JP4017683B2 - ラック駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ラックと駆動ギアとの間のバックラッシを補償する手段を有するラックドライブに係わり、設置スペースが小さく、成形を要する部位が少数であるにもかかわらず、ラックと駆動ギアとの間の遊びが小さくガタが少ないために高い位置決め精度を有し、また、摩擦が小さいラック駆動機構に関する。本発明は、特に、光学記録媒体の記録・再生装置の位置決め装置用に好適であるが、適用分野はこれに限定されるものではない。
【０００２】
【従来の技術】
ラック駆動装置において、高い位置決め精度を実現し、ラックと駆動ギアとの間の遊び及びガタを低減するためには、公差を補償する手段が必要である。なぜならば、バックラッシは各部品の製造公差と、ラックの支持点と駆動ギアの支持点との間における公差の連鎖とによって生ずるからである。
【０００３】
公差を補償する手段として、互いに弾性的に押圧された２つのラックを有するディスク再生装置がＥＰ０３５６９８４Ａ２の図１８〜図２１に開示されている。上記公知のラック装置は、走査・記録装置に固定されて２本のガイドロッド上をスライドする構成となっているため、ラックの歯面と案内面の平行誤差もまたラックと駆動ギアの間隔を変化させる。上記文献が開示するラック装置においては、平行に配設された２つのラック、すなわち２ピースラックの歯列がピニオンすなわち駆動ギアと噛み合う。そして、これら２つのラックがばねによって互いに押圧されるため、ピニオンすなわち駆動ギアの歯は遊びなしに配設される。
【０００４】
上述のように上記公知のラック装置は、ばねによって互いに押圧される、第１のラックと第２のラックとを有している。第１のラックの両端部にはそれぞれＴ型開口が設けられ、中央部には２つのラックを互いに押圧するためのばねが配設される中央部開口が設けられている。Ｔ型開口には、第２のラックの係合突起を案内及び保持するためのくびれ部位が設けられている。第２のラックの係合突起は、第１のラックのＴ型開口に対応する位置に設けられている。さらに、第１のラックには、ピンが装着された突起が中央部開口に突出して設けられており、この突起によって付圧用ばねが保持される。
【０００５】
第２のラックにも中央部開口とピンが装着され中央部開口に突出する突起とが設けられており、この突起によってバネが保持される。第２のラックは第１のラックと共に組み立てられ、バックラッシ補償機能を有するラック装置を構成する。この場合、第２のラックの係合突起は第１のラックのＴ型開口に貫通される。そして、２つのラックはばねによって互いに押圧される。ラック装置を駆動ギアすなわちピニオンと噛合させるためには、それぞれのラックの側面に設けられた歯は互いに整列されなければならない。このため、第２のラックが、ばねに抗して第１のラックに対して長手方向に変位する。すると、駆動ギアあるいは平歯車駆動装置すなわち駆動ピニオンの歯は、ばねによって互いに押圧される２つのラックの歯列によって挟持される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く上記従来のラック駆動装置においては、平歯車駆動装置の歯が、弾性的に押圧される歯列の間に挟持されることによって、ラックと駆動ギアとの間のバックラッシすなわちガタが低減される。しかし、その一方、摩擦損失が大きく、大きなパワーが必要になるという問題が生ずる。特に、主電源を用いずに稼働する携帯型装置のバッテリー寿命に対して不利となる。
【０００７】
さらに、２つのラックとラック駆動装置の組み立てには大きなコストが必要である。ラックの支持点と駆動ピニオンの支持点との間に公差連鎖が生ずるために、バックラッシ補償の手段が備えられているにもかかわらず、各部品は精密に製造されなければならない。２つのラックが必要となる上、これらのラックは多くの成形部位と、複数の異なった形状とを有する。このため、製造コストが高くなり、また、複雑な形状の工具が必要となる。なお、Ｔ型開口、Ｔ型係合突起、突起、ピン及び中央の開口は成形される。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、設置スペースが小さく、また、構成部品及び成形部位が少ないにもかかわらず、ラックと駆動ギアとの間のバックラッシが小さく、また、遊びやガタが少なくかつ摩擦が小さいために高い位置決め精度を有し、さらに、組み付け性の点、及び、成形部位数あるいは成形部位形状の点で従来の方法の有していた問題が解決されたラック駆動装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記の目的は、歯列に平行な案内開口を有するラックからなるサスペンション歯要素を備え、前記案内開口は前記ラックの駆動ピニオンのベアリングボルトによって案内され、好ましくは前記サスペンション歯要素が駆動ピンを介して可変的に位置決め可能な装置に連結され、前記サスペンション歯要素はアセタール樹脂から一体成形により製造されるラック駆動装置により実現される。
【００１０】
サスペンション歯要素はバックラッシ補償のために用いられる。このサスペンション歯要素は、歯列に平行な案内開口を有するラックからなる。案内開口はラックの駆動ギアのベアリングボルトによって案内される。かかるラック駆動機構は光学記録媒体の記録・再生装置の走査・記録装置の制御用として好適である。
本発明はある面では、バックラッシが小さく、また、構成部品及び形成部位が少ないラック駆動装置を提供することである。このため、本ラック駆動装置はサスペンション歯要素の構成部品であるただ一つのラックのみを備えている。本ラック駆動装置はただ一つのラックしか備えていないにもかかわらず、ラックと駆動ギアとの間の遊び及びガタが少ないために高い位置決め精度を有し、また、摩擦も小さい。
【００１１】
かかるラック駆動装置は、ラックの唯一の構成部品であるサスペンション歯要素が駆動ギアのシャフトすなわち支持点に直接案内されることにより実現される。これにより、ラックの支持点と駆動ギアの支持点との間の公差連鎖は低減され、ただ１つのラックすなわちサスペンション歯要素のみで、ラックと駆動ギアの間の遊びやガタが小さいことが保証される。
【００１２】
駆動ギアの歯は挟持されないので、ラック駆動装置の摩擦は小さい。２つ目のラック及び２つのラックを押圧するためのばねは不要である。一つのラックすなわちサスペンション歯要素は少数の形成部位しか有せず、例えば良好な摺動特性を有するアセタール樹脂等から一体的に製造できる。
一つのラックのみが必要とされ、また、駆動ギアとラックは共通の支持点を有する。このため、駆動ギア及びラックの歯形として、例えばハイブリッド歯形等を用いることにより、回転方向のバックラッシをさらに低減することができる。２つのラックから構成されるラック装置の場合のような、ラックの歯列をばねに抗して変位させて駆動ギアと噛み合わせるといった組み立て作業は不要となる。
【００１３】
サスペンション歯要素は歯列に平行な案内開口を有するラックから構成される。駆動ギアがサスペンション歯要素の歯と噛合することによりラック駆動装置が構成される。駆動ギアのベアリングボルトはラックとサスペンション歯要素の案内としても作用する。ラックすなわちサスペンション歯要素の案内開口は、駆動ギアとラックの噛合時には、ベアリングボルトによって支えられるように設けられている。これにより、駆動ギアとラックが離間されることを防ぎ、動作中すなわちラックと駆動ギア間の伝動中のバックラッシを防止している。
【００１４】
ラックが駆動ギアのベアリングボルトによって支持され、２つのラックを互いに押圧しながら結合し変位させる手段を備えた２つのラックを有するラック装置を用いる必要がないため、ラック駆動装置の設置スペースを小さくすることができる。設置スペースを小さくすることができるので、光学記録媒体の携帯型記録・再生機の位置決め装置、例えば、走査・記録装置等の制御に適している。しかし、用途はこれらに限定されるものではない。
【００１５】
ラックすなわちサスペンション歯要素はドライバーピンを介して、走査・記録装置（ピックアップとも称す）に連結されている。このため、従来はラック前面、ガイドロッド及び走査・記録装置の案内部間の平行度を高精度に保証する必要があったが、本発明のラック駆動装置においては、かかる平行度の保証は不要である。
【００１６】
ドライバーピン及びドライバーピンが挿入される開口は、サスペンション歯要素あるいはピックアップに任意に設けることができる。これにより、ラックと走査・記録装置が柔軟に連結されるため、ラックと駆動ギアとの間のバックラッシはさらに低減される。このようにラックと走査・記録装置がピンで柔軟に連結されることは、ただ一つのラックを用いてバックラッシの小さいラック駆動装置を実現する上で有利にはたらく。さらに、かかる構成のラック駆動装置を記録再生装置に用いた場合、例えばピックアップの交換を、ピックアップをドライバーピンとベアリングシャフトから外すだけで手間をかけずに行えるなど、保守上においても有利である。つまり駆動装置すなわち伝動装置の一部を分解する必要がない。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図を参照しながら詳細に説明する。図１は光学記録媒体であるＣＤの記録再生装置用位置決め機構として用いられるラック駆動装置を示す。ラック駆動装置はサスペンション歯要素２から構成されている。サスペンション歯要素２は駆動ピニオン４と噛み合うように配設されている。サスペンション歯要素２は、好ましいことに、唯一の構成部品であるラック２１から構成されている。図２はラック２１を３方向から見た図を示す。図２に示すようにラック２１は案内開口２２を有している。
【００１８】
バックラッシの補償手段を有するラック２１を構成するサスペンション歯要素２は、好ましくは、良好な摺動特性を有する、例えばアセタール樹脂などの成形部品である。図２からわかるように、サスペンション歯要素２の成形部位は少数である。図２に示すようにラック２１すなわちサスペンション歯要素２には、ラック２１の歯列及び溝型の案内開口２２と共にただ１つの開口部６が設けられている。開口部６には、図１に示すドライバーピン５が回転可能に挿着される。ドライバーピン５を介してラック２１すなわちサスペンション歯要素２が走査・記録装置（ピックアップとも称す）に連結される。
【００１９】
走査・記録装置すなわちピックアップは、案内部を有するガイドロッド７上をスライドするように配設され、ラック駆動装置によって位置決めが行われる。上述のように、ラック２１すなわちサスペンション歯要素２とピックアップとは柔軟に連結されている。このため、従来の方法であればラック２の歯面とガイドロッド７及び走査記録装置の案内部との間の平行度を保証する必要があったが、本実施例のラック駆動装置によれば、かかる平行度の保証は不要である。このため、個々の部品への製作要求精度を緩和することができる。
【００２０】
バックラッシが小さく、小型であるとともに構成部品及び成形部位が少ないにもかかわらず、遊びすなわちガタが小さく摩擦も小さいために高い位置決め精度を有し、また、組み立て性の点においても、また、成形部位の数や形状の点においても従来の方法が有していた問題を解決した本ラック駆動装置は、サスペンション歯要素２として設計されたただ一つのラック２１に、好ましいことに駆動ギアすなわち駆動ピニオン４が装着された図１に示すベアリングボルト３によって案内される、溝型に形成された案内開口２２を設けることにより実現されている。
【００２１】
ラック２の歯列および溝型の案内開口２２を備えてラック２を構成するサスペンション歯要素２を用いることにより、従来の平歯車を用いたラック駆動装置においてはラック装置内で累積していた公差連鎖が十分に低減される。このため、本発明のラック駆動装置においては、バックラッシは小さい。ラック駆動装置はただ一つのラック２から構成されるため構成部品や成形部位の数も少ない。ただ一つのラック２のみが備えられているので、組み立てコストもわずかである。
【００２２】
ラック２１が駆動ギアすなわち駆動ピニオン４のベアリングボルト３によって案内されるため、２つのラックを互いに押圧するとともに連結、変位させる手段は不要である。このため、ラック駆動装置の設置スペースは小さい。設置スペースが小さいため光学記録媒体の携帯型記録・再生機の位置決め装置、例えば、走査・記録装置の制御等に特に適している。しかし、このような用途のみに限定されるものではなく、高精度の位置決めを簡単な方法で行うことを目的とした全ての直動機構に適用できる。
【００２３】
図３及び図４は公知の方法に関するものであり、公知技術として示している。この公知技術はＥＰ０３５６９８４Ａ２に開示されている。図３は本発明に関連して示されており、上記公報の図１８と主要部分において対応している。一方、図４は上記公報の図１９と対応している。このため、上記公知技術の参照記号を、図３及び図４においても使用している。初めに述べたように、上記公報の図１８〜図２０に示されるラック装置は、バックラッシを補償するために２つのラック８１、８２を有している。これらラック８１、８２は互いに弾性的に押圧されている。
【００２４】
ラック装置は第１のラック８１と第２のラック８２から構成され、これらラック８１、８２はばね１５４によって互いに押圧されている。第１のラック８１はその両端部にＴ型開口８７を有すると共に中央部開口８６ｂを有している。Ｔ型開口８７はくびれ部を有しており係合突起８９により第２のガイドロッド８２を案内する。Ｔ型係合突起８９は第２のラック８２上の、第１のラック８１のＴ型開口８７に対応する位置に設けられている。
【００２５】
さらに第１のラック８１には四辺形のピン８９ａが装着された突起８６が設けられている。突起８６は中央部開口８６ｂに突出して設けられており、ばね１５４が取り付けられる。第２のラック８２にも中央部開口８８ｂと四辺形のピン８８ａが装着され中央部開口８８ｂに突出する突起８８とが設けられている。バックラッシ補償機能を有する上記公知のラック装置を構成するために、図４に示す第２のラックが１８０°回転され、図３に示す第１のラックに組み付けられる。２つの係合突起８９は共にＴ型開口８７に貫通され、ラック８１及８２はばね１５４によって互いに押圧される。ラック配置を図２１に示す駆動ギアすなわちピニオン５９と噛合させるために、ラック８１及び８２の側面に設けられた歯８１ａ，８２ａは互いに整列されなければならない。このため、第２のガイドロッド８２は、ばね１５４に抗して第１のラック８１に対して長手方向に変位される。
【００２６】
第２のラック８２は第１のラックのＴ型開口８７のくびれ部のみで支持されているため、組み付け時に、第２のラック８２が飛び出しやすい。このため、複雑な組み立て作業はさらに煩雑なものとなる。また、分解にも影響する。さらに、ラック８１、８２は、多くの成形部位を有している。なおＴ型開口８７、Ｔ型係合突起８９、突起８６、８８、四辺形突起８６ａ，８８ａ及び中央部開口８６ｂ及び８８ｂを成形部位と称している。
【００２７】
このように公知のラック配置は高い製造コストを必要とする。図５は公知のラック駆動装置すなわち伝動機構５１を示す。伝動機構５１は平歯車駆動装置として駆動ピニオン５９を備える２つ一組のラック８から構成され、ピックアップに適用されている。本装置において駆動ピニオン５９は、駆動モータ５２のシャフトに固定されたギアホイール５６、第１のギアホイール５７及び第２のギアホイール５８を介して駆動モータ５２によって駆動される。これにより、ラック駆動装置の送り速度とモータの回転速度とを適合させている。
【００２８】
図６はサスペンション歯要素２から構成されるラック駆動装置を示す。サスペンション歯要素を案内するベアリングボルト３は基板１に装着されている。基板１には、また、図１に示すようにガイドロッド７を介して走査記録装置が装着されている。走査記録装置は、図６に示すように、駆動ピン５を介してサスペンション歯要素２に連結されている。この結果、サスペンション歯要素２から構成されるラック駆動装置の物理的体積は小さい。また、このように体積が小さく、サスペンション歯要素２の構成部品として１つのラック２１しか要しないにもかかわらず、本ラック駆動装置はバックラッシが小さいために高い位置決め精度を保証している。
【図面の簡単な説明】
【図１】光学記録媒体の記録・再生装置の位置決め装置用ラック駆動装置を示す図である。
【図２】サスペンション歯要素として設計されたラックの３方向から見た図である。
【図３】公知のラック装置の公知の第１のラックの斜視図である。
【図４】公知のラック装置の公知の第２のラックの斜視図である。
【図５】駆動ギアの歯に締着するために３列の歯を有する公知のラック装置を示す図である。
【図６】バックラッシ補償のためにサスペンション歯要素として設計されたラックを有するラック装置を示す図である。
【符号の説明】
２ サスペンション歯要素
３ ベアリングボルト
４ 駆動ピニオン
５ ドライバーピン
６ 開口部
７ ガイドロッド
２１ ラック
２２ 案内開口

Claims (2)

1. バックラッシ補償手段を備えたラック駆動装置であって、
   サスペンション歯要素（２）を有し、
   前記サスペンション歯要素（２）は、
   ラック（２１）と、
   案内開口（２２）と、を含み、
   前記ラック（２１）は、該ラック（２１）を駆動する駆動ピニオン（４）と係合するように構成され、
   前記案内開口（２２）は、
   前記ラック（２１）の歯列が設けられた面とは異なる、該歯列面と平行な面に形成されるとともに、
   前記ラック（２１）が前記駆動ピニオン（４）によって駆動されているときに該駆動ピニオン（４）のベアリングボルト（３）上を案内されて、前記バックラッシ補償手段として機能するように構成され、
   前記案内開口（２２）の幅は、前記駆動ピニオン（４）の直径より小さい、
   ことを特徴とするラック駆動装置。
2. 光学記録媒体（ＣＤ）用の記録・再生装置において走査・記録ユニットを制御する位置決め装置であって、
   請求項１記載のラック駆動装置を有することを特徴とする位置決め装置。

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