(57)【要約】  棒状の部材を回転させながら、当該棒状の部材の一部である分割体を交互に往復運動させるための機構を実現する。本発明の一態様に係る駆動機構（１００）は、中心軸（ｌ）に沿った方向に沿って分割された複数の分割体（１１）を備えている回転棒（１０）であって、分割体（１１）の各々は独立に中心軸（ｌ）に沿った方向に移動可能である、回転棒（１０）と；回転棒（１０）を取り囲む環状の摺動溝（３１）が形成された支持体（Ａ；Ｂ）と；回転棒（１０）と支持体（Ａ；Ｂ）との間に配置されており、中心軸（ｌ）に沿った複数の縦溝（５１）が形成されている外筒（５０）と、を備える。
2020075736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動機構であって、
中心軸に沿った方向に沿って分割された複数の分割体を備えている回転棒であって、上記分割体の各々は独立に上記中心軸に沿った方向に移動可能である、回転棒と、
上記回転棒を取り囲む環状の摺動溝が形成された支持体と、
上記回転棒と上記支持体との間に配置されており、上記中心軸に沿った複数の縦溝が形成されている外筒と、を備え、
上記複数の分割体の各々は、当該分割体の側面から突出した突起部を有しており、
上記突起部は、上記摺動溝内および上記縦溝内を摺動することができ、
上記突起部を有する分割体の各々は、当該突起部が上記摺動溝内を摺動することにより、上記中心軸に沿った方向に移動し、
上記突起部は、上記中心軸を回転軸として上記外筒が回転することにより、上記摺動溝内を摺動する、駆動機構。
【請求項２】
駆動機構であって、
中心軸に沿った方向に沿って分割された複数の分割体を備えている回転棒であって、上記分割体の各々は独立に上記中心軸に沿った方向に移動可能である、回転棒と、
上記複数の分割体の各々に接続されている、複数の追従移動部と、
回転中心から縁部までの距離が一定ではない複数の回転カムと、
上記複数の回転カムを互いに位相が異なるように回転させるカム回転機構と、を備え、
上記追従移動部の各々は、上記回転カムの縁部に当接しており、上記回転カムの回転に追従して上記中心軸に沿った方向に移動し、
上記回転棒、上記追従移動部、上記回転カムおよび上記カム回転機構は、上記中心軸を回転軸として回転可能に構成されている、駆動機構。
【請求項３】
上記カム回転機構は、
上記中心軸と平行に配され、回転駆動源によって回転する入力側軸と、
上記入力側軸に設けられた駆動ベベルギアと、
上記駆動ベベルギアと噛み合い、上記駆動ベベルギアの回転を上記複数の回転カムの回転動作に変換する、複数の従動ベベルギアと、
を備えており、
上記従動ベベルギアの各々には、上記回転カムが設けられている、請求項２に記載の駆動機構。
【請求項４】
一方向の回転運動を、時計回りおよび反時計回りを交互に繰り返す回転運動に機械的に変換する、機械的変換機構をさらに備えている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動機構。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動機構と、
上記分割体が往復運動している状態の上記回転棒を、上記中心軸に沿った方向に移動させる平行移動部と、
を備えている、穿孔装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動機構、および当該駆動機構を備えている穿孔装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転運動および往復運動は、いずれも基本的な機械動作の一種である。しかし、棒状の部材を回転させながら、当該棒状の部材の一部を構成している分割体を交互に往復運動させるための機構は、現在に至るまで開発されずにいる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した通り、棒状の部材を回転させながら、当該棒状の部材の一部を構成している分割体を交互に往復運動させるための機構は、未開発である。本発明の一態様は、このような機構を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様に係る駆動機構は、（i）中心軸に沿った方向に沿って分割された複数の分割体を備えている回転棒であって、上記分割体の各々は独立に上記中心軸に沿った方向に移動可能である、回転棒と、（ii）上記回転棒を取り囲む環状の摺動溝が形成された支持体と、（iii）上記回転棒と上記支持体との間に配置されており、上記中心軸に沿った複数の縦溝が形成されている外筒と、を備え；上記複数の分割体の各々は、当該分割体の側面から突出した突起部を有しており；上記突起部は、上記摺動溝内および上記縦溝内を摺動することができ；上記突起部を有する分割体の各々は、当該突起部が上記摺動溝内を摺動することにより、上記中心軸に沿った方向に移動し；上記突起部は、上記中心軸を回転軸として上記外筒が回転することにより、上記摺動溝内を摺動する。【０００５】
本発明の他の態様に係る駆動機構は、（i）中心軸に沿った方向に沿って分割された複数の分割体を備えている回転棒であって、上記分割体の各々は独立に上記中心軸に沿った方向に移動可能である、回転棒と、（ii）上記複数の分割体の各々に接続されている、複数の追従移動部と、（iii）回転中心から縁部までの距離が一定ではない複数の回転カムと、（iv）上記複数の回転カムを互いに位相が異なるように回転させるカム回転機構と、を備え；上記追従移動部の各々は、上記回転カムの縁部に当接しており、上記回転カムの回転に追従して上記中心軸に沿った方向に移動し；上記回転棒、上記追従移動部、上記回転カムおよび上記カム回転機構は、上記中心軸を回転軸として回転可能に構成されている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一態様によれば、棒状の部材を回転させながら、当該棒状の部材の一部である分割体を交互に往復運動させるための機構が実現される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】（ａ）は、本発明の実施形態１における、回転棒および分割体の一例を表す分解図である。（ｂ）は、本発明の実施形態１における、支持体および摺動溝の一例を表す斜視図である。（ｃ）は、本発明の実施形態１における、支持体および摺動溝の他の例を表す斜視図である。（ｄ）は、本発明の実施形態１における、外筒の一例を表す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る駆動機構を表す組立図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る駆動機構が駆動する様子を表す遷移図である。
【図４】（ａ）は、本発明の実施形態２における、回転棒、ならびに、分割体および追従移動部の一例を表す分解図である。（ｂ）は、本発明の実施形態２における、回転カムの一例を表す斜視図である。（ｃ）は、本発明の実施形態２における、回転カムの他の例を表す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態２に係る駆動機構を表す組立図である。（ａ）は外筒を用いておらず、（ｂ）は外筒を用いている。
【図６】本発明の実施形態２に係る駆動機構が駆動する様子を表す遷移図である。
【図７】本発明の実施形態３に係る穿孔装置の要部を表すブロック図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態３に係る穿孔装置における、回転棒の先端の例を表す斜視図である。
【図９】機械的変換機構の構成の一例を表す模式図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、機械的変換機構により回転方向が切り替えられる様子を表す模式図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、分割体の変形例を表す図である。それぞれ、上パネルが斜視図であり、下パネルが回転棒の中心軸に垂直な断面における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、実施形態に基づいて本発明をより具体的に説明する。しかし、本発明は個別の実施形態に限定解釈されるものではなく、各実施例形態に記載されている技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態も、本発明の範囲に含まれる。
【０００９】
〔実施形態１〕
以下、本発明の実施形態１について、図１〜３を参照しながら説明する。
【００１０】
実施形態１に係る駆動機構１００は、
１．中心軸ｌに沿った方向に沿って分割された複数の分割体１１を備えている回転棒１０であって、分割体１１の各々は独立に中心軸ｌに沿った方向に移動可能である、回転棒１０（図１の（ａ）を参照）；
２．回転棒１０を取り囲む環状の摺動溝３１が形成された支持体Ａ、Ｂ（図１の（ｂ）および（ｃ）を参照）；および、
３．回転棒１０と支持体Ａ、Ｂとの間に配置されており、中心軸ｌに沿った複数の縦溝５１が形成されている外筒５０（図１の（ｄ）および図２を参照）；
を備えている。
【００１１】
図１の（ａ）は、本発明の実施形態１に係る駆動機構１００における、回転棒１０の分解図である。回転棒１０は、分割体１１ａおよび分割体１１ｂから構成されている。分割体１１ａ、１１ｂは、それぞれ、突起部１２ａ、１２ｂを有している。突起部１２ａ、１２ｂは、摺動溝３１内を摺動することにより、中心軸ｌに沿った方向に移動することができる。このことを、図１の（ｂ）および（ｃ）を参照しながら、詳細に説明する。
【００１２】
図１の（ｂ）は、摺動溝３１の一例を表す斜視図である。同図に示す摺動溝は、回転棒の中心軸ｌに対して直交する平面上にではなく、中心軸ｌに対して斜交する平面上に形成されている。分割体１１上における突起部１２の位置は固定されているから、このような形状の摺動溝３１内を突起部１２が摺動すると、分割体１１は常に中心軸ｌに沿った方向に移動することになる。
【００１３】
図１の（ｃ）は、摺動溝３１の他の例を表す斜視図である。同図に示されている摺動溝３１には、スロープ部Ｘが存在しており、スロープ部Ｘは中心軸ｌに対して斜交する平面上に形成されている。このような摺動溝３１内を突起部１２が移動すると、分割体１１は、突起部１２がスロープ部Ｘを通過する際には中心軸ｌに沿った方向に移動し、それ以外の部分を通過する際には中心軸ｌに沿った方向には移動しない。このような摺動溝３１も、駆動機構１００の部材として用いることができる。
【００１４】
なお、図１の（ｂ）および（ｃ）では、摺動溝３１を、支持体Ａ、Ｂの間に設けられた間隙として描いている。しかし、摺動溝３１は、突起部１２ａ、１２ｂが摺動できるように構成されていれば充分である。例えば、回転棒１０を収容する筐体を支持体とし、当該筐体に設けられた凹部を摺動溝３１としてもよい。
【００１５】
図１の（ｄ）は、外筒５０の斜視図である。外筒５０には、中心軸ｌに沿った方向に、縦溝５１ａ、５１ｂが設けられている。縦溝５１ａ、５１ｂには、突起部１２ａ、１２ｂがそれぞれ嵌合し、その中を摺動することができる。なお、縦溝５１は、図１の（ｄ）のように、外筒５０の一端にまで達している必要はない。つまり、突起部１２が摺動溝３１内を摺動できるならば、縦溝５１の形状は特に限定されない。しかし、図１の（ｄ）のように外筒５０の一端に達している方が、外筒５０の加工が容易であり、また図２のように各部材を組み立てやすい。このような形状の外筒５０を採用する場合、縦溝５１のある側から回転棒１０が突出するように部材を組み立ててもよいし（図２を参照）、縦溝５１のある側とは逆側から回転棒１０が突出するように部材を組み立ててもよい。すなわち、駆動機構１００を組み立てた際の外筒５０の方向は、図２とは反対方向であってもよい。
【００１６】
外筒５０は、駆動機構１００において複数の役割を担っている。以下にそれぞれを説明する。
【００１７】
第一に、縦溝５１には、突起部１２が嵌合するので、外筒５０を回転させることにより、複数の突起部１２は、摺動溝３１内を同時に摺動することになる。つまり、外筒５０を回転させるだけで、突起部１２を摺動溝３１内で摺動させながら、複数の分割体１１が回転することになる。その結果、（例えば１つのモータによって）外筒５０に回転動力を伝動すれば、複数の分割体１１に、回転運動と往復運動とを与えることができる。
【００１８】
第二に、外筒５０の縦溝５１は、突起部１２が、摺動溝３１内を摺動しながら中心軸ｌに沿った方向に移動することをサポートする。これは、突起部１２が、摺動溝３１に加えて縦溝５１内をも摺動することができることに由来する機能である。
【００１９】
第三に、回転棒を中空状とし、内部に液体を流通させる場合（例えば、実施例３における「穿刺装置」として駆動機構１００を利用する場合）には、外筒５０を、当該液体の流路とすることができる。この場合は、縦溝５１が外筒５０の一端に達している外筒５０を採用し、図２のように、縦溝５１のある側から回転棒１０が突出するように部材を組み立てることが好ましい。つまり、実施例３における「穿刺装置」として駆動機構１００を利用する場合には、縦溝５１のある側から回転棒１０（中空針）の針先が突出するように部材を組み立てることが好ましい。あるいは、縦溝５１が外筒５０の一端に達していない外筒５０を採用することも好ましい。このような構成とすれば、外筒５０を液体の流路とする場合に、縦溝５１から外部へと漏出する液体を最小限に止められる。
【００２０】
図２は、実施形態１に係る駆動機構１００を表す組立図である。駆動機構１００は、図１に表した回転棒１０、支持体Ａ、Ｂおよび外筒５０を組み立てたものである。
【００２１】
図２に示されるように、外筒５０は、モータ２０に接続されている。上述したように、モータ２０から回転動力を伝動して、中心軸ｌを回転軸として外筒５０を回転させれば、回転棒１０の回転運動と分割体１１の交互の往復運動とが実現する。外筒５０に伝動される回転動力は、一方向の回転であってもよいし、時計回りと反時計回りとを切り替える両方向の回転であってもよい。なお、回転動力を供給する手段はモータに限定されない。例えば、ゼンマイを用いてもよいし、手動で回転動力を生み出してもよい（この点は、本明細書および添付の図面の他の箇所に表れる「モータ」に関しても同様である）。
【００２２】
図３は、駆動機構１００が回転棒１０を駆動する様子を表す遷移図である。図３に示された例では、中心軸ｌに対して斜交する平面上に摺動溝３１が形成されている（図１の（ｂ）のような摺動溝３１が採用されている）。このため、突起部１２ａ、１２ｂが摺動溝３１内を摺動するに伴って、分割体１１ａ、１１ｂは、中心軸ｌの方向における位置が変化する。より具体的には、突起部１２ａ、１２ｂが摺動溝３１の中を一回転すると、分割体１１ａ、１１ｂは「中心軸ｌに沿って前進し、中心軸ｌに沿って後退する」という往復運動を行う。このとき、分割体１１ａ、１１ｂの往復運動は、位相が同期しておらず、交互になされる。つまり、分割体１１ａが前進すれば分割体１１ｂが後退し、分割体１１ｂが前進すれば分割体１１ａが後退するようになる。
【００２３】
このように、駆動機構１００においては、中心軸ｌを回転軸とする回転動力を、モータ２０が外筒５０に与えることによって、（i）回転棒１０には回転運動を行わせ、（ii）分割体１１ａ、１１ｂには交互に往復運動を行わせることができる。
【００２４】
なお、駆動機構１００を適宜設計すれば、外筒５０の回転方向を途中で切り替える回転によっても（例えば、時計回り→反時計回りの順に１８０°ずつ回転させる回転）、分割体１１ａ、１１ｂに交互に往復運動を行わせることができる。外筒５０をこのように回転させると、（i）回転棒１０には回転方向を切り替えながら回転運動を行わせ、（ii）分割体１１ａ、１１ｂには交互に往復運動を行わせることができる。
【００２５】
〔実施形態２〕
以下、本発明の実施形態２について、図４〜６を参照しながら説明する。
【００２６】
実施形態２に係る駆動機構２００は、
１．中心軸ｌに沿った方向に沿って分割された、複数の分割体１１を備えている回転棒１０（分割体１１の各々には、追従移動部１５が接続されている。図４の（ａ）を参照）；
２．回転中心から縁部までの距離が一定ではない、複数の回転カム３５（図４の（ｂ）および（ｃ）を参照）；および、
３．複数の回転カム３５を互いに位相が異なるように回転させるカム回転機構３６（図５を参照）；
を備えている。
【００２７】
さらに、追従移動部１５は、回転カム３５の縁部に当接しており、回転カム３５の回転に追従して中心軸ｌに沿った方向に移動する。ここで、複数の回転カム３５は位相が異なるように回転しているので、追従移動部１５の各々の中心軸ｌに沿った方向への移動も、位相が異なっている。つまり、カム回転機構３６が回転カム３５を回転させることによって、追従移動部１５に接続されている分割体１１は、交互に往復運動を行う。このような駆動機構２００の全体（すなわち、回転棒１０、追従移動部１５、回転カム３５およびカム回転機構３６）に、例えばモータ２０から、回転動力を伝動すると、回転棒１０の回転運動と、分割体１１の交互の往復運動とを、同時に得ることができる。
【００２８】
図４の（ａ）は、本実施形態に係る駆動機構２００における、回転棒１０の分解図である。回転棒１０は、分割体１１ａおよび分割体１１ｂから構成されている。分割体１１ａ、１１ｂにはそれぞれ、追従移動部１５ａ、１５ｂが接続されている。追従移動部１５ａ、１５ｂは、Ｌ字形状の棒体であり、共に分割体１１ａ、１１ｂの側面から後方に延びている。
【００２９】
図４の（ｂ）および（ｃ）は、本実施形態に係る駆動機構２００における、回転カム３５の例を表す斜視図である。（ｂ）は楕円柱状の回転カム３５を、（ｃ）は回転中心が偏心している円柱状の回転カム３５を表している。いずれの回転カム３５も、回転中心Ｏから縁部までの距離が一定ではない（Ｌ１とＬ２が異なる長さであることに注目されたい）。回転カム３５は、中心軸ｌに対して垂直な軸を回転軸として回転可能になっている（図５を参照）。
【００３０】
図５の（ａ）は、実施形態２に係る駆動機構２００を表す組立図である。駆動機構２００において、回転カム３５ａ、３５ｂはそれぞれ、その縁部において、分割体１１ａ、１１ｂの各々に設けられている追従移動部１５ａ、１５ｂと当接している。また、回転カム３５ａ、３５ｂは、カム回転機構３６によって回転させることができる。
【００３１】
カム回転機構３６は、入力側軸３６ａと、駆動ベベルギア３６ｂと、２つの従動ベベルギア３６ｃと、を備えている。入力側軸３６ａは、中心軸ｌと平行に配され、回転駆動源３８（モータなど）によって回転する。また、駆動ベベルギア３６ｂは、入力側軸３６ａに設けられており、入力側軸３６ａを軸として回転する。また、駆動ベベルギア３６ｂには、２つの従動ベベルギア３６ｃが噛み合っている。従動ベベルギア３６ｃの各々には回転カム３５ａ、３５ｂが設けられている。図５に示す例では、回転カム３５ａ、３５ｂは、図４の（ｂ）に示されるような、楕円状である。また回転カム３５ａ、３５ｂは、位相を異ならせて配置されている。すなわち、回転カム３５ａは、楕円の短軸が中心軸ｌと平行になるように配されているのに対し、回転カム３５ｂは、楕円の長軸が中心軸と平行になるように配されている。
【００３２】
図５に例示したカム回転機構３６の例は、駆動機構２００の構造を簡潔なものとするため好ましい。しかし、回転カム３５ａ、３５ｂを互いに位相が異なるように回転させられる限り、カム回転機構３６の構造は特に限定されない。なお、図５に示す駆動機構において、「回転カム３５ａ、３５ｂを互いに位相が異なるように回転させる」ためには、例えば、各従動ベベルギア３６ｃに設ける回転カム３５の方向および形状を適宜設定すればよい。
【００３３】
なお、図５の（ａ）では、中心軸ｌを回転軸として駆動機構２００全体（すなわち、回転棒１０、追従移動部１５、回転カム３５およびカム回転機構３６）を回転させる動力を、追従移動部１５ａ、１５ｂに伝動している。しかし、駆動機構２００全体を回転させることができるならば、モータ２０からの動力はどこに伝動されてもよい。
【００３４】
また、図５の（ｂ）のように、駆動機構２００にも外筒５０を組み合わせることができる。駆動機構２００における外筒５０は、追従移動部１５が中心軸ｌに沿った方向に移動することをサポートするという機能を果たす。また、回転棒の内部に液体を流通させ、外筒５０をも液体の流路とする場合には、縦溝５１から外部へと漏出する液体を最小限に止める役割も果たす。
【００３５】
図６は、駆動機構２００が駆動する様子を表す遷移図である。（ａ）は、カム回転機構３６によって分割体が交互に往復する様子を、（ｂ）は、駆動機構２００に対して、さらにモータ２０による回転動力が伝動された様子を、それぞれ表している。なお、伝動される回転動力は、（i）一方向の回転でもよいし、（ii）時計回りと反時計回りとが切り替わる両方向の回転でもよい。
【００３６】
ここで、従動ベベルギア３６ｃは、駆動ベベルギア３６ｂと噛み合い、駆動ベベルギア３６ｂの回転を回転カム３５ａ、３５ｂの回転に変換する機能を有する。より詳細には、以下の機構によって回転カム３５ａ、３５ｂが回転する（図６の（ａ）を参照）。
【００３７】
すなわち、回転駆動源３８が入力側軸３６ａを回転させると、入力側軸３６ａに設けられている駆動ベベルギア３６ｂが回転する。駆動ベベルギア３６ｂの回転に伴って、駆動ベベルギア３６ｂと噛み合っている従動ベベルギア３６ｃは、入力側軸３６ａの延びる方向に垂直な軸を回転軸として回転する（このとき、２つの従動ベベルギア３６ｃは、互いに逆方向に回転する）。そして、従動ベベルギア３６ｃの各々の回転によって、回転カム３５ａ、３５ｂが回転する。このとき、回転カム３５ａ、３５ｂは、駆動ベベルギア３６ｂの回転軸に対して垂直な軸を回転軸として回転する。
【００３８】
回転カム３５ａ、３５ｂには、追従移動部１５ａ、１５ｂが当接している。ここで、回転カム３５ａ、３５ｂは、いずれも、回転中心から縁部までの距離が一様ではない。このため、追従移動部１５ａ、１５ｂと回転カム３５ａ、３５ｂとの当接位置が、中心軸ｌに沿った方向で前後に変化する。この当接位置の変化に応じて、分割体１１ａ、１１ｂは、中心軸ｌに沿った方向に往復運動する。
【００３９】
さらに、回転カム３５ａ、３５ｂは楕円状であり、それぞれ位相を異ならせて配されており、さらに互いに回転方向が逆である。このため、分割体１１ａおよび分割体１１ｂは往復移動するタイミングが同期せず、結果として、分割体１１ａ、１１ｂは、交互に往復運動する。
【００４０】
なお、カム回転機構３６による回転カム３５ａ、３５ｂの回転の位相差は、分割体１１ａ、１１ｂの往復運動の周期や、分割体１１ａ、１１ｂの交互の往復運動のタイミングなどに応じて、適宜設定することができる。また、回転カム３５ａ、３５ｂの形状および配置は、回転カム３５ａ、３５ｂの回転の位相差に応じて適宜設定することができる。
【００４１】
〔実施形態３〕
実施形態１、２で説明した駆動機構１００、２００の応用例について説明する。図７は、本発明の実施形態３に係る穿孔装置３００の要部を表すブロック図である。穿孔装置３００は、駆動機構１００または駆動機構２００に加えて、モータ２０および平行移動部４０を備えている。平行移動部４０は、往復運動する回転棒１０を、中心軸ｌに沿った方向に移動させることができる。このとき、（i）回転棒１０は、中心軸ｌを回転軸として回転しており、かつ、（ii）分割体１１の各々は、中心軸ｌに沿った方向に交互に往復運動している。なお、平行移動部４０としては、公知の機構（ラック・ピニオンなど）を採用することができる。
【００４２】
回転棒１０の回転運動と、分割体１１の交互の往復運動とを組み合わせることによって、回転棒１０を穿孔対象に突き刺す際に生じる抵抗を低減することができる。その結果、穿孔対象へのダメージを減少させたり、少ないエネルギーで穿孔したりすることができる。
【００４３】
（穿孔装置の具体例）
図８の（ａ）のように、回転棒１０を中空針とすれば、穿孔装置３００を、穿刺装置（例えば注射器）として利用することができる。穿刺装置は、中空針を通して液体を採取または注入することができるので、採血、手術、薬物送達など、医療一般に用いることができる。
【００４４】
このように中空針を動作させることにより、中空針を穿刺対象に穿刺する際の穿刺抵抗を低減することができる。これによって、例えば、穿刺に伴う痛みを軽減することができる。
【００４５】
また、駆動機構１００、２００は、構造が単純であるために、小型化が容易であり、廉価で提供することができる。そのため、穿孔装置３００は、穿刺装置としての応用に特に適している。
【００４６】
その他にも図８の（ｂ）のような中実針である回転棒１０を用いれば、穿孔対象に孔を空けることができる。図８の（ｃ）のような筒状である回転棒１０を用いれば、穿孔対象に孔を空けると共に、中空部に当該穿孔対象を抜き取ることができる。つまり、図８の（ｃ）のような回転棒１０によれば、穿孔対象のサンプルを抜き出すことができる。より具体的に、この穿孔装置は、材料加工（穴あけ加工など）、サンプル採取、液体注入、ボーリングなどに利用することができる。
【００４７】
〔駆動機構１００および駆動機構２００のそれぞれの利点〕
駆動機構１００は、１つの回転動力源（モータなど）だけで、回転棒１０の回転と、分割体１１の交互の往復とを実現できる。また、部品の数も少数にとどめられる。駆動機構２００は、既存の部品を組み合わせて作製できるので、動作の信頼性が高い。また、小型化にも適している。
【００４８】
〔変形例１〕
上述の実施形態において、駆動機構１００、２００は、一方向の回転運動を時計回りおよび反時計回りを交互に繰り返す回転運動に機械的に変換する、機械的変換機構２２をさらに備えていてもよい。機械的変換機構２２は、一方向の回転駆動を入力することによって、反時計回り方向の回転と時計回り方向の回転とが交互に現れる回転駆動を出力する機構である。機械的変換機構２２を備えていることによって、一方向の回転駆動から、時計回り方向および反時計回り方向の両方向の回転運動を機械的に取り出すことができる。その結果、回転棒１０の回転運動は、時計回りの回転と反時計回りの回転とを交互に繰り返すものになる。このような構成とすれば、例えばモータに複雑な制御を施すことなく（単純な構造のモータを使用して）、回転棒１０に時計回りの回転と反時計回りの回転とを交互に繰り返させることができる。
【００４９】
機械的変換機構２２は、公知の機構によって実装することができる。図９は、機械的変換機構２２の構成例を示す図である。図９に示された機械的変換機構２２は、欠歯ベベルギアによる差動歯車機構を応用した構成となっている。この機械的変換機構２２は、欠歯ベベルギアＧ１１、ベベルギアＧ１２、Ｇ１３、およびシャフトＳから構成されている。欠歯ベベルギアＧ１１は、モータＭと接続されている。欠歯ベベルギアＧ１１は、歯が部分的に欠けており、ベベルギアＧ１２、Ｇ１３のいずれか一方と噛み合うように構成されている。また、シャフトＳは、回転棒１０に回転運動を伝える部材であり、ベベルギアＧ１２、Ｇ１３が固定されている。ベベルギアＧ１２が欠歯ベベルギアＧ１１と噛み合うことにより、シャフトＳは反時計回りに回転する。また、ベベルギアＧ１３は、欠歯ベベルギアＧ１１と噛み合うことにより、シャフトＳは時計回りに回転する。
【００５０】
図１０は、図９に示す機械的変換機構２２により、回転方向が切り替えられる様子を表す模式図である。欠歯ベベルギアＧ１１は、歯が部分的に欠けている。そのため、欠歯ベベルギアＧ１１は、回転中、ベベルギアＧ１２およびベベルギアＧ１３の一方のみと噛み合う。
【００５１】
図１０の（ａ）は、欠歯ベベルギアＧ１１がベベルギアＧ１２のみと噛み合った状態を示す。この状態では、シャフトＳは、ベベルギアＧ１２側から見て反時計回りに回転する。図１０の（ｂ）は、欠歯ベベルギアＧ１１はベベルギアＧ１３のみと噛み合った状態を示す。この状態では、シャフトＳは、ベベルギアＧ１２側から見て時計回りに回転する。なお、図１０の（ａ）および（ｂ）のいずれにおいても、欠歯ベベルギアＧ１１の回転方向は同じである。
【００５２】
〔変形例２〕
図１１を参照しながら、分割体１１の構成の変形例について説明する。上述した通り、複数の分割体１１は、回転棒１０を中心軸ｌに沿って分割したものである。上述の実施形態では、回転棒１０を、中心軸ｌに沿って２等分した分割体１１の例を示したが、それ以外の分割体１１の例として、図１１の（ａ）および（ｂ）に示すものがある。
【００５３】
図１１の（ａ）は、分割体１１ａを分割体１１ｂよりも小さくした例を示している（下パネルの断面図を参照すると、より明白である）。図１１の（ｂ）は、分割体１１ａ、１１ｂ、１１ｃの３つに、回転棒１０を分割した例を示している（こちらも、下パネルの断面図を参照すると、より明白である）。
【００５４】
図１１から判るように、「回転棒１０を中心軸ｌに沿って分割した」とは、「隣接する分割体１１の境界面が、中心軸ｌと平行（または、実質的に平行）である」と換言することもできる。もちろん、分割体１１に交互に往復運動を行わせることができる限りは、隣接する分割体１１の境界面は、中心軸ｌと厳密には平行でなくてもよいし、境界面自体が平面状でなくてもよい。
【００５５】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５６】
〔まとめ〕
本発明は、以下の構成を包含している。
【００５７】
＜１＞
駆動機構１００であって、
中心軸ｌに沿った方向に沿って分割された複数の分割体１１を備えている回転棒１０であって、上記分割体１１の各々は独立に上記中心軸ｌに沿った方向に移動可能である、回転棒１０と、
上記回転棒１０を取り囲む環状の摺動溝３１が形成された支持体Ａ；Ｂと、
上記回転棒１０と上記支持体Ａ；Ｂとの間に配置されており、上記中心軸ｌに沿った複数の縦溝５１が形成されている外筒５０と、を備え、
上記複数の分割体１１の各々は、当該分割体１１の側面から突出した突起部１２を有しており、
上記突起部１２は、上記摺動溝３１内および上記縦溝５１内を摺動することができ、
上記突起部１２を有する分割体１１の各々は、当該突起部１２が上記摺動溝３１内を摺動することにより、上記中心軸ｌに沿った方向に移動し、
上記突起部１２は、上記中心軸ｌを回転軸として上記外筒５０が回転することにより、上記摺動溝３１内を摺動する、駆動機構１００。
【００５８】
＜２＞
駆動機構２００であって、
中心軸ｌに沿った方向に沿って分割された複数の分割体１１を備えている回転棒１０であって、上記分割体１１の各々は独立に上記中心軸ｌに沿った方向に移動可能である、回転棒１０と、
上記複数の分割体１１の各々に接続されている、複数の追従移動部１５と、
回転中心から縁部までの距離が一定ではない複数の回転カム３５と、
上記複数の回転カム３５を互いに位相が異なるように回転させるカム回転機構３６と、を備え、
上記追従移動部１５の各々は、上記回転カム３５の縁部に当接しており、上記回転カム３５の回転に追従して上記中心軸ｌに沿った方向に移動し、
上記回転棒１０、上記追従移動部１５、上記回転カム３５および上記カム回転機構３６は、上記中心軸ｌを回転軸として回転可能に構成されている、駆動機構２００。
【００５９】
＜３＞
上記カム回転機構３６は、
上記中心軸ｌと平行に配され、回転駆動源３８によって回転する入力側軸３６ａと、
上記入力側軸３６ａに設けられた駆動ベベルギア３６ｂと、
上記駆動ベベルギア３６ｂと噛み合い、上記駆動ベベルギア３６ｂの回転を上記複数の回転カム３５の回転動作に変換する、複数の従動ベベルギア３６ｃと、
を備えており、
上記従動ベベルギア３６ｃの各々には、上記回転カム３５が設けられている、＜２＞に記載の駆動機構２００。
【００６０】
＜４＞
一方向の回転運動を、時計回りおよび反時計回りを交互に繰り返す回転運動に機械的に変換する、機械的変換機構２２をさらに備えている、＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の駆動機構１００；２００。
【００６１】
＜５＞
＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載の駆動機構１００；２００と、
上記分割体１１が往復運動している状態の上記回転棒１０を、上記中心軸ｌに沿った方向に移動させる平行移動部４０と、
を備えている、穿孔装置３００。
【符号の説明】
【００６２】
１０  ：回転棒
１１  ：分割体
１２  ：突起部
１５  ：追従移動部
２２  ：機械的変換機構
３１  ：摺動溝
３５  ：回転カム
３６  ：カム回転機構
３６ａ：入力側軸
３６ｂ：駆動ベベルギア
３６ｃ：従動ベベルギア
３８  ：回転駆動源
４０  ：平行移動部
１００、２００  ：駆動機構
３００  ：穿孔装置
Ａ、Ｂ  ：支持体
ｌ  ：回転棒の中心軸（中心軸）
【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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【国際調査報告】
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