JPH08170604A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 編組補強ホースを用いたアクチュエータにあ
って、外部からの保護と加圧時における外径の不均一性
を防止できるようにする。 【構成】 ゴムチューブ及び該ゴムチューブの表面に設
けられる繊維補強層から成る編組補強ホースを主体に構
成され、その内部に導入される加圧用媒体の圧力変化に
応じて膨張を生じさせ、その膨張に伴う全長の伸縮作用
を作動力とするアクチュエータにあって、アルミ等を用
いたパイプ状のプロテクタ１０を前記編組補強ホース１
に外嵌させる。プロテクタ１０の内径は、編組補強ホー
ス１に対して設定圧力をかけた時の最大外径より、僅か
に小さい値に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、チューブの内圧状態に
応じて生じる膨張によって変化する長さにより作動端を
移動させることのできるアクチュエータに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、アクチュエータとして用いら
れている代表的なものに電磁ソレノイド、油圧シリン
ダ、リニアモータ等がある。しかし、これらは使用する
雰囲気によっては不適当な場合がある。例えば、湿度の
高い場所で電磁ソレノイドやリニアモータを使用すれ
ば、絶縁対策に苦慮すると共に漏電等に対する安全対策
も図らねばならない。また、油圧シリンダでは、油漏れ
の恐れを皆無にすることはできず、屋内の精密装置の製
造現場等での使用や家庭内で用いる機器への利用には不
向きである。

【０００３】ところが、近年、油圧も電気も用いないア
クチュエータが提案されている。その具体例が、日本機
械学会論文集、５７巻５４２号（１９９１−１０）、論
文Ｎｏ．９０−１５１９Ｂに記載されたＦＨＡ（ハイド
ロウリック・アクチュエータ）の如きアクチュエータで
ある。このアクチュエータは、図４に示すような２層か
らなる編組補強ホース１であり、内側に中空のゴムチュ
ーブ２（その素材には、スチレン−ブタジエンゴム等が
用いられる）を配し、このゴムチューブ２を被覆するよ
うにして繊維補強層３（その素材には、ポリエステル繊
維等の合成繊維、綿等の天然繊維等が用いられる）が設
けられた構造になっている。

【０００４】繊維補強層３は、図５に示すように、編組
角度（旋回角度）θが５４度４４分（これを静止角とい
う）にしたときに、内部を加圧した際の編組補強ホース
１の長手方向の伸びと、ゴムチューブ２の外径の膨らみ
とがつり合うことが知られている（この詳細について
は、例えば、雑誌「Ｒｕｂｂｅｒ Ｗｏｒｌｄ」１９６
８年１１月号に記載がある）。そして、一般の流体輸送
用途のホースにおいては、上記した静止角又はこれに近
い値で繊維が編まれている。

【０００５】このような編組補強ホースにあって、その
編み角度を５４度４４分より小さく設定（例えば、３０
度）すると、加圧時に引張力を発生させるアクチュエー
タとして作用させることができ、例えば、図６のような
駆動機構に用いることができる。図６においては、駆動
機構がベースとなる固定部材４と、この固定部材４に蝶
着された可動部材５とから構成され、これらに対し、上
記した編組補強ホース１を用いたアクチュエータ６の一
端が固定部材４に取り付けられ、他端が可動部材５に取
り付けられている。

【０００６】アクチュエータ６は、図７に示すように、
編組補強ホース１の一端に封止金具７（加圧媒体が漏れ
出ないように編組補強ホース１の端部を閉塞するための
もの）を圧着し、他端に接続金具８（加圧装置からの加
圧媒体を搬送するための配管を接続するためのもの）を
圧着して構成されている。封止金具７及び接続金具８
は、図７に示したように、各部材に対する取付金具を兼
ねている。

【０００７】このようなアクチュエータ６に対して、接
続金具８に配管（不図示）を介してポンプ機能を有する
加圧装置（不図示）を接続すれば、アクチュエータ６内
に加圧媒体を供給することができ、常態である図７の姿
態に対し、加圧時には図８に示すように膨張する。この
膨張によってアクチュエータ６の全長が短くなり、ま
た、加圧媒体を加圧装置へ回収すれば図７の状態に戻さ
れて全長は初期状態になる。

【０００８】図６における動作を説明すると、アクチュ
エータ６の中空部に不図示の加圧装置によって液体（ま
たはエアー等の気体）を加圧供給することにより、図７
の状態から図８の状態に変化し、これに伴ってアクチュ
エータ６の全長が短くなる。この長さ変化によって、可
動部材５は点線位置から実線位置へと回動する。このよ
うに、編組補強ホースを用いたアクチュエータ６は、油
圧シリンダと同様の機能を発揮し、パワーにおいても十
分な値が得られる。

【０００９】なお、アクチュエータを加圧するための媒
体には、石油系（作動油、マシン油等）、アルコール系
（グリセリン、ポリエチレングリコール等）又は水、も
しくはこれらをベースとする混合系を用いることができ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のアクチュエータはゴムを素材にしているため、僅かな
外傷が生じても破裂し易くなる。また、繊維補強層も長
手方向で編組のばらつきがあると、加圧時に外径が一様
にならず、極端な場合、図９に示すように部分的に外径
が異なった形状を呈するようになる。この場合も圧力差
が部分的に生じることから、破裂等を生じ易くなる。

【００１１】そこで、本発明の目的は、編組補強ホース
を用いたアクチュエータにあって、外部からの保護と加
圧時における外径の不均一性を防止することのできるア
クチュエータを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、ゴムチューブ及び該ゴムチューブの
表面に設けられる繊維補強層から成る編組補強ホースを
主体に構成され、その内部に導入される加圧用媒体の圧
力変化に応じて膨張を生じさせ、その膨張に伴う全長の
伸縮作用を作動力とするアクチュエータにおいて、前記
膨張に際して変形が生じない強度を有するパイプ状のプ
ロテクタを前記編組補強ホースに外嵌させるようにして
いる。

【００１３】前記プロテクタは、前記編組補強ホースに
設定圧力をかけた時の最大外径より僅かに小さい値の内
径に設定することができる。また、前記プロテクタは、
金属または樹脂製のパイプにすることができる。

【００１４】

【作用】上記した手段によれば、編組補強ホースに外嵌
するように設けられたプロテクタは、編組補強ホースが
無制限に膨張するのを防止し、膨張を規制するように作
用する。また、プロテクタに膨張に際して変形を生じな
い強度を有する素材、例えば金属を用いて構成すれば、
外部からの衝撃等がプロテクタによって受け止められ、
編組補強ホースには達せず、編組補強ホースに傷等を付
けることがない。この結果、膨張時の編組補強ホースの
外径が均一になり、繊維補強層の長手方向に編組のばら
つきがあっても、加圧時における編組補強ホースの外径
を均一にすることができ、破裂等が生じるのを防止する
ことができる。

【００１５】編組補強ホースに設定圧力をかけた時の最
大外径より僅かに小さい値の内径に設定されたプロテク
タは、編組補強ホースの膨張を規制し、外径に凹凸等の
不均一な状態を生じさせず、亀裂や破裂を招かないよう
に作用する。金属または樹脂の硬い材料を用いたプロテ
クタは、編組補強ホースの膨出によるプロテクタ自身の
変形を防止し、かつ外的衝撃等から編組補強ホースを保
護するように機能する。したがって、編組補強ホースの
破裂等を防止しながら、編組補強ホースを外的要因から
保護して外傷の発生を防止することができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明によるアクチュエータの一実施例に
おける部分断面図を示し、図２は図１のアクチュエータ
における膨張時を示す部分断面図である。図１に示すよ
うに、本発明によるアクチュエータは、アクチュエータ
本体９、このアクチュエータ本体９に外嵌されるプロテ
クタ１０、このプロテクタ１０とアクチュエータ本体９
の位置決め及び固定に用いられるゴムブッシュ１１（そ
の材料にはクロロプレン等が用いられる）の各々を備え
て構成されている。なお、ゴムブッシュ１１は、本実施
例では一方の金具部分にのみ介在させているが両側に設
けてもよい。

【００１７】プロテクタ１０の素材には軽量化が図れる
と共に衝撃等に対する強度を備えた材料、例えばアルミ
ニウム材が適しているが、この他、アルミ以外の金属
（例えば、鉄）、或いは、ナイロン、ポリエチレン等の
樹脂材を用いることもできる。そして、プロテクタ１０
の内径は、図９の様な変形を生じないように、編組補強
ホースに設定圧力をかけた際の最大膨張外径より僅かに
小さい値に設定する。これによって、アクチュエータの
移動量を、破裂等を招かない範囲で許容最大膨出量にす
ることができる。

【００１８】アクチュエータ本体９は、図４に示したよ
うに、ニトリルゴム等を用いた中空のゴムチューブと、
この外表面に設けられるポリエステル糸等を用いて３０
度の編組角度で編んだ（右旋回する糸と、左旋回する糸
とが交互に編み込まれる）繊維補強層からなる編組補強
ホース１に対し、その一端に封止金具７、他端に接続金
具８を圧着固定した構成であり、アクチュエータ本体９
自身は従来のアクチュエータ６と同一構造を有してい
る。なお、封止金具７は接続金具にすることもできる。

【００１９】図１はアクチュエータ本体９内を加圧して
いないアクチュエータの常態を示しており、このような
アクチュエータに対して、接続金具８に配管（不図示）
を介してポンプ機能を有する加圧装置（不図示）を接続
すれば、アクチュエータ本体９内に加圧媒体を供給する
ことができ、常態である図１の状態に対し、加圧時には
図２に示すように膨張した状態になる。このとき、アク
チュエータ本体９にはプロテクタ１０が外嵌されている
ため、繊維補強層が伸びきるまで膨張することはなく、
膨張はプロテクタ１０の内径までとなる。

【００２０】この結果、アクチュエータ本体９の編組補
強ホースの外径は全長にわたって均一になり、繊維補強
層の長手方向に編組のばらつきがあったとしても、部分
的に過大に膨出するような膨張は生ぜず、破裂等を生じ
る恐れはなくなる。また、プロテクタ１０が設けられて
いるために、アクチュエータが他の物体に当たっても、
外傷はプロテクタ１０に付くのみで、アクチュエータ本
体９の編組補強ホースに及ぶことはない。この為、アク
チュエータの寿命を大幅に改善することができる。

【００２１】図３は本発明によるアクチュエータの他の
実施例を示す正面図である。前記実施例がアクチュエー
タを直管状にし、これに伴って直管のプロテクタ１０を
用いたのに対し、本実施例はアクチュエータを曲げた状
態で使用できるように、曲管状のプロテクタ１０を用い
ている。この実施例では、プロテクタ１０に沿ってアク
チュエータ本体９が収縮するため、力の方向を変える
（例えば、図３の例では９０度）作用を生じさせること
ができるという特長も備えている。

【００２２】なお、前記実施例においては、プロテクタ
１０が円筒状であるとしたが、多角形等であってもよ
い。

【００２３】

【発明の効果】以上説明した通り、この発明は、編組補
強ホースの膨張に際して変形を生じない強度を有するパ
イプ状のプロテクタを前記編組補強ホースに外嵌させる
ようにしたので、膨張時の編組補強ホースの外径が均一
になり、繊維補強層の長手方向に編組のばらつきがあっ
ても、加圧時における編組補強ホースの外径を全長にわ
たって均一にすることができ、破裂等が生じるのを防止
することができる。

【００２４】前記プロテクタの内径が、前記編組補強ホ
ースに設定圧力をかけた時の最大外径よりわずかに小さ
い値に設定されることにより、編組補強ホースの膨張を
規制し、過大膨張による亀裂や破裂の発生を防止するこ
とができる。前記プロテクタを金属または樹脂製のパイ
プにすることにより、編組補強ホースの破裂等を防止し
ながら、編組補強ホースを外的要因から保護して外傷等
の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるアクチュエータの一実施例を示す
部分断面図である。

【図２】図１のアクチュエータにおける膨張時を示す部
分断面図である。

【図３】本発明によるアクチュエータの他の実施例を示
す正面図である。

【図４】従来のアクチュエータに用いられている編組補
強ホースの一例を示す斜視図である。

【図５】図４の編組補強ホースにおける編組角度の設定
例を示す説明図である。

【図６】編組補強ホースを用いたアクチュエータを適用
した駆動機構の一例を示す正面図である。

【図７】図４の編組補強ホースに接続金具等を装着して
アクチュエータを完成させた状態を示す正面図である。

【図８】図７のアクチュエータを加圧した状態を示す正
面図である。

【図９】繊維補強層の長手方向に編組のばらつきがあっ
たため、加圧時に外径が不均一になった状態を示すアク
チュエータの正面図である。

【符号の説明】

１ 編組補強ホース ２ ゴムチューブ ３ 繊維補強層 ７ 封止金具 ８ 接続金具 ９ アクチュエータ本体 １０ プロテクタ １１ ゴムブッシュ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゴムチューブ及び該ゴムチューブの表面
   に設けられる繊維補強層から成る編組補強ホースより構
   成され、その内部に導入される加圧用媒体の圧力変化に
   応じて膨張し、その膨張に伴う全長の伸縮作用を作動力
   とするアクチュエータにおいて、前記膨張に際して変形
   が生じない強度を有するパイプ状のプロテクタを前記編
   組補強ホースに外嵌させることを特徴とするアクチュエ
   ータ。
2. 【請求項２】 前記プロテクタは、前記編組補強ホース
   に設定圧力をかけた時の最大外径より僅かに小さい値の
   内径に設定することを特徴とする請求項１記載のアクチ
   ュエータ。
3. 【請求項３】 前記プロテクタは、金属または樹脂製の
   パイプであることを特徴とする請求項２記載のアクチュ
   エータ。