JPH0548362B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、加圧流体の導入により膨径変形し軸
線方向に収縮するニユーマチツク・アクチユエー
タ、特に収縮した時のアクチユエータ長さを一定
に保持することにより迅速な位置決めを可能にし
たニユーマチツク・アクチユエータに関するもの
である。

（従来技術とその問題） 加圧流体を導入することにより半径方向に膨張
しつつ長手方向に収縮するニユーマチツク・アク
チユエータは、電動モータや液圧シリンダを用い
る装置に比べ、重量も軽く運動が滑らかで位置決
めが確実に行なえるなど従来のアクチユエータに
ない数多くの優れた特徴を有している。

このようなアクチユエータとしては、たとえば
第５図に示すようなものが特公昭52−40378号公
報に開示されている。第５図において、１は管状
体、２はその外周の編組み補強構造、３は両端の
閉鎖部材、４はかしめキヤツプである。

管状体１は、ゴム又はゴム状弾性材料がエアー
不透過性、可撓性の面で重宝に活用されるが、均
等材料、たとえば各種のプラスチツク材料で代替
しても良い。

編組み補強構造２は、管状体１の内圧充てんに
よる最大膨径時においていわゆる静止角
（54′44′）に至るような編組み構造をしており、
有機又は無機質高張力繊維類、たとえば芳香族ポ
リアミド繊維（ケブラー：商品名）や、極細金属
ワイヤの如きフイラメントの撚りまたは無撚りの
束などが適合する。

閉鎖部材３の一方は少なくとも片側で、ニツプ
ル５の長さ方向に形成した孔６を介し管状体１の
内部空洞７に連通する接続孔８をあけ、ここにフ
イツテイング９を取付ける。フイツテイング９に
は図示しないが操作圧力源、たとえばエアーコン
プレツサを管路により接続し、管状体１の内部空
洞７内に制御圧力を適用することにより編組み補
強構造２の編組み角の拡大、つまりパンタグラフ
運動によつて管状体１の膨径と、それに由来した
軸方向の収縮、すなわち閉鎖部材３の連結ピン孔
間距離の縮小がもたらされる。

しかしながらこのようなニユーマチツク・アク
チユエータは駆動源として空気を用いているた
め、空気の圧縮性に起因するオーバーシユート、
あるいは微小振動が発生し迅速な位置決めが困難
であつた。また膨径変形に際しては内部空洞内の
容積が増大するため、空気消費量が多いと言う固
有の問題もあつた。

（発明の目的） 本発明は上述した諸問題に鑑みてなされたもの
であり、迅速な位置決めが可能であつてかつ空気
消費量を低減させたニユーマチツク・アクチユエ
ータを提供することである。

（発明の構成および作用） 上述の目的を達成するため、本発明のニユーマ
チツク・アクチユエータにおいては、一方の閉鎖
部材に管状体の内部空洞内に延在するピストン部
材を設け、このピストン部材を摺動自在に収容す
るシリンダ部材を他方の閉鎖部材に設けると共
に、ピストン部材及びシリンダ部材により画成さ
れる油室を外方の油路に連通させ、この油路に油
室からの油の流れを制限する制御手段を設けてな
る。

従つて本発明のニユーマチツク・アクチユエー
タは、加圧流体を接続孔を介して管状体の内部空
洞内に導入すると編組み構造のパンタグラフ運動
を伴つて管状体は膨径変形し、両端を封止合着す
る閉鎖部材間の距離の縮小をもたらす。このため
ピストン部材は油室内に収容した作動油を加圧
し、加圧された作動油は油路を通り外方に排出さ
れる。閉鎖部材間の距離が所定量に達したならば
制御手段を作動させて油路を遮断し、油室内の油
量を一定量に保持する。このためピストンの軸線
方向への運動が拘束されるので両閉鎖部材の間隔
は一定に保持され、駆動部材として迅速で正確な
位置決めが可能になる。またアクチユエータを初
期の長さに復帰させるには、接続孔を介して加圧
流体を排出すると共に、制御手段を非作動させ油
路を解放すれば、ピストンはシリンダ内を摺動す
ることができるので両閉鎖部材は初期の位置を取
る。この時作動油は油路を通り再び油室内に戻る
ことになる。しかもピストン−シリンダ部分が内
部空洞内に延在するので駆動源としての空気量が
少なくて良い。

（実施例） 以下図面を参照して本発明ニユーマチツク・ア
クチユエータを詳述する。なお簡略のため、第５
図に説明した従来構造と同様な部分は同一符号を
付しその説明を省略する。

第１図は本発明のニユーマチツク・アクチユエ
ータの好適な一実施例であり、１は管状体、２は
その外周の編組み補強構造、３は閉鎖部材、４は
閉鎖部材３のニツプル部５に管状体１、及びかし
めキヤツプ４を合着するかしめキヤツプである。
一方の閉鎖部材３には従来通り、管状体１の内部
空洞７に連通する孔６に接続孔８を設け、フイツ
テイング９を取付ける。なおフイツテイング９
は、操作圧力源に接続された管路に接続する。さ
らにこの閉鎖部材の管状体１の内部空洞側の端面
にピストン部材１を延在させて設ける。このピス
トン部材１５は、閉鎖部材３に溶接、またはぬじ
込み、場合によつては接着等の従来既知の方法に
より固着する。なおピストン部材１５は、閉鎖部
材３に離間してピストン１５ａを有する。

ピストン部材１５を設けたこの閉鎖部材３に対
向して配置した閉鎖部材３にはシリンダ部材１６
をピストン部材１５と同様な方法で閉鎖部材の端
面に設ける。シリンダ部材１６は、上述のピスト
ン部材１５、具体的にはピストン１５ａを摺動自
在に収容すると共に、油室１７を画成する。この
油室１７は、閉鎖部材に設けた油路１８、その油
路１８に開口する接続孔１９及び接続孔に取付け
たフイツテイング２０を介して外方の油路２１に
連通する。この油路２１には、ピストン１５ａが
シリンダ内に挿入された際に油室１７から油路１
８及びフイツテイング２０を介して油路２１内を
流れる油の流れを制限する制御手段２２、本実施
例では流量制御弁を設ける。流量制御弁としては
弁開度を電気的に調整することができるものが操
作が容易であり、特に適しているが、これに限定
されるものではなく手動のものであつても良い。
特に圧力補償形の流量制御弁を用いれば、一定量
の作動油が流れることにより加圧流体の圧力の大
小に関係なく、アクチユエータの収縮速度を一定
に保つことができる。また弁開度を所定開度に保
持することにより、ピストン１５ａ及びシリンダ
部材１６をオイルダンパー装置としても機能させ
ることができ、駆動流体としての空気の圧縮性に
起因する諸問題から解放されたアクチユエータを
得ることができる。

さらに流量制御弁に代わり電気信号に応じて
ON−OFF作動するソレノイド弁を用いても良
く、制御手段２２としてソレノイド弁２３を用い
た本発明ニユーマチツク・アクチユエータによる
駆動装置を第２図に示す。本駆動装置ではニユー
マチツク・アクチユエータの一方の閉鎖部材３を
チエーン４０を用いて固定壁４０ａに連結し、他
方の閉鎖部材３は、他方の固定壁４０ｂにばね４
１を介して連結した被駆動部材４２に連結する。

今、操作圧力源（図示せず）からフイツテイン
グ９を介して管状体１内に加圧流体を供給する
と、アクチユエータはその軸線方向に収縮し、ば
ね４１に抗して被駆動部材４２を図中矢印Ａで示
す方向に移動させる。被駆動部材４２が所望量変
位したならばアクチユエータへの加圧流体の供給
を停止しつつ、ソレノイド弁２３に電気信号を送
り、弁２３をOFF作動させる。すると油室１７
から外方の油路２１への油の流れが阻止され、ピ
ストン１５ａは最早その軸線方向に移動すること
は不可能となり、両閉鎖部材３，３間の距離が一
定に保持されることになり、その結果被駆動部材
４２は直ちに所定位置に保持される。被駆動部材
４２をさらに矢印Ａで示す方向に移動させるか、
あるいは初期位置に復帰させるには、ソレノイド
弁２３に電気信号を送り弁をON−作動させピス
トン１５ａの摺動を自在にすると共に、管状体１
内に更に加圧流体を供給するかあるいは管状体１
内から加圧流体を排出し、所望量だけ被駆動部材
４２が変位したならばソレノイド弁２３をOFF
−作動させ、油路２１における油の流れを阻止す
る。

第３図は、本発明のニユーマチツク・アクチユ
エータの従来既知のニユーマチツク・アクチユエ
ータをそれぞれ１個ずつ用い、被駆動部材、たと
えばプーリをその回動軸線のまわりに回動させる
駆動装置を示す。

４３は被駆動部材としてのプーリであり支持部
材４４に回動自在に支持されている。４３ａはプ
ーリ４３の回動軸線を表わす。このプーリ４３に
連結部材としての、たとえばチエーン４５を巻回
し、チエーン４５の各端部を本発明に係るニユー
マチツク・アクチユエータ３０及び従来既知のニ
ユーマチツク・アクチユエータ３１のそれぞれの
閉鎖部材３に設けた連結ピン孔１０，１０に連結
する。これらニユーマチツク・アクチユエータの
それぞれの他端は、やはり連結ピン孔１０，１０
を介して固定壁４０ａに連結する。

プーリ４３を図中矢印Ｂで示す方向に回転させ
るには、アクチユエータ３１にフイツテイング９
を介して加圧流体を供給しつつ、他方のアクチユ
エータ３０からフイツテイング９を介して加圧流
体を排出する。このため一方のアクチユエータ３
１には収縮力が生起され、他方のアクチユエータ
３０は伸長するのでプーリ４３は矢印Ｂで示す方
向に回転する。なお、この時制御手段２２はON
−作動とし油路２１を連通させる。従つてピスト
ン１５ａはシリンダ部材１６内を自在に摺動する
ことができる。次いでプーリ４３が所望量だけ回
動したならば、両アクチユエータへの加圧流体の
給排を停止すると共に制御手段２２としてのソレ
ノイド弁２２をOFF−作動させ、油路２１を流
れる油の流れを阻止し、ピストン１５ａの摺動運
動を拘束する。この為アクチユエータ３０は最早
伸長することなく直ちに所望位置に保持されるこ
とになる。

第４図は、本発明のニユーマチツク・アクチユ
エータの他の実施例を示す。

本実施例は、第１図に示した本発明に係るニユ
ーマチツク・アクチユエータを２個用いた駆動装
置であり、各アクチユエータのそれぞれの油室を
連通する油路２１を共用の流量制御手段２２を介
して相互に連通させたものである。他の構成は第
３図に示した駆動装置と同様である。その作動を
以下に述べる。

流量制御手段としてのソレノイド弁２２をON
−作動し、各アクチユエータ３０ａ，３０ｂの油
室を互いに連通させる。次いで、たとえば一方の
アクチユエータ３０ａに、フイツテイング９に接
続した管路を介して操作圧力源から加圧流体を供
給し、他方のアクチユエータ３０ｂからはフイツ
テイングを介して加圧流体を排出する。するとア
クチユエータ３０ａは軸線方向に収縮し、アクチ
ユエータ３０ｂは軸線方向に伸長する。この時ア
クチユエータ３０ａ内のピストンはシリンダ内を
摺動し、該アクチユエータ３０ａの油室内の作動
油を押圧する。これに対しアクチユエータ３０ｂ
内のピストンは油室を拡長する方向に該アクチユ
エータ３０ｂのシリンダ内を軸線方向に摺動す
る。その結果、アクチユエータ３０ａの油室から
押し出された作動油は、ソレノイド弁２２を経て
アクチユエータ３０ｂの油室方向に流入する。一
方両アクチユエータの各端部に連結したチエーン
に巻回されたプーリは、各アクチユエータへの加
圧流体の給排に関連して回動することになる。プ
ーリが所望量回動したならば、各アクチユエータ
への加圧流体の給排を停止すると共に、ソレノイ
ド弁２２をOFF−作動させる。その結果、油路
２１を介しての各アクチユエータにおける作動油
の流れが制限されるので、各アクチユエータにお
けるピストンの動きが拘束されることになり、プ
ーリは直ちに所望位置で固定されることになる。
プーリを上述の場合と反対方向に回動させるには
加圧流体の各アクチユエータへの給排を逆にして
やれば良い。

（発明の効果） 以上詳述した様に本発明のニユーマチツク・ア
クチユエータにおいては、ニユーマチツク・アク
チユエータの閉鎖部材間にピストン−シリンダ装
置を延在させ、ピストン及びシリンダ部材により
画成される油室を外方の油路に連通させると共
に、該油路に油室から作動油の流れを制限する制
御手段を設け、アクチユエータの駆動は圧縮空気
により行ない、アクチユエータの制動は空気に比
べ非圧縮性に優れた油を用いて行なう構成とした
ため、油圧の高応答性により従来の空気圧サーボ
機構では不可能であつた迅速な位置決めが可能と
なつた。また管状体の内部空洞内に制動手段とし
てのピストン及びシリンダ部材を配設したのでア
クチユエータを駆動するに必要な空気量が少なく
て良い。なお、制御手段として流量制御弁を用い
れば、弁開度を適宜選択することによりダンパー
として機能させることもでき、また圧力補償形の
流量制御弁を用いればアクチユエータの運動を一
定速度で行なうこともできるなど、使用目的にあ
わせ種々の変更が可能である。しかも従来のサー
ボ弁のように高価でしかも構成が複雑なものに比
べ、はるかに安価で簡潔な構成をしており、取扱
いも容易であり種々の装置のアクチユエータとし
て使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明ニユーマチツク・アクチユエ
ータの一部を断面として示す正面図、第２図は、
第１図に示すアクチユエータを用いた駆動装置の
一実施例を示す略線図、第３図は、第１図に示す
アクチユエータを用いた駆動装置の他の実施例を
示す略線図、第４図は、本発明ニユーマチツク・
アクチユエータの他の実施例を示す略線図、第５
図は、従来のニユーマチツク・アクチユエータの
一部を断面として示す正面図である。 １……管状体、２……編組み補強構造、３……
閉鎖部材、４……かしめキヤツプ、５……ニツプ
ル、６……孔、７……内部空洞、８，１９……接
続孔、９，２０……フイツテイング、１０，３
０，３０ａ，３０ｂ，３１……ニユーマチツク・
アクチユエータ、１５……ピストン部材、１５ａ
……ピストン、１６……シリンダ部材、１７……
油室、１８，２１……油路、２２……制御手段、
２３……ソレノイド弁、４０，４５……チエー
ン、４０ａ，４０ｂ……固定壁、４１……ばね、
４２……被駆動部材、４３……プーリ、４３ａ…
…回動軸、４４……支持部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機又は無機質高張力繊維類の編組み補強構
   造をもつて外周を補強し両端開口は少なくとも片
   側にて接続孔を有する閉鎖部材でもつて封止合着
   したゴム又はゴム状弾性材料よりなり加圧流体の
   導入により膨径変形し軸線方向に収縮力を生起す
   るニユーマチツク・アクチユエータにおいて、 一方の前記封鎖部材に設けられ管状体の内部空
   洞内に延在するピストン部材と、他方の前記封鎖
   部材に設けられ、前記ピストン部材を摺動自在に
   収容するシリンダ部材と、前記ピストン部材及び
   シリンダ部材により画成され外方の油路に連通す
   る油室と、その油路に設けられ前記油室からの油
   の流れを制限する制御手段とを具えることを特徴
   とするニユーマチツク・アクチユエータ。 ２ ２本の前記ニユーマチツク・アクチユエータ
   の油路を相互に連通させると共に、前記制御手段
   の一方を他方の制御手段に共用させた特許請求の
   範囲第１項記載に記載のニユーマチツク・アクチ
   ユエータ。