(57)【要約】【課題】直線運動で減速する機構により、所望の力が得られるようにする。【解決手段】固定ラック２に噛み合う第１のピニオン歯車４を有し、第１のピニオン歯車４に同軸に連結された第２のピニオン歯車５には可動ラック３を噛み合わせる。２つのピニオン歯車４，５を連結させる回転軸６をラック２，３の長手方向に平行移動させると、固定ラック２によって第１のピニオン歯車４が回転し、同じ回転数で第２のピニオン歯車５が回転し、第２のピニオン歯車５の回転によって可動ラック２が移動させられる。第１のピニオン歯車４のピッチ円直径を第２のピニオン歯車５のピッチ円直径より大きくすると、回転軸６の移動量が少なくても大きい力で可動ラック３を移動させることができる。【選択図】図１
2015140829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースに固定された第１のラックと、
前記第１のラックに噛み合う第１のピニオン歯車と、
前記第１のラックに平行に配置され、前記ベース上を長手方向に移動可能な第２のラックと、
前記第２のラックに噛み合い、前記第１のピニオン歯車に連結されると共に、ピッチ円直径が前記第１のピニオン歯車と異なる第２のピニオン歯車と、
前記第１のピニオン歯車及び前記第２のピニオン歯車を回転自在に支持し、前記第１のラック及び前記第２のラックに沿って平行移動させる駆動部材と、
を含むことを特徴とする直動の変速機構。
【請求項２】
前記第１のピニオン歯車のピッチ円直径は、前記第２のピニオン歯車のピッチ円直径より大きいことを特徴とする請求項１に記載の直動の変速機構。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の直動の変速機構と、
前記第２のラックに連結され、ワークを押圧する押圧部と、
前記駆動部材に設けられ、作業者が手動で操作する操作部と、
を含むことを特徴とする特徴とする請求項１に記載のプレス機。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の直動の変速機構を有し、
前記第２のラックと前記第１のラックとを弾性体を介して連結したことを特徴とする荷重機構。
【請求項５】
固定したラック上で第１のピニオン歯車を回転させながら移動させることにより、前記第１のピニオン歯車の回転によってピッチ円直径の異なる第２のピニオン歯車を回転させ、前記第２のピニオン歯車に噛み合う可動ラックを移動させることを特徴とする直動の変速機構の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直動の変速機構及びその駆動方法及びプレス機並びに荷重機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス機は、部品の裁断、部品同士の圧入等の用途で広く産業用に用いられている。特に、小さい力で部品を押圧する場合には、手動で操作できるプレス機として、ハンドプレス機が使用されることがある。ハンドプレス機は、動力源が不要であるため、手軽に使用でき、機構が簡単であることから安価に製造できる。また、ハンドプレス機は、人力でワークを加圧するので、ワークを加圧する力を調整し易い。また、ハンドプレス機は、作業者がレバーを操作する構成であるため、押圧動作を簡単に中断できるので作業者の安全性に優れている。
【０００３】
従来のハンドプレス機は、例えば、手動で操作するレバーが支持部材に回動可能に支持されており、支持部材内に設けられたラックアンドピニオン機構を介してレバーと加圧ヘッドが連結されている。作業者がレバーを押し下げると、レバーが回動してピニオン歯車が回転し、ラックに連結された加圧ヘッドが下降して部品を加圧する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２３３６９５公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、従来のハンドプレス機は、作業者がレバーを押し下げることによって発生するレバーの回転運動をラックアンドピニオン機構で直線運動に変換することにより、加圧ヘッドを昇降させている。ところが、従来のハンドプレス機では、レバーの回動角度に応じて、作業者が力を加える方向を変える必要があった。例えば、レバーが水平な位置にあるときは、作業者が手で握って下に下げれば良いが、レバーが上側にあるときはレバーを手前に引く必要があり、レバーが下にあるときはハンドプレスの奥側にレバーを押す必要がある。従って、ワークに対して最も大きな押圧力をかけるときにレバーが水平に配置されていれば、作業者はレバーを下げれば良いだけなので大きな力をかけ易い。しかしながら、レバーが上か下に配置されているときには、レバーが水平にある場合に比べて作業員が力をかけ難いので、ワークのプレスに十分な力を得難くなる。
【０００６】
これに対して、レバーを長くすれば、作業者に必要とされる力を小さくできるが、レバーの旋回範囲が広くなるので、ハンドプレスの作業領域として広いスペースが必要になる。また、レバーが上か下にあるときに作業者が手前側や奥側といったハンドプレスから見た場合の横方向に押すことにあるので、ハンドプレス機が転倒し易くなる。そして、ハンドプレス機が転倒しないよう作業台に頑丈にボルト固定すると、ハンドプレス機を簡単には移設できなくなる。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、直線運動で減速する機構により、所望の力が得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の一観点によれば、ベースに固定された第１のラックと、前記第１のラックに噛み合う第１のピニオン歯車と、前記第１のラックに平行に配置され、前記ベース上を長手方向に移動可能な第２のラックと、前記第２のラックに噛み合い、前記第１のピニオン歯車に連結されると共に、ピッチ円直径が前記第１のピニオン歯車と異なる第２のピニオン歯車と、前記第１のピニオン歯車及び前記第２のピニオン歯車を回転自在に支持し、前記第１のラック及び前記第２のラックに沿って平行移動させる駆動部材と、を含むことを特徴とする直動の変速機構が提供される。
【０００８】
また、実施形態の別の観点によれば、固定したラック上で第１のピニオン歯車を回転させながら移動させることにより、前記第１のピニオン歯車の回転によってピッチ円直径の異なる第２のピニオン歯車を回転させ、前記第２のピニオン歯車に噛み合う可動ラックを移動させることを特徴とする直動の変速機構の駆動方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
変速比に応じて第２のラックに発生させる力を増大させたり、第２のラックの移動量の精度を向上させたりすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る直動の変速機構の原理の一例を説明する図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る直動の変速機構における可動ラックの移動距離の計算の一例を説明する図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る直動の変速機構を含む加工機の一例として、プレス機の概略構成を示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る直動の変速機構を含む加工機の一例として、ボール盤３１の概略構成を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る直動の変速機構を含む加工機の一例として、ボール盤３１の概略構成を示す平面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る直動の変速機構を含む荷重機構の構成の一例を示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る荷重機構を有する引き戸の概略構成の一例を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る直動の変速機構を含む向き調整機構の概略構成の一例を示す斜視図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係る直動の変速機構を含む向き調整機構において、図８の一部を拡大して示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態に係る直動の変速機構を含む向き調整機構の一例において、動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
発明の目的及び利点は、請求の範囲に具体的に記載された構成要素及び組み合わせによって実現され達成される。
前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明は、典型例及び説明のためのものであって、本発明を限定するためのものではない。
【００１２】
最初に、直動の変速機構の原理を説明する。
図１に示すように、直動の変速機構１（以下、単に変速機構１という）は、１つの固定ラック２（第１のラック）と、図示されないスライド機構によって矢印に示す長手方向に移動可動な可動ラック３（第２のラック）とを有する。２つのラック２，３は歯が同じ向きになるように、かつ複数の歯の配列方向であるラック２，３の長手方向が平行になるように配置されている。また、固定ラック２には、第１のピニオン歯車４が噛み合わされており、第１のラックアンドピニオン機構７を構成している。また、可動ラック３には、第２のピニオン歯車５が噛み合わされており、第２のラックアンドピニオン機構８を構成している。
【００１３】
第１のピニオン歯車４は、ピッチ円直径がＤａになっている。第２のピニオン歯車５は、ピッチ円直径がＤｂになっており、２つのピニオン歯車４，５は回転軸６によって同軸に連結されている。ここで、ピッチ円直径とは、歯数×モジュールである。また、第１のピニオン歯車４と第２のピニオン歯車５のピッチ円直径は、異なる値になっている。
【００１４】
第１のピニオン歯車４を固定ラック２の長手方向、即ち矢印に示す方向に平行移動させると、固定ラック２に噛み合っている第１のピニオン歯車４が回転し、回転軸６によって第１のピニオン歯車４に連結された第２のピニオン歯車５も同じ回転数で回転する。そして、第２のピニオン歯車５が回転することによって、可動ラック３が矢印に示す長手方向に移動させられる。
【００１５】
このとき、第１のピニオン歯車４の直線移動距離と、可動ラック３の移動距離の比率は図２に示すように計算できる。なお、図２では、計算の都合上、固定ラック２が移動することを仮定して計算している。図２のケース（１）示すように、第１のピニオン歯車４，５が平行移動せずに１回転した場合は、２つのピニオン歯車４，５の移動距離は、「０」であり、固定ラック２の仮想の移動距離が「−π・Ｄａ」になる。可動ラック３の移動距離は、「−π・Ｄｂ」になる。
【００１６】
また、ケース（２）に示すように、全体を「π・Ｄａ」だけ平行移動させた場合、２つのピニオン歯車４，５の移動距離は、「π・Ｄａ」であり、固定ラック２の仮想の移動距離が「π・Ｄａ」になる。可動ラック３の移動距離は、「π・Ｄａ」になる。
【００１７】
従って、ケース（１）とケース（２）を合計すると、２つのピニオン歯車４，５の移動距離は、「π・Ｄａ」であり、固定ラック２の移動距離が「０」になる。可動ラック３の移動距離は、「π・（Ｄａ−Ｄｂ）」になる。このことは、固定ラック２を固定した状態で、２つのピニオン歯車４，５を「π・Ｄａ」だけ移動させると、可動ラック３は「π・（Ｄａ−Ｄｂ）」だけ移動することを示している。
【００１８】
ここで、この実施の形態では、ピニオン歯車４，５の移動を入力、可動ラック３の移動を出力、つまり可動ラック３の先端で加工を行うことを想定する。このために、ピニオン歯車４，５と可動ラック３の移動距離の比が、変速機構１の出力／入力となる。具体的には、［移動距離の比］＝［可動ラックの移動距離］／［ピニオン歯車４，５の移動距離］になるので、［移動距離の比］＝（Ｄａ−Ｄｂ）／Ｄａになる。
【００１９】
例えば、第１のピニオン歯車４のピッチ円直径Ｄａ＝１６とし、ピニオン歯車５のピッチ円直径Ｄｂ＝１２とすると、移動距離の比率は０．２５となる。損失を無視すれば、仕事の原理から力×距離は一定なので、入力に対して出力は、１／０．２５＝４倍となって、強い力で加工することができる。この比率は、ピッチ円直径ＤａとＤｂが近い程大きな比率となり、出力側の可動ラック３の移動量は小さくなるが、強い力を得ることができる。また、ピッチ円直径は歯数×モジュールなので、歯数、又はモジュール、又はその両方によって設定することができる。歯数は、整数であるが、ピッチ円直径ＤａとＤｂを極限まで近づけることができ、理論的には無限大に近づけることができる。なお、回転の減速機に例えると、変速比は（Ｄａ−Ｄｂ）／Ｄａとなる。減速比は一般に１／変速比で定義されることが多いので、減速比はＤａ／（Ｄａ−Ｄｂ）になる。
【００２０】
次に、直動の変速機構１の実施例として、変速機構１を備える加工機であるプレス機について説明する。
図３に示すプレス機１０は、ベースフレーム１１を有する。ベースフレーム１１は、ワークＷを載置する下部フレーム１１Ａから、上部フレーム１１Ｂが鉛直上向きに延びており、上部フレーム１１Ａの同じ側面に２個の固定ラック２Ａ，２Ｂが平行に、かつ複数の歯の配列方向である長手方向が鉛直方向に延びるように固定されている。さらに、固定ラック２Ａ，２Ｂを挟むように３つのリニアガイドレール１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃが取り付けられている。各固定ラック２Ａ，２Ｂ及びリニアガイドレール１５Ａ〜１５Ｃは、ベースフレーム１１の下部フレーム１１Ｂに垂直に、かつ平行に上部フレーム１１Ｂに取り付けられている。ここで、図３の例では、リニアガイドレール１５Ａ、固定ラック２Ａ、リニアガイドレール１５Ｂ、固定ラック２Ｂ、リニアガイドレール１５Ｃの順番に配置されている。
【００２１】
中央のリニアガイドレール１５Ｂには、可動ラック３が鉛直方向に摺動可能に取り付けられている。可動ラック３は、複数の歯が、プレス機１０の前面側に、かつ鉛直方向に配列されている。
両端の一対のリニアガイドレール１５Ａ，１５Ｃには、ブロック１６Ａ，１６Ｃが摺動可能に取り付けられている。さらに、２つのブロック１６Ａ，１６Ｃを連結させるように、１つ支持ブロック１７が取り付けられている。駆動部材である支持ブロック１７は、固定ラック２Ａ，２Ｂや可動ラック３を避けるように凹部１７Ａが形成されており、前面には作業者が把持するハンドル１８（操作部）が固定されている。支持ブロック１７の凹部１７Ａには、第１のピニオン歯車４Ａ，４Ｂ及び第２のピニオン歯車５が回転軸６を介して回転可能に支持されている。回転軸６は、固定ラック２Ａ，２Ｂ及び可動ラック３の長手方向と直交し、かつ下部フレーム１１Ａと略平行に配置されている。これら歯車４Ａ，４Ｂ，５は、第１のピニオン歯車４Ａ、第２のピニオン歯車５、第１のピニオン歯車４Ｂの順番に回転軸６に固定されている。このため、第１のピニオン歯車４Ａは、固定ラック２Ａに噛み合わされている。第１のピニオン歯車４Ｂは、固定ラック２Ｂに噛み合わされている。第２のピニオン歯車５は、可動ラック３に噛み合わされている。そして、第１のピニオン歯車４Ａ及び固定ラック２Ａと、第１のピニオン歯車４Ｂ及び固定ラック２Ｂで、２組の第１のラックアンドピニオン機構７が形成される。また、第２のピニオン歯車５及び可動ラック３によって第２のラックアンドピニオン機構８が形成される。
【００２２】
ここで、第１のピニオン歯車４Ａと第１のピニオン歯車４Ｂのピッチ円直径はＤａであり、第２のピニオン歯車５のピッチ円直径はＤｂである。さらに、このプレス機１０では、２種類のピニオン歯車４Ａ，４Ｂ，５のピッチ円直径がＤａ＞Ｄｂになっている。
【００２３】
また、２つの固定ラック２Ａ，２Ｂと２つのピニオン歯車４Ａ，４Ｂが両側に２個対称に配置されているのは、図１に示すように、固定ラック２と第１のピニオン歯車４が１つずつの場合、第１のピニオン歯車４に回転軸６回りとは異なる方向の回転力が発生し易くなり、第２のピニオン歯車５と可動ラック３の噛み合いが斜めになり易くなるからである。このため、固定ラック２とそれに噛みあう第１のピニオン歯車４を２個対称に配置し、その間に可動ラック３とそれに噛み合う第２のピニオン歯車５を配置することにより、そのような力を打消し合うようにしている。なお、可動ラック３側を２個にし、リニアガイドレール１５を２個設けても良い。また、荷重が小さい場合は、第１のラックアンドピニオン機構７を片側に１つだけ配置することも可能である。
【００２４】
次に、プレス機１０の動作について説明する。
このプレス機１０では、ワークＷを押圧するときにはハンドル１８を把持して垂直に押し下げる。ハンドル１８を下降させると、支持ブロック１７に軸支されているピニオン歯車４Ａ，４Ｂ，５が下方に移動する。このとき、第１のピニオン歯車４Ａ，４Ｂが噛み合っている固定ラック２Ａ，２Ｂはベースフレーム１１に固定されているので移動しない。従って、第１のピニオン歯車４Ａ，４Ｂが固定ラック２Ａ，２Ｂ上を回転しながら下降する。これに伴い、第１のピニオン歯車４Ａ，４Ｂに回転軸６で連結されている第２のピニオン歯車５が、第１のピニオン歯車４Ａ，４Ｂと同じ回転数で回転する。これによって、第２のピニオン歯車５に噛み合わされている可動ラック３がリニアガイドレール１５Ｂに沿って下降する。
【００２５】
ここで、このプレス機１０では、２種類のピニオン歯車４Ａ，４Ｂ，５のピッチ円直径がＤａ＞Ｄｂなので、可動ラック３の移動方向は、ピニオン歯車４Ａ，４Ｂ，５の移動方向と同じ、即ち、ハンドル１８の操作方向である下方に移動する。また、ハンドル１８の加えた力に対して、Ｄａ／（Ｄａ−Ｄｂ）倍の力が可動ラック３に加えられ、可動ラック３の下端部３ＡによってワークＷがプレスされる。なお、可動ラック３の下端部３Ａは、ワークＷを加工する加工部及び押圧部を形成しているが、下端部３Ａに別体の部材を取り付け、そのような部材でワークＷを加工しても良い。
【００２６】
また、可動ラック３の移動距離は、ハンドル移動（Ｄａ−Ｄｂ）／Ｄａ倍、即ちハンドル１８の移動距離より小さくなる。例えば、例えば、ピッチ円直径Ｄａ＝１６、ピッチ円直径Ｄｂ＝１２とすると、移動距離の比率は０．２５倍になる。このため、ベースフレーム１１の上部フレーム１１Ｂの側面に目盛２１を設け、支持ブロック１７に指示部２２を付けることで、目視で指示部２２が指し示す目盛２１の値を見ながらハンドル１８を操作して、可動ラック３を狙った高さに微動させることができる。移動距離の比率が０．２５倍の場合、１ｍｍ刻みの目盛２１でハンドル１８の移動距離を調整すると、可動ラック３の下端部３Ａの位置の誤差は０．２５ｍｍに縮小できる。回転運動の操作をするような従来のプレス機ではなく、直線運動の操作なので、直定規のような目盛２１を付けるだけで、変速比に決まるハンドル１８の移動量に比例した高さで可動ラック３の位置を調整でき、ワークＷを所定の高さに変形させたいときに有益である。
【００２７】
また、本発明では最も需要が多いプレスの用途を基準に説明しているが、２種類のピニオン歯車４Ａ，４Ｂ，５のピッチ円直径をＤａ＜Ｄｂにすれば、Ｄａ／（Ｄａ−Ｄｂ）＜０となり、可動ラック３は逆方向に動くように構成できる。つまり、ハンドル１８を下に下げると、可動ラック３を上昇させることができる。作業者が力を加えて操作する上で、ハンドル１８を下げる方がやり易いが、操作方向を変えずに、可動ラック３を上昇させて引っ張り上げる用途に使用できる。
【００２８】
以上、説明したように、このプレス機１０では、直動の変速機構１を備えることにより、作業者の直線的な動作でワークＷの加工が可能になる。さらに、変速比に応じて可動ラック３による押圧力を増大させたり、移動量の精度を向上させたりすることが可能になる。このような特徴から、直動の変速機構１は、直動の減速機構又は直動の変位機構と呼ぶことも可能である。また、このプレス機１０では、従来のように、回転するハンドルや回動させるレバーの位置によって作業者が力を入力し難くなることがなくなる。さらに、ハンドル１８を上下に水平移動させるだけで良いので、操作性が向上する。なお、支持ブロック１７は、可動ラック３を駆動させる構成を有すれば良く、ハンドル１８を有しなくても良い。また、支持ブロック１７を手動で移動させる代わりに、電動あるいは空圧で移動させるように構成しても良い。
【００２９】
ここで、図４及び図５を参照して変形例について説明する。図４は、加工機の一部の構成を示す斜視図であり、図５は加工機を上方から見た図である。
加工機であるボール盤３１のクウィル部３２は、ベースとなる主軸支持部４２に固定された固定ラック２を有し、固定ラック２には台形のアリ溝３３が形成されている。アリ溝３３内には、台形の断面形状を持つ可動ラック３が摺動可能に嵌め込まれている。また、支持ブロック３６には、突起３４が設けられており、突起３４を固定ラック２の外側面に形成された溝３５に挿入されており、固定ラック２と平行に摺動させることが可能になっている。支持ブロック３６は、回転軸６が回転自在に支持されており、回転軸６には、２つの第１のピニオン歯車４と、１つの第２のピニオン歯車５が取り付けられている。第１のピニオン歯車４は、第２のピニオン歯車５を挟む位置に１つ配置されており、固定ラック２と噛み合わされることで第１のラックアンドピニオン機構７を形成している。第２のピニオン歯車５は、可動ラック３と噛み合わされることで第２のラックアンドピニオン機構８を形成している。
【００３０】
支持ブロック３６を手動又は電動で下げると、固定ラック２によって第１のピニオン歯車４が回転し、これに同期する第２のピニオン歯車５が可動ラック３を駆動させる。即ち、前記のプレス機１０と同様に可動ラック３が大きな力で、かつ少ない移動距離で下がる。可動ラック３の下端に取り付けられた加工部である主軸４１は、主軸支持部４２に支持されており、主軸４１は垂直に移動可能になっている。そして、可動ラック３が下がることにより、主軸４１が下げられる。主軸上部４１Ａには、不図示の回転機構が接続されていて、主軸４１は回転しながら下がって、ワークＷが穴空け加工される。
【００３１】
次に、図６を参照して第２の実施例について説明する。
この実施例は、可動ラック３の変位量が小さいことに着目したものである。荷重機構５１は、直動の変速機構１を含んで構成されており、本体部５２を有し、本体部５２の上面の両側には、複数の歯が等間隔に刻まれることで一対の固定ラック５２Ａが形成されている。可動ラック５３は、一対の固定ラック５２Ａの間に挟まれ、かつ長手方向にスライド可能に本体部５２に挿入されている。また、本体部５２には、駆動部材であるピニオン歯車支持ブロック６２が可動ラック５３と平行に移動可能に取り付けられている。ピニオン歯車支持ブロック６２には、回転軸５６が回転自在に支持されている。回転軸５６は、可動ラック５３の移動方向と直交する方向に延びており、第１のピニオン歯車５４Ａ、第２のピニオン歯車５５、第１のピニオン歯車５４Ｂがこの順番で同軸に取り付けられている。
【００３２】
この実施例において、第１のピニオン歯車５４Ａ，５４Ｂのピッチ円直径はＤａであり、第２のピニオン歯車５５のピッチ円直径はＤｂである。さらに、２種類のピニオン歯車５４Ａ，５４Ｂ，５５のピッチ円直径はＤａ＜Ｄｂになっている。第１のピニオン歯車５４Ａは、一方の固定ラック５２Ａに噛み合わされている。第２のピニオン歯車５は、可動ラック５３に噛み合わされている。第１のピニオン歯車５４Ｂは、他方の固定ラック５２Ｂに噛み合わされている。即ち、第１のピニオン歯車５４Ａ及び固定ラック５２Ａと、第１のピニオン歯車５４Ｂ及び固定ラック５２Ｂでの第１のラックアンドピニオン機構７が形成されている。また、第２のピニオン歯車５５及び可動ラック５３で第２のラックアンドピニオン機構８が形成されている。
【００３３】
固定ラック５２と可動ラック５３のそれぞれには開口部５７，５８が１つずつ形成されており、開口部５７，５８内には、弾性部材であるバネ６１が挿入されている。バネ６１は、固定ラック５２の矢印ＡＲ１方向の一端部と、可動ラック５３の他端部とを連結させるように架け渡されており、バネ６１によって、固定ラック５２と可動ラック５３は互いに引き寄せられる方向に付勢される。なお、矢印ＡＲ１は、各ラック５２，５３の長手方向、即ち複数の歯の配列方向である。
【００３４】
また、バネ６１による付勢力によって、ピニオン歯車５４Ａ，５４Ｂ，５５とこれらを支持する駆動部材であるピニオン歯車支持ブロック６２は、矢印ＡＲ２方向に動こうとする。矢印ＡＲ２に示す方向は、矢印ＡＲ１に示す方向と正反対の方向である。この構成により、可動ラック５３の移動量は小さくても、ピニオン歯車支持ブロック６２の移動量は大きくなる。
【００３５】
バネ６１は、変位に比例した力が得られるが、一定荷重が望まれる場合もある。例えば、重いものを吊り下げてバランスさせる用途や、手を離すと引き戸や引き出しが閉まるような用途では、なるべく一定荷重定で引っ張る機構が必要で、定荷重バネを使うか、錘を吊り下げた構成を使用する。定荷重バネは、寿命があるのが難点である。また、錘を吊り下げた場合、錘が昇降するので、スペースがない場合は使えない。図６の構成であれば、バネ６１の伸縮を短くて済むので、変動の少ない復元力が得られる。この場合、可動ラック５３側に力をかけるので、強力なバネ６１が必要になる。矢印ＡＲ１の方向の力に対して、バネ６１の力は、Ｄａ／（Ｄａ−Ｄｂ）倍必要となる。また、この荷重機構５１では、ピニオン歯車５４Ａ，５４Ｂ，５５の回転軸５６にロータリーダンパー６５が取り付けられている。単純な復元力が欲しい場合は、ロータリーバンパー６５は不要である。
【００３６】
この荷重機構５１は、図７のような引き戸７１に応用できる。荷重機構５１は、固定ラック５２Ａを床面などの不図示のベースに固定して使用する。ロータリーダンパー６５は、例えば、時計回りがフリー、反時計回りでダンパーが効くもの、あるいは反時計回りがフリー、時計回りでダンパーが効くものがある。図７に示す引き戸７１では、ドア本体７２と車輪７３を取り付けた場合、ドア本体７２はバネ６１の復元力が矢印ＡＲ２方向に働き、ドア本体７２が右に移動、つまりドア本体７２が自然に閉まる。このとき、正面から見て時計方向に回るときにダンパーが効くようなロータリーダンパー６５を使うと、ドア本体７２をゆっくり締めることが可能になる。
【００３７】
また、ドア本体７２を左移動、つまりドア本体７２を開けるときにはロータリーダンパー６５は反時計方向に回り、ダンパーは効かずフリーで回るので、ドア本体７２を開けようとする力の邪魔にはならなくなる。また、ドア本体７２が閉まる直前でバネ６１の復元力が下がってしまうと、摩擦力に負けてしまい、ドア本体７２が最後まで閉まらず、少し開いた状態で止まってしまう恐れがあるが、本発明では矢印ＡＲ２に示す方向に作用する復元力の変動は小さいので、ドア本体７２を最後までしっかり閉じることができる。また、ドア本体７２をゆっくり安全に閉じることができる。なお、バネ６１は、コイルバネに代えて、板バネやその他の弾性部材を使用しても良い。
【００３８】
次に、図８から図１０を参照して第３の実施例について説明する。図８は、直動の変速機構を備える向き調整機構の斜視図であり、図９及び図１０は、向き調整機構の動作を説明する図である。
図８及び図９に示すように、向き調整機構８１は、不図示のベースに固定される固定ラック８２と、移動可能な可動ラック８３とが所定の間隔を置いて１つずつ対称な位置に配置されている。具体的には、外側に固定ラック８２が配置され、内側に可動ラック８３が配置されている。各ラック８２，８３は、平行に配置され、その下面に複数の歯が長手方向に沿って刻まれている。固定ラック８２の外側の側面には、溝８７が長手方向に平行に形成されている。同様に、可動ラック８３の内側の側面には、溝８８が長手方向に平行に形成されている。これら一対の溝８７，８８には、駆動部材である支持ブロック８４がひとつずつスライド可能に取り付けられている。２つ支持ブロック８４は、連結棒８９で連結されている。このような構成によって、支持ブロック８４のラック側面の溝８７，８８に沿って平行に可動可能になっている。さらに、２つの支持ブロック８４は連結棒８９によって連結されているため、２つの支持ブロック８４は同じ変位量だけ移動し、走行が傾くことはない。
【００３９】
また。各支持ブロック８４には、回転軸９０が回転自在に支持されている。各支持ブロック８４内には、第１のピニオン歯車８５と、第２のピニオン歯車８６が回転軸に取り付けられている。この実施例において、第１のピニオン歯車８５のピッチ円直径はＤａであり、第２のピニオン歯車８６のピッチ円直径はＤｂである。さらに、２種類のピニオン歯車８５，８６のピッチ円直径はＤａ＞Ｄｂになっている。さらに、第１のピニオン歯車８５は、固定ラック８２に噛み合わされることにより、第１のラックアンドピニオン機構７を形成している。同様に、第２のピニオン歯車８６は、可動ラック８３に噛み合わされることにより、第２のラックアンドピニオン機構８を形成している。
【００４０】
さらに、一対の固定ラック８２と可動ラック８３の間には、向き調整対象のワークとしての複数の羽根９１が、長手方向に沿って複数配列されている。各羽根９１は、ラック８２，８３の長手方向に略直交する方向に細長に延びており、両端には２組のロッド９２，９３が固定されている。一方のロッド９２は、固定ラック８２に回動自在に支持されている。他方のロッド９３は、可動ラック８３に回動自在に支持されている。
【００４１】
この向き調整機構８１では、手動又は不図示の駆動装置によって連結棒８９を矢印方向に移動させると、両側の支持ブロック８４が同期して同じ方向に移動する。固定ラック８２によって第１のピニオン歯車８５が回転することにより、同じ回転数で第２のピニオン歯車８６が回転し、可動ラック８３が移動させられる。このとき、図１０に示すように、可動ラック８３に支持されているロッド９３も移動する。一方、固定ラック８２に支持されているロッド９２は移動しないので、羽根９１の傾斜角度、即ち羽根９１の向きが変化する。
【００４２】
この向き調整機構８１では、空調機の羽根を想定しているが、一般には同時に複数の羽根９１の向きを変えるには大きい力が必要になる。むしろ、風の流れによって向きが変わらないよう、故意に摩擦力を高くする必要がある。しかし、向き調整機構８１を用いることで、可動ラック８３を軽く動かして羽根９１の向きを変えることができる。本発明では、操作が軽くなる代わりに可動ラック８３の移動量がわずかであるが、図９及び図１０に示すように、可動ラック８３を少し動かすだけで羽根９１の向きを変えることができる。
【００４３】
また、羽根９１の枚数が増えるに従って、羽根全体を可動させるのが重くなってくるので、その場合は、減速比を大きくすれば良い。当然、減速比を増やした分だけ支持ブロック８４をたくさん移動させる必要があるが、羽根９１が増えた分だけラック８２，８３を長くできるので、操作力が変わることなく多くの枚数の羽根９１を動かすことができる。
【００４４】
ここで挙げた全ての例及び条件的表現は、発明者が技術促進に貢献した発明及び概念を読者が理解するのを助けるためのものであり、ここで具体的に挙げたそのような例及び条件に限定することなく解釈するものであり、また、明細書におけるそのような例の編成は本発明の優劣を示すこととは関係ない。本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、それに対して種々の変更、置換及び変形を施すことができる。
【００４５】
以下に、前記の実施の形態の特徴を付記する。
（付記１）  ベースに固定された第１のラックと、前記第１のラックに噛み合う第１のピニオン歯車と、前記第１のラックに平行に配置され、前記ベース上を長手方向に移動可能な第２のラックと、前記第２のラックに噛み合い、前記第１のピニオン歯車に連結されると共に、ピッチ円直径が前記第１のピニオン歯車と異なる第２のピニオン歯車と、前記第１のピニオン歯車及び前記第２のピニオン歯車を回転自在に支持し、前記第１のラック及び前記第２のラックに沿って平行移動させる駆動部材と、を含むことを特徴とする直動の変速機構。
（付記２）  前記第１のピニオン歯車のピッチ円直径は、前記第２のピニオン歯車のピッチ円直径より大きいことを特徴とする付記１に記載の直動の変速機構。
（付記３）  付記１又は付記２に記載の直動の変速機構と、前記第２のラックに連結され、ワークを加工する加工部と、を含むことを特徴とする加工機。
（付記４）  付記１又は付記２に記載の直動の変速機構と、前記第２のラックに連結され、ワークを押圧する押圧部と、前記駆動部材に設けられ、作業者が手動で操作する操作部と、を含むことを特徴とする特徴とする請求項１に記載のプレス機。
（付記５）  付記１又は付記２に記載の直動の変速機構を有し、前記第２のラックと前記第１のラックとを弾性体を介して連結したことを特徴とする荷重機構。
（付記６）  付記１に記載の直動の変速機構を有し、ワークの一端部を前記第１のラックに連結し、前記ワークの他端部を前記第２のラックに連結したことを特徴とするワークの向き調整機構。
（付記７）  固定したラック上で第１のピニオン歯車を回転させながら移動させることにより、前記第１のピニオン歯車の回転によってピッチ円直径の異なる第２のピニオン歯車を回転させ、前記第２のピニオン歯車に噛み合う可動ラックを移動させることを特徴とする直動の変速機構の駆動方法。
（付記８）  前記第１のピニオン歯車のピッチ円直径は、前記第２のピニオン歯車のピッチ円直径より大きいことを特徴とする付記７に記載の直動の変速機構の駆動方法。
（付記９）  固定したラック上で第１のピニオン歯車を回転させながら移動させることにより、前記第１のピニオン歯車の回転によってピッチ円直径の異なる第２のピニオン歯車を回転させ、前記第２のピニオン歯車に噛み合う可動ラックを移動させ、前記可動ラックに連結された加工部をワークに押し当て、前記ワークを加工することを特徴とするワークの加工方法。
（付記１０）  前記第１のピニオン歯車のピッチ円直径は、前記第２のピニオン歯車のピッチ円直径より大きいことを特徴とする付記９に記載のワークの加工方法。
【符号の説明】
【００４６】
１  変速機構
２，５２Ａ，５２Ｂ，８２  固定ラック（第１のラック）
３，５３，８３  可動ラック（第２のラック）
３Ａ  下端部（押圧部）
４，５４Ａ，５４Ｂ，８５  第１のピニオン歯車
５，５５，８６  第２のピニオン歯車
１０  プレス機（加工機）
１１  ベースフレーム
１７，３６，８４  支持ブロック（駆動部材）
１８  ハンドル（操作部）
３１  ボール盤（加工機）
４１  主軸（加工部）
４２  主軸支持部（ベース）
５１  荷重機構
５２  本体部（ベース）
６１  バネ（弾性体）
６２  ピニオン歯車支持ブロック（駆動部材）
８１  向き調整機構
Ｗ  ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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