特開 2022-186400 入出力遮断機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022186400

(43)【公開日】2022-12-15

(54)【発明の名称】入出力遮断機構

(51)【国際特許分類】

   F16H 35/00 20060101AFI20221208BHJP

【ＦＩ】

F16H35/00 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021094600

(22)【出願日】2021-06-04

(71)【出願人】

【識別番号】504157024

【氏名又は名称】国立大学法人東北大学

(74)【代理人】

【識別番号】100143834

【弁理士】

【氏名又は名称】楠 修二

(72)【発明者】

【氏名】多田隈 建二郎

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 将広

(72)【発明者】

【氏名】恩田 一生

(72)【発明者】

【氏名】西城 直人

(72)【発明者】

【氏名】剱持 優人

(72)【発明者】

【氏名】昆陽 雅司

(72)【発明者】

【氏名】田所 諭

(57)【要約】

【課題】比較的簡単な構造で、直動運動での出力側からの逆入力を遮断することができる入出力遮断機構を提供する。
【解決手段】1対のフレーム部１１が、所定の方向に伸びて互いに平行に設けられている。スライド部１２が、各フレーム部１１との間に間隔をあけて各フレーム部１１の間に配置され、各フレーム部１１に対して相対的にスライド可能に設けられている。切替部１３が、スライド部１２から各フレーム部１１に向かって力を加えて、スライド部１２を各フレーム部１１の間で固定する固定状態と、スライド部１２が各フレーム部１１に対して相対的に移動可能に、その力を弱めた開放状態とを切替可能に、各フレーム部１１とスライド部１２との間に設けられている。入力部１４が、スライド部１２に力を伝達可能に設けられ、常態で切替部１３が固定状態のとき、切替部１３を固定状態から開放状態に切替可能に構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の方向に伸びて互いに平行に設けられた1対のフレーム部と、
各フレーム部との間に間隔をあけて各フレーム部の間に配置され、前記所定の方向に沿って、各フレーム部に対して相対的にスライド可能に設けられたスライド部と、
前記スライド部から各フレーム部に向かって力を加えて、前記スライド部を各フレーム部の間で固定する固定状態と、前記スライド部が各フレーム部に対して相対的に移動可能に、前記力を弱めた、または前記力がかからない開放状態とを切替可能に、各フレーム部と前記スライド部との間に設けられ、常態で前記固定状態または前記開放状態に保持された切替部と、
前記スライド部または各フレーム部に力を伝達可能に設けられ、常態で前記切替部が前記固定状態のとき、前記切替部を前記固定状態から前記開放状態に切替可能に構成され、または、常態で前記切替部が前記開放状態のとき、前記切替部を前記開放状態から前記固定状態に切替可能に構成された入力部とを、
有することを特徴とする入出力遮断機構。

【請求項2】

前記スライド部は、各フレーム部に対向する１対の側面に、前記所定の方向に沿って、中央部側から両方の端部側に向かって、それぞれ各フレーム部との間隔が狭くなるよう傾斜して設けられた傾斜面を有し、
前記切替部は、各フレーム部に対応して、それぞれ各フレーム部と前記スライド部の各傾斜面との間に配置された２対の挟持部材を有し、各挟持部材は、各フレーム部に対向する方向の幅が、各フレーム部と前記スライド部の各傾斜面の各端部側との間隔より大きく、各フレーム部と前記スライド部の各傾斜面の前記中央部側との間隔より小さい大きさを有し、前記固定状態のとき、各挟持部材が、対応するフレーム部と前記スライド部の各傾斜面の各端部側との間にそれぞれ挟まり、前記開放状態のとき、各フレーム部に対応する各挟持部材の少なくともいずれか一方が、前記スライド部の各傾斜面の前記中央部側に配置されるよう構成されており、常態で前記固定状態に保持されるよう、各挟持部材が、それぞれ対応する前記スライド部の各傾斜面の各端部側に向かって付勢されており、
前記入力部は、前記切替部を前記固定状態から前記開放状態に切り替えるよう、各フレーム部に対応する各挟持部材の少なくともいずれか一方を、その挟持部材への付勢力に抗して、前記スライド部の前記中央部側に移動可能に設けられていることを
特徴とする請求項１記載の入出力遮断機構。

【請求項3】

各挟持部材は、対応するフレーム部に接触して回転可能に設けられた回転体を有し、前記回転体の回転により各フレームに沿って移動するよう構成されていることを特徴とする請求項２記載の入出力遮断機構。

【請求項4】

前記入力部は、前記スライド部の一方の端部側から、各フレーム部と前記スライド部の各傾斜面との隙間に挿入して、前記一方の端部側で各フレーム部と前記スライド部の各傾斜面との間に挟まった各挟持部材を、前記スライド部の各傾斜面の前記中央部側に移動可能に設けられた１対の挿入部と、各挿入部で各挟持部材を前記スライド部の各傾斜面の前記中央部側に移動させた状態で、前記スライド部の前記一方の端部側の端面に接するよう設けられた接触部とを有することを特徴とする請求項２または３記載の入出力遮断機構。

【請求項5】

前記スライド部は、各フレーム部に対向する１対の側面に、前記所定の方向に沿って、中央部から両方の端部に向かって、それぞれ各フレーム部との間隔が狭くなるよう傾斜して設けられた傾斜面を有し、
前記切替部は、各フレーム部に対応して、それぞれ各フレーム部と前記スライド部の各傾斜面との間に配置された１対の挟持部材と、各挟持部材の前記所定の方向への移動を制限するよう設けられた保持部材とを有し、各挟持部材は、各フレーム部に対向する方向の幅が、各フレーム部と前記スライド部の各傾斜面の各端部との間隔より大きく、各フレーム部と前記スライド部の前記中央部との間隔より小さい大きさを有し、前記固定状態のとき、各挟持部材が、対応するフレーム部と前記スライド部の各傾斜面のいずれかの端部側との間にそれぞれ挟まり、前記開放状態のとき、各フレーム部に対応する各挟持部材が、前記スライド部の前記中央部に配置されるよう構成されており、常態で前記開放状態に保持されるよう、前記保持部材が各挟持部材を前記開放状態での位置の方向に付勢するよう構成されており、
前記入力部は、前記切替部を前記開放状態から前記固定状態に切り替えるよう、前記保持部材の付勢力に抗して、前記スライド部を前記所定の方向に沿って往復移動可能に設けられていることを
特徴とする請求項１記載の入出力遮断機構。

【請求項6】

前記切替部は、２つのアームが中央部で交わった４つのＬ字型部材を有し、各Ｌ字型部材は、それぞれ前記スライド部の各フレーム部に対向する両側縁の、前記所定の方向に沿った両方の端部に、各アームが各フレーム部を含む平面に沿って、前記スライド部の対応する端部の外側に向かって伸びるよう取り付けられ、前記中央部を中心として前記平面に対して垂直な軸周りに回転可能に構成され、前記固定状態のとき、各Ｌ字型部材が回転して、各Ｌ字型部材の対応するフレーム部側のアームが、対応するフレーム部に接触し、前記開放状態のとき、各Ｌ字型部材が反対側に回転して、各Ｌ字型部材の対応するフレーム部側のアームと前記フレーム部との間に隙間が生じるよう構成されており、常態で前記固定状態に保持されるよう、各Ｌ字型部材が前記固定状態のときの回転方向に付勢されており、
前記入力部は、前記切替部を前記固定状態から前記開放状態に切り替えるよう、各Ｌ字型部材の対応するフレーム部とは反対側のアームを、各Ｌ字型部材への付勢力に抗して回転可能に設けられていることを
特徴とする請求項１記載の入出力遮断機構。

【請求項7】

各Ｌ字型部材は、対応するフレーム部とは反対側のアームが、前記対応するフレーム部とは反対側のフレーム部に向かって伸びており、
前記入力部は、前記スライド部の前記所定の方向に沿った各端部側から、対応する端部側の各Ｌ字型部材の前記反対側のアームを、前記スライド部に向かって同時に押すことにより、各Ｌ字型部材の前記反対側のアームを、各Ｌ字型部材への付勢力に抗して回転可能に構成されていることを
特徴とする請求項６記載の入出力遮断機構。

【請求項8】

前記切替部は、細長い４つのアーム部材を有し、各アーム部材は、それぞれ前記スライド部の各フレーム部に対向する両側縁の、前記所定の方向に沿った両方の端部に、各フレーム部を含む平面に沿って、中央部を中心として前記平面に対して垂直な軸周りに回転可能に構成され、前記固定状態のとき、各アーム部材が回転して、各アーム部材の対応するフレーム部側の一端部が、対応するフレーム部に接触し、前記開放状態のとき、各アーム部材が反対側に回転して、各アーム部材の前記一端部と前記フレーム部との間に隙間が生じるよう構成されており、常態で前記開放状態に保持されるよう、各アーム部材が前記固定状態のときの回転方向に付勢されており、
前記入力部は、前記切替部を前記開放状態から前記固定状態に切り替えるよう、各アーム部材の対応するフレーム部とは反対側の他端部を、各アーム部材への付勢力に抗して回転可能に設けられていることを
特徴とする請求項１記載の入出力遮断機構。

【請求項9】

各アーム部材は、前記一端部が、前記スライド部の対応する端部とは反対側の端部に向かって伸びており、前記他端部が、前記スライド部の対応する端部の外側に向かって伸びており、
前記入力部は、前記スライド部の前記所定の方向に沿った各端部の少なくともいずれか一方の側から、対応する端部側の各アーム部材の前記他端部を、前記スライド部に向かって同時に押すことにより、各アーム部材の前記他端部を、各アーム部材への付勢力に抗して回転可能に構成されていることを
特徴とする請求項８記載の入出力遮断機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、入出力遮断機構に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ロボットハンドやロボットアームの関節部や、ブレーキシステム、ギアなど、入力側から出力側に力を伝える動力の伝達機構では、外部から過大なトルクや力を受けたとき、関節等を逆回転させるような逆入力が出力側から入力側にまで伝達されてしまい、関節等の伝達機構や入力部側の構造が破壊されるという問題があった。そこで、このような問題を解決するために、トルクダイオードや、ブレーキにアクチュエータを組み合わせたもの等、入力側と出力側とを遮断する機構が開発されている（例えば、特許文献１、２、または、非特許文献１参照）。

【0003】

これらの入力側と出力側とを遮断する機構には、いわゆる通常ロック式と通常フリー式の２種類の機構がある。通常ロック式の機構は、常態で、入力側から出力側にはトルクを伝達可能であるが、出力側からトルクが逆入力されたときに、そのトルクを固定されたフレーム等で受けとめ、入力側には伝わらない構造になっている。また、通常フリー式の機構は、常態で、出力側がフリーに可動するようになっており、入力側が駆動するときにのみ、出力側に入力側からのトルクが伝達される構造になっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－２１０１０４号公報、

【特許文献2】特開２０１４－１７２５４６号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】川合正浩、「トルクダイオードの基本原理と適用例（動力伝動に関わる昨今の機械要素～縁の下を支える装置～）」、日本機械学会年次大会講演資料集 2006.8(0)、2006年、p.186-187

【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、特許文献１、２、および、非特許文献１に記載のような従来のトルクダイオード等は、回転運動に対するものであり、直動運動での出力側からの逆入力を遮断する機構の開発が求められている。例えば、従来のトルクダイオード等を改良して、回転運動を直動運動に変換するためには、ラックギアやボールねじ等を利用した変換機構が必要となり、構造が複雑になってしまい、製造費用やメンテナンス費用が嵩むという課題があった。

【0007】

本発明は、このような課題に着目してなされたもので、比較的簡単な構造で、直動運動での出力側からの逆入力を遮断することができる入出力遮断機構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】

上記目的を達成するために、本発明に係る入出力遮断機構は、所定の方向に伸びて互いに平行に設けられた1対のフレーム部と、各フレーム部との間に間隔をあけて各フレーム部の間に配置され、前記所定の方向に沿って、各フレーム部に対して相対的にスライド可能に設けられたスライド部と、前記スライド部から各フレーム部に向かって力を加えて、前記スライド部を各フレーム部の間で固定する固定状態と、前記スライド部が各フレーム部に対して相対的に移動可能に、前記力を弱めた、または前記力がかからない開放状態とを切替可能に、各フレーム部と前記スライド部との間に設けられ、常態で前記固定状態または前記開放状態に保持された切替部と、前記スライド部または各フレーム部に力を伝達可能に設けられ、常態で前記切替部が前記固定状態のとき、前記切替部を前記固定状態から前記開放状態に切替可能に構成され、または、常態で前記切替部が前記開放状態のとき、前記切替部を前記開放状態から前記固定状態に切替可能に構成された入力部とを、有することを特徴とする。

【0009】

本発明に係る入出力遮断機構は、常態で切替部が固定状態のとき、入力部に力を加えて、切替部を固定状態から開放状態に切り替えることにより、スライド部を各フレーム部に対して相対的に移動させることができる。このとき、入力部から力を伝達可能なスライド部または各フレーム部を出力にすることにより、入力部から出力側に力を伝達することができる。これにより、スライド部または各フレーム部を、各フレーム部の伸張方向に沿って直動運動させることができる。また、常態で切替部が固定状態のとき、スライド部が各フレーム部の間で固定されているため、出力側のスライド部または各フレーム部に力が加わっても、入力部には力が伝わらない。このように、本発明に係る入出力遮断機構は、常態で切替部が固定状態のとき、通常ロック式の機構となり、比較的簡単な構造で、直動運動での出力側からの逆入力を遮断することができ、入力部側の構造等が破壊されるのを防ぐことができる。

【0010】

また、常態で切替部が開放状態のとき、入力部に力を加えて、切替部を開放状態から固定状態に切り替えることにより、スライド部を各フレーム部の間で固定することができる。このとき、入力部から力を伝達可能なスライド部または各フレーム部を出力にすることにより、入力部から出力側に力を伝達することができ、スライド部および各フレーム部を移動させることができる。また、常態で切替部が開放状態のとき、スライド部が各フレーム部に対して相対的に移動可能であるため、スライド部および各フレーム部のうち、入力部から力を伝達されない方を出力にすることにより、出力側に力が加わっても入力部には力が伝わらない。このように、本発明に係る入出力遮断機構は、常態で切替部が開放状態のとき、通常フリー式の機構となり、比較的簡単な構造で、直動運動での出力側からの逆入力を遮断することができ、入力部側の構造等が破壊されるのを防ぐことができる。

【0011】

本発明に係る入出力遮断機構は、直動運動での出力側からの逆入力を遮断することができるものであれば、いかなる構成を有していてもよい。本発明に係る入出力遮断機構は、例えば、前記スライド部が、各フレーム部に対向する１対の側面に、前記所定の方向に沿って、中央部側から両方の端部側に向かって、それぞれ各フレーム部との間隔が狭くなるよう傾斜して設けられた傾斜面を有し、前記切替部は、各フレーム部に対応して、それぞれ各フレーム部と前記スライド部の各傾斜面との間に配置された２対の挟持部材を有し、各挟持部材は、各フレーム部に対向する方向の幅が、各フレーム部と前記スライド部の各傾斜面の各端部側との間隔より大きく、各フレーム部と前記スライド部の各傾斜面の前記中央部側との間隔より小さい大きさを有し、前記固定状態のとき、各挟持部材が、対応するフレーム部と前記スライド部の各傾斜面の各端部側との間にそれぞれ挟まり、前記開放状態のとき、各フレーム部に対応する各挟持部材の少なくともいずれか一方が、前記スライド部の各傾斜面の前記中央部側に配置されるよう構成されており、常態で前記固定状態に保持されるよう、各挟持部材が、それぞれ対応する前記スライド部の各傾斜面の各端部側に向かって付勢されており、前記入力部は、前記切替部を前記固定状態から前記開放状態に切り替えるよう、各フレーム部に対応する各挟持部材の少なくともいずれか一方を、その挟持部材への付勢力に抗して、前記スライド部の前記中央部側に移動可能に設けられていてもよい。この場合、通常ロック式の機構として、直動運動での出力側からの逆入力を遮断することができる。

【0012】

また、この挟持部材を有する場合、各挟持部材は、対応するフレーム部に接触して回転可能に設けられた回転体を有し、前記回転体の回転により各フレームに沿って移動するよう構成されていることが好ましい。このとき、入力部により開放状態に切り替えることにより、少なくとも各挟持部材の一方が、スライド部の中央部側に移動しているため、各挟持部材の他方が、対応するフレーム部とスライド部の各傾斜面の各端部側との間にそれぞれ挟まって、スライド部から各フレーム部に向かって力が加わった状態であっても、各回転体の回転により、比較的容易に、スライド部を各フレーム部に対して相対的に移動させることができる。

【0013】

また、この挟持部材を有する場合、前記入力部は、前記スライド部の一方の端部側から、各フレーム部と前記スライド部の各傾斜面との隙間に挿入して、前記一方の端部側で各フレーム部と前記スライド部の各傾斜面との間に挟まった各挟持部材を、前記スライド部の各傾斜面の前記中央部側に移動可能に設けられた１対の挿入部と、各挿入部で各挟持部材を前記スライド部の各傾斜面の前記中央部側に移動させた状態で、前記スライド部の前記一方の端部側の端面に接するよう設けられた接触部とを有していてもよい。このとき、スライド部を出力にすることにより、入力部から出力側に力を伝達することができると共に、出力側からの逆入力を遮断することができる。

【0014】

また、本発明に係る入出力遮断機構は、例えば、前記スライド部が、各フレーム部に対向する１対の側面に、前記所定の方向に沿って、中央部から両方の端部に向かって、それぞれ各フレーム部との間隔が狭くなるよう傾斜して設けられた傾斜面を有し、前記切替部は、各フレーム部に対応して、それぞれ各フレーム部と前記スライド部の各傾斜面との間に配置された１対の挟持部材と、各挟持部材の前記所定の方向への移動を制限するよう設けられた保持部材とを有し、各挟持部材は、各フレーム部に対向する方向の幅が、各フレーム部と前記スライド部の各傾斜面の各端部との間隔より大きく、各フレーム部と前記スライド部の前記中央部との間隔より小さい大きさを有し、前記固定状態のとき、各挟持部材が、対応するフレーム部と前記スライド部の各傾斜面のいずれかの端部側との間にそれぞれ挟まり、前記開放状態のとき、各フレーム部に対応する各挟持部材が、前記スライド部の前記中央部に配置されるよう構成されており、常態で前記開放状態に保持されるよう、前記保持部材が各挟持部材を前記開放状態での位置の方向に付勢するよう構成されており、前記入力部は、前記切替部を前記開放状態から前記固定状態に切り替えるよう、前記保持部材の付勢力に抗して、前記スライド部を前記所定の方向に沿って往復移動可能に設けられていてもよい。この場合、通常フリー式の機構として、直動運動での出力側からの逆入力を遮断することができる。また、各フレーム部を出力にすることにより、出力側からの逆入力を遮断することができる。

【0015】

また、本発明に係る入出力遮断機構は、例えば、前記切替部が、２つのアームが中央部で交わった４つのＬ字型部材を有し、各Ｌ字型部材は、それぞれ前記スライド部の各フレーム部に対向する両側縁の、前記所定の方向に沿った両方の端部に、各アームが各フレーム部を含む平面に沿って、前記スライド部の対応する端部の外側に向かって伸びるよう取り付けられ、前記中央部を中心として前記平面に対して垂直な軸周りに回転可能に構成され、前記固定状態のとき、各Ｌ字型部材が回転して、各Ｌ字型部材の対応するフレーム部側のアームが、対応するフレーム部に接触し、前記開放状態のとき、各Ｌ字型部材が反対側に回転して、各Ｌ字型部材の対応するフレーム部側のアームと前記フレーム部との間に隙間が生じるよう構成されており、常態で前記固定状態に保持されるよう、各Ｌ字型部材が前記固定状態のときの回転方向に付勢されており、前記入力部は、前記切替部を前記固定状態から前記開放状態に切り替えるよう、各Ｌ字型部材の対応するフレーム部とは反対側のアームを、各Ｌ字型部材への付勢力に抗して回転可能に設けられていてもよい。この場合にも、通常ロック式の機構として、直動運動での出力側からの逆入力を遮断することができる。また、スライド部を出力にすることにより、入力部から出力側に力を伝達することができると共に、出力側からの逆入力を遮断することができる。

【0016】

このＬ字型部材を有する場合、各Ｌ字型部材は、対応するフレーム部とは反対側のアームが、前記対応するフレーム部とは反対側のフレーム部に向かって伸びており、前記入力部は、前記スライド部の前記所定の方向に沿った各端部側から、対応する端部側の各Ｌ字型部材の前記反対側のアームを、前記スライド部に向かって同時に押すことにより、各Ｌ字型部材の前記反対側のアームを、各Ｌ字型部材への付勢力に抗して回転可能に構成されていてもよい。これにより、比較的簡単な構造で、固定状態から開放状態に切り替えることができる。

【0017】

また、本発明に係る入出力遮断機構は、例えば、前記切替部が、細長い４つのアーム部材を有し、各アーム部材は、それぞれ前記スライド部の各フレーム部に対向する両側縁の、前記所定の方向に沿った両方の端部に、各フレーム部を含む平面に沿って、中央部を中心として前記平面に対して垂直な軸周りに回転可能に構成され、前記固定状態のとき、各アーム部材が回転して、各アーム部材の対応するフレーム部側の一端部が、対応するフレーム部に接触し、前記開放状態のとき、各アーム部材が反対側に回転して、各アーム部材の前記一端部と前記フレーム部との間に隙間が生じるよう構成されており、常態で前記開放状態に保持されるよう、各アーム部材が前記固定状態のときの回転方向に付勢されており、
前記入力部は、前記切替部を前記開放状態から前記固定状態に切り替えるよう、各アーム部材の対応するフレーム部とは反対側の他端部を、各アーム部材への付勢力に抗して回転可能に設けられていてもよい。この場合、通常フリー式の機構として、直動運動での出力側からの逆入力を遮断することができる。また、各フレーム部を出力にすることにより、出力側からの逆入力を遮断することができる。

【0018】

このアーム部材を有する場合、各アーム部材は、前記一端部が、前記スライド部の対応する端部とは反対側の端部に向かって伸びており、前記他端部が、前記スライド部の対応する端部の外側に向かって伸びており、前記入力部は、前記スライド部の前記所定の方向に沿った各端部の少なくともいずれか一方の側から、対応する端部側の各アーム部材の前記他端部を、前記スライド部に向かって同時に押すことにより、各アーム部材の前記他端部を、各アーム部材への付勢力に抗して回転可能に構成されていてもよい。これにより、比較的簡単な構造で、開放状態から固定状態に切り替えることができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、比較的簡単な構造で、直動運動での出力側からの逆入力を遮断することができる入出力遮断機構を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の第１の実施の形態の入出力遮断機構の、（ａ）常態の固定状態、（ｂ）入力部の挿入部を、挟持部材に接触させた状態、（ｃ）開放状態を示す平面図である。

【図2】本発明の第２の実施の形態の入出力遮断機構の、（ａ）常態の開放状態、（ｂ）固定状態を示す平面図である。

【図3】本発明の第３の実施の形態の入出力遮断機構の、（ａ）常態の固定状態、（ｂ）開放状態を示す平面図である。

【図4】本発明の第４の実施の形態の入出力遮断機構の、（ａ）常態の開放状態、（ｂ）固定状態を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態の入出力遮断機構１０を示している。
図１に示すように、入出力遮断機構１０は、１対のフレーム部１１とスライド部１２と切替部１３と入力部１４とを有している。

【0022】

１対のフレーム部１１は、所定の方向に伸びて互いに平行に設けられている。各フレーム部１１は、別々の部材により形成されていてもよく、円筒の内壁面など、１つの部材に形成されていてもよい。また、各フレーム部１１は、例えば、レール状であってもよい。

【0023】

スライド部１２は、各フレーム部１１との間に間隔をあけて、各フレーム部１１の間に配置されている。スライド部１２は、各フレーム部１１の伸張方向に沿って、各フレーム部１１に対してスライド可能に設けられている。スライド部１２は、各フレーム部１１に対向する１対の側面に、各フレーム部１１の伸張方向に沿って、中央部側から両方の端部側に向かって、それぞれ各フレーム部１１との間隔が狭くなるよう傾斜して設けられた傾斜面１２ａを有している。スライド部１２は、出力部を構成している。

【0024】

切替部１３は、各フレーム部１１に対応して、それぞれ各フレーム部１１とスライド部１２の各傾斜面１２ａとの間に配置された２対の挟持部材１３ａと、同じフレーム部１１の側に配置された２つの挟持部材１３ａを連結した１対の弾性部材１３ｂとを有している。各挟持部材１３ａは、円柱状の回転体から成り、対応するフレーム部１１に接触して回転することにより、各フレームに沿って移動するよう設けられている。各挟持部材１３ａは、各フレーム部１１に対向する方向の幅、すなわち直径が、スライド部１２を各フレーム部１１の中央に配置したとき、各フレーム部１１とスライド部１２の各傾斜面１２ａの各端部側との間隔より大きく、各フレーム部１１とスライド部１２の各傾斜面１２ａの中央部側との間隔より小さい大きさを有している。

【0025】

各弾性部材１３ｂは、各挟持部材１３ａを回転可能に連結している。図１（ａ）に示すように、各弾性部材１３ｂは、連結した各挟持部材１３ａが、対応するフレーム部１１とスライド部１２の各傾斜面１２ａの各端部側との間に挟まれるよう、各挟持部材１３ａを互いに外側に向かって付勢している。なお、各弾性部材１３ｂは、各挟持部材１３ａを互いに外側に向かって付勢可能であれば、いかなるものであってもよく、例えば、コイルスプリングや空気式のバネなどから成っていてもよい。また、各弾性部材１３ｂは、バネ定数を調整可能であってもよい。

【0026】

図１（ａ）に示すように、切替部１３は、常態で、各挟持部材１３ａが、それぞれ対応するスライド部１２の各傾斜面１２ａの各端部側に向かって付勢されて、対応するフレーム部１１とスライド部１２の各傾斜面１２ａの各端部側との間にそれぞれ挟まっている。これにより、切替部１３は、常態で、スライド部１２から各フレーム部１１に向かって力を加え、スライド部１２を各フレーム部１１の間で固定した固定状態に保持している。また、図１（ｂ）および（ｃ）に示すように、切替部１３は、各フレーム部１１に対応する各挟持部材１３ａのいずれか一方を、スライド部１２の各傾斜面１２ａの中央部側に配置することにより、スライド部１２から各フレーム部１１に向かって加えられた力を弱めた開放状態になり、スライド部１２を各フレーム部１１に対して移動可能になっている。

【0027】

入力部１４は、各フレーム部１１との間に間隔をあけて、各フレーム部１１の間に配置されている。入力部１４は、スライド部１２の一方の端部側に配置され、各フレーム部１１の伸張方向に沿って、各フレーム部１１に対してスライド可能に設けられている。入力部１４は、１対の挿入部１４ａと接触部１４ｂとを有している。各挿入部１４ａは、スライド部１２に向かって突出するよう設けられている。各挿入部１４ａは、スライド部１２の一方の端部側から、それぞれ各フレーム部１１とスライド部１２の各傾斜面１２ａとの隙間に挿入可能に設けられている。図１（ｂ）および（ｃ）に示すように、各挿入部１４ａは、その隙間に挿入したとき、各フレーム部１１とスライド部１２の各傾斜面１２ａとの間に挟まった各挟持部材１３ａに接触し、各挟持部材１３ａをスライド部１２の各傾斜面１２ａの中央部側に移動可能に設けられている。

【0028】

接触部１４ｂは、各挿入部１４ａの間に、スライド部１２に向かって突出するよう設けられている。接触部１４ｂは、突出量が、各挿入部１４ａの突出量よりも小さく形成されている。図１（ｃ）に示すように、接触部１４ｂは、各挿入部１４ａで各挟持部材１３ａをスライド部１２の各傾斜面１２ａの中央部側に移動させた状態で、スライド部１２の一方の端部側の端面に接するよう設けられている。

【0029】

入力部１４は、図１（ｂ）に示すように、各挿入部１４ａを、スライド部１２の一方の端部側の各挟持部材１３ａに接触させて、その各挟持部材１３ａを、切替部１３の各弾性部材１３ｂによる付勢力に抗して、スライド部１２の中央部側に移動させることにより、切替部１３を固定状態から開放状態に切替可能になっている。また、図１（ｃ）に示すように、入力部１４は、各挿入部１４ａで切替部１３を開放状態に切り替えた後、接触部１４ｂをスライド部１２の一方の端部側の端面に接触させることにより、スライド部１２に力を伝達可能になっている。

【0030】

次に、作用について説明する。
入出力遮断機構１０は、通常ロック式の機構であり、スライド部１２が出力になっている。入出力遮断機構１０は、常態で切替部１３が図１（ａ）に示す固定状態のとき、入力部１４をスライドさせて、切替部１３を、固定状態から図１（ｂ）を経て、図１（ｃ）に示す開放状態に切り替えることにより、スライド部１２を各フレーム部１１に対して、各フレーム部１１の伸張方向に沿って直動運動させることができる。このとき、各挟持部材１３ａの一方が、スライド部１２の中央部側に移動しているため、各挟持部材１３ａの他方が、対応するフレーム部１１とスライド部１２の各傾斜面１２ａの各端部側との間にそれぞれ挟まって、スライド部１２から各フレーム部１１に向かって力が加わった状態であっても、回転体から成るその挟持部材１３ａの回転により、比較的容易に、スライド部１２を各フレーム部１１に対して移動させることができる。こうして、入出力遮断機構１０は、入力部１４から出力側のスライド部１２に力を伝達することができる。

【0031】

また、入出力遮断機構１０は、常態で切替部１３が図１（ａ）に示す固定状態のとき、スライド部１２が各フレーム部１１の間で固定されているため、出力側のスライド部１２に力が加わっても、入力部１４には力が伝わらない。このように、入出力遮断機構１０は、比較的簡単な構造で、直動運動での出力側からの逆入力を遮断することができ、入力部１４の側の構造等が破壊されるのを防ぐことができる。また、入出力遮断機構１０は、図１（ｃ）に示す開放状態で入力部１４に加えている力を除くことにより、各弾性部材１３ｂの付勢力で、図１（ａ）に示す常態の固定状態に戻すことができる。

【0032】

入出力遮断機構１０は、各挟持部材１３ａの軸方向の幅を大きくすることにより、固定状体での保持力を高めることができる。これにより、例えば人を持ち上げるアームなど、大きい荷重がかかる作業を行う場合には効果的である。また、入出力遮断機構１０は、重心の位置を中央に設定可能であり、対称形状にしやすい。このため、部品数を極力抑えることができ、比較的簡単な構造にすることができる。また、各弾性部材１３ｂを、バネ定数が可変の空気式のバネにすることにより、固定状態から開放状態にする際に必要な最低限の力を変更することができる。また、入出力遮断機構１０は、円筒部材の内壁面に各フレーム部１１を配置することにより、円筒部材の軸方向には寸法を取るものの、径方向にはコンパクトな回転型の構造にすることもできる。また、複数の入出力遮断機構１０を連結し、１つの加圧・減圧手段で全ての入出力遮断機構１０の入力部１４を往復移動するよう構成することにより、構造全体で固定状態と開放状態とを同時に切替可能にすることができる。

【0033】

なお、切替部１３は、各挟持部材１３ａが、本体と回転体から成る車輪とを有し、回転体が対応するフレーム部１１の側に配置され、各フレーム部１１に対向する方向の幅が、各フレーム部１１とスライド部１２の各傾斜面１２ａの各端部側との間隔より大きく、各フレーム部１１とスライド部１２の各傾斜面１２ａの中央部側との間隔より小さい大きさを有していてもよい。この場合にも、開放状態のとき、車輪の各回転体の回転により、比較的容易に、スライド部１２を各フレーム部１１に対して移動させることができる。

【0034】

また、図１（ａ）に示すように、入力部１４は、２つから成り、スライド部１２の他方の端部側にも設けられ、互いに内側向きおよび外側向きに、一体的に移動可能に構成されていてもよい。この場合、開放状態のとき、全ての挟持部材１３ａをスライド部１２の中央部側に移動させることができるため、スライド部１２を各フレーム部１１に対して容易に移動させることができる。

【0035】

図２は、本発明の第２の実施の形態の入出力遮断機構を示している。
図２に示すように、入出力遮断機構２０は、１対の支持部２１と１対のフレーム部２２とスライド部２３と切替部２４と入力部２５とを有している。

【0036】

１対の支持部２１は、所定の方向に伸びて互いに平行に設けられている。１対のフレーム部２２は、各支持部２１の間に配置され、支持部２１の伸張方向と同じ方向に伸びて互いに平行に設けられている。各フレーム部２２は、伸張方向に沿ってスライド可能に、各支持部２１に支持されている。各フレーム部２２は、別々の部材により形成されていてもよく、円筒の内壁面など、１つの部材に形成されていてもよい。また、各フレーム部２２は、例えば、レール状であってもよい。各フレーム部２２は、出力部を構成している。

【0037】

スライド部２３は、各フレーム部２２との間に間隔をあけて、各フレーム部２２の間に配置されている。スライド部２３は、各フレーム部２２の伸張方向に沿って、各フレーム部２２に対してスライド可能に設けられている。スライド部２３は、各フレーム部２２に対向する１対の側面に、各フレーム部２２の伸張方向に沿って、中央部から両方の端部側に向かって、それぞれ各フレーム部２２との間隔が狭くなるよう傾斜して設けられた傾斜面２３ａを有している。

【0038】

切替部２４は、各フレーム部２２に対応して、それぞれ各フレーム部２２とスライド部２３の各傾斜面２３ａとの間に配置された１対の挟持部材２４ａと、各挟持部材２４ａを各フレーム部２２の伸張方向で挟むよう、各フレーム部２２とスライド部２３の各傾斜面２３ａとの間に配置された２対の保持部材２４ｂとを有している。各挟持部材２４ａは、円柱状を成しており、各フレーム部２２に対向する方向の幅、すなわち直径が、スライド部２３を各フレーム部２２の中央に配置したとき、各フレーム部２２とスライド部２３の各傾斜面２３ａの各端部側との間隔より大きく、各フレーム部２２とスライド部２３の中央部との間隔より小さい大きさを有している。

【0039】

各保持部材２４ｂは、互いの相対的な配置が変わらないよう互いに連結されている。各保持部材２４ｂは、各挟持部材２４ａの各フレーム部２２の伸張方向への移動範囲を制限するよう設けられている。各保持部材２４ｂは、各支持部２１に接触しており、各フレーム部２２の伸張方向に沿って、各支持部２１との間の摩擦力より大きい力がかかったとき、その力の方向に移動するよう構成されている。また、各保持部材２４ｂは、各挟持部材２４ａをスライド部２３の中央部に向かって付勢するよう、弾性部材２４ｃを介して、スライド部２３に接続されている。弾性部材２４ｃは、各保持部材２４ｂと各支持部２１との間の摩擦力より小さい力で、各挟持部材２４ａを付勢するよう構成されている。

【0040】

図２（ａ）に示すように、切替部２４は、常態で、各保持部材２４ｂの付勢力により、各挟持部材２４ａが対応するスライド部２３の中央部に位置付けられており、各フレーム部２２がスライド部２３に対して移動可能な開放状態に保持されている。また、図２（ｂ）に示すように、切替部２４は、各挟持部材２４ａが、対応するフレーム部２２とスライド部２３の各傾斜面２３ａのいずれかの端部側との間にそれぞれ挟まることにより、スライド部２３に対して各フレーム部２２を固定した固定状態になるよう構成されている。

【0041】

入力部２５は、スライド部２３を各フレーム部２２の伸張方向に沿って往復移動可能に、スライド部２３に取り付けられている。入力部２５は、図２（ｂ）に示すように、スライド部２３を各フレーム部２２の伸張方向に沿ってスライドさせることにより、各保持部材２４ｂの付勢力に抗して、各挟持部材２４ａをスライド部２３の各傾斜面２３ａのいずれかの端部側に移動させ、切替部２４を開放状態から固定状態に切替可能になっている。また、入力部２５は、切替部２４を固定状態に切り替えた後、各保持部材２４ｂと各支持部２１との間の摩擦力より大きい力でスライド部２３をスライドさせることにより、スライド部２３から各フレーム部２２に力を伝達して、スライド部２３と共に各保持部材２４ｂおよび各フレーム部２２をスライド可能になっている。

【0042】

次に、作用について説明する。
入出力遮断機構２０は、通常フリー式の機構であり、各フレーム部２２が出力になっている。入出力遮断機構２０は、常態で切替部２４が図２（ａ）に示す開放状態のとき、入力部２５によりスライド部２３をスライドさせて、切替部２４を開放状態から、図２（ｂ）に示す固定状態に切り替えることにより、スライド部２３を各フレーム部２２の間で固定し、スライド部２３と共に各フレーム部２２を、その伸張方向に沿って直動運動させることができる。こうして、入出力遮断機構２０は、入力部２５から出力側の各フレーム部２２に力を伝達することができる。

【0043】

また、入出力遮断機構２０は、常態で切替部２４が図２（ａ）に示す開放状態のとき、各フレーム部２２がスライド部２３に対して移動可能になっているため、出力側の各フレーム部２２に力が加わっても、入力部２５には力が伝わらない。このように、入出力遮断機構２０は、比較的簡単な構造で、直動運動での出力側からの逆入力を遮断することができ、入力部２５の側の構造等が破壊されるのを防ぐことができる。また、入出力遮断機構２０は、図２（ｂ）に示す固定状態で入力部２５に加えている力を除くことにより、各保持部材２４ｂの付勢力で各挟持部材２４ａがスライド部２３の中央部に移動するため、図２（ａ）に示す常態の開放状態に戻すことができる。

【0044】

入出力遮断機構２０は、重心の位置を中央に設定可能であり、対称形状にしやすい。このため、部品数を極力抑えることができ、比較的簡単な構造にすることができる。また、入出力遮断機構２０は、円筒部材の内壁面に各フレーム部２２を配置することにより、円筒部材の軸方向には寸法を取るものの、径方向にはコンパクトな回転型の構造にすることもできる。また、複数の入出力遮断機構２０を連結し、１つの加圧・減圧手段で全ての入出力遮断機構２０の入力部２５を往復移動するよう構成することにより、構造全体で固定状態と開放状態とを同時に切替可能にすることができる。

【0045】

図３は、本発明の第３の実施の形態の入出力遮断機構を示している。
図３に示すように、入出力遮断機構３０は、１対のフレーム部３１とスライド部３２と切替部３３と入力部３４とを有している。

【0046】

１対のフレーム部３１は、所定の方向に伸びて互いに平行に設けられている。各フレーム部３１は、別々の部材により形成されていてもよく、円筒の内壁面など、１つの部材に形成されていてもよい。また、各フレーム部３１は、例えば、レール状であってもよい。

【0047】

スライド部３２は、各フレーム部３１との間に間隔をあけて、各フレーム部３１の間に配置されている。スライド部３２は、各フレーム部３１の伸張方向に沿って、各フレーム部３１に対してスライド可能に設けられている。スライド部３２は、各フレーム部３１に対向する両側縁の、各フレーム部３１の伸張方向に沿った両方の端部に、各フレーム部３１の伸張方向に沿って突出した４つの取付部３２ａを有している。スライド部３２は、出力部を構成している。

【0048】

切替部３３は、２つのアーム３３ｂ、３３ｃが中央部で交わった４つのＬ字型部材３３ａと、４つの弾性部材３３ｄとを有している。各Ｌ字型部材３３ａは、それぞれスライド部３２の各取付部３２ａに、中央部で回転可能に取り付けられている。各Ｌ字型部材３３ａは、中央部を中心として、各フレーム部３１を含む平面に対して垂直な軸周りに回転可能になっている。各Ｌ字型部材３３ａは、各アーム３３ｂ、３３ｃが各フレーム部３１を含む平面に沿って、スライド部３２の対応する端部の外側に向かって伸びると共に、対応するフレーム部３１とは反対側のアーム３３ｃが、対応するフレーム部３１とは反対側のフレーム部３１に向かって斜めに伸びるよう取り付けられている。また、各Ｌ字型部材３３ａは、スライド部３２を各フレーム部３１の中央に配置したとき、対応するフレーム部３１の側のアーム３３ｂが、各フレーム部３１とスライド部３２の各取付部３２ａとの間隔より長く形成されている。

【0049】

各弾性部材３３ｄは、各Ｌ字型部材３３ａに対応して設けられ、各Ｌ字型部材３３ａの対応するフレーム部３１とは反対側のアーム３３ｃと、対応するスライド部３２の端部とを連結するよう設けられている。各弾性部材３３ｄは、各Ｌ字型部材３３ａを、対応するフレーム部３１の側のアーム３３ｂが、その対応するフレーム部３１に向かって回転する方向に付勢している。なお、各弾性部材３３ｄは、いかなるものであってもよく、例えば、コイルスプリングや空気式のバネなどから成っていてもよい。また、各弾性部材３３ｄは、バネ定数を調整可能であってもよい。

【0050】

図３（ａ）に示すように、切替部３３は、常態で、各弾性部材３３ｄにより、各Ｌ字型部材３３ａの対応するフレーム部３１の側のアーム３３ｂが、その対応するフレーム部３１に向かって回転する方向に付勢されて、対応するフレーム部３１に接触して押し付けられている。これにより、切替部３３は、常態で、スライド部３２から各フレーム部３１に向かって力を加え、スライド部３２を各フレーム部３１の間で固定した固定状態に保持している。また、図３（ｂ）に示すように、切替部３３は、各Ｌ字型部材３３ａを各弾性部材３３ｄによる付勢力とは反対側に回転して、各Ｌ字型部材３３ａの対応するフレーム部３１の側のアーム３３ｂとそのフレーム部３１との間に隙間が生じるようにすることにより、スライド部３２から各フレーム部３１に向かって力が加わらない開放状態になり、スライド部３２を各フレーム部３１に対して移動可能になっている。

【0051】

入力部３４は、各フレーム部３１の間で、各フレーム部３１の伸張方向に沿ったスライド部３２の両端側にそれぞれ配置された１対の接触部３４ａと、スライド部３２の中心部に配置された平歯車３４ｂと、各接触部３４ａからスライド部３２に挿入されてスライド部３２の反対側まで伸びる１対のラック３４ｃとを有している。各接触部３４ａは、対応するスライド部３２の端部側で、各Ｌ字型部材３３ａの対応するフレーム部３１とは反対側のアーム３３ｃに、スライド部３２とは反対側から接触可能に設けられている。平歯車３４ｂは、各フレーム部３１の伸張方向に対して垂直な軸を中心として回転可能に配置されている。各ラック３４ｃは、歯が互いに向かい合い、スライド部３２の中心部で、平歯車３４ｂを挟んで平歯車３４ｂと噛み合うよう配置されている。これにより、入力部３４は、各フレーム部３１の伸張方向に沿って、一方の接触部３４ａをスライドさせたとき、他方の接触部３４ａも同時に、互いに外側に向かってスライド可能および、互いに内側に向かってスライド可能になっている。

【0052】

入力部３４は、図３（ｂ）に示すように、各接触部３４ａを互いに内側に向かってスライドさせて、各Ｌ字型部材３３ａの対応するフレーム部３１とは反対側のアーム３３ｃを、スライド部３２に向かって同時に押し、全てのＬ字型部材３３ａを各弾性部材ｄの付勢力に抗して回転させることにより、切替部３３を固定状態から開放状態に切替可能になっている。また、入力部３４は、切替部３３を開放状態に切り替えた後、いずれか一方の接触部３４ａを押し続けることにより、スライド部３２に力を伝達して、スライド部３２をスライド可能になっている。

【0053】

次に、作用について説明する。
入出力遮断機構３０は、通常ロック式の機構であり、スライド部３２が出力になっている。入出力遮断機構３０は、常態で切替部３３が図３（ａ）に示す固定状態のとき、入力部３４の各接触部３４ａをスライドさせて、切替部３３を固定状態から、図３（ｂ）に示す開放状態に切り替えることにより、スライド部３２を各フレーム部３１に対して、各フレーム部３１の伸張方向に沿って直動運動させることができる。こうして、入出力遮断機構３０は、入力部３４から出力側のスライド部３２に力を伝達することができる。

【0054】

また、入出力遮断機構３０は、常態で切替部３３が図３（ａ）に示す固定状態のとき、スライド部３２が各フレーム部３１の間で固定されているため、出力側のスライド部３２に力が加わっても、入力部３４には力が伝わらない。このように、入出力遮断機構３０は、比較的簡単な構造で、直動運動での出力側からの逆入力を遮断することができ、入力部３４の側の構造等が破壊されるのを防ぐことができる。また、入出力遮断機構３０は、図３（ｂ）に示す開放状態で入力部３４に加えている力を除くことにより、各弾性部材３３ｄの付勢力で、図３（ａ）に示す常態の固定状態に戻すことができる。

【0055】

入出力遮断機構３０は、重心の位置を中央に設定可能であり、対称形状にしやすい。このため、部品数を極力抑えることができ、比較的簡単な構造にすることができる。また、各弾性部材３３ｄを、バネ定数が可変の空気式のバネにすることにより、固定状態から開放状態にする際に必要な最低限の力を変更することができる。また、入出力遮断機構３０は、円筒部材の内壁面に各フレーム部３１を配置することにより、円筒部材の軸方向には寸法を取るものの、径方向にはコンパクトな回転型の構造にすることもできる。また、複数の入出力遮断機構３０を連結し、１つの加圧・減圧手段で全ての入出力遮断機構３０の入力部３４の各接触部３４ａを往復移動するよう構成することにより、構造全体で固定状態と開放状態とを同時に切替可能にすることができる。

【0056】

図４は、本発明の第４の実施の形態の入出力遮断機構を示している。
図４に示すように、入出力遮断機構４０は、支持部４１と１対のフレーム部４２とスライド部４３と切替部４４と入力部４５とを有している。

【0057】

１対のフレーム部４２は、所定の方向に伸びて互いに平行に設けられている。各フレーム部４２は、支持部４１に支持されて、伸張方向に沿ってスライド可能になっている。各フレーム部４２は、別々の部材により形成されていてもよく、円筒の内壁面など、１つの部材に形成されていてもよい。また、各フレーム部４２は、例えば、レール状であってもよい。各フレーム部４２は、出力部を構成している。

【0058】

スライド部４３は、各フレーム部４２との間に間隔をあけて、各フレーム部４２の間に配置されている。スライド部４３は、支持部４１に接触しており、支持部４１との間の摩擦力より大きい力がかかったとき、各フレーム部４２の伸張方向に沿って、各フレーム部４２に対してスライド可能に設けられている。スライド部４３は、各フレーム部４２に対向する両側縁の、各フレーム部４２の伸張方向に沿った両方の端部に、各フレーム部４２の伸張方向に沿って突出した４つの取付部４３ａを有している。

【0059】

切替部４４は、細長い４つのアーム部材４４ａと、４つの弾性部材４４ｂとを有している。各アーム部材４４ａは、それぞれスライド部４３の各取付部４３ａに、中央部で回転可能に取り付けられている。各アーム部材４４ａは、中央部を中心として、各フレーム部４２を含む平面に対して垂直な軸周りに回転可能になっている。各アーム部材４４ａは、各フレーム部４２を含む平面に沿って、一端部４４ｃが、スライド部４３の対応する端部とは反対側の端部、および対応するフレーム部４２に向かって斜めに伸びると共に、他端部４４ｄが、スライド部４３の対応する端部の外側、および対応するフレーム部４２とは反対側のフレーム部４２に向かって斜めに伸びるよう取り付けられている。また、各アーム部材４４ａは、スライド部４３を各フレーム部４２の中央に配置したとき、中央部から一端部４４ｃまでの長さが、各フレーム部４２とスライド部４３の各取付部４３ａとの間隔より長く形成されている。

【0060】

各弾性部材４４ｂは、各アーム部材４４ａに対応して設けられ、各アーム部材４４ａの他端部４４ｄと、対応するスライド部４３の端部とを連結するよう設けられている。各弾性部材４４ｂは、各アーム部材４４ａを、他端部４４ｄが対応するフレーム部４２に向かって回転する方向、すなわち一端部４４ｃが対応するフレーム部４２から離れる方向に付勢している。各弾性部材４４ｂは、スライド部４３と支持部４１との間の摩擦力より小さい力で、各アーム部材４４ａを付勢している。なお、各弾性部材４４ｂは、いかなるものであってもよく、例えば、コイルスプリングや空気式のバネなどから成っていてもよい。また、各弾性部材４４ｂは、バネ定数を調整可能であってもよい。

【0061】

図４（ａ）に示すように、切替部４４は、常態で、各弾性部材４４ｂにより、各アーム部材４４ａの一端部４４ｃが、対応するフレーム部４２から離れる方向に付勢されて、対応するフレーム部４２との間に隙間が生じている。これにより、切替部４４は、常態で、各フレーム部４２がスライド部４３に対して移動可能な開放状態に保持されている。また、図４（ｂ）に示すように、切替部４４は、各アーム部材４４ａが各弾性部材４４ｂによる付勢力とは反対側に回転して、各アーム部材４４ａの一端部４４ｃが対応するフレーム部４２に接触することにより、スライド部４３に対して各フレーム部４２を固定した固定状態になるよう構成されている。

【0062】

入力部４５は、各フレーム部４２の伸張方向に沿ってスライド可能に、各フレーム部４２の伸張方向に沿ってスライド部４３を貫通して設けられている。入力部４５は、スライド部４３の両端側にそれぞれ配置された１対の接触部４５ａを有している。各接触部４５ａは、それぞれ対応するスライド部４３の端部側で、各アーム部材４４ａの他端部４４ｄに、スライド部４３とは反対側から接触可能に設けられている。

【0063】

入力部４５は、図４（ｂ）に示すように、各フレーム部４２の伸張方向に沿ってスライドさせて、いずれかの接触部４５ａで、その接触部４５ａに対応する２つのアーム部材４４ａの他端部４４ｄをスライド部４３に向かって同時に押し、その２つのアーム部材４４ａを各弾性部材４４ｂの付勢力に抗して回転させることにより、その２つのアーム部材４４ａの一端部４４ｃを対応するフレーム部４２に接触させて、開放状態から固定状態に切替可能になっている。このとき、他の２つのアーム部材４４ａの一端部４４ｃは、対応するフレーム部４２に接触していない。また、入力部４５は、切替部４４を固定状態に切り替えた後、スライド部４３と支持部４１との間の摩擦力より大きい力で、さらに同じ方向に押してスライド部４３をスライドさせることにより、スライド部４３から各フレーム部４２に力を伝達して、スライド部４３と共に各フレーム部４２をスライド可能になっている。

【0064】

次に、作用について説明する。
入出力遮断機構４０は、通常フリー式の機構であり、各フレーム部４２が出力になっている。入出力遮断機構４０は、常態で切替部４４が図４（ａ）に示す開放状態のとき、入力部４５をスライドさせて、切替部４４を開放状態から、図４（ｂ）に示す固定状態に切り替えることにより、スライド部４３を各フレーム部４２の間で固定し、スライド部４３と共に各フレーム部４２を、その伸張方向に沿って直動運動させることができる。こうして、入出力遮断機構４０は、入力部４５から出力側の各フレーム部４２に力を伝達することができる。

【0065】

また、入出力遮断機構４０は、常態で切替部４４が図４（ａ）に示す開放状態のとき、各フレーム部４２がスライド部４３に対して移動可能になっているため、出力側の各フレーム部４２に力が加わっても、入力部４５には力が伝わらない。このように、入出力遮断機構４０は、比較的簡単な構造で、直動運動での出力側からの逆入力を遮断することができ、入力部４５の側の構造等が破壊されるのを防ぐことができる。また、入出力遮断機構４０は、図４（ｂ）に示す固定状態で入力部４５に加えている力を除くことにより、各弾性部材４４ｂの付勢力で、図４（ａ）に示す常態の開放状態に戻すことができる。

【0066】

入出力遮断機構４０は、重心の位置を中央に設定可能であり、対称形状にしやすい。このため、部品数を極力抑えることができ、比較的簡単な構造にすることができる。また、各弾性部材４４ｂを、バネ定数が可変の空気式のバネにすることにより、開放状態から固定状態にする際に必要な最低限の力を変更することができる。また、入出力遮断機構４０は、円筒部材の内壁面に各フレーム部４２を配置することにより、円筒部材の軸方向には寸法を取るものの、径方向にはコンパクトな回転型の構造にすることもできる。また、複数の入出力遮断機構４０を連結し、１つの加圧・減圧手段で全ての入出力遮断機構４０の入力部４５を往復移動するよう構成することにより、構造全体で固定状態と開放状態とを同時に切替可能にすることができる。

【0067】

なお、入出力遮断機構４０は、入力部４５を、例えば、図３に示す入力部３４と同様の構成にすることにより、入力部４５の一方の接触部４５ａを、各フレーム部４２の伸張方向に沿ってスライドさせたとき、他方の接触部４５ａも同時に、互いに外側に向かってスライド可能および、互いに内側に向かってスライド可能になっていてもよい。この場合、一方の接触部４５ａをスライドさせることにより、全てのアーム部材４４ａの一端部４４ｃを、それぞれ対応するフレーム部４２に接触させることができ、固定状態のときに、より強固に固定することができる。

【符号の説明】

【0068】

１０ （本発明の第１の実施の形態の）入出力遮断機構
１１ フレーム部
１２ スライド部
１２ａ 傾斜面
１３ 切替部
１３ａ 挟持部材
１３ｂ 弾性部材
１４ 入力部
１４ａ 挿入部
１４ｂ 接触部

２０ （本発明の第２の実施の形態の）入出力遮断機構
２１ 支持部
２２ フレーム部
２３ スライド部
２３ａ 傾斜面
２４ 切替部
２４ａ 挟持部材
２４ｂ 保持部材
２４ｃ 弾性部材
２５ 入力部

３０ （本発明の第３の実施の形態の）入出力遮断機構
３１ フレーム部
３２ スライド部
３２ａ 取付部
３３ 切替部
３３ａ Ｌ字型部材
３３ｂ、３３ｃ アーム
３３ｄ 弾性部材
３４ 入力部
３４ａ 接触部
３４ｂ 平歯車
３４ｃ ラック

４０ （本発明の第４の実施の形態の）入出力遮断機構
４１ 支持部
４２ フレーム部
４３ スライド部
４３ａ 取付部
４４ 切替部
４４ａ アーム部材
４４ｃ 一端部
４４ｄ 他端部
４４ｂ 弾性部材
４５ 入力部
４５ａ 接触部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】