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公開番号2024123606
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-12
出願番号2023031171
出願日2023-03-01
発明の名称パラレルリンク機構およびリンク作動装置
出願人NTN株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類F16H 21/50 20060101AFI20240905BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】従来構造よりも剛性を高めると共に製造コストの低減を図ることができるパラレルリンク機構およびリンク作動装置を提供する。
【解決手段】パラレルリンク機構2は、基端側リンクハブ5に対し先端側リンクハブ4が2組以上のリンク機構6を介して姿勢を変更可能に連結され、各リンク機構6が、順次、基端側リンク部材7、中央リンク部材8および先端側リンク部材9を有する球面リンク機構を用いている。パラレルリンク機構2は、複数の中央リンク部材8の移動および傾きを制限するリンク部材制限手段11を備える。リンク部材制限手段11は、複数の中央リンク部材8を摺動可能に支持する板状部材である。この板状部材11は、複数の中央リンク部材8を支持した状態で定められた軌道に沿って案内させる案内面を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基端側リンクハブに対し先端側リンクハブが２組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結され、前記各リンク機構が、順次、基端側リンク部材、中央リンク部材および先端側リンク部材を有する球面リンク機構を用いたパラレルリンク機構であって、
複数の前記中央リンク部材の移動および傾きを制限するリンク部材制限手段を備えたパラレルリンク機構。
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
請求項１に記載のパラレルリンク機構において、前記リンク部材制限手段は、複数の前記中央リンク部材を摺動可能に支持する板状部材であり、この板状部材は、複数の前記中央リンク部材を支持した状態で定められた軌道に沿って案内させる案内面を有するパラレルリンク機構。
【請求項３】
請求項２に記載のパラレルリンク機構において、前記板状部材は、中実の円板形状または中空の円環板形状であるパラレルリンク機構。
【請求項４】
請求項３に記載のパラレルリンク機構において、複数の前記中央リンク部材は、それぞれ前記板状部材の外周面または内周面に臨む底部と、前記板状部材の外周面に繋がる一端面に接触した状態で案内する第１突起部と、前記板状部材の外周面に繋がる他端面に接触した状態で案内する第２突起部と、で断面凹形状に形成される被案内面を有するパラレルリンク機構。
【請求項５】
請求項２または請求項３に記載のパラレルリンク機構において、前記板状部材と前記中央リンク部材との間の摺動抵抗を低減する摺動抵抗低減部材を備えたパラレルリンク機構。
【請求項６】
請求項２または請求項３に記載のパラレルリンク機構において、前記板状部材が前記中央リンク部材から脱落することを防止する脱落防止手段を備えたパラレルリンク機構。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載のパラレルリンク機構における前記２組以上のリンク機構に、前記先端側リンクハブの姿勢を任意に制御する姿勢制御用アクチュエータを備えたリンク作動装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、医療機器または産業機器等の精密で広範な作動範囲を必要とする機器に用いられるパラレルリンク機構およびリンク作動装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、図３１のように、中央リンク部材同士を回転可能に連結する、多段構造の中央リンクハブ５０を備えた、図３２のリンク作動装置５１が提案されている。
特許文献２では、コンパクトでありながら、高速、高精度で、広範な作動範囲の動作が可能なリンク作動装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－７１４９２号公報
米国特許第５８９３２９６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パラレルリンク機構を備えたリンク作動装置は、動作時に振動する、位置決め精度が悪化する課題がある。この課題の解決すべき根本原因としては、パラレルリンク機構の剛性不足、関節部の回転対偶部のモーメント剛性不足が挙げられる。これらの剛性不足に派生する現象としては、ガタ、遊び、リンクの変形等がある。
【０００５】
特許文献１では、中央リンクハブ５０を備えることで、同中央リンクハブが設けられていない従来構造のパラレルリンク機構よりも剛性を改善している。しかし、中央リンクハブ５０と中央リンク部材５２を連結する梁５３が干渉する。この干渉を避けるために、図３１のように、中央リンクハブ５０の回転構造を、軸方向Ｃ１である縦にずらして配置している。各中央リンク部材の円軌道をそれぞれ制御する仕様とすると、リンク毎に回転機構を用意し、多段構造にするしかなかった。この場合、従来構造に対し、必要な軸受が増え、形の異なる中央リンク部材が必要になることで製造コストが嵩む。
【０００６】
本発明の目的は、従来構造よりも剛性を高めると共に製造コストの低減を図ることができるパラレルリンク機構およびリンク作動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のパラレルリンク機構は、基端側リンクハブに対し先端側リンクハブが２組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結され、前記各リンク機構が、順次、基端側リンク部材、中央リンク部材および先端側リンク部材を有する球面リンク機構を用いたパラレルリンク機構であって、
複数の前記中央リンク部材の移動および傾きを制限するリンク部材制限手段を備えた。
【０００８】
この構成によると、基端側リンクハブと先端側リンクハブと２組以上のリンク機構とで、基端側リンクハブに対して先端側リンクハブを、回転が２自由度で姿勢変更自在な機構とし得る。リンク部材制限手段は、複数の中央リンク部材の移動および傾きを制限する。これにより基端側リンクハブ、先端側リンクハブおよび各リンク機構の移動が理論上の軌跡に近づく。よって、従来構造よりもパラレルリンク機構の剛性を高め位置決め精度の向上を図れる。複数の中央リンク部材の移動および傾きを制限するリンク部材制限手段を備える比較的簡易な構造でパラレルリンク機構の剛性を高めるため、リンク毎に回転機構を用意し多段構造にする従来構造よりも構造を簡素化し製造コストの低減を図れる。
【０００９】
前記リンク部材制限手段は、複数の前記中央リンク部材を摺動可能に支持する板状部材であり、この板状部材は、複数の前記中央リンク部材を支持した状態で定められた軌道に沿って案内させる案内面を有してもよい。
前記定められた軌道は、設計等によって任意に定める軌道であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な軌道を求めて定められる。
この構成によると、複数の中央リンク部材を板状部材で支持した状態で、この板状部材の案内面に複数の中央リンク部材を案内させる。これと共に、各組のリンク機構がそれぞれ受ける不均等な負荷を、板状部材を介して分散負担する。前記板状部材により中央リンク部材の移動および傾きを制限することができるため、リンク毎に回転機構を用意し多段構造にする従来構造よりも部品点数を抑えて構造を簡素化し得る。
【００１０】
前記板状部材は、中実の円板形状または中空の円環板形状であってもよい。中実の円板形状の板状部材を採用する場合、中空の円環板形状の板状部材よりも板状部材自体の剛性を高めパラレルリンク機構の剛性をより高めることが可能となる。中空の円環板形状の板状部材を採用する場合、パラレルリンク機構の内部に、エンドエフェクタのケーブル等を通すことができる。この場合、パラレルリンク機構の外部にケーブル等を設ける構造に比べて、設置スペースを抑えることができるうえ、ケーブル等が可動部に干渉することを未然に防止できまたケーブル等を短縮することが可能となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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