JP2013255397A - 高分子アクチュエータデバイスシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】充分な封止効果があり高分子アクチュエータの変形を阻害しない封止部材を用いた寿命の長い高分子アクチュエータデバイスシステムを提供することを目的とする。
【解決手段】、電解質層11と、電解質層11の厚さ方向に電解質層11を挟んで対向して設けられた第1の電極層12Aと第2の電極層12Aと、を備え、第1の電極層12Aと第2の電極層12Bとの間の電圧に応じて変形する高分子アクチュエータ13と、高分子アクチュエータ13の全体を包み込むように被覆する封止部材15と、を有した高分子アクチュエータデバイスシステムS11において、封止部材15は、樹脂層15jと無機層15sとの二層を有し、封止部材15の厚みが1ミクロンから5ミクロンであって、封止部材15の厚さ方向の外側には、摩耗防止体17を有することを特徴としている。
【選択図】図3

Description

本発明は、電極層間の電圧に応じて変形する高分子アクチュエータに関し、特に、層構成を改良した高分子アクチュエータデバイスシステムに関する。
各種電子機器において、小型で且つ軽量で柔軟性に富むアクチュエータの必要性が高まっており、この要求に対して、高分子伸縮式の高分子アクチュエータが期待されている。
高分子アクチュエータには、電解質として水を用いているものがあり、水分が蒸発すると動作しなくなるため、高分子アクチュエータの全体を包み込むように被覆した封止構造をとるものがある。また、電解質として有機溶媒やイオン液体など水以外のものを用いる場合であっても、結露や過湿などによる悪影響を避けるため、同様な封止構造を必要とする場合がある。
このような封止構造をとった高分子アクチュエータとして、特許文献1では、図22に示すアクチュエータ900が提案されている。図22は、従来例のアクチュエータ900の構造を説明した断面図である。図22に示すアクチュエータ900は、アクチュエータ本体915と、アクチュエータ本体915を挟んで配設された電極925a及び電極925bと、電極925a及び電極925bの外側に配設された金属層944と、電極925a及び電極925bに電圧を印加する導電線942と、それら全体を包むように被覆する封止フィルム930と、を備えて構成されている。そして、封止フィルム930は、外気を遮断する性能をもっている。これにより、アクチュエータ本体915、電極925a及び電極925bが外部と遮断されているので、アクチュエータ900を、水中、溶媒中、空気中等の各種雰囲気中で長期間にわたって特性を良好に維持しながら安定して動作させることができるとしている。更に、封止フィルム930がアクチュエータ全体(アクチュエータ本体915、電極925a及び電極925b)を保護するものとして作用しているとしている。
特開2008−35682号公報
しかし、この種の封止フィルム930は、膜厚が厚く、アクチュエータ全体を保護するとともに、アクチュエータ全体と外部とを遮断することはできるが、その膜厚が厚いが故に、この封止フィルム930が悪影響を及ぼし、アクチュエータの変形を阻害すると言った問題があった。そこで、アクチュエータの変形に対して影響を及ぼさないように、封止部材の膜厚をできるだけ薄くすることが考えられるが、単に封止部材の膜厚を薄くすると、このアクチュエータに外力が加わった際に、封止部材が破壊してしまい、アクチュエータの寿命が低下してしまうと言う新たな問題が生じた。
本発明は、上述した課題を解決するもので、充分な封止効果があり高分子アクチュエータの変形を阻害しない封止部材を用いた寿命の長い高分子アクチュエータデバイスシステムを提供することを目的とする。
この課題を解決するために、本発明の請求項1による高分子アクチュエータデバイスシステムは、電解質層と、前記電解質層の厚さ方向に前記電解質層を挟んで対向して設けられた第1の電極層と第2の電極層と、を備え、前記第1の電極層と前記第2の電極層との間の電圧に応じて変形する高分子アクチュエータと、前記高分子アクチュエータの全体を包み込むように被覆する封止部材と、を有した高分子アクチュエータデバイスシステムにおいて、前記封止部材は、樹脂層と無機層との二層を有し、前記封止部材の厚みが1ミクロンから5ミクロンであって、前記封止部材の前記厚さ方向の外側には、摩耗防止体を有することを特徴としている。
また、本発明の請求項2による高分子アクチュエータデバイスシステムは、前記摩耗防止体は、前記高分子アクチュエータデバイスシステムの支持部分と前記高分子アクチュエータデバイスシステムの駆動する作用部分との少なくともいずれかに設けられていることを特徴としている。
また、本発明の請求項3による高分子アクチュエータデバイスシステムは、前記第1の電極層と電気的に接続し前記電圧を付与するための第1端子と、前記第2の電極層と電気的に接続し前記電圧を付与するための第2端子と、を有し、前記第1端子と前記第2端子とで挟持された構造体を設け、前記第1端子及び前記第2端子の一部と、前記構造体の少なくとも一部とを、前記封止部材で覆ったことを特徴としている。
また、本発明の請求項4による高分子アクチュエータデバイスシステムは、前記封止部材の一部が蛇腹状の形状を有していることを特徴としている。
また、本発明の請求項5による高分子アクチュエータデバイスシステムは、前記高分子アクチュエータと前記封止部材との間に、水分を吸収する吸収体を有していることを特徴としている。
また、本発明の請求項6による高分子アクチュエータデバイスシステムは、前記吸収体は、粒子状の粉体からなり、前記封止部材の片側には、前記高分子アクチュエータと前記封止部材とを接着する粘着層を有し、前記粘着層の前記封止部材側に、前記吸収体が設けられていることを特徴としている。
請求項1の発明によれば、本発明の高分子アクチュエータデバイスシステムは、厚みが1ミクロンから5ミクロンと薄い封止部材であるため高分子アクチュエータの変形を阻害しない。また、封止部材の外側に摩耗防止体を有しているので、外部からこの封止部材に力が加えられようとしても、この摩耗防止体により、封止部材にダメージが加えられるのを防止することができる。このことにより、封止部材の破壊を防ぐことができ、高分子アクチュエータデバイスシステムの寿命をより伸ばすことができる。したがって、充分な封止効果があり高分子アクチュエータの変形を阻害しない封止部材を用いた寿命の長い高分子アクチュエータデバイスシステムを提供することができる。
請求項2の発明によれば、本発明の高分子アクチュエータデバイスシステムは、摩耗防止体が高分子アクチュエータの作用部分と支持部分との少なくともいずれかに設けられているので、外部から最も力が加わる作用部分や支持部分に力が加えられても、この摩耗防止体により、封止部材にダメージが加えられるのをより防止することができる。このことにより、封止部材の破壊を防ぐことができ、高分子アクチュエータデバイスシステムの寿命をより一層伸ばすことができる。
請求項3の発明によれば、本発明の高分子アクチュエータデバイスシステムは、第1端子と第2端子とで挟持された構造体を設けたので、この端子部分が補強された状態となり、この構造体が配設された部分を高分子アクチュエータデバイスシステムの支持部分とすることができる。このことにより、外部から最も力が加わる支持部分に力が加えられても、封止部材の破壊を防ぐことができ、高分子アクチュエータデバイスシステムの寿命をより一層伸ばすことができる。
請求項4の発明によれば、本発明の高分子アクチュエータデバイスシステムは、封止部材の一部が蛇腹状の形状を有しているので、この蛇腹状の形状部分が封止部材の余裕部分となり、高分子アクチュエータの変形に際し、高分子アクチュエータの変形を妨げないようにしている。このことにより、高分子アクチュエータデバイスシステムの変形がより一層容易に行われる。
請求項5の発明によれば、本発明の高分子アクチュエータデバイスシステムは、高分子アクチュエータと封止部材との間に、水分を吸収する吸収体を有しているので、封止部材により高分子アクチュエータの全体を包み込んだ後、この吸収体が封止部材の中に残存している水分を吸収することができる。このため、水分に対して耐性が低い電解質層及び電極層を保護することができ、電解質層及び電極層の水分による劣化をより防止することができる。このことにより、高分子アクチュエータデバイスシステムの寿命をより一層伸ばすことができる。
請求項6の発明によれば、本発明の高分子アクチュエータデバイスシステムは、吸収体が粒子状の粉体なので、高分子アクチュエータと封止部材との間の粘着層に、より多くの吸収体を設けたとしても、高分子アクチュエータの変形を妨げることが少ない。このことにより、高分子アクチュエータデバイスシステムの変形が容易に行われる。更に、封止部材側に吸収体が設けられているので、結果として、高分子アクチュエータと離れた位置に配設されることとなる。このため、水分を吸収した吸収体が高分子アクチュエータへの悪影響を及ぼすのを低減することができる。このことにより、高分子アクチュエータデバイスシステムの寿命を益々より一層伸ばすことができる。
したがって、本発明の高分子アクチュエータデバイスシステムは、変形し易くしかも寿命の長い高分子アクチュエータデバイスシステムを提供できる。
本発明の第1実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムを説明する模式図であって、高分子アクチュエータデバイスシステムの斜視図である。 本発明の第1実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムを説明する模式図であって、図1に示すZ1側から見た平面図である。 本発明の第1実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムを説明する模式図であって、図2に示すIII−III線における断面図である。 本発明の第1実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムを説明する模式図であって、図3に示すP部分の拡大断面図である。 本発明の第1実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムに用いた高分子アクチュエータの動作原理について説明した模式図である。 本発明の第2実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムを説明する模式図であって、高分子アクチュエータデバイスシステムの斜視図である。 本発明の第2実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムを説明する模式図であって、図6に示すZ1側から見た平面図である。 本発明の第2実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムを説明する模式図であって、図7に示すVIII−VIII線における断面図である。 本発明の第2実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムを説明する模式図であって、図8に示すQ部分の拡大断面図である。 本発明の第3実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムを説明する模式図であって、その平面図である。 本発明の第3実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムを説明する模式図であって、図10に示すXI−XI線における断面図である。 本発明の第3実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムを説明する模式図であって、図11に示すR部分の拡大断面図である。 本発明の第4実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムを説明する模式図であって、その平面図である。 本発明の第4実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムを説明する模式図であって、図13に示すXIV−XIV線における断面図である。 本発明の第4実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムを説明する模式図であって、図14に示すS部分の拡大断面図である。 本発明の第5実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムを説明する模式図であって、その平面図である。 本発明の第5実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムを説明する模式図であって、図16に示すXVII−XVII線における断面図である。 本発明の第5実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムを説明する模式図であって、図17に示すT部分の拡大断面図である。 本発明の第1実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムの変形例を説明する模式図であって、図19(a)は、図2と比較した変形例1の高分子アクチュエータデバイスシステムの平面図であり、図19(b)は、図2と比較した変形例2の高分子アクチュエータデバイスシステムの平面図である。 本発明の第2実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムの変形例を説明する模式図であって、図20(a)は、図6と比較した変形例3の高分子アクチュエータデバイスシステムの斜視図であり、図20(b)は、図8と比較した変形例4の高分子アクチュエータデバイスシステムの断面図である。 本発明の第2実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムの変形例を説明する模式図であって、図11と比較した変形例5の高分子アクチュエータデバイスシステムの断面図である。 従来例のアクチュエータの構造を説明した断面図である。
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。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS11を説明する模式図であって、高分子アクチュエータデバイスシステムS11の斜視図である。図2は、本発明の第1実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS11を説明する模式図であって、図1に示すZ1側から見た平面図である。図3は、本発明の第1実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS11を説明する模式図であって、図2に示すIII−III線における断面図である。図4は、本発明の第1実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS11を説明する模式図であって、図3に示すP部分の拡大断面図である。
本発明の第1実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS11は、図1ないし図4に示すように、電圧に応じて変形する高分子アクチュエータ13と、高分子アクチュエータの全体を包み込むように被覆する封止部材15と、封止部材15の厚さ方向の外側に配設された複数の摩耗防止体17と、を備えて構成される。他に、高分子アクチュエータ13に電圧をかけるための一対の端子(第1端子19A、第2端子19B)が設けられている。
高分子アクチュエータ13は、電解質層11と、電解質層11の厚さ方向に設けられた第1の電極層12Aと、電解質層11を挟んで第1の電極層12Aと対向した第2の電極層12Bと、を備えて構成される。そして、第1の電極層12Aと電気的に接続した第1端子19Aと、第2の電極層12Bと電気的に接続した第2端子19Bと、から電力を供給すると、第1の電極層12Aと第2の電極層12Bとの間の電圧に応じて、この高分子アクチュエータ13が変形するようになっている。
ここで、本発明の第1実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS11に用いたイオン導電型の高分子アクチュエータ13について、その動作原理を簡単に説明する。図5は、イオン導電型の高分子アクチュエータ13の動作原理について説明した模式図であって、図5(a)は、本発明の第1実施形態の電解質層11と一対の電極層(12A、12B)におけるイオンを模式化した図であり、図5(b)は、本発明の第1実施形態の電極層(12A及び12B)に電圧が印加された状態を示している。
図5(a)に示すように、イオン導電型の高分子アクチュエータ13は、対向配置された第1の電極層12A及び第2の電極層12Bと、第1の電極層12Aと第2の電極層12Bとの間に設けられた電解質層11と、を有し、それぞれの層の中には、陽イオンCAと陰イオンANが分散されている。そして、図5(b)に示すように、第1の電極層12Aと第2の電極層12Bとの間に電圧が印加されると、第1の電極層12Aと第2の電極層12Bとの間に挟まれている電解質層11内に電界が発生して、第1の電極層12Aに陽イオンCAが移動するとともに、第2の電極層12Bに陰イオンANが移動する。このため、一方側を支持して支点PP(支持部分)とすると、高分子アクチュエータ13への電界の方向に応じて、高分子アクチュエータ13の他方側が大きく変位する。そして、この高分子アクチュエータ13の他方側を作用点LP(作用部分)とすると、各種アクチュエータとして利用することができる。なお、高分子アクチュエータ13への電界の方向を変えることで、高分子アクチュエータ13の作用方向を変えることができるし、高分子アクチュエータ13への電圧の強さを変えることで、電圧に応じて変形する変形量を変えることもできる。
次に、上述した高分子アクチュエータ13について詳しく説明する。電解質層11は、ベースとなるポリマー(樹脂材料)にイオン液体を混合したゲル状のフィルムであり、図3及び図4に示すように、第1の電極層12Aと、第2の電極層12Bとに挟まれている。電解質層11の作製は、イオン液体及び樹脂材料(ポリマー)を溶媒に溶かしてキャスト液を作製し、型枠にキャスト液をキャスティングした後、真空乾燥して溶媒を蒸発させることにより行われる。また、電解質層11のポリマー(樹脂材料)の材質として、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)やポリメチルメタクリレート(PMMA)等を用いることができる。
第1の電極層12A及び第2の電極層12Bは、電解質層11と同じベースとなるポリマー(樹脂材料)及びイオン液体と、導電性フィラーを有して構成され、ポリマー(樹脂材料)及びイオン液体中に導電性フィラーを混合してゲル状としたものである。第1の電極層12A及び第2の電極層12Bの導電性フィラーとしては、カーボンナノチューブ、カーボンファイバー、金粒子、白金粒子、ニッケル粒子等を用いることができる。以上のように構成された電解質層11、第1の電極層12A及び第2の電極層12Bを用いると、低い電圧で大きな変位が得られるようになる。
また、高分子アクチュエータ13の第1の電極層12Aの端部と第1端子19Aの一方側の端部とが当接して配設され、第1の電極層12Aと第1端子19Aとが電気的に接続している。同様にして、高分子アクチュエータ13の第2の電極層12Bの端部と第2端子19Bの一方側の端部とが当接して配設され、第2の電極層12Bと第2端子19Bとが電気的に接続している。また、この第1端子19Aの他方側が封止部材15を貫くようにして延設されるとともに、この第2端子19Bの他方側が封止部材15を貫くようにして延設されている。そして、この第1端子19Aと第2端子19Bとから、高分子アクチュエータ13に電圧を付与することができる。
封止部材15は、図3及び図4に示すように、樹脂層15jと無機層15sとの二層を有して構成され、高分子アクチュエータ13の全体を包み込むように被覆している。また、封止部材15の厚みが1ミクロンから5ミクロンと非常に薄いのにも関わらず、水分を透過しない性質を有している。また、封止部材15の厚みが1ミクロンから5ミクロンと非常に薄いので、高分子アクチュエータ13の変形に対して悪影響を及ぼさない。また、封止部材15の片側には、粘着層14が設けられており、この粘着層14によって、第1の電極層12A及び第2の電極層12B、第1端子19A及び第2端子19Bのそれぞれに封止部材15を密着させている。
封止部材15の作製は、封止部材15の樹脂層15jとして、例えばポリフェニレンサルファイド樹脂フィルム(PPSフィルム)を用い、封止部材15の無機層15sとして、例えばシリコン炭窒化膜(SiCN)を用い、化学蒸着法(CVD)を用いて、樹脂層15jの片側面に無機層15sを成膜することにより行われる。本発明の第1実施形態では、ポリフェニレンサルファイド樹脂フィルムの厚みが約1.2ミクロンで、シリコン炭窒化膜の厚みが約0.02ミクロンで実施を行った。この無機層15sの水分に対するバリア性が良いので、非常に薄いのにも関わらず、封止部材15は、水分を透過しない性質を有している。これにより、高分子アクチュエータ13の変形に対して悪影響を及ぼさなく、高分子アクチュエータ13と外気とを遮断することができる。このことにより、高分子アクチュエータ13に外気からの水分が侵入することを防ぐことができる。なお、無機層15sとして、シリコン炭窒化膜(SiCN)を好適に用いたが、アルミナ膜(Al)、シリカ膜(SiO)、シリコン窒化膜(SiN)等であっても良い。
摩耗防止体17は、合成樹脂、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)などの摩擦係数の小さいフィルム材料からなり、図1ないし図4に示すように、封止部材15の厚さ方向の外側に4箇所設けられている。また、摩耗防止体17A及び摩耗防止体17Bは、図3に示すように、高分子アクチュエータデバイスシステムS11が駆動して作用する作用部分LP(作用点)を挟むようにして上下に配設されるとともに、摩耗防止体17C及び摩耗防止体17Dは、図3及び図4に示すように、高分子アクチュエータデバイスシステムS11の支持部分PP(支点)を挟むようにして上下に設けられている。
高分子アクチュエータ13は、図5を用いて説明したように、一方を固定して(支持部分PP)、他方側が湾曲変形するため、ある物体を駆動する際には、作用部分LPは摺動しながら駆動することとなり易く、薄い封止部材15にダメージが加わるおそれがある。このため、この摩耗防止体17(17A、17B)により摺動時の摩擦が小さくなり、封止部材15にダメージが加えられるのを防止することができる。このことにより、封止部材15の破壊を防ぐことができ、高分子アクチュエータデバイスシステムS11の寿命をより伸ばすことができる。また、高分子アクチュエータデバイスシステムS11は、支持部分PPを支持して用いるため、支持部分PPの薄い封止部材15にダメージが加わるおそれがある。このため、この摩耗防止体17(17C、17D)により支持部分PPに加わる力が分散されて小さくなり、封止部材15にダメージが加えられるのを防止することができる。このことにより、封止部材15の破壊を防ぐことができ、高分子アクチュエータデバイスシステムS11の寿命をより伸ばすことができる。
以上により、本発明の高分子アクチュエータデバイスシステムS11は、封止部材15として、樹脂層15jと無機層15sとの二層を有したタイプのフィルムを用いたので、厚みが1ミクロンから5ミクロンと薄いにも関わらず、高分子アクチュエータ13の変形に対して悪影響を及ぼさなく、高分子アクチュエータ13と外気とを遮断することができる。このため、高分子アクチュエータ13に外気からの水分が侵入することを防ぐことができる。そして、封止部材15の外側に摩耗防止体17を有する構成にしたので、外部からこの封止部材15に力が加えられようとしても、この摩耗防止体17により、封止部材15にダメージが加えられるのを防止することができる。このことにより、封止部材15の破壊を防ぐことができ、高分子アクチュエータデバイスシステムS11の寿命をより伸ばすことができる。したがって、充分な封止効果があり高分子アクチュエータ13の変形を阻害しない封止部材15を用いた寿命の長い高分子アクチュエータデバイスシステムS11を提供することができる。
また、摩耗防止体17が高分子アクチュエータデバイスシステムS11の作用部分LPと支持部分PPに設けられているので、外部から最も力が加わる作用部分LPや支持部分PPに力が加えられても、この摩耗防止体17により、封止部材15にダメージが加えられるのをより防止することができる。このことにより、封止部材15の破壊を防ぐことができ、高分子アクチュエータデバイスシステムS11の寿命をより一層伸ばすことができる。
[第2実施形態]
図6は、本発明の第2実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS22を説明する模式図であって、高分子アクチュエータデバイスシステムS22の斜視図である。図7は、本発明の第2実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS22を説明する模式図であって、図6に示すZ1側から見た平面図である。図8は、本発明の第2実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS22を説明する模式図であって、図7に示すVIII−VIII線における断面図である。図9は、本発明の第2実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS22を説明する模式図であって、図8に示すQ部分の拡大断面図である。第2実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS22は、第1実施形態に対し、構造体28を設けている点が異なる。なお、第1実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
本発明の第2実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS22は、図6ないし図9に示すように、電圧に応じて変形する高分子アクチュエータ23と、高分子アクチュエータ23の全体を包み込むように被覆する封止部材15と、封止部材15の厚さ方向の外側に配設された複数の摩耗防止体17と、高分子アクチュエータ23に電圧をかけるための一対の端子(第1端子29A、第2端子29B)と、第1端子29Aと第2端子29Bとで挟持された構造体28と、を備えて構成される。
高分子アクチュエータ23は、図8及び図9に示すように、電解質層21と、電解質層21の厚さ方向に設けられた第1の電極層22Aと、電解質層21を挟んで第1の電極層22Aと対向した第2の電極層22Bと、を備えて構成される。そして、図5を用いて説明したことと同様に、第1の電極層22Aと電気的に接続した第1端子29Aと、第2の電極層22Bと電気的に接続した第2端子29Bと、から電力を供給すると、第1の電極層22Aと第2の電極層22Bとの間の電圧に応じて、この高分子アクチュエータ23が変形するようになっている。また、高分子アクチュエータ23の電解質層21は、水溶性の高分子電解液を用い、第1の電極層22A及び第2の電極層22Bは、金等の金属薄膜を用いている。
第1端子29Aは、図8及び図9に示すように、高分子アクチュエータ23の第1の電極層22Aの端部と第1端子29Aの一方側の端部とが当接するように配設され、第1の電極層22Aと第1端子29Aとが電気的に接続している。同様にして、第2端子29Bは、高分子アクチュエータ23の第2の電極層22Bの端部と第2端子29Bの一方側の端部とが当接するように配設され、第2の電極層22Bと第2端子29Bとが電気的に接続している。また、この第1端子29Aの他方側が封止部材15を貫くようにして延設されるとともに、この第2端子29Bの他方側が封止部材15を貫くようにして延設されている。そして、この第1端子29Aと第2端子29Bとから、高分子アクチュエータ23に電圧を付与することができる。
構造体28は、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の合成樹脂を用い、図6、図8及び図9に示すように、シート状の形状をしており、第1端子29Aと第2端子29Bとで挟持された位置に配設されている。そして、第1端子29A及び第2端子29Bの一部と、構造体28の一部が、後述する封止部材15で覆われている。
封止部材15は、第1実施形態と同様に、図8及び図9に示すように、樹脂層15jと無機層15sとの二層を有して構成され、図6ないし図9に示すように、高分子アクチュエータ23の全体を包み込むように被覆している。また、第1実施形態と同様に、封止部材15の片側には、粘着層14が設けられており、この粘着層14によって、第1の電極層22A及び第2の電極層22B、第1端子29A及び第2端子29Bのそれぞれに封止部材15を密着させている。これにより、封止部材15の厚みが1ミクロンから5ミクロンと非常に薄いので、高分子アクチュエータ23の変形に対して悪影響を及ぼさなく、高分子アクチュエータ23と外気とを遮断することができる。このことにより、水分が高分子アクチュエータ23から外部に放出することを防ぐことができる。
摩耗防止体17は、合成樹脂、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)などの摩擦係数の小さいフィルム材料からなり、図6ないし図9に示すように、封止部材15の厚さ方向の外側に2箇所設けられている。この摩耗防止体17A及び摩耗防止体17Bは、図8に示すように、高分子アクチュエータデバイスシステムS22が駆動して作用する作用部分LP(作用点)を挟むようにして上下に配設されている。
高分子アクチュエータ23は、図5を用いて説明したように、一方を固定して(支持部分PP)、他方側が湾曲変形し、ある物体を駆動する(作用部分LP)ように構成されている。このため、高分子アクチュエータデバイスシステムS22は、支持部分PPを支持して用いるため、支持部分PPの薄い封止部材15にダメージが加わるおそれがある。そこで、構造体28で補強された端子部分(第1端子29A及び第2端子29Bの部分)を、高分子アクチュエータデバイスシステムS22の支持部分PPとすると、支持部分PPの封止部材15にダメージが加えられるのを防止することができる。また、ある物体を駆動する作用部分LPは、摺動しながら駆動することとなり、作用部分LPの薄い封止部材15にダメージが加わるおそれがある。このため、この摩耗防止体17(17A、17B)により摺動時の摩擦が小さくなり、作用部分LPの封止部材15にダメージが加えられるのを防止することができる。これらのことにより、封止部材15の破壊を防ぐことができ、高分子アクチュエータデバイスシステムS22の寿命をより伸ばすことができる。
以上により、本発明の高分子アクチュエータデバイスシステムS22は、封止部材15として、樹脂層15jと無機層15sとの二層を有したタイプのフィルムを用いたので、厚みが1ミクロンから5ミクロンと薄いにも関わらず、高分子アクチュエータ23の変形に対して悪影響を及ぼさなく、高分子アクチュエータ23と外気とを遮断することができる。このため、水分が高分子アクチュエータ23から外部に放出することを防ぐことができる。そして、封止部材15の外側に摩耗防止体17を有する構成にしたので、外部からこの封止部材15に力が加えられようとしても、この摩耗防止体17により、封止部材15にダメージが加えられるのを防止することができる。このことにより、封止部材15の破壊を防ぐことができ、高分子アクチュエータデバイスシステムS22の寿命をより伸ばすことができる。したがって、充分な封止効果があり高分子アクチュエータ23の変形を阻害しない封止部材15を用いた寿命の長い高分子アクチュエータデバイスシステムS22を提供することができる。
また、摩耗防止体17が高分子アクチュエータデバイスシステムS22の作用部分LPに設けられているので、外部から最も力が加わる作用部分LPに力が加えられても、この摩耗防止体17により、封止部材15にダメージが加えられるのをより防止することができる。このことにより、封止部材15の破壊を防ぐことができ、高分子アクチュエータデバイスシステムS22の寿命をより一層伸ばすことができる。
また、第1端子29Aと第2端子29Bとで挟持された構造体28を設けたので、この端子部分が補強された状態となり、この構造体28が配設された部分を高分子アクチュエータデバイスシステムS22の支持部分PPとすることができる。このことにより、外部から最も力が加わる支持部分PPに力が加えられても、封止部材15の破壊を防ぐことができ、高分子アクチュエータデバイスシステムS22の寿命をより一層伸ばすことができる。
[第3実施形態]
図10は、本発明の第3実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS33を説明する模式図であって、その平面図である。図11は、本発明の第3実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS33を説明する模式図であって、図10に示すXI−XI線における断面図である。図12は、本発明の第3実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS33を説明する模式図であって、図11に示すR部分の拡大断面図である。第3実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS33は、第2実施形態に対し、吸収体36を設けている点が主に異なる。なお、第1実施形態及び第2実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
本発明の第3実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS33は、図10ないし図12に示すように、電圧に応じて変形する高分子アクチュエータ13と、高分子アクチュエータ13の全体を包み込むように被覆する封止部材15と、封止部材15の厚さ方向の外側に配設された複数の摩耗防止体17と、高分子アクチュエータ13に電圧をかけるための一対の端子(第1端子29A、第2端子29B)と、第1端子29Aと第2端子29Bとで挟持された構造体28と、構造体28と隣接した吸収体36と、を備えて構成される。
高分子アクチュエータ13は、第1実施形態と同様に、電解質層11と、電解質層11の厚さ方向に設けられた第1の電極層12Aと、電解質層11を挟んで第1の電極層12Aと対向した第2の電極層12Bと、を備えて構成される。そして、図5を用いて説明したように、第1の電極層12Aと電気的に接続した第1端子29Aと、第2の電極層12Bと電気的に接続した第2端子29Bと、から電力を供給すると、第1の電極層12Aと第2の電極層12Bとの間の電圧に応じて、この高分子アクチュエータ13が変形するようになっている。また、第1実施形態と同様に、電解質層11は、ベースとなるポリマー(樹脂材料)にイオン液体を混合したゲル状のフィルムであり、第1の電極層12A及び第2の電極層12Bは、ベースとなるポリマー(樹脂材料)及びイオン液体中に導電性フィラーを混合してゲル状としたものである。
構造体38は、ポリカーボネート(PC)等の合成樹脂を用い、図10ないし図12に示すように、シート状の形状をしており、第1端子29Aと第2端子29Bとで挟持された位置に配設されている。
吸収体36は、水分を吸収するシリカゲル等の無機材料を主原料とし、ブロック状の形状にして用いている。また、吸収体36は、図11及び図12に示すように、高分子アクチュエータ13と封止部材15との間に配設されている。言い換えると、構造体38と高分子アクチュエータ13の端部との間に配設されるとともに、第1端子29Aと第2端子29Bとで挟持された位置にも配設されている。そして、第1端子29A及び第2端子29Bの一部と、構造体28の一部と、吸収体36の全てが、封止部材15で覆われている。
これにより、吸収体36は、封止部材15により高分子アクチュエータ13の全体を包み込んだ後、封止部材15の中に残存している水分を吸収することができる。このため、水分に対して耐性が低い電解質層11及び電極層(12A、12B)を保護することができ、電解質層11及び電極層(12A、12B)の水分による劣化をより防止することができる。このことにより、高分子アクチュエータデバイスシステムS33の寿命をより一層伸ばすことができる。
封止部材15は、第1実施形態と同様に、図11及び図12に示すように、樹脂層15jと無機層15sとの二層を有して構成され、図10ないし図12に示すように、高分子アクチュエータ13の全体を包み込むように被覆している。また、第1実施形態と同様に、封止部材15の片側には、粘着層14が設けられており、この粘着層14によって、第1の電極層22A及び第2の電極層22B、第1端子29A及び第2端子29B、吸収体36のそれぞれに封止部材15を密着させている。これにより、この封止部材15の厚みが1ミクロンから5ミクロンと非常に薄いので、高分子アクチュエータ13の変形に対して悪影響を及ぼさなく、高分子アクチュエータ13と外気とを遮断することができる。このことにより、高分子アクチュエータ13に外気からの水分が侵入することを防ぐことができる。
摩耗防止体17は、合成樹脂、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などの摩擦係数の小さいフィルム材料からなり、図10ないし図12に示すように、封止部材15の厚さ方向の外側に2箇所設けられている。この摩耗防止体17A及び摩耗防止体17Bは、図11に示すように、高分子アクチュエータデバイスシステムS33が駆動して作用する作用部分LP(作用点)を挟むようにして上下に配設されている。
高分子アクチュエータ13は、図5を用いて説明したように、一方を固定して(支持部分PP)、他方側が湾曲変形し、ある物体を駆動する(作用部分LP)ように構成されている。このため、高分子アクチュエータデバイスシステムS33は、支持部分PPを支持して用いるため、支持部分PPの薄い封止部材15にダメージが加わるおそれがある。そこで、構造体38で補強された端子部分(29A、29B)を、高分子アクチュエータデバイスシステムS33の支持部分PPとすると、支持部分PPの封止部材15にダメージが加えられるのを防止することができる。また、ある物体を駆動する作用部分LPは、摺動しながら駆動することとなり、作用部分LPの薄い封止部材15にダメージが加わるおそれがある。このため、この摩耗防止体17(17A、17B)により摺動時の摩擦が小さくなり、作用部分LPの封止部材15にダメージが加えられるのを防止することができる。これらのことにより、封止部材15の破壊を防ぐことができ、高分子アクチュエータデバイスシステムS33の寿命をより伸ばすことができる。
以上により、本発明の高分子アクチュエータデバイスシステムS33は、封止部材15として、樹脂層15jと無機層15sとの二層を有したタイプのフィルムを用いたので、厚みが1ミクロンから5ミクロンと薄いにも関わらず、高分子アクチュエータ13の変形に対して悪影響を及ぼさなく、高分子アクチュエータ13と外気とを遮断することができる。このため、高分子アクチュエータ13に外気からの水分が侵入することを防ぐことができる。そして、封止部材15の外側に摩耗防止体17を有する構成にしたので、外部からこの封止部材15に力が加えられようとしても、この摩耗防止体17により、封止部材15にダメージが加えられるのを防止することができる。このことにより、封止部材15の破壊を防ぐことができ、高分子アクチュエータデバイスシステムS33の寿命をより伸ばすことができる。したがって、充分な封止効果があり高分子アクチュエータ13の変形を阻害しない封止部材15を用いた寿命の長い高分子アクチュエータデバイスシステムS33を提供することができる。
また、摩耗防止体17が高分子アクチュエータデバイスシステムS33の作用部分LPに設けられているので、外部から最も力が加わる作用部分LPに力が加えられても、この摩耗防止体17により、封止部材15にダメージが加えられるのをより防止することができる。このことにより、封止部材15の破壊を防ぐことができ、高分子アクチュエータデバイスシステムS33の寿命をより一層伸ばすことができる。
また、第1端子29Aと第2端子29Bとで挟持された構造体38を設けたので、この端子部分が補強された状態となり、この構造体38が配設された部分を高分子アクチュエータデバイスシステムS33の支持部分PPとすることができる。このことにより、外部から最も力が加わる支持部分PPに力が加えられても、封止部材15の破壊を防ぐことができ、高分子アクチュエータデバイスシステムS33の寿命をより一層伸ばすことができる。
また、高分子アクチュエータ13と封止部材15との間に、水分を吸収する吸収体36を有しているので、封止部材15により高分子アクチュエータ13の全体を包み込んだ後、この吸収体36が封止部材15の中に残存している水分を吸収することができる。このため、水分に対して耐性が低い電解質層11及び電極層(12A、12B)を保護することができ、電解質層11及び電極層(12A、12B)の水分による劣化をより防止することができる。このことにより、高分子アクチュエータデバイスシステムS33の寿命をより一層伸ばすことができる。
[第4実施形態]
図13は、本発明の第4実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS44を説明する模式図であって、その平面図である。図14は、本発明の第4実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS44を説明する模式図であって、図13に示すXIV−XIV線における断面図である。図15は、本発明の第4実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS44を説明する模式図であって、図14に示すS部分の拡大断面図である。第4実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS44は、第1実施形態に対し、吸収体46を設けている点が主に異なる。なお、第1実施形態及と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
本発明の第4実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS44は、図13ないし図15に示すように、電圧に応じて変形する高分子アクチュエータ13と、高分子アクチュエータ13の全体を包み込むように被覆する封止部材15と、封止部材15の厚さ方向の外側に配設された複数の摩耗防止体47と、封止部材15の片側に設けられた粒子状の吸収体46と、を備えて構成される。他に、高分子アクチュエータ13に電圧をかけるための一対の端子(第1端子19A、第2端子19B)が設けられている。
高分子アクチュエータ13は、第1実施形態と同様に、電解質層11と、電解質層11の厚さ方向に設けられた第1の電極層12Aと、電解質層11を挟んで第1の電極層12Aと対向した第2の電極層12Bと、を備えて構成される。そして、図5を用いて説明したように、第1の電極層12Aと電気的に接続した第1端子19Aと、第2の電極層12Bと電気的に接続した第2端子19Bと、から電力を供給すると、第1の電極層12Aと第2の電極層12Bとの間の電圧に応じて、この高分子アクチュエータ13が変形するようになっている。また、第1実施形態と同様に、電解質層11は、ベースとなるポリマー(樹脂材料)にイオン液体を混合したゲル状のフィルムであり、第1の電極層12A及び第2の電極層12Bは、ベースとなるポリマー(樹脂材料)及びイオン液体中に導電性フィラーを混合してゲル状としたものである。
封止部材15は、第1実施形態と同様に、図14及び図15に示すように、樹脂層15jと無機層15sとの二層を有して構成され、図13ないし図15に示すように、高分子アクチュエータ13の全体を包み込むように被覆している。また、第1実施形態と同様に、封止部材15の片側には、粘着層44が設けられており、この粘着層44によって、高分子アクチュエータ13と、第1端子29A及び第2端子29Bの一部とに、封止部材15を接着させている。これにより、この封止部材15の厚みが1ミクロンから5ミクロンと非常に薄いので、高分子アクチュエータ13の変形に対して悪影響を及ぼさなく、高分子アクチュエータ13と外気とを遮断することができる。このことにより、高分子アクチュエータ13に外気からの水分が侵入することを防ぐことができる。
吸収体46は、水分を吸収するシリカゲル等の無機材料を主原料とし、粒子状の粉体からなり、図14及び図15に示すように、粘着層44の封止部材15側に設けられている。これにより、吸収体46は、封止部材15により高分子アクチュエータ13の全体を包み込んだ後、封止部材15の中に残存している水分を吸収することができる。このため、水分に対して耐性が低い電解質層11及び電極層(12A、12B)を保護することができ、電解質層11及び電極層(12A、12B)の水分による劣化をより防止することができる。このことにより、高分子アクチュエータデバイスシステムS44の寿命をより一層伸ばすことができる。
更に、吸収体46が粒子状の粉体なので、高分子アクチュエータ13と封止部材15との間の粘着層44に、より多くの吸収体46を設けたとしても、高分子アクチュエータ13の変形を妨げることが少ない。このことにより、高分子アクチュエータデバイスシステムS44の変形が容易に行われる。
更に、封止部材15側に吸収体46が設けられているので、結果として、高分子アクチュエータ13と離れた位置に配設されることとなる。このため、水分を吸収した吸収体46が高分子アクチュエータ13への悪影響を及ぼすのを低減することができる。このことにより、高分子アクチュエータデバイスシステムS44の寿命を益々より一層伸ばすことができる。
摩耗防止体47は、合成樹脂、例えばパーフルオロアルコキシアルカン(PFA)などの摩擦係数の小さいフィルム材料からなり、図14及び図15に示すように、封止部材15の厚さ方向の外側に4箇所設けられている。この摩耗防止体47A及び摩耗防止体47Bは、図11に示すように、高分子アクチュエータデバイスシステムS44が駆動して作用する作用部分LP(作用点)を挟むようにして上下に配設されている。また、摩耗防止体47C及び摩耗防止体47Dは、図14及び図15に示すように、高分子アクチュエータデバイスシステムS44の支持部分PP(支点)を挟むようにして上下に設けられている。
以上により、本発明の高分子アクチュエータデバイスシステムS44は、封止部材15として、樹脂層15jと無機層15sとの二層を有したタイプのフィルムを用いたので、厚みが1ミクロンから5ミクロンと薄いにも関わらず、高分子アクチュエータ13の変形に対して悪影響を及ぼさなく、高分子アクチュエータ13と外気とを遮断することができる。このため、高分子アクチュエータ13に外気からの水分が侵入することを防ぐことができる。そして、封止部材15の外側に摩耗防止体47を有する構成にしたので、外部からこの封止部材15に力が加えられようとしても、この摩耗防止体47により、封止部材15にダメージが加えられるのを防止することができる。このことにより、封止部材15の破壊を防ぐことができ、高分子アクチュエータデバイスシステムS44の寿命をより伸ばすことができる。したがって、充分な封止効果があり高分子アクチュエータ13の変形を阻害しない封止部材15を用いた寿命の長い高分子アクチュエータデバイスシステムS44を提供することができる。
また、高分子アクチュエータ13と封止部材15との間に、水分を吸収する吸収体46を有しているので、封止部材15により高分子アクチュエータ13の全体を包み込んだ後、この吸収体46が封止部材15の中に残存している水分を吸収することができる。このため、水分に対して耐性が低い電解質層11及び電極層(12A、12B)を保護することができ、電解質層11及び電極層(12A、12B)の水分による劣化をより防止することができる。このことにより、高分子アクチュエータデバイスシステムS44の寿命をより一層伸ばすことができる。
また、吸収体46が粒子状の粉体なので、高分子アクチュエータ13と封止部材15との間の粘着層44に、より多くの吸収体46を設けたとしても、高分子アクチュエータ13の変形を妨げることが少ない。このことにより、高分子アクチュエータデバイスシステムS44の変形が容易に行われる。更に、封止部材15側に吸収体46が設けられているので、結果として、高分子アクチュエータ13と離れた位置に配設されることとなる。このため、水分を吸収した吸収体46が高分子アクチュエータ13への悪影響を及ぼすのを低減することができる。このことにより、高分子アクチュエータデバイスシステムS44の寿命を益々より一層伸ばすことができる。
[第5実施形態]
図16は、本発明の第5実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS55を説明する模式図であって、その平面図である。図17は、本発明の第5実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS55を説明する模式図であって、図16に示すXVII−XVII線における断面図である。図18は、本発明の第5実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS55を説明する模式図であって、図17に示すT部分の拡大断面図である。第5実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS55は、第1実施形態に対し、封止部材55の形状が異なる。なお、第1実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
本発明の第5実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS55は、図16ないし図18に示すように、電圧に応じて変形する高分子アクチュエータ13と、高分子アクチュエータ13の全体を包み込むように被覆する封止部材15と、封止部材15の厚さ方向の外側に配設された複数の摩耗防止体17と、を備えて構成される。他に、高分子アクチュエータ13に電圧をかけるための一対の端子(第1端子19A、第2端子19B)が設けられている。
高分子アクチュエータ13は、第1実施形態と同様に、電解質層11と、電解質層11の厚さ方向に設けられた第1の電極層12Aと、電解質層11を挟んで第1の電極層12Aと対向した第2の電極層12Bと、を備えて構成される。そして、図5を用いて説明したように、第1の電極層12Aと電気的に接続した第1端子19Aと、第2の電極層12Bと電気的に接続した第2端子19Bと、から電力を供給すると、第1の電極層12Aと第2の電極層12Bとの間の電圧に応じて、この高分子アクチュエータ13が変形するようになっている。また、第1実施形態と同様に、電解質層11は、ベースとなるポリマー(樹脂材料)にイオン液体を混合したゲル状のフィルムであり、第1の電極層12A及び第2の電極層12Bは、ベースとなるポリマー(樹脂材料)及びイオン液体中に導電性フィラーを混合してゲル状としたものである。
封止部材55は、第1実施形態と同様に、樹脂層55jと無機層55sとの二層を有して構成され、図17及び図18に示すように、封止部材55の一部が蛇腹状の形状を有しており、高分子アクチュエータ13の全体を包み込むように被覆している。また、第1実施形態と同様に、封止部材55の片側には、粘着層14が設けられており、この粘着層14によって、高分子アクチュエータ13と、第1端子29A及び第2端子29Bの一部とに、封止部材55を接着させている。これにより、この封止部材55の厚みが1ミクロンから5ミクロンと非常に薄いので、高分子アクチュエータ13の変形に対して悪影響を及ぼさなく、高分子アクチュエータ13と外気とを遮断することができる。このことにより、高分子アクチュエータ13に外気からの水分が侵入することを防ぐことができる。なお、封止部材55の一部が蛇腹状の形状を有しているので、封止部材55と高分子アクチュエータ13との接着は、図17及び図18に示すように、全面に接着しているのではなく、所々が接着しているだけである。
更に、本発明の第5実施形態では、封止部材55の一部が蛇腹状の形状を有しているので、この蛇腹状の形状部分が封止部材55の余裕部分となり、高分子アクチュエータ13の変形に際し、高分子アクチュエータ13の変形を妨げないようにしている。このことにより、高分子アクチュエータデバイスシステムS55の変形がより一層容易に行われる。
また、この蛇腹状の形状を有している封止部材55で、高分子アクチュエータ13を包み込んで封止を行う際に、封止部材55と高分子アクチュエータ13との隙間に乾燥空気やアルゴンや窒素等の不活性ガスを封入することもできる。これにより、水分に対して耐性が低い電解質層11及び電極層(12A、12B)に対して、水分による劣化をより防止することができる。このことにより、高分子アクチュエータデバイスシステムS55の寿命をより一層伸ばすことができる。
以上により、本発明の高分子アクチュエータデバイスシステムS55は、封止部材55として、樹脂層55jと無機層55sとの二層を有したタイプのフィルムを用いたので、厚みが1ミクロンから5ミクロンと薄いにも関わらず、高分子アクチュエータ13の変形に対して悪影響を及ぼさなく、高分子アクチュエータ13と外気とを遮断することができる。このため、高分子アクチュエータ13に外気からの水分が侵入することを防ぐことができる。そして、封止部材55の外側に摩耗防止体17を有する構成にしたので、外部からこの封止部材55に力が加えられようとしても、この摩耗防止体17により、封止部材55にダメージが加えられるのを防止することができる。このことにより、封止部材55の破壊を防ぐことができ、高分子アクチュエータデバイスシステムS55の寿命をより伸ばすことができる。したがって、充分な封止効果があり高分子アクチュエータ13の変形を阻害しない封止部材55を用いた寿命の長い高分子アクチュエータデバイスシステムS55を提供することができる。
また、封止部材55の一部が蛇腹状の形状を有しているので、この蛇腹状の形状部分が封止部材55の余裕部分となり、高分子アクチュエータ13の変形に際し、高分子アクチュエータ13の変形を妨げないようにしている。このことにより、高分子アクチュエータデバイスシステムS55の変形がより一層容易に行われる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。
図19は、本発明の第1実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS11の変形例を説明する模式図であって、図19(a)は、図2と比較した変形例1の高分子アクチュエータデバイスシステムC11の平面図であり、図19(b)は、図2と比較した変形例2の高分子アクチュエータデバイスシステムC21の平面図である。図20は、本発明の第2実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS22の変形例を説明する模式図であって、図20(a)は、図6と比較した変形例3の高分子アクチュエータデバイスシステムC32の斜視図であり、図20(b)は、図8と比較した変形例4の高分子アクチュエータデバイスシステムC42の断面図である。図21は、本発明の第2実施形態の高分子アクチュエータデバイスシステムS33の変形例を説明する模式図であって、図11と比較した変形例5の高分子アクチュエータデバイスシステムC53の断面図である。
<変形例1>
上記第1実施形態では、摩耗防止体17が作用部分LPや支持部分PPに4箇所、配設された構成であったが、作用部分LPや支持部分PPに限るものではなく、例えば図19(a)に示すように、摩耗防止体C17(C17E、C17F、C17G、C17I、C17J)を作用部分LPや支持部分PP以外に配設しても良い。これにより、高分子アクチュエータデバイスシステムC11に何らかの外力が与えられた際にも、この摩耗防止体17により、封止部材55にダメージが加えられるのをより一層防止することができる。但し、高分子アクチュエータ13の変形の動きを妨げないように、摩耗防止体C17の幅や長さ、配設位置等、配慮しなければいけない。
<変形例2>
上記第1実施形態では、摩耗防止体17Cを封止部材15の平面部分に設けたが、図19(b)に示すように、摩耗防止体C27Cを、封止部材15のシールド部分まで延設するように構成しても良い。なお、図示はしていないが、摩耗防止体17Dを同様に延設しても良い。
<変形例3>
上記第2実施形態では、構造体28が第1端子29Aと第2端子29Bとに全て挟み込まれる構成にしたが、図20(a)に示すように、構造体C38が第1端子29A及び第2端子29Bの側端部を覆うように延設されていても良い。
<変形例4>
上記第2実施形態では、摩耗防止体17Cを封止部材15の平面部分に設けたが、図20(b)に示すように、摩耗防止体C47Cを、第2端子29Bの部分まで延設するように構成しても良い。なお、図示はしていないが、摩耗防止体17Dも同様に延設して、第1端子29Aと第2端子29Bを挟み込むようにしても良い。
<変形例5>
上記第3実施形態では、吸収体36を構造体38と高分子アクチュエータ13の端部との間に配設するように構成したが、図21に示すように、高分子アクチュエータ13の反対側端部に、吸収体C36を更に設けても良い。
<変形例6>
上記実施形態では、封止部材(15、55)の無機層(15s、55s)側を、高分子アクチュエータ(13、23)と対向するようにして用いたが、樹脂層側を高分子アクチュエータ(13、23)と対向するようにして用いても良い。
本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。
11、21 電解質層
12A、22A 第1の電極層
12B、22B 第2の電極層
13、23 高分子アクチュエータ
14、44 粘着層
15、55 封止部材
15j、55j 樹脂層
15s、55s 無機層
36、46、C36 吸収体
17、17A、17B、17C、17D、C17、C17E、C17F、C17G、
C17I、C17J、C27C、C47C 摩耗防止体
28、38、C38 構造体
19A、29A 第1端子
19B、29B 第2端子
PP 支持部分(支点)
LP 作用部分(作用点)
S11、S22、S33、S44、S55、C11、C21、C32、C42、
C53 高分子アクチュエータデバイスシステム

Claims (6)

  1. 電解質層と、前記電解質層の厚さ方向に前記電解質層を挟んで対向して設けられた第1の電極層と第2の電極層と、を備え、前記第1の電極層と前記第2の電極層との間の電圧に応じて変形する高分子アクチュエータと、
    前記高分子アクチュエータの全体を包み込むように被覆する封止部材と、を有した高分子アクチュエータデバイスシステムにおいて、
    前記封止部材は、樹脂層と無機層との二層を有し、
    前記封止部材の厚みが1ミクロンから5ミクロンであって、
    前記封止部材の前記厚さ方向の外側には、摩耗防止体を有することを特徴とする高分子アクチュエータデバイスシステム。
  2. 前記摩耗防止体は、前記高分子アクチュエータデバイスシステムの支持部分と前記高分子アクチュエータデバイスシステムの駆動する作用部分との少なくともいずれかに設けられてい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デバイスシステム。
  3. 前記第1の電極層と電気的に接続し前記電圧を付与するための第1端子と、前記第2の電極層と電気的に接続し前記電圧を付与するための第2端子と、を有し、
    前記第1端子と前記第2端子とで挟持された構造体を設け、
    前記第1端子及び前記第2端子の一部と、前記構造体の少なくとも一部とを、前記封止部材で覆った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デバイスシステム。
  4. 前記封止部材の一部が蛇腹状の形状を有していることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の高分子アクチュエータデバイスシステム。
  5. 前記高分子アクチュエータと前記封止部材との間に、水分を吸収する吸収体を有していることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の高分子アクチュエータデバイスシステム。
  6. 前記吸収体は、粒子状の粉体からなり、
    前記封止部材の片側には、前記高分子アクチュエータと前記封止部材とを接着する粘着層を有し、
    前記粘着層の前記封止部材側に、前記吸収体が設けられていることを特徴とする請求項5に記載の高分子アクチュエータデバイスデバイスシステム。
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