JPH0666248A - Moving mechanism - Google Patents

Moving mechanism

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JPH0666248A
JPH0666248A JP22104292A JP22104292A JPH0666248A JP H0666248 A JPH0666248 A JP H0666248A JP 22104292 A JP22104292 A JP 22104292A JP 22104292 A JP22104292 A JP 22104292A JP H0666248 A JPH0666248 A JP H0666248A
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JP
Japan
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heating
thermal expansion
sealing member
actuator
liquid
Prior art date
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Pending
Application number
JP22104292A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Motomi Ozaki
元美 尾崎
Junichi Takahashi
淳一 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
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Publication of JPH0666248A publication Critical patent/JPH0666248A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a moving mechanism excellent in high rigidity and high response speed and capable of readily performing remote work. CONSTITUTION:A cylindrical sealing member 10 whose cylinder end face perpendicular to its axis is formed by an inextensible member 11 and whose cylinder side face parallel to the axis is formed by an extension member 12 is provided, and a thermal expansion member 14 is provided inside the sealing member 10 and a heating member 13 for heating the thermal expansion member 14 is provided and actuator drive control means are provided for varying the volume of the thermal expansion member 14 by means of the heating member 13.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロメカトロニク
スの分野でインチワーム機構などに用いられる移動機構
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moving mechanism used for an inchworm mechanism or the like in the field of micromechatronics.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来における移動機構としては、例え
ば、以下に挙げるようなものがある。まず、その第一の
従来例として、「FRRアクチュエータ」なる題目で、
日経メカニカル、1989、3/20、p.46〜47
に開示されているものがある。このFRRアクチュエー
タは、図23(a)に示すように、3つの圧力室1a,
1b,1cを内部に有する円筒状のFRRチューブ1
と、このFRRチューブ1の両端部に取付けられた金具
2a,2bとよりなっている。前記圧力室1a,1b,
1cは、前記金具2bに取付けられた3本の細いチュー
ブ3a,3b,3cを介して、図示しないポンプと接続
されている。前記FRRチューブ1は、図23(b)に
示すように、ら線状に巻いたアラミッドの長繊維4をシ
リコーンゴム5で固定したものからなっており、繊維の
方向Lには伸びにくく、繊維に垂直な方向Tには伸びや
すい構成となっている。
2. Description of the Related Art Conventional moving mechanisms include, for example, those described below. First, as the first conventional example, under the title of "FRR actuator",
Nikkei Mechanical, 1989, 3/20, p. 46-47
Are disclosed in. This FRR actuator has three pressure chambers 1a, 1a, as shown in FIG.
Cylindrical FRR tube 1 having 1b and 1c inside
And metal fittings 2a and 2b attached to both ends of the FRR tube 1. The pressure chambers 1a, 1b,
1c is connected to a pump (not shown) via three thin tubes 3a, 3b, 3c attached to the metal fitting 2b. As shown in FIG. 23 (b), the FRR tube 1 is made of filaments 4 of aramid wound in a spiral shape and fixed with silicone rubber 5. The structure is easy to extend in the direction T perpendicular to the.

【0003】このような構成において、FRRチューブ
1内の3つの圧力室1a,1b,1cの圧力を変えて弾
性変形させることにより、任意の方向にFRRアクチュ
エータを屈曲させることができる。
In such a structure, the FRR actuator can be bent in any direction by changing the pressures of the three pressure chambers 1a, 1b, 1c in the FRR tube 1 and elastically deforming the pressure chambers.

【0004】また、第二の従来例として、図24に示す
ようなインチワーム機構がある。これは、丸軸型のシャ
フト6と、このシャフト6の回りに一定の間隔をもって
取付けられたクランプ用円筒型圧電素子7a,7bと、
これらクランプ用円筒型圧電素子7aとクランプ用円筒
型圧電素子7bとの間で連結された軸方向伸縮用円筒型
圧電素子8とよりなっている。この場合、両端の2つの
クランプ用円筒型圧電素子7a,7bはクランプとアン
クランプの動作を行い、中央の軸方向伸縮用円筒型圧電
素子8は軸方向の伸縮を行う。このような動作の組合せ
により、ナノメートルオーダーの分解能をもって駆動さ
せ、数十ミリメートルのストロークを得ることができ
る。
Further, as a second conventional example, there is an inchworm mechanism as shown in FIG. This is a shaft 6 of a round shaft type, and cylindrical piezoelectric elements for clamping 7a and 7b mounted around the shaft 6 at a constant interval.
It comprises a cylindrical piezoelectric element 7a for clamping and a cylindrical piezoelectric element 8 for axial expansion and contraction connected between the cylindrical piezoelectric element 7a for clamping and the cylindrical piezoelectric element 7b for clamping. In this case, the two clamping cylindrical piezoelectric elements 7a and 7b at both ends perform clamping and unclamping operations, and the central axial expanding / contracting cylindrical piezoelectric element 8 expands / contracts in the axial direction. With such a combination of operations, it is possible to drive with a resolution on the order of nanometers and obtain a stroke of several tens of millimeters.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】第一の従来例では、弾
性変形による横方向の屈曲動作を利用しているため変位
量を大きくとれるが、アクチュエータ素子としての剛性
が低い。また、空気圧と変位との関係が複雑となってい
る。さらに、3本の細いチューブ3a,3b,3cを介
してポンプと接続しなければならないため、遠隔作業の
時に障害となる。
In the first conventional example, since a lateral bending motion due to elastic deformation is utilized, a large displacement amount can be obtained, but the rigidity as an actuator element is low. In addition, the relationship between air pressure and displacement is complicated. Furthermore, since it has to be connected to the pump through the three thin tubes 3a, 3b, 3c, it becomes an obstacle during remote work.

【0006】第二の従来例では、伸縮、クランプの動作
を行う両アクチュエータとも変位量数μmの圧電素子を
用いているため1ステップの変位量が小さく、シャフト
とクランプ用圧電素子との間のミクロンオーダ以下の加
工精度が要求され、これにより高価な装置が要求され
る。しかも、100V以上の高電圧を用いるため、その
制御が難しい。
In the second conventional example, both actuators for expanding and contracting and clamping use a piezoelectric element having a displacement amount of several μm, so that the displacement amount in one step is small, and the displacement between the shaft and the clamp piezoelectric element is small. Processing accuracy on the order of microns or less is required, which requires expensive equipment. Moreover, since a high voltage of 100 V or more is used, its control is difficult.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、軸直交方向の円柱端面が非伸縮部材により形成され
軸平行方向の円柱側面が伸縮部材により形成された円柱
型の密閉部材を設け、この密閉部材中に熱膨張部材を設
け、この熱膨張部材を加熱する加熱部材を設け、この加
熱部材により前記熱膨張部材の体積を変化させるアクチ
ュエータ駆動制御手段を設けた。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a columnar sealing member in which a cylindrical end face in the direction orthogonal to the axis is formed by a non-expandable member and a side face in the axis parallel direction is formed by an expandable member. A thermal expansion member is provided in the sealing member, a heating member for heating the thermal expansion member is provided, and actuator drive control means for changing the volume of the thermal expansion member by the heating member is provided.

【0008】請求項2記載の発明では、軸直交方向の円
柱端面が非伸縮部材により形成され軸平行方向の円柱側
面が伸縮部材により形成された円柱型の密閉部材を設
け、この密閉部材中に液体を充填し、この液体を加熱す
る加熱部材を設け、この加熱部材により前記液体中にバ
ブルを発生させて体積を変化させるアクチュエータ駆動
制御手段を設けた。
According to the second aspect of the present invention, there is provided a columnar type sealing member in which the end face of the column in the direction orthogonal to the axis is formed of a non-expandable member and the side face of the column in the direction parallel to the axis is formed of the expandable member. A heating member for filling the liquid and heating the liquid is provided, and an actuator drive control means for changing the volume by generating bubbles in the liquid by the heating member is provided.

【0009】請求項3記載の発明では、軸直交方向の円
柱端面が非伸縮部材により形成され軸平行方向の円柱側
面が伸縮部材により形成された円柱型の密閉部材とこの
密閉部材中に充填された熱膨張部材とこの熱膨張部材を
加熱する加熱部材とよりなるアクチュエータを少なくと
も3個円筒管内において連設し、前記アクチュエータを
前記円筒管内で各々独立して駆動させるアクチュエータ
駆動制御手段を設けた。
According to the third aspect of the present invention, a columnar sealing member in which an end surface of the column in the direction orthogonal to the axis is formed by a non-expandable member and a side surface of the column in the direction parallel to the axis is formed by the elastic member, and the sealing member is filled. At least three actuators each including a thermal expansion member and a heating member that heats the thermal expansion member are connected in series in the cylindrical tube, and actuator drive control means for independently driving the actuators in the cylindrical tube is provided.

【0010】請求項4記載の発明では、軸直交方向の円
柱端面が非伸縮部材により形成され軸平行方向の円柱側
面が伸縮部材により形成された円柱型の密閉部材とこの
密閉部材中に充填された液体とこの液体を加熱する加熱
部材とよりなるアクチュエータを少なくとも3個円筒管
内において連設し、前記アクチュエータを前記円筒管内
で各々独立して駆動させるアクチュエータ駆動制御手段
を設けた。
According to a fourth aspect of the present invention, a columnar sealing member having an end face in the direction orthogonal to the axis formed by a non-expandable member and a side face in the direction parallel to the axis formed by an expandable member, and the sealing member is filled. At least three actuators each including a liquid and a heating member for heating the liquid are connected in a cylindrical tube, and actuator drive control means for independently driving the actuators in the cylindrical tube is provided.

【0011】請求項5記載の発明では、請求項1,2,
3又は4記載の発明において、円柱型の密閉部材の円柱
側面の円周方向に沿って機械電気変換素子を取付けた。
According to the invention of claim 5, claims 1, 2,
In the invention described in 3 or 4, the electromechanical conversion element is attached along the circumferential direction of the cylindrical side surface of the cylindrical sealing member.

【0012】請求項6記載の発明では、請求項1,2,
3又は4記載の発明において、円柱型の密閉部材の円柱
側面の円周方向に沿って熱電気変換素子を取付けた。
According to the invention of claim 6, claims 1, 2 and
In the invention described in 3 or 4, the thermoelectric conversion element is attached along the circumferential direction of the cylindrical side surface of the cylindrical sealing member.

【0013】請求項7記載の発明では、円筒端面及び円
筒外周面が非伸縮部材により形成され円筒内周面が伸縮
部材により形成された中空円筒型の密閉部材を設け、こ
の密閉部材中に熱膨張部材を充填し、この熱膨張部材を
加熱する加熱部材を設け、前記中空円筒型の密閉部材の
中央の中空部を通るシャフトを設け、前記加熱部材によ
り前記熱膨張部材の体積を変化させるアクチュエータ駆
動制御手段を設けた。
According to the seventh aspect of the present invention, there is provided a hollow cylindrical sealing member in which the cylindrical end surface and the outer peripheral surface of the cylinder are formed of a non-expandable member, and the inner peripheral surface of the cylinder is formed of an elastic member. An actuator for filling an expansion member and providing a heating member for heating the thermal expansion member, providing a shaft passing through a central hollow portion of the hollow cylindrical sealing member, and changing the volume of the thermal expansion member by the heating member. Drive control means is provided.

【0014】請求項8記載の発明では、円筒端面及び円
筒外周面が非伸縮部材により形成され円筒内周面が伸縮
部材により形成された中空円筒型の密閉部材を設け、こ
の密閉部材中に液体を充填し、この液体を加熱する加熱
部材を設け、前記中空円筒型の密閉部材の中央の中空部
を通るシャフトを設け、前記加熱部材により前記液体中
にバブルを発生させて体積を変化させるアクチュエータ
駆動制御手段を設けた。
According to the present invention, there is provided a hollow cylindrical sealing member having a cylindrical end surface and a cylindrical outer peripheral surface formed of a non-expandable member and an inner cylindrical surface formed of an elastic member. An actuator that fills with a heating member that heats the liquid, provides a shaft that passes through the central hollow portion of the hollow cylindrical sealing member, and causes the heating member to generate bubbles in the liquid to change the volume. Drive control means is provided.

【0015】請求項9記載の発明では、円筒端面が非伸
縮部材により形成され円筒外周面及び円筒内周面が伸縮
部材により形成された中空円筒型の密閉部材を設け、こ
の密閉部材中に熱膨張部材を充填し、この熱膨張部材を
加熱する加熱部材を設け、前記加熱部材により前記熱膨
張部材の体積を変化させるアクチュエータ駆動制御手段
を設けた。
According to a ninth aspect of the present invention, a hollow cylindrical sealing member having a cylindrical end surface formed of a non-expandable member and an outer peripheral surface of the cylinder and an inner peripheral surface of the cylindrical member formed of an expandable member is provided. A heating member for filling the expansion member and heating the thermal expansion member is provided, and actuator drive control means for changing the volume of the thermal expansion member by the heating member is provided.

【0016】請求項10記載の発明では、円筒端面が非
伸縮部材により形成され円筒外周面及び円筒内周面が伸
縮部材により形成された中空円筒型の密閉部材を設け、
この密閉部材中に液体を充填し、この液体を加熱する加
熱部材を設け、前記加熱部材により前記液体中にバブル
を発生させて体積を変化させるアクチュエータ駆動制御
手段を設けた。
According to the tenth aspect of the present invention, there is provided a hollow cylindrical sealing member having a cylindrical end surface formed of a non-expandable member, and an outer peripheral surface of the cylinder and an inner peripheral surface of the cylinder formed of an elastic member.
A liquid is filled in the sealing member, a heating member for heating the liquid is provided, and actuator drive control means for changing the volume by generating bubbles in the liquid by the heating member is provided.

【0017】請求項11記載の発明では、円筒端面及び
円筒外周面が非伸縮部材により形成され円筒内周面が伸
縮部材により形成された中空円筒型の密閉部材とこの密
閉部材中に充填された熱膨張部材又は液体と前記熱膨張
部材又は前記液体を加熱する加熱部材とよりなる第1ア
クチュエータを設け、円筒端面が非伸縮部材により形成
され円筒外周面及び円筒内周面が伸縮部材により形成さ
れた中空円筒型の密閉部材とこの密閉部材中に充填され
た熱膨張部材又は液体と前記熱膨張部材又は前記液体を
加熱する加熱部材とよりなる第2アクチュエータを設
け、1本のシャフトを中心として前記第1アクチュエー
タを少なくとも2本接続し、これら2本の前記第1アク
チュエータ間に前記第2アクチュエータを接続し、前記
第1及び第2アクチュエータを各々独立して駆動させる
アクチュエータ駆動制御手段を設けた。
According to the eleventh aspect of the present invention, a hollow cylindrical sealing member in which the cylindrical end surface and the cylindrical outer peripheral surface are formed of a non-expandable member and the cylindrical inner peripheral surface is formed of an elastic member, and the sealing member is filled. A first actuator including a thermal expansion member or a liquid and a heating member that heats the thermal expansion member or the liquid is provided, and a cylindrical end surface is formed by a non-expandable member and a cylindrical outer peripheral surface and a cylindrical inner peripheral surface are formed by an elastic member. A second actuator composed of a hollow cylindrical sealing member, a thermal expansion member or a liquid filled in the sealing member, and a heating member for heating the thermal expansion member or the liquid is provided, and a single shaft is centered. At least two of the first actuators are connected, the second actuator is connected between the two first actuators, and the first and second actuations are connected. It provided an actuator drive control means for driving the eta each independently.

【0018】[0018]

【作用】請求項1記載の発明では、アクチュエータ駆動
制御手段を用いて加熱部材により熱膨張部材の体積を増
加させることにより密閉部材の軸方向の長さを減じるこ
とができ、これにより一定方向への変位を得ることが可
能となる。
According to the first aspect of the present invention, the axial length of the sealing member can be reduced by increasing the volume of the thermal expansion member by the heating member using the actuator drive control means, whereby the axial length of the sealing member can be reduced. It is possible to obtain the displacement of.

【0019】請求項2記載の発明では、アクチュエータ
駆動制御手段を用いて加熱部材により液体中にバブルを
発生させ体積を増加させることにより密閉部材の軸方向
の長さを減じることができ、これにより一定方向への変
位を得ることが可能となる。
According to the second aspect of the present invention, the axial length of the sealing member can be reduced by generating bubbles in the liquid by the heating member and increasing the volume by using the actuator drive control means. It is possible to obtain displacement in a fixed direction.

【0020】請求項3,4記載の発明では、アクチュエ
ータ駆動制御手段を用いて3個の連設されたアクチュエ
ータを各々独立して駆動させることにより、円筒管内に
沿ってそれら接続されたアクチュエータを一体的に移動
させることが可能となる。
According to the third and fourth aspects of the present invention, the actuator drive control means is used to independently drive each of the three consecutive actuators so that the connected actuators are integrated along the inside of the cylindrical pipe. It becomes possible to move it.

【0021】請求項5記載の発明では、機械電気変換素
子を用いたことにより、構造体である密閉部材の変形を
フィードバック制御することが可能となる。
According to the fifth aspect of the invention, since the electromechanical conversion element is used, it is possible to feedback control the deformation of the sealing member which is the structure.

【0022】請求項6記載の発明では、熱電気変換素子
を用いたことにより、構造体である密閉部材の温度を検
出して変位量を知ることができ、この変位量により加熱
部材への投入熱量を制御し、これにより密閉部材の変位
量をフィードバック制御することが可能となる。
According to the invention of claim 6, since the thermoelectric conversion element is used, it is possible to detect the temperature by detecting the temperature of the sealing member which is the structure, and to know the displacement amount. By controlling the amount of heat, it becomes possible to feedback control the amount of displacement of the sealing member.

【0023】請求項7記載の発明では、アクチュエータ
駆動制御手段を用いて加熱部材により熱膨張部材の体積
を増加させ密閉部材の円筒内周面を中心に向けてふくら
ませることにより、密閉部材をシャフトにクランプさせ
ることが可能となる。
According to the seventh aspect of the present invention, the volume of the thermal expansion member is increased by the heating member using the actuator drive control means, and the cylindrical inner peripheral surface of the sealing member is bulged toward the center, so that the sealing member is attached to the shaft. It becomes possible to clamp.

【0024】請求項8記載の発明では、アクチュエータ
駆動制御手段を用いて加熱部材により液体中にバブルを
発生させ体積を増加させ密閉部材の円筒内周面を中心に
向けてふくらませることにより、密閉部材をシャフトに
クランプさせることが可能となる。
According to the eighth aspect of the present invention, by using the actuator drive control means, a bubble is generated in the liquid by the heating member to increase the volume and bulge the inner peripheral surface of the cylinder of the sealing member toward the center. Can be clamped on the shaft.

【0025】請求項9記載の発明では、アクチュエータ
駆動制御手段を用いて加熱部材により熱膨張部材の体積
を増加させることにより、密閉部材の軸方向の長さを減
じることが可能となる。
According to the ninth aspect of the invention, the actuator drive control means is used to increase the volume of the thermal expansion member by the heating member, whereby the axial length of the sealing member can be reduced.

【0026】請求項10記載の発明では、アクチュエー
タ駆動制御手段を用いて加熱部材により液体中にバブル
を発生させ体積を増加させることにより、密閉部材の軸
方向の長さを減じることが可能となる。
According to the tenth aspect of the present invention, the axial length of the sealing member can be reduced by using the actuator drive control means to generate bubbles in the liquid by the heating member to increase the volume. .

【0027】請求項11記載の発明では、アクチュエー
タ駆動制御手段を用いて3個の連設されたアクチュエー
タを各々独立して駆動させることにより、それらアクチ
ュエータをシャフトに沿って一体的に移動させることが
可能となる。
In the eleventh aspect of the present invention, the actuator drive control means is used to independently drive each of the three consecutive actuators, whereby the actuators can be integrally moved along the shaft. It will be possible.

【0028】[0028]

【実施例】請求項1記載の発明の一実施例を図1及び図
2に基づいて説明する。図1は、アクチュエータ9(移
動機構)の形状を示すものである。円柱型をした密閉部
材10は、その円柱の軸直交方向となる円柱端面には非
伸縮部材としての金具11が形成され、円柱の軸平行方
向となる円柱側面には伸縮部材としての強化繊維ゴム
(FRR)12が形成されている。このFRR12は、
円柱の軸方向に形成された縦繊維12aと円柱の側面方
向に沿って形成された横繊維12bとをもっている。縦
繊維12aは弾性係数が高く伸びにくいが半径方向への
たわみに相当する断面2次モーメントは低く曲がりやす
くなっており、横繊維12bは弾性係数が低く伸びやす
くなっている。また、前記密閉部材10の円柱側面の中
央付近には、円周方向に沿って加熱部材としてのニクロ
ム線13が均等な間隔で数個配置されている。前記密閉
部材10の円柱内部には、熱膨張部材14が充填されて
いる。なお、ニクロム線13の配設位置としては、円柱
側面の外側の面に取付けてもよいが、熱効率を考えると
円柱側面の内側(熱膨張部材14側)が取り付ける方が
よい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the invention described in claim 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows the shape of the actuator 9 (moving mechanism). The cylindrical sealing member 10 has a metal fitting 11 as a non-expandable member formed on the end surface of the cylinder in the direction orthogonal to the axis of the cylinder, and a reinforced fiber rubber as an elastic member on the side surface of the cylinder in the direction parallel to the axis of the cylinder. (FRR) 12 is formed. This FRR12 is
It has longitudinal fibers 12a formed in the axial direction of the cylinder and transverse fibers 12b formed along the lateral direction of the cylinder. The longitudinal fibers 12a have a high elastic coefficient and are difficult to expand, but the second moment of area corresponding to the bending in the radial direction is low and the fibers are easily bent, and the transverse fibers 12b have a low elastic coefficient and are easily expanded. Further, in the vicinity of the center of the cylindrical side surface of the sealing member 10, several nichrome wires 13 as heating members are arranged at equal intervals along the circumferential direction. A thermal expansion member 14 is filled inside the column of the sealing member 10. The nichrome wire 13 may be mounted on the outer surface of the cylindrical side surface, but it is better to mount it on the inner side of the cylindrical side surface (on the side of the thermal expansion member 14) in consideration of thermal efficiency.

【0029】さらに、ここでは、図示しないアクチュエ
ータ駆動制御手段が設けられている。このアクチュエー
タ駆動制御手段は、前記ニクロム線13により前記熱膨
張部材14の体積を増加させ、密閉部材10の軸方向の
長さを減じる働きがある。
Further, here, actuator drive control means (not shown) is provided. The actuator drive control means has a function of increasing the volume of the thermal expansion member 14 by the nichrome wire 13 and reducing the axial length of the sealing member 10.

【0030】このような構成において、アクチュエータ
駆動制御手段を用いてアクチュエータ9を駆動制御する
原理を図2に基づいて述べる。図2(a)は、駆動前の
状態を示すものである。今、このような状態からニクロ
ム線13によって熱を発生すると、熱膨張部材14は体
積を増やそうとする。このような作用は、両円柱端面を
押し広げようとする力すなわち縦繊維12aを伸ばそう
とする力と、円柱側面を半径方向に押し広げようとする
力すなわち横繊維12bとしてそれぞれ現れる。本アク
チュエータ9は、横繊維12bの方が縦繊維12aに比
べてはるかに伸びやすくなっており、このためニクロム
線13を加熱して熱膨張部材14の体積を変化させる
と、図2(b)に示すように、円柱の中央部がふくらん
で縦繊維12aが曲線となり、両円柱端面の間隔がΔX
だけ狭くなる。すなわち、このようなことは、熱エネル
ギーによって収縮するアクチュエータとして機能し、変
位や力の持続性に特に有効であることを意味する。
The principle of controlling the drive of the actuator 9 using the actuator drive control means in such a configuration will be described with reference to FIG. FIG. 2A shows a state before driving. Now, when heat is generated by the nichrome wire 13 from such a state, the thermal expansion member 14 tries to increase the volume. Such an action appears as a force for expanding both end faces of the cylinder, that is, a force for extending the longitudinal fibers 12a, and a force for expanding the side faces of the cylinder in the radial direction, that is, a transverse fiber 12b. In the present actuator 9, the horizontal fiber 12b is much easier to stretch than the vertical fiber 12a. Therefore, when the nichrome wire 13 is heated to change the volume of the thermal expansion member 14, FIG. As shown in, the central part of the cylinder bulges and the longitudinal fibers 12a become curved, and the distance between the end faces of both cylinders is ΔX.
Just narrows. That is, this means that it functions as an actuator that contracts due to thermal energy, and is particularly effective for the sustainability of displacement and force.

【0031】上述したように、ニクロム線13のみによ
ってアクチュエータ9を駆動制御できるため遠隔作業を
行うことができる。また、熱膨張部材14の温度制御を
するだけでよいため流体を出入れする必要がなく、これ
により一定変位量や一定の力で保持しやすく、しかも、
装置の小型化、高剛性化を図り、高応答速度とすること
ができる。さらに、アクチュエータ自体が収縮する形で
外部に力を及ぼすため、力の方向と逆向きに高負荷がか
かった時に座屈するようなことがない。従って、このよ
うなことから、本アクチュエータ9は、マイクロロボッ
トのハンドの駆動部や移動部に用いることができたり、
インチワーム機構にも応用することができる。
As described above, since the actuator 9 can be driven and controlled only by the nichrome wire 13, remote work can be performed. Further, since it is only necessary to control the temperature of the thermal expansion member 14, it is not necessary to put in or take out a fluid, which makes it easy to hold a constant displacement amount and a constant force,
The device can be downsized, the rigidity can be increased, and the response speed can be increased. Furthermore, since the actuator itself exerts a force in a contracted form, it does not buckle when a high load is applied in the direction opposite to the direction of the force. Therefore, from the above, the present actuator 9 can be used for a driving unit or a moving unit of a hand of a microrobot,
It can also be applied to the inchworm mechanism.

【0032】次に、請求項2記載の発明の一実施例を図
3及び図4に基づいて説明する。なお、請求項1記載の
発明(図1及び図2参照)と同一部分についての説明は
省略し、その同一部分については同一符号を用いる。
Next, an embodiment of the invention described in claim 2 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. The description of the same parts as those of the invention according to claim 1 (see FIGS. 1 and 2) is omitted, and the same reference numerals are used for the same parts.

【0033】本実施例では、密閉部材10中に、前述し
た請求項1記載の発明で述べた熱膨張部材14の代わり
に、液体15を充填したものである。また、ここでは、
図示しないアクチュエータ駆動制御手段は、加熱部材と
して用いるニクロム線13により液体15にバブル16
を発生させ、密閉部材10の軸方向の長さを減じる働き
がある。
In this embodiment, the sealing member 10 is filled with a liquid 15 instead of the thermal expansion member 14 described in the first aspect of the invention. Also here
An actuator drive control means (not shown) uses a nichrome wire 13 used as a heating member to add bubbles 16 to the liquid 15
And has a function of reducing the axial length of the sealing member 10.

【0034】このような構成において、アクチュエータ
9の駆動原理を図4に基づいて述べる。今、図4(a)
の駆動前の状態から、ニクロム線13によって熱を発生
させると、図4(b)に示すように液体15の内部にバ
ブル16が発生して体積を増加させようとする。このよ
うな作用は、両円柱端面を押し広げようとする力(縦繊
維12aを伸ばそうとする力)と、円柱側面を半径方向
へ押し広げようとする力(横繊維12bを伸ばそうとす
る力)として現れる。本アクチュエータ9は、縦繊維1
2aよりも横繊維12bの方がはるかに伸びやすくなっ
ているため円柱の中央部がふくらみ、両円柱端面の間隔
がΔXだけ狭くなる。すなわち、このことは、熱エネル
ギーによって収縮するアクチュエータとして機能する。
The driving principle of the actuator 9 having such a structure will be described with reference to FIG. Now, FIG. 4 (a)
When heat is generated by the nichrome wire 13 from the state before driving, the bubble 16 is generated inside the liquid 15 to increase the volume, as shown in FIG. 4B. Such an action is a force to push both end faces of the cylinder (a force to extend the longitudinal fibers 12a) and a force to push the side faces of the cylinder in a radial direction (a force to extend the transverse fibers 12b). Appears as. This actuator 9 is composed of longitudinal fibers 1
Since the horizontal fiber 12b is much easier to stretch than the horizontal fiber 2a, the central portion of the cylinder bulges, and the distance between the end faces of both cylinders is reduced by ΔX. That is, it acts as an actuator that contracts due to thermal energy.

【0035】上述たように、本アクチュエータ9は、液
体15の加熱による気体へ相変化する際に発生するエネ
ルギーを利用するため、前述した請求項1記載の発明に
比べて変位速度と変位量とを大きくとることができる。
また、液体15と気体(バブル16)との相変化を温度
変化により制御するだけでよく液体15を出入れする必
要がないため、高剛性、高応答速度に優れ、装置の小型
化を図ることができる。さらに、バブル16の力(液体
15から気体への相変化の際に生じる力)を用いている
ため、エネルギー変換効率が高く、変位量、変位速度を
高めることができる。なお、この他に、請求項1記載の
発明で述べたような効果も含むが、ここでの説明は省略
する。
As described above, since the present actuator 9 utilizes the energy generated when the liquid 15 is heated and the phase of the liquid 15 is changed, the displacement speed and the displacement amount are different from those of the invention according to claim 1. Can be large.
Further, since it is only necessary to control the phase change between the liquid 15 and the gas (bubble 16) by the temperature change, and the liquid 15 does not need to be taken in and out, high rigidity and high response speed are excellent, and the size of the device can be reduced. You can Furthermore, since the force of the bubble 16 (the force generated when the phase is changed from the liquid 15 to the gas) is used, the energy conversion efficiency is high, and the displacement amount and the displacement speed can be increased. In addition to the above, the effect described in the invention of claim 1 is also included, but the description thereof is omitted here.

【0036】次に、請求項5記載の発明の一実施例を図
5に基づいて説明する。本実施例では、前述した請求項
1又は2記載の発明で述べた円柱型の密閉部材10の円
柱側面の円周方向に沿って、機械電気変換素子としての
圧電薄膜17(その他、ピエゾ抵抗素子等を用いる)を
取付けたものである。圧電薄膜としてはジルコン酸チタ
ン酸鉛やチタン酸バリウム等を用い、ピエゾ抵抗素子と
してはシリコン単結晶やアモルファスシリコン等を用い
ることができる。なお、密閉部材10中には、熱膨張部
材14又は液体15が充填されている。
Next, an embodiment of the invention described in claim 5 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the piezoelectric thin film 17 (other piezoresistive element) as a mechanical-electrical conversion element is arranged along the circumferential direction of the cylindrical side surface of the cylindrical sealing member 10 described in the above-mentioned claim 1 or 2. Etc. are used). Lead zirconate titanate, barium titanate or the like can be used as the piezoelectric thin film, and silicon single crystal or amorphous silicon or the like can be used as the piezoresistive element. The sealing member 10 is filled with the thermal expansion member 14 or the liquid 15.

【0037】このような構成において、ニクロム線13
(加熱部材)の熱の発生によって円柱の中央部がふくれ
ると、圧電薄膜17には伸びの応力が働き電圧が発生す
る(ピエゾ抵抗素子の場合には抵抗が変化する)。この
変化によって構造体であるアクチュエータ9の収縮量を
検知し、これからニクロム線13の発生熱量をフィード
バック制御することにより、アクチュエータ9の変位量
を精密に制御することができる。また、この他に、暴走
によるアクチュエータ自身及び操作対称物の破壊を防ぐ
ことが可能となる。
In such a structure, the nichrome wire 13
When the central portion of the cylinder swells due to the generation of heat from the (heating member), a stretching stress acts on the piezoelectric thin film 17 to generate a voltage (in the case of a piezoresistive element, the resistance changes). The amount of contraction of the actuator 9, which is a structure, is detected by this change, and the amount of heat generated by the nichrome wire 13 is feedback-controlled from this, whereby the amount of displacement of the actuator 9 can be precisely controlled. In addition to this, it is possible to prevent destruction of the actuator itself and the operation symmetrical object due to runaway.

【0038】次に、請求項6記載の発明の一実施例を図
6に基づいて説明する。本実施例では、前述した請求項
1又は2記載の発明で述べた円柱型の密閉部材10の円
柱側面の円周方向に沿って、熱電気変換素子としての温
度センサ18を取付けたものである。この温度センサ1
8によって発熱状態をモニタすることができ、これから
アクチュエータ9の変位量を知ることができる。この検
知した変位量によりニクロム線13への投入熱量を制御
することができ、最終的にアクチュエータ9の変位量を
フィードバック制御することができる。これにより、ア
クチュエータ9の変位、運動を精度良く制御することが
できる。また、この他に、暴走によるアクチュエータ自
身及び操作対称物の破壊を防ぐことが可能となる。
Next, an embodiment of the invention described in claim 6 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the temperature sensor 18 as a thermoelectric conversion element is attached along the circumferential direction of the cylindrical side surface of the cylindrical sealing member 10 described in the above-described invention of claim 1 or 2. . This temperature sensor 1
The heat generation state can be monitored by 8, and the displacement amount of the actuator 9 can be known from this. The amount of heat input to the nichrome wire 13 can be controlled by the detected displacement amount, and the displacement amount of the actuator 9 can be finally feedback-controlled. As a result, the displacement and movement of the actuator 9 can be controlled accurately. In addition to this, it is possible to prevent destruction of the actuator itself and the operation symmetrical object due to runaway.

【0039】次に、請求項3,4記載の発明の一実施例
を図7及び図8に基づいて説明する。本実施例は、3つ
のアクチュエータ19a,19b,19cが円筒管20
内で連設されアクチュエータ19を構成している。アク
チュエータ19a,19cは、平常時の直径は等しく、
かつ、その直径は円筒管20の内径よりも若干小さくな
っている。また、アクチュエータ19bの平常時の直径
はアクチュエータ19a,19cよりも小さく、加熱で
膨張しても円筒管20の内壁には接触しない。この場
合、アクチュエータ19a,19b,19cの内部構成
は、前述した請求項1,2記載の発明(図1参照)と同
一であり、密閉部材10中には熱膨張部材14又は液体
15が充填されている。
Next, an embodiment of the invention described in claims 3 and 4 will be described with reference to FIGS. 7 and 8. In this embodiment, the three actuators 19a, 19b and 19c are cylindrical tubes 20.
The actuators 19 are arranged in series inside. The actuators 19a and 19c have the same diameter in normal times,
Moreover, its diameter is slightly smaller than the inner diameter of the cylindrical tube 20. Further, the diameter of the actuator 19b in the normal state is smaller than that of the actuators 19a and 19c, and the actuator 19b does not come into contact with the inner wall of the cylindrical tube 20 even when expanded by heating. In this case, the internal configuration of the actuators 19a, 19b, 19c is the same as that of the invention described in claims 1 and 2 (see FIG. 1), and the sealing member 10 is filled with the thermal expansion member 14 or the liquid 15. ing.

【0040】また、ここでは、アクチュエータ19a,
19b,19cを円筒管20内で各々独立して駆動さ
せ、これによりアクチュエータ19を管内に沿って移動
させる、図示しないアクチュエータ駆動制御手段が設け
られている。
Further, here, the actuators 19a,
There is provided an actuator drive control means (not shown) that drives 19b and 19c independently in the cylindrical tube 20, thereby moving the actuator 19 along the tube.

【0041】このような構成において、アクチュエータ
駆動制御手段を用いてアクチュエータ19を駆動制御す
る原理を、図8(a)〜(g)に基づいて説明する。な
お、図中、アクチュエータ19a,19c(ここでは、
それぞれA,Cと呼ぶ)において、CLはクランプを意
味し、UCLはアンクランプを意味する。クランプは加
熱によって膨らみ円筒管20内をふさいでおり、アンク
ランプは通常の状態を示す。また、アクチュエータ19
b(ここでは、Bと呼ぶ)において、LGは通常の状態
を示し、STは加熱によって短くなっている状態を示す
ものである。
The principle of controlling the drive of the actuator 19 using the actuator drive control means in such a configuration will be described with reference to FIGS. In the figure, actuators 19a and 19c (here,
CL is a clamp and UCL is an unclamp. The clamp bulges due to heating and closes the inside of the cylindrical tube 20, and the unclamp shows a normal state. In addition, the actuator 19
In b (herein referred to as B), LG indicates a normal state, and ST indicates a state shortened by heating.

【0042】まず、(a)では、Aのみを駆動させ、A
を管壁にクランプさせている。次に、(b)では、Aを
クランプしたまま、Bを縮めている。次に、(c)で
は、Bを縮めたままの状態で、Cもクランプしている。
次に、(d)ではAをアンクランプにした後、(e)で
Bを伸ばしている。次に、(f)では再びAをクランプ
した後、(g)でCをアンクランプにすると、元の状態
に戻る。しかし、アクチュエータ19の全体は、Bが短
くなると、ストローク分だけ左へ移動したことになる。
このような一連の動作を繰り返して行うことにより、全
体として左方向へ移動していく。なお、右へ移動させる
場合にも、同様な原理により駆動制御することができ
る。
First, in (a), only A is driven, and A
Is clamped on the tube wall. Next, in (b), B is contracted while A is clamped. Next, in (c), C is also clamped while B is still compressed.
Next, in (d), after unclamping A, B is extended in (e). Next, in (f), after A is clamped again, C is unclamped in (g), and the original state is restored. However, when B is shortened, the entire actuator 19 has moved to the left by the stroke.
By repeating such a series of operations, the entire body moves to the left. It should be noted that even when moving to the right, drive control can be performed according to the same principle.

【0043】上述したように、円柱型のアクチュエータ
19a,19b,19cを3個直列に連結した構造とす
ることにより、高剛性、高応答速度、装置の小型化を図
ることができ、遠隔作業を行いやすい。また、既存の圧
電素子を用いたインチワームと比較してエネルギー効率
が高く、個々のアクチュエータ19a,19b,19c
の円柱部材が従来よりも柔軟性があるため、曲がった経
路を動くことが容易であり、厳密な加工精度を必要とし
ない。
As described above, by constructing a structure in which three cylindrical actuators 19a, 19b, 19c are connected in series, high rigidity, high response speed, and miniaturization of the device can be achieved, and remote work can be performed. Easy to do. In addition, the energy efficiency is higher than that of an inchworm using an existing piezoelectric element, and each actuator 19a, 19b, 19c
Since the columnar member is more flexible than the conventional one, it is easy to move along a curved path, and strict machining accuracy is not required.

【0044】次に、請求項7記載の発明の一実施例を図
9〜図11に基づいて説明する。なお、請求項1記載の
発明(図1及び図2参照)と同一部分については同一符
号を用いる。
Next, an embodiment of the invention described in claim 7 will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the invention described in claim 1 (see FIGS. 1 and 2) are designated by the same reference numerals.

【0045】図9は、本アクチュエータ9の構成を示す
ものである。中空円筒型の密閉部材10は、その円筒端
面及び円筒外周面が非伸縮部材としての金具11により
形成され、その円筒内周面は伸縮部材としての弾性薄膜
12(ゴム等)により形成されている。密閉部材10中
には、熱膨張部材14が充填されている。密閉部材10
内の円筒外周面側の中央付近の内壁には、加熱部材とし
てのニクロム線13が円周方向に沿って均等に配列され
ている。密閉部材10の中央の中空部には、シャフト2
1が貫通した形となっている。図10は、本アクチュエ
ータ9の外観構成を示すものである。また、ここでは、
ニクロム線13により熱膨張部材14の体積を増加さ
せ、密閉部材10の円筒内周面を中心に向けてふくらま
せてシャフト21にクランプする、図示しないアクチュ
エータ駆動制御手段が設けられている。
FIG. 9 shows the structure of the actuator 9. The hollow cylindrical sealing member 10 has its cylindrical end surface and cylindrical outer peripheral surface formed by a metal fitting 11 as a non-expandable member, and its cylindrical inner peripheral surface formed by an elastic thin film 12 (rubber or the like) as an elastic member. . A thermal expansion member 14 is filled in the sealing member 10. Sealing member 10
Nichrome wires 13 as heating members are evenly arranged along the circumferential direction on the inner wall near the center on the outer peripheral surface side of the cylinder. In the central hollow portion of the sealing member 10, the shaft 2
It has a shape in which 1 penetrates. FIG. 10 shows an external configuration of the actuator 9. Also here
There is provided actuator drive control means (not shown) for increasing the volume of the thermal expansion member 14 by the nichrome wire 13 and bulging the cylindrical inner peripheral surface of the sealing member 10 toward the center to clamp it on the shaft 21.

【0046】このような構成において、本アクチュエー
タ9の駆動原理を図11に基づいて説明する。今、ニク
ロム線13によって熱を発生させると、熱膨張部材14
は体積を増加させ、これによりその円筒内周面は内側に
ふくらみ、シャフト21をクランプする。
The driving principle of the actuator 9 having such a structure will be described with reference to FIG. Now, when heat is generated by the nichrome wire 13, the thermal expansion member 14
Increases the volume, whereby the inner peripheral surface of the cylinder bulges inward and clamps the shaft 21.

【0047】従って、このようなことから、駆動制御は
熱膨張部材14の温度制御するだけでよく流体を出入れ
する必要がないため、高剛性、高応答速度、小型化を図
ることができる。しかも、通電のみによって駆動できる
ため、遠隔作業を容易に行うことができる。また、円筒
外周面は剛性の高い金具11によりできているため変形
せず、アクチュエータ9の内周円筒面の部材は柔軟性が
あるためシャフト21の形状の自由度が高く、加工精度
を厳しくする必要がなくコストダウンを図ることができ
る。さらに、熱膨張を利用しているため、変位や力の持
続性を高めることができる。応用例としては、マイクロ
ロボットのクランプ機構や、インチワーム機構に利用す
ることができる。
Therefore, from the above, the drive control only needs to control the temperature of the thermal expansion member 14, and it is not necessary to let the fluid in and out. Therefore, high rigidity, high response speed, and miniaturization can be achieved. Moreover, since it can be driven only by energizing, remote work can be easily performed. Further, since the outer peripheral surface of the cylinder is made of the metal fitting 11 having high rigidity, it is not deformed, and the member of the inner peripheral cylindrical surface of the actuator 9 is flexible, so that the degree of freedom of the shape of the shaft 21 is high and the machining accuracy is severe. The cost can be reduced without the need. Furthermore, since thermal expansion is used, the durability of displacement and force can be enhanced. As an application example, it can be used for a clamp mechanism of a micro robot or an inchworm mechanism.

【0048】次に、請求項8記載の発明の一実施例を図
12〜図14に基づいて説明する。なお、請求項2,7
記載の発明(図3〜4,9〜11参照)と同一部分につ
いては同一符号を用いる。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Incidentally, claims 2 and 7
The same symbols are used for the same portions as the described invention (see FIGS. 3 to 4 and 9 to 11).

【0049】本実施例は、前述した請求項7記載の発明
(図9参照)における密閉部材10中に充填される充填
材料を変えたものである。図12は、本アクチュエータ
9の構成を示すものである。中空円筒型の密閉部材10
は、その円筒端面及び円筒外周面が非伸縮部材としての
金具11により形成され、その円筒内周面は伸縮部材と
しての弾性薄膜12(ゴム等)により形成されている。
密閉部材10中には、液体15が充填されている。密閉
部材10内の円筒外周面側の中央付近の内壁には、加熱
部材としてのニクロム線13が円周方向に沿って均等に
配列されている。密閉部材10の中央の中空部には、シ
ャフト21が貫通した形となっている。図13は、本ア
クチュエータ9の外観構成を示すものである。また、こ
こでは、ニクロム線13により液体15の体積を増加さ
せ、密閉部材10の円筒内周面を中心に向けてふくらま
せてシャフト21にクランプする、図示しないアクチュ
エータ駆動制御手段が設けられている。
In this embodiment, the filling material filled in the sealing member 10 according to the invention described in claim 7 (see FIG. 9) is changed. FIG. 12 shows the configuration of the actuator 9. Hollow cylindrical sealing member 10
The cylindrical end surface and the outer peripheral surface of the cylinder are formed by a metal fitting 11 as a non-expandable member, and the inner peripheral surface of the cylinder is formed by an elastic thin film 12 (rubber or the like) as an elastic member.
The liquid 15 is filled in the sealing member 10. Nichrome wires 13 as heating members are evenly arranged along the circumferential direction on the inner wall near the center of the outer peripheral surface of the cylinder in the sealing member 10. A shaft 21 penetrates the hollow portion at the center of the sealing member 10. FIG. 13 shows an external configuration of the actuator 9. Further, here, there is provided an actuator drive control means (not shown) which increases the volume of the liquid 15 by the nichrome wire 13, swells the cylindrical inner peripheral surface of the sealing member 10 toward the center, and clamps it on the shaft 21.

【0050】このような構成において、本アクチュエー
タ9の駆動原理を図14に基づいて説明する。今、ニク
ロム線13によって熱が発生すると、液体15中にバブ
ル16が発生して体積が増加し、円筒内周面が内側にふ
くらみ中心部のシャフト21をクランプする。
The driving principle of the actuator 9 having such a structure will be described with reference to FIG. Now, when heat is generated by the nichrome wire 13, bubbles 16 are generated in the liquid 15 to increase the volume, and the inner peripheral surface of the cylinder bulges inward to clamp the shaft 21 at the center.

【0051】従って、このようにバブル16の力を用い
ているためエネルギー変換効率が高くなり、これにより
瞬発力を強く出したり、瞬間的な変位を取り出したりす
ることが可能となり、これにより大きな変位量や変位速
度を得ることができる。また、この他に、請求項7記載
の発明と同様な効果を得ることができる。
Therefore, since the force of the bubble 16 is used in this way, the energy conversion efficiency is increased, which makes it possible to generate a strong instantaneous force or take out an instantaneous displacement, which results in a large displacement. The quantity and displacement speed can be obtained. In addition to this, the same effect as the invention according to claim 7 can be obtained.

【0052】次に、請求項9記載の発明の一実施例を図
15〜図17に基づいて説明する。なお、請求項7記載
の発明(図9〜11参照)と同一部分については同一符
号を用いる。
Next, an embodiment of the invention described in claim 9 will be described with reference to FIGS. The same reference numerals are used for the same parts as the invention according to claim 7 (see FIGS. 9 to 11).

【0053】本実施例では、請求項7記載の発明(図9
参照)における密閉部材10の表面形成部材を変えたも
のである。すなわち、図15の密閉部材10において、
円筒端面は非伸縮部材としての金具11により形成さ
れ、円筒外周面及び円筒内周面は伸縮部材としてのFR
R12(強化繊維ゴム)により形成されている。密閉部
材10の内部には熱膨張部材14が充填されている。F
RR12は、縦繊維12aと横繊維12bとを有してい
る。縦繊維12aは、弾性係数が高く伸びにくいが、半
径方向へのたわみに相当する断面2次モーメントは低く
曲がりにくくなっている。横繊維12bは、弾性係数が
低く、伸びやすい。図16は、本アクチュエータ9の外
観構成を示すものである。また、ここでは、ニクロム線
13により熱膨張部材14の体積を増加させ、密閉部材
10の円筒内周面を中心に向けてふくらませる、図示し
ないアクチュエータ駆動制御手段が設けられている。
In this embodiment, the invention according to claim 7 (see FIG.
The surface forming member of the sealing member 10 in the reference) is changed. That is, in the sealing member 10 of FIG.
The end surface of the cylinder is formed by a metal fitting 11 as a non-expandable member, and the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the cylinder are FR as an elastic member.
It is formed of R12 (reinforced fiber rubber). A thermal expansion member 14 is filled inside the sealing member 10. F
The RR 12 has longitudinal fibers 12a and transverse fibers 12b. The longitudinal fibers 12a have a high elastic modulus and are difficult to stretch, but have a low second moment of area corresponding to the bending in the radial direction and are hard to bend. The transverse fiber 12b has a low elastic modulus and is easily stretched. FIG. 16 shows an external configuration of the actuator 9. Further, here, there is provided an actuator drive control means (not shown) which increases the volume of the thermal expansion member 14 by the nichrome wire 13 and swells the inner peripheral surface of the cylinder of the sealing member 10 toward the center.

【0054】このような構成において、図17(a)は
駆動前の状態を示すものである。今、ニクロム線13を
加熱し熱を発生させると、熱膨張部材14は体積を増
し、図17(b)に示すように円筒外周面は外側にふく
らみ円筒内周面は内側にふくらみ、円筒内周面間の距離
が狭くなる。
In such a structure, FIG. 17A shows a state before driving. Now, when the nichrome wire 13 is heated to generate heat, the thermal expansion member 14 increases in volume, and as shown in FIG. 17 (b), the outer peripheral surface of the cylinder bulges outward and the inner peripheral surface of the cylinder bulges inward and The distance between the peripheral surfaces becomes smaller.

【0055】従って、本アクチュエータ9は、熱エネル
ギーによって軸方向に長さを短くする機能を有するもの
であり、変位や力の持続性を高めることができる。ま
た、この他に、請求項7記載の発明と同様な効果を得る
ことができる。
Therefore, the present actuator 9 has a function of shortening the length in the axial direction by the heat energy, and can enhance the sustainability of displacement and force. In addition to this, the same effect as the invention according to claim 7 can be obtained.

【0056】次に、請求項10記載の発明の一実施例を
図18〜図20に基づいて説明する。なお、請求項9記
載の発明(図15〜17参照)と同一部分については同
一符号を用いる。
Next, an embodiment of the invention described in claim 10 will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the invention according to claim 9 (see FIGS. 15 to 17) are designated by the same reference numerals.

【0057】本実施例では、請求項9記載の発明(図1
5参照)における密閉部材10内の充填材料を変えたも
のである。すなわち、図18の密閉部材10の金具11
とFRR12により囲まれた内部には、液体15が充填
されている。また、ここでは、ニクロム線13により液
体15中にバブル16を発生させ体積を変化させる、図
示しないアクチュエータ駆動制御手段が設けられてい
る。図19は、本アクチュエータ9の外観構成を示すも
のである。
In this embodiment, the invention according to claim 9 (see FIG.
5) in which the filling material in the sealing member 10 is changed. That is, the metal fitting 11 of the sealing member 10 of FIG.
The liquid 15 is filled in the interior surrounded by the FRR 12. Further, here, there is provided an actuator drive control means (not shown) for generating bubbles 16 in the liquid 15 by the nichrome wire 13 to change the volume. FIG. 19 shows an external structure of the actuator 9.

【0058】このような構成において、図20(a)は
駆動前の状態を示すものである。今、ニクロム線13を
加熱してバブル16を発生させると、液体15は体積を
増し、図20(b)に示すように円筒外周面は外側に円
筒内周面は内側にそれぞれふくらみ、これにより円筒内
周面間の距離が狭くなる。
In such a structure, FIG. 20A shows a state before driving. Now, when the nichrome wire 13 is heated to generate the bubbles 16, the volume of the liquid 15 increases and the outer peripheral surface of the cylinder bulges outward and the inner peripheral surface of the cylinder bulges inward as shown in FIG. 20 (b). The distance between the inner peripheral surfaces of the cylinder becomes narrow.

【0059】従って、このようなことから本アクチュエ
ータ9は、熱エネルギーによって軸方向に長さを短くす
る機能を有するものであり、変位や力の瞬発性を高める
ことができる。また、この他に、請求項7記載の発明と
同様な効果を得ることができる。
Therefore, the actuator 9 has a function of shortening the length in the axial direction by the thermal energy from the above fact, and the displacement and the instantaneousness of force can be enhanced. In addition to this, the same effect as the invention according to claim 7 can be obtained.

【0060】次に、請求項11記載の発明の一実施例を
図21及び図22に基づいて説明する。なお、請求項6
〜9記載の発明(図9〜20参照)と同一部分について
は同一符号を用いる。
Next, an embodiment of the invention described in claim 11 will be described with reference to FIGS. 21 and 22. In addition, claim 6
9 are used for the same parts as those in the invention described in FIGS.

【0061】本実施例では、1本のシャフト21を中心
部として2個の第1アクチュエータ22a,22cを接
続し、これら第1アクチュエータ22a,22cの間に
第2アクチュエータ22bを接続したものである。ま
た、ここでは、第1及び第2アクチュエータ22a,2
2b,22cを各々独立して駆動させる、図示しないア
クチュエータ駆動制御手段が設けられている。この場
合、第1アクチュエータ22a,22cは請求項6,7
記載の発明におけるアクチュエータ9の構成と同じであ
り、第2アクチュエータ22bは請求項8,9記載の発
明におけるアクチュエータ9の構成と同じである。
In this embodiment, two first actuators 22a and 22c are connected with one shaft 21 as a central portion, and a second actuator 22b is connected between these first actuators 22a and 22c. . Further, here, the first and second actuators 22a, 2
There is provided actuator drive control means (not shown) for independently driving 2b and 22c. In this case, the first actuators 22a and 22c are the same as in Claims 6 and 7.
The structure of the actuator 9 is the same as that of the actuator 9 in the invention described, and the second actuator 22b is the same as the structure of the actuator 9 in the invention described in claims 8 and 9.

【0062】このような構成において、本アクチュエー
タ9の動作原理を図22(a)〜(g)に基づいて述べ
る。図中、CL(クランプ)、UCL(アンクラン
プ)、LG(通常の状態)、ST(加熱により短くなっ
ている状態)の各表示は前述した請求項3,4記載の発
明(図8参照)における表示と同じ意味をもつものとす
る。まず、(a)では、第1アクチュエータ22a(以
下、Aと呼ぶ)のみを駆動して、これによりシャフト2
1をクランプしている。次に、(b)では、Aがクラン
プしたままの状態で、第2アクチュエータ22b(以
下、Bと呼ぶ)を縮めている。次に、(c)では、Bを
縮めたままの状態で、第1アクチュエータ22c(以
下、Cと呼ぶ)を駆動してシャフト21をクランプして
いる。次に、(d)ではAをアンクランプした後、
(e)ではBを伸ばしている。次に、(f)では再びA
をクランプした後、(g)ではCをアンクランプにする
ことにより、(a)の状態に戻る。しかし、アクチュエ
ータ全体は、Bが短くなるストローク分だけ左方向に移
動したことになる。このような一連の動作を繰り返すこ
とにより、全体として左方向へ移動し続けることができ
る。また、右方向へ移動も同様な原理により行うことが
できる。
The principle of operation of the actuator 9 having such a structure will be described with reference to FIGS. In the figure, the indications of CL (clamp), UCL (unclamp), LG (normal state), and ST (state shortened by heating) are the inventions described in claims 3 and 4 (see FIG. 8). Shall have the same meaning as in. First, in (a), only the first actuator 22a (hereinafter referred to as "A") is driven, whereby the shaft 2
1 is being clamped. Next, in (b), the second actuator 22b (hereinafter referred to as B) is contracted while A is still clamped. Next, in (c), the shaft 21 is clamped by driving the first actuator 22c (hereinafter, referred to as C) while keeping B compressed. Next, in (d), after unclamping A,
In (e), B is extended. Next, in (f), A again
After (c) is clamped, (c) is unclamped in (g) to return to the state of (a). However, the entire actuator has moved leftward by the stroke that shortens B. By repeating such a series of operations, it is possible to continue moving to the left as a whole. Further, the rightward movement can be performed by the same principle.

【0063】従って、このように3個直列につながれた
アクチュエータ9を用いることにより、従来の圧電素子
を用いたものと比較してエネルギー効率が高く、曲がっ
た経路を動くことが可能なインチワーム機構を実現する
ことができる。また、これにより、高剛性、高応答速度
に優れ、装置の小型化を図ることができ、しかも、加工
精度を厳しくする必要がないためコストダウン化を図る
ことができる。
Therefore, by using the three actuators 9 connected in series in this manner, the inchworm mechanism which has a higher energy efficiency and can move along a curved path as compared with a conventional piezoelectric element is used. Can be realized. In addition, this makes it possible to achieve high rigidity and high response speed, reduce the size of the device, and reduce the cost because it is not necessary to make the processing accuracy severe.

【0064】[0064]

【発明の効果】請求項1記載の発明は、軸直交方向の円
柱端面が非伸縮部材により形成され軸平行方向の円柱側
面が伸縮部材により形成された円柱型の密閉部材を設
け、この密閉部材中に熱膨張部材を設け、この熱膨張部
材を加熱する加熱部材を設け、この加熱部材により前記
熱膨張部材の体積を変化させるアクチュエータ駆動制御
手段を設けたので、加熱部材により熱膨張部材の体積を
増加させ密閉部材の軸方向の長さを減じることにより一
定方向への変位を得ることが可能となり、これにより、
高剛性、高応答速度に優れ、小型なアクチュエータを実
現することができるものである。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a columnar sealing member in which a cylindrical end face in the direction orthogonal to the axis is formed of a non-expandable member, and a side surface of the column in the axis parallel direction is formed of an elastic member. Since the thermal expansion member is provided therein, the heating member for heating the thermal expansion member is provided, and the actuator drive control means for changing the volume of the thermal expansion member by the heating member is provided, the volume of the thermal expansion member is changed by the heating member. It is possible to obtain a displacement in a certain direction by increasing the axial length of the sealing member and decreasing the axial length of the sealing member.
It is possible to realize a small actuator that is excellent in high rigidity and high response speed.

【0065】請求項2記載の発明は、軸直交方向の円柱
端面が非伸縮部材により形成され軸平行方向の円柱側面
が伸縮部材により形成された円柱型の密閉部材を設け、
この密閉部材中に液体を充填し、この液体を加熱する加
熱部材を設け、この加熱部材により前記液体中にバブル
を発生させて体積を変化させるアクチュエータ駆動制御
手段を設けたので、加熱部材により液体中にバブルを発
生させ体積を増加させ密閉部材の軸方向の長さを減じる
ことにより一定方向への変位を得ることが可能となり、
これにより、高剛性、高応答速度に優れ、小型なアクチ
ュエータを実現することができるものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a columnar sealing member in which an end face of the column in the direction orthogonal to the axis is formed of a non-expandable member and a side face of the column in the direction parallel to the axis is formed of the extendable member.
Since the sealing member is filled with a liquid, a heating member for heating the liquid is provided, and an actuator drive control means for changing the volume by generating bubbles in the liquid by the heating member is provided. It is possible to obtain displacement in a certain direction by generating bubbles inside and increasing the volume and reducing the axial length of the sealing member,
As a result, it is possible to realize a small actuator that is excellent in high rigidity and high response speed.

【0066】請求項3記載の発明は、軸直交方向の円柱
端面が非伸縮部材により形成され軸平行方向の円柱側面
が伸縮部材により形成された円柱型の密閉部材とこの密
閉部材中に充填された熱膨張部材とこの熱膨張部材を加
熱する加熱部材とよりなるアクチュエータを少なくとも
3個円筒管内において連設し、前記アクチュエータを前
記円筒管内で各々独立して駆動させるアクチュエータ駆
動制御手段を設けたので、3個の連設されたアクチュエ
ータを各々独立して駆動させ、円筒管内に沿ってそれら
接続されたアクチュエータを一体的に移動させることが
可能なため、従来と比較してエネルギー効率が高く、曲
がった経路を容易に動かせることが可能なインチワーム
機構を実現することができるものである。
According to a third aspect of the present invention, a columnar sealing member in which an end face of the column in the direction orthogonal to the axis is formed of a non-expandable member and a side face of the column in the direction parallel to the axis is formed of an expandable member, and the sealing member is filled. Since at least three actuators each including a thermal expansion member and a heating member for heating the thermal expansion member are connected in a cylindrical tube, and actuator drive control means for independently driving the actuators in the cylindrical tube is provided. Since it is possible to independently drive each of the three actuators connected in series and move the connected actuators integrally along the inside of the cylindrical pipe, the energy efficiency is higher and the bending is higher than in the conventional case. It is possible to realize an inchworm mechanism that can easily move the route.

【0067】請求項4記載の発明は、軸直交方向の円柱
端面が非伸縮部材により形成され軸平行方向の円柱側面
が伸縮部材により形成された円柱型の密閉部材とこの密
閉部材中に充填された液体とこの液体を加熱する加熱部
材とよりなるアクチュエータを少なくとも3個円筒管内
において連設し、前記アクチュエータを前記円筒管内で
各々独立して駆動させるアクチュエータ駆動制御手段を
設けたので、3個の連設されたアクチュエータを各々独
立して駆動させ、円筒管内に沿ってそれら接続されたア
クチュエータを一体的に移動させることが可能なため、
従来と比較してエネルギー効率が高く、曲がった経路を
容易に動かせることが可能なインチワーム機構を実現す
ることができるものである。
According to a fourth aspect of the present invention, a columnar sealing member having an end face in the direction orthogonal to the axis formed by a non-expandable member and a side face in the direction parallel to the axis formed by an expandable member, and the sealing member is filled. At least three actuators each including a liquid and a heating member that heats the liquid are connected in a cylindrical pipe, and actuator drive control means for independently driving the actuators in the cylindrical pipe is provided. Since it is possible to independently drive the actuators connected in series and move the connected actuators integrally along the inside of the cylindrical pipe,
It is possible to realize an inchworm mechanism that has higher energy efficiency than conventional ones and can easily move a curved path.

【0068】請求項5記載の発明は、請求項1,2,3
又は4記載の発明において、円柱型の密閉部材の円柱側
面の円周方向に沿って機械電気変換素子を取付けたの
で、構造体である密閉部材の変形をフィードバック制御
することが可能となり、これにより、アクチュエータの
変位、運動を精度良く制御することができるため、暴走
によるアクチュエータ自身及び操作対象物の破壊を防止
することができるものである。
The invention according to claim 5 is the invention as defined in claims 1, 2, and 3.
Alternatively, in the invention described in item 4, since the electromechanical conversion element is attached along the circumferential direction of the side surface of the cylindrical sealing member, it is possible to perform feedback control of the deformation of the sealing member that is the structure. Since the displacement and movement of the actuator can be controlled with high precision, it is possible to prevent the actuator itself and the operation target from being destroyed due to runaway.

【0069】請求項6記載の発明は、請求項1,2,3
又は4記載の発明において、円柱型の密閉部材の円柱側
面の円周方向に沿って熱電気変換素子を取付けたので、
構造体である密閉部材の変形をフィードバック制御する
ことが可能となり、これにより、アクチュエータの変
位、運動を精度良く制御することができるため、暴走に
よるアクチュエータ自身及び操作対象物の破壊を防止す
ることができるものである。
The invention according to claim 6 is the same as claims 1, 2, and 3.
Alternatively, in the invention described in 4, since the thermoelectric conversion element is attached along the circumferential direction of the cylindrical side surface of the cylindrical sealing member,
The deformation of the sealing member, which is a structure, can be feedback-controlled, and thereby the displacement and movement of the actuator can be controlled with high accuracy, so that the actuator itself and the operation target can be prevented from being destroyed due to runaway. It is possible.

【0070】請求項7記載の発明は、円筒端面及び円筒
外周面が非伸縮部材により形成され円筒内周面が伸縮部
材により形成された中空円筒型の密閉部材を設け、この
密閉部材中に熱膨張部材を充填し、この熱膨張部材を加
熱する加熱部材を設け、前記中空円筒型の密閉部材の中
央の中空部を通るシャフトを設け、前記加熱部材により
前記熱膨張部材の体積を変化させるアクチュエータ駆動
制御手段を設けたので、加熱部材により熱膨張部材の体
積を増加させ密閉部材の円筒内周面を中心に向けてふく
らませ、密閉部材をシャフトにクランプさせることが可
能となり、これにより、変位や力の持続性に優れたアク
チュエータを提供することができるものである。
According to a seventh aspect of the present invention, a hollow cylindrical sealing member is provided, in which the cylindrical end surface and the cylindrical outer peripheral surface are formed of a non-expandable member, and the cylindrical inner peripheral surface is formed of an elastic member. An actuator for filling an expansion member and providing a heating member for heating the thermal expansion member, providing a shaft passing through a central hollow portion of the hollow cylindrical sealing member, and changing the volume of the thermal expansion member by the heating member. Since the drive control means is provided, it is possible to increase the volume of the thermal expansion member by the heating member and bulge the inner peripheral surface of the cylindrical member of the sealing member toward the center to clamp the sealing member on the shaft. It is possible to provide an actuator excellent in durability of force.

【0071】請求項8記載の発明は、円筒端面及び円筒
外周面が非伸縮部材により形成され円筒内周面が伸縮部
材により形成された中空円筒型の密閉部材を設け、この
密閉部材中に液体を充填し、この液体を加熱する加熱部
材を設け、前記中空円筒型の密閉部材の中央の中空部を
通るシャフトを設け、前記加熱部材により前記液体中に
バブルを発生させて体積を変化させるアクチュエータ駆
動制御手段を設けたので、加熱部材により液体中にバブ
ルを発生させ体積を増加させ密閉部材の円筒内周面を中
心に向けてふくらませ、密閉部材をシャフトにクランプ
させることが可能となり、これにより、変位や力の瞬発
性に優れたアクチュエータを提供することができるもの
である。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a hollow cylindrical sealing member having a cylindrical end surface and a cylindrical outer peripheral surface formed of a non-expandable member, and an inner peripheral surface of the cylinder formed of an elastic member. An actuator that fills with a heating member that heats the liquid, provides a shaft that passes through the central hollow portion of the hollow cylindrical sealing member, and causes the heating member to generate bubbles in the liquid to change the volume. Since the drive control means is provided, it becomes possible to generate bubbles in the liquid by the heating member to increase the volume and inflate the inner peripheral surface of the sealing member toward the center, and to clamp the sealing member on the shaft. It is possible to provide an actuator excellent in displacement and force instantaneousness.

【0072】請求項9記載の発明は、円筒端面が非伸縮
部材により形成され円筒外周面及び円筒内周面が伸縮部
材により形成された中空円筒型の密閉部材を設け、この
密閉部材中に熱膨張部材を充填し、この熱膨張部材を加
熱する加熱部材を設け、前記加熱部材により前記熱膨張
部材の体積を変化させるアクチュエータ駆動制御手段を
設けたので、加熱部材により熱膨張部材の体積を増加さ
せ、密閉部材の軸方向の長さを減じることが可能とな
り、これにより、変位や力の持続性に優れたアクチュエ
ータを提供することができるものである。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a hollow cylindrical sealing member having a cylindrical end surface formed of a non-expandable member and an outer peripheral surface of the cylinder and an inner peripheral surface of the cylinder formed of an elastic member. Since the expansion member is filled and the heating member that heats the thermal expansion member is provided, and the actuator drive control means that changes the volume of the thermal expansion member by the heating member is provided, the volume of the thermal expansion member is increased by the heating member. Therefore, it is possible to reduce the axial length of the sealing member, and thereby it is possible to provide an actuator excellent in displacement and force durability.

【0073】請求項10記載の発明は、円筒端面が非伸
縮部材により形成され円筒外周面及び円筒内周面が伸縮
部材により形成された中空円筒型の密閉部材を設け、こ
の密閉部材中に液体を充填し、この液体を加熱する加熱
部材を設け、前記加熱部材により前記液体中にバブルを
発生させて体積を変化させるアクチュエータ駆動制御手
段を設けたので、加熱部材により液体中にバブルを発生
させ体積を増加させ、密閉部材の軸方向の長さを減じる
ことが可能となり、これにより、変位や力の瞬発性に優
れたアクチュエータを提供することができるものであ
る。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a hollow cylindrical sealing member having an end surface of the cylinder formed of a non-expandable member, and an outer peripheral surface of the cylinder and an inner peripheral surface of the cylinder formed of an expandable member. A heating member for heating the liquid, and an actuator drive control means for changing the volume by generating a bubble in the liquid by the heating member, so that a bubble is generated in the liquid by the heating member. It is possible to increase the volume and reduce the axial length of the sealing member, which makes it possible to provide an actuator excellent in displacement and force instantaneousness.

【0074】請求項11記載の発明は、円筒端面及び円
筒外周面が非伸縮部材により形成され円筒内周面が伸縮
部材により形成された中空円筒型の密閉部材とこの密閉
部材中に充填された熱膨張部材又は液体と前記熱膨張部
材又は前記液体を加熱する加熱部材とよりなる第1アク
チュエータを設け、円筒端面が非伸縮部材により形成さ
れ円筒外周面及び円筒内周面が伸縮部材により形成され
た中空円筒型の密閉部材とこの密閉部材中に充填された
熱膨張部材又は液体と前記熱膨張部材又は前記液体を加
熱する加熱部材とよりなる第2アクチュエータを設け、
1本のシャフトを中心として前記第1アクチュエータを
少なくとも2本接続し、これら2本の前記第1アクチュ
エータ間に前記第2アクチュエータを接続し、前記第1
及び第2アクチュエータを各々独立して駆動させるアク
チュエータ駆動制御手段を設けたので、3個の連設され
たアクチュエータを各々独立して駆動させ、それらアク
チュエータをシャフトに沿って一体的に移動させること
が可能となり、これによりアクチュエータの変位、運動
を精度良く制御することができるため、暴走によるアク
チュエータ自身及び操作対象物の破壊を防止することが
できるものである。
According to the eleventh aspect of the present invention, a hollow cylindrical sealing member in which the cylindrical end surface and the cylindrical outer peripheral surface are formed of a non-expandable member and the cylindrical inner peripheral surface is formed of an elastic member, and the sealing member is filled. A first actuator including a thermal expansion member or a liquid and a heating member that heats the thermal expansion member or the liquid is provided, and a cylindrical end surface is formed by a non-expandable member and a cylindrical outer peripheral surface and a cylindrical inner peripheral surface are formed by an elastic member. And a second actuator comprising a hollow cylindrical sealing member, a thermal expansion member or a liquid filled in the sealing member, and a heating member for heating the thermal expansion member or the liquid,
At least two first actuators are connected about one shaft, and the second actuator is connected between the two first actuators.
Since the actuator drive control means for independently driving the second actuator and the second actuator are provided, it is possible to independently drive each of the three consecutive actuators and integrally move the actuators along the shaft. As a result, the displacement and movement of the actuator can be controlled with high accuracy, so that the actuator itself and the operation target can be prevented from being destroyed due to runaway.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1記載の発明の一実施例を示す斜視図で
ある。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the invention described in claim 1.

【図2】アクチュエータの動作前後の様子を示す側面図
である。
FIG. 2 is a side view showing a state before and after an operation of the actuator.

【図3】請求項2記載の発明の一実施例を示す斜視図で
ある。
FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment of the invention described in claim 2.

【図4】アクチュエータの動作前後の様子を示す側面図
である。
FIG. 4 is a side view showing a state before and after an operation of the actuator.

【図5】請求項5記載の発明の一実施例を示す斜視図で
ある。
FIG. 5 is a perspective view showing an embodiment of the invention described in claim 5.

【図6】請求項6記載の発明の一実施例を示す斜視図で
ある。
FIG. 6 is a perspective view showing an embodiment of the invention described in claim 6;

【図7】請求項3,4記載の発明の一実施例を示す斜視
図である。
FIG. 7 is a perspective view showing an embodiment of the invention described in claims 3 and 4.

【図8】アクチュエータの一連の動作の様子を示す動作
説明図である。
FIG. 8 is an operation explanatory view showing a state of a series of operations of the actuator.

【図9】請求項7記載の発明の一実施例を示す断面図で
ある。
FIG. 9 is a sectional view showing an embodiment of the invention as set forth in claim 7;

【図10】アクチュエータの斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of an actuator.

【図11】アクチュエータ動作時の断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view when the actuator is operating.

【図12】請求項8記載の発明の一実施例を示す断面図
である。
FIG. 12 is a sectional view showing an embodiment of the invention as set forth in claim 8.

【図13】アクチュエータの斜視図である。FIG. 13 is a perspective view of an actuator.

【図14】アクチュエータ動作時の断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view when the actuator is operating.

【図15】請求項9記載の発明の一実施例を示す断面図
である。
FIG. 15 is a sectional view showing an embodiment of the invention as set forth in claim 9;

【図16】アクチュエータの斜視図である。FIG. 16 is a perspective view of an actuator.

【図17】アクチュエータの動作前後の様子を示す動作
説明図である。
FIG. 17 is an operation explanatory view showing the states before and after the operation of the actuator.

【図18】請求項10記載の発明の一実施例を示す断面
図である。
FIG. 18 is a sectional view showing an embodiment of the invention as set forth in claim 10;

【図19】アクチュエータの斜視図である。FIG. 19 is a perspective view of an actuator.

【図20】アクチュエータの動作前後の様子を示す動作
説明図である。
FIG. 20 is an operation explanatory view showing states before and after the operation of the actuator.

【図21】請求項11記載の発明の一実施例を示す斜視
図である。
FIG. 21 is a perspective view showing an embodiment of the invention set forth in claim 11;

【図22】アクチュエータの一連の動作の様子を示す動
作説明図である。
FIG. 22 is an operation explanatory view showing a state of a series of operations of the actuator.

【図23】第一の従来例を示す構成図である。FIG. 23 is a configuration diagram showing a first conventional example.

【図24】第二の従来例を示す構成図である。FIG. 24 is a configuration diagram showing a second conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 密閉部材 11 非伸縮部材 12 伸縮部材 13 加熱部材 14 熱膨張部材 15 液体 16 バブル 17 機械電気変換素子 18 熱電気変換素子 19a〜19c アクチュエータ 20 円筒管 21 シャフト 22a,22c 第1アクチュエータ 22b 第2アクチュエータ 10 Sealing member 11 Non-expandable member 12 Expandable member 13 Heating member 14 Thermal expansion member 15 Liquid 16 Bubble 17 Mechanical-electrical conversion element 18 Thermoelectric conversion element 19a-19c Actuator 20 Cylindrical tube 21 Shaft 22a, 22c First actuator 22b Second actuator

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 軸直交方向の円柱端面が非伸縮部材によ
り形成され軸平行方向の円柱側面が伸縮部材により形成
された円柱型の密閉部材と、この密閉部材中に充填され
た熱膨張部材と、この熱膨張部材を加熱する加熱部材
と、この加熱部材により前記熱膨張部材の体積を変化さ
せるアクチュエータ駆動制御手段とよりなることを特徴
とする移動機構。
1. A columnar sealing member having an end face in the direction orthogonal to the axis formed by a non-expandable member and a side face in the axis parallel direction formed by an extendable member, and a thermal expansion member filled in the seal member. A moving mechanism comprising: a heating member for heating the thermal expansion member; and actuator drive control means for changing the volume of the thermal expansion member by the heating member.
【請求項2】 軸直交方向の円柱端面が非伸縮部材によ
り形成され軸平行方向の円柱側面が伸縮部材により形成
された円柱型の密閉部材と、この密閉部材中に充填され
た液体と、この液体を加熱する加熱部材と、この加熱部
材により前記液体中にバブルを発生させて体積を変化さ
せるアクチュエータ駆動制御手段とよりなることを特徴
とする移動機構。
2. A columnar sealing member whose end face in the direction orthogonal to the axis is formed by a non-expanding member and whose side face in the axis parallel direction is formed by an expanding member, a liquid filled in the sealing member, and A moving mechanism comprising: a heating member that heats a liquid; and an actuator drive control unit that changes the volume by generating bubbles in the liquid by the heating member.
【請求項3】 軸直交方向の円柱端面が非伸縮部材によ
り形成され軸平行方向の円柱側面が伸縮部材により形成
された円柱型の密閉部材とこの密閉部材中に充填された
熱膨張部材とこの熱膨張部材を加熱する加熱部材とより
なるアクチュエータを少なくとも3個円筒管内において
連設し、前記アクチュエータを前記円筒管内で各々独立
して駆動させるアクチュエータ駆動制御手段を設けたこ
とを特徴とする移動機構。
3. A columnar sealing member whose end face in the direction orthogonal to the axis is formed by a non-expandable member and whose side face in the axis parallel direction is formed by an expandable member, and a thermal expansion member filled in this sealing member. A moving mechanism, characterized in that at least three actuators each comprising a heating member for heating the thermal expansion member are connected in series in the cylindrical tube, and actuator drive control means for independently driving the actuators in the cylindrical tube is provided. .
【請求項4】 軸直交方向の円柱端面が非伸縮部材によ
り形成され軸平行方向の円柱側面が伸縮部材により形成
された円柱型の密閉部材とこの密閉部材中に充填された
液体とこの液体を加熱する加熱部材とよりなるアクチュ
エータを少なくとも3個円筒管内において連設し、前記
アクチュエータを前記円筒管内で各々独立して駆動させ
るアクチュエータ駆動制御手段を設けたことを特徴とす
る移動機構。
4. A columnar sealing member having an end face in the direction orthogonal to the axis formed of a non-expandable member and a side face in the direction parallel to the axis formed of an expandable member, a liquid filled in the seal member, and the liquid. A moving mechanism, characterized in that at least three actuators each comprising a heating member for heating are connected in a cylindrical tube, and an actuator drive control means for independently driving the actuators in the cylindrical tube is provided.
【請求項5】 円柱型の密閉部材の円柱側面の円周方向
に沿って機械電気変換素子を取付けたことを特徴とする
請求項1,2,3又は4記載の移動機構。
5. The moving mechanism according to claim 1, wherein the electromechanical conversion element is attached along the circumferential direction of the side surface of the cylindrical sealing member.
【請求項6】 円柱型の密閉部材の円柱側面の円周方向
に沿って熱電気変換素子を取付けたことを特徴とする請
求項1,2,3又は4記載の移動機構。
6. The moving mechanism according to claim 1, wherein a thermoelectric conversion element is attached along the circumferential direction of the side surface of the cylindrical sealing member.
【請求項7】 円筒端面及び円筒外周面が非伸縮部材に
より形成され円筒内周面が伸縮部材により形成された中
空円筒型の密閉部材と、この密閉部材中に充填された熱
膨張部材と、この熱膨張部材を加熱する加熱部材と、前
記中空円筒型の密閉部材の中央の中空部を通るシャフト
と、前記加熱部材により前記熱膨張部材の体積を変化さ
せるアクチュエータ駆動制御手段とよりなることを特徴
とする移動機構。
7. A hollow cylindrical sealing member having an end surface and an outer peripheral surface of the cylinder formed of a non-expandable member and an inner peripheral surface of the cylinder formed of an expandable member, and a thermal expansion member filled in the sealing member. A heating member for heating the thermal expansion member, a shaft passing through the central hollow portion of the hollow cylindrical sealing member, and an actuator drive control means for changing the volume of the thermal expansion member by the heating member. A characteristic moving mechanism.
【請求項8】 円筒端面及び円筒外周面が非伸縮部材に
より形成され円筒内周面が伸縮部材により形成された中
空円筒型の密閉部材と、この密閉部材中に充填された液
体と、この液体を加熱する加熱部材と、前記中空円筒型
の密閉部材の中央の中空部を通るシャフトと、前記加熱
部材により前記液体中にバブルを発生させて体積を変化
させるアクチュエータ駆動制御手段とよりなることを特
徴とする移動機構。
8. A hollow cylindrical sealing member having an end surface and an outer peripheral surface of the cylinder made of a non-expandable member and an inner peripheral surface of the cylinder made of an elastic member, a liquid filled in the sealing member, and the liquid. A heating member that heats the member, a shaft that passes through the central hollow portion of the hollow cylindrical sealing member, and an actuator drive control unit that changes the volume by generating bubbles in the liquid by the heating member. A characteristic moving mechanism.
【請求項9】 円筒端面が非伸縮部材により形成され円
筒外周面及び円筒内周面が伸縮部材により形成された中
空円筒型の密閉部材と、この密閉部材中に充填された熱
膨張部材と、この熱膨張部材を加熱する加熱部材と、前
記加熱部材により前記熱膨張部材の体積を変化させるア
クチュエータ駆動制御手段とよりなることを特徴とする
移動機構。
9. A hollow cylindrical sealing member having an end surface of the cylinder formed of a non-expandable member, and an outer peripheral surface of the cylinder and an inner peripheral surface of the cylinder formed of an expandable member, and a thermal expansion member filled in the sealing member. A moving mechanism comprising: a heating member that heats the thermal expansion member; and actuator drive control means that changes the volume of the thermal expansion member by the heating member.
【請求項10】 円筒端面が非伸縮部材により形成され
円筒外周面及び円筒内周面が伸縮部材により形成された
中空円筒型の密閉部材と、この密閉部材中に充填された
液体と、この液体を加熱する加熱部材と、前記加熱部材
により前記液体中にバブルを発生させて体積を変化させ
るアクチュエータ駆動制御手段とよりなることを特徴と
する移動機構。
10. A hollow cylindrical sealing member having an end surface of a cylinder formed of a non-expandable member, and an outer peripheral surface of the cylinder and an inner peripheral surface of the cylinder formed of an elastic member, a liquid filled in the sealing member, and the liquid. A moving mechanism comprising: a heating member that heats the liquid; and an actuator drive control unit that causes the heating member to generate bubbles in the liquid to change the volume.
【請求項11】 円筒端面及び円筒外周面が非伸縮部材
により形成され円筒内周面が伸縮部材により形成された
中空円筒型の密閉部材とこの密閉部材中に充填された熱
膨張部材又は液体と前記熱膨張部材又は前記液体を加熱
する加熱部材とよりなる第1アクチュエータを設け、円
筒端面が非伸縮部材により形成され円筒外周面及び円筒
内周面が伸縮部材により形成された中空円筒型の密閉部
材とこの密閉部材中に充填された熱膨張部材又は液体と
前記熱膨張部材又は前記液体を加熱する加熱部材とより
なる第2アクチュエータを設け、1本のシャフトを中心
として前記第1アクチュエータを少なくとも2本接続
し、これら2本の前記第1アクチュエータ間に前記第2
アクチュエータを接続し、前記第1及び第2アクチュエ
ータを各々独立して駆動させるアクチュエータ駆動制御
手段を設けたことを特徴とする移動機構。
11. A hollow cylindrical sealing member having an end surface and an outer peripheral surface of the cylinder formed of a non-expandable member and an inner peripheral surface of the cylinder formed of an expandable member, and a thermal expansion member or a liquid filled in the closing member. A hollow-cylindrical hermetic seal in which a first actuator including a thermal expansion member or a heating member that heats the liquid is provided, and a cylindrical end surface is formed of a non-expandable member and an outer peripheral surface of the cylinder and an inner peripheral surface of the cylinder are formed of expandable members A second actuator including a member, a thermal expansion member or a liquid filled in the sealing member, and a heating member that heats the thermal expansion member or the liquid is provided, and at least the first actuator is centered around one shaft. Two of them are connected and the second actuator is connected between the two first actuators.
A moving mechanism characterized by comprising actuator drive control means for connecting an actuator and independently driving the first and second actuators.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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