(57)【要約】  身体の一部に圧迫治療を施すための装置は、少なくとも部分的に身体の一部を取り囲むように構成された圧迫部材（２０）、および圧迫部材を締め付けて身体の一部に圧迫力をもたらすように構成された作動ユニット（１０）を備える。作動ユニットは、活物質アクチュエータを有している。そのような装置を備えるシステムおよびその治療上、美容上、非治療上の使用および作動の方法も開示されている。
2009523043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体の一部に圧迫処置を施すための装置であって、
前記身体の一部を少なくとも部分的に取り囲むように構成された圧迫部材と、
前記圧迫部材を締め付けて前記身体の一部に圧迫力を加えるように構成された作動ユニットと、を備え、
前記作動ユニットは、活物質アクチュエータを有する
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記作動ユニットは、前記圧迫部材を段階的に締め付けるように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載した装置。
【請求項３】
周期運動を実行するために前記アクチュエータにグリップ部材が接続され、
前記グリップ部材は、前記圧迫部材に接続された可動部材と係合するように構成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載した装置。
【請求項４】
前記可動部材は、周期運動の第１の部分の間に前記グリップ部材と共に動くことが可能であり、かつ、周期運動の第２の部分の間に前記グリップ部材に対して動くことが可能である
ことを特徴とする請求項３に記載した装置。
【請求項５】
前記グリップ部材は、周期運動の前記第１の部分の間、力を伝達するようにして前記可動部材と係合しており、
周期運動の前記第２の部分の間、係合における前記力の伝達はなくなる又は実質的に少なくなる
ことを特徴とする請求項３に記載した装置。
【請求項６】
前記可動部材および前記グリップ部材を互いの方に向けて付勢する手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載した装置。
【請求項７】
前記グリップ部材に耐摩耗性コーティングが設けられている
ことを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載した装置。
【請求項８】
前記グリップ部材にグリップを強化するためのコーティングが設けられている
ことを特徴とする請求項３乃至７のいずれかに記載した装置。
【請求項９】
前記作動ユニットが、第２のアクチュエータと第２のグリップ部材とをさらに有する
ことを特徴とする請求項３乃至８のいずれかに記載した装置。
【請求項１０】
前記グリップ部材および前記第２のグリップ部材が、前記可動部材の対向する面上に配置されている
ことを特徴とする請求項９に記載した装置。
【請求項１１】
前記グリップ部材および前記第２のグリップ部材が、前記可動部材の同一の面上に配置されている
ことを特徴とする請求項９または１０に記載した装置。
【請求項１２】
周期運動の周波数が約１〜２００Ｈｚ、約０．２〜２０ｋＨｚ、または、約２０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲にある
ことを特徴とする請求項３乃至１１のいずれかに記載した装置。
【請求項１３】
前記可動部材の一方向の運動をもたらすための修正手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項３乃至１２のいずれかに記載した装置。
【請求項１４】
前記アクチュエータは、前記可動部材が移動可能な方向と平行に延びる動作領域を含み、
前記可動部材は、実質的な平らな部分、または、前記アクチュエータに対向してわずかに曲がる部分を有し、
前記グリップ部材は、前記可動部材に向かって前記アクチュエータから突出している
ことを特徴とする請求項３乃至１３のいずれかに記載した装置。
【請求項１５】
前記活物質の形態によって増幅手段が設けられている
ことを特徴とする請求項１４に記載した装置。
【請求項１６】
前記アクチュエータが、少なくとも二つの電極の組を有しており、
各電極の組は、前記アクチュエータの活物質の領域に作動的に接続されるとともに個別に制御可能であり、
前記アクチュエータの活物質の領域は、前記グリップ部材に作動的に接続されている
ことを特徴とする請求項１５に記載した装置。
【請求項１７】
前記電極の組は、前記可動部材の運動の方向を調整すべく制御可能である
ことを特徴とする請求項１６に記載した装置。
【請求項１８】
前記電極の組のうちの第１の電極の組は、前記可動部材を第１の方向に移動させるべく制御可能であり、
第２の電極の組は、前記可動部材を反対の第２の方向に移動させるべく駆動可能である
ことを特徴とする請求項１７に記載した装置。
【請求項１９】
前記アクチュエータは、少なくとも一つの好ましい共振周波数または反共振周波数を有し、
前記電極の組の少なくとも一つは、前記好ましい共振周波数または前記反共振周波数で駆動可能である
ことを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれかに記載した装置。
【請求項２０】
請求項１３に記載の装置と請求項１４〜１９のいずれかに記載の装置とを組み合わせた装置であって、
前記グリップ部材によって前記調整手段が設けられ、
前記グリップ部材が前記可動部材に対して可動な周期的運動の一部の間に、身体の一部および前記圧迫部材を含むシステムによって対抗力がもたらされる距離よりも長いある距離だけ第１の方向に可動であり、周期的な運動の前記一部の間に、前記可動部材を反対の第２の方向に動かすことができる
ことを特徴とする装置。
【請求項２１】
前記作動ユニットは、少なくとも二つのグリップ部材を有しており、
各グリップ部材は、それぞれの周期運動を実行するために個別に制御可能である
ことを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれかに記載した装置。
【請求項２２】
前記グリップ部材は、それぞれの周期運動間に遅延が生じるようにして駆動されるよう、構成され、
いかなる時点においても、前記グリップ部材の少なくとも一つが、力を伝達するようにして前記可動部材と係合している
ことを特徴とする請求項２１に記載した装置。
【請求項２３】
前記活物質は増幅手段を介して前記グリップ部材に接続されている
ことを特徴とする請求項３乃至１３のいずれかに記載した装置。
【請求項２４】
前記増幅手段は導波部および／または波形成部を有する
ことを特徴とする請求項２３に記載した装置。
【請求項２５】
前記活物質に適用される第１の駆動周波数によって、前記グリップ部材の周期運動の第１の方向がもたらされ、かつ、前記活物質に適用される第２の異なる駆動周波数によって、前記グリップ部材の周期運動のうち第２の反対な方向がもたらされるように、前記活物質および前記増幅手段が構成されている
ことを特徴とする請求項２３または２４に記載した装置。
【請求項２６】
請求項１３に記載した装置と請求項２３〜２５のいずれかに記載した装置とを組み合わせた装置であって、
前記修正手段は、前記グリップ部材によって設けられ、
前記グリップ部材が前記可動部材に対して可動な周期的運動の一部の間には、身体の一部および前記圧迫部材を含むシステムによって対抗力がもたらされる距離よりも長いある距離だけ第１の方向に可動であり、周期的な運動の前記一部の間には、前記可動部材を反対の第２の方向に動かすことができる
ことを特徴とする装置。
【請求項２７】
前記増幅手段は共振ホーンを有し、
前記共振ホーンは、前記グリップ部材および作動ユニットのハウジングまたはフレームに接続されている
ことを特徴とする請求項２３乃至２６のいずれかに記載した装置。
【請求項２８】
前記アクチュエータは、前記共振ホーンの外縁部に設けられている
ことを特徴とする請求項２７に記載した装置。
【請求項２９】
前記アクチュエータは、前記共振ホーンのノードに設けられている
ことを特徴とする請求項２７または２８に記載した装置。
【請求項３０】
前記共振ホーンが、前記グリップ部材に向かってテーパ状となっている断面を有する
ことを特徴とする請求項２７乃至２９のいずれかに記載した装置。
【請求項３１】
前記増幅手段が、前記アクチュエータから前記グリップ部材に延びるフィンまたはアームを有する
ことを特徴とする請求項２３乃至２６のいずれかに記載した装置。
【請求項３２】
少なくとも二つのフィンが前記アクチュエータから各グリップ部材に延びている
ことを特徴とする請求項３１に記載した装置。
【請求項３３】
前記可動部材に前記グリップ部材と正方向に噛み合うための手段が設けられている
ことを特徴とする請求項３乃至１３のいずれかに記載した装置。
【請求項３４】
前記正方向に噛み合う手段は、前記可動部材の運動方向と平行な方向に延びるラチェット構造を有する
ことを特徴とする請求項３３に記載した装置。
【請求項３５】
前記正方向に噛み合う手段は、少なくとも二つの平行なラチェット構造を有する
ことを特徴とする請求項３４に記載した装置。
【請求項３６】
前記ラチェット構造は、連続して並べられた複数の歯を有し、
各歯は、前記グリップ部材と相互作用するように構成された少なくとも一つの噛み合い面を含む
ことを特徴とする請求項３４または３５に記載した装置。
【請求項３７】
隣り合う二つの噛み合い面は、前記アクチュエータの最大ストロークより短い距離だけ離間して配置されている
ことを特徴とする請求項３６に記載した装置。
【請求項３８】
前記アクチュエータは、前記可動部材の意図された動く方向と平行な方向に前記グリップ部材を動かすように構成された第１の動作領域と、前記可動部材から離間する方向に前記グリップ部材を動かすように構成された第２の動作領域と、を有する
ことを特徴とする請求項３６に記載した装置。
【請求項３９】
前記可動部材の意図された動く方向と平行な方向に第１の速度で前記グリップ部材を動かし、かつ、第２の実質的に反対な方向により速い第２の速度で前記グリップ部材を動かすように、前記第１動作領域が構成されている
ことを特徴とする請求項３８に記載した装置。
【請求項４０】
圧迫された身体の一部からの抗力にもかかわらず前記可動部材をその意図された方向に移動させるのに十分となるにように、前記第２の速度は適合されていることを特徴とする請求項３９に記載した装置。
【請求項４１】
前記グリップ部材および前記可動部材は、前記第１の運動の間および第２の運動の間に、互いの方に向けて付勢される
ことを特徴とする請求項３６乃至４０のいずれかに記載した装置。
【請求項４２】
各グリップ部材は、それぞれフックを有し、各ラチェット構造と相互に作用するように構成されている
ことを特徴とする請求項３５に記載した装置。
【請求項４３】
前記グリップ部材は、それぞれの周期運動間に遅延が生じるようにして駆動されるよう、構成され、いかなる時点においても、前記グリップ部材の少なくとも一つが関連するラチェット構造と力を伝達するようにして係合している
ことを特徴とする請求項４２に記載した装置。
【請求項４４】
前記可動部材は、その意図された運動方向と実質的に平行に延びるガイド部材を有し、
前記グリップ部材は、長手方向に離間して配置された第１および第２の締付部材であって、前記ガイド部材との解放可能な係合するように制御可能な第１および第２の締付部材を有し、
前記グリップ部材は、前記締付部材の間に延びる長手方向運動部材をさらに有し、
前記長手方向運動部材は、前記ガイド部材と平行な方向において制御可能に伸長しかつ収縮することができる
ことを特徴とする請求項３乃至１３のいずれかに記載した装置。
【請求項４５】
前記締付部材および前記長手方向運動部材は、個別に制御可能である
ことを特徴とする請求項４４に記載した装置。
【請求項４６】
前記締付部材および前記長手方向運動部材は、
ａ）両方の締付部材がガイド部材に対して力を伝達する状態にある係止状態と、
ｂ）前記締付部材のうちの１番目の締付部材が前記ガイド部材に対して力を伝達する状態にあり、前記締付部材のうちの２番目の締付部材が前記スペースの壁に対して可動であり、かつ、前記長手方向運動部材が膨張または収縮される第１の運動状態と、
ｃ）前記締付部材のうちの２番目の締付部材が前記ガイド部材に対して力を伝達する状態にあり、前記締付部材のうちの１番目の締付部材が前記ガイド部材に対して可動であり、かつ、前記長手方向運動部材が膨張または収縮される第２の運動状態と、
において駆動可能である
ことを特徴とする請求項４５に記載した装置。
【請求項４７】
前記アクチュエータは、前記可動部材の意図された動く方向と実質的に平行な平面内の成分を有する往復運動を、前記グリップ部材に行わせるように構成され、
前記グリップ部材が前記平面内において第１方向に移動する前記往復運動の第１部分の期間に、前記グリップ部材と前記可動部材との間に高い摩擦をもたらすとともに、前記グリップ部材が反対の第２方向に移動する前記往復運動の第２部分の期間に、前記グリップ部材と前記可動部材との間に低い摩擦をもたらすために、前記修正手段が設けられる
ことを特徴とする請求項１３に記載した装置。
【請求項４８】
前記修正手段が、前記グリップ部材と前記可動部材の間に設けられている
ことを特徴とする請求項４７に記載した装置。
【請求項４９】
前記修正手段が、前記可動部材とベース部材との間に設けられ、
前記ベース部材には、前記アクチュエータが固定的に取り付けられている
ことを特徴とする請求項４７または４８に記載した装置。
【請求項５０】
前記修正手段が傾斜した微小繊維を有する
ことを特徴とする請求項４７乃至４９のいずれかに記載した装置。
【請求項５１】
前記修正手段は、前記傾斜した微小繊維と相互作用するように構成されたラチェット構造を有している
ことを特徴とする請求項５０に記載した装置。
【請求項５２】
前記修正手段を少なくとも部分的に解放するための手段をさらに備え、前記第１および第２の方向の両方において前記グリップ部材と前記可動部材との間の相対運動を可能にするようになっている
ことを特徴とする請求項４７乃至５１のいずれかに記載した装置。
【請求項５３】
前記可動部材は、前記圧迫部材と一体化されている
ことを特徴とする請求項３乃至５２のいずれかに記載した装置。
【請求項５４】
前記可動部材は、前記圧迫部材と単一片として形成されている
ことを特徴とする請求項５３に記載した装置。
【請求項５５】
前記可動部材は、前記圧迫部材に固定的に取り付けられている
ことを特徴とする請求項５３に記載した装置。
【請求項５６】
前記可動部材は、接続部材によって圧迫部材に接続されている
ことを特徴とする請求項３乃至５２のいずれかに記載した装置。
【請求項５７】
前記可動部材は、前記圧迫部材に着脱自在に取り付けられている
ことを特徴とする請求項３乃至５２のいずれかに記載した装置。
【請求項５８】
前記作動ユニットは、身体の一部と、圧迫部材または圧迫部材に接続された接続部材と、の間の半径方向の距離を制御するように構成されている
ことを特徴とする請求項１あるいは２に記載した装置。
【請求項５９】
前記作動ユニットは、前記圧迫部材または前記接続部材のうちの周囲方向に離間して配置された二つ部分の間を延びる取付ベースを有し、
制御可能に曲がることができるアクチュエータ要素が設けられ、前記取付ベースと、前記圧迫部材または前記圧迫部材に接続された接続部材と、の間の半径方向の距離を制御する
ことを特徴とする請求項５８に記載した装置。
【請求項６０】
前記アクチュエータ要素の縁部との相互作用のために、前記取付ベース上にラチェット機構が設けられている
ことを特徴とする請求項５９に記載した装置。
【請求項６１】
アクチュエータ要素の両縁部が各ラチェット構造と係合するとともに、前記アクチュエータ要素の中央部分が前記圧迫部材または前記接続部材と係合する
ことを特徴とする請求項６０に記載した装置。
【請求項６２】
前記可動部材は、実質的に中心軸線を中心として回転可能に構成された回転可能な部分を有し、
前記グリップ部材は、前記回転可能な部分の面に作用するように構成されている
ことを特徴とする請求項３乃至１３のいずれかに記載した装置。
【請求項６３】
前記グリップ部材は、中心軸線からある距離において前記回転可能な部分の面に係合するように構成されており、
スピンドルが、前記回転可能な部分に連結され、前記中心軸線の回りを回転可能となっており、
前記圧迫部材、または、前記圧迫部材に接続された前記接続部材は、前記スピンドル上に巻き取り可能である
ことを特徴とする請求項６２に記載した装置。
【請求項６４】
単一の圧迫部材または単一の接続部材が前記スピンドル上に巻き取り可能である
ことを特徴とする請求項６３に記載した装置。
【請求項６５】
二以上の圧迫部材または接続部材が、前記スピンドル上に巻き取り可能であるとともに、前記中心軸線から本質的に異なる方向に延びている
ことを特徴とする請求項６３に記載した装置。
【請求項６６】
前記回転可能な部分の有効直径および前記スピンドル部材の有効直径は異なる
ことを特徴とする請求項６３乃至６５のいずれかに記載した装置。
【請求項６７】
少なくとも二つの回転可能な部分が前記スピンドルに接続され、
各アクチュエータは前記回転可能な部分と相互に作用するように構成されている
ことを特徴とする請求項６２乃至６６のいずれかに記載した装置。
【請求項６８】
前記回転可能な部分は、実質的に前記スピンドルの各端部に配置されている
ことを特徴とする請求項６７に記載した装置。
【請求項６９】
前記増幅手段が活物質の形態によってもたらされている
ことを特徴とする請求項６２乃至６８のいずれかに記載した装置。
【請求項７０】
前記アクチュエータは、少なくとも二つの電極の組を有し、
各電極の組は、前記アクチュエータの活物質の領域に作動的に接続されるとともに個別に制御可能であり、
前記アクチュエータの前記活物質の領域は、前記グリップ部材に作動的に接続されている
ことを特徴とする請求項６９に記載した装置。
【請求項７１】
前記電極の組の１番目は、前記可動部材を第１の方向に移動させるべく制御可能であるとともに、２番目の電極の組は、前記可動部材を反対の第２の方向に移動させるべく駆動可能である
ことを特徴とする請求項７０に記載した装置。
【請求項７２】
前記アクチュエータは、少なくとも一つの有利な共振周波数または反共振周波数を有し、
前記電極の組の少なくとも一つは、前記有利な共振周波数または反共振周波数において駆動可能である
ことを特徴とする請求項６９乃至７１のいずれかに記載した装置。
【請求項７３】
前記作動ユニットは、個別に駆動可能な二つのアクチュエータを有する
ことを特徴とする請求項６２乃至６８のいずれかに記載した装置。
【請求項７４】
前記アクチュエータは異なる位相で駆動可能である
ことを特徴とする請求項７３に記載した装置。
【請求項７５】
前記アクチュエータの少なくとも一つが前記可動部材に対し鋭角に配置されている
ことを特徴とする請求項７３または７４に記載した装置。
【請求項７６】
前記アクチュエータの少なくとも一つが少なくとも一つの有利な共振周波数または反共振周波数を有し、
前記アクチュエータの電極の組の少なくとも一つが前記有利な共振周波数または反共振周波数で駆動可能である
ことを特徴とする請求項７３乃至７５のいずれかに記載した装置。
【請求項７７】
前記活物質は、前記増幅手段を介して前記グリップ部材に接続されている
ことを特徴とする請求項６２乃至６８のいずれかに記載した装置。
【請求項７８】
前記増幅手段は導波部および／または波形成部を有する
ことを特徴とする請求項７７に記載した装置。
【請求項７９】
前記アクチュエータは、ホーン励起タイプモータ、定在波回転モータ、移動進行波モータおよび超音波モータより構成されるグループから選択されるモータを有し、
前記モータはスピンドル作動的に接続され、
前記圧迫部材、または、前記圧迫部材に接続された前記接続部材は、前記スピンドル上に巻き取り可能である
ことを特徴とする請求項１あるいは２に記載した装置。
【請求項８０】
前記モータは、動力伝達機構を介して前記スピンドルに接続されている
ことを特徴とする請求項７９に記載した装置。
【請求項８１】
単一の圧迫部材または単一の接続部材が、前記スピンドル上に巻き取り可能である
ことを特徴とする請求項７９または８０に記載した装置。
【請求項８２】
二以上の圧迫部材または接続部材は、前記スピンドル上に巻き取り可能であるとともに、前記スピンドルから本質的に異なる方向に延びている
ことを特徴とする請求項７９または８０に記載した装置。
【請求項８３】
前記モータの回転可能な出力部分が前記スピンドルと同軸である
ことを特徴とする請求項７９に記載した装置。
【請求項８４】
前記圧迫部材は、主として一以上の受動材料から形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至８３のいずれかに記載した装置。
【請求項８５】
前記作動ユニットの少なくとも一つが身体の一部と平行な方向に配置され、
前記圧迫部材は、前記少なくとも一つの作動ユニットから実質的に垂直な方向に延びている
ことを特徴とする請求項１乃至８４のいずれかに記載した装置。
【請求項８６】
前記作動ユニットは、異なる方向に延びている二つの圧迫部材または身体の一部を少なくとも部分的に取り巻いている単一の圧迫部材の２つの端部を締め付けるように構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至８５のいずれかに記載した装置。
【請求項８７】
少なくとも二つの作動ユニットが並列に配置され、
各作動ユニットは少なくとも一つの圧迫部材を締め付けるように構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至８６のいずれかに記載した装置。
【請求項８８】
前記作動ユニットは、前記圧迫部材を反対方向に引っ張ることによって前記圧迫部材を締め付けるように構成されている
ことを特徴とする請求項８６または８７に記載した装置。
【請求項８９】
身体の一部に圧迫処置を施すための装置であって、
前記身体の一部を少なくとも部分的に取り囲むように構成された圧迫部材を備え、
前記圧迫部材は、前記身体の一部に段階的に圧迫力を加えるように構成され、
前記圧迫部材は活物質アクチュエータを有する
ことを特徴とする装置。
【請求項９０】
前記活物質アクチュエータは、周囲方向に膨張可能および収縮可能である
ことを特徴とする請求項８９に記載した装置。
【請求項９１】
前記活物質の膨張速度は、前記活物質の収縮速度よりも速い
ことを特徴とする請求項８９あるいは９０に記載した装置。
【請求項９２】
作動ユニットは、実質的に周囲方向において互いに相対移動可能な第１の部分および第２の部分を有し、
前記第１の部分にラチェット構造が設けられ、
前記第２の部分にグリップ部材が設けられている
ことを特徴とする請求項８９乃至９１のいずれかに記載した装置。
【請求項９３】
前記グリップ部材は、前記第２の部分の最も外側の縁部に配置されている
ことを特徴とする請求項９２に記載した装置。
【請求項９４】
前記ラチェット構造および前記グリップ部材は互いの方に向けて付勢されている
ことを特徴とする請求項９２あるいは９３に記載した装置。
【請求項９５】
前記グリップ部材は、曲がることができる要素を制御するための第２のアクチュエータを有し、
前記曲がることができる要素は、前記ラチェット構造に係合して前記身体の一部に対する圧迫力を維持するように構成されている
ことを特徴とする請求項９２乃至９４のいずれかに記載した装置。
【請求項９６】
前記アクチュエータおよび前記曲がることができる要素は、二層構造を形成している
ことを特徴とする請求項９５に記載した装置。
【請求項９７】
前記曲がることができる要素は、前記第２の部分の外縁部を実質的に取り囲むように構成されている
ことを特徴とする請求項９５または９６に記載した装置。
【請求項９８】
前記曲がることができる要素は、前記活物質アクチュエータと単一片として形成されている
ことを特徴とする請求項９５あるいは９６に記載した装置。
【請求項９９】
前記曲がることができる要素のうちの前記ラチェット構造と接触するように設計された部分に、グリップを改良する層および／または摩耗を改良する層が設けられている
ことを特徴とする請求項９８に記載した装置。
【請求項１００】
前記作動ユニットは二つのグリップ部材を有し、
各グリップ部材のラチェット構造に対する相互作用は個別に制御可能である
ことを特徴とする請求項９２乃至９９のいずれかに記載した装置。
【請求項１０１】
前記グリップ部材は、それぞれの周期運動間に遅延が生じるようにして駆動されるよう、構成され、いかなる時点においても、前記グリップ部材の少なくとも一つが関連するラチェット構造と力を伝達するようにして係合している
ことを特徴とする請求項１００に記載した装置。
【請求項１０２】
身体の一部を取り囲むスリーブを形成するように寸法決めされかつ構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至１０１のいずれかに記載した装置。
【請求項１０３】
前記装置は、対向縁部を有したシートとして形成され、
前記対向縁部には、前記縁部を互いに接続して前記スリーブを形成するための接続手段が設けられている
ことを特徴とする請求項１０２に記載した装置。
【請求項１０４】
前記作動ユニットと、もし有れば圧迫部材と、が作動層を形成し、
前記装置は、前記作動層と前記身体の一部との間に配置されたセンサ層と、前記センサ層または作動層と身体の一部との間に配置された内側層と、前記作動層の外側に配置された外側層と、のうちの少なくとも一つを有する
ことを特徴とする請求項１乃至１０３のいずれかに記載した装置。
【請求項１０５】
前記内側層および前記センサ層が一体化されて使い捨て層を形成している
ことを特徴とする請求項１０４に記載した装置。
【請求項１０６】
前記使い捨て層は、機械的および／または電気的に作動層に接続するための手段を有する
ことを特徴とする請求項１０５に記載した装置。
【請求項１０７】
前記使い捨て層は、前記使い捨て層から、前記作動層または前記装置の外部にある前記制御装置へ、信号を伝達するための手段を有する
ことを特徴とする請求項１０５または１０６に記載した装置。
【請求項１０８】
前記活物質は、電気活性ポリマー、電気活性セラミックまたは結晶材料、形状記憶材料、あるいは、これらの材料に類似した特性を有する材料から、構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至１０７のいずれかに記載した装置。
【請求項１０９】
請求項１乃至１０８のいずれかに記載した装置と、
前記装置に接続され、前記装置に制御信号をもたらすように構成された制御装置と、を備える
ことを特徴とするシステム。
【請求項１１０】
少なくとも一つのセンサ要素を有するセンサ層を備え、
前記制御装置は、前記センサからのフィードバック信号を受けるように構成されている
ことを特徴とする請求項１０９に記載したシステム。
【請求項１１１】
前記制御装置が、少なくとも部分的に前記装置と一体化されている
ことを特徴とする請求項１０９または１１０に記載したシステム。
【請求項１１２】
請求項１乃至１０８のいずれかに記載された身体の一部に圧迫処置を施すための装置の使用であって、
深部静脈血栓（ＤＶＴ）、血管障害、循環障害、浮腫、心臓病、リンパ水腫および塞栓より構成されるグループから選択される状態を、治療または防止するための使用。
【請求項１１３】
請求項１乃至１０８のいずれかに記載された身体の一部に圧迫処置を施すための装置の使用であって、
高重力にさらされる人物の身体の一部における鬱血を、防止または打ち消すための使用。
【請求項１１４】
請求項１乃至１０８のいずれかに記載された身体の一部に圧迫処置を施すための装置の使用であって、
ストレス治療、マッサージ治療、血圧監視、あるいは、人工器官の適合調節機構のための使用。
【請求項１１５】
請求１乃至１０８のいずれかに記載された身体の一部に圧迫処置を施すための装置の非治療上の使用。
【請求項１１６】
請求１乃至１０８のいずれかに記載された身体の一部に圧迫処置を施すための装置の、非医学的な目的のための使用。
【請求項１１７】
身体の一部に圧迫処置を施す装置を作動方法であって、
前記身体の一部を取り囲んでいる部材を締め付けて前記身体の一部に圧迫力を加え、
前記部材に接続されるとともに活物質アクチュエータを有する前記装置の作動ユニットを制御して、前記圧迫力を段階的に加える
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示は、身体の一部に圧迫処置を施すための装置に関する。また、この開示は、そのような装置を備える圧迫処置のためのシステム、およびそのような装置を用いた圧迫処置に関する。
【０００２】
さらに、この開示は、圧迫処置のための装置に用いることができるアクチュエータばかりでなく、ストラップで対象物の周りを締め付ける他の用途に関する。
【背景】
【０００３】
圧迫療法は、深部静脈血栓（ＤＶＴ）、血管障害、循環疾患、浮腫、（カウンターパルセーションによって治療される）心臓病、リンパ水腫、火傷および塞栓症といった、これらには限定されない多くの症状の治療および／または予防に用いることができる。他の用途の分野は、ストレス治療、マッサージ治療、血圧監視、人工装具のための調整機構、およびＧ（重力加速度）の力に曝されるパイロットあるいはレースカードライバの身体に血液が鬱血することを防止するためのスーツである。
【０００４】
米国特許公開第２００４／００７３１４６号公報は、深部静脈血栓の発症リスクを減少させるべく四肢の血流を改良するための携帯機器を開示している。この装置は、四肢の周囲に巻き付けられるストラップと、圧迫力を四肢に負荷するべく往復運動によってストラップを引っ張る構造のモータを有したハウジングとを備えている。
【０００５】
この米国特許公開第２００４／００７３１４６号公報のモータは電磁気タイプであり、重量に対する出力の比率が小さく、したがって非常にかさばる装置である。開示されているモータと動力伝達要素の低い効率との組み合わせると、バッテリ寿命が短くなる。さらにまた、この装置は、往復運動の時間よりも長い時間にわたって圧力を維持するための複雑なロック機構を必要とする。また、従来の電磁気モータのトルク特性により、この技術を用いたコンパクトな形態で深部静脈血栓を予防するために必要な力を満たすことは困難である。さらにまた、往復運動が中間機構によって生み出され、かつ患者毎に組織の機構が異なるため、ストラップによって患者に負荷される実際の出力はほとんどあるいは全く制御されない。
【０００６】
米国特許公開第２００２／０１７３７３５号公報は、心臓病あるいは循環器疾患における体外性カウンターパルセーション療法のための装置を開示している。この装置は、患者の四肢に巻き付けるカフを備えている。このカフの端部は、そのアクチュエータの電気的な活性化が締め付けを生じさせるように互いに取り付けられる。アクチュエータは、往復運動を典型的に供給するソレノイドアクチュエータとすることができる。
【０００７】
米国特許公開第２００２／０１７３７３５号公報の装置は、往復運動の期間よりも長い期間にわたって力を保持するようにソレノイドアクチュエータを作ることができず、低い周波数あるいは静的な動きをもたらすためには非常に高い電流が必要となるため、ショックの負荷にのみ適している。また、この装置は、重量に対する出力の比率が小さく、結果として重い装置となる。さらにこの装置は、カフをしっかりと取り付ける必要があるため、小さな動きしか供給することができない。
【０００８】
さらに、ソレノイドアクチュエータは小さな動きしか供給できないため、カフをしっかりと取り付ける必要がある。アクチュエータの動きの制約もまた、患者の組織の順応性に打ち勝ってかなりの力のレベルに到達するために患者に負荷することができる実際の力を制限する。
【０００９】
米国特許第６，４９４，８５２号公報は、制御装置からの流体を供給する管路に連結されている膨張可能なセルを有したスリーブを備えた、携帯して歩行できる空気圧式の圧迫装置を開示している。
【００１０】
米国特許第６，４９４，８５２号公報に開示されているような空気圧作動の使用もまた、重量に対する出力の比率が小さく、結果として大きな装置になる。さらに、圧縮空気を周囲に排気することによる各収縮サイクル毎のエネルギの浪費に加えて、それらのコンプレッサ、弁、アキュムレータ、管路およびブラダ膨張に多くのエネルギを浪費するため、この空気圧式装置の効率は低い。したがって、そのような装置は、必要以上に大きいパワーユニットを必要とし、バッテリ寿命が短くなる。空気圧式ブラダの使用もまた、大きく、患者の四肢の周りの呼吸できない衣類に帰結する。
【００１１】
身体の一部の周りに巻き付けることが意図されている活物質から構成されたストラップあるいはカフを有した圧迫装置が、米国特許第５，９９７，４６５号公報、米国特許第６，１２３，６８１号公報、米国特許第６，１９８，２０４号公報、欧州特許公開第１３２４４０３号公報、米国特許公開２００４／０１６７３７５号公報、国際公開２００４／０９３７６３号公報、および米国特許公開２００５／００４３６５７号公報に示されている。これらの装置は、一般に大量の活物質を必要とし、したがって、現時点では高いコストの用途にのみ適している。また、これらの文献に示されているいくつかの概念は、大規模な生産において達成することができない、あるいは公知の材料では多くの起動サイクルにわたって維持することができない特性の活物質を必要とする。
【００１２】
従来技術の構成は、それぞれ活物質の特性に過度の負荷をもたらす。この材料は、大きく変化する幾何学的形状および組織の順応性により、ストロークおよび力の極端な組合せを患者に作用させることが求められる。したがって、この装置は過剰な材料あるいはきわめて高性能な材料を必要とし、高コストな装置および実際的な装置における信頼性および安全性の問題の増加につながる。
【００１３】
したがって、身体の一部に圧迫治療を施すための改善された装置が必要である。
【発明の概要】
【００１４】
この開示の一つの目的は、従来技術の短所の一部あるいは全てを排除しあるいは少なくとも緩和する、身体の一部に圧迫療法を施すための装置を提供することにある。
【００１５】
一つの特定の目的は、重量に対する出力の比率が改善された、身体の一部に圧迫療法を施すための装置を提供することにある。
【００１６】
さらに他の目的は、適切なコストで製造することができる、身体の一部に圧迫療法を施すための装置を提供することにある。
【００１７】
さらに他の目的は、歩行可能な治療に適したバッテリ寿命の長い装置を提供することにある。さらに他の目的は、圧迫療法を施す安全で使いやすい手段を提供することにある。
【００１８】
さらに他の目的は、非常にコンパクトに作ることができて、身体の一部から外側への高さが低い圧迫療法のための装置を提供することにある。
【００１９】
上述した目的は、添付の独立請求項の装置、システムおよび方法によって完全にあるいは部分的に満たされる。実施形態は、添付の従属請求項、以下の説明、および添付の図面に述べられている。
【００２０】
第１の態様によると、身体の一部に圧迫療法を施すための装置が提供される。この装置は、身体の一部を少なくとも部分的に取り囲むように構成された圧迫部材（圧搾部材、圧縮部材、加圧部材）と、この圧迫部材を締め付けて身体の一部に圧迫力を負荷するように構成された作動ユニットとを備える。この作動ユニットは、活物質アクチュエータ（活物質アクチュエータ、活性物質アクチュエータ）を有している。「活物質（活性物質、作動材料）」は、エネルギ貯蔵機構の間に強い（他の一般的な材料において認められる連結に対して強い）連結をもたらす材料（物質）であると理解される。より詳しくは、この開示における「活物質（活性物質、作動材料）」という用語は、電気的、化学的または熱的なエネルギー貯蔵機構と、機械的なエネルギー貯蔵機構との間の（電気機械的、熱機械的、電気温度機械的、あるいは電気化学機械的な）力強い連結をもたらす材料（物質）をカバーすることが意図されている。
【００２１】
そのような材料は研究団体によって分類されてきた。一般的に、そのような活物質は以下のグループ、電気活性ポリマー、電気活性セラミックおよび結晶、形状記憶材料に分類される。
【００２２】
電気活性ポリマー（ＥＡＰ）は、強誘電体、圧電体、電歪、エレクトレット、液晶エラストマ、マクスウェル応力活性エラストマおよびその複合体といった、電場により活性化される材料を含む。電気活性ポリマーはまた、電気化学的に活性化される導電性ポリマー、イオンポリマ金属複合体（ＩＰＭＣ）、カーボンナノチューブ、および電気活性ポリマーゲルを含む。このタイプの材料は、Bar-Cohen Y. (editor) : Electroactive Polymer (EAP) Actuators as Artificial Muscles: Reality, Potential, and Challenges, 2nd Edition, SPIE Press, Bellingham, 2004.に説明されかつ特徴づけられている。
【００２３】
電気活性セラミックスおよび結晶は、圧電性、電歪および圧電性のセラミックポリマー複合体、磁歪材料、および単一結晶材料を含む。このタイプの材料は、Moulson A.J., Herbert J.M. : Electroceramics: Materials, Properties, Applications, 2nd Edition, John Wiley & Sons, West Sussex, 2003.に説明されかつ特徴づけられている。
【００２４】
形状記憶材料は、温度によりあるいは磁場により活性化する形状記憶合金、および形状記憶ポリマーを含む。このタイプの材料は、Otsuka K., Wayman CM.: Shape Memory Materials, Cambridge University Press, Cambridge, 1999.において説明されかつ特徴づけられている。
【００２５】
この急激に進化する分野においては、新しい材料が絶えず発見されあるいは設計されることが認められる。新しい活物質アクチュエータは、異例の性能を有する、そのような新しい材料から作成することができる。これにより、本出願の実施形態は、そのような進歩したアクチュエータ（および増加した出力、電力密度、あるいは運動速度から得られる利益）で実施することができる。
【００２６】
活物質アクチュエータを用いることにより、低コストで製造することができ、かつ充分な出力性能を有した、コンパクトな圧迫装置を提供することができる。
【００２７】
作動ユニットは、段階的に圧迫部材を締め付けるように構成することができる。段階的な締め付けにより、圧迫部材は、充分な運動をもたらすために反復される非常に小さい運動が可能なアクチュエータを利用することができる。
【００２８】
この装置において、グリップ部材は、周期運動を実行するためにアクチュエータに接続することができる。また、グリップ部材は、圧迫部材に接続された可動部材に係合するように構成することもできる。周期運動は、例えば非対称とすること、楕円形とすること、実質的に円形とすること、実質的な往復運動とすることができる。
【００２９】
可動部材は、周期運動の第１の部分の間にグリップ部材と共に動くことができ、かつ周期運動の第２の部分の間にグリップ部材に対して動くことができる。これにより、周期運動の第１の部分の間には、グリップ部材と可動部材との間に全くあるいはごくわずかな相対運動（滑り）しかなく、かつ周期運動の第２の部分の間には、グリップ部材と可動部材との間に滑りが生じあるいは完全に解放される。
【００３０】
周期運動の第１の部分の間には、グリップ部材は可動部材と力を伝達する係合状態にあり、かつ周期運動の第２の部分の間には、力を伝達する係合状態が排除されあるいは実質的に減少する。
【００３１】
この装置は、可動部材およびグリップ部材を互いの方に向けて付勢する手段をさらに備えることができる。そのような付勢手段は、作動ユニットの出力性能を増大させることができるが、例えばばねあるいは他の弾性要素の形態を取ることができる。
【００３２】
グリップ部材には耐摩耗性のコーティングを設けることができる。そのようなコーティングそれ自体は、当業者に公知である。
【００３３】
グリップ部材には、グリップを強化するためのコーティングを設けることができる。そのようなコーティングそれ自体は、当業者に公知である。
【００３４】
作動ユニットは、第２のアクチュエータおよび第２のグリップ部材をさらに備えることができる。第１のグリップ部材および第２のグリップ部材は、協調させることができ、同時にあるいは交互に作動する。
【００３５】
グリップ部材および第２のグリップ部材は、可動部材の対向する面上に配置することができる。
【００３６】
代わりにあるいは補足として、グリップ部材および第２のグリップ部材は、可動部材の同一の面上に配置することもできる。
【００３７】
周期運動の周波数は、約１〜２００Ｈｚ、約０．２〜２０ｋＨｚ、あるいは約２０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲にある。
【００３８】
可動部材の一方向の運動をもたらすための修正手段をさらに備えることができる。そのような修正手段は、グリップ部材と可動部材との間の滑りを低下させあるいは排除することにより、出力性能を増大させることができる。
【００３９】
第１の原理によると、アクチュエータは、可動部材が移動可能な方向と平行に延びる動作領域を有することができ、可動部材は実質的な平面あるいはアクチュエータに対向してわずかに曲がる部分を有し、かつ、グリップ部材は可動部材に向かってアクチュエータから突出する。
【００４０】
動作領域は、アクチュエータのうちの運動をもたらす部分である。
【００４１】
第１実施形態においては、増幅手段を活物質の形態によってもたらすことができる。
【００４２】
アクチュエータは少なくとも２つの電極組を備えることができ、各電極組はアクチュエータの活物質領域に作動的に接続されて個別に制御可能であり、かつアクチュエータの活物質領域はグリップ部材に作動的に接続される。
【００４３】
電極組は、可動部材の運動方向を制御するために制御可能である。
【００４４】
１番目の電極組は可動部材を第１の方向に移動させるべく制御可能であり、かつ、２番目の電極組は可動部材を第２の反対な方向に移動させるべく駆動可能である。
【００４５】
アクチュエータは、少なくとも１つの有利な共振あるいは反共振周波数を有しており、かつ電極組の少なくとも１つは、この有利な共振あるいは反共振周波数において駆動可能である。
【００４６】
修正手段は、グリップ部材に設けることができるが、グリップ部材が可動部材に対して可動な周期運動の一部の間には、身体の一部および圧迫部材を含むシステムによって対抗力がもたらされる距離よりも長いある距離だけ第１の方向に可動であり、かつ、周期運動の前記部分の間に可動部材を第２の反対な方向に動かすことができる。
【００４７】
第２の実施形態において、修正手段は、少なくとも２つのグリップ部材を有している作動ユニットによってもたらすことができ、かつ各グリップ部材は、それぞれの周期運動を実行するために個別に制御可能である。
【００４８】
この実施形態において、グリップ部材は、それぞれの周期運動の間に遅延して駆動されるように構成され、いかなる時点においても、グリップ部材のうち少なくとも一つが可動部材と力を伝達する係合状態にあるようにする。
【００４９】
第２の原理によると、活物質は、増幅手段を介してグリップ部材に接続することができる。
【００５０】
増幅手段は、導波部（波案内部）および／または波形成部（波整形）、若しくは等価な構造を有している。
【００５１】
活物質および増幅手段は、活物質に負荷される第１の駆動周波数がグリップ部材の周期運動のうち第１の方向をもたらし、かつ、活物質に負荷される第２の異なる駆動周波数がグリップ部材の周期運動のうち第２の反対な方向をもたらすように構成することができる。
【００５２】
修正手段はグリップ部材によってもたらされてもよく、グリップ部材が可動部材に対して可動な周期的運動の一部の間に、身体の一部および圧迫部材を含むシステムによって対抗力がもたらされる距離よりも長いある距離だけ第１の方向に可動であり、周期運動の前記部分の間に、前記対抗力によって可動部材を第２の反対な方向に動かすことができる。
【００５３】
第３実施形態において、増幅手段は、グリップ部材および作動ユニットのハウジングまたはフレームに接続された共振ホーンを有することができる。
【００５４】
アクチュエータは、共振ホーンの外縁に設けることができる。例えば、アクチュエータは、共振ホーンの節に設けることができる。
【００５５】
共振ホーンは、グリップ部材に向かってテーパ状となっている（先細りしていく）断面を有することができる。
【００５６】
第４実施形態において、増幅手段は、アクチュエータからグリップ部材に延びるフィンあるいはアームを有することができる。
【００５７】
少なくとも２つのフィンが、アクチュエータから各グリップ部材へと延びることができる。
【００５８】
第３の原理によると、可動部材には、グリップ部材と正方向に噛み合うための手段を設けることができる。そのような正方向の係合は、修正手段をもたらすことができる。
【００５９】
正方向に噛み合う手段は、可動部材の運動方向と平行な方向に延びるラチェット構造を有することができる。
【００６０】
正方向に噛み合う手段は、少なくとも２つの平行なラチェット構造を有することができる。
【００６１】
第５の実施形態において、ラチェット構造は、グリップ部材と相互に作用するように構成された少なくとも一つの噛み合い面を具備している、順番に配置された複数の歯を有することができる。
【００６２】
隣り合う二つの噛み合い面は、アクチュエータの最大ストロークより短い距離の間隔を開けて配置することができる。
【００６３】
アクチュエータは、可動部材の意図された動く方向と平行な方向にグリップ部材を動かすように構成された第１の動作領域と、可動部材から離間する方向にグリップ部材を動かすように構成された第２の動作領域と、を有することができる。第１の動作領域は、可動部材の意図された動く方向と平行な方向において第１の速度で、かつ、第２の実質的に反対な方向においてより速い第２の速度で、グリップ部材を動かすように構成することができる。第２の速度は、圧迫された身体の一部からの抗力にもかかわらず、可動部材をその意図された方向に移動させるのに十分に構成することができる。
【００６４】
グリップ部材および可動部材は、第１および第２の運動の間に、互いの方に向かって付勢されることができる。
【００６５】
第６実施形態において、各フックを有している各グリップ部材は、各ラチェット構造と相互に作用するように構成されるようにしてもよい。
【００６６】
グリップ部材は、いつの時点においてもその少なくとも一つが関連するラチェット構造と力を伝達する係合状態にあるように、各周期運動の間に遅延して駆動されるように構成することができる。
【００６７】
第４の原理によると、可動部材はその意図された運動方向と実質的に平行に延びるガイド部材を有し、グリップ部材はガイド部材との解放可能な係合のために制御可能で第１および第２の長手方向に間隔を開けて配置された締付部材を有し、グリップ部材は締付部材の間で延びる長手方向運動部材をさらに有し、長手方向運動部材はガイド部材と平行な方向において制御可能に伸縮するように構成することができる。
【００６８】
締付部材および長手方向運動部材は、個々に制御可能とすることができる。締付部材および長手方向運動部材は、以下の状態において駆動可能である。
ａ）それによって両方の締付部材がガイド部材に対して力を伝達する状態となる係止状態
ｂ）それによって締付部材のうちの１番目がガイド部材に対して力を伝達する状態にあって、締付部材のうちの２番目がスペースの壁に対して可動であり、かつ、長手方向運動部材が膨張しかつ収縮する第１の運動状態
ｃ）それによって締付部材のうちの２番目がガイド部材に対して力を伝達する状態にあり、締付部材のうちの１番目がガイド部材に対して可動であり、かつ、長手方向運動部材が膨張しかつ収縮する第２の運動状態
【００６９】
第５の原理によると、アクチュエータは、可動部材の意図された方向と実質的に平行な平面内の成分を含む往復運動をグリップ部材に行わせるように構成することができ、それによって修正手段は、往復運動の第１の部分の間にグリップ部材と可動部材の間に高い摩擦をもたらしてグリップ部材をその平面内において第１の方向に動かし、かつ往復運動の第の部分の間にグリップ部材と可動部材の間に低い摩擦をもたらしてグリップ部材が第２の反対の方向に動かすために設けられる。
【００７０】
修正手段は、グリップ部材と可動部材との間に設けることができる。
【００７１】
修正手段は、アクチュエータが固定的に取り付けられるベース部材と可動部材との間に設けることができる。
【００７２】
修正手段７２は、傾斜したミクロ繊維（微細繊維）を有することができる。
【００７３】
修正手段は、傾斜したミクロ繊維と相互作用するように構成されたラチェット構造を有することができる。
【００７４】
この装置は、修正手段を少なくとも部分的に解放するための手段を選択的に備え、第１および第２の方向の両方においてグリップ部材と可動部材との間の相対運動を可能にすることができる。
【００７５】
第６の原理によると、作動ユニットは、身体の一部と、圧迫部材あるいはこの圧迫部材に接続されている接続部材と、の間の半径方向の距離を制御するように構成することができる。
【００７６】
作動ユニットは、圧迫部材あるいは接続部材のうち周囲方向（外周方向）に間隔を開けて配置されている２つの間を延びる取り付けベースを有し、かつ、取り付けベースと、圧迫部材あるいはこの圧迫部材に接続されている接続部材と、の間の半径方向の距離を制御するための、制御可能に曲がることができるアクチュエータ要素を設けることができる。
【００７７】
ラチェット機構は、アクチュエータ要素の縁部との相互作用のために取り付けベース上に設けることができる。
【００７８】
アクチュエータ要素の対向縁部が各ラチェット構造と係合し、かつアクチュエータ要素の中央部分が圧迫部材あるいは接続部材と係合するようにすることができる。
【００７９】
一実施形態においては、可動部材を圧迫部材に組み込むことができる。
【００８０】
一実施形態においては、可動部材を圧迫部材と単一片として形成することができる。
【００８１】
一実施形態においては、可動部材を圧迫部材に固定的に取り付けることができる。
【００８２】
他の実施形態においては、可動部材を接続部材によって圧迫部材に接続することができる。
【００８３】
他の実施形態においては、可動部材を圧迫部材に解放可能に取り付けることができる。
【００８４】
第７の原理によると、可動部材は実質的に中心軸の回りに回転可能に構成された回転可能部分を有することができ、グリップ部材はこの回転可能部分の面に作用するように構成される。
【００８５】
グリップ部材は、中心軸からある距離において回転可能部分の面に係合するように構成することができ、スピンドルはその中心軸の回りに回転可能でありかつ、その回転可能な部分に接続され、圧迫部材またはこの圧迫部材に接続されている接続部材をそのスピンドル上に巻き付けることができる。
【００８６】
単一の圧迫部材または単一の接続部材を、スピンドル上に巻き付けることができる。
【００８７】
２つあるいは２つより多くの圧迫部材または接続部材は、スピンドル上に巻き付けることができ、かつ、中心軸から本質的に異なる方向に延び出る。
【００８８】
回転可能な部分およびスピンドル部材の有効直径を異ならせることができる。
【００８９】
少なくとも２つの回転可能な部分をスピンドルに接続することができ、かつ、各アクチュエータは回転可能部分と相互作用するように構成することができる。
【００９０】
回転可能な部分は、実質的にスピンドルの各端部に配置することができる。
【００９１】
増幅手段は、活物質の形態構造によって提供される。
【００９２】
アクチュエータは、少なくとも２つの電極組を有し、各電極組はアクチュエータの活物質領域に作動的に接続されて個別に制御可能であり、かつアクチュエータの活物質領域をグリップ部材に作動的に接続することができる。
【００９３】
電極組の１番目は、可動部材を第１の方向に移動させるために制御可能であり、かつ、２番目の電極組は、可動部材を第２の反対な方向に移動させるために駆動可能である。
【００９４】
アクチュエータは、少なくとも１つの有利な共振周波数あるいは反共振周波数を有することができ、電極組の少なくとも１つをその有利な共振周波数あるいは反共振周波数で駆動することができる。
【００９５】
作動ユニットは、個別に駆動可能な２つのアクチュエータを有することができる。
【００９６】
アクチュエータは、異なる位相で駆動することができる。
【００９７】
アクチュエータのうちの少なくとも一つを、可動部材に対して鋭角に配置することができる。
【００９８】
少なくとも一つのアクチュエータは、少なくとも１つの有利な共振周波数あるいは反共振周波数を有しており、かつアクチュエータの電極組の少なくとも１つをその有利な共振周波数あるいは反共振周波数で駆動することができる。
【００９９】
第８の原理によると、アクチュエータは、ホーン励起タイプモータ、定在波回転モータ、移動進行波モータおよび超音波モータより構成されるグループから選択されるモータを有することができ、圧迫部材あるいはこの圧迫部材に接続された接続部材をスピンドル上に巻き付けることができる。そのようなモータは、回転モータとすることができる。
【０１００】
モータは、動力伝達機構を介してスピンドルに接続することができる。
【０１０１】
単一の圧迫部材あるいは単一の接続部材をスピンドル上に巻き付けるようにしてもよい。２つあるいは２つより多くの圧迫部材あるいは接続部材は、スピンドル上に巻き付けることができ、かつ中心軸から本質的に異なる方向に延び出るようにしてもよい。
【０１０２】
モータの回転可能な出力部分は、スピンドルと同軸とすることができる。
【０１０３】
圧迫部材は、主として１つ若しくは複数の受動的な材料から形成することができる。
【０１０４】
しかしながら、そのような受動的な材料は、例えば弾性的、圧迫可能、堅固あるいは可撓性とすることができる。
【０１０５】
作動ユニットの少なくとも一つを身体の一部と平行な方向に配置することができるとともに、圧迫部材はこの少なくとも一つの作動ユニットから実質的に垂直な方向に延びることができる。
【０１０６】
作動ユニットは、異なる方向に延びる２つの圧迫部材または身体の一部を少なくとも部分的に取り巻いている単一の圧迫部材の２つの端部を、締め付けるように構成することができる。
【０１０７】
少なくとも２つの作動ユニットを並列に配置し、各作動ユニットが少なくとも一つの圧迫部材を締め付けるように構成することができる。
【０１０８】
作動ユニットは、それらを反対方向に引っ張ることによって圧迫部材を締め付けるように構成することができる。
【０１０９】
第２の態様によると、身体の一部に圧迫療法を施すための装置が提供される。この装置は、身体の一部を少なくとも部分的に取り囲むように構成されるとともに、身体の一部に段階的に圧迫力を負荷するように構成された作動ユニットを備える。この作動ユニットは活物質、すなわち、電気的にあるいは電気化学的な刺激を受けるとその幾何学的な特性を変える材料のアクチュエータを有する。
【０１１０】
活物質アクチュエータは、外周方向（周囲方向、円周方向）に膨張可能（伸長可能）および収縮可能である
【０１１１】
活物質は、その収縮速度より速い膨張速度を有することができる。作動ユニットは、実質的に円周方向において互いに相対移動可能な第１および第２の部分を有しており、第１の部分にラチェット構造を設け、かつ第２の部分にグリップ部材を設けることができる。
【０１１２】
作動ユニットは、２つのグリップ部材を有することができ、各グリップ部材はラチェット構造と相互に作用し、かつ各ラチェット構造は個別に制御可能とすることができる。
【０１１３】
グリップ部材は、いつの時点においてもその少なくとも一つが関連するラチェット構造と力を伝達する係合状態にあるように、各周期運動の間に遅延して駆動されるように構成することができる。
【０１１４】
グリップ部材は、第２の部分の最も外側の縁部に配置することができる。
【０１１５】
ラチェット構造およびグリップ部材は、互いの方に向けて付勢されることができる。
【０１１６】
グリップ部材は、ラチェット構造に係合して身体の一部に対する圧迫力を維持するように構成された、曲がることができる要素を制御するための第２のアクチュエータを有することができる。
【０１１７】
アクチュエータおよび曲がることができる要素は、２層構造を形成することができる。
【０１１８】
曲がることができる要素は、実質的に第２の部分の外縁部を封じ込めるように配置することができる。
【０１１９】
曲がることができる要素は、活物質アクチュエータと単一片として形成することができる。
【０１２０】
ラチェット構造と接触するように設計された曲がることができる要素の一部に、グリップあるいは摩耗を改善するコーティングを設けることができる。
【０１２１】
この装置は、身体の一部の周りのスリーブを形成するように寸法決めしかつ構成することができる。
【０１２２】
この装置は、その縁部を互いに接続してスリーブを形成するための接続手段が設けられている対向縁部を有した、シートとして形成することができる。作動ユニットと、もし有れば圧迫部材が作動層を形成することができる。この装置は、作動層と身体の一部との間に配置されたセンサ層、このセンサ層あるいは作動層と身体の一部との間に配置された内側層、および作動層の外側に配置された外側層、のうちの少なくとも一つを有することができる。
【０１２３】
内側層およびセンサ層を一体化して使い捨て層を形成することができる。
【０１２４】
そのような使い捨て層は、機械的および／または電気的に作動層に接続するための手段を有することができる。そのような使い捨て層は、この使い捨て層から作動層あるいは装置の外側にある制御装置に信号を伝達するための手段を有することができる。
【０１２５】
第３の態様によると、上述した装置と、この装置に接続されるとともにこの装置に制御信号をもたらすように構成された制御装置と、を備えるシステムが提供される。
【０１２６】
このシステムにおいては、装置が少なくとも一つのセンサ要素を有しているセンサ層を備え、制御装置がこのセンサからのフィードバック信号を受け入れるように構成することができる。制御ユニットは、少なくとも部分的に装置に組み込むことができる。
【０１２７】
第４の態様によると、深部静脈血栓（ＤＶＴ）、血管障害、循環障害、浮腫、心臓病、リンパ水腫および塞栓より構成されるグループから選択される状態を治療および／または防止するための身体の一部に圧迫処置を施すための装置の使用が提供される。
【０１２８】
第５の態様によると、Ｇ（重力加速度）の力にさらされる人物の身体の一部における鬱血を防止しあるいは打ち消すための、身体の一部に圧迫処置を施すための装置の使用が提供される。
【０１２９】
第６の態様によると、ストレス治療、マッサージ治療、血圧監視、あるいは人工器官の適合調整機構のための、身体の一部に圧迫処置を施すための装置の使用がもたらされる。
【０１３０】
第７の態様によると、身体の一部に圧迫処置を施すための装置の非治療上の使用がもたらされる。
【０１３１】
第８の態様によると、上述した身体の一部に圧迫処置を施すための装置の非医学的な使用がもたらされる。そのような非医学的な目的の実施例には、セリュライトの低減および乳房強化のような美容整形療法が含まれる。非医学的な療法の他の実施例には、リラクゼーションを目的とするマッサージ処置が含まれる。
【０１３２】
第９の態様によると、身体の一部に圧迫処置を施すための装置を作動させる方法であって、身体の一部を取り囲んでいる部材を締め付けて身体の一部に圧迫力を負荷し、この部材に接続されるとともに活物質アクチュエータを有している装置の作動ユニットを制御して圧迫力を段階的に負荷する方法がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１３３】
図１ａ〜図１ｄは、各身体の一部２の周りに配置された圧迫装置１を模式的に示している。図示されている身体の一部は、例示にすぎない。脚部、下腿、上腿、下腕、上腕、胴、腹部、その他といった任意の所望の身体の一部にフィットするようにこの圧迫装置を形成できることは理解される。各圧迫装置１が備えている作動ユニット１０は、例えば外部電源（図示せず）、制御装置（図示せず）あるいは、監視装置（図示せず）との接続のためのコネクタ１２を有することができる。また、図示されているものは、圧迫装置２の外側の織物１３である。さらにまた、この圧迫装置１は、身体の一部の周りに巻き付けるシートの形態とすることができ、（ベルクロ（登録商標）のような）フックおよびループ装置、ジッパー、ボタン、糸、粘着テープ、その他の形態とすることができる取付構造１１によって、その縁部を互いに接続することができる。他の選択肢として、この圧迫装置は、被らせて装着するスリーブ、すなわち取付け構造を有しないスリーブの形態とすることができる。
【０１３４】
図１ａ〜図１ｂに示されている実施形態においては単一の作動ユニット１０が設けられているが、図１ｃ〜図１ｄに示されている実施形態においては、２つの作動ユニット１０が並列に設けられ、これらの作動ユニット１０の間には電子機器部分１７が配置されている。
【０１３５】
図２は、圧迫装置の一実施形態におけるいくつかの構成要素を模式的に示す分解斜視図である。図２に示されている実施形態においては、圧迫装置が外側層１３と内側層１６を備えている。明瞭さのために、電子機器、バッテリ、ケーブル、再充電ユニット、その他は図２には示されていない。
【０１３６】
外側層１３および内側層１６の間に配置されているアクチュエータ層１４は、１つ若しくは複数の作動ユニット１０と、場合によっては１つ若しくは複数の圧迫部材２０とを有している。
【０１３７】
作動ユニットおよび圧迫部材は、後述する実施形態のいずれかに基づいて設計することができる。そのような実施形態の組合せもまた提供することができる。
【０１３８】
図２に示されている実施形態においては、３つの作動ユニット１０が、身体の一部２（図１）と並列に延びる選択的な可撓性の基板２１上に配置されている。圧迫部材２０ａ、２０ｂは、アクチュエータ１０から延びて、これらの圧迫部材を使用するときに少なくとも部分的に身体の一部２（図１）を取り囲むようになっている。
【０１３９】
さらにまた、アクチュエータ層１４と身体の一部２との間に選択的なセンサ層１５を設けることができる。このセンサ層は、１つ若しくは複数のセンサあるいはセンサ配列３０を有し、治療上の必要に応じて、例えば圧力（例えば、表面圧あるいは血圧）、温度、流れ（例えば血流）を測定するために用いることができる。
【０１４０】
センサ層のセンサは、圧迫装置を使用する間にフィードバックを出力するために、制御装置に接続することができる。
【０１４１】
外側層１３は、圧迫装置２に魅力的な外観を与えるために、かつ例えば流体、塵、垢等の外部環境から圧迫装置２を保護するために選択することができる。
【０１４２】
また、外側層には、ボタン等のような１以上の入力装置、及び／又は、ディスプレイや表示ランプ等のような１以上の出力装置を備えるユーザインタフェースを、設けることができる。
【０１４３】
内側層１６は、アクチュエータ層と身体の一部２との間に滑らかな変化（つなぎ）をもたらすように選択することができる。また、内側層１６は、流体、塵、垢等から圧迫装置を保護するように選択することができる。また、内側層は、滲出液を吸収するように選択することができる。内側層は、例えば使い捨ての靴下あるいは吸収材料として提供することができる。
【０１４４】
異なる機能を奏するいくつかの層から内側層を構成するとともに、その幾つかを使い捨て及び／又は交換可能とすることも認められる。
【０１４５】
１つ若しくは複数の層を互いに一体化することができる。例えば、内側層をセンサ層と一体化することができるし、外側層をアクチュエータ層と一体化することができるし、かつセンサを例えば圧迫部材の内側に一体化する、すなわちアクチュエータ層と一体化することができる。他の方法として、アクチュエータ層と内側層、また選択的にセンサ層を一体化することができる。さらに他の方法として、選択的に取り外し可能で再利用可能な部分を形成している作動ユニットと全ての層とを一体化することができる。
【０１４６】
上述したように、作動ユニット１０は活物質アクチュエータ（活性物質アクチュエータ、作動材料アクチュエータ）を有している。活物質（活性物質、作動材料）の例には、圧電セラミックス、電歪セラミックス、磁歪素子、磁場活性型記憶合金、および強誘電性ポリマー（例えば圧電型、電歪型、マクスウェル応力型およびその複合体）が含まれる。
【０１４７】
活物質の更なる実例には、導電性ポリマー、カーボンナノチューブ、イオン導電性高分子金属複合体および温度活性型形状記憶樹脂が含まれる。
【０１４８】
活物質のさらに他の実例には、ゲル、形状記憶ポリマー（温度あるいはｐＨ活性型）が含まれる。
【０１４９】
作動ユニットは、所望の圧迫ストロークを少なくとも２つ、好ましくは多数の運動周期あるいは段階で機能するアクチュエータによって生じさせるべく、圧迫部材を段階的に締め付ける構成とすることができる。
【０１５０】
例えば、圧電セラミックス、電歪セラミックス、および磁歪素子は、所望の圧迫ストロークを生じさせるために１０〜数十万のサイクル（周期）あるいはステップ（段階）を用いることができる。
【０１５１】
形状記憶合金、導電性ポリマー、イオン導電性高分子金属複合体、およびいくつかの強誘電体ポリマーは、所望の圧迫ストロークを生じさせるために数百から数千のサイクル（周期）あるいはステップ（段階）を用いることができる。
【０１５２】
いくつかの強誘電体ポリマーおよび導電性ポリマーは、所望された圧迫ストロークを生じるさせために数十から数百の（周期）あるいはステップ（段階）を用いることができる。
【０１５３】
一般的に、２つのサイクルあるいはステップの間の圧力差はごくわずかであるから、既存のフィードバック機構を単純化するためには多数のステップ（段階）が望ましい。
【０１５４】
さらにまた、アクチュエータの周期的な挙動の観点から、身体の一部の周りに圧迫部材２０を締め付けるための運動を提供するために修正手段（調整手段）が必要となり得る。さもなければ、圧迫部材は、アクチュエータの作動周波数に対応する周波数で、かつきわめて小さい事実上効果のない振幅で、その下にある身体の一部を圧迫するために単に前後に動く。いくつかの実施形態において、この修正手段は、非対称あるいは楕円形の運動を奏するアクチュエータによってもたらすことができる。例えば、非対称の運動は、アクチュエータの形態によってもたらすこともできるし、曲げ、積み重ね、シンバル、複数ＤＯＦアクチュエータによって提供することができる。選択的に、運動を生じさせるために２つあるいはより多くのアクチュエータの位相をずらして並列に作動させることもできるが、その場合はアクチュエータを対称形とすることができる。
【０１５５】
また、修正手段は、例えば多数の電極、非対称形のアクチュエータ、連成モード、進行波あるいは並列アクチュエータを用いて、活物質を共振あるいは反共振振動モードで駆動することにより提供することができる。
【０１５６】
アクチュエータとグリップ部材の間に、非対称あるいは楕円形の運動を実行するインタフェース機構を設けることができる。インタフェース機構は、例えばそれに適当な形状を与えることによって、共振あるいは反共振モードで使用することができる。インタフェース機構はまた、運動を増幅させるために用いることができる。
【０１５７】
また、位相をずらしつつ並列に作動する多数のアクチュエータを用いることができる。
【０１５８】
さらにもう一つの変形例は、グリップ部材あるいは可動部材に微小なあるいはメソスケールのラチェットを設けることである。また、前進あるいは後退運動のための第１のアクチュエータと、グリップ部材と可動部材との間の相互作用を制御するための第２のアクチュエータとを設けることができる。
【０１５９】
「跳び歩く（ホッピング、hopping）」アクチュエータの使用が、ホッピング周波数（跳び歩きの周波数）が身体および圧迫部材の動特性より高い周波数であることを必要とすることは認められる。その結果、伝達される力がほとんどないアクチュエータの作動周期の一部の間に、圧迫部材が作動ユニットに対し不意に動く（滑る）ことはない。
【０１６０】
また、静かな作動を所望する場合、跳び歩きの周波数（ホッピング周波数）は２０ｋＨｚ以上でなければならない。
【０１６１】
低い跳び歩き周波数（低いホッピング周波数）は、慣性による係止構造との組み合わせによって滑りを防止する。
【０１６２】
「２重締め付け（double clamping）」は、２つあるいはより多くのアクチュエータの協調した作動によって提供することができるが、少なくとも一つのアクチュエータがいかなるときも可動部材を保持する。
【０１６３】
本願明細書に開示されている実施形態は、摩擦係合あるいは正方向の噛み合いによる、パワーダウン時の戻り止めを提供する。すなわち、それらは、動力が付加されたときに作動し、動力が付加されないときに可動部材を保持する。したがって、アクチュエータは運動の間に動力を消費するだけである。
【０１６４】
圧迫部材は、一般的に薄い、選択的に空気を通すハーネスあるいはストラップであり、身体の一部の形状に適応するのに十分なだけの可撓性および／または湾曲性、屈曲性を有する。選択的に、圧迫部材を弾力性とすることができる。
【０１６５】
特に身体の一部の一方の側に一つの作動ユニットだけがある場合、圧迫部材２０は、一つが作動ユニットの作動によって動き、一つが身体の一部に対して実質的に静止している２つの層を備えることができる。望ましくは、身体の一部に対して剪断力を伝達しないように、層の間の摩擦は小さくなければならない。その代わりに、圧迫部材が内側層１６に対して低い摩擦を呈することもできる。
【０１６６】
選択的に、圧迫部材は、身体の一部の輪郭に合致するように形作ることができる。
【０１６７】
圧迫部材２０の上にあるいはそれに接続して取り付け構造１１を設けることができる。
【０１６８】
圧迫部材２０は、異なるサイズあるいは長さで設けることができるし、異なるサイズの身体の一部にフィットするように交換することができる。
【０１６９】
また、圧迫部材２０の剛性は、意図する用途に合わせて選択することができるが、深部静脈血栓症の予防および他の高速あるいは衝撃タイプの圧迫治療の場合にはより固くし、ＶＬＵあるいはリンパ浮腫のようなより疑似的な静止圧迫療法のためには固くなくする。
【０１７０】
内側層１３及び／又は外側層１６、並びに、選択的なセンサ層１５と共に、圧迫部材２０は、低コストの材料から製造することができるし、殺菌のためにあるいは寿命／性能との妥協のために使い捨てのパッケージに組み込むことができる。
【０１７１】
ここで、説明を作動ユニット１０の異なる実施形態に向ける。
【０１７２】
以下の実施形態のほとんどは、電場で活性化する（すなわち強誘電性）材料が意図されているが、他のタイプの活物質を用いて提供することができる。例えば、電気化学的に活性化されるポリマーの変形例は、いくつかのサイクルにわたる信頼できる作動を保証するために、電解質および対向電極を必要とする。温度で活性化される記憶材料は、加熱源（電気抵抗あるいは流体／空気供給システム）およびヒートシンク、流体の供給あるいはペルティエ装置のような冷却手段を必要とする。
【０１７３】
これらの装置は、材料の膨張（伸張）／収縮特性に起因してわずかに相違する。例えば、ポリマーおよびセラミックは、励起されると、多くの場合に主軸に沿って伸張し他の軸に沿って収縮するが、その一方で記憶合金は収縮するように作ることができる。駆動信号は、電圧、電流、作動周波数および波形の点で異なる。いくつかの材料、例えば記憶合金は、それらを最初の構造に戻すために付勢ばねを必要とする。そのようなばねは、アクチュエータに直接実装し、あるいは実施形態に示すように付勢ばねとして二重にすることができる。
【０１７４】
いくつかの開示した実施形態においては、アクチュエータは圧迫部材を直接引っ張ることができる。しかしながら、このことは必ず必要という訳ではなく、時には望ましくない。それに代えて、圧迫部材に取り付けられあるいは取り付け可能であり、その他の部分がアクチュエータと相互に作用する接続部材を設けることができる。このことは、アクチュエータの接触領域に滲出液が侵入することを防止するために望ましい。また、接続部材を用いることは、アクチュエータと圧迫部材との間でエネルギーを変換し、身体およびアクチュエータの動特性によりマッチし、寿命を改善し、あるいは圧迫部材を使い捨てとしつつアクチュエータおよびその接続部材の再利用を可能にするために望ましい。
【０１７５】
全ての実施形態において、ユーザー及び／又はアクチュエータを過大な力から保護するために機械的な「ヒューズ」を設けることができる。そのようなヒューズの実例は、予め設計された破壊強度を有している織物であるフックおよびループタイプのファスナー、ボタンあるいは迅速解放スナップのような一般的に用いるファスナー、あるいはその応力歪み挙動にプラトー（plateau、横ばい期）を有する超弾性／塑性の織物／材料である。そのような織物および材料は、医療的な圧迫の分野の当業者にとって公知である。
【０１７６】
それに代えて、圧迫部材が可動部材上に作用させる力がグリップ部材と可動部材との間の摩擦力を超えたときにスリップするように、グリップ部材および可動部材を設計することにより、機械的なヒューズを提供することができる。
【０１７７】
図３は、図１ａ〜図１ｄ、図２および図４に示したように構成することができる、第１実施形態の作動ユニット１００の模式的な断面図である。非限定的な実施形態として、この実施形態は、複数の電極を有した共振活物質を用いて提供することができる。そのような装置において、修正（rectification）は摩擦界面によって達成される。作動ユニット１００は、圧迫装置１の全体あるいは一部に沿って、断面に対して垂直な方向に延びることができる。
【０１７８】
この作動ユニット１００はハウジング１０７ａ，１０７ｂを有しているが、ハウジングの第１の部分１０７ａは可撓性の基板１０２を保持しており、その上にアクチュエータ１０１が配置されている。アクチュエータは、アクチュエータからハウジングの第２の部分１０７ｂに向かって突出するグリップ部材１０６を有している。ハウジングの第２の部分は付勢ばね１０３を保持している。
【０１７９】
可動部材１２０は、圧迫部材に組み込みあるいは接続することができるが、付勢ばね１０３とグリップ部材１０６との間に固定されている。可撓性の基板１０２は、グリップ部材１０６を可動部材１２０に向かって追加的に付勢するように構成することができる。
【０１８０】
アクチュエータ１０１は、別個の増幅機構ではなく組み込まれた増幅作用を有する、共振活物質として提供することができる。２つの電極組１０４、１０５を用いることにより、アクチュエータ１０１およびグリップ部材１０６には、それ自体は公知の方法により、参照符号Ｒ１およびＲ２で示されているような二次元の動きを与えることができる。電極間の位相は、グリップ部材の動きの方向（Ｒ１あるいはＲ２）および速度を制御するために用いることができる。また、両方の電極組１０４、１０５が駆動される場合は、それらが個々に励起される場合よりも電力密度はより高くなる。
【０１８１】
アクチュエータをどの様に設けるかの詳細は、米国特許第６，７６５，３３５号、米国特許公開第２００２／００７４９０１号、および米国特許第６，８７０，３０４号に見出すことができる。なお、それらの内容の全体がこの参照によって本願明細書に組み込まれるものとする。
【０１８２】
この実施形態の出力性能は、主として付勢ばね、平面を湾曲させる運動の達成可能な振幅、および可動部材１２０およびアクチュエータ１０１の等価な弾力性によって決定される。また、高強度の可撓性の基板１０２を設けることは、活物質のための支持をもたらすことによって出力性能を増大させ、より良好な音響品質およびより高い疲労強度は、活物質を損傷させることなしに把持部材と可動部材との間のより大きな付勢力を可能にする。これはまた、共振作動のための振動波の形成を可能にする。
【０１８３】
これにより、可動部材１２０の動き方向（Ｄ１あるいはＤ２）は、グリップ部材１０６の動き（Ｒ１あるいはＲ２）によって制御される。
【０１８４】
図４は、圧迫装置が取り付けられた身体の一部２の模式的な断面図である。図示の便宜上、この圧迫装置は、４つの作動ユニット１００ａ、１００ｂ、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、１０００、１３００、２００’、９００、１１００および１２００を備えるが、それらはこの開示に説明されているものから任意に選択することができる。
【０１８５】
第１の作動ユニット装置は、図４の上部に設けられている。この装置は、可撓性の基板２１上に配置されるとともに圧迫部材２０と一体化しあるいはそれに接続された各可動部材に接続されている、２つの単一方向アクチュエータユニット１００ａ、１００ｂ、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、１０００、１３００を有している。アクチュエータユニット１００ａ，１００ｂは、圧迫部材を締め付ける方向Ｄ１に各圧迫部材２０を引っ張る。
【０１８６】
第２の作動ユニット装置が図４の左下部に設けられている。この装置は２方向作動ユニット２００’、９００、１１００、すなわち２つの圧迫部材２０を同時に引っ張るように構成された作動ユニットを有している。また、この作動ユニットは、可撓性の基板２１に取り付けることができる。
【０１８７】
第３の作動ユニット装置が図４の右下部に設けられている。この装置は、半径方向ＤＲに拡がることによって１つあるいは２つの圧迫部材２０を引っ張ることができる、半径方向に拡がる作動ユニット１２００を有している。
【０１８８】
この作動ユニットはまた、可撓性の基板１２２１上に取り付けることができる。
【０１８９】
さらに、図４には、圧迫装置の２つの縁部を接続してスリーブを形成するとともに、圧迫装置のサイズを調整するために用いることができる取り付け装置１１が示されている。
【０１９０】
圧迫装置には、必要に応じて、一つあるいは複数の作動ユニット装置を設け得ることが認められる。
【０１９１】
図５ａ〜図５ｃは、第２実施形態の作動ユニット２００を模式的に示している。グリップ部材２０６と、圧迫部材２２０あるいは圧迫部材２２０に接続された接続部材が巻き付けられるスピンドル２０９との間に動力伝達機構２０８が設けられている。図５ａ〜図５ｃのアクチュエータは、圧電セラミックスのような、例えば複数の電極が設けられた積重ねあるいはバルク材料の形態の、適切な共振あるいは反共振周波数で駆動される共振活物質を用いることができる。図５ａは、作動ユニット２００の片側半分を示しているが、それは対称軸Ｌに対して左右対称である。電極組２０４、２０５および付勢ばね２０３を有するアクチュエータ２０１は、図３の実施形態と同様に、ハウジング２０７内に設けることができる。
【０１９２】
しかしながら、圧迫部材２２０に直接作用するグリップ部材２０６に代えて、グリップ部材２０６は、ホイール２０８あるいはディスク形状の構造の接触表面２１０に作用する。したがって、ホイール２０８は可動部材を形成している。接触表面２１０は、ホイールの外周に設けることができる。それによって、より小さい直径を有しているスピンドル２０９は、ホイール２０８に対し共通な軸線の回りに固定的に接続して一体に回転させることができる。したがって接触表面２１０とスピンドルとの間の比率が、動力伝達機構のギア比を構成する。
【０１９３】
図５ｂは、単一方向作動ユニット２００を示し、図５ｃは２つの圧迫部材２２０ａ，２２０ｂを引っ張る２方向作動ユニット２００を示している。
【０１９４】
ホイール２０８あるいは少なくとも接触表面２１０は、セラミックあるいは金属のような耐磨耗性の材料から作ることができる。
【０１９５】
作動ユニット２００、２００’には、スピンドル２０９の異なる端部に配置されたホイールに作用する、単一のアクチュエータあるいは２つのアクチュエータを設けることができる。電極組の間の位相は、運動および速度の方向を決定するために用いることができる。
【０１９６】
スピンドルではない他の伝達機構を用いることができる。
【０１９７】
例えば、図５ａ〜図５ｃのアクチュエータは、米国特許第６，７６５，３３５号、米国特許公開第２００２／００７４９０１号あるいは米国特許第６，８７０，３０４号を参照し、図３のそれと同様に設計することができる。なお、これらの文献の内容の全体が、この参照によって本願明細書に組み込まれるものとする。
【０１９８】
図６ａおよび図６ｂは、第３実施形態の作動ユニット３００の一部を模式的に示しているが、そのアクチュエータは、共振ホーンあるいはアクチュエータの複数の振動モードあるいは連結された振動モードを用いる共振運動増幅機構として提供することができる。
【０１９９】
図６ａおよび図６ｂにおいて、ハウジングは明瞭さのために取り外されている。一対のアクチュエータ３０１ａ、３０１ｂは、作動ユニット３００のハウジングあるいはフレームに対する各固定ポイント３１１と共に構成されて、例えば金属のあるいは音響的な損失が低いポリマーのマイクロ成型ホーンである増幅構造３１２に接続されている。このホーンは、作動ユニット３００のハウジングあるいはフレームに対する１つ若しくは複数の更なる固定ポイントを有することができる。
【０２００】
さらにまた、増幅構造３１２には、圧迫部材あるいはそれに接続される接続部材である可動部材３２０と相互作用する、グリップ部材３０６を設けることができる。グリップ部材３０６と可動部材３２０との間に摩擦力をもたらすように、固定ポイント３１３と可動部材３２０との間に付勢ばね３０３を配置することができる。グリップ部材３０６および／または可動部材３２０には、クロム、セラミックあるいは工学的なポリマーコーティングのような耐摩耗性コーティングを設けることができる。また、グリップ部材３０６及び／又は可動部材３２０には、摩擦を改善するコーティングあるいは表面構造を設けることができる。グリップ部材３０６を前進させあるいは後退させる動き（Ｒ１、Ｒ２）および可動部材３２０の対応する前進（締め付け）Ｄ１あるいは後退（解放）Ｄ２の動きを増幅構造３１２がもたらすようにするために、アクチュエータ３０１ａ、３０１ｂは予め定められた周波数で駆動することができる。
【０２０１】
大きな力の達成を可能とするために、アクチュエータは、図６ａに示したように共振ホーン３１２のサイドノード（側方静止部、side nodes）に配置されなければならない。また、グリップ部材の動きの非対称性は、可動部材に対して傾斜するとともに動きＤ１の意図する方向と平行かつ垂直な成分の両方を有しているグリップ部材の力ベクトルを可動部材に向けることによって出力性能を強化する。
【０２０２】
それぞれが可動部材３２０に対向する二つのアクチュエータを設けることにより、追加の出力性能を提供することができる。
【０２０３】
図５ａ〜図５ｃ、図９および図１７を参照して説明したように、グリップ部材３０６が伝達機構に作用するように、増幅構造３１２を配置することもまた可能である。そのような伝達機構は出力性能をさらに増大させることができる。
【０２０４】
この構造のために適切な励磁周波数は、共振ホーン構造の形態に大きく依存する。グリップ部材の横方向および横断方向の動きは、周波数の関数として決定することができる。その関数は、翻って、共振ホーンの形状、固定ポイント、アクチュエータの入力および機械的な特性によって決定することができる。特にホーン形状は、増幅の達成可能なレベルに対する主要な効果を有する。ホーンの形状がグリップ部材に向かって狭まっているので、材料内の振動の振幅はこの狭まりによって増大する。それによって、最大振動振幅をグリップ部材において達成し、結果として得られる力の出力を最大とすることができる。一般的に、個々の設計のパラメータを最適化するためにコンピュータシュミレーションが必要である。
【０２０５】
図６ａおよび図６ｂに示されているホーンは、製造の準備ができた実施形態ではないので、グリップ部材に対する傾斜の勾配、ホーンの各脚部の角度、アクチュエータおよび固定ポイントの配置、固定ポイントにおける材料（取り付け方法）の選択、必要なグリップ部材のサイズと波チャネリングを最大にする金型輪郭の全般的な均衡、および製造公差の熟慮について最適化する必要がある。
【０２０６】
図６ａおよび図６ｂの実施形態のための好ましいアクチュエータには、電場活性ポリマー材料、セラミック／結晶材料、磁歪材料、あるいは磁場活性記憶材料が含まれる。
【０２０７】
アクチュエータの動きの図示された方向ＤＡは、単に一つの選択肢であり、上述したように最適化する必要がある。
【０２０８】
図７ａ〜図７ｃは、第４実施形態の作動ユニット４００を模式的に示しているが、それは図６ａおよび図６ｂを参照して説明したものと同様なアクチュエータとすることができる。
【０２０９】
この実施形態において、作動装置４００は、可動部材４０６が動くことになっている平面と実質的に平行な平面内に延びるハウジング４０７と、１つ若しくは複数のアクチュエータ４０１とを備えている。可動部材４２０に対向しているアクチュエータの表面から、複数のグリップ部材４０６が突出し、それによって各増幅構造４１２が各グリップ部材４０６とアクチュエータとの間に設けられている。図４ｂおよび図４ｃに示されているように、アクチュエータは可動部材４２０の一方または両方の側面に配置することができる。
【０２１０】
アクチュエータは、付勢ばね４０３によって可動部材４２０に向けて付勢することができるとともに、図３および図５ａ〜図５ｃに開示されているものと同様に電極４０４、４０５および４１４を設けることができる。
【０２１１】
図７ｃを参照すると、増幅構造４１２は、例えばこの増幅構造の曲げ運動によって第１の運動成分Ｂ１をグリップ部材４０６にもたらすように設計することができる。さらにまた、この増幅構造４１２は、例えばこの増幅構造４１２の膨張運動によって第２の運動成分Ｅ１をグリップ部材にもたらすように設計することができる。
【０２１２】
電極４０４、４０５に負荷する駆動周波数および／または位相を制御し、Ｂ１およびＤ１の振動運動を同調させずに組み合わせることにより、可動部材４２０の前進運動（Ｒ１、Ｄ１）あるいは後退運動（Ｒ２、Ｄ２）をもたらすことができるが、Ｂ１とＥ１との間の位相ずれおよびＢ１とＥ１の振幅は周波数の関数である。その関数は、共振ホーンの形状、固定ポイントおよび機械的な特性によって決定することができる。
【０２１３】
図７ａ〜図７ｃの実施形態によって大きな力を達成するためには、グリップ部材４０６の数を最大にしなければならない。実際には、製造の公差が、商業的に現実性のあるコストで設けることができるグリップ部材の数を制限することになる。  
【０２１４】
図６ａおよび図６ｂと図７ａ〜図７ｃに示されている構造は、小さな輪郭の設計内に可能な限り多くの活物質を配置するので、高い出力性能を維持しながら、きわめて薄いアクチュエータの提供を可能とする。例えば、図６ａおよび図６ｂと図７ａ〜図７ｃに示されているアクチュエータは、厚みが３〜６ミリメートル、身体の一部と平行な方向に３０〜４０ミリメートルの長さで製造することができる。例えば、米国特許第６，８７０，３０４号のアクチュエータ構造では、これを達成することができない。その中の加振源が押動機構に対し、常に横断方向に構成されているからである。したがって、米国特許第６，８７０，３０４号のアクチュエータは、例えば図５ａ〜図５ｃを参照して本願明細書に記載されているような伝達機構を必要とする。
【０２１５】
図８ａおよび図８ｂは、第５実施形態の作動ユニット５００を模式的に示している。この実施形態において、作動ユニット５００はハウジング５０７を備えており、その内部に共振進行波回転モータ、定在波回転モータ、移動進行波モータ、一般的な回転超音波モータ、あるいは同様のモータ５０１が配置される。そのようなモータは、当業者には公知である。モータ５０１の出力軸（図示せず）は、スピンドル取付５１５ａ、５１５ｂの間に配置されているスピンドル５０９に対し、伝達機構５１８を介して接続されている。スピンドルは、図５ａ〜図５ｃと同様に配置することができる。
【０２１６】
図８ａおよび図８ｂの伝達機構は、モータの出力軸に接触する第１の歯車と、この第１の歯車とある角度をなして接触しつつスピンドル５０９に接続された第２の歯車とを有している。歯車は一つの選択肢であり、摩擦車は伝達機構のための他の選択肢である。
【０２１７】
モータ５０１の回転方向（Ｒ１あるいはＲ２）に応じて、圧迫部材５２０をスピンドルに巻き付け（Ｄ１）あるいは巻き解く（Ｄ２）ことができる。モータの回転方向および速度は、励起されたロータ部分との間の位相、すなわち進行波速度によって制御することができる。
【０２１８】
図８ａおよび図８ｂにおいて言及するモータはまた、十分に高いトルクをもたらすことができるならば、スピンドル軸に直接取り付けることができる。
【０２１９】
超音波モータの更なる説明については、Toshiiku, S., Kenjo T.: An Introduction to Ultrasonic Motors, Clarendon Press, Oxford, 1993．を参照されたい。
【０２２０】
図９は、第６実施形態の作動ユニット６００の一部を模式的に示している。この実施形態においては、図５ａ〜図５ｃを参照して説明したものと同様に、一組の別々のアクチュエータ６０１ａ、６０１ｂが、ホイール６０８に対して傾斜して、好ましくは鋭角をなしつつ各方向毎に配置されている。ホイール６０８が接続されているスピンドル６０９上に、圧迫部材６２０、あるいはそれに接続された接続部材を巻き付けることができる。したがって、第１のアクチュエータ６０１ａを活性化させると、グリップ部材６０６が参照符号Ｒ１で示される方向に動き、それによって圧迫部材６２０が参照符号Ｄ１で示される方向に動く。逆に、第２のアクチュエータ６０１ｂを駆動することにより、グリップ部材６０６が反対方向Ｒ２に動き、かつ圧迫部材６２０が反対方向Ｄ２に動く。あるいは、アクチュエータを異なる位相で駆動して同様の効果をもたらすことができる。アクチュエータは、それぞれ積み重ね構造であるいはバルクアクチュエータとして提供することができるが、それぞれ第１の縦方向の共振あるいは反共振周波数で駆動することができる。
【０２２１】
アクチュエータ６０１ａ、６０１ｂは、弾性マウント６０３を用いてハウジング６０７に取り付けることができる。
【０２２２】
アクチュエータはまた、曲げおよび縦方向の振動の組合せを各アクチュエータにおいて確立することができるように、多数の電極組を有することができる。このことは、より制御された楕円運動がグリップ部材によって発生できるようにする。
【０２２３】
図１０ａ〜図１０ｄは、第７実施形態の作動ユニット７００を模式的に示している。この実施形態においては、作動ユニット７００が備えているハウジング７０７ａ、７０７ｂを通って、あるいはその内側で、圧迫部材７２０あるいはそれに接続されている接続部材がスライド可能となっている。圧迫部材７２０には、少なくとも２つ、好ましくは複数の噛み合い表面７２２ａと実質的に同じ数の傾斜表面７２２ｂとを有するラチェット構造７２２を設けることができる。噛み合い表面７２２ａの全ては、同じ方向、典型的には係止効果を達成する方向Ｄ２に向けることができる。
【０２２４】
アクチュエータは、第１および第２のアクチュエータ部分７０１ａ，７０１ｂを有し得るが、圧迫部材７２０の一方あるいは両方の表面上に配置することができる。第１のアクチュエータ部分７０１ａは、細長い断面形状を有して圧迫部材７２０に対し鋭角をなすとともに、活性化すると伸長して噛み合い表面７２２ａと係合し、それによって参照符号Ｄ１で示されている方向に圧迫部材７２０を押動する。アクチュエータの最も外側の部分は、ラチェット構造７２２と相互作用するように構成されたグリップ部材７０６を形成することができる。
【０２２５】
アクチュエータ７０１ａ、７０１ｂおよび圧迫部材７２０は、付勢ばね７０３ａ、７０３ｂにより、互いの方に向けて付勢することができる。第２のアクチュエータ部分７０１ｂは、選択的なものであるが、グリップ部材７０６をラチェット構造７２２との係合から離間させるべく、アクチュエータを湾曲させるために配置することができる。
【０２２６】
図１０ｂ〜図１０ｄは、図１０ａに示されている作動ユニット７００の動きの順序を示している。
【０２２７】
図１０ｂに示されている第１段階においては、第１のアクチュエータ部分７０１ａが好ましくはゆっくりと伸張してラチェット構造７２２の噛み合い表面に接触し、ラチェット構造７２２および圧迫部材７２０を方向ＤＡ１に動かす。図１０ｃに示されている第２段階においては、第１のアクチュエータ部分７０１ａが第１段階における伸長速度より速い速度で収縮し、第１段階において係合した噛み合い表面の右側の噛み合い表面に係合する。したがって、グリップ部材は矢印ＤＡ２で示される方向に動く。典型的に、この段階の速度は、身体の一部および圧迫部材によって作り出されるこのシステムの第１の固有モードより高くなければならない。
【０２２８】
典型的に、この第２段階における最大段階時間は、圧迫部材および身体の一部によって作り出されるこのシステムに付随する応答時間より短くなければならない。圧迫部材が身体の一部に比較してかなり固い用途においては、身体の一部の弾性的な回復が最も短い許容段階時間を決定する。圧迫部材が身体の一部に比較してかなり柔らかい用途においては、圧迫部材の弾性的な回復が最も短い許容段階時間を決定する。
【０２２９】
好ましくは、この段階のための段階時間は、適切な圧迫動力学および全体の効率を確実なものとするために、圧迫部材および身体の一部によって作り出されるこのシステムの回復時間の５％以下である。
【０２３０】
第１および第２の段階は、圧迫部材７２０を肉眼で見てＤ１方向に前進させるために反復する。
【０２３１】
図１０ｄに示されている第三段階においては、第２のアクチュエータ７０１ｂが活性化すると、グリップ部材がラチェット構造７２２から離間し、それによって圧迫部材のＤ２方向の自由な運動が可能となる。それによって、グリップ部材が矢印ＤＡ３で示される方向に動く。
【０２３２】
第１および第２のアクチュエータ部分は２層構造として配置することができ、それによって第２のアクチュエータ部分７０１ｂの作動による曲げ運動の達成が可能となる。第１および第２のアクチュエータ部分の運動は、各部分の応力を減少させて性能を高めるために協調させることができる。アクチュエータ部分７０１ａ，７０１ｂのそのような協調運動はまた装置の作動を滑らかにし、それによって部品の寿命を延ばし、ハウジングに対する段階的な振動の伝達を減少させ、あるいは可聴騒音を減少させる。
【０２３３】
第２段階への急速な復帰は、使用するアクチュエータのタイプに応じた異なる方法で提供することができる。電場で活性化される材料は短絡させることができる。導電性ポリマーに急速に逆電圧を負荷し、かつ温度で活性化する記憶合金は急速に加熱することができる。
【０２３４】
ラチェット構造７２２は、ナノあるいはメソスケールで圧迫部材あるいは接続部材に直接モールド成形することができる。ラチェット構造は、修正および高い出力の性能を提供する。
【０２３５】
図１０ａから図１０ｄに関して説明したアクチュエータは、先に述べたものよりも、典型的に約１００ミクロン乃至約１ミリメートルあるいはそれ以上大きな段階を取ることができる。それはまた、より多くの活物質あるいはより大きいエネルギー密度の材料を必要とする。そのような実施形態は、同程度の出力を達成するために、前述した実施形態よりも多くの活物質あるいはより大きいエネルギー密度の材料を必要とするにもかかわらず、グリップ部材およびグリップ部材のより長い寿命、（ポリマーおよびエラストマのような高い摩擦材料の選択を可能とする）グリップ部材の低い作動応力、より静かな作動（２０ｋＨｚ未満で駆動することができる）、低い製造公差の要求、グリップ部材の運動のより一層の制御、およびグリップ部材と接続部材との間に強い噛み合い表面を用い能力に起因する潜在的により高いグリップ力といった、共振駆動のアプローチにいくつかの大きな利点を有している。
【０２３６】
図１０ａ〜図１０ｄで説明したような一対の協調する作動ユニットは、協調する段階的な係合をもたらすように構成することができる。
【０２３７】
図１１は、第８実施形態の作動ユニット８００を模式的に示している。図１２は、図１１の作動ユニットの駆動信号を模式的に示している。この実施形態は、より高い引張力を必要とする用途のために図３を参照して説明したものに類似している。可撓性の基板８０２を有している作動ユニット８００は、上側ハウジング８０７ａ内に配置されて、個々に駆動可能な２つのあるいはより多くのアクチュエータ８０１ａ，８０１ｂを支持している。グリップ部材８０６ａ，８０６ｂは、圧迫部材あるいはそれに接続された接続部分とすることができる可動部材８２０に向かって、各アクチュエータから突出している。
【０２３８】
グリップ部材８０６ａ、８０６ｂに向かって可動部材８２０を付勢するために、付勢ばね８０３ａ、８０３ｂを下側ハウジング８０７ｂに設けることができる。可撓性の基板８０２によって追加の付勢をもたらすことができる。
【０２３９】
代わりの構造においては、付勢ばね８０３ａ、８０３ｂを他のグループのアクチュエータに置き換えることができる。その作動は、より強い力を実現できる点を除いて、付勢ばねを有するケースに同様である。そのような状況において、圧迫部材８２０に対向して配置された対向するアクチュエータは、対向するアクチュエータの各組あるいは対向するグリップ部材が圧迫部材８２０をグリップしかつ解放するように、互いに同調して駆動される。加えて、そのような他の実施形態において、圧迫部材８２０には、アクチュエータを向いているその表面の両方にラチェットに類似したテクスチャーを設けることができる。
【０２４０】
この実施形態においては、例えば、各アクチュエータ８０１ａ，８０１ｂの各電極組８０４ａ、８０５ａ、８０５ａ、８０５ｂへの信号Ｓ８０４ａ、Ｓ８０５ａ、Ｓ８０４ｂ、Ｓ８０５ｂを示す図１２に図示したように、位相の遅延あるいは遅滞Ｐと共にアクチュエータ８０１ａ、８０１ｂを駆動することができる。
【０２４１】
各アクチュエータ８０１ａ、８０１ｂ、第１の電極組８０４ａ、８０４ｂを活性化すると、参照符号Ｒ１に対応するグリップ部材の動きを生じさせることができ、可動部材８２０の締め付け動きＤ１に帰着する。
【０２４２】
各アクチュエータ８０１ａ、８０１ｂの第２の電極組８０５ａ、８０５ｂを活性化すると、参照符号Ｒ２対応するグリップ部材の動きを生じさせることができ、可動部材８２０の解放動きＤ２に帰着する。
【０２４３】
したがって、いつの時点においても、グリップ部材８０６ａ、８０６ｂの少なくとも一つが可動部材８２０に力を伝達しつつ接触するようにアクチュエータを制御することができる。これより、グリップ部材８０６ａ、８０６ｂは可動部材８２０上を「歩く」ことができる。
【０２４４】
グリップ部材８０６ａ、８０６ｂは、図２５ａ〜図２５ｂ、図２６ａ〜２６ｅ、図２７ａ〜図２７ｌあるいは図２８ａ〜図２８ｆに示したように、非対称なマイクロリブ付きあるいはＶ字型とすることができる。また、可動部材８２０には、グリップ部材８０６ａ、８０６ｂの構造と相互作用するマイクロリブ付の構造を設けることができる。あるいは、静的な保持力を生じさせるために静止摩擦に依存することができる。
【０２４５】
作動ユニットは、圧迫負荷の要求に合わせて引張力および復元力を調製するために、それ自体を非対称に作ることができる。一般的に、圧迫負荷は大きな復元力を必要としないから、活物質の大半を圧迫の引張り段階に用いることによって引張力を最大とし、かつ復帰ストロークのために適切な（低い出力レベルの）運動を維持しつつ活物質の量を最小化することができる。
【０２４６】
高い出力性能は協調する段階的な運動によって得ることができ、それによって一つのグリップ部材が常に可動部材と接触する。また、高強度の可撓性の基板１０２を用いると活物質の支持によって出力性能が増大し、より良好な音響品質、およびより高い疲労強度が得られ、活物質を傷めることなしにグリップ部材と可動部材との間のより大きな付勢力が可能となる。このこともまた、共振作動のための振動波の形成を可能にする。
【０２４７】
また、境界面の静止摩擦特性と付勢力との組み合せは、変更可能な機械的なヒューズとして用いることができる。外部からの力がグリップ部材と圧迫部材との間の境界面で持続可能な最大の力を上回ると、それはスリップし始める。この機械的なヒューズは、特別なレベルの機械の安全性をユーザーにもたらし、及び／又は、アクチュエータユニットの内部要素を保護する手段として用いることができる。
【０２４８】
図１３ａ〜図１３ｃは、第９実施形態の作動ユニット９００を模式的に示している。本実施形態においては、可動部材、すなわち圧迫部材９２０ａ、９２０ｂあるいはそれに接続された接続部材に、ラチェット構造あるいは一連の穿孔９２２が設けられている。
【０２４９】
グリップ部材９０６は、ベース治具９２１から延びるフックの形態とすることができるが、このフックは各アクチュエータ９０１ａ、９０１ｂによって湾曲可能かつ伸張／収縮可能である。したがって、アクチュエータは、グリップ状態と非グリップ（あるいは再配置）状態との間でグリップ部材を制御するための湾曲アクチュエータと、引張運動あるいは再配置運動をもたらす伸張アクチュエータとから構成される。グリップ部材の外側部分には、ラチェット構造あるいは穿孔９２２との相互作用のために、フックあるいは正方向に係合する装置の他のタイプが形成されている。
【０２５０】
このラチェット構造は、可動部材の運動方向と平行な方向に延びるとともに、少なくとも２つ、あるいは３つ、若しくはより多数の平行なラチェット構造から構成することができる。
【０２５１】
グリップ部材は、いつの時点においても、少なくとも一つのグリップ部材が関連付けられているラチェット構造と力を伝達する噛み合い状態にあるように、それぞれの周期的運動の間に遅延して駆動されるように構成することができる。例えば、グリップ部材の伸張を制御するアクチュエータを１８０度の位相遅れで駆動し、グリップ部材の湾曲を制御するアクチュエータを９０度の位相遅れで駆動することができる。好ましくは、形付けられた（すなわち非正弦波の）波形を用いる。したがって、可動部材は常に積極的に締め付けられることになる。これにより、図１３ｃを参照すると、作動ユニット９００一方の側で可動部材９２０ａに係合している一対のグリップ部材９０６は、Ｒ１およびＲ１’で示されている運動を実行することができるが、Ｒ１およびＲ１’は１８０度（すなわち周期の半分）だけ遅延させることができる。同様に、作動ユニット９００の他の側面上にあるグリップ部材９０６は、同様の運動を実行することができる。図１３ｃにおいて、後退運動がＲ２およびＲ２’によって示されているが、Ｒ２およびＲ２’は１８０度（すなわち周期の半分）だけ遅延させることができる。
【０２５２】
グリップ部材９０６は、ハウジング９０７ａ、９０７ｂの内側スペースの中に配置することができる。電気化学的に活性化されるポリマーアクチュエータのための電解質は、このスペース内に配置することができる。加えて、対向電極は、ガイド部材９０７ａ、９０７ｂの内側の壁に沿って印刷することができる。
【０２５３】
図１３ａ〜図１３ｃの作動ユニットは、複列形あるいは単列形として、すなわち１つあるいは２つの可動部材９２０ａ、９２０ｂ上に作用するように設けることができる。
【０２５４】
作動ユニット９００によって与えられる積極的なグリップは出力性能を高める。
【０２５５】
この場合の代替案は、グリップ部材９０６を、アクチュエータ９０１の最も外側の端部にあるいはそこから形成された単なる受動片とすることである。この意味で、それはアクチュエータに接合されるフック類似の構造とすることができるが、アクチュエータの端部において受動的な材料に孔をあけあるいは押し出した一片とすることもできる。グリップ部材はまた、その上にアクチュエータが製造される可撓性の基板とすることができ、かつ端部は基板上にモールド成形されあるいは製造の間に基板上に個別に蒸着される。
【０２５６】
図１３ａ〜図１３ｃの作動ユニットは、ポリマーおよび記憶合金タイプの活物質に最も応用し易い。与圧の欠如および引張力の必要性が、引張り応力を受けたときにひびが入り得るセラミックタイプの活物質の使用を否定するからである。圧迫部材のラチェット機構は、それらの数および間隔によってアクチュエータの自然なクリープに対応する。
【０２５７】
図１４ａ〜図１４ｇは、第１０実施形態の作動ユニット１０００を模式的に示している。この作動ユニットは、第１の圧迫部材と、他の圧迫部材２０に接続されて第１の接続部材とは反対方向に延びるガイド部材１０２３とに接続された、可動部材１０２０を備えている。ガイド部材は、溝あるいは任意の断面の他の管状構造から構成されて、可動部材の運動の意図された方向と実質的に平行に延び、それによってグリップ部材は溝あるいは管状構造の内側で動くことができる。
【０２５８】
可動部材１０２０に接続されたグリップ部材は、長手方向に間隔を開けて配置された第１および第２の締付部材１００６ａ、１００６ｂを有しており、ガイド部材１０２３との係脱自在な噛み合いのために制御可能である。
【０２５９】
図１４ａ〜図１４ｇに示されている実施形態において、締付部材１００６ａ、１００６ｂは、運動方向に対する横断方向に個々に制御可能に伸張自在かつ縮小自在であり、グリップ部材を可動部材にロックするためにガイド部材、例えば溝の内壁に係合することができるようになっている。
【０２６０】
グリップ部材は、締付部材の間に延びる長手方向運動部材１００６ｃを更に有することができる。この長手方向運動部材１００６ｃは、運動方向と平行な方向において制御可能に伸張自在かつ縮小自在である。締付部材１００６ａ、１００６ｂおよび長手方向移動部材１００６ｃを制御するためのケーブル１０２４を、この構造に含めることができる。
【０２６１】
あるいは、ガイド部材が軌道若しくはガイドレールを有し、それによって締付部材は完全にあるいは部分的に軌道若しくはガイドレールを取り囲む。
【０２６２】
図１４ａの作動ユニット１０００は、締付部材およびガイド部材上にテクスチャーを設けることによって、高い出力性能をもたらすことができる。そのようなテクスチャーを設けることは、一体となったアクチュエータユニットの製造における最終ステップとして容易に実行することができる。テクスチャー化はまた、ガイド部材のうち締付部材を向いた表面に適用することができる。一つの締付部材がガイド部材との接触を常に維持しているという事実によって、出力性能が改善される。
【０２６３】
作動ユニット１０００は、以下の通りに作動することができる。図１４ｂを参照すると、第１の締付部材１００６ａは係合していないが、第２の締付部材１００６ｂは係合している。図１４ｃを参照すると、長手方向移動部材１００６ｃは伸張している。第２の締付部材１００６ｂは係合したままである。図１４ｄを参照すると、第１の締付部材１００６ａが係合している。第２の締付部材１００６ｂは係合したままである。図１４ｅを参照すると、第１の締付部材１００６ａは係合しているが、第２の締付部材１００６は係合していない。図１４ｆを参照すると、長手方向移動部材１００６ｃは収縮している。第１の締付部材１００６ａは係合したままである。図１４ｇを参照すると、両方の締付部材１００６ａ、１００６ｂが係合しており、それによってアクチュエータは図示のように距離Ｄだけ移動している。
【０２６４】
図１４ａ〜図１４ｇに関して概説した原理を用いると、電力がなくなるとロックするようにすることができる。ガイド部材と締付部材との間の静摩擦を用いることができるし、あるいはそれに代えて、ガイド部材および／または締付部材にラチェット構造を設けることができる。ポリマーアクチュエータあるいはセラミックのものを用いて、この装置を比較的静かなものとすることもできる。
【０２６５】
長手方向部材が収縮（図１４ｂ〜図１４ｇに描かれているように作動している間に伸張するのでなく収縮する（締めつける））タイプの場合には、締付部材のための作動の順序は図１４ｂ〜図１４ｇに示したものを反対にしたものとなる。
【０２６６】
アクチュエータ１００６ａ、１００６ｂ，１００６ｃを一体なブロックとして製作することが好ましい。その場合、長手方向運動部材１００６ｃと第１および第２の締付部材１００６ａ、１００６ｂのための電極組は、アクチュエータをレイヤー化するプロセスの間に自動的に印刷することができる。一体なブロックはまた固定ポイント１０１２における補強をあまり必要としないので、製造プロセスの結果として自動的に接続される。
【０２６７】
図１４ａ〜図１４ｇの実施形態は、締付部材の変更なしには、セラミックタイプの長手方向アクチュエータにあまり適さない。その理由は概ね、長手方向モードで作動するセラミックタイプアクチュエータは、厳しい製造公差なしには、ガイド部材を解放するための充分なストロークをもたらすことができない点にある。セラミックタイプアクチュエータの場合、締付部材は、実際に、作動の間にガイド部材を解放するために充分なストローク長さを生じさせるバイモルフ素子とすることができる。
【０２６８】
セラミックタイプのアクチュエータに代わるものとしては、単一結晶アクチュエータが長手方向モードに充分なストロークを達成して、締付部材がガイド部材に係合しかつ解放するようすることができる。
【０２６９】
図１４ａ〜図１４ｇのアプローチは、全般的にポリマーアクチュエータに応用することが可能である。電気化学的に活性化されるポリマーアクチュエータの場合、アクチュエータ１００６の周りのスペースには適切な電解質が充填される。作動の間における電解質からポリマーへのイオンの迅速な進入と排出およびその逆の動作を容易にするために、対向電極をガイド部材の内側表面に印刷し、かつ穿孔あるいは長手方向溝を長手方向部材に形成することができる。そのような溝の詳細な設計は、特定の設計における最大の作動速度、応力および引張性能を決定するためのコンピュータシュミレーションおよび実験的な確証によって最も容易となる。
【０２７０】
それらが接続する締付アクチュエータ１００６ａあるいは１００６ｂまたは溝の表面は、ハウジングの軌道に負荷することができるグリップ力を増大させるべく、図２４〜図２８に従ってミクロ成形された隆起を有するようにモデル化することができる。したがって、アクチュエータのグリップ力は、単純に滑らかな軌道およびクランプ表面から得られるものを超えて増大させることができる。そのようなラチェットパターンの間隔は、主たるアクチュエータ部分１００６ｃの最大ストローク長さ未満でなければならない
【０２７１】
図１５ａおよび図１５ｂは、第１１実施形態の作動ユニット１１００を模式的に示している。この実施形態において、取付ハーネス１１２６に取り付けられているアクチュエータ１１０１は、可動部材１１２０ａ，１１２０ｂの運動Ｄ１の意図された方向と実質的に平行な平面内の成分を有する往復運動をグリップ部材１１０６に実行させるように構成することができる。可動部材１１２０ａ，１１２０ｂは、図１５ａおよび図１５ｂに示したように、２つのアクチュエータ１１０１の間、あるいはアクチュエータ１１０１と取付ベース１１２１との間に締め付けることができる。
【０２７２】
グリップ部材１１０６と可動部材１１２０ａ，１１２０ｂの間には、グリップ部材が平面内で第１の方向（ＤＰ）に移動するときに往復運動の第１の部分の間にグリップ部材１１０６と可動部材１１２０ａ，１１２０ｂとの間に強い摩擦を提供するとともに、グリップ部材が第２の反対方向に移動するときに往復運動の第２の部分（ＤＳ）の間にグリップ部材１１０６と可動部材１１２０ａ，１１２０ｂとの間に弱い摩擦をもたらす、修正装置１１２５ａ、１１２５ｂを設けることができる。これにより、ストロークの第１の部分（ＤＰ）の間に、修正装置は可動部材１１２０ａ、１１２０ｂがグリップ部材１１０６の運動に追従するようにする一方、ストロークの第２の部分の間に、修正装置は可動部材１１２０ａ、１１２０ｂがグリップ部材１１０６に対してスリップするようにする。取付ベースおよびアクチュエータは、互いの方に向けてわずかに付勢されることができる。
【０２７３】
そのような修正装置は、取付ベース１１２１と可動部材との間に配置することができる。
【０２７４】
修正装置の例として、傾斜したあるいは非対称のあるいは傾斜したミクロ繊維をあげることができる。非限定的な実施例には合成樹脂あるいは、金属の針状フィラメントが含まれる。傾斜した舌片あるいは隆起を設けることができる。アクチュエータは、積極的な正味の運動を保証するために、修正装置の係合／解放距離よりも長く移動する必要がある。
【０２７５】
特に適したアクチュエータ材料には、強誘電性あるいは導電性ポリマーのいずれかに分類される電気活性ポリマー、形状記憶合金、あるいは圧電性の結晶若しくはセラミックが含まれる。圧電性のものは、例えば図３に示したように、付勢ばねを設ける必要がある。ポリマーの場合には、可動部材に対して平行にレイヤー化させた、圧延されたアクチュエータ、アクチュエータの配列、あるいは多層アクチュエータから構成される。
【０２７６】
アクチュエータは、取付けハーネス上に取り付けた単一のアクチュエータとすることができる。あるいは、取付けハーネス、取付ベースおよびアクチュエータは、モールド成形しあるいは一緒に組み立てることができる。
【０２７７】
グリップ部材と取付ベース１１２１との間に可動部材１１２０ａ、１１２０ｂを締め付ける付勢力Ｆは、それ自体は周知の方法で負荷することができる。
【０２７８】
図１５ａに示した作動ユニット１１００は、可動部材１１２０ａ、１１２０ｂの制御された解放をもたらさない一方向の装置とすることができる。
【０２７９】
図１５ｂに示したように、図１５ａの作動ユニット１１００は、可動部材１１２０ａ，１１２０ｂの解放を制御できる作動ユニット１１００’に変更することができる。このことは、作動すると修正装置１１２５ａ、１１２５ｂが少なくとも部分的に可動部材１１２０ａ，１１２０ｂを解放するようにする、例えばピンセット機構のような装置１１２７、１１２８を設けることによって達成することができ、それによって解放運動を含むあらゆる方向の運動が可能となる。そのようなピンセット機構は、付勢力Ｆを軽減することができ、及び／又は、アクチュエータ１１０１が取付ベース１１２１から分離するように作用する。
【０２８０】
解放を可能にする他の選択肢は、例えば折りたたみ機構によって、グリップ部材を可動部材から離間させることである。
【０２８１】
あるいは、修正装置は、グリップ部材および取付ベース１１２１にではなく、可動部材１１２０ａ、１１２０ｂ上に設けることもできる。
【０２８２】
他の選択肢においては、修正装置１１２５ａ、１１２５ｂのミクロ繊維を活物質を湾曲させるアクチュエータから組み立てることができる。活性化すると、それらはグリップ部材１１０６および可撓性の基板１１２１内に後退し、それによってアクチュエータ１１０１を可動部材１１２０ａ、１１２０ｂから解放する。可動部材の制御された後退を望む場合には、活物質のミクロ繊維およびアクチュエータの運動を協調させることができる。
【０２８３】
この設計の出力性能は、修正機構の係合／解放距離の比率、アクチュエータのストローク長さ、およびアクチュエータの出力性能によって決定される。直接的な付勢機構の必要が無いので、適切な係合をわずかな付勢によって達成することができるから、この作動機構の効率はきわめて高いものとなる。
【０２８４】
さらに修正手段は、傾斜したミクロ繊維と相互作用するように構成されたラチェット構造を有することができる。そのようなラチェット構造は、ミクロ繊維との相互作用による正方向の噛み合いをもたらすために、ミクロ繊維に対向する表面上に配置することができる。
【０２８５】
図１６は、第１２実施形態の作動ユニット１２００を模式的に示している。この作動ユニット１２００は、身体の一部２と可動部材（圧迫部材１２２０あるいは圧迫部材に接続された接続部材）との間の半径方向の距離ＤＲ（図４）を制御する構成とされている。この実施形態において、圧迫部材は身体の一部を取り巻き、かつ作動ユニットは身体の一部と圧迫部材との間に配置されている。活性化すると、作動ユニットは、局所的に圧迫部材を押動して身体の一部から離間させ、それによって圧迫部材を効果的に締め付ける。
【０２８６】
作動ユニットは、可動部材１２２０のうち外周方向（周囲方向、円周方向）に間隔を開けて配置された部分の間に配置された取付ベース１２２１を有することができる。半径方向の距離ＤＲを制御するために、制御可能に湾曲可能なアクチュエータ要素１２０１を、左右対称の線Ｌに沿って、取付ベース１２２１と可動部材１２２０との間に設けることができる。アクチュエータ要素の中央部分１２０１は可動部材１２２０の内側を圧迫することができる。アクチュエータ要素１２０１の縁部あるいは先端は、取付ベース上に配置されあるいは一体化されたラチェット構造１２２２と相互に作用する。アクチュエータ１２０１には、締め付けられた状態（Ｐ２）あるいは解放された状態（Ｐ１）に向かって適切に付勢することができるばね１２３０を追加することができる。また、取付ベース１２２１の最も外側の縁部にばね要素１２３１を設けることができる。この最も外側のばね要素は、可動部材１２２０に向かう半径方向の成分を有した力をもたらすように構成される。そのようなばね要素は、力の伝達と変形の比率を改善し、性能をさらに高める。  
【０２８７】
図１６の作動ユニット１２００は、以下の通りに作動する。図１６の上部に示されている緩んだ状態Ｐ１において、アクチュエータ要素１２０１の縁部は、ラチェット構造１２２２の最も外側の部分と係合している。アクチュエータ要素１２２１は、起動するとばね１２３０と共に湾曲し、その中央部分を左右対称の線Ｌに沿って半径方向に動かして取付ベース１２２１から離間させる。湾曲すると、アクチュエータ要素の縁部は、反対方向への動きを防止するラチェット構造１２２２に沿って移動する。
【０２８８】
締め付けた状態Ｐ２の作動ユニット１２００を示している図１６の下部を着目すると、正味の締め付け効果△Ｐが達成されていることが判る。
【０２８９】
図１６の実施形態は、跳び歩くアクチュエータ（飛び跳ねるアクチュエータ、ホッピングアクチュエータ）として作動するが、２つのアクチュエータ１２０１を並列に配置して個別に制御することもできる。このプロセスは、圧迫部材を解放するために逆転させることもできる。
【０２９０】
あるいは、図１６の作動ユニット１２００を解放するために、反対方向の跳び歩き運動を用いることもできるし、別個の解放機構を設けることもできる。
【０２９１】
例えば、作動ユニットの制御された後退は、多数の構成された電極組を有するアクチュエータを用いて達成することができる。両方の電極組の協調する動作は、時計回りのあるいは反時計回りの方向を有したラチェット構造１２２２とアクチュエータ１２０１との接触箇所に楕円形の運動を作り出すことができる。全体的に、この実施形態の運動は、慣性（跳び歩き）構造のために図１０ｂ〜図１０ｄに記載したものと同様である。
【０２９２】
このアプローチは、セラミックのような予圧を必要とする活物質のために極めて有用である。それはまた、そのような伸張によって達成される特性の強化を維持するべく、伸長状態にある可撓性の基板にそれらを接着するために、いくつかのポリマーアクチュエータにとって有用である。一つの実施例は強誘電性ポリマーであるが、そのような予めの伸張の間にポリマーチェーンが一列に並ぶので、絶縁破壊強度は大きく増加する。
【０２９３】
図１７は、第１３実施形態の作動ユニット１３００を模式的に示しているが、それは図５ａ〜図５ｃあるいは図９に開示した実施形態の実用的な適用である。図１７の作動ユニット１３００は、可動部材１３２０のための１つ若しくは２つの開口を有したハウジング１３０７を備えている。図１７には一つの可動要素だけが示されているが、２つあるいはより多くの部材を設け得ることは認められる。各アクチュエータ１３０１、付勢ばね１３０３、電極組１３０４、１３０５、およびグリップ部材１３０６を備えるアクチュエータ構造が示されている。アクチュエータ１３０１は、取付ブラケット１３４０の取付点１３１１によって取り付けることができる。作動ユニット１３００の中央部分には、各グリップ部材１３０６と相互作用する各接触面１３１０を具備している、各ホイール１３０８の間で延びるスピンドル１３０９が設けられている。これにより、ホイール１３０８が、グリップ部材１３０６からスピンドル１３０９への伝達機構１３１８を形成している。
【０２９４】
図１７の実施形態においては、そのノード（振動が最小な点あるいは線）においてのみ取付ブラケット１３４０に固定されている、すなわち励起した活物質部分のノードと取付点１３１１とが一致している、アクチュエータの活物質の部分によって、高い出力性能をもたらすことができる。このことは、最大振動速度をもたらすとともに、ハウジングの製造公差を低減させる。また、取付けブラケット１３４０は、ホイール１３０８に向かって付勢される可撓性のハーネスとすることができる。
【０２９５】
図１８は、第１４実施形態の作動ユニット１４００を模式的に示している。この実施形態においては、各第１作動ユニット１４０１ａが身体の一部２を部分的に取り囲んでいる。第１作動ユニット１４０１は、第１アクチュエータ１４０１ａに接続されたグリップ部材１４０６とラチェット構造１４２２との間の相互作用によって、身体の一部２に段階的に圧迫力をもたらすように構成されている。図１８に示されている実施形態は、一つのグリップ部材が常にラチェット構造と係合するとともに他のグリップ部材がラチェット構造に対して動くように協調するグリップ部材が並列に作動する、図１１および図１３ａ〜図１３ｃに関して説明したものと同様に作動することができる。
【０２９６】
一つのグリップ部材が常にラチェット構造と係合しているという事実は、高い出力性能をもたらす。
【０２９７】
また、その受動的な状態において引張るとともにその能動的な状態において伸張するように、図１８〜図２０の装置を構成することにより、この装置は電力が供給されないときにセルフロックするので、それによって電力消費が減少する。
【０２９８】
第１のアクチュエータ１４０１ａは、外周方向（周囲方向）に伸縮自在とすることができる。すなわち、長さが可変であり、かつ身体の一部の周りに巻き付けられる。第１のアクチュエータ１４０１ａは、第１の端部あるいは縁部に、電子機器やコネクタその他を収容しているハウジング１４０７に取り付けることができる。第１のアクチュエータ１４０１ａは、第２の端部あるいは縁部においてラチェット構造１４２２に係合している。
【０２９９】
各第１アクチュエータ１４０１ａと身体の一部との間にある内側層１４４５は、第１の端部あるいは縁部がハウジング１４０７に取り付けられ、かつ第２の端部あるいは縁部には他の内側層への取付けのための取付装置１４１１が設けられている。ラチェット構造１４２２は、内側層１４４５の第２の端部あるいは縁部の近傍に配置されている。このラチェット構造１４２２は、第１のアクチュエータ１４０１ａを向いた噛み合い表面を有することができる。
【０３００】
第１アクチュエータ１４０１ａの第２の端部には、ラチェット構造１４２２と相互作用する第２アクチュエータ１４０１ｂを有したグリップ部材１４０６を配置することができる。グリップ部材１４０６は、第１アクチュエータ１４０１ａの第２の端部に取り付けることができ、かつ第１アクチュエータ１４０１ａの第１の端部に向かって延びる。さらにまた、このグリップ部材は、ラチェット構造に向かって第１のアクチュエータ１４０１ａから離れて湾曲することができ、第１のアクチュエータ１４０１ａをラチェット構造１４２２に係止するべくラチェット構造の噛み合い表面に係合する突出縁部を形成している。グリップ部材１４０６の湾曲は、グリップ部材１４０６と共に２層構造を形成する第２のアクチュエータ１４０１ｂによってもたらすことができる。
【０３０１】
グリップ部材の外側で、第１のアクチュエータ１４０１ａの外側と内側層１４４５とを接続しているものはカバー構造１４４２であり、ラチェット構造１４２２に向かってグリップ部材を付勢する付勢部材としの役割を果たす。
【０３０２】
図１９ａおよび図１９ｂは、グリップ部材１４０６の第１の設計を示している。先端ばね１４４３は、第１のアクチュエータ１４０１ａの縁部と先端ばね１４４３との間に設けられた補強構造１４４１とともに、前記縁部を取り囲むように構成されている。第２のアクチュエータ１４０１ｂは、グリップ部材の内側に配置されて湾曲可能な２層構造をもたらしている。
【０３０３】
図２０ａおよび図２０ｂは、グリップ部材１４０６の第２の設計を示している。第２のアクチュエータは、少なくとも部分的に第１のアクチュエータ１４０１ａの凹部内に設けられている。第２のアクチュエータ１４０１ｂは湾曲可能に製造され、その一端は前記凹部内に取り付けられ、その他端にはグリップ部材１４０６が設けられている。
【０３０４】
図２０ａおよび図２０ｂの構造においては、第２のアクチュエータ１４０１ｂおよび第１のアクチュエータ１４０１ａの両方を、活物質の単一片から組み立てることができる。この一体化されたユニットは、第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータのための多数の電極パターンを有することができる。第２のアクチュエータのための信号ワイヤは、第１のアクチュエータの内側層に沿ってハウジング１４０７内の基板への経路を定めることができる。グリップ部材１４０６は、活物質に接着された追加の要素から構成し、耐摩耗性コーティングを有し、あるいは活物質自体の拡張部分とすることもできるが、電極を持たないために活性化しない。加えて、補強領域１４４１は、最も簡単には電極を持たない活物質とすることができるが、活性化しない。第２のアクチュエータ層の内部電極を、第１のアクチュエータを通過しあるいは沿わせて第２のアクチュエータのための信号配線に接続するために、単純なブスバー１４４４を用いることができる。このように、構造の全体は、組立に必要なものを減少させる自動化された方法で製造することができる。加えて、この構造においては、アクチュエータの電気接続の全てをハウジング内に製造することができるとともに、全ての電気配線を環境から密封することができる。
【０３０５】
伸張する代わりに収縮する第１のアクチュエータを有する構造においては、非活性化するとカバー構造１４４２がアクチュエータをその最初の状態に復帰させる。この意味において、グリップ部材は作動サイクルのオフ位相の間に圧迫部材に沿って前進し、作動サイクルの活性化位相の間に圧迫レベルが高まる。そのような作動サイクルは、記憶合金の実施形態に見ることができる。
【０３０６】
この実施形態は、ポリマーおよび形状記憶材料に適している。特に、形状記憶材料にきわめて適している。その理由は、形状記憶材料が、漏れ得る電解質あるいは孔開きし得る薄いデリケートな誘電層を必要とせず、きわめて丈夫で周囲環境の損耗に耐えることができるからである。また、この実施形態は、形状記憶材料による加熱サイクルの間の急速な圧迫および冷却サイクルの間の緩慢な復帰を可能とする。記憶材料の衝撃加熱をフルに活用し、それによって（ＥＣＰあるいは衝撃深部静脈血栓症の治療に適した）極めて急速な圧迫発生速度を達成し、かつ第１のアクチュエータに与えられた長さである最大ストロークを作動サイクル毎に達成することができる。最後に、この構造は、圧迫力を維持しつつパワーダウンすることができるので、作動するときにだけ活物質に電力を与えれば良い。このようにして、かなり高い圧迫デューティサイクルを必要とする用途における全体的な装置の効率は、温度活性記憶材料あるいはより非効率なポリマー材料を用いるとしても、比較的高いレベルに維持することができる。
【０３０７】
図１８〜図２０ｂの作動ユニット１４００は、以下の通りに作動する。
【０３０８】
最初に、圧迫装置を身体の一部の周りに配置し、内側層１４４５の第２の縁部をファスナー１４１１によって接続し、それによって圧迫装置は身体の一部の周りに心地よくフィットする。
【０３０９】
選択的な第２段階として、グリップ部材１４０６を、ラチェット構造１４２２のうちハウジング１４０７に最も近い部分に係合させる。
【０３１０】
第３段階として、第１のアクチュエータ１４０１ａを活性化させて伸張させ、それによってラチェット構造１４２２のうちハウジング１４０７から最も遠くに位置する端部に向けてグリップ部材１４０６を移動させる。
【０３１１】
第１のアクチュエータ１４０１ａが伸張すると、グリップ部材１４０６は、傾斜表面を越えて押動されて、ラチェット構造１４２２の次の噛み合い表面に係合する。あるいは、グリップ部材をラチェット構造との係合から解放させるとともに次の噛み合い表面に再び係合させるために、第２のアクチュエータ１４０１ｂを用いることができる。
【０３１２】
図２１は圧迫装置の要素を模式的に示すブロック図である。図２１に示した設計方針によると、制御装置１５０１によって制御される活物質アクチュエータ１５０２は、運動修正装置１５０５を介して圧迫部材１５０７と相互作用するように構成することができる。選択的に、活物質アクチュエータ１５０３と運動修正装置１５０５との間に、運動増幅機構１５０４を設けることができる。また、選択的に、図５ａ〜図５ｃ、図８ａおよび図８ｂ、図９のように、運動修正装置１５０５と圧迫部材１５０７との間に伝達機構１５０６を設けることができる。また、選択的に、活物質アクチュエータ１５０２を、もしあれば、増幅運動機構１５０４に向かって、あるいは運動修正装置１５０５に向かって付勢するための付勢要素１５０３を設けることができる。
【０３１３】
図２２は、他の実施形態の圧迫装置の要素を模式的に示すブロック図である。図２２に示した設計方針によると、制御装置１６０１によって制御される第１のアクチュエータ１６０２は、運動修正装置１６０５を介して圧迫部材１６０７と相互作用するように構成することができる。選択的に、第１のアクチュエータ１６０２の運動修正装置１６０５との係合を制御するために、係合／解放アクチュエータ１６０８を設けることができる。この係合／解放アクチュエータ１６０８もまた、制御装置１６０１によって制御することができる。選択的に、活物質アクチュエータ１６０２を修正装置１６０５に向かって付勢するために、付勢要素１６０３を設けることができる。
【０３１４】
図２３は、さらに他の実施形態の圧迫装置の要素を模式的に示すブロック図である。この設計方針において、並列に作動する２つのアクチュエータ１７０２ａ、１７０２ｂの組を制御装置１７０１が制御するが、各アクチュエータに各付勢要素１７０３ａ，１７０３ｂを設けることができる。アクチュエータ１７０２ａ，１７０２ｂの組は、運動修正装置１７０５を介して圧迫部材１７０７に係合する。
【０３１５】
図２４ａおよび図２４ｂは、第１実施形態のグリップ部材の設計を模式的に示しているが、グリップ部材１８０６は、アクチュエータに対向する側面１８５０から可動部材に対向する側面１８５１に向かってテーパ状である。
【０３１６】
図２５ａおよび図２５ｂは、第２実施形態のグリップ部材の設計を模式的に示しているが、グリップ部材は図２４ａおよび図２４ｂのようにテーパ状であるが矢印の形状となっている。その先端部分は、どの縁部も可動部材に引っかかることがなく、かつ締め付けの間に可動部材を真っ直ぐなままとするべく可動部材上に望ましい力を維持するために、その向きを定めることができる。
【０３１７】
図２６ａ〜図２６ｅは、第３実施形態のグリップ部材の設計を模式的に示しているが、グリップ部材２００６はアクチュエータに対向する側面２０５０から可動部材に対向する側面２０５１に向かってテーパ状であり、かつ後者の側面には図２６ｂ〜図２６ｅのうち任意のパターンの微少リブが設けられている。図２６ｂ〜図２６ｅから判るように、図２４ａおよび図２４ｂと図２５ａおよび図２５ｂに示されているグリップ部材の設計を微少リブと組み合わせて、グリップ部材上にラチェット構造を設けることができる。ラチェット構造に非対称の歯を設けることにより、可動部材上のグリップを更に高めることができる。Ｖ字形はラチェット構造からの粒子（塵、垢）の除去を容易にし、かつ音響的な減衰をもたらす。
【０３１８】
図２７ａ〜図２７ｉは、さらに他のグリップ部材の設計を模式的に示しているが、その全てが、可動部材に向かい合って右から左への主方向に移動することが意図されている。グリップ部材には、図２７ａ、図２７ｂ、図２７ｄ、図２７ｆ、図２７ｇおよび図２７ｉに示したように、主方向に延びる芯合わせ溝２７６０を設けることができる。そのような芯合わせ溝２７６０は、に可動部材の運動方向を制御して逸脱を回避するために用いることができるし、グリップ部材および／または可動部材に設けることもできる。基本的に、グリップ部材と可動部材との間の相対運動が意図された方向に従うことを保証するために、任意の相互作用する芯合わせ構造をグリップ部材および可動部材（ホイールあるいはストラップに関係なく）に設けることができる。
【０３１９】
芯合わせ溝２７６０は、圧迫サイクルの間の芯合わせを維持するために、圧迫部材あるいは可動部材の表面上の適合構造とともに用いることができる。あるいは、そのような設計は、グリップ部材の表面と有利な方法で相互に作用するために、圧迫部材あるいは可動部材の表面上にパターン化することができる。グリップ部材および圧迫部材上の適合パターンは、（２つの表面の積極的な係合によって）境界面の出力性能を高め、各ストロークの間における芯合わせを維持し、作動ユニットに対する圧迫部材の中心合わせを維持するために用いることができる。
【０３２０】
エンボス加工された整列部材２７６１は、圧迫サイクルの間の芯合わせを維持するために、グリップ部材の表面上の適合構造とともに用いることができる。
【０３２１】
図２８ａ〜図２８ｆは、グリップ部材のさらに他の設計を模式的に示している。
【０３２２】
圧迫治療装置の圧迫部材に使用するアクチュエータについて説明してきたが、そのようなアクチュエータには、シートベルトの締付け、強力なケーブル駆動、ケーブル巻上げ機構、連続シート処理設備、調節可能なベルト駆動締付システム、調節可能な流量制限器、ぜんどうポンプ、その他といった、さらなる適用領域がある。
【０３２３】
注目されることは、噛み合い表面（図１０ａ〜図１０ｄ、図１３ａ〜図１３ｃ、図１６、図１８、図１９ａおよび図１９ｂ、図２０ａおよび図２０ｂ）が生じる実施形態においては、２つの隣接するロック表面の間の間隔は、アクチュエータの最大利用可能ストローク長さよりも短くすることができることである。いくつかの実施形態においては、力が小さい状況（小さい圧迫）下においてはアクチュエータが各ストローク毎に複数のロック表面の上を踏み越えるが、圧迫部材を身体の一部の周りに締め付けて（圧迫レベルがを増加すると）（圧迫部材からの力の増加によって）アクチュエータの歩幅がより小さくなるものの、完全なアクチュエータストローク毎に少なくとも一つのステップが作り出されるためには結果として得られるロック表面の間隔が依然として充分であるように、ロック表面の間隔をアクチュエータの利用可能なストローク長さの一部分に設定することができる。これにより、この構造の出力能力を制限する一つの手段は、ロック表面の間隔と利用できるアクチュエータストローク長さとの間の比率の設計である。少なくとも１ステップ前進するために必要な力がアクチュエータの能力を上回るときには、修正が失われ、かつ圧迫部材はもはや前進することができない。
【０３２４】
本願明細書に開示したアクチュエータは、ある対象物の周りにストラップを締め付けあるいはストラップを引張る、あらゆる用途に用いることができることは認められる。これにより、本願明細書の開示は、身体の一部の圧迫治療のための装置ばかりでなくストラップを締め付けあるいは引張るためのいかなる装置によっても限定されることがない。
【図面の簡単な説明】
【０３２５】
【図１ａ】図１ａ〜図１ｄは圧迫装置を取り付けた身体の一部を模式的に示す図。
【図１ｂ】図１ａ〜図１ｄは圧迫装置を取り付けた身体の一部を模式的に示す図。
【図１ｃ】図１ａ〜図１ｄは圧迫装置を取り付けた身体の一部を模式的に示す図。
【図１ｄ】図１ａ〜図１ｄは圧迫装置を取り付けた身体の一部を模式的に示す図。
【図２】圧迫装置の一実施形態における構成要素の模式的な分解斜視図。
【図３】第１実施形態の作動ユニットの模式的な断面図。
【図４】圧迫装置を取り付けた身体の一部の模式的な断面図。
【図５ａ】図５ａ〜図５ｃは、第２実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図５ｂ】図５ａ〜図５ｃは、第２実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図５ｃ】図５ａ〜図５ｃは、第２実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図６ａ】図６ａおよび図６ｂは第３実施態様の作動ユニットの一部を模式的に示す図。
【図６ｂ】図６ａおよび図６ｂは第３実施態様の作動ユニットの一部を模式的に示す図。
【図７ａ】図７ａ〜図７ｃは第４実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図７ｂ】図７ａ〜図７ｃは第４実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図７ｃ】図７ａ〜図７ｃは第４実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図８ａ】図８ａ〜図８ｂは第５の実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図８ｂ】図８ａ〜図８ｂは第５の実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図９】図９は、作動装置の部分に関して模式的に示すに第６の実施形態。
【図１０ａ】図１０ａ〜図１０ｄは、第７実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図１０ｂ】図１０ａ〜図１０ｄは、第７実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図１０ｃ】図１０ａ〜図１０ｄは、第７実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図１０ｄ】図１０ａ〜図１０ｄは、第７実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図１１】第８実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図１２】図１２は、図１１の作動ユニットのための駆動信号を模式的に示す図。
【図１３ａ】図１３ａ〜図１３ｃは、第９実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図１３ｂ】図１３ａ〜図１３ｃは、第９実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図１３ｃ】図１３ａ〜図１３ｃは、第９実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図１４ａ】図１４ａ〜図１４ｇは、第１０実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図１４ｂ】図１４ａ〜図１４ｇは、第１０実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図１４ｃ】図１４ａ〜図１４ｇは、第１０実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図１４ｄ】図１４ａ〜図１４ｇは、第１０実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図１４ｅ】図１４ａ〜図１４ｇは、第１０実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図１４ｆ】図１４ａ〜図１４ｇは、第１０実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図１４ｇ】図１４ａ〜図１４ｇは、第１０実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図１５ａ】図１５ａおよび図１５ｂは、第１１実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図１５ｂ】図１５ａおよび図１５ｂは、第１１実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図１６】第１２実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図１７】第１３実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図１８】第１４実施形態の作動ユニットを模式的に示す図。
【図１９ａ】図１９ａおよび図１９ｂは、第１４実施形態の作動ユニットの部品を模式的に示す図。
【図１９ｂ】図１９ａおよび図１９ｂは、第１４実施形態の作動ユニットの部品を模式的に示す図。
【図２０ａ】図２０ａおよび図２０ｂは、第１４実施形態の作動ユニットの変形例の部品を模式的に示す図。
【図２０ｂ】図２０ａおよび図２０ｂは、第１４実施形態の作動ユニットの変形例の部品を模式的に示す図。
【図２１】圧迫装置の要素を模式的に示すブロック図。
【図２２】他の実施形態の圧迫装置の要素を模式的に示すブロック図。
【図２３】さらに他の実施形態の圧迫装置の要素を模式的に示すブロック図。
【図２４ａ】図２４ａおよび図２４ｂは、第１実施形態のグリップ部材の設計を模式的に示す図。
【図２４ｂ】図２４ａおよび図２４ｂは、第１実施形態のグリップ部材の設計を模式的に示す図。
【図２５ａ】図２５ａおよび図２５ｂは、第２実施形態のグリップ部材の設計を模式的に示す図。
【図２５ｂ】図２５ａおよび図２５ｂは、第２実施形態のグリップ部材の設計を模式的に示す図。
【図２６ａ】図２６ａ〜図２６ｅは、第３実施形態のグリップ部材および／または可動部材の設計を模式的に示す図。に第三実施態様。
【図２６ｂ】図２６ａ〜図２６ｅは、第３実施形態のグリップ部材および／または可動部材の設計を模式的に示す図。に第三実施態様。
【図２６ｃ】図２６ａ〜図２６ｅは、第３実施形態のグリップ部材および／または可動部材の設計を模式的に示す図。に第三実施態様。
【図２６ｄ】図２６ａ〜図２６ｅは、第３実施形態のグリップ部材および／または可動部材の設計を模式的に示す図。に第三実施態様。
【図２６ｅ】図２６ａ〜図２６ｅは、第３実施形態のグリップ部材および／または可動部材の設計を模式的に示す図。に第三実施態様。
【図２７ａ】図２７ａ〜図２７ｌはグリップ部材および／または可動部材の他の設計を模式的に示す図。
【図２７ｂ】図２７ａ〜図２７ｌはグリップ部材および／または可動部材の他の設計を模式的に示す図。
【図２７ｃ】図２７ａ〜図２７ｌはグリップ部材および／または可動部材の他の設計を模式的に示す図。
【図２７ｄ】図２７ａ〜図２７ｌはグリップ部材および／または可動部材の他の設計を模式的に示す図。
【図２７ｅ】図２７ａ〜図２７ｌはグリップ部材および／または可動部材の他の設計を模式的に示す図。
【図２７ｆ】図２７ａ〜図２７ｌはグリップ部材および／または可動部材の他の設計を模式的に示す図。
【図２７ｇ】図２７ａ〜図２７ｌはグリップ部材および／または可動部材の他の設計を模式的に示す図。
【図２７ｈ】図２７ａ〜図２７ｌはグリップ部材および／または可動部材の他の設計を模式的に示す図。
【図２７ｉ】図２７ａ〜図２７ｌはグリップ部材および／または可動部材の他の設計を模式的に示す図。
【図２７ｊ】図２７ａ〜図２７ｌはグリップ部材および／または可動部材の他の設計を模式的に示す図。
【図２７ｋ】図２７ａ〜図２７ｌはグリップ部材および／または可動部材の他の設計を模式的に示す図。
【図２７ｌ】図２７ａ〜図２７ｌはグリップ部材および／または可動部材の他の設計を模式的に示す図。
【図２８ａ】図２８ａ〜図２８ｆは、グリップ部材および／または可動要素の他の設計を模式的に示す図。
【図２８ｂ】図２８ａ〜図２８ｆは、グリップ部材および／または可動要素の他の設計を模式的に示す図。
【図２８ｃ】図２８ａ〜図２８ｆは、グリップ部材および／または可動要素の他の設計を模式的に示す図。
【図２８ｄ】図２８ａ〜図２８ｆは、グリップ部材および／または可動要素の他の設計を模式的に示す図。
【図２８ｅ】図２８ａ〜図２８ｆは、グリップ部材および／または可動要素の他の設計を模式的に示す図。
【図２８ｆ】図２８ａ〜図２８ｆは、グリップ部材および／または可動要素の他の設計を模式的に示す図。
【図１ａ】
2009523043.tif 000003
【図１ｂ】
2009523043.tif 000004
【図１ｃ】
2009523043.tif 000005
【図１ｄ】
2009523043.tif 000006
【図２】
2009523043.tif 000007
【図３】
2009523043.tif 000008
【図４】
2009523043.tif 000009
【図５ａ】
2009523043.tif 000010
【図５ｂ】
2009523043.tif 000011
【図５ｃ】
2009523043.tif 000012
【図６ａ】
2009523043.tif 000013
【図６ｂ】
2009523043.tif 000014
【図７ａ】
2009523043.tif 000015
【図７ｂ】
2009523043.tif 000016
【図７ｃ】
2009523043.tif 000017
【図８ａ】
2009523043.tif 000018
【図８ｂ】
2009523043.tif 000019
【図９】
2009523043.tif 000020
【図１０ａ】
2009523043.tif 000021
【図１０ｂ】
2009523043.tif 000022
【図１０ｃ】
2009523043.tif 000023
【図１０ｄ】
2009523043.tif 000024
【図１１】
2009523043.tif 000025
【図１２】
2009523043.tif 000026
【図１３ａ】
2009523043.tif 000027
【図１３ｂ】
2009523043.tif 000028
【図１３ｃ】
2009523043.tif 000029
【図１４ａ】
2009523043.tif 000030
【図１４ｂ】
2009523043.tif 000031
【図１４ｃ】
2009523043.tif 000032
【図１４ｄ】
2009523043.tif 000033
【図１４ｅ】
2009523043.tif 000034
【図１４ｆ】
2009523043.tif 000035
【図１４ｇ】
2009523043.tif 000036
【図１５ａ】
2009523043.tif 000037
【図１５ｂ】
2009523043.tif 000038
【図１６】
2009523043.tif 000039
【図１７】
2009523043.tif 000040
【図１８】
2009523043.tif 000041
【図１９ａ】
2009523043.tif 000042
【図１９ｂ】
2009523043.tif 000043
【図２０ａ】
2009523043.tif 000044
【図２０ｂ】
2009523043.tif 000045
【図２１】
2009523043.tif 000046
【図２２】
2009523043.tif 000047
【図２３】
2009523043.tif 000048
【図２４ａ】
2009523043.tif 000049
【図２４ｂ】
2009523043.tif 000050
【図２５ａ】
2009523043.tif 000051
【図２５ｂ】
2009523043.tif 000052
【図２６ａ】
2009523043.tif 000053
【図２６ｂ】
2009523043.tif 000054
【図２６ｃ】
2009523043.tif 000055
【図２６ｄ】
2009523043.tif 000056
【図２５ｅ】
2009523043.tif 000057
【図２７ａ】
2009523043.tif 000058
【図２７ｂ】
2009523043.tif 000059
【図２７ｃ】
2009523043.tif 000060
【図２７ｄ】
2009523043.tif 000061
【図２７ｅ】
2009523043.tif 000062
【図２７ｆ】
2009523043.tif 000063
【図２７ｇ】
2009523043.tif 000064
【図２７ｈ】
2009523043.tif 000065
【図２７ｉ】
2009523043.tif 000066
【図２７ｊ】
2009523043.tif 000067
【図２７ｋ】
2009523043.tif 000068
【図２７ｌ】
2009523043.tif 000069
【図２８ａ】
2009523043.tif 000070
【図２８ｂ】
2009523043.tif 000071
【図２８ｃ】
2009523043.tif 000072
【図２８ｄ】
2009523043.tif 000073
【図２８ｅ】
2009523043.tif 000074
【図２８ｆ】
2009523043.tif 000075
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月17日(2008.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体の一部に圧迫処置を施すための装置であって、
前記身体の一部を少なくとも部分的に取り囲むように構成された圧迫部材と、
前記圧迫部材を締め付けて前記身体の一部に圧迫力を加えるように構成された作動ユニットと、を備え、
前記作動ユニットは、活物質アクチュエータを有し、
周期運動を実行するために前記アクチュエータにグリップ部材が接続され、
前記グリップ部材は、前記圧迫部材に接続された可動部材と係合するように構成されている
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記作動ユニットは、前記圧迫部材を段階的に締め付けるように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載した装置。
【請求項３】
前記可動部材は、周期運動の第１の部分の間に前記グリップ部材と共に動くことが可能であり、かつ、周期運動の第２の部分の間に前記グリップ部材に対して動くことが可能である
ことを特徴とする請求項１または２に記載した装置。
【請求項４】
前記グリップ部材は、前記周期運動の前記第１の部分の間、力を伝達するようにして前記可動部材と係合しており、
前記周期運動の前記第２の部分の間、係合における前記力の伝達はなくなる又は実質的に少なくなる
ことを特徴とする請求項３に記載した装置。
【請求項５】
前記周期運動の周波数が約１〜２００Ｈｚ、約０．２〜２０ｋＨｚ、または、約２０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲にある
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載した装置。
【請求項６】
前記可動部材の一方向の運動をもたらすための修正手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載した装置。
【請求項７】
前記可動部材は、実質的に中心軸線を中心として回転可能に構成された回転可能な部分を有し、
前記グリップ部材は、前記回転可能な部分の面に作用するように構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載した装置。
【請求項８】
前記グリップ部材は、中心軸線からある距離において前記回転可能な部分の面に係合するように構成されており、
スピンドルが、前記回転可能な部分に連結され、前記中心軸線の回りを回転可能となっており、
前記圧迫部材、または、前記圧迫部材に接続された前記接続部材は、前記スピンドル上に巻き取り可能である
ことを特徴とする請求項７に記載した装置。
【請求項９】
前記回転可能な部分の有効直径および前記スピンドル部材の有効直径は異なる
ことを特徴とする請求項８に記載した装置。
【請求項１０】
前記作動ユニットは、個別に駆動可能な二つのアクチュエータを有する
ことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載した装置。
【請求項１１】
前記身体の一部を取り囲むスリーブを形成するように寸法決めされかつ構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載した装置。
【請求項１２】
前記作動ユニットと、もし有れば圧迫部材と、が作動層を形成し、
前記装置は、前記作動層と前記身体の一部との間に配置されたセンサ層と、前記センサ層または作動層と身体の一部との間に配置された内側層と、前記作動層の外側に配置された外側層と、のうちの少なくとも一つを有する
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載した装置。
【請求項１３】
前記内側層および前記センサ層が一体化されて使い捨て層を形成している
ことを特徴とする請求項１２に記載した装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載した装置と、
前記装置に接続され、前記装置に制御信号をもたらすように構成された制御装置と、を備える
ことを特徴とするシステム。
【請求項１５】
少なくとも一つのセンサ要素を有するセンサ層を備え、
前記制御装置は、前記センサからのフィードバック信号を受けるように構成されている
ことを特徴とする請求項１４に記載したシステム。
【国際調査報告】
2009523043.tif 000076
2009523043.tif 000077
2009523043.tif 000078
2009523043.tif 000079