JPH0716841B2 - 支持体の操作装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は支持盤等の支持体に、該
支持体と離隔して設けられた操作体の操作により、水平
移動、上下移動、回転および傾動並びにこれらを組合わ
せた移動、運動を行わせる支持体の操作装置に関するも
のであり、例えば、顕微鏡のステージ、ろう付け、溶接
或いはコーティング加工の対象物を載置する支持台等の
種々の用途に適用できるものであり、また危険物を取り
扱うマジックハンドとしても用いることができる。

【０００２】

【従来の技術】例えば義歯を製作する場合等で、ろう付
け、溶接或いはコーティング等加工の対象物を密閉室内
に収容された支持台上に載置し、支持台を水平移動、上
下移動、回転或いは傾動させて支持台上の加工対象物の
位置および姿勢を自在に制御しながら加工する場合があ
り、この場合には密閉室の外側に支持台から離隔して設
けた操作体により支持台を操作する必要がある。

【０００３】上記のように支持台を離隔的に操作する操
作装置は図１３の説明図に示すように、支持盤１を直交
座標系におけるｘ、ｙおよびｚ軸方向に移動させる駆動
部３ｘ、３ｙおよび３ｚ並びにｘ、ｙおよびｚ軸の周り
に回転させる駆動部４ｘ、４ｙおよび４ｚと、密閉室７
の外部に設けたｘ、ｙおよびｚ軸方向への移動の操作部
５ｘ、５ｙおよび５ｚ並びにｘ、ｙおよびｚ軸の周りに
回転する回転動の操作部６ｘ、６ｙおよび６ｚとを図の
点線で示す運動伝達機構によって連結し、６元の操作部
を組合わせ操作することによって支持盤１を動かしてい
る。なお、図において２は支持盤１を支持する担台であ
る。

【０００４】上記の運動伝達機構としては、駆動部と操
作部とを一体的に連結するロッド、機械的に連結する操
作ワイヤ、或いはチエーン、電気的なサーボ装置或いは
油圧、空気圧によるサーボ装置等の種々の態様の機構
を、支持盤の形態、寸法、支持盤上に載置する被加工物
の種類、重量或いは被加工物および支持盤の運動等の実
際に合わせて適宜に選択使用する。場合によっては例え
ばｚ軸方の上下動とｚ軸周りの回転とを１個のロッド装
置により駆動し操作する等操作部の元の数を減少させる
ことが可能な場合もあるが、一般的には支持盤を自在に
動かすには６元の操作が必要であり、支持盤一般的に言
って支持体に所望の運動をさせるには操作が甚だ煩雑で
ある。また、かかる従来の支持体の操作装置は構成が複
雑になり、小型化が容易でないという憾みもある。

【０００５】上記の問題点は、上記したように操作の元
数を６元よりも若干減らし得た場合においても基本的に
は変わらず、また支持体が密閉室内に収容されておらず
開放空間内に設けられている場合においても、支持体を
離隔的に操作する場合すなわち支持体と離隔して設けら
れた操作体により支持体の運動を操作する場合には同様
である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は支持体を離隔
的に操作する操作装置における上述の問題点に鑑みてな
されたもので、本発明の目的は、単一の操作体の操作に
より支持体を自在に動かすことを可能にする操作が容易
かつ簡単な支持体の操作装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の支持体の操作装
置は、支持体と、該支持体から隔離されている操作体
と、支持体と操作体とを連結する少なくとも３個のクラ
ンクロッド装置とから成り、各クランクロッド装置が自
己の軸心を中心とする回転と軸方向への移動とが可能な
ように支持されているロッドと、該ロッドの両端側それ
ぞれにロッドの軸に交叉するように設けられたクランク
と、該クランクからロッドの軸に平行もしくは斜め方向
に延長するクランクピンとを備え、上記のロッド両端側
のクランクは同一方向にもしくは或る一定角度だけ異な
る方向にそれぞれ延長し、上記のクランクピンの一方は
支持体側に設けられた溝に、他方のクランクピンは操作
体側に設けられた溝に、それぞれ、溝方向に摺動可能か
つ溝に対し揺動可能であるが溝内に拘束されるように挿
入装着されており、上記の支持体側の溝と操作体側の溝
とが同一方向に延長することを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】以下に図面に基づき本発明の作用を説明する。
図８は本発明の支持体の操作装置の機構説明図である。
説明を簡単にするために、図８では支持体および操作体
はともに円板として示し、支持体１１に設けた３個の溝
１３および操作体１２に設けた溝１４はともに溝の延長
線が円板の中心Ｏで交わるように放射状にかつそれぞれ
１２０度の角度をなすように形成されている場合を示し
ている。

【０００９】さて、上記した通りに、本発明の支持体の
操作装置においては、支持体１１と操作体１２とが少な
くとも３個のクランクロッド装置１６により連結され、
各クランクロッド装置１６は自己の軸心の周りの回転と
軸方向への移動が可能なように軸支持体２８により支持
されたロッド１７と該ロッド１７の両端側のクランク１
８および１９と該クランクからロッド１７の軸に平行も
しくは斜め方向（図では平行）に延長するクランクピン
２０および２１とを備えている。そしてクランクピン２
０は支持体１１の溝１３に、クランクピン２１は操作体
１２の溝１４に、それぞれ、溝方向に沿って摺動可能か
つ溝に対して揺動可能であるが、溝内に拘束されるすな
わちクランクピンが溝に対して上下動できないように拘
束されるように挿入装着されている。しかも支持体１１
の溝１３と操作体の溝１４とは同方向に延長している。

【００１０】従って、例えば操作体１２を或る方向に水
平に移動させるときは、各クランクロッド装置の操作体
の溝１４に結合しているクランクピン２１が溝１４内を
摺動すると共にロッド１７をその軸心の周りに回転させ
ることになる。そしてこのロッド１７の回転と共に支持
体側のクランク１８がロッドの軸心を中心に回転し、ク
ランク１８の支持体１１の溝１３に結合しているクラン
クピン２０が支持体１１を操作体１２の移動方向と同方
向に同距離だけ移動させる。すなわち操作体１２を動か
せば操作体１２とクランクロッド装置により結合された
支持体が操作体と同じ方向に同じ距離だけ動く訳であ
る。クランクの長さ（クランクとロッドの結合中心から
クランクとクランクピンとの結合中心迄の長さ）が支持
体側と操作体側とで同じでなく、支持体側のクランクの
長さが操作体側のクランクの長さのα倍であれば、支持
体１１の移動距離が操作体の移動距離のα倍となること
は容易に理解されよう。

【００１１】上記の作用を図９〜図１２に模擬的に示し
ている。図における各符号は上記した図８の同一符号と
同一部分を示しており、ＰおよびＱはロッド１７とクラ
ンク１８との結合中心およびロッド１７とクランク１９
との結合中心を示すものである。図においては点線が操
作体１２を操作する前の状態を示し、実線が操作体を矢
印方向に操作した後の状態を示し、支持体１１および操
作体１２の中心がＯ１からＯ２へ移動していることを示
している。図９は水平な移動の前後を示し、図１０は垂
直に平行移動した前後を示し、図１１は操作体および支
持体の中心Ｏを中心に水平回転させた前後の状態を示す
ものであり、図１２は水平回転と水平移動とを組合わせ
た移動をさせた前後の状態を示している。傾動させた場
合については模擬的に示し難いので、実施例について傾
動した場合の図面を後記説明する。

【００１２】

【実施例】本発明の詳細を実施例により、また図面に基
づき以下に説明する。図１は本発明の支持体の操作装置
の実施例の一部縦断正面図（図面を複雑にしないように
クランクロッド装置は２個だけしか示していない）であ
り、図２の（イ）、（ロ）および（ハ）は図１のＡ−Ａ
線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図およびＣ−Ｃ線線断面図であ
る。

【００１３】図において１１は密閉室３１内に収容され
ている支持体であり、１２は密閉室３１の外側に支持体
１１と離隔して設けられている操作体である。円板状の
支持体１１および操作体１２にはそれらの中心からの放
射方向に延長する溝１３および１４が設けられており、
これらの溝１３および１４は図２の（イ）および（ハ）
にも示されているように同一方向に延長している。また
操作体１２の下面側のほぼ中心に操作レバー１５が板面
に垂直に取り付けられている。

【００１４】１６は支持体１１と操作体１２とを連結す
るクランクロッド装置で、少なくとも３個のクランクロ
ッド装置１６が互に離隔されている支持体１１と操作体
１２とを連結している。各クランクロッド装置１６はロ
ッド１７とクランク１８および１９とクランクピン２０
および２１とから成り、ロッド１７は支持体１１と操作
体１２とを結ぶ上下垂直方向に延長しその軸心の周りの
回転と軸方向への移動が可能なように軸支持装置２８に
より支持されている。ロッド１７の上下端にはロッド１
７と直角にかつ図２の（ロ）および（ハ）に示されてい
るように同一方向に延長するクランク１８および１９が
固設され、クランク１８および１９にはクランクに対し
直角に上下垂直方向に延長するクランクピン２０および
２１が固設されている。

【００１５】支持体１１の溝１３および操作体１２の溝
１４には溝の延長方向に摺動可能なスライダ２２および
２３が装着されており、該スライダ２２および２３に設
けられた球面軸受２４および２５に上記のクランクピン
２０および２１の先端が結合角度自在に結合されてい
る。従ってクランクピン２０および２１はスライダ２２
および２３を介して溝１３および溝１４の延長方向に摺
動可能であり、かつ溝１３および１４に対して揺動自在
であるが、スライダ２２および２３との結合により溝１
３および１４内に拘束されるように溝に挿入装着されて
いる訳である。而して、上記した通り、クランクピン２
０および２１は上下垂直方向に延長するようにクランク
１８および１９に固設されているから、上記は換言すれ
ば、スライダ２２および２３従って溝１３および１４が
クランクピンに対して揺動自在であり、従ってまた円板
状の支持体１１および操作体１２がクランクピンに対し
て揺動自在すなわちクランクピンに対して任意の方向に
傾くことができるということである。

【００１６】２６はスタンドであり、該スタンドの上部
の基台２７上に支持体１１を収容する密閉室３１が設置
され、基台２７および密閉室の床３２に、Ｏリング等に
よる密封機構２９により気密にロッド１７を支持する軸
支持装置２８が固着されている。また軸支持装置にはロ
ッド１７の回転および軸方向移動を拘束し抑止する拘束
機構３０が設けられ、支持体１１および操作体１２を所
望の位置および姿勢に維持できるようになされている。
拘束装置の具体例の説明図を図３の（イ）および（ロ）
に示している。図３の（イ）が拘束機構が作動しておら
ずロッド１７を拘束していない状態を示し、図３の
（ロ）が拘束機構が作動しロッド１７を拘束している状
態を示している。図において３０１および３０２が拘束
子で、支持軸３０３に該軸に沿って摺動できるように支
持されている。３０４は圧縮ばねである。拘束子３０１
の一端は連結子３０６を介して倒立レバー３０５に連結
され、拘束子３０２の一端は連結子３０７を介して倒立
レバー３０５に連結されている。３０８は拘束子と連結
子を連結するヒンジであり、３０９は連結子と倒立レバ
ーとを連結するヒンジである。３１０は操作レバーであ
り、ワイヤ３１１を介して倒立レバー３０５に接続され
ている。常時は倒立レバー３０５が正立し、連結子３０
６および３０７が圧縮ばね３０４の力に抗して拘束子３
０１および３０２を互に押し拡げている。操作レバー３
１１を倒すと倒立レバー３０５が圧縮ばね３０４の力に
より図示のように倒れると共に拘束子３０１および３０
２がロッド１７にばね３０４の力により圧接され、ロッ
ド１７の動きを拘束する。なお拘束機構は３個の軸支持
装置全てに設け、個々に作動し得るようにするのが望ま
しい。ロッド１７が１本だけ或いは２本だけ拘束される
と支持体１１および操作体１２は動きが制限される。支
持体１１および操作体１２の動きが制限されることは、
限界を越えた動きを封じ、位置、姿勢の制御を確実に行
う上で望ましい場合がある。

【００１７】図４は上記した実施例の支持体の操作装置
において操作体１２を傾動し、支持体１１を傾動させた
状態を示す一部縦断正面図（ただし図面を複雑化しない
ためにクランクロッド装置１６は２個だけを示してい
る）である。各符号は図１の同一符号と同一部分を示
す。

【００１８】本発明の最も典型的な実施例について上記
説明したが、本発明の支持体の支持装置は種々の変形な
いしは拡張が可能であり、以下にこれらの変形ないしは
拡張について逐次に説明する。まず、本発明においては
支持体１１を密閉室３１内に収容する代わりに開放空間
内に設置できることは勿論である。図１で示した円板状
の支持体１１および操作体１２の代わりに何れか一方或
いは双方をお椀型或いは杯型とする等支持体１１および
操作体１２の形状は種々に変形可能である。また支持体
１１および操作体１２の溝１３および１４は図２（イ）
および（ハ）に示したように中心から放射状方向に延長
させることは必ずしも必要ではなく、図５に示すように
各溝が半径線に対して或る角度をなすように延長してい
てもよい。ただしこの場合は支持体１１および操作体１
２の動きは自在ではなくなり、動きに制限を受ける。

【００１９】ロッドの両端側に設置されているクランク
は図１においてはロッド１７と直角に交わっているが、
ロッドの軸に斜めに交わるように固設されていても差支
えない。また前記実施例においては図２の（ロ）および
（ハ）に示されているように支持体側のクランク１８と
操作体側のクランク１９とが重なり合うように同一方向
に延長しているが、支持体側の各クランクの延長方向と
操作体側の各クランクの延長方向とが或る一定角度だけ
ずれるようにしてもよい。クランクピンは必ずしもロッ
ドの軸に平行な方向に延長している必要はなく、ロッド
の軸に対して斜めの方向に延長していてもよい。またク
ランクピンの先端を溝に装着されているスライダの球面
軸受に結合する代わりに、例えば、図６（イ）の平面
図、図６（ロ）の断面図（図６（イ）のＡ−Ａ線断面
図）に示すように支持体１１の溝１３の幅をクランクピ
ンの径よりも小寸法とし、クランクピンの先端から突出
する係合ピン１８１を溝１３に挿入係合するようにして
いてもよい。また、図示したものはクランクの長さ（ク
ランクとロッドとの結合中心からクランクとクランクピ
ンとの結合中心迄の距離）が操作側と支持体側とにおい
て等しくされているが、作用の項で既に述べた通り操作
体側と支持体側とでクランクの長さを異ならせてもよ
い。

【００２０】上記説明した溝１３および１４は必ずしも
支持体１１および操作体に設ける必要はなく、支持体１
１に溝１３を設ける代わりに、図７の要部断面説明図に
示すようにロッド１７の上端に固着したクランク１８に
クランクの長手方向に延長する溝３３を設けてもよい。
この場合にはクランクピン２０の一端は、例えば溝３３
に沿って摺動可能に該溝３３に装着されたスライダに固
着する等して、溝３３の延長方向に摺動可能であるが溝
３３内に拘束されるように溝３３に挿入装着し、クラン
クピン２０の他端は例えば球面結合２０１により支持体
１１と揺動自在に結合する。操作体１２側においても、
上記と全く同様に、操作体１２に溝１４を設ける代わり
に操作体側のクランク１９にその長手方向に延長する溝
を設けクランクピン２１を上記と同様に結合させること
ができる。また支持体１１側においては溝をクランク１
８に設け、操作体１２側においては操作体１２に溝を設
けてもよく、或いは逆に支持体１１側においては支持体
１１に溝を設け、操作体１２側においてはクランク１９
に溝を設けるようにしてもよい。操作体１２を操作する
レバー１５は必ずしも必要なものではなく、操作体１２
を手で直接動かし操作することもできる。操作体１２を
手で直接動かし操作する場合には、レバー１５を用いて
操作する場合に較べて支持体１１を直接動かしているよ
うな感覚をより強く感じることができるので、操作体の
寸法が小さい場合には寧ろレバー１５を用いない方がよ
いとも言える。レバー１５は図１および図４に示すよう
にロッド１７の軸方向側すなわち下方側から操作できる
ように操作体１２の下面側に突出するように設けてもよ
いが、ロッドの軸方向にほぼ直角な方向すなわち横側か
ら操作できるようにレバー１５を操作体１２の側面から
突出させて設けてもよい。更に、支持体と操作体とを連
結するクランクロッド装置のロッドを同心状のパイプに
より構成し、ロッド両端側のクランクは、それぞれ、上
記パイプに設けたスリットを介してパイプの外側に導出
されるようにしてもよい。

【００２１】

【発明の効果】上記説明した通りの構成を有する本発明
の支持体の操作装置においては、操作体が単一であり、
この単一個の操作体を操作し動かすことにより支持体を
操作体の動きと同様に動かすことができるので、従来の
多元数の操作部の操作により支持体を操作する場合に較
べて、著しく簡単かつ容易に支持体を動かし、その位
置、姿勢を制御することができる。本発明においてはこ
のように単一の操作部の操作により支持体に操作体と同
じ或いは比例した運動をさせることができるので、操作
者が支持体を直接動かしているような感覚を得ることが
できる利点があり、この点からも本発明の装置において
は支持体を動かす操作を容易かつ確実に行うことができ
る。

【００２２】また、本発明の支持体の操作装置はその構
成および動作が上記した通りシンプルであり、従って装
置が簡単化され、小型化できる利点がある。支持体を密
閉室内に収容する場合に上記利点をより顕著に享受する
ことができる。殊に密閉室内に収容された支持体側と密
閉室外に離隔された操作体側とを連結するのがクランク
装置のロッドであり、該ロッドはその軸心の周りの回転
とその軸方向への移動だけが許容されるように支持され
ているので、密閉室内へのロッドの貫通部の密封が容易
である。また該ロッドの運動を拘束する装置を付加する
ことにより支持体に所望の位置、姿勢を維持させること
も容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の実施例の一部縦断正面図であ
る。

【図２】（イ）、（ロ）および（ハ）は図１のＡ−Ａ線
断面図、Ｂ−Ｂ線断面図およびＣ−Ｃ線断面図である。

【図３】本発明の装置に設ける拘束機構の説明図であ
り、（イ）が非拘束状態を、（ロ）が拘束状態を示して
いる。

【図４】図１に示した実施例の装置において支持体を傾
動させた状態を示す一部縦断正面図である。

【図５】支持体および操作体に設ける溝の他の例を示す
平面図である。

【図６】（イ）は支持体の溝とクランクピンとの結合の
他の例を示す平面図であり、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ線
断面図である。

【図７】本発明の装置の他の例を示す要部断面説明図で
ある。

【図８】本発明の装置の機構説明図である。

【図９】支持体を水平移動させた前後の状態を示す模擬
図である。

【図１０】支持体の垂直な平行移動に対する模擬図であ
る。

【図１１】支持体の水平回転に対する模擬図である。

【図１２】支持体の水平回転と水平移動とを組合わせた
移動に対する模擬図である。

【図１３】従来の支持体の操作装置についての説明図で
ある。

【符号の説明】

１１ 支持体 １２ 操作体 １３および１４ 溝 １６ クランクロッド装置 １７ ロッド １８および１９ クランク ２０および２１ クランクピン ２２および２３ スライダ ２８ 軸支持装置 ３０ 拘束機構

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体と、該支持体から離隔されている
   操作体と、支持体と操作体とを連結する少なくとも３個
   のクランクロッド装置とから成り、各クランクロッド装
   置が自己の軸心を中心とする回転と軸方向への移動とが
   可能なように支持されているロッドと、該ロッドの両端
   側それぞれにロッドの軸に交叉するように設けられたク
   ランクと、該クランクからロッドの軸に平行もしくは斜
   め方向に延長するクランクピンとを備え、上記のロッド
   両端側のクランクは同一方向にもしくは或る一定角度だ
   け異なる方向にそれぞれ延長し、上記のクランクピンの
   一方は支持体側に設けられた溝に、他方のクランクピン
   は操作体側に設けられた溝に、それぞれ、溝方向に摺動
   可能かつ溝に対し揺動可能であるが溝内に拘束されるよ
   うに、挿入装着されており、上記の支持体側の溝と操作
   体側の溝とが同一方向に延長することを特徴とする支持
   体の操作装置。
2. 【請求項２】 支持体側の溝および操作体側の溝が支持
   体および操作体に設けられた溝であり、クランクピンが
   クランクに固設されていることを特徴とする請求項１記
   載の支持体の操作装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の支持体の操作装置におい
   て、支持体側の溝および操作体側の溝が支持体側および
   操作体側のクランクにクランクの長手方向に延長するよ
   うに設けられた溝であり、クランクピンを溝に対し揺動
   可能とする代わりに、クランクピンが支持体および操作
   体に対し揺動可能に接続されていることを特徴とする支
   持体の操作装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の支持体の操作装置におい
   て、支持体側の溝および操作体側の溝の何れか一方が支
   持体もしくは操作体に設けられた溝であり、他方の溝が
   他方側のクランクにクランクの長手方向に延長するよう
   に設けられた溝であり、上記の支持体もしくは操作体に
   設けた溝に挿入装着されたクランクピンはクランクに固
   定されており、上記のクランクに設けた溝に挿入装着さ
   れたクランクピンは、溝に対して揺動可能とする代わり
   に、支持体もしくは操作体に対し揺動可能とされている
   ことを特徴とする支持体の操作装置。
5. 【請求項５】 操作体を操作するレバーが操作体に付設
   され、該レバーがロッドの軸方向もしくはロッドの軸方
   向にほぼ直角な方向から操作できるように設置されてい
   ることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の支
   持体の操作装置。
6. 【請求項６】 支持体が密閉隔壁内に収容され、ロッド
   が密閉隔壁を気密に貫通していることを特徴とする請求
   項１〜５のいずれかに記載の支持体の操作装置。
7. 【請求項７】 ロッドの回転および軸方向移動を拘束す
   る拘束装置を付加したことを特徴とする請求項１〜６の
   いずれかに記載の支持体の操作装置。