JPH05564B2

JPH05564B2 -

Info

Publication number: JPH05564B2
Application number: JP24523483A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Fukahori; Wataru Seki; Tadashi Fuse; Seisuke Tomita; Takeo Takagi
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1983-12-28
Filing date: 1983-12-28
Publication date: 1993-01-06
Also published as: JPS60139904A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、主にロボツトの操作部として作動す
るエアバツク式ニユーマチツクアクチユエータ、
より具体的にはゴム又はゴム状弾性体からなる内
筒と、この内筒の外周を覆う編組構造体との間
に、内筒に追従して伸縮および膨脹変形を行う繊
維編物を中間層として設けた、耐久性に優れたニ
ユーマチツクアクチユエータに関するものであ
る。近年、危険作業から作業者を防護することを目
的として開発されたマニプレータ（マジツクハン
ド）の用途が、その後のロボツト技術の発展およ
び省エネルギー、高生産性の思想と相俟つて入力
作業の代替を含む広い範囲に拡大されつつあるの
は周知の通りである。このようなロボツト技術の進歩にとつて、マニ
プレータ又はその類似物の操作部として、いかに
優れたアクチユエータを得るかが重要なポイント
を握つていると言つても過言ではない。事実、マニプレータ用アクチユエータとして各
種のものが提案され、実用化されているが、それ
らはいずれも、いくつかの問題点を含んでいる。そこで出願人は先に、これらの問題点を改良し
た新しいエアバツク式ニユーマチツクアクチユエ
ータを開発し、特許出願を行なつている。〔特願
昭58−71404号、特願昭58−160544号〕。これらのエアバツク式ニユーマチツクアクチユ
エータは、ゴム又はゴム状弾性体による管状部材
としての内筒と、この内筒の外周を覆う編組構造
体とからなり、両端を封鎖して内筒の内部空間に
圧力を加えた際の、編組構造体のパンタグラフ運
動に基づき、径方向の膨脹に伴つて軸線方向に収
縮する特性を有しており、このときに生起される
収縮力によつてアクチユエータに連結した部材又
は装置（例えばロボツトの間節など）を動かす仕
組みとなつている。この場合、内筒の径変化に対する抵抗力が発生
しないようにするために編組構造体と内筒とは結
合されていない。このようなエアバツク式ニユーマチツクアクチ
ユエータを第１図に示す。第１図において、１はゴム又はゴム状弾性体よ
りなる管状体、２はその外周に設けた編組構造
体、３は両端の閉鎖部材、４はかしめキヤツプで
ある。閉鎖部材３は、管状体１の両端開口に緊密に、
好ましくは接着剤を用い得る封止合着に供するニ
ツプル部分５と、位置定めを司るフランジ部分６
と、さらには連結ピン孔をあけたアイ又はクレビ
ス端部分７とからなり、ニツプル部分５の外周に
は、その先端側に向く緩テーパーと、反対向きの
急テーパーとを有する抜け止め用の管状突条を設
けるを可とする。かかる閉鎖部材３の一方には、
少なくともその片側で、ニツプル５の長さ方向に
形成した孔９を介し管状体１の内部空洞１０に連
通する接続孔１１をあけ、ここにフイツテイング
１２を取付ける。かしめキヤツプ４は、フランジ部分６と係合し
て管状体１の端部外周にかぶさり、とくに端縁に
フレアー１３を形成した円筒状金物より成り、ニ
ツプル部分５に向けて半径方向に局部押圧して閉
鎖部材３を管状体１に封止合着する。このような構造のニユーマチツクアクチユエー
タに対し外部の操作圧力源としてのエアコンプレ
ツサーを３方弁を含む管路により接続し、管状体
１の内部空洞１０内に制御圧力を適用することに
より、編組構造体２の編組角θ_Oのθ_Xに至る拡大つ
まり、パンタグラフ運動によつて、管状体１の膨
径と、それに由来した軸方向の収縮すなわち閉鎖
部材３の連結ピン孔間距離の縮小をもたらす。ところで、このような構造のニユーマチツクア
クチユエータの場合、その両端を封鎖し内部空間
に圧力を加えた際におこる径方向への膨脹と軸線
方向への収縮に際し、外部の編組構造体を構成す
る繊維又はコードがゴム又はゴム状弾性体よりな
る内筒にくい込んで内筒を損傷させるため、内筒
の寿命ひいてはニユーマチツクアクチユエータの
寿命を著しく短いものにしていると言う問題があ
つた。上記問題点をふまえ研究を進めた結果、ゴム又
はゴム状弾性体よりなる内筒と、この内筒の外周
を覆う編組構造体との間に、内筒に柔軟に追従し
て伸縮および膨縮変形を行う繊維編物よりなる中
間層を設けたことにより、従来のニユーマチツク
アクチユエータの機能を全くそこなうことなく、
耐久性の著しく優れたニユーマチツクアクチユエ
ータを得ることが出来た。これはすなわち、繊維編物からなる中間層が、
内筒の変形に十分正確に追従して柔軟に変形し得
ることから、その中間層繊維の内筒へのくい込み
のおそれがなく、また、中間層と内筒との摩擦が
小さいことによるものであり、さらには、編組構
造体の繊維またはコードの、内筒へのくい込み
が、その中間層によつて有効に阻止されることに
よるものである。もちろん、本発明の中心となる中間層は次の機
能を有することが前提である。 () ゴム又はゴム状弾性体よりなる内筒の伸縮
運動を防げない程やわらかく、かつよく伸びる
こと、 () 中間層自身が優れた耐久性を有すること。
したがつて、上記の必要条件を満足する中間層
として次のような特性を有する繊維編物を用い
ることにより、本発明の目的を達成することが
出来る。まず本発明ニユーマチツクアクチユエータの中
間層は、長さ方向および半径方向のそれぞれにや
わらかく伸縮する繊維編物で構成されていること
が基本的特徴である。周知の通り、繊維の構造物
は織物と編物に大別さるが、前者がほとんど延び
ないのに対し後者は構造およびその構成要素に応
じて非常に大きな延びをもたらす。したがつて中
間層としては編物が適している。ただし本発明の
主旨に従うためには、その破断時の引張伸止が55
％以上、好ましくは70％以上、さらに好ましくは
90％以上である編物であることが必要である。また、本発明ニユーマチツクアクチユエータの
中間層は、ゴム又はゴム状弾性体よりなる内筒の
伸縮運動に追随して変形出来るためには、繊維の
編物の弾性率が高すぎないことが重要であり、そ
の50％伸長時における編物の単位幅当りの引張力
が１〜５×10³（ｇ／cm）、より好ましくは２〜２
×10³（ｇ／cm）、更に好ましくは４〜１×10³
（ｇ／cm）の範囲であることが望ましい。なお、
編物の場合単位面積当りの引張力（応力）より
も、単位幅当りの引張力を用いるのが一般的であ
る。このような中間層を構成する編物の素材となる
繊維としては、それ自身の耐久性が優れたもので
あれば天然繊維、化学繊維を問わない。例えば天
然繊維としては、綿、麻などの植物繊維、絹、毛
などの運動繊維など、また化学繊維としてはナイ
ロン、ポリエステル、アクリル、ビニロン、ビニ
リデン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩
化ビニル、ポリウレタン、ポリ青化ビニリデン、
ポリフルオロエチレンなどの合成繊維、レーヨ
ン、ベンベルグ、ポリノジツク、キユプラなどの
再生繊維、アセテート、トリアセテート、プロミ
ツクス、塩化ゴムなどの半合成繊維などが適して
いる。一方、内筒を構成するゴム又はゴム状弾性体お
よびその外周を覆う編組構造体についてはすでに
前述した既出願特許〔特願昭58−71404号、特願
昭58−160544号〕で述べられているがここでも一
言触れておくことにする。まず内筒を構成するゴム又はゴム状弾性体と
は、ゴム弾性体一般を総括するものであり、例え
ば天然ゴム（NR）の架橋物およびスチレンブタ
ジエンゴム（SBR）、ブタジエンゴム（BR）、イ
ソプレンゴム（IR）、クロロプレンゴム（CR）、
アクリロニトリルブタジエンゴム（NBR）、イソ
ブチレンイソプレンゴム（IIR）、エチレンプロ
ピレンゴム（EPR）、エチレンプロピレンターポ
リマ（EPDM）、シリコーンゴム、フツ素ゴム、
ウレタンゴム、アクリルゴム、エチレン酢酸ビニ
ル共重合体（EVA）、塩素化ポリエチレン、クロ
ルスルフオン化ポリエチレンなどの合成ゴムの架
橋物、更にこれらの天然ゴム、合成ゴムにカーボ
ン、シリカ、炭酸カルシウムなどの一般の充填材
および短繊維、長繊維などの繊維、各種の可塑剤
などを充填した加硫ゴム一般をさす。更にSBSに
代表される各種熱可塑性エラストマーなど未加硫
物でありながらゴム弾性を示すプラスチツク一般
を含むものである。一方編組構造体としては、前述の中間層として
用いた天然繊維、化学繊維はもとより、芳香族ポ
リアミド繊維、ガラス繊維、炭素繊維など有機又
は無機質高張力繊維、更に極細金属ワイヤなどフ
イラメントの撚り又は無撚りの束などが適してい
る。以上のように、中間層を用いることにより、本

【表】表−１の結果は、中間層を導入した本発明のニ
ユーマチツクアクチユエータが従来品に比べ著し
く高寿命となることを示している。以上に述べたように、本発明のニユーマチツク
アクチユエータでは、ゴム又はゴム状弾性体から
なる内筒と、この内筒の外周を覆う編組構造体と
の間に、繊維編物からなり、内筒の変形に十分正
確に追従して柔軟に変形する中間層を設けること
により、その中間層繊維の、内筒へのくい込みを
防止してなお、中間層と内筒との摩擦を十分小な
らしめ、また、編組構造体の繊維またはコード
の、内筒へのくい込みをその中間層により阻止し
て、ニユーマチツクアクチユエータの破損に至る
までの伸縮寿命を大幅に向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のエアーバツク式ニユーマチツク
アクチユエータの要部断面図、第２図は本発明の
ニユーマチツクアクチユエータの主要部分の説明
図である。１……管状体、２……編組構造体、３……閉鎖
部材、４……かしめキヤツプ、５……ニツプル、
６……フランジ、７……クレビス端、８……環状
突条、９……孔、１０……内部空洞、１１……接
続孔、１２……フイツテイング、１３……フレ
ア、１４……中間層。

Claims

【特許請求の範囲】

１ゴム又はゴム状弾性体よりなる内筒と、この
内筒の外周を覆う編組構造体とを具えるニユーマ
チツクアクチユエータにおいて、それらの内筒と
編組構造体との間に、柔軟でかつ伸長量の多い繊
維編物を中間層として設けたことを特徴とするニ
ユーマチツクアクチユエータ。