JPH0775356A - Mechanochemical actuator - Google Patents

Mechanochemical actuator

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JPH0775356A
JPH0775356A JP5218532A JP21853293A JPH0775356A JP H0775356 A JPH0775356 A JP H0775356A JP 5218532 A JP5218532 A JP 5218532A JP 21853293 A JP21853293 A JP 21853293A JP H0775356 A JPH0775356 A JP H0775356A
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JP
Japan
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mechanochemical
tube
actuator
view
anisotropy
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Withdrawn
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JP5218532A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuyoshi Tajima
信芳 田島
Shinobu Shinohara
しのぶ 篠原
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a mechanochemical actuator which has anisotropy in a change of the shape. CONSTITUTION:A mechanochemical actuator 2 which is formed in the shape of a tube and has anisotropy in a change of the shape is incorporated inside a mechanochemical tube 1. This mechanochemical actuator 2 is constituted of a mechanochemical material which converts chemical energy into mechanical energy. Inside the mechanochemical actuator 2, an inside tube 4 being in close contact therewith, flexible and electrically insulative and forming a hollow hole 3 is provided. On the outer periphery of the mechanochemical actuator 2, paired electrodes 5 and 6 being flexible and formed of a conductive material are disposed. The outermost periphery is covered with a skin tube 7 being insulative electrically.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、化学的変化により機械
的な変形を生じるメカノケミカル材料を用いたメカノケ
ミカルアクチュエータに係り、特にチューブ状のメカノ
ケミカルアクチュエータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mechanochemical actuator using a mechanochemical material that is mechanically deformed by a chemical change, and more particularly to a tubular mechanochemical actuator.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、医療機器や産業用ロボット、マイ
クロマシン等の分野において、小型且つ軽量で柔軟性に
富むアクチュエータのニーズが高まっている。かかるア
クチュエータには、例えばモータに代表されるように電
磁気力を基本としたものが多い。そして、この種のアク
チュエータは、発生力が大きい、エネルギー変換効率が
高い、制御が工学的に容易である等の特長がある反面、
構造が複雑である上にシステムが大掛かりになり出力重
量比が小さく、小型化するには不向きであるという欠点
が存在する。また、小型化に向いているアクチュエータ
としてシリコン材料を使用した静電アクチュエータや形
状記憶合金アクチュエータ等があるが、いずれも柔軟性
に欠けているという問題がある。
2. Description of the Related Art In recent years, in the fields of medical equipment, industrial robots, micromachines, etc., there is an increasing need for actuators that are small, lightweight and highly flexible. Many of such actuators are based on electromagnetic force, as represented by a motor, for example. And, while this kind of actuator has features such as large generated force, high energy conversion efficiency, and easy engineering control, on the other hand,
There are drawbacks that the structure is complicated, the system becomes large, the output weight ratio is small, and it is not suitable for downsizing. Further, as actuators suitable for miniaturization, there are electrostatic actuators using a silicon material, shape memory alloy actuators, and the like, but there is a problem that they lack flexibility.

【0003】そこで、小型且つ軽量で柔軟性に富むアク
チュエータとして、メカノケミカル材料を使ったメカノ
ケミカルアクチュエータが注目されている。ここで、メ
カノケミカル材料とは、熱変化、イオン濃度変化、電
気、溶媒組成変化、光等の刺激によって、膨潤、収縮を
起こし、機械的変形を起こす材料をいう。これらメカノ
ケミカル材料を利用したアクチュエータをメカノケミカ
ルアクチュエータと称する。当該メカノケミカルアクチ
ュエータについては、例えば「樋口俊郎、生田幸士編
集:マイクロメカノケミカルシステム実用化総覧、フジ
・テクノシステム、p438〜447」に詳述されてい
る。
Therefore, as a compact, lightweight, and highly flexible actuator, a mechanochemical actuator using a mechanochemical material has been attracting attention. Here, the mechanochemical material refers to a material that causes swelling and contraction and mechanical deformation due to stimuli such as heat change, ion concentration change, electricity, solvent composition change, and light. An actuator using these mechanochemical materials is called a mechanochemical actuator. The mechanochemical actuator is described in detail, for example, in “Toshiro Higuchi, Satoshi Ikuta: Micromechanochemical System Practical Guide, Fuji Techno System, p438-447”.

【0004】一方、例えば特開平5−76601号公報
では、上記メカノケミカルアクチュエータの応用例とし
て内視鏡の挿入部やカテーテル等の医療用チューブにお
いて、メカノケミカルアクチュエータを用いて挿入部を
湾曲させる方式を採用した「メカノケミカルアクチュエ
ータ及び医療用チューブ」に関する技術が開示されてい
る。これは、医療用チューブの挿入部にメカノケミカル
材料から略筒状に形成したアクチュエータを設け、この
アクチュエータの内外各周辺に通電用電極を設けて電圧
を印加することによりメカノケミカル反応を起こさせて
膨潤、収縮させ、医療用チューブを湾曲する操作を行な
うものである。
On the other hand, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-76601, a method of bending the insertion portion of an endoscope insertion portion or a medical tube such as a catheter by using a mechanochemical actuator as an application example of the above mechanochemical actuator. A technique relating to "mechanochemical actuator and medical tube" adopting is disclosed. This is because an actuator formed in a substantially cylindrical shape from a mechanochemical material is provided in the insertion part of a medical tube, and energizing electrodes are provided around each of the inside and outside of the actuator to apply a voltage to cause a mechanochemical reaction. It is an operation for swelling, contracting, and bending a medical tube.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平5−76601号公報により開示された技術では、
メカノケミカル材料を単純にチューブ状に構成しただけ
では、ゲルが膨潤・収縮する際にチューブの長手軸方向
だけでなく外径及び内径方向にも同様に形態の変化が生
じてしまう。従って、チューブを例えば血管のような細
い管の中に挿入する場合やチューブの中に内視鏡等を通
す場合、円周方向に形態変化するメカノケミカル材料を
使用することは好ましくない。
However, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-76601 mentioned above,
If the mechanochemical material is simply formed into a tube shape, when the gel swells and contracts, not only the longitudinal direction of the tube but also the outer diameter and the inner diameter of the tube change in shape. Therefore, when the tube is inserted into a thin tube such as a blood vessel or when an endoscope or the like is passed through the tube, it is not preferable to use a mechanochemical material whose shape changes in the circumferential direction.

【0006】そして、従来よりメカノケミカルアクチュ
エータは変形の異方性を持たないため膨潤や収縮の変形
が3次元的な体積変化となって生じてしまう。また、メ
カノケミカル材料で構成したチューブの内側に通電用電
極を設ける場合、その設置が重要となるが、上記従来技
術には内側通電用電極の設置については何等記載されて
いない。本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、変形の異方性を持たせたメカノ
ケミカルアクチュエータを提供することにある。
Conventionally, since the mechanochemical actuator does not have the anisotropy of deformation, the deformation such as swelling or contraction occurs as a three-dimensional volume change. Further, when the energizing electrode is provided inside the tube made of the mechanochemical material, the installation thereof is important, but the prior art described above does not describe anything about the installation of the inner energizing electrode. The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a mechanochemical actuator having deformation anisotropy.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のメカノケミカルアクチュエータでは、化学
エネルギーを力学エネルギーに変換するメカノケミカル
材料からなる作動手段と、上記作動手段の内外各周面に
設けられた可撓性で導電性材料からなる第1及び第2の
電極と、上記第1及び第2の電極により上記作動手段に
電圧を印加し、上記作動手段を変形させる制御手段とを
有し、上記メカノケミカル材料を構成する高分子の主た
る配向が規則性を有し、上記作動手段に変形の異方性を
持たせたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the mechanochemical actuator of the present invention, an actuating means made of a mechanochemical material for converting chemical energy into mechanical energy, and inner and outer peripheral surfaces of the actuating means. A flexible and conductive material provided on the first and second electrodes, and control means for applying a voltage to the actuating means by the first and second electrodes to deform the actuating means. In addition, the main orientation of the polymer constituting the mechanochemical material has regularity, and the actuating means has anisotropy of deformation.

【0008】[0008]

【作用】即ち、本発明のメカノケミカルアクチュエータ
では、作動手段は化学エネルギーを力学エネルギーに変
換するメカノケミカル材料からなり、第1及び第2の電
極は可撓性で導電性材料からなり上記作動手段の内外各
周面に設けられる。そして、制御手段は上記第1及び第
2の電極により上記作動手段に電圧を印加し、上記作動
手段を変形させる。そして、特に上記メカノケミカル材
料を構成する高分子の主たる配向は規則性を有し、上記
作動手段に変形は異方性を有している。
That is, in the mechanochemical actuator of the present invention, the actuating means is made of a mechanochemical material for converting chemical energy into mechanical energy, and the first and second electrodes are made of flexible and conductive material. It is provided on each of the inner and outer peripheral surfaces. The control means applies a voltage to the actuating means by the first and second electrodes to deform the actuating means. Further, in particular, the main orientation of the polymer constituting the mechanochemical material has regularity, and the deformation of the actuating means has anisotropy.

【0009】[0009]

【実施例】以下、図面を参照して、本発明のメカノケミ
カルアクチュエータを採用したメカノケミカルチューブ
に関する実施例について説明する。このメカノケミカル
チューブは、メカノケミカルアクチュエータの変形によ
り湾曲するものである。
EXAMPLES Examples of mechanochemical tubes employing the mechanochemical actuator of the present invention will be described below with reference to the drawings. This mechanochemical tube is curved by the deformation of the mechanochemical actuator.

【0010】先ず図1乃至4を参照して本発明の第1実
施例について説明する。図1は、第1の実施例に係るメ
カノケミカルチューブ1の先端部の断面図である。この
図1に示すように、メカノケミカルチューブ1の内部に
は、チューブ状に形成した変形の異方性を持つメカノケ
ミカルアクチュエータ2が組み込まれている。そして、
このメカノケミカルアクチュエータ2の内側には、それ
に密着して可撓性で電気的絶縁性のある中空孔3を形成
する内側チューブ4が設けられている。さらに、メカノ
ケミカルアクチュエータ2の外周には、可撓性で導電性
材料から形成した対の電極5及び6が配置されている。
また、最外周は電気的絶縁性の外皮チューブ7で被覆さ
れている。
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of the tip of a mechanochemical tube 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, inside the mechanochemical tube 1, a mechanochemical actuator 2 formed in a tubular shape and having anisotropy of deformation is incorporated. And
Inside the mechanochemical actuator 2, there is provided an inner tube 4 which is in close contact with the mechanochemical actuator 2 and forms a hollow hole 3 which is flexible and electrically insulating. Further, on the outer periphery of the mechanochemical actuator 2, a pair of electrodes 5 and 6 made of a flexible and conductive material is arranged.
Further, the outermost periphery is covered with an electrically insulating outer tube 7.

【0011】図2は上記メカノケミカルチューブ1の斜
視図であり、電極5及び6はメカノケミカルチューブ1
の長手軸方向に帯状に配置され、配線8によって接続さ
れており、この配線8は図示しない電源に接続されてい
る。
FIG. 2 is a perspective view of the mechanochemical tube 1, and the electrodes 5 and 6 are the mechanochemical tube 1.
Are arranged in a strip shape in the longitudinal axis direction and are connected by a wiring 8. The wiring 8 is connected to a power source (not shown).

【0012】以下、図3を参照して、第1の実施例に係
るメカノケミカルチューブ1の製造工程について説明す
る。この図3において、容器9にはメカノケミカルアク
チュエータ2を構成するためのメカノケミカル材料を溶
解した溶液10が満たされている。そして、柱状のテフ
ロン(商標)11に内側チューブ4を被せ、内側チュー
ブ4が溶液10の気−液界面と接するように、溶液10
の気−液界面と平行にテフロン11を配置する。さら
に、テフロン11の中心を軸としてテフロン11を回転
させ、内側チューブ4の外周をメカノケミカル材料を溶
解した溶液10で被覆する。内側チューブ4を被覆した
メカノケミカル材料は乾燥処理によって不要な溶媒を揮
発させ、必要に応じて加熱、紫外線、γ線による架橋、
凍結及び解凍処理等を施してゲル化させ、メカノケミカ
ルアクチュエータ2を形成する。
The manufacturing process of the mechanochemical tube 1 according to the first embodiment will be described below with reference to FIG. In FIG. 3, the container 9 is filled with a solution 10 in which a mechanochemical material for forming the mechanochemical actuator 2 is dissolved. Then, the columnar Teflon (trademark) 11 is covered with the inner tube 4, and the solution 10 is placed so that the inner tube 4 contacts the gas-liquid interface of the solution 10.
The Teflon 11 is arranged in parallel with the gas-liquid interface of. Further, the Teflon 11 is rotated around the center of the Teflon 11 to coat the outer circumference of the inner tube 4 with the solution 10 in which the mechanochemical material is dissolved. The mechanochemical material coated on the inner tube 4 is dried to volatilize unnecessary solvent, and if necessary, heated, cross-linked by ultraviolet rays or γ rays,
The mechanochemical actuator 2 is formed by subjecting it to gelation by performing freezing and thawing.

【0013】このメカノケミカルアクチュエータ2の厚
みは、溶液10の濃度、テフロン11の回転速度及び回
転回数によって決まる。また、上記メカノケミカル材料
は高分子であり、溶液10からの引き上げ方向に高分子
の主鎖が伸びた状態で配向する。従って、本手法によっ
て形成したメカノケミカルアクチュエータ2は、円周方
向には伸びにくく長手軸方向に伸び安い変形の異方性を
持ったメカノケミカルアクチュエータとなる。さらに、
内側チューブ4には、シリコン樹脂等の可撓性のあるも
のを用いる。そして、上記メカノケミカル材料として
は、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコールとポリアク
リル酸の混合物、ポリ2−アクリルアミド−2−メチル
プロパンスルホン酸、ポリメタクリル酸、ポリスチレン
スルホン酸、寒天、アルギン酸、コラーゲン、ゼラチン
等の電荷を持った高分子電解質ゲルから選択される。ま
た、電極5及び6はスパッタリング、真空蒸着、鍍金等
の手段を用いて形成する。この電極としては、柔軟性の
ある白金若しくは金等の薄膜が望ましいが、導電性のゴ
ムシート等を用いてもよい。更に外皮チューブ7はシリ
コン樹脂等をコーティングして形成する。
The thickness of the mechanochemical actuator 2 is determined by the concentration of the solution 10, the rotation speed of the Teflon 11 and the number of rotations. The mechanochemical material is a polymer and is oriented in a state where the polymer main chain extends in the pulling direction from the solution 10. Therefore, the mechanochemical actuator 2 formed by this method becomes a mechanochemical actuator having anisotropy of deformation that is hard to extend in the circumferential direction and low in the longitudinal axis direction. further,
As the inner tube 4, a flexible one such as silicone resin is used. The mechanochemical material includes polyacrylic acid, a mixture of polyvinyl alcohol and polyacrylic acid, poly-2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, polymethacrylic acid, polystyrenesulfonic acid, agar, alginic acid, collagen, gelatin, etc. Selected from polyelectrolyte gels with a charge of. The electrodes 5 and 6 are formed by means of sputtering, vacuum evaporation, plating or the like. As this electrode, a flexible thin film of platinum or gold is preferable, but a conductive rubber sheet or the like may be used. Further, the outer tube 7 is formed by coating silicon resin or the like.

【0014】図4はメカノケミカルアクチュエータ2を
作動してメカノケミカルチューブ1を湾曲駆動した状態
を示す図である。この図4に示すように、電極5,6に
電圧を印加すると、メカノケミカルアクチュエータ2の
内部に含有された電解質溶液のイオン分子が移動し、正
極側と負極側でのイオン濃度が変化して浸透圧の差が生
じる。これにより、メカノケミカルアクチュエータ2が
膨潤や収縮を示す。例えば電極5を正電極、電極6を負
電極とし、電解質溶液を水酸化ナトリウム水溶液とする
と、電圧の印加によってナトリウムイオンが負極側に移
動し負極側の浸透圧が高くなるため、水分子が浸透圧の
高い場所つまり負極側に移動する。従って、正極側が収
縮し、負極側が膨潤して正極側、即ち電極5側に屈曲駆
動する。さらに、電圧の正負を逆にすると電極6側に屈
曲する。
FIG. 4 is a view showing a state in which the mechanochemical actuator 2 is actuated and the mechanochemical tube 1 is curvedly driven. As shown in FIG. 4, when a voltage is applied to the electrodes 5 and 6, the ionic molecules of the electrolyte solution contained inside the mechanochemical actuator 2 move and the ion concentrations on the positive electrode side and the negative electrode side change. A difference in osmotic pressure occurs. This causes the mechanochemical actuator 2 to swell and contract. For example, when the electrode 5 is a positive electrode, the electrode 6 is a negative electrode, and the electrolyte solution is a sodium hydroxide aqueous solution, sodium ions move to the negative electrode side due to the application of a voltage and the osmotic pressure on the negative electrode side increases, so that water molecules permeate. It moves to a place with high pressure, that is, to the negative electrode side. Therefore, the positive electrode side contracts and the negative electrode side swells to bend and drive to the positive electrode side, that is, the electrode 5 side. Furthermore, when the positive and negative of the voltage are reversed, the electrode 6 bends.

【0015】尚、ここでは電界によって駆動するメカノ
ケミカルアクチュエータ2について示したが、電極5及
び6をそれぞれ独立した加熱ヒータとし、メカノケミカ
ル材料にイソプロピルアクリルアミド、イソプロピルア
クリルアミドとアクリル酸の共重合体等の種々のアミノ
酸のアクリロイル又はメタクリロイル誘導体より得られ
たゲルやメチルビニルエーテルゲルを用いた場合、ヒー
タを加熱することによりメカノケミカルアクチュエータ
2が収縮し、加熱したヒータのある側にチューブが屈曲
する熱駆動型のメカノケミカルチューブ1とすることも
できる。
Although the mechanochemical actuator 2 driven by an electric field is shown here, the electrodes 5 and 6 are independent heaters, and the mechanochemical material is isopropylacrylamide or a copolymer of isopropylacrylamide and acrylic acid. When gels or methyl vinyl ether gels obtained from acryloyl or methacryloyl derivatives of various amino acids are used, the mechanochemical actuator 2 contracts by heating the heater, and the tube is bent on the side with the heated heater. The mechanochemical tube 1 can also be used.

【0016】次に図5乃至7を参照して本発明の第2の
実施例について説明する。図5は第2の実施例に係るメ
カノケミカルチューブ20の先端部の断面図である。こ
の図5に示すように、メカノケミカルチューブ20は、
先に図1に示したメカノケミカルチューブ1のメカノケ
ミカルアクチュエータ2をメカノケミカルアクチュエー
タ21に変更したものである。このメカノケミカルアク
チュエータ21は、外層部だけがゲル化した繊維状高分
子22によって構成されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a sectional view of the distal end portion of the mechanochemical tube 20 according to the second embodiment. As shown in FIG. 5, the mechanochemical tube 20 is
The mechanochemical actuator 2 of the mechanochemical tube 1 shown in FIG. 1 is replaced with a mechanochemical actuator 21. The mechanochemical actuator 21 is composed of a fibrous polymer 22 in which only the outer layer portion is gelled.

【0017】図6は繊維状高分子22の断面図であり、
当該繊維状高分子22は外層のゲル化部23と非ゲル化
部24によって構成された芯を持つ2層構造の繊維状高
分子である。そして、メカノケミカルアクチュエータ2
1には該繊維状高分子22がチューブの円周方向に巻か
れている。この繊維状高分子22の非ゲル化部24は非
伸縮性であるので、ゲル化部23の伸縮方向を規制し、
変形の異方性を持つメカノケミカルアクチュエータとな
る。また、芯を持つ構造であるため、材料強度の強いメ
カノケミカルアクチュエータとなる。
FIG. 6 is a sectional view of the fibrous polymer 22,
The fibrous polymer 22 is a two-layered fibrous polymer having a core composed of a gelled portion 23 and a non-gelled portion 24 of the outer layer. And mechanochemical actuator 2
The fibrous polymer 22 is wound around the tube 1 in the circumferential direction of the tube. Since the non-gelling portion 24 of the fibrous polymer 22 is non-stretchable, the stretching direction of the gelling portion 23 is regulated,
It becomes a mechanochemical actuator with deformation anisotropy. Further, since the structure has a core, the mechanochemical actuator has high material strength.

【0018】以下、図7を参照して、メカノケミカルチ
ューブ20の製造工程について説明する。この図7に示
すように、柱状のテフロン11に内側チューブ4を被
せ、テフロン11の中心を軸としてテフロン11を回転
させ、内側チューブ4の外周に繊維状高分子22を巻取
ることによりメカノケミカルアクチュエータ21を形成
する。メカノケミカルアクチュエータ21の厚みは、繊
維状高分子22の直径及びテフロン11の回転回数即ち
巻取り回数によって決まる。さらに、繊維状高分子22
の非ゲル化部24は非伸縮性であるので、ゲル化部23
の伸縮方向を規制する。従って、本方法によって形成し
たメカノケミカルアクチュエータ21は、円周方向には
伸びにくく長手軸方向に伸び安い変形の異方性を持った
メカノケミカルアクチュエータとなる。上記繊維状高分
子としては、アクリルアミドやアクリロニトリルの繊維
をアルカリ水溶液中で加熱して加水分解を行ない、外層
部を一部アクリル酸としたものを用いる。こうして構成
された本実施例のメカノケミカルチューブ20は前述し
た第1の実施例と同様に湾曲駆動する。
The manufacturing process of the mechanochemical tube 20 will be described below with reference to FIG. As shown in FIG. 7, the columnar Teflon 11 is covered with the inner tube 4, the Teflon 11 is rotated about the center of the Teflon 11, and the fibrous polymer 22 is wound around the inner tube 4 to wind the mechanochemicals. The actuator 21 is formed. The thickness of the mechanochemical actuator 21 is determined by the diameter of the fibrous polymer 22 and the number of rotations of the Teflon 11, that is, the number of windings. Furthermore, the fibrous polymer 22
Since the non-gelling portion 24 of the gel is non-stretchable, the gelling portion 23
Regulate the direction of expansion and contraction. Therefore, the mechanochemical actuator 21 formed by this method is a mechanochemical actuator having anisotropy of deformation that is difficult to expand in the circumferential direction and inexpensive in the longitudinal axis direction. As the above-mentioned fibrous polymer, there is used one in which fibers of acrylamide or acrylonitrile are heated in an alkaline aqueous solution to be hydrolyzed and the outer layer portion is partially made of acrylic acid. The mechanochemical tube 20 of this embodiment configured as described above is bent and driven in the same manner as in the first embodiment described above.

【0019】次に図8乃至10を参照して本発明の第3
実施例について説明する。図8は第3の実施例に係るメ
カノケミカルチューブの先端部の断面図である。この図
8に示すように、第3の実施例のメカノケミカルチュー
ブ30は、先に図1に示したメカノケミカルチューブ1
のメカノケミカルアクチュエータ2をメカノケミカルア
クチュエータ31に変更したものである。そして、この
メカノケミカルアクチュエータ31は、外層部を高分子
ゲルで被覆した繊維状高分子32によって構成される。
Next, referring to FIGS. 8 to 10, the third embodiment of the present invention will be described.
Examples will be described. FIG. 8 is a cross-sectional view of the tip of the mechanochemical tube according to the third embodiment. As shown in FIG. 8, the mechanochemical tube 30 of the third embodiment is the mechanochemical tube 1 shown in FIG.
The mechanochemical actuator 2 is changed to a mechanochemical actuator 31. The mechanochemical actuator 31 is composed of a fibrous polymer 32 having an outer layer portion coated with a polymer gel.

【0020】図9は繊維状高分子32の断面図であり、
当該繊維状高分子32は、外層をメカノケミカル材料3
3で被覆した非伸縮性繊維34により構成された繊維で
ある。そして、メカノケミカルアクチュエータ31は、
繊維状高分子32がチューブの円周方向に巻かれてい
る。さらに、繊維状高分子32は、非伸縮性繊維34に
よってメカノケミカル材料33の伸縮方向が規制される
ため、変形の異方性を持つメカノケミカルアクチュエー
タとなる。また、芯を持つ構造であるため材料強度の強
いメカノケミカルアクチュエータとなる。
FIG. 9 is a sectional view of the fibrous polymer 32.
The fibrous polymer 32 has a mechanochemical material 3 as an outer layer.
It is a fiber composed of the non-stretchable fiber 34 covered with 3. Then, the mechanochemical actuator 31 is
The fibrous polymer 32 is wound in the circumferential direction of the tube. Further, the fibrous polymer 32 is a mechanochemical actuator having anisotropy of deformation because the expansion / contraction direction of the mechanochemical material 33 is restricted by the non-elastic fiber 34. Further, since it has a core, it becomes a mechanochemical actuator having a strong material strength.

【0021】以下、図10を参照して、メカノケミカル
チューブ30の製造工程について説明する。先に図3に
示したメカノケミカル材料を溶解した溶液10に非伸縮
性繊維34を浸漬する。柱状のテフロン11に内側のチ
ューブ4を被せ、テフロン11の中心を軸としてテフロ
ン11を回転させ、非伸縮繊維34を溶液10から引き
上げながら、内側チューブ4の外周に繊維状高分子32
を巻取って内側チューブ4を被覆する。そして、内側チ
ューブ4を被覆した繊維状高分子32は、乾燥処理によ
って必要な溶媒を揮発させ、必要に応じて加熱、紫外
線、γ線による架橋、凍結及び解凍処理等を施してゲル
化させ、メカノケミカルアクチュエータ32を形成す
る。従って、メカノケミカルアクチュエータ31の厚み
は、非伸縮性繊維34の直径、溶液10の濃度、テフロ
ン11の回転速度、及びテフロン11の回転回数つまり
巻取り回数によって決まる。
The manufacturing process of the mechanochemical tube 30 will be described below with reference to FIG. The non-stretchable fiber 34 is immersed in the solution 10 in which the mechanochemical material shown in FIG. 3 is dissolved. The columnar Teflon 11 is covered with the inner tube 4, the Teflon 11 is rotated about the center of the Teflon 11, and the non-stretchable fibers 34 are pulled out of the solution 10, while the fibrous polymer 32 is attached to the outer circumference of the inner tube 4.
Is wound up to cover the inner tube 4. Then, the fibrous polymer 32 covering the inner tube 4 volatilizes a necessary solvent by a drying process, and if necessary, is subjected to heating, crosslinking with an ultraviolet ray or γ ray, freezing and thawing treatment to be gelated, The mechanochemical actuator 32 is formed. Therefore, the thickness of the mechanochemical actuator 31 is determined by the diameter of the non-stretchable fiber 34, the concentration of the solution 10, the rotation speed of the Teflon 11, and the number of rotations of the Teflon 11, that is, the number of windings.

【0022】メカノケミカル材料は高分子であり、溶液
10からの引き上げ方向に高分子の主鎖が伸びた状態で
配向するため、引き上げ方向には伸びにくい特性を持
つ。更に、繊維状高分子32は、非伸縮性繊維34によ
ってメカノケミカル材料33の伸縮方向が規制される。
従って、本方法によって形成したメカノケミカルアクチ
ュエータ31は、円周方向には伸びにくく長手軸方向に
伸び易い変形の異方性を持ったメカノケミカルアクチュ
エータとなる。
Since the mechanochemical material is a polymer and the main chain of the polymer is oriented in a state where the polymer main chain extends in the pulling direction from the solution 10, it has a characteristic that it is difficult to stretch in the pulling direction. Further, in the fibrous polymer 32, the stretch direction of the mechanochemical material 33 is restricted by the non-stretch fibers 34.
Therefore, the mechanochemical actuator 31 formed by this method is a mechanochemical actuator having anisotropy of deformation that is hard to extend in the circumferential direction and easy to extend in the longitudinal axis direction.

【0023】さらに、非伸縮性繊維34としては、ケブ
ラー(商標)、テフロン等の低弾性繊維、又はこれらを
編んでより糸としたものを用いる。また非伸縮性繊維で
あれば素材を限定しない。また、上記メカノケミカル材
料としては、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコールと
ポリアクリル酸の混合物、ポリ2−アクリルアミド−2
−メチルプロパンスルホン酸、ポリメタクリル酸、ポリ
スチレンスルホン酸、寒天、アルギン酸、コラーゲン、
ゼラチン等の、電荷を持った高分子電解質ゲルから選択
される。このようにして構成されたメカノケミカルチュ
ーブ30は前述の第1実施例と同様に湾曲駆動する。
Further, as the non-stretchable fibers 34, low elastic fibers such as Kevlar (trademark), Teflon, or the like, or those obtained by knitting these into a twisted yarn is used. The material is not limited as long as it is a non-stretchable fiber. The mechanochemical material may be polyacrylic acid, a mixture of polyvinyl alcohol and polyacrylic acid, or poly-2-acrylamide-2.
-Methyl propane sulfonic acid, polymethacrylic acid, polystyrene sulfonic acid, agar, alginic acid, collagen,
It is selected from charged polyelectrolyte gels such as gelatin. The mechanochemical tube 30 configured in this manner is bent and driven as in the first embodiment.

【0024】次に図11乃至13を参照して本発明の第
4実施例について説明する。図11は第4の実施例に係
るメカノケミカルチューブ40の先端部の断面図であ
る。この図11に示すように、第4の実施例のメカノケ
ミカルチューブ40は、先に図1に示したメカノケミカ
ルチューブ1のメカノケミカルアクチュエータ2をメカ
ノケミカルアクチュエータ41に変更したものである。
そして、このメカノケミカルアクチュエータ41は、メ
カノケミカルアクチュエータ2の内部に変形の異方性を
有するメッシュ42を設けたものである。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a sectional view of the tip portion of the mechanochemical tube 40 according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 11, the mechanochemical tube 40 of the fourth embodiment is obtained by changing the mechanochemical actuator 2 of the mechanochemical tube 1 shown in FIG. 1 into a mechanochemical actuator 41.
The mechanochemical actuator 41 is provided with a mesh 42 having deformation anisotropy inside the mechanochemical actuator 2.

【0025】図12に示すように、このメッシュ42は
ゴム繊維43と非伸縮性繊維44が交互に入れ替わって
上下に交差して編み込まれたメッシュである。そして、
メッシュ42はゴム繊維43が編み込まれた方向と平行
の方向には伸縮するが、垂直の方向には伸縮しない変形
の異方性を持つ。従って、内部にメッシュ42を有する
メカノケミカルアクチュエータ41は変形の異方性を持
つメカノケミカルアクチュエータとなる。また、芯を持
つ構造であるため、材料強度の強いメカノケミカルアク
チュエータとなる。さらに、ゴム繊維43としては、ブ
タジエンゴム、イソプレンゴム等の合成ゴムまたは天然
ゴムの繊維を用い、非伸縮性繊維44としてはケブラー
(商標)、テフロン等の低弾性繊維またはこれらを編ん
でより糸としたものを用いる。
As shown in FIG. 12, the mesh 42 is a mesh in which rubber fibers 43 and non-stretchable fibers 44 are alternately exchanged and knitted by crossing each other vertically. And
The mesh 42 has anisotropy of deformation that expands and contracts in the direction parallel to the direction in which the rubber fibers 43 are woven, but does not expand and contract in the vertical direction. Therefore, the mechanochemical actuator 41 having the mesh 42 therein is a mechanochemical actuator having anisotropy of deformation. Further, since the structure has a core, the mechanochemical actuator has high material strength. Further, as the rubber fiber 43, a fiber of synthetic rubber or natural rubber such as butadiene rubber or isoprene rubber is used, and as the non-stretchable fiber 44, a low elastic fiber such as Kevlar (trademark) or Teflon, or a knitted string thereof is formed into a strand. Use the one that you made.

【0026】以下、図13を参照して、メカノケミカル
チューブ40の製造工程について説明する。先に図3に
示したメカノケミカル材料を溶解した溶液10にメッシ
ュ42を浸漬する。そして、柱状のテフロン11に内側
チューブ4を被せ、テフロン11の中心を軸としてテフ
ロン11を回転させ、溶液10からメッシュ42をゴム
繊維43が編み込まれた方向と垂直の方向に引き上げな
がら、内側チューブ4の外周にメッシュ42を巻取って
内側チューブ4を被覆する。さらに、内側チューブ4を
被覆したメッシュ42は、乾燥処理によって必要な溶媒
を揮発させ、必要に応じて加熱、紫外線、γ線による架
橋、凍結及び解凍処理等を施してゲル化させ、メカノケ
ミカルアクチュエータ41を形成する。
The manufacturing process of the mechanochemical tube 40 will be described below with reference to FIG. The mesh 42 is immersed in the solution 10 in which the mechanochemical material shown in FIG. 3 is dissolved. Then, the columnar Teflon 11 is covered with the inner tube 4, the Teflon 11 is rotated about the center of the Teflon 11, and the mesh 42 is pulled up from the solution 10 in the direction perpendicular to the direction in which the rubber fibers 43 are woven, The inner tube 4 is covered by winding a mesh 42 around the outer circumference of 4. Further, the mesh 42 covering the inner tube 4 volatilizes a necessary solvent by a drying process, heats, cross-links by ultraviolet rays or γ rays, freezes and thaws the gel to make it a mechanochemical actuator. 41 is formed.

【0027】従って、このメカノケミカルアクチュエー
タ41の厚みは、メッシュ42の厚さ、溶液10の濃
度、テフロン11の回転速度、及びテフロン11の回転
回数即ち巻取り回数によって決まる。さらに、メカノケ
ミカル材料は高分子であり、溶液10からの引き上げ方
向に高分子の主鎖が伸びた状態で配向するため、引き上
げ方向には伸びにくい特性を持つ。また、メッシュ42
は、非伸縮性繊維44によってメカノケミカル材料の伸
縮方向が規制される。従って、本方法によって形成した
メカノケミカルアクチュエータ41は、円周方向には伸
びにくく長手軸方向に伸び安い変形の異方性を持ったメ
カノケミカルアクチュエータとなる。
Therefore, the thickness of the mechanochemical actuator 41 is determined by the thickness of the mesh 42, the concentration of the solution 10, the rotation speed of the Teflon 11, and the number of rotations of the Teflon 11, that is, the number of windings. Further, since the mechanochemical material is a polymer and the main chain of the polymer is oriented in a state where the polymer main chain extends in the pulling direction from the solution 10, it has a property that it is difficult to stretch in the pulling direction. Also, the mesh 42
The non-stretchable fiber 44 regulates the stretch direction of the mechanochemical material. Therefore, the mechanochemical actuator 41 formed by this method is a mechanochemical actuator having anisotropy of deformation that is hard to extend in the circumferential direction and low in the longitudinal direction.

【0028】上記メカノケミカル材料としては、ポリア
クリル酸、ポリビニルアルコールとポリアクリル酸の混
合物、ポリ2−アクリルアミドー2−メチルプロパンス
ルホン酸、ポリメタクリル酸、ポリスチレンスルホン
酸、寒天、アルギン酸、コラーゲン、ゼラチン等の電荷
を持った高分子電解質ゲルから選択される。このように
して構成されたメカノケミカルチューブ40は前述の第
1実施例と同様に湾曲駆動する。
Examples of the mechanochemical material include polyacrylic acid, a mixture of polyvinyl alcohol and polyacrylic acid, poly-2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, polymethacrylic acid, polystyrenesulfonic acid, agar, alginic acid, collagen, gelatin. Is selected from polyelectrolyte gels having an electric charge such as. The mechanochemical tube 40 configured as described above is bent and driven as in the first embodiment.

【0029】次に図14乃至18を参照して本発明の第
5実施例について説明する。図14は第5の実施例に係
るメカノケミカルチューブ50の先端部の断面図であ
る。この図14に示すように、メカノケミカルチューブ
50は、先に図1に示したメカノケミカルチューブ1の
内側チューブ4の外周に複数の内部電極51を設け、メ
カノケミカルアクチュエータ2の外周に筒状に形成した
外部電極52を設けたものである。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a sectional view of the tip portion of the mechanochemical tube 50 according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 14, the mechanochemical tube 50 is provided with a plurality of internal electrodes 51 on the outer circumference of the inner tube 4 of the mechanochemical tube 1 shown in FIG. The formed external electrode 52 is provided.

【0030】以下、図15乃至17を参照して、メカノ
ケミカルチューブ50の製造工程について説明する。先
ず図15に示すように、内側チューブ4の外周に内部電
極51を形成する。この内部電極51は配線53を有す
るそれぞれ独立した電極である。この内部電極51を設
置した内側チューブ4を用いて前述の第1実施例で説明
した方法によりメカノケミカルアクチュエータ2を形成
し図16に示す状態とする。さらに、図17に示すよう
にメカノケミカルアクチュエータ2の外周部全体に外部
電極52を作成する。最後に外皮チューブ7をシリコン
樹脂等をコーティングして形成する。内部電極51と外
部電極52は図示しない電源に接続され、内部電極51
は外部電極52の間で選択的に電圧を印加できるように
なっている。上記内部電極51及び外部電極52は、ス
パッタリング、真空蒸着、鍍金等の手段を用いて形成す
る。電極としては、柔軟性のある白金若しくは金等の薄
膜が望ましいが、導電性のゴムシート等を用いてもよ
い。尚、メカノケミカルアクチュエータ2の作成方法は
第1実施例で説明した手法に限らず、第2乃至4実施例
で説明した方法によって形成してもよい。また、メカノ
ケミカルチューブ50は、上記第1乃至4実施例に示し
たメカノケミカルチューブ1,20,30,40と比べ
電極間隔が狭いため高速駆動することができる。また、
上記手順で作成することによってチューブの内側に電極
を形成することも容易となる。
The manufacturing process of the mechanochemical tube 50 will be described below with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 15, internal electrodes 51 are formed on the outer circumference of the inner tube 4. The internal electrodes 51 are independent electrodes each having a wiring 53. Using the inner tube 4 on which the internal electrode 51 is installed, the mechanochemical actuator 2 is formed by the method described in the first embodiment, and the state shown in FIG. 16 is obtained. Further, as shown in FIG. 17, an external electrode 52 is formed on the entire outer peripheral portion of the mechanochemical actuator 2. Finally, the outer tube 7 is formed by coating a silicone resin or the like. The internal electrode 51 and the external electrode 52 are connected to a power source (not shown),
The voltage can be selectively applied between the external electrodes 52. The internal electrode 51 and the external electrode 52 are formed by means of sputtering, vacuum evaporation, plating or the like. As the electrode, a flexible thin film of platinum or gold is preferable, but a conductive rubber sheet or the like may be used. The mechanochemical actuator 2 is not limited to the method described in the first embodiment, but may be formed by the method described in the second to fourth embodiments. Further, the mechanochemical tube 50 has a narrower electrode interval than the mechanochemical tubes 1, 20, 30, 40 shown in the first to fourth embodiments, and therefore can be driven at high speed. Also,
The electrode formed inside the tube can be easily formed by the above procedure.

【0031】このメカノケミカルチューブ50を湾曲駆
動する場合、通電する内部電極51を選択してこれと外
部電極52との間に電圧を印加する。すると、選択され
た内部電極51と外部電極52との間に介在する部分の
メカノケミカル材料の内部に含有された電解質溶液のイ
オン分子が移動し、正極側と負極側でのイオン濃度が変
化して浸透圧の差が生じる。これにより、メカノケミカ
ルアクチュエータの正極側が膨潤し負極側が収縮して湾
曲駆動する。各内側電極51の全て又は選択された複数
の電極に同時に電圧を印加すると、それぞれの位置で異
なる向きに湾曲して図18に示すように蛇行させること
ができる。
When the mechanochemical tube 50 is driven to bend, the energizing internal electrode 51 is selected and a voltage is applied between it and the external electrode 52. Then, the ionic molecules of the electrolyte solution contained in the mechanochemical material in the portion interposed between the selected internal electrode 51 and external electrode 52 move, and the ion concentrations on the positive electrode side and the negative electrode side change. As a result, a difference in osmotic pressure occurs. As a result, the positive electrode side of the mechanochemical actuator swells and the negative electrode side contracts, and the mechanochemical actuator is bent. When a voltage is applied to all of the inner electrodes 51 or a plurality of selected electrodes at the same time, the inner electrodes 51 can be bent in different directions at each position and meandered as shown in FIG.

【0032】次に図19乃至20を参照して本発明の第
6実施例について説明する。図19は第6の実施例に係
るメカノケミカルチューブ60の先端部の断面図であ
る。この図19に示すように、メカノケミカルチューブ
60は、先に図14に示したメカノケミカルチューブ5
0の内部電極51を内部電極61に変更したものであ
る。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 19 is a sectional view of the tip portion of the mechanochemical tube 60 according to the sixth embodiment. As shown in FIG. 19, the mechanochemical tube 60 is the same as the mechanochemical tube 5 shown in FIG.
The internal electrode 51 of 0 is changed to the internal electrode 61.

【0033】図20は内部電極61を形成した内側チュ
ーブ4の斜視図であり、内部電極61は蛇行した形の電
極である。この内側チューブ4を用いて第5実施例で示
した手順でメカノケミカルチューブを作成する。内部電
極61のような電極形状にすることによって、屈曲の際
の電極の歪みが軽減され電極の耐久性が向上する。
FIG. 20 is a perspective view of the inner tube 4 on which the internal electrode 61 is formed, and the internal electrode 61 is a meandering electrode. Using this inner tube 4, a mechanochemical tube is prepared by the procedure shown in the fifth embodiment. By making the electrode shape like the internal electrode 61, the distortion of the electrode during bending is reduced and the durability of the electrode is improved.

【0034】次に図21乃至22を参照して本発明の第
7実施例について説明する。図21は第7の実施例に係
るメカノケミカルチューブ70の先端部の断面図であ
り、本実施例におけるメカノケミカルチューブ70は、
先に図1に示したメカノケミカルチューブ1の内側チュ
ーブ4の外周に複数の加熱ヒータ71を設け、電極5及
び6を取り除いた構成となっている。
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 21 is a cross-sectional view of the tip portion of the mechanochemical tube 70 according to the seventh embodiment.
A plurality of heaters 71 are provided on the outer circumference of the inner tube 4 of the mechanochemical tube 1 shown in FIG. 1, and the electrodes 5 and 6 are removed.

【0035】図22は加熱ヒータ71を形成した内側チ
ューブ4の斜視図であり、内側チューブ4の外周に加熱
ヒータ71を形成する。この加熱ヒータ71は配線72
を有するそれぞれ独立したヒータである。この加熱ヒー
タ71を設置した内側チューブ4を用いて、第1実施例
で説明した方法によってメカノケミカルアクチュエータ
2を形成する。最後に、外皮チューブ7をシリコン樹脂
等をコーティングしてメカノケミカルチューブ70を形
成する。
FIG. 22 is a perspective view of the inner tube 4 on which the heater 71 is formed. The heater 71 is formed on the outer circumference of the inner tube 4. This heater 71 has a wiring 72
Are independent heaters. Using the inner tube 4 provided with this heater 71, the mechanochemical actuator 2 is formed by the method described in the first embodiment. Finally, the outer tube 7 is coated with silicon resin or the like to form the mechanochemical tube 70.

【0036】この加熱ヒータ71は配線72によって図
示しない電源に接続され、通電加熱ができるようになっ
ている。そして、加熱ヒータ71は、スパッタリング、
真空蒸着、鍍金等の手段を用いて形成する。材料として
は、ニッケル、白金、金、銅等の薄膜又はニッケルとク
ロムの合金の薄膜で形成される。さらに、メカノケミカ
ル材料としては、イソプロピルアクリルアミド、イソプ
ロピルアクリルアミドとアクリル酸の共重合体等の種々
のアミノ酸のアクリロイル又はメタクリロイル誘導体よ
り得られたゲルやメチルビニルエーテルゲルを用いる。
The heater 71 is connected to a power source (not shown) by a wire 72 so that it can be electrically heated. The heater 71 is used for sputtering,
It is formed by using a method such as vacuum deposition or plating. The material is a thin film of nickel, platinum, gold, copper or the like or a thin film of an alloy of nickel and chromium. Further, as the mechanochemical material, a gel obtained from acryloyl or methacryloyl derivative of various amino acids such as isopropyl acrylamide, a copolymer of isopropyl acrylamide and acrylic acid, or methyl vinyl ether gel is used.

【0037】また、メカノケミカルアクチュエータ2の
製造工程は第1実施例で説明した手法に限らず、第2乃
至4実施例で説明した方法によって形成してもよい。こ
のメカノケミカルチューブ70を湾曲駆動する場合、通
電する加熱ヒータ71を選択してこれに電流を流し、加
熱ヒータ71を通電加熱する。すると、選択された加熱
ヒータ71の外周部に存在するメカノケミカル材料が内
部溶液を放出して収縮し、これにより選択した加熱ヒー
タ側に湾曲駆動する。各加熱ヒータ71の全て又は選択
された複数のヒータを同時に通電加熱すると、それぞれ
の位置で異なる向きに湾曲して図18に示すように蛇行
させることができる。従って、本実施例におけるメカノ
ケミカルチューブ70は対の電極を必要とする電界駆動
するものに比べて構成を簡略化することができる。
The manufacturing process of the mechanochemical actuator 2 is not limited to the method described in the first embodiment, but may be formed by the method described in the second to fourth embodiments. When the mechanochemical tube 70 is driven to bend, a heater 71 to be energized is selected and an electric current is passed through the heater 71 to electrically heat the heater 71. Then, the mechanochemical material existing on the outer peripheral portion of the selected heater 71 releases the internal solution and contracts, whereby the mechanochemical material is curvedly driven toward the selected heater. When all of the heating heaters 71 or a plurality of selected heaters are simultaneously energized and heated, the heaters 71 can be bent in different directions at each position to meander as shown in FIG. Therefore, the structure of the mechanochemical tube 70 in this embodiment can be simplified as compared with a mechanochemical tube 70 that requires a pair of electrodes and is driven by an electric field.

【0038】以上、本発明の実施例として、チューブ状
のメカノケミカルアクチュエータについてのみ述べた
が、本発明のメカノケミカルアクチュエータの形状はチ
ューブ状に限らず、薄膜又はそれを重ねた構造体として
も、変形の異方性を持ったメカノケミカルアクチュエー
タを提供できることは勿論である。
As described above, only the tubular mechanochemical actuator has been described as the embodiment of the present invention, but the shape of the mechanochemical actuator of the present invention is not limited to the tubular shape, and a thin film or a structure formed by stacking the thin films may be used. It goes without saying that a mechanochemical actuator having anisotropy of deformation can be provided.

【0039】以上記述したように、本発明によれば変形
の異方性を持ったメカノケミカルアクチュエータを提供
することができる。さらに、長手軸方向に伸縮する変形
の異方性を持ったチューブ状のメカノケミカルアクチュ
エータを提供することができる。また、チューブ状のメ
カノケミカルアクチュエータの内側に、メカノケミカル
アクチュエータに収縮や膨潤を行なわせる作動手段を容
易に設置する手段を提供することができる。
As described above, according to the present invention, a mechanochemical actuator having anisotropy of deformation can be provided. Further, it is possible to provide a tubular mechanochemical actuator having anisotropy of deformation that expands and contracts in the longitudinal axis direction. Further, it is possible to provide a means for easily installing an operating means for causing the mechanochemical actuator to contract or swell inside the tubular mechanochemical actuator.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明によれば、変形の異方性を持たせ
たメカノケミカルアクチュエータを提供することができ
る。
According to the present invention, it is possible to provide a mechanochemical actuator having deformation anisotropy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1実施例のメカノケミカルチューブ1の先端
部の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a tip portion of a mechanochemical tube 1 according to a first embodiment.

【図2】第1実施例のメカノケミカルチューブ1の斜視
図である。
FIG. 2 is a perspective view of the mechanochemical tube 1 of the first embodiment.

【図3】第1実施例のメカノケミカルチューブ1の製造
工程を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a manufacturing process of the mechanochemical tube 1 of the first embodiment.

【図4】第1実施例のメカノケミカルチューブ1の湾曲
駆動を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing bending driving of the mechanochemical tube 1 of the first embodiment.

【図5】第2実施例のメカノケミカルチューブ20の先
端部の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the distal end portion of the mechanochemical tube 20 of the second embodiment.

【図6】第2実施例のメカノケミカルチューブ20を構
成する繊維状高分子の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a fibrous polymer that constitutes the mechanochemical tube 20 of the second embodiment.

【図7】第2実施例のメカノケミカルチューブ20の製
造工程を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a manufacturing process of the mechanochemical tube 20 of the second embodiment.

【図8】第3実施例のメカノケミカルチューブ30の先
端部の断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the distal end portion of the mechanochemical tube 30 of the third embodiment.

【図9】第3実施例のメカノケミカルチューブ30を構
成する繊維状高分子の断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a fibrous polymer that constitutes the mechanochemical tube 30 of the third embodiment.

【図10】第3実施例のメカノケミカルチューブ30の
製造工程を示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a manufacturing process of the mechanochemical tube 30 of the third embodiment.

【図11】第4実施例のメカノケミカルチューブ40の
先端部の断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view of the distal end portion of the mechanochemical tube 40 of the fourth embodiment.

【図12】図11に示したメッシュの斜視図である。12 is a perspective view of the mesh shown in FIG.

【図13】第4実施例のメカノケミカルチューブ40の
製造工程を示す斜視図である。
FIG. 13 is a perspective view showing a manufacturing process of the mechanochemical tube 40 of the fourth embodiment.

【図14】第5実施例のメカノケミカルチューブの50
先端部の断面図である。
FIG. 14: 50 of the mechanochemical tube of the fifth embodiment
It is sectional drawing of a front-end | tip part.

【図15】第5実施例のメカノケミカルチューブ50の
製造工程を示す斜視図である。
FIG. 15 is a perspective view showing a manufacturing process of the mechanochemical tube 50 of the fifth embodiment.

【図16】第5実施例のメカノケミカルチューブ50の
製造工程を示す斜視図である。
FIG. 16 is a perspective view showing a manufacturing process of the mechanochemical tube 50 of the fifth embodiment.

【図17】第5実施例のメカノケミカルチューブ50の
製造工程を示す斜視図である。
FIG. 17 is a perspective view showing a manufacturing process of the mechanochemical tube 50 of the fifth embodiment.

【図18】第5実施例のメカノケミカルチューブ50の
湾曲駆動を示す斜視図である。
FIG. 18 is a perspective view showing bending drive of the mechanochemical tube 50 of the fifth embodiment.

【図19】第6実施例のメカノケミカルチューブ60の
先端部の断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view of the distal end portion of the mechanochemical tube 60 of the sixth embodiment.

【図20】第6実施例のメカノケミカルチューブ60の
製造工程を示す斜視図である。
FIG. 20 is a perspective view showing a manufacturing process of the mechanochemical tube 60 of the sixth embodiment.

【図21】第7実施例のメカノケミカルチューブ70の
先端部の断面図である。
FIG. 21 is a cross-sectional view of the distal end portion of the mechanochemical tube 70 of the seventh embodiment.

【図22】第7実施例のメカノケミカルチューブ70の
製造工程を示す斜視図である。
FIG. 22 is a perspective view showing a manufacturing process of the mechanochemical tube 70 of the seventh embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,20,30,40,50,60,70…メカノケミ
カルチューブ、2,21,31,41…メカノケミカル
アクチュエータ、3…中空孔、4…内側チューブ、5,
6…電極、7…外皮チューブ、8,53,72…配線、
9…容器、10…溶液、11…テフロン、22,32…
繊維状高分子、23…ゲル化部、24…非ゲル化部、3
3…メカノケミカル材料、34,44…非伸縮性繊維、
42…メッシュ、43…ゴム繊維、51,61…内部電
極、52…外部電極、71…加熱ヒータ。
1, 20, 30, 40, 50, 60, 70 ... Mechanochemical tube, 2, 21, 31, 41 ... Mechanochemical actuator, 3 ... Hollow hole, 4 ... Inner tube, 5,
6 ... Electrode, 7 ... Skin tube, 8, 53, 72 ... Wiring,
9 ... Container, 10 ... Solution, 11 ... Teflon, 22, 32 ...
Fibrous polymer, 23 ... gelled part, 24 ... non-gelled part, 3
3 ... Mechanochemical material, 34, 44 ... Non-stretchable fiber,
42 ... Mesh, 43 ... Rubber fiber, 51, 61 ... Internal electrode, 52 ... External electrode, 71 ... Heater.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 化学エネルギーを力学エネルギーに変換
するメカノケミカル材料からなる作動手段と、 上記作動手段の内外各周面に設けられた可撓性で導電性
材料からなる第1及び第2の電極と、 上記第1及び第2の電極により上記作動手段に電圧を印
加し、上記作動手段を変形させる制御手段と、 を有し、上記メカノケミカル材料を構成する高分子の主
たる配向が規則性を有し、上記作動手段に変形の異方性
を持たせたことを特徴とするメカノケミカルアクチュエ
ータ。
1. An actuating means made of mechanochemical material for converting chemical energy into mechanical energy, and first and second electrodes made of flexible and electrically conductive material provided on inner and outer peripheral surfaces of the actuating means. And a control means for applying a voltage to the actuating means by the first and second electrodes to deform the actuating means, and the main orientation of the polymer constituting the mechanochemical material has regularity. And a mechanochemical actuator characterized in that the actuating means has anisotropy of deformation.
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