(57)【要約】【課題】剛性及び柔軟性を備える滑り機構、トルク制限機構、駆動装置及びロボット装置を提供すること。【解決手段】回転軸との間に滑りを発生させる滑り機構であって、回転軸の周面の少なくとも一部に対して接触可能な伝達部と、伝達部に接続され、回転軸の軸方向とは異なる方向に力が加えられた状態で伝達部を回転軸に接触させることによって回転軸と伝達部との間に摩擦力を生じさせる剛性可変部と、回転軸と伝達部との間の摩擦力が可変となるように、剛性可変部の剛性を制御する制御部とを備える。【選択図】図９
2013127294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸との間に滑りを発生させる滑り機構であって、
前記回転軸の周面の少なくとも一部に対して接触可能な伝達部と、
前記伝達部に接続され、前記回転軸の軸方向とは異なる方向に力が加えられた状態で前記伝達部を前記回転軸に接触させることによって前記回転軸と前記伝達部との間に摩擦力を生じさせる剛性可変部と、
前記回転軸と前記伝達部との間の摩擦力が可変となるように、前記剛性可変部の剛性を制御する制御部と
を備える滑り機構。
【請求項２】
前記制御部は、前記回転軸の動作に応じて前記回転軸と前記伝達部との間の摩擦力が可変となるように、前記剛性可変部の剛性を制御する
請求項１に記載の滑り機構。
【請求項３】
前記制御部は、前記回転軸の回転方向に応じて前記剛性可変部の剛性を制御する
請求項２に記載の滑り機構。
【請求項４】
前記制御部は、前記回転軸と前記伝達部との間に滑りが生じるように、前記回転軸と前記伝達部との間の摩擦力を調整する
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の滑り機構。
【請求項５】
前記剛性可変部は、前記伝達部に複数接続されており、
前記制御部は、複数の前記剛性可変部のそれぞれについて個別に前記剛性を制御可能である
請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の滑り機構。
【請求項６】
前記制御部は、前記圧電素子の剛性を第一剛性と前記第一剛性よりも高い第二剛性との間で切り替える
請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の滑り機構。
【請求項７】
前記第一剛性は、前記回転軸の回転力によって変形可能な剛性である
請求項６に記載の滑り機構。
【請求項８】
前記伝達部は、前記回転軸の周方向に沿って配置され、
前記剛性可変部は、前記伝達部のうち前記周方向の一方の端部に接続された第一素子と、前記伝達部のうち前記周方向の他方の端部に接続され前記第一素子との間で前記回転軸の周面に設けられる基準位置を挟んで配置された第二素子と、を有し、
前記制御部は、前記第一素子及び前記第二素子のうち外力により前記回転軸が回転する場合に前記基準位置から離れる方向の力を受ける保持側に配置される一方を前記第一剛性とすると共に、前記保持側とは反対の反保持側に接続される他方を前記第二剛性とする
請求項６又は請求項７に記載の滑り機構。
【請求項９】
前記剛性可変部として、圧電素子が用いられており、
前記圧電素子には、開閉器を含む電気回路が接続されており、
前記制御部は、前記電気回路の開閉状態を調整することによって、前記圧電素子の剛性を前記第一剛性と前記第二剛性との間で切り替える
請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載の滑り機構。
【請求項１０】
前記制御部は、前記電気回路を短絡状態にして前記圧電素子の電極間の電圧を一定にすることによって、前記圧電素子の剛性を前記第一剛性とする
請求項９に記載の滑り機構。
【請求項１１】
前記制御部は、前記電気回路を開放状態にして前記圧電素子を電荷一定の状態にすることによって、前記圧電素子の剛性を前記第二剛性とする
請求項９又は請求項１０のうちいずれか一項に記載の滑り機構。
【請求項１２】
前記電気回路は、可変抵抗素子を有し、
前記制御部は、前記可変抵抗素子の電気抵抗値を変化させることで前記電気回路の時定数を調整する
請求項９から請求項１１のうちいずれか一項に記載の滑り機構。
【請求項１３】
前記電気回路は、前記圧電素子に直列に接続された電圧源を有し、
前記制御部は、前記電圧源の電圧値を変化させることによって前記圧電素子の伸縮量を調整する
請求項９から請求項１２のうちいずれか一項に記載の滑り機構。
【請求項１４】
回転駆動軸の回転力を被駆動軸に伝達可能なトルク制限機構であって、
前記回転駆動軸と前記被駆動軸とのうち少なくとも一方の回転軸の周面の少なくとも一部に対して接触可能な伝達部と、
前記伝達部に接続され、前記回転軸の軸方向とは異なる方向に力が加えられた状態で前記伝達部を前記回転軸に接触させることによって前記回転軸と前記伝達部との間に摩擦力を生じさせる剛性可変部と、
前記回転駆動軸と前記被駆動軸とに対して相対的な変位を生じさせる許容値が可変となるように前記回転軸に対する前記伝達部の接触状態を調整すると共に、前記回転軸と前記伝達部との間の摩擦力が可変となるように前記剛性可変部の剛性を制御する制御部と
を備えるトルク制限機構。
【請求項１５】
前記制御部は、前記回転駆動軸の動作又は前記被駆動軸の動作に応じて前記許容値が可変となるように、前記剛性可変部の剛性を制御する
請求項１４に記載のトルク制限機構。
【請求項１６】
前記制御部は、少なくとも前記被駆動軸の回転方向に応じて前記剛性可変部の剛性を制御する
請求項１４又は請求項１５に記載のトルク制限機構。
【請求項１７】
前記制御部は、前記許容値に基づいて前記回転駆動軸と前記被駆動軸とに相対的な変位を生じさせることが可能なように、前記回転軸と前記伝達部との間の摩擦力を調整する
請求項１４から請求項１６のうちいずれか一項に記載のトルク制限機構。
【請求項１８】
前記制御部は、前記回転軸と前記伝達部との間に滑りが生じるように、前記回転軸と前記伝達部との間の摩擦力を調整する
請求項１４から請求項１７のうちいずれか一項に記載のトルク制限機構。
【請求項１９】
前記剛性可変部は、前記伝達部に複数接続されており、
前記制御部は、複数の前記剛性可変部のそれぞれについて個別に前記剛性を制御可能である
請求項１４から請求項１８のうちいずれか一項に記載のトルク制限機構。
【請求項２０】
前記制御部は、前記圧電素子の剛性を第一剛性と前記第一剛性よりも高い第二剛性との間で切り替える
請求項１４から請求項１９のうちいずれか一項に記載のトルク制限機構。
【請求項２１】
前記第一剛性は、前記回転軸の回転力によって変形可能な剛性である
請求項２０に記載のトルク制限機構。
【請求項２２】
前記伝達部は、前記回転駆動軸と前記被駆動軸とのうち少なくとも一方の周方向に沿って配置され、
前記剛性可変部は、前記伝達部のうち前記周方向の一方の端部に接続された第一素子と、前記伝達部のうち前記周方向の他方の端部に接続され前記第一素子との間で前記回転軸の周面に設けられる基準位置を挟んで配置された第二素子と、を有し、
前記制御部は、前記第一素子及び前記第二素子のうち外力により前記回転駆動軸と前記被駆動軸とのうち少なくとも一方の前記回転軸が回転する場合に前記基準位置から離れる方向の力を受ける保持側に配置される一方を前記第一剛性とすると共に、前記保持側とは反対の反保持側に接続される他方を前記第二剛性とする
請求項２０又は請求項２１に記載のトルク制限機構。
【請求項２３】
前記剛性可変部として、圧電素子が用いられており、
前記圧電素子には、開閉器を含む電気回路が接続されており、
前記制御部は、前記電気回路の開閉状態を調整することによって、前記圧電素子の剛性を第一剛性と前記第一剛性よりも高い第二剛性との間で切り替える
請求項２０から請求項２２のうちいずれか一項に記載のトルク制限機構。
【請求項２４】
前記制御部は、前記電気回路を閉状態にして前記圧電素子の電極間を短絡させて、前記圧電素子の電極間を電圧一定にすることによって、前記圧電素子の剛性を前記第一剛性とする
請求項２３に記載のトルク制限機構。
【請求項２５】
前記制御部は、前記電気回路を開状態にして前記圧電素子の電極を開放させて、前記圧電素子を電荷一定の状態にすることによって、前記圧電素子の剛性を前記第二剛性とする
請求項２３又は請求項２４のうちいずれか一項に記載のトルク制限機構。
【請求項２６】
前記電気回路は、可変抵抗素子を有し、
前記制御部は、前記可変抵抗素子の電気抵抗値を変化させることで前記電気回路の時定数を調整する
請求項２３から請求項２５のうちいずれか一項に記載のトルク制限機構。
【請求項２７】
前記電気回路は、前記圧電素子に直列に接続された電圧源を有し、
前記制御部は、前記電圧源の電圧値を変化させることで前記圧電素子の伸縮量を調整する
請求項２３から請求項２６のうちいずれか一項に記載のトルク制限機構。
【請求項２８】
請求項１４から請求項２７のうちいずれか一項に記載のトルク制限機構と、
前記回転駆動軸を回転させる回転機構と、
を備える駆動装置。
【請求項２９】
請求項１から請求項１３のうちいずれか一項に記載の滑り機構を備える
ロボット装置。
【請求項３０】
請求項１４から請求項２７のうちいずれか一項に記載のトルク制限機構を備える
ロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、滑り機構、トルク制限機構、駆動装置及びロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば工業分野に限られず、医療や福祉などの広い産業分野において、作業者の負担軽減等を目的として、ロボット装置が用いられている。ロボット装置の構成として、例えば複数のアームが連結され、連結部を中心としてアームが回転する構成が知られている。各アームの連結部には、駆動力を伝達するトルク制限機構などの動力伝達機構が設けられている。
【０００３】
このようなロボット装置には、重量物を支持したり、所定の位置へ移動したりなど、パワー及び精密さが求められる。そこで、ロボット装置のアームや連結部には高い剛性が不可欠となる。一方で、例えばロボット装置がアームを移動させながら動作を行う場合、アームの一部が他の部位等に衝突する場合が想定されうる。このような場合、衝突箇所に傷がついたり、アームや他の部位が破損したりするおそれがあるため、アームや連結部には一定の柔軟性が求められる。従って、ロボット装置には、剛性及び柔軟性という相反的な性質を兼ね備えていることが求められている。
【０００４】
このようなロボット装置を実現するため、例えば、アーム同士の連結部の動力伝達機構を機械構造的に柔軟にする構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。例えば、動力伝達機構として、トルクリミッタや磁性流体などを用いた構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４１４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えば上記の動力伝達機構においては、大掛かりな装置やシール機構などが用いられるため、構造が複雑となり、大型化や重量化が避けられない場合がある。このため、小型のロボット装置に対して適用することは困難である。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明は、剛性及び柔軟性を備える滑り機構、トルク制限機構、駆動装置及びロボット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】
【０００８】
本発明の第一の態様に従えば、回転軸との間に滑りを発生させる滑り機構であって、回転軸の周面の少なくとも一部に対して接触可能な伝達部と、伝達部に接続され、回転軸の軸方向とは異なる方向に力が加えられた状態で伝達部を回転軸に接触させることによって回転軸と伝達部との間に摩擦力を生じさせる剛性可変部と、回転軸と伝達部との間の摩擦力が可変となるように、剛性可変部の剛性を制御する制御部とを備える滑り機構が提供される。
【０００９】
本発明の第二の態様に従えば、回転駆動軸の回転力を被駆動軸に伝達可能なトルク制限機構であって、回転駆動軸と被駆動軸とのうち少なくとも一方の回転軸の周面の少なくとも一部に対して接触可能な伝達部と、伝達部に接続され、回転軸の軸方向とは異なる方向に力が加えられた状態で伝達部を回転軸に接触させることによって回転軸と伝達部との間に摩擦力を生じさせる剛性可変部と、回転駆動軸と被駆動軸とに対して相対的な変位を生じさせる許容値が可変となるように回転軸に対する伝達部の接触状態を調整すると共に、回転軸と伝達部との間の摩擦力が可変となるように剛性可変部の剛性を制御する制御部とを備えるトルク制限機構が提供される。
【００１０】
本発明の第三の態様に従えば、本発明の第一の態様に従うトルク制限機構と、回転駆動軸を回転させる回転機構と、を備える駆動装置が提供される。
【００１１】
本発明の第四の態様に従えば、本発明の第一の態様に従う滑り機構を備えるロボット装置が提供される。
【００１２】
本発明の第五の態様に従えば、本発明の第二の態様に従うトルク制限機構を備えるロボット装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、剛性及び柔軟性を備える滑り機構、トルク制限機構、駆動装置及びロボット装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第一実施形態に係る滑り機構の構成を示す図。
【図２】本実施形態における滑り機構の動作を示す図。
【図３】本実施形態における滑り機構の動作を示す図。
【図４】本発明の第二実施形態に係る滑り機構の構成を示す図。
【図５】本発明の第三実施形態に係るロボット装置の構成を示す斜視図。
【図６】本実施形態に係るロボット装置の一部の構成を示す図。
【図７】本実施形態に係るロボット装置の一部の構成を示す図。
【図８】本実施形態に係るロボット装置の一部の構成を示す図。
【図９】本実施形態に係るトルク制限機構の構成を示す図。
【図１０】本実施形態におけるトルク制限機構の特性を示すグラフ。
【図１１】本実施形態におけるトルク制限機構の動作を示す図。
【図１２】本実施形態におけるトルク制限機構の動作を示す図。
【図１３】本実施形態におけるトルク制限機構の動作を示す図。
【図１４】本実施形態におけるトルク制限機構の動作を示す図。
【図１５】本実施形態におけるトルク制限機構の動作を示す図。
【図１６】本実施形態におけるトルク制限機構の動作を示す図。
【図１７】本実施形態におけるトルク制限機構の動作を示す図。
【図１８】本発明の第四実施形態に係るロボット装置の一部の構成を示す斜視図。
【図１９】本実施形態に係るトルク制限機構の構成を示す図。
【図２０】本発明の第五実施形態に係るロボット装置の一部の構成を示す斜視図。
【図２１】本実施形態に係るトルク制限機構の構成を示す図。
【図２２】本発明の第六実施形態に係るロボット装置の一部の構成を示す斜視図。
【図２３】本実施形態に係るトルク制限機構の構成を示す図。
【図２４】本実施形態に係るトルク制限機構の構成を示す図。
【図２５】本実施形態に係るトルク制限機構の構成を示す図。
【図２６】本実施形態に係るトルク制限機構の構成を示す図。
【図２７】本発明の変形例に係るトルク制限機構の構成を示す図。
【図２８】本発明の変形例に係るトルク制限機構の構成を示す図。
【図２９】本発明の変形例に係るトルク制限機構の構成を示す図。
【図３０】本発明の変形例に係るトルク制限機構の構成を示す図。
【図３１】本発明の変形例に係るトルク制限機構の構成を示す図。
【図３２】本発明の変形例に係るトルク制限機構の構成を示す図。
【図３３】本発明の変形例に係るトルク制限機構の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。  
［第一実施形態］  
図１は、本発明の第一実施形態に係る滑り機構１の構成を示す断面図である。  
図１に示すように、滑り機構１は、伝達部２、圧電部３及び制御部４を有している。  
伝達部２は、回転軸ＳＦの周面に掛けられている。伝達部２は、回転軸ＳＦのうちの周面（例、外周面や内周面）の少なくとも一部に対して接触可能に設けられている。伝達部２は、該回転軸の軸方向（例えばＺ方向）とは異なる方向（例、該回転軸の径方向など）に力（例、張力や押圧力など）が加えられた状態で該回転軸ＳＦに接触することによって回転軸ＳＦとの間で摩擦力を生じるように形成されている。
【００１６】
伝達部２は、ベルト部（接触部）５を有している。ベルト部５は、例えばステンレスなどの金属を用いて帯状に形成されている。ベルト部５は、回転軸ＳＦの外周面ＳＦａに掛けられている。ベルト部５は、回転軸ＳＦの外周面ＳＦａに沿って湾曲された状態となっている。このように、ベルト部５は、回転軸ＳＦの周面（例、外周面ＳＦａ又は内周面）に沿って曲げることが可能な可撓性を有する。なお、ベルト部５は、回転軸ＳＦ（外周面ＳＦａ）に対して、少なくとも一部が掛けられた状態若しくは接触した状態であればよい。また、例えば、ベルト部５は、回転軸Ｓの曲面状周面の少なくとも一部に巻き付いた状態であればよい。
【００１７】
ベルト部５は、両端部（第一端部５ａ及び第二端部５ｂ）が例えば外周面ＳＦａの接平面に垂直な方向へ伸びるように折り曲げられている。ベルト部５の折り曲げ部分（端部）である第一端部５ａ及び第二端部５ｂは、外周面ＳＦａの周方向の基準位置Ｆを挟むように所定の隙間を空けて対向して配置されている。第一端部５ａは、圧電部３の一部を介して、フレーム６の固定部６ａに固定されている。第二端部５ｂは、圧電部３の一部を介して、フレーム６の固定部６ｂに固定されている。また、ベルト部５の形状は、例えば、帯状又は線状などである。なお、ベルト部５をフレーム６に固定させる構成としては、圧電部３の一部を用いて固定する構成に限られない。例えば不図示のネジやバネなどを用いてベルト５をフレーム６に固定させることで、ベルト５と回転軸ＳＦとの間に摩擦力を生じさせる構成であっても良い。
【００１８】
圧電部３は、剛性可変部として、圧電素子３ａ及び圧電素子３ｂを備えている。  
圧電素子３ａ及び圧電素子３ｂは、ベルト部５と外周面ＳＦａとの間の接触状態を調整する。圧電素子３ａ及び圧電素子３ｂとしては、電歪素子（例えばピエゾ素子）や磁歪素子などの電気機械変換素子が用いられている。圧電素子３ａ及び圧電素子３ｂは、電気信号が供給されることにより、所定の一方向（例、図中左右方向）に伸縮する構成である。
【００１９】
圧電素子３ａ及び圧電素子３ｂには、伸縮方向の両端部に電極が設けられている。圧電素子３ａ及び圧電素子３ｂは、電極間が短絡されているか、開放されているかによって、剛性が変化する性質を有する。
【００２０】
例えば圧電素子３ａ及び圧電素子３ｂの両端部の電極間が配線によって接続される場合など、電気的に短絡されている場合が挙げられる。ここで、電気的に短絡されている状態とは、圧電素子３ａ及び圧電素子３ｂに印加される電圧がそれぞれ一定に保持される状態をいう。
【００２１】
また、例えば圧電素子３ａ及び圧電素子３ｂの両端部の電極間が接続されていない場合など、電気的に開放されている場合が挙げられる。ここで、電気的に開放されている状態とは、圧電素子３ａ及び圧電素子３ｂに蓄えられた電荷がそれぞれ一定に保持される状態をいう。なお、圧電素子３ａ及び圧電素子３ｂの両端部の電極間が電気的に開放されている場合には、当該圧電素子３ａ及び圧電素子３ｂの剛性は最も高くなる。
【００２２】
圧電素子３ａは、伸縮方向の一方の端部がベルト部５の第一端部５ａに接続されている。また、圧電素子３ａの他方の端部は、フレーム６の固定部６ａに固定されている。したがって、圧電素子３ａは、第一端部５ａと固定部６ａとで挟まれた構成となっている。圧電素子３ｂは、伸縮方向が圧電素子３ａと同一方向となるように配置されている。圧電素子３ｂは、伸縮方向の一方の端部がベルト部５の第二端部５ｂに接続されている。また、圧電素子３ｂの他方の端部は、フレーム６の固定部６ｂに固定されている。したがって、圧電素子３ｂは、第二端部５ｂと固定部６ｂとで挟まれた構成となっている。
【００２３】
圧電素子３ａには電気回路ＣＲ１が接続されている。電気回路ＣＲ１は、スイッチ（開閉器）ＳＷ１を有している。スイッチＳＷ１は、圧電素子３ａの両端部間を接続する配線に取り付けられており、電気回路ＣＲ１の開閉を切り替える。また、圧電素子３ｂには、電気回路ＣＲ２が接続されている。電気回路ＣＲ２は、スイッチ（開閉器）ＳＷ２を有している。スイッチＳＷ２は、圧電素子３ｂの両端部間を接続する配線に取り付けられており、電気回路ＣＲ２の開閉を切り替える。
【００２４】
スイッチＳＷ１が閉じた状態（閉状態、短絡状態）になると、圧電素子３ａの両端部間が配線によって電気的に接続される。これにより圧電素子３ａの両端部が電気的に短絡される。この場合、圧電素子３ａの剛性は、回転軸ＳＦの外周面ＳＦａとベルト部５との間の摩擦力によって変形する第一剛性となる。
【００２５】
同様に、スイッチＳＷ２が閉じた状態（閉状態、短絡状態）になると、圧電素子３ｂの両端部間が配線によって電気的に接続される。これにより圧電素子３ｂの両端部が電気的に短絡される。この場合、圧電素子３ｂの剛性は、回転軸ＳＦの外周面ＳＦａとベルト部５との間の摩擦力によって変形する第一剛性となる。
【００２６】
一方、スイッチＳＷ１が開いた状態（開状態、開放状態）になると、圧電素子３ａの両端部間の電気的接続が解除される。これにより圧電素子３ａの両端部が電気的に開放される。この場合、圧電素子３ａの剛性は、上記第一剛性よりも高い第二剛性となる。ここで、第二剛性は、回転軸ＳＦの外周面ＳＦａとベルト部５との間の摩擦力が作用された場合でも変形しない程度の剛性である。
【００２７】
また、スイッチＳＷ２が開いた状態（開状態、開放状態）になると、圧電素子３ｂの両端部間の電気的接続が解除される。これにより圧電素子３ｂの両端部が電気的に開放される。この場合、圧電素子３ｂの剛性は、第二剛性となる。
【００２８】
このように、圧電素子３ａ及び圧電素子３ｂは、電気回路ＣＲ１及び電気回路ＣＲ２の開閉状態に応じて、それぞれ第一剛性と、当該第一剛性よりも剛性の高い第二剛性との間で剛性が切り替わる性質を有する。また、制御部４は、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２の開閉状態をそれぞれ個別に切り替える。
【００２９】
次に、以上の構成における滑り機構１の動作を説明する。  
まず、制御部４は、図２に示すように、スイッチＳＷ１を閉じた状態とすることで圧電素子３ａを電気的に短絡させ当該圧電素子３ａを第一剛性とすると共に、スイッチＳＷ２を開いた状態とすることで圧電素子３ｂを電気的に開放させ第一剛性よりも高い第二剛性とする。
【００３０】
この状態で、回転軸ＳＦに対して図中時計回りの方向（以下、ＣＷ方向と表記する）に回転する力が外部から加わる場合、回転軸ＳＦとベルト部５との間にＣＷ方向の摩擦力が働く。この摩擦力は、第一端部５ａ及び第二端部５ｂに対して、それぞれＣＷ方向の力として作用する。この場合、第一端部５ａは、基準位置Ｆから離れる方向に力を受ける保持側となる。また、第二端部５ｂは、保持側とは反対の反保持側である。
【００３１】
第一端部５ａにＣＷ方向の力が作用すると、図２に示すように、第一剛性となっている圧電素子（第一素子）３ａが固定部６ａ側に縮むように変形し、第一端部５ａが基準位置Ｆから離れる方向へ移動する。一方、第二端部５ｂにＣＷ方向の力が作用しても、第二剛性となっている圧電素子（第二素子）３ｂは変形することなく、第二端部５ｂはほとんど移動しない。したがって、第一端部５ａと第二端部５ｂとの間隔が広がり、ベルト部５の巻き付きが緩み、回転軸ＳＦとベルト部５との間において所定の回転方向（例、ＣＷ方向）に滑りが生じやすくなる。
【００３２】
一方、回転軸ＳＦに対して図中反時計回りの方向（以下、ＣＣＷ方向と表記する）に回転する力が外部から加わると、回転軸ＳＦとベルト部５との間にＣＣＷ方向の摩擦力が働く。この摩擦力は、第一端部５ａ及び第二端部５ｂに対して、それぞれＣＣＷ方向の力として作用する。この場合、第二端部５ｂは、基準位置Ｆから離れる方向に力を受ける保持側となる。また、第一端部５ａは、保持側とは反対の反保持側である。
【００３３】
第一端部５ａにＣＣＷ方向の力が作用すると、図３に示すように、第一剛性となっている圧電素子３ａが基準位置Ｆ側に伸びるように変形し、第一端部５ａが基準位置Ｆに近づく方向へ移動しようとする。一方、第二端部５ｂにＣＣＷ方向の力が作用しても、第二剛性となっている圧電素子３ｂは変形することなく、第二端部５ｂはほとんど移動しない。したがって、第一端部５ａと第二端部５ｂとによるベルト部５の巻き付きが強くなり、回転軸ＳＦとベルト部５との間に滑りが生じにくくなる。このため、ベルト部５と回転軸ＳＦとの間がより強固に連結される。
【００３４】
このように、スイッチＳＷ１を閉じ、かつ、スイッチＳＷ２を開いた状態では、回転軸ＳＦとベルト部５との間は、回転軸ＳＦに対して外部からＣＷ方向に力が作用した場合には滑りやすくなり、ＣＣＷ方向に力が作用した場合には滑りにくくなる。なお、スイッチＳＷ１を開き、スイッチＳＷ２を閉じた状態では、回転軸ＳＦに対して力が作用する方向と、回転軸ＳＦとベルト部５との間の滑りやすさとの関係を逆にすることができる。
【００３５】
以上のように、本実施形態に係る滑り機構１は、回転軸ＳＦの外周面ＳＦａの少なくとも一部に対して接触可能なベルト部５を有する伝達部２と、伝達部２に接続され、回転軸ＳＦの軸方向とは異なる方向に力が加えられた状態でベルト部５を回転軸ＳＦに接触させることによって回転軸ＳＦと伝達部２との間に摩擦力を生じさせる圧電素子３ａ及び圧電素子３ｂと、回転軸ＳＦと伝達部２との間の摩擦力が可変となるように、圧電素子３ａ及び圧電素子３ｂの剛性を制御する制御部４とを備えるので、圧電素子３ａ及び圧電素子３ｂの剛性を制御することにより、回転軸ＳＦが時計回り方向（ＣＷ方向）及び反時計回り方向（ＣＣＷ方向）のうち一方の回転方向に回転する場合には回転軸ＳＦと伝達部２との間に滑りを生じさせ、他方の回転方向に回転する場合には回転軸ＳＦと伝達部２との間を連結することができる。しかも、回転軸ＳＦと伝達部２との間に滑りを生じさせる回転方向と、回転軸ＳＦと伝達部２との間を連結する回転方向とを切り替えることができる。これにより、剛性及び柔軟性を備える滑り機構を得ることができる。
【００３６】
［第二実施形態］  
次に、本発明の第二実施形態を説明する。  
図４は、本実施形態に係る滑り機構１０１の構成を示す図である。  
図４に示すように、滑り機構１０１は、伝達部１１２、圧電部１１３及び制御部１１４を有している。滑り機構１０１は、電気回路ＣＲ１及び電気回路ＣＲ２において、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２に代えて、それぞれ可変抵抗（可変抵抗素子）Ｒ１及び可変抵抗（可変抵抗素子）Ｒ２が設けられている点で、第一実施形態とは異なっている。なお、他の構成については、第一実施形態と同一となっている。
【００３７】
この場合、制御部１１４は、可変抵抗Ｒ１及び可変抵抗Ｒ２を用いて電気回路ＣＲ１及び電気回路ＣＲ２の電気抵抗値を変化させることで、電気回路ＣＲ１及び電気回路ＣＲ２の時定数を調整する。圧電素子（圧電素子３ａ及び圧電素子３ｂ）は容量性素子である。例えば、この圧電素子の静電容量をＣとすると、この圧電素子と直列に接続される抵抗の電気抵抗値Ｒとの積ＣＲが回路の時定数となる。この時定数に応じた時間で圧電素子の電荷が放電される。すなわち、電気回路の時定数に応じた時間において、圧電素子は電荷一定の状態から電圧一定の状態に変化する。これは、例えば、圧電素子の剛性が、より剛性の高い第一剛性から、より剛性の低い第二剛性へ、回路の時定数に応じた時間で変化することを意味する。
【００３８】
なお、例えば、電気回路ＣＲ１の時定数及び電気回路ＣＲ２の時定数を調整する場合、可変抵抗Ｒ１及びＲ２の電気抵抗値を高くすると、電気回路ＣＲ１の時定数及び電気回路ＣＲ２の時定数が大きくなり、圧電素子１１３ａの剛性及び圧電素子１１３ｂの剛性を高く維持する時間が長くなる。また、可変抵抗Ｒ１及びＲ２の電気抵抗値を低くすると、電気回路ＣＲ１の時定数及び電気回路ＣＲ２の時定数が小さくなり、圧電素子１１３ａの剛性及び圧電素子１１３ｂの剛性を高く維持する時間が短くなる。
【００３９】
次に、以上の構成における本実施形態の滑り機構１０１の動作を説明する。  
まず、制御部１１４は、図４に示すように、可変抵抗Ｒ１を低い抵抗（低抵抗）に設定することによって圧電素子１１３ａの剛性の時定数を第一の時定数とすると共に、可変抵抗Ｒ２を高い抵抗（高抵抗）に設定することよって圧電素子１１３ｂの剛性の時定数を第一の時定数よりも大きい第二の時定数とする。
【００４０】
制御部１１４による上記の状態において、回転軸ＳＦに対して図４中時計回りの方向（以下、ＣＷ方向と表記する）に回転する力が外部から加わる場合、回転軸ＳＦとベルト部１１５との間にＣＷ方向の摩擦力が生じる。このＣＷ方向の摩擦力は、第一端部１１５ａ及び第二端部１１５ｂに対して、それぞれＣＷ方向の力として作用する。この場合、第一端部１１５ａは、基準位置Ｆから離れる方向に力を受ける保持側となる。また、第二端部１１５ｂは、保持側とは反対の反保持側である。
【００４１】
第一端部１１５ａにＣＷ方向の力が作用した場合、図４に示すように、剛性の変化が第一の時定数となっている圧電素子（第一素子）１１３ａが固定部１１６ａ側に縮むように変形し、第一端部１１５ａが基準位置Ｆから離れる方向へ移動する。一方、第二端部１１５ｂにＣＷ方向の力が作用した場合しても、剛性の変化が第二の時定数となっている圧電素子（第二素子）１１３ｂは短時間に変形することなく、第二端部１１５ｂはほとんど移動しない。したがって、第一端部１１５ａと第二端部１１５ｂとの間隔が大きくなり、ベルト部１１５の回転軸ＳＦに対する巻き付きが緩み、回転軸ＳＦとベルト部１１５との間において所定の回転方向（例、ＣＷ方向）に滑りが生じやすくなる。また、一旦、滑りが生じると、回転軸ＳＦとベルト部１１５との間の摩擦が静止摩擦からより小さい滑り摩擦になり、第二の時定数を超えて圧電素子（第二素子）１１３ｂの剛性が小さくなった後も滑りが継続的に生じる。
【００４２】
一方、回転軸ＳＦに対して図４中反時計回りの方向（以下、ＣＣＷ方向と表記する）に回転する力が外部から加わる場合、回転軸ＳＦとベルト部１１５との間にＣＣＷ方向の摩擦力が生じる。このＣＣＷ方向の摩擦力は、第一端部１１５ａ及び第二端部１１５ｂに対して、それぞれＣＣＷ方向の力として作用する。この場合、第二端部１１５ｂは、基準位置Ｆから離れる方向に力を受ける保持側となる。また、第一端部１１５ａは、保持側とは反対の反保持側である。
【００４３】
第一端部１１５ａにＣＣＷ方向の力が作用した場合と、剛性の変化が第一の時定数となっている圧電素子１１３ａが基準位置Ｆ側に伸びるように変形し、第一端部１１５ａが基準位置Ｆに近づく方向へ移動しようとする。一方、第二端部１１５ｂにＣＣＷ方向の力が作用した場合も、剛性の変化が第二の時定数となっている圧電素子１１３ｂは短時間に変形することなく、第二端部１１５ｂはほとんど移動しない。したがって、第一端部１１５ａと第二端部１１５ｂとによるベルト部５の回転軸ＳＦに対する巻き付きが強くなり、回転軸ＳＦとベルト部５との間に滑りが生じにくくなる。このため、ベルト部１１５と回転軸ＳＦとの間がより強固に連結される。回転軸ＳＦとベルト部１１５との間で静止摩擦状態が維持されるため、第二の時定数を超えて圧電素子（第二素子）１１３ｂの剛性が小さくなった後も連結が継続される。
【００４４】
このように、可変抵抗Ｒ１を低抵抗に設定した状態、かつ、可変抵抗Ｒ２を高抵抗に設定した状態において、回転軸ＳＦとベルト部５との間は、回転軸ＳＦに対して外部からＣＷ方向に力が作用した場合には滑りやすくなり、ＣＣＷ方向に力が作用した場合には滑りにくくなる。なお、可変抵抗Ｒ１を高抵抗に設定した状態、かつ、可変抵抗Ｒ２を低抵抗に設定した状態において、回転軸ＳＦに対して力が作用する方向と、回転軸ＳＦとベルト部１１５との間の滑りやすさとの関係を逆にすることができる。
【００４５】
このように、圧電素子１１３ａ及び圧電素子１１３ｂの剛性の時定数を制御することにより、回転軸ＳＦが時計回り方向（ＣＷ方向）及び反時計回り方向（ＣＣＷ方向）のうち一方の回転方向に回転する場合には回転軸ＳＦと伝達部１１２との間に滑りを生じさせ、他方の回転方向に回転する場合には回転軸ＳＦと伝達部１１２との間を連結することができる。しかも、回転軸ＳＦと伝達部１１２との間に滑りを生じさせる回転方向と、回転軸ＳＦと伝達部１１２との間を連結する回転方向とを切り替えることができる。これにより、剛性及び柔軟性を備える滑り機構１０１を得ることができる。
【００４６】
［第三実施形態］  
次に、本発明の第三実施形態を説明する。  
図５は、本実施形態に係るロボット装置の一部の構成を示す図である。  
図５に示すように、ロボット装置１００は、第一アーム１０、第二アーム２０及び制御部ＣＯＮＴを有している。第一アーム１０及び第二アーム２０は、連結部３０において連結されている。回転機構４０及びトルク制限機構５０を備える駆動装置６０が連結部３０に設けられている。駆動装置６０は、連結部３０を基準として第二アーム２０を回転させる。制御部ＣＯＮＴは、第一アーム１０及び第二アーム２０を含めたロボット装置１００の動作を統括的に制御する。
【００４７】
第一アーム１０は、基部１１及び軸受部１２を有している。  
基部１１は、円柱状（中実）若しくは円筒状（中空）に形成されており、ロボット装置１００の骨格の一部を構成する。基部１１は、ロボット装置１００の不図示の軸部材に取り付けられており、当該軸部材を中心として所定方向に回転移動するように設けられている。なお、第一アーム１０には、当該第一アーム１０の三次元的な位置及び姿勢を検出する不図示のセンサが設けられている。当該センサとしては、例えば第一アーム１０の回転角度等を検出するエンコーダなどの回転位置検出器が挙げられる。
【００４８】
軸受部１２は、基部１１の端面１１ａに設けられている。軸受部１２は、第一軸受１２ａ、第二軸受１２ｂ及び第三軸受１２ｃを有している。第一軸受１２ａ、第二軸受１２ｂ及び第三軸受１２ｃは、一方向（例えばＺ方向）に並んで配置されている。
【００４９】
第一軸受１２ａ及び第二軸受１２ｂは、端面１１ａ上に直接設けられている。第一軸受１２ａ及び第二軸受１２ｂは、互いの間に所定の間隔が設けられるように配置されている。第三軸受１２ｃは、第二軸受１２ｂから端面１１ａの外側へ伸びた接続部１１ｂを介して設けられている。
【００５０】
図６は、第一アーム１０の構成を示す図である。図６においては、第二アーム２０の図示を省略している。  
図６に示すように、第一軸受１２ａには、貫通孔１３ａが設けられている。貫通孔１３ａは、Ｚ方向に第一軸受１２ａを貫通する。第二軸受１２ｂには、貫通孔１３ｂが設けられている。貫通孔１３ｂは、Ｚ方向に第二軸受１２ｂを貫通する。第三軸受１２ｃには、貫通孔１３ｃが設けられている。貫通孔１３ｃは、Ｚ方向に第三軸受１２ｃを貫通する。
【００５１】
貫通孔１３ａ及び貫通孔１３ｂ及び貫通孔１３ｃは、例えば円形に形成されており、それぞれＺ方向視において重なる位置に配置されている。また、貫通孔１３ａ及び貫通孔１３ｂは、互いに等しい径を有するように形成されている。なお、貫通孔１３ａ、貫通孔１３ｂ及び貫通孔１３ｃのうち少なくとも一つの径やＺ方向視での形状が他と異なる構成であっても構わない。
【００５２】
また、図５に示すように、第二アーム２０は、基部２１、軸受部２２及び被駆動軸２４を有している。  
基部２１は、第一アーム１０の基部１１と同様、円柱状（中実）若しくは円筒状（中空）に形成されており、ロボット装置１００の骨格の一部を構成する。第二アーム２０には、当該第二アーム２０の三次元的な位置及び姿勢を検出する不図示のセンサが設けられている。当該センサとしては、例えば第二アーム２０の回転角度等を検出するエンコーダなどの回転位置検出器が挙げられる。
【００５３】
軸受部２２は、基部２１の端面２１ａに設けられている。軸受部２２は、第四軸受２２ａ及び第五軸受２２ｂを有している。第四軸受２２ａ及び第五軸受２２ｂは、一方向（例えばＺ方向）に並んで配置されている。
【００５４】
第四軸受２２ａ及び第五軸受２２ｂは、端面２１ａ上に直接設けられている。第二アーム２０の第四軸受２２ａ及び第五軸受２２ｂは、第一アーム１０の第一軸受１２ａと第二軸受１２ｂとの間に配置可能となるように、互いの間に所定の間隔を空けて配置されている。
【００５５】
被駆動軸（回転軸）２４は、回転機構４０による回転力が伝達部５１によって伝達されることで回転する軸である。被駆動軸２４は、第四軸受２２ａの＋Ｚ側に当該第四軸受２２ａと一体的に設けられている。被駆動軸２４は、例えば円筒状に形成されており、軸線方向がＺ方向に平行になるように配置されている。被駆動軸２４の外周面２４ａは、ほぼ一周に亘って摩擦係数が均一になるように形成されている。
【００５６】
図７は、第二アーム２０の構成を示す斜視図である。  
図７に示すように、第四軸受２２ａには、貫通孔２３ａが設けられている。貫通孔２３ａは、Ｚ方向に第四軸受２２ａを貫通する。第五軸受２２ｂには、貫通孔２３ｂが設けられている。貫通孔２３ｂは、Ｚ方向に第五軸受２２ｂを貫通する。被駆動軸２４には、貫通孔２３ｃが設けられている。貫通孔２３ｃは、被駆動軸２４をＺ方向に貫通する。
【００５７】
貫通孔２３ａ、貫通孔２３ｂ及び貫通孔２３ｃは、例えば互いに等しい径を有する円形に形成されており、それぞれＺ方向視において重なる位置に配置されている。勿論、貫通孔２３ａ、貫通孔２３ｂ及び貫通孔２３ｃのうち少なくとも一つの径やＺ方向視での形状が他と異なる構成であっても構わない。
【００５８】
図８は、連結部３０の構成を模式的に示す図である。図８においては、第一アーム１０の各部やカップリング４５、ベルト部５３については、内部が透過した状態となるように輪郭のみを示している。
【００５９】
図８に示すように、連結部３０において、第一アーム１０及び第二アーム２０は、第一軸受１２ａと第二軸受１２ｂとの間に、第四軸受２２ａと第五軸受２２ｂとが配置された状態で連結されることになる。この場合、＋Ｚ方向へ向けて、第一軸受１２ａ、第四軸受２２ａ、第五軸受２２ｂ、第二軸受１２ｂ及び第三軸受１２ｃの順に配置される。また、第一軸受１２ａの貫通孔２３ａ、第四軸受２２ａの貫通孔２３ａ、第五軸受２２ｂの貫通孔２３ｂ、第二軸受１２ｂの貫通孔１３ｂ及び第三軸受１２ｃの貫通孔１３ｃは、Ｚ方向に一列に並んで配置されることになる。
【００６０】
回転機構４０は、図５、図６及び図８に示すように、回転駆動源４１、回転駆動軸４２及びカップリング４５を有している。  
回転駆動源４１は、回転駆動軸（回転軸）４２に回転力を付与する。回転駆動源４１としては、例えばモーター装置などが用いられている。カップリング４５は、第二軸受１２ｂと第三軸受１２ｃとの間に配置されており、回転駆動源４１の駆動軸４１ａと回転駆動軸４２とを連結する。なお、回転駆動軸４２は、駆動軸４１ａ及びカップリング４５を介さずに直接的に回転駆動源４１と連結されてもよい。
【００６１】
回転駆動軸４２は、貫通部４３及び拡径部４４を有している。貫通部４３は、円柱状に形成されており、長手方向がＺ方向に平行になるように配置されている。貫通部４３は、第一軸受１２ａの貫通孔１３ａ、第四軸受２２ａの貫通孔２３ａ、第五軸受２２ｂの貫通孔２３ｂ、第二軸受１２ｂの貫通孔１３ｂ及び第三軸受１２ｃの貫通孔１３ｃをそれぞれ貫通する。
【００６２】
貫通部４３は、上記の各貫通孔を貫通して設けられることで、軸受部１２及び軸受部２２において第一アーム１０と第二アーム２０とを連結している。また、貫通部４３は、不図示の当該軸受部１２及び軸受部２２（例えば、第一軸受１２ａ、第四軸受２２ａ、第五軸受２２ｂ、第二軸受１２ｂ及び第三軸受１２ｃ）によって、所定のＺ軸周りに独立して回転するように支持されている。
【００６３】
拡径部４４は、貫通部４３の一部に設けられている。拡径部４４は、貫通部４３と中心軸が一致するように円筒状に形成されている。拡径部４４は、貫通部４３よりも径が大きく形成されている。本実施形態では、拡径部４４の径は、被駆動軸２４の径と同一となるように形成されている。
【００６４】
拡径部４４の外周面４４ａは、ほぼ一周に亘って摩擦係数が均一になるように形成されている。拡径部４４は、外周面４４ａの摩擦係数が被駆動軸２４の外周面２４ａの摩擦係数と同一になるように形成されている。第一アーム１０と第二アーム２０とが連結された状態では、拡径部４４と被駆動軸２４とは、互いの中心軸が一致するようにＺ方向に並んで配置されている。
【００６５】
トルク制限機構５０は、回転駆動軸４２の回転力を被駆動軸２４に伝達する。  
図９は、トルク制限機構５０の構成を示す断面図である。  
図５、図７、図８及び図９に示すように、トルク制限機構５０は、伝達部５１及び調整部５２を有している。
【００６６】
伝達部５１は、回転駆動軸４２の周面と被駆動軸２４の周面とのうち少なくとも一方に掛けられて、回転駆動軸４２の回転力を被駆動軸２４に伝達する。例えば、伝達部５１は、回転駆動軸４２と被駆動軸２４とのうち少なくとも一方の回転軸の周面（例、外周面や内周面）の少なくとも一部に対して接触可能に設けられ、該回転軸の軸方向（例えばＺ方向）とは異なる方向（例、該回転軸の径方向など）に力（例、張力や押圧力など）が加えられた状態で該回転軸に接触することによって回転駆動軸４２の回転力を被駆動軸２４に伝達する。調整部５２は、伝達部５１と回転駆動軸４２及び被駆動軸２４との間の接触状態を調整する。
【００６７】
伝達部５１は、ベルト部（湾曲部）５３を有している。ベルト部５３は、例えばステンレスなどの金属を用いて帯状に形成されている。ベルト部５３は、回転駆動軸４２の拡径部４４と被駆動軸２４との間に跨って掛けられている。例えば、ベルト部５３は、拡径部４４の外周面４４ａと、被駆動軸２４の外周面２４ａとに、それぞれ短手方向に半分ずつ均等に掛けられた状態となっている。ベルト部５３は、拡径部４４の外周面４４ａ及び被駆動軸２４の外周面２４ａに沿って湾曲された状態となっている。したがって、ベルト部５３は、拡径部４４の周面（例、外周面４４ａ又は内周面）及び被駆動軸２４の周面（例、外周面２４ａ又は内周面）に沿って曲げることが可能な可撓性を有する。このように、例えば、本実施形態におけるトルク制限機構５０は、回転機構４０によって回転駆動軸４２に生じる回転力を、ベルト部５３を介して被駆動軸２４に伝達する手段を有している。なお、ベルト部５３は、回転駆動軸４２（拡径部４４）及び被駆動軸２４のそれぞれに対して、少なくとも一部ずつが掛けられた状態であればよい。また、例えば、ベルト部５３は、回転駆動軸４２と被駆動軸２４とのうち少なくとも一方の回転軸の曲面状周面の少なくとも一部に沿って巻き付いた状態であればよい。
【００６８】
ベルト部５３は、両端部（第一端部５３ａ及び第二端部５３ｂ）がＺ方向と直交する方向へ伸びるように折り曲げられている。ベルト部５３の折り曲げ部分（端部）である第一端部５３ａ及び第二端部５３ｂは、拡径部４４及び被駆動軸２４の周方向の基準位置Ｆを挟むように所定の隙間を空けて対向して配置されている。第一端部５３ａは、調整部５２の一部を介して、端面２１ａから突出した支持部２１ｂの端面に接続されている。第二端部５３ｂは、調整部５２の一部を介して、第二アーム２０の端面２１ａから突出した支持部２１ｃの端面に固定されている。また、ベルト部５３の形状は、例えば、帯状又は線状などである。
【００６９】
拡径部４４と被駆動軸２４とは同一の径を有しているため、拡径部４４の外周面４４ａと被駆動軸２４の外周面２４ａとの間では段差が発生することが無い。このため、伝達部５１と拡径部４４との間、及び、伝達部５１と被駆動軸２４との間には、ほぼ同一の張力及び摩擦力が発生することになる。
【００７０】
本実施形態では、ベルト部５３が金属を用いて形成されているため、ベルト部５３を例えば放電加工などによって容易に作成することができる。また、ベルト部５３が金属を用いて形成される場合、ベルト部５３が導電性を有する構成となるため、ベルト部５３と拡径部４４（回転駆動軸４２）及び被駆動軸２４との間の摩擦によって発生する静電気がベルト部５３に帯電するのを抑制することができる。なお、伝達部５１の形状については、帯状の構成に限られず、例えば線状又は鎖状に形成されていても構わない。
【００７１】
また、調整部５２は、剛性可変部として、駆動素子５４及び駆動素子５６を備えている。  
駆動素子５４は、伸縮方向の一方の端部がベルト部５３の第一端部５３ａに接続されている。また、駆動素子５４の他方の端部は、第二アーム２０の端面２１ａから突出した支持部２１ｂに固定されている。したがって、駆動素子５４は、第一端部５３ａと支持部２１ｂとで挟まれた構成となっている。駆動素子５４のうち第一端部５３ａとの接続部分及び支持部２１ｂとの接続部分には、それぞれフレクシャ機構５４ａ及び５４ｂが形成されている。
【００７２】
駆動素子５６は、伸縮方向が駆動素子５４と同一方向となるように配置されている。駆動素子５６は、伸縮方向の一方の端部がベルト部５３の第二端部５３ｂに接続されている。また、駆動素子５６の他方の端部は、第二アーム２０の端面２１ａから突出した支持部２１ｃに固定されている。したがって、駆動素子５６は、第二端部５３ｂと支持部２１ｃとで挟まれた構成となっている。駆動素子５６のうち第二端部５３ｂとの接続部分及び支持部２１ｃとの接続部分には、それぞれフレクシャ機構５６ａ及び５６ｂが形成されている。
【００７３】
なお、駆動素子５４が支持部２１ｂに直接接続された構成に限られず、例えば不図示のネジやバネなどの固定部材を介して支持部２１ｂに固定された構成であっても良い。同様に、駆動素子５６が支持部２１ｃに直接接続された構成に限られず、例えば不図示のネジやバネなどの固定部材を介して支持部２１ｃに固定された構成であっても良い。
【００７４】
駆動素子５４及び駆動素子５６は、ベルト部５３と外周面４４ａ及び２４ａとの間の接触状態を調整可能である。駆動素子５４及び駆動素子５６としては、電歪素子（例えばピエゾ素子などの圧電素子）や磁歪素子などの電気機械変換素子が用いられている。駆動素子５４及び駆動素子５６は、電圧が印加されることにより、一方向（例、図９においては左右方向）に伸縮する構成である。
【００７５】
駆動素子５４及び駆動素子５６には、伸縮方向の両端部に不図示の電極が設けられている。駆動素子５４及び駆動素子５６は、当該両端部の電極を接続する電気回路の開閉状態に応じて、剛性が変化する性質を有する。
【００７６】
例えば駆動素子５４及び駆動素子５６の両端部の電極間が配線によって接続される場合など、電気的に短絡されている場合が挙げられる。ここで、電気的に短絡されている状態とは、駆動素子５４及び駆動素子５６に印加される電圧がそれぞれ一定に保持される状態をいう。
【００７７】
また、例えば駆動素子５４及び駆動素子５６の両端部の電極間が接続されていない場合など、電気的に開放されている場合が挙げられる。ここで、電気的に開放されている状態とは、駆動素子５４及び駆動素子５６に蓄えられた電荷がそれぞれ一定に保持される状態をいう。なお、駆動素子５４及び駆動素子５６の両端部の電極間が電気的に開放されている場合には、当該駆動素子５４及び駆動素子５６の剛性は最も高くなる。
【００７８】
駆動素子５４には電気回路５７が接続されている。電気回路５７には、スイッチ５７ｓ及び電源部５７ｖが設けられている。したがって、駆動素子５４と電源部５７ｖとは、スイッチ５７ｓを挟んで直列に接続されている。スイッチ５７ｓは、電気回路５７の開閉を切り替える。電源部５７ｖは、駆動素子５４の両端部に対して電圧を印加する。スイッチ５７ｓ及び電源部５７ｖは、制御部ＣＯＮＴに接続されている。
【００７９】
駆動素子５６には、電気回路５８が接続されている。電気回路５８には、スイッチ５８ｓ及び電源部５８ｖが設けられている。したがって、駆動素子５６と電源部５８ｖとは、スイッチ５８ｓを挟んで直列に接続されている。スイッチ５８ｓは、電気回路５８の開閉を切り替える。電源部５８ｖは、駆動素子５６の両端部に対して電圧を印加する。
【００８０】
制御部ＣＯＮＴは、スイッチ５７ｓ及びスイッチ５８ｓの開閉状態を切り替え可能に制御すると共に、電源部５７ｖ及び電源部５８ｖによる電圧の大きさを調整する。制御部ＣＯＮＴは、スイッチ５７ｓ及びスイッチ５８ｓについて、個別に開閉状態を制御可能である。また、制御部ＣＯＮＴは、電源部５７ｖ及び電源部５８ｖの電圧を個別に調整可能である。上記のように、制御部ＣＯＮＴは、スイッチ５７ｓ及びスイッチ５８ｓを閉じた状態で電源部５７ｖ及び電源部５８ｖの電圧を調整することで、駆動素子５４及び駆動素子５６の変形量（伸縮量）を調整可能である。
【００８１】
また、制御部ＣＯＮＴにより、スイッチ５７ｓが閉じた状態になると、駆動素子５４の両端部間が配線によって電気的に接続される。これにより駆動素子５４の両端部に対して電源部５７ｖによって電圧が印加される。駆動素子５４の両端部に対して印加される電圧の大きさは、例えば制御部ＣＯＮＴによって調整可能である。電圧が印加された駆動素子５４は、電気的にはコンデンサとして働くため、駆動素子５４に電荷が蓄えられる。
【００８２】
また、駆動素子５４の両端部に電圧が印加されることにより、当該駆動素子５４は伸縮方向に変形する。駆動素子５４の変形により、駆動素子５４に接続される第一端部５３ａが当該伸縮方向に移動する。
【００８３】
例えば駆動素子５４が伸びると、ベルト部５３の第一端部５３ａが基準位置Ｆに近づく方向（図中左方向）に移動する。このため、ベルト部５３が回転駆動軸４２の拡径部４４及び被駆動軸２４に巻きつき、当該ベルト部５３に張力が加わる。また、駆動素子５４が縮むと、第一端部５３ａが基準位置Ｆから離れる方向（図中右方向）に移動する。このため、ベルト部５３が拡径部４４及び被駆動軸２４から離れて弛緩する。
【００８４】
同様に、スイッチ５８ｓが閉じた状態になると、駆動素子５６の両端部間が配線によって電気的に接続される。これにより駆動素子５６の両端部に対して電源部５８ｖによって電圧が印加される。駆動素子５６の両端部に対して印加される電圧の大きさは、例えば制御部ＣＯＮＴによって調整可能である。両端部に電圧が印加されることにより、電気的にはコンデンサとして働くため、駆動素子５６に電荷が蓄えられる。
【００８５】
また、駆動素子５６の両端部に電圧が印加されることにより、当該駆動素子５６は伸縮方向に変形する。駆動素子５６の変形により、駆動素子５６に接続される第二端部５３ｂが当該伸縮方向に移動する。
【００８６】
例えば、駆動素子５６が伸びると、ベルト部５３の第二端部５３ｂが第一端部５３ａに近づく方向に移動する。このため、ベルト部５３が回転駆動軸４２の拡径部４４及び被駆動軸２４に巻きつき、当該ベルト部５３に張力が加わる。駆動素子５６が縮むと、第二端部５３ｂが第一端部５３ａから離れる方向に移動する。このため、ベルト部５３が拡径部４４及び被駆動軸２４から離れて弛緩する。
【００８７】
このように、例えば、ベルト部５３は、駆動素子５４及び駆動素子５６の駆動（例、伸縮）によって回転駆動軸４２の径方向及び被駆動軸２４の径方向に力が加えられる。これによって、ベルト部５３と拡径部４４との間、及びベルト部５３と被駆動軸２４との間で、それぞれ摩擦力が生じる。駆動素子５４及び駆動素子５６の駆動量（伸縮量）を調整することで、当該摩擦力を変化させることができ、これによってベルト部５３と拡径部４４との間、及びベルト部５３と被駆動軸２４との間のトルクの許容値を可変とすることができる。
【００８８】
また、スイッチ５７ｓが閉じた状態においては、駆動素子５４の電極間の電圧が一定に保たれる。この場合、駆動素子５４の剛性は、拡径部４４及び被駆動軸２４の外周面４４ａ及び２４ａとベルト部５３との間の摩擦力によって変形する第一剛性となる。
【００８９】
一方、スイッチ５７ｓが開いた状態になると、駆動素子５４の両端部間の電気的接続が解除される。これにより駆動素子５４の両端部が電気的に開放され、この場合、駆動素子５４の剛性は、上記第一剛性よりも高い第二剛性となる。これによって、後述するように、本実施形態におけるトルク制限機構５０は、回転駆動軸４２と被駆動軸２４とに相対的な変位（例、滑り）を生じさせることが可能となる。ここで、第二剛性は、拡径部４４及び被駆動軸２４の外周面４４ａ及び２４ａとベルト部５３との間の摩擦力が作用された場合でも変形しない程度の剛性である。
【００９０】
スイッチ５７ｓを一旦閉じた状態とし、駆動素子５４に一定量の電荷が蓄えられると、駆動素子５４が一定量伸長する。この状態でスイッチ５７ｓを開くと、電気回路５７が開放されるため、駆動素子５４が一定量伸長した状態で第二剛性となる。したがって、駆動素子５４に蓄える電荷の量を調整しながらスイッチ５７ｓの開閉を切り替えることにより、駆動素子５４の伸縮量（変形量）を調整しつつ、駆動素子５４の剛性を第一剛性と第二剛性との間で切り替えることができるようになっている。
【００９１】
更に、スイッチ５８ｓが閉じた状態においては、駆動素子５６の電極間の電圧が一定に保たれる。この場合、駆動素子５６の剛性は、上記同様第一剛性となる。
【００９２】
同様に、スイッチ５８ｓが開いた状態になると、駆動素子５６の両端部間の電気的接続が解除される。これにより駆動素子５６の両端部が電気的に開放され、駆動素子５６の電荷が一定に保たれる。この場合、駆動素子５６の剛性は、上記第二剛性となる。これによって、後述するように、本実施形態におけるトルク制限機構５０は、回転駆動軸４２と被駆動軸２４とに相対的な変位（例、滑り）を生じさせることが可能となる。
【００９３】
また、スイッチ５８ｓを一旦閉じた状態とし、駆動素子５６に一定量の電荷を蓄えると、駆動素子５６が一定量伸長する。この状態でスイッチ５８ｓを開くと、電気回路５８が開放されるため、駆動素子５６が一定量伸長した状態で第二剛性となる。したがって、駆動素子５６に蓄える電荷の量を調整しながらスイッチ５８ｓの開閉を切り替えることにより、駆動素子５６の伸縮量（変形量）を調整しつつ、駆動素子５６の剛性を第一剛性と第二剛性との間で切り替えることができる。
【００９４】
このように、駆動素子５４及び駆動素子５６の剛性を第一剛性と第二剛性との間で切り替えることで、回転駆動軸４２及び被駆動軸２４とベルト部５３との間の摩擦力を可変とすることができる。このため、回転駆動軸４２及び被駆動軸２４とベルト部５３との間の滑りやすさが回転軸（回転駆動軸４２及び被駆動軸２４のうち少なくとも一方）の回転方向の一方向と逆方向とで異なるように設定することができる。
【００９５】
なお、本実施形態は、例えば、駆動素子５４及び駆動素子５６を縮ませることによって、ベルト部５３が拡径部４４及び被駆動軸２４に巻きついて、当該ベルト部５３に張力が加わる構成にしてもよい。そして、本実施形態は、駆動素子５４及び駆動素子５６が伸びることによって、ベルト部５３が拡径部４４及び被駆動軸２４から離れて弛緩する構成にしてもよい。
【００９６】
また、一例として、上記した回転駆動軸４２の動作及び被駆動軸２４の動作は、第二アーム２０の動作と同様である。例えば、後述する図１１や図１２において、被駆動軸２４の動作は、所定の移動方向（例、±θ方向の回転方向）に対して、回転する動作や加減速して移動する動作を含む。回転駆動軸４２の動作も被駆動軸２４の動作と同様である。
【００９７】
次に、本実施形態に係るトルク制限機構５０において、回転駆動軸４２から被駆動軸２４へ回転力を伝達し、当該被駆動軸２４にトルクを伝達させる原理を説明する。被駆動軸２４を駆動させる際には、拡径部４４及び被駆動軸２４に巻き掛けられたベルト部５３に有効張力を生じさせ、当該有効張力によって拡径部４４と被駆動軸２４とを連結する。拡径部４４と被駆動軸２４とがベルト部５３によって連結されることで、回転駆動軸４２から被駆動軸２４へとトルクが伝達可能となる。
【００９８】
オイラーの摩擦ベルト理論により、回転駆動軸４２及び被駆動軸２４に巻き掛けられたベルト部５３の第一端部５３ａ側の張力（Ｔ１）及び第二端部５３ｂ側の張力（Ｔ２）が下記［数１］を満たすとき、ベルト部５３と拡径部４４との間、ベルト部５３と被駆動軸２４との間で、それぞれ摩擦力が生じる。このため、ベルト部５３と、拡径部４４の外周面４４ａ及び被駆動軸２４の外周面２４ａとの間は、それぞれ回転方向の力が作用し合う状態（接触状態）となる。なお、ここでいう摩擦力とは、静止摩擦力及び動摩擦力が含まれる。なお、本実施形態では、ベルト部５３が短手方向に等しい寸法ずつ拡径部４４及び被駆動軸２４に掛けられているため、生じる摩擦力の大きさは、ベルト部５３と外周面４４ａとの間、及び、ベルト部５３と外周面２４ａとの間で、ほぼ等しくなる。
【００９９】
ベルト部５３は、外周面４４ａ及び外周面２４ａに対して接触状態となったときに、摩擦力によって回転駆動軸４２及び被駆動軸２４と共に移動する。この移動により、回転駆動軸４２から被駆動軸２４にトルクが伝達される。ただし、［数１］において、μはベルト部５３と外周面４４ａ及び外周面２４ａとの間の見かけ上の摩擦係数であり、θはベルト部５３の有効巻き付き角（接触角度）である。有効巻き付け角θについては、図９に示すように、拡径部４４の外周面４４ａ及び被駆動軸２４の外周面２４ａのうちベルト部５３に対して接触状態となりうる部分の範囲である。
【０１００】
【数１】
2013127294.tif 000003
【０１０１】
このとき、トルクの伝達に寄与する有効張力は、（Ｔ１−Ｔ２）によって表される。上記［数１］に基づいて有効張力（Ｔ１−Ｔ２）を求めると、［数２］のようになる。［数２］は、Ｔ１を用いて有効張力を表す式である。
【０１０２】
【数２】
2013127294.tif 000004
【０１０３】
上記［数２］より、回転駆動軸４２から被駆動軸２４に伝達されるトルクは、例えば駆動素子５４の伸縮によってベルト部５３に生じる張力Ｔ１によって一意に決定されることがわかる。［数２］の右辺のＴ１の係数部分は、ベルト部５３と拡径部４４との間における摩擦係数μ、ベルト部５３との間における摩擦係数μ、及び、ベルト部５３の有効巻き付き角θにそれぞれ依存する。
【０１０４】
ここで、トルク制限機構５０においては、回転駆動軸４２とベルト部５３との間に働く力が、回転駆動軸４２の外周面４４ａとベルト部５３との間の最大静止摩擦力よりも小さい場合、回転駆動軸４２とベルト部５３との間には静止摩擦力が発生し、当該静止摩擦力によって回転駆動軸４２からベルト部５３にトルクが伝達される。
【０１０５】
一方、例えば回転駆動軸４２とベルト部５３との間に最大静止摩擦力以上の力が働くと、回転駆動軸４２とベルト部５３との間に滑りが生じる。例えば、回転駆動軸４２とベルト部５３との間に、回転方向についての相対的な移動が発生する。この場合、回転駆動軸４２とベルト部５３との間には動摩擦力が働くため、当該動摩擦力によって回転駆動軸４２からベルト部５３にトルクが伝達される。
【０１０６】
しかしながら、回転駆動軸４２の外周面４４ａとベルト部５３との間の動摩擦係数は、両者の静止摩擦力係数よりも小さいため、静止摩擦力によって伝達されるトルクに比べて、動摩擦力によって伝達されるトルクの大きさは小さくなる。例えば、回転駆動軸４２とベルト部５３との接触状態によっては、回転駆動軸４２がほぼ空回りに近い状態となる場合がある。したがって、回転駆動軸４２とベルト部５３との間に回転方向についての相対的な移動が発生する場合、回転駆動軸４２とベルト部５３との間に静止摩擦力が働く場合に比べて、伝達されるトルクの大きさが小さくなる。このため、トルクの伝達が制限されることになる。なお、例えば、トルク制限機構５０は、回転駆動軸４２とベルト部５３との間に対して所定の回転方向に滑りが生じた後、滑りが生じている所定の回転方向とは反対方向にトルクが生じるように、駆動素子５４を駆動させることによって滑りを止めることができる。このように、本実施形態におけるトルク制限機構５０は、上記のような相対的な変位（例、滑り）が生じた場合に、ブレーキ機能として変位を止めることが可能である。
【０１０７】
このように、トルク制限機構５０は、回転駆動軸４２の外周面４４ａとベルト部５３との間に働く力が最大静止摩擦力を超えない場合には、回転駆動軸４２のトルクをベルト部５３に伝達する。また、トルク制限機構５０は、外周面４４ａとベルト部５３との間に働く力が最大静止摩擦力を超える場合には、回転駆動軸４２からベルト部５３へのトルクの伝達を制限する。以上の説明は、被駆動軸２４とベルト部５３との間においても同様に適用される。
【０１０８】
このことを踏まえると、トルク制限機構５０は、回転駆動軸４２からベルト部５３へ伝達されるトルクの閾値（許容値）、及び、ベルト部５３から被駆動軸２４へ伝達されるトルクの閾値（許容値）、を超えるトルクの伝達を制限する機能を有しているといえる。ここで、上記閾値は、回転駆動軸４２の外周面４４ａとベルト部５３との間に働く力が最大静止摩擦力に等しくなるようなトルクの値である。
【０１０９】
図１０は、摩擦係数μを変化させたときの有効巻き付き角θと係数部分の値との関係を示すグラフである。グラフの横軸は有効巻き付き角θを示しており、グラフの縦軸は係数部分の値を示している。図１０に示すように、例えば摩擦係数μが０．３の場合には、有効巻き付き角θが３００°以上のときに係数部分の値が０．８以上となっている。
【０１１０】
このことから、摩擦係数μが０．３の場合には、有効巻き付き角θを３００°以上とすることにより、駆動素子５４による張力Ｔ１の８０％以上の力が被駆動軸２４のトルクに寄与することがわかる。この巻き付き角（例、１８０°、２７０°、３６０°、３６０°以上）の他、図１０のグラフから、例えばベルト部５３と、拡径部４４及び被駆動軸２４との間の摩擦係数を大きくするほど、係数部分の値が大きくなることが推定される。
【０１１１】
このように、伝達可能なトルクの大きさは駆動素子５４の変形（伸縮）による張力Ｔ１によって一意に決定されることになる。例えば駆動素子５４に用いられるピエゾ素子などは、数ミリ程度の小型素子であっても、数百ニュートン以上の力を出すことができるので、幅広い範囲の大きさのトルクを伝達することができる。したがって、駆動素子５４は、回転駆動軸４２からベルト部５３へ伝達されるトルクの許容値、及び、ベルト部５３から被駆動軸２４へ伝達されるトルクの許容値をそれぞれ可変にする機能を有している。例えば、調整部５２は、何らかの外力によって回転駆動軸４２と被駆動軸２４との相対的な変位を生じさせるトルクの許容値を変更することが可能である。
【０１１２】
次に、ロボット装置１００の動作について説明する。  
まず、図１１に示すように、ベルト部５３が回転駆動軸４２の拡径部４４の外周面４４ａと被駆動軸２４の外周面２４ａとに亘って掛けられた状態とする。このとき、制御部ＣＯＮＴは、例えばスイッチ５７ｓ及びスイッチ５８ｓを閉じて駆動素子５４と電源部５７ｖとの間、及び、駆動素子５６と電源部５８ｖとの間を直列に接続する。この動作により、駆動素子５４及び駆動素子５６に対して電圧を印加可能な状態になると共に、駆動素子５４及び駆動素子５６の剛性が外部からの力（例、回転軸とベルト部との間の摩擦力）の作用によって変形可能な第一剛性となる。
【０１１３】
この状態から、制御部ＣＯＮＴは、電源部５７ｖ及び電源部５８ｖによる電圧の大きさを調整しつつ駆動素子５４及び駆動素子５６に対して電圧を印加する。この動作により、図１２に示すように、ベルト部５３の第一端部５３ａを基準位置Ｆ側に押圧すると共に第二端部５３ｂを基準位置Ｆ側に押圧するように駆動素子５４及び駆動素子５６が変形する。
【０１１４】
駆動素子５４及び駆動素子５６の変形により、ベルト部５３が拡径部４４の外周面４４ａ及び被駆動軸２４の外周面２４ａに共に巻かれた状態で第一端部５３ａ側には張力Ｔ１が発生し、第二端部５３ｂ側には張力Ｔ２が発生する。したがって、ベルト部５３に有効張力（Ｔ１−Ｔ２）が発生し、ベルト部５３と拡径部４４との間、ベルト部５３と被駆動軸２４との間が、それぞれ接触状態となる。
【０１１５】
制御部ＣＯＮＴは、ベルト部５３に有効張力を発生させた状態を保持しつつ、回転機構４０の回転駆動源４１を作動させる。この動作により、ベルト部５３と拡径部４４の外周面４４ａとの間に摩擦力が発生し、ベルト部５３が外周面４４ａの周方向に引っ張られて移動しようとする。そして、ベルト部５３が移動しようとする際には、ベルト部５３と被駆動軸２４の外周面２４ａとの間に摩擦力が発生し、当該摩擦力によって被駆動軸２４が外周面２４ａの周方向に回転する。
【０１１６】
したがって、図１３に示すように、回転駆動軸４２（拡径部４４）の回転によってベルト部５３が移動すると共に、当該ベルト部５３の移動によって被駆動軸２４が外周面２４ａの周方向に回転する。このようにして、回転駆動軸４２（拡径部４４）の回転力が被駆動軸２４に伝達される。
【０１１７】
なお、この動作において、制御部ＣＯＮＴは、回転駆動軸４２及び被駆動軸２４の配置状態に応じて調整部５２による接触状態を調整する。ここで、配置状態とは、回転駆動軸４２及び被駆動軸２４の位置、姿勢及び相対的な位置関係のうち少なくとも一つを含む。なお、回転駆動軸４２と被駆動軸２４との間の相対的な位置関係は、第一アーム１０及び第二アーム２０の位置、姿勢及び相対的な位置関係に基づく。
【０１１８】
例えば、第二アーム２０を一定の速度で一定の角度だけ移動させる回転動作の場合、連結部３０を基準として第二アーム２０に対して作用するモーメント（例、重力モーメント）の大きさによって、被駆動軸２４に対して伝達されるトルクの大きさを調整する必要が生じる。また、例えば、第二アーム２０を所定の回転方向に一定の角度だけ移動させる回転動作の場合、連結部３０を基準として第二アーム２０に対して作用するモーメント（例、負荷や重力モーメント）の大きさによって、被駆動軸２４に対して伝達されるトルクの大きさを調整する必要が生じる。
【０１１９】
図１４及び図１５は、第一アーム１０と第二アーム２０との間の位置関係を模式的に示す図である。  
第二アーム２０が位置Ｐ１に配置されている場合（図１４参照）と、第二アーム２０が位置Ｐ２に配置されている場合（図１５参照）とでは、位置Ｐ２に配置されている場合の第二アーム２０の先端のモーメントＭ２の方が、位置Ｐ１に配置されている場合の第二アーム２０の先端のモーメントＭ１よりも大きい。
【０１２０】
したがって、第二アーム２０を一定の速度で一定の角度だけ移動させる回転動作の場合において、位置Ｐ２に配置された第二アーム２０を移動させるときには、位置Ｐ１に配置された第二アーム２０を移動させるときに比べて、被駆動軸２４に伝達すべきトルクの大きさを大きくする必要がある。したがって、制御部ＣＯＮＴは、例えば、位置Ｐ２に配置された第二アーム２０を移動させるときには、位置Ｐ１に配置された第二アーム２０を移動させるときに比べて、回転駆動軸４２と被駆動軸２４とに相対的な変位を生じさせるトルクの許容値を大きくする。
【０１２１】
また、例えば、第二アーム２０を所定の回転方向±θに移動させる動作の場合、第二アーム２０（被駆動軸２４）の回転方向（＋θ方向や−θ方向）に応じて、被駆動軸２４に伝達すべきトルクの大きさを変える必要がある。例えば、第二アーム２０を−θ方向に移動させる場合、第二アーム２０を＋θ方向に移動させる時に比べて、被駆動軸２４に伝達すべきトルクの大きさを大きくする必要がある。したがって、制御部ＣＯＮＴは、例えば、第二アーム２０を−θ方向に移動させる場合、第二アーム２０を＋θ方向に移動させる時に比べて、回転駆動軸４２と被駆動軸２４とに相対的な変位を生じさせるトルクの許容値を大きくする。
【０１２２】
また、例えば、第二アーム２０（被駆動軸２４）をＰ２の位置からＰ１の位置まで加速させて移動させる回転動作の場合、その動作に応じて、被駆動軸２４に伝達すべきトルクの大きさを変える必要がある。例えば、第二アーム２０をθ方向に加速させて移動させる場合、第二アーム２０をθ方向に一定速度で移動させる時に比べて、被駆動軸２４に伝達すべきトルクの大きさを大きくする必要がある。したがって、制御部ＣＯＮＴは、例えば、第二アーム２０をθ方向に加速させて移動させる場合、第二アーム２０をθ方向に一定速度で移動させる時に比べて、回転駆動軸４２と被駆動軸２４とに相対的な変位を生じさせるトルクの許容値を大きくする。
【０１２３】
ここで、単に回転機構４０の回転駆動源４１の出力を大きくすると、回転駆動軸４２とベルト部５３、ベルト部５３と被駆動軸２４との接触状態によっては、トルクの許容値を超えてしまう場合がある。この場合、回転駆動軸４２からのトルクの伝達が制限されるため、トルクの許容値を大きくしておく必要がある。オイラーの摩擦ベルト理論に従うと、制御部ＣＯＮＴは、調整部５２を用いて張力Ｔ１及びＴ２を調整することで、トルクの許容値の大きさを調整可能である。
【０１２４】
本実施形態では、予め実験やシミュレーションなどを行い、第一アーム１０及び第二アーム２０の位置、姿勢及び相対的な位置関係に応じたトルクの許容値、例えば、最適な有効巻き付き角θ、若しくは、最適な張力Ｔ１及び張力Ｔ２を予め算出し、算出したこれらの結果を駆動情報として例えば制御部ＣＯＮＴの記憶部などに記憶させておくようにする。
【０１２５】
その上で、制御部ＣＯＮＴは、第一アーム１０及び第二アーム２０に設けられたセンサにより、第一アーム１０の位置及び姿勢、第二アーム２０の位置及び姿勢を求め、このセンサによる結果と記憶された上記駆動情報とを用いて最適な有効巻き付き角θ、若しくは、最適な張力Ｔ１及び張力Ｔ２を決定する。
【０１２６】
また、例えば、第二アーム２０が位置Ｐ１及び位置Ｐ２に配置されている場合、第二アーム２０の先端には重力によるモーメントＭ１及びＭ２が発生している。したがって、制御部ＣＯＮＴは、トルクの許容値を設定する際には、当該モーメントＭ１及びＭ２を支持することができるように、＋θＺ方向についての許容値を、−θＺ方向についての許容値よりも大きく設定する。
【０１２７】
また、上記動作において、スイッチ５７ｓ及びスイッチ５８ｓを開いた状態とすることにより、駆動素子５４及び駆動素子５６を第二剛性とすることができる。この場合、トルク制限機構５０がすべり機構として用いられることになる。
【０１２８】
例えば、スイッチ５７ｓを閉じて駆動素子５４を第一剛性とし、スイッチ５８ｓを開いて駆動素子５６を第二剛性とする場合、第二アーム２０に対して−θＺ方向に回転する力が外部から加わると、回転駆動軸４２及び被駆動軸２４とベルト部５３との間に−θＺ方向の摩擦力が働く。この摩擦力は、第一端部５３ａ及び第二端部５３ｂに対して、それぞれ−θＺ方向の力として作用する。この場合、第一端部５３ａは、基準位置Ｆから離れる方向に力を受ける保持側となる。また、第二端部５３ｂは、保持側とは反対の反保持側である。
【０１２９】
第一端部５３ａに−θＺ方向の力が作用すると、図１６に示すように、第一剛性となっている駆動素子（第一素子）５４が当該力によって縮むように変形し、第一端部５３ａが基準位置Ｆとは反対の方向へ移動する。一方、第二端部５３ｂに−θＺ方向の力が作用しても、第二剛性となっている駆動素子（第二素子）５６は変形することなく、第二端部５３ｂはほとんど移動しない。
【０１３０】
したがって、第一端部５３ａと第二端部５３ｂとの間隔が広がり、ベルト部５３の巻き付きが緩み、ベルト部５３と回転駆動軸４２及び被駆動軸２４との間の摩擦力が小さくなる。このため、回転駆動軸４２及び被駆動軸２４とベルト部５３との間に所定のθ方向（例、−θＺ方向）に滑りが生じやすくなる。このため、例えばアーム２０を＋θＺ方向に回転させる際にアーム２０の＋θＺ側に配置される対象物に衝突するような場合であっても、アーム２０が−θＺ側に滑ることになり、アーム２０や対象物への損傷が軽減される。
【０１３１】
一方、第二アーム２０に対して＋θＺ方向に回転する力が外部から加わると、回転駆動軸４２及び被駆動軸２４とベルト部５３との間に＋θＺ方向の摩擦力が働く。この摩擦力は、第一端部５３ａ及び第二端部５３ｂに対して、それぞれ＋θＺ方向の力として作用する。この場合、第二端部５３ｂは、基準位置Ｆから離れる方向に力を受ける保持側となる。また、第一端部５３ａは、保持側とは反対の反保持側である。
【０１３２】
第一端部５３ａに＋θＺ方向の力が作用すると、図１７に示すように、第一剛性となっている駆動素子５４が当該力によって縮むように変形し、第一端部５３ａが基準位置Ｆに近づく方向へ移動する。一方、第二端部５３ｂに＋θＺ方向の力が作用しても、第二剛性となっている駆動素子５６は変形することなく、第二端部５３ｂはほとんど移動しない。
【０１３３】
したがって、第一端部５３ａと第二端部５３ｂとの間隔が狭くなり、ベルト部５３の巻き付きが強くなり、ベルト部５３と回転駆動軸４２及び被駆動軸２４との間の摩擦力が大きくなる。このため、回転駆動軸４２及び被駆動軸２４とベルト部５３との間に滑りが生じにくくなり、ベルト部５３と回転駆動軸４２及び被駆動軸２４との間がより強固に連結される。このため、例えばアーム２０に対して重力によるモーメントＭ１又はＭ２が働く方向（＋θＺ方向）に外部から力が作用する場合、アーム２０が重力と当該外部からの力との合力によって落下するのを防ぐことができる。
【０１３４】
このように、スイッチ５７ｓ及びスイッチ５８ｓの開閉状態を切り替えることにより、駆動素子５４及び駆動素子５６の動作を、回転軸のトルクを制限するためトルク制限機構としての動作と、回転軸とベルト部５３との間にすべりを発生させるためのすべり機構としての動作とで切り替えて行わせることができる。
【０１３５】
すべり機構としての動作を行う場合、駆動素子５４及び駆動素子５６の剛性を調整して回転駆動軸４２及び被駆動軸２４とベルト部５３との間の摩擦力を調整することにより、回転駆動軸４２及び被駆動軸２４とベルト部５３との間は、回転駆動軸４２又は被駆動軸２４に対して外部から−θＺ方向に力が作用した場合には滑りやすくなり、＋θＺ方向に力が作用した場合には滑りにくくなる。
【０１３６】
なお、回転軸の動作（例、回転方向±θへの動作）に応じて制御部ＣＯＮＴによってスイッチ５７ｓ及びスイッチ５８ｓを切り替えることで、回転駆動軸４２又は被駆動軸２４に対して力が作用する方向と、回転駆動軸４２及び被駆動軸２４とベルト部５３との間の滑りやすさとの関係を逆にすることができる。また、回転軸の動作に応じて、回転駆動軸４２及び被駆動軸２４とベルト部５３との間を＋θＺ方向及び−θＺ方向の両方向について滑りやすい状態、又は、滑りにくい状態にすることもできる。
【０１３７】
以上のように、本実施形態によれば、回転駆動軸４２の回転力を被駆動軸２４に伝達可能なトルク制限機構５０であって、回転駆動軸４２と被駆動軸２４とのうち少なくとも一方の回転軸の外周面４４ａ及び外周面２４ａの少なくとも一部に対して接触可能なベルト部５３を有する伝達部５１と、当該伝達部５１に接続され回転軸の軸方向とは異なる方向に力が加えられた状態でベルト部５３を回転軸に接触させることによって回転軸と伝達部５１との間に摩擦力を生じさせる駆動素子５４及び駆動素子５６と、回転駆動軸４２と被駆動軸２４とに相対的な変位を生じさせる許容値に基づいて回転駆動軸４２と被駆動軸２４とに相対的な変位を生じさせることが可能なように、駆動素子５４及び駆動素子５６の剛性を制御する制御部ＣＯＮＴとを備えるので、剛性及び柔軟性を備えるトルク制限機構５０を提供することができる。
【０１３８】
また、本実施形態によれば、制御部ＣＯＮＴにより、回転駆動軸４２及び被駆動軸２４とベルト部５３との間の摩擦力が可変となるように駆動素子５４及び駆動素子５６の剛性を制御することができるので、トルク制限機構５０をすべり機構として用いることができる。これにより、回転駆動軸４２及び被駆動軸２４とベルト部５３との間の滑りやすさが回転軸（回転駆動軸４２又は／及び被駆動軸２４）の回転方向の順方向（例、図１６及び図１７の＋θＺ方向）と逆方向（例、図１６及び図１７の−θＺ方向）とで異なるように設定することができる。
【０１３９】
［第四実施形態］  
次に、本発明の第四実施形態を説明する。  
本実施形態では、ロボット装置におけるトルク制限機構が円筒状に形成された被駆動軸の内部に配置された構成となっている点で、第三実施形態とは異なっている。以下、当該相違点を中心に説明する。
【０１４０】
図１８は、本実施形態に係るロボット装置２００の一部の構成を示す図である。  
図１８に示すように、ロボット装置２００は、第一アーム２１０、第二アーム２２０及び制御部ＣＯＮＴを有している。第一アーム２１０及び第二アーム２２０は、連結部２３０において連結されている。
【０１４１】
連結部２３０には、回転機構２４０及びトルク制限機構２５０を有する駆動装置２６０が設けられている。駆動装置２６０は、連結部２３０を基準として第二アーム２２０を回転させる。制御部ＣＯＮＴは、第一アーム２１０及び第二アーム２２０を含めたロボット装置２００の動作を統括的に制御する。
【０１４２】
第一アーム２１０は、基部２１１、軸受部２１２（２１２ａ及び２１２ｂ）を有している。軸受部２１２は、基部２１１の端面２１１ａ上に設けられている。第二アーム２２０は、基部２２１、軸受部２２２及び被駆動軸（回転軸）２２４を有している。軸受部２２２（図１６において一転鎖線で示す）は、基部２２１の端面２２１ａ上に設けられている。
【０１４３】
第一アーム２１０の軸受部２１２ｂ及び第二アーム２２０の軸受部２２２は、回転機構２４０の回転駆動軸（回転軸）２４２を回転可能に支持する。なお、回転駆動軸２４２は、円筒状に形成されている。回転駆動軸２４２は、一方の端部が回転駆動源２４１に接続されており、他方の端部が上記軸受部２１２ｂ及び２２２に支持されている。回転駆動軸２４２は、回転駆動源２４１の回転力を受けて円周方向に回転可能となっている。
【０１４４】
第一アーム２１０の軸受部２１２ａは、被駆動軸２２４を回転可能に支持する。被駆動軸２２４は、円筒状に形成されており、軸受部２２２に固定されている。被駆動軸２２４は、内周面２２４ｂを有している。被駆動軸２２４の内周面２２４ｂは、回転駆動軸２４２の内周面２４２ｂと同一の径となるように形成されている。
【０１４５】
図１９は、トルク制限機構２５０の構成を示す図である。  
図１９に示すように、トルク制限機構２５０は、伝達部２５１及び調整部２５２を備えている。伝達部２５１はベルト部２５３を有している。ベルト部２５３は、帯状に形成されており、被駆動軸２２４の内周面２２４ｂ及び回転駆動軸２４２の内周面２４２ｂに沿って設けられている。したがって、伝達部２５１は、回転駆動軸２４２と被駆動軸２２４とのうち少なくとも一方の回転軸の内周面に巻き付いて、回転駆動軸２４２の回転力を被駆動軸２２４に伝達する。
【０１４６】
ベルト部２５３は、被駆動軸２２４の内周面２２４ｂ及び回転駆動軸２４２の内周面２４２ｂに接触可能に形成されている。例えば、ベルト部２５３は、内周面２２４ｂに沿って配置させたときに形状が崩れない程度の剛性を有すると共に、内周面２２４ｂに対して被駆動軸２２４の軸方向（例えばＺ方向）とは異なる方向（例、被駆動軸２２４の径方向など）に押圧させられたときに内周面２２４ｂの形状に従って変形し当該内周面２２４ｂとの間に摩擦力が生じる程度の弾性を有するように形成されている。
【０１４７】
また、例えば、ベルト部２５３は、内周面２４２ｂに沿って配置させたときに形状が崩れない程度の剛性を有すると共に、内周面２４２ｂに対して回転駆動軸２４２の軸方向（例えばＺ方向）とは異なる方向（例、回転駆動軸２４２の径方向など）に押圧させられたときに内周面２４２ｂの形状に従って変形し当該内周面２４２ｂとの間に摩擦力が生じる程度の弾性を有するように形成されている。
【０１４８】
このように、ベルト部２５３は、回転駆動軸２４２の内周面２４２ｂと被駆動軸２２４の内周面２２４ｂとの間に跨って当接されている。ベルト部２５３は、内周面２４２ｂ及び内周面２２４ｂに沿って湾曲された状態となっている。なお、ベルト部２５３は、回転駆動軸２４２（内周面２４２ｂ）及び被駆動軸２２４（内周面２２４ｂ）のそれぞれに対して、少なくとも一部ずつが接触された状態であればよい。
【０１４９】
回転駆動軸２４２の内周面２４２ｂと被駆動軸２２４の内周面２２４ｂとは同一の径を有しているため、内周面２４２ｂと内周面２２４ｂとの間では段差が発生することが無い。このため、ベルト部２５３と回転駆動軸２４２との間、及び、ベルト部２５３と被駆動軸２２４との間には、ほぼ同一の張力及び摩擦力が発生することになる。
【０１５０】
ベルト部２５３は、両端部（第一端部２５３ａ及び第二端部２５３ｂ）が折り曲げられた状態になっている。第一端部２５３ａ及び第二端部２５３ｂは、それぞれ調整部２５２に接続されている。
【０１５１】
調整部２５２は、剛性可変部として、駆動素子２５４及び駆動素子２５６を備えている。  
駆動素子２５４は、伸縮方向の一方の端部がベルト部２５３の第一端部２５３ａに接続されている。また、駆動素子２５４の他方の端部は、支持部２５５ｃに固定されている。したがって、駆動素子２５４は、第一端部２５３ａと支持部２５５ｃとで挟まれた構成となっている。駆動素子２５４のうち第一端部２５３ａとの接続部分及び支持部２５５ｃとの接続部分には、それぞれフレクシャ機構（不図示）が形成されている。
【０１５２】
駆動素子２５６は、伸縮方向が駆動素子２５４と同一方向となるように配置されている。駆動素子２５６は、伸縮方向の一方の端部がベルト部２５３の第二端部２５３ｂに接続されている。また、駆動素子２５６の他方の端部は、支持部２５５ｃに固定されている。したがって、駆動素子２５６は、第二端部２５３ｂと支持部２５５ｃとで挟まれた構成となっている。駆動素子２５６のうち第二端部２５３ｂとの接続部分及び支持部２５５ｃとの接続部分には、それぞれフレクシャ機構（不図示）が形成されている。
【０１５３】
なお、駆動素子２５４が支持部２５５ｃに直接接続された構成に限られず、例えば不図示のネジやバネなどの固定部材を介して支持部２５５ｃに固定された構成であっても良い。同様に、駆動素子２５６が支持部２５５ｃに直接接続された構成に限られず、例えば不図示のネジやバネなどの固定部材を介して支持部２５５ｃに固定された構成であっても良い。
【０１５４】
駆動素子２５４及び駆動素子２５６としては、電歪素子（例えばピエゾ素子）や磁歪素子などの電気機械変換素子が用いられている。駆動素子２５４及び駆動素子２５６は、第三実施形態と同様、電気信号が供給されることにより、一方向（例、図１９においては上下方向）に伸縮する構成である。
【０１５５】
また、第三実施形態と同様に、駆動素子２５４には電気回路２５７が接続されている。電気回路２５７には、電源回路２５７の開閉を切り替えるスイッチ２５７ｓと、駆動素子２５４の両端部に対して電圧を印加する電源部２５７ｖとが設けられている。また、駆動素子２５６には、電気回路２５８が接続されている。電気回路２５８には、電源回路２５８の開閉を切り替えるスイッチ２５８ｓと、駆動素子２５６の両端部に対して電圧を印加する電源部２５８ｖとが設けられている。
【０１５６】
制御部ＣＯＮＴは、スイッチ２５７ｓ及びスイッチ２５８ｓの開閉状態を切り替え可能に制御すると共に、電源部２５７ｖ及び電源部２５８ｖによる電圧の大きさを調整する。これにより、上記第三実施形態と同様に、駆動素子２５４及び駆動素子２５６の駆動量（伸縮量）を調整することで、ベルト部２５３と回転駆動軸２４２との間、及びベルト部２５３と被駆動軸２２４との間に生じる摩擦力（静止摩擦力）を変化させることができ、これによってベルト部２５３と回転駆動軸２４２との間、及びベルト部２５３と被駆動軸２２４との間のトルクの許容値を可変とすることができる。
【０１５７】
また、電気回路２５７及び電気回路２５８の開閉状態を制御することによって、駆動素子２５４及び駆動素子２５６の剛性を第一剛性と第二剛性との間で切り替えることができる。これにより、回転駆動軸２４２及び被駆動軸２２４とベルト部２５３との間の摩擦力（動摩擦力）を可変とすることができる。このため、回転駆動軸２４２及び被駆動軸２２４とベルト部２５３との間の滑りやすさが回転軸（回転駆動軸２４２及び被駆動軸２２４のうち少なくとも一方）の回転方向の一方向と逆方向とで異なるように設定することができる。
【０１５８】
次に、トルク制限機構２５０の動作を説明する。  
本実施形態に係るトルク制限機構２５０において、被駆動軸２２４を駆動させる時に、被駆動軸２２４の内周面２２４ｂにベルト部２５３を押圧した状態で有効押圧力を生じさせ、当該有効押圧力によって被駆動軸２２４にトルクを伝達する。
【０１５９】
第三実施形態において説明したオイラーの摩擦ベルト理論は、この場合においても適用することができる。この理論に従えば、トルク制限機構２５０は、回転駆動軸２４２の内周面２４２ｂとベルト部２５３との間に働く力が最大静止摩擦力を超えない場合には、回転駆動軸２４２のトルクをベルト部２５３に伝達する。また、トルク制限機構２５０は、内周面２４２ｂとベルト部２５３との間に働く力が最大静止摩擦力を超える場合には、回転駆動軸２４２からベルト部２５３へのトルクの伝達を制限する。以上の説明は、被駆動軸２２４とベルト部２５３との間においても同様に適用される。
【０１６０】
このことを踏まえると、トルク制限機構２５０は、回転駆動軸２４２からベルト部２５３へ伝達されるトルクの閾値（許容値）、及び、ベルト部２５３から被駆動軸２２４へ伝達されるトルクの閾値（許容値）、を超えるトルクの伝達を制限する機能を有しているといえる。ここで、上記閾値は、回転駆動軸２４２の内周面２４２ｂとベルト部５３との間に働く力が最大静止摩擦力に等しくなるようなトルクの値、又は被駆動軸２２４の内周面２２４ｂとベルト部５３との間に働く力が最大静止摩擦力に等しくなるようなトルクの値である。なお、調整部２５２は、回転駆動軸２４２と被駆動軸２２４との相対的な変位を生じさせるトルクの許容値を変更することが可能である。また、本実施形態における効果や機能は、上記の第三実施形態と同様である。
【０１６１】
次に、ロボット装置２００の動作について説明する。  
まず、ベルト部２５３が回転駆動軸２４２の内周面２４２ｂと被駆動軸２２４の内周面２２４ｂとに跨って配置された状態とする。このとき、スイッチ２５７ｓ及びスイッチ２５８ｓを閉じて駆動素子２５４と電源部２５７ｖとの間、及び、駆動素子２５６と電源部２５８ｖとの間を直列に接続する。この動作により、駆動素子２５４及び駆動素子２５６に対して電圧を印加可能な状態になると共に、駆動素子２５４及び駆動素子２５６の剛性が外部からの力（例、回転軸とベルト部との間の摩擦力）の作用によって変形可能な第一剛性となる。
【０１６２】
この状態から、制御部ＣＯＮＴは、電源部２５７ｖ及び電源部２５８ｖによる電圧の大きさを調整しつつ駆動素子２５４及び駆動素子２５６に対して電圧を印加する。この動作により、ベルト部２５３の第一端部２５３ａを基準位置Ｆ側に押圧すると共に第二端部２５３ｂを基準位置Ｆ側に押圧するように駆動素子２５４及び駆動素子２５６が変形する。
駆動素子２５４及び駆動素子２５６の変形により、ベルト部２５３が内周面２４２ｂ及び内周面２２４ｂに共に押し当てられた状態で第一端部２５３ａ側には押圧力Ｆ１が発生し、第二端部２５３ｂ側には押圧力Ｆ２が発生する。したがって、ベルト部２５３に有効張力が発生する。
【０１６３】
制御部ＣＯＮＴは、ベルト部２５３に有効張力を発生させた状態を保持しつつ、回転機構２４０の回転駆動源２４１を作動させる。この動作により、ベルト部２５３と内周面２４２ｂとの間に摩擦力が発生し、ベルト部２５３が内周面２４２ｂの周方向に引っ張られて移動しようとする。加えて、ベルト部２５３が移動しようとする際には、ベルト部２５３と被駆動軸２２４の内周面２２４ｂとの間に摩擦力が発生し、当該摩擦力によって被駆動軸２２４が内周面２２４ｂの周方向に回転する。
【０１６４】
したがって、回転駆動軸２４２の回転によってベルト部２５３が移動すると共に、当該ベルト部２５３の移動によって被駆動軸２２４が内周面２２４ｂの周方向に回転する。このようにして、回転駆動軸２４２の回転力が被駆動軸２２４に伝達される。
【０１６５】
上記の動作において、調整部２５２は、駆動素子２５４（伝達部２５１）の張力を変えることによって接触状態を調整する。また、駆動素子２５４（伝達部２５１）は、回転駆動軸２４２及び被駆動軸２２４のうち少なくとも一方（上記例においては、被駆動軸２２４）に対する回転方向への外力に応じて伝達部２５１の張力を調整する。この調整動作により、回転駆動軸２４２からベルト部２５３に、また、ベルト部２５３から被駆動軸２２４に伝達されるトルクの許容値を変更することができる。
【０１６６】
また、例えばベルト部２５３と内周面２４２ｂ及び内周面２２４ｂとの間が接触状態となっているときに、被駆動軸２２４に対して衝撃などの外力が加えられる場合がある。これに対して、本実施形態におけるトルク制限機構２５０は、衝突の衝撃による力がベルト部２５３と内周面２４２ｂ及び内周面２２４ｂとの間の最大静止摩擦力（トルクの許容値）を超える場合には、被駆動軸２２４とベルト部２５３との間に相対的な変位（滑り）が生じ、トルクの伝達が制限されることになる。
【０１６７】
また、上記動作において、スイッチ２５７ｓ及びスイッチ２５８ｓを開いた状態とすることにより、駆動素子２５４及び駆動素子２５６を第二剛性とすることができる。この場合、トルク制限機構２５０がすべり機構として用いられることになる。
【０１６８】
例えば、スイッチ２５７ｓを閉じて駆動素子２５４を第一剛性とし、スイッチ２５８ｓを開いて駆動素子２５６を第二剛性とする場合において、被駆動軸２２４に対して−θＺ方向（図１９参照）に回転する力が外部から加わると、回転駆動軸２４２及び被駆動軸２２４とベルト部２５３との間に−θＺ方向の摩擦力が働く。この摩擦力は、第一端部２５３ａ及び第二端部２５３ｂに対して、それぞれ−θＺ方向の力として作用する。この場合、第一端部２５３ａは、基準位置Ｆから離れる方向に力を受ける保持側となる。また、第二端部２５３ｂは、保持側とは反対の反保持側である。
【０１６９】
第一端部２５３ａに−θＺ方向の力が作用すると、第一剛性となっている駆動素子（第一素子）２５４が当該力によって縮むように変形し、第一端部２５３ａが基準位置Ｆに近づく方向へ移動する。一方、第二端部２５３ｂに−θＺ方向の力が作用しても、第二剛性となっている駆動素子（第二素子）２５６は変形することなく、第二端部２５３ｂはほとんど移動しない。したがって、第一端部２５３ａと第二端部２５３ｂとの間隔が狭まり、ベルト部２５３が弛緩し、回転駆動軸２４２及び被駆動軸２２４とベルト部２５３との間に滑りが生じやすくなる。
【０１７０】
一方、被駆動軸２２４に対して＋θＺ方向（図１９参照）に回転する力が外部から加わると、回転駆動軸２４２及び被駆動軸２２４とベルト部２５３との間に＋θＺ方向の摩擦力が働く。この摩擦力は、第一端部２５３ａ及び第二端部２５３ｂに対して、それぞれ＋θＺ方向の力として作用する。この場合、第二端部２５３ｂは、基準位置Ｆから離れる方向に力を受ける保持側となる。また、第一端部２５３ｂａは、保持側とは反対の反保持側である。
【０１７１】
第一端部２５３ａに＋θＺ方向の力が作用すると、第一剛性となっている駆動素子２５４が伸びるように変形し、第一端部２５３ａが基準位置Ｆから離れる方向へ移動する。一方、第二端部２５３ｂに＋θＺ方向の力が作用しても、第二剛性となっている駆動素子２５６は変形することなく、第二端部２５３ｂはほとんど移動しない。したがって、第一端部２５３ａと第二端部２５３ｂとの間隔が広くなり、ベルト部２５３の巻き付きが強くなり、回転駆動軸２４２及び被駆動軸２２４とベルト部２５３との間に滑りが生じにくくなる。このため、ベルト部２５３と回転駆動軸２４２及び被駆動軸２２４との間がより強固に連結される。
【０１７２】
このように、スイッチ２５７ｓ及びスイッチ２５８ｓの開閉状態を切り替えることにより、駆動素子２５４及び駆動素子２５６の動作を、回転軸のトルクを制限するためトルク制限機構としての動作と、回転軸とベルト部２５３との間にすべりを発生させるためのすべり機構としての動作とで切り替えて行わせることができる。
【０１７３】
すべり機構としての動作を行う場合、駆動素子２５４及び駆動素子２５６の剛性を調整して回転駆動軸２４２及び被駆動軸２２４とベルト部２５３との間の摩擦力を調整することにより、回転駆動軸２４２及び被駆動軸２２４とベルト部２５３との間は、回転駆動軸２４２又は被駆動軸２２４に対して外部から−θＺ方向に力が作用した場合には滑りやすくなり、＋θＺ方向に力が作用した場合には滑りにくくなる。
【０１７４】
なお、回転軸の動作（例、回転方向±θへの動作）に応じて制御部ＣＯＮＴによってスイッチ２５７ｓ及びスイッチ２５８ｓを切り替えることで、回転駆動軸２４２又は被駆動軸２２４に対して力が作用する方向と、回転駆動軸２４２及び被駆動軸２２４とベルト部２５３との間の滑りやすさとの関係を逆にすることができる。また、回転軸の動作に応じて、回転駆動軸２４２及び被駆動軸２２４とベルト部２５３との間を＋θＺ方向及び−θＺ方向の両方向について滑りやすい状態、又は、滑りにくい状態にすることもできる。
【０１７５】
以上のように、本実施形態では、円筒状の被駆動軸２２４の内側にトルク制限機構２５０が配置されている場合であっても、オイラーの摩擦ベルト理論により、ベルト部２５３に付加する一方の押圧力によってトルクが一意に決定されることになる。したがって、小型のトルク制限機構２５０であっても、高いトルクを被駆動軸２２４に作用させることができる。これにより、高い剛性を実現可能である。また、許容値を超えるトルクに対しては当該トルクの伝達を制限することができるので、外部の衝撃などに対して柔軟な構成を実現可能となる。これにより、剛性及び柔軟性を備える小型のトルク制限機構２５０を提供することができる。また、本実施形態におけるトルク制限機構２５０は、少なくとも伝達部２５１を回転駆動軸２４２の内周面２４２ｂ又は被駆動軸２２４の内周面２２４ｂに配置することによって、グリースなどの流体による影響を低減できる。
【０１７６】
更に、本実施形態に係るトルク制限機構２５０は、トルクの許容値を可変とすることができるため、被駆動軸２２４の動作に応じて最適なトルクの許容値を設定することができる。これにより、被駆動軸２２４に対して多彩な動作を行わせることができる。
【０１７７】
また、本実施形態に係る駆動装置２６０は、剛性及び柔軟性を備え、被駆動軸２２４に対して多彩な動作を行わせることができるトルク制限機構２５０と、回転駆動軸２４２を回転させる回転機構２４０とを備えるので、幅広い分野に適用することができる。
【０１７８】
また、本実施形態に係るロボット装置２００は、剛性及び柔軟性を備える小型のトルク制限機構２５０を動力伝達機構として備えるため、狭いスペースであっても適用することができ、パワー及び精密さに優れると共に、耐衝撃性に優れたものとなる。
【０１７９】
また、本実施形態によれば、制御部ＣＯＮＴにより、回転駆動軸２４２及び被駆動軸２２４とベルト部２５３との間の摩擦力が可変となるように駆動素子２５４及び駆動素子２５６の剛性を制御することができるので、トルク制限機構２５０をすべり機構として用いることができる。これにより、回転駆動軸２４２及び被駆動軸２２４とベルト部２５３との間の滑りやすさが回転軸（回転駆動軸２４２又は／及び被駆動軸２２４）の回転方向の順方向（例、図１９の＋θＺ方向）と逆方向（例、図１９の−θＺ方向）とで異なるように設定することができる。
【０１８０】
［第五実施形態］  
次に、本発明の第五実施形態を説明する。  
図２０は、本実施形態に係るロボット装置３００の一部の構成を示す図である。  
図２０に示すように、ロボット装置３００は、第一アーム３１０、第二アーム３２０及び制御部ＣＯＮＴを有している。
【０１８１】
連結部３３０には、回転機構３４０及びトルク制限機構３５０を有する駆動装置３６０が設けられている。駆動装置３６０は、連結部３３０を基準として第二アーム３２０を回転させる。制御部ＣＯＮＴは、第一アーム３１０及び第二アーム３２０を含めたロボット装置３００の動作を統括的に制御する。
【０１８２】
第一アーム３１０は、基部３１１、軸受部３１２を有している。軸受部３１２は、基部３１１の端面３１１ａ上に設けられている。第二アーム３２０は、基部３２１及び軸受部３２２を有している。軸受部３２２は、基部３２１の端面３２１ａ上に設けられている。
【０１８３】
軸受部３１２及び軸受部３２２は、回転機構３４０の回転駆動軸３４２を回転可能に支持する。回転駆動軸３４２は、例えば円柱状若しくは円筒状に形成されている。回転駆動軸３４２は、一方の端部が回転駆動源３４１に接続されており、他方の端部が上記軸受部３１２及び３２２に支持されている。回転駆動軸３４２は、回転駆動源３４１の回転力を受けて円周方向に回転可能となっている。なお、トルク制限機構３５０は、上述の実施形態におけるトルク制限機構と同様である。
【０１８４】
図２１は、トルク制限機構３５０の構成を示す断面図である。  
図２０及び図２１に示すように、トルク制限機構３５０は、伝達部３５１及び調整部３５２を有している。伝達部３５１はベルト部３５３を備えている。ベルト部３５３は、帯状に形成されており、回転駆動軸３４２の外周面３４２ａに掛けられている。ベルト部３５３は、回転駆動軸３４２の外周面３４２ａに沿って円筒状に湾曲された状態となっている。なお、ベルト部３５３は、回転駆動軸３４２（外周面３４２ａ）に対して、少なくとも一部が当接された状態であればよい。本実施形態では、ベルト部３５３が回転駆動軸３４２の回転力を被駆動軸（回転軸）である基部３２１（又は第二アーム３２０）に直接伝達する構成となっている。
【０１８５】
ベルト部３５３は、両端部（第一端部３５３ａ及び第二端部３５３ｂ）が折り曲げられた状態になっている。第一端部３５３ａは、駆動素子３５４を介して、端面３２１ａから突出した支持部３２１ｂに接続されている。第二端部３５３ｂは、駆動素子３５６を介して、端面３２１ａから突出した支持部３２１ｃに固定されている。このように、本実施形態においては、トルク制限機構３５０のベルト部３５３が回転駆動軸（回転軸）３４２の外周面３４２ａに掛けられているため、上述した実施形態における被駆動軸は第二アーム（回転軸）３２０となる。
【０１８６】
調整部３５２は、剛性可変部として、駆動素子３５４及び駆動素子３５６を有している。  
駆動素子３５４は、伸縮方向の一方の端部がベルト部３５３の第一端部３５３ａに接続されている。また、駆動素子３５４の他方の端部は、第二アーム３２０の端面３２１ａから突出した支持部３２１ｂに固定されている。したがって、駆動素子３５４は、第一端部３５３ａと支持部３２１ｂとで挟まれた構成となっている。
【０１８７】
駆動素子３５６は、伸縮方向が駆動素子３５４と同一方向となるように配置されている。駆動素子３５６は、伸縮方向の一方の端部がベルト部３５３の第二端部３５３ｂに接続されている。また、駆動素子３５６の他方の端部は、第二アーム３２０の端面３２１ａから突出した支持部３２１ｃに固定されている。したがって、駆動素子３５６は、第二端部３５３ｂと支持部３２１ｃとで挟まれた構成となっている。
【０１８８】
なお、駆動素子３５４が支持部３２１ｂに直接接続された構成に限られず、例えば不図示のネジやバネなどの固定部材を介して支持部３２１ｂに固定された構成であっても良い。同様に、駆動素子３５６が支持部３２１ｃに直接接続された構成に限られず、例えば不図示のネジやバネなどの固定部材を介して支持部３２１ｃに固定された構成であっても良い。
【０１８９】
駆動素子３５４及び駆動素子３５６は、ベルト部３５３と外周面３４２ａとの間の接触状態を調整可能である。駆動素子３５４及び駆動素子３５６としては、電歪素子（例えばピエゾ素子）や磁歪素子などの電気機械変換素子が用いられている。駆動素子３５４及び駆動素子３５６は、電気信号が供給されることにより、所定の一方向（例、図２１においては左右方向）に伸縮する構成である。
【０１９０】
駆動素子３５４及び駆動素子３５６には、伸縮方向の両端部に不図示の電極が設けられている。駆動素子３５４及び駆動素子３５６は、当該両端部の電極を接続する電気回路の開閉状態に応じて、剛性が変化する性質を有する。
【０１９１】
例えば駆動素子３５４及び駆動素子３５６の両端部の電極間が配線によって接続される場合など、電気的に短絡されている場合が挙げられる。ここで、電気的に短絡されている状態とは、駆動素子２５４及び駆動素子２５６に印加される電圧がそれぞれ一定に保持される状態をいう。
【０１９２】
また、例えば駆動素子３５４及び駆動素子３５６の両端部の電極間が接続されていない場合など、電気的に開放されている場合が挙げられる。ここで、電気的に開放されている状態とは、駆動素子３５４及び駆動素子３５６に蓄えられた電荷がそれぞれ一定に保持される状態をいう。なお、駆動素子３５４及び駆動素子３５６の両端部の電極間が電気的に開放されている場合には、当該駆動素子３５４及び駆動素子３５６の剛性は最も高くなる。
【０１９３】
駆動素子３５４には電気回路３５７が接続されている。電気回路３５７には、スイッチ３５７ｓ及び電源部３５７ｖが設けられている。したがって、駆動素子３５４と電源部３５７ｖとは、スイッチ３５７ｓを挟んで直列に接続されている。スイッチ３５７ｓは、電気回路３５７の開閉を切り替える。電源部３５７ｖは、駆動素子３５４の両端部に対して電圧を印加する。スイッチ３５７ｓ及び電源部３５７ｖは、制御部ＣＯＮＴに接続されている。
【０１９４】
駆動素子３５６には、電気回路３５８が接続されている。電気回路３５８には、スイッチ３５８ｓ及び電源部３５８ｖが設けられている。したがって、駆動素子３５６と電源部３５８ｖとは、スイッチ３５８ｓを挟んで直列に接続されている。スイッチ３５８ｓは、電気回路３５８の開閉を切り替える。電源部３５８ｖは、駆動素子３５６の両端部に対して電圧を印加する。
【０１９５】
制御部ＣＯＮＴは、スイッチ３５７ｓ及びスイッチ３５８ｓの開閉状態を切り替え可能に制御すると共に、電源部３５７ｖ及び電源部３５８ｖによる電圧の大きさを調整する。制御部ＣＯＮＴは、スイッチ３５７ｓ及びスイッチ３５８ｓについて、個別に開閉状態を制御可能である。また、制御部ＣＯＮＴは、電源部３５７ｖ及び電源部３５８ｖの電圧を個別に調整可能である。上記のように、制御部ＣＯＮＴは、スイッチ３５７ｓ及びスイッチ３５８ｓを閉じた状態で電源部３５７ｖ及び電源部３５８ｖの電圧を調整することで、駆動素子３５４及び駆動素子３５６の伸縮量（変形量）を調整可能である。
【０１９６】
また、制御部ＣＯＮＴにより、スイッチ３５７ｓが閉じた状態になると、駆動素子３５４の両端部間が配線によって電気的に接続される。これにより駆動素子３５４の両端部に対して電源部３５７ｖによって電圧が印加される。駆動素子３５４の両端部に対して印加される電圧の大きさは、例えば制御部ＣＯＮＴによって調整可能である。電圧が印加された駆動素子３５４は、電気的にはコンデンサとして働くため、駆動素子３５４に電荷が蓄えられる。
【０１９７】
また、駆動素子３５４の両端部に電圧が印加されることにより、当該駆動素子３５４は伸縮方向に変形する。駆動素子３５４の変形により、駆動素子３５４に接続される第一端部３５３ａが当該伸縮方向に移動する。例えば駆動素子３５４が伸びると、第一端部３５３ａは基準位置Ｆに近づく方向（図中左方向）に移動する。また、駆動素子３５４が縮むと、第一端部３５３ａは基準位置Ｆから離れる方向（図中右方向）に移動する。
【０１９８】
同様に、スイッチ３５８ｓが閉じた状態になると、駆動素子３５６の両端部間が配線によって電気的に接続される。これにより駆動素子３５６の両端部に対して電源部３５８ｖによって電圧が印加される。駆動素子３５６の両端部に対して印加される電圧の大きさは、例えば制御部ＣＯＮＴによって調整可能である。両端部に電圧が印加されることにより、電気的にはコンデンサとして働くため、駆動素子３５６に電荷が蓄えられる。
【０１９９】
また、駆動素子３５６の両端部に電圧が印加されることにより、当該駆動素子３５６は伸縮方向に変形する。駆動素子３５６の変形により、駆動素子３５６に接続される第二端部３５３ｂが当該伸縮方向に移動する。例えば駆動素子３５６が伸びると、第二端部３５３ｂは基準位置Ｆに近づく方向（図中右方向）に移動する。また、駆動素子３５６が縮むと、第二端部３５３ｂは基準位置Ｆから離れる方向（図中左方向）に移動する。
【０２００】
このように、例えば、ベルト部３５３は、駆動素子３５４及び駆動素子３５６の駆動（例、伸縮）によって回転駆動軸３４２の径方向に力が加えられる。これによって、ベルト部３５３と回転駆動軸３４２との間で摩擦力が生じる。駆動素子３５４及び駆動素子３５６の駆動量（伸縮量）を調整することで、当該摩擦力を変化させることができ、これによってベルト部３５３と回転駆動軸３４２との間のトルクの許容値を可変とすることができる。
【０２０１】
また、スイッチ３５７ｓが閉じた状態においては、駆動素子３５４の剛性は、回転駆動軸３４２の外周面３４２ａとベルト部３５３との間の摩擦力によって変形する第一剛性となる。
【０２０２】
一方、スイッチ３５７ｓが開いた状態になると、駆動素子３５４の両端部間の電気的接続が解除される。これにより駆動素子３５４の両端部が電気的に開放される。この場合、駆動素子３５４の剛性は、上記第一剛性よりも高い第二剛性となる。これによって、後述するように、本実施形態におけるトルク制限機構３５０は、回転駆動軸３４２とベルト部３５３とに相対的な変位（例、滑り）を生じさせることが可能となる。ここで、第二剛性は、回転駆動軸３４２の外周面３４２ａとベルト部５との間の摩擦力が作用された場合でも変形しない程度の剛性である。
【０２０３】
スイッチ３５７ｓを一旦閉じた状態とし、駆動素子３５４に一定量の電荷が蓄えられると、駆動素子３５４が一定量伸長する。この状態でスイッチ３５７ｓを開くと、電気回路３５７が開放されるため、駆動素子３５４が一定量伸長した状態で第二剛性となる。したがって、駆動素子３５４に蓄える電荷の量を調整しながらスイッチ３５７ｓの開閉を切り替えることにより、駆動素子３５４の伸縮量（変形量）を調整しつつ、駆動素子３５４の剛性を第一剛性と第二剛性との間で切り替えることができるようになっている。更に、スイッチ３５８ｓが閉じた状態において、駆動素子３５６の剛性は、上記同様第一剛性となる。
【０２０４】
スイッチ３５８ｓが開いた状態になると、駆動素子３５６の両端部間の電気的接続が解除される。これにより駆動素子３５６の両端部が電気的に開放され、この場合、駆動素子３５６の剛性は、上記第二剛性となる。これによって、後述するように、本実施形態におけるトルク制限機構３５０は、回転駆動軸３４２と第二アーム３２０との間に相対的な変位（例、滑り）を生じさせることが可能となる。
【０２０５】
また、スイッチ３５８ｓを一旦閉じた状態とし、駆動素子３５６に一定量の電荷を蓄えると、駆動素子３５６が一定量伸長する。この状態でスイッチ３５８ｓを開くと、電気回路３５８が開放されるため、駆動素子３５６が一定量伸長した状態で第二剛性となる。したがって、駆動素子３５６に蓄える電荷の量を調整しながらスイッチ３５８ｓの開閉を切り替えることにより、駆動素子３５６の伸縮量（変形量）を調整しつつ、駆動素子３５６の剛性を第一剛性と第二剛性との間で切り替えることができるようになっている。
【０２０６】
このように、駆動素子３５４及び駆動素子３５６の剛性を第一剛性と第二剛性との間で切り替えることで、回転駆動軸３４２とベルト部３５３との間の摩擦力を可変とすることができる。このため、回転駆動軸３４２とベルト部３５３との間の滑りやすさが回転駆動軸３４２の回転方向の一方向と逆方向とで異なるように設定することができる。
【０２０７】
次に、トルク制限機構３５０の動作を説明する。  
まず、制御部ＣＯＮＴは、ベルト部３５３が回転駆動軸３４２の外周面３４２ａに掛けられた状態とする。このとき、制御部ＣＯＮＴは、例えばスイッチ３５７ｓ及びスイッチ３５８ｓを閉じて駆動素子３５４と電源部３５７ｖとの間、及び、駆動素子３５６と電源部３５８ｖとの間を直列に接続する。この動作により、駆動素子３５４及び駆動素子３５６に対して電圧を印加可能な状態になると共に、駆動素子３５４及び駆動素子３５６の剛性が、外部からの力（例、回転軸とベルト部との間の摩擦力）の作用によって変形可能な第一剛性となる。
【０２０８】
この状態から、制御部ＣＯＮＴは、電源部３５７ｖ及び電源部３５８ｖによる電圧の大きさを調整しつつ駆動素子３５４及び駆動素子３５６に対して電圧を印加する。この動作により、ベルト部３５３が外周面３４２ａに巻かれた状態で第一端部３５３ａ側には張力Ｔ１が発生し、第二端部３５３ｂ側には張力Ｔ２が発生する。したがって、ベルト部３５３に有効張力（Ｔ１−Ｔ２）が発生し、ベルト部３５３と回転駆動軸３４２との間が接触状態となる。
【０２０９】
制御部ＣＯＮＴは、ベルト部３５３に有効張力を発生させた状態を保持しつつ、回転機構３４０の回転駆動源３４１を作動させる。この動作により、ベルト部３５３と回転駆動軸３４２との間に摩擦力が発生し、ベルト部３５３が外周面３４２ａの周方向に引っ張られて移動する。ベルト部３５３の移動によって第二アーム３２０が回転駆動軸３４２の外周面３４２ａの周方向に回転する。
【０２１０】
このようにして、回転駆動軸３４２の回転力がベルト部３５３に伝達され、ベルト部３５３が第二アーム３２０に直接トルクを伝達させる。したがって、本実施形態では、ベルト部３５３が被駆動軸を兼ねていることとなる。
【０２１１】
また、例えばベルト部３５３と外周面３４２ａとの間が接触状態となっているときに、第二アーム３２０に対して衝撃などの外力が加えられる場合がある。これに対して、本実施形態におけるトルク制限機構３５０は、衝突の衝撃による力がベルト部３５３と外周面３４２ａとの間の最大静止摩擦力（トルクの許容値）を超える場合には、回転駆動軸３４２とベルト部３５３との間に相対的な変位（滑り）が生じる。このため、トルクの伝達が制限されることになる。
【０２１２】
上記の動作において、調整部３５２は、ベルト部３５３の張力を変えることによって接触状態を調整する。この調整動作により、回転駆動軸３４２からベルト部３５３に伝達されるトルクの許容値を変更することができる。
【０２１３】
また、上記動作において、スイッチ３５７ｓ及びスイッチ３５８ｓを開いた状態とすることにより、駆動素子３５４及び駆動素子３５６を第二剛性とすることができる。この場合、トルク制限機構３５０がすべり機構として用いられることになる。
【０２１４】
例えば、スイッチ３５７ｓを閉じて駆動素子３５４を第一剛性とし、スイッチ３５８ｓを開いて駆動素子３５６を第二剛性とする場合において、回転駆動軸３４２に対して−θＺ方向に回転する力が外部から加わると、回転駆動軸３４２とベルト部３５３との間に−θＺ方向の摩擦力が働く。この摩擦力は、第一端部３５３ａ及び第二端部３５３ｂに対して、それぞれ−θＺ方向の力として作用する。この場合、第一端部３５３ａは、基準位置Ｆから離れる方向に力を受ける保持側となる。また、第二端部３５３ｂは、保持側とは反対の反保持側である。
【０２１５】
第一端部３５３ａに−θＺ方向（図２１参照）の力が作用すると、第一剛性となっている駆動素子（第一素子）３５４が当該力によって縮むように変形し、第一端部３５３ａが基準位置Ｆから離れる方向へ移動する。一方、第二端部３５３ｂに−θＺ方向の力が作用しても、第二剛性となっている駆動素子（第二素子）３５６は変形することなく、第二端部３５３ｂはほとんど移動しない。したがって、第一端部３５３ａと第二端部３５３ｂとの間隔が広がり、ベルト部３５３の巻き付きが緩み、回転駆動軸３４２とベルト部５３との間に滑りが生じやすくなる。
【０２１６】
一方、回転駆動軸３４２に対して＋θＺ方向に回転する力が外部から加わると、回転駆動軸３４２とベルト部３５３との間に＋θＺ方向の摩擦力が働く。この摩擦力は、第一端部３５３ａ及び第二端部３５３ｂに対して、それぞれ＋θＺ方向の力として作用する。この場合、第二端部３５３ｂは、基準位置Ｆから離れる方向に力を受ける保持側となる。また、第一端部３５３ａは、保持側とは反対の反保持側である。
【０２１７】
第一端部３５３ａに＋θＺ方向（図２１参照）の力が作用すると、第一剛性となっている駆動素子３５４が伸びるように変形し、第一端部３５３ａが基準位置Ｆに近づく方向へ移動する。一方、第二端部３５３ｂに＋θＺ方向の力が作用しても、第二剛性となっている駆動素子３５６は変形することなく、第二端部３５３ｂはほとんど移動しない。
【０２１８】
したがって、第一端部３５３ａと第二端部３５３ｂとの間隔が狭くなり、ベルト部３５３の巻き付きが強くなり、ベルト部３５３と回転駆動軸３４２との間の摩擦力が大きくなる。このため、回転駆動軸３４２とベルト部３５３との間に滑りが生じにくくなり、ベルト部３５３と回転駆動軸３４２との間がより強固に連結される。
【０２１９】
このように、スイッチ３５７ｓ及びスイッチ３５８ｓの開閉状態を切り替えることにより、駆動素子３５４及び駆動素子３５６の動作を、回転軸のトルクを制限するためトルク制限機構としての動作と、回転軸とベルト部３５３との間にすべりを発生させるためのすべり機構としての動作とで切り替えて行わせることができる。
【０２２０】
すべり機構としての動作を行う場合、駆動素子３５４及び駆動素子３５６の剛性を調整して回転駆動軸３４２とベルト部３５３との間の摩擦力を調整することにより、回転駆動軸３４２とベルト部３５３との間は、回転駆動軸３４２に対して外部から−θＺ方向に力が作用した場合には滑りやすくなり、＋θＺ方向に力が作用した場合には滑りにくくなる。
【０２２１】
なお、回転軸の動作（例、回転方向±θへの動作）に応じて制御部ＣＯＮＴによってスイッチ３５７ｓ及びスイッチ３５８ｓを切り替えることで、回転駆動軸３４２に対して力が作用する方向と、回転駆動軸３４２とベルト部３５３との間の滑りやすさとの関係を逆にすることができる。また、回転軸の動作に応じて、回転駆動軸３４２とベルト部３５３との間を＋θＺ方向及び−θＺ方向の両方向について滑りやすい状態、又は、滑りにくい状態にすることもできる。
【０２２２】
以上のように、本実施形態によれば、ベルト部３５３が被駆動軸を兼ねた構成とすることにより、被駆動軸を配置するスペースを省略することができる。これにより、小型のトルク制限機構３５０を得ることができる。
【０２２３】
また、本実施形態によれば、制御部ＣＯＮＴにより、回転駆動軸３４２とベルト部３５３との間の摩擦力が可変となるように駆動素子３５４及び駆動素子３５６の剛性を制御することができるので、トルク制限機構３５０をすべり機構として用いることができる。これにより、回転駆動軸３４２とベルト部３５３との間の滑りやすさが回転駆動軸３４２の回転方向の順方向（例、図２１の＋θＺ方向）と逆方向（例、図２１の−θＺ方向）とで異なるように設定することができる。
【０２２４】
［第六実施形態］  
次に、本発明の第六実施形態を説明する。  
図２２は、本実施形態に係るロボット装置４００の一部の構成を示す図である。  
図２２に示すように、ロボット装置４００は、第一アーム４１０、第二アーム４２０及び制御部ＣＯＮＴを備えている。
【０２２５】
第一アーム４１０と第二アーム４２０との連結部４３０には、回転機構４４０、トルク制限機構４５０及びトルク制限機構４７０を有する駆動装置４６０が設けられている。駆動装置４６０は、連結部４３０を基準として第二アーム４２０を回転させる。制御部ＣＯＮＴは、第一アーム４１０及び第二アーム４２０を含めたロボット装置４００の動作を統括的に制御する。
【０２２６】
第一アーム４１０は、基部４１１、軸受部４１２を有している。軸受部４１２は、基部４１１の端面４１１ａ上に設けられている。第二アーム４２０は、基部４２１及び軸受部４２２を有している。軸受部４２２は、基部４２１の端面４２１ａ上に設けられている。
【０２２７】
軸受部４１２及び軸受部４２２は、回転機構４４０の回転駆動軸４４２を回転可能に支持する。回転駆動軸４４２は、例えば円柱状若しくは円筒状に形成されている。回転駆動軸４４２は、一方の端部が回転駆動源４４１に接続されており、他方の端部が上記軸受部４１２及び４２２に支持されている。回転駆動軸４４２は、回転駆動源４４１の回転力を受けて円周方向に回転可能となっている。なお、トルク制限機構４５０及びトルク制限機構４７０は、上述の実施形態におけるトルク制限機構とは構成が異なっている。
【０２２８】
図２３は、トルク制限機構４５０の構成を示す図であり、図２２におけるＡ−Ａ´断面に沿った構成を示す図である。  
図２２及び図２３に示すように、トルク制限機構４５０は、伝達部４５１及び調整部４５２を有している。伝達部４５１はベルト部４５３を有している。ベルト部４５３は、帯状に形成されており、回転駆動軸４４２の外周面４４２ａに掛けられている。ベルト部４５３は、回転駆動軸４４２の外周面４４２ａに沿って円筒状に湾曲された状態となっている。なお、ベルト部４５３は、回転駆動軸４４２（外周面４４２ａ）に対して、少なくとも一部が当接された状態であればよい。本実施形態では、ベルト部４５３が回転駆動軸４４２の回転力を直接基部４２１に伝達する構成となっている。
【０２２９】
ベルト部４５３は、両端部（第一端部４５３ａ及び第二端部４５３ｂ）が折り曲げられた状態になっている。第一端部４５３ａ及び第二端部４５３ｂは、回転駆動軸４４２の周方向の基準位置Ｆを挟むように所定の隙間を空けて対向して配置されている。第一端部４５３ａは、駆動素子４５４を介して、端面４２１ａから突出した支持部４２１ｂに接続されている。第二端部４５３ｂは、棒状部材４５９を介して、端面４２１ａから突出した支持部４２１ｃに固定されている。
【０２３０】
調整部４５２は、駆動素子（剛性可変部）４５４及び棒状部材４５９を有している。  
駆動素子４５４は、伸縮方向の一方の端部がベルト部４５３の第一端部４５３ａに接続されている。また、駆動素子４５４の他方の端部は、第二アーム４２０の端面４２１ａから突出した支持部４２１ｂに固定されている。したがって、駆動素子４５４は、第一端部４５３ａと支持部４２１ｂとで挟まれた構成となっている。なお、駆動素子４５４が支持部４２１ｂに直接接続された構成に限られず、例えば不図示のネジやバネなどの固定部材を介して支持部３２１ｂに固定された構成であっても良い。
【０２３１】
駆動素子４５４は、ベルト部４５３と外周面４４２ａとの間の接触状態を調整可能である。駆動素子４５４としては、電歪素子（例えばピエゾ素子）や磁歪素子などの電気機械変換素子が用いられている。駆動素子４５４は、電気信号が供給されることにより、所定の一方向（例、図２３においては左右方向）に伸縮する構成である。
【０２３２】
駆動素子４５４には、伸縮方向の両端部に電極が設けられている。駆動素子４５４は、当該両端部の電極を接続する電気回路の開閉状態に応じて、剛性が変化する性質を有する。
【０２３３】
例えば駆動素子４５４の両端部の電極間が配線によって接続される場合など、電気的に短絡されている場合が挙げられる。ここで、電気的に短絡されている状態とは、駆動素子４５４に印加される電圧が一定に保持される状態をいう。
【０２３４】
また、例えば駆動素子４５４の両端部の電極間が接続されていない場合など、電気的に開放されている場合が挙げられる。ここで、電気的に開放されている状態とは、駆動素子４５４に蓄えられた電荷が一定に保持される状態をいう。なお、駆動素子４５４の両端部の電極間が電気的に開放されている場合には、当該駆動素子４５４の剛性は最も高くなる。
【０２３５】
駆動素子４５４には電気回路４５７が接続されている。電気回路４５７には、スイッチ４５７ｓ及び電源部４５７ｖが設けられている。したがって、駆動素子４５４と電源部４５７ｖとは、スイッチ４５７ｓを挟んで直列に接続されている。スイッチ４５７ｓは、電気回路４５７の開閉を切り替える。電源部４５７ｖは、駆動素子４５４の両端部に対して電圧を印加する。スイッチ４５７ｓ及び電源部４５７ｖは、制御部ＣＯＮＴに接続されている。
【０２３６】
一方、棒状部材４５９は、少なくとも第二剛性以上の剛性を有するように形成されている。ここで、第二剛性は、回転駆動軸４４２の外周面４４２ａとベルト部４５５との間の摩擦力が作用された場合でも変形しない程度の剛性である。棒状部材４５９は、駆動素子４５４の伸縮方向が長手方向に一致するように配置されている。棒状部材４５９は、長手方向の一方の端部がベルト部４５３の第二端部４５３ｂに接続されている。また、棒状部材４５９の長手方向の他方の端部は、第二アーム４２０の端面４２１ａから突出した支持部４２１ｃに固定されている。
【０２３７】
制御部ＣＯＮＴは、スイッチ４５７ｓの開閉状態を切り替え可能に制御すると共に、電源部４５７ｖによる電圧の大きさを調整する。上記のように、制御部ＣＯＮＴは、スイッチ４５７ｓを閉じた状態で電源部４５７ｖの電圧を調整することで、駆動素子４５４の伸縮量（変形量）を調整可能である。
【０２３８】
また、制御部ＣＯＮＴにより、スイッチ４５７ｓが閉じた状態になると、駆動素子４５４の両端部間が配線によって電気的に接続される。これにより駆動素子４５４の両端部に対して電源部４５７ｖによって電圧が印加される。駆動素子４５４の両端部に対して印加される電圧の大きさは、例えば制御部ＣＯＮＴによって調整可能である。電圧が印加された駆動素子４５４は、電気的にはコンデンサとして働くため、駆動素子４５４に電荷が蓄えられる。
【０２３９】
また、駆動素子４５４の両端部に電圧が印加されることにより、当該駆動素子４５４は伸縮方向に変形する。駆動素子４５４の変形により、駆動素子４５４に接続される第一端部４５３ａが当該伸縮方向に移動する。例えば駆動素子４５４が伸長する場合、第一端部４５３ａは基準位置Ｆに近づく方向（図中左方向）に移動する。また、駆動素子４５４が収縮する場合、第一端部４５３ａは基準位置Ｆから離れる方向（図中右方向）に移動する。
【０２４０】
このように、例えば、ベルト部４５３は、駆動素子４５４の駆動（例、伸縮）によって回転駆動軸４４２の径方向に力が加えられる。これによって、ベルト部４５３と回転駆動軸４４２との間で摩擦力が生じる。駆動素子４５４の駆動量（伸縮量）を調整することで、当該摩擦力を変化させることができ、これによってベルト部４５３と回転駆動軸４４２との間のトルクの許容値を可変とすることができる。
【０２４１】
また、スイッチ４５７ｓが閉じた状態においては、駆動素子４５４の剛性は、回転駆動軸４４２の外周面４４２ａとベルト部４５３との間の摩擦力によって変形する第一剛性となる。
【０２４２】
一方、スイッチ４５７ｓが開いた状態になると、駆動素子４５４の両端部間の電気的接続が解除される。これにより駆動素子４５４の両端部が電気的に開放され、駆動素子４５４の剛性は、上記第一剛性よりも高い第二剛性となる。これによって、後述するように、本実施形態におけるトルク制限機構４５０は、回転駆動軸４４２とベルト部４５３とに相対的な変位（例、滑り）を生じさせることが可能となる。
【０２４３】
スイッチ４５７ｓを一旦閉じた状態とし、駆動素子４５４に一定量の電荷が蓄えられると、駆動素子４５４が一定量伸長する。この状態でスイッチ４５７ｓを開くと、電気回路４５７が開放されるため、駆動素子４５４が一定量伸長した状態で第二剛性となる。したがって、駆動素子４５４に蓄える電荷の量を調整しながらスイッチ４５７ｓの開閉を切り替えることにより、駆動素子４５４の伸縮量（変形量）を調整しつつ、駆動素子４５４の剛性を第一剛性と第二剛性との間で切り替えることができるようになっている。
【０２４４】
このように、駆動素子４５４の剛性を第一剛性と第二剛性との間で切り替えることで、回転駆動軸４４２とベルト部４５３との間の摩擦力を可変とすることができる。このため、回転駆動軸４４２とベルト部４５３との間の滑りやすさが回転駆動軸４４２の回転方向の一方向と逆方向とで異なるように設定することができる。
【０２４５】
図２４は、トルク制限機構４７０の構成を示す図であり、図２２におけるＢ−Ｂ´断面に沿った構成を示す図である。  
図２２及び図２４に示すように、トルク制限機構４７０は、伝達部４７１及び調整部４７２を有している。伝達部４７１はベルト部４７３を有している。ベルト部４７３は、帯状に形成されており、回転駆動軸４４２の外周面４４２ａに掛けられている。ベルト部４７３は、回転駆動軸４４２の外周面４４２ａに沿って円筒状に湾曲された状態となっている。なお、ベルト部４７３は、回転駆動軸４４２（外周面４４２ａ）に対して、少なくとも一部が当接された状態であればよい。本実施形態では、ベルト部４７３が回転駆動軸４４２の回転力を直接基部４２１に伝達する構成となっている。
【０２４６】
調整部４７２は、駆動素子（剛性可変部）４７４及び棒状部材４７９を有している。  
駆動素子４７４は、伸縮方向の一方の端部がベルト部４７３の第二端部４７３ｂに接続されている。また、駆動素子４７４の他方の端部は、第二アーム４２０の端面４２１ａから突出した支持部４２１ｅに固定されている。したがって、駆動素子４７４は、第二端部４７３ｂと支持部４２１ｅとで挟まれた構成となっている。
【０２４７】
駆動素子４７４は、ベルト部４７３と外周面４４２ａとの間の接触状態を調整可能である。駆動素子４７４としては、電歪素子（例えばピエゾ素子）や磁歪素子などの電気機械変換素子が用いられている。駆動素子４７４は、電気信号が供給されることにより、所定の一方向（例、図２４においては左右方向）に伸縮する構成である。
【０２４８】
駆動素子４７４には、伸縮方向の両端部に不図示の電極が設けられている。駆動素子４７４は、当該両端部の電極を接続する電気回路の開閉状態に応じて、剛性が変化する性質を有する。
【０２４９】
例えば駆動素子４７４の両端部の電極間が配線によって接続される場合など、電気的に短絡されている場合が挙げられる。
【０２５０】
また、例えば駆動素子４７４の両端部の電極間が接続されていない場合など、電気的に開放されている場合が挙げられる。なお、駆動素子４７４の両端部の電極間が電気的に開放されている場合には、当該駆動素子４７４の剛性は最も高くなる。
【０２５１】
ベルト部４７３は、両端部（第一端部４７３ａ及び第二端部４７３ｂ）が折り曲げられた状態になっている。第一端部４７３ａ及び第二端部４７３ｂは、回転駆動軸４４２の周方向の基準位置Ｆを挟むように所定の隙間を空けて対向して配置されている。第一端部４７３ａは、棒状部材４７９を介して、端面４２１ａから突出した支持部４２１ｄに接続されている。第二端部４７３ｂは、駆動素子４７４を介して、端面４２１ａから突出した支持部４２１ｅに固定されている。
【０２５２】
なお、支持部４２１ｄは基準位置Ｆに対して支持部４２１ｂと同一側（図２２及び図２３の右側）に配置されており、支持部４２１ｅは基準位置Ｆに対して支持部４２１ｃと同一側（図２２及び図２３の左側）に配置されている。
【０２５３】
駆動素子４７４には電気回路４７７が接続されている。電気回路４７７には、スイッチ４７７ｓ及び電源部４７７ｖが設けられている。したがって、駆動素子４７４と電源部４７７ｖとは、スイッチ４７７ｓを挟んで直列に接続されている。スイッチ４７７ｓは、電気回路４７７の開閉を切り替える。電源部４７７ｖは、駆動素子４７４の両端部に対して電圧を印加する。スイッチ４７７ｓ及び電源部４７７ｖは、制御部ＣＯＮＴに接続されている。
【０２５４】
一方、棒状部材４７９は、少なくとも第二剛性以上の剛性を有するように形成されている。ここで、第二剛性は、回転駆動軸４４２の外周面４４２ａとベルト部４７５との間の摩擦力が作用された場合でも変形しない程度の剛性である。棒状部材４７９は、駆動素子４７４の伸縮方向が長手方向に一致するように配置されている。棒状部材４７９は、長手方向の一方の端部がベルト部４７３の第一端部４７３ａに接続されている。また、棒状部材４７９の長手方向の他方の端部は、第二アーム４２０の端面４２１ａから突出した支持部４２１ｄに固定されている。
【０２５５】
制御部ＣＯＮＴは、スイッチ４７７ｓの開閉状態を切り替え可能に制御すると共に、電源部４７７ｖによる電圧の大きさを調整する。上記のように、制御部ＣＯＮＴは、スイッチ４７７ｓを閉じた状態で電源部４７７ｖの電圧を調整することで、駆動素子４７４の伸縮量（変形量）を調整可能である。
【０２５６】
また、制御部ＣＯＮＴにより、スイッチ４７７ｓが閉じた状態になると、駆動素子４７４の両端部間が配線によって電気的に接続される。これにより駆動素子４７４の両端部に対して電源部４７７ｖによって電圧が印加される。駆動素子４７４の両端部に対して印加される電圧の大きさは、例えば制御部ＣＯＮＴによって調整可能である。電圧が印加された駆動素子４７４は、電気的にはコンデンサとして働くため、駆動素子４７４に電荷が蓄えられる。
【０２５７】
また、駆動素子４７４の両端部に電圧が印加されることにより、当該駆動素子４７４は伸縮方向に変形する。駆動素子４７４の変形により、駆動素子４７４に接続される第一端部４７３ａが当該伸縮方向に移動する。例えば駆動素子４７４が伸長する場合、第一端部４７３ａは基準位置Ｆに近づく方向（図中左方向）に移動する。また、駆動素子４７４が収縮する場合、第一端部４７３ａは基準位置Ｆから離れる方向（図中右方向）に移動する。
【０２５８】
このように、例えば、ベルト部４７３は、駆動素子４７４の駆動（例、伸縮）によって回転駆動軸４４２の径方向に力が加えられる。これによって、ベルト部４７３と回転駆動軸４４２との間で摩擦力が生じる。駆動素子４７４の駆動量（伸縮量）を調整することで、当該摩擦力を変化させることができ、これによってベルト部４７３と回転駆動軸４４２との間のトルクの許容値を可変とすることができる。
【０２５９】
また、スイッチ４７７ｓが閉じた状態においては、駆動素子４７４の剛性は、回転駆動軸４４２の外周面４４２ａとベルト部４７３との間の摩擦力によって変形する第一剛性となる。
【０２６０】
一方、スイッチ４７７ｓが開いた状態になると、駆動素子４７４の両端部間の電気的接続が解除される。これにより駆動素子４７４の両端部が電気的に開放され、この場合、駆動素子４７４の剛性は、上記第一剛性よりも高い第二剛性となる。これによって、後述するように、本実施形態におけるトルク制限機構４７０は、回転駆動軸４４２とベルト部４７３とに相対的な変位（例、滑り）を生じさせることが可能となる。ここで、第二剛性は、回転駆動軸４４２の外周面４４２ａとベルト部５との間の摩擦力が作用された場合でも変形しない程度の剛性である。
【０２６１】
スイッチ４７７ｓを一旦閉じた状態とし、駆動素子４７４に一定量の電荷が蓄えられると、駆動素子４７４が一定量伸長する。この状態でスイッチ４７７ｓを開くと、電気回路４７７が開放されるため、駆動素子４７４が一定量伸長した状態で第二剛性となる。したがって、駆動素子４７４に蓄える電荷の量を調整しながらスイッチ４７７ｓの開閉を切り替えることにより、駆動素子４７４の伸縮量（変形量）を調整しつつ、駆動素子４７４の剛性を第一剛性と第二剛性との間で切り替えることができるようになっている。
【０２６２】
このように、駆動素子４７４の剛性を第一剛性と第二剛性との間で切り替えることで、回転駆動軸４４２とベルト部４７３との間の摩擦力を可変とすることができる。このため、回転駆動軸４４２とベルト部４７３との間の滑りやすさが回転駆動軸４４２の回転方向の一方向と逆方向とで異なるように設定することができる。
【０２６３】
次に、トルク制限機構４５０及びトルク制限機構４７０の動作を説明する。以下の説明では、トルク制限機構４５０の動作を代表させて説明するが、トルク制限機構４７０についても同様の説明が可能である。
【０２６４】
制御部ＣＯＮＴは、ベルト部４５３が回転駆動軸４４２の外周面４４２ａに掛けられた状態とする。このとき、制御部ＣＯＮＴは、例えばスイッチ４５７ｓを閉じて駆動素子４５４と電源部４５７ｖとの間を直列に接続する。この動作により、駆動素子４５４に対して電圧を印加可能な状態になると共に、駆動素子４５４剛性が外部からの力（例、回転軸とベルト部３５３との間の摩擦力）の作用によって変形可能な第一剛性となる。
【０２６５】
この状態から、制御部ＣＯＮＴは、ベルト部４５３の第一端部４５３ａが基準位置Ｆ側に移動するように駆動素子４５４を変形させる。この動作により、ベルト部４５３が外周面４４２ａに巻かれた状態で第一端部４５３ａ側には張力Ｔ１が発生し、第二端部４５３ｂ側には張力Ｔ２が発生する。したがって、ベルト部４５３に有効張力（Ｔ１−Ｔ２）が発生し、ベルト部４５３と回転駆動軸４４２との間が接触状態となる。
【０２６６】
なお、トルク制限機構４５０を動作させる場合には、トルク制限機構４７０については、図２５に示すように、ベルト部４７３が回転駆動軸４４２の外周面４４２ａから離れた状態としておく。逆に、トルク制限機構４７０を動作させる場合には、トルク制限機構４５０については、ベルト部４５３が回転駆動軸４４２の外周面４４２ａから離れた状態としておく。
【０２６７】
制御部ＣＯＮＴは、ベルト部４５３に有効張力を発生させた状態を保持しつつ、回転機構４４０の回転駆動源４４１を作動させる。この動作により、ベルト部４５３と回転駆動軸４４２との間に摩擦力が発生し、ベルト部４５３が外周面４４２ａの周方向に引っ張られて移動する。ベルト部４５３の移動によって第二アーム４２０が回転駆動軸４４２の外周面４４２ａの周方向に回転する。
【０２６８】
このようにして、回転駆動軸４４２の回転力がベルト部４５３に伝達され、ベルト部４５３が第二アーム４２０に直接トルクを伝達させる。したがって、本実施形態では、第二アーム４２０が被駆動軸を兼ねていることとなる。
【０２６９】
また、例えばベルト部４５３と外周面４４２ａとの間が接触状態となっているときに、第二アーム４２０に対して衝撃などの外力が加えられる場合がある。これに対して、本実施形態におけるトルク制限機構４５０は、衝突の衝撃による力がベルト部４５３と外周面４４２ａとの間の最大静止摩擦力（トルクの許容値）を超える場合には、回転駆動軸４４２とベルト部４５３との間に相対的な変位（滑り）が生じる。このため、トルクの伝達が制限されることになる。
【０２７０】
上記の動作において、調整部４５２は、ベルト部４５３の張力を変えることによって接触状態を調整する。この調整動作により、回転駆動軸４４２からベルト部４５３に伝達されるトルクの許容値を変更することができる。
【０２７１】
ここで、図２６に示すように、回転駆動軸４４２に対して−θＺ方向に回転する力が外部から加わると、回転駆動軸４４２とベルト部４５３との間に−θＺ方向の摩擦力が働く。この摩擦力は、第一端部４５３ａ及び第二端部４５３ｂに対して、それぞれ−θＺ方向の力として作用する。この場合、第一端部４５３ａは、基準位置Ｆから離れる方向に力を受ける保持側となる。また、第二端部４５３ｂは、保持側とは反対の反保持側である。
【０２７２】
第一端部４５３ａに−θＺ方向（図２６参照）の力が作用すると、第一剛性となっている駆動素子４５４が当該力によって縮むように変形し、第一端部４５３ａが基準位置Ｆから離れる方向へ移動する。一方、第二端部４５３ｂに−θＺ方向の力が作用しても、棒状部材４５９は変形することなく、第二端部４５３ｂはほとんど移動しない。したがって、第一端部４５３ａと第二端部４５３ｂとの間隔が広がり、ベルト部４５３の巻き付きが緩み、回転駆動軸４４２とベルト部５３との間に滑りが生じやすくなる。
【０２７３】
一方、回転駆動軸４４２に対して＋θＺ方向に回転する力が外部から加わると、回転駆動軸４４２とベルト部４５３との間に＋θＺ方向の摩擦力が働く。この摩擦力は、第一端部４５３ａ及び第二端部４５３ｂに対して、それぞれ＋θＺ方向の力として作用する。この場合、第二端部４５３ｂは、基準位置Ｆから離れる方向に力を受ける保持側となる。また、第一端部４５３ａは、保持側とは反対の反保持側である。
【０２７４】
第一端部４５３ａに＋θＺ方向（図２１参照）の力が作用すると、第一剛性となっている駆動素子４５４が伸びるように変形し、第一端部４５３ａが基準位置Ｆに近づく方向へ移動する。一方、第二端部４５３ｂに＋θＺ方向の力が作用しても、棒状部材４５９は変形することなく、第二端部４５３ｂはほとんど移動しない。したがって、第一端部４５３ａと第二端部４５３ｂとの間隔が狭くなり、ベルト部４５３の巻き付きが強くなり、回転駆動軸４４２とベルト部４５３との間に滑りが生じにくくなる。このため、ベルト部４５３と回転駆動軸４４２との間がより強固に連結される。
【０２７５】
このように、回転駆動軸４４２ベルト部４５３との間は、回転駆動軸４４２に対して外部から−θＺ方向に力が作用した場合には滑りやすくなり、＋θＺ方向に力が作用した場合には滑りにくくなる。なお、トルク制限機構４５０の代わりにトルク制限機構４７０を用いることにより、回転駆動軸４４２に対して力が作用する方向と、回転駆動軸４４２とベルト部５３との間の滑りやすさとの関係を逆にすることができる。
【０２７６】
以上のように、本実施形態によれば、トルク制限機構４５０及びトルク制限機構４７０のうち一方を用いることにより、回転駆動軸４４２とベルト部４５３又はベルト部４７３との間の滑りやすさが回転方向の順方向（例、図２６の＋θＺ方向）と逆方向（例、図２６の−θＺ方向）とで異なるように設定することができる。  
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。  
例えば、上記実施形態においては、ベルト部５３、２５３、３５３、４５３（４７３）の第一端部５３ａ、２５３ａ、３５３ａ、４５３ａ（４７３ａ）の張力Ｔ１、押圧力Ｆ１、張力Ｔ１、張力Ｔ１を調整することにより、接触状態を調整する構成としたが、これに限られることは無い。例えば、オイラーの摩擦ベルト理論に従うと、有効巻き付き角（接触角度）θ又は有効押し付け角（接触角度）θを調整することで、被駆動軸２４、２２４及びベルト部３５３に伝達されるトルクの許容値の大きさを調整することができる。したがって、調整部５２、２５２、３５２、４５２が、ベルト部５３、２５３、３５３、４５３（４７３）の有効巻き付け角θ又は有効押し付け角θを調整する構成を有していても構わない。
【０２７７】
また、第三実施形態を例に挙げて説明すると、駆動素子５４及び駆動素子５６にそれぞれ接続される電気回路５７及び電気回路５８にはスイッチ５７ｓ及びスイッチ５８ｓが設けられており、制御部ＣＯＮＴがスイッチ５７ｓ及びスイッチ５８ｓを切り替えることにより、駆動素子５４及び駆動素子５６の通電状態を、短絡状態と開放状態との間で切り替える構成としたが、これに限られることは無い。
【０２７８】
例えば、図２７に示すように、本実施形態におけるトルク制限機構５０は、電気回路５７及び電気回路５８において、スイッチ５７ｓ及びスイッチ５８ｓの代わりに可変抵抗（可変抵抗素子）５７ｒ及び可変抵抗（可変抵抗素子）５８ｒが設けられた構成であっても構わない。
【０２７９】
制御部ＣＯＮＴは、可変抵抗５７ｒ及び可変抵抗５８ｒを用いて電気回路５７及び電気回路５８の電気抵抗値を変化させることで、例えば電気回路５７及び５８を実質的に短絡状態と開放状態との間で任意に切り替えることができる。このため、例えば、制御部ＣＯＮＴは、可変抵抗５７ｒ及び可変抵抗５８ｒによって駆動素子５４の剛性及び駆動素子５６の剛性をそれぞれ調整することができるため、トルクの許容値を細かい範囲で変えることが可能となる。また、本実施形態におけるトルク制限機構５０は、トルクの許容値を変えることができる調整部５２を備える場合、トルクの許容値を該調整部５２によって変えてもよいし、可変抵抗５７ｒ及び可変抵抗５８ｒを有する電気回路によってトルクの許容値を変えてもよいし、調整部５２と該電気回路とによってトルクの許容値を変えてもよい。
【０２８０】
また、本実施形態におけるトルク制限機構５０は、可変抵抗５７ｒ及び可変抵抗５８ｒと、スイッチ５７ｓ及びスイッチ５８ｓとを設ける構成としてもよい。例えば、この場合、制御部ＣＯＮＴは、スイッチ５７ｓ及びスイッチ５８ｓによって駆動素子５４及び５６の剛性を制御して、可変抵抗５７ｒ及び可変抵抗５８ｒによってトルクの許容値を変えるように制御する。
【０２８１】
また、例えば図２８に示すように、本実施形態におけるトルク制限機構５０は、電気回路５７及び電気回路５８において、スイッチ５７ｓ及びスイッチ５８ｓと可変電圧源５７ｖ及び可変電圧源５８ｖとが設けられた構成であっても構わない。制御部ＣＯＮＴは、可変電圧源５７ｖ及び可変電圧源５８ｖを用いて電気回路５７及び電気回路５８の電圧値を変化させることで、駆動素子５４及び駆動素子５６の通電状態を、実質的に短絡状態と開放状態との間で切り替えることができる。また、例えば、制御部ＣＯＮＴは、駆動素子５４及び駆動素子５６の通電状態を短絡状態にした状態において駆動素子５４及び駆動素子５６に電荷を与えて、駆動素子５４及び駆動素子５６の伸縮（例、駆動素子を伸ばして長くする）を変える。そして、制御部ＣＯＮＴは、駆動素子５４及び駆動素子５６の通電状態を開放状態にすることによって駆動素子５４及び駆動素子５６に該電荷が蓄積された状態となるため、駆動素子５４の伸縮及び駆動素子５６の伸縮を維持した状態で駆動素子５４の剛性及び駆動素子５６の剛性を調整できる。
【０２８２】
なお、電気回路５７及び電気回路５８においては、スイッチ５７ｓ及びスイッチ５８ｓ、可変抵抗Ｒ１及び可変抵抗Ｒ２、可変電圧源５７ｖ及び可変電圧源５８ｖの回路要素のうち少なくとも１つずつが設けられていれば良い。また、電気回路５７と電気回路５８とで回路要素の種類あるいは個数が異なっていても構わない。また、回路要素の組み合わせとしては、異なる種類の回路要素を組み合わせても構わないし、同一種類の回路要素を複数用いても構わない。
【０２８３】
また、例えば上記第三実施形態の構成においては、図２９に示すように、回転駆動軸４２（拡径部４４）及び被駆動軸２４とは独立して、ベルト部５３を拡径部４４及び被駆動軸２４の回転方向に沿って移動させることができる。図２９では、駆動素子５４を伸長させ、駆動素子５６を収縮させた状態を例に挙げて示している。この場合、ベルト部５３は、図２９の時計回りの方向に移動する。なお、駆動素子５４を収縮させ、駆動素子５６を伸長させることにより、ベルト部５３を図２９の反時計回りの方向に移動させることができる。
【０２８４】
また、上記各実施形態においては、トルク制限機構の少なくとも一部が第二アーム側に接続された構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば、トルク制限機構が外部の接続部に接続された状態であり、第二アームとは独立して設けられた構成であっても構わない。
【０２８５】
例えば、図３０に示すように、トルク制限機構５０が接続部５００によって被駆動軸２４側に一体的に固定されると共に、ベルト部５３が回転駆動軸４２との間でのみ接触状態となる構成であっても構わない。この構成においては、ベルト部５３は、被駆動軸２４との間では接触状態とはならない構成となっている。また、被駆動軸２４は、径方向への移動が規制されるように不図示の軸受によって支持された構成としてもよい。
【０２８６】
図３０に示す構成において、ベルト部５３と回転駆動軸４２との間が接触状態となっている場合、回転駆動軸４２が回転することにより、回転駆動軸４２のトルクはベルト部５３に伝達される。ベルト部５３に伝達されたトルクは、接続部５００を回転駆動軸４２の周方向に移動させる。当該接続部５００の移動により、被駆動軸２４が周方向に回転することになる。
【０２８７】
また、例えば、図３１に示すように、トルク制限機構５０が接続部５００によって回転駆動軸４２側に一体的に固定されると共に、ベルト部５３が被駆動軸２４との間でのみ接触状態となる構成であっても構わない。この構成においては、ベルト部５３は、回転駆動軸４２との間では接触状態とはならない構成となっている。また、回転駆動軸４２は、径方向への移動が規制されるように不図示の軸受によって支持された構成としてもよい。
【０２８８】
図３１に示す構成において、ベルト部５３と被駆動軸２４とが接触状態となっている場合、回転駆動軸４２が回転することにより、当該回転駆動軸４２に固定された接続部５００が周方向に移動する。この接続部５００の移動により、ベルト部５３に対して被駆動軸２４の周方向に沿ったトルクが伝達される。被駆動軸２４は、当該ベルト部５３に伝達されたトルクによって周方向に回転することになる。
【０２８９】
また、例えば図３２に示すように、トルク制限機構５０が接続部５００によって被駆動軸２４側に一体的に固定されると共に、ベルト部５３が回転駆動軸４２の少なくとも一部と被駆動軸２４の少なくとも一部との両方に亘って接触状態となる構成であっても構わない。つまり、トルク制限機構５０が被駆動軸２４に固定されると共に、ベルト部５３が回転駆動軸４２と被駆動軸２４とを共締めすることで接触状態となる構成であってもよい。また、図３３に示すように、トルク制限機構５０が接続部５００によって回転駆動軸４２側に一体的に固定されると共に、ベルト部５３が回転駆動軸４２と被駆動軸２４との両方に亘って接触状態となる構成であっても構わない。
【０２９０】
また、本実施形態におけるトルク制限機構は、複数の調整部及び複数の伝達部を備える構成であってもよい。この場合、例えば、複数の伝達部（又は複数の調整部）は、回転駆動軸と被駆動軸とのうち少なくとも一方に対して等間隔に配置してもよいし、回転駆動軸と被駆動軸とのうち少なくとも一方の中心軸に対して対称又は非対称に配置してもよい。
【符号の説明】
【０２９１】
ＣＯＮＴ…制御部  ＳＦ…回転軸  １、１０１…滑り機構  ２４、２２４…被駆動軸  ４０、２４０、３４０、４４０…回転機構  ４１、２４１、３４１、４４１…回転駆動源  ４２、２４２、３４２、４４２…回転駆動軸  ４４…拡径部  ５０、２５０、３５０、４５０、４７０…トルク制限機構  ２、１１２、５１、２５１、３５１、４５１、４７１…伝達部  ５２、２５２、３５２、４５２、４７２…調整部  ５、１１５、５３、２５３、３５３、４５３、４７３…ベルト部  ５ａ、１１５ａ、５３ａ、２５３ａ、３５３ａ、４５３ａ、４７３ａ…第一端部  ５ｂ、１１５ｂ、５３ｂ、２５３ｂ、３５３ｂ、４５３ｂ、４７３ｂ…第二端部  ５４、２５４、３５４、４５４、４７４…駆動素子  ５７、５８、２５７、２５８、３５７、３５８、４５７、４７７…電気回路  ６０、２６０、３６０、４６０…駆動装置  １００、２００、３００、４００…ロボット装置
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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