シングルラック設計とデュアルラック設計

ラックアンドピニオン アクチュエータは、直線力を回転トルクに変換する他の変換機構と比較して、最も広い範囲のトルクと回転を提供します。機械効率が高く、生成できるトルクの範囲は数 Nm から数千 Nm に及びます。

ただし、ラックアンドピニオン設計の潜在的な欠点の 1 つはバックラッシュです。バックラッシュは、ラックとピニオンのギアが完全に位置合わせされておらず、各ギア接続間に小さな隙間がある場合に発生します。この位置ずれにより、アクチュエータのライフサイクル中にギアが摩耗し、バックラッシュが増加する可能性があります。

ダブルラックユニットは、ピニオンの両側に一対のラックを使用します。これにより、反力によるバックラッシがなくなり、ユニットの出力トルクが2倍になり、システムの機械効率が向上します。図 3 に示す複動アクチュエータでは、側面の 2 つのチャンバーが加圧空気で満たされ、ピストンを中央に押し、ピストンを初期位置に戻すために中央のチャンバーが加圧されます。

関数

ラックアンドピニオン空気圧アクチュエータは、単動式または複動式のいずれかです。これらのアクチュエータは複数のストップを提供することも可能です。

単動形と複動形

単動アクチュエータでは、空気はピストンの片側にのみ供給され、ピストンの動きは一方向のみに影響します。ピストンの反対方向への動きは機械的なバネによって行われます。単動アクチュエータは圧縮空気を節約しますが、作業は一方向にのみ実行されます。単動シリンダの欠点は、反対側のばね力により全ストロークを通じて出力が一貫しないことです。図 4 は、単動ダブルラック空気圧ロータリー アクチュエータを示しています。

複動アクチュエータでは、ピストンの両側のチャンバーに空気が供給されます。一方の空気圧が高くなると、ピストンが反対側に移動する可能性があります。複動アクチュエータは、作業を両方向に実行する必要がある場合に使用されます。図 5 は、複動ダブルラック空気圧ロータリー アクチュエータを示しています。

複動シリンダの利点の 1 つは、全回転範囲を通じて出力が一定であることです。複動シリンダの欠点は、両方向の移動に圧縮空気が必要であることと、電源または圧力の故障の場合に定義された位置が欠如していることです。

複数の位置決め

一部のラックアンドピニオンアクチュエータは、ポートの圧力を制御することにより、回転範囲全体にわたって複数の位置で停止することができます。停止位置は任意の順序で指定できるため、アクチュエータが中間の停止位置を選択的に通過することができます。

トラベルストップボルト

トラベルストップボルトはアクチュエータ本体の側面にあり (図 6 を参照)、ピニオンギアの回転を内側から制限することでピストンのエンド位置を調整できます。アクチュエータを取り付けるときは、両方のトラベルストップボルトをトラベルストップキャップに接触するまで打ち込んでください。上部に見えるピニオンスロットがアクチュエータ本体の長さと平行な位置まで回転するまで、左側のトラベルストップボルトをねじ込み続けます。