(57)【要約】【課題】作動不良が発生せず、かつ小型化に適した関節構造を提供すること。【解決手段】関節構造１は、アーム１１，１２と、アーム１１，１２に隣接して配置されたカシメプレート１４と、アーム１１，１２およびカシメプレート１４を連結する軸部材１５と、を備えており、軸部材１５は、アーム１１，１２に形成された貫通孔１１ａ，１２ａに挿通され、アーム１１，１２を回転可能に支持する本体部１５１と、カシメプレート１４に形成された貫通孔１４ａに挿通され、カシメプレート１４を回転不能に支持する接合部１５３と、を有し、接合部１５３の先端１５３ｃに形成されたザグリ穴１５３ａの内径が拡径されていることにより、接合部１５３の外周面１５３ｂの少なくとも一部が、カシメプレート１４の貫通孔１４ａの内周面１４ｂに密着している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部材と、前記可動部材に隣接して配置された被固定部材と、前記可動部材および前記被固定部材を連結する軸部材と、を備える関節構造であって、
前記軸部材は、
前記可動部材に形成された貫通孔に挿通され、前記可動部材を回転可能に支持する本体部と、
前記被固定部材に形成された貫通孔に挿通され、前記被固定部材を回転不能に支持する接合部と、
を有し、
前記接合部の先端に形成されたザグリ穴の内径が拡径されていることにより、前記接合部の外周面の少なくとも一部が、前記被固定部材の貫通孔の内周面に密着していることを特徴とする関節構造。
【請求項２】
前記接合部の先端は、前記被固定部材の貫通孔の開口端と同じ高さか、あるいは前記被固定部材の貫通孔の開口端よりも内側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の関節構造。
【請求項３】
前記被固定部材の貫通孔は、前記可動部材の側に向かって縮径しているテーパ状に形成されており、
前記ザグリ穴の内径が拡径されていることにより、前記接合部の外周面の全面が、前記被固定部材の貫通孔の内周面に密着していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の関節構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、関節構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の関節構造として、例えば特許文献１には、複数のリンク部材の端部に連結ピンを挿通し、リンク部材の側面から突出した連結ピンの先端をハンマー等で叩いて拡径させることにより、連結ピンによってリンク部材を回転可能に支持した構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３２３８６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１で開示された関節構造は、リンク部材の側面から突出した連結ピンの先端を叩いて拡径させるため、当該連結ピンに対して軸方向の力が加わる。そのため、連結ピンに軸太りや座屈等の変形が発生しやすく、リンク部材に作動不良（回転不良）が発生する場合があった。また、特許文献１で開示された関節構造は、連結ピンの先端を拡径させた後も、当該連結ピンの先端がリンク部材の側面から突出しているため、小型化の障害となっていた。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、作動不良が発生せず、かつ小型化に適した関節構造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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る関節構造は、可動部材と、前記可動部材に隣接して配置された被固定部材と、前記可動部材および前記被固定部材を連結する軸部材と、を備える関節構造であって、前記軸部材は、前記可動部材に形成された貫通孔に挿通され、前記可動部材を回転可能に支持する本体部と、前記被固定部材に形成された貫通孔に挿通され、前記被固定部材を回転不能に支持する接合部と、を有し、前記接合部の先端に形成されたザグリ穴の内径が拡径されていることにより、前記接合部の外周面の少なくとも一部が、前記被固定部材の貫通孔の内周面に密着していることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る関節構造は、上記発明において、前記接合部の先端は、前記被固定部材の貫通孔の開口端と同じ高さか、あるいは前記被固定部材の貫通孔の開口端よりも内側に位置していることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る関節構造は、上記発明において、前記被固定部材の貫通孔は、前記可動部材の側に向かって縮径しているテーパ状に形成されており、前記ザグリ穴の内径が拡径されていることにより、前記接合部の外周面の全面が、前記被固定部材の貫通孔の内周面に密着していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、軸部材の接合部の先端に形成されたザグリ穴の内径が拡径されることにより、接合部が被固定部材の貫通孔に固定されている。そのため、カシメ加工時に軸部材の軸方向に力が加わっていない（もしくは軸方向の力が微小である）ため、軸部材に軸太りや座屈等の変形が発生せず、アームの良好な作動を確保することができる。また、本発明は、ザグリ穴の拡径により接合部が被固定部材の貫通孔に固定されているため、軸部材の先端が被固定部材の側面から突出することがなく、小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る関節構造の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る関節構造において、カシメ加工前の軸部材およびカシメプレートを示す拡大断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る関節構造において、カシメ加工後の軸部材およびカシメプレートを示す拡大断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る関節構造の変形例において、カシメ加工前の軸部材およびカシメプレートを示す拡大断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る関節構造の変形例において、カシメ加工後の軸部材およびカシメプレートを示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る関節構造の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、以下の実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものも含まれる。
【００１２】
まず、本発明の実施の形態に係る関節構造の構成について、図１を参照しながら説明する。関節構造１は、例えば複数のリンク部材の関節として用いられるものであり、図１に示すように、複数（本実施の形態では２つ）のアーム１１，１２と、固定プレート１３と、カシメプレート１４と、複数（本実施の形態では２つ）の軸部材１５と、を備えている。
【００１３】
アーム（可動部材）１１，１２は、棒状に形成されており、所定の間隔を空けて対向して配置されている。アーム１１，１２の端部には、それぞれ貫通孔１１ａ，１２ａが形成されており、当該貫通孔１１ａ，１２ａに軸部材１５の本体部１５１がそれぞれ挿通されている。これにより、アーム１１，１２は、固定プレート１３およびカシメプレート１４に対して、軸部材１５を中心に回転可能となっている。
【００１４】
固定プレート１３は、板状に形成されており、アーム１１，１２の一方側の側面に隣接して配置されている。固定プレート１３には、貫通孔１１ａ，１２ａと同径の貫通孔と、貫通孔１１ａ，１２ａよりも大径の貫通孔とが組み合わされた段付き孔１３ａが複数（本実施の形態では２つ）形成されており、当該段付き孔１３ａに軸部材１５のストッパ部１５２がそれぞれ配置されている。
【００１５】
カシメプレート（被固定部材）１４は、板状に形成されており、アーム１１，１２の他方側の側面に隣接して配置されている。カシメプレート１４には、貫通孔１１ａ，１２ａよりも小径の貫通孔１４ａが複数（本実施の形態では２つ）形成されており、当該貫通孔１４ａに軸部材１５の接合部１５３がそれぞれ挿通されている。なお、貫通孔１４ａは、内径が一定の円筒状に形成されている。
【００１６】
なお、アーム１１，１２の貫通孔１１ａ，１２ａ、固定プレート１３の段付き孔１３ａおよびカシメプレート１４の貫通孔１４ａは、それぞれ同軸かつ同心円上に形成されている。
【００１７】
軸部材（連結ピン）１５は、アーム１１，１２およびカシメプレート１４を連結するものである。軸部材１５は、全体として棒状に形成されており、本体部１５１と、ストッパ部１５２と、接合部１５３と、を備えている。本体部１５１は、円柱状に形成されている。また、本体部１５１は、アーム１１，１２の貫通孔１１ａ，１２ａに挿通されており、当該アーム１１，１２を回転可能に支持している。
【００１８】
ストッパ部１５２は、皿状に形成されており、本体部１５１の外径よりも大径に形成されている。また、ストッパ部１５２は、固定プレート１３の段付き孔１３ａに配置されており、当該段付き孔１３ａに係止されている。
【００１９】
接合部１５３は、円筒状に形成されており、本体部１５１の外径よりも小径に形成されている。また、接合部１５３は、カシメプレート１４の貫通孔１４ａに挿通されており、当該カシメプレート１４を回転不能に支持している。
【００２０】
接合部１５３の先端１５３ｃには、所定深さのザグリ穴１５３ａが形成されている。このザグリ穴１５３ａの断面形状は、後記するカシメ加工によって接合部１５３がカシメプレート１４の貫通孔１４ａに固定される前は、内径が一定の円筒状に形成されている（図２参照）。そして、後記するカシメ加工によってザグリ穴１５３ａの内径が拡径されることにより、ザグリ穴１５３ａの断面形状は、図１に示すようなテーパ状となる。
【００２１】
接合部１５３の外周面１５３ｂの少なくとも一部は、カシメプレート１４の貫通孔１４ａの内周面１４ｂに密着している。また、接合部１５３の先端１５３ｃは、カシメプレート１４の貫通孔１４ａの開口端と同じ高さに位置しており、貫通孔１４ａの開口端、言い換えると、カシメプレート１４の側面からは突出してない。
【００２２】
以下、関節構造１において、カシメプレート１４に対する軸部材１５の固定方法（関節構造１の製造方法）について、図２および図３を参照しながら説明する。図２は、カシメプレート１４に対して、アーム１１に挿通した軸部材１５を固定する前の状態を示している。同図に示すように、カシメプレート１４との固定前は、軸部材１５の接合部１５３のザグリ穴１５３ａは内径が一定の円筒状であり、接合部１５３の外周面１５３ｂと貫通孔１４ａの内周面１４ｂとの間に、所定のクリアランスが形成されている。
【００２３】
本実施の形態では、ラジアルカシメ機（図示省略）によって、軸部材１５の接合部１５３をカシメ加工することにより、ザグリ穴１５３ａの内径を拡径する。ラジアルカシメ機は、図２に示すようなポンチＰをロゼット状軸運動させながら軸等の部品に当て付け、塑性変形させる装置である。ラジアルカシメ機（図示省略）に装着されたポンチＰは、ロゼット状軸運動により図２の破線の範囲で揺動するように構成されており、ラジアルカシメ機の軸中心（ロゼット状軸運動の中心点）と、ザグリ穴１５３ａの中心とが一致するように位置決めされる。
【００２４】
この状態でポンチＰを揺動させながら、軸部材１５の軸方向へと降下させると、図３に示すように、ザグリ穴１５３ａの内周面がポンチＰの側面に押圧され、ザグリ穴１５３ａの内径が拡径されていく。その結果、同図に示すように、接合部１５３の外周面１５３ｂの一部が、カシメプレート１４の貫通孔１４ａの内周面１４ｂに密着し、軸部材１５がカシメプレート１４に固定される。なお、図２および図３では、アーム１１に挿通された軸部材１５をカシメ加工する例を示しているが、アーム１２に挿通された軸部材１５についても同様のカシメ加工を行う。これにより、２本の軸部材１５をカシメプレート１４に固定し、２本のアーム１１，１２を連結する。  
【００２５】
以上説明したような関節構造１は、接合部１５３の先端１５３ｃに形成されたザグリ穴１５３ａの内径が拡径されることにより、接合部１５３がカシメプレート１４の貫通孔１４ａに固定されている。そのため、カシメ加工時に軸部材１５の軸方向に力が加わっていない（もしくは軸方向の力が微小である）ため、軸部材１５に軸太りや座屈等の変形が発生せず、アーム１１，１２の良好な作動を確保することができる。
【００２６】
また、関節構造１は、ザグリ穴１５３ａの拡径により接合部１５３がカシメプレート１４の貫通孔１４ａに固定されているため、軸部材１５の先端１５３ｃがカシメプレート１４の側面から突出することがなく、小型化を実現することができる。例えば、特許文献１に開示された関節構造では、リンク部材の側面から突出する長さの連結ピンを用意し、その連結ピンの先端を叩いてつぶすことにより拡径させるため、リンク部材の側面から連結ピンが突出しないようにすることは困難である。一方、本実施の形態に係る関節構造１では、図２に示すように、カシメプレート１４の側面から突出しない長さの軸部材１５を用いるため、軸部材１５の先端１５３ｃがカシメプレート１４の側面から突出することがない。
【００２７】
（変形例）
前記した関節構造１では、カシメプレート１４の貫通孔１４ａが一定の内径で形成されていたが、図４に示したカシメプレート１４Ａの貫通孔１４Ａａのように、アーム１１（アーム１２）の側に向かって縮径しているテーパ状に形成されていてもよい。すなわち、貫通孔１４Ａａは、アーム１１の側の内径が、接合部１５３の先端１５３ｃの側の内径よりも小さく形成されている。
【００２８】
この場合、図４に示すように、カシメ加工の際にラジアルカシメ機のポンチＰを揺動させながら軸部材１５の軸方向へ降下させると、図５に示すように、ザグリ穴１５３ａの内周面がポンチＰの側面に押圧され、ザグリ穴１５３ａの内径が拡径されていく。その結果、同図に示すように、接合部１５３の外周面１５３ｂの全面が、カシメプレート１４Ａの貫通孔１４Ａａの内周面１４ｂに密着し、軸部材１５がカシメプレート１４Ａに固定される。このように、テーパ状の貫通孔１４Ａａが形成されたカシメプレート１４Ａを用いて関節構造１Ａを構成することにより、接合部１５３の外周面１５３ｂと、貫通孔１４Ａａの内周面１４ｂとの密着面積を大きくすることができるため、カシメプレート１４Ａに対する軸部材１５の固定強度が向上する。
【００２９】
以上、本発明に係る関節構造について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
【００３０】
例えば、前記した実施の形態に係る関節構造１，１Ａでは、接合部１５３の先端１５３ｃがカシメプレート１４，１４Ａの貫通孔１４ａ，１４Ａａの開口端と同じ高さに位置していたが、接合部１５３の先端１５３ｃがカシメプレート１４，１４Ａの貫通孔１４ａ，１４Ａａの開口端よりも内側に位置していてもよい。この場合も、軸部材１５の先端１５３ｃがカシメプレート１４，１４Ａの側面から突出しないため、従来よりも小型化を図ることができる。
【００３１】
また、前記した実施の形態では、アーム１１，１２、固定プレート１３、カシメプレート１４，１４Ａおよび軸部材１５を備える関節構造１，１Ａを本発明の一例として説明したが、本発明は、軸部材１５を固定する被固定部材と、軸部材１５によって回転可能に支持される可動部材とを備えるものであればよく、前記した関節構造１，１Ａの構成には限定されない。例えば、軸部材１５によって１本のアームのみを被固定部材に固定するような関節構造としてもよい。
【００３２】
また、関節構造１，１Ａは、大型の機構または小型の機構のいずれにも適用可能であるが、軸太りや座屈等の変形が生じやすい細径の軸部材１５を備える小型の機構に適用することにより、より大きな効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１，１Ａ  関節構造
１１，１２  アーム（可動部材）
１１ａ，１２ａ  貫通孔
１３  固定プレート
１３ａ  段付き孔
１４，１４Ａ  カシメプレート（被固定部材）
１４ａ，１４Ａａ  貫通孔
１４ｂ  内周面
１５  軸部材（連結ピン）
１５１  本体部
１５２  ストッパ部
１５３  接合部
１５３ａ  ザグリ穴
１５３ｂ  外周面
１５３ｃ  先端
Ｐ  ポンチ
【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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