(57)【要約】【課題】湾曲方向以外の方向への曲げに対する自由な動きを許容できるアクチュエータ本体およびその制御方法、それを用いた把持ハンドを提供する。【解決手段】アクチュエータ本体２であって、内部に空間を有し、第１軸に対して螺旋の形状に巻回された筒体１０を具備し、前記筒体１０は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を有し、前記筒体１０の外周面および前記筒体の内周面の少なくとも一方には溝が設けられ、前記溝は、前記筒体の長手軸を中心軸Ａ２として、螺旋状に設けられ、前記空間は前記内周面と接触し、前記外周面は前記内周面の反対の面であり、前記複数の第１の部分の各々は、前記複数の第２の部分の各々よりも高いねじり剛性を有しており、前記複数の第１の部分は、前記第１軸の方向に沿って配列されており、かつ前記複数の第２の部分は、前記複数の第１の部分と重ならない。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下を具備するアクチュエータ本体：
内部に空間を有し、第１軸に対して螺旋の形状に巻回された筒体、
ここで、
前記筒体は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を有し、
前記筒体の外周面および前記筒体の内周面の少なくとも一方には、溝が設けられ、前記溝は、前記筒体の長手軸を中心軸として、螺旋状に設けられ、
前記空間は前記内周面と接触し、前記外周面は前記内周面の反対の面であり、
前記複数の第１の部分の各々は、前記複数の第２の部分の各々よりも高いねじり剛性を有しており、
前記複数の第１の部分は、前記第１軸の方向に沿って配列されており、かつ
前記複数の第２の部分は、前記複数の第１の部分と重ならない。
【請求項２】
以下を具備するアクチュエータ本体：
内部に空間を有し、第１軸に対して螺旋の形状に巻回された筒体、
ここで、
前記筒体は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を有し、
前記筒体の外周面および前記筒体の内周面の少なくとも一方には、溝が設けられ、前記溝は、前記筒体の長手軸を中心軸として、螺旋状に設けられ、
前記空間は前記内周面と接触し、前記外周面は前記内周面の反対の面であり、
前記複数の第１の部分の各々における前記筒体の厚みは、前記複数の第２の部分の各々における前記筒体の厚みよりも大きく、
前記複数の第１の部分は、前記第１軸の方向に沿って配列されており、かつ
前記複数の第２の部分は、前記複数の第１の部分と重ならない。
【請求項３】
以下を具備するアクチュエータ本体：
内部に空間を有し、第１軸に対して螺旋の形状に巻回された筒体、
ここで、
前記筒体は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を有し、
前記筒体の外周面および前記筒体の内周面の少なくとも一方には、溝が設けられ、前記溝は前記筒体の長手軸を中心軸として、螺旋状に設けられ、
前記空間は前記内周面と接触し、前記外周面は前記内周面の反対の面であり、
各第１の部分の前記溝間の幅は、各第２の部分の前記溝間の幅よりも広く、
前記複数の第１の部分は、前記第１軸の方向に沿って配列されており、かつ
前記複数の第２の部分は、前記複数の第１の部分と重ならない。
【請求項４】
以下を具備するアクチュエータ本体：
内部に空間を有し、第１軸に対して螺旋の形状に巻回された筒体、
ここで、
前記筒体は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を有し、
前記筒体の外周面および前記筒体の内周面の少なくとも一方には溝が設けられ、前記溝は前記筒体の長手軸を中心軸として、螺旋状に設けられ、
前記空間は前記内周面と接触し、前記外周面は前記内周面の反対の面であり、
各第１の部分の前記溝の螺旋ピッチは、各第２の部分の前記溝の螺旋ピッチよりも大きく、かつ
前記複数の第１の部分は、前記第１軸の方向に沿って配列されており、かつ
前記複数の第２の部分は、前記複数の第１の部分と重ならない。
【請求項５】
前記筒体は、円筒状の第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材の内側または外側に配置され、前記第１の弾性部材よりも柔軟性の高い円筒状の第２の弾性部材とにより構成され、
前記溝は、前記第１の弾性部材の内周面と前記第１の弾性部材の外周面とを貫通する貫通穴と、前記第２の弾性部材の表面の一部とにより形成され、
前記貫通穴は前記内周面側に第１開口と前記外周面側に第２開口を形成し、前記表面の一部は、前記第１開口、または、前記第２開口を塞ぐ、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のアクチュエータ本体。
【請求項６】
前記第１の弾性部材は、その周方向に隣り合う２つの前記溝の間に位置する螺旋状の骨部を有し、
前記骨部の厚みが、前記骨部の幅より小さい、
請求項５に記載のアクチュエータ本体。
【請求項７】
前記溝の螺旋ピッチが、前記第１の弾性部材の外周長より大きい、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のアクチュエータ本体。
【請求項８】
前記第１の弾性部材は、前記第２の弾性部材の外側に配置されており、前記第１の弾性部材の内周面と前記貫通穴の側面とにより形成される稜線が面取りされ、
前記側面は前記第１の弾性部材に含まれ、かつ、前記第１開口と前記第２開口の間に位置する、
請求項５に記載のアクチュエータ本体。
【請求項９】
前記第１開口と前記第２開口の距離は、前記筒体の厚みの半分以上である、
請求項５に記載のアクチュエータ本体。
【請求項１０】
前記溝の螺旋ピッチが、前記筒体の外周長より大きい、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のアクチュエータ本体。
【請求項１１】
前記溝は、多条溝である、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のアクチュエータ本体。
【請求項１２】
前記溝の幅が、一定である、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のアクチュエータ本体。
【請求項１３】
以下を具備するアクチュエータ本体：
内部に空間を有し、第１軸に対して螺旋の形状に巻回された筒体、
ここで、
前記筒体は、円筒状の第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材よりも柔軟性の高い第２の弾性部材とにより構成され、
前記第１の弾性部材は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を有し、
前記複数の第１の部分の各々および前記複数の第２の部分の各々には、その内周面と外周面とを貫通する貫通穴が設けられ、
前記貫通穴は、前記筒体の長手軸を中心軸として螺旋状に設けられ、
前記空間は前記内周面と接触し、前記外周面は前記内周面の反対の面であり、
前記第２の弾性部材は、前記貫通穴内に設けられ、
前記複数の第１の部分の各々は、前記複数の第２の部分の各々よりも高いねじり剛性を有しており、
前記複数の第１の部分は、前記第１軸の方向に沿って配列されており、かつ
前記複数の第２の部分は、前記複数の第１の部分と重ならない。
【請求項１４】
以下を具備するアクチュエータ本体：
内部に空間を有し、第１軸に対して螺旋の形状に巻回された筒体、
ここで、
前記筒体は、円筒状の第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材よりも柔軟性の高い第２の弾性部材とにより構成され、
前記第１の弾性部材は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を有し、
前記複数の第１の部分の各々および前記複数の第２の部分の各々には、その内周面と外周面とを貫通する貫通穴が設けられ、
前記貫通穴は、前記筒体の長手軸を中心軸として螺旋状に設けられ、
前記空間は前記内周面と接触し、前記外周面は前記内周面の反対の面であり、
前記第２の弾性部材は、前記貫通穴内に設けられ、
前記複数の第１の部分の各々における前記筒体の厚みは、前記複数の第２の部分の各々における前記筒体の厚みよりも大きく、
前記複数の第１の部分は、前記第１軸の方向に沿って配列されており、かつ
前記複数の第２の部分は、前記複数の第１の部分と重ならない。
【請求項１５】
以下を具備するアクチュエータ本体：
内部に空間を有し、第１軸に対して螺旋の形状に巻回された筒体、
ここで、
前記筒体は、円筒状の第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材よりも柔軟性の高い第２の弾性部材とにより構成され、
前記第１の弾性部材は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を有し、
前記複数の第１の部分の各々および前記複数の第２の部分の各々には、その内周面と外周面とを貫通する貫通穴が設けられ、
前記貫通穴は、前記筒体の長手軸を中心軸として螺旋状に設けられ、
前記空間は前記内周面と接触し、前記外周面は前記内周面の反対の面であり、
前記第２の弾性部材は、前記貫通穴内に設けられ、
各第１の部分の前記貫通穴間の幅は、各第２の部分の前記貫通穴間の幅よりも広く、
前記複数の第１の部分は、前記第１軸の方向に沿って配列されており、かつ
前記複数の第２の部分は、前記複数の第１の部分と重ならない。
【請求項１６】
以下を具備するアクチュエータ本体：
内部に空間を有し、第１軸に対して螺旋の形状に巻回された筒体、
ここで、
前記筒体は、円筒状の第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材よりも柔軟性の高い第２の弾性部材とにより構成され、
前記第１の弾性部材は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を有し、
前記複数の第１の部分の各々および前記複数の第２の部分の各々には、その内周面と外周面とを貫通する貫通穴が設けられ、
前記貫通穴は、前記筒体の軸心を中心軸として螺旋状に設けられ、
前記空間は前記内周面と接触し、前記外周面は前記内周面の反対の面であり、
前記第２の弾性部材は、前記貫通穴内に設けられ、
各第１の部分の前記貫通穴間の螺旋ピッチは、各第２の部分の前記貫通穴間の螺旋ピッチよりも大きく、
前記複数の第１の部分は、前記第１軸の方向に沿って配列されており、かつ
前記複数の第２の部分は、前記複数の第１の部分と重ならない。
【請求項１７】
アクチュエータ本体の制御方法であって、
制御部が指示信号を受信し、
前記制御部が前記指示信号に基づいて、流体の圧力を増加または減少させ、
前記アクチュエータ本体は、
内部に空間を有し、第１軸に対して螺旋の形状に巻回された筒体を備え、
前記筒体は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を有し、
前記筒体の外周面および前記筒体の内周面の少なくとも一方には溝が設けられ、
前記溝は、前記筒体の長手軸を中心軸として、螺旋状に設けられ、
前記空間は前記内周面と接触し、前記外周面は内周面の反対の面であり、
前記複数の第１の部分の各々は、前記複数の第２の部分の各々よりも高いねじり剛性を有しており、
前記複数の第１の部分は、前記第１軸の方向に沿って配列されており、
前記複数の第２の部分は、前記複数の第１の部分と重ならず、かつ
前記流体は前記筒体の内部に充填されている
制御方法。
【請求項１８】
以下を具備する把持ハンド：
複数のアクチュエータ本体、ここで、
前記複数のアクチュエータ本体の各々は、以下を具備する：
内部に空間を有し、第１軸に対して螺旋の形状に巻回された筒体、ここで、
前記筒体は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を有し、
前記筒体の外周面および前記筒体の内周面の少なくとも一方には溝が設けられ、前記溝は、前記筒体の長手軸を中心軸として、螺旋状に設けられ、
前記空間は前記内周面と接触し、前記外周面は前記内周面の反対の面であり、
前記複数の第１の部分の各々は、前記複数の第２の部分の各々よりも高いねじり剛性を有しており、
前記複数の第１の部分は、前記第１軸の方向に沿って配列されており、
前記複数の第２の部分は、前記複数の第１の部分と重ならず、かつ
前記把持ハンドは、前記複数のアクチュエータ本体を把持具として用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、流体の圧力を湾曲度合いの変化に変換するアクチュエータに用いられるアクチュエータ本体、および、その制御方法、それを用いた把持ハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭用ロボットなど人間に近い場所において動作する機械に対する要求の高まりに伴い、人間の筋肉のように軽量かつ柔軟な特徴を備える人工筋肉アクチュエータへの期待も大きくなっている。人工筋肉アクチュエータと呼ばれるアクチュエータには様々な種類があるが、多くは軽量かつ柔軟という特徴に適合しやすいゴム状弾性材料の変形を用いたアクチュエータである。
【０００３】
ゴム状弾性材料の変形を用いたアクチュエータの一つとして、流体の圧力により伸縮するマッキベン型のアクチュエータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載されたマッキベン型のアクチュエータは、編み組構造で補強されたゴムチューブにより構成され、ゴムチューブの内部を流体で加圧し、編み組の角度をパンタグラフのように変化させながら径方向の膨張を軸方向の収縮に変換することで、アクチュエータを伸縮させている。さらに、このアクチュエータの一面を軸方向に伸縮しにくくすることで、湾曲動作するアクチュエータが実現できることが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５９−１９７６０５号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】佐々木  大輔、外３名、“空気圧ゴム人工筋を用いたパワーアシストグローブの開発”日本ロボット学会誌，Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．５，ｐｐ．６４０〜６４６，２００６
【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、マッキベン型のアクチュエータは、内部の流体圧力を増減させることで軸方向に伸縮するが、ゴムチューブの内部が加圧されると、曲げ方向への自由な動きが阻害されてしまうという問題がある。そのため、湾曲動作するアクチュエータにおいても、加圧時には湾曲方向以外の方向への曲げに対する自由な動きが阻害されてしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、本開示は、湾曲動作可能であり、湾曲方向以外の方向への曲げに対する自由な動きを許容することができるアクチュエータ本体等を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の一態様に係るアクチュエータ本体は、内部に空間を有し、第１軸に対して螺旋の形状に巻回された筒体を具備し、前記筒体は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を有し、前記筒体の外周面および前記筒体の内周面の少なくとも一方には溝が設けられ、前記溝は、前記筒体の長手軸を中心軸として、螺旋状に設けられ、前記空間は前記内周面と接触し、前記外周面は前記内周面の反対の面であり、前記複数の第１の部分の各々は、前記複数の第２の部分の各々よりも高いねじり剛性を有しており、前記複数の第１の部分は、前記第１軸の方向に沿って配列されており、かつ前記複数の第２の部分は、前記複数の第１の部分と重ならない。
【００１０】
なお、これらの包括的かつ特定の態様は、システム、方法、並びに、システム及び方法の任意の組み合わせにより実現してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本開示のアクチュエータ本体は、湾曲動作可能であり、湾曲方向以外の方向への曲げに対する自由な動きを許容することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係るアクチュエータ本体を有するアクチュエータを模式的に示した図である。
【図２】実施の形態１に係るアクチュエータ本体の筒体の一部を示す図である。
【図３】実施の形態１に係るアクチュエータ本体の筒体の横断面図である。
【図４】実施の形態１に係るアクチュエータ本体の筒体を直線状にして正面から見た図である。
【図５】図４に示した筒体の縦断面図である。
【図６】アクチュエータの駆動方法を示すフローチャートである。
【図７Ａ】筒体の内部の流体を加圧する前の、第１の弾性部材の骨部を示す断面図である。
【図７Ｂ】筒体の内部の流体を加圧した後の、第１の弾性部材の骨部の変形を示す断面図である。
【図８Ａ】筒体の内部の流体を加圧する前の、アクチュエータ本体を示す模式図である。
【図８Ｂ】筒体の内部の流体を加圧した後の、アクチュエータ本体の湾曲を示す模式図である。
【図９Ａ】図８Ａ中の第２の部分Ｓａ１における筒体の骨部の厚みを示す縦断面図である。
【図９Ｂ】図８Ａ中の第２の部分Ｓｂ１およびＳｃ１における筒体の骨部の厚みを示す縦断面図である。
【図９Ｃ】図８Ａ中の第１の部分Ｆ１における筒体の骨部の厚みを示す縦断面図である。
【図１０Ａ】外力を加える前の、アクチュエータ本体を示す模式図である。
【図１０Ｂ】外力を加えた後の、アクチュエータ本体の屈曲状態を示す模式図である。
【図１１】実施の形態１に係るアクチュエータ本体の第１の弾性部材の製造方法を示す図である。
【図１２】実施の形態１の変形例１におけるアクチュエータ本体の筒体の横断面図である。
【図１３】実施の形態１の変形例２におけるアクチュエータ本体の筒体の横断面図である。
【図１４Ａ】実施の形態１の変形例３におけるアクチュエータ本体であって、筒体の内部の流体を加圧する前の、アクチュエータ本体を示す模式図である。
【図１４Ｂ】実施の形態１の変形例３におけるアクチュエータ本体であって、筒体の内部の流体を加圧した後の、アクチュエータ本体の湾曲を示す模式図である。
【図１５】実施の形態２に係るアクチュエータ本体の筒体の一部を示す図である。
【図１６】実施の形態２に係るアクチュエータ本体の筒体の横断面図である。
【図１７】実施の形態２の変形例４におけるアクチュエータ本体の筒体の横断面図である。
【図１８】実施の形態２の変形例５におけるアクチュエータ本体の筒体の横断面図である。
【図１９】実施の形態３に係るアクチュエータ本体の筒体の一部を示す図である。
【図２０】実施の形態３に係るアクチュエータ本体の第１の弾性部材の製造方法を示す図である。
【図２１】実施の形態２の変形例６におけるアクチュエータ本体の筒体の横断面図である。
【図２２Ａ】図８Ａ中の第２の部分Ｓａ１における筒体の骨部の幅を示す縦断面図である。
【図２２Ｂ】図８Ａ中の第２の部分Ｓｂ１およびＳｃ１における筒体の骨部の幅を示す縦断面図である。
【図２２Ｃ】図８Ａ中の第１の部分Ｆ１における筒体の骨部の幅を示す縦断面図である。
【図２３Ａ】図８Ａ中の第２の部分Ｓａ１における筒体の溝の螺旋ピッチを示す縦断面図である。
【図２３Ｂ】図８Ａ中の第２の部分Ｓｂ１およびＳｃ１における筒体の溝の螺旋ピッチを示す縦断面図である。
【図２３Ｃ】図８Ａ中の第１の部分Ｆ１における筒体の溝の螺旋ピッチを示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（本開示の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、マッキベン型を用いた湾曲アクチュエータに関し、以下の問題が生じることを見出した。
【００１４】
マッキベン型のアクチュエータは、ゴムチューブで構成されているため、元々、曲げ方向に対する柔軟性を備えているが、この柔軟性はゴムチューブの内圧が高まるほど減少し、曲げに対する剛性が高まっていく。曲げ剛性が高くなるのは、アクチュエータを曲げることで、ゴムチューブの内部空間に容積変化を引き起こすためであると考えられる。アクチュエータを曲げるには、内部空間の流体を圧縮すると共に、その圧縮力に応じた変形をゴムチューブに発生させなければならず、曲げに必要な力は内部空間の圧力が高いほど増加する。この特性は、アクチュエータの一面を軸方向に伸縮しにくくした湾曲動作のアクチュエータに対しても、湾曲方向以外の方向への曲げ剛性がゴムチューブの内圧が高まるほど増加することにつながる。
【００１５】
このような特性は、曲げ剛性を利用した物体の把持動作などでは有用だが、例えば、アクチュエータをグローブ状のアシストウェアに備え付けた場合に問題となる。すなわち、アクチュエータを指に沿って湾曲するよう取り付けた場合において、アクチュエータを湾曲させようとして流体を加圧すると、湾曲方向のアシスト力が発生するとともに、指を広げる方向への剛性が高まる。そのため、このアクチュエータを備え付けることで、湾曲方向への力をアシストすることはできるが、指を広げる方向への自由な動きが阻害されるという問題がある。
【００１６】
このような問題を解決するために、本開示の一態様に係るアクチュエータ本体は、内部に空間を有し、第１軸に対して螺旋の形状に巻回された筒体を具備し、前記筒体は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を有し、前記筒体の外周面および前記筒体の内周面の少なくとも一方には溝が設けられ、前記溝は、前記筒体の長手軸を中心軸として、螺旋状に設けられ、前記空間は前記内周面と接触し、前記外周面は前記内周面の反対の面であり、前記複数の第１の部分の各々は、前記複数の第２の部分の各々よりも高いねじり剛性を有しており、前記複数の第１の部分は、前記第１軸の方向に沿って配列されており、かつ前記複数の第２の部分は、前記複数の第１の部分と重ならない。
【００１７】
この構成によれば、筒体の中空部分に流体を充填してその圧力を変化させた場合に、筒体が外側または内側に弾性変形して、筒体の溝の螺旋に沿ってねじれが発生する。このねじれが発生することで、螺旋の形状に巻回された形状を有するアクチュエータ本体を伸縮させることができる。さらに、筒体の各第１の部分は、各第２の部分よりも高いねじり剛性を有し、かつ螺旋の中心軸方向に沿って、複数の第１の部分が配列されている。これにより、アクチュエータ本体の伸縮は一様でなくなり、全体が湾曲動作するようになる。また、アクチュエータ本体を曲げる方向に外力を加えた場合に、筒体の所定方向のねじれにより筒体内部の容積が増える箇所と、逆方向のねじれにより筒体内部の容積が減る箇所との両方ができる。そのため、筒体内部の全体としての容積変化が少なくなり、アクチュエータ本体を容易に曲げることができる。
【００１８】
ある実施形態において、アクチュエータ本体は、内部に空間を有し、第１軸に対して螺旋の形状に巻回された筒体を具備し、前記筒体は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を有し、前記筒体の外周面および前記筒体の内周面の少なくとも一方には、溝が設けられ、前記溝は、前記筒体の長手軸を中心軸として、螺旋状に設けられ、前記空間は前記内周面と接触し、前記外周面は前記内周面の反対の面であり、前記複数の第１の部分の各々における前記筒体の厚みは、前記複数の第２の部分の各々における前記筒体の厚みよりも大きく、前記複数の第１の部分は、前記第１軸の方向に沿って配列されており、かつ前記複数の第２の部分は、前記複数の第１の部分と重ならない。
【００１９】
この構成によれば、各第１の部分の厚みは各第２の部分の厚みより大きく、この厚みの増加分に応じて、筒体の各第１の部分のねじり剛性が高まるようになる。そのため、流体の圧力を変化させた場合の筒体のねじりの差が大きくなり、アクチュエータ本体が湾曲動作しやすくなる。一方で、湾曲方向以外の方向への曲げ動作には影響せず、曲げやすいままとなる。
【００２０】
ある実施形態において、アクチュエータ本体は、内部に空間を有し、第１軸に対して螺旋の形状に巻回された筒体を具備し、前記筒体は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を有し、前記筒体の外周面および前記筒体の内周面の少なくとも一方には、溝が設けられ、前記溝は前記筒体の長手軸を中心軸として、螺旋状に設けられ、前記空間は前記内周面と接触し、前記外周面は前記内周面の反対の面であり、各第１の部分の前記溝間の幅は、各第２の部分の前記溝間の幅よりも広く、前記複数の第１の部分は、前記第１軸の方向に沿って配列されており、かつ前記複数の第２の部分は、前記複数の第１の部分と重ならない。
【００２１】
この構成によれば、各第１の部分の溝間の幅は各第２の部分の溝間の幅よりも広く、この幅の増加分に応じて、筒体の各第１の部分のねじり剛性が高まるようになる。そのため、流体の圧力を変化させた場合の筒体のねじりの差が大きくなり、アクチュエータ本体が湾曲動作しやすくなる。一方で、湾曲方向以外の方向への曲げ動作には影響せず、曲げやすいままとなる。
【００２２】
ある実施形態において、アクチュエータ本体は、内部に空間を有し、第１軸に対して螺旋の形状に巻回された筒体を具備し、前記筒体は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を有し、前記筒体の外周面および前記筒体の内周面の少なくとも一方には溝が設けられ、前記溝は前記筒体の長手軸を中心軸として、螺旋状に設けられ、前記空間は前記内周面と接触し、前記外周面は前記内周面の反対の面であり、各第１の部分の前記溝の螺旋ピッチは、各第２の部分の前記溝の螺旋ピッチよりも大きく、かつ前記複数の第１の部分は、前記第１軸の方向に沿って配列されており、かつ前記複数の第２の部分は、前記複数の第１の部分と重ならない。
【００２３】
この構成によれば、各第１の部分の溝の螺旋ピッチは各第２の部分の溝の螺旋ピッチよりも大きく、この螺旋ピッチの増加分に応じて螺旋の巻数が減少し、筒体の各第１の部分のねじり剛性が高まるようになる。そのため、流体の圧力を変化させた場合の筒体のねじりの差が大きくなり、アクチュエータ本体が湾曲動作しやすくなる。一方で、湾曲方向以外の方向への曲げ動作には影響せず、曲げやすいままとなる。
【００２４】
例えば、前記筒体は、円筒状の第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材の内側または外側に配置され、前記第１の弾性部材よりも柔軟性の高い円筒状の第２の弾性部材とにより構成され、前記溝は、前記第１の弾性部材の内周面と前記第１の弾性部材の外周面とを貫通する貫通穴と、前記第２の弾性部材の表面の一部とにより形成され、前記貫通穴は前記内周面側に第１開口と前記外周面側に第２開口を形成し、前記表面の一部は、前記第１開口、または、前記第２開口を塞ぐ。
【００２５】
この構成によれば、貫通穴を有する第１の弾性部材がねじれやすくなるので、筒体を確実にねじらせることができる。そのため、アクチュエータ本体を確実に湾曲動作させ、また、湾曲方向以外の方向に容易に曲げることができる。
【００２６】
例えば、前記第１の弾性部材は、その周方向に隣り合う２つの前記溝の間に位置する螺旋状の骨部を有し、前記骨部の厚みが、前記骨部の幅より小さくてもよい。
【００２７】
この構成によれば、筒体の中空部分に流体を充填してその圧力を変化させた場合に、第１の弾性部材が外側または内側に向けて変形しやすくなるので、筒体のねじりが発生しやすくなる。そのため、アクチュエータ本体が湾曲動作しやすくなり、また、湾曲方向以外の方向に容易に曲げやすくなる。
【００２８】
例えば、前記溝の螺旋ピッチが、前記第１の弾性部材の外周長より大きくてもよい。
【００２９】
この構成によれば、第１の弾性部材の外側または内側への変形が、筒体のねじれに変換されやすくなり、アクチュエータ本体が湾曲動作しやすくなる。
【００３０】
例えば、前記第１の弾性部材は、前記第２の弾性部材の外側に配置されており、前記第１の弾性部材の内周面と前記貫通穴の側面とにより形成される稜線が面取りされ、前記側面は前記第１の弾性部材に含まれ、かつ、前記第１開口と前記第２開口の間に位置する。
【００３１】
この構成によれば、第１の弾性部材および第２の弾性部材が外側または内側に弾性変形した場合の、第１の弾性部材の内周面と溝の側面との稜線に生じる応力集中を緩和することができる。これにより、アクチュエータ本体の湾曲動作や湾曲方向以外の方向への曲げ動作を滑らかにすることができる。また、アクチュエータ本体の耐久性を向上させることができる。
【００３２】
例えば、前記第１開口と前記第２開口の距離は、前記筒体の厚みの半分以上でもよい。
【００３３】
この構成によれば、溝の底に位置する筒体の肉厚部が薄く変形しやすくなり、筒体が外側または内側に弾性変形しやすくなるので、筒体のねじりが発生しやすくなる。そのため、アクチュエータ本体が湾曲動作しやすくなり、また、容易に湾曲方向以外の方向に曲げやすくなる。
【００３４】
例えば、前記溝の螺旋ピッチが、前記筒体の外周長より大きくてもよい。
【００３５】
この構成によれば、筒体の外側または内側への変形が、筒体のねじれに変換されやすくなり、アクチュエータ本体が湾曲動作しやすくなる。
【００３６】
例えば、前記溝は、多条溝でもよい。
【００３７】
溝が、多条溝である場合には、１条溝である場合に比べて、螺旋状の溝の螺旋ピッチを大きく形成することができる。これにより、筒体の外側または内側への変形が、筒体のねじれに変換されやすくなり、アクチュエータ本体が湾曲動作しやすくなる。
【００３８】
例えば、前記溝の幅が、一定でもよい。
【００３９】
この構成によれば、筒体にかかる負荷のバランスをとることができる。そのため、アクチュエータ本体の湾曲動作や湾曲方向以外の方向への曲げ動作を滑らかにすることができる。また、アクチュエータ本体の耐久性を向上させることができる。
【００４０】
また、上記問題を解決するために、本開示のその他の態様に係るアクチュエータ本体は、内部に空間を有し、第１軸に対して螺旋の形状に巻回された筒体を具備し、前記筒体は、円筒状の第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材よりも柔軟性の高い第２の弾性部材とにより構成され、前記第１の弾性部材は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を有し、前記複数の第１の部分の各々および前記複数の第２の部分の各々には、その内周面と外周面とを貫通する貫通穴が設けられ、前記貫通穴は、前記筒体の長手軸を中心軸として螺旋状に設けられ、前記空間は前記内周面と接触し、前記外周面は前記内周面の反対の面であり、前記第２の弾性部材は、前記貫通穴内に設けられ、前記複数の第１の部分の各々は、前記複数の第２の部分の各々よりも高いねじり剛性を有しており、前記複数の第１の部分は、前記第１軸の方向に沿って配列されており、かつ前記複数の第２の部分は、前記複数の第１の部分と重ならない。
【００４１】
この構成によれば、筒体の中空部分に流体を充填してその圧力を変化させた場合に、筒体が外側または内側に弾性変形して、第１の弾性部材の貫通穴の螺旋に沿ってねじれが発生する。このねじれが発生することで、螺旋状に巻回された形状を有するアクチュエータ本体を湾曲動作させることができる。また、アクチュエータ本体を湾曲方向以外に曲げる方向に外力を加えた場合に、筒体の所定方向のねじれにより筒体内部の容積が増える箇所と、逆方向のねじれにより筒体内部の容積が減る箇所との両方ができる。そのため、筒体内部の全体としての容積変化が少なくなり、アクチュエータ本体を容易に曲げることができる。また、筒体の厚みを薄くすることができ、アクチュエータ本体を小型化することができる。
【００４２】
ある実施形態において、アクチュエータ本体は、内部に空間を有し、第１軸に対して螺旋の形状に巻回された筒体を具備し、前記筒体は、円筒状の第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材よりも柔軟性の高い第２の弾性部材とにより構成され、前記第１の弾性部材は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を有し、前記複数の第１の部分の各々および前記複数の第２の部分の各々には、その内周面と外周面とを貫通する貫通穴が設けられ、前記貫通穴は、前記筒体の長手軸を中心軸として螺旋状に設けられ、前記空間は前記内周面と接触し、前記外周面は前記内周面の反対の面であり、前記第２の弾性部材は、前記貫通穴内に設けられ、前記複数の第１の部分の各々における前記筒体の厚みは、前記複数の第２の部分の各々における前記筒体の厚みよりも大きく、前記複数の第１の部分は、前記第１軸の方向に沿って配列されており、かつ前記複数の第２の部分は、前記複数の第１の部分と重ならない。
【００４３】
この構成によれば、各第１の部分の厚みは各第２の部分の厚みより大きく、この厚みの増加分に応じて、筒体の各第１の部分のねじり剛性が高まるようになる。そのため、流体の圧力を変化させた場合の筒体のねじりの差が大きくなり、アクチュエータ本体が湾曲動作しやすくなる。一方で、湾曲方向以外の方向への曲げ動作には影響せず、曲げやすいままとなる。
【００４４】
ある実施形態において、アクチュエータ本体は、内部に空間を有し、第１軸に対して螺旋の形状に巻回された筒体を具備し、前記筒体は、円筒状の第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材よりも柔軟性の高い第２の弾性部材とにより構成され、前記第１の弾性部材は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を有し、前記複数の第１の部分の各々および前記複数の第２の部分の各々には、その内周面と外周面とを貫通する貫通穴が設けられ、前記貫通穴は、前記筒体の長手軸を中心軸として螺旋状に設けられ、前記空間は前記内周面と接触し、前記外周面は前記内周面の反対の面であり、前記第２の弾性部材は、前記貫通穴内に設けられ、各第１の部分の前記貫通穴間の幅は、各第２の部分の前記貫通穴間の幅よりも広く、前記複数の第１の部分は、前記第１軸の方向に沿って配列されており、かつ前記複数の第２の部分は、前記複数の第１の部分と重ならない。
【００４５】
この構成によれば、各第１の部分の貫通穴間の幅は各第２の部分の貫通穴間の幅よりも広く、この幅が増加した分に応じて筒体の各第１の部分のねじり剛性が高まるようになる。そのため、流体の圧力を変化させた場合の筒体のねじりの差が大きくなり、アクチュエータ本体が湾曲動作しやすくなる。一方で、湾曲方向以外の方向への曲げ動作には影響せず、曲げやすいままとなる。
【００４６】
ある実施形態において、アクチュエータ本体は、内部に空間を有し、第１軸に対して螺旋の形状に巻回された筒体を具備し、前記筒体は、円筒状の第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材よりも柔軟性の高い第２の弾性部材とにより構成され、前記第１の弾性部材は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を有し、前記複数の第１の部分の各々および前記複数の第２の部分の各々には、その内周面と外周面とを貫通する貫通穴が設けられ、前記貫通穴は、前記筒体の軸心を中心軸として螺旋状に設けられ、前記空間は前記内周面と接触し、前記外周面は前記内周面の反対の面であり、前記第２の弾性部材は、前記貫通穴内に設けられ、各第１の部分の前記貫通穴間の螺旋ピッチは、各第２の部分の前記貫通穴間の螺旋ピッチよりも大きく、前記複数の第１の部分は、前記第１軸の方向に沿って配列されており、かつ前記複数の第２の部分は、前記複数の第１の部分と重ならない。
【００４７】
この構成によれば、各第１の部分の前記貫通穴間の螺旋ピッチは各第２の部分の前記貫通穴間の螺旋ピッチよりも大きく、この螺旋ピッチの増加分に応じて螺旋の巻数が減少し、筒体の各第１の部分のねじり剛性が高まるようになる。そのため、流体の圧力を変化させた場合の筒体のねじりの差が大きくなり、アクチュエータ本体が湾曲動作しやすくなる。一方で、湾曲方向以外の方向への曲げ動作には影響せず、曲げやすいままとなる。
【００４８】
また、上記問題を解決するために、本開示に係るアクチュエータ本体の制御方法は、制御部が指示信号を受信し、前記制御部が前記指示信号に基づいて、流体の圧力を増加または減少させ、前記アクチュエータ本体は、内部に空間を有し、第１軸に対して螺旋の形状に巻回された筒体を備え、前記筒体は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を有し、前記筒体の外周面および前記筒体の内周面の少なくとも一方には溝が設けられ、前記溝は、前記筒体の長手軸を中心軸として、螺旋状に設けられ、前記空間は前記内周面と接触し、前記外周面は内周面の反対の面であり、前記複数の第１の部分の各々は、前記複数の第２の部分の各々よりも高いねじり剛性を有しており、前記複数の第１の部分は、前記第１軸の方向に沿って配列されており、前記複数の第２の部分は、前記複数の第１の部分と重ならず、かつ前記流体は前記筒体の内部に充填されている。
【００４９】
この構成によれば、アクチュエータ本体を確実に湾曲動作させることができる。
【００５０】
ある実施形態において、把持ハンドは、流体の圧力を湾曲度合いの変化に変換するアクチュエータ本体を用いた把持ハンドであって、以下を具備する：複数のアクチュエータ本体、ここで、前記複数のアクチュエータ本体の各々は、以下を具備する：螺旋の形状に巻回された、弾性を有する中空の筒体、ここで、前記筒体は、複数の第１の部分および複数の第２の部分からなり、前記筒体の外周面および内周面の少なくとも一方には、前記筒体の軸心を中心軸として、螺旋状に溝が設けられ、各第１の部分は、各第２の部分よりも高いねじり剛性を有しており、かつ前記螺旋の中心軸方向に沿って、前記複数の第１の部分が配列されており、前記把持ハンドは、前記複数のアクチュエータ本体を把持具として用いる。
【００５１】
この構成の把持ハンドによれば、湾曲動作するアクチュエータ本体を用いて物体を把持することができる。
【００５２】
なお、これらの包括的かつ特定の態様は、システム、方法、並びに、システム及び方法の任意の組み合わせにより実現してもよい。
【００５３】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００５４】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００５５】
（実施の形態１）
まず、図１を参照しながらアクチュエータ１の全体構成を説明する。このアクチュエータ１は、流体の圧力を湾曲度合いの変化に変換するものであり、アクチュエータ本体２と、圧力源３と、配管４とを備えている。
【００５６】
アクチュエータ本体２は、中空の筒体１０が螺旋状に巻回された形状をしている。筒体１０の内部には、水などの流体が充填されている。アクチュエータ本体２の上部は図示しない固定具に固定され、その上端は配管４に接続されている。アクチュエータ本体２の下端は、かしめなどにより封止されている。このアクチュエータ本体２の構成については、後で詳しく説明する。
【００５７】
圧力源３は、配管４を介してアクチュエータ本体２に流体を出し入れすることで、アクチュエータ本体２の筒体１０の内部の圧力を増減し、アクチュエータ本体２を伸縮させる。
【００５８】
圧力源３としては、例えば、シリンジポンプ（往復ポンプ）などが用いられる。シリンジポンプは、注射器のような円筒形のシリンジおよび可動式の押子と、押子の位置を制御する制御部とを有するポンプであり、シリンジ内を押子で加圧して流体を送り出し、また、シリンジ内を押子で減圧して流体を回収する。シリンジポンプを作動することで、アクチュエータ本体２の筒体１０内部に充填される流体の量や圧力を調節することができる。コンピュータ（図示せず）は制御部に押子の位置を決定する指示信号を送付してもよい。制御部はこの指示信号を受信に従って、押子の位置を変化させて、流体の圧力を増加または減少させもよい。
【００５９】
配管４は、圧力源３とアクチュエータ本体２を接続して、流体の流出入の経路となるチューブ状の部材である。なお、圧力源３とアクチュエータ本体２を直結する場合は、配管４を用いなくてもよい。また、配管４を分岐し、１つの圧力源３に複数のアクチュエータ本体２を連結してもよい。
【００６０】
次に、本実施の形態に係るアクチュエータ本体２について説明する。
【００６１】
図２は、アクチュエータ本体２の筒体１０の一部を示す図であり、図３は、アクチュエータ本体２の筒体１０の横断面図である。
【００６２】
アクチュエータ本体２は、弾性を有する中空の筒体１０が、螺旋の形状に巻回された形状をしている。筒体１０は、アクチュエータ本体２の長軸方向の軸Ａ１を中心に巻回されている。筒体１０の外周面１０ｂには、筒体１０の軸心Ａ２を中心軸として、螺旋状に溝ｃが複数設けられている。本実施の形態では、筒体１０の螺旋は軸Ａ１に対して右巻きであり、溝ｃの螺旋は軸心Ａ２に対して右巻きである。すなわち、筒体１０と溝ｃの螺旋の巻方向が一致している。
【００６３】
筒体１０は、図３に示すように、円筒状の第１の弾性部材１１と、第１の弾性部材１１よりも柔軟性の高い、円筒状（管状）の第２の弾性部材１２とにより構成されている。第２の弾性部材１２は中空であり、この中空部分（内周面１２ａの内側）に流体５が充填される。
【００６４】
第１の弾性部材１１には、その内周面１１ａと外周面１１ｂを貫通する複数の貫通穴１１ｃが設けられている。第２の弾性部材１２は、第１の弾性部材１１の内側に接して配置されて、貫通穴１１ｃを塞いでいる。したがって、溝ｃは、第１の弾性部材１１の貫通穴１１ｃの側面と、第２の弾性部材１２の表面（外周面１２ｂ）により形成される。なお、第１の弾性部材１１と第２の弾性部材１２は、接着されていない。
【００６５】
また、第１の弾性部材１１は、その周方向に隣り合う溝ｃの間に位置する複数の骨部ｂを有している。骨部ｂは、断面が円弧状で、周方向に互いに間隔をあけて設けられている。骨部ｂは、４つの骨部ｂにより構成され、これらの骨部ｂが、軸心Ａ２を中心に螺旋状に巻回されることで、４つの溝ｃが螺旋状に設けられている。
【００６６】
また、第１の弾性部材１１は第２の弾性部材１２の外側に配置されており、第１の弾性部材１１の内周面１１ａと溝ｃ（貫通穴１１ｃ）の側面とにより形成される稜線が、面取りされている。本実施の形態では、稜線が丸みを帯びて形成されているが、テーパ状に形成することも可能である。
【００６７】
前述したとおり、第２の弾性部材１２としては、第１の弾性部材１１よりも柔軟性の高い部材が用いられる。柔軟性が高い部材とは、素材として柔らかい部材、または、構造的に柔らかい部材、例えば、薄く形成したり、波状に形成したりして変形しやすくなっている部材を含む意味である。
【００６８】
本実施の形態では、第１の弾性部材１１の材料としてナイロンが用いられ、第２の弾性部材１２の材料としてシリコンゴムが用いられている。ただし、これらの材料に限られず、各種樹脂材料及び/または各種金属材料を用いることができる。これら弾性部材１１、１２は、必要とされる耐圧性、柔軟性、流体５に対する耐性（耐薬品性、耐溶剤性、耐油性）などを考慮して適宜選択される。例えば、弾性部材１１、１２に樹脂材料を用いることで、軽量なアクチュエータ本体２が得られる。また、剛性の高いエンジニアリングプラスチック及び/または剛性の高い金属材料を用いることで、アクチュエータ本体２の動作を高圧、低流量で行うことができ、流体５の流れに伴う損失を低減できる。
【００６９】
なお、前述したアクチュエータ１の配管４は、アクチュエータ本体２の作動時の応答性を上げるため、弾性部材１１、１２よりも耐圧性を有するものが用いられる。
【００７０】
図４は、アクチュエータ本体２の筒体１０を直線状にして示した図であり、図５は、図４に示した筒体１０の縦断面図である。
【００７１】
図４および図５に示すように、筒体１０は、多条溝構造であり、具体的には、４つの溝ｃ（ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４）と４つの骨部ｂ（ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４）とを有している。溝ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４は互いに平行で、それぞれの幅は一定である。隣り合う溝ｃの間隔（例えば、溝ｃ１と溝ｃ２の間隔）は、溝ｃの条数に応じて適宜設計される。骨部ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４も互いに平行である。骨部ｂの厚みｔｂは、骨部ｂの幅ｗｂよりも小さい。
【００７２】
これらの溝ｃは、流体による加圧力が０の場合において、筒体１０の軸心Ａ２に対して、傾きθが４５°未満となるように設けられている。また、筒体１０の直径ｄは４ｍｍであり、溝ｃの螺旋ピッチｐ２は１４．４ｍｍである。溝ｃの傾きθを４５°未満にすることで、溝ｃの螺旋ピッチｐ２が、筒体１０の外周長πｄ（本実施の形態では第１の弾性部材１１の外周長）より大きくなるように設定している。
【００７３】
図８Ａは、筒体の内部の流体を加圧する前の、アクチュエータ本体２を示す模式図である。本実施の形態では、螺旋の形状に巻回された筒体１０の螺旋の各巻は、図８Ａに示すように、ねじり剛性が高い第１の部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４またはＦ５）、および、第１の部分よりもねじり剛性が低い第２の部分（Ｓａ１、Ｓａ２、Ｓａ３、Ｓａ４、Ｓａ５、Ｓｂ１、Ｓｂ２、Ｓｂ３、Ｓｂ４、Ｓｂ５、Ｓｃ１、Ｓｃ２、Ｓｃ３、Ｓｃ４またはＳｃ５）から構成される。すなわち、筒体１０は、複数の第１の部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４およびＦ５）および複数の第２の部分（Ｓａ１、Ｓａ２、Ｓａ３、Ｓａ４、Ｓａ５、Ｓｂ１、Ｓｂ２、Ｓｂ３、Ｓｂ４、Ｓｂ５、Ｓｃ１、Ｓｃ２、Ｓｃ３、Ｓｃ４およびＳｃ５）を有する。さらに、図８Ａに示すように、複数の第１の部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４およびＦ５）は、筒体１０の螺旋の中心軸、すなわち、アクチュエータ本体２の軸Ａ１の方向に沿って、配列されている。このような構成のため、図８Ａにおいて、アクチュエータ本体２の右側と比較して、その左側のねじり剛性が高い。これにより、流体の加圧時に図８Ｂに示すようにアクチュエータ本体２が湾曲する。なお、アクチュエータ１の駆動方法は後述される。
【００７４】
このような特徴を有する筒体１０は、例えば、筒体１０の骨部ｂの厚みを変化させることにより実現することができる。
【００７５】
図９Ａは、図８Ａ中の第２の部分Ｓａ１における筒体の骨部の厚みを示す縦断面図である。図９Ｂは、図８Ａ中の第２の部分Ｓｂ１およびＳｃ１における筒体の骨部の厚みを示す縦断面図である。図９Ｃは、図８Ａ中の第１の部分Ｆ１における筒体の骨部の厚みを示す縦断面図である。
【００７６】
例えば、図９Ａに示す第２の部分Ｓａ１の骨部ｂＳａ１、ｂＳａ２、ｂＳａ３およびｂＳａ４の厚みｔｂに対して、図９Ｂに示す第２の部分Ｓｂ１およびＳｃ１の骨部ｂＳｂｃ１、ｂＳｂｃ２、ｂＳｂｃ３およびｂＳｂｃ４の厚みｔｂ１を３％増加させ、図９Ｃに示す第１の部分Ｆ１の骨部ｂＦ１、ｂＦ２、ｂＦ３およびｂＦ４の厚みｔｂ２を２６％増加させれば、第１の部分Ｆ１において第２の部分Ｓａ１、Ｓｂ１およびＳｃ１よりもねじり剛性を高めることができる。筒体１０の螺旋の各巻の骨部ｂの厚みは、第１の部分Ｆ１並びに第２の部分Ｓａ１、Ｓｂ１およびＳｃ１と同様に構成すればよい。この場合の第１の部分Ｆ１のねじり剛性は、第２の部分Ｓａ１のねじり剛性の約２倍である。さらに、第１の部分Ｆ１から離れるほどねじり剛性が徐々に減少し、軸Ａ１方向から見たときの±４５度の位置で他の部分と変わらないねじり剛性となっている。このように、厚みを変化させる方法は、ねじり剛性を高くする方法として採用し得る。
【００７７】
なお、骨部ｂの厚みの変化のさせ方は任意であり、角度の変化に応じて直線状に変化しても、正弦波状に変化してもよい。また、第２の部分Ｓｂ１およびＳｃ１の骨部ｂＳｂｃ１、ｂＳｂｃ２、ｂＳｂｃ３およびｂＳｂｃ４の厚みｔｂ１を第２の部分Ｓａ１の厚みｔｂと同じとし、第２の部分Ｓｂ１およびＳｃ１から第２の部分Ｓａ１までの間で厚みを変化させてもよい。
【００７８】
ねじり剛性の高低については、素材が均一の場合、上記した形状の違いから判断することができる。しかし、上記と異なる形状変化及び/または、素材が異なる場合などには、実測により評価できる。実測による評価方法としては、例えば図８ＡのＳａ２とＳａ３のコイル１ピッチ分隔てた部分を保持し、その間隔を増加もしくは減少させる際の力と変位の関係から、Ｆ２部分の剛性を評価することができる。同様の評価を筒体１０全体で行うことにより、剛性の分布を評価できるようになる。剛性の変化が周期的な場合、コイル数ピッチ分でまとめて評価するようにしても良い。また、筒体１０を分割し、それぞれの部分にねじりトルクを加えて直接剛性を評価するようにしても良い。
【００７９】
次に、アクチュエータ１の駆動方法について概略説明する。
【００８０】
図６は、アクチュエータ１の駆動方法を示すフローチャートである。図８Ａおよび図８Ｂは、アクチュエータ本体２の湾曲を示す模式図である。なお、図８Ａおよび図８Ｂでは、溝ｃの図示を省略している。
【００８１】
アクチュエータの駆動方法は、アクチュエータ１を準備する工程（ａ）と、アクチュエータ本体２の湾曲度合い（軸Ａ１の湾曲度合い）を増減させる工程（ｂ）とを備えている。
【００８２】
アクチュエータ１を準備し、筒体１０の内部の流体５を加圧する前は、図８Ａに示すように、アクチュエータ本体２は定常状態にある（図６のＳ１）。定常状態とは、筒体１０の内部の流体５に予圧をかけた状態であり、アクチュエータ本体２の湾曲度合いは自然な湾曲度合いに予圧による湾曲分と外力による変形分とを加えた湾曲度合いとなる。
【００８３】
そして、図８Ａに示す状態に対して、圧力源３を用いて流体５を、例えば０．５ＭＰａで加圧し、アクチュエータ本体２の筒体１０内にさらに流体５を供給する。これにより、図８Ｂに示すように、アクチュエータ本体２を軸Ａ１の湾曲度合いを増加させる（図６のＳ２）。
【００８４】
そして、圧力源３で流体５を減圧することで、アクチュエータ本体２を軸Ａ１の湾曲度合いを減少させ、元の湾曲度合いに戻す（図６のＳ３）。これらのステップを繰り返すことで、アクチュエータ本体２の湾曲度合いを増減させる。なお、湾曲度合いの増減は一方でもよいし、順序を逆にしてもよい。また、湾曲度合いの増加または減少の動作を複数回繰り返してもよい。
【００８５】
次に、アクチュエータ本体２の駆動メカニズムについて説明する。
【００８６】
図７Ａは、筒体１０の内部の流体５を加圧する前の、第１の弾性部材１１の骨部ｂを示す断面図であり、図７Ｂは、筒体１０の内部の流体５を加圧した後の、第１の弾性部材１１の骨部ｂの変形を示す断面図である。
【００８７】
図７Ａおよび図７Ｂはいずれも、骨部ｂの一巻分を軸心Ａ２方向から見た図である。
【００８８】
流体５を加圧する前は、図７Ａに示すように、骨部ｂの半径はｒである。流体５を加圧すると、筒体１０の第２の弾性部材１２を介して伝えられる圧力により、筒体１０の第１の弾性部材１１が径方向に膨張（変形）し、それにともない、図７Ｂに示すように、骨部ｂの半径がｒ＋Δｒとなる。このとき、骨部ｂには、一巻きあたり、角度φ＝２πΔｒ／（ｒ＋Δｒ）のねじれが発生する。そして、このねじれが第１の弾性部材１１を主体とする筒体１０全体を軸心Ａ２中心にねじれさせる。
【００８９】
本実施の形態では、筒体１０の溝ｃが軸心Ａ２に対して右巻きであり、アクチュエータ本体２が軸Ａ１に対して右巻きであるので、筒体１０に発生するねじれが、図８Ｂに示すように、アクチュエータ本体２を軸Ａ１方向に縮ませるように作用する。このとき、筒体１０のねじり剛性が軸Ａ１の左右で異なるので、筒体１０に発生するねじれも左右で異なり、アクチュエータ本体２は発生するねじれの少ない左側に湾曲するようになる。
【００９０】
すなわち、筒体１０には加圧による膨張に伴って全体的に軸心Ａ２を中心に左巻方向のねじれが発生しており、アクチュエータ本体２が軸Ａ１を中心に右巻きであるので、図８Ｂに示すアクチュエータ本体２の右側に着目すると、筒体１０は手前側が実線矢印の方向に回転するよう左巻方向にねじられる。一方、アクチュエータ本体２の左側に着目すると、ねじれ剛性が高いので、筒体１０は奧側が破線矢印の方向に回転するよう、アクチュエータ本体２の右側のねじれより少なく、左巻方向にねじられる。したがって、筒体１０の全長にわたって発生するねじれは、筒体１０のピッチ角αを小さくする（筒体１０の螺旋ピッチｐ１を小さくする）ように作用する。これにより、アクチュエータ本体２の長さが短くなるとともに、ピッチ角αの変化量が左右で異なることにより湾曲する。
【００９１】
そして、流体５の加圧を解除すると、第１の弾性部材１１と第２の弾性部材１２の弾性力により、筒体１０の径方向の変形やねじれが元に戻り、アクチュエータ本体２の長さも元に戻るとともに、湾曲も元に戻る。
【００９２】
なお、アクチュエータ本体２の筒体１０が膨張（変形）する際には、径方向及び、軸Ａ２方向にも膨張（変形）しようとし、筒体１０の外周側に位置する溝ｃもその幅方向に広がろうとするが、本実施の形態のように、溝ｃの傾きθを４５°未満とする（螺旋ピッチｐ２を筒体１０の外周長πｄより大きくする）ことで、溝ｃの幅方向の広がりが生じても、筒体１０に十分なねじれが発生するので、アクチュエータ本体２を十分に縮ませることができる。
【００９３】
次に、アクチュエータ本体２に湾曲方向以外の方向から外力を加えて曲げ変形させる場合について説明する。本実施の形態に係るアクチュエータ本体２は、湾曲方向以外の方向から外力を加えた場合でも、流体５の圧力に関係なく、アクチュエータ本体２自身の弾性で曲げ変形させられる点にも特徴がある。
【００９４】
図１０Ａは、湾曲方向以外の方向から、例えば湾曲方向に対して垂直方向から外力を加える前の、アクチュエータ本体２を示す模式図であり、図１０Ｂは、湾曲方向以外の方向から外力を加えた後の、アクチュエータ本体２の屈曲状態を示す模式図である。なお、図１０Ａおよび図１０Ｂでは、溝ｃの図示を省略している。
【００９５】
図１０Ｂに示すように、アクチュエータ本体２の湾曲方向以外の方向から、例えば湾曲方向に対して垂直方向の外力を加えて、曲げ変形させる場合を想定すると、筒体の１０のねじれ剛性は図１０Ｂにおける軸Ａ１の左右で等しくなり、筒体１０の一方のピッチ角α１が小さくなるとともに、他方のピッチ角α２が大きくなる。これにより、筒体１０の右側は手前側が実線矢印の方向に回転するよう左巻方向にねじられ、筒体１０の左側は奧側が破線矢印の方向に回転するよう右巻方向にねじられる。
【００９６】
溝ｃの螺旋の巻方向と逆方向にねじれが発生すると、筒体１０の直径が大きくなり、筒体１０の内部の容積が増加する。それに対し、溝ｃの螺旋の巻方向と同方向にねじれが発生すると、筒体１０の直径が小さくなり、筒体１０の内部の容積が減少する。本実施形態では、筒体１０の内部の容積の増加と減少が同時に発生しているので、筒体１０内部の全体としての容積変化が少なくなり、アクチュエータ本体２を容易に曲げることができる。
【００９７】
つまり、アクチュエータ本体２を湾曲方向以外の方向に曲げて変形させる際の剛性は、流体５に作用する圧力にはほぼ依存しないことになり、アクチュエータ本体２自身の持つ剛性が支配的となる。よって、アクチュエータ本体２として柔軟な材質のものを適用すれば、容易に曲げ変形することが可能なアクチュエータ本体２を実現できる。
【００９８】
次に、アクチュエータ本体２の製造方法について説明する。
【００９９】
まず、図１１に示すように、熱可塑性樹脂からなる複数の骨部ｂを有する円筒部材を準備する。その際、部分的に骨部ｂの厚みを変化させておくことで、加工後のねじり剛性を部分的に高めることができる。次に、この円筒部材をガラス転移温度以上に加熱した状態で軸中心にねじって回転させる。その後、冷却することで、複数の螺旋状の骨部ｂを有する第１の弾性部材１１を形成する。次に、円筒状をした第１の弾性部材１１の内側に、円筒状の第２の弾性部材１２を挿入し、直線状の筒体１０を形成する。さらに、この筒体１０を、再びガラス転移温度以上に加熱した状態で、芯材（図示せず）に巻回する。その後、冷却し、芯材を抜くことで、螺旋状に巻回されたアクチュエータ本体２を作製することができる。
【０１００】
また、第１の弾性部材１１は、その他の製造方法により作製することもできる。例えば、芯材となるマンドレルに、熱可塑性樹脂からなる複数の骨部ｂを螺旋状に巻き付けて、アニール処理する。その後、マンドレルを除去することで、第１の弾性部材１１を形成する。その他、３次元造形法により第１の弾性部材１１を作製してもよい。
【０１０１】
ここで、実施の形態１におけるアクチュエータ本体２の変形例について説明する。アクチュエータ本体２の筒体１０としては、図１２に示す変形例１のように、円筒状の第１の弾性部材１１の貫通穴１１ｃを埋めるように、第１の弾性部材１１よりも柔軟性の高い第２の弾性部材１２を形成してもよい。すなわち、第２の弾性部材１２が、第１の弾性部材１１の内周面１１ａと外周面１１ｂとを貫通する貫通穴１１ｃ内に設けられていてもよい。第２の弾性部材１２の厚みは、第１の弾性部材１１の厚みと同じであり、第２の弾性部材１２の外周面と第１の弾性部材１１の外周面１１ｂとには段差がない。この構造によれば、筒体１０を薄く形成することができ、アクチュエータ本体２を小型化することができる。なお、第２の弾性部材１２の厚みは、第１の弾性部材１１の厚みは必ずしも等しい必要はなく、厚みに差があってもよい。
【０１０２】
変形例１のアクチュエータ本体２の上記以外の構成は、図８Ａに示されるアクチュエータ本体２と同様である。具体的には、変形例１のアクチュエータ本体２の筒体１０は、螺旋の形状に巻回されている。ここで、螺旋の形状の中心軸は、第１軸とも称される。貫通穴１１ｃは筒体１０の長手軸を中心軸として螺旋状に形成されている。第１の弾性部材１１は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を有している。複数の第１の部分の各々は、複数の各第２の部分の各々よりも高いねじり剛性を有している。複数の第１の部分は、第１軸の方向に沿って、複数の第１の部分が配列されており、複数の第２の部分は、複数の第１の部分と重ならない。この構造によっても、図３に示される筒体１０と同様の機能を果たすことができる。
【０１０３】
ねじり剛性を変化させる方法として、複数の第１の部分の各々の厚みを複数の第２の部分の各々の厚みよりも大きくしてもよい。この構成によれば、各第１の部分の厚みは各第２の部分の厚みより大きく、この厚みの増加分に応じて、筒体１０の各第１の部分のねじり剛性が高まるようになる。そのため、流体の圧力を変化させた場合の筒体１０のねじりの差が大きくなり、アクチュエータ本体２が湾曲動作しやすくなる。一方で、湾曲方向以外の方向への曲げ動作には影響せず、曲げやすいままとなる。
【０１０４】
ねじり剛性を変化させる他の方法として、複数の第１の部分の各々の貫通穴間の幅を複数の第２の部分の各々の貫通穴間の幅よりも大きくしてもよい。この構成によれば、各第１の部分の溝間の幅は各第２の部分の溝間の幅よりも広く、この幅の増加分に応じて、筒体１０の各第１の部分のねじり剛性が高まるようになる。そのため、流体の圧力を変化させた場合の筒体のねじりの差が大きくなり、アクチュエータ本体２が湾曲動作しやすくなる。一方で、湾曲方向以外の方向への曲げ動作には影響せず、曲げやすいままとなる。
【０１０５】
ねじり剛性を変化させる他の方法として、複数の第１の部分の各々の貫通穴間の螺旋ピッチを複数の第２の部分の各々の貫通穴間の螺旋ピッチよりも大きくしてもよい。この構成によれば、各第１の部分の溝の螺旋ピッチは各第２の部分の溝の螺旋ピッチよりも大きく、この螺旋ピッチの増加分に応じて螺旋の巻数が減少し、筒体１０の各第１の部分のねじり剛性が高まるようになる。そのため、流体の圧力を変化させた場合の筒体１０のねじりの差が大きくなり、アクチュエータ本体２が湾曲動作しやすくなる。一方で、湾曲方向以外の方向への曲げ動作には影響せず、曲げやすいままとなる。
【０１０６】
また、アクチュエータ本体２の筒体１０としては、図１３に示す変形例２のように、第２の弾性部材１２を、第１の弾性部材１１の外側に接着等の手段で結合させ、第１の弾性部材１１の貫通穴１１ｃを塞ぐようにしてもよい。この場合、溝ｃは、第１の弾性部材１１の貫通穴１１ｃの側面と、第２の弾性部材１２の表面（内周面１２ａ）により形成される。この構造によっても、図３に示す筒体１０と同様の機能を果たすことができる。
【０１０７】
また、上記の実施の形態では、筒体１０の螺旋の巻方向と溝ｃの螺旋の巻方向を一致させたが、螺旋の巻方向を逆にすることもできる。例えば、筒体１０の螺旋を軸Ａ１に対して右巻きとし、溝ｃの螺旋を軸心Ａ２に対して左巻きとすることもできる。
【０１０８】
上記構造をしたアクチュエータ本体（変形例３、図示省略）では、筒体１０の内部の流体５が加圧された場合に、筒体１０に対して右巻方向のねじり力が発生し、アクチュエータ本体２を軸Ａ１方向に伸ばしながら湾曲するように作用する。
【０１０９】
図１４Ａは、筒体１０の内部の流体５を加圧する前の、アクチュエータ本体２を示す模式図であり、図１４Ｂは、筒体１０の内部の流体５を加圧した後の、アクチュエータ本体２の湾曲を示す模式図である。なお、図１４Ａおよび図１４Ｂでは、溝ｃの図示を省略している。本実施の形態の変形例の筒体１０のねじり剛性は、図８Ａおよび図９に示す実施形態と同様に設定されている。すなわち、図１４Ａにおいて軸Ａ１より左側の部分の筒体１０のねじり剛性が高くなっている。例えば、軸Ａ１から最も左側なる部分において骨部ｂの厚みが２６％増加し、ねじり剛性が約２倍になっている。さらに、その部分から離れるほどねじり剛性が徐々に減少し、軸Ａ１方向から見たときの±４５度の位置で他の部分と変わらないねじり剛性となっている。
【０１１０】
このアクチュエータ本体２では、溝ｃの螺旋の巻方向が左巻きであるので、加圧による膨張に伴って筒体１０の軸心Ａ２を中心に右巻方向のねじれが筒体１０全体に発生する。筒体１０は軸Ａ１を中心に右巻きに巻回されているので、図１４Ｂに示すアクチュエータ本体２の右側に着目すると、筒体１０は手前側が実線矢印の方向に回転するよう右巻方向にねじられる。一方、アクチュエータ本体２の左側に着目すると、ねじれ剛性が高いので、筒体１０は奧側が破線矢印の方向に回転するようアクチュエータ本体２の右側のねじれより少なく、右巻方向にねじられる。したがって、筒体１０の全長にわたって発生するねじれは、筒体１０のピッチ角αを大きくする（筒体１０の螺旋ピッチｐ１を大きくする）ように作用する。これにより、アクチュエータ本体２の長さが長くなるとともに、ピッチ角αの変化量が左右で異なることにより湾曲する。
【０１１１】
すなわち、筒体１０の螺旋の巻方向と溝ｃの螺旋の巻方向を逆にすることで、アクチュエータ本体２を伸長させながら湾曲させることも可能である。軸Ａ１を中心に左巻きに筒体１０を巻回した場合であっても同様のことがいえる。
【０１１２】
（実施の形態２）
実施の形態２に係るアクチュエータ本体は、第１の弾性部材１１と第２の弾性部材１２を一体物としている点で、実施の形態１と異なる。
【０１１３】
図１５は、アクチュエータ本体２Ａの筒体１０の一部を示す図であり、図１６は、アクチュエータ本体２Ａの筒体１０の横断面図である。なお、以下の図において、実施の形態１と同様の構成については、同様の符号を付し、説明を省略する。
【０１１４】
アクチュエータ本体２Ａは、弾性を有する中空の筒体１０が、螺旋の形状に巻回された形状をしている。筒体１０は、アクチュエータ本体２Ａの軸Ａ１を中心に巻回されている。筒体１０の外周面１０ｂには、筒体１０の軸心Ａ２を中心軸として、螺旋状に溝ｃが設けられている。
【０１１５】
筒体１０に形成される溝ｃは、多条溝であり、溝ｃの幅は一定である。溝ｃの深さは、筒体１０の厚みの半分以上である。すなわち、溝ｃを有する箇所は、溝ｃのない箇所に比べて柔軟性を有する構造となっている。また、溝ｃの螺旋ピッチｐ２は、筒体１０の外周長πｄより大きくなるように構成されている。
【０１１６】
筒体１０は中空であり、この中空部分に流体５が充填される。また、筒体１０は、その周方向に隣り合う溝ｃの間に位置する複数の骨部ｂを有している。骨部ｂは、周方向に互いに間隔をあけて設けられている。骨部ｂは、４つの骨部ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４により構成されている。筒体１０の材料としては、例えば、ナイロンが用いられる。
【０１１７】
また、筒体１０の骨部ｂの厚みは、図８Ａおよび図９に示す実施の形態１と同様に一様ではなく、第１の部分は第２の部分に比べてその厚みが例えば２６％ほど厚くなっており、ねじり剛性が高くなっている。その効果は、実施の形態１と同様であり、加圧による膨張に伴ってアクチュエータ本体２Ａは湾曲動作する。
【０１１８】
実施の形態２に係るアクチュエータ本体２Ａでは、筒体１０を一体物にしているので、アクチュエータ本体をシンプルな構造とすることができる。このアクチュエータ本体２Ａにおいても、実施の形態１に係るアクチュエータ本体２と同様の効果を得ることができる。
【０１１９】
ここで、実施の形態２に係るアクチュエータ本体２Ａの変形例について説明する。
【０１２０】
アクチュエータ本体２Ａの筒体１０としては、図１７に示す変形例４のように、筒体１０の内周面１０ａに溝を形成してもよい。また、図１８に示す変形例５のように、筒体１０の内周面１０ａと外周面１０ｂの両方に溝ｃを設けてもよい。また、図２１に示す変形例６のように、筒体１０の内周面１０ａと外周面１０ｂの両方に互い違いになるよう溝ｃを設けてもよい。これらの構造によっても、図１６に示す筒体１０と同様の機能を果たすことができる。また、変形例５では内周面１０ａの溝と外周面１０ｂの溝とが同じ位置に設けられているが、これに限るものではなく、異なる位置に設けるようにしても同様に実施可能である。
【０１２１】
（実施の形態３）
実施の形態３に係るアクチュエータ本体は、溝ｃが１条である点で、実施の形態１と異なる。
【０１２２】
図１９は、実施の形態３に係るアクチュエータ本体２Ｂの筒体１０の一部を示す図である。
【０１２３】
このアクチュエータ本体２Ｂも、弾性を有する中空の筒体１０が、螺旋状に巻回された形状をしている。筒体１０は、アクチュエータ本体２Ｂの軸Ａ１を中心に巻回されている。筒体１０の外周面１０ｂには、筒体１０の軸心Ａ２を中心軸として、螺旋状に１つの溝ｃが設けられている。
【０１２４】
具体的には、筒体１０は、円筒状の第１の弾性部材１１と、第１の弾性部材１１よりも柔軟性の高い、円筒状の第２の弾性部材１２とにより構成されている。第１の弾性部材１１には、その内周面１１ａと外周面１１ｂを貫通する１つの貫通穴１１ｃが設けられている。第２の弾性部材１２は、第１の弾性部材１１の内側に接して配置されて、貫通穴１１ｃを塞いでいる。また、第１の弾性部材１１は、断面が円弧状の１つの骨部ｂを有している。この骨部ｂが、軸心Ａ２を中心に螺旋の形状に巻回されることで、１つの溝ｃが螺旋状に設けられている。また、骨部ｂの厚みは、図８Ａおよび図９に示す実施の形態１と同様に一様ではなく、第１の部分は第２の部分に比べてその厚みが例えば２６％ほど厚くなっており、ねじり剛性が高くなっている。その効果は、実施の形態１と同様であり、加圧による膨張に伴ってアクチュエータ本体２Ｂは湾曲動作する。
【０１２５】
次に、アクチュエータ本体２Ｂの製造方法について説明する。
【０１２６】
まず、図２０に示すように、熱可塑性樹脂からなる１つの骨部ｂを有する円筒部材を準備する。その際、部分的に骨部ｂの厚みを変化させておくことで、加工後のねじり剛性を部分的に高めることができる。次に、この円筒部材をガラス転移温度以上に加熱した状態で軸中心にねじって回転させる。その後、冷却することで、螺旋状の骨部ｂを有する第１の弾性部材１１を形成する。次に、円筒状をした第１の弾性部材１１の内側に、円筒状の第２の弾性部材１２を挿入し、直線状の筒体１０を形成する。さらに、この筒体１０を、再びガラス転移温度以上に加熱した状態で、芯材に巻回する。その後、冷却し、芯材を抜くことで、螺旋状に巻回されたアクチュエータ本体２Ｂを作製することができる。
【０１２７】
また、第１の弾性部材１１は、その他の製造方法により作製することもできる。例えば、芯材となるマンドレルに、熱可塑性樹脂からなる１つの骨部ｂを螺旋状に巻き付けて、アニール処理する。その後、マンドレルを除去することで、第１の弾性部材１１を形成する。その他、３次元造形法により第１の弾性部材１１を作製してもよい。
【０１２８】
このアクチュエータ本体２Ｂにおいても、実施の形態１に係るアクチュエータ本体２に準ずる効果を得ることができる。
【０１２９】
以上、一つまたは複数の態様に係るアクチュエータ本体について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【０１３０】
例えば、前述した実施の形態では、流体として水を用いているが、これに限るものではなく、あらゆる既知の液体でも実施可能である。また、液体に限らず圧縮性の流体である各種気体に対しても実施可能である。
【０１３１】
また、前述した実施の形態では、螺旋状の溝の幅は一定になっているが、これに限るものではなく、溝の長手方向及び/または厚み方向において溝の幅が変化していてもよい。さらに、螺旋状の溝は実施の形態のように連続した１本の溝でなくともよく、何ヶ所かで分断されるような構成であってもよい。
【０１３２】
また、前述した実施の形態では、ねじり剛性を高めるのに骨部ｂの厚みを変化させているが、これに限るものではなく、溝ｃ間の幅、すなわち、骨部ｂの幅を部分的に大きくしてもよい。
【０１３３】
図２２Ａは、図８Ａ中の第２の部分Ｓａ１における筒体の骨部の幅を示す縦断面図である。図２２Ｂは、図８Ａ中の第２の部分Ｓｂ１およびＳｃ１における筒体の骨部の幅を示す縦断面図である。図２２Ｃは、図８Ａ中の第１の部分Ｆ１における筒体の骨部の幅を示す縦断面図である。
【０１３４】
例えば、図２２Ａに示す第２の部分Ｓａ１の骨部ｂＳａ１、ｂＳａ２、ｂＳａ３およびｂＳａ４の幅ｗｂに対して、図２２Ｂに示す第２の部分Ｓｂ１およびＳｃ１の骨部ｂＳｂｃ１、ｂＳｂｃ２、ｂＳｂｃ３およびｂＳｂｃ４の幅ｗｂ１を１１％増加させ、図２２Ｃに示す第１の部分Ｆ１の骨部ｂＦ１、ｂＦ２、ｂＦ３およびｂＦ４の幅ｗｂ２を２２％増加させれば、第１の部分Ｆ１において第２の部分Ｓａ１、Ｓｂ１およびＳｃ１よりもねじり剛性を高めることができる。筒体１０の螺旋の各巻の骨部ｂの幅は、第１の部分Ｆ１並びに第２の部分Ｓａ１、Ｓｂ１およびＳｃ１と同様に構成すればよい。
【０１３５】
なお、骨部ｂの幅の変化のさせ方は任意で、骨部ｂの幅の変化に応じて直線状に変化しても、正弦波状に変化してもよい。また、第２の部分Ｓｂ１およびＳｃ１のｂＳｂｃ１、ｂＳｂｃ２、ｂＳｂｃ３およびｂＳｂｃ４の幅ｗｂ1を第２の部分Ｓａ１の幅ｗｂと同じとし、第２の部分Ｓｂ１およびＳｃ１から第２の部分Ｓａ１までの間で幅を変化させてもよい。
【０１３６】
ねじり剛性を変化させる方法として、溝ｃの螺旋ピッチを部分的に大きくしてもよい。
【０１３７】
図２３Ａは、図８Ａ中の第２の部分Ｓａ１における筒体の溝の螺旋ピッチを示す縦断面図である。図２３Ｂは、図８Ａ中の第２の部分Ｓｂ１およびＳｃ１における筒体の溝の螺旋ピッチを示す縦断面図である。図２３Ｃは、図８Ａ中の第１の部分Ｆ１における筒体の溝の螺旋ピッチを示す縦断面図である。
【０１３８】
例えば、図２３Ａに示す第２の部分Ｓａ１の溝ｃの螺旋ピッチｐ２に対して、図２３Ｂに示す第２の部分Ｓｂ１およびＳｃ１の溝ｃの螺旋ピッチｐ２１を８％増加させ、図２３Ｃに示す第１の部分Ｆ１の溝ｃの螺旋ピッチｐ２２を１６％増加させれば、第１の部分Ｆ１において第２の部分Ｓａ１、Ｓｂ１およびＳｃ１よりもねじり剛性を高めることができる。筒体１０の螺旋の各巻の溝ｃの螺旋ピッチは、第１の部分Ｆ１並びに第２の部分Ｓａ１、Ｓｂ１およびＳｃ１と同様に構成すればよい。
【０１３９】
なお、溝ｃの螺旋ピッチの変化のさせ方は任意で、螺旋ピッチの変化に応じて直線状に変化しても、正弦波状に変化してもよい。また、第２の部分Ｓｂ１およびＳｃ１の溝ｃの螺旋ピッチｐ２１を第２の部分Ｓａ１の溝ｃの螺旋ピッチのｐ２と同じとし、第２の部分Ｓｂ１およびＳｃ１から第２の部分Ｓａ１までの間で螺旋ピッチを変化させてもよい。図２３Ａ、図２３Ｂおよび図２３Ｃでは、溝ｃの幅を保つため骨部ｂの幅も同時に変化させている。これは上述の骨部ｂの幅の変化に伴う効果も同時に得られる。しかし、これに限るものではなく、骨部ｂの幅は一定のままであっても良い。
【０１４０】
ねじり剛性を変化させる方法として、骨部ｂの材料自体を化学的な改質等で変化させてもよい。また、骨部ｂ自体の寸法を変化させるのではなく、骨部ｂに別の部材を密着させることでねじり剛性を変化させてもよい。
【０１４１】
また、前述した実施の形態では、ねじり剛性を同一の方向に対して一様に高め、単一の方向に全体的に湾曲するようにしているが、これに限るものではなく、アクチュエータ本体のそれぞれの部分において、ねじり剛性を高める方向及び/またはねじり剛性の向上具合を変化させ、同一のアクチュエータ本体がそれぞれの部分において様々な湾曲の方向及び/または湾曲の度合いで動作するようにしてもよい。例えば、グローブ状のアシストウェアにおいて指に沿って本願のアクチュエータを配置した場合に、指関節近くが湾曲するようにすることで、より指の動きにフィットしたグローブ状のアシストウェアを実現できるようになる。
【０１４２】
また、前述した実施の形態では、圧力源としてシリンジポンプを用いているが、これに限るものではなく、流体を内部空間に出し入れ可能な圧力源であれば、あらゆる公知技術及びその組み合わせが実現可能である。
【０１４３】
また、前述した実施の形態では、コイル体の一端を封止した他端から水を流出入させているが、これに限るものではなく、他端からも水を流出入させたり、コイル体の途中に水の流出入口を設けたりしてもよい。水の流出入口を増やすことで、アクチュエータの応答性を高めることができる。
【０１４４】
また、前述した実施の形態のアクチュエータ本体を複数本備えた把持ハンドとすることで、指に相当するアクチュエータ本体の湾曲動作により物体を把持できるようになる。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本開示の一態様に係るアクチュエータ本体は、人間に近い場所において動作する機械を駆動する人工筋肉アクチュエータとして利用可能であり、衣服のようなウェアラブルなアシスト器機の分野に応用できる。それ以外にも、外力に対する柔軟性を備えたリニアアクチュエータとして、また、軽量なリニアアクチュエータとして利用可能である。
【符号の説明】
【０１４６】
１      アクチュエータ
２、２Ａ、２Ｂ  アクチュエータ本体
３      圧力源
４      配管
５      流体
１０    筒体
１０ａ  筒体の内周面
１０ｂ  筒体の外周面
１１    第１の弾性部材
１１ａ  第１の弾性部材の内周面
１１ｂ  第１の弾性部材の外周面
１１ｃ  第１の弾性部材の貫通穴
１２    第２の弾性部材
１２ａ  第２の弾性部材の内周面
１２ｂ  第２の弾性部材の外周面
Ａ１    アクチュエータ本体の軸
Ａ２    筒体の軸心
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５  第１の部分
Ｓａ１、Ｓａ２、Ｓａ３、Ｓａ４、Ｓａ５、Ｓｂ１、Ｓｂ２、Ｓｂ３、Ｓｂ４、Ｓｂ５、Ｓｃ１、Ｓｃ２、Ｓｃ３、Ｓｃ４、Ｓｃ５  第２の部分
ｂ、ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂＳａ１、ｂＳａ２、ｂＳａ３、ｂＳａ４、ｂＳｂｃ１、ｂＳｂｃ２、ｂＳｂｃ３、ｂＳｂｃ４、ｂＦ１、ｂＦ２、ｂＦ３、ｂＦ４  骨部
ｃ、ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４  溝
ｄ      筒体の外径
ｐ１    筒体の螺旋ピッチ
ｐ２、ｐ２１、ｐ２２    溝の螺旋ピッチ
ｔｂ、ｔｂ１、ｔｂ２    骨部の厚み
ｗｂ、ｗｂ１、ｗｂ２    骨部の幅
θ      溝の傾き
α、α１、α２  ピッチ角
【図１】
2018017396.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2018017396.tif 000007
【図６】
2018017396.tif 000008
【図７Ａ】
2018017396.tif 000009
【図７Ｂ】
2018017396.tif 000010
【図８Ａ】
2018017396.tif 000011
【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
2018017396.tif 000014
【図９Ｃ】
2018017396.tif 000015
【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
2018017396.tif 000017
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2018017396.tif 000020
【図１４Ａ】
2018017396.tif 000021
【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2018017396.tif 000027
【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
2018017396.tif 000030
【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
2018017396.tif 000032
【図２３Ａ】
2018017396.tif 000033
【図２３Ｂ】
2018017396.tif 000034
【図２３Ｃ】
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