[发明专利]流体压式致动装置

说明书

本申请是申请号200480008062.1，申请日2004年3月12日，发明名称为“流体压式致动装置及使用该装置的持续的被动运动装置”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种通过空气等流体的供给和排出而被驱动的流体压式致动装置和使用该装置的持续的被动运动(Continuous Passive Motion：下面，称为CPM)装置。

背景技术

作为流体压式致动装置，已知的有在橡胶制管(内管)的外周，用不具有伸缩性的树脂制造的网状被覆体(网状套筒)进行被覆的流体压式致动装置。如果通过向该流体压式致动装置的内管内供给空气而使内管膨胀，则网状套筒的直径增大。该网状套筒的直径的增大，是由于网状套筒的素材不具有伸缩性，因此，致动装置的长度被转换为缩小。伴随该致动装置的长度的缩小而得到收缩力(驱动力)。

将树脂制的网状套筒和橡胶制的内管作为主要构成要素的上述流体压式致动装置，与具有金属制的缸筒或缸杆的气缸相比，具有显著轻量的特点。从而，上述流体压式致动装置被人们期待在将上述特征作为必要的广阔的技术范围内的应用。

作为上述流体压式致动装置的用途，可以列举人的肌肉(muscle)或残疾人的复原(rehabilitation)机器。其中，作为残疾人的复原机器，可以考虑用于由于长期治疗而萎缩的上肢或下肢的关节的复原机器。

然而，在以往的关节用复原机器上，例如在公开于特开2000-051297号公报中的复原机器上使用了诸如马达那样的致动装置，但由于马达作为驱动源组装在机器内，因此，复原机器变得大而且重。从而，从残疾人本身要移动操作复原机器的观点上讲，存在问题。因此，期待在残疾人的复原机器上应用空气压式致动装置。

但是，本发明的发明人等实验的结果表明，如果反复伸缩上述以往的流体压式致动装置，例如，反复伸缩数百次，则通过供给流体(空气)而膨胀的内管的局部会从网状套筒的网眼露出，从而导致内管的损坏。另外，如果反复使用上述流体式致动装置，则在内管上会产生破裂，或网状套筒的网眼状纤维会断开。

防止如上所述的流体式致动装置的损坏或实现长寿命化的技术思想公开在美国专利第4,733,603号公报(以下，称为先行技术文献1)，或特开平61-236905号公报(以下，称为先行技术文献2)中。在先行技术文献1中公开有以下的技术，即，为了减少流体式致动装置的内管和网状套筒之间的摩擦，向具有扩张性的柔软材料层填入网眼状被覆体而形成网状套筒，同时，在内管和所述层状网状套筒之间设置开了孔的摩擦降低层。在该先行文献中记载了所述摩擦降低层可减少由管和层状网状套筒之间的摩擦而引起的扩张时的阻力。

然而，在上述先行文献记载的流体式致动装置中存在着以下所述的问题，即，必须将网眼状体填入柔软材料层来制造网眼套筒，进而，将开有多个孔的摩擦降低层被覆在内管，因此，结构变得复杂且价格高。

另外，在先行技术文献2中公开有将网状套筒用橡胶状弹性材料、即被覆部件覆盖，同时，使该被覆部件进入网状套筒的网眼的缝隙的技术。

然而，如上述先行技术文献2记载的技术，存在以下所述的问题，即，由于只在如上所述地构成的网状套筒和内管之间涂布脱模剂，因此，可能因内管和网状套筒之间的摩擦而导致在短期间内内管的损坏，需要解决流体式致动装置的长寿命化。

发明内容

本发明的第1目的是提供结构简单且动作寿命长的流体式致动装置。

进而，本发明的第2目的是提供使用上述本发明的流体式致动装置的CPM装置，即，身患有四肢或其一部分具有后天性障碍的残疾人用的复原装置用CPM装置。

为了实现上述第1目的，本发明的流体压式致动装置，其特征在于，具有：通过供给排出流体而进行膨胀收缩的内管、覆盖所述内管的外周的网状套筒、和低摩擦体，该低摩擦体是在所述内管和所述网状套筒之间用细纤维编织为具有伸缩性的低摩擦体，该低摩擦体覆盖所述内管。

还有，其特征在于，所述低摩擦体，对所述网状套筒的摩擦系数比对所述内管的摩擦系数小。

所述摩擦体，优选使用将聚氨酯芯纤维和尼龙纤维组合的合成纤维编织为无连接点的筒状并具有伸缩性的部件。

另外，所述合成纤维，优选的粗度大致为40旦尼尔。