特開 2023-90571 流体圧アクチュエータ

(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】P2023090571

(43)【公開日】2023-06-29

(54)【発明の名称】流体圧アクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   F15B 15/10 20060101AFI20230622BHJP

   B25J 15/12 20060101ALI20230622BHJP

   B25J 19/00 20060101ALN20230622BHJP

【ＦＩ】

F15B15/10 H

B25J15/12

B25J19/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021205599

(22)【出願日】2021-12-17

(71)【出願人】

【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】100186015

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 靖之

(74)【代理人】

【識別番号】100211395

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 裕貴

(72)【発明者】

【氏名】糸井 大太

(72)【発明者】

【氏名】安井 仁

(72)【発明者】

【氏名】中北 行紀

【テーマコード（参考）】

3C707

3H081

【Ｆターム（参考）】

3C707CU01

3C707CU07

3C707DS01

3C707ES03

3C707EU11

3C707HS21

3H081AA18

3H081BB02

3H081BB03

3H081CC29

3H081DD07

3H081HH10

(57)【要約】      （修正有）

【課題】流体圧アクチュエータの有用性を向上させる。
【解決手段】本開示に係る流体圧アクチュエータ１は、流体の圧力によって膨張及び収縮する円筒状のチューブ１１と、前記チューブの外周面を覆うスリーブ１２と、を備えるアクチュエータ部１０と、前記チューブの軸方向の先端側で、前記アクチュエータ部に連なるアタッチメント部２０と、前記アタッチメント部に振動を生じさせるバイブレータ３０と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体の圧力によって膨張及び収縮する円筒状のチューブと、前記チューブの外周面を覆うスリーブと、を備えるアクチュエータ部と、
前記チューブの軸方向の先端側で、前記アクチュエータ部に連なるアタッチメント部と、
前記アタッチメント部に振動を生じさせるバイブレータと、
を備える、流体圧アクチュエータ。

【請求項2】

前記バイブレータは、前記アタッチメント部に保持されている、請求項１に記載の流体圧アクチュエータ。

【請求項3】

前記バイブレータは、前記アクチュエータ部に保持されている、請求項１に記載の流体圧アクチュエータ。

【請求項4】

前記チューブの軸方向の基端側で、前記アクチュエータ部を支持する支持部を更に備え、
前記バイブレータは、前記支持部に保持されている、請求項１に記載の流体圧アクチュエータ。

【請求項5】

前記アタッチメント部は、前記アクチュエータ部に連なる基端側から先端側に向かって厚みが薄くなる、へら状である、請求項１から４のいずれか一項に記載の流体圧アクチュエータ。

【請求項6】

前記アタッチメント部は、前記アクチュエータ部から着脱可能である、請求項１から５のいずれか一項に記載の流体圧アクチュエータ。

【請求項7】

前記アクチュエータ部は、前記スリーブの径方向内側において、前記軸方向における基端側から先端側に亘って設けられる拘束部材を更に備え、
前記拘束部材は、前記軸方向に沿った圧縮に対して抵抗し、前記軸方向に直交する直交方向に曲げ変形可能である、請求項１から６のいずれか一項に記載の流体圧アクチュエータ。

【請求項8】

前記アクチュエータ部を複数備え、
前記アタッチメント部は、複数の前記アクチュエータ部のそれぞれのチューブの軸方向の前記先端側に亘って、複数の前記アクチュエータ部に連なる、請求項１から７のいずれか一項に記載の流体圧アクチュエータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、流体圧アクチュエータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、気体または液体を用いてチューブを膨張及び収縮させる流体圧アクチュエータが知られている。例えば、特許文献１には、空気圧によって膨張、収縮するゴム製のチューブと、チューブの外周面を覆うスリーブとを有する構造を有する流体圧アクチュエータ（いわゆるマッキベン型の流体圧アクチュエータ）が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－０８８９９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、流体圧アクチュエータのロボットアーム等への適用が進む中で、流体圧アクチュエータの有用性の更なる向上が求められている。

【0005】

かかる事情に鑑みてなされた本開示の目的は、流体圧アクチュエータの有用性を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る流体圧アクチュエータは、流体の圧力によって膨張及び収縮する円筒状のチューブと、前記チューブの外周面を覆うスリーブと、を備えるアクチュエータ部と、前記チューブの軸方向の先端側で、前記アクチュエータ部に連なるアタッチメント部と、前記アタッチメント部に振動を生じさせるバイブレータと、を備える。
本開示に係る流体圧アクチュエータによれば、流体圧アクチュエータの有用性を向上させることができる。

【0007】

本開示に係る流体圧アクチュエータでは、前記バイブレータは、前記アタッチメント部に保持されていることが好ましい。かかる構成を有する流体圧アクチュエータによれば、バイブレータの振動がチューブの軸方向の基端側に伝わりにくくなる。

【0008】

本開示に係る流体圧アクチュエータでは、前記バイブレータは、前記アクチュエータ部に保持されていることが好ましい。かかる構成を有する流体圧アクチュエータによれば、アタッチメント部を交換した際に、バイブレータを継続して利用することができる。

【0009】

本開示に係る流体圧アクチュエータは、前記チューブの軸方向の基端側で、前記アクチュエータ部を支持する支持部を更に備え、前記バイブレータは、前記支持部に保持されていることが好ましい。かかる構成を有する流体圧アクチュエータによれば、バイブレータが壊れにくくなる。

【0010】

本開示に係る流体圧アクチュエータでは、前記アタッチメント部は、前記アクチュエータ部に連なる基端側から先端側に向かって厚みが薄くなる、へら状であることが好ましい。かかる構成を有する流体圧アクチュエータによれば、流体圧アクチュエータを動作させて対象物を加圧又は把持等する際に、アタッチメント部が、作業台等の上に置かれた対象物と作業台との隙間に入り込みやすくなる。

【0011】

本開示に係る流体圧アクチュエータでは、前記アタッチメント部は、前記アクチュエータ部から着脱可能であることが好ましい。かかる構成を有する流体圧アクチュエータによれば、アタッチメント部を交換することができ、流体圧アクチュエータの有用性を更に向上させることができる。

【0012】

本開示に係る流体圧アクチュエータでは、前記アクチュエータ部は、前記スリーブの径方向内側において、前記軸方向における基端側から先端側に亘って設けられる拘束部材を更に備え、前記拘束部材は、前記軸方向に沿った圧縮に対して抵抗し、前記軸方向に直交する直交方向に曲げ変形可能であることが好ましい。かかる構成を有する流体圧アクチュエータによれば、流体圧アクチュエータのサイズの大型化を回避しつつ、より大きな撓み方向の力を発揮することができる。

【0013】

本開示に係る流体圧アクチュエータでは、前記アクチュエータ部は、前記チューブ及び前記スリーブのセットを複数備え、前記アタッチメント部は、複数の前記セットのそれぞれのチューブの軸方向の前記先端側に亘って、前記アクチュエータ部に連なることが好ましい。かかる構成を有する流体圧アクチュエータによれば、流体圧アクチュエータの用途に応じてアタッチメント部に加えられる力の大きさ及び方向を柔軟にデザインすることができる。

【発明の効果】

【0014】

本開示によれば、流体圧アクチュエータの有用性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本開示の第１の実施形態に係る流体圧アクチュエータの側面図である。

【図2】図２は、図１に示される流体圧アクチュエータの一部分解斜視図である。

【図3】図３は、図１に示される基端側封止部を含む流体圧アクチュエータの軸方向に沿った一部断面図である。

【図4】図４は、図１におけるＡ－Ａ’での流体圧アクチュエータの径方向に沿った断面図である。

【図5】図５は、図１に示されるアタッチメント部の概略形状を示す斜視図である。

【図6】図６は、図１に示される流体圧アクチュエータの動作を示す概略図である。

【図7】図７は、図１に示される流体圧アクチュエータを用いたシステムの一構成例を示す概略側面図である。

【図8】図８は、本開示の第２の実施形態に係る流体圧アクチュエータの斜視図である。

【図9】図９は、図１に示される流体圧アクチュエータにおけるバイブレータの配置位置を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本開示に係る流体圧アクチュエータの実施形態について、図面を参照して説明する。各図において同一の構成には同一の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なる場合があることに留意されたい。

【0017】

（流体圧アクチュエータの概略構成）
はじめに、図１、図２、図３及び図４を参照して、本開示の第１の実施形態に係る流体圧アクチュエータ１の概略構成を説明する。図１は、本実施形態に係る流体圧アクチュエータ１の側面図である。図２は、流体圧アクチュエータ１の一部分解斜視図である。図３は、図１に示される第１封止部１３Ａを含む流体圧アクチュエータ１の軸方向に沿った一部断面図である。図４は、図１におけるＡ－Ａ’での流体圧アクチュエータの径方向に沿った断面図である。

【0018】

図１に示されるように、流体圧アクチュエータ１は、アクチュエータ部１０、アタッチメント部２０、バイブレータ３０、及び支持部４０を備える。アクチュエータ部１０は、チューブ１１、スリーブ１２、第１封止部１３Ａ、第２封止部１３Ｂ及び拘束部材１７を備える。

【0019】

流体圧アクチュエータ１のチューブ１１には、第１封止部１３Ａに設けられた接続口１４Ｄを介して流体を流入させることができる。アクチュエータ部１０は、チューブ１１内への流体の流入によって、アクチュエータ部１０の軸方向において収縮し、径方向において膨張する。一方で、アクチュエータ部１０は、チューブ１１からの流体の流出によって、アクチュエータ部１０の軸方向において膨張し、径方向において収縮する。このようなアクチュエータ部１０の形状変化によって、流体圧アクチュエータ１は、アクチュエータとしての機能を発揮することができる。

【0020】

このような流体圧アクチュエータ１は、いわゆるマッキベン型であり、人工筋肉として適用可能であるとともに、より高い能力（収縮力）が要求されるロボットの体肢、手又は指としても用いることができる。

【0021】

流体圧アクチュエータ１の駆動に用いられる流体は、空気などの気体、または水、鉱物油などの液体のどちらでもよいが、特に、流体圧アクチュエータ１は、アクチュエータ部１０に高い圧力が掛かる油圧駆動にも耐え得る高い耐久性を有し得る。

【0022】

以下、流体圧アクチュエータ１の構成要素について、図面を参照して詳細に説明する。

【0023】

チューブ１１は、流体の圧力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１１は、流体による収縮及び膨張を繰り返すため、ブチルゴムなどの弾性材料によって構成されている。ただし、チューブ１１を構成する弾性部材は、流体圧アクチュエータ１を油圧駆動とする場合には、耐油性が高いＮＢＲ（ニトリルゴム）、または水素化ＮＢＲ、クロロプレンゴム、及びエピクロロヒドリンゴムからなる群より選択される少なくとも一種とされてもよい。

【0024】

本開示において、チューブ１１の延在する方向、即ち、チューブ１１の中心軸と並行な方向を、チューブ１１の軸方向という。チューブ１１の軸方向と直交する方向を、チューブ１１の径方向という。そして、チューブ１１の中心軸の軸周り方向を、チューブ１１の周方向という。以降において、チューブ１１の軸方向、チューブ１１の径方向及びチューブ１１の周方向は、それぞれ単に「軸方向」、「径方向」及び「周方向」とも称される。また、図面において、「軸方向」はＤ_ＡＸと示され、「径方向」はＤ_Ｒと示される。また、本開示では、流体圧アクチュエータ１において、チューブ１１の軸方向に沿って、アタッチメント部２０が設けられている側を「先端側」と称し、先端側と反対側を「基端側」と称す。さらに、本開示では、チューブ１１の径方向において、チューブ１１の中心軸に近い側を「径方向内側」と称し、チューブ１１の中心軸から遠い側を「径方向外側」と称する。

【0025】

スリーブ１２は、円筒状であり、チューブ１１の外周面を覆う。スリーブ１２は、所定方向に配向された繊維コードを編み込んだ伸縮性を有する構造体であり、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１２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１１の収縮及び膨張を規制しつつ追従する。

【0026】

スリーブ１２を構成する繊維コードとしては、芳香族ポリアミド（アラミド繊維）又はポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）等の繊維コードを用いることが好ましい。ただし、スリーブ１２を構成する繊維コードは、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繊維（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール）などの高強度繊維コードであってもよい。

【0027】

第１封止部１３Ａ及び第２封止部１３Ｂは、それぞれ軸方向におけるチューブ１１の端部（先端及び基端）を封止している。本実施形態では、第１封止部１３Ａが、軸方向におけるチューブ１１の基端を封止し、第２封止部１３Ｂが、軸方向におけるチューブ１１の先端を封止している。本開示において、第１封止部１３Ａ及び第２封止部１３Ｂは、特に区別されない場合には、単に「封止部１３」と総称される。

【0028】

図２に示されるように、封止部１３（図示例は第１封止部１３Ａ）は、封止部材１４、係止リング１５及びかしめ部材１６を含む。

【0029】

封止部材１４は、チューブ１１の軸方向の端部を封止する。封止部材１４は、頭部１４Ａと、頭部１４Ａから軸方向に延びる胴部１４Ｂとを有する。胴部１４Ｂは、チューブ１１の軸方向外側からチューブ１１に挿入される。封止部材１４は、頭部１４Ａ及び胴部１４Ｂに加え、他の部材を連結させるための連結部１４Ｃが設けられていてもよい。

【0030】

連結部１４Ｃは、頭部１４Ａから軸方向において胴部１４Ｂと反対側に突出している。連結部１４Ｃには、他の部材を連結しやすくするために、径方向に延在する貫通孔が区画されていてもよい。図１を参照すると、本実施形態では、第１封止部１３Ａの連結部１４Ｃに、アクチュエータ部１０を支持する支持部４０が取り付けられており、第２封止部１３Ｂの連結部１４Ｃに、アタッチメント部２０が取り付けられている。

【0031】

封止部材１４は、ステンレス鋼などの金属を用いて構成されるが、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構成されてもよい。

【0032】

再び図２を参照すると、係止リング１５は、封止部材１４にスリーブ１２を係止する、リング状の部材である。具体的には、図３に示されるように、スリーブ１２は、係止リング１５を介して径方向外側に折り返されている。

【0033】

再び図２を参照して、係止リング１５には、封止部材１４と係合できるように一部が切り欠かれた切欠き部１５Ａが形成されている。係止リング１５は、封止部材１４と同様の金属、硬質プラスチック材料などの材料、或いは、自然繊維（自然繊維の糸）、ゴム（例えばＯリング）などの材料を用いて構成されてもよい。

【0034】

かしめ部材１６は、チューブ１１及びスリーブ１２を封止部材１４とともにかしめる。かしめ部材１６は、封止部材１４の胴部１４Ｂの外径よりも大きい、筒状の部材である。かしめ部材１６は、チューブ１１及びスリーブ１２の、封止部材１４が挿入された部分の径方向外側を覆うように設けられ、治具によってかしめられることで、チューブ１１及びスリーブ１２を締め付け、封止部材１４に密着固定させる。

【0035】

かしめ部材１６は、アルミニウム合金、真鍮又は鉄などの金属を用いて構成されてもよい。図１に示されるように、かしめ部材１６の外周面には、治具によってかしめられた痕である圧痕１６Ａが形成されていてもよい。

【0036】

第１封止部１３Ａと第２封止部１３Ｂとの相違点は、封止部材１４に接続口１４Ｄ及び通過孔１４Ｅが設けられているか否かである。図３に示されるように、本実施形態では、第１封止部１３Ａの封止部材１４に、接続口１４Ｄ及び通過孔１４Ｅが設けられている。

【0037】

接続口１４Ｄには、流体圧アクチュエータ１の駆動圧力源、具体的には、気体又は液体等のコンプレッサと接続されたホース（管路）が取り付けられる。接続口１４Ｄを介して流入した流体は、封止部材１４の内部に区画された通過孔１４Ｅを通過して、チューブ１１の内部に流入する。本実施形態では、接続口１４Ｄは、封止部材１４の頭部１４Ａの径方向外側に向けて開口するように設けられている。通過孔１４Ｅは、頭部１４Ａ及び胴部１４Ｂに亘って形成されている。接続口１４Ｄとチューブ１１内とは、通過孔１４Ｅにより連通している。

【0038】

再び図２を参照して、スリーブ１２の径方向内側には、拘束部材１７が設けられる。拘束部材１７は、スリーブ１２の径方向内側において、軸方向の基端側から先端側に亘って設けられている。

【0039】

拘束部材１７は、軸方向には圧縮せず、径方向（撓み方向とも称される）に沿ってのみ変形可能である。つまり、拘束部材１７は、軸方向に沿った圧縮に対して抵抗し、軸方向に直交する直交方向（径方向）に曲げ変形可能である。

【0040】

拘束部材１７は、拘束部材１７が設けられているチューブ１１の周方向の位置において、径方向外側へのチューブ１１（及びスリーブ１２）の膨張を拘束（規制）する機能も有している。

【0041】

拘束部材１７は、例えば、板バネ（leaf spring）を用いて形成されている。板バネの寸法は、アクチュエータ部１０のサイズ、及び必要とされる発生力などに応じて選択されればよく、特に限定されない。また、板バネの材料についても特に限定されないが、典型的には、ステンレス鋼などの金属など、曲げ易く、圧縮に強い材料であればよい。例えば、拘束部材１７は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）の薄板などによって形成されてもよい。ＣＦＲＰは、金属に比べて塑性変形をし難いため、アクチュエータ部１０が湾曲後、元の真っ直ぐな状態に戻りやすい。

【0042】

図４に示されるように、拘束部材１７は、チューブ１１とスリーブ１２との間に設けられる。図４は、図１におけるＡ－Ａ’での流体圧アクチュエータ１の径方向に沿った断面図である。拘束部材１７は、チューブ１１及びスリーブ１２と密着していてもよいし、拘束部材１７と、チューブ１１及び／またはスリーブ１２との間、及び拘束部材１７の側方には、多少隙間が形成されていてもよい。ただし、拘束部材１７は、チューブ１１内に埋設されていてもよく、或いは、チューブ１１の径方向内側に設けられていてもよい。

【0043】

拘束部材１７は、チューブ１１（及びスリーブ１２）の周方向における一部に設けられる。すなわち、チューブ１１は、周方向において拘束部材１７に覆われている部分と覆われていない部分を有している。拘束部材１７の幅は、特に限定されないが、チューブ１１の外径を基準とすれば、概ね当該外径の半分程度とされてもよい。

【0044】

なお、本実施形態では、拘束部材１７は、平板状であるが、撓み方に影響がない範囲において、チューブ１１及びスリーブ１２の断面形状に沿って多少湾曲していてもよい。

【0045】

拘束部材１７は、チューブ１１及びスリーブ１２の軸方向における基端側から先端側に亘って設けられている。具体的には、拘束部材１７は、第１封止部１３Ａから第２封止部１３Ｂに亘って設けられていてもよい。本実施形態では、拘束部材１７は、チューブ１１と略等しい長さとされている。

【0046】

ただし、拘束部材１７は、必ずしも完全に第１封止部１３Ａから第２封止部１３Ｂに亘って設けられていなくてもよく、第１封止部１３Ａ及び第２封止部１３Ｂの何れか一方（特に、湾曲時に自由端となる可能性が高い第２封止部１３Ｂ側）には、拘束部材１７が延在していなくてもよい。

【0047】

再び図１を参照して、アタッチメント部２０は、チューブ１１の軸方向の先端側で、アクチュエータ部１０に連なっている。アタッチメント部２０は、流体圧アクチュエータ１が駆動して対象物を加圧又は把持等する際に、対象物と接触するハンド部である。本実施形態では、アタッチメント部２０は、アクチュエータ部１０の第２封止部１３Ｂに含まれる封止部材１４に軸方向先端側から取り付けられている。

【0048】

図５を参照して、アタッチメント部２０の概略形状を説明する。図５は、図１に示されるアタッチメント部２０の概略形状を示す斜視図である。本実施形態では、アタッチメント部２０は、アクチュエータ部に連なる基端側から先端側に向かって厚みが薄くなる、へら状とされている。これにより、流体圧アクチュエータ１が駆動してワーク等の対象物を加圧、把持等する際に、アタッチメント部２０の先端が、作業台等の上に置かれた対象物と作業台との隙間に入り込みやすくなる。ただし、アタッチメント部２０の形状は、へら状に限られず、流体圧アクチュエータ１の用途に応じて、任意の形状とされてもよい。

【0049】

アタッチメント部２０は、例えば、ゴム、プラスチック、金属等の材料を用いて構成されている。ただし、アタッチメント部２０は、これらの材料に限られず、流体圧アクチュエータ１の用途に応じて、任意の材料を用いて構成されていてもよい。

【0050】

アタッチメント部２０は、アクチュエータ部１０から着脱可能とされてもよい。本実施形態では、アタッチメント部２０は、第２封止部１３Ｂに含まれる封止部材１４の軸方向先端側に設けられた連結部１４Ｃに着脱可能に取り付けられている。これにより、流体圧アクチュエータ１の用途に応じて、異なる形状のアタッチメント部２０に交換することができる。また、アタッチメント部２０に摩耗又は破損等が生じた場合に、アタッチメント部２０のみを交換することができる。ただし、アタッチメント部２０は、アクチュエータ部１０から着脱不可能とされてもよい。例えば、アタッチメント部２０は、第２封止部１３Ｂに含まれる封止部材１４と一体として形成されてもよい。

【0051】

再び図１を参照して、流体圧アクチュエータ１は、更に、アタッチメント部２０に振動を生じさせるバイブレータ３０を備えている。バイブレータ３０は、連続又は断続した一定の振動を発生させる電子部品である。バイブレータ３０による振動の発生方法は、任意の手法により実現されていてもよい。例えば、バイブレータ３０は、モータの軸に重心を偏らせた錘（偏心錘）を取り付けた構造を有し、モータを回転させることで振動を生じさせてもよい。或いは、バイブレータ３０は、クランク及びばね等を用いた共振により振動を生じさせてもよく、電磁石に交流電源を与えることで振動を生じさせてもよい。これにより、流体圧アクチュエータ１が駆動してアタッチメント部２０が対象物に接触した際に、バイブレータ３０は、アタッチメント部２０を介して、対象物に振動を与えることができる。或いは、バイブレータ３０は、流体圧アクチュエータ１が駆動してアタッチメント部２０を作業台等の上に置かれた対象物と作業台との隙間に入り込ませる際に、アタッチメント部２０を振動させることで、アタッチメント部２０が隙間に入り込みやすくすることができる。これにより、流体圧アクチュエータ１の有用性が向上する。

【0052】

バイブレータ３０は、アタッチメント部２０に保持されていてもよい。図１に示される例では、バイブレータ３０は、アタッチメント部２０の内部に埋設されている。これにより、バイブレータ３０がアタッチメント部２０に効率的に振動を生じさせることができる一方で、バイブレータ３０の振動をチューブ１１が吸収することにより、振動が流体圧アクチュエータ１の軸方向の基端側に伝わりにくくなる。このため、流体圧アクチュエータ１の基端側に設けられた支持部４０に取り付けられたボルト等が振動により緩みにくくなる。

【0053】

ただし、流体圧アクチュエータ１におけるバイブレータ３０の配置位置は、アタッチメント部２０に限られない。バイブレータ３０は、流体圧アクチュエータ１における任意の位置に配置されてもよい。図９を参照して、流体圧アクチュエータ１におけるバイブレータ３０の配置位置について説明する。図９は、図１に示される流体圧アクチュエータ１におけるバイブレータ３０の配置位置を示す概略図である。バイブレータ３０は、アクチュエータ部１０に保持されていてもよい。例えば、図９においてバイブレータ３０Ａ及び３０Ｂとして示されるように、バイブレータ３０は、第１封止部１３Ａ又は第２封止部１３Ｂ等に設置されていてもよい。これにより、流体圧アクチュエータ１の駆動に伴い外部から衝撃を受けやすいアタッチメント部２０に埋設されている場合に比べて、バイブレータ３０が破損しにくくなる。また、当該設置により、アタッチメント部２０に摩耗又は破損等が生じた場合に、比較的高価なバイブレータ３０を一緒に交換することなく、アタッチメント部２０のみを交換することができる。

【0054】

また例えば、流体圧アクチュエータ１が、チューブ１１の軸方向の基端側で、アクチュエータ部１０を支持する支持部４０を備えている場合、図９においてバイブレータ３０Ｃとして示されるように、バイブレータ３０は、支持部４０に保持されていてもよい。これにより、バイブレータ３０は、支持部４０に安定的に設置されることで破損しにくくなる。また、後述するように、支持部４０に複数のアクチュエータ部１０が取り付けられる構成の場合、複数のアクチュエータ部１０を支持する支持部４０にバイブレータ３０を設けることで、１つのバイブレータ３０により複数のアクチュエータ部１０の先端側に連なるアタッチメント部２０に効率的に振動を与えることができる。

【0055】

（流体圧アクチュエータの動作）
次に、図６を参照して、本開示の一実施形態に係る流体圧アクチュエータ１の概略構成を説明する。図６は、図１に示される流体圧アクチュエータ１の動作を示す概略図である。図６において、流体圧アクチュエータ１は、アクチュエータ部１０の基端側が支持部４０により固定されており、先端側が自由に移動できる状態である。つまり、流体圧アクチュエータ１の基端側が固定端であり、先端側が自由端である。

【0056】

上述したように、流体圧アクチュエータ１のチューブ１１の内部に流体が流入すると、チューブ１１が軸方向に収縮しようとするが、チューブ１１の周方向の一部に、軸方向に亘って拘束部材１７が設けられているため、チューブ１１の、拘束部材１７が設けられている周方向の部分において、チューブ１１の軸方向に沿った収縮が拘束（規制）される。一方で、チューブ１１の、拘束部材１７が設けられていない部分は収縮しようとするため、拘束部材１７が背骨のような役割を果たし、拘束部材１７が設けられているチューブ１１の周方向の位置と反対側（図６における右側）において、方向Ｄ１に向かって流体圧アクチュエータ１（具体的には、チューブ１１及びスリーブ１２）が撓む。方向Ｄ１は、撓み方向とも称される。

【0057】

一方で、流体圧アクチュエータ１の内部から流体が流出すると、流体圧アクチュエータ１は元の直線状の姿勢に戻る。これにより、流体圧アクチュエータ１を、例えば、ロボットアーム、又は、ロボットハンドの指、として利用することができる。例えば、図６に示されるように、流体圧アクチュエータ１を駆動させて、作業台Ｔの上に置かれた対象物Ｏを持ち上げる際に、バイブレータ３０によりアタッチメント部２０を振動させることで、作業台Ｔと対象物Ｏとの隙間にアタッチメント部２０が入り込みやすくなる。これにより、流体圧アクチュエータ１は、より少ない力で対象物Ｏを持ち上げることができ、流体圧アクチュエータ１の有用性が向上する。

【0058】

（流体圧アクチュエータを用いたシステム）
図７を参照して、流体圧アクチュエータ１を用いたシステムの一構成例を説明する。図７は、流体圧アクチュエータ１を用いたシステムの一構成例を示す概略側面図である。具体的には、図７に示されるシステムは、流体圧アクチュエータ１を駆動させることにより対象物を把持する把持システム５０である。

【0059】

図７に示されるように、把持システム５０は、台座部５１、支柱部５２、第１アクチュエータ接続部５３、伸縮型アクチュエータ５４、第２アクチュエータ接続部５５、及び流体圧アクチュエータ１を備えている。

【0060】

台座部５１の上面には、支柱部５２が立設されている。支柱部５２の上端部は、下方に向けて折り返されており、支柱部５２の先端部分には、第１アクチュエータ接続部５３が連結されている。

【0061】

第１アクチュエータ接続部５３には、伸縮型アクチュエータ５４が吊り下げられている。伸縮型アクチュエータ５４は、流体圧アクチュエータ１の上下方向の位置を調整する。伸縮型アクチュエータ５４は、上述した流体圧アクチュエータ１のような拘束部材１７は備えられておらず、一般的なマッキベン型のアクチュエータであってよい。このため、伸縮型アクチュエータ５４は、軸方向（図中の白抜き矢印方向）に沿って収縮及び膨張する。つまり、伸縮型アクチュエータ５４は、単に軸方向の長さが変化するだけであり、上述した拘束部材１７を有する流体圧アクチュエータ１のように湾曲することはできない。ただし、伸縮型アクチュエータ５４は、拘束部材１７を備え、湾曲することが可能であってもよい。また、伸縮型アクチュエータ５４は、マッキベン型のアクチュエータに限られず、別の構成のアクチュエータであってもよい。

【0062】

伸縮型アクチュエータ５４の下端には、第２アクチュエータ接続部５５が連結されている。第２アクチュエータ接続部５５には、流体圧アクチュエータ１が吊り下げられている。

【0063】

図示例では、流体圧アクチュエータ１は、４つのアクチュエータ部１０と、４つのアクチュエータ部１０を基端側で支持する１つの支持部４０と、を備えている。４つのアクチュエータ部１０のそれぞれには、チューブ１１の軸方向に亘って拘束部材１７が設けられている。また、４つのアクチュエータ部１０のそれぞれには、チューブ１１の先端側にアタッチメント部２０が連なっている。

【0064】

これにより、把持システム５０は、伸縮型アクチュエータ５４及び流体圧アクチュエータ１が駆動することにより、対象物を把持して、持ち上げることができる。

【0065】

（流体圧アクチュエータの別の実施形態）
以下、流体圧アクチュエータ１の第２の実施形態について、図８を参照して説明する。図８は、第２の実施形態に係る流体圧アクチュエータ１の斜視図である。

【0066】

図８に示されるように、第２の実施形態に係る流体圧アクチュエータ１では、複数のアクチュエータ部１０を備え、アタッチメント部２０が、複数のアクチュエータ部１０のそれぞれのチューブ１１の軸方向の先端側に亘って連なっている点で、図１に示される第１の実施形態に係る流体圧アクチュエータ１とは異なっている。以下に、図１に示される第１の実施形態と異なる点を中心に第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。

【0067】

図８において、流体圧アクチュエータ１は、６つのアクチュエータ部１０と、６つのアクチュエータ部１０を基端側で支持する１つの支持部４０と、を備えている。６つのアクチュエータ部１０は、図中の上下にそれぞれ３つずつ並べて、支持部４０に取り付けられている。３つの並んだアクチュエータ部１０には、１つのアタッチメント部２０が、それぞれのチューブ１１の軸方向の先端側に亘って連なっている。それぞれのアクチュエータ部１０には、チューブ１１の軸方向に亘って拘束部材１７（図２～図４参照）が設けられている。そして、流体圧アクチュエータ１は、アタッチメント部２０に振動を生じさせるバイブレータ３０を備えている。図８では、バイブレータ３０がアタッチメント部２０に保持されている例が示されているが、本実施形態でも、バイブレータ３０は、アクチュエータ部１０に保持されてもよく、支持部４０に保持されてもよい。このように、１つのアタッチメント部２０が複数のアクチュエータ部１０の先端側に亘って設けられていることにより、流体圧アクチュエータ１の用途に応じて、流体圧アクチュエータ１の駆動により、アタッチメント部２０に加えられる力の大きさ及び方向を柔軟にデザインすることができる。

【0068】

以上述べたように、本開示の一実施形態に係る流体圧アクチュエータ１は、流体の圧力によって膨張及び収縮する円筒状のチューブ１１と、チューブ１１の外周面を覆うスリーブ１２と、を備えるアクチュエータ部１０と、チューブ１１の軸方向の先端側で、アクチュエータ部１０に連なるアタッチメント部２０と、アタッチメント部２０に振動を生じさせるバイブレータ３０と、を備える。

【0069】

かかる構成を有する流体圧アクチュエータ１によれば、流体圧アクチュエータ１が駆動してアタッチメント部２０が対象物に接触した際に、バイブレータ３０による振動を、アタッチメント部２０を介して、対象物に与えることができる。これにより、例えば、流体圧アクチュエータ１が駆動してアタッチメント部２０を作業台等の上に置かれた対象物と作業台との隙間に入り込ませる際に、バイブレータ３０によりアタッチメント部２０を振動させることで、アタッチメント部２０が隙間に入り込みやすくなる。したがって、本開示の流体圧アクチュエータ１によれば、流体圧アクチュエータ１の有用性が向上する。

【0070】

本開示を諸図面及び実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形及び修正を行うことが可能であることに注意されたい。したがって、これらの変形及び修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各実施形態に含まれる構成又は機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能である。また、各実施形態に含まれる構成又は機能等は、他の実施形態に組み合わせて用いることができ、複数の構成又は機能等を１つに組み合わせたり、分割したり、或いは一部を省略したりすることが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0071】

本開示は流体圧アクチュエータに関する。

【符号の説明】

【0072】

１：流体圧アクチュエータ、 １０：アクチュエータ部、 １１：チューブ、 １２：スリーブ、 １３：封止部（１３Ａ：第１封止部、 １３Ｂ：第２封止部）、 １４：封止部材、 １４Ａ：頭部、 １４Ｂ：胴部、 １４Ｃ：連結部、 １４Ｄ：接続口、 １４Ｅ：通過孔、 １５：係止リング、 １５Ａ：切欠き部、 １６：かしめ部材、 １７：拘束部材、 ２０：アタッチメント部、 ３０（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）：バイブレータ、 ４０：支持部、 ５０：把持システム、 ５１：台座部、 ５２：支柱部、 ５３：アクチュエータ接続部、 Ｏ：対象物、 Ｔ：作業台、 Ｄ１：撓み方向、 Ａ－Ａ’：切断面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】