(57)【要約】      （修正有）【課題】サーボモータ及び連結部材を連結させるロボットの関節構造を提供する。【解決手段】サーボモータ１００の出力軸の一端はサーボモータ本体１１０の外部に延出し、サーボモータ本体の一側面には回転ディスク１３０が設けられる。回転ディスクは出力軸に固定されて出力軸を中心に回転可能である。連結部材２００は、第１連結アーム２１０と、第２連結アーム２２０と、第３連結アーム２３０とを備える。第１連結アーム及び第３連結アームは第２連結アームの同一側の両端に設けられ、外向きに延伸する。第１連結アーム及び第３連結アームはお互いに平行に設けられる。第１連結アームには、回転ディスクを挿入するための、回転ディスクと密接する少なくとも１つの連結溝２４０が設けられる。第３連結アームは回転軸機構を介してサーボモータ本体と可動に連結する。回転軸機構は、回転ディスクに対向する側面に設けられ、回転ディスクと同軸に設置される。【選択図】図１
2017209780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
六面体のサーボモータ本体（１１０）と一端が前記サーボモータ本体（１１０）の外部に延出する出力軸（１２０）とを備えるサーボモータ（１００）と、連結部材（２００）とを備えるロボットの関節構造であって、
前記サーボモータ本体（１１０）の一側面には、回転ディスク（１３０）が設けられ、
前記回転ディスク（１３０）は、前記出力軸（１２０）に固定されて前記出力軸（１２０）を中心に回転可能であり、
前記連結部材（２００）は、第１連結アーム（２１０）と、第２連結アーム（２２０）と、第３連結アーム（２３０）とを備え、
前記第１連結アーム（２１０）及び前記第３連結アーム（２３０）は、前記第２連結アーム（２２０）の同一側の両端に設けられ、外向きに延伸し、
前記第１連結アーム（２１０）及び前記第３連結アーム（２３０）は、お互いに平行に設けられ、
前記第１連結アーム（２１０）には、前記回転ディスク（１３０）を挿入するための、前記回転ディスク（１３０）と密接する少なくとも１つの連結溝（２４０）が設けられ、
前記第３連結アーム（２３０）は、回転軸機構（４００）を介して前記サーボモータ本体（１１０）と可動に連結し、前記回転軸機構は、前記回転ディスク（１３０）に対向する側面に設けられ、前記回転ディスク（１３０）と同軸に設置される、ことを特徴とするロボットの関節構造。
【請求項２】
前記回転軸機構（４００）は、前記サーボモータ本体（１１０）に設けられた第１連結孔（４１０）と、前記第３連結アーム（２３０）に設けられた第２連結孔（４２０）と、前記第２連結孔（４２０）に着脱可能に取り付けられた連結ピン（４３０）とを備え、
前記連結ピン（４３０）は、前記第１連結孔（４１０）に挿入可能であり、
前記第１連結孔（４１０）は、前記回転ディスク（１３０）と同軸に設置される、ことを特徴とする請求項１に記載のロボットの関節構造。
【請求項３】
前記連結ピン（４３０）は、ピン本体（４３１）と、前記ピン本体（４３１）の一面に設けられた、前記第１連結孔（４１０）を挿入するための凸部（４３２）と、前記ピン本体（４３１）の他面に設けられた２つのクランプ爪（４３３）とを備え、
前記クランプ爪（４３３）の端部には、位置限定凸縁（４３３１）が設けられ、
前記第２連結孔（４２０）には、第２位置限定凹縁（４２１）が設けられ、
前記第２位置限定凹縁（４２１）は、前記位置限定凸縁（４３３１）とお互いに組み合う、ことを特徴とする請求項２に記載のロボットの関節構造。
【請求項４】
前記回転軸機構（４００）は、前記サーボモータ本体（１１０）の一側面に設置された、前記回転ディスク（１３０）と同軸に設置された回転軸孔又は回転軸凸部を備え、
前記第３連結アーム（２３０）には、相応する回転軸孔又は回転軸凸部が設けられ、
前記回転軸孔及び前記回転軸凸部は、お互いに組み合う、ことを特徴とする請求項１に記載のロボットの関節構造。
【請求項５】
前記回転ディスク（１３０）及び連結溝（２４０）には、お互いに組み合わせられる固定部材（３００）が設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載のロボットの関節構造。
【請求項６】
前記連結溝（２４０）は、底板（２４１）と、天板（２４２）と、左側板（２４３）と、右側板（２４４）と、後側板（２４５）とを備え、
前記天板（２４２）には、前記回転ディスク（１３０）を挿入するための開口が設けられ、
前記回転ディスク（１３０）は、縦断面がＴ字形であり、柱部（１３１）とディスク部（１３２）とを備え、
前記固定部材（３００）は、前記柱部（１３１）及び前記天板（２４２）に設置される、ことを特徴とする請求項５に記載のロボットの関節構造。
【請求項７】
前記固定部材（３００）は、お互いに組み合わせられる位置限定係合凸部（３１０）と位置限定係合溝（３２０）とを備え、
前記天板（２４２）の開口の対向する両側壁には、１つの前記位置限定係合凸部（３１０）がそれぞれ設けられ、
前記柱部（１３１）の対向する位置には、１つの位置限定係合溝（３２０）がそれぞれ設けられる、ことを特徴とする請求項６に記載のロボットの関節構造。
【請求項８】
前記天板（２４２）は、一体成形された天板左部（２４２１）と、天板右部（２４２２）と、天板後部（２４２３）とを備え、
前記天板左部（２４２１）及び前記天板右部（２４２２）の対向する位置には、１つの位置限定係合凸部（３１０）がそれぞれ設けられ、
前記天板左部（２４２１）及び前記天板右部（２４２２）には、１つのストリップ溝（２４６）がそれぞれ設けられ、
前記ストリップ溝（２４６）の方向は、天板（２４２）の開口方向に平行し、
前記ストリップ溝（２４６）は、前記位置限定係合凸部（３１０）に近接する位置に設置される、ことを特徴とする請求項７に記載のロボットの関節構造。
【請求項９】
前記底板（２４１）、前記天板（２４２）、前記左側板（２４３）及び前記右側板（２４４）には、少なくとも１つの固定リブ（２４７）が設けられ、
前記固定リブ（２４７）の方向は、前記天板（２４２）の開口方向と同じである、ことを特徴とする請求項６に記載のロボットの関節構造。
【請求項１０】
前記後側板（２４５）から離れる固定リブ（２４７）の一端には、面取り（２４８）が設けられ、
前記天板（２４２）の開口には、面取り（２４８）が設けられる、ことを特徴とする請求項９に記載のロボットの関節構造。
【請求項１１】
前記第１連結アーム（２１０）及び前記第３連結アーム（２３０）は、長方形又は六角形であり、
前記六角形の対向する両側は、お互いに平行である、ことを特徴とする請求項１に記載のロボットの関節構造。
【請求項１２】
前記第２連結アーム（２２０）には、取付溝（５１０）、連結盤（５２０）又は第３連結孔（５３０）が設けられ、
前記サーボモータ本体（１１０）の少なくとも１つの側面には、前記取付溝（５１０）が設けられ、
前記取付溝（５１０）の仕様は、前記連結溝（２４０）の仕様と同じであり、
前記連結盤（５２０）の仕様は、前記回転ディスク（１３０）の仕様と同じであり、
前記第３連結孔（５３０）の仕様は、第１連結孔（４１０）又は第２連結孔（４２０）の仕様と同じである、ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のロボットの関節構造。
【請求項１３】
前記サーボモータ本体（１１０）、前記第１連結アーム（２１０）、前記第３連結アーム（２３０）又は前記連結溝（２４０）には、複数の前記第３連結孔（５３０）がさらに設けられる、ことを特徴とする請求項１２に記載のロボットの関節構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットの分野に関し、特にロボットの関節構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ロボットは、制御端末から発信した制御命令に応じて、作動する機器装置である。ロボットには、ロボットを組み立てるための足部、脚部及び肘部などの関節構造が設けられる。個々の関節構造は、サーボモータと、サーボモータと組み合わせる連結部材とを備える。連結部材は、サーボモータを中心に回転可能である。従来のロボットの関節構造において、サーボモータと連結部材との組み合わせには密接不足があり、回転中に脱落しやすく、連結部材をサーボモータに組み立てるプロセスが複雑で、ユーザー体験に影響を及ぼす。
【発明の概要】
【０００３】
本発明が解決しようとする課題は、従来のロボットの関節構造における不足に対して、サーボモータ及び連結部材を密接させる組立プロセスを簡単にするロボットの関節構造を提供することである。
【０００４】
前記の課題を解決するため、本発明の技術案は以下のとおりである。
ロボットの関節構造は、サーボモータと、連結部材（２００）とを備え、前記サーボモータは、六面体のサーボモータ本体と、出力軸とを備え、前記出力軸の一端が前記サーボモータ本体の外部に延出し、
前記サーボモータ本体の一側面には、回転ディスクが設けられ、前記回転ディスクは、前記出力軸に固定されて前記出力軸を中心に回転可能であり、
前記連結部材は、第１連結アームと、第２連結アームと、第３連結アームとを備え、前記第１連結アーム及び前記第３連結アームは、前記第２連結アームの同一側の両端に設けられ、外向きに延伸し、前記第１連結アーム及び前記第３連結アームは、お互いに平行に設けられ、
前記第１連結アームには、前記回転ディスクを挿入するための、前記回転ディスクと密接する少なくとも１つの連結溝が設けられ、
前記第３連結アームは、回転軸機構を介して前記サーボモータ本体と可動に連結し、前記回転軸機構は、回転ディスクに対向する側面に設けられ、回転ディスクと同軸に設置される。
【０００５】
好ましくは、前記回転軸機構は、前記サーボモータ本体に設けられた第１連結孔と、前記第３連結アームに設けられた第２連結孔と、前記第２連結孔に着脱可能に取り付けられた連結ピンとを備え、前記連結ピンは、前記第１連結孔に挿入可能であり、前記第１連結孔は、前記回転ディスクと同軸に設置される。
【０００６】
好ましくは、前記連結ピンは、ピン本体と、前記ピン本体の一面に設けられた、前記第１連結孔を挿入するための凸部と、前記ピン本体の他面に設けられた２つのクランプ爪とを備え、前記クランプ爪の端部には、位置限定凸縁が設けられ、
前記第２連結孔には、第２位置限定凹縁が設けられ、前記第２位置限定凹縁は、前記位置限定凸縁とお互いに組み合う。
【０００７】
好ましくは、前記回転軸機構は、前記サーボモータ本体の一側面に設置された、前記回転ディスクと同軸に設置された回転軸孔又は回転軸凸部を備え、前記第３連結アームには、相応する回転軸孔又は回転軸凸部が設けられ、前記回転軸孔及び前記回転軸凸部は、お互いに組み合う。
【０００８】
好ましくは、前記回転ディスク及び連結溝には、お互いに組み合わせられる固定部材が設けられる。
【０００９】
好ましくは、前記連結溝は、底板と、天板と、左側板と、右側板と、後側板とを備え、前記天板には、前記回転ディスクを挿入するための開口が設けられ、
前記回転ディスクは、縦断面がＴ字形であり、柱部とディスク部とを備え、
前記固定部材は、前記柱部及び前記天板に設置される。
【００１０】
好ましくは、前記固定部材は、お互いに組み合わせられる位置限定係合凸部と位置限定係合溝とを備え、前記天板の開口の対向する両側壁には、１つの前記位置限定係合凸部がそれぞれ設けられ、前記柱部の対向する位置には、１つの位置限定係合溝がそれぞれ設けられる。
【００１１】
好ましくは、前記天板は、一体成形された天板左部と、天板右部と、天板後部とを備え、前記天板左部及び前記天板右部の対向する位置には、１つの位置限定係合凸部がそれぞれ設けられ、前記天板左部及び前記天板右部には、１つのストリップ溝がそれぞれ設けられ、前記ストリップ溝の方向は、天板の開口方向に平行し、前記ストリップ溝は、前記位置限定係合凸部に近接する位置に設置される。
【００１２】
好ましくは、前記底板、前記天板、前記左側板及び前記右側板には、少なくとも１つの固定リブが設けられ、前記固定リブの方向は、前記天板の開口方向と同じである。
【００１３】
好ましくは、前記後側板から離れる前記固定リブの一端には、面取りが設けられ、前記天板の開口には、面取りが設けられる。 
【００１４】
好ましくは、前記第１連結アーム及び前記第３連結アームは、長方形又は六角形であり、前記六角形の対向する両側は、お互いに平行である。
【００１５】
好ましくは、前記第２連結アームには、取付溝、連結盤又は第３連結孔が設けられ、
前記サーボモータ本体の少なくとも１つの側面には、前記取付溝が設けられ、
前記取付溝の仕様は、前記連結溝の仕様と同じであり、前記連結盤の仕様は、前記回転ディスクの仕様と同じであり、前記第３連結孔の仕様は、前記第１連結孔又は前記第２連結孔の仕様と同じである。
【００１６】
好ましくは、前記サーボモータ本体、前記第１連結アーム、前記第３連結アーム又は前記連結溝には、複数の前記第３連結孔がさらに設けられる。
【００１７】
従来技術と比較すると、本発明の利点は以下のとおりである。本発明によるロボットの関節構造において、サーボモータの回転ディスクは連結部材の連結溝に挿入され、第３連結アームは回転軸機構を介してサーボモータ本体に可動に連結し、回転ディスクは出力軸を中心に回転可能であり、これによって、連結溝が設けられた連結部材は出力軸及び回転軸機構を中心に回転することができる。当該ロボットの関節構造において、回転ディスク及び連結溝の密接によって、サーボモータ及び連結部材の密接を実現し、回転中の脱落を防止する。また、当該ロボットの関節構造の組立のプロセスにおいて、回転ディスクを連結溝に挿入して、回転軸機構をお互いに協力させればよい。それによって、組立プロセスが簡単で、ユーザー体験の向上に有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
【図１】図１は本発明による一実施例におけるロボットの関節構造の構成模式図である。
【図２】図２は図１に示すロボットの関節構造の断面図である。
【図３】図３は図１に示すロボットの関節構造におけるサーボモータの構成模式図である。
【図４】図４は図１に示すロボットの関節構造における連結部材の構成模式図である。
【図５】図５は図４に示す連結部材の正面図である。
【図６】図６は図４に示す連結部材の背面図である。
【図７】図７は図６のＡ―Ａ線から得られた断面図である。
【図８】図８は本発明による他の実施例におけるロボットの関節構造の連結部材の構成模式図である。
【図９】図９は本発明による他の実施例におけるロボットの関節構造の連結部材の構成模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の技術的特徴、目的及び効果をさらに明瞭に理解するために、添付の図面を参照しながら本発明の具体的な実施形態を説明する。
【００２１】
図１と図２は、本実施例におけるロボットの関節構造を示す。当該ロボットの関節構造は、サーボモータ１００と、サーボモータ１００に対して回転可能な連結部材２００とを備える。図１と図２に示すように、サーボモータ１００は、六面体のサーボモータ本体１１０と、出力軸１２０とを備える。出力軸１２０は、サーボモータ本体１１０内に設けられ、出力軸１２０の一端は、サーボモータ本体１１０の外部に延出する。出力軸１２０は回転可能である。サーボモータ本体１１０の一側面には、回転ディスク１３０が設けられる。本実施例では、回転ディスク１３０は、サーボモータ本体１１０の頂面に設けられる。回転ディスク１３０は、出力軸１２０に固定され、出力軸１２０を中心に回転可能である。つまり、サーボモータ１００の作動中、出力軸１２０は、それに固定された回転ディスク１３０を回転させる。図３に示すように、回転ディスク１３０は、縦断面がＴ字形であり、柱部１３１とディスク部１３２とを備える。ディスク部１３２の形状は、正方形であってもよいが、これに限定されない。柱部１３１の形状は、円柱状であってもよいが、これに限定されない。
【００２２】
図４と図８と図９に示すように、連結部材２００は、一体成形された第１連結アーム２１０と、第２連結アーム２２０と、第３連結アーム２３０とを備える。第１連結アーム２１０及び第３連結アーム２３０は、第２連結アーム２２０の同一側の両端に設けられ、外向きに延伸する。第１連結アーム２１０及び第３連結アーム２３０は、連結部材２００をほぼΠ形を成すように、お互いに平行に設けられる。したがって、第１連結アーム２１０と第３連結アーム２３０との間の距離は、サーボモータ本体１１０の頂面と底面との間の距離と同じである。連結部材２００は、プラスチックなどの変形可能な材料で形成することができる。このようにして、ロボットの関節構造を組み立てる際に、サーボモータ１００を連結部材２００内に設け、サーボモータ１００に対して連結部材２００を回転させることができる。図８と図９に示すように、第１連結アーム２１０及び第３連結アーム２３０は、長方形である。図４に示すように、第１連結アーム２１０及び第２連結アーム２２０は、六角形であり、六角形の対向する両側は、お互いに平行である。第１連結アーム２１０及び第２連結アーム２２０は、他の形状であってもよい。本実施例では、第２連結アーム２２０は、第１連結アーム２１０及び第３連結アーム２３０と垂直であり、長方形を成すように設置される。
【００２３】
図４と図８に示すように、第１連結アーム２１０には、回転ディスク１３０が挿入される、回転ディスク１３０に密接する１つの連結溝２４０が設けられる。これによって、連結部材２００を１つのサーボモータ１００に組み合わせ、１つの自由度を有するロボットの関節構造の組立を実現する。図９に示すように、第１連結アーム２１０には、回転ディスク１３０が挿入される、回転ディスク１３０に密接する２つの連結溝２４０が設けられる。これによって、連結部材２００を２つのサーボモータ１００に組み合わせ、２つの自由度を有するロボットの関節構造の組立を実現する。
【００２４】
図４〜７に示すように、連結溝２４０は、六面体構造を成すように設置された底板２４１と、天板２４２と、左側板２４３と、右側板２４４と、後側板２４５とを備える。底板２４１、天板２４２、左側板２４３、右側板２４４及び後側板２４５は、回転ディスク１３０のディスク部１３２を収容するスペースを形成する。天板２４２には、回転ディスク１３０を挿入するための開口が設けられる。図７に示すように、天板２４２は、一体成形された天板左部２４２１と、天板右部２４２２と、天板後部２４２３とを備える。天板２４２上には、回転ディスク１３０を挿入するための∪字形の開口が形成される。具体的には、密接を実現するために、天板左部２４２１の内側壁と天板右部２４２２の内側壁との間の距離は、回転ディスク１３０の柱部１３１の直径と一致する。したがって、連結溝２４０の天板２４２の開口が第１連結アーム２１０の内側に設けられるために、第１連結アーム２１０に設けられた連結溝２４０の天板２４２は、第１連結アーム２１０の内表面と平らになる。このようにして、サーボモータ１００の回転ディスク１３０は、第１連結アーム２１０の連結溝２４０に挿入することができる。本発明における連結溝２４０の各部材を確定する方法は、∪字形開口を上方に向けて∪字形開口の入口に正対した後に、連結溝２４０の頂部、底部、左部、右部、前部及び後部を確定する。
【００２５】
具体的には、回転ディスク１３０及び連結溝２４０には、お互いに組み合わせる固定部材３００が設けられる。固定部材３００は、回転ディスク１３０及び連結溝２４０の密接性を確保することに用いられる。固定部材３００は、回転ディスク１３０の柱部１３１及び連結溝２４０の天板２４２に設けられる。図３に示すように、固定部材３００は、お互いに組み合わせる位置限定係合凸部３１０と位置限定係合溝３２０とを備える。天板２４２の開口の対向する両側壁には、それぞれ１つの位置限定係合凸部３１０が設けられる。つまり、天板左部２４２１及び天板右部２４２２の内側壁の対向する位置には、それぞれ１つの位置限定係合凸部３１０が設けられる。柱部１３１の対向する位置には、それぞれ１つの位置限定係合溝３２０が設けられる。本実施例では、正方形のディスク部１３２の各辺の中点の相応位置にある柱部１３１には、それぞれ１つの位置限定係合溝３２０が設けられる。位置限定係合溝３２０は、柱部１３１を縦方向に貫くように設置される。回転ディスク１３０を連結溝２４０に押し入れる際に、位置限定係合凸部３１０及び位置限定係合溝３２０は結合して固定する役割を果たす。
【００２６】
したがって、サーボモータ１００の回転ディスク１３０を第１連結アーム２１０の連結溝２４０に挿入する際に、天板２４２に位置限定係合凸部３１０が設けられ且つ柱部１３１に位置限定係合溝３２０が設けられているため、位置限定係合凸部３１０と位置限定係合溝３２０とが組み合わせられることにより、回転ディスク１３０と連結部材２００との密接を実現し、両方の連結密接性を確保し、回転ディスク１３０が連結部材２００を回転させる場合に連結部材２００が脱落することを防止する。
【００２７】
天板左部２４２１及び天板右部２４２２には、それぞれ１つのストリップ溝２４６が設けられる。ストリップ溝２４６の方向は天板２４２の開口方向に平行し、ストリップ溝２４６は位置限定係合凸部３１０に近接する位置に設置される。このようにして、ストリップ溝２４６と位置限定係合凸部３１０との間には、変形可能な薄壁が形成される。回転ディスク１３０を連結溝２４０に挿入する際又は回転ディスク１３０を連結溝２４０から外す際、変形可能な薄壁は変形が発生する。それによって、位置限定係合凸部３１０を位置限定係合溝３２０に挿入させ、又は位置限定係合凸部３１０を位置限定係合溝３２０から外させる。
【００２８】
図４〜７に示すように、底板２４１、天板２４２、左側板２４３及び右側板２４４には、少なくとも１つの固定リブ２４７が設けられる。固定リブ２４７の方向は、天板２４２の開口方向と同じである。固定リブ２４７を設置することは、回転ディスク１３０と連結溝２４０との間の密接性を確保し、回転ディスク１３０が連結部材２００を回転させる場合に連結部材２００が脱落してユーザー体験に影響することを防止する。本実施例では、底板２４１には、２本の固定リブ２４７が設けられ、天板左部２４２１、天板右部２４２２、左側板２４３及び右側板２４４には、それぞれ１本の固定リブ２４７が設けられる。６本の固定リブ２４７が限定するスペースは、回転ディスク１３０のディスク部１３２の形状及び大きさと一致する。それによって、回転ディスク１３０を連結溝２４０に挿入するときの密接性を確保し、脱落を防止することができる。さらに、連結溝２４０の高さがユーザニーズに応じるために、底板２４１及び天板２４２の固定リブ２４７の高さを相違にすることができる。
【００２９】
具体的には、後側板２４５から離れる固定リブ２４７の一端には、面取り２４８が設けられる。天板２４２の開口には、面取り２４８が設けられる。それによって、回転ディスク１３０の挿入のための連結溝２４０の開口が漸減し、回転ディスク１３０の挿入を便利にする。面取り２４８は、傾斜角の面取りであってもよく、円形の面取りであってもよい。したがって、回転ディスク１３０の挿入を便利にするように、天板左部２４２１及び天板右部２４２２は、天板２４２の開口の入口に、円形の面取りが設けられる。
【００３０】
当該ロボットの関節構造は、回転軸機構４００をさらに備える。第３連結アーム２３０は、回転軸機構４００を介してサーボモータ本体１１０に可動に連結する。回転軸機構４００は、回転ディスク１３０に対向する一側面に設けられ、回転ディスク１３０と同軸に設置される。
【００３１】
実施例において、回転軸機構４００は、サーボモータ本体１１０の一側面に設けられ且つ回転ディスク１３０と同軸に設置される第１連結孔４１０と、第３連結アーム２３０に設けられた第２連結孔４２０と、第２連結孔４２０に着脱可能に取り付けられた連結ピン４３０とを備える。連結ピン４３０は、第１連結孔４１０に挿入することができる。したがって、ロボットの関節構造の組立のプロセスにおいて、連結ピン４３０を介して第１連結孔４１０及び第２連結孔４２０を連結し、連結部材２００が回転ディスク１３０に対して回転する際、連結ピン４３０が第１連結孔４１０と第２連結孔４２０との間の回転支持点に相当する。
【００３２】
図２に示すように、第１連結孔４１０には、第１位置限定凹縁４１１が設けられ、第２連結孔４２０には、第２位置限定凹縁４２１が設けられる。図２と図４に示すように、連結ピン４３０は、ピン本体４３１と、ピン本体４３１の一面に設けられた、第１連結孔４１０を挿入するための凸部４３２と、ピン本体４３１の他面に設けられた、断面がＣ字形である２つのクランプ爪４３３とを備える。クランプ爪４３３の端部には、位置限定凸縁４３３１が設けられる。位置限定凸縁４３３１は、第２連結孔４２０に設けられた第２位置限定凹縁４２１と合わせられる。したがって、ロボットの関節構造の組立の際、外力により、Ｃ字形である２つの位置限定凸縁４３３１を第２連結孔４２０の第２位置限定凹縁４２１に密接させ、連結ピン４３０の凸部４３２を第１連結孔４１０の第１位置限定凹縁４１１内に挿入させ、支持点を形成して、それによって、第１連結孔４１０と第２連結孔４２０との密接が完了する。凸部４３２は円柱状であってもよい。凸部４３２の長さが長すぎるのはよくなく、取り付けられた凸部４３２は、連結部材２００を支持してサーボモータ１００を中心に回転させることができればよい。なお、凸部４３２の表面は、着脱しやすいように、円弧面であってもよい。
【００３３】
したがって、ロボットの関節構造の組立の際、サーボモータ１００の回転ディスク１３０を連結部材２００の連結溝２４０に挿入して、第２連結孔４２０に取り付けられた連結ピン４３０の凸部４３２を第１連結孔４１０に挿入すればよい。それによって、回転ディスク１３０が連結溝２４０を回転させる際、連結ピン４３０及び回転ディスク１３０は、回転軸に相当し、連結ピン４３０及び回転ディスク１３０を中心に、連結部材２００を回転させる。当該組立プロセスは、簡単で便利であり、追加の組立工具が必要となく、回転中に脱落しにくい。
【００３４】
図４に示すように、第２連結アーム２２０には取付溝５１０がさらに設けられ、連結部材２００は、第２連結アーム２２０の取付溝５１０によって、連結盤５２０と回転ディスク１３０とが設けられた他の玩具組立エレメントと組み合わせることができる。連結盤５２０及び回転ディスク１３０は、同じ仕様を有し、取付溝５１０及び連結溝２４０は、同じ仕様を有する。「同じ仕様」は、両方の形状及び大きさが同じで、つまり、同一連結盤／回転ディスクが取付溝又は連結溝に整合連結できるということを指す。図８に示すように、第２連結アーム２２０には、回転ディスク１３０の仕様と同じ連結盤５２０がさらに設けられる。それによって、連結部材２００は、第２連結アーム２２０の連結盤５２０によって、取付溝５１０又は連結溝２４０が設けられた他の玩具組立エレメントと組み合わせることができる。図９に示すように、第２連結アーム２２０には、第３連結孔５３０がさらに設けられることができる。第３連結孔５３０の少なくとも１つ端部には、位置限定凹縁が設けられ、位置限定凹縁は、第３連結孔５３０を介して他の玩具組立エレメントと組み合わせることができる。
【００３５】
図３に示すように、サーボモータ本体１１０の少なくとも１つの側面には、連結溝２４０の仕様と同じ取付溝５１０が設けられる。取付溝５１０は、連結盤５２０又は回転ディスク１３０が設けられた他の玩具組立エレメントと組み合わせることに用いられる。本実施例では、サーボモータ本体１１０の頂面の一端には、回転ディスク１３０が設けられる。回転ディスク１３０に対向するサーボモータ本体１１０の底面位置には、第１連結孔４１０が設けられる。サーボモータ本体１１０の前面及び後面は、開口方向が逆である２つの取付溝５１０がそれぞれ設けられる。回転ディスク１３０の左側面又は右側面には、１つの取付溝５１０が設けられる。
【００３６】
図４と図８と図９に示すように、サーボモータ本体１１０、第１連結アーム２１０、第３連結アーム２３０、又は連結溝２４０の底板２４１には、複数の第３連結孔５３０がさらに設けられる。第３連結孔５３０は、他の玩具組立エレメントと連結することができる。具体的には、第１連結孔４１０、第２連結孔４２０及び第３連結孔５３０の仕様は同じである。第１連結孔４１０、第２連結孔４２０及び第３連結孔５３０は、連結ピン４３０又は他の玩具組立エレメントと組み合わせられる。
【００３７】
本発明によるロボットの関節構造において、サーボモータ１００の回転ディスク１３０は連結部材２００の連結溝２４０に挿入され、第３連結アーム２３０は回転軸機構４００を介してサーボモータ本体１１０に可動に連結し、回転ディスク１３０は出力軸１２０を中心に回転可能であり、これによって、連結溝２４０が設けられた連結部材２００は出力軸１２０及び回転軸機構４００を中心に回転することができる。当該ロボットの関節構造では、回転ディスク１３０及び連結溝２４０には、回転ディスク１３０及び連結溝２４０を密接するための固定部材３００が設けられ、第１連結孔４１０及び第２連結孔４２０は連結ピン４３０を介して密接される。サーボモータ１００及び連結部材２００の密接を実現し、回転中の脱落を防止することができる。また、当該ロボットの関節構造の組立のプロセスにおいて、回転ディスク１３０を連結部材２００の連結溝２４０に挿入して、連結ピン４３０を第１連結孔４１０に挿入すればよい。それによって、組立プロセスが簡単になり、ユーザー体験の向上に有利である。
【００３８】
他の実施例では、回転軸機構４００は、サーボモータ本体１１０の一側面に設置される、回転ディスク１３０と同軸に設置される回転軸孔又は回転軸凸部を備える。それに応じて、第３連結アーム２３０には、回転軸孔又は回転軸凸部が設けられる。回転軸孔及び回転軸凸部は、お互いに組み合って、支持点を形成する。回転軸孔は、貫通孔又は盲穴であってもよい。ロボットの関節構造の組立の際、サーボモータ１００の回転ディスク１３０を連結部材２００の連結溝２４０に挿入して、回転軸凸部を回転軸内に挿入すればよい。それによって、回転ディスク１３０が連結溝２４０を回転させる際、回転軸凸部及び回転ディスク１３０は、回転軸に相当し、回転軸凸部及び回転ディスク１３０を中心に連結部材２００を回転させる。当該組立プロセスは、簡単で便利であり、追加の組立工具が不要であり、回転中に脱落しにくい。
【００３９】
上記の具体的な実施例を参照して本発明について詳述したが、本発明の範囲を逸脱することなく、本発明に修正または同等置換することが可能であることは、当業者であれば理解できることである。さらに、特定の場合又は具体的な状況に対して、本発明の範囲を逸脱することなく、本発明に様々な修正を行うことができる。したがって、本発明は開示された具体的な実施例に限定されなく、本発明の特許請求の範囲内であるすべての実施形態を含むべきである。   
【符号の説明】
【００４０】
１００  サーボモータ
１１０  サーボモータ本体
１２０  出力軸
１３０  回転ディスク
１３１  柱部
１３２  ディスク部
２００  連結部材
２１０  第１連結アーム
２２０  第２連結アーム
２３０  第３連結アーム
２４０  連結溝
２４１  底板
２４２  天板
２４２１  天板左部
２４２２  天板右部
２４２３  天板後部
２４３  左側板
２４４  右側板
２４５  後側板
２４６  ストリップ溝
２４７  固定リブ
２４８ 面取り
３００  固定部材
３１０  位置限定係合凸部
３２０  位置限定係合溝
４００  回転軸機構
４１０  第１連結孔
４１１  第１位置限定凹縁
４２０  第２連結孔
４２１  第２位置限定凹縁
４３０  連結ピン
４３１ ピン本体
４３２  凸部
４３３  クランプ爪
４３３１ 位置限定凸縁
５１０  取付溝
５２０  連結盤
５３０  第３連結孔
【図１】
2017209780.tif 000003
【図２】
2017209780.tif 000004
【図３】
2017209780.tif 000005
【図４】
2017209780.tif 000006
【図５】
2017209780.tif 000007
【図６】
2017209780.tif 000008
【図７】
2017209780.tif 000009
【図８】
2017209780.tif 000010
【図９】
2017209780.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月12日(2017.7.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
六面体のサーボモータ本体（１１０）と一端が前記サーボモータ本体（１１０）の外部に延出する出力軸（１２０）とを備えるサーボモータ（１００）と、前記サーボモータ（１００）と組み合わせるための連結部材（２００）とを備えるロボットの関節構造であって、
前記サーボモータ本体（１１０）の一側面には、回転ディスク（１３０）が設けられ、
前記回転ディスク（１３０）は、前記出力軸（１２０）に固定されて前記出力軸（１２０）を中心に回転可能であり、且つ縦断面がＴ字形である柱部（１３１）とディスク部（１３２）とからなり、
前記連結部材（２００）は、第１連結アーム（２１０）と、第２連結アーム（２２０）と、第３連結アーム（２３０）とを備え、
前記第１連結アーム（２１０）及び前記第３連結アーム（２３０）は、前記第２連結アーム（２２０）の同一側の両端に設けられ、外向きに延伸し、
前記第１連結アーム（２１０）及び前記第３連結アーム（２３０）は、お互いに平行に設けられ、
前記第１連結アーム（２１０）には、前記回転ディスク（１３０）を挿入するための、前記柱部（１３１）を挿入する開口と前記ディスク部（１３２）を収容するスペースとからなる前記回転ディスク（１３０）と密接する少なくとも１つの連結溝（２４０）が設けられ、
前記柱部（１３１）には、少なくとも１つの位置限定係合凸部（３１０）又は位置限定係合溝（３２０）が設けられ、前記開口の対向する両側壁には、少なくとも１つの位置限定係合溝（３２０）又は位置限定係合凸部（３１０）がそれぞれ設けられ、
前記位置限定係合凸部（３１０）と前記位置限定係合溝（３２０）とは、着脱可能にお互いに組み合わせられ、
前記第３連結アーム（２３０）は、回転軸機構（４００）を介して前記サーボモータ本体（１１０）と可動に且つ着脱可能に連結し、前記回転軸機構は、前記回転ディスク（１３０）に対向する側面に設けられ、前記回転ディスク（１３０）と同軸に設置される、ことを特徴とするロボットの関節構造。
【請求項２】
前記回転軸機構（４００）は、前記サーボモータ本体（１１０）に設けられた第１連結孔（４１０）と、前記第３連結アーム（２３０）に設けられた第２連結孔（４２０）と、前記第２連結孔（４２０）に着脱可能に取り付けられた連結ピン（４３０）とを備え、
前記連結ピン（４３０）は、前記第１連結孔（４１０）に挿入可能であり、
前記第１連結孔（４１０）は、前記回転ディスク（１３０）と同軸に設置される、ことを特徴とする請求項１に記載のロボットの関節構造。
【請求項３】
前記連結ピン（４３０）は、ピン本体（４３１）と、前記ピン本体（４３１）の一面に設けられた、前記第１連結孔（４１０）を挿入するための凸部（４３２）と、前記ピン本体（４３１）の他面に設けられた２つのクランプ爪（４３３）とを備え、
前記クランプ爪（４３３）の端部には、位置限定凸縁（４３３１）が設けられ、
前記第２連結孔（４２０）には、第２位置限定凹縁（４２１）が設けられ、
前記第２位置限定凹縁（４２１）は、前記位置限定凸縁（４３３１）とお互いに組み合う、ことを特徴とする請求項２に記載のロボットの関節構造。
【請求項４】
前記回転軸機構（４００）は、前記サーボモータ本体（１１０）の一側面に設置された、前記回転ディスク（１３０）と同軸に設置された回転軸孔又は回転軸凸部を備え、
前記第３連結アーム（２３０）には、相応する回転軸孔又は回転軸凸部が設けられ、
前記回転軸孔及び前記回転軸凸部は、お互いに組み合う、ことを特徴とする請求項１に記載のロボットの関節構造。
【請求項５】
前記連結溝（２４０）は、底板（２４１）と、天板（２４２）と、左側板（２４３）と、右側板（２４４）と、後側板（２４５）とを備え、
前記天板（２４２）には、前記回転ディスク（１３０）を挿入するための開口が設けられる、ことを特徴とする請求項４に記載のロボットの関節構造。
【請求項６】
前記天板（２４２）は、一体成形された天板左部（２４２１）と、天板右部（２４２２）と、天板後部（２４２３）とを備え、
前記天板左部（２４２１）及び前記天板右部（２４２２）の対向する位置には、１つの位置限定係合凸部（３１０）がそれぞれ設けられ、
前記天板左部（２４２１）及び前記天板右部（２４２２）には、１つのストリップ溝（２４６）がそれぞれ設けられ、
前記ストリップ溝（２４６）の方向は、天板（２４２）の開口方向に平行し、
前記ストリップ溝（２４６）は、前記位置限定係合凸部（３１０）に近接する位置に設置される、ことを特徴とする請求項５に記載のロボットの関節構造。
【請求項７】
前記底板（２４１）、前記天板（２４２）、前記左側板（２４３）及び前記右側板（２４４）には、少なくとも１つの固定リブ（２４７）が設けられ、
前記固定リブ（２４７）の方向は、前記天板（２４２）の開口方向と同じである、ことを特徴とする請求項５に記載のロボットの関節構造。
【請求項８】
前記後側板（２４５）から離れる固定リブ（２４７）の一端には、面取り（２４８）が設けられ、
前記天板（２４２）の開口には、面取り（２４８）が設けられる、ことを特徴とする請求項７に記載のロボットの関節構造。
【請求項９】
前記第１連結アーム（２１０）及び前記第３連結アーム（２３０）は、長方形又は六角形であり、
前記六角形の対向する両側は、お互いに平行である、ことを特徴とする請求項１に記載のロボットの関節構造。
【請求項１０】
前記第２連結アーム（２２０）には、取付溝（５１０）、連結盤（５２０）又は第３連結孔（５３０）が設けられ、
前記サーボモータ本体（１１０）の少なくとも１つの側面には、前記取付溝（５１０）が設けられ、
前記取付溝（５１０）の仕様は、前記連結溝（２４０）の仕様と同じであり、
前記連結盤（５２０）の仕様は、前記回転ディスク（１３０）の仕様と同じであり、
前記第３連結孔（５３０）の仕様は、第１連結孔（４１０）又は第２連結孔（４２０）の仕様と同じである、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のロボットの関節構造。
【請求項１１】
前記サーボモータ本体（１１０）、前記第１連結アーム（２１０）、前記第３連結アーム（２３０）又は前記連結溝（２４０）には、複数の前記第３連結孔（５３０）がさらに設けられる、ことを特徴とする請求項１０に記載のロボットの関節構造。