アームロック装置
【課題】コンパクトな構成でアームの回転を阻止するロック力を十分に大きくすることができるアームロック装置を提供する。
【解決手段】筒状のハウジング２０の筒内には伝達筒２６が回転可能に収容されており、伝達筒２６には第２アーム１４が連結されている。伝達筒２６には電動モータ２３の出力軸２４が円板２５を介して連結されている。円板２５に形成されたフランジ２９と伝達筒２６に形成されたフランジ３０との間においてハウジング２０内には第１荷重受け筒３１及び第２荷重受け筒３２が収容されている。第１荷重受け筒３１に形成された第１斜面３３１と第２荷重受け筒３２に形成された第２斜面３４１との間にはローラベアリング３５が介在されている。第１荷重受け筒３１は、捻りバネ４０のバネ力によってロック位置に保持され、捻りバネ４０のバネ力がローラベアリング３５を介してロック用のスラスト荷重に変換される。
【解決手段】筒状のハウジング２０の筒内には伝達筒２６が回転可能に収容されており、伝達筒２６には第２アーム１４が連結されている。伝達筒２６には電動モータ２３の出力軸２４が円板２５を介して連結されている。円板２５に形成されたフランジ２９と伝達筒２６に形成されたフランジ３０との間においてハウジング２０内には第１荷重受け筒３１及び第２荷重受け筒３２が収容されている。第１荷重受け筒３１に形成された第１斜面３３１と第２荷重受け筒３２に形成された第２斜面３４１との間にはローラベアリング３５が介在されている。第１荷重受け筒３１は、捻りバネ４０のバネ力によってロック位置に保持され、捻りバネ４０のバネ力がローラベアリング３５を介してロック用のスラスト荷重に変換される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連結部に対して回転可能に連結されたアームの回転をロックするアームロック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
第１アームに第２アームを回転可能に連結したロボットアーム機構（例えば、特許文献２参照）では、第１アームに対する第２アームの回転位置を所望の回転位置に特定する場合には、この特定された回転位置で第１アームに対して第２アームをロックする必要がある。このようなロックを行なうためのロック装置としては、例えば、特許文献１に開示のクランプ装置の採用が可能である。
【０００３】
特許文献１に開示のクランプ装置では、弾性変形可能な弾性部材を高圧によって弾性変形させることによって、環状の出力フランジを包囲する環状のケースと前記出力フランジとが相互に締結（ロック）される。弾性部材は、圧力室に供給された流体圧（油圧あるいはエア圧）を直接受けて弾性変形するようになっている。
【特許文献１】特開平１１−２１０７１５号公報
【特許文献２】特開２００２−１６０１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ケースと出力フランジとを相互に締結（ロック）するための大きな力を流体圧によって得るには、流体圧出力機構を大型にしなければならないことから難しい。しかも、ケースと出力フランジとに対する弾性部材の接触部に単位面積当たりの流体圧を効率良く伝達する必要があるが、単位面積当たりの流体圧をそのまま他部位に伝えられる液体とは異なり、弾性部材によってこれを達成することは難しい。
【０００５】
そのため、ロック状態における第１アームと第２アームとの間の捻り剛性（一方のアームに対する他方のアームの回転を阻止するロック力）を十分に大きくすることが難しい。
本発明は、コンパクトな構成でアームの回転を阻止するロック力を十分に大きくすることができるアームロック装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、アームと、前記アームに設けられた回転出力部と、前記回転出力部を回転させる回転駆動手段と、前記回転出力部の回転軸線の周りに回転可能に設けられた第１荷重受け部と、前記第１荷重受け部に対向するように、且つ前記回転出力部に押接可能に設けられた第２荷重受け部と、前記第１荷重受け部と前記第２荷重受け部との間に設けられ、前記第１荷重受け部を正転させる駆動力を楔効果でスラスト荷重に変換して前記第２荷重受け部に伝達する荷重増大手段と、前記スラスト荷重によって前記第２荷重受け部を前記回転出力部に押接するロック位置と、前記ロック位置に向けて正転可能なロック解除位置とに前記第１荷重受け部を切り換え配置する切り換え機構とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
回転出力部にアーム支持部を連結した場合、回転出力部が回転するとアームがアーム支持部に対して回転する。回転出力部に第２のアームを連結した場合、回転出力部が回転すると第２のアームが最初のアームに対して回転する。第１荷重受け部をロック位置に配置すると、回転出力部及びアームがロックされる。回転力を楔効果でスラスト荷重に変換する荷重増大手段は、大きなスラスト荷重を発生させるため、アームの回転を阻止するロック力を十分に大きくすることができる。又、このような荷重増大手段は、コンパクトに構成できる。
【０００８】
好適な例では、前記荷重増大手段は、前記第２荷重受け部に対向する前記第１荷重受け部の対向面に、前記正転方向に向かうにつれて降り坂となるように設けられた第１斜面と、前記第１荷重受け部に対向する前記第２荷重受け部の対向面に、前記正転方向に向かうにつれて昇り坂となるように設けられた第２斜面と、前記第１斜面と前記第２斜面との間に介在されたローラベアリングとを備えている。
【０００９】
第１斜面、前記第２斜面及びローラベアリングを備えた荷重増大手段は、コンパクトな構成で回転力を大きなスラスト荷重に変換すると共に、ロック状態を簡単に解除する上で、特に好適である。
【００１０】
好適な例では、前記第１斜面と前記第２斜面との対は、前記回転軸線の周りに３対以上設けられている。
このような構成は、スラスト荷重を偏荷重としないように前記回転軸線の周りに分散する。
【００１１】
好適な例では、前記切り換え機構は、リニアアクチュエータと、前記第１荷重受け部を正転方向とは逆の方向に回転させる回転駆動力に前記リニアアクチュエータの直線駆動力を変換する駆動力伝達機構とを備えている。
【００１２】
荷重増大手段が大きなスラスト荷重を発生させるため、リニアアクチュエータの直線駆動力は、小さくて済む。
好適な例では、前記切り換え機構は、前記第１荷重受け部を正転方向へ付勢するためのバネ部材を備え、前記第１荷重受け部が前記ロック位置に配置された状態では、前記バネ部材は、そのバネ力によって前記第１荷重受け部を前記ロック位置に保持する。
【００１３】
バネ部材のバネ力によって第１荷重受け部をロック位置に保持する構成は、アームのロックを保持する上で簡便である。
好適な例では、前記アームは、外殻となる筒状ケースを備え、前記リニアアクチュエータは、前記筒状ケース内に収容されている。
【００１４】
好適な例では、前記リニアアクチュエータは、流体圧シリンダであり、前記回転出力部及び前記流体圧シリンダは、前記アームの基端側と先端側とにそれぞれ設けられており、前記一対の流体圧シリンダの圧力室は、共通である。
【００１５】
このような構成は、アームロック装置のコンパクト化に寄与する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のアームロック装置は、コンパクトな構成でアームの回転を阻止するロック力を十分に大きくすることができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。
図１は、関節型ロボット１０を示す。関節型ロボット１０は、基盤１１と、基盤１１上に固定されたアーム支持部１２と、アーム支持部１２に回転可能に支持された第１アーム１３と、第１アーム１３に回転可能に連結された第２アーム１４とから構成されている。
【００１８】
図２（ａ），（ｂ）は、第１アーム１３の先端側の内部構造を示す。
図２（ａ）に示すように、第１アーム１３の外殻となる筒状ケース１５内には圧力室形成筒１６が嵌入して固定されており、圧力室形成筒１６の一端側〔図２（ａ）において左側〕にはシリンダ１７が嵌合して固定されている。圧力室形成筒１６内には圧力室１６１が形成されている。圧力室１６１は、供給ポート１６２及び電磁３方弁（図示略）を介して圧力流体（圧力油あるいは圧力エア）の供給源（図示略）に連通されている。シリンダ１７にはピストン１８がスライド可能に収容されている。圧力室１６１、シリンダ１７及びピストン１８は、リニアアクチュエータである流体圧シリンダを構成する。
【００１９】
ピストン１８にはカム板１９がピストン１８のスライド方向に延びるように一体形成されており、カム板１９にはカム溝１９１が形成されている。筒状ケース１５の先端〔図２（ａ）において左端〕には筒状のハウジング２０がネジ２１〔図１に図示〕によって連結して固定されている。
【００２０】
図２（ｂ）に示すように、筒状のハウジング２０の端部には取り付けプレート２２が連結して固定されており、取り付けプレート２２には電動モータ２３が取り付けられている。電動モータ２３は、減速機内蔵のサーボモータである。電動モータ２３の出力軸２４は、取り付けプレート２２を貫通して筒状のハウジング２０内に突入しており、ハウジング２０内の出力軸２４には円板２５が止着されている。円板２５は、ラジアルベアリング２８を介してハウジング２０に回転可能に支持されている。円板２５には伝達筒２６が嵌合して固定されている。伝達筒２６の中心軸線２６１は、出力軸２４の回転軸線２４１に一致させてある。つまり、中心軸線２６１は、伝達筒２６の回転軸線である。伝達筒２６は、ラジアルベアリング２８を介してハウジング２０に回転可能に支持されている。
【００２１】
回転出力部としての伝達筒２６には第２アーム１４が連結されている。回転駆動手段としての電動モータ２３の作動により伝達筒２６及び第２アーム１４が一体的に中心軸線２６１を中心にして回転する。図１に鎖線で示す第２アーム１４の位置は、実線で示す第２アーム１４の位置から回転して移動した一例を示す。
【００２２】
図２（ｂ）に示すように、円板２５の外周面にはフランジ２９が一体形成されており、伝達筒２６の外周面にはフランジ３０が一体形成されている。フランジ２９とフランジ３０との間においてハウジング２０内には第１荷重受け筒３１及び第２荷重受け筒３２が同軸的に収容されている。第１荷重受け筒３１は、ハウジング２０に対して回転可能であり、第１荷重受け筒３１とフランジ２９との間にはスラストベアリング３６が介在されている。
【００２３】
第２荷重受け筒３２には位置規制用のネジ３７が筒状のハウジング２０に貫設された位置規制孔２０１を通って螺着されている。位置規制孔２０１には位置規制筒３８が嵌入されており、位置規制筒３８は、ネジ３７の締め付けによって第２荷重受け筒３２の外周面に固定されている。位置規制孔２０１に嵌入された位置規制筒３８は、中心軸線２６１の周りの第２荷重受け筒３２の回転を阻止しており、第２荷重受け筒３２は、中心軸線２６１の周りに回転不能である。第２荷重受け筒３２とフランジ３０との間にはブレーキパッド３９が設けられている。
【００２４】
第２荷重受け筒３２に対向する第１荷重受け筒３１の対向面である端面３３には複数の第１斜面３３１が形成されており、第１荷重受け筒３１に対向する第２荷重受け筒３２の対向面である端面３４には複数の第２斜面３４１が形成されている。第１斜面３３１は、図２（ａ），（ｂ）に矢印Ｒで示す方向に向かうにつれて降り坂となる形状であり、第２斜面３４１は、矢印Ｒで示す方向に向かうにつれて昇り坂となる形状である。第１斜面３３１と第２斜面３４１とは、互いに平行である。
【００２５】
各第１斜面３３１と各第２斜面３４１との間にはローラベアリング３５が介在されている。図６，７に示すように、本実施形態では、第１斜面３３１及び第２斜面３４１は、いずれも４つ設けられている。つまり、第１斜面３３１と第２斜面３４１との対は、中心軸線２６１の周りに４対設けられている。
【００２６】
図２（ｂ）に示すように、第１荷重受け筒３１の筒内には捻りバネ４０が収容されている。バネ部材としての捻りバネ４０の不動端４０１は、ハウジング２０に係止されており、捻りバネ４０の可動端４０２は、第１荷重受け筒３１に係止されている。図２（ａ）に示すように、第１荷重受け筒３１にはロッド４１の一端が連結して固定されており、ロッド４１の他端には回転子４２が取り付けられている。回転子４２は、カム溝１９１に係合されている。ピストン１８の往復動は、カム溝１９１と回転子４２との係合を介してロッド４１及び第１荷重受け筒３１に伝えられ、第１荷重受け筒３１が中心軸線２６１の周りに回動する。
【００２７】
捻りバネ４０のばね力は、第１荷重受け筒３１を矢印Ｒ〔以下においては正転方向Ｒという〕の方向に付勢する。つまり、捻りバネ４０のバネ力は、中心軸線２６１を中心にしてロッド４１を正転方向に付勢しており、ピストン１８は、捻りバネ４０のバネ力によって圧力室形成筒１６に向けて付勢されている。
【００２８】
図２（ａ），（ｂ）は、圧力室１６１内が圧力流体の圧力になっていない状態を示す。この状態では、ピストン１８が捻りバネ４０のバネ力によって圧力室形成筒１６に接近した待機位置に配置され、第１荷重受け筒３１が図２（ａ），（ｂ）に示すロック位置に配置される。このロック位置は、これより正転方向Ｒへ第１荷重受け筒３１を正転できない正転限界位置である。第１荷重受け筒３１がロック位置に配置されると、捻りバネ４０のバネ力（第１荷重受け筒３１を正転させる駆動力）が第１斜面３３１、ローラベアリング３５及び第２斜面３４１の楔効果によってスラスト荷重（中心軸線２６１の軸線方向に作用する荷重）に変換される。図２（ａ），（ｂ）の状態では、伝達筒２６及び第２アーム１４が第１アーム１３に対して回転不能である。
【００２９】
図８（ａ）は、第１荷重受け筒３１がロック位置にあるときの第１荷重受け筒３１と第２荷重受け筒３２との位置関係を模式的に示す展開図である。第１荷重受け筒３１がロック位置にあるときには、捻りバネ４０のバネ力を変換したスラスト荷重〔図８（ａ）に矢印Ｆで示す〕が捻りバネ４０のバネ力よりも大きくなるように増大される。この増大割合は、第１斜面３３１及び第２斜面３４１の傾斜角度θ〔図８（ａ）に図示〕の大きさに依存する。
【００３０】
スラスト荷重Ｆは、第２荷重受け筒３２をブレーキパッド３９に圧接すると共に、ブレーキパッド３９をフランジ３０に圧接する。これにより、伝達筒２６がロックされる。スラスト荷重Ｆの反力は、スラストベアリング３６を介してフランジ２９で受け止められる。
【００３１】
図４（ａ），（ｂ）は、圧力室１６１内が圧力流体の圧力になっている状態を示す。この状態では、ピストン１８が捻りバネ４０のバネ力に抗して圧力室形成筒１６から遠ざかった作動位置に配置され、ピストン１８が待機位置から作動位置に配置されると、第１荷重受け筒３１が正転方向とは逆方向に回転される。これにより、第１荷重受け筒３１が図４（ａ），（ｂ）に示すロック解除位置に配置される。ピストン１８を待機位置から作動位置へ駆動する圧力室１６１内の圧力流体の圧力は、ピストン１８を直線駆動する直線駆動力である。
【００３２】
第１荷重受け筒３１のロック解除位置は、これより正転方向Ｒへ第１荷重受け筒３１を正転可能な位置である。第１荷重受け筒３１がロック解除位置に配置されると、第１斜面３３１、ローラベアリング３５及び第２斜面３４１の楔効果が無くなり、捻りバネ４０のバネ力がスラスト荷重に変換されることはない。図４（ａ），（ｂ）の状態では、伝達筒２６及び第２アーム１４が第１アーム１３に対して回転可能である。
【００３３】
図８（ｂ）は、第１荷重受け筒３１がロック解除位置にあるときの第１荷重受け筒３１と第２荷重受け筒３２との位置関係を模式的に示す展開図である。
ハウジング２０、取り付けプレート２２及び伝達筒２６は、回転出力部（伝達筒２６）を有すると共に、第１アーム１３の一端に設けられた連結部４３を構成する。第１荷重受け筒３１は、回転出力部としての伝達筒２６の回転軸線〔中心軸線２６１〕の周りに回転可能に設けられた第１荷重受け部である。第２荷重受け筒３２及びブレーキパッド３９は、第１荷重受け筒３１に対向するように、且つ中心軸線２６１の周りに回転不能に、且つ伝達筒２６に押接可能に設けられた第２荷重受け部を構成する。
【００３４】
電動モータ２３は、回転出力部としての伝達筒２６を回転させる回転駆動手段である。第１斜面３３１、第２斜面３４１及びローラベアリング３５は、第１荷重受け筒３１と第２荷重受け筒３２との間に設けられると共に、第１荷重受け筒３１を正転させる駆動力を楔効果でスラスト荷重に変換して第２荷重受け筒３２に伝達する荷重増大手段を構成する。圧力室１６１、シリンダ１７及びピストン１８は、直線駆動力を発生させるリニアアクチュエータを構成する。捻りバネ４０、ロッド４１、回転子４２、カム溝１９１及び前記リニアアクチュエータは、正転方向の正転限界位置となるロック位置と、正転可能なロック解除位置とに第１荷重受け筒３１を切り換え配置する切り換え機構を構成する。ロッド４１、回転子４２及びカム溝１９１は、前記リニアアクチュエータの直線駆動力を回転駆動力に変換して第１荷重受け筒３１に伝達する駆動力伝達機構を構成する。
【００３５】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、図２（ａ），（ｂ）に示す連結部４３と同じ構成の連結部４３Ａが第１アーム１３の基端側にも設けられており、又、図２（ａ），（ｂ）に示すその他の機構（回転駆動機構、荷重増大手段及び駆動力伝達機構）と同じ機構が第１アーム１３の基端側にも設けられている。図３（ａ），（ｂ）において、連結部４３を除いて図２（ａ），（ｂ）に示す機構と同じ構成部には同じ符号が付してある。圧力室１６１内の圧力流体の圧力は、連結部４３Ａ側におけるピストン１８にも作用する。つまり、連結部４３側のリニアアクチュエータを構成するピストン１８及び連結部４３Ａ側のリニアアクチュエータを構成するピストン１８の駆動源である圧力室１６１は、共通である。
【００３６】
連結部４３Ａにおける伝達筒２６は、アーム支持部１２に連結して固定されている。従って、連結部４３Ａに設けられた電動モータ２３が作動されると、第１アーム１３が連結部４３Ａの伝達筒２６の中心軸線２６１を中心にして回転する。図１に鎖線で示す第１アーム１３の位置は、実線で示す第１アーム１３の位置から回転して移動した一例を示す。
【００３７】
図３（ａ），（ｂ）は、圧力室１６１内が圧力流体の圧力になっていない状態を示す。この状態では、連結部４３Ａ側のピストン１８が捻りバネ４０のバネ力によって圧力室形成筒１６に接近した待機位置に配置され、連結部４３Ａ側の第１荷重受け筒３１が図３（ａ），（ｂ）に示すロック位置に配置される。図３（ａ），（ｂ）の状態では、伝達筒２６及び第１アーム１３がアーム支持部１２に対して回転不能である。
【００３８】
図５（ａ），（ｂ）は、圧力室１６１内が圧力流体の圧力になっている状態を示す。この状態では、連結部４３Ａ側のピストン１８が捻りバネ４０のバネ力に抗して圧力室形成筒１６から遠ざかった作動位置に配置され、連結部４３Ａ側の第１荷重受け筒３１が図５（ａ），（ｂ）に示すロック解除位置に配置される。図５（ａ），（ｂ）の状態では、伝達筒２６及び第１アーム１３がアーム支持部１２に対して回転可能である。
【００３９】
本実施形態では以下の効果が得られる。
（１）回転力を楔効果でスラスト荷重に変換する荷重増大手段は、第１斜面３３１及び第２斜面３４１の傾斜角度θを適正に設定することによって大きなスラスト荷重を発生させる。そのため、第１アーム１３及び第２アーム１４の回転を阻止するロック力を十分に大きくすることができる。又、楔効果を用いた荷重増大手段は、コンパクトに構成できる。
【００４０】
（２）第１斜面３３１と第２斜面３４１との間にローラベアリング３５を介在する構成は、ロック位置にある第１荷重受け筒３１をロック位置からロック解除位置側へ容易に逆転することを可能にする。第１斜面３３１、第２斜面３４１及びローラベアリング３５は、コンパクトな構成で回転力を大きなスラスト荷重に変換すると共に、ロック状態を簡単に解除する上で、特に好適である。
【００４１】
（３）中心軸線２６１の周りに第１斜面３３１と第２斜面３４１との対を４対設けた構成は、第２荷重受け筒３２に作用するスラスト荷重を偏荷重としないように中心軸線２６１の周りに分散する上で好適である。
【００４２】
（４）荷重増大手段が大きなスラスト荷重を発生させるため、リニアアクチュエータの直線駆動力、つまりピストン１８を駆動する圧力流体の圧力は、小さくて済む。又、ピストン１８の受圧面積も大きくしなくても済むため、第１アーム１３の小径化が可能である。
【００４３】
（５）捻りバネ４０は、そのバネ力によって第１荷重受け筒３１をロック位置に保持する。捻りバネ４０のバネ力によって第１荷重受け筒３１をロック位置に保持する構成は、常に一定のスラスト荷重で第１アーム１３及び第２アーム１４のロックを保持する上で、簡便な構成である。
【００４４】
（６）筒状ケース１５内に流体圧シリンダ（圧力室形成筒１６、シリンダ１７及びピストン１８）を収容した構成では、第１アーム１３を構成する筒状ケース１５が流体圧シリンダを支持する部材として利用される。第１アーム１３内を流体圧シリンダ（リニアアクチュエータ）の設置スペースとして有効利用する構成は、第１アーム１３のコンパクト化に寄与する。
【００４５】
（７）連結部４３側の流体圧シリンダの圧力室１６１と連結部４３Ａ側の流体圧シリンダの駆動源である圧力室１６１とを共通にした構成は、アームロック装置のコンパクト化に寄与する。
【００４６】
本発明では以下のような実施形態も可能である。
○第１斜面３３１と第２斜面３４１との対は、３対あるいは５対以上であってもよい。
○ロッド４１の一端を第１荷重受け筒３１に回動可能に連結し、ロッド４１の他端をピストン１８に回動可能に連結してもよい。つまり、第１荷重受け筒３１とロッド４１とがクランク機構を構成するようにしてもよい。
【００４７】
○捻りバネ４０のばね力によって第１荷重受け筒３１をロック解除位置に保持し、圧力室１６１内を圧力流体の圧力にしたときに第１荷重受け筒３１をロック位置に保持するようにしてもよい。
【００４８】
○捻りバネの代わりに、引っ張りバネあるいは圧縮バネを用いてもよい。
○連結部４３Ａ及び連結部４３Ａに付属する回転駆動機構、荷重増大手段及び駆動力伝達機構のみを第１アーム１３に設け、第１アーム１３に設けられていた連結部４３を第２アーム１４に設け、連結部４３に付属する回転駆動機構、荷重増大手段及び駆動力伝達機構を第２アーム１４に設けるようにしてもよい。
【００４９】
○ブレーキパッド３９を省略してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】一実施形態を示す斜視図。
【図２】（ａ）は、第１荷重受け筒をロック位置に保持した状態を示す断面図。（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
【図３】（ａ）は、第１荷重受け筒をロック位置に保持した状態を示す断面図。（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図４】（ａ）は、第１荷重受け筒をロック解除位置に保持した状態を示す断面図。（ｂ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。
【図５】（ａ）は、第１荷重受け筒をロック解除位置に保持した状態を示す断面図。（ｂ）は、図５（ａ）のＤ−Ｄ線断面図。
【図６】第１荷重受け筒をロック位置に保持した状態を示す部分斜視図。
【図７】第１荷重受け筒をロック解除位置に保持した状態を示す部分斜視図。
【図８】（ａ）は、第１荷重受け筒をロック位置に保持した状態を示す模式図。（ｂ）は、第１荷重受け筒をロック解除位置に保持した状態を示す模式図。
【符号の説明】
【００５１】
１３…第１アーム。１５…外殻としての筒状ケース。１６１…リニアアクチュエータとしての流体圧シリンダを構成する圧力室。１７…リニアアクチュエータとしての流体圧シリンダを構成するシリンダ。１８…リニアアクチュエータを構成するピストン。２０…連結部を構成するハウジング。１９１…駆動力伝達機構を構成するカム溝。２２…連結部を構成する取り付けプレート。２３…回転駆動手段としての電動モータ。２４１…回転軸線。２６…回転出力部としての伝達筒。２６１…回転軸線としての中心軸線。３１…第１荷重受け部としての第１荷重受け筒、３２…第２荷重受け部を構成する第２荷重受け筒。３３１…荷重増大手段を構成する第１斜面。３４１…荷重増大手段を構成する第２斜面。３３，３４…対向面としての端面。３５…荷重増大手段を構成するローラベアリング。３９…第２荷重受け部を構成するブレーキパッド。４０…切り換え機構を構成するバネ部材としての捻りバネ。４１…駆動力伝達機構を構成するロッド。４２…駆動力伝達機構を構成する回転子。４３，４３Ａ…連結部。Ｒ…正転方向。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連結部に対して回転可能に連結されたアームの回転をロックするアームロック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
第１アームに第２アームを回転可能に連結したロボットアーム機構（例えば、特許文献２参照）では、第１アームに対する第２アームの回転位置を所望の回転位置に特定する場合には、この特定された回転位置で第１アームに対して第２アームをロックする必要がある。このようなロックを行なうためのロック装置としては、例えば、特許文献１に開示のクランプ装置の採用が可能である。
【０００３】
特許文献１に開示のクランプ装置では、弾性変形可能な弾性部材を高圧によって弾性変形させることによって、環状の出力フランジを包囲する環状のケースと前記出力フランジとが相互に締結（ロック）される。弾性部材は、圧力室に供給された流体圧（油圧あるいはエア圧）を直接受けて弾性変形するようになっている。
【特許文献１】特開平１１−２１０７１５号公報
【特許文献２】特開２００２−１６０１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ケースと出力フランジとを相互に締結（ロック）するための大きな力を流体圧によって得るには、流体圧出力機構を大型にしなければならないことから難しい。しかも、ケースと出力フランジとに対する弾性部材の接触部に単位面積当たりの流体圧を効率良く伝達する必要があるが、単位面積当たりの流体圧をそのまま他部位に伝えられる液体とは異なり、弾性部材によってこれを達成することは難しい。
【０００５】
そのため、ロック状態における第１アームと第２アームとの間の捻り剛性（一方のアームに対する他方のアームの回転を阻止するロック力）を十分に大きくすることが難しい。
本発明は、コンパクトな構成でアームの回転を阻止するロック力を十分に大きくすることができるアームロック装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、アームと、前記アームに設けられた回転出力部と、前記回転出力部を回転させる回転駆動手段と、前記回転出力部の回転軸線の周りに回転可能に設けられた第１荷重受け部と、前記第１荷重受け部に対向するように、且つ前記回転出力部に押接可能に設けられた第２荷重受け部と、前記第１荷重受け部と前記第２荷重受け部との間に設けられ、前記第１荷重受け部を正転させる駆動力を楔効果でスラスト荷重に変換して前記第２荷重受け部に伝達する荷重増大手段と、前記スラスト荷重によって前記第２荷重受け部を前記回転出力部に押接するロック位置と、前記ロック位置に向けて正転可能なロック解除位置とに前記第１荷重受け部を切り換え配置する切り換え機構とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
回転出力部にアーム支持部を連結した場合、回転出力部が回転するとアームがアーム支持部に対して回転する。回転出力部に第２のアームを連結した場合、回転出力部が回転すると第２のアームが最初のアームに対して回転する。第１荷重受け部をロック位置に配置すると、回転出力部及びアームがロックされる。回転力を楔効果でスラスト荷重に変換する荷重増大手段は、大きなスラスト荷重を発生させるため、アームの回転を阻止するロック力を十分に大きくすることができる。又、このような荷重増大手段は、コンパクトに構成できる。
【０００８】
好適な例では、前記荷重増大手段は、前記第２荷重受け部に対向する前記第１荷重受け部の対向面に、前記正転方向に向かうにつれて降り坂となるように設けられた第１斜面と、前記第１荷重受け部に対向する前記第２荷重受け部の対向面に、前記正転方向に向かうにつれて昇り坂となるように設けられた第２斜面と、前記第１斜面と前記第２斜面との間に介在されたローラベアリングとを備えている。
【０００９】
第１斜面、前記第２斜面及びローラベアリングを備えた荷重増大手段は、コンパクトな構成で回転力を大きなスラスト荷重に変換すると共に、ロック状態を簡単に解除する上で、特に好適である。
【００１０】
好適な例では、前記第１斜面と前記第２斜面との対は、前記回転軸線の周りに３対以上設けられている。
このような構成は、スラスト荷重を偏荷重としないように前記回転軸線の周りに分散する。
【００１１】
好適な例では、前記切り換え機構は、リニアアクチュエータと、前記第１荷重受け部を正転方向とは逆の方向に回転させる回転駆動力に前記リニアアクチュエータの直線駆動力を変換する駆動力伝達機構とを備えている。
【００１２】
荷重増大手段が大きなスラスト荷重を発生させるため、リニアアクチュエータの直線駆動力は、小さくて済む。
好適な例では、前記切り換え機構は、前記第１荷重受け部を正転方向へ付勢するためのバネ部材を備え、前記第１荷重受け部が前記ロック位置に配置された状態では、前記バネ部材は、そのバネ力によって前記第１荷重受け部を前記ロック位置に保持する。
【００１３】
バネ部材のバネ力によって第１荷重受け部をロック位置に保持する構成は、アームのロックを保持する上で簡便である。
好適な例では、前記アームは、外殻となる筒状ケースを備え、前記リニアアクチュエータは、前記筒状ケース内に収容されている。
【００１４】
好適な例では、前記リニアアクチュエータは、流体圧シリンダであり、前記回転出力部及び前記流体圧シリンダは、前記アームの基端側と先端側とにそれぞれ設けられており、前記一対の流体圧シリンダの圧力室は、共通である。
【００１５】
このような構成は、アームロック装置のコンパクト化に寄与する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のアームロック装置は、コンパクトな構成でアームの回転を阻止するロック力を十分に大きくすることができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。
図１は、関節型ロボット１０を示す。関節型ロボット１０は、基盤１１と、基盤１１上に固定されたアーム支持部１２と、アーム支持部１２に回転可能に支持された第１アーム１３と、第１アーム１３に回転可能に連結された第２アーム１４とから構成されている。
【００１８】
図２（ａ），（ｂ）は、第１アーム１３の先端側の内部構造を示す。
図２（ａ）に示すように、第１アーム１３の外殻となる筒状ケース１５内には圧力室形成筒１６が嵌入して固定されており、圧力室形成筒１６の一端側〔図２（ａ）において左側〕にはシリンダ１７が嵌合して固定されている。圧力室形成筒１６内には圧力室１６１が形成されている。圧力室１６１は、供給ポート１６２及び電磁３方弁（図示略）を介して圧力流体（圧力油あるいは圧力エア）の供給源（図示略）に連通されている。シリンダ１７にはピストン１８がスライド可能に収容されている。圧力室１６１、シリンダ１７及びピストン１８は、リニアアクチュエータである流体圧シリンダを構成する。
【００１９】
ピストン１８にはカム板１９がピストン１８のスライド方向に延びるように一体形成されており、カム板１９にはカム溝１９１が形成されている。筒状ケース１５の先端〔図２（ａ）において左端〕には筒状のハウジング２０がネジ２１〔図１に図示〕によって連結して固定されている。
【００２０】
図２（ｂ）に示すように、筒状のハウジング２０の端部には取り付けプレート２２が連結して固定されており、取り付けプレート２２には電動モータ２３が取り付けられている。電動モータ２３は、減速機内蔵のサーボモータである。電動モータ２３の出力軸２４は、取り付けプレート２２を貫通して筒状のハウジング２０内に突入しており、ハウジング２０内の出力軸２４には円板２５が止着されている。円板２５は、ラジアルベアリング２８を介してハウジング２０に回転可能に支持されている。円板２５には伝達筒２６が嵌合して固定されている。伝達筒２６の中心軸線２６１は、出力軸２４の回転軸線２４１に一致させてある。つまり、中心軸線２６１は、伝達筒２６の回転軸線である。伝達筒２６は、ラジアルベアリング２８を介してハウジング２０に回転可能に支持されている。
【００２１】
回転出力部としての伝達筒２６には第２アーム１４が連結されている。回転駆動手段としての電動モータ２３の作動により伝達筒２６及び第２アーム１４が一体的に中心軸線２６１を中心にして回転する。図１に鎖線で示す第２アーム１４の位置は、実線で示す第２アーム１４の位置から回転して移動した一例を示す。
【００２２】
図２（ｂ）に示すように、円板２５の外周面にはフランジ２９が一体形成されており、伝達筒２６の外周面にはフランジ３０が一体形成されている。フランジ２９とフランジ３０との間においてハウジング２０内には第１荷重受け筒３１及び第２荷重受け筒３２が同軸的に収容されている。第１荷重受け筒３１は、ハウジング２０に対して回転可能であり、第１荷重受け筒３１とフランジ２９との間にはスラストベアリング３６が介在されている。
【００２３】
第２荷重受け筒３２には位置規制用のネジ３７が筒状のハウジング２０に貫設された位置規制孔２０１を通って螺着されている。位置規制孔２０１には位置規制筒３８が嵌入されており、位置規制筒３８は、ネジ３７の締め付けによって第２荷重受け筒３２の外周面に固定されている。位置規制孔２０１に嵌入された位置規制筒３８は、中心軸線２６１の周りの第２荷重受け筒３２の回転を阻止しており、第２荷重受け筒３２は、中心軸線２６１の周りに回転不能である。第２荷重受け筒３２とフランジ３０との間にはブレーキパッド３９が設けられている。
【００２４】
第２荷重受け筒３２に対向する第１荷重受け筒３１の対向面である端面３３には複数の第１斜面３３１が形成されており、第１荷重受け筒３１に対向する第２荷重受け筒３２の対向面である端面３４には複数の第２斜面３４１が形成されている。第１斜面３３１は、図２（ａ），（ｂ）に矢印Ｒで示す方向に向かうにつれて降り坂となる形状であり、第２斜面３４１は、矢印Ｒで示す方向に向かうにつれて昇り坂となる形状である。第１斜面３３１と第２斜面３４１とは、互いに平行である。
【００２５】
各第１斜面３３１と各第２斜面３４１との間にはローラベアリング３５が介在されている。図６，７に示すように、本実施形態では、第１斜面３３１及び第２斜面３４１は、いずれも４つ設けられている。つまり、第１斜面３３１と第２斜面３４１との対は、中心軸線２６１の周りに４対設けられている。
【００２６】
図２（ｂ）に示すように、第１荷重受け筒３１の筒内には捻りバネ４０が収容されている。バネ部材としての捻りバネ４０の不動端４０１は、ハウジング２０に係止されており、捻りバネ４０の可動端４０２は、第１荷重受け筒３１に係止されている。図２（ａ）に示すように、第１荷重受け筒３１にはロッド４１の一端が連結して固定されており、ロッド４１の他端には回転子４２が取り付けられている。回転子４２は、カム溝１９１に係合されている。ピストン１８の往復動は、カム溝１９１と回転子４２との係合を介してロッド４１及び第１荷重受け筒３１に伝えられ、第１荷重受け筒３１が中心軸線２６１の周りに回動する。
【００２７】
捻りバネ４０のばね力は、第１荷重受け筒３１を矢印Ｒ〔以下においては正転方向Ｒという〕の方向に付勢する。つまり、捻りバネ４０のバネ力は、中心軸線２６１を中心にしてロッド４１を正転方向に付勢しており、ピストン１８は、捻りバネ４０のバネ力によって圧力室形成筒１６に向けて付勢されている。
【００２８】
図２（ａ），（ｂ）は、圧力室１６１内が圧力流体の圧力になっていない状態を示す。この状態では、ピストン１８が捻りバネ４０のバネ力によって圧力室形成筒１６に接近した待機位置に配置され、第１荷重受け筒３１が図２（ａ），（ｂ）に示すロック位置に配置される。このロック位置は、これより正転方向Ｒへ第１荷重受け筒３１を正転できない正転限界位置である。第１荷重受け筒３１がロック位置に配置されると、捻りバネ４０のバネ力（第１荷重受け筒３１を正転させる駆動力）が第１斜面３３１、ローラベアリング３５及び第２斜面３４１の楔効果によってスラスト荷重（中心軸線２６１の軸線方向に作用する荷重）に変換される。図２（ａ），（ｂ）の状態では、伝達筒２６及び第２アーム１４が第１アーム１３に対して回転不能である。
【００２９】
図８（ａ）は、第１荷重受け筒３１がロック位置にあるときの第１荷重受け筒３１と第２荷重受け筒３２との位置関係を模式的に示す展開図である。第１荷重受け筒３１がロック位置にあるときには、捻りバネ４０のバネ力を変換したスラスト荷重〔図８（ａ）に矢印Ｆで示す〕が捻りバネ４０のバネ力よりも大きくなるように増大される。この増大割合は、第１斜面３３１及び第２斜面３４１の傾斜角度θ〔図８（ａ）に図示〕の大きさに依存する。
【００３０】
スラスト荷重Ｆは、第２荷重受け筒３２をブレーキパッド３９に圧接すると共に、ブレーキパッド３９をフランジ３０に圧接する。これにより、伝達筒２６がロックされる。スラスト荷重Ｆの反力は、スラストベアリング３６を介してフランジ２９で受け止められる。
【００３１】
図４（ａ），（ｂ）は、圧力室１６１内が圧力流体の圧力になっている状態を示す。この状態では、ピストン１８が捻りバネ４０のバネ力に抗して圧力室形成筒１６から遠ざかった作動位置に配置され、ピストン１８が待機位置から作動位置に配置されると、第１荷重受け筒３１が正転方向とは逆方向に回転される。これにより、第１荷重受け筒３１が図４（ａ），（ｂ）に示すロック解除位置に配置される。ピストン１８を待機位置から作動位置へ駆動する圧力室１６１内の圧力流体の圧力は、ピストン１８を直線駆動する直線駆動力である。
【００３２】
第１荷重受け筒３１のロック解除位置は、これより正転方向Ｒへ第１荷重受け筒３１を正転可能な位置である。第１荷重受け筒３１がロック解除位置に配置されると、第１斜面３３１、ローラベアリング３５及び第２斜面３４１の楔効果が無くなり、捻りバネ４０のバネ力がスラスト荷重に変換されることはない。図４（ａ），（ｂ）の状態では、伝達筒２６及び第２アーム１４が第１アーム１３に対して回転可能である。
【００３３】
図８（ｂ）は、第１荷重受け筒３１がロック解除位置にあるときの第１荷重受け筒３１と第２荷重受け筒３２との位置関係を模式的に示す展開図である。
ハウジング２０、取り付けプレート２２及び伝達筒２６は、回転出力部（伝達筒２６）を有すると共に、第１アーム１３の一端に設けられた連結部４３を構成する。第１荷重受け筒３１は、回転出力部としての伝達筒２６の回転軸線〔中心軸線２６１〕の周りに回転可能に設けられた第１荷重受け部である。第２荷重受け筒３２及びブレーキパッド３９は、第１荷重受け筒３１に対向するように、且つ中心軸線２６１の周りに回転不能に、且つ伝達筒２６に押接可能に設けられた第２荷重受け部を構成する。
【００３４】
電動モータ２３は、回転出力部としての伝達筒２６を回転させる回転駆動手段である。第１斜面３３１、第２斜面３４１及びローラベアリング３５は、第１荷重受け筒３１と第２荷重受け筒３２との間に設けられると共に、第１荷重受け筒３１を正転させる駆動力を楔効果でスラスト荷重に変換して第２荷重受け筒３２に伝達する荷重増大手段を構成する。圧力室１６１、シリンダ１７及びピストン１８は、直線駆動力を発生させるリニアアクチュエータを構成する。捻りバネ４０、ロッド４１、回転子４２、カム溝１９１及び前記リニアアクチュエータは、正転方向の正転限界位置となるロック位置と、正転可能なロック解除位置とに第１荷重受け筒３１を切り換え配置する切り換え機構を構成する。ロッド４１、回転子４２及びカム溝１９１は、前記リニアアクチュエータの直線駆動力を回転駆動力に変換して第１荷重受け筒３１に伝達する駆動力伝達機構を構成する。
【００３５】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、図２（ａ），（ｂ）に示す連結部４３と同じ構成の連結部４３Ａが第１アーム１３の基端側にも設けられており、又、図２（ａ），（ｂ）に示すその他の機構（回転駆動機構、荷重増大手段及び駆動力伝達機構）と同じ機構が第１アーム１３の基端側にも設けられている。図３（ａ），（ｂ）において、連結部４３を除いて図２（ａ），（ｂ）に示す機構と同じ構成部には同じ符号が付してある。圧力室１６１内の圧力流体の圧力は、連結部４３Ａ側におけるピストン１８にも作用する。つまり、連結部４３側のリニアアクチュエータを構成するピストン１８及び連結部４３Ａ側のリニアアクチュエータを構成するピストン１８の駆動源である圧力室１６１は、共通である。
【００３６】
連結部４３Ａにおける伝達筒２６は、アーム支持部１２に連結して固定されている。従って、連結部４３Ａに設けられた電動モータ２３が作動されると、第１アーム１３が連結部４３Ａの伝達筒２６の中心軸線２６１を中心にして回転する。図１に鎖線で示す第１アーム１３の位置は、実線で示す第１アーム１３の位置から回転して移動した一例を示す。
【００３７】
図３（ａ），（ｂ）は、圧力室１６１内が圧力流体の圧力になっていない状態を示す。この状態では、連結部４３Ａ側のピストン１８が捻りバネ４０のバネ力によって圧力室形成筒１６に接近した待機位置に配置され、連結部４３Ａ側の第１荷重受け筒３１が図３（ａ），（ｂ）に示すロック位置に配置される。図３（ａ），（ｂ）の状態では、伝達筒２６及び第１アーム１３がアーム支持部１２に対して回転不能である。
【００３８】
図５（ａ），（ｂ）は、圧力室１６１内が圧力流体の圧力になっている状態を示す。この状態では、連結部４３Ａ側のピストン１８が捻りバネ４０のバネ力に抗して圧力室形成筒１６から遠ざかった作動位置に配置され、連結部４３Ａ側の第１荷重受け筒３１が図５（ａ），（ｂ）に示すロック解除位置に配置される。図５（ａ），（ｂ）の状態では、伝達筒２６及び第１アーム１３がアーム支持部１２に対して回転可能である。
【００３９】
本実施形態では以下の効果が得られる。
（１）回転力を楔効果でスラスト荷重に変換する荷重増大手段は、第１斜面３３１及び第２斜面３４１の傾斜角度θを適正に設定することによって大きなスラスト荷重を発生させる。そのため、第１アーム１３及び第２アーム１４の回転を阻止するロック力を十分に大きくすることができる。又、楔効果を用いた荷重増大手段は、コンパクトに構成できる。
【００４０】
（２）第１斜面３３１と第２斜面３４１との間にローラベアリング３５を介在する構成は、ロック位置にある第１荷重受け筒３１をロック位置からロック解除位置側へ容易に逆転することを可能にする。第１斜面３３１、第２斜面３４１及びローラベアリング３５は、コンパクトな構成で回転力を大きなスラスト荷重に変換すると共に、ロック状態を簡単に解除する上で、特に好適である。
【００４１】
（３）中心軸線２６１の周りに第１斜面３３１と第２斜面３４１との対を４対設けた構成は、第２荷重受け筒３２に作用するスラスト荷重を偏荷重としないように中心軸線２６１の周りに分散する上で好適である。
【００４２】
（４）荷重増大手段が大きなスラスト荷重を発生させるため、リニアアクチュエータの直線駆動力、つまりピストン１８を駆動する圧力流体の圧力は、小さくて済む。又、ピストン１８の受圧面積も大きくしなくても済むため、第１アーム１３の小径化が可能である。
【００４３】
（５）捻りバネ４０は、そのバネ力によって第１荷重受け筒３１をロック位置に保持する。捻りバネ４０のバネ力によって第１荷重受け筒３１をロック位置に保持する構成は、常に一定のスラスト荷重で第１アーム１３及び第２アーム１４のロックを保持する上で、簡便な構成である。
【００４４】
（６）筒状ケース１５内に流体圧シリンダ（圧力室形成筒１６、シリンダ１７及びピストン１８）を収容した構成では、第１アーム１３を構成する筒状ケース１５が流体圧シリンダを支持する部材として利用される。第１アーム１３内を流体圧シリンダ（リニアアクチュエータ）の設置スペースとして有効利用する構成は、第１アーム１３のコンパクト化に寄与する。
【００４５】
（７）連結部４３側の流体圧シリンダの圧力室１６１と連結部４３Ａ側の流体圧シリンダの駆動源である圧力室１６１とを共通にした構成は、アームロック装置のコンパクト化に寄与する。
【００４６】
本発明では以下のような実施形態も可能である。
○第１斜面３３１と第２斜面３４１との対は、３対あるいは５対以上であってもよい。
○ロッド４１の一端を第１荷重受け筒３１に回動可能に連結し、ロッド４１の他端をピストン１８に回動可能に連結してもよい。つまり、第１荷重受け筒３１とロッド４１とがクランク機構を構成するようにしてもよい。
【００４７】
○捻りバネ４０のばね力によって第１荷重受け筒３１をロック解除位置に保持し、圧力室１６１内を圧力流体の圧力にしたときに第１荷重受け筒３１をロック位置に保持するようにしてもよい。
【００４８】
○捻りバネの代わりに、引っ張りバネあるいは圧縮バネを用いてもよい。
○連結部４３Ａ及び連結部４３Ａに付属する回転駆動機構、荷重増大手段及び駆動力伝達機構のみを第１アーム１３に設け、第１アーム１３に設けられていた連結部４３を第２アーム１４に設け、連結部４３に付属する回転駆動機構、荷重増大手段及び駆動力伝達機構を第２アーム１４に設けるようにしてもよい。
【００４９】
○ブレーキパッド３９を省略してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】一実施形態を示す斜視図。
【図２】（ａ）は、第１荷重受け筒をロック位置に保持した状態を示す断面図。（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
【図３】（ａ）は、第１荷重受け筒をロック位置に保持した状態を示す断面図。（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図４】（ａ）は、第１荷重受け筒をロック解除位置に保持した状態を示す断面図。（ｂ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。
【図５】（ａ）は、第１荷重受け筒をロック解除位置に保持した状態を示す断面図。（ｂ）は、図５（ａ）のＤ−Ｄ線断面図。
【図６】第１荷重受け筒をロック位置に保持した状態を示す部分斜視図。
【図７】第１荷重受け筒をロック解除位置に保持した状態を示す部分斜視図。
【図８】（ａ）は、第１荷重受け筒をロック位置に保持した状態を示す模式図。（ｂ）は、第１荷重受け筒をロック解除位置に保持した状態を示す模式図。
【符号の説明】
【００５１】
１３…第１アーム。１５…外殻としての筒状ケース。１６１…リニアアクチュエータとしての流体圧シリンダを構成する圧力室。１７…リニアアクチュエータとしての流体圧シリンダを構成するシリンダ。１８…リニアアクチュエータを構成するピストン。２０…連結部を構成するハウジング。１９１…駆動力伝達機構を構成するカム溝。２２…連結部を構成する取り付けプレート。２３…回転駆動手段としての電動モータ。２４１…回転軸線。２６…回転出力部としての伝達筒。２６１…回転軸線としての中心軸線。３１…第１荷重受け部としての第１荷重受け筒、３２…第２荷重受け部を構成する第２荷重受け筒。３３１…荷重増大手段を構成する第１斜面。３４１…荷重増大手段を構成する第２斜面。３３，３４…対向面としての端面。３５…荷重増大手段を構成するローラベアリング。３９…第２荷重受け部を構成するブレーキパッド。４０…切り換え機構を構成するバネ部材としての捻りバネ。４１…駆動力伝達機構を構成するロッド。４２…駆動力伝達機構を構成する回転子。４３，４３Ａ…連結部。Ｒ…正転方向。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アームと、
前記アームに設けられた回転出力部と、
前記回転出力部を回転させる回転駆動手段と、
前記回転出力部の回転軸線の周りに回転可能に設けられた第１荷重受け部と、
前記第１荷重受け部に対向するように、且つ前記回転出力部に押接可能に設けられた第２荷重受け部と、
前記第１荷重受け部と前記第２荷重受け部との間に設けられ、前記第１荷重受け部を正転させる駆動力を楔効果でスラスト荷重に変換して前記第２荷重受け部に伝達する荷重増大手段と、
前記スラスト荷重によって前記第２荷重受け部を前記回転出力部に押接するロック位置と、前記ロック位置に向けて正転可能なロック解除位置とに前記第１荷重受け部を切り換え配置する切り換え機構とを備えているアームロック装置。
【請求項２】
前記荷重増大手段は、前記第２荷重受け部に対向する前記第１荷重受け部の対向面に、前記正転方向に向かうにつれて降り坂となるように設けられた第１斜面と、前記第１荷重受け部に対向する前記第２荷重受け部の対向面に、前記正転方向に向かうにつれて昇り坂となるように設けられた第２斜面と、前記第１斜面と前記第２斜面との間に介在されたローラベアリングとを備えている請求項１に記載のアームロック装置。
【請求項３】
前記第１斜面と前記第２斜面との対は、前記回転軸線の周りに３対以上設けられている請求項２に記載のアームロック装置。
【請求項４】
前記切り換え機構は、リニアアクチュエータと、前記第１荷重受け部を正転方向とは逆の方向に回転させる回転駆動力に前記リニアアクチュエータの直線駆動力を変換する駆動力伝達機構とを備えている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のアームロック装置。
【請求項５】
前記切り換え機構は、前記第１荷重受け部を正転方向へ付勢するためのバネ部材を備え、前記第１荷重受け部が前記ロック位置に配置された状態では、前記バネ部材は、そのバネ力によって前記第１荷重受け部を前記ロック位置に保持する請求項４に記載のアームロック装置。
【請求項６】
前記アームは、外殻となる筒状ケースを備え、前記リニアアクチュエータは、前記筒状ケース内に収容されている請求項４又は請求項５に記載のアームロック装置。
【請求項７】
前記リニアアクチュエータは、流体圧シリンダであり、前記回転出力部及び前記流体圧シリンダは、前記アームの基端側と先端側とにそれぞれ設けられており、前記一対の流体圧シリンダの圧力室は、共通である請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載のアームロック装置。
【請求項１】
アームと、
前記アームに設けられた回転出力部と、
前記回転出力部を回転させる回転駆動手段と、
前記回転出力部の回転軸線の周りに回転可能に設けられた第１荷重受け部と、
前記第１荷重受け部に対向するように、且つ前記回転出力部に押接可能に設けられた第２荷重受け部と、
前記第１荷重受け部と前記第２荷重受け部との間に設けられ、前記第１荷重受け部を正転させる駆動力を楔効果でスラスト荷重に変換して前記第２荷重受け部に伝達する荷重増大手段と、
前記スラスト荷重によって前記第２荷重受け部を前記回転出力部に押接するロック位置と、前記ロック位置に向けて正転可能なロック解除位置とに前記第１荷重受け部を切り換え配置する切り換え機構とを備えているアームロック装置。
【請求項２】
前記荷重増大手段は、前記第２荷重受け部に対向する前記第１荷重受け部の対向面に、前記正転方向に向かうにつれて降り坂となるように設けられた第１斜面と、前記第１荷重受け部に対向する前記第２荷重受け部の対向面に、前記正転方向に向かうにつれて昇り坂となるように設けられた第２斜面と、前記第１斜面と前記第２斜面との間に介在されたローラベアリングとを備えている請求項１に記載のアームロック装置。
【請求項３】
前記第１斜面と前記第２斜面との対は、前記回転軸線の周りに３対以上設けられている請求項２に記載のアームロック装置。
【請求項４】
前記切り換え機構は、リニアアクチュエータと、前記第１荷重受け部を正転方向とは逆の方向に回転させる回転駆動力に前記リニアアクチュエータの直線駆動力を変換する駆動力伝達機構とを備えている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のアームロック装置。
【請求項５】
前記切り換え機構は、前記第１荷重受け部を正転方向へ付勢するためのバネ部材を備え、前記第１荷重受け部が前記ロック位置に配置された状態では、前記バネ部材は、そのバネ力によって前記第１荷重受け部を前記ロック位置に保持する請求項４に記載のアームロック装置。
【請求項６】
前記アームは、外殻となる筒状ケースを備え、前記リニアアクチュエータは、前記筒状ケース内に収容されている請求項４又は請求項５に記載のアームロック装置。
【請求項７】
前記リニアアクチュエータは、流体圧シリンダであり、前記回転出力部及び前記流体圧シリンダは、前記アームの基端側と先端側とにそれぞれ設けられており、前記一対の流体圧シリンダの圧力室は、共通である請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載のアームロック装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−３０７６２６（Ｐ２００８−３０７６２６Ａ）
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５６４１５（Ｐ２００７−１５６４１５）
【出願日】平成１９年６月１３日（２００７．６．１３）
【出願人】（０００１０６７６０）シーケーディ株式会社 (627)
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【出願人】（５９４１２０６７４）株式会社パボット技研 (21)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１３日（２００７．６．１３）
【出願人】（０００１０６７６０）シーケーディ株式会社 (627)
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【出願人】（５９４１２０６７４）株式会社パボット技研 (21)
【Ｆターム（参考）】
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