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JP7187805B2 - protection mechanism - Google Patents
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Description

本発明は、部材を保護する機構に関する。 The present invention relates to a mechanism for protecting members.

アームに取り付けたセンサを空間配置させて所定の情報を取得する場合がある。その場合において、アームを展開及び収納させる機能を設ける場合がある(特許文献1参照)。その場合、センサを使用する際には、アームを展開状態とすることによりセンサ等を所定の位置に空間配置する。そして、保管等の際には、アームを収納状態にする。 In some cases, predetermined information is acquired by spatially arranging sensors attached to an arm. In that case, a function for deploying and retracting the arm may be provided (see Patent Document 1). In that case, when the sensor is used, the sensor or the like is spatially arranged at a predetermined position by opening the arm. Then, the arm is put in the retracted state during storage or the like.

図1は、アームを展開及び収納させる展開収納機構の一般的な例である展開収納機構500を表す斜視概念図である。 FIG. 1 is a conceptual perspective view showing a deployment/storage mechanism 500 that is a general example of a deployment/storage mechanism that deploys and retracts an arm.

展開収納機構500は、アーム601と、駆動部602と、駆動ブラケット603と、部材604と、基体605とを備える。 The unfolding storage mechanism 500 includes an arm 601 , a driving portion 602 , a driving bracket 603 , a member 604 and a base 605 .

部材604の下端及び駆動部602の下端は、基体605に固定されている。 A lower end of the member 604 and a lower end of the driving portion 602 are fixed to the base 605 .

アーム601は、アーム支持ピン705により、部材604に接続されている。アーム601は、アーム支持ピン705の周囲を回転し得る。 Arm 601 is connected to member 604 by arm support pin 705 . Arm 601 may rotate about arm support pin 705 .

アーム601の、アーム支持ピンより右方の部分(アーム右方部)は、駆動ピン704により、駆動ブラケット603の左端近傍に接続されている。アーム601は、駆動ピン704の周囲を回転し得る。 A portion of the arm 601 to the right of the arm support pin (arm right portion) is connected to the vicinity of the left end of the drive bracket 603 by a drive pin 704 . Arm 601 may rotate about drive pin 704 .

駆動部602は、モータや油圧駆動装置により上下方向に移動可能な周知の図示しない上下機構を備えている。駆動ブラケット603の右端近傍は当該上下機構に接続されている。 The drive unit 602 has a well-known up-and-down mechanism (not shown) capable of moving up and down by a motor or a hydraulic drive device. The vicinity of the right end of the drive bracket 603 is connected to the vertical mechanism.

図2は、図1に表す展開収納機構500によるアームの展開動作を表す概念図である。 2A and 2B are conceptual diagrams showing the arm deployment operation by the deployment storage mechanism 500 shown in FIG.

図2(a)は、アーム収納時の展開収納機構500を表す。 FIG. 2(a) shows the deployment storage mechanism 500 when the arm is retracted.

図2(a)に表す展開収納機構500においては、アーム601は下がっている。アーム601の展開動作を行う場合は、駆動部602は、駆動ブラケット603を下方に移動させる。当該移動にともない、駆動ピン704及び駆動ピン704に接続されているアーム601の右端近傍は、下方に移動する。 In the deployable storage mechanism 500 shown in FIG. 2(a), the arm 601 is lowered. When deploying the arm 601, the driving section 602 moves the driving bracket 603 downward. Along with this movement, the drive pin 704 and the vicinity of the right end of the arm 601 connected to the drive pin 704 move downward.

当該移動により、アーム601はアーム支持ピン705の周りを、時計回りに、回転する。 This movement causes the arm 601 to rotate clockwise around the arm support pin 705 .

当該回転により、アーム601のアーム支持ピン705より左方の部分(アーム左方部)は上方に移動し、展開収納機構500は図2(b)に表す状態になる。 By this rotation, the portion of the arm 601 to the left of the arm support pin 705 (the left portion of the arm) moves upward, and the deployment/storage mechanism 500 enters the state shown in FIG. 2(b).

駆動部602が駆動ブラケット603をさらに下方に移動させると、前記アーム左方部はさらに上方に移動し、展開収納機構500は図2(c)に表すアーム601が水平に展開された状態になる。 When the drive unit 602 moves the drive bracket 603 further downward, the left arm portion moves further upward, and the deploying/storing mechanism 500 is in a state where the arm 601 shown in FIG. 2(c) is horizontally deployed. .

図1に表す、展開収納機構500は、前記アーム左方部に想定外の力が下方に加えられると、アーム601が破損する場合がある。当該破損は、アーム601に衝撃を加える結果になることが多く、その場合は、アーム601に固定されている図示しないセンサ等が破損し得る。 1, the arm 601 may be damaged if an unexpected force is applied downward to the left arm portion. Such breakage often results in an impact being applied to the arm 601, in which case a sensor or the like (not shown) fixed to the arm 601 may be broken.

アーム601やセンサの破損を抑えるために、駆動ピン704を破損しやすい構造にすることが有効である。 In order to suppress damage to the arm 601 and the sensor, it is effective to make the drive pin 704 easily damaged.

図3は、破断しやすくした駆動ピン704を表す概念図である。図3には、駆動ピン704を駆動ピン704の周囲に存在するアーム601及び駆動ブラケット603とともに、図2(a)に表す矢印902aの向きを見た場合を想定した図である。 FIG. 3 is a conceptual diagram showing a drive pin 704 that is easily broken. FIG. 3 shows the drive pin 704 along with the arm 601 and the drive bracket 603 around the drive pin 704, assuming that the arrow 902a shown in FIG. 2(a) is viewed.

駆動ピン704の、アーム601に接続された部分と駆動ブラケット603に接続された部分との間には、周囲より径の小さい脆弱部801が形成されている。 Between the portion of the drive pin 704 connected to the arm 601 and the portion connected to the drive bracket 603, a weakened portion 801 having a smaller diameter than the circumference is formed.

前記アーム左方部に想定外の力が下方に加えられると、アーム601が破損するより前に脆弱部801が破断する。 When an unexpected downward force is applied to the left arm portion, the fragile portion 801 breaks before the arm 601 breaks.

そして、図4に表すように、駆動ピン704は、破断により、駆動ピン704aと駆動ピン704bとに分断され、前記アーム左方部は図4に表すように下方に下がる。上記動作によりアーム601は保護される。 Then, as shown in FIG. 4, the drive pin 704 is broken into a drive pin 704a and a drive pin 704b, and the left arm portion is lowered as shown in FIG. Arm 601 is protected by the above operation.

特開2013-160244号公報JP 2013-160244 A

展開中のアームには自身の自重のほか、使用環境から様々な外力が加わり得る。
図3に表す破断しやすくした駆動ピン704を用いた場合、そのような外力が衝撃力のような突発的な力の場合に、その力に過敏に反応し、意図せず破断する場合がある。その場合、図1に表す展開収納機構500は、継続して使用することができなくなる。
In addition to its own weight, various external forces may be applied to the arm during deployment from the environment in which it is used.
When the drive pin 704 shown in FIG. 3 is used, if such an external force is a sudden force such as an impact force, the drive pin 704 may react hypersensitively to the force and may break unintentionally. . In that case, the deployment storage mechanism 500 shown in FIG. 1 cannot be used continuously.

駆動ピン704には、通常の展開、収納動作において、絶えず荷重が加わり、金属疲労が蓄積する。そのため、駆動ピン704は、使用時間の増加に伴い強度が低下し、通常の展開、収納動作においても意図しない破断が生ずる場合がある。 The drive pin 704 is constantly loaded and metal fatigue accumulates during normal deployment and retraction operations. Therefore, the strength of the drive pin 704 decreases as the usage time increases, and unintended breakage may occur even during normal deployment and retraction operations.

駆動ピン704の破断に対する強度は、脆弱部801の寸法により決まる。そして、駆動ピン704は、脆弱部801の製造誤差により、意図した荷重で破断しない、あるいは意図した荷重以下で破断することもあり得る。 The strength of drive pin 704 against breakage is determined by the dimensions of fragile portion 801 . Due to manufacturing errors in the fragile portion 801, the drive pin 704 may not break under the intended load, or may break under the intended load or less.

これらの理由により、破断しやすくした駆動ピン704は、設定した加重で精度良く破断が生じるようにすることが困難である。 For these reasons, it is difficult to accurately break the drive pin 704, which is easily broken, with a set load.

本発明は、所定の部材に加えられた力に対するその部材の保護動作の再現性を向上し得る保護機構等の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a protective mechanism or the like capable of improving the reproducibility of a protective operation of a predetermined member against force applied to the member.

本発明の保護機構は、第一部材と、前記第一部材に設けられた所定の軸の周りに、第一の角度範囲及び第二の角度範囲を含む第三の角度範囲に亘って回転可能であるように前記第一部材に接続された第三部材と、可動範囲内で前記軸に対し所定の方向に移動可能に接続された連結部材と、第二部材に加えられる第一の力により前記連結部材に印加される第二の力により、前記第三部材の前記第一部材に対する角度を前記第三の角度範囲に亘って、単調に変化させる角度調整手段と、前記第一の角度範囲に所在する前記第三部材に接触する接触手段と、を備え、前記第三部材が前記第一部材となす角であって、前記第三部材が力学的に不安定な平衡状態に達するものが前記第二の角度範囲に含まれる。 The protection mechanism of the present invention is rotatable about a first member and a predetermined axis provided on the first member over a third angular range including a first angular range and a second angular range. a third member connected to the first member such that a connecting member is connected so as to be movable in a predetermined direction with respect to the shaft within a movable range; and a first force applied to the second member causes angle adjustment means for monotonically changing the angle of the third member with respect to the first member over the third angle range by the second force applied to the connecting member; and the first angle range. and contact means for contacting said third member located at an angle formed by said third member with said first member at which said third member reaches a mechanically unstable equilibrium state. Included in the second angular range.

本発明の保護機構等は、所定の部材に加えられた力に対するその部材の保護動作の再現性を向上し得る。 The protective mechanism or the like of the present invention can improve the reproducibility of the protective action of a given member against the force applied to that member.

一般的な展開収納機構を表す斜視概念図である。It is a perspective conceptual diagram showing a common expansion|deployment storage mechanism. 一般的な展開収納機構によるアームの展開動作を表す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing an arm deployment operation by a general deployment and storage mechanism; 破断しやすくした駆動ピンを表す概念図である。It is a conceptual diagram showing the drive pin made easy to break. 一般的な展開収納機構によるアームの保護動作を表す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing arm protection operation by a general deployment and storage mechanism. 本実施形態の展開収納機構の構成例を表す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing a configuration example of a deployment storage mechanism of the present embodiment; 本実施形態の展開収納機構におけるアームの保護動作を表す図(その1)である。FIG. 10 is a diagram (part 1) showing the arm protection operation in the deployment and storage mechanism of the present embodiment; 本実施形態の展開収納機構におけるアームの保護動作を表す図(その2)である。FIG. 11 is a diagram (part 2) showing the arm protection operation in the deployment and storage mechanism of the present embodiment; 本実施形態の展開収納機構におけるアームの保護動作を表す図(その3)である。FIG. 11 is a diagram (part 3) showing the arm protection operation in the deployment and storage mechanism of the present embodiment; 本実施形態の展開収納機構におけるアームの保護動作を表す図(その4)である。FIG. 4 is a diagram (part 4) showing the arm protection operation in the deployment and storage mechanism of the present embodiment. 本実施形態の展開収納機構におけるアームの保護動作を表す図(その5)である。FIG. 10 is a diagram (No. 5) showing the arm protection operation in the deployment and storage mechanism of the present embodiment; 実施形態の保護機構の最小限の構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing the minimum composition of the protection mechanism of an embodiment.

[構成と動作]
図5は、本実施形態の展開収納機構の例である展開収納機構501の構成を表す概念図である。図5(a)は、展開収納機構501の斜視図である。図5(b)は、展開収納機構501の図5(a)に表すカム112周辺を表す拡大図である。
[Configuration and operation]
FIG. 5 is a conceptual diagram showing the configuration of a deployment storage mechanism 501, which is an example of the deployment storage mechanism of this embodiment. FIG. 5(a) is a perspective view of the deployable storage mechanism 501. FIG. FIG. 5(b) is an enlarged view showing the periphery of the cam 112 shown in FIG.

展開収納機構501は、ベースフレーム101と、アーム103と、ロッド105と、サブアーム106と、サブフレーム108と、スプリング111と、カム112と、駆動ブラケット114とを備える。展開収納機構501は、さらに、ピン202、204、207、209、210、213及び215を備える。 The deployment storage mechanism 501 includes a base frame 101 , an arm 103 , a rod 105 , a sub-arm 106 , a sub-frame 108 , a spring 111 , a cam 112 and a drive bracket 114 . Deployment storage mechanism 501 further includes pins 202 , 204 , 207 , 209 , 210 , 213 and 215 .

ベースフレーム101は、ピン202により、アーム103が連結されている。アーム103は、ピン202を軸として回動し得る。 An arm 103 is connected to the base frame 101 by a pin 202 . Arm 103 can rotate around pin 202 .

アーム103は、ピン204により、ロッド105に連結されている。ロッド105は、サブアーム106に、ピン207により連結されている。サブアーム106は、サブフレーム108に、ピン209により連結されている。ピン204、207及び209によるこれらの連結は、各ピンを中心とした回転運動を許容している。これにより、アーム103、ロッド105及びサブアーム106は、リンク機構を形成する。 Arm 103 is connected to rod 105 by pin 204 . Rod 105 is connected to sub-arm 106 by pin 207 . Sub-arm 106 is connected to sub-frame 108 by pin 209 . These connections by pins 204, 207 and 209 allow rotational movement about each pin. Arm 103, rod 105 and sub-arm 106 thereby form a link mechanism.

サブフレーム108はベースフレーム101の側面に配置されている。サブフレーム108に固定されたピン210は、ベースフレーム101に設けられた長穴151を貫通している。当該長穴は、図5(a)の上下方向に長い形状をしている。当該長穴とピン210により、サブフレーム108はベースフレーム101側面を上下方向に移動し得る。 The subframe 108 is arranged on the side surface of the base frame 101 . A pin 210 fixed to the subframe 108 passes through an elongated hole 151 provided in the base frame 101 . The elongated hole has a shape elongated in the vertical direction of FIG. 5(a). The elongated holes and the pins 210 allow the subframe 108 to move vertically on the side surface of the base frame 101 .

また、ピン208には、スプリング111の下端が接続されている。スプリング111の上端はカム112に設けられた凹部156に接続されている。カム112にはピン213が貫通している。ピン213は、また、ベースフレーム101を貫通している。ピン213によるこれらの連結は、ピン213を中心とした回転運動を許容しており、カム112は、ピン213の周囲を回転し得る。 A lower end of a spring 111 is connected to the pin 208 . The upper end of spring 111 is connected to recess 156 provided in cam 112 . A pin 213 passes through the cam 112 . Pins 213 also pass through base frame 101 . Their connection by a pin 213 allows rotational movement about the pin 213 around which the cam 112 can rotate.

スプリング111は、自由長さよりも伸ばされた状態で装着されている。カム112の凹部156は、カム112の回転中心であるピン213に対し、スロープ108a寄りに配置してある。このためカム112は、スプリング111が自由長さに戻ろうとする力により、回転力が生じている。カム112のローラ112aが、サブフレーム108のスロープ108aに接触することにより、当該回転力による回転は制限されている。 The spring 111 is mounted in a state of being stretched beyond its free length. The concave portion 156 of the cam 112 is arranged near the slope 108 a with respect to the pin 213 which is the rotation center of the cam 112 . Therefore, the cam 112 generates rotational force due to the force of the spring 111 trying to return to its free length. The roller 112a of the cam 112 is in contact with the slope 108a of the sub-frame 108, thereby restricting rotation due to the rotational force.

アーム103の展開や収納を行う際には、駆動ブラケット114は、図示しない駆動部による油圧、電動他の動力により上下動を行う。当該駆動部は、図1に表す駆動部602と同様なものである。 When the arm 103 is deployed or retracted, the drive bracket 114 is vertically moved by hydraulic power, electric power, or other power from a drive unit (not shown). The driving section is similar to the driving section 602 shown in FIG.

駆動ブラケット114は、サブアーム106に設けられたピン215を上下に動かす。この上下動は、ピン209を支点としたサブアーム106の回転運動に変換され、ピン207、ロッド105、ピン204を経由してアーム103に伝えられる。そして、アーム103は、ピン202を軸とする回転運動を行う。当該回転運動によりアーム103の展開及び収納が行われる。 A drive bracket 114 moves a pin 215 provided on the sub-arm 106 up and down. This vertical motion is converted into rotational motion of the sub-arm 106 with the pin 209 as a fulcrum, and transmitted to the arm 103 via the pin 207 , the rod 105 and the pin 204 . Then, the arm 103 rotates around the pin 202 . The arm 103 is deployed and retracted by the rotational motion.

当該運動における支点の一つであるピン209に加わる力は、サブフレーム108、ピン210、スプリング111に伝わる。スプリング111の反対側はカム112の凹部156に接続されており、上述のように、カム112は、サブフレーム108のスロープ108aにより回転動作が抑制されている。そのため、ピン209に加わる力は、スプリング111を経由してカム112が支える。 A force applied to the pin 209 , which is one of the fulcrums of the movement, is transmitted to the subframe 108 , the pin 210 and the spring 111 . The opposite side of the spring 111 is connected to the recess 156 of the cam 112, and the cam 112 is restrained from rotating by the slope 108a of the sub-frame 108, as described above. Therefore, the force applied to pin 209 is supported by cam 112 via spring 111 .

次に、図6乃至図10を参照して、図5に表す展開収納機構501におけるアーム103の保護動作を説明する。 Next, referring to FIGS. 6 to 10, the protection operation of the arm 103 in the deployment/storage mechanism 501 shown in FIG. 5 will be described.

図6は、アーム103を展開した状態の展開収納機構501を表す概念図である。図6は、アーム103を展開している際に、所定の外力によりアーム103に、所定の負荷が加わった際の状態を表す。当該外力は、通常の仕様状態で加わりうる想定内のものである。 FIG. 6 is a conceptual diagram showing the deployment storage mechanism 501 with the arm 103 deployed. FIG. 6 shows a state in which a predetermined load is applied to the arm 103 by a predetermined external force while the arm 103 is deployed. The external force is within assumptions that can be applied under normal specification conditions.

図6(a)は、展開収納機構501の側面図である。また、図6(b)は、図6(a)に表すカム112の周辺を表す拡大図である。 FIG. 6(a) is a side view of the unfolding/storing mechanism 501. FIG. 6(b) is an enlarged view showing the periphery of the cam 112 shown in FIG. 6(a).

図6に表す状態において、駆動ブラケット114は停止し固定状態にある。この状態において、アーム103に押し下げる力が加わった場合、その力は、前述のリンク機構を経由してサブアーム106に伝わる。そして、その力は、ピン209を支点として、サブフレーム108を下げる方向に作用し、スプリング111が伸ばされる。 In the state represented in FIG. 6, the drive bracket 114 is stationary and stationary. In this state, when a downward force is applied to the arm 103, the force is transmitted to the sub-arm 106 via the aforementioned link mechanism. Then, the force acts in the direction of lowering the sub-frame 108 with the pin 209 as a fulcrum, and the spring 111 is extended.

この時に、サブフレーム108が下がることにより、スロープ108aが、カム112を、ピン213を中心に反時計回りに回転させる。サブフレーム108の降下量とカム112の回転量との関係は、スロープ108aの形状設定により調整される。カム112のローラ112aが108aの斜面に接触しつつ移動することにより、スプリング111の上端と下端との間に力が加わり、スプリング111は伸びる。 At this time, by lowering the subframe 108, the slope 108a rotates the cam 112 counterclockwise around the pin 213. As shown in FIG. The relationship between the amount of descent of the subframe 108 and the amount of rotation of the cam 112 is adjusted by setting the shape of the slope 108a. When the roller 112a of the cam 112 moves while contacting the slope of the 108a, force is applied between the upper end and the lower end of the spring 111, and the spring 111 is extended.

仮に、図6に表す状態からアーム103を押し下げる外力がなくなると、スプリング111の伸びを戻す力により、サブフレーム108は引き上げられる。そして、前述のリンク機構によりアーム103は、アーム103を押し下げる外力がなかった元の位置に復元する。 If the external force pushing down the arm 103 disappears from the state shown in FIG. Then, the link mechanism described above restores the arm 103 to its original position where there was no external force pushing down the arm 103 .

図7乃至図10は、図6に表す状態よりもさらに大きな、過負荷の外力がアーム103に対し下方に加わった場合に、展開収納機構501が、アーム103及びスプリング111を保護する様子を示す図である。 7 to 10 show how the unfolding retraction mechanism 501 protects the arm 103 and the spring 111 when an external overload force, which is greater than that shown in FIG. 6, is applied downward to the arm 103. FIG. It is a diagram.

アーム103に対し過負荷の外力が下方に加わると、図7に表すように、サブフレーム108は、図6に表す状態よりもさらに下方に移動する。これに伴いスロープ108aは、カム112を、ピン213の周囲をさらに回転させる。 When an overload external force is applied downward to the arm 103, the subframe 108 moves further downward than the state shown in FIG. 6, as shown in FIG. Along with this, the slope 108 a further rotates the cam 112 around the pin 213 .

そして、図8に表すように、スプリング111の中心が、カム112の回転軸であるピン213の中心を通る上下方向の直線を左方に超えると、ローラ112aをスロープ108aの斜面に押し付ける力はなくなる。そのため、カム112は、スプリング111による下方への引っ張り力により、ピン213を軸に早く反時計回りに回転する。 As shown in FIG. 8, when the center of the spring 111 crosses the vertical straight line passing through the center of the pin 213, which is the rotation axis of the cam 112, to the left, the force that presses the roller 112a against the slope of the slope 108a is Gone. Therefore, the cam 112 rapidly rotates counterclockwise around the pin 213 due to the downward pulling force of the spring 111 .

そして、展開収納機構501は、図9に表す状態を経て、図10に表す状態になる。 Then, the unfolding/storage mechanism 501 enters the state shown in FIG. 10 through the state shown in FIG.

図9に表す状態では、カム112がピン213を軸に矢印901fが表す向きにさらに回転した結果、スプリング111は固定端を失い自由長さに戻っている。同時にサブフレーム108のスプリング111による保持も失われ、アーム103は外力に対し、矢印901dが表す向きに自由に回転できる状態となっている。 In the state shown in FIG. 9, as a result of further rotation of the cam 112 about the pin 213 in the direction indicated by the arrow 901f, the spring 111 loses its fixed end and returns to its free length. At the same time, the holding of the sub-frame 108 by the spring 111 is also lost, and the arm 103 is in a state in which it can freely rotate in the direction indicated by the arrow 901d against the external force.

図10に表す状態では、アーム103は、ピン209を中心に自重や外力により回転を続けた結果、下方に垂れた収納状態で停止している。図10に表す状態ではアーム103に加えられる外力はなく、アーム103が保護されている。
[効果]
本実施形態の展開収納機構は、アームに許容範囲内の力が下方に加わると、その力を、スプリングの伸びにより緩和する。そのため、前記展開収納機構は、衝撃力によるアーム等の破損を防止し得る。
In the state shown in FIG. 10, the arm 103 continues to rotate around the pin 209 due to its own weight and external force, and as a result, it hangs down and stops. In the state shown in FIG. 10, no external force is applied to the arm 103 and the arm 103 is protected.
[effect]
In the deployment storage mechanism of the present embodiment, when force within the allowable range is applied downward to the arm, the force is relieved by elongation of the spring. Therefore, the deployment storage mechanism can prevent damage to the arm or the like due to the impact force.

前記展開収納機構は、アームに許容範囲以上の力が下方に加わると、アームを展開状態に保っていた前記スプリングを自然状態に推移させ、アームを収納状態にし、それ以上アームに力が加わらないようにする。そのため、前記展開収納機構は、アームに想定外の力が下方に加わった場合にも、アームの破損を防止し得る。 When a downward force exceeding the allowable range is applied to the arm, the unfolding/retracting mechanism shifts the spring that maintains the arm in the unfolded state to a natural state, puts the arm in the retracted state, and no more force is applied to the arm. make it Therefore, the deployment storage mechanism can prevent damage to the arm even when an unexpected force is applied downward to the arm.

前記展開収納機構は、上記動作を、背景技術の項で説明した、破断しやすくした駆動ピンを用いることなく行う。そのため、前記展開収納機構には、発明が解決しようとする課題の項で説明したような課題がない。そのため、前記展開収納機構は、前記駆動ピンを用いた場合と比較して、アームを前記収納状態にする力をより一定に近づけることができる。すなわち、前記展開収納機構は、アームに加えられた力に対するアームの保護動作の再現性を向上し得る。 The unfolding retraction mechanism performs the above operation without using the fragile drive pin described in the background section. Therefore, the unfolding storage mechanism does not have the problems described in the section on the problems to be solved by the invention. Therefore, the unfolding and retracting mechanism can make the force for bringing the arm into the retracted state more constant than when the drive pin is used. In other words, the deployment and retraction mechanism can improve the reproducibility of the protective action of the arm against force applied to the arm.

図11は、本発明の最小限の保護機構である保護機構501xの構成を表す概念図である。 FIG. 11 is a conceptual diagram showing the configuration of a protection mechanism 501x, which is the minimum protection mechanism of the present invention.

保護機構501xは、図示しない、第一部材と、第三部材と、連結部材と、角度調整手段と、接触手段とを備える。 The protection mechanism 501x includes a first member, a third member, a connecting member, an angle adjustment means, and a contact means (not shown).

前記第三部材は、前記第一部材に設けられた所定の軸の周りに、第一の角度範囲及び第二の角度範囲を含む第三の角度範囲に亘って回転可能であるように前記第一部材に接続されている。 The third member is rotatable about a predetermined axis provided on the first member over a third angular range including a first angular range and a second angular range. connected to one member.

前記連結部材は、可動範囲内で前記軸に対し所定の方向に移動可能に接続されている。 The connecting member is movably connected to the shaft in a predetermined direction within a movable range.

前記角度調整手段は、第二部材に加えられる第一の力により前記連結部材に印加される第二の力により、前記第三部材の前記第一部材に対する角度を前記第三の角度範囲に亘って、単調に変化させる。 The angle adjustment means adjusts the angle of the third member with respect to the first member over the third angle range by a second force applied to the connecting member by a first force applied to the second member. to change monotonically.

前記接触手段は、前記第一の角度範囲に所在する前記第三部材に接触する。 The contact means contacts the third member located in the first angular range.

また、前記第三部材が前記第一部材となす角であって、前記第三部材が力学的に不安定な平衡状態に達するものが前記第二の角度範囲に含まれる。 Further, the second angle range includes an angle formed by the third member with the first member at which the third member reaches a dynamically unstable equilibrium state.

保護機構501xにおいて、前記第二の力が増加し、強くなると、前記角度調整手段は、前記第三部材の前記第一部材に対する角度を前記第三の角度範囲に亘って、単調に変化させる。そして、その角度が、前記第三部材が力学的に不安定な平衡状態に達するものを超えると、前記第二の力は開放又は緩和される。前記第二の力の開放又は緩和により、前記第一の力も開放又は緩和される。 In the protection mechanism 501x, when the second force increases and becomes stronger, the angle adjustment means monotonically changes the angle of the third member with respect to the first member over the third angle range. The second force is then released or relaxed when the angle exceeds that at which the third member reaches a mechanically unstable equilibrium state. Releasing or relaxing the second force also releases or relaxes the first force.

すなわち、保護機構501xは、第二部材を保護し得る。 That is, the protection mechanism 501x can protect the second member.

保護機構501xは、上記動作を、背景技術の項で説明した、破断しやすくした駆動ピンを用いることなく行う。そのため、保護機構501xには、発明が解決しようとする課題の項で説明したような課題がない。そのため、保護機構501xは、前記駆動ピンを用いた場合と比較して、より一定に近い力で、第二部材の保護を行うことができる。 The protection mechanism 501x performs the above operation without using the breakable drive pin described in the background section. Therefore, the protection mechanism 501x does not have the problems described in the section on the problems to be solved by the invention. Therefore, the protection mechanism 501x can protect the second member with a more constant force than when the drive pin is used.

そのため、保護機構501xは、前記構成により、[発明の効果]の項に記載した効果を奏する。 Therefore, the protection mechanism 501x has the effects described in the section [Effects of the Invention] due to the above configuration.

なお、保護機構501xは、例えば、図5に表す展開収納機構501である。また、前記第一部材は、例えば、ベースフレーム101である。また、前記第三部材は、例えば、カム112である。また、前記第二部材は、例えば、アーム103である。前記連結部材は、例えば、サブフレーム108である。また、前記角度調整部は、例えば、スプリング111である。また、前記接触部材は、スロープ108aである。 Note that the protection mechanism 501x is, for example, the deployment/storage mechanism 501 shown in FIG. Also, the first member is, for example, the base frame 101 . Also, the third member is, for example, the cam 112 . Also, the second member is the arm 103, for example. The connecting member is, for example, the subframe 108 . Also, the angle adjusting portion is, for example, the spring 111 . Also, the contact member is the slope 108a.

以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で更なる変形、置換、調整を加えることができる。例えば、各図面に示した要素の構成は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and further modifications, replacements, and adjustments can be made without departing from the basic technical idea of the present invention. can be added. For example, the configuration of elements shown in each drawing is an example for helping understanding of the present invention, and the configuration is not limited to the configuration shown in these drawings.

また、前記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記述され得るが、以下には限られない。
(付記1)
第一部材と、
前記第一部材に設けられた所定の軸の周りに、第一の角度範囲及び第二の角度範囲を含む第三の角度範囲に亘って回転可能であるように前記第一部材に接続された第三部材と、
可動範囲内で前記軸に対し所定の方向に移動可能に接続された連結部材と、
第二部材に加えられる第一の力により前記連結部材に印加される第二の力により、前記第三部材の前記第一部材に対する角度を前記第三の角度範囲に亘って、単調に変化させる角度調整手段と、
前記第一の角度範囲に所在する前記第三部材に接触する接触手段と、
を備え、
前記第三部材が前記第一部材となす角であって、前記第三部材が力学的に不安定な平衡状態に達するものが前記第二の角度範囲に含まれる、保護機構。
(付記2)
前記角度調整手段は弾性部材を備え、前記第三部材の第一接続部に前記弾性部材の第一位置が接続され、また、前記第二の力が前記弾性部材の第二位置に印加される、付記1に記載された保護機構。
(付記3)
前記弾性部材がスプリングである、付記2に記載された保護機構。
(付記4)
前記弾性部材は、前記第一接続部が、前記第三部材と前記第一部材とを接続する第二軸の中心を通り前記第一の力の向きである第一の向きに垂直な第一直線に対し前記第一の向きの反対向きで、かつ、前記中心を通り前記第一の向きに平行な第二直線に対し、前記第二直線に垂直な第二の向きにある第一状態において前記第二の力による伸張状態に、前記第一接続部が前記第一直線に対し前記第一の向きにある第二状態において自然状態に、それぞれある、付記2又は付記3に記載された保護機構。
(付記5)
前記接触手段の前記接触が行われる面が、前記第一の向きを含む向きを向いている、付記4に記載された保護機構。
(付記6)
前記接触手段は、前記第一状態において前記第三部材の所定の部分と前記接触し、前記第一の力の増加に伴い、前記接触を維持した前記部分の移動に伴う前記第三部材の前記第二軸の周りの回転を通じて、前記第一状態から前記第二状態に推移させる、
付記5に記載された保護機構。
(付記7)
前記面が平面である、付記6に記載された保護機構。
(付記8)
前記部分に、前記接触手段を転がるローラが設けられている、付記6又は付記7に記載された保護機構。
(付記9)
前記第二部材を備える、付記1乃至付記8のうちのいずれか一に記載された保護機構。
(付記10)
前記第二部材がアームである、付記1乃至付記9のうちのいずれか一に記載された保護機構。
(付記11)
前記アームを開閉させるためのリンク機構をさらに備える、付記10に記載された保護機構。
(付記12)
前記アームを開閉させるための駆動部をさらに備える、付記10又は付記11に記載された保護機構。
Also, part or all of the above embodiments may be described as the following additional remarks, but are not limited to the following.
(Appendix 1)
a first member;
connected to the first member so as to be rotatable about a predetermined axis provided on the first member through a third range of angles including a first range of angles and a second range of angles; a third member;
a connecting member connected movably in a predetermined direction with respect to the shaft within a movable range;
A second force applied to the connecting member by a first force applied to the second member causes the angle of the third member with respect to the first member to vary monotonically over the third range of angles. angle adjustment means;
contact means for contacting the third member located in the first angular range;
with
A protection mechanism, wherein an angle formed by the third member with the first member, wherein the third member reaches a dynamically unstable equilibrium state, is included in the second angle range.
(Appendix 2)
The angle adjustment means comprises an elastic member, the first position of the elastic member is connected to the first connecting portion of the third member, and the second force is applied to the second position of the elastic member. , Supplementary Note 1.
(Appendix 3)
2. The protection mechanism of clause 2, wherein the resilient member is a spring.
(Appendix 4)
In the elastic member, the first connecting portion is a first straight line passing through the center of a second axis connecting the third member and the first member and perpendicular to the first direction, which is the direction of the first force. in a first state in a second direction perpendicular to the second straight line with respect to a second straight line that is opposite to the first direction and parallel to the first direction and that passes through the center 4. The protection mechanism of clause 2 or clause 3, wherein the protection mechanism is in a stretched state due to a second force and in a natural state in a second state in which the first connection is in the first orientation with respect to the first straight line, respectively.
(Appendix 5)
5. The protection mechanism according to appendix 4, wherein the contact surface of the contact means is oriented in an orientation including the first orientation.
(Appendix 6)
The contact means contacts a predetermined portion of the third member in the first state, and moves the third member along with movement of the portion maintaining the contact with an increase in the first force. Transitioning from the first state to the second state through rotation about a second axis;
Protection mechanism as described in appendix 5.
(Appendix 7)
7. The protection mechanism of clause 6, wherein the surface is planar.
(Appendix 8)
8. A protection mechanism according to Clause 6 or Clause 7, wherein said portion is provided with rollers rolling over said contact means.
(Appendix 9)
9. The protection mechanism of any one of Appendixes 1-8, comprising the second member.
(Appendix 10)
10. The protection mechanism of any one of Appendixes 1-9, wherein the second member is an arm.
(Appendix 11)
11. The protection mechanism of appendix 10, further comprising a link mechanism for opening and closing the arm.
(Appendix 12)
12. The protection mechanism according to Appendix 10 or Appendix 11, further comprising a drive for opening and closing the arm.

101 ベースフレーム
103、601 アーム
105 ロッド
106 サブアーム
108 サブフレーム
108a スロープ
111 スプリング
112 カム
112a ローラ
114 駆動ブラケット
151 長穴
156 凹部
202、204、207、208、209、210、213 ピン
500、501 展開収納機構
501x 保護機構
602 駆動部
603 駆動ブラケット
604 部材
605 基体
704、704a、704b 駆動ピン
705 アーム支持ピン
801 脆弱部
901a、901d、902a 矢印
101 Base frame 103, 601 Arm 105 Rod 106 Sub-arm 108 Sub-frame 108a Slope 111 Spring 112 Cam 112a Roller 114 Drive bracket 151 Long hole 156 Recess 202, 204, 207, 208, 209, 210, 213 Pin 500, 501 Deployment storage mechanism 501x protection mechanism 602 drive unit 603 drive bracket 604 member 605 base 704, 704a, 704b drive pin 705 arm support pin 801 fragile portion 901a, 901d, 902a arrow

Claims (4)

ベースフレーム、
前記ベースフレームと第1の接続箇所で回動可能に接続され、凹部を備えたカム、
前記カムの前記凹部に一端が装着された弾性部材を備え、前記弾性部材の他端が装着され、前記カムの先端が接触したサブフレーム、
前記ベースフレームの第2の接続箇所に回動可能に接続され、展開及び収納が可能なアーム、
前記アームの先端と前記第2の接続箇所の間の第3の接続箇所に、一端を回動可能に接続されたロッド、および
一端が前記ロッドの他端に回動可能に接続され、他端が前記サブフレームに回動可能に接続されたサブアーム、
を備えた保護機構であって、
展開した前記アームに外力が印加された場合、前記アームは前記第2の接続箇所を支点として回動し、前記アームの回動に応じて前記ロッド及び前記サブアームが回動することにより、前記サブフレームが前記サブアームの他端側に移動し、前記サブフレームに装着された前記弾性部材が伸ばされて前記カムに力が伝達され、前記サブフレームと接触する前記カムの先端が前記第1の接続箇所を支点として前記アーム側に回動し、
前記外力が許容範囲以上の場合、前記カムの前記アーム側への更なる回動によって前記カムの先端が前記サブフレームから離れ、伸ばされていた前記弾性部材が解放され、前記アームが収納される、
保護機構。
base frame,
a cam rotatably connected to the base frame at a first connection point and having a recess;
a subframe comprising an elastic member having one end attached to the recess of the cam, the other end of the elastic member being attached and the tip of the cam contacting;
an arm rotatably connected to the second connection point of the base frame and capable of being deployed and retracted;
a rod pivotally connected at one end to a third connection point between the tip of the arm and the second connection point; and
a sub arm having one end rotatably connected to the other end of the rod and the other end rotatably connected to the sub frame;
A protection mechanism comprising
When an external force is applied to the deployed arm, the arm rotates about the second connection point, and the rod and the sub-arm rotate in accordance with the rotation of the arm, whereby the sub-arm rotates. The frame moves to the other end side of the sub-arm, the elastic member attached to the sub-frame is stretched, the force is transmitted to the cam, and the tip of the cam in contact with the sub-frame becomes the first connection. rotate toward the arm with the point as a fulcrum,
When the external force is greater than or equal to the allowable range, the tip of the cam separates from the sub-frame due to further rotation of the cam toward the arm, the stretched elastic member is released, and the arm is accommodated. ,
protection mechanism.
前記サブアームの前記カムの先端と接触する部分には、前記アーム側に傾斜するスロープが設けられ、前記カムの先端は前記スロープに沿って回動する請求項1に記載の保護機構。 2. The protection mechanism according to claim 1 , wherein a portion of said sub-arm that contacts the tip of said cam is provided with a slope that inclines toward said arm, and said tip of said cam rotates along said slope . 展開した前記アームに許容範囲内の外力が印加された場合、前記アームの前記第2の接続箇所を支点とした回動に応じて前記ロッド及び前記サブアームが回動し、前記サブフレームに装着された前記弾性部材が伸ばされて、前記外力を緩和する請求項1または2に記載の保護機構。 When an external force within an allowable range is applied to the deployed arm, the rod and the sub-arm rotate in accordance with the rotation of the arm about the second connection point, and are attached to the sub-frame. 3. The protection mechanism according to claim 1, wherein said elastic member is stretched to relieve said external force . 前記カムの前記先端にはローラが設けられている請求項1,2または3に記載の保護機構。 4. A protection mechanism according to claim 1, 2 or 3, wherein said tip of said cam is provided with a roller .
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