JPH04112790U - 球面継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 球面継手を、一つだけでも大きな揺動・旋回
範囲を得られるようにする。 【構成】 球状部材１の一極部に垂直にシャフト２の基
端部を取り付け、そのシャフト２の揺動及び回転を許容
しながら上記球状部材１を回転自在に保持するととも
に、上記シャフト２の中間部から先端側の部分２ａを、
その基端部から中間部までの部分２ｂに対して屈曲させ
て構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、多関節アームの関節部等に用いられる球面継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、多関節アームの関節部には、その関節部の先端側の長手部材が基端側 の長手部材に対していずれの方向にも屈伸し、または基端側の長手軸を中心に旋 回できるように球面継手が用いられることが多い。 ここで、球面継手は、球状部材の一極部に、上記先端側長手部材を取り付ける ためのシャフトの基端部を垂直に取り付け、上記球状部材を、基端側長手部材に 取り付けられた保持部材によって、シャフトが揺動（屈伸動）及び旋回できるよ うに回転自在に保持して構成される。なお、保持部材は、リング状に形成され、 そのリングの内側からシャフトを突出させた状態で球状部材を保持するようにな っていることが多い。また、先端側長手部材の基端側長手部材に対する屈伸状態 を維持すべく、上記保持部材を球状部材に押し付けてその球状部材をロック保持 することにより、シャフトが揺動等できないようにすることができるロック手段 を有しているものもあり、そのロック手段としては、例えば、基端側の長手部材 に内蔵したスプリングにより保持部材を球状部材に押し付けるように付勢する方 法が採られ、さらに、そのロック手段のロック保持を解除する手段としては、基 端側の長手部材に内蔵した流体圧シリンダにより上記スプリングの付勢力に抗し て保持部材を球状部材から離す方向に引っ張ることによって上記ロック解除を行 う方法が採られる。

【０００３】 ところが、上記のようなリング状の保持部材を用いた場合、シャフトの揺動範 囲は保持部材の存在によって制限され、狭い角度範囲での揺動しか許容されない ことになる。したがって、基端側長手部材に対する先端側長手部材の屈伸角度を 大きくとることができず、多関節アームによる作業範囲が狭くなるという問題が あった。 そこで、先端側長手部材側にも上記のような球面継手を取付け、その球面継手 のシャフトと、基端側長手部材側の球面継手のシャフトとを連結することにより 、２倍の先端側長手部材の屈伸角度を得られるようにした二連式球面継手を一つ の関節部に採用することも考えられた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、そのような二連式球面継手を採用し、かつ前述のようなロック 手段及びロック解除手段を各球面継手に設けることは、多関節アームの全体とし ての重量を増加させることになり、また、コストの上昇にもつながるという問題 がある。

【０００５】 本考案は、そのような問題に鑑みてなされたものであり、一つだけでも大きな 揺動・旋回範囲を得られるようにした球面継手を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、本考案の球面継手は、球状部材の一極部に垂直 にシャフトの基端部を取り付け、そのシャフトの揺動及び回転を許容しながら上 記球状部材を回転自在に保持するとともに、上記シャフトの中間部から先端側の 部分を、その基端部から中間部までの部分に対して屈曲させて構成している。

【０００７】

【作用】

このような球面継手では、シャフトの中間部から先端側の部分は、その基端部 から中間部までの部分の揺動角（例えば、垂直位置を基準とした倒伏方向への揺 動角）に加えて上記屈曲角度の分だけ大きく（深く）揺動できる。さらに、その ように大きく揺動したシャフトの中間部から先端側の部分を、（垂直軸を中心と して）旋回させることもできる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。 まず、図２には、本考案に係る球面継手を用いた作業補助アームを示している 。 この作業補助アーム２０は、その基端部が高所作業車（図示せず）の作業台２ １に取り付けられており、その先端部に取り付けられた把持具２２により作業者 ２３の代わりに電線等を把持して支え、作業者２３の作業を補助することができ る。 ところで、この作業補助アーム２０のアーム部は、基端側から、第一長手部材 ３１、第二長手部材３２および第三長手部材３３が関節部３５、３５を介して屈 伸等自在に連結されてなり、さらに、第三長手部材３３と把持具２２間も関節部 ３５を介して連結されている。そして、それら関節部３５に上記球面継手が用い られているのである。

【０００９】 この球面継手１０は、図１に示すように、球状部材１と、シャフト２と、先端 側保持部材３と、基端側保持部材４とから構成されている。なお、説明の便宜上 、ここでは第一長手部材３１と第二長手部材３２間を連結する関節部３５に用い られた球面継手１０について説明する。また、その説明中における上下左右につ いての記載は、図面における方向を示す。

【００１０】 球状部材１は、凸状球面を有してなり、その上部の一極部に上記シャフト２の 基端部が取り付けられている。

【００１１】 シャフト２は、その中間部から先端側の部分（以下、先端側部分２ａという） が、その基端部から中間部までの部分（以下、基端側部分２ｂという）に対して ４５度の角度（以下、屈伸角という）をもって屈曲している。なお、シャフト２ の先端部には、第二長手部材３２が、上記先端側部分２ａと同軸状に取り付けら れている。

【００１２】 先端側保持部材３および基端側保持部材４はそれぞれ、球状部材１の凸状球面 と同じ曲率をもってリング状に形成された凹状球面を有してなり、上記第一長手 部材３１の先端部に（ただし、先端側保持部材３は第一長手部材３１の先端部外 方に、また、基端側保持部材４は第一長手部材３１の先端部内方に）、互いに凹 状球面を対向させるように配置されている。 そして、これらの凹状球面を上記球状部材１の凸状球面における上半球および 下半球の表面に当接させて、球状部材１を回転自在に保持している。ここで、上 記シャフト２は、先端側保持部材３のリングの内方から上方に突出し、そのリン グの内径に対応する角度範囲（４５度）内で、球状部材１の回転とともに揺動す ることができるようになっている。 なお、基端側保持部材４は、第一長手部材３１に内蔵されたスプリング５の付 勢力によって球状部材１を先端側保持部材３との間で狭み付ける方向に付勢可能 となっており、球状部材１の凸状球面ａと、両保持部材３，４の凹状球面との当 接部との摩擦により、球状部材１をロック保持して、その回転、つまりはシャフ ト２及び第二長手部材３２の屈伸動等を規制することができるようになっている 。さらに、同様に第一長手部材３１に内蔵された空圧シリンダ７の縮小作動によ って、上記スプリング５の付勢力に抗して基端側保持部材４が球状部材１から離 れる方向に引っ張られることにより、上記ロック保持が解除されるようにもなっ ている。

【００１３】 このように構成された球面継手１０では、例えば、図中Ａに示すようにシャフ ト２の基端側部分２ｂが左端に位置しているときは、シャフト２の先端側部分２ ａは垂直に位置する。一方、図中Ｂに示すように、基端側部分２ｂが右端に位置 しているときは、先端側部分２ａは右方に向かって水平に位置する。したがって 、上記先端側部分２ａおよび第二長手部材３２は、垂直位置から水平位置までの ９０度、即ち、上記基端側部分２ｂの垂直位置から右端位置までの４５度の揺動 可能角度に上記屈伸角を加えた角度の範囲内において自在に揺動できる。 さらに、右方水平位置にある状態から垂直軸回りに１８０度旋回させることに より、上記先端側部分２ａおよび第二長手部材３２を左方水平に位置させること もできる（もちろん、上記先端側部分２ａおよび第二長手部材３２を、垂直位置 において垂直軸回りに１８０度旋回させ、その後倒伏させる等しても良い）。 したがって、従来のようにシャフトが屈曲していないものに比べてかなり大き な第二長手部材３２の屈伸・旋回範囲を得ることができる。また、従来みられた ように第二長手部材３２の基端側に継手を設ける（二連式にする）必要もなくな る。 そして、このような球面継手１０を、作業補助アーム２０の全ての関節部３５ に使用することにより、作業補助アーム２０の作業範囲を大きくすることができ るとともに、作業補助アーム２０全体としての軽量化やコストダウンを図ること もできる。

【００１４】 なお、本実施例ではシャフト２の屈曲角を４５度としたが、本考案の球面継手 はこれに限られるものではない。

【００１５】

【考案の効果】

以上のように、本考案の球面継手を用いれば、シャフトの中間部から先端側の 屈曲部分を、その基端部から中間部までの部分の揺動角に加えて、その屈曲角度 の分だけ大きく揺動させることができ、さらには、そのように大きく揺動したシ ャフトの中間部から先端側の部分を旋回させることもできるので、そのような屈 曲を持たないシャフトを用いた従来のものに比べて、大きな揺動・旋回範囲を得 ることができる。また、そのような大きな揺動・旋回範囲を得られることから、 従来のように二連式の継手を採用する必要がなくなり、本球面継手を使用した多 関節アームの軽量化等を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る球面継手の側面図である。

【図２】上記球面継手を用いた作業補助アームの側面図
である。

【符号の説明】

１ 球状部材 ２ シャフト ３ 先端側保持部材 ４ 基端側保持部材 ２２ 把持具 ３５ 関節部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 球状部材の一極部に、シャフトの基端部
   を垂直に取り付け、そのシャフトの揺動及び旋回を許容
   しながら前記球状部材を回転自在に保持するように構成
   した球面継手であって、前記シャフトの中間部から先端
   側の部分を、その基端部から前記中間部までの部分に対
   して屈曲させたことを特徴とする球面継手。