JPS6048283A - 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
- JPS6048283A JPS6048283A JP15418883A JP15418883A JPS6048283A JP S6048283 A JPS6048283 A JP S6048283A JP 15418883 A JP15418883 A JP 15418883A JP 15418883 A JP15418883 A JP 15418883A JP S6048283 A JPS6048283 A JP S6048283A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tubular body
- air
- piston
- rubber
- actuator
- 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
-
- 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)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Actuator (AREA)
- Manipulator (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に利用するために開発
されたマニプレータ（マジックバンド）は、その後ロボ
ット技術の発展により、人力作業の代替を含む広範用途
において、その使途の拡大はめざましい。
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に利用するために開発
されたマニプレータ（マジックバンド）は、その後ロボ
ット技術の発展により、人力作業の代替を含む広範用途
において、その使途の拡大はめざましい。
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、シボブ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、シボブ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了りチュエ
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ん汎用
である。
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ん汎用
である。
従来の空気式子り千ユエータは、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。
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〈軸方向
の収縮力を、操作力として利用するので、エアーバッグ
自体軽量なほか、摺動部分を含まず摩擦力の影響やエア
ー洩ねの心配もないなどの利点が認められる。
合エアーバッグの制御圧力適用による膨径に基〈軸方向
の収縮力を、操作力として利用するので、エアーバッグ
自体軽量なほか、摺動部分を含まず摩擦力の影響やエア
ー洩ねの心配もないなどの利点が認められる。
かかるエアーバッグタイプのニューマチックアクチュエ
ータとしては、例えば、第１図に示すようなものが特公
昭５２−４０８７８号公報に記載されているように従来
既知である。
ータとしては、例えば、第１図に示すようなものが特公
昭５２−４０８７８号公報に記載されているように従来
既知である。
第１図において、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はかしめキャップで
ある。
強構造、８は両端の閉鎖部材、・４はかしめキャップで
ある。
管状体］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ｔ″ｌ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ｔ″ｌ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２は、たとえば耐田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°４４・
′）に近い編組み角とされるのに反して管状体１の内圧
光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、２０°程度に
おいて、常用の歪みεがほぼ０．３程度に至るように使
用条件を定める。
に準じるが、その場合にいわゆる静止角（５４°４４・
′）に近い編組み角とされるのに反して管状体１の内圧
光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、２０°程度に
おいて、常用の歪みεがほぼ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了ミド繊維
（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了ミド繊維
（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２０°のようにかなりに低い角度配列の下で
は、管状体］の外周における編上げ操作が必ずしも容易
でないけれども、たとえば通常のゴムホース用ブレード
纒上げ機にて得らねる綱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、管状体１の外周に
はめかぶせると、簡便であり、この際、管状体］の外周
に適宜接着を施してもよい。
は、管状体］の外周における編上げ操作が必ずしも容易
でないけれども、たとえば通常のゴムホース用ブレード
纒上げ機にて得らねる綱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、管状体１の外周に
はめかぶせると、簡便であり、この際、管状体］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。
（３）
閉鎖部材３け、管状体１の両端開口に緊密に、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
置定めを司るフランジ６、さらには連結ビン孔をあけた
アイ又はクレビス端７とからなり、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３の一方は少くとも片側で、ニッ
プル５の長さ方向に形成した孔９を介し管状体】の内部
空洞］０と連通ずる接続孔１】をあけ、ここにフィッテ
ィング】２を取付ケる。
は接着剤を用い得る封止合着に供するニップル５と、位
置定めを司るフランジ６、さらには連結ビン孔をあけた
アイ又はクレビス端７とからなり、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３の一方は少くとも片側で、ニッ
プル５の長さ方向に形成した孔９を介し管状体】の内部
空洞］０と連通ずる接続孔１】をあけ、ここにフィッテ
ィング】２を取付ケる。
かしめキャップ４は、フランジ６と係合して管状体１の
端部外周にかぶさり、とくに端縁にフレアー１８を形成
した円筒状金物より成り、ニップル５に向けて半径方向
に局部押圧して閉鎖部材８を管状体１に封止合着する。
端部外周にかぶさり、とくに端縁にフレアー１８を形成
した円筒状金物より成り、ニップル５に向けて半径方向
に局部押圧して閉鎖部材８を管状体１に封止合着する。
図中１４はかしめ工具による圧痕を例示した。
フィッティング］０には図示しないが操作圧力源りとえ
ばエアーコンプレッサを、８方弁を含む管路により接続
し、管状体１の内部空洞１８内に（４） 制御圧力を適用することにより、編組み構造２の編組み
角θ０のθＸに至る拡大つまり、パンタグラフ運動によ
って、管状体１の膨径と、それに由来した軸方向の収縮
すなわち閉鎖部材３の連結ビン孔間距離の縮少をもたら
し、この収縮力Ｆは、次式 ％式％ 一方上記制御圧力の解放にて、内部空洞中のエアーは３
方弁を通して大気中に放散さね、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。
ばエアーコンプレッサを、８方弁を含む管路により接続
し、管状体１の内部空洞１８内に（４） 制御圧力を適用することにより、編組み構造２の編組み
角θ０のθＸに至る拡大つまり、パンタグラフ運動によ
って、管状体１の膨径と、それに由来した軸方向の収縮
すなわち閉鎖部材３の連結ビン孔間距離の縮少をもたら
し、この収縮力Ｆは、次式 ％式％ 一方上記制御圧力の解放にて、内部空洞中のエアーは３
方弁を通して大気中に放散さね、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３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３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。
しかしながら、かかるニューマチイック了り千ユエータ
は駆動源として空気を用いているため、空気の圧縮性に
よるハンチングの発生およびアクチュエータ自身の弾性
に起因するオーバーシュート、微小振動の発生により制
御性が悪いという問題があった。
は駆動源として空気を用いているため、空気の圧縮性に
よるハンチングの発生およびアクチュエータ自身の弾性
に起因するオーバーシュート、微小振動の発生により制
御性が悪いという問題があった。
（発明の目的）
エアーバックタイプのニューマチック了り千ユエータの
上述した問題をなくすことが、この発明の目的である。
上述した問題をなくすことが、この発明の目的である。
Ｃ発明の構成）
この発明は、上記目的を達成１するため、有機又は無機
質高張力繊ａ類を耐張強化１子とする編組み構造をもっ
て外周を補強し両端開口は少くとも片側にて接続孔を有
する閉鎖部材でもって封止合着したゴム又はゴム状弾性
材料の管状体の内部空洞内Ｇこ、ピストン−シリンダ装
置状のエアーダンバーあるいはオイルダンパーを具備し
、上記管状体の膨径変形中、軸方向の収縮力を生起する
よう構成したニューマ千ツクアク千ユエータを特徴とす
る。
質高張力繊ａ類を耐張強化１子とする編組み構造をもっ
て外周を補強し両端開口は少くとも片側にて接続孔を有
する閉鎖部材でもって封止合着したゴム又はゴム状弾性
材料の管状体の内部空洞内Ｇこ、ピストン−シリンダ装
置状のエアーダンバーあるいはオイルダンパーを具備し
、上記管状体の膨径変形中、軸方向の収縮力を生起する
よう構成したニューマ千ツクアク千ユエータを特徴とす
る。
Ｃ図解説明）
第２図はこの発明によるニューマチックアクチュエータ
の１実施例を示し、第１図につき説明した従来構造と同
様部分を同じ符号で示してその詳細な説明を省略する。
の１実施例を示し、第１図につき説明した従来構造と同
様部分を同じ符号で示してその詳細な説明を省略する。
第２図に示す例では、管状体１の内部空洞］０内にエア
ーダン／ぐ−を構成するピストン−シリンダ装置】５を
設け、このピストン−シリンダ装置］５のシリンダ】６
の端部を一方のニップル５に固定して一体に取付け、こ
のシリンダ装置内に摺動可能のピストン】７に連結され
たピストンロッド］８を他方のニップル５＆こ連結し、
シリンダ］６の外Ｒ壁と管状体１の内周壁との間には適
当な間隙］９があるように離Ｖｌさせる。
ーダン／ぐ−を構成するピストン−シリンダ装置】５を
設け、このピストン−シリンダ装置］５のシリンダ】６
の端部を一方のニップル５に固定して一体に取付け、こ
のシリンダ装置内に摺動可能のピストン】７に連結され
たピストンロッド］８を他方のニップル５＆こ連結し、
シリンダ］６の外Ｒ壁と管状体１の内周壁との間には適
当な間隙］９があるように離Ｖｌさせる。
シリンダ１６の内端が取付固定されるニップル５にはシ
リンダ室２０に通じる空気排気孔２］が設けられ、この
空気排気孔２１を内部空洞１０に開口させ、この開口に
調整ボルト２２を設けてダンピング係数を調整し得るよ
うにしている。したカッチ、上述の構成になるエアダン
パーのダンピング係数は、空気排気孔２Ｊの直径と調整
ボルト２２の調整位置とによって決定される。
リンダ室２０に通じる空気排気孔２］が設けられ、この
空気排気孔２１を内部空洞１０に開口させ、この開口に
調整ボルト２２を設けてダンピング係数を調整し得るよ
うにしている。したカッチ、上述の構成になるエアダン
パーのダンピング係数は、空気排気孔２Ｊの直径と調整
ボルト２２の調整位置とによって決定される。
上述１７） 構成になるニューマチツクアクチュＸ −
タは・管状体１の内部空洞ｌＯ内に制御圧力空気を導入
する際、内部空洞】０内にピストン−シリンダ装置］５
が存在することによって相対的に小量の圧力空気によっ
て迅速に膨径して所望の長さ方向収縮を生じ、また、こ
の際、ピストン−シリンダ装置がエヤーダンパーとして
作用することＧこより、空気の圧縮性、アクチュエータ
の弾性に起因する振動を＠収し、収縮速度あるいは収縮
速度の２東に比例した反力を発生することにより収縮運
動が円滑に行なわれる。したがって、本発明にヨルニュ
ーマ千ツク了り千ユエータはロボット等の位置決めに用
いる場合、位置制御に変動を生ずることなく、正確な位
置制御が可能である。
タは・管状体１の内部空洞ｌＯ内に制御圧力空気を導入
する際、内部空洞】０内にピストン−シリンダ装置］５
が存在することによって相対的に小量の圧力空気によっ
て迅速に膨径して所望の長さ方向収縮を生じ、また、こ
の際、ピストン−シリンダ装置がエヤーダンパーとして
作用することＧこより、空気の圧縮性、アクチュエータ
の弾性に起因する振動を＠収し、収縮速度あるいは収縮
速度の２東に比例した反力を発生することにより収縮運
動が円滑に行なわれる。したがって、本発明にヨルニュ
ーマ千ツク了り千ユエータはロボット等の位置決めに用
いる場合、位置制御に変動を生ずることなく、正確な位
置制御が可能である。
（８）
上述した図示の例では、ピストン−シリンダ装を状のエ
アーダンバーを設けて空気の圧縮性および了り千ユエー
タの弾性に起因する振動を吸収するよう構成した例につ
き説明したが、ピストン−シリンダ装置状のオイルダン
パーをも同様に用い得ること勿論であり、この場合には
シリンダ装置０両シリンダ室内に油を封入し、ピストン
に小径の制限孔を設け、ピストンの移動により制限孔を
経て油が両シリンダー室間に通流する際に抵抗を与える
ことによってダンパー作用を与えるよう構成５される。
アーダンバーを設けて空気の圧縮性および了り千ユエー
タの弾性に起因する振動を吸収するよう構成した例につ
き説明したが、ピストン−シリンダ装置状のオイルダン
パーをも同様に用い得ること勿論であり、この場合には
シリンダ装置０両シリンダ室内に油を封入し、ピストン
に小径の制限孔を設け、ピストンの移動により制限孔を
経て油が両シリンダー室間に通流する際に抵抗を与える
ことによってダンパー作用を与えるよう構成５される。
第３図は位置制御量Ｓと時間との関係を示すグラフで、
実線Ａは本発明によるエアーダンバーもしくはオイルダ
ンパーを具えるニューマ千ツクアクチュエータを破ｍＢ
けかかるダンパーを具えない場合の変動状態を示す。
実線Ａは本発明によるエアーダンバーもしくはオイルダ
ンパーを具えるニューマ千ツクアクチュエータを破ｍＢ
けかかるダンパーを具えない場合の変動状態を示す。
〔発明の効果）
上述したように、この発明によれば、ゴムまたはゴム状
の弾性材料の管状体の内部空洞内に、ビストン−シリン
ダ装置状のエアーダンバーあるいはオイルダンパーを設
けたことにより、了り千ユエータ作動時に空気の圧縮性
、アク千ユエータの弾性に起因する振動を吸収し、作動
を円滑にして正確な位置制御を可能とするばかりでなく
、所要の膨径に要する操作用空気量を、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。
の弾性材料の管状体の内部空洞内に、ビストン−シリン
ダ装置状のエアーダンバーあるいはオイルダンパーを設
けたことにより、了り千ユエータ作動時に空気の圧縮性
、アク千ユエータの弾性に起因する振動を吸収し、作動
を円滑にして正確な位置制御を可能とするばかりでなく
、所要の膨径に要する操作用空気量を、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図はエアーバッグ式アクチュエータの従来構造を一
部を断面として示す正面図、 第２図は本発明によるニューマチックアクチュエータの
一部を断面として示す正面図、第８図はニューマチック
アクチュエータの位置制御量と時間との関係を示すグラ
フである。 】・・・管状体 ２・・・編組み補強構造８・・・閉ａ
ｍ材 ５・・・ニップル 】０・・・内部空洞 】５・・・ピストン−シリンダ装置 】６・―・シリンダ 】７・・・ピストン１８・・・ピ
ストンロッド ２】・・・空気排気孔２２・・・調整ボ
ルト。 特許出願人 ブリデストンタイヤ株式会社特開昭ＧＯ−
４８２８３（５） 一時間ｔ
部を断面として示す正面図、 第２図は本発明によるニューマチックアクチュエータの
一部を断面として示す正面図、第８図はニューマチック
アクチュエータの位置制御量と時間との関係を示すグラ
フである。 】・・・管状体 ２・・・編組み補強構造８・・・閉ａ
ｍ材 ５・・・ニップル 】０・・・内部空洞 】５・・・ピストン−シリンダ装置 】６・―・シリンダ 】７・・・ピストン１８・・・ピ
ストンロッド ２】・・・空気排気孔２２・・・調整ボ
ルト。 特許出願人 ブリデストンタイヤ株式会社特開昭ＧＯ−
４８２８３（５） 一時間ｔ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 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開口は少くとも片
側にて接続孔を有する閉鎖部材でもって封止合着したゴ
ム又はゴム状弾性材料の管状体の内部空洞内に、ピスト
ン−シリンダ装置状のエアーダンパーあるいはオイルダ
ンパーを具備し、 上記管状体の膨径変形中、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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15418883A JPS6048283A (ja) | 1983-08-25 | 1983-08-25 | ニユ−マチツク・アクチユエ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15418883A JPS6048283A (ja) | 1983-08-25 | 1983-08-25 | ニユ−マチツク・アクチユエ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6048283A true JPS6048283A (ja) | 1985-03-15 |
| JPH0567397B2 JPH0567397B2 (ja) | 1993-09-24 |
Family
ID=15578757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15418883A Granted JPS6048283A (ja) | 1983-08-25 | 1983-08-25 | ニユ−マチツク・アクチユエ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6048283A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61290216A (ja) * | 1985-06-15 | 1986-12-20 | Bridgestone Corp | 位置決め機構 |
| WO2005021980A1 (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 圧縮性流体圧アクチュエータ |
-
1983
- 1983-08-25 JP JP15418883A patent/JPS6048283A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61290216A (ja) * | 1985-06-15 | 1986-12-20 | Bridgestone Corp | 位置決め機構 |
| WO2005021980A1 (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 圧縮性流体圧アクチュエータ |
| US7213503B2 (en) | 2003-08-29 | 2007-05-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Compressible fluid pressure actuator |
| CN100380002C (zh) * | 2003-08-29 | 2008-04-09 | 松下电器产业株式会社 | 压缩性流体压执行机构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0567397B2 (ja) | 1993-09-24 |
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