JPS5950266A - ラツク及びピニオン間の摩擦や摩耗を最小にする方法及びリニアアクチユエ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明（牡、ラック及びビニオン間の摩擦や摩耗’ｌ　
ｆ’７ｊＥ小にする方法及び該方法に使用されるラック
・ピニオン式の高解像度のリニアアクチュエータに関す
る。

〔従来技術〕

１幾械的な駆動システムの各要素間の間隙をなくし、そ
の間の粘着摩擦を増大させるような種々の４’ｌ’ｉ’
成がこれまで企図されてきプζ。ラック・ビニオン式や
レール・ローラ式の駆動システムでは、如上の目的から
、ピニオンなラックに緊密に接触させるよ５ばね偏１．
；　したり、ローラをレールに接触させるよう偏佃した
りすることが知られている。

しかしその偏倚景が増すにつれ、その駆動要素はそれら
が相対移動する際の摩擦や摩耗が徐々に増して来る。

米国特バ［第３５６３１７９号は、滑らかなモルレール
の上面と接）つ虫するＩ枢’ｖｓｉｔホイールや、レー
ルの下側の滑らかな面とはね偏倚により接触して粘着摩
擦を旨める加圧ロールを開示［２，ている。

また米国特許第６１７６１６２８号は、滑らかなモルレ
ールの上面とＪ７（触する２個のローラからぶら下り、
それらによって支持されているゴンドラのような負荷を
開示している。この負荷により相持される駆動ホイール
はモルレールの滑らかな下面と接１独していて、その負
荷がモルレールに沿って移動する際の粘着摩擦力が増す
につれて大きくなる食い込み（バイト）を七のＡＳＩｇ
動ホイールがその下面に与え、益７その粘着摩擦力を増
している。

本田Ｉ１１！ｌ１１人は、ラックに対するピニオンの移
動中に、ラックのピッチ線とピニオンのピッチリ！、！
ｌ！とが一致するよ５な位置を保ちつつピニオンか感動
でざるようにする手段を含んだ従来技法を知らない。

〔発明のイ［株］女〕

不発明によれば、ラック及びピニオン式の高解像１ｙυ
′）リニアアクチュエータが、その間の摩擦や摩耗ン小
さくする方法とともに提供される。このアクチュエータ
のピニオンは、モータのハウジングによって担うＣｆさ
れ且つラックの休止時にラックの歯と完全に係合する（
これによってその間隙ケブよくす）ような方向に弾力的
に偏倚できるよう枢支される。ラックの歯の反対側の滑
らかな而から予じめ選択された僅かな距離だけ通常は隔
てられ且つモータのハウジングによってＪμ持されてい
るのがローラの従動子である。この従動子伸へピニオン
及びランクの相対移動に応じて上記の滑らかな面と］妾
ｊ咄するようにｌｉｔ；　ｊ助される。このときピニオ
ンのピッチ線とラックのピッチ線とはほぼ一致するよう
な位置をとり、犀擦や摩耗を少なくする。

〔好適な芙施例の説明〕

図面で〉」ミされるように、不発り」を含むリニアアク
チュエータは、ラック１２」二の歯１１と係合するピニ
オン１０を含む。ピニオン１０はシャフト１６により担
持される。シャフト１３は、ハウジング１７をもつモー
タ１６の駆動シャフトである。

ハウジングの一郡には芙起１ｊＩＳ１Ｂ、１９がある。

突起部１８にはハウジング１７のだめの枢支点を形＋＋
Ｚ　するためンヤフト１４が員；＋Ｉｔしている。突起
↑コ＋ｓ　１９中の’ｊ４＋ｉｔ　２０にはシャフト１
５か収容されている。シャフト１４及び１５は、リニア
ベアリングシステム（図示せず）をも担持する固定部材
２１によって支持される。偏倚手段としてコイルはね２
２がハウジング１７を枢支し、シャフト１４に対しピニ
オン１０を図の反時計廻り方向に回動させるよう偏４ｋ
ｊする。はね２２の偏倚力は、ねじ２３など適宜の手段
によってｉ、’Ｌｊ　’３％できることが望ましい。こ
のねじ２３は、固尾ｂ１（材２１によつで。

担持され、保持用カップ２５中のそのはね２２の上のカ
ップ２４を介して作用する。この調４ｊ４により、利用
者は動的な負荷を最適にでき、このように設定すること
によってピニオン１０及びラックの爾１１が完全に保合
でき、またそれらがビッグ゛ア腺上で２−１ｙ　？、ｉ
カするようにできる。

不発明のに要な特徴によると、シャフト６１上で自由に
回」１云できるよ５なローラ従動子３０が設げられる。

ｃ（５２図に示すように、シャフト３１は、ハウジング
１７中で回転でき、またねじ３６でロックされ得る偏心
体３２の孔の中に入れられ固定される。ローラ６０がラ
ック１２の滑らかな面（背＋Ｔ＋ｉ　）　３４と接触し
ていて目、つシックの歯１１のピッチ線とピニオン１Ｄ
のピッチ線とが一致しているとぎ正しい調整が行なわれ
る。動作の際はピニオン１Ｄ及びラック１２が静止して
いるときアクチュエータは図示のような体止位１鉦ヲと
る。

この位１１Ｊでは、ハウジング１７がばね２２によって
シャフト１４の廻りに反時用°廻り方向に回転され、こ
れによってピニオン１０がラック歯１１と完全に１糸合
させられ、間隙が完全に除かれる。そして従動子６０は
、予じめ選択された距離Ｘだり゛、滑らかな面６４かも
隔てられる。しかし、ピニオン１０がそ一部１６によっ
て駆動されるとぎ、ピニオン１０及びラック１２間に生
じる反作用がそれら火離そうとする。軽い動的７：ｃ負
Ｍの条件下を除し丹１、この反作用が便動子６０を距１
４ｆｆｌ　Ｘだけ移動させてノック１２の滑らかな而６
４と接触するような動作位置まで回転さぜるのに十分−
〇あろう。

この動作位置は、ピニオン１０及びランク１２０両ピッ
チ紛が一致するときの位１ぐに予じめ選択されている。

従って摩擦や摩耗は所望のとおり最小になる。偏心部材
の回転により、距離Ｘは両ピッチ線か一致するのを確保
するよう非常に正確に調制されることに留意されたい。

本発明ｉ−Ｊ：　、高速動作し、ストロークのホソりに
精度を必吸とするロボットやその他の装置で行に好適に
使用される。必要ならラックは真直ぐでなく曲かつてい
ても良い。但しその場合も歯１１と滑らかな面ろ４との
間の距離は一定に維持されることが心安であろう。また
図示のアクチュエータでは、ピニオンが回転されること
によってラックが直線的に移動する。しかし必要ンｆら
ラック１２及びその支持部材（図示せず）が静止ｊ７た
状態で保持され、部材２１（モータ１６、ハウジング１
７、ピニオン１０．ばね２２等も−ｉ１：￥ｉ　）がラ
ック１２に沿って両方向に移動する、１．５にしても良
℃・。このべ）合も高解像ｊｖ１低犀擦、低摩Ａしとい
つようン７利点は同様に享受できる。

ラック及び歯のピッチの精度に依存しないシャフト１３
や別個の装置に取付けられた友挾器からアクチュエータ
の位置決め情報ヲ引出しても良い。

【図面の簡単な説明】 ｒ、４　ｉ図は、本発明を用いた尚１′ｉイｆＪ、度の
リニアアクチュエータを一部破断して示す側立面図であ
る。 第２図は、弔１図の、ｖ１１２−２に沿ってとった１１
１〜分１祈面図である。 １０・・・・ピニオン、１１・・・・歯、１２・・・・
ラック、１７・・・・ハウジング、２２・・・・コイル
ばね、３０・・・・従動子、６４・・・・（ラックの外
側の）而。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ラック及びビニオン間の摩擦や摩耗を最小に
   する方法にして、 上記ピニオンに対して一定の距離を隔てて従動子を支持
   し、 上記ピニオンを上記ラックの歯と保合するような方向に
   ・、・１１力を以って偏伺−シ、それと同時に上記ラッ
   クの、歯のある面とは反対の面から隔てるように上記従
   動子を維持し、 上記ビニオン及びラックの相対移！ＩｒｊＪ中は、上記
   １１＋ｉｔ　倚の方向と反対に、上記ピニオン及びラッ
   クの両ピッチ、）侵Ｚ・・はぼ−以するという位置関係
   を両者間でとるような方向に上記従動子が移動できるよ
   うにする と（・５諸段階を有するラック及びピニオン間の摩擦や
   摩耗を最小にする方法。
2. （２）一方の面に歯を有するラックと、枢動可１上なハ
   ウジングと、 上記ハウジングにより回転可能に担持されるピニオンと
   、 上記ラック及びピニオンが低速であるか又は休止してい
   るとぎ上記ピニオンケ上記歯に完全に係合させるようそ
   の枢支点まわりに一方向に上記ノ゛ウジングを弾性的に
   偏倚する手段と、 上記ピニオン及びラックが休止しているとき、上記ラッ
   クの上記一方の面とは反対の面から予しめ選択された小
   さい距離だ（づ隔てられ且つ上記ピニオン及びラックの
   相対移動中は、上記ピニオン及びラック間に生じる反作
   用に応じて、上記ピニオン及びラックのピッチ線が実質
   的に一致１−るような位置関係を両者間でとるよう上記
   反対の面と接触するところの」二重ハウジングによって
   担持されている従動子と を具備するリニアアクチュエータ。