四節リンクで停留は作れないのですか？

厳密な停留は作れません。明確なドウェルには六節以上が必要です。

六節リンク機構とは｜四節では作れない動きの作り方

「四節リンクで頑張ってみたけど、どうしても欲しい動きにならない」——機構設計者なら一度はぶつかる壁です。そんなとき、リンクを2本足して自由度の表現力を一気に広げるのが六節リンク。四節の限界を超えるための“次の一手”なんですよね。
この記事では、六節リンクで何ができるようになるのか、ワット型・スティーブンソン型の違いと設計の考え方を、機構設計14年の目線で解説します。

【結論】 六節リンクは「四節リンクでは出せない“停留（ドウェル）”や複雑な軌跡を、カムやモーターなしで作る」ための機構です。リンク6本・関節7個で構成され、ワット型とスティーブンソン型の2系統がある。「四節で足りないと分かったら六節」——この判断ができれば設計の自由度が一段上がります。

1. 六節リンクとは——四節に2本足した世界
2. 2系統——ワット型とスティーブンソン型
3. 六節リンクの最大の武器——「停留（ドウェル）」
4. 設計の考え方——「軌跡から逆算」する
5. 【実話】四節で粘りすぎて納期を溶かした日
6. SolidWorksでの設計ポイント
7. 設計手順——4ステップ
8. よくある質問（FAQ）
9. まとめ

1. 六節リンクとは——四節に2本足した世界

リンク機構の基本は四節リンク（リンク4本）です。これにリンクを2本、関節を3個足したものが六節リンク（リンク6本・関節7個）。自由度1（＝1つの入力で動きが決まる）を保ったまま、はるかに複雑な動きを表現できるようになります。

「リンクを足すと自由度が増えそう」と思いきや、足し方を工夫すれば自由度1のまま。だから1個のモーター（クランク）で、四節では不可能だった動きを生み出せるわけです。これが六節リンクの面白さです。

2. 2系統——ワット型とスティーブンソン型

型	構成の特徴	得意な動き	由来
ワット型	2つの四節リンクが1本のリンクを共有	近似直線運動・停留	蒸気機関の平行運動
スティーブンソン型	2つのループが2つの節を共有	複雑な軌跡・大きな揺動	初期の蒸気機関車

ざっくり、「直線や停留が欲しいならワット型、凝った軌跡や大揺動ならスティーブンソン型」から検討を始めると当たりを付けやすいです。どちらも200年前の蒸気機関時代に生まれた古典ですが、現代の自動機械でも現役です。

3. 六節リンクの最大の武器——「停留（ドウェル）」

四節リンクの出力点は常に動き続けますが、六節リンクなら「一定区間だけ出力をほぼ静止させる（ドウェル）」動きが作れます。クランクは回り続けているのに、出力リンクの先端が一瞬止まる——カムを使わずにこの停留を実現できるのが大きな利点です。

💡 なぜ「カムなしの停留」が嬉しいのか
停留はカムでも作れますが、カムはフォロワの摩耗・接触応力という弱点を抱えます。六節リンクならすべて回転対偶（ピン結合）で構成でき、摩耗に強く高速・大荷重に向く。「停留が欲しいが、カムの摩耗は避けたい」場面で、六節リンクが光ります。

4. 設計の考え方——「軌跡から逆算」する

六節リンクの設計は、四節リンクより格段に難しくなります。リンク長の組み合わせが増え、勘と試行錯誤だけでは収束しません。実務では次のアプローチが現実的です。

① 文献・事例の寸法比から出発：ワット直線運動など、定番の寸法比をベースに調整する。
② 運動解析ソフトで軌跡を確認：SolidWorks等で実際に動かし、出力点の軌跡をプロットして詰める。
③ 停留区間・軌跡精度を数値で評価：「どこで何秒止まるか」を出力変位カーブで確認する。

ゼロから理論計算で解くより、「定番比から出発して、動かしながら追い込む」のが80点を早く出すコツです。

🔧 六節リンクの「停留」、動きで見ると感動します
クランクは回り続けているのに出力が一瞬止まる——この不思議な動きはアニメで見るのが一番です。54機構の動く図鑑でリンク機構の軌跡を確認してみてください。
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5. 【実話】四節で粘りすぎて納期を溶かした日

現場の失敗談
ある搬送機で「途中で一瞬止まってから、また動く」という動きが要求されたとき、私は意地になって四節リンクで何とかしようと粘り続けたことがあります。リンク長をいじっては動かし、いじっては動かし……。

丸2日やって、ようやく「四節では原理的に停留は作れない」と腹落ちしました。出力が止まる区間を作るには、もう1段リンクが要る。最初から六節リンク（ワット型）を前提にしていれば、半日で当たりが付いた話です。

教訓は「四節の限界を知っていれば、粘る前に六節へ切り替えられた」こと。機構の引き出しは、選択肢を増やすだけでなく“早く見切りをつける”ためにも効く——納期を溶かして学んだ、ちょっと痛い教訓です。

6. SolidWorksでの設計ポイント

SolidWorks実務Tips
① レイアウトスケッチで骨組みを先に：部品を作る前に、ブロックレイアウトスケッチでリンクを直線として描き、関節を一致拘束で結ぶ。寸法を変えながら動きの当たりを高速で探れます。
② 出力点の軌跡はトレースパスで可視化：Motion Studyの「トレースパス」で出力点の軌跡を描かせると、停留区間や軌跡形状が一目で分かります。六節設計の生命線です。
③ リンク長はグローバル変数で総当たり：各リンク長を変数化しておくと、寸法比の調整が一括ででき、設計テーブルで複数案の比較もできます。

7. 設計手順——4ステップ

STEP1 欲しい動き（停留・直線・特定軌跡）を明確にし、四節で可能か判定する
STEP2 不可能ならワット型／スティーブンソン型を選ぶ
STEP3 定番の寸法比から出発し、レイアウトスケッチで動かす
STEP4 出力点の軌跡をトレースし、停留区間・軌跡精度を数値で詰める