(57)【要約】【課題】直動伸縮機構の送り出し機構の耐久性向上を実現することにある。【解決手段】本実施形態に係る直動伸縮機構は、互いに前後端面において屈曲可能に連結される平板形状の複数の第１コマ５３と、互いに底部の前後端面において屈曲可能に連結される溝形状の複数の第２コマ５４と、第１、第２コマの先頭とを結合する結合コマ５５と、第１、第２コマを挟み込み且つ前後移動自在に支持するために複数のローラ５９，６０を装備する送り出し機構部２６とを具備する。第１、第２コマは、前方へ送り出されるときローラにより互いに接合され直線状に硬直して結合部とともに柱状のアーム部を構成し、後方へ引き戻されるときローラの後方で互いに分離され屈曲状態に復帰する。ローラは第１、第２コマと同材料で構成される。【選択図】    図５
2019132280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに前後端面において屈曲可能に連結される平板形状の複数の第１コマと、
互いに底部の前後端面において屈曲可能に連結される溝形状の複数の第２コマと、
前記第１コマの先頭と前記第２コマの先頭とを結合する結合部と、
前記第１、第２コマを挟み込み且つ前後移動自在に支持するために複数のローラを装備する送り出し機構部とを具備し、
前記第１、第２コマは、前方へ送り出されるとき前記ローラにより互いに接合され直線状に硬直して前記結合部とともに柱状のアーム部を構成し、後方へ引き戻されるとき前記ローラの後方で互いに分離され屈曲状態に復帰し、
前記ローラは前記第１、第２コマと同材料で構成されることを特徴とする直動伸縮機構。
【請求項２】
前記第１、第２コマは耐摩耗性の表面処理を施され、
前記ローラの表面には潤滑皮膜層が形成されてなることを特徴とする請求項１記載の直動伸縮機構。
【請求項３】
前記表面処理はハードアルマイト処理であることを特徴とする請求項２記載の直動伸縮機構。
【請求項４】
前記潤滑皮膜層はフッ素系乾燥皮膜潤滑剤で形成されることを特徴とする請求項２記載の直動伸縮機構。
【請求項５】
前記ローラと前記第１、第２コマとの両方又は一方は耐摩耗性の表面処理を施されてなることを特徴とする請求項１記載の直動伸縮機構。
【請求項６】
前記ローラは前記第１、第２コマに施される表面処理と異なる表面処理を施されることを特徴とする請求項５記載の直動伸縮機構。
【請求項７】
前記ローラは前記第１、第２コマに施される表面処理と同じ表面処理を施されることを特徴とする請求項５記載の直動伸縮機構。
【請求項８】
前記ローラと前記第１、第２コマとの両方又は一方の表面には潤滑皮膜層が形成されてなる特徴とする請求項１と５のいずれか一項記載の直動伸縮機構。
【請求項９】
前記ローラには前記第１、第２コマに形成される潤滑皮膜層と異なる種類の潤滑皮膜層が形成されることを特徴とする請求項８記載の直動伸縮機構。
【請求項１０】
前記ローラには前記第１、第２コマに形成される潤滑皮膜層と同じ種類の潤滑皮膜層が形成されることを特徴とする請求項８記載の直動伸縮機構。
【請求項１１】
互いに前後端面において屈曲可能に連結される平板形状の複数の第１コマと、
互いに底部の前後端面において屈曲可能に連結される溝形状の複数の第２コマと、
前記第１コマの先頭と前記第２コマの先頭とを結合する結合部と、
前記第１、第２コマを挟み込み且つ前後移動自在に支持するために複数のローラを装備する送り出し機構部とを具備し、
前記第１、第２コマは、前方へ送り出されるとき前記ローラにより互いに接合され直線状に硬直して前記結合部とともに柱状のアーム部を構成し、後方へ引き戻されるとき前記ローラの後方で互いに分離され屈曲状態に復帰し、
前記ローラは前記第１、第２コマと異なる材料で構成されることを特徴とする直動伸縮機構。
【請求項１２】
前記第１、第２コマは耐摩耗性の表面処理を施され、
前記ローラの表面には潤滑皮膜層が形成されてなることを特徴とする請求項１１記載の直動伸縮機構。
【請求項１３】
前記表面処理はハードアルマイト処理であることを特徴とする請求項１２記載の直動伸縮機構。
【請求項１４】
前記潤滑皮膜層はフッ素系乾燥皮膜潤滑剤で形成されることを特徴とする請求項１２記載の直動伸縮機構。
【請求項１５】
前記ローラと前記第１、第２コマとの両方又は一方は耐摩耗性の表面処理を施されてなることを特徴とする請求項１１記載の直動伸縮機構。
【請求項１６】
前記ローラは前記第１、第２コマに施される表面処理と異なる表面処理を施されることを特徴とする請求項１５記載の直動伸縮機構。
【請求項１７】
前記ローラは前記第１、第２コマに施される表面処理と同じ表面処理を施されることを特徴とする請求項１５記載の直動伸縮機構。
【請求項１８】
前記ローラと前記第１、第２コマとの両方又は一方の表面には潤滑皮膜層が形成されてなる特徴とする請求項１１と１５のいずれか一項記載の直動伸縮機構。
【請求項１９】
前記ローラには前記第１、第２コマに形成される潤滑皮膜層と異なる種類の潤滑皮膜層が形成されることを特徴とする請求項１８記載の直動伸縮機構。
【請求項２０】
前記ローラには前記第１、第２コマに形成される潤滑皮膜層と同じ種類の潤滑皮膜層が形成されることを特徴とする請求項１８記載の直動伸縮機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は直動伸縮機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より多関節ロボットアーム機構が産業用ロボットなど様々な分野で用いられている。発明者らはこのような多関節ロボットアーム機構に適用できる直動伸縮機構を開発した（特許文献１）。直動伸縮機構の多関節ロボットアーム機構への採用は肘関節部を不要とし、容易に特異点を解消することができるので非常に有益な構造である。
【０００３】
直動伸縮機構は、屈曲可能に連結された平板形状を有する金属製の複数のコマ（第１コマ）と、底板において屈曲可能に連結された溝形状を有する金属製の複数のコマ（第２コマ）とを有する。第１、第２コマは先端で結合されており、前方に送り出されるとき第１、第２コマは重ね合わされ、硬直状態が確保される。それにより一定の剛性を有する柱状のアーム部が構成される。後方に引き戻されるとき第１、第２コマは分離され、それぞれ屈曲可能な状態に復帰し、支柱の内部に収納される。送り出し機構は角筒形状のフレームの４面に複数のローラを装備してなり、第１、第２コマを４方向から挟み込みながら前後移動を実現するとともに、アーム部を上下左右に支持する。
【０００４】
アーム部の先端には手首部、さらにその手首部にはエンドエフェクタが装備され、そのエンドエフェクタにはワークが把持される。それらの重量を支えながら、安定して前後、さらに上下左右にワークを移送するためにはローラで非常に強固にアーム部を挟み込み、押さえ付ける必要があり、従ってローラの外周面（転動面）が磨耗しやすい。外周面が磨耗したローラではアーム部の直線的で平滑な伸縮動作が困難になるので、結果的に送り出し機構の耐久性が低下してしまう。
【０００５】
しかしローラを耐久性向上の観点だけで例えばスチールで構成すると、そのローラにより第１、第２コマが損傷し、やはり送り出し機構の耐久性が低下してしまう。ローラは第１、第２コマよりも安価であるため交換対象は第１、第２コマではなくローラであるべきである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第5435679号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
目的は、直動伸縮機構の送り出し機構の耐久性向上を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態に係る直動伸縮機構は、互いに前後端面において屈曲可能に連結される平板形状の複数の第１コマと、互いに底部の前後端面において屈曲可能に連結される溝形状の複数の第２コマと、第１、第２コマの先頭とを結合する結合コマと、第１、第２コマを挟み込み且つ前後移動自在に支持するために複数のローラを装備する送り出し機構部とを具備する。第１、第２コマは、前方へ送り出されるときローラにより互いに接合され直線状に硬直して結合部とともに柱状のアーム部を構成し、後方へ引き戻されるときローラの後方で互いに分離され屈曲状態に復帰する。ローラは第１、第２コマと同材料で構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態に係る直動伸縮関節を装備するロボットアーム機構の外観を示している。
【図２】図２は、図１のロボットアーム機構の構成を図記号表現により示す図である。
【図３】図３は、図１のロボットアーム機構の内部構造を示す側面図である。
【図４】図４は、図１のロボットアーム機構の構成を図記号表現により示す図である。
【図５】図５は、図３の第１コマの構造を示す図である。
【図６】図６は、図３の第２コマの構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら第１、第２、第３実施形態に係る直動伸縮機構を説明する。なお、各実施形態に係る直動伸縮機構は、単独の機構（関節）として使用することができる。以下の説明では、複数の関節部のうち一の関節部が各実施形態に係る直動伸縮機構で構成されたロボットアーム機構を例に説明する。ロボットアーム機構として、ここでは直動伸縮機構を備えた垂直多関節型のロボットアーム機構を説明するが、他のタイプのロボットアーム機構であってもよい。以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１１】
図１は第１実施形態に直動伸縮機構を装備するロボットアーム機構の外観を示している。図２は、図１のロボットアーム機構の側面図である。図３は、図１のロボットアーム機構の内部構造を示す側面図である。  
ロボットアーム機構は、基台１、旋回部（支柱部）２、起伏部４、アーム部５及び手首部６を備える。旋回部２、起伏部４、アーム部５及び手首部６は、基台１から順番に配設される。複数の関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６は基台１から順番に配設される。本実施形態に係る回転関節機構は、第４関節部Ｊ４のねじり関節で実現される。基台１には円筒体をなす旋回部２が典型的には鉛直に設置される。旋回部２は旋回回転関節部としての第１関節部Ｊ１を収容する。第１関節部Ｊ１はねじり回転軸ＲＡ１を備える。回転軸ＲＡ１は鉛直方向に平行である。旋回部２は下部フレーム２１と上部フレーム２２とを有する。下部フレーム２１の一端は第１関節部Ｊ１の固定部に接続される。下部フレーム２１の他端は基台１に接続される。下部フレーム２１は円筒形状のハウジング３１により覆われる。上部フレーム２２は第１関節部Ｊ１の回転部に接続され、回転軸ＲＡ１を中心に軸回転する。上部フレーム２２は円筒形状のハウジング３２により覆われる。第１関節部Ｊ１の回転に伴って下部フレーム２１に対して上部フレーム２２が回転し、それによりアーム部５は水平に旋回する。円筒体をなす旋回部２の内部中空には後述する直動伸縮機構としての第３関節部Ｊ３の第１、第２コマ列５１、５２が収納される。
【００１２】
旋回部２の上部には起伏回転関節部としての第２関節部Ｊ２を収容する起伏部４が設置される。第２関節部Ｊ２は曲げ回転関節である。第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２は回転軸ＲＡ１に垂直である。起伏部４は、第２関節部Ｊ２の固定部（支持部）としての一対のサイドフレーム２３を有する。一対のサイドフレーム２３は、上部フレーム２２に連結される。一対のサイドフレーム２３は、鞍形形状のカバー３３により覆われる。一対のサイドフレーム２３にモータハウジングを兼用する第２関節部Ｊ２の回転部としての円筒体２４が支持される。円筒体２４の周面には、送り出し機構２５が取り付けられる。送り出し機構２５のフレーム２６には、ドライブギア５６、ガイドローラ５７及びローラユニット５８が支持される。円筒体２４の軸回転に従って送り出し機構２５は回動し、送り出し機構２５に支持されたアーム部５が上下に起伏する。送り出し機構２５は円筒形状のカバー３４により覆われる。鞍形カバー３３と円筒カバー３４との間の間隙は断面Ｕ字形状のＵ字蛇腹カバー１４により覆われる。Ｕ字蛇腹カバー１４は、第２関節部Ｊ２の起伏動に追従して伸縮する。
【００１３】
第３関節部Ｊ３は直動伸縮機構により提供される。直動伸縮機構は発明者らが新規に開発した構造を備えており、可動範囲の観点でいわゆる従来の直動関節とは明確に区別される。第３関節部Ｊ３のアーム部５は屈曲自在であるが、中心軸（伸縮中心軸ＲＡ３）に沿ってアーム部５の根元の送り出し機構２５から前方に送り出されるときには屈曲が制限され、直線的剛性が確保される。アーム部５は後方に引き戻されるときには屈曲が回復される。アーム部５は第１コマ列５１と第２コマ列５２とを有する。第１コマ列５１は屈曲自在に連結された複数の第１コマ５３からなる。第１コマ５３は略平板形に構成される。第１コマ５３は端部箇所の蝶番部（ヒンジ部）で屈曲自在に連結される。第２コマ列５２は複数の第２コマ５４からなる。第２コマ５４は横断面コ字形の溝状体又はロ字形の筒状体に構成される。第２コマ５４は底板端部箇所のヒンジ部で屈曲自在に連結される。第２コマ列５２の屈曲は、第２コマ５４の側板の端面どうしが当接する位置で制限される。その位置では第２コマ列５２は直線的に配列する。第１コマ列５１の先頭の第１コマ５３と、第２コマ列５２の先頭の第２コマ５４とは結合コマ５５により接続される。例えば、結合コマ５５は第１コマ５３と第２コマ５４とを合成した形状を有している。
【００１４】
第１、第２コマ列５１，５２はローラユニット５８を通過する際に互いに押圧されて接合する。接合により第１、第２コマ列５１，５２は直線的剛性を発揮し、柱状のアーム部５を構成する。ローラユニット５８の後方にはドライブギア５６がガイドローラ５７とともに配置される。ドライブギア５６は図示しないモータユニットに接続される。モータユニットは、ドライブギア５６を回転させるための動力を発生する。第１コマ５３の内側の面、つまり第２コマ５４と接合する側の面の幅中央には連結方向に沿ってリニアギア５３９が形成されている。複数の第１コマ５３が直線状に整列されたときに隣合うリニアギア５３９は直線状につながって、長いリニアギアを構成する。ドライブギア５６はガイドローラ５７に押圧された第１コマ５３のリニアギア５３９に噛み合わされる。直線状につながったリニアギア５３９はドライブギア５６とともにラックアンドピニオン機構を構成する。ドライブギア５６が順回転するとき第１、第２コマ列５１，５２はローラユニット５８から前方に送り出される。ドライブギア５６が逆回転するとき第１、第２コマ列５１，５２はローラユニット５８の後方に引き戻される。引き戻された第１、第２コマ列５１，５２はローラユニット５８とドライブギア５６との間で互いに分離される。分離された第１、第２コマ列５１，５２はそれぞれ屈曲可能な状態に復帰する。屈曲可能な状態に復帰した第１、第２コマ列５１，５２は、ともに同じ方向（内側）に屈曲し、旋回部２の内部に鉛直に収納される。このとき、第１コマ列５１は第２コマ列５２に略平行にほぼ揃った状態で収納される。
【００１５】
アーム部５の先端には手首部６が取り付けられる。手首部６は第４〜第６関節部Ｊ４〜Ｊ６を装備する。第４〜第６関節部Ｊ４〜Ｊ６はそれぞれ直交３軸の回転軸ＲＡ４〜ＲＡ６を備える。第４関節部Ｊ４は伸縮中心軸ＲＡ３と略一致する第４回転軸ＲＡ４を中心としたねじり回転関節であり、この第４関節部Ｊ４の回転によりエンドエフェクタは揺動回転される。第５関節部Ｊ５は第４回転軸ＲＡ４に対して垂直に配置される第５回転軸ＲＡ５を中心とした曲げ回転関節であり、この第５関節部Ｊ５の回転によりエンドエフェクタは前後に傾動回転される。第６関節部Ｊ６は第４回転軸ＲＡ４と第５回転軸ＲＡ５とに対して垂直に配置される第６回転軸ＲＡ６を中心としたねじり回転関節であり、この第６関節部Ｊ６の回転によりエンドエフェクタは軸回転される。
【００１６】
エンドエフェクタ（手先効果器）は、手首部６の第６関節部Ｊ６の回転部下部に設けられたアダプタ７に取り付けられる。エンドエフェクタはロボットが作業対象（ワーク）に直接働きかける機能を持つ部分であり、例えば把持部、真空吸着部、ナット締め具、溶接ガン、スプレーガンなどのタスクに応じて様々なツールが存在する。エンドエフェクタは、第１、第２、第３関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３により任意位置に移動され、第４、第５、第６関節部Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６により任意姿勢に配置される。特に第３関節部Ｊ３のアーム部５の伸縮距離の長さは、基台１の近接位置から遠隔位置までの広範囲の対象にエンドエフェクタを到達させることを可能にする。第３関節部Ｊ３はそれを構成する直動伸縮機構により実現される直線的な伸縮動作とその伸縮距離の長さとが従前の直動関節と異なる特徴的な点である。
【００１７】
図４はロボットアーム機構の構成を図記号表現により示している。ロボットアーム機構において、根元３軸を構成する第１関節部Ｊ１と第２関節部Ｊ２と第３関節部Ｊ３とにより３つの位置自由度が実現される。また、手首３軸を構成する第４関節部Ｊ４と第５関節部Ｊ５と第６関節部Ｊ６とにより３つの姿勢自由度が実現される。図４に示すように、第１関節部Ｊ１の回転軸ＲＡ１は鉛直方向に設けられる。第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２は水平方向に設けられる。第２関節部Ｊ２は第１関節部Ｊ１に対して回転軸ＲＡ１と回転軸ＲＡ１に直交する軸との２方向に関してオフセットされる。第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２は、第１関節部Ｊ１の回転軸ＲＡ１には交差しない。第３関節部Ｊ３の移動軸ＲＡ３は回転軸ＲＡ２に対して垂直な向きに設けられる。第３関節部Ｊ２は第２関節部Ｊ２に対して回転軸ＲＡ１と回転軸ＲＡ１に直交する軸との２方向に関してオフセットされる。第３関節部Ｊ３の回転軸ＲＡ３は、第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２には交差しない。複数の関節部Ｊ１−Ｊ６の根元３軸のうちの一つの曲げ関節部を直動伸縮関節部Ｊ３に換装し、第１関節部Ｊ１に対して第２関節部Ｊ２を２方向にオフセットさせ、第２関節部Ｊ２に対して第３関節部Ｊ３を２方向にオフセットさせることにより、本実施形態に係るロボット装置のロボットアーム機構は、特異点姿勢を構造上解消している。
【００１８】
図５は、図３の送り出し機構２５の構造を示す図である。図６は、図５のローラの構造を示す斜視図である。送り出し機構２５はローラユニット５８を備える。ローラユニット５８は、第１、第２コマ列５１，５２とともに直動伸縮機構（第３関節部Ｊ３）の主要な構造体の一つである。ローラユニット５８は、複数の上下ローラ５９と複数の左右ローラ６０とを装備する。ローラ５９，６０は、円筒形状の転動体、軸受け（ベアリング）、シャフトからなる。
【００１９】
上下ローラ５９はその回転軸がアーム部５の移動軸ＲＡ３に直交し、且つ回転軸ＲＡ２に平行になるように一対の板状のフレーム５８に支持される。上下ローラ５９は例えば４個であり、そのうち２個が移動軸ＲＡ３の上側に、残りの２個が下側に配設される。上側、下側それぞれの２個のローラ５９は回転軸が互いに平行になるよう移動軸ＲＡ３に沿って所定距離を離間されて一列に配列される。上側の２個のローラ５９と、下側の２個のローラ５９は、接合された第１、第２コマ５３，５４の合計厚に等価な距離を隔てられる。ここでの、第１、第２コマ５３，５４の合計厚とは、アーム部５の最下面からアーム部５の最上面までの距離に略等価である。それにより上下ローラ５９は第１、第２コマ５３，５４を接合し、上下から強固に挟み込み且つ前後移動自在に支持することができる。
【００２０】
左右ローラ６０は、移動軸ＲＡ３と回転軸ＲＡ２とに直交する回転軸を有する。左右ローラ６０は例えば２個であり、そのうち１個が移動軸ＲＡ３の左側に、残りの１個が右側に配設される。左側のローラ６０と右側のローラ６０とは、第１、第２コマ５３，５４の幅に等価な距離を隔てられる。ここでの、第１、第２コマ５３，５４の幅とは、アーム部５の左側の最外面から右側の最外面までの距離に略等価である。それにより左右ローラ６０は、第１、第２コマ５３，５４を左右から強固に挟み込み且つ前後移動自在に支持する。
【００２１】
ローラ５９，６０は、アーム部５と、アーム部５の先端の手首部６と、さらに手首部６のアダプタ７に装備されたエンドエフェクタとを合わせた総重量を支えながら、平滑な前後移動を実現するために、アーム部５を上下左右から強固に挟み込む必要がある。アーム部５を上下左右から強固に挟みこんだ状態で、アーム部５は前後に移動するため、ローラ５９，６０の外周面（転動面）は磨耗しやすい。磨耗した状態のローラ５９，６０では、アーム部５の平滑な伸縮動作が阻害され、エンドエフェクタを目標位置に移動させる精度が低下してしまう。その一方でローラ５９，６０の耐久性を向上させるために、ローラ５９，６０の転動体を第１、第２コマ５３，５４よりも高硬度の材料で構成した場合、ローラ５９，６０の転動体が第１、第２コマ５３，５４の表面を破損させるおそれがある。第１、第２コマ５３，５４はローラ５９，６０よりも高価であり、且つメンテナンス工数が多い。従って第１、第２コマ５３，５４よりもローラ５９，６０を先に破損するように材料選定すべきである。
【００２２】
本実施形態は、１）ローラ５９，６０の耐久性の向上と２）第１、第２コマ５３，５４の耐久性の向上とを実現し、それらに加えて、３）ローラ５９，６０の第１、第２コマ５３，５４への攻撃性の抑制を同時に達成する観点で、ローラ５９，６０と第１、第２コマ５３，５４それぞれの材料が選定され、ローラ５９，６０と第１、第２コマ５３，５４それぞれの表面処理の有無が選択され、ローラ５９，６０と第１、第２コマ５３，５４それぞれの表面処理の種類が選定され、さらにローラ５９，６０と第１、第２コマ５３，５４それぞれの表面への潤滑皮膜層形成の有無が選択され、ローラ５９，６０と第１、第２コマ５３，５４それぞれの表面の潤滑皮膜層の種類が選択されるものである。
【００２３】
なお、ここでは「表面処理」とは、潤滑剤を表面に塗布し乾燥させて潤滑皮膜層を形成する処理を除いた、電気めっき、無電解めっき、窒化、溶射、陽極酸化、イオンプレーティング、ＣＶＤ、イオン注入、熱処理などの耐磨耗性向上のための高硬度表面処理をいう。陽極酸化は例えばアルミニウムであれば陽極で電解処理して酸化皮膜(アルミ酸化物)を表面に生成させる表面改質を伴う表面処理をいうものとする。
【００２４】
潤滑皮膜層形成処理は、二硫化モリブデン、グラファイト、フッ素樹脂（四フッ化エチレン等）、二硫化タングステン、金属酸化物などの固体潤滑剤の一種類または複数種類を各種の有機樹脂に分散させ塗料状にして乾燥させる処理であり、表面処理された対象の表面に形成する事が可能である。典型的にはフッ素系乾燥皮膜潤滑剤で形成される。フッ素系乾燥被膜潤滑剤としては、好適にはカントーカセイ株式会社製のハナールＨＡＮＡＲＬ（登録商標）が適用される。ハナールは、主成分として、揮発性の溶媒が８０〜９０（重量比）、フッ素系樹脂としてポリテトラトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が含有される。塗布し、乾燥することによりフッ素系乾燥被膜層が形成される。
【００２５】
ローラ５９，６０と第１、第２コマ５３，５４との両方又はいずれか一方に表面処理がなされ、さらにローラ５９，６０と第１、第２コマ５３，５４との両方又はいずれか一方の表面に潤滑皮膜層が形成される。すなわち、ローラ５９，６０に対する表面処理、潤滑皮膜層形成のバリエーションとしては、１）ローラ５９，６０に表面処理を施し、さらにその表面に潤滑皮膜層を形成し、２）ローラ５９，６０に表面処理を施し、その表面には潤滑皮膜層を形成せず、３）ローラ５９，６０に表面処理を施さず、表面に潤滑皮膜層を形成し、４）ローラ５９，６０に表面処理を施さず、潤滑皮膜層も形成しない。同様に、第１、第２コマ５３，５４に対する表面処理、潤滑皮膜層形成のバリエーションも、１）第１、第２コマ５３，５４に表面処理を施し、さらにその表面に潤滑皮膜層を形成し、２）第１、第２コマ５３，５４に表面処理を施し、その表面には潤滑皮膜層を形成せず、３）第１、第２コマ５３，５４には表面処理を施さず、表面に潤滑皮膜層を形成し、４）第１、第２コマ５３，５４には表面処理を施さず、潤滑皮膜層も形成しない。
【００２６】
ローラ５９，６０の特に転動体の材料は第１、第２コマ５３，５４の材料と同一であっても良いし、異なっていても良い。材料としては、金属、樹脂のいずれでも良い。樹脂であるとき、表面処理は施されず、潤滑皮膜層の形成の有無が検討される。金属材料としてアルミニウム、典型的にはアルミニウム合金であるが、チタニウム、チタニウム合金、マグネシウム合金、さらには耐荷重の程度等の使用状況に応じてはステンレス、スチールであってもよい。樹脂材料としては、アクロリニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂(ＡＢＳ樹脂)等の汎用エンジニアリングプラスチック、摩擦係数が低く、耐久性が高いポリ四フッ化エチレン等のフッ素系の樹脂等のスーパーエンジニアリングプラスチック、さらに自己潤滑性樹脂としてポリアセタール、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレンなどが採用される。自己潤滑性樹脂が選択されたとき表面処理は施されず、潤滑皮膜層も形成されない。
【００２７】
以下、好適な具体例を説明する。ローラ５９，６０の転動体は第１、第２コマ５３，５４と同一の金属で構成される。典型的には、第１、第２コマ５３，５４とローラ５９，６０の転動体とは硬度、重量、成形性の観点から例えばＡｌ-Ｃｕ系のアルミニウム合金製である。
【００２８】
第１、第２コマ５３，５４の表面（ローラ５９，６０に接する面）はハードアルマイト表面処理によりハードアルマイト層で覆われている。ローラ５９，６０の外周面（転動面）は乾燥皮膜潤滑剤の塗布及び乾燥により潤滑皮膜層６１で覆われている。この潤滑皮膜層６１は、好適にはカントーカセイ株式会社製のハナールＨＡＮＡＲＬ（登録商標）によるフッ素系潤滑皮膜である。
【００２９】
第１、第２コマ５３，５４を金属の中でも比較的比重の軽いアルミニウム合金で構成することで、第１、第２コマ５３，５４の接合による柱状体を軽量化できる。また、ローラ５９、６０の転動体の素材は第１、第２コマ５３，５４と同じアルミニウム合金製であるが、第１、第２コマ５３，５４の表面をハードアルマイト層で覆い、ローラ５９，６０の外周面を潤滑皮膜層６１で覆うこと、つまり第１、第２コマ５３，５４とローラ５９，６０とを同材料で製造しても、第１、第２コマ５３，５４の表面硬度をローラ５９，６０の表面硬度よりも高値にすることにより、ローラ５９，６０による第１、第２コマ５３，５４の表面への攻撃性を抑えて第１、第２コマ５３，５４の高い耐久性を確保する事ができる。さらにローラ５９，６０の外周面（転動面）を潤滑皮膜層６１で覆っているため、外周面を潤滑皮膜層６１で覆わない場合に比べて外周面の磨耗を効果的に抑制することができる。
【００３０】
つまり、本実施形態は、製造コストの高く、また交換作業に手間のかかる第１、第２コマ５３，５４よりも、ローラ５９，６０が先に破損するという構造設計を実現するとともに、ローラ５９，６０自体の高い耐久性も確保し、その上でアーム部５、つまり第１、第２コマ５３，５４の軽量化も実現するものである。それにより直動伸縮機構の送り出し機構の耐久性向上がアーム部５の軽量化とともに実現され得る。
【００３１】
なお、本実施形態では、上下ローラ５９の外周面と左右ローラ６０の外周面とを潤滑皮膜層６１で覆うとしたが、アーム部５の自重による負荷は主に上下ローラ５９にかかるため、上下ローラ５９だけを潤滑皮膜層６１で覆うようにするだけでも一定の効果を奏する。また、複数の上下ローラ５９のうち、全てのローラを潤滑皮膜層６１で覆うのではなく、アーム部５の自重による負荷が大きい、上側の最後尾のローラ５９と下側の先頭のローラ５９とだけを潤滑皮膜層６１で覆うようにするだけでも一定の効果を奏する。
【００３２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３３】
５…アーム部、２６…角筒フレーム、５３…第１コマ、５４…第２コマ、５９…上下ローラ、６０…左右ローラ、５５１，５５２，５５３，５５４…溝部。
【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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【図６】
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