JP2002206611A - 伸縮駆動機構 - Google Patents

伸縮駆動機構

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JP2002206611A
JP2002206611A JP2001004966A JP2001004966A JP2002206611A JP 2002206611 A JP2002206611 A JP 2002206611A JP 2001004966 A JP2001004966 A JP 2001004966A JP 2001004966 A JP2001004966 A JP 2001004966A JP 2002206611 A JP2002206611 A JP 2002206611A
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pinion
rack
drive mechanism
guide roller
telescopic drive
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Osamu Murayama
治 村山
Kiyokazu Iijima
清和 飯島
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Chiyoda Manufacturing Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮空気を供給するコンプレッサー等のユー
ティリティー供給装置を設けることを要せず、伸縮長が
長くなっても小型化し得る伸縮駆動機構を提供する。 【解決手段】 駆動手段によって回動されるピニオン1
4と、ピニオン14と歯合し、所定方向に移動可能に設
けられた移動体が一端部に連結されているラック16と
から成り、ピニオン14を回動し、ラック16の一端部
側のピニオン14から突出する突出長を伸縮して、前記
移動体を所定方向に移動する伸縮駆動機構10には、ピ
ニオン14の外周に沿って回動可能に設けられ、ラック
16の一端部側の突出長を伸縮して前記移動体を所定方
向に移動した際に、前記移動体の移動に伴ってラック1
6の傾斜角が変化し、ピニオン14とラック16との歯
合位置が変動したとき、ラック16をピニオン14に押
し付けて両者の歯合状態を保持するように回動するガイ
ドローラ20と、ガイドローラ20を支承し、ガイドロ
ーラ20の回動方向に回動する支承部材22が設けられ
ていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は伸縮駆動機構に関
し、更に詳細にはモータ等の駆動手段によって回動され
るピニオンと、前記ピニオンと歯合し、所定方向に移動
可能に設けられた移動体が一端部に連結されているラッ
クとから成り、前記駆動手段を駆動してピニオンを回動
し、前記ラックの一端部側のピニオンから突出する突出
長を伸縮して、前記移動体を所定方向に移動する伸縮駆
動機構に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、扉等の開閉機構には、図5に示す
様に、エアシリンダ装置等が使用されている。図5に示
す開閉機構は、回動軸108を中心にして回動可能に設
けられた扉104によって、本体部106に形成された
開口部を開閉するものである。この開閉機構では、エア
シリンダ部100が本体部106に遥動可能に装着さ
れ、このエアシリンダ部100に挿入されたピストンか
ら延出されたロッド102の先端部に扉104に連結さ
れている。かかる図5に示す開閉装置では、エアシリン
ダ部100から突出するロッド102の突出長を伸縮さ
せつつエアシリンダ部100を遥動して扉104を回動
させるものである。つまり、ロッド102の突出長を伸
張する方向にエアシリンダ部100に圧縮空気を供給す
ると、扉104は本体部106の開口部を開放する方向
に回動軸108を中心にして回動する。この際に、本体
部106に遥動可能に装着されているエアシリンダ本体
部100も、扉104の回動に伴って遥動する。一方、
開放された本体部106の開口部を扉104で閉じる際
には、ロッド102のエアシリンダ部100からの突出
長を短縮する方向にエアシリンダ部100に圧縮空気を
供給すると、扉104は本体部106の開口部を閉じる
方向に回動軸108を中心にして回動する。この際に
も、本体部106に遥動可能に装着されているエアシリ
ンダ本体部100も、扉104の回動に伴って遥動し、
図5に示すエアシリンダ部100′に示す位置まで遥動
したとき、扉104によって本体部106の開口部が閉
じられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図5に示す開閉装置に
よれば、エアシリンダ装置のロッド102の突出長を伸
縮することによって本体部106の開口部の扉104に
よる開閉を行うことができ、開口部の扉104による開
閉を自動的に行うことができる。しかし、図5に示す開
閉装置の如く、エアシリンダ装置を用いる場合は、圧縮
空気を必要とする。このため、圧縮空気を供給するコン
プレッサー等のユーティリティー供給装置が設けられて
いない場所では、図5に示す開閉装置を使用できない。
また、ロッド102の伸縮長が長くなる場合、エアシリ
ンダ部100が大型化し、開閉装置全体も大型化する。
そこで、本発明の課題は、圧縮空気を供給するコンプレ
ッサー等のユーティリティー供給装置を設けることを要
せず、伸縮長が長くなっても小型化し得る伸縮駆動機構
を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を解決するには、モータによって回動されるピニオン
と、このピニオンと歯合し、所定方向に移動可能に設け
られた移動体が一端部に連結されているラックとから成
り、モータを駆動してピニオンを回動し、移動体が連結
されているラックの一端部側のピニオンから突出する突
出長を伸縮する伸縮駆動機構を用いることが有効である
と考え検討を行った。かかる伸縮駆動機構では、ラック
の一端部側のピニオンから突出する突出長を伸縮して移
動体を直線方向に移動する場合は、ラックの傾斜角は一
定しており、ラックとピニオンとの歯合位置は所定位置
に定まっているため、両者の歯合状態を保持するガイド
ローラ等のガイドを固定して設けることができる。しか
し、移動体を曲線方向に移動する場合は、移動体の移動
に伴ってラックの傾斜角が変化し、ラックとピニオンと
の歯合位置も変動する。このため、本発明者等は、ラッ
クとピニオンとの歯合状態を保持しつつ、移動体を曲線
方向に移動するには、ラックをピニオンに押し付けるガ
イドローラを、両者の歯合位置に移動できるように回動
可能に設けることが有効であることを見出し、本発明に
到達した。
【0005】すなわち、本発明は、モータ等の駆動手段
によって回動されるピニオンと、前記ピニオンと歯合
し、所定方向に移動可能に設けられた移動体が一端部に
連結されているラックとから成り、前記駆動手段を駆動
してピニオンを回動し、前記ラックの一端部側のピニオ
ンから突出する突出長を伸縮し、前記ラックの一端部側
のピニオンから突出する突出長を伸縮して、前記移動体
を所定方向に移動する伸縮駆動機構であって、該伸縮駆
動機構には、前記ピニオンの外周に沿って回動可能に設
けられ、前記ラックの突出長を伸縮して前記移動体を所
定方向に移動した際に、前記移動体の移動に伴ってラッ
クの傾斜角が変化し、前記ピニオンとラックとの歯合位
置が変動したとき、前記ラックをピニオンに押し付けて
両者の歯合状態を保持するように回動するガイドローラ
と、前記ガイドローラを支承し、前記ガイドローラの回
動方向に回動する支承部材が設けられていることを特徴
とする伸縮駆動機構にある。
【0006】かかる本発明において、ガイドローラの支
承部材を、長形部材の一端部にガイドローラを設けると
共に、前記長形部材の他端部をピニオンの回動軸に軸着
する支承部材とし、前記長形部材の他端部と回動軸との
間には、前記回動軸と長形部材との各々を独自に回動し
得るように軸受部材を設けることによって、支承部材を
ピニオンの回動軸に設けることができる。また、ピニオ
ンを、モータ等の駆動手段からの動力が伝動されるスプ
ロケット等の動力伝動部材が設けられた回動軸に軸着
し、前記回動軸には過負荷となる動力の伝動を制限する
トルクリミッター装置を装着することによって、ピニオ
ン及びラックに過大な負荷が加えられることを防止でき
る。尚、ガイドローラを、その支承部材に回転可能に軸
着することによって、ラックの伸縮動作をスムーズに行
うことができる。
【0007】本発明に係る伸縮駆動機構によれば、モー
タ等の駆動手段を駆動しピニオンを回動し、ピニオンか
ら突出するラックの一方側の突出長を伸縮することによ
って、ラックの一端部に連結された移動体を所定方向に
移動、例えば移動体を曲線方向に移動できる。つまり、
ピニオンから突出するラックの一方側の突出長を伸縮
し、ラックの一端部に連結された移動体を曲線方向に移
動すると、移動体の曲線方向への移動に伴ってラックの
傾斜角が変化し、ラックとピニオンとの歯合位置も変動
する。かかるラックの傾斜角の変動に伴って、ラックに
当接するガイドローラも、両者の歯合位置に回動し、ラ
ックをピニオンに押し付けて両者の歯合状態を保持す
る。このため、ピニオンを所定方向に回動することによ
って、ピニオンから突出するラックの一方側の突出長を
伸縮しつつ、ラックとピニオンとの歯合位置を変動し、
移動体を曲線方向に移動できる。したがって、エアシリ
ンダ装置を用いることなく移動体を所定方向に移動で
き、圧縮空気を供給するコンプレッサー等のユーティリ
ティー供給装置を設けることを要しない。また、移動体
の移動距離が長くなっても、ピニオンから突出する突出
長の長いラックを用いることで足り、エアシリンダ装置
の如く、シリンダ部の大型化を伴うことがなく、装置の
小型化を図ることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明に係る伸縮駆動機構の一例
を説明する概略図を図1に示す。図1に示す伸縮駆動機
構10は、モータ等の駆動装置によって正逆方向に回動
される回動軸12にピニオン14が装着されている。こ
のピニオン14には、直棒状のラック16が歯合されて
おり、ラック16の一端部には、移動体と連結される連
結孔18が穿設されている。かかるピニオン14とラッ
ク16との歯合位置には、ガイドローラ20が位置して
おり、ラック16の平坦面(ピニオン14と歯合する歯
形成面に対して反対側面)をピニオン14の方向に押し
て両者の歯合状態を保持する。このガイドローラ20
は、支承部材22に設けられた軸24に回動可能に装着
されており、支承部材22もピニオン14の回動軸12
に回動可能に軸着されている。このため、ガイドローラ
20は、ラック16をピニオン14に押し付けつつ、ピ
ニオン14の外周に沿って回動する。
【0009】かかる支承部材22は、図2に示す様に、
ピニオン14の回動軸12に軸受部材としてのベアリン
グ26を介して装着されており、回動軸12からは支承
部材22に直接動力が伝達されないように形成されてい
る。このため、支承部材22は、ガイドローラ20の回
動に伴ってのみ回動する。また、ガイドローラ20は、
支承部材22に固着された軸24に軸着されたベアリン
グ20a,20bによって形成されている。このため、
ラック16の傾斜角が一定の状態でピニオン14から突
出するラック16の一方側の突出長を伸縮する際には、
ラック16と当接するガイドローラ20が回転し、ラッ
ク16の突出長の伸縮をスムーズに行うことができる。
一方、ラック16の傾斜角が変動する場合には、ラック
16に当接するガイドローラ20も、ラック16の傾斜
角の変動に伴なって回動し、ピニオン14とラック16
との歯合位置に位置する。このため、両者の歯合状態を
保持できる。
【0010】図2に示す伸縮駆動機構10のピニオン1
4を回動する回動軸12には、モータ等の駆動装置から
の動力を伝達するチェーンと歯合するスプロケット28
が設けられている。更に、回動軸12には、スプロケッ
ト28に過大な負荷が加えられた際に、スプロケット2
8を空回転させるトルクリミッター装置30が装着され
ている。かかるトルクリミッター装置30によって、ピ
ニオン14やラック16等が過大な負荷によって破壊さ
れることを防止できる。尚、回動軸12は、その両端部
の各々が固定部材32,32にベアリング34,34を
介して回転可能に装着されている。
【0011】図1及び図2に示す伸縮駆動機構10を用
いて移動体を所定方向に移動する例を図3に示す。図3
に示す伸縮駆動機構10は、図1及び図2に示す伸縮駆
動機構10と同一であり、図1及び図2に示す部材と同
一部材は図1及び図2と同一番号を付して詳細な説明を
省略した。図3に示す伸縮駆動機構10のラック16に
は、その一端部に形成された連結孔18に、移動体とし
ての板体36の中途部が連結されている。この板体36
は、その端部Cを回動中心として回動可能に設けられて
いる。ここで、水平状態にある板体36を、矢印A方向
に端部Cを中心にして回動して垂直状態とする場合につ
いて、ラック16とガイドローラ20の動作について説
明する。先ず、板体36が水平状態にあるときは、ラッ
ク16は板板36に対して垂直状態(ラック16の傾斜
角90°)のの状態にある。この際に、垂直状態のラ
ック16をピニオン14に押し付けるガイドローラ20
は、ピニオン14の回動軸12に回動可能に軸着された
支承部材22に装着され、ラック16とピニオン14と
の歯合位置[図3に示す(I)]に位置し、両者を歯合
状態としている。
【0012】次いで、ピニオン14を右方向(矢印B方
向)に回動し、ラック16の連結孔18側の突出長を伸
長すると、板体46は矢印A方向に回動する。この板板
46の回動に伴なって、垂直状態のラック16は、連結
孔18側のラック長が伸長されつつ次第に傾斜される
(ラック16の傾斜角が変化する)。かかるラック16
の傾動によって、ガイドローラ20は、ピニオン14の
外周に沿って回動し、傾斜されたラック16とピニオン
14との歯合位置に位置し、両者の歯合状態を保持す
る。更に、ピニオン14を右方向(矢印A方向)への回
転を続行すると、ラック16の連結孔18は、図3に示
す様に、回動中心の端部Cから半径rの円形軌跡上を
→→→の順序で移動し、水平状態の板体36を垂
直状態の板体36′とすることができる。
【0013】この様な、ラック16の連結孔18の→
→→の移動に伴なうラック16の傾動によって、
ガイドローラ20は、ピニオン14の回動方向(矢印B
方向)と逆方向(左方向)に(I)→(II)→(II
I)→(IV)の順序で回動し、ラック16とピニオン
14との歯合状態を保持する。ここで、図3に示す垂直
状態の板体36′を水平状態の板体36とする際には、
ラック16の連結孔18が回動中心の端部Cから半径r
の円形軌跡上を→→→の順序で移動するよう
に、ピニオン14を左方向に回動する。この際に、ガイ
ドローラ20は、ピニオン14の回動方向(左方向)と
逆方向(右方向)に(IV)→(III)→(II)→
(I)の順序で回動し、ラック16とピニオン14との
歯合状態を保持する。
【0014】図1〜3に示す伸縮駆動機構10を扉の開
閉装置に用いた例を図4に示す。図4に示す装置内に形
成された室42には、その開口部を開閉する扉38が設
けられており、扉38の端部には、扇状のアーム37の
一端部が連結されている。更に、かかるアーム37の他
端部は、ガイドローラ20によってピニオン14に押し
付けられ、ピニオン14と歯合しているラック16の連
結孔18に連結されている。このピニオン14は、モー
タ40によって駆動されるチェーンからスプロケット2
8を経由して伝動される動力で駆動される。図4に示す
扉の開閉装置では、モータ40を駆動し、ラック16の
連結孔18側の突出長を長くするようにピニオン14を
回動することによって、アーム37が回動して室42を
閉じていた扉38を開くことができる。一方、開いた扉
38′を閉じる場合には、扉38を開くときと逆方向に
モータ40を駆動し、ラック16の連結18側の突出長
を短縮することによって、アーム37が回動して室42
を扉38で閉じることができる。
【0015】図4に示す扉の開閉装置では、図2に示す
様に、ピニオン14の回動軸12にトルクリミッター装
置を装着することによって、扉38を閉じる際に、扉3
8と室42の周縁との間に硬い異物が挟まっても、回動
軸12に過負荷となる動力の伝動を制限できる。このた
め、扉38、ピニオン14やラック16等が、扉38に
硬い異物が挟まったことに起因して過大な負荷が加えら
れて破壊される事態を防止できる。
【0016】
【発明の効果】本発明に係る伸縮駆動機構によれば、圧
縮空気を供給するコンプレッサー等のユーティリティー
供給装置を設けることを要せず、且つ小型化できるた
め、各種装置の扉の開閉装置として好適に用いることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る伸縮駆動機構の概略を説明する概
略図である。
【図2】図1に示す伸縮駆動機構の部分断面図である。
【図3】図1に示す伸縮駆動機構の動作を説明する説明
図である。
【図4】図1に示す伸縮駆動機構を扉の開閉装置として
用いた例を示す概略図である。
【図5】従来の扉の開閉装置を説明するための概略図で
ある。
【符号の説明】
10 伸縮駆動機構 12 回動軸 14 ピニオン 16 ラック 18 連結孔 20 ガイドローラ 20a,20b,26,34 ベアリング(軸受部材) 22 支承部材 24 軸 28 スプロケット 30 トルクリミッター装置 32 固定部材 36 板体(移動体) 37 アーム 38 扉

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータ等の駆動手段によって回動される
    ピニオンと、前記ピニオンと歯合し、所定方向に移動可
    能に設けられた移動体が一端部に連結されているラック
    とから成り、前記駆動手段を駆動してピニオンを回動
    し、前記ラックの一端部側のピニオンから突出する突出
    長を伸縮して、前記移動体を所定方向に移動する伸縮駆
    動機構であって、 該伸縮駆動機構には、前記ピニオンの外周に沿って回動
    可能に設けられ、前記ラックの突出長を伸縮して前記移
    動体を所定方向に移動した際に、前記移動体の移動に伴
    ってラックの傾斜角が変化し、前記ピニオンとラックと
    の歯合位置が変動したとき、前記ラックをピニオンに押
    し付けて両者の歯合状態を保持するように回動するガイ
    ドローラと、 前記ガイドローラを支承し、前記ガイドローラの回動方
    向に回動する支承部材が設けられていることを特徴とす
    る伸縮駆動機構。
  2. 【請求項2】 ガイドローラの支承部材が、長形部材の
    一端部にガイドローラが設けられていると共に、前記長
    形部材の他端部がピニオンの回動軸に軸着されている支
    承部材であって、前記長形部材の他端部と回動軸との間
    には、前記回動軸と長形部材との各々が独自に回動し得
    るように軸受部材が設けられている請求項1記載の伸縮
    駆動機構。
  3. 【請求項3】 ガイドローラが、その支承部材に回転可
    能に軸着されている請求項1又は請求項2記載の伸縮駆
    動機構。
  4. 【請求項4】 ピニオンが、モータ等の駆動手段からの
    動力が伝動されるスプロケット等の動力伝動部材が設け
    られた回動軸に軸着されており、前記回動軸に過負荷と
    なる動力の伝動を制限するトルクリミッター装置が装着
    されている請求項1〜3のいずれか一項記載の伸縮駆動
    機構。
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