JPH0684055U - 直線運動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】防塵対策を施して耐環境性を向上する。 【構成】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、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組としてレール上を滑動する少なくとも３組
の滑動体、入力軸の回転に同期して回転する複数の回転
プレートを備え、回転プレートの数を滑動体の組と同数
とするとともに、各回転プレートの回転軸をレールと直
交する方向の軸とし、且つ、各回転プレート間の回転運
動に所定の位相差をつけ、更に、各回転プレートに前記
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、滑動体及び回転プレートをケースで覆って該ケース
からレールを引出すとともに、該引出し部分におけるケ
ースとレールとの間の隙間を閉鎖する閉鎖手段を設けた
ことを特徴とする。

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は回転プレート（少なくとも３枚）、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、歯形を回転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７ ａ〜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８ａ〜８ｃと共に、３枚の回転 プレート２〜４を、レール６と直交する方向の軸上に回転可能に保持する。 滑動体Ｋ_2a〜Ｋ_2dは、手前の回転プレート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、回転プレート２の回転運動 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、中間と奥の回転プレート３、４についても、手前の回転 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、中間の回転 プレート３の滑動体には符号Ｋ_3a〜Ｋ_3dを、また、奥の回転プレート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、９ ０度、１８０度及び２７０度としたときの回転プレート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枚の回転プレート２〜４の間には、第１及び第２の偏心クランクシャフト７ ａ〜７ｃ、８ａ〜８ｃによって１２０度ずつの回転位相差がつけられている。便 宜的に、回転プレート２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、他の回転プレート３、４の回転位相をそれぞれ＋１２０度、＋２４０ 度とすると、回転プレート２がレール６の所定位置にあるときは、他の回転プレ 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（１２０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 や回転プレート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、入力軸の回転に 同期して回転する複数の回転プレートとを備え、前記回転プレートの数を前記滑 動体の組と同数とするとともに、各回転プレートの回転軸を上記レールと直交す る方向の軸とし、且つ、各回転プレート間の回転運動に所定の位相差をつけ、更 に、各回転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、前記滑動体及び回転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たことを特徴とする。

【００１０】 または、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滑動 体及び回転プレートを介在させたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】

本考案では、ケースと閉鎖手段または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１ １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枚の回転プレート（図５の回転プレート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、入力軸１３とを含む機構部分が収容されて おり、ケース１２の両側面からレール１１が引き出されている。

【００１３】 ケース１２の両側面には、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枚の回転プレート（図５の符号２ 〜４参照）が所定の位相差（１２０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 発生する。

【００１５】 ここで、ケース１２の両側面に取り付けられた２つのスクレーパ１４ｂ、１５ ｂは、スプリング１４ｃ、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 側面とレール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。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、１７ｃ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、１７ｄ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１ ２の両側面とレール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。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２１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枚の回転プレート２２〜２４（図５の回転プレート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の両側面からレール２０が引き出されている。

【００１７】 ケース２１の両側面（但し、図では便宜的に片側面だけに記載）には、案内部 材２５ａ、２５ｂ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つの回転プレート（ 例えば真ん中の回転プレート２３）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、２５ｂ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枚の回転プレート２２〜２４が所定の位相差（１ ２０度）を保ちながら揺動クランク運動すると、その中の１つの回転プレート２ ３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、回転プレート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、３１ ａ、３１ｂはレール端部材、３２はケース、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が取り付けられており、ベルト３４の両端は固定部材３９ ａ、３９ｂ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：回転プレート 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 ３４：ベルト

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【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、入力軸の回転に同期して回
   転する複数の回転プレートとを備え、前記回転プレート
   の数を前記滑動体の組と同数とするとともに、各回転プ
   レートの回転軸を上記レールと直交する方向の軸とし、
   且つ、各回転プレート間の回転運動に所定の位相差をつ
   け、更に、各回転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、 前記滑動体及び回転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たことを特徴とする直線運動
   機構。
2. 【請求項２】前記閉鎖手段は、前記レールに形成された
   歯形の形状に沿って閉鎖面積を可変とすることを特徴と
   する請求項１記載の直線運動機構。
3. 【請求項３】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、入力軸の回転に同期して回
   転する複数の回転プレートとを備え、前記回転プレート
   の数を前記滑動体の組と同数とするとともに、各回転プ
   レートの回転軸を上記レールと直交する方向の軸とし、
   且つ、各回転プレート間の回転運動に所定の位相差をつ
   け、更に、各回転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
   間に前記滑動体及び回転プレートを介在させたことを特
   徴とする直線運動機構。