WO2022019195A1

WO2022019195A1 - 直動機構

Info

Publication number: WO2022019195A1
Application number: PCT/JP2021/026486
Authority: WO
Inventors: 航雨宮
Original assignee: ファナック株式会社
Priority date: 2020-07-21
Filing date: 2021-07-14
Publication date: 2022-01-27
Also published as: JP7502443B2; US12011823B2; CN116209550A; US20230249365A1; JPWO2022019195A1; DE112021003895T5

Abstract

直動機構の大型化等を抑えながら、線条体のたるみの発生を抑えることが望まれている。直動機構１は伸縮自在に多段に組まれる複数の直動要素２１，２２，２３，２４と、直動要素に接続され、直動要素を駆動するブロック列４０とを有する。駆動機構３０は直動要素を伸長させるためにブロック列を収容部から送り出し、直動要素を収縮させるためにブロック列を収容部に引き戻す。ブロック列に沿って線条体６０が配線される。ブロック列の送り出し、引き戻しに伴って変動する線条体の余長を吸収するために、迂回部材７０が設けられる。

Description

直動機構

　本発明は、直動機構に関する。

　直動機構は、ロボット装置の肘関節を不要にできることから、ロボット装置の安全性を向上する有効な機構である。直動機構は、人と協働して作業を行うことができる協働ロボットへの適用が期待されている。直動機構としては、複数の第１コマ（平板）が回動軸により屈曲可能に連結された第１コマ列と、同様に複数の第２コマ（ブロック）が屈曲可能に連結された第２コマ列とを接合させることにより、柱状体としてのアーム部を構成させるとともに、第１、第２のコマ列を分離させ屈曲可能な列状体として支柱部内に収容させる構造が知られている（特許文献１）。

　直動機構を構成するアーム部の先端には、エンドエフェクタ又はエンドエフェクタが接続される手首部が設けられる。モータ駆動用のケーブルやエア供給用のチューブなどを含む線条体はアーム部に沿って引き回される。そのため、アーム部の動作に連動して線条体の配線経路が変化する。線条体の配線経路の変化に伴って、線条体の配線経路長が変動する場合には、線条体の余長が発生する。線条体の余長は、線条体のたるみとして表われる。アーム部の内部に配線された線条体のたるみは、線条体の配線経路の周辺部品への干渉を生じさせる。これを回避するために、線条体の配線経路から部品を遠ざけて配置できるように、直動機構を大型化し、内部空間を広くすることが挙げられる。また、アーム部の外部に線条体を配線した場合において、線条体のたるみは、ロボットの周辺機器への干渉を生じさせる。これを回避するために、周辺機器をロボットから遠ざけるように配置できるように、システム全体を大型化することが挙げられる。

特許５３１７３６２号公報

　直動機構の大型化、直動機構を備えたロボットを含むシステム全体の大型化を抑えながら、線条体のたるみによる、部品及び周辺機器への線条体の干渉リスクを低減することが望まれている。

　本開示の一態様に係る直動機構は、伸縮自在に多段に組まれる複数の直動要素と、屈曲自在に一列に連結される複数のブロックを含み、直動要素に接続されるブロック列を有する。収容部はブロック列を収容する。線条体はブロック列に沿って配線される。駆動機構は直動要素を伸長させるためにブロック列を収容部から送り出し、直動要素を収縮させるためにブロック列を収容部に引き戻す。迂回部材はブロック列の送り出し、引き戻しに伴って変動する線条体の余長を吸収する。

　一態様によれば、直動機構の大型化、直動機構を備えたロボットを含むシステム全体の大型化を抑えながら、線条体のたるみによる、部品及び周辺機器への線条体の干渉リスクの低減を実現し得る。

図１は、一実施形態に係る収縮時の直動機構の斜視図である。図２は、伸長時の直動機構の斜視図である。図３は、図１の直動機構を筐体と直動アームとを分離した状態で示す側面図である。図４は、収縮時の直動機構の基本構造を示す側面図である。図５は、伸長時の直動機構の基本構造を示す側面図である。図６は、図５のブロックを斜め前方から示す斜視図である。図７は、図５のブロックを斜め後方から示す斜視図である。図８は、ブロック列が最も引き戻された状態の線条体の配線を示す側面図である。図９は、図８に示す状態から、ブロック列が少し送り出された状態の線条体の配線を示す側面図である。図１０は、ブロック列が最も送り出された状態の線条体の配線を示す側面図である。図１１は、円弧状に並んだブロック列に沿って配線される線条体を示す側面図である。図１２は、直線状に並んだブロック列に沿って配線される線条体を示す側面図である。図１３は、迂回部材を示す斜視図である。図１４は、線条体が固定される後端側の位置と迂回部材の位置とを示す図である。図１５は、一実施形態の変形例に係る収縮時の直動機構の側面図である。図１６は、一実施形態の変形例に係る伸長時の直動機構の側面図である。

　以下、図面を参照しながら本実施形態に係る直動機構を説明する。本実施形態に係る直動機構はそれ単独で使用することができるし、ロボットアーム機構の直動関節としても使用することができる。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。

　図１、図２に示すように、直動機構１は伸縮自在な直動アーム２０を有する。典型的には、直動アーム２０は、多段に組まれた複数の直動要素からなる。本実施形態では、直動アーム２０は、テレスコピック構造（多段入れ子構造）に組まれた４つの直動要素（以下筒体という）２１，２２，２３，２４により構成される。典型的には、筒体２１，２２，２３，２４は円筒体である。筒体２１，２２，２３，２４は角筒体でもよい。直動アーム２０は筐体１０に支持される。

　典型的には、筐体１０は、上部の略１／４円の範囲が切り欠かれた略短円筒形に構成される。図３に示すように、筐体１０の上部の切り欠き箇所にはマウント板１９が取り付けられる。マウント板１９には直動アーム２０の後端、すなわち最後段の筒体２４の後縁に形成されたフランジ２９が接合され、ボルト等により締結される。マウント板１９には、開口１９１があけられている。筐体１０の内部は筒体２１，２２，２３，２４の中空内部と連通する。図４、図５に示すように、筐体１０の内部から筒体２１，２２，２３，２４の中空内部にわたって連通する内部空間にはブロック列４０が挿入されている。ブロック列４０は複数のブロック４１が列状に連結されてなる。典型的には、ブロック列４０の先頭のブロック４１は、複数の筒体２１，２２，２３，２４のうち最前段の筒体２１に接続される。ブロック列４０と直動アーム２０とが接続され、ブロック列４０の送り出し、引き戻し動作によって、直動アーム２０の前後移動を実現できるのであれば、その接続構造はこれに限定されない。直動アーム２０には、ブロック列４０の先頭以外の他のブロック４１が接続されてもよいし、２つ以上のブロック４１が接続されてもよい。また、ブロック列４０には、最前段の筒体２１以外の他の筒体２２，２３，２４が接続されてもよい。

　筐体１０の内部には筐体中心ＲＣを中心とした円弧軌道に沿ってブロック列４０を収容するための収容部を有する。収容部は、後述のブロック４１に取り付けられたカムフォロア４８，４９を案内する一対のガイドレール１３，１４を有する。一対のガイドレール１３，１４は、筐体１０の両側の側板の内面にそれぞれ設けられる。典型的には、ガイドレール１３，１４は、円弧形に湾曲した細い棒体に構成され、円弧中心が筐体中心ＲＣに一致するように配置される。外側のガイドレール１４の案内面と内側のガイドレール１３の案内面との間の間隔は、カムフォロア４８，４９の直径よりも若干大きくなるように、ガイドレール１３，１４の円弧半径が決められている。

　筐体１０の内部には、ブロック列４０の送り出し動作及び引き戻し動作を実現する駆動機構３０が設けられる。駆動機構３０は、ブロック列４０を後方から押し出し、また、後方から引き戻すための複数の要素を有する。具体的には、駆動機構３０は、モータ（図示しない）の回転速度を減速する減速機３１を有する。減速機３１は、その回転軸３３の回転中心が筐体中心ＲＣと一致するように配置される。減速機３１の回転軸３３には、棒状の回転アーム３５の一端（基端）が接続される。回転アーム３５の他端（先端）は、ブロック列４０の最後尾のブロック４１に接続される。

　図６、図７に示すように、ブロック４１はブロック本体４２を有する。ブロック本体４２は細長い直方体の概形を有する。ブロック本体４２の上面に沿って後述の線条体６０を引き回すために、一対のガイド板５１，５２がブロック本体４２の上面の両側縁に、ブロック本体４２と一体的に形成されている。ブロック本体４２の上面、ガイド板５１，５２で区画される配線路５０に線条体６０が配線される。線条体６０をブロック列４０に沿って引き回すことができるのであれば、ブロック４１の形状は上記に限定されない。例えば、ブロック本体４２を筒体に構成し、前後に貫通する中空内部に線条体６０を配線するようにしてもよい。ブロック本体４２に前後に貫通する孔をあけ、その孔に線条体６０を通してもよい。ブロック本体４２の外面に線条体６０を配線するために、線条体６０を移動自在に支持するクランプを取り付けるようにしてもよい。

　ブロック本体４２の前端には前方に突出する２つの軸受け４３，４４が幅方向に離間して設けられる。ブロック本体４２の後端には、ブロック本体４２と一体的に形成された軸受け４５，４６，４７が幅方向に離間して設けられる。隣り合う２つのブロック４１のうち一方のブロック４１の前端の軸受け４３が他方のブロック４１の後端の軸受け４５，４６の間に嵌め込まれ、一方のブロック４１の前端の軸受け４４が他方のブロック４１の後端の軸受け４６，４７の間に嵌め込まれ、連続する孔に図示しない連結軸が挿入される。それにより隣接する２つのブロック４１は回動可能に連結される。ブロック本体４２は、隣接する２つのブロック４１が、直線状に並んだ状態で互いの端面どうしが当接し、それ以上の上方への回動が規制され、下方への回動は許容されるように、構成される。それにより、ブロック列４０の送り出し動作及び引き戻し動作の平滑性を向上しながら、直線状に並んだ状態のブロック列４０の剛性を確保することができる。

　ブロック本体４２の両側面には、筐体１０の内部に設けられたガイドレール１３，１４を転動するカムフォロア４８、４９がそれぞれ設けられる。カムフォロア４８、４９は、側面視においてカムフォロア４８（４９）の外輪回転軸がブロック４１を連結する連結軸とともに筐体中心ＲＣを中心とする円上に配列するように、ブロック本体４２に対して位置付けされている。それにより、ブロック列４０はガイドレール１３，１４による規制を受けて筐体１０内に円弧軌道に沿って平滑的に収容される。

　上記のように構成された直動機構１の直動アーム２０は以下のように駆動される。　
　モータの順方向への回転に伴って、回転アーム３５の先端が筐体中心ＲＣを中心とした円弧軌道に沿って順方向に回転される。回転アーム３５の先端に接続された最後尾のブロック４１は、回転アーム３５の先端とともに、ガイドレール１３，１４により規定された円弧軌道に沿って、開口１９１に近づく向き（順方向）に移動される。最後尾のブロック４１の移動に伴って、先頭側のブロック４１から順に筐体１０の内部から開口１９１を通じて直動アーム２０の内部に送り出され、先頭のブロック４１は直動アーム２０の筒体中心線ＣＬ１と平行な軸に沿って前方に移動される。先頭のブロック４１は最前段の筒体２１に接続されている。先頭のブロック４１の前方への移動に伴って、筐体１０に固定された最後段の筒体２４から他の筒体２１，２２，２３が次々に引き出され、その結果、直動アーム２０は筒体中心線ＣＬ１に沿って前方に伸長される。

　モータの逆方向への回転に伴って、回転アーム３５の先端が筐体中心ＲＣを中心として逆方向に回転する。回転アーム３５の先端に接続された最後尾のブロック４１は、回転アーム３５の先端とともに、ガイドレール１３，１４により規定された円弧軌道に沿って、開口１９１から遠ざかる向き（逆方向）に移動される。最後尾のブロック４１の移動に伴って、後端側のブロック４１から順に直動アーム２０の内部から開口１９１を通じて筐体１０の内部に引き戻され、先頭のブロック４１は筒体中心線ＣＬ１と平行な軸に沿って後方に移動される。先頭のブロック４１の後方への移動に伴って、最前段の筒体２１から順にその後段の筒体に収容され、その結果、直動アーム２０は筒体中心線ＣＬ１に沿って後方に収縮される。

　図８、図９、図１０に示すように、電源ケーブル、信号ケーブル、エアチューブなどの線条体６０は、その先端側がブロック列４０の先頭のブロック４１において固定具６１により固定され、ブロック列４０に沿って引き回され、後端側が筐体１０の内部の減速機３１の固定部において固定具６３により固定される。ブロック列４０の送り出し、引き戻しに伴って線条体６０に余長が変動するのであれば、線条体６０の固定位置は上記に限定されない。例えば、線条体６０は、その先端側が最前段の筒体２１に固定されてもよい。また、線条体６０の固定位置は、直動機構１の内部に限定されない。例えば、線条体６０の後端側が筐体１０の外部において固定されてもよいし、線条体６０の先端側が直動アーム２０に接続されるエンドエフェクタ、又は手首部などにおいて固定されてもよい。

　線条体６０はブロック列４０に沿って取り回されている。ブロック列４０は直線部分と円弧部分とからなり、直線部分の配線長は円弧部分の配線長よりも短い。収容部（ガイドレール１３，１４）からブロック列４０の送り出し、収容部（ガイドレール１３，１４）へのブロック列４０の引き戻しに伴って、ブロック列４０の直線部分と円弧部分の比率が変化する。それにより線条体６０の余長が変動する。

　線条体６０の配線経路は、線条体６０の後端側の固定位置に対するブロック列４０の最後尾のブロック４１の線条体６０の引き込み位置の変化に伴って変化する。最後尾のブロック４１は筐体中心ＲＣを中心とした円弧軌道に沿って移動するため、線条体６０の後端側の固定位置から最後尾のブロック４１の線条体６０の引き込み位置までの配線距離が変動する場合がある。例えば、線条体６０の後端側の固定位置を、ブロック列４０が最も引き戻された状態における最後尾のブロック４１の引き込み位置よりもブロック列４０が最も送り出された状態における最後尾のブロック４１の引き込み位置に近接した位置に設けたとき、ブロック列４０が最も送り出された状態で、線条体６０の余長が発生する。しかしながら、線条体６０の後端側の固定位置を筐体中心ＲＣに比較的近い位置に設けることにより、線条体６０の後端側の固定位置と最後尾のブロック４１の線条体６０の引き込み位置との間の距離の変動幅を抑え、線条体６０の余長が発生した場合でも、その長さを短くすることができるため、線条体６０のたるみを抑えられる。

　線条体６０の配線経路は、ブロック列４０の全体形状の変化に伴って変化する。図１１に示すように、ブロック列４０が円弧状に並んだ状態では、隣接するブロック４１の配線路５０の間に隙間ＤＧが生じる。一方、図１２に示すように、ブロック列４０が直線状に並んだ状態では、上記の隙間ＤＧは生じない。したがって、円弧状に並んだブロック列４０に沿った線条体６０の配線経路長は、直線状に並んだブロック列４０に沿った線条体６０の配線経路長よりも長い。当然、線条体６０が固定される先端側の位置から後端側の位置までの線条体６０の長さは、線条体６０の配線経路の最大長と等価またはそれよりも長くなるように決められている。そのため、直線状に並んだブロック４１の数が多い程、ブロック列４０に沿った線条体６０の配線経路長は短くなり、線条体６０の余長を生じさせ、線条体６０の後端側の固定位置から最後尾のブロック４１の引き込み位置の間における線条体６０のたるみを生じさせてしまう。

　本実施形態に係る直動機構１は、線条体６０の余長を吸収し、線条体６０のたるみの発生を抑える部材として、線条体６０の配線経路を迂回させる迂回部材７０を有することを１つの特徴としている。

　迂回部材７０は、線条体６０の配線経路の迂回長が、線条体６０の余長と等価になるように、その位置、形状が決められている。具体的には、図１３に示すように、迂回部材７０は、底面が略楕円形の柱体に構成され、筐体中心ＲＣに近接した位置に設けられる。迂回部材７０の形状はこれに限定されない。例えば、迂回部材７０は、線条体６０が巻き付けられる外周を有するものであって、この外周が、略円形状、複数の弧からなる形状、または複数の弧と直線とからなる形状であってもよい。また、迂回部材７０は、線条体６０のたるみが生じない、又は線条体６０のたるみが小さく抑えられるのであれば、完全に線条体６０の余長を吸収できなくてもよい。迂回部材７０は、例えば、細いピンであってもよい。さらに、迂回部材７０は１つである必要はなく、２つ以上設けてもよい。

　典型的には、線条体６０が固定される後端側の位置ＰＦと迂回部材７０の設置位置とは、以下のような条件の下、決められている。図１４において、ブロック列４０が最も引き戻された状態における最後尾のブロック４１の線条体６０の引き込み位置をＰＢ１（以下、第１引き込み位置ＰＢ１と略す）、ブロック列４０が最も送り出された状態における最後尾のブロック４１の線条体６０の引き込み位置をＰＢ２（以下、第２引き込み位置ＰＢ２と略す）と表記する。

　図１４に示すように、線条体６０が固定される後端側の位置ＰＦは、筐体中心ＲＣからずれ、しかも筐体中心ＲＣの周りにおいて、第２引き込み位置ＰＢ２の角度と、第１引き込み位置ＰＢ１の角度との間の範囲ＡＲ内に配置される。さらに第２引き込み位置ＰＢ２に対して、線条体６０が固定される後端側の位置ＰＦは、上記範囲ＡＲ内において筐体中心ＲＣより近く、且つ第１引き込み位置ＰＢ１よりも近い位置に設けられる。

　線条体６０が固定される後端側の位置ＰＦが筐体中心ＲＣからずれているため、ブロック列４０が最も引き戻された状態から送り出されると、線条体６０が固定される後端側の位置ＰＦから最後尾のブロック４１の線条体６０の引き込み位置を少しずつ遠ざけることができる。そのため、線条体６０の余長が小さい間は、迂回部材７０によって配線経路を迂回させなくても、線条体６０が固定される後端側の位置ＰＦから最後尾のブロック４１の線条体６０の引き込み位置の距離の変化により、線条体６０の余長を吸収することができる。それにより、迂回部材７０の形状を単純化することができるとともに迂回部材７０の大型化を抑え、重量化を抑えられる。

　図１４に示すように、迂回部材７０は、線条体６０が巻き付く外面が、筐体中心ＲＣの周りにおいて、第１引き込み位置ＰＢ１の角度と、線条体６０が固定される後端側の位置ＰＦに対して筐体中心ＲＣを挟んで反対側の位置ＰＦ´の角度との間の範囲ＢＲ内に配置される。換言すると、迂回部材７０は、第２引き込み位置ＰＢ２に対して、筐体中心ＲＣよりも遠方であって、且つ線条体６０が固定される後端側の位置ＰＦよりも遠方になり、しかも第１引き込み位置ＰＢ１よりも近くなる位置に配置される。

　上記説明した迂回部材７０によれば、線条体６０の余長を以下のように吸収することができる。図８に示すように、ブロック列４０が最も引き戻された状態において、線条体６０の余長は生じていない。駆動機構３０により、筐体１０の内部から直動アーム２０の内部にブロック列４０が送り出されると、線条体６０の余長が発生する。線条体６０の余長の長さは、直動アーム２０の内部に送り出されたブロック列４０が長くなるにつれて、つまり、直線状に整列されたブロック４１の数が多くなるにつれて、徐々に長くなる。一方、駆動機構３０により、筐体１０の内部から直動アーム２０の内部にブロック列４０が送り出されるとき、最後尾のブロック４１は筐体中心ＲＣを中心とした円弧軌道に沿って順方向に移動される。最後尾のブロック４１の順方向への移動に伴って、線条体６０が固定された後端側の位置から最後尾のブロック４１の線条体６０の引き込み位置までの間の線条体６０は迂回部材７０に徐々に巻き付けられ、線条体６０の配線経路は迂回される。迂回部材７０による線条体６０の配線経路の迂回長は、直動アーム２０の内部に送り出されたブロック列４０が長くなるにつれて、つまり、最後尾のブロック４１が筐体中心ＲＣを中心とした円弧軌道に沿って順方向に移動されるにつれて、徐々に長くなる。

　つまり、筐体１０の内部から直動アーム２０の内部に送り出されるブロック列４０が長くなるにつれて、徐々に長くなる線条体６０の余長を、同様に、筐体１０の内部から直動アーム２０の内部に送り出されるブロック列４０が長くなるにつれて、徐々に長くなる迂回部材７０による線条体６０の配線経路の迂回長により吸収することができるため、線条体６０のたるみの発生を抑えられる。しかも、迂回部材７０は、筐体１０の内部において、ガイドレール１３，１４の内側の筐体中心ＲＣ付近に設けることができるため、迂回部材７０を設けることによる筐体１０の大型化を抑えられる。

　ブロック列４０を円弧軌道に沿って収容することができるのであれば、その収容構造は本実施形態に限定されない。本実施形態では、ブロック４１に取り付けられたカムフォロア４８，４９を筐体１０の両側の側板の内面に設けたガイドレール１３，１４で規制する構成としたが、筐体１０の内面に円弧状に設けた溝にカムフォロア４８，４９を嵌め込み、規制するようにしてもよい。また、ブロック４１にカムフォロア４８，４９を設けずに、ブロック４１を直接的に規制し、円弧軌道に沿って収容するようにしてもよい。また、線条体６０の余長の変動は、線条体６０の後端側の固定位置に対するブロック列４０の最後尾のブロック４１の線条体６０の引き込み位置の変化だけでも生じるため、ブロック列４０は収容部に円弧状に収容されなくてもよい。

　ブロック列４０を送り出し、引き戻すことができるのであれば、ブロック列４０を筐体１０から送り出し、引き戻す駆動機構３０の構成は本実施形態に限定されない。本実施形態では、ブロック列４０を筐体１０から押し出し、筐体１０に引き戻すために、筐体中心ＲＣを中心として回転する回転アームの先端をブロック列４０の最後尾のブロック４１に接続するように構成したが、ブロック４１に前後にわたるギアを形成し、ブロック４１に形成されたギアに噛み合う駆動ギアをブロック４１の移動経路上に配置する構成としてもよい。

　本実施形態に係る直動アーム２０は、テレスコピック構造に限定されることはない。例えば、直動アーム２０は縦続された複数の直動案内機構により構成されてもよい。複数の直動案内機構のうち最後尾の直動案内機構のレールを支持するベースがマウント板１９に水平に固定され、先頭の直動案内機構のスライダに対して、ブロック列４０の先頭のブロック４１が接続される。ブロック列４０の前後の移動に伴って、複数の直動案内機構からなる直動アーム２０は伸縮される。

　迂回部材を設けることにより線条体の配線経路を迂回させ、その迂回長で線条体の余長を吸収し、線条体のたるみを抑えるという技術思想の適用先は、本実施形態に係る直動機構１に限定されるものではない。例えば、直動アームへの線条体の引き込み位置が、直動アームの動作によって大きく変化し、線条体の余長が発生するような構成においても、線条体のたるみの発生を抑えるために、迂回部材を使用することができる。

　図１５、図１６は、本実施形態の変形例に係る直動機構２を示している。直動機構２は、既に説明した直動機構１の直動アーム２０と同様に構成される直動アーム９０（第２部材）を有する。直動アーム９０は、テレスコピック構造（多段入れ子構造）に組まれた４つの筒体９１，９２，９３，９４により構成される。最後段の筒体９４の側壁の一部は、線条体１００を通すために前後に渡って切り欠かれている。直動アーム９０は、その最後段の筒体９４の後縁においてベース８０（第１部材）に支持される。線条体１００は、その先端側が直動アーム９０の最前段の筒体９１の内部において固定具１０１により固定され、直動アーム９０の筒体中心線ＣＬ２に沿って引き回され、後端側が固定具１０４によりベース８０に固定される。また、４つの筒体９１，９２，９３、９４のうち、前から３段目の筒体９３の後端側において、線条体１００はクランプ部材１０３により移動自在に支持される。筒体９３の後端側のクランプ部材１０３が設けられた位置は、直動アーム９０の線条体１００の引き込み位置に対応する。

　図１５、図１６において、直動アーム９０を収縮させた状態における直動アーム９０の線条体１００の引き込み位置をＰＢ３、直動アーム９０を伸長させた状態における直動アーム９０の線条体１００の引き込み位置をＰＢ４と表記する。図１５、図１６に示すように、線条体１００が固定された後端側の固定位置ＰＦ１に対する直動アーム９０の線条体１００の引き込み位置は、直動アーム９０の伸縮動作に伴って、大きく変化する。直動機構２においては、直動アーム９０を伸長させた状態において、線条体１００の配線経路長が最大となり、直動アーム９０を収縮させた状態において、線条体１００の配線経路長が最小となる。線条体１００の先端側の固定位置から後端側の固定位置までの線条体１００の長さは、線条体１００の最大配線経路長と等価またはそれよりも長い。したがって、直動アーム９０を伸長させた状態から、収縮させていくにつれて、線条体１００の余長が徐々に大きくなる。

　線条体１００の余長によるたるみの発生を抑えるために、線条体１００の配線経路を迂回させる迂回部材１１０が設けられる。迂回部材１１０は、円柱体に構成され、線条体１００が固定される後端側の位置と直動アーム９０との間に配置される。それにより、直動アーム９０を伸長させた状態から、収縮させていくにつれて、線条体１００の余長が徐々に大きくなるが、同時に、迂回部材１１０によって線条体１００の配線経路が迂回され配線経路長が大きくなるため、線条体１００の余長分を、迂回部材１１０に巻き付かせ、吸収することができる。それにより、変形例に係る直動機構２は、直動機構１と同様の効果を奏し、線条体１００のたるみの発生を抑えられる。

　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…直動機構、１０…筐体、１３，１４…ガイドレール、１９…マウント板、１９１…開口、２０…直動アーム、２１，２２，２３，２４…筒体、２９…フランジ、３０…駆動機構、３１…減速機、３３…回転軸、３５…回転アーム、４０…ブロック列、４１…ブロック、４２…ブロック本体、４３，４４，４５，４６、４７…軸受け、４８，４９…カムフォロア、５０…配線路、５１，５２…ガイド板、６０…線条体、６１，６３…固定具、７０…迂回部材。

Claims

　伸縮自在に多段に組まれる複数の直動要素と、
　屈曲自在に一列に連結される複数のブロックを含み、前記直動要素に接続されるブロック列と、
　前記ブロック列を収容する収容部と、
　前記直動要素を伸長させるために前記ブロック列を前記収容部から送り出し、前記直動要素を収縮させるために前記ブロック列を前記収容部に引き戻す駆動機構と、
　前記ブロック列に沿って配線される線条体と、
　前記線条体の配線経路を迂回させるものであって、前記ブロック列の送り出し、引き戻しに伴って変動する前記線条体の余長を吸収する迂回部材と、を具備する直動機構。
　前記収容部は、前記ブロック列を円弧状に収容する、請求項１記載の直動機構。
　前記線条体は、先端側が前記ブロック列の先頭のブロック又は前記直動要素の最前段の直動要素に固定され、後端側が前記収容部の円弧中心とは異なる位置に固定される、請求項２記載の直動機構。
　前記ブロック列の先頭のブロックは前記直動要素の最前段の直動要素に接続される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の直動機構。
　前記線条体は、前記複数のブロックのうち最後尾のブロックから引き出され、
　前記線条体が固定される後端側の位置は、前記収容部の円弧中心の周りにおいて、前記ブロック列が最も送り出された状態で前記線条体が前記最後尾のブロックから引き出される位置の角度と、前記ブロック列が最も引き戻された状態で前記線条体が前記最後尾のブロックから引き出される位置の角度との間の範囲に配置される、請求項２又は３に記載の直動機構。
　前記線条体は、前記複数のブロックのうち最後尾のブロックから引き出され、
　前記迂回部材は、前記収容部の円弧中心の周りにおいて、前記ブロック列が最も引き戻された状態で前記線条体が前記最後尾のブロックから引き出される位置の角度と、前記線条体が固定される後端側の位置に対して前記円弧中心を挟んで反対側の位置の角度との間の範囲に配置される、請求項５記載の直動機構。
　前記迂回部材は、前記ブロック列が最も送り出された状態で前記線条体が前記複数のブロックのうち最後尾のブロックから引き出される位置に対して、前記円弧中心及び前記線条体が固定される後端側の位置よりも遠方に配置される、請求項５又は６に記載の直動機構。
　前記迂回部材は、前記配線経路の迂回長が前記線条体の余長と等価になるように形成される、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の直動機構。
　前記迂回部材は前記線条体が巻き付けられる外周を有し、
　前記外周は、略円形状、複数の弧からなる形状、または複数の弧と直線とからなる形状に構成される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の直動機構。
　第１部材と、
　前記第１部材に対して相対的に移動する第２部材と、
　前記第１部材に後端側が固定され、前記第２部材に先端側が固定される線条体と、
　前記線条体の配線経路を迂回させるものであって、前記第１部材に対する前記第２部材の相対的な移動に伴って変動する前記線条体の余長を吸収する迂回部材と、を具備する移動機構。