(57)【要約】【課題】使用環境依存性が低く、所定の部分を所望のタイミングで変形させることが可能なチューブ状駆動体を提供する。【解決手段】チューブ状の本体１０の先端部分の外周面上に設けられたポリマーアクチュエータ素子２０を備えている。ポリマーアクチュエータ素子２０は、配線３１，３２を介して電圧印加手段と接続されている。ポリマーアクチュエータ素子２０および配線３１，３２は保護層３３により覆われている。ポリマーアクチュエータ素子２０を駆動させると、本体１０では、ポリマーアクチュエータ素子２０の変形に対応して、先端部分で、例えば湾曲あるいは屈曲などの変形が生じる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブ状の本体と、前記本体の外周面に設けられると共に前記本体を前記本体の長手方向に対して直交する方向に変形させる１または複数のポリマーアクチュエータ素子と
を備えたチューブ状駆動体。
【請求項２】
前記ポリマーアクチュエータ素子は、一対の電極の間に、陽イオン物質が含浸されたイオン導電性高分子膜を有する、請求項１記載のチューブ状駆動体。
【請求項３】
前記ポリマーアクチュエータ素子を複数有する請求項１記載のチューブ状駆動体。
【請求項４】
前記複数のポリマーアクチュエータ素子を前記本体の外周方向に有する請求項３記載のチューブ状駆動体。
【請求項５】
前記複数のポリマーアクチュエータ素子を前記本体の先端部分に有する請求項４記載のチューブ状駆動体。
【請求項６】
前記ポリマーアクチュエータ素子の組を２組有し、各組の素子同士が前記本体を間にして互いに対向している請求項１記載のチューブ状駆動体。
【請求項７】
前記２組のポリマーアクチュエータ素子は、それぞれ前記本体の先端部分に設けられている請求項６記載のチューブ状駆動体。
【請求項８】
前記ポリマーアクチュエータ素子を覆う保護層を有する請求項１記載のチューブ状駆動体。
【請求項９】
能動カテーテルとして用いられる請求項１記載のチューブ状駆動体。
【請求項１０】
ファイバスコープの導入チューブとして用いられる請求項１記載のチューブ状駆動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、能動カテーテルなどに好適に用いられるチューブ状駆動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療機器や産業用ロボットなどの分野では、それらの小型化、軽量化が求められている。その一方で、アクチュエータ素子として電磁モータやソレノイドや圧電素子などが実用化されているが、それらは重量が重く、柔軟性が乏しいものであるため、このようなアクチュエータ素子を用いた製品では、小型化、軽量化が難しかった。そこで、軽量で柔軟性を有することからポリマーアクチュエータ素子が注目されている。
【０００３】
このポリマーアクチュエータ素子としては、例えば、イオン交換樹脂成型体を間にして、その表面に１対の電極が形成されたものが知られている。イオン交換樹脂成型体には、溶媒として水を含む電解液が含浸されている。このポリマーアクチュエータ素子では、電極に電圧を印加すると、水分子がイオンに伴われて一方の電極の側へ移動し、その電極近傍のイオン交換樹脂が膨潤することにより、全体として湾曲あるいは変形する。
【０００４】
このイオン交換樹脂を用いたポリマーアクチュエータ素子としては様々なものが提案されている。例えば、円筒形状のイオン交換樹脂成型体の外周面上に、そのイオン交換樹脂成型体を間にして２対の電極が対向配置されたものがある（特許文献１参照）。円筒形状のポリマーアクチュエータ素子では、電極が２対設けられているため、それぞれの電極が設けられている方向、すなわち４方向に湾曲し、その４方向を組み合わせることにより回転するように湾曲できるようになっている。特許文献１では、円筒形状のポリマーアクチュエータ素子の使用用途として、血管挿入用カテーテル等の医療用チューブが挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０３３９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した医療用チューブに限らず、複雑な形状を有する狭い空間や場所に挿入あるいは設置されるチューブ状のものでは、使用環境に依存することなく、所定の部分を所望のタイミングで曲げたり変形させて、目的とする場所に容易に挿入等ができることが望まれる。
【０００７】
しかしながら、上記した円筒形状のポリマーアクチュエータ素子では、所定の部分を所望のタイミングで変形することはできるものの、使用環境依存性が高いという問題がある。具体的には、このポリマーアクチュエータ素子を送液用チューブとして用いる場合に、チューブ内面にイオン交換樹脂が露出しているため、チューブ内を流す液体の種類が水を溶媒として含む電解液に限られる。さらに、チューブ内を流す電解質の濃度によって湾曲あるいは変形度合いや変形にかかる時間に差が生じやすくなる。加えて、チューブ内を流す液体に溶解した物質がイオン交換樹脂に吸着される可能性もある。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、使用環境依存性が低く、所定の部分を所望のタイミングで変形可能なチューブ状駆動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のチューブ状駆動体は、チューブ状の本体と、本体の外周面に設けられると共に本体を、本体の長手方向に対して直交する方向に変形させる１または複数のポリマーアクチュエータ素子とを備えたものである。
【００１０】
本発明のチューブ状駆動体では、ポリマーアクチュエータ素子を任意のタイミングで駆動させると、本体が、ポリマーアクチュエータ素子を設けた箇所で、例えば湾曲あるいは屈曲などの変形が生じることとなる。この場合、ポリマーアクチュエータ素子が本体の外周面に設けられているため、本体の内部に駆動するための電解液を注入する必要がなく、本体の内部に液体を流しても、その液体の組成に依存することなく動作する。特に、ポリマーアクチュエータ素子が複数設けられていれば、本体の複数箇所で変形可能になり、各ポリマーアクチュエータ素子の変形度合いを制御すれば、所望の方向に変形させることも可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のチューブ状駆動体によれば、チューブ状の本体の外周面に１または複数のポリマーアクチュエータ素子を設けるようにしたので、使用環境依存性を低く抑え、所定の部分を所望のタイミングで変形させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るチューブ状駆動体を表す模式図である。
【図２】図１に示したチューブ状駆動体のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面構成を表す模式図である。
【図３】図２に示したポリマーアクチュエータ素子の断面構成を表す模式図である。
【図４】ポリマーアクチュエータ素子の動作原理を説明するための断面模式図である。
【図５】第２の実施の形態に係るチューブ状駆動体の構成を表す模式図である。
【図６】図５に示したチューブ状駆動体の変形例を表す模式図である。
【図７】第３の実施の形態に係るチューブ状駆動体を表す模式図である。
【図８】図７に示したチューブ状駆動体の変形例を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明する順序は以下の通りである。
１．第１の実施の形態（チューブ状駆動体の例）
２．第２の実施の形態（他のチューブ状駆動体の例）
３．第２の実施の形態の変形例（他のチューブ状駆動体の変形例）
４．第３の実施の形態（さらに他のチューブ状駆動体の例）
５．第３の実施の形態の変形例（さらに他のチューブ状駆動体の変形例）
【００１４】
＜１．第１の実施の形態＞
［チューブ状駆動体の構成］
図１は本発明の第１の実施の形態に係るチューブ状駆動体１の主要部の構成、図２は図１に示したチューブ状駆動体１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面構成をそれぞれ表し、図３は図２に示したポリマーアクチュエータ素子２０を拡大して表している。チューブ状駆動体１は、例えば、医療用の能動カテーテルや、マイクロスコープの導入チューブなどとして用いられるものであり、チューブ状の本体１０の先端部分の外周面上に設けられたポリマーアクチュエータ素子２０を備えている。ポリマーアクチュエータ素子２０は、配線３１，３２を介して電圧印加手段（図示せず）と接続されている。ポリマーアクチュエータ素子２０および配線３１，３２は保護層３３により覆われている。なお、図１では保護層３３を省略して表し、図２では配線３１，３２を省略して表している。
【００１５】
［チューブ状本体］
本体１０は、可撓性および柔軟性と共に、絶縁性を有している。本体１０を構成する材料としては、例えば、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレンあるいはポリエチレンなどの可撓性および柔軟性が高く、難燃性および耐電性に優れた材料が挙げられる。本体１０の外径および内径は、チューブ状駆動体１の用途に応じて任意である。
【００１６】
［ポリマーアクチュエータ素子］
ポリマーアクチュエータ素子２０は、矩形状を有し、その長手方向が本体１０の長手方向と平行となるように、本体１０の先端部分の外周面に接着されていると共に、配線３１，３２と電気的に接続されている。これにより、ポリマーアクチュエータ素子２０は、駆動電圧が印加されると、本体１０の半径方向に変形する。
【００１７】
このポリマーアクチュエータ素子２０は、例えば、陽イオン物質が含浸されたイオン導電性高分子膜２１の両面に一対の電極２２Ａ，２２Ｂを設けられたものである。ここでの「陽イオン物質」とは、陽イオンと極性溶媒とを含むもの、あるいは液状の陽イオンを含むもののことをいう。陽イオンと極性溶媒とを含むものとしては、例えば、陽イオンに極性溶媒が溶媒和したものなどが挙げられ、液状の陽イオンとしては、例えば、イオン液体を構成する陽イオンなどが挙げられ、液状の陽イオンを含むものとしては、例えばイオン液体が挙げられる。
【００１８】
イオン導電性高分子膜２１を構成する材料としては、例えばフッ素樹脂あるいは炭化水素系などを骨格としたイオン交換樹脂が挙げられる。このイオン交換樹脂としては、例えば、陰イオン交換樹脂、陽イオン交換樹脂あるいは両イオン交換樹脂が挙げられ、中でも、陽イオン交換樹脂が好ましい。
【００１９】
陽イオン交換樹脂としては、例えば、スルホン酸基あるいはカルボキシル基などの酸性基が導入されたものが挙げられる。具体的には、酸性基を有するポリエチレン、酸性基を有するポリスチレンあるいは酸性基を有するフッ素樹脂などである。中でも、陽イオン交換樹脂としては、スルホン酸基あるいはカルボン酸基を有するフッ素樹脂が好ましく、特にナフィオン（デュポン株式会社製）が好ましい。
【００２０】
イオン導電性高分子膜２１に含浸されている陽イオン物質は、金属イオンと水とを含むもの、有機陽イオンと水とを含むもの、あるいはイオン液体であることが好ましい。金属イオンとしては、例えば、ナトリウムイオン（Ｎａ+ ）、カリウムイオン（Ｋ+ ）、リチウムイオン（Ｌｉ+ ）あるいはマグネシウムイオン（Ｍｇ2+）などの軽金属イオンが挙げられる。また、有機陽イオンとしては、例えば、アルキルアンモニウムイオンなどが挙げられる。これらの陽イオンは、イオン導電性高分子膜２１中において水和物として存在している。よって、陽イオンと水とを含む陽イオン物質がイオン導電性高分子膜２１中に含浸されている場合には、ポリマーアクチュエータ素子２０では、水の揮発を抑制するために全体として封止されていることが好ましい。
【００２１】
イオン液体とは、常温溶融塩とも言われるものであり、燃性および揮発性が低い陽イオンと陰イオンとを含んでいる。イオン液体では、それを構成する陽イオンにおいて、陰イオンよりもイオン半径が大きくなっている。イオン液体としては、例えば、イミダゾリウム環系化合物、ピリジニウム環系化合物あるいは脂肪族系化合物などが挙げられる。
【００２２】
中でも、陽イオン物質は、イオン液体であることが好ましい。揮発性が低いため、高温雰囲気中あるいは真空中においてもポリマーアクチュエータ素子２０が良好に動作するからである。
【００２３】
電極２２Ａ，２２Ｂは、イオン導電性高分子膜２１を介して対向しており、電極２２Ａは配線３１と、電極２２Ｂは配線３２とそれぞれ電気的に接続されている。電極２２Ａ，２２Ｂは、それぞれ１種あるいは２種以上の導電性材料を含んでいる。電極２２Ａ，２２Ｂとしては、導電性材料粉末同士が導電性高分子により結着されたものが好ましい。電極２２Ａ，２２Ｂの柔軟性が高まるからである。導電性材料粉末としてはカーボン粉末が好ましい。導電性が高く、比表面積が大きいため、より大きい変形量が得られるからである。カーボン粉末としては、ケッチェンブラックが好ましい。導電性高分子としては、上記したイオン導電性高分子膜２１の構成材料と同様のものが好ましい。
【００２４】
電極２２Ａ，２２Ｂは、例えば、以下のようにして形成される。分散媒に導電性材料粉末と導電性高分子とを分散させた塗料をイオン導電性高分子膜２１の両面あるいは片面に塗布したのち乾燥させる。また、導電性材料粉末と導電性高分子とを含むフィルム状のものをイオン導電性高分子膜２１の両面あるいは片面に圧着する。
【００２５】
電極２２Ａ，２２Ｂは、多層構造になっていてもよく、その場合、イオン導電性高分子膜２１側から順に、導電性材料粉末同士が導電性高分子により結着された層および金属層が積層された構造を有していることが好ましい。これにより、電極２２Ａ，２２Ｂの面内方向において電位が均一になりやすくなり、より優れた変形性能を高い信頼性で得られる。金属層を構成する材料としては、金あるいは白金などの貴金属が挙げられる。金属層の厚さは任意であるが、電極２２Ａ，２２Ｂに電位が均一になるように連続膜となっていることが好ましい。金属層を形成する方法としては、めっき法、蒸着法あるいはスパッタ法などが挙げられる。
【００２６】
なお、ポリマーアクチュエータ素子２０では、陽イオン物質として陽イオンと極性溶媒を含むものを用いる場合には、イオン導電性高分子膜２１中に陰イオンがほとんど含まれないようになっている。
【００２７】
ポリマーアクチュエータ素子２０の大きさ（幅および長さ）は、例えば本体１０の大きさ（外径および内径など）や、所望の変形量（発生量）に応じて任意に設定可能である。ポリマーアクチュエータ素子２０の変形量は、本体１０の柔軟性や、チューブ状駆動体１に要求される発生量に応じて設定される。
【００２８】
［ポリマーアクチュエータ素子の動作］
ここで、ポリマーアクチュエータ素子２０の動作原理について図４を参照して説明する。図４（Ａ）はポリマーアクチュエータ素子２０の駆動電圧無印加時の断面構成を表し、図４（Ｂ）は駆動電圧印加時の断面構成を表している。
【００２９】
まず、陽イオン物質として、陽イオンと極性溶媒とを含むものを用いた場合について説明する。
【００３０】
この場合、ポリマーアクチュエータ素子２０では、駆動電圧無印加時において、陽イオン物質がイオン導電性高分子膜２１中にほぼ均一に分散しているため、平面形状をとっている（図４（Ａ））。電圧印加手段４０を用いて電極２２Ａがマイナスの電位、電極２２Ｂがプラスの電位となるように、電極２２Ａ，２２Ｂの間に駆動電圧を印加すると、陽イオンが極性溶媒と溶媒和した状態で電極２２Ａ側に移動する。この際、イオン導電性高分子膜２１中には陰イオンがほとんど含まれないようになっているため、イオン導電性高分子膜２１では、電極２２Ａ側が膨潤し、電極２２Ｂ側が収縮する。これにより、ポリマーアクチュエータ素子２０は全体として図４（Ｂ）に示したように電極２２Ｂ側に湾曲する。こののち、電極２２Ａ，２２Ｂ間に印加していた電圧を無印加状態にすると、イオン導電性高分子膜２１中において電極２２Ａ側に偏っていた陽イオン物質（陽イオンおよび極性溶媒）が拡散し、図４（Ａ）に示した状態に戻る。また、図４（Ｂ）に示した状態において電極２２Ａ，２２Ｂの電位を切換える（電極２２Ａの電位がプラス、電極２２Ｂの電位がマイナスとする）と、電極２２Ａ側に偏っていた陽イオン物質が電極２２Ｂ側に移動する。これによっても図４（Ａ）の状態に戻り、さらにそのまま電圧を印加し続けると、素子全体として電極２２Ａ側に湾曲する。
【００３１】
次に、陽イオン物質として、液状の陽イオンを含むものであるイオン液体を用いた場合について説明する。この場合においても、駆動電圧無印加時には、イオン液体は、イオン導電性高分子膜２１中にほぼ均一に分散しているため、図４（Ａ）に示した平面形状をとっている。電圧印加手段４０を用いて電極２２Ａがマイナスの電位、電極２２Ｂがプラスの電位となるように、電極２２Ａ，２２Ｂの間に駆動電圧を印加すると、イオン液体のうち、それを構成する陽イオンが電極２２Ａ側に移動し、陰イオンが電極２２Ｂ側に移動する。ここでイオン液体を構成する陽イオンは、陰イオンよりもそのイオン半径が大きくなっている。このため、イオン導電性高分子膜２１では、その電極２２Ａ側が膨潤し、電極２２Ｂ側が収縮する。これにより、ポリマーアクチュエータ素子２０は全体として図４（Ｂ）に示したように電極２２Ｂ側に湾曲する。こののち、電極２２Ａ，２２Ｂ間に印加していた電圧を無印加状態にすると、イオン導電性高分子膜２１中において電極２２Ａ側に偏っていた陽イオンが拡散し、図４（Ａ）に示した状態に戻る。電極２２Ａ，２２Ｂの電位を切換えても、上記と同様に、プラスの電位の電極側（電極２２Ａ側）に陰イオンマイナス電位の電極側（電極２２Ｂ側）に陽イオンが移動し、素子全体として電極２２Ａ側に湾曲する。
【００３２】
［配線］
配線３１，３２は、ポリマーアクチュエータ素子２０の電極２２Ａ，２２Ｂに接続されると共に、互いに接触することなく、本体１０の長手方向に形成されている。配線３１，３２を構成する材料としては、電気抵抗の低い金属材料が挙げられ、具体的には、金あるいは白金などの貴金属が好ましい。酸化されにくいからである。この配線３１，３２は、無電解めっきあるいは電解めっきなどのめっき法や、印刷法などにより形成される。
【００３３】
［保護層］
保護層３３は、ポリマーアクチュエータ素子２０および配線３１，３２を保護するためのものであり、本体１０の外周面の一部と、ポリマーアクチュエータ素子２０および配線３１，３２とを覆っている。保護層３３は、本体１０よりも硬い硬質部３３Ａと、本体１０と同程度の柔軟性を有する軟質部３３Ｂとを有している。硬質部３３Ａは、ポリマーアクチュエータ素子２０のうち後端側の表面および側面を覆い、ポリマーアクチュエータ素子２０を、その後端部分を固定することによって支持している。軟質部３３Ｂは、ポリマーアクチュエータ素子２０のうち本体１０の先端側部分と、本体１０外周面上に設けられた配線３１，３２のうち硬質部３３Ａに覆われていない部分に設けられている。この保護層３３は、必須のものではないが、使用環境依存性を低く抑えるという観点からすると設けることが好ましい。特に、硬質部３３Ａは、ポリマーアクチュエータ素子２０の支持することによって本体１０先端の可動範囲を大きくできるため、設けられていることが好ましい。すなわち、保護層３３を設けることにより、使用環境依存性が低くなり、硬質部３３Ａを設けることによりチューブ状駆動体１の可動部における可動範囲が大きくなる。
【００３４】
保護層３３を構成する材料は、絶縁性の樹脂材料などであり、具体的には、硬質部３３Ａを構成する材料としては、例えば、エポキシ樹脂などが挙げられ、軟質部３３Ｂを構成する材料としては、例えば、本体１０の構成材料と同じ材料が挙げられる。
【００３５】
［チューブ状駆動体の製造方法］
チューブ状駆動体１は、例えば、以下の様にして形成することができる。
【００３６】
まず、例えば、本体１０を用意し、そののち本体１０の外周面上に配線３１を、例えば印刷法により形成する。
【００３７】
その一方で、ポリマーアクチュエータ素子２０を作製する。この場合、例えば、分散媒に導電性材料粉末と導電性高分子とを分散させた塗料をイオン導電性高分子膜２１の両面に塗布したのち分散媒を揮発させて電極２２Ａ，２２Ｂを形成すると共に、イオン導電性高分子膜２１に陽イオン物質を含浸させる。続いて、必要に応じて、所定の大きさになるように、イオン導電性高分子膜２１および電極２２Ａ，２２Ｂを裁断し、必要に応じて陽イオン物質が揮発しないように、裁断面を封止する。
【００３８】
次に、本体１０の所定の部分（ここでは先端部分）とポリマーアクチュエータ素子２０の電極２２Ａ側の面とを接着すると共に、電極２２Ａと配線３１とを接続する。続いて、例えば印刷法により配線３２を、ポリマーアクチュエータ素子２０の電極２２Ｂ上および本体１０の外周面上に形成する。
【００３９】
最後に、ポリマーアクチュエータ素子２０の後端側に硬質部３３Ａを設けると共に、ポリマーアクチュエータ素子２０および配線３１，３２を覆うように軟質部３３Ｂを設けることにより、保護層３３を形成する。これにより、チューブ状駆動体１が完成する。
【００４０】
このチューブ状駆動体１では、電圧印加手段により配線３１，３２を介してポリマーアクチュエータ素子２０に対して駆動電圧を印加すると、図２（Ａ）の状態から図２（Ｂ）あるいは図２（Ｃ）の状態に動作する。具体的には、電極２２Ａがプラスの電位、電極２２Ｂがマイナスの電位となるように、ポリマーアクチュエータ素子２０に対して駆動電圧を印加すると、ポリマーアクチュエータ素子２０が電極２２Ａ側に湾曲あるいは屈曲する。このポリマーアクチュエータ素子２０の変形に対応して、本体１０も変形することにより、図２（Ｂ）に示した状態となる。その一方で、電極２２Ａがマイナスの電位、電極２２Ｂがプラスの電位となるように、ポリマーアクチュエータ素子２０に対して駆動電圧を印加すると、ポリマーアクチュエータ素子２０が電極２２Ｂ側に湾曲あるいは屈曲する。これにより、図２（Ｃ）に示した状態となる。
【００４１】
本実施の形態では、ポリマーアクチュエータ素子２０を任意のタイミングで駆動させると、チューブ状駆動体１では、ポリマーアクチュエータ素子２０が設けられた先端部分において、本体１０の半径方向のうちの１方向およびその反対方向に変形する。すなわち、本実施の形態によれば、使用環境依存性を低く抑え、先端部分を所望のタイミングで変形させることができる。よって、チューブ状駆動体１を、目的とする狭い空間や場所が複雑な形状を有するものであっても、容易に挿入あるいは設置できる。このため、能動カテーテルなどの医療用チューブや、ファイバスコープの導入チューブとして用いることができる。特に、ポリマーアクチュエータ素子２０が本体１０の外周面に設けられているため、本体１０の内部に液体を流しても、その液体の組成に依存することなく動作する。よって、目的とした場所に、所定の液体を送り込むこともできる。
【００４２】
この場合、ポリマーアクチュエータ素子２０に含まれる陽イオン物質としてイオン液体を用いれば、使用環境依存性をより低く抑えることができる。
【００４３】
特に、本実施の形態では、保護層３３が設けられているので、先端部分の可動範囲を大きくすることができると共に、使用環境依存性をさらに低く抑えることができる。
【００４４】
なお、本実施の形態では、保護層３３をチューブ状駆動体１の一部に設けたが、保護層３３は、チューブ状駆動体１の外周面全体にわたって形成されていてもよいし、形成されていなくてもよい。また、保護層３３では、硬質部３３Ａ上を軟質部３３Ｂが覆っていてもよい。これによっても、上記と同様に作用し、同様の効果が得られる。このことについては、以降で説明する実施の形態および変形例についても同様である。
【００４５】
次に、本発明の他の実施の形態およびその変形例を説明するが、第１の実施の形態と共通の構成要素については、同一の符号を付してその説明は省略する。
【００４６】
＜２．第２の実施の形態＞
図５は第２の実施の形態に係るチューブ状駆動体２の主要部の構成を表している。第１の実施の形態では、チューブ状駆動体１が１つのポリマーアクチュエータ素子２０を有していたが、本実施の形態では、ポリマーアクチュエータ素子を２つ備えている。それに伴いチューブ状駆動体２は、各ポリマーアクチュエータ素子２０Ａ，２０Ｂに接続された配線３１Ａ，３２Ａ，３１Ｂ，３２Ｂを備えている。なお、図５では、保護層３３を省略して表している。
【００４７】
ポリマーアクチュエータ素子２０Ａ，２０Ｂは、本体１０の先端部分の外周面上において、本体１０を間にして対向して設けられている。ポリマーアクチュエータ素子２０Ａは配線３１Ａ，３２Ａと、ポリマーアクチュエータ素子２０Ｂは配線３１Ｂ、３２Ｂとそれぞれ電気的に接続されている。
【００４８】
各ポリマーアクチュエータ素子２０Ａ，２０Ｂは、第１の実施の形態において説明したポリマーアクチュエータ素子２０と同様の構成を有している。すなわち、ポリマーアクチュエータ素子２０Ａでは、電極２２Ａが本体１０側に設けられ、配線３１Ａと接続し、電極２２Ｂが保護層３３側に設けられ、配線３２Ａと接続している。また、ポリマーアクチュエータ素子２０Ｂでは、電極２２Ａが本体１０側に設けられ、配線３１Ｂと接続し、電極２２Ｂが保護層３３側に設けられ、配線３２Ｂと接続している。
【００４９】
配線３１Ａ，３２Ａ，３１Ｂ，３２Ｂは、互いに接触しないように配置されている。これらの配線３１Ａ，３２Ａ，３１Ｂ，３２Ｂは、第１の実施の形態において説明した配線３１，３２と同様の構成を有している。
【００５０】
なお、保護層３３は、上記したチューブ状駆動体１と同様に設けられている。すなわち、本体１０の外周面の一部と、ポリマーアクチュエータ素子２０Ａ，２０Ｂおよび配線３１Ａ，３１Ｂの上面および側面と、配線３２Ａ，３２Ｂのポリマーアクチュエータ素子２０Ａ，２０Ｂに覆われていない部分とを覆っている。
【００５１】
チューブ状駆動体２は、上記したチューブ状駆動体１と同様に製造することができる。
【００５２】
このチューブ状駆動体２では、上記したチューブ状駆動体１と同様に駆動させることができる。よって、本実施の形態によれば、使用環境依存性が低く、先端部分を所望のタイミングで変形させることができる。
【００５３】
特に、本実施の形態では、２つのポリマーアクチュエータ素子２０Ａ，２０Ｂが本体１０を介して対向している。これにより、ポリマーアクチュエータ素子２０Ａ，２０Ｂのうちのいずれか一方を駆動させれば、本体１０を、ポリマーアクチュエータ素子２０Ａ側あるいはポリマーアクチュエータ素子２０Ｂ側に曲げることができる。このため、一方に曲げたあとに他方に曲げる場合に、各ポリマーアクチュエータ素子２０Ａ，２０Ｂの電極２２Ａ，２２Ｂにおける電位の切換えしなくても駆動させることができる。また、本体１０がいずれか一方の側に曲がるようにポリマーアクチュエータ素子２０Ａ，２０Ｂを同時に駆動させるようにすれば、一方に曲げる力が本体１０に強くかかるため、先端部分の可動範囲を大きくすることができる。
【００５４】
本実施の形態におけるその他の作用効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００５５】
＜３．第２の実施の形態の変形例＞
図６は変形例に係るチューブ状駆動体３の主要部の構成を表している。本変形例では、ポリマーアクチュエータ素子２０Ａ，２０Ｂが本体１０を介して対向しないことを除き、第２の実施の形態と同様の構成を有し、同様に製造することができる。なお、図６では、保護層３３を省略して表している。
【００５６】
チューブ状駆動体３では、各ポリマーアクチュエータ素子２０Ａ，２０Ｂは、それぞれの電極２２Ａ，２２Ｂ形成面に対する垂直方向が約９０°に交わるように設けられている。
【００５７】
これにより、本変形例のチューブ状駆動体３では、使用環境依存性が低く、先端部分を所望のタイミングで変形させることができる。さらに、ポリマーアクチュエータ素子２０Ａの変形する方向およびポリマーアクチュエータ素子２０Ｂの変形する方向に、先端部分を曲げさせることができる。その上、各ポリマーアクチュエータ２０Ａ，２０Ｂの変形する方向および変形量を制御することにより、先端部分を本体１０の半径方向の全てに曲げることができる。その他の作用効果は、第２の実施の形態と同様である。
【００５８】
＜４．第３の実施の形態＞
図７は第３の実施の形態に係るチューブ状駆動体４の主要部の構成を表している。本実施の形態のチューブ状駆動体４は、さらに２つのポリマーアクチュエータ素子２０Ｃ，２０Ｄを備えたことを除き、第２の実施の形態と同様の構成を有している。これに伴い、チューブ状駆動体４は、各ポリマーアクチュエータ素子２０Ｃ，２０Ｄに接続された配線３１Ｃ，３２Ｃ，３１Ｄ，３２Ｄをさらに備えている。なお、図７では、保護層３３を省略して表している。
【００５９】
ポリマーアクチュエータ素子２０Ｃ，２０Ｄは、本体１０の先端部分の外周面上において、ポリマーアクチュエータ素子２０Ａ，２０Ｂが互いに対向する方向と直交する方向に本体１０を間にして対向している。ポリマーアクチュエータ素子２０Ｃは配線３１Ｃ，３２Ｃと、ポリマーアクチュエータ素子２０Ｄは配線３１Ｄ，３２Ｄとそれぞれ電気的に接続されている。
【００６０】
ポリマーアクチュエータ素子２０Ｃ，２０Ｄは、第１の実施の形態において説明したポリマーアクチュエータ素子２０と同様の構成を有している。すなわち、ポリマーアクチュエータ素子２０Ｃでは、電極２２Ａは、本体１０側に設けられ、配線３１Ｃと接続し、電極２２Ｂは、保護層３３側に設けられ、配線３２Ｃと接続している。また、ポリマーアクチュエータ素子２０Ｄでは、電極２２Ａは本体１０側に設けられ、配線３１Ｄと接続し、電極２２Ｂが保護層３３側に設けられ、配線３２Ｄと接続している。
【００６１】
配線３１Ａ，３２Ａ，３１Ｂ，３２Ｂ，３１Ｃ，３２Ｃ，３１Ｄ，３２Ｄは、互いに接触しないように配置されている。配線３１Ｃ，３２Ｃ，３１Ｄ，３２Ｄも第１の実施の形態において説明した配線３１，３２と同様の構成を有している。
【００６２】
なお、保護層３３は、上記したチューブ状駆動体１〜３と同様に形成されている。具体的には、保護層３３は、本体１０の外周面の一部と、各ポリマーアクチュエータ素子２０Ａ〜２０Ｄおよび配線３１Ａ〜３１Ｄの上面および側面と、配線３２Ａ〜３２Ｄのポリマーアクチュエータ素子２０Ａ〜２０Ｄに覆われていない部分とを覆っている。
【００６３】
チューブ状駆動体４は、上記したチューブ状駆動体１〜３と同様に製造することができる。
【００６４】
このチューブ状駆動体４では、上記したチューブ状駆動体３と同様に駆動させることができる。よって、本実施の形態によれば、使用環境依存性が低く、先端部分を所望のタイミングで変形させることができる。
【００６５】
特に、本実施の形態では、ポリマーアクチュエータ素子２０Ａ，２０Ｂの組とポリマーアクチュエータ素子２０Ｃ，２０Ｄの組とを備え、各組の素子同士が本体１０を間にして対向している。これにより、ポリマーアクチュエータ素子２０Ａ〜２０Ｄのうちのいずれか１つの素子を駆動させれば、本体１０をポリマーアクチュエータ素子２０Ａ〜２０Ｄのうちのいずれか１つの側に曲げることができる。その上、ポリマーアクチュエータ２０Ａ〜２０Ｄのうちの２つの変形する方向および変形量を制御することにより、先端部分を本体１０の半径方向の全てに曲げることができる。このため、１つの方向に曲げたあとに他の方向に曲げる場合に、各ポリマーアクチュエータ素子２０Ａ〜２０Ｄの電極２２Ａ，２２Ｂにおける電位の切換えしなくても駆動させることができる。また、本体１０が１つの方向に曲がるようにポリマーアクチュエータ素子２０Ａ〜２０Ｄのうちの２つ以上を同時に駆動させるようにすれば、一方に曲げる力が本体１０に強くかかるため、先端部分の可動範囲を大きくすることができる。チューブ状駆動体４のその他の作用効果は、上記したチューブ状駆動体１〜３と同様である。
【００６６】
＜５．第３の実施の形態の変形例＞
上記した第３の実施の形態では、ポリマーアクチュエータ素子２０Ａ〜２０Ｄの一端と本体１０の先端とが略同一面上に揃うように設けられていたが、ポリマーアクチュエータ素子２０Ａ〜２０Ｄは、本体１０の先端よりも後退していてもよい。また、第３の実施の形態では、ポリマーアクチュエータ素子２０Ａ〜２０Ｄが、本体１０の外周面上に、それぞれが隣り合うように設けられていたが、図８に示したようになっていてもよい。具体的には、ポリマーアクチュエータ素子２０Ｃ，２０Ｄがポリマーアクチュエータ素子２０Ａ，２０Ｂよりも後退して設けられていてもよい。図８は第３の実施の形態の変形例に係るチューブ状駆動体の主要部を模式的に表している。いずれの場合においても、第３の実施の形態と同様に作用し、同様の効果を得ることができる。
【００６７】
以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態等において説明した態様に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態等では、１または複数のポリマーアクチュエータ素子をチューブ状の本体の先端部分の外周面上に設けるようにしたが、本体の先端部分以外の部分に設けてもよい。
【００６８】
また、上記実施の形態等では、本体の中心軸を中心にして回転する方向に並ぶように、複数のポリマーアクチュエータ素子を設けた場合について説明したが、ポリマーアクチュエータ素子は、本体の長手方向に並んで設けられていてもよい。
【００６９】
また、上記実施の形態等では、ポリマーアクチュエータ素子として矩形状のものを用いた場合について説明したが、ポリマーアクチュエータ素子の形状は、それに限られない。例えば、楕円形のものや、三角形のものや、多角形のものであってもよい。その場合においても、ポリマーアクチュエータ素子を、その長さ方向が本体の長手方向と平行になるように設けるようにすれば、チューブ状駆動体の可動範囲をより大きくすることができる。
【００７０】
さらに、上記実施の形態等では、チューブ状の本体として円筒形状のものを用いた場合について説明したが、それに限られず、本体の断面が四角形のものや、三角形のものや、多角形のものや、楕円のものなどでもよい。また、本体は、先端から後端までの全ての間で中空になっていなくてもよい。例えば、本体の中空領域にレンズ等を搭載して能動ファイバスコープとしてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１，２，３，４…チューブ状駆動体、１０…本体、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ…ポリマーアクチュエータ素子、２１…イオン導電性高分子膜、２２Ａ，２２Ｂ…電極、３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ…配線、３３…保護層、３３Ａ…硬質部、３３Ｂ…軟質部、４０…電圧印加手段。
【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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【図７】
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【図８】
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