JP2015171225A - Actuator device and unit of the same - Google Patents

Actuator device and unit of the same Download PDF

Info

Publication number
JP2015171225A
JP2015171225A JP2014044275A JP2014044275A JP2015171225A JP 2015171225 A JP2015171225 A JP 2015171225A JP 2014044275 A JP2014044275 A JP 2014044275A JP 2014044275 A JP2014044275 A JP 2014044275A JP 2015171225 A JP2015171225 A JP 2015171225A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
actuator
thickness direction
actuator device
members
moving frame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014044275A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6290656B2 (en
Inventor
橋本 稔
Minoru Hashimoto
稔 橋本
毅 李
Yi Li
毅 李
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinshu University NUC
Original Assignee
Shinshu University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shinshu University NUC filed Critical Shinshu University NUC
Priority to JP2014044275A priority Critical patent/JP6290656B2/en
Publication of JP2015171225A publication Critical patent/JP2015171225A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6290656B2 publication Critical patent/JP6290656B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Manipulator (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an actuator device in which a positive electrode member and a gel layer are not peeled off and a unit of the same.SOLUTION: An actuator device 1 includes: an actuator 10 in which a plurality of positive electrode members 11 and negative electrode members 12 are alternately disposed, and a gel layer 13 composed of a polymer material having dielectric properties between the positive electrode members 11 and the negative electrode members 12 is provided; and an expansion prevention mechanism 40 for preventing an actuator 10 from expanding more than a preset dimension in a thickness direction of the actuator 10. The unit of the actuator device includes the actuator device 1.

Description

本発明は、アクチュエータ装置及びアクチュエータ装置のユニットに関し、さらに詳しくは、高分子材料からなるゲル層を有するアクチュエータを使用したアクチュエータ装置及びこのアクチュエータ装置を用いたアクチュエータ装置のユニットに関する。   The present invention relates to an actuator device and a unit of the actuator device, and more particularly to an actuator device using an actuator having a gel layer made of a polymer material and a unit of the actuator device using the actuator device.

近年、人間共存型ロボットの研究が活発に行われており、モータに代わる駆動源として小型軽量で柔軟な動きが可能な誘電性を有する高分子材料を用いた次世代型のアクチュエータの開発が注目されている。   In recent years, research on human-friendly robots has been actively conducted, and the development of next-generation type actuators using a polymer material with dielectric properties that can move flexibly as a driving source instead of a motor is small. Has been.

誘電性を有する高分子材料を用いたアクチュエータは、小型軽量かつ柔軟な動きが可能であり、人工筋肉への応用が期待されている。人工筋肉アクチュエータとして期待されている高分子材料としては、ポリ塩化ビニルやポリメタクリル酸メチルなどがある。その中でも、可塑剤を含有させたポリ塩化ビニルゲルは、生体筋肉に類似し、電気刺激によりクリープ変形もしくはベンディング変形を生じる。   An actuator using a polymer material having dielectric properties is capable of small, light and flexible movement, and is expected to be applied to an artificial muscle. Polymeric materials expected as artificial muscle actuators include polyvinyl chloride and polymethyl methacrylate. Among them, the polyvinyl chloride gel containing a plasticizer is similar to biological muscles and causes creep deformation or bending deformation by electrical stimulation.

特許文献1で提案している技術は、陽極と陰極との間に誘電性を有する高分子材料からなるゲルを設け、陽極と陰極との間に電圧を印加することによって、それらの厚さ方向に収縮させるアクチュエータに関する技術である。この技術は、アクチュエータの厚さ方向の変位Xを制御する方法の技術である。具体的には、アクチュエータに電圧Eを印加したときに、変位Xについてのサンプリング値から、特定の式に基づいて、電圧Eをフィードバック制御している。   In the technique proposed in Patent Document 1, a gel made of a polymer material having dielectric properties is provided between an anode and a cathode, and a voltage is applied between the anode and the cathode so that the thickness direction thereof is increased. This is a technology related to an actuator that contracts automatically. This technique is a technique for controlling the displacement X in the thickness direction of the actuator. Specifically, when the voltage E is applied to the actuator, the voltage E is feedback-controlled based on a specific expression from a sampling value for the displacement X.

このアクチュエータの制御方法は、アクチュエータの変位を高精度に制御することができるので、当該アクチュエータの制御方法で制御しているアクチュエータを位置制御用の制御素子等に利用できる。   Since this actuator control method can control the displacement of the actuator with high accuracy, the actuator controlled by the actuator control method can be used as a control element for position control.

特開2012−130201号公報JP2012-130201A

陰極と厚さ方向に伸縮可能な部材からなる陽極とでゲルを挟み込んだ基本ユニットを、ゲルを介して単純に積層してアクチュエータを構成した場合、アクチュエータに大きな引っ張り荷重が作用したときに、陽極とゲルとが剥離するおそれがあることが分かった。   When an actuator is constructed by simply laminating a basic unit with a gel sandwiched between a cathode and an anode made of a member that can be expanded and contracted in the thickness direction, the anode is applied when a large tensile load is applied to the actuator. It was found that the gel and the gel might peel off.

図9に示すアクチュエータ10を参照して具体的に説明する。アクチュエータ10は、陽極部材11と、陰極部材12と、これら陽極部材11と陰極部材12との間に設けられたゲル層13とからなる基本ユニットが複数積層されて構成されている。アクチュエータ10は、陽極部材11と陰極部材12との間に電圧が印加されたり、電圧の印加を停止したりすることによってその厚さ方向Xに伸縮する。   This will be specifically described with reference to the actuator 10 shown in FIG. The actuator 10 is configured by laminating a plurality of basic units each including an anode member 11, a cathode member 12, and a gel layer 13 provided between the anode member 11 and the cathode member 12. The actuator 10 expands and contracts in the thickness direction X when a voltage is applied between the anode member 11 and the cathode member 12 or the application of the voltage is stopped.

アクチュエータ10に、引っ張り方向の外力F1がかかり、アクチュエータ10が厚さ方向Xに一定の長さL1以上に伸張された場合、陽極部材11とゲル層13とを剥離させるおそれがある。アクチュエータ10は、陽極部材11とゲル層13とが剥離した場合、円滑に伸縮せず、安定した駆動源として利用することができないおそれがある。   When an external force F1 in the pulling direction is applied to the actuator 10 and the actuator 10 is extended to a certain length L1 or more in the thickness direction X, the anode member 11 and the gel layer 13 may be peeled off. When the anode member 11 and the gel layer 13 are peeled off, the actuator 10 does not expand and contract smoothly and cannot be used as a stable drive source.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、引っ張り加重がアクチュエータに作用した場合でも、陽極部材とゲル層との剥離の問題がなく安定した駆動源として用いることができるアクチュエータ装置及びアクチュエータ装置のユニットを提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to use it as a stable driving source without a problem of separation between the anode member and the gel layer even when a tensile load acts on the actuator. It is an object of the present invention to provide an actuator device and a unit of the actuator device that can perform the above.

上記課題を解決するための本発明に係るアクチュエータ装置は、一組の陽極部材と陰極部材とが配置されるか又は陽極部材と陰極部材とが交互に複数配置され且つ、該陽極部材と該陰極部材との間に誘電性を有する高分子材料からなるゲル層が設けられているアクチュエータと、前記アクチュエータの厚さ方向のあらかじめ設定された寸法よりも前記アクチュエータが伸張することを防止する伸張防止機構と、を備えていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an actuator device according to the present invention includes a pair of anode members and cathode members, or a plurality of anode members and cathode members arranged alternately, and the anode members and the cathodes. An actuator provided with a gel layer made of a polymer material having dielectric properties between the member and an extension preventing mechanism for preventing the actuator from extending beyond a predetermined dimension in the thickness direction of the actuator; And.

この発明によれば、アクチュエータの厚さ方向のあらかじめ設定された寸法よりもアクチュエータが伸張することを防止する伸張防止機構を備えているので、アクチュエータの厚さ方向に大きな引っ張り荷重がかかる長さにまでアクチュエータが伸張されることが防止される。そのため、アクチュエータを構成している陽極部材とゲル層とが剥離することを防止することができる。その結果、円滑に作動する駆動源として用いることができる。   According to the present invention, since the extension preventing mechanism that prevents the actuator from extending beyond a predetermined dimension in the thickness direction of the actuator is provided, the length to which a large tensile load is applied in the thickness direction of the actuator. It is prevented that the actuator is extended up to. Therefore, it can prevent that the anode member and gel layer which comprise the actuator peel. As a result, it can be used as a drive source that operates smoothly.

本発明に係るアクチュエータ装置において、前記伸張防止機構は、前記アクチュエータを内側に収容させている筐体と、前記アクチュエータを内側に収容させている移動フレームとにより構成され、前記アクチュエータの前記厚さ方向の一端が前記筐体に取り付けられ、前記アクチュエータの前記厚さ方向の他端が前記移動フレームに取り付けられ、前記移動フレームが前記筐体に対して前記厚さ方向に移動可能に構成され、前記移動フレームは、あらかじめ設定された前記寸法に前記アクチュエータが伸張した位置で前記筐体に突き当てられることを特徴とする。   In the actuator device according to the present invention, the extension preventing mechanism includes a housing that houses the actuator inside and a moving frame that houses the actuator inside, and the thickness direction of the actuator One end of the actuator is attached to the casing, the other end of the actuator in the thickness direction is attached to the moving frame, and the moving frame is configured to be movable in the thickness direction with respect to the casing. The moving frame is abutted against the casing at a position where the actuator is extended to a predetermined dimension.

この発明によれば、伸張防止機構が上記のように構成されているので、移動フレームが筐体に突き当たる位置でアクチュエータが伸張することを確実に防止することができる。   According to the present invention, since the extension preventing mechanism is configured as described above, it is possible to reliably prevent the actuator from extending at a position where the moving frame hits the casing.

本発明に係るアクチュエータ装置において、前記筐体は、前記アクチュエータの前記厚さ方向の一端が取り付けられている第1の面と、前記アクチュエータの前記厚さ方向に直交する方向の前記アクチュエータの両側に配置された第2の面及び第3の面と、前記アクチュエータの他端側に配置され、前記第1の面に対向している第4の面と、を有し、前記移動フレームは、前記アクチュエータの前記厚さ方向の他端が取り付けられている取付板と、前記アクチュエータと前記第2の面及び前記第3の面との間にそれぞれ配置され、前記第1の面を貫いて前記筐体の内側から外側に延びる側板と、前記第1の面よりも外側に配置され、外部に接続可能な接続板と、を備えている。   In the actuator device according to the present invention, the casing is provided on a first surface to which one end of the actuator in the thickness direction is attached, and on both sides of the actuator in a direction orthogonal to the actuator thickness direction. A second surface and a third surface disposed, and a fourth surface disposed on the other end side of the actuator and facing the first surface, and the moving frame includes: The actuator is disposed between the mounting plate to which the other end in the thickness direction is attached, the actuator, the second surface, and the third surface, and penetrates the first surface to form the housing. A side plate extending outward from the inside of the body, and a connection plate disposed outside the first surface and connectable to the outside.

この発明によれば、伸張防止機構の筐体及び移動フレームが上記のように構成されているので、伸張防止機構は筐体の第1の面に移動フレームの接続板が突き当てられた位置でアクチュエータが伸張することを防止することができる。   According to the present invention, since the casing and the moving frame of the extension preventing mechanism are configured as described above, the extension preventing mechanism is located at the position where the connecting plate of the moving frame is abutted against the first surface of the casing. The actuator can be prevented from extending.

本発明に係るアクチュエータ装置において、第2のアクチュエータが前記筐体の前記第4の面と前記移動フレームの前記取付板との間に配置され、前記第2のアクチュエータの一端が前記取付板に取り付けられ、他端が前記第4の面に取り付けられていることを特徴とする。   In the actuator device according to the present invention, a second actuator is disposed between the fourth surface of the casing and the mounting plate of the movable frame, and one end of the second actuator is attached to the mounting plate. The other end is attached to the fourth surface.

この発明によれば、2個のアクチュエータのうち、一方のアクチュエータに電圧を印加すると共に他方のアクチュエータに電圧を印加しないことと、他方のアクチュエータに電圧を印加すると共に一方のアクチュエータに電圧を印加しないこととを繰り返し行うことによって、アクチュエータ装置がアクチュエータの厚さ方向の両方の向きに同じか又は略同じ大きさの外力を与えることができる。   According to the present invention, of two actuators, a voltage is applied to one actuator and no voltage is applied to the other actuator, and a voltage is applied to the other actuator and no voltage is applied to one actuator. By repeating this, the actuator device can apply the same or substantially the same external force in both directions in the thickness direction of the actuator.

本発明に係るアクチュエータ装置において、前記アクチュエータを構成している周面にゲルを付着させいることを特徴とする。   The actuator device according to the present invention is characterized in that gel is adhered to a peripheral surface constituting the actuator.

この発明によれば、アクチュエータを構成している周面にゲルを付着させいるので、アクチュエータが大きく伸縮することを阻止することができる。そのため、アクチュエータ装置に外力を加え、アクチュエータを所定の寸法に伸縮させたとき、アクチュエータを伸縮された状態に維持させたり、微小な距離だけ変位させたりすることができる。   According to the present invention, since the gel is adhered to the peripheral surface constituting the actuator, it is possible to prevent the actuator from expanding and contracting greatly. Therefore, when an external force is applied to the actuator device and the actuator is expanded and contracted to a predetermined size, the actuator can be maintained in an expanded or contracted state or can be displaced by a minute distance.

上記課題を解決するための本発明に係るアクチュエータ装置のユニットは、一組の陽極部材と陰極部材とが配置されるか又は陽極部材と陰極部材とが交互に複数配置され且つ、該陽極部材と該陰極部材との間に誘電性を有する高分子材料からなるゲル層が設けられているアクチュエータと、前記アクチュエータの厚さ方向のあらかじめ設定された寸法よりも前記アクチュエータが伸張することを防止する伸張防止機構と、を有するアクチュエータ装置を2個備え、前記アクチュエータ装置が前記厚さ方向にて向かい合って配置され、前記伸張防止機構同士が接続されていることを特徴とする。   The unit of the actuator device according to the present invention for solving the above-described problem includes a pair of anode members and cathode members, or a plurality of anode members and cathode members arranged alternately, and the anode members An actuator provided with a gel layer made of a polymer material having a dielectric property between the cathode member and extension that prevents the actuator from extending beyond a predetermined dimension in the thickness direction of the actuator; Two actuator devices having a prevention mechanism are provided, the actuator devices are arranged to face each other in the thickness direction, and the extension prevention mechanisms are connected to each other.

この発明によれば、アクチュエータ装置のユニットは、アクチュエータ装置がその厚さ方向にて向かい合って配置され、伸張防止機構同士が接続されているので、2個のアクチュエータ装置のうち、一方のアクチュエータ装置のアクチュエータに電圧を印加すると共に他方のアクチュエータ装置のアクチュエータに電圧を印加しないことと、他方のアクチュエータ装置のアクチュエータに電圧を印加すると共に一方のアクチュエータ装置のアクチュエータに電圧を印加しないこととを繰り返し行うことによって、アクチュエータ装置が接続されている方向の両方の向きに、アクチュエータ装置が同じか又は略同じ大きさの外力を与えることができる。   According to the present invention, the actuator device unit is arranged so that the actuator devices face each other in the thickness direction, and the extension preventing mechanisms are connected to each other. Repeatedly applying a voltage to the actuator and not applying a voltage to the actuator of the other actuator device, and applying a voltage to the actuator of the other actuator device and not applying a voltage to the actuator of one actuator device By this, the actuator device can apply the same or substantially the same external force in both directions in which the actuator device is connected.

上記課題を解決するための本発明に係るアクチュエータ装置のユニットは、一組の陽極部材と陰極部材とが配置されるか又は陽極部材と陰極部材とが交互に複数配置され且つ、該陽極部材と該陰極部材との間に誘電性を有する高分子材料からなるゲル層が設けられているアクチュエータと、前記アクチュエータの厚さ方向のあらかじめ設定された寸法よりも前記アクチュエータが伸張することを防止する伸張防止機構と、を有するアクチュエータ装置を複数備え、複数の前記アクチュエータ装置が同じ方向を向いて前記厚さ方向に一列に配置され、前記伸張防止機構同士が接続されていることを特徴とする。   The unit of the actuator device according to the present invention for solving the above-described problem includes a pair of anode members and cathode members, or a plurality of anode members and cathode members arranged alternately, and the anode members An actuator provided with a gel layer made of a polymer material having a dielectric property between the cathode member and extension that prevents the actuator from extending beyond a predetermined dimension in the thickness direction of the actuator; A plurality of actuator devices having a prevention mechanism, wherein the plurality of actuator devices are arranged in a row in the thickness direction facing the same direction, and the extension prevention mechanisms are connected to each other.

この発明によれば、アクチュエータ装置のユニットが、アクチュエータ装置を複数備え、複数のアクチュエータ装置が同じ方向を向いて厚さ方向に一列に配置され、伸張防止機構同士が接続されているので、単独のアクチュエータ装置だけの場合よりも長く変位させることができる。また、複数のアクチュエータ装置のうち、任意に選択した1又は複数のアクチュエータ装置だけを作動させることによってアクチュエータ装置のユニットを構成するすべてのアクチュエータ装置を作動させた場合よりも変位させる寸法を自由に設定することができる。   According to this invention, the unit of the actuator device includes a plurality of actuator devices, the plurality of actuator devices are arranged in a row in the thickness direction facing the same direction, and the extension preventing mechanisms are connected to each other. It can be displaced longer than in the case of only the actuator device. In addition, by operating only one or more arbitrarily selected actuator devices from among a plurality of actuator devices, the dimensions to be displaced can be set more freely than when all the actuator devices constituting the unit of the actuator device are operated. can do.

本発明によれば、陽極部材とゲル層とが剥離することを防止することができるので、アクチュエータ装置を安定した動作を行う駆動源として用いることができる。   According to the present invention, since the anode member and the gel layer can be prevented from peeling off, the actuator device can be used as a drive source that performs a stable operation.

本発明の第1実施形態のアクチュエータ装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the actuator apparatus of 1st Embodiment of this invention. アクチュエータの構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of an actuator. 図1及び図2に示したアクチュエータ装置のアクチュエータとは異なるゲル層を備えたアクチュエータを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the actuator provided with the gel layer different from the actuator of the actuator apparatus shown in FIG.1 and FIG.2. 第1実施形態のアクチュエータ装置の作用を説明するために用いた説明図である。It is explanatory drawing used in order to demonstrate the effect | action of the actuator apparatus of 1st Embodiment. 周面にゲルが付着されたアクチュエータを用いたアクチュエータ装置の構成及び作用を説明するために用いた説明図である。It is explanatory drawing used in order to demonstrate the structure and effect | action of an actuator apparatus using the actuator with which the gel was adhered to the surrounding surface. 第2実施形態のアクチュエータ装置の構成及び作用を説明するために用いた説明図である。It is explanatory drawing used in order to demonstrate the structure and effect | action of the actuator apparatus of 2nd Embodiment. 第1タイプのアクチュエータ装置のユニットの構成及び作用を説明するために用いた説明図である。It is explanatory drawing used in order to demonstrate the structure and effect | action of a unit of a 1st type actuator apparatus. 第2タイプのアクチュエータ装置のユニットの構成及び作用を説明するために用いた説明図である。It is explanatory drawing used in order to demonstrate the structure and effect | action of a unit of a 2nd type actuator apparatus. アクチュエータの動作原理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the operation principle of an actuator.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明の技術的範囲は、以下の記載や図面にのみ限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The technical scope of the present invention is not limited only to the following description and drawings.

[全体構成]
本発明に係るアクチュエータ装置1は、図1に示すように、アクチュエータ10と、当該アクチュエータ10の厚さ方向Xのあらかじめ設定された寸法よりもアクチュエータ10が伸張することを防止する伸張防止機構40とを備えている。なお、本明細書において、厚さ方向Xとは、図1に示すように、陽極部材11と陰極部材12とが交互に複数配置されている方向を意味する。なお、アクチュエータ装置1は、陽極部材11と陰極部材12とが交互に複数配置されたアクチュエータ10を用いた形態の他に、一組の陽極部材11と陰極部材11とが配置されたアクチュエータを用いた形態も含まれる。ただし、以下では、陽極部材11と陰極部材12とが交互に複数配置されたアクチュエータ10を用いた形態を例にしてアクチュエータ装置1について説明する。
[overall structure]
As shown in FIG. 1, the actuator device 1 according to the present invention includes an actuator 10 and an extension preventing mechanism 40 that prevents the actuator 10 from extending beyond a predetermined dimension in the thickness direction X of the actuator 10. It has. In the present specification, the thickness direction X means a direction in which a plurality of anode members 11 and cathode members 12 are alternately arranged as shown in FIG. The actuator device 1 uses an actuator in which a set of the anode member 11 and the cathode member 11 is arranged, in addition to the form using the actuator 10 in which a plurality of the anode members 11 and the cathode members 12 are alternately arranged. The form which was included is also included. However, the actuator device 1 will be described below by taking as an example a form using the actuator 10 in which a plurality of anode members 11 and cathode members 12 are alternately arranged.

アクチュエータ10は、図2に示すように、陽極部材11と陰極部材12とが交互に複数配置され、陽極部材11と陰極部材12との間に誘電性を有する高分子材料からなるゲル層13が設けられることにより構成されている。図2に示す例では、陽極部材11は網状のメッシュ体で構成されている。このアクチュエータ10は、陽極部材11と陰極部材12との間に電圧を印加したり、電圧の印加を停止したりすることによって、陽極部材11と陰極部材12とが交互に配置された当該アクチュエータ10の厚さ方向Xに伸縮する。   As shown in FIG. 2, the actuator 10 includes a plurality of anode members 11 and cathode members 12 arranged alternately, and a gel layer 13 made of a polymer material having dielectric properties between the anode members 11 and the cathode members 12. It is configured by being provided. In the example shown in FIG. 2, the anode member 11 is composed of a mesh-like mesh body. The actuator 10 is configured such that the anode member 11 and the cathode member 12 are alternately arranged by applying a voltage between the anode member 11 and the cathode member 12 or stopping the application of the voltage. It expands and contracts in the thickness direction X.

伸張防止機構40は、アクチュエータ10を内側に収容させている筐体20と、アクチュエータ10を内側に収容させている移動フレーム30とにより構成されている。筐体20は、第1の面21、第2の面22、第3の面23及び第4の面24が四角形の輪郭に一致するようにして配置されて形成されている。また、移動フレーム30は、取付板34、側板32,33及び接続板31が四角形の輪郭に一致するようにして配置されて形成されている。この移動フレーム30は、筐体20に対してアクチュエータ10の厚さ方向Xに移動可能に構成されている。   The extension preventing mechanism 40 includes a housing 20 that houses the actuator 10 inside, and a moving frame 30 that houses the actuator 10 inside. The housing 20 is formed such that the first surface 21, the second surface 22, the third surface 23, and the fourth surface 24 are arranged so as to coincide with a quadrangular outline. The moving frame 30 is formed such that the mounting plate 34, the side plates 32 and 33, and the connection plate 31 are arranged so as to coincide with a quadrangular outline. The moving frame 30 is configured to be movable in the thickness direction X of the actuator 10 with respect to the housing 20.

アクチュエータ装置1は、アクチュエータ10が筐体20及び移動フレーム30の内側に配置されて構成されており、アクチュエータ10の厚さ方向Xの一端18が筐体20の第1の面21に取り付けられ、アクチュエータ10の厚さ方向Xの他端19が移動フレーム30の取付板34に取り付けられている。   The actuator device 1 is configured by arranging the actuator 10 inside the housing 20 and the moving frame 30, and one end 18 in the thickness direction X of the actuator 10 is attached to the first surface 21 of the housing 20. The other end 19 in the thickness direction X of the actuator 10 is attached to the attachment plate 34 of the moving frame 30.

伸張防止機構40を構成している移動フレーム30は、アクチュエータ10の伸縮に伴って筐体20に対してアクチュエータ10の厚さ方向Xに移動するが、アクチュエータ10が、その厚さ方向Xの寸法があらかじめ設定された寸法に伸張されたときに、筐体20によって移動が停止されるように構成されている。   The moving frame 30 constituting the extension preventing mechanism 40 moves in the thickness direction X of the actuator 10 with respect to the housing 20 as the actuator 10 expands and contracts. The actuator 10 is dimensioned in the thickness direction X. Is configured to be stopped by the housing 20 when is extended to a preset dimension.

本発明のアクチュエータ装置1は、陽極部材とゲル層とが剥離することを防止することができるので、アクチュエータ装置を安定した動作を行う駆動源として用いることができる。   Since the actuator device 1 of the present invention can prevent the anode member and the gel layer from peeling off, the actuator device can be used as a drive source that performs stable operation.

以下、アクチュエータ装置1の各構成について図面を適宜に参照しながら詳細に説明する。   Hereafter, each structure of the actuator apparatus 1 is demonstrated in detail, referring drawings suitably.

[第1実施形態]
以下、第1実施形態のアクチュエータ装置に符号1Aを付して説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, the actuator device according to the first embodiment will be described with reference numeral 1A.

〈アクチュエータ〉
アクチュエータ10は、図1及び図2に示すように、陽極部材11と陰極部材12とがそれらの厚さ方向Xに交互に複数配置され、陽極部材11と陰極部材12との間に誘電性高分子材料からなるゲル層13が設けられて構成されている。このアクチュエータ10は、陽極部材11、陰極部材12及びそれらの間に設けられたゲル層13を1つの基本構成単位として構成されている。アクチュエータ10は、こうした基本構成単位を10層積層して構成されている。ただし、基本構成単位の層の数は、必要に応じて9層以下にしたり、11層以上にしたりすることができる。
<Actuator>
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the actuator 10 includes a plurality of anode members 11 and cathode members 12 arranged alternately in the thickness direction X, and a high dielectric property between the anode member 11 and the cathode member 12. A gel layer 13 made of a molecular material is provided. The actuator 10 includes an anode member 11, a cathode member 12, and a gel layer 13 provided therebetween as one basic structural unit. The actuator 10 is configured by laminating 10 layers of such basic structural units. However, the number of layers of the basic structural unit can be 9 layers or less, or 11 layers or more, as necessary.

アクチュエータ10を構成している陽極部材11及び陰極部材12は平面視の形状が四角形に形成されており、ゲル層13はその周縁部が陽極部材11及び陰極部材12の周縁部に一致するように形成されている。なお、図1に示した例は、アクチュエータ10の平面視の形状が四角形に形成されているが、アクチュエータ10の平面視の形状は、四角形以外の多角形や円形等に形成してもよい。   The anode member 11 and the cathode member 12 constituting the actuator 10 are formed in a quadrangular shape in plan view, and the gel layer 13 has a peripheral edge that coincides with the peripheral edge of the anode member 11 and the negative electrode member 12. Is formed. In the example shown in FIG. 1, the shape of the actuator 10 in a plan view is formed in a quadrangle, but the shape of the actuator 10 in a plan view may be formed in a polygon or a circle other than the quadrangle.

(陽極部材)
陽極部材11は、図1に示した例では、導電性を有する金属ファイバーを網状に形成したメッシュ体によって構成されている。この陽極部材11は、線径が0.1mmの金属ファイバーによって、1インチあたりのワイヤーの本数が100本になるメッシュサイズに形成されている。なお、陰極部材12は、必要に応じた線径の金属ファイバーで適切なメッシュサイズに形成されたメッシュ体を用いることができる。
(Anode member)
In the example shown in FIG. 1, the anode member 11 is configured by a mesh body in which metal fibers having conductivity are formed in a net shape. The anode member 11 is formed in a mesh size in which the number of wires per inch is 100 by metal fibers having a wire diameter of 0.1 mm. In addition, the cathode member 12 can use the mesh body formed in the appropriate mesh size with the metal fiber of the wire diameter as needed.

(陰極部材)
陰極部材12は、厚さが薄い導電性を有する部材によって構成されている。図1に示した例は、厚さが0.01mmの導電性を有する金属性の部材で形成されている。
(Cathode member)
The cathode member 12 is formed of a conductive member having a small thickness. The example shown in FIG. 1 is formed of a conductive metallic member having a thickness of 0.01 mm.

(ゲル層)
ゲル層13は、ポリ塩化ビニル(PVC)と可塑剤であるアジピン酸ジブチル(DBA)とを、溶媒であるテトラヒドロフラン(THF)内で混合して精製されたものである。このゲル層13は、ポリ塩化ビニルとアジピン酸ジブチルとの重量組成比を調整することによって、その剛性を調整することができる。図1に示した例は、ポリ塩化ビニルとアジピン酸ジブチルとの重量組成比を10:40に調整して精製されたゲル層13が使用されている。
(Gel layer)
The gel layer 13 is purified by mixing polyvinyl chloride (PVC) and dibutyl adipate (DBA) as a plasticizer in tetrahydrofuran (THF) as a solvent. The gel layer 13 can be adjusted in its rigidity by adjusting the weight composition ratio of polyvinyl chloride and dibutyl adipate. In the example shown in FIG. 1, a gel layer 13 purified by adjusting the weight composition ratio of polyvinyl chloride and dibutyl adipate to 10:40 is used.

そうしたゲル層13は、陽極部材11と陰極部材12との間に電圧を印加したときにその厚さ方向Xに収縮し、電圧の印加を停止したときに元の厚さに復帰する。電圧を印加してゲル層13がその厚さ方向Xに収縮したとき、ゲル層13は陽極部材11のメッシュの隙間に引き込まれる。アクチュエータ10それ自体の収縮は、ゲル層13が陽極部材11のメッシュの隙間に引き込まれ、全体の厚さが薄くなることによって生じる。   The gel layer 13 contracts in the thickness direction X when a voltage is applied between the anode member 11 and the cathode member 12, and returns to the original thickness when the voltage application is stopped. When a voltage is applied and the gel layer 13 contracts in the thickness direction X, the gel layer 13 is drawn into the mesh gap of the anode member 11. The contraction of the actuator 10 itself occurs when the gel layer 13 is drawn into the mesh gap of the anode member 11 and the entire thickness is reduced.

電圧を印加した際にこのような作用をなすゲル層13としては、ポリ塩化ビニルとアジピン酸ジブチルとを混合して精製したものの他に、ポリ塩化ビニル、ポリメタクリル酸メチル、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ナイロン6、ポリビニルアルコール、ポリカーボネイト、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル、シリコーン等の誘電性を有する高分子材料を用いることができる。   As the gel layer 13 which performs such an action when a voltage is applied, in addition to the one purified by mixing polyvinyl chloride and dibutyl adipate, polyvinyl chloride, polymethyl methacrylate, polyurethane, polystyrene, poly Polymer materials having dielectric properties such as vinyl acetate, nylon 6, polyvinyl alcohol, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyacrylonitrile, silicone, and the like can be used.

こうしたアクチュエータ10は、積層された各陽極部材11の左右方向の一方に電源の陽極に接続するための配線15をそれぞれ有し、積層された各陰極部材12の左右方向の他方に電源の陰極に接続するための配線16をそれぞれ有している。   Such an actuator 10 has wiring 15 for connecting to the anode of the power source on one side of the laminated anode members 11 in the left-right direction, and serves as the cathode of the power source on the other side of the laminated cathode members 12 in the left-right direction. Each has a wiring 16 for connection.

なお、アクチュエータは、図3に示すように構成することもできる。図3に示すアクチュエータ110は、基部113a及びその一面側に設けられた突部113aからなるゲル層113b、突部113bの頂部に接して配置される陽極部材111と、陽極部材111に対し、突部113bをその厚さ方向Xに挟む位置に配される陰極部材112とを備えている。このアクチュエータ110は、陽極部材111陰極部材112との間に電圧を印加したときに、突部113bが陽極部材111側に付着するようにクリープ変形し、ゲル113が厚さ方向に収縮する。   The actuator can also be configured as shown in FIG. 3 includes a base layer 113a and a gel layer 113b including a protrusion 113a provided on one surface thereof, an anode member 111 disposed in contact with the top of the protrusion 113b, and the anode member 111. A cathode member 112 disposed at a position sandwiching the portion 113b in the thickness direction X. When a voltage is applied to the actuator 110 between the anode member 111 and the cathode member 112, the actuator 110 creeps so that the protrusion 113b adheres to the anode member 111 side, and the gel 113 contracts in the thickness direction.

〈伸張防止機構〉
次に、図1を参照して、伸張防止機構40について説明する。伸張防止機構40は、アクチュエータ10を内側に収容させている筐体20と、アクチュエータ10を内側に収容させている移動フレーム30とにより構成されている。この伸張防止機構40は、アクチュエータ10があらかじめ設定された寸法よりも伸張することを防止することによって、アクチュエータ10がその厚さ方向Xにおいて、自然長又は略自然長よりも伸張することがないようにアクチュエータ10の厚さ方向Xの寸法を規制している。
<Extension prevention mechanism>
Next, the extension preventing mechanism 40 will be described with reference to FIG. The extension preventing mechanism 40 includes a housing 20 that houses the actuator 10 inside, and a moving frame 30 that houses the actuator 10 inside. The extension preventing mechanism 40 prevents the actuator 10 from extending beyond a predetermined dimension so that the actuator 10 does not extend in the thickness direction X more than the natural length or substantially the natural length. The dimension of the actuator 10 in the thickness direction X is restricted.

なお、本明細書において、アクチュエータ10の自然長とは、電圧が印加されたり、電圧の印加を停止したりすることによって厚さ方向Xに伸縮するアクチュエータ10において、電圧が印加されていないときのアクチュエータ10の厚さ方向Xの寸法を意味する。   In this specification, the natural length of the actuator 10 refers to the time when no voltage is applied to the actuator 10 that expands and contracts in the thickness direction X when a voltage is applied or the voltage application is stopped. It means the dimension of the actuator 10 in the thickness direction X.

筐体20は、第1の面21、第2の面22,第3の面23及び第4の面24が四角形の輪郭に一致して配置されて形成されている。第1の面21と第4の面24とが平行をなし、第2の面22と第3の面23とが平行をなしている。筐体20は、第1の面21、第2の面22、第3の面23及び第4の面24の内側に空間を有しており、アクチュエータ10は、第1の面21、第2の面22、第3の面23及び第4の面24の内側に形成されている空間に収容されている。   The housing 20 is formed by arranging a first surface 21, a second surface 22, a third surface 23, and a fourth surface 24 so as to coincide with a quadrangular outline. The first surface 21 and the fourth surface 24 are parallel, and the second surface 22 and the third surface 23 are parallel. The housing 20 has a space inside the first surface 21, the second surface 22, the third surface 23, and the fourth surface 24, and the actuator 10 includes the first surface 21, the second surface 24, and the second surface 24. The surface 22, the third surface 23, and the fourth surface 24 are accommodated in a space formed inside.

第1の面21は、アクチュエータ10を構成する陽極部材11及び陰極部材12に対して平行をなしており、アクチュエータ10の厚さ方向Xの一端18がこの第1の面21に取り付けられている。また、第1の面21は、後述する移動フレーム30の側板32,33を貫通させるための細長い貫通孔36を備えている。貫通孔36の長さ及び幅は移動フレーム30の側板32,33の幅及び厚さよりも大きく形成されており、移動フレーム30の側板32,33が貫通孔36に干渉することなくアクチュエータ10の厚さ方向Xに円滑に移動することができるようになっている。第2の面22及び第3の面23はアクチュエータ10の側部が一定の距離だけ離れた位置に配置されて設けられており、第4の面24は、アクチュエータ10の他端19側で、アクチュエータ10の他端19から一定の距離だけ離れた位置で第1の面21に対向するようにして設けられている。   The first surface 21 is parallel to the anode member 11 and the cathode member 12 constituting the actuator 10, and one end 18 in the thickness direction X of the actuator 10 is attached to the first surface 21. . The first surface 21 includes an elongated through hole 36 for allowing side plates 32 and 33 of the moving frame 30 described later to pass therethrough. The length and width of the through hole 36 are formed larger than the width and thickness of the side plates 32 and 33 of the moving frame 30, and the thickness of the actuator 10 does not interfere with the side plates 32 and 33 of the moving frame 30. It can move smoothly in the vertical direction X. The second surface 22 and the third surface 23 are provided so that the side portions of the actuator 10 are separated by a certain distance, and the fourth surface 24 is on the other end 19 side of the actuator 10. The actuator 10 is provided so as to face the first surface 21 at a position away from the other end 19 of the actuator 10 by a certain distance.

筐体20の第2の面22は、アクチュエータ10の厚さ方向Xの中央に対応する位置に、アクチュエータ10を構成している陽極部材11と電源(図示しない)の陽極とを接続している配線15を通すための連絡穴25を備え、筐体20の第3の面23は、アクチュエータ10の厚さ方向Xの中央に対応する位置に、アクチュエータ10を構成している陰極部材12と電源(図示しない)の陰極とを接続している配線16を通すための連絡穴25を備えている。図1に示した例では、図1の左側に位置する第2の面22の穴が、陽極部材11と電源の陽極とを接続している配線を通すための連絡穴25であり、図1の右側に位置する第3の面23の穴が、陰極部材12と電源の陰極とを接続している配線を通すための連絡穴25である。なお、連絡穴25は、束ねられた配線15,16を通すことができればよいので、円形にそれぞれ形成されている。   The second surface 22 of the housing 20 connects the anode member 11 constituting the actuator 10 and the anode of a power source (not shown) at a position corresponding to the center in the thickness direction X of the actuator 10. A communication hole 25 for passing the wiring 15 is provided, and the third surface 23 of the housing 20 is connected to the cathode member 12 constituting the actuator 10 and the power source at a position corresponding to the center in the thickness direction X of the actuator 10. A communication hole 25 is provided for passing the wiring 16 connecting the cathode (not shown). In the example shown in FIG. 1, the hole on the second surface 22 located on the left side of FIG. 1 is a communication hole 25 for passing the wiring connecting the anode member 11 and the anode of the power source. The hole on the third surface 23 located on the right side of the contact hole 25 is a communication hole 25 for passing the wiring connecting the cathode member 12 and the cathode of the power source. In addition, since the connection hole 25 should just be able to let the bundled wiring 15 and 16 pass, it is each formed in circular.

前記移動フレーム30は、取付板34、側板32,33及び接続板31が四角形の輪郭に一致して配置されて形成されており、取付板34、側板32,33及び接続板31の内側が空間になるように構成されている。アクチュエータ10は、取付板34、側板32,33及び接続板31の内側に形成されている空間に収容されている。   The moving frame 30 is formed such that the mounting plate 34, the side plates 32, 33, and the connection plate 31 are arranged so as to coincide with the outline of the rectangle, and the inside of the mounting plate 34, the side plates 32, 33, and the connection plate 31 is a space. It is configured to be. The actuator 10 is accommodated in a space formed inside the mounting plate 34, the side plates 32 and 33, and the connection plate 31.

取付板34は、アクチュエータ10を構成する陽極部材11及び陰極部材12に対して平行をなしており、アクチュエータ10の厚さ方向Xの他端19がこの取付板34に取り付けられている。側板32は、アクチュエータ10の側部と筐体20の第2の面22面との間で、アクチュエータ10の側部及び筐体20の第2の面22に対して一定の距離を空けた位置に配されている。同様に、側板33は、アクチュエータ10の側部と筐体20の第3の面23との間で、アクチュエータ10の側部及び筐体20の第3の面23に対して一定の距離を空けた位置に配されている。この側板32,33は、筐体20の第1の面21に形成された貫通孔36にそれぞれ通されて、筐体20の内側から外側に延びるように第1の面21を貫いて設けられている。接続板31は筐体20の第1の面21よりも外側で第1の面21に対して平行をなして配置されている。この接続板31は、当該アクチュエータ装置1Aとは別体の外部の支持体や他のアクチュエータ装置等に接続するための接続用部材50が取り付けられる部材である。   The attachment plate 34 is parallel to the anode member 11 and the cathode member 12 constituting the actuator 10, and the other end 19 in the thickness direction X of the actuator 10 is attached to the attachment plate 34. The side plate 32 is located at a certain distance from the side of the actuator 10 and the second surface 22 of the housing 20 between the side of the actuator 10 and the second surface 22 of the housing 20. It is arranged in. Similarly, the side plate 33 is spaced a certain distance from the side of the actuator 10 and the third surface 23 of the housing 20 with respect to the side of the actuator 10 and the third surface 23 of the housing 20. It is arranged at the position. The side plates 32 and 33 are respectively provided through the first surface 21 so as to extend from the inside to the outside of the housing 20 through the through holes 36 formed in the first surface 21 of the housing 20. ing. The connection plate 31 is disposed outside the first surface 21 of the housing 20 and parallel to the first surface 21. The connection plate 31 is a member to which a connection member 50 for connecting to an external support member, another actuator device, or the like separate from the actuator device 1A is attached.

この移動フレーム30の一方の側板32は、アクチュエータ10に対応する位置に、アクチュエータ10を構成している陽極部材11と電源(図示しない)の陽極とを接続している配線15を通すための連絡穴35を備え、移動フレーム30他方の側板33は、アクチュエータ10に対応する位置に、アクチュエータ10を構成している陰極部材12と電源の陰極とを接続している配線16を通すための連絡穴35を備えている。この連絡穴35は、アクチュエータ10の厚さ方向Xに延びる細長い長方形に形成されている。図1に示す例では、図1の左側に位置する側板32の穴が各陽極部材11と電源の陽極とを接続する配線15を通すための連絡穴35であり、図1の右側に位置する側板33の穴が各陰極部材12と電源の陰極とを結ぶ配線16を通すための連絡穴35である。なお、この連絡穴35は、アクチュエータ10の厚さ方向Xに延びる細長い長方形に形成されており、複数の放射状に延びる配線15,16を通すことができるようになっている。   One side plate 32 of the moving frame 30 communicates with the wiring 15 connecting the anode member 11 constituting the actuator 10 and the anode of a power source (not shown) at a position corresponding to the actuator 10. The other side plate 33 is provided with a hole 35, and the other side plate 33 of the moving frame 30 is a communication hole for passing the wiring 16 connecting the cathode member 12 constituting the actuator 10 and the cathode of the power source at a position corresponding to the actuator 10. 35. The communication hole 35 is formed in an elongated rectangle extending in the thickness direction X of the actuator 10. In the example shown in FIG. 1, the hole in the side plate 32 located on the left side in FIG. 1 is a communication hole 35 for passing the wiring 15 connecting each anode member 11 and the anode of the power source, and located on the right side in FIG. 1. A hole in the side plate 33 is a communication hole 35 through which the wiring 16 connecting each cathode member 12 and the cathode of the power source is passed. The connecting hole 35 is formed in a long and narrow rectangle extending in the thickness direction X of the actuator 10 so that a plurality of radially extending wirings 15 and 16 can be passed therethrough.

こうした構成を有する移動フレーム30は、アクチュエータ10の伸縮に伴って、筐体20に対してアクチュエータ10の厚さ方向Xに移動する。その際、筐体20及び移動フレーム30が、陽極部材11に接続される配線15及び陰極部材12に接続される配線16を通すための連絡穴25,35を備えているので、陽極部材11及び陰極部材12に接続された配線15,16がアクチュエータ装置1Aに絡みついたいりすることが防止される。   The moving frame 30 having such a configuration moves in the thickness direction X of the actuator 10 with respect to the housing 20 as the actuator 10 expands and contracts. At that time, the housing 20 and the moving frame 30 are provided with connecting holes 25 and 35 through which the wiring 15 connected to the anode member 11 and the wiring 16 connected to the cathode member 12 pass. It is possible to prevent the wires 15 and 16 connected to the cathode member 12 from being entangled with the actuator device 1A.

〈アクチュエータ装置の作用〉
次に、図4を参照して、以上の構成を備えたアクチュエータ装置1Aの作用について説明する。
<Operation of actuator device>
Next, the operation of the actuator device 1A having the above configuration will be described with reference to FIG.

図4(A)は、アクチュエータ10に電圧が印加されていない状態を示している。アクチュエータ10に電圧が印加されていないとき、アクチュエータ10は、その厚さ方向Xの寸法が自然長又は略自然長に維持されている。アクチュエータ10に電圧が印加されていないとき、移動フレーム30は、接続板31と筐体20の第1の面21との間に若干の隙間が形成される位置に保たれている。この状態からアクチュエータ10に電圧を印加したとき、図4(B)に示すように、アクチュエータ10が収縮される。アクチュエータ10が収縮されたことに伴って、移動フレーム30は図4の上方に移動し、移動フレーム30の接続板31と筐体20の第1の面21との間の距離が広がる。この状態からアクチュエータ10に電圧の印加を停止したとき、図4(C)に示すように、アクチュエータ10は自然長又は略自然長まで伸張し、移動フレーム30は図4の下方に移動する。   FIG. 4A shows a state where no voltage is applied to the actuator 10. When no voltage is applied to the actuator 10, the dimension of the actuator 10 in the thickness direction X is maintained at a natural length or a substantially natural length. When no voltage is applied to the actuator 10, the moving frame 30 is maintained at a position where a slight gap is formed between the connection plate 31 and the first surface 21 of the housing 20. When a voltage is applied to the actuator 10 from this state, the actuator 10 is contracted as shown in FIG. As the actuator 10 contracts, the moving frame 30 moves upward in FIG. 4 and the distance between the connection plate 31 of the moving frame 30 and the first surface 21 of the housing 20 increases. When application of voltage to the actuator 10 is stopped from this state, as shown in FIG. 4C, the actuator 10 extends to a natural length or substantially natural length, and the moving frame 30 moves downward in FIG.

このアクチュエータ装置1Aは、図4(B)示すようにアクチュエータ10が収縮した状態から図4(C)に示すようにアクチュエータ10が自然長又は略自然長に伸張する作用を利用して、接続板31に設けられた接続用部材50に接続した外部の物体(図示しない)を移動させている。   The actuator device 1A uses the action of the actuator 10 extending to a natural length or a substantially natural length as shown in FIG. 4C from the contracted state of the actuator 10 as shown in FIG. An external object (not shown) connected to the connection member 50 provided at 31 is moved.

なお、このアクチュエータ装置1Aの外部から移動フレーム30を下方に向けて押し下げる力が移動フレーム30に作用した場合でも、このアクチュエータ装置1Aは、伸張防止機構40を備えているので、アクチュエータ10の陽極部材11とゲル層13とが剥離するような引っ張り荷重が作用する長さに引っ張られることは防止される。   Even when a force that pushes down the moving frame 30 downward from the outside of the actuator device 1A acts on the moving frame 30, the actuator device 1A includes the extension preventing mechanism 40. Pulling to such a length that a pulling load such that 11 and gel layer 13 are peeled off is prevented.

具体的に、伸張防止機構40の作用を説明する。アクチュエータ装置1Aの外部から移動フレーム30を下方に向けて押し下げる力が移動フレーム30に作用したと仮定する。その場合、アクチュエータ10の厚さ方向Xの一端18が筐体20の第1の面21に取り付けられていると共に、アクチュエータ10の他端19が移動フレーム30の取付板34に取り付けられているので、移動フレーム30の移動に伴って、アクチュエータ10は伸張する。しかしながら、移動フレーム30が下方に移動した場合、移動フレーム30の接続板31が筐体20の第1の面21に突き当たる。そのため、移動フレーム30は、接続板31が筐体20の第1の面21に突き当たった位置よりも下側に移動することが防止される。その結果、アクチュエータ10は、接続板31が筐体20の第1の面21に突き当たった位置よりも伸張することが防止される。   Specifically, the operation of the extension preventing mechanism 40 will be described. It is assumed that a force that pushes down the moving frame 30 from the outside of the actuator device 1 </ b> A acts on the moving frame 30. In that case, one end 18 in the thickness direction X of the actuator 10 is attached to the first surface 21 of the housing 20 and the other end 19 of the actuator 10 is attached to the attachment plate 34 of the moving frame 30. As the moving frame 30 moves, the actuator 10 expands. However, when the moving frame 30 moves downward, the connection plate 31 of the moving frame 30 hits the first surface 21 of the housing 20. Therefore, the moving frame 30 is prevented from moving below the position where the connection plate 31 hits the first surface 21 of the housing 20. As a result, the actuator 10 is prevented from extending beyond the position where the connection plate 31 hits the first surface 21 of the housing 20.

なお、接続板31が第1の面21に突き当たる位置は、アクチュエータ10の厚さ方向の寸法が、アクチュエータ10を構成する陽極部材11とゲル層13とが剥離しない範囲であれば、特に限定されない。しかしながら、接続板31が第1の面21に突き当たる位置は、アクチュエータ10の厚さ方向Xの寸法が自然長又は略自然長にアクチュエータ10が伸張したときに、接続板31が第1の面21に突き当たるように伸張防止機構40を設定するとよい。このように設定することによって、アクチュエータ10は収縮される領域でのみ使用され、引っ張り荷重がアクチュエータ10に作用することがない。   The position where the connection plate 31 abuts against the first surface 21 is not particularly limited as long as the dimension in the thickness direction of the actuator 10 is within a range where the anode member 11 and the gel layer 13 constituting the actuator 10 do not peel off. . However, the position where the connection plate 31 abuts against the first surface 21 is such that when the actuator 10 extends to a natural length or a substantially natural length in the thickness direction X of the actuator 10, the connection plate 31 extends to the first surface 21. It is preferable to set the extension preventing mechanism 40 so as to abut. By setting in this way, the actuator 10 is used only in the region where it is contracted, and the tensile load does not act on the actuator 10.

アクチュエータ10は、接続板31が筐体20の第1の面21に突き当たった位置よりも伸張することが防止される結果、引っ張り荷重がアクチュエータ10に作用することがなく、アクチュエータ10を構成する正極部材とゲル層13とが剥離されることが防止される。   As a result of the actuator 10 being prevented from extending beyond the position where the connection plate 31 abuts against the first surface 21 of the housing 20, the tensile load does not act on the actuator 10, and the positive electrode constituting the actuator 10. The member and the gel layer 13 are prevented from being peeled off.

次に、図5を参照して、アクチュエータ10の周面にゲルを付着させているアクチュエータ装置1Aについて説明する。なお、図5に示したアクチュエータ装置1Aは、アクチュエータ10の周面にゲルを付着させたこと以外の構成は、図1から図4に示したアクチュエータ装置1Aの構成と同じである。そのため、図5に示したアクチュエータ装置1Aは、図1から図4に示したアクチュエータ装置1Aと同じ構成には同じ符号付してその説明を省略する。また、アクチュエータ10の周面に付着させたゲルは図面には特に示していない。なお、アクチュエータ装置1Aは、陽極部材11と陰極部材12とが交互に複数配置されたアクチュエータ10を用いた形態の他に、一組の陽極部材11と陰極部材11とが配置されたアクチュエータを用いた形態も含まれる。ただし、以下では、陽極部材11と陰極部材12とが交互に複数配置されたアクチュエータ10を用いた形態を例にしてアクチュエータ装置1Aについて説明する。   Next, referring to FIG. 5, an actuator device 1 </ b> A in which gel is attached to the peripheral surface of the actuator 10 will be described. The configuration of the actuator device 1A shown in FIG. 5 is the same as that of the actuator device 1A shown in FIGS. 1 to 4 except that gel is attached to the peripheral surface of the actuator 10. Therefore, in the actuator device 1A shown in FIG. 5, the same components as those in the actuator device 1A shown in FIGS. Further, the gel attached to the peripheral surface of the actuator 10 is not particularly shown in the drawing. The actuator device 1A uses an actuator in which a set of the anode member 11 and the cathode member 11 is arranged in addition to the form using the actuator 10 in which a plurality of the anode members 11 and the cathode members 12 are alternately arranged. The form which was included is also included. However, the actuator device 1A will be described below by taking as an example a form using the actuator 10 in which a plurality of anode members 11 and cathode members 12 are alternately arranged.

なお、本明細書において、アクチュエータ10の周面とは、アクチュエータ10を構成している陽極部材11、陰極部材12及びゲル層13の周縁により構成されている面を意味する。   In the present specification, the peripheral surface of the actuator 10 means a surface formed by the peripheral edges of the anode member 11, the cathode member 12, and the gel layer 13 constituting the actuator 10.

このアクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10は、高分子材料からなるゲルが周面に付着されることによって、当該アクチュエータ10の剛性がゲルを付着させない場合よりも向上している。アクチュエータ10の周面に付着されたゲルは、アクチュエータ10がその厚さ方向Xに微小な距離tだけ変位することを許容している。アクチュエータ10の周面に付着させるゲルとしては、例えば、ポリ塩化ビニルを用いることができる。また、使用するゲルとしては、ポリ塩化ビニルの他に、ポリメタクリル酸メチル、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ナイロン6、ポリビニルアルコール、ポリカーボネイト、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル、シリコーン等の誘電性を有する高分子材料を用いることができる。   In the actuator 10 of the actuator device 1A, the gel made of a polymer material is attached to the peripheral surface, whereby the rigidity of the actuator 10 is improved as compared with the case where the gel is not attached. The gel attached to the peripheral surface of the actuator 10 allows the actuator 10 to be displaced in the thickness direction X by a minute distance t. As the gel attached to the peripheral surface of the actuator 10, for example, polyvinyl chloride can be used. In addition to polyvinyl chloride, the gel to be used is a high dielectric material such as polymethyl methacrylate, polyurethane, polystyrene, polyvinyl acetate, nylon 6, polyvinyl alcohol, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyacrylonitrile, silicone, etc. Molecular materials can be used.

次に、図5を参照して、このアクチュエータ装置1Aの作用について説明する。   Next, the operation of the actuator device 1A will be described with reference to FIG.

図5(A)は、アクチュエータ10に電圧が印加されていない状態を示している。アクチュエータ10に電圧が印加されていないとき、アクチュエータ10は、その厚さ方向Xの寸法が自然長又は略自然長に維持されている。アクチュエータ10に電圧が印加されていないとき、移動フレーム30は、接続板31と筐体20の第1の面21との間に若干の隙間が形成される位置に保たれている。この示す状態から、図5(A)の矢印に示すように、アクチュエータ装置1Aに外力Fを付加し、図5(B)に示すように、アクチュエータ10を微小な距離tだけ収縮させる。アクチュエータ10が微小な距離tだけ収縮されたことに伴って、移動フレーム30は図5の上方に微小な距離tだけ移動する。この状態からアクチュエータ10に電圧の印加した場合、図5(B)に示すように、アクチュエータ10を収縮させる力fが当該アクチュエータに作用する。ところが、アクチュエータ10は、その周面に付着されたゲルによってその収縮が拘束されているため、は図5(C)に示すように、アクチュエータ10は収縮せず、アクチュエータ10が微小な距離tだけ収縮された状態が維持される。そのため、移動フレーム30も下方に移動せず、移動フレーム30の位置が維持される。すなわち、図5(C)に示したアクチュエータ装置1Aの状態は、図5(B)に示したアクチュエータ装置1Aの状態から殆ど変化せず、図5(B)に示した状態がそのまま維持される。   FIG. 5A shows a state where no voltage is applied to the actuator 10. When no voltage is applied to the actuator 10, the dimension of the actuator 10 in the thickness direction X is maintained at a natural length or a substantially natural length. When no voltage is applied to the actuator 10, the moving frame 30 is maintained at a position where a slight gap is formed between the connection plate 31 and the first surface 21 of the housing 20. From this state, an external force F is applied to the actuator device 1A as shown by an arrow in FIG. 5A, and the actuator 10 is contracted by a minute distance t as shown in FIG. 5B. As the actuator 10 is contracted by a minute distance t, the moving frame 30 moves upward by a minute distance t in FIG. When a voltage is applied to the actuator 10 from this state, as shown in FIG. 5B, a force f for contracting the actuator 10 acts on the actuator. However, since the contraction of the actuator 10 is restrained by the gel attached to the peripheral surface, the actuator 10 does not contract as shown in FIG. The contracted state is maintained. For this reason, the moving frame 30 does not move downward, and the position of the moving frame 30 is maintained. That is, the state of the actuator device 1A shown in FIG. 5C hardly changes from the state of the actuator device 1A shown in FIG. 5B, and the state shown in FIG. 5B is maintained as it is. .

このアクチュエータ装置1Aは、腰サポート用アシストウェア、脚部サポート用アシストスパッツ等、身体各部のサポートを行う装置等に適用することができる。   The actuator device 1A can be applied to devices that support various parts of the body, such as waist wear assist wear and leg support assist spats.

[第2実施形態]
次に、図6を参照して第2実施形態のアクチュエータ装置1Bについて説明する。なお、第2実施形態のアクチュエータ装置1Bについては、第1実施形態のアクチュエータ装置1Aと同じ構成については概要のみを説明し、異なる構成についてのみ詳細に説明する。また、アクチュエータ装置1Bは、陽極部材11と陰極部材12とが交互に複数配置されたアクチュエータ10を用いた形態の他に、一組の陽極部材11と陰極部材11とが配置されたアクチュエータを用いた形態も含まれる。ただし、以下では、陽極部材11と陰極部材12とが交互に複数配置されたアクチュエータ10を用いた形態を例にしてアクチュエータ装置1Bについて説明する。
[Second Embodiment]
Next, the actuator device 1B of the second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the actuator apparatus 1B of 2nd Embodiment, only the outline | summary is demonstrated about the same structure as the actuator apparatus 1A of 1st Embodiment, and only a different structure is demonstrated in detail. The actuator device 1B uses an actuator in which a pair of anode members 11 and cathode members 11 are arranged, in addition to a form using the actuator 10 in which a plurality of anode members 11 and cathode members 12 are alternately arranged. The form which was included is also included. However, hereinafter, the actuator device 1B will be described by taking as an example a form using the actuator 10 in which a plurality of anode members 11 and cathode members 12 are alternately arranged.

〈アクチュエータ装置の構成〉
このアクチュエータ装置1Bは、1つのアクチュエータ装置1Bに第1のアクチュエータ10a及び第2のアクチュエータ10bの2つのアクチュエータ10a,10bが用いられている。基本的な構成は、第1実施形態のアクチュエータ装置1Aと同じであり、アクチュエータ10a,10bと、このアクチュエータ10a,10bの厚さ方向Xのあらかじめ設定された寸法よりもアクチュエータ10a,10bが伸張することを防止する伸張防止機構40bとによって構成されている。
<Configuration of actuator device>
In this actuator device 1B, two actuators 10a and 10b, which are a first actuator 10a and a second actuator 10b, are used in one actuator device 1B. The basic configuration is the same as that of the actuator device 1A of the first embodiment, and the actuators 10a and 10b and the actuators 10a and 10b extend from the preset dimensions in the thickness direction X of the actuators 10a and 10b. The extension preventing mechanism 40b prevents this.

このアクチュエータ装置1Bに用いられている2つのアクチュエータ10a,10bの基本的な構成は、第1実施形態のアクチュエータ装置1Aに用いられているアクチュエータ10と同じであり、陽極部材11と陰極部材12とが交互に複数配置され且つ、陽極部材11と陰極部材12との間に誘電性を有する高分子材料からなるゲル層13が設けられることによって構成されている。また、陽極部材11は、網状のメッシュ体で構成されている。このアクチュエータ10a,10bは、陽極部材11と陰極部材12との間に電圧を印加したり、印加した電圧を停止したりすることによって、陽極部材11と陰極部材12とが交互に配置された当該アクチュエータ10a,10bの厚さ方向Xに伸縮する。   The basic configuration of the two actuators 10a and 10b used in this actuator device 1B is the same as that of the actuator 10 used in the actuator device 1A of the first embodiment, and the anode member 11, the cathode member 12, Are arranged alternately, and a gel layer 13 made of a polymer material having dielectric properties is provided between the anode member 11 and the cathode member 12. Moreover, the anode member 11 is comprised with the net-like mesh body. The actuators 10a and 10b are configured such that the anode member 11 and the cathode member 12 are alternately arranged by applying a voltage between the anode member 11 and the cathode member 12 or stopping the applied voltage. The actuators 10a and 10b expand and contract in the thickness direction X.

伸張防止機構40bは、第1のアクチュエータ10a及び第2のアクチュエータ10bを内側に収容させている筐体20bと、第1のアクチュエータ10aを内側に収容させている移動フレーム30とにより構成されている。筐体20bは、第1の面21b、第2の面22b、第3の面23b及び第4の面24bが四角形の輪郭に一致するようにして配置されて形成されている。また、移動フレーム30は、取付板34、側板32,33及び接続板31が四角形の輪郭に一致するようにして配置されて形成されており、筐体20bに対して2つのアクチュエータ10a,10bの厚さ方向Xに移動可能に構成されている。なお、このアクチュエータ装置1Bの移動フレーム30が筐体20bに対してアクチュエータ10a,10bの厚さ方向Xに移動するメカニズムは、第1実施形態のアクチュエータ装置1Aのメカニズムと同じである。   The extension preventing mechanism 40b includes a housing 20b that houses the first actuator 10a and the second actuator 10b inside, and a moving frame 30 that houses the first actuator 10a inside. . The housing 20b is formed by being arranged such that the first surface 21b, the second surface 22b, the third surface 23b, and the fourth surface 24b coincide with a quadrangular outline. The moving frame 30 is formed such that the mounting plate 34, the side plates 32 and 33, and the connection plate 31 are arranged so as to coincide with the outline of the quadrangle, and the two actuators 10a and 10b are connected to the housing 20b. It is configured to be movable in the thickness direction X. The mechanism by which the moving frame 30 of the actuator device 1B moves in the thickness direction X of the actuators 10a and 10b with respect to the housing 20b is the same as the mechanism of the actuator device 1A of the first embodiment.

筐体20b及び移動フレーム30は、第1のアクチュエータ10aを、当該アクチュエータ装置1Bの上側半分の領域に配置されるようにして、それらの内側に収容している。第1のアクチュエータ10aの厚さ方向Xの一端18aは筐体20bの第1の面21bに取り付けられており、厚さ方向Xの他端19aは移動フレーム30の取付板34の表面に取り付けられている。また、筐体20bは、当該アクチュエータ装置1Bの下側半分の領域に配置されるようにして、その内側に第2のアクチュエータ10bを収容している。第2のアクチュエータ10bの厚さ方向Xの一端18bは移動フレーム30の取付板34の裏面に取り付けられ、厚さ方向Xの他端19bは筐体20bの第4の面24bに取り付けられている。   The housing 20b and the moving frame 30 accommodate the first actuator 10a inside them so as to be arranged in the upper half region of the actuator device 1B. One end 18a in the thickness direction X of the first actuator 10a is attached to the first surface 21b of the housing 20b, and the other end 19a in the thickness direction X is attached to the surface of the mounting plate 34 of the moving frame 30. ing. Further, the housing 20b is arranged in the lower half region of the actuator device 1B and accommodates the second actuator 10b inside thereof. One end 18b in the thickness direction X of the second actuator 10b is attached to the back surface of the mounting plate 34 of the moving frame 30, and the other end 19b in the thickness direction X is attached to the fourth surface 24b of the housing 20b. .

筐体20bの第2の面22bは、第1のアクチュエータ10aの厚さ方向Xの中央に対応する位置に、第1のアクチュエータ10aを構成している陽極部材11と電源(図示しない)の陽極とを接続している配線15aを通すための連絡穴25aを備え、第2のアクチュエータ10bの厚さ方向Xの中央に対応する位置に、第2のアクチュエータ10bを構成している陽極部材11と電源の陽極とを接続している配線15bを通すための連絡穴25bを備えている。連絡穴25a,25bは円形にそれぞれ形成されている。   The second surface 22b of the housing 20b is located at a position corresponding to the center in the thickness direction X of the first actuator 10a and the anode member 11 constituting the first actuator 10a and the anode of the power source (not shown). And the anode member 11 constituting the second actuator 10b at a position corresponding to the center in the thickness direction X of the second actuator 10b. A communication hole 25b is provided for passing the wiring 15b connecting the anode of the power source. The communication holes 25a and 25b are each formed in a circular shape.

また、筐体20bの第3の面23bは、第1のアクチュエータ10aの厚さ方向Xの中央に対応する位置に、第1のアクチュエータ10aを構成している陰極部材12と電源の陰極とを接続している配線16aを通すための連絡穴25aを備え、第2のアクチュエータ10bの厚さ方向Xの中央に対応する位置に、第2のアクチュエータ10bを構成している陰極部材12と電源の陰極とを接続している配線16bを通すための連絡穴25bを備えている。連絡穴25a,25bは円形にそれぞれ形成されている。   Further, the third surface 23b of the housing 20b has the cathode member 12 constituting the first actuator 10a and the cathode of the power source at a position corresponding to the center in the thickness direction X of the first actuator 10a. A connecting hole 25a for passing the connected wiring 16a is provided, and the cathode member 12 constituting the second actuator 10b and the power source are arranged at a position corresponding to the center in the thickness direction X of the second actuator 10b. A communication hole 25b is provided for passing the wiring 16b connecting the cathode. The communication holes 25a and 25b are each formed in a circular shape.

移動フレーム30の一方の側板32は、第1のアクチュエータ10aに対応する位置に、第1のアクチュエータ10aを構成している陽極部材11と電源の陽極とを接続している配線を通すための連絡穴35を備え、移動フレーム30の他方の側板33は、第1のアクチュエータ10aに対応する位置に、第1のアクチュエータ10aを構成している陰極部材12と電源の陰極とを接続している配線を通すための連絡穴35を備えている。なお、この連絡穴35は、アクチュエータ10aの厚さ方向Xに延びる細長い長方形に形成されており、複数の放射状に延びる配線を通すことができるようになっている。
〈アクチュエータ装置の作用〉
次に、アクチュエータ装置1Bの作用について説明する。
One side plate 32 of the moving frame 30 is connected to pass the wiring connecting the anode member 11 constituting the first actuator 10a and the anode of the power source at a position corresponding to the first actuator 10a. A wiring having a hole 35 and connecting the cathode member 12 constituting the first actuator 10a and the cathode of the power source to the other side plate 33 of the moving frame 30 at a position corresponding to the first actuator 10a. The communication hole 35 for letting it pass is provided. The communication hole 35 is formed in a long and narrow rectangle extending in the thickness direction X of the actuator 10a so that a plurality of radially extending wirings can be passed therethrough.
<Operation of actuator device>
Next, the operation of the actuator device 1B will be described.

図6(A)は、第1のアクチュエータ10aに電圧が印加され、第2のアクチュエータ10bには電圧が印加されていないアクチュエータ装置1Bの状態を示している。第1のアクチュエータ10aは、電圧が印加されているので、厚さ方向Xに収縮されている。これに対し、第2のアクチュエータ10bは、電圧が印加されていないので、厚さ方向Xに収縮されず、自然長又は略自然長の状態に保たれている。   FIG. 6A shows a state of the actuator device 1B in which a voltage is applied to the first actuator 10a and no voltage is applied to the second actuator 10b. Since the voltage is applied to the first actuator 10a, the first actuator 10a is contracted in the thickness direction X. On the other hand, since no voltage is applied to the second actuator 10b, the second actuator 10b is not contracted in the thickness direction X and is maintained in a natural length or substantially natural length state.

移動フレーム30は、第1のアクチュエータ10aが収縮していること及び、第2のアクチュエータ10bが自然長又は略自然長に保たれていることによって、図6の上方に上昇されている。   The moving frame 30 is raised upward in FIG. 6 because the first actuator 10a is contracted and the second actuator 10b is maintained at a natural length or a substantially natural length.

次に、図6(A)の状態から第1のアクチュエータ10aに電圧を印加することを停止すると共に、第2のアクチュエータ10bに電圧を印加する。その場合、第1のアクチュエータ10aは、図6(B)に示すように、収縮していた状態から伸張し、厚さ方向Xの寸法が自然長又は略自然長になる。第2のアクチュエータ10bは、自然長又は略自然長に保たれていた状態から収縮し、厚さ方向Xの寸法が自然長又は略自然長よりも短くなる。   Next, the application of voltage to the first actuator 10a is stopped from the state of FIG. 6A, and the voltage is applied to the second actuator 10b. In that case, as shown in FIG. 6B, the first actuator 10a expands from the contracted state, and the dimension in the thickness direction X becomes a natural length or a substantially natural length. The second actuator 10b contracts from a state where the second actuator 10b is maintained at the natural length or substantially natural length, and the dimension in the thickness direction X becomes shorter than the natural length or substantially natural length.

移動フレーム30は、第1のアクチュエータ10aが伸張することによって取付板34が第1のアクチュエータ10aによって押し下げられると共に、第2のアクチュエータ10bが収縮することによって取付板34が第2のアクチュエータ10bにより引き下げられる。そのため、移動フレーム30は、図6の下方に下降されている。   When the first actuator 10a is extended, the mounting plate 34 is pushed down by the first actuator 10a, and the moving plate 30 is pulled down by the second actuator 10b when the second actuator 10b is contracted. It is done. Therefore, the moving frame 30 is lowered downward in FIG.

このアクチュエータ装置1Bは、図6(A)に示すように移動フレーム30が上昇されている状態から図6(B)に示すように移動フレーム30が下降する動作を利用して、移動フレーム30の接続板31に設けられた接続用部材50を介して外部の物体(図示しない)を当該アクチュエータ装置1B側に引き寄せる方向に移動させている。   The actuator device 1B uses the operation of moving the moving frame 30 downward as shown in FIG. 6B from the state where the moving frame 30 is raised as shown in FIG. 6A. An external object (not shown) is moved toward the actuator device 1B side via a connection member 50 provided on the connection plate 31.

次に、図6(B)の状態から第1のアクチュエータ10aに電圧を印加すると共に、第2のアクチュエータ10bに電圧を印加することを停止する。その場合、第1のアクチュエータ10aは、図6(C)に示すように、自然長又は略自然長に保たれていた状態から収縮し、厚さ方向Xの寸法が自然長又は略自然長よりも短くなる。第2のアクチュエータ10bは、収縮していた状態から伸張し、厚さ方向Xの寸法が自然長又は略自然長になる。   Next, the voltage is applied to the first actuator 10a from the state of FIG. 6B, and the application of the voltage to the second actuator 10b is stopped. In this case, as shown in FIG. 6C, the first actuator 10a contracts from a state where the first actuator 10a is maintained at the natural length or substantially natural length, and the dimension in the thickness direction X is larger than the natural length or substantially natural length. Will also be shorter. The second actuator 10b extends from the contracted state, and the dimension in the thickness direction X becomes a natural length or a substantially natural length.

移動フレーム30は、第1のアクチュエータ10aが収縮することによって取付板34が第1のアクチュエータ10aによって引き上げられると共に、第2のアクチュエータ10bが伸張することによって取付板34が第2のアクチュエータ10bにより押し上げられる。そのため、移動フレーム30は、図5の上方に上昇されている。   When the first actuator 10a contracts, the moving frame 30 is pulled up by the first actuator 10a, and the second actuator 10b extends to push the mounting plate 34 up by the second actuator 10b. It is done. Therefore, the moving frame 30 is raised upward in FIG.

このアクチュエータ装置1Bは、図6(B)に示すように移動フレーム30が下降されている状態から図6(C)に示すように移動フレーム30が上昇する動作を利用して、移動フレーム30の接続板31に設けられた接続用部材50を介して外部の物体(図示しない)を当該アクチュエータ装置1Bから離れる方向に移動させている。   The actuator device 1B uses the operation of moving the moving frame 30 as shown in FIG. 6C from the state where the moving frame 30 is lowered as shown in FIG. An external object (not shown) is moved in a direction away from the actuator device 1B via a connection member 50 provided on the connection plate 31.

このアクチュエータ装置1Bは、2個のアクチュエータ10a,10bのうち、例えば、一方のアクチュエータ10aに電圧を印加すると共に他方のアクチュエータ10bに電圧を印加しないことと、他方のアクチュエータ10bに電圧を印加すると共に一方のアクチュエータ10aに電圧を印加しないこととを繰り返し行うことによって、アクチュエータ装置1Bがアクチュエータ10a,10bの厚さ方向の両方の向きに同じか又は略同じ大きさの外力を与えることができる。   The actuator device 1B includes, for example, a voltage applied to one actuator 10a and a voltage not applied to the other actuator 10b of the two actuators 10a and 10b, and a voltage applied to the other actuator 10b. By repeatedly performing no voltage application to one actuator 10a, the actuator device 1B can apply the same or substantially the same external force in both directions in the thickness direction of the actuators 10a and 10b.

なお、アクチュエータを構成している周面の少なくとも1部にゲルを付着させた場合、アクチュエータ装置1Bに外力を付加して移動フレームを微少な距離だけ変位させ、変位した位置に移動フレーム30を維持させることができる。   When gel is adhered to at least a part of the peripheral surface constituting the actuator, an external force is applied to the actuator device 1B to displace the moving frame by a minute distance, and the moving frame 30 is maintained at the displaced position. Can be made.

[アクチュエータ装置のユニット]
次に、本発明のアクチュエータ装置のユニットについて説明する。アクチュエータ装置のユニットは、次の2つに大別することができる。なお、以下に説明する第1タイプのアクチュエータ装置のユニット100A及び第2タイプのアクチュエータ装置のユニット100Bのアクチュエータ装置は、アクチュエータが陽極部材11と陰極部材12とを交互に複数配置して構成された形態の他に、一組の陽極部材11と陰極部材11とを配置して構成した形態も含まれる。ただし、以下では、陽極部材11と陰極部材12とが交互に複数配置されたアクチュエータを用いた形態を例にしてアクチュエータ装置のユニット100A,100Bについて説明する。
[Actuator unit]
Next, the unit of the actuator device of the present invention will be described. The unit of the actuator device can be roughly divided into the following two. In addition, the actuator device of the unit 100A of the first type actuator device and the unit 100B of the second type actuator device which will be described below is configured such that the actuator has a plurality of anode members 11 and cathode members 12 arranged alternately. In addition to the form, a form in which a pair of anode member 11 and cathode member 11 are arranged is also included. However, hereinafter, the units 100A and 100B of the actuator device will be described by taking as an example a form using an actuator in which a plurality of anode members 11 and cathode members 12 are alternately arranged.

第1タイプのアクチュエータ装置1のユニット100Aは、2個のアクチュエータ装置1を用いて構成されており、アクチュエータ装置1が、その厚さ方向Xに並べて配置され且つ、相互に向かい合って配置されている。アクチュエータ装置1は、陽極部材11と陰極部材12とが交互に複数配置され且つ、陽極部材11と陰極部材12との間に誘電性を有する高分子材料からなるゲル層13が設けられているアクチュエータ10と、アクチュエータ10の厚さ方向Xのあらかじめ設定された寸法よりもアクチュエータ10が伸張することを防止する伸張防止機構40とを有している。伸張防止機構40は、アクチュエータ10を内側に収容させている筐体20と、アクチュエータ10を内側に収容させている移動フレーム30とにより構成されている。そして、アクチュエータ装置1は伸張防止機構40同士が接続されている。なお、伸張防止機構40同士の接続の詳細は、後述する。   The unit 100A of the first type actuator device 1 is configured by using two actuator devices 1, and the actuator devices 1 are arranged side by side in the thickness direction X and are arranged to face each other. . The actuator device 1 includes an actuator in which a plurality of anode members 11 and cathode members 12 are alternately arranged, and a gel layer 13 made of a polymer material having dielectric properties is provided between the anode members 11 and the cathode members 12. 10 and an extension preventing mechanism 40 that prevents the actuator 10 from extending beyond a predetermined dimension in the thickness direction X of the actuator 10. The extension preventing mechanism 40 includes a housing 20 that houses the actuator 10 inside, and a moving frame 30 that houses the actuator 10 inside. The actuator device 1 is connected to the extension preventing mechanisms 40. Details of the connection between the extension preventing mechanisms 40 will be described later.

第2タイプのアクチュエータ装置1のユニット100Bは、複数のアクチュエータ装置1によって構成されており、複数のアクチュエータ装置1は、同じ方向を向いて厚さ方向Xに一列に配置されている。アクチュエータ装置1は、陽極部材11と陰極部材12とが交互に複数配置され且つ、陽極部材11と陰極部材12との間に誘電性を有する高分子材料からなるゲル層が設けられているアクチュエータ10と、当該アクチュエータ10の厚さ方向Xのあらかじめ設定された寸法よりもアクチュエータが伸張することを防止する伸張防止機構40と、を有している。伸張防止機構40は、アクチュエータ10を内側に収容させている筐体20と、アクチュエータ10を内側に収容させている移動フレーム30とにより構成されている。そして、アクチュエータ装置1は伸張防止機構40同士が接続されている。なお、伸張防止機構40同士の接続の詳細は、後述する。   The unit 100B of the second type actuator device 1 is configured by a plurality of actuator devices 1, and the plurality of actuator devices 1 are arranged in a row in the thickness direction X in the same direction. The actuator device 1 includes an actuator 10 in which a plurality of anode members 11 and cathode members 12 are alternately arranged, and a gel layer made of a polymer material having dielectric properties is provided between the anode members 11 and the cathode members 12. And an extension preventing mechanism 40 that prevents the actuator from extending beyond a predetermined dimension in the thickness direction X of the actuator 10. The extension preventing mechanism 40 includes a housing 20 that houses the actuator 10 inside, and a moving frame 30 that houses the actuator 10 inside. The actuator device 1 is connected to the extension preventing mechanisms 40. Details of the connection between the extension preventing mechanisms 40 will be described later.

まず、図7を参照して第1タイプのアクチュエータ装置1のユニット100Aについて説明する。   First, the unit 100A of the first type actuator device 1 will be described with reference to FIG.

〈第1タイプのアクチュエータ装置のユニットの構成〉
このアクチュエータ装置1のユニット100Aは、図1から図4に示したアクチュエータ装置1Aを2個用いて構成されている。アクチュエータ装置1のユニット100Aを構成している各アクチュエータ装置1Aは、図1から図4に示したアクチュエータ装置1と構成が同じなので、図7において、同一の構成に同じ符号を付してその説明は省略する。
<Configuration of Unit of First Type Actuator Device>
The unit 100A of the actuator device 1 is configured by using two actuator devices 1A shown in FIGS. Since each actuator device 1A constituting the unit 100A of the actuator device 1 has the same configuration as the actuator device 1 shown in FIGS. 1 to 4, the same reference numerals are given to the same components in FIG. Is omitted.

アクチュエータ装置1のユニット100Aは、2個のアクチュエータ装置1Aが厚さ方向Xに並べて配置されている。2個のアクチュエータ装置1Aは相互に向かい合って配置されおり、伸張防止機構40同士が接続されている。具体的には、2個のアクチュエータ装置1Aは、移動フレーム30を構成している接続板31同士が向かい合っており、接続板31同士が接続用部材50によって接続されている。   In the unit 100 </ b> A of the actuator device 1, two actuator devices 1 </ b> A are arranged in the thickness direction X. The two actuator devices 1A are arranged to face each other, and the extension preventing mechanisms 40 are connected to each other. Specifically, in the two actuator devices 1 </ b> A, the connection plates 31 constituting the moving frame 30 face each other, and the connection plates 31 are connected by the connection member 50.

〈第1タイプのアクチュエータ装置のユニットの作用〉
アクチュエータ装置1Aのユニット100Aは、2個のアクチュエータ装置1Aの一方のアクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10にのみ電圧を印加し、他方のアクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10には電圧を印加しない状態と、この状態とは逆に、他方のアクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10にのみ電圧を印加し、一方のアクチュエータ装置1Aのアクチュエータには電圧を印加しない状態とを交互に作り出して使用する。
<Operation of the unit of the first type actuator device>
The unit 100A of the actuator device 1A applies a voltage only to the actuator 10 of one actuator device 1A of the two actuator devices 1A and does not apply a voltage to the actuator 10 of the other actuator device 1A. Conversely, a voltage is applied only to the actuator 10 of the other actuator device 1A, and a state in which no voltage is applied to the actuator of the one actuator device 1A is alternately created and used.

例えば、図7の上側に位置しているアクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10にのみ電圧を印加し、図7の下側に位置しているアクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10には電圧を印加しない。この場合、図7(A)に示すように、上側のアクチュエータ装置1Aは、アクチュエータ10が収縮し、移動フレーム30が図7の下側に押し下げられる。これに対し、下側のアクチュエータ装置1Aは、アクチュエータ10が自然長又は略自然長のまま維持されている。そのため、移動フレーム30の接続板31と筐体20の第1の面21との間には、隙間がないか又はわずかな隙間が形成される状態になっている。   For example, a voltage is applied only to the actuator 10 of the actuator device 1A located on the upper side of FIG. 7, and no voltage is applied to the actuator 10 of the actuator device 1A located on the lower side of FIG. In this case, as shown in FIG. 7A, in the upper actuator device 1A, the actuator 10 contracts and the moving frame 30 is pushed downward in FIG. On the other hand, in the lower actuator device 1A, the actuator 10 is maintained in a natural length or a substantially natural length. Therefore, there is no gap or a slight gap is formed between the connection plate 31 of the moving frame 30 and the first surface 21 of the housing 20.

次いで、図7の上側に位置しているアクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10への電圧の印加を停止すると共に、図7の下側に位置しているアクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10に電圧を印加する。その場合、図7(B)に示すように、上側のアクチュエータ装置1Aは、アクチュエータが自然長又は略自然長まで伸張し、移動フレーム30が図7の上側に押し上げられる。これに対し、下側のアクチュエータ装置1Aは、アクチュエータ10が収縮し、移動フレーム30が上側に引き上げられる。その結果、上側に位置しているアクチュエータ装置1Aの接続板31と筐体20の第1の面21との間の隙間は、ほとんどないか又はわずかに形成される状態になり、下側に位置しているアクチュエータ装置1Aの接続板31と筐体20の第1の面21との間の隙間は広がった態になる。   Next, the application of voltage to the actuator 10 of the actuator device 1A located on the upper side of FIG. 7 is stopped, and the voltage is applied to the actuator 10 of the actuator device 1A located on the lower side of FIG. In that case, as shown in FIG. 7B, in the upper actuator device 1A, the actuator extends to the natural length or substantially the natural length, and the moving frame 30 is pushed upward in FIG. On the other hand, in the lower actuator device 1A, the actuator 10 contracts and the moving frame 30 is pulled up. As a result, the gap between the connection plate 31 of the actuator device 1A located on the upper side and the first surface 21 of the housing 20 is almost or slightly formed, and is located on the lower side. The gap between the connecting plate 31 of the actuator device 1A and the first surface 21 of the housing 20 is widened.

このアクチュエータ装置1Aのユニット100Aは、図7(A)の状態と図7(B)の状態とを交互に繰り返すことによって、アクチュエータ装置1A同士の間に接続された物体等(図示しない)を厚さ方向Xのあらかじめ設定された範囲内で往復運動させる。その際、このアクチュエータ装置1Aのユニット100Aは、2個のアクチュエータ装置1Aのうち、一方のアクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10に電圧を印加すると共に他方のアクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10に電圧を印加しないことと、他方のアクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10に電圧を印加すると共に一方のアクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10に電圧を印加しないこととを繰り返し行うことによって、アクチュエータ装置1Aが接続されている方向の両方の向きに、アクチュエータ装置が同じか又は略同じ大きさの外力を与えることができる。   The unit 100A of the actuator device 1A has a thickness of an object or the like (not shown) connected between the actuator devices 1A by alternately repeating the state of FIG. 7A and the state of FIG. 7B. The reciprocation is performed within a preset range in the direction X. At this time, the unit 100A of the actuator device 1A applies a voltage to the actuator 10 of one actuator device 1A of the two actuator devices 1A and does not apply a voltage to the actuator 10 of the other actuator device 1A. By repeatedly applying a voltage to the actuator 10 of the other actuator device 1A and not applying a voltage to the actuator 10 of the one actuator device 1A, the actuator device 1A is connected in both directions. The actuator device can apply the same or substantially the same external force.

なお、このアクチュエータ装置1Aのユニット100Aを構成している各アクチュエータ装置1Aについても、アクチュエータ10の周面にゲルを付着させた場合、アクチュエータ10は微小な距離だけ伸縮する。そのため、アクチュエータ10の周面にゲルを付着させることによって、アクチュエータ装置1Aのユニット100Aは、物体等を微小な距離を往復させる。   For each actuator device 1A constituting the unit 100A of the actuator device 1A, when gel is attached to the peripheral surface of the actuator 10, the actuator 10 expands and contracts by a minute distance. Therefore, by attaching gel to the peripheral surface of the actuator 10, the unit 100A of the actuator device 1A reciprocates an object or the like by a minute distance.

〈第2タイプのアクチュエータ装置のユニットの構成〉
次に図8を参照して第2タイプのアクチュエータ装置1Aのユニット100Bについて説明する。このアクチュエータ装置1Aのユニット100Bは、図1から図4に示したアクチュエータ装置1Aを3個用いて構成されている。なお、アクチュエータ装置1Aのユニット100Bを構成している各アクチュエータ装置1Aは、図1から図4に示したアクチュエータ装置1Aと構成が同じなので、図8において、同一の構成に同じ符号を付してその説明は省略する。
<Configuration of the unit of the second type actuator device>
Next, the unit 100B of the second type actuator device 1A will be described with reference to FIG. The unit 100B of the actuator device 1A is configured by using three actuator devices 1A shown in FIGS. Since each actuator device 1A constituting the unit 100B of the actuator device 1A has the same configuration as the actuator device 1A shown in FIGS. 1 to 4, the same reference numerals are given to the same components in FIG. The description is omitted.

第2タイプのアクチュエータ装置1Aのユニット100Bは、3個のアクチュエータ装置1Aが同じ方向を向いて厚さ方向Xに一列に配置され、伸張防止機構40同士が接続されている。具体的には、図8に示すアクチュエータ装置1Aのユニット100Bにおいて、図8の最も上側に位置しているアクチュエータ装置1Aと中央に位置しているアクチュエータ装置1Aとは、アクチュエータ装置1Aの筐体20を構成している第4の面24とアクチュエータ装置1Aの移動フレーム30を構成している接続板31とが接続用部材50によって接続されている。同様に、中央に位置しているアクチュエータ装置1Aと図8の最も下側に位置しているアクチュエータ装置1Aとは、アクチュエータ装置1Aの筐体20を構成している第4の面24とアクチュエータ装置1Aの移動フレーム30を構成している接続板31とが接続用部材50によって接続されている。   In the unit 100B of the second type actuator device 1A, the three actuator devices 1A are arranged in a line in the thickness direction X in the same direction, and the extension preventing mechanisms 40 are connected to each other. Specifically, in the unit 100B of the actuator device 1A shown in FIG. 8, the actuator device 1A located at the uppermost side in FIG. 8 and the actuator device 1A located at the center are the housing 20 of the actuator device 1A. Is connected to the connecting plate 31 constituting the moving frame 30 of the actuator device 1A by the connecting member 50. Similarly, the actuator device 1A located at the center and the actuator device 1A located at the lowermost side in FIG. 8 include the fourth surface 24 constituting the housing 20 of the actuator device 1A and the actuator device. The connection plate 31 constituting the 1A moving frame 30 is connected by a connection member 50.

なお、アクチュエータ装置1Aの移動フレーム30を構成している接続板31は、接続用部材50によって、アクチュエータ装置1Aのユニット100Bとは別体である外部の部材に接続されている。また、アクチュエータ装置1Aの筐体20を構成している第4の面24は、接続用部材50によって、アクチュエータ装置1Aのユニット100Bとは別体である外部の部材に接続されている。   The connection plate 31 constituting the moving frame 30 of the actuator device 1A is connected to an external member that is separate from the unit 100B of the actuator device 1A by a connection member 50. The fourth surface 24 constituting the housing 20 of the actuator device 1A is connected to an external member that is separate from the unit 100B of the actuator device 1A by a connection member 50.

(第2タイプのアクチュエータ装置1Aのユニットの作用)
第2タイプのアクチュエータ装置1Aのユニット100Bは、アクチュエータ装置1A同士を接続している接続用部材50が、例えば、紐のように軟らかい部材である場合と、例えば、金属棒のように硬い部材である場合とによって、2種類の作用を奏する。
(Operation of Unit of Second Type Actuator Device 1A)
The unit 100B of the second type actuator device 1A includes a case where the connecting member 50 that connects the actuator devices 1A is a soft member such as a string, and a hard member such as a metal rod. There are two types of actions depending on the case.

アクチュエータ装置1Aのユニット100Bは、アクチュエータ装置1A同士を接続している接続用部材50が、紐のように軟らかい部材である場合、アクチュエータ装置1Aのユニット100Bとは別体である外部の部材同士を引き寄せる1方向に外部の部材を移動させる。   When the connecting member 50 that connects the actuator devices 1A is a soft member such as a string, the unit 100B of the actuator device 1A includes external members that are separate from the unit 100B of the actuator device 1A. An external member is moved in one direction of drawing.

例えば、3個のアクチュエータ装置1Aのいずれにも、アクチュエータ10に電圧を当初から印加しておく。その場合、図8(A)に示すように、各アクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10は、収縮している。そのため、各アクチュエータ装置1Aの移動フレーム30は、アクチュエータ10によって図8の上側にそれぞれ押し上げられた状態になっている。次いで、各アクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10への電圧の印加を停止する。電圧の印加を停止した場合、各アクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10は、自然長又は略自然長まで伸張される。そのため、各アクチュエータ装置1Aの移動フレーム30は、アクチュエータ10によって図8の下側に押し下げられる。その結果、図8(B)に示すように、アクチュエータ装置1Aに接続されている部材は、アクチュエータ装置1Aのユニット100Bによって図8の下側に引き下げられる。   For example, a voltage is applied to the actuator 10 from the beginning in any of the three actuator devices 1A. In that case, as shown in FIG. 8A, the actuator 10 of each actuator device 1A is contracted. Therefore, the moving frame 30 of each actuator device 1A is pushed upward by the actuator 10 in FIG. Next, the application of voltage to the actuator 10 of each actuator device 1A is stopped. When the application of voltage is stopped, the actuator 10 of each actuator device 1A is extended to a natural length or a substantially natural length. Therefore, the moving frame 30 of each actuator device 1A is pushed down by the actuator 10 to the lower side in FIG. As a result, as shown in FIG. 8B, the member connected to the actuator device 1A is pulled down to the lower side of FIG. 8 by the unit 100B of the actuator device 1A.

なお、電圧の印加の停止は、3個のアクチュエータ装置1Aのすべてのアクチュエータ10に同時に行うだけでなく、3個のアクチュエータ装置1Aから任意に選択した1個又は2個のアクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10に異なる時間に行ってもよい。また、電圧の印加の停止は、3個のアクチュエータ装置1Aのすべてのアクチュエータ10に行うだけでなく、3個のアクチュエータ装置1Aから任意に選択した1個又は2個のアクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10にだけ行ってもよい。   The voltage application is stopped not only simultaneously for all the actuators 10 of the three actuator devices 1A, but also the actuators 10 of one or two actuator devices 1A arbitrarily selected from the three actuator devices 1A. You may go at different times. Further, the voltage application is stopped not only on all the actuators 10 of the three actuator devices 1A, but also on one or two actuator devices 1A arbitrarily selected from the three actuator devices 1A. You may just go.

これに対し、アクチュエータ装置1Aのユニット100Bは、アクチュエータ装置1A同士を接続している接続用部材50が金属棒のように硬い部材である場合、アクチュエータ装置1Aのユニット100Bとは別体である外部の部材をアクチュエータ装置1Aのユニット100Bに近づける方向及びアクチュエータ装置1Aのユニット100Bから遠ざける方向の2方向に外部の部材を移動させる。   On the other hand, when the connecting member 50 that connects the actuator devices 1A is a hard member such as a metal rod, the unit 100B of the actuator device 1A is an external part that is separate from the unit 100B of the actuator device 1A. The external member is moved in two directions: a direction in which the member is moved closer to the unit 100B of the actuator device 1A and a direction away from the unit 100B in the actuator device 1A.

例えば、当初は、3個のアクチュエータ装置1Aのいずれにも、アクチュエータ10に電圧を印加しないでおく。その場合、図8(B)に示すように、各アクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10は、自然長又は略自然長に保たれている。そのため、各アクチュエータ装置1Aの移動フレーム30は、図8の下側に引き下げられている。次いで、各アクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10に電圧を印加する。アクチュエータ10に電圧を印加した場合、アクチュエータ10は収縮し、図8(A)に示すように、各アクチュエータ装置1Aの移動フレーム30がアクチュエータ10によってそれぞれ図8の上側に押し上げられる。その結果、外部の部材は、図8の上側に押し上げられる。次いで、各アクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10への電圧の印加を停止する。電圧の印加を停止した場合、各アクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10は、自然長又は略自然長まで伸張される。そのため、各アクチュエータ装置1Aの移動フレーム30は、アクチュエータ10によって図8の下側に押し下げられる。その結果、図8(B)に示すように、アクチュエータ装置1Aに接続されている部材は、アクチュエータ装置1Aのユニット100Bによって図8の下側に引き下げられる。   For example, initially, no voltage is applied to the actuator 10 in any of the three actuator devices 1A. In that case, as shown in FIG. 8B, the actuator 10 of each actuator device 1A is maintained at a natural length or a substantially natural length. Therefore, the moving frame 30 of each actuator device 1A is pulled downward in FIG. Next, a voltage is applied to the actuator 10 of each actuator device 1A. When a voltage is applied to the actuator 10, the actuator 10 contracts, and the moving frame 30 of each actuator device 1 </ b> A is pushed up to the upper side in FIG. 8 by the actuator 10 as shown in FIG. As a result, the external member is pushed upward in FIG. Next, the application of voltage to the actuator 10 of each actuator device 1A is stopped. When the application of voltage is stopped, the actuator 10 of each actuator device 1A is extended to a natural length or a substantially natural length. Therefore, the moving frame 30 of each actuator device 1A is pushed down by the actuator 10 to the lower side in FIG. As a result, as shown in FIG. 8B, the member connected to the actuator device 1A is pulled down to the lower side of FIG. 8 by the unit 100B of the actuator device 1A.

なお、電圧の印加は、3個のアクチュエータ装置1Aのすべてのアクチュエータ10に同時に行うだけでなく、3個のアクチュエータ装置1Aから任意に選択した1個又は2個のアクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10に異なる時間に行って行ってもよい。同様に、電圧の印加の停止は、3個のアクチュエータ装置1Aのすべてのアクチュエータ10に同時に行うだけでなく、3個のアクチュエータ装置1Aから任意に選択した1個又は2個のアクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10に異なる時間に行って行ってもよい。また、電圧の印加及び停止は、3個のアクチュエータ装置1Aのすべてのアクチュエータ10に行うだけでなく、3個のアクチュエータ装置1Aから任意に選択した1個又は2個のアクチュエータ装置1Aのアクチュエータ10にだけ行って行ってもよい。   The voltage application is not only simultaneously performed on all the actuators 10 of the three actuator devices 1A, but is also different for one or two actuator devices 10A arbitrarily selected from the three actuator devices 1A. You may go on time. Similarly, the application of voltage is stopped not only simultaneously for all the actuators 10 of the three actuator devices 1A, but also the actuators of one or two actuator devices 1A arbitrarily selected from the three actuator devices 1A. 10 may be performed at different times. Further, the application and stop of the voltage is not only performed on all the actuators 10 of the three actuator devices 1A, but also on one or two actuator devices 1A arbitrarily selected from the three actuator devices 1A. You may just go.

以上、1つのアクチュエータ装置1Aのユニット100Bが3個のアクチュエータ装置1Aによって構成されている場合について説明した。ただし、1つのアクチュエータ装置1Aのユニット100Bは、2個のアクチュエータ装置1Aによって構成したり、4個以上のアクチュエータ装置1Aによって構成したりすることもできる。   The case where the unit 100B of one actuator device 1A is configured by the three actuator devices 1A has been described above. However, the unit 100B of one actuator device 1A can be constituted by two actuator devices 1A, or can be constituted by four or more actuator devices 1A.

なお、アクチュエータを構成している周面の少なくとも1部にゲルを付着させた場合、アクチュエータ装置1Bに外力を付加して移動フレームを移動させ、移動させた位置に移動フレーム30を維持させたり、微小な距離だけ戻したりすることができる。   When the gel is attached to at least a part of the peripheral surface constituting the actuator, an external force is applied to the actuator device 1B to move the moving frame, and the moving frame 30 is maintained at the moved position. It can be returned by a minute distance.

以上、アクチュエータ装置のユニットを第1の実施形態のアクチュエータ装置1Aで構成した場合について説明した。しかしながら、アクチュエータ装置のユニットは、第2実施形態のアクチュエータ装置1Bを用いて構成することもできる。   The case where the unit of the actuator device is configured by the actuator device 1A of the first embodiment has been described above. However, the unit of the actuator device can also be configured using the actuator device 1B of the second embodiment.

1,1A,1B アクチュエータ装置
10 アクチュエータ
11 陽極部材
12 陰極部材
13 ゲル層
15,16 配線
18 アクチュエータの厚さ方向の一端
19 アクチュエータの厚さ方向の他端
20 筐体
21 第1の面
22,23 側面
24 第4の面
25,25a,25b 連絡穴
30 移動フレーム
31 接続板
32,33 側板
34 取付板
35 連絡穴
40 伸張防止機構
50 接続用部材
100A,100B アクチュエータ装置のユニット
1, 1A, 1B Actuator device 10 Actuator 11 Anode member 12 Cathode member 13 Gel layer 15, 16 Wiring 18 One end in thickness direction of actuator 19 Other end in thickness direction of actuator 20 Housing 21 First surface 22, 23 Side surface 24 Fourth surface 25, 25a, 25b Connecting hole 30 Moving frame 31 Connecting plate 32, 33 Side plate 34 Mounting plate 35 Connecting hole 40 Extension preventing mechanism 50 Connecting member 100A, 100B Actuator unit

Claims (7)

一組の陽極部材と陰極部材とが配置されるか又は陽極部材と陰極部材とが交互に複数配置され且つ、該陽極部材と該陰極部材との間に誘電性を有する高分子材料からなるゲル層が設けられているアクチュエータと、
前記アクチュエータの厚さ方向のあらかじめ設定された寸法よりも前記アクチュエータが伸張することを防止する伸張防止機構と、を備えていることを特徴とするアクチュエータ装置。
A gel comprising a set of anode members and cathode members, or a plurality of anode members and cathode members arranged alternately, and a dielectric polymer material between the anode members and the cathode members An actuator provided with a layer;
An actuator device, comprising: an extension preventing mechanism that prevents the actuator from extending beyond a predetermined dimension in the thickness direction of the actuator.
前記伸張防止機構は、前記アクチュエータを内側に収容させている筐体と、前記アクチュエータを内側に収容させている移動フレームとにより構成され、
前記アクチュエータの前記厚さ方向の一端が前記筐体に取り付けられ、前記アクチュエータの前記厚さ方向の他端が前記移動フレームに取り付けられ、
前記移動フレームが前記筐体に対して前記厚さ方向に移動可能に構成され、
前記移動フレームは、あらかじめ設定された前記寸法に前記アクチュエータが伸張した位置で前記筐体に突き当てられる、請求項1に記載のアクチュエータ装置。
The extension prevention mechanism is configured by a housing that houses the actuator inside, and a moving frame that houses the actuator inside,
One end of the actuator in the thickness direction is attached to the housing, and the other end of the actuator in the thickness direction is attached to the moving frame,
The moving frame is configured to be movable in the thickness direction with respect to the housing;
2. The actuator device according to claim 1, wherein the moving frame is abutted against the housing at a position where the actuator extends to a predetermined dimension. 3.
前記筐体は、前記アクチュエータの前記厚さ方向の一端が取り付けられている第1の面と、前記アクチュエータの前記厚さ方向に直交する方向の両側に配置された第2の面及び第3の面と、前記アクチュエータの他端側に配置され、前記第1の面に対向している第4の面と、を有し、
前記移動フレームは、前記アクチュエータの前記厚さ方向の他端が取り付けられている取付板と、前記アクチュエータと前記第2の面及び前記第3の面との間にそれぞれ配置され、前記第1の面を貫いて前記筐体の内側から外側に延びる側板と、前記第1の面よりも外側に配置され、外部に接続可能な接続板と、を備えている、請求項2に記載のアクチュエータ装置。
The housing includes a first surface to which one end of the actuator in the thickness direction is attached, a second surface disposed on both sides in a direction orthogonal to the thickness direction of the actuator, and a third surface. And a fourth surface disposed on the other end side of the actuator and facing the first surface,
The moving frame is disposed between a mounting plate to which the other end of the actuator in the thickness direction is mounted, the actuator, the second surface, and the third surface, respectively, 3. The actuator device according to claim 2, comprising: a side plate that extends through the surface from the inside to the outside of the housing; and a connection plate that is disposed outside the first surface and is connectable to the outside. .
第2のアクチュエータが前記筐体の前記第4の面と前記移動フレームの前記取付板との間に配置され、
前記第2のアクチュエータの一端が前記取付板に取り付けられ、他端が前記第4の面に取り付けられている、請求項3に記載のアクチュエータ装置。
A second actuator is disposed between the fourth surface of the housing and the mounting plate of the movable frame;
4. The actuator device according to claim 3, wherein one end of the second actuator is attached to the attachment plate and the other end is attached to the fourth surface.
前記アクチュエータを構成している周面の少なくとも1部にゲルを付着させいる、請求項1〜4のいずれか1項に記載のアクチュエータ装置。   The actuator device according to any one of claims 1 to 4, wherein a gel is attached to at least a part of a peripheral surface constituting the actuator. 一組の陽極部材と陰極部材とが配置されるか又は陽極部材と陰極部材とが交互に複数配置され且つ、該陽極部材と該陰極部材との間に誘電性を有する高分子材料からなるゲル層が設けられているアクチュエータと、
前記アクチュエータの厚さ方向のあらかじめ設定された寸法よりも前記アクチュエータが伸張することを防止する伸張防止機構と、を有するアクチュエータ装置を2個備え、
前記アクチュエータ装置が前記厚さ方向にて向かい合って配置され、前記伸張防止機構同士が接続されていることを特徴とするアクチュエータ装置のユニット。
A gel comprising a set of anode members and cathode members, or a plurality of anode members and cathode members arranged alternately, and a dielectric polymer material between the anode members and the cathode members An actuator provided with a layer;
Two extension devices having an extension preventing mechanism that prevents the actuator from extending beyond a predetermined dimension in the thickness direction of the actuator,
A unit of an actuator device, wherein the actuator devices are arranged facing each other in the thickness direction, and the extension preventing mechanisms are connected to each other.
一組の陽極部材と陰極部材とが配置されるか又は陽極部材と陰極部材とが交互に複数配置され且つ、該陽極部材と該陰極部材との間に誘電性を有する高分子材料からなるゲル層が設けられているアクチュエータと、
前記アクチュエータの厚さ方向のあらかじめ設定された寸法よりも前記アクチュエータが伸張することを防止する伸張防止機構と、を有するアクチュエータ装置を複数備え、
複数の前記アクチュエータ装置が同じ方向を向いて前記厚さ方向に一列に配置され、前記伸張防止機構同士が接続されていることを特徴とするアクチュエータ装置のユニット。
A gel comprising a set of anode members and cathode members, or a plurality of anode members and cathode members arranged alternately, and a dielectric polymer material between the anode members and the cathode members An actuator provided with a layer;
A plurality of actuator devices having an extension preventing mechanism that prevents the actuator from extending beyond a predetermined dimension in the thickness direction of the actuator;
A unit of an actuator device, wherein a plurality of the actuator devices are arranged in a row in the thickness direction facing the same direction, and the extension preventing mechanisms are connected to each other.
JP2014044275A 2014-03-06 2014-03-06 Actuator device and actuator device unit Active JP6290656B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014044275A JP6290656B2 (en) 2014-03-06 2014-03-06 Actuator device and actuator device unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014044275A JP6290656B2 (en) 2014-03-06 2014-03-06 Actuator device and actuator device unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015171225A true JP2015171225A (en) 2015-09-28
JP6290656B2 JP6290656B2 (en) 2018-03-07

Family

ID=54203517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014044275A Active JP6290656B2 (en) 2014-03-06 2014-03-06 Actuator device and actuator device unit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6290656B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017108601A (en) * 2015-12-09 2017-06-15 国立大学法人信州大学 Dielectric actuator
CN109524538A (en) * 2018-12-14 2019-03-26 浙江工业大学 A kind of gel driver
JP2019197421A (en) * 2018-05-10 2019-11-14 国立大学法人信州大学 Touch sense device
JP2021093884A (en) * 2019-12-12 2021-06-17 AssistMotion株式会社 Actuator and actuator device
JP2021191048A (en) * 2020-05-27 2021-12-13 AssistMotion株式会社 Actuator
JP7489629B2 (en) 2020-11-10 2024-05-24 AssistMotion株式会社 Actuator

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03218274A (en) * 1990-01-24 1991-09-25 Mitsubishi Kasei Corp Cylindrical piezoelectric actuator
WO2007023625A1 (en) * 2005-08-23 2007-03-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer actuator
JP2007159222A (en) * 2005-12-02 2007-06-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Polymer actuator, robot arm driven by polymer actuator, and robot having robot arm
JP2007174882A (en) * 2005-09-30 2007-07-05 Fujinon Corp Drive unit
JP2012161221A (en) * 2011-02-03 2012-08-23 Shinshu Univ Gel actuator and gel used for the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03218274A (en) * 1990-01-24 1991-09-25 Mitsubishi Kasei Corp Cylindrical piezoelectric actuator
WO2007023625A1 (en) * 2005-08-23 2007-03-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer actuator
JP2007174882A (en) * 2005-09-30 2007-07-05 Fujinon Corp Drive unit
JP2007159222A (en) * 2005-12-02 2007-06-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Polymer actuator, robot arm driven by polymer actuator, and robot having robot arm
JP2012161221A (en) * 2011-02-03 2012-08-23 Shinshu Univ Gel actuator and gel used for the same

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017108601A (en) * 2015-12-09 2017-06-15 国立大学法人信州大学 Dielectric actuator
JP2019197421A (en) * 2018-05-10 2019-11-14 国立大学法人信州大学 Touch sense device
JP7093103B2 (en) 2018-05-10 2022-06-29 国立大学法人信州大学 Tactile device
CN109524538A (en) * 2018-12-14 2019-03-26 浙江工业大学 A kind of gel driver
JP2021093884A (en) * 2019-12-12 2021-06-17 AssistMotion株式会社 Actuator and actuator device
JP2021191048A (en) * 2020-05-27 2021-12-13 AssistMotion株式会社 Actuator
JP7489629B2 (en) 2020-11-10 2024-05-24 AssistMotion株式会社 Actuator

Also Published As

Publication number Publication date
JP6290656B2 (en) 2018-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6290656B2 (en) Actuator device and actuator device unit
Cao et al. Untethered soft robot capable of stable locomotion using soft electrostatic actuators
CN101053147B (en) Polymer actuator
US10229564B2 (en) Apparatus and methods for providing tactile stimulus incorporating tri-layer actuators
US11081975B2 (en) Somersaulting motion of soft bodied structure
JP5472539B2 (en) Finger stimulation presentation device
CN107710315B (en) Actuating device
JP5713417B2 (en) Gel actuator and manufacturing method thereof
JP4598884B2 (en) Polymer actuator
CN102551918B (en) Electroshock extension artificial muscle movement device
JP3939337B2 (en) Polymer actuator
JP7088673B2 (en) Actuator device and its array
CN107924989A (en) Actuator device based on electroactive polymer or optical active polymer
CN109417122A (en) EAP actuator and driving method
CN109514544A (en) A kind of bionic mechanical hand
KR101455058B1 (en) Device, module and method for tactile display
Bolzmacher et al. Polymer-based actuators for virtual reality devices
Choi et al. Multiple degree-of-freedom digital soft actuator for robotic applications
JP2003174205A (en) Driving device using dielectrics
CN111313751B (en) Rigid-flexible integrated crawling actuator applied to narrow cavity and working method thereof
JP2014052586A (en) Free shape presentation device
CN113650007B (en) Artificial muscle
Kühnel et al. Thin, flexible, and scalable mobile robot driven by electrostatic zipping actuators
CN106992710A (en) A kind of parallel flexible driver and its component based on electroactive polymer
Jager Conducting polymer actuators for medical devices and cell mechanotransduction

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170202

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171121

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180112

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180130

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180208

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6290656

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250