WO2016108280A1 - 直動伸縮機構及びロボットアーム機構 - Google Patents

Abstract

　複数の連結コマ（２３）は、底板側において屈曲可能に連結され、屈曲拘束により柱状体が構成される。連結コマの天板表面を挟んで拘束板（６６）と解除板（６７）が回転軸を共通として設けられる。拘束用当接部（６１）は、送り出される連結コマ（２３）の拘束板（６６）に当接して該拘束板（６６）を回転させ、該拘束板（６６）を前後の連結コマ（２３）の天板表面に架け渡されることにより、前後の連結コマの屈曲が拘束される。一方、解除用当接部（６２）は、引き戻される連結コマ（２３）の解除板（６７）に当接して該解除板（６７）及び拘束板（６６）を回転させることにより、前後の連結コマの屈曲の拘束が解除される。

Description

直動伸縮機構及びロボットアーム機構

　本発明の実施形態は直動伸縮機構及びロボットアーム機構に関する。

　従来より、多関節ロボットアーム機構が産業用ロボットなどさまざまな分野で用いられている。このような多関節ロボットアーム機構には、例えば、直動伸縮関節が装備されている。直動伸縮関節は屈曲可能に列状に連結された複数の連結コマを備える。アーム伸長時、複数の連結コマは、支持体内に格納された状態からその屈曲が拘束されることにより一定の剛性を有する柱状体となって送り出される。一方、アーム収縮時、柱状体は引き戻され、支持体内でその屈曲の拘束が解除され、屈曲可能となって格納される。

　目的は、複数の連結コマが連結されてなる連結コマ列がそれ単独で柱状体を構成できるようコマ列の屈曲拘束及びその解除するための構造を実現することにある。

　一実施形態に係る直動伸縮機構は、底板側において屈曲可能に連結された断面ロ字形状を有する複数の連結コマを有する。複数の連結コマの屈曲拘束により柱状体が構成される。柱状体は屈曲の拘束が解除されることにより複数の連結コマに分離される。連結コマは支持部に支持される。連結コマを支持部から送り出し、連結コマを支持部に引き戻すために連結コマを支持部に対して移動する移動部が設けられる。連結コマの天板の表面後端に回転自在に短冊状の拘束板が設けられ、連結コマの天板の裏面後端に回転自在に短冊状の解除板が設けられる。解除板は拘束板と回転軸を共通とする。解除板は拘束板に対して直角に設けられる。送り出される連結コマの拘束板に当接し、拘束板を回転させるための拘束用当接部と、引き戻される連結コマの解除板に当接し、解除板とともに拘束板を回転させるための解除用当接部とが設けられる。拘束用当接部に当接し解除板とともに回転された拘束板が前後の連結コマの天板表面に架け渡されることにより前後の連結コマの屈曲が拘束される。解除用当接部に当接し解除板とともに拘束板が回転されることにより、前後の連結コマの屈曲の拘束が解除される。

図１は、第１実施形態に係るロボットアーム機構の外観斜視図である。 図２は、図１のロボットアーム機構の内部構造を示す斜視図である。 図３は、第１実施形態に係るロボットアーム機構の拘束解除部の構造を示す図である。 図４は、図３で示した拘束解除部の取り付け位置を説明するための補足説明図である。 図５は、図３に示した拘束解除部により複数の連結コマの屈曲が拘束される前後の複数の連結コマを示す図である。 図６は、第１実施形態に係るロボットアーム機構の拘束用当接部と解除用当接部とを示す側面図である。 図７は、図６のＡ－Ａ´断面を示している。 図８は、図６のＢ－Ｂ´断面を示している。 図９は、拘束解除部の動作を説明するための補足説明図である。 図１０は、第２実施形態に係る拘束解除部の斜視図である。 図１１は、第２実施形態に係る拘束解除部の取り付け位置を説明するための補足説明図である。 図１２は、変形例１に係り、複数の連結コマの屈曲が拘束される前後での拘束解除板の位置を説明するための補足説明図である。 図１３は、第１実施形態の変形例１に係るロボットアーム機構の当接部を示す側面図である。 図１４は、図１３のＣ－Ｃ´断面を示している。 図１５は、図１３のＤ－Ｄ´断面を示している。 図１６は、第１実施形態の変形例１に係り、アーム伸長時の拘束解除板の動作を説明するための補足説明図である。 図１７は、第１実施形態の変形例１に係り、アーム収縮時の拘束解除板の動作を説明するための補足説明図である。 図１８は、第１実施形態の変形例２に係り、拘束解除板の取り付け位置を説明するための補足説明図である。 図１９は、第１実施形態の変形例２に係り、複数の連結コマの屈曲が拘束される前後での拘束解除板の位置を説明するための補足説明図である。 図２０は、第１実施形態の変形例２に係るロボットアーム機構の当接部を説明するための補足説明図である。 図２１は、第１実施形態の変形例３に係り、拘束解除板の取り付け位置を説明するための補足説明図である。 図２２は、第１実施形態の変形例３に係り、複数の連結コマの屈曲が拘束される前後での拘束解除板の位置を説明するための補足説明図である。 図２３は、第１実施形態の変形例３に係るロボットアーム機構の当接部を説明するための補足説明図である。 図２４は、第２実施形態に係る拘束解除板の取り付け位置を説明するための補足説明図である。 図２５は、複数の連結コマの屈曲が拘束される前後での拘束解除板の位置を説明するための補足説明図である。 図２６は、第２実施形態に係るロボットアーム機構の電磁石を示す側面図である。 図２７は、図２６のＥ―Ｅ´断面を示す図である。 図２８は、図２６のＦ－Ｆ´断面を示す図である。 図２９は、第２実施形態に係り、アーム伸長時の拘束解除板の動作を説明するための補足説明図である。 図３０は、第２実施形態に係り、アーム収縮時の拘束解除板の動作を説明するための補足説明図である。

　以下、図面を参照しながら第１、第２実施形態に係る直動伸縮機構を説明する。なお、第１、第２実施形態に係る直動伸縮機構は、単独の機構（関節）として使用することができる。しかしながら、以下の説明では、第１、第２実施形態に係る直動伸縮機構を組み込んだ多関節ロボットアーム機構を例に本実施形態に係る直動伸縮機構を説明する。以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

　（第１実施形態）
　図１は、第１実施形態に係るロボットアーム機構の外観斜視図である。図２は図１のロボットアーム機構の内部構造を示している。ロボットアーム機構は、略円筒形状の基部１と基部１に接続するアーム部２とを有する。アーム部２の先端にはエンドエフェクタと呼ばれる手先効果器３が取り付けられる。図１では手先効果器３として対象物を把持可能なハンド部を図示している。手先効果器３としてはハンド部に限定されず、他のツール、またはカメラ、ディスプレイであってもよい。アーム部２の先端には任意の種類の手先効果器３に交換することができるアダプタが設けられていてもよい。

　アーム部２は、複数、ここでは６つの関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６を有する。複数の関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６は基部１から順番に配設される。一般的に、第１、第２、第３軸ＲＡ１，ＲＡ２，ＲＡ３は根元３軸と呼ばれ、第４、第５、第６軸ＲＡ４，ＲＡ５，ＲＡ６はハンド部３の姿勢を変化させる手首３軸と呼ばれる。根元３軸を構成する関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３の少なくとも一つは直動関節である。ここでは第３関節部Ｊ３が直動関節、特に伸縮距離の比較的長い関節部として構成される。

　第１関節部Ｊ１は基台面に対して例えば垂直に支持される第１回転軸ＲＡ１を中心としたねじり関節である。第２関節部Ｊ２は第１回転軸ＲＡ１に対して垂直に配置される第２回転軸ＲＡ２を中心とした曲げ関節である。第３関節部Ｊ３は、第２回転軸ＲＡ２に対して垂直に配置される第３軸（移動軸）ＲＡ３を中心として直線的に伸縮する関節である。第４関節部Ｊ４は、第３移動軸ＲＡ３に一致する第４回転軸ＲＡ４を中心としたねじり関節であり、第５関節部Ｊ５は第４回転軸ＲＡ４に対して直交する第５回転軸ＲＡ５を中心とした曲げ関節である。第６関節部Ｊ６は第４回転軸ＲＡ４に対して直交し、第５回転軸ＲＡ５に対して垂直に配置される第６回転軸ＲＡ６を中心とした曲げ関節である。

　基部１を成すアーム支持体（第１支持体）１１ａは、第１関節部Ｊ１の回転軸ＲＡ１を中心に形成される円筒形状の中空構造を有する。第１関節部Ｊ１は図示しない固定台に取り付けられる。第１関節部Ｊ１が回転するとき、第１支持体１１ａはアーム部２の旋回とともに軸回転する。なお、第１支持体１１ａが接地面に固定されていてもよい。その場合、第１支持体１１ａとは独立してアーム部２が旋回する構造に設けられる。第１支持体１１ａの上部には第２支持部１１ｂが接続される。

　第２支持部１１ｂは第１支持部１１ａに連続する中空構造を有する。第２支持部１１ｂの一端は第１関節部Ｊ１の回転部に取り付けられる。第２支持部１１ｂの他端は開放され、第３支持部１１ｃが第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２において回動自在に嵌め込まれる。第３支持部１１ｃは第１支持部１１ａ及び第２支持部に連通する鱗状の中空構造を有する。第３支持部１１ｃは、第２関節部Ｊ２の曲げ回転に伴ってその後部が第２支持部１１ｂに収容され、また送出される。アーム部２の直動関節部を構成する第３関節部Ｊ３の後部はその収縮により第１支持部１１ａと第２支持部１１ｂの連続する中空構造の内部に収納される。

　基部１を成すアーム支持体（第１支持体）１１ａは、第１関節部Ｊ１の回転軸ＲＡ１を中心に形成される円筒形状の中空構造を有する。第１関節部Ｊ１は図示しない固定台に取り付けられる。第１関節部Ｊ１が回転するとき、第１支持体１１ａはアーム部２の旋回とともに軸回転する。なお、第１支持体１１ａが接地面に固定されていてもよい。その場合、第１支持体１１ａとは独立してアーム部２が旋回する構造に設けられる。第１支持体１１ａの上部には第２支持部１１ｂが接続される。

　第３支持部１１ｃはその後端下部において第２支持部１１ｂの開放端下部に対して回転軸ＲＡ２を中心として回動自在に嵌め込まれる。それにより回転軸ＲＡ２を中心とした曲げ関節部としての第２関節部Ｊ２が構成される。第２関節部Ｊ２が回動すると、アーム部２がハンド部３とともに第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２を中心に垂直方向に回動、つまり起伏動作をする。

　第４関節部Ｊ４は、アーム部２の伸縮方向に沿ったアーム中心軸、つまり第３関節部Ｊ３の移動軸ＲＡ３に典型的には一致する回転軸ＲＡ４を有するねじり関節である。第４関節部Ｊ４が回転すると、第４関節部Ｊ４から先端にかけてハンド部３が回転軸ＲＡ４を中心に回転する。第５関節部Ｊ５は、第４関節部Ｊ４の移動軸ＲＡ４に対して直交する回転軸ＲＡ５を有する曲げ関節部である。第５関節部が回転すると、第５関節部Ｊ５から先端にかけてハンド部３とともに上下に回動する。第６関節部Ｊ６は、第４関節部Ｊ４の回転軸ＲＡ４に直交し、第５関節部Ｊ５の回転軸ＲＡ５に垂直な回転軸ＲＡ６を有する曲げ関節である。第６関節部Ｊ６が回転するとハンド部３が左右に旋回する。

　上記の通り関節部としての第３関節部Ｊ３はアーム部２の主要構成物を構成する。ハンド部３には、２指ハンド１６が取り付けられる。２指ハンド１６は２つの指部１６ａ、１６ｂを有している。ハンド部３の２指ハンド１６は、第１、第２、第３関節部Ｊ１．Ｊ２．Ｊ３により任意位置に移動され、第４、第５、第６関節部Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６により任意姿勢に配置される。特に第３関節部Ｊ３の直動伸縮距離の長さは、基部１の近接位置から遠隔位置までの広範囲の対象にハンド部３で作用することを可能にする。第３関節部Ｊ３はそれを構成する直動伸縮機構により実現される直動伸縮距離の長さが特徴的である。

　直動伸縮機構は複数の連結コマ２３を有する。複数の連結コマ２３は、同一の断面ロ字形状を有する短筒状体である。複数の連結コマ２３は、底板においてピンにより列状に連結される。連結コマ２３の底板は、連結コマ２３を構成する４つの板のうち、第２回転軸ＲＡ２に平行で且つ第２回転軸ＲＡ２側に位置する板に対応する。連結コマ２３を構成する４つの板のうち、底板に垂直に設けられる２つの板各々を側板、底板に対して対向して設けられる板を天板と称す。それぞれの板の裏面により筒状部分が規定される。

　複数の連結コマ２３は、連結コマ２３の断面形状及びピンによる連結位置により天板の表面方向に屈曲可能であるが逆に底板の表面方向には屈曲不可な性質を備える。したがって、複数の連結コマ２３は天板表面方向への屈曲が拘束されることにより一定の剛性を有する柱状体を構成する。また、柱状体は天板表面方向への屈曲の拘束が解除されることにより複数の連結コマ２３に分離される。連結コマ２３の底板の表面には個々にリニアギア２３ａが形成されている。リニアギア２３ａは射出部３０で連結コマ２３が直線状に整列されたときに連結され、連続的なリニアギア（ラック）を構成する。

　射出部３０は、複数の上部ローラ３１と複数の下部ローラ３２とが角筒形状のフレーム３５に支持されてなる（図６、図７参照）。例えば、複数の上部ローラ３１は連結コマ２３の長さと略等価な間隔を隔ててアーム中心軸に沿って配列される。同様に、複数の下部ローラ３２は連結コマ２３の長さと略等価な間隔を隔ててアーム中心軸に沿って配列される。射出部３０に誘導された複数の連結コマ２３は、上部ローラ３１と下部ローラ３２とにより、直線上に整列されるとともに、複数の上部ローラ３１と複数の下部ローラ３２とにより支持される。射出部３０の底板後方の、リニアギア２３ａに対応する一部分は切り欠かれ、その切り欠かれた部分にドライブギア２４ａが設けられる。

　連結コマ２３の底板に設けられたリニアギア２３ａはドライブギア２４ａにかみ合わされる。アーム伸長時、モータＭ１が駆動し、ドライブギア２４ａが順回転することにより複数の連結コマ２３は柱状体となって射出部３０から前方に向かって送り出される。このとき、複数の連結コマ２３は、後述の拘束解除機構が機能し、射出部３０で天板表面方向への屈曲が拘束される。アーム収縮時、モータＭ１が駆動し、ドライブギア２４ａが逆回転することにより、柱状体は射出部３０に引き戻される。このとき、柱状体は、後述の拘束解除機構が機能し、射出部３０で天板表面方向への屈曲の拘束が解除され、連結コマ２３に分離される。分離された連結コマ２３は、第１回転軸ＲＡ１に沿う方向に屈曲され、第１支持体１１ａの内部に格納される。

　第１実施形態に係るロボットアーム機構の拘束解除機構は拘束解除部６５と拘束用当接部６１と解除用当接部６２とを有する。以下、拘束解除部６５の構造と取り付け位置について図３と図４とを参照して説明する。　
　図３は、第１実施形態に係るロボットアーム機構の拘束解除部６５の構造を示す図である。図３（ａ）は拘束解除部６５の斜視図、図３（ｂ）は拘束解除部６５の側面図、図３（ｃ）は拘束解除部６５の上方視図を示している。図４は、図３に示した拘束解除部６５の取り付け位置を説明するための補足説明図である。拘束解除部６５は複数の連結コマ２３に回転自在に取り付けられる。拘束解除部６５を取り付けた連結コマ２３に関して、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は後方視図、図４（ｃ）は側面図を示している。

　図３に示すように、拘束解除部６５は拘束板６６と解除板６７と支柱６８とからなる。拘束板６６と解除板６７とは、同一の短冊形状を有する。支柱６８は円柱形状を有する。支柱６８の両端には拘束板６６の平面端部と解除板６７の平面端部とが固定される。それにより、解除板６７は拘束板６６に対して、支柱６８により一定の距離を隔てられる。解除板６７は拘束板６６に対して直角に固定される。したがって、図３（ｃ）に示すように、上方から見ると、拘束解除板６５はＬ字形状の外観を有する。

　図４に示すように、拘束解除部６５は連結コマ２３の天板の後方に回転自在に取り付けられる。具体的には、連結コマ２３の天板後方には貫通孔が設けられる。その貫通孔に支柱６８が通される。支柱６８は、連結コマ２３の幅中央位置に配置される。連結コマ２３の長さ方向に関しては、支柱６８は、連結コマ２３の後端から拘束板６６の長さの略半分の距離だけ隔てた内側の位置に設けられる。拘束板６６と解除板６７とは天板を挟んで表面側と裏面側とに分離される。拘束板６６は解除板６７と支柱６８を共通する。拘束板６６と解除板６７とは支柱６８を介して連結される。拘束板６６が回転するときそれに従じて解除板６７も回転する。解除板６７が回転するときそれに従じて拘束板６６も回転する。拘束板６６が縦方向に位置するとき拘束板６６の先端は連結コマ２３の後端から突出する。好適には、突出長が連結コマ２３の後端から支柱６８までの距離と等価になるように、拘束板６６と解除板６７との長さ、支柱６８の固定位置が設計される。

　図５は、図３に示した拘束解除部６５により複数の連結コマ２３の屈曲が拘束される前後の複数の連結コマ２３を示す図である。図５（ａ）は拘束前（拘束解除後）の複数の連結コマ２３の状態を示し、図５（ｂ）は拘束後の複数の連結コマ２３を示している。図５（ａ）に示すように、拘束板６６が、その長軸が連結コマ２３の幅方向に平行になるように配置されているとき、前後の連結コマ２３は天板表面方向（図中＋Ｚ方向）に屈曲可能である。一方、図５（ｂ）に示すように、拘束板６６の長軸が連結コマ２３の長さ方向に平行になるように配置されているとき、拘束板６６が後ろの連結コマ２３の天板表面に架け渡される。それにより、後ろの連結コマ２３が前の連結コマ２３に対して天板表面方向に屈曲しようとしても、前の連結コマ２３の拘束板６６が天板表面に架け渡されているため、後ろの連結コマ２３は前の連結コマ２３に対して天板表面方向に屈曲することができない。つまり、前後の連結コマ２３の天板表面に拘束板６６が架け渡されたとき、前後の連結コマ２３の天板表面方向（図中＋Ｚ方向）への屈曲が拘束される。それにより、複数の連結コマ２３は一定の剛性を有する柱状体を構成する。

　次に、アーム伸長時に拘束板６６に当接する拘束用当接部６１と、アーム収縮時に解除板６７に当接する解除用当接部６２とが設けられる位置について図６－８を参照して説明する。図６－８は拘束用当接部６１と解除用当接部６２との配置を説明するための補足説明図である。図６は、第１実施形態に係るロボットアーム機構の拘束用当接部と解除用当接部とを示す側面図である。図７は、図６のＡ―Ａ´断面を示している。図８は、図６のＢ－Ｂ´断面を示している。

　拘束用当接部６１は円柱形状を有する。拘束用当接部６１は天板表面に回転自在に固定された拘束板６６に当接可能に設けられる。拘束用当接部６１は、典型的には以下のように配置される。拘束用当接部６１は射出部３０内に配置される。したがって、拘束用当接部６１には直線上に整列後の複数の連結コマ２３の拘束板６６が当接する。それにより、拘束用当接部６１は、拘束板６６に安定して当接することができる。拘束用当接部６１は第３支持体１１ｃの内面に垂直に固定され、射出部３０の天板の一部分が切り欠かれ部分を通される。したがって、拘束用当接部６１の軸方向は、連結コマ２３の厚み方向に平行である。拘束用当接部６１は、固定された面から天板表面までの距離よりも短く、固定された面から拘束板６６の表面までの距離よりも長い軸長を有する。それにより、拘束用当接部６１は拘束板６６に当接可能であって、連結コマ２３の天板表面に到達しない。

　拘束用当接部６１は、連結コマ２３の長さ方向（図中Ｘ軸）に関して、好適にはドライブギア２４ａの前方に配置される。拘束用当接部６１は、連結コマ２３の幅方向（図中Ｙ方向）に関して、拘束板６６に当接可能に配置される。好適には、拘束用当接部６１はアーム中心軸２ｃに近接して配置される。

　解除用当接部６２は円柱形状を有する。解除用当接部６２は連結コマ２３の天板裏面に回転自在に固定された解除板６７に当接可能に設けられる。典型的には、解除用当接部６２は以下のように配置される。

　解除用当接部６２は、連結コマ２３の内腔部分であって、射出部３０内に配置される。それにより、解除用当接部６２は、解除板６７に安定して当接することができる。解除用当接部６２を連結コマ２３の内腔部分に配置するために、解除用当接部６２はロッド６４の先端に取り付けられる。ロッド６４の後端は第１支持体１１ａの底面に固定された固定台６３に垂直に取り付けられる。ロッド６４は一定の剛性を有する平板であり、支持体内に格納されている列状に連結された複数の連結コマ２３の全体形状に合わせて曲げられている。ロッド６４は固定台６３から複数の連結コマ２３の内腔部分を通って、解除用当接部６２が配置される位置までの長さを有する。また、ロッド６４は連結コマ２３の側壁の裏面の間隔よりも短い幅を有する。

　解除用当接部６２は、ロッド６４の表面から天板裏面に向かって突出し且つ軸方向が連結コマ２３の厚み方向に平行になるようにロッド６４に取り付けられる。解除用当接部６２のロッド６４の表面から天板裏面に向かって突出する突出長は、解除用当接部６２が天板裏面の解除板６７に当接し且つ天板裏面に到達しないように調整される。

　解除用当接部６２は、アーム中心軸２ｃ（図中Ｘ軸）に関して、拘束用当接部６１より後方に配置される。連結コマ２３の幅方向（図中Ｙ軸方向）に関して、解除用当接部６２は、好適には拘束用当接部６１と同位置に配置される。しかしながら、解除用当接部６２は解除板６７に当接し、支柱６８に当接しないように配置されればよい。具体的には、解除用当接部６２は支柱６８から解除板６７の先端までの距離未満の距離を支柱６８から隔てて配置される。

　図９は、拘束解除部６５の動作を説明するための補足説明図である。図９は、図８に対応する図である。図９（ａ）はアーム伸長時の拘束解除部６５の動作を説明するための図である。図９（ｂ）はアーム収縮時の拘束解除部６５の動作を説明するための図である。

　図９（ａ）に示すように、アーム伸長時、複数の連結コマ２３は列状となって送り出し方向に向かって送り出される。このとき、複数の連結コマ２３は、天板表面に回転自在に固定された拘束板６６に拘束用当接部６１が当接しながら送り出される。すると、拘束板６６は解除板６７とともに支柱６８を回転軸として図９（ａ）中の矢印の方向（順方向）に回転され、前後の連結コマ２３の天板表面に架け渡される。それにより、前後の連結コマ２３の天板表面方向（図中＋Ｚ方向）への屈曲が拘束され、屈曲が拘束された複数の連結コマ２３は柱状体となって送り出される。

　図９（ｂ）に示すように、アーム収縮時、柱状体を構成する複数の連結コマ２３は引き戻し方向に向かって引き戻される。このとき、複数の連結コマ２３は、天板裏面に回転自在に固定された解除板６７に解除用当接部６２が当接しながら引き戻される。解除板６７は拘束板６６とともに支柱６８を回転軸として図９（ｂ）中の矢印の方向（逆方向）に回転される。解除当接部６３により拘束板６６及び解除板６７が回転される方向は、拘束用当接部６１により回転される方向の逆である。したがって、前後の連結コマ２３の天板表面に架け渡されていた拘束板６６は元の位置に戻される。それにより、前後の連結コマ２３の天板表面方向（図中＋Ｚ方向）への屈曲の拘束が解除される。屈曲の拘束が解除された柱状体は連結コマ２３に分離される。

　なお、拘束用当接部６１と拘束板６６との位置関係に応じて、拘束板６６の形状等は適宜変更することができる。例えば、図９に示すように、連結コマ２３の幅方向に関して、支柱７９と当接部７１との間には、支柱７９に当接部７１が衝突しないように、隙間が設けられる場合がある。そのような場合、拘束板６６はその先端を隙間に応じて幅広な形状となるように構成する。その形状は、テーパー状でもよいし、扇形でよい。それにより、拘束用当接部６１を通過した拘束板６６を連結コマ２３の長さ方向に平行になる位置まで回転させることができる。なお、解除板６７に上記形状を採用した場合においても、拘束板６６と同様の効果を得られる。

　以上説明した、第１実施形態に係るロボットアーム機構の拘束解除機構によれば以下の効果を得ることができる。第１実施形態に係る拘束解除機構は、拘束解除部６５と拘束用当接部６１と解除用当接部６２とを有する。アーム伸長時において、連結コマ２３が送り出されると、連結コマ２３の天板表面に回転自在に固定された拘束板６６に拘束用当接部６１が当接する。すると、順方向に回転された拘束板６６が後ろの連結コマ２３の天板表面に架け渡され、後ろの連結コマ２３は前の連結コマ２３に対して天板表面方向への屈曲が拘束される。このとき、拘束板６６とともに解除板６７も順方向に回転される。アーム伸長時に、先頭の連結コマ２３から順に、前後の連結コマ２３の屈曲が拘束されていくことで柱状体が構成され、柱状体となったアーム部２は射出部３０から前方に送り出される。

　一方、アーム収縮時において、柱状体が引き戻されると、連結コマ２３の天板裏面に回転自在に固定された解除板６７に解除用当接部６２が当接する。すると、解除板６７が逆方向に回転されるのとともに、拘束板６６が逆方向に回転され、後ろの連結コマ２３に架け渡されていた拘束板６６が元の位置に戻される。それにより、前後の連結コマ２３の天板表面方向への屈曲の拘束が解除される。屈曲の拘束が解除された柱状体は連結コマ２３に分離され、支持体内に格納される。

　したがって、第１実施形態に係る拘束解除機構によれば、複数の連結コマ２３の天板表面方向への屈曲を拘束することで一定の剛性を有する柱状体を構成させることができる。また、複数の連結コマ２３の天板表面方向への屈曲の拘束を解除することで柱状体を複数の連結コマ２３に分離することができる。このとき、拘束用当接部６１と解除用当接部６２とを射出部３０内に配置することで、安定して拘束解除機構を作動させることができる。第１実施形態に係る拘束解除機構は、連結コマ２３に設けられた拘束解除部６５と当接部（拘束用当接部６１と解除用当接部６２）との単純な物理的接触により、複数の連結コマ２３の天板表面方向への屈曲を拘束し、また屈曲の拘束を解除することができる。このような単純な拘束解除機構を採用することで、複雑な拘束解除機構を採用する場合に比べてコストを削減することができる。また、拘束解除機構の電気的な制御が不要であるため、制御不具合によって柱状体を構成できない等の問題が発生しない。

　（変形例１）　
　第１実施形態で説明した拘束解除機構に関して、物理的な接触により複数の連結コマの屈曲の拘束と屈曲の拘束の解除とが出来るのであれば、その構成は第１実施形態に限定されない。変形例１では、拘束解除機構の他の構成について説明する。

　図１０は、第１実施形態の変形例１に係る拘束解除板７６の斜視図である。拘束解除板７６は拘束板７７と解除板７８とからなる。拘束板７７と解除板７８とは同一の短冊形状を有する。拘束板７７と解除板７８とは、それぞれの端部で互いに直角に結合されている。したがって、拘束解除板７６は全体としてＬ字形状を有する。結合された部分、好適には、拘束板７７の中心軸と解除板７８の中心軸とが交わる位置に、円柱形状の支柱７９を通すための貫通孔が形成されている。貫通孔に支柱７９が通されることで、拘束解除板７６は支柱７９を中心に回転することができる。

　図１１は、第１実施形態の変形例１に係り、拘束解除板７６の取り付け位置を説明するための補足説明図である。拘束解除板７６は複数の連結コマ２３に回転自在に取り付けられる。拘束解除板７６を取り付けた連結コマ２３に関して、図１１（ａ）は斜視図、図１１（ｂ）は後方視図、図１１（ｃ）は側面図を示している。

　図１１に示すように、拘束解除板７６は連結コマ２３の天板後方に取り付けられる。したがって、拘束解除板７６は、天板表面からその厚み分突出する。支柱７９が天板後方の表面の所定位置に固定される。典型的には、連結コマ２３の幅方向に関して、支柱７９が固定される位置は、支柱７９の中心軸が連結コマ２３の中心に一致する位置である。したがって、拘束解除板７６において、貫通孔の中心から拘束板７７の先端までは、連結コマ２３の幅よりも短い長さを有する。それにより拘束解除板７６は天板後方の表面中央を中心に、連結コマ２３の幅からはみ出ることなく回転することができる。なお、前後の連結コマ２３に架け渡された拘束板７７が長い程、前後の連結コマ２３の屈曲を拘束する力は強い。したがって、拘束板７７は、連結コマ２３の幅よりもわずかに短い長さに設計されるのが好適である。同様に、貫通孔の中心から解除板７８の先端までは、連結コマ２３の幅よりも短い長さを有する。好適には、解除板７８は拘束板７７と同一長を有する。

　連結コマ２３の長さ方向に関して、支柱７９が固定される位置は、連結コマ２３の後端から拘束板７６の長さ未満の位置である。それにより、拘束板７７は連結コマ２３の後端から突出する。

　図１２は、変形例１に係り、複数の連結コマ２３の屈曲が拘束される前後での拘束解除板７６の位置を説明するための補足説明図である。図１２（ａ）は拘束解除中の拘束解除板７６の位置を示す図である。同様に、図１２（ｂ）は拘束中の拘束解除板７６の位置を示す図である。図１２（ａ）に示すように、拘束解除板７６が解除位置に配置されているとき、複数の連結コマ２３の屈曲の拘束が解除される。解除位置は、拘束解除板７６が後ろの連結コマ２３に架け渡されないための位置であり、好適には、拘束板７７が連結コマ２３の幅方向に沿って配置され、解除板７８がその先端が送り出し方向（図中＋Ｘ方向）に向くように配置される位置である。

　一方、図１２（ｂ）に示すように、拘束解除板７６が拘束位置に配置されているとき、
複数の連結コマ２３の屈曲が拘束される。拘束位置は、拘束解除板７６が後ろの連結コマ２３に架け渡されるための位置である。好適には、解除板７８が連結コマ２３の幅方向に平行に沿って配置され、拘束板７７がその先端が送り出し方向の逆方向（図中－Ｘ方向）に向くように配置される位置である。それにより、前後の連結コマ２３の間に天板表面方向（図中＋Ｚ方向）に屈曲する力が働いても、前後の連結コマ２３の間に架け渡された拘束板７７により、その屈曲を抑えることができる。そのため、後ろの連結コマ２３は前の連結コマ２３に対して天板表面方向（図中＋Ｚ方向）に屈曲できない。したがって、拘束解除板７６が前後の連結コマ２３の間に架け渡されたとき、複数の連結コマ２３は一定の剛性を有する柱状体を構成する。

　次に、当接部７１の配置について図１３－１５を参照して説明する。図１３は、第１実施形態の変形例１に係るロボットアーム機構の当接部７１を示す側面図である。図１４は、図１３のＣ―Ｃ´断面を示す図である。図１５は、図１３のＤ－Ｄ´断面を示す図である。

　当接部７１は、例えば円柱形状を有する。当接部７１は、連結コマ２３の天板表面に配置された拘束解除板７６に当接可能に配置される。当接部７１は、典型的には以下のように配置される。当接部７１は射出部３０内に配置される。したがって、当接部７１には直線上に整列後の複数の連結コマ２３の拘束解除板７６が当接する。それにより、当接部７１は、拘束解除板７６に安定して当接することができる。当接部７１は第３支持体１１ｃの内面に垂直に固定され、射出部３０の天板の一部分が切り欠かれ部分を通される。したがって、当接部７１の軸方向は、連結コマ２３の厚み方向に平行である。当接部７１は、固定された面から天板表面までの距離よりも短く、固定された面から拘束解除板７６までの距離よりも長い軸長を有する。それにより、当接部７１は拘束解除板７６に当接可能であって、連結コマ２３の天板表面に到達しない。

　当接部７１は、連結コマ２３の長さ方向（図中Ｘ軸）に関して、好適にはドライブギア２４ａの前方に配置される。当接部７１は、連結コマ２３の幅方向（図中Ｙ軸方向）に関して、拘束板７７及び解除板７８に当接可能に配置される。好適には、当接部７１はアーム中心軸２ｃに近接して配置される。

　図１６、１７は、変形例１に係る拘束解除板７６の動作を説明するための補足説明図である。図１６、１７は、当接部７１の周辺を上方から見た図である。図１６は、変形例１に係り、アーム伸長時の拘束解除板７６の動作を説明するための補足説明図である。図１７は、変形例１に係り、アーム収縮時の拘束解除板７６の動作を説明するための補足説明図である。

　図１６に示すように、アーム伸長時、直線状に整列された複数の連結コマ２３が送り出し方向に向かって送り出される。このとき、複数の連結コマ２３は、その天板表面に設けられた拘束解除板７６の拘束板７７に当接部７１が当接しながら送り出される。まず、連結コマ２３が送り出し方向に沿って移動されると、天板表面の解除位置に配置された拘束解除板７６の拘束板７７に当接部７１が当接する（図１６（ａ））。そして、連結コマ２３の送り出し方向への移動に伴って、拘束板７７は当接部７１に当接しながら、支柱７９を中心に図１６（ｂ）中の矢印の方向（順方向）に回転される。拘束解除板７６が当接部７１を通過した時点で、拘束解除板７６の回転は停止され（図１６（ｃ））、拘束解除板７６は拘束位置に配置される。つまり、拘束板７７は前後の連結コマ２３に架け渡される。それにより、複数の連結コマ２３は屈曲が拘束され、一定の剛性を有する柱状体となって第３支持体１１ｃの開口から送り出される。

　図１７に示すように、アーム収縮時、屈曲が拘束されて柱状体が構成されている複数の連結コマ２３が引き戻し方向に向かって引き戻される。このとき、複数の連結コマ２３は、その天板表面に設けられた拘束解除板７６の解除板７８に当接部７１が当接しながら引き戻される。まず、連結コマ２３が引き戻し方向に沿って移動されると、天板表面の拘束位置に配置された拘束解除板７６の解除板７８に当接部７１が当接する（図１７（ａ））。そして、連結コマ２３の引き戻し方向への移動に伴って、解除板７８は当接部７１に当接しながら、支柱７９を中心に図１７（ｂ）中の矢印の方向（逆方向）に回転される。拘束解除板７６が当接部７１を通過した時点で、拘束解除板７６の回転は停止され（図１７（ｃ））、拘束解除板７６は解除位置に戻される。つまり、前後の連結コマ２３の屈曲の拘束が解除される。それにより、複数の連結コマ２３は屈曲可能状態に復帰し、第１支持体１１ａの軸に沿って屈曲され、格納される。

　なお、当接部７１と拘束解除板７６との位置関係に応じて、拘束板７７及び解除板７８の形状等は適宜変更することができる。例えば、図９に示すように、拘束板７７及び解除板７８は、その先端が幅広な形状であってもよい。それにより、当接部７１を通過した拘束解除板７６を解除位置から拘束位置まで回転させることができ、前後の連結コマ２３の屈曲を拘束する力を最大にすることができる。また、当接部７１を通過した拘束解除板７６を拘束位置から解除位置まで回転させることができる。

　以上説明した、第１実施形態の変形例１に係るロボットアーム機構の拘束解除機構によれば、第１実施形態と同様の効果を得られる。また、変形例１に係る拘束解除機構は、複数の連結コマ２３の屈曲の拘束と、その屈曲の拘束の解除とを、同じ当接部７１を利用して実現できる。したがって、変形例１に係る拘束解除機構は、第１実施形態に比べて部品点数を少なくできる利点がある。また、変形例１に係る拘束解除機構は、第１実施形態に係る拘束解除機構のように、連結コマ２３の内腔部分を利用する必要がないため、第１実施形態に係るロボットアーム機構に比べて、ロボットアーム機構の製作を容易に行うことができる。

　（変形例２）
　第１実施形態で説明した拘束解除機構に関して、物理的な接触により複数の連結コマの屈曲の拘束と屈曲の拘束の解除とが出来るのであれば、その構成は本実施形態に限定されない。変形例２では、拘束解除機構の他の構成について説明する。変形例２に係る拘束解除機構は、変形例１の拘束解除機構による複数の連結コマ２３の屈曲を拘束する力を向上させることができる。

　図１８は、本実施形態の変形例２に係り、拘束解除板７６ａ，ｂの取り付け位置を説明するための補足説明図である。本実施形態に変形例２において、複数、ここでは２つの拘束解除板７６ａ，ｂが複数の連結コマ２３に回転自在に取り付けられる。第１実施形態の変形例１で説明したように拘束解除板７６ａは拘束板７７ａと解除板７８ａとで構成される。同様に、拘束解除板７６ｂは拘束板７７ｂと解除板７８ｂとで構成される。拘束解除板７６ａ、ｂは共通の支柱７９に、同じ向きで固定される。２つの拘束解除板７６ａ，ｂを取り付けた連結コマ２３に関して、図１８（ａ）は斜視図、図１８（ｂ）は後方視図、図１８（ｃ）は側面図を示している。

　図１８に示すように、拘束解除板７６ａ，ｂはそれぞれ連結コマ２３の天板後方の表面と裏面とに回転自在に取り付けられる。連結コマ２３の幅方向及び長さ方向に関して、拘束解除板７６ａ，ｂは、変形例１の拘束解除板７６と同じ位置に配置される。連結コマ２３の天板後方の所定位置には、貫通孔が設けられる。支柱７９が貫通孔に通されることにより、拘束解除板７６ａは天板表面側に、拘束解除板７６ｂは天板裏面側に回転自在に配置される。このとき、連結コマ２３の天板の先端から後端にかけて、連結コマ２３の長さ方向に平行な一筋の切り欠きが形成される。その切り欠きの幅は当接部７２の直径よりも長い。その切り欠きの位置は当接部７２の位置に対応する。

　図１９は、変形例２に係り、複数の連結コマ２３の屈曲が拘束される前後での拘束解除板７６ａ，ｂの位置を説明するための補足説明図である。図１９（ａ）は拘束解除中の拘束解除板７６ａ，ｂの位置を示す図である。同様に、図１９（ｂ）は拘束中の拘束解除板７６ａ，ｂの位置を示す図である。図１９（ａ）に示すように、拘束解除板７６ａ，ｂが解除位置に配置されているとき、複数の連結コマ２３の屈曲の拘束が解除される。解除位置は、拘束解除板７６ａ，ｂが後ろの連結コマ２３に架け渡されないための位置であり、好適には、拘束板７７ａ，ｂが連結コマ２３の幅方向に沿って配置され、解除板７８ａ，ｂはその先端が送り出し方向（図中＋Ｘ方向）に向くように配置される。

　一方、図１９（ｂ）に示すように、拘束解除板７６ａ，ｂが拘束位置に配置されているとき、複数の連結コマ２３の屈曲が拘束される。拘束位置は、拘束解除板７６ａ，ｂが後ろの連結コマ２３に架け渡されるための位置である。好適には、解除板７８ａ，ｂが連結コマ２３の幅方向に平行に沿って配置され、拘束板７７ａ，ｂは、その先端が送り出し方向の逆方向（図中－Ｘ方向）に向くように配置される。それにより、前後の連結コマ２３の間に天板表面方向（図中＋Ｚ方向）に屈曲する力が働いても、前後の連結コマ２３の間に拘束板７７ａ，ｂが架け渡されているため、後ろの連結コマ２３は前の連結コマ２３に対して天板表面方向（図中＋Ｚ方向）に屈曲できない。したがって、拘束解除板７６ａ，ｂが前後の連結コマ２３の間に架け渡されたとき、前後の連結コマ２３の天板表面方向（図中＋Ｚ方向）への屈曲が拘束される。

　次に、変形例２に係る当接部７２について図２０を参照して説明する。図２０は、本実施形態の変形例２に係るロボットアーム機構の当接部７２を説明するための補足説明図である。図２０は、変形例１の図１４に対応する。

　当接部７２は、例えば円柱形状を有する。当接部７２は、連結コマ２３の天板表面に配置された拘束解除板７６ａと天板裏面に配置された拘束解除板７６ｂとに当接可能に配置される。当接部７２は、当接部７１と同様に配置すればよい。そのとき、連結コマ２３において１筋の切り欠きが形成される位置は、当接部７２の位置に対応する。当接部７２は固定された面から天板裏面までの距離よりも長く、固定された面から底板裏面までの距離よりも短い軸長を有する。好適には、当接部７２は固定された面から天板裏面の拘束解除板７６ｂの表面までの距離よりもわずかに長い軸長を有する。それにより、当接部７２は拘束解除板７６ａ，ｂに当接可能であって、連結コマ２３の底板裏面に到達しない。

　以上説明した、第１実施形態の変形例２に係るロボットアーム機構の拘束解除機構によれば、第１実施形態と同様の効果を得られる。また、変形例１の拘束解除機構では、前後の連結コマ２３の間に天板表面方向（図中＋Ｚ方向）に屈曲する力が働いても、前後の連結コマ２３の間に架け渡された拘束板７７で抑えることで、複数の連結コマ２３の屈曲を拘束していた。一方、変形例２の拘束解除機構では、後ろの連結コマ２３の天板先端が前の連結コマ２３の拘束板７７ａ，ｂで挟むことができる。そのため変形例１の拘束解除機構に比べて、複数の連結コマ２３の屈曲を拘束する力を向上させることができ、ひいては、アーム部２の剛性を向上させることができる。

　（変形例３）
　第１実施形態で説明した拘束解除機構に関して、物理的な接触により複数の連結コマの屈曲の拘束と屈曲の拘束の解除とが出来るのであれば、その構成は本実施形態に限定されない。変形例３では、拘束解除機構の他の構成について説明する。変形例３に係る拘束解除機構は、変形例１の拘束解除機構と同様の効果を得ながら、さらにアーム部２の剛性を向上させることができる。

　図２１は、本実施形態の変形例３に係り、拘束解除板７６の取り付け位置を説明するための補足説明図である。本実施形態に変形例３において、拘束解除板７６は複数の連結コマ２３に回転自在に取り付けられる。拘束解除板７６を取り付けた連結コマ２３に関して、図２１（ａ）は斜視図、図２１（ｂ）は後方視図、図２１（ｃ）は側面図を示している。図２２は、変形例３に係り、複数の連結コマ２３の屈曲が拘束される前後での拘束解除板７６の位置を説明するための補足説明図である。図２２（ａ）は拘束解除中の拘束解除板７６の位置を示す図である。同様に、図２２（ｂ）は拘束中の拘束解除板７６の位置を示す図である。

　変形例３に係る拘束解除板７６は、連結コマ２３の幅方向及び長さ方向に関して、変形例１に係る拘束解除板７６と同様の位置に配置される。連結コマ２３の天板はその後端付近において凹部８０に形成される。当該凹部８０には拘束解除板７６がはめ込まれている。拘束解除板７６は凹部８０内で回転自在に軸支される。凹部８０の深さは、拘束解除板７６の厚みと等価に形成される。拘束解除板７６は連結コマ２３の天板から突出しない。拘束解除板７６の表面は連結コマ２３の天板から突出しない、好ましくは連結コマ２３の天板表面の高さに揃う。連結コマ２３の天板はその先端中央において凹部８１に形成されている。凹部８１は凹部８０と同じ深さと幅とを有する。前後の連結コマ２３が直線状につながったとき、凹部８１は凹部８０に連続し、一体としての凹部が形成される。図２２（ｂ）に示すように、拘束解除板７６は凹部８０、８１をまたいで回転し得る。拘束解除板７６が回転され、前後の連結コマ２３に架け渡されたとき、拘束解除板７６の表面が連結コマ２３の表面から突出しない。

　図２３に当接部７３を含む第３支持体１１ｃの横断面図を示す。図２３は、変形例１の図１４に対応する。当接部７２は、例えば円柱形状を有する。当接部７２は、連結コマ２３の天板表面の凹部８０内に配置された拘束解除板７６に当接可能に配置される。当接部７３は、変形例１に係る当接部７１と同様の位置に配置すればよい。当接部７３は円柱形状のロッドに形成される。当接部７３はその軸方向が第３支持体１１ｃの天板に垂直になるよう且つその軸方向に移動自在に図示しない鞘管構造に支持される。当接部７３はバネ７３ａにより第３支持体１１ｃの天板から下方に向かって付勢される。

　当接部７３のバネ７３ａによる付勢は、当接部７３の先端を連結コマ２３の表面に常時押し付ける。連結コマ２３の移動により当接部７３に凹部８０が差し掛かると、バネ７３ａの付勢力により当接部７３の先端は凹部８０の底面に押し付けられる。当接部７３の側面は拘束解除板７６に当接する。さらに連結コマ２３が移動すると、拘束解除板７６は当接部７３により回転される。拘束解除板７６の動作については変形例１と同様である。

　以上説明した、第１実施形態の変形例３に係るロボットアーム機構の拘束解除機構によれば、第１実施形態と同様の効果を得られる。また、変形例１の拘束解除機構では、拘束解除板７６が連結コマ２３の表面から突出しているのに対し、変形例３の拘束解除機構では、拘束解除板７６が連結コマ２３に形成された凹部８０内に配置されるため、拘束解除板７６が連結コマ２３の表面から突出しない。それにより、複数の連結コマ２３により構成された柱状体の表面に、拘束解除板７６による凹凸がなくなるため、射出部３０の複数の上部ローラ３１と複数の下部ローラ３２との配置自由度を向上させることができる。例えば、幅広の上部ローラ３１及び下部ローラ３２を使用することができる。その場合、変形例３に係る拘束解除機構は、第１実施形態に比べて、アーム部２の剛性を向上させることができる。

　（第２実施形態）　
　第１実施形態に係るロボットアーム機構の拘束解除機構では、拘束解除板と当接部（拘束用当接部６１と解除用当接部６２等）との物理的干渉及びコマ２３の移動により拘束解除板が回転される。一方、第２実施形態では、拘束解除板の回転に電磁石が利用される。

　第２実施形態に係る拘束解除機構において使用される拘束解除板９６は、第１実施形態に係る拘束解除板９６と同様の形状を有する。したがって、拘束解除板９６は略Ｌ字形状を有する。Ｌ字形の一枝部分は拘束板９７として機能し、それに直交する他の枝部分は解除板９８として機能する。拘束板９７と解除板９８とが交差する角部において支柱９９を中心として回転自在に連結コマ２３の天板内側において軸支される。第２実施形態に係る拘束解除板９６は拘束板９７と解除板９８とが逆極性になるようにそれ全体に磁性が付与されている。例えば、拘束板９７はＳ極に解除板９８はＮ極にそれぞれ付与される。

　図２４は、第２実施形態に係る拘束解除板９６の取り付け位置を説明するための補足説明図である。拘束解除板９６は複数の連結コマ２３に取り付けられる。拘束解除板９６を取り付けた連結コマ２３に関して、図２４（ａ）は斜視図、図２４（ｂ）は後方視図、図２４（ｃ）は側面図を示している。

　第２実施形態において、連結コマ２３の内腔は仕切り板で仕切られる。連結コマ２３の天板と仕切り板との間隙は拘束解除板９６の厚みより若干広く設けられる。拘束解除板９６は連結コマ２３の天板と仕切り板との間において回転自在である。拘束解除板９６は仕切り板と天板との間で支柱９９により軸支される。前後の連結コマ２３の天板と仕切り板との間隙は連続する。前方の連結コマ２３の拘束解除板９６の拘束板９７は後方の連結コマ２３の天板と仕切り板との間に挿入される。拘束板９７は前後する連結コマ２３の天板と仕切り板との間隙に掛け渡される。拘束板９７はかんぬき構造の横木として機能する。天板と仕切り板とに対して作用する拘束板９７による屈曲拘束機能は、天板単独に対して作用する拘束板９７によるそれよりも高い。

　具体的には、支柱９９の一端が天板裏面に、他端が仕切り板の表面に固定される。なお、仕切り板の天板裏面に対向する面が仕切り板の表面である。典型的には、支柱９９が固定される位置は、連結コマ２３の幅方向に関して、支柱９９の中心軸が連結コマ２３の中心に一致する。したがって、拘束解除板９６において、貫通孔の中心から拘束板９７の先端までは、連結コマ２３の幅よりも短い長さを有する。なお、前後の連結コマ２３に架け渡された拘束板９７が長い程、前後の連結コマ２３の屈曲を拘束する力は強い。したがって、拘束板９７は、連結コマ２３の幅よりもわずかに短い長さに設計されるのが好適である。同様に、貫通孔の中心から解除板９８の先端までは、連結コマ２３の幅よりも短い長さを有する。好適には、解除板９８は拘束板９７と同一長を有する。連結コマ２３の長さ方向に関して、連結コマ２３の後端から拘束板９６の長さ未満の距離を隔てられる。それにより拘束解除板９６は天板後方の表面中央を中心に回転し、その回転位置によって拘束板７７が連結コマ２３の後端から突出する。

　図２５は、複数の連結コマ２３の屈曲が拘束される前後での拘束解除板９６の位置を説明するための補足説明図である。図２５（ａ）は拘束解除中の拘束解除板９６の位置を示す図である。同様に、図２５（ｂ）は拘束中の拘束解除板９６の位置を示す図である。図２５（ａ）に示すように、拘束解除板９６が解除位置に配置されているとき、複数の連結コマ２３の屈曲の拘束が解除されている状態である。したがって、複数の連結コマ２３は天板表面方向（図中＋Ｚ方向）に屈曲可能である。解除位置は、拘束解除板９６が後ろの連結コマ２３に架け渡されないための位置であり、好適には、拘束板９７が連結コマ２３の幅方向に沿って配置される。解除板９８はその先端が送り出し方向（図中＋Ｘ方向）に向くように配置される。

　一方、図２５（ｂ）に示すように、拘束解除板９６が拘束位置に配置されているとき、
複数の連結コマ２３の屈曲が拘束される。拘束位置は、拘束解除板９６が後ろの連結コマ２３に架け渡されるための位置である。好適には、解除板９８が連結コマ２３の幅方向に平行に沿って配置される。拘束板９７は、連結コマ２３の後端から突出し、アーム中心軸２ｃに平行になるように配置される。それにより、前後の連結コマ２３の間に天板表面方向（図中＋Ｚ方向）に屈曲する力が働いても、前後の連結コマ２３の間に架け渡された拘束板９７により、その屈曲を抑えることができる。そのため、後ろの連結コマ２３は前の連結コマ２３に対して天板表面方向（図中＋Ｚ方向）に屈曲できない。したがって、拘束解除板９６が前後の連結コマ２３の間に架け渡されたとき、前後の連結コマ２３の天板表面方向（図中＋Ｚ方向）への屈曲が拘束される。それにより、複数の連結コマ２３は一定の剛性を有する柱状体を構成する。

　なお、拘束解除板９６の回転を係止するために、係止部９３が連結コマの仕切り板の表面に設けられる。係止部９３は角柱形状を有する。係止部９３は連結コマ２３の長さ以下であって、連結コマ２３の長さから拘束板９７の長さと解除板９８の長さとを差し引いた長さよりも長い軸長を有する。係止部９３は、連結コマ２３の長さ方向に平行に配置される。このとき、係止部９３は、連結コマ２３の幅方向に関して、連結コマ２３の中心から拘束板９７及び解除板９８の幅の半分の長さを隔てて配置される。それにより、拘束解除板９６の回転角度は係止部９３により９０度に制限されるため、安定して拘束解除板９６を拘束位置と解除位置とに配置することができる。

　次に、拘束解除板９６を回転させるためのアクチュエータとして電磁石９１が設けられる位置について図２６－２８を参照して説明する。図２６は、第２実施形態に係るロボットアーム機構の電磁石９１を示す側面図である。図２７は、図２６のＥ―Ｅ´断面を示す図である。図２８は、図２６のＦ－Ｆ´断面を示す図である。

　例えば、電磁石９１はソレノイドコイルに鉄心を通したものであり、その外観は円柱形状を有する。電磁石９１は、コイルに流す電流の向きにより磁性が変化する。例えば、コイルに順方向の電流が流されたとき、電磁石９１の先端はＳ極、後端はＮ極となる。一方、コイルに逆方向の電流が流されたとき、電磁石９１の先端はＮ極、後端はＳ極となる。電磁石９１の磁性は図示しない制御部の制御に従って切り替えられる。電磁石９１は、典型的には以下のように配置される。電磁石９１は射出部３０内に配置される。それにより、電磁石９１には直線上に整列後の複数の連結コマ２３が通過する。それにより、電磁石９１により、拘束解除板９６が安定して回転することができる。電磁石９１は第３支持体１１ｃの内面に垂直に固定され、射出部３０の天板の一部分が切り欠かれ部分を通される。したがって、電磁石９１の軸方向は、連結コマ２３の厚み方向に平行である。電磁石９１は、固定された面から天板表面までの距離よりも短い長さを有する。好適には、電磁石９１は、固定された面から天板表面までの距離よりもわずかに短い長さを有する。それにより拘束解除板９６と電磁石９１との間の磁力を強くすることができる。

　ドライブギア２４ａ付近において、リニアギアとドライブギア２４ａとがかみ合わされることにより、連結コマ２３が振動する可能性がある。そのため、連結コマ２３の長さ方向に関して、電磁石９１は、好適には、ドライブギア２４ａの占有する領域外に配置される。連結コマ２３の幅方向（図中Ｙ軸方向）に関して、電磁石９１は、拘束解除板９６を回転可能な位置に配置される。拘束解除板９６が配置される位置は、支柱９９から拘束解除板９６の端部までの間である。

　図２９、３０は、拘束解除板９６の動作を説明するための補足説明図である。図２９，３０は、電磁石９１の周辺を上方から見た図である。図２９は、第２実施形態に係り、アーム伸長時の拘束解除板９６の動作を説明するための補足説明図である。図３０は、第２実施形態に係り、アーム収縮時の拘束解除板９６の動作を説明するための補足説明図である。なお、拘束板９７の先端がＳ極、解除板９８の先端がＮ極の磁性が付与されているものとする。

　アーム伸長時、図示しない制御部の制御に従って、電磁石９１の先端はＳ極の磁性を帯びる。図２９に示すように、送り出し方向に連結コマ２３が引き戻されていくと、電磁石９１の直下を拘束解除板９６が通過する。例えば、図２９（ａ）に示すように、電磁石９１を拘束解除板９６が通過直後、解除板９８（Ｓ極）と電磁石９１（Ｓ極）との間に反発力が発生し、拘束板９７（Ｎ極）と電磁石９１（Ｓ極）との間に引力が発生する。それにより、図２９（ｂ）に示すように、拘束解除板９６は解除位置から順方向に回転される。そして、図２９（ｃ）に示すように、係止部９３により、拘束板９７が係止され、それにより拘束解除板９６が拘束位置で係止される。したがって、拘束解除板９６が後ろの連結コマ２３に架け渡される。それにより、前後の連結コマ２３の天板表面方向（図中＋Ｚ方向）への屈曲が拘束される。複数の連結コマ２３は、その屈曲が拘束され、柱状体となって第３支持体１１ｃの開口から送り出される。

　アーム収縮時、図示しない制御部の制御に従って電磁石９１の先端はＮ極の磁性を帯びる。図３０に示すように、引き戻し方向に連結コマ２３が引き戻されていくと、電磁石９１の直下を拘束解除板９６が通過する。例えば、図３０（ａ）に示すように、電磁石９１に拘束解除板９６が差し掛かると、解除板９８（Ｎ極）と電磁石９１（Ｎ極）との間に反発力が発生し、拘束板９７（Ｓ極）と電磁石９１（Ｎ極）との間に引力が発生する。それにより、図３０（ｂ）に示すように、拘束解除板９６は拘束位置から逆方向に回転される。そして、図３０（ｃ）に示すように、係止部９３により解除板９８が係止され、それにより拘束解除板９６が拘束位置で係止される。したがって、前後の連結コマ２３に架け渡されていた拘束解除板９６は解除位置に戻される。それにより、前後の連結コマ２３の天板表面方向（図中＋Ｚ方向）への屈曲の拘束が解除される。屈曲の拘束が解除された柱状体は連結コマ２３に分離される。

　以上説明した、第２実施形態に係るロボットアーム機構の拘束解除機構によれば第１実施形態と同様の効果を得られる。第２実施形態に係るロボットアーム機構は、拘束解除板９６と電磁石９１とを有する。アーム伸長時において、連結コマ２３が送り出されると、連結コマ２３に内蔵された拘束解除板９６が電磁石９１により順方向に回転される。すると、拘束解除板９６が拘束位置に配置され、後ろの連結コマ２３に架け渡される。それにより、後ろの連結コマ２３は前の連結コマ２３に対して天板表面方向への屈曲が拘束される。アーム伸長時に、先頭の連結コマ２３から順に、前後の連結コマ２３の屈曲が拘束されていくことで一定の剛性を有する柱状体が構成され、柱状体となったアーム部２は第３支持体１１ｃの開口から前方に送り出される。

　一方、アーム収縮時において、柱状体が引き戻されると、連結コマ２３に内蔵された拘束解除板７６が電磁石９１により逆方向に回転される。すると、後ろの連結コマ２３に架け渡されていた拘束解除板９６が拘束位置から解除位置に戻される。それにより、前後の連結コマ２３の天板表面方向への屈曲の拘束が解除される。屈曲の拘束が解除された柱状体は連結コマ２３に分離され、第１支持体１１ａ内に格納される。

　したがって、第２実施形態に係る拘束解除機構によれば、電磁石９１と磁性を有する拘束解除板９６とを用いることで、複数の連結コマ２３の天板表面方向への屈曲を拘束し、また、その屈曲の拘束を解除することができる。アクチュエータとしての電磁石９１は、射出部３０内に配置される。それにより、電磁石９１を通過した連結コマ２３の拘束解除板９６を安定的に回転させることができる。また、第２実施形態において、拘束解除板９６は、連結コマ２３に内蔵される。したがって、拘束解除板９６によりアーム部２の外観が損なわれることはない。また、拘束解除板９６を連結コマ２３に内蔵できることで、射出部３０の複数の上部ローラ３１と複数の下部ローラ３２との配置自由度を向上させることができる。例えば、幅広の上部ローラ３１及び下部ローラ３２を使用することができる。その場合、アーム部２の剛性を向上させることができる。

　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

　１…基部、２…アーム部、３…手先効果器、Ｊ１，Ｊ２，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６…回転関節部、Ｊ３…直動関節部、１１ａ…第１支持体、１１ｂ…第２支持体、１１ｃ…第３支持体、２３…連結コマ、２４ａ…ドライブギア、３０…射出部、３１…上部ローラ、３２…下部ローラ、６１…拘束用当接部、６２…解除用当接部、６３…固定台、６４…ロッド、６５…拘束解除部

Claims (8)

1. 　底板側において屈曲可能に連結された断面ロ字形状を有する複数の連結コマと、前記複数の連結コマは屈曲が拘束されることにより柱状体を構成し、前記柱状体は前記屈曲の拘束が解除されることにより複数の連結コマに分離され、
   　前記連結コマを支持する支持部と、
   　前記連結コマを前記支持部から送り出し、前記連結コマを前記支持部に引き戻すために前記連結コマを前記支持部に対して移動する移動部と、
   　前記連結コマの天板の表面後端に回転自在に設けられた短冊状の拘束板と、前記連結コマの天板の裏面後端に回転自在に設けられた短冊状の解除板と、前記解除板は前記拘束板と回転軸を共通とし、前記解除板は前記拘束板に対して直角に設けられ、
   　前記送り出される連結コマの前記拘束板に当接し、前記拘束板を回転させるための拘束用当接部と、
   　前記引き戻される連結コマの前記解除板に当接し、前記解除板とともに前記拘束板を回転させるための解除用当接部と、を具備し、
   　前記拘束用当接部に当接し前記解除板とともに回転された前記拘束板が前後の連結コマの天板表面に架け渡されることにより前記前後の連結コマの屈曲が拘束され、前記解除用当接部に当接し前記解除板とともに前記拘束板が回転されることにより、前記前後の連結コマの屈曲の拘束が解除される、直動伸縮機構。
2. 　前記回転軸は前記連結コマの幅方向に関して、前記連結コマの中心に配置される、請求項１記載の直動伸縮機構。
3. 　底板側において屈曲可能に連結された断面ロ字形状を有する複数の連結コマと、前記複数の連結コマは屈曲が拘束されることにより柱状体を構成し、前記柱状体は前記屈曲が解除されることにより複数の連結コマに分離し、
   　前記連結コマを支持する支持部と、
   　前記連結コマを前記支持部から送り出し、前記連結コマを前記支持部に引き戻すために前記連結コマを前記支持部に対して移動する移動部と、
   　前記連結コマの後端部分に回転自在に設けられ、磁性を有するＬ字状の拘束解除板と、
   　前記拘束解除板を磁力により回転させるアクチュエータと、を具備し、
   　前記拘束解除板の回転位置により前記複数の連結コマの屈曲の拘束と前記複数の連結コマの屈曲の拘束の解除がなされる、直動伸縮機構。
4. 　前記連結コマには前記連結コマの内腔部分を仕切るための前記天板に平行な仕切り板が設けられ、
   　前記拘束解除板は、前記天板と前記仕切り板との間に設けられる、請求項３記載の直動伸縮機構。
5. 　前記拘束解除板が前後の連結コマに架け渡されることにより前記前後の連結コマの屈曲が拘束され、前記前後の連結コマに架け渡された前記拘束解除板が前記駆動部により回転されることにより前記前後の連結コマの屈曲の拘束が解除される、請求項３記載の直動伸縮機構。
6. 　前記拘束解除板は、前記アクチュエータにより、前記連結コマを送り出すときと前記連結コマを引き戻すときとで異なる方向に回転される、請求項３記載の直動伸縮機構。
7. 　直動伸縮機構を有するロボットアーム機構において、
   　前記直動伸縮機構は、
   　底板側において屈曲可能に連結された断面ロ字形状を有する複数の連結コマと、前記複数の連結コマは屈曲が拘束されることにより柱状体を構成し、前記柱状体は前記屈曲の拘束が解除されることにより複数の連結コマに分離され、
   　前記連結コマを支持する支持部と、
   　前記連結コマを前記支持部から送り出し、前記連結コマを前記支持部に引き戻すために前記連結コマを前記支持部に対して移動する移動部と、
   　前記連結コマの天板の表面後端に回転自在に設けられた短冊状の拘束板と、前記連結コマの天板の裏面後端に回転自在に設けられた短冊状の解除板と、前記解除板は前記拘束板と回転軸を共通とし、前記解除板は前記拘束板に対して直角に設けられ、
   　前記送り出される連結コマの前記拘束板に当接し、前記拘束板を回転させるための拘束用当接部と、
   　前記引き戻される連結コマの前記解除板に当接し、前記解除板とともに前記拘束板を回転させるための解除用当接部と、を具備し、
   　前記拘束用当接部に当接し前記解除板とともに回転された前記拘束板が前後の連結コマの天板表面に架け渡されることにより前記前後の連結コマの屈曲が拘束され、前記解除用当接部に当接し前記解除板とともに前記拘束板が回転されることにより、前記前後の連結コマの屈曲の拘束が解除される、ロボットアーム機構。
8. 　直動伸縮機構を有するロボットアーム機構において、
   　前記直動伸縮機構は、
   　底板側において屈曲可能に連結された断面ロ字形状を有する複数の連結コマと、前記複数の連結コマは屈曲が拘束されることにより柱状体を構成し、前記柱状体は前記屈曲が解除されることにより複数の連結コマに分離し、
   　前記連結コマを支持する支持部と、
   　前記連結コマを前記支持部から送り出し、前記連結コマを前記支持部に引き戻すために前記連結コマを前記支持部に対して移動する移動部と、
   　前記連結コマの後端部分に回転自在に設けられ、磁性を有するＬ字状の拘束解除板と、
   　前記拘束解除板を磁力により回転させるアクチュエータと、を具備し、
   　前記拘束解除板の回転位置により前記複数の連結コマの屈曲の拘束と前記複数の連結コマの屈曲の拘束の解除がなされる、ロボットアーム機構。

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