JP2021065969A - 直動伸縮機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 構造の簡素化、軽量化、アーム部の強度向上、さらにアーム部の平滑な伸縮動を実現する直動伸縮機構を提供することにある。【解決手段】 直動伸縮機構１は、多段に組まれる複数の直動機構２１，２２，２３，２４と、列状に連結される複数のブロック４０からなるブロック列３０であって、複数のブロックのうち先頭のブロックは複数の直動機構のうち先頭の直動機構２１に接続されるブロック列と、複数の直動機構のうち最後尾の直動機構２４に接続され、ブロック列を収容する収容部１０とを具備する。収容部は、ブロック列を円弧軌道に沿って移動させるために、ブロック列の両側に分設される一対の円弧レール１３，１４を有し、ブロック各々の両側面には一対の円弧レールにそれぞれ係合する一対の突状体４６，４７が設けられる。【選択図】 図６

Description

本発明は、直動伸縮機構に関する。

ロボット装置の直動伸縮機構として、複数の第１コマ（平板）が回動軸により屈曲可能に連結された第１コマ列と、同様に複数の第２コマ（ブロック）が屈曲可能に連結された第２コマ列とを接合させることにより、柱状体としてのアーム部を構成させるとともに、第１、第２のコマ列を分離させ屈曲可能な列状体として支柱部内に縦方向に収容させる構造が知られている（特許文献１）。

当該直動伸縮機構は第１、第２のコマ数を増やすことによりアーム部を延長することができ、しかもアーム部が後方に突き出ることもないことから、限られた空間での用途に有用性が高いと言える。

しかし当該構造では２種類のコマ列を必要とすることから構造が複雑化し、また重量が増加することは避けられず、またアーム部としての強度はコマの連結強度及び２種類のコマ列どうしの接合強度に依存することからアーム部としての強度を高めるには限界があった。

特許文献２には一群の移動ピースにより直動伸縮機構を実現した構造が開示されている。当該構造は移動ピースが一群であることから構造の簡素化、軽量化を実現できる可能性がある。しかし、アーム部としての強度向上という課題は、アーム部が移動ピース群で構成され、移動ピースどうしが回動軸により連結される構造上、その連結強度に依存することから、依然として残存する。また移動ピース群はそれを収容する略円形筒状の回動ガイド部内で折れ曲がり、アーム部の平滑な伸縮動が阻害される恐れがあった。

特許第５４３５６７９号公報 特開２０１５−２１３９７４号公報

直動伸縮機構において、構造の簡素化、軽量化、アーム部の強度向上、さらにアーム部の平滑な伸縮動の実現が望まれている。

本開示の一態様に係る直動伸縮機構は、多段に組まれる複数の直動機構と、列状に連結される複数のブロックからなるブロック列であって、複数のブロックのうち先頭のブロックは複数の直動機構のうち先頭の直動機構に接続されるブロック列と、複数の直動機構のうち最後尾の直動機構に接続され、ブロック列を収容する収容部とを具備する。収容部は、ブロック列を円弧軌道に沿って移動させるために、ブロック列の両側に分設される一対の円弧レールを有し、ブロック各々の両側面には一対の円弧レールにそれぞれ係合する一対の突状体が設けられる。

一態様によれば、直動伸縮機構として、構造の簡素化、軽量化、アーム部の強度向上、さらにアーム部の平滑な伸縮動が実現され得る。

図１は、一実施形態に係る収縮時の直動伸縮機構の斜視図である。 図２は、伸長時の直動伸縮機構の斜視図である。 図３は、収縮時の直動伸縮機構の内部構造をブロック列を除外した状態で示す側面図である。 図４は、図３の直動伸縮機構を筐体とアーム部とを分離した状態で示す側面図である。 図５は、収縮時の直動伸縮機構の内部構造を示す側面図である。 図６は、伸長時の直動伸縮機構の内部構造を示す側面図である。 図７は、図５のブロックを斜め前方から示す斜視図である。 図８は、図５のブロックを斜め後方から示す斜視図である。 図９は、図５のブロックの側面図である。 図１０は、筐体に設けられる一対のレールをブロックとともに示す側面図である。 図１１は、図１０のブロック列の最後尾のブロックを斜め前方から示す斜視図である。 図１２は、図１１の最後尾のブロックを斜め後方から示す斜視図である。 図１３は、図１０のレールを示す側面図である。 図１４は、図１０のレールを示す斜視図である。 図１５は、図１３のＡ−Ａ′断面図である。 図１６は、図１５のレールをブロックとともに示す断面図である。 図１７は、図１２のレールの変形例を示す側面図である。 図１８は、図１の直動伸縮機構を構成するブロック列の変形例を伸長状態のアーム部とともに示す側面図である。 図１９は、図１８のＢ−Ｂ´断面図である。 図２０は、テレスコピック構造が、縦続される複数の直動案内機構に代替えされた直動伸縮機構を示す平面図である。 図２１は、図２０の直動伸縮機構が伸長された状態を示す平面図である。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係る直動伸縮機構を説明する。以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。本実施形態に係る直動伸縮機構は、それ単独で使用することができるし、ロボットアーム機構の直動伸縮関節としても使用することができるものである。

図１、図２に示すように、直動伸縮機構１は伸縮自在なアーム部２０を有する。典型的には、アーム部２０は、多段に組まれる複数の直動機構からなる。本実施形態では、アーム部２０は、テレスコピック構造（多段入れ子構造）に組まれた複数、ここでは４つの筒体２１，２２，２３，２４により構成される。なお、筒体２１，２２，２３，２４としては典型的には円筒形状であるが、角筒形状であってもよい。

アーム部２０は筐体１０に支持される。典型的には、筐体１０は、上部の略１／４円の範囲が切り欠かれた略短円筒形に構成される。図３、図４に示すように、筐体１０の上部の切り欠き箇所は蓋板１９で閉塞される。蓋板１９にはアーム部２０の後端、すなわち最後尾の円筒体２４がそのフランジにおいて垂直に固定される。最後尾の円筒体２４が固定された蓋板１９には、開口１９１があけられている。開口１９１は、筐体１０の内部が円筒体２１，２２，２３，２４の中空内部と連通する。開口１９１は後述のブロック列３０が筐体１０から出入りするための出入り口となる。

図５、図６に示すように、筐体１０の内部から円筒体２１，２２，２３，２４の中空内部にわたって連通する内部空間にはブロック列３０が挿入されている。ブロック列３０は複数のブロック４０が列状に連結されてなる。ブロック列３０の先頭のブロック４０は、複数の円筒体２１，２２，２３，２４のうち先頭の円筒体２１に接続片３１を介して接続される。その接続位置は、収容部から送り出されたブロック列３０が円筒中心線ＣＬ１に平行な直線軌道ＣＬ２（移動軸ＣＬ２）に沿って直線的に移動できるように位置決めされている。なお、上記の開口１９１も、その開口面に対して移動軸ＣＬ２が交差するように位置決めされている。

筐体１０の内部にはブロック列３０を筐体中心Ｒｃを中心とした円弧軌道に沿って収容する収容部が設けられる。収容部の詳細は後述する。アーム部２０が収縮した状態において、ブロック列３０は、そのほとんどが筐体１０の内部の収容部に収容されている。この筐体１０の内部には、ブロック列３０の送り出し動作及び引き戻し動作を実現する駆動機構が設けられる。駆動機構としてはラックアンドピニオン機構、ボールネジ機構など任意の機構を採用することができる。もちろん、駆動機構は、筐体１０の外部に設けられてもよい。

直動伸縮機構１の基本的な伸縮動作は以下の通りである。
筐体１０に収容されていたブロック列３０が駆動機構により開口１９１を通じてアーム部２０の内部に送り出され、先頭のブロック４０は移動軸ＣＬ２に沿って前方に移動される。先頭のブロック４０は先頭の円筒体２１に接続されているため先頭のブロック４０の前方への移動に伴って、筐体１０に固定された最後尾の円筒体２４から他の円筒体２１，２２，２３が次々に引き出され、その結果、アーム部２０は円筒中心線ＣＬ１に沿って前方に伸長される。

駆動機構によって、アーム部２０の内部に送り出されていたブロック列３０が開口１９１を通じて筐体１０の内部に引き戻され、先頭のブロック４０は移動軸ＣＬ２に沿って後方に移動される。先頭のブロック４０の後方への移動に伴って、先頭の円筒体２１から順に後方の円筒体に収容され、その結果、アーム部２０は円筒中心線ＣＬ１に沿って後方に収縮される。

このように、ブロック列３０は、アーム部２０の伸縮を駆動するアクチュエータの一部を構成する。アーム部２０を多段入れ子構造に組まれた複数の筒状体２１，２２，２３，２４で構成するとともに、その伸縮のアクチュエータを単一のブロック列３０により構成することにより、構造が簡素化され、軽量化が実現され、多段入れ子構造とブロック列とにより相乗的にアーム部２０の強度が向上する。

図７、図８に示すように、ブロック４０はブロック本体４１を有する。ブロック本体４１は、例えば直方体形状を有する。ブロック本体４１の前端の下部には前方に突出する２つの軸受け４２，４３が幅方向に離間して設けられる。ブロック本体４１の後端の下部には、ブロック本体４１と一体的に形成された軸受け４４，４５が幅方向に離間して設けられる。隣り合う２つのブロック４０のうち一方のブロック４０の前端の軸受け４２，４３が他方のブロック４０の後端の軸受け４４，４５の間に嵌め込まれ、連続する孔に図示しない回動軸が挿入される。それによりブロック４０は回動可能に列状に連結される。なおブロック４０は回動軸に直交する方向（連結方向）に沿って列状に連結される。図９に示すように、軸受け４２、４３，４４，４５がブロック本体４１の底部側に設けられ、ブロック本体４１が直方体形状を有するため、直線状に並んだ状態で、隣接する２つのブロック４０は互いの端面どうしが当接し、それ以上の上方への回動が規制されるが、下方への回動は許容される。

ブロック本体４１の両側面には、後述の一対の円弧レール１３，１４に係合する一対の突状体４６，４７がそれぞれ設けられる。典型的には突状体４６，４７としては、一対の円弧レール１３，１４を転動するカムフォロアを使用することができる。カムフォロアは、それぞれの外輪回転軸がブロック４０の回動軸と平行に、且つ同軸になるようにブロック本体４１にそれぞれ取り付けられている。なお突状体４６，４７として単に円柱形状または他の形状の突起であることを否定されない。ここでは突状体４６，４７はカムフォロアであるものとして説明する。

図１０に示すように、カムフォロア４６，４７は、ブロック列３０が円弧軌道に沿って平滑に移動することができるように、側面視においてカムフォロア４６（４７）の外輪回転軸がブロック４０を連結する回動軸とともに筐体中心Ｒｃを中心とする円弧軌道（後述の円弧レール１３，１４）と同心の円ＣＯ１上に配列するようにブロック本体４１に対して位置付けされている。それにより、ブロック列３０は円弧レール１３，１４による規制を受けて筐体１０内に円弧軌道に沿って収容される。

レール１３，１４の規制を受けるのはブロック４０が有するカムフォロア４６，４７である。カムフォロア４６，４７はブロック本体４１の両側面それぞれに１個ずつ互いに同軸に取り付けられているので、このブロック４０は、カムフォロア４６，４７を中心に若干回動することができる。そのため、ブロック列３０が収容部内で折れ曲がり、平滑な移動を阻害する事態が生じる可能性がある。

それを抑制するために本実施形態では、図１１、図１２に示すように、ブロック列３０の最後尾のブロック４０のブロック本体４１には、その一方の側面に２個のカムフォロア４６、４８が取り付けられ、他方の側面にも２個のカムフォロア４７，４９が取り付けられている。ブロック本体４１の両側面それぞれに取り付けられた２個のカムフォロアは、円ＣＯ１上に配列するようにブロック本体４１に対して位置づけされている。ブロック本体４１の両側面に２個のカムフォロアがそれぞれ取り付けられているので、最後尾のブロック４０はレール１３，１４に沿う姿勢に向きが固定される。最後尾のブロック４０の隣のブロック４０は、それ自身のカムフォロア４６，４７と、最後尾のブロック４０と連結される回動軸との２カ所で規制されるので、最後尾のブロック４０と同様にレール１３，１４に沿う姿勢に向きが固定される。さらに前方の他のブロック４０も自身のカムフォロア４６，４７と、後隣のブロック４０に連結される回動軸との２カ所で規制されるので、レール１３，１４に沿う姿勢に向きが固定される。このように全てのブロック４０の姿勢は最後尾のブロック４０の姿勢と同じに連鎖的に統一される。従ってブロック列３０は収容部内で折れ曲がることなく、一定の姿勢を保ったまま円弧軌道にそって平滑に移動することができる。

なお、ブロック４０がレール１３，１４に沿って移動できるのであれば、レール１３，１４に係合する突状体はカムフォロアに限定されることはない。突状体としては、レール表面を転動する転動体やレール表面を摺動する摺動体を適宜採用することができる。転動体としては、円筒形状、針状、棒状、円錐状、球状などの各種軸受けが挙げられる。摺動体としては、少なくともレール１３，１４に接触する面が自己潤滑性樹脂製の円筒体、棒状体などが挙げられる。

なお、両側面それぞれに２個ずつカムフォロアが取り付けられたブロック４０は、最後尾のブロック４０に限定されることはなく、アーム部２０が最伸長した状態で筐体１０内（レール１３，１４内）に存在するブロック４０のいずれであっても良い。また全てのブロック４０の両側面それぞれにカムフォロアを２個ずつ取り付けるようにしても良いし、数個に１個ずつ離散的なブロック４０の両側面それぞれにカムフォロアを２個ずつ取り付けるようにしても良い。また、最後尾のブロック４０の両側面それぞれにカムフォロアを２個ずつ取り付けるのではなく、ブロック４０の両側面それぞれにカムフォロア４６，４７を１個ずつ、それらの回転軸を前後にずらして取り付けることで、そのブロック４０をレール１３，１４に沿う姿勢に向きを固定することができる。

図１３、図１４に示すように、ブロック列３０を円弧軌道に沿って平滑に収容するために収容部は、ブロック４０に装着されたカムフォロア４６，４７を案内する一対の円弧レール１３，１４を有する。円弧レール１３，１４はカムフォロア４６，４７をその内側と外側とから別々に案内するように円弧中心Ｒｃが一致するように配置され、互いに異なる半径を有する。またカムフォロア４６，４７が移動方向に対して逆回転することのないように、円弧レール１３，１４は筐体１０の中心線の方向に沿ってブロック４０の幅より若干広い間隔を隔てて配置され、ブロック列３０の両側に分設される。以下詳述する。図１４において、１３１，１４１は、カムフォロア４６，４７の外輪が転動する一対の円弧レール１３，１４の案内面をそれぞれ示す。案内面１３１，１４１がその全域にわたって側面視においてカムフォロア４６，４７の直径Ｒ１（図９参照）より若干広い間隔を隔てられるように一対の円弧レール１３，１４それぞれの半径が設定されている。つまりカムフォロア４６，４７はそれらの案内面１３１，１４１の半径がカムフォロア４６，４７の直径Ｒ１より若干長い距離だけ相違されている。一方の円弧レール１３は、他方より短径に構成され、ブロック４０の一側面のカムフォロア４６をその内側から誘導し、ブロック列３０の軌道を内側から規制する内側レール１３を構成する。他方の円弧レール１４は、内側レール１３より長径に構成され、ブロック４０の反対側のカムフォロア４７をその外側から誘導し、ブロック列３０の軌道を外側から規制する外側レール１４を構成する。

なお、ブロック４０の側面は後述するようにレール１０１，１０２に抑えられていて、またブロック列３０は円弧軌道に変形されているので、ブロック列３０のその軸周りの回転が規制されており、従ってブロック列３０が一対の円弧レール１３，１４から外れることはない。

ブロック４０の一側面のカムフォロア４６の外輪は内側レール１３の外側の案内面１３１上のみを転動し、ブロック４０の反対側のカムフォロア４７の外輪は外側レール１４の内側の案内面１４１上のみ転動する。つまり両側のカムフォロア４６，４７の外輪どうしは互いに案内面１３１，１４１から見て逆方向に回転するが、ブロック列３０が移動する方向に対してはともに順方向に転動することになる。仮に、ブロック４０の一側面のカムフォロアが内側レールと外側レールとの間に挟まれた状態でブロック列３０が移動するとき、一方のレールに対してカムフォロアの外輪は順回転をするが、他方のレールに対してはカムフォロアの外輪はブロック列の移動を阻害するように逆回転をすることになるため、ブロック列３０は平滑に移動することはできない。本実施形態のように、内側レール１３と外側レール１４をブロック列３０の両側に分設し、両側のカムフォロア４６，４７の外輪それぞれが内側レール１３と外側レール１４との一方のみを転動することにより、カムフォロア４６，４７がブロック列３０の移動を阻害する逆回転をすることがない。それによりブロック列３０を円弧軌道に沿って平滑に送り出し、引き戻すことができ、それに伴ってアーム部２０も平滑に伸長し、短縮することができるようになる。

図１３に示すように、円弧レール１３，１４は、典型的には３／４円分の周長に構成されているが、好ましくはそれより５乃至１５度、さらに好適には８度分だけ周長が短縮されている。短縮した円弧レール１３，１４に合わせて筐体１０の蓋板１９も、半径に平行、換言すると円筒中心線ＣＬ１に垂直な向きの状態のまま円弧レール１３，１４を短縮した８度に応じた接線距離Ｂ０だけ後退されている。蓋板１９にはアーム部２０の後端が固定されるので、手先の可動範囲を筐体１０に少し接近させることができ、その分手元へのアプローチ性が向上する。

なお、アーム部２０は半径に平行な蓋板１９に垂直に取り付けられ、円弧レール１３，１４はその周長が８度分短縮されているので、円弧レール１３，１４の前端における接線と、円筒中心線ＣＬ１とは平行にはならず、若干ではあるが交差する。それによるブロック列３０が円弧軌道から直線軌道に変位する際に僅かではあるが急峻な角度変化が生じる。ブロック列３０が収容部に引き戻されるときも同様にブロック列３０は急峻な角度変化を起こす。この急峻な角度変化は、ブロック列３０に上下方向のがたつきや、緩やかではあるが湾曲を生じさせることは否定されない。これらブロック列３０のがたつきや湾曲をできるだけ抑えるために、円弧レール１３，１４の先端に直線レール１５，１６が継接される。図１３、図１４に示すように、直線レール１５は、円弧レール１３の先端から円筒中心線ＣＬ１と平行な向きに延びる。同様に、直線レール１６は、円弧レール１４の先端に円筒中心線ＣＬ１と平行な向きに延びる。一対の直線レール１５，１６の上下左右方向に関する間隔は、一対の円弧レール１３，１４の先端付近のそれを維持するため、一対の直線レール１５，１６の案内面１５１，１６１は、全域にわたって側面視においてカムフォロア４６，４７の直径Ｒ１と略等価な間隔Ｄ１を隔てられる。

図１３に示すように、直線レール１５，１６は隣接する２つのブロック４０のカムフォロア４６，４７の回転軸間距離Ｄに等価な長さＬを有する。ブロック列３０が円弧レール１３，１４から送り出され、また円弧レール１３，１４に引き戻されるとき、常に１つのブロック４０のカムフォロア４６，４７が直線レール１５，１６の規制を受ける。つまり、ある１つのブロック４０のカムフォロア４６，４７が直線レール１５，１６から外れるとき、隣のブロック４０のカムフォロア４６，４７が新たに直線レール１５，１６に導入する。常に１つのブロック４０のカムフォロア４６，４７が直線レール１５，１６の規制を受けることにより、そのブロック４０と隣のブロック４０とは円弧レール１３，１４と直線レール１５，１６との間を通過する際に、それらの相対的な位置は変化するが、その変化は常に同じ過程を経ることになる。換言すると円弧レール１３，１４と直線レール１５，１６との間をブロック列３０は常に同じ軌道を通過する。従って位置精度を担保することができる。なお、直線レール１５，１６はカムフォロア４６，４７の回転軸間距離Ｄ以上の長さがあれば良いのであるが、軽量化及び上下回転の軽快性の観点から回転軸間距離Ｄに等価であることが好ましい。

円弧レール１３，１４は円環体の一部として構成される。しかし、製造効率の観点から、一定の厚さを有する円盤状のレール板１０１，１０２に円弧形に溝１１１，１２１を形成することにより円弧レール１３，１４を構成することが好ましい。図１５に示すように、円盤状のレール板１０１，１０２は、一対の溝１１１，１２１の溝底間の距離が、一対のカムフォロア４６，４７の全幅よりもわずかに長くなる間隙を隔てて平行に配置される。一対の溝１１１，１２１の深さは、カムフォロア４６，４７の外輪の全長（高さ）に一致する。一対の溝１１１，１２１の幅は、カムフォロア４６，４７の外輪の直径よりも十分広い。

一方の円盤状のレール板１０１には、円弧形の長径の溝（外側溝１１１）が形成され、他方の円盤状のレール板１０２には、外側溝１１１と同心円をなす円弧形の短径の溝（内側溝１２１）が形成されている。側面視において、外側溝１１１の溝幅と内側溝１２１の溝幅は、カムフォロア４６，４７の直径Ｒ１よりもわずかに広い距離分オーバーラップしている。

図１６に示すように、半径の長いレール板１０１の溝１１１の内側の壁面（案内面）１３１がブロック４０の一側面のカムフォロア４６の外輪が転動する案内面１３１として機能する。半径の短いレール板１０２の溝１２１の外側の壁面（案内面）１４１がブロック４０の反対側のカムフォロア４７の外輪が転動する案内面１４１として機能する。すなわち、外側溝１１１の内側の溝側面は、ブロック４０の一側面のカムフォロア４６をその内側から誘導し、ブロック列３０の軌道を内側から規制する内側レール１３の案内面１３１に相当し、外側溝１１１の内側の溝側面を含む円盤状のレール板６１の内側部分が上記の内側レール１３として機能する。同様に、内側溝１２１の外側の溝側面は、ブロック４０の反対側のカムフォロア４７をその外側から誘導し、ブロック列３０の軌道を外側から規制する外側レール１４の案内面１４１に相当し、内側溝１２１の外側の溝側面を含む円盤状のレール板６２の外側部分が上記の外側レール１４として機能する。

なお、図１７に示すように、直線レール１５，１６に対してブロック列３０を誘導するために直線レール１５，１６の先端に、前方に向かって逆テーパー状に拡がる一対の補助レール６７，６８をそれぞれ接続してもよい。

なお、図１８に示すように、アーム部２０を最長に伸長させるためにブロック列３０が最長距離で送り出されたときに、ブロック列３０が収容部に少なくとも半周分残留するようにブロック列３０はその全長を有することが好ましい。それにより、アーム部２０に円筒中心線ＣＬ１周りの外力、つまり捻れ外力が加わった場合であっても、その外力はアーム部２０に接続された先頭のブロック４０から、ブロック列３０の全体に連鎖的に伝達する。アーム部２０の捻れ誤差を縮小するには、アーム部２０の剛性、直動伸縮機構１の剛性、それらの支持剛性等を高めることはもちろん必要とされるが、本実施形態では、その捻れ誤差を効果的に抑えるために上述のように収容部に少なくとも半周分残留させるのに必要な全長をブロック列３０が備えている。

詳述する。図２３に示すようにアーム部２０には円筒中心線ＣＬ１を中心に例えば紙面時計回りに外力Ｆ０が加わったとき、ブロック列３０にもその外力Ｆ１，Ｆ２が加わる。開口１９１に近いブロック４０には、その外力Ｆ１はカムフォロア４６，４７が円弧レール１３，１４の案内面１３１，１４１から離れる方向に作用する。しかし、当該上部のブロック４０と反対側の下部に残留するブロック４０には、その外力Ｆ２はカムフォロア４６，４７が円弧レール１３，１４の案内面１３１，１４１に押しつけられる方向に作用する。従ってアーム部２０が最長より短いときはもちろんのこと、アーム部２０が最長に伸長したときであっても、ブロック列３０はレール１３，１４とともにアーム部２０の捻れ抑止を効果的に補佐することができる。一方、アーム部２０に紙面反時計回りに外力Ｆ０が加わったときには、下部のブロック４０には、その外力Ｆ２がカムフォロア４６，４７が円弧レール１３，１４の案内面１３１，１４１から離れる方向に作用するが、反対側の上部のブロック４０には、その外力Ｆ１はカムフォロア４６，４７が円弧レール１３，１４の案内面１３１，１４１に押しつけられる方向に作用する。同様に、ブロック列３０はアーム部２０の捻れ抑止を補佐することができる。

なお、本実施形態に係るアーム部２０は、テレスコピック構造に限定されることはない。例えば、図２０、図２１に示すように、アーム部６０は縦続された複数の直動案内機構６１，６２，６３により構成されてもよい。複数の直動案内機構６１，６２，６３のうち最後尾の直動案内機構６３のレールを支持するベースが蓋板１９に水平に固定され、先頭の直動案内機構６１のスライダがＬ字形の接続具６４を介してブロック列３０の先頭のブロック４０に接続される。ブロック列３０が移動軸ＣＬ２に沿って前後に移動することに伴って、アーム部６０は伸縮される。アーム部の構造が異なるだけであり、複数の直動案内機構６１，６２，６３からなるアーム部６０を採用した直動伸縮機構であっても、アーム部２０としてテレスコピック構造を採用した直動伸縮機構１と同様の効果を奏する。

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

１…直動伸縮機構、１０…筐体、１３，１４…円弧レール、１５，１６…直線レール、１９…蓋板、１９１…開口、２０…アーム部、２１，２２，２３，２４…円筒体、３０…ブロック列、４０…ブロック、４６…カムフォロア。

Claims (9)

1. 多段に組まれる複数の直動機構と、
   列状に連結される複数のブロックからなるブロック列であって、前記複数のブロックのうち先頭のブロックは前記複数の直動機構のうち先頭の直動機構に接続されるブロック列と、
   前記複数の直動機構のうち最後尾の直動機構に接続され、前記ブロック列を収容する収容部と、を具備し、
   前記収容部は、前記ブロック列を円弧軌道に沿って移動させるために、前記ブロック列の両側に分設される一対の円弧レールを有し、
   前記ブロック各々の両側面には前記一対の円弧レールにそれぞれ係合する一対の突状体が設けられる、直動伸縮機構。
2. 前記一対の円弧レールは、前記収容部内で前記突状体の軌道を内側から規制する内側レールと、前記収容部内で前記突状体の軌道を外側から規制する外側レールとからなる、請求項１記載の直動伸縮機構。
3. 前記突状体は、側面視において前記収容部内で前記突状体の中心線が前記ブロックを連結する回動軸とともに前記円弧レールと同心の円上に配列するように、前記ブロック上の位置に設けられる、請求項１又は２記載の直動伸縮機構。
4. 前記ブロック列を構成する前記複数のブロックのうち少なくとも一のブロックには前記突状体が前記ブロックの両側面それぞれに２個ずつ設けられ、他のブロックには前記突状体が前記ブロックの両側面それぞれに１個ずつ設けられる、請求項１乃至３のいずれか一項記載の直動伸縮機構。
5. 前記ブロック列を構成する前記複数のブロックのうち最後尾のブロックには前記突状体が前記ブロックの両側面それぞれに２個ずつ設けられ、他のブロックには前記突状体が前記ブロックの両側面それぞれに１個ずつ設けられる、請求項１乃至３のいずれか一項記載の直動伸縮機構。
6. 前記一対の円弧レールそれぞれには直線レールが延設される、請求項１乃至５のいずれか一項記載の直動伸縮機構。
7. 前記直線レールには前記ブロック列の出入りを誘導するために側面視において前方に向かって徐々に離れる一対の補助レールが延設される、請求項６記載の直動伸縮機構。
8. 前記ブロックは、隣り合うブロックの前後端面どうしの当接により前記ブロック列が直線状に並んだ状態で順方向の回動が制限され、逆方向の回動は許容されるように連結される、請求項１乃至７のいずれか一項記載の直動伸縮機構。
9. 前記複数の直動機構それぞれが最長に伸長した状態で前記ブロック列は前記円弧軌道の少なくとも半周分収容されるのに必要な長さを有する、請求項１乃至８のいずれか一項記載の直動伸縮機構。

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