CN107850095A - 流体压致动器 - Google Patents

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CN107850095A CN201680041400.4A CN201680041400A CN107850095A CN 107850095 A CN107850095 A CN 107850095A CN 201680041400 A CN201680041400 A CN 201680041400A CN 107850095 A CN107850095 A CN 107850095A
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大野信吾
樱井良
佐藤隆之
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    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/10—Characterised by the construction of the motor unit the motor being of diaphragm type
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Abstract

提供一种流体压致动器，即使当受到高压时，诸如在通过油压进行驱动的情况下，该流体压致动器也具有足够的耐久性。流体压致动器设置有密封机构(200)。密封构件(210)的主体部(211)插入管(110)。位于主体部(211)的径向DR外侧的第一锁定环(220)将套筒(120)锁定在靠近凸缘部(212)的位置。压接构件(230)将管(110)、位于管的径向DR外侧的套筒(120)和第一折返部(120a)与密封构件(210)压接在一起。

Description

流体压致动器
技术领域
本发明涉及通过使用气体或液体来使管膨胀和收缩的流体压致动器，具体地，涉及所谓的McKibben型流体压致动器。
背景技术
传统上，在如上所述的使管膨胀和收缩的流体压致动器中，广泛采用了包括通过空气压力而膨胀和收缩的橡胶管(管状体)和包覆该管的外周面的套筒(编织增强结构)的结构(所谓的McKibben型结构)(例如，专利文献1)。
由管和套筒构成的致动器本体部的两端被由金属形成的密封构件压接(caulk)。
套筒被形成为编织有诸如聚酰胺纤维等的高张力纤维或金属帘线的筒状结构体。套筒被形成为将管的膨胀运动限制在预定范围内。
该流体压致动器使用在各种领域中，特别优选地用作护理用机器或医疗用机器中的人造肌肉。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭61-236905号公报
发明内容
在上述流体压致动器中，要求较高的收缩力。例如，除了护理用机器或医疗用机器中的人造肌肉以外，在机器人中使用的流体压致动器也要求较高的收缩力。
为了获得该高的收缩力，考虑采用使用矿物油作为流体的油压驱动。然而，在油压驱动时，因为会对管和套筒施加极高的压力，所以要求高的耐久性。
当有高的压力施加到流体压致动器的内部时，致动器本体部可能会破损。具体地，限制管的膨胀范围的套筒可能会从密封构件脱落，或者管可能会因管的特定部位的应力集中而破损。
因此，考虑到上述问题，本发明的目的是提供在诸如采用油压驱动的情况等的施加有高的压力的情况下具有足够耐久性的流体压致动器。
根据本发明的一个方面的流体压致动器包括：致动器本体部，其由管和套筒构成，所述管具有能够因流体的压力而膨胀和收缩的圆筒状，所述套筒被形成为结构体，在所述结构体中编织有沿预定方向定向的帘线，所述套筒被形成为包覆所述管的外周面；以及密封机构，其密封所述致动器本体部的轴向上的端部。
所述密封机构包括：密封构件，其具有主体部和凸缘部；压接构件，其将所述致动器本体部与所述密封构件压接在一起；和第一锁定环，其锁定所述套筒。所述主体部插入所述管。所述凸缘部与所述主体部相连，所述凸缘部的沿着所述致动器本体部的径向的外径大于所述主体部的外径。所述第一锁定环将所述套筒锁定在所述主体部的径向外侧。所述套筒包括经由所述第一锁定环折返的第一折返部。所述压接构件将被所述主体部插入的所述管、位于所述管的径向外侧的所述套筒和所述第一折返部与所述密封构件压接在一起。
附图说明
图1是流体压致动器10的侧视图。
图2是流体压致动器10的一部分的分解立体图。
图3是包括根据实施例1-1的密封机构200的流体压致动器10的一部分的沿着流体压致动器10的轴向DAX的截面图。
图4是包括根据实施例1-2的密封机构200的流体压致动器10的一部分的沿着流体压致动器10的轴向DAX的截面图。
图5是包括根据实施例1-3的密封机构200的流体压致动器10的一部分的沿着流体压致动器10的轴向DAX的截面图。
图6是包括根据实施例2-1的密封机构200A的流体压致动器10的一部分的沿着流体压致动器10的轴向DAX的截面图。
图7是包括根据实施例2-2的密封机构200A的流体压致动器10的一部分的沿着流体压致动器10的轴向DAX的截面图。
图8是包括根据实施例2-3的密封机构200A的流体压致动器10的一部分的沿着流体压致动器10的轴向DAX的截面图。
图9是包括根据实施例3-1的密封机构200B的流体压致动器10的一部分的沿着流体压致动器10的轴向DAX的截面图。
图10是包括根据实施例3-2的密封机构200C的流体压致动器10的一部分的沿着流体压致动器10的轴向DAX的截面图。
图11是致动器本体部100的一部分的展开立体图。
图12是沿着根据第二实施方式的帘线121的径向的截面图。
图13是沿着根据第三实施方式的帘线121的径向的截面图。
具体实施方式
接下来，将参照附图说明实施方式。此外，用相同或相似的附图标记指代相同或相似的功能或构造，因此适当省略其说明。
[第一实施方式]
(1)流体压致动器的整体示意性构造
图1是根据本实施方式的流体压致动器10的侧视图。如图1所示，流体压致动器10设置有致动器本体部100、密封机构200和密封机构300。此外，流体压致动器10的两端分别形成有连接部20。
致动器本体部100由管110和套筒120构成。流体经由接头400和通过孔410流入致动器本体部100。
当流体流入管110时，致动器本体部100沿致动器本体部100的轴向DAX收缩并沿径向DR膨胀。此外，当流体流出管110时，致动器本体部100沿致动器本体部100的轴向DAX膨胀并沿径向DR收缩。利用致动器本体部100的该形状变化，流体压致动器10起到致动器的功能。
用于驱动流体压致动器10的流体的示例包括诸如空气等的气体、诸如水和矿物油等的液体。特别地，流体压致动器10具有能够承受油压驱动的高的耐久性，在油压驱动时，致动器本体部100会受到高的压力。
此外，该流体压致动器10被形成为所谓的McKibben型致动器，并且优选不仅适用于人造肌肉，而且还适用于机器人的要求较高能力(收缩力)的肢体(上肢、下肢等)。形成肢体等的构件连接到连接部20。
密封机构200和密封机构300被形成为密封致动器本体部100的轴向DAX上的两端部。具体地，密封机构200包括密封构件210和压接构件230。密封构件210被形成为密封致动器本体部100的轴向DAX上的端部。此外，压接构件230被形成为使致动器本体部100与密封构件210压接在一起。当用夹具对压接构件230进行压接时，会在压接构件230的外周面上形成压痕231。
密封机构200与密封机构300之间的区别在于是否形成有接头400(和通过孔410)。
接头400是突出的，使得流体压致动器10的驱动压力源能够安装到接头400，具体地，该驱动压力源是连接到气体或液体压缩机的软管(管路)。流过接头400的流体在通过了通过孔410之后流入致动器本体部100的内部，具体地，流入管110的内部。
图2是流体压致动器10的一部分的分解图。如图2所示，流体压致动器10设置有致动器本体部100和密封机构200。
如上所述，致动器本体部100由管110和套筒120构成。
管110被形成为具有因流体的压力而膨胀和收缩的圆筒状的筒状体。管110由诸如丁基橡胶等的弹性材料形成，以便允许因流体而反复收缩和膨胀。此外，在流体压驱动器10通过油压进行驱动的情况下，可以采用具有高耐油性的NBR(丁腈橡胶)。
套筒120被形成为圆筒状，用于包覆管110的外周面。套筒120被形成为如下结构体：在该结构体中，编织有沿预定方向定向的帘线。沿预定方向定向的帘线以重复地形成菱形形状的方式彼此交叉。该形状允许套筒120像缩放仪(pantograph)那样变形，由此使套筒120在限制管110的收缩和膨胀的状态下跟随管110的变形而变形。
作为形成套筒120的帘线的材料，优选采用由芳香族聚酰胺(芳纶纤维)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成的纤维帘线。然而，帘线的材料不限于这些类型的纤维帘线，并且例如可以采用由极细的丝形成的金属帘线。
密封机构200被形成为密封致动器本体部100的轴向DAX上的端部，该密封机构200由密封构件210、第一锁定环220和压接构件230构成。
密封构件210包括主体部211和凸缘部212。作为密封构件210的材料，优选采用诸如不锈钢等的金属材料，然而密封构件210的材料并不限于该金属材料，并且可以采用硬塑料材料。
主体部211被形成为圆管状。主体部211中形成有供流体通过的通过孔215。通过孔215与通过孔410(参照图1)连通。主体部211插入管110。
凸缘部212与主体部211相连并相对于主体部211配置在流体压致动器10的轴向DAX上的端部。凸缘部212的沿着径向DR的外径大于主体部211的沿着径向DR的外径。凸缘部212被形成为锁定被主体部211插入且插入第一锁定环220的管110。
主体部211的外周面上形成有凹凸部213。凹凸部213防止被主体部211插入的管110滑动。优选的是，在凹凸部213中形成三个以上的凸部分。
此外，在主体部211的靠近凸缘部212的位置处形成有外径小于主体部211的外径的第一小直径部214。此外，参照图3和之后的图进一步说明第一小直径部214的形状。
第一锁定环220被形成为锁定套筒120。具体地，套筒120经由第一锁定环220朝向径向DR外侧折返(图2中未示出，参照图3)。
第一锁定环220的外径大于主体部211的外径。第一锁定环220被形成为将套筒120锁定在主体部211的第一小直径部214所在的位置处。也就是，第一锁定环220将套筒120锁定在主体部211的径向DR外侧且锁定在与凸缘部212邻接的位置处。
在本实施方式中，由于第一锁定环220通过小于主体部211的第一小直径部214锁定，所以第一锁定环220由两个分割部分构成。此外，第一锁定环220不限于由两个分割部分构成，因此第一锁定环220可以由三个以上的分割部分构成，并且分割部分中的一部分分割部分可以以可转动的方式连接。
作为第一锁定环220的材料，能够采用与密封构件210同样的金属材料或硬塑料材料。
压接构件230被形成为将致动器本体部100与密封构件210压接在一起。作为压接构件230的材料，能够采用诸如铝合金、铜和钢等的金属材料。当为了压接而用夹具对压接构件230进行压接时，会在压接构件230上形成如图1所示的压痕231。
(2)密封机构的构造
接下来，将参照图3至图10说明密封机构200的实施例。
(2.1)实施例1-1
图3是包括根据实施例1-1的密封机构200的流体压致动器10的一部分的沿着流体压致动器10的轴向DAX的截面图。
如上所述，密封构件210包括外径小于主体部211的外径的第一小直径部214。
第一锁定环220配置在第一小直径部214的径向DR外侧。第一锁定环220的内径R1小于主体部211的外径R3。此外，还可以将第一锁定环220的外径R2设定为小于主体部211的外径R3。
管110以与凸缘部212接触的方式被主体部211插入。套筒120经由第一锁定环220朝向径向DR外侧折返。借此，套筒120包括经由第一锁定环220折返的第一折返部120a。
第一折返部120a粘接到位于管110的径向DR外侧的套筒120，即粘接到套筒120的未通过第一锁定环220折返的未折返部。
具体地，套筒120与第一折返部120a之间形成有粘接层240。此外，粘接层240可以通过使用适于形成套筒120的帘线的类型的粘接剂而形成。
压接构件230大于密封构件210的主体部211的外径。在压接构件230被主体部211插入之后，用夹具对压接构件230进行压接。压接构件230被形成为将致动器本体部100与密封构件210压接在一起。
具体地，压接构件230被形成为对被主体部211插入的管110、位于管100的径向DR外侧的套筒120和第一折返部120a进行压接。也就是，压接构件230将管110、套筒120和第一折返部120a与密封构件210压接在一起。
(2.2)实施例1-2
图4是包括根据实施例1-2的密封机构200的流体压致动器10的一部分的沿着流体压致动器10的轴向DAX的截面图。以下，主要说明与实施例1-1的构造不同的构造。
在本实施例中，套筒120的第一折返部120a与压接构件230之间配置有片状的弹性构件。
具体地，第一折返部120a与压接构件230之间配置有橡胶片250。橡胶片250被配置成包覆圆筒状的第一折返部120a的外周面。不特别限制橡胶片250的类型，然而能够采用与管110同样的丁基橡胶。
压接构件230被形成为将包括橡胶片250的致动器本体部100与密封构件210压接在一起。
(2.3)实施例1-3
图5是包括根据实施例1-3的密封机构200的流体压致动器10的一部分的沿着流体压致动器10的轴向DAX的截面图。
在本实施例中，采用了橡胶片260代替实施例1-1中的粘接层240。橡胶片260被形成为片状的弹性构件并配置在套筒120与第一折返部120a之间。对于橡胶片260，能够使用与橡胶片250同样类型的橡胶。
(2.4)实施例2-1
图6是包括根据实施例2-1的密封机构200A的流体压致动器10的一部分的沿着流体压致动器10的轴向DAX的截面图。
在实施例2中，采用了密封机构200A代替实施例1中的密封机构200。
密封机构200与密封机构200A之间的区别在于是否形成有形成在密封构件210中的第一小直径部214。
密封机构200A由密封构件210A、第一锁定环220A和压接构件230A构成。
密封构件210A的主体部211A插入管110。由于与密封构件210相反，密封构件210A中不形成第一小直径部214，所以第一锁定环220A的外径大于主体部211A的外径。因而，第一锁定环220A被凸缘部212A和压接构件230A锁定。
此外，由于第一锁定环220A的外径大于主体部211A的外径，所以压接构件230A不与凸缘部212A接触。也就是，被折返的套筒120的与第一锁定环220A对应的部分暴露在外。此外，由于第一锁定环220A的外径大于主体部211A的外径，所以与实施例1中的第一锁定环220相反，第一锁定环220A不由分割部分构成。
此外，与实施例1-1同样，套筒120与第一折返部120a之间形成有粘接层240。
(2.5)实施例2-2
图7是包括根据实施例2-2的密封机构200A的流体压致动器10的一部分的沿着流体压致动器10的轴向DAX的截面图。以下，主要说明与实施例2-1的构造不同的构造。
在本实施例中，套筒120的第一折返部120a与压接构件230A之间配置有片状的弹性构件。
具体地，第一折返部120a与压接构件230A之间配置有橡胶片250A。与实施例1-2中的橡胶片250同样，橡胶片250A被配置成包覆圆筒状的第一折返部120a的外周面。
(2.6)实施例2-3
图8是包括根据实施例2-3的密封机构200A的流体压致动器10的一部分的沿着流体压致动器10的轴向DAX的截面图。
在本实施例中，采用了橡胶片260代替实施例2-1中的粘接层240。与实施例1-3同样，橡胶片260被形成为片状的弹性构件并配置在套筒120与第一折返部120a之间。
(2.7)实施例3-1
图9是包括根据实施例3-1的密封机构200B的流体压致动器10的一部分的沿着流体压致动器10的轴向DAX的截面图。在实施例3(3-1和3-2)中，采用了两个锁定环。
如图9所示，密封机构200B由密封构件210B、第一锁定环220B、压接构件230B和第二锁定环270构成。
以这种方式，除了第一锁定环220B以外，密封机构200B还包括第二锁定环270。第二锁定环270将套筒120锁定在主体部211B的径向DR外侧且锁定在比第一锁定环220B靠致动器本体部100的轴向DAX上的中央侧的位置处。
具体地，密封构件210B包括外径小于主体部211B的外径的第二小直径部216。
第二锁定环270配置在第二小直径部216的径向DR外侧。优选的是，第二锁定环270的内径小于主体部211B的外径。此外，还可以将第二锁定环270的外径设定为小于主体部211B的外径。借此，第二锁定环270被第二小直径部216锁定。
套筒120包括经由第二锁定环270折返的第二折返部120b。第二折返部120b与第一折返部120a相连。
也就是，当套筒120经由第一锁定环220B朝向致动器本体部100的轴向DAX上的中央侧折返时，套筒120形成第一折返部120a。此外，当第一折返部120a朝向致动器本体部100的轴向DAX上的端部侧折返时，套筒120形成第二折返部120b。
压接构件230B被形成为将被主体部211B插入的管110、位于管110的径向DR外侧的套筒120、第一折返部120a和第二折返部120b与密封构件210B压接在一起。
套筒120与第一折返部120a之间配置有与实施例1-3同样的橡胶片260。
此外，第一折返部120a与第二折返部120b之间也配置有片状的弹性构件。具体地，第一折返部120a与第二折返部120b之间配置有橡胶片280。橡胶片280被配置成包覆圆筒状的第一折返部120a的外周面。
此外，第二折返部120b与压接构件230B之间配置有形状与实施例1-3中的橡胶片250的形状大致相同的橡胶片290。橡胶片290被配置成包覆圆筒状的第二折返部120b的外周面。
(2.8)实施例3-2
图10是包括根据实施例3-2的密封机构200C的流体压致动器10的一部分的沿着流体压致动器10的轴向DAX的截面图。以下主要说明与实施例3-1的构造不同的构造。
在实施例3-2中，采用了不形成第一小直径部214和第二小直径部216的密封构件210C。
密封构件210C包括主体部211C。由于与密封构件210B相反，密封构件210C中不形成第一小直径部214和第二小直径部216，所以第一锁定环220C的外径和第二锁定环270C的外径大于主体部211C的外径。
压接构件230C在轴向DAX上位于第一锁定环220C与第二锁定环270C之间。也就是，被折返的套筒120的与第一锁定环220C对应的部分和被折返的套筒120的与第二锁定环270C对应的部分暴露在外。
此外，第一折返部120a与第二折返部120b之间配置有形状与实施例3-1中的橡胶片280的形状大致相同的橡胶片281。此外，套筒120的第二折返部120b与压接构件230C之间配置有形状与实施例3-1中的橡胶片290的形状大致相同的橡胶片291。
(3)作用和效果
根据上述实施方式，能够获得以下作用和效果。流体压致动器10的密封机构200设置有密封构件210、第一锁定环220和压接构件230。
第一锁定环220锁定套筒120。套筒120包括经由第一锁定环220折返的第一折返部120a。此外，压接构件230将管110、包括第一折返部120a的套筒120与密封构件210压接在一起。
借此，在致动器本体部100因诸如油压等的高的压力而收缩或膨胀的情况下，致动器本体部100、特别是套筒120难以从密封机构200脱离。
此外，根据上述构造，在采用油压驱动的情况下，能够可靠地防止油的泄漏。此外，防止了形成套筒120的帘线脱离或被切断。
也就是，在诸如采用油压驱动的情况等的施加高的压力的情况下，流体压致动器10具有足够的耐久性。
在本实施方式中，如实施例1-1所述，密封构件210包括第一小直径部214，并且第一锁定环220的内径R1小于主体部211的外径R3。借此，由于第一锁定环220被主体部211锁定，所以致动器本体部100更加难以脱离。
此外，在本实施方式中，如实施例3-1和实施例3-2所述，套筒120包括通过第二锁定环270(或第二锁定环270C)折返的第二折返部120b。借此，由于第一折返部120a和第二折返部120b被压接构件230B(或压接构件230C)压接，所以致动器本体部100更加难以脱离。
此外，当致动器本体部100、具体地是管110膨胀时，管110沿着第二锁定环270变形，由此能够防止管110以锐角的方式变形。借此，能够防止管110破损。
在本实施方式中，如实施例3-1所述，第二锁定环270的内径小于主体部211B的外径。借此，由于第二锁定环270被主体部211B锁定，所以致动器本体部100更加难以脱离。
在本实施方式中，如实施例1-2、实施例2-1和实施例2-2所述，第一折返部120a通过粘接层240粘接到位于管110的径向DR外侧的套筒120。借此，由于套筒120和第一折返部120a难以彼此剥离，所以致动器本体部100更加难以脱离。
在本实施方式中，如实施例1-3等所述，位于管110的径向DR外侧的套筒120与第一折返部120a之间配置有橡胶片260。此外，第一折返部120a与压接构件230之间配置有橡胶片250。此外，如实施例3-1和实施例3-2所述，第一折返部120a与第二折返部120b之间配置有橡胶片280(或橡胶片281)。
借此，由于橡胶片起到缓冲层的功能，所以能够更加可靠地防止形成第一折返部120a和第二折返部120b的帘线被切断。
(4)变型例
以上参照实施例说明了本发明，然而本发明不限于该说明，并且对于本领域技术人员显而易见的是，能够以各种方式对本发明进行变型或改进。
例如，在上述实施方式中，套筒120由有机纤维帘线或金属帘线形成。该帘线的表面可以由橡胶包覆。此外，套筒120不限于编织有沿预定方向定向的帘线的结构，只要套筒120能够将管110的收缩和膨胀控制在预定范围内即可。
此外，在上述实施例中，套筒120与第一折返部120a之间配置有粘接层240或橡胶片260，然而可以根据流体压致动器10所要求的耐久性和套筒120的材料来确定采用粘接层240和橡胶片260中的哪一者。也就是，并非必须配置粘接层240，因此第一折返部120a可以不粘接到套筒120的未被折返的部分。
[第二实施方式]
接下来，将说明流体压致动器的第二实施方式。以下，主要说明与上述第一实施方式的构造不同的构造，因此适当省略同样部分的说明。
另外，在本实施方式中，流体压致动器的构造与图1至图3所示的流体压致动器10的构造是同样的。然而，致动器本体部100的构造不同。
(1)致动器本体部100的构造
图11是致动器本体部100的一部分的展开立体图。如图11所示，致动器本体部100由管110和套筒120构成。
管110被形成为由诸如丁基橡胶等的弹性材料形成的筒状体(管状体)。此外，在流体压致动器10通过油压进行驱动的情况下，可以采用具有高耐油性的NBR(丁腈橡胶)。
套筒120被配置成包覆管110的外周面。通过对被定向成彼此交叉的帘线121进行编织而形成套筒120。
图12是沿着帘线121的径向的截面图。如图12所示，套筒120包括涂覆帘线121的表面的涂覆层122。
这里，在图11和图12中，两根帘线121配置为一对，帘线121的对被定向成彼此交叉，然而形成一组的帘线121的数量可以不是两根(单根丝或多根丝)。在帘线121的数量多于两根时，帘线121可以是加捻(twisted)的。
帘线121由有机纤维帘线形成。具体地，优选采用由芳香族聚酰胺(芳纶纤维)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成的纤维帘线作为帘线121。然而，可以采用该纤维帘线以外的有机纤维帘线。此外，不特别限制纤维帘线的直径，只要纤维帘线不妨碍致动器本体部100的动作即可。
此外，可以对帘线121施加使用诸如环氧树脂等的反应性药剂的预处理，以便提高帘线121对形成涂覆层122的混合物水溶液的粘接性。
涂覆层122由热固性树脂和胶乳的混合物形成。具体地，通过用热固性树脂和胶乳的混合物水溶液涂覆帘线121，然后使混合物水溶液干燥并加热固化而形成涂覆层122。
优选的是，通过使用如下混合物水溶液而形成涂覆层122：在该混合物水溶液中，热固性树脂和胶乳的固相组分(wt％)设定在15％以上且50％以下。更具体地，固相组分设定在20％以上且40％以下。
热固性树脂的示例包括酚醛树脂、间苯二酚树脂和聚氨酯树脂。或者可选地，可以采用这些树脂中的多种树脂的混合物。
胶乳的示例包括VP(苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶共聚物)胶乳、SBR(低苯乙烯-丁二烯共聚物)胶乳、NBR(丁二烯-丙烯腈共聚物)胶乳及这些胶乳中的多种胶乳的混合物等。
(2)作用和效果
以下，将说明根据以上说明的本实施方式的流体压致动器10的作用和效果。
表1示出了根据比较例和实施例的流体压致动器的构造及其评价试验结果。
[表1]
如表1所示，制造了具有根据比较例1至比较例3和实施例1至实施例3的不同涂覆层的流体压致动器，并且执行了与流体压致动器的耐久性相关的评价试验。
在比较例1和比较例3中，用于形成涂覆层的热固性树脂和胶乳的混合水溶液的固相组分(wt％)均在15％以上且50％以下(优选地，20％以上且40％以下)的范围之外。此外，在比较例2中，对于涂覆层，不使用胶乳。另一方面，在实施例1至实施例3中，混合水溶液的固相组分(wt％)在20％以上且40％以下的范围内。
在与耐久性相关的评价试验中，通过油压来驱动各流体压致动器，然后测量直到致动器本体部产生破损为止的运行次数(时间)。“耐久性”一栏的值表示当将比较例1的测量结果设定为100时的指数。
在实施例1至实施例3中，对于涂覆层，使用热固性树脂和胶乳的混合物，并且该混合物的固相组分在20％以上且40％以下，由此大幅地提高了耐久性。
以这种方式，根据流体压致动器10，帘线121由有机纤维形成，涂覆帘线121的表面的涂覆层122由热固性树脂和胶乳的混合物形成。
在诸如流体压致动器10等的McKibben型流体压致动器中，致动器本体部100反复收缩和膨胀时的耐久性可能会因由有机纤维帘线121与管110之间的摩擦或帘线121自身的摩擦导致的破损而成为问题。
根据流体压致动器10，由于帘线121的表面被由热固性树脂和胶乳的混合物形成的涂覆层122涂覆，所以能够防止帘线121损伤，并且能够适当地减小帘线121的表面的摩擦系数。
也就是，在诸如采用油压驱动的情况等的施加高的压力的情况下，流体压致动器10具有足够的耐久性。
在本实施方式中，涂覆层122可以通过使用如下混合物水溶液而形成：在该混合物水溶液中，将热固性树脂和胶乳的固相组分(wt％)设定在15％以上且50％以下(优选地，20％以上且40％以下)。此外，热固性树脂由酚醛树脂、间苯二酚树脂、聚氨酯树脂或这些树脂中的多种树脂的混合物形成。此外，胶乳由VP胶乳、SBR胶乳、NBR胶乳或这些胶乳中的多种胶乳的混合物形成。
借此，能够容易且确实地涂覆由有机纤维形成的帘线121的表面，并且能够适当地减小帘线121的表面的摩擦系数。
在本实施方式中，密封构件210包括与套筒120接触的橡胶片250和橡胶片260。通过使涂覆层122以这种方式涂覆的帘线121形成的套筒120与橡胶片250和橡胶片260接触，能够获得防止摩擦系数已经减小的套筒120(帘线121)从密封构件210脱离的效果。
特别地，由于帘线121被由热固性树脂和胶乳的混合物形成的涂覆层122涂覆，涂覆层122和橡胶片260彼此粘接，因此能够获得防止套筒120脱离的优异效果。
[第三实施方式]
接下来，将说明流体压致动器的第三实施方式。以下，主要说明与上述第二实施方式的构造不同的构造，因此适当省略同样部分的说明。
另外，在本实施方式中，致动器本体部100的构造与图4所示的致动器本体部100的构造是同样的。然而，形成致动器本体部100的帘线121的构造不同。
图13是沿着帘线121的径向的截面图。如图13所示，套筒120包括涂覆帘线121的表面的涂覆层123。
帘线121由钢、即包含作为主要成分的铁的合金形成。优选的是，帘线121的直径为0.2mm以下。由于对帘线121的强度有所要求，所以优选采用碳含量多的70C以上的钢。
涂覆层123由热塑性树脂、热固性树脂或热塑性树脂和热固性树脂的混合物形成。
具体地，作为涂覆层123，优选采用乙烯系热塑性弹性体(TPE)、聚酯系热塑性弹性体(TPE)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)、酚醛树脂、环氧树脂或聚氨酯树脂。或者可选地，可以采用这些树脂中的多种树脂的混合物。
形成涂覆层123的热塑性树脂优选粘接到帘线121。此外，可以采用通过马来酸等改性的树脂，以便提高对帘线121的粘接性。
此外，压接构件230(参照图3)优选由与涂覆层123相同的热塑性树脂、热固性树脂或热固性树脂和热塑性树脂的混合物形成。也就是，压接构件230优选由与涂覆层123相同的树脂材料形成。此外，在压接构件230由与涂覆层123相同的热塑性树脂形成的情况下，可以不形成粘接层240。
此外，粘接层240可以包含与涂覆层123相同的树脂。此外，可以在压接构件230与第一折返部120a之间插入包含与涂覆层123相同的树脂的片状构件。
(2)作用和效果
以下，说明根据以上说明的本实施方式的流体压致动器10的作用和效果。
表2示出了根据比较例和实施例的流体压致动器的构造及其评价试验结果。
[表2]
如表2所示，制造了根据比较例1和比较例2以及实施例1至实施例3的流体压致动器，并且执行了与流体压致动器的耐久性相关的评价试验。
根据比较例1和比较例2的流体压致动器均不包括涂覆层。另一方面，实施例1至实施例3均包括涂覆帘线的涂覆层，并且帘线的直径均为0.2mm以下(0.18mm)。
在与耐久性相关的评价试验中，通过油压来驱动各流体压致动器，并测量直到致动器本体部产生损伤为止的运行次数(时间)。“耐久性”一栏的值表示当将比较例1的测量结果设定为100时的指数。
实施例1至实施例3均包括涂覆层，并且帘线的直径均为0.2mm以下，由此大幅地提高了耐久性。
以这种方式，根据流体压致动器10，帘线121由钢形成，涂覆帘线121的涂覆层123由热塑性树脂、热固性树脂或热塑性树脂和热固性树脂的混合物形成。
通常，在如流体压致动器10的McKibben型流体压致动器中，广泛地采用有机纤维帘线。然而，由于帘线121由钢形成，所以其强度极高。因而，在因油压驱动而施加高的压力的情况下，流体压致动器10具有足够的强度。
这里，致动器本体部100反复收缩和膨胀时的耐久性可能会因帘线121与管110之间的摩擦而成为问题。此外，强度因帘线121的生锈而降低也可能会成为问题。
在流体压致动器10中，由于帘线121被涂覆层123涂覆，所以能够防止帘线121生锈。此外，减小了帘线121的表面的摩擦系数，由此帘线121容易滑动。以这种方式，根据流体压致动器10，也提高了耐久性。
也就是，在诸如采用油压驱动的情况等的施加高的压力的情况下，流体压致动器10具有足够的耐久性。
在本实施方式中，涂覆层123由乙烯系热塑性弹性体(TPE)、聚酯系热塑性弹性体(TPE)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)、酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂或这些树脂中的多种树脂的混合物形成。通过采用这样的热塑性树脂，能够容易且确实地涂覆由钢形成的帘线121的表面。
在本实施方式中，压接构件230能够由与涂覆层123相同的热塑性树脂、热固性树脂或热塑性树脂和热固性树脂的混合物形成。以这种方式，通过使用与涂覆层123的树脂具有兼容性的干涉用树脂(resin for cushion)来对致动器本体部100进行压接，能够提高帘线121的粘接性。
也就是，压接构件230和致动器本体部100(套筒120)能够彼此一体化。借此，能够提高流体压致动器10的耐久性，特别是能够获得防止致动器本体部100从密封构件210脱离的效果。
在本实施方式中，帘线121的直径为0.2mm以下。借此，能够确保套筒120的足够的柔软性，从而能够实现流体压致动器10的顺滑的动作。
其它实施方式
根据上述实施方式的发明可以表现为如下方式。根据本发明的一个方面的流体压致动器(流体压致动器10)包括：致动器本体部(致动器本体部100)，其由管(管110)和套筒(套筒120)构成，所述管具有因流体的压力而膨胀和收缩的圆筒状，所述套筒被形成为结构体，在所述结构体中编织有沿预定方向定向的帘线，所述套筒被形成为包覆所述管的外周面；以及密封机构(例如，密封机构200)，其密封所述致动器本体部的轴向上的端部。所述密封机构包括：密封构件(例如，密封构件210)，其具有主体部(主体部211)和凸缘部(凸缘部212)；压接构件(压接构件230)，其将所述致动器本体部与所述密封构件压接在一起；和第一锁定环(第一锁定环220)，其锁定所述套筒。所述主体部插入所述管。所述凸缘部与所述主体部相连，所述凸缘部的沿着所述致动器本体部的径向的外径大于所述主体部的外径。所述第一锁定环将所述套筒锁定在所述主体部的径向外侧。所述套筒包括经由所述第一锁定环折返的第一折返部(第一折返部120a)。所述压接构件将被所述主体部插入的所述管、位于所述管的径向外侧的所述套筒和所述第一折返部与所述密封构件压接在一起。
在本发明的一个方面中，所述密封构件可以包括外径小于所述主体部的外径的第一小直径部(第一小直径部214)，所述第一锁定环可以配置在所述第一小直径部的径向外侧，并且至少所述第一锁定环的内径可以小于所述主体部的外径。
在本发明的一个方面中，所述密封机构可以包括第二锁定环(例如，第二锁定环270)，所述第二锁定环将所述套筒锁定在所述主体部的径向外侧且锁定在比所述第一锁定环靠所述致动器本体部的轴向上的中央侧的位置，所述套筒可以包括经由所述第二锁定环折返的第二折返部(第二折返部120b)，所述第二折返部可以与所述第一折返部相连，并且所述压接构件可以将被所述主体部插入的所述管、位于所述管的径向外侧的所述套筒、所述第一折返部和所述第二折返部与所述密封构件压接在一起。
在本发明的一个方面中，所述密封构件可以包括外径小于所述主体部的外径的第二小直径部(第二小直径部216)，所述第二锁定环可以位于所述第二小直径部的径向外侧，并且至少所述第二锁定环的内径可以小于所述主体部的外径。
在本发明的一个方面中，所述第一折返部可以粘接到位于所述管的径向外侧的所述套筒。
在本发明的一个方面中，位于所述管的径向外侧的所述套筒与所述第一折返部之间可以配置有片状的弹性构件(橡胶片260)。
在本发明的一个方面中，所述第一折返部与所述压接构件之间可以配置有片状的弹性构件(例如，橡胶片250)。
在本发明的一个方面中，所述第一折返部与所述第二折返部之间可以配置有片状的弹性构件(例如，橡胶片280)。
在本发明的一个方面中，所述帘线可以由有机纤维形成，所述流体压致动器可以包括涂覆所述帘线的表面的涂覆层，并且所述涂覆层可以由热固性树脂和胶乳的混合物形成。
在本发明的一个方面中，所述涂覆层可以通过使用所述热塑性树脂和所述胶乳的固相组分的wt％为15％以上且50％以下的混合物水溶液而形成。
在本发明的一个方面中，所述热固性树脂可以由酚醛树脂、间苯二酚树脂、聚氨脂树脂或这些树脂中的多种树脂的混合物形成。
在本发明的一个方面中，所述胶乳可以由VP胶乳、SBR胶乳、NBR胶乳或这些胶乳中的多种胶乳的混合物形成。
在本发明的一个方面中，所述密封机构可以包括与所述套筒接触的橡胶片(例如，橡胶片250)。
在本发明的一个方面中，所述帘线可以由钢形成，所述流体压致动器可以包括涂覆所述帘线的表面的涂覆层(包覆层123)，并且所述涂覆层可以由热塑性树脂、热固性树脂或所述热塑性树脂和所述热固性树脂的混合物形成。
在本发明的一个方面中，所述涂覆层可以由乙烯系热塑性弹性体(TPE)、聚酯系热塑性弹性体(TPE)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)、酚醛树脂、环氧树脂或这些树脂中的多种树脂的混合物形成。
如上所述，说明了本发明的实施方式，然而本发明不限于形成本公开的一部分的说明和附图。通过本公开，各种变型例、实施例和运用技术对本领域技术人员将是显而易见的。
产业上的可利用性
在诸如采用油压驱动的情况等的施加高的压力的情况下，根据本发明的一个方面的流体压致动器具有足够的耐久性。
附图标记说明
10：流体压致动器
20：连接部
100：致动器本体部
110：管
120：套筒
120a：第一折返部
120b：第二折返部
121：帘线
122：涂覆层
123：涂覆层
200、200A、200B、200C：密封机构
210、210A、210B、210C：密封构件
211、211A、211B、211C：主体部
212、212A：凸缘部
213：凹凸部
214：第一小直径部
215：通过孔
216：第二小直径部
220、220A、220B、220C：第一锁定环
230、230A、230B、230C：压接构件
231：压痕
240：粘接层
250、250A：橡胶片
260：橡胶片
270、270C：第二锁定环
280、281：橡胶片
290、291：橡胶片
300：密封机构
400：接头
410：通过孔

Claims (15)

1.一种流体压致动器，其包括：
致动器本体部，其由管和套筒构成，所述管具有能够因流体的压力而膨胀和收缩的圆筒状，所述套筒被形成为结构体，在所述结构体中编织有沿预定方向定向的帘线，所述套筒被构造成包覆所述管的外周面；以及
密封机构，其密封所述致动器本体部的轴向上的端部，
其中，所述密封机构包括：
密封构件，其具有主体部和凸缘部；
压接构件，其将所述致动器本体部与所述密封构件压接在一起；和
第一锁定环，其锁定所述套筒，
所述主体部插入所述管，
所述凸缘部与所述主体部相连，所述凸缘部的沿着所述致动器本体部的径向的外径大于所述主体部的外径，
所述第一锁定环将所述套筒锁定在所述主体部的径向外侧，
所述套筒包括经由所述第一锁定环折返的第一折返部，并且
所述压接构件将被所述主体部插入的所述管、位于所述管的径向外侧的所述套筒和所述第一折返部与所述密封构件压接在一起。
2.根据权利要求1所述的流体压致动器，其特征在于，
所述密封构件包括外径小于所述主体部的外径的第一小直径部，
所述第一锁定环配置在所述第一小直径部的径向外侧，并且
至少所述第一锁定环的内径小于所述主体部的外径。
3.根据权利要求1所述的流体压致动器，其特征在于，
所述密封机构包括第二锁定环，所述第二锁定环将所述套筒锁定在所述主体部的径向外侧且锁定在比所述第一锁定环靠所述致动器本体部的轴向上的中央侧的位置，
所述套筒包括经由所述第二锁定环折返的第二折返部，
所述第二折返部与所述第一折返部相连，并且
所述压接构件将被所述主体部插入的所述管、位于所述管的径向外侧的所述套筒、所述第一折返部和所述第二折返部与所述密封构件压接在一起。
4.根据权利要求3所述的流体压致动器，其特征在于，
所述密封构件包括外径小于所述主体部的外径的第二小直径部，
所述第二锁定环位于所述第二小直径部的径向外侧，并且
至少所述第二锁定环的内径小于所述主体部的外径。
5.根据权利要求1所述的流体压致动器，其特征在于，所述第一折返部粘接到位于所述管的径向外侧的所述套筒。
6.根据权利要求1所述的流体压致动器，其特征在于，位于所述管的径向外侧的所述套筒与所述第一折返部之间配置有片状的弹性构件。
7.根据权利要求1所述的流体压致动器，其特征在于，所述第一折返部与所述压接构件之间配置有片状的弹性构件。
8.根据权利要求3所述的流体压致动器，其特征在于，所述第一折返部与所述第二折返部之间配置有片状的弹性构件。
9.根据权利要求1所述的流体压致动器，其特征在于，
所述帘线由有机纤维形成，
所述流体压致动器包括涂覆所述帘线的表面的涂覆层，并且
所述涂覆层由热固性树脂和胶乳的混合物形成。
10.根据权利要求9所述的流体压致动器，其特征在于，所述涂覆层通过使用所述热固性树脂和所述胶乳的固相组分的wt％为15％以上且50％以下的混合物水溶液而形成。
11.根据权利要求9或10所述的流体压致动器，其特征在于，所述热固性树脂由酚醛树脂、间苯二酚树脂或聚氨脂树脂形成，或者由酚醛树脂、间苯二酚树脂、聚氨脂树脂中的多种树脂的混合物形成。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的流体压致动器，其特征在于，所述胶乳由VP胶乳、SBR胶乳或NBR胶乳形成，或者由VP胶乳、SBR胶乳、NBR胶乳中的多种胶乳的混合物形成。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的流体压致动器，其特征在于，所述密封机构包括与所述套筒接触的橡胶片。
14.根据权利要求1所述的流体压致动器，其特征在于，
所述帘线由钢形成，
所述流体压致动器包括涂覆所述帘线的表面的涂覆层，并且
所述涂覆层由热塑性树脂、热固性树脂或所述热塑性树脂和所述热固性树脂的混合物形成。
15.根据权利要求14所述的流体压致动器，其特征在于，所述涂覆层由简称是乙烯系TPE的乙烯系热塑性弹性体、简称是聚酯系TPE的聚酯系热塑性弹性体、简称是PP的聚丙烯、简称是PE的聚乙烯、简称是PVC的聚氯乙烯、简称是PA的聚酰胺、酚醛树脂、环氧树脂或聚氨脂树脂形成，或者由乙烯系TPE、聚酯系TPE、PP、PE、PVC、PA、酚醛树脂、环氧树脂、聚氨脂树脂中的多种树脂的混合物形成。
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