JP2015123563A - 関節機構 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】関節機構は、第1部材11と第2部材12との間にジグザグ状に連なるジグザグ構造体13を備える。第1部材11に固定された可撓性長尺部材16が第1部材11から第2部材12に向かって延在し、第2部材12に対して走行可能となっている。可撓性長尺部材16に張力を付与する張力付与装置は、付与する張力を変更可能に構成されている。
【選択図】図2
Description
前記第1部材と第2部材との間で該第1部材から第2部材に向かって横方向に振幅を有してジグザグ状に連なるように形成された弾性体により構成され、前記第1部材側の端部と第2部材側の端部とがそれぞれ第1部材、第2部材に連結されたジグザグ構造体であって、その振幅中心線の方向での長さと該振幅中心線の屈曲度合とが変化し得るように変形可能に構成されたジグザグ構造体と、
前記第1部材側から第2部材側に向かって延在するように配置され、前記第1部材側の一端部が該第1部材に固定されると共に、前記第2部材に対して走行可能に設けられた可撓性長尺部材であって、張力が付与された状態で前記ジグザグ構造体を前記第1部材と第2部材との間で押圧する力を該ジグザグ構造体に作用させる可撓性長尺部材と、
前記可撓性長尺部材の他端部側から該可撓性長尺部材に張力を付与する装置であって、該張力の大きさを変更可能に構成された張力付与装置とを備えることを特徴とする(第1発明)。
前記第1部材と第2部材との間で該第1部材から第2部材に向かって横方向に振幅を有してジグザグ状に連なるように構成され、前記第1部材側の端部と第2部材側の端部とがそれぞれ第1部材、第2部材に連結されたジグザグ構造体であって、その振幅方向の両側のそれぞれに位置する各頂部から二股状に延在する一対の脚部が、当該ジグザグ構造体の振幅方向と振幅中心線の方向とに直交する軸心を有して該頂部に設けられた支軸を介して該支軸の軸心周りに相対回転自在に連結されていることによって、当該ジグザグ構造体の振幅中心線の方向での長さと該振幅中心線の屈曲度合とが変化し得るように変形可能に構成されたジグザグ構造体と、
該ジグザグ構造体の振幅方向の両側にそれぞれ位置する各頂部から二股状に延在する一対の脚部の間に介装され、該一対の脚部の間隔が狭くなるに伴い圧縮されて弾性力を発生する弾性体からなる脚部間弾性部材と、
前記第1部材側から第2部材側に向かって延在するように配置され、前記第1部材側の一端部が該第1部材に固定されると共に、前記第2部材に対して走行可能に設けられた可撓性長尺部材であって、張力が付与された状態で前記ジグザグ構造体を前記第1部材と第2部材との間で押圧する力を該ジグザグ構造体に作用させる可撓性長尺部材と、
前記可撓性長尺部材の他端部側から該可撓性長尺部材に張力を付与する装置であって、該張力の大きさを変更可能に構成された張力付与装置とを備えることを特徴とする(第11発明)。
本発明の関節機構の第1実施形態を図1〜図7を参照して以下に説明する。
次に、本発明の第2実施形態を図8(a)〜(c)を参照して説明する。なお、本実施形態の関節機構は、前記実施形態と関節機構本体部の構成だけが相違するものである。このため、本実施形態の説明は、第1実施形態と相違する部分を中心に行い、第1実施形態と同一の事項については説明を省略する。
その結果、ジグザグ構造体68は、第1部材66と第2部材67との間で比較大きな弾性力を発生する。また、その弾性力は、ジグザグ構造体68の屈曲度合が大きくなるほど増大する。
次に、以上説明した各実施形態の変形態様をいくつか説明する。
Claims (20)
- 第1部材と第2部材とを相対変位可能に連結する関節機構であって、
前記第1部材と第2部材との間で該第1部材から第2部材に向かって横方向に振幅を有してジグザグ状に連なるように形成された弾性体により構成され、前記第1部材側の端部と第2部材側の端部とがそれぞれ第1部材、第2部材に連結されたジグザグ構造体であって、その振幅中心線の方向での長さと該振幅中心線の屈曲度合とが変化し得るように変形可能に構成されたシグザグ構造体と、
前記第1部材側から第2部材側に向かって延在するように配置され、前記第1部材側の一端部が該第1部材に固定されると共に、前記第2部材に対して走行可能に設けられた可撓性長尺部材であって、張力が付与された状態で前記ジグザグ構造体を前記第1部材と第2部材との間で押圧する力を該ジグザグ部材に作用させる可撓性長尺部材と、
前記可撓性長尺部材の他端部側から該可撓性長尺部材に張力を付与する装置であって、該張力の大きさを変更可能に構成された張力付与装置とを備えることを特徴とする関節機構。 - 請求項1記載の関節機構において、
前記可撓性長尺部材は、前記ジグザグ構造体の振幅方向の両側のうちの一方側寄りの位置で延在するように配置されていることを特徴とする関節機構。 - 請求項2記載の関節機構において、
前記ジグザグ構造体の振幅方向の一方側に位置する頂部のうちの1つ以上の頂部のそれぞれから二股状に延在する一対の脚部の間に介装された弾性体からなる脚部間弾性部材をさらに備えており、
前記脚部間弾性部材は、少なくとも前記張力付与装置により前記可撓性長尺部材に所定値以上の張力を付与した状態で、該脚部間弾性部材の両側の一対の脚部の間隔が狭まる方向に前記ジグザグ構造体を屈曲変形させたときに、当該一対の脚部間で圧縮されることにより、前記ジグザグ構造体の屈曲変形を解消するように機能する弾性力を発生するように構成されていることを特徴とする関節機構。 - 請求項3記載の関節機構において、
前記脚部間弾性部材は、その両側の一対の脚部のうちの一方の脚部に固着されたゴム製の第1弾性部材と、他方の脚部に前記第1弾性部材に対向するように固着されたゴム製の第2弾性部材とから構成され、該一対の脚部間で圧縮されるとき、前記第1弾性部材と第2弾性部材とが互いに接触した状態で圧縮されることを特徴とする関節機構。 - 請求項3又は4記載の関節機構において、
前記脚部間弾性部材は、前記ジグザグ構造体の振幅方向の一方側に位置する複数の頂部のそれぞれから二股状に延在する一対の脚部の間に介装されており、前記ジグザグ構造体をその振幅方向の一方側が外側、他方側が内側となるように屈曲変形させたときに、前記ジグザグ構造体の振幅方向の一方側に位置する複数の頂部のそれぞれに対応する脚部間弾性部材のひずみが相互に均一に近づくように、当該複数の頂部のそれぞれに対応する脚部間弾性部材の剛性又は配置が設定されていることを特徴とする関節機構。 - 請求項2〜4のいずれか1項に記載の関節機構において、
前記ジグザグ構造体の振幅方向の一方側に位置する各頂部毎に、該頂部から二股状に延在する一対の脚部の間隔が所定量よりも小さくなるのを阻止するストッパ部材が、該一対の脚部の少なくともいずれか一方に固設されていることを特徴とする関節機構。 - 請求項6記載の関節機構において、
前記ジグザグ構造体の振幅方向の一方側に位置する各頂部に対応するストッパ部材は、該頂部から二股状に延在する一対の脚部のそれぞれに互いに対向して固設された一対のストッパ部材から成り、該一対のストッパ部材は、その両側の一対の脚部の間隔が所定量まで小さくなったときに互いに当接すると共に、該一対のストッパ部材の一方に形成された凹部と他方に形成された凸部とが嵌合するように構成されていることを特徴とする関節機構。 - 請求項2〜7のいずれか1項に記載の関節機構において、
前記ジグザグ構造体は、該ジグザグ構造体の振幅方向及び振幅中心線の方向に対して直交する方向に幅を有する板状の弾性体により、1つの頂部と、該頂部から一体に二股状に延在する一対の脚部とから成るU字型又は矩形型の形状に各々形成された複数の要素部材を連結してなる構造体であり、該複数の要素部材は、それぞれの頂部が前記ジグザグ構造体の振幅方向における一方側に位置する各頂部として前記振幅中心線の方向に並ぶように配列されており、さらに、互いに隣り合う要素部材の一方を第1要素部材、他方を第2要素部材と表記したとき、第1要素部材の一対の脚部のうちの第2要素部材側の脚部である第1A脚部の先端部と、第2要素部材の一対の脚部のうちの第1要素部材側の脚部である第2A脚部の先端部とが一体に連結されており、該第1A脚部の先端部と第2A脚部の先端部との連結部分が前記ジグザグ構造体の振幅方向における他方側に位置する各頂部となっており、
前記ジグザグ構造体は、前記張力付与装置により前記可撓性長尺部材に所定値以上の張力を付与した状態で、前記第1要素部材の第1A脚部と第2要素部材の第2A脚部とが互いに当接するように構成されていることを特徴とする関節機構。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載の関節機構において、
前記ジグザグ構造体の振幅方向と振幅中心線の方向とに直交する方向である該ジグザグ構造体の厚み方向での該ジグザグ構造体の両側面を覆うように該厚み方向に間隔を存して配置される一対のカバー面を有するカバー部材をさらに備えており、前記ジグザグ構造体の変形が該カバー部材の一対のカバー面の間隔内での変形に制限されていることを特徴とする関節機構。 - 請求項9記載の関節機構において、
前記カバー部材は、該カバー部材の一対のカバー面の間隔内での前記ジグザグ構造体の屈曲変形に伴い、屈曲するように構成されていることを特徴とする関節機構。 - 第1部材と第2部材とを相対変位可能に連結する関節機構であって、
前記第1部材と第2部材との間で該第1部材から第2部材に向かって横方向に振幅を有してジグザグ状に連なるように構成され、前記第1部材側の端部と第2部材側の端部とがそれぞれ第1部材、第2部材に連結されたジグザグ構造体であって、その振幅方向の両側のそれぞれに位置する各頂部から二股状に延在する一対の脚部が、当該ジグザグ構造体の振幅方向と振幅中心線の方向とに直交する軸心を有して該頂部に設けられた支軸を介して該支軸の軸心周りに相対回転自在に連結されていることによって、当該ジグザグ構造体の振幅中心線の方向での長さと該振幅中心線の屈曲度合とが変化し得るように変形可能に構成されたジグザグ構造体と、
該ジグザグ構造体の振幅方向の両側にそれぞれ位置する各頂部から二股状に延在する一対の脚部の間に介装され、該一対の脚部の間隔が狭くなるに伴い圧縮されて弾性力を発生する弾性体からなる脚部間弾性部材と、
前記第1部材側から第2部材側に向かって延在するように配置され、前記第1部材側の一端部が該第1部材に固定されると共に、前記第2部材に対して走行可能に設けられた可撓性長尺部材であって、張力が付与された状態で前記ジグザグ部材を前記第1部材と第2部材との間で押圧する力を該ジグザグ部材に作用させる可撓性長尺部材と、
前記可撓性長尺部材の他端部側から該可撓性長尺部材に張力を付与する装置であって、該張力の大きさを変更可能に構成された張力付与装置とを備えることを特徴とする関節機構。 - 請求項11記載の関節機構において、
前記脚部間弾性部材は、その両側の一対の脚部のうちの一方に脚部に固着されたゴム製の第1弾性部材と、他方の脚部に前記第1弾性部材に対向するように固着されたゴム製の第2弾性部材とから構成され、該一対の脚部間で圧縮されるとき、前記第1弾性部材と第2弾性部材とが互いに接触した状態で圧縮されることを特徴とする関節機構。 - 請求項11又は12記載の関節機構において、
前記可撓性長尺部材は、前記ジグザグ構造体の振幅方向の両側のうちの一方側寄りの位置で延在するように配置されていることを特徴とする関節機構。 - 請求項13記載の関節機構において、
前記ジグザグ構造体の振幅方向の一方側に位置する各頂部から二股状に延在する一対の脚部の間に介装されている前記脚部間弾性部材は、前記ジグザグ構造体をその振幅方向の一方側が外側、他方側が内側となるように屈曲変形させたときに、前記ジグザグ構造体の振幅方向の一方側に位置する各頂部に対応する脚部間弾性部材のひずみが相互に均一に近づくように、当該各頂部に対応する脚部間弾性部材の剛性又は配置が設定されていることを特徴とする関節機構。 - 請求項1〜14のいずれか1項に記載の関節機構において、
前記第1部材と第2部材とは、前記ジグザグ構造体が人の脚の膝関節の側方に位置する状態で、該人の脚の下腿部又は足部と大腿部又は腰部とに各々装着される部材であることを特徴とする関節機構。 - 請求項1〜15のいずれか1項に記載の関節機構において、
前記張力付与装置は、前記可撓性長尺部材に前記張力を付与するための駆動力を発生するアクチュエータと、該アクチュエータと前記可撓性長尺部材との間の動力伝達系に介装され、前記可撓性長尺部材の走行を制動する状態と該制動を解除する状態とに動作可能なブレーキ装置とを備えることを特徴とする関節機構。 - 請求項1〜15のいずれか1項に記載の関節機構において、
前記張力付与装置は、前記可撓性長尺部材に前記張力を付与するための駆動力を発生するアクチュエータと、該アクチュエータと前記可撓性長尺部材との間の動力伝達を遮断する状態と、該動力伝達を行わせる状態とに動作可能なクラッチ装置とを備えることを特徴とする関節機構。 - 請求項16又は17記載の関節機構において、
前記張力付与装置は、前記可撓性長尺部材の弛みを防止するための弛み防止用張力であるプリテンションを該可撓性長尺部材に付与するプリテンション発生装置をさらに備えることを特徴とする関節機構。 - 請求項18記載の関節機構において、
前記アクチュエータから前記可撓性長尺部材までの間に、該可撓性長尺部材が弛む方向の力の伝達を遮断するワンウェイクラッチ機構をさらに備えることを特徴とする関節機構。 - 請求項1〜15のいずれか1項に記載の関節機構において、
前記張力付与装置は、前記第1部材が前記第2部材から遠ざかる向きに前記可撓性長尺部材が前記第2部材に対して走行するのを阻止するように該可撓性長尺部材を係止する係止状態と該係止を解除する係止解除状態とに切替動作可能なロック機構と、前記可撓性長尺部材の弛みを防止するための弛み防止用張力であるプリテンションを該可撓性長尺部材に付与するプリテンション発生装置とを備えることを特徴とする関節機構。
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