JPH11215793A - 駆動装置 - Google Patents

駆動装置

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JPH11215793A
JPH11215793A JP1232898A JP1232898A JPH11215793A JP H11215793 A JPH11215793 A JP H11215793A JP 1232898 A JP1232898 A JP 1232898A JP 1232898 A JP1232898 A JP 1232898A JP H11215793 A JPH11215793 A JP H11215793A
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JP
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coil
drive device
detecting
current
driving device
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JP1232898A
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Takeshi Hayakawa
健 早川
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 人間の筋肉に近い動作を可能にし、また、筋
肉収縮信号を利用して、人間らしい筋肉の緊張を表現す
ることができ、さらに、運動量によって温度も上昇し、
且つ、義肢、義足等の義装具自体に弾力を持たせること
ができる駆動装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 互いに離間して位置した電磁石３の間に
通常状態から収縮又は伸長し得る伸縮パッド２が配置さ
れ、上記電磁石及び伸縮パッドの配列方向における端部
の一方に支点７が設けられ、他方に作用点８が設けられ
て成り、上記電磁石に通電されることによって支点と作
用点との間が収縮又は伸長される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は新規な駆動装置に関
する。詳しくは、人体の動作に近い動作をすることが可
能であり、ロボット、義肢、義足等における駆動装置と
して好適なものを提供する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来よりロボット、義肢、義足等を動作
させる駆動装置として、モータ、油圧、空気圧シリンダ
を使用したものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、人体に近い
動作を目的とするロボットをモータ、油圧、空気圧シリ
ンダを駆動源として形成すると、アクチュエータの数が
多くなり、全体のバランスが悪くなると共に、重量が重
く、動作が遅く、且つ、滑らかさに欠けるという問題が
ある。
【０００４】また、義肢、義足等の義装具をモータ、油
圧、空気シリンダを使用して駆動するようにすると、駆
動時に特有の音が発生して、義装具装着者にとって、不
快であった。
【０００５】さらに、義肢、義足等の義装具をモータ、
油圧、空気圧シリンダを使用して駆動するようにする
と、運動量によって義肢、義足等の義装具の温度を上げ
るのが困難であった。
【０００６】さらにまた、義肢、義足等の義装具をモー
タ、油圧、空気圧シリンダを使用して駆動するようにす
ると、義肢、義足等の義装具自体に弾力を持たせるのが
困難であった。
【０００７】そこで、本発明は上記した欠点を解消し、
人間の筋肉に近い動作を可能にし、また、筋肉収縮信号
を利用して、人間らしい筋肉の緊張を表現することがで
き、さらに、運動量によって温度も上昇し、且つ、義
肢、義足等の義装具自体に弾力を持たせることができる
駆動装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明駆動装置は、上記
した課題を解決するために、互いに離間して位置した電
磁石の間に通常状態から収縮又は伸長し得る伸縮パッド
が配置され、上記電磁石及び伸縮パッドの配列方向にお
ける端部の一方に支点が設けられ、他方に作用点が設け
られて成り、上記電磁石に通電されることによって支点
と作用点との間が収縮又は伸長されるようにしたもので
ある。
【０００９】従って、本発明駆動装置にあっては、人間
の筋肉に近い動作を可能にし、また、筋肉収縮信号を利
用して、人間らしい筋肉の緊張を表現することができ、
さらに、運動量によって温度も上昇し、且つ、義肢、義
足等の義装具自体に弾力を持たせることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明駆動装置の実施の
形態を添付図面を参照して説明する。
【００１１】図１乃至図４は本発明駆動装置の基本的構
成を示すものである。
【００１２】基本的駆動装置１は、基本単位となるもの
であり、伸縮パッド２と該伸縮パッド２を挟んで位置し
た電磁石３、３とこれら電磁石３、３のコイル間を接続
する接続ケーブル４とから成り、電磁石３は磁性体５
と、該磁性体５に巻き付けられたコイル６とから成る。
【００１３】伸縮パッド２は、常態から伸長及び／又は
収縮することができるものであり、例えば、シリコン、
ゴム等から成る伸縮自在な外殻２ａ内に気体２ｂを充填
したものが使用されるが、勿論このようなものに限ら
ず、常態から伸長及び／又は収縮し得るものであれば良
い。
【００１４】図１及び図２に示す基本的駆動装置１Ａは
収縮タイプのものであり、上記コイル６、６に電流を流
すことにより、磁性体５、５が互いに吸引するように磁
化されて、これにより、電磁石３、３同士が吸着されて
伸縮パッド（又は収縮パッド）２が収縮する。
【００１５】従って、かかる基本的駆動装置１Ａの一端
７を支点とし、他端８を作用点とすれば、コイル６、６
に電流を流すことによって、作用点８が支点７の側に引
き付けられることになる（図２参照）。
【００１６】図３及び図４に示す基本的駆動装置１Ｂは
伸長タイプのものであり、上記コイル６、６に電流を流
すことにより、磁性体５、５が互いに反発しあうように
磁化されて、これにより、電磁石同士が離間して伸縮パ
ッド（又は伸長パッド）２が伸長する。
【００１７】従って、かかる基本的駆動装置１Ｂの一端
７を支点とし、他端８を作用点とすれば、コイル６、６
に電流を流すことによって、作用点８が支点７から離間
されることになる（図４参照）。
【００１８】図５は電磁石の磁性体として、流体の磁性
体又は磁性粉を使用して基本的駆動装置１Ｃを構成した
ものである。すなわち、流体の磁性体又は磁性粉９をシ
リコン製又はゴム製の外殻１０で被覆して形成した液胞
１１の磁性体９に巻き付けるようにコイル１２を液胞１
１内に埋め込み状に設けて電磁石１３を形成し、２つの
電磁石１３、１３の間に伸縮パッド（又は収縮パッド或
は伸長パッド）２を配設し、各電磁石１３、１３のコイ
ル１２、１２間を伸縮パッド（又は収縮パッド或は伸長
パッド）２内に配設した接続ケーブル４で接続したもの
である。
【００１９】かかる構成とすることにより、コイル１
２、１２に供給する電流値を調整して、収縮量又は伸長
量を自由に調整することが可能となる。
【００２０】上記したコイル６、１２や接続ケーブル４
の替わりに、絶縁チューブ１４内に流体又はゲル状の導
電物質１５を充填して成る導電材料１６（図７参照）に
よってコイル１７を形成し、該コイル１７の両端に電極
部１８（図８参照）を設けて基本的駆動装置１Ｄを構成
しても良い（図６参照）。
【００２１】また、図６に示すように、コイル１７の周
囲の温度を検出する温度検出部１９及びコイル１７に流
れる電流を検出する電流検出部２０と上記温度検出部１
９の検出結果に基づいてコイル１７に供給する電流を制
御する電流制御部２１とを設け、動作後のコイル１７周
囲の温度を温度検出部１９にて監視し、該温度が危険領
域まで上昇したらコイル１７への供給電流を電流制御部
２１によって調整するようにすることもできる。
【００２２】これによって、基本的駆動装置１Ｄの周囲
の温度がこれをを構成している各要素の物理的破壊や特
性上の限界となる温度以上になるのを防止することがで
きる。
【００２３】図９に示した基本的駆動装置１Ｄのコイル
１７の端部にコイル１７内の導電物質１５の内圧を調整
するための圧力調整機構２２を設け、該圧力調整機構２
２の側面に電極１８を設け、温度検出部１９及び電流検
出部２０の検出結果に基づいて上記圧力調整機構２２を
制御する圧力制御部２３を設ける。
【００２４】導電物質（ポリマー電解液）は、その断面
積に比例したインピーダンス特性を有するので、断面積
を大きくすることでインピーダンスが減少し、大きな電
流を流せるようになるし、また、電流が同じであれば熱
損失を減少させることができる。
【００２５】従って、動作後のコイル１７周囲の温度を
温度検出部１９にて監視し、該温度が危険領域まで上昇
したら、圧力制御部２３によって圧力調整機構２２を動
作させて、コイル１７の直径を通常状態（図１１参照）
より大きくして（図１２参照）その熱損失を減少させる
ことができる。
【００２６】また、瞬間的に予期した以上の負荷がかか
る等により、コイル１７に規定以上の大電流を流す必要
が生じた場合にも、圧力調整機構２２を動作させてコイ
ル１７の直径を大きくして、熱損失を大きくすること無
しに、大電流を流して大きな動作力を得ることができ
る。
【００２７】上記したような各基本的駆動装置１をコイ
ル６、１２、１７の軸線方向に一列に連結して配列して
筋状をした駆動装置としたり、或は、該一列に連結して
配列して成る筋状をした駆動装置を複数束ねて立体的に
配置して使用することができる（図１３参照）。
【００２８】図１３は前記立体的に配置して成る駆動装
置２４を縦断面で模式的に示すものであり、電磁石３及
び伸縮パッド２によって基本的駆動装置１を表現してい
る。
【００２９】すなわち、駆動装置２４は、ゴム等の弾性
材料から成る基体２５内に電磁石３、３、・・・を埋め
込み状に配置し、各電磁石３、３、・・・の間に空隙部
２６を設けて伸縮パッド２を形成したものである。そし
て、図１３から分かる通り、基本的駆動装置１、１、・
・・の配列は隣り合うもの同士の位相が１８０度ずれる
ように配列される。すなわち、一の列の電磁石３の隣に
は隣の列の伸縮パッド２が位置し、一の列の伸縮パッド
２の隣には隣の列の電磁石３が位置する。また、隣り合
う列の電磁石３、３、・・・の磁化の向きは逆転されて
いる。そして、これらことは紙面に垂直な方向ににおい
ても同様である。
【００３０】また、横断面での構成を模式的に示せば、
例えば、図１４又は図１５に示すように、伸縮パッド
２、２、・・・を囲むように電磁石３、３、・・・が位
置される。
【００３１】尚、ここでは電磁石は３を以って示した
が、これは、上記した符号１３、１８で示した電磁石を
使用することができることは勿論である。
【００３２】ここで、上記駆動装置２４を収縮タイプの
基本的駆動装置１Ｂ、１Ｂ、・・・を用いて構成した場
合の動作を図１６及び図１７を用いて説明する。尚、図
１７に示す部分は図１６に示す部分の紙面に垂直な方向
に隣接して配置される部分である。
【００３３】電磁石３、３、・・・のコイルに通電され
ると、各電磁石３、３、・・・は図１６及び図１７に示
すように磁化される。従って、各電磁石３、３、・・・
はそのコイルの軸方向では互いに吸引するので、コイル
の軸方向においては全体として収縮する。また、コイル
の軸方向（以下、基本的駆動装置や駆動装置に関し「軸
方向」という。）に直交する方向では各電磁石が違いに
反発するので、コイルの軸方向に直交する方向では膨張
する。
【００３４】従って、上記した駆動装置２４のコイルの
軸方向における端部に支点と作用点を設ければ、収縮作
用に伴って軸方向に直交する方向では膨張し、あたかも
力こぶが出現するような動作となり、人間の筋肉に近似
した動きを呈する。
【００３５】また、横断面形状を図１８乃至図２０（こ
れら各図は図１４及び図１５と同じ表現方法で示してあ
る。）に示すように、すなわち、軸方向における中央部
で太く（図１８参照）、両端部で細く（図２０参照）、
中央部と両端部との中間の部分で中間の太さとなるよう
にすると、紡錘形をした人間の筋肉に近い形状とするこ
とができる。そして、このように紡錘形にすることによ
って対偶との接続が容易となる。
【００３６】さらに、図１３乃至図２０に示すように、
基本的駆動装置１、１、・・・を立体的に配列して駆動
装置２４を構成する場合、内側に位置するものより外側
に位置するものの方が大きな力が出るように構成すると
良い。そのための方策としては、例えば、外側の基本的
駆動装置における電磁石のコイルの巻き数を多くした
り、個体の磁性体を使用する場合は外側の基本的駆動装
置における電磁石の磁性体を磁力の大きな材質で製造し
たり、流体の磁性体を使用する場合は内側の基本的駆動
装置の磁性体に磁性体と類似の比重で励磁しない材質を
混ぜたりして、外側の基本的駆動装置の収縮力又は伸張
力を内側の基本的駆動装置の収縮力又は伸張力より大き
くなるように構成すれば良い。
【００３７】図２１及び図２２に上記駆動装置１、２４
を人工筋肉として構成する場合の構成例を示す。
【００３８】人工筋肉２７は、中央に図１４乃至図２０
で示したような基本的駆動装置１を立体的に配列して成
る駆動装置２４から成る３軸収縮部２８を配置し、該３
軸収縮部２８の周囲を囲むように基本的駆動装置１．
１、・・・を軸方向に配列して成り軸方向にのみ収縮す
る１軸収縮部２９を複数配置し、これら３軸収縮部２８
と１軸収縮部２９、２９、・・・の各端部を靭帯に相当
する収束部３０、３０によってまとめて連結して成り、
それぞれの収束部３０、３０を支点７、作用点８にに各
別に連結して使用する。
【００３９】基本的駆動装置１、駆動装置２４又は人工
筋肉２７を多孔質のゴム製又はポリマー製の潤滑油含浸
部で被覆し、該潤滑油含浸部の孔に潤滑油を含浸させる
と、駆動して通常状態から収縮又は伸長した時に、潤滑
油含浸部がが圧迫されてその孔内の潤滑油が表面に浮き
出て来て、その外側に配置されたものとの間が潤滑され
る。
【００４０】図２３及び図２４に収縮タイプの人工筋肉
２７を潤滑油含浸部３１で被覆した駆動筋被覆ブロック
３２を示す。
【００４１】図２３は通常時を示し、この状態では、潤
滑油は潤滑油含浸部３１の孔内に含浸された状態となっ
ている。そして、該人工筋肉２７が駆動されて収縮する
と（図２４参照）、潤滑油含浸部３１が圧迫されるの
で、その孔内に含浸されていた潤滑油３３が潤滑油含浸
部３１の表面に浮き出て来る。そして、駆動が終了し
て、人工筋肉が元の状態（図２３参照）に戻ると、潤滑
油３３は再び潤滑油含浸部３１の孔内に戻って行く。
【００４２】例えば、ロボットの手のように、各指を動
かすために関節ブロック３４の各対偶３５、３５、・・
・、３６、３６、・・・間を連結するのに上記した駆動
筋被覆ブロック３２、３２、・・・を使用すれば、各駆
動筋被覆ブロック３２、３２、・・・の間の摩擦を減少
させることができ、各対偶３５、３５、・・・、３６、
３６、・・・間のスムーズな駆動が可能となる（図２５
参照）。
【００４３】また、このような駆動筋被覆ブロック３２
を使用する場合、図２６に示すように、例えば、軟質ポ
リマー製の表層部３７によって駆動筋被覆ブロック３２
を被覆するようにすれば、潤滑油含浸部３１に含浸され
ている潤滑油３３が外に漏れ出してしまうことを防止す
ることができる。
【００４４】図２７乃至図２９によって、複数の基本的
駆動装置１、１、・・・によって駆動装置２４を構成し
た場合における、各基本的駆動装置１、１、・・・のコ
イル６、６、・・・に対する電力供給部の設け方の例を
説明する。尚、図２７乃至図２９において、符号３８に
よって電源３９と電力供給線４０とから成る電力供給部
を示す。
【００４５】複数の基本的駆動装置１、１、・・・によ
って駆動装置２４を構成した場合、各基本的駆動装置
１、１、・・・のコイル６、６、・・・に対する電力供
給部は、図２７に示すように、纏めて設けたり、また、
図２８に示すように、巻き方向の同じコイル同士の電力
供給部を纏めて設けると、コイル６、６、・・・への電
力供給部を少なくすることができる。
【００４６】また、電力供給部の数を減らすことはでき
ないが、図２９に示すように、各基本的駆動装置１、
１、・・・に個別に電力供給部３８、３８、・・・を設
けることにより、それぞれの基本的駆動装置１、１、・
・・をタイミングや駆動力を適宜に異ならせて個別に駆
動することができ、これにより駆動装置２４を精密に制
御することができる。
【００４７】次ぎに、駆動装置の長さの変化量を検知す
る手段についていくつかを上記した人工筋肉２７に適用
したものを例にして説明する。
【００４８】図３０及び図３１に示すものは、内包液４
１を内蔵した収縮パッド４２（又は伸長パッド）を人工
筋肉２７の中心部を貫通するように設け、該収縮パッド
４２内に収縮コイル４３（又は伸長コイル）を配設し、
該収縮コイル４３の両端に高周波発生部４４とインダク
タンス検出部４５を直列に接続したものである。
【００４９】該人工筋肉２７にあっては、図３０に示す
通常状態と図３１に示す収縮した状態とでは収縮コイル
４３のインダクタンスが変化するので、該インダクタン
スの変化を検出することによって人工筋肉２７の長さの
変化を検知することができる。
【００５０】図３２及び図３３に示すものは、導電粒子
４６を内蔵した収縮パッド４７（又は伸長パッド）を人
工筋肉２７の中心部を貫通するように設け、該収縮パッ
ド４７の両端に端子４８、４８を設け、これら端子４
８、４８間に抵抗検出部４９を設けたものである。
【００５１】該人工筋肉２７にあっては、図３２に示す
通常常態と図３３に示す収縮した状態とでは、導電粒子
４６の密度が変化してその電気抵抗が変化するので、該
電気抵抗の変化を検出することによって人工筋肉２７の
長さの変化を検知することができる。
【００５２】図３４乃至図３６に示すものは、軟性物質
５０と磁性体５１とを交互に配設して成る磁性バー５２
をその一部が人工筋肉２７の中心部を貫通し別の一部が
人工筋肉２７外に位置するように設け、外磁性バー５２
の人工筋肉２７外に位置した部分の一部を囲むようにト
ロイダルコイル５３を配置し、該トロイダルコイル５３
の両端に電流検出部５４を接続したものである。
【００５３】該人工筋肉２７にあっては、図３４に示す
通常状態から図３６に示すように収縮すると（又は伸長
すると）、磁性バー５２がトロイダルコイル５３内を移
動して、トロイダルコイル５３に流れる電流が変化する
ので、これを電流検出部５４によって検出することによ
って人工筋肉２７の長さの変化を検知することができ
る。
【００５４】図３７及び図３８に示すものは、図３０及
び図３１に示したものと図３２及び図３３に示したもの
とのハイブリッドである。すなわち、内包液４１を内蔵
した収縮パッド４２（又は伸長パッド）内に収縮コイル
４３（又は伸長コイル）を配設したものと導電粒子４６
を内蔵した収縮パッド４７（又は伸長パッド）とを直列
に接続した（収縮コイル４３の一端と収縮パッド４７の
一方の端子４８とを接続する。）状態で人工筋肉２７の
中心部を貫通するように設け、収縮コイル４３の他端と
収縮パッド４７の他方の端子４８との間に高周波発生部
４４、インダクタンス検出部４５及び抵抗検出部４９を
直列に接続したものである。
【００５５】この図３７及び図３８に示した人工筋肉２
７にあっては、インダクタンス及び抵抗値の変化によっ
て人工筋肉２７の長さの変化を検知することができる。
【００５６】
【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明駆動装置は、互いに離間して位置した電磁石
の間に通常状態から収縮又は伸長し得る伸縮パッドが配
置され、上記電磁石及び伸縮パッドの配列方向における
端部の一方に支点が設けられ、他方に作用点が設けられ
て成り、上記電磁石に通電されることによって支点と作
用点との間が収縮又は伸長されることを特徴とする。
【００５７】従って、本発明駆動装置にあっては、人間
の筋肉に近い動作を可能にし、また、筋肉収縮信号を利
用して、人間らしい筋肉の緊張を表現することができ、
さらに、運動量によって温度も上昇し、且つ、義肢、義
足等の義装具自体に弾力を持たせることができる。
【００５８】また、請求項２に記載した発明にあって
は、複数配列された電磁石の各間に通常状態から収縮又
は伸長し得る伸縮パッドが配置され、電磁石及び伸縮パ
ッドの配列方向における端部の一方に支点が設けられ、
他方に作用点が設けられて成り、上記電磁石に通電され
ることによって支点と作用点との間が収縮又は伸長され
るようにしたので、所望の長さの駆動装置を容易に作成
することができる。
【００５９】さらに、請求項３に記載した発明にあって
は、複数配列された電磁石の各間に通常状態から収縮又
は伸長し得る伸縮パッドが配置されて成る筋状をした駆
動装置が複数電磁石と伸縮パッドの配列方向を同じにし
た状態で立体的に配列され、それらの両端部がそれぞれ
纏められると共に、該両端部の一方に支点が設けられ、
他方に作用点が設けられて成り、上記電磁石に通電され
ることによって支点と作用点との間が収縮又は伸長され
るようにしたので、所望の長さ及び太さを有する駆動装
置を容易に作成することができる。
【００６０】さらにまた、請求項４に記載した発明にあ
っては、隣り合う筋状をした駆動装置間において、電磁
石と伸縮パッドの配列位相がずれていると共に、電磁石
の極性が逆転しているようにしたので、筋状をした駆動
装置の長さ方向において収縮又は伸長すると共に、これ
が駆動されると、該長さ方向に直交する方向では隣接す
る筋状をした駆動装置の電磁石同士が反発するので駆動
によって太さが増し、特に、収縮タイプのものにあって
は、これが駆動力を補助すると共に、人の筋肉における
力こぶの如き外観を呈することになる。
【００６１】また、請求項５乃至請求項８に記載した発
明にあっては、柔軟性を有する外殻内に流体の磁性体又
は磁性粉を充填して成る液胞内に流体の磁性体又は磁性
粉に巻き付けるようにコイルを設けて電磁石を形成した
ので、コイルに供給する電流値を調整して収縮量又は伸
張量を自由に調整することができる。
【００６２】さらに、請求項９乃至請求項１２に記載し
た発明にあっては、絶縁チューブ内に流体又はゲル状の
導電物質を充填して成る導電材料にによりコイルを形成
したので、導電物質の断面積を変えることによってその
インピーダンスを調整することが可能となる。
【００６３】さらにまた、請求項１３乃至請求項１６に
記載した発明にあっては、コイルの周囲の温度を検出す
る温度検出部と、コイルに流れる電流を検出する電流検
出部と、上記温度検出部の検出結果に基づいてコイルに
供給する電流を制御する電流制御部とを設けたので、動
作後のコイル周囲の温度を温度検出部にて監視し、該温
度が危険領域まで上昇したらコイルへの供給電流を電流
制御部によって調整するようにして、基本的駆動装置の
周囲の温度がこれをを構成している各要素の物理的破壊
や特性上の限界となる温度以上になるのを防止すること
ができる。
【００６４】また、請求項１７乃至請求項２０に記載し
た発明にあっては、コイル内の導電物質の内圧を調整す
る圧力調整機構と、コイルの周囲の温度を検出する温度
検出部と、コイルに流れる電流を検出する電流検出部
と、上記温度検出部及び電流検出部の検出結果に基づい
て上記圧力調整機構を制御する圧力制御部とを設けたの
で、動作後のコイル周囲の温度を温度検出部にて監視
し、該温度が危険領域まで上昇したら、圧力制御部によ
って圧力調整機構を動作させて、コイルの直径を通常状
態より大きくして導電物質のインピーダンスを減少させ
てその熱損失を減少させることができる。
【００６５】また、瞬間的に予期した以上の負荷がかか
る等により、コイルに規定以上の大電流を流す必要が生
じた場合にも、圧力調整機構を動作させてコイルの直径
を大きくして、熱損失を大きくすること無しに、大電流
を流して大きな動作力を得ることができる。
【００６６】さらに、請求項２１及び請求項２２に記載
した発明にあっては、筋状をした駆動装置の長手方向に
おける中間の部分で太く両端の部分で細くなるように形
成したので、駆動装置を紡錘形をした人間の筋肉に近い
形状とすることができると共に、対偶との接続が容易と
なる。
【００６７】さらにまた、請求項２３及び請求項２４に
記載した発明にあっては、外側に位置する駆動装置の駆
動力を内側に位置する駆動装置の駆動力より大きくした
ので、人間の筋肉により近い動作をさせることができ
る。
【００６８】また、請求項２５又は請求項２６に記載し
た発明にあっては、各筋状をした駆動装置への電力供給
部を纏めて設けるか又は各筋状をした駆動装置のうち電
磁石の磁極の向きが同じもの同士の電力供給部を纏めて
設けるようにしたので、電力供給部の数を少なくして構
造を単純化且つ小型化することができる。
【００６９】さらに、請求項２７及び請求項２８に記載
した発明にあっては、各電磁石に個別に電力供給部を設
けたので、それぞれの基本的駆動装置をタイミングや駆
動力を異ならせて個別に駆動することができ、これによ
り駆動装置を精密に制御することができる。
【００７０】さらにまた、請求項２９及び請求項３０に
記載した発明にあっては、外側を多孔質の潤滑油含浸部
で被覆し、該潤滑油含浸部に潤滑油を含浸させたので、
駆動させたときに潤滑油が潤滑油含浸部から滲み出て外
側が潤滑されるので、複数の駆動装置を束ねて配置する
場合、駆動装置相互の間の摩擦が減少され、各駆動装置
のスムーズな動作が保証される。
【００７１】また、請求項３１及び請求項３２に記載し
た発明にあっては、潤滑油含浸部の外側を柔軟性を有す
る被膜である表層部によって覆うようにしたので、潤滑
油が駆動装置の外部に漏れ出すことを防止することがで
きる。
【００７２】さらに、請求項３３及び請求項３４に記載
した発明にあっては、中心部を貫通するように伸縮自在
な伸縮パッドを設け、該伸縮パッド内に伸縮コイルを配
設し、該伸縮コイルの両端に高周波発生部とインダクタ
ンス検出部を接続したので、通常時と駆動時とでは伸縮
コイルのインダクタンスが変化するので、該インダクタ
ンスの変化を検出することによって駆動装置の長さの変
化を検知することができる。
【００７３】さらにまた、請求項３５及び請求項３６に
記載した発明にあっては、中心部を貫通するように導電
粒子を内蔵した伸縮自在な伸縮パッドを設け、該伸縮パ
ッドの両端に設けた端子間に抵抗検出部を接続したの
で、通常時と駆動時とでは導電粒子の密度が変化してそ
の電気抵抗が変化するので、該電気抵抗の変化を検出す
ることによって駆動装置の長さの変化を検知することが
できる。
【００７４】また、請求項３７及び請求項３８に記載し
た発明にあっては、軟質物質と磁性体とを交互に配設し
て成る磁性バーをその一部が中心部を貫通し別の一部が
外に位置するように設け、外に位置した磁性バーの一部
を囲むようにトロイダルコイルを配置し、該トロイダル
コイルの両端に電流検出部を接続したので、駆動時に
は、磁性バーがトロイダルコイル内を移動してトロイダ
ルコイルに流れる電流が変化するので、これを電流検出
部によって検出することによって駆動装置の長さの変化
を検出することができる。
【００７５】尚、上記した実施の形態において示した各
部の形状乃至構造は、何れも本発明を実施するに際して
行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これら
によって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されること
があってはならないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２乃至図４と共に基本的駆動装置を示すもの
であり、本図は収縮タイプの基本的駆動装置の通常時の
状態を一部を切り欠いて示す側面図である。
【図２】収縮タイプの基本的駆動装置の収縮時の状態を
一部を切り欠いて示す側面図である。
【図３】伸張タイプの基本的駆動装置の通常時の状態を
一部を切り欠いて示す側面図である。
【図４】伸張タイプの基本的駆動装置の伸張時の状態を
一部を切り欠いて示す側面図である。
【図５】電磁石の磁性体として流体磁性体又は磁性粉を
使用した例を一部を切り欠いて示す側面図である。
【図６】図７及び図８と共に電磁石のコイルに導電物質
を使用し且つ温度検出部及び電流制御部を設けた例を示
すものであり、本図は一部を切り欠いて示す側面図であ
る。
【図７】コイルの拡大横断面図である。
【図８】電極部の拡大縦断面図である。
【図９】図１０乃至図１２と共に電磁石のコイルに導電
物質を使用し且つ温度検出部及び圧力制御手段を設けた
例を示すものであり、本図は一部を切り欠いて示す側面
図である。
【図１０】圧力調整機構を設けたコイル端部を示す縦断
面図である。
【図１１】通常時のコイルの状態を中間部分を省略して
示す縦断面図である。
【図１２】圧力調整機構が動作した時のコイルの状態を
中間部分を省略して示す縦断面図である。
【図１３】図１４乃至図１７と共に筋状をした駆動装置
を立体的に配置したものを示すものであり、本図は模式
的に示す縦断面図である。
【図１４】模式的に示す横断面図である。
【図１５】別の例を模式的に示す横断面図である。
【図１６】収縮時の状態を模式的に示す縦断面図であ
る。
【図１７】図１６に隣接した部分の収縮時における状態
を示す縦断面図である。
【図１８】図１９及び図２０と共に紡錘形をした駆動装
置の例を示すものであり、本図は中央部を模式的に示す
横断面図である。
【図１９】端部と中央部との間の中間の部分を模式的に
示す横断面図である。
【図２０】端部を模式的に示す横断面図である。
【図２１】図２２と共に紡錘形をした駆動装置の別の例
を示すものであり、本図は概略縦断面図である。
【図２２】図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線に沿う概略断
面図である。
【図２３】図２４と共に駆動装置を潤滑油含浸部で覆っ
た例を示すものであり、本図は通常時の状態を示す概略
縦断面図である。
【図２４】収縮時の状態を示す概略縦断面図である。
【図２５】図２３に示す駆動装置を複数使用した例を示
す概略縦断面図である。
【図２６】図２３に示す駆動装置の両端を対偶に接続し
且つその外側を表層部によって被覆したものを示す概略
縦断面図である。
【図２７】電力供給部の接続例を示す概略図である。
【図２８】電力供給部の別の接続例を示す概略図であ
る。
【図２９】電力供給部のさらに別の接続例を示す概略図
である。
【図３０】図３１と共に駆動装置の長さの変化を検知す
る手段を設けた例を示すものであり、本図は通常時の状
態を示す概略縦断面図である。
【図３１】収縮時の状態を示す概略縦断面図である。
【図３２】図３３と共に駆動装置の長さの変化を検知す
る手段を設けた別の例を示すものであり、本図は通常時
の状態を示す概略縦断面図である。
【図３３】収縮時の状態を示す概略縦断面図である。
【図３４】図３５及び図３６と共に駆動装置の長さの変
化を検知する手段を設けたさらに別の例を示すものであ
り、本図は通常時の状態を示す概略縦断面図である。
【図３５】要部を拡大して示す概略縦断面図である。
【図３６】収縮時の状態を示す概略縦断面図である。
【図３７】図３８と共に駆動装置の長さの変化を検知す
る手段を設けたさらにまた別の例を示すものであり、本
図は通常時の状態を示す概略縦断面図である。
【図３８】収縮時の状態を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
１…基本的駆動装置（駆動装置）、１Ａ…収縮タイプの
基本的駆動装置（駆動装置）、１Ｂ…伸長タイプの基本
的駆動装置（駆動装置）、２…伸縮パッド、３…電磁
石、７…支点、８…作用点、１Ｃ…基本的駆動装置（駆
動装置）、９…流体磁性体又は磁性粉、１０…外殻、１
２…コイル、１３…電磁石、１Ｄ…基本的駆動装置（駆
動装置）、１４…絶縁チューブ、１５…導電物質、１６
…導電材料、１７…コイル、１９…温度検出部、２０…
電流検出部、２１…電流制御部、１Ｄ…基本的駆動装置
（駆動装置）、２２…圧力調整機構、２３…圧力制御
部、２４…駆動装置、２７…人工筋肉（駆動装置）、３
１…潤滑油含浸部、３３…潤滑油、３７…表層部、３８
…電力供給部、４２…収縮パッド（伸縮パッド）、４３
…収縮コイル（伸縮コイル）、４４…高周波発生部、４
５…インダクタンス検出部、４６…導電粒子、４７…収
縮パッド（伸縮パッド）、４８…端子、４９…抵抗検出
部、５０…軟性物質、５１…磁性体、５２…磁性バー、
５３…トロイダルコイル、５４…電流検出部

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 互いに離間して位置した電磁石の間に通
    常状態から収縮又は伸長し得る伸縮パッドが配置され、 上記電磁石及び伸縮パッドの配列方向における端部の一
    方に支点が設けられ、他方に作用点が設けられて成り、 上記電磁石に通電されることによって支点と作用点との
    間が収縮又は伸長されることを特徴とする駆動装置。
  2. 【請求項２】 複数配列された電磁石の各間に通常状態
    から収縮又は伸長し得る伸縮パッドが配置され、 電磁石及び伸縮パッドの配列方向における端部の一方に
    支点が設けられ、他方に作用点が設けられて成り、 上記電磁石に通電されることによって支点と作用点との
    間が収縮又は伸長されることを特徴とする駆動装置。
  3. 【請求項３】 複数配列された電磁石の各間に通常状態
    から収縮又は伸長し得る伸縮パッドが配置されて成る筋
    状をした駆動装置が複数電磁石と伸縮パッドの配列方向
    を同じにした状態で立体的に配列され、それらの両端部
    がそれぞれ纏められると共に、 該両端部の一方に支点が設けられ、他方に作用点が設け
    られて成り、 上記電磁石に通電されることによって支点と作用点との
    間が収縮又は伸長されることを特徴とする駆動装置。
  4. 【請求項４】 隣り合う筋状をした駆動装置間におい
    て、電磁石と伸縮パッドの配列位相がずれていると共
    に、電磁石の極性が逆転していることを特徴とする請求
    項３に記載の駆動装置。
  5. 【請求項５】 柔軟性を有する外殻内に流体の磁性体又
    は磁性粉を充填して成る液胞内において上記流体の磁性
    体又は磁性粉に巻き付けるようにコイルを設けて電磁石
    を形成したことを特徴とする請求項１に記載の駆動装
    置。
  6. 【請求項６】 柔軟性を有する外殻内に流体の磁性体又
    は磁性粉を充填して成る液胞内において上記流体の磁性
    体又は磁性粉に巻き付けるようにコイルを設けて電磁石
    を形成したことを特徴とする請求項２に記載の駆動装
    置。
  7. 【請求項７】 柔軟性を有する外殻内に流体の磁性体又
    は磁性粉を充填して成る液胞内において上記流体の磁性
    体又は磁性粉に巻き付けるようにコイルを設けて電磁石
    を形成したことを特徴とする請求項３に記載の駆動装
    置。
  8. 【請求項８】 柔軟性を有する外殻内に流体の磁性体又
    は磁性粉を充填して成る液胞内において上記流体の磁性
    体又は磁性粉に巻き付けるようにコイルを設けて電磁石
    を形成したことを特徴とする請求項４に記載の駆動装
    置。
  9. 【請求項９】 絶縁チューブ内に流体又はゲル状の導電
    物質を充填して成る導電材料にによりコイルを形成した
    ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
  10. 【請求項１０】 絶縁チューブ内に流体又はゲル状の導
    電物質を充填して成る導電材料にによりコイルを形成し
    たことを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
  11. 【請求項１１】 絶縁チューブ内に流体又はゲル状の導
    電物質を充填して成る導電材料にによりコイルを形成し
    たことを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
  12. 【請求項１２】 絶縁チューブ内に流体又はゲル状の導
    電物質を充填して成る導電材料にによりコイルを形成し
    たことを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。
  13. 【請求項１３】 コイルの周囲の温度を検出する温度検
    出部と、 コイルに流れる電流を検出する電流検出部と、 上記温度検出部の検出結果に基づいてコイルに供給する
    電流を制御する電流制御部とを設けたことを特徴とする
    請求項１に記載の駆動装置。
  14. 【請求項１４】 コイルの周囲の温度を検出する温度検
    出部と、 コイルに流れる電流を検出する電流検出部と、 上記温度検出部の検出結果に基づいてコイルに供給する
    電流を制御する電流制御部とを設けたことを特徴とする
    請求項２に記載の駆動装置。
  15. 【請求項１５】 コイルの周囲の温度を検出する温度検
    出部と、 コイルに流れる電流を検出する電流検出部と、 上記温度検出部の検出結果に基づいてコイルに供給する
    電流を制御する電流制御部とを設けたことを特徴とする
    請求項３に記載の駆動装置。
  16. 【請求項１６】 コイルの周囲の温度を検出する温度検
    出部と、 コイルに流れる電流を検出する電流検出部と、 上記温度検出部の検出結果に基づいてコイルに供給する
    電流を制御する電流制御部とを設けたことを特徴とする
    請求項４に記載の駆動装置。
  17. 【請求項１７】 コイル内の導電物質の内圧を調整する
    圧力調整機構と、 コイルの周囲の温度を検出する温度検出部と、 コイルに流れる電流を検出する電流検出部と、 上記温度検出部及び電流検出部の検出結果に基づいて上
    記圧力調整機構を制御する圧力制御部とを設けたことを
    特徴とする請求項９に記載の駆動装置。
  18. 【請求項１８】 コイル内の導電物質の内圧を調整する
    圧力調整機構と、 コイルの周囲の温度を検出する温度検出部と、 コイルに流れる電流を検出する電流検出部と、 上記温度検出部及び電流検出部の検出結果に基づいて上
    記圧力調整機構を制御する圧力制御部とを設けたことを
    特徴とする請求項１０に記載の駆動装置。
  19. 【請求項１９】 コイル内の導電物質の内圧を調整する
    圧力調整機構と、 コイルの周囲の温度を検出する温度検出部と、 コイルに流れる電流を検出する電流検出部と、 上記温度検出部及び電流検出部の検出結果に基づいて上
    記圧力調整機構を制御する圧力制御部とを設けたことを
    特徴とする請求項１１に記載の駆動装置。
  20. 【請求項２０】 コイル内の導電物質の内圧を調整する
    圧力調整機構と、 コイルの周囲の温度を検出する温度検出部と、 コイルに流れる電流を検出する電流検出部と、 上記温度検出部及び電流検出部の検出結果に基づいて上
    記圧力調整機構を制御する圧力制御部とを設けたことを
    特徴とする請求項１２に記載の駆動装置。
  21. 【請求項２１】 筋状をした駆動装置の長手方向におけ
    る中間の部分で太く両端の部分で細くなるように形成し
    たことを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
  22. 【請求項２２】 筋状をした駆動装置の長手方向におけ
    る中間の部分で太く両端の部分で細くなるように形成し
    たことを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。
  23. 【請求項２３】 外側に位置する駆動装置の駆動力を内
    側に位置する駆動装置の駆動力より大きくしたことを特
    徴とする請求項３に記載の駆動装置。
  24. 【請求項２４】 外側に位置する駆動装置の駆動力を内
    側に位置する駆動装置の駆動力より大きくしたことを特
    徴とする請求項４に記載の駆動装置。
  25. 【請求項２５】 各筋状をした駆動装置への電力供給部
    を纏めて設けたことを特徴とする請求項３に記載の駆動
    装置。
  26. 【請求項２６】 各筋状をした駆動装置のうち電磁石の
    磁極の向きが同じもの同士の電力供給部を纏めて設けた
    ことを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。
  27. 【請求項２７】 各電磁石に個別に電力供給部を設けた
    ことを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
  28. 【請求項２８】 各電磁石に個別に電力供給部を設けた
    ことを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。
  29. 【請求項２９】 外側を多孔質の潤滑油含浸部で被覆
    し、該潤滑油含浸部に潤滑油を含浸させたことを特徴と
    する請求項３に記載の駆動装置。
  30. 【請求項３０】 外側を多孔質の潤滑油含浸部で被覆
    し、該潤滑油含浸部に潤滑油を含浸させたことを特徴と
    する請求項４に記載の駆動装置。
  31. 【請求項３１】 潤滑油含浸部の外側を柔軟性を有する
    被膜である表層部によって覆ったことを特徴とする請求
    項２９に記載の駆動装置。
  32. 【請求項３２】 潤滑油含浸部の外側を柔軟性を有する
    被膜である表層部によって覆ったことを特徴とする請求
    項３０に記載の駆動装置。
  33. 【請求項３３】 中心部を貫通するように伸縮自在な伸
    縮パッドを設け、 該伸縮パッド内に伸縮コイルを配設し、 該伸縮コイルの両端に高周波発生部とインダクタンス検
    出部を接続したことを特徴とする請求項３に記載の駆動
    装置。
  34. 【請求項３４】 中心部を貫通するように伸縮自在な伸
    縮パッドを設け、 該伸縮パッド内に伸縮コイルを配設し、 該伸縮コイルの両端に高周波発生部とインダクタンス検
    出部を接続したことを特徴とする請求項４に記載の駆動
    装置。
  35. 【請求項３５】 中心部を貫通するように導電粒子を内
    蔵した伸縮自在な伸縮パッドを設け、 該伸縮パッドの両端に設けた端子間に抵抗検出部を接続
    したことを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
  36. 【請求項３６】 中心部を貫通するように導電粒子を内
    蔵した伸縮自在な伸縮パッドを設け、 該伸縮パッドの両端に設けた端子間に抵抗検出部を接続
    したことを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。
  37. 【請求項３７】 軟質物質と磁性体とを交互に配設して
    成る磁性バーをその一部が中心部を貫通し別の一部が外
    に位置するように設け、 外に位置した磁性バーの一部を囲むようにトロイダルコ
    イルを配置し、 該トロイダルコイルの両端に電流検出部を接続したこと
    を特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
  38. 【請求項３８】 軟質物質と磁性体とを交互に配設して
    成る磁性バーをその一部が中心部を貫通し別の一部が外
    に位置するように設け、 外に位置した磁性バーの一部を囲むようにトロイダルコ
    イルを配置し、 該トロイダルコイルの両端に電流検出部を接続したこと
    を特徴とする請求項４に記載の駆動装置。
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