JP2003230288A - 電歪アクチュエータ - Google Patents
電歪アクチュエータInfo
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- JP2003230288A JP2003230288A JP2002024623A JP2002024623A JP2003230288A JP 2003230288 A JP2003230288 A JP 2003230288A JP 2002024623 A JP2002024623 A JP 2002024623A JP 2002024623 A JP2002024623 A JP 2002024623A JP 2003230288 A JP2003230288 A JP 2003230288A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電歪アクチュエータの伸縮量の増加と小型化
との両方を容易に実現する。 【解決手段】 絶縁伸縮材料からなる伸縮部３Ａと、伸
縮部３Ａの両面に各々配置される導電性伸縮材料からな
る電極部４Ａと、電極部４Ａに電圧を印加制御するため
の制御部とを備えた電歪アクチュエータ１Ａである。上
記絶縁伸縮材料からなる伸縮部３Ａを筒状に形成すると
共に該筒状の伸縮部３Ａの内外両面に導電性伸縮材料か
らなる電極部４Ａを各々配置することで紐状アクチュエ
ータ部２Ａを構成した。
との両方を容易に実現する。 【解決手段】 絶縁伸縮材料からなる伸縮部３Ａと、伸
縮部３Ａの両面に各々配置される導電性伸縮材料からな
る電極部４Ａと、電極部４Ａに電圧を印加制御するため
の制御部とを備えた電歪アクチュエータ１Ａである。上
記絶縁伸縮材料からなる伸縮部３Ａを筒状に形成すると
共に該筒状の伸縮部３Ａの内外両面に導電性伸縮材料か
らなる電極部４Ａを各々配置することで紐状アクチュエ
ータ部２Ａを構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電圧を印加すると
伸縮する電歪アクチュエータに関するものである。
伸縮する電歪アクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、電圧を印加すると伸縮する電
歪アクチュエータとして、シート状の絶縁伸縮材料から
なる伸縮部と、この伸縮部の両面の全面に亘って配置さ
れる導電性伸縮材料からなる電極部と、電極部に電圧を
印加制御する制御部とで構成されたものが知られてい
る。この種の電歪アクチュエータでは電極部に正の電位
を印加すると伸縮部のイオンドーピング量が増大するこ
とで伸縮部が伸張し、負の電位を印加すると伸縮部のイ
オンドーピング量が減少することで収縮することでアク
チュエータとしての力を発現できるようになっている。
歪アクチュエータとして、シート状の絶縁伸縮材料から
なる伸縮部と、この伸縮部の両面の全面に亘って配置さ
れる導電性伸縮材料からなる電極部と、電極部に電圧を
印加制御する制御部とで構成されたものが知られてい
る。この種の電歪アクチュエータでは電極部に正の電位
を印加すると伸縮部のイオンドーピング量が増大するこ
とで伸縮部が伸張し、負の電位を印加すると伸縮部のイ
オンドーピング量が減少することで収縮することでアク
チュエータとしての力を発現できるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電歪アクチュエータでは伸縮部の両面全面に電極部が配
置されているため、アクチュエータ部の伸縮量が小さい
という問題がある。なお伸縮量を大きくするためには伸
縮部の表面積を大きくせざるを得なくなり、この場合、
アクチュエータ部の大型化を招くという問題が生じる。
さらにこれらのアクチュエータは、イオンが移動可能な
水中等の湿式な環境でのみ動作可能であるので、水分の
保持等、実用上の問題をかかえている。
電歪アクチュエータでは伸縮部の両面全面に電極部が配
置されているため、アクチュエータ部の伸縮量が小さい
という問題がある。なお伸縮量を大きくするためには伸
縮部の表面積を大きくせざるを得なくなり、この場合、
アクチュエータ部の大型化を招くという問題が生じる。
さらにこれらのアクチュエータは、イオンが移動可能な
水中等の湿式な環境でのみ動作可能であるので、水分の
保持等、実用上の問題をかかえている。
【０００４】本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて
発明したものであって、その目的とするところは、アク
チュエータ部の断面積を増減させるだけで出力の変更が
容易にできて出力設計の自由度を高めることができ、し
かも伸縮部を筒状に形成することで、伸縮部を構成する
絶縁伸縮材料の厚みを薄くしながら且つその表面積を大
きくすることができると共に、筒状の伸縮部の内外両面
に電極部を各々配置することで伸縮部の内外両面に対し
て均一な電界付加ができ、これにより伸縮量の増加と小
型化との両方を容易に実現できる電歪アクチュエータを
提供することにあり、他の目的とするところは、シート
状アクチュエータ部の伸縮・発生力の増大化を図ること
ができると共に、柔軟電極部の電極パターンを適宜設定
変更することで電圧印加時にシート状アクチュエータ部
を縦横に等倍率で拡大させたり、或いは一方向のみに拡
大させたりすることが可能となり、用途に合わせて伸縮
方向が異なるシート状アクチュエータ部を容易に生成で
き、さらに編目構造のアクチュエータ部を編み工程無し
で容易に生成でき、さらに筒状立体構造のような三次元
構造のアクチュエータ部を容易に生成できる電歪アクチ
ュエータを提供することにある。
発明したものであって、その目的とするところは、アク
チュエータ部の断面積を増減させるだけで出力の変更が
容易にできて出力設計の自由度を高めることができ、し
かも伸縮部を筒状に形成することで、伸縮部を構成する
絶縁伸縮材料の厚みを薄くしながら且つその表面積を大
きくすることができると共に、筒状の伸縮部の内外両面
に電極部を各々配置することで伸縮部の内外両面に対し
て均一な電界付加ができ、これにより伸縮量の増加と小
型化との両方を容易に実現できる電歪アクチュエータを
提供することにあり、他の目的とするところは、シート
状アクチュエータ部の伸縮・発生力の増大化を図ること
ができると共に、柔軟電極部の電極パターンを適宜設定
変更することで電圧印加時にシート状アクチュエータ部
を縦横に等倍率で拡大させたり、或いは一方向のみに拡
大させたりすることが可能となり、用途に合わせて伸縮
方向が異なるシート状アクチュエータ部を容易に生成で
き、さらに編目構造のアクチュエータ部を編み工程無し
で容易に生成でき、さらに筒状立体構造のような三次元
構造のアクチュエータ部を容易に生成できる電歪アクチ
ュエータを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明にあっては、絶縁伸縮材料からなる伸縮部３Ａ
と、伸縮部３Ａの両面に各々配置される導電性伸縮材料
からなる電極部４Ａと、電極部４Ａに電圧を印加制御す
るための制御部５とを備えた電歪アクチュエータにおい
て、上記絶縁伸縮材料からなる伸縮部３Ａを筒状に形成
すると共に該筒状の伸縮部３Ａの内外両面に導電性伸縮
材料からなる電極部４Ａを各々配置することで紐状アク
チュエータ部２Ａを構成したことを特徴としており、こ
のように構成することで、紐状アクチュエータ部２Ａの
断面積を増減させるだけで出力の変更が容易にできるよ
うになり、電歪アクチュエータの出力設計の自由度を高
めることができ、しかも伸縮部３Ａを筒状に形成するこ
とで、伸縮部３Ａを構成する絶縁伸縮材料の厚みを薄く
しながら且つその表面積を大きくすることができると共
に、筒状の伸縮部３Ａの内外両面に電極部４Ａを各々配
置することで伸縮部３Ａの内外両面に対して均一な電界
付加ができるようになる。
に本発明にあっては、絶縁伸縮材料からなる伸縮部３Ａ
と、伸縮部３Ａの両面に各々配置される導電性伸縮材料
からなる電極部４Ａと、電極部４Ａに電圧を印加制御す
るための制御部５とを備えた電歪アクチュエータにおい
て、上記絶縁伸縮材料からなる伸縮部３Ａを筒状に形成
すると共に該筒状の伸縮部３Ａの内外両面に導電性伸縮
材料からなる電極部４Ａを各々配置することで紐状アク
チュエータ部２Ａを構成したことを特徴としており、こ
のように構成することで、紐状アクチュエータ部２Ａの
断面積を増減させるだけで出力の変更が容易にできるよ
うになり、電歪アクチュエータの出力設計の自由度を高
めることができ、しかも伸縮部３Ａを筒状に形成するこ
とで、伸縮部３Ａを構成する絶縁伸縮材料の厚みを薄く
しながら且つその表面積を大きくすることができると共
に、筒状の伸縮部３Ａの内外両面に電極部４Ａを各々配
置することで伸縮部３Ａの内外両面に対して均一な電界
付加ができるようになる。
【０００６】また上記紐状アクチュエータ部２Ａを編目
状に編んで編目構造を構成するのが好ましく、この場
合、紐状アクチュエータ部２Ａを網目状に編むだけで、
編目構造をした三次元構造の電歪アクチュエータの形成
が可能となり、しかも網目構造であるので柔軟構造とな
るうえに、その編み方によって伸縮・発生力を柔軟に変
えることができる。
状に編んで編目構造を構成するのが好ましく、この場
合、紐状アクチュエータ部２Ａを網目状に編むだけで、
編目構造をした三次元構造の電歪アクチュエータの形成
が可能となり、しかも網目構造であるので柔軟構造とな
るうえに、その編み方によって伸縮・発生力を柔軟に変
えることができる。
【０００７】また上記紐状アクチュエータ部２Ａが複数
本束ねられているのが好ましく、この場合、紐状アクチ
ュエータ部２Ａの剛性を高めることができると共に、電
極部４Ａの比表面積が高くなり、低電圧で高い伸縮・発
生力が得られるようになる。
本束ねられているのが好ましく、この場合、紐状アクチ
ュエータ部２Ａの剛性を高めることができると共に、電
極部４Ａの比表面積が高くなり、低電圧で高い伸縮・発
生力が得られるようになる。
【０００８】また上記紐状アクチュエータ部２Ａを少な
くとも２本以上束ねた状態で編目状に編んで編目構造を
構成するのが好ましく、この場合、電極部４Ａの比表面
積が更に高くなり、より低電圧で高い伸縮・発生力が得
られると共に、紐状アクチュエータ部２Ａの数を増減さ
せるだけで出力の変更が容易となる。
くとも２本以上束ねた状態で編目状に編んで編目構造を
構成するのが好ましく、この場合、電極部４Ａの比表面
積が更に高くなり、より低電圧で高い伸縮・発生力が得
られると共に、紐状アクチュエータ部２Ａの数を増減さ
せるだけで出力の変更が容易となる。
【０００９】また上記編目構造を有する紐状アクチュエ
ータ部２Ａを筒状立体構造に構成するのが好ましく、こ
の場合、電極部４Ａに電圧を印加することで、筒状立体
構造の半径方向Ｍの寸法が収縮し且つ軸方向Ｎに伸張す
るような力を発生させることが可能となり、しかも二次
元構造の場合と比べて、筒状立体構造の末端部分も機械
的仕事に有効に作用すると共に、二次元構造で必要とさ
れる末端部分のほつれ対策も不要となる。
ータ部２Ａを筒状立体構造に構成するのが好ましく、こ
の場合、電極部４Ａに電圧を印加することで、筒状立体
構造の半径方向Ｍの寸法が収縮し且つ軸方向Ｎに伸張す
るような力を発生させることが可能となり、しかも二次
元構造の場合と比べて、筒状立体構造の末端部分も機械
的仕事に有効に作用すると共に、二次元構造で必要とさ
れる末端部分のほつれ対策も不要となる。
【００１０】また上記紐状アクチュエータ部２Ａを螺旋
状に巻いて螺旋立体構造に構成するのが好ましく、この
場合、電極部４Ａへの電圧印加によって螺旋立体構造を
その半径方向Ｍに膨張・収縮させることが可能となり、
また螺旋立体構造とすることで、電極部４Ａの比表面積
が高く、低電圧で高い伸縮・発生力が得られるようにな
る。
状に巻いて螺旋立体構造に構成するのが好ましく、この
場合、電極部４Ａへの電圧印加によって螺旋立体構造を
その半径方向Ｍに膨張・収縮させることが可能となり、
また螺旋立体構造とすることで、電極部４Ａの比表面積
が高く、低電圧で高い伸縮・発生力が得られるようにな
る。
【００１１】また上記筒状の伸縮部３Ａの内側に配置さ
れる電極部４Ａを筒状にして、紐状アクチュエータ部２
Ａの中心に中空部３６を設けるのが好ましく、この場
合、伸縮部３Ａの電極部４Ａの比表面積を増やすことが
できる。
れる電極部４Ａを筒状にして、紐状アクチュエータ部２
Ａの中心に中空部３６を設けるのが好ましく、この場
合、伸縮部３Ａの電極部４Ａの比表面積を増やすことが
できる。
【００１２】また上記筒状の伸縮部３Ａの内側に導電性
伸縮材料を隙間なく充填するのが好ましく、この場合、
紐状アクチュエータ部２Ａの中心部が導電性伸縮材料か
らなる電極部４Ａで充填されることとなり、これに伴い
紐状アクチュエータ部２Ａの外径寸法を小さくできる。
伸縮材料を隙間なく充填するのが好ましく、この場合、
紐状アクチュエータ部２Ａの中心部が導電性伸縮材料か
らなる電極部４Ａで充填されることとなり、これに伴い
紐状アクチュエータ部２Ａの外径寸法を小さくできる。
【００１３】また上記紐状アクチュエータ部２Ａにおけ
る伸縮部３Ａの外側に配置される電極部４Ａの表面を電
気絶縁膜６にて被覆するのが好ましく、この場合、外側
の電極部４Ａの表面が電気的に絶縁されるので、紐状ア
クチュエータ部２Ａを編目などの構造にしたとき、クロ
ス部での短絡等の心配がないものである。
る伸縮部３Ａの外側に配置される電極部４Ａの表面を電
気絶縁膜６にて被覆するのが好ましく、この場合、外側
の電極部４Ａの表面が電気的に絶縁されるので、紐状ア
クチュエータ部２Ａを編目などの構造にしたとき、クロ
ス部での短絡等の心配がないものである。
【００１４】さらに、本発明は、シート状の絶縁伸縮材
料からなる伸縮部３Ｂと、伸縮部３Ｂの両面に各々配置
される導電性伸縮材料からなる柔軟電極部４Ｂと、柔軟
電極部４Ｂに電圧を印加制御するための制御部５とを備
えた電歪アクチュエータにおいて、上記伸縮部３Ｂを構
成する絶縁伸縮材料の表面に複数個の柔軟電極部４Ｂを
設けることでシート状アクチュエータ部２Ｂを構成した
ことを特徴としており、このように構成することで、柔
軟電極部４Ｂはシート状の伸縮部３Ｂの全面に設けられ
るのではなく、複数箇所に柔軟電極部４Ｂが配置される
ため、柔軟電極部４Ｂが存在しない部分では伸縮量が大
幅に向上し、シート状アクチュエータ部２Ｂの伸縮・発
生力の増大化を図ることができる。しかも、柔軟電極部
４Ｂの電極パターンを適宜設定変更することで電圧印加
時にシート状アクチュエータ部２Ｂを縦横に等倍率で拡
大させたり、或いは一方向のみに拡大させたりすること
が可能となる。
料からなる伸縮部３Ｂと、伸縮部３Ｂの両面に各々配置
される導電性伸縮材料からなる柔軟電極部４Ｂと、柔軟
電極部４Ｂに電圧を印加制御するための制御部５とを備
えた電歪アクチュエータにおいて、上記伸縮部３Ｂを構
成する絶縁伸縮材料の表面に複数個の柔軟電極部４Ｂを
設けることでシート状アクチュエータ部２Ｂを構成した
ことを特徴としており、このように構成することで、柔
軟電極部４Ｂはシート状の伸縮部３Ｂの全面に設けられ
るのではなく、複数箇所に柔軟電極部４Ｂが配置される
ため、柔軟電極部４Ｂが存在しない部分では伸縮量が大
幅に向上し、シート状アクチュエータ部２Ｂの伸縮・発
生力の増大化を図ることができる。しかも、柔軟電極部
４Ｂの電極パターンを適宜設定変更することで電圧印加
時にシート状アクチュエータ部２Ｂを縦横に等倍率で拡
大させたり、或いは一方向のみに拡大させたりすること
が可能となる。
【００１５】また上記シート状アクチュエータ部２Ｂに
複数個の貫通穴７を穿設するのが好ましく、この場合、
メッシュ構造のシート状アクチュエータ部２Ｂを編み工
程無しで低コストで容易に生成できるようになる。
複数個の貫通穴７を穿設するのが好ましく、この場合、
メッシュ構造のシート状アクチュエータ部２Ｂを編み工
程無しで低コストで容易に生成できるようになる。
【００１６】また上記シート状アクチュエータ部２Ｂの
柔軟電極部４Ｂを編目状パターンに形成するのが好まし
く、この場合、メッシュ構造のシート状アクチュエータ
部２Ｂを編み工程無しで低コストで容易に生成できるよ
うになる。
柔軟電極部４Ｂを編目状パターンに形成するのが好まし
く、この場合、メッシュ構造のシート状アクチュエータ
部２Ｂを編み工程無しで低コストで容易に生成できるよ
うになる。
【００１７】また上記シート状アクチュエータ部２Ｂの
表面に絶縁伸縮材料をコーティングし、その上に柔軟電
極部４Ｂをパターン形成する工程によってシート状アク
チュエータ部２Ｂが複数層形成されているのが好まし
く、この場合、絶縁伸縮材料をコーティングし、その上
に柔軟電極部４Ｂをパターン形成する工程を１回、或い
は２回以上繰り返すことで、任意の複数層のシート状ア
クチュエータ部２Ｂを容易に生成できるようになる。
表面に絶縁伸縮材料をコーティングし、その上に柔軟電
極部４Ｂをパターン形成する工程によってシート状アク
チュエータ部２Ｂが複数層形成されているのが好まし
く、この場合、絶縁伸縮材料をコーティングし、その上
に柔軟電極部４Ｂをパターン形成する工程を１回、或い
は２回以上繰り返すことで、任意の複数層のシート状ア
クチュエータ部２Ｂを容易に生成できるようになる。
【００１８】また上記シート状アクチュエータ部２Ｂを
筒状立体構造に構成するのが好ましく、この場合、柔軟
電極部４Ｂに電圧を印加することで、筒状立体構造の半
径方向Ｍの寸法が収縮し且つ軸方向Ｎに伸張するような
力を発生させることができ、しかも二次元構造の場合と
比べて、筒状立体構造の末端部分も機械的仕事に有効に
作用すると共に、二次元構造で必要とされる末端部分の
ほつれ対策も不要となる。
筒状立体構造に構成するのが好ましく、この場合、柔軟
電極部４Ｂに電圧を印加することで、筒状立体構造の半
径方向Ｍの寸法が収縮し且つ軸方向Ｎに伸張するような
力を発生させることができ、しかも二次元構造の場合と
比べて、筒状立体構造の末端部分も機械的仕事に有効に
作用すると共に、二次元構造で必要とされる末端部分の
ほつれ対策も不要となる。
【００１９】
【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。
施形態に基づいて説明する。
【００２０】本実施形態の電歪アクチュエータ１Ａは、
図１、図２に示すように、絶縁伸縮材料からなる伸縮部
３Ａと、伸縮部３Ａの両面に各々配置される導電性伸縮
材料からなる電極部４Ａと、電極部４Ａに電圧を印加制
御するための制御部５とを備えており、上記絶縁伸縮材
料からなる伸縮部３Ａを筒状に形成すると共に該筒状の
伸縮部３Ａの内外両面に導電性伸縮材料からなる電極部
４Ａを各々配置することで紐状アクチュエータ部２Ａが
構成されている。本例では電極部４Ａにリード線１０を
介して制御部５が接続されており、制御部５から電極部
４Ａへの電圧の印加とその解除を行なうことによって、
紐状アクチュエータ部２Ａが図３（ａ）、図３（ｂ）の
ように長手方向（軸方向）に伸縮動作を行なうものであ
る。
図１、図２に示すように、絶縁伸縮材料からなる伸縮部
３Ａと、伸縮部３Ａの両面に各々配置される導電性伸縮
材料からなる電極部４Ａと、電極部４Ａに電圧を印加制
御するための制御部５とを備えており、上記絶縁伸縮材
料からなる伸縮部３Ａを筒状に形成すると共に該筒状の
伸縮部３Ａの内外両面に導電性伸縮材料からなる電極部
４Ａを各々配置することで紐状アクチュエータ部２Ａが
構成されている。本例では電極部４Ａにリード線１０を
介して制御部５が接続されており、制御部５から電極部
４Ａへの電圧の印加とその解除を行なうことによって、
紐状アクチュエータ部２Ａが図３（ａ）、図３（ｂ）の
ように長手方向（軸方向）に伸縮動作を行なうものであ
る。
【００２１】上記伸縮部３Ａを構成する絶縁伸縮材料
は、アクリルエラストマー、シリコン等の柔軟性を有
し、且つ誘電率の高い（１．０Ｆ／ｍ程度若しくはそれ
以上）材料である。また、電極部４Ａは上記材料の液状
状態（ペースト状や、スプレー等による塗布であっても
よい）のものにカーボンブラック、貴金属フィラー等を
混入して電気導電性を確保したものを用いる。なお電極
部４Ａにリード線１０を接合するには図４に示すよう
に、電極部４Ａの末端に銅等をメッキし、このメッキ面
１１にリード線１０をハンダ付けするものである。
は、アクリルエラストマー、シリコン等の柔軟性を有
し、且つ誘電率の高い（１．０Ｆ／ｍ程度若しくはそれ
以上）材料である。また、電極部４Ａは上記材料の液状
状態（ペースト状や、スプレー等による塗布であっても
よい）のものにカーボンブラック、貴金属フィラー等を
混入して電気導電性を確保したものを用いる。なお電極
部４Ａにリード線１０を接合するには図４に示すよう
に、電極部４Ａの末端に銅等をメッキし、このメッキ面
１１にリード線１０をハンダ付けするものである。
【００２２】ここで、導電性伸縮材料からなる電極部４
Ａに制御部５から電圧を印加することで絶縁伸縮材料か
らなる伸縮部３Ａが伸縮するメカニズムにつき説明す
る。絶縁伸縮材料の両側に電圧をかけると電極部４Ａ，
４Ａが帯電してクーロン力により電極部４Ａ，４Ａが引
き付け合って伸縮するという現象が生じるものであり、
この現象を利用して伸縮部３Ａを伸縮させるものであ
る。
Ａに制御部５から電圧を印加することで絶縁伸縮材料か
らなる伸縮部３Ａが伸縮するメカニズムにつき説明す
る。絶縁伸縮材料の両側に電圧をかけると電極部４Ａ，
４Ａが帯電してクーロン力により電極部４Ａ，４Ａが引
き付け合って伸縮するという現象が生じるものであり、
この現象を利用して伸縮部３Ａを伸縮させるものであ
る。
【００２３】図３（ａ）に示すようなシリコン等のポリ
マー製の絶縁伸縮材料よりなる伸縮部３Ａの内外両面に
導電性伸縮材料からなる電極部４Ａを各々配置して構成
される紐状アクチュエータ部２Ａの外径の厚みをｔと
し、制御部５から電極部４Ａに印加する電圧をＶとした
場合における図３（ｂ）においてＰで示す発生応力（等
方）、Δｚで示す電界方向歪み（収縮）、Δｘで示す電
界と垂直方向の歪み（延伸）は以下の式で求められる。
尚、下式において、ｅ0・ｅr：ポリマーの誘電率（Ｆ／
ｍ），Ｅ：電極間の電界（Ｖ／ｍ），Ｙ：ポリマーのヤ
ング率（Ｐａ）である。 ・発生応力（等方） Ｐ＝ｅ0・εr・Ｅ2＝ε0・εr・Ｖ2／ｔ2（Ｐａ） ・電界方向歪み（収縮） Δｚ＝ε0・εr・Ｅ2／Ｙ＝ε0・εr・Ｖ2／Ｙ・ｔ
2（％） ・電界と垂直方向の歪み（延伸） Δｘ＝０．５・ε0・εr・Ｅ2／Ｙ＝０．５ε0・εr・
Ｖ2／Ｙ・ｔ2（％） すなわち、本実施形態の紐状アクチュエータ部２Ａは、
印加される電圧、電流の変動により分子間に働くクーロ
ン力を変位させて自体の形状変化、つまり、アクチュエ
ータ部の長手方向（軸方向）の伸長に伴う表面積の拡大
と収縮との変化によって、直線運動の動力を発生させる
ものである。
マー製の絶縁伸縮材料よりなる伸縮部３Ａの内外両面に
導電性伸縮材料からなる電極部４Ａを各々配置して構成
される紐状アクチュエータ部２Ａの外径の厚みをｔと
し、制御部５から電極部４Ａに印加する電圧をＶとした
場合における図３（ｂ）においてＰで示す発生応力（等
方）、Δｚで示す電界方向歪み（収縮）、Δｘで示す電
界と垂直方向の歪み（延伸）は以下の式で求められる。
尚、下式において、ｅ0・ｅr：ポリマーの誘電率（Ｆ／
ｍ），Ｅ：電極間の電界（Ｖ／ｍ），Ｙ：ポリマーのヤ
ング率（Ｐａ）である。 ・発生応力（等方） Ｐ＝ｅ0・εr・Ｅ2＝ε0・εr・Ｖ2／ｔ2（Ｐａ） ・電界方向歪み（収縮） Δｚ＝ε0・εr・Ｅ2／Ｙ＝ε0・εr・Ｖ2／Ｙ・ｔ
2（％） ・電界と垂直方向の歪み（延伸） Δｘ＝０．５・ε0・εr・Ｅ2／Ｙ＝０．５ε0・εr・
Ｖ2／Ｙ・ｔ2（％） すなわち、本実施形態の紐状アクチュエータ部２Ａは、
印加される電圧、電流の変動により分子間に働くクーロ
ン力を変位させて自体の形状変化、つまり、アクチュエ
ータ部の長手方向（軸方向）の伸長に伴う表面積の拡大
と収縮との変化によって、直線運動の動力を発生させる
ものである。
【００２４】図５は上記紐状アクチュエータ部２Ａの生
成プロセスの一例を示している。先ず図５（ａ）に示す
表面離型処理されている針状型８の外周部に、図５
（ｂ）に示す導電性伸縮材料をコーティングして内側の
電極部４Ａを形成し、更にその電極部４Ａの外周部に図
５（ｃ）に示す絶縁伸縮材料をコーティングして筒状の
伸縮部３Ａを形成し、更にその外周部に図５（ｄ）に示
す導電性伸縮材料をコーティングして外側の電極部４Ａ
を形成した後に針状型８を引き抜くことによって、図５
（ｅ）に示す中心部が中空部３６となっている紐状アク
チュエータ部２Ａが生成される。
成プロセスの一例を示している。先ず図５（ａ）に示す
表面離型処理されている針状型８の外周部に、図５
（ｂ）に示す導電性伸縮材料をコーティングして内側の
電極部４Ａを形成し、更にその電極部４Ａの外周部に図
５（ｃ）に示す絶縁伸縮材料をコーティングして筒状の
伸縮部３Ａを形成し、更にその外周部に図５（ｄ）に示
す導電性伸縮材料をコーティングして外側の電極部４Ａ
を形成した後に針状型８を引き抜くことによって、図５
（ｅ）に示す中心部が中空部３６となっている紐状アク
チュエータ部２Ａが生成される。
【００２５】しかして、伸縮部３Ａと電極部４Ａとで紐
状アクチュエータ部２Ａを構成したので、その断面積を
増減させるだけで出力の変更が容易となり、電歪アクチ
ュエータ１Ａの出力設計の自由度を高めることができる
という利点がある。しかもこの紐状アクチュエータ部２
Ａを例えば編目状に編むことによって編目構造等の三次
元構造が容易に形成可能になるという利点がある。
状アクチュエータ部２Ａを構成したので、その断面積を
増減させるだけで出力の変更が容易となり、電歪アクチ
ュエータ１Ａの出力設計の自由度を高めることができる
という利点がある。しかもこの紐状アクチュエータ部２
Ａを例えば編目状に編むことによって編目構造等の三次
元構造が容易に形成可能になるという利点がある。
【００２６】また、紐状アクチュエータ部２Ａの中心部
に中空部３６を設けたので、伸縮部３Ａの内側に配置さ
れる電極部４Ａが筒状となり、伸縮部３Ａを構成する絶
縁伸縮材料の厚みを薄くしながら且つ電極部４Ａの表面
積を大きくすることができるようになり、これにより伸
縮量の増加と小型化との両方を容易に実現できるもので
ある。そのうえ、筒状の伸縮部３Ａの内外両面に電極部
４Ａを各々配置することで伸縮部３Ａの内外両面に対し
て均一な電界付加ができるようになり、高精度化を実現
できる。しかも、伸縮部３Ａの内側に配置される電極部
４Ａを筒状に形成しているので、伸縮部３Ａの電極部４
Ａの比表面積を増やすことができ、低電圧で高い伸縮・
発生力を得ることができるという利点もある。
に中空部３６を設けたので、伸縮部３Ａの内側に配置さ
れる電極部４Ａが筒状となり、伸縮部３Ａを構成する絶
縁伸縮材料の厚みを薄くしながら且つ電極部４Ａの表面
積を大きくすることができるようになり、これにより伸
縮量の増加と小型化との両方を容易に実現できるもので
ある。そのうえ、筒状の伸縮部３Ａの内外両面に電極部
４Ａを各々配置することで伸縮部３Ａの内外両面に対し
て均一な電界付加ができるようになり、高精度化を実現
できる。しかも、伸縮部３Ａの内側に配置される電極部
４Ａを筒状に形成しているので、伸縮部３Ａの電極部４
Ａの比表面積を増やすことができ、低電圧で高い伸縮・
発生力を得ることができるという利点もある。
【００２７】図６は上記紐状アクチュエータ部２Ａをメ
リヤス編みに編んだ場合の一例を示している。このメリ
ヤス編みに編んだ紐状アクチュエータ部２Ａに電圧を印
加した場合は、図６（ｂ）に示すように、網目が縦横に
拡大し、電圧印加を解除すると図６（ａ）に示すよう
に、網目が収縮するようになる。ここで図７（ａ）に示
すようなメリヤス編みの場合は網目の縦横比が不等倍率
で拡大するようになる。もちろんこれは一例であり、メ
リヤス編みの場合でもその編み方によって網目の縦横比
が等倍率で拡大させることができる。なお図７（ｂ）は
後述する柔軟電極部４Ｂが網目状パターンの場合の伸縮
方向を参考的に示している。
リヤス編みに編んだ場合の一例を示している。このメリ
ヤス編みに編んだ紐状アクチュエータ部２Ａに電圧を印
加した場合は、図６（ｂ）に示すように、網目が縦横に
拡大し、電圧印加を解除すると図６（ａ）に示すよう
に、網目が収縮するようになる。ここで図７（ａ）に示
すようなメリヤス編みの場合は網目の縦横比が不等倍率
で拡大するようになる。もちろんこれは一例であり、メ
リヤス編みの場合でもその編み方によって網目の縦横比
が等倍率で拡大させることができる。なお図７（ｂ）は
後述する柔軟電極部４Ｂが網目状パターンの場合の伸縮
方向を参考的に示している。
【００２８】しかして、紐状アクチュエータ部２Ａを網
目状に編むことによって、編目構造などの三次元構造の
形成が可能となる。しかも、網目構造であるので柔軟構
造となるうえに、編み方によって伸縮・発生力（伸縮量
／発生力）を柔軟に変えることができるようになり、出
力設計の自由度をより高めることができる。
目状に編むことによって、編目構造などの三次元構造の
形成が可能となる。しかも、網目構造であるので柔軟構
造となるうえに、編み方によって伸縮・発生力（伸縮量
／発生力）を柔軟に変えることができるようになり、出
力設計の自由度をより高めることができる。
【００２９】図８は紐状アクチュエータ部２Ａの他の実
施形態として、上記筒状の伸縮部３Ａの内側に導電性伸
縮材料を隙間なく充填した場合を示している。紐状アク
チュエータ部２Ａの中心部を導電性伸縮材料からなる電
極部４Ａで充填することによって、図１の実施形態のよ
うに紐状アクチュエータ部２Ａの中心部に中空部３６を
設けた場合と比較して、紐状アクチュエータ部２Ａの外
径寸法を小さくでき、一層の小型化を図ることができ
る。
施形態として、上記筒状の伸縮部３Ａの内側に導電性伸
縮材料を隙間なく充填した場合を示している。紐状アク
チュエータ部２Ａの中心部を導電性伸縮材料からなる電
極部４Ａで充填することによって、図１の実施形態のよ
うに紐状アクチュエータ部２Ａの中心部に中空部３６を
設けた場合と比較して、紐状アクチュエータ部２Ａの外
径寸法を小さくでき、一層の小型化を図ることができ
る。
【００３０】図９は上記紐状アクチュエータ部２Ａにお
ける伸縮部３Ａの外側に配置される電極部４Ａの表面を
電気絶縁膜６にて被覆した場合を示している。紐状アク
チュエータ部２Ａの構造は上記実施形態と同様である。
外側の電極部４Ａを電気絶縁膜６で被覆する方法とし
て、例えばウレタンのディップコートや、パリレン、ポ
リイミド蒸着重合等がある。また電気絶縁膜６として、
高分子の伸縮に追随する低ヤング率の材質が望ましい。
しかして、外側の電極部４Ａの表面が電気的に絶縁され
ていることで、アクチュエータ部を編目などの構造にし
たとき、クロス部での短絡等の心配がなくなる。
ける伸縮部３Ａの外側に配置される電極部４Ａの表面を
電気絶縁膜６にて被覆した場合を示している。紐状アク
チュエータ部２Ａの構造は上記実施形態と同様である。
外側の電極部４Ａを電気絶縁膜６で被覆する方法とし
て、例えばウレタンのディップコートや、パリレン、ポ
リイミド蒸着重合等がある。また電気絶縁膜６として、
高分子の伸縮に追随する低ヤング率の材質が望ましい。
しかして、外側の電極部４Ａの表面が電気的に絶縁され
ていることで、アクチュエータ部を編目などの構造にし
たとき、クロス部での短絡等の心配がなくなる。
【００３１】図１０は上記紐状アクチュエータ部２Ａを
複数本束ねた場合を示しており、図１１は複数本束ねた
紐状アクチュエータ部２Ａを編目状に編んで編目構造を
構成した場合を示しており、このように紐状アクチュエ
ータ部２Ａを複数本（例えば３〜８本）束ねることで、
剛性を高めることができるようになる。また上記束ねた
紐状アクチュエータ部２Ａを網目状に編んで図１１に示
す網目構造とすることで、電極部４Ａの比表面積が更に
高くなり、より低電圧で高い伸縮・発生力が得られるよ
うになる。また図１０、図１１のいずれの場合も、紐状
アクチュエータ部２Ａの数を増減させるだけで出力の変
更が容易となり、出力設計の自由度を更に高めることが
できるものである。なお図１０、図１１において、個々
の紐状アクチュエータ部２Ａを「より線」、「ツイス
ト」状態とすることも可能であり、この場合、ツイスト
された状態が強いほど、網目の剛性を高めることができ
るものである。また紐状アクチュエータ部２Ａの表面に
は上記図９の電気絶縁膜６にて被覆されているのが望ま
しい。また紐状アクチュエータ部２Ａの束ねる数は８本
に限らず、少なくとも２本以上であればよい。なお図１
０、図１１においては図８に示すような中心部が中実状
である紐状アクチュエータ部２Ａを例示しているが、も
ちろんこれに限らず、図１に示すような中心部が中空部
３６となった紐状アクチュエータ部２Ａであってもよい
ものである。
複数本束ねた場合を示しており、図１１は複数本束ねた
紐状アクチュエータ部２Ａを編目状に編んで編目構造を
構成した場合を示しており、このように紐状アクチュエ
ータ部２Ａを複数本（例えば３〜８本）束ねることで、
剛性を高めることができるようになる。また上記束ねた
紐状アクチュエータ部２Ａを網目状に編んで図１１に示
す網目構造とすることで、電極部４Ａの比表面積が更に
高くなり、より低電圧で高い伸縮・発生力が得られるよ
うになる。また図１０、図１１のいずれの場合も、紐状
アクチュエータ部２Ａの数を増減させるだけで出力の変
更が容易となり、出力設計の自由度を更に高めることが
できるものである。なお図１０、図１１において、個々
の紐状アクチュエータ部２Ａを「より線」、「ツイス
ト」状態とすることも可能であり、この場合、ツイスト
された状態が強いほど、網目の剛性を高めることができ
るものである。また紐状アクチュエータ部２Ａの表面に
は上記図９の電気絶縁膜６にて被覆されているのが望ま
しい。また紐状アクチュエータ部２Ａの束ねる数は８本
に限らず、少なくとも２本以上であればよい。なお図１
０、図１１においては図８に示すような中心部が中実状
である紐状アクチュエータ部２Ａを例示しているが、も
ちろんこれに限らず、図１に示すような中心部が中空部
３６となった紐状アクチュエータ部２Ａであってもよい
ものである。
【００３２】図１２は、上記編目構造を有する紐状アク
チュエータ部２Ａを筒状立体構造に構成した場合を示
し、図１３は図１２のロ部の拡大図を示している。紐状
アクチュエータ部２Ａの構造は上記実施形態と同様であ
る。本例では、筒の軸方向Ｎ中心の外径寸法が軸方向Ｎ
両端の外径寸法よりも小さく絞られており、電圧印加時
には図１２の右側に示すように、筒の中心軸に対して筒
の軸方向Ｎの伸縮量が大きなり、筒状立体構造を軸方向
Ｎに膨張・収縮させることができるようになっている。
しかして、電極部４Ａを編目状パターンに形成すること
で、メッシュ構造を編み工程無しで低コストで生成する
ことができると共に、電極部４Ａに電圧を印加すること
で、筒状立体構造の半径方向Ｍの寸法が収縮し且つ軸方
向Ｎに伸張するような力を発生させることができる。し
かも二次元構造の場合と比べて、筒状立体構造の末端部
分も機械的仕事に有効に作用するという利点があり、ま
た二次元構造で必要とされる末端部分のほつれ対策も不
要となる。さらに筒状立体構造とすることで、電極部４
Ａの比表面積が高く、低電圧で高い伸縮・発生力が得ら
れるという利点もある。
チュエータ部２Ａを筒状立体構造に構成した場合を示
し、図１３は図１２のロ部の拡大図を示している。紐状
アクチュエータ部２Ａの構造は上記実施形態と同様であ
る。本例では、筒の軸方向Ｎ中心の外径寸法が軸方向Ｎ
両端の外径寸法よりも小さく絞られており、電圧印加時
には図１２の右側に示すように、筒の中心軸に対して筒
の軸方向Ｎの伸縮量が大きなり、筒状立体構造を軸方向
Ｎに膨張・収縮させることができるようになっている。
しかして、電極部４Ａを編目状パターンに形成すること
で、メッシュ構造を編み工程無しで低コストで生成する
ことができると共に、電極部４Ａに電圧を印加すること
で、筒状立体構造の半径方向Ｍの寸法が収縮し且つ軸方
向Ｎに伸張するような力を発生させることができる。し
かも二次元構造の場合と比べて、筒状立体構造の末端部
分も機械的仕事に有効に作用するという利点があり、ま
た二次元構造で必要とされる末端部分のほつれ対策も不
要となる。さらに筒状立体構造とすることで、電極部４
Ａの比表面積が高く、低電圧で高い伸縮・発生力が得ら
れるという利点もある。
【００３３】図１４は、上記紐状アクチュエータ部２Ａ
を螺旋状に巻いて螺旋立体構造に構成した場合を示し、
図１５は図１４のハ部の拡大図を示している。紐状アク
チュエータ部２Ａの構造は上記実施形態と同様である。
本例の螺旋立体構造では、紐状アクチュエータ部２Ａの
矢印ニで示す長手方向が伸縮を支配することになるの
で、電極部４Ａへの電圧印加によって螺旋立体構造をそ
の半径方向Ｍに膨張・収縮させることができるようにな
る。また螺旋立体構造とすることで、電極部４Ａの比表
面積が高く、低電圧で高い伸縮・発生力が得られるよう
になる。
を螺旋状に巻いて螺旋立体構造に構成した場合を示し、
図１５は図１４のハ部の拡大図を示している。紐状アク
チュエータ部２Ａの構造は上記実施形態と同様である。
本例の螺旋立体構造では、紐状アクチュエータ部２Ａの
矢印ニで示す長手方向が伸縮を支配することになるの
で、電極部４Ａへの電圧印加によって螺旋立体構造をそ
の半径方向Ｍに膨張・収縮させることができるようにな
る。また螺旋立体構造とすることで、電極部４Ａの比表
面積が高く、低電圧で高い伸縮・発生力が得られるよう
になる。
【００３４】前記各実施形態では、アクチュエータ部が
紐状の場合を説明したが、以下の実施形態ではアクチュ
エータ部がシート状の場合を説明する。なお、以下の実
施形態において、導電性伸縮材料からなる柔軟電極部４
Ｂに制御部５から電圧を印加することで絶縁伸縮材料か
らなる伸縮部３Ｂが伸縮するメカニズムについては前記
図３と同様であり説明は省略する。
紐状の場合を説明したが、以下の実施形態ではアクチュ
エータ部がシート状の場合を説明する。なお、以下の実
施形態において、導電性伸縮材料からなる柔軟電極部４
Ｂに制御部５から電圧を印加することで絶縁伸縮材料か
らなる伸縮部３Ｂが伸縮するメカニズムについては前記
図３と同様であり説明は省略する。
【００３５】図１６は、シート状の絶縁伸縮材料からな
る伸縮部３Ｂと、伸縮部３Ｂの両面に各々配置される導
電性伸縮材料からなる柔軟電極部４Ｂと、柔軟電極部４
Ｂに電圧を印加制御するための制御部５とを備えた電歪
アクチュエータ１Ｂにおいて、上記伸縮部３Ｂを構成す
る絶縁伸縮材料の表面に複数個の柔軟電極部４Ｂを設け
ることでシート状アクチュエータ部２Ｂを構成したもの
である。図１７は制御部５から電圧を印加制御する場合
を示している。図１６に示す例では、伸縮部３Ｂの両面
に、それぞれ、柔軟電極部４Ｂを構成する円形状の電極
パターンが縦横に等間隔をあけて複数設けられている。
柔軟電極部４Ｂへの電圧印加時には図１８の右側のよう
に縦横に等倍率で拡大し、電圧印加解除によって図１８
の左側のように収縮するようになっている。ここで、柔
軟電極部４Ｂの電極パターンの形状によって伸縮の方向
性が拡大する。この電極パターンが例えば図２０に示す
編目状パターンの場合は前記図７（ｂ）に示したような
等方的に伸張・収縮を行なう。また図２１（ｃ）に示す
ような円形状の場合も等方的に伸張・収縮を行なう。他
の例として、図２１（ａ）に示すジグザグ形状の場合
は、伸縮の方向は同図の矢印で示す方向のみとなり、楕
円形状の場合は長軸方向Ｎ２の伸縮量が短軸方向Ｎ１の
伸縮量よりも大きくなるような伸張・収縮を行なう。な
お電極パターンが三角形、四角形などの多角形の場合は
各辺と直交する方向に等方的に拡大、収縮するようにな
る。
る伸縮部３Ｂと、伸縮部３Ｂの両面に各々配置される導
電性伸縮材料からなる柔軟電極部４Ｂと、柔軟電極部４
Ｂに電圧を印加制御するための制御部５とを備えた電歪
アクチュエータ１Ｂにおいて、上記伸縮部３Ｂを構成す
る絶縁伸縮材料の表面に複数個の柔軟電極部４Ｂを設け
ることでシート状アクチュエータ部２Ｂを構成したもの
である。図１７は制御部５から電圧を印加制御する場合
を示している。図１６に示す例では、伸縮部３Ｂの両面
に、それぞれ、柔軟電極部４Ｂを構成する円形状の電極
パターンが縦横に等間隔をあけて複数設けられている。
柔軟電極部４Ｂへの電圧印加時には図１８の右側のよう
に縦横に等倍率で拡大し、電圧印加解除によって図１８
の左側のように収縮するようになっている。ここで、柔
軟電極部４Ｂの電極パターンの形状によって伸縮の方向
性が拡大する。この電極パターンが例えば図２０に示す
編目状パターンの場合は前記図７（ｂ）に示したような
等方的に伸張・収縮を行なう。また図２１（ｃ）に示す
ような円形状の場合も等方的に伸張・収縮を行なう。他
の例として、図２１（ａ）に示すジグザグ形状の場合
は、伸縮の方向は同図の矢印で示す方向のみとなり、楕
円形状の場合は長軸方向Ｎ２の伸縮量が短軸方向Ｎ１の
伸縮量よりも大きくなるような伸張・収縮を行なう。な
お電極パターンが三角形、四角形などの多角形の場合は
各辺と直交する方向に等方的に拡大、収縮するようにな
る。
【００３６】しかして、柔軟電極部４Ｂはシート状の伸
縮部３Ｂの全面に設けられるのではなく、複数箇所に柔
軟電極部４Ｂが配置されるため、柔軟電極部４Ｂが存在
しない部分では伸縮量が大幅に向上し、シート状アクチ
ュエータ部２Ｂの伸縮・発生力の増大化を図ることがで
きる。しかも、柔軟電極部４Ｂの電極パターンを適宜設
定変更することで電圧印加時に縦横に等倍率で拡大させ
たり、或いは一方向のみに拡大させたりすることが可能
となり、用途に合わせて電歪アクチュエータ１Ｂを生成
することができるものである。また、電極パターンを例
えば編目状パターンとした場合は、図２０に示すメッシ
ュ構造のシート状アクチュエータ部２Ｂを編み工程無し
で低コストで容易に生成できるようになる。また図１９
に示すように、隣り合う柔軟電極部４Ｂ，４Ｂ間を細い
電極パターン２０でつないでおくのが望ましい。この場
合、複数個の柔軟電極部４Ｂの個別配線が不要となり、
配線構造の簡素化を図ることができる。
縮部３Ｂの全面に設けられるのではなく、複数箇所に柔
軟電極部４Ｂが配置されるため、柔軟電極部４Ｂが存在
しない部分では伸縮量が大幅に向上し、シート状アクチ
ュエータ部２Ｂの伸縮・発生力の増大化を図ることがで
きる。しかも、柔軟電極部４Ｂの電極パターンを適宜設
定変更することで電圧印加時に縦横に等倍率で拡大させ
たり、或いは一方向のみに拡大させたりすることが可能
となり、用途に合わせて電歪アクチュエータ１Ｂを生成
することができるものである。また、電極パターンを例
えば編目状パターンとした場合は、図２０に示すメッシ
ュ構造のシート状アクチュエータ部２Ｂを編み工程無し
で低コストで容易に生成できるようになる。また図１９
に示すように、隣り合う柔軟電極部４Ｂ，４Ｂ間を細い
電極パターン２０でつないでおくのが望ましい。この場
合、複数個の柔軟電極部４Ｂの個別配線が不要となり、
配線構造の簡素化を図ることができる。
【００３７】更に他の実施形態として図２２、図２３を
示す。本例では上記シート状アクチュエータ部２Ｂに複
数個の貫通穴７を穿設した場合を示している。本例のシ
ート状アクチュエータ部２Ｂは、伸縮部３Ｂを構成する
シート状の絶縁伸縮材料にスプレーコートで柔軟電極部
４Ｂをコーティングし、その後、プレス等で複数個の円
形状の貫通穴７をあけて構成されており、この複数個の
貫通穴７は縦横に等間隔をあけて設けられており、柔軟
電極部４Ｂへの電圧印加時には図２３の右側のように縦
横に等倍率で拡大し、電圧印加解除によって図２３の左
側のように収縮するようになっている。しかして、上記
伸縮部３Ｂを構成する絶縁伸縮材料に複数個の貫通穴７
を設けることでメッシュ構造のシート状アクチュエータ
部２Ｂを編み工程無しで低コストで容易に生成できるよ
うになる。つまりメッシュ構造とすることで、複数箇所
に柔軟電極部４Ｂが配置された形となるため、柔軟電極
部４Ｂが存在しない部分では伸縮量が大幅に向上し、シ
ート状アクチュエータ部２Ｂの伸縮・発生力の増大化を
図ることができるものである。なお、貫通穴７の形状は
円形状に限られるものではない。
示す。本例では上記シート状アクチュエータ部２Ｂに複
数個の貫通穴７を穿設した場合を示している。本例のシ
ート状アクチュエータ部２Ｂは、伸縮部３Ｂを構成する
シート状の絶縁伸縮材料にスプレーコートで柔軟電極部
４Ｂをコーティングし、その後、プレス等で複数個の円
形状の貫通穴７をあけて構成されており、この複数個の
貫通穴７は縦横に等間隔をあけて設けられており、柔軟
電極部４Ｂへの電圧印加時には図２３の右側のように縦
横に等倍率で拡大し、電圧印加解除によって図２３の左
側のように収縮するようになっている。しかして、上記
伸縮部３Ｂを構成する絶縁伸縮材料に複数個の貫通穴７
を設けることでメッシュ構造のシート状アクチュエータ
部２Ｂを編み工程無しで低コストで容易に生成できるよ
うになる。つまりメッシュ構造とすることで、複数箇所
に柔軟電極部４Ｂが配置された形となるため、柔軟電極
部４Ｂが存在しない部分では伸縮量が大幅に向上し、シ
ート状アクチュエータ部２Ｂの伸縮・発生力の増大化を
図ることができるものである。なお、貫通穴７の形状は
円形状に限られるものではない。
【００３８】図２４（ａ）は、シート状アクチュエータ
部２Ｂの柔軟電極部４Ｂを編目状パターンに形成した場
合を示し、図２４（ｂ）はシート状アクチュエータ部２
Ｂを複数層形成した場合を示している。シート状アクチ
ュエータ部２Ｂの柔軟電極部４Ｂを編目状パターンに形
成することで、前記図７（ｂ）に示すような等方的な伸
張、収縮が得られ、しかも網目構造とすることで、複数
箇所に柔軟電極部４Ｂが配置された形となるため、柔軟
電極部４Ｂが存在しない部分では伸縮量が大幅に向上
し、シート状アクチュエータ部２Ｂの伸縮・発生力の増
大化を図ることができる。
部２Ｂの柔軟電極部４Ｂを編目状パターンに形成した場
合を示し、図２４（ｂ）はシート状アクチュエータ部２
Ｂを複数層形成した場合を示している。シート状アクチ
ュエータ部２Ｂの柔軟電極部４Ｂを編目状パターンに形
成することで、前記図７（ｂ）に示すような等方的な伸
張、収縮が得られ、しかも網目構造とすることで、複数
箇所に柔軟電極部４Ｂが配置された形となるため、柔軟
電極部４Ｂが存在しない部分では伸縮量が大幅に向上
し、シート状アクチュエータ部２Ｂの伸縮・発生力の増
大化を図ることができる。
【００３９】次に上記図２４（ｂ）に示す複数層のシー
ト状アクチュエータ部２Ｂを生産プロセスの一例を図２
６、図２７に示す。先ず、１層目の伸縮部３Ｂを構成す
る絶縁伸縮材料の表面にマスク（図示せず）を利用し
て、図２６（ｂ）、図２７（ｂ）に示すように、導電性
伸縮材料を溶剤に溶かしたものをスプレーコート（スピ
ンコートを含む）によって１層目の柔軟電極部４Ｂを編
目状パターンに形成する。その上に図２６（ｃ）、図２
７（ｃ）に示すように、絶縁伸縮材料を溶剤に溶かした
ものをスプレーコートによって２層目の伸縮部３Ｂを形
成し、その上に図２６（ｄ）、図２７（ｄ）に示すよう
に、マスク（図示せず）を利用して導電性伸縮材料を溶
剤に溶かしたものをスプレーコートによって２層目の柔
軟電極部４Ｂを編目状パターンに形成する。絶縁伸縮材
料をコーティングし、その上に柔軟電極部４Ｂをパター
ン形成する工程を繰り返すことで、図２４（ｂ）に示す
複数層のシート状アクチュエータ部２Ｂを容易に生成で
きるようになる。また複数層のシート状アクチュエータ
部２Ｂを積層一体化することで、シート状アクチュエー
タ部２Ｂの伸縮・発生力を更に高めることができるもの
であり、また各層の柔軟電極部４Ｂを編目状パターンに
形成することで、メッシュ構造のシート状アクチュエー
タ部２Ｂを編み工程無しで低コストで容易に生成できる
ようになる。ここで図２５は複数層のシート状アクチュ
エータ部２Ｂにおける柔軟電極部４Ｂの回路図の一例を
示している。図２５において、各柔軟電極部４Ｂは、シ
ート状アクチュエータ部２Ｂの積層方向と直交する方向
にずらしてコーティングしてあり、各柔軟電極部４Ｂは
導電性伸縮材料からなる貫通電極３５にて互いに接続さ
れている。なお各層のシート状アクチュエータ部２Ｂの
厚みは電圧を低く（１００Ｖ以下）したい場合は、５μ
ｍ未満が望ましい。
ト状アクチュエータ部２Ｂを生産プロセスの一例を図２
６、図２７に示す。先ず、１層目の伸縮部３Ｂを構成す
る絶縁伸縮材料の表面にマスク（図示せず）を利用し
て、図２６（ｂ）、図２７（ｂ）に示すように、導電性
伸縮材料を溶剤に溶かしたものをスプレーコート（スピ
ンコートを含む）によって１層目の柔軟電極部４Ｂを編
目状パターンに形成する。その上に図２６（ｃ）、図２
７（ｃ）に示すように、絶縁伸縮材料を溶剤に溶かした
ものをスプレーコートによって２層目の伸縮部３Ｂを形
成し、その上に図２６（ｄ）、図２７（ｄ）に示すよう
に、マスク（図示せず）を利用して導電性伸縮材料を溶
剤に溶かしたものをスプレーコートによって２層目の柔
軟電極部４Ｂを編目状パターンに形成する。絶縁伸縮材
料をコーティングし、その上に柔軟電極部４Ｂをパター
ン形成する工程を繰り返すことで、図２４（ｂ）に示す
複数層のシート状アクチュエータ部２Ｂを容易に生成で
きるようになる。また複数層のシート状アクチュエータ
部２Ｂを積層一体化することで、シート状アクチュエー
タ部２Ｂの伸縮・発生力を更に高めることができるもの
であり、また各層の柔軟電極部４Ｂを編目状パターンに
形成することで、メッシュ構造のシート状アクチュエー
タ部２Ｂを編み工程無しで低コストで容易に生成できる
ようになる。ここで図２５は複数層のシート状アクチュ
エータ部２Ｂにおける柔軟電極部４Ｂの回路図の一例を
示している。図２５において、各柔軟電極部４Ｂは、シ
ート状アクチュエータ部２Ｂの積層方向と直交する方向
にずらしてコーティングしてあり、各柔軟電極部４Ｂは
導電性伸縮材料からなる貫通電極３５にて互いに接続さ
れている。なお各層のシート状アクチュエータ部２Ｂの
厚みは電圧を低く（１００Ｖ以下）したい場合は、５μ
ｍ未満が望ましい。
【００４０】図２８は、上記シート状アクチュエータ部
２Ｂを筒状立体構造に構成した場合の一例を示してい
る。本例では、筒の軸方向Ｎ中心の外径寸法が軸方向Ｎ
両端側の外径寸法よりも小さく絞られており、電圧印加
時には図２８の右側に示すように、筒の中心軸に対して
筒の軸方向Ｎの伸縮量が大きなり、筒状立体構造をその
軸方向Ｎに膨張・収縮させることができるようになって
いる。しかして、柔軟電極部４Ｂを複数個設けること
で、メッシュ構造を編み工程無しで低コストで生成する
ことができると共に、複数個の柔軟電極部４Ｂに電圧を
印加することで、筒状立体構造の半径方向Ｍの寸法が収
縮し且つ軸方向Ｎに伸張するような力を発生させること
ができる。しかも二次元構造の場合と比べて、筒状立体
構造の末端部分も機械的仕事に有効に作用するという利
点があり、また二次元構造で必要とされる末端部分のほ
つれ対策も不要となる。さらに筒状立体構造とすること
で、柔軟電極部４Ｂの比表面積が高く、低電圧で高い伸
縮・発生力が得られるという利点もある。
２Ｂを筒状立体構造に構成した場合の一例を示してい
る。本例では、筒の軸方向Ｎ中心の外径寸法が軸方向Ｎ
両端側の外径寸法よりも小さく絞られており、電圧印加
時には図２８の右側に示すように、筒の中心軸に対して
筒の軸方向Ｎの伸縮量が大きなり、筒状立体構造をその
軸方向Ｎに膨張・収縮させることができるようになって
いる。しかして、柔軟電極部４Ｂを複数個設けること
で、メッシュ構造を編み工程無しで低コストで生成する
ことができると共に、複数個の柔軟電極部４Ｂに電圧を
印加することで、筒状立体構造の半径方向Ｍの寸法が収
縮し且つ軸方向Ｎに伸張するような力を発生させること
ができる。しかも二次元構造の場合と比べて、筒状立体
構造の末端部分も機械的仕事に有効に作用するという利
点があり、また二次元構造で必要とされる末端部分のほ
つれ対策も不要となる。さらに筒状立体構造とすること
で、柔軟電極部４Ｂの比表面積が高く、低電圧で高い伸
縮・発生力が得られるという利点もある。
【００４１】本発明の電歪アクチュエータ１Ａ，１Ｂ
は、非常に微小かつ高精度の変位量制御が必要とされる
動力源として広く用いられるものである。
は、非常に微小かつ高精度の変位量制御が必要とされる
動力源として広く用いられるものである。
【００４２】
【発明の効果】上述のように請求項１記載の発明にあっ
ては、絶縁伸縮材料からなる伸縮部と、伸縮部の両面に
各々配置される導電性伸縮材料からなる電極部と、電極
部に電圧を印加制御するための制御部とを備えた電歪ア
クチュエータにおいて、上記絶縁伸縮材料からなる伸縮
部を筒状に形成すると共に該筒状の伸縮部の内外両面に
導電性伸縮材料からなる電極部を各々配置することで紐
状アクチュエータ部を構成したので、紐状アクチュエー
タ部の断面積を増減させるだけで出力の変更が容易にで
きるようになり、電歪アクチュエータの出力設計の自由
度を高めることができ、しかも伸縮部を筒状に形成する
ことで、伸縮部を構成する絶縁伸縮材料の厚みを薄くし
ながら且つその表面積を大きくすることができると共
に、筒状の伸縮部の内外両面に電極部を各々配置するこ
とで伸縮部の内外両面に対して均一な電界付加ができる
ようになり、これにより伸縮量の増加と小型化との両方
を容易に実現できるものである。
ては、絶縁伸縮材料からなる伸縮部と、伸縮部の両面に
各々配置される導電性伸縮材料からなる電極部と、電極
部に電圧を印加制御するための制御部とを備えた電歪ア
クチュエータにおいて、上記絶縁伸縮材料からなる伸縮
部を筒状に形成すると共に該筒状の伸縮部の内外両面に
導電性伸縮材料からなる電極部を各々配置することで紐
状アクチュエータ部を構成したので、紐状アクチュエー
タ部の断面積を増減させるだけで出力の変更が容易にで
きるようになり、電歪アクチュエータの出力設計の自由
度を高めることができ、しかも伸縮部を筒状に形成する
ことで、伸縮部を構成する絶縁伸縮材料の厚みを薄くし
ながら且つその表面積を大きくすることができると共
に、筒状の伸縮部の内外両面に電極部を各々配置するこ
とで伸縮部の内外両面に対して均一な電界付加ができる
ようになり、これにより伸縮量の増加と小型化との両方
を容易に実現できるものである。
【００４３】また請求項２記載の発明は、請求項１記載
の効果に加えて、上記紐状アクチュエータ部を編目状に
編んで編目構造を構成したので、紐状アクチュエータ部
を網目状に編むだけで、編目構造をした三次元構造の電
歪アクチュエータの生成が可能となり、しかも網目構造
であるので柔軟構造となるうえに、その編み方によって
伸縮・発生力を柔軟に変えることができる結果、出力設
計の自由度をより高めることができるものである。
の効果に加えて、上記紐状アクチュエータ部を編目状に
編んで編目構造を構成したので、紐状アクチュエータ部
を網目状に編むだけで、編目構造をした三次元構造の電
歪アクチュエータの生成が可能となり、しかも網目構造
であるので柔軟構造となるうえに、その編み方によって
伸縮・発生力を柔軟に変えることができる結果、出力設
計の自由度をより高めることができるものである。
【００４４】また請求項３記載の発明は、請求項１記載
の効果に加えて、上記紐状アクチュエータ部が複数本束
ねられているので、紐状アクチュエータ部の剛性を高め
ることができると共に、電極部の比表面積が高くなり、
低電圧で高い伸縮・発生力が得られるようになり、さら
に紐状アクチュエータ部の数を増減させるだけで出力の
変更が容易となり、電歪アクチュエータの出力設計の自
由度が更に高められるものである。
の効果に加えて、上記紐状アクチュエータ部が複数本束
ねられているので、紐状アクチュエータ部の剛性を高め
ることができると共に、電極部の比表面積が高くなり、
低電圧で高い伸縮・発生力が得られるようになり、さら
に紐状アクチュエータ部の数を増減させるだけで出力の
変更が容易となり、電歪アクチュエータの出力設計の自
由度が更に高められるものである。
【００４５】また請求項４記載の発明は、請求項１記載
の効果に加えて、上記紐状アクチュエータ部を少なくと
も２本以上束ねた状態で編目状に編んで編目構造を構成
したので、電極部の比表面積が更に高くなり、より低電
圧で高い伸縮・発生力が得られると共に、紐状アクチュ
エータ部の数を増減させるだけで出力の変更が容易とな
り、電歪アクチュエータの出力設計の自由度が更に高め
られるものである。
の効果に加えて、上記紐状アクチュエータ部を少なくと
も２本以上束ねた状態で編目状に編んで編目構造を構成
したので、電極部の比表面積が更に高くなり、より低電
圧で高い伸縮・発生力が得られると共に、紐状アクチュ
エータ部の数を増減させるだけで出力の変更が容易とな
り、電歪アクチュエータの出力設計の自由度が更に高め
られるものである。
【００４６】また請求項５記載の発明は、請求項２又は
請求項４記載の効果に加えて、上記編目構造を有する紐
状アクチュエータ部を筒状立体構造に構成したので、伸
縮部を構成する絶縁伸縮材料の厚みを薄くしながら且つ
その表面積を大きくすることができ、これにより電極部
に電圧を印加することで、筒状立体構造の半径方向の寸
法が収縮し且つ軸方向に伸張するような力を発生させる
ことが可能となり、しかも二次元構造の場合と比べて、
筒状立体構造の末端部分も機械的仕事に有効に作用する
という利点があり、また二次元構造で必要とされる末端
部分のほつれ対策も不要となる。さらに筒状立体構造と
することで、電極部の比表面積が高く、低電圧で高い伸
縮・発生力が得られるものである。
請求項４記載の効果に加えて、上記編目構造を有する紐
状アクチュエータ部を筒状立体構造に構成したので、伸
縮部を構成する絶縁伸縮材料の厚みを薄くしながら且つ
その表面積を大きくすることができ、これにより電極部
に電圧を印加することで、筒状立体構造の半径方向の寸
法が収縮し且つ軸方向に伸張するような力を発生させる
ことが可能となり、しかも二次元構造の場合と比べて、
筒状立体構造の末端部分も機械的仕事に有効に作用する
という利点があり、また二次元構造で必要とされる末端
部分のほつれ対策も不要となる。さらに筒状立体構造と
することで、電極部の比表面積が高く、低電圧で高い伸
縮・発生力が得られるものである。
【００４７】また請求項６記載の発明は、請求項１記載
の効果に加えて、上記紐状アクチュエータ部を螺旋状に
巻いて螺旋立体構造に構成したので、伸縮部を構成する
絶縁伸縮材料の厚みを薄くしながら且つその表面積を大
きくすることができ、しかも電極部への電圧印加によっ
て螺旋立体構造をその半径方向に膨張・収縮させること
が可能となり、また螺旋立体構造とすることで、電極部
の比表面積が高く、低電圧で高い伸縮・発生力が得られ
るものである。
の効果に加えて、上記紐状アクチュエータ部を螺旋状に
巻いて螺旋立体構造に構成したので、伸縮部を構成する
絶縁伸縮材料の厚みを薄くしながら且つその表面積を大
きくすることができ、しかも電極部への電圧印加によっ
て螺旋立体構造をその半径方向に膨張・収縮させること
が可能となり、また螺旋立体構造とすることで、電極部
の比表面積が高く、低電圧で高い伸縮・発生力が得られ
るものである。
【００４８】また請求項７記載の発明は、請求項１乃至
請求項６のいずれかに記載の効果に加えて、上記筒状の
伸縮部の内側に配置される電極部を筒状にして、紐状ア
クチュエータ部の中心に中空部を設けたので、筒状の伸
縮部の内側に配置される電極部を筒状にすることで、伸
縮部の電極部の比表面積を増やすことができ、低電圧で
高い伸縮・発生力が得られるものである。
請求項６のいずれかに記載の効果に加えて、上記筒状の
伸縮部の内側に配置される電極部を筒状にして、紐状ア
クチュエータ部の中心に中空部を設けたので、筒状の伸
縮部の内側に配置される電極部を筒状にすることで、伸
縮部の電極部の比表面積を増やすことができ、低電圧で
高い伸縮・発生力が得られるものである。
【００４９】また請求項８記載の発明は、請求項１乃至
請求項６のいずれかに記載の効果に加えて、上記筒状の
伸縮部の内側に導電性伸縮材料を隙間なく充填したの
で、紐状アクチュエータ部の中心部が導電性伸縮材料か
らなる電極部で充填されることとなり、紐状アクチュエ
ータ部の中心部に中空部を設けた構造と比較して、紐状
アクチュエータ部の外径寸法を小さくでき、一層の小型
化を図ることができる。
請求項６のいずれかに記載の効果に加えて、上記筒状の
伸縮部の内側に導電性伸縮材料を隙間なく充填したの
で、紐状アクチュエータ部の中心部が導電性伸縮材料か
らなる電極部で充填されることとなり、紐状アクチュエ
ータ部の中心部に中空部を設けた構造と比較して、紐状
アクチュエータ部の外径寸法を小さくでき、一層の小型
化を図ることができる。
【００５０】また請求項９記載の発明は、請求項１乃至
請求項８のいずれかに記載の効果に加えて、上記紐状ア
クチュエータ部における伸縮部の外側に配置される電極
部の表面を電気絶縁膜にて被覆したので、外側の電極部
の表面が電気的に絶縁されていることで、アクチュエー
タ部を編目などの構造にしたとき、クロス部での短絡等
の心配がなくなる。
請求項８のいずれかに記載の効果に加えて、上記紐状ア
クチュエータ部における伸縮部の外側に配置される電極
部の表面を電気絶縁膜にて被覆したので、外側の電極部
の表面が電気的に絶縁されていることで、アクチュエー
タ部を編目などの構造にしたとき、クロス部での短絡等
の心配がなくなる。
【００５１】また請求項１０記載の発明は、シート状の
絶縁伸縮材料からなる伸縮部と、伸縮部の両面に各々配
置される導電性伸縮材料からなる柔軟電極部と、柔軟電
極部に電圧を印加制御するための制御部とを備えた電歪
アクチュエータにおいて、上記伸縮部を構成する絶縁伸
縮材料の表面に複数個の柔軟電極部を設けることでシー
ト状アクチュエータ部を構成したので、つまり柔軟電極
部はシート状の伸縮部の全面に設けられるのではなく、
複数箇所に柔軟電極部が配置されるため、柔軟電極部が
存在しない部分では伸縮量が大幅に向上し、絶縁伸縮材
料の表面積を大きくすることなく、伸縮・発生力の増大
化を図ることができ、伸縮量の増加と小型化との両方を
容易に実現できる。しかも柔軟電極部の電極パターンを
適宜設定変更することで電圧印加時にシート状アクチュ
エータ部を縦横に等倍率で拡大させたり、或いは一方向
のみに拡大させたりすることが可能となり、用途に合わ
せて伸縮方向が異なる電歪アクチュエータを容易に生成
できるものである。
絶縁伸縮材料からなる伸縮部と、伸縮部の両面に各々配
置される導電性伸縮材料からなる柔軟電極部と、柔軟電
極部に電圧を印加制御するための制御部とを備えた電歪
アクチュエータにおいて、上記伸縮部を構成する絶縁伸
縮材料の表面に複数個の柔軟電極部を設けることでシー
ト状アクチュエータ部を構成したので、つまり柔軟電極
部はシート状の伸縮部の全面に設けられるのではなく、
複数箇所に柔軟電極部が配置されるため、柔軟電極部が
存在しない部分では伸縮量が大幅に向上し、絶縁伸縮材
料の表面積を大きくすることなく、伸縮・発生力の増大
化を図ることができ、伸縮量の増加と小型化との両方を
容易に実現できる。しかも柔軟電極部の電極パターンを
適宜設定変更することで電圧印加時にシート状アクチュ
エータ部を縦横に等倍率で拡大させたり、或いは一方向
のみに拡大させたりすることが可能となり、用途に合わ
せて伸縮方向が異なる電歪アクチュエータを容易に生成
できるものである。
【００５２】また請求項１１記載の発明は、請求項１０
記載の効果に加えて、上記シート状アクチュエータ部に
複数個の貫通穴を穿設したので、メッシュ構造のシート
状アクチュエータ部を編み工程無しで低コストで容易に
生成できるものである。
記載の効果に加えて、上記シート状アクチュエータ部に
複数個の貫通穴を穿設したので、メッシュ構造のシート
状アクチュエータ部を編み工程無しで低コストで容易に
生成できるものである。
【００５３】また請求項１２記載の発明は、請求項１０
記載の効果に加えて、上記シート状アクチュエータ部の
柔軟電極部を編目状パターンに形成したので、メッシュ
構造のシート状アクチュエータ部を編み工程無しで低コ
ストで容易に生成できるものである。
記載の効果に加えて、上記シート状アクチュエータ部の
柔軟電極部を編目状パターンに形成したので、メッシュ
構造のシート状アクチュエータ部を編み工程無しで低コ
ストで容易に生成できるものである。
【００５４】また請求項１３記載の発明は、請求項１０
記載の効果に加えて、上記シート状アクチュエータ部の
表面に絶縁伸縮材料をコーティングし、その上に柔軟電
極部をパターン形成する工程によってシート状アクチュ
エータ部が複数層形成されているので、絶縁伸縮材料を
コーティングし、その上に柔軟電極部をパターン形成す
る工程を繰り返すことで、複数層のシート状アクチュエ
ータ部を容易に生成できるようになり、また複数層のシ
ート状アクチュエータ部を積層一体化することで、シー
ト状アクチュエータ部の伸縮・発生力を更に高めること
ができるものである。
記載の効果に加えて、上記シート状アクチュエータ部の
表面に絶縁伸縮材料をコーティングし、その上に柔軟電
極部をパターン形成する工程によってシート状アクチュ
エータ部が複数層形成されているので、絶縁伸縮材料を
コーティングし、その上に柔軟電極部をパターン形成す
る工程を繰り返すことで、複数層のシート状アクチュエ
ータ部を容易に生成できるようになり、また複数層のシ
ート状アクチュエータ部を積層一体化することで、シー
ト状アクチュエータ部の伸縮・発生力を更に高めること
ができるものである。
【００５５】また請求項１４記載の発明は、請求項１０
記載の効果に加えて、上記シート状アクチュエータ部を
筒状立体構造に構成したので、伸縮部を構成する絶縁伸
縮材料の厚みを薄くしながら且つその表面積を大きくす
ることができ、これにより柔軟電極部に電圧を印加する
ことで、筒状立体構造の半径方向の寸法が収縮し且つ軸
方向に伸張するような力を発生させることができる。し
かも二次元構造の場合と比べて、筒状立体構造の末端部
分も機械的仕事に有効に作用するという利点があり、ま
た二次元構造で必要とされる末端部分のほつれ対策も不
要となる。さらに筒状立体構造とすることで、柔軟電極
部の比表面積が高く、低電圧で高い伸縮・発生力が得ら
れるものである。
記載の効果に加えて、上記シート状アクチュエータ部を
筒状立体構造に構成したので、伸縮部を構成する絶縁伸
縮材料の厚みを薄くしながら且つその表面積を大きくす
ることができ、これにより柔軟電極部に電圧を印加する
ことで、筒状立体構造の半径方向の寸法が収縮し且つ軸
方向に伸張するような力を発生させることができる。し
かも二次元構造の場合と比べて、筒状立体構造の末端部
分も機械的仕事に有効に作用するという利点があり、ま
た二次元構造で必要とされる末端部分のほつれ対策も不
要となる。さらに筒状立体構造とすることで、柔軟電極
部の比表面積が高く、低電圧で高い伸縮・発生力が得ら
れるものである。
【図１】本発明の実施形態の一例を示す紐状アクチュエ
ータ部の一部斜視図である。
ータ部の一部斜視図である。
【図２】同上の紐状アクチュエータ部と制御部との接続
状態の説明図である。
状態の説明図である。
【図３】（ａ）は同上の紐状アクチュエータ部の電圧未
印加時、（ｂ）は電圧印加時の動作状態の説明図であ
る。
印加時、（ｂ）は電圧印加時の動作状態の説明図であ
る。
【図４】同上の紐状アクチュエータ部の電極部にリード
線を接続する部分の断面図である。
線を接続する部分の断面図である。
【図５】同上の紐状アクチュエータ部の生成プロセスの
説明図である。
説明図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は同上の紐状アクチュエータ部を
編目構造とした場合の電圧未印加時と電圧印加時との動
作状態の説明図である。
編目構造とした場合の電圧未印加時と電圧印加時との動
作状態の説明図である。
【図７】（ａ）は同上の紐状アクチュエータ部をメリヤ
ス編みにした場合における電圧印加時の優先的動作の説
明図、（ｂ）は図２０の柔軟電極部が網目状パターンの
場合の電圧印加時の優先的動作を説明する参考図であ
る。
ス編みにした場合における電圧印加時の優先的動作の説
明図、（ｂ）は図２０の柔軟電極部が網目状パターンの
場合の電圧印加時の優先的動作を説明する参考図であ
る。
【図８】同上の紐状アクチュエータ部の他例の斜視図で
ある。
ある。
【図９】同上の紐状アクチュエータ部の更に他例の斜視
図である。
図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）は同上の紐状アクチュエータ部
を複数本束ねた状態の斜視図、及び断面図である。
を複数本束ねた状態の斜視図、及び断面図である。
【図１１】（ａ）は同上の紐状アクチュエータ部をメリ
ヤス編みにした場合の説明図、（ｂ）は（ａ）のイ部の
拡大図である。
ヤス編みにした場合の説明図、（ｂ）は（ａ）のイ部の
拡大図である。
【図１２】同上の網目構造を有する紐状アクチュエータ
部を筒状立体構造に構成した場合を示し、左側は電圧未
印加時の状態を示し、右側は電圧印加時の拡大状態を示
す図である。
部を筒状立体構造に構成した場合を示し、左側は電圧未
印加時の状態を示し、右側は電圧印加時の拡大状態を示
す図である。
【図１３】図１２のロ部の拡大図である。
【図１４】同上の紐状アクチュエータ部を螺旋立体構造
に構成した場合を示し、（ａ）は電圧未印加時の状態を
示し、（ｂ）は電圧印加時の拡大状態を示す図である。
に構成した場合を示し、（ａ）は電圧未印加時の状態を
示し、（ｂ）は電圧印加時の拡大状態を示す図である。
【図１５】図１４のハ部の拡大図である。
【図１６】本発明の他の実施形態を示し、（ａ）はシー
ト状アクチュエータ部の正面図、（ｂ）は側面図であ
る。
ト状アクチュエータ部の正面図、（ｂ）は側面図であ
る。
【図１７】同上のシート状アクチュエータ部と制御部と
の接続状態の説明図である。
の接続状態の説明図である。
【図１８】（ａ）は同上の紐状アクチュエータ部をメッ
シュ編みにした場合における電圧印加時の優先的動作の
説明図、（ｂ）は同上の紐状アクチュエータ部をメリヤ
ス編みにした場合における電圧印加時の優先的動作の説
明図である。
シュ編みにした場合における電圧印加時の優先的動作の
説明図、（ｂ）は同上の紐状アクチュエータ部をメリヤ
ス編みにした場合における電圧印加時の優先的動作の説
明図である。
【図１９】同上の隣り合う柔軟電極部間を細い電極パタ
ーンでつないだ場合の説明図である。
ーンでつないだ場合の説明図である。
【図２０】（ａ）は同上のシート状の伸縮部の斜視図、
（ｂ）は同上の伸縮部の表面に設けられる柔軟電極部の
電極パターンの一例を説明する斜視図である。
（ｂ）は同上の伸縮部の表面に設けられる柔軟電極部の
電極パターンの一例を説明する斜視図である。
【図２１】（ａ）〜（ｃ）は柔軟電極部の異なる電極パ
ターンとその優先的動作の方向とを説明する説明図であ
る。
ターンとその優先的動作の方向とを説明する説明図であ
る。
【図２２】同上のシート状アクチュエータ部と制御部の
接続状態の説明図である。
接続状態の説明図である。
【図２３】同上のシート状アクチュエータ部に複数個の
貫通穴を設けた場合を示し、左側は電圧未印加時の状態
を示し、右側は電圧印加時の拡大状態を示す図である。
貫通穴を設けた場合を示し、左側は電圧未印加時の状態
を示し、右側は電圧印加時の拡大状態を示す図である。
【図２４】（ａ）は同上の１層のシート状アクチュエー
タ部の斜視図、（ｂ）は複数層のシート状アクチュエー
タ部の斜視図である。
タ部の斜視図、（ｂ）は複数層のシート状アクチュエー
タ部の斜視図である。
【図２５】同上の複数層の柔軟電極部の接続状態を説明
する回路図である。
する回路図である。
【図２６】（ａ）〜（ｄ）は同上の複数層のシート状ア
クチュエータ部の生成プロセスを説明する平面図であ
る。
クチュエータ部の生成プロセスを説明する平面図であ
る。
【図２７】（ａ）〜（ｄ）は同上の複数層のシート状ア
クチュエータ部の生成プロセスを説明する側面断面図で
ある。
クチュエータ部の生成プロセスを説明する側面断面図で
ある。
【図２８】同上のシート状アクチュエータ部を筒状立体
構造に構成した場合を示し、（ａ）は電圧未印加時の状
態を示し、（ｂ）は電圧印加時の拡大状態を示す図であ
る。
構造に構成した場合を示し、（ａ）は電圧未印加時の状
態を示し、（ｂ）は電圧印加時の拡大状態を示す図であ
る。
１Ａ，１Ｂ 電歪アクチュエータ
２Ａ 紐状アクチュエータ部
２Ｂ シート状アクチュエータ部
３Ａ，３Ｂ 伸縮部
４Ａ 電極部
４Ｂ 柔軟電極部
５ 制御部
６ 電気絶縁膜
７ 貫通穴
３６ 中空部
Claims (14)
- 【請求項１】 絶縁伸縮材料からなる伸縮部と、伸縮部
の両面に各々配置される導電性伸縮材料からなる電極部
と、電極部に電圧を印加制御するための制御部とを備え
た電歪アクチュエータにおいて、上記絶縁伸縮材料から
なる伸縮部を筒状に形成すると共に該筒状の伸縮部の内
外両面に導電性伸縮材料からなる電極部を各々配置する
ことで紐状アクチュエータ部を構成したことを特徴とす
る電歪アクチュエータ。 - 【請求項２】 上記紐状アクチュエータ部を編目状に編
んで編目構造を構成したことを特徴とする請求項１記載
の電歪アクチュエータ。 - 【請求項３】 上記紐状アクチュエータ部が複数本束ね
られていることを特徴とする請求項１記載の電歪アクチ
ュエータ。 - 【請求項４】 上記紐状アクチュエータ部を少なくとも
２本以上束ねた状態で編目状に編んで編目構造を構成し
たことを特徴とする請求項１記載の電歪アクチュエー
タ。 - 【請求項５】 上記編目構造を有する紐状アクチュエー
タ部を筒状立体構造に構成したことを特徴とする請求項
２又は請求項４記載の電歪アクチュエータ。 - 【請求項６】 上記紐状アクチュエータ部を螺旋状に巻
いて螺旋立体構造に構成したことを特徴とする請求項１
記載の電歪アクチュエータ。 - 【請求項７】 上記筒状の伸縮部の内側に配置される電
極部を筒状にして、紐状アクチュエータ部の中心部に中
空部を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項６の
いずれかに記載の電歪アクチュエータ。 - 【請求項８】 上記筒状の伸縮部の内側に導電性伸縮材
料を隙間なく充填したことを特徴とする請求項１乃至請
求項６のいずれかに記載の電歪アクチュエータ。 - 【請求項９】 上記紐状アクチュエータ部における伸縮
部の外側に配置される電極部の表面を電気絶縁膜にて被
覆したことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれ
かに記載の電歪アクチュエータ。 - 【請求項１０】 シート状の絶縁伸縮材料からなる伸縮
部と、伸縮部の両面に各々配置される導電性伸縮材料か
らなる柔軟電極部と、柔軟電極部に電圧を印加制御する
ための制御部とを備えた電歪アクチュエータにおいて、
上記伸縮部を構成する絶縁伸縮材料の表面に複数個の柔
軟電極部を設けることでシート状アクチュエータ部を構
成したことを特徴とする電歪アクチュエータ。 - 【請求項１１】 上記シート状アクチュエータ部に複数
個の貫通穴を穿設したことを特徴とする請求項１０記載
の電歪アクチュエータ。 - 【請求項１２】 上記シート状アクチュエータ部の柔軟
電極部を編目状パターンに形成したことを特徴とする請
求項１０記載の電歪アクチュエータ。 - 【請求項１３】 上記シート状アクチュエータ部の表面
に絶縁伸縮材料をコーティングし、その上に柔軟電極部
をパターン形成する工程によってシート状アクチュエー
タ部が複数層形成されていることを特徴とする請求項１
０記載の電歪アクチュエータ。 - 【請求項１４】 上記シート状アクチュエータ部を筒状
立体構造に構成したことを特徴とする請求項１０記載の
電歪アクチュエータ。
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| CNB021589984A CN1295060C (zh) | 2001-12-28 | 2002-12-27 | 可穿戴式人体运动施加器 |
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Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005260236A (ja) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 高分子誘電体アクチュエータ、及び、これを用いたインチワームロボット |
| JP2006006450A (ja) * | 2004-06-23 | 2006-01-12 | Omron Healthcare Co Ltd | 血圧計用締付装置及び電子血圧計 |
| JP2007155912A (ja) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Fujinon Corp | 手ぶれ補正ユニットおよび撮影装置 |
| EP1976036A2 (en) | 2007-03-30 | 2008-10-01 | Tokai Rubber Industries, Ltd. | Actuator |
| JP2008251833A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Tokai Rubber Ind Ltd | アクチュエータおよびアクチュエータ集束体 |
| JP2008277729A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-11-13 | Tokai Rubber Ind Ltd | アクチュエータ |
| JP2009077619A (ja) * | 2007-06-21 | 2009-04-09 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 電気的伸縮機構及びアクチュエータ |
| JP2009077618A (ja) * | 2007-06-21 | 2009-04-09 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 電気的伸縮機構及びアクチュエータ |
| JP2009124887A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Tokai Rubber Ind Ltd | アクチュエーターの製造方法 |
| JP2011528857A (ja) * | 2008-07-22 | 2011-11-24 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | アクチュエータおよび投影露光システム |
| JP2012055147A (ja) * | 2009-09-25 | 2012-03-15 | Canon Inc | アクチュエータおよびその製造方法 |
| FR2996563A1 (fr) * | 2012-10-08 | 2014-04-11 | Univ Haute Alsace | Procede de filage d'une fibre composite a base de polymere |
| JP2015053820A (ja) * | 2013-09-09 | 2015-03-19 | リコー光学株式会社 | 光デバイス |
| JP2015231045A (ja) * | 2014-06-09 | 2015-12-21 | 株式会社村田製作所 | 圧電フィルム、振動デバイス、および、歪検出デバイス |
| JP2019068627A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 本田技研工業株式会社 | アクチュエータの製造方法 |
| WO2023233501A1 (ja) * | 2022-05-31 | 2023-12-07 | 国立大学法人信州大学 | 区分的に平均曲率一定な曲面形状ロボット |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6442699U (ja) * | 1987-09-08 | 1989-03-14 | ||
| JPH0587514A (ja) * | 1991-09-30 | 1993-04-06 | Canon Inc | カンチレバー状変位素子、カンチレバー型プローブ及びそれを用いた情報処理装置と走査型トンネル顕微鏡 |
| JPH05335642A (ja) * | 1992-05-27 | 1993-12-17 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 圧電素子およびその製造方法 |
| JPH07135345A (ja) * | 1993-11-09 | 1995-05-23 | Casio Comput Co Ltd | 圧電素子 |
| JPH1120177A (ja) * | 1997-07-07 | 1999-01-26 | Fujitsu Ltd | インクジェットヘッド用圧電素子の作製方法 |
| JP2000083389A (ja) * | 1998-06-25 | 2000-03-21 | Matsushita Electric Works Ltd | アクチュエータ |
| JP2001258275A (ja) * | 2000-03-08 | 2001-09-21 | Nitta Ind Corp | 高分子アクチュエータ |
-
2002
- 2002-01-31 JP JP2002024623A patent/JP3861705B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6442699U (ja) * | 1987-09-08 | 1989-03-14 | ||
| JPH0587514A (ja) * | 1991-09-30 | 1993-04-06 | Canon Inc | カンチレバー状変位素子、カンチレバー型プローブ及びそれを用いた情報処理装置と走査型トンネル顕微鏡 |
| JPH05335642A (ja) * | 1992-05-27 | 1993-12-17 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 圧電素子およびその製造方法 |
| JPH07135345A (ja) * | 1993-11-09 | 1995-05-23 | Casio Comput Co Ltd | 圧電素子 |
| JPH1120177A (ja) * | 1997-07-07 | 1999-01-26 | Fujitsu Ltd | インクジェットヘッド用圧電素子の作製方法 |
| JP2000083389A (ja) * | 1998-06-25 | 2000-03-21 | Matsushita Electric Works Ltd | アクチュエータ |
| JP2001258275A (ja) * | 2000-03-08 | 2001-09-21 | Nitta Ind Corp | 高分子アクチュエータ |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005260236A (ja) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 高分子誘電体アクチュエータ、及び、これを用いたインチワームロボット |
| JP2006006450A (ja) * | 2004-06-23 | 2006-01-12 | Omron Healthcare Co Ltd | 血圧計用締付装置及び電子血圧計 |
| JP2007155912A (ja) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Fujinon Corp | 手ぶれ補正ユニットおよび撮影装置 |
| EP1976036A2 (en) | 2007-03-30 | 2008-10-01 | Tokai Rubber Industries, Ltd. | Actuator |
| JP2008251833A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Tokai Rubber Ind Ltd | アクチュエータおよびアクチュエータ集束体 |
| JP2008277729A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-11-13 | Tokai Rubber Ind Ltd | アクチュエータ |
| JP2009077619A (ja) * | 2007-06-21 | 2009-04-09 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 電気的伸縮機構及びアクチュエータ |
| JP2009077618A (ja) * | 2007-06-21 | 2009-04-09 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 電気的伸縮機構及びアクチュエータ |
| JP2009124887A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Tokai Rubber Ind Ltd | アクチュエーターの製造方法 |
| JP2011528857A (ja) * | 2008-07-22 | 2011-11-24 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | アクチュエータおよび投影露光システム |
| JP2012055147A (ja) * | 2009-09-25 | 2012-03-15 | Canon Inc | アクチュエータおよびその製造方法 |
| FR2996563A1 (fr) * | 2012-10-08 | 2014-04-11 | Univ Haute Alsace | Procede de filage d'une fibre composite a base de polymere |
| WO2014056943A1 (fr) * | 2012-10-08 | 2014-04-17 | Université De Haute Alsace | Procédé de filage d'une fibre composite à base de polymère |
| JP2015053820A (ja) * | 2013-09-09 | 2015-03-19 | リコー光学株式会社 | 光デバイス |
| JP2015231045A (ja) * | 2014-06-09 | 2015-12-21 | 株式会社村田製作所 | 圧電フィルム、振動デバイス、および、歪検出デバイス |
| JP2019068627A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 本田技研工業株式会社 | アクチュエータの製造方法 |
| US11031883B2 (en) | 2017-09-29 | 2021-06-08 | Honda Motor Co., Ltd. | Method of manufacturing actuator |
| WO2023233501A1 (ja) * | 2022-05-31 | 2023-12-07 | 国立大学法人信州大学 | 区分的に平均曲率一定な曲面形状ロボット |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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