特開 2023-13952 アクチュエータ機構

(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】P2023013952

(43)【公開日】2023-01-26

(54)【発明の名称】アクチュエータ機構

(51)【国際特許分類】

   F16H 19/04 20060101AFI20230119BHJP

   B25J 19/00 20060101ALI20230119BHJP

【ＦＩ】

F16H19/04 A

B25J19/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022083050

(22)【出願日】2022-05-20

(31)【優先権主張番号】P 2021116948

(32)【優先日】2021-07-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109380

【弁理士】

【氏名又は名称】小西 恵

(74)【代理人】

【識別番号】100109036

【弁理士】

【氏名又は名称】永岡 重幸

(72)【発明者】

【氏名】嶋田 祐貴

(72)【発明者】

【氏名】平尾 基裕

【テーマコード（参考）】

3C707

3J062

【Ｆターム（参考）】

3C707HS27

3C707HT02

3C707HT11

3C707HT22

3J062AA38

3J062AB05

3J062AB12

3J062AC07

3J062BA14

3J062CA18

(57)【要約】

【課題】要素の可動範囲が限定され、角度位置が変化しても、出力トルクがなるべく変化しないアクチュエータ機構を提供する。
【解決手段】アクチュエータ機構は、第１のリンク要素と、第１のリンク要素の第１の部分に取り付けられたピニオンと、ピニオンを回転させるモータと、第１のリンク要素の第２の部分に取り付けられた第１のピンと、第１のピンに取り付けられ、第１のピンを中心に揺動する第２のリンク要素と、第２のリンク要素に設けられた揺動出力部とを備える。第２のリンク要素は、第１のピンを中心とし両端部を有する限られた角度範囲を持つ円弧部分と、円弧部分の内側に形成されてピニオンが配置される穴部と、円弧部分の内側に形成されてピニオンに噛み合う内歯歯車部を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のリンク要素と、
前記第１のリンク要素の第１の部分に取り付けられたピニオンと、
前記ピニオンを回転させるモータと、
前記第１のリンク要素の第２の部分に取り付けられた第１のピンと、
前記第１のピンに取り付けられ、前記第１のピンを中心に揺動する第２のリンク要素と、
前記第２のリンク要素に設けられた揺動出力部とを備え、
前記第２のリンク要素は、前記第１のピンを中心とし両端部を有する限られた角度範囲を持つ円弧部分と、前記円弧部分の内側に形成されて前記ピニオンが配置される穴部と、前記円弧部分の内側に形成されて前記ピニオンに噛み合う内歯歯車部を有する
アクチュエータ機構。

【請求項2】

前記揺動出力部は、前記第２のリンク要素に一体に形成されているか、前記第２のリンク要素に固定的に取り付けられている
請求項１に記載のアクチュエータ機構。

【請求項3】

前記第１のリンク要素における前記第１のピンにとって前記ピニオンの反対に位置する第３の部分に取り付けられた第２のピンと、
前記第２のピンに取り付けられ、前記第２のピンを中心に揺動する第３のリンク要素と、
前記第２のリンク要素の前記円弧部分に形成または固定されたスライドピンとをさらに備え、
前記第３のリンク要素は、前記スライドピンに対してスライドするスライダー溝を有し、
前記揺動出力部は、前記第３のリンク要素に位置する
請求項１に記載のアクチュエータ機構。

【請求項4】

前記ピニオンと前記第１のピンの軸間距離が、前記第１のピンと前記第２のピンの軸間距離に等しい
請求項３に記載のアクチュエータ機構。

【請求項5】

前記ピニオンを回転させる少なくとも２つのモータと、
前記２つのモータのそれぞれの回転軸を連動可能に連結する回転伝達機構とを備え、
前記２つのモータの各々の回転速度は、前記ピニオンを同じ回転速度で回転させるよう設定されている
請求項１から４のいずれか１項に記載のアクチュエータ機構。

【請求項6】

前記少なくとも２つのモータのうちピニオンに近いモータをインピーダンス制御またはコンプライアンス制御する制御装置を備える
請求項５に記載のアクチュエータ機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ピニオンと内歯歯車を有するアクチュエータ機構に関する。

【背景技術】

【0002】

産業用ロボットの関節、歩行ロボットの脚部、人間の膝、肘、股または腰の動作を支援するアシスト装置の装着具を駆動する機構には、歯車減速機を利用するものがある。

【0003】

しかし、一般的な歯車減速機は多数の歯車を有し、そのために重量が大きい。また、二段歯車機構など複数段の歯車機構では、複数の歯車が厚さ方向に重ねられ、機構全体の厚さが大きい。さらに、一般的な歯車減速機では、出力軸の回転角度の範囲を限定する必要がある場合には、回転角度範囲の限定は歯車を駆動するモータの制御に依存する。

【0004】

特許文献１は、歯車を応用したリンク機構を有する関節の駆動装置を開示する。このリンク機構では、２つの棒状のリンクの端部にセグメント歯車が形成されている。セグメント歯車とは、周方向の一部の限定された領域に複数の歯が形成された歯車である。２つのリンクの端部のセグメント歯車が噛み合わせられていることにより、機構の要素の可動範囲が限定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６－０２６１０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１に開示されたリンク機構では、リンクの角度位置によって、減速比が変化し、したがって出力トルクが変化する。

【0007】

そこで、本発明は、要素の可動範囲が限定され、角度位置が変化しても、出力トルクがなるべく変化しないアクチュエータ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】

本発明のある態様では、第１のリンク要素と、前記第１のリンク要素の第１の部分に取り付けられたピニオンと、前記ピニオンを回転させるモータと、前記第１のリンク要素の第２の部分に取り付けられた第１のピンと、前記第１のピンに取り付けられ、前記第１のピンを中心に揺動する第２のリンク要素と、前記第２のリンク要素に設けられた揺動出力部とを備えるアクチュエータ機構が提供される。前記第２のリンク要素は、前記第１のピンを中心とし両端部を有する限られた角度範囲を持つ円弧部分と、前記円弧部分の内側に形成されて前記ピニオンが配置される穴部と、前記円弧部分の内側に形成されて前記ピニオンに噛み合う内歯歯車部を有する。

【0009】

本発明の態様においては、モータがピニオンを回転させると、ピニオンに噛み合う内歯歯車部を有する第２のリンク要素は、第１のピンを中心として揺動出力部と共に揺動する。第２のリンク要素の内歯歯車部は、限られた角度範囲を持つ円弧部分に形成されているので、第２のリンク要素ひいては揺動出力部の揺動角度の範囲は限定されている。駆動歯車であるピニオンに対する非駆動歯車である第２のリンク要素の内歯歯車部の減速比は、一定であるから、第２のリンク要素の角度位置が変化しても、第２のリンク要素の出力トルクはほぼ変化しない。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態に係るアクチュエータ機構の正面図である。

【図2】図２は、姿勢が異なる図１のアクチュエータ機構の正面図である。

【図3】図３は、本発明の第２実施形態に係るアクチュエータ機構の正面図である。

【図4】図４は、姿勢が異なる図３のアクチュエータ機構の正面図である。

【図5】図５は、本発明の第２実施形態の変形例に係るアクチュエータ機構の正面図である。

【図6】図６は、本発明の第３実施形態に係るアクチュエータ機構の正面図である。

【図7】図７は、図６のアクチュエータ機構の一部を断面視した側面図である。

【図8】図８は、本発明の第４実施形態に係るアクチュエータ機構の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る実施形態を説明する。図面の縮尺は必ずしも正確ではなく、一部の特徴は誇張または省略されることもある。

【0012】

第１実施形態
図１および図２に示すように、本発明の第１実施形態に係るアクチュエータ機構１０は、第１のリンク要素１１、モータ１２、ピニオン１３、第１のピン１４および第２のリンク要素１５を有する。

【0013】

第１のリンク要素１１は、剛性材料、例えば金属製の棒または長い平板である。第１のリンク要素１１の一方の端部（第１の部分）１１ａには、モータ１２が固定されている。また、端部１１ａには、ピニオン１３が回転可能に取り付けられている。ピニオン１３はモータ１２の回転軸１２ａに固定され、モータ１２によって回転させられる。

【0014】

第１のリンク要素１１の他方の端部（第２の部分）１１ｂには、第１のピン１４が取り付けられている。第２のリンク要素１５は、第１のピン１４に取り付けられ、第１のピン１４を中心に揺動する。

【0015】

第２のリンク要素１５は、剛性材料、例えば金属製の板であり、第１のピン１４から延びる２つのアーム部１５ａ，１５ｂと円弧部分１５ｃを有する内歯セグメント平歯車の部分と、揺動出力部１５ｄを有する。

【0016】

円弧部分１５ｃは、第１のピン１４を中心とする円弧形状を有し、円弧部分１５ｃの両端部はアーム部１５ａ，１５ｂにそれぞれ連結されている。したがって、円弧部分１５ｃは、第１のピン１４を中心とし両端部を有する限られた角度範囲を持つ。アーム部１５ａ，１５ｂと円弧部分１５ｃは、扇形の穴部１６を画定する。円弧部分１５ｃの内側に形成された穴部１６には、ピニオン１３が配置されている。

【0017】

円弧部分１５ｃの内側には、ピニオン１３に噛み合う内歯歯車部１７が形成されている。図２では、内歯歯車部１７は一点鎖線で示されている。内歯歯車部１７は、アーム部１５ａの近傍に一方の端部１７ａを有し、アーム部１５ｂの近傍に他方の端部１７ｂを有する。

【0018】

揺動出力部１５ｄは第２のリンク要素１５に一体に形成されている。但し、揺動出力部１５ｄは第２のリンク要素１５に固定的に取り付けられていてもよい。図示の実施形態では、揺動出力部１５ｄは、一方のアーム部１５ａに一体に形成されており、他方のアーム部１５ｂの延長線上に位置する。但し、揺動出力部１５ｄの位置は、図示の実施形態に限定されない。

【0019】

この実施形態においては、モータ１２がピニオン１３を回転させると、ピニオン１３に噛み合う内歯歯車部１７を有する第２のリンク要素１５は、第１のピン１４を中心として揺動出力部１５ｄと共に揺動する。具体的には、図１に示すように、ピニオン１３が矢印Ａ１に沿って反時計方向に回転すると、内歯歯車部１７が形成された円弧部分１５ｃは矢印Ｂ１に沿って反時計方向に回転し、揺動出力部１５ｄも矢印Ｃ１に沿って反時計方向に回転する。図２に示すように、ピニオン１３が矢印Ａ２に沿って時計方向に回転すると、内歯歯車部１７が形成された円弧部分１５ｃは矢印Ｂ２に沿って時計方向に回転し、揺動出力部１５ｄも矢印Ｃ２に沿って時計方向に回転する。

【0020】

第２のリンク要素１５の内歯歯車部１７は、限られた角度範囲を持つ円弧部分１５ｃに形成されているので、第２のリンク要素１５ひいては揺動出力部１５ｄの揺動角度の範囲は限定されている。具体的には、ピニオン１３が矢印Ａ１に沿って反時計方向に回転する場合、内歯歯車部１７の端部１７ａが第２のリンク要素１５の揺動の限界である。ピニオン１３が矢印Ａ２に沿って時計方向に回転する場合、内歯歯車部１７の端部１７ｂが第２のリンク要素１５の揺動の限界である。

【0021】

駆動歯車であるピニオン１３に対する非駆動歯車である第２のリンク要素１５の内歯歯車部１７の減速比は、一定であるから、第２のリンク要素１５の角度位置が変化しても、第２のリンク要素１５ひいては揺動出力部１５ｄの出力トルクは変化しない。

【0022】

アクチュエータ機構１０は、産業用ロボットの関節、歩行ロボットの脚部、人間の膝、肘、股または腰の動作を支援するアシスト装置に利用することができる。例えば、第１のリンク要素１１は産業用ロボットの固定部分として使用され、揺動出力部１５ｄは産業用ロボットの可動アームとして使用される。あるいは、第１のリンク要素１１は人間または歩行ロボットの近位（例えば大腿部）に装着され、揺動出力部１５ｄは人間または歩行ロボットの遠位（例えば下腿部）に装着される。

【0023】

第２実施形態
図３および図４は、本発明の第２実施形態に係るアクチュエータ機構２０を示す。図３および図４において、図１および図２と共通する構成要素を示すために同一の符号が使用され、これらの構成要素については詳細には説明しない。

【0024】

第２実施形態に係るアクチュエータ機構２０は、第１実施形態に係るアクチュエータ機構１０の第１のリンク要素１１と異なる第１のリンク要素２１を有する。第１のリンク要素２１も、剛性材料、例えば金属製の棒または長い平板である。第１のリンク要素２１の一方の端部（第１の部分）２１ａには、モータ１２が固定されている。また、端部２１ａには、ピニオン１３が回転可能に取り付けられている。ピニオン１３はモータ１２の回転軸１２ａに固定され、モータ１２によって回転させられる。

【0025】

第１のリンク要素２１の中央部（第２の部分）２１ｃには、第２のリンク要素１５の揺動の中心である第１のピン１４が取り付けられている。

【0026】

第１のリンク要素２１の他方の端部（第３の部分）２１ｄ、つまり第１のピン１４にとってピニオン１３の反対に位置する第３の部分には、第２のピン２８が取り付けられ、第２のピン２８には第２のピン２８を中心に揺動する第３のリンク要素２９が取り付けられている。第３のリンク要素２９は、剛性材料、例えば金属製の棒または長い平板である。

【0027】

この実施形態では、第２のリンク要素１５の円弧部分１５ｃには、スライドピン３０が形成または固定されている。第３のリンク要素２９の一方の端部２９ａには、スライドピン３０が挿入されるスライダー溝３１が形成されている。スライダー溝３１は、第３のリンク要素２９の長手方向に沿って延びる。

【0028】

この実施形態では、第２のリンク要素１５に揺動出力部１５ｄが設けられていない。代わりに、第３のリンク要素２９に揺動出力部２９ｂが設けられている。図示の実施形態では、揺動出力部２９ｂは、第３のリンク要素２９の端部であって、第２のピン２８にとってスライダー溝３１の反対に位置する。

【0029】

この実施形態においては、モータ１２がピニオン１３を回転させると、ピニオン１３に噛み合う内歯歯車部１７を有する第２のリンク要素１５は、第１のピン１４を中心として揺動する。第３のリンク要素２９は、第２のリンク要素１５が揺動すると、第２のリンク要素１５の円弧部分１５ｃに形成または固定されたスライドピン３０の揺動に伴って、第１のリンク要素２１に取り付けられた第２のピン２８を中心に揺動する。このようにして第３のリンク要素２９に位置する揺動出力部２９ｂが揺動する。

【0030】

具体的には、図３に示すように、ピニオン１３が矢印Ａ１に沿って反時計方向に回転すると、内歯歯車部１７が形成された円弧部分１５ｃは矢印Ｂ１に沿って反時計方向に回転し、第３のリンク要素２９ひいては揺動出力部２９ｂも矢印Ｃ１に沿って反時計方向に回転する。図４に示すように、ピニオン１３が矢印Ａ２に沿って時計方向に回転すると、内歯歯車部１７（図４では、内歯歯車部１７の一部は一点鎖線で示されている）が形成された円弧部分１５ｃは矢印Ｂ２に沿って時計方向に回転し、第３のリンク要素２９ひいては揺動出力部２９ｂも矢印Ｃ２に沿って時計方向に回転する。

【0031】

第１実施形態と同様に、第２のリンク要素１５の内歯歯車部１７は、限られた角度範囲を持つ円弧部分１５ｃに形成されているので、第２のリンク要素１５の揺動角度の範囲は、内歯歯車部１７の端部１７ａ，１７ｂの間の範囲に限定されている。したがって、第３のリンク要素２９の揺動角度の範囲も限定されている。

【0032】

駆動歯車であるピニオン１３に対する非駆動歯車である第２のリンク要素１５の内歯歯車部１７の減速比は、一定であるから、第２のリンク要素１５の角度位置が変化しても、第２のリンク要素１５の出力トルクはほとんど変化しない。ピニオン１３に対する第３のリンク要素２９の減速比は、ピニオン１３と第１のピン１４の軸間距離Ｌ１に対するピニオン１３と第２のピン２８の軸間距離Ｌに依存する。結果的に、第２のリンク要素１５よりも第３のリンク要素２９の揺動可能範囲は小さくなる。このため内歯歯車部１７が設けられた第２のリンク要素１５よりも第３のリンク要素２９の減速比はさらに大きくなる。したがって、最終的に得られる減速比が同じ場合、第１の実施形態よりも内歯歯車部１７が設けられた第２のリンク要素１５を小型化することができる。

【0033】

第１のリンク要素２１におけるピニオン１３と第１のピン１４の軸間距離Ｌ１が、第１のピン１４と第２のピン２８の軸間距離Ｌ２に等しい場合、すなわちＬ２＝Ｌ／２である場合、第２のリンク要素１５および第３のリンク要素２９の角度位置が変化しても、駆動歯車であるピニオン１３に対する第３のリンク要素２９の減速比は一定であり、第３のリンク要素２９の出力トルクはまったく変化しない。

【0034】

アクチュエータ機構２０は、産業用ロボットの関節、歩行ロボットの脚部、人間の膝、肘、股または腰の動作を支援するアシスト装置に利用することができる。例えば、第１のリンク要素２１は産業用ロボットの固定部分として使用され、揺動出力部２９ｂは産業用ロボットの可動アームとして使用される。あるいは、第１のリンク要素２１は人間または歩行ロボットの近位（例えば大腿部）に装着され、揺動出力部２９ｂは人間または歩行ロボットの遠位（例えば下腿部）に装着される。

【0035】

第２実施形態では、揺動出力部２９ｂは、第２のピン２８にとってスライダー溝３１の反対に位置する、第３のリンク要素２９の端部である。しかし、図５に示すように、第２のピン２８にとってスライダー溝３１よりも遠くに揺動出力部２９ｂを設けてもよい。

【0036】

第３実施形態
図６および図７に示す本発明の第３実施形態に係るアクチュエータ機構４０は、第１実施形態に係るアクチュエータ機構１０の修正である。図６および図７において、図１および図２と共通する構成要素を示すために同一の符号が使用され、これらの構成要素については詳細には説明しない。

【0037】

アクチュエータ機構４０は、アクチュエータ機構１０の構成要素に加えて、モータ４２および回転伝達機構４４を有する。モータ４２は回転伝達機構４４を介してピニオン１３を回転させることができる。このように、アクチュエータ機構４０は、ピニオン１３を回転させる２つのモータ１２，４２を有する。モータ１２は第１のリンク要素１１の一方の端部１１ａに固定されており、モータ４２は第１のリンク要素１１に固定されている。

【0038】

これらのモータ１２，４２は制御装置４３によって制御される（図７参照）。

【0039】

回転伝達機構４４は、２つのモータ１２，４２のそれぞれの回転軸１２ａ，４２ａを連動可能に連結する。具体的には、この実施形態では、回転伝達機構４４は、ベルト・プーリ減速機構であり、プーリ４５，４６とタイミングベルト４７を有する。プーリ４５は、モータ１２の回転軸１２ａすなわちピニオン１３の回転軸に同心に固定され、プーリ４６がモータ４２の回転軸４２ａに同心に固定されている。タイミングベルト４７はプーリ４５，４６に巻かれている。

【0040】

したがって、モータ１２が駆動力を発生しない場合にも、モータ４２が駆動力を発生させれば、モータ４２は回転伝達機構４４を介してピニオン１３を回転させることができる。逆にモータ４２が駆動力を発生しない場合にも、モータ１２が駆動力を発生させれば、モータ１２は直接的にピニオン１３を回転させることができる。

【0041】

しかし、この実施形態は、２つのモータ１２，４２を同時に駆動させるように意図されている。２つのモータ１２，４２の各々の回転速度は、ピニオン１３を同じ回転速度で回転させるよう設定されている。プーリ４６の直径はプーリ４５のそれよりも小さいので、モータ４２はモータ１２よりも高速で回転させられる。具体的には、モータ４２はモータ１２の回転速度にプーリ４５の直径に対するプーリ４６の直径の比の逆数を乗算した回転速度で回転させられる。

【0042】

この実施形態では、ピニオン１３を複数のモータ１２，４２で回転させることにより、各モータで必要とされる回転トルクを低減させることができる。特に、複数のモータ１２，４２のうちピニオン１３に近いモータ１２を、制御装置４３によってインピーダンス制御またはコンプライアンス制御することにより、他のモータ４２の摩擦トルクおよび慣性モーメント(イナーシャ)による逆作動トルクを打ち消し、より小さな回転トルクでピニオン１３を円滑に回転させることができる。

【0043】

但し、図示しないが、モータ１２の回転軸１２ａとピニオン１３の間にクラッチを設けて、クラッチの操作に応じて、モータ１２の駆動力をピニオン１３に伝達させたりさせなかったりしてもよい。また、図示しないが、モータ４２の回転軸４２ａとプーリ４６の間にクラッチを設けて、クラッチの操作に応じて、モータ４２の駆動力をピニオン１３に伝達させたりさせなかったりしてもよい。
第１実施形態のアクチュエータ機構１０と同様に、アクチュエータ機構４０は、産業用ロボットの関節、歩行ロボットの脚部、人間の膝、肘、股または腰の動作を支援するアシスト装置に利用することができる。例えば、第１のリンク要素１１は産業用ロボットの固定部分として使用され、揺動出力部１５ｄは産業用ロボットの可動アームとして使用される。あるいは、第１のリンク要素１１は人間または歩行ロボットの近位（例えば大腿部）に装着され、揺動出力部１５ｄは人間または歩行ロボットの遠位（例えば下腿部）に装着される。

【0044】

上記のように、人間または歩行ロボットにアクチュエータ機構４０を使用する場合、ピニオン１３に与えられる回転トルクが小さく、ピニオン１３が円滑に回転することにより、アクチュエータ機構４０の装着者または使用者に与えられる違和感が少ない。

【0045】

この実施形態では、２つのモータ１２，４２と１つの回転伝達機構４４が使用されているが、モータの数は３つ以上であってもよく、回転伝達機構の数は２以上であってもよい。この場合、各回転伝達機構は、２つのモータのそれぞれの回転軸を連動可能に連結する。

【0046】

この実施形態では、回転伝達機構４４はベルト・プーリ機構であるが、歯車伝達機構、チェーン・スプロケット機構、またはその他の回転伝達機構であってもよい。また、回転伝達機構は、減速機構に限られず、増速機構であってもよい（図示の例と逆に、プーリ４６の直径はプーリ４５のそれよりも大きくてよく、モータ４２はモータ１２よりも低速で回転させられてもよい。

【0047】

第４実施形態
第３実施形態の修正は、第２実施形態（図３および図４）またはその変形（図５）に加えてもよい。図８に示す本発明の第４実施形態に係るアクチュエータ機構５０は、第２実施形態に係るアクチュエータ機構２０の修正である。図８において、図３、図４および図６と共通する構成要素を示すために同一の符号が使用され、これらの構成要素については詳細には説明しない。第３実施形態に係る図７は、第１のリンク要素１１を第１のリンク要素２１と読み替えて、アクチュエータ機構４０をアクチュエータ機構５０と読み替えることによって、図８のアクチュエータ機構５０の側面図とみなすことができる。

【0048】

アクチュエータ機構５０は、アクチュエータ機構２０の構成要素に加えて、モータ４２および回転伝達機構４４を有する。モータ４２は回転伝達機構４４を介してピニオン１３を回転させることができる。このように、アクチュエータ機構４０は、ピニオン１３を回転させる２つのモータ１２，４２を有する。モータ１２は第１のリンク要素２１の一方の端部２１ａに固定されており、モータ４２は第１のリンク要素２１に固定されている。

【0049】

これらのモータ１２，４２は制御装置４３によって制御される（図７参照）。

【0050】

回転伝達機構４４は、２つのモータ１２，４２のそれぞれの回転軸１２ａ，４２ａを連動可能に連結する。第３実施形態と同様に、この実施形態は、２つのモータ１２，４２を同時に駆動させるように意図されており、２つのモータ１２，４２の各々の回転速度は、ピニオン１３を同じ回転速度で回転させるよう設定されている。

【0051】

ピニオン１３を複数のモータ１２，４２で回転させることにより、各モータで必要とされる回転トルクを低減させることができる。特に、複数のモータ１２，４２のうちピニオン１３に近いモータ１２を、制御装置４３によってインピーダンス制御またはコンプライアンス制御することにより、他のモータ４２の摩擦トルクおよび慣性モーメント(イナーシャ)による逆作動トルクを打ち消し、より小さな回転トルクでピニオン１３を円滑に回転させることができる。

【0052】

第２実施形態のアクチュエータ機構２０と同様に、アクチュエータ機構５０は、産業用ロボットの関節、歩行ロボットの脚部、人間の膝、肘、股または腰の動作を支援するアシスト装置に利用することができる。例えば、第１のリンク要素２１は産業用ロボットの固定部分として使用され、揺動出力部２９ｂは産業用ロボットの可動アームとして使用される。あるいは、第１のリンク要素２１は人間または歩行ロボットの近位（例えば大腿部）に装着され、揺動出力部２９ｂは人間または歩行ロボットの遠位（例えば下腿部）に装着される。

【0053】

上記のように、人間または歩行ロボットにアクチュエータ機構５０を使用する場合、ピニオン１３に与えられる回転トルクが小さく、ピニオン１３が円滑に回転することにより、アクチュエータ機構５０の装着者または使用者に与えられる違和感が少ない。

【0054】

この実施形態では、２つのモータ１２，４２と１つの回転伝達機構４４が使用されているが、モータの数は３つ以上であってもよく、回転伝達機構の数は２以上であってもよい。この場合、各回転伝達機構は、２つのモータのそれぞれの回転軸を連動可能に連結する。

【0055】

この実施形態では、回転伝達機構４４はベルト・プーリ機構であるが、歯車伝達機構、チェーン・スプロケット機構、またはその他の回転伝達機構であってもよい。また、回転伝達機構は、減速機構に限られず、増速機構であってもよい（図示の例と逆に、プーリ４６の直径はプーリ４５のそれよりも大きくてよく、モータ４２はモータ１２よりも低速で回転させられてもよい。

【0056】

以上、本発明の好ましい実施形態を参照しながら本発明を図示して説明したが、当業者にとって特許請求の範囲に記載された発明の範囲から逸脱することなく、形式および詳細の変更が可能であることが理解されるであろう。このような変更、改変および修正は本発明の範囲に包含されるはずである。

【符号の説明】

【0057】

１０ アクチュエータ機構
１１ 第１のリンク要素
１１ａ 端部（第１の部分）
１１ｂ 端部（第２の部分）
１２ モータ
１３ ピニオン
１４ 第１のピン
１５ 第２のリンク要素
１５ｃ 円弧部分
１５ｄ 揺動出力部
１６ 穴部
１７ 内歯歯車部
２０ アクチュエータ機構
２１ 第１のリンク要素
２１ａ 端部（第１の部分）
２１ｃ 中央部（第２の部分）
２１ｄ 端部（第３の部分）
２８ 第２のピン
２９ 第３のリンク要素
３０ スライドピン
２９ｂ 揺動出力部
３１ スライダー溝
４０，５０ アクチュエータ機構
４２ モータ
４３ 制御装置
４４ 回転伝達機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】