(57)【要約】      （修正有）【課題】コンパクトな構造で大きな耐荷重がとれ変位倍率にも優れた伸縮装置の提供。【解決手段】軸芯を通り且つ等配する複数Ｎ個の自在軸継手３２を有し且つ対面する２個の端面部材１、２と、等配するＮ個の別の自在軸継手３３を有し且つ該端面部材の夫々に添い且つ軸芯を含む任意の位置で回転自在に支軸し且つ対面する２個の中間基材４１、４２と、直列に連結した1個を含む複数のＸ字状リンク３１の端部の一方を端面部材の該自在軸継手３２に他方を中間基材の該自在軸継手３３に夫々繋止したＮ個のＸ字状リンク手段３と、スラスト手段又は回転手段の内のいずれかによる駆動手段５とを有する。【選択図】図１
2010275062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸芯を通り且つ等配する複数Ｎ個の自在軸継手（３２）を有し且つ対面する２個の端面部材（１、２）と、該端面部材（１、２）の夫々に添い且つ等配するＮ個の別の自在軸継手（３３）を有し且つ軸芯を含む任意の位置で回転自在に支軸し且つ対面する２個の中間基材（４１、４２）と、直列に連結した1個を含む複数のＸ字状リンク（３１)の端部の一方を端面部材の該自在軸継手（３２）に他方を中間基材の該自在軸継手（３３）に夫々繋止したＮ個のＸ字状リンク手段（３）と、スラスト手段（６）又は回転手段（７）の内のいずれかによる駆動手段（５）とを有することを特徴とする伸縮装置
【請求項２】
少なくとも一方の該端面部材側において、該中間基材の作動範囲を制限又は変換する範囲手段（８）を有することを特徴とする請求項1に記載の伸縮装置
【請求項３】
該駆動手段（５）において、該スラスト手段（６）には該端面部材（１、２）間の外周部を含む空間を気密して覆う可撓性の膜材（６１）と、該空間に連通する流体の出入口（６２）とを含むことを特徴とする請求項1又は請求項２に記載の伸縮装置
【請求項４】
該駆動手段（５）において、該回転手段（７）は少なくとも１個の該中間基材を回転又は遥動し制御する回転源（７１）を含むことを特徴とする請求項1又は請求項２に記載の伸縮装置
【請求項５】
３個の該Ｘ字状リンク手段（３）を有する伸縮装置であって、他端側のＸ字状リンクのみをｙ字状のリンクとして結合し該ｙ字状リンクの１個の端部を該他端側の端面部材（２）の自在軸継手（３２）と繋止し、該他端側の中間基材（４２）を無くしたことを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の伸縮装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相対する２個の端面部材の間隔と角度を自在に変化させる伸縮装置に関するもので、例えば、エレベータや福祉機器などの昇降部分、及び化学装置や台座などの伸縮部分に供する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１について、ある形式においてはベースとシートの間に摺動可能にＸ字状リンク装置を形成し等辺三角形に配置した３個のＸ字状リンクの夫々中央部をひだ状のベローズの内側において水平なリングとロッドによって固定している。また、特許文献２では、Ｘ字状リンクが横方向に幅広く連結して伸長するように拘束される連結装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第２７２５５７号明細書
【特許文献２】特開昭６１−１１４９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
伸縮装置としての主な機能は
・  変位倍率 (伸縮した時と収縮した時の全長比を称す)が大きいこと
・  伸縮方向の負荷荷重及び横方向の耐荷重が大きいこと
・  コンパクトでシンプルなこと
などである。本発明はこれらの課題に新たな解決策を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために、軸芯を通り且つ等配する複数Ｎ個の自在軸継手を有し且つ対面する２個の端面部材と、該端面部材の夫々に添い且つ等配するＮ個の別の自在軸継手を有し且つ軸芯を含む任意の位置で回転自在に支軸し且つ対面する２個の中間基材と、直列に連結した1個を含む複数のＸ字状リンクの端部の一方を端面部材の該自在軸継手に他方を中間基材の該自在軸継手に夫々繋止したＮ個のＸ字状リンク手段と、スラスト手段又は回転手段の内のいずれかによる駆動手段とを有する。
【０００６】
また、少なくとも一方の該端面部材側において、該中間基材の作動範囲を制限又は変換する範囲手段を有する。更に、該駆動手段において、該スラスト手段には該端面部材間の外周部を含む空間を気密して覆う可撓性の膜材と、該空間に連通する流体の出入口とを含み、更に、該回転手段は少なくとも１個の該中間基材を回転又は遥動して制御する回転源を含む。そして、３個の該Ｘ字状リンク手段を有する伸縮装置であって、他端側のＸ字状リンクのみをy字状のリンクとして結合し該y字状リンクの１個の端部を該他端側の端面部材の自在軸継手と繋止し、該他端側の中間基材を無くすことも含むものである。
【０００７】
ここでは端面部材、中間基材並びに自在軸継手の関係について詳述する。端面部材は円形平板を含むが、それ以外の形状も含む。一方、中間基材は該端面部材に添い且つ該端面部材の自在軸継手を妨げない形状を持ち且つ回転可能な支軸を有する。Ｘ字状リンク手段は両端に支軸手段を持つ同一長さの２個のリンクを交差させ、その中心付近に回転可能な支軸で繋止したものを含み、１個以上直列に繋いだもの、更に複数以上並列に繋いだものなどリンクを繋ぎ合わせた構成物を含む。Ｘ字状リンクを直列に繋ぐ個数は伸縮装置の変位倍率に直接効果があるが、リンク個々の強度や軸支点の強度や耐久性とも密接に関係しており装置全体の剛性や特性データを考慮して総合的に決められる。
【０００８】
自在軸継手は広くユニバーサルジョイントと云われる形式が含まれるが、継手の中間部に中間シャフトを有することや軸同士が自在回転可能なことも含み、又、簡単には球面の摺り合わせによる継手手段も含まれる。各Ｘ字状リンク手段の動作が各リンク端部と前記中間基材の動きに応じて、全体が同期して連動し各Ｘ字状リンク手段の端部の夫々のリンク端同士の距離を変更し追随できるような自在軸継手であることを含んでいる。即ち、自在軸継手における力の作用がリンクから働くか中間基材から働くかに関わらず各端面部材とＸ字状リンク手段の動作が連動して一体として機能している。端面部材に等配して有する自在軸継手と中間基材に等配して有する自在軸継手は配置の上で夫々交互に隣り合っているのでＸ字状リンク手段毎の順番で結合され、Ｘ字状リンク手段の他端は同様の順番で他の端面部材と中間基材に夫々結合される。
【０００９】
具体的には、本伸縮装置を一方の軸芯方向から見た時、２個の端面部材が向い合う中に２個の中間基材が同じく向い合う形で入り込む。この時、自在軸継手の位置が端面部材の自在軸継手と中間基材の自在軸継手が重ならず隣り合うようにする。その上で向い合う中間基材同士は同じ位置に重ね、その間を拡げてＸ字状リンク手段を軸芯に対して略平行になるように自在軸継手で繋止していく。更に詳述すれば、軸芯と平行な各Ｘ字状リンク手段がＸ字状リンクの直列結合数において奇数の場合と偶数の場合で端部の相互作用が異なるため、結合の仕組みには以下を考慮することを含む。即ち、側面から夫々のＸ字状リンク手段の各リンクのつながり具合を見た場合、偶数の場合はＸ字状リンク手段の両端は端面部材同士、中間部材同士と同じもの同士であるが、奇数の場合は逆同士となる。
【００１０】
更に、前記したリンクの結合の仕組みが逆であってもこれにより端面部材に回転あるいは遥動作用が加わるのでこれの活用も含まれる。これについては図９の説明の中で付記する。又、Ｘ字状リンク手段が２、３、そして４個の場合は長円形、略三角形、そして略四角形が考えられることも含まれる。中間基材は端面部材の軸芯に支軸して回転するが、外部に貫通させ後記する範囲手段に連通されることも含んでいる。また、端面部材に沿って中間基材が回転する場合、端面部材上の自在軸継手と中間基材上の自在軸継手が同一平面上であるとＸ字状リンクの運動が単純化され設計も容易になるがこれに限らない。端面部材と中間基材の位置や動きを考慮して各リンクの軸支点長さが決定される。
【００１１】
更に、両中間基材の自在軸継手の半径が等距離で且つ両端面部材の自在軸継手の半径が等距離の場合は各リンクの軸支点は一般に軸芯からは等距離にあるため各軸支点にL字型金具などを用いて同一水平面上に隣接する他のＸ字状リンク手段（３）の各軸支点同士を結合する円形や環状を含む略多角形の連結部材を付加することも含んでいる。これらは膜材やカバーの保護に資する。一方、これらの半径が端面部材と中間基材の間で異なる場合はリンク長さを伸長でき且つ横方向からの耐力が大きいなどの特長も含まれる。更に、中間基材が複数以上の部材からなり夫々軸芯を含む任意の位置で支軸されても、これらが１つの動きに連動して全てが同期する場合も含まれる。
【００１２】
次に、端面部材にかかる力に関して記述する。端面に直角をスラスト、端面に平行をタンジェントとし、スラスト力を発生する手段をスラスト手段と称する。スラスト手段は両端面部材の内側からのスラスト手段や外力によるスラスト手段など内外からの作用力も含まれる。前者は、例えば圧力によるスラスト力であり、その詳細は以下の通りである。即ち、両端面部材間の外周部を含む空間を気密して覆う可撓性の膜材と該空間に貫通する出入口を設け、水や空気などの流体圧を供給すれば圧は結果として端面部材を押し上げる。これがスラスト力であり同時にＸ字状リンク手段を作動させ、それに結合する中間基材を回転させ、最終的に全てのＸ字状リンク手段が同期作用して端面部材が平行に軸芯上を伸長する。圧力の供給を止め流体を排出すれば、同期して逆動作する。これについては更に、各リンクや中間基材及び端面部材間にばね等の収縮又は膨張手段を付加すれば動作の後自然復帰することもできることを含んでいる。次に、膜材は可撓性を有し部分的な各種材料による補強や肉厚の相違などの工夫により軸芯方向への屈曲性、耐久性、そして耐圧性に優れることや、出入口は一個兼用や複数以上も含み、流体の出入りを調節する制御装置も含まれる。これについては実施例を挙げて後述する。
【００１３】
一方、後者は外部からの負荷により端面部材にスラスト力がかかり前記と同様に中間基材やＸ字状リンク手段による同期作用により軸芯に沿って平行に移動する。例えば、単純な垂直荷重がかかる場合や一般的な作動力がかかる場合である。これらについては、図１０の説明の中で実施例により詳述する。
【００１４】
又、駆動手段における回転手段については、少なくとも１個の中間基材の軸芯を含む任意の位置で端面部材を貫通させ手動を含めたモータや減速機など回転源に係合すれば、中間基材の動きに合わせて全ての端面部材の自在軸継手と中間基材の自在軸継手間の距離が同期して変動し、結果としてＸ字状リンク手段の端部が作動し全てのリンクとリンク端部に連なる端面部材が同期して伸長する。回転源を逆回転すれば同期して逆動作するなど回転手段の種類によらず同様の動作と機能を発生させる。これについては、図５に実施例を挙げて後記している。以上、各種の駆動手段のいずれの場合も端面部材が平行に移動して伸縮することがわかる。
【００１５】
範囲手段の主な目的は動作の再現性や調節の容易さなどに資するものである。例えば端面部材間の伸縮距離などを再現性良く、あるいは一方の端面からのみ調節して距離の変更を容易ならしめるため、あるいはスタートすべき位置を決定するため、あるいは作動の中間的な決まった位置で別の信号を出すためなど、中間基材や連動する部材の制限位置にリミッターを予めセットしておくもので各種の手段が含まれる。リミッターとしてはストッパーのほか、リミットスイッチ、警報、その他の運転制御調節手段が含まれる。更に、このリミッターを外部より範囲レバーなどにより調節可能にすることも含まれる。又、本手段は必要ない場合は省略することも含まれる。
【００１６】
次に端面部材面の傾きについて述べる。３個のＸ字状リンク手段を有する伸縮装置の一方の端面部材と中間基材に注目する。その端面部材には3個の自在軸継手が繋止され、他の３個は中間基材の自在軸継手に繋止され該中間基材は軸芯を中心とする回転面上で動くため大きな自由度の制限が掛かっていた。これによってメカニズムは単純化され前記の長所となっていた。ここで、この中間基材一個とこの中間基材に繋止しているＸ字状リンクの一本の片腕だけを外してみる。すなわち、Ｘ字状リンクではなく小文字のｙ字状リンクである。ｙ字の上の２本は連結するＸ字状リンクに結合し下の１本は端面部材の自在軸継手に繋止する。便宜上、端部にｙ字状リンクがついたリンク手段をＸｙ字状リンク手段と称することにする。
【００１７】
改めて、各端面部材をＡ面、Ｂ面として各リンクを通して考えてみる。図１３はＸｙ字状リンクを説明するための斜視説明図である。添え字の１、２、３は夫々のＸｙ字状リンク手段を示している。Ａ面にあるａ１、ａ２、ａ３は端面部材Ａの自在軸継手を示し、ａ１’、ａ２’、ａ３’は中間基材Ａの自在軸継手である。Ｂ面にあるｂ１、ｂ２、ｂ３は端面部材Ｂの自在軸継手である。従って、ａ１−ａ１’−ｃ１’−ｃ１はＸ字状リンクであり、ｂ１−ｃ１’−ｃ１はｙ字状リンクである。各リンクの軸支点は黒の楕円で示し端面部材の自在軸継手は大きな白楕円で中間基材の自在軸継手は小さな白楕円で示している。中間基材Ａは任意のP点による回転自在であって、現時点の位置がａ１’、ａ２’、ａ３’であることからａ１−ａ１’の距離が維持され△ａ１−ａ１’−ｂ１面が剛体と見なされる。ａ１、ａ１’は自在軸継手であるから、即ち、ｂ１点はａ１−ａ１’線を中心線とするｂ１点を通る回転面上にある。同様にしてｂ２、ｂ３が決まり、ｂ２点はａ２−ａ２’線を中心とするｂ２点を通る回転面上、ｂ３点はａ３−ａ３’線を中心としたｂ３点を通る回転面上に夫々あることになる。従って、異なる３面の夫々一点を固定するためＢ面も固定される。ハッチングした各３面は剛体と見られることを示している。すなわち、ａ１’、ａ２’、ａ３’点が中間基材の回転に伴い前記の３個の三角形が大きさと角度を変えながら変化し、それに伴いＢ面の傾きや高さを変えることができる。なお、端面部材が平行に移動する機能は中間基材が等配した自在軸継手を持ち軸芯で回転する１つの特異点であることがわかる。
【００１８】
なお、前記した特許文献１から２について、いずれも中間基材や自在軸継手の記述が無く構成要素も異なり本発明とは大きな差異がある。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明の伸縮装置は、シンプルな構造でコンパクトに伸縮でき大きな耐荷重や変位倍率が可能でコスト面にも優れた特長を持つ。例えば、エレベータや福祉機器などの昇降機や粉粒体の供給排出装置や液体貯蔵運搬輸送装置などの伸縮装置としても使用できるなど利用可能な分野は多く大きな効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ′から見た横断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例を示す縦断面図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ′から見た横断面図である。
【図５】本発明の第3の実施例を示す縦断面図である。
【図６】本発明の第3の実施例を示す横断面図である。
【図７】本発明の第４の実施例を示す縦断面図である。
【図８】自在軸継手の実施例を示す一例である。
【図９】本発明を粉粒体の供給排出装置に利用した一形態を示す概略部分縦断面図である。
【図１０】本発明を液体用密閉式貯蔵運搬輸送装置に利用した一形態を示す概略縦断面図である。
【図１１】本発明をエレベータ装置に利用した一形態を示す概略説明図である。
【図１２】本発明を入浴用昇降装置に利用した一形態を示す概略縦断面図である。
【図１３】Ｘｙ字状リンクを説明するための斜視説明図である。
【図１４】本発明を台座に利用した一形態を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を示す。図１は本発明の一般的な形態として２個のＸ字状リンク手段を持ちスラスト手段が流体圧力の例を示す。図２は図１のＡ−Ａ’から見た断面図である。円板状の端面部材１、２には軸芯から対称的に配置した２対の自在軸継手３２を端面部材１、２の表面から所定距離の高さに設けている。中間基材４１、４２は両端に軸芯から同距離の自在軸継手３３があり端面部材１、２の自在軸継手３２と同高さになるように中間基材４１、４２の厚さが決められる。自在軸継手３２、３３は各種の機構が含まれるが図８の軸継手もその一例である。Ｘ字状リンク手段３はＸ字状リンク３１の連結したものであるが、両端のリンク端は端面部材１、２と中間基材４１、４２に夫々の自在軸継手で交互に繋止する。図１から分かるように偶数のＸ字状リンクの場合で下方が端面部材のリンクはたどって行くと上も端面部材に連結され、中間基材のリンクは中間基材に連結される。このことは前記した通りである。膜材６１は図のようにひだ状にしてあるが伸縮し易くするための方策の単なる一例である。
【００２２】
次に図３は本発明の第２の実施例を示す概略の縦断面図である。本図は図１の例に加えて１個の範囲手段を有する実施例を示している。図４は図３のC-C’から見た断面図である。端面部材１の軸芯にはシール１１を有する穴があり範囲手段８を持つ平板８２の中央の段差が嵌合し裏面の範囲レバーと緊結される。平板８２の中央には凹部があり中間基材４１の凸部と嵌合し回転可能にする。範囲レバーの角度を変更すると範囲手段８の位置が変わることによって中心基材の回転範囲を変更させることができる。
【００２３】
図５は本発明の第３の実施例を示す概略の縦断面図である。図６は横断面図である。本図はＸ字状リンク手段が３個の場合で、且つ駆動手段の回転手段７は中間基材４1を回転するため回転源７１と係合している例を示している。Ｘ字状リンク手段が３個の場合は図６のように中間基材4１がそれに対応し多数のＸ字状リンク手段を有する場合もこれに準じる。９１は装置を保護するカバーである。この形式ではＸ字状リンク手段３が折り畳まれた状態、すなわち、中間基材の自在軸継手から力を受けるリンクと中間基材との交差角度が小さい間はトルクは有効に働かないため、機能し易い適切な作動範囲がある。すなわち、Ｘ字状リンクの制御がより有効に働くための追加リンクなどの補助装置や適切な範囲で作動するための調整装置が必要でこれらの対応も含まれる。
【００２４】
次に、図7は本発明の第４の実施例を示す概略縦断面図である。説明上、軸芯を一転鎖線で示している。本実施例では駆動手段として可撓性の膜材６１と出入口６２を使うスラスト手段に加え、端面部材１、２の中心部に大きな径の段差を設けこれに嵌合する中間基材４１、４２を使用する実施例を示す。そして両端面部材１、２間の中央部にＸ字状リンク手段3の動きを妨げないサイズで且つ気密性を有する可撓性の内側膜材６３を形成することで中心空間を開放している。更に、端面部材の中心部に気密性のシールを使用した図９の例も含まれる。
【００２５】
図９は本発明を粉粒体の供給排出装置に利用した一形態を示す概略部分縦断面図である。粉粒体の供給排出には粉粒体特有の性質から多くの知見が公知となっている。これを踏まえた上で、本発明を粉粒体の供給排出装置に利用した一形態を示して本発明の効果の一端を明記したい。容器１０２において、排出口１０８の上方を覆い且つ排出経路を閉止でき且つシール１０４付きの弁体１０３を最上部にして排出口上部中央の台座１１５に本伸縮装置１００（弁開き方向）を挟むように固定する。本装置は圧縮空気により作動するスラスト型としシャフト１０６やサポート１０７を介して出入口１０９（弁開き用作動流体出入口）に適切な口径で接続される。出入口から圧縮空気を注入することにより本伸縮装置１００（弁開き方向）は伸長し弁体は上昇するため、粉粒体の架橋部分を破壊すると共に排出口への経路を開く。圧力が無くなれば弁体の自重と粉体圧により弁体は降下して経路を遮断する。
【００２６】
必要により内部に収縮手段を備え断続的な圧縮空気で振動を与えたり、図に示すような弁閉め方向伸縮装置１０１を台座１１５の下方に設け接続する弁閉め用作動流体出入口１１０に圧縮空気を送って強制的に、あるいは上下の伸縮装置を使用して往復動など対象とする粉粒体に最適な作動をすることができる。この弁閉め方向伸縮装置１０１においてはシャフト１０６の貫通部にシール１０５を入れて気密作用を保持しているが、前記実施例の応用の一例として記載したもので、更に保護カバーをつけることもできる。また、前記したようにＸ字状リンク手段と端面部材あるいは中間基材との繋止方法を変えることにより弁体に回転や遥動の作用を出すこともできる。この装置では端面部材の面積を排出口上方の空間に大きく取ることができるため圧縮空気の圧力は低くても大きな押上げ力を発生することができる。効果の一端としては、コンパクトで、且つ強力な押上げ力を持つことである。
【００２７】
図１０は本発明を液体用密閉式貯蔵運搬輸送装置に利用した一形態を示す概略縦断面図である。液体の貯蔵運搬輸送に関しては、特に液体表面の空気接触から来る変質や劣化が問題になることもあり多くの知見が公知となっている。これを踏まえて、本発明を液体の密閉式貯蔵運搬輸送装置に利用した一形態を示して本発明の効果の一端を明らかにしたい。平行な筒状の容器２０１の底部にはホッパー２０２がありその中央はバルブ２０４と液体給排口２０５に連なっている。容器２０１内にはホッパー２０２の内面の形状に似させた外形を有し外周部には容器内壁を擦りながら摺動する密閉シール２０４を備えるフロート２０３が容器２０１の天部との間に本伸縮装置２００を挟んで支持される。本伸縮装置２００において、スラスト手段は外力によるスラスト力の例に当たる。すなわち、図においてスラストの上昇力（即ち、伸縮装置としては押圧力）は充填液体２０８の充填圧であり下降力（即ち、引張力）はフロートや充填液体などの荷重や液体への吸引力である。場合によっては空気口２０７からの圧縮空気での押圧も可能である。充填液体２０８は液体給排口２０５から圧力挿入され、これに伴いフロート２０３が本伸縮装置２００の作用により安定して押し上げられる。仮に本体装置が傾いてもフロートは本装置に一体としているため液体が漏れ出すことは無い。効果の一端としては、傾けても大丈夫な且つ完全排出可能なことである。
【００２８】
図１１は本発明をエレベータ装置に利用した一形態を示す概略説明図である。エレベータ装置については、ロープ式を中心に多数の知見が公知となっている。これらを踏まえた上で、本発明をエレベータ装置に利用した一形態を示して本発明の効果を明らかにしたい。ガイドレール３０２により案内されるエレベータのかご３０１の下に本伸縮装置３００を昇降距離に必要な個数を連結し個々の伸縮装置を結合して送風機３０３、制御装置３０４と接続する。本装置は圧縮空気によるスラスト型とすれば、伸縮装置内部の空気圧を常時監視することで、絶対安全で場所も取らず経済的である。効果の一端は、コンパクトで安全なことである。
【００２９】
図１２は本発明を入浴用昇降装置に利用した一形態を示す概略縦断面図である。入浴用昇降装置に関しては足の不自由な障害者用として多くの知見が公知になっている。これを踏まえて、本発明を入浴用昇降装置に利用した一形態を示して本発明の効果を明らかにしたい。利用者が浴槽の縁に掛けた入浴用昇降装置４００，４０３〜４１０の座面４０４に腰を掛けて、介助者により足を上げてもらいながら回転して浴槽に入り、レバー４０９により伸縮装置４００内の水がホースを通り排水して降下する。レバー４０９を上げれば水道圧により座面は上昇して風呂から安全に出ることができる。介助者の労力軽減と障害者の自立支援が目的で、効果の一端は水道水利用とコンパクトなことである。
次に、図１４は本発明を台座に利用した一形態を示す概略斜視図である。既に前記したが、Ｘｙ字状リンクについて述べる中で図１３を紹介した。図１４は図１３を逆さにしたような形であるが、座Ｂに３個の自在軸継手ｂ１、ｂ２、ｂ３を配しＸｙ字状リンク手段の１本の方の端部を繋止しＡ面の自在軸継手ａ１、ａ２、ａ３と駆動装置５０２付きの中間基材５０１の自在軸継手ａ１’、ａ２’、ａ３’に２本の端部を夫々繋止する。駆動装置５０２をＡの背面に設けることにより表面５０３は各種の用途に利用できる。表面５０３は中間基材の自在軸継手の位置や大きさ、そして回転支軸の位置により三次元動作をするので、例えば、追尾装置や可動台座、そして動く公告塔などの用途が考えられる。当然、空気式のスラスト手段やＡ、Ｂ面が逆の場合も含まれる。以上、本発明の実施例の一部を図示したが、ほんの一部であり本発明の適用の範囲は図示の有無に限るものではない。
【符号の説明】
【００３０】
１，２        端面部材
３            Ｘ字状リンク手段
３１          Ｘ字状リンク
３２、３３    自在軸継手
４１、４２    中間基材
５            駆動手段
６            スラスト手段
６１          膜材
６２          出入口
６３          内側膜材
７            回転手段
７１          回転源
８            範囲手段
８１          範囲レバー
Ａ，Ｂ        Ａ，Ｂ端面側を示す
a1 ａ2 ａ3    端面部材Ａの自在軸継手
a1’ａ2’ａ3’中間基材Ａの自在軸継手
c1 c1’       Ｘ字状リンクとｙ字状リンクの連結支点
【図１】
2010275062.tif 000003
【図２】
2010275062.tif 000004
【図３】
2010275062.tif 000005
【図４】
2010275062.tif 000006
【図５】
2010275062.tif 000007
【図６】
2010275062.tif 000008
【図７】
2010275062.tif 000009
【図８】
2010275062.tif 000010
【図９】
2010275062.tif 000011
【図１０】
2010275062.tif 000012
【図１１】
2010275062.tif 000013
【図１２】
2010275062.tif 000014
【図１３】
2010275062.tif 000015
【図１４】
2010275062.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月27日(2009.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸芯を通り且つ等配する複数Ｎ個の自在軸継手（３２）を有し且つ対面する２個の端面部材（１、２）と、該端面部材（１、２）の夫々に添い且つ等配するＮ個の別の自在軸継手（３３）を有し且つ軸芯を含む任意の位置で回転自在に支軸し且つ対面する２個の中間基材（４１、４２）と、直列に連結した１個を含む複数のＸ字状リンク（３１）の端部の一方を端面部材の該自在軸継手（３２）に他方を中間基材の該自在軸継手（３３）に夫々繋止したＮ個のＸ字状リンク手段（３）と、スラスト手段（６）又は回転手段（７）の内のいずれかによる駆動手段（５）とを有することを特徴とする伸縮装置。
【請求項２】
少なくとも一方の該端面部材側において、該中間基材の作動範囲を制限又は変換する範囲手段（８）を有することを特徴とする請求項１に記載の伸縮装置。
【請求項３】
該駆動手段（５）において、該スラスト手段（６）には該端面部材（１、２）間の外周部を含む空間を気密して覆う可撓性の膜材（６１）と、該空間に連通する流体の出入口（６２）とを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の伸縮装置。
【請求項４】
該駆動手段（５）において、該回転手段（７）は少なくとも１個の該中間基材を回転又
は遥動し制御する回転源（７１）を含むことを特徴とする請求項1又は請求項２に記載の
伸縮装置。
【請求項５】
３個の該Ｘ字状リンク手段（３）を有する伸縮装置であって、他端側のＸ字状リンクのみをｙ字状のリンクとして結合し該ｙ字状リンクの１個の端部を該他端側の端面部材（２）の自在軸継手（３２）と繋止し、該他端側の中間基材（４２）を無くしたことを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の伸縮装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
具体的には、本伸縮装置を一方の軸芯方向から見た時、２個の端面部材が向い合う中に
２個の中間基材が同じく向い合う形で入り込む。この時、自在軸継手の位置が端面部材の
自在軸継手と中間基材の自在軸継手が重ならず隣り合うようにする。その上で向い合う中
間基材同士は同じ位置に重ね、その間を拡げてＸ字状リンク手段を軸芯に対して略平行に
なるように自在軸継手で繋止していく。更に詳述すれば、軸芯と平行な各Ｘ字状リンク手
段がＸ字状リンクの直列結合数において奇数の場合と偶数の場合で端部の相互作用が異な
るため、結合の仕組みには以下を考慮することを含む。即ち、側面から夫々のＸ字状リン
ク手段の各リンクのつながり具合を見た場合、偶数の場合はＸ字状リンク手段の両端は端
面部材同士、中間基材同士と同じもの同士であるが、奇数の場合は逆同士、即ち、端面部材は中間基材に、中間基材は端面部材につながる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
前項では、本伸縮装置を一方の軸芯方向から見て端面部材と中間基材を同位置の場合としてリンクの結合を述べたが、一方、この結合の仕組みが逆、即ち、一方の端面部材と中間基材を1ピッチずらして同様にＸ字状リンク手段で繋止すると、本装置の伸縮動作につれて端面部材に回転あるいは遥動作用が加わるのでこれの活用も含まれる。これについては図９の説明の中で簡単に付記する。又、Ｘ字状リンク手段が２、３、そして４個の場合は長円形、略三角形、そして略四角形が考えられることも含まれる。中間基材は端面部材の軸芯に支軸して回転するが、外部に貫通させ後記する範囲手段に連通されることも含んでいる。また、端面部材に沿って中間基材が回転する場合、端面部材上の自在軸継手と中間基材上の自在軸継手が同一平面上であるとＸ字状リンクの運動が単純化され設計も容易になるがこれに限らない。端面部材と中間基材の位置や動きを考慮して各リンクの軸支点長さが決定される。 
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
次に、端面部材にかかる力に関して記述する。端面に直角をスラスト、端面に平行をタ
ンジェントとし、スラスト力を発生する手段をスラスト手段と称する。スラスト手段は両
端面部材の内側からのスラスト手段や外力によるスラスト手段など内外からの作用力も含
まれる。前者の内側からのスラスト手段は、例えば圧力によるスラスト力であり、その詳細は以下の通りである。即ち、両端面部材間の外周部を含む空間を気密して覆う可撓性の膜材と該空間に貫通する出入口を設け、水や空気などの流体圧を供給すれば圧は結果として端面部材を押し上げる。これがスラスト力であり同時にＸ字状リンク手段を作動させ、それに結合する中間基材を回転させ、最終的に全てのＸ字状リンク手段が同期作用して端面部材が平行に軸芯上を伸長する。圧力の供給を止め流体を排出すれば、同期して逆動作する。これには更に、各リンクや中間基材及び端面部材間にばね等の収縮又は膨張手段を付加すれば動作の後、自然復帰することもできることを含んでいる。次に、膜材は可撓性を有し部分的な各種材料による補強や肉厚の相違などの工夫により軸芯方向への屈曲性、耐久性、そして耐圧性に優れることや、出入口は一個兼用や複数以上も含み、流体の出入りを調節する制御装置も含まれる。これについては実施例を挙げて後述する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
一方、後者の外力によるスラスト手段は外部からの負荷により端面部材にスラスト力がかかり前記と同様に中間基材やＸ字状リンク手段による同期作用により軸芯に沿って端面部材が平行に移動する。例えば、単純な垂直荷重がかかる場合や一般的な作動力がかかる場合である。これらについては、図１０の説明の中で実施例により詳述する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
なお、前記した特許文献１から２について、本発明と比べるといずれも中間基材や自在軸継手の記述が無く構成要素も異なり、本発明が志向している駆動手段により軸がなくても自律的に伸縮する機能や請求項４に至っては三次元的な動作も容易にできるなど作用効果に大きな差異がある。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を示す。図１は本発明の一般的な形態として２個のＸ字状リンク手段を持ちスラスト手段が流体圧力の例を示す。図２は図１のＡ−Ａ’から見た断面図である。円板状の端面部材１、２には軸芯から対称的に配置した２対の自在軸継手３２を端面部材１、２の表面から所定距離の高さに設けている。中間基材４１、４２は両端に軸芯から同距離の自在軸継手３３があり端面部材１、２の自在軸継手３２と同高さになるように中間基材４１、４２の厚さが決められる。自在軸継手３２、３３は各種の機構が含まれるが図８の軸継手もその一例で模式的に描いたものである。Ｘ字状リンク手段３はＸ字状リンク３１の連結したものであるが、両端のリンク端は端面部材１、２と中間基材４１、４２に夫々の自在軸継手で交互に繋止する。図１から分かるように偶数のＸ字状リンクの場合で下方が端面部材のリンクはたどって行くと上も端面部材に連結され、中間基材のリンクは中間基材に連結される。このことは前記した通りである。膜材６１は図のようにひだ状にしてあるが伸縮し易くするための方策の単なる一例である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
次に図３は本発明の第２の実施例を示す概略の縦断面図である。本図は図１の例に加え
て１個の範囲手段を有する実施例を示している。図４は図３のＣ−Ｃ’から見た断面図である。端面部材１の軸芯にはシール１１を有する穴があり範囲手段８を持つ平板８２の中央の段差が嵌合し裏面の範囲レバーと緊結される。平板８２の中央には凹部があり中間基材４１の凸部と嵌合し回転可能にする。範囲レバーの調整により範囲手段８の位置が変わることによって中間基材の回転範囲を変更させることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
図５は本発明の第３の実施例を示す概略の縦断面図である。図６は横断面図である。本
図はＸ字状リンク手段が３個の場合で、且つ駆動手段の回転手段７は中間基材４１を回転
するため回転源７１と係合している例を示している。Ｘ字状リンク手段が３個の場合は図
６のように中間基材４１がそれに対応した形状で構成し、多数のＸ字状リンク手段を有する場合もこれに準ずる構成となる。９１は装置を保護するカバーである。この形式では両端面部材間の距離が最短になる近傍では、Ｘ字状リンク手段３が折り畳まれＸ字状リンクの端部のリンクが開きすぎてトルクが有効に働かないため、機能し易い適切な作動範囲がある。すなわち、Ｘ字状リンクの制御がより有効に働くための追加リンクなどの補助装置や適切な範囲で作動するための調整装置が必要でこれらの対応も含まれる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
次に、図７は本発明の第４の実施例を示す概略縦断面図である。説明上、軸芯を一転鎖
線で示している。本実施例では駆動手段として可撓性の膜材６１と出入口６２を使うスラ
スト手段に加え、端面部材１、２の中心部に大きな径の段差を設けこれに嵌合する中間基
材４１、４２を使用する実施例を示す。そして両端面部材１、２間の中央部にＸ字状リン
ク手段３の動きを妨げないサイズで且つ気密性を有する可撓性の内側膜材６３を形成する
ことで中心空間を開放している。更に、端面部材の中心部に気密性のシールを使用した図
９の弁閉め方向伸縮装置の例も含まれる。