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公開番号2025177673
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2024084715
出願日2024-05-24
発明の名称能動体、能動体の製造方法および能動体の作動方法
出願人国立大学法人東海国立大学機構,株式会社TISM
代理人個人
主分類F15B 15/02 20060101AFI20251128BHJP(流体圧アクチュエータ;水力学または空気力学一般)
要約【課題】新たな原理により基材を湾曲できる能動体を提供する。
【解決手段】能動体であって、該能動体は、
基材と、
膨張可能なチューブと、
糸状体と、
前記チューブが前記糸状体により前記基材上に縫い付け固定されることで形成された第1固定部と、
を含み、
前記第1固定部は、前記チューブが膨張する力を、前記基材を湾曲させる力に変換することで前記基材を湾曲させる湾曲力発生部として機能し、
前記チューブを跨ぐように前記基材上に縫い付けられた前記糸状体の方向および配置により前記基材を湾曲させる力の方向が決まる
能動体。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
能動体であって、該能動体は、
基材と、
膨張可能なチューブと、
糸状体と、
前記チューブが前記糸状体により前記基材上に縫い付け固定されることで形成された第１固定部と、
を含み、
前記第１固定部は、前記チューブが膨張する力を、前記基材を湾曲させる力に変換することで前記基材を湾曲させる湾曲力発生部として機能し、
前記チューブを跨ぐように前記基材上に縫い付けられた前記糸状体の方向および配置により前記基材を湾曲させる力の方向が決まる
能動体。
続きを表示（約 3,300 文字）【請求項２】
前記チューブの中心軸方向を軸方向と定義し、
前記第１固定部を前記軸方向に見た際に、
前記軸方向から前記基材側の方向を基材方向と定義し、
前記軸方向から前記基材側とは反対方向をチューブ方向と定義した際に、
前記基材を湾曲させる力が、
前記軸方向に見て、前記基材を右方向にひねる力、
前記軸方向に見て、前記基材を左方向にひねる力、
前記基材を基材方向に屈曲する力、および、
前記基材をチューブ方向に屈曲する力、
からなる群から選択した少なくとも一つである
請求項１に記載の能動体。
【請求項３】
前記糸状体の内、前記基材より前記チューブ側の部分を糸状体第１部分と定義し、
前記軸方向に略直交する前記基材上の仮想線を基準線と定義し、
前記第１固定部を前記チューブ側から見た際に、
前記糸状体第１部分が、前記基準線から前記軸方向に右側上に縫い付けられている時に前記基材を右方向にひねる力が発生し、
前記糸状体第１部分が、前記基準線から前記軸方向に左側上に縫い付けられている時に前記基材を左方向にひねる力が発生し、
前記糸状体第１部分が、前記チューブの左右の一方の側から他方の側にジグザグ状に縫い付けられている時に前記基材を基材方向に屈曲する力が発生し、
前記糸状体第１部分が、前記基準線から前記軸方向に右側上に縫い付けられている部分と、前記基準線から前記軸方向に左側上に縫い付けられている部分と、が交差するように縫い付けられている時に前記基材をチューブ方向に屈曲する力が発生する
請求項２に記載の能動体。
【請求項４】
湾曲力非発生部を更に含み、前記湾曲力非発生部が、
前記チューブが前記糸状体により前記基材上に縫い付け固定されることで形成され、且つ、前記チューブが膨張する力が前記基材を湾曲させる力に変換されない第２固定部、
または、
前記チューブが、前記チューブが膨張した際に前記チューブが破裂することを防止するための破裂防止部材で被覆された部分、
である
請求項１に記載の能動体。
【請求項５】
能動体の製造方法であって、該能動体は、
基材と、膨張可能なチューブと、糸状体と、前記チューブが前記糸状体により前記基材上に縫い付け固定されることで形成された第１固定部と、を含み、
前記第１固定部は、前記チューブが膨張する力を、前記基材を湾曲させる力に変換することで前記基材を湾曲させる湾曲力発生部として機能し、
製造方法は、
能動体において、前記基材を湾曲させる方向および湾曲させる部位を設計する設計工程と、
前記設計工程の設計に基づき、前記基材上に前記チューブを跨ぐように縫い付ける際の前記糸状体の縫い付け方向および配置を設計し、設計された前記糸状体の縫い付け方向および配置に基づき、前記基材上に前記チューブを前記糸状体で縫い付けて前記第１固定部を作製する第１固定部作製工程と、
を含む
製造方法。
【請求項６】
前記チューブの中心軸方向を軸方向と定義し、
前記第１固定部を前記軸方向に見た際に、
前記軸方向から前記基材側の方向を基材方向と定義し、
前記軸方向から前記基材側とは反対方向をチューブ方向と定義した際に、
前記設計工程では、前記第１固定部が、
前記軸方向に見て、前記基材を右方向にひねる力、
前記軸方向に見て、前記基材を左方向にひねる力、
前記基材を基材方向に屈曲する力、および、
前記基材をチューブ方向に屈曲する力、
からなる群から選択した少なくとも一つを含むように設計する
請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
前記糸状体の内、前記基材より前記チューブ側の部分を糸状体第１部分と定義し、
前記軸方向に略直交する前記基材上の仮想線を基準線と定義し、
前記第１固定部を前記チューブ側から見た際に、
前記第１固定部作製工程は、
前記基材を右方向にひねる力を発生させる場合は、前記糸状体第１部分が前記基準線から前記軸方向に右側上となるように前記糸状体を縫い付け、
前記基材を左方向にひねる力を発生させる場合は、前記糸状体第１部分が前記基準線から前記軸方向に左側上となるように前記糸状体を縫い付け、
前記基材を基材方向に屈曲する力を発生させる場合は、前記糸状体第１部分が前記チューブの左右の一方の側から他方の側にジグザグ状となるように前記糸状体を縫い付け、
前記基材をチューブ方向に屈曲する力を発生させる場合は、前記糸状体第１部分が前記基準線から前記軸方向に右側上に縫い付けられている部分と、前記基準線から前記軸方向に左側上に縫い付けられている部分と、が交差するように前記糸状体を縫い付ける
請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
能動体の作動方法であって、該能動体は、
基材と、膨張可能なチューブと、糸状体と、前記チューブが前記糸状体により前記基材上に縫い付け固定されることで形成された第１固定部と、前記チューブに気体を送気する送気装置と、送気装置と前記チューブを接続する送気管と、を含み、
前記第１固定部は、前記チューブが膨張する力を、前記基材を湾曲させる力に変換することで前記基材を湾曲させる湾曲力発生部として機能し、
前記基材を湾曲させる力は、前記チューブを跨ぐように前記基材上に縫い付けられる前記糸状体の方向および配置に応じて変化し、
作動方法は、
前記チューブ内に気体を送気する送気工程と、
送気工程により前記チューブが膨張する力を、前記第１固定部が前記基材を湾曲させる力に変換することで前記基材を湾曲させる基材湾曲工程と、
を含む
作動方法。
【請求項９】
前記チューブの中心軸方向を軸方向と定義し、
前記第１固定部を前記軸方向に見た際に、
前記軸方向から前記基材側の方向を基材方向と定義し、
前記軸方向から前記基材側とは反対方向をチューブ方向と定義した際に、
前記基材を湾曲させる力が、
前記軸方向に見て、前記基材を右方向にひねる力、
前記軸方向に見て、前記基材を左方向にひねる力、
前記基材を基材方向に屈曲する力、および、
前記基材をチューブ方向に屈曲する力、
からなる群から選択した少なくとも一つを含む
請求項８に記載の作動方法。
【請求項１０】
前記糸状体の内、前記基材より前記チューブ側の部分を糸状体第１部分と定義し、
前記軸方向に略直交する前記基材上の仮想線を基準線と定義し、
前記第１固定部を前記チューブ側から見た際に、
前記第１固定部は、
前記基材を右方向にひねる力を発生させる場合は、前記糸状体第１部分が前記基準線から前記軸方向に右側上となるように前記糸状体が縫い付けられ、
前記基材を左方向にひねる力を発生させる場合は、前記糸状体第１部分が前記基準線から前記軸方向に左側上となるように前記糸状体が縫い付けられ、
前記基材を基材方向に屈曲する力を発生させる場合は、前記糸状体第１部分が前記チューブの左右の一方の側から他方の側にジグザグ状となるように前記糸状体が縫い付けられ、
前記基材をチューブ方向に屈曲する力を発生させる場合は、前記糸状体第１部分が前記基準線から前記軸方向に右側上に縫い付けられている部分と、前記基準線から前記軸方向に左側上に縫い付けられている部分と、が交差するように前記糸状体が縫い付けられている
請求項９に記載の作動方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本出願における開示は、能動体、能動体の製造方法および能動体の作動方法に関する。
続きを表示（約 3,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、人体に装着する能動体であって、装着した人体に対して所定の動作を誘導する能動体が知られている。例えば、特許文献１には、様々な種類の人工筋糸を、布、プラスチックまたは金属等で構成された基材に保持した能動体が開示されている。特許文献１に記載の能動体では、同一方向に平行となるように配列された複数のマッキベン人工筋糸が、保持部によって基材に保持されており、複数のマッキベン人工筋糸の収縮力により、基材を湾曲させる力が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－９８１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の能動体は、格子状の基材にマッキベン人工筋糸を配列させることで基材を湾曲させている。そのため、製造工程が煩雑になると共にコストアップにつながるという問題がある。したがって、格子状の基材にマッキベン人工筋糸を配列させることで基材を湾曲させることに代え、新たな原理により基材を湾曲できる能動体の開発が望まれる。
【０００５】
本出願における開示は、上記課題を解決すべくなされたものであり、鋭意研究を行ったところ、（１）従来のマッキベン人工筋糸とは異なり、組み紐で被覆されていない膨張可能なチューブを用い、（２）当該チューブを基材上に糸状体を用いて縫い付け固定することで第１固定部を形成し、（３）第１固定部を形成する糸状体の縫い付け方向および配置を調整すると、（４）第１固定部が、チューブが膨張する力を基材を湾曲させる力に変換することで基材を湾曲させる湾曲力発生部として機能すること、を新たに見出した。
【０００６】
本出願における開示の目的は、新たな原理により基材を湾曲できる能動体、該能動体の製造方法および該能動体の作動方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本出願における開示は、以下に示す、能動体、能動体の製造方法および能動体の作動方法に関する。
【０００８】
（１）能動体であって、該能動体は、
基材と、
膨張可能なチューブと、
糸状体と、
前記チューブが前記糸状体により前記基材上に縫い付け固定されることで形成された第１固定部と、
を含み、
前記第１固定部は、前記チューブが膨張する力を、前記基材を湾曲させる力に変換することで前記基材を湾曲させる湾曲力発生部として機能し、
前記チューブを跨ぐように前記基材上に縫い付けられた前記糸状体の方向および配置により前記基材を湾曲させる力の方向が決まる
能動体。
（２）前記チューブの中心軸方向を軸方向と定義し、
前記第１固定部を前記軸方向に見た際に、
前記軸方向から前記基材側の方向を基材方向と定義し、
前記軸方向から前記基材側とは反対方向をチューブ方向と定義した際に、
前記基材を湾曲させる力が、
前記軸方向に見て、前記基材を右方向にひねる力、
前記軸方向に見て、前記基材を左方向にひねる力、
前記基材を基材方向に屈曲する力、および、
前記基材をチューブ方向に屈曲する力、
からなる群から選択した少なくとも一つである
上記（１）に記載の能動体。
（３）前記糸状体の内、前記基材より前記チューブ側の部分を糸状体第１部分と定義し、
前記軸方向に略直交する前記基材上の仮想線を基準線と定義し、
前記第１固定部を前記チューブ側から見た際に、
前記糸状体第１部分が、前記基準線から前記軸方向に右側上に縫い付けられている時に前記基材を右方向にひねる力が発生し、
前記糸状体第１部分が、前記基準線から前記軸方向に左側上に縫い付けられている時に前記基材を左方向にひねる力が発生し、
前記糸状体第１部分が、前記チューブの左右の一方の側から他方の側にジグザグ状に縫い付けられている時に前記基材を基材方向に屈曲する力が発生し、
前記糸状体第１部分が、前記基準線から前記軸方向に右側上に縫い付けられている部分と、前記基準線から前記軸方向に左側上に縫い付けられている部分と、が交差するように縫い付けられている時に前記基材をチューブ方向に屈曲する力が発生する
上記（２）に記載の能動体。
（４）湾曲力非発生部を更に含み、前記湾曲力非発生部が、
前記チューブが前記糸状体により前記基材上に縫い付け固定されることで形成され、且つ、前記チューブが膨張する力が前記基材を湾曲させる力に変換されない第２固定部、
または、
前記チューブが、前記チューブが膨張した際に前記チューブが破裂することを防止するための破裂防止部材で被覆された部分、
である
上記（１）に記載の能動体。
（５）能動体の製造方法であって、該能動体は、
基材と、膨張可能なチューブと、糸状体と、前記チューブが前記糸状体により前記基材上に縫い付け固定されることで形成された第１固定部と、を含み、
前記第１固定部は、前記チューブが膨張する力を、前記基材を湾曲させる力に変換することで前記基材を湾曲させる湾曲力発生部として機能し、
製造方法は、
能動体において、前記基材を湾曲させる方向および湾曲させる部位を設計する設計工程と、
前記設計工程の設計に基づき、前記基材上に前記チューブを跨ぐように縫い付ける際の前記糸状体の縫い付け方向および配置を設計し、設計された前記糸状体の縫い付け方向および配置に基づき、前記基材上に前記チューブを前記糸状体で縫い付けて前記第１固定部を作製する第１固定部作製工程と、
を含む
製造方法。
（６）前記チューブの中心軸方向を軸方向と定義し、
前記第１固定部を前記軸方向に見た際に、
前記軸方向から前記基材側の方向を基材方向と定義し、
前記軸方向から前記基材側とは反対方向をチューブ方向と定義した際に、
前記設計工程では、前記第１固定部が、
前記軸方向に見て、前記基材を右方向にひねる力、
前記軸方向に見て、前記基材を左方向にひねる力、
前記基材を基材方向に屈曲する力、および、
【発明の効果】
【０００９】
本出願で開示する能動体は、マッキベン人工筋糸ではなく、膨張可能なチューブを直接基材に縫い付けることで第１固定部を形成し、当該第１固定部が基材を湾曲させる湾曲力発生部として機能する。したがって、新たな原理の能動体を提供できると共に、製造の利便性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１Ａは、能動体１の概略を示す上面図である。
図１Ｂは、図１Ａを軸方向に見た概略図である。
図２は、基材２を湾曲させる力の方向と、当該方向に湾曲する力を発生するための糸状体４の縫い付け方向および配置について説明するための概略図である。
図３は、基材２を湾曲させる力の方向と、当該方向に湾曲する力を発生するための糸状体４の縫い付け方向および配置について説明するための概略図である。
図４は、基材２を湾曲させる力の方向と、当該方向に湾曲する力を発生するための糸状体４の縫い付け方向および配置について説明するための概略図である。
図５は、基材２を湾曲させる力の方向と、当該方向に湾曲する力を発生するための糸状体４の縫い付け方向および配置について説明するための概略図である。
図６は、能動体１が採用可能な任意付加的な構成例である湾曲力非発生部について説明するための概略図である。
図７は、能動体１の製造方法のフローチャートである
図８は、能動体１の作動方法を実施する際の装置の概略を説明する図である。
図９は、能動体１の作動方法のフローチャートである。
図１０は、実施例１の能動体１の第１固定部５のサイズを示す概略図、および、作動方法を実施した際の写真である。
図１１は、実施例２の能動体１の第１固定部５のサイズを示す概略図、および、作動方法を実施した際の写真である。
図１２は、実施例３の能動体１の第１固定部５のサイズを示す概略図、および、作動方法を実施した際の写真である。
図１３は、実施例４の能動体１の第１固定部５のサイズを示す概略図、および、作動方法を実施した際の写真である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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