(57)【要約】【課題】  全体をコンパクト且つシンプルに形成すると共に、対象物の複雑な動きにも柔軟に追従するリンク装置を提供する。【解決手段】  リンク部材３〜６を相互に回転可能に連結して図形とされたリンク機構２と、駆動された伸縮機構３２の伸縮運動をリンク機構に伝達せしめてリンク機構を屈伸運動させる駆動ユニット３０とを具備し、リンク機構に２組の対が形成される連結点を４ヶ所に設け、その一方の対向する位置に設けられる２点を、対象物にそれぞれ回転可能に支持させる支持点７，８とし、他方の対向する位置に設けられた２点を駆動ユニットの軸方向の端部を接続し駆動ユニットの力をリンク機構に伝達する伝達点９，１０とする。さらに、伸縮機構と駆動源の力を伝える伝達手段３９とを一体的に構成し、駆動ユニットの外観を伸縮機構の伸縮運動する方向に沿って細長に形成し、駆動ユニットをリンク機構の側面視に関して内側に収納する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リンク部材を相互に回転可能に連結する連結点を有し、前記リンク部材により閉じた図形の形成されたリンク機構と、
前記リンク機構に接続された伸縮機構と、この伸縮機構に駆動源からの駆動力を伝える伝達手段とを有し、前記伸縮機構の伸縮運動を前記リンク機構に伝達せしめて前記リンク機構を屈伸運動させる駆動ユニットとを具備し、
前記連結点を２組の対が形成されるように対向させて４ヶ所に設け、
その一方の対向する位置に設けられる２ヶ所の連結点を、相互に相対移動させる２つの対象物にそれぞれ回転可能に支持させる支持点として構成する一方で、
他方の対向する位置に設けられた２ヶ所の連結点を前記駆動ユニットの軸方向の端部を接続して前記駆動ユニットの力を前記リンク機構に伝達する伝達点として構成し、
さらに、前記伸縮機構と前記伝達手段とを一体的に構成すると共に、前記駆動ユニットの外観を前記伸縮機構が伸縮運動する方向に沿って細長に形成して、前記駆動ユニットを前記リンク機構の側面視に関してその内側に収納したことを特徴とするリンク装置。
【請求項２】
前記リンク機構の側面視に関し、前記リンク部材と前記駆動ユニットとが最接近した状態にて、これら両者の干渉を防止すべく、前記リンク部材を外側に凸となるよう湾曲させて、これら両者の間に干渉防止用隙間を設けたことを特徴とする請求項１に記載のリンク装置。
【請求項３】
前記各リンク部材は、このリンク装置の厚み方向に対向させて配したリンクピースからそれぞれ構成され、
これらリンクピース同士の間隔が、前記駆動ユニットの最大厚み部の寸法以内に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリンク装置。
【請求項４】
各リンク部材を構成する互いに対向して配された前記リンクピース同士が補強部材で連結されていることを特徴とする請求項３に記載のリンク装置。
【請求項５】
２つの前記支持点を相互に引き離す向きに前記リンク機構を作用させる付勢部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載のリンク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ヒンジで結合され、このヒンジを軸に回転するように移動する対象物の移動手段として使用することに適し、リンク機構と、このリンク機構を屈伸運動させる駆動ユニットとを有するリンク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、リンク機構と、このリンク機構を作動せしめる駆動源とを備えたリンク装置が対象物を移動させる装置として知られている。その一例として、特許文献１に掲げるリンク装置がある。このリンク装置は、駆動源としてのモータと、その出力軸に連結されるネジ軸と、ネジ軸に取り付けられたリンク機構とを備えている。リンク機構は２本のリンクの一端同士が連結されてなり、各リンクの他端には、ネジ軸の回転に伴って軸方向に移動可能なナットが取り付けられている。そして、リンク機構はネジ軸の回転により屈伸運動されるように構成されている。
【０００３】
従来から用いられているリンク装置は、この特許文献１に記載の装置に代表されるように、駆動源及びその駆動力を伝達する伝達手段がリンク機構の外側に配置されており、装置そのものが大型となっていた。なお、特許文献１に記載のリンク装置の場合、装置全体を一つの対象物に取り付け、リンク部材同士の連結部分に他の対象物を取り付ける等して使用するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１４６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のリンク装置は上述のように構成されており、装置が嵩張るだけでなく、全体形状が複雑となってしまう。このため、収納ボックスのケースに対して蓋を開閉する等、取付用のスペースを十分に確保できず、しかも外観を簡素に形成しなければならない用途に用いるには不向きである。加えて、対象物を直線的にしか案内させることができず、二次元的に移動する対象物の動きに追従できなかった。
【０００６】
そこで、本発明では、嵩張らないように全体をコンパクト且つシンプルに形成し、しかも、対象物の複雑な動きにも柔軟に追従できるリンク装置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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、リンク部材（３，４，５，６）を相互に回転可能に連結する連結点（７，８，９，１０）を有し、前記リンク部材（３，４，５，６）により閉じた図形の形成されたリンク機構（２）と、前記リンク機構（２）に接続された伸縮機構（３２）と、この伸縮機構（３２）に駆動源からの駆動力を伝える伝達手段（３９）とを有し、前記伸縮機構（３２）の伸縮運動を前記リンク機構（２）に伝達せしめて前記リンク機構（２）を屈伸運動させる駆動ユニット（３０）とを具備し、前記連結点（７，８，９，１０）を２組の対が形成されるように対向させて４ヶ所に設け、その一方の対向する位置に設けられる２ヶ所の連結点（７，８）を、相互に相対移動させる２つの対象物にそれぞれ回転可能に支持させる支持点（７，８）として構成する一方で、他方の対向する位置に設けられた２ヶ所の連結点（９，１０）を前記駆動ユニット（３０）の軸方向の端部を接続して前記駆動ユニット（３０）の力を前記リンク機構（２）に伝達する伝達点（９，１０）として構成し、さらに、前記伸縮機構（３２）と前記伝達手段（３９）とを一体的に構成すると共に、前記駆動ユニット（３０）の外観を前記伸縮機構（３２）が伸縮運動する方向に沿って細長に形成して、前記駆動ユニット（３０）を前記リンク機構（２）の側面視に関してその内側に収納したリンク装置（１，１Ａ，１Ｂ）を採用した。
【０００８】
また、本発明では上記リンク装置（１，１Ａ，１Ｂ）において、前記リンク機構（２）の側面視に関し、前記リンク部材（３，４，５，６）と前記駆動ユニット（３０）とが最接近した状態にて、これら両者の干渉を防止すべく、前記リンク部材（３，４，５，６）を外側に凸となるよう湾曲させて、これら両者の間に干渉防止用隙間（２９）を設けた。
【０００９】
また、本発明では上記リンク装置（１，１Ａ）において、前記各リンク部材（３，４，５，６）は、このリンク装置（１，１Ａ）の厚み方向に対向させて配したリンクピース（１３，１４，１５，１６）からそれぞれ構成され、これらリンクピース（１３，１４，１５，１６）同士の間隔が、前記駆動ユニット（３０）の最大厚み部の寸法以内に形成されていることを特徴としている。
【００１０】
さらに、本発明では上記リンク装置（１，１Ａ）において、各リンク部材（３，４，５，６）を構成する互いに対向して配された前記リンクピース（１３，１４，１５，１６）同士を補強部材（１２）で連結した。
【００１１】
そして、本発明では上記のリンク装置（１，１Ａ）において、２つの前記支持点（７，８）を相互に引き離す向きに前記リンク機構（２）を作用させる付勢部材（４４，７０）が取り付けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第一にリンク装置をコンパクトに形成することができる。このため、取付スペースに余裕のない対象物に対しても適用することができる。また、外観を簡素に形成でき、リンク装置の作動中に外部の物品を巻き込むなどの不都合を回避することができる。
【００１３】
第二に、移動させる対象物が直線的に移動せず、２次元的に移動する場合でも、円滑に対象物を移動させることができる。また、リンク装置が対処物から過負荷を受けることもなく、故障の少ないリンク装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１〜図４は、本発明の一実施形態にかかるリンク装置１の全体構造を示している。
【００１６】
このリンク装置１は、４つのリンク部材３，４，５，６が相互に連結されたリンク機構２と、このリンク機構２に屈伸運動をさせる駆動ユニット３０とから構成されている。なお、図１及び図２は、リンク機構２が閉じられて、リンク機構２を構成するリンク部材３，４，５，６が、屈伸運動の範囲内において、最も駆動ユニット３０に接近した閉状態を示している。一方、図３及び図４は、リンク機構２が開かれて、屈伸運動の範囲内において、リンク部材３，４，５，６が最も駆動ユニット３０から遠ざかった開状態を示している。
【００１７】
リンク機構２は、４つの連結点７，８，９，１０が構成されるように、４つのリンク部材３，４，５，６の端部同士が相互に連結されて、閉じた図形を構成している。４点の連結点７，８，９，１０は、閉じた図形のほぼ中心部を軸として、２つの連結点７，８，９，１０同士がほぼ対向する位置に２組設けられるように配されている。駆動ユニット３０は、図１及び図３に示すように、当該リンク装置１の側面視において、リンク機構２の内側に配されている。そして、駆動ユニット３０の両端が、対向する位置にある一対の連結点９，１０に接続される。
【００１８】
まず、リンク機構２について説明する。
【００１９】
リンク機構２は、４つのリンク部材３，４，５，６の端部同士が、ピン結合によりそれぞれ連結されており、この連結点７，８，９，１０を軸にして相互に回転に可能に構成されている。各リンク部材３，４，５，６は、２枚の細長く一定幅に形成された板状のリンクピース１３，１４，１５，１６が平行に配置されて、その軸方向の中間部分が平板状の補強部材１２で相互に連結されて構成されている。なお、この実施形態では補強部材１２として平板状のものを採用しているがこれには限定されず、ピンやバー材等、その他の部材を使用しても構わない。また、各リンクピース１３，１４，１５，１６同士を１ヶ所のみで連結することにも限定されず、必要とするリンク部材３，４，５，６の剛性に応じて２ヶ所以上の位置で連結してもよい。
【００２０】
各リンク部材３，４，５，６は、リンク装置１の側面視において、図１及び図３に示すように、軸方向の中間部分を外側に向けて突出させる湾曲部２３，２４，２５，２６がそれぞれ形成されている。このため、図１及び図２に示すように、リンク機構２を閉じた場合であっても、駆動ユニット３０の上側に配置された２つのリンク部材３，５と、下側に配置された２つのリンク部材４，６との間には、横長の空間部分が形成される。駆動ユニット３０は、この空間部分に収納される。この際、図１から明らかなように、閉状態において、リンク部材３，４，５，６と駆動ユニット３０との間には、干渉防止用隙間２９が形成され、両者の干渉が防止される。
【００２１】
図１及び図３において、４点の連結点７，８，９，１０のうち、図の左右両側に位置する２点は、駆動ユニット３０が接続されて駆動ユニット３０の力をリンク機構２へ伝達する伝達点９，１０として機能する。一方、上下に対向するように配されているもう一対の２点は、当該リンク装置１により位置移動させる対象物を支持するための支持点７，８として機能する。この支持点７，８については、図６及び図７を参照して後ほど説明する。
【００２２】
一方、駆動ユニット３０は、その外殻をなすケーシング３１を有し、このケーシング３１には、駆動源としての駆動モータ３６と、伸縮機構としてのシリンダ３２と、駆動モータ３６の駆動力をシリンダ３２に伝える伝達手段としての減速機３９とが内蔵されて、ユニット化されている。
【００２３】
図５は、当該駆動ユニット３０の一実施形態にかかる内部構造の概略を示す内部構造図である。
【００２４】
シリンダ３２は駆動ユニット３０の下部にて図５の左右に延びるように配置されている。このシリンダ３２は、ケーシング３１の一部をなすチューブ３１ａと、このチューブ３１ａの内部をその軸方向に往復動する、円筒状のロッド３３とから構成されている。更に、ロッド３３の内部には、その軸方向に延びるねじ軸３４と、ねじ軸３４の外周面に螺合する移動ナット３５とが設けられている。ねじ軸３４は、その後端部が軸受３４ａによりケーシング３１に対して回転自在に保持されている。一方、移動ナット３５は、ロッド３３の後端から内部に挿入されてロッド３３と一体的に構成されている。また、ロッド３３の先端には、挿入孔４０ａの形成されたコネクトラグ４０が設けられている。
【００２５】
かかるシリンダ３２では、ねじ軸３４が中心軸回りに回転することにより、移動ナット３５と一体に形成されているロッド３３が、ねじ軸３４に対して軸方向に往復動する。これにより、チューブ３１ａに対してロッド３３が伸縮運動される。
【００２６】
駆動モータ３６は、このシリンダ３２の上側に配置されている。駆動モータ３６は、その本体部３７が駆動ユニット３０の先端側に向けられ、その出力軸３８が後端側に向けられている。そして、ケーシング３１の後部には複数の歯車からなる減速機３９が設けられ、減速機３９が駆動モータ３６の回転をロッド３３に適切な速度で伝達する。さらに、ケーシング３１の後端にはコネクトラグ４１が後方に向けて突出するようにして設けられている。このコネクトラグ４１にも挿入孔４１ａが形成されている。なお、電源と接続させるためのコード４６が、ケーシング３１の後端から延びている。
【００２７】
この駆動ユニット３０は、ロッド３３の先端に設けられたコネクトラグ４０及びケーシング３１の後端に設けられたコネクトラグ４１がピンなどの接続部材１９，２０で、伝達点９，１０にそれぞれ接続される。
【００２８】
そして、このリンク装置１には、各伝達点９，１０に接続されたコネクトラグ４０，４１同士を連結するコイルスプリング４４が設けられている。２つのコネクトラグ４０，４１には下方に向けて延びるブラケット４２，４３がそれぞれ設けられており、コイルスプリング４４は、これらブラケット４２，４３にその両端が取り付けられている。このコイルスプリング４４は、リンク機構２が図１及び図３に示す閉状態から開状態に変化するいずれの状態においても、自然長より長く維持されており、常に圧縮力が作用する。このため、コイルスプリング４４は、２つの伝達点９，１０を引き寄せるように作用し、２つの支持点７，８を引き離す方向へ常に作用する。
【００２９】
伝達点９，１０が引き寄せられる力が作用することから、シリンダ３２を収縮させて閉状態から開状態へ変化させる際には、当該コイルスプリング４４がリンク機構２に対してアシスト手段として機能する。一方、シリンダ３２を伸張させて開状態から閉状態へ変化させる際には、当該コイルスプリング４４はリンク機構２に対してダンパとして機能する。
【００３０】
以上の構成を備えたリンク装置１を収納ボックス６０へ適用した例が図６及び図７である。
【００３１】
この収納ボックス６０は、ケース６１と、このケース６１の開口部を開閉する蓋６２とから構成されている。ケース６１と蓋６２とは、それぞれの背面部がヒンジ６３により連結されており、このヒンジ６３を軸にして蓋６２がケース６１に対して回転するようにして開閉される。
【００３２】
ケース６１及び蓋６２のそれぞれの内側面には、取付孔の形成された固定金具６４，６５が設けられている。リンク装置１は、そのリンク機構２の下側の支持点８がケース６１の固定金具６５に取り付けられる一方で、上側の支持点７が蓋６２の固定金具６４に取り付けられる。なお、リンク装置１は、駆動ユニット３０の後端側がヒンジ６３側に向けられる。この際、各支持点７，８では、リンク機構２に設けられた連結ピン１７，１８が、固定金具６４，６５の取付孔に挿入されるようにして連結される。このため、上側の支持点７では、蓋６２がリンク装置１に対して回転可能に構成されると共に、下側の支持点８ではケース６１に対してリンク装置１自体が回転可能に構成される。
【００３３】
なお、この実施形態では、これら固定金具６４，６５が当該収納ボックス６０の奥行き方向に関し、ヒンジ６３の設けられた背面部に比較的近い位置に取り付けられている。このため、リンク機構２の屈伸運動のストロークが小さい場合であっても、蓋６２を大きく開扉することができる。これに対し、収納ボックス６０の奥行き方向に関し固定金具６４，６５を比較的手前側に設ければ、リンク機構２を開状態にした場合でも、蓋６２の開扉を比較的小さく止めておくことができる。
【００３４】
このような収納ボックス６０について、蓋６２を開扉させると、蓋６２に取り付けられた固定金具６４は直線的には移動せず、円弧を描くように移動する。従って、当該固定金具６４を介して蓋６２及びケース６１を支持するリンク機構２の支持点７についても、円弧を描くように移動させる必要がある。
【００３５】
図７は、リンク機構２が閉状態（実線で示した状態）から開状態（二点鎖線で示した状態）への変化に伴って、支持点７の移動する軌跡を模式的に示したものである。なお、この図７は、下側に位置する支持点８の位置を固定してリンク機構２の動きを示している。
【００３６】
リンク機構２は、上述のように上下一対の支持点７，８のみで支持される。このため、矢印Ａに示すように、リンク機構２は下側の支持点８を軸に全体を平面内で自由に回転させることが可能である。かかる構造によれば、上側の支持点７はその軌跡を矢印Ｂ或いは矢印Ｃのように、円弧を描くように移動させることができ、収納ボックス６０の蓋６２の開閉により２次元的に移動する固定金具６４の動きに柔軟に適応させることができる。
【００３７】
このように、収納ボックス６０に当該リンク装置１を適用した場合、コイルスプリング４４がシリンダ３２を収縮させる向きに力を付与するので、蓋６２を開扉する際には開扉をアシストする一方で、蓋６２を閉扉する際には、ダンパとして機能する。
【００３８】
以上、リンク機構を構成するリンク部材について、リンクピース同士を補強部材で連結したものを例に説明したが、これには限定されない。
【００３９】
図８に示すリンク装置１Ａは、リンク部材３，４，５，６の軸方向の中間部分にリンクピース１３，１４，１５，１６同士を連結する補強部材を設けることなくリンク部材３，４，５，６が構成されている。なお、この図８に示すリンク装置１Ａの構成は、補強部材を設けていない点以外は、上記の実施形態にかかるリンク装置と同様であり、同一部品には同一符号を付してその詳細の説明を省略する。
【００４０】
このリンク装置１Ａは、リンク機構２自体の剛性を上記の実施形態にかかるリンク装置１ほど必要としない用途に使用させることができる。例えば、単純に対象物を直線的に移動させる場合のように、リンク機構２のリンク部材３，４，５，６同士がこじるような外力が作用しない場合に使用する。或いは、支持する対象物が軽く、リンク機構２に作用する負荷自体が小さい場合にも適用することができる。
【００４１】
さらに、リンク機構は図９に示すように構成することもできる。この図９に示すリンク装置１Ｂのリンク機構２は、各リンク部材３，４，５，６が単一のリンクピース１３，１４，１５，１６のみでそれぞれ構成されている。この実施形態にかかるリンク装置では、リンクピース１３，１４，１５，１６は、リンク装置１Ｂの厚み方向に関して駆動ユニット３０の片側に寄せられている。図９に示す例では、駆動ユニット３０の上側にリンク機構２が配されている。
【００４２】
この図９に示すリンク装置１Ｂについても、こじる力が作用しない場合や、或いは、負荷の小さい用途に使用する。特に、対象物を相対移動させるスピードが要求される場合に有効である。
【００４３】
以上、付勢部材として、伝達点に接続されたコネクトラグ４０，４１同士を結ぶコイルスプリング４４を例に説明したが、これには限定されない。
【００４４】
例えば、特に図示していないが、支持点同士をコイルスプリングで連絡するように付勢部材を設けても良い。この場合には、自然長より圧縮されて弾発力の付与されたコイルスプリングを使用すると良い。
【００４５】
更に、図１０及び図１１に示すようにねじりスプリング７０を用いても良い。図１０は、使用するねじりスプリング７０の一形態を示している。このねじりスプリング７０は、図１１に示すように、２つのリンク部材３，４と、駆動ユニット３０を構成するロッド３３の先端に設けられたコネクトラグ４０とが接続された伝達点１０の回りに取り付けられる。
【００４６】
この伝達点１０では、２つのリンク部材３，４とコネクトラグ４０とが、ピンなどの接続部材２０で接続されている。また、各リンク部材３，４には、伝達点１０から一定距離だけ離れた位置に支え用の係合ピン８０，８０がそれぞれ設けられている。ねじりスプリング７０は、円形部分７１の中央に形成された空間に当該接続部材２０を挿入させて伝達点１０に取り付けられる。また、ねじりスプリング７０の中央の円形部分７１から両側に向けて突出する端部７２，７２は、各リンク部材３，４の係合ピン８０，８０に係合される。
【００４７】
このようにねじりスプリング７０を取り付けることにより、図１１に示すように、ねじりスプリング７０が２つのリンク部材３，４を矢印Ｘ及び矢印Ｙの向きに付勢する。これにより、２つのリンク部材３，４は矢印Ｚのように、相互のなす角が開かれる向きに付勢される。即ち、ねじりスプリング７０は、移動の対象物を支持する支持点を相互に引き離す方向に付勢し、開状態に変化する際にはアシスト手段として機能する一方で、閉状態に変化する際にはダンパとして機能する。この図１１では、一方の伝達点１０のみを示しているが、伝達点９，１０の双方にねじりスプリング７０を設けても良い。
【００４８】
なお、上記の例では、収納ボックスに当該リンク装置を適用した場合について説明したが、適用の対象は、例えば、天窓の開閉装置等、相対移動させる対象物がヒンジにより連結され、このヒンジを軸に回転するように移動する機構のものに適用できる。但し、昇降台等、相対移動させる対象物が直線的に移動する機構のものにも当然に適用することができる。
【００４９】
また、駆動ユニットとしては、伸縮機構としてのエアシリンダと、このエアシリンダに送り込まれる圧縮空気の圧力と方向を制御する、伝達手段としてのバルブとをユニット化したものを用いても良い、さらには、油圧シリンダとバルブとを一体的にユニット化した駆動ユニットを用いても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態にかかるリンク装置の閉状態を示す側面図。
【図２】図１に示すリンク装置の底面図。
【図３】図１に示すリンク装置の開状態における側面図。
【図４】図３に示すリンク装置における伝達点周辺の前面図。
【図５】駆動ユニットの概略内部構造図。
【図６】収納ボックスに適用されたリンク装置の斜視図。
【図７】リンク機構の屈伸運動の態様を示す説明図。
【図８】別の実施形態にかかるリンク装置の底面図。
【図９】更に別の実施形態にかかるリンク装置の底面図。
【図１０】リンク装置に使用される一実施形態にかかるねじりスプリングの斜視図。
【図１１】図１０に示すねじりスプリングを適用したリンク機構における伝達点付近の側面拡大図。
【符号の説明】
【００５１】
１，１Ａ，１Ｂ        ：  リンク装置
２                    ：  リンク機構
３，４，５，６        ：  リンク部材
７，８                ：  支持点
７，８，９，１０      ：  連結点
９，１０              ：  伝達点
１２                  ：  補強部材
１３，１４，１５，１６：  リンクピース
２９                  ：  干渉防止用隙間
３０                  ：  駆動ユニット
３２                  ：  シリンダ（伸縮機構）
３６                  ：  駆動モータ
３９                  ：  減速機
４０，４１            ：  コネクトラグ
４２，４３            ：  ブラケット
４４                  ：  コイルスプリング（付勢部材）
６０                  ：  収納ボックス
６４，６５            ：  固定金具
７０                  ：  ねじりスプリング（付勢部材）
８０                  ：  係合ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005344843.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005344843.tif 000008
【図７】
2005344843.tif 000009
【図８】
2005344843.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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