JPS622065A - 運動変換装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は一定の回転運動を直線往復運動に変換する運動
変換装置に係り、特に医療用背伸しヤツサージ機のロー
ラを往復運動させる装置や巻線機等のトラバーサ装置に
好適な運動変換装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、一定方向の回転運動を直線往復運動に変換す
る運動変換装置として、ハート型カムと従節とを用いた
装置や、左巻きの溝と右巻きの溝とが連続するように刻
設された円筒カムとこの溝に挿入された従節とから成る
装置が知られている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来のハート型カムを用いた装置では、
従節の往復運動の距離を長くしようとすると、ハート型
カムの径が大きくなり、このため装置全体の容積が大き
くなる、という問題があった。また、従来の円筒カムを
用いる装置においても、従節の往復運動の距離を長くし
ようとすると、長い溝を刻設する必要があり、このため
円筒カムの長さが長くなって容積が大きくなる。という
問題があった。更に、従来のカムを用いる装置では、カ
ムから従節に作用する力の分力でもって従節が往復運動
されるため、力の伝達にロスが生じる、という問題があ
った。

本発明は上記問題点を解消すべく成されたもので、ラッ
クとピニオンを用いることにより、力の伝達がスムーズ
で容積を小さくできる運動変換装置を提供することを目
的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明は、第１図に示すよう
に、並列配置された一対の直線状ラック部２Ａ、２Ｂお
よび該ラック部の端部を連結する連結歯部４Ａ、４Ｂか
ら成る無端歯列６が固定されて該ラック部２Ａ、２Ｂの
長手方向への運動が可能にされた第１の部材８と、前記
一対の直線状ラック部２Ａ、２Ｂに跨る方向に延在する
案内溝１０が穿設されると共に前記第１の部材８に対し
て前記直線状ラック部２Ａ、２Ｂの長手方向への相対運
動が可能にされた第２の部材１２と、前記無端歯列６に
歯合されるピニオン１４が固着されると共に前記案内溝
１０に挿入された回転軸１８と、前記回転輪１８を所定
方向に回転させる駆動装置と、前記ピニオン１４を前記
連結歯部４Ａ、４Ｂに歯合させながら案内するように前
記第１の部材８に固定された案内部材１１１Ａ、１８Ｂ
と、を含んで構成したものである。

［作用］ 以下第１図（１）〜（３）を参照して本発明の詳細な説
明する。まず、第２の部材１２を固定し、ピニオン！４
をラック部２Ｂに歯合させて駆動装置によって回転軸１
８を時計方向に回転させると、第１の部材８と第２の部
材１２とがラック部２Ａ、２Ｂの長手方向に相対運動可
能にされておりかつ回転軸１８が案内溝１０に挿入され
ているため、第１の部材８は回転軸１８の回転すなわち
ピニオン１４の回転によって第１図（１）に示す矢印方
向（右方向）に移動される。第１の部材８が移動してラ
ック部２Ｂの端部がはニオン１４に歯合するようになる
と、ピニオン１４は案内部材１８Ａによって案内されて
連結歯部１４Ａと歯合される。ピニオン１４が固着され
た回転軸１８は、ラック部２Ａ、２Ｂに跨る方向に延在
する案内溝１０に挿入され、また第１の部材８が第２の
部材１２に対して運動可能になっているため、案内部材
１８Ａによりピニオン１４が連結歯部４Ａに歯合されな
がら案内されることによって、ピニオン１４および回転
軸１８は回転しながら案内溝１０に沿ってラック部２Ａ
方向に移動する。このとき、第１の部材８は、ピニオン
１４が案内部材１８Ａの中央部に到達するまでは右方向
に直線運動され、第１図（２）に示すようにピニオン１
４が案内部材１８Ａの中央部に到達したときに一旦停止
される。そして、第１の部材８が一旦停止されたときか
らピニオン１４が更にラック部２Ａ方向に移動すること
によって、第１の部材８は第１図（３）に示す矢印の方
向（左方向）に直線運動される。

ピニオン目がラック部２Ａに歯合して時計方向に回転し
ているときは、ピニオン１４がラック部２Ｂに歯合して
時計方向に回転している場合とは逆に９、第１の部材８
は左方向に直線運動される。第１の部材８が左方向に運
動してピニオン１４がラック部２Ａの端部と歯合すると
、ピニオン１４は案内部材１８Ｂによって凄結歯部４Ｂ
と歯合しながらラック部２Ｂ方向へ案内溝１０に沿って
案内される。

このとき、ピニオン１４が連結歯部４Ｂと歯合している
途中で、第１の部材８は左方向から右方向へ運動方向が
変換される。

上記のことが繰返されることによって、第１の部材はラ
ック部の長手方向に直線往復運動される。なお、第１の
部材を固定し第２の部材を運動可能にした場合において
も第２の部材は上記と同様にラック部の長手方向に直線
往復運動される。

また、ピニオンを反時計方向に回転した場合においても
上記と同様に回転運動を直線往復運動に変換することが
できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、ラックとピニオン
との歯合により力を伝達しているためスムーズに力が伝
達され、無端歯列の長さの２倍の往復運動を行なわせる
ことができるため小さな容積で距離の長い往復運動をさ
せることができる。

という効果が得られる。

［実施例］ 以下図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明する
。第２図は第１の部材の平面図を示すものである。平板
状の第１の部材８の表面中央部には、プラスチックで成
型された直線状ラック２２Ａ、２２Ｂが歯部を外側に向
けて並列に固定されている。ラック２２Ａ、２２Ｂの両
端は、プラスチックで成型されると共に第１の部材８に
固定された半円状の連結歯４４Ａ、　４４Ｂで連結され
ている。従って、ラックと連結歯とによって長円状の無
端歯列６が形成される。ｆＩＡ端歯列６の連結歯４４Ａ
、４４Ｂの外周には、連結歯４４Ａ、４４Ｂと同心状に
半円状の案内板２４Ａ、２４Ｂが固定されている。この
案内板２４Ａ、２４Ｂは、第４図に示すように、連結歯
４４Ａ、４４Ｂの歯先と案内板２４Ａ、２４Ｂとの間を
、回転軸１Ｂの一端に取付けられた案内輪３４が通過可
能な位置に固定される。また、第１の部材８の裏面には
、車輪２Ｂが回転自在に取付けられている。なお、１４
は無端歯列６に歯合されるように回転軸１８の一端に固
着されたピニオンである。

第３図は第２の部材の平面図を示すものである。第２の
部材１２は、第１の部材８の長さの２倍以上の長さの平
板で構成され、その一端側裏面にはモータ２８が取付け
られている。モータ２８の回転軸３０は、第２の部材１
２を貫通して表面側に突出し、その突出部にはプーリ３
２が固定されている。

第２の部材１２−の略中央部には、モータ２８の回転軸
３０を曲率中心とする円弧状の案内溝１０がラック２２
Ａ、２２Ｂに跨る方向に穿設されている。この案内溝１
０には、第４図に示すように、溝１０に沿って軸受３８
が取付けられ、この軸受３６に回転軸１８が回転可能で
かつ案内溝１０に沿って移動可能に挿入されている。こ
の案内溝１０のラックに跨る方向の長さは、ピニオン１
４がラック２２Ａ、２２Ｂに歯合しているとき回転輪１
８が案内溝１０の端部１０Ａ、ＩＯＢに位置する程度で
ある０回転軸１８の案内溝ｌＯから突出した部分には、
プーリ３８が固定され、このプーリ３８とモータの回転
軸３０に固定されたプーリ３２とにＶベルト４０が張設
されている。また、第２の部材の長辺側端部裏面には、
第１の部材８を案内するガイド板４２が取付けられてい
る。

上記のように構成された第２の部材１２は、モータ２Ｂ
と共に固定され、第１の部材８はガイド板４２に沿って
移動可能にガイド板４２の間に挿入される。このとき、
ピニオン１４は無端歯列に歯合している。

次に第５図を参照して本実施例の動作を説明する。なお
、第５図では動作を理解し易くするために、第１の部材
８と第２の部材１２とを所定距離離すと共に、回転軸１
８の長さを実際よりも長く図示した。ピニオン１４がラ
ック２２Ｂと歯合しているときには、回転軸１８は案内
溝ｌＯの端部１０Ｂ側に位置している。この状態で、モ
ータによって■ベルトを介して回転軸１８を時計方向に
回転すると、回転軸１８は案内溝ｌＯの端部１ＯＢ側で
回転する６回転軸１８の回転に伴ってピニオン！４が時
計方向に回転し、ラック２２Ｂを図の矢印六方向に移動
させようとする。このとき、ラック２２Ｂは第１の部材
８に固定され、かつ第１の部材８は第２の部材１２に対
して移動可能にされているため、第１の部材８はピニオ
ン１４の回転に伴って矢印Ａ方向に直線運動される。第
１の部材８の移動によってピニオン１４がラック２２Ｂ
の端部に歯合すると、案内板２４Ａによって案内輪３４
が案内されるため、ピニオン１４は連結歯４４Ａと歯合
される。連結歯４４Ａがラックに跨る方向に配置され、
また案内溝もラックに跨る方向に穿設されているため、
ピニオン１４が連結歯４４Ａに歯合した状態で回転軸１
８が回転されると。

回転軸１８は回転しながら案内溝１０に沿って端部１０
Ａまで移動する。第１図で説明したように、回転軸１８
が移動している途中で第１の部材８の運動方向が矢印Ａ
の方向から矢印Ｂの方向に変換され、ピニオン１４がラ
ック２２Ａと歯合して回転しているときは第１の部材は
矢印Ｂの方向に直線運動される。そして、案内板２４Ｂ
によってピニオン１４が連結歯４４Ｂと歯合されると、
回転軸１８が端部１０Ａから端部１０Ｂ方向に移動され
てこの途中で第１の部材の運動方向が変換され、以上の
ことが繰返されることによって一定方向の回転運動が直
線往復運動に変換される。なお、回転軸を反時計方向に
回転したときも同様である。

以上説明したように本実施例によれば、ラックと連結歯
とを別体にしたので１．ラックの長さを変えることによ
って往復運動の距離を調節することができ、またラック
等をプラスチックで成型したので注油の必要がなく、騒
音も小さくできる、という効果が得られる。

なお、上記ではＶベルトによって回転軸を回転させる例
について説明したが、ギヤを用いて回転軸を回転させる
ようにしてもよい、また、モータを第２の部材の表面側
に固定すれば第１の部材の運動を妨げないので第２の部
材の長さを短くすることができる。また、上記では第２
の部材を固定した例について説明したが第１の部材を固
定するようにしても第２の部材を直線往復運動させるこ
とができる。更に、往復運動する第１の部材または第２
の部材に、ローラを取付けることによりマツサージ機の
ローラを往復運動させることができ、従節を取付けるこ
とによりトラバーサ装置として利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（１）〜（３）は本発明の詳細な説明するための
線図、第２図−は本発明の一実施例における第１の部材
の平面図、第３図は上記実施例の第２の部材の平面図、
第４図は第３図のＩＸ−ＩＸ線断面図、第５図は上記実
施例の動作を説明するための斜視図である。 ２Ａ、２Ｂ・・・ラック部、 ４Ａ、４Ｂ−・・連結歯部、 ６・・・・・・・・・・・・・・・無端歯列。 ８・・・・・・・・・・・・・・・第１の部材、ｌＯ・
・・・・・・・・・・・・・・案内溝、１２・・・・・
・・・・・・・・・・第２の部材、１４・・・・・・・
・・・・・・・・ピニオン、１８・・・・・・・・・・
・・・・・回転軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）並列配置された一対の直線状ラック部および該ラ
   ック部の端部を連結する連結歯部から成る無端歯列が固
   定されて該ラック部の長手方向への運動が可能にされた
   第１の部材と、前記一対の直線状ラック部に跨る方向に
   延在する案内溝が穿設されると共に前記第１の部材に対
   して前記直線状ラック部の長手方向への相対運動が可能
   にされた第２の部材と、前記無端歯列に歯合されるピニ
   オンが固着されると共に前記案内溝に挿入された回転軸
   と、前記回転軸を所定方向に回転させる駆動装置と、前
   記ピニオンを前記連結歯部に歯合させながら案内するよ
   うに前記第１の部材に固定された案内部材と、を含む運
   動変換装置。