JP2023090524A - Fluid pressure actuator - Google Patents

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Abstract

To provide a fluid pressure actuator capable of preventing twisting at the time of curving (curling).SOLUTION: A fluid pressure actuator 10 is equipped with a cylindrical tube 110 that expands and contracts according to pressure of a fluid, a sleeve 120 that is an elastic structure woven with fiber cords oriented in a predetermined direction, and covers an outer peripheral surface of the tube 110, a sealing member 210 that seals an end portion in an axial direction of the tube 110, and a restraining member 150 that is provided from one end side to the other end side in the axial direction of the tube 110 inside the sleeve 120. The restraining member 150 resists compression in the axial direction, can deform in an orthogonal direction orthogonal to the axial direction, and includes a linear first restraining member, and a linear second restraining member intersecting the first restraining member in the axial direction.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、流体圧アクチュエータに関し、具体的には、いわゆるマッキベン型の流体圧アクチュエータに関する。 The present disclosure relates to fluid pressure actuators, and in particular to so-called McKibben-type fluid pressure actuators.

従来、気体または液体を用いてチューブを膨張及び収縮させる流体圧アクチュエータとして、空気圧によって膨張、収縮するゴム製のチューブと、チューブの外周面を覆うスリーブとを有する構造(いわゆるマッキベン型)が広く用いられている。 Conventionally, as a fluid pressure actuator that expands and contracts a tube using gas or liquid, a structure (so-called McKibben type) having a rubber tube that expands and contracts by air pressure and a sleeve that covers the outer peripheral surface of the tube has been widely used. It is

このようなマッキベン型の流体圧アクチュエータには、収縮時に湾曲(カール)する構造も知られている(特許文献1参照)。具体的には、流体圧アクチュエータには、スリーブの内側に、チューブの軸方向における一端側から他端側に亘って設けられる拘束部材(板バネ)を備えられる。拘束部材は、チューブの軸方向に沿った圧縮に対して抵抗し、軸方向に直交する直交方向に変形可能である。 Such a McKibben-type fluid pressure actuator is also known to have a structure that bends (curls) when contracted (see Patent Document 1). Specifically, the fluid pressure actuator is provided with a restraining member (leaf spring) provided inside the sleeve from one end side to the other end side in the axial direction of the tube. The restraining member resists compression along the axial direction of the tube and is deformable in orthogonal directions perpendicular to the axial direction.

特開2021-088999号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-088999

しかしながら、上述したような湾曲可能な流体圧アクチュエータを繰り返し使用すると、拘束部材(板バネ)の癖付けによって、湾曲方向が捻れる場合がある。具体的には、流体圧アクチュエータを湾曲させると、チューブの軸方向に沿った直線上から外れ、捻れながら湾曲してしまう場合がある。 However, repeated use of the bendable fluid pressure actuator as described above may twist the bending direction due to the habituation of the restraining member (leaf spring). Specifically, when the fluid pressure actuator is bent, the tube may deviate from a straight line along the axial direction and bend while being twisted.

そこで、以下の開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、湾曲(カール)時の捻れを防止し得る流体圧アクチュエータの提供を目的とする。 Therefore, the following disclosure has been made in view of such a situation, and aims at providing a fluid pressure actuator that can prevent twisting during bending (curling).

本開示の一態様は、流体の圧力によって膨張及び収縮する円筒状のチューブ(チューブ110)と、所定方向に配向された繊維コードを編み込んだ伸縮性を有する構造体であり、前記チューブの外周面を覆うスリーブ(スリーブ120)と、前記チューブの軸方向における端部を封止する封止部材とを備える流体圧アクチュエータ(流体圧アクチュエータ10)であって、前記スリーブの内側において、前記軸方向における一端側から他端側に亘って設けられる拘束部材(拘束部材150)を備え、前記拘束部材は、前記軸方向に沿った圧縮に対して抵抗し、前記軸方向に直交する直交方向に変形可能であり、直線状の第1拘束部材(第1拘束部材151)と、前記第1拘束部材と前記軸方向において交差する直線状の第2拘束部材(第2拘束部材152)とを含む。 One aspect of the present disclosure is a cylindrical tube (tube 110) that expands and contracts due to the pressure of a fluid, and a stretchable structure in which fiber cords oriented in a predetermined direction are woven, and the outer peripheral surface of the tube A fluid pressure actuator (fluid pressure actuator 10) comprising a sleeve (sleeve 120) that covers the tube and a sealing member that seals the end of the tube in the axial direction, wherein inside the sleeve, in the axial direction A restraining member (restraining member 150) provided from one end side to the other end side is provided, and the restraining member resists compression along the axial direction and is deformable in a direction perpendicular to the axial direction. and includes a linear first restraining member (first restraining member 151) and a linear second restraining member (second restraining member 152) intersecting the first restraining member in the axial direction.

上述した流体圧アクチュエータによれば、湾曲(カール)時の捻れを防止し得る。 According to the fluid pressure actuator described above, twisting during bending (curling) can be prevented.

図1は、流体圧アクチュエータ10の側面図である。FIG. 1 is a side view of the hydraulic actuator 10. FIG. 図2は、流体圧アクチュエータ10の一部分解斜視図である。FIG. 2 is a partially exploded perspective view of the fluid pressure actuator 10. FIG. 図3は、アクチュエータ本体部100の径方向DRに沿った断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the actuator main body 100 along the radial direction DR . 図4(a)及び(b)は、流体圧アクチュエータ10の挙動の説明図である。4A and 4B are explanatory diagrams of the behavior of the fluid pressure actuator 10. FIG.

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の機能や構成には、同一または類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。 Hereinafter, embodiments will be described based on the drawings. The same or similar reference numerals are given to the same functions and configurations, and the description thereof will be omitted as appropriate.

(1)流体圧アクチュエータの全体概略構成
図1は、本実施形態に係る流体圧アクチュエータ10の側面図である。図1に示すように、流体圧アクチュエータ10は、アクチュエータ本体部100、封止機構200及び封止機構300を備える。また、流体圧アクチュエータ10の両端には、連結部20がそれぞれ設けられる。
(1) Schematic Overall Configuration of Fluid Pressure Actuator FIG. 1 is a side view of a fluid pressure actuator 10 according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the fluid pressure actuator 10 includes an actuator main body 100, a sealing mechanism 200 and a sealing mechanism 300. As shown in FIG. Further, connecting portions 20 are provided at both ends of the fluid pressure actuator 10, respectively.

アクチュエータ本体部100は、チューブ110とスリーブ120とによって構成される。アクチュエータ本体部100には、接続口211aを介して流体が流入する。 Actuator main body 100 is composed of tube 110 and sleeve 120 . A fluid flows into the actuator body 100 through the connection port 211a.

アクチュエータ本体部100は、基本的な特性として、チューブ110内への流体の流入によって、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXにおいて収縮し、径方向DRにおいて膨張する。また、アクチュエータ本体部100は、チューブ110から流体の流出によって、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXにおいて膨張し、径方向DRにおいて収縮する。このようなアクチュエータ本体部100の形状変化によって、流体圧アクチュエータ10は、アクチュエータとしての機能を発揮する。 As a basic characteristic, the actuator main body 100 contracts in the axial direction D AX and expands in the radial direction DR due to the inflow of fluid into the tube 110 . Further, the actuator main body 100 expands in the axial direction D AX of the actuator main body 100 and contracts in the radial direction DR due to the outflow of fluid from the tube 110 . Due to such a change in shape of the actuator main body 100, the fluid pressure actuator 10 functions as an actuator.

このような流体圧アクチュエータ10は、いわゆるマッキベン型であり、人工筋肉用として適用できることは勿論のこと、より高い能力(収縮力)が要求されるロボットの体肢(上肢や下肢など)、ロボットハンド用としても好適に用い得る。連結部20には、当該体肢を構成する部材などが連結される。 Such a fluid pressure actuator 10 is a so-called McKibben type, and can be applied not only to artificial muscles, but also to robot limbs (upper limbs, lower limbs, etc.) that require higher ability (contraction force), robot hands, etc. It can also be suitably used for The connecting part 20 is connected with a member or the like that constitutes the limb.

本実施形態では、このような基本的な特性を有するマッキベン型の流体圧アクチュエータを用いつつ、軸方向DAXの圧縮を拘束する(規制または制限すると呼んでもよい、以下同)拘束部材150(図1において不図示、図2,3など参照)を設けることによって、軸方向DAXに直交する直交方向、つまり、径方向DRに湾曲(カール)することができる。 In this embodiment, while using a McKibben-type fluid pressure actuator having such basic characteristics, a restraining member 150 (which may also be referred to as regulating or limiting, hereinafter the same) that restrains compression in the axial direction D AX is used (Fig. 1 (not shown, see FIGS. 2 and 3, etc.), it is possible to bend (curl) in the orthogonal direction perpendicular to the axial direction DAX , that is, in the radial direction DR .

流体圧アクチュエータ10の駆動に用いられる流体は、空気などの気体、または水、鉱物油などの液体のどちらでもよいが、特に、流体圧アクチュエータ10は、アクチュエータ本体部100に高い圧力が掛かる油圧駆動にも耐え得る高い耐久性を有し得る。 The fluid used to drive the fluid pressure actuator 10 may be either a gas such as air or a liquid such as water or mineral oil. It has high durability that can withstand even

封止機構200及び封止機構300は、軸方向DAXにおけるアクチュエータ本体部100の両端部を封止する。具体的には、封止機構200は、封止部材210及びかしめ部材230を含む。封止部材210は、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXの端部を封止する。また、かしめ部材230は、アクチュエータ本体部100を封止部材210とともにかしめる。かしめ部材230の外周面には、治具によってかしめ部材230がかしめられた痕である圧痕231が形成される。 The sealing mechanism 200 and the sealing mechanism 300 seal both ends of the actuator main body 100 in the axial direction DAX . Specifically, sealing mechanism 200 includes sealing member 210 and crimping member 230 . The sealing member 210 seals the end of the actuator body 100 in the axial direction DAX . Also, the crimping member 230 crimps the actuator main body 100 together with the sealing member 210 . An indentation 231 is formed on the outer peripheral surface of the caulking member 230 as a mark resulting from caulking of the caulking member 230 by a jig.

封止機構200と封止機構300との相違点は、接続口211aが設けられているか否かである。 The difference between the sealing mechanism 200 and the sealing mechanism 300 is whether or not the connection port 211a is provided.

接続口211aは、流体圧アクチュエータ10の駆動圧力源、具体的には、気体や液体のコンプレッサと接続されたホース(管路)を取り付けられる。接続口211aを介して流入した流体は、通過孔(不図示)を通過してアクチュエータ本体部100の内部、具体的には、チューブ110の内部に流入する。 The connection port 211a is attached with a hose (pipeline) connected to a drive pressure source for the fluid pressure actuator 10, specifically, a gas or liquid compressor. The fluid that has flowed in through the connection port 211a passes through a passage hole (not shown) and flows into the inside of the actuator main body 100, specifically, the inside of the tube 110. As shown in FIG.

図2は、流体圧アクチュエータ10の一部分解斜視図である。図2示すように、流体圧アクチュエータ10は、アクチュエータ本体部100及び封止機構200を備える。 FIG. 2 is a partially exploded perspective view of the fluid pressure actuator 10. FIG. As shown in FIG. 2, the fluid pressure actuator 10 includes an actuator main body 100 and a sealing mechanism 200. As shown in FIG.

アクチュエータ本体部100は、上述したように、チューブ110とスリーブ120とによって構成される。 The actuator main body 100 is composed of the tube 110 and the sleeve 120 as described above.

チューブ110は、流体の圧力によって膨張及び収縮する円筒状の筒状体である。チューブ110は、流体による収縮及び膨張を繰り返すため、ブチルゴムなど弾性材料によって構成される。また、流体圧アクチュエータ10を油圧駆動とする場合には、耐油性が高いNBR(ニトリルゴム)、または水素化NBR、クロロプレンゴム、及びエピクロロヒドリンゴムからなる群より選択される少なくとも一種とすることが好ましい。 The tube 110 is a cylindrical tubular body that expands and contracts due to fluid pressure. The tube 110 is made of an elastic material such as butyl rubber because it repeatedly contracts and expands due to the fluid. Further, when the fluid pressure actuator 10 is hydraulically driven, it should be at least one selected from the group consisting of NBR (nitrile rubber) with high oil resistance, hydrogenated NBR, chloroprene rubber, and epichlorohydrin rubber. is preferred.

スリーブ120は、円筒状であり、チューブ110の外周面を覆う。スリーブ120は、所定方向に配向された繊維コードを編み込んだ伸縮性を有する構造体であり、配向されたコードが交差することによって菱形の形状が繰り返されている。スリーブ120は、このような形状を有することによって、パンタグラフ変形し、チューブ110の収縮及び膨張を規制しつつ追従する。 Sleeve 120 is cylindrical and covers the outer peripheral surface of tube 110 . The sleeve 120 is an elastic structure in which fiber cords oriented in a predetermined direction are woven, and the oriented cords intersect to repeat a rhombic shape. Having such a shape, the sleeve 120 is pantograph-deformed and follows the contraction and expansion of the tube 110 while regulating it.

スリーブ120を構成するコードとしては、芳香族ポリアミド(アラミド繊維)やポリエチレンテレフタラート(PET)の繊維コードを用いることが好ましい。但し、このような種類の繊維コードに限定されるものではなく、例えば、PBO繊維(ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール)などの高強度繊維のコードでもよい。 As the cord constituting the sleeve 120, it is preferable to use a fiber cord of aromatic polyamide (aramid fiber) or polyethylene terephthalate (PET). However, the cord is not limited to this type of fiber cord, and may be, for example, a cord of high-strength fiber such as PBO fiber (polyparaphenylenebenzobisoxazole).

また、本実施形態では、チューブ110とスリーブ120との間には、拘束部材150が設けられる。 Also, in this embodiment, a restraining member 150 is provided between the tube 110 and the sleeve 120 .

拘束部材150は、軸方向DAXには圧縮せず、径方向DR(撓み方向と呼んでもよい)に沿ってのみ変形可能である。つまり、拘束部材150は、軸方向DAXに沿った圧縮に対して抵抗し、軸方向DAXに直交する直交方向(径方向DR)に変形可能である。 The restraining member 150 is not compressible in the axial direction D AX and is deformable only along the radial direction D R (which may also be referred to as the deflection direction). That is, the restraining member 150 resists compression along the axial direction D AX and is deformable in the orthogonal direction (radial direction D R ) perpendicular to the axial direction D AX .

換言すると、拘束部材150は、軸方向DAXに沿って変形し難く、径方向DRに沿って撓める特性を有している。なお、変形可能とは、湾曲、或いはカール可能と言い換えてもよい。 In other words, the restraining member 150 has a characteristic of being difficult to deform along the axial direction DAX and bending along the radial direction DR . It should be noted that "deformable" may also mean "curvable" or "curlable".

また、拘束部材150は、拘束部材150が設けられているチューブ110の外周上の位置において、径方向DR外側へのチューブ110(及びスリーブ120)の膨張を拘束(規制)する機能も有している。 The restraining member 150 also has a function of restraining (restricting) the expansion of the tube 110 (and the sleeve 120) outward in the radial direction DR at the position on the outer circumference of the tube 110 where the restraining member 150 is provided. ing.

本実施形態では、拘束部材150は、スリーブ120の内側、具体的には、スリーブ120の径方向内側の空間において、軸方向DAXの一端側から他端側に亘って設けられる。 In the present embodiment, the restraining member 150 is provided inside the sleeve 120, specifically, in a space radially inside the sleeve 120, extending from one end side to the other end side in the axial direction DAX .

拘束部材150は、第1拘束部材151と第2拘束部材152とによって構成される。第1拘束部材151及び第2拘束部材152は、ともに直線状の部材であり、軸方向DAXにおいて交差するように設けられる。 The restraint member 150 is composed of a first restraint member 151 and a second restraint member 152 . The first restraining member 151 and the second restraining member 152 are both linear members and are provided so as to intersect in the axial direction DAX .

第1拘束部材151及び第2拘束部材152は、金属のモノフィラメントによって形成されてよい。具体的には、第1拘束部材151及び第2拘束部材152は、直径0.2mm程度のピアノ線によって形成される。ピアノ線は、炭素分が極めて多い炭素鋼でできた鋼線と解釈されてよい。 The first constraining member 151 and the second constraining member 152 may be formed from metal monofilaments. Specifically, the first restraining member 151 and the second restraining member 152 are made of piano wire with a diameter of about 0.2 mm. Piano wire may be understood as a steel wire made of carbon steel with a very high carbon content.

ピアノ線によって形成される第1拘束部材151は、流体圧アクチュエータ10の非収縮時において概ね直線状である。第2拘束部材152も流体圧アクチュエータ10の非収縮時において概ね直線状であり、第1拘束部材151と、チューブ110(アクチュエータ本体部100)の軸方向DAXの中央部において交差するように設けられる。 The first restraint member 151 formed of piano wire is generally straight when the fluid pressure actuator 10 is not contracted. The second restraint member 152 is also substantially linear when the fluid pressure actuator 10 is not contracted, and is provided so as to intersect the first restraint member 151 at the center of the tube 110 (actuator body 100) in the axial direction DAX . be done.

なお、第1拘束部材151と第2拘束部材152とが交差する位置は、厳密にチューブ110(アクチュエータ本体部100)の軸方向DAXの中央部でなくてもよいが、概ね中央部で交差するように設けることが、流体圧アクチュエータ10の収縮時の捻れ防止の観点から望ましい。 Note that the position where the first restraining member 151 and the second restraining member 152 intersect does not have to be strictly at the center of the tube 110 (actuator main body 100) in the axial direction DAX , but the crossing is generally at the center. It is desirable from the viewpoint of preventing twisting when the fluid pressure actuator 10 contracts.

また、第1拘束部材151と第2拘束部材152とが交差する部分は、流体圧アクチュエータ10の収縮によって変化するため、特に固定されずに軸方向DAXに移動できるようにしておくことが好ましい。 In addition, since the intersection of the first restraining member 151 and the second restraining member 152 changes due to the contraction of the fluid pressure actuator 10, it is preferable that the intersection be movable in the axial direction DAX without being fixed. .

封止機構200は、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXにおける端部を封止する。封止機構200は、封止部材210、係止リング220及びかしめ部材230によって構成される。 The sealing mechanism 200 seals the end of the actuator body 100 in the axial direction DAX . The sealing mechanism 200 is composed of a sealing member 210 , a locking ring 220 and a crimping member 230 .

封止部材210は、管状のアクチュエータ本体部100に挿通される。具体的には、封止部材210は、頭部211と胴体部212とを有し、胴体部212は、チューブ110に挿通される。 The sealing member 210 is inserted through the tubular actuator main body 100 . Specifically, the sealing member 210 has a head portion 211 and a body portion 212 , and the body portion 212 is inserted through the tube 110 .

封止部材210としては、ステンレス鋼などの金属を好適に用い得るが、このような金属に限定されず、硬質プラスチック材料などを用いてもよい。 As the sealing member 210, a metal such as stainless steel can be suitably used, but the material is not limited to such a metal, and a hard plastic material or the like may be used.

係止リング220は、封止部材210にスリーブ120を係止する。具体的には、スリーブ120は、係止リング220を介して径方向DR外側に折り返される(図2において不図示、図3参照)。 Locking ring 220 locks sleeve 120 to sealing member 210 . Specifically, the sleeve 120 is folded outward in the radial direction D R via the locking ring 220 (not shown in FIG. 2, see FIG. 3).

係止リング220には、封止部材210と係合できるように一部が切り欠かれた切欠き部221が形成されている。係止リング220としては、封止部材210と同様の金属、硬質プラスチック材料などの材料や、自然繊維(自然繊維の糸)、ゴム(例えばOリング)などの材料を用いることができる。 The locking ring 220 is formed with a notch 221 that is partly cut so that it can be engaged with the sealing member 210 . As the locking ring 220, the same material as the sealing member 210, such as metal or hard plastic material, natural fiber (thread of natural fiber), rubber (for example, O-ring), or the like can be used.

かしめ部材230は、アクチュエータ本体部100を封止部材210とともにかしめる。具体的には、かしめ部材230は、アクチュエータ本体部100の封止部材210が挿通された部分の外周面に設けられ、アクチュエータ本体部100及び拘束部材150を封止部材210にかしめる。 The crimping member 230 crimps the actuator body 100 together with the sealing member 210 . Specifically, the crimping member 230 is provided on the outer peripheral surface of the portion of the actuator main body 100 through which the sealing member 210 is inserted, and crimps the actuator main body 100 and the restraining member 150 onto the sealing member 210 .

かしめ部材230としては、アルミニウム合金、真鍮、及び鉄などの金属を用いることができる。かしめ用の治具によってかしめ部材230がかしめられると、かしめ部材230には、図1に示したような圧痕231が形成される。 As the caulking member 230, metal such as aluminum alloy, brass, and iron can be used. When the crimping member 230 is crimped by a crimping jig, the crimping member 230 is formed with an indentation 231 as shown in FIG.

なお、かしめられた後の封止機構200(及び封止機構300)の形状の図示いついては省略するが、特開2021-088999号公報に記載されている形状と概ね同様と解釈されてよい。 Although the illustration of the shape of the sealing mechanism 200 (and the sealing mechanism 300) after crimping is omitted, it may be interpreted that the shape is substantially the same as the shape described in JP-A-2021-088999.

(2)アクチュエータ本体部100の構成
図3は、アクチュエータ本体部100の径方向DRに沿った断面図である。具体的には、図3は、図1のF3-F3方向に沿ったアクチュエータ本体部100の断面図である。
(2) Configuration of Actuator Main Body 100 FIG. 3 is a cross-sectional view of the actuator main body 100 along the radial direction DR . Specifically, FIG. 3 is a cross-sectional view of the actuator main body 100 along the F3-F3 direction in FIG.

図3に示すように、拘束部材150は、チューブ110とスリーブ120との間に設けられる。拘束部材150、具体的には、第1拘束部材151及び第2拘束部材152は、チューブ110及びスリーブ120と密着していてもよいし、図3に示すようにチューブ110に多少めり込むに設けられてもよい。 As shown in FIG. 3, restraining member 150 is provided between tube 110 and sleeve 120 . Constraining member 150, specifically, first constraining member 151 and second constraining member 152, may be in tight contact with tube 110 and sleeve 120, or may be provided to slightly engage tube 110 as shown in FIG. may

或いは、拘束部材150と、チューブ110及び/またはスリーブ120との間、及び拘束部材150の側方には、多少隙間が形成されても構わない。 Alternatively, some gaps may be formed between the restraining member 150 and the tube 110 and/or the sleeve 120 and on the side of the restraining member 150 .

(3)流体圧アクチュエータ10の挙動
図4(a)及び(b)は、流体圧アクチュエータ10の挙動の説明図である。具体的には、図4(a)及び(b)は、アクチュエータ本体部100を構成するチューブ110と拘束部材150の非収縮時及び収縮時の形状をそれぞれ示す。
(3) Behavior of Fluid Pressure Actuator 10 FIGS. 4A and 4B are explanatory diagrams of the behavior of the fluid pressure actuator 10. FIG. Specifically, FIGS. 4A and 4B show the shapes of the tube 110 and the restraining member 150 that constitute the actuator main body 100 when they are not contracted and when they are contracted, respectively.

上述したように、流体圧アクチュエータ10の内部に流体が流入すると、軸方向DAXに収縮しようとするが、クロス状に設けられた拘束部材150が設けられているため、軸方向DAXに沿った収縮が拘束(規制)される。 As described above, when the fluid flows into the fluid pressure actuator 10, it tries to contract in the axial direction D AX , but since the cross-shaped restraining member 150 is provided, the force along the axial direction D AX contraction is constrained (regulated).

つまり、ピアノ線などの硬質な部材によって形成された拘束部材150が、背骨のような役割を果たし、拘束部材150が設けられているチューブ110及びスリーブ120の外周上の位置と反対側(図4における下側)において、径方向DR外側に膨張することによって、軸方向DAXにおける流体圧アクチュエータ10の寸法が短くなり、流体圧アクチュエータ10(具体的には、アクチュエータ本体部100)が撓む(図4(b)の矢印参照)。 In other words, the restraining member 150 made of a hard material such as piano wire serves as a spine, and is located on the opposite side of the tube 110 and the sleeve 120 on the outer periphery where the restraining member 150 is provided (Fig. 4). ), the dimension of the fluid pressure actuator 10 in the axial direction D AX is shortened by expanding outward in the radial direction D R , and the fluid pressure actuator 10 (specifically, the actuator main body 100) bends. (Refer to the arrow in FIG. 4(b)).

拘束部材150は、ゴム製のチューブ110と、スリーブ120との間に設けられ、軸方向DAXにおける圧縮に対して抵抗し、に直交する直交方向(径方向DR)に沿って変形できる部材であり、アクチュエータ本体部100の周方向における一部に配置される。 The restraint member 150 is provided between the rubber tube 110 and the sleeve 120, resists compression in the axial direction DAX , and is deformable along the orthogonal direction (radial direction DR ) perpendicular to the and arranged in a part of the actuator main body 100 in the circumferential direction.

つまり、アクチュエータ本体部100への流体の流入(加圧)によって、アクチュエータ本体部100(マッキベン)が軸方向DAXに沿って収縮しようとすると、拘束部材150の部分は圧縮剛性が高いため、拘束部材150が配置された部分は収縮することができない。一方、その他のアクチュエータ本体部100の部分は収縮しようとするため、直交方向(径方向DR)に沿った曲げ方向の力が発生し、拘束部材150を背面として湾曲する。 That is, when the actuator main body 100 (McKibben) tries to contract along the axial direction D AX due to the inflow (pressurization) of the fluid into the actuator main body 100, the restraining member 150 has a high compressive rigidity, so that the restraining force is reduced. The portion where the member 150 is arranged cannot contract. On the other hand, other portions of the actuator main body 100 try to contract, so that a force in the bending direction along the orthogonal direction (radial direction D R ) is generated and bends with the restraint member 150 as the back surface.

さらに、拘束部材150は、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXの中央部で交差するようにクロス状に設けられるため、アクチュエータ本体部100の収縮時に、アクチュエータ本体部100が径方向DRに捻れることを効果的に抑制できる。 Furthermore, since the restraint member 150 is provided in a cross shape so as to intersect at the center of the actuator body 100 in the axial direction D AX , the actuator body 100 is twisted in the radial direction D R when the actuator body 100 is contracted. can be effectively suppressed.

(4)作用・効果
上述したように、流体圧アクチュエータ10によれば、拘束部材150は、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXの中央部で交差する第1拘束部材151と第2拘束部材152とによって構成される。
(4) Functions and Effects As described above, according to the fluid pressure actuator 10, the restraining member 150 includes the first restraining member 151 and the second restraining member 152 that intersect at the center of the actuator main body 100 in the axial direction DAX . and

このため、流体圧アクチュエータ10が収縮して湾曲しても、第1拘束部材151と第2拘束部材152とが、径方向DRの捻れを互いに規制するため、チューブ110(アクチュエータ本体部100)の軸方向DAXに沿った直線上から外れ、径方向DRに捻れながら湾曲してしまう状態を防止できる。すなわち、流体圧アクチュエータ10によれば、湾曲(カール)時の捻れを防止し得る。 Therefore, even if the fluid pressure actuator 10 contracts and bends, the first restraining member 151 and the second restraining member 152 restrict twisting in the radial direction DR to each other, so that the tube 110 (actuator main body 100) can be prevented from deviating from a straight line along the axial direction D AX and bending while being twisted in the radial direction D R . That is, according to the fluid pressure actuator 10, twisting during bending (curling) can be prevented.

本実施形態では、第1拘束部材151及び第2拘束部材152は、金属のモノフィラメントによって形成してよい。これにより、軽量で捻れ防止効果の高い流体圧アクチュエータ10を提供し得る。 In this embodiment, the first constraining member 151 and the second constraining member 152 may be formed from metal monofilaments. As a result, it is possible to provide the fluid pressure actuator 10 that is lightweight and highly effective in preventing twisting.

また、第1拘束部材151及び第2拘束部材152は、チューブ110とスリーブ120との間に設けられてよい。このため、チューブ110の軸方向DAXに沿った膨張を効果的に拘束(規制)できる。これにより、効率的に湾曲方向への力を発生させることができ、より大きな湾曲方向の力を発揮し得る。 Also, the first restraining member 151 and the second restraining member 152 may be provided between the tube 110 and the sleeve 120 . Therefore, the expansion of the tube 110 along the axial direction DAX can be effectively restrained (restricted). As a result, a force in the bending direction can be efficiently generated, and a greater force in the bending direction can be exerted.

(5)その他の実施形態
以上、実施形態について説明したが、当該実施形態の記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
(5) Other Embodiments Although the embodiments have been described above, it is obvious to those skilled in the art that the present invention is not limited to the description of the embodiments, and that various modifications and improvements are possible.

例えば、上述した実施形態では、第1拘束部材151及び第2拘束部材152は、金属のモノフィラメントによって形成されていたが、第1拘束部材151及び第2拘束部材152は、板状の部材でもよい。また、第1拘束部材151及び第2拘束部材152は、複数設けられてもよい。この場合、第1拘束部材151及び第2拘束部材152の数は、同数であることが好ましい。 For example, in the above-described embodiment, the first binding member 151 and the second binding member 152 are made of metal monofilaments, but the first binding member 151 and the second binding member 152 may be plate-shaped members. . Also, a plurality of the first restraining member 151 and the second restraining member 152 may be provided. In this case, the numbers of the first restraining members 151 and the second restraining members 152 are preferably the same.

例えば、幅が5mm程度、厚さ0.5mm程度の板バネによって形成してもよい。この場合、板バネの材料についても特に限定されないが、典型的には、ステンレス鋼などの金属など、曲げ易く、圧縮に強い材料であればよい。例えば、拘束部材は、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の薄板などによって形成されてもよい。 For example, it may be formed by a leaf spring having a width of about 5 mm and a thickness of about 0.5 mm. In this case, the material of the leaf spring is also not particularly limited, but typically, any material such as metal such as stainless steel that is easy to bend and has high resistance to compression may be used. For example, the restraint member may be formed of a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) sheet or the like.

また、上述した実施形態では、拘束部材150は、アクチュエータ本体部100(つまり、チューブ110及びスリーブ120)の軸方向DAXにおける一端側から他端側に亘って設けられていたが、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXにおける略全体の領域に亘って設けられていれば、必ずしも、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXにおける一端から他端に亘って設けられていなくても構わない。 Further, in the above-described embodiment, the restraint member 150 is provided from one end side to the other end side in the axial direction DAX of the actuator body portion 100 (that is, the tube 110 and the sleeve 120). It does not necessarily have to be provided from one end to the other end in the axial direction DAX of the actuator main body 100 as long as it is provided over substantially the entire region in the axial direction DAX of 100 .

さらに、上述した実施形態では、拘束部材150を用いて流体圧アクチュエータの可撓性が確保されていたが、流体圧アクチュエータは、別の構造によって可撓性が確保されてもよい。例えば、流体圧アクチュエータの周囲に一部をベローズ状にした可撓性の枠材を設けることによって、流体圧アクチュエータが収縮すると、ベローズ部分を内側にして流体圧アクチュエータが湾曲するようにしてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the restraint member 150 is used to ensure the flexibility of the fluid pressure actuator, but the flexibility of the fluid pressure actuator may be ensured by another structure. For example, by providing a flexible frame partly bellows-shaped around the fluid pressure actuator, when the fluid pressure actuator contracts, the fluid pressure actuator may be bent with the bellows portion inside. .

以上、本開示について詳細に説明したが、当業者にとっては、本開示が本開示中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本開示は、請求の範囲の記載により定まる本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本開示の記載は、例示説明を目的とするものであり、本開示に対して何ら制限的な意味を有するものではない。 Although the present disclosure has been described in detail above, it should be apparent to those skilled in the art that the present disclosure is not limited to the embodiments described in this disclosure. The present disclosure can be practiced with modifications and variations without departing from the spirit and scope of the present disclosure as defined by the claims. Accordingly, the description of the present disclosure is for illustrative purposes and is not meant to be limiting in any way.

10 流体圧アクチュエータ
20 連結部
100 アクチュエータ本体部
110 チューブ
120 スリーブ
150 拘束部材
151 第1拘束部材
152 第2拘束部材
200 封止機構
210 封止部材
211a 接続口
211 頭部
212 胴体部
220 係止リング
221 切欠き部
230 かしめ部材
231 圧痕
300 封止機構
10 hydraulic actuator
20 Connector
100 Actuator body
110 tube
120 sleeve
150 Restraining member
151 first restraint member
152 second restraint member
200 sealing mechanism
210 sealing material
211a connection port
211 head
212 Torso
220 locking ring
221 Notch
230 Crimping member
231 Indentation
300 sealing mechanism

Claims (5)

流体の圧力によって膨張及び収縮する円筒状のチューブと、
所定方向に配向された繊維コードを編み込んだ伸縮性を有する構造体であり、前記チューブの外周面を覆うスリーブと、
前記チューブの軸方向における端部を封止する封止部材と
を備える流体圧アクチュエータであって、
前記スリーブの内側において、前記軸方向における一端側から他端側に亘って設けられる拘束部材を備え、
前記拘束部材は、
前記軸方向に沿った圧縮に対して抵抗し、前記軸方向に直交する直交方向に変形可能であり、
直線状の第1拘束部材と、
前記第1拘束部材と前記軸方向において交差する直線状の第2拘束部材と
を含む流体圧アクチュエータ。
a cylindrical tube that expands and contracts with fluid pressure;
a sleeve, which is a stretchable structure in which fiber cords oriented in a predetermined direction are woven and covers the outer peripheral surface of the tube;
A fluid pressure actuator comprising a sealing member that seals an axial end of the tube,
a restraining member provided inside the sleeve from one end side to the other end side in the axial direction;
The restraining member is
resistant to compression along the axial direction and deformable in orthogonal directions perpendicular to the axial direction;
a linear first restraint member;
A fluid pressure actuator including a linear second restraint member intersecting with the first restraint member in the axial direction.
前記第1拘束部材及び前記第2拘束部材は、金属のモノフィラメントによって形成される請求項1に記載の流体圧アクチュエータ。 2. The fluid pressure actuator according to claim 1, wherein said first restraint member and said second restraint member are formed of metal monofilaments. 前記第1拘束部材及び前記第2拘束部材は、板状である請求項1に記載の流体圧アクチュエータ。 2. The fluid pressure actuator according to claim 1, wherein said first restraint member and said second restraint member are plate-shaped. 前記拘束部材は、前記チューブと前記スリーブとの間に設けられる請求項1乃至3の何れか一項に記載の流体圧アクチュエータ。 The fluid pressure actuator according to any one of claims 1 to 3, wherein the restraint member is provided between the tube and the sleeve. 前記第1拘束部材は、前記軸方向の中央部において前記第2拘束部材と交差する請求項1乃至4の何れか一項に記載の流体圧アクチュエータ。 The fluid pressure actuator according to any one of claims 1 to 4, wherein the first restraint member intersects the second restraint member at a central portion in the axial direction.
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