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ラックアンドピニオンとは?

らっくあんどぴにおん

ラックアンドピニオンとは、直線状の歯を持つラックと円形の歯車(ピニオン)を組み合わせて、回転運動を直線運動(またはその逆)に変換する機構です。

ラックアンドピニオン(rack and pinion)は、「ラック」と呼ばれる直線状の歯を持つ部品と、「ピニオン」と呼ばれる小径の円形歯車組み合わせた動力変換機構です。ピニオンが回転するとラックが直線的に移動し、逆にラックを直線方向に押すとピニオンが回転します。

この機構の主な特徴は次のとおりです。

  • 構造がシンプルで製造しやすい
  • バックラッシュ(遊び)を小さくすることで高精度な位置決めができる
  • 大きな力を直線方向に伝達できる
  • 動作が確実でメンテナンスしやすい

最もよく知られた応用例は自動車のラックアンドピニオン式ステアリングです。ハンドルを回すとピニオンが回転し、それに噛み合ったラックが左右に動いてタイヤの向きを変えます。シンプルな構造ながらハンドル操作を確実に車輪に伝えられるため、乗用車のほとんどに採用されています。

その他にも、工作機械(CNCルーターなど)の軸送り機構、鉄道の急勾配区間(ラック式鉄道)、エレベーターや昇降装置など、幅広い分野で活用されています。

使い方・例文

「車のハンドルを切るとラックアンドピニオン機構が働き、ラックが横方向に動いてタイヤの向きが変わる仕組みになっている。」

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