(57)【要約】【課題】シートの劣化を抑制すると共に、流体の供給に対してダイレクトに作動するメンブレン方式のアクチュエータを実現する。【解決手段】アクチュエータ１０は、供給孔１２ｅを開口したベース部材１２にシート１３を配置し、シート１３を介在して第１部材１４および第２部材１５で構成されるカバー部材１０ａをベース部材１２へ取り付ける。カバー部材１０ａは、ベース部材１２の供給孔１２ｅに対応する箇所に空洞部１１と、この空洞部１１から外方へ貫通する貫通孔１８を有する。アクチュエータ１０は、空洞部１１にピストン１７を摺動可能に収め、空洞部１１を横切り貫通孔１８を通過して他端側が外方へ抜け出るように線材１６を配置し、ピストン１７で線材１６を押し上げる。【選択図】図２
2008249000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材表面に流体の供給孔が開口してあるベース部材と、
前記供給孔の開口を被って前記ベース部材の前記部材表面に配置してある伸縮変形が可能なシートと、
前記シートを介在して前記ベース部材に取り付けてあり、前記供給孔の開口に対向する箇所に空洞部が形成してあると共に、該空洞部から外方へ貫通する貫通孔が形成してあるカバー部材と、
前記空洞部に摺動可能に収めてある摺動部材と、
一端側が前記ベース部材またはカバー部材に固定されており、前記摺動部材に接するように前記空洞部を横切ると共に、他端側が前記貫通孔を通過して前記カバー部材の外方に位置する線材とを備え、
前記供給孔からの流体供給により膨張変形する前記シートの押圧で前記摺動部材が摺動して、前記線材の他端側が前記一端側へ引っ張られるようにしてあることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記摺動部材は、前記線材と接する箇所の表面が凸状曲面にしてある請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記摺動部材の摺動方向と直交する方向の寸法は、前記線材と接する側の少なくとも一部が、前記シートに押圧される側より大きくしてあり、
前記空洞部は、前記摺動部材に応じた形状にしてある請求項１又は請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記摺動部材の摺動方向と直交する方向の寸法は、前記線材と接する側が、前記シートに押圧される側より小さくしてある請求項１又は請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記摺動部材は、前記線材が入り込む溝が表面に形成してある請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記貫通孔の前記空洞部に表出する孔縁の内周面は、曲面状に形成してある請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記カバー部材は、前記貫通孔を境目にして二分割される第１部材および第２部材で形成してある請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記ベース部材には、複数の供給孔が開口してあり、
前記カバー部材には、前記複数の供給孔の開口に対応して複数の空洞部が形成してあると共に、各空洞部を連通する連通孔が形成してあり、
前記複数の空洞部のそれぞれに前記摺動部材が収めてあり、
前記線材は、前記連通孔を通過して前記複数の空洞部を横切るように配置してある請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記線材は、複数であり、
前記カバー部材には、複数の貫通孔が形成してあり、
各線材は、相異する貫通孔を通過するようにしてある請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
前記請求項１乃至請求項９のいずれか１つに記載のアクチュエータを複数備え、
各アクチュエータは、前記貫通孔の貫通方向と直交的な方向でそれぞれが対向するように配置してあると共に、線材の他端側に応じた端部同士が結合してあり、
結合箇所に回動可能に取り付けてある回動部材を備え、
各アクチュエータの線材の他端が、前記回動部材に取り付けてあることを特徴とする駆動装置。
【請求項１１】
前記請求項９に記載のアクチュエータを備え、
前記アクチュエータの各貫通孔は、相違する外方向へ貫通するように形成してあり、
前記アクチュエータの各貫通孔が外方向へ貫通する箇所に応じた端部のそれぞれに、回動可能に連結してある前記アクチュエータの線材と同数の回動部材を備え、
前記アクチュエータの各線材の他端は、各回動部材にそれぞれ取り付けてあることを特徴とする駆動装置。
【請求項１２】
前記請求項１乃至請求項９のいずれか１つに記載のアクチュエータを複数備え、
複数のアクチュエータが、直列的に端部同士で回動可能に連結してあり、
連結方向で一端側に位置するアクチュエータの端部に回動可能に連結してある回動部材を備え、
アクチュエータ同士の連結箇所では、一方のアクチュエータの線材の他端が他方のアクチュエータに取り付けてあり、
前記回動部材が連結されるアクチュエータの線材の他端は、該回動部材に取り付けてあることを特徴とする駆動装置。
【請求項１３】
回動可能に連結してあるもの同士が直線的な姿勢になるように付勢する付勢手段を備える請求項１１又は請求項１２に記載の駆動装置。
【請求項１４】
前記請求項１２又は請求項１３に記載の駆動装置を複数備え、
各駆動装置のアクチュエータの中で、連結方向で他端側に位置するアクチュエータ同士を結合してあることを特徴とするハンド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、経年変化による作動特性の劣化を抑制すると共に作動力をダイレクトに発揮できるようにしたメンブレン（membrane）方式のアクチュエータ、そのアクチュエータを用いた駆動装置、及び、その駆動装置を用いたハンド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気及び液体等の流体をチューブ状の弾性体に供給し、その弾性体の膨張変形により対象物を作動させる流体圧式のアクチュエータが存在する。例えば、下記の特許文献１のＦＩＧ．２及びＦＩＧ．４等には、回動可能に連結される部材間にチューブ状の弾性体を取り付けて、弾性体を膨張させることで作動対象の部材を回動させる機構が開示されている。
【０００３】
一方、本出願に係る発明者は、図２０、２１（ａ）〜（ｃ）に示すように、チューブ状の弾性体ではなく、伸縮変形することが可能なシートを用いた所謂メンブレン方式のアクチュエータ１を特許出願している（特願２００５−３０９１１０号）。このアクチュエータ１は、板状のベース部材２と枠状部材４との間に伸縮変形可能なシート３を挟み込むと共に、枠状部材４の枠内空間４ｃに網状の被覆シート５及び線材６を配置し、線材６の一端６ａを枠状部材４に固定する一方、他端６ｂを枠状部材４の外方へ引き出した構成にしている。
【０００４】
アクチュエータ１の作動は、図２１（ａ）〜（ｃ）に示すように、ベース部材２を貫通するホース７から流体（例えば、空気）を供給し、シート３をベース部材２から離隔するように膨張変形させる。膨張変形したシート３で線材６を直接的に押し上げることで、アクチュエータ１は、線材６の他端６ｂ側を一端６ａ側へ引っ張ると云う作動を実現している。
【特許文献１】特開昭６０−１３２１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したアクチュエータ１は、シート３と線材６との間に網状の被覆シート５を介在させているが（図２０参照）、基本的には、膨張したシート３で線材６を、ほぼ直接的に押し上げる構成なので、作動させるごとにシート３の柔らかい表面に細い線材６が食い込むことになる。そのため、このような作動が繰り返されと、シート３の表面が線材６の食い込みにより劣化しやすくなると云う懸念がある。
【０００６】
また、シート３は線材６と線接触するため、シート３が膨張して線材６を押し上げる場合、上述したように線材６がシート３の表面に食い込むため、シート３による線材６を押し上げる力が、食い込みにより分散されてしまい、その結果、線材６の他端６ｂ側をリニア的に且つダイレクトに引っ張ると云う作動状況が幾分、弱められる事態が生じる。
【０００７】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、線材をリニア的に且つダイレクトに作動可能にすると共に、使用に伴うシートの劣化進行の抑制を図ったメンブレン方式のアクチュエータ、そのアクチュエータを用いた駆動装置、および、その駆動装置を用いたハンド装置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】
上記課題を解決するために本発明に係るアクチュエータは、部材表面に流体の供給孔が開口してあるベース部材と、前記供給孔の開口を被って前記ベース部材の前記部材表面に配置してある伸縮変形が可能なシートと、前記シートを介在して前記ベース部材に取り付けてあり、前記供給孔の開口に対向する箇所に空洞部が形成してあると共に、該空洞部から外方へ貫通する貫通孔が形成してあるカバー部材と、前記空洞部に摺動可能に収めてある摺動部材と、一端側が前記ベース部材またはカバー部材に固定されており、前記摺動部材に接するように前記空洞部を横切ると共に、他端側が前記貫通孔を通過して前記カバー部材の外方に位置する線材とを備え、前記供給孔からの流体供給により膨張変形する前記シートの押圧で前記摺動部材が摺動して、前記線材の他端側が前記一端側へ引っ張られるようにしてあることを特徴とする。
【０００９】
本発明にあっては、伸縮変形が可能なシートを介在してベース部材へ取り付けられるカバー部材に空洞部を形成すると共に、その空洞部の内部に摺動可能に摺動部材を収め、その摺動部材に接するように線材を配置するので、線材は、直接的にシートに触れることはなくなり、摺動部材と接触する。そのため、流体が供給された場合、膨張変形したシートは、摺動部材を直接的に押圧することになる。この際、シートにより押圧される箇所は、摺動部材の部材表面となるので、押圧時にはシートと摺動部材は面接触し、細い線材がシート表面に食い込むことが無くなり、その結果、細い線材の食い込みに起因するシート表面の劣化を避けることが可能となる。
【００１０】
また、線材は、摺動部材に接するため、膨張変形したシートによる押圧で摺動する摺動部材のシートに比べて硬い部材表面でダイレクトに押し上げられ、線材はシートに食い込むことで生じていたリニア的に且つダイレクトな作動感の欠如が解消され、シートの膨張力を効率良く線材の他端側を一端側へ引っ張る力に変換して、アクチュエータの作動特性の改善および作動レスポンスの向上を達成できる。
【００１１】
本発明に係るアクチュエータは、前記摺動部材が、前記線材と接する箇所の表面が凸状曲面にしてあることを特徴とする。
本発明にあっては、前記手動部材の線材と接する箇所の表面が凸状曲面であるため、シートに比べて硬い部材表面に線材が接しても、部材表面の線材と接する箇所は、角（エッジ）などが無いなだらかな凸状曲面であるため、作動時に線材が部材表面に擦れて劣化することを極力抑制でき、長期間にわたりアクチュエータの安定した作動を確保できる。
【００１２】
本発明に係るアクチュエータは、前記摺動部材の摺動方向と直交する方向の寸法について、前記線材と接する側の少なくとも一部が、前記シートに押圧される側より大きくしてあり、前記空洞部は、前記摺動部材に応じた形状にしてあることを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、摺動部材の線材と接する側を摺動部材の頭部、反対側のシートに押圧される側を胴部とすれば、摺動部材の形状を胴部に比べて頭部の外径が大きくなるように形成すると共に、このような形状の摺動部材を摺動できるように空洞部を形成するので、頭部と胴部の外径寸法に差が無い摺動部材を用いる場合に比べて、少ない流体供給量で線材の引っ張り長さ（作動量）を大きくすることが可能となる。即ち、頭部が胴部に比べて大きい摺動部材と、頭部が胴部と同じ寸法の摺動部材の２つを比較した場合、両者の胴部が同じ寸法であれば、頭部が胴部に比べて大きい摺動部材の方が線材との接触長さが長くなり、同一量の流体を供給して同じ長さ分だけ両者を摺動させれば、前者の方が線材との接触長さが長い分だけ、線材の押し上げ量も長くなる。その結果、線材の押し上げ量が長い分だけ、アクチュエータとしての作動量も大きくできる。
【００１４】
本発明に係るアクチュエータは、前記摺動部材の摺動方向と直交する方向の寸法について、前記線材と接する側が、前記シートに押圧される側より小さくしてあることを特徴とする。
【００１５】
本発明にあっては、摺動部材の線材と接する側を摺動部材の頭部、反対側のシートに押圧される側を胴部とすれば、摺動部材の形状を胴部に比べて頭部が小さくなるように形成するので、頭部と胴部の寸法に差が無い摺動部材を用いる場合に比べて、流体の供給に応じて線材の引っ張り長さ（作動量）を制御しやすくなる。即ち、頭部が胴部に比べて小さい摺動部材と、頭部が胴部と同じ寸法の摺動部材の２つを比較した場合、両者の胴部が同じ寸法であれば、頭部が胴部に比べて小さい摺動部材の方が線材との接触長さが短くなり、同一量の流体を供給して同じ長さ分だけ両者を摺動させれば、前者の方が線材との接触長さが短い分だけ、線材の押し上げ量も短くなる。そのため、流体の供給に対してアクチュエータの作動量が緩やかになり、流体供給により作動するアクチュエータの作動量の制御が容易になる。
【００１６】
本発明に係るアクチュエータは、前記摺動部材に、前記線材が入り込む溝が表面に形成してあることを特徴とする。
本発明にあっては、摺動部材に線材が入り込む溝が形成してあるので、摺動部材で線材を押し上げられて線材の他端側が一端側へ引っ張られる際に、線材が溝内で位置決めされる。そのため、線材が摺動部材で押し上げられた際、線材の引っ張られる方向に直交する向きへ線材が部材表面上を滑って位置ずれする事態が発生せず、押し上げ力を無駄にすることなく、確実に線材を引っ張る力に変換して、効率良くアクチュエータを作動させることができる。
【００１７】
本発明に係るアクチュエータは、前記貫通孔の前記空洞部に表出する孔縁が、曲状に形成してあることを特徴とする。
本発明にあっては、貫通孔の空洞部に表出する孔縁が曲状に形成してあるので、空洞部を横切って貫通孔に入る線材が、摺動部材に押し上げられる際、貫通孔の孔縁に角（エッジ）が無いためスムーズに抵抗無く線材の他端側が引っ張られるようになり、その上、作動時に線材が孔縁に擦れて劣化することを極力抑制することができる。
【００１８】
本発明に係るアクチュエータは、前記カバー部材が、前記貫通孔を境目にして二分割される第１部材および第２部材で形成してあることを特徴とする。
本発明にあっては、貫通孔を境目にした第１部材および第２部材を組み合わせてカバー部材を形成するので、線材を貫通させるための細い径の貫通孔の加工をドリルで行うことが不要となり、第１部材または第２部材の少なくともいずれかの一方の境界面に溝を形成して両部材を重ね合わせれば、自然と貫通孔が出来上がり、貫通孔の形成が容易になる。しかも、両部材を貼り合わせる際に、溝内に線材を配置しておけば、組合せ後は貫通孔内を線材が通過することになるので、線材を貫通孔に通す作業の容易化も達成できる。
【００１９】
本発明に係るアクチュエータは、前記ベース部材には、複数の供給孔が開口してあり、前記カバー部材には、前記複数の供給孔の開口に対応して複数の空洞部が形成してあると共に、各空洞部を連通する連通孔が形成してあり、前記複数の空洞部のそれぞれに前記摺動部材が収めてあり、前記線材は、前記連通孔を通過して前記複数の空洞部を横切るように配置してあることを特徴とする。
【００２０】
本発明にあっては、複数の空洞部のそれぞれに収めた摺動部材を、流体の供給により摺動可能にしてあるので、各空洞部で線材の押し上げが行えるようになり、空洞部の個数分だけ、線材の引っ張り長および引っ張り力が増大し、結果としてアクチュエータの作動ストロークおよび作動力の増大を図れる。なお、全ての供給孔から同時に流体を供給する以外に、一部の供給孔だけで流体を供給するように流体の供給制御を行えば、全ての供給孔から流体を供給した場合に比べて、作動ストロークおよび作動力を抑制でき、使用状況に応じて作動ストロークおよび作動力を調整するような制御も可能となる。そのため、例えば、各供給孔へ順番に流体を供給していけば、作動ストロークおよび作動力を段階的に上げることも可能となる。
【００２１】
本発明に係るアクチュエータは、前記線材が、複数であり、前記カバー部材には、複数の貫通孔が形成してあり、各線材は、相異する貫通孔を通過するようにしてあることを特徴とする。
本発明にあっては、複数の貫通孔を相違する線材が通過するので、摺動部材を摺動させると、各線材のいずれもが摺動部材で押し上げられて、各線材の他端側が一端側へ引っ張れるようになり、一つのアクチュエータで複数の線材を同時に引っ張ることが可能になる。そのため、各線材の他端側を、駆動させたい部材に取り付ければ、単一のアクチュエータで複数の部材を同時作動させることが可能となる。
【００２２】
また、本発明に係る駆動装置は、上述した中のいずれかのアクチュエータを複数備え、各アクチュエータは、前記貫通孔の貫通方向と直交的な方向でそれぞれが対向するように配置してあると共に、線材の他端側に応じた端部同士が結合してあり、結合箇所に回動可能に取り付けてある回動部材を備え、各アクチュエータの線材の他端が、前記回動部材に取り付けてあることを特徴とする。
【００２３】
本発明にあっては、複数のアクチュエータを対向的に配置させた状態で、一方の端部同士を結合し、その結合箇所に回動自在に回動部材を取り付けると共に、各アクチュエータの線材の他端を回動部材に取り付けるので、回動部材をアクチュエータを設けた複数の方向へ（多方向へ）傾くように回動させられる。例えば、２つのアクチュエータを背中合わせに組み合わせた場合では、各アクチュエータを交互に作動させると、回動部材は丁度、首を振るように回動する。さらに２つを越えるアクチュエータを設けた場合は、アクチュエータの数だけ回動方向を増やすことができ、例えば、多数の方向を観察する必要がある装置に適用される回動機構に最適な構成となる。
【００２４】
本発明に係る駆動装置は、上述した線材および貫通孔を複数備えるアクチュエータを備え、前記アクチュエータの各貫通孔は、相違する外方向へ貫通するように形成してあり、前記アクチュエータの各貫通孔が外方向へ貫通する箇所に応じた端部のそれぞれに、回動可能に連結してある前記アクチュエータの線材と同数の回動部材を備え、前記アクチュエータの各線材の他端は、各回動部材にそれぞれ取り付けてあることを特徴とする。
【００２５】
本発明にあっては、複数の線材を備えるアクチュエータに、線材と同数の回動部材を、各貫通孔の貫通箇所で回動可能に連結すると共に、各線材の他端を各回動部材に取り付けるので、一つのアクチュエータで複数の回動部材を回動させることができ、簡易且つコンパクトな構成で作動対象を複数にした機構を実現できる。なお、本発明に係る駆動装置は、対象物を保持、挟持するような用途に好適であり、例えば、生産現場のような場面におけるワークのハンドリング等の用途に最適となる。
【００２６】
本発明に係る駆動装置は、上述した中のいずれかのアクチュエータを複数備え、複数のアクチュエータが、直列的に端部同士で回動可能に連結してあり、連結方向で一端側に位置するアクチュエータの端部に回動可能に連結してある回動部材を備え、アクチュエータ同士の連結箇所では、一方のアクチュエータの線材の他端が他方のアクチュエータに取り付けてあり、前記回動部材が連結されるアクチュエータの線材の他端は、該回動部材に取り付けてあることを特徴とする。
【００２７】
本発明にあっては、アクチュエータを直列的に回動自在に連結して、一方のアクチュエータの線材の他端を他方のアクチュエータに取り付けると共に、連結されたアクチュエータの中で一端側に位置するアクチュエータには回動部材を回動自在に連結し、そのアクチュエータの線材の他端を回動部材に取り付けて駆動装置を構成するので、各アクチュエータの作動により装置全体が屈曲する動きを行う駆動装置を実現できる。また、アクチュエータおよび回動部材を細長状に形成した場合は、駆動装置を丁度、人間の指の一部に相当するような形態にでき、ロボットハンドの指部分などへの利用に好適となる。
【００２８】
本発明に係る駆動装置は、回動可能に連結してあるもの同士が直線的な姿勢になるように付勢する付勢手段を備えることを特徴とする。
本発明にあっては、連結されたもの同士が直線的な姿勢になるように付勢する付勢手段を備えるので、アクチュエータを作動させない場合（流体を供給しない場合）でも、駆動装置がどのような向きにあっても、各アクチュエータ等を直線的な姿勢にでき、駆動装置の作動前の状態を各アクチュエータ等が直線的に並んだ姿勢を安定して確保でき、アクチュエータの作動と非作動の姿勢変化にメリハリをつけることができる。
【００２９】
本発明に係るハンド装置は、上述した直列的に複数のアクチュエータが連結される駆動装置を複数備え、各駆動装置のアクチュエータの中で、連結方向で他端側に位置するアクチュエータ同士を結合してあることを特徴とする。
【００３０】
本発明にあっては、各駆動装置に含まれる他端側のアクチュエータ同士を結合するので、結合された部分全体が丁度、人間の掌に相当する部分になり、掌に相当する部分から指状に各駆動装置の残りの部分が突出した形態の駆動装置を実現できる。なお、人間の手と同等な動きを確保するためには、人間の指と同等に５体の駆動装置を配置することが必要であり、このような人間の手と同等な動きを実現できるハンド装置は、人間型ロボットのハンド部又は義手として利用可能になる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明にあっては、膨張したシートにより摺動する摺動部材で線材を押し上げてアクチュエータを作動させるので、シートに対する負荷を低減してシートの劣化を抑制できると共に、硬い表面の摺動部材でダイレクトに線材を押し上げるので、アクチュエータの作動量の増大および作動レスポンスの向上を図れる。
また、本発明にあっては、摺動部材を凸状曲面にして線材と接触させるので、作動時に線材が擦れて劣化することを抑制できると共に、線材と摺動部材の接触をスムーズにでき作動レスポンスも一段と向上できる。
【００３２】
本発明にあっては、胴部に比べて頭部が大きい形状の摺動部材を用いて、線材との接触寸法を長くするので、胴部と頭部が同じ大きさの摺動部材を用いた場合に比べて、アクチュエータの作動量を大きくできる。
一方、本発明にあっては、胴部に比べて頭部が小さい形状の摺動部材を用いて、線材との接触寸法を短くするので、胴部と頭部が同じ大きさの摺動部材を用いた場合に比べて、アクチュエータの作動量の制御を容易に行える。
【００３３】
本発明にあっては、摺動部材に線材が入り込む溝が形成してあるので、摺動部材で線材を押し上げられても、線材が摺動部材の表面から滑り落ちることなく線材の位置を確保してアクチュエータの確実な作動を維持できる。
また、本発明にあっては、貫通孔の空洞部に表出する孔縁が曲面状に形成してあるので、空洞部を横切る線材が、貫通孔の孔縁で擦れて劣化することを防止でき、長期にわたりアクチュエータの安定した作動を確保できる。
さらに、本発明にあっては、カバー部材を、第１部材および第２部材の組み合わせで形成するので、アクチュエータの製作および組み立ての効率化を図れる。
【００３４】
本発明にあっては、複数の空洞部のそれぞれに摺動部材を収めると共に、各摺動部材と接するように線材を配置するので、１つの摺動部材で線材を押し上げる場合に比べて、線材に対する引っ張り力および引っ張り長さの両方を増大でき、アクチュエータの作動性能を向上できる。
また、本発明にあっては、複数の貫通孔に相違する線材を通過させるので、駆動させる対象を複数にすること、または一つの駆動対象に複数の線材を取り付けて作動させること等が可能となり、アクチュエータの適用範囲を広げられる。
【００３５】
本発明にあっては、複数のアクチュエータを対向的に配置させた状態で、端部同士を結合し、その結合箇所に回動自在に回動部材を取り付けると共に、各アクチュエータの線材の他端を回動部材に取り付けるので、複数のアクチュエータを切り替えて作動させれば、首を振るような形態で回動部材を駆動できる駆動装置を実現できる。
本発明にあっては、相違する外方向へ貫通する複数の貫通孔を設けたアクチュエータの各貫通孔に応じた箇所のそれぞれに、回動部材を回動可能に連結するので、一つのアクチュエータで複数の回動部材を効率的に駆動できる形態の駆動装置を実現できる。
【００３６】
本発明にあっては、複数のアクチュエータを直列的で回動自在に連結し、連結方向の一端側に位置するアクチュエータには回動部材を回動自在に連結するので、装置全体が伸びた状態から屈曲した状態に変化する形態の駆動装置を実現できる。
また、本発明にあっては、連結されたもの同士が直線的な姿勢になるように付勢する付勢手段を設けるので、流体を供給しない場合には、全体を直線的な姿勢にして、流体を供給した場合の姿勢との差（アクチュエータの作動時と、非作動時の差）を明確にでき、姿勢変化の切替を明白にした使いやすい駆動装置を実現できる。
【００３７】
さらに、本発明にあっては、複数のアクチュエータを直列的に連結した各駆動装置に含まれる他端側のアクチュエータ同士を結合するので、装置全体として人間の手（ハンド）と同等の形態を実現でき、人間型ロボットのハンド部又は義手として好適に利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
図１および図２（ａ）（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るアクチュエータ１０を示している。このアクチュエータ１０は、流体の供給を行うことで、図６（ａ）（ｂ）に示すように線材１６の他端１６ｂ側を一端１６ａ側へ引っ張る作動形態を実現したものであり、メンブレン（シート１３）により摺動するピストン１７を内蔵することで、線材１６が直接、シート１３に接触しないようにして、シート１３の劣化を抑制すると共に、線材１６をピストン１７でダイレクトに押し上げて、リニア的に且つダイレクトな作動特性を発揮できるようにしたことを特徴にしている。
【００３９】
図１、２等に示すように、アクチュエータ１０は、板状のベース部材１２に、第１部材１４および第２部材１５で構成されるブロック状のカバー部材１０ａを、シート１３を介在させて取り付ける共に、カバー部材１０ａの内部に空洞部１１を設け、その空洞部１１にピストン１７（摺動部材に相当）を摺動可能に収めた構成になっている。さらにアクチュエータ１０は、カバー部材１０ａの空洞部１１から外方へ貫通する貫通孔１８（図２（ｂ）参照）を形成すると共に、空洞部１１を横切り貫通孔１８を通過して外方へ抜ける線材１６を具備している。以下、アクチュエータ１０を構成する各部を詳説する。
【００４０】
なお、各図で示す内容の位置関係および方向等を明確にするため、各図には図１に示すＸ、Ｙ、Ｚ軸を基準軸として表している。Ｘ軸はベース部材１２の長辺方向に沿った方向の軸であり、以下、Ｙ軸はベース部材１２の短辺方向に沿った方向、Ｚ軸はベース部材１２の厚み方向に沿った方向（ピストン１７の摺動方向）の軸である。
【００４１】
先ず、図１に示すベース部材１２は、所要の剛性を有する合成樹脂製の部材であり、シート１４の配置側となる部材表面１２ａの周囲に計４箇所のネジ穴１２ｆを形成している。また、ベース部材１２は、部材表面１２ａの中央付近に、カバー部材１０ａの空洞部１１の内径と同等の寸法の直径を有する円状（三次元的には、短尺な円柱状）の凹部１２ｃを形成し、その凹部１２ｃの底面１２ｄの中央に流体の供給孔１２ｅを開口させている。この供給孔１２ｅは、ベース部材１２の裏面１２ｂまで貫通しており、ベース部材１２の裏面１２ｂの供給孔１２ｅの開口には、継ぎ手Ｔを介して流体供給用のホースＨを取り付けている（図２（ａ）（ｂ）参照）。
【００４２】
なお、ホースＨの図示していない他端部には、流体供給源が接続されることになる。この流体供給源には、流体の供給及び供給した流体の吸い込みを交互に行うシリンジタイプ（注射器タイプ）のものが好適であり、例えば、シリンジ内（注射器のシリンダ内）のピストンをモータ等で往復駆動させる制御が可能な流体供給源が、アクチュエータ１０に好適である。
【００４３】
また、シート１３は、ニトリルゴム等を材料としたシート材を用いており、引張り応力を受けると伸張して変形し、引張り応力を解放すると元の状態に収縮するような特性を有し、本実施形態では流体の供給に伴い膨張するように変形伸張することになる（図６（ａ）（ｂ）参照）。なお、シート１３は、ベース部材１２の表面に配置された場合、ベース部材１２の各ネジ穴１２ｆとそれぞれ連通する穴１３ａを周囲に設けている。
【００４４】
ブロック状のカバー部材１０の下層を構成する第１部材１４は、所要の剛性を確保した合成樹脂製の平板状部材であり、シート１３を挟んでベース部材１２に重ねられた場合にベース部材１２の凹部１２ｃと対向する箇所（供給孔１２ｅの開口に対向する箇所）に、円柱状のシリンダ穴１４ｃを形成している。このシリンダ穴１４ｃは、ピストン１７の外径ｄ（図５（ａ））より大きい内径Ｄ（Ｄ＞ｄ）で形成されており、（図３（ａ）参照）、ピストン１７をＺ軸方向へ摺動可能に収められるようにしている。
【００４５】
また、第１部材１４は、シリンダ穴１４ｃからＸ軸方向に沿って外方向へ延伸する溝部１４ｄを、第２部材１５との境界面となる表面１４ａに凹設している。この溝部１４ｄは、延伸方向に直交する向きの溝断面が半円状であると共に（図３（ｂ）参照）、溝断面の大きさは線材１６が通過できる寸法になっている。また、溝部１４ｄは、外方に表出する面１４ｅ側の端部１４ｇに、図４（ａ）（ｂ）に示すように、半円錐状のザグリを形成し、端部１４ｇの周縁にエッジ（角）が生じないようにしている。なお、第１部材１４の周囲にも、シート１３の穴１３ａと連通するボルトＢ用の穴１４ｆを形成している。
【００４６】
第１部材１４に積層される第２部材１５は、第１部材１４に比べて厚み寸法が大きい板状部材であり、所要の剛性を確保した合成樹脂製である。第２部材１５は、第１部材１４の表面１４ａへ積層した場合、第１部材１４のシリンダ穴１４ｃと対向する箇所に、下面１５ｂから窪んだ窪部１５ｃを形成している。窪部１５ｃは、シリンダ穴１４ｃと同等の内径Ｄで形成された円柱状の窪みであり、天側の部分は半球状に形成されている。
【００４７】
さらに、第２部材１５は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、第１部材１４に積層した状態で、第１部材１４の溝部１４ｄのピストン穴１４ｃ側の端部１４ｈと対向する裏面１５ｂの箇所に、なだらかな曲面状に切り欠いたテーパ部１５ｆを形成し、窪部１５ｃの端縁における溝部１４ｄとの対向箇所からエッジ（角）を無くしている。さらにまた、第２部材１５は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、第１部材１４に積層した状態で、第１部材１４の溝部１４ｄの外方側の端部１４ｇと対向する箇所にも、円錐状の切り欠いたザグリ部１５ｇを形成して、エッジ（角）が生じないようにしている。なお、第２部材１５も、第１部材１４へ積層した状態で、穴１４ｆと連通するボルトＢ用の穴１５ｅを形成すると共に、窪部１５ｃのＸ軸方向に沿った横方に、裏面１５ｂから表面１５ａへ貫通する線材用穴１５ｄを穿設している。
【００４８】
また、本実施形態の線材１６は、所定の引っ張り強度に耐え得ると共に、なだらかな表面を有した合成樹脂糸を用いている。なお、このような合成樹脂糸の他にも各種金属、各種合成樹脂、各種繊維で生成された所要の引っ張り強度を確保した糸を、本発明では用いることが可能である。
【００４９】
最後に、線材１６の押し上げを行うピストン１７について説明する。ピストン１７は、図１及び図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、円柱状の胴部１７ａ（ピストン１７の摺動方向でシート１３に押圧される側に相当。以下同様）の上に、半球状の頭部１７ｄ（ピストン１７の摺動方向で線材１６と接する側に相当。以下同様）が存在し、全体としては短尺な砲弾状になっている。ピストン１７の胴部１７ａの外径寸法（底面１７ｃの円の直径寸法に相当）はｄであり（図５（ａ）参照）、頭部１７の外径（半球の直径寸法に相当）と同寸法になっている。
【００５０】
また、ピストン１７は、頭部１７ａに溝１７ｄを凹設している。溝１７ｄは、頭部１７ｂの頂点を通過するように形成されており、線材１６が入り込めるように、第１部材１４の溝部１４ｄと同等の寸法になっている。また、溝１７ｄの溝底面１７ｅは、アクチュエータ１０の作動時に線材１６と接触して線材１６を押し上げる箇所になり、頭部１７ａの表面と同様の凸状曲面に形成して、線材１６に対してエッジ（角）が生じないようにしている。なお、溝１７が線材１６と接する箇所（本実施形態では溝底面１７ｅ）の曲面形状は、円弧的（円柱状の周面形状等も含む）な曲面、曲率が変化する曲面（放物線てきな曲面形状等も含む）などを適用できる。また、ピストン１７も合成樹脂で軽量に形成されている。
【００５１】
次に、図１、２等に基づいて、アクチュエータ１０の組立手順を説明する。先ず、ベース部材１２の部材表面１２ａへ供給孔１２ｅの開口を被うようにシート１３を配置し、そのシート１３の上に第１部材１４を配置する。それから、第１部材１４のシリンダ穴１４ｃ内にピストン１７を配置する。この状態で、第２部材１５において、線材用穴１５ｄに裏面１５ｂから表面１５ａまで線材１６の一端１６ａを挿通させて、一端１６ａを止め具Ｔ（図２（ａ）参照）で線材用穴１５ｄから抜け落ちないように固定してから、第２部材１５を第１部材１４の表面１４ａへ積層する。
【００５２】
第２部材１５を積層する際は、線材１６が窪部１５ｃおよびシリンダ穴１４ｃを横切って、シリンダ穴１４ｃ内に収められたピストン１７の溝１７ｄ内に入り込んで溝底面１７ｅに接触させると共に、第１部材１４の溝部１４ｄを通過して他端１６ｂが外方に位置するように布設した状態にして、第１部材１４の上に第２部材１５を重ね合わせる。そして、ボルトＢを第２部材１５の周囲に設けた穴１５ｄから挿入して、ベース部材１２の計４箇所のネジ穴１２ｆに螺合して締結することにより、シート１３を挟んだ状態で各部材１２、１４、１５を固定し、アクチュエータ１０を完成する。
【００５３】
完成したアクチュエータ１０は、第１部材１４および第２部材１５が一体となってカバー部材１０ａを形成し、カバー部材１０ａの内部には、第１部材１４のシリンダ穴１４ｃおよび第２部材１５の窪部１５ｃが組み合わされて空洞部１１（図２（ａ）（ｂ）参照）が形成されると共に、この空洞部１１からは、第１部材１４の溝部１４ｄが第２部材１５の裏面１５ｂで閉鎖されることで生じる貫通孔１８が外方へ向けて貫通している。また、貫通孔１８には、空洞部１１を横切る線材１６が通過することになり、線材１６の一端１６ａ側は、空洞部１１に表出しない部分では丁度、第１部材１４の表面１４ａと、第２部材１５の裏面１５ｂで挟持されてカバー部材１０ａに取り付けられた状態になっている。
【００５４】
このように、本実施形態のアクチュエータ１０は、カバー部材１０ａを、貫通孔１８を境目にして二分割される第１部材１４および第２部材１５の組合せにより形成するので、貫通孔１８の形成および空洞部１１の形成を容易にでき、さらには、ピストン１７の配置および線材１６の布設も容易に行うことができ、アクチュエータ１０の組み付け作業の効率化を図っている。次に、アクチュエータ１０の作動状況について説明する。
【００５５】
図６（ａ）は、図２（ｂ）に示す非作動状態のアクチュエータ１０から、作動を開始した状況を示している。アクチュエータ１０の作動は、ホースＨからアクチュエータへ向けて流体（例えば、空気）を供給することで開始し、供給された流体は供給孔１２ｅを抜けて凹部１２ｃ内に充満し、シート１３に流体圧がかかる。流体圧がかかった状態でシート１３は、空洞部１１の方へ伸張できるため、供給された流体により空洞部１１側へ膨張変形する。
【００５６】
シート１３が膨張変形することで、空洞部１１内でシート１３の上に位置していたピストン１７がシート１３に押圧され、ピストン１７は、空洞部１１内をＺ軸方向（深さ方向）に沿って（図６（ａ）中の白矢印方向）へ摺動する。なお、ピストン１７は、直径寸法がｄである円形の底面１７ｃでシート１３により押圧されるので、ピストン１７とシート１３とは面接触になり、線材１６を直接押し上げる場合に比べて、シート１３の表面に対する負担は低減されると共に、面接触でダイレクトにピストン１７を押し上げるため、シート１３の膨張に伴う力をリニア的に且つダイレクトにピストン１７へ伝えることができる。
【００５７】
このようにピストン１７が上方へ摺動すると、ピストン１７の溝１７ｄ内に入り込んでいる線材１６が押し上げられ、線材１６の一端１６ａ側はカバー部材１０ａに固定されているため、自由端であるカバー部材１０ａの外方に位置する他端１６ｂ側が一端１６ａ側へ引っ張れるようになる（図６（ａ）中の線材１６に対して示す矢印方向へ他端１６ｂが引っ張られる）。
【００５８】
図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す状態から更に流体の供給が進んだ状態を示しており、シート１３の更なる膨張（台形状に膨張）によりピストン１７が一段と空洞部１１の天側へ摺動し、ピストン１７に接触する線材１６がピストン一層押し上げられて、他端１６ｂ側が一端１６ａ側へと引っ張られている。このように、線材１６がピストン１７に押し上げられても、図３（ａ）に示すように、貫通孔１８の空洞部１１内に表出する孔端１８ａの孔縁１８ｂは、曲面状に切り欠いたテーパ部１５ｆになっているので、線材１６がエッジにより擦り切れるような事態も生じない。さらに、線材１６は、ピストン１７の所定の硬度を有する曲面で押し上げられるため、シート１３の押し上げ力が線材１６の食い込みにより分散することがなくなり、シート１３の押し上げ力を効率良く線材１６を引っ張る力に変換できる。しかも、押し上げられる線材１６はピストン１７の溝１７ｄに入り込んでいるため、押し上げられても線材１６がＹ軸方向へ位置ズレすることもなく、線材１６を引っ張ることができる。
【００５９】
よって、アクチュエータ１０を作動させると、線材１６の他端１６ｂ側をカバー部材１０ａの内部に引き込むように引っ張るため、他端１６ｂを、駆動させたい部材に取り付けることで、その部材をアクチュエータ１０の作動により駆動させることができる。
【００６０】
なお、図６（ｂ）の状態から、図２（ａ）の状態へ戻すには、アクチュエータ１０へ供給した流体をホースＨから外方へ排出することで行い、流体の排出に伴い、膨張していたシート１３は、収縮して図６（ａ）の状態から図２（ｂ）に示すフラットな状態へ変化し、それによりピストン１７もベース部材１２へ近づくように摺動して、線材１６の押し上げを解放する。このような流体の排出は、ホースＨの他端に接続した流体供給源で流体の吸い込み動作を行うことで実現できる。よって、流体供給源で流体の供給及び吸い込みを繰り返すと、線材１６の他端１６ｂ側が往復するように移動し、他端１６ｂに取り付ける対象を自由に動かすことができる。
【００６１】
アクチュエータ１０が駆動対象を作動させられる力（作動力）、即ち、線材１６の他端１６ｂを引っ張る力は、シート１３が膨張した容積に関係し、膨張した容積が大きいほど引張り力も大きくなる。そのため、大きい引張り力が必要な場合は、空洞部１１の内径寸法（図３（ａ）に示す内径Ｄ）およびピストン１７の外径寸法（図５（ａ）に示す外径ｄ）をともに大きくすることが好適であり、この場合は、線材１６とピストン１７との接触長さも長くなるので、線材１６の引っ張り長さも増大できる。
【００６２】
なお、上述したアクチュエータ１０において、供給する流体としては、気体（空気、希ガス等）を用いる以外に、液体（圧油のような作動液体）を用いることができ、この場合はベース部材１２、シート１３、及びホースＨ等には液体に耐え得る材質で作られたものを用いることが重要である。また、上述したアクチュエータ１０では、カバー部材１０ａを第１部材１４および第２部材１５の組合せで構成しているが、貫通孔１８の加工等を工夫することで、一体の部材でカバー部材１０ａを形成することも勿論可能である。さらに図１、２等に示すようにアクチュエータ１０は、第２部材１５の線材用穴１５ｄを穿設して線材１６の一端１６ａ側をカバー部材１０ａ（第２部材１５）に固定するようにしているが、第１部材１４、シート１３およびベース部材１２に線材用穴を穿設して、線材１６の一端１６ａをベース部材１２の裏面１２ｂまで通過させ、ベース部材１２の裏面１２ｂで上記と同様に一端１６ａ側を固定してもよい。
【００６３】
図７は、上述したアクチュエータ１０と同等の構成を有する第１アクチュエータ２０、第２アクチュエータ３０、及び第３アクチュエータ４０を直列的に端部同士で連結すると共に、連結方向で一端側に位置する第４アクチュエータ４０の端部に回動部材５０を連結した構成の駆動装置１９を示している。
【００６４】
駆動装置１９が具備する各アクチュエータ２０、３０、４０は、ベース部材２２、３２、４２にシート２３、３３、４３を介在させて、カバー部材２０ａ、３０ａ、４０ａを構成する第１部材２４、３４、４４および第２部材２５、３５、４５を取り付けている。なお、カバー部材２０ａ、３０ａ、４０ａの内部には、空洞部２１、３１、４１が形成されると共に、ピストン２７、３７、４７が摺動可能に収められており、空洞部２１、３１、４１をピストン２７、３７、４７に接触して横切る線材２６、３６、４６が外方へ延出し、各線材２６、３６、４６の他端が連結先の部材へ取り付けられている。
【００６５】
駆動装置１９は、各アクチュエータ２０〜４０を、それぞれ回動可能に連結しており、また、第３アクチュエータ４０と回動部材５０も回動可能に連結している。さらに、駆動装置１９は第１アクチュエータ２０に第１ホースＨ１、第２アクチュエータ３０に第２ホースＨ２、第３アクチュエータ４０に第３ホースＨ３をそれぞれ取り付けて、各アクチュエータ２０〜４０に流体を独立して供給できるようにしている。以下、駆動装置１９の各部を詳説する。
【００６６】
先ず、駆動装置１９の先端に位置する回動部材５０と第３アクチュエータ４０は、第３回動軸Ｒ３を中心に回動部材５０が回動できるように連結されている（図８（ｂ）、図９（ｂ）参照）。第３アクチュエータ４０は、ベース部材４２における回動部材５０との連結端をカバー部材４０ａより延出し、その延出した箇所の幅方向の中央に凹部４２ｇを形成し、一方、回動部材５０は第３アクチュエータ４０との連結端部に凸部５０ａを形成し、この凸部５０ａをベース部材４２の凹部４２ｇに嵌め合わせると共に、第３回動軸Ｒ３を貫通させて、第３アクチュエータ４０及び回動部材５０を回動可能に連結している。
【００６７】
また、回動部材５０は、第３回動軸Ｒ３から先端側へ所定の寸法だけ離れた箇所に貫通穴を穿設しており、裏面５０ｂに線材固定用のワッシャを付帯させたボルトＫを取り付け、第３アクチュエータ４０の線材４６の他端を、貫通穴を通過させてボルトＫにより回動部材５０の裏面５０ｂに取り付けている。
【００６８】
また、第３アクチュエータ４０と第２アクチュエータ３０との連結、及び第２アクチュエータ３０と第１アクチュエータ２０との連結は、上述した回動部材５０と第３アクチュエータ４０との連結と同等な構成にしている。
【００６９】
即ち、第３アクチュエータ４０は、ベース部材４２における第２アクチュエータ３０との連結端をカバー部材４０ａより延出し、その延出した箇所の幅方向の中央から凸部４２ｈを突設している。また、第２アクチュエータ３０は、ベース部材３２における第３アクチュエータ４０との連結端をカバー部材３０ａより延出し、その延出した箇所の幅方向の中央に凹部３２ｇを形成している。そして、第２アクチュエータ３０は、凹部３２ｇを第３アクチュエータ４０の凸部４２ｈに嵌め込み、第２回動軸Ｒ２を貫通させて両部材を回動可能に連結する。なお、第２アクチュエータ３０の線材３６の他端は、第３アクチュエータ４０の線材４６と同様に、第３アクチュエータ４０のベース部材４２に形成した貫通穴を通過させてボルトＫで取り付けている。
【００７０】
また、第２アクチュエータ３０は、ベース部材３２における第１アクチュエータ２０との連結端をカバー部材３０ａから延出し、その延出した箇所の幅方向の中央から凸部３２ｈを突設している。また、第１アクチュエータ２０は、ベース部材２２における第３アクチュエータ４０との連結端をカバー部材３０ａより延出し、その延出した箇所の幅方向の中央に凹部２２ｇを形成している。そして、第１アクチュエータ２０は、凹部２２ｇを第２アクチュエータ３０の凸部３２ｈに嵌め込み、第１回動軸Ｒ１を貫通させて両部材を回動可能に連結する。なお、第１アクチュエータ２０の線材２６の他端も、他の線材３６、４６と同様に、第２アクチュエータ３０のベース部材３２に形成した貫通穴を通過させてボルトＫで取り付けている。
【００７１】
次に、図８（ａ）〜（ｃ）および図９（ａ）（ｂ）に基づいて駆動装置１９の駆動状況を説明する。なお、図８（ａ）〜（ｃ）および図９（ａ）（ｂ）では、各アクチュエータ２０、３０、４０のシート２３、３３、４３の図示は省略している。まず、図８（ａ）は各アクチュエータ２０、３０、４０を作動させていない状態を示し、駆動装置１９は全体的に直線状の姿勢になっている。
【００７２】
図８（ｂ）は、第３アクチュエータ４０のみを作動させた状態を示している。この場合、第３ホースＨ３を通じて流体が供給されて第３アクチュエータ４０のシート４３が膨張変形し、それによりピストン４７が空洞部４１の天側へ摺動して線材４６を押し上げている。その結果、線材４６が第３アクチュエータ４０側へ引っ張られ、線材４６の他端が取り付けられている回動部材５０が第３回動軸Ｒ３を中心に回動する。
【００７３】
図８（ｃ）は、第２アクチュエータ３０のみを作動させた状態を示している。この場合、第２ホースＨ２を通じて流体が供給されて、第２アクチュエータ３０のシート３３が膨張変形し、線材３６を引っ張るので、線材３６の他端が取り付けられた第３アクチュエータ４０が第２回動軸Ｒ２を中心に回動する。なお、第３アクチュエータ４０の先端側に連結されている回動部材５０も第３アクチュエータ４０と直線状の姿勢を維持したまま、第３アクチュエータ４０と共に第２回動軸Ｒ２を中心に回動する。
【００７４】
図９（ａ）は、第１アクチュエータ２０のみを作動させた状態を示している。この場合、第１ホースＨ１を通じて流体が供給されて、第１アクチュエータ２０のシート２３が膨張変形し、線材２６を引っ張るので、線材２６の他端が取り付けられた第２アクチュエータ３０が第１回動軸Ｒ１を中心に回動する。なお、第２アクチュエータ３０より先端側に連結されている第３アクチュエータ４０および回動部材５０も、第２アクチュエータ３０に対してそれぞれ直線状の姿勢を維持したまま、第２アクチュエータ３０と共に第１回動軸Ｒ１を中心に回動する。
【００７５】
図９（ｂ）は、全アクチュエータ２０、３０、４０を同時に作動させた状態を示している。この場合、同時的に各ホースＨ１、Ｈ２、Ｈ３を通じて流体を供給して、各アクチュエータ２０、３０、４０のシート２３、３３、４３を膨張変形させて各線材２６、３６、４６を引っ張っている。それにより、第２アクチュエータ３０は第１回動軸Ｒ１を中心に回動し、第３アクチュエータ４０は第２回動軸Ｒ２を中心に回動し、回動部材５０は第３回動軸Ｒ３を中心に回動し、駆動装置１９は全体として丁度、人間の指を曲げたように大きく屈曲している。
【００７６】
なお、駆動装置１９では、第１アクチュエータ２０および第２アクチュエータ３０に流体を供給して作動を行うこと、第１アクチュエータ２０および第３アクチュエータ４０に流体を供給して作動を行うこと、並びに、第２アクチュエータ３０および第３アクチュエータ４０に流体を供給して作動を行うことも勿論可能であり、このように各アクチュエータ２０〜３０への流体の供給を適宜行うことで様々な屈曲形状へ変形するように駆動装置１９を駆動できる。また、各アクチュエータ２０〜４０への流体供給量を適宜制御することで屈曲程度も調整可能になる。よって、駆動装置１９へ流体の供給を行う装置には、各アクチュエータ２０〜４０への供給切替、供給量制御等を行える仕様にすることが好適である。
【００７７】
なお、駆動装置１９は、図７乃至図９に示す形態に限定されるものではなく、種々の変形例が存在し、例えば、アクチュエータの数を１個にした最小限の構成として、図７において第３アクチュエータ４０及び回動部材５０を回動可能に連結したものが考えられる。また、複数のアクチュエータを用いた構成としては、２個のアクチュエータを回動可能に直線状に連結したもの（図７で回動部材５０、第３アクチュエータ４０、および第２アクチュエータ３０を用いた構成）、４個以上のアクチュエータを回動可能に直線状に連結した構成も適用できる。
【００７８】
図１０（ａ）（ｂ）は、変形例の駆動装置１９′を示している。変形例の駆動装置１９′は、アクチュエータ４０′のカバー部材４０ａ′の一部を構成する第２部材４５′で、回動部材５０′（図７の回動部材５０に相当する部材）と連結していることが特徴である。即ち、第２部材４５′は、回動部材５０′との連結端側を、第１部材４４′より延出し、その延出した箇所に凹部（図７に示す凹部４２ｇと同等のもの）を設け、その凹部に回動部材５０′の凸部を嵌め込み、第３回動軸Ｒ３を貫通させて両部材を回動可能に連結している。さらに、第２部材４５′の回動部材５０′との連結側の箇所には、表面４５ａ′から裏面４５ｂ′へ抜ける挿通孔４５ｆ′を設け、線材１６′の他端１６ｂ′を、図７とは逆側の面（表面５０ｃ′）で回動部材５０′に取り付けている。
【００７９】
上述した駆動装置１９′に対して、ホースＨ３から流体を供給すると、図１０（ｂ）に示すように、シート４３′の膨張変形により、ピストン４７′が空洞部４１′内を摺動して、線材１６′の他端１６ｂ′側を一端１６ａ′側へ引っ張るので、回動部材５０′が第３回動軸Ｒ３を中心に回動することになる。このような変形例の駆動装置１９′は、図７に示す駆動装置１９に比べて、回動した際に屈曲した内側になる面（表面５０ｃ′、４５ａ′）をフラットにできると云うメリットがあり、屈曲させて回動部材５０′と第２部材４５′で何かを把持するような用途に最適となる。なお、図１０（ａ）（ｂ）では、回動部材５０′とアクチュエータ４０′との連結だけを示しているが、図１０（ａ）（ｂ）に示す連結構成は、他のアクチュエータ同士の連結にも適用可能である。
【００８０】
図１１は、上述した駆動装置１９と同等の構成を有する第１駆動装置６５、第２駆動装置６６、第３駆動装置６７、第４駆動装置６８、及び第５駆動装置６９を組み合わせて構成したハンド装置６０を示している。ハンド装置６０は、人間の手（左手）と同等な動きを実現できるように、第１駆動装置６５を親指として機能させるように配置し、以下、第２駆動装置６６を人差し指、第３駆動装置６７を中指、第４駆動装置６８を薬指、第５駆動装置６９を小指としてそれぞれ機能させるように配置している。
【００８１】
ハンド装置６０は、各駆動装置６５〜６９の根元側（駆動装置に含まれる各アクチュエータの連結方向の他端側に相当）に位置するアクチュエータのベース部材同士を結合し、掌部６１を一体的に形成している。掌部６１は全体が平板状であり一面６１ａに各駆動装置６５〜６９を構成する各部材等を取り付けている。
【００８２】
具体的に掌部６１は、親指の付け根に該当する箇所を、第１駆動装置６５の根元側のアクチュエータを構成するカバー部材６５ａ等を取り付ける第１取付部６１ｂにすると共に、第１取付部６１ｂから図１１中で上方となる箇所に切欠部６１ｃを形成して、第１駆動装置６５の作動範囲を確保している。また、掌部６１は、切欠部６１ｃから図１１中で上方となる上端縁を左側から順に第２取付部６１ｄ、第３取付部６１ｅ、第４取付部６１ｆ、及び第５取付部６１ｇにしている。なお、第２取付部６１ｄ〜第５取付部６１ｇは、微妙に高さを相異させると共に所定の間隔を開けている。
【００８３】
掌部６１は、第２取付部６１ｄに、第２駆動装置６６の根元側のアクチュエータを構成するカバー部材６６ａ等を取り付け、第３取付部６１ｅに、第３駆動装置６７の根元側のアクチュエータを構成するカバー部材６７ａ等を取り付け、第４取付部６１ｆに、第４駆動装置６８の根元側のアクチュエータを構成するカバー部材６８ａ等を取り付け、第５取付部６１ｇに第５駆動装置６９の根元側のアクチュエータを構成するカバー部材６９ａ等を取り付けて、ハンド装置６０を形成している。なお、ハンド装置６０は、各駆動装置６５〜６９に含まれるアクチュエータのそれぞれに独立して流体を供給するホース（図１１では図示せず）を指の背となる側に取り付けている。
【００８４】
完成したハンド装置６０は、流体が適宜供給されることにより、各駆動装置６５〜６９が図８（ａ）〜（ｃ）及び図９（ａ）（ｂ）等に示す姿勢になり、人間の手と同様な動きを実現できる。そのため、ハンド装置６０は、生産現場での人間による把持の代替、及び人間型ロボットのハンド部に適用できることに加えて、人間の指と同等の動きを確保した義手としても適用できる。なお、ハンド装置６０においても、各アクチュエータ等同士の連結箇所には、図１０（ａ）（ｂ）に示す変形例の連結構成を適用することも勿論可能である。
【００８５】
図１２（ａ）〜（ｃ）は、図１、２等に示すアクチュエータ１０の変形例に係るアクチュエータ７０を用いた駆動装置８０を示している。変形例のアクチュエータ７０は、第１線材７６−１及び第２線材７６−２を備えることが特徴である。
【００８６】
図１３（ａ）は変形例のアクチュエータ７０の第２部材７５を取り外して、第１部材７４を表出させた状態を示している。第１部材７４は、空洞部７１に応じたシリンダ穴７４ｃの両側から延伸する第１溝部７４ｄおよび第２溝部７４ｇを形成していることが特徴であり、第１溝部７４ｄ（図１３（ａ）中、左外方へ貫通する第１貫通孔７８−１に相当）に第１線材７６−１を通過させ、第２溝部７４ｇ（図１３（ａ）中、右外方へ貫通する第２貫通孔７８−２に相当）に第２線材７６−２を通過させている。
【００８７】
また、両線材７６−１、７６−２はピストン７７の溝７７ｄに入り込むと共に、第１線材７６−１の一端７６−１ａは図２（ａ）（ｂ）に示す構成と同等に第２部材７５に取り付けられている（図１２（ａ）参照）。また、第２部材７５は、図示していないが、第２線材７６−２を取り付けるための線材用穴を穿設しており、第２線材７６−２の一端７６−２ａも図２（ａ）（ｂ）と同等の方式で第２部材７５に取り付けられている（図１２（ａ）参照）。
【００８８】
変形例のアクチュエータ７０は、作動対象となる第１回動部材８１及び第２回動部材８２を回動可能に取り付けるために、図１２（ｂ）に示すようにベース部材７２の長手方向の左端部に第１凹部７２ａ及び右端部に第２凹部７２ｂをそれぞれ凹設している。その他の箇所について、アクチュエータ７０は、図１、２等に示すアクチュエータ１０と同等の構成にしており、ベース部材７２にシート７３を挟んで第１部材７４を取り付けている。
【００８９】
また、変形例のアクチュエータ７０を適用した駆動装置８０は、アクチュエータ７０のベース部材７２の一方の凹部７２ａ（第１貫通孔７８−１が外方向へ貫通する箇所に応じた端部に相当）に、第１回動部材８１の凸部８１ａを嵌め込んで第１回動軸Ｒ５を貫通させて第１回動部材８１を回動可能に連結すると共に、他方の凹部７２ｂ（第２貫通孔７８−２が外方向へ貫通する箇所に応じた端部に相当）には、第２回動部材８２の凸部８２ａを嵌め込んで第２回動軸Ｒ６を貫通させて第２回動部材８２を回動可能に連結している。また、駆動装置８０は図７に示す形態と同様に、第１線材７６−１の他端７６−１ｂを第１回動部材８１の裏面にボルト８１ｂで取り付けると共に、第２線材７６−２の他端７６−２ｂを第２回動部材８２の裏面にボルト８２ｂで取り付けている。
【００９０】
さらに、駆動装置８０は、図１２（ｂ）に示すように、ベース部材７２の凹部７２ａ及び第１回動部材８１の凸部８１ａによる連結箇所の両側を挟んで、ベース部材７２の裏面と第１回動部材８１の裏面を繋ぐ弾性部材８３ａ、８３ｂ（付勢手段に相当）を接着すると共に、他方も同様に凹部７２ｂ及び凸部８２ａによる連結箇所を挟んで弾性部材８３ｃ、８３ｄを接着している。各弾性部材８３ａ〜８３ｄは合成ゴムで形成されており、上記のように貼り付けられることで、アクチュエータ７０のベース部材７２に対して第１回動部材８１及び第２回動部材８２が直線的な姿勢になるように付勢される。なお、各弾性部材８３ａ〜８３ｄは、合成ゴム製の弾性部材の替わりに、天然ゴム、板バネ、引張りコイルバネ等からなる弾性部材を用いてもよい。また、これらの各種弾性部材（付勢手段）は、図７等に示す駆動装置１９の部材同士の連結箇所にも適用可能である。
【００９１】
上述した構成の駆動装置８０にホースＨを通じて流体を供給してアクチュエータ７０を作動させると、図１２（ｃ）に示すように、シート７３が膨張して第１線材７６−１を引き込むように引っ張るので、第１回動部材８１を第１回動軸Ｒ５を中心にして弾性部材８３ａ、８３ｂの付勢に抗して回動させる。それと同時に、アクチュエータ７０は、第２線材７６−２も引き込むように引っ張るので、第２回動部材８２を第２回動軸Ｒ６を中心にして弾性部材８３ｃ、８３ｄの付勢に抗して回動させる。
【００９２】
よって、駆動装置８０は、一つのアクチュエータ７０で第１回動部材８１及び第２回動部材８２を同時に回動可能にしており、シンプルな構成で複数の部材を作動させられる。しかも、アクチュエータ７０を作動させない状態では、各弾性部材８３ａ〜８３ｄの付勢力により各回動部材８１、８２は直線的な姿勢になるため、アクチュエータ７０の作動、非作動で各回動部材８１、８２の姿勢を明確に変化させることができ、駆動装置８０は生産現場におけるワークの把持等に対して好適に適用可能になる。
【００９３】
なお、駆動装置８０では、図１３（ａ）に示すように各線材７６−１、７６−２がピストン７７の同一の溝７７ｄに入り込むため、アクチュエータ７０の作動時には、両者が擦れることになる。これを避けるためには、図１３（ｂ）に示す頭部７７ｂ′に第１溝７７ｆ′および第２溝７７ｇ′を形成した変形例のピストン７７′を用いることが好適である。この場合、線材の引っ張り量を適正に確保するためには、両方の溝間隔Ｗ１を出来るだけ小さくして、頭部７７ｂ′の頂点近くを線材が通過できるようにすることが望ましい。
【００９４】
また、図１３（ｃ）は、変形例のピストン７７′を適用するための第１部材７４′の構成を示しており、第１部材７４′は、ピストン７７の各溝７７ｆ′、７７ｇ′に合わせて、長手方向の中心線からオフセットさせて第１溝部７４ｄ′（第１貫通孔７８−１′に相当）および第２溝部７４ｇ′（第２貫通孔７８−２′に相当）を形成している。なお各溝部７４ｄ′、７４ｇ′の間隔距離Ｗ２は、ピストン７７′の溝間隔Ｗ１と同等の寸法にしている。
【００９５】
第１部材７４′およびピストン７７′を用いた変形例のアクチュエータ７０′も、第１溝部７４ｄ′に第１線材７６−１′を通過させ、第２溝部７４ｇ′に第２線材７６−２′を通過させている。よって、変形例に係るアクチュエータ７０′を用いれば、各線材７６−１′、７６−２′が接触して擦れることもないため、線材の耐久性を長期にわたり維持できるメリットがある。
【００９６】
なお、図１２（ａ）〜（ｃ）に示す駆動装置８０においても、アクチュエータ７０と、各回動部材８１、８２の連結においては、図１０（ａ）（ｃ）に示す構成（アクチュエータの第２部材と回動部材を回動可能に連結する構成）を適用することが可能であり、この場合、屈曲する側の面が出っ張らない形態を実現できる。
【００９７】
図１４（ａ）（ｂ）は、図１、２等に示すアクチュエータ１０と同等の構成を持つ第１アクチュエータ１００及び第２アクチュエータ１１０を用いた駆動装置９０を示している。駆動装置９０は、各アクチュエータ１００、１１０の貫通孔１０８、１１８の貫通方向（図中のＸ軸方向に相当）と直交的な方向（図中のＺ軸方向）で各アクチュエータ１００、１１０同士が所要の隙間９１を隔てて対向するように配置され、ベース部材１０２、１１２の線材１０６、１１６の引出側の端部同士を結合した構成にしている。
【００９８】
また、ベース部材１０２、１１２の結合箇所９４には、多方向に回動できる連結ジョイント９６の一部を埋設し、連結ジョイント９６の結合箇所９４から突出している部分に、回動部材９５を取り付けている。回動部材９５には、各アクチュエータ１００、１１０の回動部材９５側に延出している線材１０６、１１６の他端を図７等に示す構成と同様に、一面９５ａ及び他面９５ｂにボルト９５ｃ、９５ｄでそれぞれ固定している。なお、回動部材９５に取り付けられる線材１０６、１１６は、回動部材９５が図中の矢印方向のいずれにも回動できるようにテンションを緩めにして、回動部材９５へ取り付けられている。また、駆動装置９０は、ベース部材１０２、１１２同士を対向させている隙間９１ａ内に第１ホースＨ１および第２ホースＨ２を配置している。
【００９９】
駆動装置９０の作動状況は以下の通りである。先ず、第１ホースＨ１を通じて第１アクチュエータ１００のみに流体の供給を行うと、シート１０３が膨張変形し、ピストン１０７が空洞部１０１内を摺動して線材１０６を押し上げ、線材１０６が回動部材９５を引っ張る。それにより、回動部材９５は図１４（ｂ）中に右矢印方向へ連結ジョイント９６を中心にして回動する。
【０１００】
上記のように回動部材９５が右方向に回動した状態で、第１ホースＨ１を通じて流体の吸い込みを行うと共に、第２ホースＨ２を通じて第２アクチュエータ１１０に流体の供給を行うと、第２アクチュエータ１１０のシート１１３が膨張変形し、ピストン１１７が空洞部１１１内を摺動して線材１１６を押し上げ、線材１１６が回動部材９５を引っ張る。それにより、回動部材９５は図１４（ｂ）中に左矢印方向へ連結ジョイント９６を中心にして回動する。
【０１０１】
この状態で、第２ホースＨ２を通じて流体の吸い込みを行うと共に、第１ホースＨ１を通じて第１アクチュエータ１１０に流体の供給を行うと、回動部材９５は再度、右方向に回動した状態となり、以降、各ホースＨ１、Ｈ２で流体の吸い込み及び供給を交互に切り替えることで、回動部材９５は左右に首を振るように回動する。よって、駆動装置９０は、図７等に示す駆動装置１９に比べて回動範囲（回動可能な角度範囲）を大きく確保でき、大きな回動範囲を必要とする用途に好適となる。なお、図１４（ａ）（ｂ）では２つのアクチュエータを対向的に配置して駆動装置９０を形成しているが、３個以上のアクチュエータを対向的に配置して駆動装置を形成、回動部材を更に多方向に回動させることも可能である。
【０１０２】
図１５（ａ）（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係るアクチュエータ１２０を示し、第２実施形態のアクチュエータ１２０は、図１、２等に示す第１実施形態のアクチュエータ１０と比較して、計３個の空洞部（第１空洞部１２１１〜第３空洞部１２１３）を設け、各空洞部内のそれぞれにピストン（第１ピストン１２７１〜第３ピストン１２７３）を摺動可能に収めて、各空洞部１２１１〜１２１３を連続的に横断するように線材１２６を配置したことが特徴になっている。
【０１０３】
具体的にアクチュエータ１２０は、ベース部材１２２に間隔を空けて直線状に計３個の供給孔（第１供給孔１２２１〜第３供給孔１２２３）を穿設し、下面側には各供給孔へ継ぎ手を介してホース（第１ホースＨ１〜第３ホースＨ３）を接続している。また、アクチュエータ１２０は、第１部材１２４および第２部材１２５から構成されるカバー部材１２０ａに、各供給孔１２２１〜１２２３の開口に対向した箇所に空洞部（第１空洞部１２１１〜第３空洞部１２１３）設けている。
【０１０４】
カバー部材１２０ａは、第１実施形態のアクチュエータ１０と同様に第１空洞部１２１１から外方へ向けて貫通孔１２８を形成している。一方、第２実施形態のアクチュエータ１２０は、第１空洞部１２１１と第２空洞部１２１２とを連通する第１連通孔１２９ａをカバー部材１２０ａに形成すると共に、第２空洞部１２１２と第３空洞部１２１３とを連通する第２連通孔１２９ｂをカバー部材１２０ａに形成している。なお、各連通孔１２９ａ、１２９ｂは、第１部材１２４の表面に、貫通孔１２８に相当する溝部１２４ｄと同様な溝部を設けることで形成されていると共に、各連通孔１２９ａ、１２９ｂの両端部の孔縁は、図３（ａ）（ｂ）に示す内容と同様に、なだらかな曲面のテーパ状に形成されて、線材１２６が擦り切れないようにしている。
【０１０５】
また、アクチュエータ１２０は、各空洞部（第１供給孔１２２１〜第３供給孔１２２３）内にピストン（第１ピストン１２７１〜第３ピストン１２７３）を収め、第３空洞部１２１３から第２連通孔１２９ｂ、第２空洞部１２１２、第１連通孔１２９ａ、第１空洞部１２１１、貫通孔１２８を順に通過して他端１２６ｂが外方へ抜け出るように線材１２６を配置し、線材１２６の一端１２６ａはカバー部材１２０ａに固定している。なお、第２実施形態のアクチュエータ１２０は、上述した箇所以外は図１、２等に示す第１実施形態のアクチュエータ１０と基本的に同等の構成になっているので、他の箇所の説明は省略する。
【０１０６】
第２実施形態のアクチュエータ１２０において、全ホースＨ１〜Ｈ３を通じて同時的に流体の供給を行うと、各空洞部（第１空洞部１２１１〜第３空洞部１２１３）に対応する３箇所でシート１２３が伸張して膨張変形する。このように膨張するシート１２３の押圧により各ピストン（第１ピストン１２７１〜第３ピストン１２７３）が摺動して線材１２６をそれぞれ押し上げる。そのため、第２実施形態のアクチュエータ１２０は、線材１２６の他端１２６ｂ側を一端１２６ａ側へ引っ張る量および引っ張る力を、同一サイズのピストン１７を有する第１実施形態のアクチュエータ１０と単純的に比較すれば約３倍にできる。従って、第２実施形態のアクチュエータ１２０は、コンパクトな構成で、駆動対象の作動量および作動力を増大させたい時などに好適である。
【０１０７】
また、各ホースＨ１〜Ｈ３による流体供給を同時的に行うのではなく、３本のホースＨ１〜Ｈ３の中でいずれか１本又はいずれか２本だけで流体供給を行えば、線材１６６を持ち上げられるピストンも１個または２個になり、線材１６６の引込量も細かく制御可能になる。そのため、流体を供給するホースを段階的に増加させれば、線材１６６の引込量を段階的に増やすことなども可能であり、駆動対象の作動量を切り替えたい時などに第２実施形態のアクチュエータ１２０は好適となる。
【０１０８】
図１６（ａ）は、第２実施形態における変形例の一パターンのアクチュエータ１３０を示している。アクチュエータ１３０は、カバー部材１３０ａに計６個の空洞部（第１空洞部１３１１〜第６空洞部１３１６）を２列の直線状に設けると共に、各空洞部内のそれぞれにピストン（第１ピストン１３７１〜第６ピストン１３７６）を収めている。さらに、アクチュエータ１３０は、一列目の空洞部（第１空洞部１３１１〜第３空洞部１３１３）には、図中の左側へ延出するように第１線材１３６１を配置し、二列目の空洞部（第４空洞部１３１４〜第３空洞部１３１６）には、図中の右側へ延出するように第２線材１３６２を配置している。
【０１０９】
各空洞部内のピストン（第１ピストン１３７１〜第６ピストン１３７６）を押し上げるように、流体を供給すると、アクチュエータ１３０は、第１線材１３６１を右方向へ引き込むように引っ張ると共に、第２線材１３６２を左方向に同時に引き込むように引っ張ることができる。そのため、変形例のアクチュエータ１３０は、図１２（ａ）〜（ｃ）に示す構成の駆動装置８０などのように、アクチュエータの両側に回動部材を連結し、各回動部材の引っ張り量および引っ張り力を増大させたいときに好適となる。なお、図１６（ａ）に示す各空洞部１３１１〜１３１６および各ピストン１３７１〜１３７６の個数は一例であり、これらの個数は用途に応じて適宜増減できる（以下の他の変形例でも同様）。
【０１１０】
図１６（ｂ）は、変形例の他パターンのアクチュエータ１４０を示している。このアクチュエータ１４０は、図１６（ａ）のアクチュエータ１３０と同様に、計６個の空洞部（第１空洞部１４１１〜第６空洞部１４１６）をカバー部材１４０ａに設けて、それぞれにピストン（第１ピストン１４７１〜第６ピストン１４７６）を収めるが、第１線材１４６１および第２線材１４６２を共に同方向（図１６（ｂ）の左方向）へ引き出していることが、図１６（ａ）のアクチュエータ１３０と相違している。そのため、アクチュエータ１４０は、一つの駆動対象を２本の線材１４６１、１４６２で同時的に大きい力で且つ大きいストロークで引っ張る場合に好適となる。
【０１１１】
また、図１６（ｃ）は、更に別の変形例のパターンであるアクチュエータ１５０を示しており、アクチュエータ１５０は、図１６（ａ）に示す構成と同様に計６個の空洞部（第１空洞部１５１１〜第６空洞部１５１６）をカバー部材１５０ａに設けているが、丁度、図１３（ｃ）に示す構成と同様に、一列目の空洞部１５１１〜１５１３に対して、二本の線材（第１線材１５６１、第２線材１５６２）をそれぞれ左右反対側に引き出せるように、貫通孔および連通孔を設けている。同様に、アクチュエータ１５０は、二列目の空洞部１５１４〜１５１６に対して、二本の線材（第３線材１５６３、第４線材１５６４）をそれぞれ左右反対側に引き出せるように、貫通孔および連通孔を設けている。なお、アクチュエータ１５０は、各空洞部１５１１〜１５１６に収めるピストン１５７１〜１５７６には、図１３（ｂ）に示すピストン７７′と同様に２本の溝を有するタイプを用いている。
【０１１２】
このアクチュエータ１５０は、左右両側に駆動対象が存在し、両側の駆動対象を大きい力で且つ大きいストロークで駆動させる必要がある場合などに好適となる。なお、アクチュエータ１５０の構成は、第１線材１５６１と第２線材１５６２、および第３線材１５６３と第４線材１５６４をそれぞれ平行的に配置する以外に、図１３（ａ）に示す構成のように、第１線材１５６１と第２線材１５６２を同一直線上に配置すると共に、第３線材１５６３と第４線材１５６４を同一直線上に配置し、図５（ａ）〜（ｃ）に示す一つの溝を有するピストンを用いて、各線材１５６１〜１５６４を引っ張ることも可能であり、この場合は、各線材１５６１〜１５６４がピストンの頂点を通過するため、一段とストローク量を増大させることを簡易な構造で実現できるメリットがある。
【０１１３】
図１７（ａ）は、別の変形例に係るパターンのアクチュエータ１６０を示している。アクチュエータ１６０は、十字状に計五個の空洞部（第１空洞部１６１１〜第５空洞部１６１５）設け、それぞれにピストン（第１ピストン１６７１〜第５ピストン１６７５）を収めている。中央に位置する第２ピストン１６７２以外のピストンは、図５（ａ）〜（ｃ）に示す構造であるが、第２ピストン１６７２は、相違する構造になっている。
【０１１４】
図１７（ｂ）（ｃ）は、第２ピストン１６７２を示しており、第２ピストン１６７２は、十字に交わる第１溝部１６７２ａおよび第２溝部１６７２ｂを形成している。第１溝部１６７２ａは、ピストン頂点からの溝深さをＬ１にする一方、第２溝部１６７２ｂは溝深さをＬ１より深いＬ２（Ｌ２＞Ｌ１）にしている。このようにすることで、第２空洞部１６１２で交差する第１線材１６６１および第２線材１６６２が共に接触することを防いでいる。
【０１１５】
また、アクチュエータ１６０は、十字状に配置された各空洞部に合わせて連通孔および貫通孔を形成し、それら連通孔および貫通孔を通過するように第１線材１６６１および第２線材１６６２を配置している。各ピストン（第１ピストン１６７１〜第５ピストン１６７５）が摺動するようにアクチュエータ１６０へ流体の供給を行うと、第１線材１６６１は図１７（ａ）中の右方向へ引っ張られ、第２線材１６６２は図１７（ａ）中の下方へ引っ張られる。そのため、図１７（ａ）のアクチュエータ１６０は、直交する方向に駆動対象が存在する場合に好適となる。なお、図１７（ａ）のアクチュエータ１６０の構造を簡略化する場合は、中央の第２空洞部１６１２および第２ピストン１６７２を省略して、連通孔に置き換えることも可能である。
【０１１６】
上述した第２実施形態に係る各種アクチュエータ１２０〜１６０は、図７乃至図１０に示す駆動装置１９、１９′、図１１に示すハンド装置６０、図１２（ａ）〜（ｃ）に示す駆動装置８０、図１４（ａ）（ｂ）に示す駆動装置９０等の駆動源として適用することが可能である。第２実施形態に係る各種アクチュエータ１２０〜１６０を適用することで、駆動装置の駆動力および駆動ストロークを増大することができる。
【０１１７】
図１８（ａ）は、本発明の第３実施形態に係るアクチュエータ１７０を示している。アクチュエータ１７０は、図１８（ｂ）に示すように、溝１７７ｄを設けた半球状の頭部１７７ｂの最大外径寸法ｄ２（摺動方向と直交する方向の寸法）が円柱状の胴部１７７ａの外径寸法ｄ１に比べて大きい形状のピストン１７７を用いていることが特徴である。また、アクチュエータ１７０は、このピストン１７７の形状に合わせて、空洞部１７１を形成しており、第１部材１７４に設けるシリンダ穴１７４ｃの内径寸法Ｄ１を第２部材１７５に設ける窪部１７５ｃの内径寸法Ｄ２より小さくしている。
【０１１８】
また、空洞部１７１の下部分１７１ａ（ピストン穴１７４ｃに相当する部分）を形成するシリンダ穴１７４ｃは、ピストン１７７の胴部１７７ａが摺動できる寸法になっており、詳しくは内径寸法Ｄ１を外径寸法ｄ１より大きくすると共に、ピストン１７７の胴部１７７ａの高さ寸法ｈ１に応じた穴深さを有している。また、空洞部１７１の上部分１７１ｂ（窪部１７５ｃに相当する部分）は、ピストン１７７の頭部１７７ｂが収まり且つピストン１７７が自由に摺動できる形状（頭部１７７ｂが干渉しない形状）にしている。なお、アクチュエータ１７０のその他の構造は、第１実施形態のアクチュエータ１０と同等であり、ベース部材１７２とカバー部材１７０ａで、シート１７３を挟持すると共に、一端１７６ａをカバー部材１７０ａに取り付けた線材１７６を、貫通孔１７８を通じて外方へ引き出した構成にしている。
【０１１９】
第３実施形態のアクチュエータ１７０は、ピストン１７０の頭部１７７ｂが胴部１７７ａより大きいため、線材１７６の引っ張り量をアップできると云うメリットがある。例えば、図１、２等に示す第１実施形態のアクチュエータ１０と、図１８（ａ）のアクチュエータ１７０を比較した場合、それぞれの空洞部１１、１７１の下方を形成するピストン穴１４ｃ、１７４ｃの内径寸法Ｄ（図３（ａ）参照）、Ｄ１が同じで且つ、第１部材１４、１７４の厚みも同じとすれば、第３実施形態のピストン１７７は頭部１７７ｂが大きいため、線材１７６との接触長さが第１実施形態のピストン１７に比べて長くなる。そのため、両方のアクチュエータ１０、１７０へ同量の流体を供給したとすれば、両ピストン１７、１７７の摺動量は同じだが、第３実施形態のピストン１７７は、頭部１７７ｂと接触する線材１７６の距離が第１実施形態に比べて長い分だけ、長い距離範囲で線材１７６が押し上げられることになる。
【０１２０】
その結果、同一量の流体を供給しても、第３実施形態のアクチュエータ１７０は、線材１７６の他端１７６ｂ側を一端１７６ａ側へ第１実施形態より長い距離で引っ張ることができると云うメリットが生じる。
【０１２１】
なお、第３実施形態のアクチュエータ１７０の構造は、第２実施形態で示した各種アクチュエータ１２０〜１６０の形態に利用することも可能であり、これらの第３実施形態に係る各種アクチュエータは、図７乃至図１０に示す駆動装置１９、１９′、図１１に示すハンド装置６０、図１２（ａ）〜（ｃ）に示す駆動装置８０、図１４（ａ）（ｂ）に示す駆動装置９０等の駆動源として適用することも勿論可能である。
【０１２２】
図１９（ａ）は、本発明の第４実施形態に係るアクチュエータ１８０を示している。アクチュエータ１８０は、図１９（ｂ）に示すように、溝１８７ｄを設けた半球状の頭部１８７ｂの最大外径寸法ｄ４（摺動方向と直交する方向の寸法に相当）が円柱状の胴部１８７ａの外径寸法ｄ３に比べて小さい（ｄ３＞ｄ４）形状のピストン１８７を用いていることが特徴であり、空洞部１８１は、図１９（ｃ）に示すように、第１実施形態と同等の形状にして、第１部材１８４に設けるシリンダ穴１８４ｃ（空洞部１８１の下部分１８１ａに相当）の内径寸法Ｄ３も、ピストン１８７が摺動できる寸法関係（Ｄ３＞ｄ３）にしている。なお、第２部材１８５に設ける窪部１８５ｃ（空洞部１８１の上部分１８１ｂに相当）は、第１実施形態と同様の形状にしている。
【０１２３】
また、アクチュエータ１８０のその他の構造も、第１実施形態のアクチュエータ１０と同等であり、ベース部材１８２とカバー部材１８０ａで、シート１８３を挟持すると共に、一端１８６ａをカバー部材１８０ａに取り付けた線材１８６を、貫通孔１８８を通じて外方へ引き出した構成にしている。
【０１２４】
第４実施形態のアクチュエータ１８０は、ピストン１８０の頭部１８７ｂが胴部１８７ａより小さいため、線材１８６の引っ張り量が短くなり、線材１８６の引っ張り量を細かく制御できると云うメリットがある。例えば、図１、２等に示す第１実施形態のアクチュエータ１０と、図１９（ａ）のアクチュエータ１８０を比較した場合、それぞれの空洞部１１、１８１の下方を形成するピストン穴１４ｃ、１８４ｃの内径寸法Ｄ（図３（ａ）参照）、Ｄ３が同じで且つ第１部材１４、１８４の厚みが同じとすれば、第４実施形態のピストン１８７は頭部１８７ｂが小さいため、線材１８６との接触距離が第１実施形態のピストン１７に比べて短くなる。そのため、両方のアクチュエータ１０、１８０へ同量の流体を供給しても、両ピストン１７、１８７の摺動量は同じになるが、第４実施形態のピストン１８７は、頭部１８７ｂと接触する線材１８６の距離が第１実施形態に比べて短い分だけ、短い距離範囲で線材１７６が押し上げられることになる。
【０１２５】
その結果、同一量の流体を供給しても、第４実施形態のアクチュエータ１８０は、線材１８６の他端１８６ｂ側を一端１８６ａ側へ第１実施形態より短い距離で引っ張ることになる。このことは、線材１８６の引っ張り量を制御すると云う観点で考えると、制御に関する分解能が向上することになる。そのため、第１実施形態のアクチュエータ１０に比べて、供給する流体の量に応じて、線材１８６の引っ張り量を細かく制御しやすくなると云うメリットが生じる。
【０１２６】
なお、第４実施形態のアクチュエータ１８０の構造は、第２実施形態で示した各種アクチュエータ１２０〜１６０の形態に利用することも可能であり、これらの第４実施形態に係る各種アクチュエータは、図７乃至図１０に示す駆動装置１９、１９′、図１１に示すハンド装置６０、図１２（ａ）〜（ｃ）に示す駆動装置８０、図１４（ａ）（ｂ）に示す駆動装置９０等の駆動源として適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るアクチュエータの分解斜視図である。
【図２】（ａ）は流体を供給していない状態を示すアクチュエータの正面図、（ｂ）はアクチュエータの断面図である。
【図３】（ａ）は空洞部および貫通孔の詳細を示す断面図、（ｂ）は異なる方向からの空洞部および貫通孔の詳細を示す断面図である。
【図４】（ａ）は貫通孔の外方端部付近を示す断面図、（ｂ）は貫通孔の孔縁を外方から示した概略図である。
【図５】（ａ）はピストンの正面図、（ｂ）はピストンの平面図、（ｃ）はピストンの断面図である。
【図６】（ａ）は作動を開始した状態のアクチュエータの断面図、（ｂ）は作動が進行した状態を示すアクチュエータの断面図である。
【図７】第１実施形態に係るアクチュエータを連結した構成の駆動装置を示す斜視図である。
【図８】（ａ）は各アクチュエータを作動させていない状態の駆動装置の姿勢を示す正面図、（ｂ）は第３アクチュエータを作動させた状態を示す正面図、（ｃ）は第２アクチュエータを作動させた状態を示す正面図である。
【図９】（ａ）は第１アクチュエータを作動させた状態を示す駆動装置の正面図、（ｂ）は全アクチュエータを作動させた状態を示す正面図である。
【図１０】（ａ）は変形例の駆動装置の要部を示す概略図、（ｂ）は変形例の駆動装置の作動状態を示す要部概略図である。
【図１１】計５個の駆動装置を組み合わせて構成したハンド装置の平面図である。
【図１２】第１実施形態に係る変形例のアクチュエータを用いた駆動装置であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は作動状態を示す正面図である。
【図１３】（ａ）は変形例に係るアクチュエータの第２部材を取り外した状態を示す平面図、（ｂ）は別の変形例のアクチュエータに用いられるピストンの正面図、（ｃ）は別の変形例に係るアクチュエータの第２部材を取り外した状態を示す平面図である。
【図１４】２個のアクチュエータを対向的に配置した駆動装置の一例であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。
【図１５】本発明の第２実施形態に係るアクチュエータであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図１６】（ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態の変形例に係る各種パターンのアクチュエータを示す平面図である。
【図１７】（ａ）は第２実施形態の別の変形例に係るパターンのアクチュエータを示す平面図、（ｂ）は（ａ）のアクチュエータに用いられるピストンの平面図、（ｃ）は（ａ）のアクチュエータに用いられるピストンの正面図である。
【図１８】（ａ）は本発明の第３実施形態に係るアクチュエータの断面図、（ｂ）は（ａ）のアクチュエータに用いられるピストンの側面図、（ｃ）は（ａ）のアクチュエータの空洞部付近の断面図である。
【図１９】（ａ）は本発明の第４実施形態に係るアクチュエータの断面図、（ｂ）は（ａ）のアクチュエータに用いられるピストンの側面図、（ｃ）は（ａ）のアクチュエータの空洞部付近の断面図である。
【図２０】メンブレン方式のアクチュエータを示す斜視図である。
【図２１】（ａ）〜（ｃ）は、メンブレン方式のアクチュエータの作動状況を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１０、１２０、１７０、１８０  アクチュエータ
１０ａ、１２０ａ、１７０ａ、１８０ａ  カバー部材
１１、１７１、１８１、１２１１〜１２１３  空洞部
１２、１２２、１７２、１８２  ベース部材
１３、１２３、１７３、１８３  シート
１４、１２４、１７４、１８４  第１部材
１５、１２５、１７５、１８５  第２部材
１６、１２６、１７６、１８６  線材
１６ａ、１２６ａ、１７６ａ、１８６ａ  （線材の）一端
１６ｂ、１２６ｂ、１７６ｂ、１８６ｂ  （線材の）他端
１７、１７７、１８７、１２７１〜１２７３  ピストン
１７ｄ、１７７ｄ、１８７ｄ  （ピストンの）溝
１８、１２８、１７８、１８８  貫通孔
１９、８０、９０  駆動装置
５０、８１、８２、９５  回動部材
６０  ハンド装置
１２９ａ、１２９ｂ  連通孔
【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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