JPH0979129A - Actuator element - Google Patents

Actuator element

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JPH0979129A
JPH0979129A JP25933595A JP25933595A JPH0979129A JP H0979129 A JPH0979129 A JP H0979129A JP 25933595 A JP25933595 A JP 25933595A JP 25933595 A JP25933595 A JP 25933595A JP H0979129 A JPH0979129 A JP H0979129A
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JP
Japan
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exchange resin
cation exchange
actuator element
cation
metal
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Pending
Application number
JP25933595A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiko Abe
Haruhisa Miyake
晴久 三宅
吉彦 阿部
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Terumo Corp
テルモ株式会社
旭硝子株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd, Terumo Corp, テルモ株式会社, 旭硝子株式会社 filed Critical Asahi Glass Co Ltd
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Publication of JPH0979129A publication Critical patent/JPH0979129A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an actuator element which can hold a curved and deformed condition when the same electric potential difference is continuously given. SOLUTION: An actuator element is composed of a cation exchange resin film 2 in a moisture containing condition which has a (-) COOM group (herein, M is metal or an ammonium ion) and a pair of electrode bodies 3 and 4 oppositely arranged through this layer 2. When an electric potential difference is given between the electrode bodies 3 and 4, the actuator element 1A is curved and deformed so as to project in the positive electrode direction.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アクチュエータ素子に関し、特に、含水状態のイオン交換樹脂に電位差を与えることにより湾曲変形するアクチュエータ素子に関する。 The present invention relates to relates to an actuator device, in particular, it relates to an actuator device for bending deformation by applying a potential difference of ion exchange resins of the water-containing state.

【0002】 [0002]

【従来の技術】スルホン基を有する膜状の陽イオン交換樹脂(デュポン社製:ナフィオン(登録商標)117) BACKGROUND ART membrane cation exchange resin having a sulfonic group (DuPont Nafion (R) 117)
の両面に白金電極を形成した構成のアクチュエータ素子が知られている(文献:精密制御用ニューアクチュエータ便覧,日本工業技術振興協会固体アクチュエータ研究会編,フジ・テクノシステム、第19節;高分子電解質膜アクチュエータ,215〜219頁)。 Of the actuator element in which the formation of the platinum electrode is known to both sides (Reference: Precision control for New actuator Handbook, Japan Industrial Technology Development Association solid actuator Research Society, Fuji Techno System, Section 19; polymer electrolyte film actuator, pp. 215-219).

【0003】このアクチュエータ素子は、陽イオン交換樹脂を含水状態とした上で、両白金電極に電位差を与えると、瞬時に湾曲または屈曲変形し、アクチュエータ素子の先端(自由端)側が陽極方向に移動するように作動する。 [0003] moving the actuator element, a cation exchange resin on which a water-containing state, when a potential difference to both platinum electrode, curved or bent deformation instantaneously, the tip of the actuator element (free end) side in the anode direction It operates to.

【0004】しかしながら、このアクチュエータ素子では、同文献に記載されているように、同じ電位差をかけ続けても、瞬時に湾曲変形が最大値に達した後、ごく短時間、例えば1秒以内にその湾曲変形が減衰し、元の直線状態に戻るという現象が起こる。 However, in this actuator element, that as described in the document, even if continuously applied the same potential, after the instant curved deformation reaches a maximum value, a very short time, for example within one second curved deformation is attenuated, it occurs a phenomenon that return to the original linear state. 従って、アクチュエータ素子の変形の度合を電位差のみによって自由にコントロールすることができないという問題がある。 Therefore, there is a problem that the degree of deformation of the actuator element can not be freely controlled only by a potential difference.

【0005】また、前記アクチュエータ素子における陽イオン交換樹脂中のスルホン酸基の対イオンは、水素イオン(H + )であるが、このようなアクチュエータ素子を例えば食塩水中で使用すると、水素イオンがナトリウムイオンにイオン交換されてしまう。 Moreover, the counterion of the sulfonic acid groups of the cation exchange resin in the actuator element is a hydrogen ion (H +), the use of such an actuator element for example in saline, sodium hydrogen ions resulting in the ion exchange in the ion. このように、従来のアクチュエータ素子では、使用環境に応じて陽イオン交換樹脂中の対イオン(可動イオン)が変化し、変形特性が不安定であるという問題もある。 Thus, in the conventional actuator device, counter ions in the cation-exchange resin (movable ions) is changed depending on the use environment, there is a problem that deformation characteristics are unstable.

【0006】 [0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電位差を与え続けたときに、変形状態を維持することができる特性を有するアクチュエータ素子を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above, when continued to receive a potential difference is to provide an actuator device having the property of being able to maintain the deformed state.

【0007】 [0007]

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記(1)〜(5)の本発明により達成される。 Means for Solving the Problems] Such an object is achieved by the following aspects of the invention (1) to (5).

【0008】(1) 含水状態の陽イオン交換樹脂と、 [0008] (1) and a cation exchange resin of the water-containing state,
該陽イオン交換樹脂を介して配置された複数の電極体とからなり、前記電極体間に電位差を与えている間、変形状態を保持するよう作動することを特徴とするアクチュエータ素子。 It consists of a cation exchange resin disposed through a plurality of electrode bodies, while giving a potential difference between the electrode body, an actuator device characterized by operative to hold the deformed state.

【0009】(2) −COOM基(ただし、Mは、金属またはアンモニウムイオン)を有する含水状態の陽イオン交換樹脂と、該陽イオン交換樹脂を介して配置された複数の電極体とからなることを特徴とするアクチュエータ素子。 [0009] (2) -COOM group (wherein, M is a metal or ammonium ion) that consists of a cation exchange resin hydrated state with a plurality of electrode bodies arranged through the cation exchange resin actuator device characterized.

【0010】(3) 前記金属イオンは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の金属イオンである上記(2) [0010] (3) the metal ion, the alkali metal or alkaline earth metal of the metal ions (2)
に記載のアクチュエータ素子。 The actuator device according to.

【0011】(4) 前記陽イオン交換樹脂は、下記化2で示す一般式I(ただし、mは、0または1、nは、 [0011] (4) the cation exchange resin of the general formula I shown by the following formula 2 (wherein, m is 0 or 1, n,
1〜5の整数、Mは、金属またはアンモニウムイオン) Integer of 1 to 5, M is a metal or ammonium ion)
で表される繰り返し単位を含む含フッ素共重合体からなるフッ素系陽イオン交換樹脂である上記(1)ないし(3)のいずれかに記載のアクチュエータ素子。 The actuator device according to any one of (1) a in the fluorine-based cation exchange resin comprising a fluorine-containing copolymer comprising a repeating unit represented by (3).

【0012】 [0012]

【化2】 ## STR2 ##

【0013】(5) 表面が水不透過性材料で被覆されている上記(1)ないし(4)のいずれかに記載のアクチュエータ素子。 [0013] (5) The actuator device according to any one of the above (1) which are coated with a water impermeable material surface (4).

【0014】 [0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明のアクチュエータ素子を図示の好適実施例に基づいて詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, will be described in detail with reference to preferred embodiment of the actuator device illustrated in the present invention.

【0015】図1は、本発明のアクチュエータ素子の構成例を示す斜視図、図2は、図1中のII−II線での断面図である。 [0015] Figure 1 is a perspective view showing a configuration example of an actuator device of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. これらの図に示すように、本発明のアクチュエータ素子1Aは、陽イオン交換樹脂層2と、この陽イオン交換樹脂層2を介して対向するように配置された一対(一組)の電極体3、4とで構成されている。 As shown in these figures, the actuator device 1A of the present invention, the cation exchange resin layer 2, the electrode body 3 of the pair that is disposed so as to face through the cation exchange resin layer 2 (pair) , and a 4.

【0016】陽イオン交換樹脂層2は、−COOM基(Mは、金属またはアンモニウムイオン)を有する陽イオン交換樹脂で構成されている。 The cation exchange resin layer 2, -COOM group (M is a metal or ammonium ion) is composed of a cation exchange resin having. この場合、使用し得る−COOM基を有する陽イオン交換樹脂としては、アクチュエータ素子の変形性能が優れるという点から、フッ素系陽イオン交換樹脂を用いるのが好ましい。 In this case, as the cation exchange resin having a -COOM group, which may be used, from the viewpoint of deformability of the actuator elements is excellent, it is preferable to use a fluorine-based cation exchange resin.

【0017】このような−COOM基を有する陽イオン交換樹脂層2は、含水状態とされ、これにより、電位差を与えることによるアクチュエータ素子1Aの変形が得られる。 The cation exchange resin layer 2 having such a -COOM group is a water-containing state, thereby, the deformation of the actuator element 1A can be obtained by applying a potential difference. ここで、「含水状態」とは、陽イオン交換樹脂が少しでも水を含んだ状態であることを意味する。 Here, the term "water-containing state", it means that the cation exchange resin is in a state that includes the water even a little. すなわち、陽イオン交換樹脂層2が予め水分を含んでいる場合の他、陽イオン交換樹脂層2を水性雰囲気下、例えば水中や高湿度の大気中においた場合も含水状態となる。 That is, in addition to the case where the cation exchange resin layer 2 contains a pre-water, consisting of cation-exchange resin layer 2 an aqueous atmosphere, the water-containing case for example placed in the atmosphere of water and high humidity.

【0018】電極体間に電位差を与えている間、変形状態を保持するとは、電位差を与えた時、陽極方向に変形してそれが最大値に達した後、少なくとも5秒間以上最大値の90%の変形を保持し続けることを言う。 [0018] While providing a potential difference between the electrode body, to retain the deformed state, when the potential difference is applied, after reaching its maximum value deforms the anode direction, 90 of the maximum value of at least 5 seconds or more % of say that continues to hold the deformation.

【0019】陽イオン交換樹脂層の有する−COOM基のM + 、すなわち陽イオン(可動イオン)は、金属またはアンモニウムイオンであるのが好ましい。 [0019] M + of -COOM groups of the cation exchange resin layer, i.e., cations (movable ions) is preferably a metal or ammonium ion. 特にアルカリ金属(Li、K、Rb、Cs)またはアルカリ土類金属(Be、Mg、Ca、Sr、Ba)の金属イオンであるのが好ましい。 In particular alkali metal (Li, K, Rb, Cs) or alkaline earth metals (Be, Mg, Ca, Sr, Ba) in the range of metal ions preferred.

【0020】これらのうちでも、アクチュエータ素子1 [0020] Among these, the actuator element 1
Aに電位差を与え続けたときの変形状態の保持性(以下「形状保持性」という)が特に優れている点で、金属イオンは、カリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、カルシウムイオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオンのうちの少なくとも1種が好ましい。 In that the retention of the deformed state (hereinafter referred to as "shape retention") is particularly good when kept giving a potential difference A, the metal ions are potassium ions, rubidium ions, cesium ions, calcium ions, strontium ions, at least one of barium ions.

【0021】陽イオン交換樹脂としては、上記のように、アクチュエータ素子の変形性能が優れるという点から、フッ素系陽イオン交換樹脂、なかでも、下記化3で示す一般式I(ただし、mは、0または1、nは、1〜 [0021] As the cation exchange resin, as described above, from the viewpoint of deformability of the actuator elements is excellent, a fluorine-based cation exchange resins, among others, the general formula I (but indicated by the following formula 3, m is 0 or 1, n is 1 to
5の整数、Mは、金属またはアンモニウムイオン)で表される繰り返し単位を含む含フッ素共重合体からなるものが好ましい。 5 integer, M is preferably one made of a fluorine-containing copolymer comprising a repeating unit represented by metal or ammonium ion).

【0022】 [0022]

【化3】 [Formula 3]

【0023】上記含フッ素共重合体は、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、フッ化ビニルなどのフッ素化オレフィンと、下記化4で示す一般式II(ただし、 [0023] The fluorine-containing copolymer, tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride, and fluorinated olefins such as vinyl fluoride, Formula II shown by the following formula 4 (wherein,
m、n、Mは上記一般式Iと同じ)を有するパーフルオロビニルエーテルとの共重合体が好ましい。 m, n, M is a copolymer of perfluorovinyl ether having the same) and the general formula I is preferred. この共重合体には、更に必要により、エチレン、プロピレン、パーフルオロアセトンなどの第3成分を共重合させたものでもよい。 This is the copolymer, by necessary, ethylene, propylene, a third component such as perfluoro acetone may be those obtained by copolymerizing.

【0024】 [0024]

【化4】 [Of 4]

【0025】陽イオン交換樹脂層2におけるカルボキシル基の当量重量数(EW値)は、特に限定されないが、 The equivalent weight number of the carboxyl groups in the cation-exchange resin layer 2 (EW value) is not particularly limited,
EW値が450〜1700程度であるのが好ましく、5 Is preferably EW value is about 450 to 1,700, 5
50〜1100程度であるのがより好ましい。 And more preferably in the range of about 50 to 1,100. このような範囲において、特に優れた形状保持性が得られる。 In such a range, particularly excellent shape retention can be obtained. 陽イオン交換樹脂層2の厚さは、特に限定されないが、1 The thickness of the cation-exchange resin layer 2 is not particularly limited, 1
0〜1000μm 程度とするのが好ましく、30〜30 Is preferably about 0~1000μm, 30~30
0μm 程度とするのがより好ましい。 And more preferably in the range of about 0μm.

【0026】電極体3、4としては、導電性および耐食性を有する物質が好適に使用され、特に、その存在位置や変形状態をX線透視下で確認できるように、X線不透過性(X線造影性)を有する物質が好ましい。 Examples of the electrode members 3 and 4, conductivity and materials having corrosion resistance is preferably used, in particular, the presence position and the deformed state so that it can be confirmed under X-ray fluoroscopy, X-ray opaque (X material preferably has a linear contrast property). このような物質としては、例えば、白金、金、ルテニウム、イリジウム、パラジウム等の貴金属、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性高分子材料、黒鉛等の炭素材料が挙げられるが、そのなかでも貴金属が好ましく、特に白金が好ましい。 Such materials, for example, platinum, gold, ruthenium, iridium, noble metals such as palladium, polyaniline, polythiophene, electrically conductive polymer material such as polypyrrole, but carbon material such as graphite can be cited, a noble metal among them preferably, platinum is particularly preferred.

【0027】電極体3、4と陽イオン交換樹脂層2との接合方法としては、例えば、化学めっき法(無電解めっき法)、電気めっき法等の各種めっき法や、イオン蒸着薄膜形成法、スパッタリング法、真空蒸着法、イオン注入法、塗布法、圧着法、溶接法等の各種方法が挙げられるが、湿式条件下でめっきが可能であり、イオン交換樹脂層2との密着度が高い電極体3、4が接合可能な化学めっき法(無電解めっき法)が好ましく、吸着還元成長法である化学めっき法(文献:ソーダと塩素・1986 [0027] As the bonding method between the electrode body 3, 4 and a cation-exchange resin layer 2 is, for example, chemical plating method (electroless plating method), various plating methods such as electroplating method or an ion deposition thin film forming method, sputtering, vacuum evaporation, ion implantation method, a coating method, bonding method, various methods such as welding method may be used, but may be plated with wet conditions, the degree of adhesion high electrode of the ion exchange resin layer 2 body 3,4 bondable chemical plating method (electroless plating method) is preferable, chemical plating method, which is a suction reducing deposition (Reference: soda and chlorine-1986
年8号,15〜29頁)が特に好ましい。 Year No. 8, pp. 15 to 29) are particularly preferred.

【0028】なお、化学めっき法による電極体3、4の形成の容易性および電極体3、4の陽イオン交換樹脂層2に対する密着性を向上するために、陽イオン交換樹脂層2の電極体3、4との接合表面は、粗面化されているのが好ましい。 [0028] In order to improve the adhesion to the cation exchange resin layer 2 of the ease and the electrode members 3 and 4 of the formation of the electrode members 3 and 4 by a chemical plating method, the electrode of the cation-exchange resin layer 2 bonding surface between the 3 and 4, preferably being roughened. 粗面化の方法としては、例えば、サンドブラスト処理、耐水研磨紙による研磨、低温プラズマ処理等が挙げられる。 Examples of roughening methods, sandblasting, polishing with waterproof abrasive paper, and low temperature plasma treatment.

【0029】粗面化された陽イオン交換樹脂層2の表面に対しては、塩酸等の強酸液に浸漬する等により、粗面化工程で生じた金属粉末を溶解除去し、洗浄するのが好ましい(このとき、陽イオン交換樹脂のカルボキシル基の対イオンはH +イオンである)。 [0029] For the roughened surface of the cation-exchange resin layer 2, such as by immersion in a strong acid solution such as hydrochloric metal powder produced by roughening process dissolve and remove, for cleaning preferred (this time, the counter ion of the carboxyl groups of the cation exchange resin is a H + ion).

【0030】次に、化学めっき法の一例である吸着還元成長法を用いて陽イオン交換樹脂層2の表面に電極体を設ける方法の一例について説明する。 [0030] Next, an example of a method of providing an electrode member on the surface of the cation-exchange resin layer 2 will be described with reference to adsorption and reduction deposition, which is an example of a chemical plating method. 陽イオン交換樹脂層2を例えば水酸化リチウム水溶液中に浸漬、洗浄することにより、陽イオン交換樹脂層2中の対イオンをリチウムイオンにし、次いで、例えば塩化ヘキサアンミン白金塩水溶液中に浸漬し、リチウムイオンの一部を4価ヘキサアンミン白金錯イオン([Pt(NH 364+ Immersing the cation-exchange resin layer 2, for example, in lithium hydroxide aqueous solution, by washing, the counter ion of the cation exchange resin layer 2 and the lithium ion, then, for example, immersed in chloride hexaammine platinum salt solution, some of the lithium ions tetravalent hexaammine platinum complex ion ([Pt (NH 3) 6 ] 4+)
に交換吸着する。 To exchange adsorption to.

【0031】洗浄後、例えば水素化ホウ素ナトリウム水溶液中に浸漬することにより、陽イオン交換樹脂層2中に吸着されていた([Pt(NH 364+ )が還元され、陽イオン交換樹脂層2の表面が黒色になり白金核が析出する。 [0031] After washing, for example, by immersion in a sodium borohydride solution had been adsorbed in the cation exchange resin layer 2 ([Pt (NH 3) 6] 4+) is reduced, the cation exchange the surface of the resin layer 2 platinum nuclei are precipitated becomes black. 再び陽イオン交換樹脂層2を、塩化ヘキサアンミン白金塩水溶液中に浸漬し、pH調製剤および還元剤を添加することにより、還元過程で析出した白金核の自己触媒作用により、陽イオン交換樹脂層2の表面に白金層を成長、形成させる。 The cation-exchange resin layer 2 again, immersed in chloride hexaammine platinum salt solution, by adding a pH adjusting agent and a reducing agent, the autocatalytic action of the platinum nuclei precipitated in the reduction process, the cation exchange resin layer growing a layer of platinum second surface, is formed.

【0032】このアクチュエータ素子1Aを例えば水酸化カリウム水溶液中に浸漬した後、中性になるまで洗浄することにより、陽イオン交換樹脂層2中のカルボキシル基の対イオンを例えばカリウムイオンに置換することができる。 [0032] After soaking the actuator device 1A, for example, in aqueous potassium hydroxide solution and washed to neutrality, substituting a counter ion of the carboxyl groups of the cation exchange resin layer 2, for example potassium ion can.

【0033】以上のように、化学めっき(無電解めっき)法、例えば吸着還元成長法により、カルボキシル基を有する陽イオン交換樹脂層2と、その表面に形成された電極体3、4からなるアクチュエータ素子1Aを製造することができる。 [0033] As described above, the actuator comprising a chemical plating (electroless plating) method, for example by adsorption and reduction deposition, a cation-exchange resin layer 2 having a carboxyl group, from the electrode members 3 and 4 which are formed on the surface thereof it is possible to manufacture the device 1A.

【0034】電極体3、4には、以下に述べるような電力供給手段11により電力が供給され、電位差が与えられる。 [0034] the electrode body 3 and 4, power is supplied by the power supply unit 11 as described below, a potential difference is applied. 電極体3、4には、それぞれ、リード線(導電体)14、15が接続されている。 The electrode members 3 and 4, respectively, lead (conductor) 14, 15 are connected. この場合、電極体3、4と電源16からのリード線(導電体)14、15 In this case, lead wire from the electrode body 3, 4 and the power supply 16 (conductor) 14, 15
とが、レーザー溶接法、超音波溶接法、高周波溶接法等により固定されているか、導電性接着剤等の導電性材料12、13を介して接着固定またはろう接法により固定されているのが好ましい。 DOO is a laser welding method, ultrasonic welding method, or is fixed by high-frequency welding method or the like, that are fixed by adhesive fixing or soldering process through the conductive material 12 and 13 such as a conductive adhesive preferable. これにより、アクチュエータ素子1Aに、より再現性ある安定した変形性能を発現させることができる。 Accordingly, the actuator element 1A, it is possible to express a stable deformation performance is more reproducible. なお、電源16は、直流電源、交流電源のいずれでもよい。 The power supply 16 includes a DC power supply may be any AC power source.

【0035】以上のようなアクチュエータ素子1Aは、 The above actuator device 1A such as the
両電極体3、4間にリード線を介して電位差(水の電気分解が生じない程度の低電圧であり、例えば1.5V以下)を与えると、電極体3、4のうちの陽極側に突出するように湾曲変形する。 Potential via a lead wire between both the electrode body 3, 4 (a low voltage to the extent that electrolysis of water does not occur, for example, 1.5V or less) give, to the anode side of the electrode members 3 and 4 so as to protrude curved deformation. そして、前述した陽イオン交換樹脂層2の構成から、前記電位差を与え続けている間、 Then, while the structure of the cation-exchange resin layer 2 described above, continue giving the potential difference,
アクチュエータ素子1Aの変形状態は保持される。 Deformation of the actuator element 1A is maintained. また、電極体3、4への電位差を0にすると、アクチュエータ素子1Aは、即座に元の形状に戻る。 Also, when a potential difference to the electrode members 3 and 4 to 0, the actuator device 1A, immediately returns to its original shape.

【0036】図3は、本発明のアクチュエータ素子の他の構成例を示す横断面図である。 [0036] FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example of the configuration of the actuator device of the present invention. 同図に示すアクチュエータ素子1Bは、横断面が四角形の陽イオン交換樹脂5 Actuator element 1B shown in this figure, cross section of the square cation exchange resin 5
と、この陽イオン交換樹脂5の対向する面にそれぞれ接合された二組の電極体6a、6bおよび電極体7a、7 When two sets of the electrode member 6a is joined respectively to opposite sides of the cation exchange resin 5, 6b and the electrode body 7a, 7
bとで構成されている。 It is composed of a b. 陽イオン交換樹脂5および電極体6a、6b、7a、7bは、それぞれ、前記と同様の材料で構成されている。 Cation exchange resin 5 and the electrode member 6a, 6b, 7a, 7b, respectively, are constructed of the same material as said.

【0037】このアクチュエータ素子1Bでは、図3中の上下方向と左右方向の2方向に湾曲変形させることができる。 [0037] In the actuator device 1B, it can be bent and deformed in two directions of the horizontal direction and vertical direction in FIG. 3. すなわち、電極体6a、6bのうちの陽極側、 In other words, the electrode body 6a, the anode side of 6b,
電極体7a、7bのうちの陽極側にそれぞれ突出するように湾曲変形する。 Electrode body 7a, is curved and deformed so as to protrude to the anode side of 7b. なお、イオン交換樹脂層を介して配置される電極体は、三組以上であってもよい。 The electrode body disposed through an ion exchange resin layer may be three sets or more.

【0038】図4は、本発明のアクチュエータ素子の他の構成例を示す横断面図である。 [0038] FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the configuration of the actuator device of the present invention. 同図に示すアクチュエータ素子1Cは、横断面が円形の陽イオン交換樹脂8 Actuator element 1C shown in the drawing, cross-section a circular cation exchange resin 8
と、この陽イオン交換樹脂8の表面に中心角120°間隔で接合された3つの電極体9a、9b、9cとで構成されている。 When, and a three electrode body 9a joined by a central angle 120 ° intervals on the surface of the cation exchange resin 8, 9b, and 9c. 陽イオン交換樹脂8および電極体9a、9 Cation exchange resin 8 and the electrode body 9a, 9
b、9cは、それぞれ、前記と同様の材料で構成されている。 b, 9c, respectively, are constructed of the same material as said.

【0039】このアクチュエータ素子1Cでは、例えば、電極体9a、9b、9cのそれぞれに三相交流を印加することにより、アクチュエータ素子1Cの先端部を旋回させることができる。 [0039] In the actuator device 1C, for example, the electrode body 9a, 9b, by applying the three-phase alternating current to each 9c, it is possible to pivot the distal end of the actuator element 1C.

【0040】図5は、本発明のアクチュエータ素子の他の構成例を示す縦断面図である。 [0040] Figure 5 is a longitudinal sectional view showing another example of the configuration of the actuator device of the present invention. 同図に示すアクチュエータ素子1Dは、図1に示すアクチュエータ素子1Aと同様のアクチュエータ素子の表面に、水不透過性材料よりなる被覆層10が形成されたものである。 Actuator element 1D shown in the figure, the surface of the same actuator element and actuator element 1A shown in FIG. 1, in which the coating layer 10 made of water-impermeable material is formed.

【0041】このような被覆層10を設けることにより、陽イオン交換樹脂層2におけるイオン交換が阻止され、アクチュエータ素子1Dの使用環境にかかわらず、 [0041] By providing such a coating layer 10, the ion exchange is blocked in the cation-exchange resin layer 2, regardless of the use environment of the actuator element 1D,
陽イオン交換樹脂層2中の陽イオンを安定的に維持することができる。 Cation of the cation exchange resin layer 2 can be stably maintained. このようなことから、アクチュエータ素子1Dの変形特性や、形状保持性が一定に保たれる。 For this reason, deformation characteristics of and actuator element 1D, shape retention is kept constant. なお、このような被覆層10は、前記アクチュエータ素子1B、1Cの表面に形成することもできる。 Such a cover layer 10 may be formed on the actuator element 1B, 1C surface.

【0042】被覆層10を構成する水不透過性材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテルアミド、ポリウレタン、フッ素樹脂、 [0042] As the water-impermeable material constituting the coating layer 10, such as polyethylene, polyolefins such as polypropylene, polyvinyl chloride, polyesters, polyamides, polyether amides, polyurethane, fluorocarbon resin,
シリコーンゴム等が挙げられる。 Silicone rubber. 被覆層10の厚さは、 The thickness of the coating layer 10,
特に限定されないが、0.1〜100μm 程度とするのが好ましく、1〜10μm 程度とするのがより好ましい。 It is not particularly limited, is preferably about 0.1 to 100 [mu] m, and more preferably about 1 to 10 [mu] m.

【0043】 [0043]

【実施例】以下、本発明を具体的実施例に基づきさらに詳細に説明する。 EXAMPLES Hereinafter, will be described in more detail based on specific examples of the present invention.

【0044】(実施例1)カルボキシル基を有する膜状のフッ素系陽イオン交換樹脂(旭硝子社製、フレミオンC−800(登録商標)、EW値=800、湿潤時膜厚100μm )の両表面を、サンドブラスターとしてサハラ(積水化学工業社製)、サンドとして平均粒径約20 [0044] (Example 1) film-like fluorine-based cation exchange resin having a carboxyl group (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., Flemion C-800 (registered trademark), EW value = 800, wet TokimakuAtsu 100 [mu] m) to both surfaces of the (manufactured by Sekisui Chemical Co.) Sahara as sandblasting, the average particle size of about 20 as sand
0μm のガラスパウダーGP105A(東芝バロティーニ社製)を用いて、噴射圧2kg/cm 2 、噴射距離10cm Using a glass powder GP105A (manufactured by Toshiba Ballotini Co., Ltd.) of 0μm, injection pressure 2kg / cm 2, injection distance 10cm
の条件でブラスト処理を行い、粗面化した。 Performs a blasted with conditions, was roughened.

【0045】次に、超音波洗浄により、陽イオン交換樹脂中に付着したガラスビーズを取り除き、1Nの塩酸に浸漬し、サンドブラスター内壁より発生した金属粉末を除去し、純水で洗浄した。 Next, the ultrasonic cleaning to remove the glass beads adhered to in the cation exchange resin was immersed in 1N hydrochloric acid to remove the metal powder generated from the sand blaster inner wall, and washed with pure water.

【0046】得られた陽イオン交換樹脂を1Nの水酸化リチウム水溶液に室温で15時間浸漬した後、純水で中性になるまで十分に洗浄することにより、陽イオン交換樹脂の有するカルボキシル基の対イオン(以下、陽イオンという場合がある)をリチウムイオンにした。 [0046] After dipping the resulting cation exchange resin at room temperature aqueous lithium hydroxide 1N 15 hours, by sufficiently washed with pure water until neutral, the carboxyl groups of the cation exchange resin counterions (hereinafter sometimes referred to as cation) was a lithium ion.

【0047】さらにこの陽イオン交換樹脂を無電解めっき用の塩化ヘキサアンミン白金塩水溶液(石福金属興業社製、Pt:2mg/ml)に70℃で15時間浸漬し、リチウムイオンの一部を4価ヘキサアンミン白金錯イオン([Pt(NH 364+ )に交換吸着した。 [0047] Further the cation exchange resin chloride hexaammine platinum salt solution for electroless plating (Ishifukukinzokukogyo Co., Pt: 2mg / ml) was immersed at 70 ° C. 15 hours, a part of lithium ions replacement adsorbed tetravalent hexaammine platinum complex ion ([Pt (NH 3) 6 ] 4+).

【0048】この陽イオン交換樹脂膜を純水で十分に洗浄した後、40〜60℃の水素化ホウ素ナトリウム水溶液中に浸漬させることにより、陽イオン交換樹脂中に吸着されていた4価ヘキサアンミン白金錯イオン([Pt [0048] After thoroughly washing the cation exchange resin membrane with pure water, by immersing in a 40 to 60 ° C. sodium borohydride solution, tetravalent hexaammine which has been adsorbed in the cation exchange resin platinum complex ion ([Pt
(NH 364+ )が還元され、陽イオン交換樹脂の両表面が黒色になり白金核の析出が確認された。 (NH 3) 6] 4+) is reduced, the deposition of platinum nuclei both surfaces of the cation exchange resin becomes black was confirmed.

【0049】続いてこの陽イオン交換樹脂を、40〜6 [0049] Subsequently, the cation exchange resin, 40-6
0℃で前記と同様の塩化ヘキサアンミン白金塩水溶液中に浸漬し、pH調製剤として塩化ヒドロキシルアンモニウム水溶液、還元剤としてヒドラジン水溶液をそれぞれ添加することにより、還元過程で析出した白金核の自己触媒作用により、樹脂表面に約3mg/cm 2の白金層を成長形成させた。 0 immersed in the same chloride hexaammine platinum salt solution and the at ° C., hydroxylammonium chloride aqueous solution as a pH adjusting agent, by adding each aqueous hydrazine as a reducing agent, autocatalytic action of the platinum nuclei precipitated in the reduction process the was a platinum layer of about 3 mg / cm 2 on the resin surface is grown form.

【0050】以上の吸着還元成長法である化学めっき(無電解めっき)法により、カルボキシル基を有する陽イオン交換樹脂層2と、その陽イオン交換樹脂層を介して対向配置された電極体3、4とからなるアクチュエータ素子1Aを製造した。 [0050] By the above adsorption and reduction deposition in a chemical plating (electroless plating) method, a cation-exchange resin layer 2 having a carboxyl group, oppositely disposed electrode body 3 through the cation exchange resin layer, the actuator element 1A made of 4 which was produced.

【0051】このアクチュエータ素子1Aを1Nの水酸化カリウム水溶液に室温で15時間浸漬した後、純水で中性になるまで十分に洗浄することにより、陽イオン交換樹脂層2中の陽イオンをカリウムイオンに交換した。 [0051] Potassium was immersed for 15 hours at room temperature the actuator element 1A in aqueous potassium hydroxide 1N, by thoroughly washed with pure water until neutral, cation of the cation exchange resin layer 2 It was replaced with ion.

【0052】<実験>下記の変位測定法に従い、アクチュエータ素子の両電極間に方形波電圧1Vを印加すると、陽極方向に約1.6mm変形して、その場において変形状態を保持した。 According [0052] <Experiment> displacement measuring method described below, by applying a square wave voltage of 1V between the electrodes of the actuator element, and approximately 1.6mm deformed in the anode direction, holding the deformed state in situ. また、24時間、1Vを印加し続けても、変形状態を保持していた。 Also, 24 hours, even continuously applied to 1V, retained the deformed state. 印加電圧を0Vにすると、元の位置に戻った。 When the applied voltage to 0V, and returned to the original position. 同操作を数回〜数十回繰り返しても、同様の変形状態を保持しており、形状保持性の再現性も確認された。 It is repeated several times to several tens times the same operation holds the same deformed state, the reproducibility of the shape retention was also confirmed.

【0053】(アクチュエータ素子の変位測定法)幅1 [0053] (displacement measuring method of the actuator element) width 1
mm、長さ15mmの短冊形状のアクチュエータ素子の片端3mmを給電体である白金ブロックで挟み、37℃の純水中に吊り下げて保持し、ポテンシオスタット2000 mm, sandwiched by platinum block is one end 3mm power feeder of the actuator element of the strip-shaped length 15 mm, held suspended in pure water at 37 ° C., potentiostat 2000
(東方技研社製)とファンクション・ジェネレータ(任意関数発生装置)FG−02(東方技研社製)とを用い、方形波電圧を印加してアクチュエータ素子を湾曲変形させ、アクチュエータ素子の固定端から10mmの位置の陽極方向への変位をレーザー反射式変位計LC210 Using a (Toho Giken Co., Ltd.) and function generator (arbitrary function generator) FG-02 (manufactured by Toho Giken KK), the actuator element is curved and deformed by applying a square wave voltage, 10 mm from the fixed end of the actuator element displacement laser reflection type displacement of the anode position of meter LC210
0(キーエンス社製)で測定し、印加電圧、電流と変位とをデジタルオシロスコープDL2240(横河電機社製)で同時にモニターした。 0 measured at (manufactured by Keyence Corporation), was monitored at the same time the applied voltage, a current and a displacement with a digital oscilloscope DL2240 (manufactured by Yokogawa Electric Corporation).

【0054】(実施例2)実施例1におけるアクチュエータ素子を1Nの水酸化カリウム水溶液中に浸漬して、 [0054] (Example 2) by immersing the actuator element in an aqueous solution of potassium hydroxide 1N in Example 1,
陽イオン交換樹脂層中の陽イオンをカリウムイオンにする操作を、0.5Nの水酸化ルビジウム水溶液中に浸漬して、陽イオン交換樹脂層中の陽イオンをルビジウムイオンにする操作に変更した以外は、実施例1と同様にしてアクチュエータ素子を製造した。 The operation of the cation of the cation exchange resin layer to potassium ions, was immersed in rubidium hydroxide aqueous 0.5 N, except that the cation of the cation exchange resin layer was changed to the operation of the rubidium ion It was prepared the actuator element in the same manner as in example 1.

【0055】<実験>前記変位測定法に従い、アクチュエータ素子の両電極間に方形波電圧1Vを印加すると、 [0055] According <Experiment> the displacement measuring method, the application of a square wave voltage of 1V between the electrodes of the actuator element,
陽極方向に約1.8mm変形して、その場において変形状態を保持した。 And about 1.8mm deformed in the anode direction, holding the deformed state in situ. また、24時間、1Vを印加し続けても、変形状態を保持していた。 Also, 24 hours, even continuously applied to 1V, retained the deformed state. 印加電圧を0Vにすると、元の位置に戻った。 When the applied voltage to 0V, and returned to the original position. 同操作を数回〜数十回繰り返しても、同様の変形状態を保持しており、形状保持性の再現性も確認された。 It is repeated several times to several tens times the same operation holds the same deformed state, the reproducibility of the shape retention was also confirmed.

【0056】(実施例3)実施例1におけるアクチュエータ素子を1Nの水酸化カリウム水溶液中に浸漬して、 [0056] (Example 3) by immersing the actuator element in an aqueous solution of potassium hydroxide 1N in Example 1,
陽イオン交換樹脂層中の陽イオンをカリウムイオンにする操作を、0.5Nの水酸化セシウム水溶液中に浸漬して、陽イオン交換樹脂層中の陽イオンをセシウムイオンにする操作に変更した以外は、実施例1と同様にしてアクチュエータ素子を製造した。 The operation of the cation of the cation exchange resin layer to potassium ions, was immersed in cesium hydroxide aqueous solution of 0.5 N, except that the cation of the cation exchange resin layer to the operation of the cesium ions It was prepared the actuator element in the same manner as in example 1.

【0057】<実験>前記変位測定法に従い、アクチュエータ素子の両電極間に方形波電圧1Vを印加すると、 [0057] According <Experiment> the displacement measuring method, the application of a square wave voltage of 1V between the electrodes of the actuator element,
陽極方向に約2.0mm変形して、その場において変形状態を保持した。 And about 2.0mm deformed in the anode direction, holding the deformed state in situ. また、24時間、1Vを印加し続けても、変形状態を保持していた。 Also, 24 hours, even continuously applied to 1V, retained the deformed state. 印加電圧を0Vにすると、元の位置に戻った。 When the applied voltage to 0V, and returned to the original position. 同操作を数回〜数十回繰り返しても、同様の変形状態を保持しており、形状保持性の再現性も確認された。 It is repeated several times to several tens times the same operation holds the same deformed state, the reproducibility of the shape retention was also confirmed.

【0058】(実施例4)実施例1におけるアクチュエータ素子を1Nの水酸化カリウム水溶液中に浸漬して、 [0058] (Example 4) by immersing the actuator element in an aqueous solution of potassium hydroxide 1N in Example 1,
陽イオン交換樹脂層中の陽イオンをカリウムイオンにする操作を、飽和炭酸水素カルシウム水溶液中に浸漬して、陽イオン交換樹脂層中の陽イオンをカルシウムイオンにする操作に変更した以外は、実施例1と同様にしてアクチュエータ素子を製造した。 The operation of the cation of the cation exchange resin layer to potassium ions, was immersed in a saturated calcium hydrogen carbonate aqueous solution, except that the operation of the calcium ion cation of the cation exchange resin layer, performed example were produced actuator element in the same manner as 1.

【0059】<実験>前記変位測定法に従い、アクチュエータ素子の両電極間に方形波電圧1Vを印加すると、 [0059] According <Experiment> the displacement measuring method, the application of a square wave voltage of 1V between the electrodes of the actuator element,
陽極方向に約0.9mm変形して、その場において変形状態を保持した。 And about 0.9mm deformed in the anode direction, holding the deformed state in situ. また、24時間、1Vを印加し続けても、変形状態を保持していた。 Also, 24 hours, even continuously applied to 1V, retained the deformed state. 印加電圧を0Vにすると、元の位置に戻った。 When the applied voltage to 0V, and returned to the original position. 同操作を数回〜数十回繰り返しても、同様の変形状態を保持しており、形状保持性の再現性も確認された。 It is repeated several times to several tens times the same operation holds the same deformed state, the reproducibility of the shape retention was also confirmed.

【0060】(実施例5)実施例1におけるアクチュエータ素子を1Nの水酸化カリウム水溶液中に浸漬して、 [0060] (Example 5) was immersed an actuator element in an aqueous solution of potassium hydroxide 1N in Example 1,
陽イオン交換樹脂層中の陽イオンをカリウムイオンにする操作を、飽和水酸化バリウム水溶液中に浸漬して、陽イオン交換樹脂層中の陽イオンをバリウムイオンにする操作に変更した以外は、実施例1と同様にしてアクチュエータ素子を製造した。 The operation of the cation of the cation exchange resin layer to potassium ions, was immersed in a saturated barium hydroxide aqueous solution, except that the operation of the barium ions the cation of the cation exchange resin layer, performed example were produced actuator element in the same manner as 1.

【0061】<実験>前記変位測定法に従い、アクチュエータ素子の両電極間に方形波電圧1Vを印加すると、 [0061] According <Experiment> the displacement measuring method, the application of a square wave voltage of 1V between the electrodes of the actuator element,
陽極方向に約0.7mm変形して、その場において変形状態を保持した。 And about 0.7mm deformed in the anode direction, holding the deformed state in situ. また、24時間、1Vを印加し続けても、変形状態を保持していた。 Also, 24 hours, even continuously applied to 1V, retained the deformed state. 印加電圧を0Vにすると、元の位置に戻った。 When the applied voltage to 0V, and returned to the original position. 同操作を数回〜数十回繰り返しても、同様の変形状態を保持しており、形状保持性の再現性も確認された。 It is repeated several times to several tens times the same operation holds the same deformed state, the reproducibility of the shape retention was also confirmed.

【0062】(実施例6)実施例1におけるアクチュエータ素子を1Nの水酸化カリウム水溶液中に浸漬して、 [0062] (Example 6) by immersing the actuator element in an aqueous solution of potassium hydroxide 1N in Example 1,
陽イオン交換樹脂層中の陽イオンをカリウムイオンにする操作を、飽和アンモニア水(28%アンモニア水)中に浸漬して、陽イオン交換樹脂層中の陽イオンをアンモニアイオンにする操作に変更した以外は、実施例1と同様にしてアクチュエータ素子を製造した。 The operation of the cation of the cation exchange resin layer to potassium ions, was immersed in a saturated aqueous ammonia (28% ammonia water), the cation of the cation exchange resin layer was changed to the operation of the ammonium ions except, it was produced actuator element in the same manner as in example 1.

【0063】<実験>前記変位測定法に従い、アクチュエータ素子の両電極間に方形波電圧1Vを印加すると、 [0063] According <Experiment> the displacement measuring method, the application of a square wave voltage of 1V between the electrodes of the actuator element,
陽極方向に約1.3mm変形して、その場において変形状態を保持した。 And about 1.3mm deformed in the anode direction, holding the deformed state in situ. また、24時間、1Vを印加し続けても、変形状態を保持していた。 Also, 24 hours, even continuously applied to 1V, retained the deformed state. 印加電圧を0Vにすると、元の位置に戻った。 When the applied voltage to 0V, and returned to the original position. 同操作を数回〜数十回繰り返しても、同様の変形状態を保持しており、形状保持性の再現性も確認された。 It is repeated several times to several tens times the same operation holds the same deformed state, the reproducibility of the shape retention was also confirmed.

【0064】(実施例7)実施例1で製造されたアクチュエータ素子の表面を、水不透過性の接着性シリコーンTSE382−C(東芝シリコーン社製)の薄膜(膜厚10μm )で被覆し、図5に示すアクチュエータ素子1 [0064] The surface of the actuator element produced in Example 7 Example 1 was coated with a thin film of water-impermeable adhesive silicone TSE382-C (produced by Toshiba Silicone Co., Ltd.) (thickness 10 [mu] m), FIG. the actuator element 1 shown in 5
Dを製造した。 It was produced D. なお、陽イオン交換樹脂層は、予め純水で含水状態に保持しておいた。 Incidentally, the cation exchange resin layer, had been held in water-containing state at a pre-purified water.

【0065】<実験1>前記と同様の変位測定法(ただし飽和食塩水中で測定)に従い、アクチュエータ素子の両電極間に方形波電圧1Vを印加すると、陽極方向に約1.1mm変形して、その場において変形状態を保持した。 [0065] According <Experiment 1> by the same displacement measuring method (however measured with saturated saline), by applying a square wave voltage of 1V between the electrodes of the actuator element, and approximately 1.1mm deformed in the anode direction, maintaining the deformed state in situ. また、24時間、1Vを印加し続けても、変形状態を保持していた。 Also, 24 hours, even continuously applied to 1V, retained the deformed state. 印加電圧を0Vにすると、元の位置に戻った。 When the applied voltage to 0V, and returned to the original position. 同操作を数回〜数十回繰り返しても、同様の変形状態を保持しており、形状保持性の再現性も確認された。 It is repeated several times to several tens times the same operation holds the same deformed state, the reproducibility of the shape retention was also confirmed.

【0066】<実験2>前記実験1に供されたアクチュエータ素子の陽イオン交換樹脂層中の陽イオンを定量するため、アクチュエータ素子を純水中で洗浄し、60℃ [0066] <Experiment 2> In order to quantify the cation of the cation exchange resin layer of the actuator element that is subjected to the experiment 1, were washed actuator element in pure water, 60 ° C.
で15時間真空乾燥し、白金るつぼを用いて灰化した。 In 15 hours was vacuum dried and ashed using a platinum crucible.
次いで、るつぼに6Nの塩酸を加え、灰分を溶解させ、 Then, 6N hydrochloric acid was added to the crucible, dissolving the ash,
放冷後、塩酸で定溶した。 After allowing the mixture to cool, it was Tei溶 with hydrochloric acid. これを、ICP発光分光分析装置SPS1200VR(セイコー電子工業社製)を用い、アクチュエータ素子の陽イオン交換樹脂層中のカリウムを定量したところ、陽イオン交換樹脂層中の陽イオンがカリウムイオンのまま変化していないことが確認された。 This, using an ICP emission spectrophotometer SPS1200VR (manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.), was quantified potassium cation exchange resin layer of the actuator element, the change remains cation of the cation exchange resin layer is potassium ion that no death has been confirmed.

【0067】(実施例8〜12)実施例2〜6で製造された各アクチュエータ素子の表面に実施例7と同様の被覆層を形成して、図5に示すアクチュエータ素子1Dを製造した。 [0067] (Example 8-12) to form a similar coating layer between the surface to a seventh embodiment of the actuator device prepared in Examples 2-6 were prepared actuator element 1D shown in FIG. これらのアクチュエータ素子に対し、前記実験1および実験2を行ったところ、いずれも、前記実施例7と同様の結果が得られた。 For these actuator elements, it was subjected to the Experiments 1 and 2, both the same results as in Example 7 were obtained.

【0068】(比較例1)陽イオン交換樹脂層として、 [0068] (Comparative Example 1) cation exchange resin layer,
膜状のスルホン基を有するフッ素系陽イオン交換樹脂(デュポン社製、ナフィオン117(登録商標)、EW Fluorine-based cation exchange resin (manufactured by DuPont having a membranous sulfone group, Nafion 117 (registered trademark), EW
値=1100、湿潤時膜厚200μm )を用い、さらに、アクチュエータ素子を1Nの水酸化カリウム水溶液中に浸漬して、陽イオン交換樹脂層中の陽イオンをカリウムイオンにする操作を、1Nの塩酸中に浸漬して、陽イオン交換樹脂層中の陽イオンを水素イオンにする操作に変更した以外は、実施例1と同様にしてアクチュエータ素子を製造した。 Using value = 1100, a wet TokimakuAtsu 200 [mu] m), further, by immersing the actuator element in an aqueous solution of potassium hydroxide 1N, the operation of the cation of the cation exchange resin layer to potassium ions, of 1N hydrochloric acid It was immersed in, except that the cation of the cation exchange resin layer was changed to the operation of the hydrogen ions was prepared actuator element in the same manner as in example 1.

【0069】<実験>前記変位測定法に従い、アクチュエータ素子の両電極間に方形波電圧1Vを印加すると、 [0069] According <Experiment> the displacement measuring method, the application of a square wave voltage of 1V between the electrodes of the actuator element,
陽極方向に瞬時に約0.1mm変形したが、1秒以内に、 Was approximately 0.1mm deformed instantaneously anode direction, but within one second,
変形が減衰して元の位置(形状)に戻った。 Deformation is returned to the original position (shape) is attenuated. 同操作を数回繰り返したが、同様の陽極方向に瞬時に変形した後に変形が減衰して元の位置に戻る現象が生じた。 It was repeated several times by the same operation, but the phenomenon back to its original position occurs deformation attenuated after deformed instantly like anode direction.

【0070】(比較例2)アクチュエータ素子を1Nの塩酸中に浸漬して、陽イオン交換樹脂層中の陽イオンを水素イオンにする操作を、1Nの塩化ナトリウム水溶液中に浸漬して、陽イオン交換樹脂層中の陽イオンをナトリウムイオンにする操作に変更した以外は、比較例1と同様にしてアクチュエータ素子を製造した。 [0070] (Comparative Example 2) by immersing the actuator element in hydrochloric acid 1N, the operation of the cation of the cation exchange resin layer to hydrogen ions, was immersed in an aqueous sodium chloride solution of 1N, cationic except that the cation exchange resin layer to the operation of the sodium ions were produced actuator element in the same manner as in Comparative example 1.

【0071】<実験>前記変位測定法に従い、アクチュエータ素子の両電極間に方形波電圧1Vを印加すると、 [0071] According <Experiment> the displacement measuring method, the application of a square wave voltage of 1V between the electrodes of the actuator element,
陽極方向に瞬時に約0.8mm変形したが、1秒以内に、 Was approximately 0.8mm deformed instantaneously anode direction, but within one second,
変形が減衰して元の位置(形状)に戻った。 Deformation is returned to the original position (shape) is attenuated. 同操作を数回繰り返したが、同様の陽極方向に瞬時に変形した後に変形が減衰して元の位置に戻る現象が生じた。 It was repeated several times by the same operation, but the phenomenon back to its original position occurs deformation attenuated after deformed instantly like anode direction.

【0072】 [0072]

【発明の効果】以上述べたように、本発明のアクチュエータ素子によれば、同じ電位差を与え続けたときに、その変形状態を保持することができる。 As described above, according to the present invention, according to the actuator element of the present invention, when continued to receive the same potential, it is possible to retain its deformed state.

【0073】陽イオン交換樹脂の有するカルボキシル基の対イオン、すなわち−COOM基のM +イオンが、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の金属イオンである場合には、上記効果がより顕著に生じる。 [0073] counterion of the carboxyl group of the cation exchange resin, that is, M + ions -COOM group, if an alkali metal or alkaline earth metal of the metal ions, the effect occurs more remarkably.

【0074】また、アクチュエータ素子の表面が水不透過性材料で被覆されている場合には、使用環境にかかわらず、陽イオン交換樹脂中の陽イオンや水分を安定的に維持することができ、一定の変形特性、形状保持性が得られる。 [0074] Further, when the surface of the actuator element is covered with water-impermeable materials, regardless of the use environment, a cation or moisture of the cation exchange resin can be stably maintained, certain deformation properties, shape retention can be obtained.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明のアクチュエータ素子の構成例を示す斜視図である。 1 is a perspective view showing a configuration example of an actuator device of the present invention.

【図2】図1中のII−II線での断面図である。 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG.

【図3】本発明のアクチュエータ素子の他の構成例を示す横断面図である。 3 is a transverse sectional view showing another configuration example of an actuator device of the present invention.

【図4】本発明のアクチュエータ素子の他の構成例を示す横断面図である。 4 is a transverse sectional view showing another configuration example of an actuator device of the present invention.

【図5】本発明のアクチュエータ素子の他の構成例を示す縦断面図である。 5 is a longitudinal sectional view showing another example of the configuration of the actuator device of the present invention.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1A〜1D アクチュエータ素子 2 陽イオン交換樹脂層 3、4 電極体 5 陽イオン交換樹脂 6a、6b 電極体 7a、7b 電極体 8 陽イオン交換樹脂 9a〜9c 電極体 10 被覆層 11 電力供給手段 12、13 導電性材料 14、15 リード線 16 電源 1A~1D actuator element 2 cation exchange resin layers 3 and 4 the electrode body 5 cation exchange resin 6a, 6b electrode body 7a, 7b electrode body 8 cation exchange resin 9a~9c electrode body 10 covering layer 11 power supply unit 12, 13 conductive material 14, 15 lead 16 power supply

Claims (5)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 含水状態の陽イオン交換樹脂と、該陽イオン交換樹脂を介して配置された複数の電極体とからなり、前記電極体間に電位差を与えている間、変形状態を保持するよう作動することを特徴とするアクチュエータ素子。 And 1. A water-containing cation exchange resin, and a plurality of electrode bodies arranged through the cation exchange resin, while giving a potential difference between the electrode body, retains the deformed state actuator element, characterized in that operative.
  2. 【請求項2】 −COOM基(ただし、Mは、金属またはアンモニウムイオン)を有する含水状態の陽イオン交換樹脂と、該陽イオン交換樹脂を介して配置された複数の電極体とからなることを特徴とするアクチュエータ素子。 Wherein -COOM group (wherein, M is a metal or ammonium ion) and the cation exchange resin of the water-containing state with, that comprising a plurality of electrode bodies arranged through the cation exchange resin actuator device characterized.
  3. 【請求項3】 前記金属イオンは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の金属イオンである請求項2に記載のアクチュエータ素子。 Wherein the metal ion is an actuator device of claim 2 wherein the alkali metal or alkaline earth metal of the metal ions.
  4. 【請求項4】 前記陽イオン交換樹脂は、下記化1で示す一般式I(ただし、mは、0または1、nは、1〜5 Wherein said cation exchange resin has the general formula I (but indicated by the following formula 1, m is 0 or 1, n is 1 to 5
    の整数、Mは、金属またはアンモニウムイオン)で表される繰り返し単位を含む含フッ素共重合体からなるフッ素系陽イオン交換樹脂である請求項1ないし3のいずれかに記載のアクチュエータ素子。 Integer, M is an actuator device according to any one of claims 1 to 3 is a fluorine-based cation exchange resin comprising a fluorine-containing copolymer comprising a repeating unit represented by metal or ammonium ion). 【化1】 [Formula 1]
  5. 【請求項5】 表面が水不透過性材料で被覆されている請求項1ないし4のいずれかに記載のアクチュエータ素子。 The actuator device according to any one of claims 5] to the claims 1 is coated with a water impermeable material surface 4.
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