JP2596852Y2

JP2596852Y2 - 直線運動機構

Info

Publication number: JP2596852Y2
Application number: JP1993025034U
Authority: JP
Inventors: 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
Priority date: 1993-05-14
Filing date: 1993-05-14
Publication date: 1999-06-21
Anticipated expiration: 2008-05-14
Also published as: JPH0684055U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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。

【０００２】

【従来の技術】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。

【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５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は揺
動クランク運動するプレート（少なくとも３枚；以下プ
レートという）、Ｋ_2a〜Ｋ_2dは円筒状の滑動体（要求推
力に依存する個数で少なくとも２個以上；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、歯形をプレート側に形成する
ようにしてもよい。

【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７ａ〜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８
ａ〜８ｃと共に、３枚のプレート２〜４を、レール６と
直交する方向の軸上に揺動クランク運動可能に保持す
る。滑動体Ｋ_2a〜Ｋ_2dは、手前のプレート２に所定ピッ
チ（但し、レール６の歯形のピッチと同一ピッチ）で取
り付けられており、プレート２の揺動クランク運動に伴
ってレール６上を滑動（但し、滑動体Ｋ_2a〜Ｋ_2d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
プレート３、４についても、手前のプレート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
プレート３の滑動体には符号Ｋ_3a〜Ｋ_3dを、また、奥の
プレート４の滑動体には符号Ｋ_4a〜Ｋ_4dを付すものとす
る。すなわち符号Ｋ_ia〜Ｋ_id（但しｉは組番号で２〜
４）で表す。

【０００５】このような構成において、図６に示すよう
に、入力軸の回転角度が、０度、９０度、１８０度及び
２７０度としたときのプレート２〜４、滑動体Ｋ_ia〜Ｋ
_id（但し、連続する２つで代表；便宜的にＫ_iaとＫ_ib）
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７ａ〜７ｃ、８ａ〜８ｃによって１２０
度ずつの運動位相差がつけられている。便宜的に、プレ
ート２に係合する偏心クランクシャフトの回転角度を基
準（すなわち入力軸１との位相差をゼロ）として、他の
プレート３、４に係合する偏心クランクシャフトの回転
位相をそれぞれ＋１２０度、＋２４０度とすると、プレ
ート２がレール６の所定位置にあるときは、他のプレー
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（１
２０度）ずつずれて滑動体Ｋ_ia、Ｋ_ibと歯形が当接する
ことになる。

【０００６】したがって、１組の滑動体Ｋ_ia、Ｋ_ib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Ｋ_ia、Ｋ_ib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Ｋ_ia、Ｋ_ibから得るこ
とができる。

【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Ｋ_ia〜Ｋ_id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Ｋ_ia〜Ｋ_id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。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記先
願に係る「直線運動機構」にあっては、滑動体Ｋ_ia〜Ｋ
_ic やプレート２〜４等が開放状態で外気に晒されていた
ため、特に、滑動体Ｋ_ia〜Ｋ_icとレール６の歯形との間
の防塵対策が不十分であり、耐環境性の面で改善すべき
余地があった。［目的］そこで、本考案の目的は、防塵対策を施して耐環境性を
向上した直線運動機構の提供にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】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表面に
配列したレールと、前記歯形と同一ピッチで滑動方向に
並ぶ少なくとも２個を１組として前記レール上を滑動す
る少なくとも３組の滑動体と、偏心クランクシャフトが
一体的に取付けられた入力軸と、該入力軸の回転に同期
する前記偏心クランクシャフトの回転によって前記レー
ルに対して相対的に移動する複数のプレートとを備え、
該プレートの数を前記滑動体の組と同数とするととも
に、各プレートを運動させる偏心クランクに所定の位相
差をつけ、更に、各プレートに前記滑動体の１組を取り
付けて構成した直線運動機構において、前記滑動体及び
プレートをケースで覆って該ケースから前記レールを引
出すとともに、該引出し部分における前記ケースとレー
ルとの間の隙間を閉鎖する閉鎖手段を設け、該閉鎖手段
は、前記レールに形成された歯形の形状に沿う運動をす
ることによって閉鎖面積を可変とすることを特徴とす
る。

【００１０】または、曲面を有する歯形を所定ピッチで
表面に配列したレールと、前記歯形と同一ピッチで滑動
方向に並ぶ少なくとも２個を１組として前記レール上を
滑動する少なくとも３組の滑動体と、偏心クランクシャ
フトが一体的に取付けられた入力軸と、該入力軸の回転
に同期する前記偏心クランクシャフトの回転によって前
記レールに対して相対的に移動する複数のプレートとを
備え、該プレートの数を前記滑動体の組と同数とすると
ともに、各プレートを運動させる偏心クランクに所定の
位相差をつけ、更に、各プレートに前記滑動体の１組を
取り付けて構成した直線運動機構において、前記滑動体
及びプレートを、側面板を有するケースで覆って該ケー
スから前記レールを引出し、該レールの両端にレール端
部材を設けるとともに、前記ケースの側面板にはベルト
ガイドを設け、前記各レール端部材及び前記ベルトガイ
ドにベルトを掛けわたして前記レールの全長をベルトで
覆い、該ベルトとレールの間に前記ケースを介在させた
ことを特徴とする。

【００１１】

【作用】本考案では、ケースと閉鎖面積を可変とする閉
鎖手段またはレールの全長を覆う固定されたベルトによ
って塵埃の侵入が阻止され、耐環境性の向上した直線運
動機構が提供される。

【００１２】

【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜図４は本考案に係る直線運動機構の各実施
例を示す図である。なお、それぞれの実施例の直線運動
機構の基本的な動作原理は、先願に係る直線運動機構
（図５、図６）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。第１実施例図１において、１０はガイド、１１はレール、１２はケ
ースであり、レール１１の表面には、曲面を有する歯形
（例えば、サイクロイド歯形）が等ピッチで形成されて
いる。ケース１２の内部には、何れも図示を略している
が、レール１１の歯形に当接するとともに該歯形と同一
ピッチの滑動体（図５の滑動体Ｋ_ia〜Ｋ_ic参照）と、少
なくとも３枚のプレート（図５のプレート２〜４参照）
と、２つの偏心クランクシャフト（図５の第１および第
２の偏心クランクシャフト７ａ〜７ｃ、８ａ〜８ｃ参
照）と、偏心クランクシャフト７ａ〜７ｃが一体的に取
付けられた入力軸１３とを含む機構部分が収容されてお
り、ケース１２の進行方向両端面（前後両端面）からレ
ール１１が引き出されている。

【００１３】ケース１２の両端面には、閉鎖手段１４、
１５が取り付けられており、閉鎖手段１４、１５は、レ
ール１１側を指向して開放する箱状部材１４ａ、１５ａ
と、この箱状部材１４ａ、１５ａの内部に挿入されたス
クレーパ１４ｂ、１５ｂと、スクレーパ１４ｂ、１５ｂ
の先端をレール１１の表面に押圧するように付勢するス
プリング１４ｃ、１５ｃとから構成されている。

【００１４】このような構成において、入力軸１３に回
転運動を与えると、先願に係る直線運動機構と同様に、
２つの偏心クランクシャフト（図５の符号７ａ〜７ｃ、
８ａ〜８ｃ参照）が回転し、この回転に同期して３枚の
プレート（図５の符号２〜４参照）が所定の位相差（１
２０度）を保ちつつ揺動クランク運動を行い、その結
果、偏心クランクシャフトの１回転ごとに歯形の１ピッ
チ分に相当する速度でレール１１が直線運動、すなわち
ケース１２とレール１１との間に相対運動が発生し、レ
ール１１に対して相対的に移動する（何れかを固定する
ことにより相手方が移動する運動）。

【００１５】ここで、ケース１２の両端面に取り付けら
れた２つのスクレーパ１４ｂ、１５ｂは、スプリング１
４ｃ、１５ｃの付勢力により、常にレール１１の歯形に
押圧されている。このため、上記相対運動に伴って２つ
のスクレーパ１４ｂ、１５ｂがレール１１の歯形の形状
に沿いながら上下動することとなり、ケース１２の両端
面とレール１１の表面（歯形）との間に生ずる隙間を閉
鎖でき、塵埃等の侵入を阻止できる。すなわち、スクレ
ーパ１４ｂ、１５ｂは、レールに形成された歯形の形状
に沿う運動をすることによって閉鎖面積を可変としてい
る。なお、スクレーパ１４ｃ、１５ｃの先端にブラシを
取り付けたり、スポンジやゴム等の弾性体を取り付けた
りしてもよい。第２実施例なお、第１実施例と共通の構成要素には同一の符号を付
すとともにその説明を省略する。

【００１６】図２において、１６、１７は閉鎖手段であ
り、閉鎖手段１６、１７は、シリンダ１６ａ、１７ａの
内部のピストン１６ｂ、１７ｂにシャフト１６ｃ、１７
ｃを介してスクレーパ１６ｄ、１７ｄを一体的に取り付
けて構成している。シリンダ１６ａ、１７ａに加圧空気
を供給すると、スクレーパ１６ｄ、１７ｄが所定の押圧
力（ピストン１６ｂ、１７ｂの断面積と空気圧力との積
に相当する力）でレール１１の表面（歯形）に当接す
る。ここに、上記押圧力を小さめの値に設定しておけ
ば、レール１１の移動に伴ってスクレーパ１６ｄ、１７
ｄの先端が歯形の形状に沿いつつ上下動することとな
り、第１実施例と同様に、ケース１２の両端面とレール
１１の表面（歯形）との間に生ずる隙間の面積を可変に
閉鎖でき、塵埃等の侵入を阻止できる。なお、本実施例
においても、スクレーパ１６ｄ、１７ｄの先端にブラシ
を取り付けたり、スポンジやゴム等の弾性体を取り付け
たりしてもよい。第３実施例図３において、２０は表面に曲面を有する所定ピッチの
歯形を形成したレール、２１はケースである。ケース２
１の内部には、レール２０の歯形に当接するとともに該
歯形と同一ピッチの滑動体（図示略；図５の滑動体Ｋ_ia
〜Ｋ_ic参照）と、少なくとも３枚のプレート２２〜２４
（図５のプレート２〜４参照）と、２つの偏心クランク
シャフト（図示略；図５の第１および第２の偏心クラン
クシャフト７ａ〜７ｃ、８ａ〜８ｃ参照）とを含む機構
部分が収容されており、ケース２１の両端面からレール
２０が引き出されている。

【００１７】ケース２１の両端面（但し、図では便宜的
に一つの端面だけに記載）には、案内部材２５ａ、２５
ｂによって上下方向への移動のみが許容されたスクレー
パ２６が取り付けられており、このスクレーパ２６の穴
２６ａに、１つのプレート（例えば真ん中のプレート２
３）と一体のシャフト２７が摺動自在に挿通している。
シャフト２７、スクレーパ２６及び案内部材２５ａ、２
５ｂが一体となって閉鎖手段２８を構成する。

【００１８】このような構成によれば、３枚のプレート
２２〜２４が所定の位相差（１２０度）を保ちながら揺
動クランク運動すると、その中の１つのプレート２３の
運動と同一軌跡でシャフト２７が動く。ここで、シャフ
ト２７とスクレーパ２６の間には、シャフト２７の上下
方向（矢印Ｂの方向）の運動に対してのみ係合関係が成
立するから、スクレーパ２６はシャフト２７の上下の動
き成分だけに応答して運動することとなる。

【００１９】従って、プレート２３の上下動とスクレー
パ２６の上下動とが一致するので、スクレーパ２６の運
動軌跡をレール１１の表面形状（歯形の形状）に沿って
正確にトレースさせることができ、より一層の防塵性向
上を図ることができる。第４実施例図４において、３０は曲面を有する歯形を所定ピッチで
形成したレール、３１ａ、３１ｂはレールの両端に設け
られたレール端部材、３２は滑動体及びプレートを覆う
ケース、３３はケース３２の側面に取り付られた側板、
３４はベルトである。側板３３には、ベルト３４に当接
しながら回転するローラ３５〜３８、すなわち、ベルト
ガイドが取り付けられており、ベルト３４は、ローラ３
５〜３８に掛け渡され、その両端は固定部材３９ａ、３
９ｂによってレール端部材３１ａ、３１ｂに固定されて
いる。なお、ケース３２の内部には、先願の直線移動機
構と同様に、回転プレート、滑動体、偏心クランクシャ
フト及び入力軸が収納されている。

【００２０】このような構成によれば、レール３０とケ
ース３２とをベルト３４で覆うことができ、比較的大き
な塵埃（例えば金属の削りカス）の侵入を阻止すること
ができる。

【００２１】

【考案の効果】本考案によれば、以上のように構成した
ので、防塵対策を施すことができ、耐環境性を向上した
直線運動機構を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の外観図である。

【図２】第２実施例の外観図である。

【図３】第３実施例の外観図である。

【図４】第４実施例の外観図である。

【図５】先願に係る直線運動機構の概念構成図である。

【図６】先願に係る直線運動機構の作用説明図である。

【符号の説明】

Ｋ_ia〜Ｋ_ic：滑動体２〜４、２２〜２４：プレート１１、２０、３０：レール１２、２１、３２：ケース１３：入力軸１４、１５、１６、１７、２８：閉鎖手段３１ａ、３１ｂ：ベルト端部材３３：側板３４：ベルト３５〜３８：ローラ（ベルトガイド）

───────────────────────────────────────────────────── 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 (56)参考文献特開平４−160258（ＪＰ，Ａ) 実開平２−127820（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 19/02 - 19/04 F16H 25/08 - 25/16

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】曲面を有する歯形を所定ピッチで表面に配
列したレールと、前記歯形と同一ピッチで滑動方向に並
ぶ少なくとも２個を１組として前記レール上を滑動する
少なくとも３組の滑動体と、偏心クランクシャフトが一
体的に取付けられた入力軸と、該入力軸の回転に同期す
る前記偏心クランクシャフトの回転によって前記レール
に対して相対的に移動する複数のプレートとを備え、該
プレートの数を前記滑動体の組と同数とするとともに、
各プレートを運動させる偏心クランクに所定の位相差を
つけ、更に、各プレートに前記滑動体の１組を取り付け
て構成した直線運動機構において、前記滑動体及びプレートをケースで覆って該ケースから
前記レールを引出すとともに、該引出し部分における前
記ケースとレールとの間の隙間を閉鎖する閉鎖手段を設
け、該閉鎖手段は、前記レールに形成された歯形の形状
に沿う運動をすることによって閉鎖面積を可変とするこ
とを特徴とする直線運動機構。
【請求項２】曲面を有する歯形を所定ピッチで表面に配
列したレールと、前記歯形と同一ピッチで滑動方向に並
ぶ少なくとも２個を１組として前記レール上を滑動する
少なくとも３組の滑動体と、偏心クランクシャフトが一
体的に取付けられた入力軸と、該入力軸の回転に同期す
る前記偏心クランクシャフトの回転によって前記レール
に対して相対的に移動する複数のプレートとを備え、該
プレートの数を前記滑動体の組と同数とするとともに、
各プレートを運動させる偏心クランクに所定の位相差を
つけ、更に、各プレートに前記滑動体の１組を取り付け
て構成した直線運動機構において、前記滑動体及びプレートを、側板を有するケースで覆っ
て該ケースから前記レールを引出し、該レールの両端に
レール端部材を設けるとともに、前記ケースの側板には
ベルトガイドを設け、前記各レール端部材及び前記ベル
トガイドにベルトを掛けわたして前記レールの全長をベ
ルトで覆い且つ該ベルトとレールの間に前記ケースを介
在させたことを特徴とする直線運動機構。