JP2011156146A - Force transmission device - Google Patents

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Sanghyun Joung
常賢 鄭
Ryuhei Shimada
龍平 島田
Toji Nakazawa
東治 中澤
Ichiro Sakuma
一郎 佐久間
Isao Onishi
五三男 大西
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University of Tokyo NUC
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University of Tokyo NUC
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a force transmission device which can transmit a force between two elements and can block overload in a plurality of directions. <P>SOLUTION: The force transmission device 20 includes an inner ring assembly 21 and an outer ring assembly 41 which form a ball joint, a spherical body 30 supported by the inner ring assembly 21 so as to make it butt against an outer ring assembly 41 side butting member 45 when the shaft centers of the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 are in agreement with each other, springs 33 and 34 elastically pressing the spherical body 30 against the butting member 45, a pair of rollers 25 and a pair of guide concavities 43g regulating a relative movement between the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 around the Z axis as a reference axis and permitting a relative movement between the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 around two axes intersecting the reference axis at right angles and intersecting each other at right angles. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、２要素間で力を伝達する力伝達装置に関する。   The present invention relates to a force transmission device that transmits force between two elements.

従来、骨折や脱臼等の治療に用いられる整復装置として、下肢を整復すべき患者の少なくとも下半身を支える支持台と、患者の下腿を支持する下腿支持台と、下腿支持台を略水平な軸線の周りに移動させる第１可動テーブルと、第１可動テーブルを駆動する第１駆動手段と、下腿支持台を略水平方向に移動させる第２可動テーブルと、第２可動テーブルを駆動する第２駆動手段とを備え、患者の下肢に捻り動作と伸縮動作とを行なわせることができるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この整復装置は、更に、患者の下肢に左右移動動作と上下移動動作とを行わせるために、下腿支持台を略水平面内で揺動させる揺動アームと、下腿支持台を略垂直方向に移動させる第３可動テーブルと、第３可動テーブルを駆動する第３駆動手段とを備え、患者の足首に前後への曲げ動作を行わせるために、下腿支持台と第１可動テーブルとの間に介装されると共に略水平な軸線の周りに移動自在な継手部材と、継手部材を略水平な軸線周りに移動させる第４駆動手段とを備え、患者の足首に左右への振り動作を行わせるために、継手部材と共に自在継手を構成して略垂直な軸線の周りに移動自在な第２継手部材と、下腿支持台と第１可動テーブルとの間に介装されると共に第２継手部材を略垂直な軸線の周りに移動させる第５駆動手段とを備える。加えて、特許文献１に記載の整復装置は、患者の下肢を整復する際に下肢に対して無理な力が加わらないようにするために、第１可動テーブルから患者の下腿に無理な力が加わりそうになると、第１可動テーブルから患者の下腿に対する動力の伝達がなされなくなるようにする第１のメカニカルセイフティースイッチと、第２可動テーブルから患者の下腿に無理な力が加わりそうになると、第２可動テーブルから患者の下腿に対する動力の伝達がなされなくなるようにする第２のメカニカルセイフティースイッチとを備える。   Conventionally, as a reduction device used for treatment of fractures and dislocations, a support base that supports at least the lower body of a patient whose leg should be reduced, a lower leg support base that supports the patient's lower leg, and a lower leg support base that has a substantially horizontal axis. A first movable table that moves around, a first drive means that drives the first movable table, a second movable table that moves the lower leg support in a substantially horizontal direction, and a second drive means that drives the second movable table And capable of causing the patient's lower limbs to perform twisting and stretching operations (see, for example, Patent Document 1). This reduction device further moves a swing arm that swings the lower leg support in a substantially horizontal plane and moves the lower leg support in a substantially vertical direction in order to cause the patient's lower limb to move left and right and up and down. And a third driving means for driving the third movable table, and is interposed between the lower leg support and the first movable table to cause the patient's ankle to bend back and forth. And a fourth driving means for moving the joint member about the substantially horizontal axis, and for causing the patient's ankle to swing left and right. In addition, a universal joint is formed with the joint member so as to be movable around a substantially vertical axis, and the second joint member is interposed between the crus support and the first movable table. Fifth drive means for moving around a vertical axis; Obtain. In addition, the reduction device described in Patent Document 1 applies an excessive force from the first movable table to the patient's lower leg so as not to apply an excessive force to the lower leg when reducing the patient's lower leg. When it is about to join, the first mechanical safety switch that prevents transmission of power from the first movable table to the patient's lower leg, and when an excessive force is applied to the patient's lower leg from the second movable table, And a second mechanical safety switch for preventing transmission of power from the second movable table to the patient's lower leg.

第１のメカニカルセイフティースイッチは、第１可動テーブルの回転中心から偏倚した位置に形成された貫通孔と、下腿支持台に連結された中継プレートの貫通孔に対応する位置に形成されたねじ孔と、このねじ孔に螺合される調整ねじと、この調整ねじのねじ部先端側に配置された鋼球と、調整ねじと鋼球との間に配置されたコイルスプリングとから構成されるものである。第１メカニカルセイフティースイッチによれば、コイルスプリングにより鋼球が付勢されて第１可動テーブルの貫通孔に押し付けられている間、第１駆動手段からの駆動力を第１可動テーブル、鋼球、および中継プレートを介して下腿支持台に伝達することができる。また、患者の下肢に捻り方向の無理な力が加わろうとすると、コイルスプリングによる付勢力に抗して鋼球と貫通孔との係合状態が解除され、第１可動テーブルから中継プレートすなわち下肢支持台への動力の伝達がなされなくなる。同様に、第２のメカニカルセイフティースイッチは、第２可動テーブルと第２駆動手段との間に介装された中間プレートに形成された貫通孔と、第２可動テーブルの当該貫通孔に対応する位置に形成されたねじ孔と、このねじ孔に螺合される調整ねじと、この調整ねじのねじ部先端側に配置された鋼球と、調整ねじと鋼球との間に配置されたコイルスプリングとから構成されるものである。これにより、コイルスプリングにより鋼球が付勢されて中間プレートの貫通孔に押し付けられている間、第２駆動手段からの駆動力を第２可動テーブルを介して下腿支持台に伝達することができる。また、患者の下肢に伸縮方向の無理な力が加わろうとすると、コイルスプリングによる付勢力に抗して鋼球と貫通孔との係合状態が解除され、第２駆動手段から第２可動テーブルすなわち下肢支持台への動力の伝達がなされなくなる。   The first mechanical safety switch includes a through hole formed at a position deviated from the rotation center of the first movable table, and a screw hole formed at a position corresponding to the through hole of the relay plate connected to the crus support. And an adjustment screw screwed into the screw hole, a steel ball arranged on the tip end side of the screw portion of the adjustment screw, and a coil spring arranged between the adjustment screw and the steel ball It is. According to the first mechanical safety switch, while the steel ball is urged by the coil spring and pressed against the through hole of the first movable table, the driving force from the first driving means is applied to the first movable table and the steel ball. And can be transmitted to the lower leg support via the relay plate. Also, if an excessive force in the twisting direction is applied to the patient's lower limb, the engagement state between the steel ball and the through hole is released against the biasing force of the coil spring, and the relay plate, that is, the lower limb support is released from the first movable table. The power is not transmitted to the stand. Similarly, the second mechanical safety switch corresponds to a through hole formed in the intermediate plate interposed between the second movable table and the second driving means, and the through hole of the second movable table. A screw hole formed at a position, an adjustment screw screwed into the screw hole, a steel ball arranged on the tip end side of the screw portion of the adjustment screw, and a coil arranged between the adjustment screw and the steel ball It consists of a spring. Thus, while the steel ball is urged by the coil spring and pressed against the through hole of the intermediate plate, the driving force from the second driving means can be transmitted to the crus support via the second movable table. . Further, when an excessive force in the expansion / contraction direction is applied to the patient's lower limb, the engagement state between the steel ball and the through hole is released against the biasing force by the coil spring, and the second movable table, that is, the second movable table, The power is not transmitted to the lower limb support.

特開２００９−５８０４１号公報JP 2009-58041 A

上述の整復装置では、患者の下肢に捻り動作を行わせる第１可動テーブルと、患者の下肢に伸縮動作を行わせる第２駆動テーブルとに対してのみメカニカルセイフティースイッチが設けられている。従って、下肢の左右移動方向、下肢の上下移動方向、足首の前後への曲げ方向、および足首の左右への振り方向のそれぞれにおける無理な力が患者に伝達されないようにするためには、整復装置に対して、これらの動作を行わせる駆動部の数だけメカニカルセイフティースイッチを追加しなければならない。しかしながら、このようにメカニカルセイフティースイッチを多数用いれば、コストアップや装置の大型化、装置構造の複雑化を招いてしまう。このため、２要素間で力を伝達する装置として、複数方向の過負荷を遮断可能なものに対するニーズが高まっている。また、産業用ロボットや人型ロボットといったロボットの分野においても、このようなニーズは高い。   In the reduction device described above, the mechanical safety switch is provided only for the first movable table that causes the patient's lower limbs to twist and the second drive table that causes the patient's lower limbs to expand and contract. Therefore, in order to prevent excessive force in each of the lateral movement direction of the lower limbs, the vertical movement direction of the lower limbs, the bending direction of the ankle forward and backward, and the swinging direction of the ankle left and right, from being transmitted to the patient, On the other hand, it is necessary to add mechanical safety switches as many as the number of driving units that perform these operations. However, if a large number of mechanical safety switches are used in this way, the cost increases, the apparatus becomes larger, and the apparatus structure becomes complicated. For this reason, as a device for transmitting force between two elements, there is an increasing need for devices capable of interrupting overloads in a plurality of directions. Such needs are also high in the field of robots such as industrial robots and humanoid robots.

そこで、本発明は、２要素間で力を伝達すると共に複数方向の過負荷を遮断することができる力伝達装置の提供を主目的とする。   In view of the above, the main object of the present invention is to provide a force transmission device capable of transmitting a force between two elements and interrupting an overload in a plurality of directions.

本発明による力伝達装置は、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。   The force transmission device according to the present invention employs the following means in order to achieve the main object.

本発明による第１の力伝達装置は、
２要素間で力を伝達する力伝達装置であって、
凸球面を有する内輪要素と
前記内輪要素の前記凸球面と係合する凹球面を有し、前記内輪要素と共にボールジョイントを構成する外輪要素と、
前記内輪要素の軸心である内輪軸心と前記外輪要素の軸心である外輪軸心とが一致しているときに前記内輪要素および前記外輪要素の何れか一方に定められた当接部と当接するように前記内輪要素および前記外輪要素の他方により支持される球体と、
前記球体を前記当接部に対して弾性的に押し付ける付勢手段と、
前記内輪軸心と前記外輪軸心とが一致しているときの前記内輪要素および前記外輪要素の軸心である基準軸の周りにおける該内輪要素と該外輪要素との相対運動を規制すると共に、前記基準軸とそれぞれ直交すると共に互いに直交する２つの軸の周りにおける前記内輪要素と前記外輪要素との相対運動を許容する運動拘束手段と、
を備えることを特徴とする。 A first force transmission device according to the present invention comprises:
A force transmission device for transmitting force between two elements,
An inner ring element having a convex spherical surface, a concave spherical surface that engages with the convex spherical surface of the inner ring element, and an outer ring element that forms a ball joint with the inner ring element;
A contact portion defined on one of the inner ring element and the outer ring element when an inner ring axis that is an axis of the inner ring element and an outer ring axis that is an axis of the outer ring element coincide with each other; A sphere supported by the other of the inner ring element and the outer ring element so as to abut,
An urging means for elastically pressing the sphere against the contact portion;
Restricting relative motion between the inner ring element and the outer ring element around a reference axis that is an axis of the inner ring element and the outer ring element when the inner ring axis and the outer ring axis coincide with each other; A movement restraining means for allowing relative movement between the inner ring element and the outer ring element around two axes that are orthogonal to the reference axis and orthogonal to each other;
It is characterized by providing.

この力伝達装置は、２要素間に配置されて当該２要素間で力を伝達するものであり、ボールジョイントを構成する内輪要素および外輪要素と、内輪軸心と外輪軸心とが一致しているときに内輪要素および外輪要素の何れか一方に定められた当接部と当接するように内輪要素および外輪要素の他方により支持される球体と、球体を当接部に対して弾性的に押し付ける付勢手段とを備える。これにより、付勢手段によって球体が当接部に対して弾性的に押し付けられて内輪要素と外輪要素とが同心に保たれていれば、内輪要素の軸心と外輪要素の軸心とが一致しているときの両者の軸心である基準軸周りの回転トルクや、様々な方向の力を内輪要素および外輪要素の一方から他方へと伝達することができる。また、この力伝達装置は、内輪軸心と外輪軸心とが一致しているときの内輪要素および外輪要素の軸心である基準軸の周りにおける当該内輪要素と当該外輪要素との相対運動を規制すると共に、基準軸とそれぞれ直交すると共に互いに直交する２つの軸の周りにおける内輪要素と外輪要素との相対運動を許容する運動拘束手段を備える。これにより、内輪要素および外輪要素の一方から他方へと伝達される回転トルクが大きくなっても内輪要素と外輪要素との間での回転トルクの伝達が断たれることはないが、内輪要素または外輪要素に加えられる回転トルク以外の力が球体と当接部との間の静止力に打ち勝つと球体が付勢手段からの押付力に抗して当接部から外れ、内輪軸心や外輪軸心周りの回転以外の内輪要素と外輪要素との相対運動が許容されて当該相対運動を生じさせた力の方向における過負荷が遮断されることになる。従って、この力伝達装置によれば、２要素間で力を伝達すると共に複数方向の過負荷を遮断することが可能となる。   This force transmission device is arranged between two elements and transmits a force between the two elements. The inner ring element and the outer ring element constituting the ball joint, and the inner ring axis and the outer ring axis coincide with each other. A sphere supported by the other of the inner ring element and the outer ring element so as to abut against the abutting portion defined on either the inner ring element or the outer ring element, and elastically press the sphere against the abutting portion Biasing means. As a result, if the sphere is elastically pressed against the abutting portion by the urging means and the inner ring element and the outer ring element are kept concentric, the inner ring element and the outer ring element have the same axis. Rotational torque around the reference axis, which is the center of both axes, and forces in various directions can be transmitted from one of the inner ring element and the outer ring element to the other. In addition, the force transmission device performs relative motion between the inner ring element and the outer ring element around the reference axis that is the axis of the inner ring element and the outer ring element when the inner ring axis and the outer ring axis coincide with each other. There is provided a movement restraining means that regulates and allows relative movement of the inner ring element and the outer ring element around two axes that are orthogonal to the reference axis and orthogonal to each other. Thereby, even if the rotational torque transmitted from one of the inner ring element and the outer ring element to the other increases, the transmission of the rotational torque between the inner ring element and the outer ring element is not interrupted. If a force other than the rotational torque applied to the outer ring element overcomes the static force between the sphere and the abutting part, the sphere will come out of the abutting part against the pressing force from the urging means, and the inner ring axis or outer ring axis Relative motion between the inner ring element and the outer ring element other than rotation around the center is allowed, and overload in the direction of the force that caused the relative movement is cut off. Therefore, according to this force transmission device, it is possible to transmit a force between two elements and interrupt an overload in a plurality of directions.

また、前記球体は、前記外輪要素に向けて前記内輪要素から突出するように前記内輪軸心上に配置されてもよく、前記当接部は、前記球体と係合するように前記外輪要素に設けられる前記外輪軸心を中心とする凹部または孔部であってもよい。これにより、球体と当接部との当接を解除する力を基準軸と直交する平面内の全方向において概ね一定にすることが可能となる。   The spherical body may be disposed on the inner ring axial center so as to protrude from the inner ring element toward the outer ring element, and the abutting portion is disposed on the outer ring element so as to engage with the spherical body. It may be a recess or a hole centered on the provided outer ring axis. As a result, the force for releasing the contact between the sphere and the contact portion can be made substantially constant in all directions within a plane orthogonal to the reference axis.

更に、第１の力伝達装置は、前記付勢手段による前記球体を前記当接部に押し付ける力を変更可能な押付力設定手段を備えてもよい。これにより、力伝達装置の過負荷遮断特性を任意に変更することが可能となる。   Further, the first force transmission device may include a pressing force setting unit capable of changing a force pressing the sphere against the contact portion by the urging unit. Thereby, it becomes possible to arbitrarily change the overload cutoff characteristic of the force transmission device.

また、前記内輪要素は、前記球体を支持すると共に前記内輪軸心上で摺動可能な球体支持部材と、前記球体支持部材と間隔を置いて前記内輪軸心上で摺動可能な押付部材と、前記押付部材を前記内輪軸心上で進退移動させる移動機構とを有してもよく、前記付勢手段は、前記球体支持部材と前記押付部材との間に配置される弾性体であってもよい。これにより、移動機構を用いて押付部材と球体支持部材との間隔を調整することにより力伝達装置の過負荷遮断特性を容易に変更可能となる。   The inner ring element supports the sphere and is slidable on the inner ring axis, and a pressing member is slidable on the inner ring axis at a distance from the sphere support member. And a moving mechanism for moving the pressing member forward and backward on the inner ring axis, wherein the biasing means is an elastic body disposed between the spherical body supporting member and the pressing member. Also good. Thereby, the overload cutoff characteristic of the force transmission device can be easily changed by adjusting the distance between the pressing member and the spherical body support member using the moving mechanism.

更に、前記外輪要素は、前記凹球面と同心であると共に該凹球面よりも大きい曲率半径をもった第２凹球面を前記当接部の周囲に有してもよい。これにより、内輪要素または外輪要素に加えられた力により当接部から外れた球体は付勢手段により第２凹球面に押し付けられた状態で当該第２凹球面上を転動または摺動することになるので、球体が当接部から外れた後に内輪要素が外輪要素に対して大きく移動するのを抑制して力伝達装置の動作を安定化させることができる。   Furthermore, the outer ring element may have a second concave spherical surface around the contact portion that is concentric with the concave spherical surface and has a larger radius of curvature than the concave spherical surface. As a result, the sphere separated from the contact portion by the force applied to the inner ring element or the outer ring element rolls or slides on the second concave spherical surface while being pressed against the second concave spherical surface by the urging means. Therefore, it is possible to stabilize the operation of the force transmission device by suppressing the inner ring element from largely moving with respect to the outer ring element after the sphere is removed from the contact portion.

また、前記当接部は、前記外輪要素に対して着脱自在に取り付けられる部材に形成されてもよい。これにより、当接部の構成（形状や材質等）を容易に変更することができるので、球体と当接部との接触状態や静摩擦係数すなわち力伝達装置の過負荷遮断特性を容易に調整可能となる。   The contact portion may be formed on a member that is detachably attached to the outer ring element. This makes it easy to change the configuration (shape, material, etc.) of the abutment part, so the contact state between the sphere and the abutment part and the static friction coefficient, that is, the overload cutoff characteristics of the force transmission device can be easily adjusted. It becomes.

更に、前記運動拘束手段は、前記凸球面を介して互いに同軸に対向するように前記内輪要素に設けられる一対の円柱体と、前記凹球面を介して互いに対向すると共にそれぞれ対応する前記円柱体と係合するように前記外輪要素に設けられ、前記内輪軸心と前記外輪軸心とが一致しているときにそれぞれ前記基準軸と前記一対の円柱体の軸心とを含む平面と平行に延びる一対の側面を有する一対の凹部とにより構成されてもよい。これにより、基準軸の周りにおける内輪要素と外輪要素との相対運動を規制しつつ、基準軸とそれぞれ直交すると共に互いに直交する２つの軸の周りにおける内輪要素と外輪要素との相対運動を許容することが可能となる。そして、かかる構成によれば、内輪軸心と外輪軸心とが一致していないときであっても、内輪要素と外輪要素との間で回転を伝達することができる。   Further, the movement restraining means includes a pair of cylindrical bodies provided on the inner ring element so as to face each other coaxially via the convex spherical surface, and the corresponding cylindrical bodies facing each other via the concave spherical surface, respectively. It is provided in the outer ring element so as to be engaged, and extends in parallel with a plane including the reference axis and the axis of the pair of cylindrical bodies, respectively, when the inner ring axis and the outer ring axis coincide with each other. You may be comprised by a pair of recessed part which has a pair of side surface. This restricts the relative movement between the inner ring element and the outer ring element around the reference axis, and allows the relative movement between the inner ring element and the outer ring element around the two axes orthogonal to each other and orthogonal to the reference axis. It becomes possible. According to this configuration, rotation can be transmitted between the inner ring element and the outer ring element even when the inner ring axis does not coincide with the outer ring axis.

また、前記円柱体は、それぞれ対応する前記凹部の前記側面の一方と当接してもよく、該円柱体と該側面の他方との間には隙間が形成されてもよい。これにより、基準軸とそれぞれ直交すると共に互いに直交する２つの軸の周りにおける内輪要素と外輪要素との相対運動をよりスムースなものとすることが可能となる。   In addition, the cylindrical body may abut one of the side surfaces of the corresponding concave portion, and a gap may be formed between the cylindrical body and the other side surface. As a result, the relative motion between the inner ring element and the outer ring element around two axes that are orthogonal to the reference axis and orthogonal to each other can be made smoother.

更に、前記円柱体は、それぞれ中心軸周りに回転自在となるように前記内輪要素に設けられてもよい。これにより、基準軸とそれぞれ直交すると共に互いに直交する２つの軸の周りにおける内輪要素と外輪要素との相対運動をより一層スムースなものとすることが可能となる。   Further, the cylindrical body may be provided on the inner ring element so as to be rotatable around a central axis. As a result, the relative motion between the inner ring element and the outer ring element around two axes that are orthogonal to the reference axis and orthogonal to each other can be made even smoother.

また、第１の力伝達装置は、前記内輪要素および前記外輪要素の何れか一方に接続されており、入力回転トルクが所定値未満であるときには前記内輪要素および前記外輪要素の一方に前記入力回転トルクを伝達すると共に、前記入力回転トルクが前記所定値以上になったときには前記内輪要素および前記外輪要素の一方に前記入力回転トルクが伝達されないようにするトルクリミッタを更に備えてもよい。これにより、内輪要素および外輪要素の一方への回転トルクの伝達を断つことで内輪要素および外輪要素の一方から他方へと過剰な回転トルクが伝達されるのを抑制することが可能となるので、一体で多方向における過負荷を遮断する有用な力伝達装置の実現が可能となる。   The first force transmission device is connected to one of the inner ring element and the outer ring element, and when the input rotational torque is less than a predetermined value, the input rotation is applied to one of the inner ring element and the outer ring element. A torque limiter may be further provided that transmits torque and prevents the input rotational torque from being transmitted to one of the inner ring element and the outer ring element when the input rotational torque exceeds the predetermined value. Accordingly, it is possible to suppress transmission of excessive rotational torque from one of the inner ring element and the outer ring element to the other by cutting off transmission of the rotational torque to one of the inner ring element and the outer ring element. It is possible to realize a useful force transmission device that integrally cuts off overload in multiple directions.

そして、上記第１の力伝達装置は、前記内輪要素および前記外輪要素の何れか一方に連結されており、前記基準軸周りの回転トルクと、前記基準軸と直交すると共に互いに直交する２つの軸それぞれの方向の力とを前記内輪要素および前記外輪要素の一方に出力する駆動ユニットと、前記内輪要素および前記外輪要素の他方に連結されると共に患者の身体の一部を支持する支持部材とを備える整復装置に適用されてもよい。   The first force transmission device is connected to any one of the inner ring element and the outer ring element, and the rotational torque around the reference axis and two axes orthogonal to the reference axis and orthogonal to each other A drive unit that outputs a force in each direction to one of the inner ring element and the outer ring element; and a support member that is coupled to the other of the inner ring element and the outer ring element and supports a part of the patient's body. It may be applied to a reduction device provided.

第１の力伝達装置を備えた整復装置では、過負荷を遮断するためのセイフティー機構を多数用いる必要がなくなるので、コストダウン化や装置の小型化、装置構造の単純化を図ることができる。   In the reduction device provided with the first force transmission device, it is not necessary to use a large number of safety mechanisms for interrupting overload, so that the cost can be reduced, the device can be downsized, and the device structure can be simplified. .

本発明による第２の力伝達装置は、
２要素間で力を伝達する力伝達装置であって、
凸球面を有する内輪要素と
前記内輪要素の前記凸球面と係合する凹球面を有し、前記内輪要素と共にボールジョイントを構成する外輪要素と、
前記内輪要素の軸心である内輪軸心と前記外輪要素の軸心である外輪軸心とが一致しているときに前記内輪要素および前記外輪要素の何れか一方に定められた第１当接部と当接するように前記内輪要素および前記外輪要素の他方により支持される第１球体と、
前記第１球体を前記第１当接部に対して弾性的に押し付ける第１付勢手段と、
前記凸球面を介して互いに対向するように前記内輪要素に設けられる一対の第２球体と、互いに対向するように前記外輪要素の外周に定められた一対の第２当接部と、前記第２球体を前記第２当接部に対して弾性的に押し付ける第２付勢手段とにより構成される運動拘束手段と、
を備えることを特徴とする。 The second force transmission device according to the present invention comprises:
A force transmission device for transmitting force between two elements,
An inner ring element having a convex spherical surface, a concave spherical surface that engages with the convex spherical surface of the inner ring element, and an outer ring element that forms a ball joint with the inner ring element;
A first abutment defined in one of the inner ring element and the outer ring element when an inner ring axis that is the axis of the inner ring element and an outer ring axis that is the axis of the outer ring element coincide with each other A first sphere supported by the other of the inner ring element and the outer ring element so as to come into contact with a portion;
First urging means for elastically pressing the first sphere against the first contact portion;
A pair of second spheres provided on the inner ring element so as to face each other via the convex spherical surface, a pair of second abutting portions defined on the outer periphery of the outer ring element so as to face each other, and the second A movement restraining means constituted by a second urging means for elastically pressing a sphere against the second contact portion;
It is characterized by providing.

第２の力伝達装置は、２要素間に配置されて当該２要素間で力を伝達するものであり、ボールジョイントを構成する内輪要素および外輪要素と、内輪軸心と外輪軸心とが一致しているときに内輪要素および外輪要素の何れか一方に定められた第１当接部と当接するように内輪要素および外輪要素の他方により支持される第１球体と、第１球体を第１当接部に対して弾性的に押し付ける第１付勢手段と、凸球面を介して互いに対向するように内輪要素により支持される一対の第２球体と、互いに対向するように外輪要素の外周に定められた一対の第２当接部と、第２球体を第２当接部に対して弾性的に押し付ける第２付勢手段とにより構成される運動拘束手段を備える。これにより、第１付勢手段により第１球体が第１当接部に対して弾性的に押し付けられて内輪要素と外輪要素とが同心に保たれると共に、第２付勢手段により第２球体が第２当接部に対して弾性的に押し付けられて内輪要素と外輪要素との相対運動が規制されていれば、内輪要素の軸心と外輪要素の軸心とが一致しているときの両者の軸心周りの回転トルクや、様々な方向の力を内輪要素および外輪要素の一方から他方へと伝達することができる。また、第２の力伝達装置では、内輪要素および外輪要素の一方から他方へと伝達される回転トルクや内輪要素または外輪要素に加えられる回転トルク以外の力により、第２球体が第２当接部から外れるか、あるいは第２球体が第２当接部から外れると共に第１球体が第１当接部から外れると、内輪要素と外輪要素との相対運動が許容されて当該相対運動を生じさせた力の方向における過負荷が遮断される。従って、第２の力伝達装置によれば、２要素間で力を伝達すると共に複数方向の過負荷を遮断することが可能となる。   The second force transmission device is arranged between the two elements and transmits force between the two elements, and the inner ring element and the outer ring element constituting the ball joint, and the inner ring axis and the outer ring axis are integrated. A first sphere supported by the other of the inner ring element and the outer ring element so as to come into contact with a first abutting portion defined on one of the inner ring element and the outer ring element and A first urging means that elastically presses against the abutting portion, a pair of second spheres supported by the inner ring element so as to face each other via a convex spherical surface, and an outer periphery of the outer ring element so as to face each other There is provided a movement restraining means comprising a pair of defined second abutting portions and a second urging means for elastically pressing the second sphere against the second abutting portions. Accordingly, the first sphere is elastically pressed against the first abutting portion by the first urging means to keep the inner ring element and the outer ring element concentric, and the second urging means causes the second sphere to be concentric. Is elastically pressed against the second abutting portion and the relative movement between the inner ring element and the outer ring element is restricted, the axis center of the inner ring element and the axis center of the outer ring element coincide with each other. It is possible to transmit the rotational torque around both axes and forces in various directions from one of the inner ring element and the outer ring element to the other. In the second force transmission device, the second sphere is in contact with the second sphere by a force other than the rotational torque transmitted from one of the inner ring element and the outer ring element to the other or the rotational torque applied to the inner ring element or the outer ring element. If the second sphere is removed from the second contact portion and the first sphere is removed from the first contact portion, the relative movement between the inner ring element and the outer ring element is permitted to cause the relative movement. Overload in the direction of the applied force is interrupted. Therefore, according to the second force transmission device, it is possible to transmit a force between two elements and to block an overload in a plurality of directions.

更に、前記第１球体は、前記外輪要素に向けて前記内輪要素から突出するように前記内輪要素の軸心である内輪軸心上に配置されてもよく、前記第１当接部は、前記第１球体と係合するように前記外輪要素に設けられる該外輪要素の軸心である外輪軸心を中心とする凹部または孔部であってもよく、前記一対の第２球体は、前記内輪軸心と直交する軸上に配置されてもよく、前記第２当接部は、前記第２球体と係合するように前記外輪要素に設けられる前記外輪軸心と直交する軸を中心とする凹部または孔部であってもよい。また、前記外輪要素は、前記凹球面と同心であると共に該凹球面よりも大きい曲率半径をもった第２凹球面を前記当接部の周囲に有してもよい。   Further, the first sphere may be disposed on an inner ring axis that is an axis of the inner ring element so as to protrude from the inner ring element toward the outer ring element, and the first contact portion may be The outer ring element provided in the outer ring element so as to engage with the first sphere may be a recess or a hole centering on the outer ring axis, and the pair of second spheres may be the inner ring. The second contact portion may be arranged on an axis orthogonal to the axis, and the second contact portion is centered on an axis orthogonal to the outer ring axis provided in the outer ring element so as to engage with the second sphere. It may be a recess or a hole. The outer ring element may have a second concave spherical surface that is concentric with the concave spherical surface and has a larger radius of curvature than the concave spherical surface around the contact portion.

そして、上記第２の力伝達装置は、前記内輪要素および前記外輪要素の何れか一方に連結されており、前記内輪軸心と前記外輪軸心とが一致しているときの前記内輪要素および前記外輪要素の軸心である基準軸周りの回転トルクと、前記基準軸と直交すると共に互いに直交する２つの軸それぞれの方向の力とを前記内輪要素および前記外輪要素の一方に出力する駆動ユニットと、前記内輪要素および前記外輪要素の他方に連結されると共に患者の身体の一部を支持する支持部材とを備える整復装置に適用されてもよい。   The second force transmission device is connected to either the inner ring element or the outer ring element, and the inner ring element and the outer ring axis when the inner ring axis coincides with the outer ring axis. A drive unit that outputs a rotational torque around a reference axis, which is an axis of the outer ring element, and forces in directions of two axes orthogonal to the reference axis and orthogonal to each other, to one of the inner ring element and the outer ring element; And a reduction member connected to the other of the inner ring element and the outer ring element and supporting a part of the patient's body.

第２の力伝達装置を備えた整復装置においても、過負荷を遮断するためのセイフティー機構を多数用いる必要がなくなるので、コストダウン化や装置の小型化、装置構造の単純化を図ることができる。   Even in the reduction device provided with the second force transmission device, it is not necessary to use a large number of safety mechanisms for interrupting overload, so that the cost can be reduced, the device can be downsized, and the device structure can be simplified. it can.

本発明の実施例に係る整復装置１の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a reduction device 1 according to an embodiment of the present invention. 整復装置１に含まれる力伝達装置２０を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the force transmission device 20 contained in the reduction device 1. FIG. 力伝達装置２０を模式的に示す斜視図である。2 is a perspective view schematically showing a force transmission device 20. FIG. 力伝達装置２０を構成する内輪アッセンブリ２１を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing an inner ring assembly 21 that constitutes a force transmission device 20. FIG. 力伝達装置２０を構成する外輪アッセンブリ４１を示す断面図である。4 is a cross-sectional view showing an outer ring assembly 41 that constitutes the force transmission device 20. FIG. （ａ）および（ｂ）は、内輪アッセンブリ２１のローラ２５と外輪アッセンブリ４１のガイド凹部４３ｇとの関係を示す説明図である。(A) And (b) is explanatory drawing which shows the relationship between the roller 25 of the inner ring | wheel assembly 21, and the guide recessed part 43g of the outer ring | wheel assembly 41. FIG. 力伝達装置２０の動作を説明するための模式図である。4 is a schematic diagram for explaining the operation of the force transmission device 20. FIG. 力伝達装置２０の動作を説明するための模式図である。4 is a schematic diagram for explaining the operation of the force transmission device 20. FIG. 力伝達装置２０の動作を説明するための斜視図である。4 is a perspective view for explaining the operation of the force transmission device 20. FIG. 変形例に係る力伝達装置２０Ｂを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the force transmission device 20B which concerns on a modification. 他の変形例に係る力伝達装置２００を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the force transmission apparatus 200 which concerns on another modification.

次に、実施例を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。   Next, modes for carrying out the present invention will be described with reference to examples.

図１は、本発明の実施例に係る整復装置１の概略構成図である。同図に示す整復装置１は、例えば骨折や脱臼等の治療に用いられるものであり、可動テーブル２と、可動テーブル２に搭載された３軸式駆動ユニット３と、可動テーブル２に連結された進退駆動ユニット４と、患者の下肢といった身体の一部を支持する支持台（支持部材）５とを含む。３軸式駆動ユニット３は、セイフティー機構としてのトルクリミッタ１０および本発明による力伝達装置２０を介して支持台５に連結されており、支持台５に対して、図１におけるＺ軸周りの回転トルクを出力すると共に、図１におけるＸ軸方向の力と図１におけるＹ軸方向の力とを出力する。また、進退駆動ユニット４は、３軸式駆動ユニット３を搭載した可動テーブル２を図１におけるＺ軸方向に進退移動させることができる。これにより、実施例の整復装置１は、患者の下肢といった患部に捻り動作、左右移動動作、上下移動動作および伸縮動作を行わせることができる。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a reduction device 1 according to an embodiment of the present invention. A reduction device 1 shown in FIG. 1 is used for, for example, treatment of fractures and dislocations, and is connected to the movable table 2, the triaxial drive unit 3 mounted on the movable table 2, and the movable table 2. It includes an advancing / retreating drive unit 4 and a support base (support member) 5 that supports a part of the body such as a patient's lower limb. The triaxial drive unit 3 is connected to the support base 5 via the torque limiter 10 as a safety mechanism and the force transmission device 20 according to the present invention. While outputting a rotational torque, the force of the X-axis direction in FIG. 1 and the force of the Y-axis direction in FIG. 1 are output. Further, the advancing / retreating drive unit 4 can move the movable table 2 mounted with the triaxial drive unit 3 forward and backward in the Z-axis direction in FIG. Thereby, reduction device 1 of an example can perform twisting operation, right-and-left movement operation, up-and-down movement operation, and expansion-contraction operation to an affected part, such as a patient's lower limb.

３軸式駆動ユニット３と力伝達装置２０との間に配置されるトルクリミッタ１０は、３軸式駆動ユニット３からのＺ軸周りの回転トルクが予め定められた伝達解除閾値未満であるときには力伝達装置２０に当該回転トルクを伝達すると共に、３軸式駆動ユニット３からの回転トルクが当該伝達解除閾値以上になったときには力伝達装置２０に当該回転トルクが伝達されないようにするものである。これにより、３軸式駆動ユニット３から力伝達装置２０すなわち支持台５に支持された患者の身体の一部に過剰な回転トルクが伝達されるのを抑制することが可能となる。トルクリミッタ１０としては、スプリングといった弾性体による押付力を利用したボールプランジャ式あるいはローラプランジャ式のトルクリミッタや電磁式のトルクリミッタ（電磁クラッチ）を採用することができる。   The torque limiter 10 disposed between the triaxial drive unit 3 and the force transmission device 20 is configured to apply force when the rotational torque around the Z axis from the triaxial drive unit 3 is less than a predetermined transmission release threshold. The rotational torque is transmitted to the transmission device 20, and the rotational torque is prevented from being transmitted to the force transmission device 20 when the rotational torque from the triaxial drive unit 3 becomes equal to or greater than the transmission cancellation threshold. As a result, it is possible to suppress transmission of excessive rotational torque from the triaxial drive unit 3 to a part of the patient's body supported by the force transmission device 20, that is, the support 5. As the torque limiter 10, a ball plunger type or roller plunger type torque limiter or an electromagnetic torque limiter (electromagnetic clutch) using a pressing force by an elastic body such as a spring can be employed.

図２は、上記整復装置１に含まれる力伝達装置２０の断面図であり、図３は、力伝達装置２０を模式的に示す斜視図である。これらの図に示すように、力伝達装置２０は、それぞれ複数の部材により構成されると共に互いに係合してボールジョイントを構成する内輪アッセンブリ（内輪要素）２１と外輪アッセンブリ（外輪要素）４１とを含む。図２および図４に示すように、内輪アッセンブリ２１は、主として、内輪ベース部材２２と、内輪ベース部材２２に固定される中空の内輪軸部材２３と、所定の曲率半径をもった凸球面２４ａを外周に有する凸球面部材２４とにより構成される。なお、力伝達装置２０が上述の整復装置１に組み込まれる場合、内輪アッセンブリ２１の内輪ベース部材２２には、トルクリミッタ１０（３軸式駆動ユニット３）および支持台５の一方がボルト等を介して連結される。   2 is a cross-sectional view of the force transmission device 20 included in the reduction device 1, and FIG. 3 is a perspective view schematically showing the force transmission device 20. As shown in FIG. As shown in these drawings, the force transmission device 20 includes an inner ring assembly (inner ring element) 21 and an outer ring assembly (outer ring element) 41 that are configured by a plurality of members and that are engaged with each other to form a ball joint. Including. As shown in FIGS. 2 and 4, the inner ring assembly 21 mainly includes an inner ring base member 22, a hollow inner ring shaft member 23 fixed to the inner ring base member 22, and a convex spherical surface 24a having a predetermined radius of curvature. And a convex spherical member 24 on the outer periphery. When the force transmission device 20 is incorporated in the reduction device 1 described above, one of the torque limiter 10 (three-axis drive unit 3) and the support base 5 is connected to the inner ring base member 22 of the inner ring assembly 21 via a bolt or the like. Connected.

内輪ベース部材２２は、炭素鋼等により有底円筒状に形成されており、円筒状の側壁部２２ａと、軸心上に形成された中心孔２２ｂと、内輪ベース部材２２の外周面から中心孔２２ｂまで径方向すなわち中心孔２２ｂと直交する方向（図４におけるＸ軸方向）に延びる連通孔２２ｃとを有する。内輪軸部材２３は、炭素鋼等により円筒状に形成されており、概ね円錐台状を呈する先端部２３ａと、先端部２３ａの最外周よりも若干細径の円筒部２３ｂとを有する。実施例では、先端部２３ａ（内輪軸部材２３）の最大外径は、内輪ベース部材２２（側壁部２２ａ）の内径の例えば２分の１程度とされている。また、先端部２３ａには、その軸心上に円筒部２３ｂの内径よりも小さい内径を有する貫通孔２３ｃが形成されている。   The inner ring base member 22 is formed in a bottomed cylindrical shape from carbon steel or the like, and has a cylindrical side wall portion 22 a, a center hole 22 b formed on the shaft center, and a center hole from the outer peripheral surface of the inner ring base member 22. A communication hole 22c extending in the radial direction, that is, in a direction orthogonal to the center hole 22b (X-axis direction in FIG. 4) is provided up to 22b. The inner ring shaft member 23 is formed in a cylindrical shape from carbon steel or the like, and has a tip portion 23a having a substantially truncated cone shape and a cylindrical portion 23b having a slightly smaller diameter than the outermost periphery of the tip portion 23a. In the embodiment, the maximum outer diameter of the tip portion 23a (inner ring shaft member 23) is, for example, about one half of the inner diameter of the inner ring base member 22 (side wall portion 22a). Further, a through hole 23c having an inner diameter smaller than the inner diameter of the cylindrical portion 23b is formed on the tip portion 23a on the axis.

凸球面部材２４は、軸受鋼等により内部に内輪軸部材２３の円筒部２３ｂが同軸に挿入され得るように円環状に形成されており、当該円筒部２３ｂと概ね同一の軸方向長さを有する。そして、実施例では、凸球面部材２４の凸球面２４ａの曲率半径は、例えば、内輪ベース部材２２（側壁部２２ａ）の内径の２分の１よりも若干大きい程度に定められている。図４からわかるように、内輪軸部材２３は、円筒部２３ｂに凸球面部材２４を嵌め込んだ後に内輪ベース部材２２に対して同軸にボルトを介して固定される。これにより、凸球面部材２４は、内輪ベース部材２２の内底面と内輪軸部材２３の先端部２３ａとにより挟持・固定される。   The convex spherical member 24 is formed in an annular shape so that the cylindrical portion 23b of the inner ring shaft member 23 can be coaxially inserted therein by bearing steel or the like, and has substantially the same axial length as the cylindrical portion 23b. . In the embodiment, the radius of curvature of the convex spherical surface 24a of the convex spherical member 24 is determined to be slightly larger than, for example, one half of the inner diameter of the inner ring base member 22 (side wall portion 22a). As can be seen from FIG. 4, the inner ring shaft member 23 is fixed coaxially to the inner ring base member 22 via bolts after the convex spherical member 24 is fitted into the cylindrical portion 23b. Accordingly, the convex spherical member 24 is sandwiched and fixed by the inner bottom surface of the inner ring base member 22 and the tip end portion 23 a of the inner ring shaft member 23.

また、内輪ベース部材２２の側壁部２２ａには、一対のローラ（円柱体）２５がそれぞれ軸受２６を介して取り付けられる。一対のローラ２５は、図４に示すように、凸球面部材２４（凸球面２４ａ）を介して図中Ｘ軸方向に延びる軸上で互いに同軸に対向するように側壁部２２ａに取り付けられる。実施例において、ローラ２５を回転自在に支持する軸受２６は、互いに対向するように内輪ベース部材２２の側壁部２２ａに形成された孔に挿入されると共にセットスクリュー２７を用いて固定される。   Further, a pair of rollers (cylindrical bodies) 25 are attached to the side wall portion 22 a of the inner ring base member 22 via bearings 26, respectively. As shown in FIG. 4, the pair of rollers 25 are attached to the side wall portion 22a so as to face each other coaxially on an axis extending in the X-axis direction in the figure via a convex spherical member 24 (convex spherical surface 24a). In the embodiment, the bearing 26 that rotatably supports the roller 25 is inserted into a hole formed in the side wall portion 22 a of the inner ring base member 22 so as to face each other and is fixed by using a set screw 27.

更に、内輪アッセンブリ２１は、図２および図４に示すように、軸受鋼等からなる小径の球体３０を外輪アッセンブリ４１に向けて突出するように当該内輪アッセンブリ２１の軸心（内輪軸心）上に保持する。すなわち、実施例の内輪アッセンブリ２１は、球体３０を支持すると共に内輪アッセンブリ２１の軸心上で摺動可能となるように内輪軸部材２３により支持される球体支持部材３１と、球体支持部材３１と間隔を置いて内輪アッセンブリ２１の軸心上で摺動可能となるように内輪ベース部材２２により支持される押付部材３２と、球体支持部材３１と押付部材３２との間に互いに同軸に配置される２本のスプリング３３および３４と、押付部材を内輪軸心上で進退移動させる移動機構としてのロッド３５およびセットスクリュー３６とを含む。   Further, as shown in FIGS. 2 and 4, the inner ring assembly 21 is arranged on the axis (inner ring axis) of the inner ring assembly 21 so that a small-diameter sphere 30 made of bearing steel or the like protrudes toward the outer ring assembly 41. Hold on. That is, the inner ring assembly 21 of the embodiment supports the sphere 30 and is supported by the inner ring shaft member 23 so as to be slidable on the axis of the inner ring assembly 21, and the sphere support member 31. The pressing member 32 supported by the inner ring base member 22 so as to be slidable on the axial center of the inner ring assembly 21 with a space therebetween, and is disposed coaxially between the spherical body support member 31 and the pressing member 32. Two springs 33 and 34, and a rod 35 and a set screw 36 as a moving mechanism for moving the pressing member forward and backward on the inner ring axis are included.

球体支持部材３１は炭素鋼等からなり、内輪軸部材２３の先端部２３ａの貫通孔２３ｃ内に摺動可能に嵌合される本体と、内輪軸部材２３の円筒部２３ｂ内でスプリング３３，３４と当接するフランジ部とを有する。球体支持部材３１の本体の端部（図中左端）には、図４に示すように、その軸心を中心とした逆円錐面状あるいは球面状の凹部である球体支持凹部３１ａが形成されており、この球体支持凹部３１ａ内に球体３０が配置される。押付部材３２は、炭素鋼等からなり、内輪ベース部材２２の中心孔２２ｂ内に摺動可能に嵌合される本体と、内輪軸部材２３の円筒部２３ｂ内でスプリング３３，３４と当接するフランジ部とを有する。押付部材３２のフランジ部と反対側の端面３２ａ（図中右側の端面）は、図４に示すように、軸心と直交しない斜面として形成されている。ロッド３５は、中心孔２２ｂ内に突出するように内輪ベース部材２２の連通孔２２ｃ内に摺動可能に挿入され、押付部材３２の本体の端面（斜面）３２ａと密に当接するように斜めに形成された先端面３５ａを有する。セットスクリュー３６は、連通孔２２ｃの外周側の領域に形成された雌ねじ部と螺合する雄ねじ部をその外周に有し、ロッド３５の端面と当接するように連通孔２２ｃに螺合される。これにより、セットスクリュー３６を連通孔２２ｃ内にねじ込んでロッド３５を内輪ベース部材２２の内部へと進行させれば、ロッド３５の先端面３５ａからの力により押付部材３２が内輪アッセンブリの軸心上で球体支持部材３１に向けて（図中左側へと）移動し、それに伴って球体支持部材３１と押付部材３２との間のスプリング３３，３４が圧縮されることになる。従って、実施例の力伝達装置２０では、セットスクリュー３６のねじ込み量を調整することでスプリング３３，３４の圧縮量を変更し、それによりスプリング３３，３４から球体支持部材３１を介して球体３０に付与される力を変更することができる。   The spherical body support member 31 is made of carbon steel or the like, and includes a main body slidably fitted in the through hole 23c of the distal end portion 23a of the inner ring shaft member 23, and springs 33 and 34 in the cylindrical portion 23b of the inner ring shaft member 23. And a flange portion that abuts. As shown in FIG. 4, a spherical support concave portion 31 a that is an inverted conical surface or a spherical concave portion around the axis is formed at the end (left end in the figure) of the main body of the spherical support member 31. The spherical body 30 is disposed in the spherical body supporting recess 31a. The pressing member 32 is made of carbon steel or the like, and has a main body that is slidably fitted in the center hole 22b of the inner ring base member 22, and a flange that contacts the springs 33 and 34 in the cylindrical portion 23b of the inner ring shaft member 23. Part. As shown in FIG. 4, the end surface 32a (the end surface on the right side in the figure) opposite to the flange portion of the pressing member 32 is formed as a slope that is not orthogonal to the axis. The rod 35 is slidably inserted into the communication hole 22c of the inner ring base member 22 so as to protrude into the center hole 22b, and obliquely so as to come into close contact with the end face (slope) 32a of the main body of the pressing member 32. It has the formed front end surface 35a. The set screw 36 has a male screw portion that engages with a female screw portion formed in a region on the outer peripheral side of the communication hole 22 c on the outer periphery thereof, and is screwed into the communication hole 22 c so as to contact the end surface of the rod 35. Accordingly, when the set screw 36 is screwed into the communication hole 22c and the rod 35 is advanced into the inner ring base member 22, the pressing member 32 is moved on the axial center of the inner ring assembly by the force from the tip surface 35a of the rod 35. Then, it moves toward the sphere support member 31 (to the left in the figure), and the springs 33 and 34 between the sphere support member 31 and the pressing member 32 are compressed accordingly. Therefore, in the force transmission device 20 of the embodiment, the amount of compression of the springs 33 and 34 is changed by adjusting the screwing amount of the set screw 36, and thereby the sphere 30 is moved from the springs 33 and 34 via the sphere support member 31. The applied force can be changed.

一方、外輪アッセンブリ４１は、図２および図５に示すように、主として、外輪ベース部材４２と、外輪ベース部材４２に固定される環状部材４３と、内輪アッセンブリ２１を構成する凸球面部材２４の凸球面２４ａと係合可能な凹球面４４ａと円柱面状の外周面とを有する凹球面部材４４とにより構成される。なお、力伝達装置２０が上述の整復装置１に組み込まれる場合、外輪アッセンブリ４１の外輪ベース部材４２には、トルクリミッタ１０（３軸式駆動ユニット３）および支持台５の他方がボルト等を介して連結される。   On the other hand, as shown in FIGS. 2 and 5, the outer ring assembly 41 mainly includes an outer ring base member 42, an annular member 43 fixed to the outer ring base member 42, and a convex spherical member 24 constituting the inner ring assembly 21. A concave spherical surface 44a that can be engaged with the spherical surface 24a and a concave spherical member 44 having a cylindrical outer peripheral surface are formed. When the force transmission device 20 is incorporated in the reduction device 1 described above, the other of the torque limiter 10 (triaxial drive unit 3) and the support base 5 is connected to the outer ring base member 42 of the outer ring assembly 41 via bolts or the like. Connected.

外輪ベース部材４２は、炭素鋼等からなり、内底面としての凹球面（第２凹球面）４２ａを有する。凹球面４２ａには、外輪ベース部材４２の軸心を中心とした断面円形の比較的浅い凹部が形成されており、この凹部には、球体３０の直径よりも小さい内径を有する孔部（断面円形の貫通孔）４５ａを中心軸上に有する当接部材４５が着脱自在に嵌め込まれる。これにより、内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１とを両者の軸心が一致するように係合した際に、内輪アッセンブリ２１側の球体３０は、スプリング３３，３４により当接部材４５に対して弾性的に押し付けられ、孔部４５ａと係合（実質的に線接触）することになる。なお、実施例では、当接部材４５の内輪アッセンブリ２１側（図中右側）の表面は、周囲の凹球面４２ａと同心かつ同一曲率半径の球面状に形成されるが、当接部材４５の内輪アッセンブリ２１側の表面は、平坦に形成されてもよい。また、当接部材４５に孔部４５ａを形成する代わりに、当接部材４５の内輪アッセンブリ２１側の表面に例えば断面円形の凹部を形成してもよい。更に、外輪ベース部材４２の適所には、内輪アッセンブリ２１の内輪軸部材２３に形成された検出孔２３ｈの有無を非接触で検出することにより外輪アッセンブリ４１（外輪ベース部材４２）に対する内輪アッセンブリ２１（内輪軸部材２３）の移動の有無を検出する近接センサ４７が配置されている。実施例の近接センサ４７は、外輪ベース部材４２に対する内輪軸部材２３の移動を検知すると、その旨を示す信号を整復装置１の図示しないコントローラに出力する。   The outer ring base member 42 is made of carbon steel or the like, and has a concave spherical surface (second concave spherical surface) 42a as an inner bottom surface. The concave spherical surface 42 a is formed with a relatively shallow concave portion having a circular cross section centering on the axis of the outer ring base member 42, and a hole having an inner diameter smaller than the diameter of the sphere 30 (circular cross section). The contact member 45 having a through hole 45a on the central axis is detachably fitted. Thus, when the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 are engaged with each other so that their axial centers coincide with each other, the spherical body 30 on the inner ring assembly 21 side is elastically pressed against the contact member 45 by the springs 33 and 34. And is engaged (substantially line contact) with the hole 45a. In the embodiment, the surface of the contact member 45 on the inner ring assembly 21 side (right side in the figure) is formed in a spherical shape that is concentric with the surrounding concave spherical surface 42 a and has the same radius of curvature. The surface on the assembly 21 side may be formed flat. Further, instead of forming the hole 45 a in the contact member 45, for example, a recess having a circular cross section may be formed on the surface of the contact member 45 on the inner ring assembly 21 side. Further, the inner ring assembly 21 (outer ring base member 42) with respect to the outer ring assembly 41 (outer ring base member 42) is detected at a suitable position of the outer ring base member 42 by detecting the presence or absence of a detection hole 23h formed in the inner ring shaft member 23 of the inner ring assembly 21 in a non-contact manner. A proximity sensor 47 for detecting the presence or absence of movement of the inner ring shaft member 23) is arranged. When the proximity sensor 47 of the embodiment detects the movement of the inner ring shaft member 23 relative to the outer ring base member 42, the proximity sensor 47 outputs a signal indicating that to a controller (not shown) of the reduction device 1.

環状部材４３は、炭素鋼等からなり、凹球面部材４４の外径と概ね同径であって凹球面部材４４の軸方向長さと概ね同一の軸方向長さをもった第１孔部４３ａと、第１孔部４３ａの内輪アッセンブリ２１側（図中右側）に形成された当該第１孔部４３ａよりも小径の第２孔部４３ｂとを有する。凹球面部材４４は、環状部材４３の第１孔部４３ａ内に同軸に挿入され得るように軸受鋼等により円環状に形成されており、当該第１孔部４３ａと概ね同一の軸方向長さを有する。そして、図５からわかるように、環状部材４３は、第１孔部４３ａに凹球面部材４４を嵌め込んだ後に外輪ベース部材４２に対して同軸にボルトを介して固定される。これにより、凹球面部材４４は、外輪ベース部材４２と環状部材４３とにより挟持・固定される。また、実施例において、外輪ベース部材４２の凹球面４２ａは、球体３０の転動または摺動が可能となるように凹球面４４ａよりも若干大きい曲率半径を有すると共に、外輪ベース部材４２、環状部材４３および凹球面部材４４が一体化された状態で凹球面部材４４の凹球面４４ａと同心となるように形成される。   The annular member 43 is made of carbon steel or the like, and has a first hole portion 43a that is substantially the same diameter as the outer diameter of the concave spherical member 44 and has an axial length substantially the same as the axial length of the concave spherical member 44. And a second hole 43b having a smaller diameter than the first hole 43a formed on the inner ring assembly 21 side (right side in the drawing) of the first hole 43a. The concave spherical member 44 is formed in an annular shape by bearing steel or the like so that it can be inserted coaxially into the first hole 43a of the annular member 43, and has substantially the same axial length as the first hole 43a. Have As can be seen from FIG. 5, the annular member 43 is fixed coaxially to the outer ring base member 42 via a bolt after the concave spherical member 44 is fitted into the first hole 43a. Accordingly, the concave spherical member 44 is sandwiched and fixed by the outer ring base member 42 and the annular member 43. In the embodiment, the concave spherical surface 42a of the outer ring base member 42 has a slightly larger radius of curvature than the concave spherical surface 44a so that the spherical body 30 can roll or slide, and the outer ring base member 42, the annular member. 43 and the concave spherical member 44 are formed so as to be concentric with the concave spherical surface 44 a of the concave spherical member 44.

更に、実施例において、環状部材４３の外周面４３ｃは、凹球面４４ａよりも大きく、かつ内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１とが係合した状態で内輪ベース部材２２の側壁部２２ａと干渉しないように定められた曲率半径を有すると共に、外輪ベース部材４２、環状部材４３および凹球面部材４４が一体化された状態で凹球面部材４４の凹球面４４ａと同心となる凸球面状に形成される。そして、環状部材４３の外周面４３ｃには、凹球面部材４４（凹球面４４ａ）を介して互いに対向すると共にそれぞれ内輪アッセンブリ２１に設けられたローラ２５の対応する一方と係合する一対のガイド凹部４３ｇが形成されている。図６に示すように、ガイド凹部４３ｇは、内輪アッセンブリ２１の軸心と外輪アッセンブリ４１の軸心とが一致しているときの両者の軸心を基準軸（図６等におけるＺ軸）としたときに、基準軸と一対のローラ２５の軸心（図６等におけるＸ軸方向に延びる軸）とを含む平面（ＹＺ平面）と平行に延びる一対の側面４３ｇａおよび４３ｇｂを有する。なお、図６（ａ）および（ｂ）は、何れも図２におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った断面を示す。   Further, in the embodiment, the outer peripheral surface 43c of the annular member 43 is larger than the concave spherical surface 44a and does not interfere with the side wall portion 22a of the inner ring base member 22 in a state where the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 are engaged. The outer ring base member 42, the annular member 43, and the concave spherical member 44 are formed in a convex spherical shape that is concentric with the concave spherical surface 44 a of the concave spherical member 44 while having a predetermined curvature radius. A pair of guide recesses that are opposed to each other through the concave spherical member 44 (concave spherical surface 44a) and engage with a corresponding one of the rollers 25 provided in the inner ring assembly 21 are formed on the outer peripheral surface 43c of the annular member 43. 43 g is formed. As shown in FIG. 6, the guide recess 43g has the reference axis (the Z axis in FIG. 6 and the like) as the axis when the axis of the inner ring assembly 21 and the axis of the outer ring assembly 41 coincide. Sometimes, it has a pair of side surfaces 43ga and 43gb extending parallel to a plane (YZ plane) including the reference axis and the axis of the pair of rollers 25 (axis extending in the X-axis direction in FIG. 6 and the like). 6A and 6B both show a cross section taken along line VI-VI in FIG.

ここで、実施例では、側面４３ｇａと側面４３ｇｂとの間隔がローラ２５の外径よりも若干大きく定められている。また、ローラ２５を回転自在に支持する軸受２６としては、偏心軸受が採用されており、各ローラ２５は、図６（ａ）に示すように、内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１とを両者の軸心が一致するように係合した際に、凸球面部材２４の凸球面２４ａおよび凹球面部材４４の凹球面４４ａの曲率中心Ｃを通り図６におけるＸ軸方向に延びる軸から偏心した状態で内輪ベース部材２２の側壁部２２ａに支持される。これにより、ローラ２５は、それぞれ対応するガイド凹部４３ｇの側面４３ｇａおよび４３ｇｂの一方と当接し、ローラ２５と側面４３ｇａおよび４３ｇｂの他方との間には隙間（例えば、０．５ｍｍ程度）が形成されることになる。そして、実施例では、各ローラ２５の偏心量や各ローラ２５と側面４３ｇａまたは４３ｇｂとの間の隙間が、図６（ｂ）に示すように、両者の軸心が一致する状態で内輪アッセンブリ２１および外輪アッセンブリ４１が基準軸（Ｚ軸）周りに回転することにより一方のローラ２５が対応するガイド凹部４３ｇの図中左側の側面４３ｇａと当接すると共に他方のローラ２５が対応するガイド凹部４３ｇの図中右側の側面４３ｇｂと当接したときに、一対のローラ２５の軸心上の中点が凸球面２４ａおよび凹球面４４ａの曲率中心Ｃと一致するように定められる。   Here, in the embodiment, the distance between the side surface 43ga and the side surface 43gb is set to be slightly larger than the outer diameter of the roller 25. Further, an eccentric bearing is adopted as the bearing 26 for rotatably supporting the roller 25, and each roller 25 has an inner ring assembly 21 and an outer ring assembly 41 as shafts of both as shown in FIG. 6 (a). When engaged so that the centers coincide, the inner ring is decentered from an axis extending in the X-axis direction in FIG. 6 through the center of curvature C of the convex spherical surface 24a of the convex spherical member 24 and the concave spherical surface 44a of the concave spherical member 44. The base member 22 is supported by the side wall portion 22a. As a result, the roller 25 abuts against one of the side surfaces 43ga and 43gb of the corresponding guide recess 43g, and a gap (for example, about 0.5 mm) is formed between the roller 25 and the other of the side surfaces 43ga and 43gb. Will be. In the embodiment, the inner ring assembly 21 is such that the eccentric amount of each roller 25 and the gap between each roller 25 and the side surface 43ga or 43gb coincide with each other as shown in FIG. 6B. As the outer ring assembly 41 rotates around the reference axis (Z axis), one roller 25 comes into contact with the left side surface 43ga of the corresponding guide recess 43g, and the other roller 25 corresponds to the corresponding guide recess 43g. It is determined that the midpoint on the axial center of the pair of rollers 25 coincides with the center of curvature C of the convex spherical surface 24a and the concave spherical surface 44a when contacting the middle right side surface 43gb.

このような一対のローラ２５および一対のガイド凹部４３ｇによれば、上記基準軸（Ｚ軸）の周りにおける内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１との相対運動を規制しつつ、基準軸とそれぞれ直交すると共に互いに直交する２つの軸（Ｘ軸およびＹ軸）の周りにおける内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１との相対運動を許容することが可能となる。更に、一対のローラ２５および一対のガイド凹部４３ｇは、内輪アッセンブリ２１の軸心と外輪アッセンブリ４１の軸心とが一致していないときであっても、内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１との間における回転の伝達を可能とする。また、各ローラ２５をガイド凹部４３ｇの側面４３ｇａおよび４３ｇｂの一方と当接させると共にローラ２５と側面４３ｇａおよび４３ｇｂの他方との間に隙間が形成されるようにすれば、基準軸とそれぞれ直交すると共に互いに直交する２つの軸（Ｘ軸およびＹ軸）の周りにおける内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１との相対運動をよりスムースなものとすることが可能となる。加えて、各ローラ２５をガイド凹部４３ｇの側面４３ｇａおよび４３ｇｂの一方と当接させることにより、各ガイド凹部４３ｇの一対の側面４３ｇａおよび４３ｇｂのうち、ローラ２５と頻繁に当接することになる一方の表面を精度よく仕上げておけばよいので、それにより力伝達装置２０の製造コストを低下させることができる。   According to such a pair of rollers 25 and a pair of guide recesses 43g, while restricting the relative movement between the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 around the reference axis (Z axis), each is orthogonal to the reference axis. It is possible to allow relative movement between the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 around two axes (X axis and Y axis) orthogonal to each other. Further, the pair of rollers 25 and the pair of guide recesses 43g are provided between the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 even when the axis of the inner ring assembly 21 and the axis of the outer ring assembly 41 do not coincide with each other. Enables transmission of rotation. Further, if each roller 25 is brought into contact with one of the side surfaces 43ga and 43gb of the guide recess 43g and a gap is formed between the roller 25 and the other of the side surfaces 43ga and 43gb, each roller 25 is orthogonal to the reference axis. In addition, the relative motion of the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 around two axes (X axis and Y axis) orthogonal to each other can be made smoother. In addition, by bringing each roller 25 into contact with one of the side surfaces 43ga and 43gb of the guide recess 43g, one of the pair of side surfaces 43ga and 43gb of each guide recess 43g that frequently contacts the roller 25. Since it is only necessary to finish the surface with high accuracy, the manufacturing cost of the force transmission device 20 can be reduced thereby.

次に、図７から図９等を参照しながら、上述の整復装置１に組み込まれた力伝達装置２０の動作について説明する。ここでは、内輪アッセンブリ２１の内輪ベース部材２２にトルクリミッタ１０を介して３軸式駆動ユニット３が連結されると共に、外輪アッセンブリ４１の外輪ベース部材４２に支持台５が接続されている構成を例にとって力伝達装置２０の動作について説明する。   Next, the operation of the force transmission device 20 incorporated in the reduction device 1 will be described with reference to FIGS. Here, an example is shown in which the triaxial drive unit 3 is coupled to the inner ring base member 22 of the inner ring assembly 21 via the torque limiter 10 and the support 5 is connected to the outer ring base member 42 of the outer ring assembly 41. The operation of the force transmission device 20 will be described.

３軸式駆動ユニット３からトルクリミッタ１０を介して内輪アッセンブリ２１に回転トルクや力が伝達されていない状態では、図２および図３に示すように、内輪アッセンブリ２１側の球体３０がスプリング３３，３４により外輪アッセンブリ４１側の当接部材４５に対して弾性的に押し付けられて孔部４５ａと係合（実質的に線接触）する。これにより、内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１とは、両者の軸心が一致する状態で係合する。そして、内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１との軸心が一致している状態で整復装置１の３軸式駆動ユニット３や進退駆動ユニット４を作動させれば、３軸式駆動ユニット３や進退駆動ユニット４からトルクリミッタ１０を介して内輪ベース部材２２に付与された回転トルクや力が力伝達装置２０により外輪アッセンブリ４１へと伝達されると共に、外輪アッセンブリ４１から支持台５上の患者の身体の一部に伝達されることになる。   In a state where rotational torque or force is not transmitted from the triaxial drive unit 3 to the inner ring assembly 21 via the torque limiter 10, as shown in FIGS. 2 and 3, the spherical body 30 on the inner ring assembly 21 side is provided with a spring 33, 34 is elastically pressed against the contact member 45 on the outer ring assembly 41 side to engage with the hole 45a (substantially line contact). Thereby, the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 are engaged with each other in a state in which their axial centers coincide with each other. If the triaxial drive unit 3 and the advance / retreat drive unit 4 of the reduction device 1 are operated with the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 being aligned, the triaxial drive unit 3 and the advance / retreat drive are operated. Rotational torque and force applied to the inner ring base member 22 from the unit 4 via the torque limiter 10 are transmitted to the outer ring assembly 41 by the force transmission device 20, and the patient's body on the support 5 is supported from the outer ring assembly 41. It will be transmitted to some.

すなわち、内輪アッセンブリ２１側の球体３０がスプリング３３，３４により外輪アッセンブリ４１側の当接部材４５に対して弾性的に押し付けられて内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１との軸心が一致する状態が維持されていれば、内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１とは実質的に剛体として機能することから、３軸式駆動ユニット３や進退駆動ユニット４からの力は、内輪アッセンブリ２１から外輪アッセンブリ４１へとそのまま伝達されることになる。また、内輪アッセンブリ２１の一対のローラ２５および外輪アッセンブリ４１の一対のガイド凹部４３ｇにより、基準軸（Ｚ軸）の周りにおける内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１との相対運動が規制されることから、３軸式駆動ユニット３からの回転トルクは、内輪アッセンブリ２１から外輪アッセンブリ４１へとそのまま伝達されることになる。そして、３軸式駆動ユニット３からの回転トルクが上記伝達解除閾値以上になると、トルクリミッタ１０により内輪アッセンブリ２１の内輪ベース部材２２に対する３軸式駆動ユニット３からの回転トルクの入力が断たれることになる。   That is, the spherical body 30 on the inner ring assembly 21 side is elastically pressed against the contact member 45 on the outer ring assembly 41 side by the springs 33 and 34, and the state where the axial centers of the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 coincide is maintained. If this is the case, the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 substantially function as rigid bodies, so that the force from the triaxial drive unit 3 and the forward / backward drive unit 4 remains as it is from the inner ring assembly 21 to the outer ring assembly 41. Will be communicated. Further, since the pair of rollers 25 of the inner ring assembly 21 and the pair of guide recesses 43g of the outer ring assembly 41 restrict relative movement between the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 around the reference axis (Z axis). The rotational torque from the shaft type drive unit 3 is transmitted as it is from the inner ring assembly 21 to the outer ring assembly 41. When the rotational torque from the triaxial drive unit 3 becomes equal to or greater than the transmission release threshold, the torque limiter 10 cuts off the input of rotational torque from the triaxial drive unit 3 to the inner ring base member 22 of the inner ring assembly 21. It will be.

一方、３軸式駆動ユニット３から内輪アッセンブリ２１に加えられる回転トルク以外の力（図１等におけるＸ軸方向の力やＹ軸方向の力）が球体３０と当接部材４５（孔部４５ａの周縁部）との間の静止力に打ち勝つと球体３０がスプリング３３，３４からの押付力に抗して当接部材４５の孔部４５ａから外れ、それぞれの軸心周りの回転以外の内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１との相対運動が許容されることになる。例えば、３軸式駆動ユニット３からのＸ軸方向の力が球体３０と当接部材４５（孔部４５ａの周縁部）との間の静止力に打ち勝つと、図７に示すように、球体３０がスプリング３３，３４からの押付力に抗して当接部材４５の孔部４５ａから外れると共に各ローラ２５が対応するガイド凹部４３ｇの側面４３ｇａまたは４３ｇｂ上を転動する。これにより、内輪アッセンブリ２１が外輪アッセンブリ４１に対して凸球面２４ａおよび凹球面４４ａの曲率中心Ｃを通りＹ軸方向に延びる軸の周りに回転し、球体３０は外輪ベース部材４２の凹球面４２ａ上を転動するようになる。すなわち、３軸式駆動ユニット３からのＸ軸方向の力により球体３０が当接部材４５の孔部４５ａから外れると、凸球面２４ａおよび凹球面４４ａのボールジョイントとしての機能とローラ２５およびガイド凹部４３ｇのガイド機能とにより、凸球面２４ａおよび凹球面４４ａの曲率中心Ｃを通りＹ軸方向に延びる軸の周りにおける内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１との相対運動が許容される。これにより、３軸式駆動ユニット３から内輪アッセンブリ２１に付与されるＸ軸方向の力の外輪アッセンブリ４１への伝達が断たれることになり、力伝達装置２０により当該Ｘ軸方向における過負荷が遮断されることになる。   On the other hand, forces other than rotational torque applied to the inner ring assembly 21 from the triaxial drive unit 3 (forces in the X-axis direction and Y-axis direction in FIG. 1 and the like) cause the sphere 30 and the contact member 45 (the holes 45a When the stationary force between the peripheral edge) is overcome, the spherical body 30 comes out of the hole 45a of the abutting member 45 against the pressing force from the springs 33 and 34, and the inner ring assembly 21 other than the rotation around the respective axis centers. Relative movement between the outer ring assembly 41 and the outer ring assembly 41 is allowed. For example, when the force in the X-axis direction from the triaxial drive unit 3 overcomes the static force between the sphere 30 and the contact member 45 (peripheral edge of the hole 45a), as shown in FIG. Resists the pressing force from the springs 33 and 34 and is disengaged from the hole 45a of the contact member 45, and each roller 25 rolls on the side surface 43ga or 43gb of the corresponding guide recess 43g. As a result, the inner ring assembly 21 rotates around an axis extending in the Y-axis direction through the center of curvature C of the convex spherical surface 24 a and the concave spherical surface 44 a with respect to the outer ring assembly 41, and the sphere 30 is on the concave spherical surface 42 a of the outer ring base member 42. Will come to roll. That is, when the sphere 30 is disengaged from the hole 45a of the contact member 45 by the force in the X-axis direction from the triaxial drive unit 3, the function of the convex spherical surface 24a and the concave spherical surface 44a as a ball joint, the roller 25, and the guide concave portion With the guide function of 43g, relative movement between the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 around the axis extending in the Y-axis direction through the center of curvature C of the convex spherical surface 24a and the concave spherical surface 44a is allowed. As a result, transmission of the X-axis direction force applied to the inner ring assembly 21 from the triaxial drive unit 3 to the outer ring assembly 41 is cut off, and the force transmission device 20 causes overload in the X-axis direction. Will be blocked.

また、例えば、３軸式駆動ユニット３からのＹ軸方向の力が球体３０と当接部材４５（孔部４５ａの周縁部）との間の静止力に打ち勝つと、図８に示すように、球体３０がスプリング３３，３４からの押付力に抗して当接部材４５の孔部４５ａから外れ、内輪アッセンブリ２１が外輪アッセンブリ４１に対して各ローラ２５の軸心すなわち凸球面２４ａおよび凹球面４４ａの曲率中心Ｃを通りＸ軸方向に延びる軸の周りに回転し、球体３０は外輪ベース部材４２の凹球面４２ａ上を転動するようになる。すなわち、３軸式駆動ユニット３からのＹ軸方向の力により球体３０が当接部材４５の孔部４５ａから外れると、凸球面２４ａおよび凹球面４４ａのボールジョイントとしての機能とローラ２５およびガイド凹部４３ｇのガイド機能とにより、凸球面２４ａおよび凹球面４４ａの曲率中心Ｃを通りＸ軸方向に延びる軸の周りにおける内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１との相対運動が許容される。これにより、３軸式駆動ユニット３から内輪アッセンブリ２１に付与されるＹ軸方向の力の外輪アッセンブリ４１への伝達が断たれることになり、力伝達装置２０により当該Ｙ軸方向における過負荷が遮断されることになる。   Further, for example, when the force in the Y-axis direction from the triaxial drive unit 3 overcomes the static force between the sphere 30 and the contact member 45 (peripheral portion of the hole 45a), as shown in FIG. The spherical body 30 is disengaged from the hole 45a of the abutting member 45 against the pressing force from the springs 33, 34, and the inner ring assembly 21 is centered on the rollers 25 with respect to the outer ring assembly 41, that is, the convex spherical surface 24a and the concave spherical surface 44a. The sphere 30 rolls on the concave spherical surface 42a of the outer ring base member 42 by rotating around an axis extending in the X-axis direction through the center of curvature C. That is, when the sphere 30 is released from the hole 45a of the contact member 45 by the force in the Y-axis direction from the triaxial drive unit 3, the function of the convex spherical surface 24a and the concave spherical surface 44a as a ball joint, the roller 25, and the guide concave portion With the guide function of 43 g, relative motion between the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 around the axis extending in the X-axis direction through the center of curvature C of the convex spherical surface 24 a and the concave spherical surface 44 a is allowed. As a result, the transmission of the force in the Y-axis direction applied to the inner ring assembly 21 from the triaxial drive unit 3 to the outer ring assembly 41 is cut off, and the force transmission device 20 causes an overload in the Y-axis direction. Will be blocked.

更に、３軸式駆動ユニット３からのＸ軸方向の力とＹ軸方向の力との合力が球体３０と当接部材４５（孔部４５ａの周縁部）との間の静止力に打ち勝つと、図９に示すように、球体３０がスプリング３３，３４からの押付力に抗して当接部材４５の孔部４５ａから外れ、凸球面２４ａおよび凹球面４４ａのボールジョイントとしての機能とローラ２５およびガイド凹部４３ｇのガイド機能とにより、凸球面２４ａおよび凹球面４４ａの曲率中心Ｃを通りＸ軸方向に延びる軸と曲率中心Ｃを通りＹ軸方向に延びる軸との周りにおける内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１との相対運動が許容される。これにより、３軸式駆動ユニット３から内輪アッセンブリ２１に付与されるＸＹ平面上のある方向における力の外輪アッセンブリ４１への伝達が断たれることになり、力伝達装置２０により当該方向における過負荷が遮断されることになる。   Furthermore, when the resultant force of the force in the X-axis direction and the force in the Y-axis direction from the triaxial drive unit 3 overcomes the static force between the sphere 30 and the contact member 45 (periphery of the hole 45a), As shown in FIG. 9, the spherical body 30 is disengaged from the hole 45a of the abutting member 45 against the pressing force from the springs 33, 34, and functions as a ball joint of the convex spherical surface 24a and the concave spherical surface 44a, the roller 25, and Due to the guide function of the guide recess 43g, the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly around an axis extending in the X axis direction through the curvature center C of the convex spherical surface 24a and the concave spherical surface 44a and an axis extending in the Y axis direction through the curvature center C. Relative motion with 41 is allowed. As a result, transmission of force in a certain direction on the XY plane from the triaxial drive unit 3 to the inner ring assembly 21 to the outer ring assembly 41 is cut off, and the force transmission device 20 overloads in that direction. Will be cut off.

ここで、実施例の力伝達装置２０において、内輪アッセンブリ２１側の球体３０は、外輪アッセンブリ４１に向けて突出するように内輪アッセンブリ２１の軸心上に配置されると共に、外輪アッセンブリ４１側の当接部材４５には、外輪アッセンブリ４１の軸心を中心とする孔部４５ａが形成されており、球体３０は、スプリング３３，３４により当接部材４５に対して弾性的に押し付けられて孔部４５ａの周縁部と実質的に線接触する。従って、球体３０と当接部材４５（孔部４５ａ）との当接（係合）を解除する力は、基準軸としてのＺ軸と直交するＸ軸方向とＹ軸方向とで概ね同一となり、３軸式駆動ユニット３からのＸ軸方向の力とＹ軸方向の力との合力の方向についても概ね同一となる。すなわち、実施例の力伝達装置２０では、３軸式駆動ユニット３からのＸ軸方向、Ｙ軸方向あるいはＸＹ平面上の任意の方向における力が、スプリング３３，３４による球体３０の押付力や球体３０と孔部４５ａの周縁部との間の静摩擦係数等に基づく閾値を越えると、球体３０が当接部材４５から外れることになる。なお、実施例の力伝達装置２０は、上述のように、外輪アッセンブリ４１に対する内輪アッセンブリ２１の移動の有無を非接触で検出する近接センサ４７を有しており、近接センサ４７により外輪アッセンブリ４１に対する内輪アッセンブリ２１の移動が検出されると、図示しない整復装置１のコントローラにより３軸式駆動ユニット３の作動がされる。これにより、整復装置１を用いた治療における安全性をより向上させることが可能となる。また、実施例の力伝達装置２０において、内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１とは、図２において二点鎖線で示す範囲内で相対運動可能である。   Here, in the force transmission device 20 according to the embodiment, the sphere 30 on the inner ring assembly 21 side is disposed on the axis of the inner ring assembly 21 so as to protrude toward the outer ring assembly 41, and the abutment on the outer ring assembly 41 side. The contact member 45 is formed with a hole 45a centered on the axis of the outer ring assembly 41, and the spherical body 30 is elastically pressed against the contact member 45 by the springs 33 and 34 and the hole 45a. Substantially in line contact with the peripheral edge of the. Accordingly, the force for releasing the contact (engagement) between the spherical body 30 and the contact member 45 (hole 45a) is substantially the same in the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to the Z-axis as the reference axis. The direction of the resultant force of the force in the X-axis direction and the force in the Y-axis direction from the triaxial drive unit 3 is also substantially the same. That is, in the force transmission device 20 of the embodiment, the force in the X-axis direction, the Y-axis direction, or an arbitrary direction on the XY plane from the triaxial drive unit 3 is the pressing force of the sphere 30 by the springs 33 and 34 or If the threshold value based on the coefficient of static friction between the outer peripheral portion 30 and the peripheral portion of the hole 45a is exceeded, the spherical body 30 is detached from the contact member 45. The force transmission device 20 according to the embodiment includes the proximity sensor 47 that detects the presence or absence of movement of the inner ring assembly 21 relative to the outer ring assembly 41 in a non-contact manner as described above. When the movement of the inner ring assembly 21 is detected, the controller of the reduction device 1 (not shown) operates the triaxial drive unit 3. Thereby, it is possible to further improve the safety in the treatment using the reduction device 1. In the force transmission device 20 according to the embodiment, the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 are capable of relative movement within a range indicated by a two-dot chain line in FIG.

以上説明したように、実施例の力伝達装置２０は、２要素間に配置されて当該２要素間で力を伝達するものであり、ボールジョイントを構成する内輪アッセンブリ２１および外輪アッセンブリ４１と、内輪アッセンブリ２１の軸心と外輪アッセンブリ４１の軸心とが一致しているときに外輪アッセンブリ４１側の当接部材４５と当接するように内輪アッセンブリ２１により支持される球体３０と、球体３０を当接部材４５に対して弾性的に押し付けるスプリング３３，３４とを備える。これにより、スプリング３３，３４によって球体３０が当接部材４５に対して弾性的に押し付けられて内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１とが同心に保たれていれば、内輪アッセンブリ２１の軸心と外輪アッセンブリ４１の軸心とが一致しているときの両者の軸心である基準軸（Ｚ軸）周りの回転トルクや、様々な方向の力を内輪アッセンブリ２１および外輪アッセンブリ４１の一方から他方へと伝達することができる。   As described above, the force transmission device 20 according to the embodiment is disposed between two elements and transmits a force between the two elements. The inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 that constitute a ball joint, and the inner ring The spherical body 30 supported by the inner ring assembly 21 is brought into contact with the abutting member 45 on the outer ring assembly 41 side when the axial center of the assembly 21 and the axial center of the outer ring assembly 41 coincide with each other. Springes 33 and 34 that elastically press against the member 45 are provided. Thus, if the spherical body 30 is elastically pressed against the contact member 45 by the springs 33 and 34 and the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 are kept concentric, the shaft center of the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly Rotational torque around the reference axis (Z-axis), which is the center of both axes when the axis 41 coincides, and forces in various directions are transmitted from one of the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 to the other. can do.

また、実施例の力伝達装置２０は、基準軸（Ｚ軸）の周りにおける内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１との相対運動を規制すると共に、基準軸とそれぞれ直交すると共に互いに直交する２つの軸（Ｘ軸およびＹ軸）の周りにおける内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１との相対運動を許容する運動拘束機構としてのローラ２５およびガイド凹部４３ｇを備えている。これにより、トルクリミッタ１０により回転トルクの伝達が断たれない限り、内輪アッセンブリ２１および外輪アッセンブリ４１の一方から他方へと伝達される回転トルクが大きくなっても両者間での回転トルクの伝達が断たれることはないが、内輪アッセンブリ２１または外輪アッセンブリ４１に加えられる回転トルク以外の力が球体３０と当接部材４５（孔部４５ａの周縁部）との間の静止力に打ち勝つと球体３０がスプリング３３，３４からの押付力に抗して当接部材４５から外れ、内輪アッセンブリ２１の軸心や外輪アッセンブリ４１の軸心周りの回転以外の内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１との相対運動が許容されて当該相対運動を生じさせた力の方向における過負荷が遮断されることになる。従って、実施例の力伝達装置２０によれば、２要素間で力を伝達すると共に複数方向の過負荷を遮断することが可能となる。   In addition, the force transmission device 20 of the embodiment regulates the relative movement between the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 around the reference axis (Z axis), and two axes that are orthogonal to the reference axis and orthogonal to each other ( A roller 25 and a guide recess 43g are provided as a movement restraining mechanism that allows relative movement between the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 around the X axis and the Y axis). Thus, unless the torque limiter 10 interrupts transmission of rotational torque, transmission of rotational torque between the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 is interrupted even if the rotational torque transmitted from one to the other increases. Although not sagging, if a force other than the rotational torque applied to the inner ring assembly 21 or the outer ring assembly 41 overcomes the static force between the sphere 30 and the contact member 45 (periphery of the hole 45a), the sphere 30 The inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 are allowed to move relative to each other except the shaft center of the inner ring assembly 21 and the rotation of the outer ring assembly 41 around the axis center against the pressing force from the springs 33, 34. Thus, the overload in the direction of the force that caused the relative movement is cut off. Therefore, according to the force transmission device 20 of the embodiment, it is possible to transmit a force between two elements and interrupt an overload in a plurality of directions.

また、上記実施例では、球体３０が外輪アッセンブリ４１に向けて内輪アッセンブリ２１から突出するように内輪アッセンブリ２１の軸心上に配置され、外輪アッセンブリ４１に取り付けられる当接部材４５には、球体３０と係合するように外輪アッセンブリ４１の軸心を中心とする孔部４５ａが形成されている。これにより、球体３０と当接部材４５（孔部４５ａ）との当接（係合）を解除する力を基準軸としてのＺ軸と直交する平面内の全方向において概ね一定にすることが可能となる。ただし、球体３０と当接部（孔部４５ａ）は、内輪アッセンブリ２１や外輪アッセンブリ４１の軸心（基準軸）以外の軸上に配置されてもよいことはいうまでもない。また、球体３０は外輪アッセンブリ４１によって保持されると共に外輪アッセンブリ４１側に設けられたスプリング等の付勢手段により内輪アッセンブリ２１側に定められた当接部に押し付けられてもよい。この場合、球体３０は、外輪アッセンブリ４１の軸心上に配置されると好ましく、当接部は、球体３０と係合するように内輪アッセンブリ２１に設けられたその軸心を中心とする凹部または孔部であると好ましいが、球体３０と当接部は、外輪アッセンブリ４１や内輪アッセンブリ２１の軸心（基準軸）以外の軸上に配置されてもよい   In the above embodiment, the spherical body 30 is disposed on the axial center of the inner ring assembly 21 so that the spherical body 30 projects from the inner ring assembly 21 toward the outer ring assembly 41, and the abutting member 45 attached to the outer ring assembly 41 has a spherical body 30. A hole 45a centering on the axis of the outer ring assembly 41 is formed so as to engage with the outer ring assembly 41. As a result, the force for releasing the contact (engagement) between the spherical body 30 and the contact member 45 (hole 45a) can be made substantially constant in all directions within a plane orthogonal to the Z axis as the reference axis. It becomes. However, it goes without saying that the spherical body 30 and the contact portion (hole 45a) may be disposed on an axis other than the axis (reference axis) of the inner ring assembly 21 or the outer ring assembly 41. The spherical body 30 may be held by the outer ring assembly 41 and may be pressed against a contact portion defined on the inner ring assembly 21 side by a biasing means such as a spring provided on the outer ring assembly 41 side. In this case, the spherical body 30 is preferably disposed on the axis of the outer ring assembly 41, and the abutting portion is a recess or a center provided on the inner ring assembly 21 so as to engage with the spherical body 30. Although it is preferably a hole, the spherical body 30 and the contact portion may be disposed on an axis other than the axis (reference axis) of the outer ring assembly 41 or the inner ring assembly 21.

更に、実施例の力伝達装置２０は、スプリング３３，３４による球体３０を当接部材４５に押し付ける力を変更可能な押付力設定機能を有しているので、力伝達装置２０では、その過負荷遮断特性を任意に変更することが可能となる。すなわち、実施例の力伝達装置２０は、球体３０を支持すると共に内輪アッセンブリ２１の軸心上で摺動可能となるように内輪軸部材２３により支持される球体支持部材３１と、球体支持部材３１と間隔を置いて内輪アッセンブリ２１の軸心上で摺動可能となるように内輪ベース部材２２により支持される押付部材３２と、押付部材３２を内輪アッセンブリ２１の軸心上で進退移動させる移動機構としてのロッド３５およびセットスクリュー３６とを備えている。これにより、ロッド３５およびセットスクリュー３６を用いて押付部材３２と球体支持部材３１との間隔を調整することによりスプリング３３，３４から球体支持部材３１を介して球体３０に付与される力すなわち力伝達装置２０の過負荷遮断特性を容易に変更可能となる。なお、球体支持部材３１と押付部材３２との間に配置されるスプリングは、１本であってもよく、３本以上であってもよい。また、スプリングの代わりに、付勢手段としてゴム等の弾性体を用いてもよく、空気圧式あるいは油圧式の付勢手段を用いてもよい。   Furthermore, since the force transmission device 20 of the embodiment has a pressing force setting function capable of changing the force for pressing the spherical body 30 by the springs 33 and 34 against the contact member 45, the force transmission device 20 has its overload. It is possible to arbitrarily change the cutoff characteristic. That is, the force transmission device 20 of the embodiment supports the sphere 30 and is supported by the inner ring shaft member 23 so as to be slidable on the axis of the inner ring assembly 21, and the sphere support member 31. A pressing member 32 supported by the inner ring base member 22 so as to be slidable on the axis of the inner ring assembly 21 and a moving mechanism for moving the pressing member 32 forward and backward on the axis of the inner ring assembly 21. As a rod 35 and a set screw 36. Thereby, the force applied to the sphere 30 from the springs 33 and 34 via the sphere support member 31 by adjusting the distance between the pressing member 32 and the sphere support member 31 using the rod 35 and the set screw 36, that is, force transmission. The overload cutoff characteristic of the device 20 can be easily changed. The number of springs disposed between the spherical body support member 31 and the pressing member 32 may be one, or three or more. Further, instead of the spring, an elastic body such as rubber may be used as the biasing means, and a pneumatic or hydraulic biasing means may be used.

更に、実施例の力伝達装置２０に含まれる外輪アッセンブリ４１は、凹球面４４ａと同心であると共に当該凹球面４４ａよりも大きい曲率半径をもった第２の凹球面４２ａを当接部材４５の周囲に有している。これにより、内輪アッセンブリ２１または外輪アッセンブリ４１に加えられた力により当接部材４５から外れた球体３０はスプリング３３，３４により第２の凹球面４２ａに押し付けられた状態で当該凹球面４２ａ上を転動または摺動することになるので、球体３０が当接部材４５から外れた後に内輪アッセンブリ２１が外輪アッセンブリ４１に対して大きく移動するのを抑制して力伝達装置２０の動作を安定化させることができる。   Further, the outer ring assembly 41 included in the force transmission device 20 of the embodiment has a second concave spherical surface 42a that is concentric with the concave spherical surface 44a and has a larger radius of curvature than the concave spherical surface 44a. Have. As a result, the sphere 30 removed from the abutment member 45 by the force applied to the inner ring assembly 21 or the outer ring assembly 41 rolls on the concave spherical surface 42a while being pressed against the second concave spherical surface 42a by the springs 33 and 34. Since it moves or slides, it is possible to stabilize the operation of the force transmission device 20 by suppressing the inner ring assembly 21 from largely moving with respect to the outer ring assembly 41 after the sphere 30 is detached from the contact member 45. Can do.

また、上記実施例において、当接部としての孔部４５ａは、外輪ベース部材４２に対して着脱自在に取り付けられる当接部材４５に形成されている。これにより、当接部としての孔部（凹部）の構成（形状）や当接部材４５の材質等を容易に変更することができるので、球体３０と当接部材４５との接触状態や静摩擦係数すなわち力伝達装置２０の過負荷遮断特性を容易に調整可能となる。なお、当接部としての孔部や凹部を外輪アッセンブリ４１に対して着脱自在に取り付けられる部材に形成する代わりに、外輪ベース部材４２等に対して孔部や凹部を形成してもよく、球体３０と第２の凹球面４２ａとを直接当接（実質的に点接触）させてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the hole 45 a as the contact portion is formed in the contact member 45 that is detachably attached to the outer ring base member 42. Accordingly, the configuration (shape) of the hole (recess) as the contact portion, the material of the contact member 45, and the like can be easily changed, so that the contact state and the static friction coefficient between the spherical body 30 and the contact member 45 can be changed. That is, the overload cutoff characteristic of the force transmission device 20 can be easily adjusted. Instead of forming the hole or recess as the contact portion in a member that is detachably attached to the outer ring assembly 41, the hole or recess may be formed in the outer ring base member 42 or the like. 30 may be brought into direct contact (substantially point contact) with the second concave spherical surface 42a.

更に、実施例の力伝達装置２０は、凸球面２４ａを介して互いに同軸に対向するように内輪ベース部材２２により支持された一対のローラ（円柱体）２５と、凹球面４４ａを介して互いに対向すると共にそれぞれ対応するローラ２５と係合するように外輪アッセンブリ４１の環状部材４３に設けられ、内輪アッセンブリ２１の軸心と外輪アッセンブリ４１の軸心とが一致しているときにそれぞれ基準軸としてのＺ軸と一対のローラ２５の軸心（Ｘ軸方向に延びる軸）とを含む平面（ＹＺ平面）と平行に延びる一対の側面４３ｇａおよび４３ｇｂを有する一対のガイド凹部４３ｇとにより構成される運動拘束機構を備えている。これにより、基準軸（Ｚ軸）の周りにおける内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１との相対運動を規制しつつ、基準軸とそれぞれ直交すると共に互いに直交する２つの軸の周りにおける内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１との相対運動を許容することが可能となる。また、かかる構成によれば、内輪軸心と外輪軸心とが一致していないときであっても、内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１との間で回転を伝達することが可能となる。   Furthermore, the force transmission device 20 of the embodiment is opposed to each other via a pair of rollers (cylindrical bodies) 25 supported by the inner ring base member 22 so as to face each other coaxially via a convex spherical surface 24a and via a concave spherical surface 44a. And provided on the annular member 43 of the outer ring assembly 41 so as to engage with the corresponding rollers 25. When the axis of the inner ring assembly 21 and the axis of the outer ring assembly 41 coincide, Motion restraint composed of a pair of guide recesses 43g having a pair of side surfaces 43ga and 43gb extending in parallel with a plane (YZ plane) including the Z axis and the axis of the pair of rollers 25 (axis extending in the X axis direction). It has a mechanism. Thereby, the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly around two axes that are orthogonal to the reference axis and are orthogonal to each other while restricting the relative movement between the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 around the reference axis (Z axis). It is possible to allow relative motion with 41. Further, according to such a configuration, it is possible to transmit rotation between the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 even when the inner ring axis and the outer ring axis do not coincide.

また、上記実施例では、ローラ２５は、それぞれ対応するガイド凹部４３ｇの側面４３ｇａおよび４３ｇｂの一方と当接し、ローラ２５と側面４３ｇａおよび４３ｇｂの他方との間には隙間が形成される。これにより、基準軸（Ｚ軸）とそれぞれ直交すると共に互いに直交する２つの軸（Ｘ軸およびＹ軸）の周りにおける内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１との相対運動をよりスムースなものとすることが可能となる。更に、ローラ２５をそれぞれ中心軸周りに回転自在となるように内輪アッセンブリ２１により支持すれば、基準軸（Ｚ軸）とそれぞれ直交すると共に互いに直交する２つの軸（Ｘ軸およびＹ軸）の周りにおける内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１との相対運動をより一層スムースなものとすることが可能となる。   In the above embodiment, the roller 25 abuts against one of the side surfaces 43ga and 43gb of the corresponding guide recess 43g, and a gap is formed between the roller 25 and the other of the side surfaces 43ga and 43gb. As a result, the relative motion between the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 around two axes (X axis and Y axis) orthogonal to the reference axis (Z axis) and orthogonal to each other can be made smoother. It becomes possible. Further, if the roller 25 is supported by the inner ring assembly 21 so as to be rotatable about the central axis, the roller 25 is rotated around two axes (X axis and Y axis) orthogonal to the reference axis (Z axis) and orthogonal to each other. The relative motion between the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 can be made even smoother.

そして、力伝達装置２０は、上述のように、一体で複数方向の過負荷を遮断可能とするものであるから、それを備えた整復装置１では、過負荷を遮断するためのセイフティー機構を多数用いる必要がなくなるので、コストダウン化や装置の小型化、装置構造の単純化を図ることができる。ただし、力伝達装置２０の適用対象は、整復装置１に限られるものではなく、力伝達装置２０が産業用ロボットや人型ロボット等の各種ロボットといった様々な産業機械や民生用機械に適用されることはいうまでもない。   And since the force transmission device 20 can interrupt | block the overload of several directions integrally as mentioned above, in the reduction device 1 provided with it, the safety mechanism for interrupting an overload is provided. Since it is not necessary to use a large number, it is possible to reduce costs, reduce the size of the device, and simplify the device structure. However, the application target of the force transmission device 20 is not limited to the reduction device 1, and the force transmission device 20 is applied to various industrial machines and consumer machines such as various robots such as industrial robots and humanoid robots. Needless to say.

図１０は、変形例に係る力伝達装置２０Ｂの概略構成図である。なお、以下の説明において、上述の力伝達装置２０に関連して説明した要素等と同一の要素等には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略する。   FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a force transmission device 20B according to a modification. In the following description, the same reference numerals are assigned to the same elements and the like as those described in relation to the above-described force transmission device 20, and a duplicate description is omitted.

変形例に係る力伝達装置２０Ｂは、基本的に上述の力伝達装置２０と同様の構成を有するものである。この力伝達装置２０Ｂでは、当接部としての孔部４５ａが外輪ベース部材４２に形成されており、球体支持部材３１と押付部材３２との間には、１本のスプリング３３が配置されている。また、力伝達装置２０Ｂでは、上述の力伝達装置２０における環状部材４３が省略されており、凹球面部材４４の外周面が環状部材４３の外周面４３ｃと同様に凸球面状に形成されると共に、凹球面部材４４の外周面に一対のガイド凹部４３ｇが形成されている。そして、力伝達装置２０Ｂは、上記整復装置１のトルクリミッタ１０と同様の機能を有するトルクリミッタ５０を備えている。   The force transmission device 20B according to the modification basically has the same configuration as the above-described force transmission device 20. In this force transmission device 20 </ b> B, a hole 45 a as a contact portion is formed in the outer ring base member 42, and one spring 33 is disposed between the spherical body support member 31 and the pressing member 32. . In the force transmission device 20B, the annular member 43 in the above-described force transmission device 20 is omitted, and the outer peripheral surface of the concave spherical member 44 is formed in a convex spherical shape like the outer peripheral surface 43c of the annular member 43. A pair of guide recesses 43 g are formed on the outer peripheral surface of the concave spherical member 44. The force transmission device 20B includes a torque limiter 50 having the same function as that of the torque limiter 10 of the reduction device 1.

トルクリミッタ５０は、図１０に示すように、ローラプランジャ式のトルクリミッタとして構成されており、炭素鋼等により概ね円盤状に形成される本体５１と、ローラ５２を回転自在に支持するローラ支持部材５３と、ローラ支持部材５３と間隔を置いて配置される押付部材５４と、ローラ支持部材５３と押付部材５４との間に配置されるスプリング５５と、セットスクリュー５６とを備える。ローラ支持部材５３は、本体５１を径方向に貫通する貫通孔５１ａの内部の一端側（図中左端側）にローラ５２の軸心が本体５１の軸心と平行をなすように摺動可能に嵌め込まれる。また、押付部材５４は、ローラ支持部材５３と間隔を置いて貫通孔５１ａ内に摺動可能に嵌め込まれ、ローラ支持部材５３と押付部材５４との間には、スプリング５５が配置される。更に、セットスクリュー５６は、押付部材５４の端部と当接するように貫通孔５１ａの他端側（図中右端側）に形成された雌ねじ部に螺合される。これにより、セットスクリュー５６を貫通孔５１ａ内にねじ込んで押付部材５４をローラ支持部材５３に向けて移動させれば、それに伴ってローラ支持部材５３と押付部材５４との間のスプリング５５が圧縮されることになる。従って、トルクリミッタ５０では、セットスクリュー５６のねじ込み量を調整することでスプリング５５の圧縮量を変更し、それによりスプリング５５からローラ支持部材５３を介してローラ５２に付与される力を変更することができる。   As shown in FIG. 10, the torque limiter 50 is configured as a roller plunger type torque limiter, and is a roller support member that rotatably supports a main body 51 and a roller 52 that are formed in a generally disc shape from carbon steel or the like. 53, a pressing member 54 disposed at a distance from the roller support member 53, a spring 55 disposed between the roller support member 53 and the pressing member 54, and a set screw 56. The roller support member 53 is slidable so that the axial center of the roller 52 is parallel to the axial center of the main body 51 on one end side (the left end side in the figure) of the through hole 51a that penetrates the main body 51 in the radial direction. It is inserted. The pressing member 54 is slidably fitted into the through hole 51 a at a distance from the roller support member 53, and a spring 55 is disposed between the roller support member 53 and the pressing member 54. Further, the set screw 56 is screwed into a female screw portion formed on the other end side (the right end side in the drawing) of the through hole 51a so as to contact the end portion of the pressing member 54. Accordingly, when the set screw 56 is screwed into the through hole 51a and the pressing member 54 is moved toward the roller support member 53, the spring 55 between the roller support member 53 and the pressing member 54 is compressed accordingly. Will be. Therefore, in the torque limiter 50, the amount of compression of the spring 55 is changed by adjusting the screwing amount of the set screw 56, thereby changing the force applied to the roller 52 from the spring 55 via the roller support member 53. Can do.

そして、力伝達装置２０Ｂの内輪アッセンブリ２１を構成する内輪ベース部材２２Ｂは、外輪アッセンブリ４１とは反対側に延出されており、トルクリミッタ５０は、内輪ベース部材２２Ｂの延出部に形成された空間内に配置される。すなわち、トルクリミッタ５０の本体５１は、ボールベアリング等の軸受５７を介して内輪ベース部材２２Ｂに形成された空間内部に内輪アッセンブリ２１と同軸に取り付けられる。更に、内輪ベース部材２２Ｂの延出部に形成された空間の内周面には、本体５１から突出するローラ５２と当接する当接凹部２２ｄが形成されている。これにより、ローラ５２は、スプリング５５によって内輪ベース部材２２Ｂの当接凹部２２ｄに対して基準軸としてのＺ軸と直交する方向（図中Ｘ軸方向）に沿って弾性的に押し付けられる   And the inner ring | wheel base member 22B which comprises the inner ring | wheel assembly 21 of the force transmission device 20B is extended on the opposite side to the outer ring | wheel assembly 41, and the torque limiter 50 was formed in the extension part of the inner ring | wheel base member 22B. Arranged in space. That is, the main body 51 of the torque limiter 50 is mounted coaxially with the inner ring assembly 21 in a space formed in the inner ring base member 22B via a bearing 57 such as a ball bearing. Further, a contact recess 22 d that contacts the roller 52 protruding from the main body 51 is formed on the inner peripheral surface of the space formed in the extension portion of the inner ring base member 22 </ b> B. As a result, the roller 52 is elastically pressed by the spring 55 against the contact recess 22d of the inner ring base member 22B along a direction (X-axis direction in the figure) perpendicular to the Z-axis as the reference axis.

上述のように構成されるトルクリミッタ５０は、本体５１に付与される当該本体５１の軸心周りの回転トルクが予め定められた伝達解除閾値未満であるときには内輪アッセンブリ２１（内輪ベース部材２２Ｂ）に回転トルクを伝達すると共に、当該回転トルクが伝達解除閾値以上になったときには内輪アッセンブリ２１に回転トルクが伝達されないようにするものである。これにより、トルクリミッタ５０を備えた力伝達装置２０Ｂによれば、内輪アッセンブリ２１への回転トルクの伝達を断つことで内輪アッセンブリ２１から外輪アッセンブリ４１へと過剰な回転トルクが伝達されるのを抑制することが可能となる。すなわち、変形例に係る力伝達装置２０Ｂは、一体で多方向における過負荷を遮断する極めて有用なものである。そして、かかる力伝達装置２０Ｂを上述の整復装置１に適用すれば、トルクリミッタ１０を省略することが可能となり、整復装置１のより一層のコストダウン化や装置の小型化、装置構造の単純化を図ることができる。なお、トルクリミッタ５０としてボールプランジャ式あるいは電磁式のトルクリミッタを採用し得ることはいうまでもない。また、力伝達装置２０Ｂの適用対象も、整復装置１に限られるものではなく、力伝達装置２０Ｂが産業用ロボットや人型ロボット等の各種ロボットといった様々な産業機械や民生用機械に適用されることはいうまでもない。   The torque limiter 50 configured as described above is applied to the inner ring assembly 21 (inner ring base member 22B) when the rotational torque about the axis of the main body 51 applied to the main body 51 is less than a predetermined transmission release threshold. In addition to transmitting the rotational torque, the rotational torque is prevented from being transmitted to the inner ring assembly 21 when the rotational torque exceeds a transmission cancellation threshold. Thereby, according to the force transmission device 20 </ b> B provided with the torque limiter 50, it is possible to suppress transmission of excessive rotational torque from the inner ring assembly 21 to the outer ring assembly 41 by cutting off transmission of the rotational torque to the inner ring assembly 21. It becomes possible to do. That is, the force transmission device 20B according to the modified example is extremely useful as a single unit that blocks overload in multiple directions. If the force transmission device 20B is applied to the reduction device 1 described above, the torque limiter 10 can be omitted, further reducing the cost of the reduction device 1, reducing the size of the device, and simplifying the device structure. Can be achieved. Needless to say, a ball plunger type or electromagnetic type torque limiter can be adopted as the torque limiter 50. Further, the application target of the force transmission device 20B is not limited to the reduction device 1, and the force transmission device 20B is applied to various industrial machines and consumer machines such as various robots such as industrial robots and humanoid robots. Needless to say.

図１１は、他の変形例に係る力伝達装置２００の概略構成図である。力伝達装置２００も、上述の力伝達装置２０および２０Ｂと共通する構成を有するものであり、ボールジョイントを構成する内輪アッセンブリ２１および外輪アッセンブリ４１と、内輪アッセンブリ２１の軸心と外輪アッセンブリ４１の軸心とが一致しているときに外輪アッセンブリ４１に設けられた第１の当接部としての孔部４５ａと当接するように内輪アッセンブリ２１により支持される第１の球体３０と、当該球体３０を孔部４５ａに対して弾性的に押し付けるスプリング３３とを備える。第１の球体３０は、外輪アッセンブリ４１に向けて突出するように内輪アッセンブリ２１の軸心上に配置され、第１の当接部としての孔部４５ａは、球体３０と係合するように外輪ベース部材４２に形成された外輪アッセンブリ４１の軸心を中心とする円孔である。また、外輪ベース部材４２の孔部４５ａの周囲には、凹球面４４ａと同心であると共に該凹球面よりも大きい曲率半径をもった第２の凹球面４２ａが形成されている。   FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a force transmission device 200 according to another modification. The force transmission device 200 also has a configuration common to the above-described force transmission devices 20 and 20B, and includes an inner ring assembly 21 and an outer ring assembly 41 that constitute a ball joint, an axis of the inner ring assembly 21, and an axis of the outer ring assembly 41. A first sphere 30 supported by the inner ring assembly 21 so as to abut a hole 45a as a first abutting portion provided in the outer ring assembly 41 when the center is aligned, and the sphere 30 And a spring 33 that elastically presses against the hole 45a. The first spherical body 30 is disposed on the axial center of the inner ring assembly 21 so as to protrude toward the outer ring assembly 41, and the hole 45 a serving as the first abutting portion is engaged with the spherical body 30. This is a circular hole centered on the axis of the outer ring assembly 41 formed in the base member 42. A second concave spherical surface 42a that is concentric with the concave spherical surface 44a and has a larger radius of curvature than the concave spherical surface is formed around the hole 45a of the outer ring base member 42.

そして、図１１に示す力伝達装置２００は、凸球面部材２４（凸球面２４ａ）を介して内輪アッセンブリ２１の軸心と直交する軸（図中Ｘ軸方向の軸）上で互いに同軸に対向するように内輪ベース部材２２により支持される一対の第２の球体６０と、互いに対向するように外輪アッセンブリ４１を構成する凹球面部材４４の外周に形成された一対の第２の当接部としての当接凹部４４ｂと、第２の球体６０を当接凹部４４ｂに対して弾性的に押し付ける第２の付勢手段としてのスプリング６１とにより構成される運動拘束機構を備える。球体６０は、球体支持部材６２に形成された逆円錐面状あるいは球面状の凹部内に配置され、球体支持部材６２は、内輪ベース部材２２の側壁部２２ａに取り付けられるアダプタ６３に形成された孔部内に摺動可能に配置され、球体支持部材６２とアダプタ６３との間には、スプリング６１が配置される。そして、アダプタ６３は、球体６０が凹球面部材４４の当接凹部４４ｂに向けて突出するように側壁部２２ａに取り付けられる。当接凹部４４ｂは、第２の球体６０と係合するように凹球面部材４４の外周面に形成された外輪アッセンブリ４１の軸心を中心とする球体６０よりも小径の断面円形の凹部である。   The force transmission device 200 shown in FIG. 11 is coaxially opposed to each other on an axis (axis in the X-axis direction in the drawing) orthogonal to the axis of the inner ring assembly 21 via the convex spherical member 24 (convex spherical surface 24a). The pair of second spheres 60 supported by the inner ring base member 22 and the pair of second contact portions formed on the outer periphery of the concave spherical member 44 constituting the outer ring assembly 41 so as to face each other. A movement restraining mechanism is provided that includes a contact recess 44b and a spring 61 as second urging means that elastically presses the second sphere 60 against the contact recess 44b. The spherical body 60 is disposed in an inverted conical or spherical recess formed in the spherical body supporting member 62, and the spherical body supporting member 62 is a hole formed in an adapter 63 attached to the side wall portion 22 a of the inner ring base member 22. A spring 61 is disposed between the spherical body support member 62 and the adapter 63. The adapter 63 is attached to the side wall portion 22 a so that the spherical body 60 protrudes toward the contact concave portion 44 b of the concave spherical member 44. The contact recess 44b is a recess having a circular cross section with a smaller diameter than the sphere 60 centering on the axis of the outer ring assembly 41 formed on the outer peripheral surface of the concave spherical member 44 so as to engage with the second sphere 60. .

このように構成される力伝達装置２００では、スプリング３３により球体３０が孔部４５ａに対して弾性的に押し付けられて内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１とが同心に保たれると共に、スプリング６１により第２の球体６０が第２の当接部である外輪アッセンブリ４１側の当接凹部４４ｂに対して弾性的に押し付けられて内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１との相対運動が規制されていれば、内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１とは実質的に剛体として機能することから、内輪アッセンブリ２１の軸心と外輪アッセンブリ４１の軸心とが一致しているときの両者の軸心（Ｚ軸）周りの回転トルクや、様々な方向の力を内輪アッセンブリ２１および外輪アッセンブリ４１の一方から他方へと伝達することができる。   In the force transmission device 200 configured as described above, the spherical body 30 is elastically pressed against the hole 45a by the spring 33, the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 are kept concentric, and the spring 61 is If the relative movement between the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 is restricted by elastically pressing the second spherical body 60 against the contact recess 44b on the outer ring assembly 41 side which is the second contact part, the inner ring Since the assembly 21 and the outer ring assembly 41 substantially function as rigid bodies, the rotation about the axis (Z axis) of the inner ring assembly 21 and the axis of the outer ring assembly 41 coincide with each other. Torque and forces in various directions can be transmitted from one of the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 to the other. Kill.

また、力伝達装置２００では、内輪アッセンブリ２１および外輪アッセンブリ４１の一方から他方へと伝達される回転トルクや内輪アッセンブリ２１または外輪アッセンブリ４１に加えられる回転トルク以外の力により、第２の球体６０がスプリング６１からの押付力に抗して第２当接部である当接凹部４４ｂから外れるか、あるいは第２の球体６０が当接凹部４４ｂから外れると共に球体３０がスプリング３３からの押付力に抗して孔部４５ａから外れると、内輪アッセンブリ２１と外輪アッセンブリ４１との相対運動が許容されて当該相対運動を生じさせた力（Ｚ軸周りの回転トルクを含む）の方向における過負荷が遮断されることになる。従って、力伝達装置２００によれば、２要素間で力を伝達すると共に複数方向の過負荷を遮断することが可能となる。   Further, in the force transmission device 200, the second spherical body 60 is caused by a force other than the rotational torque transmitted from one of the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 to the other or the rotational torque applied to the inner ring assembly 21 or the outer ring assembly 41. Either the second concave portion 44b comes off from the contact concave portion 44b against the pressing force from the spring 61 or the second spherical body 60 comes off from the concave contact portion 44b and the spherical body 30 resists the pressing force from the spring 33. When the hole 45a is disengaged, the relative movement between the inner ring assembly 21 and the outer ring assembly 41 is allowed, and the overload in the direction of the force (including the rotational torque around the Z axis) that caused the relative movement is cut off. Will be. Therefore, according to the force transmission device 200, it is possible to transmit a force between two elements and interrupt an overload in a plurality of directions.

そして、かかる力伝達装置２００も上述の整復装置１に適用され得るものであり、力伝達装置２００を備えた整復装置１においても、過負荷を遮断するためのセイフティー機構を多数用いる必要がなくなるので、コストダウン化や装置の小型化、装置構造の単純化を図ることができる。ただし、力伝達装置２００の適用対象も、整復装置１に限られるものではなく、力伝達装置２００が産業用ロボットや人型ロボット等の各種ロボットといった様々な産業機械や民生用機械に適用されることはいうまでもない。   The force transmission device 200 can also be applied to the reduction device 1 described above, and the reduction device 1 including the force transmission device 200 does not need to use a large number of safety mechanisms for interrupting overload. Therefore, cost reduction, device size reduction, and device structure simplification can be achieved. However, the application target of the force transmission device 200 is not limited to the reduction device 1, and the force transmission device 200 is applied to various industrial machines and consumer machines such as various robots such as industrial robots and humanoid robots. Needless to say.

以上、実施例を参照しながら本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。また、発明を実施するための形態の欄に記載されたものは、あくまで課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。   The embodiments of the present invention have been described above with reference to the examples. However, the present invention is not limited to the above-described examples, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Needless to say, you get. In addition, what is described in the column of the mode for carrying out the invention is merely a specific example of the invention described in the column of means for solving the problem, and is a column of means for solving the problem. The interpretation of the invention described in the above should be made based on the description in that column.

本発明は、力伝達装置や、整復装置、ロボットといった各種産業機械や民生用機械の製造産業等において利用可能である。   The present invention can be used in various industrial machines such as a force transmission device, a reduction device, and a robot, and a manufacturing industry of consumer machines.

１ 整復装置、２ 可動テーブル、３ ３軸式駆動ユニット、４ 進退駆動ユニット、５ 支持台、１０，５０ トルクリミッタ、２０，２０Ｂ，２００ 力伝達装置、２１ 内輪アッセンブリ、２２，２２Ｂ 内輪ベース部材、２２ａ 側壁部、２２ｂ 中心孔、２２ｃ 連通孔、２２ｄ，４４ｂ 当接凹部、２３ 内輪軸部材、２３ａ 先端部、２３ｂ 円筒部、２３ｃ，５１ａ 貫通孔、２４ 凸球面部材、２４ａ 凸球面、２５，５２ ローラ、２６，５７ 軸受、２７，３６，５６ セットスクリュー、３０，６０ 球体、３１，６２ 球体支持部材、３１ａ 球体支持凹部、３２，５４ 押付部材、３２ａ 端面、３３，３４，５５、６１ スプリング、３５ ロッド、３５ａ 先端面、４１ 外輪アッセンブリ、４２ 外輪ベース部材、４２ａ，４４ａ 凹球面、４３ 環状部材、４３ａ 第１孔部、４３ｂ 第２孔部、４３ｃ 外周面、４３ｇ ガイド凹部、４３ｇａ，４３ｇｂ 側面、４４ 凹球面部材、４５ 当接部材、４５ａ 孔部、４７ 近接センサ、５１ 本体、５３ ローラ支持部材、６３ アダプタ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reduction device, 2 movable table, 3 triaxial drive unit, 4 advancing / retreating drive unit, 5 support stand, 10, 50 torque limiter, 20, 20B, 200 force transmission device, 21 inner ring assembly, 22, 22B inner ring base member, 22a Side wall portion, 22b Center hole, 22c Communication hole, 22d, 44b Contact recess, 23 Inner ring shaft member, 23a Tip, 23b Cylindrical portion, 23c, 51a Through hole, 24 Convex spherical member, 24a Convex spherical surface, 25, 52 Roller, 26, 57 bearing, 27, 36, 56 set screw, 30, 60 sphere, 31, 62 sphere support member, 31a sphere support recess, 32, 54 pressing member, 32a end face, 33, 34, 55, 61 spring, 35 Rod, 35a Tip surface, 41 Outer ring assembly, 42 Outer ring base member, 42a, 44 a concave spherical surface, 43 annular member, 43a first hole portion, 43b second hole portion, 43c outer peripheral surface, 43g guide concave portion, 43ga, 43gb side surface, 44 concave spherical member, 45 abutting member, 45a hole portion, 47 proximity sensor , 51 body, 53 roller support member, 63 adapter.

Claims (13)

２要素間で力を伝達する力伝達装置であって、
凸球面を有する内輪要素と
前記内輪要素の前記凸球面と係合する凹球面を有し、前記内輪要素と共にボールジョイントを構成する外輪要素と、
前記内輪要素の軸心である内輪軸心と前記外輪要素の軸心である外輪軸心とが一致しているときに前記内輪要素および前記外輪要素の何れか一方に定められた当接部と当接するように前記内輪要素および前記外輪要素の他方により支持される球体と、
前記球体を前記当接部に対して弾性的に押し付ける付勢手段と、
前記内輪軸心と前記外輪軸心とが一致しているときの前記内輪要素および前記外輪要素の軸心である基準軸の周りにおける該内輪要素と該外輪要素との相対運動を規制すると共に、前記基準軸とそれぞれ直交すると共に互いに直交する２つの軸の周りにおける前記内輪要素と前記外輪要素との相対運動を許容する運動拘束手段と、
を備えることを特徴とする力伝達装置。 A force transmission device for transmitting force between two elements,
An inner ring element having a convex spherical surface, a concave spherical surface that engages with the convex spherical surface of the inner ring element, and an outer ring element that forms a ball joint with the inner ring element;
A contact portion defined on one of the inner ring element and the outer ring element when an inner ring axis that is an axis of the inner ring element and an outer ring axis that is an axis of the outer ring element coincide with each other; A sphere supported by the other of the inner ring element and the outer ring element so as to abut,
An urging means for elastically pressing the sphere against the contact portion;
Restricting relative motion between the inner ring element and the outer ring element around a reference axis that is an axis of the inner ring element and the outer ring element when the inner ring axis and the outer ring axis coincide with each other; A movement restraining means for allowing relative movement between the inner ring element and the outer ring element around two axes that are orthogonal to the reference axis and orthogonal to each other;
A force transmission device comprising: 請求項１に記載の力伝達装置において、
前記球体は、前記外輪要素に向けて前記内輪要素から突出するように前記内輪軸心上に配置され、前記当接部は、前記球体と係合するように前記外輪要素に設けられる前記外輪軸心を中心とする凹部または孔部であることを特徴とする力伝達装置。 The force transmission device according to claim 1,
The spherical body is disposed on the inner ring axial center so as to protrude from the inner ring element toward the outer ring element, and the abutting portion is provided on the outer ring element so as to engage with the spherical body. A force transmission device characterized by being a recess or a hole centered on a heart. 請求項２に記載の力伝達装置において、
前記付勢手段による前記球体を前記当接部に押し付ける力を変更可能な押付力設定手段を更に備えることを特徴とする力伝達装置。 The force transmission device according to claim 2,
A force transmission device further comprising pressing force setting means capable of changing a force pressing the sphere by the biasing means against the contact portion. 請求項２または３に記載の力伝達装置において、
前記内輪要素は、
前記球体を支持すると共に前記内輪軸心上で摺動可能な球体支持部材と、
前記球体支持部材と間隔を置いて前記内輪軸心上で摺動可能な押付部材と、
前記押付部材を前記内輪軸心上で進退移動させる移動機構とを有し、
前記付勢手段は、前記球体支持部材と前記押付部材との間に配置される弾性体であることを特徴とする力伝達装置。 The force transmission device according to claim 2 or 3,
The inner ring element is
A sphere support member that supports the sphere and is slidable on the inner ring axis;
A pressing member that is slidable on the inner ring axis at a distance from the spherical body support member;
A moving mechanism for moving the pressing member forward and backward on the inner ring axis;
The force transmitting device, wherein the biasing means is an elastic body disposed between the spherical body supporting member and the pressing member. 請求項１から４の何れか一項に記載の力伝達装置において、
前記外輪要素は、前記凹球面と同心であると共に該凹球面よりも大きい曲率半径をもった第２凹球面を前記当接部の周囲に有することを特徴とする力伝達装置。 In the force transmission device according to any one of claims 1 to 4,
The outer ring element has a second concave spherical surface that is concentric with the concave spherical surface and has a larger radius of curvature than the concave spherical surface, around the contact portion. 請求項１から５の何れか一項に記載の力伝達装置において、
前記当接部は、前記外輪要素に対して着脱自在に取り付けられる部材に形成されることを特徴とする力伝達装置。 In the force transmission device according to any one of claims 1 to 5,
The abutment portion is formed on a member that is detachably attached to the outer ring element. 請求項１から６の何れか一項に記載の力伝達装置において、
前記運動拘束手段は、
前記凸球面を介して互いに同軸に対向するように前記内輪要素に設けられる一対の円柱体と、
前記凹球面を介して互いに対向すると共にそれぞれ対応する前記円柱体と係合するように前記外輪要素に設けられ、前記内輪軸心と前記外輪軸心とが一致しているときにそれぞれ前記基準軸と前記一対の円柱体の軸心とを含む平面と平行に延びる一対の側面を有する一対の凹部とにより構成されることを特徴とする力伝達装置。 In the force transmission device according to any one of claims 1 to 6,
The movement restraining means is
A pair of cylindrical bodies provided on the inner ring element so as to face each other coaxially via the convex spherical surface;
When the inner ring axis and the outer ring axis are aligned with each other, the reference shafts are arranged on the outer ring elements so as to be opposed to each other through the concave spherical surfaces and to engage with the corresponding cylindrical bodies. And a pair of recesses having a pair of side surfaces extending in parallel with a plane including the axis of the pair of cylindrical bodies. 請求項７に記載の力伝達装置において、
前記円柱体は、それぞれ対応する前記凹部の前記側面の一方と当接し、該円柱体と該側面の他方との間には隙間が形成されることを特徴とする力伝達装置。 The force transmission device according to claim 7,
The columnar body is in contact with one of the side surfaces of the corresponding recess, and a gap is formed between the columnar body and the other of the side surfaces. 請求項７または８に記載の力伝達装置において、
前記円柱体は、それぞれ中心軸周りに回転自在となるように前記内輪要素に設けられることを特徴とする力伝達装置。 The force transmission device according to claim 7 or 8,
The columnar body is provided in the inner ring element so as to be rotatable around a central axis, respectively. 請求項１から９の何れか一項に記載の力伝達装置において、
前記内輪要素および前記外輪要素の何れか一方に接続されており、入力回転トルクが所定値未満であるときには前記内輪要素および前記外輪要素の一方に前記入力回転トルクを伝達すると共に、前記入力回転トルクが前記所定値以上になったときには前記内輪要素および前記外輪要素の一方に前記入力回転トルクが伝達されないようにするトルクリミッタを更に備えることを特徴とする力伝達装置。 The force transmission device according to any one of claims 1 to 9,
When the input rotational torque is less than a predetermined value, the input rotational torque is transmitted to one of the inner ring element and the outer ring element, and the input rotational torque is connected to either the inner ring element or the outer ring element. A force transmission device further comprising a torque limiter that prevents the input rotational torque from being transmitted to one of the inner ring element and the outer ring element when becomes equal to or greater than the predetermined value. ２要素間で力を伝達する力伝達装置であって、
凸球面を有する内輪要素と
前記内輪要素の前記凸球面と係合する凹球面を有し、前記内輪要素と共にボールジョイントを構成する外輪要素と、
前記内輪要素の軸心である内輪軸心と前記外輪要素の軸心である外輪軸心とが一致しているときに前記内輪要素および前記外輪要素の何れか一方に定められた第１当接部と当接するように前記内輪要素および前記外輪要素の他方により支持される第１球体と、
前記第１球体を前記第１当接部に対して弾性的に押し付ける第１付勢手段と、
前記凸球面を介して互いに対向するように前記内輪要素に設けられる第２球体と、互いに対向するように前記外輪要素の外周に定められた一対の第２当接部と、前記第２球体を前記第２当接部に対して弾性的に押し付ける第２付勢手段とにより構成される運動拘束手段と、
を備えることを特徴とする力伝達装置。 A force transmission device for transmitting force between two elements,
An inner ring element having a convex spherical surface, a concave spherical surface that engages with the convex spherical surface of the inner ring element, and an outer ring element that forms a ball joint with the inner ring element;
A first abutment defined in one of the inner ring element and the outer ring element when an inner ring axis that is the axis of the inner ring element and an outer ring axis that is the axis of the outer ring element coincide with each other A first sphere supported by the other of the inner ring element and the outer ring element so as to come into contact with a portion;
First urging means for elastically pressing the first sphere against the first contact portion;
A second sphere provided on the inner ring element so as to face each other through the convex spherical surface, a pair of second abutting portions defined on the outer periphery of the outer ring element so as to face each other, and the second sphere. A movement restraining means constituted by a second urging means that elastically presses against the second contact portion;
A force transmission device comprising: 請求項１１に記載の力伝達装置において、
前記第１球体は、前記外輪要素に向けて前記内輪要素から突出するように前記内輪要素の軸心である内輪軸心上に配置され、前記第１当接部は、前記第１球体と係合するように前記外輪要素に設けられる該外輪要素の軸心である外輪軸心を中心とする凹部または孔部であり、
前記一対の第２球体は、前記内輪軸心と直交する軸上に配置され、前記第２当接部は、前記第２球体と係合するように前記外輪要素に設けられる前記外輪軸心と直交する軸を中心とする凹部または孔部であることを特徴とする力伝達装置。 The force transmission device according to claim 11,
The first sphere is disposed on an inner ring axis that is an axis of the inner ring element so as to protrude from the inner ring element toward the outer ring element, and the first contact portion is engaged with the first sphere. A recess or a hole centered on the outer ring axis that is the axis of the outer ring element provided in the outer ring element so as to fit together,
The pair of second spheres are disposed on an axis orthogonal to the inner ring axis, and the second abutting portion is provided on the outer ring axis provided on the outer ring element so as to engage with the second sphere. A force transmission device comprising a recess or a hole centered on an orthogonal axis. 請求項１２に記載の力伝達装置において、
前記外輪要素は、前記凹球面と同心であると共に該凹球面よりも大きい曲率半径をもった第２凹球面を前記当接部の周囲に有することを特徴とする力伝達装置。 The force transmission device according to claim 12,
The outer ring element has a second concave spherical surface that is concentric with the concave spherical surface and has a larger radius of curvature than the concave spherical surface, around the contact portion.
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