JPH06505326A - 圧力媒体により引張り力を発生させるための装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 圧力媒体により引張り力を発生させるための装置本発明は、圧力媒体により引張 り力を発生させる装置に関するもので、その装置は、膨張室と、少なくとも１つ の圧力媒体接続部を具えた可撓性チューブ体と、チューブ体或いは膨張室を全体 的に覆うネットを含むものであり、そのネットは、径方向に膨張するとともに軸 方向に収縮する網目を持つ。

この楢の装置は、かなり前から知られており、例えば、手、腕、脚等に類似の形 状で「筋肉運動」をさせるために、ロボット工学の分野において使用されている 。気体或いは液体、すなわち、流動媒体が、圧力媒体として用いられる。膨張室 が径方向に拡張し、ネットも径方向に拡張するとともに、軸方向に収縮すること から、通常的で、技術的な観点から、値段の高いシリンダーピストンの配置によ る装置で、簡単に、この種のタイプの装置を置き換えることが考えられる。流動 媒体が放出されると、膨張室が径方向に収縮することによって、ネットも軸方向 に再び伸び、シリンダーピストンの配置でのピストン運動と同じようにして、こ の収縮が起こる。

しかしながら、ネット或いはネットで形成される網目が、網目を形成するセグメ ント間で、固定された接合点によって特徴付けられるために、この種の装置には 問題がある。網目のサイズ、すなわち、セグメントの一区切りの長さは、ネット によって、予め決まっており、変更できない、セグメントが交差する点において 、それらは結び合わされ、或いは、セグメントの材料にもよるが、互いに接着さ れたり、固着させられている。既にこうした理由から、結び目はかなりかさばり 、操作上の妨げになり、ネット、或いは、そこで形成される結び目と、可撓性チ ューブ体との間において、かなりの摩耗を発生させることになる。

これに加えて、この種の装置には、可撓性チューブ体が１００パーセント均質で あることはまれであるという問題がある。その結果、可撓性チューブ体の径方向 の膨張によって、換言すれば、可撓性チューブ体が圧力媒体に満たされた際に、 ネットの網目は不規則に応力を受ける、すなわち、可撓性チューブ体の不均一の 膨張によって、不規則に引張り応力がかかることになる。たとえ全体としてネッ トにかかる応力の限界値を越えなくても、応力が部分的に頂点に達することで、 ネットの破損につながるために、個々の網目或いは網目を形成するセグメントに 、この同質でない応力がかかることの問題を補うことができない。

本発明の目的は、この種の装置と同一の、圧力媒体により引張り力を発生させる 装置を提供するものことであり、可撓性チューブ体が膨張する際、可撓性チュー ブ体の非同質性の問題、或いは、それに起因する局部的な応力発生の問題を補う ことである。さらには、摩擦や摩耗を最小限にするように、ネットと可撓性チュ ーブ体との間に生ずる摩擦を効果的に減らすことを目的にしている。

最後に、特にネットに関して、本発明の目的は、装置の製造を容易にすることで あり、結果的には製造コストを低減することである。

圧力媒体により引張り力を発生させる装置において、請求項１の特質的な特徴に よって、前記目的が達成される。従って、可撓性チューブ体の全長にわたって延 びるコードは、好ましくは伸張性がないか、或いはわずかに伸長性があるが弾性 のあるもので、そのコードによって、網目が形成される。２つの相互に隣り合う コードは、それぞれのコードがほぼジグザク形状に延びるような、予め決められ た間隔で、互いに輪を掛は合い、はぼ細長い菱形の網目を形成する。

本発明によれば、製造技術の簡略化と、費用のかからないネットの形状になるこ とが最初に認識され、編目は長手方向に延びるコードによって形成され、コード は、両側において、互いにそれぞれが輪を掛は合う。

結果的にできるジグザグ形状と、ストランド間の相対運動を許す輪が掛かった形 状は、不規則な応力がかかった場合でも、網目或いは、コードの大きな可撓性と 、反応性を促進する０本発明の方法によると、ネットの製造と、全装置の製造が 簡素化され、コストが低減される。

他方では、過去より知られている装置が抱える技術的問題は、少なくともかなり 屏消されることとなった。

特に好適な本発明のやり方では、チェーン・リンク・フェンス或いは網目構造の ように、ネットのコードが互いに１回だけ輪を掛は合う、かくして、２つの隣り 合うコード間の接点或いは接線が、コード間の少なくともわずかな相対運動を許 す、この好適な実施例におけるコードは、結び目やその他の方法で互いに固定さ れることはなく、成る範囲内で、互いに滑り合うことができ、かくして、ネット 或いは網目に生じる応力の局部的頂点が、コード全体にわたって均一化する。

可撓性チューブ体の形態については、更に有利なのは、補強のために、ネットが 可撓性チューブ体に一体化された場合である。このようにすると、網目は、殆ど 動かなくなり、コードが互いに成る程度相互に滑るだけである。

或いは、代替策として、ネットが可撓性チューブ体に密着して覆うか、又は、形 態を固定するように可撓性チューブ体を覆うことがある。ネットを確実に固定す るために、可撓性チューブ体は、少なくとも可撓性埋込材料によって、囲まれて もよい、このようにすると、コードの間の網目、或いは接触点又は接触線は、固 定的なものとなり、コード間での、前述のような成る程度の相対運動が容易に可 能となる。

例えば、埋込材料は、可撓性チューブ体と同じような材料によって構成される。

そうすれば、材料同士の結合、すなわち、成る種の材料の混合、或いは、可撓性 チューブ体と、網目の間にある埋込材料との間において、少なくとも接着が存在 することになる。こうした手段が、ネットを成る程度まで、固定させる。

可撓性チューブ体と、必要であれば、埋込材料は、弾性材料、特に天然ゴム、或 いは、合成ゴムからなることができる。必要な壁の厚みは、使われる材料と、膨 張室に付与される圧力によって定められる。この材料に関する実施例の範囲では 、可撓性チューブ体と、必要であれば、埋込材料は、シリコンからできており、 シリコンは、その通常の処理工程によると、可撓性チューブ体について、特に簡 単な製造技術をもたらす。

特に、輪を掛は合ったコードの網目の間における相対運動を確実にするために、 これらのコードと、埋込材料及び可撓性チューブ体は、コードと可撓性チューブ 体、又は埋込材料の間における充分な湿潤と、それによる接着とを効果的に妨げ るような材料からできている。この特別な手段が、コードの網目と、可撓性チュ ーブ体或いは埋込材料の間における少なくともわずかな相対運動の可能性を確実 にさせている。材料に関しての上記の状況、或いは、その結果として生じる界面 エネルギーに関しては１例えば、シリコンオイル等のような、湿潤を大体除去す る媒体でコードをコートする。或いは、含浸させることがさらに有利となる。同 じ効果を持つその他のコーティングもまた考えられる。

ネットを形成するコードの大きな破損強度について、コードが、それ自体既に必 要な引張り力或いは、破損強度を持つような編んだもの、すなわち、複数の、好 ましくは編まれた繊維で構成される場合、特に有利である。

更に有利な手段としては、コードは、編んだものであれ、個々の繊維であれ、高 い引張り強度の合成繊維、好ましくはナイロンのようなもので、ネットにかなり の引張り強度を生じさせるものからできる。可撓性チューブ体の内部で生じる圧 力、或いは本発明の装置によって持ち上げられ、動かされる負荷によれば、ネッ トは多かれ少なかれ細かい網目にされ、網目のサイズ、すなわち、網目の直径は 、中にある可撓性チューブ体の強度を越えないように設定することが必要である 。

可撓性チューブ体の強度、或いは本発明の装置全体の強度を増大させるために、 ネット或いはネットの埋込材料が、恐らく、ずれたコード或いは網目であろうが 、第２のネットによって覆われる。この第２のネットは、第１のネットと同じに 、或いは類似の方法で造られるであろう。

可撓性チューブ体の全体の大きさから見たネットの寸法については、ネットが可 撓性チューブ体を越えてその両端から突出し、結んだり、編んだりすることで、 両端において装置のホルダー或いはハンガーを形成する場合、特に有利となる。

その結果、可撓性チューブ体は、径方向にのみ拡張し、従って、軸方向の収縮の ためには、拘束機能を有せず、可撓性チューブ体自体で見れば、かなり弛緩した 状態にあることになる。

可撓性チューブ体の片側の一端には、圧力媒体のための接続部の配置が可能であ り、それは、可撓性チューブ体の取付けに使用することができる。圧力媒体接続 部は、ニップルのような突起の形態で可撓性チューブ体の上にモールドできるで あろう。

特に素早い充填と、その後の流出を行なわせることができるように、圧力媒体の 出口と入口を区別すべく、両端に２つの圧力媒体接続部を設けると、さらに有利 であるり、それぞれの圧力媒体接続部を各端部に設けることができる。前述のよ うに、これらの圧力媒体接続部は、装置の取付けに役立つものであるが、但し、 可撓性チューブ体の対応する引張り強度を確保することが必要である。

前述した具体例に替わるものとして、例えば、ネットの網目の妨げとならないよ うに、圧力媒体接続部を可撓性チューブ体の側面から入り込ませることができる 。圧力媒体接続部は、止めバルブを具えることができ、特に好適なものは、電磁 作動のバルブである。早期開閉バルブを使用すると、本発明の装置の作動が早く なる。

本発明を実施し、さらに発展させる様々な可能性がある。この目的のためには、 請求項１に従属する請求項を一方で参照すべきであり、他方で、図面と関連する 本発明の以下の実施例の説明をを参照すべきである０図面と関連した本発明の好 適実施例と共に、さらに、本発明を発展させる記述がなされている。添付図面に おいて、第１図は、Ａ−Ａ線に沿った断面図を伴った、圧力媒体により引張り力 を発生させるための本発明による実施例の装置の、一部を断面で示した概要図で あり、第２図は、Ｂ−Ｂ線に沿った断面図を伴った、圧力が付与された膨張室を 有する第１図の装置の、一部を断面で示した概要図であり、 第３図は、図１及び第２図の装置のネットの、一部を断面で示した拡大詳細図で あり、 第４図は、第１図から第３図までの本発明の２つの装置を用いた場合の例を示す 図である。

第１図は、圧力媒体により引張り力を発生するための本発明の実施例である装置 を示している。この装置は、膨張室Ｉ、圧力媒体接続部２が具えられた可撓性チ ューブ体３、及び可撓性チューブ体３又は膨張室１を全体的に囲むネット４を含 んでいる。ネット４は、可撓性チューブ体が又はネット４が径方向に膨張する際 軸方向に収縮する網目５を含んでいる。すなわち、ネット４は、長手方向に見た 場合短くなる。

本発明によれば、網目５は、伸張性がないか、或いは僅かな伸張性を有するが弾 性のある、可撓性チューブ体３の全長にわたって延びるコード６によって形成さ れる。

第３図に示すように、２つの隣り合うコード６がそれぞれほぼジグザク形状に延 びるように予め定められた間隔で、相互に輪を掛は合うようにして、網目５は、 はぼ細長い菱形を形成する。

２つの隣り合うコード６の間の接触点或いは接触線の、少なくとも僅かな相対運 動を可能にするために、コード６は、チェーン・リンク・フェンス、すなわち、 編まれた網目構造になるように、１回だけ互いに輪を掛は合う。

第１図のＡ−Ａ線に沿った断面図は、ネット４が可撓性チューブ体３に一体化さ れ、或いは、ネット４を固定する（ｓｅｃｕｒｅ）目的で、ネット４は可撓性埋 込材料７によって、少なくとも多少は囲まれることを示しており、その埋込材料 ７の材質は、可撓性チューブ体３のものと同一である。　図面において選択され た具体例では、ネット４にあるコード６は、それぞれ、１本の繊維からできてい る。同様に、それらは、多重繊維を編んだものでもよい。第１図乃至第３図の実 施例において、ネット４は、可撓性チューブ体３の中で発生する圧力に従って密 な網目に造られる。

第２図に示されるのは、圧力が付与された状態、すなわち、可撓性チューブ体３ が径方向に拡がった状態であり、同様に径方向に拡がったネット４の網目５は長 手方向に圧縮されている。このことが、装置に力を作用させることを可能にし、 例えば、第４図に見られるように。

レバー・アーム８を付勢することが可能になる。

第４図の実施例において、力によって付勢された場合にレバー・アーム８が上下 動ともにできるように、レバー・アーム８は本発明の装置によって、支点９の両 側で付勢される。第４図の実施例は、ロボットの分野、すなわち、ロボットの手 足などにおける本発明の実施例であるが、これは、例示のためにのみ示したもの である。

更に第１図と第２図に示されているのが、圧力媒体接続部２が可撓性チューブ体 ３の側面にあるということである。圧力媒体接続部２には、図面に示されていな い止めバルブが具えられており、電磁作動バルブを止めバルブとして、使用する ことができる。

ネット４にあるコード６は、可撓性チューブ体３の長さを越えて延びるので、可 撓性チューブ体３の両端で、例えば、コード６が結ばれると、装置のハンガー１ ０を形成することができる。

次に、引張り力を発生させるための本発明による装置の実施例の製造方法につい て、簡単に説明する。始めにコアのようなものを用意し、これに、例えば、シリ コンゴムを塗布する。コアは、シリコンゴムが固化した場合に貼り着かないよう な材料から成る。最も簡略化した場合、コアは、木材、例えば、薄板からでき、 リン酸亜鉛、ステアリン、その他の抗接着剤（ａｎｔｉａｄｈｅｓｌｖｅ　ａｇ ｅｎｔ）によってコーティングされ、或いは、含浸させられる。前記可撓性チュ ーブ体を製造するために、例えば、コアは、長さ２０センチメートル、直径１０ から１５センチメートルであることができる。その端部は、可撓性チューブ体が 先細になるように、テーパ形状とすることができる。

もし圧力媒体接続部が可撓性チューブ体の側面にあるならば、六を、コアの中に 径方向に、しかも、コアの軸に対して斜め方向に開ける。その穴は、例えば、金 属の棒のようなものを受け入れる。よりよい支持のために、その棒は、挿入部付 近でテーパをかけることができる。

棒は３から５ミリメートルの直径を持ち、コアと同じく、抗接着剤でコーティン グされる。

コア全体が完成すると、コアは、前述のように、例えば、シリコンゴムで覆われ ている。可撓性チューブ体の最終的な厚み、すなわち、壁の厚みは５から７ミリ メードルになることができる。このコーティングは、１回又はそれ以上の回数で 、コアに施されるが、数回の塗布による手作業によるコーティングも考えられる 。コアの最初のコーティングの後に、薄い補強材が圧力媒体接続部の上に設けら れ、同様に、ゴムで覆われることもある。

両端では、端部に開口ができるように、コアがゴムコーティングから突出する。

シリコンゴムの優れた伸張性故に、このようにして造られた可撓性チューブ体か ら、後で、コアを除去することは容易であろう。

コア上で、可撓性チューブ体が完全に固化（ｃｕｒｅ）　Ｌ／たら、これを台の ようなものの上にコアと一緒に配置する。

ネットを造るために、ローブ、又はコードを用意し、可撓性チューブ体に沿って ジグザグ形状に編まれた形で各コードが延びるように、隣り合うコードが互いに 輪を掛は合わされる。網目の密度は所望のように変更することができる。何故な ら、隣り合うコードの接触点は、結び付けられたり、接合されたり、接着された り、−切されていないからである。

前述のようにして、ネットの隣り合うコードが１回ずつ輪を掛けられた後、編目 は、「＜シ」のような道具で、適切な位置にもたらされる。かくして、可撓性チ ューブ体の上に、同一形状の網目が次第に編まれていく、可撓性チューブ体全体 がネットで覆われた後、ホルダー或いはハンガーを形成するように、可撓性チュ ーブ体の端部に延びているコード或いはローブが一緒に結び付けられる。

次の段階では、網目が大体その選択された位置に拘束されるように、ネットで覆 われた可撓性チューブ体が再びシリコンゴムの混合物によってコーティングされ る。

ネット全域に塗布されたこのコーティングは、ネットを固定する機能を果たし、 網目を形成するコードの接触点のすべりを防止するが、コード間の成る程度の相 対運動は可能である一方、網目の滑りは、大体防止される。

最後のシリコンのコーティングが硬化して初めて、前述の圧力媒体接続部を形成 するための金属棒が除去され、コアが全体として可撓性チューブ体から押し出さ れる。

第２の圧力媒体の入口の必要がなければ、この開口はゴムで閉ざされてしまい、 また、コアが除去されてしまった後、そこで、完全閉鎖部或いは更にハンガーを 形成するためにコードが結び付けられる。この場合も、網目を固定するために、 ネットはその後コーティングされる。

前記製造工程が機械的に、或いは自動的に行なわれ得ることは当然である。可撓 性チューブ体にネットを張るために編機を使うことももちろん可能である。

最後に、指摘さるべきは、上記の実施例は、本発明の教示するところを例示する ことのみに役立つものであり。

本発明の保護を制限することを意図したものではないということである。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．可撓性膨張室１を具えたチューブ体３と、少なくとも１つの圧力媒体接続部 ２と、チューブ体３或いは膨張室１を全体的に囲み、径方向に膨張して軸状に収 縮する網目５を持つネット４からなる圧力媒体により引張り力を発生させるため の装置であって、 前記網目５は、好ましくは伸張性がないか、或いは、わずかに伸張性があるが弾 性を有し可撓性チューブ体３の全長にわたって延びるコード６からなり、隣り合 うコード６は、各コード６がジグザク形状に延びるように、予め決まった間隔で 互いに輪を掛け合い、このようにして形成された編目５が、ほぼ細長い菱形の形 状を持つことを特徴とする、装置。 ２．前記コード６が、２つの隣り合うコード６の接触点或いは線における、少な くとも僅かの相対的運動を許すように、１回だけ輪を掛け合うチェーン・リンク ・フェンス、又は、編まれた網目構造であることを特徴とする、請求項１の装置 。 ３．可撓性チューブ体３に一体化されたネット４を特徴とする、請求項１又は２ の装置。 ４．形状を形状を固定する手段として、ほぼ密接に相対するように置かれた可撓 性チューブ体３を囲むネット４と、ネット４を固定するため、少なくとも可撓性 埋込材料によって、少なくともある程度、囲まれていることを特徴とする、請求 項１又は２の装置。 ５．可撓性チューブ体３と埋め込まれた材料の間において、材料を接合させる、 すなわち、少なくとも接着物が存在するために、可撓性チューブ体３と、同じよ うな材料から成る埋込材料７を特徴とする、請求項４の装置。 ６．可撓性チューブ体３と、必要な場合、合成ゴム質の材料、特に天然ゴム、或 いは、合成ゴムから成る埋込材料７を特徴とする、請求項１から５までのうちの １つの装置。 ７．可撓性チューブ体３と、必要な場合、シリコンから成る埋込材料７を特徴と する、請求項６の装置。 ８．可撓性チューブ体３或いは、埋込材料７とコード６の間に接着物をなくすた めに、編目４のあるコード６が可撓性チューブ体３に殆ど浸み込まない可撓性チ ューブ体３の材料と、埋込材料７の材料を特徴とする、請求項１から７までのう ちの１つの装置。 ９．少なくとも、湿潤をほとんど除去する材料でコートされた、又は、含浸され たコード６を特徴とする、請求項８の装置。 １０．ネット４のコード６が、一本の編んだものから成ることを特徴とする、請 求項１から９までのうちの１つの装置。 １１．ネット４のコード６が、個々の繊維から成ることを特徴とする、請求項１ から９までのいずれかの装置。 １２．コード６が、高い引張り強度の、好ましくはナイロンのようなものから成 ることを特徴とする、請求項１０或いは１１の装置。 １３．可撓性チューブ体３の中で生じる圧力に応じて、密な網目で出来たネット ４を特徴とする、請求項１から１２までのうちの１つの装置。 １４．ネット４、又はネット４の埋込材料７が、好ましくは第１のネットと同じ ような材料からなる第２のネットで覆われていることを特徴とする、請求項１か ら１３のうちの１つの装置。 １５．可撓性チューブ体３の上で両側で、拡がり、結ぶ、編む、その他の方法で 、両端にホルダー、すなわち、装置のハンガ−１０を形成するネット４を特徴と する、請求項１から１４までのうちの１つの装置。 １６．圧力媒体接続部２が、可撓性チューブ体３の一端に配置され、選択的に可 撓性チューブ体３の取付けに使用されることを特徴とする、請求項１から１５ま でのうちの１つの装置。 １７．２つの圧力媒体接続部２が具えられ、両方の圧力媒体接続部２は、可撓性 チューブ体３のそれぞれの端部に形成されることを特徴とする、請求項１から１ ６までのうちの１つの装置。 １８．２つの圧力媒体接続部が同時に装置の取付けに使用されることを特徴とす る、請求項１７の装置１９．１つ或いは、複数の圧力媒体接続部２が、可撓性チ ューブ体３の側面からその中に入ることを特徴とする、請求項１から１５のうち の１つの装置 ２０．１つ或いは、複数の圧力媒体接続部２が、止めバルブを具えることを特徴 とする、請求項１から１９までのうちの１つの装置。 ２１．止めパルプが、電磁的に動作するバルブであることを特徴とする、請求項 ２０の装置。