特開 2023-72681 伸縮式アクチュエータ、作動システム及び動きシミュレーション機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023072681

(43)【公開日】2023-05-24

(54)【発明の名称】伸縮式アクチュエータ、作動システム及び動きシミュレーション機器

(51)【国際特許分類】

   F15B 15/16 20060101AFI20230517BHJP

   F15B 15/14 20060101ALI20230517BHJP

【ＦＩ】

F15B15/16

F15B15/14 380B

【審査請求】有

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022179375

(22)【出願日】2022-11-09

(31)【優先権主張番号】110142226

(32)【優先日】2021-11-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(71)【出願人】

【識別番号】522243370

【氏名又は名称】ブロジェント テクノロジーズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＢＲＯＧＥＮＴ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＩＮＣ．

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．９， Ｆｕｘｉｎｇ ４ｔｈ Ｒｏａｄ， Ｑｉａｎｚｈｅｎ Ｄｉｓｔ．， Ｋａｏｈｓｉｕｎｇ ｃｉｔｙ ８０６， Ｔａｉｗａｎ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】チェン－イー リー

【テーマコード（参考）】

3H081

【Ｆターム（参考）】

3H081AA05

3H081AA12

3H081CC18

3H081DD02

3H081DD16

3H081DD32

(57)【要約】      （修正有）

【課題】伸縮式アクチュエータの動作中の過度の出力の問題に対処すること。
【解決手段】伸縮式アクチュエータ１００は、第１中空キャビティ１１６を有する第１セグメント１０２と、第２中空キャビティ１１８を有する第２セグメント１０４と、第３中空キャビティ１２０を有する第３セグメント１０６と、第１ポート１１０及び第２ポート１１２とを含む。第２セグメントは、第１中空キャビティを介して第１セグメントに摺動可能に接続され、第３セグメントは、第２中空キャビティを介して第２セグメントに摺動可能に接続され、第２中空キャビティは、第１中空キャビティから隔離され且つ第３中空キャビティと連通する。第１ポートは、第１中空キャビティ内に流体を流入させ及びこれから流出させるように構成され、第２ポートは、第２中空キャビティ及び第３中空キャビティ内に流体を流入させ及びこれから流出させるように構成される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

伸縮式アクチュエータであって、当該伸縮式アクチュエータは、
第１の中空キャビティを有する第１のセグメントと、
前記第１の中空キャビティを介して前記第１のセグメントに摺動可能に接続される第２のセグメントであって、前記第１の中空キャビティから隔離された第２の中空キャビティを有する第２のセグメントと、
前記第２の中空キャビティを介して前記第２のセグメントに摺動可能に接続される第３のセグメントであって、前記第２の中空キャビティと連通する第３の中空キャビティを有する第３のセグメントと、
流体を前記第１の中空キャビティ内に流入させ及びこれから流出させるように構成された第１のポートと、
流体を前記第２の中空キャビティ及び前記第３の中空キャビティ内に流入させ及び流出させるように構成された第２のポートと、を含む、
伸縮式アクチュエータ。

【請求項2】

前記第２のセグメントは、前記第１の中空キャビティ内に位置しており且つ反対方向に向き合う第１の端面及び第２の端面を有する端部を有しており、前記第１の端面は、前記第１の中空キャビティ内の流体と接触するように構成され、前記第２の端面は、前記第２の中空キャビティ内の流体と接触するように構成され、前記第１の端面は、前記第２の端面の表面積より大きい表面積を有する、請求項１に記載の伸縮式アクチュエータ。

【請求項3】

前記第３のセグメントの端部が、前記第３の中空キャビティ内の流体と接触するように構成された第３の端面を有しており、前記第２の端面の前記表面積は、前記第３の端面の表面積よりも大きい、請求項２に記載の伸縮式アクチュエータ。

【請求項4】

前記第１の中空キャビティは、前記第１の端面と接触して緩衝圧力を生成する流体を受け入れるように構成され、その結果、前記第２及び第３の中空キャビティ内の流体圧力により、前記第２の端面に加えられる反力を相殺する傾向がある、前記第１の端面に加えられる押圧力を生じさせる、請求項２に記載の伸縮式アクチュエータ。

【請求項5】

前記第１のポート及び前記第２のポートは、前記第１のセグメントに配置される、請求項１に記載の伸縮式アクチュエータ。

【請求項6】

前記第１の中空キャビティと連通する第３のポートをさらに含み、該第３のポートは、前記第１のセグメントに配置され、且つ当該伸縮式アクチュエータの縦軸に沿って前記第１のポートから離間しており、前記第２のセグメントは、前記第１のポートと前記第３のポートとの間の前記第１の中空キャビティ内で摺動可能な端部を有する、請求項５に記載の伸縮式アクチュエータ。

【請求項7】

前記第１の中空キャビティは、前記第１のセグメントの第１の端部と第２の端部との間に延びており、前記第１のポート及び前記第２のポートは、前記第１のセグメントの前記第１の端部に配置され、前記第２のセグメントは、前記第１のセグメントの第２の端部から外側に伸びる、請求項５に記載の伸縮式アクチュエータ。

【請求項8】

前記第２のポートは流動管に接続され、それによって、流体が、前記第２のポート及び前記流動管を通って前記第２の中空キャビティ及び前記第３の中空キャビティ内に流入する及びこれから流出することができる、請求項５に記載の伸縮式アクチュエータ。

【請求項9】

前記流動管は、前記第１の中空キャビティ、前記第２の中空キャビティ、及び前記第３の中空キャビティ内に延びる、請求項８に記載の伸縮式アクチュエータ。

【請求項10】

前記第２のセグメントの端部が、前記第１の中空キャビティ内に位置し且つ開口部を有しており、前記流動管は、前記開口部を介して前記第２の中空キャビティ内に延びる、請求項８に記載の伸縮式アクチュエータ。

【請求項11】

前記第２のセグメントの前記端部は、前記開口部に隣接して配置された流体シールを有しており、該流体シールは、前記流動管の周囲に配置される、請求項１０に記載の伸縮式アクチュエータ。

【請求項12】

前記第１のポート及び前記第２のポートのいずれかが気体ポート又は液体ポートである、請求項１に記載の伸縮式アクチュエータ。

【請求項13】

動きシミュレーション機器であって、当該動きシミュレーション機器は、
支持ベースと、
１人又は複数人の乗員を支えるように適合された乗員プラットフォームと、
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の伸縮式アクチュエータと、を含み、
前記第１のセグメントは前記支持ベースに接続され、前記第３のセグメントは前記乗員プラットフォームに接続される、動きシミュレーション機器。

【請求項14】

作動システムであって、当該作動システムは、
複数の伸縮式セグメント、第１のポート及び第２のポートを含む伸縮式アクチュエータであって、前記伸縮式セグメントは、第１の中空キャビティを有する第１のセグメントと、第２の中空キャビティを有する第２のセグメントとを少なくとも含み、前記第２のセグメントは、前記第１の中空キャビティを介して前記第１のセグメントに摺動可能に接続され、前記第１の中空キャビティ及び前記第２の中空キャビティは互いに隔離されており、前記第１のポートは流体を前記第１の中空キャビティ内に流入させ及びこれから流出させるように構成されており、前記第２のポートは流体を前記第２の中空キャビティ内に流入させ及びこれから流出させるように構成される、伸縮式アクチュエータと、
第１の導管及び第２の導管を介して前記第１のポート及び前記第２のポートにそれぞれ接続される圧力源と、を含み、
前記第２のセグメントは、前記第１の中空キャビティ内に位置し且つ反対方向に向き合う第１の端面及び第２の端面を有する端部を有しており、前記第１の端面は、前記第１の中空キャビティ内の流体と接触するように構成され、前記第２の端面は、前記第２の中空キャビティ内の流体と接触するように構成され、前記圧力源は、前記第１の中空キャビティ及び前記第２の中空キャビティ内に異なる流体圧力を生成するように動作可能であり、それによって、前記第２のセグメントは、フローティング状態にあり且つストップ・アンド・ゴー（stop-and-go）方式で伸長方向に移動可能である、
作動システム。

【請求項15】

前記圧力源は、第１の蓄圧器及び第２の蓄圧器を含み、前記第１の蓄圧器は前記第１の導管に接続され、前記第２の蓄圧器は前記第２の導管に接続される、請求項１４に記載の作動システム。

【請求項16】

前記第１のポート及び前記第２のポートは、前記第１のセグメントに配置される、請求項１４に記載の作動システム。

【請求項17】

前記第１の中空キャビティは、前記第１のセグメントの第１の端部と第２の端部との間に延びており、前記第１のポート及び前記第２のポートは、前記第１のセグメントの前記第１の端部に配置され、前記第２のセグメントは、前記第１のセグメントの前記第２の端部から外側に延びる、請求項１６に記載の作動システム。

【請求項18】

前記第２のポートは流動管に接続され、それによって、流体が、前記第２のポート及び前記流動管を通って前記第２の中空キャビティ内に流入及びこれから流出できる、請求項１６又は１７に記載の作動システム。

【請求項19】

前記第２のセグメントの端部が、前記第１の中空キャビティ内に位置し且つ開口部を有しており、前記流動管は、前記開口部を介して前記第２の中空キャビティ内に延びる、請求項１８に記載の作動システム。

【請求項20】

前記第２のセグメントの前記端部は、前記開口部に隣接して配置された流体シールを有しており、該流体シールは、前記流動管の周囲に配置される、請求項１９に記載の作動システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本願は、２０２１年１１月１２日に出願した台湾特許出願第１１０１４２２２６号に対する優先権を主張する。

【0002】

本発明は、伸縮式アクチュエータに関し、特に、作動（actuating）システム及び動き（motion）シミュレーション機器と共に使用するのに適した伸縮式アクチュエータに関する。

【背景技術】

【0003】

伸縮式アクチュエータは、スペースが限られた環境での使用に適している。従来、伸縮式アクチュエータは複数の可動式シリンダを含み、中間シリンダは、中間シリンダが次のシリンダに接触してその結果として停止するまで、前のシリンダと共に伸長（extend）することができる。逆に、収縮（retract：後退）時には、前のシリンダが、まず中間シリンダに接触し、次に中間シリンダを収縮させる。

【0004】

実際には、従来の伸縮式アクチュエータは、動作中に予想される出力を超える出力を供給する可能性があり、シリンダ同士の間で発生する衝突は、望ましくない振動及び騒音を発生させ、構造的損傷を引き起こす可能性がある。振動及び騒音を低減するために、従来のアプローチでは、衝突エネルギーを吸収するためにばねを追加していた。しかしながら、ばねを追加しても、シリンダ同士の間の衝突を完全になくすことはできず、依然として動作中の過度の出力力の問題に対処することはできない。

【0005】

従って、少なくとも前述の問題に対処できる構造が必要とされている。

【発明の概要】

【0006】

本願は、少なくとも前述の問題に対処できる伸縮式アクチュエータ及び作動システム、並びに伸縮式アクチュエータを組み込んだ動きシミュレート機器について説明する。

【0007】

一実施形態によれば、伸縮式アクチュエータは、第１の中空キャビティを有する第１のセグメントと、第２の中空キャビティを有する第２のセグメントと、第３の中空キャビティを有する第３のセグメントと、第１及び第２のポートとを含む。第２のセグメントは、第１の中空キャビティを介して第１のセグメントに摺動可能に接続され、第３のセグメントは、第２の中空キャビティを介して第２のセグメントに摺動可能に接続され、第２の中空キャビティは、第１の中空キャビティから隔離（insulate）され、且つ第３の中空キャビティと連通する。第１のポートは、第１の中空キャビティ内に流体を流入させ及びこれから流出させるように構成され、第２のポートは、第２の中空キャビティ及び第３の中空キャビティ内に流体を流入させ及びこれから流出させるように構成される。

【0008】

一実施形態によれば、動きシミュレーション機器は、支持ベースと、１人又は複数人の乗員を支えるように適合された乗員プラットフォームと、伸縮式アクチュエータとを含み、伸縮式アクチュエータの第１のセグメントは支持ベースに接続され、伸縮式アクチュエータの第３のセグメントは、乗員プラットフォームに接続される。

【0009】

一実施形態によれば、作動システムは、伸縮式アクチュエータと、圧力源とを含む。伸縮式アクチュエータは、複数の伸縮式セグメントと、第１のポート及び第２のポートとを含み、伸縮式セグメントは、第１の中空キャビティを有する第１のセグメントと、第２の中空キャビティを有する第２のセグメントとを少なくとも含み、第２のセグメントは第１の中空キャビティを介して第１のセグメントに摺動可能に接続され、第１及び第２の中空キャビティは互いに隔離されており、第１のポートは、第１の中空キャビティ内に流体を流入させ及びこれから流出させるように構成され、第２のポートは、第２の中空キャビティ内に流体を流入させ及びこれから流出させるように構成される。圧力源は、第１の導管及び第２の導管を介して第１のポート及び第２のポートにそれぞれ接続される。第２のセグメントは、第１の中空キャビティ内に位置し且つ反対方向に向き合う第１の端面及び第２の端面を有する端部を有しており、第１の端面は、第１の中空キャビティ内の流体と接触するように構成され、第２の端面は、第２の中空キャビティ内の流体と接触するように構成され、圧力源は、第１の中空キャビティ及び第２の中空キャビティに異なる流体圧力を発生させるように動作可能であり、それによって、第２のセグメントは、フローティング状態にあり、且つストップ・アンド・ゴー（stop-and-go）方式で伸長方向に移動可能である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】伸縮式アクチュエータの一実施形態を示す斜視図である。

【図2】別の視角の下での図１の伸縮式アクチュエータを示す斜視図である。

【図3】図１に示される伸縮式アクチュエータの断面図である。

【図4】作動システムの一実施形態を示す概略図である。

【図5】動きシミュレーション機器の一実施形態を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１及び図２は、伸縮式アクチュエータ１００の一実施形態を異なる視野角の下で示す斜視図であり、図３は、伸縮式アクチュエータ１００を示す断面図である。図１～図３を参照すると、伸縮式アクチュエータ１００は、３つのステージ又はセグメント１０２、１０４、及び１０６と、複数のポート１１０及び１１２とを含む。セグメント１０２、１０４、及び１０６のそれぞれは、中空内部を有する管状ロッドとして形成することができる。セグメント１０２、１０４、及び１０６は、互いに摺動可能に接続され得るので、セグメント１０４及び１０６がセグメント１０２に対して伸縮式アクチュエータ１００の縦軸Ｘに沿って摺動して外側に伸長し、内側に収縮することができる。伸縮式アクチュエータ１００は、流体を内部に流すことによって作動され、流体は、セグメント１０４及び１０６の伸縮運動中に、ポート１１０及び１１２を通ってセグメント１０２、１０４、及び１０６内に流入する及び／又はこれらから流出することができる。例えば、流体は、ポート１１０及び１１２を通ってセグメント１０２、１０４、及び１０６内に流入し、セグメント１０４及び１０６を伸長させることができる。内部流体圧力から生じる反力（opposite force：反対方向の力）より大きい外力を加えることによってセグメント１０４及び１０６が収縮するときに、流体は、ポート１１０及び１１２を通ってセグメント１０２、１０４、及び１０６から流出することができる。

【0012】

図１～図３を参照すると、セグメント１０２は、セグメント１０２の対向する両端１０２Ａ及び１０２Ｂの間に延びており且つセグメント１０２の側壁１０２Ｃによって少なくとも部分的に画定される中空キャビティ１１６を有する。側壁１０２Ｃは、縦軸Ｘに沿って延びており、且つセグメント１０２の両端１０２Ａ及び１０２Ｂに接続される。セグメント１０４は、セグメント１０４の対向する両端１０４Ａ及び１０４Ｂの間に延びており且つセグメント１０４の側壁１０４Ｃによって少なくとも部分的に画定される中空キャビティ１１８を有する。側壁１０４Ｃは、縦軸Ｘに沿って延びており、且つセグメント１０４の両端１０４Ａ及び１０４Ｂに接続される。側壁１０６は、セグメント１０６の対向する両端１０６Ａと１０６Ｂとの間に延びており且つセグメント１０６の側壁１０６Ｃによって少なくとも部分的に画定される中空キャビティ１２０を有する。側壁１０６Ｃは、縦軸Ｘに沿って延びており、セグメント１０６の両端１０６Ａ及び１０６Ｂに接続される。

【0013】

セグメント１０４は、セグメント１０４の端部１０４Ａがセグメント１０２の両端１０２Ａと１０２Ｂとの間の中空キャビティ１１６内に配置された状態で、中空キャビティ１１６を介してセグメント１０２に摺動可能に接続され、セグメント１０４の端部１０４Ｂは、セグメント１０２の端部１０２Ｂから外側に延びる。これにより、セグメント１０４は、セグメント１０２に対して縦軸Ｘに沿って摺動し、セグメント１０２の端部１０２Ｂでセグメント１０２内に収縮するか、セグメント１０２の外側に伸長することができる。セグメント１０２に対するセグメント１０４の経路は、セグメント１０２の両端１０２Ａ及び１０２Ｂによって画定することができ、セグメント１０２に対するセグメント１０４の最大伸長長さは、セグメント１０４の端部１０４Ａをセグメント１０２の端部１０２Ｂに隣接して配置する状態に対応することができる。

【0014】

セグメント１０６は、セグメント１０６の端部１０６Ａがセグメント１０４の両端１０４Ａと１０４Ｂとの間の中空キャビティ１１８内に配置された状態で、中空キャビティ１１８を介してセグメント１０４に摺動可能に接続され、セグメント１０６の端部１０６Ｂはセグメント１０４の端部１０４Ｂから外側に延びる。これにより、セグメント１０６は、セグメント１０２及び１０４に対して縦軸Ｘに沿って摺動し、セグメント１０４の端部１０４Ｂでセグメント１０４内に収縮するか、セグメント１０４の外側に伸長することができる。セグメント１０４に対するセグメント１０６の経路は、セグメント１０４の両端１０４Ａ及び１０４Ｂによって区画することができ、セグメント１０４に対するセグメント１０６の最大伸長長さは、セグメント１０６の端部１０６Ａをセグメント１０４の端部１０４Ｂに隣接して配置する状態に対応することができる。

【0015】

伸縮式アクチュエータ１００内では、セグメント１０４の中空キャビティ１１８とセグメント１０６の中空キャビティ１２０とが、互いに連通し、接続キャビティを形成するので、中空キャビティ１１８及び１２０のいずれかに供給される流体は、その中に実質的に等しい圧力を発生させることができる。例えば、中空キャビティ１１８内のセグメント１０６の端部１０６Ａは、セグメント１０６の中空キャビティ１２０がセグメント１０４の中空キャビティ１１８と連通できる開口部１２２を有することができる。さらに、セグメント１０４の中空キャビティ１１８及びセグメント１０６の中空キャビティ１２０は、セグメント１０２の中空キャビティ１１６から隔離されているので、中空キャビティ１１６と中空キャビティ１１８及び１２０との間に流体が流れない。従って、流体が、中空キャビティ１１６と、中空キャビティ１１８及び１２０によって形成された接続キャビティとにそれぞれ流入し、その中に異なる圧力を発生させることができる。

【0016】

一実施形態によれば、セグメント１０４の中空キャビティ１１８は、セグメント１０２の中空キャビティ１１６から隔離することができるので、中空キャビティ１１６と中空キャビティ１１８との間に流体が流れない。例えば、セグメント１０２の中空キャビティ１１６内のセグメント１０４の端部１０４Ａ及び側壁１０４Ｃは、セグメント１０２の中空キャビティ１１６からセグメント１０４の中空キャビティ１１８を隔離することができるので、セグメント１０２の中空キャビティ１１６は、セグメント１０４の中空キャビティ１１８及びセグメント１０６の中空キャビティ１２０と連通していない。従って、流体は、中空キャビティ１１８及び１２０の接続キャビティと、セグメント１０２の端部１０２Ａとセグメント１０４の端部１０４Ａとの間の中空キャビティ１１６内の空間とにそれぞれ流入して、その中に異なる圧力を発生させることができる。

【0017】

構造の一例によれば、セグメント１０４の端部１０４Ａは、セグメント１０２の端部１０２Ａとセグメント１０４の端部１０４Ａとの間の中空キャビティ１１６内の空間を、セグメント１０２の端部１０２Ｂとセグメント１０４の端部１０４Ａとの間の中空キャビティ１１６内の空間から隔離するように構成された流体シール１２３が設けられた周囲（部）を有することができ、これにより、隔離した２つの空間で流体が流れるのを防止することができる。

【0018】

構造の別の例によれば、流体シール１２３を省略してもよく、制限された流体の流入が、セグメント１０２の端部１０２Ａとセグメント１０４の端部１０４Ａとの間の中空キャビティ１１６内の空間と、セグメント１０２の端部１０２Ｂとセグメント１０４の端部１０４Ａとの間の中空キャビティ１１６内の空間との間で許容され得る。

【0019】

図１～図３を参照すると、ポート１１０は、セグメント１０２の中空キャビティ１１６と連通することができるので、流体は、ポート１１０を通って中空キャビティ１１６内に流入する及びこれから流出することができる。構造の一例によれば、ポート１１０はセグメント１０２に設けられる。例えば、ポート１１０は、セグメント１０２の端部１０２Ａに配置することができ、セグメント１０２の端部１０２Ａの内側に設けられたチャネル１２４を介して中空キャビティ１１６と連通することができる。これにより、流体が、ポート１１０及びチャネル１２４を通って、セグメント１０２の端部１０２Ａとセグメント１０４の端部１０４Ａとの間の中空キャビティ１１６の内側に位置する空間に流入する及びこれから流出することができる。

【0020】

ポート１１２は、セグメント１０４の中空キャビティ１１８及びセグメント１０６の中空キャビティ１２０と連通することができるので、流体は、ポート１１２を通って中空キャビティ１１８及び１２０内に流入する及びこれらから流出することができる。構造の一例によれば、ポート１１２は、セグメント１０２に設けることができ、セグメント１０２の内側に配置された流動管１２６に接続することができ、それにより、流体は、ポート１１２及び流動管１２６を通って中空キャビティ１１８及び１２０内に流入する及びこれらから流出することができる。例えば、セグメント１０４の端部１０４Ａは開口部１２８を有することができ、流動管１２６は、セグメント１０２の中空キャビティ１１６内でセグメント１０２の端部１０２Ａに接続され、セグメント１０２の端部１０２Ａの開口部１２８を通って中空キャビティ１１８内に延びることができる。ポート１１２は、セグメント１０２の端部１０２Ａに配置することができ、セグメント１０２の端部１０２Ａの内側に設けられたチャネル１３０を介して流動管１２６に接続することができる。これにより、ポート１１２、チャネル１３０、及び流動管１２６は互いに連通することができる。流動管１２６は縦軸Ｘに沿って延びており、セグメント１０２に対するセグメント１０４の最大伸長を収容するように構成された長さを有する。構造の一例によれば、流動管１２６は、セグメント１０２の中空キャビティ１１６内の縦軸Ｘに沿って延び、端部１０４Ａの開口部１２８を介してセグメント１０４の中空キャビティ１１８内に延び、端部１０６Ａの開口部１２２を介してセグメント１０６の中空キャビティ１２０内に延びることができる。

【0021】

構造の一例によれば、セグメント１０４の端部１０４Ａは、開口部１２８に隣接して配置された流体シール１３２を有することができる。流体シール１３２は、流体がセグメント１０２の中空キャビティ１１６とセグメント１０４の中空キャビティ１１８との間の開口部１２８を通って流れるのを防止するように、流動管１２６の周囲に配置することができる。これにより、セグメント１０２の端部１０２Ａとセグメント１０４の端部１０４Ａとの間のセグメント１０４の中空キャビティ１１６内の空間を、セグメント１０４の中空キャビティ１１８から隔離することができる。

【0022】

伸縮式アクチュエータ１００内で、セグメント１０４の端部１０４Ａは、セグメント１０２の中空キャビティ１１６の内側に位置し、反対方向に向き合う２つの端面１３４及び１３６を有する。端面１３４は中空キャビティ１１６内の流体と接触するように構成され、端面１３６は中空キャビティ１１８内の流体と接触するように構成され、端面１３４は端面１３６の表面積よりも大きな表面積を有することができる。さらに、セグメント１０６の端部１０６Ｂは、セグメント１０４の端部１０４Ａに面し且つ中空キャビティ１２０内の流体と接触するように構成された端面１３８を有しており、端面１３６は、表面１３８の表面積より大きい表面積を有する。

【0023】

以上の構成により、セグメント１０２の端部１０２Ａとセグメント１０４の端部１０４Ａとの間の中空キャビティ１１６内に流体を流して、その中に流体圧Ｐ１を発生させることができ、セグメント１０４の中空キャビティ１１８及びセグメント１０６の中空キャビティ１２０内に流体を流して、その中に流体圧力Ｐ１とは異なり得る流体圧力Ｐ２を発生させることができる。こうして、動作中に、セグメント１０２の中空キャビティ１１６は、端面１３４と接触して緩衝圧力を生成する流体を受け取ることができ、その結果、中空キャビティ１１８及び１２０内の流体圧力により端面１３６に加えられる反力を相殺する傾向のある押圧力を端面１３４に加えることができる。従って、セグメント１０４は、縦軸Ｘに沿った伸長及び収縮運動の間に、セグメント１０２及び１０６に対してフローティング状態になるように構成され得、これにより、望ましくない振動及び騒音を発生させ得るような、セグメント１０２及び１０６に対するセグメント１０４の過剰な衝撃が防止される。

【0024】

いくつかの実施形態によれば、伸縮式アクチュエータ１００は圧縮ガスによって駆動され、ポート１１０及び１１２はガスポートである。他の実施形態によれば、伸縮式アクチュエータ１００は気体及び液体によって駆動され、ポート１１０及び１１２の一方は圧縮気体の通路を受け入れるように構成された気体ポートであり、ポート１１０及び１１２の他方は液体の通路を受け入れるように構成された液体ポートである。いくつかの他の変形実施形態によれば、伸縮式アクチュエータ１００は液体によって駆動され、ポート１１０及び１１２は液体ポートである。

【0025】

必要に応じて、伸縮式アクチュエータ１００は、セグメント１０４及び１０６の動作中に流体を流すように構成された追加のポートを含むことができる。例えば、図３に示されるように、セグメント１０２は、端部１０２Ｂに隣接して配置されたポート１４０を有することができる。ポート１４０は、縦軸Ｘに沿ってポート１１０及び１１２から離間されており、セグメント１０２の端部１０２Ｂとセグメント１０４の端部１０４Ａとの間の中空キャビティ１１６内の空間と連通する。セグメント１０４の端部１０４Ａは、セグメント１０２の中空キャビティ１１６内で２つのポート１１０と１４０との間で摺動することができ、流体の流出はポート１４０を通って発生する一方、流体の流入はポート１１０及び１１２を通って発生し、流体の流入はポート１４０を通って発生する一方、流体の流出はポート１１０及び１１２を通って発生することができる。

【0026】

図１～図３と共に、図４は、作動（actuating）システム１５０の一実施形態を示す概略図である。図１～図４を参照すると、作動システム１５０は、伸縮式アクチュエータ１００と、圧力源１５２とを含む。圧力源１５２は、導管１５４を介して伸縮式アクチュエータ１００のポート１１０に接続され、導管１５６を介して伸縮式アクチュエータ１００のポート１１２に接続される。動作中に、圧力源１５２によって供給される１つ又は複数の流体は、導管１５４及び１５６を通って伸縮式アクチュエータ１００に流入する及びこれから流出することができる。圧力源１５２は、流体圧力を適用するのに適した任意の受動圧力源であり得る。伸縮式アクチュエータ１００の負荷の必要性に対応して維持すべき圧力値に従って、受動圧力源は、応力変動に受動的に反応し、流体の流入／流出を引き起こすことができる。例えば、圧力源１５２は、導管１５４及び１５６にそれぞれ接続された少なくとも２つの蓄圧器（pressure accumulators）１５２Ａ及び１５２Ｂを含むことができ、それにより、蓄圧器１５２Ａ及び１５２Ｂによって供給される流体は、それぞれ導管１５４及び１５６を通って伸縮式アクチュエータ１００内に流入することができる。

【0027】

一実施形態によれば、圧力源１５２は圧縮ガスを供給することができ、蓄圧器１５２Ａ及び１５２Ｂはガス蓄圧器とすることができる。しかしながら、圧力源１５２はこの特定の例に限定されないことが理解されよう。蓄圧器１５２Ａ及び１５２Ｂはまた、液体圧力源を形成する液体蓄圧器、又はハイブリッド圧力源を形成するガス及び液体蓄圧器であってもよい。

【0028】

圧力源１５２は、圧力源１５２の出力で同じ流体圧力又は異なる流体圧力を供給できるように、１つ又は複数の圧力制御弁を含むことができる。さらに、圧力源１５２は、導管１５４及び１５６を通る流れの速度／方向を制御するための１つ又は複数の流量制御／方向制御弁を含むことができる。一実施形態によれば、流体は、同じ流速で導管１５４及び１５６を通って流れることができる。別の実施形態によれば、流体は、異なる流速で導管１５４及び１５６を通って流れることができる。

【0029】

伸縮式アクチュエータ１００を伸ばすために、圧力源１５２の蓄圧器１５２Ａ及び１５２Ｂを操作して、セグメント１０２の端部１０２Ａとセグメント１０４の端部１０４Ａとの間の中空キャビティ１１６内に流体を流して、その中に流体圧力Ｐ１を発生させ、セグメント１０４の中空キャビティ１１８及びセグメント１０６の中空キャビティ１２０内に流体を流して、その中に流体圧力Ｐ２を発生させることができ、流体圧力Ｐ１は流体圧力Ｐ２と異なるようにすることができる。流体圧力Ｐ２は、セグメント１０６の端面１３８に伸長方向に加えられる力Ｆ１をもたらすことができ、これにより、セグメント１０６がセグメント１０２及び１０４に対して伸長方向に摺動する。さらに、流体圧力Ｐ２はまた、セグメント１０４の端面１３６に、伸長方向とは反対の収縮方向に加えられる反力Ｆ２を発生させることができる。流体圧力Ｐ１を調整することにより、セグメント１０４の端面１３４に伸長方向に加えられる結果として生じる押圧力Ｆ３は、反力Ｆ２を相殺する傾向があり、それによって、セグメント１０４は、動作中に一時的に静止したままであり得る。

【0030】

反力Ｆ２と押圧力Ｆ３とが互いに略等しい間に、セグメント１０６の伸長は、中空キャビティ１１８及び１２０によって形成される接続キャビティの容積を増大させることができる。その結果、反力Ｆ２が小さくなり、押圧力Ｆ３が反力Ｆ２よりも大きくなり、セグメント１０４をセグメント１０２に対して伸長方向に摺動させることができる。端面１３４の表面積が、端面１３６の表面積及び端面１３８の表面積よりも大きいので、セグメント１０２の端部１０２Ａとセグメント１０４の端部１０４Ａとの間の中空キャビティ１１６の内部で容積増大は、セグメント１０４及び１０６の伸長中に中空キャビティ１１８及び１２０によって形成される接続キャビティの容積増大よりも大きくなり得る。従って、流体を同じ流速で伸縮式アクチュエータ１００内に流すときに、セグメント１０２の端部１０２Ａとセグメント１０４の端部１０４Ａとの間の中空キャビティ１１６内の容積を充填するのに比較的長い時間が必要であり、その結果、セグメント１０４の伸長速度はセグメント１０６の伸長速度より僅かに遅くなる。セグメント１０４が一定の長さ伸びた後に、反力Ｆ２及び押圧力Ｆ３は略等しくなり得、セグメント１０４は再び一時的に停止する。セグメント１０６が伸長方向に連続的に移動している間に、こうして、セグメント１０４は、フローティング状態になり、ストップ・アンド・ゴー（stop-and-go）方式でゆっくりと伸長することができる。これにより、セグメント１０４がその伸長経路の終点に到達したときに、セグメント１０４がセグメント１０２に対して過剰な衝撃を与えることを防止でき、それにより望ましくない振動及び騒音の発生を防止することができる。

【0031】

伸縮式アクチュエータ１００を収縮させるために、ポート１１０及び１１２を通して流体の放出を行うことができ、セグメント１０６は、セグメント１０２及び１０４に対して外部負荷がかかると、セグメント１０２及び１０４に対して収縮方向に摺動することができる。セグメント１０６の収縮により、中空キャビティ１１８及び１２０によって形成された接続キャビティの容積を減少させることができる。その結果、反力Ｆ２は、押圧力Ｆ３よりも僅かに大きくなり得、これにより、セグメント１０４がセグメント１０２に対して収縮方向に摺動する。端面１３４の表面積が、端面１３６の表面積及び端面１３８の表面積よりも大きいため、セグメント１０２の端部１０２Ａとセグメント１０４の端部１０４Ａとの間の中空キャビティ１１６内で発生する容積減少は、セグメント１０４及び１０６の収縮中に、中空キャビティ１１８及び１２０によって形成される接続キャビティの容積減少よりも大きくなり得る。従って、セグメント１０２の端部１０２Ａとセグメント１０４の端部１０４Ａとの間の中空キャビティ１１６内の容積からの流体の放出には、比較的長い時間が必要とされ、その結果、セグメント１０４の収縮速度がセグメント１０６の収縮速度よりも遅くなる。セグメント１０４が特定の長さだけ収縮した後に、反力Ｆ２及び押付力Ｆ３が略等しくなり得、セグメント１０４が再び一時停止する。セグメント１０６が収縮方向に連続的に移動している間に、こうして、セグメント１０４はフローティング状態になり、ストップ・アンド・ゴー方式でゆっくりと収縮（retract：後退）することができる。これにより、セグメント１０６が収縮経路の終点に達したときに、セグメント１０６がセグメント１０４に過度に衝突することを防止でき、それにより望ましくない振動及び騒音の発生を防止することができる。

【0032】

図１～図４と共に、図５は、動き（motion）シミュレーション機器２００の一実施形態を示す概略図である。図１～図５を参照すると、動きシミュレーション機器２００は、支持ベース２０２、乗員プラットフォーム２０４、伸縮式アクチュエータ１００、圧力源１５２、及び導管１５４及び１５６を含むことができる。支持ベース２０２は、略水平に延びることができ、乗員プラットフォーム２０４及び伸縮式アクチュエータ１００に支持を与えることができる。構造の一例によれば、支持ベース２０２はプレート構造を含むことができる。

【0033】

乗員プラットフォーム２０４は、支持ベース２０２の上に配置され、１人又は複数人の乗員を支えるように適合される。伸縮式アクチュエータ１００は、支持ベース２０２と乗員プラットフォーム２０４との間に配置され、伸縮式アクチュエータ１００のセグメント１０２は支持ベース２０２に接続され、伸縮式アクチュエータ１００のセグメント１０６は乗員プラットフォーム２０４に接続される。前述したように、圧力源１５２は、導管１５４及び１５６を介して伸縮式アクチュエータ１００のポート１１０及び１１２にそれぞれ接続することができる。動作中に、伸縮式アクチュエータ１００は、伸縮して、乗員プラットフォーム２０４の上向き及び下向きの動きを生じさせることができる。

【0034】

図５の図示の例には伸縮式アクチュエータ１００が１つ示されているが、動きシミュレーション機器２００は図示の例に限定されないことが理解されよう。動きシミュレーション機器２００は、必要に応じて乗員プラットフォーム２０４の様々な動作を駆動するための他のアクチュエータ（図示せず）を含むことができる。

【0035】

本明細書に説明した構造の利点には、伸縮自在に接続された複数のセグメントを有する伸縮式アクチュエータを提供する能力が含まれ、セグメントのうちの１つは、フローティング状態にあり、動作中にストップ・アンド・ゴー方式で伸長又は収縮するように構成することができる。これにより、望ましくない振動及び騒音を発生させ、構造上の損傷を引き起こす可能性のある、セグメント同士の間の過度の衝撃を防ぐことができる。本明細書で説明した伸縮式アクチュエータは、作動システムでの使用に適しており、動きシミュレーション機器等の用途に特に有利であり得る。

【0036】

構造の具現化について、特定の実施形態の文脈においてのみ説明してきた。これらの実施形態は、例示を目的としており、限定するものではない。多くの変形、変更、追加、及び改良が可能である。従って、単一のインスタンスとして本明細書に説明している構成要素に対して複数のインスタンスを提供することができる。例示的な構成において別個の構成要素として提示される構造及び機能は、組み合わされた構造又は構成要素として実装され得る。これら及びその他の変形、変更、追加、及び改良は、以下の特許請求の範囲内に含まれ得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【外国語明細書】