JPH0874961A - ラック−ピニオン駆動機構 - Google Patents

ラック−ピニオン駆動機構

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JPH0874961A
JPH0874961A JP21458294A JP21458294A JPH0874961A JP H0874961 A JPH0874961 A JP H0874961A JP 21458294 A JP21458294 A JP 21458294A JP 21458294 A JP21458294 A JP 21458294A JP H0874961 A JPH0874961 A JP H0874961A
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JP
Japan
Prior art keywords
pinion
rack
guide
drive mechanism
teeth
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP21458294A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinji Houchiyou
伸次 庖丁
Hirotomo Asa
弘知 麻
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Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
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Publication date
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Publication of JPH0874961A publication Critical patent/JPH0874961A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はラック−ピニオン駆動機構に関し、
簡単な機構にもかかわらず歯先の衝突を回避しつつ、ス
ムーズなかみ合いを実現することを目的とする。 【構成】 ピニオン軸10上にカム3と、カム3の凹面上
辺3-1 に接触するようばね付勢される球体4よりなる停
止機構が設けられると共に、ピニオン6の片側にピニオ
ンに対して間引きした歯を有したピニオンガイド5とラ
ック8の先端にラックの歯と位相が合致するように設け
られたラックガイド7よりなる位相合わせ機構が具備さ
れる。ピニオン軸10を停止機構により所定角度位置に停
止させた後、ラック8を前進させ、ラックガイド7とピ
ニオンガイド5とを係合させることによりラック8とピ
ニオン3とを噛み合わせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はラック−ピニオン駆動
機構に関するものであり、プラズマCVD装置などの真
空処理装置における基板トレイの搬送機構のほか、機械
分野全般で用いられる駆動伝達機構として使用すること
ができるものである。
【0002】
【従来の技術】真空処理装置では、基板を積載したトレ
イを各処理室の間で順次搬送して基板に所望の処理を行
う。その搬送機構では、トレイに固定されたラックを各
処理室に設けられたピニオンに順次かみ合わせて搬送す
る。この時、ピニオンから離れた状態にあるラックが、
ピニオンに接近してこれとかみ合う際に歯先の衝突がし
ばしば発生する。歯先の衝突が発生すると、駆動機構を
破損したり、搬送不能になったり、正常なかみ合いに戻
る際の衝突で、基板の破損や発塵による基板不良を招い
たりする。
【0003】従来技術では、一方向クラッチを設けた
り、ピニオンを軸に垂直な方向または軸の方向に逃す技
術が提案されている。これらの技術は歯先の衝突があっ
ても自動ですぐに正常なかみ合いに復帰せしめようとす
る思想のものである。また、ピニオンの停止角度をセン
サ及び制御機構によって正確に管理することによってラ
ックをピニオンに歯先と衝突を起こすことなしに係合せ
しめるものも提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一方向クラッチを設け
たり、ピニオンを軸に垂直な方向または軸の方向に逃す
技術はラックとピニオンとの位相関係は当初は修正せず
に、その後正常なかみ合いに復帰せしめようとするもの
であることからそもそもラックとピニオンとの衝突は回
避できず、早期の損傷のおそれがあった。また、クラッ
チの使用の場合はラックの運動方向が一方向に制限され
る。また、ピニオンを垂直又は軸方向に逃す技術は、中
間ギヤの必要からスペースが増大すると共に、摺動部分
が増加し、機構的に複雑となる。
【0005】センサと制御機構によりピニオンの停止位
置を管理する技術はピニオンとラックとの位相を完全に
一致させてから係合を許容することから原理的に歯先の
衝突は皆無の筈である。しかしながら、真空処理装置へ
の応用を考えると、同装置では、300 〜400 °Cといっ
た高温処理を行うため、ラックとピニオンとの間にガタ
(遊び)を設けることによりスムーズな動きを実現して
いる。このガタはラックの垂直方向に3〜5mm程もあ
り、せっかくピニオンの停止角度を正確に管理しても歯
先の衝突は現実には発生する。それは、モジュール2〜
3程度のピニオンはラックのガタの許容値として2〜3
mmしかないからである。
【0006】この発明の目的は上記した従来技術の欠点
に鑑み、簡単な機構で歯先の衝突を回避し、スムーズな
かみ合いを実現することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明のラックと、ピ
ニオンとを備え、ラックとピニオンとを係合させること
により相互間の動力伝達を行うラック−ピニオン駆動機
構は、ピニオンを所定の回転角度位置に停止させるピニ
オン停止手段と、前記ラックから延設され、ラックの歯
と同位相のラックガイドと、ピニオンの歯と同位相であ
るが、それより間引きした係合部を有したピニオンガイ
ドとを具備し、前記ピニオン停止手段によるピニオンの
停止角度位置はラックガイドがピニオンガイドに向かっ
て前進したときにラックガイドと係合部との歯先の衝突
を回避することができる角度位置であることを特徴とす
る。
【0008】
【作用】ラックとピニオンとの係合に先立ってピニオン
停止手段はピニオンを所定の回転角度位置に停止せしめ
る。この停止角度位置はラックガイドがピニオンガイド
に向かって前進したときにラックガイドと係合部との歯
先の衝突を起こさない角度位置である。
【0009】ラックは前記所定角度位置にピニオンが停
止されている状態において後退位置から前進される。ピ
ニオンの停止角度位置はラックガイドがピニオンガイド
に向かって前進したときにラックガイドと係合部との歯
先の衝突を起こさない角度位置であるため、ラックガイ
ドとピニオンガイドとは歯先の衝突を起こすことなく係
合される。
【0010】ラックガイドが更に前進されることによ
り、ラックガイドとラックの歯の位相とピニオンガイド
の係合部とピニオンの歯の位相はそれぞれラックとピニ
オンが円滑に噛み合うように調整されていることから、
ラックガイドとピニオンガイドの係合部との係合により
ラックとピニオンとの円滑なかみ合い状態に移行され
る。
【0011】
【実施例】図1に本発明の構成を示す。モータ1の駆動
力は電磁クラッチ2によりピニオンシャフト10に伝達
される。ピニオンシャフト10には、ピニオン6の他、
カム3とばね11と球4よりなるピニオン停止手段と、
ピニオン6に重ねて設けられるピニオンガイド5と、基
板トレイ9の側のラック8の両端に設けられるラックガ
イド7とを具備する。前記ピニオン停止手段を構成する
カム3は、図3に示すように上面よりみて実質的に5角
形をなし、その辺3─1は幾分内方に凹んでおり、この
辺3─1に球体4がばね11によって当接付勢せしめら
れる。従って、カム3は回転力を加えない限りは球体4
が辺3─1の中央部に係合する図示の位置に保持される
が、カム3に軽微であっても回転力が加わると、球体4
はばね11に抗して半径外方に変位することによりカム
3の回転が許容される。
【0012】ピニオンガイド5は、ピニオン6の歯を等
間隔で間引いた形状の歯5−1(本発明の係合部)を有
し、かつピニオン6とピニオンガイド5の歯5−1の位
相は一致させるように組まれている。ラックガイド7
は、ラック8の最端の歯よりも飛び出した位置に別の歯
7─1を置いた形状で、ラック8とラックガイド7の歯
先の位相は一致させるように組まれており、ピニオンガ
イド5の歯の数はカム3の辺3─1の数と等しくなって
いる。カム3の凹面3─1とピニオンガイド5の歯とは
どの停止位置でも一定の位相関係にある。また辺3─1
が図1、3のように球体4に係合することにより得られ
る保持位置では、ピニオンガイド5とカム3との位相関
係は図2に示すようにピニオンガイド5の一つの歯がラ
ック8の移動方向(矢印F)に平行な接線上に略位置す
るようにされている。
【0013】ピニオン6から離れた状態にあるラック8
が、ピニオン6に接近して移動するときに、ラックガイ
ド7の歯先7─1の位置はラック8の歯のそれと位相が
合っていることから、ラックガイド7とピニオンガイド
5との係合時にピニオン6の位相はラック8と一致して
おり、ラック8とピニオン6の歯先は衝突することなく
かみ合い状態に移行される。
【0014】一方、ラックガイド7とピニオンガイド5
の歯先の衝突が問題となるが、これは次のように回避し
ている。ラック8とピニオン6がかみ合う前には電磁ク
ラッチ2を断の状態にしておき、ピニオンシャフト10
はピニオン停止機構により決められた回転角度で停止し
ている。その停止角度角度は、ラックガイド6とピニオ
ンガイド7とが作用する時に、それぞれの歯先の衝突が
生じないような角度である。図2のようにピニオンガイ
ド5の一つの歯5−1はラック8の移動方向に平行な接
線上にある。そのため、ラック8の移動時にラックガイ
ド7の先端7─1はピニオンガイド5とで歯先の直接の
衝突を回避可能な角度位置でピニオン6は停止されてい
る。ピニオンガイドは、ピニオンの歯を等間隔で間引い
た形状であるため、上記の歯先の衝突が生じないような
角度は、通常のピニオンに比べて十分に広い。従って、
図1に示すような簡単な機構でピニオンの停止をすれ
ば、ラックガイドとピニオンガイドの歯先の衝突も皆無
とすることができる。
【0015】ラック8とピニオン6が正常にかみ合った
後に電磁クラッチ2を接続し、ピニオン6よりラック8
に駆動力を伝達することができる。モータ1の回転によ
りカム3が回転する際に玉4がばね11に抗して半径方
向に変位することで、カム3は玉4を乗り越えながら回
転を継続する。図4に板ばねを用いたピニオン停止機構
の別の実施例を示す。ピニオンシャフト110にカム1
03が組み付けられる。板ばね104はその内端が曲面
状をなしており、カム103の凹面状の辺103─1の
一つに接触し、他端はリング状の、不動の保持ハウジン
グ20にねじ22によって固定されている。板ばね10
4が凹面状の辺103─1に係合することによりカム1
03(即ちカムに連結されるピニオン)は或る回転角度
位置に停止され、第1実施例のカム3と球体4と同等に
機能することができる。即ち、停止時の角度位置では板
バネ104はカムの谷の部分に傾向しており、このとき
の角度位置は図2に関して説明したように歯先の衝突を
起こさない角度位置である。また、カム103の回転時
に板ばね104は軽微な力で半径方向に変位し、カム1
03の回転(ピニオン軸110の回転)を許容し、ピニ
オンの回転はラックに伝達される。
【0016】図5に、ピニオンガイドとラックガイドの
別の形状を示す。この場合、ピニオンガイドはピニオン
206の端面にその歯に対して間引かれた位置に植設固
定されるピン30により構成される。ラックガイド20
7はラック208の先端に固定され、先端にピン状の係
合部207─1を有している。この図で分かるように、
ピニオンガイドとラックガイドの形状は、ラックとピニ
オンのかみ合い前にそれぞれの歯先の位相を同調させ得
るものであればどのような形状でもよい。
【0017】
【発明の効果】この発明によれば、ラック−ピニオン駆
動機構に、ピニオンを所定の回転角度位置にピニオン停
止手段と、前記ラックから延設され、ラックの歯と同位
相のラックガイドと、ピニオンの歯と同位相であるが、
それより間引きした係合部を有したピニオンガイドとを
具備させ、かつピニオン停止手段によるピニオンの停止
角度位置はラックガイドがピニオンガイドに向かって前
進したときにラックガイドと係合部との歯先の衝突を回
避する角度位置とすることにより、簡単な機構にもかか
わらずピニオンとラックとの歯先の衝突を回避しスムー
ズな係合が行われる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明のラック−ピニオン駆動機構の
概略的斜視図である。
【図2】図2はこの発明のラック−ピニオン駆動機構の
概略的平面図である。
【図3】図3は第1実施例のピニオン停止手段の概略的
平面図である。
【図4】図4は第2実施例のピニオン停止手段の概略的
平面図である。
【図5】図5は位相合わせ手段の別実施例を示す斜視図
である。
【符号の説明】
1…モータ 2…クラッチ 3…カム 4…玉 5…ピニオンガイド 5−1…ピニオンガイドの歯(係合部) 7…ラックガイド 6…ピニオン 8…ラック 10…ピニオン軸 103…カム 104…板ばね 207…ラックガイド

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ラックとピニオンとを備え、ラックとピ
    ニオンとを係合させることにより相互間の動力伝達を行
    うラック−ピニオン駆動機構において、ピニオンを所定
    の回転角度位置に停止させるピニオン停止手段と、前記
    ラックから延設され、ラックの歯と同位相のラックガイ
    ドと、ピニオンの歯と同位相であるが、それより間引き
    した係合部を有したピニオンガイドとを具備し、前記ピ
    ニオン停止手段によるピニオンの停止角度位置はラック
    ガイドがピニオンガイドに向かって前進したときにラッ
    クガイドと係合部との歯先の衝突を回避する角度位置で
    あることを特徴とするラック−ピニオン駆動機構。
  2. 【請求項2】 前記ピニオン停止手段は、前記回転駆動
    手段とピニオンとの間に配置され、複数の周方向に間隔
    をおいた滑らかな凹部と、該凹部に載置される球状部材
    と、該球状部材をして前記凹部に接触するべく付勢する
    弾性部材とから構成されることを特徴とする請求項1に
    記載のラック−ピニオン駆動機構。
  3. 【請求項3】 前記ピニオン停止手段は、前記回転駆動
    手段とピニオンとの間に配置され、複数の周方向に間隔
    をおいた滑らかな凹部と、該凹部に一端がフリーに接触
    するべく付勢された他端は拘束された板ばねとから構成
    されることを特徴とする請求項1に記載のラック−ピニ
    オン駆動機構。
  4. 【請求項4】 前記ピニオンガイドはピニオンの片側面
    に固着され、ピニオンの歯と比較して間引いた歯部とし
    ての係合部を有した歯付き部材として構成されることを
    特徴とする請求項1に記載のラック−ピニオン駆動機
    構。
  5. 【請求項5】 前記ピニオンガイドは、ピニオンの片側
    面に周方向に間隔をおいてピニオンの歯のピッチより大
    きなピッチで植設した係合ピンより構成されることを特
    徴とする請求項1に記載のラック−ピニオン駆動機構。
JP21458294A 1994-09-08 1994-09-08 ラック−ピニオン駆動機構 Withdrawn JPH0874961A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 20011120