(57)【要約】  三つのチャンバをもつ複動変形流体アクチュエータは、三つの線対称同軸幕体（１０，１１，１２）からなり、これらは、二つの端部・部材（１３と１４）により拘束され、三つのチャンバ、即ち内側チャンバ（１５）、中間チャンバ（１６）および外側チャンバ（１７）に区別され、各チャンバには、前記端部・部材の一方に設置のコネクタ（１８，１９，２０）それぞれを介して加圧状態で流体が供給されるようになっている。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三つの線対称の同軸の幕体（１０，１１，１２）を備え、これらは、二つの端部・部材（１３，１４）で拘束されて三つのチャンバ、即ち内側チャンバ（１５）、中間チャンバ（１６）および外側チャンバ（１７）に識別されるようになっており；各チャンバには、前記部材の一方に設置のそれぞれのコネクタ（１８，１９，２０）を介して流体が加圧されながら供給されることを特徴とする三つのチャンバをもつ複動作用の変形可能なアクチュエータ。
【請求項２】
外側幕体（１０）と内側幕体（１２）は、前記アクチュエータの経線方向への伸び  が限定され、中央幕体（１１）は、円周方向への伸びが限定されているように設置されていることを特徴とする請求項１による変形可能なアクチュエータ。
【請求項３】
外側幕体（１０）と内側幕体（１２）は、前記アクチュエータの経線方向に伸びず、中央幕体（１１）は、円周方向へ伸びないように設置されていることを請求項１による変形可能なアクチュエータ。
【請求項４】
中央幕体（１１）と内側幕体（１２）は、前記アクチュエータの経線方向への伸び  が限定又は伸びず、一方外側幕体（１０）は、円周方向への伸びが限定又は伸びないように設置されていることを特徴とする請求項１による変形可能なアクチュエータ。
【請求項５】
中央幕体（１１）と外側幕体（１０）は、前記アクチュエータの経線方向への伸びが限定されるか又は伸びず、一方内側幕体（１２）は、円周方向への伸びが限定されるか又は伸びないように設置されていることを特徴とする請求項１による変形可能なアクチュエータ。
【請求項６】
前記幕体は、押したり、引いたりするために高い変形性が必要な領域では、その役割を果たすことを特徴とする請求項１による変形可能なアクチュエータ。
【請求項７】
前記幕体のセット（１０，１１，１２）は、二つのものが互いに上向きにあり、円周方向の接続ストレッチ（２０）により連結され、内側チャンバ（１５）がこれにより外部から離されていることを特徴とする請求項１による変形可能なアクチュエータ。
【請求項８】
前記幕体のセット（１０，１１，１２）は、三つ又はそれ以上のセットものであり、互いに上向きにあり、それぞれ円周方向の複数の接続ストレッチにより連結され、内側チャンバ（１５）がこれらにより外部から離されていることを特徴とする請求項１による変形可能なアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、引っ張り力と押す力の両者を発揮することができる三つのチャンバをもつ複動変形可能な流体アクチュエータに関するものである。
【０００２】
流体アクチェータの関係においては、近来、シリンダーのような在来形式の改良に加えて、変形可能なアクチュエータの開発が行われ、これらのアクチュエータにおいては、アクチュエータの構造そのものが圧力によって変形し、アクチュエータそのものが収縮して、引張力作用をもつようになっている。
【０００３】
筋肉タイプと一般に言われている前記アクチュエータは、質量が低く、質量に対し引張力が強く、摺動パーツがなく、効能率が高く、潤滑の必要がなく、経済的で汚染のおそれがない流体（非潤滑エアー、水）で動き、構造が運動的にきまらないで動き、極端な環境（大気がなく、表面温度の高い勾配）においても作動するようないくつかの利点を呈する。
【０００４】
このような特性は、特に、ロボット、バイオメカニカルおよび宇宙空間への利用における構造体を動かす用途に適している。
【０００５】
他方、筋肉タイプのアクチュエータは、度がすぎた引張力を発揮する点で大きな欠点があり、したがって、相反する筋肉の理屈にしたがって二つのアクチェータを設置しないかぎり、複動形式では使用できない。
【０００６】
書類第ＤＥ−２９８１６１００Ｕにより作られたアクチュエータは、スラスト力が出せる在来の筋肉タイプのアクチュエータの利点を加え、自動化システムばかりでなく、振動から隔離したり、自動車サスペンションに使用できるようにしている。
【０００７】
その実施例の一つにおける前記アクチュエータにおいては、二つの同軸の変形可能なチャンバ、即ち、内側チャンバと外側チャンバが二つの端部・部材の間にある。
【０００８】
前記端部・部材は、二つの同軸のチャンバへの供給を別に行い、さらに、前記アクチュエータを動かす構造体へ定着できるようにしている。
【０００９】
しかしながら、この書類によると，前記二つのチャンバ、即ち、内部のものと、外部のものとは、非常にかたい素材、即ち、前記チャンバが作られている幕体の素材よりもはるかにかたい素材のフレキシブルな要素の壁で仕切られている。前記要素は、前記端部・部材を互いに連結している。
【００１０】
前記外側チャンバへ流体を供給することにより、前記フレキシブルの要素が変形し、アクッチュエータが収縮し、前記内側チャンバへ流体を供給することにより、前記フレキシブルの要素が反対方向へ変形し、アクチュエータが伸びるようになる。
【００１１】
また本出願人の名義である書類第ＷＯ−０３／０３３９１７は、変形可能な同軸の線対称の二つの幕体からなるアクチュエータを記載しており、二つの端部・部材に拘束されていて、内側チャンバと外側チャンバである二つの同軸チャンバを構成するようになっている。
【００１２】
前記外側チャンバに流体を加圧しながら供給することにより、前記幕体の両者は、円周方向に変形するが、長さ方向には変形せず、したがって、前記端部・部材が相互に接近し、ここで引張力が発揮される。その代わりに、前記外側チャンバと内側チャンバへ同時に供給されると、前記端部・部材に作用する加圧された流体により前記アクチュエータが伸びるようになり、スラスト力が働くようになる。
【００１３】
この書類の場合、前記した書類のものとは異なり、硬い壁が前記幕体の間に設定されておらず、前記幕体は、円周方向に極めて変形しやすく、長さ方向に変形しにくくなっている。
【００１４】
上記特性は、例えば、マトリックスに繊維を埋めこんで長さ方向の強化を図ったエラストマー性の幕体を使用することで得られる。
【００１５】
しかしながら、このようにしても、極めて強くないスラストで、前記アクチュエータを使用状況に応じて全体的に調節できる力をもって作動させることができない点でのパフォーマンスになってしまう欠点がある。
【００１６】
この発明の目的は、例えば前記したような既知のアクチュエータのものよりもスラスト野天ですぐれたパフォーマンスを保証する複動作用の変形可能な流体アクチュエータを提供することにある。
【００１７】
この発明の他の目的は、各形態において完全にモジュレートできる力をもつアクチュイエータならびにエネルギーを逃がすための装置の両者として働くアクチュエータを提供することである。
【００１８】
前記目的と以下の記述からさらに明らかに理解できるさらなる目的のために、この発明は、三つのチャンバをもつ複動作用の変形可能なアクチュエータを提供するものであって、このアクチュエータは、三つの線対称の同軸の幕体を備え、これらは、二つの端部部材で拘束され、三つのチャンバ；内側チャンバ、中間チャンバおよび外側チャンバに識別されるようになっていることを特徴とするものである。各チャンバには、前記部材の一方に設置のそれぞれのコネクタを介して流体が加圧されながら供給される。
【００１９】
添付の図面を参照しながら、この発明による複動作用の変形可能な流体アクチュエータを記載するものである。
【００２０】
先ず第１に、図１から注目されるように、アクチュエータは、３つの線対称同軸幕体１０，１１，１２からなり、これらは、二つの端部・部材１３，１４により拘束されて３つのチャンバになるようになっている；内側チャンバ１５，中間チャンバ１６；および外側チャンバ１７。
【００２１】
前記幕体は、一方向に十分に変形するようになっているが実用上では前記第１の方向に対し直交する方向には変形しない。
【００２２】
特に、外側幕体１０と内側幕体１２は、前記アクチュエータの経線にそって限られたものであるか又は延長されないものである一方、中央幕体１１は、円周方向に限られているものか又は延長されないものになっている。
【００２３】
前記三つのチャンバへの流体の供給は、上部端部部材１３に設定されている３ケのコネクタ１８，１９，２０を介して行われ、これらコンケウタのそれぞれは、それぞれのチャンバ１５，１６，１７に接続している。
【００２４】
中間チャンバ１６と外側チャンバ１７に加圧状態で流体を供給すると、引っ張り構成になる一方、中間チャンバ１６と内側チャンバ１５に加圧状態で流体を供給すると、押圧構成が得られる。
【００２５】
前記書面第ＷＯ−０３／０３３９１７で触れた既知のアクチュエータ、特に複動変形流体アクチュエータと比較すると、この発明は、スラストの点ですぐれたパフォーマンスを発揮するもので、これは、中央幕体１１で外側幕体１０が引っ張られないようになっているからである。
【００２６】
さらに、異なる圧力で概ね動作することができる三つの容積の存在により、前記装置は、各状態で完全に調節できる力もつアクチュエータとして、さらにまた、エネルギーを発散する装置の両者として機能する。
【００２７】
前記発散機能は、抵抗にあいながら流体が内部を流れるようにする適当なスキームにより前記アクチェータの前記複数のチャンバの連通による動作サイクルの間に得ることができる。
【００２８】
図２と図３は、図１のアクチュエータの二つの変形実施例を図示するもので、特に詳しくは、図２の実施例では、図１の幕体１０，１１，１２の二組が互いに上下に設定されていて、これら二組のものは、円周方向の伸縮性のある接続具２０で結合されており、この接続具は、内側チャンバ１５を外部から分離している。
【００２９】
図３の実施例においては、幕体１０，１１，１２は、三組になっていて、互いに上下関係になって分離され、二つの伸縮性のある接続具２０，２１で結合されている。
【００３０】
図１の構造に対する可能な変形例で考えられることは、前記幕体の構成における順番の変更である。特に、円周方向に延長できない前記幕体は、外側のものか又は内側のものであり、残る二つのものは、経線方向に延びない。前記幕体のオーダーを逆にすることで、押す位相と引く位相が前記した場合のそれらと異なるチャンバを供給することにより得られる。
【００３１】
円周方向へ延びない前記幕体が外側のものである場合、三つのチャンバすべてに供給することによりスラストが得られるが、中間チャンバのみに供給することにより引っ張り力が得られる；円周方向へ延びない前記幕体が内側のものである場合、前記内側チャンバへ供給することによりスラストが得られ、外側チャンバへ供給することにより引っ張り力が得られる。
【００３２】
同じ作動原理を実行するためのさらなる変形実施例においては、突出した幕体を円周方向又は経線方向に長くなったものに代えたりすることができ、これらは、前記した作動が推定される突出した形態に変化をもつ幕体が要求される。特に突出部は、大きな変形が要求される領域にある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１の実施例における一部を切断した、この発明によるアクチュエータを示す。
【図２】別の一つの実施例における再び一部を切断した、この発明によるアクチュエータを示す。
【図３】さらに別の実施例における再び一部を切断した、この発明によるアクチュエータを示す。
【符号の説明】
【００３４】
１０，１１，１２          線対称同軸幕体
１３、１４                端部・部材
１５、１６、１７          チャンバ
１８、１９、２０          コネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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