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STRETCHABLE FIBER, STRETCHABLE SHEET EMPLOYING STRETCHABLE FIBER, AND ASSIST DEVICE EMPLOYING STRETCHABLE SHEET

Patent code P160012854
File No. N15015
Posted date Mar 15, 2016
Application number P2015-152270
Publication number P2016-047004A
Patent number P6593869
Date of filing Jul 31, 2015
Date of publication of application Apr 4, 2016
Date of registration Oct 4, 2019
Priority data
  • P2014-166828 (Aug 19, 2014) JP
Inventor
  • (In Japanese)橋本 稔
  • (In Japanese)土屋 陽一郎
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人信州大学
Title STRETCHABLE FIBER, STRETCHABLE SHEET EMPLOYING STRETCHABLE FIBER, AND ASSIST DEVICE EMPLOYING STRETCHABLE SHEET
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stretchable fiber capable of giving a sense of fitting to a person and supporting various actions of the person, a stretchable sheet formed from the fiber, and clothing employing the stretchable sheet.
SOLUTION: A stretchable fiber 1 includes: a first conductive fiber 11 including an electric field responsive gel-state polymer layer 13; and a second conductive fiber 14 that imparts an electric field to the first conductive fiber 11. The first conductive fiber 11 is wound around the second conductive fiber 14 while entirely or partially bringing the first conductive fiber 11 and the second conductive fiber 14 into contact in a length direction of the first conductive fiber 11 and the second conductive fiber 14. The stretchable sheet formed from the stretchable fiber and an assist device employing the stretchable sheet are also disclosed.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

誘電性を有する高分子材料を用いたアクチュエータは、小型軽量であり、且つ柔軟な動きが可能である。そのため、このアクチュエータは、モータに代わる次世代型の駆動源として注目されている。

誘電性を有する高分子材料を用いたアクチュエータは、例えば、人工筋肉等への応用が期待されている。高分子材料としては、ポリ塩化ビニルやポリメタクリル酸メチル等がある。その中でも、可塑剤を含有させたポリ塩化ビニルゲルは、生体筋肉に類似し、電気刺激によりクリープ変形又はベンディング変形を生じる。そのため、可塑剤を含有させたポリ塩化ビニルゲルは、人工筋肉等に用いることに適している。

本特許出願人は、可塑剤を含有させたポリ塩化ビニルゲルを用いたアクチュエータの研究をこれまでに行ってきた。本特許出願人は、こうしたアクチュエータに関するこれまでの研究の成果を、例えば、特許文献1に提案している。

特許文献1で提案されているアクチュエータは、複数の陽極と複数の陰極とが交互に重なり、陽極と陰極との間に誘電性高分子材料からなるゲルをそれぞれ設けるとによって構成されている。このアクチュエータは、陽極と陰極との間に電圧を印加したり、電圧の印加を停止したりすることによって、陽極と陰極とが重なる方向に伸縮する。

他方、近年、人間共存型ロボットの研究が行われている。特に、運動機能が低下した人や高齢者の動作を支援するための支援装置の研究が、近年活発に行われている。例えば、人の歩行をアシストするための装置は、種々の文献によって提案されている。

特許文献2で提案されている歩行運動補助具は、歩行動作を補助するための装置である。歩行運動補助具は、駆動モータと、太股の前部に取り付けられる補助力伝達部と、股関節の角度を検知する静電容量型センサと、駆動モータの動作を制御するための制御手段とを有している。この歩行運動補助具は、静電容量型センサが股関節の角度を検知している。制御手段は、静電容量型センサからの出力に基づいて駆動モータの動作を制御し、歩行運動補助具に引張力を与えることによって人の歩行運動を支援している。

具体的には、静電容量型センサは、使用者の股関節における前後方向の関節角度を検出する。制御手段が備える記憶手段は、使用者の股関節における関節角度の変化に対応して駆動モータを駆動するための駆動タイミング情報及び駆動出力情報に関する制御情報を記憶している。制御手段は、記憶手段に記憶された制御情報に基づいて左右一対の駆動モータをそれぞれ制御する。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、伸縮ファイバー、この伸縮ファイバーを用いた伸縮シート及びこの伸縮シートを用いたアシスト装置に関し、さらに詳しくは、身体動作を支援するために用いられる伸縮ファイバー、この伸縮ファイバーを用いた伸縮シート及びこの伸縮シートを用いたアシスト装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
導電線及び該導電線の周囲を覆う誘電性を有する電場応答性ゲル状ポリマー層によって構成された第1の導電性ファイバーと、
前記第1の導電性ファイバーに電場を付与する第2の導電性ファイバーと、を備え、
前記第1の導電性ファイバーと前記第2の導電性ファイバーとが、前記第1の導電性ファイバー及び前記第2の導電性ファイバーの長手方向の全体で又は部分的に接触して前記第1の導電性ファイバーが前記第2の導電性ファイバーに巻かれていることを特徴とする伸縮ファイバー。

【請求項2】
 
前記第1の導電性ファイバー及び前記第2の導電性ファイバーを長手方向に一定の間隔を空けて接触させた接触部を有し、
前記第1の導電性ファイバーと前記第2の導電性ファイバーとは、前記接触部同士の間で隙間を空けて相互に巻かれて螺旋状をなしている、請求項1に記載の伸縮ファイバー。

【請求項3】
 
前記第2の導電性ファイバーが中心に位置し、
前記第1の導電性ファイバーが前記第2の導電性ファイバーの外周面に螺旋状に巻かれ、
前記第1の導電性ファイバーと前記第2の導電性ファイバーとが前記長手方向の全体で接触し、
隣り合う前記第1の導電性ファイバー同士が接触している、請求項1に記載の伸縮ファイバー。

【請求項4】
 
前記第1の導電性ファイバーに電場が付与されたとき、前記電場応答性ゲル状ポリマー層は前記第2の導電性ファイバーに引き寄せられて前記伸縮ファイバーが長手方向に伸び、
前記第1の導電性ファイバーへの電場の付与が停止したとき、前記第2の導電性ファイバーに引き寄せられていた電場応答性ゲル状ポリマーが前記第2の導電性ファイバーの周囲から離れて前記伸縮ファイバーが長手方向に縮む、請求項1~3のいずれか1項に記載の伸縮ファイバー。

【請求項5】
 
請求項1~4のいずれか1項に記載された伸縮ファイバーが用いられ、
前記伸縮ファイバーが、縦方向に直線状に延びる縦ファイバーと、横方向に直線状に延びる横ファイバーとを構成し、
前記縦ファイバーと前記横ファイバーとが織り込まれた織物として構成されていることを特徴とする伸縮運動する伸縮シート。

【請求項6】
 
請求項1~4のいずれか1項に記載された伸縮ファイバーが用いられ、
前記伸縮ファイバーで複数のループを連ねて形成し、該ループ同士を絡めて編み込まれた編物として構成されていることを特徴とする伸縮運動する伸縮シート。

【請求項7】
 
導電線及び該導電線の周囲を覆う誘電性を有する電場応答性ゲル状ポリマー層によって構成された第1の導電性ファイバーと、前記第1の導電性ファイバーに電場を付与する第2の導電性ファイバーとで織り込まれた織物として構成されていることを特徴とする伸縮運動する伸縮シート。

【請求項8】
 
請求項5~7のいずれか1項に記載された伸縮シートが衣服として構成されているアシスト装置であって、前記伸縮シートが支援の対象になる動作を起こすための筋肉に対応する位置に少なくとも用いられていることを特徴とするアシスト装置。
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2015152270thum.jpg
State of application right Registered
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