(57)【要約】      （修正有）【課題】駆動ユニットの回転力を従動ユニットに伝達するケーブルに充分な張力を発生させることで、駆動ユニット及び従動ユニットとケーブルとの間に発生するスリップを防止し、回転力を損失なしに伝達する駆動装置及びこれを有するロボットを提供する。【解決手段】駆動ユニット３０と、前記駆動ユニット３０と接触しないように離隔空間を挟んで設けられ、前記駆動ユニット３０から発生した回転力を受けて回転する従動ユニット４０と、前記駆動ユニット３０と前記従動ユニット４０とを連結し、前記回転力を前記従動ユニット４０に伝達するケーブル５０と、前記離隔空間に設けられ、前記ケーブル５０に張力が発生するように前記ケーブル５０が互いに接近する方向に前記ケーブル５０を加圧する加圧ユニット６０とを含んで駆動装置を構成する。【選択図】図２
2010014270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動ユニットと、
前記駆動ユニットと接触しないように離隔空間を挟んで設けられ、前記駆動ユニットから発生した回転力を受けて回転する従動ユニットと、
前記駆動ユニットと前記従動ユニットとを連結し、前記回転力を前記従動ユニットに伝達するケーブルと、
前記離隔空間に設けられ、前記ケーブルに張力が発生するように前記ケーブルが互いに接近する方向に前記ケーブルを加圧する加圧ユニットと、を含むことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記加圧ユニットは、
前記ケーブルのなすループの外側から内側に前記ケーブルを加圧するように設けられたことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記駆動ユニット、前記従動ユニット及び前記加圧ユニットのうち少なくとも何れか一つの外周面には、
前記ケーブルが巻き取られる位置を案内するために、前記ケーブルの直径に対応する溝形状のガイドが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記従動ユニットに設けられた前記ガイドは、
前記従動ユニットの軸方向に対する直角方向に前記従動ユニットの外周面に設けられた平行部と、
前記ケーブルが巻き取られる位置を前記従動ユニットの軸方向に平行に移動させるシフト部と、を含むことを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記従動ユニットは、円筒形のドラム形状を有し、平らな外周面部分を有する平面部を含み、
前記シフト部は、前記平面部に設けられたことを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記シフト部は、
前記平行部に設けられた前記ガイドに対して一定角度だけ傾斜した傾斜部を含み、
前記傾斜部は、少なくとも前記ケーブルの直径長さだけ前記ケーブルを平行に移動させることを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記加圧ユニットは一対となるように設けられ、
前記加圧ユニットに設けられた前記ガイドには、
前記ケーブルが巻き取られる位置を前記加圧ユニットの軸方向に少なくとも前記ケーブルの直径の半分ずつ平行に移動させるシフト部が設けられたことを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記加圧ユニットは、
円筒形のローラ形状を有することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項９】
少なくとも一つの動作部が設けられたロボットにおいて、
前記動作部は、
回転力を発生させる駆動ユニットと、
前記駆動ユニットと接触しないように離隔空間を挟んで設けられ、前記駆動ユニットから発生した回転力を受けて回転する従動ユニットと、
前記回転力を前記従動ユニットに伝達するケーブルと、
前記離隔空間に設けられ、前記駆動ユニット及び前記従動ユニットのうち少なくとも何れか一つと前記ケーブルとの間の接触が増加するように、前記ケーブルのなすループの外側から内側方向に前記ケーブルを加圧する一対の加圧ユニットと、
を含むことを特徴とするロボット。
【請求項１０】
前記駆動ユニット、前記従動ユニット及び前記加圧ユニットのうち少なくとも何れか一つの外周面には、
前記ケーブルが巻き取られる位置を案内するために、前記ケーブルの直径に対応する溝形状のガイドが設けられたことを特徴とする請求項９に記載のロボット。
【請求項１１】
前記従動ユニットに設けられた前記ガイドは、
前記従動ユニットの長さ方向に対する直角方向に前記従動ユニットの外周面に設けられた平行部と、
前記ケーブルが巻き取られる位置を前記従動ユニットの軸方向に平行に移動させるシフト部と、を含むことを特徴とする請求項１０に記載のロボット。
【請求項１２】
少なくとも一つの動作部が設けられたロボットにおいて、
前記動作部は、
回転力を発生させる駆動ユニットと、
前記駆動ユニットと接触しないように離隔空間を挟んで設けられ、前記駆動ユニットから発生した回転力を受けて回転する従動ユニットと、
前記回転力を前記従動ユニットに伝達するケーブルと、
前記離隔空間に設けられ、前記駆動ユニット及び前記従動ユニットのうち少なくとも何れか一つと前記ケーブルとの間の接触が増加するように、前記ケーブルのなすループの外側から内側方向に前記ケーブルを加圧する一対の加圧ユニットと、
前記ケーブルが巻き取られる位置を前記従動ユニットの軸方向に平行に移動させるように、前記従動ユニットの外面に設けられた溝形状のシフト部と、
を含むことを特徴とするロボット。
【請求項１３】
少なくとも一つの動作部が設けられたロボットにおいて、
前記動作部は、
回転力を発生させる駆動ユニットと、
前記駆動ユニットと接触しないように離隔空間を挟んで設けられ、前記駆動ユニットから発生した回転力を受けて回転する従動ユニットと、
前記回転力を前記従動ユニットに伝達するケーブルと、
前記離隔空間に設けられ、前記駆動ユニット及び前記従動ユニットのうち少なくとも何れか一つと前記ケーブルとの間の接触が増加するように、前記ケーブルのなすループの外側から内側方向に前記ケーブルを加圧する一対の加圧ユニットと、
前記ケーブルが巻き取られる位置を前記加圧ユニットの軸方向に平行に移動させるように、前記加圧ユニットの外面に設けられた溝形状のシフト部と、
を含むことを特徴とするロボット。
【請求項１４】
ロボットを駆動する従動ユニットと、
動力を発生させる駆動ユニットと、
前記駆動ユニットから前記従動ユニットに前記動力を伝達するケーブルと、
前記駆動ユニット及び前記従動ユニットのうち少なくとも何れか一つと前記ケーブルとの間の接触が増加するように前記ケーブルを加圧する一つまたはそれ以上の加圧ユニットと、を含むことを特徴とするロボット用駆動装置。
【請求項１５】
前記ケーブルを収容するように前記従動ユニットの外面に設けられる溝形状のシフト部をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載のロボット用駆動装置。
【請求項１６】
駆動ユニットと、
前記駆動ユニットから発生する回転力によって回転する従動ユニットと、
前記駆動ユニットと前記従動ユニットとを連結し、前記回転力を前記従動ユニットに伝達するケーブルと、
前記ケーブルを収容するように前記従動ユニットの外周面に設置され、第１方向に形成される第１溝部と、前記第１溝部から第２方向に延長される第２溝部とを有する溝と、を含むことを特徴とする駆動装置。
【請求項１７】
前記駆動ユニット及び前記従動ユニットは、それぞれ互いに平行に配置される駆動軸及び従動軸に対して回転し、
前記第１方向は、前記従動ユニットの円周方向であることを特徴とする請求項１６に記載の駆動装置。
【請求項１８】
前記第２方向は、前記従動ユニットの従動軸を基準にして、前記第１方向に対して所定の角度を有することを特徴とする請求項１６に記載の駆動装置。
【請求項１９】
前記駆動ユニット及び前記従動ユニットは、互いに平行に配置される駆動軸及び従動軸を含み、
前記ケーブルは、前記駆動ユニット及び前記従動ユニットを何れか一方向に連結し、
前記何れか一方向は、前記従動ユニットの外周面の円周方向を基準にして、前記駆動ユニット及び前記従動ユニットのうち何れか一つと平行に配置されることを特徴とする請求項１６に記載の駆動装置。
【請求項２０】
前記駆動ユニットと前記従動ユニットとの間に配置され、前記ケーブルを前記駆動ユニットの駆動軸と前記従動ユニットの従動軸とを連結する仮想線方向に加圧する加圧ユニットを含み、
前記ケーブルは、前記駆動ユニットに巻き取られる第１ケーブル部と、前記従動ユニットに巻き取られ、前記第１溝部及び前記第２溝部に配置される第２ケーブル部と、前記第１ケーブル部と前記第２ケーブル部とを連結し、前記加圧ユニットによって加圧される第３ケーブル部と、を含むことを特徴とする請求項１６に記載の駆動装置。
【請求項２１】
前記駆動ユニットと前記従動ユニットとの間に配置され、前記ケーブルを前記駆動ユニットと前記従動ユニットの各軸を連結する仮想線方向に加圧する加圧ユニットを含み、
前記ケーブルは、前記駆動ユニットと前記従動ユニットの各軸を連結する前記仮想線を基準にして、互いに反対方向に配置される第１ケーブル部及び第２ケーブル部を含み、前記第１ケーブル部と前記第２ケーブル部との間の距離は、前記加圧ユニットの力によって前記駆動ユニット及び前記従動ユニットのうち少なくとも何れか一つの直径より小さく設けられることを特徴とする請求項１６に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置及びこれを有するロボットに関するもので、より詳細には、加圧ユニットを設けて、駆動ユニット及び従動ユニットとケーブルとの間にスリップが発生しないように張力を与えられる駆動装置及びこれを有するロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、駆動装置とは、機械や計測器などの動力機構を動かす装置を意味する。駆動装置は、内燃機関やモーターによって発生した回転力などを動力機構に伝達し、動力機構が意図的な動作を行えるようにする装置である。
【０００３】
駆動装置として、キャプスタン（Ｃａｐｓｔａｎ）方式で回転力を伝達するものがある。キャプスタン方式の駆動装置は、ケーブルを用いて回転力を始めとする動力を伝達する。すなわち、ケーブルを多数の軸に巻くか、ケーブルを多数の軸から巻き戻す動作を通して、回転力を駆動ユニットから従動ユニットに伝達させることができる。
【０００４】
一方、最近、ロボットと関連した技術が発展するにつれて、従来の単純に特定の動作のみを遂行していた産業用ロボットから逸脱し、人間の外形と類似したロボットを開発しようとする試みがある。
【０００５】
人間型ロボットを具現するためには、腕及び脚などを駆動するための回転力を最小限の空間内で効果的に伝達する必要があり、このような要求事項を満足させるためにキャプスタン方式を適用しようとする試みがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
キャプスタン方式のようにケーブルを用いた駆動装置においては、ケーブルが緩むと、ケーブルが巻かれている軸とケーブルとの間にスリップが発生し、回転力が円滑に伝達されないので、ケーブルに一定程度以上の張力が加えられるべきである。
【０００７】
しかしながら、従来の駆動装置においては、ケーブルが軸に巻き取られる回数を増やす方法でケーブルと軸との間のスリップを防止しているので、軸が長くなり、駆動装置の全体的な大きさが増加するという問題点がある。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点を解決するためのもので、その目的は、駆動ユニットの回転力を従動ユニットに伝達するケーブルに充分な張力を発生させることで、駆動ユニット及び従動ユニットとケーブルとの間に発生するスリップを防止し、回転力を損失することなく、伝達することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的は、駆動ユニットと、前記駆動ユニットと接触しないように離隔空間を挟んで設けられ、前記駆動ユニットから発生した回転力を受けて回転する従動ユニットと、前記駆動ユニットと前記従動ユニットを連結し、前記回転力を前記従動ユニットに伝達するケーブルと、前記離隔空間に設けられ、前記ケーブルに張力が発生するように前記ケーブルが互いに接近する方向に前記ケーブルを加圧する加圧ユニットとを含む駆動装置によって達成される。
【００１０】
前記加圧ユニットは、前記ケーブルのなすループの外側から内側に前記ケーブルを加圧するように設けられることが好ましい。
【００１１】
前記駆動ユニット、前記従動ユニット及び前記加圧ユニットのうち少なくとも何れか一つの外周面には、前記ケーブルが巻き取られる位置を案内するために、前記ケーブルの直径に対応する溝形状のガイドが設けられることが可能である。
【００１２】
前記従動ユニットに設けられた前記ガイドは、前記従動ユニットの軸方向に対する直角方向に前記従動ユニットの外周面に設けられた平行部と、前記ケーブルが巻き取られる位置を前記従動ユニットの軸方向に平行に移動させるシフト部とを含むことが好ましい。
【００１３】
前記従動ユニットは、円筒形のドラム形状を有し、平らな外周面部分を有する平面部を含み、前記シフト部は、前記平面部に設けられることが可能である。
【００１４】
前記シフト部は、前記平行部に設けられた前記ガイドに対して一定角度だけ傾斜した傾斜部を含み、前記傾斜部は、少なくとも前記ケーブルの直径長さだけ前記ケーブルを平行に移動させることが好ましい。
【００１５】
前記加圧ユニットは一対となるように設けられ、前記加圧ユニットに設けられた前記ガイドには、前記ケーブルが巻き取られる位置を前記加圧ユニットの軸方向に少なくとも前記ケーブルの直径の半分ずつ平行に移動させるシフト部が設けられることが可能である。
【００１６】
前記加圧ユニットは、円筒形のローラ形状を有することが好ましい。
【００１７】
また、上記の目的は、少なくとも一つの動作部が設けられたロボットにおいて、前記動作部が、回転力を発生させる駆動ユニットと、前記駆動ユニットと接触しないように離隔空間を挟んで設けられ、前記駆動ユニットから発生した回転力を受けて回転する従動ユニットと、前記回転力を前記従動ユニットに伝達するケーブルと、前記離隔空間に設けられ、前記駆動ユニット及び前記従動ユニットのうち少なくとも何れか一つと前記ケーブルとの間の接触が増加するように、前記ケーブルのなすループの外側から内側方向に前記ケーブルを加圧する一対の加圧ユニットとを含むことを特徴とするロボットによっても達成される。
【００１８】
前記駆動ユニット、前記従動ユニット及び前記加圧ユニットのうち少なくとも何れか一つの外周面には、前記ケーブルが巻き取られる位置を案内するために、前記ケーブルの直径に対応する溝形状のガイドが設けられることが可能である。
【００１９】
前記従動ユニットに設けられた前記ガイドは、前記従動ユニットの長さ方向に対する直角方向に前記従動ユニットの外周面に設けられた平行部と、前記ケーブルが巻き取られる位置を前記従動ユニットの軸方向に平行に移動させるシフト部とを含むことが好ましい。
【００２０】
また、上記の目的は、少なくとも一つの動作部が設けられたロボットにおいて、前記動作部が、回転力を発生させる駆動ユニットと、前記駆動ユニットと接触しないように離隔空間を挟んで設けられ、前記駆動ユニットから発生した回転力を受けて回転する従動ユニットと、前記回転力を前記従動ユニットに伝達するケーブルと、前記離隔空間に設けられ、前記駆動ユニット及び前記従動ユニットのうち少なくとも何れか一つと前記ケーブルとの間の接触が増加するように、前記ケーブルのなすループの外側から内側方向に前記ケーブルを加圧する一対の加圧ユニットと、前記ケーブルが巻き取られる位置を前記従動ユニットの軸方向に平行に移動させるように、前記従動ユニットの外面に設けられた溝形状のシフト部とを含むことを特徴とするロボットによっても達成される。
【００２１】
また、上記の目的は、少なくとも一つの動作部が設けられたロボットにおいて、前記動作部が、回転力を発生させる駆動ユニットと、前記駆動ユニットと接触しないように離隔空間を挟んで設けられ、前記駆動ユニットから発生した回転力を受けて回転する従動ユニットと、前記回転力を前記従動ユニットに伝達するケーブルと、前記離隔空間に設けられ、前記駆動ユニット及び前記従動ユニットのうち少なくとも何れか一つと前記ケーブルとの間の接触が増加するように、前記ケーブルのなすループの外側から内側方向に前記ケーブルを加圧する一対の加圧ユニットと、前記ケーブルが巻き取られる位置を前記加圧ユニットの軸方向に平行に移動させるように、前記加圧ユニットの外面に設けられた溝形状のシフト部とを含むことを特徴とするロボットによっても達成される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る駆動装置及びこれを有するロボットは、駆動ユニットの回転力を従動ユニットに伝達するケーブルに充分な張力を発生させることで、ケーブルと駆動ユニットまたは従動ユニットとの間に発生するスリップを防止し、回転力を損失することなく伝達できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施例に係る駆動装置が適用されたロボットを示した側面図である。
【図２】図１の駆動装置を示した斜視図である。
【図３】図２の駆動装置を示した分解斜視図である。
【図４】図２の駆動装置の下面を示した分解斜視図である。
【図５】図２の駆動装置を示した側面図である。
【図６】図１の駆動装置の作動を示した図である。
【図７】図１の駆動装置の作動を示した図である。
【図８】本発明の第２実施例に係る駆動装置を示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付された図面に基づいて本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の第１実施例に係る駆動装置が適用されたロボットの側面図である。
【００２６】
図１に示すように、本発明の第１実施例に係るロボット１０は、頭部１２、胴体部１４及び脚部１６に区分され、動作が行われる各部分には駆動装置２０が設けられる。
【００２７】
駆動装置２０は、ロボット１０を動作可能にする力を発生及び伝達する。駆動装置２０は、ロボット１０の動作が行われる全ての部分に使用可能であるが、説明の便宜上、以下では、特別な言及がない限り、胴体部１４と脚部１６との連結部品である髀臼関節１５に設けられた駆動装置２０に対して説明することにする。制御部（図示せず）でロボット１０を前方または後方に移動させる制御信号をモーター２１（図２を参照）に印加すると、制御信号の強度及び持続時間によってモーター２１（図２を参照）が作動する。モーター２１（図２を参照）の作動によって発生した回転力は、伝達過程を経て最終的に従動ユニット４０（図２を参照）に伝達される。通常、モーター２１（図２を参照）は胴体部１４に設けられ、従動ユニット４０（図２を参照）は脚部１６に設けられる。したがって、モーター２１（図２を参照）の正・逆回転によって髀臼関節１５が時計及び反時計方向に回動するようになり、結果的に脚部１６が前後に移動し、ロボット１０が前後方に移動する。モーター２１（図２を参照）から発生した回転力を伝達する方法には多様なものがある。その一つとして、ギアボックス（図示せず）を使用する方案があるが、ギアボックス（図示せず）を使用する場合、回転力が伝達される過程で多様なギア比の組み合わせを経るようになり、動力伝達効率が低下する。また、強度を維持するために金属材質のギアボックス（図示せず）を使用する場合、重さ及び大きさが増加するという問題点がある。本発明は、上記のような問題点を解決するために、高い動力伝達効率を有しながらも重さ及び大きさを減少できる駆動装置２０を開示する。以下、駆動装置２０の具体的な構成を図２及び図３に基づいて説明する。
【００２８】
図２は、図１の駆動装置を示した斜視図で、図３は、図２の駆動装置を示した分解斜視図で、図４は、図２の駆動装置の下面を示した分解斜視図である。
【００２９】
図２乃至図４に示すように、本発明の第１実施例に係る駆動装置２０は、駆動ユニット３０、従動ユニット４０、ケーブル５０及び加圧ユニット６０を含む。
【００３０】
駆動ユニット３０は、モーター軸（図示せず）と連結され、モーター２１から発生した回転力を受けて回転する。すなわち、駆動ユニット３０では、駆動装置２０を作動可能にする力が発生する。駆動ユニット３０には、胴体部１４（図１を参照）に設けられたモーター２１と連結されるモーター連結部３２及び駆動軸３４が設けられる。
【００３１】
駆動軸３４は、モーター連結部３２から延長され、実質的に回転力を伝達する部分である。駆動軸３４の長さは、駆動軸３４にケーブル５０が巻線される回数に左右される。すなわち、駆動軸３４に巻線されたケーブル５０の回数が多くなると、駆動軸３４の長さが相対的に長くなり、駆動軸３４に巻線されたケーブル５０の回数が少なくなると、駆動軸３４の長さが相対的に短くなる。一方、ケーブル５０が巻線される回数を増加させると、ケーブル５０にかかる張力が相対的に小さい場合にも、増加した摩擦力によってスリップの発生が少なくなる。しかしながら、巻線される回数を増加させると、相対的に駆動軸３４などの長さが長くなり、駆動装置２０の全体的な大きさが増加する。本発明では、加圧ユニット６０がケーブル５０を加圧することでケーブル５０に張力が発生するので、ケーブル５０が駆動ユニット３０と従動ユニット４０に巻き取られる回数を減少させることができる。したがって、駆動装置２０の全体的な大きさが減少するという効果が発生する。駆動軸３４がモーター連結部３２側で駆動軸ベアリング３８と結合されることで、駆動軸３４の回転が円滑になり、駆動軸３４の終端側は第１ブラケット２２によって支持される。駆動軸３４には第１ガイド３６が設けられる。
【００３２】
第１ガイド３６は、ケーブル５０の位置を案内する。第１ガイド３６は、駆動軸３４の表面に駆動軸３４の周りに沿って設けられた溝である。ケーブル５０は、溝形状の第１ガイド３６に沿って駆動軸３４に接触する。ケーブル５０が第１ガイド３６によって案内されるので、駆動軸３４が継続的に回転するとしても、ケーブル５０がねじれたり、ケーブル５０が駆動軸３４から離脱されたりする現象が発生しない。
【００３３】
従動ユニット４０は、駆動ユニット３０の回転力を受ける部分である。モーター２１から発生した回転力は駆動ユニット３０を回転させ、駆動ユニット３０の回転力は、ケーブル５０によって従動ユニット４０に伝達される。モーター２１が胴体部１４（図１を参照）に設けられる場合、従動ユニット４０は脚部１６（図１を参照）に設けられる。したがって、駆動ユニット３０が回転すると、従動ユニット４０が設けられた脚部１６（図１を参照）が前後に移動するようになる。従動ユニット４０は、一方向または他方向に連続的に３６０度以上回転することも可能であるが、本発明の第１実施例に係る駆動装置２０には下端部分の平面部４２があるので、一方向または他方向に連続的に回転しない場合を説明することにする。従動ユニット４０には、従動ユニット４０の本体を形成する従動ドラム４１と、第２ブラケット２４に結合され、従動ドラム４１を回転可能に結合させる従動シャフト４３と、従動ドラム４１に結合される従動軸４５とが設けられる。駆動ユニット３０が胴体部１４（図１を参照）に設けられ、従動ユニット４０が脚部１６（図１を参照）に設けられると述べたが、場合によっては、従動軸４５を除いた部分が胴体部１４（図１を参照）に設けられ、従動軸４５のみが胴体部１４（図１を参照）から脚部１６（図１を参照）側に突出されることも可能である。駆動軸３４に設けられた第１ガイド３６と同様に、従動ドラム４１の外面にも第２ガイド４６が設けられる。第２ガイド４６も、第１ガイド３６と同様に、従動ドラム４１の外面に巻線されるケーブル５０の位置をガイドする。一方、第２ガイド４６にはシフト部４８が設けられる。
【００３４】
シフト部４８は、従動ドラム４１の平面部４２に設けられる。一本のケーブル５０は、駆動ユニット３０の駆動軸３４の外面と従動ユニット４０の従動ドラム４１の外面とを反復的に往復しながら巻き取られる。すなわち、ケーブル５０は、駆動ユニット３０と従動ユニット４０との間を往復することで一つの閉ループをなすようになる。一本のケーブル５０が駆動軸３４と従動ドラム４１とを往復しながら巻き取られるので、ケーブル５０のもつれを防止するために、ケーブル５０は、最小限にケーブル５０の幅だけの間隔をおいて巻き取られるべきである。シフト部４８の第２ガイド４６には傾斜部４７が設けられる。傾斜部４７は、最小限にケーブル５０の幅だけ傾斜するように設けられる。第２ガイド４６に沿って巻き取られていたケーブル５０は、シフト部４８の傾斜部４７で傾斜するように巻き取られる。したがって、ケーブル５０は、互いにもつれることなく、並列に巻き取られる。シフト部４８にはカバー４９が設けられる。
【００３５】
カバー４９はシフト部４８と結合される。カバー４９の内側には、傾斜部４７が設けられたシフト部４８の形状に対応する溝４４が設けられる。ケーブル５０は、シフト部４８と溝４４の形状に沿って巻き取られる。
【００３６】
一本のケーブル５０は、駆動ユニット３０と従動ユニット４０との間を往復しながら巻き取られる。本発明の第１実施例に係る駆動装置２０では、一本のケーブル５０が設けられた場合を説明するが、強度などの必要によって複数のケーブル５０が設けられることも可能である。本発明の第１実施例による駆動装置２０は、キャプスタン方式で回転力を伝達する。キャプスタン方式は、ケーブル５０とケーブル５０が巻き取られた従動ユニット４０との間の相対位置が大きく変更されない方式で回転力を伝達する。すなわち、通常のベルト駆動装置では、駆動軸と従動軸との間に設けられたベルトの回転によって駆動軸から従動軸に回転力を伝達するが、キャプスタン方式の駆動装置２０では、ケーブル５０自体が通常のベルト駆動装置のように大きく回転することがない。ケーブル５０は、始点５２と終点５４とが従動ドラム４１の平面部４２であるシフト部４８の内部に位置するように巻き取られる。ケーブル５０としては、容易に引っ張られない材質であれば、金属、プラスチック及びゴムなどが使用される。
【００３７】
加圧ユニット６０は、ケーブル５０に張力が発生するようにケーブル５０を加圧する。加圧ユニット６０は、駆動ユニット３０を中心にしてその左右に一対となるように設けられる。本発明の第１実施例では、加圧ユニット６０が一対となるように設けられた場合を説明するが、加圧ユニット６０の個数がこれに限定されることはない。一対の加圧ユニット６０は、ケーブル５０を外側から内側に加圧する。加圧ユニット６０の表面には第３ガイド６６が設けられる。第１及び第２ガイド３６，４６と同様に、第３ガイド６６もケーブル５０の位置をガイドする。ただし、第３ガイド６６は、内側でケーブル５０と接触するだけで、加圧ユニット６０にケーブル５０が巻き取られるようにしない。以下、図５を参照して加圧ユニット６０に対して具体的に説明する。
【００３８】
図５は、図２の駆動装置を示した側面図である。
【００３９】
図５に示すように、駆動装置２０の加圧ユニット６０は、離隔空間Ｓに設けられ、加圧方向Ｆにケーブル５０を加圧する。離隔空間Ｓは、離隔している駆動ユニット３０と従動ユニット４０との間の空間である。離隔空間Ｓでは、ケーブル５０が駆動ユニット３０及び従動ユニット４０と接触しなくなる。加圧ユニット６０が離隔空間Ｓでケーブル５０を加圧方向Ｆに加圧すると、第一に、ケーブル５０の張力が増加し、第二に、ケーブル５０と駆動ユニット３０及び従動ユニット４０との間の接触長さが増加する。
【００４０】
ケーブル５０の張力は、加圧ユニット６０が加圧方向Ｆにケーブル５０を加圧することで増加する。すなわち、駆動ユニット３０と従動ユニット４０との間に閉ループをなして巻き取られたケーブル５０を、離隔空間Ｓでケーブル５０が互いに近づく方向に加圧すると、ケーブル５０に加えられる張力が増加する。ケーブル５０の張力が増加すると、ケーブル５０と駆動ユニット３０及び従動ユニット４０との間の接触力が大きくなる。そして、接触力が大きくなると、駆動ユニット３０及び従動ユニット４０の表面でケーブル５０が滑る可能性が減少する。駆動ユニット３０の回転にもかかわらず、ケーブル５０が滑る場合、回転力が伝達されない。したがって、スリップが発生しないようにケーブル５０に張力を維持させることは、駆動装置２０の動力伝達効率を高めるための重要な設計要素である。本発明の第１実施例に係る加圧ユニット６０は、離隔空間Ｓで加圧方向Ｆにケーブル５０を加圧する比較的単純な構成を適用することで、ケーブル５０にかかる張力を増加させることができる。
【００４１】
ケーブル５０と駆動ユニット３０及び従動ユニット４０との間の接触長さは、加圧ユニット６０が加圧方向Ｆにケーブル５０を加圧することで増加する。これを従動ユニット４０の側面で説明すると、接触角ａが増加することを意味する。加圧ユニット６０が設けられない場合、離隔空間Ｓで駆動ユニット３０及び従動ユニット４０とケーブル５０との間の空間が相対的に多くなる。加圧ユニット６０が加圧方向Ｆに加圧すると、ケーブル５０と駆動ユニット３０及び従動ユニット４０との間の接触長さが一層増加し、接触角ａが大きくなる。加圧ユニット６０によって接触角ａが大きくなり、接触長さが増加すると、駆動ユニット３０及び従動ユニット４０とケーブル５０との間の摩擦力が大きくなるという効果が発生する。そして、摩擦力が大きくなると、ケーブル５０のスリップが減少するようになり、動力伝達効率が増加する。
【００４２】
以下、上記のような構成を有する本発明の第１実施例に係る駆動装置２０の作動を図６及び図７に基づいて説明する。
【００４３】
図６及び図７は、図１の駆動装置の作動を示した図である。
ここでは、駆動装置２０が作動し、脚部１６が前方側に移動した状態で次の動作のために脚部１６を後方側に移動させる場合を説明する。
【００４４】
図６に示すように、前方側に移動した脚部１６を後方側に移動させるために、駆動ユニット３０を第１方向Ｒ１に回動させる。駆動ユニット３０を第１方向Ｒ１に回動させると、ケーブル５０と駆動ユニット３０との間の相対運動が起きるようになる。加圧ユニット６０は、ケーブル５０の加圧によって駆動ユニット３０とケーブル５０との間に発生するスリップを防止する。駆動ユニット３０によってケーブル５０が移動すると、加圧ユニット６０も第２方向Ｒ２に回動し、結果的に従動ユニット４０が第３方向Ｒ３に回動する。
【００４５】
図７に示すように、駆動ユニット３０の回動によって自然に脚部１６が後方側に移動し、次の動作のために、駆動ユニット３０は第４方向Ｒ４に回転する。駆動ユニット３０の反復的な回転にもかかわらず、加圧ユニット６０がケーブル５０を加圧しているので、ケーブル５０のスリップが発生しなく、回転力の伝達が円滑になる。
【００４６】
図８は、本発明の第２実施例に係る駆動装置を示した平面図で、ここでは、本発明の第１実施例と異なる部分のみを説明する。説明のために必要であれば、第１実施例と同一の部分に対しては同一の参照符号を与えて引用し、変更された部分に対しては‘ａ'を付加した参照符号を与えて引用する。
【００４７】
本発明の第２実施例に係る駆動装置２０ａにおいては、シフト部４８ａが加圧ユニット６０ａに設けられる。
【００４８】
一対の加圧ユニット６０ａは第１及び第２加圧ユニット６１ａ，６２ａに分けられ、第１及び第２加圧ユニット６１ａ，６２ａにはシフト部４８ａがそれぞれ設けられる。各シフト部４８ａには、ケーブル５０の厚さの半分に該当する厚さだけケーブル５０を平行に移動できる傾斜部４７ａが設けられる。ケーブル５０は、第１加圧ユニット６１ａの傾斜部４７ａでケーブル５０の厚さの半分だけ移動し、第２加圧ユニット６２ａでケーブル５０の厚さの半分だけ再び移動する。したがって、一対の加圧ユニット６０ａを全て通過すると、一つのケーブル５０の厚さだけケーブル５０が平行に移動する。
【００４９】
以上説明した本発明は、上述した各実施例に限定されるものでなく、本発明の思想及び範囲を逸脱しない限り、本発明の多様な修正及び変形が可能であることは、この技術の分野で通常の知識を有する者にとって自明である。したがって、そのような修正例及び変形例は、本発明の特許請求の範囲に属するものである。
【符号の説明】
【００５０】
１０  ロボット
２０  駆動装置
３０  駆動ユニット
４０  従動ユニット
５０  ケーブル
６０  加圧ユニット
【図１】
2010014270.tif 000003
【図２】
2010014270.tif 000004
【図３】
2010014270.tif 000005
【図４】
2010014270.tif 000006
【図５】
2010014270.tif 000007
【図６】
2010014270.tif 000008
【図７】
2010014270.tif 000009
【図８】
2010014270.tif 000010