JP2022175659A - 自重補償装置 - Google Patents

Abstract

【課題】調整用の予備として複数のウェイトを余分に準備することなく、異なる被支持体の質量に応じて重量補償力の調整を可能にする。【解決手段】自重補償装置は、第一端部及び第二端部の間の支持点が回転可能に支持された第一アームと、前記第一アームの第一端部に支持された第一ウェイトと、前記支持点で前記第一アームと独立して回転可能に支持され、前記支持点から延びる第二アームと、前記第二アームに支持された第二ウェイトと、前記第二端部で前記第一アームに接続され、前記第二アームが延びる方向とは反対方向に延びて被支持体を支持可能な支持アームと、前記支持アームと前記第二アームとが互いに平行となるように連動させる連動機構と、前記支持点に対する前記第一ウェイトの位置を調整可能な第一位置調整部と、前記支持点に対する前記第二ウェイトの位置を調整可能な第二位置調整部と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、自重補償装置に関する。

近年、製造現場において、機械及びロボット等による自動化や作業者の少人数化が推進されているが、人手による作業を完全に無くすことは難しい。人手による作業のうちの１つとして、作業者が重い工具を扱う作業がある。このような作業は、作業の効率化を図るうえで、大きな障壁となっている。このような重い工具の自重を補償する機構として、自重補償装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、自律走行車両に搭載したパンタグラフ型リンク構造体の２つのリンクを延長した第一の腕要素及び第二の腕要素と、第一腕要素の先端のハンドに作業具を着脱自在に取り付けし、第二腕要素の先端にカウンター重りを取り付けて自重補償機能を持たせた自重補償装置が開示されている。このような構成とされた自重補償装置を用いることで、工具の自重を補償することが可能となる。

特開２００４－２９１２１５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された自重補償装置の場合、ハンドに取り付けた作業具をパンタグラフ型リンク構造体の支点に近付けた場合、４つのリンクのうち、上側に配置された２つのリンクを接続する接続部が支点から大きく離れてしまう。そのため、パンタグラフ型リンク構造体が動作するために必要な占有空間を広く確保する必要がある。また、持ち上げる作業具の質量に応じて、ウェイトであるカウンター重りの質量を調整する必要がある。そのため、予備のウェイトを多数準備しておく必要がある。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、調整用の予備として複数のウェイトを余分に準備することなく、異なる被支持体の質量に応じて、重量補償力の調整が可能な自重補償装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示に係る自重補償装置は、第一端部及び第二端部を有し、前記第一端部及び前記第二端部の間の支持点が回転可能に支持された第一アームと、前記支持点から前記第一端部に向かうように前記第一アームの延在方向において離間した位置で前記第一アームに支持された第一ウェイトと、前記支持点で前記第一アームと独立して回転可能に支持され、前記支持点から前記第一アームの延在方向と交差する方向に延びる第二アームと、前記支持点から前記第二アームの延在方向に離間した位置で前記第二アームに支持された第二ウェイトと、前記第二端部で前記第一アームに回転可能に接続され、前記第二アームが延びる方向と平行かつ反対方向に延びて被支持体を支持可能な支持アームと、前記支持アームと前記第二アームとが常時互いに平行となるように動作を連動させる連動機構と、前記第二端部と前記支持点と前記第一端部とを結ぶ仮想直線上における前記支持点と前記第一ウェイトとの距離を調整可能な第一位置調整部と、前記支持点から前記第二アームの延在方向に延びる仮想直線上における前記支持点と前記第二ウェイトとの距離を調整可能な第二位置調整部と、を備え、前記第二アームは、前記支持点を通る第一軸線を中心に前記第一アームに対して独立に回転可能とされ、前記支持アームは、前記第一アーム上の前記第二端部を通り前記第一軸線に対して平行に延びる第二軸線を中心に前記第一アームに対して回転可能とされている。

本開示の自重補償装置によれば、調整用の予備として複数のウェイトを余分に準備することなく、異なる被支持体の質量に応じて、重量補償力を調整可能にできる。

第一実施形態に係る自重補償装置の構成を示す模式図である。 第二実施形態に係る自重補償装置の構成を示す模式図である。 第三実施形態に係る自重補償装置の構成を示す模式図である。 第四実施形態に係る自重補償装置の構成を示す模式図である。

以下、添付図面を参照して、本開示による自重補償装置１を実施するための形態を説明する。しかし、本開示はこの実施形態のみに限定されるものではない。

（自重補償装置の構成）
図１を参照して、第一実施形態の自重補償装置１について説明する。本開示に係る実施形態の自重補償装置１は、第一アーム１０と、第一ウェイト１５と、第二アーム２０と、第二ウェイト２５と、支持アーム３０と、連動機構６０と、第一位置調整部７０と、第二位置調整部８０と、を備える。

（第一アームの構成）
第一アーム１０は、第一端部１１及び第二端部１２を有している。第一アーム１０は、第一端部１１と第二端部１２とを繋ぐ第一仮想中心線Ｃ１に沿って、直線状をなすように第一端部１１から第二端部１２まで延びる形状を基本とする。第一仮想中心線Ｃ１は、第一ウェイト１５の重心と第二端部１２とを繋ぐ仮想直線であり、その間に支持点１３が存在する。なお、第一アーム１０は、支持点１３と第一ウェイト１５の重心と第二端部１２とが第一仮想中心線Ｃ１上に存在し、支持点１３と第一ウェイト１５の重心との距離Ｌ１及び支持点１３と第二端部１２との距離Ｌａを、それぞれ一定に保つことができれば良く、直線状の部材として形成されていることに限定されるものでない。すなわち、第一アーム１０は、第一仮想中心線Ｃ１に沿って延びていれば、第一端部１１と第二端部１２との間が屈曲した形状や湾曲した形状であってもよい。第一アーム１０は、第一端部１１及び第二端部１２の間の支持点１３で回転可能に支持されている。

支持点１３は、第一アーム１０において、回動可能な状態で支持されている位置である。支持点１３は、第一アーム１０において第一仮想中心線Ｃ１上の回転中心となる点である。第一アーム１０は、支持点１３を基準として紙面と直交する軸まわりに回転可能であることを基本とするが、紙面と直交する軸に加えて鉛直方向Ｄｖの軸を含めた直交二軸、あるいは、直交三軸全てに対して回転可能に支持する構成でも良い。図１では省略しているが、前記直交二軸を回転可能に支持する構成、および、前記直交三軸を回転可能に支持する構成としては、光学機器の雲台に用いられる２軸可動雲台、３軸可動雲台、および、ボール式自由雲台などの構成が考えられる。

なお、第一アーム１０は、例えば、車両等の大型の移動装置または台車やキャスタ付き支持架台等の小型の移動装置によって移動可能な状態で支持点１３を支持されている。この移動装置は、車輪の固定などによって任意の位置で移動不能な状態に一時的に固定可能とされていてもよい。また、この移動装置は、アウトリガー等の転倒防止用部材を有していてもよい。また、昇降装置等によって支持点１３の高さを調整し、第一アーム１０が鉛直方向Ｄｖに移動可能となるように支持する構成にしてもよい。

（第一ウェイトの構成）
第一ウェイト１５は、支持点１３から第一端部１１に向かって第一アーム１０の延在方向において離間した位置で第一アーム１０に支持されている。第一ウェイト１５は、変動しない一定の質量を有するカウンタウェイトである。第一ウェイト１５は、支持点１３に対して離れた位置で第一仮想中心線Ｃ１と重なるように配置されていればよい。第一ウェイト１５は、支持点１３と第一端部１１との間や、第一端部１１と重なる位置に配置される。本実施形態では、第一ウェイト１５は、第一端部１１に対して固定されている。また、本実施形態の第一ウェイト１５は、一つのみ配置されている。ただし、本実施形態では、第一ウェイト１５の質量を変更せずに被支持体５０の重量補償力を調整可能にする構成の説明として第一ウェイト１５の質量を一定としているのであり、ウェイトの交換、ウェイト内の液体あるいは粉体の増減、第一ウェイト１５の位置に複数のウェイトを追加あるいは除去する手段を制限するものではない。

（第二アームの構成）
第二アーム２０は、支持点１３で第一軸線Ｏ１を中心に、第一アーム１０に対して独立して回転可能に支持されている。第二アーム２０は、第一アーム１０に接続されることを基本とするが、第一軸線Ｏ１を中心に回転する構成であれば必ずしも第一アーム１０に直接接続されなくても良い。第一軸線Ｏ１は、支持点１３を通る仮想直線であって、第一仮想中心線Ｃ１と直交する直線である。第二アーム２０は、支持点１３に位置する基端２２から先端２１まで第一アーム１０の延在方向と交差する方向に延びている。第二アーム２０は、第一仮想中心線Ｃ１と交差する第二仮想中心線Ｃ２に沿って、直線状をなすように支持点１３から先端２１まで延びる形状を基本とする。第二仮想中心線Ｃ２は、第二ウェイト２５の重心と支持点１３とを繋ぐ仮想直線である。第二仮想中心線Ｃ２は、第一仮想中心線Ｃ１と同じ仮想面内で延びる仮想直線であって、第一軸線Ｏ１に対して直交する仮想直線である。なお、第二アーム２０は、第二仮想中心線Ｃ２に沿って延びる直線状であることを基本とするが、第二ウェイト２５の重心が第二仮想中心線Ｃ２上となるように支持できれば良いため、必ずしも直線状に形成されていることに限定されるものでない。そのため、第二アーム２０は、基端２２と先端２１との間が屈曲している形状や湾曲している形状であってもよい。

（第二ウェイトの構成）
第二ウェイト２５は、支持点１３から第二アーム２０の延在方向に離間した位置で第二アーム２０に支持されている。第二ウェイト２５は、変動しない一定の質量を有するカウンタウェイトである。第二ウェイト２５は、支持点１３に対して離れた位置で第二仮想中心線Ｃ２と重なるように配置されていればよい。したがって、第二ウェイト２５は、支持点１３と先端２１との間や、先端２１と重なる位置に配置される。本実施形態では、第二ウェイト２５は、先端２１に対して固定されている。また、本実施形態の第二ウェイト２５は、一つのみ配置されている。第二ウェイト２５は、第一ウェイト１５と同じ質量でもカウンタウェイトであってもよく、異なる質量のカウンタウェイトであってもよい。ただし、本実施形態では、第二ウェイト２５の質量を変更せずに被支持体５０の重量補償力を調整可能にする構成の説明として第二ウェイト２５の質量を一定としているのであり、ウェイトの交換、ウェイト内の液体あるいは粉体の増減、第二ウェイト２５の位置に複数のウェイトを追加あるいは除去する手段を制限するものではない。

（支持アームの構成）
支持アーム３０は、第二端部１２で第一アーム１０に回転可能に接続されている。支持アーム３０は、支持第一端部３１と支持第二端部３２とを繋ぐ第三仮想中心線Ｃ３に沿って、直線状をなすように支持第一端部３１から支持第二端部３２まで延びる形状を基本とする。第三仮想中心線Ｃ３は、第二端部１２と被支持体５０の重心とを繋ぐ仮想直線であって、第一仮想中心線Ｃ１に対して交差しつつ、第二仮想中心線Ｃ２と平行な直線である。支持アーム３０は、支持第一端部３１が第二端部１２と重なるように配置されて、第二軸線Ｏ２を中心に第一アーム１０に対して回転可能に接続されている。第二軸線Ｏ２は、第二端部１２を通る仮想直線であって、第一仮想中心線Ｃ１及び第三仮想中心線Ｃ３と直交する直線である。第二軸線Ｏ２は、第二端部１２で第一軸線Ｏ１に対して平行に延びている。なお、支持アーム３０は、第三仮想中心線Ｃ３に沿って延びる直線状であることを基本とするが、被支持体５０の重心が第三仮想中心線Ｃ３上となるように支持できれば良いため、必ずしも直線状に形成されていることに限定されるものでない。支持アーム３０は、支持第一端部３１と支持第二端部３２との間が屈曲している形状や湾曲している形状であってもよい。支持アーム３０は、第一アーム１０の延在方向と交差する方向のうち第二アーム２０が延びる方向とは反対方向に向かって延びている。つまり、支持アーム３０が第一アーム１０の第二端部１２に接続している支持第一端部３１から支持第二端部３２に延びる向きと、第二アーム２０が支持点１３に回転可能に支持されている基端２２から先端２１に延びる向きとは、逆方向である。支持アーム３０は、支持第二端部３２で被支持体５０を支持可能とされている。

（被支持体の構成）
被支持体５０は、支持アーム３０に対して着脱可能な状態で取り付けられている。被支持体５０は、自重補償装置１によって鉛直方向Ｄｖの下方へ向かう重力に逆らって持ち上げられた状態で移動される対象物であって、任意の重量物である。被支持体５０としては、例えば、工場等で作業員が使用する重量物（例えば、重い工具等）を例示することが可能である。被支持体５０は、支持第一端部３１に対して離れた位置で第三仮想中心線Ｃ３と重なるように配置されていればよい。したがって、被支持体５０は、支持第一端部３１と支持第二端部３２との間や、支持第二端部３２と重なる位置に配置される。本実施形態では、被支持体５０は、支持第二端部３２に対して着脱可能とされている。

（連動機構の構成）
連動機構６０は、支持アーム３０と第二アーム２０とが常時互いに平行となるように動作を連動させる機能を有する。つまり、第一アーム１０の第二端部１２に接続された支持第一端部３１を中心にして支持アーム３０が回転するのに追従して、支持点１３に支持された状態で基端２２を中心に第二アーム２０が回転し、第三仮想中心線Ｃ３と第二仮想中心線Ｃ２とが常に平行となるように連動させる機能を有する。この連動機構は、第三仮想中心線Ｃ３と第二仮想中心線Ｃ２とが常に平行となるように相互の動作を拘束する機能であるため、第二アーム２０が回転する場合、支持アーム３０が追従して回転する機能も同時に有している。本実施形態の連動機構６０は、第一スプロケット６１と、第二スプロケット６２と、チェーン６３と、チェーン調整機構６４と、を有する。

第一スプロケット６１は、その回転中心軸である第二軸線Ｏ２周りの回転をチェーン６３に伝達し、チェーン６３による回転をその中心軸に伝達するための円板形状をなした歯車である。第一スプロケット６１は、支持アーム３０の支持第一端部３１に接続され、支持アーム３０の回転と同期するように拘束されている。その拘束方法には、キー及びキー溝による方法、スプライン加工による方法、ボルト締結による方法、溶接等が考えられるが、これらに限定はしない。第一スプロケット６１は、第一アーム１０に対して回転可能に接続されている。第一スプロケット６１は、支持アーム３０が支持する被支持体５０の重量を、支持アーム３０内部に生じる曲げモーメントを介して、第二軸線Ｏ２まわりのトルクに変換し、チェーン６３の張力に変換し、荷重を伝達する。第一スプロケット６１は真円の形状を基本とするが、位相に応じてピッチ径が変化するスプロケットを用いても良い。

第二スプロケット６２は、その回転中心軸である第一軸線Ｏ１周りの回転をチェーン６３に伝達し、チェーン６３による回転をその中心軸に伝達するための円板形状をなした歯車である。第二スプロケット６２は、第二アーム２０の基端２２に接続され、第二アーム２０の回転と同期するように拘束されている。その拘束方法には、キー及びキー溝による方法、スプライン加工による方法、ボルト締結による方法、溶接等が考えられるが、これらに限定はしない。この基端２２は第二アーム２０を第一軸線Ｏ１まわりに回転可能に支持する支持点１３と一致する。つまり、第二スプロケット６２は、第一スプロケット６１に対して離れた位置に配置されている。第二スプロケット６２は、第一アーム１０に対して独立に回転可能である。第二スプロケット６２は、第二アーム２０が支持する第二ウェイト２５の重量を、第二アーム２０内部に生じる曲げモーメントを介して、第一軸線Ｏ１まわりのトルクに変換し、チェーン６３の張力に変換し、荷重を伝達する。本実施形態の第二スプロケット６２は真円の形状を基本とし、ピッチ径は、第一スプロケット６１のピッチ径と等しくなるように構成されることを基本とする。ただし、位相に応じてピッチ径が変化するスプロケットを用いても良い。その場合、第一スプロケット６１及び第二スプロケット６２としては、例えば、同じ構成（同じ大きさで、かつ同じ形状）とされたスプロケットを用いることが好ましい。

チェーン６３は、第一スプロケット６１及び第二スプロケット６２の外周部の歯と係合している。チェーン６３は、環状に形成されており、第一スプロケット６１及び第二スプロケット６２を内側に配置している。

チェーン調整機構６４は、チェーン６３の経路上に配置されている。チェーン調整機構６４は、チェーン６３の張りの状態を調整可能（第一スプロケット６１と第二スプロケット６２との相対位相を調整可能）な構成とされている。即ち、チェーン調整機構６４によって、支持アーム３０の第三仮想中心線Ｃ３と第二アーム２０の第二仮想中心線Ｃ２の平行度を調整可能な機能を有している。チェーン調整機構６４としては、例えば、ターンバックルやチェーンテンショナ等を用いることが可能である。

（第一位置調整部の構成）
第一位置調整部７０は、第一仮想中心線Ｃ１上に存在する支持点１３と第一ウェイト１５との距離を調整可能とされている。本実施形態の第一位置調整部７０は、支持点１３と第一端部１１との間で第一アーム１０の長さを調整可能とされている。第一位置調整部７０は、被支持体５０の質量に応じて、第一ウェイト１５の位置を手動あるいは半自動あるいは自動で調整する。手動で調整する場合、具体的には、被支持体５０の質量を任意の手法で計測し、その大きさに応じて、自重補償装置１の使用者が第一位置調整部７０の固定を解除し、長さを変え、再度固定する手法がある。第一位置調整部７０の固定方法としては、ロックピン、ねじ、キャッチクリップ等が考えられるが、これらに限定しない。半自動で調整する場合、具体的には、被支持体５０の質量を任意の手法で計測し、自重補償装置１の使用者が手動で被支持体５０の質量を数値として自重補償装置１に入力し、入力された被支持体５０の質量（使用者によって取得された被支持体５０の質量）の数値に応じて、第一アーム１０の支持点１３と第一ウェイト１５との距離を、第一位置調整部７０がアクチュエータを用いて自動的に調整する手法がある。第一位置調整部７０が支持点１３と第一ウェイト１５との距離を調整するアクチュエータとしては、例えば、ボールねじ、ワイヤチェーン、油圧シリンダ、リニアモータ、リンク機構等が挙げられる。本実施形態の第一位置調整部７０は、第一アーム１０の支持点１３と第一端部１１との間を伸縮させて第一アーム１０の長さを調整する。第一位置調整部７０は、支持点１３と第一端部１１との間で第一アーム１０に配置されている。自動で調整する場合、自重補償装置１で被支持体５０の質量を直接検出し、半自動で調整する場合では使用者が実施していた被支持体５０の質量の数値入力を省略し、直接計測で得られた被支持体５０の質量（検出した被支持体５０の質量）の値を用いて、支持点１３と第一ウェイト１５との距離を第一位置調整部７０が、自動で、半自動の場合と同様の方法を用いて調整を行う。ただし、手動あるいは半自動あるいは自動の場合のいずれの調整方法においても、支持点１３と第一ウェイト１５との距離を調整することが目的であるため、支持点１３と第一端部１１との距離を変えずに、第一アーム１０の上を第一ウェイト１５のみが移動する構成でも良い。

（第二位置調整部の構成）
第二位置調整部８０は、第二仮想中心線Ｃ２上に存在する支持点１３と第二ウェイト２５との距離を調整可能とされている。本実施形態の第二位置調整部８０は、支持点１３と先端２１との間で第二アーム２０の長さを調整可能とされている。第二位置調整部８０は、被支持体５０の質量に応じて、第二ウェイト２５の位置を手動あるいは半自動あるいは自動で調整する。手動で調整する場合、具体的には、被支持体５０の質量を任意の手法で計測し、その大きさに応じて、自重補償装置１の使用者が第二位置調整部８０の固定を解除し、長さを変え、再度固定する手法がある。第二位置調整部８０の固定方法としては、ロックピン、ねじ、キャッチクリップ等が考えられるが、これらに限定しない。半自動で調整する場合、具体的には、被支持体５０の質量を任意の手法で計測し、自重補償装置１の使用者が手動で被支持体５０の質量を数値として自重補償装置１に入力し、入力された被支持体５０の質量（使用者によって取得された被支持体５０の質量）の数値に応じて、第二アーム２０の支持点１３と第二ウェイト２５との距離を、第二位置調整部８０がアクチュエータを用いて自動的に調整する手法がある。第二位置調整部８０が支持点１３と第二ウェイト２５との距離を調整するアクチュエータとしては、例えば、ボールねじ、ワイヤチェーン、油圧シリンダ、リニアモータ、リンク機構等が挙げられる。本実施形態の第二位置調整部８０は、第二アーム２０の基端２２と先端２１との間を伸縮させて第二アーム２０の長さを調整する。第二位置調整部８０は、支持点１３と先端２１との間で第二アーム２０に配置されている。自動で調整する場合、自重補償装置１で被支持体５０の質量を直接検出し、半自動で調整する場合では使用者が実施していた被支持体５０の質量の数値入力を省略し、直接計測で得られた被支持体５０の質量（検出した被支持体５０の質量）の値を用いて、支持点１３と第二ウェイト２５との距離を第二位置調整部８０が、自動で、半自動の場合と同様の方法を用いて調整を行う。ただし、手動あるいは半自動あるいは自動の場合のいずれの調整方法においても、支持点１３と第二ウェイト２５との距離を調整することが目的であるため、支持点１３と先端２１との距離を変えずに、第二アーム２０の上を第二ウェイト２５のみが移動する構成でも良い。第二位置調整部８０は、基本的に、被支持体５０の質量に応じて第一位置調整部７０と同時に可動する。これにより、第一位置調整部７０及び第二位置調整部８０は、第一ウェイト１５の位置及び第二ウェイト２５の位置を同時に調整する。ただし、第一ウェイト１５の位置及び第二ウェイト２５の位置の調整を、同時で行うことに限定するわけではない。

ここで、本実施形態の自重補償装置１は、下記の二つの式を満たすように各部材が構成されていることが好ましい。
Ｌ１・Ｍ＝Ｌａ・Ｍａ・・・（式１）
Ｌ２・Ｍ＝Ｌｂ・Ｍｂ・・・（式２）

Ｌ１は、第一アーム１０の支持点１３と第二端部１２との距離である。
Ｌ２は、支持アーム３０の支持第一端部３１と支持第二端部３２との距離である。
Ｍは、（第一の）被支持体５０の質量である。
Ｌａは、第一アーム１０が最も伸びた状態での支持点１３から第一ウェイト１５の重心までの距離である。
Ｌｂは、第二アーム２０が最も伸びた状態での支持点１３から第二ウェイト２５の重心までの距離である。
Ｍａは、第一ウェイト１５の質量である。
Ｍｂは、第二ウェイト２５の質量である。

さらに、持ち上げる被支持体５０の質量が軽くなって、第一位置調整部７０及び第二位置調整部８０で第一ウェイト１５及び第二ウェイト２５の位置を調整後の本実施形態の自重補償装置１は、下記の二つの式をさらに満たすように各部材が構成されていることが好ましい。
Ｌａ’＝Ｍ’／Ｍ・Ｌａ・・・（式３）
Ｌｂ’＝Ｍ’／Ｍ・Ｌｂ・・・（式４）

Ｌａ’は、移動後の第一ウェイト１５の重心位置（本実施形態では第一端部１１の位置）と支持点１３との距離である。
Ｌｂ’は、移動後の第二ウェイト２５の重心位置（本実施形態では先端２１の位置）と支持点１３との距離である。したがって、Ｌｂ’は、調整後の第二アーム２０の長さである。
Ｍ’は、（第一の）被支持体の質量Ｍよりも小さい（第二の）被支持体５０の質量である。

次に、本実施形態に係る自重補償装置１で被支持体５０を鉛直方向Ｄｖの上方へ持ち上げる場合について説明する。自重補償装置１では、支持アーム３０の支持第二端部３２に被支持体５０が取り付けられる。この際、支持点１３で第一軸線Ｏ１まわりに第一アーム１０を回転させることで、また、支持第一端部３１で第二軸線Ｏ２まわりに支持アーム３０を回転させることで、被支持体５０を任意の位置に移動させることができる。この際、連動機構６０によって、第二アーム２０が支持アーム３０に対して常に平行な状態となるように維持される。その結果、被支持体５０と第一ウェイト１５と第二ウェイト２５の合成重心は、支持点１３と常に一致することとなり、被支持体５０の位置に関わらず被支持体５０の自重を補償し、被支持体５０を安定して支持可能となる。被支持体５０の質量が変化した場合、式３および式４に示す通り、支持点１３から第一ウェイト１５の重心までの距離、および、支持点１３から第二ウェイト２５の重心までの距離を変化させることで、被支持体５０と第一ウェイト１５と第二ウェイト２５の合成重心を支持点１３と一致させる。これにより、被支持体５０の質量に関わらず被支持体５０の自重を補償し、被支持体５０を安定して支持可能となる。

（作用効果）
上記第一実施形態の自重補償装置１では、第一位置調整部７０及び第二位置調整部８０によって、支持点１３に対する第一ウェイト１５の位置や第二ウェイト２５の位置が調整できる。そのため、持ち上げる被支持体５０が変わって、被支持体５０の質量が変化しても、第一ウェイト１５及び第二ウェイト２５の位置を調整するだけで、被支持体５０の自重を補償するための重量補償力の調整が可能となる。したがって、第一ウェイト１５及び第二ウェイト２５以外の複数のカウンタウェイトを調整用の予備として準備することなく、異なる質量の被支持体５０への重量補償力の調整が可能となる。

また、第一位置調整部７０及び第二位置調整部８０によって、被支持体５０の質量に応じて、第一ウェイト１５及び第二ウェイト２５の位置が同時に調整される。その結果、被支持体５０の質量に合わせた重量補償力の安定した調整が可能となる。

さらに、第一ウェイト１５は、支持点１３に対して第一仮想中心線Ｃ１上に配置されている。第二ウェイト２５は、支持点１３に対して第二仮想中心線Ｃ２上に配置されている。そのため、被支持体５０を移動させるために、支持点１３を中心として第一アーム１０や第二アーム２０を回転させても、第一ウェイト１５及び第二ウェイト２５は、支持点１３を中心とする球面を形成するように、各々一定の半径の軌道で移動する。そのため、第一ウェイト１５及び第二ウェイト２５に対して周囲の作業者や物を保護するためのカバーを容易に設置できる。

＜第二実施形態＞
次に、本開示に係る自重補償装置の第二実施形態について説明する。なお、以下に説明する自重補償装置においては、上記第一実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。

図２に示すように、第二実施形態の自重補償装置では、支持アーム周りの構造が第一実施形態と異なっている。第二実施形態の自重補償装置１Ａは、支持アーム調整部９０をさらに備えている。

（支持アーム調整部の構成）
支持アーム調整部９０は、第三仮想中心線Ｃ３上に存在する第二端部１２に対する被支持体５０の距離を調整可能とされている。支持アーム調整部９０は、第二端部１２と重なる位置に配置されている支持第一端部３１に対して、被支持体５０が取り付けられた支持第二端部３２の位置を第三仮想中心線Ｃ３上で調整可能とされている。支持アーム調整部９０は、第三仮想中心線Ｃ３上における第二端部１２と被支持体５０の距離と、第三仮想中心線Ｃ３上における支持点１３と第二ウェイト２５の距離との比が一定となるように、第二位置調整部８０と連動して調整している。本実施形態の支持アーム調整部９０は、第三仮想中心線Ｃ３上での支持第一端部３１と支持第二端部３２との距離を変化させるように、支持アーム３０Ａの長さを調整可能とされている。支持アーム調整部９０は第二位置調整部８０と連動して、初期状態（調整前）と調整後とで、第二仮想中心線Ｃ２上での支持点１３と第二ウェイト２５との距離と、第三仮想中心線Ｃ３上での支持第二端部３２と支持第一端部３１との距離との比が常に一定に維持されるように、支持アーム３０Ａの長さを直線的に調整する。具体的には、調整される前の状態における第二アーム２０の長さに対する支持アーム３０Ａの長さの比と、調整された後の第二アーム２０の長さに対する支持アーム３０Ａの長さの比とが常に同じになるように、支持点１３と同じ位置にある基端２２から先端２１までの距離と支持第一端部３１から支持第二端部３２までの距離とを連動させて伸縮させて、第二アーム２０の長さと支持アーム３０Ａの長さを同時に調整している。

より具体的には、支持アーム調整部９０は、第二位置調整部８０の動きと連動して、支持アーム３０Ａの長さの自動的に調整するアクチュエータである。アクチュエータとしては、例えば、ボールねじ、ワイヤ、チェーン、油圧シリンダ、リニアモータ等の直線的に第三仮想中心線Ｃ３上での支持第一端部３１と被支持体５０との距離を変化させることが可能な構造が挙げられる。支持アーム調整部９０は、支持第一端部３１と支持第二端部３２との間で支持アーム３０Ａに配置されている。支持アーム調整部９０は、第二位置調整部８０と連動して伸縮する。

ここで、支持アーム調整部９０で被支持体５０の位置を調整後の第二実施形態の自重補償装置１Ａは、下記の式を満たすように各部材が構成されていることが好ましい。
Ｌｂ’＝Ｍ／Ｍｂ・Ｌ２’・・・（式５）

Ｌ２’は、移動後の被支持体５０の重心位置（本実施形態では支持第二端部３２の位置）と支持第一端部３１との距離である。したがって、Ｌ２’は、調整後の支持アーム３０Ａの長さである。第二位置調整部８０と支持アーム調整部９０とは、それぞれ外部動力源を用いるアクチュエータで式５を満たす駆動制御を行っても良いが、ワイヤや複動式油圧シリンダを用いて、外部動力源を使用せずに連動する機構を使用しても良い。ワイヤを用いる場合は伝達経路中に変速機を適用して式５を実現し、複動式油圧シリンダを用いる場合はシリンダのボアの比率を適切に設定して式５を実現する。

（作用効果）
上記第二実施形態の自重補償装置１Ａでは、第二位置調整部８０と支持アーム調整部９０によって、支持点１３と第二ウェイト２５との第二仮想中心線Ｃ２上での距離および第二端部１２と被支持体５０の重心との第三仮想中心線Ｃ３上での距離とが調整された後の第二アーム２０の長さと、支持アーム３０Ａの長さとの比が初期状態から変わらずに一定になるように、第二位置調整部８０と支持アーム調整部９０が連動している。第二アーム２０の長さと支持アーム３０Ａの長さとの比が初期状態から変わらずに一定であることで、第三仮想中心線Ｃ３上での支持第一端部３１と被支持体５０との距離を変化させても、被支持体５０と第一ウェイト１５と第二ウェイト２５の合成重心は、支持点１３と常に一致することとなり、被支持体５０の位置に関わらず被支持体５０の自重を補償するための重量補償力を維持できる。したがって、狭隘部のような直線的に狭い空間であっても、重量物である被支持体５０の位置を支持アーム３０Ａの直線的な伸縮動作で調整しながら被支持体５０を容易に持ち上げることが可能となる。このように、自重補償装置１Ａが使用される空間的制約に対応することができる。

すなわち、支持アーム調整部９０によって支持アーム３０Ａの長さが調整されることにより、直線的に第三仮想中心線Ｃ３上での支持第一端部３１と被支持体５０との距離を変化させ、被支持体５０の位置を直線的に調整する構造を、スペースを抑えて容易に形成できる。

＜第三実施形態＞
次に、本開示に係る自重補償装置の第三実施形態について説明する。なお、以下に説明する自重補償装置においては、上記第一実施形態及び第二実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。

図３に示すように、第三実施形態の自重補償装置では、支持アーム周りの構造が第一実施形態及び第二実施形態と異なっている。第三実施形態の支持アーム３０Ｂは、第一支持アーム３６と、第二支持アーム３７とを有している。

第一支持アーム３６は、一方の端部である支持第一端部３１Ｂで第一アーム１０の第二端部１２に接続されている。第一支持アーム３６は、他方の端部である第一回転端部３６１で第二支持アーム３７と接続されている。第一支持アーム３６は、直線状をなすように支持第一端部３１Ｂから第一回転端部３６１まで延びている。第一支持アーム３６は、支持第一端部３１Ｂが第二端部１２と重なるように配置されて、支持第一端部３１Ｂを中心に第一アーム１０に対して第二軸線Ｏ２を中心に回転可能に接続されている。

第二支持アーム３７は、第一回転端部３６１に回転可能に一方の端部である第二回転端部３７１が接続されている。第二支持アーム３７の第二回転端部３７１とは、第一支持アーム３６の第一回転端部３６１と同軸で回転するように接続されている。第二支持アーム３７は、他方の端部である支持第二端部３２Ｂで被支持体５０を支持可能とされている。

第三実施形態の支持アーム調整部９０Ｂは、第一支持アーム３６に対する第二支持アーム３７の角度を調整可能とされている。第三実施形態の支持アーム調整部９０Ｂは、第三仮想中心線Ｃ３上での支持第一端部３１Ｂと支持第二端部３２Ｂとの距離を変化させるように、第一支持アーム３６に対して第二支持アーム３７を回転可能とされている。つまり、支持アーム調整部９０Ｂは、第一回転端部３６１に対して第二回転端部３７１を回転可能に接続している。第二位置調整部８０と支持アーム調整部９０Ｂは、連動して、第二仮想中心線Ｃ２上での支持点１３と第二ウェイト２５の重心との距離と、第三仮想中心線Ｃ３上での支持第二端部３２Ｂと支持第一端部３１Ｂとの距離との比が一定になるように、支持点１３と第二ウェイト２５の重心との距離を伸縮させ、第一回転端部３６１に対して第二回転端部３７１を回転させる。つまり、支持アーム調整部９０Ｂは、被支持体５０が取り付けられた支持第二端部３２Ｂが常に第三仮想中心線Ｃ３上に位置するように、第一支持アーム３６に対して第二支持アーム３７を回転させる。その際、第一支持アーム３６は、常に第三仮想中心線Ｃ３上に位置するわけではなく、第二支持アーム３７の回転と共に、第二軸線Ｏ２周りに第一アーム１０に対して回転する。第二位置調整部８０と支持アーム調整部９０Ｂは、連動して、初期状態（調整前）と調整後とで、第二仮想中心線Ｃ２上での支持点１３と第二ウェイト２５との距離と、第三仮想中心線Ｃ３上での支持第一端部３１Ｂと支持第二端部３２Ｂとの距離との比が一定に維持されるように、第一支持アーム３６及び第二支持アーム３７を移動させる。具体的には、第二位置調整部８０と支持アーム調整部９０Ｂは、連動して、調整される前の第二アーム２０の長さに対する第三仮想中心線Ｃ３上での支持第一端部３１Ｂと支持第二端部３２Ｂとの距離の比が、調整された後の第二アーム２０の長さに対する第三仮想中心線Ｃ３上での支持第一端部３１Ｂと支持第二端部３２Ｂとの距離の比が同じになるように、支持点１３と第二ウェイト２５の重心との距離を伸縮させ、第一支持アーム３６に対して第二支持アーム３７を回転させる。

（作用効果）
上記第三実施形態の自重補償装置１Ｂでは、第二位置調整部８０及び支持アーム調整部９０Ｂによって、支持点１３と第二ウェイト２５との第二仮想中心線Ｃ２上での距離及び第二端部１２と被支持体５０の重心との第三仮想中心線Ｃ３上での距離とが調整された後の第二アーム２０の長さと、第三仮想中心線Ｃ３上での支持第一端部３１Ｂと支持第二端部３２Ｂとの距離との比が一定になるように、第二位置調整部８０と支持アーム調整部９０Ｂが連動している。第二アーム２０の長さと第三仮想中心線Ｃ３上での支持第一端部３１Ｂと支持第二端部３２Ｂとの距離との比が初期状態から変わらずに一定であることで、第三仮想中心線Ｃ３上での支持第一端部３１Ｂと被支持体５０との距離を変化させても、被支持体５０と第一ウェイト１５と第二ウェイト２５の合成重心は、支持点１３と常に一致することとなり、被支持体５０の位置に関わらず被支持体５０の自重を補償するための重量補償力を維持できる。したがって、第二実施形態では支持アーム３０Ａの直線的な伸縮で実現していた機能を、第三実施形態では第一支持アーム３６と第二支持アーム３７と関節の屈曲機能を果たす支持アーム調整部９０Ｂとで構成される支持アーム３０Ｂで実現し、第三仮想中心線Ｃ３上での支持第一端部３１Ｂと支持第二端部３２Ｂとの距離を可変にする機能を多関節構造で実現する。

また、支持アーム調整部９０Ｂによって、第一支持アーム３６に対して第二支持アーム３７を回転されている。これにより、第三仮想中心線Ｃ３上に可動する部品が配置されることを避けつつ、直線的に第三仮想中心線Ｃ３上での支持第一端部３１Ｂと被支持体５０との距離を変化させている。そのため、第三仮想中心線Ｃ３上での部品の干渉を抑えて、被支持体５０の位置を直線的に調整する構造を容易に形成できる。

＜第四実施形態＞
次に、本開示に係る自重補償装置の第四実施形態について説明する。なお、以下に説明する自重補償装置においては、上記第一実施形態から第三実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。

図４に示すように、第四実施形態の自重補償装置では、第一アーム周りの構造が第一実施形態から第三実施形態と異なっている。第四実施形態の自重補償装置１Ｃは、第一アーム１０Ｃ上に第一アーム調整部４０をさらに備えている。

（第一アーム調整部の構成）
第一アーム調整部４０は、支持点１３に対する第二端部１２の位置を調整可能とされている。第一アーム調整部４０は、支持点１３に対して、第二端部１２の位置が第一仮想中心線Ｃ１上で調整可能とされている。第一アーム調整部４０は、支持点１３と第一ウェイト１５の距離と、支持点１３と第二端部１２の距離の比が一定となるように調整している。本実施形態の第一アーム調整部４０は、第一仮想中心線Ｃ１上での第二端部１２と支持点１３との距離を変化させるように、第一アーム１０Ｃの長さを調整可能とされている。第一アーム調整部４０は、初期状態（調整前）と調整後とで、第一仮想中心線Ｃ１上での支持点１３と第二端部１２との距離と、第一仮想中心線Ｃ１上での支持点１３と第一端部１１との距離との比が一定に維持されるように、第一アーム１０Ｃの長さを直線的に調整している。具体的には、第一アーム調整部４０は、第一位置調整部７０で調整される前の支持点１３と第二端部１２との距離に対する支持点１３と第一端部１１との距離の比が、第一位置調整部７０で調整された後の支持点１３と第一端部１１との距離に対する支持点１３と第二端部１２との距離との比が同じになるように、支持点１３に対して第二端部１２を伸縮させて第一アーム１０Ｃの長さを調整している。

より具体的には、第一アーム調整部４０は、第一位置調整部７０の動きと連動して、第一アーム１０Ｃの長さの自動的に調整するアクチュエータである。アクチュエータとしては、例えば、ボールねじ、ワイヤチェーン、油圧シリンダ、リニアモータ等の直線的に第一仮想中心線Ｃ１上での支持点１３と第二端部１２との距離を変化させることが可能な構造が挙げられる。第一アーム調整部４０は、支持点１３と第二端部１２との間で第一アーム１０Ｃに配置されている。第一アーム調整部４０は、基本的に、第一位置調整部７０と同時に可動する。ただし、支持点１３と第二端部１２の距離の調整と、支持点１３と第一ウェイト１５の重心の距離の調整とを、同時で行うことに限定するわけではない。

ここで、第一アーム調整部４０で第二端部１２の位置を調整後の第四実施形態の自重補償装置１Ｃは、下記の式を満たすように各部材が構成されていることが好ましい。
Ｌａ’＝Ｍ／Ｍａ・Ｌ１’・・・（式６）

Ｌ１’は、移動後の支持点１３と第二端部１２との距離である。

（作用効果）
上記第四実施形態の自重補償装置１Ｃでは、第一位置調整部７０と第一アーム調整部４０によって、支持点１３と第一ウェイト１５との第一仮想中心線Ｃ１上での距離および支持点１３と第二端部１２との第一仮想中心線Ｃ１上での距離とが調整された後に、支持点１３と第一ウェイト１５との距離と支持点１３と第二端部１２との距離との比が初期状態から変わらずに一定になるように、第一位置調整部７０と第一アーム調整部４０とが連動している。支持点１３と第一ウェイト１５との距離と支持点１３と第二端部１２との距離との比が初期状態から変わらずに一定であることで、第一仮想中心線Ｃ１上での支持点１３と第二端部１２との距離を変化させても、被支持体５０と第一ウェイト１５と第二ウェイト２５の合成重心は、支持点１３と常に一致することとなり、被支持体５０の位置に関わらず、被支持体５０の自重を補償するための重量補償力を維持できる。したがって、自重補償装置１Ｃ全体としての高さを調整でき、高さが制限される狭い空間であっても、重量物である被支持体５０の位置を調整しながら被支持体５０を持ち上げることが可能となる。このように、自重補償装置１Ｃが使用される空間的制約に対応することができる。

すなわち、第一アーム調整部４０によって、第一アーム１０Ｃの長さが調整されることにより、直線的に第一仮想中心線Ｃ１上での支持点１３と第二端部１２との距離を変化させ、支持アーム３０が接続されている第二端部１２及び被支持体５０の位置を直線的に調整する構造を、スペースを抑えて容易に形成できる。

（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

なお、連動機構６０は、支持アーム３０、３０Ａ、３０Ｂと第二アーム２０とが互いに平行となるように連動させることができれば、本実施形態のような構造に限定されるものではない。例えば、連動機構６０は、プーリやワイヤを用いた構造や、プッシュロッド用いた構造や、油圧システムを用いた構造や、ドライブシャフトを用いた構造を用いてもよい。また、各アームの操作性や安定性を向上させるため、バネ、ダンパ、ブレーキ等を適用した構成でもよい。その際、バネ、ダンパ、ブレーキ等の緩衝機構は、支持点１３で第一アーム１０、１０Ｃ及び第二アーム２０に対して動作の安定を図るように配置されてもよく、支持点１３で第一アーム１０、１０Ｃ、第二端部１２で支持アーム３０、３０Ａ、３０Ｂに対してそれぞれ動作の安定を図るように配置されていてもよい。

また、第一位置調整部７０は、第一アーム１０、１０Ｃの支持点１３と第一端部１１との間を伸縮させる構造のように第一アーム１０、１０Ｃの長さを調整可能な構造に限定されるものではない。つまり、第一位置調整部７０は、支持点１３と第一ウェイト１５の位置を調整可能な構造であればよい。例えば、第一位置調整部７０は、第一ウェイト１５が移動可能とされて第一アーム１０、１０Ｃ上に配置されたレール状の部材であってもよい。また、第一位置調整部７０は、重なり合った筒状の部材が伸び縮みする構造であってもよい。また、第一位置調整部７０は、支持点１３と第一端部１１との間に間接が配置されたリンク構造であってもよい。

さらに、第一位置調整部７０は、支持点１３に対する第一ウェイト１５の位置が自動で調整される構造に限定されるものではない。即ち、第一位置調整部７０は、支持点１３に対する第一ウェイト１５の位置を手動で調整可能な構造であってもよい。

第二位置調整部８０は、第二アーム２０の基端２２と先端２１との間を伸縮させる構造のように第二アーム２０の長さを調整可能な構造に限定されるものではない。つまり、第二位置調整部８０は、支持点１３と第二ウェイト２５の位置を調整可能な構造であればよい。例えば、第二位置調整部８０は、第二ウェイト２５が移動可能とされて第二アーム２０上に配置されたレール状の部材であってもよい。また、第二位置調整部８０は、筒状の部材が伸び縮みする構造であってもよい。また、第二位置調整部８０は、支持点１３と先端２１との間に間接が配置されたリンク構造であってもよい。

さらに、第二位置調整部８０は、支持点１３に対する第二ウェイト２５の位置が自動で調整される構造に限定されるものではない。即ち、第二位置調整部８０は、支持点１３に対する第二ウェイト２５の位置を手動で調整可能な構造であってもよい。

また、支持アーム調整部９０は、第二端部１２に対する被支持体５０の位置が自動で調整される構造に限定されるものではない。即ち、支持アーム調整部９０は、第二端部１２に対する被支持体５０の位置を手動で調整可能な構造であってもよい。

また、第一アーム調整部４０は、第一アーム１０Ｃの支持点１３と第二端部１２との間を伸縮させる構造のように第一アーム１０Ｃの長さを調整可能な構造に限定されるものではない。つまり、第一アーム調整部４０は、支持点１３と第二ウェイト２５の位置を調整可能な構造であればよい。例えば、第一アーム調整部４０は、ワイヤ及びプーリを使用した構造や、ラックアンドピニオン構造や、油圧シリンダを使用した構造であってもよい。

さらに、第一アーム調整部４０は、支持点１３に対する第二端部１２の位置が自動で調整される構造に限定されるものではない。即ち、第一アーム調整部４０は、支持点１３に対する第二端部１２の位置を手動で調整可能な構造であってもよい。

＜付記＞
実施形態に記載の自重補償装置は、例えば以下のように把握される。

（１）第１の態様に係る自重補償装置は、第一端部１１及び第二端部１２を有し、前記第一端部１１及び前記第二端部１２の間の支持点１３が回転可能に支持された第一アーム１０と、前記支持点１３から前記第一端部１１に向かように前記第一アーム１０の延在方向において離間した位置で前記第一アーム１０に支持された第一ウェイト１５と、前記支持点１３で前記第一アーム１０と独立して回転可能に支持され、前記支持点１３から前記第一アーム１０の延在方向と交差する方向に延びる第二アーム２０と、前記支持点１３から前記第二アーム２０の延在方向に離間した位置で前記第二アーム２０に支持された第二ウェイト２５と、前記第二端部１２で前記第一アーム１０に回転可能に接続され、前記第二アーム２０が延びる方向と平行かつ反対方向に延びて被支持体５０を支持可能な支持アーム３０と、前記支持アーム３０と前記第二アーム２０とが常時互いに平行となるように動作を連動させる連動機構６０と、前記第二端部１２と前記支持点１３と前記第一端部１１とを結ぶ仮想直線上における前記支持点１３と前記第一ウェイトと１５の距離を調整可能な第一位置調整部７０と、前記支持点１３から前記第二アーム２０の延在方向に延びる仮想直線上における前記支持点１３と前記第二ウェイト２５との距離を調整可能な第二位置調整部８０と、を備え、前記第二アーム２０は、前記支持点１３を通る第一軸線Ｏ１を中心に前記第一アーム１０に対して独立に回転可能とされ、前記支持アーム３０は、前記第一アーム１０上の前記第二端部１２を通り前記第一軸線Ｏ１に対して平行に延びる第二軸線Ｏ２を中心に前記第一アーム１０に対して回転可能とされている。

この自重補償装置は、第一位置調整部７０及び第二位置調整部８０によって、支持点１３に対する第一ウェイト１５の位置や第二ウェイト２５の位置が調整できる。そのため、持ち上げる被支持体５０が変わって、被支持体５０の質量が変化しても、第一ウェイト１５及び第二ウェイト２５の位置を調整するだけで、被支持体５０の自重を補償するための重量補償力が調整可能である。したがって、第一ウェイト１５及び第二ウェイト２５以外の調整用の予備として複数のカウンタウェイトを余分に準備することなく、異なる被支持体５０の質量に応じて、重量補償力を調整可能にできる。

（２）第２の態様に係る自重補償装置は、（１）の自重補償装置であって、前記第一位置調整部７０及び前記第二位置調整部８０は、前記被支持体５０の質量に応じて、前記第一ウェイト１５の位置及び前記第二ウェイト２５の位置を同時に調整してもよい。

これにより、第一位置調整部７０及び第二位置調整部８０によって、被支持体５０の質量に応じて、第一ウェイト１５及び第二ウェイト２５の位置が同時に調整される。その結果、被支持体５０の質量に合わせた重量補償力の安定した調整が可能となる。

（３）第３の態様に係る自重補償装置は、（１）または（２）の自重補償装置であって、前記第二端部１２と前記被支持体５０とを結ぶ仮想直線上における前記第二端部１２と前記被支持体５０との距離と、前記支持点１３と前記第二ウェイト２５とを結ぶ仮想直線上における前記支持点と前記第二ウェイトとの距離との比が一定となるように、前記第二端部１２に対する前記被支持体５０の位置を調整可能な支持アーム調整部９０をさらに備えていてもよい。

これにより、第二端部１２と被支持体５０との距離と、支持点１３と第二ウェイト２５との距離との比が初期状態から変わらずに一定であることで、第二端部１２に対する被支持体５０の位置を変化させても、被支持体５０と第一ウェイト１５と第二ウェイト２５の合成重心は、支持点１３と常に一致することとなり、被支持体５０の位置に関わらず被支持体５０の自重を補償するための重量補償力を維持できる。したがって、狭隘部のような直線的に狭い空間であっても、重量物である被支持体５０の位置を直線的な伸縮動作で調整しながら被支持体５０を持ち上げることが可能となる。このように、自重補償装置が使用される空間的制約に対応することができる。

（４）第４の態様に係る自重補償装置は、（３）の自重補償装置であって、前記支持アーム調整部９０は、前記支持アーム３０を屈曲させ、前記第二端部１２と前記被支持体５０の距離を調整可能とされていてもよい。

これにより、直線的に第二端部１２に対する被支持体５０の位置を変化させている。そのため、被支持体５０の位置を直線的に調整する構造を、関節構造を用いた容易な構造で実現できる。

（５）第５の態様に係る自重補償装置は、（３）の自重補償装置であって、前記支持アーム３０は、前記第二端部１２で前記第一アーム１０に一方の端部が接続された第一支持アーム３６と、前記第一支持アーム３６の他方の端部に回転可能に一方の端部が接続されて他方の端部で前記被支持体５０を支持可能な第二支持アーム３７と有し、前記支持アーム調整部９０は、前記第一支持アーム３６に対する前記第二支持アーム３７の角度を調整可能とされていてもよい。

これにより、第二端部１２と被支持体５０とを結ぶ仮想直線上に可動する部品が配置されることを避けて、直線的に第二端部１２に対する被支持体５０の位置を変化させている。そのため、第二端部１２と被支持体５０とを結ぶ仮想直線上での部品の干渉を抑えて、被支持体５０の位置を直線的に調整する構造を容易に形成できる。

（６）第６の態様に係る自重補償装置は、（１）から（５）の何れか一つの自重補償装置であって、前記支持点１３と前記第一ウェイト１５とを結ぶ仮想直線上における前記支持点１３と前記第一ウェイト１５の距離と、前記支持点１３と前記第二端部１２とを結ぶ仮想直線上における前記支持点１３と前記第二端部１２の距離との比が一定となるように、前記支持点１３に対する前記第二端部１２の位置を調整可能な第一アーム調整部４０をさらに備えていてもよい。

これにより、支持点１３と第一端部１１との距離と支持点１３と第二端部１２との距離との比が初期状態から変わらずに一定であることで、支持点１３に対する第二端部１２の位置を変化させても、被支持体５０と第一ウェイト１５と第二ウェイト２５の合成重心は、支持点１３と常に一致することとなり、被支持体５０の位置に関わらず、被支持体５０の自重を補償するための重量補償力を維持できる。その結果、自重補償装置全体としての高さを調整でき、狭隘部のように狭い空間であっても、重量物である被支持体５０の位置を調整しながら被支持体５０を持ち上げることが可能となる。このように、自重補償装置が使用される空間的制約に対応することができる。

（７）第７の態様に係る自重補償装置は、（６）の自重補償装置であって、前記第一アーム調整部４０は、前記第一アーム１０の長さを調整可能とされていてもよい。

これにより、直線的に第一端部１１と第二端部１２とを結ぶ仮想直線上での支持点１３と第二端部１２との距離を変化させている。そのため、支持アーム３０が接続されている第二端部１２及び被支持体５０の位置を直線的に調整する構造を、スペースを抑えて容易に形成できる。

（８）第８の態様に係る自重補償装置は、（１）から（７）の何れか一つの自重補償装置であって、前記第一位置調整部７０及び前記第二位置調整部８０は、前記支持アーム３０、３０Ａ、３０Ｂが支持している前記被支持体５０の質量を検出し、検出した前記被支持体５０の質量に合わせて、前記第一ウェイト１５の位置及び前記第二ウェイト２５の位置を自動的に調整してもよい。

（９）第９の態様に係る自重補償装置は、（１）から（７）の何れか一つの自重補償装置であって、前記第一位置調整部７０及び前記第二位置調整部８０は、使用者によって取得された前記被支持体５０の質量に合わせて、前記第一ウェイト１５の位置及び前記第二ウェイト２５の位置を自動的に調整してもよい。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 自重補償装置
１０、１０Ｃ 第一アーム
１１ 第一端部
１２ 第二端部
１３ 支持点
Ｏ１ 第一軸線
Ｃ１ 第一仮想中心線
１５ 第一ウェイト
２０ 第二アーム
２１ 先端
２２ 基端
Ｃ２ 第二仮想中心線
２５ 第二ウェイト
３０、３０Ａ、３０Ｂ 支持アーム
３１、３１Ｂ 支持第一端部
３２、３２Ｂ 支持第二端部
Ｏ２ 第二軸線
Ｃ３ 第三仮想中心線
５０ 被支持体
６０ 連動機構
６１ 第一スプロケット
６２ 第二スプロケット
６３ チェーン
６４ チェーン調整機構
７０ 第一位置調整部
８０ 第二位置調整部
９０、９０Ｂ 支持アーム調整部
３６ 第一支持アーム
３６１ 第一回転端部
３７ 第二支持アーム
３７１ 第二回転端部
４０ 第一アーム調整部
Ｄｖ 鉛直方向

Claims (9)

1. 第一端部及び第二端部を有し、前記第一端部及び前記第二端部の間の支持点が回転可能に支持された第一アームと、
   前記支持点から前記第一端部に向かように前記第一アームの延在方向に離間した位置で前記第一アームに支持された第一ウェイトと、
   前記支持点で前記第一アームと独立して回転可能に支持され、前記支持点から前記第一アームの延在方向と交差する方向に延びる第二アームと、
   前記支持点から前記第二アームの延在方向に離間した位置で前記第二アームに支持された第二ウェイトと、
   前記第二端部で前記第一アームに回転可能に接続され、前記第二アームが延びる方向と平行かつ反対方向に延びて被支持体を支持可能な支持アームと、
   前記支持アームと前記第二アームとが常時互いに平行となるように動作を連動させる連動機構と、
   前記第二端部と前記支持点と前記第一端部とを結ぶ仮想直線上における前記支持点と前記第一ウェイトの距離を変更するように、前記支持点に対する前記第一ウェイトの位置を調整可能な第一位置調整部と、
   前記支持点から前記第二アームの延在方向に延びる仮想直線上における前記支持点と前記第二ウェイトの距離を変更するように、前記支持点に対する前記第二ウェイトの位置を調整可能な第二位置調整部と、を備え、
   前記第二アームは、前記支持点を通る第一軸線を中心に前記第一アームに対して独立に回転可能とされ、
   前記支持アームは、前記第一アーム上の前記第二端部を通り前記第一軸線に対して平行に延びる第二軸線を中心に、前記第一アームに対して回転可能とされている自重補償装置。
2. 前記第一位置調整部及び前記第二位置調整部は、前記被支持体の質量に応じて、前記第一ウェイトの位置及び前記第二ウェイトの位置を同時に調整する請求項１に記載の自重補償装置。
3. 前記第二端部と前記被支持体とを結ぶ仮想直線上における前記第二端部と前記被支持体との距離と、前記支持点と前記第二ウェイトとを結ぶ仮想直線上における前記支持点と前記第二ウェイトとの距離との比が一定となるように、前記第二端部に対する前記被支持体の位置を調整可能な支持アーム調整部をさらに備える請求項１又は２に記載の自重補償装置。
4. 前記支持アーム調整部は、前記支持アームを屈曲させ、前記第二端部と前記被支持体の距離を調整可能とされている請求項３に記載の自重補償装置。
5. 前記支持アームは、
   前記第二端部で前記第一アームに一方の端部が接続された第一支持アームと、
   前記第一支持アームの他方の端部に回転可能に一方の端部が接続されて他方の端部で前記被支持体を支持可能な第二支持アームと有し、
   前記支持アーム調整部は、前記第一支持アームに対する前記第二支持アームの角度を調整可能とされている請求項３に記載の自重補償装置。
6. 前記支持点と前記第一ウェイトとを結ぶ仮想直線上における前記支持点と前記第一ウェイトの距離と、前記支持点と前記第二端部とを結ぶ仮想直線上における前記支持点と前記第二端部の距離との比が一定となるように、前記支持点に対する前記第二端部の位置を調整可能な第一アーム調整部をさらに備える請求項１から５の何れか一項に記載の自重補償装置。
7. 前記第一アーム調整部は、前記第一アームの長さを調整可能とされている請求項６に記載の自重補償装置。
8. 前記第一位置調整部及び前記第二位置調整部は、前記支持アームが支持している前記被支持体の質量を検出し、検出した前記被支持体の質量に合わせて、前記第一ウェイトの位置及び前記第二ウェイトの位置を自動的に調整する請求項１から７の何れか一項に記載の自重補償装置。
9. 前記第一位置調整部及び前記第二位置調整部は、使用者によって取得された前記被支持体の質量に合わせて、前記第一ウェイトの位置及び前記第二ウェイトの位置を自動的に調整する請求項１から７の何れか一項に記載の自重補償装置。

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