JPH03277832A

JPH03277832A - ゴム膜を利用した固定装置

Info

Publication number: JPH03277832A
Application number: JP7494990A
Authority: JP
Inventors: Taizo Ito; 泰三伊藤
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1990-03-25
Filing date: 1990-03-25
Publication date: 1991-12-09

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】（刊用分野）本発明は小型かつ軽量で簡単な機構による固定装置であ
って、例えば関節機構で操縦型ロボットの操縦アームに
適用でき、さらに被操縦アーム等に適用可能な固定装置
に係る。

（従来技術）従来よりロボットのアーム等の固定機構として種々のも
のが作られているが、例えば、クラッチ板式、ツースク
ラッチ式の電磁ブレーキ、ディスクブレーキ、バンド式
摩擦ブレーキ等が代表例として挙げられる。

しかし、これらはいずれもその機構が複雑で外観形状が
太き（かつ重量があり、一部のもの例えばバンド式摩擦
ブレーキのような機構のものにあっては、シャフトに直
接偏心力がかかるような、機構全体として無理な力がか
かるものがあり、更にはシャフト等を任意の位置で止め
ることが難かしい等の問題点があった。

（目的）本発明は前記した欠点を解消せんとして開発したもので
あって、袋状をなすゴム様弾性体のもつ特徴を利用し、
柔かく、被接触物に対して圧力を均一に伝え、充分な摩
擦力を得ることができる固定機構を提供することを目的
としている。

（構成）本発明は以上の目的を達成するために次の構成としたも
のである。

即ち、一定間隔を保って貫入対向する内部材及び外部材
の一側にその対向する面に沿ってゴム様弾性膜を気密に
保持し、これに流体の出入口を備え、流体の出入によっ
て前記弾性膜を膨満収縮させ、膨満時にかかる膜体と他
側の部材表面とを接触させてその動きを固定することを
特徴とするゴム膜を利用した固定装置に係るものである
。

より具体的に言えば外部材である円筒内に、内部材であ
るシャフトを挿入し、この両者の対向する面のいずれか
に、ゴム様弾性環状膜を気密を保持して添設し、この環
状膜には、流体の出入口を備え、この流体の出入によっ
て前記環状膜を膨満収縮させ、膨満時において他側の対
向面と接触させて、この動きを固定することを特徴とす
るものでる。

特にロボットの固定装置においては、これら及びこれら
を含む関節をもって固定機構となるものである。

本発明に用いられるゴム用弾性体は天然ゴムや合成ゴム
は勿論使用され得るが、合成樹脂エラストマーをも用い
られ得る。

また、弾性体中には一般には有機繊維からなる補強帆布
が一層或は複数層埋入されるのが普通である。

（具体例）第１図は本発明の主要部をなす外部材Ａ及びゴム様弾性
膜の一例を示すものであり、短筒ｌの内周表面にゴム弾
性膜２を環状に囲繞させた例である。そして３はこの両
者を強固に保持させるための加締めリングである。また
、４は流体の出入口であって、これは図示しない外部の
ポンプ等に連結されることになっている。図中５は取っ
併用ネジ穴を示す。

第２図は外部材Ａの環状の膜２内に内部材Ｂであるシャ
フト６を挿入した図であり、かかる状態でエアーを出入
口４よりＭｌ　２内に充填し、この膜２を膨満させて、
シャフト６をその周囲から均一に膜２の接触圧をかけて
、シャフトの固定がなされた場合を示すものである。こ
の固定は外部材Ａ及び内部材Ｂ、即ち短筒１とシャフト
６との軸方向の相対位置のずれを検知してエアーを流入
させることによるシャフト６の固定に供され、或いはこ
の短筒１とシャフト６との周方向の相対的回転位置のず
れを検知してエアーを流入させることにも適用できるも
のである。

第３図は内部材Ｂのシャフト６側にこの弾性膜２を保持
したものであって、図中７は前記と同様の加締めリング
であり、シャフト６の中央に設けた六８を流体の出入口
としている。使用法は特に例示しないが前記した例と同
様に用いることが可能である。

第４図は軸９の先端にこの弾性筒状１ｌｉ２を保持した
例であって、この先端にまず筒状膜２の一端１０側を加
締リング１１にて固定し、次いでこの筒状膜２を折り返
し、他端１２を更に加締リング１３をもって固定したも
のである。そして流体の出入は、第３図の例と同様に軸
９の中心に設けられた穴８をもってこれに当てることに
したものである。

第５図は第４図に示すものを固定機構の一部として利用
した例を示し、この場合は外部材へに当たるシャフト６
側の先端に凹み１４が形成され、ここに内部材Ｂとして
の短筒先端が嵌入される。

この例で言えば、図示しないが前記の第２図の説明と同
様にエアーの出入によりこの弾性膜２が膨満し、これが
シャフト６の凹み１４の内周面１５に圧接されることに
よって、シャフト６の回転等が固定されることとなる。

第６図は、第１図〜第２図にて説明した例をロボットの
アームフレームの回転角度の制御に応用した第１の例で
ある。即ち、アームフレーム２０とアームフレーム２１
とにおいて、アームフレーム２０には軸２２を一体に固
設したものである。

一方アームフレーム２１はかかる軸２２との間をベアリ
ング（図示せず）等によって自在に回転可能としたもの
であり、フランジ２３をボルト２４にて固定すると共に
その先端には軸２２の回転角度検出器２５が固定されて
いる。そして、フランジ２３の中央に前記した第１図に
示す外部材Ａを構成する短筒１がゴム弾性膜２を保持し
た状態でボルト２６にて一体に固定される。この反対側
にはエアの出入口４が備えられていて図示しないポンプ
等に連結されている。勿論、図示するように短筒ｌ内に
内部材Ｂに当たる軸２２が挿入されていて、従ってゴム
弾性膜２とこの軸２２の表面とは一定の間隔をもって対
峙する。

かかる装置において、アームフレーム２０がこの軸２２
を中心として回転運動を行なうが、所定の角度だけアー
ムフレーム２０が回転した後、このアーム２０の回転を
固定し、その姿勢を保持するため、外部のポンプよりエ
アーを前記ゴム膜２内に送る。このことによりこのゴム
ＩＩ　２は急激に膨満し、このゴム膜２の表面と軸２２
の表面とが接触しこの軸２２の回転即ちアームフレーム
２０の姿勢を保持することになるものである。

第７図は、第４図及び第５図に示した例と同様にロボッ
トのアームフレームに適用した第２の応用例である。

即ち、フランジ２３をアームフレーム２１に固定し、こ
れに第４図にて示した内部材Ｂとしての短筒ｌをゴム弾
性膜２とともに固定する。

一方、軸２２の先端はこの短筒ｌ及び弾性膜２が嵌入さ
れる穴２７が形成されて外部材へとされており、ここに
内部材Ｂの短筒ｌが嵌込まれている。

この例でも、所定の角度にアームフレーム２０が回転し
た後、エアーがその出入口４より膜２内に吹き込まれ、
このゴム弾性膜２の外表面と前記した穴２７との内面と
が接触してブレーキの役目をなすものである。

第８図は第３の応用例を示す側面図、第９図はこの一部
切り欠き正面図である。

即ち、この例ではアームフレーム３１とアームフレーム
３２間は、図示しないベアリング等によって回転自在と
し、アームフレーム３２には前記したと同様にフランジ
３３をもって角度検出器３４が固定されていて、アーム
フレーム３１に固定された軸３５の回転角度を検知する
ようになっている。

そして、アームフレーム３２のフレーム上に回転自在と
してピボット３６にて第１図に示す短筒１がゴム弾性膜
２と共に支持されている。一方、アームフレーム３１に
は同様のピボット３７をもって、ロッド３８が弓長設さ
れ、このロッド３８は前記した短筒１内に挿入されてい
る。

この場合にはアームフレーム３１が軸３５を中心として
回転するアームフレーム３２側が所定の角度になると図
示しないエアー出入口よりエアーがゴム弾性膜２内に充
填され、アームフレーム３１に連結されたロッド３８を
外周よりこのゴム膜２が膨満することによってこれを押え込んで固定機能を発揮するものである。

（効果）本発明は、以上の通りゴム様弾性膜の流体の充填による
膨満収縮機能を利用して固定機構に利用したものであっ
て、ゴム弾性体の当りの柔らかさ等を巧みに利用したも
のであり、機構全体の簡易さは勿論のこと、その大きさ
、重量も大きく軽減され、しかもソフトタッチの固定制
動がもたらされ、更には任意の制動位置決めが可能であ
り、その利用価値は極めて高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の主要部をなす外部材Ａ及びゴム様弾性
膜の一例を示す一部切り欠き断面図、第２図は外部材Ａ
の環状の膜内に内部材Ｂであるシャフトを挿入した一部
切り欠き断面図、第３図は内部材Ｂのシャフト側にこの
弾性膜を保持した場合の一部切り欠き断面図、第４図は
軸の先端にこの弾性筒状膜を保持した場合の一部切り欠
き断面図、第５図は第４図に示すものを固定機構の一部
として利用した例を示す一部切り欠き断面図、第６図は
、第１図〜第２図にて説明した例をロボットのアームフ
レームの姿勢保持に応用した第１応用例、第７図は第４
図及び第５図に示した例と同様にロボットのアームフレ
ームに適用した第２応用例、第８図は第３応用例を示す
側面図、第９図はこの一部切り欠き正面図である。Ａ・・・・外部材、Ｂ・・・・内部材、！・・・・短筒
、２・・・・ゴム弾性膜、３．７．１１，１３・・・・
加締めリング、４．８・・・・流体の出入口、６・・・
・シャフト、２０．２１．３１，３２・・・・アームフ
レーム、２２・・・・軸、２６．３４・・・・回転角度
検出器、２７・・・・穴、３８・・・・ロッド。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一定間隔を保って貫入対向する内部材及び外部材
の一側に、その対向する面に沿ってゴム様弾性膜を気密
に保持し、これに流体の出入口を備え、流体の出入によ
って前記弾性膜を膨満収縮させ、膨満時にかかる膜体と
他側の部材表面とを接触させてその動きを固定すること
を特徴とするゴム膜を利用した固定装置。
（２）円筒内にシャフトを挿入し、この両者の対向する
面のいずれかに、ゴム様弾性環状膜を気密を保持して添
設し、この環状膜には流体の出入口を備え、この流体の
出入によって前記環状膜を膨満収縮させ、膨満時におい
て他側の対向面と接触させて、この動きを固定すること
を特徴とするゴム膜を利用した固定装置。