JP2007002865A - 押えローラ及び移動機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 広い温度範囲でより適正な力にて被押え物に対する押圧を可能にすることである。
【解決手段】 合成樹脂で形成されたホイール体１０と、ホイール体１０の外周に装着されたゴムリング２０とを有する構成となる。これにより、ゴムリング２０が柔らかくなる比較的高温では、合成樹脂製のホイール体１０の膨張が、柔らかくなったゴムリング２０のスライダー２００（被押圧物）に対する押圧力の低下傾向を相殺し得るようになり、ゴムリング２０が硬くなる比較的低温では、ホイール体１０の収縮が、硬くなったゴムリング２０のスライダー２００（被押圧物）に対する押圧力の増大傾向を相殺し得るようになる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、可動部材の移動中のガタツキを抑えるために当該可動部材を押えつける押えローラ及びその押えローラを用いた移動機構に関する。

一般に、スライド機構等における可動部材の移動中のガタツキを抑えるために押えローラが用いられる（例えば、特許文献１参照）。この種の押えローラが用いられるスライド機構は、例えば、図５及び図６に示すように構成される。なお、図５はスライド機構を部分的に示す斜視図であり、図６は、図５に示すスライド機構の断面図である。

図５及び図６において、金属製のスライドベース部材１００に金属製のスライダー２００（可動部材）がスライド自在に装着されている。スライドベース部材１００は、ベース板１００ａとブラケット板１００ｂとがＬ字状に接合した構造となっている。スライダー２００は、スライド板２００ａと側板２００ｂとがＬ字状に接合した構造となり、スライド板２００ａにその長手方向に平行に延びる長孔２１０が形成されている。

ベース板１００ａには金属性のガイドピン１５０が立設しており、このガイドピン１５０が長孔２１０に挿入されるようにスライダー２００がスライドベース部材１００に装着されている。スライドベース部材１００のブラケット板１００ｂの所定位置には金属製の支持ピン２が立設され、この支持ピン２にゴム（天然ゴムまたは合成ゴム）にて形成された押えローラ１が回動自在に支持されている。支持ピン２の立設位置は、押えローラ１がスライダー２００の側板２００ｂをスライド面（スライド板２００ａの面）に垂直な方向に押圧するように設定されている。

このようなスライド機構では、スライド板２００ａの長孔２１０に挿入されたガイドピン１５０にガイドされつつスライダー２００がその長手方向にスライドする際に、押えローラ１が回動しつつ側板２００ｂを押圧することから、スライダー２００は、ガタツクことなくそのスライド移動を維持することができる。
特開平９−３９６７５号公報

しかしながら、前述したスライド機構において金属製の支持ピン２に回動自在に支持されたゴム製の押えローラ１は、温度に応じてその硬度が変化する。即ち、高温時には硬度が低下し（柔らかくなり）、低温時にはその硬度が高くなる（硬くなる）。このため、常温（例えば、２０℃）下で押えローラ１が適切な押圧力にて被押え物となるスライダー２００の測板２００ｂを押圧するように支持ピン２の立設位置を設定した場合、高温時（例えば、６０℃）に押えローラ１が柔らかくなってスライダー２００に対して充分な力で押圧ができないおそれがあり、また、低温時（例えば、−２０℃）に押えローラ１が硬くなりすぎてスライダー２００のスライド移動を妨げるほどの力でスライダー２００（側板２００ｂ）を押圧してしまうおそれがある。

本発明は、前述したような従来の問題を解決するためになされたもので、広い温度範囲でより適正な力にて被押え物に対する押圧が可能となる押えローラを提供するものであり、また、そのような押えローラを用いた移動機構を提供するものである。

本発明に係る押えローラは、合成樹脂で形成されたホイール状軸体と、該ホイール状軸体の外周に装着されたゴム製のリング状部材とを有する構成となる。

このような構成により、温度変化に応じて膨張及び収縮のし易い合成樹脂製のホイール状軸体の外周に温度変化に応じて硬度の変化し易いゴム製のリング状部材が装着されているので、ゴム製のリング状部材が柔らかくなる比較的高温では、合成樹脂製のホイール状軸体の膨張が、柔らかくなった前記リング状部材の被押圧物に対する押圧力の低下傾向を相殺し得るようになる。一方、ゴム製のリング状部材が硬くなる比較的低温では、合成樹脂製のホイール状軸体の収縮が、硬くなった前記リング状部材の被押圧物に対する押圧力の増大傾向を相殺し得るようになる。

また、本発明に係る押えローラでは、前記ホイール状軸体の外半径は、前記リング状部材の肉厚より大きい構成とすることができる。

このような構成により、一定の膨張率のホイール状軸体の温度変化に対する膨張量（収縮量）の絶対値を比較的大きくすることができるので、温度変化に伴う前記リング状部材の硬度変化による被押圧物に対する押圧力の変動を相殺し易くなる。

また、本発明に係る押えローラでは、前記ホイール状軸体の軸方向の一方端部にフランジ部が形成されている構成とすることができる。

このような構成により、ゴム製のリング状部材をフランジ部にあてがうようにホイール状軸体に装着することができ、当該リング状部材が横幅方向にホイール軸体から脱落することを防止することができる。

更に、本発明に係る押えローラでは、前記ホイール状軸体の軸方向の他方端部に径方向に突出する複数の爪部が形成されている構成とすることができる。

このような構成により、ゴム製のリング状部材をフランジ部と複数の爪部とによって挟み込むようにホイール状軸体に装着することができる。また、このような押えローラを例えばブラケット板に立設された支持ピンにて回動自在に支持した場合に、ゴム製のリング状部材の側面部がブラケット板と直接に接することを防止することができ、リング状部材が磨耗することによって当該押えローラの回転が阻害されるのを防止るすることができる。

本発明に係る移動機構は、所定の方向に移動可能な可動部材と、支持部材によって回転自在に支持された請求項１乃至４のいずれかに記載の押えローラとを有し、前記押えローラのリング状部材が前記可動部材を押圧するように前記押え部材が前記可動部材に対して配置された構成となる。

このような構成により、押えローラが、温度変化に応じて膨張及び収縮のし易い合成樹脂製のホイール状軸体の外周に温度変化に応じて硬度の変化し易いゴム製のリング状部材が装着された構造となるので、ゴム製のリング状部材が柔らかくなる比較的高温では、合成樹脂製のホイール状軸体の膨張が、柔らかくなった前記リング状部材の可動部材に対する押圧力の低下傾向を相殺し得るようになる。一方、ゴム製のリング状部材が硬くなる比較的低温では、合成樹脂製のホイール状軸体の収縮が、硬くなった前記リング状部材の可動部材に対する押圧力の増大傾向を相殺し得るようになる。従って、所定の方向に移動可能な可動部材は、比較的広い温度範囲内において、押えローラによって安定的に押さえつけられた状態を維持できるようになる。

本発明によれば、ゴム製のリング状部材が柔らかくなる比較的高温では、合成樹脂製のホイール状軸体の膨張が、柔らかくなった前記リング状部材の被押圧物に対する押圧力の低下傾向を相殺し得るようになり、一方、ゴム製のリング状部材が硬くなる比較的低温では、合成樹脂製のホイール状軸体の収縮が、硬くなった前記リング状部材の被押圧物に対する押圧力の増大傾向を相殺し得るようになるので、広い温度範囲でより適正な力にて被押え部材に対する押圧が可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

本発明の実施の一形態に係る押えローラは、図１に示すように構成される。また、この押えローラを用いたスライド機構（移動機構）が図２に示される。なお、図２は、スライド機構の断面図である。

図１において、この押えローラは、合成樹脂（例えば、ポリアセタール樹脂Ｍ９０Ｓ）にて形成されたホイール体１０（ホイール状軸体）と、ゴム（例えば、天然ゴムＮＲ１００）にて形成され、所定幅となるゴムリング２０（リング状部材）とを備えている。ホイール体１０は、円盤状の側板１２と、外筒体１１と、内筒体１３とが同軸に一体化された構造となっている。側板１２の外径は外筒体１１の外径より大きく、側板１２により外筒体１１の一端部にフランジが形成されたものとなる。外筒体１１内に同軸的に配置された内筒体１３には軸孔１３ａが形成されており、内筒体１３の外周面から外筒体１１の内周面に向けて放射状に補強壁１４ａ、１４ｂ、１４ｃが形成されている。また、外筒体１１の側板１２との接合端部と逆側の端部周縁に補強壁１４ａ、１４ｂ、１４ｃに対応するように、径方向に突出する複数の爪部１５ａ、１５ｂ、１５ｃが形成されている。

フリー状態でゴムリング２０の内径は、ホイール体１０における外筒体１１の外径より僅かに小さくなっており、ゴムリング２０を拡げてホイール体１０の外筒体１１に装着させる。これにより、ゴムリング２０が、外筒体１１の一方端部に形成されたフランジ（側板１２）と他方端部の径方向に突出する複数の爪部１５ａ、１５ｂ、１５ｃとの間に挟まれるように当該外筒体１１の外周に装着される。このようにゴムリング２０がホイール体１０における外筒体１１の両端部に形成されたフランジ（側板１２）及び爪部１５ａ、１５ｂ、１５ｃにて挟まれるようになるので、ゴムリング２０が外筒体１１から脱落することを確実に防止することができる。また、後述するように抑えローラをスライド機構に組み付けた場合に、ゴムリング２０の側面部が当該ゴムリング２０を回動自在に支持する支持ピンの立設されたブラケット板と直接に接することを防止することができ、ゴムリング２０が磨耗することによって当該押えローラの回転が阻害されるのを防止することができる。

このようにホイール体１０の外筒体１１の外周にゴムリング２０が装着されることにより押えローラが形成される。この押えローラでは、外筒体１１の軸心から外周までの径方向距離（外半径）は、ゴムリング２０の肉厚より大きくなっており、温度変化に伴う外筒体１１の膨張及び収縮の絶対量が比較的大きくなるようになっている。

前述したような押えローラにおける内筒体１３の軸孔１３ａに支持ピン３０が挿通し、支持ピン３０の先端部に形成された溝３１にワッシャ３２を嵌合させて支持ピン３０の抜け止めがなされる。これにより前記押えローラは支持ピン３０により回動自在に支持されるようになる。

前述したように支持ピン３０にて回動自在に支持される押えローラを用いたスライド機構は、図２に示すように構成される。

このスライド機構は、図５及び図６に示すものと同様に、金属製のスライドベース部材１００と、スライドベース部材１００にスライド自在に装着された金属製のスライダー２００（可動部材）とを備えている。スライドベース部材１００は、ベース板１００ａとブラケット１００ｂとがＬ字状に接合した構造となり、スライダー２００もまた、スライド板２００ａと側板２００ｂとがＬ字状に接合した構造となっている。スライド板２００ａにその長手方向（図２の紙面垂直方向）に平行に延びる長孔２１０が形成されている。

ベース板１００ａには金属製のガイドピン１５０が立設しており、このガイドピン１５０が長孔２１０に挿入されるようにスライダー２００がスライドベース部材１００に装着されている。スライドベース部材１００のブラケット板１００ｂの所定位置に前述したように押えローラ（図１参照）を回動自在に支持する金属製の支持ピン３０が立設されている。この支持ピン３０の立設位置は、押えローラのゴムリング２０がスライダー２００の側板２００ｂをスライド面（スライド板２００ａの面）に垂直な方向に押圧するように設定されている。

このようなスライド機構では、スライド板２００ａの長孔２１０に挿入されたガイドピン１５０にガイドされつつスライダー２００がその長手方向にスライドする際に、回動する押えローラのゴムリング２０が側板２００ｂを押圧することから、スライダー２００は、ガタツクことなくそのスライド移動を維持することができる。

前記スライド機構において、ゴム製のゴムリング２０が柔らかくなる比較的高温では、合成樹脂製のホイール体１０が膨張し、そのホイール体１０の膨張が、柔らかくなったゴムリング２０のスライダー２００（側板２００ｂ）に対する押圧力の低下傾向を相殺し得るようになる。また、ゴム製のゴムリング２０が硬くなる比較的低温では、合成樹脂製のホイール体１０が収縮し、そのホイール体１０の収縮が、硬くなったゴムリング２０のスライダー２００（側板２００ｂ）に対する押圧力の増大傾向を相殺し得るようになる。

更に、前記スライド機構における温度変化に対する押えローラ（ゴムリング２０）のスライダー２００（側板２００ｂ）に対する荷重（押圧力）の状態のシミュレーション結果を図３に示す。

このシミュレーションでは、ホイール体１０は、ポリアセタール樹脂Ｍ９０Ｓで形成され、その線膨張係数が１１×１０^-5／℃であり、ゴムリング２０は、天然ゴムＮＲ１００にて形成されている。また、常温（２０℃）において、ホイール体１０（外筒体１１）の外径が３２ｍｍ（外半径１６ｍｍ）であり、ゴムリング２０の外径が３６ｍｍである。即ち、ゴムリング２０の肉厚は２ｍｍである。

前記線膨張係数を有するホイール体１０の外径は、６０℃の高温時には、０．１４ｍｍ増大して３２．１４ｍｍとなり、−２０℃の低温時には、０．１４ｍｍ減少して３１．８６ｍｍとなる。

ゴムリング２０のショアー硬度は、常温（２０℃）において３６度、６０℃の高温時には３２度及び−２０℃の低温時には４０度となる。このように温度に応じて硬度（ショアー硬度）の変化するゴムリング２０（肉厚２ｍｍ）を２５％（０．５ｍｍ）圧縮するために必要な荷重は、６０℃の高温時（ショアー硬度：３２度）では８３ｋｐａ（キロパスカル）となり、２０℃の常温（ショアー硬度：３６度）では１１０ｋｐａとなり、−２０℃の低温時（ショアー硬度：４０度）では１５０ｋｐａとなる。

常温（２０℃）においてゴムリング２０が２５％（０．５ｍｍ）圧縮されるように押えローラが実装された場合、その常温では、ゴムリング２０に係る圧縮荷重は１１０ｋｐａである。ゴムリング２０が柔らかくなる６０℃の高温時には、ゴムリング２０の内側にあるホイール体１０の外径が０．１４ｍｍ増大（半径が０．０７ｍｍ増大）することから、ゴムリング２０（肉厚２ｍｍ）は０．５７ｍｍ（２８．５％）圧縮されることになる。このため実装状態でのゴムリング２０の圧縮荷重は９４．６ｋｐａとなる。

これは、本来８３ｋｐａとなるべきゴムリング２０の圧縮荷重が、ホイール体１０の膨張により、９４．６ｋｐａに増大したことを意味し、その膨張が、柔らかくなったゴムリング２０のスライダー２００（側板２００ｂ）に対する押圧力の低下傾向を相殺したことになる。

一方、ゴムリング２０が硬くなる−２０℃の低温時には、ゴムリング２０の内側にあるホイール体１０の外径が０．１４ｍｍ減少（半径が０．０７ｍｍ減少）することから、ゴムリング２０（肉厚２ｍｍ）は０．４３ｍｍ（２１．５％）圧縮されることになる。このため実装状態でのゴムリング２０の圧縮荷重は１２９ｋｐａとなる。

これは、本来１５０ｋｐａとなるべきゴムリング２０の圧縮荷重が、ホイール体１０の収縮により、１２９ｋｐａに低下したことを意味し、その収縮が、硬くなったゴムリング２０のスライダー２００（側板２００ｂ）に対する押圧力の増大傾向を相殺したことになる。

前記シミュレーションにおいて高温（６０℃）、常温（２０℃）及び低温（−２０℃）におけるゴムリング２０の荷重比（常温を１００とする）は、
８６（９４．６ｋｐａ）：１００（１１０ｋｐａ）：１１７（１２９ｋｐａ）
となる。一方、ホイール体１０が温度に応じて膨張、収縮しない場合を想定すると、その荷重比は、
７５（８３ｋｐａ）：１００（１１０ｋｐａ）：１３６（１５０ｋｐａ）
となる。

このように、温度変化に応じて膨張及び収縮する合成樹脂製のホイール体１０の外周にゴムリング２０が装着された構造となる押えローラ（図１、図２参照）によれば、高温（６０℃）から低温（−２０度）にいたる温度範囲において、スライダー２００に対する荷重（押圧力）の変動が少なく、スライダー２００をより安定的に押さえつけることができるようになる。

なお、前述した押えローラにおけるホイール体１０においては、外筒体１１、内筒体１３、補強壁１４ａ、１４ｂ、１４ｃ等からなる構造を、図４に示すように、軸孔１６ａの形成された円柱体１６に代えてもよい。これにより、より押えローラの構造をより簡略化することができる。

以上、説明したように、本発明に係る押えローラは、広い温度範囲でより適正な力にて被押え物に対する押圧が可能となるという効果を有し、可動部材の移動中のガタツキを抑えるために当該可動部材を押えつける押えローラ及びその押えローラを用いた移動機構として有用である。

本発明の実施の一形態に係る押えローラを示す分解斜視図である。 図１に示す押えローラを利用したスライド機構を示す断面図である。 各温度における押えローラのホイールの寸法状態及びゴムリングにかかる荷重の状態を示す図である。 本発明の他の実施の形態に係る押えローラを示す分解斜視図である。 従来の押えローラを用いたスライド機構を部分的に示す斜視図である。 図５に示すスライド機構の断面図である。

符号の説明

１０ ホイール体
１１ 外筒体
１２ 側板
１３ 内筒体
１３ａ 軸孔
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ 補強壁
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ 爪部
１６ 円柱体
１６ａ 軸孔
２０ ゴムリング
２１ 孔
３０ 支持ピン
３２ ワッシャ
１００ スライドベース部材
１００ａ ベース板
１００ｂ ブラケット
１５０ ガイドピン
２００ スライダー
２００ａ スライド板
２００ｂ 側板

Claims (5)

1. 合成樹脂で形成されたホイール状軸体と、
   該ホイール状軸体の外周に装着されたゴム製のリング状部材とを有することを特徴とする押えローラ。
2. 前記ホイール状軸体の外半径は、前記リング状部材の肉厚より大きいことを特徴とする請求項１記載の押えローラ。
3. 前記ホイール状軸体の軸方向の一方端部にフランジ部が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の押えローラ。
4. 前記ホイール状軸体の軸方向の他方端部に径方向に突出する複数の爪部が形成されていることを特徴とする請求項３記載の押えローラ。
5. 所定の方向に移動可能な可動部材と、
   支持部材によって回転自在に支持された請求項１乃至４のいずれかに記載の押えローラとを有し、
   前記押えローラのリング状部材が前記可動部材を押圧するように前記押え部材が前記可動部材に対して配置されたことを特徴とする移動機構。
   

Images