JPS6233467B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転を揺動に変換する装置に関し、駆
動軸の回転を滑らか且つ充分大きな範囲での揺動
に変える事により義手、義足又は工業用ロボツト
等の関節装置として用いるに適した回転を揺動に
変換する装置を提供する事を目的とする。

以下、実施例の図面を追つて、本発明を詳細に
説明する。

第１図及び第２図は本発明に係る回転を揺動に
変換する装置の第一実施例の夫々正面図及び側面
図であり、第３図は該第一実施例の構成単位の部
分を断面で示したものである。

図中番号１はモーター等により回転される駆動
軸である。該駆動軸１は円板状の軸受板２を回転
自在に貫通しており、ユニバーサルジヨイント３
を介して中心軸４に連結されてある。該中心軸４
には回転柱５が固定されてある。該回転柱５の上
面６及び下面７は、中心軸４の軸芯を直角に切る
面に対して同一の角度をなしている。

軸受板２にはリング支持杆８及び連結杆９が各
二本固定されてある。また該二本のリング支持杆
８，８は夫々に設けた枢軸８′，８′の軸芯が一致
するように対して固定され、また二本の連結杆
９，９はそれに設けた枢軸９′，９′の軸芯が前記
枢軸８′，８′の軸芯と直交するように対向して固
定される。また、リング支持杆８，８間には枢軸
８′，８′をもつて揺動リング１０が回動自在に枢
着されてある。該揺動リング１０は略半球状の形
状をしており、回転柱５に近い方の面、即ち上面
１１が該回転柱５の下面７に摺動自在に密着して
いる。また、二本の連結杆９，９は二本の他の連
結杆１２，１２に夫々枢軸９′，９′をもつて回動
自在に軸着されており、該二本の連結杆１２，１
２は回転柱５の外側に配備した支持環１３に固定
されてある。そしてまた、前記枢軸８′，８′の軸
芯を結ぶ直線と枢軸９′，９′の軸芯を結ぶ直線は
同一平面で直交しており、更に前記ユニバーサル
ジヨイント３は該夫々の枢軸の軸芯を結ぶ直線の
直交部位に位置するようになしている。

また、中心軸４はユニバーサルジヨイント１４
を介して、軸受板２と同様の軸受板１５を回転自
在に貫通した回転伝達軸１６に連結されている。
該軸受板１５にはリング支持杆８及び連結杆９と
同様のリング支持杆１７及び連結杆１８が各二本
固定してある。該リング支持杆１７の上部には揺
動リング１０と同様の揺動リング１９が回動自在
に軸着されてあり、またリング支持杆１７の下部
には揺動リング２０が軸着されてある。揺動リン
グ２０は揺動リング１０及び１９と同様の形状で
あるが上下が逆になつており、下面２１で回転柱
５の上面６に摺動自在に密着している。

図中番号２２及び２３は回転柱５と同様の回転
柱であり、番号２４は番号１０及び１９と同様
の、そして番号２５及び２６は番号２０と同様の
夫々揺動リングである。また番号２７及び２８は
支持環、番号２９及び３０はリング支持杆、番号
３１乃至３４は連結杆、そして番号３５乃至３８
は夫々ユニバーサルジヨイントであり、番号３９
及び４０は軸受板である。また、これらのリング
支持杆１７，２９，３０及び連結杆１８，３１乃
至３４の軸受板１４，３９，４０への固定位置、
ユニバーサルジヨイント１４，３５乃至３８と各
リング支持杆及び連結杆の枢軸との位置関係等
は、全て前記した軸受板２、ユニバーサルジヨイ
ント３、中心軸４、回転柱５、リング支持杆８、
連結杆９、枢軸８′，９′と同様である。

いま、第１図の状態から駆動軸１を矢印方向に
90゜回転させると中心軸４、回転伝達軸１６及び
図示されていない他の中心軸及び回転伝達軸も90
゜同方向に回転する。そして各回転柱５，２２，
２３も同方向に90゜回転する。このとき各回転柱
５，２２，２３は上下両面で各揺動リング１０，
２０，１９，２５，２４，２６を押しながら回転
するので、各揺動リング１０，２０，１９，２
５，２４，２６は枢着部を中心として回動する
（揺動リング１０，１９，２４は第１図上手前側
に、揺動リング２０，２４，２６は反対側に傾
く）。そして各ユニバーサルジヨイント３，１
４，３５，３６，３７，３８部、および各連結杆
の夫々の軸着部で夫々左側に折れ曲る。第４図は
このときの状態である。また第１１図に即してこ
の点を更に具体的に説明する。

第１図の状態から、駆動軸１を矢印方向に徐徐
に回転させると、中心軸４の回転にともない回転
柱５も徐々に回転し始める。またこのとき回転柱
５の中心軸４は、連結杆９，９及び連結杆１２，
１２によつて第１図上前後方向への傾きは阻止さ
れ、左右方向へのみ自由に傾くことができるよう
にされている。このため、回転柱５がその下面７
を揺動リング１０の上面１１に摺接しつつ回転す
ると、揺動リング１０は枢軸８′を支点として
徐々に手前側に傾く。そしてこれにより回転柱５
は図上左側に傾き、中心軸４も同時に左側に傾く
ものである。

また、他方上方側の揺動リング２０と回転柱５
との関係も前記揺動リング１０と回転柱５と同様
（傾く方向は揺動リング１０と反対）であるか
ら、回転伝達軸１６もユニバーサルジヨイント１
４の部分から図上左側に傾くものである。そし
て、回転柱５を90゜回転させた状態が第１１図の
状態である。この状態にあつては、駆動軸１に対
して中心軸４がユニバーサルジヨイント３２部分
から左側に傾き、更に回転伝達軸１６が中心軸４
に対してユニバーサルジヨイント１４の部分から
中心軸４の傾きと同一角度で左側に傾いている。

駆動軸１をさらに90゜回転させると総ての中心
軸及び回転伝達軸、そして各回転柱５，２２，２
３が同方向に90゜回転して、上記した初めの位置
から90゜回転させた場合と同様に作動し、第５図
の如く全体として略Ｕ字形になる。

また、第５図の状態から駆動軸１を更に90゜回
転させると、各回転柱５，２２，２３及び各揺動
リング１０，２０，１９，２５，２４，２６は第
４図を裏面から見たのと同様になり、全体として
第４図と同様の状態になる。

そして駆動軸１を更に90゜回転すれば、第１図
の如く、初めと同じ状態となる。

上記の例においては、説明の便のため揺動リン
グが回転柱に直に接触している場合を示したが、
実際には揺動リングと回転柱の間にスラストベア
リング等の回転を滑らかにする手段を配備する事
が好ましい。また、回転伝達軸及び中心軸をパイ
プ状体とすれば、その中空部よりコードやその他
の部材等を導く事が出来、好適である。

また上記の例において各回転伝達軸と中心軸の
為す角度が常に同一になるようにすれば、駆動軸
の回転を先端部の回転伝達軸まで同じ速度で伝達
させる事が出来る。

次に第二実施例について説明する。

第６図は本発明に係る装置の第二実施例がとる
事の出来る一状態を示すものである。

図中番号４１，４２，４３は、第一実施例にお
ける回転柱５，２２，２３と同様の回転柱であ
る。該回転柱４１，４２，４３は、第一実施例と
同様に、駆動軸４４にユニバーサルジヨイント４
５，４６，４７，４８，４９，５０で回転伝達軸
と連結された中心軸に約90゜ずつずらせて固定さ
れてある。また、図中番号５１，５２，５３，５
４は円板状の軸受板である。各軸受板５１，５
２，５３，５４には第一実施例と同様にリング支
持杆５５，５６，５７，５８及び連結杆５９，６
０，６１，６２が固定されてあり、連結杆５９，
６０，６１，６２には、支持環６３，６４，６５
に固定された連結杆６６，６７，６８が回動自在
に枢着されてある。

各回転柱４１，４２，４３は第一実施例と同様
に、中心軸線を直角に切る面に対して同一の角度
を為した上下両面を有している。該上下両面には
揺動リング６９，７０，７１，７２，７３，７４
が摺動自在に接触している。

駆動軸４４を矢印方向に約60゜回転させると、
各回転柱４１，４２，４３は第６図の状態から
夫々約60゜回転する。このとき、各揺動リング６
９，７０，７１，７２，７３，７４は、第一実施
例と同様に各回転柱４１，４２，４３の上下両面
で押される事により、枢着点を中心として回動す
る。各リング支持杆５５，５６，５７，５８は各
軸受板５１，５２，５３，５４に固定されてあ
り、各軸受板５１，５２，５３，５４には連結杆
５９，６０，６１，６２が固定されてあるので、
各揺動リング６９，７０，７１，７２，７３，７
４が各回転柱４１，４２，４３で押されるに伴い
各連結杆５９，６０，６１，６２と各連結杆６
６，６７，６８との各枢着点で回動し、全体とし
て第７図の如き状態となる。

第７図から駆動軸４４を矢印方向に約60゜回転
させると第８図の如く逆Ｓ字状となり、さらに約
60゜回転させると第９図の如く第６図を裏面から
見た状態となる。

駆動軸４４を第９図の状態から更に回転させる
と、第７図及び第８図を裏から見た形を経て、第
６図と同様の初めの状態に戻る。

本発明に係る回転を揺動に変換する装置は、上
記第一及び第二実施例で示したように駆動軸１，
４４を回転させる事により各回転柱を回転させ、
その回転を各揺動リングで該回転柱の回転周期に
合致した揺動々作に変換する事の出来るものであ
る。そして各回転柱の固定された各中心軸は、各
支持環に固定された連結杆と第２図及び第３図の
如く実質的に同じ長さになつている。また各回転
柱は、第１０図に示す如く、該各回転柱に固定さ
れた中心軸の中心軸線イと各回転柱の上下両面
ロ，ハが交差して出来る同傍内角α，βは同じ大
きさであり、該各回転柱の上下両面に接している
揺動リングは同形状に形成されてある。従つて中
心軸の中心軸線に、該中心軸の両側に配備される
回転伝達軸又は駆動軸の中心線ニ，ホが交わつて
出来る同傍内角γ，δも同じ大きさとなる。この
ように両側の回転伝達軸が同一の同傍内角で中心
軸に連結されているので原動軸である駆動軸また
は回転伝達軸の回転は完全に等しい回転数で従同
軸である次段の回転伝達軸に伝わる。従つて駆動
軸１，４４の回転を揺動運動に変換すると共にそ
の回転を次段に伝達し、然もその回転を簡単に取
り出して使用する事が出来るものである。これは
特に工業用ロボツトや土木機械等に於て穴を堀つ
たり、また揺動する先端部でポンプを回して塗料
を噴射したりする場合にその効果を発する。さら
に本発明は玩具、義手や義足の関節または教育用
の模形等にも使用できる極めて優れた装置であ
る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を説明する為のもので、第
１図は第一実施例の正面図であり、第２図は第一
実施例の右側面図であり、第３図は第一実施例の
部分的断面図であり、第４図及び第５図は第一実
施例の動きを示す夫々正面図であり、第６図は第
二実施例の正面図であり、第７図乃至第９図は第
二実施例の動作を示す夫々正面図であり、第１０
図は原理の説明図、第１１図は第３図に示した状
態から駆動軸を90゜回転させた状態の部分断面
図、第１２図は回転柱の上面側からみた斜視図、
第１３図は回転柱の下面側からみた斜視図、第１
４図は揺導リングの上面からみた斜視図、第１５
図は揺動リングの下面側からみた斜視図である。 符号の説明、１，４４……駆動軸、２，１５，
３９，４０，５１〜５４……軸受板、３，１４，
３５〜３８，４５〜５０……ユニバーサルジヨイ
ント、４……中心軸、５，２２，２３，４１〜４
３……回転柱、６……上面、７，２１……下面、
８，１７，２９，３０，５５〜５８……リング支
持杆、９，１２，１８，３１〜３４，５９〜６
２，６６〜６８……連結杆、１０，１９，２０，
２４〜２６，６９〜７４……揺動リング、１１…
…面、１３，２７，２８，６３〜６５……支持
環、１６……回転伝達軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ユニバーサルジヨイント３，１４，３５，３
   ６，３７，３８を介して駆動軸１又は回転伝達軸
   １６に連結した中心軸４と、該中心軸４に固定さ
   れ且つ該中心軸４の軸芯と同一の同傍内角で交差
   する上下両面をもつ回転柱５，２２，２３と、略
   半球状をなし、球面の一部を切欠すると共に該切
   欠部分を平滑となし、該切欠部分を前記回転柱
   ５，２２，２３の平滑な上面又は下面に摺動自在
   に密着させ、後記対向するリング支持杆８，８、
   １７，１７，２９，２９，３０，３０間に枢軸
   ８′，８′もつて回動自在に枢着した揺動リング１
   ０，１９，２０，２４，２５，２６と、駆動軸１
   又は回転伝達軸１６を回転自在に貫通させた円板
   状の軸受板２，１５，３９，４０と、夫々に設け
   た枢軸８′，８′の軸芯が一致するように前記軸受
   板２，１５，３９，４０の周面に対向して固定し
   たリング支持杆８，８，１７，１７，２９，２
   ９，３０，３０と、夫々に設けた枢軸９′，９′の
   軸芯が前記リング支持杆８，８，１７，１７，２
   ９，２９，３０，３０の枢軸８′，８′の軸芯と直
   交するように軸受板２，１５，３９，４０の周面
   に対向して固定した連結杆９，９，１８，１８，
   ３１，３１，３２，３２と、該連結杆９，９，１
   ８，１８，３１，３１，３２，３２の間に介在さ
   せ、枢軸９′，９′をもつて端部を該連結杆９，
   ９，１８，１８，３１，３１，３２，３２に接続
   した連結杆１２，１２，３３，３３，３４，３４
   とからなり、前記リング支持杆８，８，１７，１
   ７，２９，２９，３０，３０の枢軸８′，８′の軸
   芯を結ぶ直線と前記連結杆９，９，１８，１８，
   ３１，３１，３２，３２の枢軸９′，９′の軸芯を
   結ぶ直線が同一平面で直交するようになすと共
   に、該直線の直交部位に前記ユニバーサルジヨイ
   ント３，１４，３５，３６，３７，３８が位置す
   るようになした回転を揺動に変換する装置。