JPS59197605A - ニユ−マチツク・アクチユエ−タ - Google Patents
ニユ−マチツク・アクチユエ−タInfo
- Publication number
- JPS59197605A JPS59197605A JP58071404A JP7140483A JPS59197605A JP S59197605 A JPS59197605 A JP S59197605A JP 58071404 A JP58071404 A JP 58071404A JP 7140483 A JP7140483 A JP 7140483A JP S59197605 A JPS59197605 A JP S59197605A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tubular body
- rubber
- internal cavity
- actuator according
- expansion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/10—Characterised by the construction of the motor unit the motor being of diaphragm type
- F15B15/103—Characterised by the construction of the motor unit the motor being of diaphragm type using inflatable bodies that contract when fluid pressure is applied, e.g. pneumatic artificial muscles or McKibben-type actuators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Actuator (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技 術 分 野）
放射性物質の貯蔵、詰め替え、配分、その他実験や加工
に際し放射能汚染からの防護壁で囲われた、いわゆるホ
ットセルの遮へい壁を介した操作作業の代替を含む広範
用途において、その使途の拡大がめざましい。
に際し放射能汚染からの防護壁で囲われた、いわゆるホ
ットセルの遮へい壁を介した操作作業の代替を含む広範
用途において、その使途の拡大がめざましい。
かようなマニプレータまたはその類似物の操作部として
、とくに適切なアクチュエータの改良に関して以下のべ
るところは、ロボット工学系技術の分野に、位置づけら
れる。
、とくに適切なアクチュエータの改良に関して以下のべ
るところは、ロボット工学系技術の分野に、位置づけら
れる。
（従来技術とその問題）
上記ホットセルに設備されるマニプレータ用アクチュエ
ータの型式は種々あるが、モータとくに電気式のものは
、スパークが不可避なので防爆上の必要のあるとき、好
んで空気式が用いられ、この場合に使途はもちろＡ、汎
用であるっ従来の空気式アクチュエータは、いわゆるエ
アーシリンダタイプのものが多いが、そのシリンダーピ
ストン組立体は鉄製とされるを通例とするので、操作部
としてその自重が操作力の割りには過大となるきらいが
ある。
ータの型式は種々あるが、モータとくに電気式のものは
、スパークが不可避なので防爆上の必要のあるとき、好
んで空気式が用いられ、この場合に使途はもちろＡ、汎
用であるっ従来の空気式アクチュエータは、いわゆるエ
アーシリンダタイプのものが多いが、そのシリンダーピ
ストン組立体は鉄製とされるを通例とするので、操作部
としてその自重が操作力の割りには過大となるきらいが
ある。
一方で、エアーバッグタイプもまた既知であり、この場
合エアーバッグの制御圧力適用による膨径に基く軸方向
の収縮力を、操作力として利用するので、エアーバック
自体軽量なほか、摺動部分を含まず摩擦力の影響やエア
ー洩れの心配がないなどの利点が認められる反面１該圧
力適用に際して封入される空気量が、エアーシリンダに
比しエアーバッグの膨径による内容積拡大のためかなり
多・量に上るので、その解放により大気中Ｏこ放散され
ることとなる操作用空気使用量の面で不利となる。
合エアーバッグの制御圧力適用による膨径に基く軸方向
の収縮力を、操作力として利用するので、エアーバック
自体軽量なほか、摺動部分を含まず摩擦力の影響やエア
ー洩れの心配がないなどの利点が認められる反面１該圧
力適用に際して封入される空気量が、エアーシリンダに
比しエアーバッグの膨径による内容積拡大のためかなり
多・量に上るので、その解放により大気中Ｏこ放散され
ることとなる操作用空気使用量の面で不利となる。
（発明の目的）
エアーバッグタイプのニューマチック・アクチュエータ
につき、上記の不利を、長所の阻害なしに実現すること
が、この発明の目的である。
につき、上記の不利を、長所の阻害なしに実現すること
が、この発明の目的である。
（発明の構成）
上記目的は、次の事項を骨子とする構想により、有利Ｇ
こ充足される。
こ充足される。
有機又は無機質高張力繊維類を耐張強化素子とする編組
み構造をもって外周を補強し両端の開口は少くとも片側
にて接続孔をもつ閉鎖部材でもって封止合着したゴム又
はゴム状弾性体材料の管状体と、この管状体の内部空洞
中、少くとも大部分の空間を、上記接続孔に配管を介し
連結した圧力源でもってする制御圧力の適用に基く編組
み構造のパンタグラフ運動を伴う膨径変形と該制御圧力
の解放による復元運動の妨害なしに占有する、充・てん
体とより成り、上記膨径変形中、軸方向の収縮力を生起
することを特徴とするニューマチック・アクチュエータ
。
み構造をもって外周を補強し両端の開口は少くとも片側
にて接続孔をもつ閉鎖部材でもって封止合着したゴム又
はゴム状弾性体材料の管状体と、この管状体の内部空洞
中、少くとも大部分の空間を、上記接続孔に配管を介し
連結した圧力源でもってする制御圧力の適用に基く編組
み構造のパンタグラフ運動を伴う膨径変形と該制御圧力
の解放による復元運動の妨害なしに占有する、充・てん
体とより成り、上記膨径変形中、軸方向の収縮力を生起
することを特徴とするニューマチック・アクチュエータ
。
上記光てん体は、非圧縮性不定形流動体たとえば砂や砂
利などのような固形粒子また液体たとえば水や、グリー
ス状粘稠物質もしくはそれらの封入カプセル小球ならび
に、伸縮方向Ｇこのみ可撓性をもつ棒もしくは筒状の弾
性体が適合し、とくに前者のうちの固形粒子（こついて
は、最密光てんとなる粒度分布とした集合体とするのが
有利である。
利などのような固形粒子また液体たとえば水や、グリー
ス状粘稠物質もしくはそれらの封入カプセル小球ならび
に、伸縮方向Ｇこのみ可撓性をもつ棒もしくは筒状の弾
性体が適合し、とくに前者のうちの固形粒子（こついて
は、最密光てんとなる粒度分布とした集合体とするのが
有利である。
上記の構成によれば、有機又は無機質高張力繊維類を耐
張強化素子とする繻組み構造をもって外周を補強し、両
端の開口は閉止部材により封着合体したゴム又はゴム状
弾性体材料の管状体すなわちエアーバッグの内部に、閉
止部材に設けた接続孔に配管を介し連結した圧力源でも
ってする制御圧力の適用に基く上記編組み構造のハンタ
グラフ運動を伴う膨径変形による軸方向の収縮力を、生
起させることができるのはもちろんであるが、この制御
圧力の適用される上記管状体の内部空洞が、充てん体に
よって占有されているので、その総体積に対応する空気
使用量の節減が次のように達せられる。
張強化素子とする繻組み構造をもって外周を補強し、両
端の開口は閉止部材により封着合体したゴム又はゴム状
弾性体材料の管状体すなわちエアーバッグの内部に、閉
止部材に設けた接続孔に配管を介し連結した圧力源でも
ってする制御圧力の適用に基く上記編組み構造のハンタ
グラフ運動を伴う膨径変形による軸方向の収縮力を、生
起させることができるのはもちろんであるが、この制御
圧力の適用される上記管状体の内部空洞が、充てん体に
よって占有されているので、その総体積に対応する空気
使用量の節減が次のように達せられる。
すなわち上記管状体の内部空洞内に、その初期体積に等
しい体積の充てん体を封入したとき、該内部空洞への制
御圧力適用下の内容積■。は、ここにｄ：管状体の内径 ｌ：管状体の有効長さ ０ｏ：編組み角初期値 ０ｘ：編組み角 で示され、一方充てん体を封入しないとき同様な内容積
■は、 であり、従って管状体の膨径をもたらすべきエアー使用
量の比へは、 で与えられる。
しい体積の充てん体を封入したとき、該内部空洞への制
御圧力適用下の内容積■。は、ここにｄ：管状体の内径 ｌ：管状体の有効長さ ０ｏ：編組み角初期値 ０ｘ：編組み角 で示され、一方充てん体を封入しないとき同様な内容積
■は、 であり、従って管状体の膨径をもたらすべきエアー使用
量の比へは、 で与えられる。
いま収縮率（歪）をεとすると、
ＱＣ）Ｓθｘ−（１−ε） ａｏｓθｏ、６．（４）で
あり、（４）式より、（８）式は、 ・・・（５） のよつＱこ整理できる。
あり、（４）式より、（８）式は、 ・・・（５） のよつＱこ整理できる。
この結果に従い、たとえば編組み角初期値２０゜°の場
合、種々な実用上の歪εに対して次表の関係が導かれる
。
合、種々な実用上の歪εに対して次表の関係が導かれる
。
従ってこの発明に、従い充てん体を使用することにより
、その不使射と比べてニューマチック・アクチュエータ
の１操作回数当りエアー使用量は、はぼ８０％程度また
はそれ以上節減されるので、稼動中の全エアー消費量の
抑制効果は著大にのぼり、この発明にょるニューマチッ
ク・アクチュエータの現実的な利用が可能となるわけで
ある。
、その不使射と比べてニューマチック・アクチュエータ
の１操作回数当りエアー使用量は、はぼ８０％程度また
はそれ以上節減されるので、稼動中の全エアー消費量の
抑制効果は著大にのぼり、この発明にょるニューマチッ
ク・アクチュエータの現実的な利用が可能となるわけで
ある。
さて第１図にこの発明に従うニューマチック・アクチュ
エータの要部断面を、外観正面にあわせ示し、図中１は
管状体、２はその外周の編組み補強構造、８は両端の閉
鎖部材、４はがしめキャップである。
エータの要部断面を、外観正面にあわせ示し、図中１は
管状体、２はその外周の編組み補強構造、８は両端の閉
鎖部材、４はがしめキャップである。
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得るが、均等材料、たと
えば各種のプラスチックで代替してもよい。
、可撓性の面で重宝に活用され得るが、均等材料、たと
えば各種のプラスチックで代替してもよい。
編組み補強構造２Ｇ上たとえば耐圧ゴムホースにおける
慣用に準じるが、その場合にいわゆる静止角（５４°４
４′）に近い編組み角とされるのに反して管状体１の内
田充てんによる最大膨径において上記静止角に至るよう
に、のぞましくは編組み角度初期値θ。を、２００程度
において、常用の歪みεがはぼ０・３程度に至るように
使用条件を定める。
慣用に準じるが、その場合にいわゆる静止角（５４°４
４′）に近い編組み角とされるのに反して管状体１の内
田充てんによる最大膨径において上記静止角に至るよう
に、のぞましくは編組み角度初期値θ。を、２００程度
において、常用の歪みεがはぼ０・３程度に至るように
使用条件を定める。
この編組み補強構造２に用いる耐張強化素子は、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ィラ
メントの撚り又は無撚りの束などが適合する。
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ィラ
メントの撚り又は無撚りの束などが適合する。
上記初期値２０ｏのようにかなりに圓い角度配列の下で
は、管状体１の外周における編上げ操作が必すしも容易
でないけれども、たとえば通常のゴムホース用、ブレー
ド編上げ機にて得られる編組み 。
は、管状体１の外周における編上げ操作が必すしも容易
でないけれども、たとえば通常のゴムホース用、ブレー
ド編上げ機にて得られる編組み 。
体を上記初期値に適合するように軸方向に延伸した状態
にて、管体外１の外周Ｑこはめかぶせると、簡便であり
、この際、管状体１の外周に適宜接着を施してもよい。
にて、管体外１の外周Ｑこはめかぶせると、簡便であり
、この際、管状体１の外周に適宜接着を施してもよい。
さらにこの編組み補強構造２の外周には、適宜、耐候性
、耐外傷性保護被膜の外皮を設けるを可とする。
、耐外傷性保護被膜の外皮を設けるを可とする。
閉鎖部材３は、管状体１の両端開口Ｑこ緊密に、好まし
くは接着剤を用い得る封止合着に供するニップル５と、
位置定めを司る７ランジ６、さらには連結ピン孔をあけ
たアイ又はクレビス端７とがらなり、ニップル５の外周
には、その先端に向う緩テーパーを、反対向きの急テー
パーとともに形成する、抜は止め用の環状突条８を設け
るを可とする。閉鎖部材８は少くとも片側で、ニップル
６の中央孔を介し管状体１の内部空洞と連通ずる接続孔
９をあけここＱこフィッティング１０を取付ケる。
くは接着剤を用い得る封止合着に供するニップル５と、
位置定めを司る７ランジ６、さらには連結ピン孔をあけ
たアイ又はクレビス端７とがらなり、ニップル５の外周
には、その先端に向う緩テーパーを、反対向きの急テー
パーとともに形成する、抜は止め用の環状突条８を設け
るを可とする。閉鎖部材８は少くとも片側で、ニップル
６の中央孔を介し管状体１の内部空洞と連通ずる接続孔
９をあけここＱこフィッティング１０を取付ケる。
かしめキャップ４は、７ランジ６と係合して管状体１の
端部外周Ｇこかぶさり、とくに端縁にフレアー１１を形
成した円筒状金物より成り、ニップル６に向けて半径方
向に局部押圧して閉鎖部材３を管状体１に封止合着する
。図中１２はがしめ工具による圧痕を例示した。
端部外周Ｇこかぶさり、とくに端縁にフレアー１１を形
成した円筒状金物より成り、ニップル６に向けて半径方
向に局部押圧して閉鎖部材３を管状体１に封止合着する
。図中１２はがしめ工具による圧痕を例示した。
この例では、ニップル５の先端開口に、通気孔１８をあ
けたストレーナ１４でもって中央孔から隔絶して管状体
１の内部空洞内に、非圧縮性不定形流体の一例たる、固
形粒子を充てん体１５として１該内部空洞の大部分の空
間内を占めさせた場合を示したが、かような固形粒子を
最密光てんとなる粒度分布にて用いるとか、ときには液
体たとえば水や、グリース状粘稠物質などを用いるとか
、さらには軸方向に伸縮可撓性をもつことを条件として
、気密被膜をかぶせたスポンジ質の棒もしくは筒状の弾
性体などであってもよい。
けたストレーナ１４でもって中央孔から隔絶して管状体
１の内部空洞内に、非圧縮性不定形流体の一例たる、固
形粒子を充てん体１５として１該内部空洞の大部分の空
間内を占めさせた場合を示したが、かような固形粒子を
最密光てんとなる粒度分布にて用いるとか、ときには液
体たとえば水や、グリース状粘稠物質などを用いるとか
、さらには軸方向に伸縮可撓性をもつことを条件として
、気密被膜をかぶせたスポンジ質の棒もしくは筒状の弾
性体などであってもよい。
フィッティングＩＯには図示しないが操作圧力源ｔ、＝
トえばエアーコンプレッサを、８方弁を含む管路と接続
し、管状体１の内部空洞内に制御圧力を適用することＧ
こより１編組み補強構造２の編組み角θ。
トえばエアーコンプレッサを、８方弁を含む管路と接続
し、管状体１の内部空洞内に制御圧力を適用することＧ
こより１編組み補強構造２の編組み角θ。
のθ工に至る拡大つまり、パンタグラフ運動によって、
管状体ｌの膨径と、それに由来した軸方向の収縮すなわ
ぢ閉鎖部材８の連結ピン孔間距離の縮少をもたらし、こ
の収縮力Ｆは、次式 ７式％ 一方上記制御田力の解放にて、内部空洞中のエアーは３
方弁を通して大気中に放散され、管状体１は、°編組み
補強構造２の編組み角θ工の減少の下に復元伸長するの
はいうまでもない。
管状体ｌの膨径と、それに由来した軸方向の収縮すなわ
ぢ閉鎖部材８の連結ピン孔間距離の縮少をもたらし、こ
の収縮力Ｆは、次式 ７式％ 一方上記制御田力の解放にて、内部空洞中のエアーは３
方弁を通して大気中に放散され、管状体１は、°編組み
補強構造２の編組み角θ工の減少の下に復元伸長するの
はいうまでもない。
従ってこのようなニューマチック・アクチュエータは、
たとえば関節連結をした作動アーム間にわたり両端の閉
鎖部材８のアイ又はクレビス７によってビン連結を行い
、作動アーム間に屈伸、関節運動を導くことができるの
は、明らかである。
たとえば関節連結をした作動アーム間にわたり両端の閉
鎖部材８のアイ又はクレビス７によってビン連結を行い
、作動アーム間に屈伸、関節運動を導くことができるの
は、明らかである。
（発明の効果）
以上詳しく説明を加えたところにおいてこの発明のニュ
ーマチック・アクチュエータは、エアーバッグ式の範躊
には入るけれども、従来その膨径による内容積の増加が
エアーシリンダタイプのそれに対してほぼ２倍強にも上
るために操作用空気の使用量が過大であった不利を、管
状体の内部空洞の少くとも大部分の空間を占有させた充
てん体の内蔵によって、エアーバッグ式アクチュエータ
の諸利点を害することなく大幅に軽減できる。
ーマチック・アクチュエータは、エアーバッグ式の範躊
には入るけれども、従来その膨径による内容積の増加が
エアーシリンダタイプのそれに対してほぼ２倍強にも上
るために操作用空気の使用量が過大であった不利を、管
状体の内部空洞の少くとも大部分の空間を占有させた充
てん体の内蔵によって、エアーバッグ式アクチュエータ
の諸利点を害することなく大幅に軽減できる。
第１図はこの発明の実施例を示す要部断面の正面図であ
る。 １・・・管状体、 ２・・・編組み補強構造、
□３・・・閉鎖部材、 ９・・・接続孔、１５
・・・充てん体。
る。 １・・・管状体、 ２・・・編組み補強構造、
□３・・・閉鎖部材、 ９・・・接続孔、１５
・・・充てん体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｌ 有機又は無機質高張力繊維類を耐張強化素子とする
綱組み構造をもって外周を補強し両端の開口は少くとも
片側にて接続孔をもつ閉鎖部材でもって封止合着したゴ
ム又はゴム状弾性体材料の管状体と、この管状体の内部
空洞中、少くとも大部分の空間を、上記接続孔に配管を
介し連結した圧力源でもってする制御圧力の適用に基く
編組み構造のパンタグラフ運動を伴う膨径変形と該制御
圧力の解放による復元連動の妨害なしに占有する斗充て
ん体とより成り、上記膨径変形中、軸方向の収縮力を生
起することを特徴とするニューマチック・アクチュエー
タ。 ＆ 充てん体が、非圧縮性不定形流動体である、特許請
求の範囲ｌ記載のアクチュエータ。 ＆ 非圧縮性不定形流動体が、最密光てん粒度分布の固
形粒子集合体である特許請求の範囲２記載のアクチュエ
ータ。 先 充てん体が、伸縮方向にのみ可撓性をもっ俸又は筒
状弾性体である特許請求の範囲１記載のアクチュエータ
。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58071404A JPS59197605A (ja) | 1983-04-25 | 1983-04-25 | ニユ−マチツク・アクチユエ−タ |
| US06/603,819 US4615260A (en) | 1983-04-25 | 1984-04-25 | Pneumatic actuator for manipulator |
| DE8484302790T DE3483590D1 (de) | 1983-04-25 | 1984-04-25 | Pneumatisches stellglied fuer manipulatoren. |
| EP84302790A EP0123558B1 (en) | 1983-04-25 | 1984-04-25 | Pneumatic actuator for manipulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58071404A JPS59197605A (ja) | 1983-04-25 | 1983-04-25 | ニユ−マチツク・アクチユエ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59197605A true JPS59197605A (ja) | 1984-11-09 |
Family
ID=13459537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58071404A Pending JPS59197605A (ja) | 1983-04-25 | 1983-04-25 | ニユ−マチツク・アクチユエ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59197605A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61206809A (ja) * | 1985-03-11 | 1986-09-13 | Bridgestone Corp | カバ−付き弾性収縮体 |
| US7213503B2 (en) | 2003-08-29 | 2007-05-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Compressible fluid pressure actuator |
| WO2007058107A1 (ja) * | 2005-11-15 | 2007-05-24 | Hitachi Medical Corporation | 流体圧式アクチュエータ及びそれを用いた運動装置 |
| JP2017032022A (ja) * | 2015-07-30 | 2017-02-09 | 株式会社ブリヂストン | 流体圧アクチュエータ |
| US9771956B2 (en) | 2015-09-04 | 2017-09-26 | Pansonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Actuator, actuator apparatus, and method of driving actuator |
| US10288089B2 (en) | 2016-08-29 | 2019-05-14 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Actuator and method for driving the actuator |
| US10294966B2 (en) | 2016-07-13 | 2019-05-21 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Actuator body, method for driving actuator, and gripping hand using the same |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS473916B1 (ja) * | 1968-05-29 | 1972-02-03 | ||
| JPS57190961U (ja) * | 1981-05-30 | 1982-12-03 |
-
1983
- 1983-04-25 JP JP58071404A patent/JPS59197605A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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