JP2009044898A - 高分子アクチュエータユニットおよび高分子アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】効率よく力（伸張力）を取り出せるようにするとともに、歩留まりが向上した高分子アクチュエータユニットおよびその集合体を提供する。
【解決手段】本発明の高分子アクチュエータユニット２０は絶縁性エラストマー膜１１と絶縁性エラストマー膜１１の両面に配設された第１導電性エラストマー膜１２と第２導電性エラストマー膜１３とからなるモジュール１０を備えている。そして、開口を有するケース２１と開口２１を覆う蓋体２２とからなる容器は一方向に伸縮可能に形成されていて、この容器内に高分子アクチュエータモジュール１０の複数層と、複数層の高分子アクチュエータモジュール１０の層間に配設された導電性を有する潤滑２３膜とを備えており、ケース２１の一対の側壁に他のユニットと接合可能な接合部２６ａ，２６ｂと導電性を有する潤滑膜２３に電気的に接続された外部端子２５ａ，２５ｂとを備えている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、一対の電極間に高電圧を印加することにより変形して伸張する高分子アクチュエータに係わり、特に、絶縁性エラストマー膜と、この絶縁性エラストマー膜の一方の面に配設された第１導電性エラストマー膜と他方の面に配設された第２導電性エラストマー膜とからなる高分子アクチュエータモジュールを備えた高分子アクチュエータユニット、およびこれらの高分子アクチュエータユニットの複数個を備えた高分子アクチュエータに関する。

近年、絶縁性高分子膜の両面に導電膜からなる一対の電極を形成し、これらの電極間に高電圧を印加することにより、電気エネルギーを運動エネルギーに変換することができる高分子アクチュエータが、例えば、特許文献１（特表２００３−５０６８５８号公報）にて開示されるようになった。この特許文献１にて開示された高分子アクチュエータの作動原理は、図５に示す通である。なお、図５は特許文献１にて開示された高分子アクチュエータを模式的に示す斜視図であり、図５（ａ）は高電圧が印加される前の状態を示す図であり、図５（ｂ）は高電圧が印加された状態を示す図である。

即ち、図５（ａ）に示すように、絶縁膜となるポリマ５１の両面に導電膜からなる一対の電極５２，５３を配置することにより高分子アクチュエータ５０が構成される。そして、これらの両電極５２，５３間に高電圧を印加することにより、両電極５２，５３間にクーロン力による吸引力が作用する。これにより、図５（ｂ）に示すように、一対の電極５２，５３間に配置された絶縁膜となるポリマ５１は厚み方向（ｚ方向）に押圧されて、長さ方向（ｘ方向）および幅方向（ｙ方向）に伸張することとなる。

なお、上述した特許文献１においては、〈００７６〉〈００７６〉段落および図２Ｍに示されるように、ポリマを積層して一方向へ伸張させる例が示されている。また、上述した特許文献１においては、〈０１２９〉〜〈０１３２〉段落および図７Ｂ〜図７Ｆに示されるように、多層ポリマの高分子アクチュエータを製造する例が示されている。
特表２００３−５０６８５８号公報

ところが、上述した特許文献１において提案された高分子アクチュエータのように、一対の電極とポリマからなる積層体を積層して多層構造体とし、一方向へ伸張可能な高分子アクチュエータを作製しようとした場合には多層構造体は一体構造となる。このため、多層構造体の１つの積層体（１層）でも不具合が生じると、多層構造体の全体を交換しなければならないという問題を生じた。

また、多層構造体の各積層体（１層毎）に伸張率などのバラツキがあると、伸張率が小さい積層体が伸張率が大きい積層体に悪影響を及ぼすため、多層構造体全体としては効率よく力（伸張力）を取り出せないという問題も生じた。
さらに、多層積層体とするために全てが同一のプロセス上で積層された膜を使用することとなる。このため、これらの積層された膜に欠陥があると、多層積層体としての欠陥となるため、歩留まりに悪影響を及ぼすという問題も生じた。

そこで、本発明は上述したような問題点を解消するためになされものであって、変位（伸張）の方向が一次元的となるように積層しても、各層が個別に伸張できるようにすることにより、効率よく力（伸張力）を取り出せるようにするとともに、各層を交換可能とすることにより、歩留まりが向上した高分子アクチュエータユニットを提供し、かつこれらの高分子アクチュエータユニットを集合させて、大きな力が取り出せたり変位が大きい高分子アクチュエータを提供することを目的とするものである。

上述した課題を解決するため、本発明の高分子アクチュエータユニットは、絶縁性エラストマー膜と、この絶縁性エラストマー膜の一方の面に配設された第１導電性エラストマー膜と他方の面に配設された第２導電性エラストマー膜とからなる高分子アクチュエータモジュールを備えている。そして、開口を有するケースと該開口を覆う蓋体とからなる容器を備え、かつこの容器は一方向に伸縮可能に形成されていて、この容器内に高分子アクチュエータモジュールの複数層と、複数層の高分子アクチュエータモジュールの層間に配設された導電性を有する潤滑膜とを備えており、ケースの一対の側壁に他のユニットと接合可能な接合部と導電性を有する潤滑膜に電気的に接続された外部端子とを備えていることを特徴とする。

このように複数層の高分子アクチュエータモジュールの層間に導電性を有する潤滑膜を備えるように構成すると、隣接する高分子アクチュエータモジュール間の摩擦力が低減する。このため、各高分子アクチュエータモジュールに性能のバラツキがあっても、アクチュエータとして効率よく力（伸張力）を取り出すことが可能となる。この場合、隣接して配置された高分子アクチュエータモジュールに不具合が生じて当該高分子アクチュエータモジュールが可動不能となったとしても、潤滑膜の存在により、正常なモジュールは容易に移動（伸縮）することが可能であるので、アクチュエータとして機能することが可能となる。

また、不良となった高分子アクチュエータモジュールのみを交換することにより正常に動作するようになるので、この種の高分子アクチュエータユニットのランニングコストを安価にすることが可能となる。また、モジュール化しているので、取り扱いも容易になり、駆動計算も容易になるとともに、その製造も簡単、容易になる。さらに、モジュール化することを基本としているため、製造プロセスにおける高度な多層化技術が不要となり、製造を容易に簡略化することが可能となる。

この場合、導電性を有する潤滑膜は絶縁性エラストマーに導電性粉末を均一に分散させて形成した導電性膜に潤滑オイルを塗布あるいは含浸させたものであるのが望ましい。そして、高分子アクチュエータモジュールの複数層が電気的に並列接続されるように導電性を有する潤滑膜は導電性を有する接続用潤滑膜で接続されていると、各高分子アクチュエータモジュールに過大な高電圧が印加されることが防止されるようになって好ましい。

また、容器内の残余の空間部に低ヤング率で伸縮可能な絶縁材からなる充填材が充填されていると、高電圧の印加により高分子アクチュエータモジュールに付与された伸張力をケースの伸張方向の側壁に容易に付与することが可能となる。この場合、ケースと蓋体の少なくとも１箇所に蛇腹部を備えるようにすると、この蛇腹部により容器は一方向に容易に伸縮することが可能となるので望ましい。

ここで、上述した１つの高分子アクチュエータユニットにおいては、取り出せる力を大きくする場合には高分子アクチュエータモジュールの積層枚数を多くすればよい。ところが、大きな力を取り出せるために積層枚数を変えた多品種の高分子アクチュエータユニットを用意する必要がある。このため、この種の高分子アクチュエータユニットの製品コストが高くなるという問題を生じる。このため、取り出せる力を大きくする場合には、高分子アクチュエータユニットのケースの一対の側壁に形成された接合部を機械的に並列接続するとともに外部端子を電気的に並列接続して形成するのが望ましい。

一方、高分子アクチュエータユニットのストローク（伸張長さ）を大きくしたい場合は、高分子アクチュエータモジュールを長さ方向に連結するようにすればよい。ところが、高分子アクチュエータモジュールを長さ方向に連結した高分子アクチュエータユニットにおいては、取り出せる力は非常に小さいものとなる。このため、ストローク（伸張長さ）を大きくする場合には、高分子アクチュエータユニットのケースの一対の側壁に形成された接合部を機械的に直列接続するとともに外部端子を電気的に並列接続して形成するのが望ましい。

本発明の高分子アクチュエータユニットにおいては、各高分子アクチュエータモジュールに性能のバラツキがあっても、アクチュエータとして効率よく力（伸張力）を取り出すことが可能になるとともに、隣接して配置された高分子アクチュエータモジュールに不具合が生じて当該高分子アクチュエータモジュールが可動不能となったとしても、潤滑膜の存在により、正常なモジュールは容易に移動（伸縮）することが可能であるので、アクチュエータとして機能することが可能となる。

以下に、本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて詳細に説明する。なお、図１は、本発明の高分子アクチュエータを構成する高分子アクチュエータモジュールを模式的に示す図であり、図１（ａ）は全体構成を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’断面を示す断面図である。図２は、図１に示す高分子アクチュエータモジュールを積層して構成した高分子アクチュエータユニットを模式的に示す図であり、図２（ａ）は全体構成を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ’断面を示す断面図である。

図３は、図２に示す高分子アクチュエータユニットの代表的な作製過程を模式的に示す図であり、図３（ａ）はケースと蓋体とからなる容器を模式的に示す断面図であり、図３（ｂ）は高分子アクチュエータモジュールを積層した状態を模式的に示す断面図であり、図３（ｃ）は、容器内に高分子アクチュエータモジュールの積層体を収容した状態を模式的に示す断面図である。図４は多数の高分子アクチュエータユニットの集合体からなる高分子アクチュエータを示す図であり、図４（ａ）は機械的に並列接続して形成された高分子アクチュエータを示す側面図であり、図４（ｂ）は機械的に直列接続して形成された高分子アクチュエータを示す側面図である。

１．高分子アクチュエータモジュール
本発明の高分子アクチュエータモジュール１０は、図１に示すように、中心部に配置されたポリマー絶縁膜１１と、このポリマー絶縁膜１１の一方面に配設されたポリマー導電膜からなる第１電極１２と、ポリマー絶縁膜１１の他方面に配設されたポリマー導電膜からなる第２電極１３とから構成される。ここで、ポリマー絶縁膜１１は抵抗率が１０¹⁸Ωｃｍの絶縁性エラストマー（絶縁シリコンゴム）により形成されている。

また、第１電極１２および第２電極１３となるポリマー導電膜は、ポリマー絶縁膜１１に用いられる絶縁性エラストマー（絶縁シリコンゴム）に金属粉末や炭素粉末（鱗片状炭素が望ましい）を均一に分散させて抵抗率が１０¹〜１０⁶Ωｃｍになるように形成されている。この場合、ポリマー絶縁膜１１の厚みは１５μｍで、ポリマー導電膜からなる第１電極１２および第２電極１３の厚みは１０μｍとなるように形成されている。

２．高分子アクチュエータモジュールの作製法
ついで、上述のような構成となる高分子アクチュエータモジュール１０の作製方法を以下に説明する。まず、抵抗率が１０¹⁸Ωｃｍの絶縁性エラストマー（絶縁シリコンゴム）を用いて、この絶縁性エラストマーを押し出し成形することによりポリマー絶縁膜１１を作製する。ついで、抵抗率が１０¹⁸Ωｃｍの絶縁性エラストマー（絶縁シリコンゴム）に炭素粉末（鱗片状炭素が望ましい）を均一に分散させて抵抗率が１０¹〜１０⁶Ωｃｍになるように調整した導電性エラストマーを用意する。なお、炭素粉末に代えて金、銀、アルミニウム、クロム、ニッケル等の金属粉末を用いるようにしても良い。

ついで、スピンコート法、印刷法、スプレー法などにより得られた導電性エラストマーをポリマー絶縁膜１１の一方の表面に均一に塗布した後、乾燥させて第１電極１２となるポリマー導電膜を形成する。この後、ポリマー絶縁膜１１の他方の表面に導電性エラストマーを均一に塗布した後、乾燥させて第２電極１３となるポリマー導電膜を形成する。この後、所定の寸法になるように切断して、高分子アクチュエータモジュール１０を作製する。

３．高分子アクチュエータユニット
本発明の高分子アクチュエータユニット２０は、図２および図３に示すように、上部に開口を有するケース２１と、この開口を覆う蓋体２２とからなる容器２０ａを備えている。そして、この容器２０ａ内に、上述のようにして作製された高分子アクチュエータモジュール１０の複数個（なお、図２および図３においては３個の高分子アクチュエータモジュール１０を示しているが、必要とする個数を選択して用いるようにすればよい）が導電性を有する潤滑膜２３を介して積層されて収容されており、かつ容器２０ａ内の残余の空間部に低ヤング率で伸縮可能な絶縁材からなる充填材２４が充填されていて、これにより高分子アクチュエータユニット２０が形成されている。

この場合、ケース２１および蓋体２２は、金属（例えば、鉄、銅、アルミニウムなど）等の変形しにくい材料により形成されている。また、ケース２１の底壁および一対の側壁（この場合は幅方向の側壁）の複数箇所に蛇腹部２１ａが形成されているとともに、蓋体２２の複数箇所にも蛇腹部２２ａが形成されている。これらの蛇腹部２１ａ，２２ａにより、ケース２１と蓋体２２からなる容器２０ａにその内部から圧力が付与されることにより所定の方向（この場合は長さ方向となる）に伸張し、圧力が解除されることにより伸張とは逆方向に収縮するようになされている。なお、ケース２１の長さ方向の一対の側壁の一方には第１外部端子２５ａと第１接合部２６ａが形成されているとともに、他方には第２外部端子２５ｂと第２接合部２６ｂとが形成されている。

導電性を有する潤滑膜２３は、抵抗率が１０¹⁸Ωｃｍの絶縁性エラストマー（絶縁シリコンゴム）にカーボンブラックや炭素繊維や金属粉末を均一に分散させて抵抗率が１０¹〜１０⁶Ωｃｍになるように調整した導電性エラストマーに、潤滑オイルを塗布または分散させたもの、あるいは潤滑性を有する黒鉛シートから形成されている。これらの潤滑膜２３は各高分子アクチュエータモジュール１０の間と、最上部に配置された高分子アクチュエータモジュール１０の上部と、最下部に配置された高分子アクチュエータモジュール１０の下部とに配置されている。また、低ヤング率で伸縮可能な絶縁材からなる充填材２４は液状あるいはスポンジ状の絶縁物（例えば、発泡ウレタン等）や絶縁オイル（例えば、シリコンオイルやフッ素系オイル等）からなる。

そして、これらの高分子アクチュエータモジュール１０同士が並列接続されるように、潤滑膜２３同士が接続用潤滑膜２３ａ，２３ｂにて接続されている。この場合、ケース２１の長さ方向の一対の側壁の一方に形成された第１外部端子２５ａに一方の接続用潤滑膜２３ａが接続され、他方にに形成された第２外部端子２５ｂに他方の接続用潤滑膜２３ｂが接続されるようになされている。そして、第１外部端子２５ａと第２外部端子２５ｂとの間に高電圧源（ＨＶ）を接続することにより、これらの第１外部端子２５ａと第２外部端子２５ｂとの間に高電圧が印加されるようになされている。

そして、第１外部端子２５ａと第２外部端子２５ｂとの間に高電圧（例えば、６０００Ｖ）が印加されると、対向する潤滑膜２３間に吸引力が作用して、各高分子アクチュエータモジュール１０が圧縮されることとなる。この場合、ケース２１と蓋体２２からなる容器２０ａの高さ方向および幅方向の伸びはケース２１および蓋体２２に規制されることとなる。このため、ケース２１に形成された蛇腹部２１ａと蓋体２２に形成された蛇腹部２２ａにより、ケース２１と蓋体２２からなる容器２０ａは長さ方向に伸張することとなる。

一方、第１外部端子２５ａと第２外部端子２５ｂ間の高電圧の印加が解除されると、対向する潤滑膜２３間に作用する吸引力が解除されることとなる。これにより、各高分子アクチュエータモジュール１０はポリマー絶縁膜１１および第１電極１２、第２電極１３のポリマー導電膜のヤング率で決定される復元力により元の厚さおよび面積に復帰するようになる。

上述のような構成となる高分子アクチュエータユニット２０においては、複数層の高分子アクチュエータモジュール１０の層間に導電性を有する潤滑膜２３を備えているので、隣接する高分子アクチュエータモジュール１０間の摩擦力が低減する。このため、各高分子アクチュエータモジュール１０に伸張率などの性能にバラツキがあっても、アクチュエータとして効率よく力（伸張力）を取り出すことが可能となる。

また、隣接して配置された高分子アクチュエータモジュール１０に不具合が生じて当該高分子アクチュエータモジュール１０が可動不能となったとしても、潤滑膜２３の存在により、正常な高分子アクチュエータモジュール１０は移動（伸縮）することが可能であるので、高分子アクチュエータユニット２０全体としてはアクチュエータとして機能することが可能となる。また、不良となった高分子アクチュエータモジュール１０のみを交換することにより正常に動作するようになるので、この種の高分子アクチュエータユニット２０のランニングコストを安価にすることが可能となる。

４．高分子アクチュエータユニットの作製法
ついで、上述のような構成となる高分子アクチュエータユニット２０の作製方法を図３に基づいて以下に説明する。まず、図３（ａ）に示すように、底壁および一対の側壁（この場合は幅方向の側壁）の複数箇所に蛇腹部２１ａが形成されているケース２１と、複数箇所に蛇腹部２２ａが形成された蓋体２２とからなる容器２０ａを用意する。この場合、ケース２１および蓋体２２は金属（例えば、鉄、銅、アルミニウムなど）等の変形しにくい材料により形成されている。なお、ケース２１の長さ方向の一対の側壁の一方には第１外部端子２５ａと第１接合部２６ａが形成されているとともに、他方には第２外部端子２５ｂと第２接合部２６ｂとが形成されている。

一方、図３（ｂ）に示すように、複数個（この場合、図においては３個の高分子アクチュエータモジュール１０を示しているが、その個数は何個でもよく用いる容器２０ａの大きさに応じて選択すればよい）の高分子アクチュエータモジュール１０を導電性を有する潤滑膜２３を介して積層する。この場合、最上部に配置された高分子アクチュエータモジュール１０の上部と、最下部に配置された高分子アクチュエータモジュール１０の下部にも潤滑膜２３を配置する。

この後、これらの高分子アクチュエータモジュール１０が電気的に並列接続なるように潤滑膜２３同士を接続用潤滑膜２３ａ，２３ｂにより接続する。これにより、高分子アクチュエータモジュール１０同士が電気的に並列接続された積層体１０ｂが形成されることとなる。このような準備の後、ケース２１の内底部に、ゼリー状の絶縁物や絶縁オイルなどからなる低ヤング率で伸縮可能な絶縁材からなる充填材２４を充填する。ついで、ケース２１の内底部に充填された充填材２４の上に積層体１０ｂを配置した後、接続用潤滑膜２３ａと第１外部端子２５ａとを導電接続するとともに、接続用潤滑膜２３ｂと第２外部端子２５ｂとを導電接続する。

この後、ケース２１内の残余の空間部に、再度、充填材２４を充填した後、ケース２１の上に蓋体２２を配置し、蓋体２２を押圧して積層体１０ｂをケース２１内に加圧した後、蓋体２２をケース２１の開口部に固着（この場合、後に蓋体２２を取り外すことができるようにねじ止め等により固着する）して密閉する。ついで、図２（ｂ）に示すように、第１外部端子２５ａと第２外部端子２５ｂとの間に高電圧源（ＨＶ）を接続して、これらの第１外部端子２５ａと第２外部端子２５ｂとの間に高電圧（例えば、６０００Ｖ）が印加されることにより、高分子アクチュエータとして作動する高分子アクチュエータユニット２０が作製される。

上述のようにして作製される高分子アクチュエータユニット２０においては、隣接して配置された高分子アクチュエータモジュールに不具合が生じた場合、不良となった高分子アクチュエータモジュール１０のみを交換することにより正常に動作するようになる。このため、この種の高分子アクチュエータユニット２０のランニングコストを安価にすることが可能となる。また、高分子アクチュエータモジュール１０を積層してユニットとしているので、取り扱いも容易になり、駆動計算も容易になるとともに、その製造も簡単、容易になる。さらに、ユニット化することを基本としているため、製造プロセスにおける高度な多層化技術が不要となり、製造を容易に簡略化することが可能となる。

５．多数の高分子アクチュエータユニットの集合体からなる高分子アクチュエータ
（１）発生力が大きい高分子アクチュエータ
上述した１つの高分子アクチュエータユニット２０においては、取り出せる力を大きくする場合には高分子アクチュエータモジュール１０の積層枚数を多くすればよい。ところが、大きな力を取り出せるために積層枚数を変えた多品種の高分子アクチュエータユニット２０を用意する必要がある。このため、この種の高分子アクチュエータユニット２０の製品コストが高くなるという問題を生じる。

そこで、取り出せる力を大きくする場合には、図４（ａ）に示すように、高分子アクチュエータユニット２０が並列するように配置する。そして、第１外部端子２５ａ同士および第２外部端子２５ｂ同士を導電接続する。また、上部接続枠３１および下部接続枠３２を用意して、各第１接合部２６ａを上部接続枠３１に接合するとともに、各第２接合部２６ｂを下部接続枠３２に接合して多数の高分子アクチュエータユニット２０が電気的および機械的に並列接続された高分子アクチュエータ３０を形成すればよい。

（２）ストロークが大きい高分子アクチュエータ
一方、高分子アクチュエータユニット２０のストローク（伸張長さ）を大きくしたい場合は、高分子アクチュエータモジュール１０を長さ方向に連結するようにすればよい。ところが、高分子アクチュエータモジュール１０を長さ方向に連結した高分子アクチュエータユニット２０においては、取り出せる力は非常に小さいものとなる。

そこで、ストローク（伸張長さ）を大きくする場合には、図４（ｂ）に示すように、高分子アクチュエータユニット２０が直列するように配置する。そして、第１外部端子２５ａ同士および第２外部端子２５ｂ同士を導電接続して、多数の高分子アクチュエータユニット２０が電気的に並列接続する。また、上部に配置された高分子アクチュエータユニット２０の第２接合部２６ｂと、その下部に配置された高分子アクチュエータユニット２０の第１接合部２６ａを接合するようにして、多数の高分子アクチュエータユニット２０が機械的に直列接続された高分子アクチュエータ４０を形成すればよい。

なお、上述した実施の形態においては、絶縁性エラストマーとしてシリコーン樹脂を用いる例について説明したが、シリコーン樹脂以外の絶縁性エラストマーとしてアクリル樹脂やウレタン樹脂などを用いるようにしてもよい。

本発明の高分子アクチュエータを構成する高分子アクチュエータモジュールを模式的に示す図であり、図１（ａ）は全体構成を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’断面を示す断面図である。 図１に示す高分子アクチュエータモジュールを積層して構成した高分子アクチュエータユニットを模式的に示す図であり、図２（ａ）は全体構成を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ’断面を示す断面図である。 図２に示す高分子アクチュエータユニットの代表的な作製過程を模式的に示す図であり、図３（ａ）はケースと蓋体とからなる容器を模式的に示す断面図であり、図３（ｂ）は高分子アクチュエータモジュールを積層した状態を模式的に示す断面図であり、図３（ｃ）は、容器内に高分子アクチュエータモジュールの積層体を収容した状態を模式的に示す断面図である。 多数の高分子アクチュエータユニットの集合体からなる高分子アクチュエータを示す図であり、図４（ａ）は機械的に並列接続して形成された高分子アクチュエータを示す側面図であり、図４（ｂ）は機械的に直列接続して形成された高分子アクチュエータを示す側面図である。 従来例の高分子アクチュエータを模式的に示す斜視図であり、図５（ａ）は高電圧が印加される前の状態を示す図であり、図５（ｂ）は高電圧が印加された状態を示す図である。

符号の説明

１０…高分子アクチュエータモジュール、１０ｂ…積層体、１１…ポリマー絶縁膜、１２…第１電極、１３…第２電極、２０…高分子アクチュエータユニット、２０ａ…容器、２１…ケース、２１ａ…蛇腹部、２２…蓋体、２２ａ…蛇腹部、２３…潤滑膜、２３ａ…第１接続用潤滑膜、２３ｂ…第２接続用潤滑膜、２４…充填材、２５ａ…第１外部端子、２５ｂ…第２外部端子、２６ａ…第１接合部、２６ｂ…第２接合部、３０…高分子アクチュエータ、３１…上部接続枠、３２…下部接続枠、４０…高分子アクチュエータ

Claims (7)

1. 絶縁性エラストマー膜と、該絶縁性エラストマー膜の一方の面に配設された第１導電性エラストマー膜と他方の面に配設された第２導電性エラストマー膜とからなる高分子アクチュエータモジュールを備えた高分子アクチュエータユニットであって、
   開口を有するケースと該開口を覆う蓋体とからなる容器を備え、かつ該容器は一方向に伸縮可能に形成されていて、
   前記容器内に前記高分子アクチュエータモジュールの複数層と、前記複数層の高分子アクチュエータモジュールの層間に配設された導電性を有する潤滑膜とを備えており、
   前記ケースの一対の側壁に他のユニットと接合可能な接合部と前記導電性を有する潤滑膜に電気的に接続された外部端子とを備えていることを特徴とする高分子アクチュエータユニット。
2. 前記導電性を有する潤滑膜は前記絶縁性エラストマーに導電性粉末を均一に分散させて形成した導電性膜に潤滑オイルを塗布あるいは含浸させたものであることを特徴とする請求項１に記載の高分子アクチュエータユニット。
3. 前記高分子アクチュエータモジュールの複数層が電気的に並列接続されるように前記導電性を有する潤滑膜は導電性を有する接続用潤滑膜で接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高分子アクチュエータユニット。
4. 前記容器内の残余の空間部に低ヤング率で伸縮可能な絶縁材からなる充填材が充填されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の高分子アクチュエータユニット。
5. 前記ケースと蓋体の少なくとも１箇所に蛇腹部を備え、該蛇腹部により前記容器は一方向に伸縮可能になされていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の高分子アクチュエータユニット。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の複数の高分子アクチュエータユニットを備えた高分子アクチュエータであって、
   前記高分子アクチュエータユニットの前記ケースの一対の側壁に形成された前記接合部を機械的に並列接続するとともに前記外部端子を電気的に並列接続して形成したことを特徴とする高分子アクチュエータ。
7. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の複数の高分子アクチュエータユニットを備えた高分子アクチュエータであって、
   前記高分子アクチュエータユニットの前記ケースの一対の側壁に形成された前記接合部を機械的に直列接続するとともに前記外部端子を電気的に並列接続して形成したことを特徴とする高分子アクチュエータ。

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