JPH08155876A - 伸縮アーム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】収縮した状態ではアームをできる限り小さくす
ることができ、伸長した状態では所望のストロークを得
ることができる構造の簡単な伸縮アーム装置を提供する
こと。 【構成】重ね合わされて相互にスライド可能にかみ合わ
された少なくとも３つのアームＡ１ないしＡ５と、複数
のアームに設定されるワイヤー案内手段２６と、複数の
アームを順次繰り出して伸長するための伸長用のワイヤ
ー４０であって、その一端が該当する段のワイヤー案内
手段２６を介して次の段のアームに取り付けられている
伸長用のワイヤー４０と、複数のアームを順次戻して収
納するための収縮用のワイヤー５０であってその一端が
複数のアームの内の最先端に繰り出されるアームに取り
付けられている収縮用のワイヤー５０と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば工場において
成形品を取り出す作業や、ゲーム場で自動的にサイコロ
を収納する等の定形作業に用いて最適な伸縮アーム装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】産業用の簡易型ロボットの基本構造とし
ては、Ｘ−Ｙ直交動作型ロボットや、垂直面での回転お
よび水平面での回転を行う回転動作型の関節ロボットが
採用されている。これらの簡易型ロボットは、構造が簡
単でしかも精度が出し易く強度保持も容易であるため
に、作業力と作業精度を必要とする作業に多用されてい
る。またこのような簡易型ロボットは、構造が簡単でコ
ストが安くできるので、工場での成形品等の取り出し作
業等の定形作業に用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの従
来の簡易型ロボットは、次のような問題がある。従来の
ロボットのアームはこれ以上短縮できないある長さを有
し、アームが回転する際にはアームの回転動作用の空間
が必要である。つまりこのアームの動作空間を十分にと
らないと、アームが作業者に当たって危険である。従っ
て、産業用ロボットを製造工場の現場で使用する場合
や、あるいは大勢の作業者を必要とする作業環境で従来
のロボットのアームを旋回あるいは回転あるいは上下動
をする場合としてたとえばゲーム場においてこの種のア
ームを有するロボットを用いて自動的にサイコロの収納
を行うなどの作業を行う場合には、アームの動作に伴な
う危険が大きい。

【０００４】本発明は上記課題を解消するためになされ
たものであり、収縮した状態ではアームをできる限り小
さくすることができ、伸長した状態では所望のストロー
クを得ることができる構造の簡単な伸縮アーム装置を提
供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、重ね合わされて相互にスライド可能にかみ合わ
された少なくとも３つのアームと、前記複数のアームに
設定されるワイヤー案内手段と、前記複数のアームを順
次繰り出して伸長するための伸長用のワイヤーであっ
て、その一端が該当する段の前記ワイヤー案内手段を介
して次の段の前記アームに取り付けられている前記伸長
用のワイヤーと、前記複数のアームを順次戻して収納す
るための収縮用のワイヤーであって、その一端が、前記
複数のアームの内の最先端に繰り出される前記アームに
取り付けられている前記収縮用のワイヤーと、を備える
伸縮アーム装置により、達成される。本発明にあって
は、好ましくは前記複数のアームは、板状のアームであ
り、前記アームの相互間のスライドを案内するための手
段を備える。本発明にあっては、好ましくは前記収縮用
のワイヤーの他端側が、巻き取り、巻き戻しするための
ワイヤー操作手段の第１のプーリに取り付けられてい
て、前記伸長用のワイヤーの他端側が、巻き取り、巻き
戻しするためのワイヤー操作手段の第２のプーリに取り
付けられている。本発明にあっては、好ましくは前記ワ
イヤー操作手段の前記第１のプーリと前記第２のプーリ
は、回転軸に同軸状に固定されていて、前記第１のプー
リは前記第２のプーリよりも径が大きい。

【０００６】

【作用】上記構成によれば、少なくとも３つのアーム
は、重ね合わされて相互にスライド可能にかみ合わされ
ている。伸長用のワイヤーは、複数のアームを順次繰り
出して伸長するために、ワイヤー案内手段を介して次の
段のアームを繰り出す。収縮用のワイヤーは、複数のア
ームを順次戻して収納するために、最先端に繰り出され
たアームを戻す。これにより、構造が簡単でありなが
ら、収縮した状態ではアームをできる限り小さくするこ
とができ、伸長した状態では所望のストロークを得るこ
とができる。本発明にあっては、好ましくは板状の複数
のアームは、アームの相互間のスライドを案内するため
の手段により安定してスライドすることができる。本発
明にあっては、好ましくは第１のプーリにより、収縮用
のワイヤーの他端側を巻き取り、巻き戻しする。第２の
プーリにより、伸長用のワイヤーの他端側を巻き取り、
巻き戻しする。本発明にあっては、好ましくは第１のプ
ーリと第２のプーリは、回転軸を回転することにより、
巻き戻しと巻き取り操作を行う。第１のプーリは第２の
プーリよりも径が大きいので、巻き取りと巻き戻しの操
作がスムーズに行える。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、
本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種
々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説
明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、
これらの態様に限られるものではない。

【０００８】好ましい実施例の説明 図１は、本発明の伸縮アーム装置とその伸縮アーム装置
の駆動装置を示す側面図であり、図２は、図１の伸縮ア
ーム装置と駆動装置の平面図である。図３は図１のＷ−
Ｗ線における断面を有する伸縮アーム装置と駆動装置の
正面図である。図１と図２において、伸縮アーム装置の
駆動装置は、伸縮アーム装置１、伸縮アーム装置１の各
アームを伸縮するためのアーム伸縮手段２、伸縮アーム
装置１の回転駆動手段３、伸縮アーム装置１の上下駆動
手段４、コントローラ５、およびロボット基台６を有し
ている。

【０００９】まず伸縮アーム装置１の構造を、図３ない
し図５により説明する。伸縮アーム装置１は、図３と図
４に示すように、５枚のアームＡ１ないしＡ５を重ね合
せて構成したものである。この伸縮アーム装置１の各ア
ームＡ１ないしＡ５は、重ね合されて相互にスライド可
能にかみ合されている。図示の伸縮アーム装置１は、５
枚のアームＡ１ないしＡ５を備えているが、少なくとも
３枚のアームを備えていれば伸縮機能を果たすことがで
きる。アームＡ１は、最下段のアームであり、アームＡ
５は最上段のアームである。

【００１０】図５と図６に示すように、最上段のアーム
Ａ５は、最先端まで伸長されるアームであり、最下段の
アームＡ１は、これ自体は図１の基台６側に固定したま
まである。アームＡ１ないしＡ５の構造は、図３に示す
ように基本的には同じ断面形状を有している。アームＡ
１ないしＡ５は、それぞれ第１係合部１０、第２係合部
１２、中央曲げ部１４、第３係合部１６、端部曲げ部１
８を有している。

【００１１】一例として、第２段目のアームＡ２と第１
段目のアームＡ１における相互の連結状態を説明する。
アームＡ２の第２係合部１２は、アームＡ１の第１係合
部１０との間において関わっており、これらの間にはア
ームＡ１とＡ２をスムーズにスライドするための手段２
０，２０が回転可能に配置されている。このスライドさ
せるための手段２０はたとえばコロである。同様にして
アームＡ２ないしＡ５の間でもスライドさせるための手
段２０により相互にスムーズにスライドができるように
なっている。アームＡ１の第３係合部１６とアームＡ２
の端部曲げ部１８の間にもスライドさせるための手段２
２が配置されている。このスライドさせるための手段２
２もコロである。これらのころ２０，２２は、図５にお
いて示している。

【００１２】図３の第１段目のアームＡ１から第４段目
のアームＡ４には、それぞれ２つずつプーリ２６，２６
が回転可能に取り付けられている。このプーリ２６，２
６は、図５においてその位置が示されている。図３のケ
ース２８の内部には、上述したアームＡ１ないしＡ５が
収納されている。最下段のアームＡ１は、ケース２８に
対して固定されている。しかし最下段のアームＡ１に対
して伸縮移動する第２段目のアームＡ２ないし最上段の
アームＡ５には、それぞれカバー３０，３２，３４，３
６が取り付けられている。つまりアームＡ２ないしＡ５
は、カバー３０，３６によりそれぞれ保護されている。

【００１３】図５に示すように、上述したプーリ２６，
２６に対して後で述べるワイヤーをかけた時に、ワイヤ
ーの両側が中央曲げ部１４を跨ぐようになっている。中
央曲げ部１４はアームの補強をしている。図３のアーム
Ａ１ないしＡ５は、第１係合部１０、第２係合部１２お
よびコロ２０を備えているので、下段のアームと上段の
アームが互いに浮かないように相互にスライドすること
ができ、しかも図３において紙面垂直方向に相互にずれ
ない。しかもアームＡ１ないしＡ５は、第３係合部１６
と端部曲げ部１８およびコロ２２を有しているので、下
段のアームと上段のアームは相互に浮かないように相互
にスライドすることができ、図３の紙面において垂直方
向にずれない。これらの第１係合部１０、第２係合部１
２およびコロ２０、第３係合部１６と端部曲げ部１８お
よびコロ２２は、アームＡ１ないしＡ５の相互間のスラ
イドをスムーズに行うための手段を構成している。

【００１４】コロ２０，２２はローラともいい、重なっ
たアームＡ１ないしＡ５の摺動の負荷を軽減するための
ものである。このローラ２０，２２には、この他にボー
ル状のものであっても構わない。上述した構造の伸縮ア
ーム装置１は、図５に示すように、矢印Ｘ１方向に伸長
することができ、矢印Ｘ２の方向に伸縮もしくは収納す
ることができるようになっている。

【００１５】次に、上述した伸縮アーム装置１の各アー
ムＡ１ないしＡ５を伸長および収縮動作させるためのア
ーム伸縮手段２について、図４により説明する。アーム
伸縮手段２は、図４に示すように、２本の伸長用のワイ
ヤー４０，４０、１本の収縮用のワイヤー５０、および
ワイヤー操作手段６０を有している。収縮用のワイヤー
５０は、アームＡ１ないしＡ５を矢印Ｘ２の方向に引張
って収縮するためのワイヤーである。収縮用のワイヤー
５０の一端５０ａは、最上段のアームＡ５の後端部に固
定されている。収縮用のワイヤー５０の他端は、中間プ
ーリ５０ｂを介してワイヤー操作手段６０の大プーリ
（第１のプーリ）６１に固定されている。

【００１６】これに対して、伸長用のワイヤー４０，４
０の一端４０ａが、図５に示すように最下段のアームＡ
１の中央曲げ部１４の中を通って、プーリ２６，２６を
介して矢印Ｘ２の方向に戻りそして第２段目のアームＡ
２の後端部４０ｂに固定されている。図４の伸長用のワ
イヤー４０の他端４０ｃは、それぞれ小プーリ（第２の
プーリ）６２，６２にそれぞれ取り付けられている。

【００１７】図４において１つの小プーリ６２は実線で
示し、もう１つの小プーリ６２は、大プーリ６１の向こ
う側に位置していて破線で示されている。伸長用のワイ
ヤーとしては、１組目の伸長用ワイヤー４０の他に、図
５に示すようにあと３組あり、伸長用のワイヤー４１，
４２，４３がある。２組目の伸長用のワイヤー４１の一
端４１ａは、２段目のアームＡ２の中央曲げ部１４の中
を通って２つのプーリ２６を介して３段目のアームＡ３
の後端部の取り付け部４１ｂに固定されている。伸長用
のワイヤー４１の他端４１ｃは、１段目のアームＡ１の
後端部に固定されている。

【００１８】同様にして、３組目の伸長用のワイヤー４
２，４２の一端４２ａは、４段目のアームＡ４の後端部
の取り付け部４２ｂに固定されている。伸長用のワイヤ
ー４２の他端４２ｃは、２段目のアームＡ２の後端部４
２ｄに固定されている。

【００１９】４組目の伸長用のワイヤー４３の一端４３
ａは、４段目のアームＡ４の中央曲げ部１４の中を通っ
て、ころ２０を介して、最上段のアームＡ５の後端部の
取り付け部４３ｂに固定されている。伸長用のワイヤー
４３の他端４３ｃは３段目のアームＡ３の取り付け部４
３ｄに固定されている。なお、図５の収縮用のワイヤー
５０の一端部は、既に述べたように、最上段のアームＡ
５の取り付け部５０ａに固定されいる。

【００２０】図１と図４では、伸縮アーム装置１の各ア
ームＡ１ないしＡ５は完全に収縮して収納された状態に
ある。つまり図１のケース２８内に全てのアームＡ１な
いしＡ５が収納されている。図４において、上述した大
プーリ６１と小プーリ６２，６２は、回転軸６３により
同軸上に固定されている。回転軸６３は、アクチュエー
タであるモータ６４の出力軸６４ａからの出力に応じて
ギア６５，６６を介して駆動力が伝達される。これによ
り回転軸６３は、モータ６４の駆動により、矢印Ｒ１方
向の正回転と矢印Ｒ２方向の逆回転を行うことができ
る。アームＡ２ないしアームＡ５を、図４の収納状態か
らアームＡ１に対して伸長する場合には、回転軸６３と
ともに大プーリ６１と小プーリ６２を矢印Ｒ１の方向に
回転する。これにより収縮用のワイヤー５０は、大プー
リ６１から巻き戻されると共に伸長用のワイヤー４０，
４０は、小プーリ６２，６２に対して巻き取られる。

【００２１】逆に、アームＡ２ないしＡ５を、固定のア
ームＡ１に対して収縮して図４に示すような収納状態に
する場合には、回転軸６３と共に大プーリ６１と小プー
リ６２，６２を矢印Ｒ２の方向に回転する。これによ
り、収縮用のワイヤー５０は大プーリ６１により巻き取
られると共に、伸長用のワイヤー４０，４０は小プーリ
６２から巻き戻される。このようにして、収縮用のワイ
ヤー５０と伸長用のワイヤー４０，４０を相互に緊張す
るようにして、アームＡ２ないしＡ５を固定のアームＡ
１に対して伸長させたり収縮させることができるように
なっている。

【００２２】次に、図１と図２の回転駆動手段３につい
て説明する。回転駆動手段３は、アーム伸縮手段２、伸
縮アーム装置１およびケース２８を、水平面内において
矢印θ方向に回転させて、伸縮アーム装置１を所望の方
向に向けるための手段である。この回転駆動手段３は、
図６と図７にさらに詳しく示している。回転駆動手段３
は、図６と図７に示すように、モータ８０とそのモータ
８０の出力ギア８１により回転されるリング型のギア８
３を有している。このリング型のギア８３はロボット基
台６に対して回転可能に設けられている。ロボット基台
６は、図１に示すようにベース接地面Ｆに対してねじに
より固定できるようになっている。モータ８０を駆動す
ることにより、リング型のギア８３は、図７のθ方向に
所定角度回転して、アーム伸縮手段２、伸縮アーム装置
１およびケース２８をインデックスできるようになって
いる。

【００２３】次に図１の上下駆動手段４について説明す
る。上下駆動手段４は、アーム収縮手段２と伸縮アーム
装置１およびケース２８をγ方向に回転して、伸縮アー
ム装置１の上下方向の向きを設定するためのものであ
る。ケース２８は、図１と図６に示すように、断面半円
形部分９０を有している。この半円形状の部分９０は、
リング状のギア８３側の凹部９２に嵌め込まれている。
図１に示すように、モータ９３のギア９４は、γ方向上
下用の扇形のギア９５にかみ合っていて、モータ９３を
正逆方向に回転することにより、ケース２８、伸縮アー
ム装置１およびアーム伸縮手段２を、所定角度γ、ピン
９６を中心として垂直面内において上下動可能になって
いる。これらの上述したモータ６４，８０および９３
は、図１のコントローラ（制御手段）５によりその動作
が制御できるようになっている。

【００２４】動作の説明 次に、上述した伸縮アーム装置とその駆動装置の動作を
説明する。図１のモータ８０を作動して、伸縮アーム装
置１をθ方向の所定の方向に向ける。そして必要に応じ
てモータ９３を作動して、ケース２８の傾きを矢印γ方
向において所定の角度に設定する。図４のモータ６４を
作動して、図４に示す回転軸６３を矢印Ｒ１の方向に回
転する。これにより、図４の収縮用のワイヤー５０は矢
印Ｘ１方向に巻き戻されると共に、伸長用のワイヤー４
０，４０は矢印Ｘ２方向に巻き取られる。つまり、図５
で示す収縮用のワイヤー５０が矢印Ｘ１方向に繰り出さ
れるので、最上段のアームＡ５は矢印Ｘ１方向に動ける
ようになる。これと同時に伸長用のワイヤー４０，４０
が矢印Ｘ２の方向に巻き取られる。つまり伸長用のワイ
ヤー４０，４０が矢印Ｘ２の方向に巻き取られると、図
５のローラ２６，２６を介して張られている伸長用のワ
イヤー４０，４０の一端４０ａと一体となった２段目の
アームＡ２が矢印Ｘ１方向に移動する。つまり伸長用の
ワイヤー４０，４０が方向Ｘ２に移動するのに対して、
固定の最下段のアームＡ１に関して、２段目のアームＡ
２が伸長方向Ｘ１方向に相対的に移動する。

【００２５】同様にして、図５の伸長用のワイヤー４
１，４１は、２段目のアームＡ２が矢印Ｘ１方向移動す
るに伴ない、その一端４１ａと一体となった３段目のア
ームＡ３が２段目のアームＡ２に対して矢印Ｘ１方向に
伸長する。同様にして、図５の４段目のアームＡ４は、
３段目のアームＡ３に対して矢印Ｘ１方向に伸長する。
最上段のアームＡ５は、４段目のアームＡ４に対して矢
印Ｘ１方向に伸長する。このようにして、固定のアーム
Ａ１に対して、２段目ないし最上段のアームＡ２ないし
Ａ５は、矢印Ｘ１方向に同時に伸長していき、所定のス
トロークまで伸びる。ただし、伸長用のワイヤー４０，
４０と収縮用のワイヤー５０の張力のバランスをとるこ
とにより、アームＡ２ないしＡ５の伸長ストロークを所
望の値に維持することができる。つまり、最下段のアー
ムＡ１からの最上段のアームＡ５のストロークを、所定
の値に維持することができる。

【００２６】図５の実施例では、伸長用のワイヤー４
０，４１，４２，４３を２本ずつ用いている。このよう
に２本ずつ用いているのは、各アームＡ１ないしＡ５に
おける左右の張力バランスをとることができるためであ
り、これによりアームＡ２ないしＡ５が伸長する時に、
その先端が左右に捻られてしまうようなことがなくな
る。次に、図４のモータ６４を逆回転して回転軸６３を
矢印Ｒ２の方向に回転すると、収縮用のワイヤー５０は
巻き取られると共に、伸長用のワイヤー４０，４０は巻
き戻される。これにより、上述したアームの伸長動作と
は逆に固定のアームＡ１に対して２段目のアームＡ２が
収縮方向Ｘ２方向に戻されると同時にアームＡ３、アー
ムＡ４および最上段のアームＡ５がそれぞれ矢印Ｘ２方
向に引き戻される。このようにして、図４に示すように
アームＡ１ないしＡ５は、収縮状態に戻る。

【００２７】ところで、アームＡ１ないしＡ４におい
て、ワイヤーのストローク関係は次のようになってい
る。１つのアームＡ１ないしＡ５のストロークをＬと
し、アームの部材数をｎ（図５の実施例ではアームＡ１
は基台６側に固定されているので、伸縮可能なアーム数
はｎ−１）とすると、ワイヤー４０，４１，４２，４３
のストロークはＬであり、収縮用のワイヤー５０のスト
ロークは（ｎ−１）×Ｌである。図５の実施例の方式で
は、先のアームストロークは、もとのアームストローク
より大きくすることはできない。今ワイヤーの伸びが１
つのアーム当たりにΔＬであるとすると、伸縮アーム装
置１の全ストロークは、（ｎ−１）×（Ｌ−ΔＬ）とな
る。従って、伸長用のワイヤー４０，４０を２本にする
と、ΔＬが半分になり、伸長用ワイヤー４０を１本だけ
用いるのに比べて、上述した伸縮動作でのバランス効果
と合せて、ワイヤーの伸びを小さくする効果がある。

【００２８】ワイヤーの数を多くするとワイヤーの伸び
が小さくなる原理を利用して、１段目のアームＡ１に対
応する伸長用のワイヤー４０，４０を二重巻きにする
と、伸長用のワイヤー４０，４０のストロークは、伸長
用のワイヤー４０をアームＡ２の先端側で固定したとす
れば２倍であり、後端側（図５に示すような例）で固定
すると３倍となる。この意味は、それだけワイヤーの張
力が減らせると同時に、図４に示すワイヤー巻き取り用
のプーリ６１，６２の減速比が小さくなることになる。
従って特に減速機構が必要ではなく、プーリ６１，６２
の減速比でプーリ６１，６２の口径比での減速で充分で
ある。

【００２９】伸長用のワイヤー４０，４１，４２，４３
の数は、可動するアーム×ｎだけ設定することができ
る。図５の例ではそのｎは２である。伸長用のワイヤー
４０と収縮用のワイヤー５０の移動方向は、反対方向に
なっている。図４のプーリ６１とプーリ６２は、減速比
が一定の比になっており、これにより伸長用のワイヤー
４０と収縮用のワイヤー５０の張力を一定に維持する。
図５の伸長用のワイヤー４０，４１，４２，４３は、好
ましくは同一種類のワイヤーを用いている。図５の実施
例では、各アームを重ね合せてしかも相互にスライドで
きるようにかみ合わせたものになっている。各アームは
平板をプレスで折り曲げたような形状になっているが、
これに限らず棒状態のアームを用いても勿論構わない。

【００３０】図５の実施例では、５枚のアームを用いて
伸縮させている例を示しているが、これに限らず任意の
数の要素、すなわち少なくとも３枚以上のもしくは３枚
以上のアームを同時に伸縮駆動させることができる。図
３と図５に示す実施例では、複数のアームを集中的に駆
動して伸縮作動でき、その駆動機構はシンプルである。
実施例の伸縮アーム装置１では、各アームの撓みによる
側圧を低減することができる。すなわち図３の第１係合
部１０、第２係合部１２、第３係合部１６および端部曲
げ部１８、そしてローラ２６，２２により各アーム間の
撓みによる側圧を低減して、スムーズに相互にスライド
させることができる。しかも同じ形状のアームを用いる
ことができるので、コンパクトに収縮状態で収納するこ
とができる。複数のアームをコンパクトに収縮して収納
することができ、必要に応じて所望のストローク位置で
伸長状態を維持することができるので、回転動作時にお
いて、従来の収縮しない関節を有するタイプのアームに
比べて、回転空間を必要としない。しかも伸縮アーム装
置による作業員に対するパンチング等の危険をなくする
ことができる。

【００３１】なお図１の上下駆動手段４は、マニュアル
式の上下操作方法を採用することも可能である。つまり
本発明の実施例におけるアクチュエータを用いずに、マ
ニュアル式の調整機構により、γ方向の回転を行うこと
は可能である。図１に示すように、最上段のアームＡ５
には、図１に示すように、ヘッドブロック１００が設け
られている。このヘッドブロック１００には、必要なア
クチュエータやセンサを設定することができる。その場
合においてヘッドブロック１００に対して通電用のケー
ブルが必要である。この通電用のケーブルは、アームの
伸縮に応じて、ケーブルが弛まないように巻き取るため
のプーリが必要となる。そこでそのケーブルは、伸長用
のワイヤー４０ないし４３と同様な動作をさせることに
より、アームＡ２ないしＡ５が伸長収縮しても弛むこと
がない。

【００３２】図３のカバー３０，３２，３４，３６は、
アームＡ１ないしＡ５のプーリやワイヤーを保護するこ
とができると同時に、外観的に各アームＡ２ないしＡ５
がラダー状に突出してくるように見せる効果がある。図
５に示すように、伸縮アーム装置１は、伸長した状態で
は最上段のアームＡ５が最も外側に伸長する先細り形状
になる。しかし、これに限らず最上段のアームを固定し
て最下段のアームを最先端に伸長するようにアームを構
成しても勿論構わない。特にアームの数を増やして、ア
ーム値を次第に長くするような場合には、最下段のアー
ムを最先端アームとして用いる方が好ましい。この場合
には最先端アームに対してキャスターをつけて固定側に
対してこのキャスターを介して移動することが考えられ
る。図１においては、ガイドプーリ５５の位置の例を示
している。つまりアームの数が増減する場合には、ガイ
ドプーリ５５の位置を変更する必要がある。図１におい
てはこのガイドプーリ５５がアームの数に対応して変え
ることを、概念的にプロフィールで示している。アーム
数を変更する場合に、このガイドプーリ５５の位置の変
更とワイヤ２５の長さの変更をする必要があるが、これ
らの変更だけで済むので、比較的に簡単にアーム数の変
更に対応することができる。

【００３３】図８は、伸縮アーム装置１の伸長および収
縮状態を上から見た図である。図８（Ａ）は、完全に各
アームが収縮した状態にある。図８（Ｂ）では、最上段
のアームＡ５が矢印Ｘ１方向に移動し始めた状態を示し
ている。図８（Ｃ）は、各アームＡ５ないしＡ２が所定
ストローク完全に伸長した状態を示している。図８
（Ｄ）は、逆にアームＡ５ないしＡ２が矢印Ｘ２の方向
に収縮を始めた状態を示し、図８（Ｅ）は完全に各アー
ムが収縮した状態を示している。

【００３４】図９は、図５の実施例と異なり、伸長用の
ワイヤー４０ないし４３が１本ずつである。収縮用のワ
イヤー５０は図５の実施例と同様である。収縮用のワイ
ヤー５０はプーリ６１に巻き取りおよび巻き戻しされる
ようになっている。伸長用のワイヤー４０はプーリ６２
に巻き取りおよび巻き戻しされるようになっている。回
転軸６３には大形のプーリ６１と小形のプーリ６２が同
軸上に固定されている。回転軸６３をＲ１方向に回転す
ると、プーリ６１は収縮用のワイヤー５０を図４と同様
に巻き戻すと同時に、プーリ６２は伸長用のワイヤー４
０を巻き取るようになっている。逆に回転軸６３を矢印
Ｒ２方向に回転すると、プーリ６１は収縮用のワイヤー
５０を巻き取ると同時に、プーリ６２は伸長用のワイヤ
ー４０を巻き戻すことができるようになっている。

【００３５】伸長用のワイヤー４０はプーリ２６を介し
て２段目のアームＡ２に固定されている。同様にして伸
長用のワイヤー４１の一端はプーリ２６を介して３段目
のアームＡ３に固定されている。伸長用のワイヤー４２
の一端は、プーリ２６を介して４段目のアームＡ４に固
定されている。伸長用のワイヤー４３の一端は、プーリ
２６を介して５段目のアームＡ５に固定されている。

【００３６】図１０ないし図１６は、図３に示したアー
ムＡ１ないしＡ５とは別のアームの断面形状を示してい
る。図１０に示すアーム構造では、たとえば１段目のア
ームＡ１と２段目のアームＡ２の係合部分の基本的な構
造を示している。各アームＡ１，Ａ２にはほぼＴ字型の
突起１２０が形成されており、相対するアームにはこの
突起１２０をかみ合せるかみ合い部１３０が形成されて
いる。図１１は、さらに別の係合部の基本構造を示して
いる。図１１において、１段目のアームＡ１には第１係
合部１０が形成されており、２段目のアームＡ２には第
２係合部１２が形成されている。この間にはローラもし
くはボール１４０が配置されている。同様に厚肉部１５
０，１５０の間にもローラもしくはボール１４０が配置
されている。図１２は、図１０の実施例での厚肉部１５
０を曲げる場合の曲げ角度の例を示している。図１３
は、たとえば１段目のアームＡ１と２段目のアームＡ２
間の係合部の状態を示している。アームＡ１の突起１６
０とアームＡ２の突起１７０の間にはボール１８０が配
置されている。さらにアームＡ２の突起１７０とアーム
Ａ１の突起１９０の間にもボール２００が配置されてい
る。図１３のアームは、サッシ材等で簡単に構成する場
合の例である。

【００３７】図１４は、アームＡ１ないしＡ５を交互に
反転して配置することにより、平均ピッチＤを小さくす
ることができることを示している。この平均ピッチＤ
は、たとえば４．５ｍｍである。間隔Ｄ１は、たとえば
６ｍｍであり、間隔Ｄ２は３ｍｍである。図１５は、最
下段の部材アームが最も突出する場合の例を示してい
る。図１６は、最上段のアームが最も突出する場合の例
を示している。以上説明したように本発明の実施例で
は、アームの部品種類が少なく、安価に作ることができ
る。部品の種類が少ないので組立精度を出し易い。作業
範囲の用用なニーズに応えて、同じアームを複数用い
て、伸長ストロークを任意に設定することができる。ア
ーム間の摺動部においてコロやローラあるいはボール等
を用いることが可能である。各アームでは、少なくとも
１個以上のプーリを取り付けて、そのプーリの両サイド
のワイヤー端が、アームを跨いで上下にて自然な引張方
向が形成されるように中央部に曲げ構造を設けている。
本発明の実施例では、固定側のアームに対して伸縮する
アームを完全に収納することができ、その収納状態での
突出長さを極力短くすることができるので、伸縮アーム
装置がロボット基台に対して回転する場合に、作業者に
対してパンチングや肘鉄などの事故をなくすことがで
き、しかも設置スペースを小さくできる。固定側のアー
ムに対して伸縮するアームを伸長することにより、広い
作業範囲で所望の作業が行える。アームの伸縮動作が簡
単であり、その制御が容易である。固定側のアームに対
して伸縮するアームを完全に収納することができ、小型
であり、回転する際に伸縮アーム装置は障害物を避ける
ことができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、収
縮した状態ではアームをできる限り小さくすることがで
き、伸長した状態では所望のストロークを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の伸縮アーム装置とその駆動装置の好ま
しい実施例を示す側面図。

【図２】図１の駆動装置の平面図。

【図３】図１のＷ−Ｗ線における断面を有する正面図。

【図４】本発明の伸縮アーム装置、そのアーム伸縮手
段、ワイヤー操作手段を示す斜視図。

【図５】図４のアーム装置の各アームの駆動関係を示す
分解斜視図。

【図６】アーム装置の回転駆動手段を示す分解斜視図。

【図７】回転駆動手段のリング状のギアとロータを示す
斜視図。

【図８】各アームの伸縮動作を示す平面図。

【図９】図５とは異なる別の実施例を示す実施例のアー
ムの駆動方式を示す図。

【図１０】アームの係合構造の別の実施例を示す図。

【図１１】アームの係合構造のさらに別の実施例を示す
図。

【図１２】アームの厚肉部の曲げ角度の例を示す図。

【図１３】アームの係合部分のさらに別の実施例を示す
図。

【図１４】アームの重なり状態の例を示す図。

【図１５】最上段のアームが最先端に突出する場合の例
を示す図。

【図１６】最下段のアームが最先端に突出する場合の例
を示す図。

【符号の説明】

１ 伸縮アーム装置 ２ アーム伸縮手段 ３ 回転駆動手段 ４ 上下駆動手段 ２６ プーリ（ワイヤー案内手段） ２８ ケース ４０ 伸長用のワイヤー ５０ 収縮用のワイヤー ５０ｂ，５５ プーリ ６０ ワイヤー操作手段 ６１ 第１のプーリ（大プーリ） ６２ 第２のプーリ（小プーリ） ６３ 回転軸 ６４，８０，９３ モータ １０ 第１係合部（スライドさせるための
手段） １２ 第２係合部（スライドさせるための
手段） ２０ コロ（スライドさせるための手段） １６ 第３係合部（スライドさせるための
手段） １８ 端部曲げ部（スライドさせるための
手段） ２２ コロ（スライドさせるための手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重ね合わされて相互にスライド可能にか
   み合わされた少なくとも３つのアームと、 前記複数のアームに設定されるワイヤー案内手段と、 前記複数のアームを順次繰り出して伸長するための伸長
   用のワイヤーであって、その一端が該当する段の前記ワ
   イヤー案内手段を介して次の段の前記アームに取り付け
   られている前記伸長用のワイヤーと、 前記複数のアームを順次戻して収納するための収縮用の
   ワイヤーであって、その一端が、前記複数のアームの内
   の最先端に繰り出される前記アームに取り付けられてい
   る前記収縮用のワイヤーと、を備えることを特徴とする
   伸縮アーム装置。
2. 【請求項２】 前記複数のアームは、板状のアームであ
   り、前記アームの相互間のスライドを案内するための手
   段を備える請求項１に記載の伸縮アーム装置。
3. 【請求項３】 前記収縮用のワイヤーの他端側が、巻き
   取り、巻き戻しするためのワイヤー操作手段の第１のプ
   ーリに取り付けられていて、前記伸長用のワイヤーの他
   端側が、巻き取り、巻き戻しするためのワイヤー操作手
   段の第２のプーリに取り付けられている請求項１または
   請求項２に記載の伸縮アーム装置の駆動装置。
4. 【請求項４】 前記ワイヤー操作手段の前記第１のプー
   リと前記第２のプーリは、回転軸に同軸状に固定されて
   いて、前記第１のプーリは前記第２のプーリよりも径が
   大きい請求項３に記載の伸縮アーム装置の駆動装置。