(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１平行リンク機構、第２平行リンク機構及び第３平行リンク機構を備え、
前記第１平行リンク機構と前記第２平行リンク機構が、各々に属する第１の揺動リンクを共有し、
前記第１平行リンク機構と前記第３平行リンク機構が、各々に属する第２の揺動リンクを共有し、
前記第２平行リンク機構と前記第３平行リンク機構が、各々に属する第３の揺動リンクを共有し、
前記第１の揺動リンク、前記第２の揺動リンク及び前記第３の揺動リンクは、各々の固定リンクに対して球状継手により自在接続され、
前記固定リンク及び前記球状継手の一方がスリットを、前記固定リンク及び前記球状継手の他方が前記スリットに挿入される突起を備えることにより、
前記第１の揺動リンク、前記第２の揺動リンク及び前記第３の揺動リンクの少なくとも一つが、その軸線周りの回転が規制される、複合リンク機構であって、
前記固定リンクを構成する支持体と、
前記支持体に厚さ方向へ貫通して形成され、前記球状継手を収容する収容空隙と、
前記収容空隙内に収容され、前記球状継手を受ける凹部を有するジョイント受けと、
前記収容空隙内において前記支持体に形成され、前記球状継手が前記収容空隙から抜けるのを阻止する抜け止め部と、
前記収容空隙内に収容され、前記球状継手を前記抜け止め部に必要な圧力で押し付ける押し付け部と、
前記支持体の厚さ方向に沿うとともに、前記収容空隙から外側に向けて形成されたキー溝と、前記ジョイント受けに形成され前記キー溝と嵌合するキーと、
を備えた複合リンク機構。
【請求項２】
前記ジョイント受けの前記凹部に前記スリットが形成され、前記球状継手に前記突起が形成され、前記キー溝と前記キーの嵌合により前記スリットと前記キー溝が繋がって前記球状継手の前記突起を支持する、請求項１に記載の複合リンク機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合リンク機構に関し、特に支持した機器、その他の物品を平行に移動できる支持装置に適用されるのが好適な複合リンク機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
支持した物品を所望する方向に移動させることのできる支持装置は普遍的な用途に適用される。この支持装置は、移動の方向を規制するための機構的な工夫がなされている。
例えば、特許文献１には、支持すべき機器の前後及び左右方向への作動範囲と回動範囲を三次元的に規制することができる支持装置が開示されている。また、特許文献２には、ロッカーの扉の内面に取付ける鏡が無用な方向へ変位し得ないようにできる鏡支持装置が開示されている。
【０００３】
ところで、物品を平行に維持したままでいくつかの方向に移動させたい場合がある。図８に示すように、机１００上に置かれたディスプレイ１０１を例にして説明する。ＰＣ（Personal Computer）を操作するオペレータＯＰは、自身に正対したディスプレイ１０１をそのまま前又は後に平行移動させたい場合がある。また、自身がある範囲で左又は右に移動したときには、ディスプレイ１０１を正対したままで左又は右に平行移動させたい場合がある。このように、当初の位置から正対を維持したままで前後、及び、左右の２つの向きに平行移動させる要求は、この例以外でも存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実公平６−２６７３７号公報
【特許文献２】特開平６−２４９２３２号公報
【特許文献３】特開平９−７３８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特定の方向だけに平行移動させるには、例えば特許文献３にも記載されているように、平行リンク機構を用いればよい。しかし、特許文献３の平行リンク機構による平行移動は、あくまで一つの方向、例えば前後方向に限られる。
本発明は、このような課題に基づいてなされたもので、前後に加えて左右というように、任意の向きに平行移動できるリンク機構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】
本発明者は、複数の平行リンク機構を組み合わせることに着目した。その結果、少なくとも三組の平行リンク機構を用い、それぞれの平行リンク機構が他の平行リンク機構の揺動リンクを共有するように配置することで、上記目的を達成できることを知見した。
すなわち本発明は、第１平行リンク機構、第２平行リンク機構及び第３平行リンク機構を備えることを前提とする。
本発明の複合リンク機構は、第１平行リンク機構と第２平行リンク機構が、各々に属する第１の揺動リンクを共有し、第１平行リンク機構と第３平行リンク機構が、各々に属する第２の揺動リンクを共有し、さらに、第２平行リンク機構と第３平行リンク機構が、各々に属する第２の揺動リンクを共有する。また、第１の揺動リンク、第２の揺動リンク及び第３の揺動リンクは、各々の固定リンクに対して球状継手により自在接続されている。
そして、本発明の複合リンク機構は、固定リンク及び球状継手の一方がスリットを、固定リンク及び球状継手の他方がスリットに挿入される突起を備えることにより、第１の揺動リンク、第２の揺動リンク及び第３の揺動リンクの少なくとも一つが、その軸線周りの回転が規制される。
さらに本発明の複合リンク機構は、固定リンクを構成する支持体と、支持体に厚さ方向へ貫通して形成され、球状継手を収容する収容空隙と、収容空隙内に収容され、球状継手を受ける凹部を有するジョイント受けと、収容空隙内において支持体に形成され、球状継手が収容空隙から抜けるのを阻止する抜け止め部と、収容空隙内に収容され、球状継手を抜け止め部に必要な圧力で押し付ける押し付け部と、を備える。
【０００７】
本発明の複合リンク機構は、支持体の厚さ方向に沿うとともに、収容空隙から外側に向けて形成されたキー溝と、ジョイント受けに形成されキー溝と嵌合するキーと、を備える。
【０００８】
本発明の複合リンク機構は、ジョイント受けの凹部にスリットが形成され、球状継手に突起が形成され、キー溝とキーの嵌合によりスリットとキー溝が繋がって球状継手の突起を支持する、ことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、前後、左右などの任意の向きに平行移動できるリンク機構が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態による支持装置を示す斜視図である。
【図２】本実施の形態による支持装置の構成部材を示す斜視図である。
【図３】基準状態にある支持装置を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の３ｂ−３ｂ矢視断面図である。
【図４】表示装置を前方に平行移動させた支持装置を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の４ｂ−４ｂ矢視断面図、（ｃ）は（ａ）の４ｃ部分の拡大斜視図である。
【図５】表示装置を右向きに平行移動させた支持装置を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の５ｂ−５ｂ矢視断面図である。
【図６】本実施形態における自在継手部分の拡大断面図であり、（ａ）は基準状態を示し、（ｂ）はディスプレイを前方に引き出した状態を示し、（ｃ）はディスプレイを右方に引き出した状態を示す図である。
【図７】三組の平行リンク機構を結合させた複合リンク機構にねじれが生じた様子を示す模式図である。
【図８】ディスプレイが平行移動する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面に示す支持装置１に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１，３に示すように、支持装置１は、下部支持体（第１支持体）２と、上部支持体（第２支持体）３と、下部支持体２と上部支持体３の間に配置される第１ロッド１０、第２ロッド２０及び第３ロッド３０と、を主たる構成要素として備えている。なお、支持装置１が図１の状態にあることを基準状態にある、ということにする。
支持装置１は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）のような薄型の表示装置５０を支持し、オペレータに正対している表示画面５１を、正対の状態を維持したままで、前後方向及び左右方向へ平行移動させることができる。なお、本実施形態では、支持装置１により表示装置５０を支持する例を説明するが、これはあくまで一例である。
【００１２】
下部支持体２は、表示装置５０が机上で使用される場合に、机上に設置されることで、表示装置５０の平行移動の基準をなす。なお、本実施形態において、支持装置１（表示装置５０）が机上に設置された状態を基準にして、上下方向、左右方向を特定する。下部支持体２は、第１ロッド１０、第２ロッド２０及び第３ロッド３０を各々の下端側で支持する。第１ロッド１０、第２ロッド２０及び第３ロッド３０は、詳しくは後述するように、各々が下部支持体２に対して自在接続される。したがって、第１ロッド１０〜第３ロッド３０は、下部支持体２に対して任意の向きに傾転できる。本実施形態では、下部支持体２を固定する矩形状の台座５５を備えている。この台座５５は表示装置５０を含めた支持装置１が安定して机上に置くためのものであり、本実施形態において任意の要素である。
下部支持体２に対応して設けられる上部支持体３は、第１ロッド１０、第２ロッド２０及び第３ロッド３０を各々の上端側で支持する。第１ロッド１０、第２ロッド２０及び第３ロッド３０は、詳しくは後述するように、各々が上部支持体３に対しても自在接続される。
【００１３】
［下部支持体２］
円盤状の形態を有する下部支持体２は、図２（ｂ）に示すように、表裏を貫通する収容空隙４が３箇所に形成されている（図６（ａ）も参照）。収容空隙４は、開口断面が円形に形成されており、各々の中心が正三角形の頂点に一致するように形成されている。収容空隙４には、後述するジョイント受け６が収容される。
下部支持体２は、各々の収容空隙４の上縁に沿って、それよりも径が絞られた縮径部４ｂを備えている。この縮径部４ｂは、後述する第１ロッド１０の下部ジョイントボール１２が収容空隙４から抜け出るのを阻止するために設けられている。なお、第２ロッド２０、第３ロッド３０についても同様であるが、以降も第１ロッド１０を例にして説明する。
また、下部支持体２は、各々の収容空隙４から径方向の外側に向けて２つのキー溝５を備えている。２つのキー溝５は、下部支持体２の径方向に沿って対称の位置に、かつ収容空隙４の高さ方向の全域に形成されている。キー溝５は、ジョイント受け６のキー９が挿入されることで、ジョイント受け６が軸線周りに回転するのを阻止する。また、キー溝５には下部ジョイントボール１２の捩れ規制突起１３が収容されるとともに、第１ロッド１０が傾くのに伴ってキー溝５の内部を捩れ規制突起１３が昇降する。
【００１４】
各々の収容空隙４内に収容されるジョイント受け６は、収容空隙４に併せて円柱状の外形を有している。なお、図２（ａ）を参照。
ジョイント受け６は、下部ジョイントボール１２を受ける凹部７を上部に備えている。凹部７の表面は、下部ジョイントボール１２の外形に併せて、球面をなしている。ジョイント受け６には、径方向に沿うスリット８が形成されている。スリット８は、ジョイント受け６の上端からキー９までの範囲に、下部支持体２の厚さ方向に沿って形成されている。キー９は、下部支持体２のキー溝５に挿入される。
ジョイント受け６が収容空隙４に収容されると、スリット８は下部支持体２の径方向に沿って配置される。スリット８には下部ジョイントボール１２の捩れ規制突起１３が収容されるとともに、第１ロッド１０が傾くのに伴ってスリット８の内部を捩れ規制突起１３が昇降する。
ジョイント受け６は、収容空隙４に下方からイモネジ（六角穴付き止めネジ）５２がねじ込まれることにより、収容空隙４に保持される。ジョイント受け６の凹部７に支持される下部ジョイントボール１２は、縮径部４ｂに干渉することで、収容空隙４から抜け出るのが阻止される。ジョイント受け６とイモネジ５２の間には皿ばね５３が介在しており、下部ジョイントボール１２は、縮径部４ｂに必要な圧力で押し付けられている。
【００１５】
［上部支持体３］
上部支持体３は、下部支持体２と同様の構成を備えているとともに、第１ロッド１０の上部ジョイントボール１４の支持の仕方も同様である。したがって、その説明を省略する。また、下部支持体２に形成される３つの収容空隙４の周方向の間隔と、上部支持体３に形成される３つの収容空隙４の周方向の間隔が一致するように、下部支持体２と上部支持体３が作製されている。
【００１６】
［第１ロッド１０〜第３ロッド３０］
次に、下部支持体２に下端が、また、上部支持体３に上端が支持される第１ロッド１０は、ロッド本体１１と、ロッド本体１１の下端（一端）に設けられる下部ジョイントボール１２と、ロッド本体１１の上端（他端）に設けられる上部ジョイントボール１４と、を備えている。下部ジョイントボール１２には２つの捩れ規制突起１３が、また、上部ジョイントボール１４には２つの捩れ規制突起１５が設けられている。上部ジョイントボール１４の外周面から径方向の外側に向けて突出する２つの円柱状の捩れ規制突起１３は、対称の位置に配置されている。捩れ規制突起１５も同様である。
【００１７】
第１ロッド１０は、下部ジョイントボール１２がジョイント受け６を介して下部支持体２に、また、上部ジョイントボール１４がジョイント受け６を介して上部支持体３に支持される。そのため、第１ロッド１０は、下端側が下部支持体２に対して自在接続され、上端側が上部支持体３に対して自在接続される。ただし、下部ジョイントボール１２の捩れ規制突起１３が、また、上部ジョイントボール１４の捩れ規制突起１５が、ジョイント受け６のスリット８に挿入されているので、第１ロッド１０はその軸線周りの回転（以下、捻じれということがある）が規制される。
なお、第１ロッド１０〜第３ロッド３０を下部支持体２、上部支持体３に自在接続する手段は、上記に限らず任意である。
【００１８】
第２ロッド２０及び第３ロッド３０は、各々、ロッド本体２１、ロッド本体３１を備えており、第１ロッド１０と同様に、下部ジョイントボール１２、捩れ規制突起１３、上部ジョイントボール１４、捩れ規制突起１５を備えている。また、下部支持体２、上部支持体３による支持構造も第１ロッド１０と同様であるので、その説明は省略する。
なお、第１ロッド１０、第２ロッド２０及び第３ロッド３０は、同じ寸法に作製されている。
【００１９】
［複合リンク機構４０］
さて、以上の支持装置１は、図１及び図３に示すように、下部支持体２、上部支持体３、第１ロッド１０、第２ロッド２０、第３ロッド３０により３つの平行リンク機構が組み合わされた複合リンク機構４０を構成する。この複合リンク機構４０は、前後方向及び左右方向という２つの方向に、上部支持体３に固定された表示装置５０を平行移動させることができる。以下、具体的に説明する。
【００２０】
複合リンク機構４０は、第１平行リンク機構４１と、第２平行リンク機構４２と、第３平行リンク機構４３と、を備えている。各平行リンク機構の要素は以下の通りである。
第１平行リンク機構４１
第１ロッド１０，第２ロッド２０，下部支持体２，上部支持体３
第２平行リンク機構４２
第１ロッド１０，第３ロッド３０，下部支持体２，上部支持体３
第３平行リンク機構４３
第２ロッド２０，第３ロッド３０，下部支持体２，上部支持体３
【００２１】
第１平行リンク機構４１において、第１ロッド１０と第２ロッド２０は長さが等しい。また、下部支持体２の隣接する収容空隙４の間隔と、上部支持体３の隣接する収容空隙４の間隔が等しいから、下部支持体２における第１ロッド１０と第２ロッド２０の間隔と、上部支持体３における第１ロッド１０と第２ロッド２０の間隔もまた等しい。したがって、第１ロッド１０、第２ロッド２０、下部支持体２及び上部支持体３により平行リンク機構が成立する。そして、第１平行リンク機構４１において、下部支持体２が固定リンクに該当し、第１ロッド１０及び第２ロッド２０が揺動リンクに該当するので、第１ロッド１０及び第２ロッド２０が揺動すると、上部支持体３は下部支持体２との平行状態を維持したままで移動できる。
以上の関係は、第２平行リンク機構４２及び第３平行リンク機構４３についても同様に当てはまる。
【００２２】
以上のように、複合リンク機構４０は、３つの平行リンク機構からなるが、各平行リンク機構は、他のクランク機構とリンクを以下のように共有している。
第１平行リンク機構４１，第２平行リンク機構４２：第１ロッド１０を共有
第１平行リンク機構４１，第３平行リンク機構４３：第２ロッド２０を共有
第２平行リンク機構４２，第３平行リンク機構４３：第３ロッド３０を共有
【００２３】
［作用・効果］
次に、支持装置１における複合リンク機構４０の作用・効果について説明する。
図１、図３に示す標準状態から、図４に示すように表示装置５０を前方に向けて移動させても、移動前後において、表示装置５０は平行移動するので正面を向いたままである。同様に、図５に示すように表示装置５０を右向きに移動させても、移動前後において、表示装置５０は平行移動するので正面を向いたままである。これは以下の作用による。
【００２４】
第１ロッド１０と第３ロッド３０は、各々、下部支持体２、上部支持体３に対して自在接続されているので、表示装置５０を前に引き出すと、図４に示すように、図１、図３の基準状態から前方に向けて傾く。なお、図６（ｂ）も参照。このとき、第１ロッド１０，第３ロッド３０，下部支持体２，上部支持体３は第２平行リンク機構４２を構成しており、上部支持体３は下部支持体２に対して平行移動する。また、第２ロッド２０と第３ロッド３０についても同様であり、第３平行リンク機構４３についても、上部支持体３は下部支持体２に対して平行移動する。したがって、上部支持体３に固定された表示装置５０もまた、当初の位置から平行移動する。
なお、図４の例のように、表示装置５０を基準状態から前方に真直ぐに引き出す場合には、第１ロッド１０と第２ロッド２０が前方に傾くだけなので、第１平行リンク機構４１は揺動運動する平行リンク機構としての機能を示さない。ただし、これは本実施形態の第１ロッド１０〜第３ロッド３０の配置に起因するものであり、本発明を限定する要素にはならない。
【００２５】
次に、第１ロッド１０と第２ロッド２０は、各々、下部支持体２、上部支持体３に対して自在接続されているので、表示装置５０を右側に引き出すと、図５に示すように、基準状態から右に向けて傾く。なお、図６（ｃ）も参照。このとき、第１ロッド１０，第２ロッド２０，下部支持体２，上部支持体３は第１平行リンク機構４１を構成しており、上部支持体３は下部支持体２に対して平行移動する。また、第１ロッド１０と第３ロッド３０、及び、第１ロッド１０と第３ロッド３０、についても同様であり、第２平行リンク機構４２、第３平行リンク機構４３についても、上部支持体３は下部支持体２に対して平行移動する。したがって、上部支持体３に固定された表示装置５０もまた、当初の位置から右向きに平行移動する。
以上のように、表示装置５０を基準状態から左右方向に引き出す場合には、第１平行リンク機構４１〜第３平行リンク機構４３の全てが平行リンク機構として機能する。
【００２６】
第１ロッド１０〜第３ロッド３０が、各々、下部支持体２、上部支持体３に対して自在接続されている。したがって、例えば、右斜め前方あるいは左斜め前方というように、図４と図５の中間の領域に表示装置５０を移動させる場合にも、表示装置５０を基準状態の向きのままで平行移動させることができる。この場合、第１平行リンク機構４１〜第３平行リンク機構４３の全てが機能する。
なお、ここでは基準状態から引き出す場合について説明したが、引き出した後に当初の位置に向けて戻しても、表示装置５０の向きが変わらずに平行移動できることはいうまでもない。
【００２７】
ここで、平行リンク機構が成立し表示装置５０が正面を向いたままで平行移動するためには、それぞれの相対するリンクが平行で長さが等しいことが条件となる。ところが、仮に第１ロッド１０〜第３ロッド３０が捩れてしまうと、この条件を維持することができない。
図７の破線が示すように３つの平行リンク機構が成立している複合リンク機構ＣＬが、実線に示すように、揺動リンクＡ〜揺動リンクＣが捩れたとする。例えば固定リンクＤとその対辺に位置するリンクＧについてみると、固定リンクＤの長さがＬ１なのに対して、固定リンクＤに対する正面から看たリンクＧの長さはＬ２（≠Ｌ１）となる。これは、固定リンクＥとリンクＨ、固定リンクＦとリンクＩについても同様である。このように揺動リンクＡ〜揺動リンクＣが捩れた複合リンク機構ＣＬは、平行リンク機構の成立条件が崩れるので、揺動リンクＡ〜揺動リンクＣが揺動運動することができないロック状態に陥る。
そこで、支持装置１は、下部ジョイントボール１２等に捩れ規制突起１３等を設けるとともに、ジョイント受け６に捩れ規制突起１３等が挿入されるスリット８を設けることで、第１ロッド１０〜第３ロッド３０の捩れを防いでいる。
支持装置１は、第１ロッド１０、第２ロッド２０及び第３ロッド３０の全てについてねじれ阻止機構を設けているが、いずれか一つのロッド（揺動リンク）にねじれ阻止を設ければ、平行リンク機構を維持できる。ただし、支持装置１のように３つのロッドの全てに設けると、表示装置５０を移動させる際に各ロッドのジョイント部に加わる負荷を均等に分担できるので、支持装置１の耐久性の点で好ましい。
また、支持装置１は、捩れ規制突起１３等とスリット８という簡易な構成で第１ロッド１０〜第３ロッド３０の捩れを防ぐことができるので、捩れ阻止のための別体の部材を作製して取り付けるのに比べて、製造コストを抑えることができる。
【００２８】
以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、この実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、以下説明する変更を許容する。
支持装置１は、３本のロッドを用いることで３つの平行リンク機構を組み合わせたが、３を超える数の平行リンク機構を組み合わせることを本発明は許容する。例えば、４本のロッドを平面視して正方形の頂点にして平行リンク機構が成立するように配置すれば、４つの平行リンク機構からなる複合リンク機構が構成され、本実施形態と同様の平行移動を実現できる。ただしこの中にも、３つの平行リンク機構が内在していることに他ならない。
支持装置１は、一組の複合リンク機構４０を利用した例を示しているが、上部支持体３の上に同様の複合リンク機構４０を積み重ねて複数の複合リンク機構として本発明を利用することもできる。もちろんこの場合も、含まれる各々の複合リンク機構は本発明に該当することはいうまでもない。
【００２９】
また、３つの収容空隙４の中心を正三角形の頂点に一致させることは、本発明にとって必須の要件ではなく、対辺同士が等しい、という平行リンク機構の成立条件を満足すれば足りる。例えば、第１ロッド１０と第２ロッド２０の間隔、第１ロッド１０と第３ロッド３０の間隔、第２ロッド２０と第３ロッド３０の間隔が異なっていてもよい。
収容空隙４のキー溝５、ジョイント受け６に形成されるスリット８の向きは任意であり、例えば下部支持体２、上部支持体３の接線方向に沿って形成されていてもよい。
【００３０】
支持装置１は、ジョイントボール側に突起を設け、ジョイント受け側にスリットを設けたが、これとは逆に、ジョイントボール側にスリットを設け、ジョイント受け側に突起を設けても、機構的には等価である。したがって、本発明はこの形態を採用して、第１ロッド１０〜第３ロッド３０の捩れを阻止できることは言うまでもない。
【００３１】
上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１      支持装置
２      下部支持体
３      上部支持体
４      収容空隙
４ｂ    縮径部
５      キー溝
６      ジョイント受け
７      凹部
８      スリット
９      キー
１０    第１ロッド
２０    第２ロッド
３０    第３ロッド
１１，２１，３１  ロッド本体
１２    下部ジョイントボール
１３，１５  捩れ規制突起
１４    上部ジョイントボール
４０    複合リンク機構
４１    第１平行リンク機構
４２    第２平行リンク機構
４３    第３平行リンク機構
５０    表示装置
５１    表示画面
５２    イモネジ
５３    皿ばね
５５    台座
Ａ，Ｂ，Ｃ  揺動リンク
Ｄ，Ｅ，Ｆ  固定リンク
Ｇ，Ｈ，Ｉ  リンク
ＣＬ    複合リンク機構
【図１】
0005985821.tif 000002
【図２】
0005985821.tif 000003
【図３】
0005985821.tif 000004
【図４】
0005985821.tif 000005
【図５】
0005985821.tif 000006
【図６】
0005985821.tif 000007
【図７】
0005985821.tif 000008
【図８】
0005985821.tif 000009