JP2008256202A

JP2008256202A - 伸縮装置

Info

Publication number: JP2008256202A
Application number: JP2007216192A
Authority: JP
Inventors: Moritoshi Kondou; 謹逸近藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-03-13
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2008-10-23

Abstract

【課題】剛性が高くかつ伸縮方向のスペースが狭い場所に設置可能な伸縮装置を提供する。
【解決手段】伸縮装置１Ａは、一対のチェーン３Ａ，３Ｂと本体２を備えている。各チェーン３Ａ，３Ｂの第１リンク３１には突出部３４が設けられており、双方のチェーン３Ａ，３Ｂ同士が噛み合って棒状体３０が形成されるようになっている。本体２は、格納部２２とガイド部２１を有している。そして、スプロケット３の回転によって、チェーン３Ａ，３Ｂが格納部２２から引き出されて棒状体３０が形成されるとともに、形成された棒状体３０がガイド部２１から送り出されたりガイド部２１に引き戻されたりする。
【選択図】図１

Description

本発明は、伸縮装置に関する。

従来、各種の伸縮装置が知られている。例えば、電動または流体シリンダでは、ロッドが可動することで装置の全長が変わるようになっており、リンク式のマジックハンドでは、リンク機構により装置が全体的に伸縮するようになっている。

ところで、リンク式のマジックハンドでは、交差するリンク部材が一点でピン結合された構造となっているので、ピンの軸方向における剛性が低く、先端がピンの軸方向に大きく変位することがある。一方、シリンダでは、少なくともロッドの長さ分の全長が必要になるため、伸縮方向のスペースが狭い場所に設置することができない。

本発明は、このような事情に鑑み、剛性が高くかつ伸縮方向のスペースが狭い場所に設置可能な伸縮装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、交互に連結された第１リンクと第２リンクをそれぞれ有する一対のチェーンであって、前記第１リンクには当該チェーンの可動側に突出する突出部が設けられていて、一方のチェーンの突出部が他方のチェーンの突出部の間に入り込むことによりチェーン同士が噛み合って棒状体を形成するチェーンと、前記チェーンを格納する格納部、およびこの格納部から引き出されたチェーンによって形成される前記棒状体をガイドするガイド部を有する本体と、前記一対のチェーンの少なくとも一方を駆動して、前記棒状体を前記ガイド部から送り出すまたは前記ガイド部に引き戻すスプロケットと、を備える伸縮装置を提供する。

本発明によれば、一対のチェーンを噛み合わせて棒状体を形成しているので、高剛性の棒状体を得ることができる。そして、この棒状体をガイド部によってガイドしながら伸縮させることで、棒状体の先端の変位量を小さく抑えることができる。また、棒状体を形成する前のチェーンは格納部に格納されているので、例えば格納部をガイド部を挟んで両側に配置すれば、伸縮方向における全長の小さな装置とすることができ、伸縮方向のスペースが狭い場所に設置できるようになる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る伸縮装置１Ａは、一対のチェーン３Ａ，３Ｂと、これらのチェーン３Ａ，３Ｂを収容する筐体として構成された本体２とを備えている。なお、伸縮装置１Ａは、左右対称であるので、図１においては左側部分を省略している。

各チェーン３Ａ，３Ｂは、交互に連結された外リンク（本発明の第１リンクに相当）３１と内リンク（本発明の第２リンクに相当）３５を有している。内リンク３５は、図２に示すように、一対の内リンクプレート（本発明の第２リンクプレートに相当）３６と、これらの内リンクプレート３６を連結する一対のブッシュ３７とからなる。外リンク３１は、隣り合う内リンク３５の内リンクプレート３６を外側から挟み込む一対の外リンクプレート（本発明の第１リンクプレートに相当）３２と、隣り合う内リンク３５のブッシュ３７に挿通されて、一対の外リンクプレートを連結するピン３３とからなる。なお、ブッシュ３７の外周面にはローラが回転自在に装着されていてもよい。

各外リンクプレート３２は、略Ｔ字状に形成されていて、各外リンクプレート３２にはチェーン３Ａ，３Ｂの可動側に、換言すればピン３３の軸方向と直交する方向に突出する突出部３４が一体に設けられている。すなわち、外リンク３１は、ピン３３の軸方向で互いに離間する一対の突出部３４を有しており、各突出部３４は、一対のピン３３同士が離間する方向と直交する方向に延びている。

より詳しくは、各突出部３４の両側辺は略Ｓ字状に形成されており、突出部３４の先端部分の幅が根元部分の幅よりも大きくなっている。突出部３４の先端部分の幅は、チェーン３Ａ，３Ｂを直線状に伸ばしたときの隣り合う外リンク３１の突出部３４の根元部分の間の距離と略同一に設定され、突出部３４の根元部分の幅は、チェーン３Ａ，３Ｂを直線状に伸ばしたときの隣り合う外リンク３１の突出部３４の先端部分の間の距離と略同一に設定されている。このため、一方のチェーン３Ａ（または３Ｂ）の突出部３４を他方のチェーン３Ｂ（または３Ａ）の突出部３４の間に入り込ませると、チェーン３Ａ，３Ｂ同士が隙間なく噛み合って棒状体３０を形成するようになる。

本体２は、チェーン３Ａ，３Ｂをそれぞれ格納する格納部２２と、この格納部２２から引き出されたチェーン３Ａ，３Ｂによって形成される棒状体３０をガイドするガイド部２１と、このガイド部２１と格納部２２とを接続する通路部２３とを有している。ガイド部２１は、矩形筒状の形状を有しており、棒状体３０を所定長だけ周囲から保持してガイドする。格納部２２は、ガイド部２１を挟んで両側に配置されており、通路部２３は、ガイド部２１が延びる方向と直交する方向に延びている。格納部２２には、チェーン３Ａ，３Ｂを自動的に巻き取る巻き取り部７が設けられており、チェーン３Ａ，３Ｂは巻き取り部７に巻き取られることにより格納部２２に格納されるようになっている。

通路部２３には、チェーン３Ａ，３Ｂを駆動するためのスプロケット４がそれぞれ設けられている。これらのスプロケット４は、ガイド部２１が延びる方向と直交する線上であって、チェーン３Ａ，３Ｂを真っ直ぐにガイド部２１に送り込むことができる位置に配置されており、チェーン３Ａ，３Ｂはスプロケット４に巻き付けられて略９０度折り曲げられている。このため、スプロケット４がチェーン３Ａ，３Ｂをガイド部２１に送り込む方向に回転（以下、「正回転」という。）すると、双方のチェーン３Ａ，３Ｂが格納部２２から引き出され、スプロケット４で屈曲させられる間に突出部３４同士の間隔が一旦広げられるため、一対のスプロケット４の間で互いに噛み合って棒状体３０が形状されるようになる。そして、形成された棒状体３０は、スプロケット４の回転により、ガイド部２１から送り出される。逆に、スプロケット４がチェーン３Ａ，３Ｂを格納部２２に戻す方向に回転（以下、「逆回転」という。）すると、棒状体３０がガイド部２１に引き戻されるとともに、一対のスプロケット４の間でチェーン３Ａ，３Ｂ同士の噛み合い状態が解除されて、チェーン３Ａ，３Ｂが巻き取り部７に巻き取られるようになる。このようにして棒状体３０のガイド部２１からの伸縮が行われる。

なお、スプロケット４は、モータで回転させてもよいし、手動で回転させてもよい。モータで回転させる場合は、ブレーキ付のモータを用いることが好ましく、手動で回転させる場合は、固定機構または荷重のかかり具合によってはラチェット機構を設けることが好ましい。

棒状体３０の先端を構成する一対のチェーン３Ａ，３Ｂの一端同士は、棒状体３０の先端に装着される図略のアタッチメントを取り付けるための連結具５によって連結されている。この連結具５は、棒状体３０がガイド部２１に引き戻されたときにガイド部２１に当接してストッパーとしても機能する。アタッチメントとしては、例えばハンドや工作機器などの作業機器あるいは測定機器など各種のものを採用することができる。

また、棒状体３０内には、一対の外リンクプレート３２のそれぞれに設けられた突出部３４に挟まれて当該棒状体３０の軸方向に解放される空間Ｓが形成されている。すなわち、双方のチェーン３Ａ，３Ｂの突出部３４は、棒状体３０が形成されたときには、当該棒状体３０の軸方向に連続する一対の連続壁を構成する。そして、空間Ｓ内には、アタッチメントに接続されるケーブル６が配設されている。このケーブル６は、本体２内に配設された図略のケーブルリールにより棒状体３０の伸縮に合わせて繰り出されたり巻き取られたりする。なお、本実施形態では、アタッチメントに電力を供給することを想定して棒状体３０内にケーブル６を配設したが、アタッチメントが例えば流体作動式のものであれば、ケーブル６に代えて、流体流通用チューブを配設し、これをアタッチメントに接続してもよい。また、空間Ｓ内に、例えばテレスコピック式の伸縮菅を配設し、この伸縮菅の内部にケーブル６や流体流通用チューブを通すようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態の伸縮装置１Ａでは、一対のチェーン３Ａ，３Ｂを噛み合わせて棒状体３０を形成しているので、高剛性の棒状体３０を得ることができる。そして、この棒状体３０をガイド部２１によってガイドしながら伸縮させることで、棒状体３０の先端の変位量を小さく抑えることができる。また、棒状体３０を形成する前のチェーン３Ａ，３Ｂを格納する格納部２１がガイド部２１の両側に配置されているので、伸縮方向における全長の小さな装置となっている。このため、伸縮装置１Ａを伸縮方向のスペースが狭い場所に設置することができる。

さらに、突出部３４は外リンクプレート３２に一体に設けられているので、シンプルな構成で一対のチェーン３Ａ，３Ｂ同士を噛み合わせることができる。また、このような突出部３４を設けることで、棒状体３０を形成したときに当該棒状体３０内に軸方向に開放される空間Ｓが形成される。そして、この空間Ｓ内にケーブル６または流体流通用チューブを配設することで、当該空間Ｓを合理的に利用してケーブル６などの保護を図ることができる。

このように構成された伸縮装置１Ａは、各種の用途に使用することができる。例えば、宇宙船に装備してロボットアームとして使用することもできるし、あるいは地震などで崩れた瓦礫を持ち上げる際にジャッキとして使用することもできる。ジャッキとして使用する場合は、連結具５に対象物を持ち上げるためのプレートなどを取り付けてもよいし、あるいは連結具５自体をその上に対象物を載置可能な形状にしてもよい。

なお、スプロケット３は、一対のチェーン３Ａ，３Ｂの少なくとも一方を駆動させれば棒状体３０を伸縮させることができるので、どちらか一方のスプロケット３を例えば円盤状のローラや固定式の円弧状のガイドなどに変更してもよい。

次に、図３を参照して、本発明の第２実施形態に係る伸縮装置１Ｂを説明する。この伸縮装置１Ｂは、第１実施形態の伸縮装置１Ａと略同じ構成であるが、内リンク３５の各内リンクプレート３６の一辺が円弧状に形成されていて、各内リンクプレート３６に張り出し部３８が一体に設けられている点で異なる。この張り出し部３８は、隣り合う突出部３４の間から露出するように突出部３４と同方向に張り出していて、棒状体３０の形成時には他方のチェーン３Ａ（または３Ｂ）の突出部３４と重合可能となっている。

このような構成であれば、棒状体３０が形成されたときに、一方のチェーン３Ａ（または３Ｂ）の一対の突出部３４の間に他方のチェーン３Ｂ（または３Ａ）の一対の張り出し部３８が入り込んで、突出部３４の先端が張り出し部３８に内側からガイドされるようになるため、棒状体３０の剛性をより高くすることができる。

なお、前記各実施形態では、チェーン３Ａ，３Ｂをスプロケット４に巻き付けるようにしたが、スプロケット４は、チェーン３Ａ，３Ｂに動力を与えるものであればよく、チェーン３Ａ，３Ｂがスプロケット４に巻き付けられていなくてもよい。例えば、図４に示すように、棒状体３０を形成した後のチェーン３Ａ，３Ｂがスプロケット４によって駆動されるようになっていてもよい。この場合は、スプロケット４の上流側に、一対のチェーン３Ａ，３Ｂ同士を噛み合わせるまたはチェーン３Ａ，３Ｂ同士の噛み合い状態を解除させるための機構８を設ける。例えば、この機構８は、チェーン３Ａ，３Ｂを斜め方向にガイドする三角形状あるいはＶ字状の分岐部８１と、チェーン３Ａ，３Ｂを引き寄せるようにガイドする一対のガイド板８２とによって構成することができる。ただし、前記各実施形態で示したように、チェーン３Ａ，３Ｂを一対のスプロケット４のそれぞれに巻き付けて、その間で噛み合わせるようにすれば、シンプルな構成とすることができる。

また、格納部２２は、筒状のものであって、チェーン３Ａ，３Ｂを巻き取らずに伸びたままの状態で格納するものであってもよい。あるいは、収容部２２は、チェーン３Ａ，３Ｂをガイドするレール状のものであってもよく、必ずしもチェーン３Ａ，３Ｂを覆い隠すものである必要はない。さらに、格納部２２の形状は、適宜変更可能であり、例えば、宇宙船などの外面に沿わせるようにしてもよく、このようにすれば嵩張らせずに伸縮装置を宇宙船などに装備することができる。

また、突出部３４は、内リンクプレート３６に一体に設けられていてもよい。すなわち、本発明の第１リンクは、内リンク３５であってもよい。

さらに、本体２は、箱状の筐体である必要はなく、フレーム体であってもよい。

本発明の第１実施形態に係る伸縮装置の概略構成図である。図１のII−II線断面図である。本発明の第２実施形態に係る伸縮装置の概略構成図である。変形例の伸縮装置の概略構成図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ伸縮装置
２筐体
２１ガイド部
２２格納部
３Ａ，３Ｂチェーン
３０棒状体
３１外リンク
３２外リンクプレート
３４突出部
３５内リンク
３６内リンクプレート
３８張り出し部
４スプロケット
５連結具
６ケーブル
Ｓ空間

Claims

交互に連結された第１リンクと第２リンクをそれぞれ有する一対のチェーンであって、前記第１リンクには当該チェーンの可動側に突出する突出部が設けられていて、一方のチェーンの突出部が他方のチェーンの突出部の間に入り込むことによりチェーン同士が噛み合って棒状体を形成するチェーンと、
前記チェーンを格納する格納部、およびこの格納部から引き出されたチェーンによって形成される前記棒状体をガイドするガイド部を有する本体と、
前記一対のチェーンの少なくとも一方を駆動して、前記棒状体を前記ガイド部から送り出すまたは前記ガイド部に引き戻すスプロケットと、を備える伸縮装置。
前記スプロケットは、前記一対のチェーンの双方を駆動するように一対設けられ、各スプロケットには前記チェーンが巻き付けられており、前記一対のスプロケット間で前記一対のチェーンが噛み合って前記棒状体が形状される請求項１に記載の伸縮装置。
前記第１リンクは、一対の第１リンクプレートを有しており、前記突出部は前記第１リンクプレートのそれぞれに一体に設けられている請求項１または２に記載の伸縮装置。
前記棒状体の先端を構成する前記一対のチェーンの一端同士を連結する連結具をさらに備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の伸縮装置。
前記連結具は、前記棒状体の先端に装着されるアタッチメントを取り付けるためのものであり、
前記棒状体内には、前記一対の第１リンクプレートのそれぞれに設けられた前記突出部に挟まれて当該棒状体の軸方向に解放される空間が形成されており、この空間内には前記アタッチメントに接続されるケーブルまたは流体流通用チューブが配設されている請求項４に記載の伸縮装置。
前記第２リンクは、一対の第２リンクプレートを有しており、各第２リンクプレートには、隣り合う前記突出部の間から露出するように前記突出部と同方向に張り出す張り出し部が一体に設けられている請求項１〜５のいずれか一項に記載の伸縮装置。