JP2016054605A - アクチュエータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】任意の形状をより作り易いアクチュエータ装置を提供する。【解決手段】各第１電極２０ａ〜２０ｄの間隔Ｓを第１電極２０ａ〜２０ｄの幅Ｗ以上に設定する。これにより、第１電極２０ａ〜２０ｄの間において高分子膜１０を所望の変形量とすることが可能となる。または、少なくとも、隣り合うアクチュエータ５０同士の間の間隔Ｓを隣り合うアクチュエータ５０の変形量の差の最大値δに対してＳ≧５０δに設定する。これにより、目標形状によっては、隣り合うアクチュエータ５０の変形量の差の最大値δに対して、Ｓ≧５０δの関係を満たすように設定することで、間隔Ｓが幅Ｗより小さくても、アクチュエータ装置１００を自由端１００ｃにおいて任意の形状に制御できる。【選択図】図１

Description

本発明は、高分子膜の表裏両面に電極を配置することで構成されるアクチュエータを複数備えたアクチュエータ装置に関するものである。

従来より、高分子膜の表裏両面に電極を配置し、この電極に対して電圧印加を行うことで高分子膜を変位させるアクチュエータを複数備えたアクチュエータ装置がある。例えば、高分子膜とその表裏両面に電極を設けた構成を、一方向が長手方向となる長方形状の櫛骨部とその長手方向に対する垂直方向に複数延設された櫛歯部とを備えた形状とし、各櫛歯部をアクチュエータとして機能させる構造が提案されている。このような構成のアクチュエータ装置では、各櫛歯部の表裏の電極間に電位差を発生させることで、櫛歯部を独立して変位させることが可能となる。

このような構成の場合、隣り合う櫛歯部同士の間が離間していることから、各櫛歯部は互いに影響されることなく変形可能であり、アクチュエータ装置の全体において自由な変形が可能となる。しかしながら、任意の線形状を作成しようとする場合、櫛歯部間に空いた間隔があるために、隣接する櫛歯部同士の間が連続的に緩やかに変形した状態にならない。つまり、各櫛歯部の間には、各櫛歯部の変形量の差による成り行きの段差が生じ、狙った線形状を正確に形成することが困難である。

そこで、特許文献１に示すように、薄膜状の高分子膜の表裏両面に電極を設けつつ、表面側の電極を複数に分割する構造することで、分割された複数の領域それぞれにアクチュエータを構成したアクチュエータ装置が提案されている。

このような構造とすれば、高分子膜が薄膜状とされていて、連続的に構成されていることから、隣り合うアクチュエータ間での変位量の差にかかわらず、各アクチュエータの間が連続した状態になり、狙った線形状が形成し易くなる。

特開２００８−６１４６５号公報

しかしながら、特許文献１に示すアクチュエータ装置は、アクチュエータを所定の安定状態の形状に変化させるためのものであり、その系の持つ安定状態の形状しかその形状を保持することができない。また、隣り合うアクチュエータ同士が互いの変位を制限し合うため、任意の形状を作ることが困難である。

本発明は上記点に鑑みて、任意の形状をより作り易いアクチュエータ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明のアクチュエータ装置は、表面および裏面を有する薄膜状の高分子膜（１０）と、高分子膜の表面側に配置された複数の第１電極（２０）と、高分子膜の裏面側に、複数の第１電極それぞれと対向する部位を含んで形成された第２電極（３０）とを有し、複数の第１電極と第２電極およびこれらの間に配置された高分子膜により構成され、第１電極と第２電極との間に電位差を生じさせることで変形する複数のアクチュエータ（５０）が備えられたアクチュエータ部（１００ａ）と、複数の第１電極と第２電極との間の電位差を制御することで、複数のアクチュエータを変形させ、アクチュエータ部の一端面により構成される自由端の形状を制御する制御部（４０）と、を備えている。このような構成において、複数の第１電極は、少なくとも自由端において互いに離間して配置されており、隣り合う第１電極の間の間隔Ｓが自由端における第１電極の幅Ｗよりも広く設定されていることを特徴としている。

このように、各第１電極の間隔を第１電極の幅以上に設定している。これにより、第１電極の間において高分子膜を所望の変形量とすることが可能となる。

請求項２に記載の発明では、複数の第１電極は、少なくとも自由端において互いに離間して配置されており、隣り合う第１電極の間の間隔Ｓが自由端における第１電極の間の高分子膜の変位量の最大値δに対して、Ｓ≧５０δの関係を満たしていることを特徴としている。

このように、隣り合うアクチュエータ同士の間の間隔Ｓを隣り合うアクチュエータの変形量の差の最大値に対してＳ≧５０δに設定している。このため、目標形状によっては、間隔Ｓが幅Ｗより小さくても、アクチュエータ装置を自由端において任意の形状に制御することが可能となる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

本発明の第１実施形態にかかるアクチュエータ装置１００の全体構成を示す図である。 図１のII−II’断面図である。 （ａ）は、実験で用いたアクチュエータ部１００ａの断面図であり、（ｂ）は、変形後のアクチュエータ部１００ａの断面図である。 アクチュエータ部１００ａの自由端１００ｃの目標形状と実際の変形量および間隔Ｓと最大値δの関係を示したグラフである。 本発明の第２実施形態にかかるアクチュエータ装置１００の全体構成を示す図である。 図５のVI−VI’断面図である。 本発明の第３実施形態にかかるアクチュエータ装置１００の全体構成を示す図である。 本発明の第４実施形態にかかるアクチュエータ装置１００の全体構成を示す図である。 本発明の第５実施形態にかかるアクチュエータ装置１００の全体構成を示す図である。 他の実施形態にかかるアクチュエータ部１００ａの上面図である。 他の実施形態にかかるアクチュエータ装置の全体構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかるアクチュエータ装置１００について、図１〜図４を参照して説明する。

図１および図２に示すように、アクチュエータ装置１００は、高分子膜１０と第１電極２０および第２電極３０などによって構成される複数のアクチュエータ５０を有したアクチュエータ部１００ａを備えている。

図１および図２に示すように、本実施形態のアクチュエータ装置１００は、アクチュエータ部１００ａが四角形状、より詳しくは上面形状が１対の短辺と１対の長辺を有する長方形板状とされている。そして、アクチュエータ装置１００は、両長辺のうちの一辺が構成する一端面を固定端１００ｂとし、固定端１００ｂと反対側の一辺が構成する一端面を自由端１００ｃとして、自由端１００ｃの形状を任意に変形させられるようになっている。具体的には、アクチュエータ部１００ａは、１枚の薄膜状の高分子膜１０と、高分子膜１０の表面に形成された第１電極２０および裏面に形成された第２電極３０などを有して構成され、第１電極２０が配置された部分によって複数のアクチュエータ５０を構成している。この複数のアクチュエータ５０を独立して変形させることで、自由端１００ｃを変形させて所望の形状となるようにする。

さらに、アクチュエータ装置１００は、第１電極２０と第２電極３０との間の電位差を制御する電位信号を出力する制御部４０を備えている。この制御部４０にて各アクチュエータ５０の変形量を制御し、自由端１００ｃの形状を制御する。

高分子膜１０は、電解質の薄膜で構成されており、例えばイオン伝導性を有する高分子材料の薄膜によって構成されている。イオン伝導性を有する高分子材料の薄膜は、その両面に配置された第１、第２電極２０、３０の間に電場が形成されたときに、高分子材料の薄膜内を動くことができるプラスイオンが電場によって負極電極側に引き寄せられる。これにより、高分子材料の薄膜のうち負極電極側が膨らむことによってアクチュエータ５０が屈曲する。そして、第１、第２電極２０、３０の間に面方向亘って一様に電圧をかけた場合、屈曲後のアクチュエータ５０の曲率半径Ｒは面方向全域においてほぼ一定となる。また、印加電圧と曲率半径Ｒは概ね反比例する関係となり、印加電圧を高くするほどアクチュエータ５０の曲率半径Ｒが小さくなる。

このような高分子膜１０としては、例えば、フッ素樹脂系陽イオン交換膜ナフィオン（Nafion（登録商標）、デュポン社製）を用いることができ、所定厚さを有した薄膜状（フィルム状）の部材で構成することができる。

第１電極２０は、高分子膜１０の表面側において複数本（符号２０ａ〜２０ｄ）形成されており、固定端１００ｂの長手方向（長辺方向）と垂直な方向を長手方向とて延設された短冊状のものとされている。例えば、第１電極２０は、金（Ａｕ）などの導体材料で構成されている。本実施形態の場合、複数本の第１電極２０ａ〜２０ｄが所定間隔Ｓを空けて平行に配置されており、各第１電極２０ａ〜２０ｄの幅Ｗも等しくされている。

そして、各第１電極２０ａ〜２０ｄの間隔Ｓについて、第１電極２０ａ〜２０ｄの幅Ｗ以上に設定している。このように、間隔Ｓを幅Ｗ以上に設定すると、隣り合うアクチュエータ５０の変形量の影響が抑制され、各アクチュエータ５０の間に位置する高分子膜１０の変形量を大きくできることを実験により確認している。このため、間隔Ｓを幅Ｗ以上に設定することで、自由端１００ｃを目標とする任意の形状にすることが容易となる。したがって、任意の形状をより作り易いアクチュエータ装置１００とすることが可能となる。

また、自由端１００ｃの形状として目標とする形状（以下、目標形状という）によっては、隣り合うアクチュエータ５０の変形量の差の最大値δに対して、Ｓ≧５０δの関係を満たすように設定することで、間隔Ｓが幅Ｗより小さくても、上記効果が得られる。この理由については後述する。

第２電極３０は、高分子膜１０の裏面側の全面、つまり固定端１００ｂから自由端１００ｃに渡って形成されている。例えば、第２電極３０も、金（Ａｕ）などの導体材料で構成されている。第２電極３０については、高分子膜１０の裏面側の全面に形成せず、第１電極２０と対応する位置にのみ形成しても良いが、全面に形成することでパターニングが必要なくなるため、製造工程の簡略化を図ることが可能となる。また、第２電極３０をパターニングする場合、第１電極２０とのアライメントずれが発生し得るが、第２電極３０を高分子膜１０の裏面側の全面に形成することで、アライメントずれを防止することも可能となる。

制御部４０は、アクチュエータ装置１００の固定端１００ｂ側に接続され、各第１電極２０ａ〜２０ｄに対して電気信号を出力することで所望の駆動電圧を印加すると共に、その駆動電圧を調整する。この制御部４０が印加する駆動電圧に基づいて、アクチュエータ装置１００に備えられている各アクチュエータ５０ａ〜５０ｄを独立して変形させられ、アクチュエータ装置１００の自由端１００ｃの形状が任意に制御される。

以上のようにして、本実施形態にかかるアクチュエータ装置１００が構成されている。このように構成されるアクチュエータ装置１００では、１枚の薄膜状の高分子膜１０に対して第１電極２０および第２電極３０を配置することで複数のアクチュエータ５０を備えたアクチュエータ部１００ａを構成している。このため、隣り合うアクチュエータ５０同士は互いに繋がって形成された集合体となる。

そして、上記したように、隣り合うアクチュエータ５０同士の間の間隔Ｓを隣り合うアクチュエータ５０の変形量の差の最大値δに対してＳ≧５０δに設定している。このような構成とすることで、アクチュエータ装置１００を自由端１００ｃにおいて任意の形状に制御することが可能となる。

ここでいう最大値δとは、隣り合うアクチュエータ５０を異なる変形量とした場合において、その変形量の差として発生させることが可能であった最大値であり、隣り合うアクチュエータ５０の間で許容されていた最大変形量を意味している。

具体的には、図３（ａ）に示すように、アクチュエータ装置１００の第１電極２０としてＡ〜Ｃを配置すると共に、Ａ〜Ｃそれぞれの間の間隔Ｓを変えて、自由端１００ｃの形状を任意の形状にしたときの間隔Ｓとそのときに得られた最大値δとの関係を調べた。例えば、図３（ｂ）および図４の実線で示した形状を目標形状として各第１電極２０に対して電気信号を出力し、アクチュエータ装置１００の自由端１００ｃの形状を変形させ、そのときに隣り合うアクチュエータ５０の間での最大変形量を確認した。

その結果、図４中にプロットした実測値のように、ＢとＣの第１電極２０の間隔Ｓが４ｍｍのときに、最大値δとして０．０８ｍｍが可能であったという結果が得られた。つまり、最大値δとして０．０８ｍｍを出すために必要な隣り合うアクチュエータ５０の間の間隔Ｓが少なくとも４ｍｍあれば良いことが分かった。したがって、最大値δ（＝０．０８ｍｍ）を得るために間隔Ｓ（＝４ｍｍ）がその５０倍（０．０８ｍｍ×５０＝４ｍｍ）以上となる関係、つまり間隔Ｓと最大値δとの関係がＳ≧５０δであれば、自由端１００ｃを所望の形状に制御可能であると言える。

以上説明したように、本実施形態のアクチュエータ装置１００では、各第１電極２０ａ〜２０ｄの間隔Ｓを第１電極２０ａ〜２０ｄの幅Ｗ以上に設定している。これにより、第１電極２０ａ〜２０ｄの間において高分子膜１０を所望の変形量とすることが可能となる。

また、少なくとも隣り合うアクチュエータ５０同士の間の間隔Ｓを隣り合うアクチュエータ５０の変形量の差の最大値δに対してＳ≧５０δに設定している。このため、目標形状によっては、隣り合うアクチュエータ５０の変形量の差の最大値δに対して、Ｓ≧５０δの関係を満たすように設定することで、間隔Ｓが幅Ｗより小さくても、アクチュエータ装置１００を自由端１００ｃにおいて任意の形状に制御することが可能となる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してフィードバック機構を備えたものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図５および図６に示す本実施形態のアクチュエータ装置１００は、フィードバック機構を備えた構成とされている。フィードバック機構は、センサ部６０と出力取得部７０および計算部８０を有し、制御部４０に対して計算部８０の検出結果を入力することで、制御部４０から各第１電極２０に対して出力する電気信号を調整する。これにより、アクチュエータ装置１００の自由端１００ｃの形状がフィードバック制御され、より所望の形状に近づくように制御することが可能となる。

センサ部６０は、各第１電極２０の上および各第１電極２０の間における高分子膜１０の上に備えられる。センサ部６０は、各アクチュエータ５０の変形量および各アクチュエータ５０の間における高分子膜１０の変形量に応じたセンサ出力信号を発生させる。例えば、センサ部６０は、歪ゲージなどで構成されており、本実施形態では配線部６０ａを通じてセンサ出力信号を出力取得部７０に伝えている。

出力取得部７０および計算部８０は、フィードバック制御手段に相当するものである。出力取得部７０は、センサ出力信号を入力し、それを必要に応じて信号処理したのち、計算部８０に入力する。計算部８０は、センサ出力信号に基づいて、アクチュエータ装置１００の自由端１００ｃの形状を所望形状にするために第１電極２０に対して出力する電気信号のフィードバック項を演算する。フィードバック制御の手法については、ＰＩＤ制御などの周知の手法を用いれば良い。この計算部８０の演算結果が制御部４０に出力され、制御部４０は現在出力している電気信号に対してフィードバック項を加算するなど、フィードバック項に基づいて各第１電極２０に印加される駆動電圧を制御する。これにより、第１電極２０と第２電極３０との間の電位差を変化させられ、自由端１００ｃの形状が所望の形状に近づくようにフィードバック制御される。

このように、アクチュエータ装置１００に対してフィードバック機構を備えることにより、より的確にアクチュエータ装置１００の自由端１００ｃの形状を所望の形状に制御することが可能となる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対してフィードバック機構の構成を変更したものであり、その他については第２実施形態と同様であるため、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図７に示す本実施形態のアクチュエータ装置１００は、フィードバック機構を無線式にしたものである。図７に示すように、本実施形態でもフィードバック機構を第２実施形態と同様の構成としているが、センサ部６０から無線電波により、無線受信機で構成される出力取得部７０にセンサ出力を伝えている。

このように、フィードバック機構を無線式にすることも可能である。このような無線式のフィードバック機構とすることで、第２実施形態において備えていた配線部６０ａを無くすことができる。したがって、本実施形態によれば、アクチュエータ装置１００の構造の簡素化を図ることが可能となるし、第１電極２０へ電気信号を伝える配線レイアウトが容易になるなどの効果を得ることができる。

なお、このような無線式とする場合のセンサ部６０についても、歪ゲージなどによって構成することができ、センサ部６０に繋がるように図示しない電子回路部および送信コイルを備えた構成とすることができる。このような構成とする場合、センシング結果に基づいた電流が送信コイルに流れることで磁束が発生し、その磁束を受信コイルを有する出力取得部７０で電流に変換することで、無線でセンサ出力を伝えることが可能となる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、第２、第３実施形態に対してフィードバック機構の構成を変更したものであり、その他については第２、第３実施形態と同様であるため、第２、第３実施形態と異なる部分についてのみ説明する。なお、ここでは第２実施形態に対してフィードバック機構の構成を変更した場合について説明するが、第３実施形態に対しても適用できる。

図８に示す本実施形態のアクチュエータ装置１００は、フィードバック機構におけるセンサ部６０を各第１電極２０の間における高分子膜１０の上にのみ配置した構成とされている。

このように、高分子膜１０の上にのみセンサ部６０を配置しても、高分子膜１０の変形量を検出してフィードバック制御できることから、フィードバック精度が若干低下するものの、第２、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第１電極２０の上にはセンサ部６０を備えていないことから、センサ部６０の影響を受けることなく第１電極２０を変形させることが可能となる。したがって、より第１電極２０を精密に変形させることが可能となる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対してフィードバック機構におけるセンサ部６０の構成を変更したものであり、その他については第２実施形態と同様であるため、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図９に示すように、本実施形態では、センサ部６０を非接触方式のもので構成している。具体的には、センサ部６０を変形前の高分子膜１０の表面に対する法線方向に配置し、各第１電極２０との間の距離に応じたセンサ出力を発生させるものによって構成している。例えば、レーザー変位計によってセンサ部６０を構成することができる。

なお、ここでは１つのセンサ部６０によって第１電極２０との間の距離の複数箇所を検出できる構成を示しているが、各場所に１つずつセンサ部６０を配置する構成であっても良い。また、センサ部６０として、各第１電極２０との間の距離を検出できるものを例に挙げているが、各アクチュエータ５０の間における高分子膜１０の変形量に応じたセンサ出力信号を発生させるものであっても良い。

このように構成されるアクチュエータ装置１００では、各第１電極２０に対して駆動電圧を印加したときに各アクチュエータ５０の変形量の違いによって、センサ部６０から各第１電極２０の表面までの距離が変化する。この距離の変化に応じて、各第１電極２０と対応したセンサ部６０の出力が変化することで、センサ部６０で各アクチュエータ５０の変形量を検出できる。

このように、センサ部６０を非接触式とすることもできる。このような構成とすれば、アクチュエータ５０の上などにセンサ部６０を取り付ける必要が無くなることから、アクチュエータ部１００ａの簡素化が図れると共に、センサ部６０の構成を加味することなくアクチュエータ部１００ａを多様な形状に対応して設計できる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

例えば、上記各実施形態では、アクチュエータ部１００ａを長方形板状としたが、他の形状であっても良い。例えば、図１０に示したように、アクチュエータ部１００ａを円形板状とすることができる。この場合、第１電極２０をアクチュエータ部１００ａの中心から放射方向に延設した扇形とし、かつ、アクチュエータ部１００ａの外縁部を自由端１００ｃとして、各第１電極２０のうちの自由端１００ｃ側の間隔Ｓを幅Ｗよりも大きくすれば良い。また、間隔Ｓを最大値δに対してＳ≧５０δとすれば、目標形状によっては、間隔Ｓが幅Ｗより小さくても、アクチュエータ装置を自由端において任意の形状に制御することが可能となる。なお、このような構成は、アクチュエータ部１００ａを円形板状とする場合に限らず、四角形状とする場合でも適用可能である。

上記各実施形態では、高分子膜１０としてプラスイオンが電場に応じて移動する高分子材料の薄膜を用いたアクチュエータ装置１００について説明した。これに代えて、マイナスイオンが電場に応じて移動するもの、またはプラスイオン、マイナスイオン両方が動くものに対して本発明を適用しても良い。また、高分子材料の薄膜を用いた高分子膜１０ではなく、第１、第２電極２０、３０への電圧印加によって熱を発生させることで、アクチュエータ５０を変形させるバイメタル方式の高分子膜としても良い。

また、上記各実施形態では、高分子膜１０を薄膜状とし、第１電極２０が形成されている位置も形成されていない位置も一様に膜が形成された構成としているが、自由端１００ｃ以外の部分については穴空き形状とされていても良い。例えば、第１電極２０が形成されていない部分について穴空けしていたとしても、自由端１００ｃでは連続的な膜となっていることから、上記各実施形態に示した効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、制御電圧の印加方法については詳細に述べてきたが、長い時間同一方向に電圧を印加し続けると、アクチュエータ５０の印加電圧と変位の関係が変動することが確認されている。これを抑制するために、周期的に、自由端１００ｃの形状に影響が出ない程度の短時間の間、逆方向の電圧を印加すると、上記印加電圧と変位の変動が小さくなり精密に形状制御する上で好ましい。その場合の逆方向電圧の印加時間については、人間の目にはその変動が認識できない例えば１／６０秒以下にすると良い。さらに、逆方向の電圧を印加するタイミングは、すべてのアクチュエータ５０に同時に印加してもよいし、おのおののアクチュエータごとに異なるタイミングでも構わない。

さらに、図１１のように、隣り合う２個のアクチュエータ５０−１、５０−２を１組として配置する。そして、例えば、スイッチ９１、９２を用いて、２個のアクチュエータ５０−１、５０−２のうち、左側のアクチュエータ５０−１のみ、または右側のアクチュエータ５０−２のみを交互に制御してもよい。この場合も、Ｓ≧５０δを満たすようにすべきである。こうすることで、アクチュエータの動作寿命を長くすることができると共に、入力飽和を避け易くすることができる。

１０ 高分子膜
２０、３０ 第１、第２電極
４０ 制御部
５０ アクチュエータ
６０ センサ部
６０ａ 配線部
１００ アクチュエータ装置
１００ａ アクチュエータ部
１００ｃ 自由端

Claims (9)

1. 表面および裏面を有する薄膜状の高分子膜（１０）と、前記高分子膜の表面側に配置された複数の第１電極（２０）と、前記高分子膜の裏面側に、前記複数の第１電極それぞれと対向する部位を含んで形成された第２電極（３０）とを有し、
   前記複数の第１電極と前記第２電極および前記複数の第１電極と前記第２電極との間に配置された前記高分子膜により構成され、前記第１電極と前記第２電極との間に電位差を生じさせることで変形する複数のアクチュエータ（５０）が備えられたアクチュエータ部（１００ａ）と、
   複数の前記第１電極と前記第２電極との間の電位差を制御することで、前記複数のアクチュエータを変形させ、前記アクチュエータ部の一端面により構成される自由端（１００ｃ）の形状を制御する制御部（４０）と、を備え、
   前記複数の第１電極は、少なくとも前記自由端において互いに離間して配置されており、隣り合う前記第１電極の間の間隔（Ｓ）が前記自由端における前記第１電極の幅（Ｗ）よりも広く設定されていることを特徴とするアクチュエータ装置。
2. 表面および裏面を有する薄膜状の高分子膜（１０）と、前記高分子膜の表面側に配置された複数の第１電極（２０）と、前記高分子膜の裏面側に、前記複数の第１電極それぞれと対向する部位を含んで形成された第２電極（３０）とを有し、
   前記複数の第１電極と前記第２電極および前記複数の第１電極と前記第２電極との間に配置された前記高分子膜により構成され、前記第１電極と前記第２電極との間に電位差を生じさせることで変形する複数のアクチュエータ（５０）が備えられたアクチュエータ部（１００ａ）と、
   複数の前記第１電極と前記第２電極との間の電位差を制御することで、前記複数のアクチュエータを変形させ、前記アクチュエータ部の一端面により構成される自由端（１００ｃ）の形状を制御する制御部（４０）と、を備え、
   前記複数の第１電極は、少なくとも前記自由端において互いに離間して配置されており、隣り合う前記第１電極の間の間隔Ｓが前記自由端における前記第１電極の間の前記高分子膜の変位量の最大値δに対して、Ｓ≧５０δの関係を満たしていることを特徴とするアクチュエータ装置。
3. 前記アクチュエータ部は、四角形状とされていると共に、四角形状の一辺が固定端（１００ｂ）、該固定端と対向する辺が前記自由端とされ、前記複数の第１電極が短冊状にされていると共に前記固定端に対して垂直方向に延設されることで互いに平行に配置され、平行に配置された前記複数の第１電極の幅が等しくされていることを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ装置。
4. 前記アクチュエータ部には、前記複数の第１電極および前記複数の第１電極の間における前記高分子膜の少なくとも一方の変形量に応じたセンサ出力を発生させるセンサ部（６０）と、
   前記センサ部の発生させるセンサ出力を取得すると共に、該センサ出力に基づいて前記第１電極と前記第２電極との間の電位差をフィードバック制御するフィードバック項を算出するフィードバック制御手段（７０、８０）と、を有するフィードバック機構を備え、
   前記制御部は、前記フィードバック項に基づいて前記第１電極と前記第２電極との間の電位差を変化させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のアクチュエータ装置。
5. 前記センサ部は、前記複数の第１電極の上および前記複数の第１電極の間における前記高分子膜の上の少なくとも一方に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ装置。
6. 前記センサ部の発生させるセンサ出力が配線部（６０ａ）を通じて前記フィードバック制御手段に伝えられることを特徴とする請求項５に記載のアクチュエータ装置。
7. 前記センサ部の発生させるセンサ出力が無線電波により前記フィードバック制御手段に伝えられることを特徴とする請求項５に記載のアクチュエータ装置。
8. 前記センサ部は、前記高分子膜の表面に対する法線方向に配置され、該センサ部より前記複数の第１電極までの距離および前記複数の第１電極の間における前記高分子膜までの距離の少なくとも一方に応じたセンサ出力を発生させることを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ装置。
9. 前記センサ部は、レーザー変位計であることを特徴とする請求項８に記載のアクチュエータ装置。

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