JPS60227002A - 高耐久性の内圧応動弾性収縮筒 - Google Patents
高耐久性の内圧応動弾性収縮筒Info
- Publication number
- JPS60227002A JPS60227002A JP59083432A JP8343284A JPS60227002A JP S60227002 A JPS60227002 A JP S60227002A JP 59083432 A JP59083432 A JP 59083432A JP 8343284 A JP8343284 A JP 8343284A JP S60227002 A JPS60227002 A JP S60227002A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin
- inner cylinder
- internal pressure
- cylinder
- elastic
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C67/00—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
- B29C67/0014—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00 for shaping tubes or blown tubular films
- B29C67/0018—Turning tubes inside out
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/14—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements fluid
- B25J9/142—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements fluid comprising inflatable bodies
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Rigid Pipes And Flexible Pipes (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）
流体圧力を利用するアクチュエータ一般、なかテモニュ
ーマチック駆動すボットないしはマニピュレータの操作
部に好適な、内圧応動弾性収縮筒の改良に関連してこの
明細書で述べる技術内容は、該弾性収縮筒の耐久性改善
についての開発成果を提案するところにある。
ーマチック駆動すボットないしはマニピュレータの操作
部に好適な、内圧応動弾性収縮筒の改良に関連してこの
明細書で述べる技術内容は、該弾性収縮筒の耐久性改善
についての開発成果を提案するところにある。
（背景技術）
この種の内圧応動弾性収縮筒は、たとえばロボットの腕
や、手首の関節運動に対する適合を目指して考案者らが
開発研究を進めて来たところであって、ゴム又は類似物
の弾性体よりなる薄肉内筒に、その外周を覆う伸縮可能
な編組み構造の補強層を組合わせ、薄肉内筒の内圧によ
る膨径変形を介した、編組み構造のパンタグラフ運動に
て、軸方向の収縮を導く仕組みにおいて、この編組み構
造の編組み角がいわゆる静止角に至る間の内圧適用にて
適切な収縮操作力を得ることができる。
や、手首の関節運動に対する適合を目指して考案者らが
開発研究を進めて来たところであって、ゴム又は類似物
の弾性体よりなる薄肉内筒に、その外周を覆う伸縮可能
な編組み構造の補強層を組合わせ、薄肉内筒の内圧によ
る膨径変形を介した、編組み構造のパンタグラフ運動に
て、軸方向の収縮を導く仕組みにおいて、この編組み構
造の編組み角がいわゆる静止角に至る間の内圧適用にて
適切な収縮操作力を得ることができる。
（問題点）
薄肉内筒の内部における流体圧力の適用において該内筒
の内半径をｒｘ 、外半径をｒ２とするとき、その円周
応力σｔは、内圧をｐｏであられして、で示され、最大
応力σｍａｘはｒ−ｒ□また最小応力・σ・ はｒ−ｒ
ｚの位置にてそれぞれ、１ｎ で示され、たとえば一般的なｒ ７４ｓ＋ｎ、 ｒ２：
５となり、従って内圧の適用の度毎に最大応力にさら
される薄肉内筒の内面側にて疲労破壊を来す原因となっ
ていることが解明された。
の内半径をｒｘ 、外半径をｒ２とするとき、その円周
応力σｔは、内圧をｐｏであられして、で示され、最大
応力σｍａｘはｒ−ｒ□また最小応力・σ・ はｒ−ｒ
ｚの位置にてそれぞれ、１ｎ で示され、たとえば一般的なｒ ７４ｓ＋ｎ、 ｒ２：
５となり、従って内圧の適用の度毎に最大応力にさら
される薄肉内筒の内面側にて疲労破壊を来す原因となっ
ていることが解明された。
（発明の目的）
内圧応動弾性収縮筒の構造的宿命の下に上記疲労による
耐久性の問題を抜本的に改善して、長期使用に耐えるこ
とができる、高耐久性の内圧応動弾性収縮筒を与えるこ
とがこの発明の目的である。
耐久性の問題を抜本的に改善して、長期使用に耐えるこ
とができる、高耐久性の内圧応動弾性収縮筒を与えるこ
とがこの発明の目的である。
（発明の構成）
この発明は、ゴム又は類似物の弾性体よりなり薄肉内筒
にその外周を覆う伸縮可能な編組み構造、の補強層を組
合わせ、薄肉内筒の内圧による膨径変形を介した編組み
構造のパンタグラフ運動にて軸方向の収縮を導く内圧応
動弾性収縮筒において、薄肉内筒の内側に初期圧縮応力
を内在させて成ること を特徴とする、高耐久性の内圧応動弾性収縮筒である。
にその外周を覆う伸縮可能な編組み構造、の補強層を組
合わせ、薄肉内筒の内圧による膨径変形を介した編組み
構造のパンタグラフ運動にて軸方向の収縮を導く内圧応
動弾性収縮筒において、薄肉内筒の内側に初期圧縮応力
を内在させて成ること を特徴とする、高耐久性の内圧応動弾性収縮筒である。
この発明は実際上、薄肉内筒の初期圧縮応力導入を、該
内筒の造管加硫後における内外面の反転によるものとす
ることが有利である。
内筒の造管加硫後における内外面の反転によるものとす
ることが有利である。
第１図（ａ）に、造管加硫直後の薄肉内筒１を示し２は
、シリコンゴム俸より成を可とするマンドレルである。
、シリコンゴム俸より成を可とするマンドレルである。
造管加硫を経た薄肉内筒１は、マンドレル２から引抜く
がその際第１図（ｂ）のように該内筒の内外を反転させ
乍ら、マンドレル２より離脱させるのであり、かくして
造管時の内面な外に同じく外面を内にして裏返された該
内筒ＩＩは、第２図に円周応力σの分布を示したような
、内側圧縮応力が、外側引張応力とつり合った特異の応
力状態となる。
がその際第１図（ｂ）のように該内筒の内外を反転させ
乍ら、マンドレル２より離脱させるのであり、かくして
造管時の内面な外に同じく外面を内にして裏返された該
内筒ＩＩは、第２図に円周応力σの分布を示したような
、内側圧縮応力が、外側引張応力とつり合った特異の応
力状態となる。
この応力は、近似的に
−Ｅｒ、 −ｒ２
２
ここにＥは弾性率
で与えられ、さきに述べたようにｒｌ：４ｍ’ａ、ｒ２
：５雷簿のとき、 σ−ＥＸ０．２ いまこの薄肉内筒に用いたゴムの弾性率を１０ｋｇｆ／
ｃ−とすると、薄肉内筒に内在する初期圧縮応力は、は
ぼ２’９゛ｆ／ｃｍ２が与えられる。
：５雷簿のとき、 σ−ＥＸ０．２ いまこの薄肉内筒に用いたゴムの弾性率を１０ｋｇｆ／
ｃ−とすると、薄肉内筒に内在する初期圧縮応力は、は
ぼ２’９゛ｆ／ｃｍ２が与えられる。
ここで薄肉内筒に加えられる内圧により発生する応力は
、すでに述べたようにして該内筒の内側にて、 で与えられ通常の操作用内圧は、４ｋｑｆ／Ｃｍ２以内
なので、ｒｏ：４鵠、ｒ２：５−とともに代入して、最
大負荷時の薄肉内筒の内側に生じる引張応力はほぼ１８
Ｉｒ９ｆ／ｃｍ”となるべきところ、玉揚初期圧縮応力
と相殺されて、）−６’ｃ９ｆ／ｃｍ２に軽減され、は
ぼ１１％をこえる応力低減が可能になるのは明らかであ
る。
、すでに述べたようにして該内筒の内側にて、 で与えられ通常の操作用内圧は、４ｋｑｆ／Ｃｍ２以内
なので、ｒｏ：４鵠、ｒ２：５−とともに代入して、最
大負荷時の薄肉内筒の内側に生じる引張応力はほぼ１８
Ｉｒ９ｆ／ｃｍ”となるべきところ、玉揚初期圧縮応力
と相殺されて、）−６’ｃ９ｆ／ｃｍ２に軽減され、は
ぼ１１％をこえる応力低減が可能になるのは明らかであ
る。
ちなみに第８図にはこの発明に従う薄肉内筒１／を用い
た内圧応動収縮筒の具体例を図解し、図中８は薄肉内筒
１１の外周を覆う伸縮可能な編組み構造の補強層、４は
薄肉内筒１１の両端に緊密にはめ合わせたニップル、５
は補強層８を薄肉内筒１′とともに抑止する止め金、６
は薄肉内筒１１の内部に操作内圧Ｐを適用するフイテイ
ングであり、この内圧適用にて、薄肉内筒１／が膨径し
、このとき補強層８の編組み補強の編組み角θが、静止
角であるほぼ５４１０４４／に至るまでの間のパンタグ
ラフ運動によってニップル４−４間距離ｌの収縮が導か
れる。
た内圧応動収縮筒の具体例を図解し、図中８は薄肉内筒
１１の外周を覆う伸縮可能な編組み構造の補強層、４は
薄肉内筒１１の両端に緊密にはめ合わせたニップル、５
は補強層８を薄肉内筒１′とともに抑止する止め金、６
は薄肉内筒１１の内部に操作内圧Ｐを適用するフイテイ
ングであり、この内圧適用にて、薄肉内筒１／が膨径し
、このとき補強層８の編組み補強の編組み角θが、静止
角であるほぼ５４１０４４／に至るまでの間のパンタグ
ラフ運動によってニップル４−４間距離ｌの収縮が導か
れる。
このニューマチックアクチュエータ素子にて得られる引
張り力は、ロボットやマニピュレータノ操作に適合する
のは、いうまでもない。
張り力は、ロボットやマニピュレータノ操作に適合する
のは、いうまでもない。
この発′期に従い薄肉内筒１１の内側に初期圧縮応力を
導入するのに、造管加硫後の裏返しによる簡便な方法の
適用について述べたが、加硫硬化の際における薬剤配合
の如きに考慮を加えて、薄肉内筒の内周寄りに圧縮の予
応力を生起させることによっても、同様な作動時におけ
る発生応力の軽減に役立たせ得ることは明らかである。
導入するのに、造管加硫後の裏返しによる簡便な方法の
適用について述べたが、加硫硬化の際における薬剤配合
の如きに考慮を加えて、薄肉内筒の内周寄りに圧縮の予
応力を生起させることによっても、同様な作動時におけ
る発生応力の軽減に役立たせ得ることは明らかである。
（発明の効果）
この発明によれば、内圧応動弾性収縮筒の内圧適用の際
における薄肉内筒に生じる円周応力を、該内筒に内在さ
せた初期圧縮応力による部分的打消し作用によって有効
に緩和し、該円周応力のくり返しによる該内筒の疲労を
軽減することによって、弾性収縮筒の耐久性を大いに向
上することができる。
における薄肉内筒に生じる円周応力を、該内筒に内在さ
せた初期圧縮応力による部分的打消し作用によって有効
に緩和し、該円周応力のくり返しによる該内筒の疲労を
軽減することによって、弾性収縮筒の耐久性を大いに向
上することができる。
第１図は薄肉内筒の内側における初期圧縮応力の導入要
領説明図、 第２図は円周応力分布図、 第８図は内圧応動弾性収縮筒の要部断面図である。 １／・・・薄肉内筒 ３・・・補強層。 特許出願人 株式会社 ブリデストン 代理人弁理士 杉 村 暁 秀 同 弁理士 杉 村 興 作 第１図 第２図 第３図
領説明図、 第２図は円周応力分布図、 第８図は内圧応動弾性収縮筒の要部断面図である。 １／・・・薄肉内筒 ３・・・補強層。 特許出願人 株式会社 ブリデストン 代理人弁理士 杉 村 暁 秀 同 弁理士 杉 村 興 作 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ゴム又は類似物の弾性体よりなる薄肉内筒にその外
周を覆う伸縮可能な編組み構造の補強層を組合わせ、薄
肉内筒の内圧による膨径変形を介した編組み構造のパン
タグラフ運動にて軸線方向の収縮を導く、内圧応動弾性
収縮筒において、 薄肉内筒の内側に初期圧縮応力を内在させて成ること、 を特徴とする高耐久性の内圧応動弾性収縮筒。 区 薄肉内筒の初期圧縮応力の導入が、該内筒の造管加
硫後における内、外面の反転によるものである１記載の
弾性収縮筒。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59083432A JPS60227002A (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | 高耐久性の内圧応動弾性収縮筒 |
| EP19850301622 EP0163370B1 (en) | 1984-04-25 | 1985-03-08 | Actuator |
| DE8585301622T DE3560322D1 (en) | 1984-04-25 | 1985-03-08 | Actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59083432A JPS60227002A (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | 高耐久性の内圧応動弾性収縮筒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60227002A true JPS60227002A (ja) | 1985-11-12 |
| JPH0536645B2 JPH0536645B2 (ja) | 1993-05-31 |
Family
ID=13802273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59083432A Granted JPS60227002A (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | 高耐久性の内圧応動弾性収縮筒 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0163370B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60227002A (ja) |
| DE (1) | DE3560322D1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2207702A (en) * | 1987-07-23 | 1989-02-08 | Dr Colin George Morgan | Pneumatic or hydraulic actuator mechanism (an artificial muscle) |
| GB2328981A (en) * | 1997-09-05 | 1999-03-10 | Richard Martin Greenhill | Improved component of mechanical actuator |
| CN105729465A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-07-06 | 东南大学 | 一种气动软体线性伸缩装置 |
| CN108568811A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-09-25 | 河南森源电气股份有限公司 | 仿生肌肉动力装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS473916B1 (ja) * | 1968-05-29 | 1972-02-03 | ||
| JPS524063B1 (ja) * | 1971-08-02 | 1977-02-01 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2789580A (en) * | 1953-11-18 | 1957-04-23 | Standard Thomson Corp | Mechanical transducer with expansible cavity |
| DE1056815B (de) * | 1956-06-30 | 1959-05-06 | Hoechst Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von duennwandigen Rohren erhoehter Festigkeit aus thermoplastischem Kunststoff |
| GB957929A (en) * | 1962-03-22 | 1964-05-13 | Angus George Co Ltd | Improvements in the manufacture of fire hose |
| JPS524063A (en) * | 1975-06-27 | 1977-01-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Printed circuit board |
-
1984
- 1984-04-25 JP JP59083432A patent/JPS60227002A/ja active Granted
-
1985
- 1985-03-08 EP EP19850301622 patent/EP0163370B1/en not_active Expired
- 1985-03-08 DE DE8585301622T patent/DE3560322D1/de not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS473916B1 (ja) * | 1968-05-29 | 1972-02-03 | ||
| JPS524063B1 (ja) * | 1971-08-02 | 1977-02-01 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3560322D1 (en) | 1987-08-13 |
| EP0163370A1 (en) | 1985-12-04 |
| JPH0536645B2 (ja) | 1993-05-31 |
| EP0163370B1 (en) | 1987-07-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |