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公開番号2025150420
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024051283
出願日2024-03-27
発明の名称人工筋肉装置
出願人トヨタ自動車株式会社,協同油脂株式会社
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類A61F 2/08 20060101AFI20251002BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】コンプレッサを用いることなく、人工筋肉を作動できる技術を提供する。
【解決手段】人工筋肉装置は、基油および増ちょう剤を含むグリースを収容した状態で密閉された袋と、袋の外周面を覆う編組スリーブと、編組スリーブの内部と外部との少なくとも一方に配置された電磁石と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
人工筋肉装置であって、
基油および増ちょう剤を含むグリースを収容した状態で密閉された袋と、
前記袋の外周面を覆う編組スリーブと、
前記編組スリーブの内部と外部との少なくとも一方に配置された電磁石と、を備える、人工筋肉装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載の人工筋肉装置であって、
前記電磁石は、第１電磁石と第２電磁石とを含み、
前記グリースは、磁性を有さず、
前記第１電磁石と前記第２電磁石とが、予め定められた第１方向に沿って対向するように配置され、
前記袋は、前記第１電磁石と前記第２電磁石との間に配置され、
前記第１電磁石および前記第２電磁石に通電した場合に、前記第１電磁石と前記第２電磁石とが前記第１方向に沿って互いに引き合うことで、前記袋は、前記第１方向に直交する第２方向に沿って膨張しながら前記第１方向に沿って収縮し、
前記第１電磁石および前記第２電磁石への通電を停止した場合に、前記第１電磁石と前記第２電磁石との間に働く引力が消失することで、前記袋は、前記第１方向に沿って弛緩する、人工筋肉装置。
【請求項３】
請求項１に記載の人工筋肉装置であって、さらに、
磁性体を備え、
前記グリースは、磁性を有さず、
前記電磁石と前記磁性体とが、予め定められた第３方向に沿って対向するように配置され、
前記袋は、前記電磁石と前記磁性体との間に配置され、
前記電磁石に通電した場合に、前記電磁石が前記第３方向に沿って前記磁性体を引きつけることで、前記袋は、前記第３方向に直交する第４方向に沿って膨張しながら前記第３方向に沿って収縮し、
前記電磁石への通電を停止した場合に、前記電磁石が前記磁性体を引きつける引力が消失することで、前記袋は、前記第３方向に沿って弛緩する、人工筋肉装置。
【請求項４】
請求項１に記載の人工筋肉装置であって、
前記電磁石は、第１電磁石と第２電磁石とを含み、
前記グリースは、磁性を有し、
前記第１電磁石と前記第２電磁石とが、前記編組スリーブの前記外部において、予め定められた第５方向に沿って対向するように配置され、
前記袋は、前記第１電磁石と前記第２電磁石との間に配置され、
前記第１電磁石および前記第２電磁石に通電した場合に、前記グリースが前記第１電磁石および前記第２電磁石に引きつけられることで、前記袋は、前記第５方向に沿って膨張しながら前記第５方向に直交する第６方向に収縮し、
前記第１電磁石および前記第２電磁石への通電を停止した場合に、前記第１電磁石および前記第２電磁石が前記グリースを引きつける引力が消失することで、前記袋は、前記第６方向に沿って弛緩する、人工筋肉装置。
【請求項５】
請求項１に記載の人工筋肉装置であって、
前記グリースは、磁性を有し、
前記電磁石は、前記編組スリーブの前記外部において、前記袋を囲むように、予め定められた第７方向を中心とする周方向に亘って配置され、
前記電磁石に通電した場合に、前記グリースが前記電磁石に引きつけられることで、前記袋は、前記第７方向に直交する第８方向に沿って膨張しながら前記第７方向に収縮し、
前記電磁石への通電を停止した場合に、前記電磁石が前記グリースを引きつける引力が消失することで、前記袋は、前記第７方向に沿って弛緩する、人工筋肉装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、人工筋肉装置に関する。
続きを表示（約 3,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、流体圧式アクチュエータを備える人工筋肉が知られている（特許文献１）。この流体圧式アクチュエータは、チューブと、チューブの外周面を覆うスリーブと、を備える。チューブは、流体を収容し、流体圧によって膨張および収縮する。スリーブは、所定方向に配向されたコードを編み込んだ筒状の構造体であり、チューブの膨張および収縮を規制しつつ追従する。この技術では、流体としての液体がチューブに流出入するときに生じる液圧と、流体としての空気がチューブに流出入するときに生じる空気圧と、の少なくともいずれかによって、流体圧式アクチュエータを作動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－７６１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術では、液圧や空気圧を発生させるために、コンプレッサが必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本開示の第１形態によれば、人工筋肉装置が提供される。人工筋肉装置は、基油および増ちょう剤を含むグリースを収容した状態で密閉された袋と、前記袋の外周面を覆う編組スリーブと、前記編組スリーブの内部と外部との少なくとも一方に配置された電磁石と、を備える。この形態によれば、人工筋肉装置は、コンプレッサを用いることなく、磁力を利用して、人工筋肉として作動させることができる。
（２）上記形態であって、前記電磁石は、第１電磁石と第２電磁石とを含み、前記グリースは、磁性を有さず、前記第１電磁石と前記第２電磁石とが、予め定められた第１方向に沿って対向するように配置され、前記袋は、前記第１電磁石と前記第２電磁石との間に配置され、前記第１電磁石および前記第２電磁石に通電した場合に、前記第１電磁石と前記第２電磁石とが前記第１方向に沿って互いに引き合うことで、前記袋は、前記第１方向に直交する第２方向に沿って膨張しながら前記第１方向に沿って収縮し、前記第１電磁石および前記第２電磁石への通電を停止した場合に、前記第１電磁石と前記第２電磁石との間に働く引力が消失することで、前記袋は、前記第１方向に沿って弛緩する構成であってもよい。この形態によれば、人工筋肉装置は、磁力を利用して、第１電磁石および第２電磁石を移動させることで、袋を物理的に押圧したり弛緩させたりすることができる。これにより、人工筋肉装置は、袋に収容されたグリースを流動させて、袋および編組スリーブを変形させることで、人工筋肉として作動させることができる。
（３）上記形態であって、さらに、磁性体を備え、前記グリースは、磁性を有さず、前記電磁石と前記磁性体とが、予め定められた第３方向に沿って対向するように配置され、前記袋は、前記電磁石と前記磁性体との間に配置され、前記電磁石に通電した場合に、前記電磁石が前記第３方向に沿って前記磁性体を引きつけることで、前記袋は、前記第３方向に直交する第４方向に沿って膨張しながら前記第３方向に沿って収縮し、前記電磁石への通電を停止した場合に、前記電磁石が前記磁性体を引きつける引力が消失することで、前記袋は、前記第３方向に沿って弛緩する構成であってもよい。この形態によれば、人工筋肉装置は、磁力を利用して、電磁石に磁性体を引きつけることで、袋を物理的に押圧したり弛緩させたりすることができる。これにより、人工筋肉装置は、袋に収容されたグリースを流動させて、袋および編組スリーブ変形させることで、人工筋肉として作動させることができる。
（４）上記形態であって、前記電磁石は、第１電磁石と第２電磁石とを含み、前記グリースは、磁性を有し、前記第１電磁石と前記第２電磁石とが、前記編組スリーブの前記外部において、予め定められた第５方向に沿って対向するように配置され、前記袋は、前記第１電磁石と前記第２電磁石との間に配置され、前記第１電磁石および前記第２電磁石に通電した場合に、前記グリースが前記第１電磁石および前記第２電磁石に引きつけられることで、前記袋は、前記第５方向に沿って膨張しながら前記第５方向に直交する第６方向に収縮し、前記第１電磁石および前記第２電磁石への通電を停止した場合に、前記第１電磁石および前記第２電磁石が前記グリースを引きつける引力が消失することで、前記袋は、前記第６方向に沿って弛緩する構成であってもよい。この形態によれば、人工筋肉装置は、袋を挟みこむように対向する位置に配置された一対の電磁石に通電することで生じさせた磁力により、電磁石にグリースを引きつけることができる。これにより、人工筋肉装置は、袋に収容されたグリースを流動させて、袋および編組スリーブを変形させることで、人工筋肉として作動させることができる。
（５）上記形態であって、前記グリースは、磁性を有し、前記電磁石は、前記編組スリーブの前記外部において、前記袋を囲むように、予め定められた第７方向を中心とする周方向に亘って配置され、前記電磁石に通電した場合に、前記グリースが前記電磁石に引きつけられることで、前記袋は、前記第７方向に直交する第８方向に沿って膨張しながら前記第７方向に収縮し、前記電磁石への通電を停止した場合に、前記電磁石が前記グリースを引きつける引力が消失することで、前記袋は、前記第７方向に沿って弛緩する構成であってもよい。この形態によれば、人工筋肉装置は、袋を囲むように配置された１つの電磁石に通電することで生じさせた磁力により、電磁石にグリースを引きつけることができる。これにより、人工筋肉装置は、袋に収容されたグリースを流動させて、袋および編組スリーブを変形させることで、人工筋肉として作動させることができる。
本開示は、上記の人工筋肉装置以外の種々の形態で実現することが可能である。例えば、人工筋肉装置の製造方法、人工筋肉装置の制御方法、その制御方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１実施形態における人工筋肉装置の構成を示す第１図。
第１実施形態における人工筋肉装置の構成を示す第２図。
第２実施形態における人工筋肉装置の構成を示す図。
第３実施形態における人工筋肉装置の構成を示す第１図。
第３実施形態における人工筋肉装置の構成を示す第２図。
第４実施形態における人工筋肉装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態における人工筋肉装置１の構成を示す第１図である。図２は、第１実施形態における人工筋肉装置１の構成を示す第２図である。人工筋肉装置１は、袋１１０と、編組スリーブ１２０と、第１電磁石１３１と、第２電磁石１３２と、を備える。さらに、人工筋肉装置１は、第１固定部材１４１と、第２固定部材１４２と、第１軸部１５１と、第２軸部１５２と、を備える。図１では、電磁石１３１，１３２に通電していない非通電状態における人工筋肉装置１の構成を図示している。図２では、電磁石１３１，１３２に通電している通電状態における人工筋肉装置１の構成を図示している。
【０００９】
袋１１０は、グリース６１を収容した状態で密閉されている。袋１１０は、グリース６１の流動に応じて変形する。袋１１０は、伸縮性を有していてもよく、伸縮性を有していなくてもよい。本実施形態では、袋１１０は、固定されることなく、編組スリーブ１２０の内部において、第１電磁石１３１と第２電磁石１３２との間に配置されている。他の実施形態では、袋１１０は、軸部１５１，１５２などの任意の部材に固定されていてもよい。
【００１０】
グリース６１は、日本産業規格（ＪＩＳＫ２２２０）に規定された粘性流体組成物である。本実施形態では、グリース６１は、磁性粉体を含むことなく、基油および増ちょう剤を含む。つまり、本実施形態のグリース６１は、磁性を有さない。グリース６１は、酸化防止剤などの他の成分を含んでもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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