(57)【要約】      （修正有）【課題】高耐久性と、高い設計自由度とを両立できる流体駆動型アクチュエータの提供。【解決手段】長手方向に配向した短繊維を少なくとも一部に含有するチューブ状弾性体１００と、前記チューブ状弾性体の内部空間に形成された、流体を収容可能な流体収容室３と、前記チューブ状弾性体の長手方向の少なくとも一端に形成され、前記流体を前記流体収容室に出し入れ可能な出入孔４と、を有する流体駆動型アクチュエータである。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に配向した短繊維を少なくとも一部に含有するチューブ状弾性体と、
前記チューブ状弾性体の内部空間に形成された、流体を収容可能な流体収容室と、
前記チューブ状弾性体の長手方向の少なくとも一端に形成され、前記流体を前記流体収容室に出し入れ可能な出入孔と、
を有することを特徴とする流体駆動型アクチュエータ。
【請求項２】
チューブ状弾性体が、第１の弾性シートと、前記第１の弾性シートと重なり、周縁部が前記第１の弾性シートの周縁部と接合された第２の弾性シートとから形成され、
前記流体収容室が、前記第１の弾性シート及び前記第２の弾性シート間に形成され、
前記出入孔が、前記第１の弾性シート及び前記第２の弾性シートの長手方向の少なくとも一端に形成され、
前記第１の弾性シート及び前記第２の弾性シートの少なくともいずれかが、長手方向に配向した短繊維を含有する請求項１に記載の流体駆動型アクチュエータ。
【請求項３】
第１の弾性シート及び第２の弾性シートのいずれかが、長手方向に配向した短繊維を含有する請求項２に記載の流体駆動型アクチュエータ。
【請求項４】
短繊維の配向度が、７０％以上である請求項１から３のいずれかに記載の流体駆動型アクチュエータ。
【請求項５】
短繊維が、炭素繊維、及びガラス繊維のいずれかである請求項１から４のいずれかに記載の流体駆動型アクチュエータ。
【請求項６】
チューブ状弾性体が、シリコーンゴム、及び天然ゴムのいずれかを含有する請求項１から５のいずれかに記載の流体駆動型アクチュエータ。
【請求項７】
チューブ状弾性体が、電気伝導性を有する請求項１に記載の流体駆動型アクチュエータ。
【請求項８】
第１の弾性シート、及び第２の弾性シートの少なくともいずれかであり、かつ短繊維を含有する弾性シートが、電気伝導性を有する請求項２に記載の流体駆動型アクチュエータ。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の流体駆動型アクチュエータの製造方法であって、
被塗布物上に、短繊維及びゴムを含有する塗布液を、塗布手段を用い、前記被塗布物及び前記塗布手段を相対移動させて塗布する塗布工程を含み、
前記塗布手段が、前記被塗布物及び前記塗布手段の隙間に前記塗布液を通過させることにより、前記塗布液を前記被塗布物上に塗布する塗布手段であることを特徴とする流体駆動型アクチュエータの製造方法。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれかに記載の流体駆動型アクチュエータにおけるチューブ状弾性体の電気抵抗値を測定する電気抵抗値測定工程と、
測定された前記電気抵抗値に基づいて、前記流体駆動型アクチュエータに導入する流体の量を制御する制御工程とを含むことを特徴とする流体駆動型アクチュエータの駆動方法。
【請求項１１】
請求項１から８のいずれかに記載の流体駆動型アクチュエータと、
前記流体駆動型アクチュエータにおけるチューブ状弾性体に接続され、前記チューブ状弾性体の電気抵抗値を測定する電気抵抗値測定手段と、
測定された前記電気抵抗値に基づいて、前記流体駆動型アクチュエータに導入する流体の量を制御する制御手段とを有することを特徴とする駆動装置。
【請求項１２】
請求項１から８のいずれかに記載の流体駆動型アクチュエータと、
前記流体駆動型アクチュエータにより可動する関節と、を有することを特徴とする関節構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の圧力によって屈曲又は伸縮する流体駆動型アクチュエータ、その製造方法、及びその駆動方法、並びに、駆動装置、及び関節構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人工筋肉などのアクチュエータとして、中空の筒状体の弾性体内に空気などの流体を注入して膨張させ前記弾性体をその長手方向に収縮させる形態のものが提案されている。これは、いわゆるマッキベン（ＭｃＫｉｂｂｅｎ）型人工筋肉に類するもので、円筒状のゴムチューブの外側に長手方向の伸びについて拘束するスリーブ状に編みこんだ繊維コード等を設け流体をゴムチューブ中に加圧注入したときにアクチュエータが縮む動作をするものである。
【０００３】
また、屈曲する機能を有するアクチュエータは、複雑な動きを可能にすることから、応用範囲が広く、期待が持たれている。
例えば、剛性の高い部分と、剛性の低い部分とで構成された弾性体内の空間に流体を注入すると、前記剛性の低い部分が膨らむことで、前記剛性の高い部分側に曲がるアクチュエータが提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
例えば、複雑な動きを可能にするために、フレームに内蔵されているメンブレン方式のアクチュエータを複数連結した駆動装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
しかし、これらのアクチュエータは、ゴムチューブに繊維コードを覆わせているだけなので、伸縮時には前記ゴムチューブと前記繊維コードとの間に摩擦が生じて、ゴムが破け、耐久性が低いという問題があった。
【０００５】
そこで、アクチュエータの高耐久化のために、筒状体の長手方向に延長する複数の繊維が前記筒状体の横断面において前記筒状体の周方向に沿って環状に配列された環状繊維群と、前記環状繊維群の径方向外側若しくは径方向内側に配置される、前記筒状体の長手方向に延長する複数の繊維とを、前記筒状体に内挿させ、前記筒状体を径方向により均一に膨張させるアクチュエータが提案されている（例えば、特許文献４及び５参照）。
また、弾性を有する管状体の外表面に配され長手方向の伸びについて拘束する糸状体の断面を、前記管状体の外周に対して扁平化したアクチュエータが提案されている（例えば、特許文献６参照）。
しかし、これらの提案の技術では、１つのアクチュエータの動きは、伸縮運動のみのため、複雑な動きをさせる場合には、複数のアクチュエータを機械的につなぐ必要があり、設計自由度が低いという問題がある。また、これらの提案の技術では、繊維群と筒状体との界面、及び糸状体と管状体との界面に生じる応力集中により繊維群及び糸状体が切れやすく、耐久性が十分ではないという問題がある。
【０００６】
したがって、高耐久性と、高い設計自由度とを両立できる流体駆動型アクチュエータの提供が求められているのが現状である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、高耐久性と、高い設計自由度とを両立できる流体駆動型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】
【０００８】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
本発明の流体駆動型アクチュエータは、
長手方向に配向した短繊維を少なくとも一部に含有するチューブ状弾性体と、
前記チューブ状弾性体の内部空間に形成された、流体を収容可能な流体収容室と、
前記チューブ状弾性体の長手方向の少なくとも一端に形成され、前記流体を前記流体収容室に出し入れ可能な出入孔と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、従来における前記諸問題を解決することができ、高耐久性と、高い設計自由度とを両立できる流体駆動型アクチュエータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の流体駆動型アクチュエータの一例の断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の流体駆動型アクチュエータの一例の上面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１ＢのＡ−Ａ断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、図１Ｂにおいて、短繊維の配向の一例を示した上面図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、図１Ａの流体駆動型アクチュエータが縮んだ時の断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の流体駆動型アクチュエータの他の一例の断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の流体駆動型アクチュエータの他の一例の上面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ｂにおいて、短繊維の配向の一例を示した上面図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、図２Ａの流体駆動型アクチュエータが縮んだ時の断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の流体駆動型アクチュエータの他の一例の断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の流体駆動型アクチュエータの他の一例の上面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、第１の弾性シートの短繊維の配向の一例を示した上面図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、第２の弾性シートの上面図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、図３Ａの流体駆動型アクチュエータが屈曲した時の断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の流体駆動型アクチュエータの他の一例の断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の流体駆動型アクチュエータの他の一例の上面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４Ｂにおいて、短繊維の配向の一例を示した上面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、図４ＡのＡ−Ａ’線断面図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは、図４Ａの流体駆動型アクチュエータが縮んだ時の断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の流体駆動型アクチュエータの製造方法の一例を説明するための図である（その１）。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の流体駆動型アクチュエータの製造方法の一例を説明するための図である（その２）。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本発明の流体駆動型アクチュエータの製造方法の一例を説明するための図である（その３）。
【図５Ｄ】図５Ｄは、本発明の流体駆動型アクチュエータの製造方法の一例を説明するための図である（その４）。
【図５Ｅ】図５Ｅは、本発明の流体駆動型アクチュエータの製造方法の一例を説明するための図である（その５）。
【図５Ｆ】図５Ｆは、本発明の流体駆動型アクチュエータの製造方法の一例を説明するための図である（その６）。
【図５Ｇ】図５Ｇは、本発明の流体駆動型アクチュエータの製造方法の一例を説明するための図である（その７）。
【図５Ｈ】図５Ｈは、本発明の流体駆動型アクチュエータの製造方法の一例を説明するための図である（その８）。
【図５Ｉ】図５Ｉは、本発明の流体駆動型アクチュエータの製造方法の一例を説明するための図である（その９）。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の駆動装置の一例の断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａの駆動装置における流体駆動型アクチュエータの一例の上面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、第１の弾性シート１の短繊維の配向の一例を示した上面図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、第２の弾性シート２Ａの上面図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、流体駆動型アクチュエータが屈曲した時の断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の関節構造の一例の概略図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の関節構造の一例の概略図である。
【図８】図８は、流体駆動型アクチュエータの伸びと、抵抗値との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（流体駆動型アクチュエータ）
本発明の流体駆動型アクチュエータは、チューブ状弾性体と、流体収容室と、出入孔とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
【００１２】
＜チューブ状弾性体＞
前記チューブ状弾性体は、長手方向に配向した短繊維を少なくとも一部に含有する。
【００１３】
前記チューブ状弾性体は、第１の弾性シートと、第２の弾性シートとから形成されることが好ましい。
【００１４】
＜＜第１の弾性シート、及び第２の弾性シート＞＞
前記第１の弾性シート及び前記第２の弾性シートの少なくともいずれかは、長手方向に配向した短繊維を含有する。
前記第２の弾性シートは、前記第１の弾性シートと重なり、周縁部が前記第１の弾性シートの周縁部と接合されてなる。
【００１５】
ここで、前記短繊維が長手方向に配向しているとは、前記短繊維の長手方向への配向度が５０％以上である状態をいう。前記配向度とは、前記チューブ状弾性体（例えば、前記短繊維を含有する前記第１の弾性シート又は前記第２の弾性シート）の表面を観察した際に、前記長手方向から±３０°以内の角度に配向している前記短繊維の割合（％）を意味し、前記チューブ状弾性体（例えば、前記短繊維を含有する前記第１の弾性シート又は前記第２の弾性シート）の表面の任意の１２点を測定した際の平均値である。前記配向度は、例えば、マイクロスコープ（例えば、キーエンス社製、キーエンスマイクロスコープ：ＶＨＸ−１０００、ズームレンズ：ＶＨ−Ｚ１００Ｒ）を用いて、前記チューブ状弾性体（例えば、前記短繊維を含有する前記第１の弾性シート又は前記第２の弾性シート）の表面を３００倍の倍率（視野：８００μｍ×６００μｍ）で観察することで確認することができる。そして、「±３０°以内の角度」とは、前記チューブ状弾性体（例えば、前記短繊維を含有する前記第１の弾性シート又は前記第２の弾性シート）の表面を観察した際の視野において、前記長手方向から±３０°以内の角度をいう。なお、前記観察においては、３０μｍ以上の長さの短繊維のみを観察対象として、それ未満の長さの繊維は、観察対象からはずす。これは、長さが３０μｍ未満の繊維は、流体駆動型アクチュエータの伸縮又は屈曲への寄与が小さいためである。
【００１６】
前記配向度としては、５０％以上であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、７０％以上が好ましく、８０％以上がより好ましい。前記配向度が、７０％以上であると、より耐久性が優れる点で有利である。
【００１７】
前記チューブ状弾性体は、チューブ状であり、かつ弾性を有する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、少なくともゴムを含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有することが好ましい。
【００１８】
前記第１の弾性シートは、弾性を有するシートであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、少なくともゴムを含有し、好ましくは長手方向に配向した短繊維を含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有することが好ましい。
【００１９】
前記第２の弾性シートは、弾性を有するシートであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、少なくともゴムを含有し、好ましくは長手方向に配向した短繊維を含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有することが好ましい。
【００２０】
前記チューブ状弾性体は、電気伝導性を有することが好ましい。そうすることにより、後述する流体駆動型アクチュエータの駆動方法、及び駆動装置により、容易に高精度で前記流体駆動型アクチュエータを駆動させることができる。
【００２１】
前記第１の弾性シート、及び前記第２の弾性シートの少なくともいずれかであり、かつ前記短繊維を含有する弾性シートは、電気伝導性を有することが好ましい。そうすることにより、後述する流体駆動型アクチュエータの駆動方法、及び駆動装置により、容易に高精度で前記流体駆動型アクチュエータを駆動させることができる。
前記弾性シートへの前記電気伝導性の付与は、例えば、前記短繊維として、炭素繊維を用いることにより行うことができる。
【００２２】
ここで、前記チューブ状弾性体又は前記弾性シートが電気伝導性を有するとは、電気抵抗値が測定できる程度の電気伝導性であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記流体駆動型アクチュエータの非駆動時において、電気抵抗値として、１×１０１Ω〜１×１０８Ωなどが挙げられる。
【００２３】
＜＜短繊維＞＞
前記短繊維としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、炭素繊維、ガラス繊維などが挙げられる。
【００２４】
前記炭素繊維としては、石炭タール、石油ピッチなどからつくるピッチ系炭素繊維、合成繊維のアクリル長繊維からつくるＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）系炭素繊維などが挙げられる。
前記ピッチ系炭素繊維は、ピッチプリカーサー（コールタール又は石油重質分を原料として得られるピッチ繊維）を炭素化して得られるもので、製法の諸条件で、低弾性率から超高弾性率及び高強度の広範囲の性質が得られる。市販品の前記ピッチ系炭素繊維としては、例えば、ＧＲＡＮＯＣ（Ｒ）ＸＮ−１００−０５Ｍ（日本グラファイトファイバー株式会社製）などが挙げられる。
前記ＰＡＮ系炭素繊維は、ＰＡＮプリカーサー（ポリアクリロニトリル繊維）を炭素化して得られるもので、高強度及び高弾性率の性質を持つ。市販品の前記ＰＡＮ系炭素繊維としては、例えば、トレカ（Ｒ）ミルドファイバーＭＬＤ−３０、ＭＬＤ−３００、ＭＬＤ−１０００（いずれも、東レ株式会社製）、パイロフィルチョップドファイバー（三菱レイヨン株式会社製）などが挙げられる。
【００２５】
前記炭素繊維は、ゴム（例えば、シリコーンゴム）との接着性が弱いが、適当なプライマー処理、又は、表面酸化処理を行うことで、接着性を十分に向上することができ、より耐久性に優れる流体駆動型アクチュエータが得られる。
【００２６】
前記ガラス繊維は、前記ゴム、特に前記シリコーンゴムとの接着性が良好である点で、好ましい。市販品の前記ガラス繊維としては、例えば、ミルドファイバーＥＦＨ３０−３１、ＥＦＨ５０−３１、ＥＦＨ７５−０１、ＥＦＨ１００−３１、ＥＦＨ１５０−０１（いずれも、セントラルグラスファイバー株式会社製）などが挙げられる。
【００２７】
ここで、前記短繊維とは、平均繊維長が、３０μｍ〜５００μｍである繊維を意味し、前記短繊維の平均繊維長は、３０μｍ〜１５０μｍが好ましく、５０μｍ〜１５０μｍがより好ましい。
前記平均繊維長は、数平均繊維長であり、例えば、以下の方法により求めることができる。前記短繊維を含有する液を、スポイトを用いて１滴〜２滴スライドガラス上に置き、マイクロスコープやレーザー顕微鏡画像を用いて、前記短繊維の長さを計測する。長さの測定では、株式会社ニレコ製のルーゼックスＡＰ等の画像処理装置を利用することも可能である。顕微鏡画像で見える短繊維の繊維長の測定を５００本行い、算術平均値である数平均繊維長を求める。
【００２８】
前記短繊維のアスペクト比（平均繊維長／平均直径）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２．０以上が好ましく、４．０以上がより好ましく、５．０以上が特に好ましい。前記アスペクト比の上限値としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記アスペクト比は、３０以下が好ましい。
【００２９】
前記チューブ状弾性体における前記短繊維の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記ゴム１００重量部に対して、１０重量部〜６０重量部が好ましく、２０重量部〜５０重量部がより好ましく、３５重量部〜５０重量部が特に好ましい。前記含有量が、前記特に好ましい範囲内であると、耐久性の点で有利である。
【００３０】
前記第１の弾性シートにおける前記短繊維の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記ゴム１００重量部に対して、１０重量部〜６０重量部が好ましく、２０重量部〜５０重量部がより好ましく、３５重量部〜５０重量部が特に好ましい。前記含有量が、前記特に好ましい範囲内であると、耐久性の点で有利である。
前記第２の弾性シートにおける前記短繊維の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記ゴム１００重量部に対して、１０重量部〜６０重量部が好ましく、２０重量部〜５０重量部がより好ましく、３５重量部〜５０重量部が特に好ましい。前記含有量が、前記特に好ましい範囲内であると、耐久性の点で有利である。
【００３１】
＜＜ゴム＞＞
前記ゴムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、天然ゴム、ＳＢＲ、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、フッ素ゴム、液状フッ素エラストマーなどが挙げられる。これらの中でも、生体親和性が良く、アレルギーなどが発生しにくい点で、シリコーンゴムが好ましい。また、炭素繊維を分散しやすい点で、ＲＴＶ（ｒｏｏｍ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｖｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ）型シリコーンゴムも好ましい。また、皮膚接触に対して配慮されている点で、タンパク質を低減した天然ゴムも好ましい。
【００３２】
前記シリコーンゴムとしては、オルガノシロキサン構造を有するゴムであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記シリコーンゴムは、市販品であってもよい。前記市販品としては、例えば、ＫＥ−１９５０−３０（信越化学工業株式会社製）、ＤＹ３５−２０８３（東レ・ダウコーニング社製）などが挙げられる。前記シリコーンゴムの中でも、付加型液状シリコーンゴムが、９０℃〜１４０℃程度の温度で硬化し、加工性に優れるため好ましい。
【００３３】
前記チューブ状弾性体は、前記流体収容室内の一部において、対向する面の一部が接合し、膨らみ制御部を形成していることが好ましい。前記流体駆動型アクチュエータが、前記膨らみ制御部を有することにより、前記流体駆動型アクチュエータの厚み方向の膨らみ量を制御することができる。
【００３４】
前記第１の弾性シート及び前記第２の弾性シートは、前記流体収容室内の一部において、対向する面の一部が接合し、膨らみ制御部を形成していることが好ましい。前記流体駆動型アクチュエータが、前記膨らみ制御部を有することにより、前記流体駆動型アクチュエータの厚み方向の膨らみ量を制御することができる。
【００３５】
前記チューブ状弾性体の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１００μｍ〜１ｍｍが好ましく、１５０μｍ〜５００μｍがより好ましく、２００μｍ〜３００μｍが特に好ましい。前記平均厚みが、前記特に好ましい範囲内であると、耐久性の点で有利である。
ここで、前記チューブ状弾性体の厚みとは、前記チューブ状弾性体の外表面と内表面との間の距離である。
【００３６】
前記第１の弾性シートの平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１００μｍ〜１ｍｍが好ましく、１５０μｍ〜５００μｍがより好ましく、２００μｍ〜３００μｍが特に好ましい。前記平均厚みが、前記特に好ましい範囲内であると、耐久性の点で有利である。
前記第２の弾性シートの平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１００μｍ〜１ｍｍが好ましく、１５０μｍ〜５００μｍがより好ましく、２００μｍ〜３００μｍが特に好ましい。前記平均厚みが、前記特に好ましい範囲内であると、耐久性の点で有利である。
【００３７】
前記第１の弾性シートの周縁部と前記第２の弾性シートと周縁部とを接合する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、接着剤で接合する方法、前記第１の弾性シート及び前記第２の弾性シートそれぞれが硬化してなる前の半硬化の状態で前記第１の弾性シート及び前記第２の弾性シートを重ね、硬化の際に接合させる方法などが挙げられる。
【００３８】
＜流体収容室＞
前記流体収容室は、流体を収容可能である。
前記流体収容室は、前記チューブ状弾性体の内部空間に形成されている。
前記流体収容室は、例えば、前記第１の弾性シート及び前記第２の弾性シート間に形成されてなる。
【００３９】
前記流体収容室の容量、形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００４０】
前記流体収容室に収容される前記流体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、空気、窒素、水などが挙げられる。
【００４１】
前記流体収容室に収容された前記流体の圧力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００４２】
＜出入孔＞
前記出入孔は、前記チューブ状弾性体の長手方向の少なくとも一端に形成され、前記流体を前記流体収容室に出し入れ可能であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記出入孔は、例えば、前記第１の弾性シート及び前記第２の弾性シートの長手方向の少なくとも一端に形成される。
【００４３】
前記出入孔の大きさ、形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００４４】
ここで、図を用いて、本発明の前記流体駆動型アクチュエータの一例を説明する。
図１Ａ〜図１Ｅは、本発明の流体駆動型アクチュエータの一例の概略図である。
図１Ａは、本発明の流体駆動型アクチュエータの一例の断面図である。
図１Ｂは、本発明の流体駆動型アクチュエータの一例の上面図である。
図１Ｃは、図１ＢのＡ−Ａ断面図である。
図１Ｄは、図１Ｂにおいて、短繊維の配向の一例を示した上面図である。
図１Ｅは、図１Ａの流体駆動型アクチュエータが縮んだ時の断面図である。
【００４５】
図１Ａ〜図１Ｅの流体駆動型アクチュエータは、チューブ状弾性体１００と、流体収容室３と、パイプ４により形成された出入孔と、を有している。チューブ状弾性体１００の内部空間には、流体を収容可能な流体収容室３が形成されている。また、チューブ状弾性体１００の長手方向の両端には、流体を流体収容室３に出し入れ可能な出入孔がパイプ４により形成されている。
図１Ｄに示すように、チューブ状弾性体１００は、短繊維１０と、シリコーンゴム１１とを含有しており、チューブ状弾性体１００において、短繊維１０は、チューブ状弾性体１００の長手方向に配向している。
【００４６】
この流体駆動型アクチュエータにおいては、流体収容室３に流体が収容されることで、その際の圧力により、チューブ状弾性体１００が、伸びようとする。しかし、チューブ状弾性体１００は、短繊維を長手方向に配向して含有しているため、長手方向の伸びは制限される。一方、短手方向の伸びは制限されにくい。その結果、図１Ｅに示すように、長手方向の長さは短くなる（縮む）。しかも、図１Ａ〜図１Ｅの流体駆動型アクチュエータは、膨張を規制する部材である短繊維１０を、チューブ状弾性体１００内に含有している。そのため、流体駆動型アクチュエータが伸縮する際の、チューブ状弾性体１００の基体であるシリコーンゴムと、短繊維との摩擦が少なく、耐久性に優れる。また、膨張を規制する部材である繊維が、短繊維であるため、応力集中も生じにくく、その点でも、耐久性に優れる。
【００４７】
図２Ａ〜図２Ｄは、本発明の流体駆動型アクチュエータの他の一例の概略図である。
図２Ａは、本発明の流体駆動型アクチュエータの他の一例の断面図である。
図２Ｂは、本発明の流体駆動型アクチュエータの他の一例の上面図である。
図２Ｃは、図２Ｂにおいて、短繊維の配向の一例を示した上面図である。
図２Ｄは、図２Ａの流体駆動型アクチュエータが縮んだ時の断面図である。
【００４８】
図２Ａ〜図２Ｄの流体駆動型アクチュエータは、第１の弾性シート１と、第２の弾性シート２と、流体収容室３と、パイプ４により形成された出入孔と、を有している。第１の弾性シート１と、第２の弾性シート２とは、第１の弾性シート１の周縁部、及び第２の弾性シート２の周縁部が重なって接合されている。第１の弾性シート１の周縁部以外及び第２の弾性シート２の周縁部以外は接合されていないため、第１の弾性シート１及び第２の弾性シート２間には、流体を収容可能な流体収容室３が形成されている。また、第１の弾性シート１及び第２の弾性シート２の長手方向の両端には、流体を流体収容室３に出し入れ可能な出入孔がパイプ４により形成されている。
図２Ｃに示すように、第１の弾性シート１は、短繊維１０と、シリコーンゴム１１とを含有しており、第１の弾性シート１において、短繊維１０は、第１の弾性シート１の長手方向に配向している。図示しないが、第２の弾性シート２も同様の構成である。
【００４９】
この流体駆動型アクチュエータにおいては、流体収容室３に流体が収容されることで、その際の圧力により、第１の弾性シート１及び第２の弾性シート２が、伸びようとする。しかし、第１の弾性シート１及び第２の弾性シート２は、短繊維を長手方向に配向して含有しているため、長手方向の伸びは制限される。一方、短手方向の伸びは制限されにくい。その結果、図２Ｄに示すように、長手方向の長さは短くなる（縮む）。しかも、図２Ａ〜図２Ｄの流体駆動型アクチュエータは、膨張を規制する部材である短繊維１０を、第１の弾性シート１及び第２の弾性シート２内に含有している。そのため、流体駆動型アクチュエータが伸縮する際の、第１の弾性シート１及び第２の弾性シート２の基体であるシリコーンゴムと、短繊維との摩擦が少なく、耐久性に優れる。また、膨張を規制する部材である繊維が、短繊維であるため、応力集中も生じにくく、その点でも、耐久性に優れる。
【００５０】
図３Ａ〜図３Ｅは、本発明の流体駆動型アクチュエータの他の一例の概略図である。この流体駆動型アクチュエータは、屈曲するタイプである。
図３Ａは、本発明の流体駆動型アクチュエータの他の一例の断面図である。
図３Ｂは、本発明の流体駆動型アクチュエータの他の一例の上面図である。
図３Ｃは、第１の弾性シート１の短繊維の配向の一例を示した上面図である。
図３Ｄは、第２の弾性シート２Ａの上面図である。
図３Ｅは、図３Ａの流体駆動型アクチュエータが屈曲した時の断面図である。
【００５１】
図３Ａ〜図３Ｅの流体駆動型アクチュエータは、第１の弾性シート１と、第２の弾性シート２Ａと、流体収容室３と、パイプ４により形成された出入孔と、を有している。第１の弾性シート１と、第２の弾性シート２Ａとは、第１の弾性シート１の周縁部、及び第２の弾性シート２Ａの周縁部が重なって接合されている。第１の弾性シート１の周縁部以外及び第２の弾性シート２Ａの周縁部以外は接合されていないため、第１の弾性シート１及び第２の弾性シート２Ａ間には、流体を収容可能な流体収容室３が形成されている。また、第１の弾性シート１及び第２の弾性シート２Ａの長手方向の両端には、流体を流体収容室３に出し入れ可能な出入孔がパイプ４により形成されている。
図３Ｃに示すように、第１の弾性シート１は、短繊維１０と、シリコーンゴム１１とを含有しており、第１の弾性シート１において、短繊維１０は、第１の弾性シート１の長手方向に配向している。
図３Ｄに示すように、第２の弾性シート２Ａは、シリコーンゴム２１を含有しているが、短繊維は含有していない。
【００５２】
図３Ａ〜図３Ｅの流体駆動型アクチュエータにおいては、流体収容室３に流体が収容されることで、その際の圧力により、第１の弾性シート１及び第２の弾性シート２Ａが、伸びようとする。しかし、第１の弾性シート１は、短繊維を長手方向に配向して含有しているため、長手方向の伸びは制限されるが、短手方向の伸びは制限されにくい。一方、第２の弾性シート２Ａは、短繊維を含有しないため、第１の弾性シート１のような伸びの制限がない。その結果、図３Ｅに示すように、第１の弾性シート１の方向に屈曲する。しかも、図３Ａ〜図３Ｅの流体駆動型アクチュエータは、膨張を規制する部材である短繊維１０を、第１の弾性シート１内に含有している。そのため、流体駆動型アクチュエータが伸縮する際の、第１の弾性シート１の基体であるシリコーンゴムと、短繊維との摩擦が少なく、耐久性に優れる。また、膨張を規制する部材である繊維が、短繊維であるため、応力集中も生じにくく、その点でも、耐久性に優れる。
【００５３】
図４Ａ〜図４Ｅは、本発明の流体駆動型アクチュエータの他の一例の概略図である。この流体駆動型アクチュエータは、膨らみ制御部を有するタイプである。
図４Ａは、本発明の流体駆動型アクチュエータの他の一例の断面図である。
図４Ｂは、本発明の流体駆動型アクチュエータの他の一例の上面図である。
図４Ｃは、図４Ｂにおいて、短繊維の配向の一例を示した上面図である。
図４Ｄは、図４ＡのＡ−Ａ’線断面図である。
図４Ｅは、図４Ａの流体駆動型アクチュエータが縮んだ時の断面図である。
【００５４】
図４Ａ〜図４Ｅの流体駆動型アクチュエータは、第１の弾性シート１と、第２の弾性シート２と、流体収容室３と、パイプ４により形成された出入孔と、膨らみ制御用部材５とを有している。第１の弾性シート１と、第２の弾性シート２とは、第１の弾性シート１の周縁部、及び第２の弾性シート２の周縁部が重なって接合されている。第１の弾性シート１及び第２の弾性シート２間には、流体を収容可能な流体収容室３が形成されている。流体収容室３の中央部では、第１の弾性シート１の一部及び第２の弾性シート２の一部が接合され膨らみ制御部５が形成されている。また、第１の弾性シート１及び第２の弾性シート２の長手方向の両端には、流体を流体収容室３に出し入れ可能な出入孔がパイプ４により形成されている。
図４Ｃに示すように、第１の弾性シート１は、短繊維１０と、シリコーンゴム１１とを含有しており、第１の弾性シート１において、短繊維１０は、第１の弾性シート１の長手方向に配向している。図示しないが、第２の弾性シート２も同様の構成である。
また、図４Ｄに示すように、図４Ａの断面図における流体収容室３は、膨らみ制御部５により２室に区切られているわけではない。
【００５５】
この流体駆動型アクチュエータにおいては、流体収容室３に流体が収容されることで、その際の圧力により、第１の弾性シート１及び第２の弾性シート２が、伸びようとする。しかし、第１の弾性シート１及び第２の弾性シート２は、短繊維を長手方向に配向して含有しているため、長手方向の伸びは制限される。一方、短手方向の伸びは制限されにくい。また、膨らみ制御部５により、流体駆動型アクチュエータの厚み方向の膨らみが制御される。その結果、図４Ｅに示すように、長手方向の長さは短くなる（縮む）。しかも、図４Ａ〜図４Ｅの流体駆動型アクチュエータは、膨張を規制する部材である短繊維１０を、第１の弾性シート１及び第２の弾性シート２内に含有している。そのため、流体駆動型アクチュエータが伸縮する際の、第１の弾性シート１及び第２の弾性シート２の基体であるシリコーンゴムと、短繊維との摩擦が少なく、耐久性に優れる。また、膨張を規制する部材である繊維が、短繊維であるため、応力集中も生じにくく、その点でも、耐久性に優れる。
【００５６】
本発明の前記流体駆動型アクチュエータの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、下記製造方法が、前記短繊維の配向の制御が容易な点で好ましい。
【００５７】
（流体駆動型アクチュエータの製造方法）
本発明の流体駆動型アクチュエータの製造方法は、塗布工程を少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
【００５８】
＜塗布工程＞
前記塗布工程としては、被塗布物上に、短繊維及びゴムを含有する塗布液を、塗布手段を用い、前記被塗布物及び前記塗布手段を相対移動させて塗布する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記塗布手段は、前記被塗布物及び前記塗布手段の隙間に前記塗布液を通過させることにより、前記塗布液を前記被塗布物上に塗布する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００５９】
前記塗布工程において、前記被塗布物及び前記塗布手段の相対移動の方向が、得られる前記チューブ状弾性体（例えば、前記短繊維を含有する前記第１の弾性シート又は前記第２の弾性シート）の長手方向であることにより、前記短繊維を、前記チューブ状弾性体（例えば、前記短繊維を含有する前記第１の弾性シート又は前記第２の弾性シート）の長手方向に配向させることができる。
【００６０】
前記塗布工程においては、前記塗布手段及び前記被塗布物の相対移動の速度、前記塗布液の粘度、前記塗布液の固形分、前記被塗布物及び前記塗布手段の隙間の距離等により、得られる前記チューブ状弾性体（例えば、前記短繊維を含有する前記第１の弾性シート又は前記第２の弾性シート）の厚み、並びに前記チューブ状弾性体（例えば、前記短繊維を含有する前記第１の弾性シート又は前記第２の弾性シート）における前記短繊維の配向を制御できる。
【００６１】
実験室規模の前記塗布手段としては、例えば、ギャップアプリケーターなどが挙げられる。前記ギャップアプリケーターとしては、例えば、ベーカーフィルムアプリケーター、バードフィルムアプリケーターなどが挙げられる。前記ギャップアプリケーターの市販品としては、例えば、Ｋペイントアプリケーター（松尾産業株式会社製）、ベーカー式フィルムアプリケーター（株式会社安田精機製作所製）、バードフィルムアプリケーター（コーテック株式会社製）などが挙げられる。
工業的規模の前記塗布手段としては、例えば、ダイコーター、リップコーター、ダムコーターなどが挙げられる。
【００６２】
ここで、図５Ａ〜図５Ｉを用いて、本発明の前記流体駆動型アクチュエータの製造方法の一例を説明する。
【００６３】
まず、図５Ａに示すように、ステンレス製の支持体５０上に、短繊維及びシリコーンゴムを含有する塗布液１２を、バードフィルムアプリケーター５１を用いて塗布する。この際、バードフィルムアプリケーター５１を図５Ａの矢印の方向に移動させる。なお、矢印の方向が、得られる第１の弾性シートの長手方向となる。
その後、前記シリコーンゴムが完全には硬化しない程度の温度で加熱し、図５Ｂ及び図５Ｃに示す第１の弾性シート前駆体１０１を得る。
図５Ｃに示すように、第１の弾性シート前駆体１０１は、短繊維１０と、完全硬化前のシリコーンゴム１１１とを含有しており、第１の弾性シート前駆体１０１において、短繊維１０は、第１の弾性シート前駆体１０１の長手方向に配向している。
【００６４】
続いて、図５Ｄに示すように、第１の弾性シート前駆体１０１の、第２の弾性シートとの接合面となる面上に、マスクシート６を置く。
続いて、マスクシート６により覆われていない第１の弾性シート前駆体１０１の面上に、熱により溶融可能な中空フィラー７を吹きかける（図５Ｆ）。中空フィラー７は、ｎｍオーダの膜で形成されているバルーンで、シリコーンゴムが完全硬化する２次焼成温度でしぼむ。これを第１の弾性シートと、第２の弾性シートとの分離剤として用いる。
【００６５】
続いて、図５Ｇに示すように、第１の弾性シート前駆体１０１の中空フィラー７が固定された面側に、塗布液１２を、第１の弾性シート前駆体１０１の長手方向に沿ってバードフィルムアプリケーター５１を用いて塗布し、その後、シリコーンゴムが完全には硬化しない温度で加熱し、第１の弾性シート前駆体１０１上に第２の弾性シート前駆体１０２を積層し、積層体を得る。
【００６６】
続いて、不図示の支持体を除去した後、図５Ｈに示すように、接着用のシリコーンゴムを付けたステンレス製のパイプ４を、第１の弾性シート前駆体１０１及び第２の弾性シート前駆体１０２の長手方向の両端の中央部であって、第１弾性シート前駆体１０１と第２の弾性シート前駆体１０２との界面に、中空フィラー７が固定された面に達するように挿入する。
続いて、ステンレス製のパイプ４が挿入された前記積層体を、不図示のフッ素樹脂シート上に置き、シリコーンゴムが完全硬化する温度で加熱する。この加熱により、第１の弾性シート前駆体１０１及び第２の弾性シート前駆体１０２のシリコーンゴムが完全硬化するとともに、中空フィラー７がしぼむことで、第１の弾性シート１及び第２の弾性シート２が得られつつ、第１の弾性シート１及び第２の弾性シート２間に、流体が収容可能な空間である流体収容室３が形成される。
以上により、流体駆動型アクチュエータが得られる。
【００６７】
（流体駆動型アクチュエータの駆動方法）
本発明の流体駆動型アクチュエータの駆動方法は、電気抵抗値測定工程と、制御工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
【００６８】
マッキベン型のアクチュエータ等、空気等の流体圧によって動作する流体駆動型アクチュエータでは、流体の圧縮性による弾性的性質又は流路抵抗等の影響により応答性が悪い。このため、流体駆動型アクチュエータは、従来より存在する一般的なフィードバック制御では所望の精度が達成できない等、制御が難しいという課題をかかえている。
【００６９】
これらに対し、特許第４５６３５１２号公報のようにアクチュエータの内部状態（圧力等）を計測し、それによる制御を行う技術が提案されている。この提案の技術では、家庭用ロボット等を目的とし、高速動作を可能としている。
しかしながら、この提案の技術では、非常に複雑な計算を必要としている。また、この提案の技術では、エンコーダや内圧測定用の圧力センサ等が必要であり、構成上も非常に複雑になるという問題点がある。
【００７０】
一方、本発明の流体駆動型アクチュエータの駆動方法は、比較的簡単な構成でありながら、精密動作を可能にする。
また、後述する本発明の駆動装置も、比較的簡単な構成でありながら、精密動作を可能にする。
【００７１】
＜電気抵抗値測定工程＞
前記電気抵抗値測定工程としては、本発明の流体駆動型アクチュエータにおける前記チューブ状弾性体の電気抵抗値を測定する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記チューブ状弾性体（例えば、前記第１の弾性シート又は前記第２の弾性シート）に電極を貼付し、前記電極を介して、電気抵抗値測定手段により前記チューブ状弾性体（例えば、前記第１の弾性シート又は前記第２の弾性シート）の電気抵抗値を測定する方法などが挙げられる。
【００７２】
＜制御工程＞
前記制御工程としては、測定された前記電気抵抗値に基づいて、前記流体駆動型アクチュエータに導入する流体の量を制御する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記流体が空気の場合、空気タンクと、バルブとを用いて、測定された前記電気抵抗値に基づいて、前記バルブの開閉度を調整することで、前記空気タンクから前記流体駆動型アクチュエータに導入する空気の量を制御する方法などが挙げられる。
【００７３】
（駆動装置）
本発明の駆動装置は、本発明の流体駆動型アクチュエータと、電気抵抗値測定手段と、制御手段とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の手段を有する。
【００７４】
＜電気抵抗値測定手段＞
前記電気抵抗値測定手段としては、前記流体駆動型アクチュエータにおける前記チューブ状弾性体（例えば、前記第１の弾性シート又は前記第２の弾性シート）に接続され、前記チューブ状弾性体（例えば、前記第１の弾性シート又は前記第２の弾性シート）の電気抵抗値を測定する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、抵抗測定器などが挙げられる。
【００７５】
＜制御手段＞
前記制御手段としては、測定された前記電気抵抗値に基づいて、前記流体駆動型アクチュエータに導入する流体の量を制御する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記流体が空気の場合、空気タンクと、バルブとの組合せなどが挙げられる。
【００７６】
（関節構造）
本発明の関節構造は、本発明の流体駆動型アクチュエータと、前記流体駆動型アクチュエータにより可動する関節とを有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
【００７７】
本発明の関節構造は、比較的簡単な構成でありながら、精密動作が可能である。
【００７８】
本発明の駆動装置、及び本発明の流体駆動型アクチュエータの駆動方法の一例を、図を用いて説明する。
【００７９】
図６Ａ〜図６Ｅは、本発明の駆動装置一例の概略図である。
図６Ａは、本発明の駆動装置の一例の断面図である。
図６Ｂは、図６Ａの駆動装置における流体駆動型アクチュエータの一例の上面図である。
図６Ｃは、第１の弾性シート１の短繊維の配向の一例を示した上面図である。
図６Ｄは、第２の弾性シート２Ａの上面図である。
図６Ｅは、流体駆動型アクチュエータが屈曲した時の断面図である。
【００８０】
図６Ａ〜図６Ｅの駆動装置は、流体駆動型アクチュエータと、電気抵抗値測定手段２０１と、制御手段とを備える。
流体駆動型アクチュエータは、第１の弾性シート１と、第２の弾性シート２Ａと、流体収容室３と、パイプ４により形成された出入孔と、を有している。第１の弾性シート１と、第２の弾性シート２Ａとは、第１の弾性シート１の周縁部、及び第２の弾性シート２Ａの周縁部が重なって接合されている。第１の弾性シート１の周縁部以外及び第２の弾性シート２Ａの周縁部以外は接合されていないため、第１の弾性シート１及び第２の弾性シート２Ａ間には、流体を収容可能な流体収容室３が形成されている。また、第１の弾性シート１及び第２の弾性シート２Ａの長手方向の両端には、流体を流体収容室３に出し入れ可能な出入孔がパイプ４により形成されている。左側のパイプ４は、密栓されている。
第１の弾性シート１の外表面には、図６Ｂに示すように、２つの電極３０が貼付されている。電気抵抗値測定手段２０１は、電極３０を介して第１の弾性シートの電気抵抗値を測定する。
制御手段は、空気タンク３０１と、圧力調整バルブ３０２と、電磁弁３０３，３０４とを備える。
図６Ｃに示すように、第１の弾性シート１は、短繊維１０と、シリコーンゴム１１とを含有しており、第１の弾性シート１において、短繊維１０は、第１の弾性シート１の長手方向に配向している。
図６Ｄに示すように、第２の弾性シート２Ａは、シリコーンゴム２１を含有しているが、短繊維は含有していない。
【００８１】
図６Ａ〜図６Ｅの流体駆動型アクチュエータにおいては、流体収容室３に流体が収容されることで、その際の圧力により、第１の弾性シート１及び第２の弾性シート２Ａが、伸びようとする。しかし、第１の弾性シート１は、短繊維を長手方向に配向して含有しているため、長手方向の伸びは制限されるが、短手方向の伸びは制限されにくい。一方、第２の弾性シート２Ａは、短繊維を含有しないため、第１の弾性シート１のような伸びの制限がない。その結果、図６Ｅに示すように、第１の弾性シート１の方向に屈曲する。
その際、第１の弾性シート１は、屈曲の度合いに応じて、電気抵抗値が変化する。そのため、第１の弾性シート１の電気抵抗値と、屈曲の度合いとの関係を予め求めておくことにより、第１の弾性シート１の電気抵抗値により、第１の弾性シート１の屈曲の度合いを把握することができる。そこで、電気抵抗値測定手段２０１により第１の弾性シート１の電気抵抗値を測定し、その電気抵抗値に基づいて、制御手段の圧力調整バルブ３０２を調整して、流体収容室３に流入させる流体（空気）の量を制御する。そうすることで、流体駆動型アクチュエータの屈曲の度合いを、比較的簡単な構成でありながら、精密に制御できる。
なお、電気抵抗値測定手段２０１と、圧力調整バルブ３０２とは、有線で接続されていてもよいし、無線で接続されてもよい。
【００８２】
続いて、本発明の関節構造の一例を、図を用いて説明する。
図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の関節構造の一例の概略図である。
この関節構造は、１つの関節と、２つの流体駆動型アクチュエータと、制御手段と、２つの電気抵抗値測定手段２０１，２１１とを備える。
【００８３】
前記関節は、第１の支持部４０１と、第１の軸４０２と、可動部４０３と、第２の軸４０４と、第２の支持部４０５とを有する。第１の軸４０２は、第１の支持部４０１に支持されている。第２の軸４０４は、第２の支持部４０５に支持されている。第１の軸４０２と、第２の軸４０４とは、可動部４０３を介して接続されている。可動部４０３により、前記関節は、第１の軸４０２と、第２の軸４０４との角度を変えることができる。
【００８４】
各流体駆動型アクチュエータは、例えば、図６Ａに示す構造をしており、第１の弾性シート１と、第２の弾性シート２Ａとを有する。第１の弾性シート１は、短繊維と、シリコーンゴムとを含有しており、第１の弾性シート１において、短繊維は、第１の弾性シート１の長手方向に配向している。第２の弾性シート２Ａは、シリコーンゴムを含有しているが、短繊維は含有していない。なお、第２の弾性シート２Ａは、短繊維を含有していてもよい。
２つの流体駆動型アクチュエータは、可動部４０３を挟むように対向配置されている。２つの流体駆動型アクチュエータは、第２の弾性シート２Ａが可動部４０３側に向いている。
２つの流体駆動型アクチュエータのそれぞれは、一端が第１の支持部４０１に結合し、他端が第２の支持部４０５に結合している。
【００８５】
制御手段は、１つの空気タンク３０１を有し、各流体駆動型アクチュエータに導入する流体の量を制御できるように、圧力調整バルブ３０２，３１２、電磁弁３０３，３０４，３１３，３１４を有している。更に、空気タンク３０１内の空気を各流体駆動型アクチュエータに送り出すコンプレッサ３０５も有している。
【００８６】
電気抵抗値測定手段２０１，２１１は、各流体駆動型アクチュエータの第１の弾性シート１の電気抵抗値が測定可能なように、各第１の弾性シート１に接続されている。
【００８７】
各電気抵抗値測定手段２０１，２１１で測定された各流体駆動型アクチュエータの第１の弾性シート１の電気抵抗値に基づいて、圧力調整バルブ２０２，２１２を作動させることにより、各流体駆動型アクチュエータを屈曲させることができる。そして、その各流体駆動型アクチュエータの屈曲に応じて、関節は屈曲する。
【００８８】
本発明の関節構造は、図７Ａに示すような流体駆動型アクチュエータと関節との組合せを連続して複数接続した多関節構造であってもよい。
【実施例】
【００８９】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。「部」は、特に明示しない限り「重量部」を表す。即ち、以下の実施例では、ゴム１００重量部に対し、フィラー等の添加物の配合量及び含有量を、重量部で表す。これは、加硫前のゴムの重さを１００としたときの、各添加物の重さを示すｐ．ｈ．ｒ．（ｐｅｒ  ｈｕｎｄｒｅｄ  ｒｕｂｂｅｒ）に対応している。
【００９０】
（製造例１）
＜炭素繊維の表面酸化処理＞
炭素繊維（平均繊維長さ５０μｍ、平均直径１０μｍ）を、５００℃で３０分間、大気中で処理し、表面酸化処理炭素繊維を得た。
【００９１】
（製造例２）
＜天然ゴムラテックス液の作製＞
固形分換算で１００部の固形分濃度６０重量％の天然ゴムラテックス（セラテックス１１０１、住友ゴム工業株式会社製）に、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛０．３部、コロイド硫黄（金華印コロイド硫黄Ａ、鶴見化学工業株式会社製）１．５部、活性亜鉛（ＭＥＴＡ−Ｚ、井上石灰工業株式会社製）３．０部、ステアリン酸１．２部、ジメチル−５−スルホイソフタレートナトリウム１０部、カーボンブラック（旭＃７８、旭カーボン株式会社製）３０部、及びシリカ（Ｎｉｐｓｉｌ  ＶＮ−３、東ソー・シリカ株式会社製）２０部を加え、天然ゴムラテックス液を得た。
【００９２】
（実施例１）
＜流体駆動型アクチュエータの作製＞
＜＜工程１−１＞＞
固形分換算で１００部のシリコーンゴム（東レ・ダウコーニング社製、ＤＹ３５−２０８３）、及び製造例１で得た表面酸化処理炭素繊維２０部を混合した後、２枚のブレードが同時に公転運動と自転運動とを行う遊星運動混合装置（プライミクス株式会社製、ハイビスミックス）で３０分間分散し、シリコーンゴム組成物１を得た。
【００９３】
＜＜工程１−２＞＞
続いて、厚み５ｍｍのステンレス板上に、前記シリコーンゴム組成物１を、全自動フィルムアプリケーター（ＫＴ−ＡＢ３１２５、コーテック株式会社製、ギャップ２３０μｍ）を用いて塗布し、８０℃で１０分間加熱硬化させ、平均厚み２００μｍ×長さ１００ｍｍ×幅５０ｍｍの第１の弾性シート前駆体［１］を形成した。前記塗布は、前記第１の弾性シート前駆体［１］の長手方向に炭素繊維が配向するように行った。なお、この状態では、シリコーンゴムはまだ完全には硬化しておらず、前記第１の弾性シート前駆体［１］はタック性を有している。
【００９４】
＜＜工程１−３＞＞
続いて、マスクシートとしてのポリテトラフルオロエチレンシートを、図５Ｄに示すように、前記第１の弾性シート前駆体［１］の、第２の弾性シートとの接合面となる面上に、置いた。
続いて、前記マスクシートにより覆われていない前記第１の弾性シート前駆体［１］の面上に、マイクロバルーン（マイクロバルーンＦ−８０ＤＥ、松本油脂製薬株式会社製）を吹きかけた（図５Ｅ）。前記マイクロバルーンは、ｎｍオーダの膜で形成されているバルーンで、シリコーンゴムの２次焼成温度である２００℃程度でしぼむ。これを第１の弾性シートと、第２の弾性シートとの分離剤として用いた。
【００９５】
＜＜工程１−４＞＞
続いて、前記第１の弾性シート前駆体［１］を１２０℃で３０分間加熱し、前記マイクロバルーンを、前記第１の弾性シート前駆体［１］の表面に固定した。その後、前記マスクシートを前記第１の弾性シート前駆体［１］から剥がした。
【００９６】
＜＜工程１−５＞＞
続いて、前記第１の弾性シート前駆体［１］の前記マイクロバルーンが固定された面側に、前記シリコーンゴム組成物１を、前記第１の弾性シート前駆体［１］の長手方向に沿って全自動フィルムアプリケーター（ＫＴ−ＡＢ３１２５、コーテック株式会社製、ギャップ２３０μｍ）を用いて塗布し、その後、１２０℃で３０分間加熱し、前記第１の弾性シート前駆体［１］上に第２の弾性シート前駆体［１］を積層し、積層体を得た。
【００９７】
＜＜工程１−６＞＞
続いて、前記第１の弾性シート前駆体［１］を前記ステンレス板から剥がした。
続いて、接着用のシリコーンゴム（東レ・ダウコーニング社製、ＤＹ３５−２０８３）を付けたステンレス製のパイプ（長さ３０ｍｍ×内径５ｍｍ）を、前記第１の弾性シート前駆体［１］及び前記第２の弾性シート前駆体［１］の長手方向の両端の中央部であって、前記第１弾性シート前駆体［１］と前記第２の弾性シート前駆体［１］との界面に、前記マイクロバルーンが固定された面に達するように挿入した。
続いて、ステンレス製のパイプが挿入された前記積層体を、フッ素樹脂シート上に置き、２００℃で４時間加熱した。この加熱により、前記第１の弾性シート前駆体［１］及び前記第２の弾性シート前駆体［１］のシリコーンゴムが硬化するとともに、前記マイクロバルーンがしぼむことで、第１の弾性シート及び第２の弾性シートが得られつつ、前記第１の弾性シート及び前記第２の弾性シート間に、流体が収容可能な空間である流体収容室が形成された。
以上により、流体駆動型アクチュエータが得られた。
【００９８】
（比較例１）
実施例１において、第１の弾性シート及び第２の弾性シートにカーボンロービング（引張り強度；３，９５０ＭＰａ、引張係数２３８ＧＰａ、Ｅｐｏｘｙ  ｓｉｚｉｎｇ；０．０６７ｇ／ｍ、Ｆｉｌａｍｅｎｔ  ｄｉａｍｅｔｅｒ：７μｍ、１Ｋ）を貼り付けた流体駆動型アクチュエータを作製した。
具体的には、以下の方法により作製した。
実施例１の工程１−１及び１−２に代えて、下記工程１Ａ−２を行った。
【００９９】
＜＜工程１Ａ−２＞＞
厚み５ｍｍのステンレス板上に、シリコーンゴム（東レ・ダウコーニング社製、ＤＹ３５−２０８３）を、全自動フィルムアプリケーター（ＫＴ−ＡＢ３１２５、コーテック株式会社製、ギャップ２３０μｍ）を用いて塗布した。その上から、前記カーボンロービングの軸方向が、前記シリコーンゴムを塗布して得られる第１の弾性シート前駆体［１Ａ］の長手方向に沿うように、前記カーボンロービングを押し付けた。その後、８０℃で１０分間加熱硬化させ、平均厚み２００μｍ×長さ１００ｍｍ×幅５０ｍｍの第１の弾性シート前駆体［１Ａ］を形成した。なお、この状態では、シリコーンゴムはまだ完全には硬化しておらず、第１の弾性シート前駆体［１Ａ］はタック性を有している。また、前記カーボンロービングの量は、実施例１の第１の弾性シート前駆体［１］における前記表面酸化処理炭素繊維の量と同重量とした。
【０１００】
続いて、実施例１の工程１−３、及び工程１−４を行った。
続いて、実施例１の工程１−５に代えて、下記工程１Ａ−５を行った。
【０１０１】
＜＜工程１Ａ−５＞＞
第１の弾性シート前駆体［１Ａ］の前記マイクロバルーンが固定された面上に、シリコーンゴム（東レ・ダウコーニング社製、ＤＹ３５−２０８３）を、第１の弾性シート前駆体［１Ａ］の長手方向に沿って全自動フィルムアプリケーター（ＫＴ−ＡＢ３１２５、コーテック株式会社製、ギャップ２３０μｍ）を用いて塗布した。その上から、前記カーボンロービングの軸方向が、前記シリコーンゴムを塗布して得られる第２の弾性シート前駆体［１Ａ］の長手方向に沿うように、前記カーボンロービングを押し付けた。その後、１２０℃で３０分間加熱し、第１の弾性シート前駆体［１Ａ］上に第２の弾性シート前駆体［１Ａ］を積層し、積層体を得た。また、前記カーボンロービングの量は、実施例１の第２の弾性シート前駆体［１］における前記表面酸化処理炭素繊維の量と同重量とした。
【０１０２】
続いて、実施例１の工程１−６を行った。
以上により、流体駆動型アクチュエータが得られた。
【０１０３】
（実施例２）
厚み方向への膨らみ量を調節する膨らみ制御部を設けた流体駆動型アクチュエータを作製した。
具体的には、以下の方法により作製した。
実施例１の工程１−３において、マスクシートとしてのポリテトラフルオロエチレンシートを、図５Ｄに示すように、前記第１の弾性シート前駆体［１］の第２の弾性シートとの接合面となる面上に、置き、更に、第１の弾性シート前駆体［１］の面方向の中央部に、膨らみ制御部を作製するための膨らみ制御部作製用マクスシートとしてのポリテトラフルオロエチレンシートを置いた以外は、実施例１の工程１−３と同様の工程を行った。
更に、実施例１の工程１−４において、前記マスクシートの剥離に加え、前記膨らみ制御部作製用マスクシートを剥離した以外は、実施例１の工程１−４と同様の工程を行った。
それ以外は、実施例１と同様にして、流体駆動型アクチュエータを作製した。
【０１０４】
（実施例３）
屈曲する流体駆動型アクチュエータを作製した。
具体的には、以下の方法により作製した。
実施例１の工程１−５に代えて、下記工程３−５を行った。
【０１０５】
＜＜工程３−５＞＞
第１の弾性シート前駆体［１］の前記マイクロバルーンが固定された面上に、シリコーンゴム（東レ・ダウコーニング社製、ＤＹ３５−２０８３）を、第１の弾性シート前駆体［１］の長手方向に沿って全自動フィルムアプリケーター（ＫＴ−ＡＢ３１２５、コーテック株式会社製、ギャップ２３０μｍ）を用いて塗布した。その後、１２０℃で３０分間加熱し、第１の弾性シート前駆体［１］上に第２の弾性シート前駆体［３］を積層し、積層体を得た。
【０１０６】
それ以外は、実施例１と同様にして、流体駆動型アクチュエータを作製した。
【０１０７】
（比較例２）
カーボンロービングを用いた屈曲する流体駆動型アクチュエータを作製した。
具体的には、以下の方法により作製した。
比較例１の工程１Ａ−５に代えて、下記工程２Ａ−５を行った。
【０１０８】
＜＜工程２Ａ−５＞＞
第１の弾性シート前駆体［１Ａ］の前記マイクロバルーンが固定された面上に、シリコーンゴム（東レ・ダウコーニング社製、ＤＹ３５−２０８３）を、第１の弾性シート前駆体［１Ａ］の長手方向に沿って全自動フィルムアプリケーター（ＫＴ−ＡＢ３１２５、コーテック株式会社製、ギャップ２３０μｍ）を用いて塗布した。その後、１２０℃で３０分間加熱し、第１の弾性シート前駆体［１Ａ］上に第２の弾性シート前駆体［２Ａ］を積層し、積層体を得た。
【０１０９】
それ以外は、比較例１と同様にして、流体駆動型アクチュエータを作製した。
【０１１０】
（実施例４）
天然ゴムを用いた流体駆動型アクチュエータを作製した。
具体的には、以下の方法により作製した。
【０１１１】
＜＜工程４−１＞＞
製造例２で得た天然ゴムラテックス液１００部、及び製造例１で得た表面酸化処理炭素繊維２０部を混合した後、２枚のブレードが同時に公転運動と自転運動とを行う遊星運動混合装置（プライミクス株式会社製、ハイビスミックス）で分散し、天然ゴムラテックス組成物１を得た。
【０１１２】
＜＜工程４−２＞＞
続いて、離型剤を塗布した厚み５ｍｍのステンレス板上に、前記天然ゴムラテックス組成物１を、全自動フィルムアプリケーター（ＫＴ−ＡＢ３１２５、コーテック株式会社製、ギャップ２３０μｍ）を用いて塗布し、８０℃で１０分間加熱硬化（加硫）させ、平均厚み２００μｍ×長さ１００ｍｍ×幅５０ｍｍの第１の弾性シート前駆体［４］を形成した。前記塗布は、第１の弾性シート前駆体［４］の長手方向に炭素繊維が配向するように行った。なお、この状態では、天然ゴムはまだ完全には硬化しておらず、第１の弾性シート前駆体［４］はタック性を有している。
【０１１３】
＜＜工程４−３＞＞
続いて、マスクシートとしてのポリテトラフルオロエチレンシートを、図５Ｄに示すように、第１の弾性シート前駆体［４］の第２の弾性シートとの接合面となる面上に、置いた。
続いて、前記マスクシートにより覆われていない第１の弾性シート前駆体［４］の面上に、マイクロバルーン（マイクロバルーンＦ−８０ＤＥ、松本油脂製薬株式会社製）を吹きかけた（図５Ｅ）。前記マイクロバルーンを、第１の弾性シートと、第２の弾性シートとの分離剤として用いた。
【０１１４】
＜＜工程４−４＞＞
続いて、第１の弾性シート前駆体［４］を８０℃で１０分間加熱（加硫）し、前記マイクロバルーンを、第１の弾性シート前駆体［４］の表面に固定した。その後、前記マスクシートを第１の弾性シート前駆体［４］から剥がした。
【０１１５】
＜＜工程４−５＞＞
続いて、第１の弾性シート前駆体［４］の前記マイクロバルーンが固定された面上に、前記天然ゴムラテックス組成物１を、第１の弾性シート前駆体［４］の長手方向に沿って全自動フィルムアプリケーター（ＫＴ−ＡＢ３１２５、コーテック株式会社製、ギャップ２３０μｍ）を用いて塗布し、その後、８０℃で１０分間加熱（加硫）し、第１の弾性シート前駆体［４］上に第２の弾性シート前駆体［４］を積層し、積層体を得た。
【０１１６】
＜＜工程４−６＞＞
続いて、第１の弾性シート前駆体［４］を前記ステンレス板から剥がした。
続いて、天然ゴム系接着剤（ＴＢ１５２１Ｂ、スリーボンド株式会社製）を付けたステンレス製のパイプ（長さ３０ｍｍ×内径５ｍｍ）を、第１の弾性シート前駆体［４］及び第２の弾性シート前駆体［４］の長手方向の両端の中央部であって、第１弾性シート前駆体［４］と第２の弾性シート前駆体［４］との界面に、前記マイクロバルーンが固定された面に達するように挿入した。
続いて、ステンレス製のパイプが挿入された前記積層体を、フッ素樹脂シート上に置き、７０℃で１２時間加熱（加硫）した。この加熱により、第１の弾性シート前駆体［４］及び第２の弾性シート前駆体［４］の天然ゴムを加硫し、第１の弾性シート及び第２の弾性シートを得た。前記マイクロバルーンは、この温度では、破壊されないため、前記パイプから空気を吹き込んで、前記マイクロバルーンを第１弾性シート前駆体［４］と第２の弾性シート前駆体［４］との界面から排出することで、前記第１の弾性シート及び前記第２の弾性シート間に、流体が収容可能な空間である流体収容室を形成した。
以上により、流体駆動型アクチュエータが得られた。
【０１１７】
（実施例５）
実施例１において、前記シリコーンゴム組成物１の塗布方法を、周囲に厚み２００μｍのギャップを設けた塗布対象の中心に前記シリコーンゴム組成物１を垂らし、レベリングを待ち、その上に厚み５ｍｍポリテトラフルオロエチレン板を重ね、２００μｍの厚みにする方法に代えた以外は、実施例１と同様にして、流体駆動型アクチュエータを得た。
【０１１８】
（実施例６）
実施例１において、工程１−１における分散時間を２０分間にし、更に、前記シリコーンゴム組成物１の塗布方法を、周囲に厚み２００μｍのギャップを設けた塗布対象の中心に前記シリコーンゴム組成物１を垂らし、レベリングを待ち、その上に厚み５ｍｍポリテトラフルオロエチレン板を重ね、２００μｍの厚みにする方法に代えた以外は、実施例１と同様にして、流体駆動型アクチュエータを得た。
【０１１９】
（実施例７）
実施例１において、工程１−１における分散時間を１０分間にし、更に、前記シリコーンゴム組成物１の塗布方法を、周囲に厚み２００μｍのギャップを設けた塗布対象の中心に前記シリコーンゴム組成物１を垂らし、レベリングを待ち、その上に厚み５ｍｍポリテトラフルオロエチレン板を重ね、２００μｍの厚みにする方法に代えた以外は、実施例１と同様にして、流体駆動型アクチュエータを得た。
【０１２０】
（実施例８〜１２）
実施例１において、表面酸化処理炭素繊維を、下記表１に示すガラス繊維に代えた以外は、実施例１と同様にして、流体駆動型アクチュエータを作製した。
【０１２１】
【表１】
2015180829.tif 000003
表１中のガラス繊維は、いずれもセントラルグラスファイバー株式会社製である。
【０１２２】
＜配向度＞
以下の方法で配向度を測定した。
マイクロスコープ（例えば、キーエンス社製、キーエンスマイクロスコープ：ＶＨＸ−１０００、ズームレンズ：ＶＨ−Ｚ１００Ｒ）を用いて、第１の弾性シート又は第２の弾性シートの表面を３００倍の倍率（視野：８００μｍ×６００μｍ）で観察し、長手方向から±３０°以内の角度に配向している短繊維の割合（％）を求めた。なお、前記観察においては、３０μｍ以上の長さの短繊維のみを観察対象として、それ未満の長さの繊維は、観察対象からはずした。
前記第１の弾性シート又は前記第２の弾性シートの表面の任意の１２点を測定した際の平均値を、配向度として、表２及び３に示した。
【０１２３】
＜膨らみ率及び縮み率＞
流体収容室内に所定の圧力の流体を入れた時の膨らみ率、及び縮み率を測定した。膨らみ率、及び縮み率は、以下の式で定義される。結果を、表２及び３に示した。
縮み率（％）＝１００×（Ｌ０−Ｌｐ）／Ｌ０
膨らみ率（％）＝１００×（ｔｐ−ｔ０）／ｔ０
ここで、Ｌ０は、無加圧時のアクチュエータの長さである。
Ｌｐは、加圧時のアクチェータの長さである。
ｔ０は、無加圧時のアクチュエータの最大厚みである。
ｔｐは、加圧時のアクチュエータの最大厚みである。
【０１２４】
＜耐久性評価＞
伸縮型の流体駆動型アクチュエータの長手方向を重力方向にし、上側の出入孔側を固定し、下側の出入孔にフックを設け、前記フックに２００ｇの重りを掛けた。流体収容室への流体（空気）の導入圧力を０．０５ＭＰａとし、圧空バルブの開閉により３０回／ｍｉｎで上下動（伸縮）させた。最大５万回の上下動を行い、アクチュエータが破壊された場合、その回数を表２及び表３に記載した。５万回でも破壊がない場合、表２及び表３には、「＞５０，０００」と示した。
なお、屈曲型の流体駆動型アクチュエータ（実施例３及び比較例２）の場合、下側の出入孔に糸を結び真横に引き、その先に定滑車（図示しない）を設け、その先に糸にフックを設けて同様に２００ｇの重りを掛けた以外は、上記と同様の条件で測定した。
【０１２５】
【表２】
2015180829.tif 000004
【０１２６】
【表３】
2015180829.tif 000005
【０１２７】
（実施例１３）
屈曲する流体駆動型アクチュエータを作製した。
具体的には、以下の方法により作製した。
実施例１の工程１−５に代えて、下記工程３−５を行った。
【０１２８】
＜＜工程３−５＞＞
第１の弾性シート前駆体［１］の前記マイクロバルーンが固定された面上に、シリコーンゴム（東レ・ダウコーニング社製、ＤＹ３５−２０８３）を、第１の弾性シート前駆体［１］の長手方向に沿って全自動フィルムアプリケーター（ＫＴ−ＡＢ３１２５、コーテック株式会社製、ギャップ２３０μｍ）を用いて塗布した。その後、１２０℃で３０分間加熱し、第１の弾性シート前駆体［１］上に第２の弾性シート前駆体［３］を積層し、積層体を得た。
【０１２９】
また、実施例１の工程１−６において、加熱の際に、直径３０ｍｍのステンレス管に固定することで、初期状態で、第２の弾性シート側に曲がっているようにした。
【０１３０】
それ以外は、実施例１と同様にして、流体駆動型アクチュエータを２つ作製した。
【０１３１】
２つの流体駆動型アクチュエータの第１の弾性シートには、図６Ｂに示すような位置に、電極を取り付けた。
そして、２つの流体駆動型アクチュエータを用いて、図７Ａに示す駆動装置を作製した。
【０１３２】
ここで、２つの流体駆動型アクチュエータのうちの１つの流体駆動型アクチュエータの伸びと抵抗値との関係を調べた。なお、他方の流体駆動型アクチュエータに接続される電磁弁は開いた状態で、測定を行った。
伸び（％）は、２つの固定点間での長さを測定し、初期長さに対する伸び率として求めた。
結果を図８に示した。図８より、第１の弾性シートの抵抗値を測定することで伸びが把握できることがわかる。
【０１３３】
（実施例１４）
実施例１において流体駆動型アクチュエータを作製する際、実施例１３と同様にして、加熱の際に、直径３０ｍｍのステンレス管に固定することで、初期状態で、第２の弾性シート側に曲がっているようにした。それ以外は、実施例１と同様にして、流体駆動型アクチュエータを作製した。作製した流体駆動型アクチュエータを２つ用いて、実施例１３と同様にして、図７Ａに示す駆動装置を作製した。そして、以下の評価を行った。
【０１３４】
＜左右への振動時間測定＞
駆動装置の第２の軸が左右に一回往復する時間を圧空圧に対して測定した。測定の際、あらかじめ圧力調整バルブで調整した圧空圧を設定値（表４参照）とし、駆動を行った。左右に３０°動くように調整し、駆動させた。これをデジタルカメラＲＩＣＯＨ  ＣＸ６（株式会社リコー製）で動画撮影し、３０フレームの中で、左右の位置を確認し、１００回往復させた。１００回往復する際の時間を測り、その時間から１往復あたりの平均往復時間を求めた。結果を表４に示した。
【０１３５】
＜耐久性評価＞
前記振動時間測定と同様にして、駆動装置の第２の軸を左右へ駆動させた。そして、耐久試験を行った。
前記振動時間測定における１００回の往復時間を１００倍して１０，０００回の往復時間を求めた。そして、１０，０００回の往復時間ごとに、デジタルカメラを用いて、動画撮影を行い、動作状況、破損等を確認した。
耐久試験は、流体収容室への流体（空気）の導入圧力を０．０５ＭＰａとし、最大５万回の往復を行い、アクチュエータが破壊された場合の往復回数を求めた。５万回でも動作状況の異常、及び破壊がない場合、表４には、「＞５０，０００」と示した。
【０１３６】
（実施例１５〜実施例２０）
実施例１４において、流体駆動型アクチュエータを表４に示す流体駆動型アクチュエータに変えた以外は、実施例１４と同様にして、駆動装置を作製し、評価を行った。結果を表４に示した。
【０１３７】
（比較例３及び４）
実施例１４において、流体駆動型アクチュエータを表５に示す流体駆動型アクチュエータに変えた以外は、実施例１４と同様にして、駆動装置を作製し、評価を行った。結果を表５に示した。
【０１３８】
【表４】
2015180829.tif 000006
【０１３９】
【表５】
2015180829.tif 000007
【０１４０】
（実施例２１）
＜流体駆動型アクチュエータの作製＞
＜＜工程２１−１＞＞
固形分換算で１００部のシリコーンゴム（東レ・ダウコーニング社製、ＤＹ３５−２０８３）、及び表面酸化処理を行った炭素繊維（日本グラファイトファイバー製、ＧＲＡＮＯＣ（Ｒ）ＸＮ−１００−０５Ｍ）２０部を混合した後、２枚のブレードが同時に公転運動と自転運動とを行う遊星運動混合装置（プライミクス株式会社製：ハイビスミックス）で分散し、シリコーンゴム組成物２１を調製した。
【０１４１】
＜＜工程２１−２＞＞
次に、厚み４０μｍ、直径１０ｍｍ、長さ２００ｍｍのニッケル電鋳ベルト上に、前記シリコーンゴム組成物２１をリングコート法（特開２００４−２９０８５３号公報参照）で２００μｍの平均厚みになるように塗布し、１２０℃で１５分間加熱硬化させ、さらに、２００℃で４時間加熱した。得られたチューブ状のシリコーンゴム（チューブ状弾性体）は、接着性がないため、ニッケル電鋳ベルトを内側に凹ませることにより、容易にニッケル電鋳ベルトから剥離できた。チューブ状弾性体の両端を切断し、全長１００ｍｍとした。チューブ状弾性体の両端部にそれぞれパイプを通しつつ、両端部の開口を接着により封止し、流体駆動型アクチュエータを得た。
【０１４２】
（比較例５）
＜流体駆動型アクチュエータの作製＞
厚み４０μｍ、直径１０ｍｍ、長さ２００ｍｍのニッケル電鋳ベルト上に、シリコーンゴム（東レ・ダウコーニング製、ＤＹ３５−２０８３）を２００μｍの平均厚みになるように塗布し、更に、カーボンロービング（引張り強度；３，９５０ＭＰａ、引張係数２３８ＧＰａ、Ｅｐｏｘｙ  ｓｉｚｉｎｇ；０．０６７ｇ／ｍ、Ｆｉｌａｍｅｎｔ  ｄｉａｍｅｔｅｒ：７μｍ、１Ｋ）を押し付けて固定した。その後に、１２０℃で１５分間加熱硬化させ、さらに、２００℃で４時間加熱した。得られたチューブ状のシリコーンゴム（チューブ状弾性体）は、接着性がないため、ニッケル電鋳ベルトを内側に凹ませることにより、容易にニッケル電鋳ベルトから剥離できた。チューブ状弾性体の両端を切断し、全長１００ｍｍとした。チューブ状弾性体の両端部にそれぞれパイプを通しつつ、両端部の開口を接着により封止し、流体駆動型アクチュエータを得た。
なお、カーボンロービングの使用量は、実施例２１の炭素繊維と同量になるようにした。
【０１４３】
実施例２１及び比較例５の流体駆動型アクチュエータについて、耐久性の比較を行った。
それぞれの流体駆動型アクチュエータを縦にし、圧空導入バルブ側（上側）を固定し、排気バルブ側（下側）にフックを設けた。そのフックに２００ｇの重りを掛け、導入気圧を０．０５ＭＰａとし、圧空を利用して３０回／ｍｉｎで流体駆動型アクチュエータを上下方向に伸縮をさせた。
１回の伸縮は、以下のようにして行った。排気バルブを閉じ、圧空を導入して、重りを持ち上げる。続いて、導入バルブを閉じ、排気バルブを開けて、重りを下げる。
実施例２１の流体駆動型アクチュエータでは、５万回までの伸縮では破壊しなかったが、比較例５の流体駆動型アクチュエータでは、１万１２１７回の伸縮で破壊した。
【０１４４】
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞  長手方向に配向した短繊維を少なくとも一部に含有するチューブ状弾性体と、
前記チューブ状弾性体の内部空間に形成された、流体を収容可能な流体収容室と、
前記チューブ状弾性体の長手方向の少なくとも一端に形成され、前記流体を前記流体収容室に出し入れ可能な出入孔と、
を有することを特徴とする流体駆動型アクチュエータである。
＜２＞  チューブ状弾性体が、第１の弾性シートと、前記第１の弾性シートと重なり、周縁部が前記第１の弾性シートの周縁部と接合された第２の弾性シートとから形成され、
前記流体収容室が、前記第１の弾性シート及び前記第２の弾性シート間に形成され、
前記出入孔が、前記第１の弾性シート及び前記第２の弾性シートの長手方向の少なくとも一端に形成され、
前記第１の弾性シート及び前記第２の弾性シートの少なくともいずれかが、長手方向に配向した短繊維を含有する前記＜１＞に記載の流体駆動型アクチュエータである。
＜３＞  第１の弾性シート及び第２の弾性シートのいずれかが、長手方向に配向した短繊維を含有する前記＜２＞に記載の流体駆動型アクチュエータである。
＜４＞  短繊維の配向度が、７０％以上である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の流体駆動型アクチュエータである。
＜５＞  短繊維が、炭素繊維、及びガラス繊維のいずれかである前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の流体駆動型アクチュエータである。
＜６＞  チューブ状弾性体が、シリコーンゴム、及び天然ゴムのいずれかを含有する前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の流体駆動型アクチュエータである。
＜７＞  チューブ状弾性体が、電気伝導性を有する前記＜１＞に記載の流体駆動型アクチュエータである。
＜８＞  第１の弾性シート、及び第２の弾性シートの少なくともいずれかであり、かつ短繊維を含有する弾性シートが、電気伝導性を有する前記＜２＞に記載の流体駆動型アクチュエータである。
＜９＞  前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の流体駆動型アクチュエータの製造方法であって、
被塗布物上に、短繊維及びゴムを含有する塗布液を、塗布手段を用い、前記被塗布物及び前記塗布手段を相対移動させて塗布する塗布工程を含み、
前記塗布手段が、前記被塗布物及び前記塗布手段の隙間に前記塗布液を通過させることにより、前記塗布液を前記被塗布物上に塗布する塗布手段であることを特徴とする流体駆動型アクチュエータの製造方法である。
＜１０＞  前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の流体駆動型アクチュエータにおけるチューブ状弾性体の電気抵抗値を測定する電気抵抗値測定工程と、
測定された前記電気抵抗値に基づいて、前記流体駆動型アクチュエータに導入する流体の量を制御する制御工程とを含むことを特徴とする流体駆動型アクチュエータの駆動方法である。
＜１１＞  前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の流体駆動型アクチュエータと、
前記流体駆動型アクチュエータにおけるチューブ状弾性体に接続され、前記チューブ状弾性体の電気抵抗値を測定する電気抵抗値測定手段と、
測定された前記電気抵抗値に基づいて、前記流体駆動型アクチュエータに導入する流体の量を制御する制御手段とを有することを特徴とする駆動装置である。
＜１２＞  前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の流体駆動型アクチュエータと、
前記流体駆動型アクチュエータにより可動する関節と、を有することを特徴とする関節構造である。
【符号の説明】
【０１４５】
１      第１の弾性シート
２      第２の弾性シート
２Ａ    第２の弾性シート
３      流体収容室
４      パイプ
５      膨らみ制御部
６      マスクシート
７      中空フィラー
１０    短繊維
１１    シリコーンゴム
１２    塗布液
２１    シリコーンゴム
３０    電極
５０    支持体
５１    バードフィルムアプリケーター
１００  チューブ状弾性体
１０１  第１の弾性シート前駆体
１０２  第２の弾性シート前駆体
１１１  完全硬化前のシリコーンゴム
２０１  電気抵抗値測定手段
２１１  電気抵抗値測定手段
３０１  空気タンク
３０２  圧力調整バルブ
３０３  電磁弁
３０４  電磁弁
３０５  コンプレッサ
３１１  空気タンク
３１２  圧力調整バルブ
３１３  電磁弁
３１４  電磁弁
４０１  第１の支持部
４０２  第１の軸
４０３  可動部
４０４  第２の軸
４０５  第２の支持部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１４６】
【特許文献１】特許第４５６４７８８号公報
【特許文献２】特開平５−１５４８５５号公報
【特許文献３】特許第４８４７０９６号公報
【特許文献４】特許第５２４６７１７号公報
【特許文献５】特開２０１１−１３７５１６号公報
【特許文献６】特開２０１０−２２３２５３号公報
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
2015180829.tif 000009
【図１Ｃ】
2015180829.tif 000010
【図１Ｄ】
2015180829.tif 000011
【図１Ｅ】
2015180829.tif 000012
【図２Ａ】
2015180829.tif 000013
【図２Ｂ】
2015180829.tif 000014
【図２Ｃ】
2015180829.tif 000015
【図２Ｄ】
2015180829.tif 000016
【図３Ａ】
2015180829.tif 000017
【図３Ｂ】
2015180829.tif 000018
【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
2015180829.tif 000020
【図３Ｅ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2015180829.tif 000028
【図５Ｃ】
2015180829.tif 000029
【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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【図６Ａ】
2015180829.tif 000036
【図６Ｂ】
2015180829.tif 000037
【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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