JPS61140604A - 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

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JPS61140604A
JPS61140604A JP59261744A JP26174484A JPS61140604A JP S61140604 A JPS61140604 A JP S61140604A JP 59261744 A JP59261744 A JP 59261744A JP 26174484 A JP26174484 A JP 26174484A JP S61140604 A JPS61140604 A JP S61140604A
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JP
Japan
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oil
actuator
piston
control means
cylinder
Prior art date
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JP59261744A
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English (en)
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JPH0548362B2 (ja
Inventor
Yuji Sakaguchi
坂口 裕二
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/10Characterised by the construction of the motor unit the motor being of diaphragm type
    • F15B15/103Characterised 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

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】 (産業上の利用分野) 本発明は、加圧流体の導入により膨径変形し軸線方向に
収縮するニユーマチツク・アクチユエータ、特に収縮し
た時のアクチュエータ長さを一定に保持することにより
迅速な位置決めを可能にしたニユーマチツク・アクチユ
エータに関するものである。
(従来技術とその問題) 加圧流体を導入することにより半径方向に膨張しつつ長
平方向に収縮するニユーマチツク・アクチユエータは、
電動モータや液圧シリンダを用いる装置に比べ、重量も
軽く運動が滑らかで位置決めが確実に行なえるなど従来
のアクチュエータにない数多くの優れた特徴を有してい
る。
このようなアクチュエータとしては、たとえば第5図に
示すようなものが特公昭52−40878号公報に開示
されている。第51!!!Iにおいて、l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。
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るが、均等材料、たとえ
ば各種のプラスチック材料で代替しても良い。
編組み補強構造2は、管状体1の内圧光てんによる最大
膨径時においていわゆる静止角(54’44’)に至る
ような編組み構造をしており、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(ケプラー;商品
名)や、極細金属ワイヤの如きフィラメントの撚りまた
は無撚りの東などが適合する。
閉鎖部材8の一方は少なくとも片側で、ニップル5の長
さ方向に形成した孔6を介し管状体1の内部空洞フに連
通ずる接続孔8をあけ、ここにフィッティング9を取付
ける。フィッティング9には図示しないが操作圧力源、
たとえばエアーコンプレッサを管路により接続し、管状
体1の内部空洞フ内に制御圧力を適用することにより編
組み補強構造2の編組み角の拡大、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1すなわち閉鎖部材8の連結ビン孔間距離の縮小
がもたらされる。
しかしながらこのようなニユーマチツク・アクチユエー
タは駆動源として空気を用いているため、空気の圧縮性
に起因するオーバーシュート、あるいは微小振動が発生
し迅速な位置決めが困難であった。また膨径変形に際し
ては内部空洞内の容積が増大するため、空気消費量が多
いと言う固有の問題もあった。
(発明の目的) 本発明は上述した諸問題に鑑みてなされたものであり、
迅速な位置決めが可能であってかつ空気消費量を低減さ
せたニユーマチツク・アクチユエータを提供することで
ある。
(発明の構成および作用) 上述の目的を達成するため、本発明のニューマチック拳
アクチュエータにおいては、一方の閉鎖部材に管状体の
内部空洞内に延在するピストン部材を設け、このピスト
ン部材を摺動自在に収容するシリンダ部材を他方の閉鎖
部材に設けると共に、ピストン部材及びシリンダ部材に
より画成される油室を外方の油路に連通させ1この油路
に油室からの油の流れを制限する制御手段を設けてなる
従って本発明のニユーマチツク・アクチユエータは、加
圧流体を接続孔を介して管状体の内部空洞内に導入する
と編組み構造のパンタグラフ運動を伴って管状体は膨径
変形し、両端を封止合着する閉鎖部材間の距離の縮小を
もたらす。このためピストン部材は油室内に収容した作
動油を加圧し、加圧された作動油は油路を通り外方に排
出される@閉鎖部材間の距離が所定量に達したならば制
御手段を作動させて油路を遮断し、油室内の油量を一定
量に保持する。このためピストンの軸線方向への運動が
拘束されるので両開鎖部材の間隔は一定に保持され、駆
動部材として迅速で正確な位置決めが可能になる。また
アクチュエータを初期の長さに復帰させるには、接続孔
を介して加圧流体を排出すると共に、制御手段を非作動
させ油路を解放すれば、ピストンはシリンダ内を摺動す
ること−ができるので両開鎖部材は初期の位置を取る。
この時作動油は油路を通り再び油室内に戻ることになる
0しかもピストン−シリンダ部分が内部空洞内に延在す
るので駆動源としての空気量が少なくて良い。
(実施例) 以下図面を参照して本発明ニューマチツク・アクチュエ
ータを詳述する。なお簡略のため、第5図に説明した従
来構造と同様な部分は同一符号を付しその説明を省略す
る。
第1図は本発明のニューマチツタ・アクチュエータの好
適な一実施例であり、1は管状体、2はその外周の編組
み補強構造、8は閉鎖部材、4は閉鎖部材8のニップル
部6に管状体1、及びかしめキャップ4を合着するかし
めキャップである。−方の閉鎖部材8には従来通り、管
状体1の内部空洞7に連通する孔6に接続孔8を設け、
フィッティング9を取付ける0なおフィッティング9は
、操作圧力源に接続された管路に接続する。さらにこの
閉鎖部材の管状体1の内部空洞側の端面にピストン部材
1を延在させて設ける・このピストン部材15は、閉鎖
部材8に溶接、またはねじ込み、場合によっては接着等
の従来既知の方法により固着する。なおピストン部材1
5は、閉鎖部材8に離間してピストン15aを有する。
ピストン部材15を設けたこの閉鎖部材8に対向して配
置した閉鎖部材8にはシリンダ部材16をピストン部材
15と同様な方法で閉鎖部材の端面に設ける。シリンダ
部材16は、上述のピストン部材15、具体的にはピス
トン15aを摺動自在に収容すると共に、油室1フを画
成する。この油室1フは、閉鎖部材に設けた油路18、
その油路IBに開口する接続孔19及び接続孔に取付け
たフィッティング20を介して外方の油路21に連通ず
る。この油路21には、ピストン15aがシリンダ内に
挿入された際に油室17から油路18及びフィッティン
グ20を介して油路21内を流れる油の流れをwIJ限
する制御手段221本実施例では流量制御弁を設ける。
流量制御弁としては弁開度を電気的に両盤することがで
きるものが操作が容易であり、特に適しているが、これ
に限定されるものではなく手動のものであっても良い。
特に圧力補償形の流量制御弁を用いれば、一定量の作動
油が流れることにより加圧流体の圧力の大小に関係なく
、アクチュエータの収縮速度を一定に保つことができる
。また弁開度を所定開度に保持することにより、ピスト
ン15a及びシリンダ部材16をオイルダンパー装置と
しても機能させることができ、駆動流体としての空気の
圧縮性に起因する諸問題から開放されたアクチュエータ
を得ることができる。
さらに流量制御弁に代わり電気信号に応じてON −O
FF作動するソレノイド弁を用いても良く、制御手段2
2としてソレノイド弁28を用いた本発明ニユーマチツ
ク・アクチユエータによる駆動装置を第2図に示す。本
駆動装置ではニユーマチツク・アクチユエータの一方の
閉鎖部材8をチェーン40を用いて固定@ 4 Q &
に連結し、他方の閉鎖部材8は、他方の固定壁40 b
にばね41を介して連結した被駆動部材42に連結する
今、操作圧力源(図示せず)からフィッティング9を介
して管状体l内に加圧流体を供給すると、アクチュエー
タはその軸線方向に収縮し、ばね41に抗して被駆動部
材42を図中矢印ムで示す方向に移動させる。被駆動部
材42が所望量変位したならばアクチュエータへの加圧
流体の供給を停止しつつ、ソレノイド弁28に電気信号
を送り1弁28をOFF作動させる。すると油室1フか
ら外方の油路21への油の流れが阻止され、ピストン1
5aは最早その軸線方向に移動することは不可能となり
、両開鎖部材8,8間の距離が一定に保持されることに
なり、その結果被駆動部材42は直ちに所定位置に保持
される。被駆動部材42をさらに矢印Aで示す方向に移
動させるか、あるいは初期位置に復帰させるには、ソレ
ノイド弁、28に電気信号を送り弁をON−作動させピ
ストン15aの摺動を自在にすると共に、管状体1内に
更に加圧流体を供給するかあるいは管状体1内から加圧
流体を排出し、所望量だけ被駆動部材42が変位したな
らばソレノイド弁28を0FF−作動させ、油路21に
おける油の流れを阻止する。
第8図は、本発明のこニーマチック・アクチュエータと
従来既知のニユーマチツク・アクチユエータをそれぞれ
1個ずつ用い1被駆動部材、たととえばプーリをその回
動軸線のまわりに回動さする駆動装置を示す。
48は被駆動部材としてのプーリであり支持部材44に
回動自在に支持されている。48aはプーリ48の回動
軸線を表わす。このプーリ43に連結部材としての、た
とえばチェーン45を巻回し、チェーン46の各端部を
本発明に係る品ニーマチック・アクチュエータ8o及び
従来既知のニユーマチツク・アクチユエータ81のそれ
ぞれの閉鎖部材8に設けた連結ビン孔10.10に連結
スル。これらニユーマチツク・アクチユエータのそれぞ
れの他端は、やはり連結ピン孔10.10を介して固定
壁40 aに連結する。
プーリ48を図中矢印Bで示す方向に回転させるには、
アクチュエータ81にフィッティング9を介して加圧流
体を供給しつつ、他方のアクチュエータ80からフィッ
ティング9を介して加圧流体を排出する。このため一方
のアクチュエータ81には収縮力が生起され、他方のア
クチュエータ80は伸長するのでプーリ48は矢印Bで
示す方向に回転する。なお、この時制御手段22はON
−作動とし油路21を連通させる。従ってピストン15
aはシリンダ部材16内を自在に摺動することができる
。次いでプーリ48が所望量だけ回動したならば、両ア
クチュエータへの加圧流体の給排を停止すると共に制御
手段22としてのソレノイド弁22をOFF −作動さ
セ、油路21を流れる油の流れを阻止し、ピストン15
aの摺動運動を拘束する。この為アクチュエータ80は
最早伸長することなく直ちに所望位置に保持されること
になる。
第4図は、本発明のニユーマチツク・アクチユエータの
他の実施例を示す。
本実施例は、第1図に示した本発明に係るニユーマチツ
ク・アクチユエータを2個用いた駆動装置であり、各ア
クチュエータのそれぞれの油室を連通する油路21を共
用の流量制御手段22を介して相互に連通させたもので
ある。他の構成は第8図に示した駆動装置と同様である
。その作動を以下に述べる。
流量制御手段としてのソレノイド弁22をON −作動
し、各アクチュエータ80a、8obの油室を互いに連
通させる。次いで、たとえば一方のアクチュエータ80
JLに、フィッティング9に接続した管路を介して操作
圧力源から加圧流体を供給し、他方のアクチュエータ8
0bからはフィッティングを介して加圧流体を排出する
。するとアクチュエータ80aは軸線方向に収縮し、ア
クチュエータ80bは軸線方向に伸長する。この時アク
チュエータ;8、Oa内のピストンはシリンダ内を摺動
し、該アクチュエータ80aの油室内の作動油を押圧す
る。これに対しアクチュエータ80b内のピストンは油
室を波長する方向に該アクチュエータ80bのシリンダ
内を軸線方向に摺動する。
その結果、アクチュエータ80aの油室から押し出され
た作動油は、ソレノイド弁22を経てアクチュエータa
obの油室方向に流入するロー万両アクチュエータの各
端部に連結したチェーンに巻回されたプーリは、各アク
チュエータへの加圧流体の給排に関連して回動すること
になる。プーリが所望坦回動したならば、各アクチュエ
ータへの加圧流体の給排を停止すると共に、ソレノイド
弁22を0FF−作動させる。その結果、油路21を介
しての各アクチュエータにおける作動油の流れが制限さ
れるので、各アクチュエータにおけるピストンの動きが
拘束されることになり、プーリは直ちに所望位置で固定
されることになる。プーリを上述の場合と反対方向に回
動させるには加圧流体の各アクチュエータへの給排を逆
にしてやれば、良い。
(発明の効果) 以上詳述した様に本発明のニユーマチツク・アクチユエ
ータにおいては、ニューマチック1アクチエエータの閉
鎖部材間にピストン−シリンダ装置を延在させ、ピスト
ン及びシリンダ部材により画成される油室を外方の油路
に連通させると共に、該油路←油室から作動油の流れを
制限する制御手段を設け、アクチュエータの駆動は圧縮
空気により行ない、アクチェエータの制動は空気に比べ
非圧縮性に優れた油を用いて行なう構成としたため、油
圧の高応答性により従来の空気圧サーボ機構では不可能
であった迅速な位置決めが可能となった。
また管状体の内部空洞内に制動手段としてのピストン及
びシリンダ部材を配設したのでアクチュエータを駆動す
るに必要な空気量が少なくて良い。
なお、制御手段として流量制御弁を用いれば、弁開度を
適宜選択することによりダンパーとして機能させること
もでき、また圧力補償形の流量制御弁を用いればアクチ
ュエータの運動を一定速度で行なうこともできるなど、
使用目的にあわせ種々の変更が可能である。しかも従来
のサーボ弁のように高価でしかも構成が複雑なものに比
べ、はるかに安価で簡潔な構成をしており、取、扱いも
容易でアリ種々の装置のアクチュエータとして使用する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明ニユーマチツク・アクチユエータの一
部を断面として示す正面図、 第2図は、第1図に示すアクチュエータを用いだ駆動装
置の一実施例を示す路線図、 第8図は、第1図に示すアクチュエータを用いた駆動装
置の他の実施例を示す路線図、第4図は、本発明ニユー
マチツク・アクチユエータの他の実施例を示す路線図、 第5図は、従来のニユーマチツク・アクチユエータの一
部を断面として示す正面図である。 1・・・管状体      2・・・−組み補強構造8
・・・閉鎖部材     4・・・かしめキャップ5・
・・ニップル     6・・・孔フ・・・内部空洞 
    8,19・・・接続孔9.20・・・フィッテ
ィング 10.80,30a、30b、81− = ニーvチッ
ク・アクチュエータ 15・・・ピストン部材15 a・・・ピストン16・
・・シリンダ部材   17−・・油室18.21・・
・油路     22・・・制御手段28・・・ソレノ
イド弁   40,45・・・チェーン40a、40b
 ・・・固定壁41−・・ばね42・・・被駆動部材 
   48・・・プーリ48a・・・回動軸     
44・・・支持部材特許出願人  株式会社ブリヂスト
ン 第3図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、有機又は無機質高張力繊維類の編組み補強構造をも
    つて外周を補強し両端開口は少なくとも片側にて接続孔
    を有する閉鎖部材でもつて封止合着したゴム又はゴム状
    弾性材料よりなり加圧流体の導入により膨径変形し軸線
    方向に収縮力を生起するニユーマチツク・アクチユエー
    タにおいて、 一方の前記封鎖部材に設けられ管状体の内 部空洞内に延在するピストン部材と、他方の前記封鎖部
    材に設けられ、前記ピストン部材を摺動自在に収容する
    シリンダ部材と、前記ピストン部材及びシリンダ部材に
    より画成され外方の油路に連通する油室と、その油路に
    設けられ前記油室からの油の流れを制限する制御手段と
    を具えることを特徴とするニユーマチツク・アクチユエ
    ータ。 2、2本の前記ニユーマチツク・アクチユエータの油路
    を相互に連通させると共に、前記制御手段の一方を他方
    の制御手段に共用させた特許請求の範囲第1項に記載の
    ニユーマチツク・アクチユエータ。
JP59261744A 1984-12-13 1984-12-13 ニユ−マチツク・アクチユエ−タ Granted JPS61140604A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
WO2007094031A1 (ja) * 2006-02-13 2007-08-23 Squse Inc. アクチュエータ、駆動装置、ハンド装置、及び搬送装置

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WO2007094031A1 (ja) * 2006-02-13 2007-08-23 Squse Inc. アクチュエータ、駆動装置、ハンド装置、及び搬送装置
JPWO2007094031A1 (ja) * 2006-02-13 2009-07-02 スキューズ株式会社 アクチュエータ、駆動装置、ハンド装置、及び搬送装置

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