特許 7411186 伸縮装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-27

(45)【発行日】2024-01-11

(54)【発明の名称】伸縮装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 18/02 20060101AFI20231228BHJP

   F16H 19/02 20060101ALI20231228BHJP

【ＦＩ】

B25J18/02

F16H19/02 D

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019145581

(22)【出願日】2019-08-07

(65)【公開番号】P2021024057

(43)【公開日】2021-02-22

【審査請求日】2022-07-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000000929

【氏名又は名称】カヤバ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】306024148

【氏名又は名称】公立大学法人秋田県立大学

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 靖

(72)【発明者】

【氏名】小林 信行

(72)【発明者】

【氏名】美谷島 啓介

(72)【発明者】

【氏名】内田 説子

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 敬

(72)【発明者】

【氏名】大川 多加志

【審査官】稲垣 浩司

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６０－１５０９９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平８－３１８４８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－４９４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１９６０２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １８／０２

Ｆ１６Ｈ １９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弾性を有するテープと、
前記テープの巻き取りと繰り出しを行うテープ駆動装置と、を備え、
前記テープは、
前記テープ駆動装置の駆動に伴って伸縮する伸縮部と、
前記テープ駆動装置と前記伸縮部とに亘る非伸縮部と、を有し、
前記テープは、１本の連続したテープからなり、
前記伸縮部は、先端部に形成され前記テープが１８０度折り返された折返部と、前記テープの末端が固定された固定端と、を有することを特徴とする伸縮装置。

【請求項2】

請求項１に記載の伸縮装置であって、
前記非伸縮部は、前記テープが折り曲げられた折曲部を有することを特徴とする伸縮装置。

【請求項3】

弾性を有するテープと、
前記テープの巻き取りと繰り出しを行うテープ駆動装置と、を備え、
前記テープは、
前記テープ駆動装置の駆動に伴って伸縮する伸縮部と、
前記テープ駆動装置と前記伸縮部とに亘る非伸縮部と、を有し、
前記テープは、長手方向に垂直な断面が円弧状に形成され、
前記非伸縮部は、前記テープが折り曲げられた複数の折曲部を有し、
前記複数の折曲部は、前記テープの凸面が外側となる方向に曲げられてなることを特徴とする伸縮装置。

【請求項4】

弾性を有するテープと、
前記テープの巻き取りと繰り出しを行うテープ駆動装置と、を備え、
前記テープは、
前記テープ駆動装置の駆動に伴って伸縮する伸縮部と、
前記テープ駆動装置と前記伸縮部とに亘る非伸縮部と、を有し、
前記テープは、長手方向に垂直な断面が円弧状に形成され、
前記伸縮部は、先端部に形成され前記テープが１８０度折り返された折返部を有し、
前記非伸縮部は、前記テープが折り曲げられた折曲部を有し、
前記折返部及び前記折曲部は、前記テープの凸面が外側となる方向に曲げられてなることを特徴とする伸縮装置。

【請求項5】

弾性を有するテープと、
前記テープの巻き取りと繰り出しを行うテープ駆動装置と、を備え、
前記テープは、
前記テープ駆動装置の駆動に伴って伸縮する伸縮部と、
前記テープ駆動装置と前記伸縮部とに亘る非伸縮部と、を有し、
前記伸縮部と前記非伸縮部の境界に配置され、前記テープを所定角度折り曲げる折曲装置をさらに備え、
前記折曲装置は、回転自在に連結された第１部材と第２部材を有し、
前記第１部材は、非伸縮部側の前記テープを案内し、
前記第２部材は、伸縮部側の前記テープを案内することを特徴とする伸縮装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、伸縮装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

高い伸縮比を有すると共に十分な強度を有する伸縮装置として、特許文献１には、弾性を有する複数本のテープを有するアームと、アームの巻き取り及び繰り出しを行うアーム繰出装置と、を備えるマニピュレータ機構が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－１９６０２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の伸縮装置は、油圧シリンダ等と比較して高い伸縮比を有する一方、アーム繰出装置がリールやモータ等を有する大掛かりな構成であるため、伸縮装置のなかでアーム繰出装置の占める割合が大きい。そのため、伸縮装置を設置する際、アーム繰出装置が他の構造物と干渉する可能性がある。このように、特許文献１に記載の伸縮装置は、高い伸縮比を有するという利点がある一方で、大掛かりなアーム繰出装置が設置の支障となることがある。

【0005】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、設置自由度の高い伸縮装置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】

【0006】

本発明に係る伸縮装置は、弾性を有するテープと、テープの巻き取りと繰り出しを行うテープ駆動装置と、を備え、テープは、テープ駆動装置の駆動に伴って伸縮する伸縮部と、テープ駆動装置と伸縮部とに亘る非伸縮部と、を有し、テープは、１本の連続したテープからなり、伸縮部は、先端部に形成されテープが１８０度折り返された折返部と、テープの末端が固定された固定端と、を有することを特徴とする。

【0007】

この発明では、テープがテープ駆動装置と伸縮部とに亘る非伸縮部を有するため、テープ駆動装置をテープの伸縮部から離して設置することができる。したがって、伸縮部を所望の位置に設置することができる。また、伸縮部は、折返部と固定端とを有するため、テープが二重に形成される。したがって、伸縮部の長手方向の剛性を高めることができる。

【0008】

また、本発明では、非伸縮部は、テープが折り曲げられた折曲部を有することを特徴とする。

【0009】

この発明では、伸縮装置を設置する際に伸縮部の延長線上に他の構造物が存在する場合には、テープに折曲部を形成することによって、テープ駆動装置及び非伸縮部と他の構造物との干渉を回避することができる。

【0012】

また、本発明に係る伸縮装置は、弾性を有するテープと、テープの巻き取りと繰り出しを行うテープ駆動装置と、を備え、テープは、テープ駆動装置の駆動に伴って伸縮する伸縮部と、テープ駆動装置と伸縮部とに亘る非伸縮部と、を有し、テープは、長手方向に垂直な断面が円弧状に形成され、非伸縮部は、テープが折り曲げられた複数の折曲部を有し、複数の折曲部は、テープの凸面が外側となる方向に曲げられてなることを特徴とする。

【0013】

この構成では、複数の折曲部はテープの凸面が外側となる方向に曲げられてなるため、テープがスムーズに送られる。

【0014】

また、本発明に係る伸縮装置は、弾性を有するテープと、テープの巻き取りと繰り出しを行うテープ駆動装置と、を備え、テープは、テープ駆動装置の駆動に伴って伸縮する伸縮部と、テープ駆動装置と伸縮部とに亘る非伸縮部と、を有し、テープは、長手方向に垂直な断面が円弧状に形成され、伸縮部は、先端部に形成されテープが１８０度折り返された折返部を有し、非伸縮部は、テープが折り曲げられた折曲部を有し、折返部及び折曲部は、テープの凸面が外側となる方向に曲げられてなることを特徴とする。

【0015】

この構成では、折返部及び折曲部はテープの凸面が外側となる方向に曲げられてなるため、テープがスムーズに送られる。

【0016】

また、本発明に係る伸縮装置は、弾性を有するテープと、テープの巻き取りと繰り出しを行うテープ駆動装置と、を備え、テープは、テープ駆動装置の駆動に伴って伸縮する伸縮部と、テープ駆動装置と伸縮部とに亘る非伸縮部と、を有し、伸縮部と非伸縮部の境界に配置され、テープを所定角度折り曲げる折曲装置をさらに備え、折曲装置は、回転自在に連結された第１部材と第２部材を有し、第１部材は、非伸縮部側のテープを案内し、第２部材は、伸縮部側のテープを案内することを特徴とする。

【0017】

この構成では、折曲装置は回転自在に連結された第１部材と第２部材を有するため、伸縮部は非伸縮部に対して回転可能となる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、設置自由度の高い伸縮装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態に係る伸縮装置を示す模式図であり、伸縮部が伸長した状態の図である。

【図2】本発明の実施形態に係る伸縮装置を示す模式図であり、伸縮部が収縮した状態の図である。

【図3】テープの断面図であって、テープの長手方向に垂直な断面を示す図である。

【図4】結束板の平面図である。

【図5】伸縮装置によって天窓を駆動する場合について説明する図であり、天窓が閉まった状態を示す。

【図6】伸縮装置によって天窓を駆動する場合について説明する図であり、天窓が開いた状態を示す。

【図7】本発明の実施形態に係る伸縮装置の変形例を示す模式図である。

【図8】本発明の実施形態に係る伸縮装置の変形例を示す模式図である。

【図9】本発明の実施形態に係る伸縮装置の変形例を示す図であって、（ａ）は矯正具の斜視図であり、（ｂ）は矯正具の正面図である。

【図10】本発明の実施形態に係る伸縮装置の変形例を示す図であって、（ａ）は矯正具の斜視図であり、（ｂ）は矯正具の正面図である。

【図11】本発明の実施形態に係る伸縮装置の変形例を示す模式図である。

【図12】本発明の実施形態に係る伸縮装置の変形例を示す模式図である。

【図13】本発明の実施形態に係る伸縮装置の変形例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る伸縮装置１００について説明する。

【0021】

図１に示すように、伸縮装置１００は、弾性を有するテープ１と、テープ１の巻き取りと繰り出しを行うテープ駆動装置３０と、を備える。テープ１は、テープ駆動装置３０の駆動に伴って伸縮する伸縮部１０と、伸縮しない非伸縮部２０と、を有する。

【0022】

伸縮装置１００は、伸縮部１０を伸縮させて駆動対象物１０１を動かしたり、伸縮部１０にハンド１０２（図１３参照）等のアタッチメントを取り付けてマニピュレータとして用いられるものである。

【0023】

テープ１は、弾性を有する材料にて形成され、本実施形態では、ステンレスばね鋼にて形成される。テープ１は、ステンレスばね鋼に限らず、適度なばね性と剛性を有する材料で形成されればよく、合成樹脂や、合成樹脂に繊維（炭素繊維、ガラス繊維）や金属を組み合せた複合材料にて形成してもよい。

【0024】

図３に示すように、テープ１は、長手方向に垂直な断面が円弧状に形成され、凸面１ａと凹面１ｂを有する。テープ１は、外力が作用していない状態では、長手方向に直線状に形成される。テープ１は、断面円弧状であるため、長手方向からの外力に対しては高い剛性を示し、容易に折れ曲がることはない。一方、長手方向と垂直な方向からの外力に対しては折れ曲がり、外力が除去されると元の直線状に弾性復帰する。

【0025】

テープ駆動装置３０は、ケース３４と、ケース３４に回転自在に設けられテープ１の端部が接合されると共にテープ１がロール状に巻き付けられたリール３１と、リール３１を正逆回転させるモータ３２と、リール３１に巻き付けられたテープ１にテンションを付与して巻乱れを防止するテンション装置３３と、ケース３４に設けられテープ１を案内するガイド部３５と、を有する。モータ３２が正転駆動することによってリール３１からテープ１が繰り出され、モータ３２が逆転駆動することによってリール３１にテープ１が巻き取られる。ガイド部３５には、テープ１が摺動自在に挿通し、テープ１を案内する円弧状のガイドスリットが形成される。テンション装置３３は、回転自在に設けられリール３１に巻き付けられたテープ１に押し付けられるローラ３３ａと、ローラ３３ａをリール３１に向けて付勢する付勢手段としてコイルばね３３ｂと、を有する。コイルばね３３ｂによりローラ３３ａが押し付けられることによって、テープ１は断面円弧状から断面矩形状に変形して略平らな状態でリール３１に巻き付けられる。

【0026】

図１に示すように、伸縮装置１００は、テープ１を所定角度折り曲げる折曲装置４０と、テープ１を１８０度折り返す折返装置５０と、をさらに備える。テープ１は、１本の連続したテープからなり、テープ駆動装置３０から繰り出された後、折曲装置４０にて９０度折り曲げられ、さらに、折返装置５０にて１８０度折り返され、末端が折曲装置４０のケース４１に固定される。このように、テープ１は、折曲部２と折返部３と固定端４とを有する。

【0027】

折曲部２と折返部３は、同方向に曲げられている。具体的には、折曲部２及び折返部３とも、テープ１の凸面１ａが外側となる方向に曲げられている。これは、断面円弧状であるテープ１は、凸面１ａが外側となる方向には比較的容易に曲がる一方、凹面１ｂが外側となる方向に曲がるには大きな力が必要になるためである。折曲部２及び折返部３ともテープ１の凸面１ａが外側となる方向に曲げられているため、折曲装置４０及び折返装置５０においてテープ１はスムーズに送られる。なお、テープ駆動装置３０のリール３１に巻き付けられているテープ１も、凸面１ａが外側となる方向に曲げられて巻き付けられている。

【0028】

テープ駆動装置３０からテープ１が繰り出されると、テープ１の繰り出し量に応じて、テープ１の折返部３は固定端４から離れる方向（図１中上方向）へ移動する。一方、テープ駆動装置３０がテープ１を巻き取ると、テープ１の巻き取り量に応じて、テープ１の折返部３は固定端４に近づく方向（図１中下方向）へ移動する（図２に示す状態）。このように、テープ１は、折返部３が自由端として機能し、テープ駆動装置３０の駆動に伴って折返部３と固定端４の間の長さが変化する一方、テープ駆動装置３０と折曲部２の間の長さは変化しない。つまり、テープ１における折返部３と固定端４とに亘る部分が、テープ駆動装置３０の駆動に伴って伸縮する伸縮部１０として機能し、テープ１におけるテープ駆動装置３０と伸縮部１０とに亘る部分が、テープ駆動装置３０が駆動したとしても伸縮しない非伸縮部２０として機能する。駆動対象物１０１は折返装置５０のケース５１に取り付けられるため、伸縮部１０を伸縮させることによって、駆動対象物１０１を動かすことができる。

【0029】

テープ１がテープ駆動装置３０と伸縮部１０とに亘る非伸縮部２０を有することにより、テープ駆動装置３０を伸縮部１０から離して配置することができる。したがって、伸縮装置１００を設置する際、テープ駆動装置３０が他の構造物と干渉することを回避することができるため、伸縮装置１００を設置する上で、テープ駆動装置３０が支障となることがない。

【0030】

また、非伸縮部２０は折曲部２を有するため、伸縮装置１００を設置する際に伸縮部１０の延長線上に他の構造物が存在する場合には、テープ駆動装置３０及び非伸縮部２０と他の構造物との干渉を回避することができる。本実施形態では、折曲部２が９０度折り曲げられる構成であるが、テープ駆動装置３０及び非伸縮部２０と他の構造物との位置関係に応じて折曲部２の折り曲げ角度を適宜調整すればよい。

【0031】

このように、伸縮装置１００を設置する際には、非伸縮部２０の長さ及び折曲部２の折り曲げ角度を調整することによってテープ駆動装置３０及び非伸縮部２０と他の構造物との干渉を回避して、伸縮部１０が設置される。

【0032】

伸縮部１０は、先端部に形成されテープ１が１８０度折り返された折返部３と、テープ１の末端が固定された固定端４とを有するため、２本のテープ１が重なった二重に形成される。したがって、例えば、テープ駆動装置３０からテープ１が１ｍ繰り出されると、駆動対象物１０１は０．５ｍ図１中上方向へ移動し、テープ駆動装置３０がテープ１を１ｍ巻き取ると、駆動対象物１０１は０．５ｍ図１中下方向へ移動する。伸縮部１０はテープ１が二重に形成されるため、長手方向の剛性が増し、重量のある駆動対象物１０１を支持して駆動することが可能となる。

【0033】

一方、非伸縮部２０は、１本のテープ１で形成される。これは、非伸縮部２０は駆動対象物１０１を直接支持する部位ではなく、伸縮部１０にテープ１を送る機能を有する部位であるため、伸縮部１０と比較して大きな剛性は必要ないためである。非伸縮部２０が１本のテープ１で形成されることによって、テープ１全体の長さを短くすることができ、伸縮装置１００全体を軽量化することができる。

【0034】

伸縮部１０には、長手方向に間隔を空けて配置され、２本のテープ１を束ねる複数の結束板１１が設けられる。２本のテープ１は、図４に示すように、互いの凹面１ｂが対向するように結束板１１によって束ねられる。結束板１１には、テープ１の外形形状と相似形状であってテープ１の外形形状よりも僅かに大きい円弧状の２つのガイドスリット１１ａが形成される。テープ１は、ガイドスリット１１ａを摺動自在に挿通し、伸縮部１０の伸縮時にはガイドスリット１１ａに案内されて送られる。

【0035】

隣り合う結束板１１は、紐１２によって互いに連結されており、隣り合う結束板１１を連結する紐１２の長さによって隣り合う結束板１１の間隔が設定される。折返装置５０に一番近い結束板１１（図１中最上方の結束板１１）は、紐１２によって、折返装置５０のケース５１に取り付けられる。このように、各結束板１１は、紐１２を介して折返装置５０に吊り下げられている。また、折曲装置４０に一番近い結束板１１（図１中最下方の結束板１１）は、紐１２によって、折曲装置４０のケース４１に取り付けられる。これにより、紐１２が全体に亘って張った状態が、伸縮部１０の最大伸長状態となる。つまり、伸縮部１０の最大伸長長さは、紐１２の全体の長さによって規定される。紐１２は、隣り合う結束板１１の間隔を調整するための板間隔調整部材及び伸縮部１０の最大伸長長さを規定する伸縮部最大長さ規定部材として機能する。板間隔調整部材及び伸縮部最大長さ規定部材は、紐１２に限られず、ロープ状等であってもよい。

【0036】

テープ１の伸縮部１０に過大な外力が作用し、伸縮部１０がある部分で折れ曲がったとしても、伸縮部１０のテープ１は複数の結束板１１にて束ねられて支持されているため、外力が除去されると元の直線状に弾性復帰する。換言すれば、伸縮部１０のテープ１は、複数の結束板１１によって支持されていることにより、外力に対して折れ曲がることが防止されている。隣り合う結束板１１の間隔は、伸縮部１０の基端部から折返部３に向かって徐々に大きくなるように配置される。これは、伸縮部１０には、基端側ほど大きな負荷が作用するためである。結束板１１の数、及び隣り合う結束板１１の間隔は、伸縮部１０の長さ、駆動対象物１０１の重量、伸縮装置１００の用途、及びテープ１の剛性等を考慮して設定される。

【0037】

テープ１の固定端４と折曲装置４０のケース４１との間には、圧力検出器としての圧力センサ６０が設けられる。ケース４１は固定端４を通じて伸縮部１０に作用する荷重を支持する機能も有するため、圧力センサ６０の検出結果に基づいて伸縮部１０に作用する荷重を算出することができる。圧力センサ６０の検出結果に基づいて、伸縮部１０に作用する過負荷を判定したり、伸縮部１０の折れ曲がりを判定したりすることが可能となる。

【0038】

折曲装置４０は、ケース４１と、ケース４１に回転自在に設けられテープ１を案内するガイドローラ４２と、ガイドローラ４２に沿うテープ１にテンションを付与するテンション装置４３と、ケース４１に設けられ非伸縮部２０側のテープ１を案内する第１ガイド部４４と、ケース４１に設けられ伸縮部１０側のテープ１を案内する第２ガイド部４５と、を有する。

【0039】

テンション装置４３は、回転自在に設けられガイドローラ４２に沿うテープ１に押し付けられるローラ４３ａと、ローラ４３ａをガイドローラ４２に向けて付勢する付勢手段としてコイルばね４３ｂと、を有する。コイルばね４３ｂによりローラ４３ａがガイドローラ４２に向けて押し付けられることによって、テープ１は断面円弧状から断面矩形状に変形して略平らな状態でガイドローラ４２の外周面に沿って送られる。したがって、テープ１はガイドローラ４２によってスムーズに送り方向が変更される。

【0040】

第１ガイド部４４及び第２ガイド部４５には、テープ１が摺動自在に挿通し、テープ１を案内する円弧状のガイドスリットが形成される。本実施形態では、テープ１が９０度折り曲げられるように、第１ガイド部４４と第２ガイド部４５の取付位置が設定される。テープ１は、テープ駆動装置３０から繰り出されると、第１ガイド部４４からガイドローラ４２に向かって断面円弧状から断面矩形状に徐々に変形し、ガイドローラ４２から第２ガイド部４５に向かって断面矩形状から断面円弧状に徐々に変形する。第１ガイド部４４と第２ガイド部４５の位置関係を調整することによって、折曲装置４０でのテープ１の折り曲げ角度が調整される。

【0041】

折返装置５０は、ケース５１と、ケース５１に回転自在に設けられテープ１を案内するガイドローラ５２と、ガイドローラ５２の外周面に沿って形成されたガイド壁５３と、ケース５１に設けられテープ１を案内するガイド部５４と、を有する。

【0042】

ガイド部５４には、テープ１が摺動自在に挿通し、テープ１を案内する円弧状の２つのガイドスリットが形成される。ガイド部５４に形成される２にガイドスリットの形状は、図４に示す結束板１１に形成された２つのガイドスリット１１ａと同じ形状である。

【0043】

ケース５１内には、ガイドローラ５２の外周面とガイド壁５３との間にＣ字状の通路５５が形成される。テープ１は、通路５５を通過する際に、断面円弧状から断面矩形状に変形して略平らな状態でガイドローラ５２の外周面に沿って送られる。したがって、テープ１は通路５５によってスムーズに送り方向が変更される。

【0044】

以上のように構成される伸縮装置１００の動作について、図１及び２を参照して説明する。

【0045】

モータ３２が正転駆動すると、テープ駆動装置３０のリール３１からテープ１が繰り出され、繰り出されたテープ１は、非伸縮部２０から伸縮部１０へと送られる。これにより、伸縮部１０が伸長し（図１中上方向へ伸長）、折返装置５０に取り付けられた駆動対象物１０１は図１中上方向へ移動する。伸縮部１０の最大伸長状態では、紐１２が全体に亘って張った状態となり、各結束板１１は紐１２を介して折返装置５０に吊り下げられた状態となる。

【0046】

一方、モータ３２が逆転駆動すると、伸縮部１０のテープ１が非伸縮部２０へと送られ、テープ駆動装置３０のリール３１にテープ１が巻き取られる。これにより、伸縮部１０が収縮し（図１中下方向へ収縮）、折返装置５０に取り付けられた駆動対象物１０１は図１中下方向へ移動する。図２は、伸縮部１０が最収縮した状態を示す。この最収縮状態では、紐１２は緩んだ状態となり（図２では紐１２の図示を省略）、折返装置５０のケース５１が一端の結束板１１に接触すると共に、折曲装置４０のケース４１が他端の結束板１１に接触して、隣り合う結束板１１が互いに接触した状態となる。このように、伸縮部１０は、折返装置５０のケース５１と折曲装置４０のケース４１との間で隣り合う結束板１１が互いに接触するまで収縮する。

【0047】

次に、図５及び６を参照して、伸縮装置１００によって、天井７０に設けられた開口部７０ａを開閉する天窓１０３を駆動する場合について説明する。図５は天窓１０３が閉まった状態を示し、図６は天窓１０３が開いた状態を示す。なお、図５及び図６では、折曲装置４０のガイドローラ４２、テンション装置４３、及びテープ１の折曲部２の図示を省略している。

【0048】

天窓１０３は軸７１を中心として開閉自在に天井７０に取り付けられる。天窓１０３には、伸縮装置１００の折返装置５０のケース５１が軸５６を介して回転自在に連結される。

【0049】

図１及び２に示す伸縮装置１００では、折曲装置４０でのテープ１の折り曲げ角度が９０度固定の形態であった。これに対して、図５及び図６に示す伸縮装置１００は、折曲装置４０でのテープ１の折り曲げ角度が可変である。具体的に説明すると、折曲装置４０は、ケース４１として、第１部材としての第１ケース４１ａと第２部材としての第２ケース４１ｂとを有し、第１ケース４１ａと第２ケース４１ｂは軸４１ｃを介して回転自在に連結される。第１ケース４１ａには、非伸縮部２０側のテープ１を案内する第１ガイド部４４が設けられ、第２ケース４１ｂには、伸縮部１０側のテープ１を案内する第２ガイド部４５が設けられる。

【0050】

図５に示すように、天窓１０３が閉まった状態では、伸縮部１０は、非伸縮部２０との成す角度がα度の状態で天窓１０３を支持している。

【0051】

天窓１０３を開く際には、スイッチ操作等によりモータ３２を駆動し、テープ駆動装置３０にてテープ１を巻き取って伸縮部１０を収縮させる。図６に示すように、伸縮部１０の収縮に伴って、天窓１０３は軸７１を中心に回動して開く。この際、天窓１０３の回動に伴って、第１ケース４１ａと第２ケース４１ｂが相対回転し、伸縮部１０と非伸縮部２０の成す角度がβ度（β＞α）に変化する。このように、伸縮部１０が伸縮して天窓１０３が回動すると、伸縮部１０は非伸縮部２０に対して回転して天窓１０３の回動に追従する。

【0052】

天窓１０３の全開及び全閉のタイミングで伸縮装置１００を自動停止させるためにリミットスイッチを設け、リミットスイッチの動作に連動してモータ３２を停止させるようにしてもよい。また、折曲装置４０又は折返装置５０にテープ１の送り量及び巻き取り量を検出するセンサを設け、そのセンサの検出結果に基づいてモータ３２を停止させるようにしてもよい。また、天窓１０３が全閉する前に圧力センサ６０によって検出された圧力が急激に増加した場合には、天井７０と天窓１０３の間に異物が噛み込んだと判定してモータ３２を停止させるようにしてもよい。

【0053】

以上の実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。

【0054】

テープ１がテープ駆動装置３０と伸縮部１０とに亘る非伸縮部２０を有することにより、テープ駆動装置３０を伸縮部１０から離して配置することができる。つまり、非伸縮部２０の分だけ、テープ駆動装置３０と伸縮部１０を離して配置することができる。したがって、伸縮装置１００を設置する際に、テープ駆動装置３０が他の構造物と干渉する場合には、非伸縮部２０の長さを調整して、テープ駆動装置３０と他の構造物との干渉を回避することができる。このように、伸縮装置１００を設置する上で、伸縮装置１００のなかで占める割合が大きいテープ駆動装置３０が支障となることがないため、伸縮装置１００の設置自由度は高いものとなる。

【0055】

以下に、上記実施形態の変形例について説明する。以下のような変形例も本発明の範囲内であり、以下の変形例と上記実施形態の構成とを組み合わせたり、以下の変形例同士を組み合わせたりすることも可能である。なお、変形例を示す図７～１３において、上記実施形態に係る伸縮装置１００と同一の機能を有する構成には、図面中に同一の符号を付す。

【0056】

（１）上記実施形態では、テープ１が断面円弧状である形態について説明した。しかし、テープ１の断面形状は円弧状に限定されず、矩形や円形等であってもよい。

【0057】

（２）上記実施形態では、折曲装置４０が１つ設けられる形態について説明した。これに代わり、図７に示すように、折曲装置４０を２つ以上設けるようにしてもよい。つまり、非伸縮部２０に複数の折曲部２を形成してもよい。折曲装置４０を複数設けることによって、テープ駆動装置３０及び非伸縮部２０と他の構造物との干渉をより効果的に防ぐことができる。この形態において、テープ１が断面円弧状である場合には、複数の折曲部２及び折返部３は、テープ１の凸面１ａが外側となるように同方向に曲げることが好ましい。なお、この形態において、図５及び６に示すように、非伸縮部２０に対して伸縮部１０を回転可能に構成する場合には、複数の折曲装置４０のうち、伸縮部１０と非伸縮部２０の境界に配置された折曲装置４０Ａのケース４１を、回転自在に連結された第１ケース４１ａと第２ケース４１ｂ（図５及び６参照）にて構成すればよい。

【0058】

（３）上記実施形態のように折曲装置４０を設ける代わりに、テープ１の経路にガイドチェーンを配置し、ガイドチェーンに沿ってテープ１を折り曲げることによって、非伸縮部２０に折曲部２を形成してもよい。

【0059】

（４）上記実施形態では、非伸縮部２０に折曲部２を形成する形態について説明した。しかし、折曲部２は必須の構成ではない。テープ駆動装置３０及び非伸縮部２０と他の構造物との関係によっては、図８に示すように、伸縮部１０と非伸縮部２０を直線状に設けてもよい。この形態では、伸縮部１０と非伸縮部２０の境界にケース８５を設け、テープ１の固定端４をケース８５に固定すればよい。伸縮部１０は、折返装置５０のケース５１とケース８５との間で隣り合う結束板１１が互いに接触するまで収縮する。

【0060】

（５）上記実施形態では、テープ１は、長手方向に垂直な断面が円弧状に形成され、折曲部２及び折返部３とも、テープ１の凸面１ａが外側となる方向に曲げられる。これは、テープ１は凹面１ｂが外側となる方向に曲がるには大きな力が必要になるためである。しかし、図９及び１０のそれぞれに示す矯正具９０，９５を用いれば、テープ１が断面円弧状であっても、折曲部２及び折返部３を凹面１ｂが外側となる方向にテープ１を曲げることができる。図９（ａ）及び図１０（ａ）は、それぞれ矯正具９０，９５の斜視図であり、図９（ｂ）及び図１０（ｂ）は、それぞれ矯正具９０，９５の正面図である。図９に示す矯正具９０は、テープ１を１８０度折り返すためのものである。矯正具９０は、テープ１が通過するＵ字状の通路９１を有する。通路９１は、通過するテープ１が断面円弧状から断面矩形状に変形するように、矯正具９０の端面９０ａ，９０ｂに開口して形成される出入口９１ａ，９１ｂがテープ１の断面形状と同様の断面円弧状に形成される一方、出入口９１ａ，９１ｂの間は断面矩形状に形成される。図１０に示す矯正具９５は、テープ１を９０度折り曲げるためのものである。矯正具９５も、テープ１が通過する通路９６を有する。通路９６は、出入口９６ａ，９６ｂが断面円弧状に形成される一方、出入口９６ａ，９６ｂの間は断面矩形状に形成される。このように、矯正具９０，９５を用いることによって、テープ１が断面円弧状であっても、テープ１は通路９１，９６を通過する際に強制的に断面矩形状に変形されるため、折曲部２及び折返部３を凹面１ｂが外側となる方向に曲げ易くなる。なお、図９及び１０に示す矯正具９０，９５は、一例であって、２つの出入口の位置関係によりテープ１の折り曲げ角度を任意に設定することができる。また、このような内部にテープ１が通過する通路を有する矯正具を、上記実施形態のように凸面１ｂが外側となる方向にテープ１を曲げる場合にも用いてもよい。

【0061】

（６）上記実施形態では、テープ１の固定端４が折曲装置４０のケース４１に固定される形態について説明した。これに代わり、テープ１の固定端４は、テープ駆動装置３０のケース３４に固定してもよい。この形態では、１本の連続したテープ１は、テープ駆動装置３０から繰り出された後、折曲装置４０にて９０度折り曲げられ、折返装置５０にて１８０度折り返され、折曲装置４０にて９０度折り曲げられ、末端がテープ駆動装置３０のケース３４に固定される。このように、テープ１の固定端４を固定する位置は、折曲装置４０のケース４１に限定されない。

【0062】

（７）上記実施形態では、テープ１の自由端として機能する折返部３が１つ設けられる形態について説明した。これに代わり、図１１に示すように、折返部３を２つ以上設けるようにしてもよい。この形態では、折返部３に対応して折返装置５０も２つ設けられ、２つの折返装置５０のケース５１に亘って駆動対象物１０１が取り付けられる。折返部３が２つ設けられることによって、伸縮部１０は、４本のテープ１が重なった四重に形成される。よって、伸縮部１０が二重に形成される上記実施形態と比較して、伸縮部１０の長手方向の剛性が増し、より重量のある駆動対象物１０１を支持して駆動することが可能となる。伸縮部１０は、基端部に形成されテープ１が１８０度折り返された基端側折返部３ａを有する。テープ１の基端側折返部３ａは、ケース８１に設けられた矯正具８２，８３（図１０に示す矯正具９５と同様のもの）に案内される。テープ１の固定端４はケース８１に固定される。伸縮部１０は、２つの折返装置５０のケース５１と折曲装置４０のケース４１との間で隣り合う結束板１１が互いに接触するまで収縮する。

【0063】

（８）上記実施形態では、テープ１が折返部３と固定端４を有する形態について説明した。これに代わり、図１２に示すように、テープ１を折り返さずに、テープ１の先端部を駆動対象物１０１に取り付けるようにしてもよい。この形態では、伸縮部１０を複数本のテープ１で構成してもよい。具体的には、１つのテープ駆動装置３０から重ね合わされた複数本のテープ１を同時に繰り出すようにしてもよい。また、複数のテープ駆動装置３０からそれぞれ繰り出されたテープ１を結束板１１にて束ねるようにしてもよい。

【0064】

（９）上記実施形態では、テープ駆動装置３０は、リール３１をモータ３２で駆動することによって、テープ１の繰り出しと巻き取りを行う形態について説明した。これに代わり、テープ駆動装置３０は、テープ１を一対のローラで挟み、一対のローラの一方をモータで駆動することによって、リール３１に巻き付けられたテープ１の繰り出しと巻き取りを行うようにしてもよい。このように、テープ１の繰り出しと巻き取りを行うテープ駆動装置３０の構成は、特定の構成に限定されない。

【0065】

（１０）上記実施形態では、伸縮装置１００によって天窓１０３を駆動する場合について説明した。伸縮装置１００の用途としては、ドアの開閉装置や、車両のリアハッチを開閉するステー等の種々の用途に利用することができる。また、伸縮装置１００は、図１３に示すように、駆動対象物１０１に代えて、開閉動作が可能なハンド１０２等のアタッチメントを折返装置５０に取り付けてマニピュレータとしても用いることができる。

【0066】

以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

【0067】

伸縮装置１００は、弾性を有するテープ１と、テープ１の巻き取りと繰り出しを行うテープ駆動装置３０と、を備え、テープ１は、テープ駆動装置３０の駆動に伴って伸縮する伸縮部１０と、テープ駆動装置３０と伸縮部１０とに亘る非伸縮部２０と、を有する。

【0068】

この構成では、テープ１がテープ駆動装置３０と伸縮部１０とに亘る非伸縮部２０を有するため、テープ駆動装置３０をテープ１の伸縮部１０から離して設置することができる。したがって、伸縮部１０を所望の位置に設置することができる。よって、設置自由度の高い伸縮装置１００を提供することができる。

【0069】

また、非伸縮部２０は、テープ１が折り曲げられた折曲部２を有する。

【0070】

この構成では、伸縮装置１００を設置する際に伸縮部１０の延長線上に他の構造物が存在する場合には、テープ１に折曲部２を形成することによって、テープ駆動装置３０及び非伸縮部２０と他の構造物との干渉を回避することができる。

【0071】

また、テープ１は、１本の連続したテープからなり、伸縮部１０は、先端部に形成されテープが１８０度折り返された折返部３と、テープ１の末端が固定された固定端４と、を有する。

【0072】

この構成では、伸縮部１０は、折返部３と固定端４とを有するため、テープ１が二重に形成される。したがって、伸縮部１０の長手方向の剛性を高めることができる。

【0073】

また、テープ１は、長手方向に垂直な断面が円弧状に形成され、非伸縮部２０は、テープ１が折り曲げられた複数の折曲部２を有し、複数の折曲部２は、テープ１の凸面１ａが外側となる方向に曲げられてなる。

【0074】

この構成では、複数の折曲部２はテープ１の凸面１ａが外側となる方向に曲げられてなるため、テープ１がスムーズに送られる。

【0075】

また、テープ１は、長手方向に垂直な断面が円弧状に形成され、伸縮部１０は、先端部に形成されテープが１８０度折り返された折返部３を有し、非伸縮部２０は、テープ１が折り曲げられた折曲部２を有し、折返部３及び折曲部２は、テープ１の凸面１ａが外側となる方向に曲げられてなる。

【0076】

この構成では、折返部３及び折曲部２はテープ１の凸面１ａが外側となる方向に曲げられてなるため、テープ１がスムーズに送られる。

【0077】

また、伸縮装置１００は、伸縮部１０と非伸縮部２０の境界に配置され、テープ１を所定角度折り曲げる折曲装置４０をさらに備え、折曲装置４０は、回転自在に連結された第１ケース４１ａ（第１部材）と第２ケース４１ｂ（第２部材）を有し、第１ケース４１ａは、非伸縮部２０側のテープ１を案内し、第２ケース４１ｂは、伸縮部１０側のテープ１を案内する。

【0078】

この構成では、折曲装置４０は回転自在に連結された第１ケース４１ａと第２ケース４１ｂを有するため、伸縮部１０は非伸縮部２０に対して回転可能となる。

【0079】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【符号の説明】

【0080】

１００・・・伸縮装置、１・・・テープ、１ａ・・・テープの凸面、２・・・折曲部、３・・・折返部、４・・・固定端、１０・・・伸縮部、１１・・・結束板、１２・・・紐、２０・・・非伸縮部、３０・・・テープ駆動装置、３１・・・リール、３２・・・モータ、４０・・・折曲装置、５０・・・折返装置、６０・・・圧力センサ、１０１・・・駆動対象物、１０２・・・ハンド、１０３・・・天窓

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】