(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１底壁部（11）と第１外周壁部（12）とを有する浅皿状の硬質の第１カップ（１）と、
上記第１カップ（１）の第１底壁部（11）の内面に対応する第１底面壁部（31）と、上記第１外周壁部（12）に対応すると共に上記第１外周壁部（12）の第１先端縁部（12Ａ）を越えてアキシャル外方向（Ｙ1 ）へ突出する第１起立壁部（32）とを、有し、上記第１カップ（１）に内嵌された第１弾性膜体（３）と、
第２底壁部（13）と第２外周壁部（14）とを有する浅皿状の硬質の第２カップ（２）と、
上記第２カップ（２）の第２底壁部（13）の内面に対応する第２底面壁部（41）と、上記第２底壁部（13）と第２外周壁部（14）によって形成された隅部（15）に当接する第２起立壁部（42）とを、有し、上記第２カップ（２）に内嵌された第２弾性膜体（４）とを、
備え、
上記第１カップ（１）の第１外周壁部（12）の第１先端縁部（12Ａ）と、上記第２カップ（２）の第２外周壁部（14）の第２先端縁部（14Ａ）とを、小ギャップ（Ｇ）をもって接近・分離自在として、対面させ、
上記第１先端縁部（12Ａ）を越えて突出する上記第１起立壁部（32）は、上記接近・分離自在な第１・第２先端縁部（12Ａ）（14Ａ）間の上記小ギャップ（Ｇ）を、内周面側から常に閉鎖するよう構成したことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
上記第１弾性膜体（３）の上記第１底面壁部（31）は、上記第１カップ（１）の上記第１底壁部（11）に対して、外周帯状領域（Ｍ0 ）は非固着状として、中央領域（Ｍ1 ）のみを相互に固着した請求項１記載のアクチュエータ。
【請求項３】
上記第２弾性膜体（４）の上記第２底面壁部（41）は、上記第２カップ（２）の上記第２底壁部（13）に対して、全面的に固着一体化した請求項１記載のアクチュエータ。
【請求項４】
上記第１弾性膜体（３）の上記第１起立壁部（32）の横断面形状は、ラジアル内方側に傾斜辺（５）を有する台形状であり、台形の上辺寸法を（Ｗ1 ）とすると共に、上記第１起立壁部（32）を含んだ上記第１弾性膜体（３）の最大厚さ寸法を（Ｈ3 ）とすれば、下記の数式１が成立する請求項１，２又は３記載のアクチュエータ。
１．０・Ｈ3 ≦Ｗ1 ≦２．５・Ｈ3…（数式１）
【請求項５】
回転軸（21）の回転を停止状態に保つためにバネ（22）の弾発付勢力（Ｆ22）を利用するクランプ装置に於て、上記弾発付勢力（Ｆ22）を殺す反付勢力（Ｆ10）を付与して上記回転軸（21）を回転可能状態に切換えるために、請求項１，２，３又は４記載のアクチュエータを具備しているクランプ装置。
【請求項６】
回転軸（21）を停止状態に保つための付勢力を付与するために、請求項１，２，３又は４記載のアクチュエータを具備しているクランプ装置。
【請求項７】
長尺ガイド部材（45）に沿って移動する走行体を停止状態に保つ制動力を付与するために、請求項１，２，３又は４記載のアクチュエータを具備しているクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ、及び、そのアクチュエータを用いたクランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧や空圧等を用いた流体アクチュエータとして、シリンダチューブ内を往復作動するピストンと、このピストンに連結されたピストンロッドから構成された油圧（空圧）シリンダが、周知であって、広く使用されてきた。
しかし、この油圧（空圧）シリンダは、全体の長さ寸法が大であって、工作機械やロボットや各種産業機械に於て、その回転運動、又は、直線運動を、制止するクランプ装置等の省スペース化の阻害要因となっていた。
【０００３】
そこで、本発明者は、流体圧を受けて弾性変形する弾性膜又は弾性袋体を使用したアクチュエータに関して、調査及び検討を、長い間、行ってきた。
図15に示すように、ゴム製の弾性膜51，51を使用したダイヤフラム式ポンプ52に於ては、被圧送液体53を一方向54に圧送することができる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１３０３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図15に示したダイヤフラム式ポンプ52では、プランジャ55の往復動によって、液体56の圧力が被圧送液体53に伝達されて、一方向54に吐出圧送される構成である。
しかしながら、図15における（Ａ）と（Ｂ）に示されたように、弾性膜51自身が弾性変形するにかかわらず、その弾性変形を外部に、機械的に取出して活用することは不可能である。
【０００６】
他方、従来から図16（Ａ）又は図16（Ｂ）に示すような横断面形状の弾性袋体60が公知であって、流体が圧入されると、実線から細い２点鎖線のように膨張するチューブ（管）状の弾性袋体である。
太い２点鎖線58は膨張変形した弾性袋体60が圧接する（静止した）相手面を示す。
【０００７】
即ち、図16（Ａ）（Ｂ）に示す弾性袋体60は、気体の密封用に使用可能ではあるが、これをアクチュエータに使用しようとしても、次のような欠点（ｉ）（ii）があった。
（ｉ）膨張変形時の断面形状と姿勢が不安定で、かつ弾性変形量も過大となり、耐久性に劣り、寿命が短いという欠点。
（ii）膨張変形時の断面形状と姿勢が不安定であるので、一定の機械的外力（付勢力）を安定的に発揮することが至難であるという欠点。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明に係るアクチュエータは、第１底壁部と第１外周壁部とを有する浅皿状の硬質の第１カップと；上記第１カップの第１底壁部の内面に対応する第１底面壁部と、上記第１外周壁部に対応すると共に上記第１外周壁部の第１先端縁部を越えてアキシャル外方向へ突出する第１起立壁部とを、有し、上記第１カップに内嵌された第１弾性膜体と；第２底壁部と第２外周壁部とを有する浅皿状の硬質の第２カップと；上記第２カップの第２底壁部の内面に対応する第２底面壁部と、上記第２底壁部と第２外周壁部によって形成された隅部に当接する第２起立壁部とを、有し、上記第２カップに内嵌された第２弾性膜体とを；備え；上記第１カップの第１外周壁部の第１先端縁部と、上記第２カップの第２外周壁部の第２先端縁部とを、小ギャップをもって接近・分離自在として、対面させ；上記第１先端縁部を越えて突出する上記第１起立壁部は、上記接近・分離自在な第１・第２先端縁部間の上記小ギャップを、内周面側から常に閉鎖するよう構成した。
【０００９】
また、上記第１弾性膜体の上記第１底面壁部は、上記第１カップの上記第１底壁部に対して、外周帯状領域は非固着状として、中央領域のみを相互に固着したものである。
また、上記第２弾性膜体の上記第２底面壁部は、上記第２カップの上記第２底壁部に対して、全面的に固着一体化したものである。
【００１０】
また、上記第１弾性膜体の上記第１起立壁部の横断面形状は、ラジアル内方側に傾斜辺を有する台形状であり、台形の上辺寸法をＷ1 とすると共に、上記第１起立壁部を含んだ上記第１弾性膜体の最大厚さ寸法をＨ3 とすれば、下記の数式１が成立する。
１．０・Ｈ3 ≦Ｗ1 ≦２．５・Ｈ3 …（数式１）
【００１１】
また、本発明に係るクランプ装置は、第１底壁部と第１外周壁部とを有する浅皿状の硬質の第１カップと；上記第１カップの第１底壁部の内面に対応する第１底面壁部と、上記第１外周壁部に対応すると共に上記第１外周壁部の第１先端縁部を越えてアキシャル外方向へ突出する第１起立壁部とを、有し、上記第１カップに内嵌された第１弾性膜体と；第２底壁部と第２外周壁部とを有する浅皿状の硬質の第２カップと；上記第２カップの第２底壁部の内面に対応する第２底面壁部と、上記第２底壁部と第２外周壁部によって形成された隅部に当接する第２起立壁部とを、有し、上記第２カップに内嵌された第２弾性膜体とを；備え；上記第１カップの第１外周壁部の第１先端縁部と、上記第２カップの第２外周壁部の第２先端縁部とを、小ギャップをもって接近・分離自在として、対面させ；上記第１先端縁部を越えて突出する上記第１起立壁部は、上記接近・分離自在な第１・第２先端縁部間の上記小ギャップを、内周面側から常に閉鎖するよう構成したアクチュエータを、回転軸の回転を停止状態に保つためにバネの弾発付勢力を利用するクランプ装置に於て、上記弾発付勢力を殺す反付勢力を付与して上記回転軸を回転可能状態に切換えるために、付設している。
【００１２】
また、本発明に係るクランプ装置は、第１底壁部と第１外周壁部とを有する浅皿状の硬質の第１カップと；上記第１カップの第１底壁部の内面に対応する第１底面壁部と、上記第１外周壁部に対応すると共に上記第１外周壁部の第１先端縁部を越えてアキシャル外方向へ突出する第１起立壁部とを、有し、上記第１カップに内嵌された第１弾性膜体と；第２底壁部と第２外周壁部とを有する浅皿状の硬質の第２カップと；上記第２カップの第２底壁部の内面に対応する第２底面壁部と、上記第２底壁部と第２外周壁部によって形成された隅部に当接する第２起立壁部とを、有し、上記第２カップに内嵌された第２弾性膜体とを；備え；上記第１カップの第１外周壁部の第１先端縁部と、上記第２カップの第２外周壁部の第２先端縁部とを、小ギャップをもって接近・分離自在として、対面させ；上記第１先端縁部を越えて突出する上記第１起立壁部は、上記接近・分離自在な第１・第２先端縁部間の上記小ギャップを、内周面側から常に閉鎖するよう構成したアクチュエータを、回転軸を停止状態に保つための付勢力を付与するために、付設している。
【００１３】
また、本発明に係るクランプ装置は、第１底壁部と第１外周壁部とを有する浅皿状の硬質の第１カップと；上記第１カップの第１底壁部の内面に対応する第１底面壁部と、上記第１外周壁部に対応すると共に上記第１外周壁部の第１先端縁部を越えてアキシャル外方向へ突出する第１起立壁部とを、有し、上記第１カップに内嵌された第１弾性膜体と；第２底壁部と第２外周壁部とを有する浅皿状の硬質の第２カップと；上記第２カップの第２底壁部の内面に対応する第２底面壁部と、上記第２底壁部と第２外周壁部によって形成された隅部に当接する第２起立壁部とを、有し、上記第２カップに内嵌された第２弾性膜体とを；備え；上記第１カップの第１外周壁部の第１先端縁部と、上記第２カップの第２外周壁部の第２先端縁部とを、小ギャップをもって接近・分離自在として、対面させ；上記第１先端縁部を越えて突出する上記第１起立壁部は、上記接近・分離自在な第１・第２先端縁部間の上記小ギャップを、内周面側から常に閉鎖するよう構成したアクチュエータを、長尺ガイド部材に沿って移動する走行体を停止状態に保つ制動力を付与するために、付設している。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るアクチュエータによれば、内圧を受けた膨張変形時にあっても、第１・第２膜体の断面形状及び姿勢が常に安定しており、耐久性に優れて寿命が長い。また、アクチュエータとして機械的に外力（付勢力）を、安定して他部材に伝達する。
また、本発明に係るクランプ装置は、著しくコンパクト、かつ、軽量となって、しかも、構造が簡素で、保守管理も容易で、コストダウンも図り得る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のアクチュエータの第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明のアクチュエータの第２の実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明のアクチュエータの第３の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明のアクチュエータの第４の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明のアクチュエータの具体的構成を追加説明すると共に、内圧を受けた場合の作動を順次示した断面図である。
【図６】アクチュエータの第５の実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明に係るクランプ装置の第１の実施形態を示す要部断面図である。
【図８】クランプ装置の第２の実施形態を示す要部断面図である。
【図９】図７又は図８に示したクランプ装置の側面図である。
【図１０】図７に示したクランプ装置の具体的説明のための図であって、（Ａ）は倍力機構のベクトル説明図、（Ｂ）は倍力機構の第１板片と第２板片の形状説明図、（Ｃ）は倍力機構の要部説明図である。
【図１１】図７，図８のクランプ装置の要部断面図である。
【図１２】本発明に係るクランプ装置の第２の実施形態を示す要部断面図である。
【図１３】作用を説明する図であって、（Ａ）は図12の要部とベクトルを説明する図、（Ｂ）はベクトル図である。
【図１４】第１板片と第２板片の形状及び配置関係を示した説明図である。
【図１５】従来例を示す断面図である。
【図１６】従来例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図１は、本発明に係るアクチュエータ10の第１の実施形態を示す。１は第１底壁部11と第１外周壁部12とを有する浅皿状の硬質の第１カップである。
また、第１カップ１には浅皿状の第１弾性膜体３が嵌着（内嵌）されている。
【００１７】
この第１弾性膜体３は、第１カップ１の第１底壁部11の内面に対応する第１底面壁部31と、第１カップ１の第１外周壁部12の内面に対応する第１起立壁部32とを、有する。しかも、この第１起立壁部32は、第１カップ１の第１外周壁部12の第１先端縁部12Ａを越えて、アキシャル外方向Ｙ1 に小突出寸法Ｈ1 だけ、突出している。
２は、第２底壁部13と第２外周壁部14とを有する浅皿状の硬質の第２カップである。
【００１８】
なお、本発明に於て、第１カップ１・第２カップ２が「硬質」とは、金属やＦＲＰプラスチックや炭素繊維強化プラスチック、あるいは、硬質プラスチック等であって、一般的なゴム材よりも、十分に硬度が高く、弾性変形しにくい特性を言う。
【００１９】
また、第２カップ２には浅皿状の第２弾性膜体４が嵌着（内嵌）されている。
この第２弾性膜体４は、第２カップ２の第２底壁部13の内面に対応する第２底面壁部41を有する。さらに、第２カップ２の第２底壁部13の内面と、第２外周壁部14の内面によって形成された隅部15に当接する（低い）第２起立壁部42を有する。
【００２０】
そして、第１カップ１の第１外周壁部12の上記第１先端縁部12Ａと、第２カップ２の第２外周壁部14の第２先端縁部14Ａとを、小ギャップ（間隙）Ｇをもって接近・分離自在として、対面させる。
【００２１】
そして、第１先端縁部12Ａを越えて、アキシャル外方向Ｙ1 へ突出する第１起立壁部32は、接近・分離自在な第１・第２先端縁部12Ａ，14Ａ間の上記小ギャップＧを、内周面側から、常に閉鎖している。
【００２２】
ところで、図５に於て、点線は固着部位を示し、第１弾性膜体３の第１底面壁部31は、第１カップ１の第１底壁部11に対して、円形環状の外周帯状領域Ｍ0 は、非固着状として相互に分離することも可能な状態にて当接している。これに対して、円形の中央領域Ｍ1 のみは相互に固着している。
他方、第２弾性膜体４は、その第２底面壁部41は、第２カップ２の第２底壁部13に対して、全面的に固着一体化されている（図５の点線の部位を参照）。
【００２３】
第１カップ１・第２カップ２に対して、ゴム，エラストマー，軟質プラスチック等から成る第１・第２弾性膜体３，４を、（前述の）点線部位にて、固着するには、押出成形時に固着し、あるいは、接着剤や溶着剤や貼着剤、あるいは、焼付けによる固着、又は、機械的固着手段を、用いる。
【００２４】
また、図１に示した第１の実施の形態に於て、第１弾性膜体３の第１起立壁部32の横断面形状は、ラジアル内方側に傾斜辺５を有する台形状である。つまり、横断面形状は、台形の底辺と上辺は、第１底壁部11と平行であり、外周側の側辺は底辺と直角を成すと共に、内周側が傾斜辺５を有する。
【００２５】
このような台形の第１起立壁部32の上辺寸法をＷ1 とすると共に、上記第１起立壁部32を含んだ第１弾性膜体３の最大厚さ寸法をＨ3 とすると、次の数式１が成立するように、設定する。
１．０・Ｈ3 ≦Ｗ1 ≦２．５・Ｈ3…（数式１）
なお、図１，図２，図４，図５，図６では、Ｗ1 の値は、１．０・Ｈ3 に近い小さな値の場合を図示し、後述する図３の実施形態では、２．５・Ｈ3 に近い大きな値の場合を示す。
【００２６】
次に、図２に示す第２の実施の形態では、噛み込み防止円環部材６が付設された場合を示す。
第１カップ１の第１先端縁部12Ａと、第２カップ２の第２先端縁部14Ａの間に、（受圧状態で）小ギャップＧが形成された際に、第１起立壁部32の外周面の一部が、その小ギャップＧに食い込む（噛み込まれる）ことを、防止できる利点がある。
【００２７】
次に、図３に示す第３の実施の形態について説明すると、（一部、既に説明したように、）Ｗ1 の値を、前述の数式１における２．５・Ｈ3 に近い大きな値───例えば、
２．０・Ｈ3 ≦Ｗ1 ≦２．５・Ｈ3 
───に設定している。
【００２８】
図３のこのような台形上辺寸法Ｗ1 を、十分大きく設定することで次のような作用・効果を奏する。即ち、（ｉ）作動油又はエアー等の作動流体量を減少できる。（ii）第１弾性膜体３が過大に弾性変形することを防止して小ギャップＧに食い込むことを防止する作用をなす。
【００２９】
次に、図４に示す第４の実施の形態では、第２起立壁部42に全体円環状の小突条43を突設し、他方、第１起立壁部32には、その小突条43が噛合する全体円環状の小凹溝44を形成して、凹凸接合（ラビリンス溝）として、流体（特に、エアー）の外部漏洩を減少乃至防止できる。
なお、図１〜図４に於て、接手16と配管17を介して、第１・第２弾性膜体３，４にて包囲形成された密封性空室部20に、作動油又はエアーを注入・吐出可能に構成している。
【００３０】
次に、図５に関して、その作用（効果）について説明すると、図５（Ａ）は流体圧力（内圧）が零である無加圧状態を示し、その後、図５（Ｂ）に示す如く（流体が浸入開始した）加圧初期の低圧状態では、第１弾性膜体３は、外周帯状領域（非固着部）Ｍ0 が、第１カップ１の第１底壁部11から浮き上がって、第２カップ２側へ第１起立壁部32が容易に弾性変形する。その後、図５（Ｃ）に示した加圧状態としての、ギャップＧが増加した状態に、密封性を維持しつつスムーズに移行できる。
【００３１】
ところで、後述の図７〜図12に示すようなクランプ装置に、以上説明したアクチュエータ10を使用する場合、他部材に対して、第１カップ１と第２カップ２の少なくとも一方を取着（固着）する場合が多い。
【００３２】
そこで、図６に示す第５の実施の形態のように、他部材取付用のフランジ７を、第１カップ１（又は、第２カップ２）に、突設することも望ましい。また、図６に於て、第１カップ１の外周端縁から、第２カップ２の外周面８に軽く外嵌する円環壁部９を、アキシャル方向に突設して、第１カップ１と第２カップ２の両軸心が一致するように構成するのも、望ましい。
【００３３】
次に、図７及び図９〜図11は、以上説明したアクチュエータ10を利用したクランプ装置Ｋの一つの実施の形態を示す。しかも、図７に於ては、負型（ネガタイプ）のクランプ装置Ｋを例示する。
即ち、回転軸21の回転を（常時）停止状態───制動状態───に保持するバネ22の弾発付勢力を利用するクランプ装置Ｋである。このような負型のクランプ装置に於て、上記弾発付勢力Ｆ22を殺す反付勢力Ｆ10を付与して、回転軸21を回転可能状態───非制動状態───に切換えることができる。
【００３４】
具体的に説明すると、回転軸21は、ブラケット23の孔部に挿通されて（図外の）軸受にて回転自在に枢着されている。25は、回転軸21の外周面21Ａに接触可能として配設された横断面円弧状（図11参照）の複数の制動把持片である。
そして、隣り合う制動把持片25，25の間隙を増加させる方向に弾発付勢力Ｆ26を付与する弾性反撥部材26が、介設されている。具体的には、コイルバネや小円柱状弾性ゴム等から成る。
【００３５】
また、クランプケーシング27は、大径ケーシング部27Ａと複数の小径円筒部27Ｂとから成る。大径ケーシング部27Ａはブラケット23に固着され、内部空間には、後述の倍力機構Ｔg が収納される。また、複数の小径円筒部27Ｂの内部には、バネ22と作動円盤体28、及び、アクチュエータ10の一部が、収納される。なお、図９では、４個の小径円筒部27Ｂが配設され、従って、アクチュエータ10が４個付設されている場合を例示している。
【００３６】
図７に示したアクチュエータ10は、例えば、図６に於て説明したような構成であって、図６に示した第１カップ１の円環壁部９を省略して、かつ、フランジ７を有する形状として、フランジ７の孔部７Ａにボルトを挿入して小径円筒部27Ｂの外端面に螺着する。
【００３７】
即ち、アクチュエータ10の第１カップ１を固定カップとして用いる。他方、第２カップ２は可動カップとして、小径円筒部27Ｂの孔部27Ｃに、矢印Ｆ10にて示す方向及びその反対の方向に、往復摺動自在である。
【００３８】
図７から明らかなように、アクチュエータ10の可動カップ（第２カップ）２による前述の反付勢力Ｆ10は、バネ22の弾発付勢力Ｆ22に抗して作動円盤体28を押圧し、倍力機構Ｔg を介して制動把持片25の回転軸21に対する押圧力（制動力）を零とし、回転軸21が自由に回転可能状態に切換わる。
【００３９】
この倍力機構Ｔg の具体的な構成と作用に関して、以下、説明する。
この倍力機構Ｔg は、図７にあっては、バネ22の弾発付勢力Ｆ22を（最終的に）制動把持片25の回転軸圧接面に伝達する力伝達系（の途中）に介設されており、この倍力機構Ｔg は、出力軸29等の付勢力付与部Ｚと、八の字状を保って開脚・閉脚する２枚の第１板片36と第２板片37をもって構成した。
【００４０】
図10に示すように、第１板片36と第２板片37の対向辺36Ｂ，37Ｂに、小凹状内縁部36Ｃ，37Ｃが形成され、この小凹状内縁部36Ｃ，37Ｃによって形成される略円形孔部内に出力軸29が挿入される。かつ、出力軸29の内端の外鍔部29Ａに係止している。言い換えると、図例の出力軸29は“引き軸”として作用する。
【００４１】
また、第１板片36の外周端縁36Ａは、クランプケーシング27の大径ケーシング部27Ａの内周面に、圧接自在に組立られる。他方、第２板片37の内周端縁37Ａは、制動把持片25に圧接自在である。
【００４２】
図10（Ａ）に於て、倍力機構Ｔg の作用を説明すると、出力軸29にはバネ22（図７参照）による力（ベクトル）Ｆ22が作用し、これによって、第１板片36と第２板片37の各々には、極めて大きな力（ベクトル）が発生する。即ち、図10に示す角度θ´が９０°に近い角度であるが故に、第１板片36・第２板片37によるベクトル（分力）Ｆ36，Ｆ37は極めて大きくなる。
【００４３】
ところで、図７と図11に於て、複数の制動把持片25の全てを、ラジアル外方から包囲する円筒状の把持片受け輪33が設けられる。なお、図７では、この把持片受け輪33の横断面形状をコの字型として、制動把持片25の外周面のみならず、アキシャル方向の両側面をも包囲した場合を示す。
【００４４】
さらに、把持片受け輪33には、複数の窓部33Ａが貫設され、上述の倍力機構Ｔg の第２板片37が、この窓部33Ａを介して、制動把持片25に当接する。
しかも、各制動把持片25の外周面には、凹窪部25Ａが形成され、窓部33Ａからラジアル内方へ突入した第２板片37が凹窪部25Ａに突入する。
【００４５】
次に、図10に示したように、第１板片36と第２板片37の全周縁の断面形状は、所定の半径寸法Ｒの半円凸型である。これによって、八の字状を保ちつつ開脚・閉脚する一対の第１板片36・第２板片37は、円滑に作動できる。
【００４６】
次に、クランプ装置の他の実施形態を、図８に示す。この図８のクランプ装置は、作動型（ポジタイプ）であって、回転軸21を停止（制動）状態に保つための付勢力を、アクチュエータ10自身によって付与できる。
つまり、アクチュエータ10は、図７と同様にクランプケーシング27の先端に付設されているが、倍力機構Ｔg を形成する第１板片36・第２板片37が開脚する方向に、アクチュエータ10の流体圧による反付勢力Ｆ10を作用させる構造である。
【００４７】
また、図８では、第２カップ２の外面中央に低く突設した付勢力付与部Ｚを、直接に倍力機構Ｔg に当接（押圧）する構成としている。
その他の構成は、図７と同様であり、重複説明を省略する。図７に比べて、アキシャル方向寸法Ｈk が、減少可能であり、コンパクト化を図り得ることを示している。
【００４８】
次に、図12〜図14は、クランプ装置の別の実施形態を示す。45は長尺ガイド部材を示し、この長尺ガイド部材45に沿って移動する（図示省略の）走行体に対して、連結部材にて取付けられ、あるいは、走行体の長尺ガイド部材45への対応面部に直接的に付設される。
【００４９】
このクランプ装置Ｋは、上記走行体を停止（クランプ）状態に保つ制動力を付与するものであって、図１〜図６に於て説明したアクチュエータ10を有する。
しかも、図１〜図６に示した第１カップ１と第２カップ２を有する扁平型のアクチュエータ10を、水平姿勢に倒して使用する。
【００５０】
長尺ガイド部材45の左右側面には被制動面46，46が設けられ、これに対して、制動把持片47，47を押圧して、制動する。
上記水平姿勢のアクチュエータ10は、その第１カップ１を固定カップとして使用し、左右の側板48，48にボルト49にて固着し、下方の第２カップ２は可動カップとして使用し、左右の側板48，48に対して微小ギャップを形成して、配設する。
【００５１】
また、左右の側板48，48は、第２カップ２の下面よりも下方へ延長させて、長尺ガイド部材45の被制動面46に対面させる。つまり、側板48がアクチュエータ10の下面よりも下方へ延伸状の垂下部48Ａを有しており、この垂下部48Ａの内面が被制動面46に対面状とする。
【００５２】
そして、水平姿勢のアクチュエータ10と左右側板48（の垂下部48Ａ）によって、全体断面形状は、跨座型となり、長尺ガイド部材45に跨った状態となる。
また、アクチュエータ10の第２カップ２の左右中央位置には出力軸29を垂下させる。
【００５３】
この出力軸29の下端に、八の字状を保ちつつ開脚・閉脚する２枚の第１板片36と第２板片37を、連動可能に係合（連結）する。即ち、出力軸29が下方へ作動すれば、第１板片36・第２板片37は開脚方向に揺動する。
【００５４】
そして、側板48の垂下部48Ａの内面には、水平軸心Ｌ1 廻りに揺動自在な球面座50付の揺動部材61が設けられている。
さらに、上記アクチュエータ10の出力軸29から出力される付勢力を、力伝達系を介して、長尺ガイド部材45の被制動面46に伝達して、走行体を停止状態に保つことができる。
【００５５】
そして、既説の実施の形態と同様に、力伝達系に介設された倍力機構Ｔg は、（可動カップとしての）第２カップ２から垂設された出力軸29と、この出力軸29の往復動によって、開脚・閉脚する２枚の第１板片36と第２板片37をもって構成されている。
【００５６】
また、図14と図12に於て、第１板片36の外端辺36Ａ´と、第２板片37の外端辺37Ａ´は、各々、揺動部材61の上半部位に係合し、この上半部位を押圧することによって、球面座50廻りに揺動し、揺動部材61の下半部位に付設の制動把持片47を、長尺ガイド部材45の被制動面46に、押圧自在とした。
【００５７】
また、62は復元バネであって、アクチュエータ10の内部流体圧力が零に近づくと、第１板片36と第２板片37が閉脚し、これに伴って、この復元バネ62の弾発付勢力を持って揺動部材61を揺動させ、制動把持片47を被制動面46から分離させる役目をなす。
【００５８】
そして、図12でも明らかな如く、アクチュエータ10（の第２カップ２）の下面と、長尺ガイド部材45の上面45Ａの上下間隔寸法は極めて小さくなる。つまり、上下狭小空間Ｈ0 内で、第１板片36と第２板片37を、八の字状を保ちつつ、開脚・閉脚可能として収納している。
従って、図12に示すように、長尺ガイド部材45の上面45Ａから、アクチュエータ10（又は側板48）の上端面までの上下寸法Ｈk は極めて小さく、コンパクト化が図られている。
【００５９】
次に、図14には、図12に示す実施形態に用いられている第１板片36・第２板片37の形状等を示す。この図14に示したように、第１板片36と第２板片37は、各々、略矩形状の板片であって、接近して平行に対応する対向辺36Ｂ，37Ｂの中央には出力（駆動）軸29が差込まれる小凹状内縁部36Ｃ，37Ｃが形成されている点は、既説の通りであるが、この小凹状内縁部36Ｃ，37Ｃの内周縁を含み、全体の周囲縁の断面形状は、図14（Ｂ）に示すように（半径Ｒの）半円形とするのが望ましい。即ち、図12，図13（Ａ）に明示したような半円形の断面形状として、円滑に、出力軸29及び揺動部材61の上半部隅部に、摺動可能としている。
【００６０】
次に、図13（Ａ）は、図12の要部を示すと共に、出力軸29によって、下方向のベクトル（力）Ｆ29が、２枚の第１・第２板片36，37の小凹状内縁部36Ｃ，37Ｃに付与されたとき、第１・第２板片36，37に、各々、著しく大きなベクトルＦ36，Ｆ37が発生しているかを、示す。
【００６１】
図13（及び図12）に示したように、相互に八の字状を形成する第１板片36と第２板片37の各々が水平面（水平線）ＰH と成す角度θは、最終開脚状態下で、１°≦θ≦１０°とする。好ましくは、２°≦θ≦５°となるように、各部品の寸法を、設定する。この最終開脚状態では、ベクトルＦ36とベクトルＦ37の成す角度をβとすれば、１６０°≦β≦１７８°となり、１８０°（直線）に極めて近づいている。
図13に示した倍力機構Ｔg は、従って、出力軸29のベクトルＦ29を（例えば１０倍以上の）大きなベクトルＦ36，Ｆ37として（倍力して）、球面座付揺動部材61へ伝達できる。
【００６２】
なお、図12の実施形態では、揺動部材61は、水平外方向への力（ベクトル）を水平内方向への力（ベクトル）に変換するだけの機能───即ち、１：１の倍力───を示す。なお、この揺動部材61の水平軸心Ｌ1 の位置を上方に移動（設定）することで、梃子による倍力機能を与えるも、自由である。
【００６３】
なお、本発明は図示の実施形態に限らず、設計変更自由であって、例えば、アクチュエータ全体形状をアキシャル方向から見て、円形とする以外に、トラック（競技場）形状、長円形、楕円形としたり、場合によっては、長方形や正方形とすることも、自由である。
【００６４】
本発明に係るアクチュエータは、以上詳述べたように、第１底壁部11と第１外周壁部12とを有する浅皿状の硬質の第１カップ１と；上記第１カップ１の第１底壁部11の内面に対応する第１底面壁部31と、上記第１外周壁部12に対応すると共に上記第１外周壁部12の第１先端縁部12Ａを越えてアキシャル外方向Ｙ1 へ突出する第１起立壁部32とを、有し、上記第１カップ１に内嵌された第１弾性膜体３と；第２底壁部13と第２外周壁部14とを有する浅皿状の硬質の第２カップ２と；上記第２カップ２の第２底壁部13の内面に対応する第２底面壁部41と、上記第２底壁部13と第２外周壁部14によって形成された隅部15に当接する第２起立壁部42とを、有し、上記第２カップ２に内嵌された第２弾性膜体４とを；備え；上記第１カップ１の第１外周壁部12の第１先端縁部12Ａと、上記第２カップ２の第２外周壁部14の第２先端縁部14Ａとを、小ギャップＧをもって接近・分離自在として、対面させ；上記第１先端縁部12Ａを越えて突出する上記第１起立壁部32は、上記接近・分離自在な第１・第２先端縁部12Ａ，14Ａ間の上記小ギャップＧを、内周面側から常に閉鎖するよう構成したので、アキシャル方向寸法を著しく小さくすることが可能であり、ストロークは短い（例えば、数ｍｍ）といえども、（流体圧力によって）大きな力を発生できるコンパクトなアクチュエータとして、クランプ装置やブレーキ装置、及び、各種機械の省スペース化に貢献できる。
特に、第１弾性膜体３及び第２弾性膜体４の結合によって、作動油やエアー等の流体を確実に密封できると共に、高い剛性の第１・第２カップ１，２によって包囲して、補強する構造であり、外部に露出した第１・第２カップ１，２の相対的な分離方向の作動を、機械的外力として取出すことが、容易となり、耐久性にも優れ、寿命の長い流体アクチュエータとして、広い用途に適用できる。
【００６５】
また、本発明は、上記第１弾性膜体３の上記第１底面壁部31は、上記第１カップ１の上記第１底壁部11に対して、外周帯状領域Ｍ0 は非固着状として、中央領域Ｍ1 のみを相互に固着した構成であるので、（図５（Ａ）から図５（Ｂ）に示すように）流体が内部空間に流入直後において、第１・第２カップ１，２の第１・第２外周壁部12，14の合せ目の間隙（小ギャップＧ）に、第１弾性膜体３の第１起立壁部32、及び、第２弾性膜体４の第２起立壁部42が食い込むことが、有効に防止できる。
【００６６】
また、上記第２弾性膜体４の上記第２底面壁部41は、上記第２カップ２の上記第２底壁部13に対して、全面的に固着一体化したので、第２弾性膜体４は第２カップ２の内面から分離せず、第１弾性膜体３の受圧時の弾性変形を邪魔しない。
【００６７】
また、上記第１弾性膜体３の上記第１起立壁部32の横断面形状は、ラジアル内方側に傾斜辺５を有する台形状であり、台形の上辺寸法をＷ1 とすると共に、上記第１起立壁部32を含んだ上記第１弾性膜体３の最大厚さ寸法をＨ3 とすれば、１．０・Ｈ3 ≦Ｗ1 ≦２．５・Ｈ3 の関係が成立するように設定したので、密封状空室部20内の圧力が急激に変動しても、常に安定して、第１起立壁部32の外周面が、第１・第２カップ１，２の相互の小ギャップＧを、（内部から）閉鎖する。このように、第１弾性膜体３と第２弾性膜体４の２部品から成るにかかわらず、あたかも一個の弾性袋体の如くに確実に密封作用を行うことができる。さらに、密封状空室部20の容積を低減できて、必要な流体量を減少できる利点もある。
なお、上記数式における下限値未満では、瞬間な流体の外部漏洩の虞れがある。また、上限値を越せば、密封状空室部20の容積が過小となって、円滑な作動が難しくなる。
【００６８】
また、本発明に係るクランプ装置は、第１底壁部11と第１外周壁部12とを有する浅皿状の硬質の第１カップ１と；上記第１カップ１の第１底壁部11の内面に対応する第１底面壁部31と、上記第１外周壁部12に対応すると共に上記第１外周壁部12の第１先端縁部12Ａを越えてアキシャル外方向Ｙ1 へ突出する第１起立壁部32とを、有し、上記第１カップ１に内嵌された第１弾性膜体３と；第２底壁部13と第２外周壁部14とを有する浅皿状の硬質の第２カップ２と；上記第２カップ２の第２底壁部13の内面に対応する第２底面壁部41と、上記第２底壁部13と第２外周壁部14によって形成された隅部15に当接する第２起立壁部42とを、有し、上記第２カップ２に内嵌された第２弾性膜体４とを；備え；上記第１カップ１の第１外周壁部12の第１先端縁部12Ａと、上記第２カップ２の第２外周壁部14の第２先端縁部14Ａとを、小ギャップＧをもって接近・分離自在として、対面させ；上記第１先端縁部12Ａを越えて突出する上記第１起立壁部32は、上記接近・分離自在な第１・第２先端縁部12Ａ，14Ａ間の上記小ギャップＧを、内周面側から常に閉鎖するよう構成したアクチュエータを、回転軸21の回転を停止状態に保つためにバネ22の弾発付勢力Ｆ22を利用するクランプ装置に於て、上記弾発付勢力Ｆ22を殺す反付勢力Ｆ10を付与して上記回転軸21を回転可能状態に切換えるために、付設しているので、アクチュエータ10の小ストロークかつ大付勢力（大出力）発生という特長を最も有効に活用でき、しかも、（図７に示すように）コンパクト化も図り得る。
【００６９】
また、本発明に係るクランプ装置は、第１底壁部11と第１外周壁部12とを有する浅皿状の硬質の第１カップ１と；上記第１カップ１の第１底壁部11の内面に対応する第１底面壁部31と、上記第１外周壁部12に対応すると共に上記第１外周壁部12の第１先端縁部12Ａを越えてアキシャル外方向Ｙ1 へ突出する第１起立壁部32とを、有し、上記第１カップ１に内嵌された第１弾性膜体３と；第２底壁部13と第２外周壁部14とを有する浅皿状の硬質の第２カップ２と；上記第２カップ２の第２底壁部13の内面に対応する第２底面壁部41と、上記第２底壁部13と第２外周壁部14によって形成された隅部15に当接する第２起立壁部42とを、有し、上記第２カップ２に内嵌された第２弾性膜体４とを；備え；上記第１カップ１の第１外周壁部12の第１先端縁部12Ａと、上記第２カップ２の第２外周壁部14の第２先端縁部14Ａとを、小ギャップＧをもって接近・分離自在として、対面させ；上記第１先端縁部12Ａを越えて突出する上記第１起立壁部32は、上記接近・分離自在な第１・第２先端縁部12Ａ，14Ａ間の上記小ギャップＧを、内周面側から常に閉鎖するよう構成したアクチュエータを、回転軸21を停止状態に保つための付勢力を付与するために、付設しているので、アクチュエータ10の小ストロークかつ大付勢力（大出力）発生という特長を最も有効に活用でき、しかも、（図８に示すように）コンパクト化も達成できた。
【００７０】
また、本発明に係るクランプ装置は、第１底壁部11と第１外周壁部12とを有する浅皿状の硬質の第１カップ１と；上記第１カップ１の第１底壁部11の内面に対応する第１底面壁部31と、上記第１外周壁部12に対応すると共に上記第１外周壁部12の第１先端縁部12Ａを越えてアキシャル外方向Ｙ1 へ突出する第１起立壁部32とを、有し、上記第１カップ１に内嵌された第１弾性膜体３と；第２底壁部13と第２外周壁部14とを有する浅皿状の硬質の第２カップ２と；上記第２カップ２の第２底壁部13の内面に対応する第２底面壁部41と、上記第２底壁部13と第２外周壁部14によって形成された隅部15に当接する第２起立壁部42とを、有し、上記第２カップ２に内嵌された第２弾性膜体４とを；備え；上記第１カップ１の第１外周壁部12の第１先端縁部12Ａと、上記第２カップ２の第２外周壁部14の第２先端縁部14Ａとを、小ギャップＧをもって接近・分離自在として、対面させ；上記第１先端縁部12Ａを越えて突出する上記第１起立壁部32は、上記接近・分離自在な第１・第２先端縁部12Ａ，14Ａ間の上記小ギャップＧを、内周面側から常に閉鎖するよう構成したアクチュエータを、長尺ガイド部材45に沿って移動する走行体を停止状態に保つ制動力を付与するために、付設しているので、アクチュエータ10の小ストロークかつ大付勢力（大出力）発生という特長を最も有効に活用でき、しかも、（図12に示すように）上下寸法Ｈk の短縮等のコンパクト化を達成可能となる。
【符号の説明】
【００７１】
１  第１カップ
２  第２カップ
３  第１弾性膜体
４  第２弾性膜体
５  傾斜辺
10  アクチュエータ
11  第１底壁部
12  第１外周壁部
12Ａ  第１先端縁部
13  第２底壁部
14  第２外周壁部
14Ａ  第２先端縁部
15  隅部
21  回転軸
22  バネ
31  第１底面壁部
32  第１起立壁部
41  第２底面壁部
42  第２起立壁部
45  長尺ガイド部材
Ｆ10  反付勢力
Ｆ22  弾発付勢力
Ｇ  小ギャップ
Ｈ3  最大厚さ寸法
Ｍ0  外周帯状領域
Ｍ1  中央領域
Ｔg  倍力機構
Ｗ1   上辺寸法
Ｙ1   アキシャル外方向
【要約】
【課題】流体アクチュエータのコンパクト化及び軽量化を図る。
【解決手段】ゴム製の浅皿状の第１弾性膜体３と第２弾性膜体４を有し、かつ、硬質の浅皿状第１カップ１と第２カップ２とを有し、第１カップ１に第１弾性膜体３を内嵌し、第２カップ２に第２弾性膜体４を内嵌して、対面させる。
【選択図】図１【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】
0006865990.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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