JPH0641765B2 - 弾性収縮体 - Google Patents
弾性収縮体Info
- Publication number
- JPH0641765B2 JPH0641765B2 JP4099085A JP4099085A JPH0641765B2 JP H0641765 B2 JPH0641765 B2 JP H0641765B2 JP 4099085 A JP4099085 A JP 4099085A JP 4099085 A JP4099085 A JP 4099085A JP H0641765 B2 JPH0641765 B2 JP H0641765B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reinforcing layer
- inner cylinder
- braided structure
- elastic
- rubber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Actuator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は弾性収縮体の疲労寿命と性能効率の改良に関す
るものである。
るものである。
（従来の技術） 弾性収縮体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、両端を封鎖し内部空間に圧力を加えた際編組構造体
のパンタグラフ運動により径方向の膨張に伴つて軸線方
向に収縮する構造をしており、この際に生起される収縮
力によつてアクチユエータに連結した部材又は装置（例
えばロボツトの関節など）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。
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、両端を封鎖し内部空間に圧力を加えた際編組構造体
のパンタグラフ運動により径方向の膨張に伴つて軸線方
向に収縮する構造をしており、この際に生起される収縮
力によつてアクチユエータに連結した部材又は装置（例
えばロボツトの関節など）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。
このような弾性収縮体としては特願昭５８−７１４０
４、特願昭５８−１６０５４４に示されたものがある。
４、特願昭５８−１６０５４４に示されたものがある。
（発明が解決しようとする問題点） ところで弾性収縮体は理論式に対し、一般に性能低下す
なわち疲労寿命の低下および性能効率の低下があり、変
形量が大きくなるとその差が大きくなる。性能効率の低
下の原因の一つはゴム又はゴム状弾性体から成る内筒の
弾性抵抗であり、これを低減するには内筒の弾性抵抗値
を下げるしかないが、これには限界がある。
なわち疲労寿命の低下および性能効率の低下があり、変
形量が大きくなるとその差が大きくなる。性能効率の低
下の原因の一つはゴム又はゴム状弾性体から成る内筒の
弾性抵抗であり、これを低減するには内筒の弾性抵抗値
を下げるしかないが、これには限界がある。
性能効率の低下のもう一つの原因、および疲労寿命の低
下の原因として摩擦損失がある。通常補強層には表面に
凹凸を有するマルチフイラメントの燃コードの編組構造
体を用いているが、このような補強層では変形時にコー
ド同志の摩擦が大きくこれが補強層の変形抵抗となり、
また変形時に内筒と補強層とがこすれることによつても
駆動損失をまねくとともにこれによる摩損が疲労寿命の
低下につながつていた。
下の原因として摩擦損失がある。通常補強層には表面に
凹凸を有するマルチフイラメントの燃コードの編組構造
体を用いているが、このような補強層では変形時にコー
ド同志の摩擦が大きくこれが補強層の変形抵抗となり、
また変形時に内筒と補強層とがこすれることによつても
駆動損失をまねくとともにこれによる摩損が疲労寿命の
低下につながつていた。
この摩擦損失を低減する手段として補強層を構成するコ
ードを平滑なモノフイラメントにしてコード同志の摩擦
およびコードと内筒との摩擦を低減させることが提案さ
れた。このような平滑なモノフイラメントの編組構造体
は撚コードのマルチフイラメントの編組構造体より２０
〜６０％程度性能効率を向上させることができ、大幅な
性能向上につながる。しかしこの反面コード同志の摩擦
抵抗が小さいことから変形を繰返す内に補強層の編崩れ
が生じやすく、編崩れが生ずると膨径が不均一になり大
きな性能低下につながるので高性能を長期間維持できな
いという問題点があつた。
ードを平滑なモノフイラメントにしてコード同志の摩擦
およびコードと内筒との摩擦を低減させることが提案さ
れた。このような平滑なモノフイラメントの編組構造体
は撚コードのマルチフイラメントの編組構造体より２０
〜６０％程度性能効率を向上させることができ、大幅な
性能向上につながる。しかしこの反面コード同志の摩擦
抵抗が小さいことから変形を繰返す内に補強層の編崩れ
が生じやすく、編崩れが生ずると膨径が不均一になり大
きな性能低下につながるので高性能を長期間維持できな
いという問題点があつた。
（問題点を解決する手段） 本発明の目的はこのような従来の弾性収縮体における問
題点を解決し、補強層の編み崩れを生ずることなく駆動
損失を低減させ得る弾性収縮体を得ることである。この
目的を達成するため本発明の弾性収縮体はゴム又はゴム
状弾性体から成る内筒と、この内筒外周を包囲する平滑
なモノフイラメントコードの編組構造体から成る第１補
強層と、この第１補強層外周を包囲する表面に凹凸を有
するマルチフイラメントの撚コードの編組構造体から成
る第２補強層と、これらの両端をそれぞれ閉鎖する端部
閉鎖部材と、前記内筒内に流体圧を供給するための流体
圧供給口とを具えることを特徴とするものである。
題点を解決し、補強層の編み崩れを生ずることなく駆動
損失を低減させ得る弾性収縮体を得ることである。この
目的を達成するため本発明の弾性収縮体はゴム又はゴム
状弾性体から成る内筒と、この内筒外周を包囲する平滑
なモノフイラメントコードの編組構造体から成る第１補
強層と、この第１補強層外周を包囲する表面に凹凸を有
するマルチフイラメントの撚コードの編組構造体から成
る第２補強層と、これらの両端をそれぞれ閉鎖する端部
閉鎖部材と、前記内筒内に流体圧を供給するための流体
圧供給口とを具えることを特徴とするものである。
（作 用） この構成によれば内筒に接触している第１補強層が平滑
なモノフイラメントコードの編組構造体となつているた
め第１補強層と内筒との間の変形時の摩擦抵抗および第
１補強層のコード同志の摩擦抵抗が少なく、かつ表面に
凹凸を有するマルチフイラメントの撚コードの編組構造
体の第２補強層により第１補強層を包囲しているため第
１補強層の編崩れが防止される。
なモノフイラメントコードの編組構造体となつているた
め第１補強層と内筒との間の変形時の摩擦抵抗および第
１補強層のコード同志の摩擦抵抗が少なく、かつ表面に
凹凸を有するマルチフイラメントの撚コードの編組構造
体の第２補強層により第１補強層を包囲しているため第
１補強層の編崩れが防止される。
（実施例） 以下に図面を参照して本発明の弾性収縮体を詳述する。
第１，２図は本発明の弾性収縮体の一実施例を示す図で
ある。第１，２図において１はゴム又はゴム状弾性体よ
り成る内筒であり、この内筒１の外周を平滑なモノフイ
ラメントコードの編組構造体から成る第１補強層２ａに
より覆い。この第１補強層２ａの外周をさらに表面に凹
凸を有するマルチフイラメントの撚コードの編組構造体
から成る第２補強層２ｂにより覆つている。これらの両
端は端部閉鎖部材３により閉鎖し、かしめキヤツプ４に
より内筒１と第１補強層２ａと第２補強層２ｂとの両端
を端部閉鎖部材３に固定する。端部閉鎖部材３は内筒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５と、位置定めを司るフランジ
６、さらに連結ピン孔をあけたアイ又はクレビス端７と
からなり、ニツプル５の外周にはその先端に向う緩テー
パーを反対向きの急テーパーとともに形成する抜け止め
用の環状突状８を設けるを可とする。端部閉鎖部材３の
一方は少くとも片側でニツプル５の長さ方向に形成した
孔９を介し内筒１の内部空洞１０と連通する接続孔１１
をあけ、ここに流体圧供給口１２ａを形成したフイツテ
イング１２を取付ける。
ある。第１，２図において１はゴム又はゴム状弾性体よ
り成る内筒であり、この内筒１の外周を平滑なモノフイ
ラメントコードの編組構造体から成る第１補強層２ａに
より覆い。この第１補強層２ａの外周をさらに表面に凹
凸を有するマルチフイラメントの撚コードの編組構造体
から成る第２補強層２ｂにより覆つている。これらの両
端は端部閉鎖部材３により閉鎖し、かしめキヤツプ４に
より内筒１と第１補強層２ａと第２補強層２ｂとの両端
を端部閉鎖部材３に固定する。端部閉鎖部材３は内筒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５と、位置定めを司るフランジ
６、さらに連結ピン孔をあけたアイ又はクレビス端７と
からなり、ニツプル５の外周にはその先端に向う緩テー
パーを反対向きの急テーパーとともに形成する抜け止め
用の環状突状８を設けるを可とする。端部閉鎖部材３の
一方は少くとも片側でニツプル５の長さ方向に形成した
孔９を介し内筒１の内部空洞１０と連通する接続孔１１
をあけ、ここに流体圧供給口１２ａを形成したフイツテ
イング１２を取付ける。
かしめキヤツプ４はフランジ６と係合して内筒の端部外
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５に向けて半径方向に局部
押圧して端部閉鎖部材３を内筒１に封止合着する。
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５に向けて半径方向に局部
押圧して端部閉鎖部材３を内筒１に封止合着する。
次にこの弾性収縮体の作用を説明する。図示してない流
体圧供給装置より流体圧供給口１２ａを通して内筒１の
内部空洞１０内に流体圧が供給されると第１補強層２ａ
および第２補強層２ｂの作用により径方向の膨張にとも
ない軸線方向の縮少をもたらし、これを利用してこの弾
性収縮体に連結した所定の部材が駆動される。この駆動
の際の駆動力は第１補強層２ａを平滑なモノフイラメン
トコードの編組構造体としたことにより弾性収縮体の変
形時の摩擦損失を減少した分だけ補強層全部をマルチフ
イラメントの撚コードにより作成したものより増大す
る。なお第２補強層２ｂに表面に凹凸を有するマルチフ
イラメントの撚コードの編組構造体であるので編崩れし
にくく、この第２補強層２ｂにより第１補強層２ａの変
形時の形状を規制しているため、第１補強層２ａも編崩
れしにくくなる。このようにしてこの弾性収縮体は補強
層の編崩れを防止しつつ性能効率を向上させることがで
きるので高性能を長期間維持できることになる。
体圧供給装置より流体圧供給口１２ａを通して内筒１の
内部空洞１０内に流体圧が供給されると第１補強層２ａ
および第２補強層２ｂの作用により径方向の膨張にとも
ない軸線方向の縮少をもたらし、これを利用してこの弾
性収縮体に連結した所定の部材が駆動される。この駆動
の際の駆動力は第１補強層２ａを平滑なモノフイラメン
トコードの編組構造体としたことにより弾性収縮体の変
形時の摩擦損失を減少した分だけ補強層全部をマルチフ
イラメントの撚コードにより作成したものより増大す
る。なお第２補強層２ｂに表面に凹凸を有するマルチフ
イラメントの撚コードの編組構造体であるので編崩れし
にくく、この第２補強層２ｂにより第１補強層２ａの変
形時の形状を規制しているため、第１補強層２ａも編崩
れしにくくなる。このようにしてこの弾性収縮体は補強
層の編崩れを防止しつつ性能効率を向上させることがで
きるので高性能を長期間維持できることになる。
次に補強層をこのように２層に分けたことによる性能効
率の向上割合について説明する。
率の向上割合について説明する。
通常補強層を平滑なモノフイラメントコードの編組構造
体にした時にはマルチフイラメントの撚コードの編組構
造体より２０〜６０％性能効率（引張荷重）が向上す
る。また補強層を２重にした場合に補強層に加わる引張
荷重の割合は内側の補強層である第１補強層２ａに加わ
る力を１とすると第２補強層２ｂに加わる力は1/2とな
る。このため第２補強層２ｂに要求される強度も第１補
強層２ａの半分となる。このように第２補強層２ｂの強
度を第１補強層２ａの強度の半分に設定した場合には性
能効率（引張荷重）はマルチフイラメントの撚コードの
編組構造体より１４〜４０％向上することになる。実際
には第１補強層２ａと内筒１との間における摩擦抵抗の
低減がもう少し加わるので、もう少し向上する。なお性
能効率をさらに向上させるには第２補強層２の強度分担
をさらに少なくすればよいことになるが、通常補強層に
は１０倍程度の安全率を持たしているので、第１補強層
２ａの安全率を１０とした場合第２補強層２ｂの安全率
を２ぐらいまでは低く設定することが可能であり、この
ようにした場合には第１補強層２ａと第２補強層２ｂと
の強度分担比率を１０：１にできるので性能効率は１８
〜５４％ぐらいまで向上させることができる。
体にした時にはマルチフイラメントの撚コードの編組構
造体より２０〜６０％性能効率（引張荷重）が向上す
る。また補強層を２重にした場合に補強層に加わる引張
荷重の割合は内側の補強層である第１補強層２ａに加わ
る力を１とすると第２補強層２ｂに加わる力は1/2とな
る。このため第２補強層２ｂに要求される強度も第１補
強層２ａの半分となる。このように第２補強層２ｂの強
度を第１補強層２ａの強度の半分に設定した場合には性
能効率（引張荷重）はマルチフイラメントの撚コードの
編組構造体より１４〜４０％向上することになる。実際
には第１補強層２ａと内筒１との間における摩擦抵抗の
低減がもう少し加わるので、もう少し向上する。なお性
能効率をさらに向上させるには第２補強層２の強度分担
をさらに少なくすればよいことになるが、通常補強層に
は１０倍程度の安全率を持たしているので、第１補強層
２ａの安全率を１０とした場合第２補強層２ｂの安全率
を２ぐらいまでは低く設定することが可能であり、この
ようにした場合には第１補強層２ａと第２補強層２ｂと
の強度分担比率を１０：１にできるので性能効率は１８
〜５４％ぐらいまで向上させることができる。
（効 果） 以上詳述したように本発明の弾性収縮体はゴム又はゴム
状弾性体から成る内筒の周囲を包囲している編組構造体
から成る補強層を平滑なモノフイラメントコードの編組
構造体から成る第１補強層と、凹凸を有するマルチフイ
ラメントの撚コードの編組構造体から成る第２補強層と
の２層に分けた構成としたため、長期間の使用において
も編崩れを起こすことなく補強層の変形抵抗による駆動
損失を低減させることができ、長期間において高性能を
安定して得ることのできるものである。
状弾性体から成る内筒の周囲を包囲している編組構造体
から成る補強層を平滑なモノフイラメントコードの編組
構造体から成る第１補強層と、凹凸を有するマルチフイ
ラメントの撚コードの編組構造体から成る第２補強層と
の２層に分けた構成としたため、長期間の使用において
も編崩れを起こすことなく補強層の変形抵抗による駆動
損失を低減させることができ、長期間において高性能を
安定して得ることのできるものである。
第１図は本発明の弾性収縮体の一実施例の構成を示す一
部断面正面図、 第２図は第１図の弾性収縮体の内筒および補強層の構成
を示す一部切欠き斜視図である。 １……内筒 ２ａ……第１補強層 ２ｂ……第２補強層 ３……端部閉鎖部材 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……環状突状 ９……孔 １０……内部空洞 １１……接続孔 １２……フイツテイング １２ａ……流体圧供給口
部断面正面図、 第２図は第１図の弾性収縮体の内筒および補強層の構成
を示す一部切欠き斜視図である。 １……内筒 ２ａ……第１補強層 ２ｂ……第２補強層 ３……端部閉鎖部材 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……環状突状 ９……孔 １０……内部空洞 １１……接続孔 １２……フイツテイング １２ａ……流体圧供給口
Claims (1)
- 【請求項１】ゴム又はゴム状弾性体から成る内筒と、こ
の内筒外周を包囲する平滑なモノフイラメントコードの
編組構造体から成る第１補強層と、この第１補強層外周
を包囲する表面に凹凸を有するマルチフイラメントの撚
コードの編組構造体から成る第２補強層と、これらの両
端をそれぞれ閉鎖する端部閉鎖部材と、前記内筒内に流
体圧を供給するための流体圧供給口とを具えることを特
徴とする弾性収縮体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4099085A JPH0641765B2 (ja) | 1985-03-04 | 1985-03-04 | 弾性収縮体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4099085A JPH0641765B2 (ja) | 1985-03-04 | 1985-03-04 | 弾性収縮体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61201906A JPS61201906A (ja) | 1986-09-06 |
| JPH0641765B2 true JPH0641765B2 (ja) | 1994-06-01 |
Family
ID=12595861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4099085A Expired - Lifetime JPH0641765B2 (ja) | 1985-03-04 | 1985-03-04 | 弾性収縮体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0641765B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008082554A (ja) * | 2003-03-25 | 2008-04-10 | Hitachi Medical Corp | 流体圧式アクチュエータ及びそれを用いたｃｐｍ装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2007058085A1 (ja) * | 2005-11-18 | 2009-04-30 | 日本シグマックス株式会社 | 流体圧式アクチュエータ |
| WO2008140032A1 (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Chuo University | 流体注入型アクチュエータ |
| JP5416580B2 (ja) * | 2009-12-28 | 2014-02-12 | 学校法人 中央大学 | 流体注入型アクチュエータ |
| JP7394608B2 (ja) * | 2019-12-06 | 2023-12-08 | 株式会社ブリヂストン | 流体圧式アクチュエータ及び人工筋肉 |
-
1985
- 1985-03-04 JP JP4099085A patent/JPH0641765B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008082554A (ja) * | 2003-03-25 | 2008-04-10 | Hitachi Medical Corp | 流体圧式アクチュエータ及びそれを用いたｃｐｍ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61201906A (ja) | 1986-09-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |