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JP5347713B2 - Polymer actuator - Google Patents

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JP5347713B2
JP5347713B2 JP2009125708A JP2009125708A JP5347713B2 JP 5347713 B2 JP5347713 B2 JP 5347713B2 JP 2009125708 A JP2009125708 A JP 2009125708A JP 2009125708 A JP2009125708 A JP 2009125708A JP 5347713 B2 JP5347713 B2 JP 5347713B2
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滋 和田
豊年 川崎
茂昭 栃本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive polymer actuator having high efficiency of deformation. <P>SOLUTION: A metal conductor 3 is bonded by adhesive layers formed on each surface of strechable electrodes 6, 7 stuck to surface and backside of an elastic dielectric polymer sheet 5. More specifically, the metal conductor 3 passes through predetermined positions P1, P2 on a first long side 10 adjoining its apexes P1, P2 on the first long side 10; and is bonded to the strechable electrodes 6, 7 in a flexed shape at an outer position P6 from a crossing point P5 of a second long side 11 and an extension of a central line L by a predetermined amount. Further, one portion is bonded on the surface and an another portion on the backside, when the metal conductor 3 is divided to two portions with a flexure part as a border line. A sheet member 4 with the metal conductor 3 bonded thereto is folded to two portions along the central line L, and is rolled up from the portion at a side of the central line L along a longitudinal direction of the sheet member 4, so that the portion at the side of the central line L is positioned in an inner-diameter side of a roll. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、高分子材料の伸縮や変形を駆動原理として構成される高分子アクチュエータに関する。   The present invention relates to a polymer actuator that is configured on the basis of expansion and contraction or deformation of a polymer material as a driving principle.

従来、イオン交換樹脂や誘電ポリマー等の伸縮及び変形を駆動原理とする高分子アクチュエータが知られている。この高分子アクチュエータの一構成例として、導電性高分子素子を構成する導電性高分子膜と、該導電性高分子膜の両面に接合される2枚の薄膜電極とを備えて構成されるものがある。   Conventionally, polymer actuators based on the principle of expansion and contraction of ion exchange resins and dielectric polymers are known. As one configuration example of the polymer actuator, the polymer actuator includes a conductive polymer film constituting a conductive polymer element and two thin film electrodes bonded to both surfaces of the conductive polymer film. There is.

前記高分子アクチュエータに係る技術文献として、下記特許文献1〜4がある。下記特許文献1には、薄膜構造とされたイオン導電性高分子と導電性微粒子の混合膜の表面に、一端が電極に接続された金属薄膜電極を接触させながら螺旋状に巻き付けたアクチュエータ膜の構造が開示されている。   As technical documents related to the polymer actuator, there are the following Patent Documents 1 to 4. In Patent Document 1 below, an actuator film spirally wound around a surface of a mixed film of ion conductive polymer and conductive fine particles having a thin film structure while contacting a metal thin film electrode having one end connected to the electrode. A structure is disclosed.

下記特許文献2には、電解液が封入される筒状の容器内に、複数の導電性高分子膜を該膜の厚み方向に積層してなる導電性高分子素子を前記電解液に浸漬し高分子アクチュエータにおいて、電極を前記導電性高分子膜の全域に跨るように蛇行形状をなして配設する技術が開示されている。   In the following Patent Document 2, a conductive polymer element formed by laminating a plurality of conductive polymer films in the thickness direction of a film in a cylindrical container in which the electrolyte solution is sealed is immersed in the electrolyte solution. In a polymer actuator, a technique is disclosed in which electrodes are arranged in a meandering shape so as to straddle the entire region of the conductive polymer film.

下記特許文献3には、シート状の導電性高分子膜の一方面に帯状の伸縮性薄膜電極を複数並設するとともに、各伸縮性薄膜電極の一端部にリード線を接続したものをロール状に巻いて構成した変換器が記載されている。   In Patent Document 3 below, a plurality of strip-like stretchable thin film electrodes are juxtaposed on one surface of a sheet-like conductive polymer film, and a lead wire is connected to one end of each stretchable thin film electrode. A transducer constructed by wrapping around is described.

下記特許文献4には、高分子材料で構成された円筒形状をなすチューブの外壁及び内壁にバネをそれぞれ密着され、これらのバネを電極として用いることにより、前記チューブを軸方向に伸縮させる高分子アクチュエータが開示されている。   Patent Document 4 below discloses a polymer in which a spring is closely attached to an outer wall and an inner wall of a cylindrical tube made of a polymer material, and the tube is expanded and contracted in the axial direction by using these springs as electrodes. An actuator is disclosed.

特開2005−176412号公報JP 2005-176212 A 特開2006−42447号公報JP 2006-42447 A 米国特許第6891317号明細書US Pat. No. 6,891,317 特開2007−155912号公報JP 2007-155912 A

前記特許文献3に開示されている変換器にあっては、導電性高分子膜の表面に伸縮性薄膜電極が接合されているため、導電性高分子膜が変形すると、この変形に伴って薄膜電極も薄く引き延ばされていく。ここで、この伸縮性薄膜電極は、伸縮性の良い導電性高分子材で構成されており電気抵抗が大きい。よって、該電気抵抗による大きな電圧降下が発生し、伸縮性薄膜電極のうち前記リード線との接続点から遠い部位ほど変形効率が悪化するという問題がある。   In the converter disclosed in Patent Document 3, since the stretchable thin film electrode is joined to the surface of the conductive polymer film, when the conductive polymer film is deformed, the thin film accompanies this deformation. The electrode is also thinly stretched. Here, the stretchable thin film electrode is made of a conductive polymer material having good stretchability and has a large electric resistance. Therefore, a large voltage drop occurs due to the electric resistance, and there is a problem that the deformation efficiency deteriorates as the portion of the stretchable thin film electrode is farther from the connection point with the lead wire.

また、前記特許文献3の変換器においては、シート状の導電性高分子膜の一方面に帯状の伸縮性薄膜電極を複数並設する工程や、各伸縮性薄膜電極の一端部にリード線を接続する工程が必要であり、これらの工程は非常に手間や時間がかかる。   In the converter of Patent Document 3, a step of arranging a plurality of strip-like stretchable thin film electrodes on one side of a sheet-like conductive polymer film, or a lead wire at one end of each stretchable thin film electrode The process of connecting is required, and these processes are very time-consuming and time-consuming.

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、高い変形効率を有する安価な高分子アクチュエータを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an inexpensive polymer actuator having high deformation efficiency.

請求項1に記載の発明は、電圧の印加により伸縮する、高分子材料からなるシート状の伸縮体が、ロール状に巻かれて積層状に形成された高分子アクチュエータであって、前記伸縮体に接触する態様で層間に配設された導電線が立体的形状を成し、前記各層はそれぞれ電極を有するとともに当該層の電極が隣接する層の電極と接触し、互いに接触する2つの前記電極は同一極性とされ、前記2つの電極間に前記導電線が配設されており、同一極性とされる前記2つの電極及び該電極間に配設される導電線の組が少なくとも2組備えられており、隣接する組同士は異極性とされているものである。
The invention according to claim 1 is a polymer actuator in which a sheet-like elastic body made of a polymer material that expands and contracts when a voltage is applied is wound into a roll and formed into a laminated shape. conductive lines disposed between the layers in a manner to contact to forming a three-dimensional shape, each layer is in contact electrodes of the layers and the electrodes of the adjacent layer with each having an electrode, two of the electrodes in contact with each other Have the same polarity, the conductive wire is disposed between the two electrodes, and at least two sets of the two electrodes having the same polarity and the conductive wire disposed between the electrodes are provided. Adjacent pairs are of different polarities .

この発明によれば、導電線を前記伸縮体に接触する態様で層間に配設するようにしたので、前記伸縮体のできるだけ広い部位を伸縮させることが可能となる。また、前記導電線を、立体的形状を成すように配設したので、前記伸縮体の伸縮に合わせて前記導電線がなす立体的形状が変形可能となる。その結果、導電線が前記伸縮体の伸縮に対する抵抗となるのを防止又は抑制することができる。   According to this invention, since the conductive wire is disposed between the layers in a manner of contacting the stretchable body, it is possible to stretch and contract as wide a portion of the stretchable body as possible. In addition, since the conductive wires are arranged so as to form a three-dimensional shape, the three-dimensional shape formed by the conductive wires can be deformed in accordance with the expansion and contraction of the stretchable body. As a result, it can prevent or suppress that a conductive wire becomes resistance with respect to the expansion-contraction of the said expansion-contraction body.

また、本発明に係る高分子アクチュエータは、前記導電線を、前記伸縮体に張り巡らしてロール状に巻くだけで製作できるため、従来技術に比して手間や時間を削減することができる。その結果、安価な高分子アクチュエータを実現することができる。   In addition, since the polymer actuator according to the present invention can be manufactured by simply winding the conductive wire around the stretchable body and winding it in a roll shape, labor and time can be reduced as compared with the prior art. As a result, an inexpensive polymer actuator can be realized.

前記立体的形状としては、請求項2に記載の発明のように、前記立体的形状は、ロール軸に平行な面に前記導電線を正射影したとき、及び、ロール軸と直交する面に前記導電線を正射影したときに、各正射影がそれぞれ線分となる形状が想定される。その形状の一例としては螺旋形状が想定され、特にその中でも、請求項3に記載の発明のようにロール軸と平行な一方向に向かうほど螺旋径が大きくなる螺旋形状が好ましい。このような形状を採用することで、伸縮体のできるだけ広い範囲に亘って導電線が配設されるため、伸縮体の高い変形効率を確保することができる。   As the three-dimensional shape, as in the invention described in claim 2, the three-dimensional shape is obtained by orthogonally projecting the conductive wire on a plane parallel to the roll axis, and on the plane orthogonal to the roll axis. A shape is assumed in which each orthogonal projection is a line segment when the conductive line is orthogonally projected. As an example of the shape, a spiral shape is assumed. In particular, a spiral shape in which the spiral diameter increases toward one direction parallel to the roll axis as in the invention described in claim 3 is preferable. By adopting such a shape, the conductive wire is arranged over the widest possible range of the stretchable body, so that high deformation efficiency of the stretchable body can be ensured.

請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れか一項に記載の高分子アクチュエータにおいて、前記導電線は、前記伸縮体に導電性を有する接着剤を用いて固定されているものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the polymer actuator according to any one of the first to third aspects, the conductive wire is fixed to the stretchable body using a conductive adhesive. It is.

この発明によれば、前記導電線を、導電性を有する接着剤を用いて前記伸縮体に固定したので、前記伸縮体の伸縮に合わせて前記導電線が成す立体的形状が変化する。これにより、導電線が前記伸縮体の伸縮に対する抵抗となるのを防止又は抑制することができる。   According to this invention, since the said conductive wire was fixed to the said expansion-contraction body using the adhesive agent which has electroconductivity, the three-dimensional shape which the said conductive wire comprises changes according to the expansion-contraction of the said expansion-contraction body. Thereby, it can prevent or suppress that a conductive wire becomes resistance with respect to the expansion-contraction of the said expansion-contraction body.

請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4の何れか一項に記載の高分子アクチュエータにおいて、前記導電線が、当該高分子アクチュエータのロール軸方向における端部から顕出されているものである。   A fifth aspect of the present invention is the polymer actuator according to any one of the first to fourth aspects, wherein the conductive wire is exposed from an end of the polymer actuator in a roll axis direction. It is.

この発明によれば、前記導電線を、当該高分子アクチュエータのロール軸方向における端部から顕出したので、導電線の顕出端と電力源とを接続するだけで当該高分子アクチュエータを所定位置に設置することができ、当該高分子アクチュエータの設置を簡単に行うことができる。   According to this invention, since the conductive wire is exposed from the end in the roll axis direction of the polymer actuator, the polymer actuator can be moved to a predetermined position only by connecting the exposed end of the conductive wire and the power source. The polymer actuator can be easily installed.

請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の高分子アクチュエータにおいて、前記導電線を、当該高分子アクチュエータのロール軸方向における両端部に亘って配設したものである。   A sixth aspect of the present invention is the polymer actuator according to the fifth aspect, wherein the conductive wire is disposed across both ends of the polymer actuator in the roll axis direction.

この発明によれば、当該高分子アクチュエータの両端部を固定し、ロール軸方向の中心部分を大きく変形させることができる。   According to this invention, both ends of the polymer actuator can be fixed and the central portion in the roll axis direction can be greatly deformed.

請求項7に記載の発明は、請求項1乃至6の何れか一項に記載の高分子アクチュエータにおいて、前記導電線を、内径側に向かうほど、巻線間のピッチが短くなるように配設したものである。   A seventh aspect of the present invention is the polymer actuator according to any one of the first to sixth aspects, wherein the conductive wire is disposed such that a pitch between windings becomes shorter toward an inner diameter side. It is a thing.

内径側ほど径が短くなるので、導電線が成す形状が変形する場合に、内径側ほどロール軸方向に変形する余裕が少ない。そこで、本発明のように、前記導電線を、内径側に向かうほど、巻線間のピッチが短くなるように配設することで、内径側の部位におけるロール軸方向への変形の余裕を、外径側の部位におけるロール軸方向への変形の余裕と同等にすることができ、できるだけ伸縮体全域で均一に変形させることが可能となる。   Since the diameter becomes shorter toward the inner diameter side, when the shape formed by the conductive wire is deformed, there is less room for deformation in the roll axis direction toward the inner diameter side. Therefore, as in the present invention, the conductive wire is disposed so that the pitch between the windings becomes shorter toward the inner diameter side, so that a margin for deformation in the roll axis direction in the inner diameter side portion is increased. It can be made equal to the deformation margin in the roll axis direction at the outer diameter side portion, and can be uniformly deformed as much as possible across the entire stretchable body.

請求項に記載の発明は、請求項1乃至の何れか一項に記載の高分子アクチュエータにおいて、前記各導電線は、当該高分子アクチュエータのロール軸方向における同一端部において、ロール軸に対して対称位置で顕出しているものである。
The invention according to claim 8 is the polymer actuator according to any one of claims 1 to 7 , wherein each of the conductive wires is connected to a roll axis at the same end in the roll axis direction of the polymer actuator. On the other hand, it is revealed at a symmetrical position.

この発明によれば、前記各導電線を、当該高分子アクチュエータのロール軸方向における同一端部において、ロール軸に対して対称位置で顕出したので、周方向に同一の位置で各導電線を顕出させる構成に比して、導電線同士が接触してショートする可能性が低くなる。   According to the present invention, since each conductive wire is exposed at a symmetrical position with respect to the roll axis at the same end in the roll axial direction of the polymer actuator, each conductive wire is placed at the same position in the circumferential direction. Compared with the structure to reveal, possibility that a conductive wire will contact and short-circuit will become low.

前記伸縮体としては、請求項に記載の発明のように、前記伸縮体は、誘電ポリマーと、該誘電ポリマーの表裏面にそれぞれ設けられた伸縮性電極とを有して成るものが採用可能である。 As the stretchable body, as in the invention according to claim 9 , the stretchable body can include a dielectric polymer and stretchable electrodes respectively provided on the front and back surfaces of the dielectric polymer. It is.

本発明によれば、高い変形効率を有する安価な高分子アクチュエータを実現することができる。   According to the present invention, an inexpensive polymer actuator having high deformation efficiency can be realized.

本発明に係る高分子アクチュエータの第1の実施形態の外観斜視図である。1 is an external perspective view of a first embodiment of a polymer actuator according to the present invention. シート体の構造を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of a sheet | seat body. シート体に電圧を印加した場合の該シート体の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of this sheet | seat body when a voltage is applied to a sheet | seat body. 金属導線の配設形態を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning form of a metal conducting wire. 高分子アクチュエータのロール軸方向に直交する面で切断した時の断面図である。It is sectional drawing when cut | disconnecting in the surface orthogonal to the roll-axis direction of a polymer actuator. 高分子アクチュエータの動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of a polymer actuator. 金属導線の他の配設形態を示す図である。It is a figure which shows the other arrangement | positioning form of a metal conducting wire. 金属導線の他の配設形態を示す図である。It is a figure which shows the other arrangement | positioning form of a metal conducting wire. 金属導線の他の配設形態を示す図である。It is a figure which shows the other arrangement | positioning form of a metal conducting wire. 金属導線の他の配設形態を示す図である。It is a figure which shows the other arrangement | positioning form of a metal conducting wire. 金属導線の他の配設形態を示す図である。It is a figure which shows the other arrangement | positioning form of a metal conducting wire. 金属導線の他の配設形態を示す図である。It is a figure which shows the other arrangement | positioning form of a metal conducting wire. 金属導線の他の配設形態を示す図である。It is a figure which shows the other arrangement | positioning form of a metal conducting wire. 金属導線の他の配設形態を示す図である。It is a figure which shows the other arrangement | positioning form of a metal conducting wire.

以下、図面を用いて本発明に係る高分子アクチュエータの実施形態を説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of a polymer actuator according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in each figure shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted.

(第1の実施形態)
図1は、本発明に係る高分子アクチュエータの第1の実施形態の外観斜視図である。図1に示すように、本実施形態に係る高分子アクチュエータ1は、後述するシート体4がロール状に巻かれて成るロール部2と、該ロール部2に電圧を印加するための金属導線3とを有して構成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is an external perspective view of a first embodiment of a polymer actuator according to the present invention. As shown in FIG. 1, a polymer actuator 1 according to this embodiment includes a roll portion 2 in which a sheet body 4 described later is wound in a roll shape, and a metal conductor 3 for applying a voltage to the roll portion 2. And is configured.

ロール部2を構成するシート体4は、図2に示すように、高い誘電率を有する薄膜状の弾性誘電ポリマーシート5と、例えば炭素粉を高密度に塗布又はゴムに混合させて成る伸縮可能な伸縮性電極6,7とを有して構成されている。   As shown in FIG. 2, the sheet body 4 constituting the roll unit 2 can be stretched and formed by coating a thin film-like elastic dielectric polymer sheet 5 having a high dielectric constant and, for example, carbon powder with high density or mixing with rubber. It has a flexible elastic electrode 6, 7.

前記弾性誘電ポリマーシート5は、例えばゴム等の低弾性率のポリマーに誘電率を高める添加物を添加して構成されたものであり、当該高分子アクチュエータ1が製造される前の状態(平面状に展開した状態)では帯状を有する。   The elastic dielectric polymer sheet 5 is configured by adding an additive for increasing a dielectric constant to a low elastic modulus polymer such as rubber, for example, and is in a state (planar shape) before the polymer actuator 1 is manufactured. In a state of being developed in (1), it has a band shape.

伸縮性電極6,7は、固化すると伸縮性を有する導電性接着剤等を用いて、帯状を有する前記弾性誘電ポリマーシート5の表面及び裏面の全域にそれぞれ貼り付けられている。   The stretchable electrodes 6 and 7 are attached to the entire area of the front and back surfaces of the elastic dielectric polymer sheet 5 having a belt-like shape using a conductive adhesive or the like having a stretchability when solidified.

このようにして構成されたシート体4は、図3に示すように、その厚み方向に電圧を印加すると、平面方向に伸長する。   As shown in FIG. 3, the sheet body 4 configured as described above extends in the plane direction when a voltage is applied in the thickness direction.

伸縮性電極6,7の表面には、固化すると伸縮性をもつ導電性接着剤からなる接着剤層が設けられており、前記金属導線3は、この接着剤層を用いて前記シート体4に貼り付けられている。   On the surface of the stretchable electrodes 6, 7, an adhesive layer made of a conductive adhesive that stretches when solidified is provided, and the metal conductor 3 is attached to the sheet body 4 using the adhesive layer. It is pasted.

具体的には、図4に示すように、前記金属導線3は、前記シート体4の長手方向に平行な長辺のうち一方の長辺(以下、第1長辺という)10上の2つの頂点P1,P2の近傍に位置する、前記第1長辺10上の所定位置P1,P2を通るように貼り付けられている。また、前記シート体4の長手方向における中央位置を示す線分を中央線Lというものとすると、前記金属導線3は、他方の長辺(以下、第2長辺という)11と前記中央線Lの延長線との交差点P5より所定量だけ外方の位置P6で屈曲した態様で伸縮性電極6,7に貼り付けられる。さらに、この屈曲部を境界として前記金属導線3を2つの部位に分けた場合に、一方の部位が表面に貼り付けられ、他方の部位が裏面に貼り付けられる。   Specifically, as shown in FIG. 4, the metal conducting wire 3 includes two long sides (hereinafter, referred to as first long sides) 10 out of long sides parallel to the longitudinal direction of the sheet body 4. It is pasted so as to pass through predetermined positions P1, P2 on the first long side 10 located in the vicinity of the vertices P1, P2. Further, when a line segment indicating the center position in the longitudinal direction of the sheet body 4 is referred to as a center line L, the metal conductor 3 has the other long side (hereinafter referred to as a second long side) 11 and the center line L. Affixed to the stretchable electrodes 6 and 7 in such a manner as to be bent at a position P6 outward by a predetermined amount from the intersection P5 with the extension line. Further, when the metal conductor 3 is divided into two parts with the bent portion as a boundary, one part is attached to the front surface and the other part is attached to the rear surface.

金属導線3が貼り付けられたシート体4は、前記中心線Lで2つ折りにされた上で、シート体4の長手方向に沿ってロール状に巻かれる。その際、前記中央線L側の部位がロールの内径側となるように、その中央線L側の部位からロール状に巻き始められる。本実施形態に係る高分子アクチュエータ1は、以上のようにして作成されたものである。   The sheet body 4 to which the metal conducting wire 3 is attached is folded in half at the center line L and then wound in a roll shape along the longitudinal direction of the sheet body 4. At that time, winding is started in a roll shape from a portion on the center line L side so that the portion on the center line L side is on the inner diameter side of the roll. The polymer actuator 1 according to the present embodiment is produced as described above.

この高分子アクチュエータ1においては、そのロールの中心軸を通る面による一方の切断面に着目すると、図5に示すように、同極性となる伸縮性電極6,7同士が対向する電極層が複数積層した形態を成し、且つ、交互に極性の異なる電極層が並ぶ態様となる。また、図1に示すように、金属導線3は、対向する2つの伸縮性電極6,7に挟まれた状態で螺旋形状を成し、その螺旋形状は、ロールの内径側に向かうほど螺旋の径が小さくなるものとなる。   In this polymer actuator 1, when attention is paid to one cut surface by a surface passing through the central axis of the roll, as shown in FIG. 5, there are a plurality of electrode layers facing the stretchable electrodes 6 and 7 having the same polarity. It becomes the form which laminated | stacked and the electrode layer from which polarity differs alternately is located in a line. Moreover, as shown in FIG. 1, the metal conducting wire 3 forms a spiral shape between two opposing stretchable electrodes 6 and 7, and the spiral shape increases toward the inner diameter side of the roll. The diameter becomes smaller.

前記金属導線3のうち前記中央線Lの近傍でロール部2から顕出する部分は、前記屈曲部で切断される。これにより、金属導線3は2本に分断され、このとき、各伸縮性電極6,7にそれぞれ各金属導線3が1本ずつ接することとなる。なお、長辺10側の端部から顕出する金属導線3の端部は、ロール部2の端面に合わせて切り落とされる。   A portion of the metal conducting wire 3 that appears from the roll portion 2 in the vicinity of the center line L is cut at the bent portion. Thereby, the metal conducting wire 3 is divided into two, and at this time, each metal conducting wire 3 comes into contact with each of the stretchable electrodes 6 and 7 one by one. In addition, the end part of the metal conducting wire 3 that appears from the end part on the long side 10 side is cut off according to the end surface of the roll part 2.

本実施形態に係る高分子アクチュエータ1は、図6に示すように、2本の金属導線3が互いに異なる極性となるように、各金属導線3のロール部2から顕出する端部から各金属導線3に電圧が印加されることにより、伸縮性電極6,7には互いに異なる極性の電荷が蓄積し、その電荷のクーロン力によって伸縮性電極6と伸縮性電極7との間の距離が縮まる結果、ロールの径方向に小さくなる一方、ロールの中心軸方向に大きく伸長する。   As shown in FIG. 6, the polymer actuator 1 according to the present embodiment is configured so that each metal lead 3 is exposed from an end portion that is exposed from the roll part 2 so that the two metal lead wires 3 have different polarities. When a voltage is applied to the conductive wire 3, charges having different polarities accumulate in the stretchable electrodes 6 and 7, and the distance between the stretchable electrode 6 and the stretchable electrode 7 is reduced by the Coulomb force of the charges. As a result, while decreasing in the radial direction of the roll, it greatly expands in the central axis direction of the roll.

ここで、金属配線3は、螺旋形状を成しており、ロール軸方向と直交する方向の成分を持つ。そのため、金属配線3の成す形状がロール軸方向に変形する余裕があり、金属配線3は、ロール軸方向へのロール部2の伸長に対して容易に追従する。図6における左側の図は電圧を印加していない状態を示し、右側の図は電圧を印加した状態を示している。なお、図における金属配線3はワイヤー状の金属線で説明したが、幅を持った薄い帯状の金属線を使った場合でも同様の効果が得られる。   Here, the metal wiring 3 has a spiral shape and has a component in a direction orthogonal to the roll axis direction. Therefore, the shape formed by the metal wiring 3 has a margin for deformation in the roll axis direction, and the metal wiring 3 easily follows the extension of the roll portion 2 in the roll axis direction. The left diagram in FIG. 6 shows a state where no voltage is applied, and the right diagram shows a state where a voltage is applied. The metal wiring 3 in the figure has been described as a wire-like metal wire, but the same effect can be obtained even when a thin strip-like metal wire having a width is used.

以上のように、本実施形態では、金属導線3をシート体4に接触させ、且つ、シート体4のできるだけ広い領域に亘って線接触させるようにし、シート体4を巻いて金属導線3が螺旋形状を成すように構成したので、金属導線3を伸縮性電極に点接触する従来技術に比べ、シート体4の全域に亘ってより均一な電圧を印加する状態にする(シート体4の全域に亘って電位勾配が無い又は少ない状態にする)ことができ、各部位によって変形量に偏りが無い又は少ない変形効率の高い高分子アクチュエータを実現することができる。   As described above, in the present embodiment, the metal conductor 3 is brought into contact with the sheet body 4 and is brought into line contact over the widest possible region of the sheet body 4, and the metal conductor 3 is spirally wound around the sheet body 4. Since it is configured to form a shape, a more uniform voltage is applied across the entire area of the sheet body 4 compared to the conventional technique in which the metal conductor 3 is point-contacted with the stretchable electrode (over the entire area of the sheet body 4). There is no or little potential gradient), and a polymer actuator with high deformation efficiency can be realized with no or little deformation amount depending on each part.

また、本実施形態では、シート体に金属導線3を直線的に貼り渡すとともに、金属導線3をシート体4の表面から裏面にかけて貼り渡すという簡単な配設方法を採用したので、変形効率の高い高分子アクチュエータを低コストで製造することができる。   Moreover, in this embodiment, since the metal conducting wire 3 was linearly pasted to the sheet body and the simple arranging method of pasting the metal conducting wire 3 from the front surface to the back surface of the sheet body 4 was adopted, the deformation efficiency is high. A polymer actuator can be manufactured at low cost.

また、本実施形態に係る高分子アクチュエータ1は、ロール軸方向に伸縮動作を行うことを利用して、両端部のうち、金属導線3が顕出する側の端部が固定端、反対側の端部が自由端(力を及ぼす端部)として利用される。したがって、高分子アクチュエータ1が伸縮動作を行ったときに、固定端とされる、金属導線3の顕出する側の端部が、駆動対象と摺接することが無い。よって、該摺接に因って金属導線3が断線するのを回避することができる。   Further, the polymer actuator 1 according to the present embodiment uses the expansion and contraction operation in the roll axis direction, and of both ends, the end on the side where the metal wire 3 appears is the fixed end, and the opposite end The end is used as a free end (end that exerts a force). Therefore, when the polymer actuator 1 performs the expansion / contraction operation, the end portion on the exposed side of the metal conducting wire 3 that is a fixed end does not slidably contact the drive target. Therefore, it is possible to avoid disconnection of the metal conductor 3 due to the sliding contact.

さらに、高分子アクチュエータ1の一端部側で金属導線3を顕出させるようにしたので、要求される高分子アクチュエータ1のサイズ(ロール軸方向の長さ)に合わせて、高分子アクチュエータ1の他端部側を切り落として該高分子アクチュエータ1の長さを適宜設定することができる。これにより、要求される高分子アクチュエータ1のサイズ(ロール軸方向の長さ)に応じて、予めシート体4の幅を変えたり、或いはその幅専用の金属導線3の配設態様を採ったりする必要がないため、高分子アクチュエータ1の生産性を向上することができる。   Further, since the metal conductor 3 is exposed at one end portion of the polymer actuator 1, the polymer actuator 1 and the like are matched to the required size of the polymer actuator 1 (length in the roll axis direction). The length of the polymer actuator 1 can be appropriately set by cutting off the end side. Thereby, according to the size (length in the roll axis direction) of the polymer actuator 1 required, the width of the sheet body 4 is changed in advance, or the arrangement mode of the metal conductor 3 dedicated to the width is adopted. Since it is not necessary, the productivity of the polymer actuator 1 can be improved.

次に、本発明に係る高分子アクチュエータの他の実施形態について説明する。   Next, another embodiment of the polymer actuator according to the present invention will be described.

(第2の実施形態)
図7は、本発明に係る高分子アクチュエータの第2の実施形態の説明図である。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is an explanatory diagram of a second embodiment of the polymer actuator according to the present invention.

本実施形態に係る高分子アクチュエータは、金属配線3が図7に示すような配設態様で配設されて構成されたものである。すなわち、図7に示すように、前記第1長辺10上の頂点P1の近傍に位置する該長辺10上の所定位置P7から前記中央線L側に向かって傾斜しながら長辺11を超える位置まで延びる第1の部位12と、該第1の部位12に連続し、前記中央線L側に向かってシート体4の長手方向に平行に微小量延びる第2の部位13と、該第2の部位13に連続し、前記中央線Lと反対の方向に向かって傾斜しながら長辺10を超える位置まで延びる第3の部位14と、該第3の部位14に連続し、前記中央線L側に向かってシート体4の長手方向に平行に微小量延びる第4の部位15と、該第4の部位15に連続し、前記中央線L側に向かって傾斜しながら長辺11を超える位置まで延びる第5の部位16とを有するように金属導線3を配設する。   The polymer actuator according to the present embodiment is configured by arranging the metal wiring 3 in an arrangement manner as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 7, the long side 11 is exceeded while being inclined from the predetermined position P7 on the long side 10 located near the vertex P1 on the first long side 10 toward the center line L side. A first portion 12 extending to a position, a second portion 13 continuous to the first portion 12 and extending in a minute amount parallel to the longitudinal direction of the sheet body 4 toward the center line L side, and the second portion A third portion 14 extending to a position exceeding the long side 10 while inclining in a direction opposite to the central line L, and continuing to the third portion 14, and the central line L A fourth portion 15 extending in a minute amount parallel to the longitudinal direction of the sheet body 4 toward the side, and a position that continues to the fourth portion 15 and exceeds the long side 11 while being inclined toward the center line L side The metal conductor 3 is disposed so as to have the fifth portion 16 extending to the end.

また、前記第1長辺10上の他方の頂点P2の近傍に位置する該長辺10上の所定位置P8から前記中央線L側に向かって傾斜しながら長辺11を超える位置まで延びる第6の部位17と、該第6の部位17に連続し、前記中央線L側に向かってシート体4の長手方向に平行に微小量延びる第7の部位18と、該第7の部位18に連続し、前記中央線Lと反対の方向に向かって傾斜しながら長辺10を超える位置まで延びる第8の部位19と、該第8の部位19に連続し、前記中央線L側に向かってシート体4の長手方向に平行に微小量延びる第9の部位20と、該第9の部位20に連続し、前記中央線L側に向かって傾斜しながら長辺11を超える位置まで延びる第10の部位21とを有するように金属導線3を配設する。   Further, a sixth extending from the predetermined position P8 on the long side 10 located in the vicinity of the other vertex P2 on the first long side 10 to a position exceeding the long side 11 while being inclined toward the center line L side. A seventh portion 18 that is continuous to the sixth portion 17 and extends in a minute amount parallel to the longitudinal direction of the sheet body 4 toward the center line L side, and continuous to the seventh portion 18. And an eighth part 19 extending to a position exceeding the long side 10 while inclining in a direction opposite to the central line L, and the eighth part 19 continuous to the eighth part 19 and toward the central line L side. A ninth portion 20 extending in a minute amount parallel to the longitudinal direction of the body 4, and a tenth portion extending to a position exceeding the long side 11 while continuing to the ninth portion 20 and inclining toward the center line L side. The metal conductor 3 is disposed so as to have the portion 21.

前記第5の部位の長辺11側の端部と第10の部位21の長辺11側の端部とは1点(以下、この部位を屈曲部という)で交わる。また、前記第1の部位12と前記第6の部位17、前記第2の部位13と前記第7の部位18、前記第3の部位14と前記第8の部位19、前記第4の部位15と前記第9の部位20、前記第5の部位16と前記第10の部位21は、それぞれ中央線Lに対して線対称な位置関係にある。金属導線3を貼り渡したシート体4の巻き方については前記第1の実施形態と同様であり、金属導線3は、前記屈曲部、第2、第4、第7、第9の部位13,15,18,20でそれぞれ切断され、複数の金属導線3に分断される。   The end on the long side 11 side of the fifth portion and the end on the long side 11 side of the tenth portion 21 intersect at one point (hereinafter, this portion is referred to as a bent portion). The first part 12 and the sixth part 17, the second part 13 and the seventh part 18, the third part 14 and the eighth part 19, and the fourth part 15. The ninth portion 20, the fifth portion 16, and the tenth portion 21 are in a line symmetric positional relationship with respect to the center line L, respectively. About the winding method of the sheet | seat body 4 which bonded the metal conducting wire 3, it is the same as that of the said 1st Embodiment, The metal conducting wire 3 is the said bending part, 2nd, 4th, 7th, 9th site | part 13, It is cut at 15, 18 and 20, and divided into a plurality of metal conductors 3.

前記第1の実施形態に係る高分子アクチュエータ1においては、前記シート体4の各部位のうち長辺11上の2つの頂点P22,P23周辺の部位(図4の矢印A,Bで示す部位)と金属導線3との離間距離が大きいため、外径側ほど、金属導線3と接触しない部分の面積が多くなるため、伸縮抵抗が大きくなる(伸縮率は悪くなる)。   In the polymer actuator 1 according to the first embodiment, the portions around the two apexes P22 and P23 on the long side 11 among the portions of the sheet body 4 (portions indicated by arrows A and B in FIG. 4). Since the distance between the metal conductor 3 and the metal conductor 3 is large, the area of the portion that is not in contact with the metal conductor 3 is increased on the outer diameter side, so that the expansion / contraction resistance is increased (the expansion / contraction ratio is deteriorated).

本実施形態では、この問題に対処すべく、図7に示すように、長辺11上の2つの頂点P22,P23周辺の部位(図4の矢印A,Bで示す部位)にも金属導線3を直線的に貼り渡して、前記頂点P22,P23周辺の部位(図4の矢印A,Bで示す部位)におけるシート体4の伸縮率を、前記第5、第10の部位16,21に接触する部位におけるシート体4の伸縮率に近似させるようにしたものである。   In the present embodiment, in order to cope with this problem, as shown in FIG. 7, the metal conductor 3 is also applied to the parts around the two vertices P22 and P23 on the long side 11 (parts indicated by arrows A and B in FIG. 4). Is stretched linearly, and the expansion / contraction ratio of the sheet body 4 at the parts around the apexes P22 and P23 (parts indicated by arrows A and B in FIG. 4) is brought into contact with the fifth and tenth parts 16 and 21. It is made to approximate the expansion / contraction rate of the sheet body 4 at the site to be performed.

本実施形態においても、金属導線3を直線的に貼り渡すという簡単な配設方法を採用したので、前記第1の実施形態と同様に高分子アクチュエータを安価に製造することができる上、前記第1の実施形態に係る高分子アクチュエータより更に金属導線3をシート体4のできるだけ広い領域に亘って線接触させるようにしたので、前記第1の実施形態よりも変形効率を高くすることができる。   Also in this embodiment, since a simple arrangement method in which the metal conductor 3 is linearly pasted is adopted, a polymer actuator can be manufactured at a low cost as in the first embodiment, and the first Since the metal conductor 3 is further in line contact over the widest possible region of the sheet body 4 than the polymer actuator according to the first embodiment, the deformation efficiency can be made higher than that of the first embodiment.

(第3の実施形態)
図8は、本発明に係る高分子アクチュエータの第3の実施形態の説明図である。
(Third embodiment)
FIG. 8 is an explanatory diagram of a third embodiment of the polymer actuator according to the present invention.

本実施形態では、図8(a)に示すように、金属導線3をシート体4の表面及び裏面の各面において同一の対角線上にそれぞれ貼り渡すようにしたものである。具体的には、1つの対角線上に存在する2つの頂点P1,P9の近傍にそれぞれ位置する、第1長辺10上の所定位置P10と第2長辺11上の所定位置P11とをそれぞれ通るように、表面及び裏面の各面において金属導線3を直線的に貼り渡すようにしたものである。なお、金属導線3を貼り渡したシート体4の巻き方については前記第1の実施形態と同様である。なお、第2長辺11上の所定位置P11の近傍で顕出した部分(金属導線3を表面から裏面へのターン部分)は、ロール部2の端面に合わせて切り落とされる。   In this embodiment, as shown to Fig.8 (a), the metal conducting wire 3 is each stuck on the same diagonal in each surface of the surface of a sheet | seat body 4, and a back surface. Specifically, it passes through a predetermined position P10 on the first long side 10 and a predetermined position P11 on the second long side 11 respectively located in the vicinity of the two vertices P1, P9 existing on one diagonal line. Thus, the metal conducting wire 3 is linearly pasted on each surface of the front surface and the back surface. In addition, about the winding method of the sheet | seat body 4 which bonded the metal conducting wire 3, it is the same as that of the said 1st Embodiment. In addition, the portion (turn portion from the front surface to the back surface of the metal conducting wire 3) that appears in the vicinity of the predetermined position P11 on the second long side 11 is cut off according to the end surface of the roll portion 2.

そして、このように金属導線3を貼り渡したシート体4を前記第1の実施形態と同様の巻き方で巻くと、図8(b)に示すように、シート体4の例えば表面を中央線Lで2つの領域に分割した場合の1つの分割領域に着目した場合、金属導線3がその分割領域に接触する部位が、前記所定位置P10と、シート体4の幅方向における中央線L上の中心P12と、シート体4の長手方向に前記所定位置P10と同一の位置となる前記第2長辺11上の所定位置P13とを通るV字型となり、前記第1の実施形態に比して、金属導線3の密度を大きくすることができる。これにより、第1の実施形態に係る高分子アクチュエータに比して更に変形効率の高い高分子アクチュエータを実現することができる。   Then, when the sheet body 4 with the metal conducting wire 3 bonded in this way is wound in the same manner as in the first embodiment, as shown in FIG. 8B, for example, the surface of the sheet body 4 is centered. When attention is paid to one divided region when divided into two regions by L, the portion where the metal conducting wire 3 contacts the divided region is on the predetermined position P10 and the center line L in the width direction of the sheet body 4 It becomes a V-shape passing through the center P12 and a predetermined position P13 on the second long side 11 which is the same position as the predetermined position P10 in the longitudinal direction of the sheet body 4, and compared with the first embodiment. The density of the metal conductor 3 can be increased. Thereby, a polymer actuator having higher deformation efficiency than the polymer actuator according to the first embodiment can be realized.

(第4の実施形態)
図9は、本発明に係る高分子アクチュエータの第4の実施形態の説明図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 9 is an explanatory diagram of a fourth embodiment of the polymer actuator according to the present invention.

本実施形態では、図9(a)に示すように、シート体4の表面及び裏面の各面において、前記第1長辺10上の頂点P1の近傍に位置する該長辺10上の所定位置P14と、2つの短辺22,23上の部位のうち、前記頂点P1から遠い方の短辺22の中心からそれぞれ所定距離だけ離間した所定位置P15,P16と、前記第2長辺11上の部位のうち、前記所定位置P14とシート体4の長手方向において同一の位置となる所定位置P17とを通るように金属導線3を直線的に貼り渡している。   In the present embodiment, as shown in FIG. 9A, a predetermined position on the long side 10 located in the vicinity of the vertex P <b> 1 on the first long side 10 in each surface of the front surface and the back surface of the sheet body 4. P14 and predetermined positions P15 and P16 spaced apart from each other by a predetermined distance from the center of the short side 22 far from the vertex P1 among the parts on the two short sides 22 and 23, and on the second long side 11 Among the portions, the metal conducting wire 3 is linearly pasted so as to pass through the predetermined position P14 and the predetermined position P17 which is the same position in the longitudinal direction of the sheet body 4.

そして、このように金属導線3を貼り渡したシート体4を前記第1の実施形態と同様の巻き方で巻くと、図9(b)に示すように、シート体4の例えば表面を中央線Lで2つの領域に分割した場合の一方の分割領域に着目したとき、その分割領域においては、金属導線3が、前記所定位置P14と中央線L上の所定位置P18とを通る線分と、該所定位置P18と短辺23上の所定位置P20とを通る線分と、短辺23上の所定位置P21と中央線L上の所定位置P19とを通る線分と、前記所定位置P19と前記所定位置P17とを通る線分との上に配設される態様となり、前記第1の実施形態に比して、金属導線3の密度を大きくすることができる。これにより、第1の実施形態に係る高分子アクチュエータよりも更に変形効率の高い高分子アクチュエータを実現することができる。   Then, when the sheet body 4 with the metal conducting wire 3 bonded in this way is wound in the same manner as in the first embodiment, as shown in FIG. 9B, for example, the surface of the sheet body 4 is centered. When paying attention to one divided region when divided into two regions at L, in that divided region, the metal conductor 3 passes through the predetermined position P14 and the predetermined position P18 on the center line L, and A line segment passing through the predetermined position P18 and the predetermined position P20 on the short side 23, a line segment passing through the predetermined position P21 on the short side 23 and the predetermined position P19 on the center line L, the predetermined position P19 and the It becomes an aspect arrange | positioned on the line segment which passes along the predetermined position P17, and the density of the metal conducting wire 3 can be enlarged compared with the said 1st Embodiment. Thereby, a polymer actuator having higher deformation efficiency than the polymer actuator according to the first embodiment can be realized.

(第5の実施形態)
前記各実施形態に係る高分子アクチュエータ1においては、ロール部2をそのロール軸方向に伸縮させるタイプのものであるが、これに限られるものではなく、ロール部2の両端部をそれぞれ固定した状態で該ロール部2を湾曲させるタイプの高分子アクチュエータも考えられる。このような高分子アクチュエータを作成する場合、次のような金属配線3の配設態様を採用するとよい。図10は、本実施形態に係る高分子アクチュエータの説明図である。
(Fifth embodiment)
In the polymer actuator 1 according to each of the above embodiments, the roll unit 2 is of a type that expands and contracts in the roll axis direction, but is not limited to this, and both ends of the roll unit 2 are fixed. A polymer actuator of the type that bends the roll 2 is also conceivable. When producing such a polymer actuator, the following arrangement of the metal wiring 3 may be employed. FIG. 10 is an explanatory diagram of the polymer actuator according to the present embodiment.

本実施形態では、図10に示すように、金属配線3が前記所定位置P14,P15を通るように該金属配線3をシート体4の表面に直線的に貼り渡し、金属配線3を裏面側に向けてターンした後、裏面において前記所定位置P16,P17を通るように金属導線3を貼り渡す。   In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the metal wiring 3 is linearly pasted to the surface of the sheet body 4 so that the metal wiring 3 passes through the predetermined positions P14 and P15, and the metal wiring 3 is placed on the back surface side. After the turn, the metal conductor 3 is pasted so as to pass through the predetermined positions P16 and P17 on the back surface.

次に、このように金属導線3を貼り渡したシート体4を、前記第1の実施形態と同様の巻き方で巻く。このとき、図11に示すように、ロール部2の両端部からそれぞれ金属配線3が顕出する。なお、金属導線3のうち、前記所定位置P15,P16において顕出している部分については切り落とす。   Next, the sheet body 4 on which the metal conducting wire 3 is thus bonded is wound in the same manner as in the first embodiment. At this time, as shown in FIG. 11, the metal wiring 3 appears from both end portions of the roll portion 2. Note that portions of the metal conducting wire 3 that are exposed at the predetermined positions P15 and P16 are cut off.

以上のような作成方法により高分子アクチュエータを作成することで、高分子アクチュエータ1の両端部をそれぞれ固定し、各金属導線3に互いに極性が異なるように、ロール部2の両端部において夫々顕出している導線端部から電圧のオンオフを行って、ロール軸方向における中央部で所定の駆動対象に力を付与する動作を行う高分子アクチュエータを構成することができる。   By producing the polymer actuator by the above-described production method, both ends of the polymer actuator 1 are fixed, and the metal conductors 3 are exposed at both ends so that the polarities are different from each other. It is possible to configure a polymer actuator that performs an operation of applying a force to a predetermined driving object at a central portion in the roll axis direction by turning on and off the voltage from the end portion of the conducting wire.

(第6の実施形態)
前記第1の実施形態においては、分断後の2本の金属配線3が中央線Lに対して線対称となるように配設されるため、ロール部2が構成されたときに、図13(b)に示すように、ロール部2の一端側(前記第1長辺10側)から顕出する2本の金属導線3の顕出位置が、ロール部2の周方向において一致又は近似する。そのため、金属導線3同士が接触する可能性が高い。金属導線3は被覆を施していない裸線であるため、金属導線3同士が接触するとショートする。
(Sixth embodiment)
In the first embodiment, since the two separated metal wirings 3 are arranged so as to be symmetrical with respect to the center line L, when the roll unit 2 is configured, FIG. As shown in b), the revealing positions of the two metal conducting wires 3 appearing from one end side (the first long side 10 side) of the roll part 2 coincide or approximate in the circumferential direction of the roll part 2. Therefore, possibility that the metal conducting wires 3 will contact each other is high. Since the metal conducting wire 3 is a bare wire that is not coated, a short circuit occurs when the metal conducting wires 3 come into contact with each other.

そこで、この問題を解決するために、前記第1の実施形態のように前記屈曲部が中央線Lの延長線上に位置するように金属導線3を配設するのではなく、図12に示すように、前記第1の実施形態における前記屈曲部の位置P6(図4参照)を前記中央線Lの延長線から所定量ΔRだけずらす(位置P6’)とともに、それにあわせて、前記第1長辺10と交差する2つの位置のうち一方の位置を前記所定量ΔRだけずらすようにするとよい。図12では、前記所定量ΔRは、ロール部2の端部が成す円の半分の長さに相当する。   Therefore, in order to solve this problem, the metal conductor 3 is not disposed so that the bent portion is positioned on the extended line of the center line L as in the first embodiment, but as shown in FIG. In addition, the position P6 (see FIG. 4) of the bent portion in the first embodiment is shifted from the extended line of the center line L by a predetermined amount ΔR (position P6 ′), and accordingly, the first long side One of the two positions crossing 10 may be shifted by the predetermined amount ΔR. In FIG. 12, the predetermined amount ΔR corresponds to half the length of the circle formed by the end of the roll portion 2.

これにより、図13(a)に示すように、各金属導線3の顕出位置がロール軸の位置Oに対して互いに反対の位置となり、各金属導線3の顕出位置をできる限り離間させることができる。その結果、金属導線3同士の接触、延いては該接触によるショートの発生を可及的に回避することができる。   As a result, as shown in FIG. 13A, the exposed positions of the metal conductors 3 are opposite to the roll shaft position O, and the exposed positions of the metal conductors 3 are separated as much as possible. Can do. As a result, it is possible to avoid as much as possible the occurrence of a short circuit due to the contact between the metal conductors 3 and the contact.

なお、本件は、前記実施形態に代えて、又は前記実施形態に加えて次のような変形形態も採用可能である。   In this case, the following modifications may be employed instead of or in addition to the embodiment.

(1)高分子アクチュエータにおける金属導線が成す立体的形状は、図4,図7〜図10に示す配線態様によって形成される螺旋形状に限定されるものではなく、ロール軸周りを周回しながらロール軸方向に延びる螺旋形状であればよい。   (1) The three-dimensional shape formed by the metal conductors in the polymer actuator is not limited to the spiral shape formed by the wiring modes shown in FIGS. 4 and 7 to 10, and rolls while rotating around the roll axis. Any spiral shape extending in the axial direction may be used.

また、この他、例えば図14に示すように、U字型に形成された三つ網状の金属導線3’を、中央線Lを囲むように配設するようにしてもよい。この実施形態では、高分子アクチュエータ1の伸縮性を向上することができる。なお、この場合、金属導線3’の各部位のうち、湾曲する部分を除く2つの直線部分のうち一方の直線部分を表面に貼り渡し、他方の直線部分を裏面に貼り渡すようにすればよい。   In addition, for example, as shown in FIG. 14, a three-net-shaped metal conductor 3 ′ formed in a U shape may be disposed so as to surround the center line L. In this embodiment, the stretchability of the polymer actuator 1 can be improved. In this case, among the portions of the metal conductor 3 ′, one straight portion of the two straight portions excluding the curved portion may be pasted to the surface, and the other straight portion may be pasted to the back surface. .

(2)内径側ほど径が短くなるので、シート体4の伸長時に導電線が成す形状が変形する場合に、内径側ほどロール軸方向に変形する余裕が少ない。この点を考慮して、前記導電線を、内径側に向かうほど、巻線間のピッチが短くなるように配設するようにすると、内径側の部位におけるロール軸方向への変形の余裕を、外径側の部位におけるロール軸方向への変形の余裕と同等にすることができ、できるだけ伸縮体全域で均一に変形させることができる。   (2) Since the diameter becomes shorter toward the inner diameter side, when the shape formed by the conductive wire is deformed when the sheet body 4 is extended, there is less room for deformation in the roll axis direction toward the inner diameter side. In consideration of this point, when the conductive wire is arranged so that the pitch between the windings becomes shorter toward the inner diameter side, a margin of deformation in the roll axis direction at the inner diameter side portion is increased. It can be made equal to the allowance for deformation in the roll axis direction at the outer diameter side portion, and can be uniformly deformed over the entire stretchable body as much as possible.

1 高分子アクチュエータ
2 ロール部
3 金属導線
4 シート体
5 弾性誘電ポリマーシート
6,7 伸縮性電極
10 第1長辺
11 第2長辺
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polymer actuator 2 Roll part 3 Metal conducting wire 4 Sheet body 5 Elastic dielectric polymer sheet 6, 7 Stretchable electrode 10 1st long side 11 2nd long side

Claims (9)

電圧の印加により伸縮する、高分子材料からなるシート状の伸縮体が、ロール状に巻かれて積層状に形成された高分子アクチュエータであって、
前記伸縮体に接触する態様で層間に配設された導電線が立体的形状を成し、
前記各層はそれぞれ電極を有するとともに当該層の電極が隣接する層の電極と接触し、
互いに接触する2つの前記電極は同一極性とされ、
前記2つの電極間に前記導電線が配設されており、
同一極性とされる前記2つの電極及び該電極間に配設される導電線の組が少なくとも2組備えられており、隣接する組同士は異極性とされている高分子アクチュエータ。
A sheet-like elastic body made of a polymer material that expands and contracts by application of a voltage is a polymer actuator that is wound into a roll and formed into a laminate,
It said conductive wire disposed between the layers in a manner in contact with the elastic body to forming a three-dimensional shape,
Each of the layers has an electrode and the electrode of the layer is in contact with an electrode of an adjacent layer,
The two electrodes in contact with each other have the same polarity,
The conductive wire is disposed between the two electrodes;
A polymer actuator in which at least two sets of the two electrodes having the same polarity and conductive wires arranged between the electrodes are provided, and adjacent groups have different polarities .
前記立体的形状は、ロール軸に平行な面に前記導電線を正射影したとき、及び、ロール軸と直交する面に前記導電線を正射影したときに、各正射影がそれぞれ線分となる形状である請求項1に記載の高分子アクチュエータ。   When the conductive line is orthogonally projected on a plane parallel to the roll axis, and when the conductive line is orthogonally projected on a plane orthogonal to the roll axis, each of the three-dimensional shapes becomes a line segment. The polymer actuator according to claim 1, which has a shape. 前記立体的形状は、ロール軸と平行な所定の一方向に向かうほど螺旋径が大きくなる螺旋形状である請求項2に記載の高分子アクチュエータ。   The polymer actuator according to claim 2, wherein the three-dimensional shape is a spiral shape having a spiral diameter that increases toward a predetermined direction parallel to the roll axis. 前記導電線は、前記伸縮体に導電性を有する接着剤を用いて固定されている請求項1乃至3の何れか一項に記載の高分子アクチュエータ。   The polymer actuator according to any one of claims 1 to 3, wherein the conductive wire is fixed to the stretchable body using a conductive adhesive. 前記導電線は、当該高分子アクチュエータのロール軸方向における端部から顕出している請求項1乃至4の何れか一項に記載の高分子アクチュエータ。   The polymer actuator according to any one of claims 1 to 4, wherein the conductive wire is exposed from an end portion of the polymer actuator in a roll axis direction. 前記導電線は、当該高分子アクチュエータのロール軸方向における両端部に亘って配設されている請求項5に記載の高分子アクチュエータ。   The polymer actuator according to claim 5, wherein the conductive wire is disposed across both ends of the polymer actuator in a roll axis direction. 前記導電線は、内径側に向かうほど、巻線間のピッチが短くなるように配設されている請求項1乃至6の何れか一項に記載の高分子アクチュエータ。   The polymer actuator according to any one of claims 1 to 6, wherein the conductive wire is disposed so that a pitch between windings becomes shorter toward an inner diameter side. 前記各導電線は、当該高分子アクチュエータのロール軸方向における同一端部において、ロール軸に対して対称位置で顕出している請求項1乃至の何れか一項に記載の高分子アクチュエータ。 Wherein each conductive line, at the same end in the roll axis direction of the polymer actuator, a polymer actuator according to any one of claims 1 to 7 are sensible out at symmetrical positions with respect to the roll axis. 前記伸縮体は、誘電ポリマーと、該誘電ポリマーの表裏面にそれぞれ設けられた伸縮性電極とを有して成る請求項1乃至の何れか一項に記載の高分子アクチュエータ。
The polymer actuator according to any one of claims 1 to 8 , wherein the stretchable body includes a dielectric polymer and stretchable electrodes respectively provided on the front and back surfaces of the dielectric polymer.
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