して前記揺動板を前記歯付レールに対
し平行に対向支持するとともに該揺動板を内部に収納す
るケースを有し、前記入力側のクランク軸に入力される
回転を前記ケースと歯付レールとの相対移動に変換する
直進駆動機構部と、 前記歯付レールの歯幅方向両側で、前記ケースを前記歯
付レールに対し相対移動可能に案内する案内手段と、を
備えた直進運動装置において、 前記複数の揺動板の出力歯を、前記ケースと前記歯付レ
ールの相対移動方向で前記入力側および従動側のクラン
ク軸の中間位置から前記入力側のクランク軸寄りに偏倚
させたことを特徴とする直進運動装置。 - 【請求項2】前記揺動板の複数の出力歯が、前記従動側
のクランク軸の回転中心軸線よりも前記入力側のクラン
ク軸の側に形成されたことを特徴とする請求項1に記載
の直進運動装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7275169A JPH09119496A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 直進運動装置 |
| US08/730,455 US5823050A (en) | 1995-10-24 | 1996-10-15 | Motion transforming apparatus |
| EP96307574A EP0770795A3 (en) | 1995-10-24 | 1996-10-18 | Motion transforming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7275169A JPH09119496A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 直進運動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09119496A true JPH09119496A (ja) | 1997-05-06 |
Family
ID=17551640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7275169A Pending JPH09119496A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 直進運動装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5823050A (ja) |
| EP (1) | EP0770795A3 (ja) |
| JP (1) | JPH09119496A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016011591A (ja) * | 2014-06-27 | 2016-01-21 | ナブテスコ株式会社 | 風車用回転駆動機構 |
Families Citing this family (9)
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|---|---|---|---|---|
| JPH10318343A (ja) * | 1997-05-20 | 1998-12-04 | Teijin Seiki Co Ltd | 直線運動装置 |
| FR2901856B1 (fr) * | 2006-06-06 | 2009-02-06 | Bubendorff Sa | Dispositif d'entrainement en translation d'un objet |
| JP5371494B2 (ja) * | 2009-03-09 | 2013-12-18 | 三菱重工業株式会社 | 直線移動装置 |
| JP2016011590A (ja) * | 2014-06-27 | 2016-01-21 | ナブテスコ株式会社 | 風車用回転駆動機構 |
| CN105118374B (zh) * | 2015-09-18 | 2017-12-19 | 清华大学 | 齿轮偏心模拟实验装置 |
| DE102017104474A1 (de) * | 2017-03-03 | 2018-09-06 | Wobben Properties Gmbh | Verstelleinheit für eine Azimutverstellung und/oder für eine Pitchverstellung einer Windenergieanlage und Verfahren |
| AT16228U1 (de) * | 2018-01-11 | 2019-04-15 | Engel Austria Gmbh | Antrieb zur Übersetzung einer rotatorischen Antriebsbewegung in eine lineare Bewegung |
| EP3748195B1 (de) * | 2019-06-04 | 2022-08-03 | IMS Gear SE & Co. KGaA | Linearantrieb, längsverstelleinrichtung eines sitzes und kraftfahrzeug |
| ES2980892T3 (es) * | 2021-08-03 | 2024-10-03 | Ims Gear Se & Co Kgaa | Actuador lineal, dispositivo de ajuste longitudinal para un asiento y vehículo de motor |
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| SU1114834A1 (ru) * | 1983-02-22 | 1984-09-23 | Организация П/Я М-5222 | Механизм шагового перемещени (его варианты) |
| EP0482827B1 (en) * | 1990-10-23 | 1994-06-08 | Teijin Seiki Company Limited | Rotary motion to longitudinal motion converting mechanism |
| JP2937488B2 (ja) * | 1990-12-13 | 1999-08-23 | 帝人製機株式会社 | 直進運動機構 |
| DE4206176C1 (ja) * | 1992-02-28 | 1993-07-15 | Lemfoerder Metallwaren Ag, 2844 Lemfoerde, De | |
| JPH06249312A (ja) * | 1993-02-24 | 1994-09-06 | Teijin Seiki Co Ltd | 直線運動機構 |
| JPH07280057A (ja) * | 1994-04-06 | 1995-10-27 | Teijin Seiki Co Ltd | 直進運動機構およびその作製方法並びにその作製方法を実施する加工機械 |
-
1995
- 1995-10-24 JP JP7275169A patent/JPH09119496A/ja active Pending
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1996
- 1996-10-15 US US08/730,455 patent/US5823050A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-10-18 EP EP96307574A patent/EP0770795A3/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016011591A (ja) * | 2014-06-27 | 2016-01-21 | ナブテスコ株式会社 | 風車用回転駆動機構 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0770795A2 (en) | 1997-05-02 |
| US5823050A (en) | 1998-10-20 |
| EP0770795A3 (en) | 1998-04-01 |
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