(57)【要約】      （修正有）【課題】人体への適用性に富んだアクチュエータを提供する【解決手段】非伸長方向が設定され、柔軟性を有するシート２Ａ，２Ｂと、前記シートを重ね合わせ、シートの間に流体を給排可能に設けられた流体室１０とを備える構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非伸長方向が設定され、柔軟性を有するシートと、
前記シートを重ね合わせ、シートの間に流体を給排可能に設けられた流体室と、
を備えるアクチュエータ。
【請求項２】
前記流体室が前記非伸長方向に複数配列された請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記シートは可撓性及び非通気性を有し、シート同士の接合により前記流体室が形成された請求項１又は請求項２記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記シートは可撓性及び通気性を有し、シート間に可撓性及び非通気性を有する管体を設けることにより前記流体室が形成された請求項１又は請求項２記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気等の流体の給排により駆動されるアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体注入式のアクチュエータは、ゴム状の弾性素材により伸縮自在に構成され、非伸長性の複数の繊維が軸方向に沿って内包された管体の両端の開口に閉塞部材を挿入し、管体の両端部を閉塞部材と共に連結部材を用いて加締めることにより作製される。そして、閉塞部材によって密閉された管体の内部空間に圧縮空気を供給すると、内包された繊維の拘束力によって、管体は径方向に膨張しつつ軸方向に収縮するため、軸方向への駆動力（牽引力）が得られる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２３４８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、閉塞部材には、内部空間に圧縮空気を供給するための空気注入口が設けられるとともに、力の伝達部分を構成するため、ある程度の剛性が必要とされる。そのため閉塞部材には、硬質の素材が用いられる。このように構成されたアクチュエータは、特に、人の動作を補助するアシストスーツの駆動源として用いた場合、配置によっては、硬質の連結部材が人体に接触して不快感を生じさせる虞があり、配置に制限を受けるという不都合が生じる。
そこで、本発明では、上記問題点を解決すべく、上記不都合を解消することにより、人体への適用性にも富んだアクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するためのアクチュエータの構成として、非伸長方向が設定され、柔軟性を有するシートと、前記シートを重ね合わせ、シートの間に流体を給排可能に設けられた流体室とを備える構成とした。
本構成によれば、流体室に流体を吸排してアクチュエータとして動作させたときに、アクチュエータが柔軟性を有するシートにより構成されているので、人体に接しても不快感を生じさせることがない。
また、流体室がシートの規制方向に複数配列されることにより、アクチュエータとしての適用の自由度を高めることができる。
また、シートは可撓性及び通気性を有し、シート間に可撓性及び非通気性を有する管体を設けて流体室を形成されることにより、アクチュエータの構造を簡素化できるとともに、流体室を用途に応じて配置することで、適用性にも富んだアクチュエータを構成することができる。
また、シートは可撓性及び非通気性を有する素材により構成され、シート同士の接合により前記流体室が形成されることにより、よりアクチュエータを簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】アクチュエータの外観図及び断面図である。
【図２】アクチュエータの構成図である。
【図３】流体室の形状変化を示す断面図である。
【図４】アクチュエータを収縮させたときの外観図である。
【図５】管体の他の形態を示す図である。
【図６】管体の他の形態を示す図である。
【図７】管体の他の形態を示す図である。
【図８】アクチュエータの他の形態を示す図である。
【図９】アクチュエータの他の形態を示す図である。
【図１０】アクチュエータの他の形態を示す図である。
【図１１】アクチュエータの他の形態を示す図である。
【図１２】アクチュエータの他の形態を示す図である。
【図１３】アクチュエータの他の形態を示す図である。
【図１４】アクチュエータの他の形態を示す図である。
【図１５】アクチュエータの他の形態を示す図である。
【図１６】アクチュエータの他の形態を示す図である。
【図１７】アクチュエータの他の形態を示す図である。
【図１８】アクチュエータの他の形態を示す図である。
【図１９】マッキベン型アクチュエータの許容する動作を示す模式図である。
【図２０】アクチュエータの許容する動作を示す模式図である。
【図２１】アクチュエータの動作を示す模式図である。
【０００７】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、アクチュエータ１の一実施形態を示す図である。図２は、アクチュエータ１の構成図である。図１に示すように、アクチュエータ１は、流体の吸排により膨張収縮する流体室１０を備える。流体室１０は、２枚のシート２Ａ；２Ｂを重ね合わせ、接合することにより、シート２Ａ；２Ｂの間に設けられる。８は、接合部を示している。流体室１０に給排（収容）される流体は、空気等の気体、液体、粉体、或いは固液混合流体等の流動性があるものであればいずれであっても良い。
【０００９】
図２に示すように、シート２Ａ；２Ｂは、例えば、繊維１３；１３を縦横の格子状に編み込んで形成された布地を一方長尺の矩形状に成形して構成され、格子状の繊維１３；１３が長手方向及び短手方向に沿うように配向される。即ち、シート２Ａ；２Ｂは、繊維１３；１３の延長方向である長手方向及び短手方向には非伸縮となるように構成される。なお、本実施形態におけるシート２Ａ；２Ｂは、同一構成のものである。
以下の説明では、シート２Ａ；２Ｂの長尺方向を長手方向、他方の短尺方向を短手方向とし、シート２Ａ；２Ｂの重なる方向を厚み方向等として各方向を定義する。
【００１０】
シート２Ａ，２Ｂは、布地に限定されない。シート２Ａ；２Ｂに要求される性質として、可撓性や弾性を有するとともに、少なくとも一つの方向への伸縮を規制（拘束）するものであれば良く、好ましくは、上述の布地のように通気性を有する素材、例えば人肌になじむ革等のような機能性を有する素材で構成されたものであればなお良い。また、通気性とともに可撓性を確保するように、非通気性の素材にパンチング加工等を施したものであっても良い。
【００１１】
シート２Ａ；２Ｂの間には、複数のチューブ４が設けられる。チューブ４は、可撓性を有する非通気性の中空の管体からなり、一端が閉塞、他端が開口状態の一方長尺に形成され、アクチュエータ１における流体室１０を構成する。チューブ４は、例えば、シート２Ａ；２Ｂの短手方向の長さ寸法に略等しい奥行を有するように長さが設定される。
そして、チューブ４は、シート２Ａ；２Ｂ間において、奥行を短手方向に向け、長手方向に一定の間隔を置いて並べて配置されるとともに各チューブ４の開口部が長手方向一側側に露出するように設けられる。チューブ４の奥行とは、チューブ４の内周面により形成される空間、換言すれば、チューブ４により形成される流体室１０の延長する向きをいう。チューブ４の開口部は、流体給排装置２０から延長する流通管２２が接続される流通管接続部１２として機能する。
【００１２】
図１（ｂ）に示すように、チューブ４は、例えば、自然状態において断面形状が楕円、或いは内面同士が接するように平坦状につぶれ一文字状（図６（ｂ），図７（ａ）等参照）にあり、流体を供給した状態において断面形状が円形状に変化する素材のものが好ましい。即ち、自然状態から流体を供給したときの断面形状の変化が大きいものが好ましい。
また、流体の供給による膨張に際し、半径方向や軸方向への伸縮性の有無は問わず、好ましくは、断面方向には伸縮性を有し、奥行方向には非伸縮かほとんど非伸縮であるものであると良い。ここでいう断面方向とは、奥行方向に直交する断面をいう。このように奥行方向を非伸縮とすることにより、チューブ４内に作動流体を供給したときに、チューブ４内の圧力が断面方向にのみ作用するため、アクチュエータ１の駆動効率を向上させることができる。素材としては、合成ゴムからなるゴムチューブ、ビニールからなるビニールチューブ等の気密性（非通気性）の素材が挙げられる。なお、自然状態とは、チューブ４の内部に何も供給されていない、大気圧下において重力以外の外力が作用していないときの状態をいう。
【００１３】
チューブ４は、例えば、シート２Ａ；２Ｂの外周を一致させた状態で挟み込まれ、シート２Ａ；２Ｂの接合とともに、表面がシート２Ａ；２Ｂに接着される。具体的には、シート２Ａ；２Ｂの両短辺側の側縁から所定範囲を接合するとともに、配列されたチューブ４間を接合することにより複数のチューブ４が一体化される。これにより、シート２Ａ；２Ｂに対するチューブ４の位置及びチューブ４同士の位置が位置決めされる。なお、チューブ４は、シート２Ａ；２Ｂに対して必ずしも接着される必要はないが、チューブ４の表面とシート２Ａ；２Ｂとの間に生じる摩擦による摩耗が考えられるため、耐久性を向上させる上では、接着されていることが好ましい。
【００１４】
チューブ４の開口端部には、流体給排装置２０から延長する流通管２２が連結される。ここで、流体給排装置２０について説明する。流体給排装置２０は、流通管２２を介してチューブ４に流体を供給、チューブ４から流体を排出可能に構成される。例えば、流体給排装置２０は、流体を加圧してチューブ４に向けて送出するコンプレッサー等の加圧ポンプや、流体に負圧を付与してチューブ４から向けて吸引する負圧ポンプ等により構成される。また、チューブ４への流体の供給及びチューブ４からの流体を排出するタイミング等を制御する制御手段を備える。
【００１５】
図１に示すように、流通管２２は、分岐部２２Ａと、分岐部２２Ａから各チューブ４に向けて延長する複数の分岐管２４とを備え、各分岐管２４が個別にチューブ４の流通管接続部１２に連結される。流通管２２は、流体給排装置２０から各チューブ４に向かう流体と、各チューブ４から流体給排装置２０へと向かう流体が流通する。
【００１６】
図３は、チューブ４への流体の供給前後の断面形状の変化を示す図である。図４は、アクチュエータ１が収縮したときの外観図である。
各チューブ４は、外周を覆うシート２Ａ；２Ｂによって長手方向への伸張が規制されるため、断面形状が、図３（ａ）に示す流体の供給前の楕円形から図３（ｂ）に示す真円に近い円形形状へと変形する。その結果として、チューブ４（流体室１０）は、断面視において長手方向に収縮し、厚み方向に伸張する。
したがって、アクチュエータ１は、図４に示すように、各チューブ４内に流体を供給することにより、各全体として長手方向に収縮するとともに厚さ方向に伸長することになり、長手方向には内向き（図中矢印Ｐ１で示す）の駆動力（牽引力）が得られ、厚み方向には外向き（図中矢印Ｐ２で示す）の駆動力（押圧力）が得られる。
【００１７】
このように構成されたアクチュエータ１は、軽量かつ柔軟性を有するので、人体に接触したとしても違和感を感じさせることがなく、アシストスーツにおける力の発生源として好適である。
また、力の発生源として用いるだけでなく、直接人体に作用させることもできる。例えば、長手方向の端部にベルト等を設けて人体にアクチュエータ１とともに巻き付け、流体室１０に流体を供給することで、ベルトを締め付けながら、膨張する流体室１０により人体に押圧力を付与することができる。具体的な例としては、腰ベルトやコルセット等に利用することができる。
【００１８】
なお、流通管２２のチューブ４への接続形態は、図１に示すように、流通管２２に分岐部２２Ａを設け、分岐管２４を各チューブ４に接続するようにしたが、チューブ４毎に対応する流通管２２を流体給排装置２０から延長させて接続するようにしても良い。
【００１９】
図５は、アクチュエータ１の他の形態を示す図である。図１に示したアクチュエータ１では、シート２Ａ及びシート２Ｂの長手方向の長さを同一に設定したが、一方のシート２Ａの長手方向の長さを他方のシート２Ｂの長手方向の長さに比べて長く設定しても良い。この場合、アクチュエータ１は、次のように形成することができる。まず、長手方向の長さの短いシート２Ｂを平坦状に配置し、その上に、各チューブ４の奥行が短手方向に沿って延長し、かつ所定間隔で長手方向に並べて配置する。このとき各チューブ４は、断面視における楕円形状の長軸が長手方向に沿うように配置される。
そして、複数のチューブ４が配置されたシート２Ｂの上に、シート２Ａを各チューブ４の表面に沿うようにして波状にシート２Ｂ及び複数のチューブ４に接合する。即ち、断面視においてチューブ４の外周に接合されるシート２Ｂの長さと、シート２Ａの長さとに不均一が生じるように構成される。なお、チューブ４はすべて同一構成である。
【００２０】
この場合のアクチュエータ１は、全ての流体室１０に同圧の流体が同時に供給されることで、図３（ｂ）に示すように各流体室１０が膨張するものの、各チューブ４の外周に接合されるシート２Ｂの長さと、シート２Ａの長さとの不均一に起因して、接合長さの長いシート２Ａよりも短いシート２Ｂに大きな張力が作用し、図５（ｂ）に示すように、シート２Ａ側に湾曲する。即ち、各チューブ４を膨張させることにより、図５（ｂ）中矢印Ｐ１；Ｐ１に示すように、長手方向の両端部を近接させる駆動力（牽引力）を得ることができる。
【００２１】
このようなアクチュエータ１は、例えば、人体における腰部の屈曲方向に沿ってチューブ４が配列されるように人体に接触させ、各チューブ４に流体を注入することで、立った状態から着座するときの腰の屈曲動作のアシストに利用することができる。
また、一方のシート２Ａの長手方向の長さと、他方のシート２Ｂの長手方向の長さの差を適宜設定することにより、シート２Ａ側に湾曲する駆動範囲を変化させることができる。
【００２２】
図６は、アクチュエータ１の他の形態を示す図である。上述の実施形態では、通気性を有するシート２Ａ；２Ｂにチューブ４を設けることで、シート２Ａ；２Ｂ間に気密性を有する流体室１０を形成したが、チューブ４を用いずに流体室１０を形成しても良い。この場合に用いるシート２Ａ；２Ｂには、上述の可撓性及び長手方向への非伸縮性に加え、気密性を有する素材を用いれば良い。例えば、上述した、布地や繊維シート等の通気性を有するものを合成ゴムやビニール等の弾性及び伸縮性を有する非通気性の素材により被覆したものであっても良い。そして、布地の繊維１３や繊維シートの繊維１３の配向方向が、流体室１０の配列方向に沿うようにシート２Ａ；２Ｂを構成すれば良い。即ち、布地の繊維１３や繊維シートの繊維１３をシート２Ａ；２Ｂにおける伸縮を規制する規制手段として構成される。以下の説明では、シート２Ａ；２Ｂの素材としてシリコンゴム、規制手段としてのカーボン繊維（以下単に繊維）１３として説明する。繊維１３が流体室１０の配列方向に延長するようにシリコンゴムに含ませることで、シート２Ａ；２Ｂは、長手方向には伸縮しないという拘束力が得られる。
【００２３】
そして、シート２Ａ；２Ｂの周縁を一致させながら、外周から所定範囲（図中グレーで示す部分）を接合することでシート２Ａ；２Ｂの間に内部空間が形成される。さらに、この内部空間を、長手方向に接合された外周接合部間を短手方向に直線状に延長する複数の隔壁１４により区画することで、シート２Ａ；２Ｂの間に流体室１０を形成することができる。複数の隔壁１４（図中グレーで示す部分）は、例えば、流体室１０の長手方向の寸法が、均等な間隔となるようにシート２Ａ；２Ｂを接合して設けられる。このようにアクチュエータ１を構成した場合、シート２Ａ；２Ｂ間に形成される流体室の１０の断面形状は、図６（ｂ）の太線で誇張して示すように、自然状態において一文字状となる。
【００２４】
そして、シート２Ａ；２Ｂの長手方向に延長する一側側には、流体室１０毎に流体の流通を許容する複数の流通管接続部１２が設けられる。流通管接続部１２は、例えば、２枚のシート２Ａ；２Ｂの外周を接合する時に、部分的にシート２Ａ；２Ｂを非接合とすることで形成できる。このようにシート２Ａ；２Ｂを部分的に非接合することで、流体室１０へと貫通する孔を形成し、流体室１０に流体の給排を可能に構成される。例えば、非接合部分の長さ寸法を流体給排装置２０から延長する流通管２２を接続可能な寸法（例えば、流通管２２の外周長さ）とすることで、流通管２２を直接接続することができる。
なお、この非接合部分には、ゴムなどのような気密性を有する素材からなるリング体を設け、リング体の外周をシート２Ａ；２Ｂに気密性を有するように固定し、このリング体の内周に流通管２２を接続するようにしても良い。
【００２５】
シート２Ａ；２Ｂが長手方向に非伸縮性であることから、流体給排装置２０から流通管２２を介して流体室１０に流体を供給することにより、各流体室１０がシート２Ａ；２Ｂの厚み方向に膨張するとともに長手方向に収縮する。各流体室１０に流体が充填されると、断面視において一文字状（図７（ａ））の状態から厚み方向に徐々に膨張し、楕円形状から真円に近い円形形状（図７（ｂ））へと形状が変化する。
したがって、図８に示すように、アクチュエータ１は、各チューブ４内に流体が充填されることにより、全体として長手方向に収縮するとともに厚さ方向に伸長することになり、図８（ａ）に示すように、長手方向には内向き（図中矢印Ｐ１で示す）の駆動力（牽引力）が得られ、図８（ｂ）に示すように、厚み方向には外向き（図中矢印Ｐ２で示す）の駆動力（押圧力）が得られる。
このように、流体室１０を形成するチューブ４をなくしたことにより、アクチュエータ１を柔軟かつ軽量に構成することができる。
【００２６】
図９は、アクチュエータ１の他の形態を示す図である。図６に示すように、シート２Ａ；２Ｂにより流体室１０を直接形成する場合、流体室１０に流体を給排する流通管接続部１２を１つとしても良い。なお、同図では、各シート２Ａ；２Ｂに内包される繊維１３を省略してあるが、図８と同様に、長手方向、即ち流体室１０の配列方向に延長するように設けられている。この場合、図９に示すように、隔壁１４を貫通する通孔１６が設けられる。通孔１６は、各隔壁１４に複数（本実施形態では３つ）設けられている。なお、各隔壁１４に設ける通孔１６の数量や大きさは適宜設定すれば良い。これにより、隣接する流体室１０間の流体の流通が可能となり、いずれか一つの流体室１０に流体を供給することで、すべての流体室１０に流体を充填することができるとともに、流体を排出することで、全ての流体室１０から流体を排出することができる。
【００２７】
図９に示すように、アクチュエータ１を構成した場合、流体給排装置２０から流通管２２を介して供給される流体が、紙面右側の流体室１０に流入し、隔壁１４に設けられた連孔１６を介して左側に位置する流体室１０へと順次移動する。そして、すべての流体室１０に流体が充填されることで、長手方向に収縮するとともに厚さ方向に膨張し、長手方向には牽引力、厚み方向には押圧力を得ることができる。このように、複数の流体室１０に一つの流体管接続部１２から流体を給排するように構成する場合、流通管接続部１２は、いずれかの流体室１０に設けられていれば良く、例えば、アクチュエータ１を人体に装着する際に、流通管２２が人体に干渉しないように配置すると良い。
【００２８】
なお、本例では図９に示すように、流通管接続部１２は、長手方向の紙面右側に位置する流体室１０に連通するように設けられているが、その位置は、いずれの流体室１０に対応する位置であっても良い。また、図９に示すように通孔１６により各流体室１０を連通させるとともに、図１に示したように流体室１０毎に流通管接続部１２を設けておき、選択的に流通管２２と接続させ、残りの流通管接続部１２には栓をして閉鎖する使用するようにしても良い。
【００２９】
図１０は、アクチュエータ１の他の実施形態を示す図である。アクチュエータ１の形状は、図１乃至図８等に示したような平面視における形状が矩形状に限定されない。例えば、図１０（ａ）に示すように、扇形としても良い。なお、図１０（ａ）に示すアクチュエータ１は、チューブ４を用いずにシート２Ａ；２Ｂの接合により流体室１０を形成したものを示している。
この場合のシート２Ａ；２Ｂは、扇形に形成される。この扇型のシート２Ａ；２Ｂの間には、同一形状の流体室１０が複数放射状に設けられる。各流体室１０は、平面視において奥行がシート２Ａ；２Ｂの半径方向を向く同一の長方形状に形成され、円周方向に均等な間隔でシート２Ａ；２Ｂの間に配置される。この場合、シート２Ａ；２Ｂには、流体室１０の配列方向（円周方向）への伸縮を規制する規制手段としてのカーボン繊維等からなる複数の繊維１３が円弧方向に沿って延長するように含んで構成される。
【００３０】
そして、アクチュエータ１は、各流体室１０に流体を充填することにより、図１０（ａ）中矢印で示すように、円弧方向には内向きの牽引力、厚み方向には外向きの押圧力が得られる。
このように動作するアクチュエータ１は、例えば、人体における屈曲部分、関節の側方や腰部の側方等に直接接するように設けることで、関節を中心とする屈曲動作に補助力を付与することができる。なお、図８に示すアクチュエータ１は、可撓性及び通気性を有するシート２Ａ；２Ｂと、シート２Ａ；２Ｂの間に、一端が封止された非通気性のチューブ４を放射状に配置して複数の流体室１０を構成しても良い。
【００３１】
上記説明では、アクチュエータ１に同一構成の流体室１０を設けるとして説明したが、例えば、断面視における形状や奥行方向の長さが異なっても良い。  
図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示すアクチュエータ１において流体室１０の円弧方向の断面（幅）寸法を変更した形態の一例を示している。図１０（ｂ）に示すアクチュエータ１は、円弧方向の一方の外側に位置する流体室１０Ａから１０Ｃに向け、他方の外側に位置する１０Ｆから１０Ｄに向けて断面寸法が漸次大きくなるように設定される。
【００３２】
この場合、断面寸法の大きい流体室１０Ｃ；１０Ｄは、断面寸法の小さい流体室１０Ａ；１０Ｆよりも流体が供給されたときの幅方向への寸法変化が大きいため、流体室１０Ｃ；１０Ｄの設けられた円周方向中心側では、円弧方向の変位量（収縮量）が大きく、流体室１０Ａ；１０Ｆの設けられた円弧方向端部側では、円弧方向の変位量が小さくなり、円弧方向への収縮により得られる駆動力（牽引力）の方向に変化を設定することができ、厚み方向への駆動力（押圧力）の分布に変化を与えることができる。
【００３３】
図１０（ｃ）は、図１０（ａ）に示すアクチュエータ１において長さ寸法の異なる流体室１０をさらに追加して設けた場合の一例を示している。図１０（ｃ）に示すアクチュエータ１は、扇形に配列された流体室１０の半径方向外側の間に、流体室１０よりも半径方向に向けて奥行の短いの流体室１１がさらに設けられている。
このようにアクチュエータ１に流体室１０，１１等を形成することにより、半径方向外側において円弧方向に配置された流体室１０；１１により得られる膨張前後の円弧方向の変位量は、流体室１０のみが配置された半径方向内側の変位量よりも大きくなり、半径方向における位置に応じて円弧方向の収縮量に変化を与えることができる。
【００３４】
図１０（ｄ）は、図１０（ａ）に示すアクチュエータ１において各流体室１０Ａ乃至１０Ｆの奥行方向（半径方向）の断面形状が大きくなるように形成した形態を示している。このようにアクチュエータ１に流体室１０Ａ乃至１０Ｆを形成しても、膨張前後の円弧方向半径方向外側の変位量が、半径方向内側の変位量よりも大きくなり、半径方向における位置に応じて円弧方向の収縮量に変化を与えることができる。
【００３５】
平面視における流体室１０の形状を異ならせた場合について、アクチュエータ１を扇状に構成したとき（図１０（ａ）乃至図１０（ｄ）参照）を例にして説明したが、図１乃至図８に示すような矩形状の場合であっても、複数設けられる流体室１０の形状を変化させることで、複数の収縮量を設定することができる。即ち、上述したように、１つのアクチュエータ１内に、断面寸法の異なる流体室や奥行寸法の異なる流体室１０を組み合わせて複数設けることにより、物体や身体との干渉を回避するようにアクチュエータ１を構成することができる。
【００３６】
流体室１０は、膨張時の直径が大きい程、膨張前後の変位量及び膨張時の出力を大きくすることができる。その一方で、膨張時の直径が大きくなると、この膨張した部位が物体や身体に干渉し、駆動力の出力方向が変化し、効率良く駆動力を得られなくなってしまう。そこで、干渉しない部分は断面方向の膨張量が大きく（太く）、干渉する部分は断面方向の膨張量が小さく（細く）なるように、流体室１０の大きさを変化させることで、必要な変位量を確保しつつ、所望の方向に最大限の駆動力を作用させることができる。
また、各流体室１０における流体の圧力が同圧である場合、流体室１０の断面寸法が小さい方が、断面寸法が大きいものよりも弾性係数が小さいので、シート２Ａ；２Ｂ間に設ける流体室１０の断面寸法を変化させることにより、アクチュエータ１における弾性係数を非線形に設定することができる。このように、流体室１０の形状を調整することで、アクチュエータ１から得られる駆動力を最大化することができる。
【００３７】
図１１は、アクチュエータ１の他の形態を示す図である。上述の実施形態では、２枚のシート２Ａ；２Ｂを重ねてアクチュエータ１を構成し、その間に流体室１０を設けるものとして説明したが、重ねるシートの枚数は、限定されない。例えば、図１１に示すように、４枚のシート２Ａ；２Ｂ；２Ｃ；２Ｄを積層して流体室１０を形成することができる。なお、各シート２Ａ乃至２Ｄには、図６で示すように、長手方向に延長する繊維１３が内包されている。
具体的には、図１１（ａ）に示すように、同一に構成された４枚のシート２Ａ乃至２Ｄを図中矢印で示す部分を接合するとともに、上下に重ねて接合された接合部間を短手方向一端側（例えば、紙面裏面側）を接合することにより、図１１（ｂ）に示すように、シート２Ａ，２Ｂの間に流体室１０Ａ，１０Ｂが形成され、シート２Ｂ，２Ｃの間に流体室１０Ｃが形成され、シート２Ｃ，２Ｄの間に流体室１０Ｄ，１０Ｅが形成される。そして、各流体室１０Ａ〜１０Ｅに流体を供給することで、図１１（ｃ）に示すように、断面視においてハニカム状に膨張し、長手方向には牽引する駆動力、厚み方向には押し広げようとする駆動力を得ることができる。なお、図１１（ｂ）に示す膨張時の流体室１０Ａ乃至１０Ｅの断面形状は、便宜上六角形で示した。
【００３８】
図１２は、アクチュエータ１の他の形態を示す図である。図１１では、４枚のシート２Ａ乃至２Ｄを積層してアクチュエータ１を構成したが、これに限定されない。即ち、積層するシートの枚数や、シート同士の重ね合わせる位置を含め、適宜設定すれば良い。
例えば、図１１に示したアクチュエータ１は、同一寸法の８枚のシート２Ａ乃至シート２Ｈを用いて図１２に示すように構成することもできる。具体的には、シート２Ａの長手方向一端側の端部の上に、シート２Ｂの他端側の端部に所定長さ重ねて接合する。次に、シート２Ｃの一端側を、シート２Ｂのシート２Ａとの接合部分の上に重ねて接合し、他端側をシート２Ａの他端側の端部に所定長さ重ねて接合する。次に、シート２Ｄの他端側を、シート２Ｃのシート２Ｂとの接合部分の上に重ねて接合し、一端側をシート２Ｂの一端側の端部に所定長さ重ねて接合する。次に、シート２Ｅの一端側を、シート２Ｄのシート２Ｃとの接合部分の上に重ねて接合し、他端側をシート２Ｃの他端側の端部に所定長さ重ねて接合する。次に、シート２Ｆの他端側を、シート２Ｅのシート２Ｄとの接合部分の上に重ねて接合し、一端側をシート２Ｄの一端側の端部に所定長さ重ねて接合する。次に、シート２Ｇの一端側を、シート２Ｆのシート２Ｅとの接合部分の上に重ねて接合し、他端側をシート２Ｅの他端側の端部に所定長さ重ねて接合する。次に、シート２Ｈの他端側を、シート２Ｇのシート２Ｆとの接合部分の上に重ねて接合し、一端側をシート２Ｆの一端側の端部に所定長さ重ねて接合する。また、上下に隣接するシート２Ａ乃至２Ｈ間における上記接合部の間の短手方向一端側（例えば、紙面裏面側）を接合することで、流体室１０Ａ乃至１０Ｅが形成される。
【００３９】
図１１，図１２に示すようにアクチュエータ１を構成した場合、同圧の流体を供給して各流体室１０Ａ〜１０Ｅを膨張させることで、規制方向の駆動力、重なり方向の駆動力を得ることができる。また、例えば、シート２Ａ，２Ｂの間の流体室１０Ａ，１０Ｂ、シート２Ｂ，２Ｃの間の流体室１０Ｃ、シート２Ｃ，２Ｄの間の流体室１０Ｄ，１０Ｅの順に同圧の流体を供給することにより、重なり方向の駆動力を段階的に出力することができる。
【００４０】
なお、図１１，図１２では、シート同士を直接接合して流体室１０を形成するようにしたが、各シートに通気性を有する素材を用い、シート間に流体室１０を形成するチューブ４を設けてアクチュエータ１を構成しても良いことは、上述の説明から言うまでもない。
【００４１】
また、図１１，図１２に示す形態のアクチュエータ１は、図１３に示すように、外側をさらに別のシート２Ｚで挟み込むことにより、より出力の大きなアクチュエータ１を構成することができる。この場合のシート２Ｚも長手方向に延長するように繊維１３が内包されるとともに配向される。
【００４２】
上述の各形態では、流体室１０に流体が充填されていない状態においてアクチュエータ１が、薄板状になるように構成したが、円筒状に構成しても良い。例えば、図１に示すように構成されたアクチュエータ１の長辺同士を重ねるように丸めたように構成しても良い。即ち、シート２Ａ；２Ｂを円筒状に形成し、その間に円周方向に沿って延長する流体室１０が軸方向に配置される。
このようにアクチュエータ１は、各流体室１０を膨張させることにより、気室配列方向への収縮するとともに、内外に膨張するため、軸方向への収縮力とともに半径方向内向きの締付力を得ることができる。
したがって、アクチュエータ１の内周側に腕や足などを挿入することにより、腕や足を包み込むように圧迫することができる。例えば、骨折箇所において添え木を人体に固定することができる。また、内周側に挿入された２つの棒状の部材を固定することができる。
また、流体室１０への流体の充填量を調整することにより、身体を適度に圧迫することができる。また、アクチュエータ１の内周面の面積が広くなるように、軸方向に配列される流体室１０の断面寸法を身体の形状に応じて適当に設定することにより、出力を大きくしたり小さくしたりすることができる。
【００４３】
上述のアクチュエータ１を円筒状に構成した場合において、円周方向に沿って延長する流体室１０を軸方向に複数配置するものとして説明したが、このような場合には、一つの流体室１０をシート間に螺旋状に設けることで、複数の流体室１０と同様の動作をさせることもできる。なお、各シートには、流体室１０の延長方向に交差する方向、好ましくは直交方向に延長し、連続する流体室１０を跨ぐように複数の繊維１３が内包されている。流体室１０が螺旋状を描いているため、流体室１０に流体を供給することにより、螺旋の軸方向には、収縮する駆動力が、半径方向の内周側には収縮する駆動力が得られる。また、流体室１０が一続きの螺旋状であるため、流体室１０に流体を供給するための流通管接続部１２を流体室１０のいずれかの端部に設定できるので、流体給排装置２０から延長する流通管２２との接続が容易となるとともに、人体への接触を回避して装着時における不快感をなくすことができる。
【００４４】
図１４は、他の形態の平面図である。図１，５，６等では、複数の流体室１０を設けるように構成したが、例えば、図１４（ａ）に示すように、１つの流体室１０が２枚のシート２Ａ；２Ｂの間において、蛇行するように形成しても良い。また、チューブ４を蛇行させて２枚のシート２Ａ；２Ｂの間に流体室１０を形成する場合には、図１４（ｂ）に示すように、チューブ４の湾曲部分４ｚであるチューブ４の短手方向に延長する部分以外（チューブ４の繊維１３に直交する部分以外）をシート２Ａ；２Ｂの間からはみ出るようにアクチュエータ１を構成しても良い。このように構成しても、長手方向に延長し、流体室１０に交差する繊維１３によって、長手方向への伸張が規制されるため、図１，５，６等に示すアクチュエータ１と同様に流体室１０の配列方向に駆動力を得ることができる。
【００４５】
図１５，図１６は、アクチュエータ１の他の形態を示す平面図である。
図１５に示すアクチュエータ１は、例えば、平板状の板ばね等の可撓性を有する骨材（芯部材）３０の両面にシート２Ｂとシート２Ｃとを張り合わせ、さらに、図１５（ｂ）のグレー部分に示すようにシート２Ｂにシート２Ａを接合し、同様に、シート２Ｃにシート２Ｄを接合して、流体室１０Ａ及び流体室１０Ｂが形成される。各シート２Ａ乃至２Ｄには、図１５（ｂ）に示すように、長手方向両端部に達する長さの繊維１３が複数内包されている。なお、流体室１０Ａ及び流体室１０Ｂに流体を流通するための流通管接続部１２は、省略してある。
このように構成されたアクチュエータ１は、図１５（ｄ）に示すように一方の流体室１０Ａに流体を供給することにより、流体室１０Ａの長手方向への膨張が繊維１３により規制されて、厚み方向膨張するため、紙面左向きに骨材３０を湾曲させることができる。また、図１５（ｅ）に示すように、他方の流体室１０Ｂに流体を供給することにより、流体室１０Ｂの長手方向への膨張が繊維１３により規制されて厚み方向に膨張するため、紙面右向きに骨材３０を湾曲させることができる。
また、図１５に示すように動作するアクチュエータは、図１６に示すように構成することもできる。即ち、図１６に示すアクチュエータ１は、図１５において、骨材３０の両側に一組づつ設けられたシート２Ａ；２Ｂ，２Ｃ；２Ｄの間に一つの流体室１０Ａ，１０Ｂを形成したが、シート２Ａ；２Ｂ，２Ｃ；２Ｄの間に複数の流体室１０Ａ１，１０Ｂを形成するようにしても良い。同図１６では、シート２Ａ；２Ｂ，２Ｃ；２Ｄの間のそれぞれにおいて、繊維１３の延長方向に沿って３つの流体室１０Ａ１〜１０Ａ３，１０Ｂ１〜１０Ｂ３が形成されている。このようにアクチュエータ１を構成し、各流体室１０Ａ１〜１０Ａ３、或いは１０Ｂ１〜１０Ｂ３に同圧の流体を同時に供給することにより、図１５を用いて説明したように動作させることができる。さらに、各流体室１０Ａ１〜１０Ａ３及び１０Ｂ１〜１０Ｂ３への流体の供給を個別に制御することにより、骨材３０を部分的に湾曲させたり、Ｓ字状に湾曲させたりすることができる。また、シート２Ａ；２Ｂ，２Ｃ；２Ｄの間において、図１６に示すように繊維１３の延長方向に流体室１０Ａ，１０Ｂを配列して形成するのに加え、繊維１３と直交（交差）する方向に配列して形成するようにしても良い。
本形態によれば、伸縮、右曲がり、左曲がりの１つの動作を生むため、人体における背骨のように、左右への曲げとともに前屈を伴う３次元的な動きの補助に好適な駆動力を得ることができる。
例えば、本実施形態に係るアクチュエータ１は、例えば、背骨に沿って人体における胴部に装着することにより側湾症のコルセットとして好適である。
なお、骨材３０の周囲に設けられる流体室１０の数量は、上述の２つに限定されず、一つであっても良く、また、骨材３０の周囲に複数設けても良い。また、骨材３０の延長方向に複数の流体室１０を設けても良い。
【００４６】
また、図示しないが、２枚のシート２Ａ；２Ｂの間において、任意の凹凸面に沿って流体室１０を延長するように、２枚のシート２Ａ；２Ｂの間に形成するようにアクチュエータ１を構成しても良い。流体室１０は、流体を供給することにより、湾曲部分において鉛直方向内向きに収縮し、反るように縮むため、凹凸面に密着させることができる。なお、鉛直方向内向きとは、曲率半径の小さい側を意味する。
【００４７】
また、シート２Ａ；２Ｂの一部に固い部分を設けるようにしても良い。即ち、各シート２Ａ；２Ｂを１つの素材で形成せずに、柔らかさの異なる素材を組み合わせて形成しても良く、高弾性の別の素材や、同一の素材を重ねることで、シート２Ａ；２Ｂ内における柔らかさを変化させることができる。例えば、くるぶしのように骨の突起部を回避して、くるぶし周辺を圧迫したい場合には、くるぶしに対応する部分に円形の高弾性のシートを貼り付け、流体室１０に流体を供給することにより、高弾性部が隆起するように、アクチュエータ１をお椀型に伸張させて、くるぶし以外の周囲を圧迫することができる。つまり、アクチュエータ１により圧迫したくない部分と、流体室１０の膨張による駆動力によって圧迫してもいい部分と、のようにメリハリをつけて、身体へ駆動力を作用させることができる。例えば、骨の突起部を回避したり、動脈当を圧迫しないように回避できる。
【００４８】
また、上記各実施形態では、一つの流体室１０における幅や奥行に変化がないものとして説明したが、必ずしも断面積が一定でなくても良く、奥行方向に行くにつれて途中で大きくなったり、小さくなったりしても良い。この場合、流体室１０において断面積の大きい部分が小さい部分よりも大きく縮むため、この特性を考慮して、一つのアクチュエータ１における流体室１０の形状を設定することにより、身体各部動作に応じた３次元の補助力を生じさせることができる。
【００４９】
また、流体室１０を形成する２枚のシート２Ａ；２Ｂに同一構成のものを用いたが、一方のシート２Ａを他方のシート２Ｂに比較して硬質なものを用いることで、図５に示したように、流体室１０の配列方向を直線状から円弧状に反らせることができる。したがって、屈曲関節に適用することにより、該屈曲関節の動作時に対してアシスト力を発揮することができる。
【００５０】
また、シート２Ａ；２Ｂは、平面状として説明したが、半球形状や３次元の曲面形状のように立体成形したものであっても良い。この場合も、シートは、少なくとも間に設けられる流体室１０の配列方向に沿って伸縮が規制される規制手段が設けられていることは言うまでもない。このように、シート２Ａ；２Ｂを立体形状に形成しておくことにより、曲面に対する流体室１０の膨張方向に応じた向きに収縮させることができるので、立体物に沿って収縮させることができる。これにより、例えば、任意の立体物を複数の流体室１０の膨張によって任意の立体物をつかむ動作をさせることができる。また、例えば、流体室１０の奥行方向が半径方向に延長するように、２枚のシート２Ａ；２Ｂにより複数の流体室１０を放射状に形成し、流体の供給前には平面状のアクチュエータ１に、各流体室１０に流体を供給することによりアクチュエータ１の中央部分が逆すり鉢状に立ち上がる立体的な動作をさせ、上述のつかむ動作をさせることもできる。
【００５１】
流体室１０に供給される流体は、空気等の気体、液体、粉体、或いは固液混合流体等、流動性があるものであればいずれであっても良い。
例えば、流体に熱伝達率の高い液体を用いることができる。このような液体を用いてアクチュエータ１を駆動することにより、アシスト力とともに、人体との間で熱交換をすることができる。具体的には、流体給排装置２０に流体室１０に供給する流体の温度を可変とする温度調節装置を設け、体温よりも温度の高い流体を流体室１０に供給することにより、アクチュエータ１の装着部を温めたり、逆に、体温よりも温度の低い流体を流体室１０に供給することにより、アクチュエータ１の装着部を冷却したりすることができる。また、体温よりも温度の低い流体を用いた場合において、流体給排装置２０に流体室１０から排出された流体から熱エネルギーを回収する熱交換器としての機能を設けておくことにより、体温をエネルギー源とした熱エネルギー回収する熱エネルギー回収装置として機能させることもできる。
【００５２】
また、例えば、図１に示したように、複数の独立した流体室１０を備えるように構成されたアクチュエータ１において、各流体室１０を個別に膨張収縮可能に流体給排装置２０を構成し、各流体室１０へ流体を供給する順番を制御することにより、流体室１０の膨張に伴う規制方向への伸縮や厚み方向への隆起を任意に制御することができ、体を揉み解すマッサージ用のアクチュエータとして機能させることができる。さらにそのときに流体室１０に供給する流体の温度を上述のように設定、調節することにより、マッサージ時の温感や冷感も実現できる。
【００５３】
また、アクチュエータ１の表面（シート２Ａ或いは２Ｂの表面）を人体に接するように配置し、流体室１０を膨張させることにより、膨張による隆起部分が人体を加圧するので、加圧トレーニングとしての効果を出しつつ、アクチュエータ１を構成するシート２Ａ；２Ｂの柔軟性が弾性体として機能し、負荷を追加するため、アクチュエータ１をウェアラブルな状態で加圧トレーニングを実行させる加圧トレーニング装置として機能させることができる。
また、アクチュエータ１の人体との接触面に電極を配置するように構成しても良い。この場合、電極に流体室１０の膨張収縮に応じて給電可能な給電装置と接続することにより、例えば、膨張時に給電装置から電極に対して電気を供給して電気筋肉刺激を与え、筋肉を動かすことでマッサージや筋力トレーニングに利用できる。
【００５４】
また、例えば、図１に示したようなアクチュエータ１を、流体室１０が骨の延長方向に沿うように巻き付けて人体の周りをアクチュエータ１により囲むように配置し、流体室１０に空気や液体等の流体の供給により、アクチュエータ１による人体への加圧状態をアクティブに調整可能なギプスとして利用することができる。そして、ギプスとしての機能を解除する場合には、流体室１０から流体を排出するだけで、人体から取り外すことが可能となり、着脱自在なギプスを構成することができる。また、流体に、所定時間経過後に固まる液体等の流体を供給することで、パーソナルなギプスを迅速に作成することができる。
【００５５】
また、例えば、人体における各部位の動作に応じてその動作を補助可能するようにアクチュエータ１をそれぞれ形成し、各アクチュエータ１の流体室１０に、発光液体や色素液体を作動流体として用いることにより、アクチュエータ１の動作を可視化することにできる。また、スポーツやエンターテイメント等における動作を強調することができるため、パフォーマンス性を向上させることができる。
【００５６】
また、流体室１０を、ただのシリコンチューブではなく、例えば径方向に膨張し軸方向に縮む、マッキベン式等の人工筋肉を用いることにより、流体室１０の延長する方向にも径方向にも伸縮する面人工筋肉を構成できる。ものを包み込むようにホールドするような動きにより，身体装着性アシスト性を高めるだけでなく、グラスピング（把持）等のロボットハンドとしても利用できる。
【００５７】
図１７は、アクチュエータ１の他の形態を示す平面図である。具体的には、図１や図６等に示すアクチュエータ１の繊維１３の配向方向を変化させた場合を示している。アクチュエータ１における繊維１３の延長方向を図１７（ａ）に示すように、流体室１０の配列方向に対して繊維１３の配向方向を傾斜させても良い。即ち、各流体室１０の奥行方向に対して繊維１３が所定角度傾斜して交差するように配置される。なお、シート２Ａ；２Ｂは、各シート２Ａ；２Ｂの繊維１３が互いに平行になるように設定される。この場合、各流体室１０への流体の供給に伴なう膨張が、斜めに延長する繊維１３の拘束により、図１７（ｂ）に示すように、長手方向と短手方向とに収縮する力が得られる。なお、流体室１０に対して交差する繊維１３の角度は、適宜変更することにより、流体室１０の膨張によって得られる駆動力の方向を自由に設定することができる。
また、繊維１３は、上述のように一方向に限定されず、当該方向に対して、例えば、交差する方向（例えば直交方向）にも設けても良い。このように２つの方向に延長する繊維を設けることにより、２つの方向への膨張が規制されることになり、流体室１０への流体の供給に伴なう膨張により２つの方向（各繊維の延長する方向）の駆動力を同時に得ることができる。
【００５８】
また、重ねられるシート２Ａ；２Ｂそれぞれにおける非伸長方向は異なっていてもよい。即ち、図１８に示すように、互いに接合される一方のシートの非伸長方向と、他方のシートの非伸長方向が交差するようにしても良い。例えば、図１８において実線で示す１３Ａは、紙面表側に位置するシート２Ａに含まれる繊維を示し、１３Ｂは、紙面裏側に位置するシート２Ｂに含まれる繊維を示している。この場合、各流体室１０に流体を供給すると、一方の表側のシート２Ａでは、各流体室１０への流体の供給に伴なう膨張が、斜めに延長する繊維１３Ａの拘束により、長手方向と短手方向とに収縮する拘束力を作用させる。他方の裏側のシート２Ｂでは、繊維１３Ｂによって長手方向への伸張が規制され、長手方向に収縮するように拘束力を作用させることになる。したがって、図１８に示すアクチュエータ１は、シート２Ａの繊維１３Ａ及びシート２Ｂの繊維１３Ｂの拘束力により、全体として長方方向に縮みながら、繊維１３Ａの並ぶ方向に、シート２Ａが外側、シート２Ｂが内側となるように捩れるように動作する。
【００５９】
以上説明したように、少なくとも一方向への伸張が規制されたシートを張り合わせるとともに、その間に伸長を規制する繊維等の規制手段の延長方向に直交するように奥行が延長する流体室１０を複数配列するとともに、隣接する流体室１０を跨ぐように規制手段が伸長を規制するようにアクチュエータ１を構成することにより、軽量かつ柔軟性な人体に接触したとしても違和感を感じさせることのない適用性に優れたアクチュエータを構成することができる。なお、流体室１０が延長するとは、単に一つの空間が一方向に延長していることを意味するだけでなく、複数の空間が一方向に配列されている状態を含む。即ち、流体室１０の形状は繊維等の規制手段の延長方向に傾斜するように奥行が延長するだけでなく、該奥行方向に複数に区画されていても良い。即ち、流体室１０は、繊維等の規制手段の延長方向に直交するように配列されて形成されていても良い。
また、上述のように、アクチュエータ１は、構造が簡単であるため、安価に製造、故障時には簡単に修理することができるので、製造コストとともに維持コストを抑えることができる。
【００６０】
また、アクチュエータ１は、厚さが薄肉であるので、衣服と一体化することにより、着衣型のアシストスーツを構成することもできる。
即ち、人体における各部の動作に対応するように複数種のアクチュエータ１を作成して衣服に一体化することにより、衣服のサイズ拘束力の調整、衣服のサイズ調整、例えば、袖のタケ、肩幅等の調整や、衣服による人体への拘束力（密着度）を調整することができる。
具体例としては、作業服やバイクのライダースーツ等が挙げられる。作業服の場合、作業時にはゆったりとさせて楽な動きが可能となり、流体を各アクチュエータ１の各流体室１０を適宜膨張させることにより、作業時の腰部等を拘束してコルセットのように機能させることで、人の動作に応じて衣服の着用状態を変化させることが可能となり、一着の衣服を作業時、非作業時と共用化できる。また、ライダース―ツの場合には、運転時等では、運転をサポートする腰部等の筋力のみをサポートすることで、ゆったりとさせた楽な動きを許容し、コーナーリング動作時やブレーキング時は、その反動を支えるようにサポートする、また、転倒時等には、各部に設けたアクチュエータ１の各流体室１０に流体を供給することで、転倒状態に合わせて、受け身の姿勢を制御し、四肢関節が可動範囲外に曲がらないように拘束しつつ、エアバッグのような保護機能を実現させることにより、スタイリッシュなシルエットから保護着衣へと瞬時かつ柔軟に切り替えが可能となる。
【００６１】
また、このように複数のアクチュエータ１が設けられた着衣の適用例としては、宇宙服であっても良い。従来、宇宙では重力の影響を受けないため、筋力の低下を防ぐために常にトレーニングが必要とされている。そこで、人体の各部の動作に対応した複数のアクチュエータ１が設けられた衣服を着用し、重力下において人の動作に作用する類似した負荷を流体室の膨張により再現することで、常に筋力トレーニングを実行させることができる。また、楽な動きとしたいときや、素早い動きを必要とするときには、各流体室から流体を排出することにより、すぐさま膨張を解除することができる。
【００６２】
図１９は、従来のマッキベン型のアクチュエータの許容する変形を示し、図２０は、本実施形態に係るアクチュエータの許容する変形を示す図である。
従来のマッキベン型のアクチュエータでは、内部に流体を供給することで、図１９（ａ）に示す伸長状態から図１９（ｂ）に示す収縮状態へと軸方向に収縮する。マッキベン型のアクチュエータは、外周が網目状に形成された非伸縮性の繊維により構成されているため、軸方向以外の方向、例えば、図中矢印Ｓで示すような軸方向と直交する等の交差する方向への変形に柔軟性が少ない。
一方、本実施形態に係るアクチュエータ１は、各流体室１０に流体を供給することで、図２０（ａ）に示す伸長状態から図２０（ｂ）に示す収縮状態へと長手方向に収縮する。アクチュエータ１では、複数の流体室１０を並べて構成しているため、伸長状態や収縮状態に関わらず延長方向以外の図中矢印で示す方向に柔軟性を有しており、人体に対して直接接触するように配置することができる。
【００６３】
即ち、従来知られているマッキベン型，軸方向型等の軸方向収縮型の人工筋肉では、いずれも力を伝達する部分が両端部に設けられているとともに、その両端部が空気注入口を構成するため、空気注入経路にある程度の剛性が必要とされる。そのため、体や柔らかい物体に接続する際も、その空気注入経路が硬いため、接続部分を柔らかく構成することが難しく、人体への接触時に不快感を与えていた。特に、マッキベン型は、空気圧の印加時にアクチュエータが軸方向に固くなり、それ自体を曲げることが困難となるため、身体に沿ったアシストをするためには、曲がりやすさを発生するためには、曲がりやすさを生じさせるための工夫が必要となり、例えば、極細のマッキベンを複数本に分割する等の構造上の工夫を必要としていた。
一方、本実施形態に係るシート型のアクチュエータは、接続部に剛性を必要とせず、また、アクチュエータへの流体の供給経路を側面等の人体に干渉しない位置に設定することができる。
即ち、接続部に剛体がなく、また空気経路を側面などに設定することができる。
また、従来の軸方向収縮型のアクチュエータでは、図１９のマッキベン型に示すように、非収縮時において曲がりにくく柔軟性に欠けていたが、例えば、図２０に示すように、流体室を並べて配置した場合、流体室１０間のシート２Ａ；２Ｂの接合部位が変形を許容するため、柔軟性を得ることができる。
【００６４】
図２１は、アクチュエータ１を上腕部や脚部等の直接人体の関節部に接するように配置した一例を示している。本実施形態に係るアクチュエータ１は、上述のように伸長状態や収縮状態に関わらず流体室１０の配列する方向に柔軟性を有する。このため、図２１（ａ）に示すように、アクチュエータ１の流体室１０を人体５０の関節部５０Ａの可動方向に沿って配置することにより、アクチュエータ１を人体５０に密着させることができる。このときアクチュエータ１の長手方向の一端部を関節部５０Ａを挟んで一方の部位５０Ｂに固定するとともに、他端部を他方の部位５０Ｂに固定する。そして、各流体室１０に流体を供給することにより、図２１（ｂ）に示すように、アシスト時に人体５０にフィットさせることができるため、流体室１０の膨張によるアクチュエータ１と人体５０との各接点Ｑにおける摩擦においてもアシスト力の伝達が可能であり、アクチュエータ１の端部のみでの力伝達に頼らない。そのため、本アクチュエータ１によれば、アクチュエータ１としての機能と、力を分散して伝達する従来のサポータとしての機能を両立させることができる。
【００６５】
このように、アクチュエータ１の人体５０に直接接触するように配置する方法としては、一方のシートの表面に粘着性を有する素材等を用いることにより、人体５０に直接貼り付けることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１  アクチュエータ、２Ａ乃至２Ｇ  シート、１０；１０Ａ乃至１０Ｅ  流体室、
１３  繊維、２０  流体給排装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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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】
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【図２０】
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【図２１】
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