(57)【要約】【課題】アクチュエータが湾曲する際にねじれない構造とする。【解決手段】対称面内に軸が延び、軸が対称面内で湾曲可能なアクチュエータである。アクチュエータは、内部に作動流体を収容可能なチャンバ６を形成して弾性変形可能な筒体１と、チャンバ６内へ作動流体を出し入れする注入管５と、軸方向に延びて筒体１の湾曲内側部分の軸方向の伸張を規制するように筒体１に固定された伸張規制線材３と、筒体１が横方向に膨張するのを規制するようにチャンバ６を囲みかつほぼ対称形状に配置された膨張規制線材２ａ、２ｂと、を有する。膨張規制線材２ａ、２ｂは、互いにほぼ対称な互いに逆向きのらせん状線材の対、軸方向に互いに間隔をあけて配置された複数の環状線材、または、あらかじめブレード編みに編まれた線材などからなる。【選択図】図１
2008019984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの平面内に軸が延び、この軸が前記平面内で湾曲可能に構成されたアクチュエータであって、
軸方向に延び、前記平面を対称面とするほぼ対称形状であって、内部に作動流体を収容可能なチャンバを形成する弾性変形可能な筒体と、
前記チャンバ内へ作動流体を出し入れする注入管と、
軸方向に延び、前記筒体の湾曲の内側部分の軸方向の伸張を規制するように、前記筒体に固定された伸張規制線材と、
前記筒体が軸方向に垂直な方向に膨張するのを規制するように前記チャンバを囲みかつ、前記平面を対称面とする対称形状に配置された膨張規制線材と、
を有すること、を特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記膨張規制線材は、前記平面を対称面として互いに対称で逆向きの少なくとも１対のらせん状の線材を含むことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記らせん状の線材が、前記対称面から比較的遠い位置でかつ対称面に対して対称な位置で交差するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記膨張規制線材は、複数の線材が編み合わされて構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記膨張規制線材は、軸方向に互いに間隔をあけて配置された複数の環状線材を有することを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
一つの平面内に軸が延び、この軸が前記平面内で湾曲可能に構成されたアクチュエータの製造方法であって、
軸方向に延び、前記平面を対称面とする対称形状であって、内部に作動流体を収容可能なチャンバを構成するように、弾性変形可能な材料を用いて筒体を成型する筒体成型工程と、
前記筒体の外側を囲むように、かつ、前記平面を対称面とする対称形状に、膨張規制線材を配置する膨張規制線材配置工程と、
前記筒体の少なくとも湾曲内側部と前記膨張規制線材とを互いに固定する膨張規制線材固定工程と、
前記筒体の湾曲内側部分に沿って軸方向に延びるように伸張規制線材を配置する伸張規制線材配置工程と、
前記伸張規制線材と前記筒体が一体化するように弾性変形可能な材料を用いて成型する伸張規制線材一体化成型工程と、
前記チャンバ内へ作動流体を出し入れする注入管を前記筒体に取り付ける注入管取り付け工程と、
を有すること、を特徴とするアクチュエータの製造方法。
【請求項７】
前記膨張規制線材固定工程は、前記膨張規制線材と前記筒体が一体化するように弾性変形可能な材料を用いて成型する工程を有すること、を特徴とする請求項６に記載のアクチュエータの製造方法。
【請求項８】
前記膨張規制線材配置工程は、
前記膨張規制線材を編んで筒状に組み立てる組み立て工程と、
前記筒状に組み立てられた膨張規制線材を前記筒体の外側に被せる工程と、
を有すること、を特徴とする請求項６または請求項７に記載のアクチュエータの製造方法。
【請求項９】
一つの平面内に軸が延び、この軸が前記平面内で湾曲可能に構成されたアクチュエータの製造方法であって、
前記アクチュエータは、
軸方向に延び、前記平面を対称面とする対称形状であって、内部に作動流体を収容可能なチャンバを形成する弾性変形可能な筒体と、
軸方向に延び、前記筒体の湾曲の内側部分の軸方向の伸張を規制するように、前記筒体に固定された伸張規制線材と、
前記筒体が軸方向に垂直な横方向に膨張するのを規制するように前記チャンバを囲みかつ、前記平面を対称面とする対称形状に配置された膨張規制線材と、
を有し、当該製造方法は、
前記筒体を成型する筒体成型工程と、
前記伸張規制線材と前記膨張規制線材とを互いに接合して規制構造体を組み立てる規制構造体組み立て工程と、
前記筒体の外側に前記規制構造体を被せて、前記筒体の外側と前記伸張規制線材とを接合する規制構造体接合工程と、
前記チャンバ内へ作動流体を出し入れする注入管を前記筒体に取り付ける注入管取り付け工程と、
を有すること、を特徴とするアクチュエータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性筒状体内の流体を注入・排出することによって屈伸するアクチュエータおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体を軟らかく把持可能なアクチュエータの一つに、空気などにより流体圧を加えられることにより湾曲や伸縮などの動作を行なうアクチュエータがある。特に流体圧アクチュエータは、円滑な湾曲動作が可能であり細径化も容易で簡単な構造のアクチュエータであり、ロボットアームなど様々な分野への適用が研究されている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１のアクチュエータでは、伸張可能な筒状体の軸方向に沿って片側に軸方向補強部材が配置されてその部分の軸方向の伸びが規制され、さらに、周囲にらせん状の補強部材が配置されて半径方向の膨張が規制されるようになっている。そして、この筒状体の中に高圧空気を注入することにより、この筒体が、軸方向補強部材が内側になるように湾曲するように構成されている。
【特許文献１】特許第２９９３５０６号公報
【特許文献２】特開平５−１７２１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながらこのアクチュエータでは、湾曲すると、らせん状の補強部材の影響で筒状体がねじれるという問題がある。
【０００５】
アクチュエータのねじれは把持力の低下を招くため好ましくない。このため、ねじり剛性を高める工夫が行なわれている。
【０００６】
たとえば特許文献２に開示された方法では、筒状弾性体の内部にねじれを規制する補強板を埋設する構成によりねじれを規制する。これによりアクチュエータの動作方向の指向性が向上するため、対象物の正確な把持が可能となる。しかしこの構成ではアクチュエータの製作コストが高くなり、またアクチュエータの湾曲が補強板によって抑制されてしまう問題が生じる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、湾曲する際にねじりを防止または抑制できるアクチュエータおよ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】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するものであって、本発明の一つの態様は、一つの平面内に軸が延び、この軸が前記平面内で湾曲可能に構成されたアクチュエータであって、軸方向に延び、前記平面を対称面とする対称形状であって、内部に作動流体を収容可能なチャンバを形成する弾性変形可能な筒体と、前記チャンバ内へ作動流体を出し入れする注入管と、軸方向に延び、前記筒体の湾曲の内側部分の軸方向の伸張を規制するように、前記筒体に固定された伸張規制線材と、前記筒体が軸方向に垂直な方向に膨張するのを規制するように前記チャンバを囲みかつ、前記平面を対称面とするほぼ対称形状に配置された膨張規制線材と、を有すること、を特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の一つの態様は、一つの平面内に軸が延び、この軸が前記平面内で湾曲可能に構成されたアクチュエータの製造方法であって、軸方向に延び、前記平面を対称面とする対称形状であって、内部に作動流体を収容可能なチャンバを構成するように、弾性変形可能な材料を用いて筒体を成型する筒体成型工程と、前記筒体の外側を囲むように、かつ、前記平面を対称面とする対称形状に、膨張規制線材を配置する膨張規制線材配置工程と、前記筒体の少なくとも湾曲内側部と前記膨張規制線材とを互いに固定する膨張規制線材固定工程と、前記筒体の湾曲内側部分に沿って軸方向に延びるように伸張規制線材を配置する伸張規制線材配置工程と、前記伸張規制線材と前記筒体が一体化するように弾性変形可能な材料を用いて成型する伸張規制線材一体化成型工程と、前記チャンバ内へ作動流体を出し入れする注入管を前記筒体に取り付ける注入管取り付け工程と、を有すること、を特徴とする。
【００１０】
本発明のさらに他の一つの態様は、一つの平面内に軸が延び、この軸が前記平面内で湾曲可能に構成されたアクチュエータの製造方法であって、前記アクチュエータは、軸方向に延び、前記平面を対称面とする対称形状であって、内部に作動流体を収容可能なチャンバを形成する弾性変形可能な筒体と、軸方向に延び、前記筒体の湾曲の内側部分の軸方向の伸張を規制するように、前記筒体に固定された伸張規制線材と、前記筒体が軸方向に垂直な横方向に膨張するのを規制するように前記チャンバを囲みかつ、前記平面を対称面とする対称形状に配置された膨張規制線材と、を有し、当該製造方法は、前記筒体を成型する筒体成型工程と、前記伸張規制線材と前記膨張規制線材とを互いに接合して規制構造体を組み立てる規制構造体組み立て工程と、前記筒体の外側に前記規制構造体を被せて、前記筒体の外側と前記伸張規制線材とを接合する規制構造体接合工程と、前記チャンバ内へ作動流体を出し入れする注入管を前記筒体に取り付ける注入管取り付け工程と、を有すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、湾曲可能なアクチュエータが湾曲する際にねじりを防止または抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、図面を参照しながら、本発明に係るアクチュエータおよびその製造方法の実施形態について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００１３】
［第１の実施形態］
本発明に係るアクチュエータの第１の実施形態の構成を、図１〜図４を参照して説明する。ここで、図１は、第１の実施形態のアクチュエータの縦断面図であって、図２のＩ−Ｉ線矢視断面図である。図２は図１および図３のII−II線矢視横断面図である。図３は、図１の要部を模式的に示す拡大縦断面図であって、図２および図４のIII−III線矢視断面図である。図４は、図１、図２および図３のIV−IV線矢視模式的断面図である。
【００１４】
ここで、アクチュエータの長手方向にｚ軸を取り、アクチュエータが曲がる方向にｙ軸を取り、ｚ軸およびｙ軸に垂直な方向にｘ軸を取ることとする。このアクチュエータ全体は、ｙ−ｚ平面を対称面としてほぼ面対称形状である。また、このアクチュエータが曲がったときも、面対称形状であることは変わりなく、ねじれが生じない、あるいはねじれが少なくなるように構成されている。
【００１５】
筒体１はｚ軸方向に延びる筒状の部材で、シリコンゴムやブチルゴムなどの弾性変形可能な材料からなり、内部に空気などの作動流体を収容可能なチャンバ６を形成している。筒体１の軸方向の一端部には、第１のキャップ４がチャンバ６を密閉するように取り付けられ、筒体１の軸方向の他端部には、第２のキャップ１４が取り付けられている。第２のキャップ１４にはチューブ（注入管）５が取り付けられ、チューブ５を通して、たとえば圧縮機から供給される作動流体（圧縮空気）をチャンバ６内に圧入したり、チャンバ６内から作動流体を放出したりできるようになっている。
【００１６】
筒体１のｙ軸方向の端部には平坦部が形成され、この平坦部に、ｚ軸方向に延びる伸張規制線材３が埋め込まれている。伸張規制線材３は、筒体１に比べて伸張しにくい材料であって、筒体１に接した部分で筒体１に対して滑らずに筒体１の伸張を抑制できるものが好ましい。図２に示す例では３本の伸張規制線材３が示されているが、何本であってもよく、また、ｘ軸方向に幅をもって、ｚ軸方向に延びる帯板材であってもよい。
【００１７】
らせん状に延びる２本の膨張規制線材２ａ、２ｂが、筒体１の周方向に埋め込まれている。膨張規制線材２ａ、２ｂは、互いに逆向きのらせん状であって、ｙ−ｚ面に対して互いにほぼ対称に配置されている。これらの膨張規制線材２ａ、２ｂは相互に交差するが、これらの交差位置２０、２１は、それぞれｘ方向にできるだけ離れた位置、ｙｚ平面断面の形状が図１に示す方向において上下対称な形状である場合はｙ軸方向のほぼ中央位置、となっている。
【００１８】
膨張規制線材２ａ、２ｂは、伸張規制線材３と同様に、筒体１に比べて伸張しにくい材料であって、筒体１に接した部分で筒体１に対して滑らずに筒体１の膨張を抑制できるものが好ましい。
【００１９】
膨張規制線材２ａ、２ｂおよび伸張規制線材３としては、たとえば、アラミド繊維や、綿糸などの糸・紐・リボンや、プラスチックや金属の棒材や帯板材などが好ましい。また、異なる種類の材料を組合わせてもよい。
【００２０】
上記構成の第１の実施形態のアクチュエータで、チューブ５を通じてチャンバ６内に圧縮空気などの作動流体を注入すると、チャンバ６内の圧力が上昇し、筒体１が外側に押される。このとき、伸張規制線材３と膨張規制線材２ａ、２ｂによって筒体１の伸びが部分的に規制されるので、アクチュエータは、伸張規制線材３のある側を内側にして湾曲する。このとき、膨張規制線材２ａ、２ｂがｙ−ｚ面に対して対称に配置されているので、アクチュエータとのねじれを防止することができる。
【００２１】
膨張規制線材２ａ、２ｂが相互に交差する位置２０、２１をそれぞれｘ方向にできるだけ離れた位置とする理由は次のとおりである。
【００２２】
互いに逆向きでほぼ面対称の関係にある２本のらせん状の膨張規制線材２ａ、２ｂの交差位置２０、２１は、ｙ−ｚ面に対して互いに対称な位置にあることが必要であり、しかも互いに対角位置にある。したがって、交差位置２０、２１は、ともにそれぞれｘ方向にできるだけ離れた位置とするか、ｙ軸上で対向する位置とするかのいずれかである。
【００２３】
一方、膨張規制線材２ａ、２ｂが相互に交差する位置２０、２１の近傍で筒体１が伸張すると膨張規制線材２ａ、２ｂ同士の摩擦や、筒体１の伸びに追従して膨張規制線材２ａ、２ｂが伸張する際に発生する応力が原因で膨張規制線材２ａ、２ｂと筒体１の接着が外れるおそれがある。したがって、膨張規制線材２ａ、２ｂの交差位置２０、２１は、ｚ軸方向の伸張が小さい位置であることが好ましい。ここで、アクチュエータが湾曲するとき、伸張規制線材３の位置からｙ軸方向に遠い位置ほど筒体１のｚ軸方向の伸張が大きい。したがって、伸張規制線材３の位置からｙ軸方向に最も遠いｙ軸上の位置に交差位置を配置するのは好ましくない。
【００２４】
以上のことから、膨張規制線材２ａ、２ｂが相互に交差する位置２０、２１をそれぞれｘ方向にできるだけ離れた位置とするのが好ましい。
【００２５】
膨張規制線材２ａ、２ｂが相互に交差する位置２０、２１は、ｙ軸方向のほぼ中央位置から、図５に示す横断面上の角度θで、約４５度以内の位置に配置するのが好ましい。
【００２６】
図４に示す例で、片側の交差位置２０では、第１の膨張規制線材２ａが第２の膨張規制線材２ｂの外側になっており、もう一方の側の交差位置２１では、第２の膨張規制線材２ｂが第１の膨張規制線材２ａの外側になっている。このように、らせん状である以上、厳密に面対称ではありえないが、２本のらせんを組合わせることによって、２本の膨張規制線材２ａ、２ｂが筒体１に及ぼす力をほぼ面対称とすることができる。
【００２７】
上記第１の実施形態の変形例として、図４の構成に代えて、図６の構成とすることもできる。すなわち、図６に示す例では、交差位置２０と２１それぞれで、第１の膨張規制線材２ａが第２の膨張規制線材２ｂの外側になる場合と、逆に第２の膨張規制線材２ｂが第１の膨張規制線材２ａの外側になる場合とがｚ軸方向に交互に並んでいる。このような構成であっても、図４の例と同様に、２本の膨張規制線材２ａ、２ｂが筒体１に及ぼす力をほぼ面対称とすることができる。
【００２８】
上記説明では、２本の膨張規制線材２ａ、２ｂを配置する場合について説明したが、互いにほぼ面対称の関係を有する膨張規制線材の対を配置すればよいのであるから、膨張規制線材は２対（４本）以上あってもよい。
【００２９】
次に、上記第１の実施形態のアクチュエータの製造方法の例について、図７および図８を参照して説明する。ここで、図７は第１の実施形態のアクチュエータの製造工程を示す縦断面図であって、図８は図７に続く工程を示す縦断面図である。
【００３０】
初めに、図７の（ａ）に示すように、筒状の筒体基材１ａを成型する。筒体基材１ａは筒体１の中央部を構成するもので、内部にチャンバ６が形成されている。次に、図７の（ｂ）に示すように、筒体基材１ａの外側に２本の膨張規制線材２ａ、２ｂを逆向きのらせん状に巻き付ける。次に、図７の（ｃ）に示すように、膨張規制線材２ａ、２ｂを巻き付けた筒体基材１ａの外側に筒体基材１ａと同じ材料の筒体外周部を付けてこれらを一体成型して筒体１とする。
【００３１】
次に、図８の（ｄ）に示すように、筒体外周部の、湾曲時に内側になる部分に伸張規制線材３を配置する。そして、図８の（ｅ）に示すように、伸張規制線材３を覆うように、筒体基材１ａと同じ材料の筒体外周部を付けて、筒体１として一体成型する。最後に図８の（ｆ）に示すように、筒体１の一方の端部に第１のキャップ４を付けて密閉し、筒体１のもう一方の端部には第２のキャップ１４を取り付ける。第２のキャップ１４には貫通孔が設けられており、この貫通孔にチューブ５を差し込んで封止する。なお、チューブ５を貫通孔に取り付ける時期は、第２のキャップ１４を筒体１に取り付ける前でも後でもよい。
【００３２】
以上説明したように、この実施形態のアクチュエータを容易に製造することができる。
【００３３】
［第２の実施形態］
本発明に係るアクチュエータの第２の実施形態を、図９および図１０を参照して説明する。ここで、図９は、第２の実施形態のアクチュエータの縦断面図であって、図１０のIX−IX線矢視断面図である。また、図１０は図９のＸ−Ｘ線矢視横断面図である。
【００３４】
この実施形態では、伸張規制線材３が膨張規制線材２ａ、２ｂの内側にある。その他の構成は第１の実施形態と同様である。作用・効果も第１の実施形態と同様である。なお、伸張規制線材３が伸びないと仮定すると、この実施形態では、アクチュエータが湾曲するときに伸張規制線材３よりも湾曲内側に位置する膨張規制線材２ａ、２ｂ周辺の筒体１はｚ軸方向に圧縮されることになる。
【００３５】
この実施形態のアクチュエータの製造方法では、第１の実施形態の場合（図７、図８）に比べて、筒体基材１ａに対して初めに伸張規制線材３を配置して一体化し、その後に膨張規制線材２ａ、２ｂを配置して一体化するという順序になる点が異なる。
【００３６】
［第３の実施形態］
本発明に係るアクチュエータの第３の実施形態を、図１１および図１２を参照して説明する。ここで、図１１は第３の実施形態のアクチュエータの縦断面図であって、図１２のXI−XI線矢視断面図であり、図１２は図１１のXII−XII線矢視横断面図である。
【００３７】
この実施形態は第１の実施形態の変形であって、第１の実施形態におけるらせん状の膨張規制線材２ａ、２ｂの対が多数あって、これらが編み合わされていて、ブレード編みの膨張規制線材７が構成されている。この場合は、膨張規制線材同士の交点は筒体１の全周にわたって多数が分布している。この実施形態においても、第１の実施形態と同様に膨張規制線材７が全体でほぼ面対称の構成であり、筒体１に及ぼす力をほぼ面対称とすることができ、アクチュエータのねじれを抑制することができる。
【００３８】
この実施形態のアクチュエータの製造工程は、第１の実施形態（図７、図８）とほぼ同様であるが、膨張規制線材７を筒体基材１ａの外側に巻き付けるにあたっては、あらかじめブレード編みの膨張規制線材７を筒状に作っておき、これを筒体基材１ａの外側に被せるようにすればよい。これにより、膨張規制線材７を筒体基材１ａの外側に巻き付ける工程はきわめて簡単になり、手間を省くことができる。
【００３９】
［第４の実施形態］
本発明に係るアクチュエータの第４の実施形態を、図１３〜図１６を参照して説明する。ここで、図１３は第４の実施形態のアクチュエータの正面図であり、図１４は図１３のXIV−XIV線矢視横断面図である。また、図１５は第４の実施形態のアクチュエータの製造工程を示す縦断面図であり、図１６は図１５に続く工程を示す正面図である。この実施形態は第３の実施形態の変形であって、ブレード編みの膨張規制線材７を筒体１に埋め込んで一体化する代わりに、ブレード編みの膨張規制線材７を筒体１の外側に被せて、筒体１の湾曲内側表面で筒体１とブレード編みの膨張規制線材７とを接着する。
【００４０】
筒体１、伸張規制線材３やキャップ４、１４などの構造は、第１の実施形態とほぼ同様である。
【００４１】
この実施形態のアクチュエータの製造方法の例について、図１５および図１６を参照して説明する。初めに、図１５の（ａ）に示すように、筒状の筒体基材１ａを成型する。筒体基材１ａは筒体１の中央部を構成するもので、弾性変形可能な材料からなり、内部にチャンバ６が形成されている。次に、図１５の（ｂ）に示すように、筒体外周部の、湾曲時に内側になる部分に伸張規制線材３を配置する。そして、図１５の（ｃ）に示すように、伸張規制線材３を覆うように筒体基材１ａと同じ材料の筒体外周部を付けて筒体１として一体成型する。
【００４２】
次に、図１６の（ｄ）に示すように、伸張規制線材３が埋め込まれた筒体１全体の外側にブレード編みの膨張規制線材７を被せて、筒体１の湾曲内側表面で筒体１とブレード編みの膨張規制線材７とを接着する。最後に図１６（ｅ）に示すように、筒体１の一方の端部に第１のキャップ４を取り付けて密閉し、筒体１のもう一方の端部には第２のキャップ１４を取り付ける。第２のキャップ１４には貫通孔が設けられており、この貫通孔にチューブ５を差し込んで封止する。
【００４３】
この実施形態においても、第１の実施形態と同様に、膨張規制線材７全体でほぼ面対称の構成であり、筒体１に及ぼす力をほぼ面対称とすることができ、アクチュエータのねじれを抑制することができる。
【００４４】
この実施形態のアクチュエータの製造方法では、あらかじめ筒状にブレード編みに製造しておいた膨張規制線材７を筒体１の外側に被せて部分的に固定するので、膨張規制線材７を筒体１に埋め込む場合に比べてきわめて簡単に製造することができる。
【００４５】
なお、上記説明では伸張規制線材として、従来と同様に筒体軸方向に伸張規制線材を埋め込むこととしたが、ブレード編み部材に工夫を加えるなどにより伸張を防止・抑制できれば、伸張規制線材を別に設けなくてもよい。たとえば、ブレード編み部材の湾曲内側に当る部分で編み方を変えたり、縦糸を張ることによって、アクチュエータの伸張を防止できる。または、筒体１とブレード編み膨張規制線材７との接着を強固にすることでもよい。このような場合は図１５の（ｂ）の工程および（ｃ）の工程を省いてよい。
【００４６】
また、ブレード編みに用いる素材としては、アラミド繊維や綿糸などの繊維のほか、金属やプラスチックなどで細く柔軟に加工された素材が好ましい。
【００４７】
［第５の実施形態］
本発明に係るアクチュエータの第５の実施形態を、図１７および図１８を参照して説明する。ここで、図１７は第５の実施形態のアクチュエータの縦断面図であって、図１８のXVII−XVII線矢視断面図である。また、図１８は図１７のXVIII−XVIII線矢視断面図である。
【００４８】
この実施形態は第１の実施形態の変形であって、膨張規制線材として、第１の実施形態における２本のらせん状の膨張規制線材２ａ、２ｂに代えて、多数の環状線材８がｚ軸方向に互いに間隔をあけて配置されている。環状線材８は、糸状、帯状、棒状など、種々のものがありうる。材質は、前述の各実施形態におけるらせん状の膨張規制線材３やブレード編みの膨張規制線材７などと同様に、繊維、金属、プラスチックなど種々のものがありうる。
【００４９】
この第５の実施形態のアクチュエータの製造工程は、たとえば第１の実施形態の場合（図７、図８）とほぼ同様である。第１の実施形態でらせん状の膨張規制線材２ａ、２ｂを筒体基材１ａに巻き付ける工程（図７の（ｂ））に代えて、この実施形態では多数の環状線材８を筒体基材１ａの外側に配置する。その他の工程は第１の実施形態の場合と同様である。
【００５０】
この実施形態によれば、前記各実施形態と同様に、膨張規制線材である環状線材８が面対称の構成であるから、筒体１に及ぼす力をほぼ面対称とすることができ、アクチュエータのねじれを抑制することができる。
【００５１】
［第６の実施形態］
本発明に係るアクチュエータの第６の実施形態を、図１９〜図２１を参照して説明する。ここで、図１９は第６の実施形態のアクチュエータにおける規制構造体を示す斜視図である。また、図２０は第６の実施形態のアクチュエータの製造工程を示す正面図であり、図２１は図２０に続く工程を示す正面図である。
【００５２】
この実施形態は第５の実施形態の変形であって、図１９に示すように、膨張規制線材である多数の環状線材８と、伸長防止規制線材３とをあらかじめ結合し、規制構造体９を形成する。この場合、環状線材８および伸張防止規制線材３はある程度の剛性を持つものが好ましく、たとえば、帯状のプラスチックや、ブリキなどの金属板からなる。環状線材８と伸張防止規制線材３との接合は、たとえば接着剤によるか、金属板同士の場合ははんだ付けなどでもよい。
【００５３】
この実施形態のアクチュエータの製造方法の例について、図２０および図２１を参照して説明する。この実施形態では、図２０の（ａ）に示すように、初めに筒体１を成型する。筒体１は弾性変形可能な材料からなり、内部に空気などの作動流体を収容可能なチャンバ６を形成している。次に、図２０の（ｂ）に示すように、あらかじめ環状線材８と伸張規制線材３とを接合して作成しておいた規制構造体９を筒体１の外側に被せる。次に、図２１の（ｃ）に示すように、規制構造体の伸張規制線材３の部分付近で、規制構造体９と筒体１の外面とを接着剤２５などによって接合し、一体化する。最後に、図２１の（ｄ）に示すように、筒体１の一方の端部に第１のキャップ４を取り付けて密閉し、筒体１のもう一方の端部には第２のキャップ１４を取り付ける。第２のキャップ１４には貫通孔が設けられており、この貫通孔にチューブ５を差し込んで封止する。
【００５４】
この実施形態においても、前記各実施形態と同様に、膨張規制線材である環状線材８が面対称の構成であるから、筒体１に及ぼす力をほぼ面対称とすることができ、アクチュエータのねじれを抑制することができる。さらに、この実施形態によれば、膨張規制線材（環状線材）８および伸張規制線材３からなる規制構造体９と、筒体１とを独立に製造し、筒体の成型が１回で済むので、工程が単純で製造が簡単である。
【００５５】
［第７の実施形態］
本発明に係るアクチュエータの第７の実施形態を、図２２を参照して説明する。ここで、図２２はこの実施形態のアクチュエータの正面図である。この実施形態は第６の実施形態の変形であって、筒体１の長手方向（ｚ軸方向）の一部分のみを覆うように規制構造体９が取り付けられている。その他の構成や製造方法は第６の実施形態と同様である。
【００５６】
この実施形態で、チューブ５からチャンバ６内に作動流体を圧入すると、規制構造体９の部分でアクチュエータが湾曲し、その他の部分では筒体１が軸方向に直線的に伸張する。このように、長い筒状の弾性体に対して一部分だけを湾曲させるアクチュエータを実現できる。これにより、アクチュエータ製造の自由度が増し、アクチュエータの利用範囲がより広くなることが期待される。
【００５７】
［他の実施形態］
以上、種々の実施形態について説明したが、これらは単なる例示であって、この発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００５８】
たとえば、上記各実施形態の製造方法では、最後の工程でキャップ４、１４を筒体１に取り付けることとしているが、伸張規制線材３や膨張規制線材２ａ、２ｂ、７、８の一部または全部を取り付ける前にキャップ４、１４を筒体１に取り付けることも可能である。
【００５９】
また、第３の実施形態（図１１、図１２）ではブレード編みの膨張規制線材７の外側に伸張規制線材３を配置しているが、これらの内外関係を逆にしてもよい。同様に、第５の実施形態（図１７、図１８）では膨張規制線材（環状線材）８の外側に伸張規制線材３を配置しているが、これらの内外関係を逆にしてもよい。
【００６０】
また、第３の実施形態（図１１、図１２）および第４の実施形態（図１３〜図１６）におけるブレード編みの膨張規制線材７は、筒体１の横方向（半径方向および周方向）の伸びを規制するものであれば、他の編み方であってもよい。
【００６１】
また、上記各実施形態の特徴を種々に組合わせることも可能である。たとえば第７の実施形態（図２２）は長い筒体１の長手方向の一部に第６の実施形態（図１９〜図２１）の規制構造体を適用した例であるが、第６の実施形態を適用する代わりに第１〜第５の実施形態のいずれかの伸張規制線材と膨張規制線材を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施形態のアクチュエータの縦断面図であって、図２のＩ−Ｉ線矢視断面図である。
【図２】図１および図３のII−II線矢視横断面図である。
【図３】図１の要部を模式的に示す拡大縦断面図であって、図２および図４のIII−III線矢視断面図である。
【図４】図１、図２および図３のIV−IV線矢視模式的断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態のアクチュエータの、図２に対応する横断面図であって、膨張規制線材同士の交点の位置を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態のアクチュエータの変形例における、図４に対応する模式的縦断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態のアクチュエータの製造工程を示す縦断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態のアクチュエータの製造工程であって、図７に続く工程を示す縦断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態のアクチュエータの縦断面図であって、図１０のIX−IX線矢視断面図である
【図１０】図９のＸ−Ｘ線矢視横断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態のアクチュエータの縦断面図であって、図１２のXI−XI線矢視断面図である。
【図１２】図１１のXII−XII線矢視横断面図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態のアクチュエータの正面図である。
【図１４】図１３のXIV−XIV線矢視横断面図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態のアクチュエータの製造工程を示す縦断面図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態のアクチュエータの製造工程であって、図１５に続く工程を示す正面図である。
【図１７】本発明の第５の実施形態のアクチュエータの縦断面図であって、図１８のXVII−XVII線矢視断面図である。
【図１８】図１７のXVIII−XVIII線矢視断面図である。
【図１９】本発明の第６の実施形態のアクチュエータにおける規制構造体を示す斜視図である。
【図２０】本発明の第６の実施形態のアクチュエータの製造工程を示す正面図である。
【図２１】本発明の第６の実施形態のアクチュエータの製造工程であって、図２０に続く工程を示す正面図である。
【図２２】本発明の第７の実施形態のアクチュエータの正面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…筒体
１ａ…筒体基材
２ａ、２ｂ…らせん状の膨張規制線材
３…伸張規制線材
４…第１のキャップ
５…チューブ（注入管）
６…チャンバ
７…ブレード編みの膨張規制線材
８…環状線材
９…規制構造体
１４…第２のキャップ
２０、２１…交差位置
【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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【図２２】
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