JP2000083389A - Actuator - Google Patents

Actuator

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JP2000083389A
JP2000083389A JP10306115A JP30611598A JP2000083389A JP 2000083389 A JP2000083389 A JP 2000083389A JP 10306115 A JP10306115 A JP 10306115A JP 30611598 A JP30611598 A JP 30611598A JP 2000083389 A JP2000083389 A JP 2000083389A
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contraction
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actuator
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茂 堂埜
Shinji Tsutsui
慎治 筒井
Takashi Shindo
崇 進藤
Kazushi Hatake
一志 畠
Yukihiko Kitano
幸彦 北野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide with a simple configuration an actuator capable of sure demonstrating ability as an actuator, even at expansion. SOLUTION: An actuator consists of an expansion/contraction element 1 that is made of a π-conjugated macromolecular material such as polyaniline and polypyrrole, a power supply part 2 and a voltage application part 3 for applying a voltage to the expansion/contraction element 1, and an electrolyte 4 for conducting electricity from the expansion/contraction element 1 to the outside, and then is provided with a mechanism for causing the expansion/ contraction element 1 to expand and contract, when positive potential and negative potential are applied to the voltage application part 3, respectively. The expansion/contraction element 1 is provided with a bias mechanism 5 such as a spring for generating force in the expanding direction on expansion. The power supply part 2 for supplying potential to the voltage application part 3 can vary switching between positive potential and negative potential and controls the amount of expansion/contraction of the expansion/contraction element 1 by switching the absolute value and the polarity of a voltage value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電解質の環境内で
電圧を印加すると伸縮する伸縮素子で構成されたアクチ
ュエータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an actuator constituted by a telescopic element which expands and contracts when a voltage is applied in an environment of an electrolyte.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来からポリアニリン、ポリピロール等
のπ共役型高分子材料で構成される伸縮素子と、該伸縮
素子に電圧を印加するための電源部及び電圧印加部と、
電流を伸縮素子部から外部に導通させるための電解質と
から成り、電圧印加部に正又は負の電位を印加すること
で酸化還元反応により伸縮素子のイオンドーピング量を
増減させて伸縮素子を伸縮させるということが知られて
いる。つまり、電圧印加部に正の電位を印加すると伸縮
素子のイオンドーピング量が増大することで伸縮素子が
伸張し、一方電圧印加部に負の電位を印加すると伸縮素
子のイオンドーピング量が減少することで収縮するので
ある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a stretchable element made of a π-conjugated polymer material such as polyaniline or polypyrrole, a power supply section for applying a voltage to the stretchable element, and a voltage applying section,
It consists of an electrolyte for conducting current from the expansion element part to the outside, and expands or contracts the expansion element by applying a positive or negative potential to the voltage application part to increase or decrease the ion doping amount of the expansion element by the oxidation-reduction reaction. It is known that. In other words, when a positive potential is applied to the voltage application unit, the amount of ion doping of the expansion element increases, and the expansion element expands. On the other hand, when a negative potential is applied to the voltage application unit, the ion doping amount of the expansion element decreases. It shrinks with.

【0003】上記のような伸縮素子の伸縮をアクチュエ
ータとして利用しようとする場合、伸縮素子が収縮した
際にはアクチュエータとしての力を発現できるが、伸縮
素子が延びる際にはアクチュエータとしての力を十分発
現できず、伸縮両方に力を発現するアクチュエータとし
て利用できないという問題があった。
In the case where the expansion and contraction of the expansion element is used as an actuator, when the expansion element contracts, a force as an actuator can be developed. There is a problem in that it cannot be used as an actuator that expresses force in both expansion and contraction.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑
みてなされたものであり、簡単な構成で伸張時にも確実
にアクチュエータとしての力を発現できるアクチュエー
タを提供することを課題とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an actuator which can express a force as an actuator reliably even when extended with a simple structure. It is.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係るアクチュエータは、ポリアニリン、ポリ
ピロール等のπ共役型高分子材料で構成される伸縮素子
1と、該伸縮素子1に電圧を印加するための電源部2及
び電圧印加部3と、電流を伸縮素子1から外部に導通さ
せるための電解質4とから成り、電圧印加部3に正の電
位を印加すると伸縮素子1が伸張し且つ電圧印加部3に
負の電位を印加すると伸縮素子1が収縮する機構におい
て、伸縮素子1に伸張時に伸張方向に力を発生するばね
等のバイアス機構5を設け、電圧印加部3へ電位を供給
する電源部2は正電位、負電位の切換えが可変であって
電圧値の絶対値及び極性の切換えによって伸縮素子1の
伸縮量を制御することを特徴とするものである。このよ
うな構成とすることで、電圧印加部3に正電位を印加す
ると伸縮素子1のイオンドーピング量が増大して伸縮素
子1が伸張しようとするが、このときばね等のバイアス
機構5により伸縮素子1を伸張する方向の力が発生し、
これによりアクチュエータとして利用する場合における
伸張方向のアクチュエータ力を発現できるものである。
また、電圧印加部3に負電位を印加して伸縮素子1が収
縮する際には伸縮素子1のイオンドーピング量が減少し
バイアス機構5の力に抗して伸縮素子1が収縮し、収縮
方向のアクチュエータ力を発現できるものである。
In order to solve the above-mentioned problems, an actuator according to the present invention comprises a stretching element 1 made of a π-conjugated polymer material such as polyaniline or polypyrrole, and a voltage applied to the stretching element 1. It comprises a power supply unit 2 and a voltage application unit 3 for application, and an electrolyte 4 for conducting a current from the expansion device 1 to the outside. When a positive potential is applied to the voltage application unit 3, the expansion device 1 expands and In a mechanism in which the expansion and contraction element 1 contracts when a negative potential is applied to the voltage application unit 3, a bias mechanism 5 such as a spring that generates a force in the expansion direction when the expansion and contraction element 1 is expanded is provided, and the electric potential is supplied to the voltage application unit 3. The power supply unit 2 is characterized in that the switching between the positive potential and the negative potential is variable and the amount of expansion and contraction of the expansion element 1 is controlled by switching the absolute value and the polarity of the voltage value. With this configuration, when a positive potential is applied to the voltage applying unit 3, the ion doping amount of the expansion element 1 increases, and the expansion element 1 attempts to expand. A force in the direction of extending the element 1 is generated,
Thus, the actuator force in the extension direction when used as an actuator can be expressed.
When a negative potential is applied to the voltage applying unit 3 to cause the expansion and contraction element 1 to contract, the ion doping amount of the expansion and contraction element 1 decreases, and the expansion and contraction element 1 contracts against the force of the bias mechanism 5, and the contraction direction The actuator force can be expressed.

【0006】また、電圧印加部3と伸縮素子1及びその
近傍に対向電極部7を設置し、最外周部にシリコン等の
被覆部6を形成し、対向電極部7と伸縮素子1との間に
形成される空間に電解質4を封入することが好ましい。
このような構成とすることで、電解質4の外部漏洩を防
止し、パッケージ型のアクチュエータを構成することが
できるものである。
Further, a voltage applying section 3, the expansion / contraction element 1 and an opposing electrode section 7 are installed in the vicinity thereof, and a covering section 6 made of silicon or the like is formed on the outermost peripheral part. It is preferable that the electrolyte 4 is sealed in the space formed in the above.
With such a configuration, external leakage of the electrolyte 4 can be prevented, and a packaged actuator can be configured.

【0007】また、対向電極部7を伸縮素子1の周囲に
設置することが好ましい。このような構成とすること
で、伸縮素子1への電界が均一になり酸化還元反応が促
進され、このように酸化還元反応が促進されることで、
伸縮素子1の伸縮も促進されることになる。
Further, it is preferable that the opposing electrode portion 7 is provided around the expansion / contraction element 1. With such a configuration, the electric field to the elastic element 1 becomes uniform, and the oxidation-reduction reaction is promoted. Thus, the oxidation-reduction reaction is promoted,
The expansion and contraction of the expansion element 1 is also promoted.

【0008】また、電圧印加部3と伸縮素子1及びその
近傍に対向電極部7を設置し、対向電極部7が網目構造
であることが好ましい。このような構成とすることで、
対向電極部7が簡単な構成で伸縮素子1の伸縮に追随し
て形状変形することができるものである。
Further, it is preferable that the voltage applying section 3, the expansion element 1, and the opposing electrode section 7 are provided in the vicinity thereof, and the opposing electrode section 7 has a mesh structure. With such a configuration,
The counter electrode portion 7 can be deformed in shape with a simple configuration following expansion and contraction of the expansion and contraction element 1.

【0009】また、電圧印加部3が伸縮素子1の両端部
に設置され、電源部2からの電圧印加を伸縮素子1の両
端部から行うことが好ましい。このような構成とするこ
とで、電荷注入速度が速くなり、伸縮素子1の酸化還元
反応も促進されることになる。
Further, it is preferable that voltage applying sections 3 are provided at both ends of the expansion / contraction element 1, and that voltage application from the power supply section 2 is performed from both ends of the expansion / contraction element 1. With such a configuration, the charge injection speed is increased, and the oxidation-reduction reaction of the elastic element 1 is promoted.

【0010】また、電圧印加部3と伸縮素子1の接点が
伸縮素子1の電気伝導度よりも大きいことが好ましい。
このような構成とすることで、電荷注入速度が速くな
り、伸縮素子1の酸化還元反応も促進されることにな
る。
It is preferable that the contact point between the voltage applying section 3 and the expansion element 1 is larger than the electric conductivity of the expansion element 1.
With such a configuration, the charge injection speed is increased, and the oxidation-reduction reaction of the elastic element 1 is promoted.

【0011】また、電圧印加部3と伸縮素子1及びその
近傍に対向電極部7を設置するものであって、バイアス
機構5がコイルばね状をしていて該バイアス機構5が対
向電極部7を兼ねていることが好ましい。このような構
成とすることで、バイアス機構5と対向電極部7とを兼
用できて部品点数の削減ができるものである。
The voltage applying section 3, the expansion element 1, and the opposing electrode section 7 are provided in the vicinity thereof. The bias mechanism 5 has a coil spring shape. It is preferable that they also serve. With such a configuration, the bias mechanism 5 and the counter electrode portion 7 can be shared, and the number of components can be reduced.

【0012】また、最外周を被覆する被覆部6が弾性体
で構成されてバイアス機構5を兼ねていることが好まし
い。このような構成とすることで、被覆体6にバイアス
機構5を兼用させることができて部品点数の削減ができ
るものである。
Further, it is preferable that the covering portion 6 covering the outermost periphery is made of an elastic body and also serves as the bias mechanism 5. With such a configuration, the biasing mechanism 5 can also be used for the cover 6 and the number of components can be reduced.

【0013】また、中心部に対向電極部7を設置し、薄
膜化した伸縮素子1をロール状にして対向電極部7の周
囲に配置することが好ましい。このように伸張素子1を
ロール状とすることで伸張素子1の表面積をアップさせ
て伸縮率を向上させることができるものであり、また、
中心部に対向電極部7を設置することで周囲のロール状
の対向電極部7に均一に電界を印加できることになる。
It is preferable that the opposing electrode 7 is provided at the center, and the thinned elastic element 1 is disposed in a roll shape around the opposing electrode 7. By making the stretching element 1 in a roll shape in this way, the surface area of the stretching element 1 can be increased and the expansion ratio can be improved.
By disposing the counter electrode 7 at the center, an electric field can be uniformly applied to the surrounding roll-shaped counter electrode 7.

【0014】また、ロール状をした伸縮素子1の更に外
周を囲むように対向電極部7を配置することが好まし
い。このような構成とすることで、ロール状をした伸縮
素子1の内外両面に均一に電界付加ができることにな
る。
Further, it is preferable to dispose the counter electrode portion 7 so as to further surround the outer periphery of the roll-shaped elastic element 1. With such a configuration, an electric field can be uniformly applied to both the inner and outer surfaces of the rollable elastic element 1.

【0015】また、ロール状をした伸縮素子1と対向電
極部7を複数層配置することが好ましい。このような構
成とすることで、収縮時における引張り強度が向上でき
ることになる。
Further, it is preferable to arrange a plurality of layers of the roll-shaped expansion element 1 and the counter electrode section 7. With such a configuration, the tensile strength at the time of shrinkage can be improved.

【0016】また、ロール状をした伸縮素子1と対向電
極部7とを径方向に配設したアクチュエータが円管状を
していることが好ましい。このような構成とすること
で、半径方向に膨張、収縮する機能を備えた円管が提供
できることになる。
Further, it is preferable that the actuator having the roll-shaped expansion / contraction element 1 and the opposing electrode portion 7 arranged in the radial direction has a tubular shape. With such a configuration, a circular tube having a function of expanding and contracting in the radial direction can be provided.

【0017】また、伸縮素子1を一対設け、この一対の
伸縮素子1に一方が伸張する際には一方が収縮するよう
に一方の伸縮素子1に正の電圧を印加した際には他方の
伸縮素子1には負の電圧を印加することが好ましい。こ
のような構成とすることで、一つのアクチュエータで伸
張と収縮という相異なる動きを同時に実現できることに
なる。
A pair of expansion / contraction elements 1 is provided. When one of the expansion / contraction elements 1 expands, the other expands / contracts when a positive voltage is applied to one of the expansion / contraction elements 1 so that one contracts. It is preferable to apply a negative voltage to the element 1. With such a configuration, different movements of extension and contraction can be simultaneously realized by one actuator.

【0018】また、自然状態が湾曲した形状の弾性芯材
8の両側に伸縮素子1を設置することが好ましい。この
ような構成とすることで、半径方向に広がったり狭まっ
たりする湾曲運動をするアクチュエータを提供すること
ができることになる。また2つの伸縮素子1間に電圧を
印加することで、一方の伸縮素子1に正電位を印加して
伸張した場合に、他方の伸縮素子1に負電位が印加され
て収縮することになり、これによりアクチュエータは湾
曲動作をするのであるが、この場合、他方の収縮する伸
縮素子1が、伸張する一方の伸縮素子1の屈曲伸張する
際における屈曲伸張を助長するためのバイアス機構5を
構成することになり、したがって、別部品の特別なバイ
アス機構5を必要とすることなく、アクチュエータとし
ての屈曲伸張力を発現できることになる。
It is preferable that the elastic element 1 is provided on both sides of the elastic core material 8 having a curved natural state. With such a configuration, it is possible to provide an actuator that performs a bending motion that expands and contracts in the radial direction. Also, by applying a voltage between the two expandable elements 1, when a positive potential is applied to one expandable element 1 and expanded, a negative potential is applied to the other expandable element 1 and contracts, Accordingly, the actuator performs a bending operation. In this case, the other contracting elastic element 1 constitutes a bias mechanism 5 for promoting bending and extension when one of the expanding and contracting elements 1 bends and extends. That is, the bending / extension force as the actuator can be exhibited without requiring a special bias mechanism 5 as a separate component.

【0019】また、中央部の直状の弾性芯材8の両外側
に伸縮素子1を設置することが好ましい。このような構
成とすることで、2つの伸縮素子1間に電圧を印加する
ことで、一方の伸縮素子1に正電位を印加して伸張した
場合に、他方の伸縮素子1に負電位が印加されて収縮す
ることになり、これによりアクチュエータは屈曲するも
のである。この場合、他方の収縮する伸縮素子1が、伸
張する一方の伸縮素子1の屈曲伸張する際における屈曲
伸張を助長するためのバイアス機構5を構成することに
なり、したがって、別部品のバイアス機構5を必要とす
ることなく、アクチュエータとしての屈曲伸張力を発現
できることになる。
Further, it is preferable to install the elastic element 1 on both outer sides of the straight elastic core member 8 at the center. With such a configuration, when a voltage is applied between the two elastic elements 1, when a positive electric potential is applied to one elastic element 1 and expanded, a negative electric potential is applied to the other elastic element 1. As a result, the actuator is bent. In this case, the other contracting elastic element 1 constitutes a bias mechanism 5 for promoting bending and extension when the other elastic element 1 is bent and extended. , The bending and elongation of the actuator can be exhibited.

【0020】また、伸縮素子1の伸縮方向に沿って少な
くとも2箇所以上の電圧印加部3を設け、電圧印加場所
を切換え自在とすることが好ましい。このような構成と
することで、電圧印加場所を切換えることで、簡単に屈
曲時の曲率を制御することができるものである。
It is preferable that at least two or more voltage applying sections 3 are provided along the expansion and contraction direction of the expansion and contraction element 1 so that the voltage application locations can be switched. With such a configuration, the curvature at the time of bending can be easily controlled by switching the voltage application location.

【0021】また、伸縮素子1を絶縁運動伝達部9を介
して設置し、各伸縮素子1の絶縁運動伝達部9と反対側
の端部に電圧印加部3を設け、それぞれの伸縮素子1の
電圧印加部3に逆の電位を印加して絶縁運動伝達部9を
上下させることが好ましい。このような構成とすること
で、一方の伸縮素子1に正の電位を印加し、他方の伸縮
素子1に負の電位を印加することで、一方の伸縮素子1
が伸張し、他方の伸縮素子1が収縮し、これにより絶縁
運動伝達部9が上下運動を行うものである。この場合、
他方の収縮する伸縮素子1が、伸張する一方の伸縮素子
1の伸張する際における伸張を助長するためのバイアス
機構5を構成することになり、したがって、別部品のバ
イアス機構5を必要とすることなく、アクチュエータと
しての直線伸張力を発現できることになる。
Further, the telescopic elements 1 are installed via insulating motion transmitting parts 9, and a voltage applying part 3 is provided at an end of each telescopic element 1 on the side opposite to the insulating motion transmitting part 9. It is preferable to apply a reverse potential to the voltage applying unit 3 to move the insulating motion transmitting unit 9 up and down. With such a configuration, a positive potential is applied to one of the elastic elements 1, and a negative potential is applied to the other of the elastic elements 1.
Expands and the other expandable element 1 contracts, whereby the insulating motion transmitting section 9 moves up and down. in this case,
The other contracting elastic element 1 constitutes the bias mechanism 5 for promoting the expansion when the one expanding element 1 expands, and therefore requires the bias mechanism 5 of another part. Therefore, a linear extension force as an actuator can be developed.

【0022】また、剛性芯材10がリンク部11により
結合され、このリンク部11により結合された剛性芯材
10の両側に伸縮素子1を配設することが好ましい。こ
のような構成とすることで、一方の伸縮素子1に正電位
を印加して伸張した場合に、他方の伸縮素子1に負電位
が印加されて収縮することになり、これによりアクチュ
エータはリンク部11部分で屈曲して、関節的な屈曲が
行われる。この場合、他方の収縮する伸縮素子1が、伸
張する一方の伸縮素子1の屈曲伸張する際における屈曲
伸張を助長するためのバイアス機構5を構成することに
なり、したがって、別部品のバイアス機構5を必要とす
ることなく、アクチュエータとしての屈曲伸張力を発現
できることになる。
Further, it is preferable that the rigid core members 10 are connected by the link portions 11 and that the expansion and contraction elements 1 are provided on both sides of the rigid core members 10 connected by the link portions 11. With this configuration, when a positive potential is applied to one expansion element 1 and expanded, a negative potential is applied to the other expansion element 1 and contracted. The joint is bent at the eleventh portion to perform articulation. In this case, the other contracting elastic element 1 constitutes a bias mechanism 5 for promoting bending and extension when the other elastic element 1 is bent and extended. , The bending and elongation of the actuator can be exhibited.

【0023】また、2つ以上の伸縮素子1を設け、この
2つ以上の伸縮素子1への電圧の印加を切換える切換え
部12を設け、電圧切換えにより伸縮素子1の動作パタ
ーンを生成することが好ましい。このような構成とする
ことで、2つ以上の伸縮素子1への電圧印加切換えパタ
ーンを種々変えることで、すべての伸縮素子1を同時に
伸張させたり、収縮させたり、あるいは、伸張、収縮の
組み合わせを変えたりして自由度の高いアクチュエータ
を提供できることになる。
It is also possible to provide two or more expansion elements 1 and a switching unit 12 for switching the application of voltage to the two or more expansion elements 1 to generate an operation pattern of the expansion element 1 by voltage switching. preferable. With such a configuration, by changing the voltage application switching pattern to two or more expansion elements 1 in various ways, all expansion elements 1 can be simultaneously expanded or contracted, or a combination of expansion and contraction. Thus, an actuator having a high degree of freedom can be provided.

【0024】また、中心部に対向電極部7を設け、対向
電極部7の外周部に少なくとも3個以上の伸縮素子1を
設置し、3個以上の伸縮素子1への電圧の印加を切換え
ることが好ましい。このような構成とすることで、3次
元屈曲動作ができるアクチュエータを提供することがで
きるものである。この場合、収縮する伸縮素子1が、伸
張する伸縮素子1の屈曲伸張する際における屈曲伸張を
助長するためのバイアス機構5を構成することになり、
したがって、別部品のバイアス機構5を必要とすること
なく、アクチュエータとしての屈曲伸張力を発現できる
ことになる。
Further, a counter electrode portion 7 is provided at the center portion, at least three expansion elements 1 are provided on an outer peripheral portion of the counter electrode section 7, and voltage application to three or more expansion elements 1 is switched. Is preferred. With such a configuration, an actuator capable of performing a three-dimensional bending operation can be provided. In this case, the contracting elastic element 1 constitutes the bias mechanism 5 for promoting the bending and extension when the expanding and contracting element 1 bends and extends,
Therefore, the bending and elongation as the actuator can be exhibited without the need for the bias mechanism 5 as a separate component.

【0025】また、剛性芯材10がリンク部11により
結合され、このリンク部11により結合された剛性芯材
10の一方の側方に伸縮素子1を、他方の側方にばね等
のバイアス機構5を兼ねた対向電極部7を設けることが
好ましい。このような構成とすることで、アクチュエー
タはリンク部11部分で屈曲して、関節的な屈曲が行わ
れる。また、バイアス機構5と兼ねた対向電極部7が兼
用してあることで,部品点数を削減できるものである。
The rigid core member 10 is connected by a link portion 11, and the expansion / contraction element 1 is provided on one side of the rigid core member 10 connected by the link portion 11, and a bias mechanism such as a spring is provided on the other side. It is preferable to provide the counter electrode portion 7 serving also as 5. With such a configuration, the actuator bends at the link portion 11 and articulated bending is performed. In addition, since the counter electrode 7 also serves as the bias mechanism 5, the number of components can be reduced.

【0026】また、リンク部11に伸縮素子1の略中央
部をガイドするための張力ガイド13を設けることが好
ましい。このような構成とすることで、伸縮素子1が収
縮する際に張力ガイド13によりガイドされることで、
少ない収縮量でより大きい屈曲ができることになる。
Further, it is preferable that a tension guide 13 for guiding the substantially central portion of the expansion / contraction element 1 be provided on the link portion 11. With such a configuration, the elastic element 1 is guided by the tension guide 13 when contracting,
Larger bending can be achieved with a small amount of shrinkage.

【0027】また、筒状をした対向電極部7に、電圧印
加部3を有する伸縮素子1を複数挿入し、筒状の対向電
極部7の内部において対向電極部7の内周と電圧印加部
3を有する複数の伸縮素子1の外面との間が電解質4で
あるこが好ましい。このような構成とすることで、各伸
縮素子1が伸縮動作を行い、全体として発生力の大きい
直動のアクチュエータとすることができるものである。
A plurality of extendable elements 1 having a voltage application section 3 are inserted into the cylindrical counter electrode section 7, and the inner periphery of the counter electrode section 7 and the voltage application section are inserted inside the cylindrical counter electrode section 7. It is preferable that the electrolyte 4 is provided between the plurality of elastic elements 1 having the outer surface 3 and the outer surface thereof. With such a configuration, each of the expansion and contraction elements 1 performs the expansion and contraction operation, and can be used as a direct-acting actuator having a large generated force as a whole.

【0028】また、中心部に対向電極部7を配置し、薄
膜化した伸縮素子1をひだ状に折り曲げて対向電極部7
の外周部に配置することが好ましい。このような構成と
することで、同一サイズのアクチュエータでも伸縮素子
1の表面積を大きくできて伸縮時の発生力を大きくする
ことができるものである。また、中心部に対向電極部7
を設置することで、周囲の伸縮素子1に均一に電界を付
加できることになる。
Further, an opposing electrode portion 7 is disposed at the center, and the thinned elastic element 1 is folded into a pleated shape to form the opposing electrode portion 7.
It is preferable to dispose it on the outer peripheral portion. With such a configuration, even if the actuators have the same size, the surface area of the expandable element 1 can be increased, and the force generated during expansion and contraction can be increased. Also, the counter electrode portion 7 is provided at the center.
Is installed, an electric field can be uniformly applied to the surrounding expansion element 1.

【0029】また、中心部に配置した対向電極部7をひ
だ状に屈曲することが好ましい。このような構成とする
ことで、同一サイズのアクチュエータでも伸縮素子1の
表面積を大きくできて伸縮時の発生力を大きくすること
ができ、また、対向電極部7もひだ状に折り曲げること
でポリマーの酸化還元反応を促進し、伸縮時の伸縮速度
が速くなるものである。
Further, it is preferable that the counter electrode portion 7 disposed at the center is bent in a pleated shape. With such a configuration, even if the actuators are of the same size, the surface area of the expansion and contraction element 1 can be increased, and the force generated during expansion and contraction can be increased. It promotes the oxidation-reduction reaction and increases the stretching speed during stretching.

【0030】また、中心部に対向電極部7を配置し、薄
膜化した伸縮素子1を対向電極部7を中心とした螺旋状
にして対向電極の周囲に配置することが好ましい。この
ような構成とすることで、同一サイズのアクチュエータ
でも伸縮素子1の表面積を大きくできて伸縮時の発生力
を大きくすることができるものである。
Further, it is preferable to dispose the opposing electrode portion 7 at the center portion, and to arrange the thinned elastic element 1 in a spiral around the opposing electrode portion 7 and to dispose it around the opposing electrode. With such a configuration, even if the actuators have the same size, the surface area of the expandable element 1 can be increased, and the force generated during expansion and contraction can be increased.

【0031】また、薄膜化した伸縮素子1及び対向電極
部7をそれぞれ螺旋状にして、両渦巻きの中心が共通で
且つ一方の渦巻きの外周に他方の渦巻きが沿うように配
置することが好ましい。このような構成とすることで、
同一サイズのアクチュエータでも伸縮素子1の表面積を
大きくできて伸縮時の発生力を大きくすることができ、
また、両渦巻きの中心が共通で且つ一方の渦巻きの外周
に他方の渦巻きが沿うように配置することで、ポリマー
の酸化還元反応を促進し、伸縮時の伸縮速度が速くなる
ものである。
Further, it is preferable that the stretched element 1 and the counter electrode portion 7 which are thinned are each formed into a helical shape and arranged so that the centers of both spirals are common and the outer spiral of one spiral is along the other spiral. With such a configuration,
Even with actuators of the same size, the surface area of the expansion and contraction element 1 can be increased, and the force generated during expansion and contraction can be increased.
In addition, by arranging the two spirals so that they have the same center and the outer periphery of one spiral is along the other spiral, the oxidation-reduction reaction of the polymer is promoted and the stretching speed during stretching is increased.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示す実
施形態に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on embodiments shown in the accompanying drawings.

【0033】図1には本発明のアクチュエータの原理図
が示してある。本発明のアクチュエータはポリアニリ
ン、ポリピロール等のπ共役型高分子材料で構成された
伸縮素子1と、該伸縮素子1に電圧を印加するための電
源部2及び電圧印加部3と、電流を伸縮素子1から外部
に導通させるための電解質4と、伸縮素子1の伸張時に
伸張方向に力を発生するばね等のバイアス機構5を設け
て構成したものである。ここで、本発明に使用する電解
質4としては陰イオンとしてある程度の分子量を有する
もの、例えば、SO4 2-を生じるH2SO4、Na2SO4
や、Cl-を生じるHClや、F-を生じるHPF6、H
BF4などが使用できるものである。
FIG. 1 shows the principle of the actuator of the present invention. The actuator according to the present invention includes a stretching element 1 made of a π-conjugated polymer material such as polyaniline and polypyrrole, a power supply unit 2 for applying a voltage to the stretching element 1 and a voltage applying unit 3, 1 comprises an electrolyte 4 for conducting from the outside to the outside, and a bias mechanism 5 such as a spring for generating a force in the extension direction when the expansion element 1 is extended. Here, the electrolyte 4 used in the present invention has a certain molecular weight as an anion, for example, H 2 SO 4 or Na 2 SO 4 which generates SO 4 2−.
Or, Cl - HCl and causing, F - HPF 6 produce, H
BF 4 in which the like can be used.

【0034】そして、電圧印加部3に正の電位の電圧を
印加すると酸化還元反応により伸縮素子のイオンドーピ
ング量が増大して伸縮素子1が伸張し、また、逆に電圧
印加部3に負の電位の電圧を印加すると伸縮素子のイオ
ンドーピング量が減少して伸縮素子1が収縮するように
なっている。
When a positive potential voltage is applied to the voltage application unit 3, the ion doping amount of the expansion device increases due to the oxidation-reduction reaction, and the expansion device 1 expands. When a potential voltage is applied, the ion doping amount of the expansion and contraction element decreases, and the expansion and contraction element 1 contracts.

【0035】しかして、本発明のアクチュエータは、伸
縮素子1の伸張時に伸張方向に力を発生するばね等のバ
イアス機構5を設けてあるので、図1(b)のように、
電圧印加部3に正の電位の電圧を印加して伸縮素子1が
伸張する際、ばね等のバイアス機構5により伸張方向の
力が作用して伸張時におけるアクチュエータ力を発現で
きることになる。ここで、実施形態としてバイアス機構
5がばねの場合、伸縮素子1の伸張時にばねが自然長に
戻ろうとする力が伸張方向に発生するのである。一方、
図1(c)のように、電圧印加部3に負の電位の電圧を
印加して伸縮素子1が収縮する際、ばね等のバイアス機
構5による伸張方向の力に抗する引張り力により伸縮素
子1が収縮し、収縮時におけるアクチュエータ力を発現
するものである。
Thus, the actuator of the present invention is provided with the bias mechanism 5 such as a spring that generates a force in the extension direction when the expansion and contraction element 1 is extended, and as shown in FIG.
When a positive voltage is applied to the voltage applying unit 3 to expand the expansion / contraction element 1, a force in the expansion direction acts by the bias mechanism 5 such as a spring, so that the actuator force at the time of expansion can be expressed. Here, when the biasing mechanism 5 is a spring as an embodiment, a force for the spring to return to its natural length is generated in the extension direction when the extension element 1 is extended. on the other hand,
As shown in FIG. 1C, when the expandable element 1 contracts by applying a negative voltage to the voltage applying unit 3, the expandable element is pulled by a tensile force against a force in the expansion direction by a bias mechanism 5 such as a spring. 1 contracts and expresses the actuator force at the time of contraction.

【0036】図2にはバイアス機構の機能の説明が示し
てある。すなわち、図2(a)は電圧印加部3に電圧を
印加していない無負荷状態を示し、ばね等のバイアス機
構5は伸縮素子1を伸張させる方向に力を作用してい
る。図2(b)は電圧印加部3に正の電位の電圧を印加
して伸縮素子1が伸張した状態を示し、ばね等のバイア
ス機構5は伸縮素子1を伸張させる方向に力を作用して
いる。図2(c)は電圧印加部3に負の電位の電圧を印
加して伸縮素子1が収縮した状態を示し、ばね等のバイ
アス機構5に抗して伸縮素子1が収縮方向に引張り力を
発現している。これにより、伸縮素子1の伸張時にバイ
アス機構5の伸張方向への力が加わって伸張方向におけ
るアクチュエータ力を発現すると共に収縮時には引張り
力を発現して伸張時及び収縮時共アクチュエータ力を発
現できるものである。
FIG. 2 illustrates the function of the bias mechanism. That is, FIG. 2A shows a no-load state in which no voltage is applied to the voltage application unit 3, and the bias mechanism 5 such as a spring acts on the expansion element 1 in a direction to expand the expansion element 1. FIG. 2B shows a state in which the expandable element 1 is expanded by applying a positive potential voltage to the voltage applying unit 3, and a bias mechanism 5 such as a spring applies a force in a direction to expand the expandable element 1. I have. FIG. 2C shows a state in which the expandable element 1 is contracted by applying a negative voltage to the voltage applying unit 3. The expandable element 1 applies a tensile force in the contraction direction against a bias mechanism 5 such as a spring. Has been expressed. Thereby, when the expansion / contraction element 1 is extended, the force in the extension direction of the bias mechanism 5 is applied to generate an actuator force in the extension direction, and at the same time, a tensile force is developed at the time of contraction, and both actuator forces at the time of extension and contraction can be produced. It is.

【0037】図3(a)は電圧と伸縮量との関係を示す
グラフであり、このグラフから明らかなように、伸縮素
子1に印加する電圧の絶対値により伸縮量の絶対値を変
化させることができる。また、図3(b)は極性による
伸縮方向の反転を説明するための説明図であり、伸張、
収縮の切換えは伸縮素子1に印加する電圧の極性を変え
ることで実現するものであり、電圧印加部3に正の電位
の電圧を印加することで伸縮素子1が伸張し、電圧印加
部3に負の電位の電圧を印加することで伸縮素子1が収
縮するものであり、電圧の極性を変えるという簡単な制
御で伸張、収縮の制御ができるアクチュエータが提供で
きるのである。
FIG. 3A is a graph showing the relationship between the voltage and the amount of expansion and contraction. As is clear from this graph, the absolute value of the amount of expansion and contraction is changed by the absolute value of the voltage applied to the expansion and contraction element 1. Can be. FIG. 3B is an explanatory diagram for explaining the reversal of the expansion / contraction direction due to the polarity.
Switching of contraction is realized by changing the polarity of the voltage applied to the expansion element 1. The expansion element 1 is expanded by applying a positive potential voltage to the voltage application unit 3, and the voltage is applied to the voltage application unit 3. The expansion / contraction element 1 contracts when a negative potential voltage is applied, and an actuator capable of controlling expansion and contraction by simple control of changing the polarity of the voltage can be provided.

【0038】図4には本発明のアクチュエータの一実施
形態が示してある。変形性を有するシリコン等により形
成した筒状の被覆部6内に一端部に電圧印加部3を設け
た伸縮素子1を配設し、筒状の被覆部6の上下開口部を
閉塞部15により閉塞し、更に、伸縮素子1の外側に伸
縮素子1の伸張時に伸張させる方向に力を与えるバイア
ス機構5を構成するばねを配設し、また被覆部6内に上
下にわたって対向電極部7を配設し、対向電極部7と伸
縮素子1との間に形成される空間(つまり被覆部2内)
に電解質4を封入してある。そして、電源部2に電圧印
加部3と対向電極部7とが接続してある。
FIG. 4 shows an embodiment of the actuator of the present invention. A telescopic element 1 provided with a voltage application part 3 at one end is disposed in a cylindrical covering part 6 made of deformable silicon or the like, and upper and lower openings of the cylindrical covering part 6 are closed by closing parts 15. A spring that constitutes a bias mechanism 5 that closes and further extends in the direction in which the elastic element 1 is extended when the elastic element 1 is extended is disposed outside the elastic element 1, and a counter electrode section 7 is arranged vertically inside the covering section 6. And a space formed between the opposing electrode 7 and the telescopic element 1 (that is, in the covering 2).
The electrolyte 4 is sealed in the container. The power supply unit 2 is connected to the voltage application unit 3 and the counter electrode unit 7.

【0039】しかして、電圧印加部3に正電位の電圧を
印加し,対向電極部7に負の電位を印加すると、伸縮素
子1が伸張する(このときバイアス機構5により伸張方
向の力が作用して伸張方向におけるアクチュエータ力を
発現する)。また、電圧印加部3に負電位の電圧を印加
し,対向電極部7に正の電位を印加すると、伸縮素子1
が収縮してバイアス機構5による伸張方向の力に抗する
引張り力が生じて、収縮方向におけるアクチュエータ力
を発現するものである。本実施形態においては、簡単な
構成で電解質4が外部に漏洩しないようにでき、また、
パッケージ型のアクチュエータを構成することができる
ものである。
When a positive potential voltage is applied to the voltage applying unit 3 and a negative potential is applied to the counter electrode unit 7, the expansion and contraction element 1 expands (at this time, a force in the expansion direction is applied by the bias mechanism 5). To develop an actuator force in the extension direction). When a negative potential voltage is applied to the voltage applying unit 3 and a positive potential is applied to the counter electrode unit 7, the expansion element 1
Is contracted to generate a tensile force against the force in the extension direction by the bias mechanism 5, thereby expressing the actuator force in the contraction direction. In the present embodiment, the electrolyte 4 can be prevented from leaking to the outside with a simple configuration.
It can constitute a package type actuator.

【0040】図5には本発明のアクチュエータの他の実
施形態が示してある。本実施形態の基本的構成は前述の
図4に示す実施形態と同様であるが、対向電極部7を伸
縮素子1の周囲に配置した点が図4に示すものと異な
る。すなわち、本実施形態においては、筒状をした被覆
部6が円筒形状をしており、この円筒形状をした被覆部
6の内周面に沿って円筒状をした対向電極部7が配設し
てある。本実施形態におけるアクチュエータとしての動
作は前述の図4に示す実施形態と同様なので説明を省略
するが、本実施形態においては、対向電極部7が伸縮素
子1の周囲に設置してあるので、伸縮素子1への電界が
均一になり酸化還元反応が促進され、このように酸化還
元反応が促進されることで、伸縮素子1の伸縮も促進さ
れることになる。
FIG. 5 shows another embodiment of the actuator of the present invention. The basic configuration of this embodiment is the same as that of the embodiment shown in FIG. 4 described above, but differs from that shown in FIG. 4 in that the opposing electrode portion 7 is arranged around the expansion / contraction element 1. That is, in the present embodiment, the cylindrical covering portion 6 has a cylindrical shape, and the cylindrical counter electrode portion 7 is provided along the inner peripheral surface of the cylindrical covering portion 6. It is. The operation as an actuator in this embodiment is the same as that of the embodiment shown in FIG. 4 described above, and the description thereof will be omitted. However, in this embodiment, since the opposing electrode portion 7 is installed around the expandable element 1, The electric field to the element 1 becomes uniform, and the oxidation-reduction reaction is promoted. By promoting the oxidation-reduction reaction in this way, the expansion and contraction of the expansion element 1 is also promoted.

【0041】図6には本発明のアクチュエータの更に他
の実施形態が示してある。本実施形態においては、対向
電極部7が図6(c)に示すように伸縮自在な網目構造
となっている点が異なるのみで、他の構成は図4や図5
に示す実施形態と同じ構成となっており、アクチュエー
タとしての動作も同じなので重複する説明は省略する。
しかして、本実施形態においては、対向電極部7を網目
構造とすることで、アクチュエータが伸縮していない場
合には図6(c)の状態であるが、アクチュエータが収
縮した場合には図6(d)のように網目構造の対向電極
部7が追随して収縮し、アクチュエータが伸張した場合
には図6(e)のように網目構造の対向電極部7が追随
して伸張するものである。このように、電圧印加部3と
伸縮素子1及びその近傍に対向電極部7を設置し、対向
電極部7が網目構造とすることで、簡単な構成の対向電
極部7で伸縮素子1の伸縮に追随して形状変形すること
ができるものである。なお、図6では網目構造の対向電
極7が円筒状をしている例を示しているが、網目構造の
対向電極7が片状をしたものであってもよい。
FIG. 6 shows still another embodiment of the actuator of the present invention. In the present embodiment, the only difference is that the counter electrode portion 7 has a stretchable mesh structure as shown in FIG.
And the operation as an actuator is also the same, so that the duplicated explanation is omitted.
In the present embodiment, the counter electrode portion 7 has a mesh structure, which is the state shown in FIG. 6C when the actuator is not expanded or contracted. As shown in FIG. 6D, when the opposing electrode portion 7 having a mesh structure follows and contracts and the actuator expands, the opposing electrode portion 7 having a mesh structure follows and expands as shown in FIG. 6E. is there. As described above, the voltage application unit 3 and the expansion / contraction element 1 and the opposing electrode unit 7 are provided in the vicinity thereof, and the opposing electrode unit 7 has a mesh structure. And can be deformed in shape. Although FIG. 6 shows an example in which the opposing electrode 7 having a mesh structure has a cylindrical shape, the opposing electrode 7 having a mesh structure may have a piece shape.

【0042】図7には本発明のアクチュエータの更に他
の実施形態が示してある。本実施形態においては電圧印
加部3を伸縮素子1の両端部に設置し、電源部2からの
電圧印加を伸縮素子1の両端部から行うことに特徴があ
り、他の構成は図4乃至図6に示すいずれかの実施形態
と同じ構成となっているので、重複する構成の説明は省
略する。また、アクチュエータとしての動作も同じ動作
を行うので重複する説明は省略する。しかして、本実施
形態においては、電圧印加部3を伸縮素子1の両端部に
設置し、電源部2からの電圧印加を伸縮素子1の両端部
から行うので、電荷注入速度が速くなり、伸縮素子1の
酸化還元反応も促進され、伸縮素子1の伸縮の速度が速
くなるものである。
FIG. 7 shows still another embodiment of the actuator of the present invention. The present embodiment is characterized in that the voltage application unit 3 is installed at both ends of the expansion and contraction element 1 and the voltage application from the power supply unit 2 is performed from both ends of the expansion and contraction element 1. 6 has the same configuration as any of the embodiments shown in FIG. In addition, the operation as the actuator performs the same operation, and therefore, the duplicated description is omitted. According to the present embodiment, the voltage application unit 3 is installed at both ends of the expansion and contraction element 1 and the voltage is applied from the power supply unit 2 from both ends of the expansion and contraction element 1. The oxidation-reduction reaction of the element 1 is also promoted, and the speed of expansion and contraction of the expansion element 1 is increased.

【0043】ところで、前述の図4乃至図7に示すいず
れの実施形態においても、電圧印加部3と伸縮素子1の
接点16を伸縮素子1の電気伝導度よりも大きい銅、銀
等の金属により構成するとよい(図8参照)。このよう
な構成とすることで、電荷注入速度が速くなり、伸縮素
子1の酸化還元反応も促進され、伸縮素子1の伸縮の速
度が速くなるものである。構成、動作については前述の
各実施形態と同様なので、重複する説明は省略する。
In any of the embodiments shown in FIGS. 4 to 7 described above, the contact 16 between the voltage application unit 3 and the expansion element 1 is made of a metal such as copper or silver having a higher electrical conductivity than the expansion element 1. It is good to comprise (refer FIG. 8). With such a configuration, the charge injection speed is increased, the oxidation-reduction reaction of the expansion element 1 is promoted, and the expansion and contraction rate of the expansion element 1 is increased. Since the configuration and operation are the same as those of the above-described embodiments, the duplicate description will be omitted.

【0044】図9には本発明の更に他の実施形態が示し
てある。本実施形態において、対向電極部7、バイアス
機構5を除く他の構成は図4乃至図8のいずれかに示す
実施形態と同じである。したがって、図4乃至図8のい
ずれかに示す実施形態と共通する構成の説明及びアクチ
ュエータとしての動作の説明は重複するので省略し、異
なる構成についてのみ説明する。すなわち、本実施形態
においては、金属製のコイルばねによりバイアス機構5
を構成することで、バイアス機構5に対向電極部7を兼
用させた点に本実施形態の特徴がある。これにより、バ
イアス機構5と対向電極部7とを兼用できて部品点数の
削減ができるものである。
FIG. 9 shows still another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the configuration other than the counter electrode unit 7 and the bias mechanism 5 is the same as the embodiment shown in any of FIGS. 4 to 8. Therefore, the description of the configuration common to the embodiment shown in any of FIGS. 4 to 8 and the description of the operation as the actuator will be omitted because they are duplicated, and only different configurations will be described. That is, in the present embodiment, the bias mechanism 5 is formed by a metal coil spring.
This embodiment is characterized in that the bias mechanism 5 also serves as the counter electrode 7. As a result, the bias mechanism 5 and the counter electrode portion 7 can be shared, and the number of components can be reduced.

【0045】図10には本発明の更に他の実施形態が示
してある。本実施形態において、最外周を被覆する被覆
部6、バイアス機構5を除く他の構成は図4乃至図8の
いずれかに示す実施形態と同じである。したがって、図
4乃至図8のいずれかに示す実施形態と共通する構成の
説明及びアクチュエータとしての動作の説明は重複する
ので省略し、異なる構成についてのみ説明する。すなわ
ち、本実施形態においては、最外周を被覆する被覆部6
がゴムのような弾性体で構成されてバイアス機構5を兼
ねた点に特徴がある。これにより、被覆部6とバイアス
機構5とを兼用できて部品点数の削減ができるものであ
る。ここで、バイアス機構5を構成するゴム等の弾性体
に伸張方向に延びようとする初期抵抗を与えて設置する
ことで、被覆部6に伸縮素子の伸張時に伸張方向に力を
発生させるバイアス機構5としての機能を付与できるも
のである。
FIG. 10 shows still another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the configuration other than the covering portion 6 covering the outermost periphery and the bias mechanism 5 is the same as the embodiment shown in any of FIGS. 4 to 8. Therefore, the description of the configuration common to the embodiment shown in any of FIGS. 4 to 8 and the description of the operation as the actuator will be omitted because they are duplicated, and only different configurations will be described. That is, in the present embodiment, the covering portion 6 covering the outermost periphery
Is characterized in that it is made of an elastic material such as rubber and also serves as the bias mechanism 5. As a result, the covering part 6 and the bias mechanism 5 can also be used, and the number of parts can be reduced. Here, a bias mechanism that generates a force in the extension direction when the extension element is extended to the covering portion 6 by providing an elastic body such as rubber constituting the bias mechanism 5 with an initial resistance to extend in the extension direction. 5 can be provided.

【0046】次に、本発明の更に他の実施形態を図11
に基づいて説明する。図5乃至図8に示す実施形態にお
いては中心部に伸縮素子1を配置し、対向電極7を伸縮
素子1の周囲に配置した例であるが、図11に示す実施
形態においては中心部に対向電極部7を設置し、薄膜化
した伸縮素子1をロール状にして対向電極部7の周囲に
配置した点が図5乃至図8に示す実施形態と構成が異な
り、他の構成は図5乃至図8のいずれかに示す実施形態
と同様であり、またアクチュエータとしての動作も共通
しているので、共通する構成及び動作の説明は省略す
る。しかして、薄膜化した伸縮素子1をロール状にして
対向電極部7の周囲に配置することで、同一サイズのア
クチュエータでも伸縮素子1の断面積を大きくできて伸
縮時の発生力を大きくすることができるものである。ま
た、中心部に対向電極部7を設置することで、周囲の伸
縮素子1に均一に電界を印加できることになる。
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
It will be described based on. The embodiment shown in FIGS. 5 to 8 is an example in which the expandable element 1 is arranged at the center and the counter electrode 7 is arranged around the expandable element 1. In the embodiment shown in FIG. The configuration is different from the embodiment shown in FIGS. 5 to 8 in that the electrode unit 7 is provided, and the thinned elastic element 1 is arranged in the form of a roll around the counter electrode unit 7. Since the operation is the same as that of the embodiment shown in any of FIGS. 8A and 8B and the operation as the actuator is also common, the description of the common configuration and operation will be omitted. Thus, by forming the thinned elastic element 1 in a roll shape and arranging it around the opposing electrode portion 7, it is possible to increase the cross-sectional area of the elastic element 1 even with an actuator of the same size, thereby increasing the force generated during expansion and contraction. Can be done. Further, by disposing the opposing electrode portion 7 in the center, an electric field can be uniformly applied to the surrounding expansion / contraction elements 1.

【0047】次に、本発明の更に他の実施形態を図12
に基づいて説明する。本実施形態においては、上記図1
1に示す実施形態において、ロール状に設置された伸縮
素子1の外周を囲むように更に対向電極部7を追加設置
したものであり、他の構成、動作は図11に示す実施形
態と同様であるので省略する。本実施形態においては、
伸縮素子1への電圧印加が表裏均一となり、伸縮素子1
の酸化還元反応が促進され、結果的に伸縮素子1の伸縮
が促進されることになる。
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
It will be described based on. In the present embodiment, FIG.
In the embodiment shown in FIG. 1, a counter electrode portion 7 is additionally provided so as to surround the outer periphery of the elastic element 1 installed in a roll shape. Other configurations and operations are the same as those of the embodiment shown in FIG. It is omitted here. In the present embodiment,
The voltage application to the expansion element 1 becomes uniform on both sides, and the expansion element 1
Is promoted, and as a result, expansion and contraction of the expansion element 1 is promoted.

【0048】次に、本発明の更に他の実施形態を図13
に基づいて説明する。本実施形態においては、上記した
図12に示す実施形態において、ロール状に設置された
伸縮素子1と対向電極部7とを複数層配置したものであ
り、他の構成、動作は図12に示す実施形態と同様であ
るので省略する。本実施形態においては、すべての層の
伸縮素子1が伸縮促進され且つ伸縮素子1の断面積が増
大するので、伸縮方向の発生力がアップすることにな
る。
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
It will be described based on. In the present embodiment, in the embodiment shown in FIG. 12 described above, the stretchable element 1 and the counter electrode portion 7 arranged in a roll shape are arranged in a plurality of layers, and other configurations and operations are shown in FIG. The description is omitted because it is similar to the embodiment. In the present embodiment, since the expansion and contraction of the elastic elements 1 in all layers are promoted and the cross-sectional area of the elastic element 1 increases, the force generated in the expansion and contraction direction increases.

【0049】次に、本発明の更に他の実施形態を図14
に基づいて説明する。本実施形態においては、ロール状
をした伸縮素子1と対向電極部7とを径方向に配設した
アクチュエータが円管状をしている。つまり、図14に
おいては円管状のアクチュエータの内周面部と外周面部
とがロール状をした弾性を有する被覆部6により構成し
てあり、両内外周部の被覆部6間に電圧印加部3を設け
たロール状をした伸縮素子1とロール状をした対向電極
部7とを配設し、両内外周部の被覆部6間の上下端部間
を閉塞し、また、内外周部の被覆部6間に電解質4を封
入してある。そして、本実施形態においては、電圧印加
部3に正電位の電圧を印加し,対向電極部7に負の電位
を印加すると、ロール状の伸縮素子1が半径方向に伸張
し、逆に、電圧印加部3に負電位の電圧を印加し,対向
電極部7に正の電位を印加すると、ロール状の伸縮素子
1が半径方向に収縮するものである。ここで、本実施形
態においては図示を省略しているが、伸縮素子1の半径
方向への伸張時に伸張方向に力を発生するばね等のバイ
アス機構が設けてあり、伸張時に半径方向にアクチュエ
ータ力を発現できるものである。このように、円管状の
アクチュエータを半径方向に伸縮させるできるので、例
えば、指、腕等の圧迫マッサージ、血圧計等として利用
することができるものである。
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
It will be described based on. In the present embodiment, the actuator in which the roll-shaped expansion / contraction element 1 and the counter electrode portion 7 are arranged in the radial direction has a tubular shape. That is, in FIG. 14, the inner peripheral surface portion and the outer peripheral surface portion of the tubular actuator are formed by the roll-shaped elastic covering portions 6, and the voltage applying portion 3 is provided between the inner and outer peripheral covering portions 6. The provided roll-shaped elastic element 1 and the roll-shaped counter electrode portion 7 are arranged to close the upper and lower ends between the coating portions 6 at the inner and outer peripheral portions, and to cover the inner and outer peripheral portions. An electrolyte 4 is sealed between the six. In the present embodiment, when a positive potential voltage is applied to the voltage application unit 3 and a negative potential is applied to the counter electrode unit 7, the roll-shaped elastic element 1 expands in the radial direction, and conversely, the voltage increases. When a negative potential voltage is applied to the application unit 3 and a positive potential is applied to the counter electrode unit 7, the roll-shaped elastic element 1 contracts in the radial direction. Here, although not shown in the present embodiment, a bias mechanism such as a spring that generates a force in the extension direction when the expansion / contraction element 1 is extended in the radial direction is provided, and the actuator force is applied in the radial direction during extension. Can be expressed. As described above, since the tubular actuator can be expanded and contracted in the radial direction, it can be used as, for example, a compression massage of a finger or an arm, a sphygmomanometer, or the like.

【0050】次に、図15には本発明の他の実施形態の
原理図が示してある。すなわち、本実施形態においては
電圧印加部3を設けた伸縮素子1を一対設け、両伸縮素
子1間に電解質4を封入したものであり、一方の伸縮素
子1の電圧印加部3に正電位の電圧が印加された際には
他方の電圧印加部3に負電位が印加されるように両電圧
印加部3をそれぞれ電源部2に接続したものである。そ
して、上記一方の伸縮素子1の電圧印加部3に正電位の
電圧を印加し、他方の伸縮素子1の電圧印加部3に負電
位の電圧を印加した場合、一方の伸縮素子1が伸張し、
他方の伸縮素子1が収縮することになり、一つのアクチ
ュエータで伸張と収縮という相異なる動きを同時に実現
できることになる。
Next, FIG. 15 shows a principle diagram of another embodiment of the present invention. That is, in the present embodiment, a pair of the expansion / contraction elements 1 provided with the voltage application unit 3 is provided, and the electrolyte 4 is sealed between the two expansion / contraction elements 1. The two voltage applying units 3 are connected to the power supply unit 2 so that a negative potential is applied to the other voltage applying unit 3 when a voltage is applied. When a positive potential voltage is applied to the voltage application unit 3 of the one expansion element 1 and a negative potential voltage is applied to the voltage application unit 3 of the other expansion element 1, the one expansion element 1 expands. ,
The other expansion element 1 contracts, and different movements of expansion and contraction can be simultaneously realized by one actuator.

【0051】この原理を応用した一実施形態を図16に
示している。本実施形態においては、自然状態が弧状に
湾曲した形状をした弾性芯材8の両側に弧状に湾曲した
伸縮素子1を配置し、この伸縮素子1に電圧印加部3を
設け、アクチュエータの外周部を被覆部6で被覆し、更
に、弧状をしたアクチュエータの両端部を閉塞部15で
閉塞し、内部に電解質4を封入したものである。しかし
て、一方の伸縮素子1の電圧印加部3に正電位の電圧を
印加し、他方の伸縮素子1の電圧印加部3に負電位の電
圧を印加した場合、一方の弧状をした伸縮素子1が伸張
し、他方の弧状をした伸縮素子1が収縮することにな
り、印加する電圧の電位を逆にすると上記と逆の動作を
し、これにより弧状をしたアクチュエータが半径方向に
広がったり、収縮したりする湾曲動作をする(図16の
矢印方向に動作する)ものである。上記のように、2つ
の伸縮素子1間に電圧を印加することで、一方の伸縮素
子1に正電位を印加して伸張した場合に、他方の伸縮素
子1に負電位が印加されて収縮することになり、これに
よりアクチュエータは湾曲動作をするのであるが、この
場合、他方の収縮する伸縮素子1が、伸張する一方の伸
縮素子1の屈曲伸張する際における屈曲伸張を助長する
ためのバイアス機構5を構成することになり、したがっ
て、別部品の特別なバイアス機構5を必要とすることな
く、アクチュエータとしての屈曲伸張力を発現できるこ
とになる。
FIG. 16 shows an embodiment to which this principle is applied. In the present embodiment, the elastic element 8 curved in an arc shape is disposed on both sides of an elastic core material 8 having a natural state curved in an arc shape. Is covered with a covering portion 6, and both ends of the arcuate actuator are closed with closing portions 15, and an electrolyte 4 is sealed inside. Thus, when a positive potential voltage is applied to the voltage application unit 3 of one expansion element 1 and a negative potential voltage is applied to the voltage application unit 3 of the other expansion element 1, one arc-shaped expansion element 1 Expands, and the other arc-shaped expansion / contraction element 1 contracts. When the potential of the applied voltage is reversed, the opposite operation is performed, whereby the arcuate actuator expands or contracts in the radial direction. And perform a bending operation (operating in the direction of the arrow in FIG. 16). As described above, by applying a voltage between the two expandable elements 1, when a positive electric potential is applied to one expandable element 1 and expanded, a negative electric potential is applied to the other expandable element 1 and contracted. In this case, the actuator performs a bending operation. In this case, the other contracting telescopic element 1 is used to bias the one expanding telescopic element 1 to bend and expand. Therefore, the bending / extension force as an actuator can be exhibited without requiring a special bias mechanism 5 as a separate part.

【0052】図17には図15に示すものの原理を応用
した他の実施形態が示してある。すなわち、中央部の直
状の弾性芯材8の両外側に上端部に電圧印加部3を設け
た伸縮素子1を設置し、外周を被覆部6で被覆し、上端
部開口部を閉塞部15で閉塞し、内部に電解質4を封入
してアクチュエータを構成したものである。しかして、
一方の伸縮素子1の電圧印加部3に正電位の電圧を印加
し、他方の伸縮素子1の電圧印加部3に負電位の電圧を
印加した場合、一方の伸縮素子1が伸張し、他方の弧状
をした伸縮素子1が収縮することになり、印加する電圧
の電位を逆にすると上記と逆の動作をし、これにより図
17の矢印のようにアクチュエータが左右に首振り運動
をするように屈曲するものである。上記のように、中央
部の直状の弾性芯材8の両外側に上端部に電圧印加部3
を設けた伸縮素子1を設置し、2つの伸縮素子1間に電
圧を印加することで、一方の伸縮素子1に正電位を印加
して伸張した場合に、他方の伸縮素子1に負電位が印加
されて収縮することになり、これによりアクチュエータ
は屈曲するものである。この場合、他方の収縮する伸縮
素子1が、伸張する一方の伸縮素子1の屈曲伸張する際
における屈曲伸張を助長するためのバイアス機構5を構
成することになり、したがって、別部品のバイアス機構
5を必要とすることなく、アクチュエータとしての屈曲
伸張力を発現できることになる。
FIG. 17 shows another embodiment to which the principle of the one shown in FIG. 15 is applied. That is, the telescopic element 1 having the voltage application unit 3 provided at the upper end on both outer sides of the straight elastic core material 8 at the center is installed, the outer periphery is covered with the covering unit 6, and the opening at the upper end is closed with the closing unit 15. And the electrolyte 4 is sealed inside to form an actuator. Then
When a positive potential voltage is applied to the voltage application unit 3 of one expansion element 1 and a negative potential voltage is applied to the voltage application unit 3 of the other expansion element 1, one expansion element 1 expands and the other expands. The arc-shaped expansion / contraction element 1 contracts, and when the potential of the applied voltage is reversed, an operation reverse to the above-described operation is performed. As a result, as shown by an arrow in FIG. It bends. As described above, the voltage applying portions 3 are provided at the upper end portions on both outer sides of the straight elastic core material 8 at the center portion.
Is installed, and by applying a voltage between the two elastic elements 1, when a positive electric potential is applied to one elastic element 1 and expanded, a negative electric potential is applied to the other elastic element 1. When the actuator is applied, the actuator contracts, whereby the actuator bends. In this case, the other contracting elastic element 1 constitutes a bias mechanism 5 for promoting bending and extension when the other elastic element 1 is bent and extended. , The bending and elongation of the actuator can be exhibited.

【0053】図18には図15に示すものの原理を応用
した更に他の実施形態が示してある。すなわち、図18
に示す本実施形態は、図17に示す実施形態において伸
縮素子1の伸縮方向に沿って少なくとも2箇所以上の電
圧印加部3を設けたものである。本実施形態のアクチュ
エータの基本的な動作は図17に示すものと同じであっ
て、アクチュエータが左右に首振り運動をするように屈
曲するものである。そして、各電圧印加部3と電源部2
とを接続する並列回路部にはそれぞれスイッチ20が設
けてあり、伸縮方向に沿って複数設けた電圧印加部3に
接続されたこれらのスイッチのオン、オフ切換えを選択
することで、電圧印加場所を切換えるのである。伸縮素
子1の伸縮量は電圧印加場所により異なるので、結果的
にアクチュエータの屈曲率を制御できることになる。
FIG. 18 shows still another embodiment in which the principle of the one shown in FIG. 15 is applied. That is, FIG.
In this embodiment shown in FIG. 17, at least two or more voltage applying units 3 are provided along the expansion and contraction direction of the expansion and contraction element 1 in the embodiment shown in FIG. The basic operation of the actuator of this embodiment is the same as that shown in FIG. 17, and the actuator bends right and left to swing. Then, each voltage application unit 3 and the power supply unit 2
Switches 20 are provided in each of the parallel circuit sections that connect the power supply section and the power supply section 3. By selecting on / off switching of these switches connected to the plurality of voltage application sections 3 provided in the expansion and contraction direction, the voltage application location is selected. Is switched. Since the amount of expansion / contraction of the expansion / contraction element 1 varies depending on the voltage application location, the bending rate of the actuator can be controlled as a result.

【0054】図19には本発明の他の実施形態が示して
ある。本実施形態では、伸縮素子1を絶縁運動伝達部9
を介して設置し、各伸縮素子1の絶縁運動伝達部9と反
対側の端部に電圧印加部3を設け、外周を被覆部6で被
覆し、上下両端開口部を閉塞部15で閉塞し、内部に電
解質4を封入してアクチュエータを構成してある。しか
して、この実施形態においては、一方の伸縮素子1に正
の電位を印加し、他方の伸縮素子1に負の電位を印加す
ることで、一方の伸縮素子1が伸張し、他方の伸縮素子
1が収縮し、これにより絶縁運動伝達部9が上下運動を
行うものである。この場合、他方の収縮する伸縮素子1
が、伸張する一方の伸縮素子1の伸張する際における伸
張を助長するためのバイアス機構5を構成することにな
り、したがって、別部品のバイアス機構5を必要とする
ことなく、アクチュエータとしての直線伸張力を発現で
きることになる。
FIG. 19 shows another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the expansion / contraction element 1 is
A voltage application unit 3 is provided at the end of each telescopic element 1 opposite to the insulating motion transmitting unit 9, the outer periphery is covered with the covering unit 6, and the upper and lower ends are closed with the closing unit 15. The actuator is constructed by enclosing the electrolyte 4 therein. Thus, in this embodiment, by applying a positive potential to one stretchable element 1 and applying a negative potential to the other stretchable element 1, one stretchable element 1 expands and the other stretchable element 1 expands. 1 contracts, whereby the insulating motion transmitting section 9 moves up and down. In this case, the other contractible expansion element 1
However, this constitutes the bias mechanism 5 for promoting the extension of the one expansion element 1 when the extension element 1 is extended. Therefore, the linear extension as the actuator is not required without the need for the separate bias mechanism 5. It will be able to express force.

【0055】図20には本発明の他の実施形態が示して
ある。本実施形態においては、上下の剛性芯材10がリ
ンク部11により結合してあり、このリンク部11によ
り結合された剛性芯材10の両側にそれぞれ電圧印加部
3を設けた伸縮素子1を配設し、外周を被覆部6で被覆
し、上下両端開口部を閉塞部15で閉塞し、内部に電解
質4を封入してアクチュエータを構成してある。しかし
て、この実施形態においては、一方の伸縮素子1に正電
位を印加して伸張した場合に、他方の伸縮素子1に負電
位が印加されて収縮することになり、これによりアクチ
ュエータはリンク部11部分で屈曲して、関節的な屈曲
が行われる。この場合、他方の収縮する伸縮素子1が、
伸張する一方の伸縮素子1の屈曲伸張する際における屈
曲伸張を助長するためのバイアス機構5を構成すること
になり、したがって、別部品のバイアス機構5を必要と
することなく、アクチュエータとしての屈曲伸張力を発
現できることになる。このように本実施形態においては
関節運動をするアクチュエータを提供できるものであ
る。
FIG. 20 shows another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the upper and lower rigid core members 10 are connected by a link portion 11, and the elastic element 1 having the voltage applying portions 3 provided on both sides of the rigid core member 10 connected by the link portion 11 is arranged. The actuator is formed by covering the outer periphery with the covering portion 6, closing the upper and lower openings at the upper and lower ends with the closing portions 15, and enclosing the electrolyte 4 therein. Thus, in this embodiment, when a positive potential is applied to one expansion element 1 to expand it, a negative potential is applied to the other expansion element 1 and contracts. The joint is bent at the eleventh portion to perform articulation. In this case, the other contracting elastic element 1 is
The bias mechanism 5 for promoting bending and extension when one of the expanding and contracting elements 1 is bent and extended is configured. Therefore, the bending and extension as an actuator is not required without the need for the separate bias mechanism 5. It will be able to express force. As described above, the present embodiment can provide an actuator that performs joint movement.

【0056】次に、図21に本発明の更に他の実施形態
の原理図が示してある。すなわち、本実施形態において
は、2つ以上の伸縮素子1を設け、この2つ以上の伸縮
素子1への電圧の印加を切換える切換え部12を設け、
電圧切換えにより伸縮素子1の動作パターンを生成する
ようにしたものである。すなわち、各伸縮素子1と電源
部2とを接続する回路部にそれぞれスイッチ20を設け
て、これらのスイッチよりなる切換え部12を構成して
ある。そして、切換え部12において、上記2つ以上の
伸縮素子1への電圧の印加を切換えることで、2つ以上
の伸縮素子1への電圧印加切換えパターンを種々変える
ことができ、すべての伸縮素子1を同時に伸張させた
り、収縮させたり、あるいは、任意の伸縮素子1のみを
伸張させたり、収縮させたりというように、伸張、収縮
の組み合わせを変えて自由度の高い小型のアクチュエー
タを提供できるものである。
Next, FIG. 21 shows a principle diagram of still another embodiment of the present invention. That is, in the present embodiment, two or more expansion elements 1 are provided, and a switching unit 12 that switches the application of voltage to the two or more expansion elements 1 is provided.
The operation pattern of the expansion element 1 is generated by voltage switching. That is, a switch 20 is provided in each of the circuit sections that connect the expansion / contraction elements 1 and the power supply section 2, and a switching section 12 including these switches is configured. By switching the voltage application to the two or more expansion elements 1 in the switching unit 12, the voltage application switching pattern to the two or more expansion elements 1 can be variously changed, and all the expansion elements 1 can be changed. It is possible to provide a small actuator having a high degree of freedom by changing the combination of extension and contraction, such as simultaneously extending, contracting, or extending or contracting only an optional expansion element 1. is there.

【0057】次に、図22に本発明の更に他の実施形態
を示している。本実施形態においては、中心部に対向電
極部7を設け、対向電極部7の外周部に少なくとも3個
以上の伸縮素子1を設置してある。図22におていは複
数の伸縮素子1を環状に配設し、隣接する伸縮素子1間
に絶縁体25を配設したものである。この実施形態にお
いても外周を被覆部6で被覆し、内部に電解質4を封入
してある。また図示を省略しているが、上下両端開口部
は閉塞部で閉塞し、伸縮素子1には電圧印加部3が設け
てある。そして、各伸縮素子1と電源部2とを接続する
並列回路部にはそれぞれスイッチ20が設けてあって切
換え部12が構成してある。しかして、3個以上の伸縮
素子1への電圧印加パターンを変えることで、全体を同
電位とすることで図22におけるZ方向に収縮したり、
あるいは、3個以上の伸縮素子1のうち一部を正電位、
他の一部を負電位とすることで、X、Y、θ(θはX、
Yに対する捩れ角)の3次元的屈曲動作ができるアクチ
ュエータを提供することができるものである。この場
合、収縮する伸縮素子1が、伸張する伸縮素子1の屈曲
伸張する際における屈曲伸張を助長するためのバイアス
機構5を構成することになり、したがって、別部品のバ
イアス機構5を必要とすることなく、アクチュエータと
しての屈曲伸張力を発現できることになる。
Next, FIG. 22 shows still another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the opposing electrode portion 7 is provided at the center portion, and at least three elastic elements 1 are provided on the outer peripheral portion of the opposing electrode portion 7. In FIG. 22, a plurality of elastic elements 1 are arranged in a ring, and an insulator 25 is arranged between adjacent elastic elements 1. Also in this embodiment, the outer periphery is covered with the covering portion 6, and the electrolyte 4 is sealed inside. Although not shown, the upper and lower openings are closed by closing portions, and the expandable element 1 is provided with a voltage applying section 3. A switch 20 is provided in each of the parallel circuit sections that connect each expansion element 1 and the power supply section 2, and a switching section 12 is configured. However, by changing the voltage application pattern to the three or more expansion elements 1 to make the whole the same potential, it contracts in the Z direction in FIG.
Alternatively, a part of the three or more expansion elements 1 has a positive potential,
By making the other part a negative potential, X, Y, θ (θ is X,
It is possible to provide an actuator capable of performing a three-dimensional bending operation (torsion angle with respect to Y). In this case, the contracting elastic element 1 constitutes the bias mechanism 5 for promoting the bending and extension when the expanding and contracting element 1 bends and extends, and therefore requires the bias mechanism 5 of another component. Thus, the bending and elongation of the actuator can be exhibited.

【0058】次に、図23に基づいて本発明の更に他の
実施形態につき説明する。本実施形態においては、剛性
芯材10がリンク部11により結合され、このリンク部
11により結合された剛性芯材10の一方の側方に電圧
印加部3を設けた伸縮素子1を、他方の側方にばね等の
バイアス機構5を兼ねた対向電極部7を設けてある。図
23の実施形態では金属製の引張りばねにより対向電極
部7を兼用するバイアス機構5が構成してある。また、
外周を被覆部6で被覆し、上下両端開口部を閉塞部15
で閉塞し、内部に電解質4を封入してアクチュエータを
構成してある。このものにおいては、電圧印加部3に正
電位の電圧を印加し、対向電極部7に負電位の電圧を印
加した場合、伸縮素子1が伸張してリンク部11を中心
にして対向電極部7側に屈曲するが、この時、対向電極
部7を兼用するバイアス機構5は引張りばねにより構成
してあるので、剛体芯材10をリンク部11を中心にし
て対向電極部7側に屈曲する力が作用し、伸縮素子1の
伸張方向の力が付与されることになる。一方、電圧印加
部3に負電位の電圧を印加し、対向電極部7に正電位の
電圧を印加した場合、上記バイアス機構5を構成するば
ね力に抗して伸縮素子1が収縮してリンク部11を中心
にして対向電極部7と反対側に剛体芯材10が屈曲す
る。このように、アクチュエータがリング部11を中心
に対向電極部7側や伸縮素子1側に関節運動により屈曲
するものである。また、本実施形態ではバイアス機構5
と兼ねた対向電極部7が兼用してあることで,部品点数
を削減できるものである。
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the elastic core material 10 is connected by a link portion 11, and the elastic element 1 having the voltage applying portion 3 provided on one side of the rigid core material 10 connected by the link portion 11 is connected to the other A counter electrode portion 7 serving also as a bias mechanism 5 such as a spring is provided on the side. In the embodiment of FIG. 23, a bias mechanism 5 that also serves as the counter electrode portion 7 is configured by a metal tension spring. Also,
The outer periphery is covered with the covering portion 6, and the openings at both upper and lower ends are closed.
, And the electrolyte 4 is sealed inside to form an actuator. In this device, when a positive potential voltage is applied to the voltage applying unit 3 and a negative potential voltage is applied to the opposing electrode unit 7, the expandable element 1 expands and the opposing electrode unit 7 extends around the link unit 11. At this time, since the bias mechanism 5 serving also as the counter electrode portion 7 is formed of a tension spring, the force for bending the rigid core material 10 toward the counter electrode portion 7 around the link portion 11 is used. Acts, and a force in the extension direction of the expansion and contraction element 1 is applied. On the other hand, when a negative potential voltage is applied to the voltage applying unit 3 and a positive potential voltage is applied to the opposing electrode unit 7, the expandable element 1 contracts against the spring force of the bias mechanism 5, and the link expands. The rigid core material 10 is bent to the opposite side of the opposing electrode portion 7 about the portion 11. As described above, the actuator bends around the ring portion 11 toward the opposing electrode portion 7 or the telescopic element 1 by joint movement. In this embodiment, the bias mechanism 5 is used.
The number of components can be reduced by also using the counter electrode portion 7 which also serves as the counter electrode.

【0059】ここで、図23の実施形態のものに更に、
図24に示すように伸縮素子1の略中央部をガイドする
ための張力ガイド13をリンク部11に設けてもよいも
のである。このようにリンク部11に伸縮素子1の略中
央部をガイドするための張力ガイド13を設けること
で、伸縮素子1が収縮する際に張力ガイド13によりガ
イドされることとなり、少ない収縮量でより大きい屈曲
ができることになる。
Here, in addition to the embodiment of FIG.
As shown in FIG. 24, a tension guide 13 for guiding a substantially central portion of the elastic element 1 may be provided in the link portion 11. By providing the tension guide 13 for guiding the substantially central portion of the elastic element 1 to the link portion 11 in this manner, the elastic element 1 is guided by the tension guide 13 when contracting, and the contraction amount can be reduced with a small amount of contraction. Large bends can be made.

【0060】次に、図25に基づいて本発明の他の実施
形態につき説明する。本実施形態においては、筒状をし
た対向電極部7に電圧印加部3を有する複数の伸縮素子
1を挿入し、筒状の対向電極部7の内部において対向電
極部7の内周と電圧印加部3を有する複数の伸縮素子1
の外面との間に電解質4が充填してある。ここで、伸縮
素子1は棒状あるいは筒状をしていて一端部に電圧印加
部3を有しており、これを束にして筒状をした対向電極
部7に挿入している。なお、図25は概略図であり、ば
ね等のバイアス機構の図示は省略しているが、前述の各
実施形態と同様にバイアス機構を設けるものであり、こ
の場合、各伸縮素子1毎にばね等のバイアス機構を設け
てもよく、あるいは、束になった伸縮素子1に対してバ
イアス機構を設けてもよいものである。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a plurality of extendable elements 1 having the voltage application unit 3 are inserted into the cylindrical counter electrode unit 7, and the inner periphery of the counter electrode unit 7 and the voltage application inside the cylindrical counter electrode unit 7 are applied. Plural expandable elements 1 having portions 3
Is filled with an electrolyte 4 between itself and the outer surface. Here, the expansion / contraction element 1 has a rod-like or cylindrical shape, and has a voltage application unit 3 at one end, and the bundle is inserted into a cylindrical counter electrode unit 7. FIG. 25 is a schematic view, and illustration of a bias mechanism such as a spring is omitted, but a bias mechanism is provided similarly to each of the above-described embodiments. And the like, or a bias mechanism may be provided for the bundled elastic elements 1.

【0061】そして、本実施形態においては電圧印加部
3に正の電位を対向電極部7に負の電位の電圧を印加す
ることで伸縮素子1が伸張し、電圧印加部3に負の電位
を対向電極部7に正の電位の電圧を印加することで伸縮
素子1が収縮するのであるが、各伸縮素子1が伸縮動作
を行い、伸縮素子の断面積・表面積が増大し、大きな発
生力の直動のアクチュエータとすることができるもので
ある。
In the present embodiment, by applying a positive potential to the voltage applying unit 3 and applying a negative potential voltage to the counter electrode unit 7, the expandable element 1 expands, and the negative potential is applied to the voltage applying unit 3. When the voltage of a positive potential is applied to the counter electrode portion 7, the expandable element 1 contracts. Each expandable element 1 expands and contracts, the cross-sectional area and surface area of the expandable element increase, and a large generation force is generated. It can be a direct-acting actuator.

【0062】次に、図26に基づいて本発明の他の実施
形態につき説明する。本実施形態においては、中心部に
対向電極部7を配置し、薄膜化した伸縮素子1をひだ状
に折り曲げて対向電極部7の外周部に配置した構成とな
っている。この実施形態においても電圧印加部3に正の
電位を対向電極部7に負の電位の電圧を印加することで
伸縮素子1が伸張し、電圧印加部3に負の電位を対向電
極部7に正の電位の電圧を印加することで伸縮素子1が
収縮するのであるが、中心部に対向電極部7を配置し、
薄膜化した伸縮素子1をひだ状に折り曲げて対向電極部
7の外周部に配置することで、同一サイズのアクチュエ
ータでも伸縮素子1の表面積を大きくできて伸縮時の発
生力を大きくすることができるものである。また、中心
部に対向電極7を設置することで、周囲の伸縮素子1に
均一に電界を付加できるものである。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the opposing electrode portion 7 is disposed at the center, and the thinned elastic element 1 is folded into a pleated shape and disposed on the outer peripheral portion of the opposing electrode portion 7. Also in this embodiment, the stretching element 1 is expanded by applying a positive potential to the voltage applying unit 3 and applying a negative potential voltage to the opposing electrode unit 7, and applying a negative potential to the voltage applying unit 3 to the opposing electrode unit 7. When the voltage of the positive potential is applied, the elastic element 1 contracts.
By bending the thinned elastic element 1 into a pleated shape and arranging it on the outer periphery of the counter electrode portion 7, even with an actuator of the same size, the surface area of the elastic element 1 can be increased, and the force generated during expansion and contraction can be increased. Things. In addition, by disposing the counter electrode 7 at the center, an electric field can be uniformly applied to the surrounding expansion element 1.

【0063】次に、図27に基づいて本発明の更に他の
実施形態につき説明する。本実施形態においては、上記
図26の実施形態において更に、中心部に配置した対向
電極部7を図27に示すようにひだ状に屈曲してある。
この実施形態においても、電圧印加部3に正の電位を対
向電極部7に負の電位の電圧を印加することで伸縮素子
1が伸張し、電圧印加部3に負の電位を対向電極部7に
正の電位の電圧を印加することで伸縮素子1が収縮する
のである。そして、本実施形態においても、図26の実
施形態と同様に、同一サイズのアクチュエータでも伸縮
素子1の表面積を大きくできて伸縮時の発生力を大きく
することができることに加え、更にまた、対向電極部7
もひだ状に折り曲げることでポリマー(伸縮素子1を構
成するポリアニリン、ポリピロール等のπ共役型高分子
材料)の酸化還元反応を促進し、伸縮時の伸縮速度が速
くなるものである。
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the counter electrode portion 7 arranged at the center is bent in a pleated shape as shown in FIG. 27 in the embodiment of FIG.
Also in this embodiment, the stretching element 1 is expanded by applying a positive potential to the voltage applying unit 3 and a negative potential to the opposing electrode unit 7, and applying a negative potential to the voltage applying unit 3. By applying a voltage of a positive potential to the elastic element 1, the elastic element 1 contracts. Also in this embodiment, similarly to the embodiment of FIG. 26, in addition to the fact that the actuator of the same size can increase the surface area of the expansion and contraction element 1 to increase the force generated during expansion and contraction, Part 7
By folding in a pleated shape, the oxidation-reduction reaction of a polymer (a π-conjugated polymer material such as polyaniline or polypyrrole that constitutes the stretching element 1) is promoted, and the stretching speed during stretching is increased.

【0064】次に、図28に基づいて本発明の更に他の
実施形態につき説明する。本実施形態においては、中心
部に対向電極部7を配置し、薄膜化した伸縮素子1を対
向電極部7を中心とした螺旋状にして対向電極の周囲に
配置した構成となっている。この実施形態においても、
電圧印加部3に正の電位を対向電極部7に負の電位の電
圧を印加することで伸縮素子1が伸張し、電圧印加部3
に負の電位を対向電極部7に正の電位の電圧を印加する
ことで伸縮素子1が収縮するのであるが、薄膜化した伸
縮素子1を対向電極部7を中心とした螺旋状にして対向
電極の周囲に配置することで、同一サイズのアクチュエ
ータでも伸縮素子1の表面積を大きくできて伸縮時の発
生力を大きくすることができるものである。
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the opposing electrode portion 7 is arranged at the center, and the thinned elastic element 1 is spirally formed around the opposing electrode portion 7 and arranged around the opposing electrode. Also in this embodiment,
By applying a positive potential to the voltage application unit 3 and applying a negative potential voltage to the counter electrode unit 7, the expandable element 1 expands, and the voltage application unit 3
By applying a negative potential to the counter electrode 7 and applying a positive voltage to the counter electrode 7, the elastic element 1 contracts. By arranging them around the electrodes, even if the actuators have the same size, the surface area of the expansion / contraction element 1 can be increased, and the force generated during expansion / contraction can be increased.

【0065】次に、図29に基づいて本発明の更に他の
実施形態につき説明する。本実施形態においては、薄膜
化した伸縮素子1及び対向電極部7をそれぞれ螺旋状に
して、両渦巻きの中心が共通で且つ一方の渦巻きの外周
に他方の渦巻きが沿うように配置した構成となってい
る。この実施形態においても、電圧印加部3に正の電位
を対向電極部7に負の電位の電圧を印加することで伸縮
素子1が伸張し、電圧印加部3に負の電位を対向電極部
7に正の電位の電圧を印加することで伸縮素子1が収縮
するのであるが、伸縮素子1を薄膜化することで、同一
サイズのアクチュエータでも伸縮素子1の表面積を大き
くできて伸縮時の発生力を大きくすることができるもの
である。また、両渦巻きの中心が共通で且つ一方の渦巻
きの外周に他方の渦巻きが沿うように配置することで、
ポリマーの酸化還元反応を促進し、伸縮時の伸縮速度が
速くなるものである。
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the thinned elastic element 1 and the opposing electrode portion 7 are each formed into a helical shape, and the centers of both spirals are common, and the spiral is arranged so that the other spiral follows the outer periphery of one spiral. ing. Also in this embodiment, the stretching element 1 is expanded by applying a positive potential to the voltage applying unit 3 and a negative potential to the opposing electrode unit 7, and applying a negative potential to the voltage applying unit 3. By applying a positive potential voltage to the elastic element 1, the elastic element 1 contracts. By making the elastic element 1 thinner, the surface area of the elastic element 1 can be increased even with an actuator of the same size, and the force generated during expansion and contraction can be increased. Can be increased. In addition, by arranging the two spirals so that their centers are common and the outer periphery of one spiral is along the other spiral,
It promotes the oxidation-reduction reaction of the polymer and increases the stretching speed during stretching.

【0066】[0066]

【発明の効果】上記の請求項1記載の本発明にあって
は、ポリアニリン、ポリピロール等のπ共役型高分子材
料で構成される伸縮素子と、該伸縮素子に電圧を印加す
るための電源部及び電圧印加部と、電流を伸縮素子から
外部に導通させるための電解質とから成り、電圧印加部
に正の電位を印加すると伸縮素子が伸張し且つ電圧印加
部に負の電位を印加すると伸縮素子が収縮する機構にお
いて、伸縮素子の伸張時に伸張方向に力を発生するばね
等のバイアス機構を設け、電圧印加部へ電位を供給する
電源部は正電位、負電位の切換えが可変であって電圧値
の絶対値及び極性の切換えによって伸縮素子の伸縮量を
制御するので、電圧印加部に正電位を印加すると伸縮素
子のイオンドーピング量が増大して伸縮素子が伸張しよ
うとするが、このときばね等のバイアス機構により伸縮
素子を伸張する方向の力が発生し、これによりアクチュ
エータとして利用する場合における伸張方向のアクチュ
エータ力を発現でき、また、電圧印加部に負電位を印加
して伸縮素子が収縮する際には伸縮素子のイオンドーピ
ング量が減少しバイアス機構の力に抗して伸縮素子が収
縮し、収縮方向のアクチュエータ力を発現できるもので
あり、この結果、伸張、収縮の両方の動作をすることが
できるアクチュエータを簡単な構成で提供できるもので
ある。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a stretchable element made of a π-conjugated polymer material such as polyaniline or polypyrrole, and a power supply section for applying a voltage to the stretchable element. And a voltage application unit, and an electrolyte for conducting current from the expansion element to the outside. The expansion element expands when a positive potential is applied to the voltage application unit, and expands when a negative potential is applied to the voltage application unit. In the mechanism that contracts, a bias mechanism such as a spring that generates a force in the extension direction when the expansion / contraction element is extended is provided, and the power supply section that supplies the potential to the voltage application section is capable of switching between a positive potential and a negative potential and has a variable voltage. Since the amount of expansion and contraction of the expansion and contraction element is controlled by switching the absolute value and the polarity of the value, when a positive potential is applied to the voltage application unit, the ion doping amount of the expansion and contraction element increases and the expansion and contraction element tries to expand. A biasing mechanism such as a spring generates a force in the direction in which the expansion and contraction element is extended, and thereby, the actuator force in the expansion direction when used as an actuator can be developed. In addition, the expansion and contraction element is applied by applying a negative potential to the voltage application unit. When contracting, the ion doping amount of the expansion and contraction element is reduced, and the expansion and contraction element contracts against the force of the bias mechanism, so that the actuator force in the contraction direction can be expressed. As a result, both expansion and contraction operations are performed. It is possible to provide an actuator capable of performing the above operation with a simple configuration.

【0067】また、請求項2記載の発明にあっては、上
記請求項1記載の発明の効果に加えて、電圧印加部と伸
縮素子及びその近傍に対向電極部を設置し、最外周部に
シリコン等の被覆部を形成し、対向電極部と伸縮素子と
の間に形成される空間に電解質を封入してあるので、電
解質の外部漏洩を防止し、パッケージ型のアクチュエー
タを簡単な構成で提供できるものである。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the effects of the first aspect of the present invention, a voltage application section, a telescopic element and a counter electrode section are provided near the extension element, and the outermost peripheral section is provided. Forming a covering part such as silicon and sealing the electrolyte in the space formed between the counter electrode part and the expansion / contraction element, preventing leakage of the electrolyte to the outside and providing a packaged actuator with a simple configuration. You can do it.

【0068】また、請求項3記載の発明にあっては、上
記請求項1又は請求項2記載の発明の効果に加えて、対
向電極部を伸縮素子の周囲に設置してあるので、伸縮素
子への電界が均一になり酸化還元反応が促進され、この
ように酸化還元反応が促進されることで、伸縮素子の伸
縮も促進されるものである。
According to the third aspect of the present invention, in addition to the effects of the first and second aspects of the present invention, since the counter electrode portion is provided around the expansion and contraction element, The electric field to the electrode becomes uniform, and the oxidation-reduction reaction is promoted. The promotion of the oxidation-reduction reaction promotes the expansion and contraction of the expansion element.

【0069】また、請求項4記載の発明にあっては、上
記請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の発明の効果
に加えて、電圧印加部と伸縮素子及びその近傍に対向電
極部を設置し、対向電極部が網目構造であるので、対向
電極が伸縮素子の伸縮に追随し、この結果、伸縮素子の
伸縮に応答した形状変化が得やすいアクチュエータを提
供できるものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the effects of any one of the first to third aspects of the present invention, a voltage application section, a telescopic element and a counter electrode section in the vicinity thereof are provided. Since the counter electrode portion has a mesh structure, the counter electrode follows the expansion and contraction of the expansion and contraction element. As a result, it is possible to provide an actuator which can easily obtain a shape change in response to the expansion and contraction of the expansion and contraction element.

【0070】また、請求項5記載の発明にあっては、上
記請求項1記載の発明の効果に加えて、電圧印加部が伸
縮素子の両端部に設置され、電源部からの電圧印加を伸
縮素子の両端部から行うので、電荷注入速度が速くな
り、伸縮素子の酸化還元反応も促進されるものである。
According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, a voltage application section is provided at both ends of the expansion / contraction element, and the voltage application from the power supply section expands / contracts. Since the reaction is performed from both ends of the element, the charge injection speed is increased, and the oxidation-reduction reaction of the elastic element is promoted.

【0071】また、請求項6記載の発明にあっては、上
記請求項1記載の発明の効果に加えて、電圧印加部と伸
縮素子の接点が伸縮素子の電気伝導度よりも大きいの
で、電荷注入速度が速くなり、伸縮素子の酸化還元反応
も促進されるものである。
According to the sixth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, since the contact point between the voltage applying section and the expansion / contraction element is larger than the electric conductivity of the expansion / contraction element, the charge The injection speed is increased, and the oxidation-reduction reaction of the expansion element is also promoted.

【0072】また、請求項7記載の発明にあっては、上
記請求項1乃至請求項3のいずれかに記載発明の効果に
加えて、電圧印加部と伸縮素子及びその近傍に対向電極
部を設置するものであって、バイアス機構がコイルばね
状をしていて該バイアス機構が対向電極部を兼ねている
ので、バイアス機構と対向電極部とを兼用して部品点数
の少ないアクチュエータを提供できるものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the effects of any one of the first to third aspects, a voltage application section, a telescopic element, and a counter electrode section in the vicinity thereof are provided. The bias mechanism has a coil spring shape, and the bias mechanism also serves as the counter electrode section. Therefore, the bias mechanism can also be used as the counter electrode section to provide an actuator having a small number of parts. It is.

【0073】また、請求項8記載の発明にあっては、上
記請求項1記載の発明の効果に加えて、最外周を被覆す
る被覆部が弾性体で構成されてバイアス機構を兼ねてい
るので、被覆体がバイアス機構を兼用して部品点数の少
ないアクチュエータを提供できるものである。
According to the eighth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, since the covering portion covering the outermost periphery is formed of an elastic body and also serves as a bias mechanism. Further, the present invention can provide an actuator having a small number of parts, with the covering member also serving as the bias mechanism.

【0074】また、請求項9記載の発明にあっては、上
記請求項1記載の発明の効果に加えて、中心部に対向電
極部を設置し、薄膜化した伸縮素子をロール状にして対
向電極部の周囲に配置してあるので、伸張素子の表面積
をアップさせて伸縮率を向上させることができるもので
あり、また、中心部に対向電極部を設置することで周囲
のロール状の対向電極部に均一に電界を付加できるもの
である。
According to the ninth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, an opposing electrode portion is provided at a central portion, and a thinned elastic element is formed in a roll shape to be opposed. Since it is arranged around the electrode part, it is possible to increase the surface area of the stretching element and improve the expansion and contraction rate. Also, by installing the counter electrode part in the center part, the surrounding roll-shaped An electric field can be uniformly applied to the electrode portion.

【0075】また、請求項10記載の発明にあっては、
上記請求項9記載の発明の効果に加えて、ロール状をし
た伸縮素子の更に外周を囲むように対向電極部を配置す
るので、ロール状をした伸縮素子の内外両面に均一な電
界を印加できて、伸縮素子の酸化還元反応が促進され、
結果的に伸縮素子の伸縮を促進することができるもので
ある。
In the invention according to claim 10,
In addition to the effect of the ninth aspect of the present invention, since the counter electrode portion is arranged so as to further surround the outer periphery of the roll-shaped elastic element, a uniform electric field can be applied to both the inner and outer surfaces of the roll-shaped elastic element. The redox reaction of the expansion element is promoted,
As a result, expansion and contraction of the expansion element can be promoted.

【0076】また、請求項11記載の発明にあっては、
上記請求項10記載の発明の効果に加えて、ロール状を
した伸縮素子と対向電極部を複数層配置するので、収縮
時の引張り力を向上することができるものである。
In the invention according to claim 11,
In addition to the effect of the tenth aspect of the present invention, since a plurality of roll-shaped expansion / contraction elements and counter electrode portions are arranged, the tensile force at the time of contraction can be improved.

【0077】また、請求項12記載の発明にあっては、
上記請求項1又は請求項4記載の発明の効果に加えて、
ロール状をした伸縮素子と対向電極部とを径方向に配設
したアクチュエータが円管状をしているので、半径方向
に膨張、収縮する円管状のアクチュエータを提供できる
ものである。
According to the twelfth aspect of the present invention,
In addition to the effects of the invention described in claim 1 or claim 4,
Since the actuator in which the roll-shaped expansion / contraction element and the opposing electrode portion are arranged in the radial direction has a tubular shape, a tubular actuator that expands and contracts in the radial direction can be provided.

【0078】また、請求項13記載の発明にあっては、
上記請求項1記載の発明の効果に加えて、伸縮素子を一
対設け、この一対の伸縮素子に一方が伸張する際には一
方が収縮するように一方の伸縮素子に正の電圧を印加し
た際には他方の伸縮素子には負の電圧を印加するので、
伸張と収縮の相異なる動きを同時実現できるアクチュエ
ータを提供することができるものである。
In the invention according to the thirteenth aspect,
In addition to the effect of the first aspect of the present invention, a pair of expansion and contraction elements are provided, and when one of the expansion and contraction elements is expanded, a positive voltage is applied to one of the expansion and contraction elements so that one of the expansion and contraction elements contracts. Apply a negative voltage to the other expansion element,
It is possible to provide an actuator capable of simultaneously realizing different movements of extension and contraction.

【0079】また、請求項14記載の発明にあっては、
上記請求項1又は請求項13記載の発明の効果に加え
て、自然状態が湾曲形状となった弾性芯材の両側に伸縮
素子を設置するので、湾曲したアクチュエータの半径方
向に広がったり、狭まったりする湾曲運動を実現できる
ものである。また2つの伸縮素子間に電圧を印加するこ
とで、一方の伸縮素子に正電位を印加して伸張した場合
に、他方の伸縮素子に負電位が印加されて収縮すること
になり、これによりアクチュエータは湾曲動作をするの
であるが、この場合、他方の収縮する伸縮素子が、伸張
する一方の伸縮素子1の屈曲伸張する際における屈曲伸
張を助長するためのバイアス機構を構成することにな
り、したがって、別部品の特別なバイアス機構を必要と
することなく、アクチュエータとしての屈曲伸張力を発
現できるものである。
Further, in the invention according to claim 14,
In addition to the effects of the first or thirteenth aspect of the present invention, in addition to the expansion and contraction elements provided on both sides of the elastic core material whose natural state is in a curved shape, the actuator expands or contracts in the radial direction of the curved actuator. It is possible to realize a bending motion. In addition, by applying a voltage between the two expandable elements, when a positive potential is applied to one expandable element to expand the expandable element, a negative potential is applied to the other expandable element and the expandable element contracts. Performs a bending operation. In this case, the other contracting elastic element constitutes a bias mechanism for promoting bending and extension when the other elastic element 1 is bent and extended. In addition, the bending and elongation of the actuator can be exhibited without requiring a special bias mechanism as a separate part.

【0080】また、請求項15記載の発明にあっては、
上記請求項1又は請求項13記載の発明の効果に加え
て、中央部の直状の弾性芯材の両外側に伸縮素子を設置
するので、左右方向に屈曲する屈曲自由度のあるアクチ
ュエータを提供できるものである。
Further, in the invention according to claim 15,
In addition to the effects of the first or the thirteenth aspect of the present invention, since the expansion and contraction elements are installed on both outer sides of the straight elastic core material at the central portion, an actuator having a degree of freedom in bending in the left-right direction is provided. You can do it.

【0081】また、請求項16記載の発明にあっては、
上記請求項15記載の発明の効果に加えて、伸縮素子の
伸縮方向に沿って少なくとも2箇所以上の電圧印加部を
設け、電圧印加場所を切換え自在としてあるので、簡単
な構成で屈曲率の変化を制御できるアクチュエータを提
供することができるものである。
In the invention according to claim 16,
In addition to the effect of the invention according to claim 15, at least two or more voltage applying sections are provided along the expansion and contraction direction of the expansion and contraction element, and the voltage application locations can be switched, so that the change in the bending rate can be achieved with a simple configuration. Can be provided.

【0082】また、請求項17記載の発明にあっては、
上記請求項1又は請求項13記載の発明の効果に加え
て、伸縮素子を絶縁運動伝達部を介して設置し、各伸縮
素子の絶縁運動伝達部と反対側の端部に電圧印加部を設
け、それぞれの伸縮素子の電圧印加部に逆の電位を印加
して絶縁運動伝達部を上下させるので、簡単な構成で絶
縁運動伝達部が上下移動するアクチュエータを提供でき
るものである。また、他方の収縮する伸縮素子が、伸張
する一方の伸縮素子の伸張する際における伸張を助長す
るためのバイアス機構を構成することになり、したがっ
て、別部品のバイアス機構を必要とすることなく、アク
チュエータとしての屈曲伸張力を発現できるものであ
る。
In the invention according to claim 17,
In addition to the effects of the first or thirteenth aspect, the telescopic element is provided via an insulating motion transmitting part, and a voltage applying part is provided at an end of each telescopic element opposite to the insulating motion transmitting part. Since an opposite potential is applied to the voltage applying unit of each expansion element to move the insulating motion transmitting unit up and down, it is possible to provide an actuator in which the insulating motion transmitting unit moves up and down with a simple configuration. Also, the other contracting telescopic element will constitute a biasing mechanism for promoting expansion when one of the expanding and contracting elements is extended, and therefore, without the need for a separate component biasing mechanism, It can exhibit bending and elongation as an actuator.

【0083】また、請求項18記載の発明にあっては、
上記請求項1又は請求項13記載の発明の効果に加え
て、剛性芯材がリンク部により結合され、このリンク部
により結合された剛性芯材の両側に伸縮素子を配設して
あるので、関節運動して屈曲するアクチュエータを提供
できるものである。また、他方の収縮する伸縮素子が、
伸張する一方の伸縮素子の屈曲伸張する際における屈曲
伸張を助長するためのバイアス機構を構成することにな
り、したがって、別部品のバイアス機構を必要とするこ
となく、アクチュエータとしての屈曲伸張力を発現でき
るものである。
In the invention according to claim 18,
In addition to the effects of the first or thirteenth aspect of the present invention, the rigid core is connected by the link portion, and the elastic elements are provided on both sides of the rigid core connected by the link portion. It is possible to provide an actuator that bends by articulation. Also, the other contracting elastic element is
This constitutes a bias mechanism for promoting bending and extension when one of the expanding and contracting elements is bent and extended, and therefore, exhibits bending and tension as an actuator without requiring a separate component bias mechanism. You can do it.

【0084】また、請求項19記載の発明にあっては、
上記請求項1記載の発明の効果に加えて、2つ以上の伸
縮素子を設け、この2つ以上の伸縮素子への電圧の印加
を切換える切換え部を設け、電圧切換えにより伸縮素子
の動作パターンを生成するので、2つ以上の伸縮素子へ
の電圧印加切換えパターンを種々変えることで、すべて
の伸縮素子を同時に伸張させたり、収縮させたり、ある
いは、伸張、収縮の組み合わせを変えたりして自由度の
高いアクチュエータを提供できるものである。
In the invention according to claim 19,
In addition to the effects of the first aspect of the present invention, two or more telescopic elements are provided, and a switching unit for switching the application of a voltage to the two or more telescopic elements is provided. Since it is generated, by changing the voltage application switching pattern to two or more expansion elements in various ways, all expansion elements can be expanded or contracted at the same time, or the combination of expansion and contraction can be changed to change the degree of freedom. It is possible to provide an actuator with high performance.

【0085】また、請求項20記載の発明にあっては、
上記請求項1記載の発明の効果に加えて、中心部に対向
電極部を設け、対向電極部の外周部に少なくとも3個以
上の伸縮素子を設置し、3個以上の伸縮素子への電圧の
印加を切換えるので、3次元屈曲動作ができるアクチュ
エータを提供することができるものである。また、収縮
する伸縮素子が、伸張する伸縮素子の屈曲伸張する際に
おける屈曲伸張を助長するためのバイアス機構を構成す
ることになり、したがって、別部品のバイアス機構を必
要とすることなく、アクチュエータとしての屈曲伸張力
を発現できることになる。
Further, in the twentieth aspect,
In addition to the effect of the first aspect of the present invention, a counter electrode portion is provided at a central portion, at least three expansion elements are provided on an outer peripheral portion of the counter electrode portion, and a voltage applied to three or more expansion elements is provided. Since the application is switched, an actuator capable of performing a three-dimensional bending operation can be provided. In addition, the contracting elastic element constitutes a bias mechanism for promoting bending and extension when the expanding and contracting element expands and contracts.Therefore, as an actuator without the need for a separate component bias mechanism. Can be expressed.

【0086】また、請求項21記載の発明にあっては、
上記請求項1記載の発明の効果に加えて、剛性芯材がリ
ンク部により結合され、このリンク部により結合された
剛性芯材の一方の側方に伸縮素子を、他方の側方にばね
等のバイアス機構を兼ねた対向電極部を設けてあるの
で、リンク部部分で屈曲して、関節的な屈曲が行われる
アクチュエータを提供できるものでる。また、バイアス
機構と兼ねた対向電極部が兼用してあることで,部品点
数を削減できるものである。
In the invention according to claim 21,
In addition to the effects of the first aspect of the present invention, the rigid core member is connected by a link portion, and a telescopic element is provided on one side of the rigid core member connected by the link portion, and a spring or the like is provided on the other side. Since the opposing electrode portion also serving as the bias mechanism is provided, it is possible to provide an actuator that bends at the link portion to perform articulation. In addition, the number of components can be reduced by using the counter electrode portion also serving as the bias mechanism.

【0087】また、請求項22記載の発明にあっては、
上記請求項21記載の発明の効果に加えて、リンク部に
伸縮素子の略中央部をガイドするための張力ガイドを設
けてあるので、伸縮素子が収縮する際に張力ガイドによ
りガイドされることで、少ない収縮量でより大きい屈曲
ができるアクチュエータを提供することができるもので
ある。
Further, in the invention according to claim 22,
In addition to the effect of the invention according to claim 21, since the link portion is provided with a tension guide for guiding a substantially central portion of the expansion and contraction element, the expansion and contraction element is guided by the tension guide when contracting. It is possible to provide an actuator that can bend more with a small amount of contraction.

【0088】また、請求項23記載の発明にあっては、
上記請求項1記載の発明の効果に加えて、筒状をした対
向電極部に、電圧印加部を有する伸縮素子を複数挿入
し、筒状の対向電極部の内部において対向電極部の内周
と電圧印加部を有する複数の伸縮素子の外面との間が電
解質であるので、各伸縮素子が伸縮動作を行い、全体と
して発生力の大きい直動のアクチュエータとすることが
できるものである。
According to the twenty-third aspect of the present invention,
In addition to the effects of the first aspect of the present invention, a plurality of expansion / contraction elements having a voltage application section are inserted into the cylindrical counter electrode, and the inner periphery of the counter electrode is formed inside the cylindrical counter electrode. Since the space between the outer surfaces of the plurality of expandable elements having the voltage application unit is an electrolyte, each expandable element performs an expansion and contraction operation, and can be a direct-acting actuator having a large generated force as a whole.

【0089】また、請求項24記載の発明にあっては、
上記請求項1記載の発明の発明の効果に加えて、中心部
に対向電極部を配置し、薄膜化した伸縮素子をひだ状に
折り曲げて対向電極部の外周部に配置するので、ひだに
より伸縮素子の表面積が増大し、この結果、同一サイズ
のアクチュエータでも伸縮時の発生力を大きくすること
ができ、また、中心部に対向電極部を設置することで、
周囲の伸縮素子に均一に電界を付加できるものである。
In the invention according to claim 24,
In addition to the effect of the invention of the above-mentioned claim 1, in addition to the arrangement of the opposing electrode portion at the center portion, the thinned elastic element is folded in a pleated shape and arranged on the outer peripheral portion of the opposing electrode portion, so that it is expanded and contracted by the fold The surface area of the element increases, and as a result, the force generated during expansion and contraction can be increased even with an actuator of the same size, and by installing the counter electrode in the center,
An electric field can be uniformly applied to the surrounding expansion element.

【0090】また、請求項25記載の発明にあっては、
上記請求項24記載の発明の効果に加えて、中心部に配
置した対向電極部をひだ状に屈曲しているので、ひだに
より伸縮素子の表面積が増大し、この結果、同一サイズ
のアクチュエータでも伸縮時の発生力を大きくすること
ができ、対向電極部もひだ状に折り曲げることでポリマ
ーの酸化還元反応を促進し、伸縮時の伸縮速度が速くな
り、この結果、伸縮時の発生力が大きく且つ伸縮時の伸
縮速度の速いアクチュエータを提供できるものである。
In the invention according to claim 25,
In addition to the effect of the invention described in claim 24, since the opposing electrode portion disposed in the center portion is bent in a pleated shape, the surface area of the expandable element is increased by the fold, and as a result, even if the actuator has the same size, The generation force at the time of expansion can be increased, and the counter electrode portion is also folded in a pleated shape to promote the oxidation-reduction reaction of the polymer, thereby increasing the expansion and contraction speed at the time of expansion and contraction. It is possible to provide an actuator having a high expansion / contraction speed at the time of expansion / contraction.

【0091】また、請求項26記載の発明にあっては、
上記請求項1記載の発明の効果に加えて、中心部に対向
電極部を配置し、薄膜化した伸縮素子を対向電極部を中
心とした螺旋状にして対向電極の周囲に配置してあるの
で、同一サイズのアクチュエータでも伸縮素子の表面積
を大きくできて伸縮時の発生力を大きくすることができ
るものである。
In the invention according to claim 26,
In addition to the effect of the first aspect of the present invention, the counter electrode portion is disposed at the center portion, and the thinned elastic element is spirally formed around the counter electrode portion and disposed around the counter electrode. Also, even with actuators of the same size, the surface area of the expansion and contraction element can be increased, and the force generated during expansion and contraction can be increased.

【0092】また、請求項27記載の発明にあっては、
上記請求項1記載の発明の効果に加えて、薄膜化した伸
縮素子及び対向電極部をそれぞれ螺旋状にして、両渦巻
きの中心が共通で且つ一方の渦巻きの外周に他方の渦巻
きが沿うように配置したので、同一サイズのアクチュエ
ータでも伸縮素子の表面積を大きくできて伸縮時の発生
力を大きくすることができ、また、両渦巻きの中心が共
通で且つ一方の渦巻きの外周に他方の渦巻きが沿うよう
に配置することで、ポリマーの酸化還元反応を促進し、
伸縮時の伸縮速度が速くなるものであり、この結果、伸
縮時の発生力が大きく且つ伸縮時の伸縮速度の速いアク
チュエータを提供できるものである。
Further, in the invention according to claim 27,
In addition to the effect of the first aspect of the present invention, the thinned elastic element and the counter electrode are spirally formed so that the centers of both spirals are common and the outer circumference of one spiral is along the other spiral. Since they are arranged, even with actuators of the same size, the surface area of the expansion element can be increased, and the force generated during expansion and contraction can be increased. In addition, the center of both spirals is common, and the outer circumference of one spiral is along the other spiral By arranging in such a way, the redox reaction of the polymer is promoted,
The expansion / contraction speed at the time of expansion / contraction is increased. As a result, it is possible to provide an actuator having a large force at the time of expansion / contraction and a high expansion / contraction speed at the time of expansion / contraction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)は本発明の原理図であり、(b)は伸縮
素子の伸張を示す説明図であり、(c)は伸縮素子の収
縮を示す説明図である。
1A is a diagram illustrating the principle of the present invention, FIG. 1B is an explanatory diagram illustrating expansion of a telescopic device, and FIG. 1C is an explanatory diagram illustrating contraction of a telescopic device.

【図2】(a)乃至(c)は同上のバイアス機構の作用
説明図である。
FIGS. 2A to 2C are explanatory diagrams of the operation of the bias mechanism according to the first embodiment.

【図3】(a)は同上の電圧と伸縮量の関係を示すグラ
フであり、(b)は極性による伸縮方向の反転を説明す
る説明図である。
FIG. 3A is a graph showing the relationship between the voltage and the amount of expansion and contraction, and FIG. 3B is an explanatory diagram for explaining the reversal of the direction of expansion and contraction due to polarity.

【図4】本発明の一実施形態を示し、(a)は概略正面
断面図であり、(b)は概略平面断面図である。
4A and 4B show one embodiment of the present invention, in which FIG. 4A is a schematic front sectional view, and FIG. 4B is a schematic plan sectional view.

【図5】本発明の他の実施形態を示し、(a)は概略正
面断面図であり、(b)は概略平面断面図である。
5A and 5B show another embodiment of the present invention, in which FIG. 5A is a schematic front sectional view, and FIG. 5B is a schematic plan sectional view.

【図6】本発明の更に他の実施形態を示し、(a)は概
略正面断面図であり、(b)は概略平面断面図であり、
(c)は網目構造の対向電極を示す斜視図であり、
(d)は網目構造の対向電極の収縮状態を示す斜視図で
あり、(e)は網目構造の対向電極の伸張状態を示す斜
視図である。
6A and 6B show still another embodiment of the present invention, wherein FIG. 6A is a schematic front sectional view, FIG. 6B is a schematic plan sectional view,
(C) is a perspective view showing a counter electrode having a mesh structure,
(D) is a perspective view showing a contracted state of the mesh-structured counter electrode, and (e) is a perspective view showing an expanded state of the mesh-structured counter electrode.

【図7】本発明の更に他の実施形態の概略正面断面図で
ある。
FIG. 7 is a schematic front sectional view of still another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の更に他の実施形態の概略正面断面図で
ある。
FIG. 8 is a schematic front sectional view of still another embodiment of the present invention.

【図9】本発明の更に他の実施形態の概略正面断面図で
ある。
FIG. 9 is a schematic front sectional view of still another embodiment of the present invention.

【図10】(a)は本発明の更に他の実施形態の伸張時
の概略正面断面図であり、(b)は収縮時の概略正面断
面図である。
FIG. 10 (a) is a schematic front sectional view at the time of extension according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 10 (b) is a schematic front sectional view at the time of contraction.

【図11】本発明の更に他の実施形態を示し、(a)は
概略正面断面図であり、(b)は概略平面断面図であ
る。
11A and 11B show still another embodiment of the present invention, wherein FIG. 11A is a schematic front sectional view, and FIG. 11B is a schematic plan sectional view.

【図12】本発明の更に他の実施形態を示し、(a)は
概略正面断面図であり、(b)は概略平面断面図であ
る。
FIGS. 12A and 12B show still another embodiment of the present invention, in which FIG. 12A is a schematic front sectional view, and FIG. 12B is a schematic plan sectional view.

【図13】本発明の更に他の実施形態を示し、(a)は
概略正面断面図であり、(b)は概略平面断面図であ
る。
13A and 13B show still another embodiment of the present invention, wherein FIG. 13A is a schematic front sectional view, and FIG. 13B is a schematic plan sectional view.

【図14】本発明の更に他の実施形態を示す概略平面断
面図である。
FIG. 14 is a schematic plan sectional view showing still another embodiment of the present invention.

【図15】本発明の更に他の実施形態の原理図である。FIG. 15 is a principle view of still another embodiment of the present invention.

【図16】本発明の更に他の実施形態の概略断面図であ
る。
FIG. 16 is a schematic sectional view of still another embodiment of the present invention.

【図17】本発明の更に他の実施形態の概略正面断面図
である。
FIG. 17 is a schematic front sectional view of still another embodiment of the present invention.

【図18】本発明の更に他の実施形態の概略正面断面図
である。
FIG. 18 is a schematic front sectional view of still another embodiment of the present invention.

【図19】本発明の更に他の実施形態の概略正面断面図
である。
FIG. 19 is a schematic front sectional view of still another embodiment of the present invention.

【図20】(a)は本発明の更に他の実施形態を示す正
面断面図であり、(b)は屈曲状態を示す正面断面図で
ある。
FIG. 20 (a) is a front sectional view showing still another embodiment of the present invention, and FIG. 20 (b) is a front sectional view showing a bent state.

【図21】本発明の更に他の実施形態の原理図である。FIG. 21 is a principle view of still another embodiment of the present invention.

【図22】(a)は本発明の更に他の実施形態を示す平
面断面図であり、(b)は屈曲を示す斜視図である。
FIG. 22 (a) is a plan sectional view showing still another embodiment of the present invention, and FIG. 22 (b) is a perspective view showing bending.

【図23】(a)は本発明の更に他の実施形態を示す正
面断面図であり、(b)は屈曲状態を示す正面断面図で
ある。
FIG. 23 (a) is a front sectional view showing still another embodiment of the present invention, and FIG. 23 (b) is a front sectional view showing a bent state.

【図24】本発明の更に他の実施形態を示す屈曲状態を
示す正面断面図である。
FIG. 24 is a front sectional view showing a bent state according to still another embodiment of the present invention.

【図25】本発明の更に他の実施形態を示し、(a)は
概略平面断面図であり、(b)は概正面略断面図であ
る。
25A and 25B show still another embodiment of the present invention, wherein FIG. 25A is a schematic plan sectional view, and FIG. 25B is a schematic front schematic sectional view.

【図26】本発明の更に他の実施形態を示し、(a)は
概略平面断面図であり、(b)は概略正面断面図であ
る。
26A and 26B show still another embodiment of the present invention, wherein FIG. 26A is a schematic plan sectional view and FIG. 26B is a schematic front sectional view.

【図27】本発明の更に他の実施形態を示し、(a)は
概略平面断面図であり、(b)は概略正面断面図であ
る。
27A and 27B show still another embodiment of the present invention, wherein FIG. 27A is a schematic plan sectional view, and FIG. 27B is a schematic front sectional view.

【図28】本発明の更に他の実施形態を示し、(a)は
概略平面断面図であり、(b)は概略正面断面図であ
る。
28 (a) is a schematic plan sectional view, and FIG. 28 (b) is a schematic front sectional view, showing still another embodiment of the present invention.

【図29】本発明の更に他の実施形態を示し、(a)は
概略平面断面図であり、(b)は概略正面断面図であ
る。
29A and 29B show still another embodiment of the present invention, wherein FIG. 29A is a schematic plan sectional view, and FIG. 29B is a schematic front sectional view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 伸縮素子 2 電源部 3 電圧印加部 4 電解質 5 バイアス機構 6 被覆部 7 対向電極部 8 弾性芯材 9 絶縁運動伝達部 10 剛性芯材 11 リンク部 12 切換え部 13 張力ガイド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Expansion element 2 Power supply part 3 Voltage application part 4 Electrolyte 5 Bias mechanism 6 Covering part 7 Counter electrode part 8 Elastic core material 9 Insulation motion transmission part 10 Rigid core material 11 Link part 12 Switching part 13 Tension guide

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 進藤 崇 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 畠 一志 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 北野 幸彦 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 5H680 AA00 AA01 AA08 BB01 BB13 BB20 DD01 DD15 DD39 DD53 DD73 DD74 DD83 DD88 DD92 EE07 GG11 GG41  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takashi Shindo 1048 Kadoma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works Co., Ltd. 72) Inventor Yukihiko Kitano 1048 Kazuma Kadoma, Osaka Prefecture F term in Matsushita Electric Works Co., Ltd. 5H680 AA00 AA01 AA08 BB01 BB13 BB20 DD01 DD15 DD39 DD53 DD73 DD74 DD83 DD88 DD92 EE07 GG11 GG41

Claims (27)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリアニリン、ポリピロール等のπ共役
型高分子材料で構成される伸縮素子と、該伸縮素子に電
圧を印加するための電源部及び電圧印加部と、電流を伸
縮素子から外部に導通させるための電解質とから成り、
電圧印加部に正の電位を印加すると伸縮素子が伸張し且
つ電圧印加部に負の電位を印加すると伸縮素子が収縮す
る機構において、伸縮素子の伸張時に伸張方向に力を発
生するばね等のバイアス機構を設け、電圧印加部へ電位
を供給する電源部は正電位、負電位の切換えが可変であ
って電圧値の絶対値及び極性の切換えによって伸縮素子
の伸縮量を制御することを特徴とするアクチュエータ。
1. A stretchable element made of a π-conjugated polymer material such as polyaniline or polypyrrole, a power supply section and a voltage applying section for applying a voltage to the stretchable element, and a current is conducted from the stretchable element to the outside. And an electrolyte for causing
A bias such as a spring that generates a force in the extension direction when the expansion and contraction element is extended in a mechanism in which the expansion and contraction element expands when a positive potential is applied to the voltage application section and contracts when the negative potential is applied to the voltage application section. A mechanism is provided, and a power supply unit that supplies a potential to the voltage application unit is capable of switching between a positive potential and a negative potential, and controls the amount of expansion and contraction of the expansion and contraction element by switching the absolute value and polarity of the voltage value. Actuator.
【請求項2】 電圧印加部と伸縮素子及びその近傍に対
向電極部を設置し、最外周部にシリコン等の被覆部を形
成し、対向電極部と伸縮素子との間に形成される空間に
電解質を封入して成ることを特徴とする請求項1記載の
アクチュエータ。
2. A voltage application section, a telescopic element, and a counter electrode section are provided in the vicinity of the telescopic element, and a coating section made of silicon or the like is formed on the outermost peripheral section. 2. The actuator according to claim 1, wherein an electrolyte is enclosed.
【請求項3】 対向電極部を伸縮素子の周囲に設置して
なることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のアク
チュエータ。
3. The actuator according to claim 1, wherein the opposing electrode portion is provided around the expansion / contraction element.
【請求項4】 電圧印加部と伸縮素子及びその近傍に対
向電極部を設置し、対向電極部が網目構造であることを
特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のア
クチュエータ。
4. The actuator according to claim 1, further comprising a voltage application section, a telescopic element, and an opposing electrode section provided in the vicinity of the telescopic element, wherein the opposing electrode section has a mesh structure.
【請求項5】 電圧印加部が伸縮素子の両端部に設置さ
れ、電源部からの電圧印加を伸縮素子の両端部から行う
ことを特徴とする請求項1記載のアクチュエータ。
5. The actuator according to claim 1, wherein the voltage application sections are provided at both ends of the expansion and contraction element, and the voltage application from the power supply section is performed from both ends of the expansion and contraction element.
【請求項6】 電圧印加部と伸縮素子の接点が伸縮素子
の電気伝導度よりも大きいことを特徴とする請求項1記
載のアクチュエータ。
6. The actuator according to claim 1, wherein a contact point between the voltage applying unit and the expansion element is larger than an electric conductivity of the expansion element.
【請求項7】 電圧印加部と伸縮素子及びその近傍に対
向電極部を設置するものであって、バイアス機構がコイ
ルばね状をしていて該バイアス機構が対向電極部を兼ね
ていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれ
かに記載のアクチュエータ。
7. A voltage application section, a telescopic element, and an opposing electrode section provided in the vicinity thereof, wherein the bias mechanism has a coil spring shape, and the bias mechanism also serves as the opposing electrode section. The actuator according to any one of claims 1 to 3, wherein
【請求項8】 最外周を被覆する被覆部が弾性体で構成
されてバイアス機構を兼ねていることを特徴とする請求
項1記載のアクチュエータ。
8. The actuator according to claim 1, wherein the covering portion covering the outermost periphery is made of an elastic body and also serves as a bias mechanism.
【請求項9】 中心部に対向電極部を設置し、薄膜化し
た伸縮素子をロール状にして対向電極部の周囲に配置し
て成ることを特徴とする請求項1記載のアクチュエー
タ。
9. The actuator according to claim 1, wherein an opposing electrode portion is provided at a central portion, and the thinned elastic element is arranged in a roll shape around the opposing electrode portion.
【請求項10】 ロール状をした伸縮素子の更に外周を
囲むように対向電極部を配置することを特徴とする請求
項9記載のアクチュエータ。
10. The actuator according to claim 9, wherein the counter electrode portion is arranged so as to further surround the outer periphery of the roll-shaped expansion / contraction element.
【請求項11】 ロール状をした伸縮素子と対向電極部
を複数層配置することを特徴とする請求項10記載のア
クチュエータ。
11. The actuator according to claim 10, wherein a plurality of rolled elastic elements and a counter electrode portion are arranged.
【請求項12】 ロール状をした伸縮素子と対向電極部
とを径方向に配設したアクチュエータが円管状をしてい
ることを特徴とする請求項1又は請求項4記載のアクチ
ュエータ。
12. The actuator according to claim 1, wherein the actuator in which a roll-shaped expansion / contraction element and a counter electrode are disposed in a radial direction has a tubular shape.
【請求項13】 伸縮素子を一対設け、この一対の伸縮
素子に一方が伸張する際には一方が収縮するように一方
の伸縮素子に正の電圧を印加した際には他方の伸縮素子
には負の電圧を印加することを特徴とする請求項1記載
のアクチュエータ。
13. A pair of expansion and contraction elements are provided. When a positive voltage is applied to one of the expansion and contraction elements so that one of them expands when the other expands, the other expansion and contraction element is provided. The actuator according to claim 1, wherein a negative voltage is applied.
【請求項14】 自然状態が湾曲形状となった弾性芯材
の両側に伸縮素子を設置することを特徴とする請求項1
又は請求項13記載のアクチュエータ。
14. An elastic element is provided on both sides of an elastic core material having a curved natural state.
Or the actuator according to claim 13.
【請求項15】 中央部の直状の弾性芯材の両外側に伸
縮素子を設置することを特徴とする請求項1又は請求項
13記載のアクチュエータ。
15. The actuator according to claim 1, wherein a telescopic element is provided on both outer sides of a straight elastic core material at a central portion.
【請求項16】 伸縮素子の伸縮方向に沿って少なくと
も2箇所以上の電圧印加部を設け、電圧印加場所を切換
え自在として成ることを特徴とする請求項15記載のア
クチュエータ。
16. The actuator according to claim 15, wherein at least two or more voltage applying portions are provided along the expansion and contraction direction of the expansion and contraction element, and the voltage application locations can be switched.
【請求項17】 伸縮素子を絶縁運動伝達部を介して設
置し、各伸縮素子の絶縁運動伝達部と反対側の端部に電
圧印加部を設け、それぞれの伸縮素子の電圧印加部に逆
の電位を印加して絶縁運動伝達部を上下させることを特
徴とする請求項1又は請求項13記載のアクチュエー
タ。
17. A telescopic element is installed via an insulating motion transmitting section, a voltage applying section is provided at an end of each telescopic element opposite to the insulating motion transmitting section, and a reverse voltage is applied to the voltage applying section of each telescopic element. 14. The actuator according to claim 1, wherein an electric potential is applied to move the insulating motion transmitting portion up and down.
【請求項18】 剛性芯材がリンク部により結合され、
このリンク部により結合された剛性芯材の両側に伸縮素
子を配設して成ることを特徴とする請求項1又は請求項
13記載のアクチュエータ。
18. A rigid core material is connected by a link portion,
14. The actuator according to claim 1, wherein an expansion element is provided on both sides of the rigid core member connected by the link portion.
【請求項19】 2つ以上の伸縮素子を設け、この2つ
以上の伸縮素子への電圧の印加を切換える切換え部を設
け、電圧切換えにより伸縮素子の動作パターンを生成す
ることを特徴とする請求項1記載のアクチュエータ。
19. A method according to claim 19, further comprising the step of: providing two or more expansion / contraction elements, providing a switching unit for switching the application of voltage to the two or more expansion / contraction elements, and generating an operation pattern of the expansion / contraction element by voltage switching. Item 7. The actuator according to Item 1.
【請求項20】 中心部に対向電極部を設け、対向電極
部の外周部に少なくとも3個以上の伸縮素子を設置し、
3個以上の伸縮素子への電圧の印加を切換えることを特
徴とする請求項1記載のアクチュエータ。
20. A counter electrode portion is provided at a center portion, and at least three expansion elements are provided at an outer peripheral portion of the counter electrode portion,
The actuator according to claim 1, wherein application of voltage to three or more expansion elements is switched.
【請求項21】 剛性芯材がリンク部により結合され、
このリンク部により結合された剛性芯材の一方の側方に
伸縮素子を、他方の側方にばね等のバイアス機構を兼ね
た対向電極部を設けて成ることを特徴とする請求項1記
載のアクチュエータ。
21. A rigid core material is connected by a link portion,
2. The rigid core member connected by the link portion is provided with a telescopic element on one side and a counter electrode portion also serving as a bias mechanism such as a spring on the other side. Actuator.
【請求項22】 リンク部に伸縮素子の略中央部をガイ
ドするための張力ガイドを設けて成ることを特徴とする
請求項21記載のアクチュエータ。
22. The actuator according to claim 21, wherein a tension guide for guiding a substantially central portion of the telescopic element is provided at the link portion.
【請求項23】 筒状をした対向電極部に、電圧印加部
を有する伸縮素子を複数挿入し、筒状の対向電極部の内
部において対向電極部の内周と電圧印加部を有する複数
の伸縮素子の外面との間が電解質であることを特徴とす
る請求項1記載のアクチュエータ。
23. A plurality of expansion / contraction elements having a voltage application section are inserted into a cylindrical counter electrode section, and a plurality of expansion / contraction sections having an inner periphery of the counter electrode section and a voltage application section inside the cylindrical counter electrode section. The actuator according to claim 1, wherein an electrolyte is provided between the element and an outer surface thereof.
【請求項24】 中心部に対向電極部を配置し、薄膜化
した伸縮素子をひだ状に折り曲げて対向電極部の外周部
に配置して成ることを特徴とする請求項1記載のアクチ
ュエータ。
24. The actuator according to claim 1, wherein an opposing electrode portion is disposed at a central portion, and the thinned elastic element is bent into a pleated shape and disposed on an outer peripheral portion of the opposing electrode portion.
【請求項25】 中心部に配置した対向電極部をひだ状
に屈曲して成ることを特徴とする請求項24記載のアク
チュエータ。
25. The actuator according to claim 24, wherein the opposing electrode portion disposed at the center is bent in a pleated shape.
【請求項26】 中心部に対向電極部を配置し、薄膜化
した伸縮素子を対向電極部を中心とした螺旋状にして対
向電極部の周囲に配置して成ることを特徴とする請求項
1記載のアクチュエータ。
26. An apparatus according to claim 1, wherein an opposing electrode portion is disposed at a central portion, and the stretched element having a reduced thickness is spirally formed around the opposing electrode portion and disposed around the opposing electrode portion. An actuator as described.
【請求項27】 薄膜化した伸縮素子及び対向電極部を
それぞれ螺旋状にして、両渦巻きの中心が共通で且つ一
方の渦巻きの外周に他方の渦巻きが沿うように配置して
成ることを特徴とする請求項1記載のアクチュエータ。
27. The thinned elastic element and the counter electrode portion are each formed in a spiral shape, and are arranged such that the centers of both spirals are common and the outer spiral of one spiral is along the other spiral. The actuator according to claim 1, wherein
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