JP2022171478A - 屈曲構造体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】屈曲部の軸方向の端部に端部部材をレーザー溶接によって取り付けることが可能な屈曲構造体を提供する。【解決手段】軸方向に対して弾性的に屈曲可能な屈曲部１１と、屈曲部１１の軸方向の端部に取り付けられる端部部材としての可動部５と、可動部５に形成されて可動部５よりも軸方向で薄肉の薄肉部１４と、可動部５に設けられ、薄肉部１４を軸方向でレーザー溶接のレーザー光を照射可能に露出させる切欠部１５と、レーザー溶接によって薄肉部１４に形成され、薄肉部１４を屈曲部１１に結合する溶接部１８と、を備えている。【選択図】 図１

Description

本発明は、ロボットやマニピュレーター等の関節機能部に供される屈曲構造体及びその製造方法に関する。

従来の屈曲構造体としては、特許文献１のように、弾性的に屈曲可能な屈曲部の軸方向の端部に端部部材を取り付けたものが知られている。

屈曲部は、複数のウェーブワッシャーを積層すると共に、この積層状態がウェーブワッシャー相互間をレーザー溶接することで保持されて形成されている。

この屈曲部には、端部部材が更に積層されて取り付けられる。この取付けの際には、屈曲部の端部と端部部材との間に積層方向からレーザー光を照射することができないので、レーザー溶接を採用することはできなかった。

かかるレーザー溶接は、はんだ等での接合に比べて、簡易な工程で強固な接合が得られる。このため、屈曲部には、コイルばねやベローズ等を用いたものもあるが、こうした屈曲部に対しても、端部部材をレーザー溶接によって結合することが要望されている。

国際公開第ＷＯ２０１９／０７３８６０号公報

解決しようとする問題点は、屈曲部の軸方向の端部に端部部材をレーザー溶接によって取り付けることができなかった点である。

本発明は、軸方向に対して弾性的に屈曲可能な屈曲部と、該屈曲部の前記軸方向の端部に取り付けられる端部部材と、前記端部部材に形成されて前記端部部材よりも前記軸方向で薄肉の薄肉部と、前記端部部材に設けられ前記薄肉部を前記軸方向でレーザー溶接のレーザー光を照射可能に露出させる露出部と、前記レーザー溶接によって前記薄肉部に形成され前記薄肉部を前記屈曲部に結合する溶接部と、を備えた屈曲構造体を提供する。

また、本発明は、軸方向に対して弾性的に屈曲可能な屈曲部の前記軸方向の端部に端部部材をレーザー溶接によって取り付けて屈曲構造体を製造する屈曲構造体の製造方法であって、前記端部部材よりも前記軸方向で薄肉の薄肉部を前記端部部材に形成し前記端部部材の露出部により前記レーザー溶接のレーザー光を照射可能に露出させ、前記端部部材を前記屈曲部に対して位置決めて前記薄肉部を前記屈曲部側に位置させ、前記露出部を介した前記レーザー溶接により前記薄肉部を前記屈曲部に結合する、屈曲構造体の製造方法を提供する。

本発明の屈曲構造体によれば、屈曲部の軸方向の端部に端部部材をレーザー溶接によって取り付けた構造を実現することができる。

本発明の屈曲構造体の製造方法によれば、屈曲部の軸方向の端部に端部部材をレーザー溶接によって取り付けて屈曲構造体を製造することができる。

図１は、本発明の実施例１に係る屈曲構造体を示す斜視図である。 図２は、図１の屈曲構造体の側面図である。 図３は、図１の屈曲構造体の要部を示す拡大図である。 図４は、図２の屈曲構造体の要部を示す拡大図である。 図５は、図１の屈曲構造体の平面図である。 図６は、図１の屈曲構造体の可動部と平ワッシャーとの溶接部を示す底面図である。 図７は、変形例に係る屈曲構造体の可動部を示す斜視図である。 図８は、他の変形例に係る屈曲構造体の可動部を示す斜視図である。 図９は、本発明の実施例１に係る屈曲構造体の製造方法を示す側面図である。 図１０は、本発明の実施例１に係る屈曲構造体の製造方法を示す側面図である。 図１１は、本発明の実施例１に係る屈曲構造体の製造方法を示す側面図である。 図１２は、本発明の実施例１に係る屈曲構造体の製造方法を示す側面図である。 図１３は、本発明の実施例２に係る屈曲構造体を示す斜視図である。 図１４は、図１３の屈曲構造体の側面図である。 図１５は、本発明の実施例３に係る屈曲構造体の要部を示す斜視図である。

屈曲部の軸方向の端部に端部部材をレーザー溶接によって取り付けることを可能にするという目的を、端部部材にレーザー光を照射することにより屈曲部と溶接可能な薄肉部を設けることにより実現した。

すなわち、屈曲構造体（１）は、屈曲部（１１，３５，３７）と、端部部材（３，５）と、薄肉部（１４）と、露出部（１５）と、溶接部（１８）とを備える。屈曲部（１１，３５，３７）は、軸方向に対して弾性的に屈曲可能な部材である。端部部材（３，５）は、屈曲部（１１，３５，３７）の軸方向の端部に取り付けられる。薄肉部（１４）は、端部部材（３，５）に形成され、端部部材（３，５）よりも軸方向で薄肉となっている。露出部（１５）は、端部部材（３，５）に設けられ、薄肉部（１４）を軸方向でレーザー溶接のレーザー光を照射可能に露出させる。溶接部（１８）は、レーザー溶接によって薄肉部（１４）に形成され、薄肉部（１４）を屈曲部（１１，３５，３７）に結合する。

露出部（１５）は、薄肉部（１４）を端部部材（３，５）外に開放する切欠き部としてもよい。

薄肉部（１４）は、端部部材（３，５）に積層されて結合された板材で構成してもよい。

屈曲部（１１，３５，３７）は、軸方向に積層されると共にレーザー溶接によって積層状態が保持された複数のウェーブワッシャー（２７）を備え、薄肉部（１４）は、端部部材（３，５）に積層されてレーザー溶接によって結合されたウェーブワッシャー（２７）としてもよい。この場合、薄肉部（１４）は、複数のウェーブワッシャー（２７）の端部に位置するウェーブワッシャー（２７）に溶接部（１８）により結合されて屈曲部（１１，３５，３７）の端部を構成する。

また、屈曲部（１１，３５，３７）は、複数のウェーブワッシャー（２７）の端部に、軸方向で積層してレーザー溶接によって積層状態が保持された平ワッシャー（２９）を備えてもよい。この場合、薄肉部（１４）は、複数のウェーブワッシャー（２７）の端部に位置する平ワッシャー（２９）にレーザー溶接により結合される。

かかる屈曲構造体（１）の製造方法は、端部部材（３，５）よりも軸方向で薄肉の薄肉部（１４）を端部部材（３，５）に形成し、端部部材（３，５）の露出部（１５）によりレーザー溶接のレーザー光を照射可能に露出させる。次いで、端部部材（３，５）を屈曲部（１１，３５，３７）に対して位置決め、薄肉部（１４）を屈曲部（１１，３５，３７）側に位置させる。次いで、露出部（１５）を介したレーザー照射により薄肉部（１４）を屈曲部（１１，３５，３７）にレーザー溶接する。

屈曲部（１１，３５，３７）を複数のウェーブワッシャー（２７）により構成する場合は、複数のウェーブワッシャー（２７）を軸方向に積層してレーザー溶接によって積層状態を保持することで屈曲部（１１，３５，３７）を形成する。屈曲部（１１，３５，３７）の形成前又は形成後において、端部部材（３，５）にウェーブワッシャー（２７）を積層してレーザー溶接により結合することで薄肉部（１４）を形成する。次いで、薄肉部（１４）を複数のウェーブワッシャー（２７）の端部に位置するウェーブワッシャー（２７）にレーザー溶接により結合し、屈曲部（１１，３５，３７）の端部を構成する。

屈曲部（１１，３５，３７）が複数のウェーブワッシャー（２７）の端部に平ワッシャー（２９）を積層される場合は、薄肉部（１４）が複数のウェーブワッシャー（２７）の端部に位置する平ワッシャー（２９）にレーザー溶接により結合される。

［屈曲構造体の構成］
図１は、本発明の実施例１に係る屈曲構造体を示す斜視図である。

図２は、図１の屈曲構造体の側面図である。

図３は、図１の屈曲構造体の要部を示す拡大図である。

図４は、図２の屈曲構造体の要部を示す拡大図である。

図５は、図１の屈曲構造体の平面図である。

図６は、図１の屈曲構造体の可動部と平ワッシャーとの溶接部を示す底面図である。

屈曲構造体１は、マニピュレーター、ロボット、アクチュエーターのような医療用や産業用等の各種の機器の関節機能部に適用されるものである。関節機能部は、屈曲・伸展する関節としての機能を有する装置、機構、デバイス等である。

本実施例の屈曲構造体１は、基部３と、可動部５と、屈曲部１１とを備えている。

基部３は、金属や樹脂等で形成された柱状体、例えば円柱状体からなる。この基部３は、マニピュレーターのシャフトの端部等に取り付けられる。なお、基部３は、柱状体に限られず、屈曲構造体１が適用される機器に応じて適宜の形態とする。

可動部５は、屈曲部１１により、軸方向に対して変位可能に基部３に支持される。この可動部５には、屈曲構造体１が適用される機器に応じたエンドエフェクタ等が取り付けられる。なお、軸方向とは、屈曲構造体１の軸心に沿った方向を意味し、軸心に対して僅かに傾斜した方向も含む。

かかる可動部５は、屈曲部１１の軸方向の端部に取り付けられる端部部材を構成するものであり、本体部１３と、薄肉部１４と、露出部としての切欠部１５と、溶接部１８とを備えている。

本体部１３は、金属や樹脂等によって全体として柱状体に形成されている。なお、本体部１３は、基部３と同様、屈曲構造体１が適用される機器に応じて適宜の形態とされ、金属や樹脂等による柱状体に限られるものではない。

本実施例の本体部１３は、切欠部１５によって円柱体から径方向で対向する周方向の一部が除去された形状となっている。これにより、本体部１３は、筒状の中心部１７に対して径方向に対向する扇状の側部１９が一体に設けられた構成となっている。

側部１９において、可動部５は、後述する屈曲部１１の端部を構成する平ワッシャー２９（以下、端部平ワッシャー２９と称する）に結合されている。本実施例の結合は、レーザー溶接による溶接部３１により行われている。溶接部３１は、端部平ワッシャー２９の周方向の複数個所に形成されている。なお、端部平ワッシャー２９と可動部５との結合は、接着等の他の手法によって行ってもよい。

可動部５の中心部１７と側部１９との間には、平面視で円弧状の凹部２１が設けられている。この凹部２１は、後述する屈曲部１１の挿通孔１１ａと軸方向で連通する。中心部１７には、軸方向に沿った連通孔１７ａが設けられている。連通孔１７ａは、後述する屈曲部１１のインナー部材２５の内周と軸方向で連通する。

薄肉部１４は、可動部５に形成され、可動部５よりも軸方向で薄肉となっている。本実施例の薄肉部１４は、切欠部１５によって露出した端部平ワッシャー２９の周方向の一部からなる。端部平ワッシャー２９は、可動部５の本体部１３に軸方向で重なる環状の部材である。端部平ワッシャー２９（平ワッシャー２９）の詳細は後述する。

なお、薄肉部１４は、可動部５に積層されて結合される板材であれば、単純な板材、或いは切欠部１５に対応した位置にのみ部分的に取り付けられた板材等とすることが可能である。また、薄肉部１４は、可動部５の一部を薄肉にすることで形成することも可能である。また、薄肉部１４は、平ワッシャー２９ではなく、ウェーブワッシャー２７によって構成してもよい。

薄肉部１４の平面形状は、切欠部１５の形状に応じて設定され、本実施例において弧状となっている。ただし、薄肉部１４の平面形状は、レーザー溶接のレーザー光を照射できるものであれば、特に限定されるものではない。

切欠部１５は、可動部５に設けられて、薄肉部１４を軸方向でレーザー溶接のレーザー光を照射可能に露出させるものである。軸方向で露出とは、軸方向からのレーザー溶接が可能となるように、薄肉部１４を軸方向で外部に露出することを意味する。

軸方向からのレーザー溶接とは、薄肉部１４の軸方向の表面にレーザー光を照射して行う溶接であり、レーザー光が軸方向に沿っている必要はない。従って、軸方向で露出には、軸方向に沿ってレーザー光を照射可能に薄肉部１４を外部に露出することに加え、レーザー光を軸方向に対して傾斜させた方向から薄肉部１４の表面に照射できる範囲で、薄肉部１４を外部に露出することも含む。

本実施例の切欠部１５は、本体部１３の軸方向に沿って形成されており、本体部１３が重なる端部平ワッシャー２９の周方向の一部を、薄肉部１４として軸方向に沿ってレーザー光を照射可能に可動部５外に開放する。

図７は、切欠部１５の変形例を示す。図７の変形例は、切欠部１５を可動部５の本体部１３の側方から設けたものである。この切欠部１５は、レーザー光を軸方向に対して傾斜させた方向から薄肉部１４の表面に照射できる範囲で、軸方向で薄肉部１４を外部に開放する。

なお、本実施例では、露出部として切欠部１５を設けているが、露出部は、薄肉部１４をレーザー溶接のレーザー光を照射可能に露出させればよいので、切欠部１５に限られるものではない。-例えば、露出部は、穴部やレーザー光を透過可能な透過材料とすることが可能である。

露出部を穴部とする場合は、レーザー光の照射方向に沿って可動部５に形成する。後述する溶接部１８を単一の溶接スポットのみで形成する場合は、露出部をレーザー光に応じた円錐または円筒など任意の形状の穴部とすることが可能である。露出部を透過材料とする場合は、可動部５自体を透過材料で形成し、薄肉部１４に対応する部分を露出部として用いればよい。

本実施例の切欠部１５の平面形状は、薄肉部１４である端部平ワッシャー２９の周方向の一部の形状に応じた弧状となっている。ただし、切欠部１５の平面形状は、薄肉部１４をレーザー溶接のレーザー光を照射可能に露出する範囲で任意に設定可能である。

図８は、切欠部１５の他の変形例を示す。図８の変形例は、切欠部１５の平面形状を変更し、周方向の寸法を小さくしたものである。

溶接部１８は、レーザー溶接によって薄肉部１４に形成され、薄肉部１４を屈曲部１１に結合する。溶接部１８の大きさや形状は、任意に設定可能であるが、例えば薄肉部１４の径方向及び周方向の中間部に位置する程度の大きさで、Ｖ字状や直線状等の適宜の形状とすることが可能である。

屈曲部１１は、アウター部材２３と、インナー部材２５とで構成されている。なお、インナー部材２５は、省略することも可能である。

アウター部材２３は、複数のウェーブワッシャー２７と、複数の平ワッシャー２９とを備えている。なお、アウター部材２３は、後述する二重コイル構造、コイルばね、ベローズ等の他の形態を採用してもよい。

複数のウェーブワッシャー２７は、軸方向で積層されると共にレーザー溶接によって積層状態が保持されている。ウェーブワッシャー２７の弾性変形により、弾性的に屈曲可能となっている。

各ウェーブワッシャー２７は、金属等によって閉または開環状に形成された板材である。本実施例のウェーブワッシャー２７は、ステンレスからなる円環状の板材であり、内外周間の径方向の幅及び板厚が一定となっている。

このウェーブワッシャー２７は、隣接するウェーブワッシャー２７に対して当接部分がレーザー溶接による溶接部３１によって結合されている。

本実施例において、ウェーブワッシャー２７は、周方向に複数の山部２７ａを有し、隣接する山部２７ａ間に谷部２７ｂを有する。軸方向で隣接するウェーブワッシャー２７間では、一方のウェーブワッシャー２７の山部２７ａが他方のウェーブワッシャーの谷部２７ｂに当接している。これら当接する山部２７ａ及び谷部２７ｂが、レーザー溶接による溶接部３１によって結合されている。

なお、山部２７ａ及び谷部２７ｂは、相互に当接しなくてもよく、例えば、相互に若干周方向にずれて傾斜部２７ｃに当接する形態としてもよい。また、ウェーブワッシャー２７の形状や材質等は、要求される特性等に応じて適宜変更することが可能である。

複数の平ワッシャー２９は、複数のウェーブワッシャー２７の両端部にそれぞれ軸方向で積層されると共にレーザー溶接によって積層状態が保持されている。本実施例において、平ワッシャー２９は、３枚積層される。

各平ワッシャー２９は、金属等によって閉または開環状に形成された板材であり、ウェーブワッシャー２７と同一材料により同一の内外周の径及び板厚を有し、且つ平坦に形成されている。従って、平ワッシャー２９は、アウター部材２３が屈曲する際に、相互間が開くようにウェーブワッシャー２７と共に変形するが、ウェーブワッシャー２７よりも変形量が小さいものとなる。なお、平ワッシャー２９は、ウェーブワッシャー２７と異なる材料を用いて形成されても良い。

平ワッシャー２９とウェーブワッシャー２７との結合は、平ワッシャー２９とウェーブワッシャー２７との当接部分がレーザー溶接による溶接部３１によって結合されることで行われる。

平ワッシャー２９相互間の結合及び平ワッシャー２９と基部３及び可動部５との結合は、ウェーブワッシャー２７相互の結合に倣って、周方向に順次変位した位置の溶接部３１によって結合される。

なお、平ワッシャー２９は、複数のウェーブワッシャー２７の一端部及び他端部の一方にのみ設けてもよい。また、平ワッシャー２９は、省略することも可能である。

かかる構成のアウター部材２３には、軸方向に貫通する挿通孔１１ａが形成されている。挿通孔１１ａは、図示しない駆動ワイヤーを挿通し、屈曲部１１のアウター部材２３は、駆動ワイヤーのガイドとしても機能する。

駆動ワイヤーの一端は、可動部５に接続され、駆動ワイヤーの他端は、基部３側に位置して引張りを可能とする。この引張により、屈曲部１１の屈曲を行わせる。

インナー部材２５は、金属や樹脂等からなる密着ばねや二重コイル構造のばね等のコイルばねによって構成される。なお、インナー部材２５は、種々の形態が可能であり、可撓性を有する筒体等によって構成してもよい。

かかるインナー部材２５は、全体として軸方向に対して屈曲及び伸展可能であって、且つ軸方向への圧縮を抑制する構成となっている。また、インナー部材２５は、二重コイル構造の場合、軸心の長さが屈曲前後及び屈曲中においてほぼ一定となっている。このため、インナー部材２５の内部を挿通する部材の経路長を一定にすることができる。

［屈曲構造体の製造方法］
図９～図１２は、屈曲構造体１の製造方法を示す斜視図である。

本実施例の屈曲構造体１の製造方法は、図９～図１２のように、屈曲部１１の軸方向の端部に可動部５をレーザー溶接によって取り付けるものである。レーザー溶接は、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｇａｒｎｅｔ）レーザー、ファイバーレーザー等の適宜の手法を採用すればよい。

かかる製造方法では、屈曲部１１の形成、可動部５への薄肉部１４の形成後、屈曲部１１に対する可動部５の薄肉部１４のレーザー溶接による結合が行われる。なお、屈曲部１１の形成と可動部５に対する薄肉部１４の形成は順序が前後してもよい。

屈曲部１１の形成では、図９のように、まず基部３上にアウター部材２３の複数の平ワッシャー２９を軸方向で積層し、軸方向からのレーザー溶接によって積層状態を保持する。

レーザー溶接は、軸方向で平ワッシャー２９を積層する度に、その上から基部３に対する平ワッシャー２９の当接部分及び平ワッシャー２９相互間の当接部分にレーザー光を照射することで行われる。これにより、溶接部３１が形成されて、基部３と平ワッシャー２９との当接部分、平ワッシャー２９相互間の当接部分が結合される。

基部３と平ワッシャー２９との間、及び平ワッシャー２９相互間は、周方向の全体で当接するが、レーザー光の照射部分は、その当接部分の内の周方向の一部である。これらレーザー光の照射部分は、ウェーブワッシャー２７相互間の当接部分に倣って周方向に変位させている。

次いで、図１０のように、積層された複数の平ワッシャー２９上に軸方向で複数のウェーブワッシャー２７を積層し、軸方向からのレーザー溶接によって積層状態を保持する。

レーザー溶接は、軸方向でウェーブワッシャー２７を積層する度に、その上から平ワッシャー２９とウェーブワッシャー２７との当接部分、ウェーブワッシャー２７相互間の当接部分にレーザー光を照射することで行われる。これにより、溶接部３１が形成されて、平ワッシャー２９とウェーブワッシャー２７との間、ウェーブワッシャー２７相互間が結合される。

なお、平ワッシャー２９とウェーブワッシャー２７との当接部分は、平ワッシャー２９に対してウェーブワッシャー２７の谷部２７が当接する部分であり、ウェーブワッシャー２７相互間の当接部分は、隣接するウェーブワッシャー２７の山部２７ａと谷部２７ｂとが当接する部分である。

次いで、図１１のように、積層された複数のウェーブワッシャー２７上に軸方向で平ワッシャー２９を積層し、軸方向からのレーザー溶接によって積層状態を保持する。積層される平ワッシャー２９は、薄肉部１４を構成する端部平ワッシャー２９を除いた２枚である。

こうして端部平ワッシャー２９を除くウェーブワッシャー２７及び平ワッシャー２９が積層されると共に積層状態が保持されて屈曲部１１のアウター部材２３が形成される。このアウター部材２３の形成後に、アウター部材２３内にインナー部材２５を配置する。

なお、アウター部材２３の形成前にインナー部材２５を配置しておき、インナー部材２５を挿通することで平ワッシャー２９及びウェーブワッシャー２７を積層してもよい。

可動部５に対する薄肉部１４の形成では、図１２のように、可動部５よりも軸方向で薄肉の薄肉部１４を可動部５に形成し、可動部５に設けられた切欠部１５によりレーザー溶接のレーザー光を照射可能に露出させる。

本実施例では、可動部５に端部平ワッシャー２９を軸方向で積層し、レーザー溶接によって結合して薄肉部１４を形成する。

端部平ワッシャー２９の積層は、可動部５の底面に対して端部平ワッシャー２９を重ねるようにして行われる。レーザー溶接は、可動部５に対する端部平ワッシャー２９の当接部分に軸方向からレーザー光を照射することで行われる。これにより、溶接部３１が形成され、端部平ワッシャー２９を可動部５に結合する。

可動部５に結合された端部平ワッシャー２９は、周方向の一部が切欠部１５に臨み、その表面が切欠部１５を介して外部に露出する。これにより、薄肉部１４が形成される。

こうして屈曲部１１及び可動部５に対する薄肉部１４の形成がなされた状態で、可動部５を屈曲部１１に取り付ける。

可動部５の屈曲部１１への取付けでは、図４のように、切欠部１５を介したレーザー溶接により薄肉部１４を屈曲部１１に結合する。

取付けに際しては、まず可動部５を屈曲部１１に対して位置決めする。この位置決めにより、端部ウェーブワッシャー２７を屈曲部１１側として屈曲部１１と可動部５との間に位置させると共に、薄肉部１４を結合先のウェーブワッシャー２７の山部２７に周方向の位置を一致させる。

これにより、薄肉部１４が結合先のウェーブワッシャー２７の山部２７に当接する。この薄肉部１４のウェーブワッシャー２７に対する当接部分に対し、切欠部１５を介してレーザー光を照射することでレーザー溶接が行われる。これにより、薄肉部１４に溶接部１８が形成されて、薄肉部１４と端部に位置するウェーブワッシャー２７とが結合される。

かかる結合により、可動部５が屈曲部１１に結合されると共に可動部５に結合されていた端部ウェーブワッシャー２７が屈曲部１１（アウター部材２３）の端部を構成する。

こうして、屈曲部１１の形成から屈曲部１１に対する可動部５の結合に至るまで、軸方向からの平ワッシャー２９、ウェーブワッシャー２７、及び可動部５の積層とレーザー溶接とで容易に行うことができる。

［実施例１の効果］
以上説明したように、本実施例の屈曲構造体１は、軸方向に対して弾性的に屈曲可能な屈曲部１１と、屈曲部１１の軸方向の端部に取り付けられる可動部５と、可動部５に形成されて可動部５よりも軸方向で薄肉の薄肉部１４と、可動部５に設けられ、薄肉部１４を軸方向でレーザー溶接のレーザー光を照射可能に露出させる切欠部１５と、レーザー溶接によって薄肉部１４に形成され、薄肉部１４を屈曲部１１に結合する溶接部１８と、を備えている。

従って、本実施例の屈曲構造体１は、屈曲部１１の軸方向の端部に可動部５をレーザー溶接によって取り付けた構造を実現することができる。

かかる屈曲構造体１の製造方法では、可動部５よりも軸方向で薄肉の薄肉部１４を可動部５に形成し、可動部５に設けられた切欠部１５によりレーザー溶接のレーザー光を照射可能に露出させ、可動部５を屈曲部１１に対して位置決めて、薄肉部１４を屈曲部１１側に位置させ、切欠部１５を介したレーザー溶接により薄肉部１４を屈曲部１１に結合する。

従って、屈曲部１１の軸方向の端部に可動部５をレーザー溶接によって取り付けて、屈曲構造体１を容易且つ確実に製造することができる。

また、切欠部１５は、薄肉部１４を可動部５外に開放させ、容易にレーザー光を薄肉部１４に照射させることができる。

また、薄肉部１４は、可動部５に積層されて結合された板材である平ワッシャー２９からなるので、容易に形成することができる。

特に、屈曲部１１は、複数のウェーブワッシャー２７及びその端部に平ワッシャー２９が軸方向に積層されると共にレーザー溶接によって積層状態が保持され、薄肉部１４は、屈曲部１１の端部を構成する平ワッシャー２９を利用して形成される。

従って、薄肉部１４を専用部材を用いることなく容易に形成することができる。しかも、屈曲部１１の形成から可動部５の屈曲部１１に対する取付けに至るまでを、軸方向からの平ワッシャー２９、ウェーブワッシャー２７、可動部５の積層とレーザー溶接とで容易に行わせることができる。

図１３は、本発明の実施例２に係る屈曲構造体を示す斜視図である。図１４は、図１３の屈曲構造体の側面図である。なお、実施例２は、実施例１と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。

本実施例の屈曲構造体１は、多関節構造としたものである。すなわち、屈曲構造体１は、基部３及び可動部５間に、多関節部３３を有している。

多関節部３３は、第１屈曲部３５及び第２屈曲部３７を円柱形状の中間部３９の軸方向の両側に取り付けて構成されている。

第１屈曲部３５及び第２屈曲部３７は、実施例１の屈曲部１１と軸方向の長さを除き同一構成となっている。第１屈曲部３５及び第２屈曲部３７の端部には、それぞれ可動部５及び基部３が取り付けられている。本実施例の基部３は、可動部５と同一構成となっており、可動部５と同様に端部部材を構成する。

屈曲構造体１の製造時には、中間部３９の軸方向の両側に複数の平ワッシャー２９及び複数のウェーブワッシャー２７が積層されて第１屈曲部３５及び第２屈曲部３７のアウター部材２３が形成され、それらアウター部材２３の端部に可動部５及び基部３がレーザー溶接によってそれぞれ取り付けられる。

平ワッシャー２９及び複数のウェーブワッシャー２７が積層や可動部５及び基部３のレーザー溶接による取付けは、実施例１と同一である。

なお、基部３を実施例１と同様に構成し、中間部３９を実施例１の可動部５と同様に構成してもよい。

かかる実施例２においても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。

図１５は、本発明の実施例３に係る屈曲構造体の要部を示す斜視図である。なお、実施例３は、実施例１と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。

本実施例の屈曲構造体１は、アウター部材２３から平ワッシャー２９を省略したものである。これに応じて、薄肉部１４は、可動部５に結合されたウェーブワッシャー２７からなる。その他は、実施例１と同様である。なお、薄肉部１４は、実施例１同様、可動部５に結合された平ワッシャーからなる構成でもよい。また、基部３側の平ワッシャー２９も省略可能である。

かかる実施例３においても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。

１ 屈曲構造体
３ 基部（端部部材）
５ 可動部（端部部材）
１１ 屈曲部
１４ 薄肉部
１５ 切欠部（露出部）
２７ ウェーブワッシャー
２９ 平ワッシャー
３５ 第１屈曲部
３７ 第２屈曲部

Claims (10)

1. 軸方向に対して弾性的に屈曲可能な屈曲部と、
   該屈曲部の前記軸方向の端部に取り付けられる端部部材と、
   前記端部部材に形成されて前記端部部材よりも前記軸方向で薄肉の薄肉部と、
   前記端部部材に設けられ前記薄肉部を前記軸方向でレーザー溶接のレーザー光を照射可能に露出させる露出部と、
   前記レーザー溶接によって前記薄肉部に形成され前記薄肉部を前記屈曲部に結合する溶接部と、
   を備えた屈曲構造体。
2. 請求項１記載の屈曲構造体であって、
   前記露出部は、前記薄肉部を前記端部部材外に開放する切欠き部である、
   屈曲構造体。
3. 請求項１又は２に記載の屈曲構造体であって、
   前記薄肉部は、前記端部部材に積層されて結合された板材からなる、
   屈曲構造体。
4. 請求項１～３の何れか一項に記載の屈曲構造体であって、
   前記屈曲部は、前記軸方向に積層されると共に前記レーザー溶接によって積層状態が保持された複数のウェーブワッシャーを備え、
   前記薄肉部は、前記端部部材に積層されて前記レーザー溶接によって結合されたウェーブワッシャーからなり、前記複数のウェーブワッシャーの端部に位置するウェーブワッシャーに前記溶接部により結合されて前記薄肉部を形成する前記ウェーブワッシャーにより前記屈曲部の端部を構成する、
   屈曲構造体。
5. 請求項１～３の何れか一項に記載の屈曲構造体であって、
   前記屈曲部は、前記複数のウェーブワッシャーの端部に前記軸方向で積層して前記レーザー溶接によって積層状態が保持された平ワッシャーを備え、
   前記薄肉部は、前記複数のウェーブワッシャーの端部に位置する前記平ワッシャーに前記レーザー溶接により結合された、
   屈曲構造体。
6. 軸方向に対して弾性的に屈曲可能な屈曲部の前記軸方向の端部に端部部材をレーザー溶接によって取り付けて屈曲構造体を製造する屈曲構造体の製造方法であって、
   前記端部部材よりも前記軸方向で薄肉の薄肉部を前記端部部材に形成し前記端部部材に設けられた露出部により前記レーザー溶接のレーザー光を照射可能に露出させ、
   前記端部部材を前記屈曲部に対して位置決めて前記薄肉部を前記屈曲部側に位置させ、
   前記露出部を介した前記レーザー溶接により前記薄肉部を前記屈曲部に結合する、
   屈曲構造体の製造方法。
7. 請求項６記載の屈曲構造体の製造方法であって、
   前記露出部は、前記薄肉部を前記本体部外に開放する切欠き部又は穴部である、
   屈曲構造体の製造方法。
8. 請求項６又は７に記載の屈曲構造体の製造方法であって、
   前記薄肉部は、前記端部部材に板材を積層して結合することで形成される、
   屈曲構造体の製造方法。
9. 請求項６～８の何れか一項に記載の屈曲構造体の製造方法であって、
   複数のウェーブワッシャーを前記軸方向に積層して前記レーザー溶接によって積層状態を保持することで前記屈曲部を形成し、
   前記端部部材にウェーブワッシャーを積層して前記レーザー溶接により結合することで前記薄肉部を形成し、
   前記薄肉部を前記複数のウェーブワッシャーの端部に位置するウェーブワッシャーに前記レーザー溶接により結合し前記薄肉部を形成する前記ウェーブワッシャーにより前記屈曲部の端部を構成する、
   屈曲構造体の製造方法。
10. 請求項９記載の屈曲構造体の製造方法であって、
    前記屈曲部は、前記複数のウェーブワッシャーの端部に平ワッシャーを前記軸方向に積層して前記レーザー溶接によって積層状態が保持され、
    前記薄肉部は、前記複数のウェーブワッシャーの端部に位置する前記平ワッシャーに前記レーザー溶接により結合された、
    屈曲構造体の製造方法。
    

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