JPH0655483A - 多段アーム伸縮装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 伸縮アームを構成する複数の筒状アームの前
進・後退を同期して行えるようにし、構成を簡単にし、
全体のコンパクト化と操作の容易性を図る。 【構成】 ３個の筒状アーム２ａ〜２ｃを軸方向に移動
自在に且つ相互に回転しないように順次嵌め合わせて３
段構成の伸縮アーム１を構成する。先端の筒状アームを
除いて各段の筒状アームに対応して配置された各ねじ８
ａ，８ｂを軸方向に移動自在に且つ相互に回転しないよ
うに順次嵌め合わせて２段構成の伸縮回転軸７を構成す
る。各段のねじ軸をその段の筒状アームの軸心に軸支持
部１２，１５で回転自在に支持させる。基端の回転軸部
材に駆動部１８を接続する。２段，３段の筒状アーム
に、１段，２段の回転軸部材の回転力を直線運動に変え
て２段，３段の筒状アームを前進又は後退移動させるナ
ット１４，１７を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットやその
他の装置に使用される多段アーム伸縮装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多段アームの伸縮装置は、機械装置を操
作したり物品を移動させる手段の１つとして、産業用ロ
ボットやその他の装置に使用されている。従来使用され
ている多段アーム伸縮装置の１つとして、４本の筒状ア
ームを互いに重なり合うように嵌合した伸縮アームの内
部に、３段式のボールねじを内蔵させ、そして１段目の
ボールねじに駆動源により回転するボールナットを螺合
し、また１段目のボールねじの先端に２段目のボールね
じに螺合するボールナットを、２段目のボールねじの先
端に３段目のボールねじに螺合するボールナットを設
け、そして３段目のボールねじの先端を前記伸縮アーム
の最内側に位置する筒状アームに固定したものがある。

【０００３】この多段アームの伸縮装置によれば、駆動
源により１段目のボールねじに螺合しているボールナッ
トを回転させると、１段目のボールねじが伸張し、そし
て伸張しきると１段目のボールねじが前記ボールナット
とともに回転する。１段目のボールねじが回転するとそ
の先端に設けたボールナットも回転する。これにより２
段目のボールねじが伸張し、２段目のボールねじが伸張
しきると１段目のボールねじとともに回転し、その先端
に設けたボールナットも回転する。これにより３段目の
ボールねじが伸張する。そしてこの３段目のボールねじ
に固定した筒状アームを構成の一部にもつ伸縮アーム
は、前記ボールねじの伸張に応じて伸張するようになっ
ている。

【０００４】また、多段アーム伸縮装置の他例として、
複数の筒状アームを互いに重なり合うように嵌合した伸
縮アームを、ワイヤーロープやチェンにより伸縮させる
構成としたものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例としてあげ
た多段アーム伸縮装置のうち、前者にあっては、伸縮ア
ームを伸縮させる３段式のボールねじの伸張は、１段目
のボールねじが伸張しきって２段目のボールねじが伸張
し、この２段目のボールねじが伸張しきってから３段目
のボールねじが伸張するので、全体の重心が常に先端側
にあり、イナーシャを考えると好ましくない。また１段
目のボールねじに螺合するボールナットの回転伝達機構
が複雑であるといった問題を有している。また、後者に
あっては、伸縮アームの伸縮をワイヤーロープやチェン
で行うため、ワイヤーロープやチェンの伸びが発生し、
伸縮アームの精度の高い位置決めが困難であるといった
問題を有している。

【０００６】本発明の目的は、伸縮アームを構成する複
数の筒状アームの前進・後退が同期して行え、また伸縮
の位置精度の向上が図れ、更に構成を簡単にすることが
できる多段アーム伸縮装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成を説明すると、次の通りである。

【０００８】請求項１に記載の多段アーム伸縮装置は、
径の異なるＮ個（ただし、Ｎは３以上の整数）の筒状ア
ームが軸方向に移動自在に且つ相互に回転しないように
順次嵌め合わされて構成されたＮ段構成の伸縮アーム
と、少なくとも先端の前記筒状アームを除いて各段の前
記筒状アームに対応して配置された各回転軸部材が軸方
向に移動自在に且つ相互に回転しないように順次嵌め合
わされて構成された複数段構成の伸縮回転軸と、前記各
段の前記回転軸部材をその段の前記筒状アームの軸心に
回転自在に支持させる軸支持部と、前記伸縮回転軸の基
端の前記回転軸部材に回転力を与える駆動部と、Ｎ段の
前記筒状アームに設けられて（Ｎ−１）段の前記回転軸
部材の回転力を直線運動に変えて該Ｎ段の筒状アームを
前進又は後退移動させる回転運動・直線運動変換機構と
を備えていることを特徴とする。

【０００９】請求項２に記載の多段アーム伸縮装置は、
径の異なるＮ個（ただし、Ｎは３以上の整数）の筒状ア
ームが軸方向に移動自在に且つ相互に回転しないように
順次嵌め合わされて構成されたＮ段構成の伸縮アーム
と、先端の前記筒状アームを除いて各段の前記筒状アー
ムに対応して配置された各回転軸部材が軸方向に移動自
在に且つ相互に回転しないように順次嵌め合わされて構
成された（Ｎ−１）段構成の伸縮回転軸と、前記各段の
前記回転軸部材をその段の前記筒状アームの軸心に回転
自在に支持させる軸支持部と、前記伸縮回転軸の基端の
前記回転軸部材に回転力を与える駆動部と、Ｎ段の前記
筒状アームに設けられて（Ｎ−１）段の前記回転軸部材
の回転力を直線運動に変えて該Ｎ段の筒状アームを前進
又は後退移動させる回転運動・直線運動変換機構とを備
え、前記伸縮回転軸は前記各回転軸部材が表面にねじが
刻設されたねじ軸として構成され、Ｎ段の前記筒状アー
ムに設けられる前記回転運動・直線運動変換機構は（Ｎ
−１）段の前記ねじ軸に螺合されるナットにより構成さ
れていることを特徴とする。

【００１０】請求項３に記載の多段アーム伸縮装置は、
径の異なるＮ個（ただし、Ｎは３以上の整数）の筒状ア
ームが軸方向に移動自在に且つ相互に回転しないように
順次嵌め合わされて構成されたＮ段構成の伸縮アーム
と、先端の段とその次の段の前記筒状アームを除いた段
の前記筒状アームに対応して配置された各回転軸部材が
軸方向に移動自在に且つ相互に回転しないように順次嵌
め合わされて構成された（Ｎ−２）段構成の伸縮回転軸
と、前記各段の前記筒状アームに設けられて前記回転軸
部材が存在する箇所ではその段の前記回転軸部材を前記
筒状アームの軸心に回転自在に支持している軸支持部
と、前記伸縮回転軸の基端の前記回転軸部材に回転力を
与える駆動部と、１段目の前記軸支持部を除いて各段の
前記軸支持部に偏心して設けられてその各段の手前の段
から与えられる回転力を直線運動に変えて１段目の前記
筒状アームを除いた各段の前記筒状アームを前進又は後
退移動させる回転運動・直線運動変換機構とを備え、前
記伸縮回転軸はスプライン軸として構成され、前記各回
転運動・直線運動変換機構には先端の段を除いた各段に
偏心して設けられていて前記スプライン軸の回転力が与
えられて回転する補助ねじ軸がねじ結合されていること
を特徴とする。

【００１１】

【作用】請求項１に記載の多段アーム伸縮装置は、伸縮
回転軸の基端の回転軸部材を駆動部で回転すると、該伸
縮回転軸が全体的に回転駆動される。即ち、この伸縮回
転軸の回転により該伸縮回転軸を構成している各段の回
転軸部材がそれぞれ回転駆動される。（Ｎ−１）段の回
転軸部材が回転駆動されると、Ｎ段の筒状アームに支持
されている回転運動・直線運動変換機構の作用により該
Ｎ段の筒状アームが前進又は後退移動されることにな
る。従って、この多段アーム伸縮装置は、基端を除いた
各段の筒状アームが同時に移動されて伸縮移動されるこ
とになる。このため、Ｎ段構成の伸縮アームは、全体の
重心の分散を図りつつ伸縮が行える。

【００１２】請求項２に記載の多段アーム伸縮装置は、
伸縮回転軸の各回転軸部材が表面にねじが刻設されたね
じ軸として構成され、Ｎ段の筒状アームに設けられる回
転運動・直線運動変換機構が（Ｎ−１）段のねじ軸に螺
合されるナットにより構成されているので、各段の筒状
アームが同時に同じ寸法だけ移動されて伸縮されること
になる。従って、このように伸縮アームによれば、伸縮
の位置精度の向上が図れる。

【００１３】請求項３に記載の多段アーム伸縮装置は、
伸縮回転軸の各回転軸部材がスプライン軸として構成さ
れ、初段を除いた各段の筒状アームに設けられている回
転運動・直線運動変換機構が手前の段に設けられてスプ
ライン軸からの回転力が与えられる補助ねじ軸にねじ結
合されているので、各段の筒状アームが同時に同じ寸法
だけ移動されて伸縮されることになる。従って、このよ
うに伸縮アームでも、伸縮の位置精度の向上が図れる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明の第１実施例を示すもの
であり、同図において、１は径の異なる３個の筒状アー
ム２ａ，２ｂ，２ｃを軸方向に移動自在に且つ相互に回
転しないように順次内側に嵌合して構成される伸縮アー
ムである。この伸縮アーム１を構成する前記筒状アーム
２ａ，２ｂ，２ｃはそれぞれ円筒状となっおり、最外側
に位置する筒状アーム２ａを１段目、その内側に位置す
る筒状アーム２ｂを２段目、その内側即ち最内側に位置
する筒状アーム２ｃを３段目とする。１段目の筒状アー
ム２ａに軸方向にガイド溝３が形成され、また２段目の
筒状アーム２ｂにも軸方向にガイド溝４が形成されてい
る。そして、２段目の筒状アーム２ｂの外壁には前記１
段目の筒状アーム２ａに形成されたガイド溝３に摺動自
在に係合するガイド片５が設けられ、３段目の筒状アー
ム２ｃの外壁には前記２段目の筒状アーム２ｂに形成さ
れたガイド溝４に摺動自在に係合するガイド片６が設け
られている。これにより、各筒状アーム２ａ，２ｂ，２
ｃは、ガイド溝３，４に係合するガイド片５，６により
回転が阻止され軸方向にのみ移動（伸縮）できるように
なっている。

【００１５】７は回転軸部材としてのねじ軸８ａの外周
に次の回転軸部材としての筒状のねじ軸８ｂを軸方向に
移動自在に且つ相互に回転しないように嵌合した２本の
ねじ軸８ａ、８ｂにより構成されている伸縮回転軸とし
ての伸縮ねじ軸である。即ち、この伸縮ねじ軸７は伸縮
アーム１の段数（この場合は３段）より１段少ない段数
（この場合は２段）で構成されている。これらねじ軸８
ａ、８ｂはいずれもボールねじとなっている。前記ねじ
軸８ａの先端部には軸方向にキー９が設けられ、そして
このねじ軸８ａに嵌合する筒状のねじ軸８ｂの内周には
軸方向に前記ねじ軸８ａの先端部に設けたキー９が係合
するキー溝１０が形成されており、ねじ軸８ａとねじ軸
８ｂはキー溝１０に係合するキー９により回転が阻止さ
れ軸方向にのみ移動（伸縮）できるようになっている。

【００１６】前記キー溝１０にあっては、図２に示すよ
うにねじ軸８ｂの内周に直接形成してもよく、或いは図
３に示すように軸方向にキー溝用の切欠部を形成した筒
状体１１をねじ軸８ｂ内に挿入してもよい。上記ねじ軸
８ａ、８ｂにより構成される伸縮ねじ軸７は、前記伸縮
アーム１内に、伸縮アーム１と同軸方向に配置されてお
り、ねじ軸８ａの基部が１段目の筒状アーム２ａの基部
内部に設けた軸支持部１２により同位置で回転自在に支
持されている。１３は軸支持部１２の内周でねじ軸８ａ
を回転自在に支持している軸受である。また、２段目の
筒状アーム２ｂの基部内部には、前記１段目の筒状アー
ム２ａの基部に設けた軸支持部１２により支持されてい
るねじ軸８ａに螺合するナット１４と、前記ねじ軸８ａ
に嵌合した筒状のねじ軸８ｂの基部を同位置で回転自在
に支持する軸支持部１５が設けてある。１６は軸支持部
１５の内周でねじ軸８ｂを回転自在に支持している軸受
である。また、３段目の筒状アーム２ｃの基部内部に
は、前記筒状のねじ軸８ｂに螺合するナット１７が設け
てある。前記ねじ軸８ａ，８ｂに螺合するナット１４，
１７はそれぞれボールナットとなっている。

【００１７】この場合、２段目の筒状アーム２ｂに軸支
持部１５を介して支持されたナット１４は、１段目の回
転軸部材としてのねじ軸８ａの回転力を直線運動に変え
て該２段目の筒状アーム２ｂを前進又は後退移動させる
回転運動・直線運動変換機構として作用するようににな
っている。

【００１８】同様に、３段目の筒状アーム２ｃに支持さ
れたナット１７は、２段目の回転軸部材としてのねじ軸
８ｂの回転力を直線運動に変えて該３段目の筒状アーム
２ｃを前進又は後退移動させる回転運動・直線運動変換
機構として作用する用になっている。１８は前記伸縮ね
じ軸７の基端のねじ軸８ａを回転させる駆動部であり、
１９はモータ、２０，２１はプーリ、２２はタイミング
ベルトである。

【００１９】このような第１実施例の多段アーム伸縮装
置においては、駆動部１８を駆動して伸縮ねじ軸７の基
端のねじ軸８ａを一方向に回転させると、ねじ軸８ａに
螺合されたナット１４による回転運動・直線運動変換作
用により２段目の筒状アーム２ｂが前進する。この２段
目の筒状アーム２ｂが前進すると、該筒状アーム２ｂに
設けた軸支持部１５にその基部を支持されている筒状の
ねじ軸８ｂも筒状アーム２ｂと一体となって前進する。
同時にこの筒状のねじ軸８ｂは、内周に形成したキー溝
１０に係合するねじ軸８ａのキー９によりねじ軸８ａの
回転が伝達されるので、前記２段目の筒状アーム２ｂと
一体となって前進しながら、ねじ軸８ａと一体となって
回転する。ねじ軸８ｂが回転すると、ねじ軸８ｂに螺合
されたナット１７による回転運動・直線運動変換作用に
より３段目の筒状アーム２ｃが前進する。また、前記伸
縮ねじ軸７の基端のねじ軸８ａを上記と反対方向に回転
させると、前記と反対の動作をして、２段目と３段目の
筒状アーム２ｂ，２ｃが同時に後退する。

【００２０】このように、伸縮ねじ軸７の基端のねじ軸
８ａを一方向に回転させると、伸縮アーム１の２段目及
び３段目の筒状のアーム２ｂ，２ｃは同期して同じ寸法
だけ前進し、伸縮アーム１は伸張する。そして、前記と
反対方向に回転させると、前記２段目及び３段目の筒状
アーム２ｂ，２ｃは同期して同じ寸法だけ後退し、伸縮
アーム１は縮小する。

【００２１】なお、上記実施例では、伸縮アーム１を構
成する筒状アーム２ａ，２ｂ，２ｃを円筒状としたた
め、筒状アーム２ａ，２ｂ，２ｃの相互の回転を拘束し
軸方向のみ移動自在とするために、最外側に位置する１
段目の筒状アーム２ａに軸方向にガイド溝３を形成し、
また２段目の筒状アーム２ｂにも軸方向にガイド溝４を
形成し、そして、２段目の筒状アーム２ｂの外壁には前
記１段目の筒状アーム２ａに形成したガイド溝３に摺動
自在に係合するガイド片５を設け、３段目の筒状アーム
２ｃの外壁には前記２段目の筒状アーム２ｂに形成した
ガイド溝４に摺動自在に係合するガイド片６が設けた構
成となっているが、かならずしもこの構成に限定される
ものではなく、図示しないが、筒状アーム２ａ，２ｂ，
２ｃを角筒状にすれば前記ガイド溝３，４やガイド片
５，６を設ける必要はない。筒状アーム２ａ，２ｂ，２
ｃを角筒状とすることにより、筒状アーム２ａ，２ｂ，
２ｃの相互の回転が拘束され軸方向のみの移動（伸縮）
が可能となる。この場合、筒状アーム２ａ，２ｂ，２ｃ
の軸方向への移動を容易にするため、筒状アーム２ａ，
２ｂ，２ｃの間にスライドガイドを設けるとよい。

【００２２】また、上記実施例では、伸縮アーム１が３
個の筒状ア−ム２ａ，２ｂ，２ｃで構成されているが、
これに限定されるものではなく、３個以上であってもよ
いことはもちろんである。筒状アームが４個以上である
場合には、最外側に位置する筒状アームは上記実施例の
１段目の筒状アーム２ａと、そして最内側に位置する筒
状アームは３段目の筒状アーム２ｃと同様の構成とな
り、そして最外側に位置する筒状アームと最内側に位置
する筒状アームの間に位置する複数の筒状アームは、上
記実施例の２段目の筒状アーム２ｂと同様の構成とな
る。

【００２３】また、上記実施例では、伸縮ねじ軸７が、
ねじ軸８ａの外周に筒状のねじ軸８ｂを嵌合した２本の
ねじ軸８ａ，８ｂにより構成されているが、これに限定
されるものではなく、前記伸縮アーム１を構成する筒状
アームの個数に応じ、筒状アームの個数よりも１本少な
い本数をもって構成される。この場合、最内側のねじ軸
は上記実施例のねじ軸８ａと同様の構成となり、それ以
外のねじ軸は上記実施例のねじ軸８ｂと同様の構成とな
る。

【００２４】図４乃至図６は本発明の第２実施例を示す
ものである。図４、図５はは第２実施例の伸時の状態を
示し、図４は図面上右側部を、そして図５は図面上左側
部を示すものであって、図４と図５は、図４の一点鎖線
Ａの切断部と図５の一点鎖線Ｂの切断部で接続され全体
を構成している。

【００２５】同図において、１は径の異なる４個の筒状
アーム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを軸方向に移動自在に且
つ相互に回転しないように順次内側に嵌合して構成され
る伸縮アームである。この伸縮アーム１を構成する前記
筒状アーム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、最外側に位置す
る筒状アーム２ａを１段目、その内側に位置する筒状ア
ーム２ｂを２段目、その内側に位置する筒状アーム２ｃ
を３段目、その内側即ち最内側に位置する筒状アーム２
ｄを４段目とする。１段目の筒状アーム２ａの先端内面
には２段目の筒状アーム２ｂをスライドさせるためのス
ライドガイド２４ａが取り付けられ、２段目の筒状アー
ム２ｂの先端内面には３段目の筒状アーム２ｃをスライ
ドさせるためのスライドガイド２４ｂが取り付けられ、
３段目の筒状アーム２ｃの先端内面には４段目の筒状ア
ーム２ｄをスライドさせるためのスライドガイド２４ｃ
が取り付けられている。

【００２６】７は回転軸部材としてのスプライン軸２５
ａの外周に次の回転軸部材としての筒状のスプライン軸
２５ｂを軸方向に移動自在に且つ相互に回転しないよう
に嵌合した２本のスプライン軸２５ａ，２５ｂにより構
成されている伸縮回転軸としての伸縮ねじ軸である。即
ち、この伸縮ねじ軸７は伸縮アーム１の段数（この場合
は４段）より２段少ない段数（この場合は２段）のスプ
ライン軸２５ａ，２５ｂで構成されている。これらスプ
ライン軸２５ａ，２５ｂはいずれもボールスプライン軸
となっている。上記スプライン軸２５ａ，２５ｂにより
構成される伸縮ねじ軸７は、前記伸縮アーム１内に、伸
縮アーム１と同軸方向に配置されている。

【００２７】２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄは各段の
筒状アーム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの基部に設けられた
軸支持部、２７ａは軸支持部２６ａの中心でスプライン
軸２５ａを回転自在に支持している軸受、２７ｂは軸支
持部２６ｂの中心でスプライン軸２５ｂとその外周に回
り止めして嵌合されている回転ブロック２８ｂを回転自
在に支持している軸受、２７ｃは軸支持部２６ｃの中心
でスプライン軸２５ｂとその外周に回り止めして嵌合さ
れている回転ブロック２８ｃを回転自在に支持している
軸受、２９ｂはスプライン軸２５ｂの基端内に支持され
ていてスプライン軸２５ａを嵌合させているスプライン
ナット、２９ｃは回転ブロック２８ｃ内に支持されてい
てスプライン軸２５ｂを嵌合させているスプラインナッ
トである。

【００２８】３０ａはスプライン軸２５ａに平行する向
きで筒状アーム２ａに偏心して設けられていて軸支持部
２６ａに軸受３１ａで回転自在に支持されている補助ね
じ軸、３０ｂはスプライン軸２５ｂに平行する向きで筒
状アーム２ｂに偏心して設けられていて軸支持部３２ｂ
に軸受３１ｂで回転自在に支持されている補助ねじ軸、
３０ｃはスプライン軸２５ｂに平行する向きで筒状アー
ム２ｃに偏心して設けられていて軸支持部３２ｃに軸受
３１ｃで回転自在に支持されている補助ねじ軸である。
これら補助ねじ軸３０ａ〜３０ｃは、それぞれボールね
じにより形成されている。

【００２９】３３ｂは軸支持部２６ｂに貫通固定されて
いて補助ねじ軸３０ａの先端側を螺合させている回転運
動・直線運動変換機構としてのナット、３３ｃは軸支持
部２６ｃに貫通固定されていて補助ねじ軸３０ｂの先端
側を螺合させている回転運動・直線運動変換機構として
のナット、３３ｄは軸支持部２６ｄに貫通固定されてい
て補助ねじ軸３０ｃの先端側を螺合させている回転運動
・直線運動変換機構としてのナットである。３４ａ，３
５ａはスプライン軸２５ａと補助ねじ軸３０ａに取り付
けられていてスプライン軸２５ａの回転力を補助ねじ軸
３０ａに伝える歯車、３４ｂ，３５ｂは回転ブロック２
８ｂと補助ねじ軸３０ｂに取り付けられていて回転ブロ
ック２８ｂの回転力を補助ねじ軸３０ｂに伝える歯車、
３４ｃ，３５ｃは回転ブロック２８ｃと補助ねじ軸３０
ｃに取り付けられていて回転ブロック２８ｃの回転力を
補助ねじ軸３０ｃに伝える歯車である。３６は駆動部１
８を構成するモータ１９の回転力をスプライン軸２５ａ
に伝えるカップリングである。

【００３０】各段の補助ねじ軸３０ａ〜３０ｃは、周方
向に位置を異ならせて設けられ、２段目以降の軸支持部
２６ｂ〜２６ｄには伸縮アーム１の収縮に伴う筒状アー
ム２ｂ〜２ｄの後退移動時に各補助ねじ軸３０ａ〜３０
ｃが衝突しないようにする逃がし孔３７がそれぞれ設け
られている。同様に、末端の軸支持部２６ｄには伸縮ア
ーム１の収縮に伴う筒状アーム２ｂ〜２ｄの後退移動時
にスプライン軸２５ｂが衝突しないようにする逃がし孔
３８が設けられている。

【００３１】このような第２実施例の多段アーム伸縮装
置においては、駆動部１８のモータ１９を駆動して伸縮
ねじ軸７の基端のスプライン軸２５ａを一方向に回転さ
せると、次の段のスプライン軸２５ｂと回転ブロック２
８ｂ及びその次の段の回転ブロック２８ｃが同方向に一
緒に回転駆動される。スプライン軸２５ａが回転する
と、歯車３４ａ，３５ａを介して補助ねじ軸３０ａが回
転駆動され、この補助ねじ軸３０ａが螺合されているナ
ット３３ｂによる回転運動・直線運動変換作用により２
段目の筒状アーム２ｂが前進する。また、次の段のスプ
ライン軸２５ｂと回転ブロック２８ｂの回転により、歯
車３４ｂ，３５ｂを介して補助ねじ軸３０ｂが回転駆動
され、この補助ねじ軸３０ｂが螺合されているナット３
３ｃによる回転運動・直線運動変換作用により３段目の
筒状アーム２ｃが前進する。また、その次の段の回転ブ
ロック２８ｃの回転により、歯車３４ｃ，３５ｃを介し
て補助ねじ軸３０ｃが回転駆動され、この補助ねじ軸３
０ｃが螺合されているナット３３ｄによる回転運動・直
線運動変換作用により４段目の筒状アーム２ｄが前進す
る。このようにモータ１９を回転すると、２段目，３段
目，４段目の筒状アーム２ｂ，２ｃ，２ｄが同じ寸法だ
け前進駆動され、伸縮アーム１が伸長する。また、前記
伸縮ねじ軸７の基端のスプライン軸２５ａを上記と反対
方向に回転させると、前記と反対の動作をして、２段目
と３段目と４段目の筒状アーム２ｂ，２ｃ，２ｄが同時
に同寸法だけ後退し、伸縮アーム１が収縮する。

【００３２】このように、伸縮ねじ軸７の基端のスプラ
イン軸２５ａを一方向に回転させると、伸縮アーム１の
２段目，３段目及び４段目の筒状アーム２ｂ，２ｃ，２
ｄは同期して同じ寸法だけ前進し、伸縮アーム１は伸張
する。そして、前記と反対方向に回転させると、２段
目，３段目及び４段目の筒状アーム２ｂ，２ｃ，２ｄは
同期して同じ寸法だけ後退し、伸縮アーム１は縮小す
る。なお、この実施例でも、筒状アームの段数は４段に
限定されるものではなく、３段以上であればその段数は
限定されるものではない。

【００３３】特に、この第２実施例の構造にすると、補
助ねじ軸が偏心して軸支持部に設けられ、これら補助ね
じ軸が次の段の軸支持部に設けられているナットに螺合
されているので、第１実施例のようにガイド溝やガイド
片を設けなくても隣接する筒状アームの回り止めをする
ことができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、下
記のような優れた効果を得ることができる。

【００３５】請求項１に記載の多段アーム伸縮装置で
は、伸縮回転軸の基端の回転軸部材を駆動部で回転する
と、この伸縮回転軸を構成している各段の回転軸部材が
それぞれ回転駆動され、（Ｎ−１）段の回転軸部材の回
転駆動により、Ｎ段の筒状アームに支持されている回転
運動・直線運動変換機構の作用により該Ｎ段の筒状アー
ムが前進又は後退移動される構造になっているので、基
端を除いた各段の筒状アームが同時に移動して伸縮移動
することができ、このためＮ段構成の伸縮アームを全体
の重心の分散を図りつつ伸縮させることができる。これ
により、特定の箇所に負荷が集中することを阻止するこ
とができるとともに、伸縮アームの伸張・後退時間が短
縮し、これにより作業能率の向上を図ることができ、更
には構成が簡単なので全体のコンパクト化及び操作の容
易性を図ることができる。

【００３６】請求項２に記載の多段アーム伸縮装置で
は、伸縮回転軸の各回転軸部材が表面にねじが刻設され
たねじ軸として構成され、Ｎ段の筒状アームに設けられ
る回転運動・直線運動変換機構が（Ｎ−１）段のねじ軸
に螺合されるナットにより構成されているので、各段の
筒状アームが同時に同じ寸法だけ移動されて伸縮される
ことになり、このため伸縮の位置精度の向上を図ること
ができる。

【００３７】請求項３に記載の多段アーム伸縮装置で
は、伸縮回転軸の各回転軸部材がスプライン軸として構
成され、初段を除いた各段の筒状アームに設けられてい
る回転運動・直線運動変換機構が手前の段に設けられて
スプライン軸からの回転力が与えられる補助ねじ軸にね
じ結合されているので、各段の筒状アームが同時に同じ
寸法だけ移動されて伸縮されることになり、このためこ
の発明でも、伸縮の位置精度の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す縦断側面図。

【図２】伸縮ねじ軸のキーとキー溝を示す拡大断面図。

【図３】伸縮ねじ軸のキーとキー溝の他例を示す拡大断
面図。

【図４】本発明の第２実施例の伸時の状態における右側
部を示す縦断側面図。

【図５】本発明の第２実施例の伸時の状態における左側
部を示す縦断側面図。

【図６】本発明の第２実施例の縮時の状態を示す縦断側
面図。

【符号の説明】

１ 伸縮アーム ２ａ〜２ｄ 筒状アーム ３，４ ガイド溝 ５，６ ガイド片 ７ 伸縮ねじ軸 ８ａ，８ｂ ねじ軸 ９ キー １０ キー溝 １２ 軸支持部 １４ ナット（回転運動・直線運動変換
機構） １５ 軸支持部 １７ ナット（回転運動・直線運動変換
機構） １８ 駆動部 １９ モータ ２３ａ，２３ｂ ２５ａ，２５ｂ スプライン軸 ２６ａ〜２６ｄ 軸支持部 ２７ａ〜２７ｃ 軸受 ２８ｂ，２８ｃ 回転ブロック ２９ｂ，２９ｃ スプラインナット ３０ａ〜３０ｃ 補助ねじ軸 ３１ａ〜３１ｃ 軸受 ３２ｂ，３２ｃ 軸支持部 ３３ｂ〜３３ｄ ナット（回転運動・直線運動変換機
構） ３４ａ〜３４ｃ 歯車 ３５ａ〜３５ｃ 歯車

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 径の異なるＮ個（ただし、Ｎは３以上の
   整数）の筒状アームが軸方向に移動自在に且つ相互に回
   転しないように順次嵌め合わされて構成されたＮ段構成
   の伸縮アームと、少なくとも先端の前記筒状アームを除
   いて各段の前記筒状アームに対応して配置された各回転
   軸部材が軸方向に移動自在に且つ相互に回転しないよう
   に順次嵌め合わされて構成された複数段構成の伸縮回転
   軸と、前記各段の前記回転軸部材をその段の前記筒状ア
   ームの軸心に回転自在に支持させる軸支持部と、前記伸
   縮回転軸の基端の前記回転軸部材に回転力を与える駆動
   部と、Ｎ段の前記筒状アームに設けられて（Ｎ−１）段
   の前記回転軸部材の回転力を直線運動に変えて該Ｎ段の
   筒状アームを前進又は後退移動させる回転運動・直線運
   動変換機構とを備えていることを特徴とする多段アーム
   伸縮装置。
2. 【請求項２】 径の異なるＮ個（ただし、Ｎは３以上の
   整数）の筒状アームが軸方向に移動自在に且つ相互に回
   転しないように順次嵌め合わされて構成されたＮ段構成
   の伸縮アームと、先端の前記筒状アームを除いて各段の
   前記筒状アームに対応して配置された各回転軸部材が軸
   方向に移動自在に且つ相互に回転しないように順次嵌め
   合わされて構成された（Ｎ−１）段構成の伸縮回転軸
   と、前記各段の前記回転軸部材をその段の前記筒状アー
   ムの軸心に回転自在に支持させる軸支持部と、前記伸縮
   回転軸の基端の前記回転軸部材に回転力を与える駆動部
   と、Ｎ段の前記筒状アームに設けられて（Ｎ−１）段の
   前記回転軸部材の回転力を直線運動に変えて該Ｎ段の筒
   状アームを前進又は後退移動させる回転運動・直線運動
   変換機構とを備え、前記伸縮回転軸は前記各回転軸部材
   が表面にねじが刻設されたねじ軸として構成され、Ｎ段
   の前記筒状アームに設けられる前記回転運動・直線運動
   変換機構は（Ｎ−１）段の前記ねじ軸に螺合されるナッ
   トにより構成されていることを特徴とする多段アーム伸
   縮装置。
3. 【請求項３】 径の異なるＮ個（ただし、Ｎは３以上の
   整数）の筒状アームが軸方向に移動自在に且つ相互に回
   転しないように順次嵌め合わされて構成されたＮ段構成
   の伸縮アームと、先端の段とその次の段の前記筒状アー
   ムを除いた段の前記筒状アームに対応して配置された各
   回転軸部材が軸方向に移動自在に且つ相互に回転しない
   ように順次嵌め合わされて構成された（Ｎ−２）段構成
   の伸縮回転軸と、前記各段の前記筒状アームに設けられ
   て前記回転軸部材が存在する箇所ではその段の前記回転
   軸部材を前記筒状アームの軸心に回転自在に支持してい
   る軸支持部と、前記伸縮回転軸の基端の前記回転軸部材
   に回転力を与える駆動部と、１段目の前記軸支持部を除
   いて各段の前記軸支持部に偏心して設けられてその各段
   の手前の段から与えられる回転力を直線運動に変えて１
   段目の前記筒状アームを除いた各段の前記筒状アームを
   前進又は後退移動させる回転運動・直線運動変換機構と
   を備え、前記伸縮回転軸はスプライン軸として構成さ
   れ、前記各回転運動・直線運動変換機構には先端の段を
   除いた各段に偏心して設けられていて前記スプライン軸
   の回転力が与えられて回転する補助ねじ軸がねじ結合さ
   れていることを特徴とする多段アーム伸縮装置。