(57)【要約】【課題】ピニオンギアの回転運動をラックの直線運動に変換する直動機構において、調芯しやすい構成にする。【解決手段】円筒状に延びるシャフトと、前記シャフトの径方向外側に前記シャフトを覆うように配置されたキャリッジと、前記キャリッジの端部の、前記キャリッジと前記シャフトとの間に配置された滑り軸受と、を備え、前記キャリッジの前記端部は、前記キャリッジの他の部分よりも厚みを有しており、径方向内側にヒケを有する構成とする。【選択図】図３
2018162838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状に延びるシャフトと、
前記シャフトの径方向外側に前記シャフトを覆うように配置されたキャリッジと、
前記キャリッジの端部の、前記キャリッジと前記シャフトとの間に配置された滑り軸受と、を備え、
前記キャリッジの前記端部は、前記キャリッジの他の部分よりも厚みを有しており、径方向内側にヒケを有している、
直動機構。
【請求項２】
前記キャリッジは、前記滑り軸受を覆うように、インサート成形により成形されている、
請求項１に記載の直動機構。
【請求項３】
前記キャリッジは、径方向外側にラック歯車が形成されたラックであり、
前記ラック歯車に噛合するピニオンギアをさらに備える、
請求項１または請求項２に記載の直動機構。
【請求項４】
前記滑り軸受はスフェリカル型ベアリングである、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の直動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、直動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ピニオンギアを介して動力をラックに伝達することで、回転運動を直線運動に変換する、ラック機構がある。このようなラック機構では、シャフトと含油軸受を用いた構成が広く採用されている。ラック機構では、コストや加工容易性の観点から、直動部品を樹脂で形成する構成がしばしば採用される。このようなラック機構として、特許文献１に記載された眼科装置などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２７６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の樹脂部材を用いる従来のラック機構では、部品全体の反りが発生することがあり、この場合、シャフトに対する軸受の同軸度（または平行度）を適切な状態となるよう調芯することが容易ではなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の課題などを解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。
【０００６】
本発明の一の手段は、
円筒状に延びるシャフト（２）と、
前記シャフトの径方向外側に前記シャフトを覆うように配置されたキャリッジ（１）と、
前記キャリッジの端部の、前記キャリッジと前記シャフトとの間に配置された滑り軸受（４）と、を備え、
前記キャリッジの前記端部は、前記キャリッジの他の部分よりも厚みを有しており、径方向内側にヒケ（１２ａ）を有している、
直動機構である。
【０００７】
上記構成の直動機構では、キャリッジの端部が他の部分より厚みを有することで、成形時に積極的にヒケを形成することができる。このようにヒケが形成されると、滑り軸受に対して与えられる圧力が低下し、シャフトに対する滑り軸受の位置を適切にするよう調芯しやすい構成とすることができる。これによって、成形時にキャリッジに反りが発生したとしても、シャフトとキャリッジとの同軸度を保つことができる。
【０００８】
上記直動機構において、好ましくは、
前記キャリッジは、前記滑り軸受を覆うように、インサート成形により成形されている。
【０００９】
上記構成の直動機構では、滑り軸受に対するシャフトの位置を調芯しやすくしながら、キャリッジが滑り軸受を安定的に保持する構成にすることができる。
【００１０】
上記直動機構において、好ましくは、
前記キャリッジは、径方向外側にラック歯車が形成されたラックであり、
前記ラック歯車に噛合するピニオンギア（３）をさらに備える。
【００１１】
上記構成の直動機構では、ピニオンギアとラック歯車とが噛合することで、回転運動を直線運動（直動）に変換する構成の直動機構を構成することができる。
【００１２】
上記直動機構において、好ましくは、
前記滑り軸受はスフェリカル型ベアリングである。
【００１３】
上記構成の直動機構では、スフェリカル型ベアリングを使用することで、シャフトに対してキャリッジを安定させることができる。これにより、安定して動作可能な直動機構を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本実施形態の直動機構を外観斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態の直動機構の断面図である。
【図３】図３は、本実施形態の直動機構のラックの一部を省略した斜視図である。
【図４】図４は、本実施形態の直動機構のラックの一部を省略した斜視図である。
【図５】図５は、本実施形態の直動機構の端部近傍の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の直動機構は、回転運動を直線運動に変換する所謂ラック機構であって、スフェリカル型のベアリングをラックにインサート成形し、ラックのベアリング近傍部分に積極的にヒケを形成させることで、調芯しやすくする構成にしている点に特徴を有する。
【００１６】
本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態
２．補足事項
【００１７】
＜１．実施形態＞
本発明の一実施形態としての直動機構について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の直動機構の外観斜視図である。図２は、直動機構の断面図である。図３は、直動機構において、ラック１の周方向の所定部分を省略した斜視図である。図４は、直動機構において、ラック１及びスフェリカル型ベアリング４の周方向の所定部分を省略した斜視図である。図４は、図３に対して、スフェリカル型ベアリング４の一部の描画が省略された図である。
【００１８】
図１〜図４に示されるように、本実施形態の直動機構は、ラック１、シャフト２、ピニオンギア３、及びスフェリカル型ベアリング４、を含んで構成される。本実施形態の直動機構は、ラック機構と呼ばれることもある。本実施形態の直動機構は、ピニオンギア３の回転運動を、ラック１の直線運動に変換するために利用される。
【００１９】
＜ラック１＞
ラック１は、中空の筒状部材であり、ラック歯車１１と、端部１２を含んで構成される。ラック１の中空になった貫通孔には、シャフト２が挿通されている。つまり、ラック１は、シャフト２を覆うよう配置される。
【００２０】
ラック１は、樹脂により形成されている。成形時には、金型にスフェリカル型ベアリング４を配置した状態で樹脂を金型に充填（射出）するインサート成形により成形される。つまり、ラック１は、両端部の端部１２の位置に、それぞれ１つずつ、計２つのスフェリカル型ベアリング４を覆うよう形成されている。
【００２１】
ラック歯車１１は、ラック１の周方向における所定の位置に、シャフト２が延びる軸方向と水平に延びるよう形成された直線状の歯車部分である。ラック歯車１１は、ピニオンギア３の歯車に噛合する。
【００２２】
図５は、直動機構の端部１２の近傍における断面図である。端部１２は、ラック１の両端部に配置されており、ラック１の他の部分よりも肉厚に形成されている。具体的には、端部１２は、径方向に樹脂の厚みが厚くなっている。端部１２は、樹脂が厚みを有しているため、成形時にヒケ１２ａが形成される。そのため、端部１２の径方向内側では、スフェリカル型ベアリング４と対向する部分が径方向外側に広がりを持った形状となる。これにより、スフェリカル型ベアリング４は、端部１２との間に空間的余裕を持った状態、または端部１２から受ける圧力が軽減された状態で、端部１２により保持される。つまり、スフェリカル型ベアリング４が、余裕を持った状態でラック１の両側の端部１２により保持される。
【００２３】
＜シャフト２＞
シャフト２は、直線状に延びる円筒状の部材であり、ラック１の貫通孔に挿通される。シャフト２は、ラック１を、軸方向に移動自在に支持する。シャフト２は、スフェリカル型ベアリング４によって、ラック１を、その端部２箇所で支持する。
【００２４】
＜ピニオンギア３＞
ピニオンギア３は、周方向外側に歯車を有する歯車である。ピニオンギア３の歯車は、ラック１のラック歯車１１と噛合している。ここでは図示を省略しているが、ピニオンギア３はモータに連結されており、モータの回転に合わせて回転する。
【００２５】
＜スフェリカル型ベアリング４＞
スフェリカル型ベアリング４は、径方向の厚みが軸方向の位置に応じて変化する形状のベアリングであり、ラック１により保持され、シャフト２を保持する。スフェリカル型ベアリング４の径方向の厚みは、軸方向の中心位置で最も厚くなっており、軸方向の端部に向かってなだらかに厚みが薄くなる形状である。スフェリカル型ベアリング４は、支持部材を滑らかに移動させるような含油軸受であるが、必ずしも潤滑油を含む構成でなくても良い。スフェリカル型ベアリング４は、本発明における「滑り軸受」の一例である。スフェリカル型ベアリングは、焼結金属の滑り軸受とすることが好ましい。
【００２６】
本実施形態の直動機構では、モータ（図示省略）が回転するとピニオンギア３が回転し、ピニオンギア３に噛合したラック歯車１１を介して、動力がラック１に伝達される。これにより、モータ１の回転運動が、ラック１の直線運動に変換される。
【００２７】
本実施形態の直動機構では、組み立て時に、ラック１にシャフト２を挿通させ、ラック１がシャフト２に対して滑らかに移動するよう調芯を行う。このとき、上記のようにラック１の両側の端部１２にヒケ１２ａが形成されているため、スフェリカル型ベアリング４が空間的に余裕を持った状態、または圧力を軽減された状態で支持されている。そのため、スフェリカル型ベアリング４が隙間を有さずにラック１により支持された構成と比較して、スフェリカル型ベアリング４に対して与えられる圧力が低下し、スフェリカル型ベアリング４の位置を調芯しやすくすることができる。
【００２８】
特に、本実施形態の直動機構では、インサート成形によりスフェリカル型ベアリング４がラック１により保持された構成となっているため、ラック１がスフェリカル型ベアリング４を安定的に支持しつつ、調芯をしやすい構成にすることができる。
【００２９】
また、本実施形態の直動機構では、ピニオンギア３とラック歯車１１とが噛合しているため、ピニオンギア３の回転運動を、ラック１の直線運動に変換する構成とすることができる。
【００３０】
なお、上記とは逆に、ラック１の直線運動を、ピニオンギア３の回転運動に変換する構成としても良い。
【００３１】
また、本実施形態の直動機構では、スフェリカル型のベアリングを採用しているため、シャフト２に対してラック１の位置を安定させることができる。これにより、安定して動作可能な直動機構とすることができる。
【００３２】
＜２．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明では、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。
【００３３】
上記実施形態の直動機構は、モータの回転運動を直線運動に変換し、所定部材を直線方向に移動させる装置などとして利用される。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、回転運動を安定的に直線運動に変換する直動機構などとして好適に利用される。
【符号の説明】
【００３５】
１…ラック
１１…ラック歯車
１２…端部
１２ａ…ヒケ
２…シャフト
３…ピニオンギア
４…スフェリカル型ベアリング
【図１】
2018162838.tif 000003
【図２】
2018162838.tif 000004
【図３】
2018162838.tif 000005
【図４】
2018162838.tif 000006
【図５】
2018162838.tif 000007