WO2007058085A1 - 流体圧式アクチュエータ - Google Patents

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WO2007058085A1
WO2007058085A1 PCT/JP2006/322075 JP2006322075W WO2007058085A1 WO 2007058085 A1 WO2007058085 A1 WO 2007058085A1 JP 2006322075 W JP2006322075 W JP 2006322075W WO 2007058085 A1 WO2007058085 A1 WO 2007058085A1
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fluid
expansion
covering body
plug member
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PCT/JP2006/322075
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Inventor
Takumi Inakazu
Yutaka Sato
Kazuaki Hiramatsu
Makoto Konami
Taisuke Matsushita
Original Assignee
Hitachi Medical Corporation
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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

Definitions

  • the present invention relates to a fluid pressure actuator driven by supply and discharge of a fluid such as air.
  • a rubber-like non-stretchable covering is put on the outer periphery of a rubber tube, and the diameter of the covering is increased by supplying air to expand the tube. Is increased.
  • An increase in the diameter of the covering causes a reduction in the length dimension, and a driving force is generated by the reduction in the length.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 7-24771
  • Patent Document 2 JP 2002-103270 A
  • Patent Document 3 International Publication WO2004 / 085856
  • a pneumatic actuator as disclosed in the above document, when the expansion and contraction are repeated, the mesh of the covering body is broken as the number of repetitions increases.
  • the vicinity of both ends in the longitudinal direction of the pneumatic actuator expands into a spherical shape, and the mesh size of the covering is larger than the middle portion in the longitudinal direction. It has also been discovered by the present inventor. In this way, when the mesh of the covering is enlarged, a part of the rubber tube that is supplied with air and expanded is projected from the mesh, and the tube is sandwiched between the mesh of the covering and is damaged. It will be.
  • a pneumatic actuator having a certain specification is damaged by tens of thousands of times if it is repeatedly expanded and contracted at a frequency of 4 times / minute. If the tube is damaged, the supplied air leaks and the pneumatic actuator leaks. Function is impaired.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to improve the durability of the pneumatic actuator.
  • the fluid pressure type actuator covers an expansion / contraction body that is sealed at both ends by a plug member and expands / contracts when a fluid is supplied / discharged, and an outer periphery of the expansion / contraction body.
  • the cover is clamped and fixed at the ends of the navel, the fluid supply / exhaust port provided to the plug member, and the fluid is supplied to the expansion / contraction body, the cover body undergoes local deformation that expands outward.
  • An auxiliary member for preventing or suppressing this is provided.
  • the provision of the auxiliary member significantly increases the number of repetitions of expansion / contraction (durability) until local deformation occurs at the end of the covering.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a pneumatic actuator according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a pneumatic actuator according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a pneumatic actuator according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a durability test method for a pneumatic actuator.
  • FIG. 5 is a diagram showing local deformation at the end of a conventional pneumatic actuator. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a pneumatic actuator according to a first embodiment of the present invention.
  • a pneumatic actuator according to an embodiment of the present invention includes a rubber tube (hereinafter referred to as an inner tube) 1 that expands when air is supplied, and both ends of the inner tube 1.
  • a mesh-like first covering the outer periphery of the inner tube 1 Covering body hereinafter referred to as a first mesh sleeve
  • a mesh-like second covering body hereinafter referred to as a second mesh sleeve 6 covering the outer periphery of the first mesh sleeve 5
  • a mesh Fasteners not shown
  • the air supply / discharge pipe 4 is connected to an air supply / exhaust device (not shown) such as an air compressor, and supplies air from the air compressor to the inside of the inner tube 1 via the air supply / discharge pipe 4.
  • an air supply / exhaust device such as an air compressor
  • the pneumatic actuator is driven by exhausting the air inside the inner tube 1.
  • the outer periphery of the inner tube 1 is covered with a mesh-like first mesh sleeve 5, and the outer periphery of the first mesh sleeve 5 covering the outer periphery of the inner tube 1 is covered with a second mesh sleeve 6.
  • These mesh sleeves 5 and 6 may be made of the same material and thickness of the wire (filament), the number of strands constituting the mesh, and the diameter of the mesh sleeve. That is, the mesh sleeves 5 and 6 have a double structure.
  • Mesh sleeves 5 and 6 are made of resin with very little elongation to load, for example, knitted high-strength fiber wires (filaments) such as nylon fiber and polyester fiber, and the mesh is in the length direction of the mesh sleeve. It is knitted to cross two-way force at a predetermined angle.
  • An example of such a mesh sleeve material is CLEAN CUT PET (CLEAN CUT is a US registered trademark of TECHFLEX Inc.) manufactured by TECHFLEX Inc. (located in New Jersey, USA).
  • the inner tubes 1 covered with the mesh sleeves 5 and 6 are fixed with rubber stoppers 2 and 3 as shown in the drawing at both ends in the longitudinal direction.
  • rubber plugs 2 and 3 are inserted into the inner tube 1 at both ends of the inner tube 1, and then the inner tube 1 with rubber plugs 2 and 3 attached to both ends is inserted into the inner tube 1.
  • Insert into the inside of the mesh sleeve 5 cut a little longer than 1, and put the mesh sleeve 6 on the outer periphery of the mesh sleeve 5.
  • the length of the mesh sleeve 6 is almost the same as that of the inner tube 1.
  • the end of the mesh sleeve 5 is folded back toward the center and inserted into the inside of the mesh sleeve 6, and the inner tube 1 and the mesh sleeves 5 and 6 are fastened to the rubber plugs 2 and 3 with fasteners.
  • the end of the mesh sleeve 5 that is folded back and fastened to the rubber plugs 2 and 3 has a shape that can be connected to a hook attached to a load. Note that the force for inserting the air supply / exhaust pipe 4 into the rubber plug 2 covered with the mesh sleeve 5 causes a part of the mesh sleeve 5 to be expanded.
  • the pneumatic actuator according to the present invention configured as described above, and the conventional pneumatic actuator Durability tests were conducted for both the UA and the UA in the manner shown in FIG.
  • the specifications of the pneumatic actuator are the rated diameter of mesh sleeve materials 5 and 6 inches, the outer diameter of the mesh sleeve at no load is about 30 mm, and the outer diameter of the mesh sleeve at maximum load is about 50 mm. Therefore, the length of the pneumatic actuator without load is 400 mm. A 30 kg weight is suspended from this actuator.
  • the compressor connected to the air supply / exhaust pipe adopts the method of repeating the states shown in Fig. 4 (a) and Fig. 4 (b) alternately at 10 cycles / minute (repeat air supply and exhaust). did.
  • the portion near both ends of the mesh sleeve 5 constituting the actuator has a larger diameter than the central portion. It begins to deform into a sphere (see Figure 5). Once spherical deformation of the mesh sleeve 5 starts, a mesh gap widens at the spherical deformation portion, and the inner tube 1 protrudes from the gap. When the inner tube 1 protruding from the mesh gap moves to the air discharge process, it is pinched between the meshes and damage due to friction begins. Eventually, the inner tube 1 breaks, causing air leakage, and the actuator cannot operate. Fall into.
  • the pneumatic actuator provided with the double-structured mesh sleeves 5 and 6 to which the present invention is applied even if the endurance test proceeds, both ends of the mesh sleeve 5 constituting the actuator are provided. Spherical deformation does not occur in the vicinity. That is, in the pneumatic actuator according to the present invention, even when the durability test proceeds, the mesh sleeve 5 expands and contracts while maintaining a uniform diameter over the entire length even when air is supplied and discharged repeatedly. Accordingly, even in the vicinity of both ends of the mesh sleeve 5, as the diameter increases, the length of the mesh sleeve 5 decreases and no gap is formed in the mesh.
  • the inner tube 1 does not enter the mesh space of the mesh sleeve 5 and is damaged by friction. Note that.
  • a pneumatic actuator equipped with a double-structured mesh sleeve is repeatedly operated hundreds of thousands of times, fatigue breakage occurs in the rubber of the inner tube 1 and the actuator becomes inoperable.
  • the durability test results are shown in Table 1.
  • the pneumatic actuator according to the present invention has a number of repeated operations from the start of the test until it breaks. Compared to a pneumatic actuator that covers a single tube, it is improved by about 5.5 to 9 times. Although not shown in Table 1, some Sampu Nore with double mesh sleeves 5 and 6 have a life about 10 times longer than that of single structure. From this result, the superiority of the pneumatic actuator to which the present invention was applied was confirmed.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a pneumatic actuator according to a second embodiment of the present invention.
  • This embodiment differs from the first embodiment in that the second mesh sleeve 11 is made of a material different from that of the first mesh sleeve 5, for example, a material having high heat resistance or a material having high wear resistance. .
  • a material having high heat resistance or a material having high wear resistance are high, and the material is, for example, a braided wire (filament) of Teflon fiber, and the mesh has a predetermined angle in the length direction of the mesh sleeve and also has a bi-directional force. It is knitted to cross.
  • TEFLON TEFLON (TF) (Teflon is a registered trademark of DuPont company) manufactured by TECHFLEX Inc.
  • the pneumatic actuator according to the present embodiment can be used in a high-temperature atmosphere because the durability can be improved and the heat resistance can be improved as in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the pneumatic actuator according to the third embodiment of the present invention.
  • the friction coefficient with respect to the second mesh sleeve 6 is smaller between the first mesh sleeve 5 and the second mesh sleeve 6 than the first mesh sleeve.
  • the difference is that cylindrical low friction bodies 12 are arranged.
  • This low-friction body 12 is arranged so as to cover the entire first mesh sleeve 5, and rubber together with the inner tube 1 and the mesh sleeves 5 and 6 by a fastener. Tightened and fixed to plugs 2 and 3.
  • a stretchable cloth material used for stockings and the like can be used as a material for the low friction body.
  • a cloth material is made of, for example, synthetic fibers in which nylon fibers are combined with polyurethane core fibers.
  • the pneumatic actuator according to the present embodiment can reduce the loss of driving force due to friction between the mesh sleeves 5 and 6, and can prevent the mesh sleeves 5 and 6 from being damaged due to friction. Therefore, the life of the pneumatic actuator can be extended.
  • the present invention is characterized by comprising means capable of preventing or suppressing local deformation in the vicinity of both ends of the first mesh sleeve 5.
  • the covering has a double structure.
  • the covering may have a multi-layer structure of three or more layers.
  • the change rate of the diameter of the central portion of the mesh sleeve 5 is set so that local deformation does not occur in the vicinity of both ends of the mesh sleeve 5.
  • the same effect as that of the first embodiment can also be obtained by covering a member having the same change rate of the diameter over the vicinity of both ends of the mesh sleeve.
  • the pneumatic actuator using air as a fluid has been described as an example, but the fluid supplied to the expansion / contraction body is not limited to air. Various fluids such as oil and gas can be used.
  • the fluid pressure-type actuator to which the present invention relates can be used as a drive actuator for rehabilitation equipment (for example, CPM (Continuous Passive Motion) device) and nursing care equipment. It can also be used as a driving actuator for a wearable robot suit worn by humans, that is, as an artificial muscle. It can also be used for industrial robots and construction machines. Since the durability of the fluid pressure type actuator having such a wide range of applications is improved by the present invention, further expansion of the applications is expected.

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Abstract

　本発明の流体圧式アクチュエータは、その耐久性を向上するために、両端が栓部材で封止され流体が供給・排出されることにより膨張・収縮する膨張収縮体と、この膨張収縮体の外周を覆い、前記栓部材へその両端が締め付け固定された被覆体と、前記栓部材へ設けられた流体の給排口と、前記膨張収縮体へ流体が供給された時、前記被覆体に外側へ膨らむ局部変形が生ずることを防止又は抑制する補助部材を備えたことを特徴としている。

Description

明 細 書
流体圧式ァクチユエータ
技術分野
[0001] 本発明は、空気等の流体の給排により駆動される流体圧式ァクチユエータに関する ものである。
背景技術
[0002] 近年、特許文献 1乃至特許文献 3に記載されているような弾性膨張体 (以下、流体圧 式ァクチユエータと記す。）を機器の駆動源として用いることが提案されている。
従来の流体圧式ァクチユエータ、例えば空気圧式ァクチユエータにおいては、ゴム 製のチューブの外周に伸縮性のない網状の被覆体が被せられており、空気を供給し てチューブを膨張させることにより、被覆体の径が増大される。被覆体の径の増大は 長さ寸法の縮小を招き、この長さの縮小により駆動力が発生される。
特許文献 1：特開平 7-24771号公報
特許文献 2：特開 2002-103270号公報
特許文献 3：国際公開 WO2004/085856
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] 上記文献に開示されているような空気圧式ァクチユエータは、膨張及び収縮が繰り 返されると、繰返し回数の増加とともに被覆体の網目がくずれてくる。例えば、駆動力 を得るために空気圧式ァクチユエータへ空気を供給すると、空気圧式ァクチユエータ の長さ方向の両端部近傍が球形に膨張し、被覆体の網目の大きさが長さ方向の中 間部よりも拡大することが本願発明者によって発見されている。このように、被覆体の 網目が拡大すると、その網目から、空気を供給され膨張したゴム製のチューブの一部 が突出することとなり、チューブが被覆体の網目との間に挟まれて損傷することとなる 。例えば、本願発明者が行った実験によると、ある仕様の空気圧式ァクチユエータは 、 4回/分の頻度で膨張'収縮を繰り返すと、数万回で破損することが判明した。チュ ーブが損傷すると、供給された空気がチューブ力 漏れ、空気圧式ァクチユエータの 機能が損なわれる。
[0004] 本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、上記空気圧式ァクチユエ一 タの耐久性を向上させることを目的としている。
課題を解決するための手段
[0005] 本発明に係る流体圧式ァクチユエータは、両端が栓部材で封止され流体が供給- 排出されることにより膨張'収縮する膨張収縮体と、この膨張収縮体の外周を覆い、 前記栓部材へその両端が締め付け固定された被覆体と、前記栓部材へ設けられた 流体の給排口と、前記膨張収縮体へ流体が供給された時、前記被覆体に外側へ膨 らむ局部変形が生ずることを防止または抑制する補助部材を備えたことを特徴として いる。
[0006] 本発明によれば、補助部材が設けられたことにより、被覆体の端部における局部的 変形が生ずるまでの膨張 *収縮の繰返し回数 (耐久性)が大幅に増加する。
図面の簡単な説明
[0007] [図 1]本発明の第 1の実施形態による空気圧式ァクチユエ一タの縦断面図である。
[図 2]本発明の第 2の実施形態による空気圧式ァクチユエ一タの縦断面図である。
[図 3]本発明の第 2の実施形態による空気圧式ァクチユエ一タの縦断面図である。
[図 4]空気圧式ァクチユエータの耐久試験法を示す図である。
[図 5]従来の空気圧式ァクチユエ一タの端部における局部的変形を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
[0008] 以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。
図 1は、本発明の第 1の実施形態による空気圧式ァクチユエ一タの縦断面図である 。図 1に示すように本発明の 1実施形態の空気圧式ァクチユエータは、空気を供給す ることによって膨張するゴム製のチューブ (以下、インナーチューブと記す。）1と、イン ナーチューブ 1の両端を封止するゴム製の栓 2及び 3と、ゴム栓 2を貫通してインナー チューブ 1の内部空間へ達するように設けられた空気給排管 4と、インナーチューブ 1 の外周を覆う網状の第 1の被覆体 (以下、第 1のメッシュスリーブと記す。）5と、第 1のメ ッシュスリーブ 5の外周を覆う網状の第 2の被覆体 (以下、第 2メッシュスリーブと記す。 ) 6と、メッシュスリーブ 5, 6をゴム栓 2, 3へ締め付けて止める止め具 (図示省略)と力 構 成されている。なお、空気給排管 4には、図示を省略された空気給排装置、例えばェ ァーコンプレッサーが接続され、エアーコンプレッサーから空気給排管 4を介してイン ナーチューブ 1の内部へ空気を供給し、またはインナーチューブ 1の内部の空気を排 出することで、空気圧式ァクチユエータは駆動される。
[0009] インナーチューブ 1の外周は、網状の第 1のメッシュスリーブ 5により覆われ、インナ 一チューブ 1の外周を覆った第 1のメッシュスリーブ 5の外周は第 2のメッシュスリーブ 6 により覆われている。これらのメッシュスリーブ 5, 6は、線材 (フィラメント)の材質及び太 さ、及び網目を構成する素線数、さらにメッシュスリーブの径の同一のものを用いるこ とができる。すなわち、メッシュスリーブ 5, 6は二重構造となっている。メッシュスリーブ 5, 6は、荷重に対する伸びが極めて小さな榭脂製、例えばナイロン繊維、ポリエステ ル繊維等の高張力繊維の線材 (フィラメント)を編み上げたもので、その網目はメッシュ スリーブの長さ方向へ所定の角度を持って 2方向力 クロスするように編み上げられ ている。このようなメッシュスリーブの素材は、 TECHFLEX Inc. (所在地：米国 ニュー ジャージー州)製の CLEAN CUT PET(CLEAN CUTは、 TECHFLEX Inc.の米国登録 商標である。）が挙げられる。
[0010] メッシュスリーブ 5, 6で覆われたインナーチューブ 1はそれらの長さ方向両端部にて 、図に示すようにゴム栓 2, 3で栓をされ、固定されている。その固定方法は、先ず、ィ ンナーチューブ 1の両端において、ゴム栓 2, 3をインナーチューブ 1の内部へ挿入し、 次いで、両端にゴム栓 2, 3を取り付けられたインナーチューブ 1を、インナーチューブ 1より少し長めに切断されたメッシュスリーブ 5の内部へ挿入し、更にメッシュスリーブ 5 の外周にメッシュスリーブ 6を被せる。メッシュスリーブ 6の長さはインナーチューブ 1と ほぼ同じとされる。その後、メッシュスリーブ 5の端部を中央方向へ折返してメッシュス リーブ 6の内側へ挿入し、インナーチューブ 1とメッシュスリーブ 5, 6をゴム栓 2, 3へ締 付具で締め付ける。折り返してゴム栓 2, 3へ締め付けられたメッシュスリーブ 5の端部 は負荷へ取り付けられたフックへ繋ぐことができる形状となる。なお、メッシュスリーブ 5 被せたゴム栓 2へ空気給排管 4が挿入される力 そのためにメッシュスリーブ 5の一部 が押し拡げられる。
[0011] 上記の如く構成された本発明の空気圧式ァクチユエータと、従来の空気圧式ァクチ ユエータとの両者について耐久試験を、図 4に示す態様で行なった。すなわち、空気 圧式ァクチユエータの仕様は、メッシュスリーブの素材 5, 6の定格径カ^ .5インチ，無 負荷時のメッシュスリーブの外径が約 30mm,最大負荷時のメッシュスリーブの外径が 約 50mm,空気圧式ァクチユエ一タの無負荷時の長さが 400mmである。このァクチュ エータへ 30kgの錘が吊るされる。そして、耐久試験として、空気給排管へ接続された コンプレッサによって、 10サイクル/分で図 4(a)と図 4(b)の状態を交互に繰り返す (空気 の給排を繰り返す)方法を採用した。
[0012] 従来の単一のメッシュスリーブ 5を備えた空気圧式ァクチユエータは、試験の進行が 数千回を超えると、ァクチユエータを構成するメッシュスリーブ 5の両端近傍部分が中 央部分より大きな径を持つ球形に変形し始める (図 5参照)。一旦メッシュスリーブ 5の 球状変形が始まると、球状変形部分で網目の隙間が広がり、その隙間からインナー チューブ 1が突出するようになる。そして、網目の隙間から突出したインナーチューブ 1が、空気の排出過程に移った時に網目同士に挟まれて摩擦による損傷が始まり、 やがてインナーチューブ 1が破損し空気漏れを引き起こし、ァクチユエータが動作不 能に陥る。
[0013] これと比較して、本発明を適用した二重構造のメッシュスリーブ 5, 6を備えた空気圧 式ァクチユエータは、耐久試験が進行しても、ァクチユエータを構成するメッシュスリ ーブ 5の両端近傍部分に球形の変形が生ずることがない。すなわち、本発明の空気 圧式ァクチユエータにおいては、耐久試験が進行した場合にも、メッシュスリーブ 5は 空気の供給、排出を繰り返し行っても、ほぼ全長にわたって均一の径が保たれながら 膨張収縮する。したがって、メッシュスリーブ 5の両端近傍部分でも、中央部と同様に 、径が大きくなつた分は長さが縮んで網目に隙間ができることはない。したがって、ィ ンナーチューブ 1がメッシュスリーブ 5の網目の隙間に入り込んで、摩擦によって損傷 することはなくなる。なお。二重構造のメッシュスリーブを備えた空気圧式ァクチユエ ータは、数十万回の繰返し動作を行うと、インナーチューブ 1のゴムに疲労破断が生 じ、ァクチユエータは動作不能に陥る。
[0014] 耐久試験結果を表 1に示すが、本発明の空気圧式ァクチユエータは、試験開始か ら破損に至るまでの繰返し動作回数力 従来の 1個のメッシュスリーブ 5のみでインナ 一チューブを覆った空気圧式ァクチユエータと比較し、約 5.5〜9倍程度に改善され た。二重メッシュスリーブ 5, 6を有したサンプノレの中には表 1には示されていないが、 一重構造の物に対して 10倍程度寿命が長いものも見られた。この結果から、本発明 を適用した空気圧式ァクチユエータの優位性が確認された。
[表 1]
Figure imgf000006_0001
[0015] 次に、本発明の第 2の実施形態を図 2により説明する。図 2は、本発明の第 2の実施 形態の空気圧式ァクチユエ一タの縦断面図である。この実施形態では、第 2のメッシ ュスリーブ 11が第 1のメッシュスリーブ 5とは異なる材料、例えば耐熱性の高い材料や 耐摩耗性の高い材料により構成されている点が第 1の実施形態と異なる。このような 耐熱性及び耐磨耗性が高 、材料は、例えばテフロン繊維の線材 (フィラメント)を編み 上げたもので、その網目はメッシュスリーブの長さ方向へ所定の角度を持って 2方向 力もクロスするように編み上げられている。このようなメッシュスリーブの素材は、前記 T ECHFLEX Inc.製の TEFLON (TF)(Teflonは、 DuPont companyの登録商標である。） が挙げられる。本実施形態による空気圧式ァクチユエータは、第 1の実施形態と同様 に耐久性を高められるとともに、耐熱性が向上するので、高温の雰囲気で使用するこ とがでさる。
[0016] 次に、本発明の第 3の実施形態を図 3により説明する。図 3は、本発明の第 3の実施 形態の空気圧式ァクチユエ一タの縦断面図である。この実施形態では、第 1の実施 形態と比較し、第 1のメッシュスリーブ 5と第 2のメッシュスリーブ 6との間に、第 2のメッシ ュスリーブ 6に対する摩擦係数が第 1のメッシュスリーブよりも小さい筒状の低摩擦体 1 2が配置されている点が異なる。この低摩擦体 12は、第 1のメッシュスリーブ 5全体を覆 うように配置され、締付具によりインナーチューブ 1、メッシュスリーブ 5, 6と一緒にゴム 栓 2, 3へ締め付け固定される。低摩擦体の材料としては、ストッキング等に用いられる 伸縮可能な布材を用いることができる。このような布材は、例えばポリウレタンの芯繊 維にナイロン繊維を組み合わせた合成繊維により構成されて 、る。本実施形態によ る空気圧式ァクチユエータは、メッシュスリーブ 5と 6同士の摩擦による駆動力の損失 を低減することができ、また、メッシュスリーブ 5, 6の摩擦による損傷を防止することが できる。したがって、空気圧式ァクチユエータの長寿命化が計れる。
[0017] 以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない 範囲で変形することが可能である。本発明を要約すれば、本発明は第 1のメッシュスリ ーブ 5の両端近傍部分における局部変形が防止または抑制することができる手段を 備えることを特徴としている。第 1のメッシュスリーブ 5の両端近傍部分における局部変 形が防止または抑制することができる手段としては、上記第 1の実施形態から第 3の 実施形態まで、被覆体 (メッシュスリーブ)を 2重構造としたが、被覆体を 3重以上の多 重構造としても良い。また、膨張収縮体へ流体が供給された時、又は流体の供給過 程で、メッシュスリーブ 5の両端近傍部分に局部変形が生じないように、メッシュスリー ブ 5の中央部の径の変化率と同じ径の変化率を有する部材をメッシュスリーブの両端 近傍部分へ被せることでも、第 1の実施形態と同じ効果が得られる。
[0018] また、上記実施形態では、流体として空気を用いる空気圧式ァクチユエータを例に 挙げて説明したが、膨張収縮体に供給される流体は空気に限定されるものではなぐ 用途に応じて、水、油、ガス等の各種流体を用いることができる。
[0019] 本発明が関連する流体圧式ァクチユエータは、リハビリ用機器 (例えば、 CPM(Conti nuous Passive Motion)装置)や介護機器等の駆動用ァクチユエータとして使用するこ とができる。また、人間が着用する着用形ロボットスーツの駆動用ァクチユエータ、す なわち人工筋肉として使用することができる。さらに、産業用ロボットや建設用機械等 にも使用することができる。このような広範囲の用途を持つ流体圧式ァクチユエータ の耐久性が本発明によって改善されたことで、その用途の更なる拡大が期待される。

Claims

請求の範囲
[1] 両端が栓部材で封止され流体が供給'排出されることにより膨張'収縮する膨張収 縮体と、
この膨張収縮体の外周を覆い、前記栓部材へその両端が締め付け固定された第 1 の被覆体と、
前記栓部材へ設けられた流体の給排口と、
前記膨張収縮体へ流体が供給された時に、前記第 1の被覆体をその両端近傍部 分を含めほぼ全長に渡って均一の径で膨張させる補助部材
を備えた流体圧式ァクチユエータ。
[2] 前記補助部材は、前記第 1の被覆体を覆 、、前記栓部材へその両端が締め付け固 定された第 2の被覆体であることを特徴とする請求項 9に記載の流体圧式ァクチユエ ータ。
[3] 両端が栓部材で封止され流体が供給'排出されることにより膨張'収縮する膨張収 縮体と、
この膨張収縮体の外周を覆う第 1の被覆体と、前記第 1の被覆体の外周を覆う第 2の 被覆体との両端部が前記栓部材に対し締め付け固定された二重構造の被覆体と、 前記栓部材へ設けられた流体の給排口
を備えた流体圧式ァクチユエータ
[4] 前記第 1の被覆体と第 2の被覆体は、前記流体が供給され前記膨張収縮体が膨張 させられると、径が増大し長さが縮小するメッシュ状の筒状体力 成ることを特徴とす る請求項 2に記載の流体圧式ァクチユエータ。
[5] 前記第 1の被覆体と第 2の被覆体は、径、材質、メッシュの素線数が同一であること を特徴とする請求項 4に記載の流体圧式ァクチユエータ。
[6] 前記第 1の被覆体と第 2の被覆体は、特性が異なることを特徴とする請求項 4に記載 の流体圧式ァクチユエータ。
[7] 前記第 1の被覆体と第 2の被覆体は、一方が他方に比較して高耐熱性を有すること を特徴とする請求項 6に記載の流体圧式ァクチユエータ。
[8] 前記第 1の被覆体と第 2の被覆体は、一方が他方よりも高耐磨耗性を有することを 特徴とする請求項 6に記載の流体圧式ァクチユエータ。
[9] 前記第 1の被覆体と第 2の被覆体をさらに少なくとも第 3の被覆体で覆った多重構造 の被覆体を備えたことを特徴とする請求項 3に記載の流体圧式ァクチユエータ。
[10] 第 1の被覆体と第 2の被覆体の間に、第 2の被覆体に対する摩擦係数が第 1の被覆 体よりも小さい材料力 成る筒状の低摩擦体が配置されていることを特徴とする請求 項 3に記載の流体圧式ァクチユエータ。
[11] 両端が栓部材で封止され流体が供給'排出されることにより膨張'収縮する膨張収 縮体と、
この膨張収縮体の外周を覆い、前記栓部材へその両端が締め付け固定された被 覆体と、
前記栓部材へ設けられた流体の給排口と、
前記膨張収縮体へ流体が供給された時、前記被覆体に外側へ膨らむ局部変形が 生ずることを防止または抑制する補助部材
を備えた流体圧式ァクチユエータ。
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