JPH03149196A - アクチュエータ - Google Patents
アクチュエータInfo
- Publication number
- JPH03149196A JPH03149196A JP28743189A JP28743189A JPH03149196A JP H03149196 A JPH03149196 A JP H03149196A JP 28743189 A JP28743189 A JP 28743189A JP 28743189 A JP28743189 A JP 28743189A JP H03149196 A JPH03149196 A JP H03149196A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- actuator
- elastic body
- pressure
- cylindrical
- cylindrical elastic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 10
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 claims description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 31
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 14
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 8
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000007734 materials engineering Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- 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
- F15B15/103—Characterised by the construction of the motor unit the motor being of diaphragm type using inflatable bodies that contract when fluid pressure is applied, e.g. pneumatic artificial muscles or McKibben-type actuators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Actuator (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利川分野)
この発明は、流体の圧力エネルギによる弾性変形を利用
するアクチュエータに関する。
するアクチュエータに関する。
(従来の技術)
筒心方向に延設されれた弾性隔壁によって内部が筒心回
りに複数の圧力室に区分されている筒状弾性体からなり
、この圧力室の各々の圧力を調整することにより行われ
る筒状弾性体の弾性変形動作を、例えばロボットの腕や
指として用いるアクチュエータとして、特願昭63−2
59391号等がある。
りに複数の圧力室に区分されている筒状弾性体からなり
、この圧力室の各々の圧力を調整することにより行われ
る筒状弾性体の弾性変形動作を、例えばロボットの腕や
指として用いるアクチュエータとして、特願昭63−2
59391号等がある。
この特願昭63−259391号にもとづき、従来の技
術を第11図に外観斜視図で、第12図に分解斜視図で
夫々示したアクチュエータ101について説明する。
術を第11図に外観斜視図で、第12図に分解斜視図で
夫々示したアクチュエータ101について説明する。
筒状弾性体103は、その筒心方向105に平行な複数
の弾性隔壁106,108,110によって筒心回り複
数の圧力室116,118.120に区分されている。
の弾性隔壁106,108,110によって筒心回り複
数の圧力室116,118.120に区分されている。
圧力室116,118,120の一端は!i126.1
28.130によって封止し、圧力室116,118.
120の他端は、貫通孔136,138,140のある
蓋146゜148.150で封止している。一方、筒状
弾性体103の少なくとも外周部は繊維107によって
強化され、これにより筒状弾性体103は異方性を備え
ている。そして、貫通孔13−6.138゜140へ先
端部をのぞかせたチューブ156,158.160によ
って圧力室116,118,120内へ流体を供給し、
その圧力を調整することによって筒状弾性体103は筒
心方向105に弾性的に伸長し、或いは筒心の回りに回
転し、さらには湾曲変形などすることになる。
28.130によって封止し、圧力室116,118.
120の他端は、貫通孔136,138,140のある
蓋146゜148.150で封止している。一方、筒状
弾性体103の少なくとも外周部は繊維107によって
強化され、これにより筒状弾性体103は異方性を備え
ている。そして、貫通孔13−6.138゜140へ先
端部をのぞかせたチューブ156,158.160によ
って圧力室116,118,120内へ流体を供給し、
その圧力を調整することによって筒状弾性体103は筒
心方向105に弾性的に伸長し、或いは筒心の回りに回
転し、さらには湾曲変形などすることになる。
ところで、従来、筒状弾性体103の外周部について、
外周部母線109(筒心方向105と平行)と繊維10
7による強化の方向とがなす角度α(以下、これを巻装
角度と言う)は、90°あるいは90″よりやや小さい
範囲が用いられていた。
外周部母線109(筒心方向105と平行)と繊維10
7による強化の方向とがなす角度α(以下、これを巻装
角度と言う)は、90°あるいは90″よりやや小さい
範囲が用いられていた。
そして、巻装角度αの値に伴うアクチュエータ101の
弾性変形は次の通りとなっている。
弾性変形は次の通りとなっている。
偲》 α−90@の場合。
各圧力室116,118,120は、筒心方向105に
は伸び易く、これに直角な径方向111には膨み難い性
質となるため、加圧によりアクチュエータ101は筒心
方向105に伸びようとする。
は伸び易く、これに直角な径方向111には膨み難い性
質となるため、加圧によりアクチュエータ101は筒心
方向105に伸びようとする。
すべての圧力室116,118,120を均等に加圧し
、又は減圧することによってアクチュエータ101は筒
心方向105に伸長又は復元動作し、圧力室116,1
18,120間に差圧を与えれば、所望の方向への湾曲
動作が可能となる。
、又は減圧することによってアクチュエータ101は筒
心方向105に伸長又は復元動作し、圧力室116,1
18,120間に差圧を与えれば、所望の方向への湾曲
動作が可能となる。
0 αが90″よりもやや小さい場合。
圧力室116,118.120の加圧により筒心方向1
05の回りに回転しながら筒心方向1゜5に伸びようと
する。
05の回りに回転しながら筒心方向1゜5に伸びようと
する。
従って、全ての圧力室116,118,120を均等に
加圧すると、アクチュエータ101は筒心方向105に
伸びながら筒心の回りに回転することになる。
加圧すると、アクチュエータ101は筒心方向105に
伸びながら筒心の回りに回転することになる。
しかしながら、前記アクチュエータでは、加圧操作によ
ってアクチュエータ101を縮ませることはできなかっ
た。
ってアクチュエータ101を縮ませることはできなかっ
た。
また、前記アクチュエータは、基本的に各圧力室の両端
部に働く流体圧によって生ずる軸方向の力によって変形
動作するものであるため、アクチュエータを細径化した
り、或いは、特願昭63−259391号のように圧力
室内部にチューブや信号線等を貫通させたために圧力室
の両端部の断面積(受圧面積)が減少すると、アクチュ
エータの力が低下してしまうと言う問題点があった。
部に働く流体圧によって生ずる軸方向の力によって変形
動作するものであるため、アクチュエータを細径化した
り、或いは、特願昭63−259391号のように圧力
室内部にチューブや信号線等を貫通させたために圧力室
の両端部の断面積(受圧面積)が減少すると、アクチュ
エータの力が低下してしまうと言う問題点があった。
(発明が解決しようとする課題)
このように、従来のアクチュエータは加圧によって、伸
長、湾曲等できるが、縮ませることはできなかった。ま
た、アクチュエータを細径化するとアクチュエータの力
が低下する問題があった。
長、湾曲等できるが、縮ませることはできなかった。ま
た、アクチュエータを細径化するとアクチュエータの力
が低下する問題があった。
そこでこの発明は、このような従来技術の問題点を解消
して、加圧によってアクチュエータを縮小させることが
でき、また、圧力室の両端部の断面積の減少にかかわら
ず、大きい力が得られる多自由度動作の可能なアクチュ
エータを提供することを目的としている。
して、加圧によってアクチュエータを縮小させることが
でき、また、圧力室の両端部の断面積の減少にかかわら
ず、大きい力が得られる多自由度動作の可能なアクチュ
エータを提供することを目的としている。
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
前記課題を解決するために第1の発明は、内部に圧力室
を有する筒状弾性体の前記圧力室の圧力を調整すること
による筒状弾性体の弾性変形動作を用いるアクチュエー
タにおいて、前記筒状弾性体は、少なくともその周壁部
が外周部母線に対し、平衡角未満の角度をなす方向が縦
弾性係数大となるように強化されている。
を有する筒状弾性体の前記圧力室の圧力を調整すること
による筒状弾性体の弾性変形動作を用いるアクチュエー
タにおいて、前記筒状弾性体は、少なくともその周壁部
が外周部母線に対し、平衡角未満の角度をなす方向が縦
弾性係数大となるように強化されている。
また第2の発明は、筒心方向に延設された弾性隔壁によ
って内部が筒心回りill数の圧力室に区分された筒状
弾性体からなり、前記圧力室の各々の圧力を調整するこ
とによる筒状弾性体の弾性変形動作を用いるアクチュエ
ータにおいて、前記筒状弾性体は、少なくともその周壁
部が外周部母線に対し、平衡角未満の角度をなす方向が
縦弾性係数大となるように強化されている。
って内部が筒心回りill数の圧力室に区分された筒状
弾性体からなり、前記圧力室の各々の圧力を調整するこ
とによる筒状弾性体の弾性変形動作を用いるアクチュエ
ータにおいて、前記筒状弾性体は、少なくともその周壁
部が外周部母線に対し、平衡角未満の角度をなす方向が
縦弾性係数大となるように強化されている。
また、この第2の発明は、前記筒状弾性体の筒心部に、
この筒心方向に沿い縮小し難い線材を埋設したものであ
る。
この筒心方向に沿い縮小し難い線材を埋設したものであ
る。
(作用)
筒状弾性体の周壁部が、この筒状弾性体の外周部母線に
対して平衡角(加圧しても軸心方向に伸縮しない状態の
角度)未満の角度に強化されているので、第1の発明で
は圧力室が加圧されるとアクチュエータは軸心回りに弾
性的に回転しながら、あるいは回転しないで軸心方向に
弾性縮小変形する。また、第2の発明ではすべての圧力
室が同等に加圧されると、各圧力室は筒心方向の回り、
即ち、アクチュエータの軸心の回りに弾性的に回転しな
がら、あるいは回転しないで軸心方向に弾性縮小変形す
る。
対して平衡角(加圧しても軸心方向に伸縮しない状態の
角度)未満の角度に強化されているので、第1の発明で
は圧力室が加圧されるとアクチュエータは軸心回りに弾
性的に回転しながら、あるいは回転しないで軸心方向に
弾性縮小変形する。また、第2の発明ではすべての圧力
室が同等に加圧されると、各圧力室は筒心方向の回り、
即ち、アクチュエータの軸心の回りに弾性的に回転しな
がら、あるいは回転しないで軸心方向に弾性縮小変形す
る。
巻装角度の大きさに応じてアクチュエータの軸心回りの
前記回転角度も大きくなり、又、第2発明では加圧の際
、夫々の加圧室に圧力差を与えると各圧力室の縮み量に
差を生じ、圧力の高い圧力室側へアクチュエータは弾性
湾曲変形する。即ち、軸心方向の縮小量、湾曲角、湾曲
方向は、各圧力室に作用する圧力の調整によって所望の
ものにできる。
前記回転角度も大きくなり、又、第2発明では加圧の際
、夫々の加圧室に圧力差を与えると各圧力室の縮み量に
差を生じ、圧力の高い圧力室側へアクチュエータは弾性
湾曲変形する。即ち、軸心方向の縮小量、湾曲角、湾曲
方向は、各圧力室に作用する圧力の調整によって所望の
ものにできる。
筒状弾性体の筒心部にその筒心方向に沿って縮小し難い
線材が埋設されているものでは、前記加圧の際、この線
材が圧力室の筒心方向縮小変形動作を阻止するので、ア
クチュエータは軸心回りの弾性回転動作をすることにな
る。
線材が埋設されているものでは、前記加圧の際、この線
材が圧力室の筒心方向縮小変形動作を阻止するので、ア
クチュエータは軸心回りの弾性回転動作をすることにな
る。
(実施例)
次にこの発明の実施例を図にもとづいて説明する。
第1図に外観斜視図を、第2図に分解斜視図を夫々示し
た第1実施例のアクチュエータ1は、外壁を形成する筒
状弾性体3、両端部の蓋5,7、チューブ9.11.1
3によって構成されている。
た第1実施例のアクチュエータ1は、外壁を形成する筒
状弾性体3、両端部の蓋5,7、チューブ9.11.1
3によって構成されている。
筒状弾性体3は、第2図に明示したように、断面扇形筒
状弾性体2,4.6を、その筒心方向15に並列に合接
、接着することにより一体成形したものである。
状弾性体2,4.6を、その筒心方向15に並列に合接
、接着することにより一体成形したものである。
このため合接された部位により、筒状弾性体3の筒心方
向15(アクチュエータ1の軸方向)に弾性隔壁12,
14.16が延設され、この弾性隔壁12,14.16
によって3つの圧力室22゜24.26が両心回りに区
画形成されている。
向15(アクチュエータ1の軸方向)に弾性隔壁12,
14.16が延設され、この弾性隔壁12,14.16
によって3つの圧力室22゜24.26が両心回りに区
画形成されている。
扇形筒状弾性体2,4.6は、例えばゴムによって成形
されていて、第2図に示すように外周部母線17(筒心
方向15と平行)と角度(巻装角度)αをなす方向に繊
維19(点線で図示)により強化されて縦弾性係数が大
となっており、巻装角度αは、0≦α≦平衡角の値に設
定されている。
されていて、第2図に示すように外周部母線17(筒心
方向15と平行)と角度(巻装角度)αをなす方向に繊
維19(点線で図示)により強化されて縦弾性係数が大
となっており、巻装角度αは、0≦α≦平衡角の値に設
定されている。
繊11i19による強化は、アクチュエータ1の周壁の
外面、内面、肉厚内部のいずれでもよいものである。
外面、内面、肉厚内部のいずれでもよいものである。
ここで平衡角とは、加圧しても軸方向に伸びも縮みもし
ない状態での巻装角度を言い、一般に単純な円筒殻につ
いては、例えば林編、「複合材料工学」、日科技連、1
971で知られているように理論的に54.7と求めら
れている。
ない状態での巻装角度を言い、一般に単純な円筒殻につ
いては、例えば林編、「複合材料工学」、日科技連、1
971で知られているように理論的に54.7と求めら
れている。
繊維19としては、例えば、ガラス、炭素、ナイロン、
木綿など、種々のものが使用可能である。
木綿など、種々のものが使用可能である。
巻装角度αが0の場合は、アクチュエータ1の周壁部は
外周部母線17に平行に繊維強化されることになる。
外周部母線17に平行に繊維強化されることになる。
また、α≠0の場合には、繊維19を扇形筒状弾性体2
.4.6に螺旋状に巻装するが、この際、複数条の繊維
19で巻装して繊維間隔が広がらないようにすることが
望ましい。
.4.6に螺旋状に巻装するが、この際、複数条の繊維
19で巻装して繊維間隔が広がらないようにすることが
望ましい。
蓋5.7は共に金属で形成されている。蓋5は圧力室2
2.24.26に密に嵌合されてこれらを封止できる扇
形の扇形蓋32,34.36にて構成されている。又、
蓋7は扇形蓋42,44゜46にて構成されている。
2.24.26に密に嵌合されてこれらを封止できる扇
形の扇形蓋32,34.36にて構成されている。又、
蓋7は扇形蓋42,44゜46にて構成されている。
扇形蓋42,44.46には貫通孔52,54゜56が
夫々設けられ、チューブ9,11.13がこれらの貫通
孔52.54.56に挿入、接着されている。そして、
チューブ9.11.13を介して圧力室22.24.2
6の圧力が調整され、この圧力調整は、アクチュエータ
1の外に設けられている図示しない圧力制御装置によっ
て行われる。
夫々設けられ、チューブ9,11.13がこれらの貫通
孔52.54.56に挿入、接着されている。そして、
チューブ9.11.13を介して圧力室22.24.2
6の圧力が調整され、この圧力調整は、アクチュエータ
1の外に設けられている図示しない圧力制御装置によっ
て行われる。
以上の構成における作用を説明する。
偲》 巻装角度 α−0の場合。
この場合、アクチュエータ1は軸方向15には伸び難く
、これに直交する周方向には伸び易い。
、これに直交する周方向には伸び易い。
従って、例えばチューブ13から圧力流体を圧送して圧
力室26の圧力を高めたとすると、圧力室26はアクチ
ュエータ1の径方向に膨張しながら軸方向17に縮もう
とするため、アクチュエータ1の先端部は第1図の矢線
21の方向に湾曲変形して第1図の2点鎖線の形になる
。
力室26の圧力を高めたとすると、圧力室26はアクチ
ュエータ1の径方向に膨張しながら軸方向17に縮もう
とするため、アクチュエータ1の先端部は第1図の矢線
21の方向に湾曲変形して第1図の2点鎖線の形になる
。
或いは、圧力室26と24を同時に加圧すると、前記と
同様な理由でアクチュエータ1は矢線23の方向に湾曲
変形する。
同様な理由でアクチュエータ1は矢線23の方向に湾曲
変形する。
3つの圧力室22,24.26を均等に加圧すると、ア
クチュエータ1は軸方向15に縮小する。
クチュエータ1は軸方向15に縮小する。
このように、繊維19によって強化されてこれにより異
方性を備えることになった3つの圧力室22.24.2
6の圧力を制御することにより、アクチュエータ1の先
端部は、動作範囲内における設定した任意の点に位置決
めすることができる。
方性を備えることになった3つの圧力室22.24.2
6の圧力を制御することにより、アクチュエータ1の先
端部は、動作範囲内における設定した任意の点に位置決
めすることができる。
(υ α≠0(0くαく平衡角)の場合。
この場合、圧力室22,24.26は、加圧されること
により前記α−0の場合と同様に、径方向に膨張しなが
ら軸方向15に縮小しようとするが、同時に、繊維19
(螺旋状に巻装されている)がほどける方向に両心回り
に回転動作をする。
により前記α−0の場合と同様に、径方向に膨張しなが
ら軸方向15に縮小しようとするが、同時に、繊維19
(螺旋状に巻装されている)がほどける方向に両心回り
に回転動作をする。
このように異方性を与えられた弾性材料の特性を利用し
、3つの圧力室22,24.26の圧力を制御すること
により、アクチュエータ1は回転動作を伴いながら所望
の方向への湾曲動作と軸方向15の縮小動作をすること
になる。
、3つの圧力室22,24.26の圧力を制御すること
により、アクチュエータ1は回転動作を伴いながら所望
の方向への湾曲動作と軸方向15の縮小動作をすること
になる。
次に、この発明は製作方法、構造等、種々の変形例が可
能であって、以下、他の実施例として説明する。
能であって、以下、他の実施例として説明する。
まず、圧力室の数は、前記3個のほか、2個、4個など
いくつでも良く、目的に応じて任意に選択できる。
いくつでも良く、目的に応じて任意に選択できる。
また、筒状弾性体3内の弾性隔壁が無く、圧力室が1つ
のアクチュエータであれば、軸方向回りの回転動作と軸
方向の縮小動作のみが行われる。
のアクチュエータであれば、軸方向回りの回転動作と軸
方向の縮小動作のみが行われる。
また、第3図に第2実施例のアクチュエータ31の横断
面図を示すように、中心部に圧力調整を行わない貫通部
33を設けたものに構成してもよい。
面図を示すように、中心部に圧力調整を行わない貫通部
33を設けたものに構成してもよい。
この第3v!Jでは、前記第1図、第2図の第1実施例
と同等の構成要素について、共に同一の符号を付してそ
の構造の説明は省略するが、貫通部33を除いた他の構
成要素は、第1実施例に従うものである。
と同等の構成要素について、共に同一の符号を付してそ
の構造の説明は省略するが、貫通部33を除いた他の構
成要素は、第1実施例に従うものである。
このようなアクチユニー タ31では、圧力調整を行わ
ない空間があるにもかかわらず全方向へ均等な自由度が
確保され、アクチュエータ31の安定な動作が実現する
。また、圧力M8のための多数本のチューブや、位置検
出用センサなどのための多数本の配線が用いられる場合
に貫通部33にこれらチューブ等を挿通すれば、周囲の
圧力室22.24.26の圧力がクツシヨンの役割をす
ることになってこれらチューブ等の外力の作用から保護
され、チューブ等の切断や破損の心配が無くなる。
ない空間があるにもかかわらず全方向へ均等な自由度が
確保され、アクチュエータ31の安定な動作が実現する
。また、圧力M8のための多数本のチューブや、位置検
出用センサなどのための多数本の配線が用いられる場合
に貫通部33にこれらチューブ等を挿通すれば、周囲の
圧力室22.24.26の圧力がクツシヨンの役割をす
ることになってこれらチューブ等の外力の作用から保護
され、チューブ等の切断や破損の心配が無くなる。
もちろん、貫通部33のような圧力調整を行わない空間
を2つ以上設けてもよく、1つは前述したようにチュー
ブ等の挿通用に、1つは流体の流通用などという利川方
法をとってもよい。
を2つ以上設けてもよく、1つは前述したようにチュー
ブ等の挿通用に、1つは流体の流通用などという利川方
法をとってもよい。
また、アクチュエータの一方から他方へ流体などを流通
する場合に圧力を用いて行ってもよいことは言うまでも
ない。
する場合に圧力を用いて行ってもよいことは言うまでも
ない。
次に、異方性の与え方についての変形例を示す。
前記第1実施例では、ゴムにより扇形筒状弾性体2,4
.6を形成後、各々を繊維強化した後、これらの扇形筒
状弾性体2,4.6を筒心方向15に並列に合接、接着
してアクチュエータ1を形成している。
.6を形成後、各々を繊維強化した後、これらの扇形筒
状弾性体2,4.6を筒心方向15に並列に合接、接着
してアクチュエータ1を形成している。
これに対し、例えば、筒状弾性体を成形後、外周部に繊
維19を巻きつけ(α≠0の場合)、或いは第4図に斜
視図を示した第3実施例のように(α−0の場合)、筒
状弾性体43の両端の接着部37に繊維29を接着しな
がら外周部母線17の方向に繊1129を張ってもよい
。
維19を巻きつけ(α≠0の場合)、或いは第4図に斜
視図を示した第3実施例のように(α−0の場合)、筒
状弾性体43の両端の接着部37に繊維29を接着しな
がら外周部母線17の方向に繊1129を張ってもよい
。
このように筒状弾性体43を弾性隔壁12.14.16
と共に押し出し成形したものでは、弾性隔壁12,14
.16は繊維強化されないことになるが、少なくともこ
のアクチュエータ41の外周部に異方性があれば、アク
チュエータ41は前記の動作をする。
と共に押し出し成形したものでは、弾性隔壁12,14
.16は繊維強化されないことになるが、少なくともこ
のアクチュエータ41の外周部に異方性があれば、アク
チュエータ41は前記の動作をする。
繊維強化後、繊維29の上からゴムを被覆したり、或い
は、弾性変形可能な接着剤を用いて繊維29を全長にわ
たって筒状弾性体43に接着してもよいが、必ずしも繊
II29と筒状弾性体43は全面にわたって密接固着し
ている必要は無く、第4図のように両端の接着部37の
−みて固着されているだけでもよい。
は、弾性変形可能な接着剤を用いて繊維29を全長にわ
たって筒状弾性体43に接着してもよいが、必ずしも繊
II29と筒状弾性体43は全面にわたって密接固着し
ている必要は無く、第4図のように両端の接着部37の
−みて固着されているだけでもよい。
第5図に斜視図で示した第4実施例のアクユエータ51
は、繊維強化を、外周部母線17に対し、巻装角度αの
右巻きに繊維39で巻き、さらに巻装角度βの左巻きに
繊維49で巻くことにより、2方向強化を図ったもので
ある。巻装角度αとβは、同一値でもよく、或いは異な
った値であってもよい。
は、繊維強化を、外周部母線17に対し、巻装角度αの
右巻きに繊維39で巻き、さらに巻装角度βの左巻きに
繊維49で巻くことにより、2方向強化を図ったもので
ある。巻装角度αとβは、同一値でもよく、或いは異な
った値であってもよい。
以上の各実施例では、強化材料として長繊維を用いたも
のを示したが、第6図又は第7図に斜視図で示すように
、短い繊維59によって強化された(角度α≠0)第5
実施例のアクチュエータ61と、同じく短い繊維69に
よって強化された(角度α−0)第6実施例のアクチュ
エータ71であってもよい。
のを示したが、第6図又は第7図に斜視図で示すように
、短い繊維59によって強化された(角度α≠0)第5
実施例のアクチュエータ61と、同じく短い繊維69に
よって強化された(角度α−0)第6実施例のアクチュ
エータ71であってもよい。
即ち、母材としてのゴム中に短い繊維69を分散させて
ダイスにより押し出し成形を行う。通常、繊維59.6
9は成形時の母材の流線方向に沿って整列することが知
られており、アクチュエータ61.73として得ること
ができる。
ダイスにより押し出し成形を行う。通常、繊維59.6
9は成形時の母材の流線方向に沿って整列することが知
られており、アクチュエータ61.73として得ること
ができる。
繊維を配置する代わりに筒状弾性体に、これを構成する
材料よりも弾性係数が大きい物質を部分的に塗布(例え
ば接着剤のようなものを線状に塗布)することによって
も前記実施例と同等な強化作用が得られる。
材料よりも弾性係数が大きい物質を部分的に塗布(例え
ば接着剤のようなものを線状に塗布)することによって
も前記実施例と同等な強化作用が得られる。
例えば前記第4図において、繊維29を接着する代わり
に、繊維29を配置する位置や方向に例えば接着剤を筒
状弾性体43に塗布すれば、その部分が硬化することに
よって繊維29を配置したのと同等の機能が得られる。
に、繊維29を配置する位置や方向に例えば接着剤を筒
状弾性体43に塗布すれば、その部分が硬化することに
よって繊維29を配置したのと同等の機能が得られる。
次に、第7実施例のアクチュエータ81を、第8図に外
観斜視図で、第9図に分解斜視図で、第10図に第8図
の横断面図で示した。
観斜視図で、第9図に分解斜視図で、第10図に第8図
の横断面図で示した。
この第7実施例のアクチュエータ81は前記第1図、第
2図の第1実施例のアクチュエータ1の中心部に、線材
85を軸心方向15に沿って埋設したものであり、他の
構成要素については第1実施例と同等である。
2図の第1実施例のアクチュエータ1の中心部に、線材
85を軸心方向15に沿って埋設したものであり、他の
構成要素については第1実施例と同等である。
線材85として具体的にスチールワイヤやプラスチック
の細い線材のように成る程度間げおよびねじり変形が可
能で、かつ、線材85の長手方向には伸縮し難いものが
用いられ、その太さは、加圧時に座屈を避けるためにあ
る程度太いものを用いるが、太過ぎると、圧力室の例え
ば1つを加圧したとき曲がらなくなるので、アクチュエ
ータ81の湾曲動作ができる範囲でなくべく太いものと
している。
の細い線材のように成る程度間げおよびねじり変形が可
能で、かつ、線材85の長手方向には伸縮し難いものが
用いられ、その太さは、加圧時に座屈を避けるためにあ
る程度太いものを用いるが、太過ぎると、圧力室の例え
ば1つを加圧したとき曲がらなくなるので、アクチュエ
ータ81の湾曲動作ができる範囲でなくべく太いものと
している。
次にこの第7実施例の作用を説明する。
3つの圧力室22.24.26を均等に加圧した場合、
第1実施例と同様にアクチュエータ81は軸方向15の
回りに回転しながら縮もうとするが、線材85の作用に
より、軸方向15の縮小変形が拘束、抑止され、軸方向
15回りの回転動作のみが実現される。
第1実施例と同様にアクチュエータ81は軸方向15の
回りに回転しながら縮もうとするが、線材85の作用に
より、軸方向15の縮小変形が拘束、抑止され、軸方向
15回りの回転動作のみが実現される。
また、例えば圧力室26のみを加圧すると、アクチュエ
ータ81の中心軸の長さは変らず、矢線21方向に湾曲
変形して第8図の2点鎖線の位置となる。
ータ81の中心軸の長さは変らず、矢線21方向に湾曲
変形して第8図の2点鎖線の位置となる。
[発明の効果1
以上によって明らかなように、第1の発明のアクチュエ
ータは強化の角度である巻装角度を平衡角未満としてい
るので、加圧時にアクチュエータの軸方向への縮み動作
成いは、軸方向の回りに回転しながら軸方向への縮み動
作を行なわせることができる。
ータは強化の角度である巻装角度を平衡角未満としてい
るので、加圧時にアクチュエータの軸方向への縮み動作
成いは、軸方向の回りに回転しながら軸方向への縮み動
作を行なわせることができる。
また第2の発明ではさらに所定方向への湾曲動作を行な
わせることができる。
わせることができる。
さらに、第2の発明で筒状弾性体の筒心部に、この筒心
方向に沿って縮小し難い線材を埋設した場合、軸方向へ
の縮みを伴わない回転動作や湾曲動作が行われるアクチ
ュエータが実現される。
方向に沿って縮小し難い線材を埋設した場合、軸方向へ
の縮みを伴わない回転動作や湾曲動作が行われるアクチ
ュエータが実現される。
従来のアクチュエータは、圧力室の端部所面に作用する
流体圧により動作するものであるのに対し、この発明の
アクチュエータは、圧力室の周壁面に作川する流体圧を
主に利用して動作するものである。従って、アクチュエ
ータの細径化等によって圧力室の端部断面積が減少して
も、この発明によれば、出力の低下が抑制される。
流体圧により動作するものであるのに対し、この発明の
アクチュエータは、圧力室の周壁面に作川する流体圧を
主に利用して動作するものである。従って、アクチュエ
ータの細径化等によって圧力室の端部断面積が減少して
も、この発明によれば、出力の低下が抑制される。
第1図から第10図まではこの発明の実施例を示すもの
で、第1図は第1実施例の外観斜視図、第2図は第1図
の分解斜視図、第3図は第1実施例の変形例である第2
実施例における横断面図、第4図、第5図、第6図、第
7図は、第1実施例のそれぞれの変形例である第3実施
例、第4実施例、第5実施例、第6実施例の外観斜視図
、第8図は第1実施例の他の変形例である第7実施例の
外観斜視図、!I!9図は第8図の分解斜視図、第10
図は第8図の横断面図、第11図は従来例の外観斜視図
、第12図は第11図の分解斜視図である。 1.31.41,51,61,71.81・・・アクチ
ュエータ 3.43.53・・・筒状弾性体 12.14.16・・−弾性隔壁 15・・・筒心方向 17・・−外周部母線 22.24.26・−・圧力室 85・・一線材 a−・角度(巻装角度) 代私弁理士三好秀和 第4図 第6図 第7図 〜イ p 第10図
で、第1図は第1実施例の外観斜視図、第2図は第1図
の分解斜視図、第3図は第1実施例の変形例である第2
実施例における横断面図、第4図、第5図、第6図、第
7図は、第1実施例のそれぞれの変形例である第3実施
例、第4実施例、第5実施例、第6実施例の外観斜視図
、第8図は第1実施例の他の変形例である第7実施例の
外観斜視図、!I!9図は第8図の分解斜視図、第10
図は第8図の横断面図、第11図は従来例の外観斜視図
、第12図は第11図の分解斜視図である。 1.31.41,51,61,71.81・・・アクチ
ュエータ 3.43.53・・・筒状弾性体 12.14.16・・−弾性隔壁 15・・・筒心方向 17・・−外周部母線 22.24.26・−・圧力室 85・・一線材 a−・角度(巻装角度) 代私弁理士三好秀和 第4図 第6図 第7図 〜イ p 第10図
Claims (3)
- (1)内部に圧力室を有する筒状弾性体の前記圧力室の
圧力を調整することによる筒状弾性体の弾性変形動作を
用いるアクチュエータにおいて、前記筒状弾性体は、少
なくともその周壁部が外周部母線に対し、平衡角未満の
角度をなす方向に縦弾性係数を大としていることを特徴
とするアクチュエータ。 - (2)筒心方向に延設された弾性隔壁によって内部が複
数の圧力室に区分された筒状弾性体からなり、前記圧力
室の各々の圧力を調整することによる筒状弾性体の弾性
変形動作を用いるアクチュエータにおいて、 前記筒状弾性体は、少なくともその周壁部が外周部母線
に対し、平衡角未満の角度をなす方向に縦弾性係数を大
としていることを特徴とするアクチュエータ。 - (3)前記筒状弾性体の筒心部に、この筒心方向に沿い
縮小し難い線材が埋設されていることを特徴とする請求
項2記載のアクチュエータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28743189A JPH03149196A (ja) | 1989-11-06 | 1989-11-06 | アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28743189A JPH03149196A (ja) | 1989-11-06 | 1989-11-06 | アクチュエータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03149196A true JPH03149196A (ja) | 1991-06-25 |
Family
ID=17717233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28743189A Pending JPH03149196A (ja) | 1989-11-06 | 1989-11-06 | アクチュエータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03149196A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015180829A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-10-15 | 株式会社リコー | 流体駆動型アクチュエータ、その製造方法、及びその駆動方法、駆動装置、並びに関節構造 |
JP2019049308A (ja) * | 2017-09-08 | 2019-03-28 | 学校法人 中央大学 | 流体注入式アクチュエータの製造方法及び流体注入式アクチュエータ |
JP2021088998A (ja) * | 2019-12-02 | 2021-06-10 | 株式会社ブリヂストン | 流体圧アクチュエータ |
-
1989
- 1989-11-06 JP JP28743189A patent/JPH03149196A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015180829A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-10-15 | 株式会社リコー | 流体駆動型アクチュエータ、その製造方法、及びその駆動方法、駆動装置、並びに関節構造 |
JP2019049308A (ja) * | 2017-09-08 | 2019-03-28 | 学校法人 中央大学 | 流体注入式アクチュエータの製造方法及び流体注入式アクチュエータ |
JP2021088998A (ja) * | 2019-12-02 | 2021-06-10 | 株式会社ブリヂストン | 流体圧アクチュエータ |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4976191A (en) | Elastically deformable fluid actuator | |
US4241763A (en) | Rubber hose with spiral fiber reinforcing core | |
US5083498A (en) | Bendable actuator | |
US4792173A (en) | Fluid actuated limb | |
CA2196713A1 (en) | Composite pipe with a socket and method for its manufacture | |
US3481254A (en) | Composite structure | |
JP2993506B2 (ja) | アクチュエータ | |
JP3910066B2 (ja) | 建築構造物用の平行線材を有するケーブル、前記ケーブル用のアンカー、およびアンカー方法 | |
CA2080997A1 (en) | Reinforced inflatable packer | |
JPH03149196A (ja) | アクチュエータ | |
JP3003702B2 (ja) | アクチュエータ | |
JPH09504354A (ja) | 少なくとも2つの円筒スリーブを備えている弾力支柱、このような支柱用のスリーブ、および該スリーブによる支柱製造方法 | |
JPH07507129A (ja) | はずみ車装置 | |
JPS63312207A (ja) | 自動車の空気入りタイヤ,ビードコアのパッケージの金属帯及びそのビードコアパッケージ | |
EP1188012A1 (en) | Hose | |
JPS62292939A (ja) | 空気ばね | |
GB2138921A (en) | Shafts | |
SU668625A3 (ru) | Гибка труба | |
JP2001037378A (ja) | 釣 竿 | |
JPH04194406A (ja) | アクチュエータ | |
JPH05172118A (ja) | アクチュエータ及びその製造方法 | |
JP3392598B2 (ja) | アクチュエータ | |
US20210317890A1 (en) | Arrangement for transferring torsion torque, particularly in the form of a torsion spring or drive shaft made of composite fiber materials in order to achieve a high specific material usage | |
WO2024048299A1 (ja) | アクチュエータ湾曲内側長測定装置、アクチュエータ湾曲内側長測定方法 | |
JPH0735913Y2 (ja) | シールド機のテール構造 |