特許 6928105 空気圧式アクチュエータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6928105

(24)【登録日】2021年8月10日

(45)【発行日】2021年9月1日

(54)【発明の名称】空気圧式アクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   F15B 15/10 20060101AFI20210823BHJP

【ＦＩ】

   F15B15/10 H

【請求項の数】14

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2019-550018(P2019-550018)

(86)(22)【出願日】2017年10月30日

(86)【国際出願番号】JP2017039200

(87)【国際公開番号】WO2019087267

(87)【国際公開日】20190509

【審査請求日】2020年7月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005278

【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100119530

【弁理士】

【氏名又は名称】冨田 和幸

(72)【発明者】

【氏名】中山 敦

(72)【発明者】

【氏名】樽谷 泰典

(72)【発明者】

【氏名】大野 信吾

(72)【発明者】

【氏名】福島 靖王

【審査官】 小岩 智明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０６８５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−０６２００５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１７０６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２２４５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２２７００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１４１９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０７３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１４６６２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００８／１４００３２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開昭６１−２７９５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２５０４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１２１８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０１８４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２２４５７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−１５７８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４８−０２４１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１７／０１０３０４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／０１０８４９１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１５Ｂ １５／１０

Ｆ１６Ｌ １１／００−１１／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気圧によって膨張及び収縮する筒状のチューブと、所定方向に配向されたコードを編み込んだ筒状の構造体であって前記チューブの外周面を覆うスリーブと、によって構成されるアクチュエータ本体部を具える空気圧式アクチュエータであって、
無負荷且つ無加圧状態において、前記スリーブを構成するコードの、アクチュエータの軸方向に対する平均角度が２０度以上４５度未満であり、
空気圧５ＭＰａで、前記スリーブを構成するコードの、アクチュエータの軸方向に対する平均角度が４５度である状態において、前記アクチュエータ本体部の外表面の面積（Ｓ１）に対する前記スリーブを構成するコードの間隙の総面積（Ｓ２）の比（Ｓ２／Ｓ１）が３５％以下であり、
前記チューブの厚みｔ（ｍｍ）と、前記スリーブを構成するコードの太さｄ（ｍｍ）と、無負荷且つ無加圧状態において、前記スリーブを構成するコードの、アクチュエータの軸方向に対する平均角度Θ_１と、アクチュエータの収縮時において、前記スリーブを構成するコードの、アクチュエータの軸方向に対する平均角度Θ_２とが、下記式（１）：

【数1】

を満たすことを特徴とする、空気圧式アクチュエータ。

【請求項2】

前記スリーブを構成するコードが、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリウレタン繊維、レーヨン、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維からなる群から選択される少なくとも１種の繊維材料からなる、請求項１に記載の空気圧式アクチュエータ。

【請求項3】

前記スリーブは、一方向に配向されたコード群と、それと交錯するコード群とが、各コード群のコードの２本又は１本ずつが交互に交錯して構成され、且つ交錯する位置が１本ずつずれて構成されている、請求項１又は２に記載の空気圧式アクチュエータ。

【請求項4】

前記スリーブは、前記コードを斜文織（綾織）又は平織して構成されている、請求項１又は２に記載の空気圧式アクチュエータ。

【請求項5】

前記スリーブを構成するコードの破断強力が、２００Ｎ／本以上である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気圧式アクチュエータ。

【請求項6】

前記スリーブを構成するコードの破断伸びが、２．０％以上である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気圧式アクチュエータ。

【請求項7】

前記スリーブを構成するコードの太さが、０．３ｍｍ〜１．５ｍｍである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の空気圧式アクチュエータ。

【請求項8】

前記スリーブを構成するコードの打ち込み密度が、６．８本／ｃｍ〜２５．５本／ｃｍである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の空気圧式アクチュエータ。

【請求項9】

前記チューブの厚みｔ（ｍｍ）と、前記スリーブを構成するコードの太さｄ（ｍｍ）と、無負荷且つ無加圧状態において、前記スリーブを構成するコードの、アクチュエータの軸方向に対する平均角度Θ_１と、アクチュエータの収縮時において、前記スリーブを構成するコードの、アクチュエータの軸方向に対する平均角度Θ_２とが、下記式（２）：

【数2】

を満たす、請求項１に記載の空気圧式アクチュエータ。

【請求項10】

前記スリーブを構成するコードの、下記式（３）：

【数3】

［式中、Ｔ_２はコードの上撚り数（回／１０ｃｍ）であり、但し、コードが片撚り構造の場合、上撚り数Ｔ_２（回／１０ｃｍ）を下撚り数Ｔ_１（回／１０ｃｍ）に置き換えるものとし、Ｄはコードを構成する原糸の一本当りの繊度（ｄｔｅｘ）であり、ρはコードを構成する原糸の密度（ｇ／ｃｍ^３）である］で定義される撚り係数Ｋが０．１４〜０．５０である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の空気圧式アクチュエータ。

【請求項11】

前記スリーブを構成するコードは、下撚り数Ｔ_１（回／１０ｃｍ）と該コードを構成する原糸の一本当りの繊度Ｄ（ｄｔｅｘ）との比（Ｔ_１／Ｄ）が０．００４〜０．０３である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の空気圧式アクチュエータ。

【請求項12】

前記スリーブを構成するコードは、下撚り数Ｔ_１（回／１０ｃｍ）と上撚り数Ｔ_２（回／１０ｃｍ）との比（Ｔ_１／Ｔ_２）が０．８〜１．２である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の空気圧式アクチュエータ。

【請求項13】

前記スリーブを構成するコードは、該コードを構成する原糸の一本当りの繊度Ｄが８００〜５０００ｄｔｅｘであり、下撚り数Ｔ_１が３．２〜１５０回／１０ｃｍであり、上撚り数Ｔ_２が２．６〜１８０回／１０ｃｍであり、撚り本数が２〜４本である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の空気圧式アクチュエータ。

【請求項14】

無負荷且つ無加圧状態において、前記チューブの厚みが１．０ｍｍ〜６．０ｍｍである、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の空気圧式アクチュエータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気圧式アクチュエータに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、チューブを膨張及び収縮させるアクチュエータとしては、作動流体として空気を用いて膨張、収縮するゴム製のチューブ（管状体）と、チューブの外周面を覆うスリーブ（網組補強構造）とを有する空気圧式アクチュエータ（いわゆるマッキベン型）が広く用いられている（例えば、特許文献１を参照）。

【0003】

チューブ及びスリーブによって構成されるアクチュエータ本体部の両端は、金属で形成された封止部材を用いてかしめられる。

【0004】

スリーブは、ポリアミド繊維などの高張力繊維または金属のコードを編み込んだ筒状の構造体であり、チューブの膨張運動を所定範囲に規制する。

【0005】

このような空気圧式アクチュエータは、様々な分野で用いられているが、特に、介護・福祉用機器の人工筋肉として好適に用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開昭６１−２３６９０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、前述した従来のアクチュエータは、強度（耐圧力）が必ずしも高くなく、特に、スリーブが適切に設計されていない場合、チューブへの負荷が大きくなり、耐久性に改善の余地がある。

【0008】

そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決し、作動流体として気体を用いるアクチュエータにおいて、耐久性を向上させた空気圧式アクチュエータを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決する本発明の要旨構成は、以下の通りである。

【0010】

本発明の空気圧式アクチュエータは、空気圧によって膨張及び収縮する筒状のチューブと、所定方向に配向されたコードを編み込んだ筒状の構造体であって前記チューブの外周面を覆うスリーブと、によって構成されるアクチュエータ本体部を具え、
無負荷且つ無加圧状態において、前記スリーブを構成するコードの、アクチュエータの軸方向に対する平均角度が２０度以上４５度未満であり、
空気圧５ＭＰａで、前記スリーブを構成するコードの、アクチュエータの軸方向に対する平均角度が４５度である状態において、前記アクチュエータ本体部の外表面の面積（Ｓ１）に対する前記スリーブを構成するコードの間隙の総面積（Ｓ２）の比（Ｓ２／Ｓ１）が３５％以下であることを特徴とする。
かかる本発明の空気圧式アクチュエータは、スリーブが適切に設計されているため、チューブへの負荷が小さく、耐久性が向上している。

【0011】

本発明の空気圧式アクチュエータの好適例においては、前記スリーブを構成するコードが、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリウレタン繊維、レーヨン、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維材料からなる。この場合、アクチュエータの耐久性が更に向上する。

【0012】

本発明の空気圧式アクチュエータの他の好適例においては、前記スリーブは、一方向に配向されたコード群と、それと交錯するコード群とが、各コード群のコードの２本又は１本ずつが交互に交錯して構成され、且つ交錯する位置が１本ずつずれて構成されている。この場合、アクチュエータの耐久性が更に向上する。

【0013】

本発明の空気圧式アクチュエータの他の好適例においては、前記スリーブは、前記コードを斜文織（綾織）又は平織して構成されている。この場合も、アクチュエータの耐久性が更に向上する。

【0014】

本発明の空気圧式アクチュエータの他の好適例においては、前記スリーブを構成するコードの破断強力が、２００Ｎ／本以上である。この場合、アクチュエータの耐久性が更に向上する。なお、本発明において、コードの破断強力は、ＪＩＳ Ｌ１０１７に従って測定する。

【0015】

本発明の空気圧式アクチュエータの他の好適例においては、前記スリーブを構成するコードの破断伸びが、２．０％以上である。この場合、アクチュエータの耐久性が更に向上する。なお、本発明において、コードの破断伸びは、ＪＩＳ Ｌ１０１７に従って測定する。

【0016】

本発明の空気圧式アクチュエータの他の好適例においては、前記スリーブを構成するコードの太さが、０．３ｍｍ〜１．５ｍｍである。この場合、アクチュエータの耐久性が更に向上する。

【0017】

本発明の空気圧式アクチュエータの他の好適例においては、前記スリーブを構成するコードの打ち込み密度が、６．８本／ｃｍ〜２５．５本／ｃｍである。この場合、アクチュエータの耐久性が更に向上する。

【0018】

本発明の空気圧式アクチュエータの他の好適例においては、前記チューブの厚みｔ（ｍｍ）と、前記スリーブを構成するコードの太さｄ（ｍｍ）と、無負荷且つ無加圧状態において、前記スリーブを構成するコードの、アクチュエータの軸方向に対する平均角度Θ_１と、アクチュエータの収縮時において、前記スリーブを構成するコードの、アクチュエータの軸方向に対する平均角度Θ_２とが、下記式（１）：

【数1】

を満たす。この場合、アクチュエータの耐久性が更に向上する。

【0019】

ここで、アクチュエータの収縮時における、前記スリーブを構成するコードの、アクチュエータの軸方向に対する平均角度Θ_２は、荷重２．５ｋＮ、空気圧５ＭＰａで測定した値である。

【0020】

また、前記チューブの厚みｔ（ｍｍ）と、前記スリーブを構成するコードの太さｄ（ｍｍ）と、無負荷且つ無加圧状態において、前記スリーブを構成するコードの、アクチュエータの軸方向に対する平均角度Θ_１と、アクチュエータの収縮時において、前記スリーブを構成するコードの、アクチュエータの軸方向に対する平均角度Θ_２とは、下記式（２）：

【数2】

を満たすことが更に好ましい。この場合、アクチュエータの耐久性がより一層向上する。

【0021】

本発明の空気圧式アクチュエータの他の好適例においては、前記スリーブを構成するコードの、下記式（３）：

【数3】

［式中、Ｔ_２はコードの上撚り数（回／１０ｃｍ）であり、但し、コードが片撚り構造の場合、上撚り数Ｔ_２（回／１０ｃｍ）を下撚り数Ｔ_１（回／１０ｃｍ）に置き換えるものとし、Ｄはコードを構成する原糸の一本当りの繊度（ｄｔｅｘ）であり、ρはコードを構成する原糸の密度（ｇ／ｃｍ^３）である］で定義される撚り係数Ｋが０．１４〜０．５０である。この場合、スリーブが適切に設計されているため、チューブへの負荷が小さくなり、アクチュエータの耐久性が更に向上する。

【0022】

本発明の空気圧式アクチュエータにおいて、前記スリーブを構成するコードは、下撚り数Ｔ_１（回／１０ｃｍ）と該コードを構成する原糸の一本当りの繊度Ｄ（ｄｔｅｘ）との比（Ｔ_１／Ｄ）が０．００４〜０．０３であることが好ましい。この場合、アクチュエータの耐久性が更に向上する。

【0023】

本発明の空気圧式アクチュエータにおいて、前記スリーブを構成するコードは、下撚り数Ｔ_１（回／１０ｃｍ）と上撚り数Ｔ_２（回／１０ｃｍ）との比（Ｔ_１／Ｔ_２）が０．８〜１．２であることが好ましい。この場合、アクチュエータの耐久性が更に向上する。

【0024】

本発明の空気圧式アクチュエータにおいて、前記スリーブを構成するコードは、該コードを構成する原糸の一本当りの繊度Ｄが８００〜５０００ｄｔｅｘであり、下撚り数Ｔ_１が３．２〜１５０回／１０ｃｍであり、上撚り数Ｔ_２が２．６〜１８０回／１０ｃｍであり、撚り本数が２〜４本であることが好ましい。この場合、アクチュエータの耐久性が更に向上する。

【0025】

本発明の空気圧式アクチュエータの他の好適例においては、無負荷且つ無加圧状態において、前記チューブの厚みが１．０ｍｍ〜６．０ｍｍである。この場合、アクチュエータの耐久性が更に向上する。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、耐久性を向上させた空気圧式アクチュエータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】空気圧式アクチュエータ１０の一実施形態の側面図である。

【図2】空気圧式アクチュエータ１０の一実施形態の一部分解斜視図である。

【図3】無負荷且つ無加圧状態における、スリーブ１２０の２つの実施形態の部分側面図である。

【図4】スリーブ１２０を構成するコード１２１の、アクチュエータの軸方向に対する平均角度が４５度である状態における、スリーブ１２０の２つの実施形態の部分側面図である。

【図5】実施形態１−１に係る封止機構２００を含む空気圧式アクチュエータ１０の軸方向Ｄ_ＡＸに沿った一部断面図である。

【図6】実施形態１−２に係る封止機構２００を含む空気圧式アクチュエータ１０の軸方向Ｄ_ＡＸに沿った一部断面図である。

【図7】実施形態１−３に係る封止機構２００を含む空気圧式アクチュエータ１０の軸方向Ｄ_ＡＸに沿った一部断面図である。

【図8】実施形態２−１に係る封止機構２００Ａを含む空気圧式アクチュエータ１０の軸方向Ｄ_ＡＸに沿った一部断面図である。

【図9】実施形態２−２に係る封止機構２００Ａを含む空気圧式アクチュエータ１０の軸方向Ｄ_ＡＸに沿った一部断面図である。

【図10】実施形態２−３に係る封止機構２００Ａを含む空気圧式アクチュエータ１０の軸方向Ｄ_ＡＸに沿った一部断面図である。

【図11】実施形態３−１に係る封止機構２００Ｂを含む空気圧式アクチュエータ１０の軸方向Ｄ_ＡＸに沿った一部断面図である。

【図12】実施形態３−２に係る封止機構２００Ｃを含む空気圧式アクチュエータ１０の軸方向Ｄ_ＡＸに沿った一部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下に、本発明の空気圧式アクチュエータを、その実施形態に基づき、図面を参照しつつ、詳細に例示説明する。なお、同一の機能や構成には、同一または類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。

【0029】

（１）空気圧式アクチュエータの全体概略構成
図１は、本実施形態に係る空気圧式アクチュエータ１０の側面図である。図１に示すように、空気圧式アクチュエータ１０は、アクチュエータ本体部１００、封止機構２００及び封止機構３００を具える。また、空気圧式アクチュエータ１０の両端には、連結部２０がそれぞれ設けられる。

【0030】

アクチュエータ本体部１００は、チューブ１１０とスリーブ１２０とによって構成される。アクチュエータ本体部１００には、フィッティング４００及び通過孔４１０を介して作動流体が流入する。ここで、本発明のアクチュエータは、空気圧式であり、作動流体として気体が用いられ、該気体としては、空気や窒素等が挙げられる。

【0031】

アクチュエータ本体部１００は、チューブ１１０内へ作動流体が流入することによって、アクチュエータ本体部１００の軸方向Ｄ_ＡＸに収縮し、径方向Ｄ_Ｒに膨張する。また、アクチュエータ本体部１００は、チューブ１１０から作動流体が流出することによって、アクチュエータ本体部１００の軸方向Ｄ_ＡＸに膨張し、径方向Ｄ_Ｒに収縮する。このようなアクチュエータ本体部１００の形状変化によって、空気圧式アクチュエータ１０は、アクチュエータとしての機能を発揮する。

【0032】

また、このような空気圧式アクチュエータ１０は、いわゆるマッキベン型であり、人工筋肉用として適用できることは勿論のこと、より高い能力（収縮力）が要求されるロボットの体肢（上肢や下肢など）用としても好適に用い得る。連結部２０には、当該体肢を構成する部材などが連結される。

【0033】

封止機構２００及び封止機構３００は、軸方向Ｄ_ＡＸにおけるアクチュエータ本体部１００の両端部を封止する。具体的には、封止機構２００は、封止部材２１０及びかしめ部材２３０を含む。封止部材２１０は、アクチュエータ本体部１００の軸方向Ｄ_ＡＸの端部を封止する。また、かしめ部材２３０は、アクチュエータ本体部１００を封止部材２１０と共にかしめる。かしめ部材２３０の外周面には、治具によってかしめ部材２３０がかしめられた痕である圧痕２３１が形成される。

【0034】

封止機構２００と封止機構３００との相違点は、フィッティング４００，５００（及び通過孔４１０，５１０）の役割が異なる点である。
封止機構２００に設けられているフィッティング４００は、空気圧式アクチュエータ１０の駆動圧力源、具体的には、作動流体のコンプレッサと接続されたホース（管路）を取り付けられるように突出している。フィッティング４００を介して流入した作動流体は、通過孔４１０を通過してアクチュエータ本体部１００の内部、具体的には、チューブ１１０の内部に流入する。
一方、封止機構３００に設けられているフィッティング５００は、アクチュエータに作動流体を注入する際の、ガス抜きとして使用できるように突出している。アクチュエータの作動初期において、作動流体をアクチュエータに注入すると、アクチュエータ内部に元々存在していたガスは、通過孔５１０を介してフィッティング５００から排出される。

【0035】

図２は、空気圧式アクチュエータ１０の一部分解斜視図である。図２に示すように、空気圧式アクチュエータ１０は、アクチュエータ本体部１００及び封止機構２００を具える。
アクチュエータ本体部１００は、前述したように、チューブ１１０とスリーブ１２０とによって構成される。

【0036】

チューブ１１０は、空気圧によって膨張及び収縮する円筒状の筒状体である。チューブ１１０は、作動流体による収縮及び膨張を繰り返すため、弾性材料、例えば、ゴム等からなる。

【0037】

無負荷且つ無加圧状態において、チューブ１１０の厚みは、１．０ｍｍ〜６．０ｍｍの範囲が好ましく、１．４ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲が更に好ましい。チューブ１１０の厚みが１．０ｍｍ以上であれば、チューブ１１０の強度が向上し、スリーブ１２０を構成するコードの間隙からのチューブ１１０のはみ出しを抑制でき、アクチュエータとしての耐久性が更に向上する。また、チューブ１１０の厚みが６．０ｍｍ以下であれば、チューブ１１０の収縮率が大きくなり、十分な動作長を確保できる。

【0038】

なお、図１及び図２に示すチューブ１１０は、１層構造であるが、本発明において、チューブは２層以上の構造を有していてもよい。また、チューブ１１０の直径（外径）は、目的とする用途に応じて、適宜選択できる。

【0039】

スリーブ１２０は、円筒状であり、チューブ１１０の外周面を覆う。スリーブ１２０は、所定方向に配向されたコードを編み込んだ構造体であり、配向されたコードが交差することによって菱形の形状が繰り返されている。スリーブ１２０は、このような形状を有することによって、パンタグラフ変形し、チューブ１１０の収縮及び膨張を規制しつつ追従する。

【0040】

図３は、無負荷且つ無加圧状態における、スリーブ１２０の２つの実施形態の部分側面図である。
本発明においては、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、無負荷且つ無加圧状態（即ち、初期状態）において、スリーブ１２０を構成するコード１２１の、アクチュエータの軸方向Ｄ_ＡＸに対する平均角度Θ_１が２０度以上４５度未満である。無負荷且つ無加圧状態において、スリーブ１２０を構成するコード１２１の、アクチュエータの軸方向Ｄ_ＡＸに対する平均角度Θ_１が２０度以上であることで、スリーブ１２０の耐久性が向上する。一方、無負荷且つ無加圧状態において、スリーブ１２０を構成するコード１２１の、アクチュエータの軸方向Ｄ_ＡＸに対する平均角度Θ_１が４５度を超えると、アクチュエータの作動時の収縮が小さく、アクチュエータとして十分に機能しなくなる。
また、前記平均角度Θ_１は、好ましくは２２度以上、更に好ましくは２３度以上である。平均角度Θ_１が大きい程、チューブ１１０への負担が小さくなり、コード１２１に直接接触しない部分のチューブ１１０の破損が抑制され、アクチュエータとしての機能を長期に渡って維持できる。
また、前記平均角度Θ_１は、好ましくは３７度以下である。平均角度Θ_１が３７度以下であれば、アクチュエータの収縮率が大きくなり、十分な動作長を確保できる。
ここで、初期状態における、スリーブ１２０を構成するコード１２１の、アクチュエータの軸方向Ｄ_ＡＸに対する平均角度Θ_１は、例えば、スリーブ１２０を編む際のコード１２１の方向を調整し、更に、円筒状にする際のコード１２１の方向を調整することで、調整できる。

【0041】

図４は、スリーブ１２０を構成するコード１２１の、アクチュエータの軸方向Ｄ_ＡＸに対する平均角度が４５度である状態における、スリーブ１２０の２つの実施形態の部分側面図である。なお、本発明において、コード１２１の角度を実測する際には、誤差範囲として±１度を許容する。
本発明においては、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、空気圧５ＭＰａで、前記スリーブ１２０を構成するコード１２１の、アクチュエータの軸方向Ｄ_ＡＸに対する平均角度Θ_３が４５度である状態において、前記アクチュエータ本体部１００の外表面の面積（Ｓ１）に対する前記スリーブ１２０を構成するコード１２１の間隙１２２の総面積（Ｓ２）の比（Ｓ２／Ｓ１）が３５％以下であり、好ましくは３２％以下、より好ましくは３０％以下、より一層好ましくは２５％以下、特に好ましくは２０％以下である。スリーブ１２０を構成するコード１２１の、アクチュエータの軸方向Ｄ_ＡＸに対する平均角度Θ_３が４５度である状態、即ち、コード１２１の平均交差角度が９０度である状態において、アクチュエータ本体部１００の外表面の面積（Ｓ１）に対するスリーブ１２０を構成するコード１２１の間隙１２２の総面積（Ｓ２）の比（Ｓ２／Ｓ１）が３５％以下であることで、チューブ１１０への負担が小さくなって、アクチュエータとしての耐久性が向上する。なお、該比（Ｓ２／Ｓ１）の下限は特に限定れるものではないが、比（Ｓ２／Ｓ１）は、アクチュエータの動作長の観点からは、５％以上が好ましい。
ここで、スリーブ１２０を構成するコード１２１の間隙１２２の総面積（Ｓ２）は、スリーブ１２０の編み方や、使用するコード１２１の太さ、材質、打ち込み密度等を選択することで、調整できる。

【0042】

なお、本発明において、スリーブ１２０を構成するコード１２１の間隙１２２の総面積（Ｓ２）は、空気圧５ＭＰａで、スリーブ１２０を構成するコード１２１の、アクチュエータの軸方向Ｄ_ＡＸに対する平均角度Θ_３が４５度となるように、アクチュエータにかける荷重を調整して測定される。その際、スリーブ１２０の最大径に対して、スリーブ１２０の径がマイナス５％の範囲までの領域で評価し、該領域の間隙１２２の面積の合計をＳ２とし、該領域のアクチュエータ本体部１００の外表面の面積をＳ１として、比（Ｓ２／Ｓ１）を算出する。ここで、スリーブ１２０を構成するコード１２１の間隙１２２の面積は、スリーブを外側から見て、コード１２１が存在せず、内側に存在するチューブ１１０が露出している面積に対応する。
また、本発明において、アクチュエータの軸方向Ｄ_ＡＸに対する平均角度Θ_１，Θ_２，Θ_３は、コード１２１とアクチュエータの軸方向Ｄ_ＡＸとがなす角度の鋭角側の角度を指す。

【0043】

スリーブ１２０を構成するコード１２１としては、アラミド繊維（芳香族ポリアミド繊維）、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６，６）繊維、ポリカプロラクタム（ナイロン６）繊維等のポリアミド繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維等のポリエステル繊維、ポリウレタン繊維、レーヨン、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維材料からなる繊維コードを用いることが好ましい。この場合、スリーブの耐久性が更に向上する。これらの中でも、スリーブ１２０の強度の観点から、アラミド繊維からなるコードを用いることが特に好ましい。
但し、このような種類の繊維コードに限定されるものではなく、例えば、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維などの高強度繊維や、極細のフィラメントによって構成される金属製のコードを用いてもよい。

【0044】

また、上述の繊維コードや金属製のコードは、その表面を、ゴムや、熱硬化性樹脂とラテックスとの混合物等で被覆してもよい。これらの材料でコードの表面が被覆されている場合、コードの耐久性を向上させつつ、コードの表面の摩擦係数を適度に低下させることができる。
なお、熱硬化性樹脂とラテックスとの混合物中の固形分率は、１５質量％以上５０質量％以下が好ましく、２０質量％以上４０質量％以下が更に好ましい。また、熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、レゾルシン樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられ、ラテックスとしては、ビニルピリジン（ＶＰ）ラテックス、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）ラテックス、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）ラテックス等が挙げられる。

【0045】

本発明において、前記スリーブ１２０は、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、一方向に配向されたコード群１２１Ａと、それと交錯するコード群１２１Ｂとが、各コード群１２１Ａ，１２１Ｂのコード１２１の二本ずつが交互に交錯して構成され、且つ交錯する位置が１本ずつずれて構成されていること、即ち、斜文織（綾織）で構成されていることが好ましい。この場合、チューブ１１０への負担が更に小さくなって、アクチュエータとしての耐久性が更に向上する。
また、本発明において、前記スリーブ１２０は、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、一方向に配向されたコード群１２１Ａと、それと交錯するコード群１２１Ｂとが、各コード群１２１Ａ，１２１Ｂのコード１２１の一本ずつが交互に交錯して構成されていること、即ち、平織で構成されていることも好ましい。この場合も、チューブ１１０への負担が更に小さくなって、アクチュエータとしての耐久性が更に向上する。
また、本発明において、前記スリーブ１２０は、コード１２１を斜子織して構成されていることも好ましい。この場合も、チューブ１１０への負担が更に小さくなって、アクチュエータとしての耐久性が更に向上する。なお、斜子織において、引きそろえるコードの本数は、特に限定されるものではないが、本発明においては、２本のコードを引きそろえて、別途引きそろえた２本の別のコードを打ち込むことが好ましい。

【0046】

本発明においては、前記スリーブ１２０を構成するコード１２１の破断強力が、２００Ｎ／本以上であることが好ましく、２５０Ｎ／本〜１０００Ｎ／本の範囲が更に好ましく、３００Ｎ／本〜１０００Ｎ／本の範囲がより一層好ましく、５００Ｎ／本〜１０００Ｎ／本の範囲が更により一層好ましく、６００Ｎ／本〜１０００Ｎ／本の範囲が特に好ましい。この場合、チューブ１１０への負担が更に小さくなって、アクチュエータの耐久性が更に向上する。

【0047】

本発明においては、前記スリーブ１２０を構成するコード１２１の破断伸びが、２．０％以上であることが好ましく、３．０％〜６．０％の範囲が更に好ましい。この場合、チューブ１１０への負担が更に小さくなって、アクチュエータの耐久性が更に向上する。

【0048】

本発明においては、前記スリーブ１２０を構成するコード１２１の太さが、０．３ｍｍ〜１．５ｍｍであることが好ましく、０．４ｍｍ〜１．５ｍｍであることが更に好ましく、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであることがより一層好ましく、０．６ｍｍ〜１．３ｍｍであることが更により一層好ましく、０．６ｍｍ〜１．０ｍｍであることが特に好ましい。この場合、チューブ１１０への負担が更に小さくなって、アクチュエータの耐久性が更に向上する。

【0049】

本発明においては、前記スリーブ１２０を構成するコード１２１の打ち込み密度が、６．８本／ｃｍ〜２５．５本／ｃｍであることが好ましく、１０．０本／ｃｍ〜２３．５本／ｃｍであることが更に好ましく、１０．０本／ｃｍ〜２０．０本／ｃｍであることがより一層好ましい。この場合、チューブ１１０への負担が更に小さくなって、アクチュエータの耐久性が更に向上する。

【0050】

本発明においては、前記チューブ１１０の厚みｔ（ｍｍ）と、前記スリーブ１２０を構成するコード１２１の太さｄ（ｍｍ）と、無負荷且つ無加圧状態において、前記スリーブ１２０を構成するコード１２１の、アクチュエータの軸方向Ｄ_ＡＸに対する平均角度Θ_１と、アクチュエータの収縮時において、前記スリーブ１２０を構成するコード１２１の、アクチュエータの軸方向Ｄ_ＡＸに対する平均角度Θ_２とが、下記式（１）：

【数4】

を満たすことが好ましい。式（１）を満たす場合、チューブ１１０への負担が更に小さくなって、アクチュエータとしての耐久性が更に向上する。

【0051】

また、前記チューブ１１０の厚みｔ（ｍｍ）と、前記スリーブ１２０を構成するコード１２１の太さｄ（ｍｍ）と、無負荷且つ無加圧状態において、前記スリーブ１２０を構成するコード１２１の、アクチュエータの軸方向Ｄ_ＡＸに対する平均角度Θ_１と、アクチュエータの収縮時において、前記スリーブ１２０を構成するコード１２１の、アクチュエータの軸方向Ｄ_ＡＸに対する平均角度Θ_２とは、下記式（２）：

【数5】

を満たすことが更に好ましい。式（２）を満たす場合、チューブ１１０への負担が更に小さくなって、アクチュエータとしての耐久性が更に向上する。

【0052】

本発明においては、スリーブ１２０を構成するコード１２１は、下記式（３）：

【数6】

［式中、Ｔ_２はコードの上撚り数（回／１０ｃｍ）であり、但し、コードが片撚り構造の場合、上撚り数Ｔ_２（回／１０ｃｍ）を下撚り数Ｔ_１（回／１０ｃｍ）に置き換えるものとし、Ｄはコードを構成する原糸の一本当りの繊度（ｄｔｅｘ）であり、ρはコードを構成する原糸の密度（ｇ／ｃｍ^３）である］で定義される撚り係数Ｋが０．１４〜０．５０であることが好ましく、０．１６〜０．５０であることが更に好ましい。スリーブ１２０を構成するコード１２１の撚り係数Ｋが０．１４以上の場合、繊維への負荷が小さくなり、アクチュエータの耐久性が更に向上し、また、スリーブ１２０を構成するコード１２１の撚り係数Ｋが０．５０以下の場合、チューブへの負荷が小さくなり、アクチュエータの耐久性が更に向上する。
ここで、コード１２１の撚り係数Ｋは、使用する原糸の密度や繊度を選択したり、コードにする際の下撚り数を調整することで、調整できる。

【0053】

本発明において、スリーブ１２０を構成するコード１２１は、下撚り数Ｔ_１（回／１０ｃｍ）と該コード１２１を構成する原糸の一本当りの繊度Ｄ（ｄｔｅｘ）との比（Ｔ_１／Ｄ）が０．００４〜０．０３であることが好ましく、０．００４〜０．０２であることが更に好ましい。この場合、チューブ１１０への負担が更に小さくなって、アクチュエータの耐久性が更に向上する。

【0054】

本発明において、スリーブ１２０を構成するコード１２１は、下撚り数Ｔ_１（回／１０ｃｍ）と上撚り数Ｔ_２（回／１０ｃｍ）との比（Ｔ_１／Ｔ_２）が０．８〜１．２であることが好ましく、０．９〜１．１であることが更に好ましい。この場合、チューブ１１０への負担が更に小さくなって、アクチュエータの耐久性が更に向上する。

【0055】

本発明において、スリーブ１２０を構成するコード１２１は、該コード１２１を構成する原糸の一本当りの繊度Ｄが８００〜５０００ｄｔｅｘであることが好ましく、８００〜４０００ｄｔｅｘであることがより好ましく、１０００〜４０００ｄｔｅｘであることが更に好ましく、１５００〜４０００ｄｔｅｘであることがより一層好ましく、２０００〜４０００ｄｔｅｘであることが特に好ましい。この場合、チューブ１１０への負担が更に小さくなって、アクチュエータの耐久性が更に向上する。

【0056】

本発明において、スリーブ１２０を構成するコード１２１は、下撚り数Ｔ_１が３．２〜１５０回／１０ｃｍであることが好ましく、１０〜３６回／１０ｃｍであることが好ましく、１０〜３０回／１０ｃｍであることが更に好ましい。この場合、チューブ１１０への負担が更に小さくなって、アクチュエータの耐久性が更に向上する。

【0057】

本発明において、スリーブ１２０を構成するコード１２１は、上撚り数Ｔ_２が２．６〜１８０回／１０ｃｍであることが好ましく、１０〜３６回／１０ｃｍであることが好ましく、１０〜３０回／１０ｃｍであることが更に好ましい。この場合、チューブ１１０への負担が更に小さくなって、アクチュエータの耐久性が更に向上する。

【0058】

本発明において、スリーブ１２０を構成するコード１２１は、撚り本数が２〜４本であることが好ましく、２本であることが特に好ましい。この場合、チューブ１１０への負担が更に小さくなって、アクチュエータの耐久性が更に向上する。

【0059】

本発明において、スリーブ１２０を構成するコード１２１は、該コード１２１を構成する原糸の一本当りの繊度Ｄが８００〜５０００ｄｔｅｘであり、下撚り数Ｔ_１が３．２〜１５０回／１０ｃｍであり、上撚り数Ｔ_２が２．６〜１８０回／１０ｃｍであり、撚り本数が２〜４本であることが好ましい。スリーブ１２０を構成するコード１２１の、原糸一本当りの繊度Ｄ、下撚り数Ｔ_１、上撚り数Ｔ_２、及び撚り本数の総てが、上述した好適範囲を満たす場合、チューブ１１０への負担が特に小さくなって、アクチュエータの耐久性が大幅に向上する。

【0060】

前記コード１２１の製法は特に限定されるものではなく、例えば、該コード１２１が原糸を複数本、好ましくは、２〜４本撚り合わせてなる、所謂、双撚り構造である場合、例えば、原糸に下撚りをかけ、次いでこれを複数合わせて、逆方向に上撚りをかけることで、撚糸コードとして得ることができる。
また、コード１２１が原糸１本を撚ってなる、所謂、片撚り構造である場合、例えば、原糸をひきそろえて、一方の方向に撚りをかけることで、撚糸コードとして得ることができる。なお、本発明において、コード１２１が片撚り構造である場合、下撚り数Ｔ_１は原糸１本を撚る際の撚り数を指すものとする。また、コード１２１が片撚り構造である場合は、式（１）中の上撚り数Ｔ_２（回／１０ｃｍ）は、下撚り数Ｔ_１（回／１０ｃｍ）に置き換えるものとする。即ち、コード１２１が片撚り構造である場合は、式（１）中のＴ_２は原糸１本を撚る際の撚り数を指すものとする。

【0061】

図２において、封止機構２００は、アクチュエータ本体部１００の軸方向Ｄ_ＡＸにおける端部を封止する。封止機構２００は、封止部材２１０、第１係止リング２２０及びかしめ部材２３０によって構成される。

【0062】

封止部材２１０は、胴体部２１１及び鍔部２１２を有する。封止部材２１０としては、ステンレス鋼などの金属を好適に用い得るが、このような金属に限定されず、硬質プラスチック材料などを用いてもよい。

【0063】

胴体部２１１は、円管状であり、胴体部２１１には、作動流体が通過する通過孔２１５が形成される。通過孔２１５は、通過孔４１０（図１参照）に連通する。胴体部２１１には、チューブ１１０が挿通される。

【0064】

鍔部２１２は、胴体部２１１に連なっており、胴体部２１１よりも空気圧式アクチュエータ１０の軸方向Ｄ_ＡＸにおける端部側に位置する。鍔部２１２は、胴体部２１１よりも径方向Ｄ_Ｒに沿った外径が大きい。鍔部２１２は、胴体部２１１に挿通されたチューブ１１０及び第１係止リング２２０を係止する。

【0065】

胴体部２１１の外周面には、凹凸部２１３が形成される。凹凸部２１３は、胴体部２１１に挿通されたチューブ１１０の滑り抑制に寄与する。凹凸部２１３による凸部分が３つ以上形成されることが好ましい。

【0066】

また、胴体部２１１の鍔部２１２寄りの位置には、胴体部２１１よりも外径が小さい第１小径部２１４が形成される。なお、第１小径部２１４の形状については、図５以降においてさらに説明する。

【0067】

第１係止リング２２０は、スリーブ１２０を係止する。具体的には、スリーブ１２０は、第１係止リング２２０を介して径方向Ｄ_Ｒ外側に折り返される（図２において不図示、図５参照）。

【0068】

第１係止リング２２０の外径は、胴体部２１１の外径よりも大きい。第１係止リング２２０は、胴体部２１１の第１小径部２１４の位置においてスリーブ１２０を係止する。つまり、第１係止リング２２０は、胴体部２１１の径方向Ｄ_Ｒ外側であって、鍔部２１２に隣接する位置において、スリーブ１２０を係止する。

【0069】

第１係止リング２２０は、胴体部２１１よりも小さい第１小径部２１４に係止させるため、本実施形態では、二分割の形状としている。なお、第１係止リング２２０は、二分割に限らず、より多くの部分に分割してもよいし、一部の分割部分が回動可能に連結されていてもよい。

【0070】

第１係止リング２２０としては、封止部材２１０と同様の金属や硬質プラスチック材料などを用いることができる。

【0071】

かしめ部材２３０は、アクチュエータ本体部１００を封止部材２１０と共にかしめる。かしめ部材２３０としては、アルミニウム合金、真鍮及び鉄などの金属を用いることができる。かしめ部材２３０には、かしめ用の治具によってかしめ部材２３０がかしめられると、図１に示したような圧痕２３１が形成される。

【0072】

（２）封止機構の構成
次に、図５〜図１２を参照して、封止機構２００の実施形態について説明する。

【0073】

（２．１）実施形態１−１
図５は、実施形態１−１に係る封止機構２００を含む空気圧式アクチュエータ１０の軸方向Ｄ_ＡＸに沿った一部断面図である。

【0074】

前述したように、封止部材２１０は、胴体部２１１の外径よりも小さい外径を有する第１小径部２１４を有する。

【0075】

第１係止リング２２０は、第１小径部２１４の径方向Ｄ_Ｒ外側に配置される。第１係止リング２２０の内径Ｒ１は、胴体部２１１の外径Ｒ３よりも小さい。なお、第１係止リング２２０の外径Ｒ２も、胴体部２１１の外径Ｒ３より小さくてもよい。

【0076】

チューブ１１０は、鍔部２１２に当接するまで胴体部２１１に挿通される。一方、スリーブ１２０は、第１係止リング２２０を介して径方向Ｄ_Ｒ外側に折り返されている。この結果、スリーブ１２０は、軸方向Ｄ_ＡＸの端部において第１係止リング２２０を介して折り返された第１折り返し部１２０ａを有する。具体的には、スリーブ１２０は、前記チューブ１１０の外周面を覆うスリーブ本体部１２０ｂと、該スリーブ本体部１２０ｂの軸方向Ｄ_ＡＸの端部で折り返されてスリーブ本体部１２０ｂの外周側に配置された第１折り返し部１２０ａと、から構成される。

【0077】

第１折り返し部１２０ａは、チューブ１１０の径方向Ｄ_Ｒ外側に位置するスリーブ本体部１２０ｂと接着されている。具体的には、スリーブ本体部１２０ｂと第１折り返し部１２０ａとの間には、接着層２４０が形成され、この接着層２４０によって、スリーブ本体部１２０ｂと第１折り返し部１２０ａとが接着されている。ここで、接着層２４０には、スリーブ１２０を構成するコードの種類によって適切な接着剤を用いればよい。
なお、本発明においては、接着層２４０は、必須ではなく、第１折り返し部１２０ａは、スリーブ本体部１２０ｂと接着されていなくてもよい。

【0078】

かしめ部材２３０は、封止部材２１０の胴体部２１１の外径よりも大きく、胴体部２１１に挿通された上で治具によってかしめられる。かしめ部材２３０は、アクチュエータ本体部１００を封止部材２１０と共にかしめる。具体的には、かしめ部材２３０は、胴体部２１１に挿通されたチューブ１１０、スリーブ本体部１２０ｂ、及び第１折り返し部１２０ａをかしめる。つまり、かしめ部材２３０は、チューブ１１０、スリーブ本体部１２０ｂ及び第１折り返し部１２０ａを封止部材２１０と共にかしめる。

【0079】

（２．２）実施形態１−２
図６は、実施形態１−２に係る封止機構２００を含む空気圧式アクチュエータ１０の軸方向Ｄ_ＡＸに沿った一部断面図である。以下、実施形態１−１との相違点について主に説明する。
実施形態１−２では、スリーブ１２０の第１折り返し部１２０ａと、かしめ部材２３０との間には、シート状の弾性部材が設けられる。具体的には、第１折り返し部１２０ａとかしめ部材２３０との間には、ゴムシート２５０が設けられる。ゴムシート２５０は、円筒状の第１折り返し部１２０ａの外周面を覆うように設けられる。ゴムシート２５０の種類は特に限定されないが、チューブ１１０と同様の種類のゴムなどを用いることができる。かしめ部材２３０は、ゴムシート２５０も含めて、アクチュエータ本体部１００を封止部材２１０と共にかしめる。

【0080】

（２．３）実施形態１−３
図７は、実施形態１−３に係る封止機構２００を含む空気圧式アクチュエータ１０の軸方向Ｄ_ＡＸに沿った一部断面図である。
実施形態１−３では、実施形態１−１の接着層２４０に代えてゴムシート２６０が用いられる。ゴムシート２６０は、シート状の弾性部材であり、スリーブ本体部１２０ｂと、第１折り返し部１２０ａとの間に設けられる。ゴムシート２６０には、ゴムシート２５０と同様の種類のゴムを用いることができる。

【0081】

（２．４）実施形態２−１
図８は、実施形態２−１に係る封止機構２００Ａを含む空気圧式アクチュエータ１０の軸方向Ｄ_ＡＸに沿った一部断面図である。

【0082】

実施形態２−１では、実施形態１の封止機構２００に代えて、封止機構２００Ａが用いられる。封止機構２００と封止機構２００Ａとの相違点は、封止部材２１０のような第１小径部２１４が形成されていないことである。
封止機構２００Ａは、封止部材２１０Ａ、第１係止リング２２０Ａ及びかしめ部材２３０Ａによって構成される。

【0083】

封止部材２１０Ａの胴体部２１１Ａには、チューブ１１０が挿通される。封止部材２１０Ａには、封止部材２１０のような第１小径部２１４が形成されていないため、第１係止リング２２０Ａの外径は、胴体部２１１Ａの外径よりも大きい。このため、第１係止リング２２０Ａは、鍔部２１２Ａとかしめ部材２３０Ａとによって係止される。

【0084】

また、第１係止リング２２０Ａの外径が胴体部２１１Ａの外径よりも大きいため、かしめ部材２３０Ａは、鍔部２１２Ａと当接しない。すなわち、スリーブ１２０が折り返された第１係止リング２２０Ａの部分は、外部に露出する。さらに、第１係止リング２２０Ａの外径が胴体部２１１Ａの外径よりも大きいため、実施形態１の第１係止リング２２０のように分割されていなくてもよい。

【0085】

なお、スリーブ本体部１２０ｂと第１折り返し部１２０ａとの間には、実施形態１−１と同様に、接着層２４０が形成される。

【0086】

（２．５）実施形態２−２
図９は、実施形態２−２に係る封止機構２００Ａを含む空気圧式アクチュエータ１０の軸方向Ｄ_ＡＸに沿った一部断面図である。以下、実施形態２−１との相違点について主に説明する。
実施形態２−２では、スリーブ１２０の第１折り返し部１２０ａと、かしめ部材２３０Ａとの間には、シート状の弾性部材が設けられる。具体的には、第１折り返し部１２０ａとかしめ部材２３０Ａとの間には、ゴムシート２５０Ａが設けられる。ゴムシート２５０Ａは、実施形態１−２のゴムシート２５０と同様に、円筒状の第１折り返し部１２０ａの外周面を覆うように設けられる。

【0087】

（２．６）実施形態２−３
図１０は、実施形態２−３に係る封止機構２００Ａを含む空気圧式アクチュエータ１０の軸方向Ｄ_ＡＸに沿った一部断面図である。
実施形態２−３では、実施形態２−１の接着層２４０に代えてゴムシート２６０が用いられる。ゴムシート２６０は、実施形態１−３と同様に、シート状の弾性部材であり、スリーブ本体部１２０ｂと、第１折り返し部１２０ａとの間に設けられる。

【0088】

（２．７）実施形態３−１
図１１は、実施形態３−１に係る封止機構２００Ｂを含む空気圧式アクチュエータ１０の軸方向Ｄ_ＡＸに沿った一部断面図である。実施形態３（３−１及び３−２）では、２つの係止リングが用いられる。

【0089】

図１１に示すように、封止機構２００Ｂは、封止部材２１０Ｂ、第１係止リング２２０Ｂ、かしめ部材２３０Ｂ及び第２係止リング２７０によって構成される。

【0090】

このように、封止機構２００Ｂは、第１係止リング２２０Ｂに加えて第２係止リング２７０を有する。第２係止リング２７０は、胴体部２１１Ｂの径方向Ｄ_Ｒ外側であって、第１係止リング２２０Ｂよりもアクチュエータ本体部１００の軸方向Ｄ_ＡＸにおける中央側の位置において、スリーブ１２０を係止する。

【0091】

具体的には、封止部材２１０Ｂは、胴体部２１１Ｂの外径よりも小さい外径を有する第２小径部２１６Ｂを有する。

【0092】

第２係止リング２７０は、第２小径部２１６Ｂの径方向Ｄ_Ｒ外側に配置される。第２係止リング２７０の内径は、胴体部２１１Ｂの外径よりも小さいことが好ましい。なお、第２係止リング２７０の外径も、胴体部２１１Ｂの外径よりも小さくてもよい。これにより、第２係止リング２７０は、第２小径部２１６Ｂによって係止される。

【0093】

スリーブ１２０は、第２係止リング２７０を介して折り返された第２折り返し部１２０ｃを有する。第２折り返し部１２０ｃは、第１折り返し部１２０ａに連なっている。つまり、第２折り返し部１２０ｃは、前記第１折り返し部１２０ａにおける軸方向Ｄ_ＡＸの端部で折り返されて第１折り返し部１２０ａの外周側に配置されている。
具体的には、スリーブ１２０は、第１係止リング２２０Ｂを介して、アクチュエータ本体部１００の軸方向Ｄ_ＡＸにおける中央側に折り返されることによって第１折り返し部１２０ａを形成する。さらに、スリーブ１２０は、第１折り返し部１２０ａがアクチュエータ本体部１００の軸方向Ｄ_ＡＸにおける端部側に折り返されることによって第２折り返し部１２０ｃを形成する。

【0094】

かしめ部材２３０Ｂは、胴体部２１１Ｂに挿通されたチューブ１１０、チューブ１１０の径方向Ｄ_Ｒ外側に位置するスリーブ本体部１２０ｂ、第１折り返し部１２０ａ、及び第２折り返し部１２０ｃを、封止部材２１０Ｂと共にかしめる。

【0095】

スリーブ本体部１２０ｂと、第１折り返し部１２０ａとの間には、実施形態１−３と同様のゴムシート２６０が設けられる。

【0096】

また、第１折り返し部１２０ａと、第２折り返し部１２０ｃとの間にもシート状の弾性部材が設けられる。具体的には、第１折り返し部１２０ａと第２折り返し部１２０ｃとの間には、ゴムシート２８０が設けられる。ゴムシート２８０は、円筒状の第１折り返し部１２０ａの外周面を覆うように設けられる。

【0097】

さらに、第２折り返し部１２０ｃと、かしめ部材２３０Ｂとの間には、実施形態１−３のゴムシート２５０と概ね同形状のゴムシート２９０が設けられる。ゴムシート２９０は、円筒状の第２折り返し部１２０ｃの外周面を覆うように設けられる。

【0098】

（２．８）実施形態３−２
図１２は、実施形態３−２に係る封止機構２００Ｃを含む空気圧式アクチュエータ１０の軸方向Ｄ_ＡＸに沿った一部断面図である。以下、実施形態３−１との相違点について主に説明する。

【0099】

実施形態３−２では、第１小径部２１４Ｂ及び第２小径部２１６Ｂが形成されていない封止部材２１０Ｃが用いられる。

【0100】

封止部材２１０Ｃは、胴体部２１１Ｃを有する。封止部材２１０Ｃには、封止部材２１０Ｂのような第１小径部２１４Ｂ及び第２小径部２１６Ｂが形成されていないため、第１係止リング２２０Ｃの内径及び第２係止リング２７０Ｃの内径は、胴体部２１１Ｃの外径よりも大きい。

【0101】

かしめ部材２３０Ｃは、軸方向Ｄ_ＡＸにおいて、第１係止リング２２０Ｃと第２係止リング２７０Ｃとの間に位置する。すなわち、スリーブ１２０が折り返された第１係止リング２２０Ｃの部分及び第２係止リング２７０Ｃ部分は、外部に露出する。

【0102】

なお、第１折り返し部１２０ａと第２折り返し部１２０ｃとの間には、実施形態３−１のゴムシート２８０と概ね同形状のゴムシート２８１が設けられる。また、スリーブ１２０の第２折り返し部１２０ｃと、かしめ部材２３０Ｃとの間には、実施形態３−１のゴムシート２９０と概ね同形状のゴムシート２９１が設けられる。

【実施例】

【0103】

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

【0104】

（チューブの作製）
高ニトリルＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ＪＳＲ株式会社製「Ｎ２２０Ｓ」）４５質量部、中高ニトリルＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ＪＳＲ株式会社製「Ｎ２３０Ｓ」）３５質量部、ＢＲ（ブタジエンゴム、宇部興産株式会社製「ＵＢＥＰＯＬ（登録商標）ＢＲ１５０」）２０質量部、カーボンブラック（東海カーボン株式会社製「シースト３」）５０質量部、ステアリン酸（新日本理化株式会社製「ステアリン酸５０Ｓ」）１質量部、老化防止剤（大内新興化学工業株式会社製「ノクラック６Ｃ」）２質量部、樹脂（日本ゼオン株式会社製「クレイトン１００」）１０質量部、可塑剤（新日本理化株式会社製「サンソサイザーＤＯＡ」）８質量部、亜鉛華（ＺｎＯ、白水化学工業株式会社製「亜鉛華３号」）５質量部、硫黄（鶴見化学工業株式会社製「Ｓｕｌｆａｘ Ｚ」）１質量部、加硫促進剤ＣＢＳ（大内新興化学工業株式会社製「ノクセラーＣＺ」）１質量部、加硫促進剤ＴＯＴ（大内新興化学工業株式会社製「ノクセラーＴＯＴ−Ｎ」）２質量部、をバンバリーミキサーで混練りしてゴム組成物を調製した。

【0105】

得られたゴム組成物を押出し成形機で加工することにより、長さ３００ｍｍの円筒形状のチューブを作製した。作製したチューブの外径と厚みを表１に示す。

【0106】

（スリーブの作製）
表１に示す仕様のアラミド繊維コード６４本を編み込んで作製した網目状で、円筒状のスリーブを用意した。なお、各アラミド繊維コードは、原糸のアラミド繊維に下撚りをかけ、更に上撚りを掛けて作製した。また、このスリーブは、横断面において円周上にアラミド繊維コードが６４本観察される網目状筒状体であった。
なお、スリーブは、等間隔、平行かつ螺旋状に配置された３２本のアラミド繊維コードと、この３２本のアラミド繊維コードと斜交するとともに、等間隔、平行かつ螺旋状に配置された他の３２本のアラミド繊維とが交互に編み込まれてなる網目状筒状体であり、図３（ａ）に示すように、各コード群のコードの二本ずつが交互に交錯して構成され、且つ交錯する位置が１本ずつずれて構成されていた（斜文織（綾織））。
各スリーブ、並びに、各スリーブを構成するコードの仕様を表１に示す。

【0107】

（アクチュエータの作製）
前記チューブと前記網目状のスリーブとを用いて、図１及び図２に示す構造のアクチュエータを作製した。アクチュエータに組み込まれたチューブの作動流体としては、空気を用いた。作製したアクチュエータのスリーブを構成するコードの角度、並びに、アクチュエータの耐久性を、以下の方法で評価した。

【0108】

＜スリーブを構成するコードの角度の評価方法＞
アクチュエータの軸方向に対してスリーブを構成するコードがなす角度は、以下のように算出した。
（１）該当部分を写真撮影する。
（２）写真の焦点が合い、解析に十分な画質が確保できるアクチュエータの中央部（アクチュエータの収縮時には、スリーブの最大径に対して、スリーブの径がマイナス５％の範囲までの領域）を選択する。
（３）この部分において、封止機構の中心を結ぶ直線と、スリーブを構成するコードと、がなす角度を測定する。
（４）５点を評価して、平均をとり、測定値する。
なお、コードの角度は、無負荷且つ無加圧状態と、規定の荷重と空気圧（内圧）をかけたアクチュエータの収縮時と、において測定し、表中では、前者を「初期コード角度Θ_１」と標記し、後者を「収縮時コード角度Θ_２」と標記した。

【0109】

＜スリーブを構成するコードの間隙の総面積（Ｓ２）の評価方法＞
空気圧５ＭＰａで、スリーブを構成するコードの、アクチュエータの軸方向に対する平均角度が４５度となるように、アクチュエータにかける荷重を調整して、「スリーブを構成するコードの角度の評価方法」と同様に、写真撮影を行い、コードの間隙の総面積（Ｓ２）を測定した。該値（Ｓ２）を用いて、アクチュエータ本体部の外表面の面積（Ｓ１）の値から、比（Ｓ２／Ｓ１）を算出し、表中では、「収縮時空隙率（Ｓ２／Ｓ１）」と標記した。なお、コードの角度の実測においては、誤差範囲を±１度とした。

【0110】

＜アクチュエータの耐久性の評価方法＞
作動流体として空気をチューブ内に注入した。チューブ内の作動流体の圧力が０ＭＰａと５ＭＰａとをそれぞれ３秒ごとに繰り返すように作動流体の注入操作を行い、チューブに亀裂が入りアクチュエータの機能を発現できなくなるまでの回数を測定した。実施例１の回数を１００として、指数表示した。指数値が大きい程、耐久性が高いことを示す。
また、故障形態を目視で観察し、以下の基準で評価した。
Ａ： コードに直接接触する部分におけるチューブの損傷による故障
Ｂ： コードに直接接触しない部分におけるチューブの損傷による故障
Ｃ： コードの切断による故障

【0111】

【表1】

【0112】

表１から、本発明に従う空気圧式アクチュエータは、高い耐久性を有することが分かる。

【符号の説明】

【0113】

１０：空気圧式アクチュエータ、 ２０：連結部、 １００：アクチュエータ本体部、 １１０：チューブ、 １２０：スリーブ、 １２０ａ：第１折り返し部、 １２０ｂ：スリーブ本体部、 １２０ｃ：第２折り返し部、 １２１：コード、 １２１Ａ，１２１Ｂ：コード群、 １２２：コードの間隙、 ２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ：封止機構、 ２１０，２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ：封止部材、 ２１１，２１１Ａ，２１１Ｂ，２１１Ｃ：胴体部、 ２１２，２１２Ａ：鍔部、 ２１３：凹凸部、 ２１４，２１４Ｂ：第１小径部、 ２１５：通過孔、 ２１６Ｂ：第２小径部、 ２２０，２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃ：第１係止リング、 ２３０，２３０Ａ，２３０Ｂ，２３０Ｃ：かしめ部材、 ２３１：圧痕、 ２４０：接着層、 ２５０，２５０Ａ：ゴムシート、 ２６０：ゴムシート、 ２７０，２７０Ｃ：第２係止リング、 ２８０，２８１：ゴムシート、 ２９０，２９１：ゴムシート、 ３００：封止機構、 ４００，５００：フィッティング、 ４１０，５１０：通過孔、 Ｄ_ＡＸ：軸方向、 Ｄ_Ｒ：径方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】