JP2010252545A - Tube-shaped driving body - Google Patents

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Masayuki Sugasawa
昌之 菅澤
Nobuyuki Nagai
信之 永井
Kazuomi Murakami
一臣 村上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tube-shaped driving body which is less dependent on use environment and for deforming a predetermined portion at desired timing. <P>SOLUTION: The tube-shaped driving body includes a polymer actuator element 20 provided on the outside circumferential surface of the tip end of a tube-shaped main part 10. The polymer actuator element 20 is connected to a voltage applying means via wirings 31, 32. The polymer actuator element 20 and the wirings 31, 32 are covered with a protecting layer 33. When the polymer actuator element 20 is driven, deformation of curve, bending, etc., for instance, corresponding to the deformation of the polymer actuator element 20 is caused to occur at the tip end on the main part 10. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、能動カテーテルなどに好適に用いられるチューブ状駆動体に関する。   The present invention relates to a tubular drive body suitably used for an active catheter or the like.

医療機器や産業用ロボットなどの分野では、それらの小型化、軽量化が求められている。その一方で、アクチュエータ素子として電磁モータやソレノイドや圧電素子などが実用化されているが、それらは重量が重く、柔軟性が乏しいものであるため、このようなアクチュエータ素子を用いた製品では、小型化、軽量化が難しかった。そこで、軽量で柔軟性を有することからポリマーアクチュエータ素子が注目されている。   In fields such as medical equipment and industrial robots, there is a demand for reduction in size and weight. On the other hand, electromagnetic motors, solenoids, piezoelectric elements, and the like have been put to practical use as actuator elements, but they are heavy and lack flexibility, so products using such actuator elements are small in size. And weight reduction was difficult. Therefore, polymer actuator elements are attracting attention because they are lightweight and flexible.

このポリマーアクチュエータ素子としては、例えば、イオン交換樹脂成型体を間にして、その表面に1対の電極が形成されたものが知られている。イオン交換樹脂成型体には、溶媒として水を含む電解液が含浸されている。このポリマーアクチュエータ素子では、電極に電圧を印加すると、水分子がイオンに伴われて一方の電極の側へ移動し、その電極近傍のイオン交換樹脂が膨潤することにより、全体として湾曲あるいは変形する。   As this polymer actuator element, for example, an element in which a pair of electrodes are formed on the surface of an ion exchange resin molded body is known. The ion exchange resin molding is impregnated with an electrolytic solution containing water as a solvent. In this polymer actuator element, when a voltage is applied to the electrode, the water molecules move to one electrode side along with the ions, and the ion exchange resin in the vicinity of the electrode swells to bend or deform as a whole.

このイオン交換樹脂を用いたポリマーアクチュエータ素子としては様々なものが提案されている。例えば、円筒形状のイオン交換樹脂成型体の外周面上に、そのイオン交換樹脂成型体を間にして2対の電極が対向配置されたものがある(特許文献1参照)。円筒形状のポリマーアクチュエータ素子では、電極が2対設けられているため、それぞれの電極が設けられている方向、すなわち4方向に湾曲し、その4方向を組み合わせることにより回転するように湾曲できるようになっている。特許文献1では、円筒形状のポリマーアクチュエータ素子の使用用途として、血管挿入用カテーテル等の医療用チューブが挙げられている。   Various polymer actuator elements using this ion exchange resin have been proposed. For example, there is one in which two pairs of electrodes are arranged opposite to each other on the outer peripheral surface of a cylindrical ion exchange resin molding with the ion exchange resin molding in between (see Patent Document 1). Since the cylindrical polymer actuator element has two pairs of electrodes, it can bend in the direction in which each electrode is provided, that is, in four directions, and can be bent so as to rotate by combining the four directions. It has become. In Patent Document 1, as a use application of a cylindrical polymer actuator element, a medical tube such as a blood vessel insertion catheter is cited.

特開2005−033991号公報JP 2005-033991 A

上記した医療用チューブに限らず、複雑な形状を有する狭い空間や場所に挿入あるいは設置されるチューブ状のものでは、使用環境に依存することなく、所定の部分を所望のタイミングで曲げたり変形させて、目的とする場所に容易に挿入等ができることが望まれる。   In addition to the above-mentioned medical tubes, tube-like ones that are inserted or installed in a narrow space or place having a complicated shape can bend or deform a predetermined part at a desired timing without depending on the use environment. Therefore, it is desired that the insertion can be easily made at a target place.

しかしながら、上記した円筒形状のポリマーアクチュエータ素子では、所定の部分を所望のタイミングで変形することはできるものの、使用環境依存性が高いという問題がある。具体的には、このポリマーアクチュエータ素子を送液用チューブとして用いる場合に、チューブ内面にイオン交換樹脂が露出しているため、チューブ内を流す液体の種類が水を溶媒として含む電解液に限られる。さらに、チューブ内を流す電解質の濃度によって湾曲あるいは変形度合いや変形にかかる時間に差が生じやすくなる。加えて、チューブ内を流す液体に溶解した物質がイオン交換樹脂に吸着される可能性もある。   However, although the above-described cylindrical polymer actuator element can deform a predetermined portion at a desired timing, there is a problem that the use environment dependency is high. Specifically, when this polymer actuator element is used as a liquid feeding tube, since the ion exchange resin is exposed on the inner surface of the tube, the type of liquid flowing through the tube is limited to an electrolytic solution containing water as a solvent. . Furthermore, the difference in curvature or degree of deformation and time required for deformation tends to occur depending on the concentration of the electrolyte flowing through the tube. In addition, a substance dissolved in the liquid flowing in the tube may be adsorbed by the ion exchange resin.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、使用環境依存性が低く、所定の部分を所望のタイミングで変形可能なチューブ状駆動体を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a tubular drive body that is low in use environment dependency and can deform a predetermined portion at a desired timing.

本発明のチューブ状駆動体は、チューブ状の本体と、本体の外周面に設けられると共に本体を、本体の長手方向に対して直交する方向に変形させる1または複数のポリマーアクチュエータ素子とを備えたものである。   The tubular drive body of the present invention includes a tubular main body and one or more polymer actuator elements that are provided on the outer peripheral surface of the main body and deform the main body in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the main body. Is.

本発明のチューブ状駆動体では、ポリマーアクチュエータ素子を任意のタイミングで駆動させると、本体が、ポリマーアクチュエータ素子を設けた箇所で、例えば湾曲あるいは屈曲などの変形が生じることとなる。この場合、ポリマーアクチュエータ素子が本体の外周面に設けられているため、本体の内部に駆動するための電解液を注入する必要がなく、本体の内部に液体を流しても、その液体の組成に依存することなく動作する。特に、ポリマーアクチュエータ素子が複数設けられていれば、本体の複数箇所で変形可能になり、各ポリマーアクチュエータ素子の変形度合いを制御すれば、所望の方向に変形させることも可能になる。   In the tubular drive body of the present invention, when the polymer actuator element is driven at an arbitrary timing, the main body is deformed, for example, curved or bent at a position where the polymer actuator element is provided. In this case, since the polymer actuator element is provided on the outer peripheral surface of the main body, there is no need to inject an electrolytic solution for driving into the main body, and even if a liquid is flowed into the main body, the composition of the liquid is maintained. Works without dependence. In particular, if a plurality of polymer actuator elements are provided, it can be deformed at a plurality of locations of the main body, and can be deformed in a desired direction by controlling the degree of deformation of each polymer actuator element.

本発明のチューブ状駆動体によれば、チューブ状の本体の外周面に1または複数のポリマーアクチュエータ素子を設けるようにしたので、使用環境依存性を低く抑え、所定の部分を所望のタイミングで変形させることができる。   According to the tubular drive body of the present invention, since one or more polymer actuator elements are provided on the outer peripheral surface of the tubular body, the use environment is kept low, and a predetermined portion is deformed at a desired timing. Can be made.

本発明の第1の実施の形態に係るチューブ状駆動体を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the tubular drive body which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1に示したチューブ状駆動体のII−II線に沿った断面構成を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the cross-sectional structure along the II-II line | wire of the tubular drive body shown in FIG. 図2に示したポリマーアクチュエータ素子の断面構成を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the cross-sectional structure of the polymer actuator element shown in FIG. ポリマーアクチュエータ素子の動作原理を説明するための断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the principle of operation of a polymer actuator element. 第2の実施の形態に係るチューブ状駆動体の構成を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the structure of the tubular drive body which concerns on 2nd Embodiment. 図5に示したチューブ状駆動体の変形例を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the modification of the tubular drive body shown in FIG. 第3の実施の形態に係るチューブ状駆動体を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the tubular drive body which concerns on 3rd Embodiment. 図7に示したチューブ状駆動体の変形例を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the modification of the tubular drive body shown in FIG.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明する順序は以下の通りである。
1.第1の実施の形態(チューブ状駆動体の例)
2.第2の実施の形態(他のチューブ状駆動体の例)
3.第2の実施の形態の変形例(他のチューブ状駆動体の変形例)
4.第3の実施の形態(さらに他のチューブ状駆動体の例)
5.第3の実施の形態の変形例(さらに他のチューブ状駆動体の変形例)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The order of explanation is as follows.
1. 1st Embodiment (example of a tubular drive body)
2. Second embodiment (an example of another tubular driver)
3. Modified example of the second embodiment (modified example of other tubular driving body)
4). Third embodiment (an example of still another tubular driver)
5). Modified example of the third embodiment (further modified example of the tubular drive body)

<1.第1の実施の形態>
[チューブ状駆動体の構成]
図1は本発明の第1の実施の形態に係るチューブ状駆動体1の主要部の構成、図2は図1に示したチューブ状駆動体1のII−II線に沿った断面構成をそれぞれ表し、図3は図2に示したポリマーアクチュエータ素子20を拡大して表している。チューブ状駆動体1は、例えば、医療用の能動カテーテルや、マイクロスコープの導入チューブなどとして用いられるものであり、チューブ状の本体10の先端部分の外周面上に設けられたポリマーアクチュエータ素子20を備えている。ポリマーアクチュエータ素子20は、配線31,32を介して電圧印加手段(図示せず)と接続されている。ポリマーアクチュエータ素子20および配線31,32は保護層33により覆われている。なお、図1では保護層33を省略して表し、図2では配線31,32を省略して表している。
<1. First Embodiment>
[Configuration of tube-like drive body]
FIG. 1 shows a configuration of a main part of a tubular drive body 1 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a cross-sectional configuration along the line II-II of the tubular drive body 1 shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged view of the polymer actuator element 20 shown in FIG. The tubular driver 1 is used, for example, as an active catheter for medical use or an introduction tube of a microscope, and includes a polymer actuator element 20 provided on the outer peripheral surface of the distal end portion of the tubular body 10. I have. The polymer actuator element 20 is connected to voltage applying means (not shown) via wirings 31 and 32. The polymer actuator element 20 and the wirings 31 and 32 are covered with a protective layer 33. In FIG. 1, the protective layer 33 is omitted, and in FIG. 2, the wirings 31 and 32 are omitted.

[チューブ状本体]
本体10は、可撓性および柔軟性と共に、絶縁性を有している。本体10を構成する材料としては、例えば、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレンあるいはポリエチレンなどの可撓性および柔軟性が高く、難燃性および耐電性に優れた材料が挙げられる。本体10の外径および内径は、チューブ状駆動体1の用途に応じて任意である。
[Tubular body]
The main body 10 has insulation as well as flexibility and flexibility. Examples of the material constituting the main body 10 include materials having high flexibility and flexibility, such as polyurethane, polystyrene, polypropylene, and polyethylene, and excellent in flame retardancy and electric resistance. The outer diameter and inner diameter of the main body 10 are arbitrary depending on the application of the tubular drive body 1.

[ポリマーアクチュエータ素子]
ポリマーアクチュエータ素子20は、矩形状を有し、その長手方向が本体10の長手方向と平行となるように、本体10の先端部分の外周面に接着されていると共に、配線31,32と電気的に接続されている。これにより、ポリマーアクチュエータ素子20は、駆動電圧が印加されると、本体10の半径方向に変形する。
[Polymer actuator element]
The polymer actuator element 20 has a rectangular shape, and is adhered to the outer peripheral surface of the front end portion of the main body 10 so that the longitudinal direction thereof is parallel to the longitudinal direction of the main body 10, and electrically It is connected to the. Thereby, the polymer actuator element 20 is deformed in the radial direction of the main body 10 when a drive voltage is applied.

このポリマーアクチュエータ素子20は、例えば、陽イオン物質が含浸されたイオン導電性高分子膜21の両面に一対の電極22A,22Bを設けられたものである。ここでの「陽イオン物質」とは、陽イオンと極性溶媒とを含むもの、あるいは液状の陽イオンを含むもののことをいう。陽イオンと極性溶媒とを含むものとしては、例えば、陽イオンに極性溶媒が溶媒和したものなどが挙げられ、液状の陽イオンとしては、例えば、イオン液体を構成する陽イオンなどが挙げられ、液状の陽イオンを含むものとしては、例えばイオン液体が挙げられる。   In this polymer actuator element 20, for example, a pair of electrodes 22A and 22B are provided on both surfaces of an ion conductive polymer film 21 impregnated with a cationic substance. Here, the “cationic substance” means a substance containing a cation and a polar solvent or a substance containing a liquid cation. Examples of those containing a cation and a polar solvent include those obtained by solvating a cation with a polar solvent, and examples of the liquid cation include a cation constituting an ionic liquid, and the like. Examples of the liquid containing cation include ionic liquid.

イオン導電性高分子膜21を構成する材料としては、例えばフッ素樹脂あるいは炭化水素系などを骨格としたイオン交換樹脂が挙げられる。このイオン交換樹脂としては、例えば、陰イオン交換樹脂、陽イオン交換樹脂あるいは両イオン交換樹脂が挙げられ、中でも、陽イオン交換樹脂が好ましい。   Examples of the material constituting the ion conductive polymer film 21 include an ion exchange resin having a skeleton made of a fluororesin or a hydrocarbon. Examples of the ion exchange resin include an anion exchange resin, a cation exchange resin, and a both ion exchange resin. Among these, a cation exchange resin is preferable.

陽イオン交換樹脂としては、例えば、スルホン酸基あるいはカルボキシル基などの酸性基が導入されたものが挙げられる。具体的には、酸性基を有するポリエチレン、酸性基を有するポリスチレンあるいは酸性基を有するフッ素樹脂などである。中でも、陽イオン交換樹脂としては、スルホン酸基あるいはカルボン酸基を有するフッ素樹脂が好ましく、特にナフィオン(デュポン株式会社製)が好ましい。   Examples of the cation exchange resin include those into which an acidic group such as a sulfonic acid group or a carboxyl group has been introduced. Specific examples include polyethylene having an acidic group, polystyrene having an acidic group, or a fluororesin having an acidic group. Especially, as a cation exchange resin, the fluororesin which has a sulfonic acid group or a carboxylic acid group is preferable, and especially Nafion (made by DuPont) is preferable.

イオン導電性高分子膜21に含浸されている陽イオン物質は、金属イオンと水とを含むもの、有機陽イオンと水とを含むもの、あるいはイオン液体であることが好ましい。金属イオンとしては、例えば、ナトリウムイオン(Na+ )、カリウムイオン(K+ )、リチウムイオン(Li+ )あるいはマグネシウムイオン(Mg2+)などの軽金属イオンが挙げられる。また、有機陽イオンとしては、例えば、アルキルアンモニウムイオンなどが挙げられる。これらの陽イオンは、イオン導電性高分子膜21中において水和物として存在している。よって、陽イオンと水とを含む陽イオン物質がイオン導電性高分子膜21中に含浸されている場合には、ポリマーアクチュエータ素子20では、水の揮発を抑制するために全体として封止されていることが好ましい。 The cationic substance impregnated in the ion conductive polymer film 21 is preferably one containing metal ions and water, one containing organic cations and water, or an ionic liquid. As the metal ion, for example, sodium ion (Na +), potassium ion (K +), include light metal ions such as lithium ion (Li +) or magnesium ions (Mg 2+). Moreover, as an organic cation, an alkyl ammonium ion etc. are mentioned, for example. These cations exist as hydrates in the ion conductive polymer film 21. Therefore, when the ion conductive polymer film 21 is impregnated with a cation substance containing cations and water, the polymer actuator element 20 is sealed as a whole in order to suppress water volatilization. Preferably it is.

イオン液体とは、常温溶融塩とも言われるものであり、燃性および揮発性が低い陽イオンと陰イオンとを含んでいる。イオン液体では、それを構成する陽イオンにおいて、陰イオンよりもイオン半径が大きくなっている。イオン液体としては、例えば、イミダゾリウム環系化合物、ピリジニウム環系化合物あるいは脂肪族系化合物などが挙げられる。   The ionic liquid is also called a room temperature molten salt, and contains a cation and an anion having low flammability and volatility. In the ionic liquid, the cation radius constituting the ionic liquid has a larger ion radius than the anion. Examples of the ionic liquid include imidazolium ring compounds, pyridinium ring compounds, and aliphatic compounds.

中でも、陽イオン物質は、イオン液体であることが好ましい。揮発性が低いため、高温雰囲気中あるいは真空中においてもポリマーアクチュエータ素子20が良好に動作するからである。   Among these, the cationic substance is preferably an ionic liquid. This is because since the volatility is low, the polymer actuator element 20 operates well even in a high temperature atmosphere or in a vacuum.

電極22A,22Bは、イオン導電性高分子膜21を介して対向しており、電極22Aは配線31と、電極22Bは配線32とそれぞれ電気的に接続されている。電極22A,22Bは、それぞれ1種あるいは2種以上の導電性材料を含んでいる。電極22A,22Bとしては、導電性材料粉末同士が導電性高分子により結着されたものが好ましい。電極22A,22Bの柔軟性が高まるからである。導電性材料粉末としてはカーボン粉末が好ましい。導電性が高く、比表面積が大きいため、より大きい変形量が得られるからである。カーボン粉末としては、ケッチェンブラックが好ましい。導電性高分子としては、上記したイオン導電性高分子膜21の構成材料と同様のものが好ましい。   The electrodes 22A and 22B are opposed to each other via the ion conductive polymer film 21, and the electrode 22A is electrically connected to the wiring 31 and the electrode 22B is electrically connected to the wiring 32, respectively. Each of the electrodes 22A and 22B includes one type or two or more types of conductive materials. The electrodes 22A and 22B are preferably those in which conductive material powders are bound together by a conductive polymer. This is because the flexibility of the electrodes 22A and 22B is enhanced. Carbon powder is preferred as the conductive material powder. This is because the conductivity is high and the specific surface area is large, so that a larger deformation amount can be obtained. As the carbon powder, ketjen black is preferable. The conductive polymer is preferably the same as the constituent material of the ion conductive polymer film 21 described above.

電極22A,22Bは、例えば、以下のようにして形成される。分散媒に導電性材料粉末と導電性高分子とを分散させた塗料をイオン導電性高分子膜21の両面あるいは片面に塗布したのち乾燥させる。また、導電性材料粉末と導電性高分子とを含むフィルム状のものをイオン導電性高分子膜21の両面あるいは片面に圧着する。   The electrodes 22A and 22B are formed as follows, for example. A coating material in which conductive material powder and a conductive polymer are dispersed in a dispersion medium is applied to both surfaces or one surface of the ion conductive polymer film 21 and then dried. Further, a film-like material containing conductive material powder and a conductive polymer is pressure-bonded to both surfaces or one surface of the ion conductive polymer film 21.

電極22A,22Bは、多層構造になっていてもよく、その場合、イオン導電性高分子膜21側から順に、導電性材料粉末同士が導電性高分子により結着された層および金属層が積層された構造を有していることが好ましい。これにより、電極22A,22Bの面内方向において電位が均一になりやすくなり、より優れた変形性能を高い信頼性で得られる。金属層を構成する材料としては、金あるいは白金などの貴金属が挙げられる。金属層の厚さは任意であるが、電極22A,22Bに電位が均一になるように連続膜となっていることが好ましい。金属層を形成する方法としては、めっき法、蒸着法あるいはスパッタ法などが挙げられる。   The electrodes 22A and 22B may have a multilayer structure. In that case, a layer in which conductive material powders are bound together by a conductive polymer and a metal layer are stacked in this order from the ion conductive polymer film 21 side. It is preferable to have a structured. As a result, the potential is likely to be uniform in the in-plane direction of the electrodes 22A and 22B, and more excellent deformation performance can be obtained with high reliability. Examples of the material constituting the metal layer include noble metals such as gold and platinum. Although the thickness of a metal layer is arbitrary, it is preferable that it is a continuous film so that an electric potential may become uniform in electrode 22A, 22B. Examples of the method for forming the metal layer include plating, vapor deposition, and sputtering.

なお、ポリマーアクチュエータ素子20では、陽イオン物質として陽イオンと極性溶媒を含むものを用いる場合には、イオン導電性高分子膜21中に陰イオンがほとんど含まれないようになっている。   In the polymer actuator element 20, when an cation substance containing a cation and a polar solvent is used, the ion conductive polymer film 21 hardly contains anions.

ポリマーアクチュエータ素子20の大きさ(幅および長さ)は、例えば本体10の大きさ(外径および内径など)や、所望の変形量(発生量)に応じて任意に設定可能である。ポリマーアクチュエータ素子20の変形量は、本体10の柔軟性や、チューブ状駆動体1に要求される発生量に応じて設定される。   The size (width and length) of the polymer actuator element 20 can be arbitrarily set according to, for example, the size (outer diameter, inner diameter, etc.) of the main body 10 and a desired deformation amount (generation amount). The amount of deformation of the polymer actuator element 20 is set according to the flexibility of the main body 10 and the amount of generation required for the tubular driver 1.

[ポリマーアクチュエータ素子の動作]
ここで、ポリマーアクチュエータ素子20の動作原理について図4を参照して説明する。図4(A)はポリマーアクチュエータ素子20の駆動電圧無印加時の断面構成を表し、図4(B)は駆動電圧印加時の断面構成を表している。
[Operation of polymer actuator element]
Here, the principle of operation of the polymer actuator element 20 will be described with reference to FIG. 4A shows a cross-sectional configuration of the polymer actuator element 20 when no driving voltage is applied, and FIG. 4B shows a cross-sectional configuration when the driving voltage is applied.

まず、陽イオン物質として、陽イオンと極性溶媒とを含むものを用いた場合について説明する。   First, a case where a cation substance containing a cation and a polar solvent is used will be described.

この場合、ポリマーアクチュエータ素子20では、駆動電圧無印加時において、陽イオン物質がイオン導電性高分子膜21中にほぼ均一に分散しているため、平面形状をとっている(図4(A))。電圧印加手段40を用いて電極22Aがマイナスの電位、電極22Bがプラスの電位となるように、電極22A,22Bの間に駆動電圧を印加すると、陽イオンが極性溶媒と溶媒和した状態で電極22A側に移動する。この際、イオン導電性高分子膜21中には陰イオンがほとんど含まれないようになっているため、イオン導電性高分子膜21では、電極22A側が膨潤し、電極22B側が収縮する。これにより、ポリマーアクチュエータ素子20は全体として図4(B)に示したように電極22B側に湾曲する。こののち、電極22A,22B間に印加していた電圧を無印加状態にすると、イオン導電性高分子膜21中において電極22A側に偏っていた陽イオン物質(陽イオンおよび極性溶媒)が拡散し、図4(A)に示した状態に戻る。また、図4(B)に示した状態において電極22A,22Bの電位を切換える(電極22Aの電位がプラス、電極22Bの電位がマイナスとする)と、電極22A側に偏っていた陽イオン物質が電極22B側に移動する。これによっても図4(A)の状態に戻り、さらにそのまま電圧を印加し続けると、素子全体として電極22A側に湾曲する。   In this case, the polymer actuator element 20 has a planar shape because the cationic substance is almost uniformly dispersed in the ion conductive polymer film 21 when no driving voltage is applied (FIG. 4A). ). When a driving voltage is applied between the electrodes 22A and 22B so that the electrode 22A is at a negative potential and the electrode 22B is at a positive potential using the voltage applying means 40, the electrodes are solvated with the polar solvent. Move to the 22A side. At this time, since the ion conductive polymer film 21 contains almost no anions, in the ion conductive polymer film 21, the electrode 22A side swells and the electrode 22B side contracts. As a result, the polymer actuator element 20 is bent toward the electrode 22B as shown in FIG. 4B as a whole. Thereafter, when the voltage applied between the electrodes 22A and 22B is not applied, the cation substance (cation and polar solvent) biased toward the electrode 22A in the ion conductive polymer film 21 diffuses. Returning to the state shown in FIG. In addition, when the potentials of the electrodes 22A and 22B are switched in the state shown in FIG. 4B (the potential of the electrode 22A is positive and the potential of the electrode 22B is negative), the cationic substance biased toward the electrode 22A is Move to the electrode 22B side. As a result, the state returns to the state of FIG. 4A, and when the voltage is continuously applied as it is, the entire element is bent toward the electrode 22A.

次に、陽イオン物質として、液状の陽イオンを含むものであるイオン液体を用いた場合について説明する。この場合においても、駆動電圧無印加時には、イオン液体は、イオン導電性高分子膜21中にほぼ均一に分散しているため、図4(A)に示した平面形状をとっている。電圧印加手段40を用いて電極22Aがマイナスの電位、電極22Bがプラスの電位となるように、電極22A,22Bの間に駆動電圧を印加すると、イオン液体のうち、それを構成する陽イオンが電極22A側に移動し、陰イオンが電極22B側に移動する。ここでイオン液体を構成する陽イオンは、陰イオンよりもそのイオン半径が大きくなっている。このため、イオン導電性高分子膜21では、その電極22A側が膨潤し、電極22B側が収縮する。これにより、ポリマーアクチュエータ素子20は全体として図4(B)に示したように電極22B側に湾曲する。こののち、電極22A,22B間に印加していた電圧を無印加状態にすると、イオン導電性高分子膜21中において電極22A側に偏っていた陽イオンが拡散し、図4(A)に示した状態に戻る。電極22A,22Bの電位を切換えても、上記と同様に、プラスの電位の電極側(電極22A側)に陰イオンマイナス電位の電極側(電極22B側)に陽イオンが移動し、素子全体として電極22A側に湾曲する。   Next, a case where an ionic liquid containing a liquid cation is used as the cation substance will be described. Also in this case, when no driving voltage is applied, the ionic liquid is almost uniformly dispersed in the ion conductive polymer film 21, and therefore has the planar shape shown in FIG. When a driving voltage is applied between the electrodes 22A and 22B so that the electrode 22A is at a negative potential and the electrode 22B is at a positive potential using the voltage applying means 40, the cation constituting the ionic liquid is changed. It moves to the electrode 22A side, and the anion moves to the electrode 22B side. Here, the cation constituting the ionic liquid has an ionic radius larger than that of the anion. For this reason, in the ion conductive polymer film 21, the electrode 22A side swells and the electrode 22B side contracts. As a result, the polymer actuator element 20 is bent toward the electrode 22B as shown in FIG. 4B as a whole. After that, when the voltage applied between the electrodes 22A and 22B is not applied, positive ions that are biased toward the electrode 22A in the ion conductive polymer film 21 are diffused, as shown in FIG. Return to the state. Even if the potentials of the electrodes 22A and 22B are switched, as in the above, the positive ions move to the electrode side of the positive potential (electrode 22A side) and to the electrode side of the negative potential (electrode 22B side), and as a whole element Curve to the electrode 22A side.

[配線]
配線31,32は、ポリマーアクチュエータ素子20の電極22A,22Bに接続されると共に、互いに接触することなく、本体10の長手方向に形成されている。配線31,32を構成する材料としては、電気抵抗の低い金属材料が挙げられ、具体的には、金あるいは白金などの貴金属が好ましい。酸化されにくいからである。この配線31,32は、無電解めっきあるいは電解めっきなどのめっき法や、印刷法などにより形成される。
[wiring]
The wirings 31 and 32 are connected to the electrodes 22A and 22B of the polymer actuator element 20, and are formed in the longitudinal direction of the main body 10 without contacting each other. Examples of the material constituting the wirings 31 and 32 include a metal material having a low electric resistance. Specifically, a noble metal such as gold or platinum is preferable. This is because it is difficult to oxidize. The wirings 31 and 32 are formed by a plating method such as electroless plating or electrolytic plating, or a printing method.

[保護層]
保護層33は、ポリマーアクチュエータ素子20および配線31,32を保護するためのものであり、本体10の外周面の一部と、ポリマーアクチュエータ素子20および配線31,32とを覆っている。保護層33は、本体10よりも硬い硬質部33Aと、本体10と同程度の柔軟性を有する軟質部33Bとを有している。硬質部33Aは、ポリマーアクチュエータ素子20のうち後端側の表面および側面を覆い、ポリマーアクチュエータ素子20を、その後端部分を固定することによって支持している。軟質部33Bは、ポリマーアクチュエータ素子20のうち本体10の先端側部分と、本体10外周面上に設けられた配線31,32のうち硬質部33Aに覆われていない部分に設けられている。この保護層33は、必須のものではないが、使用環境依存性を低く抑えるという観点からすると設けることが好ましい。特に、硬質部33Aは、ポリマーアクチュエータ素子20の支持することによって本体10先端の可動範囲を大きくできるため、設けられていることが好ましい。すなわち、保護層33を設けることにより、使用環境依存性が低くなり、硬質部33Aを設けることによりチューブ状駆動体1の可動部における可動範囲が大きくなる。
[Protective layer]
The protective layer 33 is for protecting the polymer actuator element 20 and the wirings 31 and 32, and covers a part of the outer peripheral surface of the main body 10 and the polymer actuator element 20 and the wirings 31 and 32. The protective layer 33 includes a hard portion 33A that is harder than the main body 10 and a soft portion 33B that has the same degree of flexibility as the main body 10. The hard portion 33A covers the surface and side surfaces on the rear end side of the polymer actuator element 20, and supports the polymer actuator element 20 by fixing the rear end portion. The soft portion 33B is provided in a portion of the polymer actuator element 20 that is not covered with the hard portion 33A among the distal end portion of the main body 10 and the wirings 31 and 32 provided on the outer peripheral surface of the main body 10. The protective layer 33 is not essential, but is preferably provided from the viewpoint of keeping the use environment dependency low. In particular, the hard portion 33A is preferably provided because the movable range of the tip of the main body 10 can be increased by supporting the polymer actuator element 20. That is, the provision of the protective layer 33 reduces the use environment dependency, and the provision of the hard portion 33A increases the movable range of the movable portion of the tubular driver 1.

保護層33を構成する材料は、絶縁性の樹脂材料などであり、具体的には、硬質部33Aを構成する材料としては、例えば、エポキシ樹脂などが挙げられ、軟質部33Bを構成する材料としては、例えば、本体10の構成材料と同じ材料が挙げられる。   The material constituting the protective layer 33 is an insulating resin material. Specifically, examples of the material constituting the hard portion 33A include an epoxy resin, and the material constituting the soft portion 33B. For example, the same material as the constituent material of the main body 10 may be used.

[チューブ状駆動体の製造方法]
チューブ状駆動体1は、例えば、以下の様にして形成することができる。
[Manufacturing Method of Tubular Driver]
The tubular driver 1 can be formed as follows, for example.

まず、例えば、本体10を用意し、そののち本体10の外周面上に配線31を、例えば印刷法により形成する。   First, for example, the main body 10 is prepared, and then the wiring 31 is formed on the outer peripheral surface of the main body 10 by, for example, a printing method.

その一方で、ポリマーアクチュエータ素子20を作製する。この場合、例えば、分散媒に導電性材料粉末と導電性高分子とを分散させた塗料をイオン導電性高分子膜21の両面に塗布したのち分散媒を揮発させて電極22A,22Bを形成すると共に、イオン導電性高分子膜21に陽イオン物質を含浸させる。続いて、必要に応じて、所定の大きさになるように、イオン導電性高分子膜21および電極22A,22Bを裁断し、必要に応じて陽イオン物質が揮発しないように、裁断面を封止する。   On the other hand, the polymer actuator element 20 is produced. In this case, for example, a coating material in which a conductive material powder and a conductive polymer are dispersed in a dispersion medium is applied to both surfaces of the ion conductive polymer film 21, and then the dispersion medium is volatilized to form the electrodes 22A and 22B. At the same time, the ion conductive polymer film 21 is impregnated with a cationic substance. Subsequently, if necessary, the ion conductive polymer film 21 and the electrodes 22A and 22B are cut so as to have a predetermined size, and if necessary, the cut surface is sealed so that the cationic substance does not volatilize. Stop.

次に、本体10の所定の部分(ここでは先端部分)とポリマーアクチュエータ素子20の電極22A側の面とを接着すると共に、電極22Aと配線31とを接続する。続いて、例えば印刷法により配線32を、ポリマーアクチュエータ素子20の電極22B上および本体10の外周面上に形成する。   Next, a predetermined portion (here, the tip portion) of the main body 10 and the surface of the polymer actuator element 20 on the electrode 22A side are bonded, and the electrode 22A and the wiring 31 are connected. Subsequently, the wiring 32 is formed on the electrode 22B of the polymer actuator element 20 and the outer peripheral surface of the main body 10 by, for example, a printing method.

最後に、ポリマーアクチュエータ素子20の後端側に硬質部33Aを設けると共に、ポリマーアクチュエータ素子20および配線31,32を覆うように軟質部33Bを設けることにより、保護層33を形成する。これにより、チューブ状駆動体1が完成する。   Finally, the protective layer 33 is formed by providing the hard portion 33A on the rear end side of the polymer actuator element 20 and providing the soft portion 33B so as to cover the polymer actuator element 20 and the wirings 31 and 32. Thereby, the tubular drive body 1 is completed.

このチューブ状駆動体1では、電圧印加手段により配線31,32を介してポリマーアクチュエータ素子20に対して駆動電圧を印加すると、図2(A)の状態から図2(B)あるいは図2(C)の状態に動作する。具体的には、電極22Aがプラスの電位、電極22Bがマイナスの電位となるように、ポリマーアクチュエータ素子20に対して駆動電圧を印加すると、ポリマーアクチュエータ素子20が電極22A側に湾曲あるいは屈曲する。このポリマーアクチュエータ素子20の変形に対応して、本体10も変形することにより、図2(B)に示した状態となる。その一方で、電極22Aがマイナスの電位、電極22Bがプラスの電位となるように、ポリマーアクチュエータ素子20に対して駆動電圧を印加すると、ポリマーアクチュエータ素子20が電極22B側に湾曲あるいは屈曲する。これにより、図2(C)に示した状態となる。   In this tubular driver 1, when a driving voltage is applied to the polymer actuator element 20 via the wires 31 and 32 by the voltage applying means, the state shown in FIG. 2 (A) is changed from FIG. 2 (B) or FIG. ) Works. Specifically, when a driving voltage is applied to the polymer actuator element 20 so that the electrode 22A has a positive potential and the electrode 22B has a negative potential, the polymer actuator element 20 is bent or bent toward the electrode 22A. Corresponding to the deformation of the polymer actuator element 20, the main body 10 is also deformed to be in the state shown in FIG. On the other hand, when a driving voltage is applied to the polymer actuator element 20 so that the electrode 22A has a negative potential and the electrode 22B has a positive potential, the polymer actuator element 20 is bent or bent toward the electrode 22B. As a result, the state shown in FIG.

本実施の形態では、ポリマーアクチュエータ素子20を任意のタイミングで駆動させると、チューブ状駆動体1では、ポリマーアクチュエータ素子20が設けられた先端部分において、本体10の半径方向のうちの1方向およびその反対方向に変形する。すなわち、本実施の形態によれば、使用環境依存性を低く抑え、先端部分を所望のタイミングで変形させることができる。よって、チューブ状駆動体1を、目的とする狭い空間や場所が複雑な形状を有するものであっても、容易に挿入あるいは設置できる。このため、能動カテーテルなどの医療用チューブや、ファイバスコープの導入チューブとして用いることができる。特に、ポリマーアクチュエータ素子20が本体10の外周面に設けられているため、本体10の内部に液体を流しても、その液体の組成に依存することなく動作する。よって、目的とした場所に、所定の液体を送り込むこともできる。   In the present embodiment, when the polymer actuator element 20 is driven at an arbitrary timing, in the tubular driver 1, at the tip portion where the polymer actuator element 20 is provided, one of the radial directions of the main body 10 and its direction Deforms in the opposite direction. That is, according to the present embodiment, it is possible to keep the dependence on the use environment low and to deform the tip portion at a desired timing. Therefore, the tubular driver 1 can be easily inserted or installed even if the target narrow space or place has a complicated shape. For this reason, it can be used as a medical tube such as an active catheter or a fiberscope introduction tube. In particular, since the polymer actuator element 20 is provided on the outer peripheral surface of the main body 10, even if a liquid is caused to flow inside the main body 10, the polymer actuator element 20 operates without depending on the composition of the liquid. Therefore, a predetermined liquid can be sent to the intended place.

この場合、ポリマーアクチュエータ素子20に含まれる陽イオン物質としてイオン液体を用いれば、使用環境依存性をより低く抑えることができる。   In this case, if an ionic liquid is used as the cationic substance contained in the polymer actuator element 20, the use environment dependency can be further reduced.

特に、本実施の形態では、保護層33が設けられているので、先端部分の可動範囲を大きくすることができると共に、使用環境依存性をさらに低く抑えることができる。   In particular, in the present embodiment, since the protective layer 33 is provided, the movable range of the tip portion can be increased, and the use environment dependency can be further reduced.

なお、本実施の形態では、保護層33をチューブ状駆動体1の一部に設けたが、保護層33は、チューブ状駆動体1の外周面全体にわたって形成されていてもよいし、形成されていなくてもよい。また、保護層33では、硬質部33A上を軟質部33Bが覆っていてもよい。これによっても、上記と同様に作用し、同様の効果が得られる。このことについては、以降で説明する実施の形態および変形例についても同様である。   In the present embodiment, the protective layer 33 is provided on a part of the tubular driver 1. However, the protective layer 33 may or may be formed over the entire outer peripheral surface of the tubular driver 1. It does not have to be. In the protective layer 33, the soft portion 33B may cover the hard portion 33A. This also acts in the same manner as described above, and the same effect can be obtained. The same applies to the embodiments and modifications described below.

次に、本発明の他の実施の形態およびその変形例を説明するが、第1の実施の形態と共通の構成要素については、同一の符号を付してその説明は省略する。   Next, other embodiments of the present invention and modifications thereof will be described. Components that are the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

<2.第2の実施の形態>
図5は第2の実施の形態に係るチューブ状駆動体2の主要部の構成を表している。第1の実施の形態では、チューブ状駆動体1が1つのポリマーアクチュエータ素子20を有していたが、本実施の形態では、ポリマーアクチュエータ素子を2つ備えている。それに伴いチューブ状駆動体2は、各ポリマーアクチュエータ素子20A,20Bに接続された配線31A,32A,31B,32Bを備えている。なお、図5では、保護層33を省略して表している。
<2. Second Embodiment>
FIG. 5 shows the configuration of the main part of the tubular drive body 2 according to the second embodiment. In the first embodiment, the tubular driver 1 has one polymer actuator element 20, but in this embodiment, two tubular polymer actuator elements are provided. Accordingly, the tubular drive body 2 includes wires 31A, 32A, 31B, and 32B connected to the polymer actuator elements 20A and 20B. In FIG. 5, the protective layer 33 is omitted.

ポリマーアクチュエータ素子20A,20Bは、本体10の先端部分の外周面上において、本体10を間にして対向して設けられている。ポリマーアクチュエータ素子20Aは配線31A,32Aと、ポリマーアクチュエータ素子20Bは配線31B、32Bとそれぞれ電気的に接続されている。   The polymer actuator elements 20 </ b> A and 20 </ b> B are provided on the outer peripheral surface of the distal end portion of the main body 10 so as to face each other with the main body 10 therebetween. The polymer actuator element 20A is electrically connected to the wirings 31A and 32A, and the polymer actuator element 20B is electrically connected to the wirings 31B and 32B.

各ポリマーアクチュエータ素子20A,20Bは、第1の実施の形態において説明したポリマーアクチュエータ素子20と同様の構成を有している。すなわち、ポリマーアクチュエータ素子20Aでは、電極22Aが本体10側に設けられ、配線31Aと接続し、電極22Bが保護層33側に設けられ、配線32Aと接続している。また、ポリマーアクチュエータ素子20Bでは、電極22Aが本体10側に設けられ、配線31Bと接続し、電極22Bが保護層33側に設けられ、配線32Bと接続している。   Each polymer actuator element 20A, 20B has the same configuration as the polymer actuator element 20 described in the first embodiment. That is, in the polymer actuator element 20A, the electrode 22A is provided on the main body 10 side and connected to the wiring 31A, and the electrode 22B is provided on the protective layer 33 side and connected to the wiring 32A. In the polymer actuator element 20B, the electrode 22A is provided on the main body 10 side and connected to the wiring 31B, and the electrode 22B is provided on the protective layer 33 side and connected to the wiring 32B.

配線31A,32A,31B,32Bは、互いに接触しないように配置されている。これらの配線31A,32A,31B,32Bは、第1の実施の形態において説明した配線31,32と同様の構成を有している。   The wirings 31A, 32A, 31B, and 32B are arranged so as not to contact each other. These wirings 31A, 32A, 31B, and 32B have the same configuration as the wirings 31 and 32 described in the first embodiment.

なお、保護層33は、上記したチューブ状駆動体1と同様に設けられている。すなわち、本体10の外周面の一部と、ポリマーアクチュエータ素子20A,20Bおよび配線31A,31Bの上面および側面と、配線32A,32Bのポリマーアクチュエータ素子20A,20Bに覆われていない部分とを覆っている。   The protective layer 33 is provided in the same manner as the tubular driver 1 described above. That is, covering a part of the outer peripheral surface of the main body 10, the upper surfaces and side surfaces of the polymer actuator elements 20A and 20B and the wirings 31A and 31B, and the portions of the wirings 32A and 32B that are not covered by the polymer actuator elements 20A and 20B. Yes.

チューブ状駆動体2は、上記したチューブ状駆動体1と同様に製造することができる。   The tubular drive body 2 can be manufactured in the same manner as the tubular drive body 1 described above.

このチューブ状駆動体2では、上記したチューブ状駆動体1と同様に駆動させることができる。よって、本実施の形態によれば、使用環境依存性が低く、先端部分を所望のタイミングで変形させることができる。   The tubular drive body 2 can be driven in the same manner as the tubular drive body 1 described above. Therefore, according to the present embodiment, the use environment dependency is low, and the tip portion can be deformed at a desired timing.

特に、本実施の形態では、2つのポリマーアクチュエータ素子20A,20Bが本体10を介して対向している。これにより、ポリマーアクチュエータ素子20A,20Bのうちのいずれか一方を駆動させれば、本体10を、ポリマーアクチュエータ素子20A側あるいはポリマーアクチュエータ素子20B側に曲げることができる。このため、一方に曲げたあとに他方に曲げる場合に、各ポリマーアクチュエータ素子20A,20Bの電極22A,22Bにおける電位の切換えしなくても駆動させることができる。また、本体10がいずれか一方の側に曲がるようにポリマーアクチュエータ素子20A,20Bを同時に駆動させるようにすれば、一方に曲げる力が本体10に強くかかるため、先端部分の可動範囲を大きくすることができる。   In particular, in the present embodiment, the two polymer actuator elements 20A and 20B are opposed to each other through the main body 10. Thereby, if any one of the polymer actuator elements 20A and 20B is driven, the main body 10 can be bent toward the polymer actuator element 20A side or the polymer actuator element 20B side. For this reason, when it is bent to one side after being bent to one side, it can be driven without switching the potential at the electrodes 22A and 22B of the polymer actuator elements 20A and 20B. Further, if the polymer actuator elements 20A and 20B are simultaneously driven so that the main body 10 bends to one of the sides, the force to bend to one side is strongly applied to the main body 10, so that the movable range of the tip portion is increased. Can do.

本実施の形態におけるその他の作用効果は、第1の実施の形態と同様である。   Other functions and effects in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.

<3.第2の実施の形態の変形例>
図6は変形例に係るチューブ状駆動体3の主要部の構成を表している。本変形例では、ポリマーアクチュエータ素子20A,20Bが本体10を介して対向しないことを除き、第2の実施の形態と同様の構成を有し、同様に製造することができる。なお、図6では、保護層33を省略して表している。
<3. Modification of Second Embodiment>
FIG. 6 illustrates a configuration of a main part of the tubular driver 3 according to the modification. In this modification, the polymer actuator elements 20A and 20B have the same configuration as that of the second embodiment except that the polymer actuator elements 20A and 20B do not face each other through the main body 10, and can be manufactured in the same manner. In FIG. 6, the protective layer 33 is omitted.

チューブ状駆動体3では、各ポリマーアクチュエータ素子20A,20Bは、それぞれの電極22A,22B形成面に対する垂直方向が約90°に交わるように設けられている。   In the tubular driver 3, the polymer actuator elements 20A and 20B are provided so that the direction perpendicular to the surfaces on which the electrodes 22A and 22B are formed intersects at about 90 °.

これにより、本変形例のチューブ状駆動体3では、使用環境依存性が低く、先端部分を所望のタイミングで変形させることができる。さらに、ポリマーアクチュエータ素子20Aの変形する方向およびポリマーアクチュエータ素子20Bの変形する方向に、先端部分を曲げさせることができる。その上、各ポリマーアクチュエータ20A,20Bの変形する方向および変形量を制御することにより、先端部分を本体10の半径方向の全てに曲げることができる。その他の作用効果は、第2の実施の形態と同様である。   Thereby, in the tube-shaped drive body 3 of this modification, use environment dependence is low and can deform | transform a front-end | tip part at a desired timing. Furthermore, the tip portion can be bent in the direction in which the polymer actuator element 20A is deformed and the direction in which the polymer actuator element 20B is deformed. In addition, the tip portion can be bent in all the radial directions of the main body 10 by controlling the direction and amount of deformation of each polymer actuator 20A, 20B. Other functions and effects are the same as those of the second embodiment.

<4.第3の実施の形態>
図7は第3の実施の形態に係るチューブ状駆動体4の主要部の構成を表している。本実施の形態のチューブ状駆動体4は、さらに2つのポリマーアクチュエータ素子20C,20Dを備えたことを除き、第2の実施の形態と同様の構成を有している。これに伴い、チューブ状駆動体4は、各ポリマーアクチュエータ素子20C,20Dに接続された配線31C,32C,31D,32Dをさらに備えている。なお、図7では、保護層33を省略して表している。
<4. Third Embodiment>
FIG. 7 shows the configuration of the main part of the tubular driver 4 according to the third embodiment. The tubular driver 4 of the present embodiment has the same configuration as that of the second embodiment except that it further includes two polymer actuator elements 20C and 20D. Accordingly, the tubular drive body 4 further includes wirings 31C, 32C, 31D, and 32D connected to the polymer actuator elements 20C and 20D. In FIG. 7, the protective layer 33 is omitted.

ポリマーアクチュエータ素子20C,20Dは、本体10の先端部分の外周面上において、ポリマーアクチュエータ素子20A,20Bが互いに対向する方向と直交する方向に本体10を間にして対向している。ポリマーアクチュエータ素子20Cは配線31C,32Cと、ポリマーアクチュエータ素子20Dは配線31D,32Dとそれぞれ電気的に接続されている。   The polymer actuator elements 20C and 20D are opposed to each other on the outer peripheral surface of the distal end portion of the main body 10 with the main body 10 therebetween in a direction perpendicular to the direction in which the polymer actuator elements 20A and 20B are opposed to each other. The polymer actuator element 20C is electrically connected to the wirings 31C and 32C, and the polymer actuator element 20D is electrically connected to the wirings 31D and 32D.

ポリマーアクチュエータ素子20C,20Dは、第1の実施の形態において説明したポリマーアクチュエータ素子20と同様の構成を有している。すなわち、ポリマーアクチュエータ素子20Cでは、電極22Aは、本体10側に設けられ、配線31Cと接続し、電極22Bは、保護層33側に設けられ、配線32Cと接続している。また、ポリマーアクチュエータ素子20Dでは、電極22Aは本体10側に設けられ、配線31Dと接続し、電極22Bが保護層33側に設けられ、配線32Dと接続している。   The polymer actuator elements 20C and 20D have the same configuration as the polymer actuator element 20 described in the first embodiment. That is, in the polymer actuator element 20C, the electrode 22A is provided on the main body 10 side and connected to the wiring 31C, and the electrode 22B is provided on the protective layer 33 side and connected to the wiring 32C. In the polymer actuator element 20D, the electrode 22A is provided on the main body 10 side and connected to the wiring 31D, and the electrode 22B is provided on the protective layer 33 side and connected to the wiring 32D.

配線31A,32A,31B,32B,31C,32C,31D,32Dは、互いに接触しないように配置されている。配線31C,32C,31D,32Dも第1の実施の形態において説明した配線31,32と同様の構成を有している。   The wirings 31A, 32A, 31B, 32B, 31C, 32C, 31D, and 32D are arranged so as not to contact each other. The wirings 31C, 32C, 31D, and 32D have the same configuration as the wirings 31 and 32 described in the first embodiment.

なお、保護層33は、上記したチューブ状駆動体1〜3と同様に形成されている。具体的には、保護層33は、本体10の外周面の一部と、各ポリマーアクチュエータ素子20A〜20Dおよび配線31A〜31Dの上面および側面と、配線32A〜32Dのポリマーアクチュエータ素子20A〜20Dに覆われていない部分とを覆っている。   In addition, the protective layer 33 is formed similarly to the above-described tubular driving bodies 1 to 3. Specifically, the protective layer 33 is formed on a part of the outer peripheral surface of the main body 10, the upper surfaces and side surfaces of the polymer actuator elements 20A to 20D and the wirings 31A to 31D, and the polymer actuator elements 20A to 20D of the wirings 32A to 32D. Covers uncovered parts.

チューブ状駆動体4は、上記したチューブ状駆動体1〜3と同様に製造することができる。   The tubular drive body 4 can be manufactured in the same manner as the tubular drive bodies 1 to 3 described above.

このチューブ状駆動体4では、上記したチューブ状駆動体3と同様に駆動させることができる。よって、本実施の形態によれば、使用環境依存性が低く、先端部分を所望のタイミングで変形させることができる。   The tubular drive body 4 can be driven in the same manner as the tubular drive body 3 described above. Therefore, according to the present embodiment, the use environment dependency is low, and the tip portion can be deformed at a desired timing.

特に、本実施の形態では、ポリマーアクチュエータ素子20A,20Bの組とポリマーアクチュエータ素子20C,20Dの組とを備え、各組の素子同士が本体10を間にして対向している。これにより、ポリマーアクチュエータ素子20A〜20Dのうちのいずれか1つの素子を駆動させれば、本体10をポリマーアクチュエータ素子20A〜20Dのうちのいずれか1つの側に曲げることができる。その上、ポリマーアクチュエータ20A〜20Dのうちの2つの変形する方向および変形量を制御することにより、先端部分を本体10の半径方向の全てに曲げることができる。このため、1つの方向に曲げたあとに他の方向に曲げる場合に、各ポリマーアクチュエータ素子20A〜20Dの電極22A,22Bにおける電位の切換えしなくても駆動させることができる。また、本体10が1つの方向に曲がるようにポリマーアクチュエータ素子20A〜20Dのうちの2つ以上を同時に駆動させるようにすれば、一方に曲げる力が本体10に強くかかるため、先端部分の可動範囲を大きくすることができる。チューブ状駆動体4のその他の作用効果は、上記したチューブ状駆動体1〜3と同様である。   In particular, in the present embodiment, a set of polymer actuator elements 20A and 20B and a set of polymer actuator elements 20C and 20D are provided, and the elements of each set face each other with the main body 10 in between. Thereby, if any one of the polymer actuator elements 20A to 20D is driven, the main body 10 can be bent to any one of the polymer actuator elements 20A to 20D. In addition, by controlling the direction and amount of deformation of two of the polymer actuators 20 </ b> A to 20 </ b> D, the tip portion can be bent in all the radial directions of the main body 10. For this reason, when bending in one direction after bending in one direction, the polymer actuator elements 20A to 20D can be driven without switching the potential at the electrodes 22A and 22B. In addition, if two or more of the polymer actuator elements 20A to 20D are simultaneously driven so that the main body 10 bends in one direction, the bending force is strongly applied to the main body 10, so that the movable range of the tip portion Can be increased. Other functions and effects of the tubular drive body 4 are the same as those of the tubular drive bodies 1 to 3 described above.

<5.第3の実施の形態の変形例>
上記した第3の実施の形態では、ポリマーアクチュエータ素子20A〜20Dの一端と本体10の先端とが略同一面上に揃うように設けられていたが、ポリマーアクチュエータ素子20A〜20Dは、本体10の先端よりも後退していてもよい。また、第3の実施の形態では、ポリマーアクチュエータ素子20A〜20Dが、本体10の外周面上に、それぞれが隣り合うように設けられていたが、図8に示したようになっていてもよい。具体的には、ポリマーアクチュエータ素子20C,20Dがポリマーアクチュエータ素子20A,20Bよりも後退して設けられていてもよい。図8は第3の実施の形態の変形例に係るチューブ状駆動体の主要部を模式的に表している。いずれの場合においても、第3の実施の形態と同様に作用し、同様の効果を得ることができる。
<5. Modification of Third Embodiment>
In the third embodiment described above, one end of the polymer actuator elements 20A to 20D and the tip of the main body 10 are provided so as to be aligned on substantially the same plane, but the polymer actuator elements 20A to 20D It may be retracted from the tip. Further, in the third embodiment, the polymer actuator elements 20A to 20D are provided on the outer peripheral surface of the main body 10 so as to be adjacent to each other, but may be as shown in FIG. . Specifically, the polymer actuator elements 20C and 20D may be provided so as to recede from the polymer actuator elements 20A and 20B. FIG. 8 schematically shows a main part of a tubular drive body according to a modification of the third embodiment. In any case, the same effect as in the third embodiment can be obtained.

以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態等において説明した態様に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態等では、1または複数のポリマーアクチュエータ素子をチューブ状の本体の先端部分の外周面上に設けるようにしたが、本体の先端部分以外の部分に設けてもよい。   While the present invention has been described with reference to the embodiment and the modification, the present invention is not limited to the aspect described in the above embodiment and the like, and various modifications can be made. For example, in the above embodiment and the like, one or a plurality of polymer actuator elements are provided on the outer peripheral surface of the distal end portion of the tubular main body, but may be provided on a portion other than the distal end portion of the main body.

また、上記実施の形態等では、本体の中心軸を中心にして回転する方向に並ぶように、複数のポリマーアクチュエータ素子を設けた場合について説明したが、ポリマーアクチュエータ素子は、本体の長手方向に並んで設けられていてもよい。   In the above-described embodiment and the like, the case where a plurality of polymer actuator elements are provided so as to be arranged in the direction of rotation about the central axis of the main body has been described. However, the polymer actuator elements are arranged in the longitudinal direction of the main body. May be provided.

また、上記実施の形態等では、ポリマーアクチュエータ素子として矩形状のものを用いた場合について説明したが、ポリマーアクチュエータ素子の形状は、それに限られない。例えば、楕円形のものや、三角形のものや、多角形のものであってもよい。その場合においても、ポリマーアクチュエータ素子を、その長さ方向が本体の長手方向と平行になるように設けるようにすれば、チューブ状駆動体の可動範囲をより大きくすることができる。   Moreover, although the case where the rectangular shape was used as a polymer actuator element was demonstrated in the said embodiment etc., the shape of a polymer actuator element is not restricted to it. For example, an elliptical shape, a triangular shape, or a polygonal shape may be used. Even in such a case, if the polymer actuator element is provided so that its length direction is parallel to the longitudinal direction of the main body, the movable range of the tubular driver can be increased.

さらに、上記実施の形態等では、チューブ状の本体として円筒形状のものを用いた場合について説明したが、それに限られず、本体の断面が四角形のものや、三角形のものや、多角形のものや、楕円のものなどでもよい。また、本体は、先端から後端までの全ての間で中空になっていなくてもよい。例えば、本体の中空領域にレンズ等を搭載して能動ファイバスコープとしてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiments and the like, the case where a cylindrical body is used as the tube-shaped main body has been described. However, the present invention is not limited to this, and the cross section of the main body is rectangular, triangular, polygonal, It may be oval. Moreover, the main body does not need to be hollow between all from the front end to the rear end. For example, a lens or the like may be mounted in the hollow area of the main body to form an active fiber scope.

1,2,3,4…チューブ状駆動体、10…本体、20,20A,20B,20C,20D…ポリマーアクチュエータ素子、21…イオン導電性高分子膜、22A,22B…電極、31,31A,31B,31C,31D,32,32A,32B,32C,32D…配線、33…保護層、33A…硬質部、33B…軟質部、40…電圧印加手段。   1, 2, 3, 4 ... Tubular drive body, 10 ... Main body, 20, 20A, 20B, 20C, 20D ... Polymer actuator element, 21 ... Ion conductive polymer film, 22A, 22B ... Electrode, 31, 31A, 31B, 31C, 31D, 32, 32A, 32B, 32C, 32D ... wiring, 33 ... protective layer, 33A ... hard portion, 33B ... soft portion, 40 ... voltage applying means.

Claims (10)

チューブ状の本体と、前記本体の外周面に設けられると共に前記本体を前記本体の長手方向に対して直交する方向に変形させる1または複数のポリマーアクチュエータ素子と
を備えたチューブ状駆動体。
A tube-shaped drive body comprising: a tube-shaped main body; and one or a plurality of polymer actuator elements that are provided on an outer peripheral surface of the main body and deform the main body in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the main body.
前記ポリマーアクチュエータ素子は、一対の電極の間に、陽イオン物質が含浸されたイオン導電性高分子膜を有する、請求項1記載のチューブ状駆動体。   The tubular actuator according to claim 1, wherein the polymer actuator element includes an ion conductive polymer film impregnated with a cationic substance between a pair of electrodes. 前記ポリマーアクチュエータ素子を複数有する請求項1記載のチューブ状駆動体。   The tubular drive body according to claim 1, comprising a plurality of the polymer actuator elements. 前記複数のポリマーアクチュエータ素子を前記本体の外周方向に有する請求項3記載のチューブ状駆動体。   The tubular drive body according to claim 3, wherein the plurality of polymer actuator elements are provided in an outer peripheral direction of the main body. 前記複数のポリマーアクチュエータ素子を前記本体の先端部分に有する請求項4記載のチューブ状駆動体。   The tubular drive body according to claim 4, wherein the plurality of polymer actuator elements are provided at a distal end portion of the main body. 前記ポリマーアクチュエータ素子の組を2組有し、各組の素子同士が前記本体を間にして互いに対向している請求項1記載のチューブ状駆動体。   The tube-shaped drive body according to claim 1, wherein two sets of the polymer actuator elements are provided, and each set of elements faces each other with the main body interposed therebetween. 前記2組のポリマーアクチュエータ素子は、それぞれ前記本体の先端部分に設けられている請求項6記載のチューブ状駆動体。   The tube-shaped drive body according to claim 6, wherein the two sets of polymer actuator elements are respectively provided at a tip portion of the main body. 前記ポリマーアクチュエータ素子を覆う保護層を有する請求項1記載のチューブ状駆動体。   The tubular driver according to claim 1, further comprising a protective layer covering the polymer actuator element. 能動カテーテルとして用いられる請求項1記載のチューブ状駆動体。   The tubular drive body according to claim 1, which is used as an active catheter. ファイバスコープの導入チューブとして用いられる請求項1記載のチューブ状駆動体。   The tubular drive body according to claim 1, which is used as an introduction tube of a fiberscope.
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WO2012063701A1 (en) * 2010-11-12 2012-05-18 ソニー株式会社 Drive device, method of manufacturing thereof, lens module, and image-pickup device
WO2018088438A1 (en) 2016-11-10 2018-05-17 デクセリアルズ株式会社 Fluid system, medical system, sensor, circuit piping member, attachment jig, and attachment method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012063701A1 (en) * 2010-11-12 2012-05-18 ソニー株式会社 Drive device, method of manufacturing thereof, lens module, and image-pickup device
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