(57)【要約】【課題】光の照射波長に応じて伸縮し変形する光応答性高分子を利用して自在な運動や様々な形に変形を可能とするアクチュエータを提供する。【解決手段】光の照射波長に応じて伸縮し変形する光応答性高分子の内部に線状発光体を埋め込むか、または光応答性高分子の表面に線状発光体を添わすように備えたアクチュエータであって、線状発光体は光応答性高分子の変形に追従する柔軟性を有し、線状発光体から照射される光により光応答性高分子が伸縮し変形することを特徴とするアクチュエータを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の照射波長に応じて伸縮し変形する光応答性高分子の内部に線状発光体を埋め込むか、または光応答性高分子の表面に線状発光体を添わすように備えたアクチュエータであって、前記線状発光体は前記光応答性高分子の変形に追従する柔軟性を有し、前記線状発光体から照射される光により前記光応答性高分子が伸縮し変形することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記線状発光体は側面発光型のプラスチック光ファイバであることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記線状発光体は、複数のＬＥＤを連結してなることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光に感応して可動するアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線及び可視光線が照射されることにより伸縮する高分子ゲルが開発されている。
【０００３】
例えば、非特許文献１には、紫外線を照射することにより収縮し、可視光線を照射することで伸びて元に戻る高分子ゲルに関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】著者：岩曽一恭  高島義徳  原田明 (Kazuhisa Iwaso, Yoshinori Takashima, Akira Harada）  表題：[c2]デイジーチェーンを用いた高速応答乾式人工分子筋Fast Response Dry-type Artificial Molecular Muscles with [c2]Daisy Chains    月刊誌名：ネイチャーケミストリー  8、625-632  2016年５月９日Nature Chenistry 8, 625-632    09.May.2016
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した高分子ゲルによれば、光の照射波長に応じて伸縮し変形するアクチュエータを作成することが可能であるが、自在な運動や様々な形に変形を可能とするアクチュエータは実現化されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、光の照射波長に応じて伸縮し変形する光応答性高分子の内部に線状発光体を埋め込むか、または光応答性高分子の表面に線状発光体を添わすように備えたアクチュエータであって、前記線状発光体は前記光応答性高分子の変形に追従する柔軟性を有し、前記線状発光体から照射される光により前記光応答性高分子が伸縮し変形することを特徴とするアクチュエータを提供する。
【０００７】
本発明において、前記線状発光体は側面発光型のプラスチック光ファイバとすることができる。
【０００８】
また、本発明において、前記線状発光体は、複数のＬＥＤを連結したものとすることができる。
【０００９】
さらに、本発明において、前記線状発光体と前記光応答性高分子との接触面(界面)は滑り性を有する構成とするか、または前記線状発光体と前記光応答性高分子とを融着して一体化する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によるアクチュエータによれば、光の照射波長に応じて伸縮する光応答性高分子の内部又は表面に、線状発光体から光を照射することにより、光応答性高分子を自在に動かしたり、様々な形に変えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明における、光応答性高分子の内部に光ファイバを埋め込んで成るアクチュエータの構成を示す斜視図である。
【図２】本発明におけるアクチュエータに使用する光ファイバを示す図である。
【図３】本発明におけるアクチュエータが光に感応して変形する状態を模式的に示す図である。
【図４】本発明における、光応答性高分子の表面に光ファイバを添わすように備えたアクチュエータを示す図である。
【図５】本発明におけるアクチュエータに使用するＬＥＤ線状発光体を示す斜視図である。
【図６】本発明における、光応答性高分子の内部にＬＥＤ線状発光体を埋め込んで成るアクチュエータの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態を、図面を参照して説明する。
図1に示すアクチュエータは、光の照射波長に応じて伸縮する光応答性高分子1を円柱に形成し、その内部に光ファイバ２を埋め込んだ構成から成る。
【００１３】
光応答性高分子１としては、例えば、環状多糖のシクロデキストリン(CD)と光刺激応答性分子であるアゾベンゼン(Azo)をセンサー及びコントロール機能分子としてヒドロゲルに組み込んだ高分子ゲルがあげられ、この高分子ゲルは、高い靭性（延び）を有し、紫外線を照射することで収縮し、可視光線を照射することで伸びて元に戻る性質を有する。
【００１４】
図２は光応答性高分子１の内部に埋め込む光ファイバ２を示す図である。この光ファイバ２を構成するコア２ａ及びクラッド２ｂは、光応答性高分子１の伸縮に追従して屈曲できるように、柔軟性を有するプラスチックを材料とすることが好ましく、例えばアクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂、その他エラストマー等から選ばれる樹脂によって構成される。
【００１５】
また、この光ファイバ２は側面発光型であり、光ファイバ２の一端部から入射される光ａ１を伝送し、光ファイバ２の側面発光部２ｃから伝送された光ａ1を照射することができる。この側面発光部２ｃから光ａ1を照射させる方法としては、側面発光させる部分のコア及びクラッドに光散乱体を分散させるか、コアとクラッドの界面を肌荒れさせる等の方法があげられる。尚、光ファイバ２の端部に入射する光ａ１は、使用する光応答性高分子１が感応する波長の光であり、可視光線、紫外線、赤外線等の波長が選ばれる。
【００１６】
図３は、円柱に形成された光応答性高分子１に埋め込まれた光ファイバ２の側面発光部２ｃから光ａ１が照射され、この照射により光応答性高分子１が変形した状態を示す図である。この図３が示す通り、光ファイバ２の一端部は光応答性高分子１の外部に位置しており、この一端部から例えば紫外線のような光ａ１を入射し伝送して、側面発光部２ｃから伝送された光ａ１を照射し、この照射された光ａ１により光応答性高分子１が収縮する。
【００１７】
光応答性高分子１の運動や変形の仕方に応じて、光応答性高分子１の内部に埋め込む光ファイバ２の位置は任意とすることができる。
【００１８】
また、光ファイバ２の軸方向及び径方向における側面発光部２ｃの位置は、光を照射する範囲及び方向に応じて自由に選択できる。尚、側面発光部２ｃのみだけでなく、光応答性高分子１の内部にある光ファイバ２の端部から光を照射するようにしてもよい。
【００１９】
光ファイバ２のクラッド２ｂについては、例えばフッ素樹脂のような非粘着性のあるプラスチックで構成し、クラッド２ｂの表面と光応答性高分子１との間（界面）に滑り性を持たせると、光応答性高分子１が変形した際に、光ファイバ２が光応答性高分子内で自由に動くようになるため、光応答性高分子１は、光ファイバ２が持つ剛性の影響をそれほど強く受けずに変形しやすくなる。
【００２０】
また、光ファイバ２のクラッド２ｂの少なくとも一部を光応答性高分子１に融着し一体化した構成としてもよい。このような構成により光ファイバ２が光応答性高分子１に固定された状態となり、この状態で光応答性高分子１に伸縮する力が発生すると、光ファイバ２と光応答性高分子１とが一体化された部分に反り等の変形が生じやすくなる。
【００２１】
このように、光ファイバ２の表面と光応答性高分子１との間（界面）を融着せずに滑り性を持たせるか、光ファイバ２を光応答性高分子１に融着し一体化させるかは、アクチュエータの用途に応じて自由に選択できる。
【００２２】
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態を、図面を参照して説明する。
図４は、側面発光型の光ファイバ２を、光応答性高分子１の表面に添うように配置させたアクチュエータを示す図である。このアクチュエータにおいては、直方体に形成された光応答性高分子１が柔軟性と弾性を有するエラストマーのような樹脂からなるフィルムで被覆されており、このフィルムの一部をベルトループ状に形成して成る保持部３が設けられている。そして、この保持部３により光ファイバ２が光応答性高分子１の表面に添うように保持されている。
【００２３】
このような構成にすることで、光応答性高分子１の表面に光ファイバ２の側面から光が照射され、光応答性高分子１が動いたり変形することが可能となる。
【００２４】
また、アクチュエータの用途によって、光ファイバ２の表面と光応答性高分子１の表面との間に滑り性を持たせるようにしたり、あるいは、光ファイバ２の表面と光応答性高分子１の表面とを融着等により一体化してもよい。
【００２５】
なお、本発明におけるアクチュエータにおいては、一つの光応答性高分子１の内部及び表面に複数の光ファイバ２を備えるようにした構成としてもよい。
【００２６】
このようなアクチュエータによれば、光応答性高分子1の内部及び表面部の様々な部位に光を照射することができるため、光応答性高分子１を３次元的に複雑に動かしたり変形させることができる。
【００２７】
（第３の実施形態）
次に本発明の第３の実施形態を、図面を参照して説明する。
上述したアクチュエータにおいては、線状発光体に光ファイバを用いたが、この光ファイバに代えて、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いることも可能である。図５に示すＬＥＤ線状発光体４は、複数のＬＥＤ４ａが柔軟性のある電線４ｂで線状に繋がれた構成からなり、電線４ｂにより供給される電気で個々のＬＥＤ４ａは発光する。この図５が示す通り、ＬＥＤ線状発光体４においては、複数のＬＥＤ４ａのうち選択的にＬＥＤ４ａを発光させることができる。
【００２８】
図６は、円柱に形成した光応答性高分子１の内部にＬＥＤ線状発光体４を埋め込んで成るアクチュエータを示す図である。このアクチュエータによれば、ＬＥＤ線状発光体４が照射する光ａ１を受けて、光応答性高分子１が伸縮し、動きや変形が発現する。また、上述した通り、複数のＬＥＤ４ａのうち選択的にＬＥＤ４ａを発光させることができるため、光応答性高分子内部で光ａ１を照射させる部位を自由に変えることができる。
【００２９】
以上に述べた通り、本発明によれば、光の照射波長に応じて伸縮する光応答性高分子の内部又は表面に線状発光体から光を照射することにより、光応答性高分子を自在に動かしたり、様々な形に変えることが可能となる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、光応答性高分子は、その用途によって様々な形状の立体を選ぶことができる。また、光応答性高分子が形が崩れやすいゲル状である場合は、光応答性高分子を柔軟性及び弾性のある樹脂で被覆することも可能であり、その他、材料や構成においても本発明の技術思想内での種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１：光応答性高分子、２：光ファイバ、２ａ：コア、２ｂ：クラッド、
２ｃ：側面発光部、３：保持部、４：ＬＥＤ線状発光体、４ａ：ＬＥＤ、４ｂ：電線、ａ１：光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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