JP3579594B2 - 移動体支持機構 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定部材と移動体とが併設される平面に対して直交方向に移動する移動体を支持する移動体支持機構に関し、特にディスクプレーヤのディスククランプ機構やチェンジャのディスク選択機構に適用すると有効な移動体支持機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、チェンジャにおいては、複数枚のディスクが収納されたマガジン等の固定部材とディスク搬送を行う移動体とを併設する。そして、固定部材と移動体とが併設される平面に対して直交方向に移動体を移動させ、特定のディスクに対応する位置まで上下動させる。一般に、ディスクは平行に収納されている場合が多いので、移動体は各々のディスクに対する相対位置が同一となるようディスクに対して平行姿勢を維持したまま移動させるのが望ましい。この移動体の支持機構として、図18に示すように、固定部材1から移動体2の下方に向って基台部3を張り出し、この基台部3から3本のねじ軸4a,4b,4cを立設し、移動体2にねじ軸4a,4b,4cと螺合するナットを設けたものが知られている。3本のねじ軸4a,4b,4cを同期駆動することで、移動体2が座標軸上でZ軸方向に移動される。このとき、移動体2のX軸、Y軸方向への移動や各軸まわりの回転は制限されている。
【0003】
また、図19に示すように、固定部材1から張り出した基台部3と移動体2とを、周知のXリンク4を介して連結させた移動体支持機構も知られている。この移動体支持機構によっても、移動体2は座標軸上でZ軸方向のみに移動可能に支持される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の移動体支持機構にあっては、支持機構を構成する部品点数が多く、組み立てに困難が伴う。また、移動体2を支持するのに、固定部材1から移動体2の下方に張り出した基台部3を張り出す必要がある。一般に、この基台部3の剛性、精度を確保するのは困難であるので、小型化、高精度化に適する移動体支持機構が得られなかった。
【0005】
そこで、本発明は、移動体と固定部材とが併設される平面に対して直交する方向に移動する移動体を、簡単な構成からなる機構で支持でき、且つ、固定部材から基台部を張り出すことなく支持することができる移動体支持機構を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。
【0007】
請求項1の発明は、固定部材(11,41)と移動体(12,42)とが併設される平面に対して直交方向に移動する前記移動体(12,42)を支持する移動体支持機構(10,40)であって、前記固定部材(11,41)及び前記移動体(12,42)に回動可能に連結されるレバー(13a,13b,46a,46b)と、前記移動体(12,42)の固定部材(11,41)側に設けられた移動体歯車(18a,18b,52)と、この移動体歯車(18a,18b,52)に噛合すると共に前記レバー(13a,13b,46a,46b)と連動して動作するピニオン(14a,14b,44a,44b)とを備えることを特徴とする移動体支持機構(10,40)により、上述した課題を解決する。ここで、移動体歯車(18a,18b,52)には、ラックあるいは部分歯車を用いることができる。
【0008】
この発明によれば、レバー(13a,13b,46a,46b)、ピニオン(14a,14b,44a,44b)等の簡単な構成からなる機構で、固定部材(11,41)と移動体(12,42)とが併設される平面に対して直交方向に移動する移動体(12,42)を支持することができる。また、移動体(12,42)の一端は、移動体歯車(18a,18b,52)がピニオン(14a,14b,44a,44b)と噛合することで支持され、移動体(12,42)の他端は、移動体(12,42)と固定部材(11,41)との間に連結されたレバー(13a,13b,46a,46b)によって支持される。このため、固定部材(11,41)から移動体(12,42)に向って基台部を張り出さなくても移動体(12,42)を支持することができる。移動体(12,42)の周囲に基台部を設けることがないので、小型化、軽量化に適した移動体支持機構(10,40)が得られる。さらに、基台部が不要なのでレバー(13a,13b,46a,46b)の剛性、精度を得るだけで容易に高精度の移動体支持機構(10,40)が得られる。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記固定部材(11)の移動体(12)側には前記ピニオン(14a,14b)に噛合する固定部材歯車(16a,16b)が設けられ、前記レバー(13a,13b)には前記ピニオン(14a,14b)の回転軸(31)が設けられることを特徴とする。ここで、固定部材歯車(16a,16b)には、ラックあるいは部分歯車を用いることができる。
【0010】
この発明によれば、レバー(13a,13b)の回動とピニオン(14a,14b)の回転運動、上下運動の動作とを連動させることができる。
【0011】
請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記レバー(13a,13b)は前記固定部材(11)及び前記移動体(12)に連結手段(20,15a,15b,17a,17b)を介して連結され、この連結手段(20,15a,15b,17a,17b)によって、前記固定部材(11)及び前記移動体(12)に対して前記レバー(13a,13b)が回動可能にされると共にスライド可能にされることを特徴とする。ここで連結手段(20,15a,15b,17a,17b)には、例えば前記レバー(13a,13b)に設けられたピン(20)と、前記ピン(20)が遊嵌するように、前記固定部材(11)及び前記移動体(12)それぞれに前記移動体(12)の移動方向と直交する方向に開けられた細長い長孔(15a,15b,17a,17b)とを用いることができる。
【0012】
この発明によれば、レバー(13a,13b)が固定部材(11)及び移動体(12)に対してスライドすることで、レバー(13a,13b)と固定部材(11)との連結位置からレバー(13a,13b)と移動体(12)との連結位置までの移動体(12)の移動に伴う距離の変化を吸収することができる。
【0013】
請求項4の発明は、請求項3の発明において、前記固定部材(11)側の前記連結手段(20,15a,15b)から前記ピニオン(14a,14b)の回転軸(31)までの距離の、前記固定部材(11)側の前記連結手段(20,15a,15b)から前記移動体(12)側の前記連結手段(20,17a,17b)までの距離に対するレバー比を1:2にすることを特徴とする。
【0014】
この発明によれば、レバー比を1:2に選定することによって、移動体(12)の移動体歯車(18a,18b)位置の移動量と、移動体(12)の連結手段(20,17a,17b)位置の移動量とを等しくすることができる。このため、移動体(12)が固定部材(11)に平行を保って移動、すなわち厳正平行運動する。したがって、例えば、マガジンに平行にディスクが収納された場合のディスクチェンジャに適する移動体支持機構(10)が得られる。
【0015】
請求項5の発明は、請求項3の発明において、前記固定部材(11)側の前記連結手段(20,15a,15b)から前記ピニオン(14a,14b)の回転軸(31)までの距離の、前記固定部材(11)側の前記連結手段(20,15a,15b)から前記移動体(12)側の前記連結手段(20,17a,17b)までの距離に対するレバー比を所定の値に選定して、回転運動する前記移動体(12)を支持することを特徴とする。ここで、所定の値とは、1:1〜2(1より大きく2未満)の範囲内の値をいう。
【0016】
この発明によれば、このようにレバー比を設定すると、移動体(12)の移動体歯車(18a,18b)位置の降下量が移動体(12)の連結手段(20,17a,17b)位置の降下量よりも大きくなる。このため、移動体(12)の下降に回転運動が伴い、移動体(12)は移動体(12)外の架空支点を中心として回転する。このため、回転運動する移動体(12)を支持するのに適した移動体支持機構(10)が得られる。したがって、例えば、マガジンに架空支点を中心として放射状に配置されたディスクとの平行姿勢を保つよう、架空支点を中心として回転運動する移動体を支持するのに適した移動体支持機構(10)が得られる。
【0017】
請求項6の発明は、請求項1の発明において、前記レバー(46a,46b)が前記固定部材(41)に支点(43)を有し、前記レバー(46a,46b)が前記移動体(42)に連結手段(48,51)を介して前記移動体(42)に連結され、前記ピニオン(44a,44b)の回転軸(50)が前記固定部材(41)に設けられ、前記ピニオン(44a,44b)の回転と前記レバー(46a,46b)の回動とが減速手段(45a,45b,49)によって連動されることを特徴とする。ここで、減速手段(45a,45b,49)には、前記ピニオン(44a,44b)の回転軸(50)に固定された内歯車(45a,45b)と、この内歯車(45a,45b)と噛合するように前記レバー(46a,46b)に形成された大歯車(49)等を用いることができる。また、連結手段(48,51)には、前記レバー(46a,46b)が前記移動体(42)に対して回動可能にされると共にスライド可能にされるよう、前記レバー(46a,46b)に設けられたピン(48)と、このピン(48)が遊嵌するよう、前記移動体(42)に前記移動体(42)の移動方向と直交する方向に開けられた細長い長孔(51)とを用いることができる。
【0018】
この発明によれば、レバー(46a,46b)が固定部材(41)に支点(43)を有するので、レバー(46a,46b)が回動時にがたつくのを防止できる。また、減速手段(45a,45b,49)を設けることで、レバー(46a,46b)が固定部材(41)に支点(43)を有しても、レバー(46a,46b)の回動とピニオン(44a,44b)の回転とを連動することができる。
【0019】
請求項7の発明は、請求項6の発明において、前記移動体歯車(52)の前記ピニオン(44a,44b)に対する移動が、前記減速手段(45a,45b,49)によって所定比率で減じられて前記減速手段(45a,45b,49)位置での前記レバー(46a,46b)の移動に伝達され、前記レバー(46a,46b)の前記減速手段(45a,45b,49)位置での前記移動が前記所定比率倍拡大されて前記移動体(42)の前記連結手段(48,51)位置での移動に伝達されることを特徴とする。
【0020】
この発明によれば、移動体(42)の移動体歯車(52)位置の移動量と移動体(42)の連結手段(48,51)位置の移動量とを略等しくすることができる。このため、移動体(42)が固定部材(41)に略平行を保って移動する。したがって、例えば、マガジンに平行にディスクが収納された場合のディスクチェンジャに適する移動体支持機構(40)が得られる。
【0021】
請求項8の発明は、固定部材(61)と移動体(62)とが併設される平面に対して直交方向に移動する前記移動体(62)を支持する移動体支持機構(60)であって、前記固定部材(61)及び前記移動体(62)に連結手段(65,67,68)を介して回動可能に連結される第1のレバー(63)と、前記固定部材(61)及び前記移動体(62)に連結手段(66,69,70)を介して回動可能に連結される第2のレバー(64)と、前記第1のレバー(63)及び前記第2のレバー(64)それぞれに設けられた前記一対の連結手段(66,70等)の間に設けられ、前記第1のレバー(63)及び前記第2のレバー(64)を連動させる連動部(71)とを備え、前記第1のレバー(63)と前記第2のレバー(64)が不等長であることを特徴とする。ここで、連結手段(66,66,67,68,69,70)は、前記固定部材(61)及び前記移動体(62)それぞれに対して前記第1及び第2のレバー(63,64)を回動可能にすると共に、前記固定部材(61)または前記移動体(62)のすくなくとも一方に対して前記第1及び第2のレバー(63,64)をスライド可能にする。
【0022】
この発明によれば、第1のレバー(63)、第2のレバー(64)等簡単な構成からなる機構で、固定部材(61)及び移動体(62)が併設される平面に対して直交方向に移動する移動体(62)を支持することができる。また、移動体(62)の一端は、移動体(62)と固定部材(61)との間に掛け渡された第1のレバー(63)で支持され、移動体(62)の他端は、移動体(62)と固定部材(61)との間に掛け渡された第2のレバー(64)によって支持される。このため、固定部材(61)から移動体(62)へ向って基台部を張り出さなくても移動体(62)を支持することができる。移動体(62)の周囲に基台部を設けることがないので、小型化、軽量化に適した移動体支持機構(60)が得られる。
【0023】
請求項9の発明は、請求項8の発明において、前記第1のレバー(63)の前記固定部材(61)側の前記連結手段(65)から前記連動部(71)までの距離の、前記第1のレバー(63)の前記固定部材(61)側の前記連結手段(65)から前記第1のレバー(63)の前記移動体(62)側の前記連結手段(68)までの距離に対するレバー比と、前記第2のレバー(64)の前記固定部材(61)側の前記連結手段(66)から前記連動部(71)までの距離の、前記第2のレバー(64)の前記固定部材(61)側の前記連結手段(66)から前記第2のレバー(64)の前記移動体(62)側の前記連結手段(70)までの距離に対するレバー比とを等しくとることを特徴とする。
【0024】
この発明によれば、第1のレバー(63)の支持位置の移動量と第2のレバー(64)の支持位置の移動量とを略等しくすることができる。このため、移動体(62)が固定部材(61)に略平行を保って移動する。したがって、例えば、マガジンに平行にディスクが収納された場合のディスクチェンジャに適する移動体支持機構(60)が得られる。
【0025】
【発明の実施の形態】
図1乃至図3に、本発明の第1の実施形態における移動体支持機構10を示す。この移動体支持機構10において、移動体12は、固定部材11及び移動体12が併設される平面(XY平面)に対して直交方向(Z軸方向)に移動する。移動体支持機構10は、例えばディスクプレーヤのディスククランプ機構やチェンジャのディスク選択機構に適用される。ディスククランパ機構に適用される場合、移動体12にはターンテーブル、ピックアップ等の演奏手段が載せられる。移動体を図中Z軸方向に移動させることによって、移動体12の上方に位置するクランパとターンテーブルの間でディスクをクランプする。
【0026】
また、チェンジャのディスク選択機構に適用される場合、固定部材11は複数枚のディスクが所定ピッチで配列収納されるマガジンとして用いられる。移動体12にはターンテーブル及びピックアップを含む演奏手段と、マガジンからディスクを演奏位置まで搬送する搬送手段とが設けられる。移動体は、マガジン内に収納されているディスク位置に合わせて平行姿勢を維持したまま図中Z軸方向に移動する。
【0027】
この図に示すように、移動体支持機構10は、固定部材11と、固定部材11の水平面内に併設された移動体12と、固定部材11と移動体12との間に回動可能に連結された一対のレバー13a,13bと、固定部材11と移動体12との間に設けられたピニオン14a,14bとを備える。
【0028】
固定部材11は略矩形状をなし、そのX方向両側面11bには図中Y方向に延びる一対の細長い長孔15a,15bが開けられる。固定部材11の移動体12側の側面11aには、その両脇にZ軸方向に延びる一対の固定部材ラック16a,16bが設けられる。
【0029】
移動体12は平面長方形の板状部材からなり、そのX軸方向の長さは固定部材11のX軸方向の長さと略等しい。移動体12のX軸方向両端には壁部12a,12bが垂設される。固定部材11の反対側の壁部12a,12bには、Y軸方向に細長く延びる一対の長孔17a,17bが開けられる。また、壁部12a,12bの固定部材11側には固定部材ラック16a,16bと対向するようにZ軸方向に延びる移動体ラック18a,18bが設けられる。
【0030】
移動体12及び固定部材11のX軸方向側面に細長く延びる一対のレバー13a,13bは、その両端にピン20を有する。このピン20は、固定部材11に設けた長孔15a,15b及び移動体12に設けた長孔17a,17bに嵌め込まれる。このピン20と長孔15a,15b,17a,17bとによって、レバー13a,13bは固定部材11及び移動体12に連結される。また、レバー13a,13bは固定部材11及び移動体12に対して回動可能にされ、レバー13a,13bは固定部材11及び移動体12に対してスライド可能にされる。レバー13a,13bが固定部材11及び移動体12に対してスライドすることで、移動体12の移動に伴う固定部材11と移動体12間の距離の変化を吸収することができる。
【0031】
一対のピニオン14a,14bは、固定部材11に設けた固定部材ラック16a,16b及び移動体に設けた移動体ラック18a,18bそれぞれと噛合するよう配置される。また、一対のピニオン14a,14bは、相互に回転しないよう回転軸31に固定される。この回転軸31は、一対のレバー13a,13bの中央に回転可能に支持される。
【0032】
図2に示すように、回転軸31は、固定部材11から張り出したリブに開けられた長穴34、並びに移動体12から張り出したリブに開けられた長穴35内に挿通される。このため、回転軸31のZ軸方向への移動は、長孔34及び長孔35にガイドされる。
【0033】
なお、移動体12のX方向及びY方向への移動を制限するガイドは、軸と穴など周知のものを使用すればよい。また、移動体12若しくはレバー13a,13bの一点を周知のカム、ネジ、ギヤ等の手段で駆動させることで、移動体12は駆動される。
【0034】
図3は、移動体支持機構10の動きを示したものである。図中(A)は移動体12が上昇位置にある状態を示し、図中(B)は移動体12が下降位置にある場合を示す。この移動体支持機構10において、固定部材11側のピン20からピニオン14aの回転軸31までの距離lの、固定部材11側のピン20から移動体12側のピン20までの距離Lに対する比l:Lをレバー比と呼ぶ。この移動体支持機構10では固定部材11側のピン20と移動体12側のピン20の中央に回転軸31を設けたので、レバー比は1:2に設定される。
【0035】
図中(A)に示すように、移動体12は、移動体ラック18aがピニオン14aに噛み合うことでその一端が支持され、その他端がピン20で支持される。ここで下降させるため、レバー13aの一点を公知手段で時計回りに回転させる。ピニオン14aは、固定部材ラック16aと噛合し、かつその軸がレバー13aに設けられているため、時計回りに回転しながら下降する。このピニオン14aは移動体ラック18aとも噛合するので、ピニオン14aの時計回りの回転によって移動体ラック18aが降下する。このため、移動体ラック18aは回転軸31の降下量の2倍降下する。一方、レバー13aはレバー比1:2で固定部材11の長孔15a及び移動体12の長穴17aに係合しているので、移動体12側のピン20はレバー13aの回転軸31位置での降下量の2倍降下させられる。したがって、移動体ラック18a及び移動体12側のピン20が等しい量降下するので、移動体12は、図3(B)に示すように、固定部材11に平行を保って降下する。
【0036】
図4は、上記移動体支持機構10の原理を示したものである。レバー13aを回動させ、移動体ラック18aをδh上昇させると、ピニオン14aの回転軸31はδh/2上方に移動する。レバー比が1:2に設定されるので、回転軸31がδh/2上方に移動させると移動体12側のピン20はδh上昇する。このため、移動体12を、平行を保ったまま上昇させることができる。
【0037】
固定部材11及び移動体12のX軸方向の両側面には一対のレバー13a,13b及び一対のピニオン14a,14bが設けられ、一対のピニオン14a,14bは互いに回転しないよう結合されて同一の動きをする。このため、移動体12の略4隅が同一量降下させられる。したがって、立体的に移動体12が固定部材11に対して平行姿勢を維持したままZ軸方向に降下する。この移動体12の平行を保った状態でのZ軸方向への運動を厳正平行運動という。
【0038】
このように、本発明の移動体支持機構10によれば、ピニオン14a,14b、レバー13a,13b等、簡単な構成からなる機構で、Z軸方向に移動する移動体12を支持することができる。また、移動体12の一端は、移動体ラック18aがピニオン14aと噛合することで支持され、移動体12の他端は、移動体12と固定部材11との間に連結されたレバー13aによって支持される。このため、固定部材11から移動体12の下方に向って基台部を張り出さなくても移動体12を支持することができる。移動体12の下方に基台部を設けることがないので、小型化、軽量化に適した移動体支持機構10が得られる。さらに、剛性の得にくい基台部が不要なので、レバー13a,13bの剛性、精度を得るだけで容易に高精度の移動体支持機構10が得られる。
【0039】
図5は、移動体12を、架空支点32を中心として回転させた状態を示したものである。図中(A)は、移動体12の回転前の状態を示し、図中(B)は、移動体12の回動後の状態を示す。ここでは、レバー13aの固定部材11側のピン20から回転軸31までの距離はL1に設定され、回転軸31からレバー13aの移動体側のピン20までの距離はL2に設定される。L1はL2よりも大きく設定され、レバー比は1:1〜2(1より大きく2未満)に設定される。このようにレバー比を設定すると、移動体12の固定部材11側の降下量が移動体12のピン20位置での降下量よりも大きくなる。このため、移動体12の下降に回転運動が伴い、移動体12は図中(B)に示すように、移動体12は移動体12外の架空支点32を中心として回転することになる。
【0040】
このように、架空支点32を中心として移動体12を回転可能に支持することで、例えば、固定部材11にディスクが放射状に配置された場合でも、各ディスクと移動体12との平行を保つことができる。また、移動体12を架空支点32まで延ばし、架空支点32で移動体12を回転可能に支持する必要がないので、移動体12の奥行きを著しく減少させることができる。
【0041】
図6は、ピニオン25の他の例を示したものである。この例では、ピニオン25に2段の歯車を用いられ、ピッチ円半径rの小径の歯車が移動体ラック18aと噛み合い、ピッチ円半径Rの大径の歯車が固定部材ラック16aと噛み合う。このように、ピニオン25は、単一歯数の歯車に限られず、2段の歯車を組み合わせたものであってもよい。
【0042】
次に、ピニオン25に2段の歯車を組み合わせた場合の原理について説明する。移動体ラック18aをδh上昇させると、ピニオン25の回転軸31はR・δh/(R+r)上昇する。レバー13aのレバー比は、L:l+Lであるので、l/L=r/Rに設定すると、移動体12側のピン20はδh上昇することになる。したがって、ピニオン25に2段の歯車を使用した場合でもレバー比を所定の値に設定することで移動体12に厳正平行運動させることができる。なお、この場合、大小各々の歯車をその歯数比が同一かもしくは整数倍になるように選べば、組み立て時に位相を気にしなくてよく、組み立て易い。
【0043】
図7は、レバー26a,26bの他の例を示したものである。この図に示すように、一対のレバー26a,26bは、ねじり剛性の高い連結板27に接続されてもよい。一対のレバー26a,26bを連結板27に連結することで、ピニオン14a,14bを回転軸31に固定する必要がなく、ピニオン14a,14bそれぞれを自由に回転できる構造とすることができる。さらに、移動体12の剛性が充分に得られる場合は、ピニオン14a,14bはいずれか一方に設けられてもよい。また、上記移動体支持機構10においても、全体の剛性が得られれば、レバー13a,13bのいずれか一方を省略してもよい。
【0044】
図8は、レバー13aと固定部材11及び移動体12の他の接続例を示したものである。この図に示すように、レバー13aの長手方向の両端に長穴28を設け、この長穴28に嵌まり込むピン20を固定部材11及び移動体12側に設けてもよい。レバー13a,13bは固定部材11及び移動体12に対して、回動すると共にスライドするので、上記第1の実施の形態における移動体支持機構10と同様に、移動体12の移動に伴う固定部材11と移動体12との間の距離変化を吸収することができる。
【0045】
図9は、ピニオン29の他の例を示したものである。移動体12の移動量が小さい場合、ピニオン29は全周歯車である必要はなく、円型断面のピン29aを例えば2〜4個有するピン歯車からなるピニオン29で代用してもよい。
【0046】
図10は、移動体12のY軸方向への若干の移動が許容される場合の移動体支持機構58を示したものである。この移動体支持機構58において、レバー13aは固定部材11の固定支点19の廻りを回動する。固定部材11には、大径歯車33が形成され、ピニオン14aはこの大径歯車33に噛合する。他の構成は、上記移動体支持機構10と同様にされる。この図の移動体支持機構58においても、若干のY軸方向への移動が伴うが、平行を保った状態で移動体12をZ軸方向へ移動させることができる。なお、固定支点19は移動体12側に設けられても良い。
【0047】
図11乃至図13は、本発明の第2の実施の形態における移動体支持機構40を示したものである。図11に示すように、この移動体支持機構40にあっては、固定部材41のX軸方向の側面41aには固定部材ピン43が固定される。固定部材41と移動体42との間に架け渡される一対のレバー46a,46bは、固定部材41側の一端にピン係合穴47を有し、このピン係合穴47に固定部材ピン43が嵌め込まれる。また、レバー46a,46bの移動体42側の他端には、レバーピン48が固定される。このレバーピン48は、移動体42の側面に細長く形成された長孔51に嵌め込まれる。レバー46a,46bの中央付近には、大歯車49が形成される。
【0048】
固定部材41の移動体42側の側面41bには、ピニオン44a,44bの回転軸50を支持する軸受け41cが設けられる。上記移動体支持機構10と異なり、ピニオン44a,44bはZ軸方向に移動することなく、回転軸50の廻りを回転することになる。また、ピニオン44a,44bのX軸方向端面には、回転中心を同じくする内歯車45a,45bがそれぞれ固定される。この内歯車45a,45bは、レバー46a,46bに形成された大歯車49と噛合し、同方向に回転する。
【0049】
図12は、移動体支持機構40の動きを示したものである。図12中(A)は、移動体42が上昇位置にある状態を示し、図中(B)は、移動体42が下降位置にある状態を示す。移動体42は、移動体ラック52がピニオン44aに噛み合うことで固定部材41側が支持され、レバー46aに設けたレバーピン48によって固定部材41の反対側が支持される。ここで下降させるため、レバー46aの一点を公知手段で固定部材ピン43を中心にして時計回りに回転させる。レバー46aは固定部材41に支点を有するので、レバー46aが回動時にがたつくのを防止できる。レバー46aに設けられた大歯車49は、ピニオン44aに固定した内歯車45aと噛合するので、レバー46aの回動によってピニオン44aが時計回りに回転する。このピニオン44aは移動体ラック52とも噛合しているので、ピニオン44aの回転によって移動体ラック52が降下する。また、レバー46aの時計回りの回転に伴って移動体42の長孔51も降下させられる。
【0050】
図13に上記移動体支持機構40の原理を示す。レバー46aを回動させ、移動体ラック52をδh降下させると、内歯車45aと噛合するレバー46aは、内歯車45aと噛合する位置でr・δh/Rだけ降下する。ここで、内歯車45aのピッチ円半径をrとし、ピニオン44aのピッチ円半径をRとする。レバー46aの内歯車45aと噛合する位置でのr・δh/R量の降下に伴い、移動体42は長孔51位置でδh・(r/R)/(l/L)降下する。ここで、lはレバー46aの固定部材ピン43位置からレバー46aの内歯車45aと噛合する位置までのY軸方向長さであり、Lはレバー46aの固定部材ピン43の位置からレバーピン41の位置までのY軸方向長さである。この実施の形態では、レバー46aは固定部材ピン43の回りをスライドすることなく回動するので、l:Lの比はレバー46aの回動に伴い変化する。このため、l:Lの比を常に一定に保つことができない。したがって、移動体42の厳正平行運動は得られず、固定部材41に対して僅かに回転を伴う。しかし、固定部材ピン43位置からレバー46aの内歯車45aと噛合する位置までの長さの、固定部材ピン43の位置からレバーピン41の位置までの長さに対する比、すなわちレバー比をr:Rに設定することによって、l/Lをr/Rに近くすることができ、移動体12を厳正平行運動に近い近似平行運動をさせることができる。
【0051】
なお、図14に示すように、内歯車45aに噛合するアイドリングラック55を設け、このアイドリングラック55に設けたラックピン54をレバーに開けた長孔53に挿通させることで、レバー46aが回転してもl:Lの比を常に一定に保つことができる。したがって、固定部材ピン43からラックピン54までの長さの、固定部材ピン43からレバーピン41までのレバー比をr:Rに設定することによって、移動体12を厳正平行運動させることができる。
【0052】
また、一対のピニオン44a,44bは回転軸50によって同期させたものに限られず、一対のレバー46a,46bを一体にして、ねじれ剛性をもたせれば、ピニオン44a,44bはそれぞれ独立して設けてもよい。さらに、ピニオン44a,44bは1個だけでもよい。また、図15に示すようにピニオン44a,44bと噛合する同期ギヤ56を別途設けてもよい。この場合は、ピニオン44aとピニオン44bとの間に回転軸50を設けなくてよいので、回転軸50のスペースが空き、例えばディスクをピニオン44aとピニオン44bとの間を通過させることができる。
【0053】
図16は、本発明の第3の実施の形態における移動体支持機構60を示したものである。併設される固定部材61と移動体62との間には、第1のレバー63及び第2のレバー64とが回動可能に連結される。第1のレバー63は、固定部材61上の一端に回動支点65を有し、他端に移動体62に設けられた長孔67に嵌め込まれるピン68を有する。第1のレバー63の中央付近には、長手方向に延びる連動部用長孔72が開けられる。第2のレバー64も、固定部材61上の一端に回動支点66を有し、他端に移動体62に設けられた長孔69に嵌め込まれるピン70を有する。第2のレバー64は、第1のレバー63よりも長さが短くされる。第2のレバー64には、回動支点66とピン70との間の中央付近に、連動ピン71が設けられる。この連動ピン71は、第1のレバー63に開けられた連動部用長孔72に嵌め込まれる。
【0054】
この移動体支持機構60によれば、簡単な第1のレバー63、第2のレバー64等の簡単な機構でZ軸方向に移動する移動体62を支持することができる。また、移動体62の一端は、第1のレバー63で支持され、移動体62の他端は、第2のレバー64によって支持される。このため、固定部材61から移動体62へ向って基台部を張り出さなくても移動体62を支持することができる。なお、従来のXリンクでは、基本的に各リンクは等長で構成されるので、固定部材61から張り出した基台部で支持する以外はなく、固定部材61から直接支持することはできなかった。
【0055】
第1のレバー63の回動支点65と、第2のレバー64の回動支点66とのZ方向の高さは等しくされる。また、第1のレバー63のレバー比と第2のレバー64のレバー比は等しく設定される。ここで、第1のレバー63のレバー比とは、回動支点65から連動ピン71までの距離lの、回動支点65からピン68までの距離Lに対する比、l:Lをいう。また、第2のレバー64のレバー比とは、回動支点66から連動ピン71までの距離rの、回動支点66からピン70までの距離Rに対する比、r:Rをいう。
【0056】
第1のレバー63のレバー比と第2のレバー64のレバー比を等しくすることで、第1のレバー63に設けたピン70の移動量と第2のレバー64に設けたピン68の移動量とを略等しくすることができる。このため、移動体62を固定部材に対して略平行を保って移動させることができる。なお、この移動体支持機構60の原理はr,R,l,Lの各記号を、上述の移動体支持機構40の原理にあてはめて考えればよい。この移動体支持機構60は、特に移動体62を小ストローク移動させる場合に適する。
【0057】
図17は、連動ピン71の他の例を示したものである。連動ピン71は、第1のレバー63と第2のレバー64の交差位置に設けられるのに限られない。この図に示すように、第1のレバー63と第2のレバー64を並列させ、それぞれの中央付近に連動部用長孔72及び連動部用長孔84が形成されてもよい。連動部用長孔72及び連動部用長孔84に嵌め込まれる連動ピン81及び連動ピン82は、Z軸方向に移動可能なスライド軸80に固定される。
【0058】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、移動体支持機構が、固定部材及び移動体に回動可能に連結されるレバーと、移動体の固定部材側に設けられた移動体ラックと、この移動体ラックに噛合すると共にレバーと連動して動作するピニオンとを備えるので、簡単な機構で、固定部材と移動体とが併設される平面に対して直交方向に移動する移動体を支持することができる。また、移動体の一端は、移動体ラックがピニオンと噛合することで支持され、移動体の他端は、移動体と固定部材との間に連結されたレバーによって支持されので、固定部材から移動体に向って基台部を張り出さなくても移動体を支持することができる。移動体の周囲に基台部を設けることがないので、小型化、軽量化に適した移動体支持機構が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態における移動体支持機構を示す斜視図。
【図2】上記移動体支持機構の回転軸のガイドを示す斜視図。
【図3】上記移動体支持機構の動作を示す側面図(図中(A)は移動体が上昇位置にある状態を示し、(B)は移動体が下降位置にある状態を示す)。
【図4】上記移動体支持機構の原理図。
【図5】上記移動体支持機構の移動体が回転運動する例を示す側面図(図中(A)は移動体が上昇位置にある状態を示し、(B)は移動体が下降位置にある状態を示す)。
【図6】上記移動体支持機構のピニオンの他の例を示す側面図。
【図7】上記移動体支持機構のレバーの他の例を示す斜視図。
【図8】上記移動体支持機構のレバーに長孔を設けた例を示す側面図。
【図9】上記移動体支持機構にピン歯車を用いた例を示す側面図。
【図10】上記移動体支持機構のY方向に若干の移動が許容できる例を示す側面図。
【図11】本発明の第2の実施形態における移動体支持機構を示す斜視図。
【図12】上記移動体支持機構の動作を示す側面図(図中(A)は移動体が上昇位置にある状態を示し、(B)は移動体が下降位置にある状態を示す)。
【図13】上記移動体支持機構の原理図。
【図14】上記移動体支持機構の厳正平行運動させる例を示す側面図。
【図15】上記移動体支持機構に動機ギアを用いた例を示す斜視図。
【図16】本発明の第3の実施形態における移動体支持機構を示す斜視図。
【図17】上記移動体支持機構の連動部の他の例を示す側面図。
【図18】従来の移動体支持機構を示す側面図。
【図19】従来の移動体支持機構の他の例を示す側面図。
【符号の説明】
10,40,60 移動体支持機構
11,41,61 固定部材
12,42,62 移動体
13a,13b,46a,46b レバー
14a,14b,44a,44b ピニオン
16a,16b 固定部材ラック(固定部材歯車)
18a,18b,52 移動体ラック(移動体歯車)
31,50 回転軸
15a,15b,17a,17b,20,48,51,66,69,70 連結手段
43 支点
45a,45b,49 減速手段
63 第1のレバー
64 第2のレバー
71 連動部
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定部材と移動体とが併設される平面に対して直交方向に移動する移動体を支持する移動体支持機構に関し、特にディスクプレーヤのディスククランプ機構やチェンジャのディスク選択機構に適用すると有効な移動体支持機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、チェンジャにおいては、複数枚のディスクが収納されたマガジン等の固定部材とディスク搬送を行う移動体とを併設する。そして、固定部材と移動体とが併設される平面に対して直交方向に移動体を移動させ、特定のディスクに対応する位置まで上下動させる。一般に、ディスクは平行に収納されている場合が多いので、移動体は各々のディスクに対する相対位置が同一となるようディスクに対して平行姿勢を維持したまま移動させるのが望ましい。この移動体の支持機構として、図18に示すように、固定部材1から移動体2の下方に向って基台部3を張り出し、この基台部3から3本のねじ軸4a,4b,4cを立設し、移動体2にねじ軸4a,4b,4cと螺合するナットを設けたものが知られている。3本のねじ軸4a,4b,4cを同期駆動することで、移動体2が座標軸上でZ軸方向に移動される。このとき、移動体2のX軸、Y軸方向への移動や各軸まわりの回転は制限されている。
【0003】
また、図19に示すように、固定部材1から張り出した基台部3と移動体2とを、周知のXリンク4を介して連結させた移動体支持機構も知られている。この移動体支持機構によっても、移動体2は座標軸上でZ軸方向のみに移動可能に支持される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の移動体支持機構にあっては、支持機構を構成する部品点数が多く、組み立てに困難が伴う。また、移動体2を支持するのに、固定部材1から移動体2の下方に張り出した基台部3を張り出す必要がある。一般に、この基台部3の剛性、精度を確保するのは困難であるので、小型化、高精度化に適する移動体支持機構が得られなかった。
【0005】
そこで、本発明は、移動体と固定部材とが併設される平面に対して直交する方向に移動する移動体を、簡単な構成からなる機構で支持でき、且つ、固定部材から基台部を張り出すことなく支持することができる移動体支持機構を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。
【0007】
請求項1の発明は、固定部材(11,41)と移動体(12,42)とが併設される平面に対して直交方向に移動する前記移動体(12,42)を支持する移動体支持機構(10,40)であって、前記固定部材(11,41)及び前記移動体(12,42)に回動可能に連結されるレバー(13a,13b,46a,46b)と、前記移動体(12,42)の固定部材(11,41)側に設けられた移動体歯車(18a,18b,52)と、この移動体歯車(18a,18b,52)に噛合すると共に前記レバー(13a,13b,46a,46b)と連動して動作するピニオン(14a,14b,44a,44b)とを備えることを特徴とする移動体支持機構(10,40)により、上述した課題を解決する。ここで、移動体歯車(18a,18b,52)には、ラックあるいは部分歯車を用いることができる。
【0008】
この発明によれば、レバー(13a,13b,46a,46b)、ピニオン(14a,14b,44a,44b)等の簡単な構成からなる機構で、固定部材(11,41)と移動体(12,42)とが併設される平面に対して直交方向に移動する移動体(12,42)を支持することができる。また、移動体(12,42)の一端は、移動体歯車(18a,18b,52)がピニオン(14a,14b,44a,44b)と噛合することで支持され、移動体(12,42)の他端は、移動体(12,42)と固定部材(11,41)との間に連結されたレバー(13a,13b,46a,46b)によって支持される。このため、固定部材(11,41)から移動体(12,42)に向って基台部を張り出さなくても移動体(12,42)を支持することができる。移動体(12,42)の周囲に基台部を設けることがないので、小型化、軽量化に適した移動体支持機構(10,40)が得られる。さらに、基台部が不要なのでレバー(13a,13b,46a,46b)の剛性、精度を得るだけで容易に高精度の移動体支持機構(10,40)が得られる。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記固定部材(11)の移動体(12)側には前記ピニオン(14a,14b)に噛合する固定部材歯車(16a,16b)が設けられ、前記レバー(13a,13b)には前記ピニオン(14a,14b)の回転軸(31)が設けられることを特徴とする。ここで、固定部材歯車(16a,16b)には、ラックあるいは部分歯車を用いることができる。
【0010】
この発明によれば、レバー(13a,13b)の回動とピニオン(14a,14b)の回転運動、上下運動の動作とを連動させることができる。
【0011】
請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記レバー(13a,13b)は前記固定部材(11)及び前記移動体(12)に連結手段(20,15a,15b,17a,17b)を介して連結され、この連結手段(20,15a,15b,17a,17b)によって、前記固定部材(11)及び前記移動体(12)に対して前記レバー(13a,13b)が回動可能にされると共にスライド可能にされることを特徴とする。ここで連結手段(20,15a,15b,17a,17b)には、例えば前記レバー(13a,13b)に設けられたピン(20)と、前記ピン(20)が遊嵌するように、前記固定部材(11)及び前記移動体(12)それぞれに前記移動体(12)の移動方向と直交する方向に開けられた細長い長孔(15a,15b,17a,17b)とを用いることができる。
【0012】
この発明によれば、レバー(13a,13b)が固定部材(11)及び移動体(12)に対してスライドすることで、レバー(13a,13b)と固定部材(11)との連結位置からレバー(13a,13b)と移動体(12)との連結位置までの移動体(12)の移動に伴う距離の変化を吸収することができる。
【0013】
請求項4の発明は、請求項3の発明において、前記固定部材(11)側の前記連結手段(20,15a,15b)から前記ピニオン(14a,14b)の回転軸(31)までの距離の、前記固定部材(11)側の前記連結手段(20,15a,15b)から前記移動体(12)側の前記連結手段(20,17a,17b)までの距離に対するレバー比を1:2にすることを特徴とする。
【0014】
この発明によれば、レバー比を1:2に選定することによって、移動体(12)の移動体歯車(18a,18b)位置の移動量と、移動体(12)の連結手段(20,17a,17b)位置の移動量とを等しくすることができる。このため、移動体(12)が固定部材(11)に平行を保って移動、すなわち厳正平行運動する。したがって、例えば、マガジンに平行にディスクが収納された場合のディスクチェンジャに適する移動体支持機構(10)が得られる。
【0015】
請求項5の発明は、請求項3の発明において、前記固定部材(11)側の前記連結手段(20,15a,15b)から前記ピニオン(14a,14b)の回転軸(31)までの距離の、前記固定部材(11)側の前記連結手段(20,15a,15b)から前記移動体(12)側の前記連結手段(20,17a,17b)までの距離に対するレバー比を所定の値に選定して、回転運動する前記移動体(12)を支持することを特徴とする。ここで、所定の値とは、1:1〜2(1より大きく2未満)の範囲内の値をいう。
【0016】
この発明によれば、このようにレバー比を設定すると、移動体(12)の移動体歯車(18a,18b)位置の降下量が移動体(12)の連結手段(20,17a,17b)位置の降下量よりも大きくなる。このため、移動体(12)の下降に回転運動が伴い、移動体(12)は移動体(12)外の架空支点を中心として回転する。このため、回転運動する移動体(12)を支持するのに適した移動体支持機構(10)が得られる。したがって、例えば、マガジンに架空支点を中心として放射状に配置されたディスクとの平行姿勢を保つよう、架空支点を中心として回転運動する移動体を支持するのに適した移動体支持機構(10)が得られる。
【0017】
請求項6の発明は、請求項1の発明において、前記レバー(46a,46b)が前記固定部材(41)に支点(43)を有し、前記レバー(46a,46b)が前記移動体(42)に連結手段(48,51)を介して前記移動体(42)に連結され、前記ピニオン(44a,44b)の回転軸(50)が前記固定部材(41)に設けられ、前記ピニオン(44a,44b)の回転と前記レバー(46a,46b)の回動とが減速手段(45a,45b,49)によって連動されることを特徴とする。ここで、減速手段(45a,45b,49)には、前記ピニオン(44a,44b)の回転軸(50)に固定された内歯車(45a,45b)と、この内歯車(45a,45b)と噛合するように前記レバー(46a,46b)に形成された大歯車(49)等を用いることができる。また、連結手段(48,51)には、前記レバー(46a,46b)が前記移動体(42)に対して回動可能にされると共にスライド可能にされるよう、前記レバー(46a,46b)に設けられたピン(48)と、このピン(48)が遊嵌するよう、前記移動体(42)に前記移動体(42)の移動方向と直交する方向に開けられた細長い長孔(51)とを用いることができる。
【0018】
この発明によれば、レバー(46a,46b)が固定部材(41)に支点(43)を有するので、レバー(46a,46b)が回動時にがたつくのを防止できる。また、減速手段(45a,45b,49)を設けることで、レバー(46a,46b)が固定部材(41)に支点(43)を有しても、レバー(46a,46b)の回動とピニオン(44a,44b)の回転とを連動することができる。
【0019】
請求項7の発明は、請求項6の発明において、前記移動体歯車(52)の前記ピニオン(44a,44b)に対する移動が、前記減速手段(45a,45b,49)によって所定比率で減じられて前記減速手段(45a,45b,49)位置での前記レバー(46a,46b)の移動に伝達され、前記レバー(46a,46b)の前記減速手段(45a,45b,49)位置での前記移動が前記所定比率倍拡大されて前記移動体(42)の前記連結手段(48,51)位置での移動に伝達されることを特徴とする。
【0020】
この発明によれば、移動体(42)の移動体歯車(52)位置の移動量と移動体(42)の連結手段(48,51)位置の移動量とを略等しくすることができる。このため、移動体(42)が固定部材(41)に略平行を保って移動する。したがって、例えば、マガジンに平行にディスクが収納された場合のディスクチェンジャに適する移動体支持機構(40)が得られる。
【0021】
請求項8の発明は、固定部材(61)と移動体(62)とが併設される平面に対して直交方向に移動する前記移動体(62)を支持する移動体支持機構(60)であって、前記固定部材(61)及び前記移動体(62)に連結手段(65,67,68)を介して回動可能に連結される第1のレバー(63)と、前記固定部材(61)及び前記移動体(62)に連結手段(66,69,70)を介して回動可能に連結される第2のレバー(64)と、前記第1のレバー(63)及び前記第2のレバー(64)それぞれに設けられた前記一対の連結手段(66,70等)の間に設けられ、前記第1のレバー(63)及び前記第2のレバー(64)を連動させる連動部(71)とを備え、前記第1のレバー(63)と前記第2のレバー(64)が不等長であることを特徴とする。ここで、連結手段(66,66,67,68,69,70)は、前記固定部材(61)及び前記移動体(62)それぞれに対して前記第1及び第2のレバー(63,64)を回動可能にすると共に、前記固定部材(61)または前記移動体(62)のすくなくとも一方に対して前記第1及び第2のレバー(63,64)をスライド可能にする。
【0022】
この発明によれば、第1のレバー(63)、第2のレバー(64)等簡単な構成からなる機構で、固定部材(61)及び移動体(62)が併設される平面に対して直交方向に移動する移動体(62)を支持することができる。また、移動体(62)の一端は、移動体(62)と固定部材(61)との間に掛け渡された第1のレバー(63)で支持され、移動体(62)の他端は、移動体(62)と固定部材(61)との間に掛け渡された第2のレバー(64)によって支持される。このため、固定部材(61)から移動体(62)へ向って基台部を張り出さなくても移動体(62)を支持することができる。移動体(62)の周囲に基台部を設けることがないので、小型化、軽量化に適した移動体支持機構(60)が得られる。
【0023】
請求項9の発明は、請求項8の発明において、前記第1のレバー(63)の前記固定部材(61)側の前記連結手段(65)から前記連動部(71)までの距離の、前記第1のレバー(63)の前記固定部材(61)側の前記連結手段(65)から前記第1のレバー(63)の前記移動体(62)側の前記連結手段(68)までの距離に対するレバー比と、前記第2のレバー(64)の前記固定部材(61)側の前記連結手段(66)から前記連動部(71)までの距離の、前記第2のレバー(64)の前記固定部材(61)側の前記連結手段(66)から前記第2のレバー(64)の前記移動体(62)側の前記連結手段(70)までの距離に対するレバー比とを等しくとることを特徴とする。
【0024】
この発明によれば、第1のレバー(63)の支持位置の移動量と第2のレバー(64)の支持位置の移動量とを略等しくすることができる。このため、移動体(62)が固定部材(61)に略平行を保って移動する。したがって、例えば、マガジンに平行にディスクが収納された場合のディスクチェンジャに適する移動体支持機構(60)が得られる。
【0025】
【発明の実施の形態】
図1乃至図3に、本発明の第1の実施形態における移動体支持機構10を示す。この移動体支持機構10において、移動体12は、固定部材11及び移動体12が併設される平面(XY平面)に対して直交方向(Z軸方向)に移動する。移動体支持機構10は、例えばディスクプレーヤのディスククランプ機構やチェンジャのディスク選択機構に適用される。ディスククランパ機構に適用される場合、移動体12にはターンテーブル、ピックアップ等の演奏手段が載せられる。移動体を図中Z軸方向に移動させることによって、移動体12の上方に位置するクランパとターンテーブルの間でディスクをクランプする。
【0026】
また、チェンジャのディスク選択機構に適用される場合、固定部材11は複数枚のディスクが所定ピッチで配列収納されるマガジンとして用いられる。移動体12にはターンテーブル及びピックアップを含む演奏手段と、マガジンからディスクを演奏位置まで搬送する搬送手段とが設けられる。移動体は、マガジン内に収納されているディスク位置に合わせて平行姿勢を維持したまま図中Z軸方向に移動する。
【0027】
この図に示すように、移動体支持機構10は、固定部材11と、固定部材11の水平面内に併設された移動体12と、固定部材11と移動体12との間に回動可能に連結された一対のレバー13a,13bと、固定部材11と移動体12との間に設けられたピニオン14a,14bとを備える。
【0028】
固定部材11は略矩形状をなし、そのX方向両側面11bには図中Y方向に延びる一対の細長い長孔15a,15bが開けられる。固定部材11の移動体12側の側面11aには、その両脇にZ軸方向に延びる一対の固定部材ラック16a,16bが設けられる。
【0029】
移動体12は平面長方形の板状部材からなり、そのX軸方向の長さは固定部材11のX軸方向の長さと略等しい。移動体12のX軸方向両端には壁部12a,12bが垂設される。固定部材11の反対側の壁部12a,12bには、Y軸方向に細長く延びる一対の長孔17a,17bが開けられる。また、壁部12a,12bの固定部材11側には固定部材ラック16a,16bと対向するようにZ軸方向に延びる移動体ラック18a,18bが設けられる。
【0030】
移動体12及び固定部材11のX軸方向側面に細長く延びる一対のレバー13a,13bは、その両端にピン20を有する。このピン20は、固定部材11に設けた長孔15a,15b及び移動体12に設けた長孔17a,17bに嵌め込まれる。このピン20と長孔15a,15b,17a,17bとによって、レバー13a,13bは固定部材11及び移動体12に連結される。また、レバー13a,13bは固定部材11及び移動体12に対して回動可能にされ、レバー13a,13bは固定部材11及び移動体12に対してスライド可能にされる。レバー13a,13bが固定部材11及び移動体12に対してスライドすることで、移動体12の移動に伴う固定部材11と移動体12間の距離の変化を吸収することができる。
【0031】
一対のピニオン14a,14bは、固定部材11に設けた固定部材ラック16a,16b及び移動体に設けた移動体ラック18a,18bそれぞれと噛合するよう配置される。また、一対のピニオン14a,14bは、相互に回転しないよう回転軸31に固定される。この回転軸31は、一対のレバー13a,13bの中央に回転可能に支持される。
【0032】
図2に示すように、回転軸31は、固定部材11から張り出したリブに開けられた長穴34、並びに移動体12から張り出したリブに開けられた長穴35内に挿通される。このため、回転軸31のZ軸方向への移動は、長孔34及び長孔35にガイドされる。
【0033】
なお、移動体12のX方向及びY方向への移動を制限するガイドは、軸と穴など周知のものを使用すればよい。また、移動体12若しくはレバー13a,13bの一点を周知のカム、ネジ、ギヤ等の手段で駆動させることで、移動体12は駆動される。
【0034】
図3は、移動体支持機構10の動きを示したものである。図中(A)は移動体12が上昇位置にある状態を示し、図中(B)は移動体12が下降位置にある場合を示す。この移動体支持機構10において、固定部材11側のピン20からピニオン14aの回転軸31までの距離lの、固定部材11側のピン20から移動体12側のピン20までの距離Lに対する比l:Lをレバー比と呼ぶ。この移動体支持機構10では固定部材11側のピン20と移動体12側のピン20の中央に回転軸31を設けたので、レバー比は1:2に設定される。
【0035】
図中(A)に示すように、移動体12は、移動体ラック18aがピニオン14aに噛み合うことでその一端が支持され、その他端がピン20で支持される。ここで下降させるため、レバー13aの一点を公知手段で時計回りに回転させる。ピニオン14aは、固定部材ラック16aと噛合し、かつその軸がレバー13aに設けられているため、時計回りに回転しながら下降する。このピニオン14aは移動体ラック18aとも噛合するので、ピニオン14aの時計回りの回転によって移動体ラック18aが降下する。このため、移動体ラック18aは回転軸31の降下量の2倍降下する。一方、レバー13aはレバー比1:2で固定部材11の長孔15a及び移動体12の長穴17aに係合しているので、移動体12側のピン20はレバー13aの回転軸31位置での降下量の2倍降下させられる。したがって、移動体ラック18a及び移動体12側のピン20が等しい量降下するので、移動体12は、図3(B)に示すように、固定部材11に平行を保って降下する。
【0036】
図4は、上記移動体支持機構10の原理を示したものである。レバー13aを回動させ、移動体ラック18aをδh上昇させると、ピニオン14aの回転軸31はδh/2上方に移動する。レバー比が1:2に設定されるので、回転軸31がδh/2上方に移動させると移動体12側のピン20はδh上昇する。このため、移動体12を、平行を保ったまま上昇させることができる。
【0037】
固定部材11及び移動体12のX軸方向の両側面には一対のレバー13a,13b及び一対のピニオン14a,14bが設けられ、一対のピニオン14a,14bは互いに回転しないよう結合されて同一の動きをする。このため、移動体12の略4隅が同一量降下させられる。したがって、立体的に移動体12が固定部材11に対して平行姿勢を維持したままZ軸方向に降下する。この移動体12の平行を保った状態でのZ軸方向への運動を厳正平行運動という。
【0038】
このように、本発明の移動体支持機構10によれば、ピニオン14a,14b、レバー13a,13b等、簡単な構成からなる機構で、Z軸方向に移動する移動体12を支持することができる。また、移動体12の一端は、移動体ラック18aがピニオン14aと噛合することで支持され、移動体12の他端は、移動体12と固定部材11との間に連結されたレバー13aによって支持される。このため、固定部材11から移動体12の下方に向って基台部を張り出さなくても移動体12を支持することができる。移動体12の下方に基台部を設けることがないので、小型化、軽量化に適した移動体支持機構10が得られる。さらに、剛性の得にくい基台部が不要なので、レバー13a,13bの剛性、精度を得るだけで容易に高精度の移動体支持機構10が得られる。
【0039】
図5は、移動体12を、架空支点32を中心として回転させた状態を示したものである。図中(A)は、移動体12の回転前の状態を示し、図中(B)は、移動体12の回動後の状態を示す。ここでは、レバー13aの固定部材11側のピン20から回転軸31までの距離はL1に設定され、回転軸31からレバー13aの移動体側のピン20までの距離はL2に設定される。L1はL2よりも大きく設定され、レバー比は1:1〜2(1より大きく2未満)に設定される。このようにレバー比を設定すると、移動体12の固定部材11側の降下量が移動体12のピン20位置での降下量よりも大きくなる。このため、移動体12の下降に回転運動が伴い、移動体12は図中(B)に示すように、移動体12は移動体12外の架空支点32を中心として回転することになる。
【0040】
このように、架空支点32を中心として移動体12を回転可能に支持することで、例えば、固定部材11にディスクが放射状に配置された場合でも、各ディスクと移動体12との平行を保つことができる。また、移動体12を架空支点32まで延ばし、架空支点32で移動体12を回転可能に支持する必要がないので、移動体12の奥行きを著しく減少させることができる。
【0041】
図6は、ピニオン25の他の例を示したものである。この例では、ピニオン25に2段の歯車を用いられ、ピッチ円半径rの小径の歯車が移動体ラック18aと噛み合い、ピッチ円半径Rの大径の歯車が固定部材ラック16aと噛み合う。このように、ピニオン25は、単一歯数の歯車に限られず、2段の歯車を組み合わせたものであってもよい。
【0042】
次に、ピニオン25に2段の歯車を組み合わせた場合の原理について説明する。移動体ラック18aをδh上昇させると、ピニオン25の回転軸31はR・δh/(R+r)上昇する。レバー13aのレバー比は、L:l+Lであるので、l/L=r/Rに設定すると、移動体12側のピン20はδh上昇することになる。したがって、ピニオン25に2段の歯車を使用した場合でもレバー比を所定の値に設定することで移動体12に厳正平行運動させることができる。なお、この場合、大小各々の歯車をその歯数比が同一かもしくは整数倍になるように選べば、組み立て時に位相を気にしなくてよく、組み立て易い。
【0043】
図7は、レバー26a,26bの他の例を示したものである。この図に示すように、一対のレバー26a,26bは、ねじり剛性の高い連結板27に接続されてもよい。一対のレバー26a,26bを連結板27に連結することで、ピニオン14a,14bを回転軸31に固定する必要がなく、ピニオン14a,14bそれぞれを自由に回転できる構造とすることができる。さらに、移動体12の剛性が充分に得られる場合は、ピニオン14a,14bはいずれか一方に設けられてもよい。また、上記移動体支持機構10においても、全体の剛性が得られれば、レバー13a,13bのいずれか一方を省略してもよい。
【0044】
図8は、レバー13aと固定部材11及び移動体12の他の接続例を示したものである。この図に示すように、レバー13aの長手方向の両端に長穴28を設け、この長穴28に嵌まり込むピン20を固定部材11及び移動体12側に設けてもよい。レバー13a,13bは固定部材11及び移動体12に対して、回動すると共にスライドするので、上記第1の実施の形態における移動体支持機構10と同様に、移動体12の移動に伴う固定部材11と移動体12との間の距離変化を吸収することができる。
【0045】
図9は、ピニオン29の他の例を示したものである。移動体12の移動量が小さい場合、ピニオン29は全周歯車である必要はなく、円型断面のピン29aを例えば2〜4個有するピン歯車からなるピニオン29で代用してもよい。
【0046】
図10は、移動体12のY軸方向への若干の移動が許容される場合の移動体支持機構58を示したものである。この移動体支持機構58において、レバー13aは固定部材11の固定支点19の廻りを回動する。固定部材11には、大径歯車33が形成され、ピニオン14aはこの大径歯車33に噛合する。他の構成は、上記移動体支持機構10と同様にされる。この図の移動体支持機構58においても、若干のY軸方向への移動が伴うが、平行を保った状態で移動体12をZ軸方向へ移動させることができる。なお、固定支点19は移動体12側に設けられても良い。
【0047】
図11乃至図13は、本発明の第2の実施の形態における移動体支持機構40を示したものである。図11に示すように、この移動体支持機構40にあっては、固定部材41のX軸方向の側面41aには固定部材ピン43が固定される。固定部材41と移動体42との間に架け渡される一対のレバー46a,46bは、固定部材41側の一端にピン係合穴47を有し、このピン係合穴47に固定部材ピン43が嵌め込まれる。また、レバー46a,46bの移動体42側の他端には、レバーピン48が固定される。このレバーピン48は、移動体42の側面に細長く形成された長孔51に嵌め込まれる。レバー46a,46bの中央付近には、大歯車49が形成される。
【0048】
固定部材41の移動体42側の側面41bには、ピニオン44a,44bの回転軸50を支持する軸受け41cが設けられる。上記移動体支持機構10と異なり、ピニオン44a,44bはZ軸方向に移動することなく、回転軸50の廻りを回転することになる。また、ピニオン44a,44bのX軸方向端面には、回転中心を同じくする内歯車45a,45bがそれぞれ固定される。この内歯車45a,45bは、レバー46a,46bに形成された大歯車49と噛合し、同方向に回転する。
【0049】
図12は、移動体支持機構40の動きを示したものである。図12中(A)は、移動体42が上昇位置にある状態を示し、図中(B)は、移動体42が下降位置にある状態を示す。移動体42は、移動体ラック52がピニオン44aに噛み合うことで固定部材41側が支持され、レバー46aに設けたレバーピン48によって固定部材41の反対側が支持される。ここで下降させるため、レバー46aの一点を公知手段で固定部材ピン43を中心にして時計回りに回転させる。レバー46aは固定部材41に支点を有するので、レバー46aが回動時にがたつくのを防止できる。レバー46aに設けられた大歯車49は、ピニオン44aに固定した内歯車45aと噛合するので、レバー46aの回動によってピニオン44aが時計回りに回転する。このピニオン44aは移動体ラック52とも噛合しているので、ピニオン44aの回転によって移動体ラック52が降下する。また、レバー46aの時計回りの回転に伴って移動体42の長孔51も降下させられる。
【0050】
図13に上記移動体支持機構40の原理を示す。レバー46aを回動させ、移動体ラック52をδh降下させると、内歯車45aと噛合するレバー46aは、内歯車45aと噛合する位置でr・δh/Rだけ降下する。ここで、内歯車45aのピッチ円半径をrとし、ピニオン44aのピッチ円半径をRとする。レバー46aの内歯車45aと噛合する位置でのr・δh/R量の降下に伴い、移動体42は長孔51位置でδh・(r/R)/(l/L)降下する。ここで、lはレバー46aの固定部材ピン43位置からレバー46aの内歯車45aと噛合する位置までのY軸方向長さであり、Lはレバー46aの固定部材ピン43の位置からレバーピン41の位置までのY軸方向長さである。この実施の形態では、レバー46aは固定部材ピン43の回りをスライドすることなく回動するので、l:Lの比はレバー46aの回動に伴い変化する。このため、l:Lの比を常に一定に保つことができない。したがって、移動体42の厳正平行運動は得られず、固定部材41に対して僅かに回転を伴う。しかし、固定部材ピン43位置からレバー46aの内歯車45aと噛合する位置までの長さの、固定部材ピン43の位置からレバーピン41の位置までの長さに対する比、すなわちレバー比をr:Rに設定することによって、l/Lをr/Rに近くすることができ、移動体12を厳正平行運動に近い近似平行運動をさせることができる。
【0051】
なお、図14に示すように、内歯車45aに噛合するアイドリングラック55を設け、このアイドリングラック55に設けたラックピン54をレバーに開けた長孔53に挿通させることで、レバー46aが回転してもl:Lの比を常に一定に保つことができる。したがって、固定部材ピン43からラックピン54までの長さの、固定部材ピン43からレバーピン41までのレバー比をr:Rに設定することによって、移動体12を厳正平行運動させることができる。
【0052】
また、一対のピニオン44a,44bは回転軸50によって同期させたものに限られず、一対のレバー46a,46bを一体にして、ねじれ剛性をもたせれば、ピニオン44a,44bはそれぞれ独立して設けてもよい。さらに、ピニオン44a,44bは1個だけでもよい。また、図15に示すようにピニオン44a,44bと噛合する同期ギヤ56を別途設けてもよい。この場合は、ピニオン44aとピニオン44bとの間に回転軸50を設けなくてよいので、回転軸50のスペースが空き、例えばディスクをピニオン44aとピニオン44bとの間を通過させることができる。
【0053】
図16は、本発明の第3の実施の形態における移動体支持機構60を示したものである。併設される固定部材61と移動体62との間には、第1のレバー63及び第2のレバー64とが回動可能に連結される。第1のレバー63は、固定部材61上の一端に回動支点65を有し、他端に移動体62に設けられた長孔67に嵌め込まれるピン68を有する。第1のレバー63の中央付近には、長手方向に延びる連動部用長孔72が開けられる。第2のレバー64も、固定部材61上の一端に回動支点66を有し、他端に移動体62に設けられた長孔69に嵌め込まれるピン70を有する。第2のレバー64は、第1のレバー63よりも長さが短くされる。第2のレバー64には、回動支点66とピン70との間の中央付近に、連動ピン71が設けられる。この連動ピン71は、第1のレバー63に開けられた連動部用長孔72に嵌め込まれる。
【0054】
この移動体支持機構60によれば、簡単な第1のレバー63、第2のレバー64等の簡単な機構でZ軸方向に移動する移動体62を支持することができる。また、移動体62の一端は、第1のレバー63で支持され、移動体62の他端は、第2のレバー64によって支持される。このため、固定部材61から移動体62へ向って基台部を張り出さなくても移動体62を支持することができる。なお、従来のXリンクでは、基本的に各リンクは等長で構成されるので、固定部材61から張り出した基台部で支持する以外はなく、固定部材61から直接支持することはできなかった。
【0055】
第1のレバー63の回動支点65と、第2のレバー64の回動支点66とのZ方向の高さは等しくされる。また、第1のレバー63のレバー比と第2のレバー64のレバー比は等しく設定される。ここで、第1のレバー63のレバー比とは、回動支点65から連動ピン71までの距離lの、回動支点65からピン68までの距離Lに対する比、l:Lをいう。また、第2のレバー64のレバー比とは、回動支点66から連動ピン71までの距離rの、回動支点66からピン70までの距離Rに対する比、r:Rをいう。
【0056】
第1のレバー63のレバー比と第2のレバー64のレバー比を等しくすることで、第1のレバー63に設けたピン70の移動量と第2のレバー64に設けたピン68の移動量とを略等しくすることができる。このため、移動体62を固定部材に対して略平行を保って移動させることができる。なお、この移動体支持機構60の原理はr,R,l,Lの各記号を、上述の移動体支持機構40の原理にあてはめて考えればよい。この移動体支持機構60は、特に移動体62を小ストローク移動させる場合に適する。
【0057】
図17は、連動ピン71の他の例を示したものである。連動ピン71は、第1のレバー63と第2のレバー64の交差位置に設けられるのに限られない。この図に示すように、第1のレバー63と第2のレバー64を並列させ、それぞれの中央付近に連動部用長孔72及び連動部用長孔84が形成されてもよい。連動部用長孔72及び連動部用長孔84に嵌め込まれる連動ピン81及び連動ピン82は、Z軸方向に移動可能なスライド軸80に固定される。
【0058】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、移動体支持機構が、固定部材及び移動体に回動可能に連結されるレバーと、移動体の固定部材側に設けられた移動体ラックと、この移動体ラックに噛合すると共にレバーと連動して動作するピニオンとを備えるので、簡単な機構で、固定部材と移動体とが併設される平面に対して直交方向に移動する移動体を支持することができる。また、移動体の一端は、移動体ラックがピニオンと噛合することで支持され、移動体の他端は、移動体と固定部材との間に連結されたレバーによって支持されので、固定部材から移動体に向って基台部を張り出さなくても移動体を支持することができる。移動体の周囲に基台部を設けることがないので、小型化、軽量化に適した移動体支持機構が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態における移動体支持機構を示す斜視図。
【図2】上記移動体支持機構の回転軸のガイドを示す斜視図。
【図3】上記移動体支持機構の動作を示す側面図(図中(A)は移動体が上昇位置にある状態を示し、(B)は移動体が下降位置にある状態を示す)。
【図4】上記移動体支持機構の原理図。
【図5】上記移動体支持機構の移動体が回転運動する例を示す側面図(図中(A)は移動体が上昇位置にある状態を示し、(B)は移動体が下降位置にある状態を示す)。
【図6】上記移動体支持機構のピニオンの他の例を示す側面図。
【図7】上記移動体支持機構のレバーの他の例を示す斜視図。
【図8】上記移動体支持機構のレバーに長孔を設けた例を示す側面図。
【図9】上記移動体支持機構にピン歯車を用いた例を示す側面図。
【図10】上記移動体支持機構のY方向に若干の移動が許容できる例を示す側面図。
【図11】本発明の第2の実施形態における移動体支持機構を示す斜視図。
【図12】上記移動体支持機構の動作を示す側面図(図中(A)は移動体が上昇位置にある状態を示し、(B)は移動体が下降位置にある状態を示す)。
【図13】上記移動体支持機構の原理図。
【図14】上記移動体支持機構の厳正平行運動させる例を示す側面図。
【図15】上記移動体支持機構に動機ギアを用いた例を示す斜視図。
【図16】本発明の第3の実施形態における移動体支持機構を示す斜視図。
【図17】上記移動体支持機構の連動部の他の例を示す側面図。
【図18】従来の移動体支持機構を示す側面図。
【図19】従来の移動体支持機構の他の例を示す側面図。
【符号の説明】
10,40,60 移動体支持機構
11,41,61 固定部材
12,42,62 移動体
13a,13b,46a,46b レバー
14a,14b,44a,44b ピニオン
16a,16b 固定部材ラック(固定部材歯車)
18a,18b,52 移動体ラック(移動体歯車)
31,50 回転軸
15a,15b,17a,17b,20,48,51,66,69,70 連結手段
43 支点
45a,45b,49 減速手段
63 第1のレバー
64 第2のレバー
71 連動部
Claims (9)
- 固定部材と移動体とが併設される平面に対して直交方向に移動する前記移動体を支持する移動体支持機構であって、
前記固定部材及び前記移動体に回動可能に連結されるレバーと、前記移動体の固定部材側に設けられた移動体歯車と、この移動体歯車に噛合すると共に前記レバーと連動して動作するピニオンとを備えることを特徴とする移動体支持機構。 - 前記固定部材の移動体側には前記ピニオンに噛合する固定部材歯車が設けられ、前記レバーには前記ピニオンの回転軸が設けられることを特徴とする請求項1記載の移動体支持機構。
- 前記レバーは前記固定部材及び前記移動体に連結手段を介して連結され、この連結手段によって、前記レバーが前記固定部材及び前記移動体に対して回動可能にされると共にスライド可能にされることを特徴とする請求項2記載の移動体支持機構。
- 前記固定部材側の前記連結手段から前記ピニオンの回転軸までの距離の、前記固定部材側の前記連結手段から前記移動体側の前記連結手段までの距離に対するレバー比を1:2にすることを特徴とする請求項3記載の移動体支持機構。
- 前記固定部材側の前記連結手段から前記ピニオンの回転軸までの距離の、前記固定部材側の前記連結手段から前記移動体側の前記連結手段までの距離に対するレバー比を所定の値に選定して、回転運動する前記移動体を支持することを特徴とする請求項3記載の移動体支持機構。
- 前記レバーが前記固定部材に支点を有し、前記レバーが前記移動体に連結手段を介して前記移動体に連結され、前記ピニオンの回転軸が前記固定部材に設けられ、前記ピニオンの回転と前記レバーの回動とが減速手段によって連動されることを特徴とする請求項1記載の移動体支持機構。
- 前記移動体歯車の前記ピニオンに対する移動が、前記減速手段によって所定比率で減じられて前記減速手段位置での前記レバーの移動に伝達され、前記レバーの前記減速手段位置での前記移動が前記所定比率倍拡大されて前記移動体の前記連結手段位置での移動に伝達されることを特徴とする請求項6記載の移動体支持機構。
- 固定部材と移動体とが併設される平面に対して直交方向に移動する前記移動体を支持する移動体支持機構であって、
前記固定部材及び前記移動体に連結手段を介して回動可能に連結される第1のレバーと、前記固定部材及び前記移動体に連結手段を介して回動可能に連結される第2のレバーと、前記第1のレバー及び前記第2のレバーそれぞれに設けられた前記一対の連結手段の間に設けられ、前記第1のレバー及び前記第2のレバーを連動させる連動部とを備え、前記第1のレバーと前記第2のレバーが不等長であることを特徴とする移動体支持機構。 - 前記第1のレバーの前記固定部材側の前記連結手段から前記連動部までの距離の、前記第1のレバーの前記固定部材側の前記連結手段から前記第1のレバーの前記移動体側の前記連結手段までの距離に対するレバー比と、前記第2のレバーの前記固定部材側の前記連結手段から前記連動部までの距離の、前記第2のレバーの前記固定部材側の前記連結手段から前記第2のレバーの前記移動体側の前記連結手段までの距離に対するレバー比とを等しくとることを特徴とする請求項8記載の移動体支持機構。
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