(57)【要約】【課題】作動液中に混入する空気の量を抑制することができるロボットを提供する。【解決手段】ロボットは、作動液の送出または吸入により液圧を変化させる液圧源と、液圧の変化により作動してエンドエフェクタ（ハンド）を駆動する液圧駆動装置１０とを備える。液圧駆動装置１０は、第１のシリンダ１１と、液圧の変化により第１のシリンダ１１内を往復動する第１のピストン１２と、一端（当接部１３Ａ）が第１のピストン１２に当接し、他端がエンドエフェクタに接続されたロッド１３と、ロッド１３の一端と第１のピストン１２が当接する方向にロッド１３を付勢するトーションバネ１４とを備える。ロッド１３の一端と第１のピストン１２は、当接状態から離間可能に構成されている。【選択図】図２
2014124762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動液の送出または吸入により液圧を変化させる液圧源と、液圧の変化により作動してエンドエフェクタを駆動する液圧駆動装置と、を備えたロボットであって、
前記液圧駆動装置は、第１のシリンダと、液圧の変化により前記第１のシリンダ内を往復動する第１のピストンと、一端が前記第１のピストンに当接し、他端が前記エンドエフェクタに接続されたロッドと、前記ロッドの前記一端と前記第１のピストンが当接する方向に前記ロッドを付勢する付勢部材と、を備え、
前記ロッドの前記一端と前記第１のピストンは、当接状態から離間可能に構成されていることを特徴とするロボット。
【請求項２】
前記第１のシリンダは、
前記第１のピストンを基準として前記ロッドが配置された側とは反対側の端部に形成された、当該第１のシリンダの中心に向けて内径が徐々に小さくなる漏斗面状の内端面と、
前記内端面側の端部のうち前記第１のシリンダの中心からずれた位置に開口し、前記液圧源に接続される第１の流路と、
前記内端面に対して凹んだ形状をなし、前記内端面の中心と前記第１の流路を接続する溝部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記液圧源は、
作動液を貯留する作動液貯留部と、
前記第１のシリンダに連通する第１の出入口、および、前記作動液貯留部に連通する第２の出入口を有する第２のシリンダと、
前記第２のシリンダ内を往復動することで、前記第１の出入口を通して作動液を送出または吸入する第２のピストンと、を備え、
前記第２のシリンダは、
前記第１の出入口および前記第２の出入口が設けられたシリンダ本体と、
前記シリンダ本体内の前記第１の出入口と前記第２の出入口との間に配置され、前記第２のピストンが嵌合したときに前記第１の出入口と前記第２の出入口の連通を遮断するシール部材と、
前記シリンダ本体内に前記第１の出入口側の端部から挿入され、前記第２の出入口側の端面が前記シール部材に対向して配置されたシリンダスリーブと、を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロボット。
【請求項４】
前記液圧源は、
作動液を貯留する作動液貯留部と、
前記第１のシリンダに連通する第１の出入口、および、前記作動液貯留部に連通する第２の出入口を有する第２のシリンダと、
前記第２のシリンダ内を往復動することで、前記第１の出入口を通して作動液を送出または吸入する第２のピストンと、を備え、
前記第２のピストンの端面には、当該第２のピストンが前記第１の出入口と前記第２の出入口を連通させる位置にあるときに作動液を前記第２の出入口に向けて案内するための傾斜が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロボット。
【請求項５】
前記液圧源は、
作動液を貯留する作動液貯留部と、
前記第１のシリンダに連通する第１の出入口、および、前記作動液貯留部に連通する第２の出入口を有する第２のシリンダと、
前記第２のシリンダ内を往復動することで、前記第１の出入口を通して作動液を送出または吸入する第２のピストンと、を備え、
前記第２のシリンダは、中心軸線が鉛直方向に交差した状態で配置され、
前記第２の出入口は、前記中心軸線の上側に少なくとも１つ形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロボット。
【請求項６】
前記液圧源は、
作動液を貯留する作動液貯留部と、
前記第１のシリンダに連通する第１の出入口、および、前記作動液貯留部に連通する第２の出入口を有する第２のシリンダと、
前記第２のシリンダ内を往復動することで、前記第１の出入口を通して作動液を送出または吸入する第２のピストンと、
前記第２のシリンダ内の前記第１の出入口と前記第２の出入口との間に配置され、前記第２のピストンが嵌合したときに前記第１の出入口と前記第２の出入口の連通を遮断するシール部材と、を備え、
前記第２のシリンダの内周面には、前記シール部材と、前記第１の出入口と前記第２の出入口を連通させる位置にある前記第２のピストンの外周面の前記第１の出入口側の縁部との間に、径方向外側に向けて凹む形状の凹部が形成され、
前記第２の出入口は、前記凹部内に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロボット。
【請求項７】
前記第１の出入口は、前記シリンダ本体の内周面に形成され、
前記シリンダスリーブの周壁には、前記第１の出入口に対応する位置に開口が形成されており、
前記開口の内周面のうち少なくとも前記シール部材側には、前記第１の出入口と前記第２の出入口を連通させる位置にある前記第２のピストンの端面に向けて作動液を案内するための傾斜が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のロボット。
【請求項８】
前記第２のピストンの端面は、中心に向けて徐々に径が小さくなる先細り形状をなしていることを特徴とする請求項４に記載のロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動液の送出または吸入により液圧を変化させる液圧源と、液圧の変化により作動してエンドエフェクタを駆動する液圧駆動装置とを備えたロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロボットとして、作動液を送出・吸入することで液圧を変化させる駆動流体圧シリンダ（液圧源）と、液圧の変化によりピストンがシリンダ内を往復動することでエンドエフェクタとしての指機構を駆動する従動流体圧シリンダ（液圧駆動装置）とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。特許文献１のロボットは、従動流体圧シリンダ内に作動液が供給されてピストンが作動するとピストンロッドがシリンダ内から突出して指を曲げた状態とし、従動流体圧シリンダ内の作動液が吸引されてピストンが作動するとピストンロッドがシリンダ内に引き込まれて指を伸ばした状態とするように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５８５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のロボットは、例えば、伸びた状態の指が外力によって急に曲げられると、ピストンロッドがシリンダ内から引き出される方向にピストンが作動することで、シリンダ内の圧力が低下し、シリンダ内（作動液）に気泡が発生する可能性があった。また、液圧の変化によりエンドエフェクタを駆動させるロボットにおいては、作動液への空気の混入を抑制したり、空気が混入した場合でも容易に排出したりすることができる構成が望まれる。
【０００５】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、作動液中に混入する空気の量を抑制することができるロボット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】
【０００６】
前記した目的を達成するための本発明は、作動液の送出または吸入により液圧を変化させる液圧源と、液圧の変化により作動してエンドエフェクタを駆動する液圧駆動装置と、を備えたロボットであって、前記液圧駆動装置は、第１のシリンダと、液圧の変化により前記第１のシリンダ内を往復動する第１のピストンと、一端が前記第１のピストンに当接し、他端が前記エンドエフェクタに接続されたロッドと、前記ロッドの前記一端と前記第１のピストンが当接する方向に前記ロッドを付勢する付勢部材と、を備え、前記ロッドの前記一端と前記第１のピストンは、当接状態から離間可能に構成されていることを特徴とする。
【０００７】
このような構成によれば、第１のシリンダ内に作動液が供給されたときには第１のピストンに押されることによりロッドを作動させることができ、また、第１のシリンダ内から作動液が吸引されたときには付勢部材の付勢力によりロッドを第１のピストンに追従させながら作動させることができる。そして、例えば、外力によりロッドがピストンから離れる方向に急に作動する場合、ロッドが第１のピストンから離間して単独で作動できるので、第１のピストンを静止状態に保つことができ、第１のシリンダ内の液圧の低下を抑制することができる。また、例えば、ロッドが作動できない状況下で第１のピストンが作動する場合、第１のピストンがロッドから離間して単独で作動できるので、第１のシリンダ内の液圧の低下を抑制することができる。このように、第１のシリンダ内の液圧の低下を抑制できることで、第１のシリンダ内（作動液内）での気泡の発生を抑制することができるので、作動液中に混入する空気の量を抑制することができる。
【０００８】
前記したロボットにおいて、前記第１のシリンダは、前記第１のピストンを基準として前記ロッドが配置された側とは反対側の端部に形成された、当該第１のシリンダの中心に向けて内径が徐々に小さくなる漏斗面状の内端面と、前記内端面側の端部のうち前記第１のシリンダの中心からずれた位置に開口し、前記液圧源に接続される第１の流路と、前記内端面に対して凹んだ形状をなし、前記内端面の中心と前記第１の流路を接続する溝部と、を有する構成とすることができる。
【０００９】
これによれば、第１の流路が内端面側の端部のうち第１のシリンダの中心からずれた位置に開口していることで、第１のシリンダの設計の自由度を向上させることができる。一方、第１のシリンダの内端面が漏斗面状であることで、作動液中に混入している空気（気泡）が漏斗面の中心付近に滞留する可能性があるが、溝部を有することで作動液の流れなどにより気泡を溝部を通して第１の流路に移動させ、液圧源で回収する構成が可能となる。これにより、作動液中に混入する空気の量を抑制することができる。
【００１０】
前記したロボットにおいて、前記液圧源は、作動液を貯留する作動液貯留部と、前記第１のシリンダに連通する第１の出入口、および、前記作動液貯留部に連通する第２の出入口を有する第２のシリンダと、前記第２のシリンダ内を往復動することで、前記第１の出入口を通して作動液を送出または吸入する第２のピストンと、を備え、前記第２のシリンダは、前記第１の出入口および前記第２の出入口が設けられたシリンダ本体と、前記シリンダ本体内の前記第１の出入口と前記第２の出入口との間に配置され、前記第２のピストンが嵌合したときに前記第１の出入口と前記第２の出入口の連通を遮断するシール部材と、前記シリンダ本体内に前記第１の出入口側の端部から挿入され、前記第２の出入口側の端面が前記シール部材に対向して配置されたシリンダスリーブと、を備える構成とすることができる。
【００１１】
これによれば、シール部材をシリンダ本体の第１の出入口側の端部から挿入して容易に取り付ける構成を実現することができる。一方、このような構成では、シール部材とシリンダ本体の内周面との間に比較的大きな段差ができるため、この段差付近で作動液中の気泡が滞留する可能性があるが、シリンダスリーブを備えることで段差を小さくできるので、作動液の流れなどにより気泡を第２の出入口に向けて比較的容易に移動させることができ、空気を作動液貯留部で回収する構成が可能となる。これにより、作動液中に混入する空気の量を抑制することができる。
【００１２】
前記したロボットにおいて、前記液圧源は、作動液を貯留する作動液貯留部と、前記第１のシリンダに連通する第１の出入口、および、前記作動液貯留部に連通する第２の出入口を有する第２のシリンダと、前記第２のシリンダ内を往復動することで、前記第１の出入口を通して作動液を送出または吸入する第２のピストンと、を備え、前記第２のピストンの端面には、当該第２のピストンが前記第１の出入口と前記第２の出入口を連通させる位置にあるときに作動液を前記第２の出入口に向けて案内するための傾斜が形成されている構成とすることができる。
【００１３】
これによれば、作動液の流れなどにより作動液中の気泡が第２の出入口に向けて移動しやすくなるので、空気を作動液貯留部で回収する構成が可能となり、作動液中に混入する空気の量を抑制することができる。
【００１４】
前記したロボットにおいて、前記液圧源は、作動液を貯留する作動液貯留部と、前記第１のシリンダに連通する第１の出入口、および、前記作動液貯留部に連通する第２の出入口を有する第２のシリンダと、前記第２のシリンダ内を往復動することで、前記第１の出入口を通して作動液を送出または吸入する第２のピストンと、を備え、前記第２のシリンダは、中心軸線が鉛直方向に交差した状態で配置され、前記第２の出入口は、前記中心軸線の上側に少なくとも１つ形成されている構成とすることができる。
【００１５】
これによれば、作動液の流れとともに浮力によっても作動液中の気泡が第２の出入口に移動しやすくなるので、空気を作動液貯留部で回収する構成が可能となり、作動液中に混入する空気の量を抑制することができる。
【００１６】
前記したロボットにおいて、前記液圧源は、作動液を貯留する作動液貯留部と、前記第１のシリンダに連通する第１の出入口、および、前記作動液貯留部に連通する第２の出入口を有する第２のシリンダと、前記第２のシリンダ内を往復動することで、前記第１の出入口を通して作動液を送出または吸入する第２のピストンと、前記第２のシリンダ内の前記第１の出入口と前記第２の出入口との間に配置され、前記第２のピストンが嵌合したときに前記第１の出入口と前記第２の出入口の連通を遮断するシール部材と、を備え、前記第２のシリンダの内周面には、前記シール部材と、前記第１の出入口と前記第２の出入口を連通させる位置にある前記第２のピストンの外周面の前記第１の出入口側の縁部との間に、径方向外側に向けて凹む形状の凹部が形成され、前記第２の出入口は、前記凹部内に形成されている構成とすることができる。
【００１７】
これによれば、第２の出入口と第２のピストンとの間に隙間が形成されることで、作動液中の気泡が第２の出入口に移動しやすくなるので、空気を作動液貯留部で回収する構成が可能となり、作動液中に混入する空気の量を抑制することができる。
【００１８】
前記したシリンダスリーブを備えるロボットにおいて、前記第１の出入口は、前記シリンダ本体の内周面に形成され、前記シリンダスリーブの周壁には、前記第１の出入口に対応する位置に開口が形成されており、前記開口の内周面のうち少なくとも前記シール部材側には、前記第１の出入口と前記第２の出入口を連通させる位置にある前記第２のピストンの端面に向けて作動液を案内するための傾斜が形成されている構成とすることができる。
【００１９】
これによれば、第２のシリンダ内に吸入された作動液中の気泡が第２のピストン（詳細には第２の出入口）に向けて移動しやすくなるので、作動液中に混入する空気の量をより抑制することができる。
【００２０】
前記した第２のピストンの端面に傾斜が形成されたロボットにおいて、前記第２のピストンの端面は、中心に向けて徐々に径が小さくなる先細り形状をなしている構成とすることができる。
【００２１】
これによれば、例えば、第２のピストンの端面が一方向に向けて傾斜するような構成と比較して、第２のピストンの製造や組付を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、作動液内での気泡の発生を抑制したり、作動液中の気泡を液圧源で回収したりすることができるので、作動液中に混入する空気の量を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】一実施形態に係るロボットの正面図である。
【図２】伸びた状態の指機構の縦断面図である。
【図３】曲げた状態の指機構の縦断面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図（ａ）と、（ａ）のＢ−Ｂ断面図（ｂ）である。
【図５】液圧源の全体構成を示す図である。
【図６】液圧源の拡大図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ断面図である。
【図８】シリンダスリーブの斜視図である。
【図９】液圧駆動装置の作用の説明図（ａ），（ｂ）である。
【図１０】実施形態に係る第１のシリンダの作用の説明図（ａ）と、比較例に係る第１のシリンダの作用の説明図（ｂ）である。
【図１１】変形例に係る第２のピストンの下端部を示す図（ａ）と、（ａ）のＤ−Ｄ断面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態に係るロボット１は、人型のロボットであり、胴体となる胴部２と、胴部２に連結された頭部３、左右の腕部４Ｌ，４Ｒおよび左右の脚部５Ｌ，５Ｒとを主に備えている。左右の腕部４Ｌ，４Ｒの先端には、それぞれ、エンドエフェクタの一例として人の手を模倣したハンド６が設けられ、各ハンド６は、手掌・手背を構成する部位に相当する基部７と、指に相当する５つの指機構８とを備えている。
【００２５】
各ハンド６内には、シリンダやピストンなどから構成され、油圧などの液圧の変化により作動して指機構８の関節を駆動することでハンド６を駆動する複数の液圧駆動装置１０が配設されている。また、胴部２（胸に相当する部分）内には、複数のシリンダやピストン、モータなどから構成され、作動油などの作動液の送出または吸入により液圧駆動装置１０のシリンダ内の液圧を変化させる液圧源２０が左右のハンド６に対応して１つずつ、合計２つ配設されている。液圧駆動装置１０と対応する液圧源２０とは、作動液で満たされた作動液管３０により接続されている。
【００２６】
図２に示指として用いるものの構成を代表例として示すように、指機構８は、指先側から順に、末節部８Ａ、中節部８Ｂおよび基節部８Ｃを有している。末節部８Ａと中節部８Ｂ、中節部８Ｂと基節部８Ｃ、および、基節部８Ｃと基部７は、それぞれ指先側から順に、ＤＩＰ関節８１、ＰＩＰ関節８２およびＭＰ関節８３を介して回動可能に連結されている。
【００２７】
基節部８Ｃ内には、基節部８Ｃに対し中節部８Ｂを駆動（回動）する液圧駆動装置１０Ａが配置され、基部７（図１参照）内には、基部７に対し基節部８Ｃを駆動（回動）する液圧駆動装置１０Ｂが配置されている。また、詳細な構成の説明は省略するが、中節部８Ｂ内には、リンク８４を含む複数のリンクが設けられており、基節部８Ｃに対する中節部８Ｂの回動に連動して末節部８Ａが中節部８Ｂに対して駆動（回動）するように構成されている。
【００２８】
リンク８４は、一端がＰＩＰ関節８２を介して基節部８Ｃに対し回動可能に連結され、他端が回動軸８５を介して末節部８Ａに対し回動可能に連結されている。このリンク８４の一端側には、液圧駆動装置１０Ａの後述するロッド１３の端部が回動軸８６を介して回動可能に連結されており、図３に示すように、液圧の変化によって液圧駆動装置１０Ａのロッド１３が作動したとき、リンク８４は、ＰＩＰ関節８２を中心として中節部８Ｂを回動する。このとき、ＤＩＰ関節８１に対するＰＩＰ関節８２の位置が変化し、中節部８ＢとＰＩＰ関節８２とを連結する図示しないリンクの作動により、中節部８Ｂの姿勢が決まることとなる。
【００２９】
次に、液圧駆動装置１０の構成について説明する。なお、以下においては、主に、基節部８Ｃ内に配置された液圧駆動装置１０Ａの構成について詳細に説明し、液圧駆動装置１０Ｂの構成については同様の構成要素に同一符号を付すこととする。
図２および図３に示すように、液圧駆動装置１０Ａ（１０）は、第１のシリンダ１１と、第１のピストン１２と、ロッド１３と、付勢部材の一例としてのトーションバネ１４とを主に備えて構成されている。
【００３０】
第１のシリンダ１１は、第１のピストン１２を基準としてロッド１３が配置された側とは反対側の端部である一端部が閉塞され、ロッド１３が配置された側の端部である他端部が開放された有底筒状に形成されている。
【００３１】
第１のピストン１２は、第１のシリンダ１１内に配置されて第１のシリンダ１１内に液圧室１５を形成し、液圧室１５内の液圧の変化により第１のシリンダ１１内を往復動する。この第１のピストン１２には、液圧室１５を密閉するため、環状のシール部材１２Ａが取り付けられている。また、第１のピストン１２のロッド１３側の面には、ロッド１３の後述する当接部１３Ａを受け入れ可能な凹み状の被当接部１２Ｂが形成されている。
【００３２】
ロッド１３は、一端に第１のピストン１２の被当接部１２Ｂに当接する略球状の当接部１３Ａが形成され、他端がハンド６の一部である中節部８Ｂ（液圧駆動装置１０Ｂの場合は「基節部８Ｃ」）に回動軸８６（液圧駆動装置１０Ｂの場合は「回動軸８７」）を介して回動可能に接続されている。
【００３３】
ロッド１３の一端である当接部１３Ａと第１のピストン１２の被当接部１２Ｂとは、図２や図３などに示す当接状態から、図９に示すように、離間可能に構成されている。より詳細には、第１のピストン１２の凹み状の被当接部１２Ｂが、底部分から開口縁に向けて径が徐々に大きくなる断面形状に形成されていることで、当接部１３Ａと被当接部１２Ｂは接離（当接または離間）自在となっている。なお、本発明では、比較的容易に接離可能であれば（例えば、後述するトーションバネ１４の付勢力で再嵌合可能な程度であれば）、被当接部１２Ｂが当接部１３Ａを掴むような形状に形成されていてもよい。
【００３４】
図２に戻り、トーションバネ１４は、ロッド１３の当接部１３Ａと第１のピストン１２の被当接部１２Ｂが当接する方向にロッド１３を付勢する部材である。液圧駆動装置１０Ａのトーションバネ１４は、コイル部分が回動軸８５に巻き付けられた状態で配置され、図３に示す姿勢から、図２に示す末節部８Ａを中節部８Ｂに対して伸ばし、かつ、中節部８Ｂを基節部８Ｃに対してそれぞれ伸ばした姿勢に付勢している。これにより、リンク８４を基節部８Ｃ側に向けて付勢し、リンク８４を介してロッド１３を第１のピストン１２に向けて付勢している。また、液圧駆動装置１０Ｂのトーションバネ１４は、コイル部分がＭＰ関節８３（支軸部８３Ａ（図４参照））に巻き付けられた状態で配置され、基節部８Ｃを基部７（液圧駆動装置１０Ｂの第１のシリンダ１１）に対して伸ばした姿勢に付勢することで、ロッド１３を第１のピストン１２に向けて付勢している。
【００３５】
図４（ａ）に示すように、液圧駆動装置１０Ａの第１のシリンダ１１は、その一端部にドリル加工の際に形成される、第１のシリンダ１１の中心軸線１１Ｃに向けて内径が徐々に小さくなる漏斗面状の内端面１１Ｅを有している。また、第１のシリンダ１１には、内端面１１Ｅの中心軸線１１Ｃからずれた位置から図示上方に向けて延び出し、図示右方向に屈曲する第１の流路１１Ｆが形成されている。
【００３６】
第１の流路１１Ｆは、第１のシリンダ１１の内端面１１Ｅ側の端部１１Ａと、当該第１のシリンダ１１に一体に形成された側面視Ｌ字形状の管部１６とにより形成されており、作動液管３０（図２参照）を介して液圧源２０に接続されている。管部１６は、図示左右方向に延びる部分が円筒状をなしており、第１のシリンダ１１が配設された基節部８Ｃを基部７（図１参照）に対して回動可能とする支軸部８３Ａを有している。
【００３７】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、内端面１１Ｅには、当該内端面１１Ｅに対して凹んだ形状をなし、内端面１１Ｅの中心（中心軸線１１Ｃ）と第１の流路１１Ｆとを接続するように第１のシリンダ１１の径方向に延びる溝部１１Ｇが形成されている。液圧駆動装置１０Ａの第１のシリンダ１１は、ロボット１が図１に示す直立姿勢にあるとき、図４（ａ）に示すように、中心軸線１１Ｃが上下方向に沿った状態となり、一端部（内端面１１Ｅ側）が上側に位置する。
【００３８】
図５に示すように、液圧源２０は、作動液貯留部２１と、ハンド６内に設けられた液圧駆動装置１０と同数の第２のシリンダ２２、第２のピストン２３およびモータ２４（図５では４つずつを図示）とを主に備えている。作動液貯留部２１は、第２のシリンダ２２内に供給するための作動液を貯留する部分である。第２のピストン２３は、第１の出入口２２Ａと第２の出入口２２Ｂを連通させる実線で示す第１位置と、最も下に下がった鎖線で示す第２位置との間で、第２のシリンダ２２内を往復動する部材である。モータ２４は、第２のピストン２３を前記した第１位置と第２位置との間で往復動させる駆動源である。
【００３９】
ロボット１が図１に示す直立姿勢にあるとき、液圧源２０は、上端部が下端部よりも左右方向内側を向くように、第２のシリンダ２２の中心軸線２２Ｃが鉛直方向Ｖに対して傾斜（交差）した状態で胴部２内に配置されている。
以下、本発明の特徴部分に係る構成の詳細について説明する。
【００４０】
図６に示すように、第２のシリンダ２２は、それぞれ、シリンダ本体４０と、シリンダ本体４０の液室４１を閉塞するＯリング４２，４３と、シリンダ本体４０の下端縁を閉じる蓋部材４４と、環状のシール部材５０と、シリンダスリーブ６０とを主に備えて構成されている。
【００４１】
シリンダ本体４０は、第２のシリンダ２２の筐体部分であり、図５に示すように、本実施形態においては複数の第２のシリンダ２２同士が一体化された部品（いわばシリンダブロック）として構成されている。図６に戻り、シリンダ本体４０の内周面には、第１の出入口２２Ａと、シリンダ本体４０の内周面に沿って径方向外側に向けて凹む形状の凹部４５（溝）と、第２の出入口２２Ｂが形成されている。
【００４２】
第１の出入口２２Ａは、シリンダ本体４０の下部４０Ｂの中央付近に１箇所形成され、作動液管３０（図５参照）を介して液圧駆動装置１０の第１のシリンダ１１（液圧室１５）に連通している。なお、１つの液圧駆動装置１０は、１本の作動液管３０を介して、対応する１つの第２のシリンダ２２に、１対１の関係で接続されている。そのため、図１では左右１本ずつしか示していないが、作動液管３０は、液圧源２０から複数本が延び出し、腕部４Ｌ，４Ｒ内を通って対応する液圧駆動装置１０に個別に接続されている。
【００４３】
図６に示すように、凹部４５は、シリンダ本体４０の中央部４０Ｃに形成されている。より具体的に、凹部４５は、第２のピストン２３の軸線方向におけるシール部材５０と第１位置にある第２のピストン２３の外周面２３Ａの下縁部２３Ｂ（第１の出入口２２Ａ側の縁部）との間と重なる位置（下縁部２３Ｂと対向する位置）で、第２のピストン２３との間に隙間（流路）ができるように形成されている。
【００４４】
第２の出入口２２Ｂは、凹部４５内に開口するように形成されており、作動液貯留部２１に連通している。図６に示した第２のシリンダ２２には、図７に示すように、凹部４５内の４箇所に第２の出入口２２Ｂが形成されている。各第２の出入口２２Ｂは、それぞれ隣接する第２のシリンダ２２の第２の出入口２２Ｂと連通する第２の流路４６Ａにより接続されている。また、図５に示すように、作動液貯留部２１に隣接する第２のシリンダ２２の第２の出入口２２Ｂは、第２の流路４６Ｂにより作動液貯留部２１に接続されている。このような構成により、各第２のシリンダ２２の第２の出入口２２Ｂは、第２の流路４６Ａ，４６Ｂや隣接する第２のシリンダ２２の凹部４５内などを介して作動液貯留部２１に連通している。
【００４５】
図６に示すように、本実施形態において、第２の出入口２２Ｂは、中心軸線２２Ｃの上側（図示右側）に少なくとも１つが形成されている。より詳細には、図６および図７に示すように、第２の出入口２２Ｂは、中心軸線２２Ｃを最大傾斜方向とする平面ＰＬの上側（図示右側）に４つのうちの３つが形成されている。作動液中の気泡は、浮力によって平面ＰＬの上側に移動するため、平面ＰＬの上側に第２の出入口２２Ｂを形成することで、気泡を第２の出入口２２Ｂを通して凹部４５内から排出しやすくすることができる。
【００４６】
図６に戻り、シリンダ本体４０の下部４０Ｂの内径は、凹部４５が形成された中央部４０Ｃの内径よりも大きくなっており、本実施形態では、シール部材５０やシリンダスリーブ６０は、シリンダ本体４０内に下端部４０Ｄ（第１の出入口２２Ａ側の端部）から挿入され、シリンダ本体４０内に組み付けられる。シリンダ本体４０内（第２のシリンダ２２）に組み付けられたシール部材５０は、第１の出入口２２Ａと第２の出入口２２Ｂとの間であって下部４０Ｂと中央部４０Ｃとの間に形成される段差４０Ｅに上端面が当接した状態で配置される。
【００４７】
シール部材５０は、第２のピストン２３の往復動を許容しつつ、第２のピストン２３が嵌合したとき（鎖線参照）に第１の出入口２２Ａと第２の出入口２２Ｂの連通を遮断する部材である。
【００４８】
図６および図８に示すように、シリンダスリーブ６０は、上端面６１（第２の出入口２２Ｂ側の端面）がシール部材５０に対向して配置された筒状の部材であり、その周壁６２には、第１の出入口２２Ａに対応する位置に開口６３が形成されている。開口６３の内周面のうちシール部材５０側である内周面上部６３Ａには、作動液を第１位置にある第２のピストン２３の下端面２３Ｃに向けて案内するための傾斜が形成されている。このようなシリンダスリーブ６０をシリンダ本体４０内に配置することで、シール部材５０の内周面とシリンダスリーブ６０の内周面との間に形成される段差を、シリンダスリーブ６０が配置されない場合のシール部材５０の内周面とシリンダ本体４０（下部４０Ｂ）の内周面との間に形成される段差よりも小さくすることができる。
【００４９】
図６に示すように、第２のピストン２３は、第２のシリンダ２２内に配置されており、下端部が閉塞した有底筒状に形成されている。この第２のピストン２３の下端面２３Ｃには、当該第２のピストン２３が実線で示す第１位置にあるときに作動液を第２の出入口２２Ｂに向けて案内するための傾斜が形成されている。より具体的に、本実施形態の第２のピストン２３の下端面２３Ｃは、中心（中心軸線２２Ｃ）に向けて徐々に径が小さくなる先細り形状をなしている。
【００５０】
図５に示すように、モータ２４は、第２のシリンダ２２（シリンダ本体４０）の上部に設けられており、ボールねじ２４Ｓを回転駆動する。ボールねじ２４Ｓは、第２のピストン２３の上部に設けられたナット２３Ｎに螺合しており、モータ２４は、ボールねじ２４Ｓを回転駆動することによりナット２３Ｎを介して第２のピストン２３を往復動（上下動）させる。
【００５１】
次に、以上説明したロボット１の作用効果について説明する。
図２に示す伸びた状態のＰＩＰ関節８２およびＤＩＰ関節８１を図３に示す曲げた状態とするとき、液圧駆動装置１０Ａに対応するモータ２４（図５参照）を順方向に回転駆動して、図６に実線で示す第１位置から鎖線で示す第２位置に向けて第２のピストン２３を移動させる。これにより、作動液が、第１の出入口２２Ａを通して第２のシリンダ２２外へ送出され、作動液管３０を介して図２に示す液圧駆動装置１０Ａの液圧室１５内に供給される。
【００５２】
液圧室１５内に作動液が供給されると、図３に示すように、第１のピストン１２が押されて第１のシリンダ１１内を図示左方向に移動するとともに、第１のピストン１２に押されてロッド１３が第１のシリンダ１１内から出る方向に移動する。これにより、基節部８Ｃに対して中節部８Ｂが反時計回りに回動し、これに連動して中節部８Ｂに対して末節部８Ａが反時計回りに回動する。その結果、ＰＩＰ関節８２およびＤＩＰ関節８１が駆動して曲がった状態となる。
【００５３】
一方、図３に示す曲がった状態のＰＩＰ関節８２およびＤＩＰ関節８１を図２に示す伸びた状態とするとき、液圧駆動装置１０Ａに対応するモータ２４を逆方向に回転駆動して、図６に鎖線で示す第２位置から実線で示す第１位置に向けて第２のピストン２３を移動させる。これにより、作動液が、第１の出入口２２Ａを通して第２のシリンダ２２内に吸入され、作動液管３０を介して図３に示す液圧駆動装置１０Ａの液圧室１５内から吸引される。
【００５４】
液圧室１５内から作動液が吸引されると、図２に示すように、第１のピストン１２が吸引されて第１のシリンダ１１内を図示右方向に移動する。これにより、ロッド１３が第１のシリンダ１１内に入る方向に移動可能となるので、トーションバネ１４の付勢力により、ロッド１３を第１のピストン１２に追従させながら、基節部８Ｃに対して中節部８Ｂが時計回りに回動し、中節部８Ｂに対して末節部８Ａが時計回りに回動する。その結果、ＰＩＰ関節８２およびＤＩＰ関節８１が駆動して伸びた状態となる。
【００５５】
ここで、図９（ａ）に示すように、伸びた状態のＤＩＰ関節８１やＰＩＰ関節８２が外力によって急に折り曲げられた場合、中節部８Ｂに接続されたロッド１３は、第１のシリンダ１１内から出る方向に急に移動することとなる。本実施形態では当接部１３Ａと被当接部１２Ｂが接離自在なので、ロッド１３は第１のピストン１２から離間して単独で移動することとなり、第１のピストン１２は図９（ａ）や図２に示す位置に静止させておくことができる。これにより、第１のピストン１２の移動による液圧室１５内の液圧の低下を抑制することができる。
【００５６】
また、図９（ｂ）に示すように、例えば、曲がった状態のＤＩＰ関節８１やＰＩＰ関節８２が伸びることができないように抑えられたり、引っ掛かったりした場合、中節部８Ｂに接続されたロッド１３は移動することができなくなる。このような状況下において、液圧室１５内の作動液が吸引された場合、本実施形態では当接部１３Ａと被当接部１２Ｂが接離自在なので、第１のピストン１２は、動けないロッド１３から離間して単独で移動することができる。これにより、第１のピストン１２が動けないことによる液圧室１５内の液圧の低下を抑制することができる。
【００５７】
以上のように、本実施形態のロボット１によれば、液圧室１５内の液圧の低下を抑制できることで、外部の空気の侵入などによる第１のシリンダ１１内（作動液内）での気泡の発生を抑制することができる。そして、これにより、作動液中に混入する空気の量を抑制することができる。
【００５８】
一方、シール部材１２Ａの経年劣化などによって第１のシリンダ１１内に外部の空気が侵入してしまったり、温度変化などによってもともと作動液中に溶解していた空気が気泡として現れたりした場合であっても、本実施形態のロボット１は、前記した特徴的な構成により作動液中の空気（気泡）を作動液貯留部２１に集めることで、作動液中に混入する空気の量を抑制することができるようになっている。
【００５９】
例えば、ロボット１は、直立姿勢にあるとき、第１のシリンダ１１の一端部（内端面１１Ｅ側）が上側に位置するので、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、第１のシリンダ１１内の作動液中の気泡Ａは、浮力により上側に移動する。このとき、本実施形態では、図１０（ａ）に示すように、漏斗面状の内端面１１Ｅに溝部１１Ｇが形成されているため、溝部１１Ｇ付近に滞留した気泡Ａは、作動液の吸引によって形成される作動液の流れにより溝部１１Ｇ内を移動して第１の流路１１Ｆ内に案内されることとなる。これにより、気泡を作動液貯留部２１に集めて回収することが可能となる。
【００６０】
なお、内端面１１Ｅに溝部１１Ｇが形成されていない場合、図１０（ｂ）に示す比較例のように、気泡は作動液に流れが形成されても、漏斗面状の内端面１１Ｅの中心付近に滞留し続けてしまう可能性がある。ちなみに、本実施形態では、図４（ａ）に示したように、第１の流路１１Ｆが端部１１Ａのうち第１のシリンダ１１の中心からずれた位置に開口しているので、第１のシリンダ１１の設計の自由度を向上させることができるようになっている。
【００６１】
図６に示すように、第１のシリンダ１１内から作動液管３０を通って移動してきた気泡は、第１の出入口２２Ａを通って第２のシリンダ２２内に入り、浮力や作動液の流れにより第２のシリンダ２２内を上方へ移動することとなる。このとき、本実施形態では、シリンダスリーブ６０の開口６３の内周面上部６３Ａに第２のピストン２３の下端面２３Ｃに向かう傾斜が形成されているので、気泡は開口６３の内周面で滞留することなく、第２のピストン２３（詳細には第２の出入口２２Ｂ）に向けて移動しやすくなっている。
【００６２】
また、シリンダスリーブ６０を配置したことで、シール部材５０の内周面とシリンダスリーブ６０の内周面との間に形成される段差が小さくなっているので、第１のシリンダ１１から移動してきた気泡や第２のシリンダ２２内で発生した気泡が段差付近で滞留することを抑制することができ、作動液の流れにより気泡を第２の出入口２２Ｂに向けて容易に移動させることができる。ちなみに、本実施形態では、シリンダ本体４０が、シール部材５０やシリンダスリーブ６０を下端部４０Ｄから組み付け可能に構成されているため、これらを容易に取り付けることができる。
【００６３】
第２のピストン２３の下端面２３Ｃに達した気泡は、下端面２３Ｃに傾斜が形成されていることで、この傾斜に沿って第２の出入口２２Ｂに向けて移動しやすくなっている。特に第２のピストン２３が第１位置から第２位置に向けて動作すると、気泡は、傾斜に沿って流れる作動液の流れにより第２の出入口２２Ｂに向けて効率的に案内されることとなる。
【００６４】
また、本実施形態では、第２のシリンダ２２の内周面に凹部４５が形成され、この凹部４５内に第２の出入口２２Ｂが形成されているので、第２の出入口２２Ｂと第２のピストン２３との間に隙間Ｓ（図７参照）が形成されることになり、気泡が第２の出入口２２Ｂに向けてより移動しやすくなっている。
【００６５】
さらに、本実施形態では、第２のシリンダ２２の中心軸線２２Ｃが鉛直方向Ｖに対して傾斜した状態で配置された構成において、第２の出入口２２Ｂが中心軸線２２Ｃの上側に形成されているので、作動液の流れだけではなく、浮力によっても気泡が第２の出入口２２Ｂに向けて移動しやすくなっている。
【００６６】
第２の出入口２２Ｂに入った気泡は、第２のピストン２３の駆動に伴う作動液の流れにより、第２の流路４６Ａや隣接する第２のシリンダ２２の凹部４５内を通り、最終的に図５に示す第２の流路４６Ｂを通って作動液貯留部２１内に集められることとなる。なお、作動液中の気泡は、作動液の粘度などにもよるが一定以上の径にはならないことが経験的にわかっている。そこで、第２の出入口２２Ｂの径および第２の流路４６Ａ，４６Ｂの径は、気泡のとり得る最大径以上であることが望ましい。これによれば、第２の出入口２２Ｂや第２の流路４６Ａ，４６Ｂの径を最小限として液圧源２０の大型化を抑制しつつ、気泡を作動液貯留部２１に向けて移動しやすくすることができる。
【００６７】
以上のように作動液中の気泡を作動液貯留部２１に回収できることで、作動液中に混入している空気の量を抑制することができる。これにより、エンドエフェクタとしてのハンド６の良好に駆動させることが可能となる。
【００６８】
以上に本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することができる。
例えば、前記実施形態では、付勢部材としてトーションバネ１４を例示したが、本発明はこれに限定されず、コイルバネなどのトーションバネ以外のバネであってもよい。
【００６９】
また、前記実施形態では、第２のピストン２３の下端面２３Ｃが中心に向けて徐々に径が小さくなる先細り形状をなしていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、第２のピストン１２３の下端面１２３Ｃは、第２のピストン１２３が図示しない第１の出入口と第２の出入口２２Ｂを連通させる位置にあるときに、作動液を１箇所の第２の出入口２２Ｂに向けて案内するような傾斜を有する形状に形成されていてもよい。なお、図１１（ａ），（ｂ）に示す第２のピストン１２３は、第２のシリンダ２２に組み付ける際に傾斜の向きを考慮する必要があるが、前記した実施形態のような下端面２３Ｃが中心に向けて徐々に径が小さくなる先細り形状をなす第２のピストン２３は、組み付けの際に向きを考慮する必要はないため、容易に組み付けを行うことができる。また、前記した実施形態の第２のピストン２３は、図１１（ａ），（ｂ）に示す第２のピストン１２３に比べて下端面２３Ｃの加工が容易であるため、容易に製造することができる。
【００７０】
また、前記実施形態では、第２のシリンダ２２の内周面に形成された凹部４５が内周面に沿って連続的に延びる１つの溝として形成されていたが、本発明はこれに限定されず、凹部は、複数形成されていてもよい。具体的には、例えば、凹部は、第２のシリンダの内周面に沿って断続的に形成された複数の溝などであってもよい。また、前記実施形態では、第２の出入口２２Ｂが１つの第２のシリンダ２２に複数形成されていたが、本発明はこれに限定されず、第２の出入口は１つだけであってもよい。
【００７１】
また、前記実施形態では、シール部材５０が第２のシリンダ２２に設けられていたが、本発明はこれに限定されず、例えば、第２のピストンに設けられていてもよい。また、前記実施形態では、第２のシリンダ２２内にシリンダスリーブ６０が配置されていたが、本発明はこれに限定されず、例えば、シリンダスリーブを備えない構成であってもよい。
【００７２】
また、前記実施形態では、シール部材として環状のシール部材５０を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、シール部材は、ゴムなどから形成された板状の部材に円形の貫通穴をあけたものであってもよい。なお、シール部材として板状の部材に複数の貫通穴を適宜な間隔で形成したものを用いることで、複数の第２のシリンダ間でシール部材を共通化することが可能となり、部品点数やシール部材の組み付け工程などを減らすことが可能となる。
【００７３】
また、前記実施形態では、第２のシリンダ２２は、中心軸線２２Ｃが鉛直方向Ｖに対して傾斜した状態で配置されていたが、本発明はこれに限定されず、例えば、第２のシリンダは、中心軸線が水平方向に沿った状態で配置されていてもよい。
【００７４】
また、前記実施形態では、本発明を人型のロボットに適用した例を示したが、これに限定されず、例えば、アーム型のロボットなどに適用してもよい。また、前記実施形態では、エンドエフェクタとして人の手を模倣したハンド６を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、産業用ロボットのハンド（ハンドリング装置）などであってもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１      ロボット
６      ハンド
１０    液圧駆動装置
１１    第１のシリンダ
１１Ａ  端部
１１Ｃ  中心軸線
１１Ｅ  内端面
１１Ｆ  第１の流路
１１Ｇ  溝部
１２    第１のピストン
１２Ｂ  被当接部
１３    ロッド
１３Ａ  当接部
１４    トーションバネ
２０    液圧源
２１    作動液貯留部
２２    第２のシリンダ
２２Ａ  第１の出入口
２２Ｂ  第２の出入口
２２Ｃ  中心軸線
２３    第２のピストン
２３Ａ  外周面
２３Ｂ  下縁部
２３Ｃ  下端面
４０    シリンダ本体
４０Ｄ  下端部
４５    凹部
４６Ａ  第２の流路
４６Ｂ  第２の流路
５０    シール部材
６０    シリンダスリーブ
６１    上端面
６２    周壁
６３    開口
６３Ａ  内周面上部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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