JPS6288811A - 変位変換装置の安全装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は変位変換装置の安全装置に係り、特に圧力流体
の流入により収縮動作する可を性アクチュエータの直線
変位を回転変位に変換する変位変換装置に好適な安全装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来、直線変位を変換する変位変換装置としては、種々
の形式のものがあるが、その一つとして例えば一対の直
動形アクチュエータとこの一対の直動形アクチュエータ
の移動端に連結した回転変位変換部とを備えたものがあ
る。この回転変位変換部は例えばプーリとこのプーリに
掛けられ、かつ一対の直動形アクチュエータの移動端に
跡続したワイヤによって構成され、さらに直動形アクチ
ュエータとしてはゴム人工筋を用いたものがある。

このゴム人工筋はその内部に供給される圧力流体の上昇
に伴い収縮する特性を有している。このゴム人工筋は、
昭和４３年１２月発行の「↓Ｖ測と制御（第７巻第１２
号）」に開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した形式の変位変換装置においては、直動形アクチ
ュエータに可焼性のゴム人工筋を用いているため、その
動作機能の関係上、ゴム人工筋に予圧力を与え多少縮め
ておく必要がある。しかし、供給圧力源あるいは制御弁
のゴム人工筋の破損により、ゴム人工筋内の圧力が予圧
力以下になると、このゴム人工筋は伸びを生じ変位変換
装置の姿勢制御が困難になり安全上の問題があった。

本発明は上述の事柄にもとづいてなされたもので、アク
チュエータの予圧力が低下した場合に回転変位変換部を
固定し安全を保つことができる。

変位変換装置の安全装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明の上記の目的は、圧力流体の流入により収縮作動
する数対の可撓性アクチュエータと、この数対のアクチ
ュエータの収縮動作を回転動に変換する変位変換部とを
備えた変位変換装置において、前記可洸性のアクチュエ
ータの固定側部の引張予圧手段に予圧力検出手段を設け
、この予圧力検出手段からの予圧力の低下検出にもとづ
いて前記変位変換部の運動を固定する固定手段を変位変
換部に設けることにより達成される。

〔作用〕

アクチュエータの固定側部の引張予圧力手段に設けた予
圧力検出手段が予圧力の低下を検出すると、この予圧力
検出手段は、変位変換部の固定手段を作動させて変位変
換部の運動を固定し、その姿勢を維持する。

以下、本発明の実施例を図面を参照した説明する。

第１図は本発明の安全装置の一実施例を備えた変位変換
装置を示すもので、この図において１゜２は圧力流体の
流出入により膨張収縮作動する可撓性アクチュエータ、
３はアクチュエータ１．２の直線動を回転動に変換する
回転変換部で、この回転変換部３はプーリ４とこのプー
リに掛けられ、かつアクチュエータ１，２の移動端ＬＡ
、２Ａに係止されたワイヤ５とで構成されている。前述
したアクチュエータ１，２の固定側端ＩＢ、２Ｂにはそ
れぞれロッド６．７および係合フランジ８゜９を備えて
いる。この係合フランジ８．９と固定部材１０のアンカ
１１，１２とにはそれぞれ初期設定のための引張ばね１
３．１４が配設されている。係合フランジ８，９とアク
チュエータ１，２の固定端ＩＢ、２Ｂとの間における固
定部材１゜にはアクチュエータト、２に連続した係合フ
ランジ８，９の必要以上の移動を抑えるストッパ１５゜
１６が設けられている６回転変換部３は圧力流体の流入
出により操作されるシリンダ１０１により駆動されるク
ラッチ１０２に接続されている。シリンダ１０１へ圧力
流休出される操作回路は、圧力流体を供給する供給圧力
源１０３とこの供給圧力源１０３に管路１０４によって
連結する制御弁才 １０６、さらに管路１０５によって連結する制御弁１０
７、この制御弁１０７をシリンダ１０１に連結する管路
１０８とで構成されている。またアクチュエータ１，２
に圧力流体を流出入させる操作回路は、圧力流体を供給
する供給圧力源１７と、この供給圧力源１７に管路１８
によって連結する制御弁１９．２０と制御弁１９．２０
をそれぞれアクチュエータ１，２に連結する管路２１，
２２とで構成されている。制御弁１９．２０は例えばそ
れらの開度が反比例して作動するように連動されている
。この制御弁１９．２０は人手あるいは電気的に操作す
ることが可能である。図示の状態は引張ばね１３，１４
により初期設定され、アクチュエータ１，２に予圧が加
えられていない場合を示している。

第２図はシリンダ１０１へ圧力流体を流入させる操作回
路の一構成例を示したもので、制御弁１０６．１０７は
機械的操作力により回路が切り換わり、機械的操作力が
除去されるとスプリングで復帰する構造である。シリン
ダ１０１は圧力流体の流入で動作し、圧力流体の流出と
ともにスプリングで復帰する構造である。すなわち、制
御弁１０６および１０７の両方に操作力が加わった時の
み供給圧力１０３より管路１０４，１０５゜１０８を介
して圧力流体がシリンダ１０１に流入し、同シリンダ動
作する。制御弁１０６，１０７の一方あるいは両方に加
わる機械的操作力が除去されると、シリンダ１０１内の
圧力流体は機械的操作力が除去された制御弁１０６ある
いは１０７を通して排出される。

次に、上述した本発明の装置の一実施例の動作を説明す
る。

第１図に示す状態は引張ばね１３．１４により回転変換
部３を構成するプーリ４からのワイヤ外れ防止および可
どう性のアクチュエータ１，２の姿勢保持のための初期
設定がなされている。この時のアクチュエータ１，２は
予圧力を受けていない状態になっている。この状態にお
いてはアクチュエータ１，２の固定側端ＩＢ、２Ｂにロ
ッド６゜７を介して接続されている係合フランジ８，９
は引張バネＢ、１４により、ストッパ１５．１６よす離
れており、同ストッパに装着された制御弁１０６．１０
７には機械的操作力が加わらない。

つまり、シリンダ１０１内の圧力流体は制御弁１０６を
介して排出され、クラッチ１０２の歯がかみ会い回転変
換部３は固定される。

この状態において制御弁１９．２０により供給圧力源１
７からの圧力流体をそれぞれアクチュエータ１，２に供
給した予圧力を与えれば、アクチュエータ１，２は第３
図の実施例で示すように収縮する。このアクチュエータ
１，２の収縮によリロッド６，７はプーリ４側に向って
移動するが、その移動はストッパー１５．１６と係合フ
ランジ８．９との係合により阻止され、同時に係合フラ
ンジ８，９は制御弁１０７，１０６に機械的操作力を加
えることにより供給圧力源１０３からの圧力流体はシリ
ンダ１０１に流入し、クラッチ１０２が開き、プーリ４
は回転可能となるにのように、アクチュエータ１，２に
予圧力を加えた状態において、制御弁１９．２０の連動
操作、すなわち制御弁１９の開度を大きくシ、制御弁２
０の開度を小さく操作すれば、第３図の点線が示すよう
にアクチュエータ１内の圧力は上がるので、アクチュエ
ータ１は収縮し、一方アクチュエーータ２内の圧力は下
がるのでアクチュエータ２は伸長し、アクチュエータ１
，２の軸線方向の運動はワイヤ５を通してプーリ４に伝
えられ、プーリ４は回転変位２を生じる。

上述の説明は定常状態での動作状況であるが、供給圧力
源１７あるいは制御弁１９．２０あるいは管路２１，２
２の異常によりアクチュエータ１゜２内の圧力が低下し
、予め設定した予圧力以下に低下した場合には、アクチ
ュエータ１，２はその軸線方向に伸び、その伸びは引張
ばね１３，１４の縮みにより吸収される。この時アクチ
ュエータ１．２の固定側端ＩＢ、２Ｂにロッド６．７を
介して接続されている係合フランジ８，９は引張りバネ
１３．１４によりストッパ１５．１６より離れる。する
とストッパ１５，１６に取′りつけられ係合フランジ８
，９により機械的操作力の加わっていた制御弁１０６，
１０７から機械的操作力が除去され、シリンダ１０１内
の圧力流体は制御弁１０６または１０７より排出され、
クラッチ１０２が閉じ、プーリ４の回転は固定され、暴
走を防ぐことができる。また、アクチュエータ１゜２の
空気もれ、ワイヤ５の破断なとなんらかの理由により係
合フランジ８または９の一方がストッパ１５あるいは１
６から離れた場合も同様な操作によりプーリ４の回転は
固定され、プーリ４の暴走を防ぐことができる。

第４図は本発明の装置の他の実施例を示すもので、この
図において、第１図と同符号のものは同一部分を示す。

この実施例はアクチュエータ１゜２に接続したロッド６
．７に制御２０６，２０７を設れたもので、制御弁２０
６，２０７はバネ２０８．２０９を介して係合フランジ
８，９に連結されている。またシリンダ１０１への圧力
流体の流入排出の操作回路は圧力流体を供給する供給圧
力源１０３とこの供給圧力′ｇ１０３に管′Ｊｉ！ｒ１
０４によって連結する供給弁２０６、さらに管路１０５
によって連結する制御弁２０７この制御弁２０７をシリ
ンダ１０１に連結する管路１０８とで構成されている。

第５図は第４図しこ示す実施例に用いられる制御弁２０
６，２０７の構造の例を示したものである。

３０１はアクチュエータに接続され溝３０８が設けられ
たロッド、３０２は係合フランジ、３０３は制御弁外筒
、３０４は制御弁外筒３０３および係合フランジ３０２
を連結するバネ、３０５は固定部に連結されたストッパ
である。制御弁外筒３０３には供給ボー１−３０９　、
排出ボート３　ｔ　ｏ　。

制御ボート３１１の３個のボートがあり、ロッド３０１
の摺動により流体経路の切換を行う。０リング３０６，
３０７は流体の漏えいを防止するためのシールである。

さて第５図に示す状態はワイヤ５に予張力が加わってい
ない場合を示している。

この時、ストッパ３０５と制御弁外筒３０３は離れるの
でバネ３０４により制御弁外筒は移動し、制御ボート３
１１と、排出ボート３１０がロッド３０１に設けられた
溝３０８により連結される。

すなわち制御ボート３１１に接続されたシリンダ１０１
内の流体は排出ボート３１０を経へ排出される。第６図
は、ワイヤ５に予張力が加わった場合を示しておりアク
チュエータ１，２の収縮にともない係合フランジ３０２
．制御弁外筒３０３゜ストッパ３０５は密着する。する
と供給ボート３０９と制御ボート、３１１がロッド３０
１に設けられた溝３０８を経て連結され、供給ボート３
０９に接続された圧力流体源１０３から制御ボート３１
１に接続されたシリンダ１０１へと圧力流体が流入する
。すなわち、なんらかの理由によりロッド３０１のスト
ッパ３０５に対する押しつけ力が低下した時、シリンダ
１０１内の圧力流体を排出し、クラッチ１０２を開とす
ることによリプーリ４の回転を固定し暴走を防ぐことが
できる。

なお、上述の実施例においては、制御弁１０６゜１０７
あるいは２０６，２０７を機械的操作力により操作する
構成としたが、電磁力により操作される制御弁を用い１
機械的操作力を電気信号に変換する手段により上記制御
弁を操作する構成とすることも可能である。また、上述
の実施例においてはクラッチ１０２によりプーリ４の回
転を固定する構成としたが、他の機械的固定手段により
回転変換部３の運動を固定する構成とすることも可能で
ある。

第７図は本発明の安全装置の他の実施例を示すもので、
この図において、１００１．　＋００２，１００３．１
００４は圧力流体の流出入により膨張収縮作動する可接
性アクチュエータ、　１００５はアクチュエータ１００
１　。

１００２、１００３．１００４の直線動を回転動に変換
する回転変換部で、この回転変換部１００５は固定部１
０４０に配置されたクロスピンジヨイント１００６．回
転部材１００７および回転部材１００７とアチュエータ
１００１゜＋００２．１００３．１００４の移動端１０
０］ａ、１００２ａ、１００１ａ。

１００４ａ、とを連結するボールジヨイント１００Ｂ、
１００９゜１０１０．１０１１から構成されている。ア
クチュエータ１００１．１００２，１００３．１００４
の固定（ＩＩ！Ｉ端１００１ｂ、　１００２ｂ。

］００３ｂ、　１００４ｂにはそれぞれロッド１ｏｔ２
．ｔｏｔ３，１ｏｔ４゜１０１５および係合フランジ１
０１６．１０１７，１０１８．１０１９をｆｆｆｆえテ
イル。コノ係ｅ　７７　”）ジ１０１６，１１１１７．
１０１８゜１０１９と固定部材１０４０のストッパ１０
２０，１０２１．＋０２２゜１０２３とにそれぞれ初期
設定のための圧縮バネ１０２４１０２５、１０２６．１
０２７が配置されている。また固定部材１０４０には係
合フランジ１，０１６，１０１７，１０１．．１０１９
により操作される制御弁１１２７．１１２８，１１２９
．１１３０および回転部材１００７に対抗配置された圧
力流体により駆動されるクランパ１０３２．１０３３．
１０３４．１０３５が配置されている。

第８図は第７図に示した本発明の一実施例のアクチュエ
ータ平面配置図、第９図は正面図を示したものである。

第９図は、アクチュエータ１００１゜１００２に１００
３．１００４に予圧力が加わっていない状態。

クランパ１０３２．１０３３，１０３４．１０３５のロ
ッド１０３２（ｃ）。

１０３３（ｃ）、１０３４（ｃ＞、　１０３５（ｃ）が
伸屈している状態を示している。ただし、アクチュエー
タ１００３．１００４およびクランパ１０３３．１０３
５は当略して描いていない。この時アクチュエータ１０
０１．１００２，１００３．１００４は圧縮バネ１０２
４，１０２５，１０２６．１０２７により引張られ、係
合フランジ１０１６．１０１７．１０１８．１０１９は
制御弁１０２８゜１０２９、１０３０．１０３１を押し
っけ１機械的操作力を加える。

第１０図は上述した装置の制御回路の一実施例を示した
ものである。アクチュエータ１００１，１００２゜１０
０３、１００４に圧力流体を流入出させる操作回路は圧
力流体を供給する供給圧力源１１０１とこの供給圧力＠
１ｉＧｉＩｃ管路１１０：’ニヨー）　で連結する制Ｗ
プ７．１１．０３１１０４．１１０５．１１０６と制御
弁１１０３，１１０４，１１０５．１１０６とそれぞれ
アクチュエータ＋００１．１００２．１００３．１００
４とを連結する管路１１０７．＋１０１１１．１１０９
．１１１０とで構成されている。制御弁１１０３，１１
０４，１１０５．１１０６は例えばそ扛ぞれが独立して
圧力流体の圧力を調整することができ、この制御弁１１
０３，１１．０４，１１０５．１１０６は人手あるいは
電気的にＦＡ作することが可能である。

また、クランパ１０３２，１０３３，１０３４．１０３
５に圧力流体を流入出させる操作回路は圧力流体を供給
する供給圧力源１１１１どこの供給圧力源１１１１に’
１２路１１１２逆」−弁１１１３管路１１１４を介して
接続されろアキュムレータ１１１５才ぜよび切＋ケえ１
１１（ｉ、アキュムレータ１１１５と管路１１１７．切
替弁１１１６と管路１１１８により接続される切替弁］
１１９切替弁１１１６と管路１１２０により接続される
切替弁ｔｔ２ｔ、圧力供給源１１１１より管路１１２２
゜１１２３、１１２４．１１２５および１】２６を介し
て切替弁１１１９と１１２１を操作する機械的操作力に
より駆動される切替弁１１２７と１１２８は管路１１２
９．１１３０から構成される。切替弁１１１９と１１２
１は管路１１．３１，１１３２を介してクランパ１０３
２，１０３３，１０３４．１０３５を制御する。すなわ
ち制御弁１１２７．１１２８．１１２９．１１３０のす
べてに機械的操作力が加わらない時は、圧力流体は供給
圧力１１１１から管路１１２２，１１２３，１１２４，
１１２５．１１２６を経て切替弁１１１９，１１２１に
作用し、管路１１１８と１１３１．１１２０と１１３２
を連結する。したがってクランパ１０３２゜１０３３、
１０３４．１０３５は供給圧力源１１１１から管路１１
１２逆止弁１１１３管路１１１４．切替弁１１１６、管
路１１１８，１１３１および１１２０．１１３２を経て
圧力流体により操作され、切替弁１１１６の操作により
クランパ１０３２．−１０３３．１０３４１０３５のポ
ート１０３２（ａ）　、　１０３３（ａ）、　１０３４
　（ａ）　、　１０３５（ａ）および１０３２（ｂ）、
１０３３（ｂ）、１０３４（ｂ）、１０３５（ｂ）、　
４．−加わる圧力切替弁ロッド１０３２（ｃ）、１０３
３（ｃ）、１０３４（ｃ）。

１０３５（ｃ）、の移動方向が制御される。逆に制御弁
１１２７．１１２８，１１２９．１１３０のいずれが１
つに加わる機械的操作がなくなると管路１１２６を経て
切替弁１１１９゜１１２１に加わっていた圧力流体は排
出され、切替弁１１１９、１１２１が切り替わり、管路
１１３１は管路１１１７に接続され、管路１１３２は大
気に開放される。すなわち圧力流体は供給圧力源１１１
１から管路１１１２、逆止弁１１１３．アキュムレータ
１１１５．管路１１１４．１１１７．切替弁１１１９管
路１１３１を経てクランパのポート１０３２（ａ）　、
　１０３３（ａ）　、　１０３４（ａ）　、　１０３５
（ａ）　、に供給され、一方、クランパのポート１０３
２（ｂ）、１０３３（ｂ）。

１０３４（ｂ）　、　１０３５（ｂ）　、は管路１１３
２．切替弁１１２１に接続され、圧力は排出されクラン
パ１０３２．１０３３，１０３４゜、１０３５のロッド
１０３２（ｃ）、１０３３（ｃ）、１０３４（ｃ）、１
０３５（ｅ）。

は伸屈する。また、圧力供給源１１１１の圧力が低下し
た場合は逆止更１１１３が作動し、アキュムレータ１１
１５内の圧力は保持されるが制御弁１１２７．１１２８
゜１１２９、１１３０のすべてに機械的操作力が加わら
ない場合でも管路１１２２，１１２３，１１２４，１１
２５．１１２６内の圧力は低下し、制御弁１１２７．１
１２８，１１２９．１１３０のいずれかに機械的操作力
が作用した場合と同様に、クランパ１０３２，１０３３
，１０３４．１０３５のロッド１０３２（ｃ）　、　１
０３３（ｃ　）　、１０３４　（ｃ　）　、１０３５　
（ｅ　）　Ｔは伸屈する。

第１１図は第７図に示す本発明の装置の実施例において
、アクチュエータ１００１．１００２，１００３．１０
０４に予圧力が加わった時の状態を示す。制御弁１１０
３、１１０４．１１０５．１１０６の操作によりアクチ
ュエータ１１０１．１１０２．１００３．１００４に予
圧力が加わるとアクチュエータ１００１，１００２，１
００３，１００４は圧縮バネ１０２４゜１０２５、１０
２６．１０２７の力に打ち勝って収縮し係合フランジ１
０１６．１０１７．１０１８．１０１９はストッパ１０
２０．１０２１　。

１０２２、１０２３にあたって止まる。同時に係合フラ
ンジ１６，１７，１８，１９は制御弁１１２７．１１２
１’ｌ。

１１２９．１１３０から離れ、前述したように制御弁１
１２７゜１１２８．１１２９．１１３０のすべてに機械
的操作力が加わらなくなった状態で切替弁１１１６を作
動させることによりクランパは１０３２，１０３３，１
０３４．１０３５のロッド１０３２（ｃ）　、　１０３
３（ｃ）　、　１０３４（ｃ）　、　１０３５（ｃ）　
、を縮退させることができる。

第１２図は、第７図に示す本発明の装置の動作の一例を
示したもので、制御弁１１０３，１．１０５と１１０４
、１１０６を反比例的に操作することにより、例えばア
クチュエータ１００１　、１００４は収縮し、１００２
．１００３は伸長し２回転部材１００７はグロスピン６
を中心に回転する。図では、制御弁１１０３．１１０５
と１１０４．１１０６を反比例的に操作する場合を示し
たが、１１０３．１１０５゜と１．１０４．１１０６を
反例的に操作すればこれと直角な方向に回転部材７を回
転することが可能であり、さらに適当な比率で制御弁１
１０３．１１０４，１１０５．１１０６を操作すれば任
意の方向に回転することが可能である。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明によればアクチュエータの
予圧力が低下した場合にも、変位変換部を固定すること
により変位変換部の暴走を防ぐことができ、安全を保つ
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の装置の一実施例を備えた変位変換装
置の一例を示す斜視図、第２図は第１図に示す本発明の
装置の一実施例の一部の回路図、第３図は第１図に示す
本発明の装置の一実施例の動作を説明する斜視図、第４
図は本発明の装置の他の実施例を備えた変位変換装置の
一例を示す斜視図、第５図は第４図に示す本発明の装置
の他の実施例に用いられろ制御弁の一例の構成を示す断
面図、第６図は第５図に示す制御弁の動作状態を示す断
面図、第７図は本発明の装置の他の実施例を備えた変位
変換装置の他の例を一部断面にて示す斜視図、第８図は
、第７図に示す本発明の装置の他の実施例の平面図、第
９図はその正面図、第１０図はその操作回路図、第１１
図、第１２図はその動作状態を示す正面図である。 １．２・・アクチュエータ、３・・・回転変換部、４・
・・プーリ、５・・・ワイヤ、６，７・・ロッド、８，
９・・・係合フランジ、１０・・・固定部材、１３．１
４・・・引張ばね＋１−５ｔ１６・・ストッパ、１７，
１０３供給圧力源、１９．２０・・・制御弁、１０６，
１０７゜２０６．２０７・・・制御弁、　１００１，１
００２，１００３．１００４・・・アクチュエータ、　
１００５・・・回転変換部、　１００６・・・クロスピ
ン、１００７・・・回転部材、１００８，１００り、１
０１０，１０１１・・・ボールジヨイント、１０１２，
１０１３，１０１４．１０１５・・・ロッド。 ］０１．ｆｌ、１０１７，１０１８．１０１９・・・係
合フランジ、　１０２０．１０２１　。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧力流体の流入により収縮作動する少なくとも一対
   以上の可撓性のアクチュエータと、このアクチュエータ
   の収縮動作を回転動に変換する変換部とを備える変位変
   換装置において、前記可撓性のアクチュエータ端に予張
   力検出手段を設け、前記回転動変換部に前記予張力検出
   手段によつて操作される運動固定手段を設けたことを特
   徴とする変換装置の安全装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の変位変換装置において
   、予張力検出手段は前記アクチュエータ端に設けた流体
   操作弁で構成し、運動固定手段は流体シリンダとこれに
   より操作されるクラッチで構成したことを特徴とする変
   位変換装置の安全装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載の変位変換装置において
   、予張力検出手段は前記アクチュエータ端に設けた流体
   操作弁で構成し、運動固定手段は前記回転動変換部の回
   転面内に対向して配置した後数個の流体シリンダで構成
   したことを特徴とする変位変換装置の安全装置。