特許 7573255 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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-17

(45)【発行日】2024-10-25

(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 20060101AFI20241018BHJP

【ＦＩ】

F15B15/10 H

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020032738

(22)【出願日】2020-02-28

(65)【公開番号】P2021134873

(43)【公開日】2021-09-13

【審査請求日】2023-02-24

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】599011687

【氏名又は名称】学校法人 中央大学

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(72)【発明者】

【氏名】厨 義典

(72)【発明者】

【氏名】中村 太郎

(72)【発明者】

【氏名】奥井 学

(72)【発明者】

【氏名】小島 明寛

【審査官】北村 一

(56)【参考文献】

【文献】再公表特許第２００８／１４００３２（ＪＰ，Ａ１）

【文献】特開２００４－０７６７６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４０４７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１５Ｂ １５／００－１５／２８

Ｂ２５Ｊ １／００－２１／０２

Ｆ１６Ｌ ９／００－１１／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弾性体からなる筒状体と、
前記筒状体の端部における開口を封止する封止機構と、を備え、
前記筒状体は、一端から他端にかけて配向した複数の撚糸を含み、
前記複数の撚糸に含まれる撚糸の径が０．２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であり、
前記複数の撚糸は、前記筒状体の径方向において互いにずれた複数の径方向位置に配置され、
前記複数の撚糸は、前記複数の径方向位置における各径方向位置で、前記筒状体の周方向に等間隔に配置され、
前記複数の撚糸が配置される前記複数の径方向位置が、少なくとも、第一径方向位置と、前記第一径方向位置に配置された撚糸に前記筒状体の径方向で隣接する撚糸が配置される第二径方向位置と、を含み、
前記第一径方向位置に配置された各撚糸は、前記第二径方向位置に配置された撚糸から前記筒状体の周方向にずれて配置される流体圧アクチュエータ。

【請求項2】

前記複数の径方向位置における各径方向位置に配置された前記撚糸の本数の差は１本以下である請求項１に記載の流体圧アクチュエータ。

【請求項3】

前記撚糸が前記第一径方向位置と前記第二径方向位置とにのみ配置されている請求項１または２に記載の流体圧アクチュエータ。

【請求項4】

前記撚糸は、有機繊維が撚られてなる撚糸である請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の流体圧アクチュエータ。

【請求項5】

前記弾性体がゴムである請求項１～請求項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】

前記撚糸と前記弾性体が少なくとも撚糸断面の周上１ヶ所で接着している請求項１～５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】

前記筒状体の径方向において隣接した撚糸間の間隔が、前記撚糸の直径の２倍以下である請求項１～６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】

本発明は、気体または液体を用いて弾性体からなる筒状体を膨張及び収縮させる流体圧アクチュエータに関する。

【背景技術】

【0002】

長手方向に沿って内挿された繊維を含む弾性体チューブと、該弾性体チューブの長手方向における両端を封止する蓋部材とを含み、弾性体チューブ内に内挿された繊維が弾性体チューブの長手方向への膨張を制限することによって該弾性体チューブ内に流体が注入された際に弾性体チューブの長手方向に収縮力を発生させることができる流体圧アクチュエータが知られている（非特許文献１、非特許文献２、特許文献１参照）。

【0003】

このような流体圧アクチュエータでは、弾性体チューブ内に流体を注入した際に、弾性体チューブの径方向への膨張を弾性体チューブの長手方向における収縮力に効率よく変換することが重要である。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【文献】松下：ゴム人工筋製作法ノート； 「計測と制御」第７ 巻第１２号(昭和４３年１２月)：ｐｐ１１０－１１６

【文献】軸方向繊維強化型空気ゴム人工筋肉の開発；日本機械学会誌 ２００７．５ ｖｏｌ． １１０ Ｎｏ．１０６２：ｐ７３

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第５４１６５８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、非特許文献１、非特許文献２に記載の流体圧アクチュエータの構造では、周上に繊維束がある場所とない場所があった。このため、弾性体チューブが膨張した状態において、繊維束がない周上の場所の弾性体に半径方向への膨張が集中してしまい、半径方向の膨張を軸方向の収縮へ十分に伝達することができないといった問題点があった。またその問題点の解決手法として提案された、特許文献１の流体圧アクチュエータでは、半径方向の膨張を軸方向の収縮へ十分に伝達可能であるが、同軸上に配置された、外側筒状部材、繊維層、内側筒状部材の少なくとも３層を均一な厚さで配置することが難しく、収縮を繰返し行った際に特に筒状部材の厚さが薄い部分に負荷が集中し、筒状部材の破損が発生する恐れがあった。

【0007】

本発明は、流体圧アクチュエータ本体の径方向への膨張を長手方向における収縮力へ効率よく変換可能であり、さらに収縮を繰返し行った際のアクチュエータ本体の耐久性を高め得る流体圧アクチュエータを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の実施形態に係る流体圧アクチュエータは、弾性体からなる筒状体と、前記筒状体の端部における開口を封止する封止機構と、を備える。前記筒状体は、一端から他端にかけて配向した複数の撚糸を含む。前記複数の撚糸に含まれる撚糸の径が０．２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下である。前記複数の撚糸は、前記筒状体の径方向において互いにずれた複数の径方向位置に配置される。前記複数の撚糸は、前記複数の径方向位置における各径方向位置で、前記筒状体の周方向に等間隔に配置される。前記複数の撚糸が配置される前記複数の径方向位置が、少なくとも、第一径方向位置と、前記第一径方向位置に配置された撚糸に前記筒状体の径方向で隣接する撚糸が配置される第二径方向位置と、を含む。前記第一径方向位置に配置された各撚糸は、前記第二径方向位置に配置された撚糸から前記筒状体の周方向にずれて配置される。

【発明の効果】

【0009】

上記構成によれば、流体圧アクチュエータ本体の径方向への膨張を長手方向における収縮力へ効率よく変換可能であり、さらに収縮を繰返し行った際のアクチュエータ本体耐久性を高め得る流体圧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】

【0010】

【図1】図１は、一部を断面で示した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】図２（ａ）は、図１のＩＩ－ＩＩ断面における端面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の一部を拡大した図である。

【図3】図３（ａ）、図３（ｂ）は、それぞれ変更例に係る筒状体１００Ａ，１００Ｂの断面の端面図を一部拡大した図である。

【図4】図４（ａ）は、実施形態に係る流体圧アクチュエータ１の動作を示す説明図であり、アクチュエータ本体１０が動作を開始する前の状態を示す図であり、図４（ｂ）は、アクチュエータ本体１０に流体ＡＲが注入され、アクチュエータ本体１０が収縮した状態を示す図である。

【図5】図５（ａ）は、他の変更例に係る筒状体１００Ｃの端面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の一部を拡大した図である。

【図6】図６は、さらに他の変更例に係るアクチュエータ本体１０Ｄの側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。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。

【0012】

（１）流体圧アクチュエータの全体概略構成
図１は、一部を断面で示した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。

【0013】

図１に示すように、流体圧アクチュエータ１は、アクチュエータ本体１０と、アクチュエータ本体１０へ流体を供給する流体供給・排出機構５００とを備える。

【0014】

本実施形態において、アクチュエータ本体１０は、弾性体からなる筒状体１００と、筒状体１００の端部における開口を封止する封止機構２００，３００とを備える。

【0015】

封止機構２００，３００は、筒状体１００に内挿されて筒状体１００の端部の開口を封止する封止部材２１０，３１０と、筒状体１００を封止部材２１０，３１０に拘束する締め付けバンド２３０，３３０と、を含む。

【0016】

具体的に、封止部材２１０，３１０は、筒状体１００に挿通される胴体部分（不図示）と、胴体部分の筒状体１００への挿通方向で胴体部分と連なり封止部材２１０，３１０が過度に筒状体１００に挿入されることを制限するフランジ部分２１１，３１１とを含む。また、少なくとも一方の封止部材２１０には、胴体部分の反対側でフランジ部分２１１と連なり、筒状体１００に内挿された胴体部分およびフランジ部分２１１を介して流体ＡＲを筒状体１００に注入・排出可能に設けられた連結口２１３が、形成されている。

【0017】

本実施形態において、アクチュエータ本体１０は、筒状体１００の端部の開口に封止部材２１０，３１０の胴体部分（不図示）が挿入され、封止部材２１０，３１０の胴体部分が挿入されている筒状体１００の部位に、締め付けバンド２３０，３３０で筒状体１００の外周から筒状体１００を封止部材２１０，３１０に締め付けて接続することで得られる。

【0018】

さらに、図１に示すように、筒状体１００の外周には、締め付けバンド２３０，３３０近傍における筒状体１００の膨張を制限するリング２５０，３５０が配置されている。本実施形態において、リング２５０，３５０は、アルミニウム等の金属で構成されている。

【0019】

本実施形態において、リング２５０，３５０は、筒状体１００の長手方向Ｄ_ＡＸ中央側において、締め付けバンド２３０，３３０と隣接して配置されている。

【0020】

この構成によれば、流体が注入されて筒状体１００が膨張した際に、締め付けバンド２３０，３３０に隣接する筒状体１００の部位がリング２５０，３５０によって保護され、締め付けバンド２３０，３３０の縁等で筒状体１００の弾性体に過度な応力がかかることを抑制し得る。

【0021】

図１に示すように、本実施形態において、流体供給・排出機構５００は、流体を供給する流体供給装置５１０、流体注入用の電磁弁５２１と流体排出用の電磁弁５２３が取り付けられて、流体供給装置５１０からアクチュエータ本体１０内への流体供給路とアクチュエータ本体１０から流体圧アクチュエータ１外への流体排出路を形成する流体の注入・排出管５３０、および電磁弁５２１，５２３に制御信号を送信してアクチュエータ本体１０への流体の注入・排出を制御する制御装置５４０で構成されている。

【0022】

アクチュエータ本体１０における封止部材２１０の連結口２１３には、流体の注入・排出管５３０が連結されている。流体の注入・排出管５３０には、流体注入用の電磁弁５２１と、流体排出用の電磁弁５２３とが連結されている。

【0023】

流体注入用の電磁弁５２１は、流体の注入・排出管５３０における、流体供給装置５１０と連結される部位と、アクチュエータ本体１０の連結口２１３に連結される部位との間に連結されている。つまり、流体注入用の電磁弁５２１は、流体供給装置５１０からアクチュエータ本体１０への流体供給路を開閉可能に連結されている。

【0024】

流体排出用の電磁弁５２３は、流体の注入・排出管５３０における、アクチュエータ本体１０の連結口２１３に連結される部位と、流体注入用の電磁弁５２１よりアクチュエータ本体１０側で分岐した流体圧アクチュエータ１外への流体排出路（流体排出口）との間に、連結されている。つまり、流体排出用の電磁弁５２３は、アクチュエータ本体１０から流体圧アクチュエータ１外への流体排出路を開閉可能に連結されている。

【0025】

制御装置５４０は、流体注入用の電磁弁５２１および流体排出用の電磁弁５２３の開閉を制御可能に設けられており、アクチュエータ本体１０への流体の注入・排出を制御する。

【0026】

なお、流体圧アクチュエータ１の流体供給・排出機構５００は、本実施形態の構成に限定されるものでない。

【0027】

即ち、アクチュエータ本体１０で収縮力を発生させる際に流体をアクチュエータ本体１０に注入してアクチュエータ本体内の圧力を増加させ、アクチュエータ本体で発生させた収縮力を維持する場合にアクチュエータ本体内の圧力を維持し、アクチュエータ本体が発生させる収縮力を低減する場合にアクチュエータ本体内の流体を排出することで圧力を減少させ得る構成であれば、本実施形態の構成に限定されるものでない。

【0028】

例えば、本実施形態では、アクチュエータ本体１０への流体の注入・排出の両方を封止部材２１０の連結口２１３と注入・排出管５３０とを介して行っていた。しかし、アクチュエータ本体１０の封止部材２１０に設けられる連結口２１３を注入口と排出口とに分けて設け、注入口に流体注入用の電磁弁が取り付けられた流体注入管を連結し、排出口に流体排出用の電磁弁が取り付けられた流体排出管を連結することで、流体注入経路と流体排出経路を独立に設けてもよい。

【0029】

（２）弾性体からなる筒状体１００の構成
本実施形態において、アクチュエータ本体１０は、両端部の開口が一対の封止機構２００，３００によって封止された弾性体からなる筒状体１００を含む。筒状体１００は、図１に示すように、その一端から他端にかけて配向した複数の撚糸１３０を含む。

【0030】

具体的に、本実施形態における筒状体１００は、筒状体１００を構成する弾性体としてゴムが用いられている。ただし、筒状体１００に用いられる弾性体は、ゴムに限定されるものでない。例えば、シリコン、ウレタン、エラストマ等の弾性体であってよい。

【0031】

また、本実施形態において、筒状体１００は円筒状である。ただし、筒状体１００の形状は、筒状であれば円筒状に限定されるものでない。例えば、角筒状、楕円筒状等であってよい。

【0032】

具体的に、本実施形態において、筒状体１００の寸法は、長手方向Ｄ_ＡＸの長さが５０ｍｍ～２００ｍｍ、流体注入前の内径が１５ｍｍ～３０ｍｍ、長手方向Ｄ_ＡＸに垂直な断面における断面ゴム層の流体注入前の肉厚が１．５ｍｍ～２．５ｍｍである。ただし、筒状体１００の形状は、所望の出力、使用条件等に応じて適宜選択されてよい。

【0033】

本実施形態において、撚糸１３０は、有機繊維が撚られてなる撚糸である。なお、撚糸１３０に用いられる有機繊維の一例として、ポリエステルコード、ナイロンコード、ＰＥＴコード、芳香族ポリアミドコード等を挙げることができる。

【0034】

具体的に、本実施形態において、撚糸１３０の径は、０．２～０．８ｍｍ程度の太さである。ただし、撚糸１３０の径は、所望の出力、使用条件等に応じて適宜選択されてよい。

【0035】

本実施形態において、撚糸１３０と筒状体１００を構成する弾性体は、撚糸１３０の断面において、少なくとも周上の１ヶ所で接着している。このため、筒状体１００において、撚糸１３０の弾性体からの剥離が抑制される構成になっている。

【0036】

図２（ａ）は、図１のＩＩ－ＩＩ断面における端面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の一部を拡大した図である。図２（ａ）および図２（ｂ）は、筒状体１００の長手方向Ｄ_ＡＸ、つまり本実施形態における筒状体１００の円筒軸方向に対して垂直な断面内における複数の撚糸１３０の配置を示している。

【0037】

図２（ａ），２（ｂ）に示すように、複数の撚糸１３０は、筒状体１００の径方向において互いにずれた複数の径方向位置Ｒ１，Ｒ３に配置されている。複数の撚糸１３０は、複数の径方向位置Ｒ１，Ｒ３における各径方向位置で、筒状体１００の周方向に等間隔に配置されている。

【0038】

具体的に、撚糸１３０は、筒状体１００の周方向において、０．８ｍｍ～２．５ｍｍ程度の等間隔に配置されている。ここで、「各径方向位置で、筒状体１００の周方向に等間隔」とは、図２（ｂ）に示すように、例えば所定の径方向位置Ｒ１（Ｒ３）に配置された撚糸１３１（１３３）同士の距離を、各撚糸１３１（１３３）の断面中心を基準とした場合の間隔が等間隔であることを規定するものである。

【0039】

なお、筒状体１００の「径方向」とは円筒軸方向を中心としたときの動径方向、筒状体１００の「周方向」とは円筒軸方向を中心とした回転方向を意味する。

【0040】

複数の撚糸１３０が配置される複数の径方向位置Ｒ１、Ｒ３が、少なくとも第一径方向位置Ｒ１と、第一径方向位置Ｒ１に配置された撚糸１３１に筒状体１００の径方向で隣接する撚糸１３３が配置される第二径方向位置Ｒ３と、を含む。

【0041】

本実施形態では、図２（ａ），２（ｂ）に示すように、撚糸１３０は、第一径方向位置Ｒ１と第二径方向位置Ｒ３とにのみ配置されている。

【0042】

図２（ｂ）に示すように、第一径方向位置Ｒ１に配置された各撚糸１３１は、第二径方向位置Ｒ３に配置された撚糸１３３から筒状体１００の周方向にずれて配置されている。

【0043】

撚糸１３１と撚糸１３３との筒状体１００の周方向におけるずれは、撚糸１３１と撚糸１３３とのそれぞれの断面中心を基準とした場合のずれを意味する。このため、撚糸１３１と撚糸１３３とは、互いに当接しない範囲で、筒状体１００の周方向において重なる部分があってよい。

【0044】

なお、撚糸１３０が配置される第一径方向位置Ｒ１と第二径方向位置Ｒ３との筒状体１００の径方向における距離は、撚糸１３０同士が接触しない配置の範囲において、使用される撚糸１３０の半径以上離れていればよい。また、撚糸１３０が配置される第一径方向位置Ｒ１と第二径方向位置Ｒ３との筒状体１００の径方向における距離が使用される撚糸１３０の直径の２倍以下であれば、アクチュエータ本体１０の径方向への膨張を長手方向ＤＡＸにおける収縮力に変換する効率を維持し得る。

【0045】

図３（ａ）、図３（ｂ）には、それぞれ本実施形態のアクチュエータ本体１０の変更例が記載されている。具体的に、図３（ａ）、図３（ｂ）には、それぞれアクチュエータ本体における筒状体１００Ａ，１００Ｂの断面の端面図を一部拡大した図が記載されている。

【0046】

例えば、図３（ａ）、図３（ｂ）に示したように、第一径方向位置Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂに配置された各撚糸１３１Ａ，１３１Ｂは、第二径方向位置Ｒ３Ａ，Ｒ３Ｂに配置された撚糸１３３Ａ，１３３Ｂから筒状体１００Ａ，１００Ｂの周方向にずれて配置されていれば、筒状体１００Ａ，１００Ｂの径方向における、第一径方向位置Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂと第二径方向位置Ｒ３Ａ，Ｒ３Ｂとの距離は、変更可能である。

【0047】

具体的に、図３（ａ）では、筒状体１００Ａにおける第一径方向位置Ｒ１Ａと第二径方向位置Ｒ３Ａとの距離が図２（ｂ）に示される実施形態の筒状体１００における第一径方向位置Ｒ１と第二径方向位置Ｒ３との距離よりも長く設定されている。

【0048】

そして、図３（ｂ）では、筒状体１００Ｂにおける第一径方向位置Ｒ１Ｂと第二径方向位置Ｒ３Ｂとの距離が図２（ｂ）の第一径方向位置Ｒ１と第二径方向位置Ｒ３との距離よりも短く設定されている。

【0049】

即ち、図２（ｂ）、図３（ａ）、図３（ｂ）に示したように、第二径方向位置Ｒ３に配置された２本の撚糸１３３と、第一径方向位置Ｒ１に配置された撚糸１３１とは、図３（ａ）、図３（ｂ）に破線で図示したように、２本の撚糸１３３を底辺とする略二等辺三角形を描くように配置されてよい。この場合、第二径方向位置Ｒ３、Ｒ３Ａ，Ｒ３Ｂに配置された各撚糸１３３，１３３Ａ，１３３Ｂと第一径方向位置Ｒ１、Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂに配置された撚糸１３１，１３１Ａ，１３１Ｂとの間に位置するゴムの厚さが同程度になるため、筒状体１００，１００Ａ，１００Ｂが径方向に膨張する際、筒状体１００，１００Ａ，１００Ｂを全周にわたって均一に膨張させ得る。

【0050】

また、図２（ａ）に示したように、本実施形態において、複数の径方向位置Ｒ１，Ｒ３における各径方向位置に配置された撚糸１３１，１３３の本数の差は１本以下である。具体的に、本実施形態において、筒状体１００の径方向位置Ｒ１に配置された撚糸１３１と、径方向位置Ｒ３に配置された撚糸１３３は、図２（ａ）、２（ｂ）に示したように、筒状体１００の周方向において交互に配置されている。

【0051】

（３）作用・効果
次に流体型アクチュエータの動作について、図４（ａ）、図４（ｂ）に基づいて説明する。

【0052】

図４（ａ）は、実施形態に係る流体圧アクチュエータ１の動作を示す説明図であり、アクチュエータ本体１０が動作を開始する前の状態を示す図であり、図４（ｂ）は、アクチュエータ本体１０に流体ＡＲが注入され、アクチュエータ本体１０が収縮した状態を示す図である。

【0053】

図４（ｂ）に示すように、流体ＡＲを流体の注入・排出管５３０から封止部材２１０の連結口２１３を介して筒状体１００に注入すると、筒状体１００内部の圧力が高くなり、弾性体からなる筒状体１００は膨張する。ただし、筒状体１００は、筒状体１００に含まれた撚糸１３０の作用によって、筒状体１００の長手方向Ｄ_ＡＸへの膨張が制限される。このため、筒状体１００は、図４（ｂ）に示すように、径方向に膨張しつつ長手方向Ｄ_ＡＸに収縮する。

【0054】

従来の流体圧アクチュエータでは、繊維がゴムチューブ内に非常に密な状態で内挿されていたため、密な状態にある繊維の周方向における不均一性が、ゴムチューブの径方向への膨張の周方向における均等性を低減する恐れがあった。

【0055】

これに対して、本実施形態の流体圧アクチュエータ１は、図２（ａ），２（ｂ）に示すように、アクチュエータ本体１０の筒状体１００において、複数の撚糸１３０が筒状体１００の径方向において互いにずれた複数の径方向位置Ｒ１，Ｒ３に配置され、複数の撚糸１３０が複数の径方向位置Ｒ１，Ｒ３における各径方向位置で筒状体１００の周方向に等間隔に配置され、複数の撚糸１３０が配置される複数の径方向位置Ｒ１、Ｒ３が、少なくとも第一径方向位置Ｒ１と第一径方向位置Ｒ１に配置された撚糸１３１に筒状体１００の径方向で隣接する撚糸１３３が配置される第二径方向位置Ｒ３とを含み、第一径方向位置Ｒ１に配置された各撚糸１３１が第二径方向位置Ｒ３に配置された撚糸１３３から筒状体１００の周方向にずれて配置される構成を備える。

【0056】

本実施形態の構成によれば、筒状体１００の径方向への膨張の周方向における均一性を確保しつつ、弾性体による伸縮性を確保可能であるため、アクチュエータ本体１０の径方向への膨張を長手方向Ｄ_ＡＸにおける収縮力へ効率よく変換可能であり、さらに収縮を繰返し行った際のアクチュエータ本体１０の耐久性を高め得る流体圧アクチュエータ１を提供することができる。

【0057】

本実施形態において、複数の撚糸１３０は、その一端から他端にかけて配向した状態で、筒状体１００に含まれている。この構成によれば、外部にスリーブに弾性体のチューブを内挿した場合と異なり、膨張収縮を繰り返した場合でも撚糸１３０同士が擦れることによる摩耗劣化を防止し得る。

【0058】

本実施形態において、筒状体１００は円筒状である。弾性体からなる筒状体１００を円筒状とした場合、膨張時に弾性体が均等に伸び、局所的な負荷が弾性体に掛かることがないため、角筒状、楕円筒状等の他の形状と比較して、アクチュエータ本体１０の耐久性が向上し得る。

【0059】

本実施形態において、筒状体１００を構成する弾性体にはゴムが用いられ、撚糸１３０には有機繊維が撚られてなる撚糸が用いられる。筒状体１００を構成する弾性体にはゴムを使用した場合、撚糸１３０との接着性が高くなるため、筒状体１００内に配置された撚糸１３０との剥離を抑制し得る。この結果として、アクチュエータ本体１０の耐久性を高め得る。

【0060】

撚糸１３０と筒状体１００を構成する弾性体は、撚糸１３０の断面において、少なくとも周上の１ヶ所で接着している。この構成によれば、筒状体１００が膨張・収縮を繰り返した場合でも、撚糸１３０が弾性体から剥離することを抑制し得る。この結果として、アクチュエータ本体１０の繰り返し耐久性を高め得る。

【0061】

図２（ａ），２（ｂ）に示すように、筒状体１００には、筒状体１００の長手方向Ｄ_ＡＸに垂直な断面において、撚糸１３０が第一径方向位置Ｒ１と第二径方向位置Ｒ３とにのみ配置されている。この構成によれば、材料コストを削減しつつ、アクチュエータ本体１０の耐久性を高め得る。

【0062】

本実施形態において、筒状体１００における複数の径方向位置Ｒ１，Ｒ３の各径方向位置に配置された撚糸１３１，１３３の本数の差は１本以下であり、筒状体１００の径方向位置Ｒ１に配置された撚糸１３１と、径方向位置Ｒ３に配置された撚糸１３３は、筒状体１００の周方向において交互に配置されている。この構成によれば、弾性体からなる筒状体１００の径方向への膨張の周方向における均一性を安定的に確保することがさらに容易になる。

【0063】

（４）その他の実施形態
以上、実施形態に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。

【0064】

図５（ａ），５（ｂ）は、実施形態に係る流体圧アクチュエータ１の変更例を示す図である。具体的に、図５（ａ）は、筒状体１００Ｃの長手方向Ｄ_ＡＸに垂直な断面における端面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の一部を拡大した図である。

【0065】

図５（ａ），５（ｂ）は、第二径方向位置Ｒ３に配置された撚糸１３３Ｃに筒状体１００Ｃの径方向における第一径方向位置Ｒ１の反対側で隣接する撚糸１３５Ｃが配置された第三径方向位置Ｒ５にも、筒状体１００Ｃの周方向に撚糸１３５Ｃが等間隔に配置されている点が図２（ａ），２（ｂ）に示されている実施形態と異なる。

【0066】

図５（ａ），５（ｂ）に示す変更例の構成でも、筒状体１００Ｃの第三径方向位置Ｒ５に配置された撚糸１３５Ｃと、径方向位置Ｒ３に配置された撚糸１３３Ｃは、筒状体１００Ｃの周方向において交互に配置されている。このため、複数の径方向位置Ｒ１，Ｒ３、Ｒ５における各径方向位置に配置された撚糸１３１Ｃ，１３３Ｃ，１３５Ｃの本数の差は１本以下である。

【0067】

図５（ａ），５（ｂ）に示す変更例の構成によれば、第三径方向位置Ｒ５にも撚糸１３５Ｃが等間隔に配置されることによって、膨張時における筒状体１００Ｃの周方向への歪みが筒状体１００Ｃの弾性体のみに集中することをさらに抑制し得る構成とすることができる。この結果、流体圧アクチュエータに使用される筒状体１００Ｃの耐久性を向上させることができる。

【0068】

図６は、他の変更例に係るアクチュエータ本体１０Ｄの側面図である。

【0069】

図６に示す変更例では、リング１５０Ｄが筒状体１００Ｄの外周に配置されて、流体が注入された際の筒状体１００Ｄの膨張を制限している点が、図１に示されている実施形態におけるアクチュエータ本体１０の構成と異なる。

【0070】

図６に示す変更例において、リング１５０Ｄは、アルミニウム等の金属で構成されている。ただし、リング１５０Ｄは、例えば熱収縮チューブを収縮させて筒状体１００Ｄ外周に接着剤等で固定したものであってもよい。

【0071】

図６に示す変更例において、リング１５０Ｄは、筒状体１００Ｄの一端から筒状体１００Ｄの全長の１/３及び２/３の位置にそれぞれ設けられている。

【0072】

この変更例の構成によれば、リング１５０Ｄが筒状体１００Ｄの径方向への膨張を制限するため、筒状体を構成する弾性体が過度に膨張して劣化することを防止することができる。

【0073】

なお、この変更例において、リング１５０Ｄは筒状体１００Ｄの外周に２つ設けられている。しかし、筒状体１００Ｄの外周に配置されるリング１５０Ｄの個数はこれに限定されるものでない。リング１５０Ｄは、筒状体１００Ｄが径方向に膨張する際に径方向への膨張を制限する部材であるため、膨張量を小さくしたい場合、筒状体１００Ｄに配置するリング１５０Ｄの数を増加させることで、筒状体１００Ｄの膨張量を低減してよい。

【0074】

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

【符号の説明】

【0075】

１ 流体圧アクチュエータ
１０，１０Ｄ アクチュエータ本体
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ 筒状体
１３０ 撚糸
１３１，１３１Ａ，１３１Ｂ，１３１Ｃ 第一径方向位置に配置された撚糸
１３３，１３３Ａ，１３３Ｂ，１３３Ｃ 第二径方向位置に配置された撚糸
１３５Ｃ 第三径方向位置に配置された撚糸
２００，３００ 封止機構
Ｒ１，Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂ 第一径方向位置
Ｒ３，Ｒ３Ａ，Ｒ３Ｂ 第二径方向位置
Ｒ５ 第三径方向位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】