特表 2025-500893 回転ロック装置又は機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-01-15

(54)【発明の名称】回転ロック装置又は機構

(51)【国際特許分類】

   F16C 11/04 20060101AFI20250107BHJP

   B25J 17/00 20060101ALI20250107BHJP

   F16C 11/10 20060101ALI20250107BHJP

【ＦＩ】

F16C11/04 C

B25J17/00 K

F16C11/10 Z

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024535822

(86)(22)【出願日】2022-12-12

(85)【翻訳文提出日】2024-06-13

(86)【国際出願番号】 CN2022138286

(87)【国際公開番号】W WO2023109727

(87)【国際公開日】2023-06-22

(31)【優先権主張番号】202111527498.3

(32)【優先日】2021-12-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524225659

【氏名又は名称】上海冶成国際貿易有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100232862

【弁理士】

【氏名又は名称】王 雪

(72)【発明者】

【氏名】李 建鋒

【テーマコード（参考）】

3C707

3J105

【Ｆターム（参考）】

3C707BS18

3C707CX05

3J105AA04

3J105AA12

3J105AB02

3J105AB23

3J105AC10

3J105BA05

3J105BB12

3J105BC02

3J105DA13

3J105DA14

(57)【要約】

【課題】本発明は、連結された２つの回転可能体の連結端部内にロック機能を実現する回転ロック装置又は機構に関する。
【解決手段】可動ロック軸を軸方向に移動させることにより、連結された２つの回転可能体を所定の角度範囲内で回転、ロックする機能を実現する。可動ロック軸とロック軸孔の非真円断面形状を設定することにより、連結された２つの回転可能体の間を異なるロック角度でロック及びロック解除を行うことができる機能を実現する。連結された２つの端部の回転軸線の角度位置を変更することにより、自由度を調整又は設定する。本発明の回転ロック装置又は機構は、産業、交通、工事建設、医療、航空宇宙、人工知能及び生活などの様々な分野に適用することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも２つの回転可能体、可動ロック軸、駆動装置又は機構を含む回転ロック装置又は機構であって、
前記駆動装置又は機構は回転駆動装置又は機構と、軸方向駆動装置又は機構とを含み、
前記回転可能体と回転可能体との間に連結する２つの端部には、互いに連通する非真円断面部を含むロック軸孔が穿設され、
前記ロック軸孔内には、それに嵌合する非真円断面部を含む可動ロック軸が穿設され、
前記可動ロック軸が前記軸方向駆動装置又は機構の作用下で前記連結された２つの端部内のロック軸孔壁と同時に嵌合ロックされるロック位置まで軸方向に移動すると、前記連結された２つの端部はロックされ、
前記可動ロック軸が前記軸方向駆動装置又は機構の作用下で前記回転駆動装置又は機構によって少なくとも１つの連結端部を所定の角度範囲内で相対的に回転させることができるロック解除位置まで軸方向に移動すると、前記連結された２つの端部はロック解除される、
ことを特徴とする回転ロック装置又は機構。

【請求項2】

前記連結された２つの端部のぞれぞれは、連結軸端部と貫通溝が設けられた可動端部であり、
前記ロック軸孔は前記貫通溝の側面に垂直に穿設され、
前記連結された２つの端部は、前記可動ロック軸を介して挿通連結され、
前記連結軸端部と前記可動ロック軸とは、全体的に相対回転不能に連結されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の回転ロック装置又は機構。

【請求項3】

前記可動ロック軸の軸断面と前記ロック軸孔は全体的に階段状をなし、前記可動ロック軸ごとの階段部の非真円断面は、３本又は３本以上の対称軸を有する軸対称図形であり、
隣接する２つの前記階段部のうち、可動ロック軸のロック方向に近い階段部の最大非真円断面積は、他の階段部の最小非真円断面積以下である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転ロック装置又は機構。

【請求項4】

前記軸方向駆動装置又は機構は、可動ロック軸と回転可能体との間に直接又は間接的に設けられ、前記可動ロック軸に対するロック方向への圧力を保持する弾性部材を含む、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転ロック装置又は機構。

【請求項5】

前記駆動装置又は機構は、前記連結された２つの端部のうちの１つに回動可能に連結されている回転駆動体又は回転駆動軸を含む、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転ロック装置又は機構。

【請求項6】

支持軸をさらに備え、前記連結された２つの端部のそれぞれには支持軸孔が穿設され、前記支持軸孔内には前記支持軸が穿設され、前記支持軸は、前記連結端部の一方に固定連結され、他方の連結端部に回動可能に連結され、
前記支持軸の両端には支持軸ロック軸孔が貫通しており、前記支持軸ロック軸孔は非真円断面部を含む前記連結軸端部内のロック軸孔と、非真円断面部を含む前記可動端部内のロック軸孔の一部を含む、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転ロック装置又は機構。

【請求項7】

連結された２つの回転可能体間の関係を感知するためのセンサをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転ロック装置又は機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロック技術分野に関し、具体的に、回転ロック装置又は機構に関する。

【背景技術】

【0002】

従来技術では、例えば、自動ドア、隠しベッド、回転支持棒などのように、一般的な回転ロック装置又は機構は、通常、円軸を介して連結された２つの回転可能体を連結し、さらに三角固定原理（例えば、可動支持棒）を利用したり、可動栓などのロック装置又は機構を用いてロック又はロック解除したりしている。これらのロック部品は製品の外部に露出しており、製品全体の美観に大きく影響するだけでなく、外部空間を占有し、製品の正常な使用を妨げるため、生活の中で普及することは難しい。また、産業、交通、医療、航空宇宙、人工知能などの分野では、例えば自動座席の背もたれ、ロボットアーム、ロボット爪、医療機器、産業ロボット、及び人形ロボット関節などの回転ロック機構に関する製品が一般的に存在し、従来技術では、歯車・ラック駆動やウォーム歯車、ベルト駆動やチェーン駆動などで回転し、さらに他のロック装置を用いてロックすることが一般的である。その構造の複雑性、製造コストが高く、体積が大きいなどの弊害のため、その使用範囲は限られており、例えば手術用ロボットのハンド、人型ロボットの指、小型ロボットの虫など、特に形状と外観に特別な限定がある製品や部品では実現できない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明の目的は、従来技術の不足を克服し、従来技術の欠陥を補うためであり、その解決する技術問題は、可動ロック軸が連結された２つの回転可能体の端部内で軸方向に変位することにより、連結された２つの回転可能体が所定のロック角度位置でロック位置決めとロック解除を行う機能を実現し、従来の２つの回転可能体の間が円軸の回転によって連結された後、更に他の複雑なロック装置又は機構によってロックとロック解除を行うという欠陥を補うことである。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明に記載の「可動ロック軸頭部」とは、いずれも可動ロック軸がそのロック方向の軸方向端部に位置することを意味する。本発明に記載の可動ロック軸、回転可能体、および他の部品間の互いに接触する箇所は、回転ロック装置又は機構の正常な動作を確保するために、いずれも剛性を有する金属又は非金属材料を採用している。本発明に記載の回転可能体の全体的な形状は、ブロック状、ストライプ状、シート状、柱状、又は製品や部品の形状に応じて決めるものであるが、これに限定されない。

【0005】

本発明に係る回転ロック装置又は機構は、少なくとも２つの回転可能体、可動ロック軸、駆動装置又は機構を含み、前記駆動装置又は機構は回転駆動装置又は機構と、軸方向駆動装置又は機構とを含み、前記回転可能体と回転可能体との間に連結する２つの端部には、互いに連通する非真円断面部を含むロック軸孔が穿設され、前記ロック軸孔内には、それに嵌合する非真円断面部を含む可動ロック軸が穿設され、前記可動ロック軸が前記軸方向駆動装置又は機構の作用下で前記連結された２つの端部内のロック軸孔壁と同時に嵌合ロックされるロック位置まで軸方向に移動すると、前記連結された２つの端部はロックされ、前記可動ロック軸が前記軸方向駆動装置又は機構の作用下で前記回転駆動装置又は機構によって少なくとも１つの連結端部を所定の角度範囲内で相対的に回転させることができるロック解除位置まで軸方向に移動すると、前記連結された２つの端部はロック解除される。いくつかの実施形態では、非真円断面部は、表面が粗い円筒部又は円錐台部である。いくつかの好適な実施形態では、非真円断面は、３つ又は３つ以上の対称軸を有する正の多角形、凹み多角形、歯形、又は弁形などの３つ又は３つ以上の対称軸を有する軸対称図形である。

【0006】

好ましくは、前記連結された２つの端部のぞれぞれは、連結軸端部と貫通溝が設けられた可動端部であり、前記ロック軸孔は前記貫通溝の側面に垂直に穿設され、前記連結された２つの端部は、前記可動ロック軸を介して挿通連結され、前記連結軸端部と前記可動ロック軸とは、全体的に相対回転不能に連結されている。

【0007】

いくつかの実施形態では、回転可能体と回転可能体との間は直列に連結されているか、又は、回転可能体に並列に連結されている連結端部には、単一の回転可能体又は直列に連結された回転可動体が連結されている。いくつかの実施形態では、回転ロック機構において、連結端部の回転軸線の角度位置を変更することにより自由度を調整する。いくつかのこのような実施形態では、隣接する２つの連結端部の回転軸線は、間隔を隔てて連結された２つの回転可能体がその間の回転可能体に対して２つの直交方向に回転するように、互いに垂直である。

【0008】

好ましくは、前記可動ロック軸と前記ロック軸孔は階段状をなし、且つ、各非真円階段部は嵌合するテーパを有し、その断面は３本又は３本以上の対称軸を有する軸対称図形である。隣接する２つの階段部のうち、可動ロック軸のロック方向に近い階段部の最大非真円断面積は、他の階段部の最小非真円断面積以下である。

【0009】

好ましくは、前記軸方向駆動装置又は機構は、可動ロック軸と回転可能体との間に直接又は間接的に設けられ、前記可動ロック軸に対するロック方向への圧力を保持する弾性部材を含む。いくつかの実施形態では、前記弾性部材はリミットスプリングであり、前記連結軸端部と前記可動ロック軸には、同時に互いに連通するリミット孔が穿設され、前記リミットボルトはリミット孔内に穿設され、連結軸端部のリミット孔に軸方向に固定される。ロック状態において、前記リミットボルトは、可動ロック軸のロック方向に面する側からこれに対向する可動ロック軸のリミット孔の側壁までの間の距離が、可動ロック軸がロック解除位置からロック位置まで軸方向に移動する可動有効距離以上である。前記可動ロック軸におけるリミット孔の側壁には、前記可動ロック軸のロック方に向けてリミットスプリング孔が穿設されている。前記リミットスプリングはリミットスプリング孔内に設けられ、その一端はリミットスプリング孔の底壁に当接し、他端は直接又は間接的にリミットボルトに当接する。

【0010】

好ましくは、前記駆動装置又は機構は、前記連結された２つの端部のうちの１つに相対回動可能に連結されている回転駆動体又は回転駆動軸を含む。いくつかの実施形態では、前記駆動装置又は機構の駆動方式は、モータ駆動やガス駆動、油圧駆動、ウォーム歯車駆動や歯車・ラック駆動、ベルト駆動、ロープ駆動等の駆動方式であり、或いは、以上の２種又は２種以上を含む冗長駆動方式又は混合駆動方式である。いくつかの実施形態では、前記可動ロック軸の両端には回転駆動体貫通孔が貫通しており、前記回転駆動体又は回転駆動軸は回転駆動体貫通孔内に設けられ、前記可動端部に軸方向に固定されており、前記リミットスプリングは回転駆動体貫通孔内に設けられ、その一端は前記可動ロック軸に当接し、他端は回転駆動体又は回転駆動軸に当接する。

【0011】

いくつかの実施形態では、前記可動端部上の可動ロック軸のロック方向に位置する側には、可動端部のロック軸孔と同軸で、互いに連通する駆動孔が設けられており、駆動孔の孔壁には２つの対称な受動ボスが径方向に設けられ、前記受動ボスの周方向両側が位置する平面の交差線と回転軸線とは共線であり、該両側間の角度をＢ度とする。前記回転駆動軸には、回転中に受動ボスと互いに当接する２つの駆動ボスが径方向に設けられ、前記各駆動ボスの周方向両側が位置する平面の交差線と回転軸線とは共線であり、該両側間の角度をＡ度（Ａ＋Ｂ≦１８０）とする。前記可動ロック軸がロック解除位置にあると、前記駆動ボスは受動ボスを駆動して回転を開始し、即ち可動端部と連結軸端部とが相対回転を開始する。

【0012】

いくつかのこのような実施形態では、Ａ＋Ｂ＜１８０であり、前記回転駆動装置又は機構は、双方向回転駆動装置又は機構であり、前記回転駆動軸の径方向にフランジが設けられ、前記フランジの前記可動ロック軸のロック方向に面する側と可動ロック軸との間にリミットスプリングが設けられ、前記リミットスプリングは常に前記可動ロック軸のロック方向に可動ロック軸を押圧している。なお、前記フランジの反対側にＮ（Ｎは正整数であり、且つＮ≧２）個の周方向に等間隔に配列された旋圧ボスが設けられ、各隣接する旋圧ボス間の間隔弧度と旋圧ボスの周方向両側間の弧度は、いずれもＣ度（Ｃ＝１８０÷Ｎ）であり、且つ、各両側が位置する平面の交差線と可動端部の回転軸線とは共線であり、前記旋圧ボスの両側をそれぞれ弧度付きの旋圧勾配面とする。前記可動ロック軸の頭部端面又は回転駆動体貫通孔の内壁に径方向に設けられたフランジには、可動ロック軸がロック位置にあるときに前記旋圧ボスに係合する受圧溝が軸方向にＮ個設けられ、前記駆動回転軸が旋圧ボスと受圧溝とが係合するロック位置、即ち初期位置から１８０－（Ａ＋Ｂ）度回転を開始する過程中に、前記旋圧勾配面は、可動ロック軸がロック解除位置に移動し、このとき、前記旋圧ボスの端面と前記受圧溝の受圧勾配面の上方とが互いに当接し、前記駆動ボスの周方向側面が前記受動ボスの周方向側面に抵触するように受圧勾配面を旋圧する。前記駆動ボスが前記受圧ボスを駆動して（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）－１８０度回転し続けると、前記連結された２つの端部は相対的にロック位置に回転し、このとき、Ｎ個の前記旋圧ボスは同時に受圧溝内に滑り込んで互いに係合し、即ち、前記可動ロック軸はリミットスプリングの圧力によってロック位置に移動する。同様に、前記駆動ボスが前記受圧ボスを駆動して１８０－Ａ＋Ｂ度逆回転させると、前記可動ロック軸はロック解除位置に移動し、更に（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）－１８０度回転し続けると、前記連結された２つの端部は前記初期位置に相対的に回転する。前記可動ロック軸の横断面部が３本以上の対称軸を有する軸対称の凸多角形で、その辺数がＸ（Ｘ≧４）であるとし、Ｄ≧３６０÷Ｘの場合に、前記可動ロック軸の側壁の径方向にストッパボスが設けられ、前記ロック軸孔壁上のロック角度位置に前記ストッパボスの動きに合わせたストッパボス溝が開設されている。前記駆動ボスが受圧ボスの可動ロック軸に対する相対回転を駆動する過程中に、前記ストッパボスは、前記リミットスプリングの圧力によって前記可動端部のロック軸孔の階段部の軸方向側壁を押圧し、前記可動端部が所定のロック角度位置に回転するまでストッパボス溝内に滑り込み、即ち可動ロック軸をロック位置に移動させ、これによって、前記可動ロック軸と前記可動端部との相対回転中に不要なロック角度位置を円滑に迂回する。

【0013】

いくつかの実施形態では、前記駆動ボスは、旋圧駆動軸の端部の側面に設けられ、前記受圧溝は、前記可動ロック軸の頭部端面又は可動ロック軸に回動可能に連結された部品に設けられている。

【0014】

いくつかのこのような実施形態では、前記駆動装置又は機構は、同一の回転軸線上に複数並列に連結された可動端部を含む回転可能体を同時に駆動し、この同一の回転軸線上の可動ロック軸端部の間はリンクレバーによって連結されている。リンクレバーが前記可動ロック軸のロック位置からロック解除位置に移動すると、前記各可動ロック軸はリンクレバーの駆動下で同時に前記ロック位置から前記ロック解除位置に移動する。

【0015】

いくつかの実施形態では、前記軸方向駆動装置又は機構は、旋圧回転軸を含む旋圧駆動体を備える旋圧駆動装置又は機構であり、可動端部の貫通溝底部には、連結軸端部方向に沿って、連結軸端部のロック軸孔と互いに連通する旋圧駆動孔が穿設され、前記旋圧駆動体は旋圧装置孔内に設けられている。前記旋圧回転軸は円軸であり、円軸端部の軸断面には、その端部と前記円軸とが等径の半円弧面旋圧ボスが径方向に設けられ、前記可動ロック軸の側壁には、前記旋圧ボスと可動に係合する旋圧ボス孔が穿設され、前記旋圧ボス孔内に前記旋圧ボスが穿設され、前記可動ロック軸は、前記旋圧ボス上の半円弧面を介して前記旋圧ボス孔の軸方向側壁を旋圧してロック位置又はロック解除位置に移動させる。

【0016】

いくつかのこのような実施形態では、前記旋圧装置又は機構は、旋圧装置の孔内に固定配置された空気圧モータ、油圧モータ又は電動モータである。いくつかのこのような実施形態では、前記旋圧回転軸は、前記旋圧駆動体と一体となっており、前記旋圧駆動体には互いに連通する吸気孔と排気孔が設けられており、圧縮ガスが吸気孔内に入り込むと、排気孔から回転する逆方向に沿って排出された後、外部に発生した反動力によって旋圧駆動体と気管を一緒に回転させる。

【0017】

いくつかの実施形態では、前記連結された２つの端部のそれぞれには支持軸孔が穿設され、前記支持軸孔内には前記支持軸が穿設され、前記支持軸は、前記連結端部の一方に固定連結され、他方の連結端部に回動可能に連結されている。前記支持軸の両端には支持軸ロック軸孔が貫通しており、前記支持軸ロック軸孔は非真円断面部を含む連結軸端部内のロック軸孔と、非真円断面部を含む前記可動端部内のロック軸孔の一部を含む。前記連結された２つの端部と可動ロック軸との間は、相互間に生発生した応力が可動端部の回転に干渉しないように支持軸によって支持されている。いくつかの好適な実施形態では、前記支持軸上の非真円断面部は、前記連結軸端部の支持軸孔の内壁の非真円断面部と嵌合して周方向に固定され、支持軸リミット孔に穿設されて連結軸端部のリミット孔のリミットボルトに軸方向に固定連結されている。リミットボルトも周方向上の固定の役割を果たすことができるが、いくつかの実施形態では、前記リミットボルトと前記支持軸孔壁が回転時に発生した応力により接触部位が変形や破断する。

【0018】

いくつかの実施形態では、前記連結された２つの端部間のロック角度位置を感知するための角度センサが駆動装置に取り付けられる。

【0019】

いくつかの実施形態では、例えばロボットアームやロボットなどに適用する回転ロック機構など、連結された２つの回転可能体が回転中に物や他の動作を把持する際の張力を検出するために、前記連結された２つの端部の間に張力センサが設けられている。

【0020】

いくつかの実施形態では、前記連結された２つの端部には、前記可動ロック軸又は支持軸に外嵌されたリセットトーションスプリングが設けられ、前記リセットトーションスプリングの一端は可動端部に係止され、他端は連結軸端部又は連結軸端部に軸方向に固定された他の部品に設けられている。前記リセットトーションスプリングは、駆動装置の駆動力がそのトーション力に抗して通常回転することに満足する。

【0021】

いくつかの実施形態では、前記連結された２つの端部の間にプリテンションスプリングが設けられ、前記可動ロック軸と可動端部との嵌合部位の非真円断面部は嵌合するテーパを有し、前記連結された２つの端部の対向する両側面のうち、可動ロック軸の頭部に近い２つの対向する側面の間には、プリテンションスプリングを配設するための隙間が設けられており、可動端部ロック軸孔の孔壁と可動ロック軸とが常に当接状態を保つように、該隙間内に前記プリテンションスプリングが設けられている。前記リミットスプリングが前記可動ロック軸に印加する軸方向圧力は、前記プリテンションスプリングが前記可動ロック軸に印加する圧力よりも大きい。また、使用回数が多くなるにつれて、前記可動ロック軸と対応するロック軸孔壁との間が摩耗によりロック軸孔が拡大したとしても、これらのわずかにテーパのある可動ロック軸とロック軸孔壁は、前記リミットスプリングとプリロックスプリングの圧力の作用下で、可動ロック軸をそのロック方向に変位させた後もロック状態のままロック軸孔壁に密着してロックする。いくつかの実施形態では、前記回転駆動装置又は機構は一方向の回転駆動装置又は機構であり、前記連結された２つの端部が駆動力の作用下で所定の角度位置まで相対回転して駆動を停止されると、前記リセットトーションスプリングによって相対的に逆回転してリセットされる。いくつかの実施形態では、前記隙間の側面には、前記プリテンションスプリングと係合する溝が設けられ、前記プリテンションスプリングの一端は前記溝の底部を押圧し、他端は前記溝と対向する側面又はこの側面の溝の底部を押圧する。

【発明の効果】

【0022】

１、本発明の回転ロック装置又は機構のロック機能は、２つの連結された端部内に実現され、簡易、美観、安全かつ安定、耐用年数が長く、部品交換が容易であるなどの特性を有し、極めて大きな経済的価値と使用価値を有し、外観と構造に対して特別な要求があるいくつかの製品に広く適用することができる。

【0023】

２、本発明の回転ロック装置又は機構は、可動ロック軸とロック軸孔を非真円断面形状に設定することにより、連結された２つの回転可能体の間を異なるロック角度でロック及びロック解除を行うことができる機能を実現する。可動ロック軸の側壁の径方向にストッパボスを設けることと、対応する前記ロック軸孔壁上のロックが必要なロック角度位置に前記ストッパボスの動きに合わせたストッパボス溝が開設されることにより、前記可動ロック軸と前記可動端部との相対回転中に不要なロック角度位置を円滑に迂回することを実現する

【0024】

３、連結された２つの端部の回転軸線の角度位置を変更することにより、自由度を調整又は設定する。

【0025】

４、連結された２つの回転可能体が所定の角度まで相対回転することができない場合、例えば、２つの連結された回転可能体が相対的に平行な位置に相対回転することを実現しようとする場合に、連結された２つの回転可能体の間に１つの形状と長さを合わせた付属の回転可能体を連結して実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】図１は、本発明の第１の実施形態における回転ロック機構の斜視構造図である。

【図2】図２は、図１の分解構造の概略図（気管を除く）である。

【図3】図３は、図１の正面断面図である。

【図4】図４は、第１の実施形態における中段の回転可能体の径方向断面図である。

【図5】図５は、第１の実施形態における最終段の回転可能体の断面図である。

【図6】図６は、第１の実施形態における支持軸の構造図である。

【図7】図７は、第１の実施形態における旋圧駆動体の断面図である。

【図8】図８は、第１の実施形態における回転駆動体の構造図である。

【図9】図９は、第２の実施形態の回転ロック機構の斜視構造図である。

【図10】図１０は、図９の斜視図である。

【図11】図１１は、第２の実施形態における２つの連結端部の分解構造の概略図である。

【図12】図１２は、第２の実施形態における中段の回転可能体上の２つの連結端部の断面図である。

【図13】図１３は、第２の実施形態における受圧ボスを有する可動ロック軸と駆動モータとの間の構造図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、図面及び実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。以下に説明する具体的な実施形態は、本発明を説明するためにのみ使用され、本発明の制限を構成するものではないと理解されべきである。

【0028】

実施形態１
図１～８を参照すると、回転ロック機構は、３つの回転可能体２と、３つの可動ロック軸１と、３つの支持軸２３と、回転駆動体３と、旋圧駆動体５と、１２本の気管８と、気管継手９と、気管ロックリング１０と、リセットトーションスプリング２４と、リミットスプリング７と、位置決めボルト６と、を含む。

【0029】

本実施例における３つの回転可能体は互いに直列に連結されており、それぞれ連結された２つの端部の両側には、互いに連通する連結軸端部の支持軸孔２．２．２と、可動端部の支持軸孔２．２．１と、可動端部のロック軸孔２．１とが同時に貫通している。連結軸端部の支持軸孔２．２．２と可動端部の支持軸孔２．２．１内には支持軸２３が穿設されており、ここでは、可動端部の支持軸孔内に穿設された一部の支持軸２３の外壁は、可動端部の支持軸孔の内壁と回動可能に貼合されている円柱壁である。連結軸端部の支持軸孔２．２．２の内壁とそれに対応する一部の支持軸２３の外壁の横断面は、１２本の対称軸を有する軸対称図形であり、支持軸２３と連結軸端部を周方向に固定する。連結軸端部と支持軸２３には、互いに連通する連結軸端部のリミット孔２．３と支持軸のリミット孔２３．３が径方向に穿設されており、支持軸２３と連結軸端部はリミットボルト４によって軸方向に固定されている。

【0030】

回転駆動体３上の可動ロック軸１のロック方向に位置する軸方向端面には、歯型挿着柱３．２が設けられ、挿着柱３．２の端面にはフック溝３．８が設けられ、フック溝３．８の底部にはフック溝３．８より高い２つのフック３．７が設けられている。可動端部の貫通溝内側壁の可動ロック軸１のロック方向に位置する側軸方向には、駆動装置孔１．７に摺動嵌合する円柱ボス２．８が設けられ、円筒ボス２．８の中心には挿着柱３．２と挿着嵌合する挿着柱孔２．９が設けられ、挿着柱孔２．９の底部には２つのフック３．７と嵌合するフックボス孔２－６が設けられ、２つのフック３．７はフックボス孔２－６内に掛け渡されている。回転駆動体３の挿着柱３．２と対向／反対する一端に位置する端面には、可動端部のロック軸孔２．１内の非円形断面部にロック嵌合する、即ち可動端部と周方向に固定された位置決めフランジ３．３が設けられている。駆動体３にはリミットスプリングフランジ３．４が設けられ、リミットスプリングフランジ３．４と駆動装置孔１．７内の非円形部の階段との間にはリミットスプリング７が設けられ、且つ、リミットスプリング７は、旋圧ボス５．１の旋圧力がその圧力に抗して、前記可動ロック軸１がロック解除位置に移動するまで旋圧ボス孔の内壁のロック解除方向に位置する側に旋圧することができるように満足しなければならない。

【0031】

中段の可回転体２ｂ及び最終段の可回転体２ｃ内には、それぞれ旋圧駆動体５と係合しロック軸孔２．１と互いに連通する旋圧装置孔２－５が設けられており、旋圧駆動体５には位置決めリング溝５．２が周方向に設けられている。回転可能体上の位置決めリング溝５．２の底部には位置決めボルト孔２．７が設けられ、旋圧駆動体５は位置決めボルト６を介して旋圧装置孔２－５内に回動可能に軸方向に位置決めされている。旋圧回転軸３．１の端部の軸断面には、その端部が旋圧回転軸３．１と等径の半円弧面の旋圧ボス５．１が径方向に設けられている。可動ロック軸１の側壁には、旋圧装置孔２－５に連通し旋圧ボス５．１に回転嵌合する旋圧ボス孔５．３が穿設されている。支持軸２３の側壁には、旋圧ボス孔１．１に連通し旋圧ボスの回転に干渉しない逃げ孔２３．２が穿設され、旋圧ボス５．１は旋圧ボス孔内に穿設されている。

【0032】

旋圧駆動体の軸方向両端には旋圧駆動体気管孔５．４が貫通しており、旋圧駆動体５上の旋圧ボスと対向する一端には、旋圧駆動体の回転接線と平行な２つの互いに連通する旋圧駆動体吸気孔５．５と旋圧駆動体排気孔５．６が設けられている。第１段の回転可能体２ａの両側には、旋圧駆動体の両端方向に沿って第１段の回転可能体気管孔２ａ．４がそれぞれ貫通している。４本の気管８が第１段の回転可能体気管孔２ａ．４を通じた後、気管継手９を介して中段の回転可能体の連結軸端部内の２つの回転駆動体吸気孔３．５と中段の回転可能体の回転駆動装置孔内の２つの旋圧駆動体吸気孔５．５と接続する。４本の気管が第１段の回転可能体の駆動装置孔を通じ、そのうち、２本の気管８は第１段の回転可能体内の旋圧駆動体吸気孔５．５と接続し、他の２本の気管８は旋圧駆動体ガス孔５．４を通じ、気管継手９を介して第１段の回転可能体の連結軸端部内の旋圧駆動体吸気孔３．５と接続する。２本の気管８が第１段の回転可能体外部の旋圧駆動体気管孔５．４を通じ、気管継手９を介して第１段の回転可能体の可動端部上の回転駆動体吸気孔と接続する。２本の気管９を第１段の回転可能体外部の旋圧駆動体吸気孔に挿入する。第１段の回転可能体外部の旋圧駆動体は、外部の台座または他の部品に接続されて、回転ロック装置又は機構を形成する。

【0033】

圧縮ガスが旋圧駆動体５の吸気孔５．５に入った後、排気孔５．６から逆回転方向に沿って排出された後、外部に発生した反動力によって旋圧駆動体と気管８を一緒に回転させる。旋圧駆動体５の吸気孔にはロックリング溝５．７が周方向に設けられ、旋圧駆動体吸気孔５．５に位置する気管８を気管ロックリング１０を介してロックする。可動ロック軸１は、旋圧ボス５．１によってその旋圧ボス孔１．８の軸方向内壁を回転させてロック位置又はロック解除位置に移動させる。同様に、圧縮ガスが回転駆動体吸気孔３．５内に入った後、回転駆動体吸気孔３．５に連通する回転駆動体排気孔３．６から逆回転方向に沿って外部に排気されることにより、排出された圧縮ガスによる反動力が駆動体３と気管８を一緒に回転させる。本実施形態では、駆動体３に、前記２つの連結された回転可能体の間の角度を感知するための角度センサが設けられることができる。

【0034】

連軸端部内の可動ロック軸のロック方向側に位置する一部の支持軸孔２．２の内壁には、リセットトーションスプリング孔２．０としての第２孔が拡孔されており、リセットトーションスプリング２４はリセットトーションスプリング孔２．０内に設けられ、その一端は可動端部のリセットトーションスプリングリセット溝２．４内に係止され、他端は連結軸端部のリセットトーションスプリングリセット溝２．５内に係止されている。前記リセットトーションスプリング２４は、駆動装置の駆動力がそのトーション力に抗して通常回転することに満足する。

【0035】

実施形態２
図９～１３に示すように、回転ロック機構は、３つの連結軸端部を含む並列回転可能体２ｈと、１つの可動端部のみを含む３つの回転可能体ｇｈと、可動ロック軸１と、リミットスプリング７と、支持軸２３と、リセットトーションスプリング２４と、リミットボルト４と、リンクレバー２２と、駆動モータ３ａと、を備える。並列回転可能体２ｈの３つの連結軸端部には、それぞれ可動端部のみを含む回転可能体２ｇが連結されており、各連結端部内の可動ロック軸１のロック方向は同一であり、かつ、３つの回転軸線は同一直線上にある。ここで、可動ロック軸１と対応するロック軸孔壁の非真円断面部は、全体的に正八角台状である。隣接する可動ロックシャフト１の間は、リンクレバー２２を介して可動ロック軸１の尾部に螺着され、可動ロック軸１の頭部に当接する。

【0036】

連結軸端部と可動端部の両側に、垂直に貫通溝の両側を通る互いに連通する連結軸端部の支持軸孔２ｈ．２、可動端部支持軸孔２ｇ．２、可動端部ロック軸孔２ｇ．１が貫通しており、支持軸２３は、連結軸端部の支持軸孔２ｈ．２と可動端部の支持軸孔２ｇ．２内に穿設され、連結軸端部と周方向に固定され、可動端部と回動可能に連結されており、ここで、貫通溝２ｇ．６の両側に穿設された可動端部の支持軸孔２ｇ．２内壁と対応する支持軸２３の外壁とは円柱壁である。支持軸２３の両端には、連結軸端部の内ロック軸孔と可動端部の内ロック軸孔の一部を含む支持軸のロック軸孔２３．１が軸方向に貫通している。

【0037】

連結軸端部、可動ロック軸１の径方向両側と支持軸２３の径方向両側には、貫通溝２ｇ．６の底壁取付通孔２ｇ．３を垂直に通じる連結軸端部のリミット孔２ｈ．３、支持軸リミット孔２３．３及び可動ロック軸リミット孔１．２が同時に貫通している。リミットボルト４は、取付通孔２ｇ．３から連結軸端部のリミット孔２ｈ．３の底壁に入るまで穿孔され、連結軸端部と支持軸２３とはリミットボルト４によって固定連結されている。ロック状態において、前記リミットボルトが、前記可動ロック軸のロック方向に面する側からこれに対向する前記可動ロック軸リミット孔１．２の側壁までの距離は、前記可動ロック軸がロック解除位置からロック位置まで軸方向に移動する可動有効距離以上である。可動ロック軸のリミット孔１．２の側壁には、可動ロック軸１のロック方向に延びるリミットスプリング孔１．４が設けられており、リミットスプリング７は、リミットスプリング孔１．４内に設けられ、その一端がリミットスプリング孔１４の底壁に当接され、他端がリミットボルト４に当接されている。可動ロック軸１は、リミットスプリング７及びリミットボルト４によってその軸方向の動きをロック軸孔に限定する。リミットボルト４の側壁には、リミットスプリング７に当接する斜溝４．５が設けられることで、リミットボルト４がリミットスプリング７の斜圧力を受けて連結軸端部のリミット孔２ｈ．３底壁に当接し、ストッパボルト４が取付通孔２ｇ．３に進入して可動端部と干渉することを防止する。

【0038】

連結軸端部の支持軸孔２ｈ．２の可動ロック軸頭部に近い一端に位置する内壁には、リセットトーションスプリング孔２ｈ．０としての第２孔が設けられ、貫通溝２ｇ．６の側壁には、リセットトーションスプリング２４の一端に合わせて挿入された可動端部のトーションスプリングリミット溝２ｇ．４が軸方向に設けられ、リセットトーションスプリング孔２ｈ．０内壁には、リセットトーションスプリング２４の他端に合わせて挿入された連結軸端部のトーションスプリングリミット孔２ｈ．５が径方向に設けられている。リセットトーションスプリング２４の取付過程中に、まず、リセットトーションスプリング２４の一端を連結軸端部のトーションスプリングリミット孔２ｈ．５内に挿入し、その後、リセットトーションスプリング２４をリセットトーションスプリング孔２ｈ．０内に入れ、他端は可動端部と連結軸端部が対挿されたときに変形によって可動端部の支持軸孔２ ｇ．２に入り込んだ後、可動端部のトーションスプリングリミット溝２ｇ．４内に係止される。

【0039】

並列回転可能体２ｈ上の可動ロック軸のロック方向に位置する一端には、３つの連結端部と同軸の双方向の回転駆動モータ３ａが設けられ、モータ３ａの駆動軸３ａ．１の端面には、可動ロック軸１の頭部に対応する中空柱が軸方向に設けられ、前記中空柱の周方向には対称な２つの旋圧ボス３ａ．２が設けられ、中空柱の径方向には対称な２つの駆動ボス３ａ．３が設けられており、２つの駆動ボス３ａ．３の周方向両側が位置する平面の交差線と回転軸線とは共線であり、該両側間の角度は４５度である。

【0040】

可動端部内にはロック軸孔と互いに連通する駆動孔が設けられ、可動ロック軸１のロック方向のロック軸孔壁の延在部分に位置する直径両端位置には、２つの対称的で駆動ボス３ａ．３と嵌合する受動ボス２ｇ－１が設けられ、２つの受動ボス２ｇ－１の周方向両側が位置する平面の交差線と回転軸線とは共線であり、その間の角度は４５度である。可動ロック軸の頭部端面にはロック方向に沿って中空柱が設けられ、中空柱の端面には２つの対称的で前記旋圧ボス３ ａ．２と嵌合する受圧溝１．９が設けられている。前記駆動軸３ａ．１が初期位置から９０度回転すると、前記旋圧ボス３ａ．２の両側の旋圧勾配面は、前記旋圧ボスの端面と前記受圧溝の受圧勾配面の上方とが互いに当接し、可動ロック軸がロック解除位置に移動し、前記２つの駆動ボス３ａ．３の側面が２つの受動ボス２ｇ－１の両側面に抵触するように、受圧溝１．９の両側の受圧勾配面を旋圧する。駆動ボス３ａ．３が前記受動ボス２ｇ－１を９０度回転させ続けると、ストッパボス１．５はストッパボス溝内まで移動し、２つの旋圧ボス３ａ．２は同時に受圧溝１９内に滑り込んで、前記連結された２つの端部がロック角度位置に回転し、即ち前記可動ロック軸がリミットスプリングの圧力によってロック位置まで移動する。駆動ボス３ａ．３が９０度逆回転すると、旋圧ボス３ａ．２の他方側の旋圧勾配面は、旋圧ボス３ａ．２の端面と受圧溝１．９の受圧勾配面の上方とが当接し、このとき可動ロック軸１がロック解除位置に移動し、駆動ボス３ａ．３が前記受動ボス２ｇ－１に抵触するように、受圧溝の他方側の受圧勾配面を旋圧する。前記駆動ボスが受動ボス２ｇ－１を９０度逆回転させ続けると、前記連結された２つの端部は初期位置に回転する。可動端部のみを含む３つの回転可能体が一体の部品に同時に連結されると、前記駆動ボスは回転中に可動端部を含む３つの回転可能体を同時に回転させる。

【0041】

電源オフの場合、可動ロック軸１のロック方向に近いリンクレバー２２を手動で押すと、各可動ロック軸１は、リンクレバー２２の駆動下で同時にロック位置からロック解除位置に移動し、外力を取り消した後、リンクレバー２２は、リミットスプリング７の駆動下で可動ロックシャフト１とともに初期位置に移動する。

【0042】

以上の実施形態は本発明の例示的な実施形態にすぎず、本発明を限定するためのものではなく、本発明の精神的又は基本的な特徴から逸脱することなく、他の具体的な形態で本発明を実現することができる。そのため、どの点から見ても、実施形態は例示的で、非限定的であると考えなければならない。本発明の範囲は、上記の説明に限定されるものではなく、添付の請求の範囲によって限定されるので、請求の範囲の均等要件の意味および範囲内に含まれるすべての変化を本発明に包含することを目的とする。

【0043】

産業実用性について、
本発明の回転ロック装置又は機構は、産業、交通、工事建設、医療、航空宇宙、人工知能などの様々な分野に適用することができる。本発明の回転ロック装置又は機構は、構造がコンパクトで、ロック強度が高く、使用部品が少ないなどの特性を有し、形状、寸法及び性能に対して特別な要求がある製品に広く適用することができ、特に、ロボットアーム、ロボット爪、医療機器やロボット、産業ロボット、及び人型ロボット関節、小型機械虫などの作業環境に高い要求がある製品に広く適用することができる。

【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】

【国際調査報告】