WO2016021098A1

WO2016021098A1 - 可動装置、可動シート、および可動装置の製造方法

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Publication number: WO2016021098A1
Application number: PCT/JP2015/002878
Authority: WO
Inventors: 石橋　秀則; 小林　富士雄; 智正水野; 和弘加藤
Original assignee: ソニー株式会社
Priority date: 2014-08-04
Filing date: 2015-06-09
Publication date: 2016-02-11
Also published as: CN106574652A; US10925798B2; EP3179117A4; EP3179117A1; CN106574652B; EP3179117B1; US20170209329A1; JP2016035292A

Abstract

【解決手段】可動装置は、保持体と、可動体とを備える。前記保持体は、第１開口部と内部空間とを有し、一部品で構成される。前記可動体は、内部体と、第１可動軸部とを有する。前記内部体は、前記保持体の内部空間に収容され、前記第１開口部が弾性変形してもその第１開口部から抜けない大きさで設けられる。前記第１可動軸部は、前記内部体と一体移動可能に構成され、前記保持体内から前記第１開口部を介して前記保持体外に臨むように構成される。

Description

可動装置、可動シート、および可動装置の製造方法

　本技術は、人体の関節やその他の可動構造を実現する可動装置、可動シート、および可動装置の製造方法に関する。

　従来から、ユーザの大腿部に沿って装着され、股関節や膝関節の動きを支援することにより、ユーザの歩行を補助する装置がある（特許文献１参照）。

　特許文献２には、足首の関節部を備えた歩行補助装置が開示されている。足首関節部は、球面ジョイントを備える。球面ジョイントは、例えば、ジョイント軸部材と、ジョイント軸部材の端部に設けられた球体と、球体を揺動自在に保持する保持部とで構成される（例えば、特許文献２の段落［0025］参照。）。

特開2006-087478号公報特開2010-131372号公報

　このような従来の関節部等を構成する機構、例えば上記球面ジョイント等は、例えば多数の部品を組み合わせることにより、ある部材が他の部材から抜けないようにする構造を実現している。この場合、部品点数が多くなる。

　本技術の目的は、少ない部品点数で可動構造を実現することができる可動装置、可動シート、および可動装置の製造方法を提供することにある。

　上記目的を達成するため、本技術に係る可動装置は、保持体と、可動体とを備える。
　前記保持体は、第１開口部と内部空間とを有し、一部品で構成される。
　前記可動体は、内部体と、第１可動軸部とを有する。前記内部体は、前記保持体の内部空間に収容され、前記第１開口部が弾性変形してもその第１開口部から抜けない大きさで設けられる。前記第１可動軸部は、前記内部体と一体移動可能に構成され、前記保持体内から前記第１開口部を介して前記保持体外に臨むように構成される。
　この可動装置は、保持体が一部品で構成され、保持体の開口部（第１開口部）に弾性変形が発生しても開口部から、可動体の内部体が抜けない構造を有するので、少ない部品点数で可動構造を実現できる。また、可動軸部（第１可動軸部）の周りの回転自由度を持って、可動軸部を回転可能に構成することができる。

　前記第１開口部は、前記第１可動軸部を構成する軸部材の径より大きい開口径を有していてもよい。
　これにより、前記第１可動軸部を開口部内で自由に動かすことができるので、ユニバーサルジョイントを実現することができる。また、例えば第１可動軸部を、第１可動軸部の周りの１回転自由度で回転させることができる。

　前記第１開口部は、前記第１可動軸部を一方向の移動をガイドするガイド長穴であってもよい。
　これにより、第１可動軸部が一方向に移動可能であるので、第１可動軸部周りの回転の動きとともに多彩な動きを実現できる。

　前記保持体は、第２開口部をさらに有し、前記可動体は、前記内部体と一体移動可能に設けられた、前記第２開口部を介して前記保持体の外側に臨む第２可動軸部をさらに有していてもよい。
　これにより、第１および第２可動軸部を利用した多彩な動きを実現できる。

　前記第１開口部は、前記第１可動軸部の一方向の移動をガイドする第１ガイド長穴であってもよい。また、前記第２開口部は、前記第２可動軸部の前記一方向の移動をガイドする第２ガイド長穴であってもよい。
　これにより、第２可動軸部および第２ガイド長穴が、第１可動軸部が自身の軸周りに回転することを規制するストッパとしての機能を有する。同様に、第１可動軸部および第１ガイド長穴が、第２可動軸部が自身の軸周り回転することを規制するストッパとしての機能を有する。

　前記第１開口部は、前記第１可動軸部の一方向の移動をガイドする第１ガイド長穴でああってもよい。また、前記第２開口部は、前記第２可動軸部の前記一方向を含む二方向の移動をガイドする第２ガイド長穴であってもよい。

　前記第１開口部は、前記第１可動軸部を構成する軸部材の径より大きい開口径を有していてもよい。

　前記第２開口部は、前記第２可動軸部の一方向の移動をガイドするガイド長穴であってもよい。
　これにより、可動装置が第１可動軸部を有する状態で、第２可動軸部の一方向の移動および第２可動軸部周りの第２可動軸部の回転移動が可能となる。

　前記保持体は、前記第１可動軸部の軸方向に長い形状を有していてもよい。
　これにより、第１可動軸部のその軸方向の往復移動を実現できる。

　前記可動装置は、前記可動体に動力を与える動力源をさらに備えていてもよい。
　これにより、動力源が可動体を動かすことができ、可動装置の応用の幅が広がる。

　前記動力源が、前記保持体内に配置されていてもよい。
　これにより、可動装置を小型化することができる。

　前記可動装置は、前記保持体と前記可動体との間に設けられた張力発生部材をさらに備えていてもよい。
　これにより、保持体と可動体との位置決めを行うことができる。

　前記可動装置は、前記動力源は、前記張力発生部材に動力を与えてもよい。

　本技術に係る可動シートは、配列されて互いに接続された複数の可動装置を備える。これら複数の可動装置は、それぞれ、上記可動装置の特徴を有する。

　本技術に係る可動装置の製造方法は、上記可動装置の、少なくとも前記保持体の３Ｄデータを読み込むことを含む。
　前記読み込まれた３Ｄデータに基づき、３Ｄプリンティング技術を用いて、前記可動体の前記内部体を収容するように前記保持体が形成される。
　３Ｄプリンティング技術を用いることにより、可動装置を小型化することができ、また、組み立て作業が不要となる。

　以上、本技術によれば、少ない部品点数で可動構造を実現することができる。
　なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

図１Ａは、本技術の第１の実施形態に係る可動装置を示す斜視図である。図１Ｂは、その縦方向の断面図である。図２Ａは、第２の実施形態に係る可動装置を示す斜視図であり、図２Ｂは、図２Ａに示す可動装置の背面側を示す斜視図である。図２Ｃは、その断面図である。図３Ａは、本技術の第３の実施形態に係る可動装置を示す斜視図であり、図３Ｂは、図３Ａに示す可動装置の背面側を示す斜視図である。図４は、上記第３の実施形態に係る可動装置の変形例を示す。図５は、本技術の第４の実施形態に係る可動装置を示す斜視図である。図６は、上記第４の実施形態に係る可動装置の変形例を示す。図７は、本技術の第５の実施形態に係る可動装置を模式的に示す図である。図８Ａ、Ｂは、本技術の第６の実施形態に係る可動装置を示す断面図である。図９は、本技術の第７の実施形態に係る可動装置を示す斜視図である。図１０は、図９に示した可動装置のソケット内にモータを配置させる形態を持つ可動装置を分解して示す。図１１は、このような第７の実施形態に係る可動装置を単位構造とした、複数の可動装置で構成される可動シートを示す斜視図である。図１２Ａ、Ｂは、図１１に示す可動シートの応用例を説明する図である。

　以下、図面を参照しながら、本技術の実施形態を説明する。以下に説明する可動装置は、例えば、人型ロボットや産業用ロボットの関節部、人の身体の動きを補助、支援する運動補助装置等に適用される。しかし、本技術に係る可動装置は、もちろんこれらに限られず、様々な可動構造を備える電子機器、工具、玩具、その他デバイスや物にも適用される。

　［第１の実施形態］
　図１Ａは、本技術の第１の実施形態に係る可動装置を示す斜視図である。図１Ｂは、その縦方向の断面図である。可動装置１は、保持体としての機能を含むソケット１０と、可動体３０とを備える。

　ソケット１０は、開口部１４（第１開口部）と内部空間１２とを有し、一部品で構成されている。ここでいう一部とは、物理的に離れた二以上の部品を連結した構成でないことを意味する。可動体３０は、ソケット１０の内部空間１２に収容された内部体としての球形状を有するボール３２と、ボール３２と一体移動可能に構成された可動軸部３４とを有する。

　ボール３２と可動軸部３４とは、例えば同じ材料で一体で形成されている。ソケット１０の内部空間１２は球状に形成されている。ボール３２は、ソケット１０の内面とボール３２の表面との間にわずかな隙間をあけて動くことが可能なようにソケット１０内に収容される。可動軸部３４は、例えば長い棒状に形成され、ソケット１０内から開口部１４を介して、ソケット１０の外部に臨むように構成されている。

　ソケット１０の外形は球形の一部であるが、これに限られず、任意の形状を取り得る。ソケット１０の、開口部１４の反対側には、連結部１８が設けられている。ソケット１０と連結部１８とは、例えば同じ材料で一体で形成されている。連結部１８も、例えば可動軸部３４と同様に棒状に形成されている。可動軸部３４および連結部１８は、図示しない他の部材（機構、アセンブリ、またはデバイス）にそれぞれ接続され得る。

　開口部１４の形状は、可動軸部３４の軸方向で見て円形である。ソケット１０の開口部１４の開口径は、可動軸部３４の太さである径（断面の径）より大きく形成されている。また、ボール３２の大きさは、開口部１４が弾性変形してもボール３２が当該開口部１４から抜けない大きさとなっている。ここでいう変形は、上記のように弾性変形であるので、塑性変形を含まないことは言うまでもない。もちろん、ソケット１０やボール３２の剛性はできるだけ高いことが好ましい。可動軸部３４および連結部１８の形状、長さ、太さ（断面の径）等は適宜設計により変更が可能である。

　以上のような構成により、可動体３０は、可動軸部３４が開口部１４内の範囲で動くことができ、ユニバーサルジョイントを実現できる。また、ボール３２は、ソケット１０内で可動軸部３４の周りに回転可能であるので、この可動装置は、１軸周りの回転自由度も得ることができる。

　この可動装置１は、３Ｄ（Dimension）プリンティング技術によって製造される。３Ｄプリンタが、この可動装置１の３Ｄデータを読み込み、読み込んだ３Ｄデータに基づき、可動装置１を形成する。具体的には、図示しない３Ｄプリンタにより可動体３０を形成した後、任意の支持方法でこの可動体３０を支持し、さらに３Ｄプリンタが、この可動体３０のボール３２を収容するソケット１０を形成することができる。例えば可動軸部３４がボール３２より上に配置されるように、３Ｄプリンタは可動軸部３４を上から吊るすようにして支持すればよい。可動装置１の材料としては、光硬化性樹脂、金属粉体などが用いられる。

　３Ｄプリンタとしては、例えば、特開2012-040757号公報、特開2012-106437号公報、特開2012-240216号公報、特開2013-207060号公報、特開2013-059983号公報等に記載の装置が用いられ得る。これらのような一次元液面規制方式を用いる３Ｄプリンタは、あらゆる方向、あらゆる姿勢で材料を、光照射により硬化させていくことができるため、この可動装置を形成することができる。

　あるいは、可動装置１の全体を３Ｄプリンティング技術により形成するのではなく、少なくとも保持体（ソケット１０）を３Ｄプリンティング技術により形成してもよい。この場合、例えば、可動体３０は３Ｄプリンティング技術以外の公知の技術により製造され、その後、ボール３２を収容するように、３Ｄプリンタによりソケット１０を形成すればよい。この場合、可動体３０の材料は限定されず、任意の材料が用いられる。またこの場合、、可動体３０は、可動軸部３４とボール３２とを別々の部品として有し、これらが互いに接続されていればよい。

　以上のように、ソケット１０が一部品で構成され、可動体３０のボール３２が抜けない構造を有するので、少ない部品点数、例えば２点の部品で可動構造を実現できる。これまでのユニバーサルジョイントでは少なくとも３点以上の部品が必要であった。

　また、本実施形態では、３Ｄプリンティング技術を用いることにより、これまでの可動構造の大きさより小型、または同じ大きさで、軽量でありながら、これまでの可動構造と同等の強度を有する可動構造を実現できる。さらに、３Ｄプリンタにより可動装置１が製造されることにより、組み立て作業が不要になる。

　なお、連結部１８はソケット１０と一体とされた部分であり、連結部１８およびソケット１０を含む構造体を「保持体」の概念として捉えることもできる。すなわち、保持体は、開口部１４と、内部体であるボール３２を収容する内部空間１２とを少なくとも有していればよく、任意の形状で形成される。その外形形状は、半球形状、１／４球形状であってもよい。あるいはその外形形状は、立方体、直方体等、またはそれらの一部等、球面部分を有していなくてもよい。このことは、以下の第２の実施形態以降においても同様である。

　［第２の実施形態］
　次に、本技術の第２の実施形態に係る可動装置について説明する。これ以降の説明では、図１等に示した実施形態に係る可動装置１が含む部材や機能等について実質的に同様の要素については同一の符号を付し、その説明を簡略化または省略し、異なる点を中心に説明する。

　図２Ａは、第２の実施形態に係る可動装置を示す斜視図であり、図２Ｂは、図２Ａに示す可動装置２の背面側を示す斜視図である。図２Ｃは、その断面図である。本実施形態に係る可動装置２の保持体であるソケット２０も、上記第１の実施形態と同様に、一部品で構成される。また、上記同様に、可動装置２のうち少なくともソケット２０が、３Ｄプリンティング技術により形成される。

　ソケット２０は、２つの開口部である第１開口部２１、第２開口部２２を有する。第１開口部２１は、第１可動軸部３４の一方向の移動（往復移動）をガイドするガイド長穴（第１ガイド長穴）である。すなわち、第１可動軸部３４が一平面内で所定の角度分だけ回転可能になる。第１開口部２１は、第１可動軸部３４の９０°回転する移動の自由度を第１可動軸部３４に与えるような長さで形成されている。

　ソケット２０内のボール３２には、第１可動軸部３４の他、ストッパ片４３（第２可動軸部）がボール３２に設けられている。ストッパ片４３は、第２開口部（第２ガイド長穴）２２を介してソケット２０の外側に臨むようにボール３２と一体移動可能に設けられている。第２開口部２２は、第１開口部２１と同じ一方向に沿って形成された、ストッパ片４３の移動をガイドするガイド長穴である。この第２開口部２２の長さも、第１開口部２１の長さと実質的に同一である。つまり第２開口部２２は、ストッパ片４３が９０°回転する移動の自由度を、このストッパ片４３に与えるような長さで形成されている。

　なお、ストッパ片４３の幅は、第１可動軸部３４の幅より細く形成されている。その分、第２開口部２２の開口面積は、第１開口部２１のそれより小さく形成されている。

　このような構造によれば、ストッパ片４３および第２開口部２２は、第１可動軸部３４が自身の軸周りに回転することを規制するストッパとしての機能を有する。

　［第３の実施形態］
　図３Ａは、本技術の第３の実施形態に係る可動装置３を示す斜視図であり、図３Ｂは、図３Ａに示す可動装置３の背面側を示す斜視図である。本実施形態の可動装置３は、上記第２の実施形態に係る可動装置２と比べ、ストッパの機能を有するストッパ片４３（第２可動軸部３４）の移動の自由度数が異なる点にある。

　すなわち、第２ガイド長穴としてソケット２５に形成された第２開口部２４は、ストッパ片４３の、第１可動軸部３４の一方向を含む二方向の移動をガイドするように形成されている。具体的には、第２開口部２４が概略Ｔ字状に形成されている。その第２開口部２４の一方向部２４ａが、第１可動軸部３４の一方向の移動方向と一致し、他方向部２４ｂが例えばそれに直交する方向となっている。

　このような構造により、第１可動軸部３４の一方向での移動の自由度が確保される。

　また、このような構造により、第１開口部２１の一端（図３Ａにおいて下端）２１ａにおいて、第１可動軸部３４が、自身の軸周りに所定角度だけ回転可能になる。すなわち、第１可動軸部３４が第１開口部２１の一端２１ａに位置する時、ストッパ片４３が、第２開口部２４の他方向部２４ｂ内に位置することにより、第１可動軸部３４が回転可能になる。

　なお、第１開口部２１の長さ、また、第２開口部２４の一方向部２４ａおよび他方向部２４ｂのそれぞれの長さは、適宜変更可能である。これにより、第１可動軸部３４の移動範囲および自身の軸周りの回転角度範囲の設計を変更できる。

　（第３の実施形態の変形例）
　図４は、上記第３の実施形態に係る可動装置３の変形例を示す。上記第２実施形態においては、第２開口部２４の他方向部２４ｂが直線に沿って形成されていたが、この可動装置３Ａの例では、他方向部２４ｃは円弧状に沿って形成されている。これにより、第１開口部２１の下端に位置した時の第１可動軸部３４の自身の軸周りの回転がスムーズになる。

　本実施形態のさらに別の変形例として、第１開口部２１が、上記第１の実施形態の開口部１４のように、円形（その他の形状でもよい）で広い開口面積を有していてもよい。このような構成によっても、第１可動軸部３４は、上記可動装置３のそれと同様な動き方をする。

　［第４の実施形態］
　図５は、本技術の第４の実施形態に係る可動装置を示す斜視図である。この可動装置４では、第１可動軸部３４と、ソケット５０に設けられた連結部１８との間に第１張力発生部材である第１ばね１６が設けられている。第１可動軸部３４は、第１開口部２１（第１ガイド長穴）に沿って一方向に移動可能に設けられる。

　ここでは図示していないが、ソケット５０には、第２可動軸部としてのばね取付部３６を一方向に移動させる第２開口部（第２ガイド長穴）も形成されている。そして、ばね取付部３６と連結部１８との間には第２張力発生部材である第２ばね１７が設けられている。

　これら第１ばね１６、第２ばね１７は、可動体３０の位置決めを行う機能を主に有する。例えば、図５に示した状態で、第１ばね１６、第２ばね１７の張力がつり合い、第１可動軸部３４（およびばね取付部３６）が位置決めされる。これらの第１ばね１６、第２ばね１７のばね定数や取り付け位置によって、第１可動軸部３４が重力で倒れることなく、その位置決めを行うことができる。

　なお、ばね取付部３６の先端には、従動部（被駆動部）が取り付けられるわけではない。ばね取付部３６は、主に第２ばね１７を連結部１８との間に取り付けるための機能を有する。しかし、このばね取付部３６は、その先に従動部が取り付けられる「第２可動軸部」として機能してもよい。

　［第４の実施形態の変形例］
　図６は、上記第４の実施形態に係る可動装置４の変形例を示す。第４の実施形態の第１ばね１６のばね定数に比べ、この例の可動装置４Ａに係る第１ばね１９のばね定数の方が大きくなっている。ソケット５０の側面には留めネジ１５が差し込まれており、この留めネジ１５によりボール３２の位置が固定されている。このように、第１ばね１９、第２ばね１７のばね定数によって張力のバランスを取らない設計であっても、留めネジ１５により可動体３０を固定することができる。

　［第５の実施形態］
　図７は、本技術の第５の実施形態に係る可動装置を模式的に示す図である。この可動装置５は、ソケット２０と、可動体３０と、動力源１００と、連結部１８と、張力発生部材であるワイヤ２６とを備える。連結部１８は、ソケット２０および動力源１００を連結する。ワイヤ２６は、動力源１００および可動体３０の間に配置され、例えば２本以上設けられる。可動体３０は、例えば、図中の矢印で示した一方向で任意の角度範囲（例えば図２で示したように９０°）で往復移動するように構成される。

　動力源１００は、例えばモータにより構成される。ワイヤ２６は、動力源１００により動力が与えられ、動力源１００に設けられた図示しないリールにより巻出しおよび巻取りされる。ワイヤ２６は、図示しないガイドに沿って張力が与えられた状態で作動するようになている。

　動力源１００としてのモータは、回転モータでもあってもリニアモータでもよい。あるいは、動力源１００はモータに限られず、流体圧ポンプであってもよい。

　例えば、本実施形態に係る可動装置５を、ロボットのアームの関節部に応用した場合について説明する。この関節部は、動力源１００が一方のワイヤ２６を引っ張ることにより、アームの曲げ動作を行い、他方のワイヤ２６を引っ張ることによりアームの伸び動作を行うことができる。図７に示した可動装置５の状態が、アームが伸びた状態である。動力源１００がワイヤ２６を引く長さ、力、速度を制御することにより、多彩な関節の動きを実現できる。例えば、この関節部が、人間の運動補助装置として用いられる場合、ユーザ個人の曲げや伸びの動作開始から終了までの状態に合わせて、上記ワイヤ２６を引く長さ、力、速度が制御されることにより、それぞれ最適な補助動作を各ユーザに提供することができる。

　特に、第１の実施形態に係る可動装置１に、本実施形態のような動力源１００およびワイヤ２６（図５に示したばね１６、１７等でもよい）を設けることにより、次のような効果もある。例えば膝の曲げおよび伸び動作において、一方向の可動軸部３４の移動（一平面内の回転）だけでなく、可動軸部周りの回転による「ひねり」、「ねじり」の動作も可能となる。したがって、可動装置５は、身体に適した動きを実現できる。

　可動装置５の操作方法としては、次のようなものが挙げられる。例えば筋電位をモータドライバに入力する方法や、ユーザが、可動装置５を操作するための図示しない操作部を持ち、操作部を介して操作する方法などがある。

　例えば、ユーザの下半身の運動補助装置の関節部にこの可動装置５に適用する場合を考える。この場合、上記操作部を手袋状の操作部として構成する。ユーザは、椅子に座った状態でこの手袋状の操作部を握ると、可動装置５が伸び動作をすることで、立ち上がり動作のサポートを受けることができる。そして、ユーザは、立った状態状態で手を開くと、可動装置５は曲げ動作をすることで、座り動作のサポートを受けることができる。

　以上のように、本実施形態に係る可動装置５を運動補助装置として利用することができ、ユーザの、立ち上がり、座り、歩行、走行の補助を行うことができる。可動装置５は、力を要する作業者、例えば介護現場での介護者が被介護者を抱きかかえて昇降させる作業をサポートすることもできるので、介護者および被介護者の転倒やけがを未然に防ぐことができる。

　この第５の実施形態において、ワイヤ２６の代わりにばねやギアが設けられていてもよい。ギアは、動力源１００の動力を、可動体３０に伝達する動力伝達部として機能する。

　［第６の実施形態］
　図８Ａ、Ｂは、本技術の第６の実施形態に係る可動装置を示す断面図である。この可動装置６は、概略円筒形状を有するソケット７０を備える。ソケット７０は、可動体６０の可動軸部６４の軸方向に長い形状を有する。ソケット７０の端部には開口部７４が設けられている。可動体６０の端部にはボール６２が設けられている。開口部７４およびボール６２の大きさは、この開口部７４からボール６２が抜けないような大きさにそれぞれ設計されている。これにより、可動体６０は、図８Ａの矢印方向に往復直線移動が可能となる。

　また、可動体６０の可動軸部６４は、ボール６２との間にくびれ部６３を有する。くびれ部６３の断面径は、開口部７４の開口径より小さく形成されている。このような可動体６０の構成により、図８Ｂに示すように、ボール６２がソケット７０の一端部に位置すると、ユニバーサルジョイントのような３次元状の自由な動きが可能となる。また、このとき可動軸部６４は、自身の軸周りに回転することも可能となる。

　［第７の実施形態］
　図９は、本技術の第７の実施形態に係る可動装置を示す斜視図である。この可動装置７のソケット８０は、第１開口部８１と、可動体９０の第２可動軸部９２に一方向の動きを実現させるガイド長穴である第２開口部８２とを有する。例えば、第１可動軸部９１および第２可動軸部９２は互いに直交するように設けられている。

　可動体９０の第１可動軸部９１は、第２開口部８２に一方向ガイドされる第２可動軸部９２の移動範囲で、第１可動軸部９１の軸周りに回転となっている（図の矢印αで示す回転）。また、第１可動軸部９１は、第２可動軸部９２が自身の軸周りに回転する方向で、回転可能である（図で矢印βで示す回転）。

　図１０は、図９に示した可動装置７のソケット８０内に、動力源としてのモータ１０１を配置させる形態を持つ可動装置７Ａを分解して示す。モータ１０１は、図９の矢印αで示す回転方向に可動体９０を駆動する。矢印βで示す回転方向では、可動体９０は自由な動きを取り得るように構成されている。

　可動体９０の内部体としてのボール９８の内部にスペースが設けられている。このスペース内には、モータ１０１の一部または全部が配置され、また、このモータ１０１により回転するリングギア１２１が配置されている。具体的には、例えば、モータ１０１の出力軸に取り付けられたギア１０２がリングギア１２１の内側に設けられた歯１２１ａに噛み合うように、モータ１０１がソケット８０内に配置される。モータ１０１は例えばソケット８０に接続される。

　リングギア１２１には横方向に延びる取付軸部１２３が設けられ、この取付軸部１２３が第２可動軸部９２内に回転可能（図９のβ方向に回転可能）に収容されている。リングギア１２１および取付軸部１２３は一体で形成されている。これにより、リングギア１２１は、取付軸部１２３の軸周りに回転可能となり、ボール９８のスペース内でこのボール９８に対して傾くことができる。

　なお、ボール９８が矢印βの方向に回転する場合、モータ１０１の出力軸がボール９８の傾きに対応する一方向に動くことができるか、または、モータ１０１自体が、ソケット８０内でボール９８の傾きに対応する一方向に動くことができるようになっている。

　このように、動力源であるモータ１０１がソケット８０内に配置されるので、可動装置７Ａを小型化することができる。

　本実施形態に係る可動装置７Ａを３Ｄプリンティング技術を用いて製造する方法として、次のような例が挙げられる。例えば、可動体９０が、任意の方法（３Ｄプリンティング技術またはそれ以外の方法）により製造される。その可動体９０にモータ１０１が取り付けられる。そして、３Ｄプリンティング技術により、可動体９０およびモータ１０１を収容するソケット８０が形成されればよい。

　図１１は、以上の実施形態に係る可動装置７Ａを単位構造として、複数の可動装置７Ａをマトリクス状に配置させて構成される可動シートを示す斜視図である。図１１の上は、その全体を示し、図１１の下は、その一部を拡大して示す。例えば、図９に示すソケット８０に設けられた第１連結部１８が、隣接する他の可動装置７Ａの第１可動軸部９１として設けられるか、または当該第１可動軸部９１に接続される。また、図９に示すソケット８０に設けられた第２可動軸部９２が、隣接する別の可動装置７Ａの第２可動軸部９２として設けられるか、または当該別の可動装置７Ａの第２可動軸部９２に連結される。

　このように構成された可動シート７Ｂでは、所定の回転方向（図９の矢印α）でモータ１０１が可動体９０を駆動することで、シートが曲がるように動くことが可能となる。また、ユーザは、別の回転方向（図９の矢印β）に可動シート７Ｂを自由に曲げることができる。

　特に、可動シート７Ｂは、３Ｄプリンティング技術により製造されるので、これを小型化することができ、様々な応用が期待できる。

　図１２Ａ、Ｂは、図１１に示す可動シート７Ｂの応用例を説明する図である。例えば、一方向に長い可動シート７Ｂを用意し、ユーザが腕や手首にこの可動シート７Ｂを巻きつけて、リストバンドとして利用することができる。あるいは、これを図示しない腕時計のバンドとしても利用することができる。可動シート７Ｂの各モータ１０１の駆動により可動シート７Ｂを腕に巻き付けることが可能となる。

　あるいは、このような可動シート７Ｂを、ユーザの運動補助装置としても利用可能である。特に、図１２Ａ、Ｂに示すように、小型化された単位構造の可動装置７Ａを持つ可動シート７Ｂの場合、可動シート７Ｂを肌に密着させて使用することができるので、可動シート７Ｂはパワースーツの機能を発揮できる。単位構造である可動装置７Ａを小型化することができるので、ユーザは、衣類の下にこの可動シート７Ｂを装着することができ、目立たず、他人の視線を気にすることなく使用することができる。

　［その他の実施形態］
　本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。

　例えば第１の実施形態に係る可動装置１において、ソケット１０の開口部１４の開口形状は、可動軸部３４の軸方向で見て円形であったが、楕円または多角形であってもよい。このことは、第７の実施形態でも同様である。

　上記各実施形態に係るソケットが二部品以上で構成されていてもよい。この場合、ソケットは、保持体（少なくとも開口および内部空間を有する要素）と、その保持体に取り付けられた１以上の別部品とにより構成される。

　上記各実施形態では、ソケット内で動く内部体であるボールは、球体またはその一部の形状を有していた。しかし、その形状は、球体に限られず、楕円体、多面体、円柱、角柱形状、またはこれらの一部の形状を有していてもよい。ただし、内部体は球体に近いほど、動きの自由度が増す。

　第７の実施形態に係る可動装置７（７Ａ）は、動力源を持つ形態として説明したが、動力源がなくてもよい。

　上記各実施形態では、第２開口部２２等（例えば図２参照）はガイド長穴形状に設けられていた。しかし、第１開口部および第２開口部が、両方とも、図１に示す開口部１４のように、可動軸部の断面径より大きい開口径を有する開口であってもよい。これにより、複数の可動軸部が、ユニバーサルジョイントの動きを実現できる。

　以上説明した各形態の特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。
　例えば第７の実施形態の例の可動装置７Ａ（図１０参照）で示したように、モータ１０１等の動力源を保持体内に配置させる形態を、他の各実施形態にも適用することができる。

　なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）
　第１開口部と内部空間とを有し、一部品で構成された保持体と、
　前記保持体の内部空間に収容され、前記第１開口部が弾性変形してもその第１開口部から抜けない大きさで設けられた内部体と、前記内部体と一体移動可能に構成され、前記保持体内から前記第１開口部を介して前記保持体外に臨む第１可動軸部とを有する可動体と
　を備える可動装置。
（２）
　（１）に記載の可動装置であって、
　前記第１開口部は、前記第１可動軸部を構成する軸部材の径より大きい開口径を有する
　可動装置。
（３）
　（１）に記載の可動装置であって、
　前記第１開口部は、前記第１可動軸部を一方向の移動をガイドするガイド長穴である
　可動装置。
（４）
　（１）に記載の可動装置であって、
　前記保持体は、第２開口部をさらに有し、
　前記可動体は、前記内部体と一体移動可能に設けられた、前記第２開口部を介して前記保持体の外側に臨む第２可動軸部をさらに有する
　可動装置。
（５）
　（４）に記載の可動装置であって、
　前記第１開口部は、前記第１可動軸部の一方向の移動をガイドする第１ガイド長穴であり、
　前記第２開口部は、前記第２可動軸部の前記一方向の移動をガイドする第２ガイド長穴である
　可動装置。
（６）
　（４）に記載の可動装置であって、
　前記第１開口部は、前記第１可動軸部の一方向の移動をガイドする第１ガイド長穴であり、
　前記第２開口部は、前記第２可動軸部の前記一方向を含む二方向の移動をガイドする第２ガイド長穴である
　可動装置。
（７）
　（４）に記載の可動装置であって、
　前記第１開口部は、前記第１可動軸部を構成する軸部材の径より大きい開口径を有する
　可動装置。
（８）
　（７）に記載の可動装置であって、
　前記第２開口部は、前記第２可動軸部の一方向の移動をガイドするガイド長穴である
　可動装置。
（９）
　（１）から（８）のうちいずれか１つに記載の可動装置であって、
　前記保持体は、前記第１可動軸部の軸方向に長い形状を有する
　可動装置。
（１０）
　（１）から（８）のうちいずれか１つに記載の可動装置であって、
　前記可動体に動力を与える動力源
　をさらに備える可動装置。
（１１）
　（１０）に記載の可動装置であって、
　前記動力源が、前記保持体内に配置される
　可動装置。
（１２）
　（１０）に記載の可動装置であって、
　前記保持体と前記可動体との間に設けられた張力発生部材をさらに具備する
　をさらに備える可動装置。
（１３）
　（１２）に記載の可動装置であって、
　前記動力源は、前記張力発生部材に動力を与える
　をさらに備える可動装置。
（１４）
　配列されて互いに接続された複数の可動装置を備え、
　前記複数の可動装置は、それぞれ、
　　第１開口部と内部空間とを有し、一部品で構成された保持体と、
　　前記保持体の内部空間に収容され、前記第１開口部が弾性変形してもその第１開口部から抜けない大きさで設けられた内部体と、前記内部体と一体移動可能に構成され、前記保持体内から前記第１開口部を介して前記保持体外に臨む第１可動軸部とを有する可動体と
　を有する
　可動シート。
（１５）
　第１開口部と内部空間とを有し、一部品で構成された保持体と、
　前記保持体の内部空間に収容され、前記第１開口部が弾性変形してもその第１開口部から抜けない大きさで設けられた内部体と、前記内部体と一体移動可能に構成され、前記保持体内から前記第１開口部を介して前記保持体外に臨む第１可動軸部とを有する可動体と
　を備える可動装置の、少なくとも前記保持体の３Ｄデータを読み込み、
　前記読み込まれた３Ｄデータに基づき、３Ｄプリンティング技術を用いて、前記可動体の前記内部体を収容するように前記保持体を形成する
　可動装置の製造方法。

　１、２、３、３Ａ、４、４Ａ、５、６、７、７Ａ…可動装置
　７Ｂ…可動シート
　１０、２０、２５、５０、７０、８０…ソケット
　１２…内部空間
　１４、７４、８１…開口部（第１開口部）
　２１…第１開口部
　２２、２４、８２…第２開口部
　２６…ワイヤ
　３０、６０、９０…可動体
　３２、６２、９８…ボール（内部体）
　３４、６４、９１…可動軸部（第１可動軸部）
　３６…取付部（第２可動軸部）
　４３…ストッパ片（第２可動軸部）
　９２…第２可動軸部
　１００…動力源

Claims

　第１開口部と内部空間とを有し、一部品で構成された保持体と、
　前記保持体の内部空間に収容され、前記第１開口部が弾性変形してもその第１開口部から抜けない大きさで設けられた内部体と、前記内部体と一体移動可能に構成され、前記保持体内から前記第１開口部を介して前記保持体外に臨む第１可動軸部とを有する可動体と
　を備える可動装置。
　請求項１に記載の可動装置であって、
　前記第１開口部は、前記第１可動軸部を構成する軸部材の径より大きい開口径を有する
　可動装置。
　請求項１に記載の可動装置であって、
　前記第１開口部は、前記第１可動軸部を一方向の移動をガイドするガイド長穴である
　可動装置。
　請求項１に記載の可動装置であって、
　前記保持体は、第２開口部をさらに有し、
　前記可動体は、前記内部体と一体移動可能に設けられた、前記第２開口部を介して前記保持体の外側に臨む第２可動軸部をさらに有する
　可動装置。
　請求項４に記載の可動装置であって、
　前記第１開口部は、前記第１可動軸部の一方向の移動をガイドする第１ガイド長穴であり、
　前記第２開口部は、前記第２可動軸部の前記一方向の移動をガイドする第２ガイド長穴である
　可動装置。
　請求項４に記載の可動装置であって、
　前記第１開口部は、前記第１可動軸部の一方向の移動をガイドする第１ガイド長穴であり、
　前記第２開口部は、前記第２可動軸部の前記一方向を含む二方向の移動をガイドする第２ガイド長穴である
　可動装置。
　請求項４に記載の可動装置であって、
　前記第１開口部は、前記第１可動軸部を構成する軸部材の径より大きい開口径を有する
　可動装置。
　請求項７に記載の可動装置であって、
　前記第２開口部は、前記第２可動軸部の一方向の移動をガイドするガイド長穴である
　可動装置。
　請求項１に記載の可動装置であって、
　前記保持体は、前記第１可動軸部の軸方向に長い形状を有する
　可動装置。
　請求項１に記載の可動装置であって、
　前記可動体に動力を与える動力源
　をさらに備える可動装置。
　請求項１０に記載の可動装置であって、
　前記動力源が、前記保持体内に配置される
　可動装置。
　請求項１０に記載の可動装置であって、
　前記保持体と前記可動体との間に設けられた張力発生部材をさらに具備する
　をさらに備える可動装置。
　請求項１２に記載の可動装置であって、
　前記動力源は、前記張力発生部材に動力を与える
　をさらに備える可動装置。
　配列されて互いに接続された複数の可動装置を備え、
　前記複数の可動装置は、それぞれ、
　　第１開口部と内部空間とを有し、一部品で構成された保持体と、
　　前記保持体の内部空間に収容され、前記第１開口部が弾性変形してもその第１開口部から抜けない大きさで設けられた内部体と、前記内部体と一体移動可能に構成され、前記保持体内から前記第１開口部を介して前記保持体外に臨む第１可動軸部とを有する可動体と
　を有する
　可動シート。
　第１開口部と内部空間とを有し、一部品で構成された保持体と、
　前記保持体の内部空間に収容され、前記第１開口部が弾性変形してもその第１開口部から抜けない大きさで設けられた内部体と、前記内部体と一体移動可能に構成され、前記保持体内から前記第１開口部を介して前記保持体外に臨む第１可動軸部とを有する可動体と
　を備える可動装置の、少なくとも前記保持体の３Ｄデータを読み込み、
　前記読み込まれた３Ｄデータに基づき、３Ｄプリンティング技術を用いて、前記可動体の前記内部体を収容するように前記保持体を形成する
　可動装置の製造方法。