JPH01103180A - Driver - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、対象物を伸縮運動により駆動することができ
る駆動装置に関するもので、特に義手、義足、ロボット
、自動制御機器などに用いられるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a drive device capable of driving an object by telescopic movement, and is particularly used for prosthetic hands, prosthetic legs, robots, automatic control equipment, etc. .
従来の技術
従来、この様な駆動装置には、モータやリニアアクチュ
エータなどを駆動源とし、直接にまたは歯車などの動力
伝達装置を介して例えば関節を支点とする腕の運動を行
わせしめる方法が考案されているが、装置として複雑に
なるという問題があった。そこで、この問題を解決する
ために、電磁石を用いる方法(例えば特開昭57−86
338号公報)や、バイモルフ素子を利用する方法(例
えば特開昭61−76295号公報)等が提案されてい
る。Conventional technology Conventionally, methods have been devised for such drive devices in which a motor, linear actuator, or the like is used as a drive source, and the arm is caused to move using a joint as a fulcrum, either directly or through a power transmission device such as a gear. However, there was a problem that the device became complicated. Therefore, in order to solve this problem, a method using electromagnets (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 57-86
338) and a method using a bimorph element (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-76295).
これらの方法について以下に説明する。第7図及び第8
図は従来の電磁石を用いた駆動装置の構成図である。所
定のギャップ107を構成するリンク101,102に
取り付けられた各々の電磁石103.104.105.
106と直流電源110との間にスイッチ108を設け
て、このスイッチ10Bにより電磁石103.104.
105.106の電磁石の励磁を切り替えて、電磁石1
03と電磁石105及び電磁石104と電磁石106の
吸引力、あるいは反発力によって電磁石間のギャップ1
07を変化させ2本のリンク10 LiO2間の相対角
度変化を行わせしめるものである。These methods will be explained below. Figures 7 and 8
The figure is a configuration diagram of a conventional drive device using electromagnets. Each electromagnet 103, 104, 105, attached to a link 101, 102 forming a predetermined gap 107
A switch 108 is provided between the DC power supply 106 and the DC power supply 110, and the switch 10B causes the electromagnets 103, 104, .
Switch the excitation of electromagnets 105 and 106, and
The gap 1 between the electromagnets is created by the attractive force or repulsive force between the electromagnet 105 and the electromagnet 105 and the electromagnet 104 and the electromagnet 106.
07 to change the relative angle between the two links 10 LiO2.
次に、バイモルフ素子を用いる方法について説明する。Next, a method using a bimorph element will be explained.
第9図はバイモルフ素子を用いた駆vI装置の構成図で
ある。バイモルフ素子121は、高分子圧電体フィルム
122a、122bからなり、これらにはそれぞれ電極
124a1124bが形成されており、フィルム122
a、122bの分極方向が実線の矢印で示されたように
同一方向であり、互いに逆方向の電界が電8125から
印加されていると、フィルム122aは伸張し、フィル
ム122bは縮小するのでこのバイモルフ素子は点線の
矢印の方向に屈折する。FIG. 9 is a block diagram of a vI drive device using a bimorph element. The bimorph element 121 consists of polymer piezoelectric films 122a and 122b, each of which has an electrode 124a1124b formed thereon.
If the polarization directions of a and 122b are in the same direction as shown by the solid arrows, and electric fields in opposite directions are applied from the electric field 8125, the film 122a will expand and the film 122b will contract, so this bimorph The element refracts in the direction of the dotted arrow.
発明が解決しようとする問題点
以上述べたような駆動装置において、以下に示すような
問題点を有している。Problems to be Solved by the Invention The drive device as described above has the following problems.
即ち、第一の従来例では、1個の関節に対して4個の電
磁石が必要となり、放熱の間者が生じ、また大きな角度
変化が必要なときは、複数個の駆動装置が必要となり、
装置が大きくなる。That is, in the first conventional example, four electromagnets are required for one joint, which causes heat dissipation, and when a large angle change is required, multiple drive devices are required.
The device becomes larger.
第2の従来例では、バイモルフ素子の変位量が小さいた
めに微小な変位に対しては有効であるが、大きな変位量
を得ることは難しい。In the second conventional example, since the amount of displacement of the bimorph element is small, it is effective for small displacements, but it is difficult to obtain large amounts of displacement.
本発明はかかる点に鑑み、構成が簡単で安価な駆動!5
置を提供することを目的とする。In view of these points, the present invention provides a drive with a simple configuration and low cost! 5
The purpose is to provide a
問題点を解決するための手段
本発明は、Mi電導体を有し、内部に流体を含んだ袋状
の弾性体と、前記袋の変形をル1限する強体と、前記超
電導体に磁界を加える磁界発生手段とを備えた駆!ly
vzRである。Means for Solving the Problems The present invention provides a bag-like elastic body having an Mi conductor and containing a fluid therein, a strong body that limits the deformation of the bag, and a magnetic field applied to the superconductor. A drive equipped with a magnetic field generating means that adds ly
It is vzR.
作用
上記した構成において、超電導体に磁界が掛けられると
、表面または内部に有する超電導材料が各々マイスナー
効果を示し、磁界発生部より遠ざかる方向に動こうとし
、袋の磁界発生装置に対向している壁材が内側に向かっ
て部分的に潰れ、袋の内部の体積が減少しようとするが
、この弾性体は袋を構成しているので、内部体積を一定
にしようとして自由度のある方向に膨張しようとする。Effect In the above-described configuration, when a magnetic field is applied to the superconductor, the superconducting materials on the surface or inside each exhibit the Meissner effect, and try to move away from the magnetic field generating part, facing the magnetic field generating device of the bag. The wall material partially collapses inward and the volume inside the bag tries to decrease, but since this elastic body makes up the bag, it expands in a certain direction to keep the internal volume constant. try to.
弾性体の変形は強体によって制限されているので自由度
のあ−る方向は限られており、この方向に袋は伸張する
。次に、磁界が除かれると、超電導材料の磁界発生部に
対する反発力が無くなり弾性体の弾性力によって元の袋
状の形状へ戻ろうとする。Since the deformation of the elastic body is restricted by the strong body, the degree of freedom is limited in a certain direction, and the bag stretches in this direction. Next, when the magnetic field is removed, the repulsive force of the superconducting material against the magnetic field generating part disappears, and the superconducting material tries to return to its original bag-like shape due to the elastic force of the elastic body.
この形状の変化により駆動力を得る。Driving force is obtained by this change in shape.
実施例
第1図は本発明の第1の実施例における駆動装置の断面
図である。袋lは、超電導材料で構成された小片3をそ
の表面の一部に有するゴム状弾性体で構成された閏空閏
を構成し、この■空間内には流体12が入っており、こ
の袋lの一部は、固定部2a、2bにおいてそれぞれシ
リンダ5とピストン6とで固定されている。また、超電
導材料で構成された小片3に対向して磁界発生装置14
が配置されている。Embodiment FIG. 1 is a sectional view of a driving device in a first embodiment of the present invention. The bag l constitutes a flywheel made of a rubber-like elastic body having a small piece 3 made of a superconducting material on a part of its surface, and a fluid 12 is contained in this space. A part of l is fixed by a cylinder 5 and a piston 6 in fixed parts 2a and 2b, respectively. Also, a magnetic field generator 14 is provided opposite the small piece 3 made of superconducting material.
is located.
超電導材料で構成された小片3は、各々の回りに発生せ
しめた磁界に対してマイスナー効果を生じる必要性があ
るだけであり、その形状、大きさは適当に選択すること
が出来る。超電導材料で構成された小片3に用いられる
超電導材料は、例えば、銅を含む酸化物系の超電導材料
であり、YBacuo(イツトリウム、バリウム、銅か
らなる酸−化物)、5rBaYCuO(ストロンチウム
、バリウム、イツトリウム、銅の酸化物)、ErBac
uo (エルビウム、バリウム、銅からなる酸化物)等
を用いることができる。またゴム状弾性体表面への配置
は、例えば超電導材料で構成された小片3に接着剤を塗
布して接着したり、超電導材料で構成された小片3をゴ
ム状弾性体にめり込ませること等によって出来る。The small pieces 3 made of superconducting material only need to produce a Meissner effect on the magnetic field generated around them, and their shape and size can be selected appropriately. The superconducting material used for the small piece 3 made of superconducting material is, for example, an oxide-based superconducting material containing copper, such as YBacuo (an oxide consisting of yttrium, barium, and copper), 5rBaYCuO (strontium, barium, and yttrium), , copper oxide), ErBac
uo (an oxide consisting of erbium, barium, and copper), etc. can be used. Further, the arrangement on the surface of the rubber-like elastic body can be achieved, for example, by applying an adhesive to the small piece 3 made of superconducting material and bonding it, or by sinking the small piece 3 made of superconducting material into the rubber-like elastic body. It can be done by etc.
また、袋lを構成するゴム状弾性体は、この駆動装置の
使用環境に於て十分な弾性を示す材料であると共に、袋
lにいれる流体12と化学的に安定な材料を選択する必
要があり、例えば、シリコーンゴム(脆化点−116℃
)、フッソゴム(R化点−70℃)等のゴム材料、また
は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等の樹脂
材料による発泡体等を用いることができる。In addition, the rubber-like elastic body constituting the bag 1 must be selected from a material that exhibits sufficient elasticity in the environment in which this drive device is used, and which is chemically stable with the fluid 12 contained in the bag 1. Yes, for example, silicone rubber (brittle point -116℃
), a rubber material such as fluoro rubber (R point -70°C), or a foam made of a resin material such as polytetrafluoroethylene (PTFE), etc. can be used.
また、袋1にいれる流体は、この駆!JJ装置の使用環
境において十分に化学的に安定で有れば良い。Also, the fluid to be put in bag 1 is this Kakeru! It is sufficient if it is sufficiently chemically stable in the environment in which the JJ device is used.
例えば、水、アルコールなどの液体や、空気等の気体、
更には、ポリブテン、シリコンオイル等の液状の樹脂材
料などを用いることができる。For example, liquids such as water and alcohol, gases such as air,
Furthermore, liquid resin materials such as polybutene and silicone oil can be used.
また、シリンダ5およびピストン6は袋lが変形した場
合でも各々の形状が変化しない材料で有れば良く、例え
ば、真ちゅう、ステンレス等の金属材料や、塩化ビニル
などの樹脂材料を用いることができる。Further, the cylinder 5 and the piston 6 need only be made of materials that do not change their shapes even when the bag l is deformed, and for example, metal materials such as brass and stainless steel, or resin materials such as vinyl chloride can be used. .
また、この磁界発生装置4はシリンダ5の内部に設置し
たが、これはシリンダ5の外部に設置しても良い。この
場合、シリンダ5を構成する材料は磁界を遮断しないも
の、例えば樹脂材料で構成しておけばよい。Further, although the magnetic field generating device 4 is installed inside the cylinder 5, it may be installed outside the cylinder 5. In this case, the cylinder 5 may be made of a material that does not block the magnetic field, such as a resin material.
第2図は本発明の駆動装置の第一の実施例の動作状態を
説明する動作状態図である。第1図では磁界発生装置4
をシリンダ5の内部に設置したが、磁界発生装置4をシ
リンダ5の外部に設置して説明する。FIG. 2 is an operating state diagram illustrating the operating state of the first embodiment of the drive device of the present invention. In Figure 1, the magnetic field generator 4
was installed inside the cylinder 5, but the magnetic field generating device 4 will be installed outside the cylinder 5 for explanation.
超電導材料で構成された小片3を表面に有するゴム状弾
性体で構成された閏区閏を構成し、この中に流体12が
入った袋lは、第2図(A)に示すようにシリンダ5と
ピストン6に囲まれる空間内に袋1の1部を固定部2a
、2bでシリンダ5とピストン6との間で固定されてお
り、磁界発生装置4が磁界を発生していない時には袋l
の形状は変化しないのでピストン6は移動しない。A bag l containing a fluid 12, which constitutes a leap block made of a rubber-like elastic body having a small piece 3 made of a superconducting material on its surface, is formed into a cylinder as shown in FIG. 2(A). A part of the bag 1 is fixed in the space surrounded by the piston 6 and the fixing part 2a.
, 2b between the cylinder 5 and the piston 6, and when the magnetic field generator 4 is not generating a magnetic field, the bag l
Since the shape of does not change, the piston 6 does not move.
この状態で袋1の表面に設けられた超電導材料で構成さ
れた小片3の回りに磁界発生装置4により磁界を発生さ
せると、超電導材料で構成された小片3の各々がマイス
ナー効果を示し、磁界発生装置4より遠ざかる方向に動
こうとし、袋1のゴム状弾性体で構成された壁材は、袋
lの内部に向かってへこむ。この時、袋l中の流体12
の体積に変化は起こらないので、袋lは伸びようとする
が、シリンダ5の図中の上の壁材と左側の壁材によりこ
れらの方向に袋lは伸びることができない。In this state, when a magnetic field generator 4 generates a magnetic field around the small pieces 3 made of superconducting material provided on the surface of the bag 1, each of the small pieces 3 made of superconducting material exhibits the Meissner effect, and the magnetic field The bag 1 tends to move in a direction away from the generator 4, and the wall material of the bag 1 made of a rubber-like elastic body is dented toward the inside of the bag 1. At this time, the fluid 12 in the bag l
Since no change occurs in the volume of , the bag l tries to expand, but the upper and left wall members of the cylinder 5 prevent the bag l from expanding in these directions.
このため、袋1はピストン6を図中の矢印の方向に移動
させるように膨らむ。この移動量は、マイスナー効果に
よる反発力、すなわち磁界発生!I置4からの磁界強度
に比例する。Therefore, the bag 1 inflates so as to move the piston 6 in the direction of the arrow in the figure. This amount of movement is due to the repulsive force due to the Meissner effect, that is, the generation of a magnetic field! It is proportional to the magnetic field strength from I position 4.
更に、この状態から磁界発生装置4による磁界の発生を
停止させると、超電導材料で構成された小片3は磁界に
対する反発力が無くなりゴム状弾性体の弾性力により元
に戻ろうとする。Furthermore, when the generation of the magnetic field by the magnetic field generator 4 is stopped from this state, the small piece 3 made of the superconducting material loses its repulsive force against the magnetic field and tries to return to its original state due to the elastic force of the rubber-like elastic body.
この様に、磁界発生装置4により磁界の発生と停止を繰
り返し行うことによりピストン6の往復運動が可能とな
る。In this way, by repeatedly generating and stopping the magnetic field by the magnetic field generator 4, the piston 6 can reciprocate.
なお、この実施例では、袋lの表面に設けた超電導材料
で構成された小片3は袋lの一部のみに設けたが、他に
袋lの表裏間係となる袋l上の部分に同じ様に設け、か
つこの別に設けた超電導材料で構成された小片に対向す
るように磁界発生装置を備えた形態としてもよい。In this example, the small piece 3 made of superconducting material provided on the surface of the bag l was provided only on a part of the bag l, but there was also a small piece 3 on the top of the bag l that was between the front and back of the bag l. A configuration may also be adopted in which a magnetic field generating device is provided in the same manner and opposite to a separately provided small piece made of a superconducting material.
また、磁界発生装置t4は超電導材料で構成された小片
3の回りに磁界を発生させ、かつ変化させることができ
れば良く、例えばコイルで構成された電磁石に電流を流
すか流さないか、あるいは、流す電流量を1lrBでき
るもので良い。Further, the magnetic field generator t4 only needs to be able to generate and change a magnetic field around the small piece 3 made of superconducting material, for example, whether or not current is passed through an electromagnet made of a coil, or whether it is made to flow. It is sufficient that the current amount can be 1 lrB.
また、ピストン6が移動する部分のシリンダ5の径及び
袋lが伸張する部分のシリンダ5の径を細くすることに
よってピストン6の往復運動による移動距離を大きくす
ることができる。Further, by reducing the diameter of the cylinder 5 in the portion where the piston 6 moves and the diameter of the cylinder 5 in the portion where the bag l extends, the distance traveled by the reciprocating motion of the piston 6 can be increased.
第3図は本発明の第2の実施例における駆動装置の断面
図であり、第1図、第2図と同一物は同一番号を使用し
ている。FIG. 3 is a sectional view of a drive device in a second embodiment of the present invention, and the same parts as in FIGS. 1 and 2 are designated by the same numbers.
第3図において、袋lは、ゴム状弾性体で構成された閏
空間を構成し、この閏空間内には流体12が入っており
、また図に示すようにシリンダ5に設けられた突起7を
挟むような形でシリンダ5内に配置され、突起7を挟む
袋lの両側の表面に超電導材料で構成された小片3a、
3bを有する。In FIG. 3, the bag l constitutes an interspace made of a rubber-like elastic body, and a fluid 12 is contained in the interspace, and a protrusion 7 provided on the cylinder 5 as shown in the figure A small piece 3a made of a superconducting material is placed on the surface of both sides of the bag l that sandwiches the protrusion 7,
3b.
また、この袋lの一部は、固定部2a、2bにおいてそ
れぞれピストン6a、6bとで固定されており、また、
固定部2cで袋lとシリンダ5とシリンダ5に設けられ
た突起7とを固定しておく。Further, a part of this bag l is fixed to pistons 6a and 6b at fixed parts 2a and 2b, respectively, and
The bag l, the cylinder 5, and the protrusion 7 provided on the cylinder 5 are fixed by the fixing part 2c.
袋lの表面の2部M所に設けられた超電導材料で構成さ
れた小片3a、3bのそれぞれに対向するように磁界発
生袋24a、4bを設置する。The magnetic field generating bags 24a and 4b are installed so as to face the small pieces 3a and 3b made of superconducting material provided at two parts M on the surface of the bag l, respectively.
次に本発明の駆動装置の第2の実施例の動作を第4図を
用いて説明する。まず超電導材料で構成された小片3a
、3bを表面に有するゴム状弾性体で構成された閏区問
を構成し、この中に流体12が入った袋lは第4図(A
)に示すようにシリンダ5とピストン6a、6bに囲ま
れる空間内に袋lの1部を固定部2a、2bでピストン
6aとピストン6bとの間で固定され、かつ固定部2C
でシリンダ5とシリンダ5の内部に設けられた突起7と
の間で固定されており、磁界発生装置4a、4bが磁界
を発生していない時には袋lの形状は変化しないのでピ
ストン6a、6bは移動しない。Next, the operation of the second embodiment of the drive device of the present invention will be explained using FIG. 4. First, a small piece 3a made of superconducting material
, 3b on the surface of a rubber-like elastic body, and the bag l containing the fluid 12 is shown in Fig. 4 (A
), a part of the bag l is fixed between the pistons 6a and 6b by the fixing parts 2a and 2b in the space surrounded by the cylinder 5 and the pistons 6a and 6b, and the fixing part 2C
The pistons 6a and 6b are fixed between the cylinder 5 and a protrusion 7 provided inside the cylinder 5, and the shape of the bag l does not change when the magnetic field generators 4a and 4b are not generating a magnetic field, so the pistons 6a and 6b are Don't move.
この状態で袋1の表面に設けられた超電導材料で構成さ
れた小片3a、3bの内小片3のみの周りに磁界を発生
させるように磁界発生装置4のみを動作させると、磁界
発生装置4により発生せしめた磁界により、超電導材料
で構成された小片3aの各々のみがマイスナー効果を示
し、磁界発生装置4aより遠ざかる方向に動こうとし、
袋lのゴム状弾性体で構成された壁材の磁界発生装置4
aに対向する部分が袋lの内部に向かってへこむ。In this state, when only the magnetic field generator 4 is operated to generate a magnetic field only around the inner small pieces 3 of the small pieces 3a and 3b made of superconducting material provided on the surface of the bag 1, the magnetic field generator 4 Due to the generated magnetic field, only each of the small pieces 3a made of superconducting material exhibits the Meissner effect and tries to move away from the magnetic field generator 4a,
Magnetic field generator 4 for wall material made of rubber-like elastic material of bag 1
The part facing a is recessed toward the inside of the bag l.
しかし、磁界発生装置41)は磁界を発生していないの
で小片3bは磁界による反発力を持たない。However, since the magnetic field generator 41) does not generate a magnetic field, the small piece 3b does not have a repulsive force due to the magnetic field.
この時、袋l中の流体12の体積に変化はないので、袋
1は伸びようとするが、袋lが自由に伸びようとする方
向は、シリンダ5や突起7等のために、ピストン6bの
方向のみとなる。従ってピストン6bは第4図(B)に
示す矢印の方向に移動する。At this time, there is no change in the volume of the fluid 12 in the bag 1, so the bag 1 tries to stretch, but the direction in which the bag 1 tries to stretch freely is limited by the piston 6b due to the cylinder 5, protrusion 7, etc. direction only. Therefore, the piston 6b moves in the direction of the arrow shown in FIG. 4(B).
更に、この状態から磁界発生装置4aによる磁界の発生
を停止させると、超電導材料で構成された小片3bは磁
界に対する反発力が無くなりゴム状弾性体の弾性力によ
り元に戻ろうとする。Furthermore, when the generation of the magnetic field by the magnetic field generator 4a is stopped from this state, the small piece 3b made of the superconducting material loses its repulsive force against the magnetic field and tries to return to its original state due to the elastic force of the rubber-like elastic body.
この様に、磁界発生装置4aにより磁界の発生と停止を
繰り返し行うことによりピストン6bのみの往復運動が
可能となる。In this way, by repeatedly generating and stopping the magnetic field by the magnetic field generator 4a, only the piston 6b can reciprocate.
また、第4図(C)に示すように磁界発生装置4a、4
bの両方とも同時に磁界を発生させると図に示すように
ピストン6a、6bの両方とも同時に往復運動させるこ
とができる。Further, as shown in FIG. 4(C), magnetic field generators 4a, 4
When both pistons 6a and 6b generate magnetic fields at the same time, both pistons 6a and 6b can be reciprocated simultaneously, as shown in the figure.
また第1の実施例と同様に、ピストン6a、6bが移動
する部分のシリンダ5の径及び袋lが伸張する部分のシ
リンダ5の径を細くすることによってピストン6a、6
bの往復運動による移動距離を大きくすることができる
。更に袋1の表面に設けた超電導材料で構成された小片
3は袋lの一部のみに設けたが、他に袋1の表裏関係と
なる袋l上の部分に同じ様に設け、かつこの別に設けた
超電導材料で構成された小片に対向するように磁界発生
g置を罐えた形態としてもよい。Further, similarly to the first embodiment, the diameter of the cylinder 5 at the portion where the pistons 6a, 6b move and the diameter of the cylinder 5 at the portion where the bag l extends are made smaller.
The distance traveled by the reciprocating motion of b can be increased. Furthermore, the small piece 3 made of superconducting material provided on the surface of the bag 1 was provided only on a part of the bag 1, but it was also provided in the same way on the top of the bag 1, which is the front and back sides of the bag 1, and this The magnetic field generating position may be placed so as to face a small piece made of a superconducting material provided separately.
第5図は本発明の第3の実施例における駆動装置の断面
図である。FIG. 5 is a sectional view of a drive device in a third embodiment of the present invention.
第5図において第1図から第4図までと同一物には同一
番号を使用している。2本の棒状体9.10は、回動部
8により回動自在に連結されている。In FIG. 5, the same numbers are used for the same parts as in FIGS. 1 to 4. The two rod-shaped bodies 9 and 10 are rotatably connected by a rotary portion 8 .
ゴム状弾性体で構成された袋lは図に示すように一方の
端部を固定部2aにおいて棒状体9に固定され、棒状体
IOの回りを囲むようにして袋lの他方の端部を棒状体
9上の固体部2aの反対側の固定部2bにおいて棒状体
9に固定されている。As shown in the figure, a bag l made of a rubber-like elastic material has one end fixed to a rod-shaped body 9 at a fixing part 2a, and the other end of the bag l is attached to a rod-shaped body 9 so as to surround the rod-shaped body IO. It is fixed to the rod-shaped body 9 at the fixed part 2b on the opposite side of the solid part 2a on the bar 9.
また、この袋1は棒状体10の回動部と反対側の端部に
おいて、棒状体IOと樹脂11との閏の固定部2cで固
定されている。史にまた、袋1と回動部8との間には空
洞部13が設けられており、空間を構成している。Further, the bag 1 is fixed at the end of the rod-shaped body 10 opposite to the rotating part by a locking part 2c of the rod-shaped body IO and the resin 11. Historically, a cavity 13 is provided between the bag 1 and the rotating part 8, forming a space.
また、袋1の回りの樹脂11は袋1の変形を妨げないよ
うな弾性を有する樹脂等で構成されており、この樹脂材
料は袋lの弾性体よりも硬い。Further, the resin 11 around the bag 1 is made of an elastic resin that does not hinder the deformation of the bag 1, and this resin material is harder than the elastic body of the bag 1.
史にまた、棒状体9.10は、弾性の少ない材料、例え
ば、金属、セラミックスなどを用いることができる。Furthermore, the rod-shaped body 9.10 can be made of a material with low elasticity, such as metal or ceramics.
第6図は本発明の駆動B置の第3の実施例の動作状態を
説明するための動作状態図である。FIG. 6 is an operational state diagram for explaining the operational state of the third embodiment of the drive B position of the present invention.
この実施例の駆動装置の動作について第5図及び第6図
を用いて説明する。まず超電導材利用で構成された小片
3.3′を表面に有するゴム状弾性体で構成された図中
の形状の渭区閏を構成し、この巾に流体12の入った袋
lは第6図(A)に示すように棒状体9と袋lの一方の
端部とが固定部2aで固定され、棒状体10の回りを囲
むようにして、袋lの他方の端部と棒状体9の固定部2
aの反対側の固定部2Cで固定される。また、棒状体1
0の回動部8の反対側の端部においても固定部2bによ
り樹脂11と棒状体lOとで固定される。このとき、袋
1は若干、中の流体により伸びた状態にしておく。The operation of the drive device of this embodiment will be explained using FIGS. 5 and 6. First, construct a wei-ku block of the shape shown in the figure, which is made of a rubber-like elastic body having a small piece 3.3' made of superconducting material on its surface, and the bag l containing the fluid 12 in its width is the sixth As shown in FIG. Part 2
It is fixed by the fixing part 2C on the opposite side of a. In addition, rod-shaped body 1
The opposite end of the rotating part 8 is also fixed by the resin 11 and the rod-shaped body 10 by the fixing part 2b. At this time, the bag 1 is left slightly stretched by the fluid inside.
磁界発生装置器4a、4bが磁界を発生していない時は
第6図(A)に示すように袋lの形状は変化せず、棒状
体9は動かない。When the magnetic field generators 4a and 4b are not generating magnetic fields, the shape of the bag 1 does not change and the rod-shaped body 9 does not move, as shown in FIG. 6(A).
次に例えば、磁界発生装置4aにより超電導材料で構成
された小片3aの回りに磁界を発生させると、超電導材
料で構成された小片3aの各々がマイスナー効果を示し
、磁界発生装@4より遠ざかる方向に動こうとし、袋1
のゴム状弾性体で構成された壁材の磁界発生装置4aに
対向する部分が袋lの内部に向かってへこむ。しかし、
磁界発生8置4bは磁界を発生していないので小片3b
は磁界による反発力を持たない。この時、袋l中の流体
12の体積に変化はなく、また袋1の上部laのまわり
の樹脂11及び固定部2cのために、袋1の下、’?+
(l bが伸びようとする。袋1の下部Ibが自由に伸
びようとする方向は、棒状体lOの端部の固定部2c及
びそのまわりの樹脂11のために図中の横方向、つまり
袋lと回動部8との園の空洞部13の方向となるので、
棒状体9が矢印で示す方向に動く。Next, for example, when a magnetic field is generated around the small pieces 3a made of superconducting material by the magnetic field generator 4a, each of the small pieces 3a made of superconducting material exhibits the Meissner effect, and the direction moves away from the magnetic field generator @4. bag 1
The portion of the wall material made of a rubber-like elastic material that faces the magnetic field generator 4a is recessed toward the inside of the bag l. but,
Magnetic field generator 8 4b does not generate a magnetic field, so small piece 3b
has no repulsive force due to the magnetic field. At this time, there is no change in the volume of the fluid 12 in the bag l, and because of the resin 11 around the upper part la of the bag 1 and the fixing part 2c, there is no change in the volume of the fluid 12 under the bag 1. +
(lb tries to stretch. The direction in which the lower part Ib of the bag 1 tries to stretch freely is the horizontal direction in the figure, due to the fixed part 2c at the end of the rod-shaped body lO and the resin 11 around it. Since it is in the direction of the hollow part 13 of the bag l and the rotating part 8,
The rod-shaped body 9 moves in the direction indicated by the arrow.
この状態から棒状体9を元に戻すためには、磁界発生装
置4aを停止させる。すると、超電導材料で構成された
小片3aが磁界に対する反発力をなくしゴム状弾性体の
弾性により元に戻る。また、磁界発生装置4aを停止さ
せて磁界発生装置4bにより磁界を発生させることによ
り復帰動作を俊敏に行うことができる。In order to return the rod-shaped body 9 to its original state from this state, the magnetic field generator 4a is stopped. Then, the small piece 3a made of superconducting material loses its repulsive force against the magnetic field and returns to its original state due to the elasticity of the rubber-like elastic body. Furthermore, the returning operation can be performed quickly by stopping the magnetic field generating device 4a and causing the magnetic field generating device 4b to generate a magnetic field.
この第3の実施例では棒状体10の回りの袋lの両側に
超電導材料で構成された小片3a、3bと磁界発生装#
4 a、4bを備えた構成としているので、磁界発生
装置4a、4bにより発生させる磁界の強さを制御する
ことにより棒状体9の微小な動きや俊敏な動作を行うこ
とができる。In this third embodiment, small pieces 3a and 3b made of superconducting material and a magnetic field generating device #
4a and 4b, the rod-shaped body 9 can be moved minutely or quickly by controlling the strength of the magnetic field generated by the magnetic field generators 4a and 4b.
以上の実施例では、1個の袋を用いて説明したが2個の
同様な構成の袋を用い、棒状体10を挟むように設置し
、2個の袋をバイブ状体で接続することによっても構成
することができ、同様の効果が得られる。In the above embodiment, explanation was given using one bag, but by using two bags having a similar configuration, installing them so as to sandwich the rod-shaped body 10, and connecting the two bags with a vibrator-shaped body, can also be configured, and similar effects can be obtained.
また、棒状体10と袋lとの間には磁界を遮断するもの
、例えば金属材料をいれても良い。この遮断物は、磁界
発生装置4a、4bを同時に制御する場合の磁界が干渉
を防ぐことができる。Furthermore, something that blocks the magnetic field, such as a metal material, may be inserted between the rod-shaped body 10 and the bag l. This blocker can prevent interference of magnetic fields when controlling the magnetic field generators 4a and 4b simultaneously.
更にまた第1、第2、第3の実施例とも超電導材料で構
成された小片はゴム状弾性体の表面に設けているが、こ
れはゴム状弾性体の中に入ったものでも良い。Furthermore, in the first, second, and third embodiments, the small piece made of superconducting material is provided on the surface of the rubber-like elastic body, but it may be placed inside the rubber-like elastic body.
発明の詳細
な説明したように、本発明による駆動装置は、磁界発生
にともなう超電導材料のマイスナー効果による超電導材
料を有するゴム状弾性体の歪を利用して、駆動力を得る
ものであり、構成が非常に簡単で微小な動きから大きな
動きまで得ることが出来、且つ俊敏な動きを得ることが
でき、極めて実用的である。As described in detail of the invention, the drive device according to the present invention obtains a driving force by utilizing the distortion of a rubber-like elastic body having a superconducting material due to the Meissner effect of the superconducting material due to the generation of a magnetic field. It is very simple and can achieve everything from minute movements to large movements, as well as agile movements, making it extremely practical.
第1図は本発明における第1の実施例の駆動装置の断面
図、第2図は同実施例の動作状態を示す動作状態図、第
3図は本発明における第2の実施例の駆動装置の断面図
、第4図は同実施例の動作状態を示す動作状態図、第5
図は本発明における第:)の実施例の駆動装置の断面図
、第6図は同実施例の動作状態を示す動作状態図、第7
図は従来来のバイモルフ素子を用いた駆動装置の断面図
である。
1・・・袋、2a、2b、2c・・−固定部、3.3a
、3b・・・超電導材料で構成された小片、4、/La
、4b−磁界発生装置、5−・・シIJ ン’!、6.
6a、6b・・・ピストン棒、 12・・・流体。
代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ばか1名第1図
;1KLl:+ノI%Iテ
第 2 図
g4図
第5図
(B)FIG. 1 is a sectional view of a drive device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an operating state diagram showing the operating state of the same embodiment, and FIG. 3 is a drive device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is an operating state diagram showing the operating state of the same embodiment, and FIG.
The figure is a sectional view of the drive device of the embodiment of the present invention, FIG. 6 is an operating state diagram showing the operating state of the embodiment, and FIG.
The figure is a sectional view of a drive device using a conventional bimorph element. 1...bag, 2a, 2b, 2c...-fixing part, 3.3a
, 3b...Small piece made of superconducting material, 4, /La
, 4b-Magnetic field generator, 5-...Shigen'! ,6.
6a, 6b...Piston rod, 12...Fluid. Name of agent Patent attorney Toshio Nakao One idiot Figure 1; 1KLl: +ノI%Ite Figure 2 Figure g4 Figure 5 (B)
Claims (3)
体と、前記袋の変形を制限する強体と、前記超電導体に
磁界を加える磁界発生手段とを備え、前記強体は前記弾
性体よりも堅く、前記磁界発生手段が磁界を発生し、前
記弾性体が、前記強体により制限を受けていない方向へ
変形することにより駆動力を得ることを特徴とする駆動
装置。(1) A bag-like elastic body having a superconductor and containing a fluid inside, a strong body that limits deformation of the bag, and a magnetic field generating means for applying a magnetic field to the superconductor, the strong body is harder than the elastic body, the magnetic field generating means generates a magnetic field, and the elastic body obtains a driving force by deforming in a direction not restricted by the strong body.
の駆動装置。(2) The drive device according to claim 1, wherein the strong body is a cylinder.
動装置。(3) The drive device according to claim 1, wherein the strong body is made of resin.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26030787A JPH01103180A (en) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | Driver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26030787A JPH01103180A (en) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | Driver |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01103180A true JPH01103180A (en) | 1989-04-20 |
Family
ID=17346211
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26030787A Pending JPH01103180A (en) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | Driver |
Country Status (1)
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JP (1) | JPH01103180A (en) |
-
1987
- 1987-10-15 JP JP26030787A patent/JPH01103180A/en active Pending
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