JPS628949Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、レーザメスやレーザ加工機に用いら
れるミラー関節方式のマニピユレータの改良に関
する。

［従来の技術］ このようなマニピユレータの従来のものとして
は特公昭46−42859号公報に示すものが知られて
いる。

まず、この公報に示すものを第１ないし第３図
により説明する。第１図ないし第３図においてＤ
１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４は歯車で、歯車Ｄ１は支持
棒９と一体になつていて、軸Ａ１を中心に回転す
る。またＤ２，Ｄ３は一体になつていて軸Ａ２を
中心に回転する。さらにＤ４は軸Ａ１と一体でか
つミラー７を支持するミラー支持板７１と一体と
なつておりケース８１にあけられた穴（軸受）を
中心に回転する。軸Ａ２はケース８１に固定され
ている。そして、歯車Ｄ１とＤ２の歯数比は１：
２、歯車Ｄ３とＤ４の歯数比は１：１である。

よつて、ケース８１に固定された支持棒８に対
して支持棒９が所定の角度回転すると、この回転
角の1/2の角度だけミラー７が回転し、ガイド管
２の中心を通つてきた光は正確にガイド管３の中
心に反射することになる。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来のマニピユレー
タは、ミラー７の駆動機構が複雑であり、関節機
構の小型化を達成することができなかつた。

本考案は、このような従来のものにおける欠点
を除去し、簡単な構成で小型化を達成することの
できるマニピユレータを提供することを目的とす
る。

［問題点を解決するための手段］ 本考案に係るマニピユレータはミラーを支軸に
より揺動自在に支持するとともに、このミラーの
一端部に、第１関節に一端を固定されたばねと、
第２関節に一端を固定された他のばねをそれぞれ
固定したものである。

［作用］ 本考案においては、第１関節に対して第２関節
が相対的に回転した場合に、各関節に一端が固定
され他端が共にミラーに固定されている一対のコ
イルばねが、上記回転角に対応して伸縮し、この
ばねの伸縮に伴なつてミラーも一定比率で回転す
ることとなる。

［実施例］ 以下、本考案を図面に示す実施例により説明す
る。

第４図は本考案に係るマニピユレータの外観を
示すものであり、関節機構１０に接続されている
一対のガイド管１１，１２はそれぞれ回転自在に
なつており、また、ガイド管１２はガイド管１１
に対し揺動し得るようになつている。

第５図は第４図の詳細を示すものであり、関節
機構１０の第１関節１３には管１４が突設され、
この管１４には前記ガイド管１１がボールベアリ
ング１５を介して装着されている。したがつて、
第１関節１３に対しガイド管１１は自由に回転す
ることができる。前記関節機構１０の第１関節１
３には第２関節１６が揺動し得るように取付けら
れており、この第２関節１６にも管１７が突設さ
れ、この管１７には前記ガイド管１２がボールベ
アリング１８を介して装着されている。したがつ
て、第２関節１６に対しガイド管１２は自由に回
転することができる。

１９は関節機構１０の中心に位置する支軸であ
り、この関節機構１０内には、該支軸１９により
中央部を支持されて揺動自在とされたミラー２０
が配設されている。このミラー２０は、ガイド管
１１内を進入してきた光例えばレーザ光２１を反
射してガイド管１２内へ導く役目を果たしてい
る。したがつて、このミラー２０の法線は、常に
両ガイド管１１，１２のなす角の二等分線上に位
置していなければならない。このため、本実施例
においては、ミラー２０の向きがこの条件を満足
する位置にミラー２０を固定した上で、寸法およ
びばね定数の全く等しい一対のコイルばね２２，
２３の一端をミラー２０の一端部に固定し、一方
のコイルばね２２の他端を第１関節１３に、また
他方のコイルばね２３の他端を第２関節１６に、
それぞれ固定してある。もちろん、第１関節１３
および第２関節１６にコイルばね２２，２３を固
定する際、両コイルばね２２，２３の長さが等長
となるように留意しなければならない。これは、
このようにしないと、ミラー２０を固定状態から
解放したときに他の方向を向いてしまうからであ
る。

つぎに、前述した実施例の作用について説明す
る。

第６図は本考案の原理を示すものであり、図中
０はミラー２０の支軸１９の位置、Ａはコイルば
ね２２の第１関節１３への固定位置、Ｂはコイル
ばね２３の第２関節１６への固定位置、Ｃはコイ
ルばね２２，２３のミラー２０への固定位置をそ
れぞれ示している。

今、第１関節１３に対して第２関節１６が相対
的に回転することにより、点Ｂが２θだけ回転し
て線分OAとOBとが２θの角度をなしたとする
と、△OACおよび△OBCにおいて OA＝OB AC＝BC であり、また、OCは共通なので、△OACと△
OBCは合同となるため、ミラー２０の回転角は
θとなる。即ち、ミラー２０は常に第１関節１３
に対する第２関節１６の相対的な回転角の1/2の
角度だけ揺動されることになる。

したがつて、両ガイド管１１，１２の角度の如
何にかかわらず、ガイド管１１からのレーザ光２
１を常にガイド管１２に導くことができる。

なお、前述した実施例では、使用するコイルば
ね２２，２３の寸法およびばね定数を全く等しく
したが、ばね２２，２３のそれぞれの寸法又はば
ね定数を選択することにより、第２関節１６のあ
る相対的な回転角に対してミラー２０を一定の比
率で回転させることもできる。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案に係るマニピユレ
ータは、ミラーを支軸により揺動自在に支持する
とともに、このミラーの一端部に、第１関節に一
端を固定されたばねと、第２関節に一端を固定さ
れた他のばねをそれぞれ固定したことから、第１
関節に対する第２関節の相対的な回転によりばね
が伸縮し、このばねの伸縮に伴なつてミラーが一
定比率で回転することとなり、ミラーの駆動機構
を簡略化することができるとともに、安価で小型
のものにすることができるという優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のマニピユレータを示す平面図、
第２図は第１図の斜視図、第３図は第２図の縦断
面図、第４図は本考案に係るマニピユレータの実
施例を示す斜視図、第５図は第４図の拡大縦断面
図、第６図は第５図の原理を示す説明図である。 図において、１０は関節機構、１１，１２はガ
イド管、１３は第１関節、１６は第２関節、１９
は支軸、２０はミラー、２２，２３はばね。な
お、各図中同一符号は同一または相当部分を示
す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 一対のガイド管を、第１関節および第２関節
   からなる関節機構により接続し、この関節機構
   内に配設されたミラーの法線が両ガイド管のな
   す角の二等分線上に位置するようにミラーを駆
   動するマニピユレータにおいて、ミラーを上記
   関節機構の中心の支軸により揺動自在に支持す
   るとともに、このミラーの一端部に、前記第１
   関節に一端を固定されたばねと、前記第２関節
   に一端を固定された他のばねをそれぞれ固定し
   たことを特徴とするマニピユレータ。 (2) 前記ミラーの一端部に固定された一対のばね
   は、その寸法及びばね定数が等しいものである
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
   項記載のマニピユレータ。