JP7487870B2

JP7487870B2 - Actuator

Info

Publication number: JP7487870B2
Application number: JP2021091011A
Authority: JP
Inventors: 秀行塚越; 和希笹田; 達昭飯島; 淳高田; 淳長谷川; 光相原
Original assignee: Tokyo Institute of Technology NUC; Kansei Co
Current assignee: Tokyo Institute of Technology NUC; Kansei Co
Priority date: 2021-05-31
Filing date: 2021-05-31
Publication date: 2024-05-21
Anticipated expiration: 2041-05-31
Also published as: JP2022183601A

Description

本発明は、流体圧を利用したアクチュエータに関する。 The present invention relates to an actuator that uses fluid pressure.

産業分野、医療分野等において、さまざまなアクチュエータが使用されている。アクチュエータのなかでも、空気圧を利用したものが注目されている。空気圧は軽量かつ柔軟であるという特徴を有しており、高出力を有する点から、用途によっては非常に有用である。 A variety of actuators are used in the industrial and medical fields. Among these actuators, those that use air pressure have attracted attention. Air pressure has the characteristics of being lightweight and flexible, and has high output, making it extremely useful in some applications.

特許文献１および２には、空気圧を使用した管路内の移動体、およびそれに好適に使用可能なアクチュエータが開示される。この移動体は、推進ユニットを単位として構成される。推進ユニットは、２個の支持ユニットと、それらの間に設けられる推進アクチュエータを備える。支持ユニットは径方向に広がることにより、管路の内壁に対して固定される。推進アクチュエータは、圧力制御によって長さ方向に伸縮制御が可能である。進行方向に向かって後ろ側の支持ユニットを駆動して、推進ユニットをその後端において管路に対して固定し、その状態で推進アクチュエータを延ばすと、前方の支持ユニットが前進する。今度は、前方の支持ユニットを膨張させて、推進ユニットをその後端において管路に対して固定し、反対に後端での固定を解除する。この状態で、推進アクチュエータを縮めると、後端の支持ユニットが前方に引き寄せられる。この動作を繰り返すことで、推進ユニットは管路内を前進する。 Patent Documents 1 and 2 disclose a moving body in a pipeline that uses air pressure, and an actuator that can be suitably used therewith. This moving body is constructed with a propulsion unit as a unit. The propulsion unit has two support units and a propulsion actuator provided between them. The support units are fixed to the inner wall of the pipeline by expanding in the radial direction. The propulsion actuator can be controlled to expand and contract in the length direction by pressure control. When the rear support unit is driven in the direction of travel to fix the propulsion unit at its rear end to the pipeline, and the propulsion actuator is extended in this state, the front support unit moves forward. Next, the front support unit is expanded to fix the propulsion unit at its rear end to the pipeline, and conversely, the fixation at the rear end is released. When the propulsion actuator is contracted in this state, the support unit at the rear end is pulled forward. By repeating this operation, the propulsion unit moves forward in the pipeline.

特許文献２で提案される支持ユニットは、径方向に膨張しながら、螺旋状（ヘリカル）に変形して、管路の内壁に押し付けられ、支持力を発生する。 The support unit proposed in Patent Document 2 expands radially, deforms in a helical shape, and is pressed against the inner wall of the pipeline, generating a supporting force.

特開２０１８－１８５００２号公報JP 2018-185002 A 特開２０１８－１８９１６８号公報JP 2018-189168 A

本発明者らは、螺旋状に変形するアクチュエータを支持ユニットについて検討した結果、以下の課題を認識するに至った。このアクチュエータは、径が小さい管路内では、十分な支持力を発生することができるが、管路の径が大きくなると、言い換えるとアクチュエータの変形量が大きくなるにしたがって、支持力が低下する。 The inventors have studied the use of a spirally deforming actuator as a support unit and have come to recognize the following problem. This actuator can generate sufficient support force in a small-diameter pipeline, but as the diameter of the pipeline increases, in other words, as the actuator's deformation increases, the support force decreases.

本開示はかかる状況においてなされたものであり、その例示的な目的のひとつは、変形量が大きくなっても発生力が低下しにくいアクチュエータの提供にある。 This disclosure has been made in light of such circumstances, and one of its exemplary objectives is to provide an actuator in which the generated force is unlikely to decrease even when the amount of deformation increases.

本開示のある態様は、内部を加圧可能なチューブ型のアクチュエータに関する。このアクチュエータの表層には、軸方向について、間隔を空けて離散的に設けられたＮ個（Ｎは、Ｎ≧３の整数）の変形領域が設けられる。アクチュエータを軸方向から断面視したときに、Ｎ個の変形領域は、それぞれの中心が３６０°／Ｍ（Ｍは、Ｍ≧３の整数）の位相差で位置しており、アクチュエータの表層は、Ｎ個の変形領域それぞれにおいて、伸縮異方性を有し、Ｎ個の変形領域以外の非伸縮領域において、非伸縮性を有する。 One aspect of the present disclosure relates to a tube-type actuator capable of applying internal pressure. The surface layer of this actuator is provided with N deformation regions (N is an integer N≧3) that are spaced apart from one another in the axial direction. When the actuator is viewed in cross section from the axial direction, the centers of the N deformation regions are positioned with a phase difference of 360°/M (M is an integer M≧3), and the surface layer of the actuator has elastic anisotropy in each of the N deformation regions and is non-elastic in non-elastic regions other than the N deformation regions.

なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、あるいは本開示の表現を、方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 In addition, any combination of the above components, or conversion of the expressions disclosed herein between methods, devices, etc., are also valid aspects of the present invention.

本開示のある態様によれば、変形量が大きくなっても発生力を維持できる。 According to one aspect of the present disclosure, the generated force can be maintained even if the amount of deformation increases.

実施形態に係るアクチュエータの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of an actuator according to an embodiment. Ｎ個の変形領域の配置を説明する断面図である。10 is a cross-sectional view illustrating the arrangement of N deformation regions. FIG. アクチュエータの１個の変形領域における変形を模式的に示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a schematic diagram of deformation in one deformation region of the actuator. アクチュエータの内部を加圧したときのアクチュエータ全体の変形を示す図である。1A and 1B are diagrams showing deformation of the entire actuator when pressure is applied inside the actuator. アクチュエータを管路内で加圧したときの状態を模式的に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic state when an actuator is pressurized in a pipeline. Ｍ＝２である比較技術に係るアクチュエータを管路内で加圧したときの状態を模式的に示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a schematic state when an actuator according to a comparative technique in which M=2 is pressurized within a pipeline. アクチュエータの構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of an actuator. 作製したＮ＝３のサンプルの評価結果を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the evaluation results of three samples produced. Ｎ＝４のサンプルの評価結果を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the evaluation results of N=4 samples. 図１０（ａ）～（ｃ）は、変形例１に係るカバーの構成および製造工程を示す図である。10A to 10C are diagrams showing the configuration and manufacturing process of a cover according to the first modified example. 変形例３に係るアクチュエータを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an actuator according to a third modified example. アクチュエータを備える移動体を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a moving body equipped with an actuator.

（実施形態の概要）
本開示のいくつかの例示的な実施形態の概要を説明する。この概要は、後述する詳細な説明の前置きとして、実施形態の基本的な理解を目的として、１つまたは複数の実施形態のいくつかの概念を簡略化して説明するものであり、発明あるいは開示の広さを限定するものではない。この概要は、考えられるすべての実施形態の包括的な概要ではなく、すべての実施形態の重要な要素を特定することも、一部またはすべての態様の範囲を線引きすることも意図していない。便宜上、「一実施形態」は、本明細書に開示するひとつの実施形態（実施例や変形例）または複数の実施形態（実施例や変形例）を指すものとして用いる場合がある。 (Overview of the embodiment)
A summary of some exemplary embodiments of the present disclosure will be described. This summary is intended to provide a simplified summary of some concepts of one or more embodiments for a basic understanding of the embodiments as a prelude to the detailed description that follows, and is not intended to limit the scope of the invention or disclosure. This summary is not intended to be a comprehensive overview of all possible embodiments, nor is it intended to identify key elements of all embodiments or to delineate the scope of some or all aspects. For convenience, the term "one embodiment" may be used to refer to one embodiment (example or variant) or multiple embodiments (examples or variants) disclosed in this specification.

一実施形態に係るアクチュエータは、内部を加圧可能なチューブ型のアクチュエータであって、アクチュエータの表層には、軸方向について、離散的に設けられたＮ個（Ｎは、Ｎ≧３の整数）の変形領域が設けられ、アクチュエータを軸方向から断面視したときに、Ｎ個の変形領域は、それぞれの中心が３６０°／Ｍ（Ｍは、Ｍ≧３の整数）の位相差で位置しており、アクチュエータの表層は、Ｎ個の変形領域それぞれにおいて、伸縮異方性を有し、Ｎ個の変形領域以外の非伸縮領域において、非伸縮性を有し、その内部を加圧可能に構成される。 The actuator according to one embodiment is a tube-type actuator capable of applying pressure to the inside, and the surface layer of the actuator is provided with N (N is an integer N≧3) deformation regions that are discretely arranged in the axial direction, and when the actuator is viewed in cross section from the axial direction, the centers of the N deformation regions are located with a phase difference of 360°/M (M is an integer M≧3), and the surface layer of the actuator has elastic anisotropy in each of the N deformation regions and is non-elastic in non-elastic regions other than the N deformation regions, and is configured to be capable of applying pressure to the inside.

この構成では、Ｎ個の変形領域が関節となってアクチュエータが折れ曲がる。そしてＮ個の変形領域が管路の内壁と接触し、各変形領域が内壁を内側から押す力を発生する。ここで、Ｎ個の変形領域は、断面視したときに、３６０°／Ｍの間隔で形成されているため、アクチュエータが内壁を押す複数の力は、異なる方向を向く。アクチュエータは管路に対してＮ点で支持されることとなり、アクチュエータを管路の軸方向に引っ張ったときに強い抗力（グリップ力）を発生することができる。 In this configuration, the N deformation areas act as joints to bend the actuator. The N deformation areas come into contact with the inner wall of the pipeline, and each deformation area generates a force that pushes the inner wall from the inside. Here, the N deformation areas are formed at intervals of 360°/M when viewed in cross section, so the multiple forces with which the actuator pushes the inner wall are directed in different directions. The actuator is supported at N points relative to the pipeline, and a strong resistance (grip force) can be generated when the actuator is pulled in the axial direction of the pipeline.

一実施形態において、Ｎ＝Ｍであってもよい。これにより、Ｎ個の変形領域が発生するＮ個の力が、均等にＮ個の方向に分散されるため、強い抗力を発生することができる。 In one embodiment, N=M may be used. This allows the N forces generated by the N deformation regions to be evenly distributed in N directions, generating a strong resistance force.

一実施形態において、アクチュエータを軸方向から断面視したときに、Ｎ個の変形領域はそれぞれ、周方向に１７０°～１９０°の範囲にわたり存在してもよい。これにより変形量を最大化できる。 In one embodiment, when the actuator is viewed in cross section from the axial direction, each of the N deformation regions may exist over a range of 170° to 190° in the circumferential direction. This maximizes the amount of deformation.

一実施形態において、Ｎ個の変形領域の伸縮容易方向と、アクチュエータの軸方向のなす角度は、０°～４５°の範囲であってもよい。 In one embodiment, the angle between the directions in which the N deformation regions are easy to expand and contract and the axial direction of the actuator may be in the range of 0° to 45°.

一実施形態において、アクチュエータは、アクチュエータの内側に挿入された非伸縮性を有するコードをさらに備えてもよい。管路内で使用する際に、コードを引っ張ることで、アクチュエータを回収しやすくなる。 In one embodiment, the actuator may further include a non-stretchable cord inserted inside the actuator. When used within a pipeline, the actuator can be easily retrieved by pulling the cord.

一実施形態において、アクチュエータは、加圧により膨張するチューブと、チューブを覆うカバーと、を備えてもよい。カバーは、Ｎ個の変形領域に対応するＮ個の異方性伸縮布と、非伸縮領域に対応する非伸縮布を結合した構造を有してもよい。 In one embodiment, the actuator may include a tube that expands when pressurized, and a cover that covers the tube. The cover may have a structure that combines N anisotropic stretch fabrics corresponding to the N deformation regions and a non-stretch fabric corresponding to the non-stretch region.

一実施形態において、アクチュエータの表層は、非伸縮性材料を含み、非伸縮性材料は、Ｎ個の変形領域に対応する部分においてヒダを有してもよい。 In one embodiment, the surface layer of the actuator includes a non-elastic material, and the non-elastic material may have pleats in the portions corresponding to the N deformation regions.

一実施形態において、アクチュエータは、気密性を有し、Ｎ個の変形領域に対応するＮ個の異方性伸縮部材と、気密性を有し、非伸縮領域に対応する非伸縮部材と、を備えてもよい。Ｎ個の異方性伸縮部材と非伸縮部材は、気密性を有するように接合されていてもよい。 In one embodiment, the actuator may include N anisotropic elastic members that are airtight and correspond to the N deformation regions, and a non-elastic member that is airtight and corresponds to the non-elastic region. The N anisotropic elastic members and the non-elastic member may be joined together to be airtight.

（実施形態）
以下、好適な実施の形態について図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 (Embodiment)
Preferred embodiments will be described below with reference to the drawings. The same or equivalent components, parts, and processes shown in each drawing will be given the same reference numerals, and duplicated descriptions will be omitted as appropriate. In addition, the embodiments are illustrative and do not limit the invention, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.

図１は、実施形態に係るアクチュエータ１００の斜視図である。アクチュエータ１００は内部を加圧可能なチューブ型（中空）の空気圧アクチュエータであり、略円柱形状を有している。理解の容易化のため、円筒座標系（ｒ，θ，ｚ）を導入する。 Figure 1 is a perspective view of an actuator 100 according to an embodiment. The actuator 100 is a tube-type (hollow) pneumatic actuator whose interior can be pressurized, and has a generally cylindrical shape. For ease of understanding, a cylindrical coordinate system (r, θ, z) is introduced.

アクチュエータ１００の表層には、軸方向について、離散的に設けられたＮ個（Ｎは、Ｎ≧３の整数）の変形領域１１０＿１～１１０＿Ｎが設けられる。Ｎは、３または４が好適であるが、それより多くてもよい。図１にはＮ＝３の場合が示される。 N deformation regions 110_1 to 110_N (N is an integer N≧3) are provided discretely in the axial direction on the surface of the actuator 100. N is preferably 3 or 4, but may be more than that. Figure 1 shows the case where N=3.

図２は、Ｎ個の変形領域１１０＿１～１１０＿Ｎの配置を説明する断面図である。Ｎ個の変形領域１１０＿１～１１０＿Ｎは、アクチュエータ１００を軸方向（図中、ｚ軸方向）から断面視したときに、それぞれの中心が３６０°／Ｍ（Ｍは、Ｍ≧３の整数）の位相差Δθで位置している。なお、位相差Δθはすべて完全に等しいことが求められるわけではなく、したがって「複数の変形領域１１０の中心が３６０°／Ｍ（Ｍは、Ｍ≧３の整数）の位相差Δθで位置している」とは複数の変形領域１１０が略均等に配置されていることを含み、完全に等間隔に配置されていることを要求するものではない。 Figure 2 is a cross-sectional view explaining the arrangement of N deformation regions 110_1 to 110_N. When the actuator 100 is viewed in cross section from the axial direction (z-axis direction in the figure), the centers of the N deformation regions 110_1 to 110_N are positioned with a phase difference Δθ of 360°/M (M is an integer M≧3). Note that it is not required that all phase differences Δθ be completely equal, and therefore "the centers of the multiple deformation regions 110 are positioned with a phase difference Δθ of 360°/M (M is an integer M≧3)" includes the multiple deformation regions 110 being arranged approximately evenly, and does not require that they be arranged at completely equal intervals.

図２には、Ｎ＝３、Ｍ＝３の例が示され、３個の変形領域１１０＿１～１１０＿３それぞれの中心Ｃ１～Ｃ３は、１２０°ずれた角度に位置している。変形領域１１０＿１の中心Ｃ１の角度θ_１を０ととるとき、変形領域１１０＿１の中心Ｃ１の角度θ_１を０°ととるとき、変形領域１１０＿２の中心Ｃ２の角度θ_２は１２０°、変形領域１１０＿３の中心Ｃ３の角度θ_３は２４０°となる。 2 shows an example where N=3 and M=3, and the centers C1-C3 of the three deformation areas 110_1-110_3 are positioned at angles offset by 120°. When the angle _θ1 of the center C1 of the deformation area 110_1 is taken as 0 and the angle _θ1 of the center C1 of the deformation area 110_1 is taken as 0°, the angle _θ2 of the center C2 of the deformation area 110_2 is 120°, and the angle _θ3 of the center C3 of the deformation area 110_3 is 240°.

変形領域１１０＿１～１１０＿Ｎの幅について説明する。変形領域１１０の幅を、アクチュエータを軸方向から断面視したときの角度で定義する。本発明者らは、変形領域１１０の幅を変化させてアクチュエータ１００の変形について検討したところ、１８０°において湾曲量が最大化され、１８０°から逸脱するに従い、湾曲量が減少することを見いだした。したがってＮ個の変形領域１１０＿１～１１０＿Ｎはそれぞれ、アクチュエータを軸方向から断面視したときに、周方向に１７０°～１９０°の範囲にわたり存在することが望ましい。図２では、３個の変形領域１１０＿１～１１０＿３はそれぞれ、周方向に１８０°の範囲に存在する。 The width of the deformation regions 110_1 to 110_N will now be described. The width of the deformation region 110 is defined as the angle when the actuator is viewed in cross section from the axial direction. The inventors have studied the deformation of the actuator 100 by changing the width of the deformation region 110, and have found that the amount of bending is maximized at 180°, and the amount of bending decreases as the width deviates from 180°. Therefore, it is desirable that each of the N deformation regions 110_1 to 110_N exists over a range of 170° to 190° in the circumferential direction when the actuator is viewed in cross section from the axial direction. In FIG. 2, the three deformation regions 110_1 to 110_3 each exist over a range of 180° in the circumferential direction.

図１に戻る。アクチュエータ１００の表層は、Ｎ個の変形領域１１０＿１～１１０＿Ｎそれぞれにおいて、伸縮異方性を有する。一方でＮ個の変形領域１１０＿１～１１０＿Ｎ以外の領域１２０（非伸縮領域という）において、非伸縮性を有する。図１において、変形領域１１０＿１～１１０＿Ｎ内に付された実線１１２は、変形領域の伸縮異方性を示しており、この実線の方向が伸縮不能方向を、それと垂直な方向が、伸縮可能方向を示す。したがって、各変形領域１１０は、実線の間隔が広がる方向に伸縮する。 Returning to Figure 1, the surface layer of the actuator 100 has anisotropic stretching properties in each of the N deformation regions 110_1 to 110_N. On the other hand, regions 120 (called non-stretchable regions) other than the N deformation regions 110_1 to 110_N have non-stretching properties. In Figure 1, solid lines 112 within the deformation regions 110_1 to 110_N indicate the anisotropic stretching properties of the deformation regions, with the direction of this solid line indicating the non-stretchable direction and the direction perpendicular to this indicating the stretchable direction. Thus, each deformation region 110 stretches in the direction in which the spacing between the solid lines widens.

Ｎ個の変形領域１１０＿１～１１０＿Ｎの伸縮容易方向（ストレッチ方向）と、アクチュエータ１００の軸方向のなす角度（オフセット角という）ψは、アクチュエータ１００の変形量および発生する力の観点から、オフセット角は０°が好適であるが、０°からずれていてもよく、０～４５°の範囲であればよい。ψが大きくなるほど、発生する力が低下する場合があるが、用途によっては十分な場合もある。 The angle (called the offset angle) ψ between the direction in which the N deformation regions 110_1 to 110_N are easy to expand and contract (the stretch direction) and the axial direction of the actuator 100 is preferably 0° from the viewpoint of the deformation amount and generated force of the actuator 100, but it may deviate from 0° and may be in the range of 0 to 45°. The larger ψ is, the lower the generated force may be, but it may be sufficient depending on the application.

以上がアクチュエータ１００の基本構成である。続いてその動作を説明する。 The above is the basic configuration of the actuator 100. Next, we will explain its operation.

図３は、アクチュエータ１００の１個の変形領域１１０＿１における変形を模式的に示す図である。アクチュエータ１００の内部の中空部分を加圧すると、変形領域１１０＿１は、実線１１２が広がる方向に変形する。これにより、アクチュエータ１００は、変形領域１１０を節として折れ曲がる。言い換えると、折れ曲がる方向は、各変形領域１１０＿ｉの中心Ｃ_ｉの角度θ_ｉに応じて決まる。 3 is a diagram showing a schematic diagram of deformation in one deformation region 110_1 of the actuator 100. When pressure is applied to the hollow portion inside the actuator 100, the deformation region 110_1 deforms in the direction in which the solid line 112 widens. This causes the actuator 100 to bend with the deformation region 110 as a node. In other words, the bending direction is determined according to the angle θ _i of the center C _i of each deformation region 110_i.

図４は、アクチュエータ１００の内部を加圧したときのアクチュエータ１００全体の変形を示す図である。アクチュエータ１００は、変形領域１１０＿１～１１０＿３において折れ曲がるように変形し、さらに径方向に膨張する。 Figure 4 shows the deformation of the entire actuator 100 when pressure is applied inside the actuator 100. The actuator 100 deforms by bending in the deformation regions 110_1 to 110_3, and further expands in the radial direction.

図５は、アクチュエータ１００を管路内で加圧したときの状態を模式的に示す断面図である。アクチュエータ１００が、変形領域１１０＿１～１１０＿３において膨張、変形することにより、変形領域１１０＿１～１１０＿３が管路３００の内壁３０２と接触し、変形領域１１０＿１～１１０＿３が内壁３０２を内側から押す力Ｆ_１～Ｆ_３が発生する。 5 is a cross-sectional view showing a schematic state when the actuator 100 is pressurized in a pipeline. The actuator 100 expands and deforms in the deformation regions 110_1 to 110_3, whereby the deformation regions 110_1 to 110_3 come into contact with the inner wall 302 of the pipeline 300, generating forces F ₁ to F ₃ that push the inner wall 302 from the inside by the deformation regions 110_1 to 110_3.

以上がアクチュエータ１００の動作である。このアクチュエータ１００によれば、変形領域１１０＿１～１１０＿Ｎの形成位置（θ_１～θ_３）が異なっているため、これらの力Ｆ_１～Ｆ_３の向きも異なることとなる。Ｎ＝３の場合、アクチュエータ１００は管路３００に対して３点支持されることとなり、アクチュエータ１００を管路の軸方向に引っ張ったときに強い抗力を発生することができる。 The above is the operation of the actuator 100. According to this actuator 100, since the positions (θ ₁ to θ ₃ ) at which the deformation regions 110_1 to 110_N are formed are different, the directions of these forces F ₁ to F ₃ are also different. When N=3, the actuator 100 is supported at three points with respect to the pipeline 300, and a strong resistance can be generated when the actuator 100 is pulled in the axial direction of the pipeline.

この利点は、仮に、Ｍ＝２（つまり変形領域１１０＿１～１１０＿Ｎの位相差Δθが１８０°）とした比較技術との対比によって明確となる。図６は、Ｍ＝２である比較技術に係るアクチュエータ１００Ｒを管路内で加圧したときの状態を模式的に示す断面図である。アクチュエータ１００Ｒは、加圧に応じて同一面内でジグザグに折れ曲がり、２次元的に変形する。その結果、変形領域１１０＿１，１１０＿３は、紙面における上向きの力Ｆ_１，Ｆ_３を発生させ、変形領域１１０＿２は下向きの力Ｆ_２を発生させることとなる。つまり、比較技術では、上下方向の１次元の力のベクトル成分しか発生することができず、左右方向の力が発生しない。 This advantage becomes clear when compared with the comparative technology in which M=2 (i.e., the phase difference Δθ between the deformation regions 110_1 to 110_N is 180°). FIG. 6 is a cross-sectional view that shows a schematic state when the actuator 100R according to the comparative technology in which M=2 is pressurized in a pipe. The actuator 100R zigzags in the same plane in response to pressure and deforms two-dimensionally. As a result, the deformation regions 110_1 and 110_3 generate upward forces F ₁ and F ₃ on the paper surface, and the deformation region 110_2 generates a downward force F _2. In other words, the comparative technology can only generate one-dimensional vector components of forces in the up-down direction, and no forces in the left-right direction can be generated.

これと比べて、実施形態に係るアクチュエータ１００によれば、Ｍ≧３とすることにより、上下方向の力のベクトル成分と、左右方向の力のベクトル成分の両方を発生することができる。 In comparison, with the actuator 100 according to the embodiment, by setting M≧3, it is possible to generate both a vertical force vector component and a horizontal force vector component.

続いて、アクチュエータ１００の構成例を説明する。 Next, an example configuration of the actuator 100 will be described.

図７は、アクチュエータ１００の構成例を示す図である。アクチュエータ１００は、内部チューブ２００とカバー２２０と、を備える。内部チューブ２００は、加圧によって膨張可能である。内部チューブ２００はカバー２２０により覆われている。 Figure 7 is a diagram showing an example of the configuration of the actuator 100. The actuator 100 includes an internal tube 200 and a cover 220. The internal tube 200 can be expanded by applying pressure. The internal tube 200 is covered by the cover 220.

内部チューブ２００を覆っている。カバー２２０はアクチュエータ１００の表層を形成しており、Ｎ個の変形領域に対応するＮ個の異方性伸縮布２２２＿１～２２２＿Ｎと、非伸縮領域１２０に対応する非伸縮布２２４を結合した構造を有する。 It covers the inner tube 200. The cover 220 forms the surface layer of the actuator 100, and has a structure in which N anisotropic stretchable cloths 222_1 to 222_N corresponding to the N deformation regions are combined with a non-stretchable cloth 224 corresponding to the non-stretchable region 120.

たとえばＮ個の異方性伸縮布２２２＿１～２２２＿Ｎと非伸縮布２２４の結合の方法は特に限定されず、異方性伸縮布２２２や非伸縮布２２４の物理的、化学的な特性に適したものを選択することができる。たとえば異方性伸縮布２２２＿１～２２２＿Ｎと非伸縮布２２４は、縫合してもよいし、接着材を用いて接着してもよいし、溶着してもよい。 For example, the method of bonding the N anisotropic stretch cloths 222_1 to 222_N and the non-stretch cloth 224 is not particularly limited, and a method suitable for the physical and chemical properties of the anisotropic stretch cloth 222 and the non-stretch cloth 224 can be selected. For example, the anisotropic stretch cloths 222_1 to 222_N and the non-stretch cloth 224 may be sewn together, bonded together using an adhesive, or welded together.

続いて実際にアクチュエータ１００のサンプルを作製し、評価した結果を説明する。サンプルでは、Ｎ＝３，Ｍ＝３とした。作製したアクチュエータ１００のサンプルにおいて、内部チューブ２００は、内径１０ｍｍ外径１７ｍｍのアメゴムチューブを用い、その先端に栓をして閉じた。また異方性伸縮布２２２は、スーパーストレッチII（６３２）との名称で市販される布を用い、非伸縮布２２４は、東レ社製の透湿防水素材であるBreathatec（登録商標）を用いた。カバー２２０はこれらを縫合して作製した。 Next, an actual sample of the actuator 100 was fabricated and the results of its evaluation will be described. In the sample, N=3 and M=3. In the fabricated actuator 100 sample, the inner tube 200 was a candy rubber tube with an inner diameter of 10 mm and an outer diameter of 17 mm, and the tip was closed with a plug. The anisotropic stretch cloth 222 was a cloth commercially available under the name Super Stretch II (632), and the non-stretch cloth 224 was Breathatec (registered trademark), a moisture-permeable waterproof material manufactured by Toray Industries, Inc. The cover 220 was fabricated by sewing these together.

内部チューブ２００の直径は２５ｍｍとした。 The diameter of the inner tube 200 was 25 mm.

また、カバー２２０の各部の寸法は以下の通りとした。
直径Ｄａ＝２６ｍｍ
全長Ｌ＝３００ｍｍ
カバー周長＝８２ｍｍ
変形領域１１０＿１～１１０＿３の径方向の幅ｈ＝４１ｍｍ
変形領域１１０＿１，１１０＿３の軸方向の長さｗ_１＝３５ｍｍ
変形領域１１０＿２の軸方向の長さｗ_１＝７０ｍｍ
変形領域１１０＿１，１１０＿２，１１０＿３の軸方向の間隔ｌ＝７０ｍｍ The dimensions of each part of the cover 220 are as follows:
Diameter Da = 26 mm
Total length L = 300 mm
Cover circumference = 82 mm
The radial width h of the deformation regions 110_1 to 110_3 is 41 mm.
Axial length w ₁ of deformation regions 110_1 and 110_3 = 35 mm
Axial length of deformation region 110_2 w ₁ =70 mm
Axial distance l between deformation regions 110_1, 110_2, 110_3 = 70 mm

図８は、作製したＮ＝３のサンプルの評価結果を示す図である。実験では、アクチュエータ１００を管路内に配置し、０．３ＭＰａで加圧してアクチュエータ１００を膨張、変形させ、管路の内壁に対して抗力を発生させた。この状態でアクチュエータ１００を軸方向に引っ張り、アクチュエータ１００が動き出したときの引張力（これをアクチュエータ１００のグリップ力と称する）を測定した。図８の横軸は管路の内径を、縦軸はグリップ力を示す。サンプルは２個作製し、２つのサンプルの特性が示される。また２個のサンプルの測定結果に加えて、特許文献２に記載されるヘリカル型のアクチュエータのグリップ力の測定を併せて示す。 Figure 8 shows the evaluation results of the samples fabricated (N=3). In the experiment, the actuator 100 was placed in a pipe and pressurized at 0.3 MPa to expand and deform the actuator 100, generating a drag force against the inner wall of the pipe. In this state, the actuator 100 was pulled in the axial direction, and the tensile force (referred to as the grip force of the actuator 100) when the actuator 100 began to move was measured. The horizontal axis of Figure 8 indicates the inner diameter of the pipe, and the vertical axis indicates the grip force. Two samples were fabricated, and the characteristics of the two samples are shown. In addition to the measurement results of the two samples, the measurement of the grip force of a helical type actuator described in Patent Document 2 is also shown.

ヘリカル型のアクチュエータは、管路の内径が１００ｍｍを超えるとグリップ力が減衰し、内径が１５０ｍｍまで達すると、グリップ力はゼロとなる。これに対して作製したサンプルでは、内径が１５０ｍｍであっても、１０Ｎ前後のグリップ力を維持している。 The gripping force of a helical actuator weakens when the inner diameter of the pipe exceeds 100 mm, and when the inner diameter reaches 150 mm, the gripping force becomes zero. In contrast, the sample we created maintains a gripping force of around 10 N even when the inner diameter is 150 mm.

また内径が５０ｍｍのとき、ヘリカル型のアクチュエータでは、グリップ力が２７Ｎ程度であったのに対して、作製したサンプルでは、３５Ｎを超えており、大幅に改善されている。 In addition, when the inner diameter was 50 mm, the gripping force of the helical actuator was about 27 N, whereas the sample we fabricated exceeded 35 N, a significant improvement.

特許文献１に開示される移動体の支持ユニットとしてアクチュエータ１００を用いる場合、グリップ力として２０Ｎ程度が望まれる。作製したサンプルでは、管路の内径が１００ｍｍ以上においてこの要件を満たしていない。しかしながらサンプル作製において管路内壁と接触する変形領域１１０として用いた異方性伸縮布２２２（スーパーストレッチII）は、決して滑りにくい材料とは言えない。したがって、より滑りにくい布を選択し、あるいは異方性伸縮布２２２の表面に滑り止めの加工を施すことにより、グリップ力はさらに改善する余地があり、内径１５０ｍｍの管路内においても、２０Ｎのグリップ力を得ることは可能であると考えられる。 When using the actuator 100 as a support unit for the moving body disclosed in Patent Document 1, a grip force of about 20 N is desired. The samples produced do not meet this requirement when the inner diameter of the pipeline is 100 mm or more. However, the anisotropic stretch fabric 222 (Super Stretch II) used as the deformation region 110 that comes into contact with the inner wall of the pipeline in producing the samples is by no means a non-slip material. Therefore, by selecting a more non-slip fabric or by applying a non-slip treatment to the surface of the anisotropic stretch fabric 222, there is room for further improvement in grip force, and it is believed possible to obtain a grip force of 20 N even in a pipeline with an inner diameter of 150 mm.

続いて、Ｎ＝４のアクチュエータについてもサンプルを作製した評価した。Ｎ＝４のサンプルの設計パラメータは以下の通りである。
・内部チューブ２００の寸法
内径１０ｍｍ外径１７ｍｍ
・カバー２２０の寸法
直径Ｄａ＝２６ｍｍ
全長Ｌ＝３００ｍｍ
カバー周長＝８２ｍｍ
変形領域１１０＿１～１１０＿３の径方向の幅ｈ＝４１ｍｍ
変形領域１１０＿１～１１０＿４の軸方向の長さｗ＝５０ｍｍ
変形領域１１０＿１～１１０＿４の軸方向の間隔ｌ＝２０ｍｍ Next, a sample was fabricated and evaluated for the actuator with N = 4. The design parameters of the sample with N = 4 are as follows:
Dimensions of the inner tube 200: inner diameter 10 mm, outer diameter 17 mm
Dimensions of cover 220 Diameter Da = 26 mm
Total length L = 300 mm
Cover circumference = 82 mm
The radial width h of the deformation regions 110_1 to 110_3 is 41 mm.
Axial length of deformation regions 110_1 to 110_4 w = 50 mm
Axial distance l between deformation regions 110_1 to 110_4 = 20 mm

図９は、Ｎ＝４のサンプルの評価結果を示す図である。サンプルは、Ｍ＝３およびＭ＝４のものを作製した。この２つのサンプルを比較すると、Ｎ＝４としたとき、Ｍ＝４、すなわち位相差Δθ＝９０°の場合の方が、Ｍ＝３、すなわち位相差Δθ＝１２０°の場合よりも高いグリップ力が得られることが分かる。この結果から、Ｎ＝Ｍが成り立っていることが望ましいことが推察される。なお、図９（Ｎ＝４）と図８（Ｎ＝３）の結果を比べると、Ｎ＝３の場合の方が全体的にグリップ力が高いが、この要因のひとつとして、Ｎ＝４の場合の圧力を０．２５ＭＰａとしていることが挙げられる。またＮ＝４の場合の設計寸法（図７のＬ，ｗ_１，ｗ_２，ｌ，ｈ）は最適化されているとは言えず、これもＮ＝４のサンプルのグリップ力が小さいことの要因である。したがって圧力や設計寸法を最適化した場合は、Ｎ＝４の方がグリップ力が高い可能性もありうる。 FIG. 9 is a diagram showing the evaluation results of the sample with N=4. Samples with M=3 and M=4 were prepared. Comparing these two samples, it can be seen that when N=4, the case of M=4, i.e., the phase difference Δθ=90°, provides a higher grip force than the case of M=3, i.e., the phase difference Δθ=120°. From this result, it is inferred that it is desirable for N=M to be established. Comparing the results of FIG. 9 (N=4) and FIG. 8 (N=3), the case of N=3 has a higher overall grip force, and one of the factors for this is that the pressure for N=4 is set to 0.25 MPa. In addition, the design dimensions for N=4 (L, w ₁ , w ₂ , l, h in FIG. 7) cannot be said to be optimized, which is also a factor in the low grip force of the sample with N=4. Therefore, if the pressure and design dimensions are optimized, it is possible that the grip force of N=4 is higher.

上述した実施形態は例示であり、それらの各構成要素やそれらの組み合わせにいろいろな変形例が可能なことが当業者に理解される。以下、こうした変形例について説明する。 The above-described embodiments are merely examples, and those skilled in the art will understand that various modifications are possible to the components and their combinations. These modifications are described below.

（変形例１）
実施形態では、変形領域１１０と非伸縮領域１２０を備えるカバー２２０を、異なる材料を組み合わせることで実現したが、カバー２２０の構造はそれに限定されない。図１０（ａ）～（ｃ）は、変形例１に係るカバー２２０Ａの構成および製造工程を示す図である。 (Variation 1)
In the embodiment, the cover 220 having the deformation region 110 and the non-stretch region 120 is realized by combining different materials, but the structure of the cover 220 is not limited thereto. Figures 10(a) to 10(c) are diagrams showing the configuration and manufacturing process of the cover 220A according to the first modification.

はじめに図１０（ａ）に示すように、非伸縮性のシート２３０が準備される。シート２３０は、続いて図１０（ｂ）に示すように、非伸性製シート２３０を一対の金型２４０で挟み込み、プレス加工する。これにより、図１０（ｃ）に示すように、非伸縮性シート２３０の変形領域１１０に対応する部分に、ヒダ２３２＿１～２３２＿３を形成する。金型２４０は、ヒダ２３２＿１～２３２＿３に対応する凹凸を有している。 First, a non-stretchable sheet 230 is prepared as shown in FIG. 10(a). Next, as shown in FIG. 10(b), the sheet 230 is sandwiched between a pair of dies 240 and pressed. This forms pleats 232_1 to 232_3 in the portion of the non-stretchable sheet 230 that corresponds to the deformation region 110 as shown in FIG. 10(c). The dies 240 have projections and recesses that correspond to the pleats 232_1 to 232_3.

そして、ヒダ加工された非伸縮性シート２３０を円筒状に丸めて、対向する２辺Ｅ１，Ｅ２を接合することにより、カバー２２０Ａを形成する。このカバ－２２０Ａは、ヒダ２３２の折り目方向と垂直方向が伸縮容易軸となる。 The pleated non-stretchable sheet 230 is then rolled into a cylindrical shape and the two opposing sides E1, E2 are joined to form the cover 220A. The axis along which the cover 220A can easily stretch is perpendicular to the fold direction of the pleats 232.

図１０では、シートをプレス加工した後に、円筒状に接合してカバー２２０Ａを形成した後に、がその限りでなく、円筒状の非伸縮性のチューブを用意し、複数の変形領域１１０に対応する部分にヒダ加工を施すことにより、カバーを形成してもよい。 In FIG. 10, the sheet is pressed and then joined into a cylindrical shape to form the cover 220A, but this is not limited to the above, and the cover may also be formed by preparing a cylindrical non-stretchable tube and pleating the parts corresponding to the multiple deformation regions 110.

（変形例２）
アクチュエータ１００の構成は、図７のそれに限定されない。異方性伸縮布２２２＿１～２２２＿Ｎおよび非伸縮布２２４を有するカバー２２０（あるいは図１０（ｃ）のカバー２２０Ａ）が十分な気密性を有している場合、内部チューブ２００を省略して、カバー２２０，２２０Ａの内側を直接加圧してもよい。 (Variation 2)
The configuration of the actuator 100 is not limited to that shown in Fig. 7. If the cover 220 (or the cover 220A in Fig. 10(c)) having the anisotropic stretch fabrics 222_1 to 222_N and the non-stretch fabric 224 has sufficient airtightness, the inner tube 200 may be omitted and pressure may be applied directly to the inside of the cover 220, 220A.

（変形例３）
図１１は、変形例３に係るアクチュエータ１００Ｂを示す図である。図７のアクチュエータ１００は、軸方向に引っ張ると、内部チューブ２００とカバー２２０の両方が軸方向に伸長しうる。したがって、管路内にアクチュエータ１００を挿入した後にそれを回収する際に、アクチュエータ１００自体を引っ張ると、アクチュエータ１００が伸びてしまい、うまく回収できないという問題が生じうる。 (Variation 3)
Fig. 11 is a diagram showing an actuator 100B according to Modification 3. When the actuator 100 in Fig. 7 is pulled in the axial direction, both the inner tube 200 and the cover 220 can be stretched in the axial direction. Therefore, when the actuator 100 is inserted into a pipeline and then retrieved, if the actuator 100 itself is pulled, the actuator 100 will be stretched, which may cause a problem in that the actuator cannot be retrieved successfully.

この問題を解決するために、図１１のアクチュエータ１００Ｂは、その内側に挿入された非伸縮性を有するコード１３０をさらに備えてもよい。このコード１３０の材料は限定されないが、ウレタンチューブなどが好適である。 To solve this problem, the actuator 100B in FIG. 11 may further include a non-stretchable cord 130 inserted inside. The material of this cord 130 is not limited, but a urethane tube or the like is preferable.

アクチュエータ１００Ｂは、内部チューブ２００を備えており、内部チューブ２００の内側に、コード１３０が挿入されている。また、このコード１３０は、給排気用の空気チューブ１３２と兼用されている。空気チューブ１３２には、内部チューブ２００の内部空間と連通する給排気口１３４が設けられる。空気チューブ１３２の一端を加圧すると、給排気口１３４を介して内部チューブ２００の内部が加圧される。空気チューブ１３２を複数に分割し、隣接する分割された空気チューブ１３２を、給排気口１３４を有するアダプタで結合してもよい。 The actuator 100B has an internal tube 200, and a cord 130 is inserted inside the internal tube 200. The cord 130 also doubles as an air tube 132 for air intake and exhaust. The air tube 132 is provided with an air intake and exhaust port 134 that communicates with the internal space of the internal tube 200. When one end of the air tube 132 is pressurized, the inside of the internal tube 200 is pressurized via the air intake and exhaust port 134. The air tube 132 may be divided into multiple parts, and adjacent divided air tubes 132 may be connected with an adapter having an air intake and exhaust port 134.

アクチュエータ１００Ｂの内部に非伸縮性のコード１３０を挿入することで、管路内のアクチュエータ１００Ｂを回収する際に、コード１３０を引っ張ることで、アクチュエータ１００Ｂが長さ方向に伸びなくなるため、格段に回収しやすくなる。 By inserting a non-stretchable cord 130 inside the actuator 100B, when retrieving the actuator 100B from the pipeline, pulling the cord 130 prevents the actuator 100B from stretching in the longitudinal direction, making it much easier to retrieve.

最後にアクチュエータ１００の用途を説明する。図１２は、アクチュエータ１００を備える移動体２を示す図である。移動体２は、連結部２０を介して直列に連結される複数Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の推進ユニット１０＿１～１０＿Ｎと、圧力コントローラ３０と、備える。移動体２は、管路１内を推進する。 Finally, the use of the actuator 100 will be described. FIG. 12 is a diagram showing a moving body 2 equipped with the actuator 100. The moving body 2 is equipped with a number N (N is an integer equal to or greater than 2) of propulsion units 10_1 to 10_N connected in series via a connecting portion 20, and a pressure controller 30. The moving body 2 propels itself through a pipeline 1.

各推進ユニット１０は、推進アクチュエータ１２、第１支持アクチュエータ１４、第２支持アクチュエータ１６を備える。 Each propulsion unit 10 includes a propulsion actuator 12, a first support actuator 14, and a second support actuator 16.

推進アクチュエータ１２は、流体の供給圧に応じて長さを制御可能に構成される。推進アクチュエータ１２の直径は、その長さによらずに、管路１の内径φよりも十分に小さいことが好ましい。一例として、内径５０ｍｍの管路に対して、推進アクチュエータ１２の直径は２５ｍｍ以下が好ましい。一般化すると、推進アクチュエータ１２の直径は、内径の１／２より小さいことが好ましい。また推進アクチュエータ１２は加圧状態においても、折れ曲り可能な構造的柔軟性を有していることが望ましい。 The propulsion actuator 12 is configured so that its length can be controlled according to the supply pressure of the fluid. It is preferable that the diameter of the propulsion actuator 12 is sufficiently smaller than the inner diameter φ of the pipeline 1, regardless of its length. As an example, for a pipeline with an inner diameter of 50 mm, the diameter of the propulsion actuator 12 is preferably 25 mm or less. Generally speaking, it is preferable that the diameter of the propulsion actuator 12 is smaller than 1/2 the inner diameter. It is also preferable that the propulsion actuator 12 has structural flexibility that allows it to bend even when pressurized.

本実施の形態では、推進アクチュエータ１２は、加圧により伸張し、減圧により収縮するものとする。 In this embodiment, the propulsion actuator 12 expands when pressurized and contracts when depressurized.

第１支持アクチュエータ１４は、推進アクチュエータ１２の一端側に設けられ、流体の供給圧に応じて径方向に膨張、収縮可能に構成される。第２支持アクチュエータ１６は、推進アクチュエータ１２の他端側に設けられ、流体の供給圧に応じて径方向に膨張、収縮可能に構成される。第１支持アクチュエータ１４および第２支持アクチュエータ１６は、膨張状態において、管路１の内壁と接触して、内壁をグリップする。 The first support actuator 14 is provided on one end of the propulsion actuator 12 and is configured to be able to expand and contract radially in response to the fluid supply pressure. The second support actuator 16 is provided on the other end of the propulsion actuator 12 and is configured to be able to expand and contract radially in response to the fluid supply pressure. In the expanded state, the first support actuator 14 and the second support actuator 16 come into contact with the inner wall of the pipeline 1 and grip the inner wall.

移動体２には、３つの圧力系統（流路）３４，３６，３８が設けられる。第１圧力系統３４は、複数の推進ユニット１０に含まれる複数の第１支持アクチュエータ１４と接続される。第２圧力系統３６は、複数の推進ユニット１０に含まれる複数の第２支持アクチュエータ１６と接続される。第３圧力系統３８は、複数の推進ユニット１０に含まれる複数の推進アクチュエータ１２に接続される。 The moving body 2 is provided with three pressure systems (flow paths) 34, 36, and 38. The first pressure system 34 is connected to a plurality of first support actuators 14 included in the plurality of propulsion units 10. The second pressure system 36 is connected to a plurality of second support actuators 16 included in the plurality of propulsion units 10. The third pressure system 38 is connected to a plurality of propulsion actuators 12 included in the plurality of propulsion units 10.

圧力コントローラ３０は、３つの圧力系統３４，３６，３８それぞれの圧力を独立に制御することにより、（i）複数の第１支持アクチュエータ１４、（ii）複数の第２支持アクチュエータ１６、（iii）複数の推進アクチュエータ１２に供給される流体の圧力を独立に制御可能に構成される。流体は、空気（窒素）などの気体であってもよいし、水や溶液などの液体であってもよい。 The pressure controller 30 is configured to be able to independently control the pressure of each of the three pressure systems 34, 36, and 38, thereby independently controlling the pressure of the fluid supplied to (i) the multiple first support actuators 14, (ii) the multiple second support actuators 16, and (iii) the multiple propulsion actuators 12. The fluid may be a gas such as air (nitrogen), or a liquid such as water or a solution.

上述したアクチュエータ１００は、図１２の支持アクチュエータ１４，１６として好適に用いることができる。 The actuator 100 described above can be suitably used as the support actuators 14 and 16 in FIG. 12.

なおアクチュエータ１００の用途はそれに限定されず、管路内に配置され、膨張することにより管路の内壁をグリップするさまざまな用途に用いることができる。 However, the uses of the actuator 100 are not limited to this, and it can be used for a variety of purposes, such as being placed inside a pipeline and gripping the inner wall of the pipeline by expanding.

あるいは、管路が柔軟性を有する場合、管路内でアクチュエータ１００を径方向に膨張させて管路の径を拡張する用途にも利用可能である。 Alternatively, if the pipeline is flexible, the actuator 100 can be expanded radially within the pipeline to expand the diameter of the pipeline.

具体的な用語を用いて説明される実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。 The embodiments described using specific terms merely illustrate the principles and applications of the present invention, and many modifications and changes in arrangement are permitted within the scope of the present invention as defined in the claims.

１００アクチュエータ
１１０変形領域
１２０非伸縮領域
１３０コード
２００内部チューブ
２２０カバー
２２２異方性伸縮布
２２４非伸縮布 REFERENCE SIGNS LIST 100 Actuator 110 Deformation region 120 Non-stretch region 130 Cord 200 Inner tube 220 Cover 222 Anisotropic stretch fabric 224 Non-stretch fabric

Claims

内部を加圧可能なチューブ型のアクチュエータであって、
前記アクチュエータの表層には、軸方向について、離散的に設けられたＮ個（Ｎは、Ｎ≧３の整数）の変形領域が設けられ、
前記アクチュエータを軸方向から断面視したときに、前記Ｎ個の変形領域は、それぞれの中心が３６０°／Ｍ（Ｍは、Ｍ≧３の整数）の位相差で位置しており、
前記アクチュエータの表層は、前記Ｎ個の変形領域それぞれにおいて、伸縮異方性を有し、前記Ｎ個の変形領域以外の非伸縮領域において、非伸縮性を有し、その内部を加圧可能に構成されることを特徴とするアクチュエータ。 A tube-type actuator capable of pressurizing the inside thereof,
A surface layer of the actuator is provided with N deformation regions (N is an integer N≧3) that are discretely provided in an axial direction,
When the actuator is viewed in cross section from an axial direction, the centers of the N deformation regions are positioned at a phase difference of 360°/M (M is an integer greater than or equal to 3),
An actuator characterized in that a surface layer of the actuator has elastic anisotropy in each of the N deformation regions, and has non-elasticity in non-elastic regions other than the N deformation regions, and is configured so that its interior can be pressurized.

Ｎ＝Ｍであることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。 The actuator according to claim 1, characterized in that N = M.

前記アクチュエータを軸方向から断面視したときに、前記Ｎ個の変形領域はそれぞれ、周方向に１７０°～１９０°の範囲にわたり存在することを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ。 The actuator according to claim 1 or 2, characterized in that, when the actuator is viewed in cross section from the axial direction, each of the N deformation regions exists over a range of 170° to 190° in the circumferential direction.

前記Ｎ個の変形領域の伸縮容易方向と、前記アクチュエータの軸方向のなす角度は、０°～４５°の範囲であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のアクチュエータ。 An actuator according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the angle between the direction in which the N deformation regions are easy to expand and contract and the axial direction of the actuator is in the range of 0° to 45°.

前記アクチュエータの内側に挿入された非伸縮性を有するコードをさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のアクチュエータ。 An actuator according to any one of claims 1 to 4, further comprising a non-stretchable cord inserted inside the actuator.

前記アクチュエータは、
加圧により膨張するチューブと、
前記チューブを覆うカバーと、
を備え、
前記カバーは、前記Ｎ個の変形領域に対応するＮ個の異方性伸縮布と、前記非伸縮領域に対応する非伸縮布を結合した構造を有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のアクチュエータ。 The actuator comprises:
A tube that expands when pressurized;
A cover for covering the tube;
Equipped with
The actuator according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the cover has a structure in which N anisotropic stretchable cloths corresponding to the N deformation regions and non-stretchable cloths corresponding to the non-stretchable region are combined.

前記アクチュエータの前記表層は、非伸縮性材料を含み、前記非伸縮性材料は、前記Ｎ個の変形領域に対応する部分においてヒダを有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のアクチュエータ。 An actuator according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the surface layer of the actuator includes a non-elastic material, and the non-elastic material has pleats in the portions corresponding to the N deformation regions.

前記アクチュエータは、
気密性を有し、前記Ｎ個の変形領域に対応するＮ個の異方性伸縮部材と、
気密性を有し、前記非伸縮領域に対応する非伸縮部材と、
を備え、
前記Ｎ個の異方性伸縮部材と前記非伸縮部材は、気密性を有するように接合されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のアクチュエータ。 The actuator comprises:
N anisotropic elastic members having airtightness and corresponding to the N deformation regions;
a non-elastic member having airtightness and corresponding to the non-elastic region;
Equipped with
6. The actuator according to claim 1, wherein the N anisotropic elastic members and the non-elastic member are joined together so as to have airtightness.