JP7399396B2 - アクチュエータ - Google Patents
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Description
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
本項に記載のアクチュエータは、拘束部材の長さ方向の一端と他端との間のねじり角度が、45°以上であることで、特に加圧時に螺旋変形させる場合の、アクチュエータの用途に適した良好な変形量が得られるものである。
本項に記載のアクチュエータは、チューブ状部材に対してねじり回されて被覆する拘束部材の、ねじり回される前の状態を規定するものである。すなわち、拘束部材は、その長さ方向の一端と他端との間がチューブ状部材に対してねじり回される前の状態において、膨張許容領域によりチューブ状部材の膨張を許容する所定方向が、チューブ状部材の長手方向と平行になっている。このため、チューブ状部材の長手方向と平行な端縁を有する矩形の膨張許容領域を用いる場合に、膨張が許容される所定方向が矩形の端縁と平行な関係になる。これにより、膨張が許容される所定方向がチューブ状部材の長手方向と平行でない場合と比較して、特に下記(6)項に記載するような伸縮異方性を有する面状繊維構造体を用いたときに、その歩留まりが改善されるものである。
本項に記載のアクチュエータは、拘束部材の長さ方向の他端がチューブ状部材に着脱可能に取り付けられることで、一端と他端との間がねじり回される所定の角度、換言すればねじり角度(ねじり量)が、任意のタイミングで調整可能になっている。これにより、アクチュエータを使用する時等にも、ねじり角度を容易に調整可能となる。
本項に記載のアクチュエータは、複数のスリットが設けられた第1の面材によって、拘束部材の膨張許容領域が構成されたものであり、第1の面材は、非伸縮性の面状繊維構造体を含んでいる。すなわち、第1の面材に含まれる面状繊維構造体は、何れの方向にも伸び難くなっており、このような第1の面材に対して、複数のスリットが設けられることで、他の方向と比較して少なくとも所定方向に広がり易くなるような、異方的な拡張性が付与されている。
本項に記載のアクチュエータは、伸縮異方性を有する面状繊維構造体を含む第2の面材によって、拘束部材の膨張許容領域が構成されたものである。すなわち、第2の面材に含まれる面状繊維構造体は、他の方向と比較して少なくとも所定方向に伸び易い伸縮性を有するものである。このような構成により、拘束部材の膨張許容領域を構成する第2の面材は、所定方向へのチューブ状部材の膨張を許容するように所定方向に伸び、その所定方向が、拘束部材のねじり角度の調整によって変化するものである。このように、伸縮異方性を有する面状繊維構造体で膨張許容領域を実現しながら、加圧時の変形が容易に調整されるものである。なお、第2の面材には、伸縮異方性を有する面状繊維構造体の他にも、耐久性の向上等を目的として、例えば合成樹脂といった他の素材が含まれていてもよい。
図1は、本発明の実施の形態に係るアクチュエータ10の構成の一例を示しており、図示のアクチュエータ10は、内部の加圧によって膨張するチューブ状部材20と、チューブ状部材20の外周面を被覆する大略筒状の拘束部材30とを含んでいる。チューブ状部材20は、例えば合成ゴムや天然ゴム等の素材で形成され、何れの方向にも高い伸び率を有することが好ましい。
内部の加圧により膨張可能なチューブ状部材20の外周面に、下記の表1及び表2に示すような構成の拘束部材30を被覆して、実施例1~6及び比較例1、2のアクチュエータを準備した。
破断伸度(%)={(L-L0)/L0}×100
ゴムチューブ:外径11.6mm、内径8mm、宗田ゴム社製
〔拘束部材用素材〕
布帛A:伸縮性織布(破断伸度が縦370%、横200%)、一方向に伸びる生地(スーパーストレッチ)
布帛B:非伸縮性織布(破断伸度が縦45%、横50%)、ナイロンオックス生地
複合面材:非伸縮性織布と樹脂との複合体(破断伸度が縦85%、横30%)、TPUターポリン、ダイニック社製(品番 U-2424AM-130)
Claims (7)
- 内部の加圧により膨張可能なチューブ状部材と、該チューブ状部材の外周面を被覆する拘束部材とを備えたアクチュエータであって、
前記拘束部材は、前記チューブ状部材の内部が加圧されたときに、所定方向への前記チ ューブ状部材の膨張を許容する膨張許容領域と、前記チューブ状部材の膨張を抑制する膨張抑制領域とを含み、
前記拘束部材は、その長さ方向の一端と他端との間が前記チューブ状部材に対して周方向に所定の角度ねじり回った状態で、かつ、前記一端と前記他端との間のねじり回っているねじり角度を調整できるように被覆されていることを特徴とするアクチュエータ。 - 前記拘束部材は、前記一端に対して前記他端がねじり回っているねじり角度が45°以上であることを特徴とする請求項1記載のアクチュエータ。
- 前記拘束部材の前記膨張許容領域は、前記一端と前記他端との間が前記チューブ状部材に対してねじり回される前の状態において、前記所定方向が前記チューブ状部材の長手方向と平行である異方的な拡張性を有していることを特徴とする請求項1又は2記載のアクチュエータ。
- 前記拘束部材は、前記長さ方向の一端が前記チューブ状部材に固定される一方、前記長さ方向の他端が前記チューブ状部材に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載のアクチュエータ。
- 前記膨張許容領域は、非伸縮性の面状繊維構造体を含む第1の面材に、前記所定方向と直交する方向に延びる複数のスリットが前記所定方向に並んで設けられることで、異方的な拡張性が付与されてなることを特徴とする請求項1から4 のいずれか1項記載のアクチュエータ。
- 前記膨張許容領域は、伸縮異方性を有する面状繊維構造体を含む第2の面材からなることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載のアクチュエータ。
- 内部の加圧により膨張可能なチューブ状部材と、該チューブ状部材の外周面を被覆する拘束部材とを備えたアクチュエータであり、前記拘束部材は、前記チューブ状部材の内部が加圧されたときに、所定方向への前記チューブ状部材の膨張を許容する膨張許容領域と、前記チューブ状部材の膨張を抑制する膨張抑制領域とを含み、前記拘束部材は、その長さ方向の一端と他端との間が前記チューブ状部材に対して周方向に所定の角度ねじり回った状態で被覆されているアクチュエータの製造方法であって、
前記拘束部材の前記一端を前記チューブ状部材に取り付ける一端取り付け工程と、
この一端取り付け工程の後に前記拘束部材の前記一端から前記他端までの間を前記チューブ状部材に対してねじり回し、前記膨張許容領域が前記所定方向への前記チューブ状部材の膨張を許容するようにするねじり回し工程と、
このねじり回し工程でねじり回された状態が維持されるように前記拘束部材の前記他端を前記チューブ状部材に取り付ける他端取り付け工程と、を備えて、前記チューブ状部材に前記拘束部材を被覆するものであり、
前記ねじり回し工程のねじり回しのねじり角度は調整可能であることを特徴とするアクチュエータの製造方法。
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