JP2020069341A - 人工筋肉、人工筋肉セット及び動作補助具並びに人工筋肉セットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】、組み立てが容易な人工筋肉及びそれを用いた動作補助具を提供する。
【解決手段】人工筋肉セットは、弾性チューブに編組スリーブを被覆してなるＭ（Ｍは２以上の自然数）本の人工筋肉筋１１と、平行に並べて配した状態のＭ本の人工筋肉筋１１の一端側を固定する固定具とを備え、Ｍ本の人工筋肉筋１１は、弾性チューブに編組スリーブを被覆してなるＮ（ＮはＭより小さい自然数）本のチューブ１を人工筋肉筋１１の一端側で折り返して構成され、固定具はチューブ１の折返部分１ａを固定し、チューブ１の折返部分１ａの外径は、圧力を印加していない状態の人工筋肉筋１１の外径Ｄ２に対して、０．６倍以上である。
【選択図】図４

Description

本発明は、Ｍ本の人工筋肉筋を並設してなる人工筋肉、人工筋肉セット及び動作補助具並びに人工筋肉セットの製造方法に関するものである。

人工筋肉として、「弾性チューブと前記弾性チューブの外側に設けられる組紐チューブとを備えた複数本の人工筋肉により形成されるアクチュエータ本体と、前記アクチュエータ本体の端部に装着される外側筒体と、前記外側筒体の内部に設けられ、前記弾性チューブと前記組紐チューブとを接着し、かつ前記第外側筒体と前記人工筋肉とを接着する接着部と、を有するアクチュエータ」が提案されている（例えば特許文献１）。

特開２０１６−１５３６６３号公報

しかしながら、特許文献１では、複数本の人工筋肉のそれぞれが外側筒体に接着剤で固定するため、組み立てが面倒であるという課題がある。
本発明が解決しようとする課題は、組み立てが容易な人工筋肉及びそれを用いた動作補助具を提供することにある。

本発明の一態様に係る人工筋肉は、弾性チューブに編組スリーブを被覆してなるＭ（Ｍは２以上の自然数）本の人工筋肉筋を有する人工筋肉において、前記Ｍ本の人工筋肉筋は、弾性チューブに編組スリーブを被覆してなるＮ（ＮはＭより小さい自然数）本のチューブを前記人工筋肉筋の一端側で折り返して構成され、前記チューブの折返部分の外径は、圧力を印加していない状態の前記人工筋肉筋の外径に対して、０．６倍以上である。
本発明の一態様に係る人工筋肉セットは、弾性チューブに編組スリーブを被覆してなるＭ（Ｍは２以上の自然数）本の人工筋肉筋と、平行に並べて配した状態の前記Ｍ本の人工筋肉筋の一端側を固定する固定具とを備え、前記Ｍ本の人工筋肉筋は、弾性チューブに編組スリーブを被覆してなるＮ（ＮはＭより小さい自然数）本のチューブを前記人工筋肉筋の一端側で折り返して構成され、前記固定具は前記チューブの折返部分を固定し、前記チューブの折返部分の外径は、圧力を印加していない状態の前記人工筋肉筋の外径に対して、０．６倍以上である。
本発明の一態様に係る動作補助具は、使用者の腰回りに装着される腰ベルト部を備えた動作補助具であって、前記腰ベルト部は上記の人工筋肉セットを有する。
本発明の一態様に係る人工筋肉セットの製造方法は、弾性チューブに編組スリーブを被覆してなるチューブを折り返した状態で当該折返部分を樹脂体で固定具に固定してなる人工筋肉セットの製造方法において、前記チューブを固定具の位置決め部の回りを旋回するように折り返して前記固定具に配置する配置工程と、前記チューブ内に圧力を印加する印加工程と、圧力を印加した状態で前記樹脂体用の樹脂材料を前記折返部分に供給する供給工程と、前記供給された樹脂材料を硬化させる硬化工程とを含む。

本発明によれば、チューブを折り返して利用するため、組み立てが容易となる。

実施形態に係る動作補助具（コルセット）の概略図である。 実施形態に係る人工筋肉セットの斜視図である。 カバー体を本体から外した状態の一方の固定具側の拡大斜視図である。 カバー体を本体から外した状態の一方の固定具側の拡大平面図である。 分解状態の固定具を示す斜視図である。 組み立て時のチューブの様子を説明する図である。 変形例に係る動作補助具（スーツ）の概略図である。

＜概要＞
本発明の一態様に係る人工筋肉は、弾性チューブに編組スリーブを被覆してなるＭ（Ｍは２以上の自然数）本の人工筋肉筋を有する人工筋肉において、前記Ｍ本の人工筋肉筋は、弾性チューブに編組スリーブを被覆してなるＮ（ＮはＭより小さい自然数）本のチューブを前記人工筋肉筋の一端側で折り返して構成され、前記チューブの折返部分の外径は、圧力を印加していない状態の前記人工筋肉筋の外径に対して、０．６倍以上である。これにより、圧縮空気を人工筋肉筋に流入させた際の人工筋肉筋内の流動抵抗を抑えることができる。

本発明の一態様に係る人工筋肉セットは、弾性チューブに編組スリーブを被覆してなるＭ（Ｍは２以上の自然数）本の人工筋肉筋と、平行に並べて配した状態の前記Ｍ本の人工筋肉筋の一端側を固定する固定具とを備え、前記Ｍ本の人工筋肉筋は、弾性チューブに編組スリーブを被覆してなるＮ（ＮはＭより小さい自然数）本のチューブを前記人工筋肉筋の一端側で折り返して構成され、前記固定具は前記チューブの折返部分を固定し、前記チューブの折返部分の外径は、圧力を印加していない状態の前記人工筋肉筋の外径に対して、０．６倍以上である。これにより、圧縮空気を人工筋肉筋に流入させた際の人工筋肉筋内の流動抵抗を抑えることができる。
本発明の別態様に係る人工筋肉セットにおいて、前記折返部分は半円状に折り返され、当該半円状の折返部分の中心軸の直径は、圧力を印加していない状態の前記人工筋肉筋の外径に対して、１．６倍以上である。これにより、圧縮空気を人工筋肉筋に流入させた際の人工筋肉筋内の流動抵抗を抑えることができる。また、容易にチューブを折り返すことができる。
本発明の別態様に係る人工筋肉セットにおいて、前記固定具は、一対の前記人工筋肉筋と前記折返部分とを連結する連結部分の外周面を支持する貫通孔を有し、前記貫通孔における人工筋肉筋側は、前記人工筋肉筋に向かって拡径し、拡径部分の最大直径が前記連結部分の外径に対して１．１〜２．０倍である。これにより、筋肉筋部１１における貫通孔の周辺部分での膨張時のストレスを減少させることができる。

本発明の一態様に係る動作補助具は、使用者の腰回りに装着される腰ベルト部を備えた動作補助具であって、前記腰ベルト部は上記の人工筋肉セットを有する。

本発明の一態様に係る人工筋肉セットの製造方法は、弾性チューブに編組スリーブを被覆してなるチューブを折り返した状態で当該折返部分を樹脂体で固定具に固定してなる人工筋肉セットの製造方法において、前記チューブを固定具の位置決め部の回りを旋回するように折り返して前記固定具に配置する配置工程と、前記チューブ内に圧力を印加する印加工程と、圧力を印加した状態で前記樹脂体用の樹脂材料を前記折返部分に供給する供給工程と、前記供給された樹脂材料を硬化させる硬化工程とを含む。
本発明の別態様に係る人工筋肉セットの製造方法において、前記配置工程では、前記折返部分の内周面の折り返し点と、前記位置決め部に前記折り返し点と対向する位置との距離が、圧力を印加していない状態の前記チューブであって前記折返部分でない部位での外径の０．２倍以上となるように、前記チューブが折り返される。これにより、圧縮空気を人工筋肉筋に流入させた際の人工筋肉筋内の流動抵抗を抑えることができる。

＜実施形態＞
動作補助具の一例としてコルセット及び人工筋肉セットについて図面を参照しながら説明する。

１．全体
概要
主に、図１を用いて説明する。
コルセット１００は、使用者の腰回りに装着される腰ベルト部１０１と、腹回りに装着される腹ベルト部１０２，１０３と、人工筋肉セット３０とを有する。腰ベルト部１０１の表面に、２つの人工筋肉セット３０が取り付けられている。
以下、人工筋肉セット３０について説明する。

２．人工筋肉セット
主に、図２を用いて説明する。
人工筋肉セット３０は、人工筋肉１０と、人工筋肉１０を固定する固定具２０とを備える。ここでは、人工筋肉１０の両端が固定されており、人工筋肉セット３０は２個の固定具２０を備える。
人工筋肉１０は、Ｍ本（Ｍは、２以上の自然数）の人工筋肉筋１１を並設してなる。ここでは、Ｍ＝８であり、８本の人工筋肉筋１１を８列に並設している。換言すると、８本の人工筋肉筋１１の中心軸が同一平面内に位置し且つ８本の人工筋肉筋１１の中心軸の端が１本の仮想線上に位置する状態で、人工筋肉筋１１が配されている。

（１）人工筋肉
主に図３及び図４を用いて説明する。
人工筋肉１０は、Ｎ（Ｍより小さい自然数）本のチューブ１によりＭ本の人工筋肉筋１１を構成してなる。ここでは、Ｍ＝８、Ｎ＝１である。つまり、８本の人工筋肉筋１１は、１本のチューブ１を折り返して構成されている。チューブ１は、内部に圧縮空気が流入される弾性体チューブと、弾性体チューブの外周面を覆う編組スリーブとを備える。
なお、人工筋肉筋１１も、内部に圧縮空気が流入される弾性体チューブと、弾性体チューブの外周面を覆う編組スリーブとから構成される。言うまでもなく、チューブ１を構成する弾性体チューブ及び編組スリーブは、当該チューブ１により構成される人工筋肉筋１１の弾性体チューブ及び編組スリーブと同じ構成である。

（１−１）チューブ
チューブ１は、長さ方向の一端が開口し、他端が閉塞する。開口側端に、内部に圧縮空気を流入させるためのプラグ３が取付けられている。なお、プラグ３には、図外の圧縮空気を流入させるポンプと接続されたソケットが着脱自在に装着される。また、チューブ１の他端は閉塞具５により塞がれている。
チューブ１は、８本の人工筋肉筋１１の全長の合計より長く構成され、図４に示すように、人工筋肉筋１１に相当する８個の筋肉筋部（１１）と、チューブ１の長さ方向に隣接する筋肉筋部（１１）間に存在し且つ固定具２０により固定される７個の固定部１３とを有する。なお、人工筋肉筋１１は、チューブ１の筋肉筋部（１１）であるため、筋肉筋部も人工筋肉筋１１と同じ符号（１１）を用いる。
チューブ１は、８個の筋肉筋部１１の中心軸が略平行になるように、折り返されている。つまり、チューブ１の固定部１３は、図４の拡大図に示すように、折返部分１３Ｂと、一対の筋肉筋部１１と折返部分１３Ｂの各端部を連結する連結部分１３Ａとから構成される。なお、一対の連結部分１３Ａ及び折返部分１３Ｂは固定具２０内に配されている。なお、筋肉筋部１１の中心軸が延伸する方向を長手方向とし、８個の筋肉筋部１１が並ぶ方向を並設方向とし、長手方向と並設方向とに直交する方向を表裏方向とする。

ここでの連結部分１３Ａの中心軸は筋肉筋部１１の中心軸の直線延長線上にある。なお、連結部分１３Ａは、チューブ１の固定具２０への固定の際に湾曲することもあるし、予め湾曲させておいて固定具２０にセットしてもよい。
折返部分１３Ｂは、長手方向と並設方向に直交する方向から見る（つまり、図４である）と、位置決め部２４の周囲を旋回するように、半円状に折り返されている。ここでの半円状には、折返部分１３Ｂの中心軸が円弧状に湾曲し、その円弧の中心Ｏと円弧の周方向の端部を結ぶ２本の仮想線Ｂ，Ｃの間の角度（この角度を「円弧角」とする）Ａが、１６０〜２００度の範囲内にある形状をいう。なお、ここでは、仮想線Ｂ，Ｃは一直線であり、折返部分１３Ｂの円弧角は１８０度である。

半円状の折返部分１３Ｂの中心軸（不図示）の直径Ｄ１は、筋肉筋部１１の外径Ｄ２に対して、１．６倍以上に構成されている。これにより、人工筋肉１０内に圧縮空気を流入させた際の折返部分１３Ｂの影響を小さくできる。つまり、圧縮空気の流動抵抗を抑えることができる。逆に言うと、折返部分１３Ｂにおいて圧縮空気の流動抵抗の影響を小さくできる直径Ｄ１は筋肉筋部１１の外径Ｄ２の１．６部以上である。なお。筋肉筋部１１の外径Ｄ２は、圧縮空気を流入させていない状態の寸法であり、圧力を印加していない状態の人工筋肉筋（筋肉筋部１１）の外径である。なお、筋肉筋部１１は一対の固定具２０間に位置する部分である。以下、筋肉筋部又は人工筋肉筋の外径Ｄ２はこの状態の寸法としている。
折返部分１３Ｂの中心軸の直径Ｄ１は、筋肉筋部１１の外径Ｄ２に対して、２．５倍以下に構成されている。これにより、固定部１３の並設方向の寸法を小さくできる。つまり、圧縮空気の流動抵抗を抑えつつ小型化できる。なお、小型化の要請がない場合は、折返部分１３Ｂの中心軸の直径Ｄ１は、筋肉筋部１１の外径Ｄ２に対して２．５倍より大きくてもよい。

チューブ１の固定具２０への固定は、チューブ１内に圧力を印加（０．５〜１．０気圧）した状態で行う。これにより、折返部分１３Ｂの並設方向の寸法Ｅが、当該固定部１３に接続する２つの筋肉筋部１１の並設方向の外寸法Ｆ以上となる（図４では、同じになっている）。
また、圧力を印加した状態では、半円状の折返部分１３Ｂの中心軸（不図示）の直径Ｄ１は、筋肉筋部１１の外径Ｄ２に対して１．６倍以上となり、チューブ１の折返部分１３Ｂは固定具２０の位置決め部２４の周面に当接又は近接している（図６参照）。
圧力印加によりチューブ１が膨張することを予め考慮して、折返部分１３Ｂと位置決め部２４との間隔は、所定以上離れている。具体的には、折返部分１３Ｂの内周面の折り返し点と、位置決め部２４における折返部分１３Ｂの折り返し点と対向する位置との距離が、圧力を印加していない状態のチューブ１であって折返部分１３Ｂでない部位（筋肉筋部１１）の外径の０．２倍以上となるように、チューブ１が折り返されて配される。
ここで、折返部分１３Ｂの内周面の折り返し点は、長手方向の一端側の固定具２０内で折り返される場合、チューブ１が長手方向の他端から一端に向かう状態から、チューブ１が長手方向の一端から他端に向かう状態に変化する位置である。また、位置決め部２４における折返部分１３Ｂの折り返し点と対向する位置は、位置決め部２４における長手方向の一端である。

（１−２）弾性チューブ
弾性体チューブは、外径４ｍｍ以下の細径であり、好ましくは２〜４ｍｍである。このように細径の弾性体チューブを使用することにより、動作補助具（例えば、コルセットやスーツ）に使用する場合の嵩張りを抑えることができる。また、人工筋肉筋１１の１本当りの収縮を、低圧、小空気量で行うことができる。
また、弾性体チューブは、硬度３０度以下且つ肉厚（厚さ）が外径の１／６以下のものが好ましく、特に好ましくは硬度１０度以下且つ肉厚が外径の１／８以下である。肉厚（厚さ）は具体的には、０．５ｍｍ以下が好ましく、特に好ましくは０．２〜０．５ｍｍである。このように、柔軟な弾性体チューブを使用することにより、動作補助具（例えば、コルセットやスーツ）にフィットしやすくでき、嵩張らず使用者の動作をスムーズに行うことができる。弾性体チューブは、外径４ｍｍ以下の細径であるが、０．５ＭＰａ程度までの圧縮空気に耐えることができる。

（１−３）編組スリーブ
編組スリーブは、例えば、ポリエステル繊維、ナイロン繊維等の繊維をスリーブ状に編みこんだ構造である。編組スリーブにおける繊維の編組角度は、２０〜３０度が好ましい。なお、編組角度は、編組スリーブの筒軸（中心軸）と繊維との間の角度である。編組スリーブにおける繊維同士の間隔は０．５〜０．８ｍｍが好ましい。

（２）固定具
主に図５を用いて説明する。
固定具２０は、図１に示すように、人工筋肉１０を腰ベルト部１０１の両端の上下の被係止部１０４に固定するために使用される。ここでは、固定具２０の係止部２３が被係止部１０４に固定される。
固定具２０は本体２１とカバー体２６と樹脂体２９とを備える。

（２−１）本体
本体２１はチューブ１の固定部１３を収容する収容部２２を有する。本体２１はＣ字状の係止部２３を有する。本体２１は固定部１３を位置決めするための位置決め部２４を有している。本体２１は収容部２２に連結し且つ固定部１３を裏側から支持する８本（Ｍ本）の溝部２５を有している。なお、溝部２５は本発明の「貫通孔」の一例である貫通孔の裏側半分を構成する。

（２−１−１）収容部
収容部２２は、人工筋肉筋１１の並設方向に長い矩形状をし、表裏方向の表側から裏側に凹入する。図４に示すように、収容部２２には主に折返部分１３Ｂが配され、溝部２５には連結部分１３Ａが配される。なお、収容部２２の底面は略平坦状をしている。
本体２１は収容部２２における並設方向の一端から筋肉筋部１１の延長上にプラグ３に接続する接続管３１用の接続用溝部２１ｂを有している。

（２−１−２）位置決め部
本体２１は、他方の固定具２０側であって表側半分が欠けた欠け部２１ａを有している。この欠け部２１ａにカバー体２６が装着される。
位置決め部２４は、欠け部２１ａに対して他方の固定具２０と反対側であって並設方向に隣接する溝部２５間に設けられている。位置決め部２４は表側に突出する柱状に構成されている。位置決め部２４の表側端（表面）は本体２１の表面と略面一となっている。位置決め部２４の他方の固定具２０側の面はカバー体２６と対向する。
位置決め部２４は、図４の拡大図に示すように、表側から本体２１を見たときに、欠け部２１ａ側に位置し且つ矩形状をする矩形状部分２４ａと、矩形状部分２４ａに対して欠け部２１ａと反対側に位置し且つ半円状をする半円状部分２４ｂとを一体で有する。
位置決め部２４の並設方向のピッチ（中心軸の間隔）Ｈは、連結部分１３Ａの外径Ｄ３に対して１．３〜２．０倍である。ここでの連結部分１３Ａであって樹脂体２９により固定されている部分は、チューブ１に０．５〜１．０気圧の圧力を印加した状態で樹脂体２９で固定されており、固定部分の直径Ｄ３は、当該固定部分を挟む位置決め部２４の間隔に等しい。以下、外径Ｄ３は連結部分１３Ａにおける樹脂体２９により固定されている部分の外径をさす。
位置決め部２４の並設方向の間隔（寸法Ｊ）は、筋肉筋部１１の外径Ｄ２に対して、０．６〜１．２となっている。ここでは外径Ｄ２と略等しくなっている。これにより、固定具２０の並設方向の寸法を押さえつつ、圧力を印加した際の人工筋肉筋１１の干渉（接触）を防止できる。圧縮空気を人工筋肉筋に流入させた際に、位置決め部２４間に挟まれた部分の流動抵抗を抑えることができる。
位置決め部２４における長手方向の寸法Ｋは、連結部分１３Ａの外径Ｄ３の０．５〜１．０倍となっている。

（２−１−３）溝部
溝部２５は、長手方向から見たとき（他方の固定具側から一方の固定具を見たとき）、半円状をしている。
溝部２５は固定部１３の連結部分１３Ａを裏側から支持する。図４の拡大図に示すように、溝部２５の全長Ｇは、連結部分１３Ａの外径Ｄ３に対し、１．０〜２．５倍となっている。これにより、チューブ１の固定部１３を安定して支持できる。
溝部２５の開放側（他方の固定具２０側）は、半径が他方の固定具２０に向かうにしたがって緩やかに大きくなるように構成されている。つまり、溝部２５は、図５に示すように、半径が一定の一定部分２５ａと、半径が他方の固定具２０に向かうにしたがって大きくなる拡径部分２５ｂとを有している。
一定部分２５ａは、並設方向に隣接する位置決め部２４間に位置し、溝部２５の半径は連結部分１３Ａの外径Ｄ３の略半分である。
拡径部分２５ｂは略直線状に拡径する。拡径部分２５ｂの最大直径Ｄ４は、一定部分２５ａの直径に対して、１．１〜２．０倍である。ここでの拡径部分２５ｂの最大直径Ｄ４は外径Ｄ３に対して１．６倍となっている。これにより、筋肉筋部１１と固定部１３との境界部分での膨張時のストレスを減少させることができる。なお、ストレスの減少により耐久性が向上する。
拡径部分２５ｂの長手方向の長さは連結部分１３Ａの外径Ｄ３に対して、０．５〜１．５倍が好ましい。

（２−２）カバー体
図５を用いて説明する。
カバー体２６は、本体２１の欠け部２１ａを被覆する被覆部２７と、被覆部２７における並設方向の端部に設けられた固定部２８とを有する。
被覆部２７は、例えば、並設方向に長い直方体状をし、裏面に溝部分２７ａを有する。溝部分２７ａは、本体２１の溝部２５を表裏反転させた構成と略同じである。なお、溝部分２７ａは本発明の「貫通孔」の一例である貫通孔の表側半分を構成する。つまり、溝部分２７ａと本体２１の溝部２５とで本発明の貫通孔の一例を構成する。
溝部分２７ａは、長手方向から見たとき（他方の固定具側から一方の固定具を見たとき）、半円状をしている。
溝部分２７ａは固定部１３の連結部分１３Ａを表側から支持する。ここでは、連結部分１３Ａのうち、樹脂体２９で固定されていない部分を主に支持する。溝部分２７ａの長手方向の長さは、本体２１の欠け部２１ａの長手方向の長さと略一致している。溝部分２７ａの長手方向の長さは、連結部分１３Ａの外径Ｄ３に対し、０．５〜１．５倍となっている。これにより、チューブ１の固定部１３を安定して支持できる。

溝部分２７ａは、半径が他方の固定具２０に向かうにしたがって緩やかに大きくなるように構成されている。溝部分２７ａは略直線状に拡径する。溝部分２７ａの最大直径は、本体２１の溝部２５の拡径部分２５ｂの最大直径Ｄ４と略同じであり、連結部分１３Ａの外径Ｄ３の１．１〜２．０倍であり、ここでは、外径Ｄ３に対して１．６倍である。これにより、筋肉筋部１１と固定部１３との境界部分での膨張時のストレスを減少させることができる。なお、ストレスの減少により耐久性が向上する。溝部分２７ａの長手方向の長さは連結部分１３Ａの外径Ｄ３に対して、０．５〜１．５倍が好ましい。

固定部２８は、被覆部２７の端部から表裏方向に延伸する延伸部分２８ａと、延伸部分２８ａの内面に設けられ且つ本体２１の欠け部２１ａの被係止部２１ｃに係止する係止部分とを有する。これにより、カバー体２６を本体２１に着脱可能に装着できる。

（２−３）樹脂体
樹脂体２９は、図２に示すように、本体２１にカバー体２６が装着された状態で、収容部２２の凹入部分に充填されている。なお、充填及び硬化の際には、チューブ１内に０．５〜１．０気圧の圧力が印加されている。樹脂体２９は、溝部２５における一定部分２５ａと拡径部分２５ｂとの境界付近まで存在している。

（３）組み立て
上記の人工筋肉セット３０は、弾性チューブに編組スリーブを被覆してなるチューブ１を折り返した状態で前記折返部分１３Ｂを樹脂体２９で固定具２０に固定してなり、当該人工筋肉セットの製造方法は、チューブ１内に圧力を印加する工程と、圧力を印加した状態で樹脂体２９用の樹脂材料を折返部分１３Ｂに供給する工程と、供給された樹脂材料を硬化させる工程とを含む。
圧力を印加するタイミングは、折返部分１３Ｂを形成した（固定具２０に配置した）後であってもよいし、印加した状態のチューブ１を折り返してもよい。これにより、折返部分１３Ｂの潰れを防止できる。

（３−１）概略
以下、チューブ１の固定具２０への固定について、その一例を説明する。
まず、固定具２０を用意して、本体２１からカバー体２６を取り外して、収容部２２を露出させる。
１本のチューブ１を、筋肉筋部１１の長さを確保しつつ、固定具２０の本体２１の一対の溝部２５の一方の溝部２５から導入して、位置決め部２４の半円状部分２４ｂから離間させながら当該半円状部分２４ｂの外周を経由して、他方の溝部２５から導出させて、位置決めする。
この状態では、図６の（ａ）に示すように、チューブ１の折返部分１ａは、折れ曲がり、折り返し方向に潰れている。具体的には、図中の直径Ｄ６が、空気を流入させていないチューブ１の外径Ｄ２の０．６倍未満になることが多い。この状態で、樹脂体２９用の樹脂材料を充填して硬化すると、折返部分１ａが潰れたままになり、硬化後に圧力空気をチューブ１内に流入させる際に人工筋肉筋１１が十分に膨張しなかったり、応答性が悪かったりする。
このようなことを防止するために、図６の（ａ）に示すように、チューブ１を固定具２０に配置する際に、チューブ１の折返部分１ａの内周面の折り返し点と、当該折り返し点と長手方向に対向する位置決め部２４との距離Ｌ１を、チューブ１に空気を流入させていないときの直径Ｄ２に対して、０．２倍以上となるようにしている。なお、距離Ｌ１は、上限は特に限定はないが、長手方向の寸法を考慮すると、直径Ｄ２に対して０．７倍以下が好ましい。
この位置決めを２個の固定具２０におけるすべての固定部１３に対して行う。位置決めがすべて完了すると、位置決め状態を維持して、カバー体２６を本体２１に装着する。

次に、チューブ１内に０．５〜１．０気圧の空気を流入させた状態で、樹脂体２９用の樹脂材料を収容部２２に充填し、硬化させる。樹脂材料の硬化が完了すると、チューブ１の空気を開放する。
このように、１本のチューブ１を固定具２０の位置決め部２４に沿って配するだけで複数本の人工筋肉筋１１を配置でき、容易に組み立てすることができる。
また、樹脂材料を硬化する前に、チューブ１内に空気を流入させることで、図６の（ｂ）に示すように、折返部分１ａが膨張して、潰れた部分が広がる。折返部分１ａは、内周側（位置決め部２４側）が位置決め部２４側に膨張する傾向にある。
チューブ１内に空気を流入させることで、図６の（ｂ）中の直径Ｄ７が空気を流入させていないチューブ１の外径Ｄ２の０．６倍以上にほとんどなり、折返部分１ａの内周面の折り返し点と、位置決め部２４における折返部分１ａの折り返し点と対向する位置との距離Ｌ２は、チューブ１内に空気を流入する前の折返部分１ａの内周面の折り返し点と位置決め部２４における折返部分１ａの折り返し点と対向する位置との距離Ｌ１よりも小さく、空気を流入させていないチューブ１の外径Ｄ２の０．０倍以上となる。これにより、上記のような、硬化後に圧力空気をチューブ１内に流入させる際に人工筋肉筋１１が十分に膨張しなかったり、応答性が悪かったりすることを防止できる。

（３−２）チューブの外径について
チューブ１に０．５〜１．０気圧の空気を流入しながら、充填した樹脂体２９で固定部１３を固定するため、チューブ１の固定部１３の半円状の折返部分１３Ｂの中心軸の直径Ｄ１は、筋肉筋部１１の外径Ｄ２に対して、１．６倍以上とすることができる。また、折返部分１３Ｂの直径（Ｄ７）が空気を流入させていない筋肉筋部１１の外径Ｄ２の０．６倍以上とすることができる。
チューブ１に０．５〜１．０気圧の空気を流入しながら、充填した樹脂体２９で固定部１３を固定するため、コルセット１００を補助具として使用する際の空気の流入路が確保できる。これにより、折返部分１３Ｂの中心軸の直径を小さくできる。

＜変形例＞
以上、一実施形態に係る動作補助具について説明したが、この実施形態に限られるものではなく、例えば、以下のような変形例であってもよい。また、実施形態と変形例とを組み合わせたものでもよいし、変形例同士を組み合わせたものでもよい。また、実施形態や変形例に記載していない例や要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。

１．動作保持具
実施形態では、主に腰回りに使用するコルセット１００について説明したが、肩専用、腕専用、脚専用等のコルセットとして使用することもできる。
実施形態では動作補助具としてコルセットについて説明したが、人工筋肉セット３０は、他の動作補助具としても利用できる。以下、動作補助具の一例としてスーツ２００について、図７を用いて説明する。
スーツ２００は、使用者４００の腰回りに装着される腰ベルト部２０１と、肩回りに装着される肩ベルト部２０２，２０３と、脚回りに装着される脚ベルト部２０４，２０５と、人工筋肉セット３０とを有する。
第１実施形態のコルセット１００では、人工筋肉１０は腰ベルト部１０１の長手方向に沿って、すなわち使用者４００の腰部から腹部方向に沿って設置したが、第２実施形態のスーツ２００では、人工筋肉１０は腰ベルト部２０１の幅方向に沿って、すなわち使用者４００の腰部から肩部方向に沿って設置している。
第１実施形態のコルセット１００では、腹部から腰部方向にアシスト力が働くが、第２実施形態のスーツ２００では、肩部から腰部方向及び脚部から腰部方向にアシスト力が働く。

動作補助具は人工筋肉を用いて使用者の動作を補助するものであれば特に限定はなく、コルセットやスーツに限定されるものではなく、リハビリに使用することもできる。また、筋力トレーニング用の補助具としても利用することができる。但し、この場合、動作補助具における人工筋肉の収縮のタイミングが異なる。
人工筋肉セット３０は着脱自在に係合していたが、人工筋肉セットをコルセットやスーツに縫い付けて一体化してもよい。また、人工筋肉セット３０は着脱自在のため、他の動作補助具と共通して使用できるようにしてもよい。実施形態においては、２つの人工筋肉セット３０を使用したが、数に限定はなく、１つもしくは３つ以上であってもよい。

２．人口筋肉セット
（１）チューブ
実施形態では１本のチューブ１を用いて８本の人工筋肉筋１１を構成していたが、例えば、２本のチューブを用いて８本の人工筋肉筋１１を構成してもよい。つまり、Ｍ本の人工筋肉筋を、Ｍ本よりも本数が小さいＮ本のチューブを用いて構成すればよい。これにより、全本数の人工筋肉筋の両端を固定具に固定する場合に比べて、効率よく人工筋肉筋の両端を固定具に固定できる。
チューブを複数本でＭ本の人工筋肉筋を構成する場合、複数本のチューブの仕様を同じにしてもよいし、異なるようにしてもよい。
例えば、チューブを３本利用し、それぞれ弾性チューブの特性（特に弾性率）を変えて徐々に膨張率が上がるように（人工筋肉筋として収縮が大きくなるように）構成してもよいし、弾性チューブの直径を変えてもよい。
実施形態では、１本のチューブを利用し、（Ｍ−１）個の折り返し部を有するようにしたが、１本のチューブで２個の人工筋肉筋部と１個の折り返し部（固定部）とを有するように構成してもよい。この場合も、全本数の人工筋肉筋の両端を固定具に固定する場合に比べて、効率よく人工筋肉筋の両端を固定具に固定できる。

（２）人工筋肉
実施形態の人工筋肉１０では、８本の人工筋肉筋１１を１列（１段）に並設したが、２段以上の多段に並設してもよい。実施形態では、８本の人工筋肉筋１１を１本のチューブ１で構成しているため、弾性体チューブの外径が同じであったが、編組スリーブは異なっていてもよい。この場合、編組スリーブは１本の人工筋肉筋１１の略同じ長さを有する必要がある。但し、弾性体チューブの外径は４ｍｍ以下が好ましい。
人工筋肉１０は固定具２０で動作補助具に固定させたが、固定手段は限定されるものでない。また、固定具２０は人工筋肉１０の両端に設けたが、固定具２０の取付け場所、取付個数等は、実施形態に限定されるものではない。
実施形態では圧縮空気について説明したが、気体に限らず、オイル等の液体等であってもよい。

（３）固定具
カバー体２６は本体２１の欠け部２１ａを覆うように構成されているが、例えば、収容部２２も覆うように構成してもよい。但し、この場合であっても、０．５〜１．０気圧の圧力を印加した状態でチューブ１の固定部１３を樹脂体２９により固定する必要がある。また、収容部２２を覆うようにした場合、位置決め部をカバー体に設けてもよい。
位置決め部２４は溝部２５間に設けられているが、収容部２２の底面から表側に独立した状態（周面がどこにも連結されていない状態）で突出するように構成してもよい。この場合、突出部分の横断面形状は、円形でもよいが、一対の平行な面を有する長円形又は長円形における欠け部２１ａ側の半円がないような形状であってもよい。
位置決め部２４は本体２１に設けられていたが、例えば、位置決め部を別部材で構成し、本体に着脱自在に設けるようにしてもよい。このような例としては、位置決め体を本体の底面の嵌合部に嵌合させる構造がある。この場合、位置決め部を有しない構造の他の固定具と兼用できる場合がある。
溝部２５の拡径部分２５ｂは直線状に拡径しているが、例えば、チューブ１側に凸の曲線であってもよい。

固定具２０は、本体２１の溝部２５とカバー体２６の溝部分２７ａとで、チューブ１の連結部分１３Ａを支持する貫通孔を構成しているが、例えば、固定具はカバー体を備えない構造とし、本体に貫通孔を設けるようにしてもよい。但し、チューブの配置（挿入）を考慮すると、本体とカバー体とで貫通孔を構成する方がよい。

１ チューブ
１０ 人工筋肉
１１ 筋肉筋部（人工筋肉筋）
１３ 固定部
１３Ｂ 折返部分
２０ 固定具
３０ 人工筋肉セット
１００ コルセット（動作補助具）
２００ スーツ（動作補助具）

Claims (7)

1. 弾性チューブに編組スリーブを被覆してなるＭ（Ｍは２以上の自然数）本の人工筋肉筋を有する人工筋肉において、
   前記Ｍ本の人工筋肉筋は、弾性チューブに編組スリーブを被覆してなるＮ（ＮはＭより小さい自然数）本のチューブを前記人工筋肉筋の一端側で折り返して構成され、
   前記チューブの折返部分の外径は、圧力を印加していない状態の前記人工筋肉筋の外径に対して、０．６倍以上である
   人工筋肉。
2. 弾性チューブに編組スリーブを被覆してなるＭ（Ｍは２以上の自然数）本の人工筋肉筋と、
   平行に並べて配した状態の前記Ｍ本の人工筋肉筋の一端側を固定する固定具と
   を備え、
   前記Ｍ本の人工筋肉筋は、弾性チューブに編組スリーブを被覆してなるＮ（ＮはＭより小さい自然数）本のチューブを前記人工筋肉筋の一端側で折り返して構成され、
   前記固定具は前記チューブの折返部分を固定し、
   前記チューブの折返部分の外径は、圧力を印加していない状態の前記人工筋肉筋の外径に対して、０．６倍以上である
   人工筋肉セット。
3. 前記折返部分は半円状に折り返され、当該半円状の折返部分の中心軸の直径は、圧力を印加していない状態の前記人工筋肉筋の外径に対して、１．６倍以上である
   請求項２に記載の人工筋肉セット。
4. 前記固定具は、一対の前記人工筋肉筋と前記折返部分とを連結する連結部分の外周面を支持する貫通孔を有し、
   前記貫通孔における人工筋肉筋側は、前記人工筋肉筋に向かって拡径し、
   拡径部分の最大直径が前記連結部分の外径に対して１．１〜２．０倍である
   請求項２又は３に記載の人工筋肉セット。
5. 使用者の腰回りに装着される腰ベルト部を備えた動作補助具であって、
   前記腰ベルト部は請求項２〜４の何れか１項に記載の人工筋肉セットを有する
   動作補助具。
6. 弾性チューブに編組スリーブを被覆してなるチューブを折り返した状態で当該折返部分を樹脂体で固定具に固定してなる人工筋肉セットの製造方法において、
   前記チューブを前記固定具の位置決め部の回りを旋回するように折り返して前記固定具に配置する配置工程と、
   前記チューブ内に圧力を印加する印加工程と、
   圧力を印加した状態で前記樹脂体用の樹脂材料を前記折返部分に供給する供給工程と、
   前記供給された樹脂材料を硬化させる硬化工程と
   を含む人工筋肉セットの製造方法。
7. 前記配置工程では、前記折返部分の内周面の折り返し点と、前記位置決め部に前記折り返し点と対向する位置との距離が、圧力を印加していない状態の前記チューブであって前記折返部分でない部位での外径の０．２倍以上となるように、前記チューブが折り返される
   請求項６に記載の人工筋肉セットの製造方法。

Images