(57)【要約】      （修正有）【課題】等速関節機構の駆動に最適な連動型非干渉駆動機構を提供する。【解決手段】非干渉駆動機構を複数備える連動型非干渉駆動機構（遊星型非干渉駆動機構１、２）であって、該非干渉駆動機構（１または２）は、基体と固定して力学的基準となる基準ラック（リングギヤ３または９）と、変位に追従する駆動ラック（サンギヤ４または６）と、動力を入力する入力ラック（リングギヤ５または１０）と、動力を出力する出力ラック（サンギヤ６または１１）と、リテーナ（７または１２）と、２つのピニオン（８または１３）とを含み、１番目の非干渉駆動機構（１）（結合元と称する）の出力ラック（６）と、２番目の非干渉駆動機構（２）（結合先と称する）の駆動ラック（６）とを結合する方法を再帰的に適用することにより、結合先の出力ラック（１１）が結合元の出力ラック（６）に連動することを特徴とする連動型非干渉駆動機構を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非干渉駆動機構を複数備える連動型非干渉駆動機構であって、該非干渉駆動機構は、基体と固定して力学的基準となる基準ラックと、変位に追従する駆動ラックと、動力を入力する入力ラックと、動力を出力する出力ラックと、リテーナと、２つのピニオンとを含み、基準ラックと駆動ラックは共通のピニオンに対してラック・アンド・ピニオン機構をなし、入力ラックと出力ラックは別の共通のピニオンに対してラック・アンド・ピニオン機構をなし、リテーナは、該ピニオンを回転自在かつ同時に並進するように保持することを特徴とし、１番目の非干渉駆動機構（結合元と称する）の出力ラックと、２番目の非干渉駆動機構（結合先と称する）の駆動ラックとを結合する方法を再帰的に適用することにより、結合先の出力ラックが結合元の出力ラックに連動することを特徴とする連動型非干渉駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
非干渉駆動機構を複数接続した機構に関し、等速関節機構の駆動に最適な連動型非干渉駆動機構を提供する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療や製造の用途において小型のマニピュレータが求められている。
【０００３】
小型のマニピュレータにおいては、製造上の容易さからワイヤを用いた関節機構が広く用いられている（文献１）。
【０００４】
しかしながら、逆駆動が難しく摩擦が大きいことなどから関節トルクを計測することが難しく、オペレータに感触を伝える用途や繊細な力制御を行う用途には適さなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２００３／００１９８６
【特許文献２】ＰＣＴ／ＪＰ２０１２／０６８７３６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、比較的製造が容易な等速関節機構の駆動に最適な装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は係る課題を参酌してなされたものであり、その手段は、非干渉駆動機構を複数備える連動型非干渉駆動機構であって、該非干渉駆動機構は、基体と固定して力学的基準となる基準ラックと、変位に追従する駆動ラックと、動力を入力する入力ラックと、動力を出力する出力ラックと、リテーナと、２つのピニオンとを含み、基準ラックと駆動ラックは共通のピニオンに対してラック・アンド・ピニオン機構をなし、入力ラックと出力ラックは別の共通のピニオンに対してラック・アンド・ピニオン機構をなし、リテーナは、該ピニオンを回転自在かつ同時に並進するように保持することを特徴とし、１番目の非干渉駆動機構（結合元と称する）の出力ラックと、２番目の非干渉駆動機構（結合先と称する）の駆動ラックとを結合する方法を再帰的に適用することにより、結合先の出力ラックが結合元の出力ラックに連動することを特徴とする連動型非干渉駆動機構による。
【０００８】
非干渉駆動機構は、直動型または回転型（差動型および遊星型を含む）の機構のいずれであってもよく、その構成は上記特許文献２に開示されている。いずれの構成も、基体と固定して力学的基準となる要素と、変位に追従する要素と、動力を入力する要素と、動力を出力する要素とを含み、該４つの要素を力学的端子とする点が共通の特徴である。
【０００９】
同文献には、「ラックがすべて棒状でかつ平行である状態を基準として、ピニオンの回転面上で該ラックと垂直をなすいずれかの方向をとり、該ラックの両端を該方向に押して、該ラックを押し並べて同じ曲率で変形させ、最後に両端を結合する方法により輪状の軸とする」ことで直動型機構を回転型（差動型）機構に変換する方法、ならびに、「ラックがすべて棒状でかつ平行である状態を基準として、ラックの摺動面上で該ラックと垂直をなすいずれかの方向をとり、該ラックの両端を該方向に押して、該ラックを押し並べて同じ曲率で変形させ、最後に両端を結合する方法により輪状の軸とする」ことで直動型機構を回転型（遊星型）機構に変換する方法も開示されており、本発明も同方法に従えば直動型機構を回転型機構に変換することができる。したがって、本発明の構成としては直動型の構成のみ示せば十分であり、その場合であっても本請求範囲には回転型機構の構成も含まれる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は等速伝達系で構成された多軸機構の駆動装置として最適である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、非干渉駆動機構を複数備える連動型非干渉駆動機構（遊星型非干渉駆動機構１、２）であって、該非干渉駆動機構（１または２）は、基体と固定して力学的基準となる基準ラック（リングギヤ３または９）と、変位に追従する駆動ラック（サンギヤ４または６）と、動力を入力する入力ラック（リングギヤ５または１０）と、動力を出力する出力ラック（サンギヤ６または１１）と、リテーナ（７または１２）と、２つのピニオン（８または１３）とを含み、基準ラック（３または９）と駆動ラック（４または６）は共通のピニオン（８aまたは１３a）に対してラック・アンド・ピニオン機構をなし、入力ラック（５または１０）と出力ラック（６または１１）は別の共通のピニオン（８ｂまたは１３ｂ）に対してラック・アンド・ピニオン機構をなし、リテーナ（７または１２）は、該ピニオン（８または１３）を回転自在かつ同時に並進するように保持することを特徴とし、１番目の非干渉駆動機構（１）（結合元と称する）の出力ラック（６）と、２番目の非干渉駆動機構（２）（結合先と称する）の駆動ラック（６）とを結合する方法を再帰的に適用することにより、結合先の出力ラック（１１）が結合元の出力ラック（６）に連動することを特徴とする連動型非干渉駆動機構の実施例（半断面図）を示す。
【００１３】
直動体であるラックを、回転体であるギヤに変換できることは、上記発明の手段で言及したとおりであり、両者に機能的な差異はない。
【００１４】
このような構成のとき、リングギヤ３およびリングギヤ９を堅固に固定してサンギヤ４を回転すれば、非干渉機構の働きによりサンギヤ６の回転がサンギヤ４の回転と同期する。同様に、サンギヤ１１の回転はサンギヤ６の回転、すなわち、サンギヤ４の回転に同期する。したがって、サンギヤ４を回転するとサンギヤ６ならびに１１がそれと同期して連動する。
【００１５】
次に、リングギヤ３または９を力学的基準としてリングギヤ５を回転すると、その際のトルクはサンギヤ４を力学的基準としてサンギヤ６に伝達される。該トルクはサンギヤ４、６の間に相対的に働くものであり、サンギヤ４の回転には干渉しない。一方、サンギヤ６が回転すると上記の通りサンギヤ１１がこれに連動する。したがって、リングギヤ５を回転するとサンギヤ６ならびに１１がこれと同期して連動し、その回転はサンギヤ４の回転に干渉することはない。
【００１６】
最後にリングギヤ９または３を力学的基準としてリングギヤ１０を回転すると、その際のトルクはサンギヤ６を力学的基準としてサンギヤ１１に伝達される。該トルクはサンギヤ６、１間に相対的に働くものであり、サンギヤ６の回転には干渉しない。
【００１７】
以上のように、サンギヤ４、６、１１を入れ子様に連動させる動作が、サンギヤ４、リングギヤ５、リングギヤ１０のそれぞれ独立した操作によって可能となり、制御上極めて便利である。この動作は逆駆動についても成り立つため、さらに効果的である。
【図１】
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