(57)【要約】キャリア構造体と、キャリア構造体と一体化された及び／又はキャリア構造体に取り付けられた形状記憶材料と、加熱要素に近接している形状記憶材料の形状を少なくとも局所的に変化させる形状記憶材料に近接している少なくとも１つの加熱要素と、を有する圧力アクチュエータについて開示している。特定の実施形態においては、圧力アクチュエータは、形状記憶材料とは別個の少なくとも１つの加熱要素を有し、それらの少なくとも１つの加熱要素は、形状記憶材料におおいて局所的に温度を変えるようになっている。
2010500895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア構造体；
該キャリア構造体と一体化された及び／又は前記キャリア構造体に取り付けられた形状記憶材料；並びに
前記加熱要素に近接している前記形状記憶材料の形状を少なくとも局所的に変化させる前記形状記憶材料に近接している少なくとも１つの加熱要素；
を有する圧力アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載の圧力アクチュエータであって、前記少なくとも１つの加熱要素及び前記形状記憶材料が別個に備えられている、圧力アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の圧力アクチュエータであって、前記少なくとも１つの加熱要素は、前記形状記憶材料における温度を局所的に変化させる、圧力アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記少なくとも１つの加熱要素は、複数の加熱要素のアクティブマトリクス駆動アレイを有する、圧力アクチュエータ。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記少なくとも１つの加熱要素は複数の薄膜加熱要素を有する、圧力アクチュエータ。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記形状記憶材料は、使用中に、圧力が前記形状記憶材料により制御方向に加えられるようになっている、圧力アクチュエータ。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記形状記憶材料は、使用中に、前記圧力が前記圧力アクチュエータの表面に対して略垂直な方向に加えられるようになっている、圧力アクチュエータ。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記形状記憶材料は、使用中に、圧力が前記圧力アクチュエータの表面から少なくとも遠いところで、好適には、前記表面に対して略垂直に、加えられるようになっていて、前記表面は、前記圧力アクチュエータの使用中に前記体に接触している、圧力アクチュエータ。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記形状記憶材料及び／又は前記少なくとも１つの加熱要素に近接している少なくとも１つの温度センサを有する、圧力アクチュエータ。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記少なくとも１つの温度センサは複数の温度センサのアレイを有する、圧力アクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記体に対して又は前記体に近接して適用される前記圧力アクチュエータは、使用中に、少なくとも内部表面を有し、前記内部表面と前記形状記憶材料との間に、熱的分離部が備えられている、圧力アクチュエータ。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記形状記憶材料及び／又は前記加熱要素を駆動するように制御回路を有する、圧力アクチュエータ。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記制御回路は、位置、方向及び／又は時間の関数として前記圧力アクチュエータに沿って圧力パターンを生成する、圧力アクチュエータ。
【請求項１４】
請求項１３又は１４に記載の圧力アクチュエータであって、前記制御回路に入力を与えるように測定装置を備えている、圧力アクチュエータ。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記少なくとも１つの加熱要素及び／又は前記形状記憶材料に近接して、少なくとも１つの冷却装置を有する、圧力アクチュエータ。
【請求項１６】
請求項１乃至１５の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記少なくとも１つの加熱要素と前記形状記憶材料との間、及び／又は前記少なくとも１つの冷却要素と前記形状記憶材料との間に、熱伝導体を有する、圧力アクチュエータ。
【請求項１７】
請求項１乃至１６の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記形状記憶材料は少なくとも１つの加熱要素を有する、圧力アクチュエータ。
【請求項１８】
請求項１乃至１７の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記キャリア構造体は少なくとも部分的にフレキシブルである、圧力アクチュエータ。
【請求項１９】
請求項１乃至１８の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記キャリア構造体はＳＭＭ及び／又は前記少なくとも１つの加熱要素である、圧力アクチュエータ。
【請求項２０】
請求項１乃至１９の何れか一項に記載の圧力アクチュエータを有する衣類及び／又は着衣である。
【請求項２１】
人間の体又は動物の体に圧力を加える方法であって、前記圧力を形状記憶材料により加える圧力アクチュエータを有する、方法であり、前記圧力アクチュエータは少なくとも一部がフレキシブルであり、前記体に加えられる圧力は、回路により、少なくとも位置的に及び／又は時間的に制御される、方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法であって、前記圧力は、前記アクチュエータの前記圧力が加えられる表面から離れたところに加えられる、方法。
【請求項２３】
人間の体又は動物の体に圧力を加える方法であって、前記圧力を、形状記憶材料を介して前記体に加える、方法であり、前記形状記憶材料は、前記形状記憶材料が、略パターンに従って、局所的に変化するように、前記形状記憶材料の表面に沿った前記パターンにおいて前記形状記憶材料が加熱される、方法。
【請求項２４】
体に圧力を加えるように装置における形状記憶材料を用いる方法であって、前記形状記憶材料は、前記体の少なくともある方向において、好適には、前記体に対して略垂直方向に、局所的に形状が変化する、方法。
【請求項２５】
回路により複数の加熱要素及び／又は該複数の加熱要素の群を個別に駆動するコンピュータプログラムであって、前記加熱要素は、人間の体又は動物の体に圧力を加えるように形状記憶材料を少なくとも部分的に加熱し、前記コンピュータプログラムは、少なくとも位置的に及び／又は時間的に、前記加熱要素の前記駆動により前記形状記憶材料の局所的な形状変化を制御する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧力アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
特定の治療処置及び／又は化粧処理について、体の特定の位置に圧力を加えることは有利である。しかしながら、用いられる共通圧力衣料は、治療処置及び／又は化粧処理を適切に容易化することはできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、治療処置及び／又は化粧処理を容易化する手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明がキャリア構造体を備えた圧力アクチュエータと、キャリア構造体と一体化された及び／又はキャリア構造体に取り付けられた形状記憶材料と、加熱要素に近接している形状記憶材料の形状を少なくとも局所的に変化させる形状記憶材料の形状に近接する少なくとも１つの加熱要素と、を有する本発明の上記の目的及び他の目的は、個別に又は組み合わせて達成されることが可能である。
【０００５】
本発明により、形状記憶材料の形状を変えることが可能であり、形状記憶材料（それ故、圧力アクチュエータ）の形状変化は、対応する加熱要素に近接する形状メモリ材料に限定され、それ故、局所的な形状変化がもたらされる。従って、体に適用される圧力は局所的に制御されることが可能であり、それにより、治療処置及び／又は化粧処理が容易化される。特定の実施形態においては、形状記憶材料とは別個の加熱要素を用いることにより、例えば、動的制御圧力アクチュエータを備えることにより、アクティブマトリクスアドレッシング及び／又は制御回路により、複数の加熱要素を個別に制御することにより、局所的圧力を有利に制御することが可能である。
【０００６】
更に、前記目的は、前記圧力を加える圧力アクチュエータを有する、人間の体又は動物の体に圧力を加える方法により、好適には、形状記憶材料により、個別に又は組み合わされて達成することができ、圧力アクチュエータは、少なくとも一部がフレキシブルであり、体に適用される圧力は、回路により少なくとも位置的に及び／又は時間的制御可能である。
【０００７】
また、前記目的は、人間の体又は動物の体に圧力を加える方法により個別に又は組み合わされて達成されることが可能であり、圧力は形状記憶材料により前記体に加えられ、形状記憶材料は、略前記パターンに従って、形状記憶材料の形状が局所的に変化するように、表面に沿ったパターンにおいて加熱される。
【０００８】
更に、前記目的は、体に圧力を加える装置における形状記憶材料を使用することにより個別に又は組み合わされて達成されることが可能であり、形状記憶材料は、少なくとも体のある方向において、好適には、体に対して略垂直方向に、形状を局所的に変化させる。
【０００９】
また、前記目的は、回路により加熱要素及び／又は加熱要素の群を個別に駆動させるコンピュータプログラムプロダクトにより個別に又は組み合わされて達成されることが可能であり、加熱要素は、人間の体又は動物の体に圧力を加える形状記憶材料を少なくとも局所的に加熱し、コンピュータプログラムプロダクトは、少なくとも位置的に及び／又は時間的に、前記加熱要素の前記駆動により前記記憶材料の局所的な形状変化を制御する。
【００１０】
本発明を明確にするように、以下、本願の実施形態について、図を参照して更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】圧力アクチュエータの側方断面図である。
【図２】一方向形状記憶材料の例示としての実施例を示す図である。
【図３】双方向形状記憶材料の作用の例示としての実施例を示す図である。
【図４】温度の関数として形状記憶合金の形状変化の経路を示す図である。
【図５Ａ】形状記憶材料のワイヤを実施する方法の実施形態の斜視図である。
【図５Ｂ】形状記憶材料のワイヤを実施する方法の実施形態の斜視図である。
【図６】キャリア構造体において縫った形状記憶材料のリボンの平面図である。
【図７Ａ】縒られた形状記憶材料の繊維の平面図である。
【図７Ｂ】巻き付けられた形状記憶材料の繊維の斜視図である。
【図８Ａ】圧力アクチュエータの実施形態を示す図である。
【図８Ｂ】圧力アクチュエータの実施形態を示す図である。
【図８Ｃ】圧力アクチュエータの実施形態を示す図である。
【図８Ｄ】圧力アクチュエータの実施形態を示す図である。
【図８Ｅ】圧力アクチュエータの実施形態を示す図である。
【図８Ｆ】圧力アクチュエータの実施形態を示す図である。
【図８Ｇ】圧力アクチュエータの実施形態を示す図である。
【図９】圧力アクチュエータの上方断面図である。
【図１０Ａ】圧力アクチュエータの側方断面図である。
【図１０Ｂ】圧力アクチュエータの上方断面図である。
【図１１】形状記憶材料のメッシュを示す圧力アクチュエータの上方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書においては、同一の又は対応する構成要素は同一の又は対応する参照番号が付けられている。示されている例示としての実施形態は、何れかの様式で限定的であると解釈されるべきでなく、単に例示としての役割を果たすものであると解釈されるべきである。
【００１３】
図１は、圧力アクチュエータの実施形態の側方からの模式的な断面図である。図示している圧力アクチュエータ１は、ＳＭＭ（形状記憶材料）２及び加熱要素３を有する。ＳＭＭ２及び加熱要素が取り付けられたキャリア構造体４が備えられている。この実施形態においては、ＳＭＭ２は、加熱により形状を変化させるようになっている。そのために、加熱要素３が備えられている。使用しているときに、ＳＭＭ２の形状の変化により、例えば、圧力アクチュエータ１が人間の皮膚７に対して圧力Ｐを加えるようになる。特定の実施形態においては、キャリア構造体４は、例えば、ＳＭＭ２における過剰な反力を回避するように、少なくとも一部がフレキシブルである。このことはまた、衣類又は着衣等の構造物を身に付ける上で有利である。
【００１４】
特定の実施形態においては、圧力アクチュエータ１についてのアプリケーションには、マッサージ帯具、治療用圧力帯具（例えば、血栓症を回避するように、ベッドを上昇させる）、マッサージシート（例えば、自動車又は飛行機内）、触覚伝達器（ｈａｐｔｉｃ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔｒ）、携帯用装置及び／又は仮想現実のためのタッチインタラクション、指圧、火傷を負った患者の圧力衣服、治療用衣服、例えば、拡張蛇行静脈を患っている患者のためのストッキング、体輪郭補正衣服、圧力スーツ等がある。例えば、圧力衣服は既に、火傷の傷の治療のための重要な部分であり、瘢痕組織がもたらされることを、瘢痕組織の形成を低減することができる圧力を加えることにより低減することができる。
【００１５】
形状記憶材料（ＳＭＭ）２は、材料にもたされる温度変化による機械的変形に後続して記憶されている形状に回復する特異な特性を有する材料である。ＳＭＭは、形状記憶ポリマー（ＳＭＰ）及び形状記憶合金（ＳＭＡ）を有し、それらは、例えば、繊維状、単繊維状、リボン状、管状、板状、顆粒状等の形状で市販されていて、ＳＭＡの場合には、粉末状のものがある。既知のＳＭＰは、ポリウレタン及びポリスチレン−ブロック−ブタジエンを有する。従来のＳＭＡは、一般に、ＮｉＴｉベースの又はＣｕベースの合金、例えば、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ又はＣｕ−Ａｌ−Ｎｉを有する。複数のＳＭＭが本発明に従って適用されるとき、明らかに、本発明は、上記のＳＭＭに限定されるべきでない。
【００１６】
当該技術分野のおいては、一方向ＳＭＰ及び双方向ＳＭＰが知られている。特定の実施形態においては、ＳＭＭ２は一方向ＳＭＭを有し、他の実施形態においては、ＳＭＭ２は双方向ＳＭＭ２を有する。
【００１７】
図２の例示としての実施例から理解できるように、遷移温度（Ｔｇ）と呼ばれる温度を経るときに、一方向ＳＭＭ２は、加熱により、一時的の変形した形状から記憶された形状に変化する。図２においては、ステップａは記憶された形状を表している。ステップｂにおいては、ＳＭＭ２は変形し、機械的変形によりもたらされたエネルギーがその材料に蓄積される。このエネルギーは、その場合、オリジナルの記憶されている形状への回復過程を容易にする、ステップｃにおける加熱により開放される。一方向ポリマーについては、ステップｄから理解できるように、ＳＭＭ２の冷却は、原理的に、形状に影響しない。
【００１８】
双方向ＳＭＭ２は、可逆的相変態を有する。図３は、双方向ＳＭＭ２についての平常変化処理を示している。ステップａ乃至ｃは、図２の一方向ＳＭＭ２の例としての同じ影響を示している。図３から理解できるように、ステップｄにおいて、冷却は、過剰な応力を加える必要なく、ＳＭＭ２の形状を機械的変形の後の形状に変える。機械的変形の後の形状は、第２記憶形状と呼ばれるものである。双方向ＳＭＭ２については、加熱及び冷却を制御することは、ＳＭＭ２の応答時間について重要である。一般に、ＳＭＭ２は、例えば、歪みの回復、温度制御の必要性、機能の疲労等のようなパラメータに応じて、用いられることが可能である。特定の実施形態においては、ＳＭＭ２の特定の形状変化を支援する及び／又は対抗するように、付加弾性材料が圧力アクチュエータ１において用いられる。
【００１９】
適用される必要がある温度は、用いられるＳＭＭ２の特定に依存する。ＳＭＭ２の特定及び／又はＳＭＭ２に適用される温度に応じて、ＳＭＭ２は、その記憶された形状及び／又は第２の記憶された形状を十分に又は部分的に回復する。
【００２０】
本発明に従った圧力アクチュエータ１はまた、欧州特許第０５１０６３０１．４号明細書に記載されているように、関連ＳＭＭ２のヤング率と特定の関係を有するヤング率を有する繊維材料とそれらを組み合わせる結果としての双方向ＳＭＭ２として機能する一方向ＳＭＭ２を有するように意図されている。
【００２１】
ＳＭＰは、ポリマーのＴｇ（ガラス転移温度）に応じて回復過程が生じるポリマーである。Ｔｇを経るとき、特定のＳＭＰ変化の機械的特性が変化する。Ｔｇ以下においては、ＳＭＰは相対的に硬く、組成変形可能である一方、Ｔｇ以上においては、その材料は、Ｔｇに対する温度に応じて、軟らかく、弾性であり、一部が可塑性であることが可能である。双方向ＳＭＰについては、例えば、国際公開第２００４／０５６５４７号パンフレットにおいて記載されている。
【００２２】
一般に、ＳＭＰは、ＳＭＰと同じ又は類似する温度で誘起される遷移特性を有する。メモリ効果は、特定の温度以上での相転移からもたらされ、その相転移において、その材料は、マルテンサイト相からオーステナイト相に変化する。代表的な図４から理解できるように、低温相はマルテンサイト（Ｍ）相、及び高温相はオーステナイト（Ａ）相と称せられるものである。それらの相の温度領域は、その材料が加熱されるか冷却されるかに応じて変わり得る。その図において、Ｍｓはマルテンサイトの開始、即ち、マルテンサイト相の開始を意味していて、ＳＭＡの構造は冷却中に変化し始め、Ｍｆはマルテンサイトの終了を意味し、その遷移は終了し、Ａｓはオーステナイトの開始を意味し、Ａｆはオーステナイトの終了を意味し、加熱中に遷移の開始及び終了がそれぞれ起こる。ＳＭＡは、マルテンサイト相において、可塑性であり、相対的に変形し易く、また、Ｔｇ以下であるといわれる一方、オーステナイト相においてはまた、Ｔｇ以上であるといわれ、その材料は、弾性であり、相対的に大きいヤング率を有する。
【００２３】
ＳＭＭ２の形状変化は、加熱要素３を用いて制御されることが可能である。また、ＳＭＭ２は、別個の加熱要素３を用いることではなく、ＳＭＭ２に対して、特にＳＭＡに対して電気を適用することにより加熱されることが可能である。前記形状変化は、人間又は動物の体に対して圧力を加えることにより用いられることが可能である。例えば、身につけられ、ＳＭＭ２の形状変化を可能にするように、キャリア構造体４は繊維及び／又は帯具を有することが可能である。加熱することによりＳＭＭ２に熱が加えられるとき、破線で示されている形状変化２ａが、圧力アクチュエータ１の他の層６においてまた、破線で示されている形状変化６ａをもたらすことが可能であるＳＭＭ２において生じる。このように、圧力アクチュエータ１は、例えば、皮膚７により、変化する圧力Ｐの影響を受ける可能性がある。
【００２４】
圧力アクチュエータ１について適切であるキャリア構造体４は、帯具、絆創膏、ギブス、服、繊維、箔、織られた及び織られていない構造、プラスチック、特定のポリマー、特定のポリマー繊維であって、例えば、ナイロン、ポリエステル、毛糸、線維等を有することが可能であり、適切な繊維は、自然の繊維であって、例えば、綿又は羊毛繊維、再生繊維であって、例えば、縮れ織り繊維、及び合成繊維であって、例えば、ポリエステル、ポリアミド（ナイロン）又はポリアクリル繊維、ゴム状物質、皮、動物の皮膚を有する。キャリア構造体４は、通気孔及び／又は冷却孔、絶縁層５、冷却層６等（例えば、図８Ａ又は図１０Ａを参照されたい）を有することが可能である。キャリア構造体４はまた、透明であることが可能である。他の場合、キャリア構造体４は、ＳＭＭ２及び／又は１つ又は複数の加熱要素３を有し、それ故、ＳＭＭ２及び加熱要素３はキャリア構造体機能を有する。
【００２５】
繊維材料にＳＭＭ２を取り付けること又は繊維材料とＳＭＭ２を一体化することが、種々の方式において行われることが可能である。ＳＭＭ２は、図６に模式的に示すように、キャリア構造体４において、図５に示すように、又は、例えば、縫う又は編むように実施されることが可能である。同様に、表面形状の、管形状の、リボン形状の又はワイヤ形状のＳＭＭ２のようなＳＭＭ２の何れかの形状は、キャリア構造体４に刺繍されることが可能である。図６においては、例えば、縫い取りが実施されたＳＭＭ２のリボン又はプレートが示されている。代替として、例えば、特定の織物用接着剤又はマジックテープ（登録商標）等の他の方法を用いて、繊維に接着剤を付けることが可能である。キャリア構造体４は、例えば、織る、編む又は織らないことが可能である。例えば、ＳＭＭ２は、キャリア構造体４に織り合わされることが可能である。
【００２６】
繊維状のＳＭＭ２は、図７Ａに示すように、互いに縒り合わせることが可能であり、図７Ｂ及び７Ｃに示すように、他の共通の繊維の周囲に巻き付けられることが可能である。代替として、繊維状のＳＭＭ２は、糸を織る及び／又は繊維を縒ることにより共に織り合わされる、編み合わされる又はそのままの状態が保たれることが可能である。更なる実施形態においては、キャリア構造体４の実質的に殆どが、ＳＭＭ２、又はキャリア構造体４の少なくとも実質的に一部であることが可能である。
【００２７】
実施形態においては、ＳＭＭ２はまた、図８Ａに示すような加熱要素３を有し、それ故、ＳＭＭ２における加熱要素の一体化、即ち、一体化加熱要素３又は一体化ＳＭＭ２を提供し、それはまた、ＳＭＭ２と呼ばれるものである。電流が（一体化）ＳＭＭ２を流れるとき、ＳＭＭ２は暖かくなり、図８Ｂ乃至Ｇに記載しているように、形状が変わり、図８Ｂ、８Ｄ、８Ｆ、８Ｇは、図８Ａに示す断面ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩの実施形態の平面図である。他の実施形態においては、図８Ｂ、８Ｄ、８Ｆ、８Ｇにおいては、加熱要素３が別個に備えられる、又は、一体化した要素３及びＳＭＭ２に付加されることが可能である。
【００２８】
特定の実施形態においては、例えば、図８Ａ乃至８Ｇに示す例示としての実施形態について、ＳＭＭ２の加熱は、ＳＭＭ２の長さｌの減少をもたらす。これについては、図８Ｆ及び８Ｇに誇張して示され、キャリア構造体４は、矢印Ｃで示すように、収縮する。逆効果を有する記憶された形状がまた、得られることが可能であり、それ故、熱は、ＳＭＭ２要素の長さｌの増加をもたらす。そのような線形の長さ変化は、例えば、腕又は足等の体の周囲に巻かれるようにして、帯具１の形に材料を構成することにより、圧力変化に変換されることが可能である。このことは図８Ｃ及び８Ｅに示されていて、ＳＭＭ２を加熱することは、帯具１により影響される高圧力又は低圧力をもたらす。
【００２９】
圧力アクチュエータ１の実施形態においては、ＳＭＭ２は、蛇行形状（図８Ｄ）又は螺旋形状（図８Ｆ）にある。それらの実施形態においては、ＳＭＭ２を加熱することは、圧力アクチュエータ１に沿った全ての点で又は少なくとも複数の点において圧力変化をもたらすことが可能である。実施形態においては、例えば、圧力アクチュエータ１に沿って、異なる圧力、圧力変化及び／又は異なる点における圧力方向を得ることが可能であるように、複数のＳＭＭ２ワイヤ又は他の種類のＳＭＭ要素２が適用される。圧力アクチュエータ１におけるそれらの複数のＳＭＭはまた、例えば、異なる圧力を可能にするように、異なる構造特性、例えば、異なる質量及び／又は配向性を有することが可能である。例えば、圧力アクチュエータ１に沿った次第に変化する圧力勾配が得られることが可能である。
【００３０】
更なる実施形態においては、ＳＭＭ２の温度は、パルス化圧力が圧力アクチュエータ１により実行されるように、時間の関数として及び／又は圧力アクチュエータ１に沿って変化することが可能である。このことは、例えば、ＳＭＭワイヤ２により適用されることが可能である。他の実施形態においては、例えば、複数のＳＭＭワイヤ２が圧力アクチュエータ１に沿って備えられているとき、圧力アクチュエータ１に沿って移動する圧力波が得られる。
【００３１】
特定の実施形態においては、別個の層５、６が適用される。例えば、外側の表面８と圧力アクチュエータ１の加熱要素３との間において、ＳＭＭ２を加熱するように又は皮膚７の加熱を回避するように、少ないパワーを必要とするように絶縁層５を備えることが可能である。更に、冷却要素及び／又は冷却層及び／又は他の絶縁層６が、例えば、圧力アクチュエータ１を使用している間に、圧力アクチュエータ１の内側近傍に、即ち、加熱要素３と皮膚７との間に適用されることが可能である。このことは、皮膚７の加熱を回避することが可能である。特定の実施形態においては、それらの層又は要素５、６は、より速く圧力変化を適用することが可能であるように、ＳＭＭ２をより速く冷却及び／又は加熱するように用いられることが可能である。加熱要素３の近傍に適用されることが可能である冷却要素６の実施例はペルチェ装置である。この実施例は、例えば、局所的な圧力変化、圧力波、圧力パルス、圧力勾配等のような圧力アクチュエータ１に沿った及び／又は時間の関数として、特定の圧力パターンを適用することは有利である。
【００３２】
他の実施形態においては、圧力アクチュエータ１は、図９に示すように、一体化がＳＭＭ２と呼ばれる、ＳＭＭ２と一体化する加熱要素３Ｂの有利な一体化及び別個の加熱要素３Ｂを有する。それらの実施形態においては、ＳＭＭ２を流れる電流は、ＳＭＭ２の形状を変えるための温度に達するには不十分であることが可能である。加熱要素３Ｂの付加アレイは、ＳＭＭ２に対する特定の角度、例えば、約９０°で備えられることが可能である。ＳＭＭ２及び加熱要素３Ｂの交差部分１０において、局所的に形状を変化させるのに十分であるように、即ち、Ｔｇを上回るように、加熱要素３Ａ／ＳＭＭ２及び加熱要素３Ｂを流れる電流により生成される熱を蓄積することにより、ＳＭＭ２は局所的に加熱される。前記交差部分１０から十分に遠い特定の距離においては、Ｔｇを上回らない。このようにして、ＳＭＭ２の局所的な形状変化をもたらすことが可能である。
【００３３】
特定の実施形態において、ＳＭＭ２の特性、即ち、Ｔｇに依存して、ＳＭＭ２は加熱要素３Ａと一体化されず、即ち、ＳＭＭ２及び加熱要素３の両方の機能を実施しない図９に示す同じ原理が適用されることが可能である。そのような実施形態においては、ＳＭＭ２（加熱要素３Ａを有しない）は、局所的に形状を変化させるのに十分である加熱要素３Ｂにより局所的に加熱される。
【００３４】
他の実施形態においては、図１０Ａに示すように、加熱要素３のアレイが備えられている。この実施形態は、例えば、圧力アクチュエータ１に沿って異なる方向において、ＳＭＭ２の局所的な加熱、それ故、圧力の局所的な変化を可能にする。それらの加熱要素３は、制御された方式で圧力パルス、圧力波及び／又は圧力勾配等の上記パターンを導入するように、例えば、制御回路１１により駆動されることが可能である。局所的圧力を適用する及び調整することが可能であることは、多くのアプリケーションについて、例えば、火傷を負った患者又は静脈瘤の患者のための圧力衣類、図における補正衣類等において有利である。前記制御回路１１はまた、筋肉緊張測定装置（図示せず）から受信される入力に基づいて、加熱要素３を駆動することが可能であり、それ故、インテリジェント動的圧力アクチュエータ１が得られる。換言すれば、測定装置からの入力を用いて、圧力アクチュエータ１は、圧力アクチュエータ１の圧力を設定するように自動的に反応することが可能である。そのような測定装置の実施例は、例えば、筋肉緊張測定装置、圧力測定装置（前記圧力が、例えば、表面圧力、重量又は環境圧力であることが可能である）、傷測定装置、流体測定装置及び／又はカラー測定装置を有することが可能であるが、それらに限定されるものではない。それらの測定装置は、例えば、接続要素により又は無線通信により、制御回路１１を介して、圧力アクチュエータ１に接続される又はそれに一体化されることが可能である。
【００３５】
図１０Ａに示すような加熱要素３の一次元アレイ又は二次元アレイは、圧力アクチュエータ１に沿った圧力パターンを生成するように及び／又は時間の関数としてのフレキシビリティを備えることが可能である。原理的には、アクティブにされた加熱要素３に近接しているＳＭＭ２のみが変形され、それ故、圧力が局所化されることが可能である。例えば、制御回路１１を用いることにより、比較的正確な局所化圧力が、アレイにおける複数の加熱要素３の助けにより時間の関数として適用されることが可能である。例えば、この実施形態は、例えば、１つ又はそれ以上の指が触れることによりシミュレートすることが可能であるために、触覚学の分野で有用である。例えば、複数の圧力波が、方向、位置及び／又は時間の関数として、圧力アクチュエータ１の表面に沿って、圧力アクチュエータにより適用されることが可能である。
【００３６】
実施形態においては、使用中に、皮膚７、即ち、圧力アクチュエータ１の表面９又は１９に対して垂直方向に圧力変化が生じるように、ＳＭＭ２がキャリア構造体４において備えられる。好適には、皮膚７に適用される圧力は、好適には、少なくとも皮膚７の方に方向付けられる必要がある。換言すれば、使用中に、アクチュエータ１の表面９から遠ざかる方向に、更に好適には、前記表面９に対して垂直方向に、圧力変化がＳＭＭ２により適用される。前記圧力は、図１における圧力アクチュエータ１の側方断面図において矢印Ｐで示されている。従って、実施形態においては、ＳＭＭ２は、ＸＩ−ＸＩで示している図１０Ａにおける断面に対応する図１１に示す上方断面図から理解できるように、メッシュ状のワイヤとして備えられている。勿論、ワイヤ状の形状の次に、ＳＭＭ２は、メッシュを得る何れかの長手形状、例えば、リボン形状、管形状等にあることが可能である。メッシュ状に構成されることにより、ＳＭＭ２は、その軸に沿って回転する傾向をあまり有さず、それ故、有利な圧力方向Ｐを得ることが可能である。他の実施形態においては、圧力Ｐ方向を方向付ける及び／又は制御することを回避することが、ＳＭＭ２のリボン及び／又はプレートを用いることにより並びに／若しくはＳＭＭ２を刺繍することにより得られる。
【００３７】
特定の実施形態においては、熱伝導体１２が備えられる。この熱伝導体は、図１０Ａに示すように、加熱要素３とＳＭＭ２との間に備えられることが可能である。また、熱伝導体１２は、冷却要素又は層６とＳＭＭ２との間に備えられることが可能である。熱伝導体１２は、例えば、箔、オイル及び／又はゲル等の高い伝導性を有する材料であることが可能である。
【００３８】
１つ又はそれ以上の絶縁層５並びに／若しくは冷却層及び／又は要素６が、例えば、加熱要素３からの熱を回避するように、及び／又はＳＭＭ２からの熱が皮膚７に達しないように備えられることが可能である。一部の状況においては、熱は、意図して皮膚７に伝わらないようにされることが可能であり、その場合、冷却要素及び／又は層６は、生成された熱の少なくとも一部が皮膚７に伝達されるようにすることが可能である。
【００３９】
特定の実施形態においては、加熱要素３は、従来の加熱原理、例えば、抵抗加熱、ペルチェ要素、放射線加熱、高周波加熱、マイクロ波加熱等の何れかを適用されることが可能である。他の実施形態においては、加熱要素３は、薄膜抵抗加熱要素３又は箔加熱要素とも称せられている薄膜加熱要素３を有する。この技術は、従来、フレキシブルなキャリア構造体４又は基板４において便利に実施されることが可能である。
【００４０】
実施形態においては、加熱要素については、例えば、大面積エレクトロニクスにおけるアクティブマトリクスディスプレイ、例えば、アモルファスシリコン、ＬＴＰＳ、誘起ＴＦＴ等のような薄膜電子技術を用いる同じ原理に従って行われる。例えば、アクティブマトリクス技術及び／又は大面積電子技術を用いることにより、加熱要素３についてのドライバの数を、加熱要素３の各々の群又は特定の群を駆動することとは対照的に、減少させることが可能である。この実施形態に従って、加熱要素３は更に、個別にアドレス可能であり、圧力アクチュエータ１における局所的な圧力変化を可能にする。
【００４１】
更なる実施形態においては、加熱要素３を駆動するための、即ち、アクティブマトリクス回路におけるドライバは、加熱要素についての一体化された電流源であることが可能であり、そのアプリケーションは、大面積のエレクトロニクスにおいて既知である。
【００４２】
上記の実施形態の及び／又は更なる実施形態の全てにおいて、温度センサを備えることが可能である。温度センサ１３は、加熱要素の温度を制御するように用いられることが可能である。例えば、それらの温度センサを用いることにより、圧力変化をもたらすために必要な温度は、必要とされる温度に限定されることが可能であり、それ故、皮膚７の消費電力及び不必要な加熱を制限することが可能である。実施形態においては、温度センサ１３が加熱要素３に組み込まれ、それ故、加熱要素３のアレイ及び温度センサ１３は、大面積のエレクトロニクス及びアクティブマトリクス技術を用いることにより製造されることが可能である。また、ここでは、アクティブマトリクス技術は、センサ１３及び加熱要素３の両方を駆動するように実施されることが可能である。他の実施形態においては、センサ１３はＳＭＭ２に近接して備えられることが可能である。
【００４３】
他の実施形態においては、１つ又は複数のＳＭＭ２と協働するように加熱要素３のアレイを用いることとは対照的に、単独の加熱要素３が、異なる特性（例えば、質量、配向性、Ｔｇ）を有する複数のＳＭＭ２と協働するように備えられ、それ故、圧力は圧力アクチュエータ１に沿って変化する。
【００４４】
本発明は、医療、化粧品の分野に限定されるのではなく、例えば、電子装置、ファッション等の他の分野においてもアプリケーションを有することが可能であるとみなされる必要がある。その製品は、例えば、特定の種類のライフスタイル要素として適用されることが可能であり、衣料、家具等に組み込まれることが可能である。
【００４５】
本発明は、本明細書に記載し、図に示している何れかの実施形態に限定されるものではない。同時提出の特許請求の範囲に記載されている本発明から逸脱することなく、多くの変形及び組み合わせが可能である。実施形態の１つ又はそれ以上の特徴の組み合わせ又は異なる実施形態の組み合わせが、本発明から逸脱することなく、可能である。全ての同等の変形が、請求項に記載されている本発明から逸脱することなく、網羅されることを理解することができる。
【図１】
2010500895.tif 000003
【図２ａ】
2010500895.tif 000004
【図２ｂ】
2010500895.tif 000005
【図２ｃ】
2010500895.tif 000006
【図２ｄ】
2010500895.tif 000007
【図３ａ】
2010500895.tif 000008
【図３ｂ】
2010500895.tif 000009
【図３ｃ】
2010500895.tif 000010
【図３ｄ】
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【図４】
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【図５Ａ−５Ｂ】
2010500895.tif 000013
【図６】
2010500895.tif 000014
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2010500895.tif 000016
【図７Ｃ】
2010500895.tif 000017
【図８Ａ】
2010500895.tif 000018
【図８Ｂ】
2010500895.tif 000019
【図８Ｃ】
2010500895.tif 000020
【図８Ｄ】
2010500895.tif 000021
【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年2月18日(2009.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア構造体；
該キャリア構造体と一体化された及び／又は前記キャリア構造体に取り付けられた形状記憶材料；並びに
前記加熱要素に近接している前記形状記憶材料の形状を少なくとも局所的に変化させる前記形状記憶材料に近接している複数の加熱要素；
を有する圧力アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載の圧力アクチュエータであって、前記複数の加熱要素及び前記形状記憶材料が別個に備えられている、圧力アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の圧力アクチュエータであって、前記複数の加熱要素は、前記形状記憶材料における温度を局所的に変化させる、圧力アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記複数の加熱要素は、複数の加熱要素のアクティブマトリクス駆動アレイを有する、圧力アクチュエータ。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記複数の加熱要素は複数の薄膜加熱要素を有する、圧力アクチュエータ。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記形状記憶材料は、使用中に、圧力が前記形状記憶材料により制御方向に加えられるようになっている、圧力アクチュエータ。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記形状記憶材料は、使用中に、前記圧力が前記圧力アクチュエータの表面に対して略垂直な方向に加えられるようになっている、圧力アクチュエータ。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記形状記憶材料は、使用中に、圧力が前記圧力アクチュエータの表面から少なくとも遠いところで、好適には、前記表面に対して略垂直に、加えられるようになっていて、前記表面は、前記圧力アクチュエータの使用中に前記体に接触している、圧力アクチュエータ。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記形状記憶材料及び／又は前記複数の加熱要素に近接している少なくとも１つの温度センサを有する、圧力アクチュエータ。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記少なくとも１つの温度センサは複数の温度センサのアレイを有する、圧力アクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記体に対して又は前記体に近接して適用される前記圧力アクチュエータは、使用中に、少なくとも内部表面を有し、前記内部表面と前記形状記憶材料との間に、熱的分離部が備えられている、圧力アクチュエータ。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記形状記憶材料及び／又は前記加熱要素を駆動するように制御回路を有する、圧力アクチュエータ。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記制御回路は、位置、方向及び／又は時間の関数として前記圧力アクチュエータに沿って圧力パターンを生成する、圧力アクチュエータ。
【請求項１４】
請求項１３又は１４に記載の圧力アクチュエータであって、前記制御回路に入力を与えるように測定装置を備えている、圧力アクチュエータ。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記複数の加熱要素及び／又は前記形状記憶材料に近接して、少なくとも１つの冷却装置を有する、圧力アクチュエータ。
【請求項１６】
請求項１乃至１５の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記複数の加熱要素と前記形状記憶材料との間、及び／又は前記少なくとも１つの冷却要素と前記形状記憶材料との間に、熱伝導体を有する、圧力アクチュエータ。
【請求項１７】
請求項１乃至１６の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記形状記憶材料は少なくとも１つの加熱要素を有する、圧力アクチュエータ。
【請求項１８】
請求項１乃至１７の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記キャリア構造体は少なくとも部分的にフレキシブルである、圧力アクチュエータ。
【請求項１９】
請求項１乃至１８の何れか一項に記載の圧力アクチュエータであって、前記キャリア構造体はＳＭＭ及び／又は前記複数の加熱要素である、圧力アクチュエータ。
【請求項２０】
請求項１乃至１９の何れか一項に記載の圧力アクチュエータを有する衣類及び／又は着衣である。
【請求項２１】
人間の体又は動物の体に圧力を加える方法であって、前記圧力を形状記憶材料により加える圧力アクチュエータを有する、方法であり、前記圧力アクチュエータは少なくとも一部がフレキシブルであり、前記体に加えられる圧力は、回路により、少なくとも位置的に及び／又は時間的に制御される、方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法であって、前記圧力は、前記アクチュエータの前記圧力が加えられる表面から離れたところに加えられる、方法。
【請求項２３】
人間の体又は動物の体に圧力を加える方法であって、前記圧力を、形状記憶材料を介して前記体に加える、方法であり、前記形状記憶材料は、前記形状記憶材料が、略パターンに従って、局所的に変化するように、前記形状記憶材料の表面に沿った前記パターンにおいて前記形状記憶材料が加熱される、方法。
【請求項２４】
体に圧力を加えるように装置における形状記憶材料を用いる方法であって、前記形状記憶材料は、前記体の少なくともある方向において、好適には、前記体に対して略垂直方向に、局所的に形状が変化する、方法。
【請求項２５】
回路により複数の加熱要素及び／又は該複数の加熱要素の群を個別に駆動するコンピュータプログラムであって、前記加熱要素は、人間の体又は動物の体に圧力を加えるように形状記憶材料を少なくとも部分的に加熱し、前記コンピュータプログラムは、位置的に及び／又は時間的に、前記加熱要素の前記駆動により前記形状記憶材料の局所的な形状変化を制御する、コンピュータプログラム。
【国際調査報告】
2010500895.tif 000029
2010500895.tif 000030
2010500895.tif 000031
2010500895.tif 000032