JPS59219503A - 駆動機構 - 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】 不発明け、管状ケーシングと、その中で作動する流体作
動ピストンと、ピストンに作用的に連結された力伝達手
段とを有する駆動機構に関する。

特に引張りおよび衝撃運動のための、不連続運動方式の
駆動装置は、おおむね運動する、すなわち駆動されるピ
ストンおよび作用を外側に供給するピストンロッドを有
する空気圧的にまたは液圧的に作動する手段である。直
線運搬装置はピストンロッドなしで作動し、駆動される
ピストンの移動仕事が、例えば空気圧シリンダ（す に設けられた、長手方向に指向したスロットにより、そ
して最後に機械的接手により外側に導かれ、スライダで
全体的な力の反転があって、そこで取り出される。その
ようなピストンロッドなしで作動する直線運搬装置は、
ピストンロッドを有する普通のピストン手段の全長の半
分より若干大きく、全長が非常に短かくなった結果とし
て、配置と位置決めの問題を解決する。

全長の縮小は成る配置にまたは装置内に駆動装置を取シ
つけるために必要であるけれども、−万市場で入手可能
な所望の長さの直線駆動装置によっても実現可能であり
、なお使用すべき力を反転させてそれを適当な場所にも
たらすことがひんばんに起こる。

装置を駆動装置の周りに構成したシ、または装置の概念
を装置の物理的°形状に適合させたシする代りに、基本
的に、駆動装置を、すなわちこの場合には直線駆動装置
を被駆動装置に適合させることができる。しかしながら
、通常、相対作用を有する系の作用仕事を容易に逆転さ
せ（５） ることかできないので、例えば歯医者のドリルの代シに
、回転されるのは患者である。実際に顧慮し々ければな
らない打ち勝ち難い事実上の強制があり、この点では確
立された長い経験が優先されなければならない。

このような事実上の強制は駆動装置および被駆動装置を
有する系に本存在し、直線駆動の場合に全長を短かくす
ることによりこれらに逆らう試みがなされた。ピストン
ロッドをなくすことにより全長に関して相当な改良がな
される。

以前に存在する概念から離れるこの考えは、スターリン
グモータの６浮動ピストン”は別として特に古くない。

全体通路での力の発生および作用点へのその力の伝達に
よれば、すでに設計された手段での構造的制限内で、ま
たは前述の型式の駆動装置を地形上の困難の下でしか使
用できない場合に、それＫもかかわらずそのような駆動
装置を用いることができるだろう。力を最後に使用しな
ければならない点がその作用線上にないことに重（６） 要件を置いてはならない。なぜなら、力が通る通路を実
質的に所望の仕方で前記点にもたらすことができるから
である。

不発明の目的は、そのような駆動装置を実現するための
構造の明細を提供することである。

上記の目的を達成するには、全体通路形状をたどる同軸
に指向した同軸二本管と、外側同軸室内の流体作動環状
ピストンとを設け、ピストンがピストンの中心に作用す
る部材と、とれに固だされた力伝達手段とを有し、力伝
達手段が二本管内を通シ、力を引張りおよび衝撃方向に
伝達し、かつ空間内でどの方向にも移動可能であるよう
にすれば良い。

好ましい実施例は、力伝達手段として、耐伸び性の、引
張および／または圧縮力吸収性の半球リンクチエンを用
い、このリンクチエンは円錐運動特性を有し、かつ半球
リンクチエンのための案内手段を有し、この案内手段は
駆動装置の二不管に連結されかつ所望の全体通路曲線を
たどる。

（７） 以下、不発明の実施例について図・面にょシ詳細に説明
する。

第１図は、不発明による駆動手段を、全体通路曲線の特
別な場合である直線形で示し念断面図である。この表示
形態は、構造または構造明細の原理を例証するために使
用された。しかしながら、不発明がこの特別な場合に限
定されないことは明らかである。

駆動機構が、与えられた通路曲線をたどる案内手段なし
で、かつ部材に作用する力移送または伝達手段なしで示
されており、完全表実施例を以下に述べる。二不管１，
２は、例えば完全釦金属のジャケット管１といっそう小
さい直径の同軸管２とからな）、同軸管２はジャケット
管に対し同心の位置に端部片１２により保持されている
。後述される相当な全長の場合に、同軸管は一足の剛性
にもかかわらず、重力により大な夛小なシたわむ。この
ため、環状の横断面が駆動装置の長さにわたって偏心的
になる。流体作用の環状ピストン３が外側の同軸室に、
すな（８） わちジャケット管と同軸管の間、かなシの全長の場合に
はある程度同軸の管との間の中空円筒空間に配置され、
前記ピストンがその対称的構造の結果として二つの対向
方向に作用可能である。この環状ピストン３は、ピスト
ン中心の方に向けられた部材４を有し、この部材は外側
同軸室５から内側同軸室６の中へ、同軸管の長手方向に
向けられたスロット９を通って突出している。ここに示
した型式の直線の例では、スロット９が、通常の場合で
ある、仮想的同心主ファイバーをコイル状に巻いていな
い。同軸室６内を力伝達手段（図示省略）が通っている
。この力伝達手段は周囲と連通しているが、密封しては
ならない。なぜなら、この室に正常の圧力があるからで
ある。仕事を行う圧力が圧力室８の外側同軸室５に作ら
れ、その室内で環状ピストン３を活動させる。二つの室
が密封ス）　ＩＪツブ７によ）互いに分離される。この
密封ストリップを長手方向スロット９に部分的に挿入す
ることができ、密封ストリップ７は二つの室の間（９） の圧力差によシ増加する密封作用の方向に押されるよう
に構成されている。最後に、ピストンを活動させる圧力
差を発生させるために各端部片１２に流体開口１４を見
ることができる。圧力室８が、端部片１２に嵌め込まれ
たリングパツキン１３によシ密封されている。案内手段
（ここでは図示省略）が、ジャケット管１を越えて突出
する同軸管２の二つのソケット１１に設けられている。

案内手段は、同軸管２の開口１０から進む力伝達手段（
図示省略）を受は入れる。

環状ピストン３が三木管内を変位可能である。

圧力室Ｂを密封するストリップシールが、ピストン移動
方向にすベシカム１５によシ持ち上げられ、そして次の
固定カム１６にょシ再び密封位置に戻される。第２図に
示すように、シールストリップ７の構造すなわち輪かく
の結果として、固定カム１６を同時にピストンのための
リングパツキンとして設計することができる。ガス状流
体を使用するとき、すなわち空気手段で（１０） は、密封必要条件はあまり厳しくないので、との解決を
推せんできる。なぜなら、一般に、同軸管スロット９が
仮想中心ファイバーの周りにわずかに巻かれることが許
され、かつ不発明による全体通路に沿って進むねじり二
本管の場合には、それをかなりの努力と費用でしか避け
ることができないからである。

二本管１，２、すなわち実質的に同心に配置されたジャ
ケット管１と同軸管２の実現は、単一の曲率の場合には
異なる直径の相応して予め曲げられた二本の管を互いに
挿入するようにする。

端部片１２は、端部に二本の管を同心に中心に置く。二
本管の中心に向って起こる６たるみ”、すなわち中心か
らのそれは、通過する環状ピストン３によシ常に一時的
に除去される。これにより、金属で二本管を作ることが
容易にできる。

二重曲率の場合に、すなわち作用シリンダのＢ字状コー
スの型式の場合、可撓性ジャケット管１を相応して予め
曲げられた内側同軸管２の上を通して、二つの入れ子式
管の著しい共同曲（１１） げを除去する。再び自動的に除かれかい曲率に小さな力
でもたらすことができる可撓柱管型式が望ましい。すな
わち、予め曲げられた同軸管の上へ嵌めることに続いて
、第一段階で所望の曲率にざっとならうことができ、そ
して第二段階で、例えば環状ピストン寸法に対応する型
板を通して押すことにより細かな可曲げを行うととがで
きる。前述したように、残っている中心からのそれは、
移動する環状ピストンによリ一時的に除かれる。そのと
き、支承部材は、ジャケット管がほぼ同心に隔置された
剛性内側管である。ジャケット管が薄ければ薄いほど、
かつたわみやすければたわみやすいほど、それだけ低い
精度でこの必要条件を果さなければならガい。このよう
に、環状ピストン３による心出しがいっそう容易に行わ
れれば行われるほど、それに対して作用するマスは剛性
がそれだけいっそう小さい。従って、空気圧と、適当な
可撓性にかかわらずジャケット管１の景小伸び性と、管
の壁厚および長さとを最適にすることが必要（１２） である。長さが比較的長い場合には、例えば外側支持体
を駆動機構のシリンタの確実な個所に設けることができ
る。

称呼直径を維持するためのジャケット管の必要な低い伸
び性は、例えば内管が比較的高い強さと熱安定性を有し
、かつ通常高い引張強さから非常に高い引張強さまでの
絹織物により囲まれた、最本高い圧力のホース型式によ
り得られる。さらに、これらの高圧ホースは耐摩耗性の
外側絹織物により囲まれる。金属コイルまたは外装管に
より囲まれたホースはなおいっそう良いし、前述したよ
うに、ホースに与えられる曲りを維持する。もちろん、
これらのホースまたは管は、これに関連して用いられる
よりはるかに高い作用圧力に対し設計されている。この
場合の超過寸法をもった壁厚゛が管状強さに対し用いら
れる。

前述したように、環状ピストン３が対称的に構成されて
いる。このことは、もちろん、シールを開くためのすべ
りカム１５ならびにシール（１３） を再び閉じるための二つの固定カム１６にも当てはまり
、固定カム１６け同軸管のリングパツキンとして本役立
つのが有利である。コイル巻きシステムの単位長さ当り
の巻き数はストリップシール７の材料と形状により制限
される。このように、非常に緊密な々−ンを横切るとと
ができることは、環状ピストンのこの付加的な回転自由
度の機能ではなく、その機能は、事実上駆動装置の構造
に起因するコイル巻きと両立できるようにすることであ
る。ねじり二本管の製造に帰因するコイルは大体３６０
７ｍよセ小さく、すなわち本願のシールに対しては問題
がない。

環状ピストンの前記の付加的な自由度、すなわち並進運
動に回転を添えることは、力伝達手段の機能として、エ
ネルギーの貯蔵がないように伝達しなければならない。

全長が小さい場合には、とれを許すことができる。なぜ
なら、力伝達手段のわずかなねじりに起因する有害な材
料負荷がなく、かつそれが逆転したときに再び除去され
るからである。しかしながら、全長が（１４） 比較的長い場合には、すなわち５〜１０ｍ以上の場合に
は、力の伝達がこの回転運動を検出可能なトルクとして
被駆動ユニットに供給する。

また、これに設けられていない力伝達手段に対する摩耗
が増加する危険もある。

駆動が立体曲率の形態の与えられた多乗ねしり通路で、
例えば壁を通って進められるかまたは壁を部分的に進む
複雑な取付けで行われる場合には、同軸管の半同軸コー
スはしばしば同心性が著しく異なる。今まで十分試して
みることが必要であると考えられていない非外来通路形
状の場合には、乱す障害もなく、すなわち半径方向力に
よる過剰な減速もなく、横切るピストンの一時的な心出
しがある。これは、駆動装置の寸法決めおよび動力レベ
ルに依存する。真のクリップは正常限界内では懸念する
必要がないが、高い同期が必要なときには、これに関連
して最適にすることが適切である。

構造上の問題を解決するために、外方で閉鎖された管形
状を、部品を突出させずにかつスラ（１５） イダに１通路”を事実上強制せずに自由にしておくこと
が非常に有利である。駆動装置をこのように機能をそと
なわずに具体化するととができる。別の利点は、直線駆
動の場合にさえも、特性が得られること、すなわち、無
限の半径を有する曲率の特別な場合もそこに合体される
ととである。圧力室の密封を、彎曲および直線の実施例
の場合に同じ手段で解決することができる。

第２図は、スロットの付１．ｎた同軸管を密封するため
の例を示す。スロット９を有する同軸管２は、簡単な密
封形材７で圧力−密封するのが適当である。圧力室８が
管２の外側に位置し、かつ低い圧力が内側同軸室６内を
支配している。

間隙９に導入された形材７が広がろうとする傾向があり
、密封リップ１６が管壁を押圧する。

作用中、この密封が作用され、かつばく大力度数再び閉
じられるので、材料と形状に高い要求がなされる。密封
ス）　ＩＪツブが端部片１２でその端部位置に密封ス）
　＋７ツプ取付具１７にょシ（１６〕 保持され（第１図参照）、選択された形材は、しばしば
長い同軸管に正しく着座する責任をもっている。

同軸管３にスロット９を通って突き出る剪断応力および
多分ねじりを移送するための部材７が同軸管３に固定さ
れている。密封ス）　ｌツブ７が部材４のためのスロッ
トを密封するために用いられ、すべりカム１５によ妙ス
ロット９から動かされ、そして固定カム１６にょヤ再び
その場所へ戻されるが、とれは前述した実施例に対応す
る。第３図に示した他の実施例では、部材４のために高
い磁束密度の磁石４′を設けている。この磁石４′は、
環状ピストン３に配置され九章引磁石Ｍ、　、Ｍ２によ
り固定され、そして前記磁石Ｍ１１’２を、ヨークに連
結されたアーマチュア脚として構成することができる。

このようにして、これらのアーマチュア脚は各場合に磁
石の南極または北極を示し、同軸管２の外壁にできるだ
け継目なしで係合し、今やスロット９をもたないで磁気
材料で作らなければならないが、（１７） これらのアーマチュア脚の間には、同軸管内に、磁極性
に従って配向される磁石４′が配置されている。力伝達
手段のスラストのための適当左横方向力を確保するため
にシステムＭ１−同軸管壁２−磁石４′−同軸管壁２−
Ｍ２−ヨークの全磁束の最小量を注意深い構造と寸法決
めにより周知の方法に従ってなしとげることができる。

有用な磁束ＰＨ工の空気隙間の最小長上に関して特別な
注意を払わなければならない雀、迷い出た磁束ＰＨ工。

も小さく保つとともで六る。ヨークエは、低い磁気抵抗
、例えば空気を有する材料で作られる。それは、磁気回
路の形状、空気隙間に対する磁気屈折角に高く依存して
いる。

第３図は磁気継手またはクラッチの基本的ダイアグラム
であり、その実際の構造図面ではない。

第４図は、第１図と関連して述べた駆動装置を示すが、
力伝達手段２０が同軸管２に入っていて、かつ部材４と
作用連結しているカラー形固定クリップ２６により相互
に連結されている。

との実施例では、力伝達または移送手段２ｎが（１８） 球形接手リンクチエンにより構成され、とのリンク千エ
ンは図示のように、連結ブリッジ２６′により一緒に保
持された固定クリップ２６により若干離しておかガけれ
ばならない。環状ピストン５の磁石４′のための部月４
がチェンリンクの間隔に係合している。断面で示した連
結ブリッジ２６′Ｆ′、１、その円周がスロ゛ノドを除
いて、同軸管の輪かぐに適合してその中を自由に摺動で
きるように構成するのが損料である。そのとき、環状ピ
ストン６から中心に向って突出する部材４け、往復運動
の結果と（７て、乱すゆるみが起こらないように、良く
適合するようにピストン状連結ブリッジに突出している
３、カラー形固定クリップ２６がスリニブ状連結ブリッ
ジ２６′に固定されている。チェ７を一緒に保持する球
形接手要素チェノ端部がクリップ２６に挿入されている
。多数のうちの一つであるこの型式の置屋によれば、コ
ニつの端部片１２のうちの一方を取り除いた後、筒中、
々取付け、１１理、交換または保守をするととができる
。

（１９） 案内手段２２から出口端部の駆動装置の右側に示したよ
うに、各チェンリンクがその近くに関して円錐ジャケッ
ト内で空間的に積り除かれている。各チェンリンクはそ
れらの長手方向軸線の周りに互いに対して同時に回転可
能である。

かくして、とのチェ７は応力状態を起とさすに、与えら
れた半径で曲げることもでき、かつねじることもできる
。しかしながら、例えば並進運動から離れて回転運動を
、その運動が取り出すれるチェノ端部へ移送するために
前述のような応力状態で使用しなければならない場合に
は、自由に曲げることができるが、ねじりに対し剛性の
ある力伝達手段が用いられる。

力伝達手段を案内するための案内手段２２が駆動装置の
ソケット１１から通っている。とれらの案内手段２２は
オた、所望の通路に沿って進む。すなわち、案内手段２
２け、駆動装置に発生した力の作用が所望される個所ま
で連続する。案内手段２２け相応して曲げられた固体管
またはスロット付管であるととができ、かつ例（２０） えげ運動を測定ｊ〜たり、チェ７を随意に潤滑１〜たり
または維持］−７たりするために、通路コースの特別な
個所で作用を取り出すととができるようにスロットがつ
けられている。管状Ｙ内手段２２は駆動ソ）１ツト１１
に簡単に取りつけられ、かつクリップオたはフランジで
固定される。

駆動装置の一方の側の行程またけ昇降作用しか必要とし
ない用途には、駆動シリンダが一方の側で閉じられ、か
つ力伝達手段２０、例えば球形接手リンク千エンが環状
ピストン３の一方の側にのみ固定される。完全な移動長
さがもちろん維持され、かつ力を両側で取り出したとき
と同じように配量するととが゛できる。配量れ、例えば
完全な移動または、行程を、残りの一つの代りにいくつ
かの運動順序に細分することを意味する。また、特に１
途中で”作用を取り出すととができるス■コツト伺き案
内手段と共に、無作為の行程を耐大行程の長さ内で行う
とともできる。このことをよ、本発明の固有の利益を示
す。

空圧系統または液圧系統により生じた力が、チ（２１） エンに合体されたピストン中心または磁石４′に向って
突出する部材４の助けで力伝達手段２０の中立ファイバ
ーへ供給される。曲率の場合には、とこでは力伝達系の
中立ファイバーとして考えられる力伝達チェノが駆動シ
リンダに発生した元の速度を保持し、すなわち全体の連
路１−スに不質的に加速または減速がない。このことは
、作用を”途中で”取り出すときに、特に著１−い曲率
の近くでこれが千エンに対しできるだけ近接して起こり
つる限りでは利用できる。

もう一つの重要な利点は、圧力室８と周囲の間に容易に
作られるシールである。力伝達手段が密封連結の部分を
形成せず、力伝達手段を前述した限界内で種々の形状と
方法により実現でき、かつ部分的に交換するととができ
る。圧力室の密封は構造的に不変であシ、かつ力伝達手
段を選択するときＫとれに適合させる必要がない。

第５図は、わずかに揺動する通路形状を、案内手段と共
にたどる駆動装置の全体形状を示す。

（２２） この表現では、例証の目的のためでさえ、どんな外来の
通路形状も示さないように慎重に決められ友。端部片１
２を有するジャケット管１のみが可能である駆動装置の
揺動またはねじり中立ファイバー２５は、二つの開口１
０の間に便利な変位を有する。この変位により、直線駆
動装置の使用ｔｉは不使用に関して決定することができ
る。このことは、不発明による駆動装置の強力な点の一
つでもある。そのとき、案内手段２２は、前述したよう
に所望の通路形状に沿って進む。直線通路形状を有する
特別な場合としての直線形実施例が望ましい。なぜなら
、不発明の利点は直線コースの場合にも便利であり、４
’！ｉ’に曲率が必要でない場合に、同じ構成要素で曲
率のない駆動装置を作るととができるからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は不発明による駆動装置の実施例の部分断面図で
、直線構造が表現しやすくするために使用されている。 第２図は密封ストリップを（２５） 有する内側管の横断面図、第３図は磁気接手またはクラ
ッチが力伝達手段とピストンの間に設けられている一実
施例を示す図、第４図は挿入された力伝達手段と、駆動
装置に連結された案内手段とを有する、第１図による実
施例の部分断面図、第５図はねじシ通路形状をたどる駆
動装置の全体実施例の図である・。 １．２・・・同軸二本管 ３・・・流体作動ピストン ４・・・部材 ５・・・力伝達手段 ５・・・外側同軸室 代理人江崎光好 代理人江崎光史 （２４）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）管状ケーシングと、この管状ケーシング内を作動
   する流体作動ピストンと、ピストンに連結された力伝達
   手段とを有する駆動機構において、全体通路形状をたど
   るほぼ同軸に指向した同軸二本管と、外側同軸室内の流
   体作動環状ピストンとが設けられ、環状ピストンが、ピ
   ストンの中心で作用する部材と、これに固定された力伝
   達手段とを有し、力伝達手段は、二本管内を通り、力を
   引張および衝撃方向に伝達し、かつ空間内でどの方向に
   も移動可能であることを特徴とする駆動機構。 （２）　　所望の通路形状をたどるほぼ同軸の二本管が
   設けられ、ジャケット管に配置されたその同軸管が密封
   可能な仕方で長手方向にスロットを付けられ、流体作動
   環状ピストンが外側同軸室に設けられ、その際部材がピ
   ストンの（１） 中心の方に向けられていてかつ同軸室のスロットを走っ
   ておシ、ならびにこれに固定された力伝達手段が同軸管
   内を走ってお吟、力伝達手段は力を引張および／″！！
   たけ衝撃方向に伝達しかつ空間内で種々の方向に移動可
   能である、特許請求の範囲第１項記載の駆動機構・（３
   ）所望の通路形状をたどるは埋同軸の二本管が設けられ
   、ジャケット管に配置されたその内側同軸管が磁気材料
   で作られ、７５１つ牽引磁石を有する流体作動環状ピス
   トンが設けられ、ピストンには、ピストン中心に位置し
   て−てかつ同軸管内を走る磁石部材、力らびにとれに固
   定されていて同軸管内を走る力伝達手段が設けられ、力
   伝達手段岐、力を引張および／または衝撃方向に伝達し
   、かつ空間内で種々の方向に移動可能である、特許請求
   の範囲第１項記載の駆動機構。 （４）案内手段が同軸二本管の端部に連結され、力伝達
   手段を受は入れ、かつ所望の通路形状の延長部をたどる
   ようにかつている、特許請（２） 求の範囲第２項または第３項記載の駆動機構。 （５）力伝達手段が、耐伸び性の、引張および圧縮カー
   吸収性の球形接手リンクチエンであり、このリンクチエ
   ンは円錐運動特性を有し、かつチェンリンクが互いに対
   し自由に回転可能である、特許請求の範囲第１項から第
   ４項までのうちのいずれか一つに記載の駆動機構。 （６）力伝達手段が、耐伸び性の、引張および圧縮応力
   −吸収性の、自由に曲げることができる手段からなり、
   との手段はねじ漫にこわい運動特性を有する、特許請求
   の範囲第１項または第４項記載の駆動機構。 （７）力伝達手段が、並進および回転力作用を同時に伝
   達するための力伝達特性を有する、特許請求の範囲第６
   項記載の駆動機構。 （８）案内手段には、力伝達手段に自由に近接するため
   の個所が設けられている、特許請求の範囲第４項記載の
   駆動機構。 （９）案内手段が管からなり、力伝達手段に自由に近接
   するための個所が前記管のスロットで（３） ある、特許請求の範囲第８項記載の駆動機構。 （１０）案内手段が、その全長にわたってスロットの付
   いた管からなる、特許請求の範囲第８項記載の駆動機構
   。 （１１）案内手段として役立つ、管の長さにわたって設
   けられたスロットが中心ファイバーの周シをコイル状に
   巻いている、特許請求の範囲第１０項記載の駆動機構。