JPH071270Y2 - 密閉圧力容器内マニピュレーター駆動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、各種密閉圧力容器内で作動するマニピュレー
ター及び類似物（以下マニピュレーターという）の駆動
装置に関する。

〔従来の技術〕

密閉され高圧液体が封入された圧力容器の中に設置さ
れ、容器外部からの操作で駆動されて各種の作業を行う
マニピュレーターにおいて、油圧を駆動源とする従来の
駆動装置の一例を、第２図部分破断斜視図及び第３図模
式図に示す。

すなわち第２図において、１は圧力容器、２は走行レー
ル、３は移動台車、４は１軸揺動アーム、５は２軸揺動
アーム、６はグリップ、７は圧力容器１外に配置された
油圧発生装置、８は同様に外部にあるサーボ弁、９はサ
ーボ弁９と圧力容器１内を結ぶ接続配管を示しており、
マニピュレーターは移動台車3,揺動アーム4,5及びグリ
ップ６から構成され、移動台車３が走行レール２上を紙
面左右方向に移動できるとともに、１軸揺動アーム４と
２軸揺動アーム５がそれぞれ連結部を中心として揺動運
動し、先端部のグリップ６での把み作業を付加して、圧
力容器１内での作業を行うものである。

しかして、移動台車３の移動位置や揺動アーム4,5の揺
動角の制御は、油圧発生装置７から供給される数10kgf/
cm²〜210kgf/cm²程度の圧力の圧油を、サーボ弁８で流
れ方向及び流量を制御してそれぞれの駆動部へ送ること
によって行われ、その駆動部機構は通常第３図に示す装
置が採用されている。

すなわち第３図において、8a,8bはアクチュエーター10,
15の動作を制御するためのサーボ弁であり、9a,9b,9c,9
dはサーボ弁8a,8bからアクチュエーター10,15までの配
管を示す。アクチュエーター10及び15は第２図の移動台
車３及び揺動アーム4,5に内設されて、それぞれ、アク
チュエーター10はシリンダー11,ピストン12,回転軸13及
びシール材14から、アクチュエーター15はシリンダー1
6,ピストン17,シール材18,19から構成されており、圧油
を供給することにより回転及び直線変位が得られる。ま
たこのアクチュエーター10,15の外周面は圧力容器１内
液体と直接接しているため、アクチュエーターの圧油と
外部液体はシール材14,18,19によって隔離されている。

しかしながら、このうような装置には次のような問題点
がある。

（１）圧力容器１内圧力が高くなったり、封入液体が特
殊なもの例えば高純度の純水，無菌液体等異種流体の混
入を嫌うものであるとき、高圧液体中にさらされるアク
チュエーター10,15は耐外圧構造が必要となり、寸法，
質量的に大きなものとなり作動範囲が制約される。

（２）また上記問題をさけるためには、アクチュエータ
ー10,15に供給する圧油の圧力を常に容器内圧力以上に
昇圧する装置を油圧発生装置７に付加する必要がある。

（３）更にもしアクチュエーター10,15のシール材14,1
8,19部からの漏洩が生じ、特にアクチュエーター10,15
内圧油が圧力容器１内側へ漏洩した場合、圧力容器１内
液体を汚染してしまう。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案は、このような事情に鑑みて提案されたもので、
圧力容器内液体と容器外駆動源の圧油との相互混入がな
くなり圧力容器内液体を常に清浄に保つことができ、ま
た駆動系統内圧力を常に圧力容器内圧力以上に保持する
ことが可能となり、マニピュレーター本体の小型化を達
成することができる密閉圧力容器内マニピュレーター駆
動装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本考案は、密閉された高圧液体が封入された
圧力容器の中で作業を行うマニピュレーターを容器外部
から操作して駆動する駆動装置において、上記圧力容器
内に設置されたマニピュレーター用アクチュエーター
と、上記圧力容器外に設置された従動シリンダーと、上
記アクチュエーターと上記従動シリンダーとを接続する
とともに分岐を設けチェック弁を介して上記圧力容器内
液体に開口しその内部に同液体を収容している配管と、
上記圧力容器外に設置され油圧駆動されるとともにその
作動が上記従動シリンダーの作動を制御する主動シリン
ダーとを具えたことを特徴とする。

〔作用〕

本考案密閉圧力容器内マニピュレーター駆動装置におい
ては、圧力容器内液体そのものをアクチュエーターの駆
動媒体としたためアクチュエーター部シールからの漏洩
があっても圧力容器内液体には何ら悪影響を与えない。
またアクチュエーターと従動シリンダーを配管で接続
し、かつチェック弁を介して圧力容器内にも連通させて
いるので、アクチュエーター内圧力は常に圧力容器内圧
力より低下することがなく、アクチュエーターの極度な
耐圧構造を必要とせず小型化が図れ、このことはすなわ
ちマニピュレーター本体の小型化につながる。

〔実施例〕

本考案密閉圧力容器内マニピュレーター駆動装置の一実
施例を第１図模式図について説明する。

第１図において、１は圧力容器、10は圧力容器１中に設
置されたマニピュレーターの１個の駆動部のアクチュエ
ーターで、シリンダー11,ピストン12,回転軸13及びシー
ル材14から構成されており、ピストン12が往復移動する
ことにより歯車を介して回転軸13が回転運動するもので
ある。

20は容器内液体、21は圧力容器１の外側に設けられた従
動シリンダー部で、従動シリンダー22,ピストン23,シー
ルリング24,25から構成されている。また26は同じく圧
力容器１の外側に設けられた主動シリンダー部で、主動
シリンダー27,主動ピストン28,シールリング29から構成
されている。しかして主動シリンダー27と従動シリンダ
ー22は一体構造化され、主動ピストン28と従動ピストン
23は同軸的に結合されており、従って主動ピストン28と
従動ピストン23は連動する。

9a,9bは従動シリンダー22とアクチュエーター10を接続
する配管、30,31はそれぞれ配管9a,9bから分岐して取付
けたチェック弁であり、容器内液体20に開口している。
７は圧力容器１の外部に配置された油圧発生装置、８は
サーボ弁、32,33はサーボ弁８と従動シリンダー27を接
続する配管である。34は入力設定器、35はサーボアン
プ、36は変位計で、これらはサーボ弁８を制御する電気
機器である。

このような装置において、主動シリンダー27内の主動ピ
ストン28はサーボ弁８から供給される圧油でもって左右
に運動し、これと結合された従動ピストン23も同一の左
右運動を行う。この両ピストン28,23の動きは入力設定
器34の信号と変位計36の信号により停止はもとより右
行，左行及び移動速度の調節が可能である。一方圧力容
器１内に設置されたマニピュレーターのアクチュエータ
ー10は従動シリンダー22内の従動ピストン23が左右に移
動することによる内部液体の移動量に見合ってピストン
12が左右運動し、この結果歯車を介して回転軸13が回転
運動して、マニピュレーターの揺動アームを回転させ
る。従って、主動ピストン28の移動位置，速度を調整す
ることにより間接的にアクチュエーター10をコントロー
ルすることが可能となる。

従動シリンダー部21とアクチュエーター10及び配管9a,9
b,チェック弁30,31で構成される駆動系は、チェック弁3
0,31を介して容器内液体20とつながっているため、駆動
系圧力P₁，P₂＜容器内圧P₀の場合には、チェック弁30,3
1を通って容器内液体20が回路内へ導びかれ、P₁＝P₂＝P
₀となる。そこで第１図に示す状態から主動ピストン28
及び従動ピストン23を矢印の左方向に移動させる場合に
ついて考える。ピストン28,23の移動に伴って従動シリ
ンダー22の左側圧力室22aの容積が減少していき、圧力
室22aの液体は配管9aを通りアクチュエーター10のシリ
ンダー11の左室11aと圧送されピストン12を矢印の右方
向へと移動する。ピストン12の移動によりシリンダー11
の右室11bの流体は配管9bを通り従動シリンダー22の右
側圧力室22bへと流入する。このとき配管9a内圧力P₁は
ピストン12を作動させるために必要な圧力が発生するた
め、P₁＞P₀となり閉じたままとなる。また配管9b内圧力
P₂は従動ピストン23によって吸引される側となるためP₂
≦P₀となる。もしP₂＜P₀となればチェック弁31が開口し
て圧力容器内液体20が配管9b内へ流入してP₂＝P₀とな
る。

主動ピストン28を任意の位置で停止させると、従動シリ
ンダー部21からアクチュエーター10への液体の移動がな
くなるためアクチュエーター10のピストン12も同時に停
止する。主動ピストン28を右方へ動かしたときは、液体
の流れ，ピストン12の移動方向が前記の場合と同様の原
理で逆の動きをする。

これらの動作において、マニピュレーター用アクチュエ
ーター10を作動させる駆動媒体は容器内液体20であるた
め、もしピストン12とシリンダー11間のシール材14から
漏洩が生じても、容器内流体20を汚染させることはな
い。また容器内液体20が充満した従動シリンダー部21と
油圧駆動の主動シリンダー部26はそれぞれのシールリン
グ25と29で距離を隔ててシールされているため、両方の
異種液体が混入し合うこともない。漏洩に対する信頼性
を上げるためにはシーリング24,25を二重にするなどの
配慮を行えばよい。

なおマニピュレーター用アクチュエーター10を作動させ
るとき圧力容器１内の圧力P₀を一定に保持するために
は、アクチュエーター10駆動回路内の容積を常に一定に
保つ必要がある。この場合には、従動シリンダー部21の
構造をアクチュエーター10の構造に合わせておくことが
重要である。

かくして、この装置によれば、圧力容器１の容器内液体
20を利用して圧力容器１内のアクチュエーター10を駆動
する従動シリンダー部21の駆動回路と、従動シリンダー
部21を駆動する油圧を使った主動シリンダー部26の駆動
回路を完全に分離したので、容器内液体20と圧油の相互
混入がなくなり、容器内液体20を常に清浄に保つことが
できる。また容器内液体20を圧力容器１内のアクチュエ
ーター10の駆動媒体とするにあたり、チェック弁30,31
を介して利用しているため、駆動系統内圧力を常に高圧
容器内圧力以上に保持することが可能となり、アクチュ
エーター10の大型化を避けることができ、ひいてはマニ
ピュレーター本体の小型化を達成することができる。

〔考案の効果〕

要するに本考案によれば、密閉され高圧液体が封入され
た圧力容器の中で作業を行うマニピュレーターを容器外
部から操作して駆動する駆動装置において、上記圧力容
器内に設置されたマニピュレーター用アクチュエーター
と、上記圧力容器外に設置された従動シリンダーと、上
記アクチュエーターと上記従動シリンダーとを接続する
とともに分岐を設けチェック弁を介して上記圧力容器内
液体に開口しその内部に同液体を収容している配管と、
上記圧力容器外に設置され油圧駆動されるとともにその
作動が上記従動シリンダーの作動を制御する主動シリン
ダーとを具えたことにより、圧力容器内液体と容器外駆
動源の圧油との相互混入がなくなり圧力容器内液体を常
に清浄に保つことができ、また駆動系統内圧力を常に圧
力容器内圧力以上に保持することが可能となり、マニピ
ュレーター本体の小型化を達成することができる密閉圧
力容器内マニピュレーター駆動装置を得るから、本考案
は産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案密閉圧力容器内マニピュレーター駆動装
置の一実施例を示す模式図である。 第２図は従来のマニピュレーター駆動装置を示す部分破
断斜視図、第３図は同上の駆動回路の模式図である。 １……圧力容器、７……油圧発生装置、８……サーボ
弁、9a,9b……接続配管、10……アクチュエーター、11
……シリンダー、12……ピストン、13……回転軸、14…
…シール材、20……容器内液体、21……従動シリンダー
部、22……従動シリンダー、23……従動ピストン、24,2
5……シールリング、26……主動シリンダー部、27……
主動シリンダー、28……主動ピストン、29……シールリ
ング、30,31……チェック弁、32,33……接続配管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉され高圧液体が封入された圧力容器の
   中で作業を行うマニピュレーターを容器外部から操作し
   て駆動する駆動装置において、上記圧力容器内に設置さ
   れたマニピュレーター用アクチュエーターと、上記圧力
   容器外に設置された従動シリンダーと、上記アクチュエ
   ーターと上記従動シリンダーとを接続するとともに分岐
   を設けチェック弁を介して上記圧力容器内液体に開口し
   その内部に同液体を収容している配管と、上記圧力容器
   外に設置され油圧駆動されるとともにその作動が上記従
   動シリンダーの作動を制御する主動シリンダーとを具え
   たことを特徴とする密閉圧力容器内マニピュレーター駆
   動装置。