JPS599353A - 可撓的変形自在のリンク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１つの長尺な機構体が曲折、回転およ０首振り
等の運動をすることができる可撓的変形自在のリンク装
置に関する。

可撓的変形自在のリンク装置は、例えば工作機械などに
おいてその駆動源からの動力により、必要な変位作動を
行なわせるために用いられる機構体である。

このような機構体は従来より種々提案されているが、例
えば第１図に示すような機構体１では、両端に歯面２Ａ
が刻設された内部リンク２が相互に噛合すると共に、そ
の各内部リンク２の左右部において２つの外部リンク３
にそれぞれ支持体４を介してユニバーサルジヨイント（
以下、軸承部という）５で回動自在に軸承されている。

このような機構体１では、例えば、−万端の外部リンク
３ａを固定しそれに軸承された内部リンク２ａを矢符６
方向に回動すると、内部リンク２ｂが軸承部５ｂを中心
に第２図に示すように矢符７方向に回動すると共に、両
端の円弧部３Ａで外接する外部リンク３ｂも回動する。

このような曲折作動が順次先端部の内部リンク２ｄおよ
び外部リンク３ｄに及び、機構体】全体として可撓的な
運動をさせることができる。

さらに、前記内部リンク２ａを矢符８方向に回動すると
、その回転はそのま＼各支持体４および外部リンク３を
介して伝達され、先端の外部リンク３ｄを矢符９方向に
回動させることもできる。

しかし、このような機構体では、前記内部リンクに刻設
される歯面の角度領域が少なく、また、軸承部にユニバ
ーザルジヨイントを用いなければならないため、内部リ
ンク相互および外部リンク（゛相互の曲折角を大きくと
ることができない上、その動力伝達効率が低くまた全体
の剛性を高くすることができない欠点がある。

本発明はト述の問題点を解決するためになされたもので
、各リンク相互におｉＪる曲折角を大きくまたはその曲
折角を各リンク間乙こおいて異ならせることができ、加
えて、曲折作動範囲が広く伝達効率およびｌｉ’ｌｌｌ
性の高い可撓的変形自在のリンク装置を提供することを
目的とする。

以下に本発明をその実施例に基づいて詳細に説明する。

第３図は本発明の可撓的変形自在のリンク装置ＩＯの断
面図である。これは、２つの円筒歯１ｊ　而１１Ｂおよ
びＩＩＣが両Ｃｌ１ｌに形成され相互に噛合する複数の
２面歯車１１と、この２面歯車列１２の一端の１つの２
面歯車１１（ＩＩＭ）に噛合し、１つの平歯車面＋３Ａ
が形成された１つの１面歯車１３と、からなる歯車列体
１４が設けられている。

この歯車列体１４には、第４図の斜視図に示すように並
列に同様の伯の歯車列体Ｉ５が設けられ、この一方の歯
車列体Ｉ４の１つの２面歯車ＩＩの円筒歯車面１１１３
、ＩＩＣのそれぞれの中心１１ｂ、ｌｌｃを、他の歯車
列体１５の２つの２面歯車１６．１６の噛合側１７の円
筒歯車面１６Ｂ、１６Ｃの中心１６ｂ、１６ｃと一致す
るように配置されている。

そして、それらの中心１１ｂ、ＩＩＣ，＋６ｂ、１６ｃ
には図示したように各軸体１８ｂ、１８Ｃが遊嵌されて
いると共に、前記１面歯車１３および他の歯車列体１５
の１面歯車１９はその′中心に位置する前記軸体１８ｂ
に固着されている。

さらに、前記歯車列体１５においては、曲折動力を伝達
するための例えば傘歯車２０が端部の２面歯車１６（１
６Ｍ）の非噛合側２１に同心状に固着され、かつ、その
個所におりる前記軸体１８ｂに遊嵌されている。ずなわ
ら、前記歯車列体Ｉ４および１５は前記軸体１８ｂ、１
８Ｃと後述するリンク２６ａ、２６ｂを介して本装置１
０を曲折させるもので、前記傘歯車２０にはそれに噛合
（゛する傘歯車２２が後述する基部支承体２３の駆動軸
２４内に同心状に組み込まれた駆動軸２５に固着されて
いる。

上述した歯車列体１４．１５の相互に隣り合う軸体１８
ｂ、１８ｃは、それぞれ左右１対のリンク２６ａ、２６
ｂで回動自在にｈｌｉ次接続されている。

なお、前記１面歯車１３が固着されている軸体１８ｂは
、基部支承体２３に軸承され、この基部支承体２３の駆
動軸２４は図示しない駆動源により回動されるようにな
っている。

一方、前記１面歯車１９には、それが固着された軸体１
８ｂを中心にして共に回動する端部作動体２７が設けら
れている。

なお、各歯車列体に採用される歯車は、所望のリンク装
置長さを（有るためにその機能を果す限りいくつ採用し
てもよいことは述べるまでもない。

また、前記１面歯車１３．１９および２面歯車１１．１
６の平歯車面１１Ｂ、ｌＩＣ１１６Ｂ、１６０等のビノ
チザークル径を第５図のように同一にしておいてもよい
が、第６図（ａ）、（ｂ）に示すように異なる径として
おくと、後述するように各１対のリンク２６ａ、２６ｂ
の他のリンク対する曲折角を異ならせることができる。

本発明は以」二述べたように構成したので、次のように
作動させることができる。

先ず、駆動軸２５を図示しない駆動源により傘歯車２２
と共に矢符２８方向に回動させると、傘歯車２０が回動
し、これに一体の歯車列体１５の２面歯車１６Ｍが回動
する。この、とき、基部支承体２３は固定されているの
で、軸体１８Ｃは２面歯車１６Ｍが遊嵌されている軸体
１８ｂを中心にして、第５図に示すような１．１なる半
径で回動される。

一方、軸体１８ｂに固着され゛（いる歯車列体１４の１
面歯車１３の回動は、前記基部支承体２３で阻止されて
いるので、２面歯車１１Ｍの平歯車面１１Ｃが前記１面
歯車１３の平歯車面１３Ａ上を転動し、これが軸体１８
ｂを軸体１８Ｃを中心にＬ２なる半径で回動させる。こ
れらの回動作動は、■目記各リンク２６ａ、２６ｂによ
り維持され、順次このような作動が繰り返されて、最終
的に図示のように装置全体を曲折させることができる。

なお、端部作動体２７の曲折変位量は、前記傘歯車２２
の回動角を異ならせることにより任意にとることができ
る。

また、前記各２面歯車１１および１６の遊嵌軸体１８ｂ
、１８ｃの間隔を全て同一の１−　］に設定しておくと
、各曲折部の曲折角は同一とすることができるし、また
、第６図（ａ）、（ｂ）に示すようにその間隔を異なら
せておくと、各曲折部での曲折角を第７図に記すような
数式で示される異なったものにすることができる。

次に、基部支承体２３の駆動軸２４を別途設けられた駆
動源により矢符２８方向に回動すると、その回転力は各
軸体１８ｂ、１８Ｃおよびリンク２６ａ、２６ｂを介し
て端部作動体２７に伝達される。

以上述べた作動を適宜行なえば、端部作動体２７を基部
支承体２３に対して任意の位置に変位させることができ
る。このような作動において、その変位のための動力伝
達は、動力伝達効率の高い各歯車の歯面や剛性の高い歯
車やリンクで行なわれるし、また、曲折角も従来例に較
べ大きくとることができる 第８図は異なる実施例で、上記発明の構成に前記端部作
動体２７より突出された出力軸３０を回動させることの
できる可撓的変形自在のリンク装置１０である。なお、
」１記の発明と異ならない部分には同一の符号を付して
説明を省く。

本発明は上記の発明の構成である歯車列体１４．１５に
加えて、これらに並列にさらに１つの平歯車面３１Ａが
形成され相互に噛合する複数の１面歯車３１のみからな
る１面歯車列体３２が設けられ、そして、前記軸体＋８
ｂ、Ｉ　ＯＣ，がその各１面歯車３１の中心３１ｂに遊
嵌されている。

この１面歯車列体３２の両端部の１面歯車３１Ｍ、３１
Ｎには、首振り動力を伝達するための傘歯車３３．３４
が前記軸体１８ｂに遊嵌して同心状に固着されている。

前者の傘歯車３３にはそれ（・に噛合する傘歯車３５が
前記基部支承体２３の駆動軸２４内に同心状に組み込ま
れた駆動軸３６に固着され、後者の傘歯車３４にはそれ
に噛合する傘歯車３７が前記端部作動体２７より突出す
る出力軸３０を回転するために噛合されている。

なお、前記傘歯車３５は図示しない駆動源により回動さ
れる。

また、上記の発明と同様、歯車列体１４．１５および１
面歯車列体３２の各歯車のピンチサークル径を同一にし
ておいてもよいが、前述したように異なる径とすると、
各リンク２６ａ、２６ｂの曲折角を異ならせることがで
きる。

以上の構成によれば、前記発明の作動に加えて、首振り
作動をも行なわせることができる。

すなわち、傘歯車３５を駆動すると傘歯車３３が１面歯
車３１Ｍと共に回転する。全ての１面歯車３１は、軸体
１８ｂ、１８ｃに遊嵌されているので、その回転力は順
次伝達され、１面歯車３１Ｎ、傘歯車３４．３７を介し
て出力軸３ｏを回転することができる。

このとき、傘歯車の歯数を適宜選択すれば、回転速度を
増速または減速することができる。

なお、以上述べた２つの発明において、歯車による動力
伝達が部分的に不可能な場合は、図示しないが一部チェ
ーン等を用いてもよい。

ところで、上記の作動において、前記基部支承体２３の
駆動軸２４および他の駆動軸２５．３６のうちの外方部
に存在する駆動軸２４または２５を駆動する場合に、そ
の内方の駆動軸２５および３６、または３６を適切な回
動速度で同時に駆動すれば、例えば曲折作動に付随して
首振り作動が生じるといった誘起現象を防止することが
できる。

本発明は以上詳細に説明したように、２つの平歯車面が
両側に形成され相互に噛合する複数の２面歯車と、この
２面歯車列の一端の１つの２面歯車に噛合し、１つの平
歯車面が形成された１つの１面歯車と、からなる歯車列
体を設けると共に、この歯車列体に並列に同様の他の歯
車列体を設け、この一方の歯車列体の１つの２面歯車の
平歯車面のそれぞれの中心を、他の歯車列体の２つの２
面歯車の噛合側の平歯車面の中心と一致させ、かつ、そ
れらの中心に軸体を遊嵌すると共に、前記１面歯車をそ
の中心に位置する前記軸体に固着し、曲折動力を伝達す
るための傘歯車を前記他の歯車列体の端部の２面歯車の
非噛合側に同心状に固着すると共に、その個所における
前記軸体に遊嵌し、 隣り合う２つの前記軸体がそれぞれ左右１対のリンクで
回動自在に順次接続されている、可撓的変形自在のリン
ク装置としたので、曲折および回転自在に変形させるこ
とができる。

また、上記発明の構成に前記端部作動体より突出された
出力軸を回動させることができるようにしたので、曲折
、回転および首振り自在に変形させることができる。

なお、本発明では剛性が高く伝達動力が大きくかつ伝達
効率の良い歯車を採用したので、各リンク相互における
曲折角を大きくまた曲折作動範囲を広くすることができ
、加えて、伝達効率および剛性の高い可撓的変形自在の
リンク装置とすることができる。

さらに、その曲折角を各リンク間において異ならせるこ
ともでき、工作機械のみならず種々の機械や装置に採用
されるリンク機構に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の可撓的変形自在のリンク装置、第２図は
その作動説明図、第３図は本発明の可撓的変形自在のリ
ンク装置の断面図、第４図は歯車列体の斜視図、第５図
はその作動説明図、第６図（ａ）、（ｂ）は異なるビワ
チザークル径を有する実施例、第７図はその曲折角を示
す状態図、第８図は異なる発明の可撓的変形自在のリン
ク装置の断面図である。 Ｉ０・・・可撓的変形自在のリンク装置、１１．１６・
・・２面歯車、ＩＩＢ、１１０．１６Ｂ、１６Ｃ１３１
Ａ　・・・平歯車面、］］ｂ、１１ｃ、１６ｂ、１６　
ｃ、、３１ｂ・・・中心、Ｉ２・・・２面歯車列、１３
．１９．３１・・・１面歯車、１３Ａ、３１Ａ・・・平
歯車面、１４．１５・・・歯車列体、１７・・・噛合側
、１８”ｂ、１８ｃ・・・軸体、２０．３３．３４　・
・・傘歯車、２１・・・非噛合側、２６ａ、２６ｂ・・
・リンク特許出願人　川崎重工業株式会社 代理人　弁理士　吉　村　恥　俊 第６図（ＣＡ） 第６図（ｂ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　２つの円筒歯車面が両側に形成され相互に噛
   合する複数の２面歯車と、 この２面歯車列の一端の１つの２面歯車に噛合し、１つ
   の円筒歯車面が形成された１つの１面歯車と、からなる
   歯車列体を設けると共に、 この歯車列体に並列に同様の他の歯車列体を設番ノ、 ；“この一方の歯車列体の１つの２面歯車の円筒歯車面
   のそれぞれの中心を、他の歯車列体の２つの２面歯車の
   噛合側の円筒歯車面の中心と一致させ、かつ、それらの
   中心に軸体を遊嵌すると共に、前記１面歯車をその中心
   に位置する前記軸体に固着し、 曲折動力を伝達するだめの回転機構を前記他の歯車列体
   の端部の２面歯車の非噛合側にに固着し、隣り合う２つ
   の前記軸体がそれぞれ左右１対のリンクで回動自在に順
   次接続されている、ことを特徴とする曲折自在の可撓的
   変形自在のリンク装置。
2. （２）　前記２面歯車および１面歯車の円筒歯車面から
   なるリンク機構全体を回転することにより、任意の方向
   へ曲折可能であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の可撓的変形自在のリンク装置。
3. （３）　前記２面歯車および１面歯車の円筒歯車面のビ
   ソチザークル径が異なり、各リンク間の曲折角を異なら
   せたことを特徴とする特許請求の」 範囲第に項記載の可撓的変形自在のリンク装置。
4. （４）　　２つの円筒歯車面が両側に形成され相互に噛
   合する複数の２面歯車と、この２面歯車列の一端の１つ
   の２面歯車に噛合し、１つの回転歯車面が形成された１
   つの１面歯車と、からなる歯車列体を設けると共に、 この歯車列体に並列に同様の他の歯車列体と、１つの回
   転歯車面が形成され相互に噛合する複数の１面歯車のみ
   からなる１面歯車列体を並列に設け、前記一方の歯車列
   体の１つの２面歯車の円筒歯車面のそれぞれの中心を、
   他の歯車列体の２つの２面歯車の噛合側の円筒歯車面の
   中心と一致させ、かつ、その全ての中心に前記１面歯車
   の各中心を一致させ、それらの中心に軸体を遊嵌すると
   共に、前記２つの歯車列体の１面歯車をその中心に位置
   する前記軸体に固着し７、 曲折動力を伝達するための回転機構を前記伯の歯車列体
   の部端の２面歯車の非噛合側に固着し、首振り動力を伝
   達するための回転機構を前記１面歯車列体の両端部の１
   面歯車に固着すると共に、隣り合う２つの前記軸体がそ
   れぞれ左右１対のリンクで回動自在に順次接続されてい
   る、ことを特徴とする任意の方向に曲折および首振り自
   在の可撓的変形自在のリンク装置。
5. （５）前記２面歯車および１面歯車の円筒歯車面のピッ
   チサークル径が異なり、各リンク間の曲