JP2009079632A - Rocking mechanism - Google Patents

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信行 杉本
Katsuhiro Tachibana
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rocking mechanism achieving a compact joint mechanism without reducing a torque for rocking a member. <P>SOLUTION: The rocking mechanism is equipped with a rotating member, a rocking member rocking by connecting with the rotating member, and a support member where a slit for guiding a rocking motion of a bearing hole and the rocking member which are fixed to the other external member and supports the rotation of the rotating member is formed. The rotating member comprises a shaft part which penetrates through the bearing hole of the support member and is rotatably disposed, and a convex spherical-shaped convex sphere part which is fixed to one end part of the shaft part, and where a spiral guide path with a rotating shaft as a center is formed on the surface. The rocking member comprises a loosely fitting part which is loosely fitted to the convex sphere part, and can be moved along the slit, a slidably fitting element which is provided on the inner peripheral surface of the loosely fitting part and is slidably fitted to the guide path in such a state that the convex sphere part and the loosely fitting part are loosely fitted, and a rocking part which is fixed to the outside surface of the loosely fitting part, and rocks a predetermined member by rocking in the direction where the slit is formed according to the movement of the loosely fitting part. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、外部から受ける回転駆動力に応じて所定部材を揺動する揺動機構に関する。   The present invention relates to a swing mechanism that swings a predetermined member in accordance with a rotational driving force received from the outside.

従来、ロボットには、連結部を介して２つのアーム部それぞれの一方端部同士を連結する関節機構が設けられている。一般的に、上記関節機構は、一方のアーム部の中心軸線に対して他方のアーム部の揺動軸線が直交し、上記連結部を中心に、屈折するように揺動させる機能を有している。なお、以下では上記の一方のアーム部を第１アーム部と呼称し、他方のアーム部を第２アーム部と呼称する。   Conventionally, a robot is provided with a joint mechanism that connects one end portions of two arm portions via a connecting portion. In general, the joint mechanism has a function of swinging so that the swing axis of the other arm part is orthogonal to the center axis of one arm part and refracts around the connecting part. Yes. In the following description, the one arm part is referred to as a first arm part, and the other arm part is referred to as a second arm part.

上記関節機構を実現する第１の方法として、モータ等の原動機を上記連結部に取付ける方法がある。具体的には、原動機本体を第１アーム部の一方端部付近に固設する。そして、第１アーム部の長手方向に対して垂直となる方向に原動機の回転駆動軸を設け、当該回転駆動軸と第２アーム部の一方端部とを固設する。つまり、第２アーム部を揺動させたい方向と原動機の回転駆動軸の回転方向とが一致するように、原動機が第１アーム部に装着されることになる。このような関節機構では、原動機の回転駆動軸の回転角度に応じて、第２アーム部が第１アーム部に対して屈折するように揺動する。   As a first method for realizing the joint mechanism, there is a method of attaching a motor such as a motor to the connecting portion. Specifically, the prime mover main body is fixed near one end of the first arm portion. Then, the rotational drive shaft of the prime mover is provided in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the first arm portion, and the rotational drive shaft and one end portion of the second arm portion are fixedly provided. That is, the prime mover is mounted on the first arm portion so that the direction in which the second arm portion is desired to swing and the rotational direction of the rotational drive shaft of the prime mover coincide. In such a joint mechanism, the second arm portion swings so as to be refracted with respect to the first arm portion in accordance with the rotation angle of the rotary drive shaft of the prime mover.

また、上記関節機構を実現する第２の方法として、傘歯車機構などを上記連結部に用いる方法が挙げられる。例えば、第２アーム部の一方端部に被動傘歯車が固設される。一方、第１アーム部の一方端部には、駆動傘歯車が一端に固定された駆動軸が内部に設けられる。そして、上記駆動傘歯車と上記被動傘歯車とが互いに直交して噛合うように、第１アーム部と第２アーム部とが所定の回転軸を介して連結される。また、第１アーム部に設けられた駆動軸の他端は、モータ等の原動機の回転駆動軸に接続され、当該回転駆動軸の回転動作に応じて当該駆動軸が回転する。このように、第１アーム部と第２アーム部との連結部は、駆動傘歯車と被動傘歯車とが噛合しており、原動機の駆動動作に応じて駆動傘歯車が回転する。このような関節機構では、原動機の回転駆動軸の回転に応じて上記駆動傘歯車が回転し、当該駆動傘歯車に噛合う被動傘歯車が回転して、第２アーム部が第１アーム部に対して屈折するように揺動する。   Further, as a second method for realizing the joint mechanism, there is a method using a bevel gear mechanism or the like for the connecting portion. For example, a driven bevel gear is fixed to one end portion of the second arm portion. On the other hand, a driving shaft having a driving bevel gear fixed to one end is provided inside one end of the first arm portion. And a 1st arm part and a 2nd arm part are connected via a predetermined | prescribed rotating shaft so that the said drive bevel gear and the said driven bevel gear may mutually mesh | engage orthogonally. The other end of the drive shaft provided in the first arm portion is connected to a rotation drive shaft of a prime mover such as a motor, and the drive shaft rotates in accordance with the rotation operation of the rotation drive shaft. Thus, the connecting portion between the first arm portion and the second arm portion is engaged with the driving bevel gear and the driven bevel gear, and the driving bevel gear rotates according to the driving operation of the prime mover. In such a joint mechanism, the drive bevel gear rotates in accordance with the rotation of the rotary drive shaft of the prime mover, the driven bevel gear meshing with the drive bevel gear rotates, and the second arm portion becomes the first arm portion. On the other hand, it swings so as to be refracted.

また、上記関節機構を実現する第３の方法として、特許文献１では、連結部に内蔵された球面体にアクチュエータ機能を持たせたロボット関節が開示されている。上記特許文献１にて開示されるロボット関節では、上記第２アーム部に相当する腕６を連結する方向に開口した凹型球状を成す受部１が第１アーム部に相当する本体に取付けられる。そして、腕６の本体側に凸球形状を成す端部４が腕６に一体形成され、端部４と受部１の凹部とが組み合わせられる。上記受部１の凹部の内表面２には、電気制御で極性を変更可能な複数の磁石７が列設されている。一方、端部４の外表面５には、磁石８が列設されている。そして、受部１と端部４とは、内表面２と外表面５との間に間隙を空けて遊嵌し、上記連結部を構成する。そして、磁石７の極性を順次変化させることによって、磁石７と磁石８との間に生じる反発力が順次変化し、当該反発力に応じて端部４が受部１の凹部内部で回転して腕６が本体に対して屈折するように揺動する。
特開昭６１−２８８９８６号公報 As a third method for realizing the joint mechanism, Patent Document 1 discloses a robot joint in which a spherical body incorporated in a connecting portion has an actuator function. In the robot joint disclosed in Patent Document 1, a receiving part 1 having a concave spherical shape opened in a direction for connecting the arm 6 corresponding to the second arm part is attached to a main body corresponding to the first arm part. An end 4 having a convex spherical shape is formed integrally with the arm 6 on the main body side of the arm 6, and the end 4 and the recess of the receiving portion 1 are combined. A plurality of magnets 7 whose polarity can be changed by electric control are arranged in a row on the inner surface 2 of the concave portion of the receiving portion 1. On the other hand, magnets 8 are arranged on the outer surface 5 of the end 4. The receiving portion 1 and the end portion 4 are loosely fitted with a gap between the inner surface 2 and the outer surface 5 to constitute the connecting portion. Then, by sequentially changing the polarity of the magnet 7, the repulsive force generated between the magnet 7 and the magnet 8 changes sequentially, and the end 4 rotates inside the recess of the receiving portion 1 in accordance with the repulsive force. The arm 6 swings so as to bend with respect to the main body.
JP-A-61-288986

ここで、上述した関節機構の用途によっては、小型の関節機構が必要となることがある。しかしながら、上記第１および第２の方法を用いた関節機構では、原動機、軸受、および歯車等の多数の部品が連結部に設けられているため、アーム部内において当該部品が占有する領域が増大して連結部が大きくなってしまう。したがって、上記第１および第２の方法を用いた関節機構では、小型の関節機構を得ることが困難となる。   Here, depending on the use of the joint mechanism described above, a small joint mechanism may be required. However, in the joint mechanism using the first and second methods, since a large number of components such as a prime mover, a bearing, and a gear are provided in the connecting portion, the area occupied by the component in the arm portion increases. The connecting part becomes large. Therefore, it is difficult to obtain a small joint mechanism with the joint mechanism using the first and second methods.

また、上記第３の方法による関節機構を小型化する場合にも、連結部を小さくする必要がある。即ち、受部１と端部４とを小型化する必要があり、結果的に内表面２および外表面５の面積が小さくなる。これに伴い、内表面２および外表面５にそれぞれ列設される磁石７および磁石８の列設数をそれぞれ減少させる、または磁石７および磁石８をそれぞれ小型にすることが必要となる。しかしながら、磁石７および磁石８の列設数を減少させる場合も、磁石７および磁石８を小型にする場合も、磁石７および磁石８それぞれの磁力が低下する。つまり、磁石７と磁石８との間に生じる反発力が低下するため、腕６を揺動させるトルクが低下してしまう。従って、上記特許文献１にて開示されるロボット関節を用いた場合、腕６を揺動させるために伝達されるトルクを低下させずに、関節機構を小型化することは困難である。   Further, when the joint mechanism according to the third method is downsized, it is necessary to reduce the connecting portion. That is, it is necessary to reduce the size of the receiving portion 1 and the end portion 4, and as a result, the areas of the inner surface 2 and the outer surface 5 are reduced. Accordingly, it is necessary to reduce the number of magnets 7 and 8 arranged on the inner surface 2 and the outer surface 5, respectively, or to reduce the size of the magnets 7 and 8 respectively. However, the magnetic force of each of the magnet 7 and the magnet 8 is reduced both when the number of the magnets 7 and the magnets 8 is reduced and when the magnet 7 and the magnet 8 are downsized. That is, since the repulsive force generated between the magnet 7 and the magnet 8 is reduced, the torque for swinging the arm 6 is reduced. Therefore, when the robot joint disclosed in Patent Document 1 is used, it is difficult to downsize the joint mechanism without reducing the torque transmitted to swing the arm 6.

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、部材を揺動するトルクを低下させることなく従来の関節機構と比較して小型の関節機構が実現可能な揺動機構を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a swing mechanism that can realize a small joint mechanism as compared with a conventional joint mechanism without reducing the torque for swinging a member. To do.

上記目的を達成するために、本発明は、以下に述べるような特徴を有している。   In order to achieve the above object, the present invention has the following features.

第１の発明は、外部から受ける回転駆動力に応じて所定部材を揺動する揺動機構である。揺動機構は、回転部材、揺動部材、および支持部材を備える。回転部材は、回転駆動力を受けて所定の回転方向に回転する。揺動部材は、回転部材と連結して所定の揺動方向に揺動する。支持部材は、他の外部部材に固定され、回転部材の回転を支持する軸受孔および揺動部材の揺動運動をガイドするスリットが形成される。回転部材は、軸部および凸球部を含む。軸部は、回転駆動力が入力され、支持部材の軸受孔に貫通して回転可能に配置される。凸球部は、軸部の一方端部に固設され、その表面に軸部の回転軸を中心とした螺旋状の案内路が形成された凸球形状である。揺動部材は、遊嵌部、滑合子、および揺動部を含む。遊嵌部は、凸球部の外周面と遊嵌する凹形状内周面を有し、スリットに沿って移動可能である。滑合子は、凹形状内周面に設けられ、凸球部と遊嵌部とが遊嵌した状態で当該凸球部に形成された案内路と滑合する。揺動部は、遊嵌部の外側面に固設され、遊嵌部の移動に応じてスリットが形成された方向に揺動することによって所定部材を揺動させる。   1st invention is the rocking | fluctuation mechanism which rock | fluctuates a predetermined member according to the rotational drive force received from the outside. The swing mechanism includes a rotation member, a swing member, and a support member. The rotating member receives a rotational driving force and rotates in a predetermined rotational direction. The swing member is connected to the rotating member and swings in a predetermined swing direction. The support member is fixed to another external member, and a bearing hole for supporting the rotation of the rotating member and a slit for guiding the swinging motion of the swinging member are formed. The rotating member includes a shaft portion and a convex sphere portion. The shaft portion receives rotational driving force and is rotatably disposed through the bearing hole of the support member. The convex spherical portion is a convex spherical shape that is fixed to one end portion of the shaft portion and has a helical guide path formed around the rotation axis of the shaft portion on the surface thereof. The swing member includes a loose fitting portion, a slider, and a swing portion. The loose fitting portion has a concave inner circumferential surface that loosely fits with the outer circumferential surface of the convex ball portion, and is movable along the slit. The slider is provided on the inner circumferential surface of the concave shape, and slides with the guide path formed in the convex ball portion in a state where the convex ball portion and the loose fitting portion are loosely fitted. The swinging portion is fixed to the outer surface of the loose fitting portion, and swings the predetermined member by swinging in the direction in which the slit is formed according to the movement of the loose fitting portion.

第２の発明は、上記第１の発明において、支持部材は、軸部の回転軸に平行な平面に沿ってスリットが形成される。揺動部は、遊嵌部がスリットに沿って移動することによって軸部の回転軸に平行な平面に沿った方向に揺動する。   In a second aspect based on the first aspect, the support member has a slit formed along a plane parallel to the rotation axis of the shaft portion. The swing part swings in a direction along a plane parallel to the rotation axis of the shaft part as the loose fitting part moves along the slit.

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、支持部材は、軸受孔およびスリットと連通して凸球部を配置する球状空間がその内部に形成される。凸球部は、球状空間内に配置された状態で所定の隙間を介して支持部材内壁と遊嵌する。   In a third aspect based on the first aspect or the second aspect, the support member is formed with a spherical space in which the convex spherical portion is disposed in communication with the bearing hole and the slit. The convex spherical portion is loosely fitted to the inner wall of the support member through a predetermined gap while being arranged in the spherical space.

第４の発明は、上記第１乃至第３の何れか１つの発明において、凸球部は、案内路と滑合子との静止摩擦係数μに対して、リード角γがγ≦ｔａｎ-1（μ）で形成された螺旋状の案内路が形成される。 According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the convex ball portion has a lead angle γ of γ ≦ tan −1 (with respect to a static friction coefficient μ between the guide path and the slider. A spiral guide path formed in (μ) is formed.

第５の発明は、上記第１乃至第４の何れか１つの発明において、遊嵌部は、案内路と同時に嵌合する複数の滑合子が凹形状内周面に設けられる。   In a fifth aspect based on any one of the first to fourth aspects, the loose fitting portion is provided with a plurality of sliders fitted simultaneously with the guide path on the concave inner peripheral surface.

第６の発明は、上記第５の発明において、凸球部は、その表面に軸部の回転軸を中心として螺旋の進行方向が異なる螺旋状の２つの案内路が形成される。複数の滑合子は、２つの案内路に沿ってそれぞれ嵌合する。   In a sixth aspect based on the fifth aspect, the convex spherical portion is formed with two spiral guide paths having different spiral traveling directions around the rotation axis of the shaft portion on the surface thereof. The plurality of sliders fit together along the two guide paths.

第７の発明は、上記第１乃至第６の何れか１つの発明において、遊嵌部は、少なくとも凹形状内周面側に開口する筒孔が形成される。滑合子は、筒孔に遊挿される硬質部材である。遊嵌部は弾性体を含み、弾性体は硬質部材に対して遊嵌部の外側面側となる筒孔内に配され、当該硬質部材を当該筒孔に沿って案内路へ向かう方向に付勢する。   According to a seventh invention, in any one of the first to sixth inventions, the loose fitting portion is formed with a cylindrical hole that opens at least to the concave inner peripheral surface side. The slider is a hard member that is loosely inserted into the cylindrical hole. The loose fitting portion includes an elastic body, and the elastic body is disposed in a cylindrical hole on the outer surface side of the loose fitting portion with respect to the hard member, and the hard member is attached in a direction toward the guide path along the cylindrical hole. To force.

第８の発明は、上記第７の発明において、筒孔は、遊嵌部の凹形状内周面側から外側面まで貫通して形成される。硬質部材および弾性体は、筒孔の外側面側開口部から付替可能に構成される。   In an eighth aspect based on the seventh aspect, the cylindrical hole is formed so as to penetrate from the concave inner peripheral surface side to the outer surface of the loosely fitting portion. A hard member and an elastic body are comprised so that replacement | exchange is possible from the outer surface side opening part of a cylinder hole.

第９の発明は、上記第１乃至第８の何れか１つの発明において、凸球部表面に対して一定深さで彫設された螺旋状の条溝である。滑合子は、遊嵌部の凹形状内周面に突設され、条溝に嵌合可能な突起である。   A ninth aspect of the invention is the spiral groove according to any one of the first to eighth aspects, wherein the spiral groove is carved at a constant depth with respect to the convex spherical surface. The slider is a protrusion that protrudes from the concave inner peripheral surface of the loosely fitting portion and can be fitted into the groove.

第１０の発明は、上記第９の発明において、凹形状内周面は、所定の隙間を介して凸球部の凸球面を包み込む球面である。   In a tenth aspect based on the ninth aspect, the concave inner peripheral surface is a spherical surface that envelops the convex spherical surface of the convex spherical portion via a predetermined gap.

第１１の発明は、上記第９の発明において、凹形状内周面は、所定の隙間を介して凸球部の凸球面と遊嵌する直円柱面である。   In an eleventh aspect based on the ninth aspect, the concave inner peripheral surface is a right circular cylindrical surface loosely fitted to the convex spherical surface of the convex spherical portion through a predetermined gap.

第１２の発明は、上記第１の発明において、案内路は、凸球部表面に対して一定高さで突出した螺旋状の突条である。滑合子は、遊嵌部の凹形状内周面に突設され、突条に嵌合可能な凹部を有する突起である。   In a twelfth aspect based on the first aspect, the guide path is a spiral ridge protruding at a constant height with respect to the convex spherical surface. The slider is a protrusion that protrudes from the concave inner peripheral surface of the loosely fitting portion and has a recess that can be fitted to the protrusion.

第１３の発明は、上記第１乃至第１２の何れか１つの発明において、支持部材回動機構を、さらに備える。支持部材回動機構は、外部部材に対して支持部材を所定の方向に回動させ、任意の角度で当該支持部材を固定する。   In a thirteenth aspect of the present invention, any one of the first to twelfth aspects of the present invention further includes a support member rotation mechanism. The support member rotation mechanism rotates the support member in a predetermined direction with respect to the external member, and fixes the support member at an arbitrary angle.

第１４の発明は、上記第１乃至第１３の何れか１つの発明において、回転部材は、第１貫通孔を有する。第１貫通孔は、軸部の開放端から凸球部の表面まで貫通する。揺動部材は、第２貫通孔を有する。第２貫通孔は、遊嵌部の凹形状内周面から揺動部の開放端まで貫通する。第１貫通孔と第２貫通孔とは、互いに連通して配置される。   In a fourteenth aspect based on any one of the first to thirteenth aspects, the rotating member has a first through hole. The first through hole penetrates from the open end of the shaft portion to the surface of the convex spherical portion. The swing member has a second through hole. The second through hole penetrates from the concave inner peripheral surface of the loose fitting portion to the open end of the swinging portion. The first through hole and the second through hole are arranged in communication with each other.

第１５の発明は、上記第１乃至第１４の何れか１つの発明において、凸球部の外周面および遊嵌部の凹形状内周面の少なくとも一方側の一部に、潤滑剤を含む潤滑剤含有部材が設けられる。潤滑剤含有部材は、対向する面に摺接する。   According to a fifteenth aspect, in any one of the first to fourteenth aspects, a lubricant including a lubricant in a part of at least one side of the outer peripheral surface of the convex ball portion and the concave inner peripheral surface of the loose fitting portion. An agent-containing member is provided. The lubricant-containing member is in sliding contact with the opposing surface.

上記第１の発明によれば、外部から回転駆動力を受けて回転部材が回転して揺動部材を揺動させるため、機構全体の大きさに関わらず、回転駆動力に応じた力で揺動部材を揺動することが可能となる。また、回転部材の回転角度に対して揺動部材の揺動角度が小さくなるため、外部から受ける回転駆動力のトルクよりも高いトルクで揺動部材を揺動し、トルク増幅機能を兼ね備えることができる。   According to the first aspect of the invention, since the rotating member is rotated by receiving the rotational driving force from the outside to swing the swinging member, the swinging member is swung with a force corresponding to the rotational driving force regardless of the size of the entire mechanism. The moving member can be swung. Further, since the swinging angle of the swinging member is smaller than the rotation angle of the rotating member, the swinging member is swung with a torque higher than the torque of the rotational driving force received from the outside, and has a torque amplification function. it can.

上記第２の発明によれば、揺動部材が軸部の回転軸に平行な平面に沿った方向に揺動する関節機構を得ることができる。   According to the second aspect, it is possible to obtain a joint mechanism in which the swing member swings in a direction along a plane parallel to the rotation axis of the shaft portion.

上記第３の発明によれば、凸球部が球状空間内に配置されて支持部材と遊嵌するため、回転部材がスラスト方向およびラジアル方向への外力を受けても何れの方向へも移動せず球面軸受として機能する。したがって、球面軸受を実現するための他の機構や部材が不要となる。また、回転部材の回転軸および揺動部材の揺動軸も、それぞれ軸受されているため、これらの軸を安定させるための軸受機構や軸受部材も不要となる。したがって、低コストで小型の揺動機構を得ることができる。   According to the third aspect of the invention, since the convex spherical portion is disposed in the spherical space and loosely fits with the support member, the rotating member can move in any direction even if it receives an external force in the thrust direction and the radial direction. It functions as a spherical bearing. Therefore, other mechanisms and members for realizing the spherical bearing are not necessary. Further, since the rotating shaft of the rotating member and the swinging shaft of the swinging member are also respectively bearings, a bearing mechanism and a bearing member for stabilizing these shafts become unnecessary. Therefore, a small swing mechanism can be obtained at low cost.

上記第４の発明によれば、揺動部材がその揺動方向に外力が加えられても、案内路および滑合子の間の摩擦力によってその揺動位置で当該揺動部材が固定されるため、セルフロック機能を兼ね備えることができる。   According to the fourth aspect, even when an external force is applied to the swing member in the swing direction, the swing member is fixed at the swing position by the frictional force between the guide path and the slider. It can also have a self-locking function.

上記第５および第６の発明によれば、駆動中に滑合子や案内路に加わる荷重が分散されるため、滑合子や案内路の摩耗が低減して揺動機構の耐久性が向上する。また、案内路と何れかの滑合子との間に隙間が生じる場合にも、他の滑合子が適切に滑合することが期待できるため、揺動動作のトルクの低下を防ぐことができる。   According to the fifth and sixth inventions, since the load applied to the slider and the guide path during driving is dispersed, the wear of the slider and the guide path is reduced, and the durability of the swing mechanism is improved. In addition, even when a gap is generated between the guide path and any of the sliders, it can be expected that other sliders can properly slide, so that it is possible to prevent a decrease in the torque of the swing operation.

上記第７の発明によれば、滑合子が案内路へ向け付勢されつつ筒孔に沿って移動可能である。したがって、案内路と滑合子との距離がばらついても案内路と滑合子との隙間を埋めるように滑合子が移動するため、案内路と滑合子とが適切に滑合してバックラッシが低減する。また、滑合子が案内路上を摺動する際に、滑合子と案内路との間に過大な抵抗力が生じることが防止されるため、揺動機構の動作がスムーズとなり、エネルギーロスも低減されて、揺動機構の耐久性が向上する。   According to the seventh aspect, the slider is movable along the cylindrical hole while being urged toward the guide path. Therefore, even if the distance between the guideway and the slider varies, the slider moves so as to fill the gap between the guideway and the slider, so that the guideway and the slider can properly slide to reduce backlash. . In addition, when the slider slides on the guide path, an excessive resistance force is prevented from being generated between the slider and the guide path, so that the swing mechanism operates smoothly and energy loss is reduced. Thus, the durability of the swing mechanism is improved.

上記第８の発明によれば、滑合子や弾性体が交換可能となるため、消耗部材を交換することによる揺動機構の耐久性向上が図れる。   According to the eighth aspect, since the slider and the elastic body can be replaced, the durability of the swing mechanism can be improved by replacing the consumable member.

上記第９の発明によれば、案内路が単純な条溝で構成されるため、凸球部表面に容易に形成することができる。   According to the ninth aspect, since the guide path is configured by a simple groove, it can be easily formed on the surface of the convex spherical portion.

上記第１０の発明によれば、前後、左右、および上下の全方向に対して遊嵌部と凸球部とを適切なクリアランスで遊嵌することができる。   According to the tenth aspect, the loosely fitting portion and the convex ball portion can be loosely fitted with appropriate clearances in all directions of front and rear, left and right, and up and down.

上記第１１の発明によれば、遊嵌部の凹形状内周面が直円柱形状であるので、加工形成することが容易となる。また、遊嵌部と凸球部とを遊嵌させることが容易となる。   According to the eleventh aspect of the invention, since the concave inner peripheral surface of the loosely fitting portion is a right circular cylinder, it is easy to process and form. Further, it is easy to loosely fit the loosely fitting portion and the convex ball portion.

上記第１２の発明によれば、突条が形成されている部位以外の凸球部表面を彫り下げることによって、凸球部を軽量化することが可能である。   According to the twelfth aspect of the present invention, it is possible to reduce the weight of the convex sphere by carving the surface of the convex sphere other than the portion where the protrusion is formed.

上記第１３の発明によれば、支持部材を外部部材に対して所定の方向へ回動して固定することが可能であるので、揺動部材の揺動方向の自由度を増すことができる。   According to the thirteenth aspect, since the support member can be rotated and fixed with respect to the external member in a predetermined direction, the degree of freedom in the swing direction of the swing member can be increased.

上記第１４の発明によれば、連通する第１貫通孔および第２貫通孔にフレキシブルシャフト等を貫装することによって、当該フレキシブルシャフトと連結されて動作制御される各種機器を揺動機構に搭載して、当該機器を制御することができる。   According to the fourteenth aspect of the invention, by mounting the flexible shaft or the like in the first through hole and the second through hole communicating with each other, various devices connected to the flexible shaft and controlled in operation are mounted on the swing mechanism. Thus, the device can be controlled.

上記第１５の発明によれば、揺動機構が揺動する過程で、潤滑剤含有部材が摺接する部材の表面に潤滑剤が塗布されるため、凸球部と遊嵌部とが滑らかに摺動して耐摩耗性が向上する。   According to the fifteenth aspect of the present invention, since the lubricant is applied to the surface of the member that is in sliding contact with the lubricant-containing member in the process of swinging the swing mechanism, the convex ball portion and the loose fitting portion slide smoothly. To improve wear resistance.

以下、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る揺動機構１について説明する。なお、図１（ａ）は、当該揺動機構の一例である揺動機構１ａの斜視図である。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）のα−α線に沿って共回り防止ガイド１６および揺動アーム１４のみを切断した揺動機構１ａの断面斜視図である。   Hereinafter, with reference to FIG. 1, the rocking mechanism 1 which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1A is a perspective view of a swing mechanism 1a that is an example of the swing mechanism. FIG. 1B is a cross-sectional perspective view of the swing mechanism 1a in which only the co-rotation prevention guide 16 and the swing arm 14 are cut along the line α-α in FIG.

図１に示すように、揺動機構１ａは、大略的に、駆動軸１２、揺動アーム１４、および共回り防止ガイド１６から構成される。駆動軸１２および揺動アーム１４は、それぞれの端部に形成される凸球部１２１および凹球部１４１が回転摺動可能に遊嵌して互いに連結される。共回り防止ガイド１６は、駆動軸１２の軸部１２２および凸球部１２１をそれぞれ回転摺動可能に支持する。そして、軸部１２２の端部が、モータ等の原動機の回転駆動力が伝達される部材に連結されており、当該原動機の回転駆動に応じてその軸心を中心に駆動軸１２が回転する。また、共回り防止ガイド１６は、揺動アーム１４の凹球部１４１の両側面を挟持して、揺動アーム１４を上下に揺動可能に支持する。なお、駆動軸１２、揺動アーム１４、および共回り防止ガイド１６が、それぞれ本発明における回転部材、揺動部材、および支持部材の一例に相当する。また、凹球部１４１が、本発明における遊嵌部の一例に相当する。   As shown in FIG. 1, the swing mechanism 1 a is generally composed of a drive shaft 12, a swing arm 14, and a common rotation prevention guide 16. The drive shaft 12 and the swing arm 14 are connected to each other by loosely fitting a convex spherical portion 121 and a concave spherical portion 141 formed at respective ends so as to be slidable. The co-rotation prevention guide 16 supports the shaft portion 122 and the convex ball portion 121 of the drive shaft 12 so as to be capable of rotating and sliding. And the edge part of the axial part 122 is connected with the member to which rotational driving force of prime movers, such as a motor, is transmitted, and the drive shaft 12 rotates centering on the shaft center according to the rotational drive of the said prime mover. The co-rotation prevention guide 16 supports both sides of the concave ball portion 141 of the swing arm 14 so that the swing arm 14 can swing up and down. The drive shaft 12, the swing arm 14, and the common rotation prevention guide 16 correspond to examples of the rotation member, the swing member, and the support member in the present invention, respectively. Moreover, the concave ball portion 141 corresponds to an example of the loose fitting portion in the present invention.

以下、これらの構成部材について詳細に説明する。なお、上記の構成部品は、揺動機構１ａの用途に応じて、所望の剛性や加工性を得られる部材や硬化成形部材で構成され、典型的にはジュラルミン等の金属や樹脂等で構成される。また、上記構成部品は、異なる部材を組み合わせてもかまわない。   Hereinafter, these constituent members will be described in detail. Note that the above-described components are configured by a member or a cured molded member that can obtain desired rigidity and workability, and are typically configured by a metal such as duralumin, a resin, or the like depending on the use of the swing mechanism 1a. The Moreover, you may combine a different member for the said component.

図２を参照して、駆動軸１２について説明する。なお、図２は、駆動軸１２の側面図である。   The drive shaft 12 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a side view of the drive shaft 12.

図２において、駆動軸１２は、軸部１２２および凸球部１２１を有している。軸部１２２は、所定長さの円柱状の棒材である。凸球部１２１は、軸部１２２の軸径より大きな直径の凸球形状を成す。凸球部１２１は、軸部１２２の一方端部に接合または一体成形されており、凸球部１２１の球体中心が軸部１２２の軸心と一致している。そして、軸部１２２は、他方端部が上述したモータ等の原動機の回転駆動力が伝達される部材に連結されているため、当該原動機の回転駆動に応じて軸部１２２および凸球部１２１が軸心を中心に回転する。   In FIG. 2, the drive shaft 12 has a shaft portion 122 and a convex spherical portion 121. The shaft portion 122 is a cylindrical bar having a predetermined length. The convex spherical portion 121 has a convex spherical shape having a diameter larger than the axial diameter of the shaft portion 122. The convex sphere 121 is joined or integrally formed with one end of the shaft 122, and the spherical center of the convex sphere 121 coincides with the axis of the shaft 122. And since the shaft part 122 is connected to the member to which the rotational driving force of the prime mover such as the motor is transmitted at the other end, the shaft part 122 and the convex spherical part 121 are formed according to the rotational drive of the prime mover. Rotate around the axis.

凸球部１２１の表面である凸球面１２１Ｅには、螺旋状溝１２１ＦＬが形成される。この螺旋状溝１２１ＦＬは、駆動軸１２の軸心を中心として、凸球面１２１Ｅに対して一定の溝深さで螺旋状に彫設される。図２では、螺旋状溝１２１ＦＬの螺旋形成方向および螺旋長さは、一例として、軸部１２２側から見て凸球部１２１側へ左回り方向に巻き数約４回で彫設されている。なお、螺旋状溝１２１ＦＬの螺旋形成方向および螺旋長さは、逆方向に彫設しても良いし、４回未満または４回以上の巻き数で彫設してもかまわない。また、螺旋状溝１２１ＦＬの溝断面形状は、一例として半円であるが、Ｕ字やＶ字等の溝断面形状で彫設してもかまわない。ここで、螺旋状溝１２１ＦＬの断面形状および溝幅や溝深さ等の寸法は、一定であることが好ましい。また、螺旋状溝１２１ＦＬは、溝断面形状の溝底頂点が凸球部１２１の球体中心を向いて彫設されることが望ましい。これにより、駆動軸１２の回転運動を揺動アーム１４へスムーズに伝達することが可能となるが、詳細については後述する。なお、螺旋状溝１２１ＦＬが、本発明の案内路の一例に相当する。   A spiral groove 121FL is formed on the convex spherical surface 121E which is the surface of the convex spherical portion 121. The spiral groove 121FL is engraved in a spiral shape with a constant groove depth with respect to the convex spherical surface 121E with the axis of the drive shaft 12 as the center. In FIG. 2, as an example, the spiral formation direction and the spiral length of the spiral groove 121FL are sculpted in the counterclockwise direction toward the convex spherical portion 121 side when viewed from the shaft portion 122 side with about four turns. Note that the spiral formation direction and the spiral length of the spiral groove 121FL may be engraved in the opposite direction, or may be engraved with less than four turns or four or more turns. The groove cross-sectional shape of the spiral groove 121FL is a semicircle as an example, but may be engraved with a groove cross-sectional shape such as a U-shape or a V-shape. Here, the cross-sectional shape of the spiral groove 121FL and the dimensions such as the groove width and the groove depth are preferably constant. In addition, the spiral groove 121FL is desirably carved so that the groove bottom vertex of the groove cross-sectional shape faces the sphere center of the convex sphere 121. As a result, the rotational motion of the drive shaft 12 can be smoothly transmitted to the swing arm 14, but details will be described later. The spiral groove 121FL corresponds to an example of the guide path of the present invention.

次に、図３（ａ）および図３（ｂ）を参照して、揺動アーム１４について説明する。なお、図３（ａ）は、揺動アーム１４の斜視図である。図３（ｂ）は、揺動アーム１４の側面図である。   Next, the swing arm 14 will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b). FIG. 3A is a perspective view of the swing arm 14. FIG. 3B is a side view of the swing arm 14.

揺動アーム１４は、揺動部１４２および凹球部１４１を有している。揺動部１４２は、円柱や角柱等の長軸部材で構成される。凹球部１４１は、環状部材の一部が開口した所定厚さのＣ型形状部材で構成され、当該Ｃ型形状部材の外周側面に相当する外周面１４１Ｅと揺動部１４２の端部とが接合または一体成形されている。なお、凹球部１４１は、所定厚さのＣ型形状部材で構成されており、上述した外周側面に相当する外周面１４１Ｅの他、Ｃ型形状部材の内周側面と、外周側面および内周側面を挟んで形成されるＣ型形状の一対の側面と、Ｃ型形状開口部を形成する一対の端面とを有している。以下、これらの面を区別するために、上記内周側面を内周面１４１Ｉ、上記一対の側面を側面１４１Ｌおよび側面１４１Ｒ、上記一対の端面を端面１４１Ａａおよび端面１４１Ａｂとして説明する。   The swing arm 14 has a swing portion 142 and a concave ball portion 141. The swinging part 142 is composed of a long axis member such as a cylinder or a prism. The concave spherical portion 141 is configured by a C-shaped member having a predetermined thickness with a part of the annular member opened, and an outer peripheral surface 141E corresponding to an outer peripheral side surface of the C-shaped member and an end portion of the swinging portion 142 are formed. Bonded or integrally molded. The concave ball portion 141 is formed of a C-shaped member having a predetermined thickness. In addition to the outer peripheral surface 141E corresponding to the outer peripheral side surface described above, the inner peripheral side surface, the outer peripheral side surface, and the inner peripheral surface of the C-shaped member. It has a pair of C-shaped side surfaces formed on both sides of the side surface and a pair of end surfaces that form a C-shaped opening. Hereinafter, in order to distinguish these surfaces, the inner peripheral side surface will be described as an inner peripheral surface 141I, the pair of side surfaces as side surfaces 141L and 141R, and the pair of end surfaces as end surfaces 141Aa and 141Ab.

側面１４１Ｌおよび側面１４１Ｒは、互いに平行に配置され、揺動部１４２の延設方向と平行に形成される。一例として、側面１４１Ｌおよび側面１４１ＲのＣ型形状は、一定の距離で平行な２つの円弧と、２つの円弧の端点を結ぶ２直線とによって囲まれた形状である。そして、側面１４１Ｌおよび側面１４１Ｒの上記円弧の中心角は、例えば２７０°である。なお、側面１４１Ｌおよび側面１４１Ｒの円弧の中心角は、１８０°以上であれば他の角度であってもかまわない。内周面１４１Ｉは、凹球面状に形成される。具体的には、内周面１４１Ｉは、凸球部１２１の外径より所定のクリアランス分だけ大きい内径を有する凹形状の球面で形成されている。外周面１４１Ｅは、例えば内周面１４１Ｉと同心の凸球面状に形成されるが、円柱や角柱等の、他の側面形状で形成されてもかまわない。端面１４１Ａａおよび端面１４１Ａｂは、互いの最短距離Ｗが少なくとも凸球部１２１の外径より短くなる位置に形成される。   The side surface 141L and the side surface 141R are arranged in parallel to each other and are formed in parallel with the extending direction of the swinging portion 142. As an example, the C shape of the side surface 141L and the side surface 141R is a shape surrounded by two arcs parallel to each other at a certain distance and two straight lines connecting the end points of the two arcs. And the central angle of the said circular arc of the side surface 141L and the side surface 141R is 270 degrees, for example. The central angle of the arcs of the side surface 141L and the side surface 141R may be other angles as long as it is 180 ° or more. The inner peripheral surface 141I is formed in a concave spherical shape. Specifically, the inner peripheral surface 141 </ b> I is formed as a concave spherical surface having an inner diameter larger than the outer diameter of the convex spherical portion 121 by a predetermined clearance. For example, the outer peripheral surface 141E is formed in a convex spherical shape concentric with the inner peripheral surface 141I. However, the outer peripheral surface 141E may be formed in another side surface shape such as a cylinder or a prism. The end surface 141Aa and the end surface 141Ab are formed at positions where the shortest distance W between them is at least shorter than the outer diameter of the convex spherical portion 121.

なお、端面１４１Ａａおよび端面１４１Ａｂの形状は、揺動アーム１４の揺動範囲を阻害しない形状であれば、端面１４１Ａａおよび端面１４１Ａｂが平面でなくても良い。このように、凹球部１４１は、一例として、中空球体を当該中空球体の球心を中心として側面１４１Ｌおよび側面１４１Ｒで輪切りにし、端面１４１Ａａおよび端面１４１Ａｂで輪の一部を開口させた形状になっている。この場合、輪切りにされた中空球体の内側球面が内周面１４１Ｉに相当し、外側側面が外周面１４１Ｅに相当する。   Note that the end surface 141Aa and the end surface 141Ab may not be flat as long as the end surface 141Aa and the end surface 141Ab have a shape that does not hinder the swing range of the swing arm 14. As described above, the concave sphere portion 141 has, for example, a shape in which a hollow sphere is formed by cutting the side surface 141L and the side surface 141R around the center of the hollow sphere, and opening a part of the ring at the end surface 141Aa and the end surface 141Ab. It has become. In this case, the inner spherical surface of the round hollow sphere corresponds to the inner peripheral surface 141I, and the outer side surface corresponds to the outer peripheral surface 141E.

凹球部１４１の内周面１４１Ｉには、螺旋状溝１２１ＦＬと嵌合する滑合球体１４４が設けられる。以下、滑合球体１４４の構造および螺旋状溝１２１ＦＬとの嵌合の様子について図４を用いて説明する。なお、図４は、図１（ｂ）における滑合球体１４４近傍を拡大した側面図である。   On the inner peripheral surface 141I of the concave ball portion 141, a sliding sphere 144 that fits into the spiral groove 121FL is provided. Hereinafter, the structure of the sliding sphere 144 and the state of fitting with the spiral groove 121FL will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an enlarged side view of the vicinity of the sliding sphere 144 in FIG.

滑合球体１４４は、本発明の滑合子の一例であり、例えば球形状の硬質部材で構成される。滑合球体１４４は、孔１４１Ｈの孔内面に沿って、ばね１４５、ばね押さえピン１４６、および介在部材１４７によって摺動可能に支持される。孔１４１Ｈは、滑合球体１４４が所定のクリアランスを介して遊挿可能な円柱形状の孔であり、好ましくは孔１４１Ｈの中心が内周面１４１Ｉの球中心を通るように、外周面１４１Ｅから内周面１４１Ｉまで貫通して形成される。介在部材１４７は、孔１４１Ｈ内部で所定クリアランスを介してばね１４５および滑合球体１４４の間に挟持される。例えば、介在部材１４７は、円盤状の部材で、その一方面に滑合球体１４４と当接する凹球面が形成される。例えば、滑合球体１４４および介在部材１４７は、グリス等の潤滑剤が注入されて、孔１４１Ｈ内部にそれぞれ遊挿される。介在部材１４７なお、滑合球体１４４および、介在部材１４７が孔１４１Ｈ内部でそれぞれ摺動自在であれば潤滑剤を使用しなくても良い。孔１４１Ｈの外周面１４１Ｅ側開口部は、ばね押さえピン１４６が圧入されて閉口される。そして、孔１４１Ｈ内の介在部材１４７とばね押さえピン１４６との間に、本発明の弾性体の一例であるばね１４５が設けられる。ばね１４５は、その一方端がばね押さえピン１４６と当接し、その他方端が介在部材１４７の他方面と当接する。このばね１４５の付勢力によって、介在部材１４７を介して、滑合球体１４４が螺旋状溝１２１ＦＬ方向へ付勢され、孔１４１Ｈの内周面１４１Ｉ側開口部からその一部が突出し、突出部分で螺旋状溝１２１ＦＬと滑合する。なお、孔１４１Ｈの外周面１４１Ｅ側開口部をばね押さえピン１４６で圧入して閉口する一例を説明したが、他の方式で外周面１４１Ｅ側開口部を閉口してもかまわない。例えば、孔１４１Ｈの外周面１４１Ｅ側開口部付近をねじ加工して、当該ねじに螺合する頭無しねじなどの部材によって外周面１４１Ｅ側開口部を閉口してもかまわない。この場合、当該部材の内部端面とばね１４５とが孔１４１Ｈ内部で当接することになる。   The sliding sphere 144 is an example of the sliding member of the present invention, and is formed of, for example, a spherical hard member. The sliding sphere 144 is slidably supported by the spring 145, the spring pressing pin 146, and the interposition member 147 along the inner surface of the hole 141H. The hole 141H is a cylindrical hole into which the sliding sphere 144 can be loosely inserted through a predetermined clearance. Preferably, the hole 141H extends from the outer peripheral surface 141E so that the center of the hole 141H passes through the spherical center of the inner peripheral surface 141I. It is formed to penetrate to the peripheral surface 141I. The interposition member 147 is sandwiched between the spring 145 and the sliding sphere 144 via a predetermined clearance inside the hole 141H. For example, the interposition member 147 is a disk-shaped member, and a concave spherical surface that comes into contact with the sliding sphere 144 is formed on one surface thereof. For example, the sliding sphere 144 and the interposition member 147 are loosely inserted into the hole 141H by injecting a lubricant such as grease. Intervening member 147 Note that the lubricant may not be used if the sliding sphere 144 and the interposing member 147 are slidable inside the hole 141H. The opening part on the outer peripheral surface 141E side of the hole 141H is closed by press-fitting a spring pressing pin 146. A spring 145 that is an example of an elastic body of the present invention is provided between the interposition member 147 in the hole 141H and the spring pressing pin 146. One end of the spring 145 contacts the spring pressing pin 146, and the other end contacts the other surface of the interposed member 147. Due to the urging force of the spring 145, the sliding sphere 144 is urged in the direction of the spiral groove 121FL via the interposition member 147, and a part thereof protrudes from the opening on the inner peripheral surface 141I side of the hole 141H. Sliding with the spiral groove 121FL. In addition, although the example which press-fits the outer peripheral surface 141E side opening part of the hole 141H with the spring pressing pin 146 was demonstrated, it may close the outer peripheral surface 141E side opening part by another system. For example, the vicinity of the opening on the outer peripheral surface 141E side of the hole 141H may be threaded, and the opening on the outer peripheral surface 141E side may be closed by a member such as a headless screw that is screwed to the screw. In this case, the inner end face of the member and the spring 145 come into contact with each other inside the hole 141H.

螺旋状溝１２１ＦＬの断面形状は、例えば半円形状である。この場合、螺旋状溝１２１ＦＬとして、滑合される滑合球体１４４の外径と同等の直径を有する半円形状の条溝が凸球面１２１Ｅに形成される。なお、螺旋状溝１２１ＦＬの断面形状は、滑合球体１４４の外径と同じまたは小さい直径を有する半円形状でもいいし、半円形状より浅い円弧形状の断面形状でもかまわない。そして、滑合球体１４４および螺旋状溝１２１ＦＬの間にはグリス等の潤滑剤が注入され、この潤滑剤の層を介して滑合球体１４４が螺旋状溝１２１ＦＬに滑合される。なお、滑合可能であれば、潤滑剤の注入はなくてもかまわない。   The cross-sectional shape of the spiral groove 121FL is, for example, a semicircular shape. In this case, a semicircular groove having a diameter equivalent to the outer diameter of the sliding sphere 144 to be slid is formed on the convex spherical surface 121E as the spiral groove 121FL. The cross-sectional shape of the spiral groove 121FL may be a semicircular shape having the same or smaller diameter as the outer diameter of the sliding sphere 144, or may be an arc-shaped cross-sectional shape shallower than the semicircular shape. A lubricant such as grease is injected between the sliding sphere 144 and the spiral groove 121FL, and the sliding sphere 144 is slid into the spiral groove 121FL through this lubricant layer. Note that the lubricant may not be injected as long as sliding is possible.

なお、滑合球体１４４の形状は、螺旋状溝１２１ＦＬと滑合可能で、孔１４１Ｈ内部を摺動可能ならば、球体に限らず、楕円球体や先端が球形の円柱体等であって良い。また、螺旋状溝１２１ＦＬの断面形状が半円形状でない場合、滑合球体１４４を螺旋状溝１２１ＦＬの断面形状に応じた形状で形成してもかまわない。例えば、螺旋状溝１２１ＦＬがＶ字形状である場合、滑合球体１４４の形状は、円錐形状やくさび形状等の、螺旋状溝１２１ＦＬの断面形状に応じた形状で構成すればよい。また、ばね押さえピン１４６は、ばね１４５の一方端を孔１４１Ｈ内で固定可能であれば、螺子やノックピン等の部材を用いて良い。また、ばね１４５は、上記のように孔１４１Ｈ内部で、滑合球体１４４およびばね押さえピン１４６の間に弾設可能な弾性部材であれば、例えば、ゴム性の棒状部材など、他の材質や形状の弾性体で構成してもかまわない。   Note that the shape of the sliding sphere 144 is not limited to a sphere, and may be an elliptic sphere or a cylindrical body having a spherical tip as long as the sliding sphere 144 can slide in the spiral groove 121FL and can slide inside the hole 141H. In addition, when the cross-sectional shape of the spiral groove 121FL is not semicircular, the sliding sphere 144 may be formed in a shape corresponding to the cross-sectional shape of the spiral groove 121FL. For example, when the spiral groove 121FL is V-shaped, the shape of the sliding sphere 144 may be configured according to the cross-sectional shape of the spiral groove 121FL, such as a conical shape or a wedge shape. The spring pressing pin 146 may be a member such as a screw or a knock pin as long as one end of the spring 145 can be fixed in the hole 141H. As long as the spring 145 is an elastic member that can be elastically placed between the sliding sphere 144 and the spring pressing pin 146 inside the hole 141H as described above, for example, other materials such as a rubber rod-like member, You may comprise with an elastic body of a shape.

次に、図５（ａ）および図５（ｂ）を参照して、共回り防止ガイド１６について説明する。なお、図５（ａ）は、図１（ａ）のβ−β線に沿って切断した共回り防止ガイド１６の断面斜視図である。図５（ｂ）は、図１（ａ）のβ−β線に沿って切断した共回り防止ガイド１６をε方向から見た断面図である。   Next, the co-rotation prevention guide 16 will be described with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b). 5A is a cross-sectional perspective view of the co-rotation prevention guide 16 cut along the β-β line in FIG. FIG. 5B is a cross-sectional view of the co-rotation prevention guide 16 cut along the line β-β in FIG.

共回り防止ガイド１６は、一対の頭部１６１および主部１６２により構成される。一対の頭部１６１は、それぞれ主部１６２の一端面に固定され、当該頭部１６１および主部１６２に囲まれる内部に凹球面状の凸球部支持面１６Ｓが形成される。そして、共回り防止ガイド１６の内部に、凸球部支持面１６Ｓで囲まれた球状空間が形成される。凸球部支持面１６Ｓは、凸球部１２１の球外径より所定のクリアランス分だけ大きい球内径を有している。主部１６２の内部には、上記球状空間と連通する軸受孔１６２Ｈが形成される。これによって、共回り防止ガイド１６は、駆動軸１２の凸球部１２１（図２等参照）を凸球部支持面１６Ｓで支持し、軸部１２２を軸受孔１６２Ｈで支持して、当該駆動軸１２を回転可能に支持する。   The co-rotation prevention guide 16 includes a pair of heads 161 and a main part 162. Each of the pair of heads 161 is fixed to one end surface of the main part 162, and a concave spherical convex spherical part support surface 16 </ b> S is formed inside the head part 161 and the main part 162. A spherical space surrounded by the convex spherical portion support surface 16 </ b> S is formed inside the co-rotation prevention guide 16. The convex spherical portion support surface 16 </ b> S has a spherical inner diameter that is larger than the spherical outer diameter of the convex spherical portion 121 by a predetermined clearance. A bearing hole 162H communicating with the spherical space is formed inside the main portion 162. Accordingly, the co-rotation prevention guide 16 supports the convex spherical portion 121 (see FIG. 2 and the like) of the drive shaft 12 by the convex spherical portion support surface 16S, and supports the shaft portion 122 by the bearing hole 162H. 12 is rotatably supported.

また、共回り防止ガイド１６は、頭部１６１および主部１６２に囲まれる内部に頭部１６１側から主部１６２の軸受孔１６２Ｈ方向へ向けて、上記球状空間および軸受孔１６２Ｈと連通するスリット空間１６Ｄが形成される。上記スリット空間１６Ｄは、上記球状空間の中心および軸受孔１６２Ｈの一部を横断して重なる方向に、側面１４１Ｌおよび側面１４１Ｒ（図３（ａ）等参照）の間隔より所定のクリアランス分広い幅で形成される。頭部１６１と主部１６２とに跨って形成される上記スリット空間１６Ｄを形成する一対の平面をそれぞれスリット側面１６Ｌおよびスリット側面１６Ｒと称する。   The co-rotation prevention guide 16 is a slit space communicating with the spherical space and the bearing hole 162H from the head 161 side toward the bearing hole 162H in the inside surrounded by the head 161 and the main portion 162. 16D is formed. The slit space 16D has a width wider by a predetermined clearance than the distance between the side surface 141L and the side surface 141R (see FIG. 3A, etc.) in a direction that overlaps the center of the spherical space and a part of the bearing hole 162H. It is formed. A pair of planes forming the slit space 16D formed across the head portion 161 and the main portion 162 are referred to as a slit side surface 16L and a slit side surface 16R, respectively.

次に、図１〜図６を参照して、駆動軸１２、揺動アーム１４、および共回り防止ガイド１６を組み合わせる方法について説明する。なお、図６は、揺動機構１ａの組立図である。   Next, a method of combining the drive shaft 12, the swing arm 14, and the common rotation prevention guide 16 will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is an assembly diagram of the swing mechanism 1a.

まず、駆動軸１２および揺動アーム１４を組み合わせる方法について説明する。駆動軸１２および揺動アーム１４は、凸球部１２１および凹球部１４１を遊嵌して連結する。しかしながら、内周面１４１Ｉが球面で、図３（ｂ）に示す凹球部１４１の開口長さにおける最短距離Ｗが凸球部１２１の外径より短い場合、凹球部１４１に凸球部１２１を嵌め合わせることができない。このような場合、揺動アーム１４の凹球部１４１を分割可能に構成する。例えば、揺動アーム１４を図１（ａ）中α−α方向に分割可能に構成し、図６に示すように揺動アーム１４を分割した状態で凸球部１２１を凹球部１４１内部に配し、その配置状態で揺動アーム１４を分割面で接合する。これによって、凸球部１２１および凹球部１４１を遊嵌して駆動軸１２および揺動アーム１４を連結することができる。なお、揺動アーム１４の分割方向は、上記方向に限らず、凹球部１４１に凸球部１２１が嵌る分割構成にして良い。また、凸球面１２１Ｅおよび内周面１４１Ｉの間隙には、他のクリアランス部と同様にグリス等の潤滑剤を注入し、それらの摺動を滑らかにする。なお、注入する潤滑剤は、グリス以外のものを使用しても良いし、凸球面１２１Ｅおよび内周面１４１Ｉが潤滑剤の塗布無しでも滑らかに摺動する場合には潤滑剤を注入しなくても良い。   First, a method of combining the drive shaft 12 and the swing arm 14 will be described. The drive shaft 12 and the swing arm 14 are connected by loosely fitting the convex spherical portion 121 and the concave spherical portion 141. However, when the inner peripheral surface 141I is a spherical surface and the shortest distance W in the opening length of the concave spherical portion 141 shown in FIG. 3B is shorter than the outer diameter of the convex spherical portion 121, the concave spherical portion 141 has a convex spherical portion 121. Can not fit together. In such a case, the concave ball portion 141 of the swing arm 14 is configured to be splittable. For example, the swing arm 14 can be divided in the α-α direction in FIG. 1A, and the convex ball 121 is placed inside the concave ball 141 with the swing arm 14 being split as shown in FIG. In this arrangement state, the swing arm 14 is joined at the dividing surface. Accordingly, the drive shaft 12 and the swing arm 14 can be coupled by loosely fitting the convex ball portion 121 and the concave ball portion 141. The dividing direction of the oscillating arm 14 is not limited to the above-described direction, and may be a dividing configuration in which the convex spherical portion 121 is fitted into the concave spherical portion 141. In addition, a lubricant such as grease is injected into the gap between the convex spherical surface 121E and the inner peripheral surface 141I in the same manner as the other clearance portions to smooth their sliding. Note that the lubricant to be injected may be other than grease, and if the convex spherical surface 121E and the inner peripheral surface 141I slide smoothly without application of the lubricant, the lubricant may not be injected. Also good.

滑合球体１４４を凹球部１４１の孔１４１Ｈに遊挿する際（図４等参照）は、上述したように凹球部１４１および凸球部１２１を遊嵌させた後、孔１４１Ｈの外周面１４１Ｅ側開口部から滑合球体１４４を遊挿し、続いてばね１４５を遊挿し、ばね押さえピン１４６で当該開口部を閉口する。そして、滑合球体１４４および螺旋状溝１２１ＦＬの間隙、並びに滑合球体１４４および孔１４１Ｈとの間隙には、上述したようにグリス等の潤滑剤が塗布され摺動を滑らかにする。なお、ばね押さえピン１４６の固定方法は問わないが、孔１４１Ｈの外周面１４１Ｅ側開口部から取り外し可能に構成するのが好ましい。ばね押さえピン１４６を孔１４１Ｈから取り外し可能とすることで、ばね１４５および滑合球体１４４も共に外周面１４１Ｅ側で凹球部１４１から取り外し可能となる。   When loosely inserting the sliding sphere 144 into the hole 141H of the concave sphere part 141 (see FIG. 4 and the like), after the loose sphere part 141 and the convex sphere part 121 are loosely fitted as described above, the outer peripheral surface of the hole 141H The sliding ball 144 is loosely inserted from the 141E side opening, and then the spring 145 is loosely inserted, and the opening is closed by the spring pressing pin 146. Then, as described above, a lubricant such as grease is applied to the gap between the sliding sphere 144 and the spiral groove 121FL and the gap between the sliding sphere 144 and the hole 141H to smooth the sliding. In addition, although the fixing method of the spring pressing pin 146 is not ask | required, it is preferable to comprise so that it can remove from the outer peripheral surface 141E side opening part of the hole 141H. By making the spring pressing pin 146 removable from the hole 141H, both the spring 145 and the sliding sphere 144 can be removed from the concave spherical portion 141 on the outer peripheral surface 141E side.

上述したように、連結した駆動軸１２および揺動アーム１４は、共に共回り防止ガイド１６により支持される。駆動軸１２および揺動アーム１４が、各々共回り防止ガイド１６に支持される様子について説明する。   As described above, the coupled drive shaft 12 and swing arm 14 are both supported by the common rotation prevention guide 16. The manner in which the drive shaft 12 and the swing arm 14 are respectively supported by the common rotation prevention guide 16 will be described.

まず、共回り防止ガイド１６を、一例として頭部１６１および主部１６２に分割した状態にする。そして、駆動軸１２および揺動アーム１４が連結された状態で、主部１６２のスリット空間１６Ｄ側から駆動軸１２の軸部１２２を軸受孔１６２Ｈに挿入する。そして、揺動アーム１４の凹球部１４１が主部１６２のスリット空間１６Ｄ内部でスリット側面１６Ｌおよびスリット側面１６Ｒの間に挟持され、凸球部１２１の凸球面１２１Ｅの一部が主部１６２の凸球部支持面１６Ｓと当接する状態まで、揺動アーム１４を主部１６２に挿入する。そして、一対の頭部１６１を主部１６２に取付ける。このとき、凹球部１４１の側面１４１Ｌおよび側面１４１Ｒが、それぞれ頭部１６１のスリット側面１６Ｌおよびスリット側面１６Ｒと当接する状態となって、凹球部１４１が一対の頭部１６１に挟まれる状態となる。また、凸球部１２１の凸球面１２１Ｅが頭部１６１のそれぞれの凸球部支持面１６Ｓと当接する状態となる。そして、上述したように各構成部材のクリアランス部に、それぞれグリス等の潤滑剤を注入する。このように、駆動軸１２は、軸部１２２の外周面が軸受孔１６２Ｈの内周面で、凸球面１２１Ｅが主部１６２および頭部１６１の凸球部支持面１６Ｓで、それぞれ所定のクリアランスを介して支持される。また、揺動アーム１４は、駆動軸１２と連結された状態で、凹球部１４１が共回り防止ガイド１６のスリット空間１６Ｄ内に所定のクリアランスを介して配置される。ここで、上述した一例では、共回り防止ガイド１６が頭部１６１および主部１６２に分割される態様を示したが、駆動軸１２を上記の所定位置に配置することが可能であれば、共回り防止ガイド１６の分割箇所を他の分割位置に設定してもかまわない。   First, the common rotation prevention guide 16 is divided into a head 161 and a main part 162 as an example. Then, with the drive shaft 12 and the swing arm 14 connected, the shaft portion 122 of the drive shaft 12 is inserted into the bearing hole 162H from the slit space 16D side of the main portion 162. The concave spherical portion 141 of the swing arm 14 is sandwiched between the slit side surface 16L and the slit side surface 16R inside the slit space 16D of the main portion 162, and a part of the convex spherical surface 121E of the convex spherical portion 121 is part of the main portion 162. The swing arm 14 is inserted into the main portion 162 until it comes into contact with the convex ball portion support surface 16S. Then, the pair of heads 161 are attached to the main part 162. At this time, the side surface 141L and the side surface 141R of the concave ball portion 141 are in contact with the slit side surface 16L and the slit side surface 16R of the head 161, respectively, and the concave ball portion 141 is sandwiched between the pair of heads 161. Become. Further, the convex spherical surface 121E of the convex spherical portion 121 comes into contact with the convex spherical portion supporting surface 16S of the head 161. Then, as described above, a lubricant such as grease is injected into the clearance of each component member. Thus, the drive shaft 12 has a predetermined clearance with the outer peripheral surface of the shaft portion 122 being the inner peripheral surface of the bearing hole 162H and the convex spherical surface 121E being the convex portion supporting surface 16S of the main portion 162 and the head 161. Supported through. In the state where the swing arm 14 is connected to the drive shaft 12, the concave ball portion 141 is disposed in the slit space 16 </ b> D of the co-rotation prevention guide 16 via a predetermined clearance. Here, in the above-described example, the mode in which the common rotation prevention guide 16 is divided into the head portion 161 and the main portion 162 is shown. However, if the drive shaft 12 can be arranged at the predetermined position, the common rotation prevention guide 16 is shared. The division location of the rotation prevention guide 16 may be set to another division position.

なお、図１（ｂ）および図３（ａ）等に図示されているように、凹球部１４１の内周面１４１Ｉにフェルト１４３を固定してもかまわない。フェルト１４３は、所定の潤滑剤を含有しており、凸球部１２１の凸球面１２１Ｅと摺動可能に接する。そして、後述する揺動機構１ａの揺動動作において、凸球部１２１が凹球部１４１の内部で回転すると、フェルト１４３に含有される潤滑剤が凸球面１２１Ｅに塗布されていく。これにより、凸球面１２１Ｅと内周面１４１Ｉとの隙間が常に潤滑剤で満たされ、凸球面１２１Ｅと内周面１４１Ｉとが滑らかに摺動可能となる。   Note that the felt 143 may be fixed to the inner peripheral surface 141 </ b> I of the concave ball portion 141 as illustrated in FIG. 1B and FIG. The felt 143 contains a predetermined lubricant and slidably contacts the convex spherical surface 121E of the convex spherical portion 121. In the swinging operation of the swinging mechanism 1a described later, when the convex ball portion 121 rotates within the concave ball portion 141, the lubricant contained in the felt 143 is applied to the convex spherical surface 121E. Thus, the gap between the convex spherical surface 121E and the inner peripheral surface 141I is always filled with the lubricant, and the convex spherical surface 121E and the inner peripheral surface 141I can slide smoothly.

なお、フェルト１４３の配置される位置およびフェルト１４３の形状は、凸球面１２１Ｅと摺接可能であれば図示された態様に限らない。また、フェルト１４３は、潤滑剤を含有可能な部材であれば、どのような部材で構成してもかまわない。また、上記した例では、凹球部１４１の内周面１４１Ｉにフェルト１４３を設けたが、フェルト１４３を凸球部１２１の凸球面１２１Ｅに設けてもいいし、凹球部１４１の内周面１４１Ｉおよび凸球部１２１の凸球面１２１Ｅの両面にそれぞれ設けても良い。   The position where the felt 143 is disposed and the shape of the felt 143 are not limited to the illustrated modes as long as the felt 143 can be in sliding contact with the convex spherical surface 121E. Further, the felt 143 may be formed of any member as long as it can contain a lubricant. In the above-described example, the felt 143 is provided on the inner peripheral surface 141I of the concave spherical portion 141. However, the felt 143 may be provided on the convex spherical surface 121E of the convex spherical portion 121, or the inner peripheral surface of the concave spherical portion 141. 141I and the convex spherical surface 121E may be provided on both surfaces of the convex spherical surface 121E.

次に、図７を参照して、揺動機構１ａにおいて駆動軸１２の回転により揺動アーム１４が揺動する様子について説明する。なお、図７（ａ）〜（ｄ）は、駆動軸１２を回転させて揺動アーム１４を揺動させる各段階の揺動機構１ａの部分断面図である。   Next, with reference to FIG. 7, a state where the swing arm 14 swings by the rotation of the drive shaft 12 in the swing mechanism 1a will be described. 7A to 7D are partial cross-sectional views of the swing mechanism 1a at each stage in which the drive shaft 12 is rotated to swing the swing arm 14.

典型的には、図７（ａ）に示すように、揺動機構１ａは、筐体やロボット本体などの当該揺動機構１ａを搭載する対象物に、共回り防止ガイド１６が固定されて搭載される。   Typically, as shown in FIG. 7A, the swing mechanism 1a is mounted with a common rotation prevention guide 16 fixed to an object on which the swing mechanism 1a such as a housing or a robot body is mounted. Is done.

揺動機構１ａが搭載された状態で、軸部１２２に連結された原動機を回転駆動させて軸部１２２を回転させると、凸球部１２１が同方向へ回転する。凸球部１２１の回転に応じて、螺旋状溝１２１ＦＬに滑合している滑合球体１４４は、螺旋状溝１２１ＦＬとの嵌合部からの反力を受けつつ、螺旋状溝１２１ＦＬに沿って移動する。ここで、凹球部１４１は滑合球体１４４の移動に応じて移動する。   When the prime mover connected to the shaft portion 122 is driven to rotate by rotating the shaft portion 122 with the swing mechanism 1a mounted, the convex spherical portion 121 rotates in the same direction. In accordance with the rotation of the convex sphere 121, the sliding sphere 144 that is slidingly engaged with the spiral groove 121FL receives the reaction force from the fitting portion with the spiral groove 121FL, and is along the spiral groove 121FL. Moving. Here, the concave ball portion 141 moves in accordance with the movement of the sliding sphere 144.

ここで、図６に示すように、凹球部１４１の両側面である側面１４１Ｌおよび側面１４１Ｒは、共回り防止ガイド１６の頭部１６１および主部１６２に跨って形成されるスリット側面１６Ｌおよびスリット側面１６Ｒと係合している。そのため、凹球部１４１は、スリット側面１６Ｌおよびスリット側面１６Ｒと平行な方向、すなわち、共回り防止ガイド１６のスリット空間１６Ｄが形成されている平面方向へのみ移動可能である。また、凹球部１４１は、凸球面１２１Ｅと遊嵌しているため、凸球部１２１と同心に回動可能である。すなわち、図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように揺動アーム１４は、スリット側面１６Ｌおよびスリット側面１６Ｒに平行に、凸球部１２１の中心を揺動中心として揺動可能である。   Here, as shown in FIG. 6, the side surface 141 </ b> L and the side surface 141 </ b> R, which are both side surfaces of the concave ball portion 141, are a slit side surface 16 </ b> L and a slit formed across the head 161 and the main portion 162 of the common rotation prevention guide 16. The side surface 16R is engaged. Therefore, the concave ball portion 141 can move only in the direction parallel to the slit side surface 16L and the slit side surface 16R, that is, in the plane direction in which the slit space 16D of the co-rotation prevention guide 16 is formed. Further, since the concave spherical portion 141 is loosely fitted with the convex spherical surface 121E, it can be rotated concentrically with the convex spherical portion 121. That is, as shown in FIGS. 7B and 7C, the swing arm 14 can swing around the center of the convex spherical portion 121 as the swing center in parallel with the slit side surface 16L and the slit side surface 16R. .

したがって、螺旋状溝１２１ＦＬが駆動軸１２を軸部１２２側から見て凸球部１２１側へ左回り方向に彫設されている場合、図７（ａ）に示す状態で駆動軸１２を軸部１２２側から見て右回りのＡ矢印方向に回転させると、図７（ａ）〜（ｄ）の順に示すように、滑合球体１４４が螺旋状溝１２１ＦＬに沿って共回り防止ガイド１６の頭部１６１側へ移動して、凹球部１４１が凸球面１２１Ｅに沿って図示Ｃ矢印方向へと回動する。これによって、揺動部１４２も図示Ｃ矢印方向に揺動する。   Accordingly, when the spiral groove 121FL is engraved in the counterclockwise direction toward the convex spherical portion 121 when the drive shaft 12 is viewed from the shaft portion 122 side, the drive shaft 12 is shaft portion in the state shown in FIG. When rotated clockwise in the direction of the arrow A as viewed from the 122 side, the sliding sphere 144 moves along the spiral groove 121FL as shown in the order of FIGS. 7A to 7D. Moving to the part 161 side, the concave spherical part 141 rotates in the direction of the arrow C in the figure along the convex spherical surface 121E. As a result, the swinging portion 142 also swings in the direction of the arrow C in the figure.

そして、図７（ｄ）に示すように、Ｃ矢印方向へ揺動する揺動アーム１４は、凹球部１４１の開口部の端部である端面１４１Ａａが軸部１２２に当接した場合、或いは滑合球体１４４が螺旋状溝１２１ＦＬの一方終端に到達した場合、その揺動動作を停止する。一方、図７（ａ）に示すように、Ｄ矢印方向へ揺動する揺動アーム１４は、端面１４１Ａｂが軸部１２２に当接した場合、或いは滑合球体１４４が螺旋状溝１２１ＦＬの他方終端に到達した場合、その揺動動作を停止する。このように、凹球部１４１の開口部の開口広さや螺旋状溝１２１ＦＬを形成する長さが、揺動アーム１４の揺動角度に影響する。つまり、揺動アーム１４の揺動可能角度を大きくするためには、端面１４１Ａａおよび端面１４１Ａｂの開口角度が大きくなるように凹球部１４１の開口部を広げ、且つ、十分な長さの螺旋状溝１２１ＦＬを形成することが必要となる。   Then, as shown in FIG. 7D, the swing arm 14 swinging in the direction of the arrow C is when the end surface 141Aa, which is the end of the opening of the concave ball portion 141, abuts the shaft portion 122, or When the sliding sphere 144 reaches one end of the spiral groove 121FL, the swinging motion is stopped. On the other hand, as shown in FIG. 7A, the swinging arm 14 swinging in the direction of arrow D has the end surface 141Ab in contact with the shaft portion 122, or the sliding sphere 144 has the other end of the spiral groove 121FL. When reaching, the swinging operation is stopped. As described above, the opening width of the opening of the concave ball portion 141 and the length of the spiral groove 121FL are influenced by the swing angle of the swing arm 14. That is, in order to increase the swingable angle of the swing arm 14, the opening of the concave ball portion 141 is widened so that the opening angles of the end surface 141Aa and the end surface 141Ab are increased, and a sufficiently long spiral shape is formed. It is necessary to form the groove 121FL.

上記に示した揺動アーム１４の揺動可能角度を拡大する他の方法として、例えば、凹球部１４１の開口部に切り込み１４１Ｄを形成する方法がある。以下、図８および図９を参照して、切り込み１４１Ｄについて説明する。なお、図８は、切り込み１４１Ｄが形成された揺動アーム１４の斜視図を示す。図９は、切り込み１４１Ｄが形成された揺動アーム１４を備える揺動機構１ａの断面斜視図である。   As another method of expanding the swingable angle of the swing arm 14 shown above, for example, there is a method of forming a cut 141D in the opening of the concave ball portion 141. Hereinafter, the notch 141D will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a perspective view of the swing arm 14 in which the notch 141D is formed. FIG. 9 is a cross-sectional perspective view of the swing mechanism 1a including the swing arm 14 in which the notch 141D is formed.

図８および図９に示すように、切り込み１４１Ｄは、端面１４１Ａａ側から揺動部１４２側へ所定長さ切れ込んで形成され、凹球部１４１の外周面１４１Ｅおよび内周面１４１Ｉ側にも開口するスリット状の空間である。ここで、切り込み１４１Ｄのスリット幅は、駆動軸１２の軸部１２２が通過可能に形成される。   As shown in FIGS. 8 and 9, the cut 141D is formed by cutting a predetermined length from the end surface 141Aa side to the swinging portion 142 side, and also opens to the outer peripheral surface 141E and the inner peripheral surface 141I side of the concave ball portion 141. It is a slit-shaped space. Here, the slit width of the cut 141D is formed so that the shaft portion 122 of the drive shaft 12 can pass therethrough.

凹球部１４１に上述した切り込み１４１Ｄが形成されている場合、揺動アーム１４が揺動する過程において、軸部１２２は端面１４１Ａａに当接せず、切り込み１４１Ｄの内部まで進入する。そして、揺動アーム１４は、切り込み１４１Ｄの揺動部１４２側終端と軸部１２２とが当接するまで揺動可能である。このように、凹球部１４１に切り込み１４１Ｄが形成される場合、揺動アーム１４が切り込み１４１Ｄの終端まで進入可能であるため、端面１４１Ａａおよび端面１４１Ａｂの開口角度以上に揺動アーム１４を揺動することができる。すなわち、切り込み１４１Ｄが形成される場合、凹球部１４１は、端面１４１Ａａおよび端面１４１Ａｂの開口角度を揺動角度より小さくすることができるため、凹球部１４１と凸球部１２１とが外れにくくなる効果を得られる。但し、切り込み１４１Ｄが形成される場合においても、凸球部１２１には揺動角度に対して十分な長さの螺旋状溝１２１ＦＬが形成されるものとする。   When the above-described cut 141D is formed in the concave ball portion 141, the shaft portion 122 does not contact the end surface 141Aa and enters the cut 141D in the process of swinging the swing arm 14. The swing arm 14 can swing until the shaft portion 122 abuts the end of the cut 141D on the swing portion 142 side. As described above, when the notch 141D is formed in the concave ball portion 141, the swing arm 14 can enter to the end of the notch 141D, so that the swing arm 14 swings more than the opening angle of the end surface 141Aa and the end surface 141Ab. can do. That is, when the notch 141D is formed, the concave ball portion 141 can make the opening angle of the end surface 141Aa and the end surface 141Ab smaller than the swing angle, so that the concave ball portion 141 and the convex ball portion 121 are difficult to come off. The effect can be obtained. However, even when the notch 141D is formed, the convex spherical portion 121 is formed with the spiral groove 121FL having a sufficient length with respect to the swing angle.

図７に戻り、図７（ｄ）の状態から駆動軸１２をＡ矢印方向からＢ矢印方向へ逆回転させると、揺動アーム１４はＤ矢印方向へ揺動する。なお、螺旋状溝１２１ＦＬが彫設される螺旋方向が軸部１２２側から凸球部１２１側へ向けて右回りである場合、駆動軸１２をＡ矢印方向へ回転させると揺動アーム１４がＤ矢印方向へ揺動し、駆動軸１２をＢ矢印方向へ回転させると揺動アーム１４がＣ矢印方向へ揺動する。   Returning to FIG. 7, when the drive shaft 12 is rotated in the reverse direction from the A arrow direction to the B arrow direction from the state of FIG. 7D, the swing arm 14 swings in the D arrow direction. When the spiral direction in which the spiral groove 121FL is carved is clockwise from the shaft portion 122 side to the convex ball portion 121 side, when the drive shaft 12 is rotated in the direction of arrow A, the swing arm 14 becomes D When swinging in the direction of the arrow and rotating the drive shaft 12 in the direction of arrow B, the swing arm 14 swings in the direction of arrow C.

揺動機構１ａは、当該揺動機構１ａを搭載する対象物に対して、共回り防止ガイド１６が回動可能に構成されてもかまわない。この場合、上記対象物に対して共回り防止ガイド１６を任意の角度まで回動させて固定するモータ等が、さらに設けられる。この共回り防止ガイド１６を回動させるモータが、本発明の支持部材回動機構の一例に相当する。このようなモータを設けることによって、共回り防止ガイド１６を回動させると、スリット側面１６Ｒおよびスリット側面１６Ｌの向きが変化して揺動アーム１４の揺動方向も変化するため、揺動アーム１４の揺動方向の自由度が飛躍的に向上する。   The swing mechanism 1a may be configured such that the co-rotation prevention guide 16 is rotatable with respect to an object on which the swing mechanism 1a is mounted. In this case, a motor or the like that rotates the co-rotation prevention guide 16 to an arbitrary angle and fixes it to the object is further provided. The motor that rotates the co-rotation prevention guide 16 corresponds to an example of a support member rotation mechanism of the present invention. By providing such a motor, when the corotation prevention guide 16 is rotated, the direction of the slit side surface 16R and the slit side surface 16L changes and the swing direction of the swing arm 14 also changes. The degree of freedom in the rocking direction is dramatically improved.

上記に説明した揺動機構１ａが揺動する過程で、螺旋状溝１２１ＦＬおよび滑合球体１４４の滑合にがたつきがあると、揺動アーム１４が滑らかに揺動できなくなる。このような螺旋状溝１２１ＦＬおよび滑合球体１４４の滑合のがたつきは、一例として滑合球体１４４が螺旋状溝１２１ＦＬに沿って移動する過程で螺旋状溝１２１ＦＬおよび滑合球体１４４の滑合状態が変化することによって発生する。そこで、好ましくは、螺旋状溝１２１ＦＬは、全ての溝底頂点が凸球部１２１の球体中心を向いた形状で彫設される。これによって、滑合球体１４４が螺旋状溝１２１ＦＬのどの部分で滑合しても、滑合状態が安定して、上記がたつきの発生を防止することができる。   In the process in which the swing mechanism 1a described above swings, if the spiral groove 121FL and the sliding sphere 144 are rattling, the swing arm 14 cannot swing smoothly. Such rattling of the spiral groove 121FL and the sliding sphere 144 is, for example, the sliding of the spiral groove 121FL and the sliding sphere 144 in the process of moving the sliding sphere 144 along the spiral groove 121FL. Occurs when the combined state changes. Therefore, preferably, the spiral groove 121FL is carved in a shape in which all the groove bottom vertices face the sphere center of the convex spherical portion 121. Accordingly, even if the sliding sphere 144 slides in any part of the spiral groove 121FL, the sliding state is stabilized, and the occurrence of rattling can be prevented.

但し、螺旋状溝１２１ＦＬの溝幅の加工および成形時に発生するばらつきや、滑合球体１４４の摩耗による形状変化を要因とする滑合状態の変化によりがたつきが発生する場合は、螺旋状溝１２１ＦＬを溝断面形状の溝底頂点が凸球部１２１の球体中心を向くように彫設するのみではがたつきを防止できないことがある。このような問題を解決すべく、滑合球体１４４は、ばね１４５により螺旋状溝１２１ＦＬへ向けて付勢され、溝幅や溝深さに応じて内周面１４１Ｉから突出または孔１４１Ｈ内部に退避することが可能である。例えば、溝幅が狭くなったり溝深さが浅くなったりした場合には滑合球体１４４が孔１４１Ｈ内部側に退避し、溝幅が広くなったり溝深さが深くなったりした場合には滑合球体１４４が内周面１４１Ｉから突出する。   However, if rattling occurs due to variations in the groove width of the spiral groove 121FL during processing and molding, or variations in the sliding state caused by changes in the shape due to wear of the sliding sphere 144, the spiral groove Shaking may not be prevented only by carving 121FL so that the groove bottom apex of the groove cross-sectional shape faces the spherical center of the convex sphere 121. In order to solve such a problem, the sliding sphere 144 is urged toward the spiral groove 121FL by the spring 145, and protrudes from the inner peripheral surface 141I or retracts into the hole 141H according to the groove width or groove depth. Is possible. For example, when the groove width becomes narrower or the groove depth becomes shallower, the sliding sphere 144 retreats to the inside of the hole 141H, and when the groove width becomes wider or the groove depth becomes deeper, The combined ball 144 protrudes from the inner peripheral surface 141I.

なお、滑合球体１４４が極度に摩耗して螺旋状溝１２１ＦＬとの滑合できなくなる場合、または滑合にがたつきが発生する場合等には、摩耗した滑合球体１４４を孔１４１Ｈから取り外して新しい滑合球体１４４と交換することができる。上述したように、滑合球体１４４は、ばね押さえピン１４６およびばね１４５が孔１４１Ｈの外周面１４１Ｅ側から取り外し可能にしておくことにより、容易に交換することが可能である。   In addition, when the sliding sphere 144 is extremely worn and cannot slide with the spiral groove 121FL, or when the sliding sag occurs, the worn sliding sphere 144 is removed from the hole 141H. Can be replaced with a new sliding sphere 144. As described above, the sliding sphere 144 can be easily replaced by allowing the spring pressing pin 146 and the spring 145 to be removable from the outer peripheral surface 141E side of the hole 141H.

上記に説明した揺動機構１ａは、駆動軸１２および揺動アーム１４を軸受する軸受機能を有する。以下、揺動機構１ａの軸受機能について説明する。駆動軸１２は、軸部１２２の外周面で軸受孔１６２Ｈと係合し、共回り防止ガイド１６により支持される。また、駆動軸１２は、凸球面１２１Ｅが凸球部支持面１６Ｓと遊嵌し、共回り防止ガイド１６により支持されている。したがって、駆動軸１２は、軸部１２２のスラスト方向およびラジアル方向への外力を受けても凸球面１２１Ｅと凸球部支持面１６Ｓとが当接して、駆動軸１２が同方向へ移動しない。したがって、共回り防止ガイド１６は、駆動軸１２の球面軸受の機能を有していることが分かる。そのため、揺動機構１ａは、駆動軸１２の球面軸受を実現するために、別の部品を追加して構成することが不要となる。   The swing mechanism 1 a described above has a bearing function for bearing the drive shaft 12 and the swing arm 14. Hereinafter, the bearing function of the swing mechanism 1a will be described. The drive shaft 12 engages with the bearing hole 162 </ b> H on the outer peripheral surface of the shaft portion 122 and is supported by the co-rotation prevention guide 16. The drive shaft 12 is supported by the co-rotation prevention guide 16 with the convex spherical surface 121E loosely fitted with the convex spherical portion support surface 16S. Therefore, even if the drive shaft 12 receives an external force in the thrust direction and radial direction of the shaft portion 122, the convex spherical surface 121E and the convex spherical portion support surface 16S come into contact with each other, and the drive shaft 12 does not move in the same direction. Therefore, it can be seen that the common rotation prevention guide 16 has a function of a spherical bearing of the drive shaft 12. Therefore, it is not necessary to configure the swing mechanism 1a by adding another component in order to realize the spherical bearing of the drive shaft 12.

また、凹球部１４１と凸球部１２１とが遊嵌することによって、凹球部１４１および凸球部１２１が球面軸受として機能する。また、凹球部１４１は、スリット側面１６Ｌと側面１４１Ｌとが対向し、スリット側面１６Ｒと側面１４１Ｒとが対向して共回り防止ガイド１６のスリット内に挟持されるため、揺動アーム１４は、スリット側面１６Ｌおよびスリット側面１６Ｒと平行な方向にのみ移動可能である。さらに、凸球面は、共回り防止ガイド１６の凸球部支持面１６Ｓにより支持される。したがって、揺動アーム１４は、スリット側面１６Ｌおよびスリット側面１６Ｒに垂直で凸球部１２１の球体中心を通る直線を揺動中心として揺動する。つまり、凹球部１４１および凸球部１２１は、揺動アーム１４の揺動軸受機能を有している。したがって、揺動アーム１４の揺動軸受を実現するために、別の部品を追加して構成することが不要となる。このように、揺動機構１ａは、大略して駆動軸１２、揺動アーム１４、および共回り防止ガイド１６の３つの部品で構成されながら、様々な軸受機能を兼ね備えており、機構自体の小型化が容易である。   Further, the concave spherical portion 141 and the convex spherical portion 121 are loosely fitted, whereby the concave spherical portion 141 and the convex spherical portion 121 function as a spherical bearing. Further, the concave ball portion 141 is sandwiched between the slit side surface 16L and the side surface 141L, and the slit side surface 16R and the side surface 141R are opposed to each other and held in the slit of the common rotation prevention guide 16. It can move only in a direction parallel to the slit side surface 16L and the slit side surface 16R. Further, the convex spherical surface is supported by the convex spherical portion support surface 16S of the co-rotation prevention guide 16. Therefore, the swing arm 14 swings with a straight line passing through the sphere center of the convex spherical portion 121 perpendicular to the slit side surface 16L and the slit side surface 16R as the swing center. That is, the concave ball portion 141 and the convex ball portion 121 have a swing bearing function of the swing arm 14. Accordingly, it is not necessary to add another component in order to realize the swing bearing of the swing arm 14. As described above, the swing mechanism 1a is roughly composed of three parts, that is, the drive shaft 12, the swing arm 14, and the co-rotation prevention guide 16, but also has various bearing functions, and the mechanism itself is small. Is easy.

上記に説明した揺動機構１ａは、更に、駆動軸１２に入力されたトルクを増幅して揺動アーム１４を揺動する、トルク増幅機能を有する。以下、揺動機構１ａのトルク増幅機能について説明する。図２で示すように凸球部１２１の球心を中心とした螺旋状溝１２１ＦＬの１ピッチ当りの中心角をθ°とした場合、駆動軸１２が３６０°回転する間に、凹球部１４１および揺動部１４２は中心角θ°だけ揺動する。したがって、駆動軸１２の回転運動が減速して揺動アーム１４の揺動運動として伝達される。すなわち揺動機構１ａは、駆動軸１２へ入力されるトルクを増幅して揺動アーム１４へ伝達する機能を有している。具体例として、θ＝２２．５であるとすると、駆動軸１２が３６０°回転する間に揺動アーム１４が２２．５°揺動する。この場合の減速比ｎは、ｎ＝３６０／θ＝３６０／２２．５＝１６である。したがって、摩擦を無視すれば揺動アーム１４では駆動軸１２に入力されるトルクの１６倍のトルクを得ることができる。このように、揺動アーム１４は、駆動軸１２に入力されたトルクを減速比に応じて増幅させた出力トルクを得ることができる。   The swing mechanism 1a described above further has a torque amplification function that amplifies the torque input to the drive shaft 12 and swings the swing arm 14. Hereinafter, the torque amplification function of the swing mechanism 1a will be described. As shown in FIG. 2, when the central angle per pitch of the spiral groove 121FL centered on the spherical center of the convex spherical portion 121 is θ °, the concave spherical portion 141 is rotated while the drive shaft 12 rotates 360 °. And the swinging part 142 swings by the central angle θ °. Therefore, the rotational motion of the drive shaft 12 is decelerated and transmitted as the swing motion of the swing arm 14. In other words, the swing mechanism 1 a has a function of amplifying the torque input to the drive shaft 12 and transmitting the amplified torque to the swing arm 14. As a specific example, if θ = 22.5, the swing arm 14 swings 22.5 ° while the drive shaft 12 rotates 360 °. The reduction ratio n in this case is n = 360 / θ = 360 / 22.5 = 16. Therefore, if the friction is ignored, the swing arm 14 can obtain 16 times the torque input to the drive shaft 12. Thus, the swing arm 14 can obtain an output torque obtained by amplifying the torque input to the drive shaft 12 in accordance with the reduction ratio.

上記に説明した揺動機構１ａは、更に、揺動アーム１４に外力をかけても揺動アーム１４が移動しないセルフロック機能を有する。以下、揺動機構１ａのセルフロック機能について説明する。螺旋状溝１２１ＦＬおよび滑合球体１４４が滑合する箇所の静止摩擦係数がμである場合、螺旋状溝１２１ＦＬの螺旋のリード角γを
γ≦ｔａｎ-1（μ）
を満たすよう形成すると、揺動アーム１４に対して揺動部１４２の揺動方向へ荷重を加えても揺動アーム１４は当該揺動方向へ揺動せず、当該揺動アーム１４に連結された駆動軸１２も回転しない。このような機能は、一般的にはウォームギヤとホイールギヤを嵌合して得られるセルフロック機能として知られており、揺動機構１ａもセルフロック機能を有していると言える。ここで、揺動機構１ａにおいては、凸球部１２１をウォームギヤ、凹球部１４１を内歯式のホイールギヤとみなすことができる。 The swing mechanism 1a described above further has a self-locking function that prevents the swing arm 14 from moving even when an external force is applied to the swing arm 14. Hereinafter, the self-locking function of the swing mechanism 1a will be described. When the static friction coefficient of the portion where the spiral groove 121FL and the sliding sphere 144 slide together is μ, the lead angle γ of the spiral of the spiral groove 121FL is γ ≦ tan −1 (μ).
If it is formed so as to satisfy the condition, even if a load is applied to the swing arm 14 in the swing direction of the swing portion 142, the swing arm 14 does not swing in the swing direction but is connected to the swing arm 14. The drive shaft 12 also does not rotate. Such a function is generally known as a self-locking function obtained by fitting a worm gear and a wheel gear, and it can be said that the swing mechanism 1a also has a self-locking function. Here, in the swing mechanism 1a, the convex ball portion 121 can be regarded as a worm gear and the concave ball portion 141 can be regarded as an internal gear wheel gear.

以上のように、揺動機構１ａは、例えば、ロボットに搭載される小型の関節機構に用いることが可能である。揺動機構１ａの用途として、特に小型で高い出力や保持力を求められる人型ロボットの指関節等に最適である。また、揺動機構１ａは、大型の工作機械や土木機械のアームの関節にも利用することができる。更に、揺動機構１ａに原動機を連結したものを１つの関節とし、当該関節を複数連結することによって、多関節アームを構成することができる。この多関節アームは、各関節を遠隔操作で屈曲させれば入り口の狭い空間内部の任意の場所まで到達できるため、その先端に照明、カメラ、および小型マニュピレータ等の機器を搭載することによって、ファイバースコープやレスキューロボット等の様々な用途に利用することができる。   As described above, the swing mechanism 1a can be used for a small joint mechanism mounted on a robot, for example. The use of the swing mechanism 1a is particularly suitable for a finger joint of a humanoid robot that is particularly small and requires high output and holding power. The swing mechanism 1a can also be used for the joints of arms of large machine tools and civil engineering machines. Furthermore, a multi-joint arm can be configured by connecting a swinging mechanism 1a to a prime mover as one joint and connecting a plurality of the joints. This articulated arm can reach any place inside the narrow space of the entrance if each joint is bent by remote control. By installing equipment such as lighting, camera, and small manipulator at the tip, It can be used for various purposes such as scopes and rescue robots.

図１０に示すように、駆動軸１２および揺動アーム１４は、その内部に貫通孔が形成されてもかまわない。図１０は、駆動軸１２および揺動アーム１４の内部に中空空間が形成された揺動機構１ａの側断面図である。   As shown in FIG. 10, the drive shaft 12 and the swing arm 14 may have through holes formed therein. FIG. 10 is a side cross-sectional view of the swing mechanism 1 a in which a hollow space is formed inside the drive shaft 12 and the swing arm 14.

図１０において、駆動軸１２は、軸部１２２の開放端から凸球部１２１の表面まで貫通する貫通孔１２Ｈが形成される。また、揺動アーム１４は、凹球部１４１の内周面１４１Ｉから揺動部１４２の開放端まで貫通する貫通孔１４Ｈが形成される。そして、貫通孔１２Ｈと貫通孔１４Ｈとは、所定の揺動角度において連通可能に形成されている。例えば、揺動機構１ａが図１０（ａ）の状態から図１０（ｂ）の状態になるまでの揺動角度においては、貫通孔１２Ｈと貫通孔１４Ｈとが連通状態にある。このように、駆動軸１２および揺動アーム１４の内部に互いに連通する貫通孔１２Ｈおよび貫通孔１４Ｈを形成すれば、フレキシブルシャフトや電源ケーブル等を当該貫通孔１２Ｈおよび貫通孔１４Ｈに挿入することが可能となる。したがって、貫通孔１２Ｈおよび貫通孔１４Ｈに挿入した部品を用いて、上記機器の動作制御が可能となるため、上記の機器を搭載しながら容易に制御することができる。   In FIG. 10, the drive shaft 12 is formed with a through hole 12 </ b> H that penetrates from the open end of the shaft portion 122 to the surface of the convex ball portion 121. Further, the swing arm 14 is formed with a through hole 14 </ b> H that penetrates from the inner peripheral surface 141 </ b> I of the concave ball portion 141 to the open end of the swing portion 142. The through hole 12H and the through hole 14H are formed so as to communicate with each other at a predetermined swing angle. For example, the through hole 12H and the through hole 14H are in communication with each other at a swing angle from the state of FIG. 10A to the state of FIG. 10B. Thus, if the through hole 12H and the through hole 14H communicating with each other are formed inside the drive shaft 12 and the swing arm 14, a flexible shaft, a power cable, and the like can be inserted into the through hole 12H and the through hole 14H. It becomes possible. Accordingly, since the operation of the device can be controlled using the parts inserted into the through hole 12H and the through hole 14H, the device can be easily controlled while being mounted.

（第１の変形例）
上記に説明した揺動機構１ａにおいて、揺動アーム１４の凹球部１４１の内周面１４１Ｉは、直円柱面で構成されてもかまわない。このような、直円柱状の内周面３４１Ｉを有する揺動軸を揺動アーム３４とする。以下、本実施形態の第１の変形例として、揺動アーム３４ついて図１１を参照して説明する。なお、図１１は、揺動アーム３４の斜視図である。 (First modification)
In the swing mechanism 1a described above, the inner peripheral surface 141I of the concave ball portion 141 of the swing arm 14 may be formed of a right circular cylinder surface. Such a swing shaft having a right cylindrical inner peripheral surface 341 </ b> I is referred to as a swing arm 34. Hereinafter, as a first modification of the present embodiment, the swing arm 34 will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a perspective view of the swing arm 34.

図１１において、揺動アーム３４は、上述した揺動アーム１４の凹球部１４１に代えて、円筒部３４１を備える。揺動アーム３４の他の構成については揺動アーム１４と同様であるため、詳細な説明を省略する。   In FIG. 11, the swing arm 34 includes a cylindrical portion 341 instead of the concave ball portion 141 of the swing arm 14 described above. Since the other configuration of the swing arm 34 is the same as that of the swing arm 14, a detailed description thereof will be omitted.

円筒部３４１は、凹球部１４１と同様の環状部材の一部が開口した所定厚さのＣ型形状を成す部材で構成される。そして、円筒部３４１の内周面３４１Ｉは、直円柱面で構成される。内周面３４１Ｉは、凸球部１２１の外径より所定のクリアランス分だけ大きな直径の直円柱面であり、凹球部１４１と同様にして図６に示すように凸球部１２１の凸球面１２１Ｅと遊嵌する。ここで、内周面３４１Ｉは、直円柱面で形成されるため、球面で形成される凹球部１４１の内周面１４１Ｉと比較すると加工が容易である。また、円筒部３４１と凸球部１２１とを連結する場合、図１１においてＧ矢印方向で示す円筒部３４１の左右方向から凸球部１２１を挿入することが可能であるため、双方の連結が容易であり連結のために円筒部３４１を分解可能に構成することも不要となる。   The cylindrical portion 341 is configured by a member having a C-shape with a predetermined thickness in which a part of an annular member similar to the concave ball portion 141 is opened. And the internal peripheral surface 341I of the cylindrical part 341 is comprised by a right cylindrical surface. The inner circumferential surface 341I is a right circular cylindrical surface having a diameter larger than the outer diameter of the convex spherical portion 121 by a predetermined clearance, and is similar to the concave spherical portion 141, as shown in FIG. Loose fit with. Here, since the inner peripheral surface 341I is formed of a right circular cylinder surface, it is easier to process than the inner peripheral surface 141I of the concave spherical portion 141 formed of a spherical surface. Moreover, when connecting the cylindrical part 341 and the convex spherical part 121, since it is possible to insert the convex spherical part 121 from the left-right direction of the cylindrical part 341 shown by G arrow direction in FIG. 11, both connection is easy. Therefore, it is not necessary to disassemble the cylindrical portion 341 for connection.

（第２の変形例）
上記に説明した揺動機構１ａにおいては、本実施形態の案内路の一例として条溝で構成される螺旋状溝１２１ＦＬを用いたが、他の態様の案内路を駆動軸に設けてもかまわない。例えば、駆動軸の球体表面から螺旋状に突出した突条を本実施形態の案内路として設けてもかまわない。以下、図１２〜図１４を参照して、本実施形態の第２の変形例に係る揺動機構１ｂについて説明する。なお、図１２は、螺旋状の突条を案内路とした揺動機構１ｂの部分断面図である。図１３は、螺旋状の突条を案内路が形成された駆動軸２２の側面図である。図１４は、螺旋状の突条との滑合部近傍を拡大した側断面図である。 (Second modification)
In the swing mechanism 1a described above, the spiral groove 121FL configured by a groove is used as an example of the guide path of the present embodiment. However, a guide path of another aspect may be provided on the drive shaft. . For example, a ridge that spirally protrudes from the spherical surface of the drive shaft may be provided as the guide path of this embodiment. Hereinafter, with reference to FIGS. 12-14, the rocking mechanism 1b which concerns on the 2nd modification of this embodiment is demonstrated. FIG. 12 is a partial cross-sectional view of the swing mechanism 1b using a spiral protrusion as a guide path. FIG. 13 is a side view of the drive shaft 22 in which a guide path is formed on a spiral protrusion. FIG. 14 is an enlarged side sectional view of the vicinity of the sliding portion with the spiral protrusion.

図１２において、揺動機構１ｂは、上述した揺動機構１ａの駆動軸１２が駆動軸２２に変更された態様であり、他の構成要素については、揺動機構１ａと同様であるため、詳細な説明は省略する。同様に、図１３において、駆動軸２２は、駆動軸１２の凸球部１２１が凸球部２２１に変更された態様であり、他の構成要素については、駆動軸１２と同様であるため、詳細な説明は省略する。   In FIG. 12, the swing mechanism 1b is a mode in which the drive shaft 12 of the swing mechanism 1a described above is changed to the drive shaft 22, and the other components are the same as those of the swing mechanism 1a. The detailed explanation is omitted. Similarly, in FIG. 13, the drive shaft 22 is an aspect in which the convex spherical portion 121 of the drive shaft 12 is changed to the convex spherical portion 221, and the other components are the same as those of the drive shaft 12. The detailed explanation is omitted.

凸球部２２１は、軸部１２２の軸径より大きな直径を有する凸球体である。凸球部２２１の表面である凸球面２２１Ｅには、螺旋状凸条２２１Ｍが付設される。この螺旋状凸条２２１Ｍは、駆動軸２２の軸心を中心として、凸球面２２１Ｅに対して一定の高さで螺旋状に付設される。螺旋状凸条２２１Ｍの凸条断面形状は、一例として半円であるが、台形等の、他の断面形状の凸条を付設してもかまわない。なお、凸条断面形状が台形である場合、強度の向上等の効果が期待できる。ここで、螺旋状凸条２２１Ｍの断面形状および条幅や条高さ等の寸法は、一定であることが好ましい。また、螺旋状凸条２２１Ｍは、凸条断面形状の条頂点が凸球部２２１の球体中心から放射する方向へ付設されることが望ましい。これにより、駆動軸２２の回転運動を揺動アーム１４へスムーズに伝達することが可能となる。なお、螺旋状凸条２２１Ｍが、本発明の案内路の他の例に相当する。   The convex spherical portion 221 is a convex spherical body having a diameter larger than the axial diameter of the shaft portion 122. A spiral ridge 221M is attached to the convex spherical surface 221E which is the surface of the convex spherical portion 221. The spiral ridge 221M is spirally attached to the convex spherical surface 221E with a certain height around the axis of the drive shaft 22. The ridge cross-sectional shape of the spiral ridge 221M is a semicircle as an example, but a ridge having another cross-sectional shape such as a trapezoid may be provided. In addition, when a protruding item | line cross-sectional shape is trapezoid, effects, such as an improvement in intensity | strength, can be anticipated. Here, it is preferable that the cross-sectional shape of the spiral ridge 221M and the dimensions such as the width and the height of the stripe are constant. In addition, it is desirable that the spiral ridges 221M be attached in a direction in which the ridge vertices of the ridge cross-sectional shape radiate from the spherical center of the convex sphere portion 221. Thereby, the rotational motion of the drive shaft 22 can be smoothly transmitted to the swing arm 14. The spiral ridge 221M corresponds to another example of the guide path of the present invention.

図１４において、揺動機構１ｂにおける凹球部１４１の内周面１４１Ｉには、螺旋状凸条２２１Ｍと嵌合する切欠き部材２４４が設けられる。切欠き部材２４４は、本発明の滑合子の他の例であり、例えば螺旋状凸条２２１Ｍと嵌合可能な切欠きを一方端面に形成した円柱部材で構成される。切欠き部材２４４は、上述の螺旋状溝１２１ＦＬに対する滑合球体１４４と同様に、孔１４１Ｈの孔内面およびばね１４５によって支持される。切欠き部材２４４は、ばね１４５の付勢力によって螺旋状凸条２２１Ｍ方向へ付勢され、孔１４１Ｈの内周面１４１Ｉ側開口部から、切欠きが形成されている端面側の一部が突出し、突出部分で螺旋状凸条２２１Ｍと滑合する。   In FIG. 14, a notch member 244 that fits the spiral ridge 221 </ b> M is provided on the inner peripheral surface 141 </ b> I of the concave ball portion 141 in the swing mechanism 1 b. The notch member 244 is another example of the slider of the present invention, and is formed of a cylindrical member having a notch that can be fitted to the spiral protrusion 221M, for example, on one end face. The notch member 244 is supported by the hole inner surface of the hole 141H and the spring 145 similarly to the sliding sphere 144 for the spiral groove 121FL described above. The notch member 244 is urged in the direction of the spiral protrusion 221M by the urging force of the spring 145, and a part of the end surface side where the notch is formed protrudes from the opening on the inner peripheral surface 141I side of the hole 141H. The protruding portion slides on the spiral ridge 221M.

切欠き部材２４４の切欠き形状は螺旋状凸条２２１Ｍに断面形状に応じた形状で形成され、切欠き部材２４４と螺旋状凸条２２１Ｍと嵌合する。例えば、螺旋状凸条２２１Ｍの断面形状が半円形状である場合、滑合される切欠き部材２４４の切欠き形状も半円形状が望ましく、螺旋状凸条２２１Ｍの断面形状と同等の直径を有する半円形状の切欠きが切欠き部材２４４の一方端面に形成される。   The notch shape of the notch member 244 is formed in a shape corresponding to the cross-sectional shape of the spiral ridge 221M, and is fitted to the notch member 244 and the spiral ridge 221M. For example, when the cross-sectional shape of the spiral ridge 221M is a semicircular shape, the notch shape of the notched member 244 to be slid is also preferably a semicircular shape, and has a diameter equivalent to the cross-sectional shape of the spiral ridge 221M. A semicircular cutout is formed on one end face of the cutout member 244.

なお、図１２に示すように、駆動軸２２および揺動アーム１４を組み合わせる方法や、連結された駆動軸２２および揺動アーム１４を共回り防止ガイド１６に組み込む方法は、揺動機構１ａと同様であるため、詳細な説明を省略する。ここで、図１２から明らかであるが、駆動軸２２の凸球部２２１は、螺旋状凸条２２１Ｍで凹球部１４１の内周面１４１Ｉと所定のクリアランスを介して遊嵌される。したがって、凸球部２２１は、螺旋状凸条２２１Ｍが形成されている部位以外の凸球面２２１Ｅを彫り下げることによって、凸球部２２１を軽量化することが可能である。   As shown in FIG. 12, the method of combining the drive shaft 22 and the swing arm 14 and the method of incorporating the connected drive shaft 22 and swing arm 14 into the common rotation prevention guide 16 are the same as those of the swing mechanism 1a. Therefore, detailed description is omitted. Here, as is apparent from FIG. 12, the convex spherical portion 221 of the drive shaft 22 is loosely fitted to the inner peripheral surface 141I of the concave spherical portion 141 by a spiral convex 221M via a predetermined clearance. Accordingly, the convex spherical portion 221 can reduce the weight of the convex spherical portion 221 by carving the convex spherical surface 221E other than the portion where the spiral ridges 221M are formed.

（第３の変形例）
上記に説明した揺動機構１ａにおいては、凹球部１４１の内周面１４１Ｉに滑合球体１４４が複数設けられてもかまわない。滑合球体１４４を複数設けると、滑合球体１４４を１個設ける場合に比べて滑合球体１４４の１個当りに加わる負荷が軽減される。そのため滑合球体１４４や螺旋状溝１２１ＦＬの摩耗を低減する効果を得られる。なお、滑合球体１４４を複数設けることにより、何れかの滑合球体１４４と螺旋状溝１２１ＦＬとの間に隙間が生じていても、他の滑合球体１４４が滑合するため、揺動アーム１４を揺動させるトルクの低下を防ぐことができる。 (Third Modification)
In the swing mechanism 1a described above, a plurality of the sliding spheres 144 may be provided on the inner peripheral surface 141I of the concave ball portion 141. When a plurality of the sliding spheres 144 are provided, the load applied to each sliding sphere 144 is reduced as compared with the case where one sliding sphere 144 is provided. Therefore, an effect of reducing wear of the sliding sphere 144 and the spiral groove 121FL can be obtained. By providing a plurality of sliding spheres 144, even if there is a gap between any of the sliding spheres 144 and the spiral groove 121FL, the other sliding spheres 144 slide together, so that the swing arm It is possible to prevent a decrease in torque that swings 14.

但し、凹球部１４１において滑合球体１４４が配設される位置によって、凹球部１４１が滑合球体１４４から受ける力の方向が異なり、凹球部１４１が回動する方向が異なる。具体的には、図７（ａ）において、揺動アーム１４の揺動軸と駆動軸１２の回転軸とを含む平面をωと呼称し、平面ωにより分断される一方の空間に含まれる凹球部１４１の領域を領域ζ、他方の空間に含まれる領域を領域ηと呼称する。複数の滑合球体１４４が領域ζおよび領域ηの両方の領域でそれぞれ同じ螺旋状溝１２１ＦＬに滑合するよう凹球部１４１に配設され、駆動軸がＡ方向へ回転すると、凹球部１４１は、領域ζおよび領域ηに配置された各滑合球体１４４から相反するＣ方向およびＤ方向へ揺動する力を同時に受けて、何れの方向へも揺動できなくなる。したがって、凹球部１４１に滑合球体１４４を複数設ける場合には、領域ζまたは領域ηの何れか一方の領域内において、全ての滑合球体１４４が、螺旋状溝１２１ＦＬに滑合するよう凹球部１４１に配設される必要がある。   However, the direction of the force received by the concave sphere 141 from the sliding sphere 144 differs depending on the position where the sliding sphere 144 is disposed in the concave sphere 141, and the direction in which the concave sphere 141 rotates is different. Specifically, in FIG. 7A, a plane including the swing axis of the swing arm 14 and the rotation shaft of the drive shaft 12 is referred to as ω, and the recess included in one space divided by the plane ω. The region of the ball portion 141 is referred to as a region ζ, and the region included in the other space is referred to as a region η. When the plurality of sliding spheres 144 are arranged in the concave spherical portion 141 so as to slide in the same spiral groove 121FL in both the region ζ and the region η, and the driving shaft rotates in the A direction, the concave spherical portion 141 is provided. Are simultaneously subjected to the swinging forces in the opposite C and D directions from the respective sliding spheres 144 arranged in the region ζ and the region η, and cannot swing in any direction. Accordingly, when a plurality of the sliding spheres 144 are provided in the concave sphere portion 141, the concave spheres 144 are recessed so that all the sliding spheres 144 slide in the spiral groove 121FL in either the region ζ or the region η. It is necessary to be disposed on the ball portion 141.

しかしながら、上記のように領域ζまたは領域ηの何れか一方に滑合球体１４４を複数設けられる場合、滑合球体１４４を１つ設けられる場合に比べ、揺動アーム１４の揺動可能な範囲が小さくなることがある。これは、滑合球体１４４が１つ設けられる場合は、１つの滑合球体１４４が螺旋状溝１２１ＦＬの始点から終点まで移動可能であるが、滑合球体１４４が複数設けられる場合は、螺旋状溝１２１ＦＬの始点および終点に到達する滑合球体１４４が異なり、螺旋状溝１２１ＦＬ上における滑合球体１４４の移動範囲が小さくなるためである。   However, when a plurality of sliding spheres 144 are provided in either one of the regions ζ or η as described above, the swingable range of the swing arm 14 is larger than when one sliding sphere 144 is provided. May be smaller. This is because, when one sliding sphere 144 is provided, one sliding sphere 144 can move from the start point to the end point of the spiral groove 121FL, but when a plurality of sliding spheres 144 are provided, a spiral shape is provided. This is because the sliding spheres 144 that reach the start point and the end point of the groove 121FL are different, and the movement range of the sliding spheres 144 on the spiral groove 121FL is reduced.

以下では、図１５〜図１７を参照し、複数の箇所から回動するための力を受け、且つ揺動の範囲を広く構成できる揺動アーム４４を備える揺動機構１ｃについて説明する。なお、図１５は、第３の変形例に係る揺動機構１ｃの断面図である。図１６および図１７は、各々、Ｔ型部材３４４ａを備える揺動機構１ｃの該部材近傍を拡大した一部透視斜視図およびＴ型部材３４４ａを備える揺動機構１ｃの該部材近傍を拡大した断面図である。   Hereinafter, a swing mechanism 1c including a swing arm 44 that receives a force for rotating from a plurality of locations and can be configured to have a wide swing range will be described with reference to FIGS. FIG. 15 is a cross-sectional view of the swing mechanism 1c according to the third modification. FIGS. 16 and 17 are a partially transparent perspective view in which the vicinity of the swinging mechanism 1c including the T-shaped member 344a is enlarged and a cross-sectional view in which the vicinity of the swinging mechanism 1c including the T-shaped member 344a is expanded. FIG.

図１５において、揺動機構１ｃは、凸球面３２１Ｅに螺旋状溝１２１ＦＬと螺旋状溝１２１ＦＲとが形成された駆動軸３２を有する。螺旋状溝１２１ＦＲは、螺旋状溝１２１ＦＬと逆回りに進行し、螺旋状溝１２１ＦＬとピッチ角が同じ螺旋状の溝である。このような螺旋状溝１２１ＦＲおよび螺旋状溝１２１ＦＬそれぞれに異なる滑合子が滑合すれば、滑合子の移動範囲が小さくならないため、揺動アーム４４の揺動範囲が小さくなることがない。但し、螺旋状溝１２１ＦＲおよび螺旋状溝１２１ＦＬは、互いに交差して凸球面３２１Ｅに形成されるため、球形状の滑合子が交差する箇所で滑合すべき螺旋状溝と異なる螺旋状溝側へ滑合してしまい、揺動できなくなる場合がある。そこで、凹球部４４１は、滑合子としてＴ型部材３４４ａおよびＴ型部材３４４ｂを備える。   In FIG. 15, the swing mechanism 1c has a drive shaft 32 in which a spiral groove 121FL and a spiral groove 121FR are formed on a convex spherical surface 321E. The spiral groove 121FR is a spiral groove that travels in the reverse direction to the spiral groove 121FL and has the same pitch angle as the spiral groove 121FL. If different sliders slide in the spiral groove 121FR and the spiral groove 121FL, the moving range of the slider does not become small, so that the swing range of the swing arm 44 does not become small. However, since the spiral groove 121FR and the spiral groove 121FL intersect with each other and are formed on the convex spherical surface 321E, the spiral groove 121FR and the spiral groove 121FL are moved to the spiral groove side different from the spiral groove to be slid at the location where the spherical slider intersects. There is a case where it slides and cannot swing. Therefore, the concave ball portion 441 includes a T-shaped member 344a and a T-shaped member 344b as a slider.

図１６および図１７を参照して、Ｔ型部材３４４ａについて説明する。Ｔ型部材３４４ａは、螺旋状溝１２１ＦＬと滑合する滑合部３４４Ｔａと、円柱部３４４Ｃａとを有する。滑合部３４４Ｔａは、螺旋状溝１２１ＦＬと溝方向に所定の長さで滑合して凹球部４４１と凸球部３２１との間に配置される。そして、滑合部３４４Ｔａは、螺旋状溝１２１ＦＬの断面形状に応じた形状を底面とし、例えば長手方向に対して円弧状に曲成された柱形状を成す。なお、滑合部３４４Ｔａは、螺旋状溝１２１ＦＬが螺旋状溝１２１ＦＲと交差している長さよりも長い長手長さを有する。一方、円柱部３４４Ｃａは、円柱状を成す。円柱部３４４Ｃａは、一方端部で滑合部３４４Ｔａの一部に接合または一体成形される。   The T-shaped member 344a will be described with reference to FIGS. The T-shaped member 344a includes a sliding portion 344Ta that slides on the spiral groove 121FL and a cylindrical portion 344Ca. The sliding portion 344Ta slides with the spiral groove 121FL in the groove direction with a predetermined length and is disposed between the concave spherical portion 441 and the convex spherical portion 321. The sliding portion 344Ta has a shape corresponding to the cross-sectional shape of the spiral groove 121FL as a bottom surface, and has a column shape bent in an arc shape with respect to the longitudinal direction, for example. The sliding portion 344Ta has a longer length than the length in which the spiral groove 121FL intersects the spiral groove 121FR. On the other hand, the cylindrical portion 344Ca has a cylindrical shape. The cylindrical portion 344Ca is joined or integrally formed with a part of the sliding portion 344Ta at one end.

次に、図１７を参照して、Ｔ型部材３４４ａが凹球部４４１及び凸球部３２１と系合する様子について説明する。Ｔ型部材３４４ａは、孔１４１Ｈａに円柱部３４４Ｃａが遊挿されて支持される。孔１４１Ｈａの内周面４４１Ｉ側開口部は、滑合部３４４Ｔａが遊挿される凹空間が形成される。そして、滑合部３４４Ｔａは、当該凹空間の内部で孔１４１Ｈａ方向に摺動可能に支持される。なお、上記凹空間は、その内部でＴ型部材３４４ａが孔１４１Ｈａ方向に摺動するための所定の移動代を含む深さで形成される。孔１４１Ｈａの外周面４４１Ｅ側開口部は、外周面４４１Ｅに沿って固定される板ばね４４５により塞がれる。板ばね４４５は、所定のねじ４４６により凹球部４４１の外周面４４１Ｅに固設される。ここで、Ｔ型部材３４４ａは、滑合部３４４Ｔａと螺旋状溝１２１ＦＬとが滑合する際、必ず円柱部３４４Ｃａの一方端部が板ばね４４５と当接する長さで形成される。そのため、Ｔ型部材３４４ａは、板ばね４４５により螺旋状溝１２１ＦＬへ向けて付勢され、上記に説明した滑合球体１４４と同様のバックラッシを低減する効果を得られる。   Next, with reference to FIG. 17, a state where the T-shaped member 344a is engaged with the concave spherical portion 441 and the convex spherical portion 321 will be described. The T-shaped member 344a is supported by loosely inserting the cylindrical portion 344Ca into the hole 141Ha. A concave space into which the sliding portion 344Ta is loosely inserted is formed in the opening portion on the inner peripheral surface 441I side of the hole 141Ha. The sliding portion 344Ta is supported so as to be slidable in the direction of the hole 141Ha inside the concave space. The concave space is formed with a depth including a predetermined movement allowance for the T-shaped member 344a to slide in the direction of the hole 141Ha. The opening on the outer peripheral surface 441E side of the hole 141Ha is closed by a leaf spring 445 fixed along the outer peripheral surface 441E. The leaf spring 445 is fixed to the outer peripheral surface 441E of the concave ball portion 441 by a predetermined screw 446. Here, the T-shaped member 344a is formed with such a length that one end portion of the columnar portion 344Ca is in contact with the leaf spring 445 when the sliding portion 344Ta and the spiral groove 121FL slide together. Therefore, the T-shaped member 344a is urged toward the spiral groove 121FL by the leaf spring 445, and an effect of reducing the backlash similar to the sliding sphere 144 described above can be obtained.

図１５において、Ｔ型部材３４４ｂも上記に説明したＴ型部材３４４ａと同様にして螺旋状溝１２１ＦＲと滑合する。ここで、滑合部３４４Ｔａは領域ζで、滑合部３４４Ｔｂは領域ηで、それぞれ螺旋方向の異なる螺旋状溝１２１ＦＬおよび螺旋状溝１２１ＦＲと滑合している。そのため、駆動軸３２が回転すると、揺動アーム４４に対してＴ型部材３４４ａおよびＴ型部材３４４ｂの何れからも、揺動アーム４４を同じ方向へ揺動させる力が働く。したがって、本変形例によれば、揺動機構１ｃは、揺動アーム４４の揺動範囲を確保しながら、複数のＴ型部材３４４ａおよびＴ型部材３４４ｂを設けることができる。なお、Ｔ型部材３４４ａおよびＴ型部材３４４ｂを付勢するために、板ばね４４５の代りに上記の実施形態に示したばね１４５およびばね押さえピン１４６等が用いられても良い。   In FIG. 15, the T-shaped member 344b also slides on the spiral groove 121FR in the same manner as the T-shaped member 344a described above. Here, the sliding portion 344Ta is in the region ζ, and the sliding portion 344Tb is in the region η, and is in sliding contact with the spiral groove 121FL and the spiral groove 121FR having different spiral directions. Therefore, when the drive shaft 32 rotates, a force that causes the swing arm 44 to swing in the same direction is exerted on the swing arm 44 from both the T-shaped member 344a and the T-shaped member 344b. Therefore, according to the present modification, the swing mechanism 1c can provide the plurality of T-shaped members 344a and T-shaped members 344b while ensuring the swing range of the swing arm 44. In order to bias the T-shaped member 344a and the T-shaped member 344b, the spring 145 and the spring pressing pin 146 shown in the above embodiment may be used instead of the leaf spring 445.

本発明に係る揺動機構は、任意のトルクで所定部材を揺動可能であり、小型のロボット関節や大型の機械等、様々な揺動機構として有用である。   The swing mechanism according to the present invention can swing a predetermined member with an arbitrary torque, and is useful as various swing mechanisms such as a small robot joint and a large machine.

（ａ）は本発明の一実施形態に係る揺動機構１ａの斜視図、（ｂ）は揺動機構１ａの断面斜視図(A) is a perspective view of the swing mechanism 1a according to the embodiment of the present invention, (b) is a cross-sectional perspective view of the swing mechanism 1a. 駆動軸１２の側面図Side view of drive shaft 12 （ａ）は揺動アーム１４の斜視図、（ｂ）は揺動アーム１４の側面図(A) is a perspective view of the swing arm 14, (b) is a side view of the swing arm 14. 図１（ｂ）における滑合球体１４４近傍を拡大した側面図1 is an enlarged side view of the vicinity of the sliding sphere 144 in FIG. （ａ）は共回り防止ガイド１６の断面斜視図、（ｂ）は共回り防止ガイド１６の断面図(A) is a cross-sectional perspective view of the co-rotation prevention guide 16, and (b) is a cross-sectional view of the co-rotation prevention guide 16. 揺動機構１ａの組立図Assembly drawing of swing mechanism 1a 図１の駆動軸１２を回転させて揺動アーム１４を揺動させる各段階の揺動機構１ａの部分断面図1 is a partial cross-sectional view of the swing mechanism 1a at each stage in which the drive shaft 12 of FIG. 開口部に切り込み１４１Ｄが形成された揺動アーム１４の斜視図A perspective view of the swing arm 14 in which an incision 141D is formed in the opening. 開口部に切り込み１４１Ｄが形成された揺動アーム１４を備える揺動機構１ａの断面斜視図Cross-sectional perspective view of a swinging mechanism 1a including a swinging arm 14 having a cut 141D formed in an opening. 駆動軸１２および揺動アーム１４の内部に中空空間が形成された揺動機構１ａの側断面図Side sectional view of the swing mechanism 1a in which a hollow space is formed inside the drive shaft 12 and the swing arm 14. 揺動アーム３４の斜視図A perspective view of the swing arm 34 螺旋状の突条を案内路とした揺動機構１ｂの部分断面図Partial sectional view of the swinging mechanism 1b using a spiral protrusion as a guide path 螺旋状の突条を案内路として形成された駆動軸２２の側面図Side view of the drive shaft 22 formed with a spiral protrusion as a guide path 螺旋状の突条との滑合部近傍を拡大した側断面図Side sectional view enlarging the vicinity of the sliding portion with the spiral ridge 第３の変形例に係る揺動機構１ｃの断面図Sectional drawing of the rocking mechanism 1c which concerns on a 3rd modification Ｔ型部材３４４を備える揺動機構１ｃの該部材近傍を拡大した一部透視斜視図A partially transparent perspective view in which the vicinity of the swing mechanism 1c including the T-shaped member 344 is enlarged. Ｔ型部材３４４を備える揺動機構１ｃの該部材近傍を拡大した断面図Sectional drawing which expanded the member vicinity of rocking mechanism 1c provided with T type member 344

符号の説明Explanation of symbols

１ 揺動機構
１２、２２、３２ 駆動軸
１４、３４、４４ 揺動アーム
１６ 共回り防止ガイド
１２１、２２１、３２１ 凸球部
１２２ 軸部
１４１、４４１ 凹球部
１４２ 揺動部
１４３ フェルト
１４４ 滑合球体
１４５ ばね
１４６ ばね押さえピン
１４７ 介在部材
１６１ 頭部
１６２ 主部
２４４ 切欠き部材
３４１ 円筒部
３４４ Ｔ型部材
４４５ 板ばね
４４６ ねじ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Oscillating mechanism 12, 22, 32 Drive shaft 14, 34, 44 Oscillating arm 16 Co-rotation prevention guide 121, 221 and 321 Convex ball part 122 Shaft part 141, 441 Concave ball part 142 Oscillating part 143 Felt 144 Sliding Sphere 145 Spring 146 Spring holding pin 147 Interposition member 161 Head 162 Main portion 244 Notch member 341 Cylindrical portion 344 T-type member 445 Leaf spring 446 Screw

Claims (15)

外部から受ける回転駆動力に応じて所定部材を揺動する揺動機構であって、
前記回転駆動力を受けて所定の回転方向に回転する回転部材と、
前記回転部材と連結して所定の揺動方向に揺動する揺動部材と、
他の外部部材に固定され、前記回転部材の回転を支持する軸受孔および前記揺動部材の揺動運動をガイドするスリットが形成された支持部材とを備え、
前記回転部材は、
前記回転駆動力が入力され、前記支持部材の軸受孔に貫通して回転可能に配置される軸部と、
前記軸部の一方端部に固設され、その表面に前記軸部の回転軸を中心とした螺旋状の案内路が形成された凸球形状の凸球部とを含み、
前記揺動部材は、
前記凸球部の外周面と遊嵌する凹形状内周面を有し、前記スリットに沿って移動可能な遊嵌部と、
前記凹形状内周面に設けられ、前記凸球部と前記遊嵌部とが遊嵌した状態で当該凸球部に形成された前記案内路と滑合する滑合子と、
前記遊嵌部の外側面に固設され、前記遊嵌部の移動に応じて前記スリットが形成された方向に揺動することによって前記所定部材を揺動させる揺動部とを含む、揺動機構。 A swing mechanism that swings a predetermined member in accordance with a rotational driving force received from the outside,
A rotating member that receives the rotational driving force and rotates in a predetermined rotational direction;
An oscillating member coupled to the rotating member and oscillating in a predetermined oscillating direction;
A support hole fixed to another external member and having a bearing hole for supporting the rotation of the rotating member and a slit for guiding the swinging motion of the swinging member;
The rotating member is
A shaft portion that is inputted with the rotational driving force and is rotatably arranged through the bearing hole of the support member;
A convex spherical portion that is fixed to one end portion of the shaft portion and has a helical guide path formed on the surface thereof around the rotation axis of the shaft portion;
The swing member is
A loose fitting portion having a concave inner circumferential surface that is loosely fitted to the outer circumferential surface of the convex ball portion, and movable along the slit;
Provided on the concave inner peripheral surface, a slider that slides on the guide path formed on the convex spherical portion in a state where the convex spherical portion and the loose fitting portion are loosely fitted,
A swinging portion that is fixed to the outer surface of the loosely fitting portion and that swings the predetermined member by swinging in the direction in which the slit is formed according to the movement of the loosely fitting portion. mechanism. 前記支持部材は、前記軸部の回転軸に平行な平面に沿って前記スリットが形成され、
前記揺動部は、前記遊嵌部が前記スリットに沿って移動することによって前記軸部の回転軸に平行な平面に沿った方向に揺動する、請求項１に記載の揺動機構。 The support member has the slit formed along a plane parallel to the rotation axis of the shaft portion,
2. The swing mechanism according to claim 1, wherein the swing portion swings in a direction along a plane parallel to a rotation axis of the shaft portion as the loose fitting portion moves along the slit. 前記支持部材は、前記軸受孔および前記スリットと連通して前記凸球部を配置する球状空間がその内部に形成され、
前記凸球部は、前記球状空間内に配置された状態で所定の隙間を介して前記支持部材内壁と遊嵌する、請求項１または請求項２に記載の揺動機構。 The support member is formed with a spherical space in which the convex spherical portion is disposed in communication with the bearing hole and the slit,
3. The swing mechanism according to claim 1, wherein the convex spherical portion is loosely fitted to the inner wall of the support member through a predetermined gap in a state where the convex spherical portion is arranged in the spherical space. 前記凸球部は、前記案内路と前記滑合子との静止摩擦係数μに対して、リード角γが
γ≦ｔａｎ-1（μ）
で形成された螺旋状の前記案内路が形成される、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の揺動機構。 The convex spherical portion has a lead angle γ of γ ≦ tan −1 (μ) with respect to a static friction coefficient μ between the guide path and the slider.
The swinging mechanism according to any one of claims 1 to 3, wherein the spiral guide path formed in (1) is formed. 前記遊嵌部は、前記案内路と同時に嵌合する複数の前記滑合子が前記凹形状内周面に設けられる、請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載の揺動機構。   5. The swing mechanism according to claim 1, wherein the loose fitting portion is provided with a plurality of the sliders that are fitted simultaneously with the guide path on the inner circumferential surface of the concave shape. 前記凸球部は、その表面に前記軸部の回転軸を中心として螺旋の進行方向が異なる螺旋状の２つの案内路が形成され、
前記複数の滑合子は、前記２つの案内路に沿ってそれぞれ嵌合する、請求項５に記載の揺動機構。 On the surface of the convex sphere, two spiral guide paths having different spiral traveling directions around the rotation axis of the shaft are formed,
The swing mechanism according to claim 5, wherein the plurality of sliders are fitted together along the two guide paths. 前記遊嵌部は、少なくとも前記凹形状内周面側に開口する筒孔が形成され、
前記滑合子は、前記筒孔に遊挿される硬質部材であり、
前記遊嵌部は、前記硬質部材に対して前記遊嵌部の外側面側となる前記筒孔内に配され、当該硬質部材を当該筒孔に沿って前記案内路へ向かう方向に付勢する弾性体を含む、請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載の揺動機構。 The loose fitting portion is formed with a cylindrical hole that opens at least on the concave inner peripheral surface side,
The slider is a hard member loosely inserted into the cylindrical hole,
The loose fitting portion is disposed in the cylindrical hole that is on the outer surface side of the loose fitting portion with respect to the hard member, and biases the hard member in the direction toward the guide path along the cylindrical hole. The rocking mechanism according to claim 1, comprising an elastic body. 前記筒孔は、前記遊嵌部の凹形状内周面側から外側面まで貫通して形成され、
前記硬質部材および前記弾性体は、前記筒孔の外側面側開口部から付替可能に構成される、請求項７に記載の揺動機構。 The cylindrical hole is formed so as to penetrate from the concave inner peripheral surface side to the outer surface of the loose fitting portion,
The rocking mechanism according to claim 7, wherein the hard member and the elastic body are configured to be replaceable from an outer surface side opening of the cylindrical hole. 前記案内路は、前記凸球部表面に対して一定深さで彫設された螺旋状の条溝であり、
前記滑合子は、前記遊嵌部の凹形状内周面に突設され、前記条溝に嵌合可能な突起である、請求項１乃至請求項８の何れか１つに記載の揺動機構。 The guide path is a spiral groove sculpted at a certain depth with respect to the convex sphere surface.
The swing mechanism according to any one of claims 1 to 8, wherein the slider is a protrusion that protrudes from a concave inner peripheral surface of the loosely fitting portion and can be fitted into the groove. . 前記凹形状内周面は、所定の隙間を介して前記凸球部の凸球面を包み込む球面である、請求項９に記載の揺動機構。   The swing mechanism according to claim 9, wherein the concave inner peripheral surface is a spherical surface that wraps around the convex spherical surface of the convex spherical portion via a predetermined gap. 前記凹形状内周面は、所定の隙間を介して前記凸球部の凸球面と遊嵌する直円柱面である、請求項９に記載の揺動機構。   The rocking mechanism according to claim 9, wherein the concave inner peripheral surface is a right circular cylindrical surface that is loosely fitted to the convex spherical surface of the convex spherical portion via a predetermined gap. 前記案内路は、前記凸球部表面に対して一定高さで突出した螺旋状の突条であり、
前記滑合子は、前記遊嵌部の凹形状内周面に突設され、前記突条に嵌合可能な凹部を有する突起である、請求項１に記載の揺動機構。 The guide path is a spiral ridge protruding at a certain height with respect to the convex sphere surface,
The swing mechanism according to claim 1, wherein the slider is a protrusion that protrudes from a concave inner peripheral surface of the loose fitting portion and has a concave portion that can be fitted to the protrusion. 前記外部部材に対して前記支持部材を所定の方向に回動させ、任意の角度で当該支持部材を固定する支持部材回動機構を、さらに備える、請求項１乃至請求項１２の何れか１つに記載の揺動機構。   The support member rotating mechanism according to any one of claims 1 to 12, further comprising a support member rotating mechanism that rotates the support member in a predetermined direction with respect to the external member and fixes the support member at an arbitrary angle. The swing mechanism described in 1. 前記回転部材は、前記軸部の開放端から前記凸球部の表面まで貫通する第１貫通孔を有し、
前記揺動部材は、前記遊嵌部の凹形状内周面から前記揺動部の開放端まで貫通する第２貫通孔を有し、
前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とは、互いに連通して配置される、請求項１乃至請求項１３の何れか１つに記載の揺動機構。 The rotating member has a first through hole penetrating from the open end of the shaft portion to the surface of the convex spherical portion,
The swing member has a second through hole penetrating from a concave inner peripheral surface of the loose fitting portion to an open end of the swing portion,
The rocking mechanism according to any one of claims 1 to 13, wherein the first through hole and the second through hole are arranged in communication with each other. 前記凸球部の外周面および前記遊嵌部の凹形状内周面の少なくとも一方側の一部に、潤滑剤を含む潤滑剤含有部材が設けられ、
前記潤滑剤含有部材は、対向する面に摺接する、請求項１乃至請求項１４の何れか１つに記載の揺動機構。 A lubricant-containing member containing a lubricant is provided on a part of at least one side of the outer peripheral surface of the convex spherical portion and the concave inner peripheral surface of the loose fitting portion,
The rocking mechanism according to any one of claims 1 to 14, wherein the lubricant-containing member is in sliding contact with an opposing surface.
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