(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のラック歯を所定のピッチ間隔で並列させたラック台と、
前記ラック台に設けられて前記ラック台の長手方向に摺動可能に取り付けられた支持板と、
前記支持板に所定間隔だけ離間させて、ともに回転可能に取り付けられた第１プーリおよび第２プーリと、
前記第１プーリから前記第２プーリに掛け渡され、前記ラック台のラック歯に噛合する多数の歯辺部を周方向に沿って並列させた無端ベルトと、
前記第１プーリおよび前記第２プーリを回転駆動させることにより、前記無端ベルトを前記周方向に沿って循環移動させ、前記歯辺部を前記ラック歯に順に噛合させて前記支持板を運動体として前記ラック台に沿って移動させるプーリ駆動部と、
前記支持板に回転軸を介して回転可能に取り付けられて前記無端ベルトに張力を与えるテンションプーリと、
前記支持板に設けられて、前記テンションプーリの位置を変更することにより、前記テンションプーリから前記無端ベルトに与える張力を調整する張力調整部材とを備え、
前記張力調整部材は、
前記回転軸の先端部に形成した雄ねじ部と、
前記支持板に前記無端ベルトの引張方向に延出するように形成され、前記回転軸を挿通させて前記雄ねじ部を外部に突出させた長穴と、
前記回転軸を前記回転軸の直角方向で前記長穴の長手方向に沿って移動させ、前記無端ベルトに張力を付与する方向に付勢する付勢部材と、
前記雄ねじ部に螺進退自在に螺合し、外周側面にピニオン部を形成した締付ナットと、
前記支持板に前記回転軸と直交するように配置され、前記ピニオン部に噛合するウォーム歯車とを有し、
前記ウォーム歯車の歯筋には、前記ピニオン部の歯筋が前記回転軸の軸方向に沿って微摺動往復可能に噛み合うようになっており、
前記無端ベルトの張力調整時、前記ウォーム歯車の回転操作により、前記ピニオン部を介して前記締付ナットを一時的に緩めて締付け直すことにより、前記付勢部材の付勢力で前記回転軸を前記長穴の長手方向に沿って移動させ、前記無端ベルトの緩みを除去して前記無端ベルトに張力を付与し、
前記ラック歯は、前記ラック台に対して８５−９０度の範囲内の角度を成す歯筋面部および底下方向に窪む歯底面部をそれぞれ有するとともに、前記無端ベルトの前記歯辺部は、前記歯筋面部に係合して噛み合う歯筋平面部、ならびに前記歯底面部に係合して噛み合う歯先突面部を形成していることを特徴とするベルト・ラック型駆動装置。
【請求項２】
多数のラック歯を所定のピッチ間隔で並列させたラック台と、
前記ラック台に設けられて前記ラック台の長手方向に摺動可能に取り付けられた支持板と、
前記支持板に所定間隔だけ離間させて、ともに回転可能に取り付けられた第１プーリおよび第２プーリと、
前記第１プーリから前記第２プーリに掛け渡され、前記ラック台のラック歯に噛合する多数の歯辺部を周方向に沿って並列させた無端ベルトと、
前記第１プーリおよび前記第２プーリを回転駆動させることにより、前記無端ベルトを前記周方向に沿って循環移動させ、前記歯辺部を前記ラック歯に順に噛合させて前記支持板を運動体として前記ラック台に沿って移動させるプーリ駆動部と、
前記支持板に回転軸を介して回転可能に取り付けられて前記無端ベルトに張力を与えるテンションプーリと、
前記支持板に設けられて、前記テンションプーリの位置を変更することにより、前記テンションプーリから前記無端ベルトに与える張力を調整する張力調整部材とを備え、
前記張力調整部材は、
前記回転軸の先端部に形成した雄ねじ部と、
前記支持板に前記無端ベルトの引張方向に延出するように形成され、前記回転軸を挿通させて前記雄ねじ部を外部に突出させた長穴と、
前記回転軸を前記回転軸の直角方向で前記長穴の長手方向に沿って移動させ、前記無端ベルトに張力を付与する方向に付勢する付勢部材と、
前記雄ねじ部に螺進退自在に螺合し、外周側面にピニオン部を形成した締付ナットと、
前記支持板に前記回転軸と直交するように配置され、前記ピニオン部に噛合するウォーム歯車とを有し、
前記ウォーム歯車の歯筋には、前記ピニオン部の歯筋が前記回転軸の軸方向に沿って微摺動往復可能に噛み合うようになっており、
前記無端ベルトの張力調整時、前記ウォーム歯車の回転操作により、前記ピニオン部を介して前記締付ナットを一時的に緩めて締付け直すことにより、前記付勢部材の付勢力で前記回転軸を前記長穴の長手方向に沿って移動させ、前記無端ベルトの緩みを除去して前記無端ベルトに張力を付与し、
前記無端ベルトの前記歯辺部は、歯形プロフィールとして歯筋平面部および歯先突面部を形成し、前記ラック歯は、前記ラック台に対する前記歯筋平面部の傾斜角と異なる傾斜角の歯筋面部を有し、前記ラック歯に対する前記歯辺部の噛合時に前記歯筋平面部と前記歯筋面部との間に歯筋間隙を形成することを特徴とするベルト・ラック型駆動装置。
【請求項３】
多数のラック歯を所定のピッチ間隔で並列させたラック台と、
前記ラック台に設けられて前記ラック台の長手方向に摺動可能に取り付けられた支持板と、
前記支持板に所定間隔だけ離間させて、ともに回転可能に取り付けられた第１プーリおよび第２プーリと、
前記第１プーリから前記第２プーリに掛け渡され、前記ラック台のラック歯に噛合する多数の歯辺部を周方向に沿って並列させた無端ベルトと、
前記第１プーリおよび前記第２プーリを回転駆動させることにより、前記無端ベルトを前記周方向に沿って循環移動させ、前記歯辺部を前記ラック歯に順に噛合させて前記支持板を運動体として前記ラック台に沿って移動させるプーリ駆動部と、
前記支持板に回転軸を介して回転可能に取り付けられて前記無端ベルトに張力を与えるテンションプーリと、
前記支持板に設けられて、前記テンションプーリの位置を変更することにより、前記テンションプーリから前記無端ベルトに与える張力を調整する張力調整部材とを備え、
前記張力調整部材は、
前記回転軸の先端部に形成した雄ねじ部と、
前記支持板に前記無端ベルトの引張方向に延出するように形成され、前記回転軸を挿通させて前記雄ねじ部を外部に突出させた長穴と、
前記回転軸を前記回転軸の直角方向で前記長穴の長手方向に沿って移動させ、前記無端ベルトに張力を付与する方向に付勢する付勢部材と、
前記雄ねじ部に螺進退自在に螺合し、外周側面にピニオン部を形成した締付ナットと、
前記支持板に前記回転軸と直交するように配置され、前記ピニオン部に噛合するウォーム歯車とを有し、
前記ウォーム歯車の歯筋には、前記ピニオン部の歯筋が前記回転軸の軸方向に沿って微摺動往復可能に噛み合うようになっており、
前記無端ベルトの張力調整時、前記ウォーム歯車の回転操作により、前記ピニオン部を介して前記締付ナットを一時的に緩めて締付け直すことにより、前記付勢部材の付勢力で前記回転軸を前記長穴の長手方向に沿って移動させ、前記無端ベルトの緩みを除去して前記無端ベルトに張力を付与し、
前記無端ベルトの両側端部には、全周に沿って形成されて前記ラック台を挟むように配置されるフランジ帯が設けられていることを特徴とするベルト・ラック型駆動装置。
【請求項４】
多数のラック歯を所定のピッチ間隔で並列させたラック台と、
前記ラック台に設けられて前記ラック台の長手方向に摺動可能に取り付けられた支持板と、
前記支持板に所定間隔だけ離間させて、ともに回転可能に取り付けられた第１プーリおよび第２プーリと、
前記第１プーリから前記第２プーリに掛け渡され、前記ラック台のラック歯に噛合する多数の歯辺部を周方向に沿って並列させた無端ベルトと、
前記第１プーリおよび前記第２プーリを回転駆動させることにより、前記無端ベルトを前記周方向に沿って循環移動させ、前記歯辺部を前記ラック歯に順に噛合させて前記支持板を運動体として前記ラック台に沿って移動させるプーリ駆動部と、
前記支持板に回転軸を介して回転可能に取り付けられて前記無端ベルトに張力を与えるテンションプーリと、
前記支持板に設けられて、前記テンションプーリの位置を変更することにより、前記テンションプーリから前記無端ベルトに与える張力を調整する張力調整部材とを備え、
前記張力調整部材は、
前記回転軸の先端部に形成した雄ねじ部と、
前記支持板に前記無端ベルトの引張方向に延出するように形成され、前記回転軸を挿通させて前記雄ねじ部を外部に突出させた長穴と、
前記回転軸を前記回転軸の直角方向で前記長穴の長手方向に沿って移動させ、前記無端ベルトに張力を付与する方向に付勢する付勢部材と、
前記雄ねじ部に螺進退自在に螺合し、外周側面にピニオン部を形成した締付ナットと、
前記支持板に前記回転軸と直交するように配置され、前記ピニオン部に噛合するウォーム歯車とを有し、
前記ウォーム歯車の歯筋には、前記ピニオン部の歯筋が前記回転軸の軸方向に沿って微摺動往復可能に噛み合うようになっており、
前記無端ベルトの張力調整時、前記ウォーム歯車の回転操作により、前記ピニオン部を介して前記締付ナットを一時的に緩めて締付け直すことにより、前記付勢部材の付勢力で前記回転軸を前記長穴の長手方向に沿って移動させ、前記無端ベルトの緩みを除去して前記無端ベルトに張力を付与することを特徴とするベルト・ラック型駆動装置。
【請求項５】
多数のラック歯を所定のピッチ間隔で並列させたラック台と、
前記ラック台に設けられて前記ラック台の長手方向に摺動可能に取り付けられた支持板と、
前記支持板に所定間隔だけ離間させて、ともに回転可能に取り付けられた第１プーリおよび第２プーリと、
前記第１プーリから前記第２プーリに掛け渡され、前記ラック台のラック歯に噛合する多数の歯辺部を周方向に沿って並列させた無端ベルトと、
前記第１プーリおよび前記第２プーリを回転駆動させることにより、前記無端ベルトを前記周方向に沿って循環移動させ、前記歯辺部を前記ラック歯に順に噛合させて前記支持板を運動体として前記ラック台に沿って移動させるプーリ駆動部と、
前記支持板に回転軸を介して回転可能に取り付けられて前記無端ベルトに張力を与えるテンションプーリと、
前記支持板に設けられて、前記テンションプーリの位置を変更することにより、前記テンションプーリから前記無端ベルトに与える張力を調整する張力調整部材とを備え、
前記張力調整部材では、前記支持板は主板と折曲板とからアングル状に形成されており、
前記回転軸の先端部に形成した雄ねじ部と、
前記主板に前記無端ベルトの引張方向に延出するように形成され、前記回転軸を挿通させ、前記無端ベルトの引張方向に延出する長穴と、
前記回転軸に直交するように連結状態に設けられ、前記折曲板に形成された貫通穴に進退摺動可能に挿通された調整螺子棒と、
前記貫通穴に連通状態で、軸受を介して前記折曲板に回転可能に取り付けられ、前記貫通穴から外部に突出する前記調整螺子棒の部分を螺進退自在に螺合させ、外周側面にピニオン部を形成した締付ナットと、
前記折曲板に前記調整螺子棒と直交するように配置され、前記ピニオン部に噛合するウォーム歯車とを備え、
前記無端ベルトの張力調整時、前記ウォーム歯車の回転操作により、前記ピニオン部を介して前記締付ナットを回転させることにより、前記回転軸の前記長穴の長手方向に沿う案内移動を伴いながら、前記調整螺子棒を前記貫通穴から外方に移動させ、前記無端ベルトの緩みを除去して前記無端ベルトに張力を付与することを特徴とするベルト・ラック型駆動装置。
【請求項６】
前記無端ベルトのうち前記歯辺部が前記ラック歯に噛合する噛合領域の内側に摺接可能に配置され、前記無端ベルトの移動時に前記無端ベルトが前記ラック歯から飛び跳ねるのを阻止する押え部材を有することを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか一つに記載のベルト・ラック型駆動装置。
【請求項７】
前記噛合領域に対する前記押え部材の位置を変更することにより前記噛合領域に対する前記押え部材の摺接度合いを調整する押え調整部材を有することを特徴とする請求項６に記載のベルト・ラック型駆動装置。
【請求項８】
前記無端ベルトのうち前記歯辺部が前記ラック歯に噛合する噛合領域の内側に摺接可能に配置され、前記無端ベルトの移動時に前記無端ベルトが前記ラック歯から飛び跳ねるのを阻止する押え部材を有し、
前記第１プーリおよび前記第２プーリの回転時に、前記無端ベルトのうち前記歯辺部が前記ラック歯に噛合し始める側で、前記押え部材の前記先端部が前記第１プーリあるいは前記第２プーリに干渉しない２ｍｍ−５ｍｍの近接範囲まで延出されており、前記歯辺部を前記ラック歯に押え付けて強制的に噛合させるように構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか一つに記載のベルト・ラック型駆動装置。
【請求項９】
前記押え部材の前記ラック台の長手方向に沿う両側には、前記ラック台の両側に垂下されて前記無端ベルトを囲繞する垂下辺部が一体に形成されており、前記無端ベルトを前記ラック台から外さないように規制することを特徴とする請求項６に記載のベルト・ラック型駆動装置。
【請求項１０】
前記ラック台に設けられたスライダーガイドには、スライダーが長手方向に摺動可能に取り付けられ、前記スライダーに前記支持板が固定されており、
前記支持板に形成された上下長穴と、前記上下長穴を挿通する上下螺子とから成る当接調整部材が設けられ、前記上下長穴に対する前記支持板の上下位置を変更して前記上下螺子を前記上下長穴から前記スライダーに締め直すことにより、前記ラック歯に対する前記第１プーリおよび前記第２プーリの当接度合いを調整可能に設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか一つに記載のベルト・ラック型駆動装置。
【請求項１１】
前記ラック台は、単一のラック台を複数個継ぎ合せて形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか一つに記載のベルト・ラック型駆動装置。
【請求項１２】
前記ラック歯には、取付穴が形成され、前記取付穴に固定部材を挿入して台座に取り付けることを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか一つに記載のベルト・ラック型駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラック台に無端ベルトの歯辺部を噛合させて移動するベルト・ラック型駆動装置に係り、とりわけ、長ストロークの駆動と高精度の送りおよび位置決めが可能なベルト・ラック型駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無端ベルトとラックとを組合せた作動機構では、駆動プーリと従動プーリとに掛け渡された無端走行部材をガイドレールの固定凹凸部材に係合させて回転運動を直線運動に変換する直線駆動装置がある（例えば特許文献１、２参照）。
この直線駆動装置では、ストロークの長短に関係なく高精度の位置決めが可能となり、低騒音かつ低振動で、伝達抵抗が小さく、がたつきがなく、剛性の高い直線駆動装置の構造体を実現している。
【０００３】
この種の直線駆動装置は、無端走行部材を工作機械、精密装置、ロボットの走行、ストッカー搬送や洗浄ライン搬送などに組込むことにより、生産現場で有効に活用されるように改良されている。
直線駆動装置の適用対象としては、生産機械の送りや位置決め装置は勿論、様々な分野での物品の搬送や走行装置を挙げることができる。物流倉庫の仕分けラインなどの長距離移送装置としても有能である。
また、近年、大規模な生産工場では、液晶表示部などに用いられる極薄の硝子板を多数束ねて長距離を走行させている。この場合、上記直線駆動装置の耐久性を大幅に向上させ、ラックに対する無端走行部材の円滑な噛み合わせにより、一層迅速で騒音の少ない走行を確保する必要が生じている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２０８５７０号公報
【特許文献２】特開平６−１０６４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、固定凹凸部材にプーリと無端走行部材とを組合せて使用し、短距離および長距離の双方に適用でき、軽量でありながらも静粛、高速、無給油およびノンバックラッシを実現し、簡便なメンテナンスで済ますことができる。
しかしながら、直線駆動装置では、安価に製造することや簡素な構造で堅牢かつ耐久性に富む構造体を構築する観点からは改良の余地を残している。ラックに対する確実な噛み合いができないことや各種の調整ができず取り扱いが容易でない点でも改良の余地がある。
また、無端ベルトとラックとを組合せた作動機構では、長期使用に伴い、無端ベルトに緩みが生じるため、ベルト張力調整機構が設けられている。このベルト張力調整機構では、プーリをスライド可能に設けた板材にボルト示したものがある。ベルト張力調整時には、専用工具によりボルトを一旦緩め、ベルトを引張るべくプーリを移動させ、ベルトにテンションを加えた状態で、ボルトを締めて無端ベルトの張力調整を行っている。このため、無端ベルトの張力調整には、ボルトの緩め作業と無端ベルトを引張作業が必要となり、手間取りがちで作業性が低下する問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的はラック台にプーリと無端ベルトとを組合せて使用し、短距離および長距離の双方に適用でき、簡素な構造で堅牢でかつ耐久性に優れ、しかも、無端ベルトの張力調整を簡単な操作で迅速に行うことができて調整作業性が向上するベルト・ラック型駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（請求項１について）
ベルト・ラック型駆動装置において、ラック台は、多数のラック歯を所定のピッチ間隔で並列させている。支持板は、ラック台に設けられてラック台の長手方向に摺動可能に取り付けられている。第１プーリおよび第２プーリは、支持板に所定間隔だけ離間させて、ともに回転可能に取り付けられている。
例えば、ゴムなどの合成樹脂により形成された無端ベルトは、第１プーリから第２プーリに掛け渡されている。無端ベルトの外側には、ラック台のラック歯に噛合する多数の歯辺部を周方向に沿って並列させている。プーリ駆動部は、第１プーリおよび第２プーリを回転駆動させることにより、無端ベルトを周方向に沿って循環移動させ、歯辺部をラック歯に順に噛合させて支持板を運動体としてラック台に沿って移動させる。
テンションプーリは、支持板に回転軸を介して回転可能に取り付けられて無端ベルトに張力を与える。張力調整部材は、支持板に設けられて、テンションプーリの位置を変更することにより、テンションプーリから無端ベルトに与える張力を調整する。
張力調整部材は、回転軸の先端部に形成した雄ねじ部と、支持板に形成され、回転軸を挿通させて雄ねじ部を外部に突出させた長穴と、回転軸を回転軸の直角方向で長穴の長手方向に沿って移動させ、無端ベルトに張力を付与するように付勢する付勢部材と、雄ねじ部を螺進退自在に螺合し、外周側面にピニオン部を形成した締付ナットと、支持板に回転軸と直交するように配置され、ピニオン部に噛合するウォーム歯車とを有する。ウォーム歯車の歯筋には、ピニオン部の歯筋が回転軸の軸方向に沿って微摺動往復可能に噛み合うようにしている。
無端ベルトの張力調整時、ウォーム歯車の回転操作により、ピニオン部を介して締付ナットを一時的に緩めて締付け直すことにより、付勢部材の付勢力で回転軸を長穴の長手方向に沿って移動させ、無端ベルトの緩みを除去して無端ベルトに張力を付与する。
ラック歯は、ラック台に対して８５−９０度の範囲内の角度を成す歯筋面部および底下方向に窪む歯底面部をそれぞれ有する。無端ベルトの歯辺部は、歯筋面部に係合して噛み合う歯筋平面部、ならびに歯底面部に係合して噛み合う歯先突面部を形成している。
【０００８】
請求項１では、ラック台にプーリと無端ベルトとを組み合わせて使用し、短距離および長距離の双方に適用することができる。
無端ベルトの歯辺部をラック歯に噛合させる構成のため、両者の同時噛み合い歯数が多くなり、無端ベルトからラック台への伝達力を向上させることができる。
また、無端ベルトをラック台に噛み合わせる簡素な構造のため、軽量で静粛、高速、無給油およびノンバックラッシを実現でき、メンテナンスが簡便で安価に製造できる長所に加えて、堅牢でかつ耐久性を向上させることができる。
【０００９】
無端ベルトの張力調整は、ウォーム歯車の回転操作により、ピニオン部を介して締付ナットを一時的に緩めて締付け直すことで可能となるので、無端ベルトの張力調整を簡単な操作で迅速に行うことができて調整作業が向上する。
【００１０】
また、ラック歯は、ラック台に対して８５−９０度の範囲内の角度を成す歯筋面部を有するため、歯筋面部は無端ベルトの進行方向Ｗに対して直角に近い角度（８５−９０度の角度範囲内）を成す。
これにより、ラック歯の歯筋面部に対する歯筋平面部の圧力角が著しく小さくなり、ラック歯に対する無端ベルトの噛合時、歯筋面部に対する歯筋平面部の噛合い伝達力が強くなり、無端ベルトの歯辺部がラック歯から浮き上がることがなくなる。このため、無端ベルトをラック側に保持する別体の押え部材が要らなくなる。
また、ラック歯には、歯先突面部が導入部として歯底面部に係合するので、無端ベルトの噛合時、ラック歯に対する歯辺部の円滑な噛み合いを行うことができる。
【００１１】
（請求項２について）
請求項２が請求項１と異なるところは、無端ベルトの歯辺部が、歯形プロフィールとして歯筋平面部および歯先突面部を形成し、ラック歯は、ラック台に対する歯筋平面部の傾斜角と異なる傾斜角の歯筋面部を有することである。これにより、ラック歯に対する歯辺部の噛合時、歯先突面部は歯底面部に係合して噛み合うが、歯筋平面部と歯筋面部との間に歯筋間隙を形成する。
この状態で、無端ベルトに引張方向の駆動力が働くと、ラック歯の歯底面部で引張り側の角部が支点となって無端ベルトの歯筋平面部が引張り側に引っ張られる。引張力は、歯辺部に支点周りの回転力となって働き、無端ベルトをラック歯に張り付かせる。このため、無端ベルトに対する押え部材を設けなくても、無端ベルトをラック歯から浮き上がることがなくなり、無端ベルトとラック歯との間で効率的な動力伝達が可能となる。
【００１２】
（請求項３について）
請求項３が請求項１と異なるところは、無端ベルトの両側端部にフランジ帯を設けたことである。フランジ帯は、無端ベルトの全周に沿って形成されてラック台を挟むように配置されている。このフランジ帯により、無端ベルトを正規の位置に保持することができ、走行時などに無端ベルトがラック台から不用意に外れてしまうことがない。
【００１３】
（請求項４について）
請求項４が請求項３と異なるところは、無端ベルトの両側端部に存するフランジ帯を省いたことである。
【００１４】
（請求項５について）
請求項５における張力調整部材では、支持板は主板と折曲板とからアングル状に形成されており、回転軸の先端部に形成した雄ねじ部と、主板に形成され、回転軸を挿通させた長穴と、回転軸に直交するように連結状態に設けられ、折曲板に形成された貫通穴に摺動可能に挿通する調整螺子棒と、軸受を介して折曲板に回転可能に設けられ、貫通穴を介して外部に突出する調整螺子棒の部分に螺進退自在に螺合し、外周側面にピニオン部を形成した締付ナットと、折曲板に調整螺子棒と直交するように配置され、ピニオン部に噛合するウォーム歯車を備える。
無端ベルトの張力調整時、ウォーム歯車の回転操作により、ピニオン部を介して締付ナットを締め付けることにより、回転軸を回転軸の直角方向で長穴の長手方向に沿って案内移動させるとともに、調整螺子棒を螺子穴に対して螺進させ、無端ベルトの緩みを除去して無端ベルトに張力を付与する。
【００１５】
請求項５では、無端ベルトの張力調整時、無端ベルトの張力付与する増し締め方向にウォーム歯車を回転するだけの操作で済み、無端ベルトの張力調整を簡単な操作で素早く行うことができて調整作業が向上する。
【００１６】
（請求項６について）
押え部材は、無端ベルトのうち歯辺部がラック歯に噛合する噛合領域の内側に摺接可能に配置されている。押え部材により、無端ベルトの移動時に無端ベルトがラック歯から飛び跳ねるのを阻止する。
【００１７】
（請求項７について）
押え調整部材は、噛合領域に対する押え部材の位置を変更することにより噛合領域に対する押え部材の摺接度合いを調整する。
【００１８】
（請求項８について）
押え部材は、無端ベルトのうち歯辺部がラック歯に噛合する噛合領域の内側に摺接可能に配置されており、無端ベルトの移動時に無端ベルトがラック歯から飛び跳ねるのを阻止する。第１プーリおよび第２プーリの回転時に、無端ベルトのうち歯辺部がラック歯に噛合し始める側では、押え部材の先端部が第１プーリあるいは第２プーリに対して干渉しない２ｍｍ−５ｍｍの近接範囲まで延出されており、歯辺部をラック歯に押え付けて強制的に噛合させる。
【００１９】
請求項８の場合、押え部材の先端部は、第１プーリの回転駆動時に無端ベルトのうち歯辺部がラック歯に噛合し始める位置まで延出されている。これにより、押え部材の先端部が逸早く歯辺部を押え付けてラック歯に噛合させることができ、とりわけ駆動開始時にラック歯に対する無端ベルトの円滑な移動を確保することができる。
【００２０】
（請求項９について）
押え部材のラック台の長手方向に沿う両側には、ラック台の両側に垂下されて無端ベルトを囲繞する垂下辺部が一体に形成されており、無端ベルトをラック台から外さないように規制する。
【００２１】
請求項９の場合、垂下辺部により無端ベルトをラック台から外さないように規制しているので、第１プーリおよび第２プーリの外周部に外れ止め用の環状フランジを設ける必要がなくなる。このため、第１プーリおよび第２プーリが安価となり、ベルト・ラック型駆動装置のコスト削減に寄与することができる。
【００２２】
（請求項１０について）
ラック台に設けられたスライダーガイドには、スライダーが長手方向に摺動可能に取り付けられ、スライダーに支持板が固定されている。
当接調整部材は、支持板に形成された上下長穴と、上下長穴を挿通する上下螺子から成る。上下長穴に対する支持板の上下位置を変更して上下螺子を上下長穴からスライダーに締め直すことにより、ラック歯に対する第１プーリおよび第２プーリの当接度合いを調整可能にしている。
請求項１０の場合、当接調整部材は、上下長穴や上下螺子から成る簡素な構造でよく、省スペース化が図られるとともに、製造コスト的にも有利である。
【００２３】
（請求項１１について）
ラック台は、単一のラック台を複数個継ぎ合せて形成されているため、隣接する単一のラック台２の間に１−２歯分程度の隙間を設定しても走行に支障が生じない。これにより、単一のラック台の少ない継ぎ足しで大きな距離を設定できる便宜がある。
【００２４】
（請求項１２について）
ラック歯には、取付穴が形成され、取付穴に固定部材を挿入して台座に取り付けている。無端ベルトとラック台とは、複数の歯辺部と複数のラック歯との噛み合い構造のため、１−２歯分程度が欠損していても、無端ベルトの走行に影響がなく、ラック台の設置やメンテナンスが容易なラック上面からの取付けが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ベルト・ラック型駆動装置を示す正面図である（実施例１）。
【図２】ベルト・ラック型駆動装置を示す平面図である（実施例１）。
【図３】（ａ）は張力調整部材を示す斜視図である（実施例１）、（ｂ）は張力調整部材を示す斜視図である（実施例１の変形例）。
【図４】（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿う縦断面図、
【図５】図１のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図である（実施例１）。
【図６】（ａ）、（ｂ）はラック歯と歯辺部との噛み合いを示す縦断面図、（ｃ）、（ｄ）は押え部材を適用した無端ベルトを示す縦断面図である（実施例１）。
【図７】（ａ）、（ｂ）は第１プーリおよび第２プーリに対する無端ベルトの着脱の態様を示す概略図である（実施例１）。
【図８】（ａ）−（ｃ）は複数のラック台を継ぎ足す場合を示す概略図である（実施例１）。
【図９】（ａ）−（ｃ）はラック歯の製造方向を示す概略図である（実施例１）。
【図１０】ベルト・ラック型駆動装置を示す縦断面図である（実施例２）。
【図１１】（ａ）はラック歯に施した摩擦摺接面を示す概略図、（ｂ）は引張り試験の実験道具を示す模式図、（ｃ）はラック歯と歯辺部との噛み合いを示す概略図（実施例３）、（ｄ）はラック歯に施した筋部を示す概略図である（実施例４）。
【図１２】（ａ）はラック歯に施した曲面部を示す概略図、（ｂ）、（ｃ）はラック歯と歯辺部との噛み合いを示す概略図である（実施例５）。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は立体ホルダーにラック台を移動可能に貫通させた構造を示す概略図である（実施例６）。
【図１４】ラック台を径大な構造体に適用した態様を示す概略図である（実施例７）。
【図１５】はラック台をＭＲＩ装置の磁石架台のように径大な構造体に適用した態様を示す概略図である（実施例７）。
【図１６】押え部材に代わって回転ローラを無端ベルトの噛合領域に設置した態様を示す正面図である（実施例８）。
【図１７】テンションプーリをばね部材により付勢する態様を示す正面図である（実施例９）。
【図１８】（ａ）、（ｂ）は無端ベルトとラック歯との噛合状態を示す縦断面図である（実施例１０およびその変形例）。
【図１９】（ａ）はラック歯の歯形プロフィールを示す縦断面図、（ｂ）は無端ベルトとラック歯との噛合状態を示す縦断面図、（ｃ）は歯辺部における歯筋平面部の作動を示す縦断面図である（実施例１１）。
【図２０】（ａ）は無端ベルトを示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う横断面図である（実施例１２）。
【図２１】（ａ）は無端ベルトを示す縦断面図、（ｂ）は無端ベルトとラック歯との噛合状態を示す縦断面図である（実施例１３）。
【図２２】無端ベルトとラック歯との噛合状態を示す縦断面図である（実施例１４）。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明に係るベルト・ラック型駆動装置では、ラック台にプーリと無端ベルトとを組み合わせて使用し、短距離および長距離の双方に適用でき、簡素な構造で堅牢かつ耐久性に優れ、また、無端ベルトの張力調整を簡単な操作で素早く行うことができて良好な調整作業性が得られる構成を特徴とする。
【実施例】
【００２７】
〔実施例１の構成〕
図１ないし図９に基づいて本発明の実施例１を説明する。以後の説明では、特に断らない限り、各部材の位置および方向の特定は、各実施例を通して対応する図面の左右および上下方向に従う。
【００２８】
本発明に係るベルト・ラック型駆動装置１では、図１および図２に示すように、設置面Ｇに据え付けられたラック台２に運動体３、４が左右に配置されている。ラック台２は、上面に多数のラック歯２ａを所定のピッチ間隔Ｐで並列させている。ラック歯２ａは、後述する無端ベルト１６の歯辺部１６ａが噛合するもので、歯先部には面取りが施されている。
【００２９】
右側の運動体４は、５輪体に構成したもので、ラック台２に長手方向Ｔに沿ってスライダーガイド５が設けられており、スライダーガイド５には、スライダー６が長手方向Ｔに沿って摺動可能に取り付けられている。
スライダー６には、例えば矩形に形成された支持板７が螺子８、９により縦形に固定されている。これにより、支持板７がスライダー６を介してスライダーガイド５に取り付けられている。
【００３０】
支持板７には、第１プーリ１０および第２プーリ１１が左右下方で所定間隔Ｅだけ離間した状態で、それぞれ支軸１０ａ、１１ａにより回転可能に取り付けられている。支持板７の左右上方には、補助プーリ１２およびテンションプーリ１３が回転可能に取り付けられている。
テンションプーリ１３の回転軸１３ａは、その回転軸１３ａの先端部に形成した雄ねじ部１３ｂと、支持板７に回転軸１３ａを挿通させ、後述する無端ベルト１６の引張方向に延出する長穴７ａとから成る張力調整部材１４を構成する。
【００３１】
張力調整部材１４では、長穴７ａに対する回転軸１３ａの位置を変更して締付ナット１５を雄ねじ部１３ｂに締め付け直すことにより、無端ベルト１６に張力を付与する（図３（ａ）参照）。
【００３２】
すなわち、張力調整部材１４においては、回転軸１３ａの先端部に形成した雄ねじ部１３ｂが設けられている。長穴７ａは支持板７に形成され、回転軸１３ａを挿通させて雄ねじ部１３ｂを支持板７の外部に突出させている。
付勢部材としての圧縮コイルスプリング１３ｍは、回転軸１３ａを回転軸１３ａの直角方向Ｖで長穴７ａの長手方向Ｎに沿って移動させる方向に付勢して無端ベルト１６に張力を付与する。長穴７ａの長手方向Ｎは、無端ベルト１６の引張方向にも沿う向きに設定されている。
【００３３】
締付ナット１３ｎは雄ねじ部１３ｂに螺進退自在に螺合し、外周側面にピニオン部１３ｔを形成している。ウォーム歯車１３ｓは、支持板７の固定板部１３ｒ、１３ｖの間で回転軸１３ａと直交状態で回転可能に配置されてピニオン部１３ｔに噛合している。
【００３４】
ウォーム歯車１３ｓの回転時の歯筋には、ピニオン部１３ｔの歯筋が回転軸１３ａの軸方向Ｊｍに沿って微摺動往復可能に噛み合うようになっている。この微摺動変位量は、無端ベルト１６の張力調整時に、少なくともピニオン部１３ｔの回動に伴う、支持板７に対する締付ナット１３ｎの離接変位量に相当するだけあればよい。
無端ベルト１６の張力調整時には、操作盤１３ｕでウォーム歯車１３ｓの回転操作を矢印Ｋで示すように行うことにより、ピニオン部１３ｔを介して締付ナット１３ｎを長穴７ａの外周縁部に対して一時的に緩めて締付け直す。
【００３５】
これにより、圧縮コイルスプリング１３ｍの付勢力で回転軸１３ａを長穴７ａの長手方向Ｎに沿って移動させ、無端ベルト１６の緩み（ｅｘ．１．０ｍｍ〜３．０ｍｍ）を除去して無端ベルト１６に適正な張力を付与する。
この際、支持板７に対する締付ナット１３ｎの締め付けに伴い、締付ナット１３ｎと鍔体７ｅとで支持板７を挟持してテンションプーリ１３を保持する。鍔体７ｅは、回転軸１３ａに外嵌されたストッパとして機能し、締付ナット１３ｎの締付けにより支持板７に圧接する。
【００３６】
張力調整部材１４の変形例として、図３（ｂ）に示すように、支持板７を主板７Ａと折曲辺７Ｂとからアングル状に形成してもよい。アングル状の支持板７では、回転軸１３ａの先端部には、雄ねじ部１３ｂが形成され、長穴７ａは主板７Ａに形成され、回転軸１３ａを長穴７ａの長手方向Ｎに沿って移動可能に挿通させている。
調整螺子棒１４ｍは、回転軸１３ａに直交する交差方向Ｄで鍔部７ｅに連結する状態に設けられている。調整螺子棒１４ｍの先端部分は、折曲板７Ｂに形成された貫通穴（図示せず）に進退摺動可能に挿通されている。
【００３７】
締付ナット１４ｐは、折曲板７Ｂの貫通穴と連通状態に配置され、スラスト軸受などの転動部材（図示せず）を介して折曲板７Ｂに回転自在に取り付けられている（図３（ｂ）の矢印Ｋｍ参照）。締付ナット１４ｐは、折曲板７Ｂの貫通穴から外部に突出する調整螺子棒１４ｍの部分１４ｊを螺進退自在に螺合し、外周側面にピニオン部１４ｑを形成している。
ウォーム歯車１４ｎは、折曲板７ｅの固定壁１４ｓ、１４ｔの間で調整螺子棒１４ｍと直交するように配置され、締付ナット１４ｐのピニオン部１４ｑに噛合している。
【００３８】
無端ベルト１６の張力調整時には、操作盤１４ｕでウォーム歯車１４ｎの回転操作を行うことにより、ピニオン部１４ｑを介して締付ナット１４ｐを調整螺子棒１４ｍの回りに回転させる。これに伴い、回転軸１３ａを回転軸１３ａの直角方向で長穴７ａの長手方向Ｎに沿って案内移動させるとともに、調整螺子棒１４ｍを軸方向Ｊｎに沿って外方に移動させ、無端ベルト１６の緩み（ｅｘ．１．０ｍｍ〜３．０ｍｍ）を除去して無端ベルト１６に適正な張力を付与する。
【００３９】
このように、無端ベルト１６の張力調整は、ウォーム歯車１４ｎの回転操作により、ピニオン部１４ｑを介して締付ナット１４ｐを締付けることで可能となるので、張力調整を簡単な操作で迅速に行うことができる。すなわち、無端ベルト１６の張力調整時、無端ベルト１６の張力付与する増し締め方向にウォーム歯車１４ｎを回転するだけの操作で済み、無端ベルト１６の張力調整を簡単な操作で素早く行うことができて調整作業が向上する。
【００４０】
この場合の締付ナット１３ｎは、図３（ａ）のピニオン部１３ｔを省かれており、回転軸１３ａの雄ねじ部１３ｂに螺合している。無端ベルト１６の張力調整時、操作盤１４ｕの回動操作に伴い、締付ナット１３ｎは、長穴７ａの外周縁部に対して一時的に緩めて締め付け直されるようになっている。
【００４１】
なお、無端ベルト１６を掛けるテンションプーリ１３の表面については、図３（ｂ）に示すように、歯１３ｗを形成したものでも、歯形の無い円滑面となっていてもよい。
付勢部材としては、図３（ａ）の圧縮コイルスプリング１３ｍの代わりに、引張コイルスプリングなどのバネ部材を用いてもよく、要は、回転軸１３ａを長穴７ａの長手方向Ｎに沿って移動させるように付勢するものであればよい。
また、ウォーム歯車１４ｎはピニオン部１４ｑに対してセルフロック機能を有するので、締付ナット１３ｎは補助的な固定部材となり、不要な場合には省いてもよい。
図３（ａ）、（ｂ）では、第２プーリ１１、ウォーム歯車１３ｓ、１４ｎ、ピニオン部１３ｂ、１４ｑおよび操作盤１３ｖ、１４ｕは、明確化などのため、寸法を誇張して示している。
【００４２】
当接調整部材７Ａは、図４に示すように、支持板７をスライダー６に対して上下動可能に設けることにより、ラック歯２ａに対する第１プーリ１０および第２プーリ１１の当接度合いを調整する。すなわち、当接調整部材７Ａは、支持板７に形成された上下長穴７ｅと、上下長穴７ｅを挿通する上下螺子７ｇから成る。
上下長穴７ｅに対する支持板７の上下位置を変更して上下螺子７ｇを上下長穴７ｅからスライダー６に締め直すことにより、ラック歯２ａに対する第１プーリ１０および第２プーリ１１の当接度合いを調整可能にしている。当接調整部材７Ａについては、図５に示す運動体３についても同様である。
【００４３】
支持板７で第１プーリ１０と第２プーリ１１との中間部位には、駆動プーリ１７を有する駆動軸１７ａが配されている。駆動軸１７ａは、スリーブ１８を介して支持板７を貫通する状態に取り付けられている。駆動軸１７ａの先端に駆動プーリ１７を嵌着している。スリーブ１８は、補助板１９を貫通しており、支持板７から補助板１９に螺子２０を締め付けることで駆動軸１７が支持板７に固定されている。
【００４４】
駆動軸１７ａは、プーリ駆動部として機能する駆動モータ２１の回転軸２１ａに連結されている。
無端ベルト１６は、例えばゴムなどの合成樹脂製であり、第１プーリ１０から第２プーリ１１に掛け渡され、駆動プーリ１７に沿ってテンションプーリ１３および補助プーリ１２に掛けられている。無端ベルト１６の外側には、ラック台２のラック歯２ａに噛合する多数の歯辺部１６ａを周方向に沿って並列させている。歯辺部１６ａは、無端ベルト１６の移動方向と直交する方向に間欠配置されている。なお、無端ベルト１６はゴム製に限らず、種々の合成樹脂によるものでもよい。
【００４５】
駆動モータ２１は、駆動プーリ１７を回転駆動することにより、第１プーリ１０、第２プーリ１１、テンションプーリ１３および補助プーリ１２から成る回転機構２１Ａを回転駆動する。これにより、無端ベルト１６を周方向に沿って循環移動させ、歯辺部１６ａをラック歯２ａに順に噛合させて支持板７を運動体４としてラック台２に沿って移動させる。
【００４６】
押え板２２は押え部材として、無端ベルト１６のうち歯辺部１６ａがラック歯２ａに噛合する噛合領域Ｈの内側に摺接可能に配置され、無端ベルト１６の移動時に無端ベルト１６がラック歯２ａから外れて飛び跳ねるのを阻止する。押え板２２は、無端ベルト１６に摺接するため、低摩擦で高耐摩耗性を有する素材（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））により形成されている。押え板２２は、その長さ寸法が噛合領域Ｈの長さ寸法に等しくなるまで延出されている。なお、無端ベルト１６の押え板２２と摺接する内側には、ＰＴＦＥの薄膜をコーティングしたり、貼り付けてもよい。
【００４７】
押え調整部材２３は、噛合領域Ｈに対する押え板２２の位置を変更することにより噛合領域Ｈに対する押え板２２の摺接度合いを調整する。このため、押え調整部材２３は、図４に示すように、支持板７に形成した縦長穴２３ａと縦長穴２３ａを挿通する調整螺子２４を備えている。押え板２２の後端面には、調整螺子２４に対応する雌ねじ部２２ｃを形成している。
縦長穴７に対する調整螺子２４の上下位置を変更して調整螺子２４を締め直すことにより、噛合領域Ｈに対する押え板２２の距離を長短変化させて摺接度合いを調整する。
【００４８】
上記構成では、回転機構２１Ａの回転駆動時に、無端ベルト１６のうち歯辺部１６ａがラック歯２ａに噛合し始める側では、押え板２２の先端部２２ａが歯辺部１６ａを逸早く押え付けてラック歯２ａに強制的に噛合させるように設定している。すなわち、押え板２２の先端部２２ａは、第１プーリ１０に対して干渉しない２ｍｍ−５ｍｍの近接範囲Ｈ１まで延出されている（最接近位置）。
この場合、運動体３、４の左方向への走行を考慮して、押え板２２の左側の先端部２２ａを示したが、運動体３、４の右方向への走行を考慮して、押え板２２の右側の先端部２２ｂも左側の先端部２２ａと同様に第２プーリ１２に干渉しない２ｍｍ−５ｍｍの近接範囲Ｈ２まで延出している。
【００４９】
左側の運動体３では、右側の運動体４に対して三輪体に構成したもので、テンションプーリ１３および補助プーリ１２を省略した回転機構２１Ｂを構成し、駆動プーリ１７にテンションプーリの役割を兼用させている。すなわち、駆動軸１７ａは、図５に示すように、スリーブ１８を補助板２０に貫通させ、支持板７に形成された縦長穴９ａ内に配置されている。支持板７には、小縦長穴９ｂが形成され、補助板２０には雌ねじ部９ｃが形成されている。
駆動軸１７ａを縦長穴９ａ内で上下に変位させて、螺子９ｄを小縦長穴９ｂから雌ねじ部９ｃに締結し直すことにより、無端ベルト１６に対する張力を調整する張力調整部材１４Ａを構成している。
【００５０】
〔実施例１の効果〕
実施例１では、ラック台２に回転機構２１Ａ、２１Ｂと無端ベルト１６とを組み合わせて使用し、運動体３、４で示すように、短距離および長距離の双方に適用することができる。
無端ベルト１６の歯辺部１６ａをラック歯２ａに噛合させる構成のため、両者の同時噛み合い歯数が多くなり、無端ベルト１６からラック台２への伝達力を向上させることができる。
無端ベルト１６をラック台２のラック歯２ａに噛み合わせる簡素な構造のため、軽量で静粛、高速、無給油およびノンバックラッシを実現でき、メンテナンスが簡便で安価に製造できる長所に加えて、堅牢でかつ耐久性を向上させることができる。
【００５１】
無端ベルト１６がゴム製のため、熱による伸縮が大きいことや耐用寿命が金属製の歯車（図示せず）などに比べて短いことが挙げられる。しかしながら、無端ベルト１６は、近年ＯＨＣＤエンジン（図示せず）のカムシャフト駆動や二輪車の後輪駆動など過酷な環境下にも採用されており、耐用寿命に対する懸念は払拭されつつある。
また、張力調整部材１４は、雄ねじ部１３ｂと支持板７に回転軸１３ａを挿通させた長穴７ａおよび締付ナット１５から成る簡素な構造となり、コストの低減化に寄与することができる。
【００５２】
押え板２２の先端部２２ａは、無端ベルト１６のうち歯辺部１６ａがラック歯２ａに噛合し始める位置まで延出されている。
これにより、押え板２２の先端部２２ａが逸早く歯辺部１６ａを押え付けてラック歯２ａに噛合させることができ、とりわけ駆動開始時にラック歯２ａに対する無端ベルト１６の円滑な移動を確保することができる。
【００５３】
無端ベルト１６とラック歯２ａとの噛合は、図６（ａ）に示すように、圧力角θが小さく伝達効率が良いが、運動体３、４が高速走行したり、高負荷を受けた場合、無端ベルト１６の歯辺部１６ａがラック歯２ａから浮き上がる可能性がある（図６（ｂ）参照）。これを防ぐため、無端ベルト１６の噛合領域Ｈに対して押え板２２を軽接触状態に設けたものである（図６（ｃ）参照）。無端ベルト１６の外側と内側の双方に歯辺部１６ａを設けた両歯付きベルトでも、押え板２２は無端ベルト１６の場合と同様に機能する（図６（ｄ）参照）。
また、当接調整部材７Ａは、上下長穴７ｅや上下螺子７ｇから成る簡素な構造でよく、省スペース化が図られるとともに、製造コスト的にも有利である。
【００５４】
支持板７が第１プーリ１０および第２プーリ１１を挟むように両側に設けられた両持支持構造（図７（ａ）参照）では、無端ベルト１６の交換時に、第１プーリ１０および第２プーリ１１対する無端ベルト１６の抜き出しや装着が面倒である。
これに対して、単一の支持板７に第１プーリ１０および第２プーリ１１を取り付けた片持支持構造（図７（ｂ）参照）では、無端ベルト１６の交換時、第１プーリ１０および第２プーリ１１に対する無端ベルト１６の抜き出しや装着が容易になるとともに、無端ベルト１６への張力調整が容易となる。
【００５５】
台座２Ｆに対するラック台２の取付けについては、ラック歯２ａに取付穴２ｆを直接形成し、取付穴２ｆに締付けボルト２ｅを固定部材として挿入して台座２Ｆに締め付けることができる（図８（ａ）、（ｂ）参照）。
無端ベルト１６とラック台２とは、複数の歯辺部１６ａと複数のラック歯２ａとの噛み合い（複数歯噛み合い）構造のため、１−２歯分程度が欠損していても、無端ベルト１６の走行に影響がなく、ラック台２の設置やメンテナンスが容易なラック上面からのボルト取付けが可能となる。
【００５６】
ラック台２については、単一のラック台２ｗを複数個継ぎ合わせて使用するが、隣接する単一のラック台２ｗの間に１−２歯分程度の隙間を設定しても走行に支障が生じない（図８（ｃ）参照）。このため、単一のラック台２ｗの少ない継ぎ足しで大きな距離を設定できる便宜がある。
【００５７】
ラック台２の製造にあたっては、金属のなかでも、例えばアルミニウム材２ｓを転造工具２ｋと送りローラ２ｎとで挟む転造によりラック歯２ａを形成することができる（図９（ａ）参照）。
また、板金のプレス成形により形成したラック歯２ａをベース板２ｊに対して矢印Ｊ方向に押さえてスポット溶接等で取り付けてラック台２を形成することもできる（図９（ｂ）、（ｃ）参照）。
【００５８】
〔実施例２の構成〕
図１０は本発明の実施例２を示す。実施例２が実施例１と異なるところは、押え板２２のラック台２の長手方向に沿う両側には、ラック台２の両側に垂下されて無端ベルト１６を囲繞する垂下辺部２２ｅ、２２ｆを一体に形成したことである。
【００５９】
押え板２２に垂下辺部２２ｅ、２２ｆを形成したのは、垂下辺部２２ｅ、２２ｆにより無端ベルト１６をラック台２から外さないように規制するためである。
第１プーリ１０、第２プーリ１１、テンションプーリ１３および補助プーリ１２の各外周部には、無端ベルト１６の外れ止めを成す環状フランジを設けているのが一般的である（図４の符号１７Ｓ参照）。
【００６０】
実施例２では、垂下辺部２２ｅ、２２ｆを設けたので、回転機構２１Ａを構成する各種のプーリから無端ベルト１６が外れるのを阻止する。このため、各種のプーリに環状フランジ１７Ｓを設ける必要がなくなり、各種のプーリが安価となり、ベルト・ラック型駆動装置１のコスト削減に寄与することができる。
【００６１】
また、無端ベルト１６の交換などで無端ベルト１６を各種のプーリから取り外す時、調整螺子２４を緩めて押え板２２を無端ベルト１６から上部に引き離しておくことができる。
この状態で、無端ベルト１６をそのまま外方に引き出すことで、無端ベルト１６を各種のプーリから容易に取り外すことができる。このため、環状フランジ１７Ｓを有する各種のプーリと異なり、無端ベルト１６を無理に引き延ばして環状フランジ１７Ｓを乗り越えさせる面倒な力操作が不要になる。
【００６２】
〔実施例３の構成〕
図１１（ａ）は本発明の実施例３を示す。実施例３が実施例１と異なるところは、ラック歯２ａの歯面には、例えば、ショットブラスト（サンドブラスト含む）等により表面粗さを付与して、摩擦摺接面としての梨地加工部３０を施したことである。
【００６３】
表面粗さ加工のうち梨地加工部３０は、歯辺部１６ａがラック歯２ａから離脱する際、その離脱に抵抗する摩擦力を生じさせる（離脱への抵抗摩擦力）。
このため、無端ベルト１６に大きな推力が加わった場合、図１１（ｃ）に示すように、歯辺部１６ａのラック歯２ａからの飛び跳ねを抑制し、無端ベルト１６に対する押え板２２の摩擦力を軽減し、無端ベルト１６からラック台２への推進伝達力の効率向上に資する。
梨地加工部３０は、ラック歯２ａの歯側面だけでもよく、頂部である歯先面には施さなくてもよい。
【００６４】
ちなみに、図１１（ｂ）は引張り試験で用いた実験道具であり、無端ベルト１６に所定重量の錘Ｗｇを垂直に加え、この状態で無端ベルト１６に長手方向Ｔの引張力を与えてプルゲージＰｇで目盛りを測定した。
この結果、ラック歯２ａに対する歯辺部１６ａの摩擦力は、離脱への抵抗摩擦力として１１ｋｇであり、従来の８ｋｇに比べて大幅に向上することが分かった。
【００６５】
〔実施例４の構成〕
図１１（ｄ）は本発明の実施例４を示す。実施例４が実施例１と異なるところは、ラック歯２ａの歯面には、表面粗さ付与としての表面加工３１により、複数の筋部３１ａを形成し、歯辺部１６ａがラック歯２ａから離脱する際、筋部３１ａが離脱に対して抵抗する引止め力を生じさせる。
このため、実施例３と同様に、歯辺部１６ａのラック歯２ａからの飛び跳ねを抑制し、無端ベルト１６からラック台２への推進伝達力の効率向上に寄与する。筋部３１ａとしては、横筋、縦筋あるいはメッシュ部のように凸条部や凹条部の形成により生じるものであってもよい。
【００６６】
〔実施例５の構成〕
図１２は本発明の実施例５を示す。実施例５が実施例１と異なるところは、ラック歯２ａで歯面には、外方に凸となる曲面部３３として設けたことである（図１２（ａ）参照）。歯辺部１６ａがラック歯２ａから離脱する際、曲面部３３が歯辺部１６ａに食い込むことにより、その離脱に対して抵抗する引止め力を生じさせる（図１２（ｂ）参照）。
【００６７】
このため、実施例３と同様に、歯辺部１６ａのラック歯２ａからの飛び跳ねを抑制し、無端ベルト１６からラック台２への推進伝達力Ｆの効率向上に役立つ（図１２（ｃ）参照）。
なお、曲面部３３としては、円形曲面、放物曲面、楕円曲面あるいは双曲面などの円錐曲面を設定してもよい。
【００６８】
〔実施例６の構成〕
図１３は本発明の実施例６を示す。実施例６が実施例１と異なるところは、回転機構２１Ａを立体ホルダー２５Ｆに設置し、ラック台２（断面矩形、断面円形）をホルダー２１Ｂに対して移動可能に貫通させたことである（図１３（ａ）、（ｂ）参照）。
この場合、ラック台２が直線ガイドの役割を兼ねるので、スライダーガイド５およびスライダー６が不要になって全体の構造が簡素となる。
【００６９】
〔実施例７の構成〕
図１４および図１５は本発明の実施例７を示す。実施例７が実施例１と異なるところは、ラック台２を環状に形成したことである（図１４参照）。ラック台２が径大のため、円弧状のラック辺２ｔを当接部で連結して大円環体として構成している。
ラック台２を環状構造体とした場合、ＭＲＩ装置の磁石架台２ｍのように径大な構造体を回転駆動させるのに適している（図１５参照）。
【００７０】
〔実施例８の構成〕
図１６は本発明の実施例８を示す。実施例８が実施例１と異なるところは、押え板２２に代わって回転ローラ３５ａ、３５ｂ、３５ｃを用いたことである。
【００７１】
回転ローラ３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、各支軸を支持板７に片持ち状態に取り付けており、回転ローラ３５ａ、３５ｂ、３５ｃの各軸方向は、無端ベルト１６の噛合領域Ｈに長手方向Ｔとは直角方向に指向している。回転ローラ３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、互いに近接状態に並列して噛合領域Ｈに軽く接触している。
実施例８では、回転ローラ３５ａ、３５ｂ、３５ｃを押え部材として用いても、押え板２２によるものと同様な効果が得られる。
【００７２】
〔実施例９の構成〕
図１７は本発明の実施例９を示す。実施例９が実施例１と異なるところは、張力調整部材１４Ａにおいて、駆動プーリ１７にテンションプーリの役割を兼用させた右側の運動体４において、圧縮コイルスプリング４０をばね部材として設けたことである。
この場合、テンションプーリは支持板７に対して上下移動可能に設けられており、無端ベルト１６に対して離接方向に変位可能に設けられている。
【００７３】
テンションプーリは、ばね部材としての圧縮コイルスプリング４０により無端ベルト１６に摺接する方向に付勢されており、無端ベルト１６に付与する張力を大小調整する。すなわち、圧縮コイルスプリング４０の一端部は、支持板７と一体的に移動する静止部材４１に連結され、他端部はテンションプーリの中心部４２に連結されている。
【００７４】
実施例９では、圧縮コイルスプリング４０の付勢力により、無端ベルト１６に対してテンションプーリが持続的に押し付けられるため、テンションプーリが常に無端ベルト１６に追随して張力を過不足なく与えることができる。
なお、駆動プーリ１７をテンションプーリに代え、駆動プーリ１７の役割を第１プーリ１０あるいは第２プーリ１１に果たさせてもよい。
【００７５】
〔実施例１０の構成〕
図１８（ａ）は本発明の実施例１０を示す。実施例１０が実施例１と異なるところは、ラック歯２ａが、直線上のラック台２に対して８５−９０度の範囲内の角度αを成す歯筋面部２ｃおよび底下方向に窪む歯底面部２ｄを有することである。この場合、無端ベルト１６の歯辺部１６ａは、歯筋面部２ｃに係合して噛み合う歯筋平面部１６ｂ、ならびに歯底面部２ｄに係合して噛み合う曲面状の歯先突面部１６ｃを形成している。
【００７６】
実施例１０では、ラック歯２ａは、ラック台２のに対して８５−９０度の範囲内の角度αを成す歯筋面部２ｃを有するため、歯筋面部２ｃは無端ベルト１６の進行方向Ｗに対しても直角に近い角度α（８５−９０度の角度範囲内）を成す。
【００７７】
これにより、ラック歯２ａの歯筋面部２ｃに対する歯筋平面部１６ｂの圧力角βが著しく小さくなり（β＝９０−α）、ラック歯２ａに対する無端ベルト１６の噛合時、歯筋面部２ｃに対する歯筋平面部１６ｂの噛合い伝達力が強くなり、無端ベルト１６の歯辺部１６あがラック歯２ａから浮き上がることがなくなる。これにより、無端ベルト１６をラック台２側に保持する別体の押え部材が要らなくなる。なお、圧力角βは、ラック台２へ直角に降ろした基準線Ｙとラック歯２ａの歯筋面部２ｃとが成す角度を意味する。
【００７８】
また、ラック歯２ａには、歯先突面部１６ｃが導入部として歯底面部２ｄに係合するので、無端ベルト１６の噛合時、ラック歯２ａに対する歯辺部２ｂの円滑な噛み合いを行うことができる。
【００７９】
これに対して、通常の規格タイミングベルトは、噛み合いの円滑化のため、断面台形の歯面を有している。面取りにより丸みを持たせた歯面もあるが、いずれも圧力角が大きめとなり、タイミングベルトを直線状を成すラックに噛み合わせると、タイミングベルトがラックから浮き上り易くなる。
なお、歯先突面部１６ｃは、半球面状あるいは楕円面、放物面、双曲面などの円錐曲面などの曲面に沿って形成してもよい。
【００８０】
図１８（ｂ）は実施例１０の変形例を示し、曲面状の歯先突面部１６ｃに代わって、断面逆台形状の歯先突面部１６ｃにした例を示す。歯先突面部１６ｃが係合して噛み合う歯底面部２ｄも断面逆台形状に形成している。
【００８１】
〔実施例１１の構成〕
図１９は本発明の実施例１１を示す。実施例１１が実施例１０と異なるところは、無端ベルト１６の歯辺部１６ａが、歯形プロフィールとして歯筋平面部１６ｂおよび歯先突面部１６ｃを形成し、ラック歯２ａは、ラック台２に対して歯筋平面部１６ｂよりも傾斜度合の大きな歯筋面部２ｃを有することである。
【００８２】
すなわち、図１９（ａ）、（ｂ）に示すように、ラック台２に対する歯筋面部２ｃの傾斜角度φ１と歯筋平面部１６ｂの傾斜角度φ２とが異なっており、前者の傾斜角度φ１を後者の傾斜角度φ２よりも大きくして、ラック歯２ａの歯元幅Ｍ１を歯辺部１６ａの歯元幅Ｍ２よりも広く設定している。
これにより、ラック歯２ａに対する歯辺部１６ａの噛合時、歯先突面部１６ｃは歯底面部２ｄに係合して噛み合うが、歯筋平面部１６ｂと歯筋面部２ｃとの間に歯筋間隙Ｓｐを形成する。
【００８３】
この状態で、無端ベルト１６に引張方向Ｓの駆動力が働くと、図１９（ｃ）に示すように、ラック歯２ａの歯底面部２ｄで引張り側の角部が支点Ｐ１となって無端ベルト１６の歯筋平面部１６ｂが引張り側に引き寄せられる。引張力は、歯辺部１６ａに対して支点Ｐ１周りの回転力Ｒとなり、その分力により歯辺部１６ａが歯筋面部２ｃに近接する方向に作用し、無端ベルト１６をラック歯２ａに張り付かせる。
このため、無端ベルト１６に対する押え部材を設けなくても、無端ベルト１６をラック歯２ａから浮き上がることがなくなり、無端ベルト１６とラック歯２ａとの間で効率的な動力伝達が可能となる。ちなみに、図１１（ｂ）のプルゲージＰｇで目盛りを測定すると、離脱への抵抗摩擦力として５．６ｋｇの耐久性を示す。
【００８４】
〔実施例１２の構成〕
図２０は本発明の実施例１２を示す。実施例１２が実施例１０と異なるところは、無端ベルト１６の両側端部１６ｅ、１６ｆにフランジ帯１６ｈを設けたことである（図２０（ａ）参照）。
【００８５】
フランジ帯１６ｈは、無端ベルト１６の全周に沿って形成されてラック台２を挟むように配置されている（図２０（ｂ）参照）。この場合、フランジ帯１６ｈには、所定のピッチ間隔で切欠部１６ｎを設けることで、多数のフランジ辺部１６ｑが形成され、無端ベルト１６の良好な可撓性を妨げないようにしている。
実施例１２では、フランジ帯１６ｈにより、無端ベルト１６を正規の位置に保持することができ、走行時などに無端ベルト１６がラック台２から不用意に外れてしまうことがない。
なお、フランジ辺部１６ｑは、歯辺部１６ａに対応する箇所に配置してもよく、あるいは隣接する歯辺部１６ａ同士の間に配置してもよい。
【００８６】
〔実施例１３の構成〕
図２１は本発明の実施例１３を示す。実施例１３が実施例１１と異なるところは、ラック歯２ａは、ラック台２に対して歯筋平面部１６ｂよりも傾斜度合の小さな歯筋面部２ｃを有することである。
【００８７】
すなわち、図２１（ａ）、（ｂ）に示すように、ラック台２に対する歯筋面部２ｃの傾斜角度δ２と歯筋平面部１６ｂの傾斜角度δ１とが異なっており、後者の傾斜角度δ１を前者の傾斜角度δ２よりも大きくして、歯辺部１６ａの歯元幅Ｑ１をラック歯２ａの歯元幅Ｑ２よりも広く設定している。
これにより、ラック歯２ａに対する歯辺部１６ａの噛合時、歯先突面部１６ｃは歯底面部２ｄに係合して噛み合うが、歯筋平面部１６ｂと歯筋面部２ｃとの間に歯筋間隙Ｓｐを形成する。
【００８８】
この状態で、無端ベルト１６に引張方向Ｓの駆動力が働くと、図２１（ｂ）に点Ｐ２で示すように、ラック歯２ａの歯先部が歯辺部１６ａの歯底端部に食い込むように応力を集中させる。この応力の集中作用により、歯辺部１６ａが歯筋面部２ｃに近接する方向に作用し、無端ベルト１６をラック歯２ａに張り付かせる。
このため、実施例１１と同様に、無端ベルト１６に対する押え部材を設けなくても、無端ベルト１６をラック歯２ａから浮き上がることがなくなり、無端ベルト１６とラック歯２ａとの間で効率的な動力伝達が可能となる。
なお、ラック歯２ａにおける歯筋面部２ｃの傾斜角度δ２としては、例えば２０から０度の角度範囲に設定してもよい。
【００８９】
〔実施例１４の構成〕
図２２は本発明の実施例１４を示す。実施例１４が実施例１１や実施例１３と異なるところは、ラック歯２ａの歯筋面部２ｃをラック台２に対して９０度の角度を成すように設定したことである。
無端ベルト１６に引張方向Ｓの駆動力が働くと、点Ｐ２で示すように、ラック歯２ａの歯先部が歯辺部１６ａの歯底端部に対して一層強い食い込み応力を集中させる。この食い込み応力の集中により、歯辺部１６ａが歯筋面部２ｃに近接する方向に強く作用し、無端ベルト１６をラック歯２ａに強固に張り付かせる。ちなみに、図１１（ｂ）のプルゲージＰｇで目盛りを測定すると、離脱への抵抗摩擦力として２３．０ｋｇの耐久性を示す。
【００９０】
〔変形例〕
（ａ）回転機構２１Ａを構成する各種のプーリは、表面が円滑なものを用いたが、無端ベルト１６の外側に歯辺部１６ａに対応する歯溝を形成した歯付きプーリでもよい。
また、無端ベルト１６は、外側に歯辺部１６ａを形成したものに限らず、外側と内側の両側に歯辺部を形成した両歯ベルトであってもよい。
（ｂ）無端ベルト１６の歯辺部１６ａは断面が矩形に限らず、半円形、半楕円形あるいは適宜の曲面を形成していてもよい。
【００９１】
（ｃ）押え板２２の素材については、無端ベルト１６に摺接するため、低摩擦で高耐摩耗性を有するＰＦＥＴに限らず、同様な特性を有する他のプラスチック材料を用いてもよい。
（ｄ）駆動モータ２１の動力源については、電源に限らず、バッテリー（蓄電池）を用いてもよく、駆動モータ２１に代わって、内燃機関のエンジンによる駆動力を用いてもよい。
【００９２】
（ｅ）回転機構２１Ａ、２１Ｂを構成する各種のプーリの数は、５輪や３輪に限らず、第１プーリと第２プーリの２輪から構成し、これら第１プーリと第２プーリのうちいずれかを駆動部プーリとしてもよい。ラック台２に設けるプーリの数は、使用状況や負荷状況などに応じて所望に変更してもよい。
（ｆ）無端ベルト１６については、片歯付きベルトに限らず、図６（ｄ）で示した両歯付きベルトを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明のベルト・ラック型駆動装置では、ラック台にプーリと無端ベルトとを組み合わせて使用し、短距離および長距離の双方に適用でき、簡素な構造で堅牢かつ耐久性に優れた機構を有する。このため、機構の有益性が業者の需要を喚起し、関連部品の流通を介して機械産業に利用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１      ベルト・ラック型駆動装置
２      ラック台
２ａ    ラック歯
２ｂ    歯先面
２ｃ    歯筋面部
２ｄ    歯底面部
３、４  運動体
５      スライダーガイド
６      スライダー
７      支持板
７Ａ    当接調整部材
１０    第１プーリ
１１    第２プーリ
１３    テンションプーリ
１３ｍ  圧縮コイルスプリング（付勢部材）
１３ｓ、１４ｎ  ウォーム歯車
１３ｔ、１４ｑ  ピニオン部
１４、１４Ａ  張力調整部材
１４ｍ  調整螺子棒
１６    無端ベルト
１６ａ  歯辺部
１６ｂ  歯筋平面部
１６ｃ  歯先突面部
１６ｋ  突条部
１６ｈ  フランジ帯
１６ｑ  フランジ辺部
１７    駆動プーリ
１７ａ  駆動軸
２１    駆動モータ（プーリ駆動部）
２１Ａ、２１Ｂ  回転機構
２２    押え板（押え部材）
２２ａ、２２ｂ  押え板の先端部
２２ｅ、２２ｆ  押え板の垂下辺部
２３    押え調整部材
Ｈ      噛合領域
Ｐ      ピッチ間隔
Ｎ      長穴の長手方向
Ｔ      無端ベルトの長手方向
Ｓｐ    歯筋間隙
Ｖ      回転軸の直角方向
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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