JP6040864B2 - 板状アクチュエータ - Google Patents
板状アクチュエータ Download PDFInfo
- Publication number
- JP6040864B2 JP6040864B2 JP2013111400A JP2013111400A JP6040864B2 JP 6040864 B2 JP6040864 B2 JP 6040864B2 JP 2013111400 A JP2013111400 A JP 2013111400A JP 2013111400 A JP2013111400 A JP 2013111400A JP 6040864 B2 JP6040864 B2 JP 6040864B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- actuator
- deformation element
- deformation
- length
- 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.)
- Active
Links
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
2…弾性内皮
3…成型バテン
4…人工筋
5…レール
6…外皮
7…伸縮素子(変形素子)
8…電極
9…板ばね
10…導電性板部材
11…熱可塑性樹脂薄板
100…車両ボディ
100a…車輪
100b…アンダーボディ
101…リーディングエッジ
102…インナフレーム
110…アッパボディフレーム
111…トレーリングエッジ
120…ヒンジ
130…アッパボディパネル
130a…アッパボディパネルの継ぎ目
(1)板状アクチュエータの構成
図1(A)、(B)を参照して、本発明による板状アクチュエータ1に於いては、図示の如く任意の曲率にて一方向に湾曲された弾性内皮2上に、伸縮可能な帯状の素子(変形素子)を組み込んだ帯状の人工筋4が、弾性内皮2の曲面に沿うように配置される。弾性内皮2に於いては、その湾曲形状を保持するべく複数本の成型バテン3(湾曲形状を保持する手段)が弾性内皮2上に固定されるか又は弾性内皮2内に埋設されていてよい。なお、埋設される場合、二枚の内皮によって成型バテン3を挟み込むようになっていてよい。弾性内皮2は、典型的には、ポリウレタン(ウレタンゴム若しくはウレタン樹脂)や熱可塑性エラストマ等の任意の高弾性樹脂膜などから成る膜状部材であってよく、成型バテン3は、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)などの絶縁材料で調製されてよい。弾性内皮2上に於ける人工筋4の配置については、より詳細には、人工筋4の両端が弾性内皮2の縁近傍にて弾性内皮2の湾曲方向に対して略垂直に延在して装着されたレール5に対して、弾性内皮2の湾曲方向(人工筋4の長手方向)の位置が移動しないように配置される。なお、レール5の長手方向についての人工筋4の両端の装着ついては、後に説明される如く、実施形態によって、人工筋4の両端は、レール5に対して固定される場合と、レール5に沿って移動可能に装着される場合がある。
図1(A)〜(C)の構成に於いて、人工筋4に対して通電を実行すると、図1(D)に示されている如く、人工筋4は両端の高さが固定された状態にて短縮するので、人工筋4の両端間の位置が低減して曲率が変化し(曲率は、増大する。)、弾性内皮2の人工筋4の周辺が、図1(E)に示されている如く窪むこととなる(凹領域の形成)。その際、人工筋4の下方に対象物Obが存在すると、図示の如く、凹領域に押圧されて対象物Obが変位駆動されることとなる。そして、短縮した人工筋4の位置が移動すると、弾性内皮2の凹領域も移動され、即ち、弾性内皮2の蠕動が発生し、これにより、弾性内皮2の蠕動によって、対象物Obが更に変位されていくこととなる。その際、対象物Obに作用する力は、人工筋4(伸縮素子)によって与えられることとなるので、アクチュエータの力についての力点(人工筋4)と作用点(対象物Ob)とは近接しており、人工筋4にて発生する力が殆ど低減することなく(弾性内皮2と板ばね9の変形に費やされる力が低減するのみである。)、対象物Obに作用されることとなる。そして、短縮した人工筋4の位置、即ち、凹領域の位置の変位を大きくすることによって、対象物Obの変位も大きくすることが可能となる。
短縮した人工筋4の位置を移動する機構の第一の実施形態としては、図2(A)に示されている如く、弾性内皮2上に複数本の人工筋4が、弾性内皮2の湾曲方向に対して略垂直に並列される。その際、各人工筋4の両端は、レール5に固定されてよく(図1(C)中の導電性板部材10は、不要である。)、各端部の電極8は、図2(B)に示されている如く、それぞれ、通電制御用の電気回路に接続される。通電制御用の電気回路は、例えば、トランジスタアレイの如きスイッチングリレーと直流電源とを含む回路であってよく、人工筋4の端子間g+〜gGND、h+〜hGND、i+〜iGND、j+〜jGND…に対して順々に通電と遮電とを実行するよう動作する。かかる構成によれば、短縮した人工筋4の位置が、図2(C)〜(D)に示されている如く、g、h、i、j…の順に変化し(ここで、レール5は、各人工筋4の両端の高さ方向の位置を保持するよう機能する。)、これにより、弾性内皮2の凹領域が進行していく蠕動が惹起されることとなる。なお、各人工筋4に於いて、通電後の遮電の際に、通電前の長さの復元は、各人工筋4の板ばね9によって補助されることとなる。更に、本実施形態に於いて、通電と遮電とを実行する人工筋4の順番を逆転させることにより、蠕動の進行方向の逆転が可能であり、また、一時に複数の凹領域を発生させて、複数の蠕動の波を発生させてもよい。
短縮した人工筋4の位置を移動する機構の第二の実施形態に於いては、図1(A)、(C)に描かれている如く、導電性板部材10を備えた一本の人工筋4が弾性内皮2上に装着される。その際、既に触れた如く、レール5は、導電性材料で作成され、人工筋4の両端に於いて、導電性板部材10がレール5と導通し、且つ、レール5に沿って人工筋4が摺動できるよう構成される。なお、レール5と導電性板部材10とは、互いの接触面に於いて酸化被膜等を除去し、電気抵抗を低くした銅、銀等の高導電性材料から形成されてよい。そして、図3(A)に示されている如く、レール5に於いて電流Iを選択された方向に流すための直流電源VsとスイッチSwとを含む回路の端子が、2本のレール5のそれぞれへ電気的に接続される。
ところで、上記の板状アクチュエータに於いて、人工筋4の通電を停止すると、短縮した人工筋4の長さは通電前の状態に復元し、弾性内皮2上の凹領域は消滅する。凹領域が消滅した場合には、凹領域により変位された対象物Obは保持されず、対象物Obにそれを元の位置に戻す復元力が作用している場合には、対象物Obが元の位置に戻ることとなる。この点に関し、板状アクチュエータの適用の目的によっては、板状アクチュエータにより、対象物Obを変位させた後、その状態を保持したい場合もある。その場合、もちろん、人工筋4の通電を(その位置を変化させずに)継続することにより、対象物Obを変位させた位置に保持することも可能であるが、その場合には、人工筋4の通電に要するエネルギーが消費されることとなる。
上記に説明された板状アクチュエータは、例えば、自動車等の車両、船舶、航空機、超小型モビリティ等の任意の移動体のボディの変形に有利に利用可能である。特に、本発明のアクチュエータの形状は、板状であり、例えば、移動体のボディの外郭の内側近傍に配置することが可能であり、占有空間の大きさが非常に小さく、軽量である点で有利である。板状アクチュエータが実際に力を作用する対象物は、例えば、移動体のボディの外郭に於けるフレーム又は骨組み等であってよい。
Claims (8)
- 移動体のボディの一部を変形させるための板状アクチュエータであって、湾曲した板状構造を有し、該板状構造の蠕動によって、前記ボディの一部の可動部分が移動される板状アクチュエータ。
- 請求項1の板状アクチュエータであって、可撓性の湾曲した板状部材と、前記板状部材にてその湾曲方向に概ね沿って延在するよう装着された伸縮可能な帯状の変形素子とを含み、前記板状部材の蠕動を生ずるよう長さの変化した前記変形素子の位置が変更されることにより、前記蠕動が前記板状構造に於いて進行する板状アクチュエータ。
- 請求項2の板状アクチュエータであって、前記変形素子の長さが短縮することにより前記板状部材に於いてその湾曲面の内方へ窪んだ凹領域が形成され、短縮した前記変形素子の位置が変更されることにより、前記板状部材の凹領域が移動し、該移動する前記板状部材の凹領域が前記ボディの少なくとも一部の可動部分を押圧することにより前記ボディの少なくとも一部の可動部分を変位させる板状アクチュエータ。
- 請求項2乃至3のいずれかの板状アクチュエータであって、更に、前記板状部材上にて交差することなく延在する2本の帯状導電性領域が設けられ、前記変形素子がその両端間にて延在する導電部を有し、前記2本の帯状導電性領域のそれぞれと前記変形素子の導電部のそれぞれの端とが導通した状態にて前記変形素子が前記2本の帯状導電性領域の延在する方向に沿って移動可能に配置され、前記2本の帯状導電性領域と前記変形素子の導電部に電流を流すことによって前記長さの変化した変形素子が前記2本の帯状導電性領域の延在する方向に沿って移動することにより前記蠕動の進行が生ずる板状アクチュエータ。
- 請求項2乃至3のいずれかの板状アクチュエータであって、複数本の前記変形素子が互いに隔置されて前記板状部材に装着され、前記複数本の変形素子の長さを選択的に変化させることにより、前記蠕動の進行が生ずる板状アクチュエータ。
- 請求項2乃至5のいずれかの板状アクチュエータであって、前記変形素子の温度によって前記変形素子の長さが変化する板状アクチュエータ。
- 請求項6の板状アクチュエータであって、前記変形素子の温度が前記変形素子に電流を流すことにより発生するジュール熱によって制御される板状アクチュエータ。
- 請求項2乃至7のいずれかの板状アクチュエータであって、前記板状部材に熱可塑性樹脂製薄板が貼着され、前記変形素子がその温度が上昇することにより長さが短くなる素子であり、前記熱可塑性樹脂製薄板に於いて長さが短くなった前記変形素子に近接する領域が軟化して、前記変形素子の延在領域に沿って前記板状部材の湾曲面の内方へ窪んだ凹領域が形成され、前記変形素子の温度が上昇しその長さが短くなった後に前記変形素子の温度が低減しその長さが長くなった後に前記熱可塑性樹脂製薄板に於ける凹領域が残留する板状アクチュエータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013111400A JP6040864B2 (ja) | 2013-05-27 | 2013-05-27 | 板状アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013111400A JP6040864B2 (ja) | 2013-05-27 | 2013-05-27 | 板状アクチュエータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014230475A JP2014230475A (ja) | 2014-12-08 |
JP6040864B2 true JP6040864B2 (ja) | 2016-12-07 |
Family
ID=52129829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013111400A Active JP6040864B2 (ja) | 2013-05-27 | 2013-05-27 | 板状アクチュエータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6040864B2 (ja) |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60217710A (ja) * | 1984-04-13 | 1985-10-31 | Toshiba Corp | アクチユエ−タ |
JPH072366Y2 (ja) * | 1988-02-19 | 1995-01-25 | 三菱自動車工業株式会社 | 車両のボデー構造 |
JPH055481A (ja) * | 1991-06-28 | 1993-01-14 | Furuno Electric Co Ltd | ぜん動式ポンプ |
JPH06246826A (ja) * | 1993-02-26 | 1994-09-06 | Katayama Kogyo Kk | 硬質樹脂品の曲げ加工方法 |
JPH09257398A (ja) * | 1996-03-25 | 1997-10-03 | Mitsubishi Electric Corp | 飛しょう体 |
JP3893016B2 (ja) * | 2000-07-26 | 2007-03-14 | 独立行政法人科学技術振興機構 | マイクロマシンおよびマイクロマシンシステム |
JP4486345B2 (ja) * | 2003-07-22 | 2010-06-23 | トキコーポレーション株式会社 | 人工食道 |
US7161278B2 (en) * | 2003-10-31 | 2007-01-09 | Piezomotor Uppsala Ab | Peristaltic electromechanical actuator |
US20120056509A1 (en) * | 2009-02-09 | 2012-03-08 | Auckland Uniservices Limited | Mechano-sensitive actuator array |
-
2013
- 2013-05-27 JP JP2013111400A patent/JP6040864B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014230475A (ja) | 2014-12-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7931240B2 (en) | Cellular support structures used for controlled actuation of fluid contact surfaces | |
EP2820311B1 (en) | Apparatus, system, and method for providing fabric-elastomer composites as pneumatic actuators | |
Zhang et al. | Fluid-driven artificial muscles: bio-design, manufacturing, sensing, control, and applications | |
US6182929B1 (en) | Load carrying structure having variable flexibility | |
US9662197B2 (en) | Artificial muscle | |
US7681290B2 (en) | Piezoelectric bimorph beam manufacturing method | |
US7663294B2 (en) | Enhanced displacement piezoelectric motor | |
CN105336841B (zh) | 电热致动器 | |
CN105336843B (zh) | 电热致动器 | |
CN105336846B (zh) | 电热致动复合材料及电热致动器 | |
JP2014014266A (ja) | トランスデューサ、アクチュエータ、及び、トランスデューサを製造する方法 | |
WO2001031714A1 (en) | Membrane position control | |
JP2004090193A (ja) | アクチュエータ及びハンド装置 | |
CN103203864A (zh) | 使用可折叠结构和活性材料致动的表面纹理化 | |
JP6040864B2 (ja) | 板状アクチュエータ | |
CN105336844B (zh) | 电热致动器的制备方法 | |
JP6957279B2 (ja) | 通電加熱装置及び通電加熱方法、加熱装置及び加熱方法、並びにホットプレス成形方法 | |
JP2008278720A5 (ja) | ||
EP1483149B1 (en) | Controlled-deformation panel | |
ES2724538T3 (es) | Material compuesto adecuado para una piel mutante | |
CN113602372A (zh) | 一种基于形状记忆合金驱动的可转向软体爬行机器人及其控制方法 | |
CN109996482B (zh) | 刚度可变装置 | |
JP5652338B2 (ja) | 加振器 | |
CN113428345B (zh) | 基于形状记忆聚合物蒙皮的压电大位移变形翼及其方法 | |
JP2011189416A (ja) | ロボットアームおよびその修復方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160118 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160831 |
|
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: 20161011 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161024 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6040864 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |