JP2018158388A - 回転関節部のカバー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塵埃の進入防止及び安全性確保とともにカバー装置を回転関節部から取り外すことなくカバー内部への容易なアプローチを実現すること。【解決手段】カバー装置１２は、前方のリンクと後方のリンクとの間を接続する回転関節部Ｊ２をカバーし、前方のリンクに固定される前方カバー１２４と、後方のリンクに固定される後方カバー１２１と、前方カバーと後方カバーとの間に配置され、回転関節部の回転軸と同軸で回転自在に軸支される複数の可動カバー１２２，１２３とを具備し、前方カバー、後方カバー及び可動カバーは回転関節部を同方向から跨いで被覆するよう鞍形形状をなし、回転関節部の回転にともなって前方カバーはそれに隣り合う可動カバーに、可動カバーはそれに後方で隣り合う可動カバーに、可動カバーは後方カバーに順次収納され引き出されるよう入れ子構造に構成される。【選択図】 図４

Description

本発明の実施形態は回転関節部をカバーするカバー装置に関する。

回転関節部のカバー装置は、回転関節部への塵埃の進入を防止し、また安全性向上を目的として例えばロボット装置の回転関節部を被覆するように装着される。従来は回転関節カバーの多くがジャバラ構造であった。ジャバラ構造の凹凸構造は、その凹部に汚れがたまりやすく、また回転関節の回転にともなって凹部が狭広することから安全性を高い水準で確保することが難しいものであった。さらにカバー内部の回転関節部にメンテナンス等のためにアプローチするときにはカバー装置それ自体を回転関節部から取り外す必要があった。

目的は、回転関節部への塵埃の進入防止及び安全性確保というカバー装置としての本来的な目的を果たしながらカバー装置を回転関節部から取り外すことなくカバー内部への容易なアプローチを実現する回転関節部のカバー装置を提供することにある。

本実施形態に係るカバー装置は、前方のリンクと後方のリンクとの間を接続する回転関節部をカバーし、前記前方のリンクに固定される前方カバーと、前記後方のリンクに固定される後方カバーと、前記前方カバーと前記後方カバーとの間に配置され、前記回転関節部の回転軸と同軸で回転自在に軸支される複数の可動カバーとを具備し、前記前方カバー、前記後方カバー及び前記可動カバーは前記回転関節部を同方向から跨いで被覆するよう鞍形形状をなし、前記前方カバー、前記後方カバー及び前記可動カバーは前記回転関節部の回転にともなって前記前方カバーはそれに隣り合う前記可動カバーに、前記可動カバーはそれに後方で隣り合う前記可動カバーに、前記可動カバーは前記後方カバーに順次収納され引き出されるよう入れ子構造に構成されることを特徴とする。

図１は、本実施形態に係るカバー装置を適用したロボット装置のロボットアーム機構の外観斜視図である。 図２は、図１のロボットアーム機構の内部構造を示す側面図である。 図３は、図１のロボットアーム機構の構成を図記号表現により示す図である。 図４は、図１のカバー装置を示す側面図である。 図５は、図４のカバー装置を構成する４つのカバーを示す斜視図である。 図６は、図４のカバー装置の収縮状態をアームの姿勢とともに示した側面図である。 図７は、図４のカバー装置の他の構造を示す側面図である。 図８は、図４のカバー装置の他の構造を示す側面図である。 図９は、図４のカバー装置の他の構造を示す側面図である。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係るカバー装置を説明する。本実施形態に係るカバー装置は、前方のリンクと後方のリンクとの間を接続する回転関節部をカバーするために構成される。本実施形態に係るカバー装置は、典型的にはロボット装置のアーム機構の回転関節部に取り付けられる。しかし本実施形態に係るカバー装置の適用は、ロボット装置のアーム機構の回転関節部には限定されない。例えば本実施形態に係るカバー装置は、パワーショベルやクレーンの関節部にも適用され得る。ここでは本実施形態に係るカバー装置では、ロボット装置のアーム機構の回転関節部に取り付けられるものとして説明する。

図１は、本実施形態に係るカバー装置が適用されるロボット装置のアーム機構の外観斜視図である。ロボットアーム機構は、本体フレーム１０と本体フレーム１０に接続されるアーム部２とアーム部２の先端に取り付けられる手首部４とを有する。手首部４は、手首カバー１４にその全体が覆われている。手首カバー１４に、関節部Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６を駆動するアクチュエータやその制御ドライバ等が内蔵されている。手首部４には図示しないアダプタが設けられている。例えば、アダプタは後述の第６回転軸ＲＡ６の回転部に設けられる。手首部４に設けられたアダプタには、ハンド装置３が取り付けられる。

ロボットアーム機構は、複数、ここでは６つの関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６を有する。複数の関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６は本体フレーム１０から順番に配設される。一般的に、第１、第２、第３関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３は根元３軸と呼ばれ、第４、第５、第６関節部Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６はハンド装置３の姿勢を変化させる手首３軸と呼ばれる。手首部４は第４、第５、第６関節部Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６を有する。根元３軸を構成する関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３の少なくとも一つは直動伸縮関節である。ここでは第３関節部Ｊ３が直動伸縮関節部、特に伸縮距離の比較的長い関節部として構成される。アーム部２は直動伸縮関節部Ｊ３（第３関節部Ｊ３）の伸縮部分を表している。

第１関節部Ｊ１は基台面に対して例えば垂直に支持される第１回転軸ＲＡ１を中心としたねじり関節である。第２関節部Ｊ２は第１回転軸ＲＡ１に対して垂直に配置される第２回転軸ＲＡ２を中心とした曲げ関節である。第３関節部Ｊ３は、第２回転軸ＲＡ２に対して垂直に配置される第３軸（移動軸）ＲＡ３に沿って直線的にアーム部２が伸縮する関節である。

第４関節部Ｊ４は、第４回転軸ＲＡ４を中心としたねじり関節である。第４回転軸ＲＡ４は、第３移動軸ＲＡ３と略一致する。第５関節部Ｊ５は第４回転軸ＲＡ４に対して直交する第５回転軸ＲＡ５を中心とした曲げ関節である。第６関節部Ｊ６は第４回転軸ＲＡ４に対して直交し、第５回転軸ＲＡ５に対して垂直に配置される第６回転軸ＲＡ６を中心とした曲げ関節である。

本体カバー１１は、本体フレーム１０を覆う円筒状体のカバーである。本体カバー１１は、その円筒の中心軸が第１関節部Ｊ１の第１回転軸ＲＡ１に一致するように設けられている。例えば、第１関節部Ｊ１は図示しない固定台に取り付けられる。その場合、第１関節部Ｊ１が回転するとき、アーム部２は本体フレーム１０の軸回転とともに左右に旋回する。なお、本体フレーム１０が接地面に固定されていてもよい。その場合、本体フレーム１０とは独立してアーム部２が旋回する構造に設けられる。

第２関節部Ｊ２を覆うカバー装置１２は、鞍形形状を有する複数のカバー１２１，１２２，１２３，１２４が入れ子構造に組み合わされてなる。後方カバー１２１は第１関節部Ｊ１の回転部に、その前方カバー１２４は第３関節部Ｊ３の射出部３０にそれぞれ取り付けられている。前方カバー１２４と後方カバー１２１との間に配置されるカバー１２２，１２３は、第２関節部Ｊ２の第２回転軸ＲＡ２と同軸の回転軸を中心として回転自在に軸支されている。第２関節部Ｊ２が回動するとき、アーム部２は第２回転軸ＲＡ２を中心に垂直方向に回動、つまり起伏動作をする。ロボットアーム機構の直動伸縮関節部Ｊ３（第３関節部Ｊ３）を構成するアーム部２の後部はその収縮により本体カバー１１とカバー装置１２との連通する中空構造の内部に収納される。

第４関節部Ｊ４は、アーム部２の伸縮方向に沿ったアーム中心軸、つまり第３関節部Ｊ３の第３移動軸ＲＡ３に典型的には接する第４回転軸ＲＡ４を有するねじり関節である。第４関節部Ｊ４が回転すると、手首部４及び手首部４に取り付けられたハンド装置３は第４回転軸ＲＡ４を中心に回転する。第５関節部Ｊ５は、第４関節部Ｊ４の第４回転軸ＲＡ４に対して直交する第５回転軸ＲＡ５を有する曲げ関節部である。第５関節部Ｊ５が回転すると、第５関節部Ｊ５から先端にかけてハンド装置３とともに上下（第５回転軸ＲＡ５を中心に垂直方向）に回動する。第６関節部Ｊ６は、第４関節部Ｊ４の第４回転軸ＲＡ４に直交し、第５関節部Ｊ５の第５回転軸ＲＡ５に垂直な第６回転軸ＲＡ６を有する曲げ関節である。第６関節部Ｊ６が回転すると、ハンド装置３は左右に旋回する。

上記の通り手首部４のアダプタに取り付けられたハンド装置３は、第１、第２、第３関節部Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３により任意位置に移動され、第４、第５、第６関節部Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６により任意姿勢に配置される。特に第３関節部Ｊ３のアーム部２の伸縮距離の長さは、本体カバー１１の近接位置から遠隔位置までの広範囲の対象にハンド装置３を到達させることを可能にする。第３関節部Ｊ３はそれを構成する直動伸縮機構により実現される直線的な伸縮動作とその伸縮距離の長さとが特徴的である。

図２は、図１のロボットアーム機構の内部構造を示す斜視図である。直動伸縮機構はアーム部２と射出部３０とを有する。アーム部２は第１連結コマ列２１と第２連結コマ列２２とを有する。第１連結コマ列２１は複数の第１連結コマ２３からなる。第１連結コマ２３は略平板形に構成される。前後の第１連結コマ２３は、互いの端部箇所においてピンにより屈曲自在に列状に連結される。第１連結コマ列２１は内側や外側に自在に屈曲できる。

第２連結コマ列２２は複数の第２連結コマ２４からなる。第２連結コマ２４は横断面コ字形状の短溝状体に構成される。前後の第２連結コマ２４は、互いの底面端部箇所においてピンにより屈曲自在に列状に連結される。第２連結コマ列２２は内側に屈曲できる。第２連結コマ２４の断面はコ字形状であるので、第２連結コマ列２２は、隣り合う第２連結コマ２４の側板同士が衝突して、外側には屈曲しない。なお、第１、第２連結コマ２３、２４の第２回転軸ＲＡ２に向いた面を内面、その反対側の面を外面というものとする。第１連結コマ列２１のうち先頭の第１連結コマ２３と、第２連結コマ列２２のうち先頭の第２連結コマ２４とは結合コマ２７により接続される。例えば、結合コマ２７は第２連結コマ２４と第１連結コマ２３とを合成した形状を有している。

射出部３０は、複数の上部ローラ３１と複数の下部ローラ３２とが角筒形状のフレーム３５に支持されてなる。例えば、複数の上部ローラ３１は第１連結コマ２３の長さと略等価な間隔を隔ててアーム中心軸に沿って配列される。同様に、複数の下部ローラ３２は第２連結コマ２４の長さと略等価な間隔を隔ててアーム中心軸に沿って配列される。射出部３０の後方には、ガイドローラ４０とドライブギア５０とが第１連結コマ列２１を挟んで対向するように設けられる。ドライブギア５０は図示しない減速器を介してステッピングモータ３３０に接続される。第１連結コマ２３の内面には連結方向に沿ってリニアギアが形成されている。複数の第１連結コマ２３が直線状に整列されたときに互いのリニアギアは直線状につながって、長いリニアギアを構成する。ドライブギア５０は、直線状のリニアギアにかみ合わされる。直線状につながったリニアギアはドライブギア５０とともにラックアンドピニオン機構を構成する。

アーム伸長時、モータ５５が駆動し、ドライブギア５０が順回転すると、第１連結コマ列２１はガイドローラ４０により、アーム中心軸と平行な姿勢となって、上部ローラ３１と下部ローラ３２との間に誘導される。第１連結コマ列２１の移動に伴い、第２連結コマ列２２は射出部３０の後方に配置された図示しないガイドレールにより射出部３０の上部ローラ３１と下部ローラ３２との間に誘導される。上部ローラ３１と下部ローラ３２との間に誘導された第１、第２連結コマ列２１、２２は互いに押圧される。これにより、第１、第２連結コマ列２１、２２による柱状体が構成される。射出部３０は、第１、第２連結コマ列２１、２２を接合して柱状体を構成するとともに、その柱状体を上下左右に支持する。第１、第２連結コマ列２１、２２の接合による柱状体が射出部３０により堅持されることで、第１、第２連結コマ列２１、２２の接合状態が保持される。第１、第２連結コマ列２１、２２の接合状態が維持されているとき、第１、第２連結コマ列２１、２２の屈曲は互いに拘束される。それにより第１、第２連結コマ列２１、２２は、一定の剛性を備えた柱状体を構成する。柱状体とは、第２連結コマ列２２に第１連結コマ列２１が接合されてなる柱状の棒体を言う。この柱状体は第２連結コマ２４が第１連結コマ２３とともに全体として様々な断面形状の筒状体に構成される。筒状体とは上下左右が天板、底板及び両側板で囲まれ、前端部と後端部とが開放された形状として定義される。第１、第２連結コマ列２１、２２の接合による柱状体は、結合コマ２７が始端となって、第３移動軸ＲＡ３に沿って直線的に射出部３０の前方の開口から外に向かって送り出される。

アーム収縮時、モータ５５が駆動し、ドライブギア５０が逆回転されると、ドライブギア５０と係合している第１連結コマ列２１がカバー装置１２を通り本体カバー１１内に引き戻される。引き戻された柱状体は射出部３０後方で分離される。例えば、柱状体を構成する第１連結コマ列２１はガイドローラ４０とドライブギア５０とに挟まれ、柱状体を構成する第２連結コマ列２２は重力により下方に引かれ、それにより第２連結コマ列２２と第１連結コマ列２１とは互いに離反される。離反された第１、第２連結コマ列２１，２２はそれぞれ屈曲可能な状態に復帰する。収納に際しては、射出部３０から、本体カバー１１の内部の収納部に第２連結コマ列２２は内側に屈曲されて搬送され、第１連結コマ列２１も第２連結コマ列２２と同じ方向（内側）に屈曲されて搬送される。第１連結コマ列２１は第２連結コマ列２２に略平行な状態で格納される。

図３は、図１のロボットアーム機構を図記号表現により示す図である。ロボットアーム機構において、根元３軸を構成する第１関節部Ｊ１と第２関節部Ｊ２と第３関節部Ｊ３とにより３つの位置自由度が実現される。また、手首３軸を構成する第４関節部Ｊ４と第５関節部Ｊ５と第６関節部Ｊ６とにより３つの姿勢自由度が実現される。

ロボット座標系Σbは第1関節部Ｊ１の第１回転軸ＲＡ１上の任意位置を原点とした座標系である。ロボット座標系Σｂにおいて、直交３軸（Ｘｂ、Ｙｂ，Ｚｂ）が規定されている。Ｚｂ軸は第１回転軸ＲＡ１に平行な軸である。Ｘｂ軸とＹｂ軸とは互いに直交し、且つＺb軸に直交する軸である。手先座標系Σｈは、手首部４に取り付けられたハンド装置３の任意位置（手先基準点）を原点とした座標系である。例えば、ハンド装置３が２指ハンドのとき、手先基準点（以下、単に手先という。）の位置は２指先間中央位置に規定される。手先座標系Σｈにおいて、直交３軸（Ｘｈ、Ｙｈ，Ｚｈ）が規定されている。Ｚｈ軸は第６回転軸ＲＡ６に平行な軸である。Ｘｈ軸とＹｈ軸とは互いに直交し、且つＺｈ軸に直交する軸である。例えば、Ｘｈ軸は、ハンド装置３の前後方向に平行な軸である。手先姿勢とは、手先座標系Σhのロボット座標系Σｂに対する直交３軸各々周りの回転角（Ｘｈ軸周りの回転角（ヨウ角）α、Ｙｈ軸周りの回転角（ピッチ角）β、Ｚｈ軸周りの回転角（ロール角）γとして与えられる。

第１関節部Ｊ１は、回転軸ＲＡ１を中心としたねじり関節として構成されている。回転軸ＲＡ１は第１関節部Ｊ１の固定部が設置される基台の基準面ＢＰに垂直に配置される。

第２関節部Ｊ２は回転軸ＲＡ２を中心とした曲げ関節として構成される。第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２は空間座標系上のＸb軸に平行に設けられる。第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２は第１関節部Ｊ１の回転軸ＲＡ１に対して垂直な向きに設けられる。さらに第２関節部Ｊ２は、第１関節部Ｊ１に対して、第１回転軸ＲＡ１の方向（Ｚb軸方向）と第１回転軸ＲＡ１に垂直なＹb軸方向との２方向に関してオフセットされる。第２関節部Ｊ２が第１関節部Ｊ１に対して上記２方向にオフセットされるように、第２関節部Ｊ２は、第１関節部Ｊ１の回転部に対して固定される。第１関節部Ｊ１に第２関節部Ｊ２を接続する仮想的なアームロッド部分（リンク部分）は、先端が直角に曲がった２つの鈎形状体が組み合わされたクランク形状を有している。

第３関節部Ｊ３は移動軸ＲＡ３を中心とした直動伸縮関節として構成される。第３関節部Ｊ３の移動軸ＲＡ３は第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２に対して垂直な向きに設けられる。第２関節部Ｊ２の回転角がゼロ度、つまりアーム部２の起伏角がゼロ度であってアーム部２が水平な基準姿勢においては、第３関節部Ｊ３の移動軸ＲＡ３は、第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２とともに第１関節部Ｊ１の回転軸ＲＡ１にも垂直な方向に設けられる。空間座標系上では、第３関節部Ｊ３の移動軸ＲＡ３はＸb軸及びＺb軸に対して垂直なＹb軸に平行に設けられる。さらに、第３関節部Ｊ３は、第２関節部Ｊ２に対して、その回転軸ＲＡ２の方向（Ｙb軸方向）と、移動軸ＲＡ３に直交するＺb軸の方向との２方向に関してオフセットされる。第３関節部Ｊ３が第２関節部Ｊ２に対して上記２方向にオフセットされるように、例えば、第３関節部Ｊ３の射出部３０は第２関節部Ｊ２に対して固定される。第２関節部Ｊ２に第３関節部Ｊ３を接続する仮想的なアームロッド部分（リンク部分）は、先端が垂直に曲がった鈎形状体を有している。

第４関節部Ｊ４は回転軸ＲＡ４を中心としたねじり関節として構成される。第４関節部Ｊ４の回転軸ＲＡ４は第３関節部Ｊ３の移動軸ＲＡ３に略一致するよう配置される。
第５関節部Ｊ５は回転軸ＲＡ５を中心とした曲げ関節として構成される。第５関節部Ｊ５の回転軸ＲＡ５は第３関節部Ｊ３の移動軸ＲＡ３及び第４関節部Ｊ４の回転軸ＲＡ４に略直交するよう配置される。
第６関節部Ｊ６は回転軸ＲＡ６を中心としたねじり関節として構成される。第６関節部Ｊ６の回転軸ＲＡ６は第４関節部Ｊ４の回転軸ＲＡ４及び第５関節部Ｊ５の回転軸ＲＡ５に略直交するよう配置される。第６関節部Ｊ６は手先効果器としてのハンド装置３を左右に旋回するために設けられている。なお、第６関節部Ｊ６は、その回転軸ＲＡ６が第４関節部Ｊ４の回転軸ＲＡ４及び第５関節部Ｊ５の回転軸ＲＡ５に略直交する曲げ関節として構成されてもよい。

このように複数の関節部Ｊ１−Ｊ６の根元３軸のうちの一つの曲げ関節部を直動伸縮関節部に換装し、第１関節部Ｊ１に対して第２関節部Ｊ２を２方向にオフセットさせ、第２関節部Ｊ２に対して第３関節部Ｊ３を２方向にオフセットさせることにより、本実施形態に係るロボット装置のロボットアーム機構は、特異点姿勢を構造上解消している。

図４は、図１のカバー装置１２を示す側面図である。カバー装置１２は回転関節部としての第２関節部Ｊ２を覆う。カバー装置１２は第２関節部Ｊ２内部への塵埃の進入防止及び第２関節部Ｊ２の回転による作業員の指等が挟まれる危険性を低減することともに、カバー装置１２を関節部Ｊ２から取り外すことなくカバー内部の関節部Ｊ２への容易なアプローチを実現する。

カバー装置１２は複数、ここでは４つのカバー１２１，１２２，１２３，１２４を有する。４つのカバー１２１，１２２，１２３，１２４は鞍形形状に成形されている。カバー１２１，１２２，１２３，１２４は、第２関節部Ｊ２をその回転軸ＲＡ２に垂直な側方から跨いだ状態で第２関節部Ｊ２に装着される。４つのカバー１２１，１２２，１２３、１２４のうち前方カバー１２４は第２関節部Ｊ２の前方部分を覆うカバーと第３関節部Ｊ３の後方部分（付け根部分）を覆うカバーとを兼ねるために前方部分３０１と後方部分３００とから構成されている。前方カバー１２４の後方部分３００は、第２関節部Ｊ２の前方部分を覆う鞍形に形成される。前方カバー１２４の後方部分３００は、第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２を中心とした少なくとも６０度の中心角の扇状の側面形状を有する。前方カバー１２４の前方部分３０１は、第３関節部Ｊ３の後方の付け根部分（射出部３０）を覆う円筒形に形成される。前方カバー１２４はその後方部分３００から形状の異なる前方部分３０１にかけて緩やかに連続する形状を備える。前方カバー１２４はその前方部分３０１において第３関節部Ｊ３の射出部３０のフレームに固定されている。

後方カバー１２１は第２関節部Ｊ２の後方部分を覆う鞍形を成すカバーと、第２関節部Ｊ２と第１関節部Ｊ１との間のリンクを覆うカバーとを兼ねるために前方部分１００と後方部分１０１とから構成されている。後方カバー１２１の前方部分１００は、第２関節部Ｊ２の後方部分を覆う鞍形に形成される。後方カバー１２１の前方部分１００は、第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２を中心とした少なくとも６０度の中心角の扇状の側面形状を有する。後方カバー１２１の後方部分１０１は、第２関節部Ｊ２と第１関節部Ｊ１との間のリンクを覆う円筒形に形成される。後方カバー１２１はその前方部分１００から形状の異なる後方部分１０１にかけて緩やかに連続する形状を備える。後方カバー１２１はその後端において例えば第１関節部Ｊ１の回転台座１１２に固定されている。

前方のカバー１２４と後方のカバー１２１との間の複数、ここでは２つの可動カバー１２２，１２３は、第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２を中心とした少なくとも６０度の中心角の扇状の側面形状を有する。可動カバー１２２，１２３は扇中心を回転軸として回転自在に軸支される。可動カバー１２２，１２３の回転軸は、第２関節部Ｊ２の第２回転軸ＲＡ２に一致される。

４つのカバー１２１，１２２，１２３，１２４は、入れ子構造に構成されている。具体的には、後方カバー１２１の前方部分１００、可動カバー１２２，１２３、前方カバー１２４の後方部分３００はともに側面が扇形形状をなしており、その半径が相違する。後方カバー１２１は、隣り合う可動カバー（第２可動カバー）１２２よりも半径が大きく、第２可動カバー１２２は、その前方で隣り合う可動カバー（第１可動カバー）１２３よりも半径が大きく、第１可動カバー１２３は、その前方で隣り合う前方カバー１２４よりも半径が大きく成形されている。これにより、前方カバー１２４は、隣り合う可動カバー（第１可動カバー）１２３に収納されることができる。第１可動カバー１２３はそれに後方で隣り合う可動カバー（第２可動カバー）１２２に前方カバー１２４とともに収納されることができる。第２可動カバー１２２はそれに後方で隣り合う後方カバー１２１に前方カバー１２４及び第１可動カバー１２３とともに収納されることができる。後方カバー１２１に３つのカバー１２２，１２３，１２４を収納させた状態がカバー装置１２が最も縮んだ状態である。

図５は、図４のカバー装置１２を構成する４つのカバー１２１，１２２，１２３，１２４を示す斜視図である。前方カバー１２４は主に第２関節部Ｊ２の回転部分を覆う後方部分３００と主に第３関節部Ｊ３の付け根部分（射出部３０）を覆う前方部分３０１とからなる。前方カバー１２４の後方部分３００は、断面Ｕ字で側面扇形の鞍形形状に成形されている。その後方部分３００に連続する前方カバー１２４の前方部分３０１は第３関節部Ｊ３の射出部３０を覆うために筒状体に成形される。前方カバー１２４の後方部分３００と前方部分３０１とは一体成形される。

前方カバー１２４の後方部分３００は、同形状、同サイズの２つの側板１２４２，１２４３が外周板１２４１で平行に連結されてなる。側板１２４２，１２４３は、第２関節部Ｊ２の回転中心軸ＲＡ２を中心とした扇形に形成される。この扇形の中心角は、第２関節部Ｊ２の可動範囲、つまりアーム部２の起伏角と、カバー枚数とで決められる。アーム部２の起伏角が例えば１８０度であり、カバー枚数が４枚であるとき、扇形の中心角は少なくとも６０度（＝１８０度／（４−１））に設定される。それによりカバー１２１，１２２，１２３，１２４は、均等に第２関節部Ｊ２を覆うことができる。

外周板１２４１は、側板１２４２，１２４３の外周に沿って円弧状に、つまり第２関節部Ｊ２の回転中心軸ＲＡ２を中心とした円弧状に湾曲した形状に成形される。外周板１２４１の円弧角は、側板１２４２，１２４３の扇角と同じ角度、すなわち少なくとも６０度である。外周板１２４１の内径は、第２関節部Ｊ２を覆うために第２関節部Ｊ２の最大径より若干大きい。外周板１２４１の外径はその内径より厚みだけ長い。側板１２４２，１２４３の半径は外周板１２４１の外径と同じである。

側板１２４２，１２４３は、第２関節部Ｊ２の最大幅より若干大きい距離を隔てられる。外周板１２４１は、側板１２４２，１２４３の当該間隔に側板１２４２，１２４３の厚さを加えた長さの幅を有する。

第１可動カバー１２３は同形状、同サイズの２つの側板１２３２，１２３３が、外周板１２３１で平行に連結されて成る。側板１２３２，１２３３は、第２関節部Ｊ２の回転中心軸ＲＡ２を中心とした扇形に形成される。側板１２３２，１２３３の扇角は、前方カバー１２４の後方部分３００と同じ角度、すなわち少なくとも６０度である。側板１２３２，１２３３の半径は、前方カバー１２４の後方部分３００の半径より長い。外周板１２３１は、側板１２３２，１２３３の外周に沿って円弧状に、つまり第２関節部Ｊ２の回転中心軸ＲＡ２を中心とした円弧状に湾曲した形状に成形される。外周板１２３１の内径は前方カバー１２４の後方部分３００の外径より若干長い。側板１２３２，１２３３の間隔は、前方カバー１２４の後方部分３００の幅より若干長い。それにより第１可動カバー１２３に前方カバー１２４の後方部分３００を収納することができる。側板１２３２，１２３３の扇中心部分にはそれぞれ軸受け部１２３４，１２３５が形成されている。軸受け部１２３４、１２３５各々には第１可動カバー１２３を第２回転軸ＲＡ２と同軸で軸支するためのシャフト孔が形成されている。

第２可動カバー１２２は同形状、同サイズの２つの側板１２２２，１２２３が、外周板１２２１で平行に連結されて成る。側板１２２２，１２２３は、第２関節部Ｊ２の回転中心軸ＲＡ２を中心とした扇形に形成される。側板１２２２，１２２３の扇角は、第１可動カバー１２３の側板１２３２，１２３３と同じ角度、すなわち少なくとも６０度である。側板１２２２，１２２３の半径は、第１可動カバー１２３の側板１２３２，１２３３の半径より長い。外周板１２２１は、側板１２２２，１２２３の外周に沿って円弧状に、つまり第２関節部Ｊ２の回転中心軸ＲＡ２を中心とした円弧状に湾曲した形状に成形される。外周板１２２１の内径は第１可動カバー１２３の外周板１２３１の外径より若干長い。側板１２２２，１２２３の間隔は、第１可動カバー１２３の幅より若干長い。それにより第２可動カバー１２２に第１可動カバー１２３を収納することができる。側板１２２２，１２２３の扇中心部分にはそれぞれ軸受け部１２２４，１２２５が形成されている。

後方カバー１２１は、主に第２関節部Ｊ２の回転部分を覆う前方部分１００と主に第１、第２関節部Ｊ１、Ｊ２の間のフレームを覆う後方部分１０１とからなる。後方カバー１２１の前方部分１００は、断面Ｕ字で側面扇形の鞍形形状に成形されている。その前方部分１００に連続する後方部分１０１は第１、第２関節部Ｊ１、Ｊ２の間のフレームを覆うために円筒状体に成形される。後方カバー１２１の前後部分１００，１０１は一体成形される。

後方カバー１２１の前方部分１００は、同形状、同サイズの２つの側板１２１２，１２１３が外周板１２１１で平行に連結されてなる。側板１２１２，１２１３は、第２関節部Ｊ２の回転中心軸ＲＡ２を中心とした扇形に形成される。この扇形の中心角は他のカバー１２２，１２３，１２４のそれと同じ角度、すなわち少なくとも６０度に設定される。

外周板１２１１は、側板１２１２，１２１３の外周に沿って円弧状に、つまり第２関節部Ｊ２の回転中心軸ＲＡ２を中心とした円弧状に湾曲した形状に成形される。外周板１２１１の内径は、第２可動カバー１２２の外周板１２２１の外径より若干大きい。側板１２１２，１２１３の半径は外周板１２１１の外径と同じである。

側板１２１２，１２１３の間隔は、第２可動カバー１２２の幅より若干長い。それにより後方カバー１２１の前方部分１００に第２可動カバー１２２を収納することができる。

なお、４つのカバー１２１，１２２，１２３，１２４各々の扇角は必ずしも同一でなくてもよい。後方カバー１２１に残りのカバー１２２，１２３，１２４が収納できればよく、後方カバー１２１の外周板１２１１の円弧角に対して、残りのカバー１２２，１２３，１２４各々の外周板１２２１，１２３１，１２４１の円弧角が小さければよい。

図６（ａ）は、アーム部２を上方に起こしたときのカバー装置１２を示す側面図である。図６（ｂ）は、アーム部２の水平姿勢時のカバー装置１２を示す側面図である。図６（ｃ）は、アーム部２を下方に伏せたときのカバー装置１２を示す側面図である。アーム部２が下向きになるよう第２関節部Ｊ２が順回転をするときそれに従動してカバー装置１２のカバー１２１からカバー１２４，１２３，１２２が順番に引き出される。アーム部２が上向きになるよう第２関節部Ｊ２が逆回転をするときそれに従動してカバー装置１２のカバー１２１にカバー１２４，１２３，１２２が順番に収納される。

前方カバー１２４の外周板１２４１の後端外面には突起部１２４８が設けられている。第１可動カバー１２３の外周板１２３１の前端内面には当接部１２３８が設けられている。突起部１２４８と当接部１２３８と（併せて、係合部と称する）は、第２関節部Ｊ２が順方向に所定角度を回転したときに、突起部１２４８が当接部１２３８に当接するための位置に前方カバー１２４と第１可動カバー１２３とにそれぞれ設けられている。具体的には、突起部１２４８は前方カバー１２４の外周板１２４１の後端の表面部分に設けられている。突起部１２４８の長さは、例えば、外周板１２４１の厚みよりも短い。当接部１２３８は第１可動カバー１２３の外周板１２３１の先端の裏面部分に設けられている。当接部１２３８の長さは、例えば、外周板１２３１の厚みよりも短い。なお、突起部１２４８は前方カバー１２４の側板１２４２，１２４３の外面に設けられ、当接部１２３８は第１可動カバー１２３の側板１２３２，１２３３の内面に設けられてもよい。

アーム部２が最も上向きの状態から下向きに伏動をするとき、つまりカバー装置１２が最も縮んだ状態から第２関節部Ｊ２が順方向に回転するとき、前方カバー１２４の後方部分３０１がアーム部２とともに第１可動カバー１２３に収納された状態から少しずつ引き出される。アーム部２が最も上向きの状態から６０度回転した時、前方カバー１２４の後端の突起部１２４８が第１可動カバー１２３の先端の当接部１２３８に当接する。アーム部２が６０度以上回転するとき、前方カバー１２４に従動して第１可動カバー１２３が第２可動カバー１２２から少しづつ引き出される。さらにアーム部２が最も上向きの状態から１２０度回転した時、第１可動カバー１２３に従動して第２可動カバー１２２が後方カバー１２１から引き出されていく。

前方カバー１２４と第１可動カバー１２３との間は係合部（突起部１２４８、当接部１２３８）で係合させて、その機械的当接により前方カバー１２４に従動して第１可動カバー１２３を回転させ引き出すように構造していたが、第１、第２可動カバー１２３，１２２の間は機械的に係合する係合部は設けられていない。第１、第２可動カバー１２３，１２２は互いに引張バネ（引きバネともいう）１２７で接続されている。典型的には引張バネ１２７の一端は第１可動カバー１２３の側板外面に取り付けられ、引張バネ１２７の他端は第２可動カバー１２３の側板内面に取り付けられる。しかし引張バネ１２７の一端は第１可動カバー１２３の外周板外面に取り付けられ、引張バネ１２７の他端は第２可動カバー１２３の外周板内面に取り付けられてもよい。

第２可動カバー１２２は、引張バネ１２７の収縮力により第１可動カバー１２３と共に、アーム部２の回転に従動して回転する。この構造により第１、第２可動カバー１２３，１２２を引張バネ１２７に抗って例えば手動で互いに逆方向に回転させることで、第１、第２可動カバー１２３，１２２を離反させてその間を開放させることができ、その間から第１、第２可動カバー１２３，１２２の内部の第２関節部Ｊ２等を視認しアプローチする事ができる。

第２可動カバー１２２は、後方カバー１２１に引張バネ１２６で接続されている。典型的には引張バネ１２６の一端は第２可動カバー１２２の側板外面に取り付けられ、引張バネ１２６の他端は後方カバー１２１の側板内面に取り付けられる。しかし引張バネ１２６の一端は第２可動カバー１２２の外周板外面に取り付けられ、引張バネ１２６の他端は後方カバー１２１の外周板内面に取り付けられてもよい。

引張バネ１２６のバネ定数は、第１、第２可動カバー１２３、１２２を接続する引張バネ１２７のバネ定数と等価である。引張バネ１２６の自由長は、第１、第２可動カバー１２３、１２２を接続する引張バネ１２７の自由長と等価である。引張バネ１２７の変位量とそのバネ定数とで決まる荷重と、引張バネ１２６の変位量とそのバネ定数とで決まる荷重とが等価になる状態を維持しながら、第１、第２可動カバー１２３，１２２はともに回転し引き出されていくこととなり、変位量も等価にするために、引張バネ１２６の両端部は回転中心（ＲＡ２）から同距離の位置に固定され、それと同じ距離の位置に引張バネ１２７の両端部も取り付けられる。

これにより、前方カバー１２４に従動して、第１可動カバー１２３と第２可動カバー１２２とが同角度ずつ回転する。例えばアーム部２の起伏範囲が１８０度であるとすると、前方カバー１２４が６０度分のカバーを請け負う。残り１２０度の回転分は、第１可動カバー１２３と第２可動カバー１２２とが等分に請け負う。例えばアーム部２が１００度回転するとき、前方カバー１２４が６０度分、第１可動カバー１２３と第２可動カバー１２２とがそれぞれ２０度分ずつ請け負うこととなる。つまり、アーム部２が６０度回転するまでは前方カバー１２４だけが引き出され、アーム部２が６０度を超えて回転するとき、６０度を超えた角度の１／２分を第１可動カバー１２３と第２可動カバー１２２とがそれぞれ請け負いながら同期して回転していく。

アーム部２が最下姿勢まで回転した時、第２可動カバー１２２が後方カバー１２１に対して係止するように、第２可動カバー１２２の外周板１２２１の後端外面には突起部１２２８が設けられ、後方カバー１２１の外周板１２２１の前端内面には当接部１２１８が設けられている。なお、突起部１２２８は第２可動カバー１２２の側板１２２２，１２２３の外面に設けられ、当接部１２１８は後方カバー１２１の側板１２１２，１２１３の内面に設けられてもよい。

以上説明したように、アーム部２が最上姿勢から最下姿勢に向かって姿勢変化するとき、その順方向の回転に従動して、まず、前方カバー１２４が第１可動カバー１２３から引き出される。アーム部２が所定角度（６０度）まで回転したときに、前方カバー１２４の突起部１２４８が第１可動カバー１２３の当接部１２３８に当接する。アーム部２が所定角度（６０度）を超えて回転するとき、前方カバー１２４の突起部１２４８が第１可動カバー１２３の当接部１２３８に当接して第１可動カバー１２３が引き出されていく。このとき第２可動カバー１２２は第１可動カバー１２３と同じ角度を維持しながら後方カバー１２１から引き出されていく。アーム部２が最大角（１８０度）まで回転したとき、前方カバー１２４と第１可動カバー１２３と第２可動カバー１２２とが６０度分ずつ分担して第２関節部Ｊ２を覆う。アーム部２の回転角が限界角度１８０度に達した時、第２可動カバー１２２の突起部１２２８が後方カバー１２１の当接部１２１８に当接して第２可動カバー１２２の引き出し動作が係止する。

また、第２関節部Ｊ２が逆方向の回転し、アーム部２が最下姿勢から上方姿勢に姿勢変化するとき、上記と逆の動きとなる。第１可動カバー１２３と第２可動カバー１２２とは同じ角度を維持しながら同期回転し、第１可動カバー１２３は第２可動カバー１２２に少しずつ収納され、第２可動カバー１２２は後方カバー１２１に少しずつ収納されていく。第１可動カバー１２３が第２可動カバー１２２に完全に収納され、第２可動カバー１２２が後方カバー１２１に完全に収納された以後、つまりアーム部２が最下方に伏せた位置から１２０度上方に戻った時点で前方カバー１２４は第１可動カバー１２３に収納され始める。アーム部２が最上位置に戻った時、カバー装置１２は完全に収縮した状態、つまり前方カバー１２４は第１可動カバー１２３に完全に収納され、第１可動カバー１２３が第２可動カバー１２２に完全に収納され、第２可動カバー１２２が後方カバー１２１に完全に収納された状態になる。

前方カバー１２４と後方カバー１２１との間に３個以上の可動カバーが装備されている場合であっても同様である。隣り合う可動カバーどうしは同じバネ定数のバネで接続され、さらにそれと同じバネ定数のバネで後方カバー１２１とそれに隣り合う可動カバーとを接続する。

上述のように引張バネ１２６のバネ定数と引張バネ１２７のバネ定数とは等価でなくてもよい。引張バネ１２６のバネ定数が引張バネ１２７のバネ定数よりも高くても良い。このとき、アーム部２が最上方に起きた姿勢から最下方に伏せた姿勢に向かって姿勢変化するとき、まず、前方カバー１２４が第１可動カバー１２３から引き出される。アーム部２が所定角度（６０度）まで回転したときに、前方カバー１２４の突起部１２４８が第１可動カバー１２３の当接部１２３８に当接する。前方カバー１２４が第２関節部Ｊ２の被覆を担当する角度（６０度）を超えてアーム部２が回転するとき、前方カバー１２４の突起部１２４８が第１可動カバー１２３の当接部１２３８に当接して第１可動カバー１２３が引き出されていく。このとき引張バネ１２７の変位量とそのバネ定数とで決まる荷重と、引張バネ１２６の変位量とそのバネ定数とで決まる荷重とが等価になる状態を維持しながら、第１、第２可動カバー１２３，１２２はともに回転し引き出されていくこととなる。例えば引張バネ１２６のバネ定数が引張バネ１２７のバネ定数の２倍であるとすると、第１可動カバー１２３の回転角は第２可動カバー１２２の回転角の２倍となる状態を維持しながら回転していく。換言すると、前方カバー１２４が第２関節部Ｊ２の被覆を担当する角度（６０度）を超えてアーム部２が回転するとき、当該６０度を超えたアーム回転角度分のうち１／３を第２可動カバー１２２が担当し、残りの２／３を第１可動カバー１２３が担当する。アーム部２の回転に伴って、第２可動カバー１２２と第１可動カバー１２３とはともに回転するものの、第１可動カバー１２３は第２可動カバー１２２の２倍の角速度で回転し２倍の量が引き出されていく。なお、この場合、第１可動カバー１２３は第２可動カバー１２３よりも２倍の扇角で構成する必要がある。例えばアーム可動範囲が１８０度であるとすると、前方カバー１２４の後方部分３００の扇角が６０度とすると、第１可動カバー１２３は８０度の扇角で構成され、第２可動カバー１２３は４０度の扇角で構成される。

もちろん引張バネ１２６のバネ定数が引張バネ１２７のバネ定数よりも低くても良い。このときの第１、第２可動カバー１２３，１２２の動きは、上述した引張バネ１２６のバネ定数が引張バネ１２７のバネ定数よりも高いときの逆になる。引張バネ１２６のバネ定数が引張バネ１２７のバネ定数の１／２であるとすると、上述の例とは逆に第２可動カバー１２２の回転角が第１可動カバー１２３の回転角の２倍となる状態を維持しながら第１、第２可動カバー１２３，１２２がともに回転していく。換言すると、前方カバー１２４が第２関節部Ｊ２の被覆を担当する角度（６０度）を超えてアーム部２が回転するとき、当該６０度を超えた角度分のうち２／３を第２可動カバー１２２が担当し、残りの１／３を１／３を第１可動カバー１２３が担当する。この場合には、第２可動カバー１２２は第１可動カバー１２３の２倍の扇角で構成する必要がある。

以上説明したように、カバー装置１２は、入れ子構造に構成された４つのカバー１２１，１２２，１２３，１２４からなる。４つのカバー１２１，１２２，１２３，１２４各々は鞍形形状に成形されている。隣り合うカバー同士の間のクリアランスを小さくすることで、第２関節部Ｊ２の回転に従動して後方カバー１２１から３つのカバー１２２，１２３，１２４が引き出され、第２関節部Ｊ２の全体を覆った状態で、そのカバー表面を蛇腹カバーに比べて滑らかにすることができる。それにより、人の指がカバー装置１２に挟まれるリスクを低減でき、ひいては安全性を確保することができる。また、４つのカバー１２１，１２２，１２３，１２４のうち、可動カバー１２２，１２３を互いに引張バネ１２７で接続することで、カバー装置１２を取り付けた状態での、第２関節部Ｊ２内部（ロボット装置の内部）へのアプローチを実現する。例えば、アーム部２の伸縮動作に不具合が生じた場合、ユーザはカバー装置１２を取り外すことなく、第１、第２可動カバー１２３，１２２の間を空け、ロボット装置の内部のドライブギア５０の状態を確認でき、例えば、簡易な不具合であれば、その状態で不具合を解消することができ、作業効率を向上することができる。

図７は、図４のカバー装置１２の他の構造を示す側面図である。回転関節部Ｊ７は前方リンク６０と後方リンク８０とを接続する。回転関節部Ｊ７は、回転軸ＲＡ７を中心とする曲げ関節である。回転関節部Ｊ７は、カバー装置７００により、その全体が覆われる。回転関節部Ｊ７の回転軸ＲＡ７は、軸カバー７０により覆われている。カバー装置７００は、回転関節部Ｊ７を挟んで対向配置される一対のカバーユニットからなる。典型的には一対のカバーユニットは回転軸ＲＡ７と後方リンク８０の中心軸とが含まれる面を挟んで対称配置される。一方のカバーユニットは、４つのカバー７１１，７１２，７１３，７１４が入れ子構造に構成されてなる。他方のカバーユニットは、４つのカバー７２１，７２２、７２３、７２４が入れ子構造に構成されてなる。一方のカバーユニットの後方のカバー７１１と、他方のカバーユニットの後方のカバー７２１とは典型的には一体的に形成される。同様に一方のカバーユニットの前方のカバー７１４と、他方のカバーユニットの前方のカバー７２４とは典型的には一体的に形成される。

リンク６０とリンク８０とを直線状に配列したときの関節角度を０度としたとき、一方のカバーユニットの入れ子構造に構成された４つのカバー７１１，７１２，７１３，７１４は０度から＋１８０度の範囲を覆い、他方のカバーユニットの入れ子構造に構成された４つのカバー７２１，７２２，７２３，７２４は０度から−１８０度の範囲を覆うように構成されている。

４つのカバー７１１，７１２，７１３，７１４は、それぞれ既出の４つのカバー１２１，１２２，１２３，１２４と同一に構成されている。また、４つのカバー７２１，７２２，７２３，７２４も、それぞれ既出の４つのカバー１２１，１２２，１２３，１２４と同一に構成されている。ここでは、後方カバー７１１，７２１の後端には、リンク６０を覆うカバー６００が接続されている。また、前方カバー７１４，７２４の前端にはリンク８０を覆うカバー８００が接続されている。

回転関節部Ｊ７の回転により、リンク８０が順方向に回転したとき、入れ子構造に構成された４つのカバー７１１，７１２，７１３，７１４は伸長され、入れ子構造に構成された４つのカバー７２１，７２２，７２３，７２４は収縮される。ここでは、引張バネ７１６，７１７，７２６，７２７には、バネ定数が同一のバネが適用されている。
具体的には、入れ子構造に構成された４つのカバー７１１，７１２，７１３，７１４は以下のように回転される。前方カバー７１４が第１可動カバー７１３から引き出される。リンク８０が最も上向きの状態から下向きに所定角度（６０度）回転したときに、前方カバー７１４の後端の突起部７１４８が第１可動カバー７１３の先端の当接部７１３８に当接する。リンク８０が所定角度以上回転するとき、前方カバー７１４に従動して第１可動カバー７１３が第２可動カバー７１２から、第２可動カバー７１２が後方カバー７１１からそれぞれ少しずつ引き出される。前方カバー７１４が回転関節部Ｊ７の被覆を担当する角度（６０度）を超えてリンク８０が回転するとき、当該６０度を超えたリンク回転角度分の１／２を第１、第２可動カバー７１３，７１２がそれぞれ担当する。つまり、リンク８０の回転に伴って、第２可動カバー７１２と第１可動カバー７１３とはともに同じ角速度で引き出されていく。このように、前方カバー７１４と第１可動カバー７１３と第２可動カバー７１２とが後方カバー７１１と共に回転関節部Ｊ７の一方側を覆う。リンク８０が最も下向きの状態（回転角度範囲の下限角度）に達した時、第２可動カバー７１２の後端の突起部７１２８が後方カバー７１１の先端の当接部７１１８に当接して第２可動カバー７１２の引き出し動作が係止される。

入れ子構造に構成された４つのカバー７２１，７２２，７２３，７２４は、上記と逆の動きとなる。つまり、第１可動カバー７２３と第２可動カバー７２２とは同じ角度を維持しながら同期回転し、第１可動カバー７２３は第２可動カバー７２２に少しずつ収納され、第２可動カバー７２２は後方カバー７２１に少しずつ収納されていく。第１可動カバー７２３が第２可動カバー７２２に完全に収納され、第２可動カバー７２２が後方カバー７２１に完全に収納された以後、前方カバー７２４は第１可動カバー７２３に収納され始める。

一方、回転関節部７０の回転により、リンク８０がリンク６０に対して逆方向に回転したとき、入れ子構造に構成された４つのカバー７１１，７１２，７１３，７１４は収縮され、入れ子構造に構成された４つのカバー７２１，７２２，７２３，７２４は伸長される。入れ子構造に構成された４つのカバー７１１，７１２，７１３，７１４と入れ子構造に構成された４つのカバー７２１，７２２，７２３，７２４との回転動作は、リンク８０がリンク６０に対して順方向に回転されたときの、それらと逆の動きとなる。前方カバー７２４が第１可動カバー７２３から引き出される。リンク８０が最も下向きの状態から上向きに所定角度（６０度）回転したときに、前方カバー７２４の後端の突起部７２４８が第１可動カバー７２３の先端の当接部７２３８に当接する。リンク８０が所定角度以上回転するとき、前方カバー７２４に従動して第１可動カバー７２３が第２可動カバー７２２から、第２可動カバー７２２が後方カバー７２１からそれぞれ少しずつ引き出される。前方カバー７２４が回転関節部Ｊ７の被覆を担当する角度（６０度）を超えてリンク８０が回転するとき、当該６０度を超えたリンク回転角度分の１／２を第１、第２可動カバー７２３，７２２がそれぞれ担当する。つまり、リンク８０の回転に伴って、第２可動カバー７２２と第１可動カバー７２３とはともに同じ角速度で引き出されていく。このように、前方カバー７２４と第１可動カバー７２３と第２可動カバー７２２とが後方カバー７２１と共に回転関節部Ｊ７の他方側を覆う。リンク８０が最も上向きの状態（回転角度範囲の上限角度）に達した時、第２可動カバー７２２の後端の突起部７２２８が後方カバー７２１の先端の当接部７２１８に当接して第２可動カバー７２２の引き出し動作が係止される。

入れ子構造に構成された４つのカバー７１１，７１２，７１３，７１４は、上記と逆の動きとなる。つまり、第１可動カバー７１３と第２可動カバー７１２とは同じ角度を維持しながら同期回転し、第１可動カバー７１３は第２可動カバー７１２に少しずつ収納され、第２可動カバー７１２は後方カバー７１１に少しずつ収納されていく。第１可動カバー７１３が第２可動カバー７１２に完全に収納され、第２可動カバー７１２が後方カバー７１１に完全に収納された以後、前方カバー７１４は第１可動カバー７１３に収納され始める。

回転関節部Ｊ７の回転角度範囲は、その上限が収縮したときの４つのカバー７１１，７１２，７１３，７１４により、その下限が収縮したときの４つのカバー７２１，７２２，７２３，７２４により、物理的に制限される。例えば、リンク６０とリンク８０とが直線状に配列されているときの回転関節部Ｊ７の角度を０度とした場合、収縮したときの後方カバー７１１の後端面と前方カバー７１４の前端面とのなす角度が６０度、収縮したときの後方カバー７２１の後端面と前方カバー７２４の前端面との間の角度が６０度のとき、回転関節部Ｊ７の回転角度範囲は、＋１２０度〜−１２０度に制限される。したがって、カバーの数を増やし、カバー１つあたりの円弧角を小さくすることで、回転角度範囲を拡大できる。

図８は図４のカバー装置の他の構造を示す側面図である。図８に示すように、前方カバー１２４とそれに隣り合う第１可動カバー１２３とを引張バネ１２８で接続してもよい。この場合、図４に示した係合部１２３８，１２４８は不要とされる。引張バネ１２８のバネ定数は、引張バネ１２６のバネ定数及び引張バネ１２７のバネ定数と等価である。さらに引張バネ１２８の自由長は、引張バネ１２６の自由長及び引張バネ１２７の自由長と等価である。前方カバー１２４の後方部分３００、第１可動カバー１２３及び第２可動カバー１２２は、第２関節部Ｊ２を均等にカバーする。つまり、アーム部２が最上姿勢から最下姿勢に向かうよう関節部Ｊ２が回転するとき、前方カバー１２４の後方部分３００が第１可動カバー１２３から引き出されて露出する部分の角度と、第１可動カバー１２３が第２可動カバー１２２から引き出されて露出する部分の角度と、第２可動カバー１２２が後方カバー１２１から引き出されて露出する部分の角度とは常に等価になる。この状態を維持しながらカバー装置は開閉をする。

この構造でも同様に、第１、第２可動カバー１２３，１２２を離反させてその間を開放させることができ、その間から第１、第２可動カバー１２３，１２２の内部の第２関節部Ｊ２等を視認しアプローチする事ができる。

図９は図４のカバー装置の他の構造を示す側面図である。図９に示すように、可動カバー１２２，１２３との間を圧縮バネ（押しバネともいう）１４７で接続し、後方カバー１２１とそれに隣り合う可動カバー１２２との間を圧縮バネ１４６で接続するようにしてもよい。この場合、第１可動カバー１２３の外周板１２３１の後端内面に当接部１２３９が設けられる。アーム部２が最下姿勢から最上姿勢に向かって起き上がるよう関節部Ｊ２が回転するとき、最下姿勢から例えば６０度の角度で当接部１２３９に前方カバー１２４の外周板１２４１の後端外面に設けられた突起部１２４９が当接し、その角度からさらにアーム部２が最上姿勢に向かって起き上がるよう関節部Ｊ２が回転するとき、圧縮バネ１４７が圧縮され、第１可動カバー１２３が第２可動カバー１２２に収納されていく。

圧縮バネ１４６のバネ定数は圧縮バネ１４７のそれと等価である。さらに圧縮バネ１４６の自由長もと圧縮バネ１４７のそれと等価である。圧縮バネ１４７の自由長は、第２可動カバー１２２から第１可動カバー１２３が例えば６０度回転分だけ引き出されて露出するときのバネ両端の取り付け位置間の距離と等価である。それにより第１可動カバー１２３は第２可動カバー１２２から６０度回転分だけ引き出された位置で停止する。一方、圧縮バネ１４６の自由長も同様であり、後方カバー１２１から第２可動カバー１２２が６０度回転分だけ引き出されて露出するときのバネ両端の取り付け位置間の距離と等価である。第２可動カバー１２２は後方カバー１２１から６０度回転分だけ引き出された位置で停止する。

後方カバー１２１から第２可動カバー１２２が６０度回転分だけ引き出されて露出するときの圧縮バネ１４６のバネ両端の取り付け位置間の距離が、第２可動カバー１２２から第１可動カバー１２３が６０度回転分だけ引き出されて露出するときの圧縮バネ１４７のバネ両端の取り付け位置間の距離に等価になるように、圧縮バネ１４６，１４７がそれぞれ取り付けられる。

圧縮バネ１４７が圧縮され第１可動カバー１２３が第２可動カバー１２２に収納されていくとき、圧縮バネ１４７と圧縮バネ１４６との荷重が等価になるよう、圧縮バネ１４７の圧縮長と同じ長さだけ圧縮バネ１４６も圧縮される。それにより第１可動カバー１２３が第２可動カバー１２２に収納される角度と同角度だけ第２可動カバー１２２が後方カバー１２１に収納されていく。

この圧縮バネを採用した構造も同様に、第１、第２可動カバー１２３，１２２を離反させてその間を開放させることができ、その間から第１、第２可動カバー１２３，１２２の内部の第２関節部Ｊ２等を視認しアプローチする事ができる。

なお、図９に示す圧縮バネを採用した構造であっても、図８の例と同様に、前方カバー１２４とそれに隣り合う可動カバー１２３との間を圧縮バネで接続するようにしてもよい。この圧縮バネは圧縮バネ１４７及び圧縮バネ１４６とバネ定数、自由長ともに等価である。当接部１２３９及び突起部１２４９は不要である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１２…カバー装置、１２１…後方カバー、１２２…第２可動カバー、１２３…第１可動カバー、１２４…前方カバー、１２６，１２７…引張バネ。

Claims (16)

1. 前方のリンクと後方のリンクとの間を接続する回転関節部のカバー装置において、
   前記前方のリンクに固定される前方カバーと、
   前記後方のリンクに固定される後方カバーと、
   前記前方カバーと前記後方カバーとの間に配置され、前記回転関節部の回転軸と同軸で回転自在に軸支される複数の可動カバーとを具備し、
   前記前方カバー、前記後方カバー及び前記可動カバーは前記回転関節部を同方向から跨いで被覆するよう鞍形形状をなし、
   前記前方カバー、前記後方カバー及び前記可動カバーは前記回転関節部の回転にともなって前記前方カバーはそれに隣り合う前記可動カバーに、前記可動カバーはそれに後方で隣り合う前記可動カバーに、前記可動カバーは前記後方カバーに順次収納され引き出されるよう入れ子構造に構成されることを特徴とするカバー装置。
2. 前記可動カバーの側面は扇形をなすことを特徴とする請求項１記載のカバー装置。
3. 前記可動カバーの側面は同じ中心角、異なる半径に構成されることを特徴とする請求項２記載のカバー装置。
4. 前記可動カバーの外周面は前記回転軸を中心とした円弧状に構成さることを特徴とする請求項３記載のカバー装置。
5. 前記可動カバーは互いに引張バネで接続されることを特徴とする請求項４記載のカバー装置。
6. 前記後方カバーとそれに隣り合う前記可動カバーとは引張バネで接続されることを特徴とする請求項５記載のカバー装置。
7. 前記可動カバーどうしを接続する引張バネは、前記後方カバーと前記可動カバーとを接続する引張バネと同じバネ定数であることを特徴とする請求項６記載のカバー装置。
8. 前記前方カバーの後端とそれに隣り合う前記可動カバーの前端とは係合部で係合され、前記前方カバーの回転に従動してそれに隣り合う前記可動カバーが回転することを特徴とする請求項６記載のカバー装置。
9. 前記前方カバーとそれに隣り合う前記可動カバーとは引張バネで接続されることを特徴とする請求項６記載のカバー装置。
10. 前記可動カバーどうしを接続する引張バネ、前記後方カバーと前記可動カバーとを接続する引張バネ及び前記前方カバーと前記可動カバーとを接続する引張バネは同じバネ定数であることを特徴とする請求項９記載のカバー装置。
11. 前記可動カバーは互いに引張バネで接続され、前記後方カバーとそれに隣り合う前記可動カバーとは引張バネで接続され、
    前記可動カバーどうしを接続する引張バネは、前記後方カバーと前記可動カバーとを接続する引張バネと異なるバネ定数であることを特徴とする請求項１記載のカバー装置。
12. 前記可動カバーは互いに圧縮バネで接続されることを特徴とする請求項４記載のカバー装置。
13. 前記後方カバーとそれに隣り合う前記可動カバーとは圧縮バネで接続されることを特徴とする請求項１２記載のカバー装置。
14. 前記可動カバーどうしを接続する圧縮バネは、前記後方カバーと前記可動カバーとを接続する圧縮バネと同じバネ定数であることを特徴とする請求項１３記載のカバー装置。
15. 前記前方カバーの後端とそれに隣り合う前記可動カバーの後端とは係合部で係合され、前記前方カバーの回転に従動してそれに隣り合う前記可動カバーが回転することを特徴とする請求項１４記載のカバー装置。
16. 前方のリンクと後方のリンクとの間を接続する回転関節部のカバー装置において、
    前記回転関節部を挟んで対向配置される一対のカバーユニットを具備し、
    前記一対のカバーユニット各々は、
    前記前方のリンクに固定される前方カバーと、
    前記後方のリンクに固定される後方カバーと、
    前記前方カバーと前記後方カバーとの間に配置され、前記回転関節部の回転軸と同軸で回転自在に軸支される複数の可動カバーとを具備し、
    前記前方カバー、前記後方カバー及び前記可動カバーは前記回転関節部を同方向から跨いで被覆するよう鞍形形状をなし、
    前記前方カバー、前記後方カバー及び前記可動カバーは前記回転関節部の回転にともなって前記前方カバーはそれに隣り合う前記可動カバーに、前記可動カバーはそれに後方で隣り合う前記可動カバーに、前記可動カバーは前記後方カバーに順次収納され引き出されるよう入れ子構造に構成され、
    前記一対のカバーユニットの一方のカバーユニットの前記前方カバーと他方のカバーユニットの前記前方カバーとは一体化され、前記一方のカバーユニットの前記後方カバーと前記他方のカバーユニットの前記後方カバーとは一体化されることを特徴とするカバー装置。

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