(57)【要約】【課題】トルクを大きくしても全体としての大型化を抑制することが可能な関節機構を提供する。【解決手段】回動軸１３によって相対的に回動自在に結合された一対の回動部材である第１アーム３及び第２アーム５と、第１アーム３に結合された本体部３５及びこの本体部３５に回転自在に支持された軸部３７を有し、本体部３５により軸部３７にトルクを生じさせるトルク発生部７と、第２アーム５に一体的に設けられ、第２アームの回動に応じて回転動作を行う相対的に大きい大ギア部９と、トルク発生部７の軸部３７に一体回転するように支持されて、大ギア部９に噛み合う相対的に小さい小ギア部１１とを備えている。【選択図】図１
2020104232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動軸によって相対的に回動自在に結合された一対の回動部材と、
前記一対の回動部材の一方に結合された本体部及び該本体部に回転自在に支持された軸部を有し前記本体部により前記軸部にトルクを生じさせるトルク発生部と、
前記一対の回動部材の他方に一体的に設けられ前記回動部材の一方に対する前記回動部材の他方の相対的な回動に応じて回転動作を行う相対的に大きい大ギア部と、
前記トルク発生部の軸部に一体回転するように支持されて前記大ギア部に噛み合う相対的に小さい小ギア部と、
を備えたことを特徴とする関節機構。
【請求項２】
請求項１記載の関節機構であって、
前記大ギア部は、前記回動部材の回動軸を回転軸として回転する、
ことを特徴とする関節機構。
【請求項３】
請求項２記載の関節機構であって、
前記一対の回動部材の一方は、間隔をあけて対向配置された一対の対向板を備え、
前記回転部材の回転軸は、前記対向板間に位置し前記間隔を保持する柱状であり、
前記小ギア部は、前記対向板間に位置し、
前記大ギア部は、前記小ギア部に対し、前記対向板間で噛み合う、
ことを特徴とする関節機構。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の関節機構であって、
前記大ギア部は、前記一対の回動部材の回動範囲に応じた扇形歯車である、
ことを特徴とする関節機構。
【請求項５】
請求項４記載の関節機構であって、
前記一対の回動部材間に前記回動範囲を制限し前記大ギア部及び前記小ギア部の噛み合いを維持するストッパーを備えた、
ことを特徴とする関節機構。
【請求項６】
請求項４記載の関節機構であって、
前記一対の回動部材の回動に対し前記回動範囲内での限界を検出するリミットセンサーを備え、
前記トルク発生部は、前記リミットセンサーでの検出に応じて前記トルクを生じさせ前記大ギア部及び前記小ギア部の噛み合いを維持する、
ことを特徴とする関節機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種装置の関節部やヒンジ部等に供される関節機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の関節機構としては、例えば特許文献１に記載の身体補助具に適用されたものがある。
【０００３】
この関節機構は、一対の回動部材である第１装着体及び第２装着体間を回動軸によって回動自在に結合し、回動軸にトルク発生部としてのダンパーにより結合している。これにより、第１装着体及び第２装着体の相対的な回動に対してダンパーによるトルクを生じさせ、衝撃の発生等を抑制できるようになっている。
【０００４】
このような関節機構では、用途に応じてダンパーのトルクを大きくする必要が生じる場合があるが、ダンパーのトルクを大きくすると、ダンパーの大型化により全体としても大型化するおそれがあった。
【０００５】
なお、トルク発生部をモーター等の駆動源とし、一対の回動部材を回動させる場合も、同様に大型化の問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１８−１６６９２８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、ダンパーのトルクを大きくすると、ダンパーの大型化により関節機構全体として大型化するおそれがあった点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、トルクを大きくしても全体としての大型化を抑制可能とするために、回動軸によって相対的に回動自在に結合された一対の回動部材と、前記一対の回動部材の一方に結合された本体部及び該本体部に回転自在に支持された軸部を有し前記本体部により前記軸部にトルクを生じさせるトルク発生部と、前記一対の回動部材の他方に一体的に設けられ前記回動部材の一方に対する前記回動部材の他方の相対的な回動に応じて回転動作を行う相対的に大きい大ギア部と、前記トルク発生部の軸部に一体回転するように支持されて前記大ギア部に噛み合う相対的に小さい小ギア部とを備えたことを関節機構の最も主な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、大ギア部と小ギア部とのギア比を変更することによりトルク発生部を大型化することなくトルクを大きくすることができるため、トルクを大きくしても全体としての大型化を抑制することが可能となる。逆にトルクを大きくする必要がない場合は、トルク発生部を小型化して、全体としての小型化を図ることが可能となる。
【００１０】
しかも、一対の回動部材の回動軸とトルク発生部の軸部とを同軸上とせずにずらすことができるため、一対の回動部材の回動軸とトルク発生部の軸部との配置スペースをオーバーラップさせて薄型化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】伸展状態の関節機構を示す正面図である（実施例１）。
【図２】屈曲状態の関節機構を示す正面図である（実施例１）。
【図３】図１の関節機構のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である（実施例１）。
【図４】伸展状態の関節機構を示す正面図である（実施例２）。
【図５】図４の関節機構のＶ−Ｖ線断面図である（実施例２）。
【図６】伸展状態の関節機構を示す正面図である（実施例３）。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
トルクを大きくしても全体としての大型化を抑制可能とするという目的を、一対の回動部材の一方に結合されたトルク発生部の軸部に小ギア部を設け、一対の回動部材の他方に一体的に大ギア部を設けることによって実現した。
【００１３】
すなわち、関節機構は、回動軸によって相対的に回動自在に結合された一対の回動部材と、一対の回動部材の一方に結合された本体部及びこの本体部に回転自在に支持された軸部を有し、本体部により軸部にトルクを生じさせるトルク発生部と、一対の回動部材の他方に一体的に設けられ回動部材の一方に対する回動部材の他方の相対的な回動に応じて回転動作を行う相対的に大きい大ギア部と、トルク発生部の軸部に一体回転するように支持されて、大ギア部に噛み合う相対的に小さい小ギア部とを備える。
【００１４】
大ギア部の回転軸は、回動部材の回動軸を回転軸として回転する構成としてもよい。
【００１５】
また、関節機構は、一対の回動部材の一方が、間隔をあけて対向配置された一対の対向板を備え、回転部材の回転軸が、対向板間に位置して間隔を保持する柱状であり、小ギア部が、対向板間に位置し、大ギア部が、小ギア部に対し、対向板間で噛み合う構成としてもよい。
【００１６】
大ギア部は、一対の回動部材の回動範囲に応じた扇形歯車であってもよい。
【００１７】
また、関節機構は、一対の回動部材間に回動範囲を制限し、大ギア部及び小ギア部の噛み合いを維持するストッパーを備えてもよい。
【００１８】
一方、関節機構は、一対の回動部材の回動に対し回動範囲内での限界を検出するリミットセンサーを備えてもよい。この場合、トルク発生部は、リミットセンサーでの検出に応じてトルクを生じさせ、大ギア部及び小ギア部の噛み合いを維持する。
【実施例１】
【００１９】
［関節機構の構成］
図１は、本発明の実施例１に係る伸展状態の関節機構を示す正面図、図２は、同屈曲状態の関節機構を示す正面図、図３は、図１の関節機構のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【００２０】
本実施例の関節機構１は、関節機能を必要とする各種装置に適用可能であり、例えば、ロボットアーム、アシストスーツ、リハビリ用の装具等に適用される。
【００２１】
この関節機構１は、図１〜図３のように、一対の回動部材としての第１アーム３及び第２アーム５と、トルク発生部７と、大ギア部９と、小ギア部１１とを備えている。なお、以下において、軸方向は、関節機構１の伸展状態での軸方向をいい、板厚方向は、関節機構１の板厚方向であり、第１アーム３及び第２アーム５の回動軸心に沿った方向をいう。また、幅方向は、関節機構１の幅方向であり、軸方向及び板厚方向に直行する方向をいう。
【００２２】
第１アーム３及び第２アーム５は、回動軸１３によって回動自在に結合されている。なお、回転部材は、アーム状である必要はなく、相対的に回動自在に結合されるものであれば、関節機構１が適用される機器に応じて適宜の形態とすることが可能である。
【００２３】
第１アーム３は、本実施例の一対の回転部材の一方であり、一対の対向板１５，１７及び第１アーム本体１９を備えている。
【００２４】
対向板１５，１７は、軸方向に延設された板状であり、同一形状に形成されている。これら対向板１５，１７は、相互間が板厚方向で間隔をあけて対向して配置されている。本実施例の対向板１５，１７は、軸方向の両端部２１，２３が円弧形状に形成され、一方の端部２１は、他方の端部２３に対して小さい曲率半径を有している。また、端部２１，２３間は、幅方向の両縁部が直線状に連続し、曲率半径の違いに応じて軸方向に対して傾斜している。
【００２５】
対向板１５，１７間は、一方の端部２１側において回動軸１３が位置（介在）することにより、他方の端部２３側において第１アーム本体１９及びスペーサ２５が位置（介在）することにより、両者間の間隔が保持されている。
【００２６】
回動軸１３は、柱状に形成されており、両端部が対向板１５，１７の内面１５ａ，１７ａに当接している。この回動軸１３は、対向板１５，１７の外面１５ｂ，１７ｂ側から対向板１５，１７を貫通して螺合されたねじ等の締結具２７によって、対向板１５，１７間に締結され固定されている。
【００２７】
第１アーム本体１９は、対向板１５，１７に対して軸方向に延びる板状であり、対向板１５，１７間に位置する基部１９ａを基端側に一体に有している。基部１９ａは、後述する小ギア部１１を避けつつ対向板１５，１７の他方の端部２３に沿うように、平面弧状に形成された板状体である。なお、基部１９ａは、対向板１５，１７間に介在していれば、その平面形状は、特に限定されるものではない。
【００２８】
この第１アーム本体１９の基部１９ａには、スペーサ２５が積層されている。スペーサ２５は、基部１９ａと同一の平面形状を有し、基部１９ａと対向板１７との間に介在する。この状態で、基部１９ａ及びスペーサ２５は、締結具２９によって対向板１５，１７間に締結され固定されている。なお、第１アーム本体１９の基部１９ａとスペーサ２５は、別体に形成されているが、一体に形成することも可能である。
【００２９】
第２アーム５は、本実施例の一対の回転部材の他方である。第２アーム５は、第１アーム３の対向板１５，１７に対して軸方向に延びる板状の第２アーム本体３１を備えている。この第２アーム本体３１は、基端側に基部３１ａを一体に備えている。なお、本実施例の第２アーム本体３１は、第１アーム本体１９と同様の形状を有しているが、第１アーム本体１９よりも軸方向に長くなっている。
【００３０】
第２アーム本体３１の基部３１ａは、第２アーム本体３１に対してほぼ円弧状に膨出した平面形状を有し、第１アーム３の対向板１５，１７間に配置されている。この第２アーム本体３１の基部３１ａは、中央部に板厚方向の孔部３１ｂが設けられ、孔部３１ｂに後述する大ギア部９のボス部９ａが嵌合している。このボス部９ａの孔部９ｂには、第１アーム３側の回動軸１３が挿通されている。これにより、第２アーム５は、第１アーム３に対して回動可能となり、第１アーム３も、第２アーム５に対して回動可能となる。
【００３１】
大ギア部９のボス部９ａの先端は、第２アーム本体３１の基部３１ａの表面と面一になっており、対向板１５との間にワッシャー３２が介設されている。大ギア部９と対向板１７との間にも、ワッシャー３２が介設されている。
【００３２】
また、第２アーム本体３１の基部３１ａには、ストッパー３３が設けられている。ストッパー３３は、基部３１ａの突出部３１ｃに設けられている。突出部３１ｃは、関節機構１の伸展状態で第１アーム３の対向板１５，１７の外側に位置する。
【００３３】
ストッパー３３は、第２アーム本体３１の基部３１ａの突出部３１ｃから板厚方向に突設された柱状であり、関節機構１が伸展状態となったときに対向板１５の外縁に当接する。
【００３４】
従って、ストッパー３３は、第１アーム３及び第２アーム５の回動範囲を制限し、後述する大ギア部９及び小ギア部１１の噛み合いを維持するようになっている。なお、ストッパー３３は、第１アーム３に設けることも可能である。
【００３５】
このため、ストッパー３３は、回動部材である第１アーム３及び第２アーム５間に備えられ、それら第１アーム３及び第２アーム５間の回動範囲を制限し、大ギア部９及び小ギア部１１の噛み合いを維持する構成となっている。第２アーム本体３１の基部３１ａには大ギア部９が取り付けられている。
【００３６】
トルク発生部７は、第１アーム３及び第２アーム５間の回動に対してトルク（負荷トルク又は駆動トルク）を生じさせるものである。このトルク発生部７は、少なくとも負荷トルク及び駆動トルクの何れか一方を発生させるものであればよく、例えば、モーター、電磁クラッチ、ロータリーダンパー等とすることが可能である。
【００３７】
また、トルク発生部７は、通電制御を通じて第１及び第２アーム３及び５の回動に対するトルクを発生することができるように構成されることが好ましいが、例えばワンウェイクラッチ等を介することで第１及び第２アーム３及び５が一方向へ回動する場合にトルクを発生させるように構成してもよい。
【００３８】
トルク発生部７は、本体部３５及び軸部３７を有している。本体部３５は、軸部３７にトルクを生じさせる部分であり、内部にトルク発生機構（図示せず）を有する円柱状に形成されている。このトルク発生部７の本体部３５は、第１アーム３に結合されている。
【００３９】
なお、本体部３５は、第１アーム３に直接又は関節的に結合することが可能である。本実施例では、トルク発生部７の本体部３５が対向板１７に取り付けられ、第１アーム３に直接結合されている。第１アーム３に間接的に結合する場合は、第１アーム３に一体的に回動するように連結された他の部材にトルク発生部７の本体部３５が結合される。
【００４０】
本体部３５の対向板１７への取り付けは、ねじ等の締結具２９によって行われている。締結具２９は、対向板１５、第１アーム３の第１アーム本体１９及びスペーサ２５、対向板１７を挿通し、トルク発生部７の本体部３５に螺合している。
【００４１】
軸部３７は、本体部３５に対して回転自在に支持され、本体部３５の内部のトルク発生機構に連動するように連結されている。軸部３７は、本体部３５が取り付けられている対向板１７の貫通孔１７ｃを介して対向板１５，１７間に至る。この対向板１５，１７間において、軸部３７には、小ギア部１１が取り付けられている。
【００４２】
小ギア部１１には大ギア部９が噛み合っており、小ギア部１１及び大ギア部９を介して第１アーム３及び第２アーム５の回動に対するトルクが付与される。
【００４３】
大ギア部９は、第２アーム５に一体的に設けられ、第１アーム３に対する第２アーム５の相対的な回動に応じて回転動作を行う相対的に大きいギアである。本実施例の大ギア部９は、第２アーム５とは別体に形成されると共に、第２アーム５に対してねじ等の締結具３９によって取り付けられている。ただし、大ギア部９は、第２アーム５に一体に形成することも可能である。
【００４４】
本実施例の大ギア部９は、第１アーム３及び第２アーム５の回動軸１３を回転軸として回転する。
【００４５】
すなわち、大ギア部９は、中央部にボス部９ａを有し、ボス部９ａが上記のように第２アーム５の孔部３１ｂに嵌合している。ボス部９ａの孔部９ｂには、上記のように第１アーム３側の回動軸１３が挿通されている。
【００４６】
これにより、大ギア部９は、回動軸１３を中心に回転するようになっている。かかる構成により、大ギア部９の回転軸心と第２アーム５の回動軸心とを一致させ或いはそれら回転軸心と回動軸心とのずれを抑制することができる。なお、ボス部９ａを第２アーム５に設け、大ギア部９にボス部９ａを嵌合させる孔部９ｂを設けてもよい。
【００４７】
また、本実施例の大ギア部９は、第１アーム３及び第２アーム５の回動範囲に応じて扇形歯車となっている。
【００４８】
かかる大ギア部９は、小ギア部１１に対し、第１アーム３の対向板１５，１７間で噛み合っている。
【００４９】
小ギア部１１は、トルク発生部７の軸部３７に一体回転するように支持されて、大ギア部９に噛み合う相対的に小さいギアである。本実施例の小ギア部１１は、円筒歯車である。
【００５０】
この小ギア部１１と大ギア部９とのギア比に応じ、トルク発生部７の軸部３７に生じたトルクが減速されて第２アーム５に伝達されるようになっている。
【００５１】
［関節機構の動作］
本実施例の関節機構１は、第１アーム３及び第２アーム５が相対的に回動する際のダンピング動作と、トルク発生部７がモーター等の場合に第１アーム３及び第２アーム５を相対的に回動させる駆動動作とが可能である。
【００５２】
ダンピング動作の際は、外力によって第１アーム３及び第２アーム５の回動に対してトルク発生部７により負荷トルクを生じさせる。なお、負荷トルクの発生は、例えば、通電制御により、図１の伸展状態から図２の屈曲状態へ移行する際、図２の屈曲状態から図１の伸展状態へ移行する際、或いはそれら双方において行わせることができる。これらは、関節機構１が適用される機器に応じて、適宜設定すればよい。
【００５３】
負荷トルクを生じさせる際には、第１アーム３及び第２アーム５が相対的に回動すると、第２アーム５の回動に応じて大ギア部９が回転動作を行い、この大ギア部９の回転動作により小ギア部１１が連動して回転する。
【００５４】
このため、トルク発生部７の負荷トルクは、軸部３７から小ギア部１１、大ギア部９を介して減速され、第２アーム５に第１アーム３に対する相対的な回動を制動するように入力される。
【００５５】
従って、本実施例の関節機構１では、トルク発生部７で小ギア部１１及び大ギア部９のギア比に応じた小さな負荷トルク発生させれば、第１アーム３及び第２アーム５間の回動をダンピングすることができる。
【００５６】
なお、第１アーム３及び第２アーム５が回動が停止した後或いは停止した状態が継続している場合（例えば、図２の屈曲状態で停止している場合等）は、上記ダンピング動作によって第１アーム３及び第２アーム５間を回動させないようにロックすることも可能である。
【００５７】
また、図２の屈曲状態から図１の伸展状態へ移行する際は、第２アーム５のストッパー３３が第１アーム３に当接することにより、大ギア部９が扇形歯車であっても小ギア部１１との噛み合いを維持することができる。
【００５８】
一方、駆動動作の場合は、トルク発生部７が本体部３５で通電制御により駆動トルクを生じさせる。発生した駆動トルクは、トルク発生部７の軸部３７を介して小ギア部１１を回転動作させる。この小ギア部１１の回転動作により大ギア部９が連動して回転し、大ギア部９の回転に応じて第２アーム５が第１アーム３に対して回動する。
【００５９】
従って、本実施例の関節機構１では、トルク発生部７で小ギア部１１及び大ギア部９のギア比に応じた小さな駆動トルク発生させれば、第１アーム３及び第２アーム５間を駆動して回動させることができる。
【００６０】
かかるダンピング動作及び駆動動作時には、第２アーム５の回動軸１３を回転軸として大ギア部９が回転するため、大ギア部９と小ギア部１１との噛み合いに対して無理な力が作用せず、大ギア部９に対する小ギア部１１の連動した回転を円滑に行わせることができる。
【００６１】
［実施例１の効果］
本実施例の関節機構１は、回動軸１３によって相対的に回動自在に結合された一対の回動部材である第１アーム３及び第２アーム５と、第１アーム３に結合された本体部３５及びこの本体部３５に回転自在に支持された軸部３７を有し、本体部３５により軸部３７にトルクを生じさせるトルク発生部７と、第２アーム５に一体的に設けられ、第２アームの回動に応じて回転動作を行う相対的に大きい大ギア部９と、トルク発生部７の軸部３７に一体回転するように支持されて、大ギア部９に噛み合う相対的に小さい小ギア部１１とを備えている。
【００６２】
従って、本実施例では、トルク発生部７で生じたトルク（負荷トルク又は駆動トルク）を、大ギア部９と小ギア部１１とのギア比に応じて大きくすることができるため、トルクを大きくしても関節機構１全体としての大型化を抑制することが可能となる。
【００６３】
逆にトルクを大きくする必要がない場合は、大ギア部９と小ギア部１１とのギア比を維持しつつトルク発生部７を小型化すれば、関節機構１全体としての小型化を図ることが可能となる。
【００６４】
また、本実施例の関節機構１では、第１アーム３及び第２アーム５の回動軸１３とトルク発生部７の軸部３７とを同軸上とせずにずらすことができるため、第１アーム３及び第２アーム５の回動軸１３とトルク発生部７の軸部３７との配置スペースをオーバーラップさせて薄型化できる。
【００６５】
また、本実施例の関節機構１では、大ギア部９が第１アーム３及び第２アーム５の回動軸１３を回転軸として回転するため、第１アーム３及び第２アーム５の回動軸１３を大ギア部９の回転軸として併用することで大型化を抑制できる。
【００６６】
しかも、第１アーム３及び第２アーム５の回動軸心と大ギア部９の回転軸心とのずれを抑制することができ、大ギア部９の回転動作や大ギア部９と小ギア部１１との噛み合い動作に対して無理な力が作用せず、大ギア部９と小ギア部１１との連動した回転を円滑に行わせることができる。
【００６７】
このため、本実施例では、大ギア部９と小ギア部１１とでトルク発生部７のトルクを大きくする場合でも、関節機構１の動作の正確性及び円滑性を確保することができると共に耐久性の低下を抑制できる。
【００６８】
また、本実施例の関節機構１は、第１アーム３が間隔をあけて対向配置された一対の対向板１５，１７を備え、第１アーム３及び第２アーム５の回動軸１３が対向板１５，１７間に位置し、間隔を保持する柱状であり、小ギア部１１が対向板１５，１７間に位置し、大ギア部９が小ギア部１１に対し対向板１５，１７間で噛み合う。
【００６９】
従って、本実施例の関節機構１では、対向板１５，１７により、大ギア部９及び小ギア部１１の噛み合い部分の保護ができる。しかも、対向板１５，１７の間隔を回動軸１３を利用して保持するため、構造を簡素化することができる。さらに、本実施例では、第１アーム３及び第２アーム５の回動軸１３を配置した対向板１５，１７間のスペースを利用して、小ギア部１１及び大ギア部９を設けることができ、より確実に薄型化及び小型化を実現することができる。
【００７０】
大ギア部９は、第１アーム３及び第２アーム５の回動範囲に応じた扇形歯車であるため、より確実に関節機構１の小型化を実現できる。
【００７１】
本実施例の関節機構１は、第１アーム３及び第２アーム５間に、回動範囲を制限し大ギア部９及び小ギア部１１の噛み合いを維持するストッパー３３を備えたため、大ギア部９を扇形歯車としても、大ギア部９及び小ギア部１１間の噛み合いを維持することができ、動作の安定性を確保することができる。
【実施例２】
【００７２】
図４は、本発明の実施例２に係る伸展状態の関節機構を示す正面図、図５は、図４の関節機構のＶ−Ｖ線断面図である。なお、実施例２の基本構造は、実施例１と同一であるため、対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。
【００７３】
本実施例の関節機構１では、大ギア部９が中間ギア部４１を介して小ギア部１１に噛み合っている。また、本実施例では、回動軸１３がボス部１３ａを有していると共にトルク発生部７の本体部３５が嵌合部３５ａを有している。その他は、実施例１と同一である。
【００７４】
回動軸１３のボス部１３ａは、回動軸１３の両側から突設され、対向板１５，１７の嵌合孔１５ｃ，１７ｃに嵌合している。このため、本実施例では、回動軸１３の位置決め精度を向上することができる。結果として、より確実に大ギア部９と小ギア部１１との連動した回転を円滑に行わせることができる。なお、ボス部１３ａは、実施例１の回動軸１３にも適用することが可能である。
【００７５】
トルク発生部７の嵌合部３５ａは、軸部３７の基部側において、本体部３５に一体のボス状に形成されている。嵌合部３５ａの外周は、第１アーム３の対向板１７の貫通孔１７ｃの内周に嵌合している。これにより、小ギア部１１が大ギア部９に対して確実に位置決めることができる。なお、嵌合部３５ａは、実施例１のトルク発生部７に適用することも可能である。
【００７６】
中間ギア部４１は、第１アーム３の対向板１５，１７の軸方向の中間部に回転軸４３によって回転自在に支持されている。回転軸４３は、両側に支持軸部４３ａが突設されている。この回転軸４３は、両側の支持軸部４３ａがそれぞれ対向板１５，１７の支持孔部１５ｄ，１７ｄに嵌合することで支持されている。
【００７７】
中間ギア部４１は、大ギア部９に噛み合う中間小ギア部４５及び小ギア部１１に噛み合う中間大ギア部４７を一体に備えている。
【００７８】
従って、実施例２では、大ギア部９及び小ギア部１１間に中間ギア部４１を介設したことにより、より高いギア比を得ることができ、トルク発生部７のトルクをより大きく或いはトルク発生部７をより小型化することが可能となる。
【００７９】
その他、実施例２でも、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【実施例３】
【００８０】
図６は、本発明の実施例３に係る伸展状態の関節機構を示す正面図である。なお、実施例３の基本構造は、実施例１と同一であるため、対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。
【００８１】
本実施例の関節機構１は、第１アーム３及び第２アーム５の回動に対するリミットセンサー４９を備えたものである。これに応じ、本実施例では、第２アーム５のストッパー３３及び基部３１ａの突出部３１ｃを省略している。その他は、実施例１と同一である。
【００８２】
リミットセンサー４９は、第１アーム３及び第２アーム５の回動に対し回動範囲内での限界を検出する。ここでの回動範囲内の限界は、大ギア部９と小ギア部１１とが噛み合いを維持可能な限界である。リミットセンサー４９は、例えばリミットスイッチによって構成され、第１アーム３又は第２アーム５の回動範囲の限界或いはその付近で回路が閉じる。なお、図６では、伸展状態の関節機構１の第２アーム５近傍に概念的にのみ示している。
【００８３】
トルク発生部７は、リミットセンサー４９での検出に応じてトルクを生じさせて大ギア部９及び小ギア部１１の噛み合いを維持する。例えば、屈曲状態から伸展状態に移行する際は、リミットセンサー４９での検出によりトルク発生部７への通電が制御され、第１アーム３及び第２アーム５間の回動を停止させ或いは第２アーム５を第１アーム３に対して屈曲方向へ戻す。
【００８４】
一方で、リミットセンサー４９に異常が生じても、大ギア部９及び小ギア部１１間の噛み合いが外れることにより、意図しないトルクが第１アーム３及び第２アーム５間で生じないようにすることができる。
【００８５】
その他、実施例３でも、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１  関節機構
３  第１アーム（回動部材の一方）
５  第２アーム（回動部材の他方）
７  トルク発生部
９  大ギア部
１１  小ギア部
１３  回動軸
１５、１７  対向板
３３  ストッパー
３５  本体部（トルク発生部）
３７  軸部（トルク発生部）
４９  リミットセンサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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