JPH0826104A - 移動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のフレキシブルアクチュエータを駆動要
素として有し、高い信頼性で狭所を移動でき、小型化に
適した構造を有する移動装置を提供する。 【構成】 壁（１００）間等に形成された空間を移動す
る移動装置であって、流体が流通する複数の流路（８）
が内部に形成された基部（１）と、長手方向に延びる複
数の圧力室（１１４、１１５、１１６が各々の内部に形
成された複数の筒状弾性体（３）と、流体の圧力を各々
の流路（８：８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ）に対し選択的に
調整可能な圧力制御手段（５）と、を備え、複数の筒状
弾性体（３）は所定の配列で基部（１）の複数の面に立
設されているとともに、各々の筒状弾性体（３）の少な
くとも２個の圧力室は異なる流路（８）に連通されてい
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は移動装置に係り、特に配
管や壁間等に形成された空間を移動する移動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、配管内部を移動する移動装置とし
て、複数個の車輪を持ちその車輪を配管内側に押しつけ
車輪を回転させることによって移動する移動装置が開発
されている（例えば、計測自動制御学会論文集、Ｖｏ
ｌ．２１ Ｎｏ．７，ｐｐ７３３−７４０（１９８
５）、特開昭６３−２７５４７３号公報）。

【０００３】図２０を参照してこの移動装置の概略を説
明する。この移動装置は、３個の車輪７０ａ，７０ｂ，
７０ｃを棒状部材７１ａ、７１ｂを介して管内壁７３
ａ，７３ｂに押しつけ、車輪７０ａ，７０ｂ，７０ｃを
駆動させることにより推進力を生成し、管内を移動す
る。管壁７３ａ，７３ｂの間隔が多少変化したとして
も、バネ７２の作用によりはさみ構造をなす棒状部材７
１ａ，７１ｂのなす角θが変化し、車輪７０ａ，７０
ｂ，７０ｃ間の距離を管壁間隔の変化にならわせること
ができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図２０に示す従来の移
動装置においては、車輪７０ａ，７０ｂ，７０ｃは推進
を担うとともに自重を支えるため、車輪７０ａ，７０
ｂ，７０ｃが滑ってしまうと、移動が困難になってしま
った。信頼性を上げるために多数の車輪を有する機構と
すると、装置が大型になりかつ複雑化してしまい、装置
のコンパクト化が困難となってしまう。

【０００５】そこで本発明の目的は、上記従来技術の有
する問題を解消し、高い信頼性を有しコンパクト化が容
易な移動装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による移動装置は、壁間等に形成された空間
を移動する移動装置であって、流体が流通する複数の流
路が内部に形成された基部と、長手方向に延びる複数の
圧力室が各々の内部に形成された複数の筒状弾性体と、
流体の圧力を各々の流路に対し選択的に調整可能な圧力
制御手段と、を備え、前記複数の筒状弾性体は所定の配
列で前記基部の複数の面に立設されているとともに、各
々の前記筒状弾性体の少なくとも２個の圧力室は異なる
前記流路に連通されていることを特徴とする。

【０００７】また、前記基部には、前記複数の流路へ流
体を入力するための複数の入力ポートが形成されている
ことを特徴とする。

【０００８】また、前記基部と前記筒状弾性体は弾性部
材からなり、前記筒状弾性体の弾性係数は前記基部の弾
性係数よりも小さいことを特徴とする。

【０００９】また、前記基部は、別体として形成された
２個の構造体を張り合わせて形成されており、各々の構
造体は片面に前記複数の筒状弾性体が所定の配列で立設
されているとともに内部に前記入力ポートと連通する複
数の流路が形成されていることを特徴とする。

【００１０】また、２個の前記構造体は、互いに張り合
わされる面にかみ合い部が形成されていることを特徴と
する。

【００１１】また、前記構造体は、前記複数の筒状弾性
体と一体に光造形法によって形成されたものであること
を特徴とする。

【００１２】また、前記構造体の互いに張り合わされる
面には、前記流路の凹部が形成されていることを特徴と
する。

【００１３】また、前記基部は、内部を区画されて形成
され互いに独立に内部流体圧を調整可能な複数の流体室
を備えることを特徴とする。

【００１４】また、前記圧力制御手段は、基部の内部に
配設され、電気回路で制御可能な複数の流体素子を有す
ることを特徴とする。

【００１５】

【作用】各々の筒状弾性体の少なくとも２個の圧力室は
異なる流路に連通されており、異なる流路に連通する圧
力室は各々の流路を介して圧力制御手段によって他の圧
力室に対して相対的に流体圧力が調整される。ある特定
の流路の流体圧力を圧力制御手段によって調整すると、
その特定の流路に連通する圧力室を有するグループの筒
状弾性体は、対応する圧力室の流体圧力と他の圧力室の
流体圧力との差ができ弾性変形する。

【００１６】筒状弾性体の先端部を壁面等へ当接させ筒
状弾性体を弾性変形させることにより、筒状弾性体は壁
面等に対して壁間保持力と推進力を得る。移動装置の目
標とする動作に応じて、所定の配列で立設された複数の
筒状弾性体を所定の一連の順序で圧力制御手段を介して
弾性変形させることにより、複数の筒状弾性体は壁面等
に対する壁間保持力等を得て移動することができる。

【００１７】複数の筒状弾性体は基部の複数の面、例え
ば表裏両側に立設されているので、基部の複数の面にあ
る筒状弾性体の先端部で壁面等を押しつけることが可能
であり、移動装置は他の手段を用いずに自力で壁間等に
形成された空間内に支持しながら移動することができ
る。

【００１８】また、基部には、複数の流路へ流体を入力
するための複数の入力ポートが形成されているので、圧
力制御手段によりこれらの入力ポートから容易に流体圧
力を供給できるとともに流体圧力を制御することができ
る。

【００１９】また、筒状弾性体の弾性係数は基部の弾性
係数よりも小さいので、筒状弾性体のみを選択的に変形
させることが可能になり、移動装置を効果的に移動させ
ることができる。

【００２０】また、基部は、別体として形成された２個
の構造体を張り合わせて形成されるので、光造形法で形
成しやすくすることができる。

【００２１】また、２個の構造体は、互いに張り合わさ
れる面にかみ合い部が形成されているので、密接に張り
合わせることができる。

【００２２】また、構造体は、複数の筒状弾性体と一体
に光造形法によって形成されたものであるので、従来の
ように各構成部品を個別に作成し組立を行い配管を行う
場合に比べて、コンパクト化が可能であり、ほとんど組
立工程を用いずに容易に製造することが可能になる。

【００２３】また、構造体の互いに張り合わされる面に
は、流路の凹部が形成されているので、不要な箇所を容
易に除去・洗浄することができる。

【００２４】また、基部は、内部を区画されて形成され
互いに独立に内部の流体圧力を調整可能な複数の流体室
を備えるので、湾曲した部分を有する壁面の空間に対応
させて基部自体を弾性変形させることができる。

【００２５】圧力制御手段は、基部の内部に配設され、
電気回路で制御可能な複数の流体素子で構成されている
ので、移動装置本体の外部に別体の圧力制御手段を設け
る必要がなく、流路の流体圧力を調節制御することがで
きる。

【００２６】

【実施例】本発明による移動装置の実施例を図面を参照
して説明する。図１乃至図７を参照して本発明の第１実
施例を説明する。図１において、符号１は基部を示し、
基部１の側部には圧力流体（空気や水など）を入力する
ための複数の入力ポート２が設けられ、基部１の上下両
面の各面には複数の筒状弾性体としてのフレキシブルア
クチュエータ３が４行３列に立設されている。

【００２７】このフレキシブルアクチュエータ３は、例
えば特開平１−２４７８０９号公報に記載されたものを
使用することができる。以下、このフレキシブルアクチ
ュエータ３の構成を図２１、２２を用いて説明する。

【００２８】図２１にフレキシブルアクチュエータの分
解斜視図に示す。フレキシブルアクチュエータ３は、外
壁を形成する筒状弾性体１０８、先端封止部１０９、根
元封止部１１０，チューブ１１１（１１１ａ，１１１
ｂ）および先端部材１１２から構成されている。そし
て、同図からもわかるように、筒状弾性体１０８は同一
形状からなる２つの単体筒状弾性体１１３（１１３ａ，
１１３ｂ）をその軸方向に並列に接着することにより一
体形成したものである。このため、接着された部位によ
り筒状弾性体１０８の軸方向に弾性隔壁１０５が延設さ
れ、この弾性隔壁１０５により２つの圧力室１１４，１
１５が形成される。単位筒状弾性体１１３ａ，１１３ｂ
は図２１および図２２に示すように、図面垂直方向を軸
としてそれぞれ間隔を密にして螺旋状に巻装された繊維
１１７を、弾性材料であるシリコーンゴムにより被覆し
て形成されている。

【００２９】このため筒状弾性体１０８は繊維１１７と
ゴムとの複合による異方性弾性材料によって形成される
ことにより縦弾性係数の小さい方向は筒状弾性体１０８
の軸方向１１８と略一致し、この軸方向１１８には伸び
やすくなっているものである。また軸方向１１８と直交
する方向１１９には繊維１１７により縦弾性係数大のた
め伸びにくくなっている。

【００３０】先端封止部１０９は、金属などにより形成
され単位筒状弾性体１１３ａ，１１３ｂに形成された圧
力室１１４，１１５を封止する扇形状の上蓋１０９ａ，
１０９ｂの一端を単位筒状弾性体１１３ａ，１１３ｂに
挿入して接着することにより構成されている。

【００３１】根元封止部１１０は、先端封止部１０９と
同様なる扇形状の下蓋１１０ａ，１１０ｂと、この下蓋
１１０ａ，１１０ｂの一端を単位筒状弾性体１１３ａ，
１１３ｂに挿入して接着封止することにより構成されて
いる。

【００３２】また、下蓋１１０ａ，１１０ｂには、チュ
ーブ１１１ａ，１１１ｂが挿入固着される挿入穴１２０
ａ，１２０ｂがそれぞれ設けられている。チューブ１１
１ａ，１１１ｂは接着剤により挿入穴１２０ａ，１２０
ｂに密封状に固着されているものである。チューブ１１
１ａ，１１１ｂの他端は、ここでは図示しない圧力制御
装置（例えば空気源や圧力制御弁、およびこれらを制御
する計算機など）に接続しており、作動流体の圧力を自
在に調整できるようになっている。また、ここでは図示
していないが、接着した２つの単位筒状弾性体１１３
ａ，１１３ｂの周囲をさらにシリコーンゴムで被覆して
いる。

【００３３】また、筒状弾性体１０８の前記先端封止部
１０９のさらに先端には、シリコーンゴムからなる先端
部材１１２が接着されている。先端部材１１２は略球面
状の形状をなしている。この先端部材１１２は、壁面と
の摩擦を大きくするために、その表面摩擦係数が比較的
大となるように加工されていてもよい。

【００３４】なお、図２１では内部に１つの隔壁１０５
によって２つの圧力室１１４、１１５に区画された場合
を示したが、図２２に示すように３個の隔壁１０５、１
０６、１０７によって３つの圧力室１１４、１１５、１
１６に区画することも可能である。

【００３５】次に、上述したフレキシブルアクチュエー
タ３をロボットのフレキシブルアクチュエータ３として
機能させる際の動作について図２３を参照して説明す
る。フレキシブルアクチュエータ３の内部に３つの隔壁
１０５，１０６，１０７が、その軸方向に延びるように
形成されている。これらの隔壁１０５，１０６，１０７
は略１２０度間隔に形成されている。このような構成か
らなるフレキシブルアクチュエータ３について、例えば
チューブ１１１ａから作動流体を送り込んで圧力室１１
４の圧力を高めたとする。このようにすると、圧力室１
１４は軸方向に伸び、筒状弾性体１０８がＡ方向に湾曲
して鎖線で示した状態になる。この状態でさらにチュー
ブ１１１ｃを介して圧力室１１６の圧力を高めれば、筒
状弾性体１０８は紙面手前に向かうＣ方向に湾曲するこ
とになる。このようにして３つの圧力室１１４，１１
５，１１６に与える圧力の組み合わせにより、筒状弾性
体１０８を任意の方向へ湾曲させることができる。ま
た、３つの圧力室１１４，１１５，１１６の圧力を等し
く高めれば、筒状弾性体１０８を軸方向に真直ぐ伸ばす
ことができる。このような動作を利用することにより、
フレキシブルアクチュエータ３の移動が可能となる。

【００３６】次に、以上のようなフレキシブルアクチュ
エータ３を立設する基部１等について説明する。

【００３７】基部１の内部には、図３等に示すように複
数の流路８が形成されている。複数の流路８は互いに異
なる入力ポート２に連通している。各々のフレキシブル
アクチュエータ３は図２１および図２２において説明し
たように、複数（本実施例では３個）の圧力室を有す
る。これらの複数の圧力室の少なくとも２個は互いに異
なる流路８に連通されている。

【００３８】図１に示すように、入力ポート２の各々に
はチューブ４が接続され、チューブ４は圧力制御手段５
に接続されている。圧力制御手段５はコンプレッサやバ
ルブ等によって構成されており、複数の入力ポート２を
介して圧力流体を流路８へ供給するとともに各流路８の
圧力流体の流体圧を選択的に調整することができるよう
になっている。

【００３９】図２は基部１を含む移動装置本体の具体的
形成方法を示す。図２に示すように移動装置本体は、フ
レキシブルアクチュエータ３と流路部１３ａ、１３ｂと
からなる２つの構造体１５ａ、１５ｂをまずそれぞれ作
成し、構造体１５ａ、１５ｂを流路８の対応する箇所ど
うしが接するように位置を調整し、構造体１５ａ、１５
ｂの間に接着剤等を封入し、接合することによって作成
される。

【００４０】流路部１３ａ、１３ｂには複数の流路８が
形成されている。圧力制御手段５は移動装置の駆動に必
要なフレキシブルアクチュエータ３へ対応する流路８を
介して選択的に圧力流体を供給する。流路部１３ａ、１
３ｂのフレキシブルアクチュエータ３はそれぞれ先端部
を壁面１００へ押しつけることが可能である。なお、圧
力制御手段５からの流体を流路部１３ａ、１３ｂに伝え
るチューブ４は２つの構造体１５ａ、１５ｂの間に挟ん
で接続してもよいし、構造体１５ａ、１５ｂのどちらか
一方に接続した後に２つの構造体１５ａ、１５ｂを接合
してもよい。

【００４１】なお、図２では、基部１の上下両面の各面
に１２個のフレキシブルアクチュエータ３が６行または
６列に立設されている場合を示したが、以下の図３乃至
図６では、独立の流路８の系統数を減らして基部１をコ
ンパクトに形成するためにフレキシブルアクチュエータ
３を３行３列に立設した場合について説明する。

【００４２】図３乃至図６に、基部１に形成された複数
の流路８とこれらの流路に連通するフレキシブルアクチ
ュエータ３の圧力室を示す。図３は、図２における断面
Ａ−Ａを示し、図４は図２における断面Ｂ−Ｂ、図５は
図２における断面Ｃ−Ｃ、および図６は図２における断
面Ｄ−Ｄを示す。

【００４３】流路部１３ａには４系統の流路８（８ａ，
８ｂ，８ｃ，８ｄ）が形成され、各々の流路８は図６に
示す４つの圧力供給口１６ａ，１６ｂ、１６ｃ，１６ｄ
に接続されている。圧力供給口１６ａ，１６ｂ、１６
ｃ，１６ｄは対応する異なる入力ポート２に接続されて
いる。

【００４４】図６において、各々のフレキシブルアクチ
ュエータ３の３個の圧力室に対応する基部１における端
面は、（１７ａ，１７ｂ，１７ｃ）、（１８ａ，１８
ｂ，１８ｃ）〜（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ）によって示
される。

【００４５】それぞれの圧力供給口１６ａ，１６ｂ、１
６ｃ，１６ｄに複数のフレキシブルアクチュエータ３の
圧力室が対応するように流路８（８ａ，８ｂ，８ｃ，８
ｄ）が形成されている。

【００４６】フレキシブルアクチュエータ３の圧力室の
端面１７ｂと１７ｃは流路８ｂを介して互いに連通して
いる。したがってこれらの圧力室は同一の流路８ｂに連
通している。これに対して、圧力室の端面１７ａは圧力
室の端面１７ｂと１７ｃとは別に流路８ａに連通してい
る。

【００４７】ここで、フレキシブルアクチュエータ３の
３個の圧力室を異なる流路に連通せずに２個の圧力室を
共通の流路に連通させたのは、流路の個数を少なくして
コンパクトに移動装置を構成するためである。ここで示
す例では、移動装置は前方後方の一方向へのみ移動する
ことが可能である。なお、前方後方の他に左右方向にも
移動できるようにするためには、流路８の個数を増やし
３個以上の圧力室を異なる流路に連通し、各圧力室の圧
力を独立に制御できるようにすればよい。

【００４８】なお、同様にして、圧力室の端面１９ｂと
１９ｃ、端面２１ｂと２１ｃ、端面２３ｂと２３ｃ、端
面２５ｂと２５ｃの各々も流路８ｂを介して互いに対で
連通している。また、同様に、他のフレキシブルアクチ
ュエータ３についても、圧力室の端面１８ｂと１８ｃ、
端面２０ｂと２０ｃ、端面２２ｂと２２ｃ、端面２４ｂ
と２４ｃの各々も流路８ｂを介して互いに対で連通して
いる。

【００４９】具体的には、圧力供給口１６ａに供給され
た流体は、流路口１６ａ’，１６ａ”を経て、流路８ａ
に流れ込み、その流体は流路口１７ａ”、１９ａ”、２
１ａ”、２３ａ”、２５ａ”さらに流路口１７ａ’、１
９ａ’、２１ａ’、２３ａ’、２５ａ’を経てフレキシ
ブルアクチュエータ３の各圧力室の端面１７ａ、１９
ａ、２１ａ、２３ａ、２５ａに到達する。

【００５０】他の３つの圧力供給口１６ｂ、１６ｃ，１
６ｄに関しても同様に流路８が形成されている。圧力供
給口１６ｂからの流体は流路８ｂへ流れ込み、流路口１
７ｂ，１７ｃ、１９ｂ，１９ｃ、２１ｂ，２１ｃ、２３
ｂ，２３ｃ、２５ｂ，２５ｃに到達し、圧力供給口１６
ｃからの流体は流路８ｃへ流れ込み、流路口１８ｂ，１
８ｃ、２０ｂ，２０ｃ、２２ｂ，２２ｃ、２４ｂ，２４
ｃに到達し、圧力供給口１６ｄからの流体は流路８ｄへ
流れ込み、流路口１８ａ、２０ａ、２２ａ、２４ａに到
達する。

【００５１】次に本実施例の作用について説明する。圧
力制御手段５によって入力ポート２を介して流路８ａ，
８ｂ，８ｃ，８ｄへ供給される流体の流体圧力が制御さ
れると、フレキシブルアクチュエータ３の各圧力室の圧
力が変化しフレキシブルアクチュエータ３が駆動され
る。多数のフレキシブルアクチュエータ３の一部は選択
的に壁面１００を押さえつける。各フレキシブルアクチ
ュエータ３の圧力室の流体圧力を調整することにより、
フレキシブルアクチュエータ３の先端部は推進力と壁間
保持力を得て移動装置を移動させる。

【００５２】次に、図７を参照して移動装置が壁面１０
０で形成された空間を移動する動作について説明する。
なお、図７では基部１の上下面の各々に４列のフレキシ
ブルアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが立設され
ている。流路部１３ａ、１３ｂを通して特定のフレキシ
ブルアクチュエータ３のグループに加圧することによっ
て、アクチュエータ全体としてある決まった動作を協調
的に行わせ移動させる。この移動をさせるためのフレキ
シブルアクチュエータ３の駆動形態の一例を図７に示
す。図７の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示す
ようにフレキシブルアクチュエータ３を順に動かしてい
くと、壁面１００に対してフレキシブルアクチュエータ
３が壁間保持力および推進力を得、基部１を含む移動装
置が右へ動く力を得ることができる。

【００５３】すなわち、移動装置の初期状態では、
（ａ）に示すように、フレキシブルアクチュエータ３
ａ，３ｃが伸張するとともに、フレキシブルアクチュエ
ータ３ｂ，３ｄが収縮し、フレキシブルアクチュエータ
３ａ，３ｃは壁面１００を押しつけることにより、移動
装置の位置を保持可能とする壁間保持力を得ている。

【００５４】次に（ｂ）に示すように、フレキシブルア
クチュエータ３ａ，３ｃをさらに伸張するとともに進行
方向へ向かって湾曲させ、推進力を生成し、移動装置本
体を進行方向へ移動させる。次に、収縮していたフレキ
シブルアクチュエータ３ｂ，３ｄを伸張させるとともに
進行方向と逆方向に湾曲させ、壁面１００と接触させ、
壁間保持力を持たせる。

【００５５】次に（ｃ）図に示すように、フレキシブル
アクチュエータ３ｂ，３ｄを伸張させたまま湾曲を減少
させることによって推進力を得る。一方、フレキシブル
アクチュエータ３ａ，３ｃの流体圧力を減少させて収納
させる。

【００５６】次に（ｄ）に示すように、フレキシブルア
クチュエータ３ｂ、３ｄを伸張させるとともに進行方向
に湾曲させることにより推進力を得る。一方フレキシブ
ルアクチュエータ３ａ，３ｃを進行方向と逆方向に湾曲
させた状態で伸張させ壁面１００と接触させる。

【００５７】次にフレキシブルアクチュエータ３ａ，３
ｃを伸張させたまま、湾曲を減少させる。この後、フレ
キシブルアクチュエータ３ａ，３ｄを（ａ）に示す初期
状態にもどす。

【００５８】なお、上述した実施例では、基盤１の構造
は平板状の２個を張り合わせた構造には限定されず、例
えば、円柱の表面に多数のフレキシブルアクチュエータ
３が突き出たような構造で作成してもよい。

【００５９】また、上述の説明では、流路８の系統数を
少なくするために圧力室の端面１７ｂと１７ｃ等を互い
に連通させ、前方後方のみに移動する場合について説明
した。しかし、本実施例ではこれに限らず、流路８の系
統数を増やし３個の圧力室を異なる流路に連通し、各圧
力室に供給する流体圧力を独立に制御し、前方後方の他
に左右方向にも移動できるようにすることが可能であ
る。

【００６０】次に、図８を参照して本発明の第２実施例
について説明する。本実施例の移動装置本体は、流路部
３２ａ、３２ｂを有する分割された構造体３３ａと３３
ｂとを別々に作成し、上下に２個を張り合わせることに
よって作成される。図８において、構造体３３ａ、３３
ｂの流路部３２ａ、３２ｂの下側面３１ａ，３１ｂには
８ａ、８ｂのパターンが形成されている。各々の流路８
ａ，８ｂは、フレキシブルアクチュエータ３の特定のグ
ループに連通されている。流路８ａ，８ｂは流路部３２
ａ、３２ｂの内部に内蔵されるのではなく、下側面３１
ａ，３１ｂに流路８ａ，８ｂの上部が解放された凹断面
形状を持つ流路が形成されている。

【００６１】本実施例においては、微小化を容易にする
ため、後述する光造形法によって光硬化性流動物質に光
エネルギーを選択的に照射することによって、ほとんど
組立工程を用いずに移動装置本体を形成することが可能
になる。ここで、この光造形法を用いて構造体３３ａ、
３３ｂのような形状を作成する際には、構造体３３ａ、
３３ｂの内部に残った光硬化性流動物質の除去及び洗浄
が問題になる。

【００６２】本実施例では、構造体３３ａ、３３ｂの下
側面３１ａ，３１ｂに流路８ａ，８ｂの凹断面形状を持
つ流路が形成され外部へ開放された形状であるため、不
要な箇所を容易に除去・洗浄することができる。

【００６３】なお、構造体３３ａ、３３ｂを張り合わせ
る場合に、完全に密閉するように張り合わせることは容
易ではない。そこで、構造体３３ａ、３３ｂを、図９に
示すようなオス型３６とメス型３５の構成を取り入れた
形状に加工するのがよい。オス型３６とメス型３５の構
造をとることにより、下側面３１ａ，３１ｂのはり合わ
せを確実に密閉することができ、流路８ａ，８ｂを正確
に機能するようにできる。なお、オス型３６とメス型３
５の組み合わせを上下逆にしてもよい。

【００６４】次に、図１０を参照して本発明の第３実施
例について説明する。本実施例において、流路部４１と
フレキシブルアクチュエータ３とは異なる２種類の光硬
化性流動物質を用いて形成されている。流路部４１を形
成する材料は、フレキシブルアクチュエータ３の材料と
比較して、硬化後の硬度が大きく伸び率が小さく破断伸
びが小さいものが選択される。

【００６５】流路部４１とフレキシブルアクチュエータ
３とからなる移動装置本体は、光造形法によって次のよ
うに形成される。まず、硬化後の硬度が大きく、伸び率
の小さな光硬化性流動物質を用いて、流路部４１を作成
する。その後、流動物質を硬化後の硬度が小さく、伸び
率・破断伸びの大きいものに取り替え、光エネルギーに
よる硬化工程を繰り返し、フレキシブルアクチュエータ
３を形成する。この時、流路部４１とフレキシブルアク
チュエータ３との位置合わせは、光源と光硬化性流動物
質の間にアクリル板等を挿入し、流動物質に硬化の影響
を与えない状態に於いて、その光の結像の位置を流路部
４１上で調整することによって行う。

【００６６】移動装置本体を同一材料にて全て作成した
場合には、圧力を加えるとフレキシブルアクチュエータ
３のみでなく流路部４１も変形してしまい、移動装置を
有効に移動させることができない。これに対して、本実
施例の構成によれば、流路部４１はフレキシブルアクチ
ュエータ３に比べて伸びにくいため、フレキシブルアク
チュエータ３のみを選択的に変形させることが可能にな
り、移動装置を効果的に移動させることができる。

【００６７】次に図１１を参照して本発明の第４実施例
について説明する。本実施例では、基部１は２個の構造
体５１、５２に分割されており、２個に分割された構造
体５１、５２の間に流体室５３が設けられている。流体
室５３には構造体５１、５２に挟まれたベローズがあ
り、このベローズはチューブ４ａを介して圧力制御手段
５から送られる流体によって伸縮自在であり、ベローズ
の伸縮に伴って構造体５１、５２の間の距離が変化す
る。なお、ベローズの代わりに風船等を用いてもよい。

【００６８】本実施例の構成によれば、移動装置が移動
する空間に壁面１００間の距離や内管径の変化がある場
合でも、構造体５１、５２の間隔を調整することができ
るので、常にフレキシブルアクチュエータ３を壁面１０
０に対して押しつけることが可能となり推進力と壁間保
持力を得ることができる。

【００６９】次に、図１２および図１３を参照して本発
明の第５実施例について説明する。

【００７０】図１２に示すように基部１には、フレキシ
ブルアクチュエータ３に流体の供給を可能とするための
流路８が形成された流路部９３ａ、９３ｂと、流路部９
３ａ、９３ｂの間にある４個に区分された流体室９１
ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄと、流体室９１ａ，９１
ｂ，９１ｃ，９１ｄに流体を供給するための流路の形成
された流路部９４ａ，９４ｂとが設けられている。

【００７１】流体室９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄに
流体を供給することにより流路部９３ａ、９３ｂ間の距
離を可変にすることができる。つまり、移動する空間に
壁面１００間の距離や内管径の変化がある場合でも、推
進力と壁間保持力により移動が可能である。また、流路
部９３ａ、９３ｂの間に４個に区分された流体室９１
ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄを設けたので、基部１を含
む移動装置本体を湾曲させることができる。

【００７２】例えば、圧力制御手段５からの流体はチュ
ーブ４を経て流路部９３、９４へ供給される。この場
合、流体室９１ａと９１ｂのみに流体を供給すると、移
動装置本体が図１３に示すように湾曲する。この結果、
湾曲した部分を有する壁面１００の空間も移動すること
が可能になる。

【００７３】さらに、湾曲した部分を有する壁面１００
の空間がその壁面１００間の距離を拡大あるいは縮小し
ながら湾曲している場合においても、流路部９３ａ、９
３ｂ間の距離を変えるとともに移動装置本体を湾曲させ
ることにより、移動装置を移動させることができる。

【００７４】例えば、流体室９１ｃ，９１ｄに流体を加
えるとともに流体室９１ａ、９１ｂには流体室９１ｃ，
９１ｄに加えた流体よりも多くの流体を加えることによ
り流路部９３ａ、９３ｂ間の距離を変えてフレキシブル
アクチュエータ３間の距離を拡大し、流体室９１ａと９
１ｂと流体室９１ｃと９１ｄに加えた流体圧力の差圧に
より移動装置本体を湾曲させることによって可能にな
る。

【００７５】なお、本実施例による移動装置を進行方向
に複数個連結させ、連結した移動装置本体をＳ字型に湾
曲させながら移動させる構成としてもよい。

【００７６】次に、図１４および図１５を参照して本発
明の第６実施例について説明する。

【００７７】フレキシブルアクチュエータ３の先端部３
ａには、図１５（ａ）に示すよう弾性変形させるための
流体室８３の他に、フレキシブルアクチュエータ３を壁
面１００に吸着させるための流体室からなる吸着部８２
ａが設けられている。吸着部８２ａは３個の流体室８３
の隔壁が交わる中心部にある。なお、図１５（ｂ）に示
すように、３個の流体室８３の周壁に隣接して３個の吸
着部８２ｂを設けてもよく、あるいは図１５（ｃ）に示
すように３個の流体室８３の周壁の外周に吸着部８２ｃ
を設けてもよい。吸引部８２ａ、８２ｂ，８２ｃの数は
さらに増やしてもよい。

【００７８】圧力制御手段５からの流体はチューブ４を
介して特定のフレキシブルアクチュエータ３の流体室８
３へ選択的に供給される。また、フレキシブルアクチュ
エータ３は、圧力吸引装置８７によってチューブ８９を
介して吸引部８２ａ、８２ｂ，８２ｃにより壁面１００
に吸着される。この結果、吸引部８２ａ、８２ｂ，８２
ｃの働きにより、移動装置は壁面１００に吸着しながら
移動することが可能になる。

【００７９】次に、図１６及び図１７を参照して本発明
の第７実施例について説明する。

【００８０】前述の第１〜第６実施例では、いずれも移
動装置本体とは別体の圧力制御手段５によって外部から
チューブ４を介して移動装置本体内にある流路の流体圧
力を制御していた。

【００８１】これに対して、本実施例は、移動装置本体
とは別体の圧力制御手段５等の複雑な装置を不要とし、
移動装置本体に流体素子を用いた発振回路を設け、これ
によって発生した圧力変動によって各フレキシブルアク
チュエータ３を駆動するものである。

【００８２】図１６に示すように、基部１を構成する構
造体７１ａ，７１ｂの各々の内部には流体素子からなる
複数の発振回路部７２が配設されており、これらの発振
回路部７２の間に流路７５が形成されている。

【００８３】発振回路部７２には、例えば図１７に示す
ような流体素子７６を用いることができる。流体素子７
６は側壁付着形論理素子として知られており、図中の梨
地部分を構造体７１ａ，７１ｂの各々の内部に形成する
だけでよく、光造形法によって容易に成形することが可
能である。

【００８４】図１７において例えばポート７６ａに一定
の圧力を供給し、ポート７６ｂ，７６ｃをそれぞれ負荷
側（フレキシブルアクチュエータ３側）に接続すると、
ポート７６ａから供給された流体は一定の周期で切替わ
りながらポート７６ｂ，７６ｃへ流れる。したがってポ
ート７６ｂ，７６ｃを構造体７１ａ，７１ｂ内に形成し
た流路７５を通じて特定のフレキシブルアクチュエータ
３を選択的に駆動することができる。ここで、外部から
は移動装置本体へは一本の送気管７３を通じて圧力源７
４より一定圧力が供給されるだけでよい。

【００８５】次に、移動装置本体の光造形法による製造
方法について図１８および図１９を参照して説明する。
前述の第２、第３実施例の移動装置を作成する方法につ
いて説明する。光造形法で製造しようとする移動装置本
体を輪切り状にし、各輪切りの断面に対応する種々の光
学マスク６３のパターンを作成する。図１８において、
光源６２の光エネルギーを光学マスク６３およびレンズ
装置６４を通して、光硬化性流動物質６１上に光学マス
ク６３の像を結像する。

【００８６】この結果、光学マスク６３のパターンに応
じて光が照射された部分の光硬化性流動物質６１のみが
硬化反応を起こし、エレベータ６６上に硬化層が形成さ
れる。

【００８７】次に、その硬化した層の厚さ分だけＺステ
ージ６５によりエレベータ６６を降下させ、光学マスク
６３のパターンを他のパターンに交換し、光源６２の光
エネルギーを光硬化性流動物質６１上に交換した光学マ
スク６３のパターンを結像する。このようにして、硬化
層の厚さ分だけエレベータ６６を降下させるとともに光
学マスク６３を交換しながら光照射による光硬化性流動
物質６１の硬化を繰り返し、所望の３次元形状の移動装
置本体を形成する。

【００８８】なお、光造形法は図１８に示したような光
学マスク６３を使用するのに限らず、例えば図１９に示
すように、光学マスク６３を使用する代わりにミラー６
８をＸ方向、Ｙ方向へ振ることにより所望のパターンを
光硬化性流動物質６１上に形成してもよい。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の構成によれ
ば、信頼性が高く、壁間等に形成された空間内を移動で
き小型化に適した構造を有する移動装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の移動装置の第１実施例の構成図を示す
斜視図。

【図２】第１実施例の構造体のユニットを示す断面図。

【図３】図２の線Ａ−Ａで見た基部の内部の流路を示す
断面図。

【図４】図２の線Ｂ−Ｂで見た基部の内部の流路を示す
断面図。

【図５】図２の線Ｃ−Ｃで見た基部の内部の流路を示す
断面図。

【図６】図２の線Ｄ−Ｄで見た基部の内部の流路を示す
断面図。

【図７】第１実施例の移動装置の動作を説明する図。

【図８】第２実施例を示す分解説明図。

【図９】第２実施例の構造体を示す断面図。

【図１０】第３実施例を説明するための側面図。

【図１１】第４実施例の概略構成を示す構成説明図。

【図１２】第５実施例の上平面図（ａ）と側平面図
（ｂ）。

【図１３】第５実施例の動作を説明する断面図。

【図１４】第６実施例の概略構成を示す構成説明図。

【図１５】第６実施例におけるフレキシブルアクチュエ
ータの例を示す断面図。

【図１６】第７実施例の概略構成を示す斜視図。

【図１７】第７実施例において使用する流体素子を示す
平面図。

【図１８】光造形法により移動装置を製造する場合に使
用する製造装置の概略構成を示す構成説明図。

【図１９】光造形法により移動装置を製造する場合に使
用する他の製造装置の概略構成を示す構成説明図。

【図２０】従来の移動装置の一例を示す図。

【図２１】フレキシブルアクチュエータの構成を示す分
解斜視図。

【図２２】フレキシブルアクチュエータの他の構成を示
す分解斜視図。

【図２３】フレキシブルアクチュエータの動作を説明す
る説明図。

【符号の説明】

１ 基部 ２ 入力ポート ３ 筒状弾性体（フレキシブルアクチュエータ） ４ チューブ ５ 圧力制御手段 ８ 流路 １５ａ，１５ｂ 構造体 ６１ 光硬化性流動物質 ６２ 光源 ６３ 光学マスク ６４ レンズ装置 ６５ Ｚステージ ６６ エレベータ ６８ ミラー １００ 壁面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】壁間等に形成された空間を移動する移動装
   置であって、 流体が流通する複数の流路が内部に形成された基部と、 長手方向に延びる複数の圧力室が各々の内部に形成され
   た複数の筒状弾性体と、 流体の圧力を各々の流路に対し選択的に調整可能な圧力
   制御手段と、を備え、 前記複数の筒状弾性体は所定の配列で前記基部の複数の
   面に立設されているとともに、各々の前記筒状弾性体の
   少なくとも２個の圧力室は異なる前記流路に連通されて
   いることを特徴とする移動装置。