JP2008277729A - Actuator - Google Patents

Actuator

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JP2008277729A
JP2008277729A JP2007242022A JP2007242022A JP2008277729A JP 2008277729 A JP2008277729 A JP 2008277729A JP 2007242022 A JP2007242022 A JP 2007242022A JP 2007242022 A JP2007242022 A JP 2007242022A JP 2008277729 A JP2008277729 A JP 2008277729A
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Takahiro Komatsu
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Makoto Tamura
Hitoshi Yoshikawa
弘昭 伊藤
均 吉川
孝弘 小松
和信 橋本
誠 田村
正 石黒
士傑 郭
明敏 野沢
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Tokai Rubber Ind Ltd
東海ゴム工業株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an actuator which is easily made compact, being flexible and having a large displacement amount. <P>SOLUTION: The actuator 1, with one end in axial direction being fixed, comprises a dielectric film 210a of dielectric elastomer, and a plurality of electrodes 210b arranged through the dielectric film 210a and is equipped with a rod-like actuator element 2, of which the dielectric film 210a expands, as the voltage applied between the electrodes 210b increases; and a load member 3 which is connected to the other end in axial direction of the actuator element 2 and fixes the actuator element 2, while it is expanded in the axial direction. By increasing the voltage applied between the electrodes 210b to expand dielectric film 210a, the actuator element 2 is expanded in the axial direction, in accordance with the tension of the load member 3. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、印加電圧に応じた誘電膜の伸縮により駆動力を出力するアクチュエータに関する。 The present invention relates to an actuator that outputs driving force by expansion and contraction of the dielectric film corresponding to the applied voltage.

例えば、誘電体エラストマーを用いた電歪型アクチュエータとして、特許文献1には、ロール型のアクチュエータが紹介されている。 For example, the electrostrictive actuator using a dielectric elastomer, in Patent Document 1, a roll-type actuator has been introduced. すなわち、特許文献1に記載されたアクチュエータは、誘電体エラストマー膜と電極とを持つアクチュエータ素子が、圧縮されたコイルばねの外周に巻装されてなる。 That is, the actuator described in Patent Document 1, the actuator element having a dielectric elastomer film and electrodes, formed by wound on the outer periphery of the compressed coil spring. アクチュエータ素子の電極に電圧を印加すると、誘電体エラストマー膜の膜厚が小さくなり、誘電体エラストマー膜は軸方向に伸張する。 When a voltage is applied to the electrodes of the actuator element, the film thickness of the dielectric elastomer film is small, the dielectric elastomer film is stretched in the axial direction. これにより、コイルばねに対する拘束力が小さくなり、コイルばね、つまりアクチュエータは軸方向に伸張する。 Thereby, restraining force is reduced to the coil spring, a coil spring, that the actuator is extending in the axial direction.

また、特許文献2には、誘電体エラストマー膜と電極とからなる筒状のアクチュエータ素子を備えるアクチュエータが紹介されている。 Further, Patent Document 2, the actuator comprising a cylindrical actuator element consisting of a dielectric elastomer film and electrodes are introduced. アクチュエータ素子の電極に電圧を印加すると、上記特許文献1に記載のアクチュエータと同様、誘電体エラストマー膜の膜厚が小さくなり、誘電体エラストマー膜は軸方向に伸張する。 When a voltage is applied to the electrodes of the actuator element, similar to the actuator described in Patent Document 1, the film thickness of the dielectric elastomer film is small, the dielectric elastomer film is stretched in the axial direction. これにより、アクチュエータは軸方向に伸張する。 Thus, the actuator extending in the axial direction.
特表2006−520180号公報 JP-T 2006-520180 JP 特開2003−230288号公報 JP 2003-230288 JP

特許文献1のアクチュエータの場合、電圧を印加してアクチュエータ素子が伸張する際、アクチュエータ素子の内径側に配置されているコイルばねは、直径を変えずに伸張する。 For the Patent Document 1 actuator, when the actuator element is expanded by applying a voltage, a coil spring disposed on the inner diameter side of the actuator elements, expands without changing the diameter. このため、伸張時にアクチュエータ素子とコイルばねとが干渉し、アクチュエータの軸方向の変位が妨げられるおそれがある。 Accordingly, the actuator element and the coil spring interferes with the expansion process, axial displacement of the actuator is likely to interfere. 反対に、電圧の印加をやめると、アクチュエータ素子は軸方向に収縮する。 Conversely, when stop application of the voltage, the actuator element contracts in the axial direction. 収縮するアクチュエータ素子からの拘束力により、コイルばねは軸方向に圧縮される。 The restraining force from the actuator element to contract, the coil spring is compressed in the axial direction. ここで、収縮する際、電圧印加により小さくなった誘電体エラストマー膜の膜厚は、元の厚さに復元すべく、大きくなる。 Here, when the shrinking, the film thickness of smaller since the dielectric elastomer film by applying a voltage, in order to restore its original thickness, increases. 一方、コイルばねは、直径を変えずに収縮する。 On the other hand, the coil spring is contracted without changing the diameter. このため、収縮時にアクチュエータ素子とコイルばねとが干渉し、例えば、コイルばねのピッチにアクチュエータ素子が噛み込まれるおそれがある。 Accordingly, the actuator element and the coil spring may interfere during contraction, for example, there is a possibility that the actuator element is bitten pitch of the coil spring. また、特許文献1のアクチュエータは、コイルばねを芯材とする。 The actuator of Patent Document 1, the coil spring and the core member. このため、アクチュエータを細く、小さくすることが難しい。 Therefore, the actuator thin, it is difficult to reduce. さらに、コイルばねは剛体であるため、柔軟な動きを実現しにくい。 Further, since the coil spring is rigid, it is difficult to achieve a flexible motion.

また、特許文献2のアクチュエータの場合、アクチュエータ素子が自然状態から伸張した分だけ変位する。 Also, in the case of the Patent Document 2 actuator, the actuator element is displaced by an amount that is stretched from the natural state. しかしながら、特許文献2のアクチュエータには、アクチュエータ素子の伸張方向を配向する部材が配置されていない。 However, the actuator described in Patent Document 2, members to orient the extending direction of the actuator element is not disposed. このため、特許文献2のアクチュエータによると、伸張方向を一つの方向に揃えにくい。 Therefore, according to the actuator of Patent Document 2, not easily align the stretching direction in one direction. したがって、軸方向における変位量が小さい。 Therefore, the displacement amount in the axial direction is small.

本発明は、このような実情に鑑みて完成されたものであり、小型化が容易で、柔軟で変位量の大きなアクチュエータを提供することを課題とする。 The present invention has been completed in view of such circumstances, it is easy to miniaturize, and to provide a large actuator flexible displacement.

(1)上記課題を解決するため、本発明のアクチュエータは、軸方向一端が固定されており、誘電体エラストマー製の誘電膜と、該誘電膜を介して配置されている複数の電極と、を有し、該電極間への印加電圧が大きくなるに従って該誘電膜が伸張する棒状のアクチュエータ素子と、該アクチュエータ素子の軸方向他端に接続され、該アクチュエータ素子を軸方向に伸張させた状態で固定する負荷部材と、を備え、該電極間への印加電圧を大きくして該誘電膜を伸張させることにより、該アクチュエータ素子を該負荷部材の張力に従って軸方向に伸張させることを特徴とする(請求項1に対応)。 (1) To solve the above problems, an actuator of the present invention is the one axial end is fixed, a dielectric elastomeric dielectric film, a plurality of electrodes arranged via the dielectric film, the a, a rod-shaped actuator element dielectric film according to applied voltage between the electrodes is increased to stretch, is connected to the other axial end of the actuator element, while being stretched to the actuator element in the axial direction and a load member for fixing, by stretching the dielectric film by increasing the applied voltage between the electrodes, the actuator element, characterized in that to stretch in the axial direction in accordance with the tension of said load member ( corresponding to claim 1).

以下、原理図を用いて、本発明のアクチュエータの作用を説明する。 Hereinafter, using the principle diagram, the operation of the actuator of the present invention. ただし、以下に示す図1、図2は、本発明のアクチュエータの作用を説明するためだけのものであり、本発明のアクチュエータの構成、形状、駆動方向等を何ら限定するものではない。 However, Figure 1, Figure 2 shown below are intended only for explaining the action of the actuator of the present invention, the configuration of the actuator of the present invention, the shape, does not limit the driving direction or the like. 例えば、誘電膜の積層数、電極あるいは誘電膜の厚さ、電極の配置数、芯材の有無などを、何ら限定するものではない。 For example, the number of stacked dielectric films, the thickness of the electrode or the dielectric film, the number of arranged electrodes, the presence of the core material and the like, but without any limitation.

まず、図1に、本発明のアクチュエータにおけるアクチュエータ素子の原理図を示す。 First, in FIG. 1 shows the principle of an actuator element of the actuator of the present invention. (a)は電圧印加前の状態を、(b)は電圧印加中の状態を、それぞれ示す。 (A) is a state before the voltage application, the (b) the state in the voltage application, respectively. 図1に示すように、アクチュエータ素子bは、誘電膜b10と電極b11とを備えている。 As shown in FIG. 1, the actuator element b is provided with a dielectric film b10 and the electrodes b11. 電極b11は、誘電膜b10の両面に配置されている。 Electrodes b11 are arranged on both sides of the dielectric film b10. 電極b11は、スイッチd2および電源d1と共に、電気回路を構成している。 Electrodes b11 is the switch d2 and power d1, constitute an electrical circuit. 図1(b)に示すように、スイッチd2を閉成すると、電極b11間に電圧が印加される。 As shown in FIG. 1 (b), when closing the switch d2, a voltage is applied between the electrodes b11. これにより、電極b11間の静電引力が大きくなる。 Thereby, the electrostatic attraction between the electrodes b11 increases. このため、図1(b)中、白抜き矢印で示すように、誘電膜b10は、膜厚方向に収縮するように変形する。 Therefore, in FIG. 1 (b), the as shown by a hollow arrow, the dielectric film b10 deforms so as to shrink in the thickness direction. 並びに、誘電膜b10は、面展開方向に伸張するように変形する。 And, the dielectric film b10 deforms so as to extend in the surface extending direction. よって、アクチュエータ素子bは、面展開方向に距離L1だけ伸張する。 Accordingly, the actuator element b is stretched in the surface extending direction by a distance L1.

次に、図1のアクチュエータ素子bを用いた本発明のアクチュエータの原理図を、図2に示す。 Next, a principle view of the actuator of the present invention using the actuator element b in FIG. 1, shown in FIG. (a)は電圧印加前の状態を、(b)は電圧印加中の状態を、それぞれ示す。 (A) is a state before the voltage application, the (b) the state in the voltage application, respectively. 図2に示すように、アクチュエータaは、アクチュエータ素子bと負荷部材cとを備えている。 As shown in FIG. 2, the actuator a is provided with an actuator element b and the load member c. 電極b11は誘電膜b10の両面に配置されている。 Electrodes b11 are arranged on both sides of the dielectric film b10. 誘電膜b10は、筒状に巻回されている。 Dielectric film b10 is wound into a cylindrical shape. 負荷部材cは、アクチュエータ素子bの下端に吊り下げられている。 Load member c is suspended at the lower end of the actuator element b. このため、アクチュエータ素子bには、負荷部材cの重さにより、下方向の張力F1が加わっている。 Therefore, the actuator element b, by the weight of the load member c, are subjected to any tension F1 downward. アクチュエータ素子bは、負荷部材cにより軸方向に伸張された状態で固定されている。 Actuator element b is fixed in a state of being stretched in the axial direction by the load member c. 言い換えると、アクチュエータ素子bの上方向の復元力と、下方向の張力F1とは、釣り合っている。 In other words, the direction of the restoring force on the actuator element b, the tension F1 downward, are balanced.

この状態で、電極b11間に電圧を印加すると、当該釣り合い状態がくずれ、前出図1(b)に示すように、距離L1だけアクチュエータ素子bが伸張する。 In this state, when voltage is applied between the electrodes b11, the equilibrium is destroyed, the above-mentioned FIG as shown in 1 (b), a distance L1 actuator element b is expanded. このため、張力F1により、アクチュエータaが距離L2だけ伸張する。 Thus, by the tension F1, extending the actuator a is a distance L2. 反対に、電圧の印加を除去すると、略元の釣り合い状態に戻ろうとして、伸張していたアクチュエータ素子bが収縮する。 Conversely, removal of the applied voltage, as to return to the balanced state of Ryakumoto, the actuator element b which has been stretched is contracted. このため、張力F1に抗して、アクチュエータaが距離L2だけ収縮する。 Therefore, against the tension F1, it contracts the actuator a is a distance L2. このようにして、本発明のアクチュエータaは駆動力を出力する。 In this way, the actuator a of the present invention outputs a driving force.

本発明のアクチュエータによると、負荷部材によりアクチュエータ素子(誘電膜)の伸縮方向が軸方向に配向される。 According to the actuator of the present invention, expansion and contraction direction of the actuator element (dielectric layer) is oriented in the axial direction by the load member. このため、軸方向における変位量が大きい。 Therefore, the displacement amount in the axial direction is large. また、アクチュエータの姿勢によらず、安定した動作が可能となる。 Further, regardless of the position of the actuator, thus enabling stable operation. また、アクチュエータ素子の必須の構成要素は誘電膜と電極であり、芯材としてのコイルばねは必須ではない。 The essential components of the actuator element is a dielectric film and the electrode, a coil spring as a core material is not essential. このため、アクチュエータを小型化しやすい。 Therefore, the actuator is easy to miniaturize. また、誘電膜の配置方法、形状、種類、膜厚、電極対の数や配置、負荷部材の張力等を変化させることにより、本発明のアクチュエータにおける駆動力や変位量等を容易に調整することができる。 The arrangement method of the dielectric film, the shape, the type, thickness, number and arrangement of the electrode pairs, by changing the tension, etc. of the load member, possible to easily adjust the driving force or the displacement amount and the like in the actuator of the present invention can.

(2)好ましくは、上記(1)の構成において、前記負荷部材は、錘および弾性部材の少なくとも一方である構成とする方がよい(請求項2に対応)。 (2) In the configuration of the above (1), said load member (corresponding to claim 2) mass and elasticity at least one is better to adopt a configuration which is the member. 本構成によると、アクチュエータ素子の伸縮方向を容易に配向させることができる。 With this configuration, the expansion and contraction direction of the actuator element can be easily oriented. また、比較的低コストで本発明のアクチュエータを構成することができる。 Further, it is possible to configure the actuator of the present invention at a relatively low cost.

(3)好ましくは、上記(1)の構成において、前記負荷部材は、前記アクチュエータ素子である構成とする方がよい(請求項3に対応)。 (3) In the configuration of the above (1), said load member (corresponding to claim 3) wherein it is preferable to configure that the actuator element. つまり、本構成は、アクチュエータ素子を複数連結するものである。 That is, the present arrangement is one in which the actuator element to multiple connection. 本構成によると、停止状態(例えば電圧オフの状態)を基準として、正逆両方向に駆動力を出力することができる。 According to this configuration, it is possible to output as the reference in the stopped state (for example, the state of the voltage off), the driving force in both forward and reverse directions.

(4)好ましくは、上記(1)ないし(3)のいずれかの構成において、前記アクチュエータ素子は、前記誘電膜と、該誘電膜の両面に配置されている一対の前記電極と、一対の該電極の一方の表面に配置されている絶縁膜と、を有する伸縮膜が渦巻状に巻回されてなる渦巻状伸縮部材を有する構成とする方がよい(請求項4に対応)。 (4) Preferably, in the construction of the above-mentioned (1) to (3), said actuator element, said a dielectric film, a pair of the electrodes disposed on both surfaces of the dielectric film, a pair of the an insulating film disposed on one surface of the electrode, the stretch film is better to adopt a configuration having a spiral extensible member formed by being wound in a spiral shape having a (corresponding to claim 4).

渦巻状伸縮部材は、所定の伸縮膜を渦巻状に巻回することにより形成されている。 Spiral elastic member is formed by winding a predetermined stretch film spirally. このため、アクチュエータ素子の構成が単純である。 Therefore, the structure of the actuator element is simple. したがって、本発明のアクチュエータを簡単に作製することができる。 Therefore, it is possible to easily produce the actuator of the present invention. また、伸縮膜の巻回数の調整が容易である。 Further, it is easy to adjust the number of windings of the stretch film. これにより、所望の駆動力、変位量を容易に得ることができる。 This makes it possible to obtain desired driving force, a displacement easily. また、渦巻状伸縮部材完成後においては、径方向に隣接する電極同士が、絶縁膜により隔離されることになる。 Further, after the spiral elastic member completed, electrodes adjacent to each other in the radial direction, will be separated by an insulating film. このため、径方向に隣接する電極間における導通を、抑制することができる。 Therefore, the conduction between the electrodes adjacent in the radial direction can be suppressed.

(5)好ましくは、上記(1)ないし(3)のいずれかの構成において、前記アクチュエータ素子は、前記誘電膜と前記電極とが交互に同心円状に積層されてなる積層状伸縮部材を有する構成とする方がよい(請求項5に対応)。 (5) Preferably, in the construction of the above-mentioned (1) to (3), said actuator elements, configured with a laminated extensible member said and the dielectric film and the electrode are laminated concentrically alternately the mutual good (corresponding to claim 5).

積層状伸縮部材は、誘電膜と電極とが交互に積層されることにより形成されている。 Laminated extensible member is formed by and the dielectric film and the electrode are alternately laminated. このため、アクチュエータ素子の構成が単純である。 Therefore, the structure of the actuator element is simple. したがって、本発明のアクチュエータを簡単に作製することができる。 Therefore, it is possible to easily produce the actuator of the present invention. また、誘電膜の積層数の調整が容易である。 Further, it is easy to stacking number of the adjustment of the dielectric film. これにより、所望の駆動力、変位量を容易に得ることができる。 This makes it possible to obtain desired driving force, a displacement easily. また、積層された誘電膜各々の伸縮を、効率よく行うことができる。 Further, the expansion and contraction of the laminated dielectric film each can be performed efficiently.

(6)好ましくは、上記(5)の構成において、前記積層状伸縮部材は、中空円筒状を呈している構成とする方がよい(請求項6に対応)。 (6) In the configuration of the above (5), the laminated extensible member (corresponding to claim 6) is better to adopt a configuration in which the shape of a hollow cylindrical shape. 本構成によると、軸部に芯材を配置する場合と比較して、駆動時の変形が芯材に規制されるおそれがない。 With this configuration, as compared with the case of disposing the core in the shaft portion, deformation during driving there is no risk of being restricted to the core material. このため、大きな変位が得られ易い。 Thus, a large displacement is easily obtained. また、アクチュエータが軽量になる。 In addition, the actuator is lightweight. また、外部から衝撃が加わる際、軸部に空間が確保されている分だけ、アクチュエータ素子が変形しやすい。 Further, when an impact is applied from outside, by an amount that the space on the shaft portion is secured, the actuator element is likely to be deformed. このため、衝撃を吸収しやすい。 For this reason, it is easy to absorb the shock.

(7)好ましくは、上記(1)ないし(3)のいずれかの構成において、前記アクチュエータ素子は、軸部に配置され軸方向に弾性変形可能な芯材を有する構成とする方がよい(請求項7に対応)。 (7) Preferably, in the construction of the above-mentioned (1) to (3), wherein the actuator elements, the mutual configuration having an elastically deformable core material disposed axially to the shaft portion is good (according It corresponds to the term 7). 軸部に芯材を配置すると、アクチュエータ素子の形状を保持しやすい。 Placing the core to the shaft portion, easily retain the shape of the actuator element. また、芯材を中心に誘電膜や電極を配置すれば、アクチュエータ素子、ひいては本発明のアクチュエータを簡単に作製することができる。 Further, by arranging a dielectric film and electrodes around the core, the actuator element can be easily manufactured and thus actuator of the present invention.

(8)好ましくは、上記(7)の構成において、前記芯材は、エラストマーからなる構成とする方がよい(請求項8に対応)。 (8) In the configuration of the above (7), the core material, it is better to the configuration of elastomeric (corresponding to claim 8).

エラストマーのポアソン比は0.5に近い。 Poisson's ratio of the elastomeric is close to 0.5. このため、弾性変形による体積変化が起こりにくい。 Therefore, hardly occurs in the volume change due to elastic deformation. つまり、軸方向に伸張した場合には縮径し、収縮した場合には拡径する。 In other words, reduced in diameter in the case of axially extending, the diameter increases when deflated. このため、本構成によると、伸張時に芯材と電極あるいは誘電膜とが干渉しにくい。 Therefore, according to this configuration, the core and the electrode or the dielectric layer and is unlikely to interfere with the expansion process.

また、エラストマーによれば、様々な大きさ、形状の芯材を簡単に作製することができる。 Further, according to the elastomer can be made of various sizes, a core member of shape easily. 例えば、押出し加工や、紡糸技術等を利用して、より細く、小さな芯材を作製しやすい。 For example, extrusion and, by using a spinning technique or the like, thinner, easier to produce small core. これにより、本発明のアクチュエータをより細く、小さくすることができる。 Accordingly, the actuator of the present invention thinner, can be reduced. また、芯材をエラストマー製とすることで、より柔軟な動きを実現することができる。 In addition, by the core member is made of elastomer, it is possible to realize a more flexible movement. このように、本構成によると、例えば、人工筋肉への適用が容易になる。 Thus, according to this configuration, for example, to facilitate application to artificial muscle.

(9)好ましくは、上記(7)または(8)の構成において、前記アクチュエータ素子は、前記誘電膜と、該誘電膜の両面に配置されている一対の前記電極と、一対の該電極の一方の表面に配置されている絶縁膜と、を有する伸縮膜が、前記芯材の周囲に渦巻状に巻回されてなる渦巻状筒部材を有する構成とするとよい(請求項9に対応)。 (9) In the configuration of the above (7) or (8), said actuator element, said a dielectric film, a pair of the electrodes disposed on both surfaces of the dielectric film, one of the pair of the electrodes stretch film having an insulating film disposed on the surface of, it may be configured to have a spiral tube member formed by winding spirally around the core (corresponding to claim 9).

渦巻状筒部材は、所定の伸縮膜を芯材の周囲に渦巻状に巻回することにより形成されている。 Spiral tube member is formed by winding spirally a predetermined stretch film around the core material. このため、アクチュエータ素子の構成が単純である。 Therefore, the structure of the actuator element is simple. したがって、本発明のアクチュエータを簡単に作製することができる。 Therefore, it is possible to easily produce the actuator of the present invention. また、伸縮膜の巻回数の調整が容易である。 Further, it is easy to adjust the number of windings of the stretch film. これにより、所望の駆動力、変位量を容易に得ることができる。 This makes it possible to obtain desired driving force, a displacement easily. また、渦巻状筒部材完成後においては、径方向に隣接する電極同士が、絶縁膜により隔離されることになる。 Further, after the spiral tube member completed, electrodes adjacent to each other in the radial direction, will be separated by an insulating film. このため、径方向に隣接する電極間における導通を、抑制することができる。 Therefore, the conduction between the electrodes adjacent in the radial direction can be suppressed.

(10)好ましくは、上記(7)または(8)の構成において、前記アクチュエータ素子は、前記芯材の周囲に前記誘電膜と前記電極とが交互に同心円状に積層されてなる積層状筒部材を有する構成とする方がよい(請求項10に対応)。 (10) Preferably, in the above configuration (7) or (8), wherein the actuator element is laminated tube member and the dielectric layer and the electrode around the core material are laminated concentrically alternately better to adopt a configuration having a (corresponding to claim 10).

積層状筒部材は、誘電膜と電極とが、芯材の周囲に、交互に積層されることにより形成されている。 Laminated tubular member, and the dielectric layer and the electrode, the periphery of the core member, and is formed by being laminated alternately. このため、アクチュエータ素子の構成が単純である。 Therefore, the structure of the actuator element is simple. したがって、本発明のアクチュエータを簡単に作製することができる。 Therefore, it is possible to easily produce the actuator of the present invention. また、誘電膜の積層数の調整が容易である。 Further, it is easy to stacking number of the adjustment of the dielectric film. これにより、所望の駆動力、変位量を容易に得ることができる。 This makes it possible to obtain desired driving force, a displacement easily. また、積層された誘電膜各々の伸縮を、効率よく行うことができる。 Further, the expansion and contraction of the laminated dielectric film each can be performed efficiently.

(11)好ましくは、上記(1)ないし(10)のいずれかの構成において、前記アクチュエータ素子は、軸直方向の最大直径が5mm未満である構成とする方がよい(請求項11に対応)。 (11) Preferably, in the above-described configuration of any one of (1) to (10), said actuator elements (corresponding to claim 11) is better to adopt a configuration maximum diameter of the axial straight direction is less than 5mm .

本発明のアクチュエータの軸方向、軸直方向の大きさは、特に限定されるものではない。 Axially, the direction perpendicular to the axis size of the actuator of the present invention is not limited in particular. 例えば、本構成によると、アクチュエータ素子の軸直方向の最大直径が5mm未満の細い紐状のアクチュエータを構成することができる。 For example, according to the present configuration, the maximum diameter of the direction perpendicular to the axis of the actuator element may constitute thin string-shaped actuator of less than 5 mm. この場合、より低電圧で駆動することが可能となる。 In this case, it is possible to drive at a lower voltage. さらに、アクチュエータ素子の軸直方向の最大直径を0.5mm未満として、さらに細い繊維状のアクチュエータを構成してもよい。 Further, the maximum diameter of the direction perpendicular to the axis of the actuator device as less than 0.5 mm, may be constructed further a thin fibrous actuator. これら、紐状、繊維状のアクチュエータは、人工筋肉に適している。 These string-like, fibrous actuators are suitable for artificial muscle.

(12)好ましくは、上記(1)ないし(11)のいずれかの構成において、前記アクチュエータ素子の複数が束ねられて配置されている構成とする方がよい(請求項12に対応)。 (12) Preferably, in the construction of (1) to (11), (corresponding to claim 12) wherein it is preferable to adopt a configuration in which a plurality are arranged bundled actuator element.

アクチュエータ素子を複数束ねることにより、より大きな駆動力を出力することができる。 By bundling a plurality of actuator elements, it is possible to output a greater driving force. 特に、アクチュエータ素子が紐状や繊維状の場合には、複数を束ねて使用する態様が好適である。 In particular, when the actuator element is a string-like or fibrous, embodiments using a bundle of a plurality it is preferable.

(13)好ましくは、上記(12)の構成において、束ねられた前記アクチュエータ素子の複数の前記電極の、正極側および負極側のうち少なくとも一方は、共用化されている構成とする方がよい(請求項13に対応)。 (13) In the configuration of the above (12), a plurality of the electrodes of the actuator elements bundled, at least one of the positive electrode side and negative electrode side, it is better to adopt a configuration that is shared ( corresponding to claim 13). 本構成によると、電極の配置数が少なくなる。 With this configuration, the number of arranged electrodes is reduced. このため、アクチュエータ素子の構造が簡単になる。 Therefore, the structure of the actuator elements is simplified.

(14)好ましくは、上記(1)ないし(13)のいずれかの構成において、前記電極は、エラストマーと導電材との混合材からなる構成とする方がよい(請求項14に対応)。 (14) Preferably, in the construction of (1) to (13), said electrodes (corresponding to claim 14) is better constitution with that of a mixed material of the elastomer and conductive material.

電極が誘電膜と共に伸縮しにくいと、電極により誘電膜の伸縮が妨げられる。 An electrode is difficult to stretch with the dielectric film, the expansion and contraction of the dielectric film is prevented by the electrodes. この点、本構成によると、電極は、導電材に加えて柔軟なエラストマーを含んだ混合材からなる。 In this respect, according to this configuration, the electrode consists of, in addition to the conductive material including a flexible elastomeric admixture. したがって、電極は誘電膜と一体となって伸張、収縮することができる。 Therefore, the electrode extension together with the dielectric film can be contracted. このため、誘電膜の伸縮を妨げにくく、所望の変位量を得やすい。 Therefore, hardly interfere with the expansion and contraction of the dielectric film, easy to obtain a desired displacement.

(15)好ましくは、上記(1)ないし(13)のいずれかの構成において、前記電極は、液状を呈している構成とする方がよい(請求項15に対応)。 (15) Preferably, in the construction of (1) to (13), (corresponding to claim 15) wherein the electrode is better to adopt a configuration that exhibits a liquid. ここで「液状」とは、ゲル状、ペースト状も含む概念である。 Here, the "liquid" is a concept gelled, including paste. 本構成によると、駆動時における誘電膜の変形を、電極が拘束するおそれが小さい。 With this configuration, the deformation of the dielectric film at the time of driving, is less likely that the electrode is restrained. また、外部から衝撃が加わる際、電極が流動あるいは変形することにより、衝撃を吸収しやすい。 Further, when an impact is applied from outside, by the electrodes to flow or deform, easily absorb the impact.

以下、本発明のアクチュエータの実施の形態について説明する。 The following describes embodiments of the actuator of the present invention.

<第一実施形態> <First embodiment>
[アクチュエータの構成] [Structure of the actuator]
まず、本実施形態のアクチュエータの構成について説明する。 First, the configuration of the actuator of the present embodiment. 図3に、本実施形態のアクチュエータの斜視図を示す。 Figure 3 shows a perspective view of the actuator of the present embodiment. 図4に、同アクチュエータにおけるアクチュエータ素子の斜視分解図を示す。 Figure 4 shows a perspective exploded view of the actuator element in the actuator. 図5に、同アクチュエータの軸直方向断面図を示す。 5 shows a direction perpendicular to the axis sectional view of the actuator. 図6に、同アクチュエータの軸方向断面図を示す。 Figure 6 shows an axial cross-sectional view of the actuator. 図3〜図6に示すように、本実施形態のアクチュエータ1は、アクチュエータ素子2とコイルばね3とを備えている。 As shown in FIGS. 3 to 6, the actuator 1 of this embodiment, and an actuator element 2 and coil spring 3. コイルばね3は、本発明の弾性部材(負荷部材)に含まれる。 Coil spring 3 is contained in the elastic member (load member) of the present invention.

アクチュエータ素子2は、芯材20と渦巻状筒部材21と底部材22とを備えている。 The actuator element 2, and a core member 20 and the spiral tube member 21 and the bottom member 22. アクチュエータ素子2の軸直方向の直径は約5mmである。 Of the actuator element 2 direction perpendicular to the axis of the diameter is about 5 mm. 芯材20は、エラストマー製であって、丸棒状を呈している。 Core 20 is made of elastomer, and has a round bar. 芯材20の上端は、線材90を介して、上方部材(図略)に固定されている。 The upper end of the core member 20 via the wire 90 is fixed to the upper member (not shown).

渦巻状筒部材21は、芯材20の周囲に環装されている。 Spiral tube member 21 is mounted around the periphery of the core member 20. 具体的には、渦巻状筒部材21は、芯材20の外周面に渦巻状に巻回された、帯状の伸縮膜210からなる。 Specifically, spiral tube member 21 is wound spirally on the outer peripheral surface of the core member 20, made of a strip-shaped stretch film 210.

伸縮膜210は、誘電膜210aと電極210bと絶縁膜210cとを備えている。 Stretch film 210, and an insulating film 210c and the dielectric film 210a and the electrode 210b. 誘電膜210aは、アクリルゴム製である。 Dielectric film 210a is made of acrylic rubber. 電極210bは、導電性カーボンとエラストマーとを混合したエラストマー膜(混合材)からなる。 Electrode 210b is made of an elastomeric membrane (mixed material) obtained by mixing a conductive carbon and elastomeric. 電極210bは、誘電膜210aの両面に、一対配置されている。 Electrode 210b is on both sides of the dielectric film 210a, and a pair arranged. 電極210bは、前出図1に示すように、電源およびスイッチと電気的に接続されている。 Electrode 210b is the above-mentioned FIG. As shown in 1, with the power and switches electrically connected. 絶縁膜210cは、アクリルゴム製であって、一対の電極210bのうち、径方向外側の電極210bの外周面に配置されている。 Insulating film 210c is made of acrylic rubber, of the pair of electrodes 210 b, is disposed on the outer peripheral surface of the radially outer electrode 210b.

伸縮膜210は、図5に示すように、芯材20の外周面に、略五層になるように、巻き付けられている。 Stretch film 210, as shown in FIG. 5, the outer peripheral surface of the core material 20, so as to be substantially five layers, it is wound. 図6に点線枠で示すように、芯材20の軸方向両端部分においては、芯材20と最内層の伸縮膜210、および径方向に隣り合う伸縮膜210同士が、互いに接着されている。 As shown by the dotted frame in FIG. 6, in the axial end portion of the core 20, the core member 20 and the innermost layer of the stretch film 210, and a stretch film 210 adjacent in the radial direction and are bonded together.

底部材22は、絶縁性の樹脂製であって、上方に開口するカップ状を呈している。 Bottom member 22 is made of insulating resin, and has a cup shape that opens upward. 底部材22は、渦巻状筒部材21の下端を覆っている。 Bottom member 22 covers the lower end of the spiral tube member 21. 底部材22は、渦巻状筒部材21の下端に、加締め固定されている。 The bottom member 22, the lower end of the spiral tube member 21 is caulking.

コイルばね3は、鋼製であって、底部材22と下方部材91との間に介装されている。 Coil spring 3 is made of steel, it is interposed between the bottom member 22 and the lower member 91. コイルばね3は、アクチュエータ素子2に、下向きの付勢力を加えている。 Coil spring 3, the actuator element 2 is added to the downward force of the force.

[アクチュエータの動き] [Movement of the actuator]
次に、本実施形態のアクチュエータ1の動きについて説明する。 Next, a description will be given movement of the actuator 1 of this embodiment. まず、電圧印加時の動きについて説明する。 First, a description will be given motion when a voltage is applied. 図7に、本実施形態のアクチュエータ1の電圧印加中における軸方向断面図を示す。 Figure 7 shows an axial cross-sectional view in the voltage application of the actuator 1 of this embodiment. なお、図7中、点線は、電圧印加前(前出図6参照)におけるアクチュエータ素子2の形状を示す。 In FIG. 7, the dotted line shows the shape of the actuator element 2 in the voltage applied before (see the above-mentioned FIG. 6). 前出図6に示す状態において、一対の電極210b間に電圧を印加すると、誘電膜210aが表裏方向(膜厚方向)に圧縮される。 In the state shown in the above-mentioned FIG. 6, when a voltage is applied between the pair of electrodes 210 b, the dielectric film 210a is compressed in the front-back direction (film thickness direction). このため、誘電膜210aの膜厚が小さくなる。 Therefore, the film thickness of the dielectric film 210a is reduced. 膜厚が小さくなると、その分、誘電膜210aの面積が広くなる。 When the film thickness decreases, correspondingly, the area of ​​the dielectric film 210a becomes wider. したがって、誘電膜210aは、電極210b、絶縁膜210cと共に伸張する。 Therefore, the dielectric film 210a, the electrodes 210 b, extending together with the insulating film 210c. すなわち、渦巻状筒部材21は伸張する。 That is, the spiral tube member 21 is stretched. ここで、渦巻状筒部材21の下端には、底部材22が固定されている。 Here, the lower end of the spiral tube member 21, bottom member 22 is fixed. そして、底部材22には、コイルばね3が接続されている。 Then, the bottom member 22, is connected a coil spring 3. このため、アクチュエータ素子2は、コイルばね3の張力により、図7中、白抜き矢印で示すように、下方に伸張する。 Accordingly, the actuator element 2, by the tension of the coil spring 3, in FIG. 7, as shown by a hollow arrow, extending downward.

次に、電圧除去時の動きについて説明する。 Next, a description will be given motion when a voltage is removed. 図7に示す状態において、一対の電極210b間の電圧を除去すると、誘電膜210aの表裏方向に作用していた圧縮力が除去される。 In the state shown in FIG. 7, upon removal of the voltage between the pair of electrodes 210 b, the compressive force acting on the front and back direction of the dielectric film 210a is removed. このため、誘電膜210aの膜厚が大きくなる。 Therefore, the film thickness of the dielectric film 210a becomes large. 膜厚が大きくなると、その分、誘電膜210aの面積が狭くなる。 When the film thickness becomes larger, correspondingly, the area of ​​the dielectric film 210a is narrowed. したがって、誘電膜210aは、電極210b、絶縁膜210cと共に収縮する。 Therefore, the dielectric film 210a, the electrodes 210 b, contracts together with the insulating film 210c. すなわち、渦巻状筒部材21は収縮する。 That is, the spiral tube member 21 contracts. ここで、芯材20には、コイルばね3に引っ張られたことによる弾性復元力が蓄積されている。 Here, the core material 20 is elastic restoring force due to the pulled coil spring 3 is stored. このため、芯材20も、弾性復元力により収縮する。 Therefore, also the core 20, shrunk by the elastic restoring force. 上方に作用する芯材20および渦巻状筒部材21の収縮力と、下方に作用するコイルばね3の張力と、が釣り合う状態でアクチュエータ1は停止する。 And contractile force of the core member 20 and the spiral tube member 21 acts upwardly, actuator 1 in a state in which the tension of the coil spring 3, are balanced acting downward is stopped. つまり、前出図6に示す状態まで復帰する。 That is, returning to the state shown in the above-mentioned FIG. 6.

以上説明したように、本実施形態のアクチュエータ1は、電圧印加により図6の状態から図7の状態に切り替わる。 As described above, the actuator 1 of this embodiment is switched from the state of FIG. 6 by the voltage applied to the state of FIG. すなわち、伸張する。 In other words, to expand. 並びに、電圧除去により図7の状態から図6の状態に切り替わる。 And switches from the state in FIG. 7 by supply rejection to the state of FIG. すなわち、収縮する。 In other words, contracts. このように、伸張、収縮することにより、例えば底部材22に接続された相手側部材(図略)を駆動することができる。 Thus, stretching by shrinkage, can be driven for example connected mating member to the bottom member 22 (not shown).

[作用効果] [Effect effect]
次に、本実施形態のアクチュエータの作用効果について説明する。 Next, the function and effect will be described of an actuator of the present embodiment. アクチュエータ1によると、コイルばね3により、アクチュエータ素子2(伸縮膜210)の伸縮方向が軸方向に規制される。 According to the actuator 1, the coil spring 3, expansion and contraction direction of the actuator element 2 (stretch film 210) is restricted in the axial direction. このため、軸方向における変位量が大きい。 Therefore, the displacement amount in the axial direction is large. また、アクチュエータ1の姿勢によらず、安定した動作が可能となる。 Further, regardless of the position of the actuator 1, thus enabling stable operation. また、誘電膜210aは、電極210b、絶縁膜210cと一体となって変形する。 Further, the dielectric film 210a, the electrodes 210 b, deforms together with the insulating film 210c. このため、誘電膜210aの変形が、電極210b、絶縁膜210cにより妨げられにくい。 Therefore, deformation of the dielectric film 210a is, the electrode 210 b, hardly hindered by the insulating film 210c. よって、所望の変位量を得やすく、駆動力の低下が少ない。 Accordingly, easily obtained the desired displacement, a small decrease in driving force.

また、負荷部材としてコイルばね3を使用するため、アクチュエータ1を簡単かつ低コストに構成することができる。 Further, in order to use the coil spring 3 as a load member, it is possible to configure the actuator 1 in a simple and low cost. また、アクチュエータ素子2の軸方向下端部分には、底部材22が配置されている。 Further, the lower axial end portion of the actuator element 2, the bottom member 22 is disposed. このため、アクチュエータ素子2とコイルばね3との接続が容易である。 Therefore, it is easy to connect the actuator element 2 and coil spring 3. すなわち、芯材20と渦巻状筒部材21との合力を、確実にコイルばね3に伝達することができる。 That is, the resultant force of the core member 20 and the spiral tube member 21 can be transmitted reliably to the coil spring 3.

また、軸部に芯材20が配置されているため、アクチュエータ素子2の形状を保持しやすい。 Further, since the core member 20 to the shaft portion is disposed, it tends to retain the shape of the actuator element 2. ここで、芯材20はエラストマー製である。 Here, the core member 20 is made of elastomer. このため、アクチュエータ1によると、柔軟な動きが可能である。 Therefore, according to the actuator 1, a flexible movement possible. また、芯材20は、弾性変形しても体積がほとんど変わらない。 Further, the core member 20 has a volume hardly changes even when elastically deformed. つまり、軸方向に伸張した場合には縮径し、収縮した場合には拡径する。 In other words, reduced in diameter in the case of axially extending, the diameter increases when deflated. このため、アクチュエータ1において、伸縮時に芯材20と、渦巻状筒部材21とが干渉しにくい。 Therefore, in the actuator 1, the core 20 at the time of stretching, is not easily interfere with the spiral tube member 21. 加えて、芯材20は、丸棒状を呈している。 In addition, the core 20 has the shape of a round bar. つまり、芯材20の側周面は軸方向に連続している。 That is, the side peripheral surface of the core material 20 is continuous in the axial direction. よって、圧縮時において、芯材20により渦巻状筒部材21が噛み込まれるおそれはない。 Therefore, at the time of compression, there is no risk of the spiral tube member 21 is caught by the core 20.

また、渦巻状筒部材21は、伸縮膜210を芯材20に巻回して、簡単に作製することができる。 Further, the spiral tube member 21, the stretch film 210 by turning the core material 20 wound, can be easily manufactured. このため、アクチュエータ素子2を簡単に作製することができる。 Therefore, it is possible to manufacture the actuator element 2 easily. また、伸縮膜210が巻回されているため、アクチュエータ1をコンパクトに構成することができる。 Furthermore, since the stretch film 210 is wound, it is possible to configure the actuator 1 compact. また、一対の電極210bに対して電圧を印加、除去するだけで、伸縮膜210を伸縮させることができるため、電気配線が容易である。 Furthermore, applying a voltage to the pair of electrodes 210 b, only remove, because the stretch film 210 can be stretchable, electric wiring is easy. また、アクチュエータ素子2は、軸直方向の直径が約5mmと小さい。 The actuator element 2 has, in the direction perpendicular to the axis a small diameter and about 5 mm. このため、アクチュエータ1は、例えば人工筋肉として好適である。 Therefore, the actuator 1 is suitable as, for example, an artificial muscle.

また、巻回された伸縮膜210において、径方向外側の電極210bの外周面には、絶縁膜210cが配置されている。 Further, the stretch film 210 is wound on the outer peripheral surface of the radially outer electrode 210 b, the insulating film 210c is disposed. このため、隣接する電極210b同士は接触しない。 Therefore, electrodes 210b adjacent to each other are not in contact. よって、隣接する電極210b間の導通を防止することができる。 Therefore, it is possible to prevent conduction between adjacent electrodes 210b.

<第二実施形態> <Second Embodiment>
本実施形態のアクチュエータと第一実施形態のアクチュエータとの相違点は、渦巻状筒部材の代わりに積層状筒部材が配置されている点である。 Differs from the actuator of the actuator in the first embodiment of the present embodiment is that the laminated tube member in place of the spiral tube member is disposed. したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。 Therefore, only the difference will be described here.

図8に、本実施形態のアクチュエータの軸直方向断面図を示す。 8 shows a direction perpendicular to the axis cross-sectional view of the actuator of the present embodiment. なお、図5と対応する部位については同じ符号で示す。 Incidentally, denoted by the same reference symbols as those portions corresponding to those in FIG 5. 図8に示すように、本実施形態のアクチュエータ1のアクチュエータ素子2は、積層状筒部材23を備えている。 As shown in FIG. 8, the actuator element 2 of the actuator 1 of this embodiment includes a laminated tube member 23. 積層状筒部材23は、芯材20の周囲に環装されている。 Laminated tube member 23 is mounted around the periphery of the core member 20.

積層状筒部材23は、三層の誘電膜230と四層の電極231とが、あたかも年輪のように、同心円状に交互に積層されて形成されている。 Laminated tube member 23, three layers of dielectric film 230 and the electrode 231 of the four-layer is as if the annulus, and is formed by alternately stacking concentrically. すなわち、任意の誘電膜230の径方向両側には、一対の電極231が配置されている。 That is, in the radial direction on both sides of any dielectric film 230, a pair of electrodes 231 are disposed.

本実施形態のアクチュエータ1は、電極231を形成するための電極材溶液、誘電膜230を形成するための誘電材溶液に、芯材20を交互にディッピングして製造することができる。 The actuator 1 of this embodiment can electrode material solution for forming the electrode 231, the dielectric material solution for forming a dielectric film 230 is prepared by dipping the core member 20 alternately. あるいは、芯材20に電極材溶液、誘電材溶液を交互にスプレーして製造してもよい。 Alternatively, the electrode material solution on the core material 20, dielectric material solution may be prepared by spraying alternately. また、芯材20、誘電膜230、電極231を順次または同時に押出し成形することで製造してもよい。 Further, the core member 20, the dielectric film 230, or the electrode 231 sequentially may be prepared by extruding simultaneously.

本実施形態のアクチュエータ1は、構成が共通する部分に関しては、第一実施形態のアクチュエータと同様の作用効果を有する。 The actuator 1 of this embodiment, with respect to the portion common configurations have the same effects as the actuator of the first embodiment. また、本実施形態のアクチュエータ1は、積層状筒部材23を有している。 The actuator 1 of this embodiment has a laminated tube member 23. 積層状筒部材23においては、各誘電膜230が同心円状に積層されている。 In laminated tube member 23, the dielectric film 230 are stacked concentrically. このため、電極231間に電圧を印加すると、電極231間に挟まれている各々の誘電膜230の全てを伸張させることができる。 Therefore, when voltage is applied between the electrodes 231, it can be extended to all of the respective dielectric layer 230 sandwiched between the electrodes 231. このため、より効率的に駆動力および変位を発生させることができる。 Therefore, it is possible to generate a more efficient driving force and displacement.

<第三実施形態> <Third Embodiment>
本実施形態のアクチュエータと第二実施形態のアクチュエータとの相違点は、芯材が配置されていない点である。 Differs from the actuator of the actuator in the second embodiment of the present embodiment is that the core material is not arranged. したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。 Therefore, only the difference will be described here.

図9に、本実施形態のアクチュエータの軸直方向断面図を示す。 Figure 9 shows the direction perpendicular to the axis cross-sectional view of the actuator of the present embodiment. なお、図8と対応する部位については同じ符号で示す。 Incidentally, denoted by the same reference symbols as those portions corresponding to those in FIG 8. 図9に示すように、本実施形態のアクチュエータ1のアクチュエータ素子2は、積層状伸縮部材24を備えている。 As shown in FIG. 9, the actuator element 2 of the actuator 1 of this embodiment includes a laminated extensible member 24. 積層状伸縮部材24は、三層の誘電膜240と四層の電極241とが、あたかも年輪のように、同心円状に交互に積層されて形成されている。 Laminated extensible member 24, three layers of dielectric film 240 and the electrode 241 of the four-layer is as if the annulus, and is formed by alternately stacking concentrically. すなわち、任意の誘電膜240の径方向両側には、一対の電極241が配置されている。 That is, in the radial direction on both sides of any dielectric film 240, a pair of electrodes 241 are disposed.

本実施形態のアクチュエータ1は、上記第二実施形態のアクチュエータを製造した後で、芯材20(前出図8参照)を引き抜くことにより製造することができる。 The actuator 1 of this embodiment, after manufacturing the actuator of the second embodiment can be produced by pulling out the core member 20 (see the above-mentioned FIG. 8). また、誘電膜240、電極241を順次または同時に押出し成形することでも製造することができる。 Furthermore, also a dielectric film 240, the electrode 241 sequentially can also be produced by extrusion at the same time.

本実施形態のアクチュエータ1は、構成が共通する部分に関しては、第二実施形態のアクチュエータと同様の作用効果を有する。 The actuator 1 of this embodiment, with respect to the portion common configurations have the same effects as the actuator of the second embodiment. また、本実施形態のアクチュエータ1は、芯材を有しないので、より小型化しやすい。 The actuator 1 of this embodiment, since not having a core, tends to more compact. また、部品点数が少なくてよい。 In addition, it may be reduced number of parts.

<第四実施形態> <Fourth Embodiment>
本実施形態のアクチュエータと第一実施形態のアクチュエータとの相違点は、コイルばねの代わりに、もう一つのアクチュエータ素子が配置されている点である。 It differs from the actuator of the actuator in the first embodiment of the present embodiment, instead of a coil spring, is that another actuator element is arranged. したがって、ここでは、相違点についてのみ説明する。 Thus, only the difference will be described.

図10に、本実施形態のアクチュエータの側面図を示す。 Figure 10 shows a side view of the actuator of this embodiment. 図10に示すように、本実施形態のアクチュエータ1は、二つのアクチュエータ素子2a、2bを備えている。 As shown in FIG. 10, the actuator 1 of this embodiment is provided with two actuator elements 2a, 2b. アクチュエータ素子2aは、芯材20aと渦巻状筒部材21aと底部材22aとを備えている。 Actuator element 2a is provided with a core 20a and a spiral tube member 21a and the bottom member 22a. 芯材20aは、線材90aを介して、上方の壁部に固定されている。 Core 20a via a wire 90a, and is fixed to the upper wall. 底部材22aは、線材92aを介して、出力ロッド93に固定されている。 Bottom member 22a via a wire 92a, is fixed to the output rod 93. アクチュエータ素子2bは、ちょうど出力ロッド93を境に、アクチュエータ素子2aに対して、上下方向反対になるように配置されている。 Actuator element 2b is just boundary output rod 93, the actuator elements 2a, are arranged so as to be vertically opposite.

すなわち、アクチュエータ素子2bは、芯材20bと渦巻状筒部材21bと底部材22bとを備えている。 That is, the actuator element 2b is provided with a core member 20b and the spiral tube member 21b and the bottom member 22b. 芯材20bは、線材90bを介して、下方の壁部に固定されている。 Core 20b via a wire 90b, is fixed to the wall portion of the lower. 底部材22bは、線材92bを介して、出力ロッド93に固定されている。 Bottom member 22b via a wire 92b, is fixed to the output rod 93. これらアクチュエータ素子2a、2bには、上下方向に、所定の張力が加えられている。 These actuator elements 2a, the 2b, the vertical direction, a predetermined tension is applied.

例えば、アクチュエータ素子2aの渦巻状筒部材21aに電圧を印加すると、渦巻状筒部材21aが伸張するため、アクチュエータ素子2bの張力に引っ張られて、出力ロッド93は下方に移動する。 For example, when a voltage is applied to the spiral tube member 21a of the actuator element 2a, because the spiral tube member 21a extending, is pulled by the tension of the actuator element 2b, the output rod 93 is moved downward. 反対に、アクチュエータ素子2bの渦巻状筒部材21bに電圧を印加すると、渦巻状筒部材21bが伸張するため、アクチュエータ素子2aの張力に引っ張られて、出力ロッド93は上方に移動する。 Conversely, when a voltage is applied to the spiral tube member 21b of the actuator element 2b, because the spiral tube member 21b extending, is pulled by the tension of the actuator element 2a, the output rod 93 is moved upward. したがって、出力ロッド93に接続した相手側部材(図略)を駆動することができる。 Therefore, it is possible to drive the mating member which is connected to the output rod 93 (not shown).

本実施形態のアクチュエータ1は、構成が共通する部分に関しては、第一実施形態のアクチュエータと同様の作用効果を有する。 The actuator 1 of this embodiment, with respect to the portion common configurations have the same effects as the actuator of the first embodiment. また、本実施形態のアクチュエータ1によると、電圧を印加していない状態を基準位置として、上方にも下方にも出力ロッド93を動かすことができる。 Also, according to the actuator 1 of this embodiment, as a reference position a state where no voltage is applied, can also downward to upward move the output rod 93.

<第五実施形態> <Fifth Embodiment>
本実施形態のアクチュエータと第四実施形態のアクチュエータとの相違点は、出力ロッド下方に二つのアクチュエータ素子が配置されている点である。 It differs from the actuator of the actuator and the fourth embodiment of the present embodiment is that two actuator elements are disposed on the output rod downwardly. したがって、ここでは、相違点についてのみ説明する。 Thus, only the difference will be described.

図11に、本実施形態のアクチュエータの側面図を示す。 Figure 11 shows a side view of the actuator of this embodiment. なお、図10と対応する部位については、同じ符号で示す。 Note that portions corresponding to those in FIG 10 are denoted by the same reference symbols. 図11に示すように、本実施形態のアクチュエータ1は、出力ロッド93下方に、二つのアクチュエータ素子2c、2dを備えている。 As shown in FIG. 11, the actuator 1 of this embodiment, the output rod 93 downward, and includes two actuator elements 2c, and 2d. アクチュエータ素子2cは、芯材20cと渦巻状筒部材21cと底部材22cとを備えている。 The actuator element 2c has a core 20c and the spiral tube member 21c and the bottom member 22c. 芯材20cは、線材90cを介して、下方の壁部に固定されている。 Core 20c via a wire 90c, is fixed to the wall portion of the lower. 底部材22cは、線材92cを介して、出力ロッド93に固定されている。 Bottom member 22c via a wire 92c, is fixed to the output rod 93.

同様に、アクチュエータ素子2dは、芯材20dと渦巻状筒部材21dと底部材22dとを備えている。 Similarly, the actuator element 2d is provided with a core material 20d and the spiral tube member 21d and the bottom member 22d. 芯材20dは、線材90dを介して、下方の壁部に固定されている。 Core 20d via a wire 90d, is fixed to the wall portion of the lower. 底部材22dは、線材92dを介して、出力ロッド93に固定されている。 Bottom member 22d via a wire 92d, is fixed to the output rod 93. すなわち、アクチュエータ素子2c、2dは、並列に配置されている。 That is, the actuator elements 2c, 2d are disposed in parallel. アクチュエータ素子2a、2c、2dには、所定の張力が加えられている。 Actuator elements 2a, 2c, the 2d, predetermined tension is applied. アクチュエータ素子2aの渦巻状筒部材21aと比較して、アクチュエータ素子2cの渦巻状筒部材21cおよびアクチュエータ素子2dの渦巻状筒部材21dは、小径である。 Compared to the spiral tube member 21a of the actuator element 2a, spiral tube member 21d of the spiral tube member 21c and the actuator element 2d of the actuator element 2c it is small.

例えば、アクチュエータ素子2aの渦巻状筒部材21aに電圧を印加すると、渦巻状筒部材21aが伸張するため、アクチュエータ素子2c、2dの張力に引っ張られて、出力ロッド93は下方に移動する。 For example, when a voltage is applied to the spiral tube member 21a of the actuator element 2a, because the spiral tube member 21a extending, actuator elements 2c, is pulled by the tension of the 2d, the output rod 93 is moved downward. 反対に、アクチュエータ素子2c、2dの渦巻状筒部材21c、21dに電圧を印加すると、渦巻状筒部材21c、21dが伸張するため、アクチュエータ素子2aの張力に引っ張られて、出力ロッド93は上方に移動する。 Conversely, the actuator elements 2c, the spiral tube member 21c of 2d, when a voltage is applied to the 21d, for spiral tube member 21c, 21d is extended, is pulled by the tension of the actuator element 2a, the output rod 93 upwardly Moving. したがって、出力ロッド93に接続した相手側部材(図略)を駆動することができる。 Therefore, it is possible to drive the mating member which is connected to the output rod 93 (not shown).

本実施形態のアクチュエータ1は、構成が共通する部分に関しては、第一実施形態のアクチュエータと同様の作用効果を有する。 The actuator 1 of this embodiment, with respect to the portion common configurations have the same effects as the actuator of the first embodiment. また、本実施形態のアクチュエータ1によると、電圧を印加していない状態を基準位置として、上方にも下方にも出力ロッド93を動かすことができる。 Also, according to the actuator 1 of this embodiment, as a reference position a state where no voltage is applied, can also downward to upward move the output rod 93. また、本実施形態のアクチュエータ1によると、複数種類のアクチュエータ素子2a、2c、2dを組み合わせて、相手側部材を駆動することができる。 Also, according to the actuator 1 of this embodiment, by combining a plurality of types of actuator elements 2a, 2c, and 2d, it is possible to drive the mating member.

<第六実施形態> <Sixth Embodiment>
本実施形態のアクチュエータと第四実施形態のアクチュエータとの相違点は、二つのアクチュエータ素子が滑車を介して接続されている点である。 It differs from the actuator of the actuator and the fourth embodiment of the present embodiment is that two actuator elements are connected via a pulley. したがって、ここでは、相違点についてのみ説明する。 Thus, only the difference will be described.

図12に、本実施形態のアクチュエータの側面図を示す。 Figure 12 shows a side view of the actuator of this embodiment. なお、図10と対応する部位については、同じ符号で示す。 Note that portions corresponding to those in FIG 10 are denoted by the same reference symbols. 図12に示すように、本実施形態のアクチュエータ1は、二つのアクチュエータ素子2e、2fを備えている。 As shown in FIG. 12, the actuator 1 of this embodiment has two actuator elements 2e, the 2f. アクチュエータ素子2eは、芯材20eと渦巻状筒部材21eと底部材22eとを備えている。 Actuator element 2e is provided with a core member 20e and the spiral tube member 21e and the bottom member 22e. 芯材20eは、線材90eを介して、下方の壁部に固定されている。 Core 20e via a wire 90e, which is fixed to the wall portion of the lower.

アクチュエータ素子2fは、芯材20fと渦巻状筒部材21fと底部材22fとを備えている。 Actuator element 2f has a core 20f and the spiral tube member 21f and the bottom member 22f. 芯材20fは、線材90fを介して、下方の壁部に固定されている。 Core 20f, via a wire 90f, is fixed to the wall portion of the lower.

アクチュエータ素子2eの底部材22eと、アクチュエータ素子2fの底部材22fと、は、線材94を介して、接続されている。 A bottom member 22e of the actuator element 2e, and the bottom member 22f of the actuator element 2f, via a wire 94 is connected. 線材94は、上方の壁部から吊り下げられた滑車95に巻き掛けられている。 Wire 94 is wound around the pulley 95 which is suspended from the upper wall. 滑車95の回転軸には、出力アーム96が連結されている。 The rotation axis of the pulley 95, the output arm 96 is connected.

例えば、アクチュエータ素子2eの渦巻状筒部材21eに電圧を印加すると、渦巻状筒部材21eが伸張するため、アクチュエータ素子2fの張力に引っ張られて、滑車95が、図12中、反時計回り方向に回動する。 For example, when a voltage is applied to the spiral tube member 21e of the actuator element 2e, since the spiral tube member 21e extending, is pulled by the tension of the actuator element 2f, the pulley 95 is, in Figure 12, in a counter-clockwise direction to rotate. このため、出力アーム96も、図12中、反時計回り方向に回動する。 Therefore, the output arm 96 is also in Figure 12, it rotates counterclockwise.

反対に、アクチュエータ素子2fの渦巻状筒部材21fに電圧を印加すると、渦巻状筒部材21fが伸張するため、アクチュエータ素子2eの張力に引っ張られて、滑車95が、図12中、時計回り方向に回動する。 Conversely, when a voltage is applied to the spiral tube member 21f of the actuator element 2f, because the spiral tube member 21f extending, is pulled by the tension of the actuator element 2e, the pulley 95 is, in Figure 12, in the clockwise direction to rotate. このため、出力アーム96も、図12中、時計回り方向に回動する。 Therefore, the output arm 96 is also in Figure 12, rotates in the clockwise direction. したがって、出力アーム96に接続した相手側部材(図略)を駆動することができる。 Therefore, it is possible to drive the mating member which is connected to the output arm 96 (not shown).

本実施形態のアクチュエータ1は、構成が共通する部分に関しては、第一実施形態のアクチュエータと同様の作用効果を有する。 The actuator 1 of this embodiment, with respect to the portion common configurations have the same effects as the actuator of the first embodiment. また、本実施形態のアクチュエータ1によると、直線方向ではなく、回転方向に駆動力を取り出すことができる。 Also, according to the actuator 1 of this embodiment, rather than a linear direction, it is possible to take out the driving force in the rotational direction. また、本実施形態のアクチュエータ1によると、電圧を印加していない状態を基準位置として、正逆両方向に出力アーム96を回動させることができる。 Also, according to the actuator 1 of this embodiment, as a reference position a state where no voltage is applied, it is possible to rotate the output arm 96 in opposite directions.

<第七実施形態> <Seventh embodiment>
本実施形態のアクチュエータと第三実施形態のアクチュエータとの相違点は、軸部に比較的大きな空間が確保されている点である。 Differs from the actuator of the actuator and the third embodiment of the present embodiment is that a relatively large space in the axial portion is secured. したがって、ここでは、主に、相違点についてのみ説明する。 It is here mainly, only the difference will be described.

図13に、本実施形態のアクチュエータの斜視図を示す。 Figure 13 shows a perspective view of the actuator of the present embodiment. 図14に、同アクチュエータの斜視分解図を示す。 Figure 14 shows a perspective exploded view of the actuator. 図15に、同アクチュエータの軸方向断面図を示す。 Figure 15 shows an axial sectional view of the actuator. なお、図13〜図15において、図9と対応する部位については同じ符号で示す。 Note that, in FIGS. 13 to 15 are denoted by the same reference numerals portions corresponding to those in FIG 9. 図13〜図15に示すように、アクチュエータ1は、アクチュエータ素子2と錘32とを備えている。 As shown in FIGS. 13 to 15, the actuator 1 comprises an actuator element 2 and the weight 32.

アクチュエータ素子2は、積層状伸縮部材24と上側バンド30と下側バンド31と上側栓部材300と下側栓部材310とを備えている。 The actuator element 2 has a laminated extensible member 24 and the upper band 30 and lower band 31 and the upper plug member 300 and the lower plug member 310.

上側栓部材300は、絶縁性の樹脂製であって、短軸円柱状を呈している。 The upper plug member 300 is made of insulating resin, and has a short axis cylinder shape. 上側栓部材300は、後述する中空円筒状(チューブ状)の積層状伸縮部材24の上端開口の内周側に、挿入されている。 The upper plug member 300, the inner peripheral side of the upper end opening of the laminated extensible member 24 to be described later hollow cylindrical (like tube) is inserted. 上側バンド30は、絶縁性の樹脂製であって、リング状を呈している。 The upper band 30 is made of insulating resin, and has a ring shape. 上側バンド30は、積層状伸縮部材24の上端外周面に環装されている。 The upper band 30 is mounted around the upper end outer peripheral surface of the laminated extensible member 24. 詳しく説明すると、上側バンド30は、上側栓部材300が挿入された積層状伸縮部材24の上端外周面に、締め付けられている。 In detail, the upper band 30 on the upper end outer peripheral surface of the laminated extensible member 24 which the upper plug member 300 is inserted, is tightened. 上側栓部材300は、線材90を介して、上方部材(図略)に固定されている。 The upper plug member 300, via the wire 90 is fixed to the upper member (not shown).

下側栓部材310は、絶縁性の樹脂製であって、短軸円柱状を呈している。 Lower plug member 310 is made of insulating resin, and has a short axis cylinder shape. 下側栓部材310は、積層状伸縮部材24の下端開口の内周側に、挿入されている。 Lower plug member 310, the inner peripheral side of the lower end opening of the laminated extensible member 24, is inserted. 下側バンド31は、絶縁性の樹脂製であって、リング状を呈している。 Lower band 31 is made of insulating resin, and has a ring shape. 下側バンド31は、積層状伸縮部材24の下端外周面に環装されている。 Lower band 31 is mounted around the lower end outer peripheral surface of the laminated extensible member 24. 詳しく説明すると、下側バンド31は、下側栓部材310が挿入された積層状伸縮部材24の下端外周面に、締め付けられている。 In detail, the lower side band 31, the lower end outer peripheral surface of the laminated extensible member 24 the lower plug member 310 is inserted, is tightened. 下側栓部材310からは、錘32が吊り下げられている。 From the lower plug member 310, the weight 32 is suspended. 錘32は、アクチュエータ素子2に、下向きの付勢力を加えている。 Weight 32, the actuator element 2 is added to the downward force of the force.

積層状伸縮部材24は、誘電膜240と一対の電極241とを備えている。 Laminated extensible member 24, and a dielectric film 240 and a pair of electrodes 241. 誘電膜240は、中空円筒状(チューブ状)を呈している。 Dielectric layer 240, and has a hollow cylindrical shape (shape tube). 一対の電極241は、誘電膜240の内周面および外周面に配置されている。 A pair of electrodes 241 are disposed on the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the dielectric film 240. 具体的には、電極241は、導電性カーボンを二液混合型シリコンペーストに混合したものを固化したものであって、誘電膜240の内周面および外周面に塗布されている。 Specifically, the electrode 241, a conductive carbon be one obtained by solidifying a mixture in a two-liquid mixing type silicone paste is applied to the inner and outer peripheral surfaces of the dielectric film 240. 一対の電極241は、各々、電源(図略)に接続されている。 A pair of electrodes 241, respectively, are connected to a power source (not shown).

一対の電極241のうち、誘電膜240の内周側に配置された電極241は、誘電膜240の内周面の全面を覆っている。 Of the pair of electrodes 241, electrodes 241 disposed on the inner peripheral side of the dielectric layer 240 covers the entire surface of the inner peripheral surface of the dielectric film 240. また、電極241は、誘電膜240の内周面下端部から下端面を介して外周面下端部まで延在している。 The electrode 241 extends to the outer peripheral surface lower portion through the lower end face from the inner peripheral surface lower end part of the dielectric film 240.

一方、一対の電極241のうち、誘電膜240の外周側に配置された電極241は、誘電膜240の外周面の中間部を覆っている。 On the other hand, of the pair of electrodes 241, electrodes 241 disposed on the outer peripheral side of the dielectric layer 240 covers the middle portion of the outer peripheral surface of the dielectric film 240. すなわち、誘電膜240上端部において、外周側の電極241は上側バンド30から、所定間隔離間して配置されている。 That is, in the dielectric layer 240 upper end, the electrode 241 of the outer peripheral side from the upper band 30, are spaced apart a predetermined distance. 並びに、誘電膜240下端部において、外周側の電極241は、内周側に連なる電極241から、所定間隔離間して配置されている。 And, in the dielectric layer 240 lower end, the electrode 241 of the outer peripheral side from the electrode 241 connected to the inner peripheral side, are spaced apart a predetermined distance.

本実施形態のアクチュエータ1は、構成が共通する部分に関しては、第三実施形態のアクチュエータと同様の作用効果を有する。 The actuator 1 of this embodiment, with respect to the portion common configurations have the same effects as the actuator of the third embodiment. また、本実施形態のアクチュエータ1によると、軸部に空間が確保されている。 Also, according to the actuator 1 of this embodiment, the space in the axial portion is secured. このため、例えば前出図8に示すような芯材20を備える形態のアクチュエータと比較して、駆動変形する際、内周側の電極241が拘束されない。 Therefore, as compared with the actuator in the form comprising a core material 20, such as for example shown in the above-mentioned FIG. 8, when driving deformed, the electrode 241 of the inner peripheral side is not restrained. また、軸部に空間が確保されている分だけ、アクチュエータ1が軽量になる。 The amount corresponding to the space in the shaft portion is secured, the actuator 1 is lightweight. また、外部から衝撃が加わる際、軸部に空間が確保されている分だけ、アクチュエータ素子2が変形しやすい。 Further, when an impact is applied from outside, by an amount that the space on the shaft portion is secured, the actuator element 2 is easily deformed. このため、衝撃を吸収しやすい。 For this reason, it is easy to absorb the shock. また、本実施形態のアクチュエータ1によると、誘電膜240の内周側に配置された電極241が誘電膜240の内周面下端部から下端面を介して外周面下端部まで延在している。 Also, according to the actuator 1 of this embodiment, the electrodes 241 disposed on the inner peripheral side of the dielectric film 240 extends from the inner peripheral surface lower end portion of the dielectric layer 240 to the outer peripheral surface lower portion through the lower end surface . このため、電源との接続が容易である。 Therefore, it is easy to connect the power supply.

<第八実施形態> <Eighth embodiment>
本実施形態のアクチュエータと第七実施形態のアクチュエータとの相違点は、内周側の電極がペースト状(固化していない)を呈している点である。 It differs from the actuator of the actuator and the seventh embodiment of the present embodiment is that the electrodes on the inner circumferential side has the shape of a paste (not solidified). したがって、ここでは、主に、相違点についてのみ説明する。 It is here mainly, only the difference will be described.

図16に、本実施形態のアクチュエータの斜視図を示す。 Figure 16 shows a perspective view of the actuator of the present embodiment. 図17に、同アクチュエータの斜視分解図を示す。 Figure 17 shows a perspective exploded view of the actuator. 図18に、同アクチュエータの軸方向断面図を示す。 Figure 18 shows an axial sectional view of the actuator. なお、図16〜図18において、図13〜図15と対応する部位については同じ符号で示す。 Note that, in FIGS. 16 to 18 are denoted by the same reference numerals portions corresponding to those in FIG. 13 to FIG. 15.

図16〜図18に示すように、アクチュエータ素子2は、積層状伸縮部材24と上側バンド30と下側バンド31と上側栓部材300と下側栓部材310とを備えている。 As shown in FIGS. 16 to 18, the actuator element 2 is provided with a laminated extensible member 24 and the upper band 30 and lower band 31 and the upper plug member 300 and the lower plug member 310.

積層状伸縮部材24は、誘電膜240と一対の電極241とを備えている。 Laminated extensible member 24, and a dielectric film 240 and a pair of electrodes 241. 誘電膜240は、中空円筒状(チューブ状)を呈している。 Dielectric layer 240, and has a hollow cylindrical shape (shape tube). すなわち、誘電膜240は、収容部240aを備えている。 That is, the dielectric film 240 is provided with a housing portion 240a. 収容部240aの上端開口は、上側栓部材300により封止されている。 Upper end opening of the accommodating portion 240a is sealed by the upper plug member 300. 収容部240aの下端開口は、下側栓部材310により封止されている。 The lower end opening of the accommodating portion 240a is sealed by the lower plug member 310. 内周側の電極241は、導電性カーボンにシリコンオイルを混合したペーストであって、収容部240aに注入されている。 Electrode 241 on the inner peripheral side, a paste obtained by mixing silicone oil to the conductive carbon is injected in the accommodating portion 240a. 収容部240aの電極241には、細板状の端子(図略)が浸漬されている。 The electrode 241 of the accommodating portion 240a is thin plate-like terminal (not shown) is immersed. 端子は、上側バンド30を貫通して、電源(図略)に接続されている。 Pin penetrates the upper band 30 is connected to a power supply (not shown). 外周側の電極241は、誘電膜240の外周面から下端面にまで延在している。 Electrode 241 of the outer peripheral side, extends to the lower end surface from the outer peripheral surface of the dielectric film 240.

本実施形態のアクチュエータ1は、構成が共通する部分に関しては、第七実施形態のアクチュエータと同様の作用効果を有する。 The actuator 1 of this embodiment, with respect to the portion common configurations have the same effects as the actuator of the seventh embodiment. また、本実施形態のアクチュエータ1によると、内周側の電極241がペースト状である。 Also, according to the actuator 1 of this embodiment, the electrodes 241 of the inner peripheral side is pasty. このため、例えば前出図8に示すような芯材20を備える形態のアクチュエータと比較して、駆動変形する際、内周側の電極241が拘束されない。 Therefore, as compared with the actuator in the form comprising a core material 20, such as for example shown in the above-mentioned FIG. 8, when driving deformed, the electrode 241 of the inner peripheral side is not restrained. また、外部から衝撃が加わる際、電極241が変形あるいは流動することにより、衝撃を吸収しやすい。 Further, when an impact is applied from outside, by the electrode 241 is deformed or fluidized, easily absorb the impact.

<第九実施形態> <Ninth Embodiment>
本実施形態のアクチュエータは、第七実施形態のアクチュエータ素子が七本束ねられたものである。 The actuator of this embodiment is that the actuator device of the seventh embodiment are bundled The seven. 図19に、本実施形態のアクチュエータの部分斜視図を示す。 Figure 19 shows a partial perspective view of the actuator of this embodiment. なお、図13と対応する部位については、同じ符号で示す。 Note that portions corresponding to FIG. 13 are denoted by the same reference symbols.

図19に示すように、本実施形態のアクチュエータ1は、合計七本のアクチュエータ素子2を備えている。 As shown in FIG. 19, the actuator 1 of this embodiment includes an actuator element 2 of total The seven. アクチュエータ素子2は、上側クランプ33および下側クランプ34により、円形に結束されている。 The actuator element 2, the upper clamp 33 and lower clamp 34, are bundled in a circular.

上側クランプ33は、金属製であって、七本のアクチュエータ素子2各々の外周側の電極241に圧接している。 The upper clamp 33 is made of metal, it is pressed against the The seven actuator elements 2 each of the peripheral-side electrode 241. これら七つの電極241は、上側クランプ33により、連結されている。 These seven electrodes 241, the upper clamp 33, are coupled. 上側クランプ33は、電源(図略)と接続されている。 The upper clamp 33 is connected to a power source (not shown). すなわち、上側クランプ33は、外周側の電極241の共用端子として機能している。 That is, the upper clamp 33 functions as a common terminal of the periphery of the side electrode 241.

一方、下側クランプ34は、金属製であって、七本のアクチュエータ素子2各々の内周側の電極241(詳しくは、誘電膜240の内周面から下端面を介して外周面下端部まで延在している電極241)に圧接している。 On the other hand, the lower clamp 34 is made of metal, The seven actuator elements 2 each of the inner peripheral side electrode 241 (specifically, to the outer peripheral surface lower portion through the lower end face from the inner peripheral surface of the dielectric film 240 in pressure contact with the electrode 241) extending. これら七つの電極241は、下側クランプ34により、連結されている。 These seven electrodes 241, the lower clamp 34, are coupled. 下側クランプ34は、電源(図略)と接続されている。 Lower clamp 34 is connected to a power source (not shown). すなわち、下側クランプ34は、内周側の電極241の共用端子として機能している。 That is, the lower clamp 34 functions as a common terminal of the inner peripheral side electrode 241.

結束されたアクチュエータ素子2の上側クランプ33の上方部分には、七つの積層状伸縮部材24全ての上端開口を封止する共用の上側栓部材(図略)が配置されている。 The upper portion of the upper clamp 33 of the bunched actuator element 2, the upper plug member shared sealing the seven laminated extensible member 24 all of the upper end opening (not shown) is disposed. 上側栓部材により、アクチュエータ1は、上方部材(図略)に固定されている。 The upper plug member, the actuator 1 is fixed to the upper member (not shown). また、上側栓部材の上端開口挿入部分と上側クランプ33とは、径方向に対向している。 Further, the upper end opening inserting portion and the upper clamp 33 of the upper plug member are diametrically opposed.

一方、結束されたアクチュエータ素子2の下側クランプ34の下方部分には、七つの積層状伸縮部材24全ての下端開口を封止する共用の下側栓部材(図略)が配置されている。 On the other hand, the lower portion of the lower clamp 34 of the bunched actuator element 2, the lower plug member shared sealing the seven laminated extensible member 24 all of the lower end opening (not shown) is disposed. 下側栓部材の下端開口挿入部分と下側クランプ34とは、径方向に対向している。 The lower end opening inserting portion of the lower plug member and the lower clamp 34, are diametrically opposed. 下側栓部材からは、錘(図略)が吊り下げられている。 From the lower plug member, the weight (not shown) is suspended.

本実施形態のアクチュエータ1は、構成が共通する部分に関しては、第七実施形態のアクチュエータと同様の作用効果を有する。 The actuator 1 of this embodiment, with respect to the portion common configurations have the same effects as the actuator of the seventh embodiment. また、本実施形態のアクチュエータ1によると、アクチュエータ素子2が並列に接続されている。 Also, according to the actuator 1 of this embodiment, the actuator element 2 are connected in parallel. このため、大きな駆動力を出力することができる。 Therefore, it is possible to output a large driving force.

また、本実施形態のアクチュエータ1によると、上側クランプ33および下側クランプ34が、各々、共用端子として機能している。 Also, according to the actuator 1 of this embodiment, the upper clamp 33 and lower clamp 34 are each functions as a shared terminal. このため、電極241毎に個別に電源と接続する場合と比較して、配線が簡単になる。 Therefore, as compared with the case of connecting a power supply separately for each electrode 241, the wiring is simplified. また、アクチュエータ素子2を結束する部材と共用端子とを別々に配置する場合と比較して、部品点数が少なくなる。 Also, the a member for binding the actuator elements 2 and the common terminal as compared with the case of arranging separately, the number of parts is reduced.

<第十実施形態> <Tenth embodiment>
本実施形態のアクチュエータは、第八実施形態のアクチュエータ素子が七本束ねられたものである。 The actuator of this embodiment is that the actuator device of the eighth embodiment are bundled The seven. 図20に、本実施形態のアクチュエータの部分斜視図を示す。 Figure 20 shows a partial perspective view of the actuator of this embodiment. なお、図16と対応する部位については、同じ符号で示す。 Note that portions corresponding to FIG. 16 are denoted by the same reference symbols.

図20に示すように、本実施形態のアクチュエータ1は、合計七本のアクチュエータ素子2を備えている。 As shown in FIG. 20, the actuator 1 of this embodiment includes an actuator element 2 of total The seven. アクチュエータ素子2は、上側クランプ35および下側クランプ36により、直線状に結束されている。 The actuator element 2, the upper clamp 35 and lower clamp 36, are bundled in a straight line. 七つの誘電膜240の収容部240aには、金属製であって櫛歯状の共用端子37が浸漬している。 The accommodating portion 240a of the seven dielectric films 240, a metal comb-shaped common terminal 37 is immersed. 共用端子37は、電源(図略)に接続されている。 Common terminal 37 is connected to a power source (not shown).

結束されたアクチュエータ素子2の上側クランプ35の上方部分には、七つの誘電膜240全ての上端開口を封止する共用の上側栓部材(図略)が配置されている。 The upper portion of the upper clamp 35 of the bunched actuator element 2, the upper plug member shared sealing the seven dielectric films 240 all top opening (not shown) is disposed. 上側栓部材により、アクチュエータ1は、上方部材(図略)に固定されている。 The upper plug member, the actuator 1 is fixed to the upper member (not shown). また、上側栓部材の上端開口挿入部分と上側クランプ35とは、径方向に対向している。 Further, the upper end opening inserting portion and an upper clamp 35 of the upper plug member are diametrically opposed.

一方、結束されたアクチュエータ素子2の下側クランプ36の下方部分には、七つの誘電膜240および電極241全ての下端開口を封止する共用の下側栓部材(図略)が配置されている。 On the other hand, the lower portion of the lower clamp 36 of the bunched actuator element 2, the lower plug member shared sealing the seven dielectric films 240 and the electrodes 241 of all of the lower end opening (not shown) are arranged . 下側栓部材の下端開口挿入部分と下側クランプ36とは、径方向に対向している。 The lower end opening inserting portion of the lower plug member and the lower clamp 36, are diametrically opposed. 下側栓部材からは、錘(図略)が吊り下げられている。 From the lower plug member, the weight (not shown) is suspended.

本実施形態のアクチュエータ1は、構成が共通する部分に関しては、第八実施形態のアクチュエータと同様の作用効果を有する。 The actuator 1 of this embodiment, with respect to the portion common configurations have the same effects as the actuator of the eighth embodiment. また、本実施形態のアクチュエータ1によると、アクチュエータ素子2が並列に接続されている。 Also, according to the actuator 1 of this embodiment, the actuator element 2 are connected in parallel. このため、大きな駆動力を出力することができる。 Therefore, it is possible to output a large driving force.

また、本実施形態のアクチュエータ1によると、下側クランプ36が共用端子として機能している。 Also, according to the actuator 1 of this embodiment, the lower clamp 36 functions as a common terminal. このため、配線が簡単になる。 For this reason, wiring is simplified. また、アクチュエータ素子2を結束する部材と共用端子とを別々に配置する場合と比較して、部品点数が少なくなる。 Also, the a member for binding the actuator elements 2 and the common terminal as compared with the case of arranging separately, the number of parts is reduced.

<第十一実施形態> <Eleventh Embodiment>
本実施形態のアクチュエータは、第十実施形態のアクチュエータとの相違点は、内周側の電極のみならず、外周側の電極もペースト状(固化していない)を呈している点である。 The actuator of this embodiment differs from the actuator of the tenth embodiment, not only the inner peripheral side of the electrode is that also the outer peripheral side of the electrode has the shape of a paste (not solidified). したがって、ここでは、相違点についてのみ説明する。 Thus, only the difference will be described.

図21に、本実施形態のアクチュエータの部分斜視図を示す。 Figure 21 shows a partial perspective view of the actuator of this embodiment. 図22に、同アクチュエータの部分斜視分解図を示す。 Figure 22 shows a partial perspective exploded view of the actuator. なお、図21、図22において、図20と対応する部位については同じ符号で示す。 Incidentally, FIG. 21, in FIG. 22 are denoted by the same reference numerals portions corresponding to those in FIG 20.

図21、図22に示すように、アクチュエータ1は、袋部材39を備えている。 21, as shown in FIG. 22, the actuator 1 comprises a bag member 39. 袋部材39は、軟質樹脂製であって絶縁性を有している。 Bag member 39 is made of soft resin and has an insulating property. 袋部材39は、七本のアクチュエータ素子2を収容可能なチューブ状を呈している。 Bag member 39 has the shape capable of accommodating the tubular actuator element 2 The seven. 袋部材39は、七つの誘電膜240の外周面の上下端以外の部分を、外径側から覆っている。 Bag member 39, the portion other than the upper and lower ends of the outer peripheral surface of the seven dielectric films 240 covers from the outer diameter side. 袋部材39の上下端は、誘電膜240の外周面形状に沿って、当該外周面に接合されている。 Upper and lower ends of the bag member 39, along the outer peripheral surface shape of the dielectric film 240 is bonded to the outer peripheral surface. このため、袋部材39の上下端は液密的に封止されている。 Therefore, the upper and lower ends of the bag member 39 is sealed liquid-tightly sealed. 封止された袋部材39の内部には、収容部39aが区画されている。 Inside the sealed bag member 39, housing portion 39a is partitioned.

収容部39aには、電極(図略)が注入されている。 The housing portion 39a, the electrode (not shown) is injected. 電極は、導電性カーボンにシリコンオイルを混合したペーストである。 Electrode is a paste obtained by mixing silicone oil to the conductive carbon. 電極は、七つの誘電膜240の外周面の上下端以外の部分に接触している。 Electrode is in contact with the portion other than the upper and lower ends of the outer peripheral surface of the seven dielectric films 240. 収容部39aの電極には、袋部材39の壁部を貫通して、細棒状の共用端子(図略)が挿入されている。 The electrode housing portion 39a, through the wall portion of the bag member 39, common terminal of thin rod-like (not shown) is inserted. 共用端子は、電源(図略)に接続されている。 Common terminal is connected to a power source (not shown). 七本のアクチュエータ素子2の誘電膜240の収容部240aには、各々、電極241が注入されている。 The housing portion 240a of the dielectric layer 240 The seven actuator elements 2 are each electrode 241 are injected.

七つの収容部240aの上端開口は共用の上側栓部材(図略)により、下端開口は共用の下側栓部材(図略)により、各々封止されている。 The upper plug member of the upper opening of the seven housing portion 240a shared (not shown), the lower end opening by the lower plug member of the shared (not shown), are sealed respectively sealed. 一方、七つの誘電膜240の上端は上側クランプ(図略)により、下端は下側クランプ(図略)により、各々結束されている。 Meanwhile, the upper end of the seven dielectric films 240 by the upper clamp (not shown), the lower end by the lower clamp (not shown), are respectively bundled. 上側栓部材と上側クランプとは径方向に対向している。 The upper plug member and the upper clamp are opposed in the radial direction. 並びに、下側栓部材と下側クランプとは径方向に対向している。 And it is diametrically opposed to the lower clamp and the lower plug member. 上側栓部材によりアクチュエータ1は、上方部材(図略)に固定されている。 The actuator 1 by the upper plug member is fixed to the upper member (not shown). また、下側栓部材からは、錘(図略)が吊り下げられている。 Further, from the lower plug member, the weight (not shown) is suspended.

本実施形態のアクチュエータ1は、構成が共通する部分に関しては、第十実施形態のアクチュエータと同様の作用効果を有する。 The actuator 1 of this embodiment, with respect to the portion common configurations have the same effects as the actuator of the tenth embodiment. また、本実施形態のアクチュエータ1によると、袋部材39の収容部39aに注入される電極、すなわち誘電膜240外周側の電極が、ペースト状である。 Also, according to the actuator 1 of this embodiment, the electrodes are implanted in the housing portion 39a of the bag member 39, that is, the dielectric film 240 outer peripheral side of the electrode, a paste-like. このため、駆動変形する際、外周側の電極が拘束されない。 Therefore, when driving deformed, the outer peripheral side of the electrode is not restricted. また、外周側および内周側の電極241の流動、変形により、外部から加わる衝撃を吸収することができる。 Also, the flow of the outer periphery of the side and inner peripheral side electrode 241, by the deformation, it is possible to absorb an impact applied from the outside. また、本実施形態のアクチュエータ1によると、七本のアクチュエータ素子2共用の共用端子が配置されている。 Also, according to the actuator 1 of this embodiment, the shared terminal seven pieces of actuator elements 2 sharing is arranged. このため、配線が簡単になる。 For this reason, wiring is simplified.

<その他> <Others>
以上、本発明のアクチュエータの実施の形態について説明した。 Have been described embodiments of an actuator of the present invention. しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。 However, embodiments are not particularly limited to the above embodiment. 当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。 Various modifications forms by those skilled in the art may perform, it is also possible to implement the improved form.

例えば、上記第一実施形態、第二実施形態では、中実丸棒状の芯材を使用した。 For example, the first embodiment, in the second embodiment, was used in the core material of the solid round bar shape. しかし、芯材の形状、大きさ等は特に限定されるものではない。 However, the shape of the core material, size and the like are not particularly limited. また、芯材は、中実、中空を問わない。 In addition, the core material may be either solid, a hollow. また、芯材は、軸方向に弾性変形可能なものであればよい。 Further, the core material may be used as long as elastically deformable in the axial direction. 例えば、弾性変形による体積変化がほぼない材料として、例えば、シリコーンゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体(EPDM)、エチレン−プロピレンゴム、天然ゴム(NR)、ブチルゴム(IIR)、イソプレンゴム(IR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、水素化アクリルニトリル−ブタジエン共重合ゴム(H−NBR)、ヒドリン系ゴム、クロロプレンゴム(CR)、フッ素ゴム、ウレタンゴム等のエラストマーが好適である。 For example, as almost no material volume change due to elastic deformation, for example, silicone rubber, acrylic rubber, ethylene - propylene - diene terpolymers (EPDM), ethylene - propylene rubber, natural rubber (NR), butyl rubber (IIR) , isoprene rubber (IR), acrylonitrile - butadiene copolymer rubber (NBR), hydrogenated acrylonitrile - butadiene copolymer rubber (H-NBR), hydrin-based rubber, chloroprene rubber (CR), fluororubber, elastomers such as urethane rubber it is preferred. なお、上記第三実施形態のように、芯材を有しない態様でも勿論よい。 As in the above third embodiment, it may of course be in a manner having no core material.

また、上記実施形態では、アクリルゴム製の誘電膜を使用した。 In the above embodiment, using an acrylic rubber dielectric film. しかし、誘電膜の材質は、表裏一対の電極間の静電引力に応じて変形するものであれば、特に限定されるものではない。 However, the material of the dielectric film, as long as it deforms in response to electrostatic attraction between the pair of front and back electrodes, and is not particularly limited. 例えば、誘電性、絶縁破壊強度が高い誘電体エラストマーとして、上記アクリルゴムの他、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体(EPDM)、エチレン−プロピレンゴム、天然ゴム(NR)、ブチルゴム(IIR)、イソプレンゴム(IR)、アクリルニトリル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、水素化アクリルニトリル−ブタジエン共重合ゴム(H−NBR)、ヒドリン系ゴム、クロロプレンゴム(CR)、フッ素ゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。 For example, a dielectric, a high dielectric elastomer dielectric breakdown strength, in addition to the above acrylic rubber, silicone rubber, ethylene - propylene - diene terpolymers (EPDM), ethylene - propylene rubber, natural rubber (NR), butyl rubber (IIR), isoprene rubber (IR), acrylonitrile - butadiene copolymer rubber (NBR), hydrogenated acrylonitrile - butadiene copolymer rubber (H-NBR), hydrin-based rubber, chloroprene rubber (CR), fluororubber, urethane rubber, and the like. また、誘電膜の形状、厚さも特に限定されず、アクチュエータの用途等に応じて適宜決定すればよい。 The shape of the dielectric layer, the thickness is not particularly limited, may be suitably determined depending on the application of the actuator. 例えば、アクチュエータの小型化、低電位駆動化、および変位量を大きくする等の観点からは、誘電膜の厚さは小さい方が望ましい。 For example, the actuator miniaturization of the low potential driving reduction, and from the viewpoint of the displacement amount is increased, the thickness of the dielectric film is smaller is desirable. この場合、絶縁破壊強度等をも考慮して、誘電膜の厚さを、1μm以上1000μm(1mm)以下とするとよい。 In this case, in consideration of dielectric breakdown strength and the like, the thickness of the dielectric film, or equal to 1μm or 1000 .mu.m (1 mm) or less. 5μm以上200μm以下とするとより好適である。 It is more suitable that the 5μm or 200μm or less.

また、電極の材質は、上記実施形態に限定されるものではないが、誘電膜の伸縮に応じて伸縮可能であることが望ましい。 The material of the electrode, but are not limited to the above embodiments, it is desirable to be able to expand and contract in response to expansion and contraction of the dielectric film. 電極が、誘電膜と共に伸縮すると、誘電膜の変形が電極によって妨げられにくく、より所望の変位量を得やすくなる。 Electrode, when stretch with dielectric film, deformation of the dielectric film is hardly hindered by the electrodes, more easily obtain the desired displacement. 例えば、カーボンブラック、カーボンナノチューブ等の炭素材料または金属材料からなる導電材に、バインダーとしてオイルやエラストマーを混合したペーストまたは塗料を塗布して、電極を形成するとよい。 For example, carbon black, a conductive material made of a carbon material or a metal material such as carbon nanotubes, oil and elastomer were mixed paste or paint is applied as a binder, it is preferable to form an electrode. バインダーとなるエラストマーとしては、例えば、シリコーンゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体(EPDM)、天然ゴム(NR)、ブチルゴム(IIR)、イソプレンゴム(IR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、水素化アクリルニトリル−ブタジエン共重合ゴム(H−NBR)、ヒドリン系ゴム、クロロプレンゴム(CR)、フッ素ゴム、ウレタンゴム等の柔軟なものが好適である。 The elastomer comprising a binder, e.g., silicone rubber, acrylic rubber, ethylene - propylene - diene terpolymers (EPDM), natural rubber (NR), a butyl rubber (IIR), a isoprene rubber (IR), acrylonitrile - butadiene copolymer polymer rubber (NBR), hydrogenated acrylonitrile - butadiene copolymer rubber (H-NBR), hydrin-based rubber, chloroprene rubber (CR), fluororubber, it is preferable that a flexible and urethane rubber. また、誘電膜の伸縮性をより向上させるため、カーボンブラック、カーボンナノチューブ等の導電性微粉体を誘電膜の表面に直接付着させて電極を形成してもよい。 Further, in order to further improve the elasticity of the dielectric layer, carbon black may be formed deposited directly with the electrodes a conductive fine powder such as carbon nanotube on the surface of the dielectric layer.

また、上記第一実施形態、第四実施形態、第五実施形態、第六実施形態では、絶縁膜を有する伸縮膜を巻回して渦巻状筒部材を構成した。 Further, the first embodiment, the fourth embodiment, the fifth embodiment, in the sixth embodiment, to constitute a spiral tube member by winding a stretch film having an insulating film. ここで、絶縁膜の材質は、隣接する電極間の導通を防止することができれば、特に限定されない。 Here, the material of the insulating film, if it is possible to prevent conduction between adjacent electrodes is not particularly limited. 例えば、上記電極と同様、誘電膜の伸縮に応じて伸縮可能であることが望ましい。 For example, similar to the above electrode, it is desirable to be able to expand and contract in response to expansion and contraction of the dielectric film. 例えば、シリコーンゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体(EPDM)、天然ゴム(NR)、ブチルゴム(IIR)、イソプレンゴム(IR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、水素化アクリルニトリル−ブタジエン共重合ゴム(H−NBR)、ヒドリン系ゴム、クロロプレンゴム(CR)、フッ素ゴム、ウレタンゴム等の柔軟なものが好適である。 For example, silicone rubber, acrylic rubber, ethylene - propylene - diene terpolymers (EPDM), natural rubber (NR), a butyl rubber (IIR), a isoprene rubber (IR), acrylonitrile - butadiene copolymer rubber (NBR), hydrogenated of acrylonitrile - butadiene copolymer rubber (H-NBR), hydrin-based rubber, chloroprene rubber (CR), fluororubber, it is preferable that a flexible and urethane rubber. 絶縁膜を誘電膜と同じ材質にすると、より大きな駆動力を得ることができる。 An insulating film when the same material as the dielectric film, it is possible to obtain a larger driving force.

また、上記第一実施形態、第四実施形態、第五実施形態、第六実施形態では、電極の表面全体を覆うように絶縁膜を配置した。 Further, the first embodiment, the fourth embodiment, the fifth embodiment, in the sixth embodiment, and disposing an insulating film to cover the entire surface of the electrode. しかし、隣接する電極間の導通を防止することができれば、絶縁膜を電極の表面の一部のみに配置してもよい。 However, if it is possible to prevent conduction between adjacent electrodes may be disposed only on a part of the surface of the insulating film electrodes. また、渦巻状筒部材の最外層が、誘電体エラストマー製の絶縁膜である場合には、その表面にさらに電極を配置してもよい。 Further, the outermost layer of the spiral tube member, when a dielectric elastomeric insulating film may be arranged further electrode on its surface. こうすると、最外層の絶縁膜をも誘電膜と同様に変形させることができるため、より大きな駆動力を得ることができる。 In this way, it is possible to also deform similarly to the dielectric film outermost insulating film, it is possible to obtain a larger driving force.

また、上記実施形態では、アクチュエータ素子の軸直方向の直径を約5mmとした。 In the above embodiment, the direction perpendicular to the axis of the diameter of the actuator element was approximately 5 mm. しかし、アクチュエータ素子の軸方向、軸直方向の大きさは、特に限定されるものではない。 However, the axial direction, the direction perpendicular to the axis size of the actuator element is not particularly limited. また、アクチュエータ素子は、上記実施形態のように、一つだけを負荷部材と接続して使用してもよく、複数を束ねたものを負荷部材と接続して使用してもよい。 The actuator device, as in the above embodiment, may be used only one of connected to the load member may be used in the a bundle of multiple connected to the load member. こうすると、より大きな駆動力を出力することができる。 In this way, it is possible to output a greater driving force. 特に、上記実施形態のような紐状のアクチュエータ素子や、さらに細い繊維状のアクチュエータ素子の場合には、複数を束ねて使用することが望ましい。 In particular, string-shaped actuator element and the above-described embodiment, the case further thin fibrous actuator elements, it is desirable to use a bundle of a plurality. このように構成されたアクチュエータは、例えば人工筋肉等として有用である。 Actuator configured in this manner is useful, for example, as an artificial muscle, or the like. また、アクチュエータ素子の複数をメリヤス編み等により編んで使用してもよい。 It is also possible to use multiple actuator elements woven with knitted like. さらに、アクチュエータ素子を複数束ねた集束体を、同様に編んで使用してもよい。 Additionally, multiple bundled a bundle of actuator elements may be used to knit as well. また、誘電膜の径方向積層数も特に限定しない。 Further, no particular limitations also radially number of stacked dielectric films. 積層数を多くすると、より駆動力を大きくすることができる。 When increasing the number of stacked layers can be increased more driving force.

また、上記実施形態では、アクチュエータ素子の軸方向両端部分において、芯材と渦巻状筒部材、あるいは芯材と積層状筒部材、あるいは渦巻状筒部材の各部材、あるいは積層状筒部材の各部材を接着した。 In the above embodiment, in the axial end portion of the actuator element, the core material and the spiral tube member or core with laminated tube member, or the members of the spiral tube member, or each member of the laminated tube member, It was bonded. しかし、これらの固定場所、固定方法は、特に限定されるものではない。 However, these fixed location, fixing method is not particularly limited. アクチュエータ素子の軸方向両端部分を加締めて固定してもよく、また、軸方向の全体に亘り、芯材と芯材と渦巻状筒部材、あるいは芯材と積層状筒部材とを接着してもよい。 The axial end portion of the actuator element may be fixed by swaging, also over the entire axial, by bonding the core member and the core member and the spiral tube member, or the core material and the laminated tube member it may be. また、上記第一実施形態、第四実施形態、第五実施形態、第六実施形態では、渦巻状筒部材の軸方向一端に底部材を配置した。 Further, the first embodiment, the fourth embodiment, the fifth embodiment, the sixth embodiment has been arranged bottom member in the one axial end of the spiral tube member. しかし、底部材は渦巻状筒部材の軸方向両端に配置してもよい。 However, the bottom member may be disposed at both axial ends of the spiral tube member.

上記実施形態では、負荷部材としてコイルばね、アクチュエータ素子を使用したが、負荷部材の種類は特に限定されるものではない。 In the above embodiment, a coil spring as a load element has been using an actuator element, the type of the load member is not particularly limited. 例えば、弾性部材としては、上記コイルばねの他、板ばね、竹の子ばね、皿ばね、ぜんまいばね等のばね部材や、ゴムチューブ等が挙げられる。 For example, as the elastic member, the other of the coil spring, leaf spring, volute spring, disc spring, and the spring member of the power spring, etc., a rubber tube, and the like. また、錘をつり下げてもよい。 In addition, the weight may be hanging.

また、上記実施形態では、アクチュエータを、オフ状態(0V)からオン状態に切り替えて作動させた。 In the above embodiment, the actuator was actuated is switched from the OFF state (0V) to the ON state. しかし、作動前の電圧値は必ずしも0Vである必要はない。 However, the voltage value before operation need not necessarily be 0V. 例えば、所定の電圧値から印加電圧を大きくして作動させてもよい。 For example, it may be operated by increasing the applied voltage from a predetermined voltage value.

また、第六実施形態では、滑車と線材により出力アームを回動させたが、例えばスプロケットとチェーン、プーリーとベルトなどにより、出力アームを回動させてもよい。 Further, in the sixth embodiment, although by rotating the output arm by pulleys and wires, for example, the sprocket and chain, or the like pulley and belt, the output arm may be pivoted. こうすると、スリップによる動力伝達ロスを抑制しやすい。 In this way, it is easy to suppress power transmission loss due to slippage. また、第七、第九実施形態では、固体の電極を用いたが、ゲル状、ペースト状の電極を用いてもよい。 Further, seventh, the ninth embodiment uses a solid electrode, gel-like, or using a paste-like electrode.

また、第九、第十実施形態では、上側栓部材によりアクチュエータを上方部材に固定したが、上側クランプによりアクチュエータを上方部材に固定してもよい。 Further, the ninth, the tenth embodiment has been fixed to the actuator upwardly member by the upper plug member, it may be fixed to the actuator by the upper clamp upward member. また、第九、第十実施形態では、下側栓部材から錘を吊り下げたが、下側クランプから錘を吊り下げてもよい。 Further, the ninth, the tenth embodiment has hung the weight from the lower plug member may be suspended a weight from the lower clamp.

以下、本発明のアクチュエータについて行った実験について説明する。 Hereinafter, the experiment will be described was performed to the actuator of the present invention.

[実施例サンプル] Example sample]
実施例1のサンプルは、前記第七実施形態のアクチュエータ(前出図13〜図15参照)と同タイプのアクチュエータである。 Sample of Example 1 is the actuator actuator (the above-mentioned FIG. 13 to 15 refer) the same type of the seventh embodiment. 実施例1のサンプルの誘電膜は、シリコーンゴムからなる。 Dielectric film samples of Example 1 is made of silicone rubber. 並びに、実施例1のサンプルの電極は、導電カーボンにシリコンオイルを混合したペーストからなる。 And a sample of the electrode of Example 1 is composed of silicone oil mixed paste to the conductive carbon.

図23に、実施例1のサンプルの積層状伸縮部材の寸法図を示す。 Figure 23 illustrates a dimensional diagram for laminated extensible member of the sample of Example 1. なお、図15と対応する部位については同じ符号で示す。 Incidentally, denoted by the same reference symbols as those portions corresponding to those in FIG 15. 誘電膜240の外径(直径)A1は、0.6mmである。 Outer diameter (diameter) A1 of the dielectric film 240 is 0.6 mm. 誘電膜240の内径(直径)A2は、0.5mmである。 Inner diameter (diameter) A2 of the dielectric film 240 is 0.5 mm. 内周側の電極241の軸方向長さA3は、180mmである。 The axial length A3 of the inner peripheral side of the electrode 241 is 180 mm. 外周側の電極241の軸方向長さA4は、120mmである。 Axial length A4 of the outer peripheral-side electrode 241 is 120 mm. 当該寸法を有する積層状伸縮部材24の上下端には、前出図15に示すように、上側バンド30と下側バンド31とが装着されている。 The upper and lower ends of the laminated extensible member 24 having the dimensions, as shown in the above-mentioned FIG. 15, an upper band 30 and lower band 31 is mounted.

実施例2のサンプルは、前記第九実施形態のアクチュエータ(前出図19参照)と同タイプのアクチュエータである。 Sample of Example 2 is the actuator actuator (the above-mentioned FIG. 19 see) the same type of the ninth embodiment. すなわち、実施例1のサンプルの積層状伸縮部材24が、20本結束されたものに、上側栓部材と下側栓部材とを装着したものである。 That is, laminated extensible member 24 of the sample of Example 1, to those twenty unity, is obtained by mounting an upper plug member and the lower plug member.

[比較例サンプル] [Comparative sample]
比較例のサンプルと実施例1のサンプルとの相違点は、錘(前出図13〜図15参照)が配置されていない点である。 Differences samples of Comparative Examples and the samples of Example 1 is that the weight (see the above-mentioned FIG. 13 to FIG. 15) is not arranged. すなわち、積層状伸縮部材の変形方向を軸方向に配向させる部材が配置されていない点である。 That is that the member for orienting the direction of deformation laminated extensible member in the axial direction is not arranged. 比較例のサンプルは、錘(負荷部材)が無く、力の釣り合いを崩すことにより作動させるものではない。 Samples of the comparative example, the weight (load member) is no, not to operate by breaking the balance of forces.

[実験方法および実験結果] Experimental methods and experimental results]
実施例1、実施例2、比較例のサンプルに電圧を印加した場合の、軸方向変位、出力、挙動を調べた。 Example 1, Example 2, when a voltage is applied to the sample of Comparative Example, the axial displacement, the output was examined behavior. 実施例1のサンプルの錘32(前出図13〜図15参照)の重さは、1.4gとした。 Weight of the sample of the weight 32 in the first embodiment (see the above-mentioned FIG. 13 through FIG. 15) was set to 1.4 g. 実施例2のサンプルの錘の重さは、14gとした。 Weight of the weight of the sample of Example 2 was set to 14 g.

図24に、印加電圧と変位(軸方向変位)との関係をグラフで示す。 Figure 24 shows the relationship between the applied voltage and displacement (axial displacement) graphically. 図24に示すように、実施例1、実施例2のサンプルの方が、比較例のサンプルよりも、変位を取り出しやすいことが判る。 As shown in FIG. 24, Example 1, towards the sample of Example 2, than the sample of Comparative Example, it can be seen that easy access to displacement. また、その傾向は、印加電圧が大きくなるに連れ、顕著になることが判る。 Moreover, the trend, the applied voltage As the increase, it can be seen that becomes remarkable. また、実施例2のように積層状伸縮部材24を20本結束したものと、実施例1のように積層状伸縮部材24が1本のものとが略同一の変位となり、比較例よりも大きく変位することが判る。 Moreover, the the laminated extensible member 24 obtained by bundling twenty as in Example 2, laminated extensible member 24 is and those of one substantially the same displacement as in Example 1, greater than Comparative Example it can be seen that the displacement.

図25に、印加電圧と出力との関係をグラフで示す。 Figure 25 shows the relationship between the applied voltage and the output graphically. 図25に示すように、実施例2のサンプルの方が、実施例1のサンプルよりも、出力が大きいことが判る。 As shown in FIG. 25, towards the sample of Example 2, than the sample of Example 1, it can be seen that the output is large. また、その傾向は、印加電圧が大きくなるに連れ、顕著になることが判る。 Moreover, the trend, the applied voltage As the increase, it can be seen that becomes remarkable.

なお、比較例のように、錘などの負荷部材を配置しない場合は、誘電層、電極の厚みの不均一が生じた場合、所定の方向に変位しないことが多いのに対して、実施例1、2のように、錘などの負荷部材を配置する場合は、変位方向が所定の方向に定まるので、安定的に変位させることができる。 Note that, as comparative examples, if not disposed load member such as the weight, if the dielectric layer, the nonuniform thickness of the electrode occurs, whereas it is often not displaced in a predetermined direction, Example 1 , as in 2, when arranging the load member such as the weight, because the displacement direction is determined in a predetermined direction, it can be stably displaced.

本発明のアクチュエータは、例えば、パワーアシストスーツ、産業、医療、福祉ロボット用の人工筋肉、電子部品冷却用や医療用等の小型ポンプ、医療用器具等に有用であり、さらに、モータ等機械式アクチュエータおよび圧電素子アクチュエータ等のすべてのアクチュエータの代替として利用することができる。 The actuator of the present invention, for example, power assist suits, industrial, medical, artificial muscles for welfare robots, electronic component cooling and a small pump such as medical, it is useful for medical instruments and the like, further, a motor or the like mechanical it can be used as a substitute for all the actuators such as an actuator and a piezoelectric element actuator.

本発明のアクチュエータにおけるアクチュエータ素子の原理図であって、(a)は電圧印加前の状態を示し、(b)は電圧印加中の状態を示す。 A principle view of an actuator element of the actuator of the present invention, (a) shows a state before voltage application, shows a state in the voltage application (b). 図1のアクチュエータ素子を用いた本発明のアクチュエータの原理図であって、(a)は電圧印加前の状態を示し、(b)は電圧印加中の状態を示す。 A principle view of the actuator of the present invention using the actuator element of Fig. 1, (a) shows a state before voltage application, shows a state in the voltage application (b). 本発明の第一実施形態のアクチュエータの斜視図である。 It is a perspective view of an actuator of a first embodiment of the present invention. 同アクチュエータにおけるアクチュエータ素子の斜視分解図である。 Is a perspective exploded view of the actuator element in the actuator. 同アクチュエータの軸直方向断面図である。 Is a direction perpendicular to the axis sectional view of the actuator. 同アクチュエータの軸方向断面図である。 It is an axial sectional view of the actuator. 同アクチュエータの電圧印加中における軸方向断面図である。 It is an axial sectional view in the voltage application of the same actuator. 本発明の第二実施形態のアクチュエータの軸直方向断面図である。 Is a direction perpendicular to the axis cross-sectional view of the actuator of the second embodiment of the present invention. 本発明の第三実施形態のアクチュエータの軸直方向断面図である。 Is a direction perpendicular to the axis cross-sectional view of the actuator of the third embodiment of the present invention. 本発明の第四実施形態のアクチュエータの側面図である。 It is a side view of the actuator of the fourth embodiment of the present invention. 本発明の第五実施形態のアクチュエータの側面図である。 It is a side view of the actuator of the fifth embodiment of the present invention. 本発明の第六実施形態のアクチュエータの側面図である。 It is a side view of the actuator of the sixth embodiment of the present invention. 本発明の第七実施形態のアクチュエータの斜視図である。 It is a perspective view of the actuator of the seventh embodiment of the present invention. 同アクチュエータの斜視分解図である。 Is a perspective exploded view of the actuator. 同アクチュエータの軸方向断面図である。 It is an axial sectional view of the actuator. 本発明の第八実施形態のアクチュエータの斜視図である。 It is a perspective view of the actuator of the eighth embodiment of the present invention. 同アクチュエータの斜視分解図である。 Is a perspective exploded view of the actuator. 同アクチュエータの軸方向断面図である。 It is an axial sectional view of the actuator. 本発明の第九実施形態のアクチュエータの部分斜視図である。 It is a partial perspective view of the actuator of the ninth embodiment of the present invention. 本発明の第十実施形態のアクチュエータの部分斜視図である。 It is a partial perspective view of the actuator of the tenth embodiment of the present invention. 本発明の第十一実施形態のアクチュエータの部分斜視図である。 It is a partial perspective view of an actuator of the eleventh embodiment of the present invention. 同アクチュエータの部分斜視分解図である。 Is a partial perspective exploded view of the actuator. 実施例1のサンプルの積層状伸縮部材の寸法図である。 It is a dimensional diagram for laminated extensible member of the sample of Example 1. 印加電圧と変位(軸方向変位)との関係を示すグラフである。 It is a graph showing the relationship between the applied voltage and displacement (axial displacement). 印加電圧と出力との関係を示すグラフである。 Is a graph showing the relationship between the applied voltage and the output.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1:アクチュエータ2:アクチュエータ素子 2a〜2f:アクチュエータ素子20:芯材 20a〜20f:芯材21:渦巻状筒部材 21a〜21f:渦巻状筒部材210:伸縮膜 210a:誘電膜 210b:電極 210c:絶縁膜22:底部材 22a〜22f:底部材23:積層状筒部材 230:誘電膜 231:電極24:積層状伸縮部材 240:誘電膜 240a:収容部 241:電極3:コイルばね(負荷部材) 30:上側バンド 300:上側栓部材31:下側バンド 310:下側栓部材32:錘33:上側クランプ 34:下側クランプ 35:上側クランプ 36:下側クランプ37:共用端子 38:共用端子 39:袋部材 39a:収容部90:線材 90a〜90f:線材91:下方部材 92a〜92d:線材 93:出力ロ 1: Actuator 2: actuator element 2a to 2f: an actuator element 20: core material 20a through 20f: core material 21: spiral tube member 21a to 21f: spiral tube member 210: stretch film 210a: dielectric film 210 b: electrodes 210c: insulating film 22: a bottom member 22 a to 22 f: the bottom member 23: laminated tube member 230: dielectric film 231: electrode 24: laminated extensible member 240 is a dielectric film 240a: accommodating portion 241: electrode 3: coil spring (load member) 30: upper band 300: upper plug member 31: lower band 310: lower plug member 32: weight 33: upper clamp 34: lower clamp 35: upper clamp 36: lower clamp 37: common terminal 38: common terminal 39 : bag member 39a: accommodating portion 90: wire 90A~90f: wire 91: the lower member 92a-92d: wire 93: output b ド 94:線材 95:滑車96:出力アームa:アクチュエータ b:アクチュエータ素子 b10:誘電膜 b11:電極c:負荷部材 d1:電源 d2:スイッチ De 94: wire 95: pulley 96: the output arm a: Actuator b: actuator element b10: dielectric film b11: electrode c: the load member d1: Power d2: switch

Claims (15)

  1. 軸方向一端が固定されており、誘電体エラストマー製の誘電膜と、該誘電膜を介して配置されている複数の電極と、を有し、該電極間への印加電圧が大きくなるに従って該誘電膜が伸張する棒状のアクチュエータ素子と、 And one axial end is fixed, has a dielectric elastomeric dielectric film, a plurality of electrodes arranged via the dielectric film, a dielectric according to applied voltage between the electrodes increases and rod-shaped actuator element film is stretched,
    該アクチュエータ素子の軸方向他端に接続され、該アクチュエータ素子を軸方向に伸張させた状態で固定する負荷部材と、を備え、 Is connected to the other axial end of said actuator element, and a load member for fixing in a state of being stretched to the actuator element in the axial direction,
    該電極間への印加電圧を大きくして該誘電膜を伸張させることにより、該アクチュエータ素子を該負荷部材の張力に従って軸方向に伸張させることを特徴とするアクチュエータ。 By stretching the dielectric film by increasing the applied voltage between the electrodes, the actuator, characterized in that to stretch axially the actuator element in accordance with the tension of said load member.
  2. 前記負荷部材は、錘および弾性部材の少なくとも一方である請求項1に記載のアクチュエータ。 The actuator according to the load member, according to claim 1 is at least one of the weight and the elastic member.
  3. 前記負荷部材は、前記アクチュエータ素子である請求項1に記載のアクチュエータ。 It said load member actuator according to claim 1 which is the actuator element.
  4. 前記アクチュエータ素子は、前記誘電膜と、該誘電膜の両面に配置されている一対の前記電極と、一対の該電極の一方の表面に配置されている絶縁膜と、を有する伸縮膜が渦巻状に巻回されてなる渦巻状伸縮部材を有する請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のアクチュエータ。 Said actuator element, said dielectric film and a pair of the electrodes disposed on both surfaces of the dielectric film, stretch film spiral having one, and an insulating film disposed on the surface of the pair of the electrodes the actuator according to any one of claims 1 to 3 having a spiral extensible member consisting wound around it.
  5. 前記アクチュエータ素子は、前記誘電膜と前記電極とが交互に同心円状に積層されてなる積層状伸縮部材を有する請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のアクチュエータ。 The actuator elements, the actuator according to any one of claims 1 to 3 having a laminated extensible member said and the dielectric film and the electrode are laminated concentrically alternately.
  6. 前記積層状伸縮部材は、中空円筒状を呈している請求項5に記載のアクチュエータ。 The laminated extensible member actuator according to claim 5 and has a hollow cylindrical shape.
  7. 前記アクチュエータ素子は、軸部に配置され軸方向に弾性変形可能な芯材を有する請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のアクチュエータ。 The actuator elements, the actuator according to any one of claims 1 to 3 having an elastically deformable core material disposed axially to the shaft.
  8. 前記芯材は、エラストマーからなる請求項7に記載のアクチュエータ。 The core material actuator according to claim 7 consisting of elastomer.
  9. 前記アクチュエータ素子は、前記誘電膜と、該誘電膜の両面に配置されている一対の前記電極と、一対の該電極の一方の表面に配置されている絶縁膜と、を有する伸縮膜が、前記芯材の周囲に渦巻状に巻回されてなる渦巻状筒部材を有する請求項7または請求項8に記載のアクチュエータ。 Said actuator element, said dielectric film and stretchable film having a pair of electrodes disposed on both surfaces of the dielectric film, and one insulation disposed on the surface of the membrane of the pair of the electrodes, a is the the actuator of claim 7 or claim 8 having a spiral tube member formed by winding spirally around the core material.
  10. 前記アクチュエータ素子は、前記芯材の周囲に前記誘電膜と前記電極とが交互に同心円状に積層されてなる積層状筒部材を有する請求項7または請求項8に記載のアクチュエータ。 The actuator elements, the actuator according to claim 7 or claim 8 having a laminated tubular member, wherein the the dielectric film and the electrode are laminated concentrically alternately around the core material.
  11. 前記アクチュエータ素子は、軸直方向の最大直径が5mm未満である請求項1ないし請求項10のいずれかに記載のアクチュエータ。 The actuator elements, the actuator according to any one of claims 1 to 10 the maximum diameter of the axial straight direction is less than 5 mm.
  12. 前記アクチュエータ素子の複数が束ねられて配置されている請求項1ないし請求項11のいずれかに記載のアクチュエータ。 The actuator according to any one of the actuator claims plurality are arranged bundled elements 1 to claim 11.
  13. 束ねられた前記アクチュエータ素子の複数の前記電極の、正極側および負極側のうち少なくとも一方は、共用化されている請求項12に記載のアクチュエータ。 A plurality of the electrodes of the bundled said actuator element, at least one of the positive electrode side and negative electrode side, actuator according to claim 12 which is shared.
  14. 前記電極は、エラストマーと導電材との混合材からなる請求項1ないし請求項13のいずれかに記載のアクチュエータ。 The electrode actuator according to any one of claims 1 to 13 comprising a mixed material of the elastomer and conductive material.
  15. 前記電極は、液状を呈している請求項1ないし請求項13のいずれかに記載のアクチュエータ。 The electrode actuator according to any one of claims 1 to 13 and has a liquid.
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