JPWO2007094031A1 - アクチュエータ、駆動装置、ハンド装置、及び搬送装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、本発明は、このアクチュエータを用いてロボット、産業分野などで有効に活用できるようにした駆動装置、ハンド装置、及び搬送装置を提供することを目的とする。
本発明にあっては、袋体の材料として流体を通さない合成高分子化合物、又は紙を用いるので、安価で且つ手軽にアクチュエータ用の袋体を製作できるようになる。なお、合成高分子化合物としては、ポリプロピレン系、塩化ビニル系、テフロン(登録商標)系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリエチレン系、ポリイミド系、ポリスチレン系、ポリカーボネート系等の少なくとも1つの成分を含むものが該当する。また、紙としては紙風船のような形状のものが流体で膨らます点で好適である。
本発明にあっては、材料の1枚部分の厚みを20μm以上400μm以下にするので、ゴム成分を含む材料を用いる場合に比べて袋体の全体的な厚み寸法が薄くなり、それに伴いアクチュエータ自体の厚み寸法を小さくしてアクチュエータの薄型化を実現できる。また、袋体の厚み寸法を上述した範囲に設定することで、流体の非供給時と供給時とのアクチュエータの伸縮度合いを大きくでき、アクチュエータの収縮率の増大に貢献でき、従来の同サイズのアクチュエータに比較して作動量を大きくできる。なお、アクチュエータの薄型化を優先にする場合は、袋体の1枚部分の厚みを200μm以下、さらには100μm以下にすることが好適であり、一方、袋体の耐久性を重用視する場合は、袋体の1枚部分の厚みを200μmを超えた寸法にすることが好ましい。
本発明にあっては、袋体に折り部が形成してあるため、流体が供給されずに袋体が萎んだ状態では、折り部に沿って袋体が自然と折りたたまれるようになる。そのため、被覆体に比べて最大体積が大きい袋体、又は被覆体に比べて最大外径が大きい袋体を用いても、流体の非供給時には袋体はコンパクトに収まり、アクチュエータの薄型化に貢献できる。なお、折り部は袋体に複数形成することも勿論可能であり、複数の折り部を形成した場合は、流体の非供給時に袋体を一層コンパクトにできる。
本発明にあっては、流体の通過用の開口を袋体が複数有するため、袋体への流体供給の仕方に様々なバリエーションが生じる。例えば、供給専用の開口と、供給された流体の排出専用の開口を決めてアクチュエータを作動させることができ、この場合は流体を一定の方向に沿ってスムーズに流すことが可能になる。また、アクチュエータの作動応答性を高めるためには、複数の開口から同時に袋体を供給すると共に、袋体を萎ませるときは、複数の開口から同時流体を排出するようにして、袋体に対して多量の流体を短時間で出し入れ可能にできる。
本発明にあっては、難伸縮性の糸であるエステル系の糸で被覆体が編成してあるので、従来のマッキンベン型のアクチュエータに比べて被覆体が軟らかくなり、袋体の膨らみにも敏感に追従して、応答性の高い作動特性が得られると共に、流体の供給圧が約20kPa程度でも確実に作動できるアクチュエータを得られ、アクチュエータの小型化にも貢献できる。なお、被覆体の編成には、モノフィラメント及びマルチフィラメントの糸を組み合わせて用いてもよく、また、マルチフィラメントの糸だけを用いてもよい。
本発明にあっては、被覆体が330デシテックス以下の糸で編成してあるので、従来のアクチュエータに用いられる硬い繊維に比べて軟らかくなり、袋体の微妙な変形に追従し、流体供給に伴う作動応答性を高められる。
また、本発明にあっては、非ゴム系の袋体の最大外径を、被覆体の最大内径に比べて大きくすると共に、袋体が破裂するまで膨らむことを被覆体の押さえ込みにより防止するので、従来のゴム成分を含む袋体に伴う諸問題を解決でき、アクチュエータの安定した作動を長期間確保できる。
また、本発明にあっては、袋体の1枚部分の材料厚みを20μm以上400μm以下にするので、流体の非供給時において袋体が薄くなり、アクチュエータの薄型化を実現できる。
また、本発明にあっては、袋体が複数の開口を有するため、複数の開口を用いて様々な方式で流体を供給でき、袋体への流体の供給及び排出をスムーズに行えると共に、使用目的に応じたアクチュエータの作動特性を確保できる。
また、本発明にあっては、被覆体が330デシテックス以下の糸で編成してあるので、従来のアクチュエータに用いられる被覆体に比べて軟らかくでき、袋体の微妙な変形に追従できる作動特性を得られる。
さらに、本発明にあっては、被覆体が袋打ちと云う編み方で編成されると共に、流体の非供給状態での菱形(バイアス)の編み目の長手方向にも配慮するので、被覆体が袋体の膨らみに柔軟に追従できると共に、被覆体の径方向の伸縮量も大きくできる。
また、本発明にあっては、複数の駆動装置の第1部材を一体的に組み合わせるので、人間の掌から指状の部材(第2部材)が回動可能に突出したハンド装置を形成できる。
本発明にあっては、アクチュエータを複数並べて配置すると共に、各アクチュエータへの流体供給を順次切り替えるので、物体をスムーズに進められる搬送装置を実現できる。
2、2′ 被覆体
3 編み目
5、5′、5″、7′、8 袋体
5e′、5e″、5f″、7e′、7f′ 折り部
9 規制材
10、20、30 駆動装置
11 第1部材
12 第2部材
16 線材
40、120、130 ハンド装置
100、110 搬送装置
102A〜102N センサ
103A〜103N 制御弁
104 作動流体発生源
105 コントロール部
121、131 ベース部材
122、132 対向部材
H ホース
R 空間
本発明にあっては、流体の通過用の開口を袋体が複数有するため、袋体への流体供給の仕方に様々なバリエーションが生じる。例えば、供給専用の開口と、供給された流体の排出専用の開口を決めてアクチュエータを作動させることができ、この場合は流体を一定の方向に沿ってスムーズに流すことが可能になる。また、アクチュエータの作動応答性を高めるためには、複数の開口から同時に流体を供給すると共に、袋体を萎ませるときは、複数の開口から同時に流体を排出するようにして、袋体に対して多量の流体を短時間で出し入れ可能にできる。
Claims (13)
- 流体が供給されて膨らむ袋体と、該袋体を被覆して前記袋体の変形に伴い伸縮する被覆体とを備えるアクチュエータにおいて、
前記袋体は、非ゴム系の材料で形成してあると共に、最大に膨らんだときの最大体積を前記被覆体が最大に伸張したときの被覆体内部の最大容積に比べて大きくしており、
前記被覆体は、最大に伸張したときに前記袋体の膨らみを抑える締付力を有することを特徴とするアクチュエータ。 - 流体が供給されて膨らむ袋体と、該袋体を被覆して前記袋体の変形に伴い伸縮する被覆体とを備えるアクチュエータにおいて、
前記袋体は、非ゴム系の材料で形成してあると共に、最大に膨らんだときの最大外径を前記被覆体が最大に伸張したときの被覆体内部の最大内径に比べて大きくしており、
前記被覆体は、最大に伸張したときに前記袋体の膨らみを抑える締付力を有することを特徴とするアクチュエータ。 - 前記袋体の材料は、合成高分子化合物、又は紙である請求項1又は請求項2に記載のアクチュエータ。
- 前記袋体の材料は、1枚部分の厚みが20μm以上400μm以下にしてある請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載のアクチュエータ。
- 前記袋体は、流体が供給されていない状態で折り目になる折り部が形成してある請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載のアクチュエータ。
- 前記袋体は、流体が通過する開口を複数有する請求項1乃至請求項5のいずれか1つに記載のアクチュエータ。
- 前記被覆体は、エステル系の糸で編成してある請求項1乃至請求項6のいずれか1つに記載のアクチュエータ。
- 前記被覆体は、330デシテックス以下の糸で編成してある請求項1乃至請求項7のいずれか1つに記載のアクチュエータ。
- 前記被覆体は、袋打ちで編成されており、編み目は菱形であり、流体を供給していないときの菱形の長手方向は、前記袋体の径方向に直交する方向に一致させてある請求項1乃至請求項8のいずれか1つに記載のアクチュエータ。
- 第1部材と、
該第1部材に回動自在に連結してある第2部材と、
前記第1部材に配置してある請求項1乃至請求項9のいずれか1つに記載のアクチュエータと、
該アクチュエータ及び前記第2部材を繋ぐ線材と
を備えることを特徴とする駆動装置。 - 請求項10に記載の駆動装置を複数備え、
各駆動装置の第1部材は、一体的に組み合わせてあることを特徴とするハンド装置。 - 請求項1乃至請求項9のいずれか1つに記載のアクチュエータと、
該アクチュエータを配置する配置部材と、
前記アクチュエータと空間をあけて対向配置する対向部材と
を備えることを特徴とするハンド装置。 - 請求項1乃至請求項9のいずれか1つに記載のアクチュエータを複数並置して、搬送対象の物体を各アクチュエータ上に載置できるようにしてあり、
各アクチュエータへの流体供給を順次切り替える切替手段を備えることを特徴とする搬送装置。
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