JP2005027444A - アクチュエータ素子及び駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電極層がイオン交換樹脂層を挟んで電極対を形成したアクチュエータ素子であって、生じる力の方向が直線方向となるアクチュエータ素子及びその駆動方法を提供する。
【解決手段】電極層がイオン交換樹脂層を挟んで形成されたアクチュエータ素子であって、該アクチュエータ素子が膜状若しくは板状であり、該アクチュエータ素子の外周に拡開した開口部を備え、中心付近に該開口部と連なる略円形状の空間部を備えたアクチュエータ素子、並びにヘリカルブレード状に形成されたアクチュエータ素子を用いる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
イオン交換樹脂を用いたアクチュエータ素子及びその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電極層がイオン交換樹脂層を挟んで電極対を形成したイオン交換樹脂成型品を用いた高分子アクチュエータ素子は、金属の含有量が少量であるために軽量であり、イオン交換樹脂内に含まれたイオンの移動により屈曲するために動作が速いので、屈曲運動用のアクチュエータ素子として実用性に優れている。
【０００３】
この高分子アクチュエータ素子の応用用途としては、大きな屈曲運動をすることから、この屈曲運動の特性を生かした用途開発がなされ、例えば、円筒状のイオン交換樹脂上に電極層を形成したイオン交換樹脂成型品を用いたアクチュエータ素子をカテーテルに代表される医療用チューブの導入部に用いた例が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
前記アクチュエータ素子は、屈曲運動のメカニズムが、イオン交換樹脂層内でのイオンの移動により、一方の電極層及びその付近のイオン交換樹脂が膨張し、他方の電極層及びその付近のイオン交換樹脂が収縮するために、屈曲運動が生じる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１０３３６号公報第１−５頁
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電極層がイオン交換樹脂層を挟んで電極対を形成したアクチュエータ素子の屈曲運動は、このアクチュエータ素子が膜状若しくは板状の場合には、屈曲幅方向への屈曲運動の法線が電極間を最短距離で結ぶ直線と平行となる屈曲運動をすることになり、このアクチュエータ素子が円筒状のアクチュエータ素子である場合には、印加する電圧を制御することにより、屈曲幅方向への屈曲運動の法線を３６０°方向の任意の方向へと向けることができる。
【０００７】
しかし、前記アクチュエータ素子は、イオンの移動により駆動する為に、そのままの状態では屈曲運動をするが、直線運動をすることは困難である。
【０００８】
また、前記アクチュエータ素子の屈曲運動を、直線方向の運動に変換するための運動に変換する変換装置を用いた場合には、前記アクチュエータ素子以外に装置が必要となる。また、前記変換装置は、駆動圧力に耐える硬度が必要であり、駆動エネルギーを吸収することなく対象物に伝える必要から、金属材料を用いることとなるので、前記アクチュエータ素子の特徴である軽量であることを損なう結果となる。
【０００９】
本発明の目的は、電極層がイオン交換樹脂層を挟んで電極対を形成したアクチュエータ素子であって、生じる力の方向が直線方向となるアクチュエータ素子及びその駆動方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは、鋭意検討の結果、本発明の第一として、電極層がイオン交換樹脂層を挟んで電極対を形成したアクチュエータ素子であって、該アクチュエータ素子が膜状若しくは板状であり、該アクチュエータ素子の外周に拡開した開口部を備え、中心付近に該開口部と連なる略円形状の空間部を備えたアクチュエータ素子が、形状の変化によって該アクチュエータ素子が生じる力の方向が直線方向となることを見出し、本発明に至った。また、前記アクチュエータ素子の電極層上に絶縁層を設けたアクチュエータ素子、並びにこれらのアクチュエータ素子の積層体であるアクチュエータ素子積層体も、前記アクチュエータ素子と同様に、形状の変化によって該アクチュエータ素子が生じる力の方向が直線方向となることを見出した。
【００１１】
また、本発明者らは、本発明の第二として電極層がイオン交換樹脂層を挟んで形成されたアクチュエータ素子であって、ヘリカルブレード状に形成されたアクチュエータ素子を用いることによっても、形状の変化によって該アクチュエータ素子が生じる力の方向が直線方向となることを見出した。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明について、以下図を用いて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１３】
本発明は、電極層がイオン交換樹脂層を挟んで電極対を形成したアクチュエータ素子であって、該アクチュエータ素子が膜状若しくは板状であり、該アクチュエータ素子の外周に拡開した開口部を備え、中心付近に該開口部と連なる略円形状の空間部を備えたアクチュエータ素子についてである。図１（ａ）は、前記アクチュエータ素子の一実施態様例についての斜視図である。アクチュエータ素子１は、中心から外周に向けての方向に拡開して開口部形成部４、４’により略扇型の開口部５が形成されている。また、アクチュエータ素子１の中心付近には、空間部６が形成されている。
【００１４】
アクチュエータ素子１は、イオン交換樹脂層２上に電極層３、３’を備えている。電極層３、３’は、イオン交換樹脂層を挟んで電極対を形成している。電極層３及び電極層３’は、リード線を介して電源に接続される。電源８から各電極層に電圧が印加されることにより、イオン交換樹脂層内に含まれる水分子及びイオンが移動する。アクチュエータ素子１は、イオン交換樹脂として陽イオン交換樹脂を用いた場合において、上方の電極層３を負極として電圧印加した際には、負極側に凸となり、下方の正極側に凹となる様に変形することから、図１（ｂ）に示す凸型の形状となる略円錐状に変形する。略円錐形状の外側の電極層が負極となる。一方の開口部形成部４の外周側端部Ａと他方の開口部形成部４’の外周部側端部Ｂとは、電極層４を負極とした場合には、電圧印加により、略円錐形状の底面の外周に位置することとなる。また、前記アクチュエータ素子のイオン交換樹脂に陰イオン交換樹脂を用いた場合には、負極側に凹となって正極側に凸となるので、変形した略円錐形状の外側の電極層が正極となる。
【００１５】
本発明のアクチュエータ素子は、上記の様な変形により上方向に押圧することが可能になる。この変形においては、変形前である図１（ａ）での内周面７が、変形後である図１（ｂ）の上面を形成していることから、本発明のアクチュエータ素子は、例えばＣ字形状の場合には上方の対象物を支持する部分が円形となるために、短冊状のアクチュエータ素子に比べて対象物を支持する範囲が大きくなるので剛性が高くなり、発生する力を効率よく伝えることができる。
【００１６】
本発明のアクチュエータ素子は、電極層がイオン交換樹脂層を挟んで電極対を形成したアクチュエータ素子であるが、イオン交換樹脂層上に、電極対を形成できるように電極層を備えていれば良く、イオン交換樹脂層を挟んで両側に電極層を１つずつ備えても良く、両側若しくは片側に電極層を複数備えていても良い。
【００１７】
前記の電極層がイオン交換樹脂層を挟んで電極対を形成したアクチュエータ素子としては、公知の方法により得ることができる。例えば、膜状若しくは板状のイオン交換樹脂に無電解メッキをすることにより金属層を膜状若しくは板状の両面に形成し、該金属層を電極層として用いることにより、前記イオン交換樹脂複合体を得ることができる。
【００１８】
前記無電解メッキとしては、例えば、粗面化処理を行った後に、水中に浸漬してイオン交換樹脂を膨潤させた状態で、イオン交換樹脂に白金錯体や金錯体等の金属錯体を吸着させる吸着工程を行い、次いで吸着された金属錯体を還元剤により還元させて金属を析出させる還元工程を行い、所望により還元剤を洗浄除去する洗浄工程を行う無電解メッキ方法を好適に用いることができる。この無電解メッキでは、電極である電極層を通電や湾曲に充分な厚さとするために、吸着工程、還元工程及び洗浄工程を繰り返し行うことができる。このようにして得られたアクチュエータ素子は、イオン交換樹脂の内部方向に電極層が成長して電極が形成され、イオン交換樹脂と電極層との界面において、電極層の断面がフラクタル状の構造を形成しているので、前記電極層と前記イオン交換樹脂層との界面で大きな電気二重層を持つことができる。更に、前記電極層がイオン交換樹脂層の内部方向にフラクタル状の構造を形成しているので、アンカー効果が働くために、前記イオン交換樹脂複合体は、繰り返し曲げても耐久性を有する。
【００１９】
前記イオン交換樹脂は、特に限定されるものではない。前記イオン交換樹脂としては、特に限定されるものではなく、公知のイオン交換樹脂を用いることができ、ポリエチレン、ポリスチレン、フッ素樹脂などにスルホン酸基、カルボキシル基などの親水性官能基を導入したものを用いることができる。このような樹脂としては、例えばパーフルオロスルホン酸樹脂（商品名「Ｎａｆｉｏｎ」、ＤｕＰｏｎｔ社製）、パーフルオロカルボン酸樹脂（商品名「フレミオン」、旭硝子社製）、ＡＣＩＰＬＥＸ（旭化成工業社製）、ＮＥＯＳＥＰＴＡ（トクヤマ社製）を用いることができる。
【００２０】
無電解メッキの吸着工程に用いられる金属錯体溶液は、還元されることにより形成される金属層が電極層として機能することができる金属の錯体を含むものであれば、特に限定されるものではない。前記金属錯体は、イオン化傾向の小さい金属が電気化学的に安定であるために金錯体、白金錯体、パラジウム錯体、ロジウム錯体、ルテニウム錯体等の金属錯体を使用することが好ましく、析出した金属が電極として水中で使用されるため、通電性が良好で電気化学的な安定性に富んだ貴金属からなる金属錯体が好ましく、さらに電気分解が比較的起こり難い金からなる金錯体が好ましい。前記金属塩溶液は、溶媒が特に限定されるものではないが、金属塩の溶解が容易であって取り扱いが容易であることから溶媒が水を主成分とすることが好ましく、前記金属塩溶液が金属塩水溶液であることが好ましい。したがって、前記金属錯体溶液としては、金属錯体水溶液であることが好ましく、特に金錯体水溶液または白金錯体水溶液であることが好ましく、さらに金錯体水溶液が好ましい。
【００２１】
無電解メッキの還元工程に用いられる還元剤としては、イオン交換樹脂に吸着される金属錯体溶液に使用される金属錯体の種類に応じて、種類を適宜選択して使用することができ、例えば亜硫酸ナトリウム、ヒドラジン、水素化ホウ素ナトリウム等を用いることができる。なお、金属錯体を還元する際に、必要に応じて、酸またはアルカリを添加してもよい。前記還元剤溶液の濃度は、金属錯体の還元により析出させる金属量を得ることができるのに十分な量の還元剤を含んでいればよく、特に限定されるものではないが、通常の無電解メッキにより電極を形成する場合に用いられる金属塩溶液と同等の濃度を用いることも可能である。また、還元剤溶液中には、イオン交換樹脂の良溶媒を含むことができる。
【００２２】
本発明のアクチュエータ素子は、該アクチュエータ素子が膜状若しくは板状であり、該アクチュエータ素子の外周に拡開した開口部を備え、中心付近に該開口部と連なる略円形状の空間部を備えたアクチュエータ素子である。前記アクチュエータ素子は、外周方向に拡開した開口部を備え、該開口部は扇形を形成している。上述した前記アクチュエータ素子の変形により、前記開口部が狭まり、前記アクチュエータ素子は、略円錐形状となる。
【００２３】
前記アクチュエータ素子における、開口部は、外周に向けて拡開し、略扇形を形成している。開口部が外周に向けて拡開して成す角は、変形により略円錐形状を形成することが容易であることから、５°から１８０°未満までの範囲の角をなして拡開していれば良く、３０〜１２０°の角をなすことがより好ましい。開口部が外周に向けて拡開して成す角、つまり図２のアクチュエータ素子の上面図における開口部形成部４と開口部形成部４’とがなす角θが５°より小さい場合には、開口部形成部４または開口部形成部４’のどちらかが変形により内側に大きく巻き込まれるために、巻き込みの際の摩擦によって十分な変形ができない場合がある。また前記角θが、１８０°以上である場合には、電圧印加前のアクチュエータ素子の形状における内側面の面積が小さくなるために、電圧印加による変形で対象物を押圧する際の接触面が小さくなるために、対象物に力を与える際の形状的な安定性が低下する。
【００２４】
前記アクチュエータ素子における外周の形状は、対となる電極に電圧を印加して凸型の形状となった際に、安定に設置される形状であれば特に限定されるものではないが、対象物を押圧するときに容易に安定な形状となるために、開口部により欠けた部分を外挿した場合に外周が６角以上の多角形若しくは円形となる形状が好ましく、円形であることがより好ましい。また、前記アクチュエータ素子における中心付近の空間部を形成する内周部の形状は、特に限定されるものではないが、空間部により欠けた部分を外挿した場合に、対象物を押圧するときに対象物との設置が容易になるために、６角以上の多角形若しくは円形となる形状が好ましく、円形状であることがより好ましく、外周と同心円状の円弧となる円形状であることが特に好ましい。
【００２５】
本発明のアクチュエータ素子において、特に好ましい外周の形状と内周の形状との組み合わせは、図１（ａ）及び図２において示すように、共に円形である場合である。この場合において、前記アクチュエータ素子は、略Ｃ字形状となる。略Ｃ字形状のアクチュエータ素子である場合には、対を成す電極に電圧を印加することにより、対象物を押圧する際における対象物への力の印加に優れた凸型の略円錐状の形状となる。
【００２６】
また、本発明のアクチュエータ素子は、電極層上に絶縁層を設けることが好ましい。図３は、本発明のアクチュエータ素子において一の電極層上に絶縁層を設けた実施態様例についての斜視図である。図３において、アクチュエータ素子３１は、イオン交換樹脂層３２上に電極層３３が形成され、反対側の面に電極層３３’が形成されている。電極層３３上には、絶縁層３４が形成されている。前記絶縁層が形成されることにより、例えば、イオン交換樹脂層の樹脂成分が陽イオン交換樹脂であり、電極層３３が負極として電圧印加された場合において、略円錐形状の凸型形状となった際に、開口部形成部３５が内側に巻き込まれたときに、電極層３３と電極層３３’との接触を避けることができる。なお、図３において、前記アクチュエータ素子は、一方の電極層上に絶縁層を備えているが、対を形成する電極層の両方の表面上に、絶縁層を設けても良い。
【００２７】
また、本発明は、前記アクチュエータ素子を２以上積層させたアクチュエータ素子積層体でもある。図４は、前記アクチュエータ素子積層体の一実施態様例の模式図である。アクチュエータ素子積層体４１は、３つの前記アクチュエータ素子４２、４３、４４が積層されている。前記アクチュエータ素子積層体は、互いに摺動可能なように、積層される。アクチュエータ素子４２の電極層４５が負極となり電極層４５’が正極となるように電源に接続する。アクチュエータ素子４３の電極層４６が正極となり電極層４６’が負極となるように電源に接続する。また、アクチュエータ素子４４の電極層４７が負極となり電極層４７’が正極となるように電源に接続する。このとき、各アクチュエータ素子のイオン交換樹脂層が陽イオン交換樹脂である場合において、各アクチュエータ素子に電圧を印加した場合には、前記アクチュエータ素子４３が隣接する他のアクチュエータ素子と互いに逆方向に凸状に変形することとなる。前記アクチュエータ素子積層体の電圧印加による変形後の伸長は、各アクチュエータ素子の凸型形状の高さの和から各アクチュエータ素子の厚さの和を差し引いた分だけ伸長することとなり、大きな伸長を得ることができる。
【００２８】
前記アクチュエータ素子積層体は、各電極層に電圧を印加した場合には変形動作をするために、積層をされた状態を維持できない場合も考えられる。この場合においては、補助部材として、各アクチュエータ素子が空間部において係合可能な支持体を設けても良い。前記支持体は、各アクチュエータ素子の変形を妨げないための可撓性を有し、各アクチュエータ素子の内側面と前記支持体とが摺動可能であることが、各アクチュエータ素子の変形が容易であるために好ましい。また、前記補助部材としては、前記支持体に限られず、前記アクチュエータ素子積層体を内側に収納できるシリンダーでも良い。この場合には、シリンダーの内側に収納されたアクチュエータ素子積層体の状部にロッドを取付けることにより、電圧印加によりロッドが上下動するピストンとして用いることが可能となる。
【００２９】
図５（ａ）〜（ｃ）は、前記アクチュエータ素子積層体をピストン装置に用いた場合の断面図である。図５（ａ）は、各アクチュエータ素子に電圧を印加する前の初期状態を示すピストン装置の断面図である。ピストン装置５１は、円筒状の筐体５２の中央を貫通するロッド５３を備える。前記アクチュエータ素子積層体５４は、筐体５２の内室５５の底面５６と接し、ロッド５３が前記アクチュエータ素子積層体の各アクチュエータ素子の空間部の中心を通るように、筐体に設置されている。ロッドがアクチュエータ素子５８の空間部の中心を通り、アクチュエータ素子５８は隔板５７を介してアクチュエータ素子積層体５４上に積層されている。さらに、円筒状のスプリング５９が、アクチュエータ素子５８と内室５５の上面の凹部との間であって、ロッドの外周付近に備えてある。
【００３０】
ピストン装置５１を駆動させる方法としては、まず、アクチュエータ素子５８に電圧を印加して、図５（ｂ）の状態とする。図５（ｂ）の状態のアクチュエータ素子は、該アクチュエータ素子の空間部が狭まり円柱状のロッドを握持する。次いで、アクチュエータ素子積層体５４において隣接するアクチュエータ素子が互いに逆方向に凸状に変形させることにより、図５（ｃ）の状態となり、アクチュエータ素子積層体は、隔板５７を介してアクチュエータ素子５８を押し上げ、ロッドを図の右方向に動作させる。ピストン装置５１を元の図５（ａ）の状態にする場合には、アクチュエータ素子積層体５４及びアクチュエータ素子５８の電圧印可を解除することで、スプリング５９の戻りによってロッド５３は元の状態の戻る。なお、アクチュエータ素子と隔板、並びに、隔板とアクチュエータ素子積層体とは摺動可能なように設置されている。
【００３１】
図５（ａ）〜（ｃ）におけるアクチュエータ素子積層体５４及びアクチュエータ素子５８には、イオン交換樹脂層の両面に電極層を備えており、各電極層がリード線を介して電源に繋がれているが、駆動状態の理解を容易にするために省略されている。なお、各電極層がリード線を介して電源に繋ぐ方法としては、筐体にリード線を導入する孔を設けるなどの公知の方法により繋ぐことができる。また、アクチュエータ素子５８及び隔板５７の替わりに、ロッドの外周に爪状の突起を設けても良い。
【００３２】
図６は、少なくとも１の電極層上に絶縁層が形成されたアクチュエータ素子を含む場合の前記アクチュエータ素子積層体の一実施態様例の模式図である。図６の左側においてアクチュエータ素子積層体６１は、電極層６５’上に絶縁層６６が形成されたアクチュエータ素子６２の上に、電極層６７’上に絶縁層６８が形成されたアクチュエータ素子６３が、絶縁層６６と電極層６７が接するように積層されている。さらに、アクチュエータ素子６３の絶縁層６８上に、アクチュエータ素子６４が積層されている。各アクチュエータ素子は摺動可能なように積層されている。
【００３３】
アクチュエータ素子６２の電極層６５が正極となり電極層６５’が負極となるように電源に接続する。アクチュエータ素子６３の電極層６７が正極となり電極層６７’が負極となるように電源に接続する。また、アクチュエータ素子６４の電極層６９が正極となり電極６９’が負極となるように電源に接続する。このとき、各アクチュエータ素子のイオン交換樹脂層が陽イオン交換樹脂である場合において、各アクチュエータ素子に電圧を印加した場合には、各アクチュエータ素子のそれぞれが同一方向に凸状に変形することとなる。この変形により、前記アクチュエータ素子は、図６の右側に示すような形状となり、中空の略円錐状のアクチュエータ素子が積み重なった形状となる。前記アクチュエータ素子積層体の電圧印加による変形後の状態は、図４において示した場合に比べて伸長する割合が短い。しかし、アクチュエータ素子が積み重なった形状であるために、前記アクチュエータ素子積層体が対象物を変形により押圧した場合には、各アクチュエータ素子の押圧する力が増大する。
【００３４】
少なくとも１の電極層上に絶縁層が形成されたアクチュエータ素子を含む場合の前記アクチュエータ素子積層体は、図６においては、１の電極層上に絶縁層が形成されたアクチュエータ素子を２つ含んでいるが、各アクチュエータ素子の電極層が隣接するアクチュエータ素子の電極層と接触しないように積層されていれば、アクチュエータ素子の組み合わせが限定されるものではない。
【００３５】
また、少なくとも１の電極層上に絶縁層が形成されたアクチュエータ素子を含む場合の前記アクチュエータ素子積層体においても、各電極層に電圧を印加した場合には変形動作をするために、積層をされた状態を維持できない場合も考えられる。この場合においては、補助部材として、各アクチュエータ素子が空間部において係合可能な支持体を設けても良い。前記支持体は、各アクチュエータ素子の変形を妨げないための可撓性を有し、各アクチュエータ素子の内側面と前記支持体とが摺動可能であることが、各々アクチュエータ素子の変形が容易であるために好ましい。また、前記補助部材としては、前記支持体に限られず、前記アクチュエータ素子積層体を内側に収納できるシリンダーでも良い。この場合には、シリンダーの内側に収納されたアクチュエータ素子積層体の状部にロッドを取付けることにより、電圧印加によりロッドが上下動するピストンとして用いることが可能となる。
【００３６】
（アクチュエータ素子及び積層体の用途）
前記アクチュエータ素子及び前記アクチュエータ素子積層体は、直動することが可能であるために、軽量で、しかも駆動の際に無音であるリニアアクチュエータとして用いることができる。そのため、前記アクチュエータ素子及びアクチュエータ素子積層体は、位置決め装置、姿勢制御装置、昇降装置、搬送装置、移動装置、調節装置、調整装置、誘導装置、または関節装置の駆動部として好適に用いることができる。
【００３７】
前記アクチュエータ素子は、ＯＡ機器、アンテナ、ベッドや椅子等の人を乗せる装置、医療機器、エンジン、光学機器、固定具、サイドトリマ、車両、昇降器械、食品加工装置、清掃装置、測定機器、検査機器、制御機器、工作機械、加工機械、電子機器、電子顕微鏡、電気かみそり、電動歯ブラシ、マニピュレータ、マスト、遊戯装置、アミューズメント機器、乗車用シミュレーション装置、車両乗員の押さえ装置及び航空機用付属装備展張装置において、直線的な駆動力を発生する駆動部若しくは円弧部からなるトラック型の軌道を移動するための駆動力を発生する駆動部、または直線的な動作若しくは曲線的な動作をする押圧部として好適に用いることができる。前記アクチュエータ素子は、例えば、ＯＡ機器や測定機器等の上記機器等を含む機械全般に用いられる弁、ブレーキ及びロック装置において、直線的な駆動力を発生する駆動部もしくは円弧部からなるトラック型の軌道を移動するための駆動力を発生する駆動部、または直線的な動作をする押圧部として用いることができる。また、前記の装置、機器、機械等以外においても、機械機器類全般において、位置決め装置の駆動部、姿勢制御装置の駆動部、昇降装置の駆動部、搬送装置の駆動部、移動装置の駆動部、量や方向等の調節装置の駆動部、軸等の調整装置の駆動部、誘導装置の駆動部、及び押圧装置の押圧部として好適に用いることができる。また、前記アクチュエータ素子は、関節装置における駆動部として、関節中間部材等の直接駆動可能な関節部または関節に回転運動を与える駆動部に好適に用いることができる。
【００３８】
前記アクチュエータ素子は、例えば、ＣＡＤ用プリンター等のインクジェットプリンターにおけるインクジェット部分の駆動部、プリンターの前記光ビームの光軸方向を変位させる駆動部、外部記憶装置等のディスクドライブ装置のヘッド駆動部、並びに、プリンタ、複写機及びファックスを含む画像形成装置の給紙装置における紙の押圧接触力調整手段の駆動部として好適に用いることができる。
【００３９】
前記アクチュエータ素子は、例えば、電波天文用の周波数共用アンテナ等の高周波数給電部を第２焦点へ移動させるなどの測定部や給電部の移動設置させる駆動機構の駆動部、並びに、車両搭載圧空作動伸縮マスト（テレスコーピングマスト）等のマストやアンテナにおけるリフト機構の駆動部に好適に用いることができる。
【００４０】
前記アクチュエータ素子は、例えば、椅子状のマッサージ機のマッサージ部の駆動部、介護用又は医療用ベッドの駆動部、電動リクライニング椅子の姿勢制御装置の駆動部、マッサージ機や安楽椅子等に用いられるリクライニングチェアのバックレスト・オットマンの起倒動自在にする伸縮ロッドの駆動部、椅子や介護用ベッド等における背もたれやレッグレスト等の人を乗せる家具における可倒式の椅子の背もたれやレッグレスト或いは介護用ベッドの寝台の旋回駆動等に用いられる駆動部、並びに、起立椅子の姿勢制御のため駆動部に好適に用いることができる。
【００４１】
前記アクチュエータ素子は、例えば、検査装置の駆動部、体外血液治療装置等に用いられている血圧等の圧力測定装置の駆動部、カテーテル、内視鏡装置や鉗子等の駆動部、超音波を用いた白内障手術装置の駆動部、顎運動装置等の運動装置の駆動部、病弱者用ホイストのシャシの部材を相対的に伸縮させる手段の駆動部、並びに、介護用ベッドの昇降、移動や姿勢制御等のための駆動部に好適に用いることができる。
【００４２】
前記アクチュエータ素子は、例えば、エンジン等の振動発生部からフレーム等の振動受部へ伝達される振動を減衰させる防振装置の駆動部、内燃機関の吸排気弁のための動弁装置の駆動部、エンジンの燃料制御装置の駆動部、並びにディーゼルエンジン等のエンジンの燃料供給装置の駆動部として好適に用いることができる。
【００４３】
前記アクチュエータ素子は、例えば、手振れ補正機能付き撮像装置の校正装置の駆動部、家庭用ビデオカメラレンズ等のレンズ駆動機構の駆動部、スチルカメラやビデオカメラ等の光学機器の移動レンズ群を駆動する機構の駆動部、カメラのオートフォーカス部の駆動部、カメラ、ビデオカメラ等の撮像装置に用いられるレンズ鏡筒の駆動部、光学望遠鏡の光を取り込むオートガイダの駆動部、立体視カメラや双眼鏡等の２光学系を有する光学装置のレンズ駆動機構または鏡筒の駆動部、光通信、光情報処理や光計測等に用いられるファイバ型波長可変フィルタの波長変換のファイバに圧縮力を与える駆動部若しくは押圧部、光軸合せ装置の駆動部、並びに、カメラのシャッタ機構の駆動部に好適に用いることができる。
【００４４】
前記アクチュエータ素子は、例えば、ホース金具をホース本体にカシメ固定する等の固定具の押圧部に好適に用いることができる。
【００４５】
前記アクチュエータ素子は、例えば、自動車のサスペンションの巻ばね等の駆動部、車両のフューエルフィラーリッドを解錠するフューエルフィラーリッドオープナーの駆動部、ブルドーザーブレードの伸張及び引っ込みの駆動の駆動部、自動車用変速機の変速比を自動的に切り替える為やクラッチを自動的に断接させる為の駆動装置の駆動部に好適に用いることができる。
【００４６】
前記アクチュエータ素子は、例えば、座板昇降装置付車椅子の昇降装置の駆動部、段差解消用昇降機の駆動部、昇降移載装置の駆動部、医療用ベッド、電動ベッド、電動テーブル、電動椅子、介護用ベッド、昇降テーブル、ＣＴスキャナ、トラックのキャビンチルト装置、リフター等や各種昇降機械装置の昇降用の駆動部、並びに重量物搬送用特殊車両の積み卸し装置の駆動部に好適に用いることができる。
【００４７】
前記アクチュエータ素子は、例えば、食品加工装置の食材吐出用ノズル装置等の吐出量調整機構の駆動部に好適に用いることができる。
【００４８】
前記アクチュエータ素子は、例えば、清掃装置の台車や清掃部等の昇降等の駆動部に好適に用いることができる。
【００４９】
前記アクチュエータ素子は、例えば、面の形状を測定する３次元測定装置の測定部の駆動部、ステージ装置の駆動部、タイヤの動作特性を検知システム等のセンサー部分の駆動部、力センサーの衝撃応答の評価装置の初速を与える装置の駆動部、孔内透水試験装置を含む装置のピストンシリンダのピストン駆動装置の駆動部、集光追尾式発電装置における仰角方向へ動かすための駆動部、気体の濃度測定装置を含む測定装置のサファイアレーザー発振波長切替機構のチューニングミラーの振動装置の駆動部、プリント基板の検査装置や液晶、ＰＤＰなどのフラットパネルディスプレイの検査装置においてアライメントを必要とする場合にＸＹθテーブルの駆動部、電子ビーム（Ｅビーム）システム又はフォーカストイオンビーム（ＦＩＢ）システムなどの荷電粒子ビームシステム等において用いる調節可能なアパーチャー装置の駆動部、平面度測定器における測定対象の支持装置若しくは検出部の駆動部、並びに、微細デバイスの組立をはじめ、半導体露光装置や半導体検査装置、３次元形状測定装置などの精密位置決め装置の駆動部に好適に使用できる。
【００５０】
前記アクチュエータ素子は、例えば、電気かみそりの駆動部、並びに、電動歯ブラシの駆動部に好適に用いることができる。
【００５１】
前記アクチュエータ素子は、例えば、三次元物体の撮像デバイス或いはＣＤ、ＤＶＤ共用の読み出し光学系の焦点深度調整用デバイスの駆動部、複数のアクチュエータ素子によって駆動対象面を能動曲面としてその形状を変形させることによって所望の曲面を近似的に形成して焦点位置を容易に可変できる可変ミラーの駆動部、光ピックアップ等の磁気ヘッドの少なくとも一方を有する移動ユニットを直線移動させることが可能なディスク装置の駆動部、リニアテープストレージシステム等の磁気テープヘッドアクチュエータ素子アセンブリのヘッド送り機構の駆動部、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリなどに適用される画像形成装置の駆動部、磁気ヘッド部材等の搭載部材の駆動部、集束レンズ群を光軸方向に駆動制御する光ディスク原盤露光装置の駆動部、光ヘッドを駆動するヘッド駆動手段の駆動部、記録媒体に対する情報の記録又は記録媒体に記録された情報の再生を行う情報記録再生装置の駆動部、並びに、回路しゃ断器（配電用回路しゃ断器）の開閉操作の駆動部に好適に用いることができる。
【００５２】
前記アクチュエータ素子は、例えば、ゴム組成物のプレス成形加硫装置の駆動部、移送される部品について単列・単層化や所定の姿勢への整列をさせる部品整列装置の駆動部、圧縮成形装置の駆動部、溶着装置の保持機構の駆動部、製袋充填包装機の駆動部、マシニングセンタ等の工作機械や射出成形機やプレス機等の成形機械等の駆動部、印刷装置、塗装装置やラッカ吹き付け装置等の流体塗布装置の駆動部、カムシャフト等を製造する製造装置の駆動部、覆工材の吊上げ装置の駆動部、無杼織機における房耳規制体等の駆動装置、タフティング機の針駆動システム、ルーパー駆動システム、およびナイフ駆動システム等の駆動部、カム研削盤や超精密加工部品等の部品の研磨を行う研磨装置の駆動部、織機における綜絖枠の制動装置の駆動部、織機における緯糸挿通のための経糸の開口部を形成する開口装置の駆動部、半導体基板等の保護シート剥離装置の駆動部、通糸装置の駆動部、ＣＲＴ用電子銃の組立装置の駆動部、衣料用縁飾り、テーブルクロスやシートカバー等に用途をもつトーションレースを製造するためのトーションレース機におけるシフターフォーク駆動選択リニア制御装置の駆動部、アニールウィンドウ駆動装置の水平移動機構の駆動部、ガラス溶融窯フォアハースの支持アームの駆動部、カラー受像管の蛍光面形成方法等の露光装置のラックを進退動させる駆動部、ボールボンディング装置のトーチアームの駆動部、ボンディングヘッドのＸＹ方向への駆動部、チップ部品のマウントやプローブを使った測定などにおける部品の実装工程や測定検査工程の駆動部、基板洗浄装置の洗浄具支持体の昇降駆動部、ガラス基板を走査される検出ヘッドを進退させる駆動部、パターンを基板上に転写する露光装置の位置決め装置の駆動部、精密加工などの分野においけるサブミクロンのオーダで微小位置決め装置の駆動部、ケミカルメカニカルポリシングツールの計測装置の位置決め装置の駆動部、導体回路素子や液晶表示素子等の回路デバイスをリソグラフィ工程で製造する際に用いられる露光装置及び走査露光露光装置に好適なステージ装置の位置決めのための駆動部、ワーク等の搬送あるいは位置決め等の手段の駆動部、レチクルステージやウエハステージ等の位置決めや搬送のための駆動部、チャンバ内の精密位置決めステージ装置の駆動部、ケミカルメカニカルポリシングシステムでのワークピースまたは半導体ウェーハの位置決め装置の駆動部、半導体のステッパー装置の駆動部、加工機械の導入ステーション内に正確に位置決めする装置の駆動部、ＮＣ機械やマシニングセンター等の工作機械等またはＩＣ業界のステッパーに代表される各種機器用のパッシブ除振及びアクティブ除振の除振装置の駆動部、半導体素子や液晶表示素子製造のリソグラフィ工程に使用されるの露光装置等において光ビーム走査装置の基準格子板を前記光ビームの光軸方向に変位させる駆動部、並びに、コンベヤの横断方向に物品処理ユニット内へ移送する移送装置の駆動部に好適に使用できる。
【００５３】
前記アクチュエータ素子は、例えば、電子顕微鏡等の走査プローブ顕微鏡のプローブの位置決め装置の駆動部、並びに、電子顕微鏡用試料微動装置の位置決め等の駆動部に好適に用いることができる。
【００５４】
前記アクチュエータ素子は、例えば、自動溶接ロボット、産業用ロボットや介護用ロボットを含むロボットまたはマニピュレータにおけるロボットアームの手首等に代表される関節機構の駆動部、直接駆動型以外の関節の駆動部、ロボットの指のそのもの、ロボット等のハンドとして使用されるスライド開閉式チャック装置の運動変換機構の駆動部、細胞微小操作や微小部品の組立作業等において微小な対象物を任意の状態に操作するためのマイクロマニピュレータの駆動部、開閉可能な複数のフィンガーを有する電動義手等の義肢の駆動部、ハンドリング用ロボットの駆動部、補装具の駆動部、並びにパワースーツの駆動部に好適に用いることができる
【００５５】
前記アクチュエータ素子は、例えば、サイドトリマの上回転刃又は下回転刃等を押圧する装置の押圧部に好適に用いることができる。
【００５６】
前記アクチュエータ素子は、例えば、パチンコ等の遊戯装置における役物等の駆動部、人形やペットロボット等のアミューズメント機器の駆動部、並びに、乗車用シミュレーション装置のシミュレーション装置の駆動部に好適に用いることができる。
【００５７】
前記アクチュエータ素子は、例えば、上記機器等を含む機械全般に用いられる弁の駆動部に用いることができ、例えば、蒸発ヘリウムガスの再液化装置の弁の駆動部、ベローズ式の感圧制御弁の駆動部、綜絖枠を駆動する開口装置の駆動部、真空ゲート弁の駆動部、液圧システム用のソレノイド動作型制御バルブの駆動部、ピボットレバーを用いる運動伝達装置を組み込んだバルブの駆動部、ロケットの可動ノズルのバルブの駆動部、サックバックバルブの駆動部、並びに、調圧弁部の駆動部に好適に用いることができる。
【００５８】
前記アクチュエータ素子は、例えば、上記機器等を含む機械全般に用いられるブレーキの押圧部として用いることができ、例えば、非常用、保安用、停留用等のブレーキやエレベータのブレーキに用いて好適な制動装置の押圧部、並びに、ブレーキ構造もしくはブレーキシステムの押圧部に好適に用いることができる。
【００５９】
前記アクチュエータ素子は、ダイヤフラム型ポンプのダイヤフラム弁の往復屈曲運動さえる駆動装置としても用いることができる。図７は、本発明のアクチュエータ素子を駆動装置として用いたダイヤフラム型ポンプの一実施態様例を示す断面図である。ダイヤフラム型ポンプ７１は、ポンプ室７９を形成するダイヤフラム弁７４を備えている。ダイヤフラム型ポンプ７１は、本発明のアクチュエータ素子７３、７３’、７３’’をアクチュエータ素子積層体として、電圧印加前の状態でダイヤフラム弁７４と接し、押圧可能な状態で備えている。アクチュエータ素子７３、７３’、７３’’の電極層には、電圧印加することにより変形できるように、リード線が接続されている。各アクチュエータ素子が電圧を印加されることにより凸状態となり、ダイヤフラム弁が凸型となる。これによりポンプ室７９内の流体が排出口７６へ移動し、排出される。ついで、各アクチュエータ素子に印加された電圧を解放することにより元の状態となって、スプリング７８によりダイヤフラム弁が図７に示す元の状態にもどる。これにより、吸入口７５から、弁７７を介して流体が流入する。各アクチュエータ素子に電圧の印加と解放とを繰り返して駆動させることにより、流体の吸入−排出のサイクルを繰り返し、ダイヤフラム型ポンプ７１が作動する。
【００６０】
前記アクチュエータ素子は、例えば、上記機器等を含む機械全般に用いられるロック装置の押圧部として用いることができ、例えば、機械的ロック装置の押圧部、車両用ステアリングロック装置の押圧部、並びに、負荷制限機構及び結合解除機構を合わせ持つ動力伝達装置の押圧部に好適に用いることができる。
【００６１】
また前記アクチュエータ素子及びアクチュエータ素子積層体は、上記以外にも、電極層に電圧を印加することでバネ定数を変化できる弾性体、アンテナ伸縮装置等の携帯電話部品、ＩＣコンタクト昇降装置等のカードリーダーなどに用いることができる。
【００６２】
また、前記アクチュエータ素子は、拡開した開口部及び空間部を備えている。そのために、電極層に電圧を印加する前においては、Ｃ字形状の前記アクチュエータ素子を上方から見ると、図８のアクチュエータ素子８１の様な形状をしている。これに対して、Ｃ字形状の前記アクチュエータ素子に対して、電極層に電圧を印加すると、アクチュエータ素子８２の様に変形し、開口部形成部８３、８３’は、開口部を狭めて、開閉動作または挟持動作をし、力Ｆ１及びＦ２を発生する。また、アクチュエータ素子８１の内側面８４は、中心方向に空間部を狭め、開閉動作または挟持動作をし、力Ｆ３を発生する。
【００６３】
従って、前記アクチュエータ素子及び前記アクチュエータ素子積層体は、前記開口部形成部が開閉動作をし、しかも直動動作もすることから、アンテナのフィーダ装置としても好適に用いることが可能である。
【００６４】
また、前記アクチュエータ素子及び前記アクチュエータ素子積層体は、内側面が空間部を開閉する動作をすることから、流量調整装置及び光量を調整する絞り装置としても好適に用いることができ、空間部にレンズを設置することによってレンズを変形させる焦点調節装置としても好適に用いることができる。
【００６５】
図９（ａ）〜（ｅ）及び図１０（ａ）、（ｂ）は、本発明のアクチュエータ素子の空間部にレンズを設置した場合の焦点調節装置の実施態様例を示す模式図である。図９（ａ）は焦点調節装置９１の上面図である。イオン交換樹脂層の両面に電極層を備えたアクチュエータ素子９２の空間部に変形可能なレンズ９３を空間部に設定している。図９（ｂ）は焦点調節装置９１の斜視図であり、図９（ｃ）は、図９（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
【００６６】
アクチュエータ素子９２に電圧を印加すると、レンズ９３は押圧されて、図９（ｄ）に示す凸型状態の焦点調節装置９４のようになる。図９（ｅ）は図９（ｄ）におけるＢ−Ｂ断面図である。上記のように焦点調節装置９１は、レンズの厚さを変形させて、レンズ焦点を調整することができる。また、図１０（ａ）に示すように図９（ａ）の焦点調節装置９１’、９１’’を重ね、互いに反対向きに凸となるように駆動させることにより、焦点調節装置は、図１０（ｂ）に示す状態となり、焦点を調節し、しかもレンズに映る画像の上下の向きを調節することもできる。
【００６７】
さらに、前記アクチュエータ素子及び前記アクチュエータ素子積層体は、内側面が挟持動作をすることから、ブレーキ及びクラッチに好適に用いることができる。
【００６８】
（ヘリカルブレード状アクチュエータ素子）
また、本発明は、電極層がイオン交換樹脂層を挟んで形成されたアクチュエータ素子であって、ヘリカルブレード状に形成されたアクチュエータ素子でもある。図１１は、本発明のヘリカルブレード状に形成されたアクチュエータ素子の一実施態様例の変形を示す説明図である。ヘリカルブレード状に形成されたアクチュエータ素子１１１は、該アクチュエータ素子の外周に拡開した開口部を備え、中心付近に該開口部と連なる略円形状の空間部を備えたアクチュエータ素子が、一方のアクチュエータ素子が他方のアクチュエータ素子と、開口部形成部において連結した形状を呈している。アクチュエータ素子１１１に電圧を印加することにより、図１１のアクチュエータ素子１１２のような略円錐形状が重なった形状となり、伸長する。また、印加電圧を解放することにより、アクチュエータ素子１１２は、アクチュエータ素子１１１の状態に戻る。
【００６９】
ヘリカルブレード状に形成されたアクチュエータ素子は、上述のアクチュエータ素子と同様に、電極層がイオン交換樹脂層を挟んで電極対を形成したアクチュエータ素子であって、生じる力の方向が直線方向となるアクチュエータ素子を得ることができる。なお、図１１のアクチュエータ素子１１１、１１２は、厚さ方向においてイオン交換樹脂層の両側に電極層が積層された積層構造を有しているが、説明の為に簡略化されている。
【００７０】
（ヘリカルブレード状アクチュエータ素子の用途）
本発明のヘリカルブレード状アクチュエータ素子は、該アクチュエータ素子の外周に拡開した開口部を備え、中心付近に該開口部と連なる略円形状の空間部を備えたアクチュエータ素子と同様に、直動することが可能であるために、軽量で、しかも駆動の際に無音であるリニアアクチュエータとして好適に用いることができる。そのため、前記アクチュエータ素子及びアクチュエータ素子積層体は、位置決め装置、姿勢制御装置、昇降装置、搬送装置、移動装置、調節装置、調整装置、誘導装置、または関節装置の駆動部として好適に用いることができる。
【００７１】
本発明のヘリカルブレード状のアクチュエータ素子は、該アクチュエータ素子の外周に拡開した開口部を備え、中心付近に該開口部と連なる略円形状の空間部を備えたアクチュエータ素子と同様に、ダイヤフラム型ポンプ、上記機器等を含む機械全般に用いられるロック装置の押圧部、機械的ロック装置の押圧部、車両用ステアリングロック装置の押圧部、並びに、負荷制限機構及び結合解除機構を合わせ持つ動力伝達装置の押圧部に好適に用いることができ、電極層に電圧を印加することでバネ定数を変化できる弾性体、アンテナ伸縮装置等の携帯電話部品、ＩＣコンタクト昇降装置等のカードリーダーなどに用いることができる
【００７２】
【発明の効果】
本発明のアクチュエータ素子は、膜状若しくは板状であり、該アクチュエータ素子の外周に拡開した開口部を備え、中心付近に該開口部と連なる略円形状の空間部を備えているので、形状の変化によって生じる力の方向が直線方向となる。このことにより、前記アクチュエータ素子及び前記アクチュエータ素子積層体は、軽量で無音のリニアアクチュエータとして用いることができる。そのため、前記アクチュエータ素子及び前記アクチュエータ素子積層体は、位置決め装置、姿勢制御装置、昇降装置、搬送装置、移動装置、調節装置、調整装置、誘導装置、または関節装置、開閉装置、流量調整装置、絞り装置、焦点調整装置の駆動部として好適に用いることができる。さら、押圧装置の押圧部としても好適に用いることができる。
【００７３】
また、本発明のヘリカルブレード状のアクチュエータ素子も、前記した、膜状若しくは板状であり、該アクチュエータ素子の外周に拡開した開口部を備え、中心付近に該開口部と連なる略円形状の空間部を備えたアクチュエータ素子と同様に、形状の変化によって生じる力の方向が直線方向となることから、軽量で無音のリニアアクチュエータとして用いることができるので、位置決め装置、姿勢制御装置、昇降装置、搬送装置、移動装置、調節装置、調整装置、誘導装置、または関節装置、開閉装置、流量調整装置、絞り装置、焦点調整装置の駆動部として好適に用いることができる。さら、押圧装置の押圧部としても好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ） 前記アクチュエータ素子の一実施態様例についての斜視図。
（ｂ）電圧印加により変形した図１（ａ）のアクチュエータ素子の斜視図。
【図２】図１（ａ）のアクチュエータ素子の上面図。
【図３】本発明のアクチュエータ素子において一の電極層上に絶縁層を設けた実施態様例についての斜視図。
【図４】本発明のアクチュエータ素子積層体における一の実施態様例の変形を示す模式図。
【図５】（ａ） 本発明のアクチュエータ素子積層体を用いたピストン装置の断面図。
（ｂ） アクチュエータ素子に電圧を印加した状態である図５（ａ）のピストン装置の断面図。
（ｃ） アクチュエータ素子及びアクチュエータ素子積層体に電圧を印加した状態である図５（ａ）のピストン装置の断面図。
【図６】本発明のアクチュエータ素子積層体における他の実施態様例の変形を示す模式図。
【図７】本発明のアクチュエータ素子を用いたダイヤフラム型ポンプの断面図。
【図８】本発明のアクチュエータ素子が生じる力を説明する説明図。
【図９】（ａ） 本発明のアクチュエータ素子を用いた焦点調節装置の上面図。
（ｂ） 図９（ａ）の焦点調節装置の斜視図。
（ｃ） 図９（ｂ）の焦点調節装置のＡ−Ａ断面図。
（ｄ） 図９（ａ）の焦点調節装置を駆動させた場合の焦点調節装置の斜視図。
（ｅ） 図９（ｄ）における焦点調節装置Ｂ−Ｂ断面図。
【図１０】（ａ） 本発明のアクチュエータ素子を用いた焦点調節装置を積層させた実施態様例の断面図。
（ｂ） 図１０（ａ）の実施態様例における駆動させた際の断面図。
【図１１】本発明のヘリカルブレード状アクチュエータ素子の模式図。
【符号の説明】
１ アクチュエータ素子
２ イオン交換樹脂層
３、３’ 電極層
４、４’ 開口部形成部
５ 開口部
６ 空間部
７ 内周面
８ 電源
３１ アクチュエータ素子
３２ イオン交換樹脂層
３３、３３’ 電極層
３４ 絶縁層
３５ 開口部形成部
４１ アクチュエータ素子積層体
４２、４３、４４ アクチュエータ素子
４５、４５’ 電極層
４６、４６’ 電極層
４７、４７’ 電極層
５１ アクチュエータ素子積層体
５２ 筐体
５３ ロッド
５４ アクチュエータ素子積層体
５５ 内室
５６ 底面
５７ 隔板
５８ アクチュエータ素子
５９ スプリング
６２、６３、６４ アクチュエータ素子
６５、６５’ 電極層
６７、６７’ 電極層
６９、６９’ 電極層
６６、６８ 絶縁層
７１ ダイヤフラム型ポンプ
７２ 筐体
７３、７３’、７３’’ アクチュエータ素子
７４ ダイヤフラム弁
７５ 吸入口
７６ 排出口
７７、７７’ 弁
７８ スプリング
７９ ポンプ室
８１、８２ アクチュエータ素子
８３、８３’ 開口部形成部
８４ 内側面
９１、９１’、９１’’ 焦点調節装置
９２ アクチュエータ素子
９３ レンズ
９４、９４’、９４’’ 凸型状態の焦点調節装置
１１１、１１２ アクチュエータ素子

Claims (18)

1. 電極層がイオン交換樹脂層を挟んで電極対を形成したアクチュエータ素子であって、該アクチュエータ素子が膜状若しくは板状であり、該アクチュエータ素子の外周に拡開した開口部を備え、中心付近に該開口部と連なる略円形状の空間部を備えたアクチュエータ素子。
2. 該アクチュエータ素子の開口部が５°から１８０°未満までの範囲の角をなして拡開して開口した開口部である請求項１に記載のアクチュエータ素子。
3. 前記アクチュエータ素子の形状が略Ｃ字形状である請求項１に記載のアクチュエータ素子。
4. 前記空間部が外周と同心円状の円弧を備えた請求項３に記載のアクチュエータ素子。
5. 少なくとも１以上の前記電極層上に絶縁層が形成された請求項１のアクチュエータ素子。
6. 請求項１のアクチュエータ素子を２枚以上積層させたアクチュエータ素子積層体。
7. 請求項５のアクチュエータ素子上に、請求項１のアクチュエータ素子が積層されたアクチュエータ素子積層体。
8. 電極層がイオン交換樹脂層を挟んで形成されたアクチュエータ素子であって、ヘリカルブレード状に形成されたアクチュエータ素子。
9. 電極層に電圧を印加することにより、膜状若しくは板状から凸型形状に変形させる請求項１に記載のアクチュエータ素子の駆動方法。
10. 電極層に電圧を印加して開口部を狭めることにより、開口部形成部が対象物を押圧することを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ素子の駆動方法。
11. 隣接するアクチュエータ素子が互いに逆方向に凸状に変形させることを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ素子積層体の駆動方法。
12. アクチュエータ素子のそれぞれを同一方向に凸状に変形させることを特徴とする請求項７に記載のアクチュエータ素子積層体の駆動方法。
13. 請求項１のアクチュエータ素子が積層された請求項６のアクチュエータ素子積層体の駆動方法であって、前記アクチュエータ素子積層体が各アクチュエータ素子間に絶縁体を備え、アクチュエータ素子のそれぞれを同一方向に凸状に変形させることを特徴とするアクチュエータ素子積層体の駆動方法。
14. 電極層に電圧を印加することにより、アクチュエータ素子が螺旋状に回転して伸縮する請求項８に記載のアクチュエータ素子の駆動方法。
15. 請求項１または請求項８に記載のアクチュエータ素子を駆動部に用いた位置決め装置、姿勢制御装置、昇降装置、搬送装置、移動装置、調節装置、調整装置、誘導装置、または関節装置。
16. 請求項６または請求項７のいずれかに記載のアクチュエータ素子積層体を押圧部に用いた押圧装置。
17. 請求項１または請求項８に記載のアクチュエータ素子を用いた開閉装置。
18. 請求項１または請求項８に記載のアクチュエータ素子を用いた流量調整装置、絞り装置、焦点調整装置。

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