JP2017051019A - 高分子素子 - Google Patents
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Abstract
Description
図1(a)〜(c)は、本実施形態に係る高分子素子の構造を例示する模式図である。
図1(a)には高分子素子1の平面図が示され、図1(b)には図1(a)のA−A線断面図が示され、図1(c)には図1(a)のB−B線断面図が示される。
次に、高分子素子1を高分子アクチュエータとして機能させる場合の動作について説明する。複数の積層構造体50は、第1電位用配線パターン71a、71bから与えられる第1電位および第2電位用配線パターン72a、72bから与えられる第2電位によって、これらの電位差に応じた変位が発生する。
図2(a)には電圧が印加されていない状態が示され、図2(b)には電圧が印加された状態が示される。図2(c)には図2(b)とは反転した電圧が印加された状態が示される。図2に示す高分子素子1では、隣り合う積層構造体50に互いに異なる極性の電位差が生じるように電位が与えられる配線になっている。
図3(a)には電圧が印加されていない状態が示され、図3(b)には電圧が印加された状態が示される。図3(c)には図3(b)とは反転した電圧が印加された状態が示される。図3に示す高分子素子1では、隣り合う積層構造体50の第1集電層54に与えられる電位の第2集電層55に与えられる電位に対する差である電位差の極性が互いに等しくなるように電位が与えられる配線になっている。
図4(a)および(b)は、本実施形態に係る高分子素子の他の構造を示す断面図である。
図4(a)に示す高分子素子1Bにおいては、積層構造体50の側面に絶縁性の粘着剤層61が設けられる。粘着剤層61は積層構造体50の側面と接しており、大気中の水蒸気や水分から積層構造体50を保護する役目を果たす。
図5に示すように、積層構造体50の電解質層51には中間電位層57が設けられていてもよい。中間電位層57は、電解質層51の厚さ方向のほぼ中央に配置される。中間電位層57には基準電位が与えられる。これにより、電解質層51には基準電位に対して第1電位および第2電位が与えられ、安定した動作を行うことができる。
図6に示すように、本実施形態に係る高分子素子1、1Bおよび1Cは、積層方向に複数重ねられてもよい。図6に示す例では、高分子素子1、1Bおよび1Cが2段に積層される。この場合、中間のフィルムは第1フィルム10および第2フィルム20を兼用にすることができる。複数の高分子素子1、1Bおよび1Cを積層方向に重ねることで、積層構造体50の可動による力を増加させることができる。
10…第1フィルム
20…第2フィルム
50…積層構造体
50−1…第1積層構造体
50−2…第2積層構造体
50−3…第3積層構造体
51…電解質層
52…第1電極層
53…第2電極層
54…第1集電層
55…第2集電層
56…導電性材料層
57…中間電位層
60,61…粘着剤層
71a…第1電位用配線パターン
71b…第1電位用配線パターン
72a…第2電位用配線パターン
72b…第2電位用配線パターン
81…第1支持部
82…第2支持部
SL…スリット
SP…空間
Claims (10)
- 第1フィルムと、
第2フィルムと、
前記第1フィルムと前記第2フィルムとの間に設けられ互いに離間して配置される複数の積層構造体と、を備え、
前記積層構造体は、
前記第1フィルムに形成された第1集電層と、
前記第2フィルムに形成された第2集電層と、
前記第1集電層と前記第2集電層との間に設けられた電解質層と、
前記第1集電層と前記電解質層との間に設けられ、前記第1集電層と前記電解質層とのそれぞれと導通する第1電極層と、
前記第2集電層と前記電解質層との間に設けられ、前記第2集電層と前記電解質層とのそれぞれと導通する第2電極層と、
を備えたことを特徴とする高分子素子。 - 前記第1フィルムおよび前記第2フィルムの少なくとも一方にはスリットが設けられた請求項1記載の高分子素子。
- 前記第1フィルムおよび前記第2フィルムの少なくとも一方には、第1電位用配線パターンと、第2電位用配線パターンとが設けられ、
前記複数の積層構造体のそれぞれは、前記第1電位用配線パターンおよび前記第2電位用配線パターンと導通する請求項1または請求項2に記載の高分子素子。 - 前記第1電位用配線パターンには第1電位が与えられ、
前記第2電位用配線パターンには第2電位が与えられ、
前記複数の積層構造体のそれぞれには、前記第1電位用配線パターンおよび前記第2電位用配線パターンから前記第1電位と前記第2電位との電位差が与えられる請求項3記載の高分子素子。 - 前記複数の積層構造体のうちの1つである第1積層構造体と、前記複数の積層構造体のうちの他の1つであって前記第1積層構造体と隣り合う第2積層構造体とを有し、
前記第1積層構造体の前記第1集電層に与えられる電位の前記第2集電層に与えられる電位に対する差である第1電位差と、前記第2積層構造体の前記第1集電層に与えられる電位の前記第2集電層に与えられる電位に対する差である第2電位差とは、互いに極性が異なる請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の高分子素子。 - 前記複数の積層構造体のうちの1つである第1積層構造体と、前記複数の積層構造体のうちの他の1つであって前記第1積層構造体と隣り合う第2積層構造体とを有し、
前記第1積層構造体の前記第1集電層に与えられる電位の前記第2集電層に与えられる電位に対する差である第1電位差と、前記第2積層構造体の前記第1集電層に与えられる電位の前記第2集電層に与えられる電位に対する差である第2電位差とは、互いに極性が等しい請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の高分子素子。 - 前記第1集電層には第1給電部が設けられ、
前記第2集電層には第2給電部が設けられ、
前記第1給電部および前記第2給電部から前記積層構造体に電位が与えられた場合の前記積層構造体の変位量は、前記第1給電部および前記第2給電部から離れるほど少なくなることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の高分子素子。 - 前記第1電位用配線パターンには前記複数の積層構造体のそれぞれから第1電位が与えられ、
前記第2電位用配線パターンには前記複数の積層構造体のそれぞれから第2電位が与えられる請求項3記載の高分子素子。 - 前記複数の積層構造体は一方向に配列される請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の高分子素子。
- 前記第1フィルムと接続され、前記第1フィルムと前記第1集電層との間に設けられた第1支持部と、
前記第2フィルムに接続され、前記第2フィルムと前記第2集電層との間に設けられた第2支持部と、をさらに備え、
前記第1支持部と前記第2支持部との間で前記積層構造体の一部を挟持する請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の高分子素子。
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---|---|---|---|---|
JP2008211885A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Institute Of Physical & Chemical Research | トランスデューサとその製造方法 |
JP2010246181A (ja) * | 2009-04-01 | 2010-10-28 | Alps Electric Co Ltd | 高分子アクチュエータ装置及び入力装置 |
WO2011114965A1 (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-22 | アルプス電気株式会社 | 高分子アクチュエータを用いた駆動装置 |
JP2013034368A (ja) * | 2011-07-07 | 2013-02-14 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | カーボンナノファイバーアクチュエータ |
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