(57)【要約】【課題】流体の漏れを改善することができる人工筋肉及びその製造方法を提供する。【解決手段】筒状体１０の両端部の内側に栓部材２０がそれぞれ配設され、筒状体１０の外側から締結バンド３０を締め付けることにより、筒状体１０と栓部材２０とが固定されている。締結バンド３０は、円環部材をかしめたものであり、円弧状に周方向に分割してかしめられた複数のかしめ部３１と、この各かしめ部３１の間において外側に突出された余剰部３２とを有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状体の両端部の内側に栓部材がそれぞれ配設され、前記筒状体の外側から締結バンドによりそれぞれ固定された人工筋肉であって、
前記締結バンドは、円環部材をかしめたものであり、円弧状に周方向に分割してかしめられた複数のかしめ部と、この各かしめ部の間において外側に突出された複数の余剰部とを有する
ことをと特徴とする人工筋肉。
【請求項２】
前記各余剰部の幅は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の人工筋肉。
【請求項３】
筒状体の両端部の内側に栓部材がそれぞれ配設され、前記筒状体の外側から締結バンドによりそれぞれ固定された人工筋肉の製造方法であって、
前記筒状体の両端部の内側に栓部材を挿入し、前記栓部材の位置に対応させて前記筒状体の外側に前記締結バンドを構成する円環部材を嵌め、前記円環部材の周方向に配置された複数の押圧治具により、前記円環部材を外側から前記栓部材に向かって押圧することによりかしめるかしめ工程を含み、
前記各押圧治具として、押圧面が、前記円環部材に対して凹状に周方向に沿って円弧状に湾曲しており、前記円環部材をかしめた際に、隣り合う押圧面の間に間隔を有するものを用いる
ことを特徴とする人工筋肉の製造方法。
【請求項４】
前記押圧治具は、押圧面の中央部に、先端部が押圧面から突出した突起部を有することを特徴とする請求項３記載の人工筋肉の製造方法。
【請求項５】
前記突起部は、前記円環部材の周方向に対して交差する方向に、２ｍｍ以上の長さを有することを特徴とする請求項４記載の人工筋肉の製造方法。
【請求項６】
前記突起部の前記押圧面からの突出量は、０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の人工筋肉の製造方法。
【請求項７】
前記各押圧治具は、前記円環部材をかしめた時における隣り合う押圧面の間隔が１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか１に記載の人工筋肉の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の供給・排出により伸縮する人口筋肉に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人工筋肉として、例えば、筒状の弾性体の外側を繊維よりなる外装体により覆い、その両端の内側に栓部材を配設して、外側から締結バンドで締め付けることにより固定したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この人工筋肉では、例えば、栓部材に設けられた流体の供給・排出口から弾性体の内部に流体を供給すると、弾性体が膨張し、長手方向に収縮するようになっている。
【０００３】
また、従来は、例えば、図４に示したように、弾性体１１１及び外装体１１２と栓部材１２０との固定は、円環部材を外装体１１２の外側に嵌めて六方向から押圧し、六角形に変形させた締結バンド１３０により行っていた。そのため、弾性体１１１を栓部材１２０に対して密着させることが難しく、締結バンド１３０の六角形の頂点部分から流体が漏れてしまい、流体を供給しても十分に収縮させることができない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００８／１４００３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような問題に基づきなされたものであり、流体の漏れを改善することができる人工筋肉及びその製造方法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】
【０００６】
本発明の人工筋肉は、筒状体の両端部の内側に栓部材がそれぞれ配設され、筒状体の外側から締結バンドによりそれぞれ固定されたものであって、締結バンドは、円環部材をかしめたものであり、円弧状に周方向に分割してかしめられた複数のかしめ部と、この各かしめ部の間において外側に突出された余剰部とを有するものである。
【０００７】
本発明の人工筋肉の製造方法は、筒状体の両端部の内側に栓部材がそれぞれ配設され、筒状体の外側から締結バンドによりそれぞれ固定された人工筋肉を製造するものであって、筒状体の両端部の内側に栓部材を挿入し、栓部材の位置に対応させて筒状体の外側に締結バンドを構成する円環部材を嵌め、円環部材の周方向に配置された複数の押圧治具により、円環部材を外側から栓部材に向かって押圧することによりかしめるかしめ工程を含み、各押圧治具として、押圧面が、円環部材に対して凹状に周方向に沿って円弧状に湾曲しており、円環部材をかしめた時に、隣り合う押圧面の間に間隔を有するものを用いるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の人工筋肉によれば、締結バンドを円弧状に周方向に分割してかしめるようにしたので、筒状体と栓部材との接触面積を大きくすることができる。また、余剰部を設けるようにしたので、押圧時に掛かる負荷を均一とすることができ、歪みの発生を抑制することができる。よって、筒状体と栓部材との密着性を高めることができ、流体の漏れを改善することができる。
【０００９】
特に、余剰部の幅を１ｍｍ以上５ｍｍ以下とするようにすれば、より高い効果を得ることができる。
【００１０】
本発明の人工筋肉の製造方法によれば、各押圧治具として、押圧面が、円環部材に対して凹状に周方向に沿って円弧状に湾曲しており、円環部材をかしめた時に隣り合う押圧面の間に間隔を有するものを用いるようにしたので、本発明の人工筋肉を容易に製造することができる。
【００１１】
また、押圧面の中央部に、先端部が押圧面から突出した突起部を設けるようにすれば、押圧時に円環部材が滑ってしまうことを抑制することができ、均一にかしめることができる。
【００１２】
特に、突起部を円環部材の周方向に対して交差する方向に２ｍｍ以上の長さで設けるようにすれば、又は、突起部の押圧面からの突出量を０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下とするようにすれば、より高い効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一の実施の形態に係る人工筋肉の構成を表す断面図である。
【図２】図１に示したＩ−Ｉ線に沿った拡大断面図である。
【図３】図１に示した人工筋肉の一製造工程を表す図である。
【図４】従来の人工筋肉の構成を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態に係る人工筋肉１の構成を表すものである。図２は、図１に示したＩ−Ｉ線に沿った断面構造を拡大して表すものである。この人工筋肉１は、例えば、筒状体１０と、その両端部に設けられ、筒状体１０の両端部を閉鎖する一対の栓部材２０とを備えている。
【００１６】
筒状体１０は、例えば、筒状の弾性体１１と、その外側を覆う繊維よりなる外装体１２とを有している。弾性体１１は、例えば、ウレタンチューブやゴムチューブなどにより構成されており、内部に空気などの流体が供給されることにより膨張するものである。外装体１２は、例えば、繊維を網目状に編んで筒状としたものにより構成されており、弾性体１１の内部に流体が供給された時に、長手方向への膨張を規制して幅方向に膨張させ、筒状体１０を長手方向に収縮させるためのものである。
【００１７】
栓部材２０は、例えば、筒状体１０の内側に挿入して配置されている。栓部材２０は、例えば、ゴムにより構成されている。栓部材２０の少なくとも一方には、例えば、筒状体１０の内部に流体を供給し、又は、内部から流体を排出する供給・排出口２１が設けられている。
【００１８】
筒状体１０の両端部の外側には、例えば、栓部材２０の位置に対応して、外側から締め付けることにより筒状体１０と栓部材２０とを固定する締結バンド３０がそれぞれ設けられている。締結バンド３０は、例えば、円環部材をかしめたものであり、円弧状に周方向に分割してかしめられた複数のかしめ部３１と、この各かしめ部３１の間において外側に突出された複数の余剰部３２とを有している。本実施の形態では、このように円弧状にかしめた複数のかしめ部３１を設けることにより、弾性体１１と栓部材２０の接触面積を大きくし、また、複数の余剰部３２を設けることにより、押圧時に掛かる負荷を均一として歪みの発生を抑制することができるようになっている。
【００１９】
各かしめ部３１及び各余剰部３２の数はいくつでもよいが、例えば、それぞれ３個から１０個の範囲内が好ましい。筒状体１０及び栓部材２０の大きさにもよるが、数が少ないと歪みの発生を十分に抑制することができず、数が多いと、治具が複雑となり煩雑となるからである。なお、図１〜図３では、６つのかしめ部３１と、その間に設けられた６つの余剰部３２とを有する場合について示している。
【００２０】
各余剰部３２の幅Ｗ、すなわち、隣接するかしめ部３１の間の距離は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲内であることが好ましく、２ｍｍ以上４ｍｍ以下の範囲内であればより好ましい。狭すぎると歪みの発生を十分に抑制することができず、広すぎると弾性体１１と栓部材２０との隙間が大きくなり、流体の漏れを十分に改善することができないからである。
【００２１】
各余剰部３２の高さＨは、それぞれ同程度となるようにすることが好ましい。押圧時に掛かる負荷を均一とし、歪みの発生を抑制するためである。各余剰部３２の高さＨは、例えば、１ｍｍ以上であることが好ましく、１．５ｍｍ以上であればより好ましい。また、各余剰部３２の高さＨは、例えば、５ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以下であればより好ましい。低すぎると歪みの発生を十分に抑制することができず、高すぎると突出量が大きくなり邪魔になるからである。なお、各余剰部３２の高さというのは、かしめ部３１の外周面から余剰部３２の最も突出した位置までの高さである。
【００２２】
各締結バンド３０は、例えば、銅により構成することが好ましい。適度な硬度と強度を有しているからである。各締結バンド３０と筒状体１０との間には、例えば、シール材を塗布するようにすればより好ましい。流体の漏れをより抑制することができるからである。
【００２３】
筒状体１０の両端部の外側、又は、各締結バンド３０の外側には、例えば、外装体１２を外側に折り返して固定する折り返し固定バンド４０がそれぞれ設けられていてもよい。各折り返し固定バンド４０は、例えば、円環部材を複数方向から押圧することにより多角形状にかしめた形状とすることが好ましい。折り返し固定バンド４０は、締結バンド３０と異なり、密着性は必要ないからである。
【００２４】
この人工筋肉１は、次のようにして、製造することができる。図３は、その一製造工程を表すものである。まず、例えば、弾性体１１の外側を外装体１２で覆った筒状体１０の一方の端部の内側に栓部材２０を配置し、栓部材２０の位置に対応させて筒状体１０の外側に締結バンド３０を構成する円環部材３０Ａを嵌める。次いで、例えば、図３（Ａ）に示したように、円環部材３０Ａの周方向に配置された複数の押圧治具５０により、円環部材３０Ａを外側から栓部材２０に向かって押圧し、図３（Ｂ）に示したようにかしめて、締結バンド３０を形成する（かしめ工程）。
【００２５】
各押圧治具５０としては、押圧面５１が、円環部材３０Ａに対して凹状に周方向に沿って円弧状に湾曲しており、円環部材３０Ａをかしめた際に、隣り合う押圧面５１の間に間隔を有するものを用いることが好ましい。円環部材３０Ａをかしめることにより、円弧状にかしめた複数のかしめ部３１と、その間に外側に突出された複数の余剰部３２とを有する締結バンド３０を形成するためである。円環部材３０Ａをかしめた時における各押圧治具５０の隣り合う押圧面の間隔は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲内とすることが好ましく、２ｍｍ以上４ｍｍ以下の範囲内とすればより好ましい。より高い効果を得ることができるからである。
【００２６】
また、各押圧治具５０には、押圧面５１の周方向における中央部に、先端部が押圧面５１から突出した突起部５２を形成することが好ましい。押圧時に円環部材３０Ａが滑ってしまうことを抑制し、均一にかしめることができるようにするためである。突起部５２は、例えば、円環部材３０Ａの周方向に対して交差する方向に伸長したへら状に形成することが好ましく、その伸長方向の長さは２ｍｍ以上とすることが好ましく、３ｍｍ以上とすればより好ましい。円環部材３０Ａの滑りをより効果的に抑制することができるからである。突起部５２の押圧面５１からの突出量は、０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下とすることが好ましく、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とすればより好ましい。より高い効果を得ることができるからである。
【００２７】
このようにして、筒状体１０の一方の端部に栓部材２０を締結バンド３０により固定した後、同様にして、筒状体１０の他方の端部に栓部材２０を締結バンド３０により固定する。続いて、必要に応じて、外装体１２の両端部を折り返し、その外側に円環部材を嵌めてかしめることにより折り返し固定バンド４０を形成し、外装体１２の折り返し部分を固定する。これにより人工筋肉１が得られる。
【００２８】
この人工筋肉１は、例えば、栓部材２０の供給・排出口２１から空気などの流体を供給すると、筒状体１０が横方向に膨張し、長手方向に収縮する。また、供給・排出口２１から流体を排出すると、筒状体１０の横方向が収縮し、縦方向が伸長する。これにより、人工の筋肉として機能する。
【００２９】
このように本実施の形態によれば、締結バンド３０を円弧状に周方向に分割してかしめるようにしたので、筒状体１０と栓部材２０との接触面積を大きくすることができる。また、余剰部３２を設けるようにしたので、押圧時に掛かる負荷を均一とすることができ、歪みの発生を抑制することができる。よって、筒状体１０と栓部材２０との密着性を高めることができ、流体の漏れを改善することができる。
【００３０】
特に、余剰部３２の幅Ｗを１ｍｍ以上５ｍｍ以下とするようにすれば、より高い効果を得ることができる。
【００３１】
また、各押圧治具５０として、押圧面５１が、円環部材３０Ａに対して凹状に周方向に沿って円弧状に湾曲しており、円環部材３０Ａをかしめた時に隣り合う押圧面５１の間に間隔を有するものを用いるようにしたので、本実施の形態の人工筋肉１を容易に製造することができる。
【００３２】
更に、押圧面５１の中央部に、先端部が押圧面５１から突出した突起部５２を設けるようにすれば、押圧時に円環部材３０Ａが滑ってしまうことを抑制することができ、均一にかしめることができる。
【００３３】
加えて、突起部５２を円環部材３０Ａの周方向に対して交差する方向に２ｍｍ以上の長さで設けるようにすれば、又は、突起部５２の押圧面５１からの突出量を０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下とするようにすれば、より高い効果を得ることができる。
【００３４】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、各構成要素について具体的に説明したが、全ての構成要素を備えていなくてもよく、他の構成要素を備えていてもよい。また、各構成要素の具体的な形について図面に示して説明したが、他の形状を有するように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
人工筋肉に用いることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１…人工筋肉、１０…筒状体、１１，１１１…弾性体、１２，１１２…外装体、２０，１２０…栓部材、２１…供給・排出口、３０，１３０…締結バンド、３０Ａ…円環部材、３１…かしめ部、３２…余剰部、４０…折り返し固定バンド、５０…押圧治具、５１…押圧面、５２…突起部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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