(57)【要約】【課題】伸縮アームの良好な伸縮比と高剛性を同時に実現する。【解決手段】ロボット１０は、アームハウジング３０と、伸縮アーム６０と、を備える。伸縮アーム６０は、アームハウジング３０によって支持される。伸縮アーム６０は、アーム伸縮方向に並べて配置されて互いに連結された複数の伸縮部１を備える。伸縮部１のそれぞれは、天板６ａ，６ｂと、第１側板７ａ，７ｂと、を備える。天板６ａ，６ｂは、アーム伸縮方向の中央部で折畳み可能に構成される。第１側板７ａ，７ｂは、アーム伸縮方向の中央部で折畳み可能に構成される。第１側板７ａ，７ｂが折り畳まれるヒンジ軸の向きが、天板６ａ，６ｂが折り畳まれるヒンジ軸の向きと異なっている。【選択図】図１
2019150909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
前記基部によって支持される伸縮アームと、
を備え、
前記伸縮アームは、前記伸縮アームが伸縮する方向であるアーム伸縮方向に並べて配置されて互いに連結された複数の伸縮部を備え、
前記伸縮部のそれぞれは、
前記アーム伸縮方向の中央部で折畳み可能に構成された第１パネル部と、
前記アーム伸縮方向の中央部で折畳み可能に構成された第２パネル部と、
を備え、
前記第２パネル部が折り畳まれる折畳み軸の向きが、前記第１パネル部が折り畳まれる折畳み軸の向きと異なっていることを特徴とする伸縮アーム装置。
【請求項２】
請求項１に記載の伸縮アーム装置であって、
前記伸縮部のそれぞれは、
前記第１パネル部及び前記第２パネル部が展開された展開状態と、
前記第１パネル部及び前記第２パネル部が折り畳まれた折畳み状態と、
の間で変形可能であり、
前記基部には、前記複数の伸縮部のうち少なくとも一部が前記折畳み状態であるときに前記折畳み状態の前記伸縮部の少なくとも一部を収容可能な収容空間が形成されており、
前記基部には、前記伸縮部が前記展開状態となるように当該伸縮部の形状を規制する形状規制部が配置され、
前記伸縮アームを伸ばすときに、前記伸縮部が前記形状規制部を通過することを特徴とする伸縮アーム装置。
【請求項３】
請求項２に記載の伸縮アーム装置であって、
前記収容空間と前記形状規制部との間で前記伸縮部が通過する経路の途中において、前記基部には突張り解除部が配置され、
前記突張り解除部は、前記展開状態において前記アーム伸縮方向に突っ張っている前記第１パネル部及び前記第２パネル部のうち少なくとも何れかを押すことで、当該突張りを解除し、
前記伸縮アームを縮めるときに、前記伸縮部が前記突張り解除部を通過することを特徴とする伸縮アーム装置。
【請求項４】
請求項３に記載の伸縮アーム装置であって、
前記第１パネル部又は前記第２パネル部のうち少なくとも何れかに突起が設けられ、
前記突張り解除部は、通過する前記伸縮部の前記突起に接触することで、前記第１パネル部又は前記第２パネル部を押すことを特徴とする伸縮アーム装置。
【請求項５】
請求項４に記載の伸縮アーム装置であって、
前記突張り解除部は、前記展開状態において前記第１パネル部及び前記第２パネル部とがなす角部の近傍に配置されており、
前記突起は、前記第１パネル部又は前記第２パネル部において幅方向に突出させた部分に設けられていることを特徴とする伸縮アーム装置。
【請求項６】
請求項４に記載の伸縮アーム装置であって、
前記伸縮部は中空状であり、
前記突張り解除部は、前記伸縮部の内部から前記突起に接触することを特徴とする伸縮アーム装置。
【請求項７】
請求項２から６までの何れか一項に記載の伸縮アーム装置であって、
前記基部には、前記伸縮部に接触することで当該伸縮部を前記展開状態に近づけるように変形させる展開案内部が配置され、
前記伸縮アームを伸ばすときに、前記伸縮部は、前記展開案内部を通過してから前記形状規制部を通過することを特徴とする伸縮アーム装置。
【請求項８】
請求項１から７までの何れか一項に記載の伸縮アーム装置であって、
前記伸縮部のそれぞれは、前記アーム伸縮方向の中央部で折畳み可能に構成された第３パネル部を備え、
前記第３パネル部が折り畳まれる折畳み軸の向きが、前記第１パネル部が折り畳まれる折畳み軸の向きと異なっており、
前記伸縮部のそれぞれは、限界まで伸ばしたときに、一面が開放された中空の角筒状となり、
前記伸縮部の内部空間は、当該伸縮部と前記アーム伸縮方向で隣り合う伸縮部の内部空間と繋がっていることを特徴とする伸縮アーム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伸縮可能なアームを備える伸縮アーム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボット等が作業を行うために備えるアームが伸縮する構成は、従来から各種提案されている。特許文献１〜５は、この種の伸縮構造を開示する。
【０００３】
特許文献１の深堀り掘削機は、複数段のアームをテレスコピック状に組み立てた伸縮アームを備える構成となっている。
【０００４】
特許文献２のロボットが備える伸縮アームは、互いに連動して軸線方向に沿って進退するとともに軸線方向に垂直な方向に互いに積層された複数の移動体からなっている。
【０００５】
特許文献３のロボットアームは、支持体と、アーム部と、を備える。アーム部は主に、直動伸縮関節を構成するブロック体群と、この直動伸縮関節を駆動する駆動機構と、により構成される。ブロック体群は、ブロック体が一連に配列してなり、その一部分の配列が、ブロック体同士の固定によって硬直して直列となっている。硬直した部分のほとんどが、支持体の開口部から外部に向けて一軸方向に突出している。硬直していない部分は、支持体の内部に収納される。駆動機構は、或るブロック体に別のブロック体を一軸方向に配列させつつ固定させ、硬直したブロック体群を開口部から外部に向けて伸長させることができる。また、駆動機構は、外部に伸長させているブロック体群を支持体の内部に戻して当該ブロック体群から一つのブロック体を外すことによって硬直区間を短くすることができる。
【０００６】
特許文献４には、水平方向にアームが動作する水平多関節ロボットが開示されている。この水平多関節ロボットのアームは、互いに相対回動可能に連結される３個のアーム部を備えている。
【０００７】
特許文献５の搬送装置は、駆動源と、１対の駆動アームと、１対の受動アームと、各々のアームを連結する円弧部と、先端アームとから主に構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２７６６８０９号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３５３９７号公報
【特許文献３】特許第５３１７３６２号公報
【特許文献４】特開２０１５−０３６１８６号公報
【特許文献５】特許第３７６９８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１及び２のような構成では、伸縮アームを限界まで縮めた場合でも、その長さをアーム１段分又は移動体１つ分の長さより短くすることができず、伸縮比を向上させることが困難であった。
【００１０】
この点、特許文献３の構成では、ロボットアームを縮めた状態では、支持体から突出するアーム部の長さを特許文献１及び２よりも短くできると考えられる。しかしながら、特許文献３の構成では、硬直していない部分のブロック体を収容するスペースを支持体の内部に大きく確保しなければならず、ロボットを小型化することが難しかった。
【００１１】
特許文献４及び５は、部材を回動させることにより、アームをコンパクトに縮めることができると考えられる。しかし、特許文献４及び５では、短い板状の部材を重ねて連結してアームを構成しているため、例えばアームを限界まで伸ばした状態において、当該アームの剛性を高めることが難しかった。
【００１２】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、伸縮アームの良好な伸縮比と高剛性を同時に実現することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１３】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１４】
本発明の観点によれば、以下の構成の伸縮アーム装置が提供される。即ち、この伸縮アーム装置は、基部と、伸縮アームと、を備える。前記伸縮アームは、前記基部によって支持される。前記伸縮アームは、前記伸縮アームが伸縮する方向であるアーム伸縮方向に並べて配置されて互いに連結された複数の伸縮部を備える。前記伸縮部のそれぞれは、第１パネル部と、第２パネル部と、を備える。前記第１パネル部は、前記アーム伸縮方向の中央部で折畳み可能に構成される。前記第２パネル部は、前記アーム伸縮方向の中央部で折畳み可能に構成される。前記第２パネル部が折り畳まれる折畳み軸の向きが、前記第１パネル部が折り畳まれる折畳み軸の向きと異なっている。
【００１５】
これにより、少なくとも２面からなるパネル構造によって、伸ばした状態での剛性が良好な伸縮アームを実現することができる。一方、伸縮部単位でパネルを折り畳むことによりアーム伸縮方向で大幅に短くできるので、高い伸縮比を実現できる。
【００１６】
前記の伸縮アーム装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記伸縮部のそれぞれは、展開状態と、折畳み状態と、の間で変形可能である。前記展開状態では、前記第１パネル部及び前記第２パネル部が展開される。前記折畳み状態では、前記第１パネル部及び前記第２パネル部が折り畳まれる。前記基部には、前記複数の伸縮部のうち少なくとも一部が前記折畳み状態であるときに前記折畳み状態の前記伸縮部の少なくとも一部を収容可能な収容空間が形成されている。前記基部には、前記伸縮部が前記展開状態となるように当該伸縮部の形状を規制する形状規制部が配置される。前記伸縮アームを伸ばすときに、前記伸縮部が前記形状規制部を通過する。
【００１７】
これにより、伸縮部を展開状態に確実に変形させつつ、伸縮アームを伸ばすことができる。また、伸縮アームが伸びる途中であっても、基部より外側では、各伸縮部が展開状態になって伸縮アームの太さが一定となり、伸縮アームが通過する空間が小さくなる。このため、伸縮アームの周囲への物体への干渉を防止することができる。
【００１８】
前記の伸縮アーム装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記収容空間と前記形状規制部との間で前記伸縮部が通過する経路の途中において、前記基部には突張り解除部が配置される。前記突張り解除部は、前記展開状態において前記アーム伸縮方向に突っ張っている前記第１パネル部及び前記第２パネル部のうち少なくとも何れかを押すことで、当該突張りを解除する。前記伸縮アームを縮めるときに、前記伸縮部が前記突張り解除部を通過する。
【００１９】
これにより、伸縮アームを伸ばした状態では、それぞれの伸縮部で前記第１パネル部及び前記第２パネル部が突っ張ることで、アーム伸縮方向での圧縮力に対して高い剛性を実現することができる。一方、伸縮アームを縮める場合は、伸縮部を円滑に折り畳むことができる。
【００２０】
前記の伸縮アーム装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記第１パネル部又は前記第２パネル部のうち少なくとも何れかに突起が設けられる。前記突張り解除部は、通過する前記伸縮部の前記突起に接触することで、前記第１パネル部又は前記第２パネル部を押す。
【００２１】
これにより、伸縮部を折り畳むための簡素な構成を実現できる。
【００２２】
前記の伸縮アーム装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記突張り解除部は、前記展開状態において前記第１パネル部及び前記第２パネル部とがなす角部の近傍に配置されている。前記突起は、前記第１パネル部又は前記第２パネル部において幅方向に突出させた部分に設けられている。
【００２３】
これにより、突張り解除部を伸縮部の角部に配置することで、全体としてコンパクトな配置を実現することができる。
【００２４】
前記の伸縮アーム装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記伸縮部は中空状である。前記突張り解除部は、前記伸縮部の内部から前記突起に接触する。
【００２５】
これにより、全体としてコンパクトな配置を実現することができる。
【００２６】
前記の伸縮アーム装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記基部には、前記伸縮部に接触することで当該伸縮部を前記展開状態に近づけるように変形させる展開案内部が配置される。前記伸縮アームを伸ばすときに、前記伸縮部は、前記展開案内部を通過してから前記形状規制部を通過する。
【００２７】
これにより、伸縮アームを伸ばすときに、伸縮部は、形状規制部を通過する前に、展開状態又はそれに近い状態となる。従って、伸縮部が形状規制部を円滑に通過することができる。
【００２８】
前記の伸縮アーム装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記伸縮部のそれぞれは、前記アーム伸縮方向の中央部で折畳み可能に構成された第３パネル部を備える。前記第３パネル部が折り畳まれる折畳み軸の向きが、前記第１パネル部が折り畳まれる折畳み軸の向きと異なっている。前記伸縮部のそれぞれは、限界まで伸ばしたときに、一面が開放された中空の角筒状となる。前記伸縮部の内部空間は、当該伸縮部と前記アーム伸縮方向で隣り合う伸縮部の内部空間と繋がっている。
【００２９】
これにより、３面パネル構造によって、伸縮アームを伸ばした状態での剛性を更に高めることができる。また、伸縮部の内部に、ケーブル等の長尺物を容易に収容することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係るロボットの全体的な構成を示す斜視図。
【図２】伸縮アームが限界まで伸びた様子を示す斜視図。
【図３】伸縮アームの構成要素である伸縮部の展開状態を示す斜視図。
【図４】伸縮部が展開状態と折畳み状態の中間状態となっている様子を示す斜視図。
【図５】伸縮部の折畳み状態を示す斜視図。
【図６】アームハウジング及び周辺の構成を詳細に示す斜視図。
【図７】伸縮アームを縮めて引き込む動作の過程において、伸縮部の展開状態が強制的に解除される直前の様子を示す断面斜視図。
【図８】伸縮アームを伸ばして繰り出す動作の過程において、伸縮部が展開案内ローラに接触した状態を示す斜視図。
【図９】変形例のロボットを説明する断面斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るロボット（伸縮アーム装置）１０の全体的な構成を示す斜視図である。
【００３２】
図１に示すロボット１０は、ベース部２０と、アームハウジング（基部）３０と、伸縮アーム６０と、を備える。図示しないが、アームハウジング３０から突出している伸縮アーム６０の先端には、エンドエフェクタ（例えば、グリッパ）が装着される。このロボット１０の用途は様々に考えられるが、例えば、圃場において作物を収穫する作業のために用いることができる。
【００３３】
ベース部２０は、平板状の第１ベース部材２１と、略Ｕ字状の第２ベース部材２２と、を備える。
【００３４】
第１ベース部材２１は、板状に形成され、圃場等に設置される。第２ベース部材２２は、第１ベース部材２１の上に配置され、上下方向の軸線を中心として第１ベース部材２１に対して回転可能に構成されている。
【００３５】
第２ベース部材２２は、底板２３と、１対の支持アーム２４と、を備える。底板２３は、第１ベース部材２１に支持されている。それぞれの支持アーム２４は、底板２３の端部から上に延びるように設けられている。支持アーム２４の上部には、アームハウジング３０が、水平方向の軸線を中心として回転可能に支持されている。
【００３６】
図示しないが、ベース部２０は、第１回転駆動機構と、第２回転駆動機構と、を備える。第１回転駆動機構は、上下方向の軸を中心にして第１ベース部材２１に対して第２ベース部材２２を回転させることができる。第２回転駆動機構は、水平方向の軸を中心にして第２ベース部材２２に対してアームハウジング３０を回転させることができる。それぞれの回転駆動機構は、例えば、電動モータからなる公知の構成とすることができる。これにより、ベース部２０に支持されるアームハウジング３０の方位及び仰角を変更することができる。
【００３７】
アームハウジング３０は、伸縮アーム６０を支持する。アームハウジング３０は中空状に形成される。アームハウジング３０には、伸縮アーム６０が出たり入ったりすることが可能な開放部３０ａが形成される。また、アームハウジング３０の内部には、後述のように伸縮アーム６０の折り畳まれた部分の少なくとも一部を収容可能な収容空間が形成されている。
【００３８】
アームハウジング３０は駆動機構３５を備えている。この駆動機構３５が動作することにより、伸縮アーム６０を伸ばすとともに開放部３０ａから直線状に繰り出したり、縮めるとともに開放部３０ａから引き込んだりすることができる。なお、駆動機構３５の詳細な構成は後述する。
【００３９】
以下の説明では、伸縮アーム６０を伸縮させる方向を、アーム伸縮方向と呼ぶことがある。伸縮アーム６０をアームハウジング３０の開放部３０ａから繰り出したり引き込んだりする方向は、アーム伸縮方向と一致している。
【００４０】
伸縮アーム６０のうち、長手方向一側（具体的には、アームハウジング３０から突出する側）の端部には、前記エンドエフェクタが装着される。伸縮アーム６０においてエンドエフェクタと反対側の端部は、アームハウジング３０に固定される。
【００４１】
アームハウジング３０は、上記のとおりベース部２０に支持されているため、その方位及び仰角の両方が変更可能である。アームハウジング３０の方位及び仰角の変更により、伸縮アーム６０の方向、又はアーム伸縮方向を、方位方向及び俯仰方向の両方で変更することができる。
【００４２】
次に、伸縮アーム６０を構成する伸縮部１の詳細な構成を説明する。図２は、伸縮アーム６０が限界まで伸びた様子を示す斜視図である。図３は、伸縮アーム６０の構成要素である伸縮部１の展開状態を示す斜視図である。図４は、伸縮部１が展開状態と折畳み状態の中間状態となっている様子を示す斜視図である。図５は、伸縮部１の折畳み状態を示す斜視図である。
【００４３】
図２等に示すように、伸縮アーム６０は、実質的に同一の構成である繰返し要素としての伸縮部１を、アーム伸縮方向に並べて複数連結した構成となっている。それぞれの伸縮部１は、独立して伸縮可能に構成されている。伸縮アーム６０の伸縮は、それぞれの伸縮部１の伸縮によって実現される。
【００４４】
なお、図２では、アームハウジング３０の内部の様子等を分かり易く示すために、ベース部２０、アームハウジング３０及び伸縮アーム６０が鎖線で透視的に描かれている。他の図においても、同様の理由で、アームハウジング３０等を鎖線で示す場合がある。
【００４５】
この伸縮部１は、山折りと谷折りを交互に繰り返す蛇腹構造において、１つの繰返し単位を取り出したものに相当する。それぞれの伸縮部１は、伸縮アーム６０をアーム伸縮方向で複数に分割するように直線状に並べて配置された節部材５の間に配置されている。
【００４６】
複数の節部材５は、何れも同一の構成となっている。それぞれの節部材５は、隣り合う伸縮部１と伸縮部１とを連結する部分に配置される。アーム伸縮方向で見たとき、節部材５は図３の鎖線で示すように、横長の矩形の４つの辺のうち下側の１つの辺を取り除いたような中空状となっている。
【００４７】
図３から図５までは、１つの伸縮部１に相当する部分を単独で示した図となっている。また、図３から図５までにおいては、伸縮部１の内部の構成を分かり易く示すために、エンドエフェクタに近い側（言い換えれば、図面において手前側）に位置する節部材５、後述の天板６ｂ、第１側板７ｂ及び第２側板８ｂ等を鎖線で透視的に示している。
【００４８】
節部材５において、前述のように１つの辺が取り除かれた残りの３つの辺のそれぞれに対応する位置には、伸縮部１が備える複数のヒンジ軸２が取り付けられる。ヒンジ軸２は、１つの辺につき２つずつ、計６つ配置されている。ただし、図３から図５までにおいては、それぞれの節部材５において、図示されていない隣の伸縮部１に関連するヒンジ軸２が省略されている。
【００４９】
節部材５の３つの辺のそれぞれにおいて、ヒンジ軸２は、当該辺と平行となるように配置される。また、ヒンジ軸２は何れも、アーム伸縮方向に対して垂直に向けられている。それぞれのヒンジ軸２を介して、後述の天板６ａ，６ｂ、第１側板７ａ，７ｂ及び第２側板８ａ，８ｂが、節部材５に回転可能に支持される。
【００５０】
伸縮部１は、節部材５と、その隣にある節部材５と、の間に配置された３対（６枚）の板状部材を備える。３対の板状部材は、１対の天板６ａ，６ｂと、１対の第１側板７ａ，７ｂと、１対の第２側板８ａ，８ｂと、を意味する。それぞれの対の板状部材は、アーム伸縮方向で並んで配置され、伸縮部１が備える後述の中間ヒンジ軸３により互いに結合される。
【００５１】
６枚の板状部材は、容易に変形しない材料（例えば、金属）により形成されている。６枚の板状部材の厚みは、何れも実質的に同一となっている。
【００５２】
対をなして配置される天板６ａ，６ｂのうち一方の天板６ａは、伸縮部１の一端に位置する節部材５に対して、水平に向けられたヒンジ軸２からなるヒンジ構造を介して相対回転可能に支持される。他方の天板６ｂは、伸縮部１の他端に位置する節部材５に対して、水平に向けられたヒンジ軸２からなるヒンジ構造を介して相対回転可能に支持される。また、対をなして配置される天板６ａ，６ｂ同士は、水平に向けられた中間ヒンジ軸（折畳み軸）３からなるヒンジ構造を介して相対回転可能に接続される。２つのヒンジ軸２及び１つの中間ヒンジ軸３は、互いに平行に配置されている。一側のヒンジ軸２から中間ヒンジ軸３までの距離は、他側のヒンジ軸２から中間ヒンジ軸３までの距離とほぼ等しくなっている。これにより、天板６ａ，６ｂを、水平に向けられた中間ヒンジ軸３を境として折り畳むことができる。
【００５３】
第１側板７ａ，７ｂの対、及び第２側板８ａ，８ｂの対についても、天板６ａ，６ｂの対と実質的に同様に、垂直に向けられた２つのヒンジ軸２及び１つの中間ヒンジ軸３からなる３つのヒンジ構造が設けられている。これにより、第１側板７ａ，７ｂ及び第２側板８ａ，８ｂについても、垂直に向けられた中間ヒンジ軸（折畳み軸）３を境として折り畳むことができる。
【００５４】
対で配置される板状部材の組は、中間ヒンジ軸３の部分で半分に折り畳むように変形可能なパネル部であるということができる。本実施形態において、１対の天板６ａ，６ｂの組が第１パネル部に相当し、１対の第１側板７ａ，７ｂの組が第２パネル部に相当し、１対の第２側板８ａ，８ｂの組が第３パネル部に相当する。
【００５５】
伸縮部１は、板状部材が回転することにより、展開状態と、折畳み状態と、の間で変形することができる。展開状態は、図３に示すように、天板６ａ，６ｂ同士、第１側板７ａ，７ｂ同士及び第２側板８ａ，８ｂ同士が、何れも真っすぐ接続されている状態である。折畳み状態は、図５に示すように、天板６ａ，６ｂ同士、第１側板７ａ，７ｂ同士及び第２側板８ａ，８ｂ同士が、何れも山折り状に接続されている状態である。図４は、展開状態と折畳み状態との間で変化する中間の状態を示している。
【００５６】
展開状態では、図３に示すように、天板６ａ，６ｂ、第１側板７ａ，７ｂ及び第２側板８ａ，８ｂが、何れもアーム伸縮方向と平行となっている。折畳み状態では、図５に示すように、天板６ａ，６ｂ、第１側板７ａ，７ｂ及び第２側板８ａ，８ｂが、何れもアーム伸縮方向に対してほぼ垂直になっている。
【００５７】
第１側板７ａ，７ｂの中間ヒンジ軸３の向きは、天板６ａ，６ｂの中間ヒンジ軸３の向きと異なっている。同様に、第２側板８ａ，８ｂの中間ヒンジ軸３の向きは、天板６ａ，６ｂの中間ヒンジ軸３の向きと異なっている。また、展開状態において、天板６ａ，６ｂは、第１側板７ａ，７ｂ及び第２側板８ａ，８ｂとそれぞれ接触する。これにより、伸縮部１を展開状態にしたときに、互いに角をなして接する３面パネル構造が図３のように形成されるので、伸縮部１の剛性を効果的に高めることができ、また、ゴミ等の異物の侵入を抑制することができる。
【００５８】
更に言えば、１対の第１側板７ａ，７ｂを結合する中間ヒンジ軸３の向きと、１対の天板６ａ，６ｂを結合する中間ヒンジ軸３の向きとは、互いにほぼ垂直である。また、１対の第２側板８ａ，８ｂを結合する中間ヒンジ軸３の向きと、１対の天板６ａ，６ｂを結合する中間ヒンジ軸３の向きとは、互いにほぼ垂直である。天板６ａ，６ｂのヒンジ構造は、ヒンジ軸２又は中間ヒンジ軸３に平行な向きで（具体的には、図４の左右方向で）部材同士が相対移動しないように拘束している。また、第１側板７ａ，７ｂ及び第２側板８ａ，８ｂの各ヒンジ構造は、ヒンジ軸２又は中間ヒンジ軸３に平行な向きで（具体的には、図４の上下方向で）部材同士が相対移動しないように拘束している。
【００５９】
この結果、伸縮部１が展開状態と折畳み状態との間で変形するのに伴って、節部材５は、図３から図５までに示すように、隣の節部材５に対して直線状の軌跡を描いて相対移動する。これにより、伸縮アーム６０の伸縮を実現することができる。また、ヒンジ構造による互いに異なる向きでの拘束の組合せにより、曲げ方向の外力に対する剛性を確保することができる。
【００６０】
図３に示す展開状態は、当該伸縮部１をほぼ限界まで伸ばした状態に相当する。この展開状態において、第１側板７ａ，７ｂ及び第２側板８ａ，８ｂは、天板６ａ，６ｂに対して直角をなして接する。この結果、１つの伸縮部１は全体として、一面が開放された中空の４角筒状となっている。
【００６１】
節部材５は逆Ｕ字状に形成され、その内部を通じて、互いに隣り合う伸縮部１の内部空間同士が繋がっている。従って、伸縮アーム６０は、その長手方向全体にわたって中空状となるので、その内部に、先端のエンドエフェクタに繋げるケーブル等の長尺部材を収容することができる。また、節部材５は、その開放側が伸縮部１の開放側と一致するように、向きを合わせて伸縮部１に取り付けられている。従って、伸縮アーム６０の長さ全体にわたって内部空間が開放されるので、上記の長尺部材を伸縮アーム６０の内部に出し入れする作業が容易である。
【００６２】
伸縮部１の展開状態において、対をなす天板６ａ，６ｂの外側の面は、互いに共通の平面をなすように配置される。これは、第１側板７ａ，７ｂ及び第２側板８ａ，８ｂにおいても同様である。これにより、伸縮部１の外側の面に段差等が生じないので、後述の駆動ローラ３７及び案内ローラ４１等によって伸縮部１を円滑に案内することができる。
【００６３】
図３に示す展開状態においては、天板６ａ，６ｂの中間ヒンジ軸３は、直線状に接続される天板６ａ，６ｂの内面と同一面内にあるか、又は当該内面よりも伸縮部１の内側に位置している。第１側板７ａ，７ｂの中間ヒンジ軸３（第２側板８ａ，８ｂの中間ヒンジ軸３）も同様に、直線状に接続される第１側板７ａ，７ｂ（第２側板８ａ，８ｂ）の内面と同一面内にあるか、又は当該内面よりも伸縮部１の内側に位置している。
【００６４】
また、天板６ａ，６ｂには、天板６ａ，６ｂ同士が直線状に接続されている図３の状態から伸縮部１の内側に回転するのを防止するための規制部９が、中間ヒンジ軸３の近傍に設けられている。なお、第１側板７ａ，７ｂ及び第２側板８ａ，８ｂにも、同様の目的で規制部９が設けられている。
【００６５】
これにより、展開状態の伸縮部１に対してアーム伸縮方向で圧縮する力が加わっても、天板６ａ，６ｂ、第１側板７ａ，７ｂ及び第２側板８ａ，８ｂは突っ張った状態で規制部９により変形が規制され、展開状態を保つことができる。また、図３に示す展開状態は伸縮部１がほぼ限界まで伸びた状態であるので、アーム伸縮方向で引っ張る力が加わったときに変形しようとする力は後述する磁石の吸着力を超えず、変形することはない。このようにして、伸縮方向の外力に対する剛性を確保することができる。
【００６６】
図５に示す折畳み状態では、伸縮部１の長さは、図３の展開状態よりも大幅に短くなる。特に、天板６ａ，６ｂ、第１側板７ａ，７ｂ及び第２側板８ａ，８ｂは何れも板状に形成されるとともに、本実施形態では、展開状態から折畳み状態に変形する過程で、これらの板状部材をほぼ９０°回転させている。これにより、伸縮部１の長さを、理論的には板状部材の厚みのほぼ２枚分の短さまで縮めることができる。このように、それぞれの伸縮部１をコンパクトに縮めることができるので、伸縮アーム６０について大きな伸縮比を実現することができる。
【００６７】
図４等を参照して、天板６ａ，６ｂの規制部９について説明する。この規制部９は、一側の天板６ａに形成される凸部９ａと、他側の天板６ｂに形成される凹部９ｂと、により構成される。凸部９ａは、天板６ａが支持されている節部材５から離れる向きで、天板６ａの外側の面に沿って矩形状に突出している。凸部９ａは天板６ａの厚みより小さい厚みを有しており、例えば、天板６ａの半分の厚みとすることができる。凹部９ｂは、天板６ｂにおいて外側の面に、凸部９ａの厚みと等しい深さで形成されている。凹部９ｂの形状は凸部９ａの形状に実質的に対応しており、凹部９ｂの内部に凸部９ａを収容することができる。
【００６８】
この構成で、伸縮部１が展開状態となると、図３に示す天板６ａの凸部９ａが、天板６ｂの凹部９ｂの内壁に接触する。これにより、２つの天板６ａ，６ｂが伸縮部１の内側へ回転するのを防止することができる。また、展開状態では凸部９ａの全部が凹部９ｂに入った状態となり、凸部９ａの厚みと凹部９ｂの深さが等しいので、天板６ａ，６ｂの外側の面を平坦にすることができる。
【００６９】
凸部９ａ及び凹部９ｂのそれぞれには、図４及び図５に示すように磁石（展開保持部材）１５が設けられている。２つの磁石１５は、展開状態において凸部９ａと凹部９ｂが向かい合う面に配置され、上記の展開状態となったときに、互いに吸着する方向の磁力を発生する向きで設置されている。これにより、天板６ａ，６ｂの展開状態を確実に維持することができる。言い換えれば、展開状態の伸縮部１において振動等により後述の支点越えが不意に行われて伸縮部１が縮んでしまうことを防止することができる。なお、２つの磁石１５のうち一方を、強磁性体（例えば、鉄等）からなる部材に変更しても良い。
【００７０】
第１側板７ａ，７ｂ及び第２側板８ａ，８ｂにも、天板６ａ，６ｂと同様に、凸部９ａと凹部９ｂとからなる規制部９が設けられている。第１側板７ａ，７ｂ及び第２側板８ａ，８ｂの規制部９は、天板６ａ，６ｂの場合と実質的に同一の構成となっているので、説明を省略する。これにより、展開状態において第１側板７ａ，７ｂ及び第２側板８ａ，８ｂの外側の面を図３のように平坦にすることができるので、後述の駆動ローラ３７によって伸縮部１の側面を安定して摩擦駆動することができる。
【００７１】
本実施形態において第１側板７ａ，７ｂ及び第２側板８ａ，８ｂの規制部９には磁石は取り付けられていないが、天板６ａ，６ｂと同様に磁石が取り付けられても良い。
【００７２】
図３等に示すように、天板６ａ，６ｂ同士を連結する中間ヒンジ軸３の近傍において、一方の天板６ａには接触突起１６が形成されている。この接触突起１６は、天板６ａの幅方向両側に対で配置されている。接触突起１６が形成されている部分において、天板６ａは、幅方向両側に少し突出している。
【００７３】
それぞれの接触突起１６は、伸縮部１が展開状態から折畳み状態に変形する過程で天板６ａ，６ｂの中間ヒンジ軸３が移動する向きと反対の向き（具体的には、下）に突出するように形成されている。この接触突起１６は、伸縮部１の展開状態を強制的に解除するための後述の押圧板４６に対して接触可能に構成されている。
【００７４】
第１側板７ａ，７ｂ同士を連結する中間ヒンジ軸３の近傍において、一方の第１側板７ａには接触突起１７が形成されている。この接触突起１７は、第１側板７ａの下部に配置されている。接触突起１７は、伸縮部１が展開状態から折畳み状態に変形する過程で第１側板７ａ，７ｂの中間ヒンジ軸３が移動する向きと反対の向き（具体的には、幅方向内側）に突出するように形成されている。この接触突起１７は、伸縮部１の展開状態を強制的に解除するための後述の押圧ローラ４７に対して接触可能に構成されている。
【００７５】
第１側板７ａ，７ｂと同様に、第２側板８ａ，８ｂ同士を連結する中間ヒンジ軸３の近傍において、一方の第２側板８ａには、後述の押圧ローラ４８に対して接触可能な接触突起１８が形成されている。第２側板８ａの接触突起１８は、第１側板７ａの接触突起１７と実質的に同一の構成となっているので、説明を省略する。
【００７６】
次に、図１及び図６等を参照して、伸縮アーム６０を支持するアームハウジング３０を詳細に説明する。図６は、アームハウジング３０及び周辺の構成を詳細に示す斜視図である。
【００７７】
図１及び図６等に示すように、アームハウジング３０は、第１板３１と、第２板３２と、連結部材３３と、を備える。
【００７８】
第１板３１及び第２板３２は、適宜の間隔をあけて平行に配置される。第２板３２は、第１板３１よりも上方に配置されている。第１板３１及び第２板３２は、連結部材３３により互いに連結されている。
【００７９】
第１板３１と第２板３２との間の隙間（言い換えれば、アームハウジング３０の内部空間）には、伸縮アーム６０を構成する伸縮部１が通過可能な経路が形成されている。この経路は、前記開放部３０ａを通じて外部と繋がっている。連結部材３３は、アーム伸縮方向で、前述の開放部３０ａとは反対側の端部に配置されている。この連結部材３３には、伸縮アーム６０においてエンドエフェクタと反対側の端部が固定される。
【００８０】
アームハウジング３０の内部空間には、伸縮アーム６０の少なくとも一部が配置されている。アームハウジング３０には駆動機構３５が設けられており、この駆動機構３５により、伸縮部１を内部空間から繰り出したり、内部空間に引き込んだりすることができる。
【００８１】
上記の内部空間は、アームハウジング３０に引き込んだ伸縮部１を折畳み状態としたときに、当該伸縮部１が有する第１側板７ａ，７ｂ及び第２側板８ａ，８ｂを収容することができる。即ち、アームハウジング３０の内部空間のうち一部は、折畳み状態の伸縮部１の一部を収容可能な収容空間として機能する。
【００８２】
第２板３２には、細長い貫通状の溝３２ａが形成されている。この溝３２ａは、アームハウジング３０の内部において伸縮部１が通過可能な経路と対面している。溝３２ａの長手方向は、アーム伸縮方向に沿うように向けられている。
【００８３】
溝３２ａの幅は、伸縮部１の天板６ａ，６ｂの幅よりも少し大きくなっている。アームハウジング３０に引き込んだ伸縮部１を折畳み状態としたときに、伸縮部１が有する天板６ａ，６ｂは、この溝３２ａを通過してアームハウジング３０の外側（上方）に突出する。
【００８４】
次に、アームハウジング３０に配置される駆動機構３５について説明する。なお、駆動機構３５は、伸縮アーム６０の伸縮部１が通過する経路の両側に１対で対称配置されているので、以下では、一側の駆動機構３５だけを説明する。
【００８５】
図２及び図６等に示すように、駆動機構３５は、電動モータ３６と、２つの駆動ローラ３７と、を備える。
【００８６】
電動モータ３６は、正逆転駆動可能なモータとして構成されており、駆動ローラ３７の駆動源として機能する。電動モータ３６のモータハウジングは、第１板３１と第２板３２との間に配置され、アームハウジング３０に固定される。電動モータ３６の出力軸は上下方向に向けられており、その先端が第２板３２を貫通して上方に突出している。
【００８７】
２つの駆動ローラ３７は、例えばゴムローラとして構成されている。それぞれの駆動ローラ３７は、アームハウジング３０に回転可能に支持されたローラ軸に固定される。
【００８８】
２つの駆動ローラ３７は、適宜の間隔をあけて、アーム伸縮方向に並べて配置される。それぞれの駆動ローラ３７は第１板３１と第２板３２との間に配置されており、伸縮アーム６０の一側の側面（言い換えれば、伸縮部１の第１側板７ａ，７ｂ又は第２側板８ａ，８ｂ）に接触可能である。
【００８９】
駆動ローラ３７は何れも、その軸線が上下方向となるように配置されている。駆動ローラ３７の軸線の方向は、伸縮部１の展開状態における第１側板７ａ，７ｂ（又は第２側板８ａ，８ｂ）と平行な方向であり、もっと言えば、第１側板７ａ，７ｂ（又は第２側板８ａ，８ｂ）に配置されているヒンジ軸２及び中間ヒンジ軸３と平行な方向である。２つのうち電動モータ３６に近い側の駆動ローラ３７において、ローラ軸の端部は第２板３２を貫通して上方に突出しており、この突出部分が、電動モータ３６の出力軸と、ベルト伝達機構３８を介して連結されている。また、２つの駆動ローラ３７のローラ軸の端部は、第１板３１を貫通して下方に突出しており、２つのローラ軸同士が、ベルト伝達機構３９を介して互いに連結されている。
【００９０】
以上の構成で、電動モータ３６を駆動すると、その駆動力が２つの駆動ローラ３７に伝達され、駆動ローラ３７が回転する。このような構成の駆動機構３５が、伸縮アーム６０の通過経路を挟んで対称配置されている。従って、２つの電動モータ３６を同期して正逆駆動することにより、２対の駆動ローラ３７で伸縮アーム６０の長手方向中途部を幅方向で挟み込んだ状態で摩擦駆動し、当該伸縮アーム６０を、伸縮アーム６０の長手方向（言い換えれば、アーム伸縮方向）に沿って繰り出したり引き込んだりすることができる。
【００９１】
駆動ローラ３７は、アームハウジング３０の内部で、伸縮アーム６０を構成する伸縮部１が通過可能な経路を挟むように対をなして配置されている。経路を挟んで向かい合う駆動ローラ３７同士の隙間の幅は、展開状態での伸縮部１の幅（言い換えれば、第１側板７ａ，７ｂの外側の面と、第２側板８ａ，８ｂの外側の面と、の間の距離）と殆ど等しくなっている。このように伸縮部１の通過幅が両側の駆動ローラ３７によって制限されるため、駆動ローラ３７を通過する伸縮部１は必ず展開状態となる。従って、駆動ローラ３７は、伸縮部１が展開状態となるように当該伸縮部１の形状を規制する形状規制部であるということができる。
【００９２】
駆動ローラ３７から伸縮アーム６０に伝わる最大摩擦力は、電動モータ３６が駆動ローラ３７を回転させる最大トルクによる並進力よりも小さくなるように、駆動ローラ３７及び伸縮アーム６０の材質及び押圧力が設定されている。これにより、駆動ローラ３７から伸縮アーム６０を介して外部に伝わる力が上記最大摩擦力を超えないようにすることができる。従って、例えば伸長動作中の伸縮アーム６０が外部環境に強い勢いで衝突した場合でも、駆動ローラ３７と伸縮アーム６０との間で滑りを発生させることで、電動モータ３６等の過大な負荷を防止することができる。
【００９３】
次に、伸縮アーム６０を案内するためにアームハウジング３０に配置されるローラ等の構成について、図６、図７及び図８等を参照して説明する。図７は、伸縮アーム６０を縮めて引き込む動作の過程において、伸縮部１の展開状態が強制的に解除される直前の様子を示す断面斜視図である。図８は、伸縮アーム６０を伸ばして繰り出す動作の過程において、伸縮部１が展開案内ローラ４９に接触した状態を示す斜視図である。
【００９４】
図６等に示すように、アームハウジング３０の第２板３２には、案内ローラ４１がブラケット４２を介して回転可能に支持されている。案内ローラ４１は、開放部３０ａのすぐ外側で、伸縮アーム６０の上面（言い換えれば、伸縮部１の天板６ａ，６ｂ）に接触可能である。案内ローラ４１の軸線は、水平方向に配置されている。案内ローラ４１の軸線の方向は、伸縮部１の展開状態における天板６ａ，６ｂと平行な方向であり、もっと言えば、天板６ａ，６ｂのヒンジ構造のヒンジ軸２又は中間ヒンジ軸３と平行な方向である。これにより、開放部３０ａを介して繰り出され又は引き込まれる伸縮アーム６０を、開放部３０ａの近傍において案内することができる。
【００９５】
アームハウジング３０において、駆動ローラ３７を挟んで開放部３０ａと反対側の位置には、１対の押圧板４６と、２対の押圧ローラ４７，４８と、１対の展開案内ローラ（展開案内部）４９と、が取り付けられている。押圧板４６、押圧ローラ４７，４８及び展開案内ローラ４９は、アームハウジング３０の内部空間において、伸縮部１が通過する経路の中心に関して対称となるように配置されている。
【００９６】
押圧板４６は、図７に示すように、第２板３２において第１板３１を向く面に固定されている。図２に示すように、押圧板４６は、第２板３２に形成された溝３２ａの幅方向両端部に対で配置されている。それぞれの押圧板４６は、溝３２ａの幅を狭める向きに少し突出して配置されており、このように突出した部分が、上述の接触突起１６に対して接触可能となっている。
【００９７】
接触突起１６は、図３等に示すように、天板６ａにおいて幅方向両端部を少し外側に突出させた部分に配置されている。これにより、押圧板４６を伸縮部１の角部近傍に配置した場合でも、当該押圧板４６を、第１側板７ａ，７ｂ又は第２側板８ａ，８ｂと干渉させずに、接触突起１６と接触させることができる。
【００９８】
対で配置された押圧板４６は、駆動機構３５によって伸縮アーム６０が図７の白抜き矢印方向に引き込まれる過程で、伸縮部１の天板６ａが有する１対の接触突起１６に接触して、当該接触突起１６を外側（上側）へ押す。これにより、展開状態となっている伸縮部１の天板６ａ，６ｂを、上述の磁石１５の吸着力に抗して、外側に少し折り曲げることができる。この結果、天板６ａ，６ｂ同士を連結する中間ヒンジ軸３が、両端のヒンジ軸２よりも外側に移動し、いわゆる支点越えが生じる。
【００９９】
なお、接触突起１６を円滑に押すことができるように、押圧板４６及び接触突起１６には、図６等に示すように傾斜状の案内面が形成されている。
【０１００】
図７に示すように、押圧ローラ４７，４８のそれぞれは、第１板３１から第２板３２に向かって突出するローラ軸に回転可能に支持されている。押圧ローラ４７，４８が設置される場所を伸縮部１が通過するとき、押圧ローラ４７，４８は、伸縮部１の内部に入った状態となる。
【０１０１】
２つの押圧ローラ４７は、駆動機構３５によって伸縮アーム６０が図７の白抜き矢印方向に引き込まれる過程で、伸縮部１の第１側板７ａが有する接触突起１７に接触して、当該接触突起１７を幅方向外側へ押す（ただし、図７には接触突起１７は示されていない）。同様に、２つの押圧ローラ４８は、第２側板８ａ，８ｂが有する接触突起１８に接触して、当該接触突起１８を幅方向外側へ押す。これにより、展開状態となっている伸縮部１の第１側板７ａ，７ｂ及び第２側板８ａ，８ｂを、外側に少し折り曲げることができる。この結果、第１側板７ａ，７ｂ同士を連結する中間ヒンジ軸３が、両端のヒンジ軸２よりも外側に移動して、支点越えが生じる。第２側板８ａ，８ｂの中間ヒンジ軸３においても同様である。
【０１０２】
押圧板４６及び押圧ローラ４７，４８は、アームハウジング３０において折り畳まれた伸縮部１が収容される収容空間と、駆動ローラ３７と、の間で伸縮部１が通過する経路の途中に配置される。接触突起１６が押圧板４６によって押されるタイミングと、接触突起１７，１８が押圧ローラ４７，４８によって押されるタイミングとは、ほぼ同時となっている。伸縮部１の展開状態が強制的に解除され、上記の支点越えが行われた後は、板状部材による突張りがなくなる。従って、押圧板４６及び押圧ローラ４７，４８は、何れも突張り解除部であるということができる。突張りがなくなった状態でアーム伸縮方向に沿って伸縮部１に圧縮力を加えることにより、当該伸縮部１を容易に折畳み状態に変形させることができる。
【０１０３】
伸縮部１は、上記の支点越えの後に、駆動ローラ３７の摩擦駆動によって引き込まれる後続側の伸縮部１によって押されることで、折り畳まれる。後続で引き込まれる伸縮部１についても、駆動ローラ３７を通過した後に、押圧板４６及び押圧ローラ４７を通過することで展開状態が強制的に解除され、同様に支点越えが生じる。上記が反復されることで、並んで配置される複数の伸縮部１を次々と折畳み状態に変形させることができる。
【０１０４】
伸縮アーム６０を限界まで引き込んだ図１又は図６の状態では、多数の伸縮部１が、アーム伸縮方向でコンパクトになった折畳み状態でアームハウジング３０に保持される。ただし、最も先端側に位置する伸縮部１については展開状態が維持されており、この伸縮部１の側面に２対の駆動ローラ３７が接触した状態となっている。
【０１０５】
それぞれの展開案内ローラ４９は、図６及び図７に示すように、第２板３２から第１板３１に近づく向きに突出するように配置されている。展開案内ローラ４９は回転可能となるように第２板３２に支持されており、その軸線は駆動ローラ３７と平行となっている。
【０１０６】
１対の展開案内ローラ４９は、伸縮アーム６０の幅方向で適宜の隙間をあけて配置されている。展開案内ローラ４９の間の距離は、展開状態の伸縮部１の幅より大きいが、折畳み状態の伸縮部１の幅よりは小さくなっている。
【０１０７】
ところで、前述のとおり、複数並べて配置される伸縮部１は互いに独立して伸縮する。従って、伸縮アーム６０を伸ばすために、例えば図１のように折畳み状態の伸縮部１が複数並んでいる部分に対して、開放部３０ａに向かって引っ張る力を駆動ローラ３７により与えた場合に、駆動ローラ３７に最も近い伸縮部１だけが展開状態に近づくように変形するとは限らない。例えば図７に示すように、複数の伸縮部１が折畳み状態からそれぞれ少しだけ変形することも考えられる。仮に、折畳み状態に近い形状で伸縮部１が駆動ローラ３７に送られた場合、伸縮部１が駆動ローラ３７を円滑に通過できず、騒音及び振動等の原因となる。
【０１０８】
この点、展開案内ローラ４９は、伸縮アーム６０を繰り出す方向に駆動機構３５を駆動した場合に、駆動ローラ３７に到達する直前の伸縮部１が通過する幅を制限する。これにより、駆動ローラ３７に到達する直前の伸縮部１が折畳み状態に近く、第１側板７ａ，７ｂ及び第２側板８ａ，８ｂが大きく屈曲している場合でも、当該伸縮部１が展開案内ローラ４９の間を通過するときに、図８に示すように第１側板７ｂ及び第２側板８ｂが展開案内ローラ４９に接触し、当該展開案内ローラ４９によって幅方向内側に押される。この結果、伸縮部１を展開状態又はそれに近い状態まで変形させることができるので、伸縮部１を、形状規制機能を有する駆動ローラ３７へ円滑に送り込むことができる。
【０１０９】
伸縮アーム６０においてエンドエフェクタ装着側から最も遠い側（言い換えれば、アームハウジング３０内において開放部３０ａから見て最も遠い側）に配置される伸縮部１においては、他の伸縮部１とは異なり、１対の天板６ａ，６ｂの結合部分の近傍において、天板６ａ，６ｂの幅方向外側に突出する規制突起５５が設けられている。本実施形態において、この規制突起５５は、天板６ａ，６ｂを結合する中間ヒンジ軸３を長手方向両側に延長することで形成されている。規制突起５５は、前述の溝３２ａから天板６ａ，６ｂが外側に突出した部分に配置され、かつ、溝３２ａの幅方向両端よりも更に外側へ延びている。
【０１１０】
この構成で、当該伸縮部１にアーム伸縮方向に沿って引張り力が作用した場合を考える。伸縮部１は折畳み状態から展開状態へ変形しようとするが、規制突起５５は溝３２ａを通過してアームハウジング３０の内部に入ることができない。従って、当該伸縮部１は、展開状態よりも少しだけ折畳み状態に近い図２の状態までしか変形できない。
【０１１１】
エンドエフェクタ装着側から最も遠い側の伸縮部１は、押圧板４６及び押圧ローラ４７，４８によって展開状態を強制的に解除することができない位置に配置される。しかし、当該伸縮部１が展開状態になることは規制突起５５により防止されるので、伸縮可能な状態を常に維持することができる。
【０１１２】
このように、本実施形態のロボット１０では、伸縮部１の伸縮動作はアームハウジング３０側で行われる。言い換えれば、伸縮アーム６０がアームハウジング３０の開放部３０ａから外部に突出している部分においては、伸縮部１は展開状態を常に維持し、伸縮動作を行わない。従って、特に伸縮アーム６０がアームハウジング３０から突出している部分において、コンパクトで周囲の物体と干渉しにくい構成を実現できる。また、伸縮動作している伸縮部１をアームハウジング３０によって機械的に容易に保護することができる。
【０１１３】
以上に説明したように、本実施形態のロボット１０は、アームハウジング３０と、伸縮アーム６０と、を備える。伸縮アーム６０は、アームハウジング３０によって支持される。伸縮アーム６０は、アーム伸縮方向に並べて配置されて互いに連結された複数の伸縮部１を備える。伸縮部１のそれぞれは、天板６ａ，６ｂと、第１側板７ａ，７ｂと、を備える。天板６ａ，６ｂからなる第１パネル部は、アーム伸縮方向の中央部で折畳み可能に構成される。第１側板７ａ，７ｂからなる第２パネル部は、アーム伸縮方向の中央部で折畳み可能に構成される。第１側板７ａ，７ｂが折り畳まれる中間ヒンジ軸３の向きが、天板６ａ，６ｂが折り畳まれる中間ヒンジ軸３の向きと異なっている。
【０１１４】
これにより、少なくとも２面からなるパネル構造によって、伸ばした状態での剛性が良好な伸縮アーム６０を実現することができる。一方、伸縮部１単位で天板６ａ，６ｂ及び第１側板７ａ，７ｂを折り畳むことによりアーム伸縮方向で大幅に短くできるので、高い伸縮比を実現できる。
【０１１５】
また、本実施形態のロボット１０において、伸縮部１のそれぞれは、図３の展開状態と、図５の折畳み状態と、の間で変形可能である。展開状態では、天板６ａ，６ｂ及び第１側板７ａ，７ｂが展開される。折畳み状態では、天板６ａ，６ｂ及び第１側板７ａ，７ｂが折り畳まれる。アームハウジング３０には、複数の伸縮部１のうち少なくとも一部が折畳み状態であるときに折畳み状態の伸縮部１の少なくとも一部を収容可能な収容空間が形成されている。アームハウジング３０には、伸縮部１が展開状態となるように当該伸縮部１の形状を規制する駆動ローラ３７が配置される。伸縮アーム６０を伸ばすときに、伸縮部１が駆動ローラ３７を通過する。
【０１１６】
これにより、伸縮部１を展開状態に確実に変形させつつ、伸縮アーム６０を伸ばすことができる。また、伸縮アーム６０が伸びる途中であっても、アームハウジング３０より外側では、各伸縮部１が展開状態になって伸縮アーム６０の太さが一定となり、伸縮アーム６０が通過する空間が小さくなる。このため、伸縮アーム６０の周囲への物体への干渉を防止することができる。
【０１１７】
また、本実施形態のロボット１０においては、アームハウジング３０の収容空間と駆動ローラ３７との間で伸縮部１が通過する経路の途中において、アームハウジング３０には押圧板４６及び押圧ローラ４７が配置される。押圧板４６は、伸縮部１の展開状態においてアーム伸縮方向に突っ張っている天板６ａ，６ｂからなる第１パネル部を押すことで、当該突張りを解除する。押圧ローラ４７は、伸縮部１の展開状態においてアーム伸縮方向に突っ張っている第１側板７ａ，７ｂからなる第２パネル部を押すことで、当該突張りを解除する。伸縮アーム６０を縮めるときに、伸縮部１が押圧板４６及び押圧ローラ４７を通過する。
【０１１８】
これにより、伸縮アーム６０を伸ばした状態では、それぞれの伸縮部１で天板６ａ，６ｂ及び第１側板７ａ，７ｂが突っ張ることで、アーム伸縮方向での圧縮力に対して高い剛性を実現することができる。一方、伸縮アーム６０を縮める場合は、伸縮部１を円滑に折り畳むことができる。
【０１１９】
また、本実施形態のロボット１０においては、天板６ａに接触突起１６が設けられ、第１側板７ａに接触突起１７が設けられる。押圧板４６は、接触突起１６に接触することで、天板６ａ，６ｂからなる第１パネル部を押す。押圧ローラ４７は、接触突起１７に接触することで、第１側板７ａ，７ｂからなる第２パネル部を押す。
【０１２０】
これにより、伸縮部１を折り畳むための簡素な構成を実現できる。
【０１２１】
また、本実施形態のロボット１０において、押圧板４６は、伸縮部１の展開状態において天板６ａ，６ｂと第１側板７ａ，７ｂとがなす角部の近傍に配置されている。接触突起１６は、天板６ａにおいて幅方向に突出させた部分に設けられている。
【０１２２】
これにより、押圧板４６を伸縮部１の角部に配置することで、全体としてコンパクトな配置を実現することができる。
【０１２３】
また、本実施形態のロボット１０において、伸縮部１は中空状である。押圧ローラ４７は、伸縮部１の内部から接触突起１７に接触する。
【０１２４】
これにより、全体としてコンパクトな配置を実現することができる。
【０１２５】
また、本実施形態のロボット１０において、アームハウジング３０には、伸縮部１に接触することで当該伸縮部１を展開状態に近づけるように変形させる展開案内ローラ４９が配置される。伸縮アーム６０を伸ばすときに、伸縮部１は、展開案内ローラ４９を通過してから駆動ローラ３７を通過する。
【０１２６】
これにより、伸縮アーム６０を伸ばすときに、伸縮部１は、駆動ローラ３７を通過する前に、展開状態又はそれに近い状態となる。従って、伸縮部１が駆動ローラ３７を円滑に通過することができる。
【０１２７】
また、本実施形態のロボット１０において、伸縮部１のそれぞれは、アーム伸縮方向の中央部で折畳み可能に構成された第２側板８ａ，８ｂからなる第３パネルを備える。第２側板８ａ，８ｂが折り畳まれる中間ヒンジ軸３の向きが、天板６ａ，６ｂが折り畳まれる中間ヒンジ軸３の向きと異なっている。伸縮部１のそれぞれは、限界まで伸ばしたときに、一面が開放された中空の角筒状となる。伸縮部１の内部空間は、当該伸縮部１とアーム伸縮方向で隣り合う伸縮部１の内部空間と繋がっている。
【０１２８】
これにより、３面パネル構造によって、伸縮アーム６０を伸ばした状態での剛性を更に高めることができる。また、伸縮部１の内部に、ケーブル等の長尺物を容易に収容することができる。
【０１２９】
次に、上記実施形態の変形例を説明する。図９は、変形例のロボット１０ｘを説明する断面斜視図である。なお、本変形例の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【０１３０】
図９に示す変形例のロボット１０ｘにおいては、押圧板４６ｘが、連結部材３３の近傍まで直線状に細長く延びた構成となっている。この押圧板４６ｘの延長部分は、エンドエフェクタ装着側から最も遠い側に位置する伸縮部１が完全に展開状態となるのを、前述の接触突起１６と接触することで防止する。この構成では、エンドエフェクタ装着側から最も遠い側の伸縮部１において、天板６ａ，６ｂに規制突起５５を設ける必要はない。
【０１３１】
また、このロボット１０ｘにおいては、開放部３０ａから最も遠い側にある節部材５は、アームハウジング３０の連結部材３３ではなく、移動板（移動部材）５６に固定されている。このように、伸縮アーム６０において開放部３０ａから最も遠い側の端部をアーム伸縮方向で移動可能に構成することで、上述の実施形態と比較して、伸縮アーム６０をより大きく伸ばすことができる。
【０１３２】
変形例のロボット１０ｘにおいて、移動板５６は、伸縮部１の経路を挟んで配置される前記駆動ローラ３７の対に対して同時に接触可能である。移動板５６が駆動ローラ３７に接触する位置が、当該移動板５６の移動ストロークの限界となっている。これにより、駆動ローラ３７による伸縮部１の形状規制機能を維持しつつ、伸縮アーム６０の伸縮比を良好に高めることができる。
【０１３３】
変形例において、移動板５６をアームハウジング３０に対してスライド可能に案内するスライド機構が設けられても良い。
【０１３４】
以上に本発明の好適な実施の形態及び変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【０１３５】
上述の３つのパネル部が折り畳まれる境界は、パネル部をアーム伸縮方向で厳密に２等分する位置でなくても、その近傍に位置していれば良い。言い換えれば、一側のヒンジ軸２から中間ヒンジ軸３までの距離は、他側のヒンジ軸２から中間ヒンジ軸３までの距離と、正確に一致していても良いし、少し異なっていても良い。
【０１３６】
押圧板４６の代わりに押圧ローラを設け、その押圧ローラによって接触突起１６を押すように構成しても良い。また、押圧ローラ４７の代わりに板状部材を設け、その板状部材によって接触突起１７を押すように構成しても良い。
【０１３７】
押圧ローラ４７を、２対だけでなく、連結部材３３に近い位置まで並べて多数対並べて配置しても良い。
【０１３８】
接触突起１６は、天板６ａに代えてもう一方の天板６ｂに設けられても良いし、両方の天板６ａ，６ｂに設けられても良い。何れの場合でも、天板６ａ，６ｂからなるパネル部（第１パネル部）に接触突起１６が設けられているということができる。他の接触突起１７，１８についても同様である。
【０１３９】
上記の実施形態において、駆動ローラ３７は、伸縮部１の形状を規制する機能と、当該伸縮部１をアーム伸縮方向に沿って送る機能と、を有する。しかしながら、伸縮部１の形状の規制と、伸縮部１の駆動とは、別の部材によって行われても良い。例えば、単に回転可能に支持された規制ローラを駆動ローラ３７の位置に設けるとともに、天板６ａ，６ｂに接触して摩擦駆動する駆動ローラを設けることが考えられる。
【０１４０】
天板６ａ，６ｂの規制部９において、磁石１５の代わりに例えば面ファスナーを設けることによって、伸縮部１の展開状態を保つように構成しても良い。
【０１４１】
伸縮部１が、３角又は５角以上の角筒状に形成されても良い。また、伸縮部１において、角筒の一面を開放する開放部が形成されなくても良い。
【０１４２】
それぞれの伸縮部１において第２側板８ａ，８ｂを省略し、展開状態で２面パネル構造となる断面Ｌ字構造となるように変更しても良い。
【０１４３】
アームハウジング３０の向きを変更する機構は、アームハウジング３０の方位方向だけ、又は俯仰方向だけを変更するように構成されても良い。また、向きを変更する機構が省略されても良い。
【符号の説明】
【０１４４】
１  伸縮部
３  中間ヒンジ軸（折畳み軸）
６ａ，６ｂ  天板の対（第１パネル部）
７ａ，７ｂ  第１側板の対（第２パネル部）
８ａ，８ｂ  第２側板の対（第３パネル部）
１０  ロボット（伸縮アーム装置）
１６  接触突起
１７，１８  接触突起
３０  アームハウジング（基部）
３７  駆動ローラ（形状規制部）
４６  押圧板（突張り解除部）
４７，４８  押圧ローラ（突張り解除部）
４９  展開案内ローラ（展開案内部）
６０  伸縮アーム
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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