JPWO2017090105A1 - パラレルリンク装置 - Google Patents

Abstract

特に移動側部材を固定側部材に近づけた際に高さを低くすることができ、かつ移動側部材のストローク量を大きくすることができるパラレルリンク装置を提供する。具体的には、パラレルリンク装置（１００）は、固定側部材（１）と、移動側部材（２）と、６本のリンク（３）と、スライド機構（４）とを備えている。６本のリンク（３）は、移動側部材（２）に一端（３ｂ）が少なくとも２回転自由度を有して接続され、他端（３ａ）が固定側部材（１）に少なくとも２回転自由度を有して接続位置が移動可能に接続され、５回転自由度を有し、決まった長さを有している。スライド機構（４）は、固定側部材（１）に設けられ、リンク（３）の他端（３ａ）を決められた範囲内で移動可能に保持する。

Description

本発明はパラレルリンク装置に関し、特に産業ロボットおよび天文用装置などに用いられるパラレルリンク装置に関するものである。

従来の重量物のハンドリングに用いられるパラレルリンク装置としては、たとえば特開平１１−１０４９８７号公報に開示されるようなものがある。具体的には、伸縮することのないアームの一端が滑動駒を介して固定側部材に結合され、アームの他端が軸受部を介して移動側部材に結合されている。滑動駒を高さ方向（Ｚ方向）に移動させることにより移動側部材の移動を可能としている。

特開平１１−１０４９８７号公報

特開平１１−１０４９８７号公報においては、移動側部材を上方に移動させた場合に、移動側部材とこれに対向する固定側部材との高さ方向間隔は小さくなるものの、傾斜案内部が固定側部材よりも上側に延びる。このため、固定側部材と移動側部材とのＺ方向間隔に加えて傾斜案内部がＺ方向に出っ張るように延びる長さが加わる。したがって、その傾斜案内部の出っ張った分も加えたパラレルリンク装置全体のＺ方向長さ、すなわち必要なスペース）が大きくなる。このように特開平１１−１０４９８７号公報の装置の場合、移動側部材の上方への移動量が大きくなり、移動側部材と固定側部材との高さ方向間隔を縮めた場合においても省スペース化ができない。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、特に移動側部材を固定側部材に近づけた際に高さを低くすることができ、かつ移動側部材のストローク量を大きくすることができるパラレルリンク装置を提供することである。

本発明のパラレルリンク装置は、固定側部材と、移動側部材と、６本のリンクと、スライド機構とを備えている。６本のリンクは、移動側部材に一端が少なくとも２回転自由度を有して接続され、他端が固定側部材に少なくとも２回転自由度を有して接続位置が移動可能に接続され、５回転自由度を有し、決まった長さを有している。スライド機構は、固定側部材に設けられ、リンクの他端を決められた範囲内で移動可能に保持する。

本発明によれば、６本のリンクとスライド機構とにより、特に移動側部材を固定側部材に近づけた際に高さを低くすることができ、かつ移動側部材のストローク量を大きくすることができる。

実施の形態１のパラレルリンク装置全体の外観態様を示す概略図である。 図１のパラレルリンク装置を上方から見た態様を示す概略平面図である。 図１のパラレルリンク装置をＹ方向手前側から見た態様を示す概略側面図である。 図１のそれぞれのリンクの上側における動作態様および接続態様を示す概略図である。 図１のそれぞれのリンクの下側における動作態様および接続態様を示す概略図である。 図１のそれぞれのリンクの中央部における動作態様および接続態様を示す概略図である。 図１のパラレルリンク装置の各部の長さおよび各状態におけるリンクの態様の変化を示す概略図である。 図７のうち、移動側テーブルが下側に移動した際のリンクの態様を抜き取った概略図（Ａ）と、図７のうち、移動側テーブルが上側に移動した際のリンクの態様を抜き取った概略図（Ｂ）とである。 実施の形態１のパラレルリンク装置の移動側テーブルを上げた状態における外観態様を示す概略図である。 実施の形態２のパラレルリンク装置全体の外観態様を示す概略図である。 実施の形態３のそれぞれのリンクの上側（下側）における動作態様および接続態様を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず図１〜図６を用いて、本実施の形態のパラレルリンク装置の構成について説明する。なお、説明の便宜のため、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向が導入されている。

図１は本実施の形態のパラレルリンク装置全体を正面のやや上方から見た外観態様を示している。図２は図１のパラレルリンク装置の平面視における構成を示しており、図３は一例として図１のパラレルリンク装置をＹ方向の正面から見た外観態様を示している。本実施の形態のパラレルリンク装置１００は、固定側部材としての固定側テーブル１と、移動側部材としての移動側テーブル２と、６本のリンク３と、合計６カ所のスライド機構４とを主に有している。

固定側テーブル１の上側の主表面１ａおよびこれに対向する下側の主表面１ｂは、平面視において多角形状であり、特にここでは正三角形状を有している。主表面１ｂは正三角形状でない三角形状であってもよいが、正三角形状の方が６本のリンク３を同じように移動できるので望ましい。移動側テーブル２の上側の主表面２ａおよびこれに対向する下側の主表面２ｂも正三角形状に近い平面形状ではあるが、角部が直線で面取りがなされることにより正確には六角形状の平面形状を有している。固定側テーブル１の主表面１ｂと移動側テーブル２の主表面２ａとがＺ方向に関して互いに間隔をあけて対向するように、固定側テーブル１は移動側テーブル２の上方に配置されている。

固定側テーブル１はＺ方向に関して移動することはなく、決まった位置に固定されている。これに対し、移動側テーブル２は、固定側テーブル１および移動側テーブル２の主表面に平行なＸＹ平面に交差する方向であるＺ方向に主に、固定側テーブル１に対して移動する。すなわち移動側テーブル２が上方または下方に移動することにより、固定側テーブル１との距離が短くなったり長くなったりする。なお移動側テーブル２は、そのＺ方向での位置に応じて決められた範囲でＸＹ平面でも移動できる。移動側テーブル２は、Ｚ方向で最も下がった位置ではＸ方向とＹ方向とのどちらにも移動できない。最も下がった位置からＺ方向での位置が上になるに従い、移動側テーブル２はＸ方向およびＹ方向のいずれにも移動できるようになる。また、移動側テーブル２を傾けることも、Ｚ方向での位置に応じて決められた範囲内で可能である。Ｘ方向およびＹ方向に移動できる範囲は、Ｚ方向の中間付近で最大になり、最大となる位置よりも上に位置するに従い減少する。Ｚ方向で最も上の位置になった場合は、移動側テーブル２は、Ｘ方向とＹ方向とのどちらにも移動できない。パラレルリンク装置１００は、この移動側テーブル２の動きを利用して、たとえば対象物をつかむために適切な位置に６自由度で位置決めし、対象物をつかみ、対象物を上方に持ち上げて移動させ、移動後に下方に降ろして対象物を放す装置である。

移動側テーブル２には、図示されないが、ロボットハンドが設けられている。ロボットハンドは対象物をつかんで、移動側テーブル２の下側で当該対象物を保持するための部材である。また固定側テーブル１の上側には、後述するスライド機構４および６本のリンク３からなる機構全体を移動させるための図示されない移動機構が設けられている。このため当該機構全体は、建築物に設けられたレールなどに沿って移動可能である。

ロボットハンドとしては、つかむ対象物の形状に合わせたものが取り付けられる。たとえば図示されない板状の部材をつかむ場合には、移動側テーブル２の三角形状を構成する各辺に相当する側面から爪状のロボットハンドが設けられる。板状の部材の下側がロボットハンドで支えられ、ロボットハンドと移動側テーブル２との間に板状の部材が保持される。このようにすれば、板状の部材を保持した状態での６本のリンク３からなる機構全体の高さを低くすることができる。６本のリンク３からなる機構全体の高さを低くできるので、たとえば建築物内をレールなどで移動する際に、高さに制約がある箇所を通ることができる。

リンク３はアーム状に延びる部材であり、決まった長さ、すなわち固定された長さを有している。リンク３は、その一端であるリンク一端３ｂが移動側テーブル２に接続され、その他端であるリンク他端３ａが固定側テーブル１に接続されている。特にリンク他端３ａは固定側テーブル１に設けられたスライド機構４に保持されている。このようにして６本のリンク３は固定側テーブル１と移動側テーブル２とを接続している。

ここでスライド機構４について説明する。固定側テーブル１の主表面１ａから主表面１ｂまで固定側テーブル１の厚み方向に延びる３つの側面には、それぞれ２つのスライド機構４が設けられている。２つのスライド機構４は、側面の同じ高さに中央から両側に延びるように設けられており、固定側テーブル１上に合計６カ所設けられている。

特に図３に示すように、スライド機構４は、ローラねじ４ａと、リニアガイド機構としての駆動レール４ｂと、ローラねじ４ａが通り、ローラねじ４ａの凸部と嵌り合う凹部が内面にらせん状に設けられた貫通穴が設けられた駆動ブロック４ｃとを含んでいる。ローラねじ４ａは図３に示されないモータにより回転する。ローラねじ４ａが回転すると、駆動レール４ｂに沿う直線上を駆動ブロック４ｃが移動する。駆動レール４ｂは固定側テーブル１の３つの側面のそれぞれの長手方向に沿うように延びており、リンク他端３ａをその延びる方向に沿って移動可能とするレールである。リンク他端３ａはスライド機構４に、決められた範囲内で移動可能に保持されている。つまりリンク他端３ａは、スライド機構４の駆動レール４ｂの長さ分だけ、その駆動レール４ｂの延びる方向に沿って移動可能に保持されている。すなわちリンク他端３ａは、固定側テーブル１の３つの側面のそれぞれの長手方向に沿って移動可能に保持されている。固定側テーブル１の同じ側面に沿って移動する２個のリンク他端３ａを有する２本のリンク３は、その２個のリンク一端３ｂが近接するように移動側テーブル２の主表面２ａの正三角形の角部で移動側テーブル２と接続する。６個のリンク一端３ｂが主表面２ａと接続する位置は、３個ずつが線対称となる軸が互いに１２０度の角度で３本あるように、かつ、主表面２ａの重心の回りに回転対称になるように配置されている。

駆動ブロック４ｃには軸受部５を介してリンク３のリンク他端３ａが接続されている。また駆動ブロック４ｃは駆動レール４ｂに噛み合うように設置されており、これにより駆動ブロック４ｃに接続されたリンク３が、駆動レール４ｂの延びる方向に沿って移動可能となっている。駆動ブロック４ｃは駆動レール４ｂ上を高剛性にかつ精密に駆動することが可能となっている。また駆動ブロック４ｃの駆動レール４ｂの延びる方向に沿う移動にローラねじ４ａが用いられることにより、より高精度な移動が可能となっている。ローラねじ４ａとは異なる機構により、リンク他端３ａが接続する位置を移動させてもよい。

なおリンク３は、上側部分と下側部分とが軸受部６を介して回転可能に接続されて構成される。なお上側部分とはリンク他端３ａを含む側である。

また移動側テーブル２の主表面２ａ上の一部の領域、特に平面視において三角形状の直線で面取りがされた角部付近には、軸受部７を介してリンク３のリンク一端３ｂが接続されている。

次に図４〜図６を参照して、リンク３およびその接続機構について説明する。図４は特にリンク３の上方を、図５は特にリンク３の下方を、図６は特にリンク３の中央部を、図１〜図３よりも拡大して示している。図４に示すように、６本のリンク３のそれぞれは、その中央部に配置された軸受部６よりも上側すなわちリンク他端３ａ側において、固定側テーブル１のスライド機構４に保持されている。具体的には、固定側テーブル１のスライド機構４とリンク他端３ａとの間は、ジンバル機構を含む接続部としての軸受部５により接続されている。

軸受部５は、リンク３を、軸受部５の配置される部分つまりリンク他端３ａを通る図４に示す回転軸１を中心として回転可能にする構成を有している。また軸受部５は、リンク３を、軸受部５の配置される部分つまりリンク他端３ａを通る図４に示す回転軸２を中心として回転可能にする構成をも有している。回転軸２の延在方向は回転軸１の延在方向にたとえば直交するように交差している。このようにリンク他端３ａは、固定側テーブル１に対して２回転自由度を有している。そして上記のようにリンク他端３ａは軸受部５を介して駆動ブロック４ｃに接続されるため、リンク他端３ａはスライド機構４つまり駆動レール４ｂが延びる方向に沿ってそのスライド機構４との接続位置が移動可能に接続されている。

図５に示すように、６本のリンク３のそれぞれは、軸受部６よりも下側つまりリンク一端３ｂ側において、軸受部７を介して移動側テーブル２に接続されている。具体的には、移動側テーブル２とリンク３つまりリンク一端３ｂとの間は、ジンバル機構を含む接続部としての軸受部７により接続されている。

軸受部７は、リンク３を、軸受部７の配置される部分つまりリンク一端３ｂを通る図５に示す回転軸３を中心として回転可能にする構成を有している。また軸受部７は、リンク３を、軸受部７の配置される部分つまりリンク一端３ｂを通る図５に示す回転軸４を中心として回転可能にする構成をも有している。回転軸４の延在方向は回転軸３の延在方向にたとえば直交するように交差している。このようにリンク一端３ｂは、移動側テーブル２に対して２回転自由度を有して接続されている。

図６に示すように、６本のリンク３のそれぞれの中央部には、上側のリンク３の部分と下側のリンク３の部分とを回転可能に接続する軸受部６が設けられている。この軸受部６により、上側のリンク３の部分と下側のリンク３の部分とのそれぞれは、リンク３の延びる方向に交差する断面の中央部を通りリンク３の延びる方向に沿って延びる回転軸５を中心として回転可能である。つまりリンク３は、軸受部６の上側の部分と軸受部６の下側の部分とが、１回転自由度を有するように接続されている。

以上に示す回転軸１〜回転軸５の５つの回転軸により、６本のリンク３のそれぞれは合計５回転自由度を有している。なお、６回転自由度以上を有してもよい。

次に、図７〜図９を用いて、本実施の形態のパラレルリンク装置１００の使用時におけるリンク機構の動作等について説明する。

図７は図１のパラレルリンク装置１００の移動側テーブル２が最も上側に移動した場合の移動側テーブル２およびリンク３を２点鎖線で示しており、それよりも移動側テーブル２が下方に移動した場合の移動側テーブル２およびリンク３を実線で示している。当該図においてはリンク３などを簡略化させて線状に示している。また図８（Ａ）は下方に移動側テーブル２が移動した場合の態様を、図８（Ｂ）は上方に移動側テーブル２が移動した場合の態様を、別々に示している。なお上記のように固定側テーブル１は正三角形状の平面形状を有するためにその側面は実際には３面存在するが、いずれの面についても図７および図８と同様の態様を有するため、そのうちの１面のみが図示されている。

図７および図８に示すように、平面視における固定側テーブル１および移動側テーブル２のたとえばＸ方向の中央部をＺ方向に延びる仮想の中心線を考える。固定側テーブル１および移動側テーブル２を含むパラレルリンク装置１００全体の構成は、上記中心線に関してＸ方向に対称となっている。固定側テーブル１の正三角形状の各辺としての側面のＸ方向の長さをＬとする。また移動側テーブル２がＺ方向の比較的下方に配置された状態においては、中心線からリンク３の他端つまり図３のリンク他端３ａが固定側テーブル１と接続される駆動ブロック４ｃまでのＸ方向の距離がＥであるとする。

リンク３の最上部は固定側テーブル１のＺ方向の中央部に固定されているとし、このＺ方向中央部に駆動ブロック４ｃが設けられているものとする。そしてリンク３の最上部と移動側テーブル２の最上面とのＺ方向の距離をＤとする。また図７に示される２本のリンク３の長さ、つまり軸受部６の上側と下側との双方を含むリンク３の長さをＦとする。

図７および図８（Ａ）の状態から、駆動ブロック４ｃおよびリンク３の他端をスライド機構４の駆動レール４ｂ（図３参照）の延びる方向に沿ってＸ方向の外側すなわち中心線から離れた側に移動させ、上記の長さＥが大きくなるようにする。図８（Ｂ）に示すように、リンク３は決まった長さであるため、このときリンク３の一端に固定された移動側テーブル２は、リンク３に引っ張られて上側に移動し、上記の距離Ｄが小さくなる。

図７の２点鎖線および図８（Ｂ）は、駆動ブロック４ｃがＸ方向の最も外側の位置である最外駆動位置８にまで移動し、これに伴い上記の長さＤが最小になり、移動側テーブル２が固定側テーブル１に最も近付いた状態を示している。図９は図８（Ｂ）のように移動側テーブル２が固定側テーブル１に最も近付いたパラレルリンク装置１００全体の外観態様を示している。

また図示されないが、リンク３の他端すなわち駆動ブロック４ｃの位置がＸ方向に関するつまり図７の中心線に近い最も内側の位置である最内駆動位置９にまで移動したときには、上記の長さＥが最小となり、移動側テーブル２は最下部に移動し、上記の長さＤが最大となる。言い換えればこのとき、移動側テーブル２が固定側テーブル１から最も離れた状態となる。

以上のように、駆動ブロック４ｃおよび移動側テーブル２を図７中の矢印に示すように移動させることにより、長さＤおよび長さＥの値を、スライド機構４による決められた範囲内の任意の値に調整することができる。固定側テーブル１と移動側テーブル２とのＺ方向の距離Ｄは、駆動ブロック４ｃの中心線からの距離Ｅおよびリンク３の長さＦとによって決まり、基本的にはＤ²＝Ｆ²−Ｅ²で表せる。長さＤの最大値はＥ≒０のときであり、Ｄ≒Ｆとなり、このときの長さＤはほぼリンク３の長さＦに等しくなる。一方、長さＥを最大値にすることにより、長さＤは最小値になり、移動側テーブル２と固定側テーブル１とがほぼ接触するようにできる。ここで、リンク３の長さＦと固定側テーブル１のＸ方向長さＬとの関係は、Ｆ＞Ｌ／２とする。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態においては、６本のリンク３のリンク他端３ａが、固定側テーブル１の３つの側面に沿って延びるスライド機構４に保持接続され、スライド機構４のリニアガイド機構によりこれの延びる範囲内に移動可能な構成となっている。また６本のリンク３のリンク一端３ｂが、移動側テーブル２に接続されている。

これにより、スライド機構４の延びる方向に沿ったリンク他端３ａの移動に応じて、移動側テーブル２がＺ方向に移動可能となる。たとえば移動側テーブル２を上側に移動させて固定側テーブル１に近づけることにより、固定側テーブル１と移動側テーブル２とを合わせたパラレルリンク装置１００全体のＺ方向の長さを小さくすることができる。図７および図８に示すように、パラレルリンク装置１００をＺ方向に関して伸縮させることができる。

ここでリンク他端３ａは固定側テーブル１に接続され、リンク一端３ｂは移動側テーブル２に接続されている。このため、たとえば移動側テーブル２の上方への移動の際に、リンク一端３ｂが移動側テーブル２の下方に出っ張ったり、リンク他端３ａが固定側テーブル１の上方に出っ張ったりすることはない。つまり、固定側テーブル１および移動側テーブル２のＺ方向間隔を縮めた際に、パラレルリンク装置１００全体のＺ方向長さをコンパクト化させることができる。

一方、特に図７の長さＬおよびＥの値を大きくすることにより、長さＤの変化量すなわち移動側テーブル２の移動可能量を大きくすることができる。上記の移動可能量はストローク量である。このように移動側テーブル２のストローク量を大きくすることができる。なお上記のように移動側テーブル２のストローク量を大きくすることをロングストローク化という。これにより、移動側テーブル２の対象物を移動させることが可能な量を大きくすることができ、パラレルリンク装置１００の駆動能力をより高めることができる。

以上のように、本実施の形態のパラレルリンク装置１００は、Ｚ方向のコンパクト化と、駆動時におけるロングストローク化との双方を兼ね備えることができるため、実用性が高くかつ省スペース化されている。コンパクト化とロングストローク化とを両立させた場合、基本的には固定側テーブル１と移動側テーブル２とのＺ方向の間隔ＤはＨ＜Ｄ＜Ｆで表すことができる。ここで、Ｈは、固定側テーブル１の下側の主表面１ｂからスライド機構４までの距離である。

なお本実施の形態のパラレルリンク装置１００においては、リンク他端３ａが固定側テーブル１の各辺の延びる方向すなわちＸＹ面内の方向に移動する。このため特にロングストローク化によりリンク他端３ａのＸＹ方向の移動量が増えれば、図７における長さＬが大きくなる可能性がある。ここでの長さＬとは固定側テーブル１のＸ−Ｙ方向の長さである。しかし本実施の形態のパラレルリンク装置１００はＺ方向の長さをコンパクト化させることを目的としているため、その点については問題とはならない。本実施の形態においてはスライド機構４が固定側テーブル１の複数の辺上つまり側面上に設置されるため、当該側面の長手方向に沿ってリンク他端３ａを移動させることができる。つまり別途リンク他端３ａの移動用の部材を設けることなく元々の固定側テーブル１の長さを利用してリンク他端３ａを移動させることができる。

パラレルリンク装置１００は固定側テーブル１と移動側テーブル２とを繋ぐリンク３を６本有するため、６本のリンク３に接続された移動側テーブル２は、合計６自由度の位置決めを可能としている。ただし、たとえば移動側テーブル２をＺ方向に移動させるためにリンク３を駆動させると、リンク３の軸がねじれ、リンク３の移動に制限が生じる可能性がある。このようなリンク３の軸のねじれを解消させ、それに起因するリンク３の移動の制限を抑制するために、本実施の形態においては、それぞれのリンク３が５回転自由度を有している。これにより、移動側テーブル２のたとえばＸ，Ｙ，Ｚ方向に沿う方向の移動のみならずＸ，Ｙ，Ｚ方向に延びる軸まわり回転を合わせた６自由度の移動が可能になる。

リンク３の５回転自由度を実現するために、本実施の形態においては、リンク３のリンク一端３ｂおよびリンク他端３ａのそれぞれが、２回転自由度を有するジンバル機構を含む接続部により固定側テーブル１および移動側テーブル２に接続され、さらに中央部にて１回転自由度を有すべく軸受部６が設けられている。これにより、上記の移動側テーブル２の６自由度位置決めが可能となっている。

固定側テーブル１の同じ側面で移動する２個のリンク他端３ａを有する２本のリンク３では、その２個のリンク一端３ｂが任意の位置関係で移動側テーブル２と接続してよい。他の側面で移動するリンク他端３ａを有するリンク３のリンク一端３ｂに対しても、任意の位置関係でリンク一端３ｂが移動側テーブル２と接続してよい。移動側テーブル２は、６個のリンク一端３ｂが接続でき、適切な厚さのものであれば、任意の形状でよい。この実施の形態１のように、移動側テーブル２の正三角形状の主表面２ａの角部で、固定側テーブル１の同じ側面で移動する２個のリンク他端３ａを有する２本のリンク３の２個のリンク一端３ｂが近接するように設置すれば、移動側テーブル２のストローク量を長くでき、かつＸＹ平面で移動側テーブル２の移動または傾ける際に、その移動可能な範囲のＸＹ平面での方向による差を小さくできる。

移動側テーブル２を最下部まで下げた状態以外の状態においては、移動側テーブル２のＸ，Ｙ方向の位置およびＸＹ平面に対する傾きを変更することができる。その位置および傾きを変更できる範囲は、図７においてＤ＝Ｆ／２付近である場合に最大となる。移動側テーブル２が把持しようとする対象物を適切な状態で把持することができるように、当該対象物をつかむ際に、移動側テーブル２の位置および傾きを変化させることが好ましい。

（実施の形態２）
図１０は本実施の形態のパラレルリンク装置全体を正面よりやや上方より見た外観態様を示している。本実施の形態のパラレルリンク装置２００は、基本的には実施の形態１のパラレルリンク装置１００と同様の構成を有する。このため、パラレルリンク装置１００と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を繰り返さない。

パラレルリンク装置２００は、固定側テーブル１１が、実施の形態１の固定側テーブル１と、その平面形状において異なっている。固定側テーブル１１の上側の主表面１１ａおよびこれに対向する下側の主表面１１ｂは、平面視において正六角形状を有している。主表面１１ｂは正六角形状でない六角形状であってもよいが、正六角形状の方が６本のリンク３を同じように移動できるので望ましい。移動側テーブル１２の上側の主表面１２ａおよびこれに対向する下側の主表面１２ｂは、実施の形態１と同様に正三角形状としている。固定側テーブル１１の主表面１１ａ，１１ｂの重心を通りＺ軸に平行な直線は、移動側テーブル１２の主表面１２ａ，１２ｂの重心を通る。移動側テーブル１２の主表面１２ａの重心から正三角形の頂点に向かう直線とＺ軸とを含む平面上に、固定側テーブル１１の主表面１１ａ，１１ｂの正六角形の頂点が存在する。固定側テーブル１１の６個の側面に、それぞれ１個のスライド機構４を設けている。スライド機構４が移動すると、リンク３をＸＹ平面に射影した線分と固定側テーブル１１の側面とがなす角度が変化する。この角度が変化してもリンク３と固定側テーブル１１とが接触しないように、リンク他端３ａは実施の形態１の場合よりも固定側テーブル１１の側面から遠い位置に設けている。

パラレルリンク装置２００の固定側テーブルは、平面視において多角形状であれば、三角形状であっても六角形状であってもよく、いずれであっても機能的には同等であり、三角形状の場合の図７および図８と同様に動作する。このためここでは動作および作用効果についての詳細な説明を省略する。

実施の形態１では、固定側テーブル１を平面視にて正三角形状とし、固定側テーブル１の３つの側面にそれぞれ２個のスライド機構４を配置した。実施の形態２では、固定側テーブル１を平面視にて正六角形状とし、固定側テーブル１１の６つの側面にそれぞれ１個のスライド機構４を配置した。平面視にて多角形状の固定側テーブルへのスライド機構の配置は、側面によりスライド機構の個数が異なってもよい。それぞれのスライド機構４がリンク他端３ａを必要な範囲で移動させることができるように、６個のスライド機構４を配置できれば、スライド機構４は任意の配置でよい。なお、固定側テーブル１１の主表面にもスライド機構４を配置してもよい。固定側テーブル１１の側面と下側の主表面１１ｂとの間の角度は、９０度でなくてもよい。

曲線上を移動できるスライド機構を使用する場合には、固定側テーブルは、平面視した際に曲線を含む形状であってもよい。６本のリンク３の長さは同じでなくてもよい。固定側テーブルを平面視において正三角形状でも正六角形状でもない形状とした場合には、移動側テーブルを最も下げた状態で移動側テーブルを水平にするには、６本のリンクの長さは異ならせる必要がある。

（実施の形態３）
本実施の形態においては以下に示すように、リンク３と固定側テーブル１または移動側テーブル２とを接続する軸受部の構成において異なっているが、他の構成については基本的には実施の形態１のパラレルリンク装置１００と同様の構成を有する。このため、パラレルリンク装置１００と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を繰り返さない。

図１１は本実施の形態でのリンク３の上方または下方のリンク他端３ａまたはリンク一端３ｂを、図４および図５と同様に、図１〜図３よりも拡大して示している。本実施の形態における６本のリンク３のそれぞれは、固定側テーブル１のスライド機構４（図１参照）とリンク他端３ａとの間、および移動側テーブル２とリンク一端３ｂとの間の少なくともいずれか一方は、球面軸受を含む接続部としての軸受部１０により接続されている。これらのいずれか一方が球面軸受の軸受部１０により接続されていれば、いずれか他方は実施の形態１と同様にジンバル機構を含む軸受部５，７により接続されていてもよい。

球面軸受である軸受部１０は、リンク３を３自由度で回転可能にする。３自由度とは、図１１に示す互いに直交する回転軸６、回転軸７および回転軸８に関して任意の方向に回転できることを意味する。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。本実施の形態は、実施の形態１の作用効果に加えて以下の作用効果を有する。

上記のように、本実施の形態の球面軸受としての軸受部１０に接続されたリンク他端３ａまたはリンク一端３ｂのいずれか一方は、固定側テーブル１または移動側テーブル２に対して３回転自由度を有している。これにより、リンク他端３ａまたはリンク一端３ｂのいずれか他方は実施の形態１のジンバル機構の軸受部５，７が接続されていても、これらリンク他端３ａ側およびリンク一端３ｂ側を合計して５回転自由度を達成することができる。このためリンク３の延びる方向の中央部の軸受部６を省略することができ、軸受部の部品数を削減することができる。このため装置全体の構成を簡素化させることができる。

以上のように、固定側テーブル１および移動側テーブル２へのリンク一端３ｂおよびリンク他端３ａの接続は、２回転自由度を有して接続されてもよいが、３回転自由度を有して接続されてもよい。

以上に挙げた各実施の形態における構成要素の特徴は、技術的に矛盾のない範囲内で、適宜組み合わせてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更および省略が含まれることが意図される。

１，１１ 固定側テーブル、１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ，１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ 主表面、２ 移動側テーブル、３ リンク、３ａ リンク他端、３ｂ リンク一端、４ スライド機構、４ａ ローラねじ、４ｂ 駆動レール、４ｃ 駆動ブロック、５，６，７，１０ 軸受部、８ 最外駆動位置、９ 最内駆動位置、１００，２００ パラレルリンク装置。

本発明のパラレルリンク装置は、固定側部材と、移動側部材と、６本のリンクと、スライド機構とを備えている。６本のリンクは、移動側部材に一端が少なくとも２回転自由度を有して接続され、他端が固定側部材に少なくとも２回転自由度を有して接続位置が移動可能に接続され、５回転自由度を有し、決まった長さを有している。スライド機構は、固定側部材の側面に設けられ、リンクの他端を決められた範囲内で移動可能に保持する。

Claims (8)

1. 固定側部材と、
   移動側部材と、
   前記移動側部材に一端が少なくとも２回転自由度を有して接続され、他端が前記固定側部材に少なくとも２回転自由度を有して接続位置が移動可能に接続され、５回転自由度を有し、決まった長さを有する６本のリンクと、
   前記固定側部材に設けられた、前記リンクの前記他端を決められた範囲内で移動可能に保持するスライド機構とを備えた、パラレルリンク装置。
2. 前記固定側部材は平面視において多角形状の外形を有し、
   前記スライド機構は、前記固定側部材における前記外形の複数の辺上に設置されている、請求項１に記載のパラレルリンク装置。
3. 前記外形は三角形状である、請求項２に記載のパラレルリンク装置。
4. 前記外形は六角形状である、請求項２に記載のパラレルリンク装置。
5. 前記固定側部材の前記スライド機構と前記リンクとの間、および前記移動側部材と前記リンクとの間の少なくとも一方は、ジンバル機構を含む接続部により接続されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のパラレルリンク装置。
6. 前記固定側部材の前記スライド機構と前記リンクとの間、および前記移動側部材と前記リンクとの間の少なくとも一方は、球面軸受を含む接続部により接続されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のパラレルリンク装置。
7. 前記スライド機構はリニアガイド機構を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載のパラレルリンク装置。
8. 前記スライド機構はローラねじを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載のパラレルリンク装置。

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