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公開番号2024092903
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-08
出願番号2023067581
出願日2023-04-18
発明の名称アクチュエータ装置
出願人ムマス・コンサルティング・グループ合同会社
代理人弁理士法人綿貫国際特許・商標事務所
主分類F15B 15/14 20060101AFI20240701BHJP(流体圧アクチュエータ;水力学または空気力学一般)
要約【課題】高精度に制御でき汎用性に優れた構成のアクチュエータ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】アクチュエータ装置1は、難燃性の作動流体9を第1流体9aと第2流体9bとに区画しつつ往復動するピストン5と、筒状部3cの外側に所定間隔で配されてピストン5を往復動させるソレノイド4と、前記第1流体9aの圧力によって所定の動作をする第1アクチュエータ7aと、前記第2流体9bの圧力によって前記第1アクチュエータ7aと逆の動作をする第2アクチュエータ7bを備え、ピストン5を往動させることで第1分量M1を第1アクチュエータ7aへ移動させるとともに前記第1分量M1に相当する量を第2アクチュエータ7bから移動させる構成であり、かつ、ピストン5を復動させることで第2分量M2を第2アクチュエータ7bへ移動させるとともに前記第2分量M2に相当する量を第1アクチュエータ7aから移動させる構成である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
筒状部を有するハウジングと、難燃性の作動流体を第１流体と第２流体とに区画しつつ前記筒状部の内側に配されたピストンと、前記筒状部の外側に所定間隔で配されたソレノイドと、前記筒状部の第１端部に配された第１連結管と、前記筒状部の第２端部に配された第２連結管と、前記第１連結管に連結され前記第１流体の圧力によって所定の動作をする第１アクチュエータと、前記第２連結管に連結され前記第２流体の圧力によって前記第１アクチュエータと逆の動作をする第２アクチュエータと、制御回路を備え、前記ソレノイドは、ヨーク外枠とヨーク内枠と前記ヨーク内枠に巻回された電磁コイルを有し、前記ピストンは、ピストン本体とリング状の永久磁石と前記ピストン本体における前記永久磁石の両側位置に配されたＯリングを有し、前記制御回路は、前記電磁コイルのうちの選択されたコイルへの通電によって前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータの駆動制御を同時に行う構成であり、
前記ピストンに往動をさせることで前記作動流体における第１分量を前記第１アクチュエータへ移動させるとともに前記第１分量に相当する量を前記第２アクチュエータから移動させる構成であり、かつ、前記ピストンに復動をさせることで前記作動流体における第２分量を前記第２アクチュエータへ移動させるとともに前記第２分量に相当する量を前記第１アクチュエータから移動させる構成であること
を特徴とするアクチュエータ装置。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記ハウジングは、前記ソレノイドが樹脂モールドされている構成であり、前記筒状部を通る軸線上の前記第１端部に近い位置に前記第１流体の圧力を調整する第１調圧弁が設けられているとともに、前記軸線上の前記第２端部に近い位置に前記第２流体の圧力を調整する第２調圧弁が設けられている構成であること
を特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ装置。
【請求項３】
前記第１分量と前記第２分量とが同量であるときの、前記往動による前記第１アクチュエータの第１仕事量と前記復動による前記第２アクチュエータの第２仕事量とは同じであること
を特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ装置。
【請求項４】
前記第１アクチュエータは第１バルーンであるとともに前記第２アクチュエータは第２バルーンであり、前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータを第１骨と第２骨が関節で繋がっている骨格に対応した部位に取付けた状態で前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとで屈曲動作と伸展動作をする構成であること
を特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ装置。
【請求項５】
前記第１アクチュエータは第１シリンダであるとともに前記第２アクチュエータは第２シリンダであり、前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータを第１骨と第２骨が関節で繋がっている骨格に対応した部位に取付けた状態で前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとで屈曲動作と伸展動作をする構成であること
を特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、パワーアシスト装置や自立歩行型ロボット等に用いるための各種アクチュエータ装置が提案されている（特許文献１：特許第５２４６７１７号公報、特許文献２：特開２０１７－１５０６６３号公報、特許文献３：特開２０２２－１７６１００号公報）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５２４６７１７号公報
特開２０１７－１５０６６３号公報
特開２０２２－１７６１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の構成は、大型のコンプレッサーを用いていることから、電力消費量が過大である。特許文献２に記載の構成は、流体を機外に吸排気して作動するメイン駆動部を用いていることから、作動ロスが大きい。特許文献３に記載の構成は、小型かつ高効率が期待できるものの、より精度の高い制御を実現するためには検討の余地がある。そして、パワーアシスト装置や自立歩行型ロボットが普及するには、汎用性に優れた構成のアクチュエータ装置が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされ、二つのアクチュエータを高精度に同時制御できるとともに、汎用性に優れた構成のアクチュエータ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
一実施形態として、以下に開示する解決策により、前記課題を解決する。
【０００７】
本発明に係るアクチュエータ装置は、筒状部を有するハウジングと、難燃性の作動流体を第１流体と第２流体とに区画しつつ前記筒状部の内側に配されたピストンと、前記筒状部の外側に所定間隔で配されたソレノイドと、前記筒状部の第１端部に配された第１連結管と、前記筒状部の第２端部に配された第２連結管と、前記第１連結管に連結され前記第１流体の圧力によって所定の動作をする第１アクチュエータと、前記第２連結管に連結され前記第２流体の圧力によって前記第１アクチュエータと逆の動作をする第２アクチュエータと、制御回路を備え、前記ソレノイドは、ヨーク外枠とヨーク内枠と前記ヨーク内枠に巻回された電磁コイルを有し、前記ピストンは、ピストン本体とリング状の永久磁石と前記ピストン本体における前記永久磁石の両側位置に配されたＯリングを有し、前記制御回路は、前記電磁コイルのうちの選択されたコイルへの通電によって前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータの駆動制御を同時に行う構成であり、前記ピストンに往動をさせることで前記作動流体における第１分量を前記第１アクチュエータへ移動させるとともに前記第１分量に相当する量を前記第２アクチュエータから移動させる構成であり、かつ、前記ピストンに復動をさせることで前記作動流体における第２分量を前記第２アクチュエータへ移動させるとともに前記第２分量に相当する量を前記第１アクチュエータから移動させる構成であることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、磁石可動型のリニアモータを駆動源にするとともに第１流体の圧力と第２流体の圧力を同時に用いることで、二つのアクチュエータを高精度に同時制御できる。尚且つ作動流体を持続可能に用いて小型かつ汎用性に優れた構成にできる。
【０００９】
一例として、前記ソレノイドは前記ハウジングに樹脂モールドされている構成である。これにより、より安全性の高い構造にできる。一例として、前記作動流体は空気又は不活性ガスである。一例として、前記作動流体は難燃性の作動油である。一例として、前記永久磁石は、ネオジム磁石またはコバルト磁石もしくは異方性フェライト磁石からなる。これにより、ハイパワーで作動流体を押圧することができる。一例として、前記ヨークは、電磁鋼板からなる。これにより、ハイパワーでピストンを動かすことができる。
【００１０】
一例として、前記筒状部を通る軸線上の前記第１端部に近い位置に前記第１流体の圧力を調整する第１調圧弁が設けられているとともに、前記軸線上の前記第２端部に近い位置に前記第２流体の圧力を調整する第２調圧弁が設けられている構成である。これにより、筒状部の対称性を維持しつつピストンが中間位置のときの第１流体の圧力と第２流体の圧力を一致させることが容易にできる。
（【００１１】以降は省略されています）

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