JPS61157802A - トルク・アクチユエ−タ - Google Patents
トルク・アクチユエ−タInfo
- Publication number
- JPS61157802A JPS61157802A JP27977284A JP27977284A JPS61157802A JP S61157802 A JPS61157802 A JP S61157802A JP 27977284 A JP27977284 A JP 27977284A JP 27977284 A JP27977284 A JP 27977284A JP S61157802 A JPS61157802 A JP S61157802A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- movable member
- driven member
- elastic
- elastic contraction
- contraction element
- 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）
本発明は加圧流体の有するエネルギを回転力に変換する
装置、特に顎圧流体の給排により＃逆変形し軸線方向に
収縮力を生起する弾性収縮体を用いたトルク発生装置に
関するものである。
装置、特に顎圧流体の給排により＃逆変形し軸線方向に
収縮力を生起する弾性収縮体を用いたトルク発生装置に
関するものである。
（従来技術とその問題）
上述し次ように澗圧流体の有するエネルギを回転運動に
変換する装置としては圧油を用いるもの、圧縮空気を用
いるものなどあり、更にその構造の違いにより多数の種
類に分類することができる。
変換する装置としては圧油を用いるもの、圧縮空気を用
いるものなどあり、更にその構造の違いにより多数の種
類に分類することができる。
しかし、圧油を用いる装置は構造が複雑で装置自体の重
量が大きく、高価であり、油が漏れた場合には周囲の機
器が損傷することがあり、頻繁に保守点検を行なわなけ
ればならないと言う問題がある。更には作動油の廃棄に
伴う環境汚染の問題もある。
量が大きく、高価であり、油が漏れた場合には周囲の機
器が損傷することがあり、頻繁に保守点検を行なわなけ
ればならないと言う問題がある。更には作動油の廃棄に
伴う環境汚染の問題もある。
これに対し、圧縮空気を用いるものは、作動流体が空気
であるため、例えば漏洩が生じ九としても周囲への影響
がなく軽量でクリーンな装置と言える。ところが電気機
械系のものに比べ総合効率が一般に低いと言う欠点があ
る。さらには作動流体の圧縮性が大きい九め、位置決め
、連応性が劣り、出力も小さい。゛チ湾あ％電文、摺動
抵抗も大きく、構造が複雑な場合には空気漏れ防止が困
難であると言う問題がある。
であるため、例えば漏洩が生じ九としても周囲への影響
がなく軽量でクリーンな装置と言える。ところが電気機
械系のものに比べ総合効率が一般に低いと言う欠点があ
る。さらには作動流体の圧縮性が大きい九め、位置決め
、連応性が劣り、出力も小さい。゛チ湾あ％電文、摺動
抵抗も大きく、構造が複雑な場合には空気漏れ防止が困
難であると言う問題がある。
一方電気を利用する装置は、上述した各装置の欠点や問
題はないが、一般に高価であり、減速機を必要とする場
合が多く、スパークの発生が不可避であり防爆を必要と
される場所に使用できないと言う欠点がある。
題はないが、一般に高価であり、減速機を必要とする場
合が多く、スパークの発生が不可避であり防爆を必要と
される場所に使用できないと言う欠点がある。
（発明の目的）
本発明の目的は、加圧流体の供給により半径方向に膨張
しつつ軸線方向に収縮するエアーバック・タイプの弾性
収縮体を利用し、上述した問題のないトルク・アクチュ
エータを提供することである。
しつつ軸線方向に収縮するエアーバック・タイプの弾性
収縮体を利用し、上述した問題のないトルク・アクチュ
エータを提供することである。
（発明の構成）
この目的を達成するため本発明のトルク・アクチュエー
タは、一端を固定部に連結し他端を被駆動部材に連結し
た、刃口圧流体の給排によジ膨径変形し軸線方向に収縮
力を生起する弾性収縮体と、弾性収縮体に離間した側で
一端を被駆動部材に連結し他端を固定部に連結した、被
駆動部材を付勢するたとえばうす巻きばね等のばね手段
と、被駆動部材に装着され被駆動部材の軸線方向の運動
に対応して被駆動部材の軸線のまわりを回動する可動部
材とを具える。
タは、一端を固定部に連結し他端を被駆動部材に連結し
た、刃口圧流体の給排によジ膨径変形し軸線方向に収縮
力を生起する弾性収縮体と、弾性収縮体に離間した側で
一端を被駆動部材に連結し他端を固定部に連結した、被
駆動部材を付勢するたとえばうす巻きばね等のばね手段
と、被駆動部材に装着され被駆動部材の軸線方向の運動
に対応して被駆動部材の軸線のまわりを回動する可動部
材とを具える。
（発明の作用）
ついでこのように構成したトルク・アクチュエータの作
動について説明する。なお弾性収縮体には予じめ加圧流
体を供給して収縮力を生起させ、初期変動を除去してお
くものとする。
動について説明する。なお弾性収縮体には予じめ加圧流
体を供給して収縮力を生起させ、初期変動を除去してお
くものとする。
今、弾性収縮体に加圧流体を供給すると′、供給圧に応
じて弾性収縮体は軸線方向に収縮する。この次め被駆動
部材は、ばね手段により付勢されているにも拘らず弾性
収縮体よりに移動する。ところで被駆動部材には、被駆
動部材の軸線方向の運動に関連してその軸線まわりを回
動する可動部材が装着されているので、弾性収縮体に加
圧流体を供給することにより可動部材を回転させること
ができる。
じて弾性収縮体は軸線方向に収縮する。この次め被駆動
部材は、ばね手段により付勢されているにも拘らず弾性
収縮体よりに移動する。ところで被駆動部材には、被駆
動部材の軸線方向の運動に関連してその軸線まわりを回
動する可動部材が装着されているので、弾性収縮体に加
圧流体を供給することにより可動部材を回転させること
ができる。
これに対し、弾性収縮体から加圧流体を排出すると収縮
力が低減するので、ばね手段により付勢された被駆動部
材は、上述した場合とは逆にばね手段よりに移動する。
力が低減するので、ばね手段により付勢された被駆動部
材は、上述した場合とは逆にばね手段よりに移動する。
従って可動部材は、弾性収縮体に刃口圧流体を供給した
場合と逆方向に回転することになる。なお可動部材に作
用する回転力は、弾性収縮体に作用する刃口圧流体の圧
力に比例することがわかる。
場合と逆方向に回転することになる。なお可動部材に作
用する回転力は、弾性収縮体に作用する刃口圧流体の圧
力に比例することがわかる。
（実施例）
以下図面を参照して本発明トルク・アクチュエータを詳
述する。
述する。
第１図に本発明トルク・アクチュエータを示す。
１０は弾性収縮体、ＩＢは被駆動部材、１４はばね手段
としてのりす巻きばねを示している。弾性収縮体１０は
一端を固定部１６ａに連結し、他端は被駆動部材１２に
連結する。弾性収縮体１０に離間した被駆動部材１ｚに
は、うす巻きばね１４の一端を連結し、うす巻きはね１
４の他、端は固定部１６ｂに連結する。従って弾性収縮
体１０が軸線ワ向に収縮すると、被駆動部材１ｚはうず
巻きばね１４のばね力に抗して弾性収縮体より、すなわ
ち図中矢印Ａで示す方向に移動し、一方ばね力が弾性収
縮体の収縮力に打ち勝つと被駆動部材１ｚは、うず巻き
ばね１４より、すなわち図中矢印Ｂで示す方向に移動す
ることができる。
としてのりす巻きばねを示している。弾性収縮体１０は
一端を固定部１６ａに連結し、他端は被駆動部材１２に
連結する。弾性収縮体１０に離間した被駆動部材１ｚに
は、うす巻きばね１４の一端を連結し、うす巻きはね１
４の他、端は固定部１６ｂに連結する。従って弾性収縮
体１０が軸線ワ向に収縮すると、被駆動部材１ｚはうず
巻きばね１４のばね力に抗して弾性収縮体より、すなわ
ち図中矢印Ａで示す方向に移動し、一方ばね力が弾性収
縮体の収縮力に打ち勝つと被駆動部材１ｚは、うず巻き
ばね１４より、すなわち図中矢印Ｂで示す方向に移動す
ることができる。
なお、弾性収縮体１０としては、構造が簡単で摺動抵抗
の小さな第８図に示すエアーバック・タイプのものが適
しており、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はかしめキャップである
。
の小さな第８図に示すエアーバック・タイプのものが適
しており、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、友とえ
は各種のグラスチック材料で代替しても良い。
、可撓性の面で重宝に活用されるが、均等材料、友とえ
は各種のグ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ｌの内圧光てんによる最大
膨径時においていわゆる静市角（５４°。
膨径時においていわゆる静市角（５４°。
４４′）に至るような編組補強構造をしており、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、極細金属ワイヤノ如きフィラ
メントの撚Ｖまた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
（ケプラー：商品名）や、極細金属ワイヤノ如きフィラ
メントの撚Ｖまたは無撚りの束などが適合する。
閉鎖部材８の一方は少なくとも片側で、ニラグル５の長
さ方向に形成し次孔６を介し管状体１の内部空洞７に連
通する接続孔８をあけ、ここに７イツテイング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、
友とえば、エアーコンプレッサを管路にエフ接続し、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１の膨径と、それに由来し次軸方
向の収縮、すなわち閉鎖部材８の連結ビン孔間距離の縮
小かも九らされる。
さ方向に形成し次孔６を介し管状体１の内部空洞７に連
通する接続孔８をあけ、ここに７イツテイング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、
友とえば、エアーコンプレッサを管路にエフ接続し、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１の膨径と、それに由来し次軸方
向の収縮、すなわち閉鎖部材８の連結ビン孔間距離の縮
小かも九らされる。
第１図において符号１７は、被駆動部材１２に装着し次
回動部材を示し、被駆動部１２の軸線方向への移動に対
応して、図中矢印Ｃで示す方向に回動するものであり、
その構造を第８図に示す。
回動部材を示し、被駆動部１２の軸線方向への移動に対
応して、図中矢印Ｃで示す方向に回動するものであり、
その構造を第８図に示す。
可動部材１７は、可動部材本体１７ａ及びリング部材１
７ｂを具える。可動部材本体１７ａは被駆動部材１８と
共にねじ溝１８ ａ、 １８ ｂが設けられ、これら
溝により形成される螺線状の空間に複数の鋼球を配置し
たいわゆるボールねじを形成する、リング部材１？ｂは
、本体１７ａの両端部を閉＋ｈすると共に、リング部材
１７１）に対向する固定具１９ａ。
７ｂを具える。可動部材本体１７ａは被駆動部材１８と
共にねじ溝１８ ａ、 １８ ｂが設けられ、これら
溝により形成される螺線状の空間に複数の鋼球を配置し
たいわゆるボールねじを形成する、リング部材１？ｂは
、本体１７ａの両端部を閉＋ｈすると共に、リング部材
１７１）に対向する固定具１９ａ。
１９ｔ）に協働して可動部材１７の軸線方向の運動を制
限し、それぞれスラスト軸受けを形成する。
限し、それぞれスラスト軸受けを形成する。
なお固定具はその７ランジ部に貫通孔２０をそれぞれ複
数個を設け、固定部１６Ｃにボルト等を用いて固着する
。その結果被駆動部材１８が図、中央部Ａ、 Ｂで示す
軸線方向に移動しても、可動部材１７は軸線方向に移動
することはなく、被駆動部材１２の運動に対応して回動
する。それゆえ、たとえば可動部材１７にアーム部材（
図示せず）を取付け、刀Ω圧流体の給排によりアーム部
材を自在に運動させることができる。特に、被駆動部材
及び可動部材はボールねじを構成するので摩擦係数が極
めて小さく効率が良いので、もともと摺動抵抗の小さな
エアーバック・タイプの弾性、収縮体”ｋ％〜文’ｘ〜
へ蔦へ鴬の特徴と相まって効率の良いアクチュエータを
得る。
数個を設け、固定部１６Ｃにボルト等を用いて固着する
。その結果被駆動部材１８が図、中央部Ａ、 Ｂで示す
軸線方向に移動しても、可動部材１７は軸線方向に移動
することはなく、被駆動部材１２の運動に対応して回動
する。それゆえ、たとえば可動部材１７にアーム部材（
図示せず）を取付け、刀Ω圧流体の給排によりアーム部
材を自在に運動させることができる。特に、被駆動部材
及び可動部材はボールねじを構成するので摩擦係数が極
めて小さく効率が良いので、もともと摺動抵抗の小さな
エアーバック・タイプの弾性、収縮体”ｋ％〜文’ｘ〜
へ蔦へ鴬の特徴と相まって効率の良いアクチュエータを
得る。
なお本発明装置は、第１図に示した装置に限定されるも
のでなく、たとえば第４図に示すように種々の変更が可
能である。
のでなく、たとえば第４図に示すように種々の変更が可
能である。
第４図は本発明装置を利用した種々のトレーナ装置の１
つを示し、本実施例では可動部材ｌ？に牽引用ロープ２
１を固着したものである。
つを示し、本実施例では可動部材ｌ？に牽引用ロープ２
１を固着したものである。
使用に際しては予じめ弾性収縮体に加圧流体を供給し可
動部材１７を回転させておく。次いで使用者はグリップ
２２に、たとえば手をかけてロープを引く。この時ロー
プは弾性収縮体の収縮力に比例した力が作用しているの
で、使用者はこの力に打勝つだけの筋力を発生すること
５なり筋肉を鍛練することができる。筋力を緩めれば弾
性収縮体の収縮力により可動部材１６は初期位置に復帰
する。
動部材１７を回転させておく。次いで使用者はグリップ
２２に、たとえば手をかけてロープを引く。この時ロー
プは弾性収縮体の収縮力に比例した力が作用しているの
で、使用者はこの力に打勝つだけの筋力を発生すること
５なり筋肉を鍛練することができる。筋力を緩めれば弾
性収縮体の収縮力により可動部材１６は初期位置に復帰
する。
このトレーナ装置の利点は、弾性収縮体に作用する圧力
を変化させることにより筋力に対する負荷を連続的に変
更することができるので、筋力の弱った人から筋力の強
い人まで巾広い人々に使用できることであり、特にリハ
ビリテーション用の装置に適している。
を変化させることにより筋力に対する負荷を連続的に変
更することができるので、筋力の弱った人から筋力の強
い人まで巾広い人々に使用できることであり、特にリハ
ビリテーション用の装置に適している。
（発明の効果）
以上詳述したように本発明のトルク・アクチュエータで
は、加圧流体の給排により膨径変径し軸線方向に収縮力
を生起する弾性収縮体を用い、構造が簡単で摺動抵抗の
小さなトルク・アクチュエータを得ることができる。特
に加圧流体として圧縮空気を用いる本発明装置では、周
辺の機器への汚染の心配をはとんど考慮することがない
ので精密機器の組立ロボット・アームの駆動装置あるい
はターンテーブルの駆動装置などに広く適用することが
できる。しかも弾性収縮−１体に作用する加圧流体の圧
力を調整することにより、トルクの太き声を制御できる
のτコントロールの容易なアクチュエータである。
“ −゛ なお本発明はこれら実施例に限定されるものでなく、特
許請求の範囲内で種々の変巣が可能である。
は、加圧流体の給排により膨径変径し軸線方向に収縮力
を生起する弾性収縮体を用い、構造が簡単で摺動抵抗の
小さなトルク・アクチュエータを得ることができる。特
に加圧流体として圧縮空気を用いる本発明装置では、周
辺の機器への汚染の心配をはとんど考慮することがない
ので精密機器の組立ロボット・アームの駆動装置あるい
はターンテーブルの駆動装置などに広く適用することが
できる。しかも弾性収縮−１体に作用する加圧流体の圧
力を調整することにより、トルクの太き声を制御できる
のτコントロールの容易なアクチュエータである。
“ −゛ なお本発明はこれら実施例に限定されるものでなく、特
許請求の範囲内で種々の変巣が可能である。
第１図は、本発明トルク・アクチュエータを模式的に示
す図、 第２図は、第１図に示すトルク・アクチュエータに好適
な弾性収縮体を一部断面にして示す図、第８図は、第１
図に示すトルク・アクチュエータの可動部材の拡大断面
図、 第４図は、本発明トルク・アクチュエータを用い友トレ
ーナ装置を示す図である。 １・・・管状体 ８・・・編組み補強構造８
・・・閉鎖部材 ４・・・かしめキャップ５・
・・ニップル ６・・・孔？・・・内部空洞
８・・・接続孔９・・・フィッティング １
０・・・弾性収縮体１２・・・被駆動部材 １４
・・・ばね手段１６ａ、 １６ｂ、 １６０・・・固定
部１７・・・可動部材ｌｅａ・・・可動部材本体 １
７１）・・・リング部材１８ａ、 １８ｂ −−−溝
１９ａ、 １９ｂ−固定具！ＩＯ・・・貫通孔
２１・・・牽引用ロープ２２・・・グリップ ；引
す図、 第２図は、第１図に示すトルク・アクチュエータに好適
な弾性収縮体を一部断面にして示す図、第８図は、第１
図に示すトルク・アクチュエータの可動部材の拡大断面
図、 第４図は、本発明トルク・アクチュエータを用い友トレ
ーナ装置を示す図である。 １・・・管状体 ８・・・編組み補強構造８
・・・閉鎖部材 ４・・・かしめキャップ５・
・・ニップル ６・・・孔？・・・内部空洞
８・・・接続孔９・・・フィッティング １
０・・・弾性収縮体１２・・・被駆動部材 １４
・・・ばね手段１６ａ、 １６ｂ、 １６０・・・固定
部１７・・・可動部材ｌｅａ・・・可動部材本体 １
７１）・・・リング部材１８ａ、 １８ｂ −−−溝
１９ａ、 １９ｂ−固定具！ＩＯ・・・貫通孔
２１・・・牽引用ロープ２２・・・グリップ ；引
Claims (1)
- １ 一端を固定部に連結し他端を被駆動部材に連結した
弾性収縮体と、弾性収縮体に離間した側で一端を被駆動
部材に連結し他端を固定部に連結したばね手段と、被駆
動部材に装着され被駆動部材の軸線方向の運動に対応し
て被駆動部材の軸線のまわりを回動する可動部材とを具
え、弾性収縮体への加圧流体の給排により、被駆動部材
を軸線方向に変位させ、可動部を正転又は逆転させるこ
とを特徴とするトルク・アクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27977284A JPS61157802A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | トルク・アクチユエ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27977284A JPS61157802A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | トルク・アクチユエ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61157802A true JPS61157802A (ja) | 1986-07-17 |
Family
ID=17615697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27977284A Pending JPS61157802A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | トルク・アクチユエ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61157802A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS505790A (ja) * | 1973-05-21 | 1975-01-21 | ||
| JPS5790405A (en) * | 1980-11-27 | 1982-06-05 | Jinkichi Kurita | Spiral prime mover |
-
1984
- 1984-12-28 JP JP27977284A patent/JPS61157802A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS505790A (ja) * | 1973-05-21 | 1975-01-21 | ||
| JPS5790405A (en) * | 1980-11-27 | 1982-06-05 | Jinkichi Kurita | Spiral prime mover |
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