KR102276901B1 - 유전 탄성체 액추에이터 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터는, 길이 방향을 따라서 복수개로 배치되는 중공 형상의 텐셔너와, 상기 복수개의 텐셔너의 양측에 각각 배치되는 중공 형상의 클램퍼를 구비하는 텐션 모듈; 및 절연 시트 및 상기 절연 시트에 적층되는 유전 탄성체 필름을 구비하고, 상기 텐션 모듈에 감겨져 접착되는 구동 레이어를 포함할 수 있고, 상기 유전 탄성체 필름은 상기 복수개의 텐셔너 둘레에 감겨지고, 상기 유전 탄성체 필름에 중첩되지 않은 상기 절연 시트의 양 측부는 상기 클램퍼의 둘레를 따라 감겨질 수 있다.

Description

유전 탄성체 액추에이터 및 이를 제조하는 방법{DIELECTRIC ELASTOMER ACTUATOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
이하의 설명은 유전 탄성체 액추에이터 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
유전 탄성체(dielectric elastomer) 구동 장치는 유전 탄성체의 양면에 부드러운 전극이 샌드위치 형태로 적층되어 있는 구조를 가지며, 롤 타입, 튜브 타입, 적층 타입, 벤더타입, 판막 타입 등 다양한 구조로 응용이 가능하다.
그중 대표적인 롤 형태 구조의 경우 적층된 필름형 유전 탄성체를 원기둥 형태로 말음으로써 구동부의 밀집도를 높일 수 있으며, 이러한 유전 탄성체 구동 장치 양 전극에 고 전압을 인가하면, 유전 탄성체 필름의 두께 방향으로 압축력이 작용하여 필름의 두께는 수축하게 됨과 동시에 유성 탄성체의 면적 방향으로는 팽창하게 되어 구동 장치가 작동하게 된다.
하지만, 유전 탄성체 폴리머가 가지는 점탄성 거동에 의해 국부적인 전기기계적 불안정성(Electromechanical instability: EMI)으로 인하여 유전 탄성체 구동 장치의 성능이 급격히 저하되고 결함이 생기는 현상이 나타난다. 이러한 점탄성의 불안정성을 극복하고 유전 탄성체 구동 장치의 성능을 개선하기 위해서는 유전 탄성체를 면적 방향으로 팽창시켜 놓는 사전 인장(pre-stretch)이 필수적으로 요구된다.
하지만 사전 인장에 의해 EMI현상은 어느 정도 극복할 수 있지만 고전압 인가 시 필름형 유전 탄성체에는 구동 방향의 수직 방향으로도 변형이 발생하여 구동 성능의 향상이 제한될 수 있고, 유전 탄성체의 중앙부에 응력집중현상이 나타나게 되어 중앙부의 유전 탄성체 필름의 두께가 양단에 비해 상대적으로 작아지게 된다. 유전 탄성체 필름 두께의 불균일성은 유전 탄성체 구동 장치의 전반적인 성능을 저하시키는 요인이 된다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시 예의 목적은 유전 탄성체 액추에이터 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터는, 길이 방향을 따라서 복수개로 배치되는 중공 형상의 텐셔너와, 상기 복수개의 텐셔너의 양측에 각각 배치되는 중공 형상의 클램퍼를 구비하는 텐션 모듈; 및 절연 시트 및 상기 절연 시트에 적층되는 유전 탄성체 필름을 구비하고, 상기 텐션 모듈에 감겨져 접착되는 구동 레이어를 포함할 수 있고, 상기 유전 탄성체 필름은 상기 복수개의 텐셔너 둘레에 감겨지고, 상기 유전 탄성체 필름에 중첩되지 않은 상기 절연 시트의 양 측부는 상기 클램퍼의 둘레를 따라 감겨질 수 있다.
상기 텐셔너는, 길이 방향을 따라서 관통 형성된 제 1 정렬 홀; 상기 제 1 정렬 홀의 양 단부로부터 길이 방향을 따라서 돌출 형성되는 제 1 스페이서; 및 상기 제 1 정렬 홀의 둘레를 따라서 방사상 외측으로 돌출 형성되어 상기 유전 탄성체 필름에 접촉하는 제 1 접촉부를 포함할 수 있고, 상기 클램퍼는, 길이 방향을 따라서 관통 형성된 제 2 정렬 홀; 상기 제 2 정렬 홀의 둘레를 따라서 방사상 외측으로 돌출 형성되어 상기 절연 시트에 접촉하는 제 2 접촉부; 및 길이 방향을 따라서 상기 제 2 정렬 홀의 바깥쪽 단부에 형성되는 연결부를 포함할 수 있다.
상기 복수개의 텐셔너의 제 1 정렬 홀 및 상기 클램퍼의 제 2 정렬 홀의 중심 축은 상기 길이 방향을 따라서 동일 선상에 위치할 수 있다.
상기 제 1 접촉부는, 외주면의 둘레를 따라서 함몰 형성된 제 1 부착 홈 및 상기 제 1 부착 홈에 충진되는 제 1 접착 부재를 포함할 수 있고, 상기 제 2 접촉부는, 외주면의 둘레를 따라서 설치되는 제 2 접착 부재를 포함할 수 있다.
상기 제 2 접촉부는, 상기 제 2 정렬 홀의 둘레를 따라 함몰 형성된 제 2 부착 홈을 더 포함할 수 있고, 상기 텐션 모듈은, 상기 절연 시트의 가장자리 부분을 상기 제 2 부착 홈의 둘레를 따라 동여매어 고정하는 고정 끈을 더 포함할 수 있다.
상기 제 2 접촉부는, 상기 제 2 부착 홈의 둘레를 따라서 방사상으로 이격된 위치에서 제 2 정렬 홀을 향해 관통 형성되는 복수개의 고정 홀을 더 포함할 수 있고, 상기 고정 끈은 상기 절연 시트 및 복수개의 고정 홀을 관통하여 상기 절연 시트를 상기 클램퍼에 꿰매어 고정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 유전 탄성체 구동 장치는, 전술한 유전 탄성체 액추에이터; 상기 유전 탄성체 액추에이터와 동일 선상에 설치되는 탄성체; 및 상기 유전 탄성체 액추에이터 및 상기 탄성체 사이에 연결되어 직선 변위로 구동되는 병진 구동부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 유전 탄성체 구동 장치는, 동일 선상에 설치되는 전술한 2 개의 유전 탄성체 액추에이터; 및 상기 2 개의 유전 탄성체 액추에이터 사이에 연결되어 직선 변위로 구동되는 병진 구동부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 유전 탄성체 구동 장치는, 전술한 유전 탄성체 액추에이터; 탄성체; 및 상기 유전 탄성체 액추에이터 및 상기 탄성체 사이에 연결되어 직선 변위를 회전 변위로 전환하여 회전 구동되는 회전 구동부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 유전 탄성체 구동 장치는, 전술한 2 개의 유전 탄성체 액추에이터; 및 상기 2 개의 유전 탄성체 액추에이터 사이에 연결되어 직선 변위를 회전 변위로 전환하여 회전 구동되는 회전 구동부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터의 제작 방법은, 절연 시트 및 상기 절연 시트에 적층되는 유전 탄성체 필름을 구비하는 구동 레이어의 일단에 길이 방향을 따라서 복수개로 배치되는 중공 형상의 텐셔너와, 상기 복수개의 텐셔너의 양측에 각각 배치되는 중공 형상의 클램퍼와, 상기 복수개의 텐셔너와 클램퍼를 관통하여 끼워 맞추는 가이드 샤프트를 구비하는 텐션 모듈을 부착하는 단계; 상기 유전 탄성체 필름의 일단에 부착된 상기 텐션 모듈을 길이 방향에 수직한 방향을 따라 당김으로써 상기 유전 탄성체 필름을 사전 인장하는 단계; 상기 구동 레이어가 상기 텐션 모듈에 감겨지도록 상기 텐션 모듈을 롤업하는 단계; 및 상기 텐션 모듈의 상기 가이드 샤프트를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터의 제작 방법은, 상기 롤업하는 단계 이전에 수행되고, 사전 인장되어 상기 유전 탄성체 필름의 가장자리가 수축되어 형성되는 수축부를 외측으로 인장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터의 제작 방법은, 상기 롤업하는 단계 이후에 수행되고, 고정 끈을 통해 상기 절연 시트의 가장자리 부분을 상기 클램퍼에 묶어서 상기 절연 시트를 고정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터에 의하면, 유전 탄성체 필름을 구동 방향에 수직한 방향으로 사전 인장된 상태로 설치하기 때문에 유전 탄성체 액추에이터의 변위 성능을 증가시킬 수 있고, 유전 탄성체가 가지는 점탄성 거동에 의한 국부적인 전기 기계적 불안정성(Electromechanical instability, EMI)으로 인하여 구동 성능이 저하되거나 결함이 생기는 현상을 방지할 수 있다.
일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터의 구조에 의하면, 유전 탄성체 액추에이터가 휘어지거나 길이 방향으로 인장된 상태에서도 링 형상의 복수개의 텐셔너 및 클램퍼가 구동 레이어의 롤 형상을 유지할 수 있으므로 안정적인 구동 성능을 유지할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터의 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터의 단면도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 텐션 모듈의 사시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 텐션 모듈의 분해 사시도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 텐션 모듈의 확대 정면도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터의 제작 방법의 순서도이다.
도 7 내지 도 12는 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터를 제작하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 13은 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 구동 장치의 정면도이다.
도 14는 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 구동 장치의 정면도이다.
도 15는 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 구동 장치의 정면도이다.
도 16은 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 구동 장치의 정면도이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터의 사시도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터의 단면도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 텐션 모듈의 사시도이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 텐션 모듈의 분해 사시도이고, 도 5는 일 실시 예에 따른 텐션 모듈의 확대 정면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터(1)는 구동 성능을 향상시키기 위해 필요한 사전 변형 비율을 조절 및 구속할 수 있도록 롤 형태로 형성된 유전 탄성체 액추에이터(Tensioner-Constrained Roll Dielectric Elastomer Actuator, TCRDEA)일 수 있다.
예를 들어, 유전 탄성체 액추에이터(1)는 구동 레이어(11)와, 구동 레이어(11)가 감겨지는 텐션 모듈(12)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 유전 탄성체 액추에이터(1)의 구동 방향은 길이 방향과 동일할 수 있고, 유전 탄성체 액추에이터(1)의 길이 방향은 텐션 모듈(12)의 길이 방향(도면의 x축 방향)과 동일할 수 있다.
이하에서 언급되는 "길이 방향"(도면의 x축 방향)은 유전 탄성체 액추에이터(1)의 구동 방향으로서, 구동 레이어(11)가 사전 변형되는 방향에 수직하고, 유전 탄성체 액추에이터(1) 및 텐션 모듈(12)의 길이 방향과 동일한 방향인 것으로 이해될 수 있다.
구동 레이어(11)는, 외부 전기 자극에 의해 변형되어 힘을 형성할 수 있다. 예를 들어, 구동 레이어(11)는 유연하고 탄성이 있는 얇은 막 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 구동 레이어(11)는 텐션 모듈(12)에 수차례 감겨져 설치될 수 있다.
예를 들어, 구동 레이어(11)는 텐션 모듈(12)의 길이 방향, 즉 유전 탄성체 액추에이터(1)의 구동 방향과 수직한 방향으로 인장되는 사전 인장(pre-stretch)이 적용된 상태에서 텐션 모듈(12)에 감겨져 설치될 수 있다.
예를 들어, 구동 레이어(11)는 유전 탄성체 필름(112) 및 절연 시트(111)를 포함할 수 있다.
유전 탄성체 필름(112)은 유전 탄성체(Dielectric Elastomer)로 형성된 막이 부드러운 전극 사이 사이에 샌드위치된 적층 구조를 가질 수 있다. 유전 탄성체 필름(112)의 양 전극에 전압을 인가할 경우 유전 탄성체 필름(112)은 두께 방향으로 수축되고 면적 방향으로 팽창될 수 있다.
절연 시트(111)는 유전 탄성체 필름(112)을 감싸는 절연성 막일 수 있다. 예를 들어, 절연 시트(111)는 유연하고 탄성이 있는 얇은 막 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 구동 레이어(11)가 텐션 모듈(12)에 감겨져 설치되는 경우, 절연 시트(111)는 구동 레이어(11)의 외면을 형성할 수 있다.
예를 들어, 도 1과 같이 유전 탄성체 액추에이터(1)의 길이 방향을 기준으로 절연 시트(111)의 좌우 폭은 유전 탄성체 필름(112)의 좌우 폭보다 클 수 있다.
예를 들어, 구동 레이어(11)가 텐션 모듈(12)에 감겨져 설치되지 않은 상태를 기준으로(도 7 및 도 8 참조), 절연 시트(111)의 좌우 폭은 유전 탄성체 필름(112)의 좌우 폭보다 크게 형성될 수 있다.
이상의 구조에 의하면, 구동 레이어(11)를 텐션 모듈(12)에 설치할 경우, 유전 탄성체 필름(112)은 복수개의 텐셔너(122) 둘레에 감겨지고, 유전 탄성체 필름(112)에 중첩되지 않은 절연 시트(111)의 양 측부는 클램퍼(123)의 둘레를 따라 감겨질 수 있다.
예를 들어, 유전 탄성체 액추에이터(1)의 구동 방향과 수직한 방향을 따르는 절연 시트(111)의 상하 폭은 유전 탄성체 필름(112)의 상하 폭보다 크게 형성될 수 있다.
예를 들어, 절연 시트(111)의 상하 폭은 유전 탄성체 필름(112)에 사전 변형을 적용하기 위해 유전 탄성체 필름(112)을 유전 탄성체 액추에이터(1)의 구동 방향과 수직한 방향을 따라서 인장시켜야할 상하 폭의 크기와 같을 수 있다. 예를 들어, 절연 시트(111)의 상하 폭은 유전 탄성체 필름(112)을 인장 시키기 위한 상하 폭의 크기를 가이드하는 역할을 할 수 있다.
텐션 모듈(12)은 구동 레이어(11)가 롤 형태로 감겨질 수 있도록 지지할 수 있고, 동시에 텐션 모듈(12)이 사전 변형된 상태를 유지하도록 고정 및 지지할 수 있다
예를 들어, 텐션 모듈(12)은 유전 탄성체 액추에이터(1)의 길이 방향을 따라서 복수개로 배치되는 텐셔너(122)와, 복수개의 텐셔너(122)의 양측에 각각 배치되는 클램퍼(123)와, 복수개의 텐셔너(122)와 클램퍼(123)를 유전 탄성체 액추에이터(1)의 길이 방향으로 통과하여 복수개의 텐셔너(122)와 클램퍼(123)를 정렬시키는 가이드 샤프트(121)와, 구동 레이어(11)가 복수개의 텐셔너(122) 및 클램퍼(123)에 설치된 이후 구동 레이어(11)를 클램퍼(123)에 동여맬 수 있는 고정 끈(124)을 포함할 수 있다.
텐셔너(122)는 중공을 구비하는 링 형상의 부재로 형성되어 롤 형태로 감긴 구동 레이어(11)의 형태를 지지할 수 있다.
예를 들어, 텐셔너(122)는 길이 방향을 따라서 관통 형성된 제 1 정렬 홀(1221)과, 길이 방향을 따라서 제 1 정렬 홀(1221)로부터 양측으로 돌출 형성되는 제 1 스페이서(1222)와, 제 1 정렬 홀(1221)의 둘레를 따라서 방사상 외측으로 돌출 형성되는 제 1 접촉부(1223)를 포함할 수 있다.
제 1 정렬 홀(1221)은, 도 2 와 길이 방향을 기준으로 같이 텐셔너(122)의 중심을 관통하는 중공으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 정렬 홀(1221)에는 가이드 샤프트(121)가 길이 방향으로 통과할 수 있고, 제 1 정렬 홀(1221)의 내면은 가이드 샤프트(121)의 둘레에 끼워 맞춰질 수 있다.
제 1 스페이서(1222)는, 제 1 정렬 홀(1221)의 양 단부로부터 각각 길이 방향을 따라서 돌출 형성될 수 있다. 제 1 스페이서(1222)에 의하면, 길이 방향을 따라서 복수개의 텐셔너(122)가 서로 이격되어 배열될 수 있으므로, 길이 방향을 기준으로 구동 레이어(11)의 단위 길이당 텐셔너(122)와 접촉하는 면적의 크기를 감소시킬 수 있어서 유전 탄성체 액추에이터(1)의 구동 성능을 향상시킬 수 있다.
제 1 접촉부(1223)는, 텐셔너(122)의 외주면을 형성할 수 있어서 구동 레이어(11)와 접촉할 수 있다. 예를 들어, 제 1 접촉부(1223)는 구동 레이어(11)의 유전 탄성체 필름(112)에 접촉될 수 있다. 예를 들어, 길이 방향을 기준으로 제 1 접촉부(1223)의 좌우 폭은 텐셔너(122)의 좌우 폭, 즉 양측으로 돌출 형성된 제 1 스페이서(1222)들의 단부 사이의 간격보다 작을 수 있다.
예를 들어, 제 1 접촉부(1223)는 외주면의 둘레를 따라서 함몰 형성되는 제 1 부착 홈(12231)과, 제 1 부착 홈(12231)에 충진되는 제 1 접착 부재(12232)를 포함할 수 있다.
제 1 접착 부재(12232)는 제 1 부착 홈(12231)에 도포되어 충진될 수 있는 접착제일 수 있다.
제 1 부착 홈(12231) 및 이에 충진되는 제 1 접착 부재(12232)에 의하면, 구동 레이어(11)에 부착되는 제 1 접촉부(1223)의 외주면을 따라서 제 1 접착 부재(12232)가 고르게 분포되도록 하여 접착 효율을 증가시키는 동시에, 구동 레이어(11)의 단위 길이당 텐셔너(122)와 접촉하는 면적을 감소시킬 수 있다.
클램퍼(123)는, 중공을 구비하는 링 형상의 부재로 형성되어 롤 형태로 감긴 구동 레이어(11)의 형태를 지지하는 것과 동시에 유전 탄성체 액추에이터(1)의 구동 단부 역할을 수행할 수 있다.
예를 들어, 클램퍼(123)는 길이 방향을 따라서 관통 형성된 제 2 정렬 홀(1231)과, 길이 방향을 따라서 제 2 정렬 홀(1231)의 일 단부로부터 인접한 텐셔너(122)를 향해 돌출 형성되는 제 2 스페이서(1232)와, 길이 방향을 따라서 제 2 정렬 홀(1231)의 타 단부로부터 외측으로 돌출 형성되는 연결부(1233)와, 제 2 정렬 홀(1231)의 둘레를 따라서 방사상 외측으로 돌출 형성되는 제 2 접촉부(1234)를 포함할 수 있다.
제 2 정렬 홀(1231)은, 도 2 와 길이 방향을 기준으로 같이 클램퍼(123)의 중심을 관통하는 중공으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 정렬 홀(1231)에는 가이드 샤프트(121)가 길이 방향으로 통과할 수 있고, 제 2 정렬 홀(1231)의 내면은 가이드 샤프트(121)의 둘레에 끼워 맞춰질 수 있다.
제 2 스페이서(1232)는, 길이 방향을 따라서 제 2 정렬 홀(1231)의 양 단부 중 텐셔너(122)에 인접한 일 단부로부터 돌출 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 스페이서(1232)는 인접한 텐셔너(122)의 제 1 스페이서(1222)에 접촉될 수 있다.
연결부(1233)는, 길이 방향을 따라서 제 2 정렬 홀(1231)의 양 단부 중, 텐셔너(122)로부터 이격된 바깥쪽의 단부에 형성될 수 있다. 예를 들어, 연결부(1233)는 유전 탄성체 액추에이터(1)가 외부의 구성과 연결되는 부분일 수 있다. 예를 들어, 연결부(1233)는 외부로부터 끈이 묶일 수 있는 고리 형상을 가질 수 있다.
제 2 접촉부(1234)는, 클램퍼(123)의 외주면을 형성할 수 있어서 구동 레이어(11)와 접촉할 수 있다. 예를 들어, 제 2 접촉부(1234)는 구동 레이어(11)의 절연 시트(111)에 접촉될 수 있다.
예를 들어, 길이 방향을 기준으로 제 2 접촉부(1234)의 좌우 폭은 클램퍼(123)의 좌우 폭, 즉 각각 양측으로 돌출 형성된 제 2 스페이서(1232)의 단부와 연결부(1233)의 단부 사이의 간격보다 작을 수 있다.
예를 들어, 제 2 접촉부(1234)는 외주면을 따라서 부착되는 제 2 접착 부재(12343)와, 외주면의 둘레를 따라서 함몰 형성되는 제 2 부착 홈(12341)과, 제 2 부착 홈(12341)의 둘레를 따라서 이격된 복수개의 부분에서 제 2 정렬 홀(1231)을 향해 관통 형성되는 고정 홀(12342)을 포함할 수 있다.
제 2 접착 부재(12343)는 제 2 접촉부(1234)의 외주면을 둘러 감싸는 접착용 테이프를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 접착 부재(12343)는 제 2 부착 홈(12341)에 충진되는 접착제일 수 있다.
제 2 부착 홈(12341)은 구동 레이어(11)가 복수개의 텐셔너(122) 및 클램퍼(123)에 감겨져 설치된 이후, 고정 끈(124)을 통해 구동 레이어(11)의 절연 시트(111) 부분이 제 2 접촉부(1234) 부분에 동여매질 수 있도록 고정 끈(124)의 위치를 가이드할 수 있고, 고정 끈(124)의 위치가 이탈되지 않도록 구속할 수 있다.
고정 홀(12342)은, 고정 끈(124)이 복수개의 고정 홀(12342)의 지점에서 절연 시트(111)를 관통하여 통과될 수 있는 통로를 제공함으로써, 고정 끈(124)이 절연 시트(111)와 제 2 부착 홈(12341)을 동여매는 동시에 절연 시트(111)를 제 2 접촉부(1234)에 꿰맬 수 있도록 하여 절연 시트(111)가 제 2 접촉부(1234)에 보다 단단히 고정될 수 있도록 한다.
예를 들어, 제 1 정렬 홀(1221) 및 제 2 정렬 홀(1231)의 중심 축은 동축을 이루도록 형성될 수 있고, 이에 따라 제 1 접촉부(1223) 및 제 2 접촉부(1234)의 외주면의 형상 역시 동축을 이루도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 텐셔너(122) 및 클램퍼(123)는 경량의 폴리머 재질로 형성될 수 있다.
고정 끈(124)은, 구동 레이어(11)가 복수개의 텐셔너(122) 및 클램퍼(123)에 감겨져 설치된 이후, 구동 레이어(11)의 가장자리 부분을 양쪽의 클램퍼(123)에 묶을 수 있다.
가이드 샤프트(121)는, 복수개의 텐셔너(122) 및 클램퍼(123)의 제 1 정렬 홀(1221) 및 제 2 정렬 홀(1231)을 길이 방향으로 통과하여 복수개의 텐셔너(122) 및 클램퍼(123)의 위치 및 정렬 상태를 고정할 수 있다.
예를 들어, 구동 레이어(11)가 텐션 모듈(12)에 설치된 이후, 가이드 샤프트(121)는 텐션 모듈(12)로부터 제거될 수 있다.
예를 들어, 가이드 샤프트(121)는 복수개의 텐셔너(122) 및 클램퍼(123)의 제 1 정렬 홀(1221) 및 제 2 정렬 홀(1231)에 끼워 맞춰지도록 통과되는 정렬부(1211)와, 길이 방향을 따라서 정렬부(1211)의 양측으로 돌출 형성되는 돌출부(1212)를 포함할 수 있다.
정렬부(1211)는 가이드 샤프트(121)의 길이 방향을 따라서 이격된 복수개의 지점에서 제 1 정렬 홀(1221)에 형합하는 외주면을 갖는 제 1 가이드부(12111)와, 복수개의 제 1 가이드부(12111)의 양측에 각각 제 2 정렬 홀(1231)에 형합하는 외주면을 갖는 제 2 가이드부(12112)를 포함할 수 있다.
정렬부(1211)에 의하면 복수개의 텐셔너(122) 및 클램퍼(123)가 가이드 샤프트(121) 상에서 정확한 배치 위치에서 정확한 배향을 가지며 설치될 수 있도록 하며, 동시에 복수개의 텐셔너(122) 및 클램퍼(123)들이 상호간에 정확한 배치 간격을 이루도록 가이드할 수 있다.
돌출부(1212)에 의하면, 구동 레이어(11)를 텐션 모듈(12)에 감아서 설치하는 과정 또는 구동 레이어(11)가 텐션 모듈(12)에 감겨져 설치된 이후에 복수개의 텐셔너(122) 및 클램퍼(123)로부터 가이드 샤프트(121)를 제거하는 과정에서 외부로부터 가이드 샤프트(121)를 용이하게 파지하도록 할 수 있다.
일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터(1)에 의하면, 유전 탄성체 필름(112)을 구동 방향에 수직한 방향으로 사전 인장된 상태로 설치하기 때문에 유전 탄성체 액추에이터(1)의 변위 성능을 증가시킬 수 있고, 유전 탄성체가 가지는 점탄성 거동에 의한 국부적인 전기 기계적 불안정성(Electromechanical instability, EMI)으로 인하여 구동 성능이 저하되거나 결함이 생기는 현상을 방지할 수 있다.
일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터(1)에 의하면, 복수개의 텐셔너(122) 및 클램퍼(123)가 사전 인장된 구동 레이어(11)를 내부로부터 안정적으로 지지 및 구속함으로써 유전 탄성체 액추에이터(1)의 EMI 현상 및 구동 성능 저하 현상을 방지할 수 있고 보다 높은 변위 성능을 나타낼 수 있다.
일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터(1)에 의하면, 절연 시트(111) 및 유전 탄성체 필름(112)이 유연한 소재로 형성되고, 링 형상의 텐셔너(122) 및 클램퍼(123)가 경량의 폴리머 소재로 형성됨에 따라서 유연하게 휘어지거나 길이 방향으로 인장될 수 있어서, 유전 탄성체 액추에이터(1)를 다양한 크기 또는 모양으로 적용할 수 있는 확장성을 갖는다.
일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터(1)의 구조에 의하면, 유전 탄성체 액추에이터(1)가 휘어지거나 길이 방향으로 인장된 상태에서도 링 형상의 복수개의 텐셔너(122) 및 클램퍼(123)가 구동 레이어(11)의 롤 형상을 유지할 수 있으므로 안정적인 구동 성능을 유지할 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터의 제작 방법의 순서도이고, 도 7 내지 도 12는 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터를 제작하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 6 내지 도 12를 참조하면, 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터의 제작 방법은 텐션 모듈(12)을 통해 구동 레이어(11)를 말아서 유전 탄성체 액추에이터(1)를 제작할 수 있다.
일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터의 제작 방법은, 유전 탄성체 필름을 텐션 모듈에 부착하는 단계(21), 사전 인장하는 단계(22), 수축부를 인장하는 단계(23), 롤업하는 단계(24), 절연 시트를 고정하는 단계(25) 및 가이드 샤프트를 제거하는 단계(26)를 포함할 수 있다.
유전 탄성체 필름을 텐션 모듈에 부착하는 단계(21)에서, 구동 레이어(11)는 절연 시트(111)상에 유전 탄성체 필름(112)이 적층된 상태로 놓여질 수 있고, 길이 방향과 수직한 방향을 따라서 구동 레이어(11)의 일 단부, 즉 절연 시트(111) 및 유전 탄성체 필름(112)의 일 단부는 고정되어 있을 수 있다.
유전 탄성체 필름을 텐션 모듈에 부착하는 단계(21)에서, 텐션 모듈(12)은 절연 시트(111)의 고정되지 않은 타 단부에 부착될 수 있다. 예를 들어, 텐션 모듈(12)은 길이 방향을 지향하도록 정렬된 상태에서, 복수개의 텐셔너(122)의 제 1 접촉부(1223)는 유전 탄성체 필름(112)의 타 단부에 부착될 수 있다. 예를 들어, 복수개의 텐셔너(122)는 제 1 접촉부(1223)의 제 1 부착 홈(12231)에 충진된 제 1 접착 부재(12232)를 통해 유전 탄성체 필름(112)과 부착될 수 있다.
예를 들어, 도 7과 같이, 길이 방향을 기준으로 절연 시트(111)의 좌우 폭은 유전 탄성체 필름(112)의 좌우 폭보다 크게 형성됨에 따라서 절연 시트(111)의 좌우측 가장자리 부분은 유전 탄성체 필름(112)에 덮이지 않고 노출될 수 있다.
또한, 절연 시트(111)의 상하 폭은 유전 탄성체 필름(112)의 상하 폭보다 크게 형성됨에 따라서 절연 시트(111)의 고정되지 않은 타 단부는 유전 탄성체 필름(112)의 고정되지 않은 타 단부를 넘어서 더 길게 연장되어 있을 수 있다.
예를 들어, 유전 탄성체 필름을 텐션 모듈에 부착하는 단계(21)에서, 유전 탄성체 필름(112)의 고정되지 않은 타 단부는 복수개의 텐셔너(122)의 외주면, 즉, 제 1 접촉부(1223)의 둘레에 한차례 감겨져 부착될 수 있다. 예를 들어, 복수개의 텐셔너(122)의 양측에 배치된 2 개의 클램퍼(123)의 제 2 접촉부(1234)는 유전 탄성체 필름(112)에 차폐되지 않고 노출될 수 있다.
사전 인장하는 단계(22)는, 유전 탄성체 필름(112)에 부착된 텐션 모듈(12)을 유전 탄성체 액추에이터(1)의 구동 방향과 수직한 방향을 따라서 인장시키는 단계일 수 있다.
예를 들어, 사전 인장하는 단계(22)에서, 도 9와 같이 유전 탄성체 필름(112)은 길이 방향과 수직한 방향을 기준으로 절연 시트(111)와 동일한 상하 폭을 가지도록 인장될 수 있다.
예를 들어, 사전 인장하는 단계(22)에서, 텐션 모듈(12)은 돌출부(1212)가 파지된 상태로 이동되어 유전 탄성체 필름(112)을 사전 인장시킬 수 있다.
예를 들어, 사전 인장하는 단계(22)에서 도 9와 같이 사전 인장된 유전 탄성체 필름(112)의 중앙 부분에는 길이 방향을 따라서 안쪽으로 수축되는 수축부(1121)가 형성될 수 있다.
수축부(1121)에 의하면, 유전 탄성체 필름(112)의 두께가 불균일하게 형성되는 것과 동시에, 유전 탄성체 액추에이터(1)의 구동시 유전 탄성체 필름(112)의 응력집중현상을 유발할 수 있기 때문에, 결과적으로 유전 탄성체 액추에이터(1)의 성능을 저하시킬 수 있다.
수축부를 인장하는 단계(23)는, 사전 인장하는 단계(22)에서 길이 방향을 기준으로 좌우 폭이 수축된 유전 탄성체 필름(112)의 수축부(1121)의 좌우 가장자리를 물리적으로 인장시키는 단계일 수 있다.
예를 들어, 수축부를 인장하는 단계(23)는, 테이프와 같은 고정 부재(9)를 통해 수축부(1121)의 좌우 가장자리를 길이 방향으로 인장하여 고정하는 단계를 포함할 수 있다.
수축부를 인장하는 단계(23)에 의하면, 사전 인장하는 단계(22)에서 유전 탄성체 필름(112)을 인장하는 과정에서 수축부(1121)를 초기 길이로 복귀시킬 수 있기 때문에, 유전 탄성체 액추에이터(1)의 구동 성능의 저하를 방지할 수 있다.
롤업하는 단계(24)는, 텐션 모듈(12)을 통해 사전 인장된 유전 탄성체 필름(112)과 절연 시트(111)를 동시에 말아서 감는 단계일 수 있다.
예를 들어, 롤업하는 단계(24)에서, 유전 탄성체 필름(112)의 좌우 측으로 노출된 절연 시트(111)에 텐션 모듈(12)의 2 개의 클램퍼(123)가 위치되어 부착될 수 있다. 예를 들어, 절연 시트(111)의 고정되지 않은 타 단부는 클램퍼(123)의 제 2 접촉부(1234)에 설치된 제 2 접착 부재(12343)를 통해 제 2 접촉부(1234)의 둘레에 감겨져 접착될 수 있다.
이후, 텐션 모듈(12)에 구동 레이어(11)의 타 단부가 접착된 상태에서, 길이 방향에 수직한 방향을 따라서 텐션 모듈(12)을 롤업(roll-up)하여 구동 레이어(11)를 텐션 모듈(12)에 말아 올릴 수 있다.
텐션 모듈(12)을 통해 구동 레이어(11)를 완전히 말아 올릴 경우, 도 11과 같이 구동 레이어(11)는 텐션 모듈(12)의 복수개의 텐셔너(122) 및 클램퍼(123)의 둘레에 감겨지도록 설치될 수 있다.
절연 시트를 고정하는 단계(25)는, 롤업하는 단계(24) 이후에 고정 끈(124)을 통해 절연 시트(111)의 좌우 가장자리 부분을 2 개의 클램퍼(123)에 묶는 단계일 수 있다.
예를 들어, 절연 시트를 고정하는 단계(25)에서, 고정 끈(124)은 절연 시트(111)를 2 개의 클램퍼(123) 각각에 함몰 형성된 제 2 부착 홈(12341)에 동여맬 수 있다.
예를 들어, 절연 시트를 고정하는 단계(25)는, 도 2와 같이 고정 끈(124)을 통해 제 2 부착 홈(12341)의 둘레를 따라 설치된 절연 시트(111)를 고정 홀(12342)을 통하여 꿰매는 단계를 포함할 수 있다.
가이드 샤프트를 제거하는 단계(26)는, 롤업하는 단계(24) 이후에 텐션 모듈(12)의 가이드 샤프트(121)를 제거하는 단계일 수 있다.
가이드 샤프트를 제거하는 단계(26)에서 가이드 샤프트(121)는 도 12와 같이 복수개의 텐셔너(122) 및 클램퍼(123)로부터 길이 방향을 따라서 분리될 수 있다. 예를 들어, 가이드 샤프트(121)는 외부로부터 돌출부(1212)가 파지된 상태로 복수개의 텐셔너(122) 및 클램퍼(123)에 대해 길이 방향으로 슬라이딩 되어 제거될 수 있다.
도 13은 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 구동 장치의 정면도이고, 도 14는 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 구동 장치의 정면도이고, 도 15는 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 구동 장치의 정면도이고, 도 16은 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 구동 장치의 정면도이다.
도 13 내지 도 16을 살펴보면, 도 1 내지 도 5에 도시된 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 액추에이터(1)를 이용하여 기계적인 힘 또는 토크를 형성하는 다양한 형태의 유전 탄성체 구동 장치(3, 4, 5, 6)의 구성을 확인할 수 있다.
먼저 도 13을 참조하면, 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 구동 장치(3)는, 유전 탄성체 액추에이터(1)와, 일 방향을 따라서 탄성 변형되는 탄성체(7)와, 유전 탄성체 액추에이터(1)와 탄성체(7) 사이를 직렬로 연결하여 병진 이동되는 병진 구동부(31)와, 유전 탄성체 액추에이터(1)에 전압을 인가하여 구동시키는 제어부(32)를 포함할 수 있다.
유전 탄성체 액추에이터(1) 및 탄성체(7)는 유전 탄성체 액추에이터(1)의 구동 방향을 따라서 동일 선상에 배치될 수 있다.
병진 구동부(31)는 유전 탄성체 액추에이터(1) 및 탄성체(7) 각각의 일 단부로부터 연결될 수 있다.
예를 들어, 병진 구동부(31)는 유전 탄성체 액추에이터(1)의 구동에 의해 유전 탄성체 액추에이터(1)의 구동 방향과 평행한 직선 변위로 이동될 수 있고 직선 방향의 힘을 형성하는 구동 단부(311)와, 구동 단부(311)로부터 유전 탄성체 액추에이터(1) 및 탄성체(7) 각각의 일 단부에 연결되어 힘을 전달하는 전달 부재(312)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 병진 구동부(31)에 연결되지 않은 유전 탄성체 액추에이터(1)의 단부와, 탄성체(7)의 단부는 외부의 고정체(8)에 고정될 수 있다.
예를 들어, 유전 탄성체 액추에이터(1)는 힘이 인가되지 않은 초기 상태를 기준으로 구동 방향으로 일정 길이 이상으로 인장된 상태로 설치될 수 있다.
일 실시 예에 따른 유전 탄성체 구동 장치(3)에 의하면, 제어부(32)를 통해 유전 탄성체 액추에이터(1)를 구동하여 병진 구동부(31)로 하여금 유전 탄성체 액추에이터(1)의 구동 방향을 따라서 변위가 조절되도록 할 수 있고, 병진 방향의 힘을 형성할 수 있다.
도 14를 참조하면, 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 구동 장치(4)는, 2 개의 유전 탄성체 액추에이터(1)와, 2 개의 유전 탄성체 액추에이터(1) 사이를 직렬로 연결하여 병진 이동되는 병진 구동부(41)와, 2 개의 유전 탄성체 액추에이터(1)에 전압을 인가하여 구동시키는 제어부(42)를 포함할 수 있다. 2 개의 유전 탄성체 액추에이터(1) 중 적어도 하나 이상은 도 1 내지 도 12를 통하여 설명한 유전 탄성체 액추에이터(1)일 수 있다. 한편, 이와 달리 어느 하나의 유전 탄성체 액추에이터(1)는 상술한 유전 탄성체 액추에이터(1)가 아닌 다른 구조의 유전 탄성체 액추에이터가 사용될 수 있다는 점을 밝혀 둔다.
병진 구동부(41)는 유전 탄성체 액추에이터(1) 및 탄성체(7) 각각의 일 단부로부터 연결될 수 있다.
예를 들어, 병진 구동부(41)는 유전 탄성체 액추에이터(1)의 구동에 의해 유전 탄성체 액추에이터(1)의 구동 방향과 평행한 직선 변위로 이동될 수 있고 직선 방향의 힘을 형성하는 구동 단부(411)와, 구동 단부(411)로부터 2 개의 유전 탄성체 액추에이터(1) 각각의 일 단부에 연결되어 힘을 전달하는 전달 부재(412)를 포함할 수 있다.
2 개의 유전 탄성체 액추에이터(1)는 각각의 구동 방향이 동일 선상에 위치하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 병진 구동부(41)에 연결되지 않은 2 개의 유전 탄성체 액추에이터(1) 각각의 타 단부는 외부의 고정체(8)에 고정될 수 있다.
예를 들어, 2 개의 유전 탄성체 액추에이터(1)는 힘이 인가되지 않은 초기 상태를 기준으로 구동 방향으로 일정 길이 이상으로 인장된 상태로 설치될 수 있다.
일 실시 예에 따른 유전 탄성체 구동 장치(4)에 의하면, 제어부(42)를 통해 2 개의 유전 탄성체 액추에이터(1)를 구동하여 병진 구동부(41)로 하여금 유전 탄성체 액추에이터(1)의 구동 방향을 따라서 변위가 조절되도록 할 수 있고, 병진 방향으로의 힘을 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따른 유전 탄성체 구동 장치(4)에 의하면, 유전 탄성체 액추에이터(1)를 2개로 구비하여 양 방향 구동이 가능하기 때문에 도 8에 도시된 유전 탄성체 구동 장치(3)보다 2 배의 직선 변위 및 힘 성능을 달성할 수 있다.
도 15를 참조하면, 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 구동 장치(5)는, 유전 탄성체 액추에이터(1)와, 일 방향을 따라서 탄성 변형되는 탄성체(7)와, 유전 탄성체 액추에이터(1)와 탄성체(7) 사이를 연결하여 직선 운동을 회전 운동으로 전환하여 이동되는 회전 구동부(51)와, 유전 탄성체 액추에이터(1)에 전압을 인가하여 구동시키는 제어부(52)를 포함할 수 있다.
회전 구동부(51)는 유전 탄성체 액추에이터(1) 및 탄성체(7) 각각의 일 단부로부터 연결될 수 있다. 예를 들어, 회전 구동부(51)는 직선 방향의 운동을 회전 운동으로 전환하여 각 변위를 가지도록 회전할 수 있고 회전 토크를 형성하는 회전 단부(511)와, 회전 단부(511)로부터 유전 탄성체 액추에이터(1) 및 탄성체(7) 각각의 일 단부에 연결되어 힘을 전달하는 전달 부재(512)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 회전 단부(511)는 풀리(pulley), 랙 앤 피니언(rack and pinion) 또는 캠(cam) 등과 같이 직선 운동을 회전 운동으로 변환하는 기구를 포함할 수 있다.
예를 들어, 회전 구동부(51)에 연결되지 않은 유전 탄성체 액추에이터(1)의 단부와, 탄성체(7)의 단부는 외부의 고정체(8)에 고정될 수 있다.
예를 들어, 유전 탄성체 액추에이터(1)는 힘이 인가되지 않은 초기 상태를 기준으로 구동 방향으로 일정 길이 이상으로 인장된 상태로 설치될 수 있다.
일 실시 예에 따른 유전 탄성체 구동 장치(5)에 의하면, 제어부(52)를 통해 유전 탄성체 액추에이터(1)를 구동하여 회전 구동부(51)로 하여금 각 변위를 조절되도록 할 수 있고, 회전 토크를 형성할 수 있다.
도 16을 참조하면, 일 실시 예에 따른 유전 탄성체 구동 장치(6)는, 2 개의 유전 탄성체 액추에이터(1)와, 2 개의 유전 탄성체 액추에이터(1) 사이를 연결하여 직선 운동을 회전 운동으로 전환하여 이동되는 회전 구동부(61)와, 2 개의 유전 탄성체 액추에이터(1)에 전압을 인가하여 구동시키는 제어부(62)를 포함할 수 있다.
회전 구동부(61)는 2 개의 유전 탄성체 액추에이터(1) 각각의 일 단부로부터 연결될 수 있다. 예를 들어, 회전 구동부(61)는 직선 방향의 운동을 회전 운동으로 전환하여 각 변위를 가지도록 회전할 수 있고 회전 토크를 형성하는 회전 단부(611)와, 회전 단부(611)로부터 유전 탄성체 액추에이터(1) 및 탄성체(7) 각각의 일 단부에 연결되어 힘을 전달하는 전달 부재(612)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 회전 단부(611)는 풀리, 랙 앤 피니언 또는 캠 등과 같이 직선 운동을 회전 운동으로 변환하는 기구를 포함할 수 있다.
예를 들어, 회전 구동부(61)에 연결되지 않은 2 개의 유전 탄성체 액추에이터(1) 각각의 타 단부는 외부의 고정체(8)에 고정될 수 있다.
예를 들어, 유전 탄성체 액추에이터(1)는 힘이 인가되지 않은 초기 상태를 기준으로 구동 방향으로 일정 길이 이상으로 인장된 상태로 설치될 수 있다.
일 실시 예에 따른 유전 탄성체 구동 장치(6)에 의하면, 제어부(62)를 통해 유전 탄성체 액추에이터(1)를 구동하여 회전 구동부(61)로 하여금 각 변위를 조절되도록 할 수 있고, 회전 토크를 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따른 유전 탄성체 구동 장치(6)에 의하면, 유전 탄성체 액추에이터(1)를 2개로 구비하여 양 방향 구동이 가능하기 때문에 도 15에 도시된 유전 탄성체 구동 장치(5)보다 2 배의 각 변위 및 토크 성능을 달성할 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (13)

  1. 길이 방향을 따라서 복수개로 배치되는 중공 형상의 텐셔너와, 상기 복수개의 텐셔너의 양측에 각각 배치되는 중공 형상의 클램퍼를 구비하는 텐션 모듈; 및
    절연 시트 및 상기 절연 시트에 적층되는 유전 탄성체 필름을 구비하고, 상기 텐션 모듈에 감겨져 접착되는 구동 레이어를 포함하고,
    상기 텐셔너는,
    길이 방향을 따라서 관통 형성된 제 1 정렬 홀;
    상기 제 1 정렬 홀의 양 단부로부터 길이 방향을 따라서 돌출 형성되는 제 1 스페이서; 및
    상기 제 1 정렬 홀의 둘레를 따라서 방사상 외측으로 돌출 형성되어 상기 유전 탄성체 필름에 접촉하는 제 1 접촉부를 포함하고,
    상기 클램퍼는,
    길이 방향을 따라서 관통 형성된 제 2 정렬 홀;
    상기 제 2 정렬 홀의 둘레를 따라서 방사상 외측으로 돌출 형성되어 상기 절연 시트에 접촉하는 제 2 접촉부; 및
    길이 방향을 따라서 상기 제 2 정렬 홀의 바깥쪽 단부에 형성되는 연결부를 포함하고,
    상기 유전 탄성체 필름은 상기 복수개의 텐셔너 둘레에 감겨지고, 상기 유전 탄성체 필름에 중첩되지 않은 상기 절연 시트의 양 측부는 상기 클램퍼의 둘레를 따라 감겨지는 유전 탄성체 액추에이터.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 텐셔너의 제 1 정렬 홀 및 상기 클램퍼의 제 2 정렬 홀의 중심 축은 상기 길이 방향을 따라서 동일 선상에 위치하는 유전 탄성체 액추에이터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 접촉부는, 외주면의 둘레를 따라서 함몰 형성된 제 1 부착 홈 및 상기 제 1 부착 홈에 충진되는 제 1 접착 부재를 포함하고,
    상기 제 2 접촉부는, 외주면의 둘레를 따라서 설치되는 제 2 접착 부재를 포함하는 유전 탄성체 액추에이터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 접촉부는,
    상기 제 2 정렬 홀의 둘레를 따라 함몰 형성된 제 2 부착 홈을 더 포함하고,
    상기 텐션 모듈은,
    상기 절연 시트의 가장자리 부분을 상기 제 2 부착 홈의 둘레를 따라 동여매어 고정하는 고정 끈을 더 포함하는 유전 탄성체 액추에이터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 접촉부는,
    상기 제 2 부착 홈의 둘레를 따라서 방사상으로 이격된 위치에서 제 2 정렬 홀을 향해 관통 형성되는 복수개의 고정 홀을 더 포함하고,
    상기 고정 끈은 상기 절연 시트 및 복수개의 고정 홀을 관통하여 상기 절연 시트를 상기 클램퍼에 꿰매어 고정하는 유전 탄성체 액추에이터.
  7. 유전 탄성체 액추에이터;
    상기 유전 탄성체 액추에이터와 동일 선상에 설치되는 탄성체; 및
    상기 유전 탄성체 액추에이터 및 상기 탄성체 사이에 연결되어 직선 변위로 구동되는 병진 구동부를 포함하고,
    상기 유전 탄성체 액추에이터는,
    길이 방향을 따라서 복수개로 배치되는 중공 형상의 텐셔너와, 상기 복수개의 텐셔너의 양측에 각각 배치되는 중공 형상의 클램퍼를 구비하는 텐션 모듈; 및
    절연 시트 및 상기 절연 시트에 적층되는 유전 탄성체 필름을 구비하고, 상기 텐션 모듈에 감겨져 접착되는 구동 레이어를 포함하고,
    상기 유전 탄성체 필름은 상기 복수개의 텐셔너 둘레에 감겨지고, 상기 유전 탄성체 필름에 중첩되지 않은 상기 절연 시트의 양 측부는 상기 클램퍼의 둘레를 따라 감겨지는 것을 특징으로 하는 유전 탄성체 구동 장치.
  8. 동일 선상에 설치되는 2 개의 유전 탄성체 액추에이터; 및
    상기 2 개의 유전 탄성체 액추에이터 사이에 연결되어 직선 변위로 구동되는 병진 구동부를 포함하고,
    상기 2개의 유전 탄성체 액추에이터 중 적어도 하나 이상의 유전 탄성체 액추에이터는,
    길이 방향을 따라서 복수개로 배치되는 중공 형상의 텐셔너와, 상기 복수개의 텐셔너의 양측에 각각 배치되는 중공 형상의 클램퍼를 구비하는 텐션 모듈; 및
    절연 시트 및 상기 절연 시트에 적층되는 유전 탄성체 필름을 구비하고, 상기 텐션 모듈에 감겨져 접착되는 구동 레이어를 포함하고,
    상기 유전 탄성체 필름은 상기 복수개의 텐셔너 둘레에 감겨지고, 상기 유전 탄성체 필름에 중첩되지 않은 상기 절연 시트의 양 측부는 상기 클램퍼의 둘레를 따라 감겨지는 것을 특징으로 하는 유전 탄성체 구동 장치.
  9. 유전 탄성체 액추에이터;
    탄성체; 및
    상기 유전 탄성체 액추에이터 및 상기 탄성체 사이에 연결되어 직선 변위를 회전 변위로 전환하여 회전 구동되는 회전 구동부를 포함하고,
    상기 유전 탄성체 액추에이터는,
    길이 방향을 따라서 복수개로 배치되는 중공 형상의 텐셔너와, 상기 복수개의 텐셔너의 양측에 각각 배치되는 중공 형상의 클램퍼를 구비하는 텐션 모듈; 및
    절연 시트 및 상기 절연 시트에 적층되는 유전 탄성체 필름을 구비하고, 상기 텐션 모듈에 감겨져 접착되는 구동 레이어를 포함하고,
    상기 유전 탄성체 필름은 상기 복수개의 텐셔너 둘레에 감겨지고, 상기 유전 탄성체 필름에 중첩되지 않은 상기 절연 시트의 양 측부는 상기 클램퍼의 둘레를 따라 감겨지는 것을 특징으로 하는 유전 탄성체 구동 장치.
  10. 2 개의 유전 탄성체 액추에이터; 및
    상기 2 개의 유전 탄성체 액추에이터 사이에 연결되어 직선 변위를 회전 변위로 전환하여 회전 구동되는 회전 구동부를 포함하고,
    상기 2개의 유전 탄성체 액추에이터 중 적어도 하나 이상의 유전 탄성체 액추에이터는,
    길이 방향을 따라서 복수개로 배치되는 중공 형상의 텐셔너와, 상기 복수개의 텐셔너의 양측에 각각 배치되는 중공 형상의 클램퍼를 구비하는 텐션 모듈; 및
    절연 시트 및 상기 절연 시트에 적층되는 유전 탄성체 필름을 구비하고, 상기 텐션 모듈에 감겨져 접착되는 구동 레이어를 포함하고,
    상기 유전 탄성체 필름은 상기 복수개의 텐셔너 둘레에 감겨지고, 상기 유전 탄성체 필름에 중첩되지 않은 상기 절연 시트의 양 측부는 상기 클램퍼의 둘레를 따라 감겨지는 것을 특징으로 하는 유전 탄성체 구동 장치.
  11. 절연 시트 및 상기 절연 시트에 적층되는 유전 탄성체 필름을 구비하는 구동 레이어의 일단에 길이 방향을 따라서 복수개로 배치되는 중공 형상의 텐셔너와, 상기 복수개의 텐셔너의 양측에 각각 배치되는 중공 형상의 클램퍼와, 상기 복수개의 텐셔너와 클램퍼를 관통하여 끼워 맞추는 가이드 샤프트를 구비하는 텐션 모듈을 부착하는 단계;
    상기 유전 탄성체 필름의 일단에 부착된 상기 텐션 모듈을 길이 방향에 수직한 방향을 따라 당김으로써 상기 유전 탄성체 필름을 사전 인장하는 단계;
    사전 인장되어 상기 유전 탄성체 필름의 가장자리가 수축되어 형성되는 수축부를 외측으로 인장하는 단계;
    상기 구동 레이어가 상기 텐션 모듈에 감겨지도록 상기 텐션 모듈을 롤업하는 단계; 및
    상기 텐션 모듈의 상기 가이드 샤프트를 제거하는 단계를 포함하는 유전 탄성체 액추에이터의 제작 방법.
  12. 삭제
  13. 절연 시트 및 상기 절연 시트에 적층되는 유전 탄성체 필름을 구비하는 구동 레이어의 일단에 길이 방향을 따라서 복수개로 배치되는 중공 형상의 텐셔너와, 상기 복수개의 텐셔너의 양측에 각각 배치되는 중공 형상의 클램퍼와, 상기 복수개의 텐셔너와 클램퍼를 관통하여 끼워 맞추는 가이드 샤프트를 구비하는 텐션 모듈을 부착하는 단계;
    상기 유전 탄성체 필름의 일단에 부착된 상기 텐션 모듈을 길이 방향에 수직한 방향을 따라 당김으로써 상기 유전 탄성체 필름을 사전 인장하는 단계;
    상기 구동 레이어가 상기 텐션 모듈에 감겨지도록 상기 텐션 모듈을 롤업하는 단계;
    고정 끈을 통해 상기 절연 시트의 가장자리 부분을 상기 클램퍼에 묶어서 상기 절연 시트를 고정하는 단계; 및
    상기 텐션 모듈의 상기 가이드 샤프트를 제거하는 단계를 포함하는 유전 탄성체 액추에이터의 제작 방법.
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