JP2001067033A - 風船状構造体駆動装置及び該風船状構造体駆動装置に用いられる吐吸切替弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単かつ確実に部分的な動作を行わせること
ができ、かつ軽量化に役立ちコストも抑えることができ
る風船状構造体駆動装置及び吐吸切替弁装置を提供す
る。 【解決手段】 吐吸切替弁装置４３の回動羽根を吸込動
作位置まで回動させ、空気流出口と空気通流口とを連通
状態とし、アクチュエータ４２側からポンプ装置４１へ
向けて空気を排気し、蛇腹部を収縮させる。このときア
クチュエータ４２は風船ロボット本体２の腕部の作用部
位Ｂ1 ，Ｂ2 を引っ張り、風船ロボット本体２は屈曲可
能な余裕部位Ａ1 〜Ａ4 において屈曲して腕部は強制的
に下げられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば風船ロボッ
ト等の風船状構造体の駆動のために用いられる風船状構
造体駆動装置及び該風船状構造体駆動装置に用いられる
吐吸切替弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりキャラクタや動物を象った風船
状構造物が製作されて、広告や装飾等の目的で利用され
ている。

【０００３】この風船状構造物は、外形部分を布やフィ
ルム等を用いて縫製加工で作成し、空気孔を通して送風
装置等で内部に空気を送り込んで膨張させ、送風を続け
ることで所定の外形形状を保持するようにしている。

【０００４】ところで、例えば風船状構造物としての人
形の腕部分を動かせるように構成することにより、手を
振る動作等を行わせて広告効果を増大させるようにした
ものも提案されている。

【０００５】この風船状構造物を部分的に動かす場合
は、内部の所定の部位にロープの一端を固定し、他端を
モータやエアシリンダ等の駆動装置に接続してロープを
引っ張るようにしている。この場合、駆動装置は外部に
設置され、ロープは風船状構造物の内部を経由して駆動
装置まで引き込まれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の風船状構造物においては、ロープを引く一方で、送
風装置から空気が圧入されて外壁面は外向きに押圧され
ているので、強い引張力を必要とすると共に、全体が動
いてしまう等不要な動きが生じるという欠点がある。

【０００７】このため、内部に高圧に耐え得る構造物を
設置し、この構造物を基台として用いて、ロープを滑車
等を経由して引き回す方法も工夫されているが、この場
合も所望の動作を安定的に行わせるためには構造物を堅
牢としたり複雑な機構を設けたりする必要がある等の問
題点がある。

【０００８】したがって、特に大型の風船状構造物の場
合には製作のコストがかさみ、かつ重量が増して移動も
困難となるという不具合も生じる。

【０００９】そこで、本発明は、簡単かつ確実に部分的
な動作を行わせることができ、かつ軽量化に役立ちコス
トも抑えることができる風船状構造体駆動装置及び該風
船状構造体駆動装置に用いられる吐吸切替弁装置を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、屈曲可能な部位が設けられ
た風船状構造体の駆動装置であって、気体の供給又は吸
引によって変位する変位部材と、前記変位部材に気体を
供給又は吸引する気体吐吸装置と、前記気体吐吸装置か
らの気体の供給と吸引とを切り換える吐吸切替弁装置
と、少なくとも前記気体吐吸装置及び前記吐吸切替弁装
置を制御する制御部とを有し、前記吐吸切替弁装置の切
替えによって前記気体吐吸装置から気体を供給し又は前
記気体吐吸装置へ気体を吸引させて前記変位部材を変位
させ、この変位を所定の部位に作用させることによっ
て、前記風船状構造体の部分を変位させることを特徴と
する。

【００１１】上記課題を解決するために、請求項２記載
の発明は、内部に加圧気体が充満されることによって輪
郭が形成され、輪郭が形成された状態で屈曲可能な部位
を有する風船状構造体を前記屈曲可能な部位で屈曲させ
る風船状構造体駆動装置であって、気体を吐き出す吐出
口及び気体を吸い込む吸込口を有するポンプ装置と、前
記風船状構造体の内部に配置され、伸縮自在の胴部を有
し、通流口を通じて気体が流出入することによって容積
が変化して前記胴部が伸縮するアクチュエータと、内部
で変位可能な隔壁が内蔵された弁本体を有し、前記弁本
体の所定の部位には、前記吐出口と接続された気体流入
用の第１の通流口、前記吸込口と接続された気体流出用
の第２の通流口、前記通流口と接続された気体流出入用
の第３の通流口、及び開放されている気体流出入用の第
４の通流口が設けられ、前記隔壁は、前記第１の通流口
と前記第２の通流口とを連通する第１の配置状態と、前
記第１の通流口と前記第３の通流口とを連通すると共に
前記第２の通流口と前記第４の通流口とを連通する第２
の配置状態と、前記第２の通流口と前記第３の通流口と
を連通すると共に前記第１の通流口と前記第４の通流口
とを連通する第３の配置状態とのうちのいづれか１つの
配置状態とされる吐吸切替弁装置とを備え、前記アクチ
ュエータの可動部は、前記風船状構造体内部の所定の作
用部位に接続し、前記作用部位に前記可動部の運動が伝
達されることによって、所定の前記屈曲可能な部位にお
いて屈曲することを特徴とする。

【００１２】上記課題を解決するために、請求項３記載
の発明は、請求項２記載の風船状構造体駆動装置であっ
て、前記アクチュエータが作動状態にあり、前記所定の
屈曲可能な部位において屈曲する際には、前記加圧気体
の圧力を所定量減じるように制御されることを特徴とす
る。

【００１３】上記課題を解決するために、請求項４記載
の発明は、請求項２又は３記載の風船状構造体駆動装置
であって、前記吐出口と前記第１の通流口、前記吸込口
と前記第２の通流口、及び前記アクチュエータの通流口
と前記第３の通流口は、それぞれ可撓性を有する配管に
よって接続されることを特徴とする。

【００１４】上記課題を解決するために、請求項５記載
の発明は、請求項２から４のうちのいずれか１項に記載
の風船状構造体駆動装置であって、前記アクチュエータ
は、前記風船状構造体内部に設けられて内部に加圧気体
が充満されることによって輪郭が形成されると共に外殻
部において所定の強度が維持される内部構造体によって
支持されることを特徴とする。

【００１５】上記課題を解決するために、請求項６記載
の発明は、内部に加圧気体が充満されることによって輪
郭が形成され輪郭が形成された状態で屈曲可能な部位を
有する風船状構造体を、気体圧を駆動力とするアクチュ
エータによって前記屈曲可能な部位で屈曲させる風船状
構造体駆動装置に用いられ、前記アクチュエータに接続
して駆動用の前記気体の流出入の切替えを行う吐吸切替
弁装置であって、内部で変位可能な隔壁が内蔵された弁
本体を有し、前記弁本体の所定の部位には、ポンプ装置
から気体が流入する第１の通流口、ポンプ装置へ気体が
流出する第２の通流口、前記アクチュエータに接続する
第３の通流口、及び開放された第４の通流口が設けら
れ、前記隔壁は、前記第１の通流口と前記第２の通流口
とを連通する第１の配置状態と、前記第１の通流口と前
記第３の通流口とを連通すると共に前記第２の通流口と
前記第４の通流口とを連通する第２の配置状態と、前記
第２の通流口と前記第３の通流口とを連通すると共に前
記第１の通流口と前記第４の通流口とを連通する第３の
配置状態とのうちのいづれか１つの配置状態とされるこ
とを特徴とする。

【００１６】上記課題を解決するために、請求項７記載
の発明は、請求項６記載の風船状構造体駆動装置に用い
られる吐吸切替弁装置であって、前記弁本体は断面が略
円形であり、前記第１、第２及び第３の通流口は前記弁
本体の壁部に設けられ、前記隔壁は前記弁本体の略中心
軸の周りに回動することによって、前記第１、第２又は
第３の配置状態のうちのいずれか１つの配置状態とされ
ることを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００１８】実施の形態１．図１は本発明の実施の形態
１に係る風船状構造体としての風船ロボットの概略構成
を模式的に示す図、図２は同風船ロボット本体の外観を
示す斜視図、図３は同風船ロボットの要部の構成を示す
図、図４は同風船ロボットを構成する気体圧駆動装置と
しての空圧駆動装置の構成を示す斜視図、図５は同空圧
駆動装置を構成する吐吸切替弁装置の構成を示す斜視
図、図６は同吐吸切替弁装置の構成を示す分解斜視図、
図７は同空圧駆動装置を構成するアクチュエータの動作
を説明するための説明図、図８は同吐吸切替弁装置の動
作を説明するための説明図、図９は同風船ロボットの動
作を説明するための説明図である。

【００１９】図１乃至図３に示すように、この実施の形
態１に係る風船ロボット１は、内部に加圧空気が充満さ
れることによって輪郭が形成され、例えば布やフィルム
等を用いて縫製加工で作成されて外形部分を構成する風
船ロボット本体２と、風船ロボット本体２内部に加圧空
気を送り込む輪郭形成用送風装置３と、風船ロボット本
体２の所定の部位を屈曲させるための空圧駆動装置４
と、風船ロボット本体２内部に設けられて内部に比較的
高圧の加圧気体が充満されることによって輪郭が形成さ
れると共に外殻部において所定の強度が維持され、風船
ロボット本体２の作用部位近傍の所定の載置面５１にア
クチュエータを固定して支持する内部構造体５と、内部
構造体５内部に加圧空気を送り込む内部構造体用送風装
置６と、例えば風船ロボット本体２の屈曲動作に連動さ
せて所定の音声メッセージ等を出力する音声出力装置７
と、輪郭形成用送風装置３や空圧駆動装置４等構成各部
を制御する駆動制御装置８とを有している。

【００２０】風船ロボット本体２は輪郭が形成された状
態で屈曲可能な余裕部位Ａ1 〜Ａ4を有している。ここ
で、風船ロボット本体２が図１に示すような両腕部分が
挙がった万歳のポーズをとっているときは、風船ロボッ
ト本体２の余裕部位Ａ1 ，Ａ3 は、襞が形成されて折り
畳まれた状態となっている。

【００２１】図１及び図３乃至図５に示すように、空圧
駆動装置４は、空気を吐き出す吐出口４１ａと空気を吸
い込む吸込口４１ｂとを有するポンプ装置（気体吐吸装
置）４１と、通気口４２ａを通じて空気が流出入するこ
とによって容積が変化して伸縮運動を行い、可稼板が風
船ロボット本体２の腕部の所定の作用部位Ｂ1 ，Ｂ2近
傍にそれぞれ配置されて接続した作用部位Ｂ1 ，Ｂ2 を
引っ張り又は弛緩させるアクチュエータ（変位部材）４
２，４２と、ポンプ装置４１と各アクチュエータ４２と
の間の給排気経路上に介在し各アクチュエータ４２に対
して給気するか又は排気するかの切替えを行う吐吸切替
弁装置４３とを有している。

【００２２】各アクチュエータ４２は、例えば内部構造
体５の載置面５１上に固定される固定板４２１と、作用
部位Ｂ1 ，Ｂ2 に接続される可動板（可動部）４２２と
が、蝶番４２３によって二枚貝状に開閉可能に結合さ
れ、固定板４２１と可動板４２２との間に胴体が上記開
閉方向に伸縮自在の蛇腹部４２４によって形成されてな
り、可動板４２２の中央部には可撓配管４５が接続され
アクチュエータ４２内部の給排気を行うための通気口４
２ａが設けられている。

【００２３】また、各アクチュエータ４２には固定板４
２１と可動板４２２との間の開き量を検知するための変
位センサ４２５が取り付けられている。

【００２４】この変位センサ４２５としては、例えば直
動式のポテンショメータが用いられ、上記開き量に対応
して電圧値が変化する変位検出信号が駆動制御装置８へ
送られるようになっている。

【００２５】アクチュエータ４２の可動板４２２の運動
は、風船ロボット本体２内部の所定の作用部位Ｂ1 ，Ｂ
2 において作用し、風船ロボット本体２は所定の屈曲可
能な余裕部位Ａ1 〜Ａ4 において屈曲する。

【００２６】吐吸切替弁装置４３は、回動可能な回動羽
根（隔壁）４３１ａが内蔵された略円筒形状の弁本体４
３１と、回動羽根４３１ａを回動させるための羽根駆動
モータ４３２ａと、回動羽根４３１ａの回動位置を検知
するための位置センサ４３３ａ，４３３ｂ，４３３ｃと
を有している。

【００２７】弁本体４３１は、略円筒形状の枠体４３１
ｂと底板４３１ｃと天板４３１ｄとを有し、枠体４３１
ｂの壁部には、吐出口４１ａと可撓配管４６を介して接
続された空気流入口４３１ｐと、吸込口４１ｂと可撓配
管４７を介して接続された空気流出口４３１ｑと、通気
口４２ａと可撓配管４５を介して接続された空気通流口
４３１ｒとが、周回方向に沿って略等間隔にすなわち空
気流入口４３１ｐ、空気流出口４３１ｑ及び空気通流口
４３１ｒの各軸方向が互いに略１２０°の角度をなすよ
うに設けられ、また、天板４３１ｄには開放状態の空気
通流口４３１ｓが設けられている。

【００２８】図６に示すように、回動羽根４３１ａは、
回動軸となる駆動シャフト４３１ｅの上端側及び下端側
にそれぞれ固定された上側羽根固定バー４３１ｆ及び下
側羽根固定バー４３１ｇの側面に取り付けられた状態で
オイレス４３１ｈ，４３１ｉを介在させて、枠体４３１
ｂ内に回動可能に収納され、回動羽根４３１ａが収納さ
れ天板４３１ｄが被せられた状態でオイレス４３１ｈを
用いて羽根側スプロケット４３１ｊが取り付けられ、さ
らにセンサドグ４３１ｋが設けられている。

【００２９】また、羽根駆動モータ４３２ａは、枠体４
３１ｂの壁部の空気流入口４３１ｐと空気流出口４３１
ｑとの間に取り付けられ、羽根駆動モータ４３２ａの軸
にはモータ取付金具４３２ｂを介してモータ側スプロケ
ット４３２ｃが取り付けられ、このモータ側スプロケッ
ト４３２ｃと羽根側スプロケット４３１ｊとには駆動チ
ェーン４３４が掛け渡されて、羽根駆動モータ４３２ａ
の回動に従って回動羽根４３１ａが回動するように構成
されている。

【００３０】ここで、回動羽根４３１ａは、回動羽根４
３１ａの一方の面の法線方向と空気通流口４３１ｒの軸
方向とが略一致するように位置決めされて、空気流入口
４３１ｐと空気流出口４３１ｑとを連通状態とすると共
に、空気通流口４３１ｒと、空気流入口４３１ｐ、空気
流出口４３１ｑ及び空気通流口４３１ｓとを非連通状態
として、アクチュエータ４２とポンプ装置４１との間の
空気の通流を遮断する動作停止位置（第１の配置状態）
と、回動羽根４３１ａの上記法線方向と空気流出口４３
１ｑの軸方向とが略一致するように位置決めされて、空
気流入口４３１ｐと空気通流口４３１ｒとを連通状態と
すると共に、空気通流口４３１ｒ及び空気流入口４３１
ｐと、空気流出口４３１ｑ及び空気通流口４３１ｓとを
非連通状態として、アクチュエータ４２側へ空気の供給
を可能とする吐出動作位置（第２の配置状態）と、回動
羽根４３１ａの上記法線方向と空気流入口４３１ｐの軸
方向とが略一致するように位置決めされて、空気流出口
４３１ｑと空気通流口４３１ｒとを連通状態とすると共
に、空気流出口４３１ｑ及び空気通流口４３１ｒと、空
気流入口４３１ｐ及び空気通流口４３１ｓとを非連通状
態として、アクチュエータ４２側からの空気の排気を可
能とする吸込動作位置（第３の配置状態）とのうちのい
づれか１つの回動位置に位置決めされる（図８参照）。

【００３１】これらの動作停止位置、吐出動作位置及び
吸込動作位置はそれぞれ位置センサ４３３ａ，４３３
ｂ，４３３ｃによって検知される。

【００３２】音声出力装置７は、所定の音声メッセージ
等が記録され駆動制御装置７の制御に従って音声信号を
出力するレコーダ７１と、レコーダ７１から出力された
音声信号を増幅してスピーカに与えるアンプ７２と、ス
ピーカ７３，７３とを有している。

【００３３】図１及び図３に示すように、駆動制御装置
８は、ＣＰＵを有し各種センサからの検知信号に基づき
所定の制御プログラムに従って各部を制御する制御部８
１と、制御部８１による制御下で所定のドライバ制御プ
ログラムに従って後述するドライバを制御するシーケン
サ８２と、羽根駆動用モータ４３２ａ及びポンプ装置４
１のモータ４１１をそれぞれ駆動するドライバ８３，８
４と、起動を開始させるためのスタータ８５とを有して
いる。

【００３４】ここで、制御部８１は、アクチュエータ４
２を作動させて、風船ロボット本体２を所定の屈曲可能
な余裕部位Ａ1 〜Ａ4 において屈曲させる際には、加圧
気体の圧力を所定量減圧するように輪郭形成用送風装置
３を制御する。

【００３５】次に、動作について説明する。

【００３６】まず、制御部８１の制御によって、輪郭形
成用送風装置３及び内部構造体用送風装置６は、それぞ
れ風船ロボット本体２及び内部構造体５内部に、加圧空
気を送り込んで膨張させて所定の輪郭を形成させる。

【００３７】同時に制御部８１は位置センサ４３３ａ，
４３３ｂ，４３３ｃから送られてくる位置検知信号に基
づいてシーケンサ８２を介してドライバ８３，８４を動
作させて、羽根駆動用モータ４３２ａを駆動させ、回動
羽根４３１ａを吐出動作位置まで回動させると共にポン
プ装置４１を駆動させる。

【００３８】図８（ｂ）に示すように、回動羽根４３１
ａが吐出動作位置にあることにより、空気流入口４３１
ｐと空気通流口４３１ｒとは連通状態となり、ポンプ装
置４１から吐き出された空気はアクチュエータ４２に供
給される。なお、このとき空気通流口４３１ｓから弁本
体４３１に空気が流入し空気流出口４３１ｑからポンプ
装置４１側へ吸い込まれる。

【００３９】アクチュエータ４２においては、内部に充
分空気が供給されると蛇腹部４２４が伸長した状態とな
る。制御部８１は変位センサ４２５から送られてくるア
クチュエータ４２の開き量すなわち容積に対応した変位
検知信号によって、図７（ａ）に示すように、蛇腹部４
２４が充分伸長した状態にあることを検知すると、回動
羽根４３１ａを動作停止位置まで回動させる。

【００４０】このとき、図８（ａ）に示すように、アク
チュエータ４２とポンプ装置４１との間の通流は遮断さ
れ、空気流入口４３１ｐと空気流出口４３１ｑとが連通
状態となることによってポンプ装置４１の吐出口４１ａ
から吐き出された空気は吸込口４１ｂに戻る。これによ
りアクチュエータ４２の容積は保持され可動板４２２は
停止する。

【００４１】このとき、風船ロボット本体２は輪郭形成
用送風装置３から送られてくる空気の圧力に任せて膨張
し、図９（ａ）に示すように、両腕部分が挙がった万歳
のポーズをとることとなる。

【００４２】この後も、制御部８１は、風船ロボット本
体２を動かすための所定の動作演出プログラムに従って
各部を制御する。例えばシーケンサ８２を介して再びド
ライバ８３を動作させて羽根駆動用モータ４３２ａを駆
動させ、回動羽根４３１ａを吸込動作位置まで回動させ
る。

【００４３】図８（ｃ）に示すように回動羽根４３１ａ
が吸込動作位置にあることにより、空気流出口４３１ｑ
と空気通流口４３１ｒとは連通状態となり、アクチュエ
ータ４２側からポンプ装置４１へ向けて空気が排気され
る。なお、このとき空気流入口４３１ｐから流入した空
気は空気通流口４３１ｓから弁本体４３１外へ放出され
る。

【００４４】アクチュエータ４２においては、内部から
空気が吸い出されることによって、図７（ｂ）に示すよ
うに、蛇腹部４２４が収縮し、可動板４２２が固定板４
２１側へ動いて風船ロボット本体２の腕部の作用部位Ｂ
1 ，Ｂ2 を引っ張り、図９（ｂ）に示すように、風船ロ
ボット本体２は屈曲可能な余裕部位Ａ1 〜Ａ4 において
屈曲して腕部は強制的に下げられる。

【００４５】このとき、風船ロボット本体２の余裕部位
Ａ1 ，Ａ3 は折り畳まれた状態から伸張された状態に変
化し、逆に余裕部位Ａ2 ，Ａ4 は伸張された状態から折
り畳まれた状態に変化する。

【００４６】なお、制御部８１は、このアクチュエータ
４２による引張操作の間は、加圧気体の圧力を所定量減
圧するように輪郭形成用送風装置３を制御する。

【００４７】この後、制御部８１は、再び作用部位Ｂ1
，Ｂ2 を弛緩させるように制御し、上述した腕部の上
下運動を繰り返す。

【００４８】一方、例えば腕部の上下運動の間、制御部
８１は、音声出力装置７を制御して、風船ロボット本体
２の動作に対応した所定の音声メッセージ等を出力させ
る。

【００４９】以上説明したように、本実施の形態１によ
れば、アクチュエータ４２は小型軽量でありながら強い
操作力を有しており、かつ、所定の作用部位Ｂ1 ，Ｂ2
を例えば部分的に引っ張ることによって所定の屈曲可能
な余裕部位Ａ1 〜Ａ4 が屈曲するので、簡単かつ確実に
部分的な運動を全体が動くことなく安定的に行わせるこ
とができ、例えば予めプログラムされた一連の所望の運
動を円滑に行わせることができる。

【００５０】また、アクチュエータ４２を、堅牢な内部
構造体５の載置面５１上に固定することによって、例え
大型のアクチュエータであっても、これを確実に支持し
て安定動作されることができ、しかも、作用部位近傍に
容易に配置することができるので、例えばロープ等を引
き回すことなく、直接アクチュエータによって必要な箇
所だけを正確かつ確実に変位させることができる。

【００５１】また、全体の軽量化に役立ち、製作のコス
トも抑えることができる。

【００５２】また、制御部８１は、所定の屈曲可能な余
裕部位Ａ1 〜Ａ4 において屈曲する際には、加圧気体の
圧力を所定量減じるように輪郭形成用送風装置３を制御
するので、より弱い力で簡単に運動を行わせることがで
きる。

【００５３】また、吐吸切替弁装置４３はポンプ装置４
１及びアクチュエータ４２と可撓配管４５，４６，４７
によって接続されるので、作用部位Ｂ1 ，Ｂ2 の位置に
かかわらず配置場所が限定されない。

【００５４】実施の形態２．図１０は本発明の実施の形
態２に係る風船状構造体としての風船ロボットの要部の
概略構成を模式的に示す図であって、同図（ａ）は各ア
クチュエータが伸長状態のときの様子を示す図、同図
（ｂ）は各アクチュエータが収縮状態のときの様子を示
す図、図１１は同風船ロボット本体の外観を示す図であ
って、同図（ａ）は各アクチュエータが伸長状態のとき
の様子を示す図、同図（ｂ）は各アクチュエータが収縮
状態のときの様子を示す図である。

【００５５】この実施の形態２が上述した実施の形態１
と異なるところは、内部構造体を用いずにアクチュエー
タを風船ロボット本体２Ａを構成する外殻の内面側に直
接取り付けられた点である。

【００５６】図１０及び図１１に示すように、この実施
の形態２に係る風船ロボット１Ａは、犬を象った風船ロ
ボット本体２Ａと、風船ロボット本体２Ａの所定の部位
を屈曲させるための空圧駆動装置４Ａと、輪郭形成用送
風装置と音声出力装置と駆動制御装置（図示略）とを備
えている。

【００５７】空圧駆動装置４Ａは、例えば前脚の作用部
位Ｂ3 を上下させて体全体を起立させたり伏臥させたり
する中型のアクチュエータ４２Ａと、口を開閉させる小
型のアクチュエータ４２Ｂと、眼を開閉させる超小型の
アクチュエータ４２Ｃとを有している。

【００５８】各アクチュエータ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ
にはそれぞれ対応する可撓配管４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ
が接続されて空気の流出入が行われてアクチュエータ４
２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃが独立に伸縮するように構成され
ている。

【００５９】例えば、図１０（ａ）、図１１（ａ）に示
すように、アクチュエータ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃに同
時に空気を流入させて伸長させることによって、前脚を
立てて起立し、かつ口及び眼を開いた状態を保持する。

【００６０】また、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）に示す
ように、アクチュエータ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃから同
時に空気を吸い込んで収縮させることによって、伏臥さ
せ、かつ口及び眼を閉じた状態へ移行させる。

【００６１】以上説明したように、本実施の形態２によ
れば、上述した実施の形態１と略同一の効果を得ること
ができる。加えて、内部構造体を必要とせずに例えば眼
や口の開閉等の繊細な動作から体全体の大きな動作まで
円滑かつ確実に行うことができ、これらの動作の組み合
わせによって複雑な動作を容易に行わせることができ
る。

【００６２】以上、本発明の実施の形態を詳述してきた
が、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものでは
ない。

【００６３】例えば、上述した実施の形態１では、例と
して風船ロボット本体２の腕部の上下運動を行う場合に
ついて述べたが、もちろんこれに限らず、例えば首を振
る運動や上体を曲げる運動等を組み合わせるようにして
も良い。

【００６４】また、弁本体４３１に設ける空気流入口、
空気流出口及び空気通流口は、１組とは限らず、複数組
設けて複数のアクチュエータに接続可能なように構成し
ても良い。

【００６５】また、アクチュエータは二枚貝状とは限ら
ず円筒形状であっても良い。

【００６６】また、例えば風船ロボット本体２の部位Ａ
1 ，Ａ3 を折り畳んで屈曲が容易なように構成したが、
この部位に他の部位と比べて伸縮率の高い材料を用いる
ようにしても良い。

【００６７】また、変位センサとして、回転式のポテン
ショメータ４２５Ａを用いて、例えば図１２（ａ）に示
す伸長状態や同図（ｂ）に示す収縮状態の開き量に応じ
た変位検出信号を生成するようにしても良い。

【００６８】また、ポンプ装置は吐出し用と吸込み用と
で別々に設けるようにしても良い。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、変位部材の可動部は風船状構造体の内部の
所定の部位に接続してこの部位に変位部材の変位が伝達
されるので、この部位を例えば部分的に引っ張ったり押
したりすることによって屈曲可能な部位が屈曲するの
で、簡単かつ確実に部分的な運動又は部分的な運動を組
み合わせた複雑な運動を行わせることができる。

【００７０】また、変位部材を例えば上記所定の部位の
近傍に配置することによって、ロープ等を引き回すこと
なく、直接変位部材によって必要な部位を正確かつ確実
に効率的に変位させることができ、しかも無用な動きを
抑えることができる。

【００７１】また、全体の軽量化に役立ち、製作のコス
トも低減することができる。

【００７２】また、請求項２記載の発明によれば、アク
チュエータの可動部は風船状構造体の内部の所定の作用
部位に接続して作用部位に運動が伝達されるので、作用
部位を例えば部分的に引っ張ったり押したりすることに
よって所定の屈曲可能な部位が屈曲するので、簡単かつ
確実に部分的な運動又は部分的な運動を組み合わせた複
雑な運動を行わせることができる。

【００７３】また、アクチュエータを例えば上記所定の
作用部位の近傍に配置することによって、ロープ等を引
き回すことなく、直接アクチュエータによって必要な部
位を正確かつ確実に効率的に変位させることができ、し
かも無用な動きを抑えることができる。

【００７４】また、請求項３記載の発明によれば、風船
状構造体を所定の屈曲可能な部位において屈曲させる際
には、加圧気体の圧力を所定量減じるように制御される
ので、より弱い力で簡単に運動を行わせることができ
る。

【００７５】また、請求項４記載の発明によれば、吐吸
切替弁装置はポンプ装置及びアクチュエータと可撓性を
有する配管によって接続されるので、操作対象物の位置
にかかわらず配置場所が限定されない。

【００７６】また、請求項５記載の発明によれば、アク
チュエータを内部構造体によって支持して風船状構造体
内部の例えば作用部位近傍に安定した状態で配置するこ
とができるので、確実にかつ正確に風船状構造体に屈曲
動作を行わせることができる。

【００７７】また、請求項６記載の発明によれば、弁本
体内の隔壁の配置状態を選択することによって、第１の
通流口から第３の通流口へ向けて気体を通流させ、第３
の通流口から第２の通流口へ向けて気体を通流させ、又
は第３の通流口を第１及び第２の通流口と遮断状態とす
ることができるので、第３の通流口に気体圧を駆動力と
するアクチュエータを接続することによって、上記アク
チュエータへの気体の吐出動作とこのアクチュエータか
らの気体の吸込動作と間の切替えを自在に行うことがで
きる。

【００７８】また、請求項７記載の発明によれば、隔壁
を弁本体の略中心軸の周りに回動させることによって、
第１乃至第３の配置状態とされるので、第３の通流口に
気体圧を駆動力とするアクチュエータを接続することに
よって、気体の吐出動作と吸込動作との間の切替動作を
高速にかつ確実に行うようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る風船状構造体とし
ての風船ロボットの概略構成を模式的に示す図である。

【図２】同風船ロボットの外観を示す斜視図である。

【図３】同風船ロボットの要部の構成を示す図である。

【図４】同風船ロボットを構成する気体圧駆動装置とし
ての空圧駆動装置の構成を示す斜視図である。

【図５】同空圧駆動装置を構成する吐吸切替弁装置の構
成を示す斜視図である。

【図６】同吐吸切替弁装置の構成を示す分解斜視図であ
る。

【図７】同空圧駆動装置を構成するアクチュエータの動
作を説明するための説明図である。

【図８】同吐吸切替弁装置の動作を説明するための説明
図である。

【図９】同風船ロボットの動作を説明するための説明図
である。

【図１０】本発明の実施の形態２に係る風船状構造体と
しての風船ロボットの要部の概略構成を模式的に示す図
であって、同図（ａ）は各アクチュエータが伸長状態の
ときの様子を示す図、同図（ｂ）は各アクチュエータが
収縮状態のときの様子を示す図である。

【図１１】同風船ロボット本体の外観を示す図であっ
て、同図（ａ）は各アクチュエータが伸長状態のときの
様子を示す図、同図（ｂ）は各アクチュエータが収縮状
態のときの様子を示す図である。

【図１２】本発明の実施の形態１の変形例に係る風船ロ
ボットのアクチュエータの動作を説明するための説明図
である。

【符号の説明】

１，１Ａ 風船ロボット（風船状構造体） ３ 輪郭形成用送風装置 ４ 空圧駆動装置（気体圧駆動装置） ４１ ポンプ装置（気体吐吸装置） ４１ａ 吐出口 ４１ｂ 吸込口 ４２ アクチュエータ（変位部材） ４２ａ 通気口（通流口） ４２４ 蛇腹部（胴部） ４３ 吐吸切替弁装置 ４３１ 弁本体 ４３１ａ 回動羽根（隔壁） ４３１ｐ 空気流入口（第１の通流口） ４３１ｑ 空気流出口（第２の通流口） ４３１ｒ 空気通流口（第３の通流口） ４３１ｓ 空気通流口（第４の通流口） ４５〜４７，４５Ａ〜４７Ａ 可撓配管（配管）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 屈曲可能な部位が設けられた風船状構造
   体の駆動装置であって、 気体の供給又は吸引によって変位する変位部材と、前記
   変位部材に気体を供給又は吸引する気体吐吸装置と、前
   記気体吐吸装置からの気体の供給と吸引とを切り換える
   吐吸切替弁装置と、少なくとも前記気体吐吸装置及び前
   記吐吸切替弁装置を制御する制御部とを有し、 前記吐吸切替弁装置の切替えによって前記気体吐吸装置
   から気体を供給し又は前記気体吐吸装置へ気体を吸引さ
   せて前記変位部材を変位させ、この変位を所定の部位に
   作用させることによって、前記風船状構造体の部分を変
   位させることを特徴とする風船状構造体駆動装置。
2. 【請求項２】 内部に加圧気体が充満されることによっ
   て輪郭が形成され、輪郭が形成された状態で屈曲可能な
   部位を有する風船状構造体を前記屈曲可能な部位で屈曲
   させる風船状構造体駆動装置であって、 気体を吐き出す吐出口及び気体を吸い込む吸込口を有す
   るポンプ装置と、 前記風船状構造体の内部に配置され、伸縮自在の胴部を
   有し、通流口を通じて気体が流出入することによって容
   積が変化して前記胴部が伸縮するアクチュエータと、 内部で変位可能な隔壁が内蔵された弁本体を有し、前記
   弁本体の所定の部位には、前記吐出口と接続された気体
   流入用の第１の通流口、前記吸込口と接続された気体流
   出用の第２の通流口、前記通流口と接続された気体流出
   入用の第３の通流口、及び開放されている気体流出入用
   の第４の通流口が設けられ、前記隔壁は、前記第１の通
   流口と前記第２の通流口とを連通する第１の配置状態
   と、前記第１の通流口と前記第３の通流口とを連通する
   と共に前記第２の通流口と前記第４の通流口とを連通す
   る第２の配置状態と、前記第２の通流口と前記第３の通
   流口とを連通すると共に前記第１の通流口と前記第４の
   通流口とを連通する第３の配置状態とのうちのいづれか
   １つの配置状態とされる吐吸切替弁装置とを備え、 前記アクチュエータの可動部は、前記風船状構造体内部
   の所定の作用部位に接続し、前記作用部位に前記可動部
   の運動が伝達されることによって、所定の前記屈曲可能
   な部位において屈曲することを特徴とする風船状構造体
   駆動装置。
3. 【請求項３】 前記アクチュエータが作動状態にあり、
   前記所定の屈曲可能な部位において屈曲する際には、前
   記加圧気体の圧力を所定量減じるように制御されること
   を特徴とする請求項２記載の風船状構造体駆動装置。
4. 【請求項４】 前記吐出口と前記第１の通流口、前記吸
   込口と前記第２の通流口、及び前記アクチュエータの通
   流口と前記第３の通流口は、それぞれ可撓性を有する配
   管によって接続されることを特徴とする請求項２又は３
   記載の風船状構造体駆動装置。
5. 【請求項５】 前記アクチュエータは、前記風船状構造
   体内部に設けられて内部に加圧気体が充満されることに
   よって輪郭が形成されると共に外殻部において所定の強
   度が維持される内部構造体によって支持されることを特
   徴とする請求項２から４のうちのいずれか１項に記載の
   風船状構造体駆動装置。
6. 【請求項６】 内部に加圧気体が充満されることによっ
   て輪郭が形成され輪郭が形成された状態で屈曲可能な部
   位を有する風船状構造体を、気体圧を駆動力とするアク
   チュエータによって前記屈曲可能な部位で屈曲させる風
   船状構造体駆動装置に用いられ、前記アクチュエータに
   接続して駆動用の前記気体の流出入の切替えを行う吐吸
   切替弁装置であって、 内部で変位可能な隔壁が内蔵された弁本体を有し、前記
   弁本体の所定の部位には、ポンプ装置から気体が流入す
   る第１の通流口、ポンプ装置へ気体が流出する第２の通
   流口、前記アクチュエータに接続する第３の通流口、及
   び開放された第４の通流口が設けられ、 前記隔壁は、前記第１の通流口と前記第２の通流口とを
   連通する第１の配置状態と、前記第１の通流口と前記第
   ３の通流口とを連通すると共に前記第２の通流口と前記
   第４の通流口とを連通する第２の配置状態と、前記第２
   の通流口と前記第３の通流口とを連通すると共に前記第
   １の通流口と前記第４の通流口とを連通する第３の配置
   状態とのうちのいづれか１つの配置状態とされることを
   特徴とする風船状構造体駆動装置に用いられる吐吸切替
   弁装置。
7. 【請求項７】 前記弁本体は断面が略円形であり、前記
   第１、第２及び第３の通流口は前記弁本体の壁部に設け
   られ、前記隔壁は前記弁本体の略中心軸の周りに回動す
   ることによって、前記第１、第２又は第３の配置状態の
   うちのいずれか１つの配置状態とされることを特徴とす
   る請求項６記載の風船状構造体駆動装置に用いられる吐
   吸切替弁装置。