(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界または磁界によって粘度が高まる機能性流体を内部に収容し、内部の前記機能性流体の量が増加または減少したときに動作するアクチュエータと、
電界および磁界がない場合の前記機能性流体よりも粘度が低い低粘度流体を内部に収容し、内部の前記低粘度流体に対して陽圧と陰圧を定期的に交互に繰り返し与える交流圧力部と、
前記アクチュエータと前記交流圧力部との間に設けられ、仕切り部材によって分けられた一方の空間に前記機能性流体を収容し、他方の空間に前記低粘度流体を収容し、収容した前記機能性流体と前記低粘度流体の間で相互に圧力を伝達させあう圧力伝達部と、
前記交流圧力部と前記圧力伝達部との間に設けられ、前記交流圧力部と前記圧力伝達部の他方の空間との間で前記低粘度流体を流通させる第一の配管と、
前記アクチュエータと前記圧力伝達部との間に設けられ、前記アクチュエータと前記圧力伝達部の一方の空間との間で前記機能性流体を流通させる第二の配管と、
前記第二の配管に対して設けられ、前記第二の配管の内部の前記機能性流体に対して電界または磁界を印加する印加部と、を備え、
前記印加部は、
前記交流圧力部が内部の前記低粘度流体に対して陽圧を与えているときよりも陰圧を与えているときのほうが、前記第二の配管の内部の前記機能性流体に対して印加する電界または磁界の強度を大きくすることで、前記アクチュエータの内部の前記機能性流体の量を増加させて当該アクチュエータを駆動し、
前記交流圧力部が内部の前記低粘度流体に対して陽圧を与えているときよりも陰圧を与えているときのほうが、前記第二の配管の内部の前記機能性流体に対して印加する電界または磁界の強度を小さくすることで、前記アクチュエータの内部の前記機能性流体の量を減少させて当該アクチュエータを駆動する
ことを特徴とするアクチュエータシステム。
【請求項２】
電界または磁界によって粘度が高まる機能性流体を内部に収容し、内部の前記機能性流体の量が増加または減少したときに動作するアクチュエータと、
電界および磁界がない場合の前記機能性流体よりも粘度が低い低粘度流体を内部に収容し、内部の前記低粘度流体に対して陽圧と陰圧を定期的に交互に繰り返し与える交流圧力部と、
前記アクチュエータと前記交流圧力部との間に設けられ、仕切り部材によって分けられた一方の空間に前記機能性流体を収容し、他方の空間に前記低粘度流体を収容し、収容した前記機能性流体と前記低粘度流体の間で相互に圧力を伝達させあう圧力伝達部と、
前記交流圧力部と前記圧力伝達部との間に設けられ、前記交流圧力部と前記圧力伝達部の他方の空間との間で前記低粘度流体を流通させる第一の配管と、
前記アクチュエータと前記圧力伝達部との間に設けられ、前記アクチュエータと前記圧力伝達部の一方の空間との間で前記機能性流体を流通させる第二の配管と、
前記第二の配管に対して設けられ、前記第二の配管の内部の前記機能性流体に対して電界または磁界を印加する第一の印加部と、
前記機能性流体を収容する機能性流体収容部と、
前記第二の配管における前記第一の印加部よりも前記圧力伝達部の側から分岐し、前記第二の配管と前記機能性流体収容部との間で前記機能性流体を流通させる第三の配管と、
前記第三の配管に対して設けられ、前記第三の配管の内部の前記機能性流体に対して電界または磁界を印加する第二の印加部と、を備え、
前記アクチュエータの内部の前記機能性流体の量を増加させて当該アクチュエータを駆動する場合、
前記交流圧力部が内部の前記低粘度流体に対して陽圧を与えているとき、前記第一の印加部が印加する電界または磁界の強度よりも、前記第二の印加部が印加する電界または磁界の強度を大きくし、
前記交流圧力部が内部の前記低粘度流体に対して陰圧を与えているとき、前記第一の印加部が印加する電界または磁界の強度よりも、前記第二の印加部が印加する電界または磁界の強度を小さくし、
前記アクチュエータの内部の前記機能性流体の量を減少させて当該アクチュエータを駆動する場合、
前記交流圧力部が内部の前記低粘度流体に対して陽圧を与えているとき、前記第一の印加部が印加する電界または磁界の強度よりも、前記第二の印加部が印加する電界または磁界の強度を小さくし、
前記交流圧力部が内部の前記低粘度流体に対して陰圧を与えているとき、前記第一の印加部が印加する電界または磁界の強度よりも、前記第二の印加部が印加する電界または磁界の強度を大きくする
ことを特徴とするアクチュエータシステム。
【請求項３】
電界または磁界によって粘度が高まる機能性流体を内部に収容する、棒状で長手方向に伸縮する第一のフレキシブル部材と、棒状で長手方向に伸縮する第二のフレキシブル部材とを長手方向に接着して形成され、前記第一のフレキシブル部材と前記第二のフレキシブル部材のそれぞれの内部の前記機能性流体の量の差が変化したときに動作するアクチュエータと、
電界および磁界がない場合の前記機能性流体よりも粘度が低い低粘度流体を内部に収容し、内部の前記低粘度流体に対して陽圧と陰圧を定期的に交互に繰り返し与える交流圧力部と、
前記アクチュエータと前記交流圧力部との間に設けられ、仕切り部材によって分けられた一方の空間に前記機能性流体を収容し、他方の空間に前記低粘度流体を収容し、収容した前記機能性流体と前記低粘度流体の間で相互に圧力を伝達させあう圧力伝達部と、
前記交流圧力部と前記圧力伝達部との間に設けられ、前記交流圧力部と前記圧力伝達部の他方の空間との間で前記低粘度流体を流通させる第一の配管と、
前記第一のフレキシブル部材と前記圧力伝達部との間に設けられ、前記第一のフレキシブル部材と前記圧力伝達部の一方の空間との間で前記機能性流体を流通させる第二の配管と、
前記第二の配管に対して設けられ、前記第二の配管の内部の前記機能性流体に対して電界または磁界を印加する第一の印加部と、
前記第二のフレキシブル部材と前記圧力伝達部との間に設けられ、前記第二のフレキシブル部材と前記圧力伝達部の一方の空間との間で前記機能性流体を流通させる第三の配管と、
前記第三の配管に対して設けられ、前記第三の配管の内部の前記機能性流体に対して電界または磁界を印加する第二の印加部と、を備え、
前記第一のフレキシブル部材の内部の前記機能性流体の量から、前記第二のフレキシブル部材の内部の前記機能性流体の量を引いた差を増やすことで前記アクチュエータを駆動する場合、
前記交流圧力部が内部の前記低粘度流体に対して陽圧を与えているとき、前記第一の印加部が印加する電界または磁界の強度よりも、前記第二の印加部が印加する電界または磁界の強度を大きくし、
前記交流圧力部が内部の前記低粘度流体に対して陰圧を与えているとき、前記第一の印加部が印加する電界または磁界の強度よりも、前記第二の印加部が印加する電界または磁界の強度を小さくし、
前記第一のフレキシブル部材の内部の前記機能性流体の量から、前記第二のフレキシブル部材の内部の前記機能性流体の量を引いた差を減らすことで前記アクチュエータを駆動する場合、
前記交流圧力部が内部の前記低粘度流体に対して陽圧を与えているとき、前記第一の印加部が印加する電界または磁界の強度よりも、前記第二の印加部が印加する電界または磁界の強度を小さくし、
前記交流圧力部が内部の前記低粘度流体に対して陰圧を与えているとき、前記第一の印加部が印加する電界または磁界の強度よりも、前記第二の印加部が印加する電界または磁界の強度を大きくする
ことを特徴とするアクチュエータシステム。
【請求項４】
前記アクチュエータと、前記圧力伝達部と、前記第二の配管と、前記第一の印加部と、前記機能性流体収容部と、前記第三の配管と、前記第二の印加部と、を備えるアクチュエータユニットが複数、前記交流圧力部に対して並列に設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータシステム。
【請求項５】
前記アクチュエータと、前記圧力伝達部と、前記第二の配管と、前記第一の印加部と、前記第三の配管と、前記第二の印加部と、を備えるアクチュエータユニットが複数、前記交流圧力部に対して並列に設けられている
ことを特徴とする請求項３に記載のアクチュエータシステム。
【請求項６】
前記低粘度流体は水であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のアクチュエータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管内作業を行うマイクロマシン等に使用するアクチュエータシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、直径の小さな（例えば１０ｍｍ程度の）管内などの空間で走行や作業を行うマイクロマシンを製作する場合、小型で高パワー密度（単位体積あたりのパワーが大きいこと）のアクチュエータシステムを使用するのが好ましい。高パワー密度という点では、パワー源として流体を使うことが効果的である。また、小型化という点では、ＥＲ（Electro−Rheological）流体等の機能性流体（外部刺激により特定の性質、機能を示す流体）を使うことが有効である（特許文献１参照）。
【０００３】
ＥＲ流体は、電界を印加すると粘度が可逆的に増加する。したがって、例えば、ポンプの力で配管中を流れるＥＲ流体に対し、いわゆるＥＲマイクロバルブによって電界を印加することで、ＥＲ流体の流量を調節することができる。つまり、配管中を流れるＥＲ流体に電界を印加すると、ＥＲ流体の粘度が増加し、ＥＲ流体の流量が減少する。このような手法では、機械的な摺動等の動作が不要なので、装置全体の小型化が可能となる。
【０００４】
ここで、図７を参照して、ＥＲ流体を用いた従来のアクチュエータシステムについて説明する。図７に示すように、従来のアクチュエータシステムでは、単一のポンプでＥＲ流体に加力することで、ＥＲ流体が配管、アクチュエータ、ＥＲ流体収容部を循環する。各アクチュエータユニットでは、ＥＲ流体によってアクチュエータを駆動する。
【０００５】
アクチュエータユニットでは、ＥＲ流体によって、ベローズアクチュエータ（内部流体量の増減によって伸縮するアクチュエータ）などのアクチュエータが動作する。具体的には、アクチュエータの上流と下流に、それぞれ、電界印加部と電界制御部からなるＥＲマイクロバルブを設け、それらのＥＲマイクロバルブによってＥＲ流体に印加する電界の強度を調節することでアクチュエータ内部のＥＲ流体の量を調節し、アクチュエータを駆動することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３４３００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図７に示す従来のアクチュエータシステムでは、アクチュエータユニットごとに配管が２本ずつ必要であり、その分、構造が複雑になり、小型化も制約されるという問題があった。
そこで、本発明は、前記した事情に鑑みてなされたものであり、アクチュエータシステムにおいて、高パワー密度とともに、構造の簡素化と小型化を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明のアクチュエータシステムは、電界または磁界によって粘度が高まる機能性流体を内部に収容し、内部の前記機能性流体の量が増加または減少したときに動作するアクチュエータと、電界および磁界がない場合の前記機能性流体よりも粘度が低い低粘度流体を内部に収容し、内部の前記低粘度流体に対して陽圧と陰圧を定期的に交互に繰り返し与える交流圧力部と、前記アクチュエータと前記交流圧力部との間に設けられ、仕切り部材によって分けられた一方の空間に前記機能性流体を収容し、他方の空間に前記低粘度流体を収容し、収容した前記機能性流体と前記低粘度流体の間で相互に圧力を伝達させあう圧力伝達部と、 前記交流圧力部と前記圧力伝達部との間に設けられ、前記交流圧力部と前記圧力伝達部の他方の空間との間で前記低粘度流体を流通させる第一の配管と、 前記アクチュエータと前記圧力伝達部との間に設けられ、前記アクチュエータと前記圧力伝達部の一方の空間との間で前記機能性流体を流通させる第二の配管と、前記第二の配管に対して設けられ、前記第二の配管の内部の前記機能性流体に対して電界または磁界を印加する印加部と、を備える。
そして、前記印加部は、前記交流圧力部が内部の前記低粘度流体に対して陽圧を与えているときよりも陰圧を与えているときのほうが、前記第二の配管の内部の前記機能性流体に対して印加する電界または磁界の強度を大きくすることで、前記アクチュエータの内部の前記機能性流体の量を増加させて当該アクチュエータを駆動し、前記交流圧力部が内部の前記低粘度流体に対して陽圧を与えているときよりも陰圧を与えているときのほうが、前記第二の配管の内部の前記機能性流体に対して印加する電界または磁界の強度を小さくすることで、前記アクチュエータの内部の前記機能性流体の量を減少させて当該アクチュエータを駆動する。
その他の手段については後記する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アクチュエータシステムにおいて、高パワー密度とともに、構造の簡素化と小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係るアクチュエータシステムの構成図で、（ｂ）は、そのアクチュエータシステムにおいて交流圧力源が内部の水を押した場合の各構成の様子を示す図で、（ｃ）は、そのアクチュエータシステムにおいて交流圧力源が内部の水を引いた場合の各構成の様子を示す図である。
【図２】（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るアクチュエータシステムの構成図で、（ｂ）は、そのアクチュエータシステムにおいて交流圧力源が内部の水を押した場合の各構成の様子を示す図で、（ｃ）は、そのアクチュエータシステムにおいて交流圧力源が内部の水を引いた場合の各構成の様子を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るアクチュエータシステムについて、（ａ）は、アクチュエータ伸張動作時の様子を示すグラフで、（ｂ）は、アクチュエータ収縮動作時の様子を示すグラフで、（ｃ）は、アクチュエータ停止時の様子を示すグラフである。
【図４】本発明の第２実施形態に係るアクチュエータシステムにおける処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第３実施形態に係るアクチュエータシステムの構成図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係るアクチュエータシステムの構成図である。
【図７】従来のアクチュエータシステムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態と称する。）に係るアクチュエータシステムについて、図面を参照しながら説明する。具体的には、第１実施形態〜第４実施形態について説明する。
【００１２】
＜第１実施形態＞
図１（ａ）に示すように、第１実施形態のアクチュエータシステムＳは、アクチュエータユニット１、交流圧力源２（交流圧力部）、および、それらを接続する配管３（第一の配管）を備えて構成される。
【００１３】
アクチュエータユニット１は、圧力伝達部１１、アクチュエータ１２、配管１３（第二の配管）、電界印加部１４（印加部）、電界制御部１５（印加部）を備えている。
圧力伝達部１１は、アクチュエータ１２と交流圧力源２との間に設けられ、ダイヤフラム１１１（仕切り部材）によって分けられた一方の空間（図１（ａ）中の右側の空間）に、電界によって粘度が高まる機能性流体であるＥＲ流体５を収容する。また、圧力伝達部１１は、他方の空間（図１（ａ）中の左側の空間）に、電界がない場合のＥＲ流体５よりも粘度が低い低粘度流体である水４を収容する。そして、圧力伝達部１１は、ダイヤフラム１１１の可撓性により、収容したＥＲ流体５と水４の間で相互に圧力を伝達させあう。
【００１４】
なお、交流圧力源２と圧力伝達部１１は、配管３によって、水４の流通が可能なように接続されている。また、圧力伝達部１１とアクチュエータ１２は、配管１３によって、ＥＲ流体５の流通が可能なように接続されている。
【００１５】
アクチュエータ１２は、ここでは、ＥＲ流体５を内部に収容し、内部のＥＲ流体５の量が増加または減少したときに動作（伸縮）するベローズアクチュエータである。
電界印加部１４は、配管１３に対して設けられ、電界制御部１５からの指示信号により、配管１３の内部のＥＲ流体５に対して電界を印加する。
【００１６】
電界制御部１５は、所定のプログラムやユーザからの指示入力にしたがい、電界印加部１４に対して電界の印加を指示する指示信号を送信する。なお、以下では、説明を簡潔にするために、「電界制御部１５からの指示信号により、電界印加部１４が電界を印加する」を、単に「電界印加部１４が電界を印加する」と記載するなど、電界制御部１５の動作に関する記載を適宜省略する。
【００１７】
交流圧力源２は、内部空間における配管３の側の空間に水４を収容し、その内部の水４に対して陽圧と陰圧を定期的（例えば０．１秒ごと）に交互に繰り返し与える（以下、交流圧力源２が与える圧力を「交流圧力」とも表現する）。なお、以下では、内部の水４に対して陽圧を与える交流圧力源２の動きを「押す」と表現し、内部の水４に対して陰圧を与える交流圧力源２の動きを「引く」と表現する場合がある。交流圧力源２は、例えば、ボイスコイルモータとピストンを連結したポンプにより、実現することができる。
【００１８】
このようなアクチュエータシステムＳによれば、図１（ｂ）に示すように、交流圧力源２が内部の水４を押したときに、その陽圧が配管３を経由して圧力伝達部１１に伝えられ、圧力伝達部１１内でその陽圧が水４からＥＲ流体５にダイヤフラム１１１を介して伝えられ、ＥＲ流体５が圧力伝達部１１の内部から配管１３を経由してアクチュエータ１２の内部に流れ込むことで、アクチュエータ１２が動作する。なお、このとき、電界印加部１４によって電界を印加すれば、配管１３内のＥＲ流体５の流通量を減少させ、アクチュエータ１２に流入するＥＲ流体５の量を減少させることができる。
【００１９】
また、図１（ｃ）に示すように、交流圧力源２が内部の水４を引いたときに、その陰圧が配管３を経由して圧力伝達部１１に伝えられ、圧力伝達部１１内でその陰圧が水４からＥＲ流体５にダイヤフラム１１１を介して伝えられ、ＥＲ流体５がアクチュエータ１２の内部から配管１３を経由して圧力伝達部１１の内部に流れ込むことで、アクチュエータ１２が動作する。なお、このとき、電界印加部１４によって電界を印加すれば、配管１３内のＥＲ流体５の流通量を減少させ、アクチュエータ１２から流出するＥＲ流体５の量を減少させることができる。
【００２０】
また、交流圧力源２が押しと引きの動作を何度も繰り返した場合という長期的視点で見ると、次のことが言える。つまり、交流圧力源２が内部の水４に対して陽圧を与えているときよりも陰圧を与えているときのほうが、電界印加部１４が印加する電界の強度を大きくすることで、アクチュエータ１２の内部のＥＲ流体５の量を累積的に増加させて、アクチュエータ１２を駆動することができる。
【００２１】
また、交流圧力源２が内部の水４に対して陽圧を与えているときよりも陰圧を与えているときのほうが、電界印加部１４が印加する電界の強度を小さくすることで、アクチュエータ１２の内部のＥＲ流体５の量を累積的に減少させて、アクチュエータ１２を駆動することができる。
【００２２】
このように、第１実施形態のアクチュエータシステムＳによれば、交流圧力を発生させる交流圧力源２と、交流圧力の陽圧と陰圧の切り替えに合わせてＥＲ流体５に与える電界の大きさを変化させる電界印加部１４の協働によって、高パワー密度とともに、アクチュエータユニット１ごとに配管が１本ずつで済むという構造の簡素化と、それによる小型化を実現することができる。
【００２３】
なお、ＥＲ流体は、電界がない状態でも水に比べて粘度が約２０倍高い。そこで、アクチュエータシステムＳでは、配管中の液体の流通による圧力損失を低減するために、交流圧力源２から圧力伝達部１１までの流路では、圧力伝達用の液体として粘度の低い水４を用いた。しかし、水４を用いずに、すべての液体をＥＲ流体５としてもよい。
【００２４】
つまり、図１のアクチュエータシステムＳと比べて、圧力伝達部１１を無くし、すべての液体をＥＲ流体５として、アクチュエータシステムを構成してもよい。その場合でも、アクチュエータシステムＳとほぼ同様の作用や効果を実現することができる。
【００２５】
＜第２実施形態＞
次に、図２を参照して、第２実施形態のアクチュエータシステムＳａについて説明する。なお、以下、「アクチュエータシステムＳ」と「アクチュエータシステムＳａ」のように、類似または同一の構成については、符号に「ａ」、「ｂ」などの小文字のアルファベットを付し、重複する説明を適宜省略する。
【００２６】
図２に示すアクチュエータシステムＳａは、図１に示すアクチュエータシステムＳと比べて、アクチュエータユニット１ａにおいて、電界印加部１４ｂ、電界制御部１５ｂ、配管１６（第三の配管）およびＥＲ流体収容部１７（機能性流体収容部）が追加されている点で異なっている。
【００２７】
配管１６は、配管１３における電界印加部１４ａ（第一の印加部）（電界制御部１５ａ（第一の印加部）とペア）よりも圧力伝達部１１の側から分岐し、配管１３とＥＲ流体収容部１７との間でＥＲ流体５を流通させる役割を果たす。
電界印加部１４ｂ（第二の印加部）は、配管１６に対して設けられ、配管１６の内部のＥＲ流体５に対して電界を印加する。
【００２８】
電界制御部１５ｂ（第二の印加部）は、所定のプログラムやユーザからの指示信号にしたがい、電界印加部１４ｂに対して電界の印加を指示する。
ＥＲ流体収容部１７は、ＥＲ流体５を収容する。
【００２９】
このようなアクチュエータシステムＳａによれば、図１に示すアクチュエータシステムＳの場合と比べて、ＥＲ流体収容部１７とアクチュエータ１２との間でＥＲ流体５の受け渡しができるので、アクチュエータ１２をより大きな振幅で伸縮させることができる。以下、詳細に説明する。
【００３０】
（アクチュエータ伸張動作）
アクチュエータ１２の伸張動作について、図２（ｂ）（ｃ）、図３（ａ）を適宜参照して説明する。アクチュエータ１２を伸張動作させる場合、交流圧力源２が内部の水４を押している時間帯は、電界印加部１４ａによる電界（アクチュエータ側電界）を「０」にし、電界印加部１４ｂによる電界（ＥＲ流体収容部側電界）を「ＯＮ」にすることで、アクチュエータ１２の内部にＥＲ流体５を流入させ、アクチュエータ１２を伸ばすことができる（図２（ｂ）参照）。その際、電界印加部１４ｂにより印加された電界のため、配管１６ではＥＲ流体５がほとんど流れない。
【００３１】
また、交流圧力源２が内部の水４を引いている時間帯は、電界印加部１４ａによる電界（アクチュエータ側電界）を「ＯＮ」にし、電界印加部１４ｂによる電界（ＥＲ流体収容部側電界）を「０」にすることで、ＥＲ流体収容部１７から圧力伝達部１１にＥＲ流体５を流入させることができる（図２（ｃ）参照）。その際、電界印加部１４ａにより印加された電界のため、配管１３における該当部分ではＥＲ流体５がほとんど流れない。
【００３２】
このような動作を繰り返すことで、アクチュエータ１２の長さを累積的に伸ばすことができる（図３（ａ）の「アクチュエータの長さ」参照）。
なお、アクチュエータ側電界とＥＲ流体収容部側電界の一方を「０」にしなくても、交流圧力源２が内部の水４を押している時間帯は、アクチュエータ側電界の強度よりもＥＲ流体収容部側電界の強度を大きくし、交流圧力源２が内部の水４を引いている時間帯は、アクチュエータ側電界の強度よりもＥＲ流体収容部側電界の強度を小さくすることで、アクチュエータ１２の長さを累積的に伸ばすことができる。
【００３３】
（アクチュエータ収縮動作）
また、図３（ｂ）に示すように、アクチュエータ伸張動作時と比べて、アクチュエータ側電界とＥＲ流体収容部側電界の「ＯＮ」と「０」を逆にすることで、アクチュエータ１２の長さを累積的に短くすることができる。
【００３４】
なお、アクチュエータ側電界とＥＲ流体収容部側電界の一方を「０」にしなくても、交流圧力源２が内部の水４を押している時間帯は、アクチュエータ側電界の強度よりもＥＲ流体収容部側電界の強度を小さくし、交流圧力源２が内部の水４を引いている時間帯は、アクチュエータ側電界の強度よりもＥＲ流体収容部側電界の強度を大きくすることで、アクチュエータ１２の長さを累積的に短くすることができる。
【００３５】
（アクチュエータ停止）
また、図３（ｃ）に示すように、アクチュエータ側電界とＥＲ流体収容部側電界を常時「ＯＮ」にすることで、アクチュエータ１２の内部、および、ＥＲ流体収容部１７の内部のＥＲ流体５の量をほとんど変えず、アクチュエータ１２をほぼ停止させることができる。
【００３６】
（アクチュエータシステムＳａにおける処理フロー）
したがって、アクチュエータシステムＳａでは、前記した「アクチュエータ伸張動作」、「アクチュエータ収縮動作」および「アクチュエータ停止」における処理を組み合わせることで、アクチュエータ１２を自由に制御できる。以下、図４を参照して、アクチュエータシステムＳａにおける処理フローについて説明する（適宜図２、図３参照）。
【００３７】
アクチュエータシステムＳａにおいて、アクチュエータ１２を伸張動作させる場合（ステップＳ１でＹｅｓ）、交流圧力源２による動作が「押」のとき（ステップＳ２で「押」）、アクチュエータ側電界を「０」にしてＥＲ流体収容部側電界を「ＯＮ」にし（ステップＳ３）、ステップＳ１に戻る。
【００３８】
交流圧力源２による動作が「引」のとき（ステップＳ２で「引」）、アクチュエータ側電界を「ＯＮ」にしてＥＲ流体収容部側電界を「０」にし（ステップＳ４）、ステップＳ１に戻る。
このように、交流圧力源２が発生させる交流圧力の陽圧と陰圧の切り替えに合わせてステップＳ３，Ｓ４を切り替えることで、前記したように、アクチュエータ１２を累積的に伸ばすことができる。
ステップＳ１でＮｏの場合、ステップＳ５に進む。
【００３９】
アクチュエータ１２を収縮動作させる場合（ステップＳ５でＹｅｓ）、交流圧力源２による動作が「押」のとき（ステップＳ６で「押」）、アクチュエータ側電界を「ＯＮ」にしてＥＲ流体収容部側電界を「０」にし（ステップＳ７）、ステップＳ１に戻る。
【００４０】
交流圧力源２による動作が「引」のとき（ステップＳ６で「引」）、アクチュエータ側電界を「０」にしてＥＲ流体収容部側電界を「ＯＮ」にし（ステップＳ８）、ステップＳ５に戻る。
このように、交流圧力源２が発生させる交流圧力の陽圧と陰圧の切り替えに合わせてステップＳ７，Ｓ８を切り替えることで、前記したように、アクチュエータ１２を累積的に短くすることができる。
ステップＳ５でＮｏの場合、ステップＳ９に進む。
【００４１】
アクチュエータ１２を停止させる場合（ステップＳ９でＹｅｓ）、交流圧力源２による交流圧力の陽圧と陰圧の切り替えに関わらず、アクチュエータ側電界およびＥＲ流体収容部側電界を「ＯＮ」にし（ステップＳ１０）、ステップＳ９に戻る。これにより、アクチュエータ１２を停止させることができる。
ステップＳ９でＮｏの場合、ステップＳ１に戻る。
【００４２】
このようにして、アクチュエータシステムＳａでは、アクチュエータ１２の伸張、収縮および停止を自由に制御できる。
【００４３】
＜第３実施形態＞
次に、図５を参照して、第３実施形態のアクチュエータシステムＳｂについて説明する。図５に示すアクチュエータシステムＳｂは、図２に示すアクチュエータシステムＳａと比べて、アクチュエータユニット１ａが複数、交流圧力源２に対して並列に設けられている点で異なっている。そして、複数のアクチュエータユニット１ａそれぞれについて、独立して、電界印加部１４ａと電界印加部１４ｂによって印加する電界を調節することで、アクチュエータ１２を制御することができる。
【００４４】
このように、第３実施形態のアクチュエータシステムＳｂによれば、アクチュエータユニット１ａごとに交流圧力源２からの配管が１本ずつで済むという構造の簡素化により、アクチュエータユニット１ａが複数（多自由度）であっても、高パワー密度とともにシステム全体の小型化を実現することができる。
【００４５】
＜第４実施形態＞
次に、図６を参照して、第４実施形態のアクチュエータシステムＳｃについて説明する。図６に示すアクチュエータシステムＳｃでは、いわゆるバイモルフと同様の原理により屈曲するアクチュエータとしてフレキシブルチューブ１８を用いる。ここで、バイモルフとは、２枚の圧電素子を貼り合わせた構造を指す。バイモルフでは、２枚の圧電素子のそれぞれに反対向きの電圧を加えることで、一方の圧電素子が伸び、他方の圧電素子が縮み、それにより効率的に屈曲が生ずる。
【００４６】
アクチュエータユニット１ｂにおけるフレキシブルチューブ１８は、２本の棒状で長手方向に伸縮するフレキシブルチューブを接着することで形成されるが、便宜上、その２本の棒状のフレキシブルチューブのうち、図６（ａ）における上側のものを上側フレキシブルチューブ１８１（第一のフレキシブル部材）、下側のものを下側フレキシブルチューブ１８２（第二のフレキシブル部材）と称する。
【００４７】
上側フレキシブルチューブ１８１および下側フレキシブルチューブ１８２は、ＥＲ流体５を内部に収容する。
そして、フレキシブルチューブ１８は、上側フレキシブルチューブ１８１と下側フレキシブルチューブ１８２のそれぞれの内部のＥＲ流体５の量の差が変化したときに屈曲（動作）する。
【００４８】
フレキシブルチューブ１８を図６の下方向（以下、単に「下方向」と称する。）に屈曲させる場合、交流圧力源２が内部の水４を押している時間帯は、電界印加部１４ｃ（第一の印加部）（電界制御部１５ｃ（第一の印加部）とペア）による電界を「０」にし、電界印加部１４ｄ（第二の印加部）（電界制御部１５ｄ（第二の印加部）とペア）による電界を「ＯＮ」にすることで、圧力伝達部１１ａの内部のＥＲ流体５を配管１３ａ（第二の配管）経由で上側フレキシブルチューブ１８１の内部に流入させ、フレキシブルチューブ１８を下方向に屈曲させることができる（図６（ｂ）参照）。その際、下側フレキシブルチューブ１８２の内部のＥＲ流体５の量はほとんど変わらない。
【００４９】
また、交流圧力源２が内部の水４を引いている時間帯は、電界印加部１４ｃによる電界を「ＯＮ」にし、電界印加部１４ｄ（第二の印加部）による電界を「０」にすることで、下側フレキシブルチューブ１８２の内部のＥＲ流体５を配管１６ａ（第三の配管）経由で圧力伝達部１１ａの内部に流入させ、フレキシブルチューブ１８を下方向にさらに屈曲させることができる（図６（ｃ）参照）。その際、上側フレキシブルチューブ１８１の内部のＥＲ流体５の量はほとんど変わらない。
【００５０】
このような動作を繰り返すことで、フレキシブルチューブ１８を下方向に累積的に屈曲させることができる。
なお、電界の強度の切り替えは、「０」と「ＯＮ」でなくてもよい。
つまり、上側フレキシブルチューブ１８１の内部のＥＲ流体５の量から、下側フレキシブルチューブ１８２の内部のＥＲ流体５の量を引いた差を増やすことでフレキシブルチューブ１８を下方向に屈曲させる場合、次の条件を満たせばよい。
【００５１】
交流圧力源２が内部の水４を押している時間帯は、電界印加部１４ｃが印加する電界の強度よりも、電界印加部１４ｄが印加する電界の強度が大きければよい。
交流圧力源２が内部の水４を引いている時間帯は、電界印加部１４ｃが印加する電界の強度よりも、電界印加部１４ｄが印加する電界の強度が小さければよい。
【００５２】
また、同様にして、フレキシブルチューブ１８を図６の上方向に累積的に屈曲させることもできる。
【００５３】
なお、図２に示すアクチュエータシステムＳａでは、アクチュエータユニット１ａにおいて、ＥＲ流体収容部１７に対するＥＲ流体５の流入や流出は、アクチュエータ１２の駆動に寄与しなかった。一方、図６に示す第４実施形態のアクチュエータシステムＳｃによれば、ＥＲ流体５のすべての動きをフレキシブルチューブ１８の屈曲動作に効率的に寄与させることができる。
【００５４】
以上で本実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。
例えば、本実施形態では、交流圧力源２による交流圧力の陽圧と陰圧の切り替えと、ＥＲ流体５に与える電界の切り替えのタイミングを完全に一致させたが、水４やＥＲ流体５の伝播時間や電界印加部１４の応答時間などを考慮し、それらのタイミングを多少ずらしてもよい。
【００５５】
また、水４やＥＲ流体５が気化するのを防止するために、それらに一定以上の圧力を常時かけるようにしておいてもよい。
また、機能性流体として、ＥＲ流体のほかに、ＭＲ（Magneto-Rheological）流体などの別の流体を用いてもよい。ＭＲ流体を用いる場合は、電界の代わりに磁界をかければよい。
【００５６】
また、低粘度流体として、水４のほかに、空気などの別の低粘度の流体を用いてもよい。空気を用いる場合は、圧縮や膨張を考慮する必要があるので、例えば、バネなどの弾性体と併用することも考えられる。
また、交流圧力源２の交流圧力の周波数は、例えば５〜２０Ｈｚ程度が考えられるが、他の周波数であってもよい。
【００５７】
また、圧力伝達部１１において、ダイヤフラム１１１の代わりにピストン機構等の他の手段を用いて、内部に収容したＥＲ流体５と水４の間で相互に圧力を伝達させあうようにしてもよい。
【００５８】
また、アクチュエータは、ベローズアクチュエータやフレキシブルチューブ型アクチュエータのほかに、シリンダ型アクチュエータ、回転型アクチュエータなど、他のタイプのものであってもよい。なお、シリンダ型アクチュエータを用いる場合、一時的に小さな体積変化を許容する弾性体要素を併せて使えばよい。なぜなら、シリンダ型アクチュエータではピストン前後の容積の和が一定であるが、本実施形態のアクチュエータシステムでは容積の増加と減少が半周期ずれ、そのずれを吸収する部材（要素）が必要であるからである。
【００５９】
また、第２実施形態のアクチュエータシステムＳａにおけるアクチュエータユニット１ａを複数、交流圧力源２に対して並列に設けることで、第３実施形態のアクチュエータシステムＳｂとした。これと同様に、第１実施形態のアクチュエータシステムＳや、第４実施形態のアクチュエータシステムＳｃについても、アクチュエータユニット１，１ｂを複数、交流圧力源２に対して並列に設けるようにしてもよい。
その他、ハードウェアやフローチャートなどの具体的な構成について、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１，１ａ，１ｂ  アクチュエータユニット
２      交流圧力源（交流圧力部）
３      配管（第一の配管）
４      水（低粘度流体）
５      ＥＲ流体（機能性流体）
１１，１１ａ  圧力伝達部
１２    アクチュエータ
１３，１３ａ  配管（第二の配管）
１４    電界印加部（印加部）
１４ａ  電界印加部（第一の印加部）
１４ｂ  電界印加部（第二の印加部）
１４ｃ  電界印加部（第一の印加部）
１４ｄ  電界印加部（第二の印加部）
１５    電界制御部（印加部）
１５ａ  電界制御部（第一の印加部）
１５ｂ  電界制御部（第二の印加部）
１５ｃ  電界制御部（第一の印加部）
１５ｄ  電界制御部（第二の印加部）
１６，１６ａ  配管（第三の配管）
１７    ＥＲ流体収容部（機能性流体収容部）
１８    フレキシブルチューブ（アクチュエータ）
１１１  ダイヤフラム（仕切り部材）
１８１  上側フレキシブルチューブ
１８２  下側フレキシブルチューブ
Ｓ，Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ  アクチュエータシステム
【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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