(57)【要約】  従来実用化が難しかった空気中などの気体中（乾式）で動作する高分子フィルム又は繊維を用いた高分子アクチュエータ素子（１）を提供する。また、前記高分子アクチュエータ素子を用いた点字用ディスプレイを提供する。  外部刺激により伸縮する高分子フィルム（１７）の一端を固定端、他端を可動端とし、ケース（２６）に収納し、前記可動端の近傍に所定長のロッド（１２）の一端を固着するとともに前記ロッドの他端を開放端とし、前記高分子フィルムの伸縮により、前記ロッドの先端（２２）が前記ケースの外側に突出するように構成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部刺激により伸縮する高分子フィルムの一端を固定端、他端を可動端としケースに収納し、前記可動端の近傍に所定長のロッドの一端を固着するとともに前記ロッドの他端を開放端とし、前記高分子フィルムの収縮により、前記ロッドの先端が前記ケースの外側に突出するように構成されていることを特徴とする高分子アクチュエータ素子。
【請求項２】
少なくとも前記ロッドの一部に前記高分子フィルムの伸縮に合わせて伸縮するバネを設け、前記バネにより前記高分子フィルムの伸長が助長されることを特徴とする請求項１に記載の高分子アクチュエータ素子。
【請求項３】
前記ケース内の湿度、及び／又は温度の調節手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の高分子アクチュエータ素子。
【請求項４】
前記外部刺激は電圧であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の高分子アクチュエータ素子。
【請求項５】
前記可動端が電極を兼ねていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の高分子アクチュエータ素子。
【請求項６】
前記バネのバネ定数を調節する手段を更に備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の高分子アクチュエータ素子。
【請求項７】
外部電極プラグを挿入可能な電極ソケットを更に備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の高分子アクチュエータ素子。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の高分子アクチュエータ素子を備えた点字用ディスプレイ。
【請求項９】
請求項８に記載の点字用ディスプレイを備えた現金自動支払機、又は自動販売機。
【請求項１０】
請求項８に記載の点字用ディスプレイと、前記高分子アクチュエータ素子を制御する制御回路と、前記制御回路に制御信号を送信するコンピュータとを含む点字ディスプレイシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子フィルム又は繊維に外部刺激を与え、これにより分子の吸脱着を発生させ高分子フィルム又は繊維が伸縮することを利用した高分子アクチュエータ素子、及びそれを用いた点字用ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
高分子フィルム又は繊維に外部刺激を与え、高分子フィルム等を伸縮させる技術は、特許文献１から４により開示されている。これらの特許文献においては、高分子フィルム又は繊維を用い、電気刺激による分子の吸脱着によって、気体中で高分子フィルム又は繊維を伸縮または屈曲せしめる方法が開示されている。しかし、これらの特許文献においては、高分子フィルム又は繊維を用いた点字ディスプレイの具体的な構造は一切開示されていない。【０００３】
点字ディスプレイの構造に関する技術としては、特許文献５、６により開示されている。特許文献５では、点字ピンを磁石、あるいはソレノイドにより稼働せしめる点字ディスプレイが開示されている。特許文献６は点字ピンの駆動装置に関すものであるが、この文献においては、形状記憶合金コイルに電気を通電することで点字ピンを駆動する機構が開示されている。【０００４】
【特許文献１】特許第３１３１１８０号公報
【特許文献２】特許第３１０２７７３号公報
【特許文献３】特許第３０３９９９４号公報
【特許文献４】国際公開第２００６−０２５３９９号パンフレット
【特許文献５】特開２０００−２０６８７３号公報
【特許文献６】特開２００１−２６５２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、空気中などの気体中（乾式）で動作する高分子フィルム又は繊維を用いた点字ディスプレイの具体的な構造を開示する先行技術はない。一方、従来の点字ディスプレイに用いられているアクチュエータは、ソレノイドや形状記憶合金を用いたものであるため、軽量化が難しく、また価格が高いという問題がある。【０００６】
そこで、本発明は、従来実用化が難しかった空気中などの気体中（乾式）で動作する高分子フィルム又は繊維を用いた高分子アクチュエータ素子を提供することにある。また、本発明の他の課題は、高分子アクチュエータ素子を用いた点字用ディスプレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、外部刺激により伸縮する高分子フィルムの一端を固定端、他端を可動端としケースに収納し、前記可動端の近傍に所定長のロッドの一端を固着するとともに前記ロッドの他端を開放端とし、前記高分子フィルムの収縮により、前記ロッドの先端が前記ケースの外側に突出するように構成されていることを特徴とする。【０００８】
少なくとも前記ロッドの一部に前記高分子フィルムの伸縮に合わせて伸縮するバネを設け、前記バネにより前記高分子フィルムの伸長が助長されることは好適である。高分子フィルム又は繊維の特性として、外部刺激により収縮する速度は速いが、伸長する速度が遅いという問題がある。これは高分子フィルム等の伸縮が拡散律速により決定されるためである。しかし、本発明のように高分子フィルムの伸縮に合わせて収縮するバネを設けることにより高分子フィルムの伸長速度を速くすることができる。【０００９】
前記ケース内の湿度、及び／又は温度の調節手段を備えることは好ましい。高分子フィルムは気体中の水分子の吸脱着により伸縮するため、その伸縮率は湿度に依存する。発明者は、相対湿度が９０％以上の環境に高分子フィルム等を設置することにより、相対湿度５０％のときよりも３倍近く伸縮率を高めることができる知見を得ている。相対湿度を９０％以上に調節するには、温度５０℃、相対湿度９０％以上の雰囲気下で、高分子フィルム又は繊維に水蒸気を充分吸収させた状態で前記ケース内に固定する。蒸発や漏れにより不足した水蒸気は、前記ケースに開けられた水分供給口より適宜供給する。これにより、ケース内の相対湿度を常に９０％以上に保つことができる。【００１０】
前記外部刺激が電圧であることは好ましい。また、前記可動端が電極を兼ねていることは好ましい。可動端が電極を兼ねることにより、高分子フィルムに電圧を印加するための配線が高分子フィルムの伸縮に合わせて動くという問題を解消することができる。【００１１】
前記バネのバネ定数を調節する手段を備えることは好ましい。これにより、高分子フィルムの伸縮率や伸縮速度を必要に応じて容易に変更することができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、空気中などの気体中（乾式）で動作する高分子フィルム又は繊維を用いた高分子アクチュエータ素子を作製することができる。また、本発明の高分子アクチュエータ素子をアセンブルすることにより、点字用ディスプレイを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】高分子アクチュエータ素子の構造図である。
【図２】高分子アクチュエータ素子の組み立て構造である。
【図３】高分子アクチュエータ素子を点字ディスプレイとして利用したときの構成図である。
【図４】高分子アクチュエータ素子の上部の拡大図である。
【図５】高分子アクチュエータ素子に直流電圧を印加し、温湿度を制御して、その伸縮挙動を測定したグラフである。
【図６】高分子アクチュエータ素子に直流電圧を印加し、温湿度を制御して、その推力特性を測定したグラフである。
【図７】湿度を８０〜９０％ＲＨに保ったケース内で、高分子アクチュエータ素子の耐久性を調べた結果のグラフである。
【図８】従来のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳフィルムと高伸縮タイプのＰＥＤＯＴ／ＰＳＳフィルムを用いた場合の高分子アクチュエータ素子の大きさの比較を示すグラフである。
【図９】本実施例に基いて設計された点字セルの外観を図９に示すグラフである。
【符号の説明】
【００１４】
１  高分子アクチュエータ素子
１１  固定電極
１２  ロッド
１３  バネ定数調整部
１３−１，１３−２  調整ネジ
１４  バネ押さえ板
１５  バネ
１６  可動電極
１７  高分子フィルム
１８  高分子フィルム固定ネジ
１９  電極固定ネジ
２０  スライドガイド穴
２１  ロッド固定ネジ
２２  ロッド先端（ピン）
２３  通電接続端子
２３−１ａ，２３−１ｂ  電極凹部
２３−２ａ，２３−２ｂ  電極凸部
２４  共通電極基板
２５  接続ソケット
２６  ケース
２７  水蒸気供給孔
３０  組立基板
４０  制御回路
５０  コンピュータ
６０  配線用基板
１００  点字ユニット
２００  点字ディスプレイ
３００  点字セル
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、外部刺激による水分子の吸脱着で伸縮する高分子フィルム又は繊維を用いた高分子アクチュエータ素子に関するものであるが、ここで高分子フィルム及び繊維とは、中性高分子、高分子電解質、導電性高分子をいう。中性高分子としては、セルロース、セロファン、ナイロン、ポリビニルアルコール、ビニロン、ポリオキシメチレン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルフェノール、ポリ２-ヒドロキシエチルメタクリレート、及びこれらの誘導体から選択される少なくとも１つが挙げられる。【００１６】
高分子電解質としては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸などのポリカルボン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリ２-アクリルアミド-２-メチルプロパンスルホン酸、ナフィオンなどのポリスルホン酸、ポリアリルアミン、ポリジメチルプロピルアクリルアミドなどポリアミンとその四級化塩及びこれらの誘導体から選択される少なくとも１つが挙げられる。【００１７】
導電性高分子としては、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、ポリフェニレン、ポリフラン、ポリセレノフェン、ポリテルロフェン、ポリイソチアナフテン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンビニレン、ポリチエニレンビニレン、ポリナフタレン、ポリアントラセン、ポリピレン、ポリアズレン、ポリフルオレン、ポリピリジン、ポリキノリン、ポリキノキサリン、ポリエチレンジオキシチオフェン及びこれらの誘導体から選択された少なくとも１つが挙げられる。【００１８】
これらの高分子フィルム及び繊維は、キャスト法、バーコーティング法、スピンコーティング法、スプレー法、電解重合法、化学的酸化重合法、溶融紡糸法、湿式紡糸法、固相押出法、エレクトロスピニング法から選択された少なくとも１つの手法を用いて作製することができる。【００１９】
これら高分子の吸湿性や電導度を上げるために、ドーパントをドープすることは好適である。ドーパントとしては、例えば硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、ヨウ素、臭素、フッ化ヒ素、過塩素酸、テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロリン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルスルホン酸、パーフルオロスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸イミド、シュウ酸、酢酸、マレイン酸、フタル酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸及びこれらの誘導体、カーボンブラック、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、フラーレン等の炭素系添加物、鉄、銅、金、銀等の金属から選択された少なくとも１つが挙げられる。中でも、高い電導度と安定性、再現性に優れているポリ（４−スチレンスルホン酸）をドープしたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）のキャストフィルムが好適である。【００２０】
外部刺激による高分子フィルム又は繊維の分子吸脱着法としては、ニクロム線やトーチ、バーナー、赤外線照射やレーザー照射、マイクロ波照射による加熱、真空ポンプやアスピレーターによる減圧、直流波や交流波、三角波、矩形波及びパルス波などの電圧印加によるジュール加熱から選択される少なくとも１つが挙げられる。中でも、簡便であり制御性に優れた直流電圧が好ましい。【００２１】
本発明の実施形態では、高分子アクチュエータに使用する高分子フィルムとして、電圧を印加すると水分子の脱着により体積が収縮し、電圧を切ると大気中の水分子を吸着することで膨張して元の体積に戻る特性を有するポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）フィルムを用いた。【００２２】
かかるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳフィルムはキャスト法により作製した。ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液（Ｂａｙｔｒｏｎ  Ｐ  ＡＧ，Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ）に、ドデシルベンゼンスルホン酸（ソフト型）（東京化成工業）を０．０１ｗｔ％、エチレングリコール（東京化成工業）を３ｗｔ％加え、テフロン（登録商標）シャーレ（直径φ１０５）上でキャストした。キャストの際、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液の溶媒である水と、加えたエチレングリコールを蒸発させるため、乾燥オーブン（ＮＤＯ−４００Ｗ，ＥＹＥＬＡ）で６０℃、６時間乾燥させ、真空オーブン（ＡＤＰ２００，ヤマト科学工業）で１６０℃、１時間熱処理した。上記により作製したフィルム（膜厚１０μｍ）を長さ５０ｍｍ、幅２ｍｍに切り出した。なお、チャックの掴みしろを考慮して４ｍｍ程度長めに切り出した。【００２３】
図１は、高分子アクチュエータの基本パーツである高分子アクチュエータ素子（単セル）の構造を示した図である。高分子アクチュエータ素子１は、高分子フィルム１７が電圧印加により収縮することでロッド１２の先端２２（ピン２２ともいう）が突出し、電圧を切るとフィルムが元の寸法に戻るためロッド１２の先端２２も元の位置に戻る構造となっている。【００２４】
上述した方法により作製した高分子フィルムをフィルム固定ネジ１８により両端を固定した。高分子アクチュエータ素子１には通電接続用端子２３を介して電圧が印加される。電圧は直流電圧が好ましく、通電端子（電極凹部）２３−１ａと２３−１ｂに電圧を印加することで高分子フィルム１７の両端に電圧が印加される。なお、印加する電圧の極性は問わない。即ち、通電端子２３−１ａが正、又は通電端子２３−１ｂが正であってもよく、対極がこれに対応する極性であれば良い。電極は、固定電極１１と可動電極１６とから構成されている。可動電極１６は、スライドガイド穴２０に沿って、高分子フィルム１７の収縮に合わせて上下に動く。可動電極１６とロッド１２とはロッド固定ネジ２１により固着連結されているため、ロッド１２は高分子フィルム１７が収縮するのと連動して上の方向に引き上げられ、ロッド１２の先端であるピン２２が突出する構造となっている。【００２５】
高分子フィルム１７は電圧印加の有無により伸縮するが、収縮する速度が速いのに対して、伸長するときの速度は収縮速度よりも数倍以上遅いという特性がある。これは、高分子フィルム１７の伸縮が周囲にある水分子の吸脱着により起こり、水分子の吸脱着の速度は拡散律速により決まるためである。【００２６】
高分子フィルム１７は気体中の水分子の吸脱着により伸縮するため、ケース２６内の湿度、温度を調節する必要がある。相対湿度が９０％以上の環境に高分子フィルム１７を設置することにより、相対湿度５０％のときよりも３倍近く伸縮率を高めることができる。このためには、例えば、温度５０℃、相対湿度９０％以上の雰囲気下で、高分子フィルム１７に水蒸気を充分吸収させた状態でケース２６内に固定する。蒸発や漏れにより不足した水蒸気は、ケース２６に開けられた水分供給口より適宜供給する。これにより、ケース２６の相対湿度を常に９０％以上に保つことができる。また、湿度、温度を調節する他の手段として、この実施例では水蒸気供給孔２７を備えている。水蒸気供給孔２７からケース２６内に所定の温度の水蒸気を供給することにより、ケース２６内の湿度、温度を所定の条件に調節することができる。【００２７】
高分子フィルム１７の伸縮速度の向上を図るため、ロッド１２の可動電極１６側には、バネ１５が挿入されている。バネ１５は高分子フィルム１７が収縮しない状態において自然長であり、高分子フィルム１７が電圧の印加により収縮することにより、バネ１５は収縮する。バネ１５は、高分子フィルム１７に印加される電圧を切った際の高分子フィルム１７の伸長を補助するのみならず、高分子アクチュエータ素子１の縦置、横置等、任意の設置方向で駆動させることを可能ならしめる。また、バネ定数調整部１３によりバネ１５のバネ定数を調整することができるように、調整ネジ１３−１、１３−２等の複数の調整ネジが設けられている。図１においては、バネを受けるバネ押さえ板１４に開けた３つの穴と、筐体に開けた４つの穴でバネの取付長を１ｍｍ毎に変化させ、アクチュエータのバネ圧を任意に調整することができるように構成している。【００２８】
図２は、複数個の高分子アクチュエータ素子１を組み合わせたときの構造を示した図である。組立用基板３０には、電極の凹部２３−１ａ及び２３−１ｂを差し込むための電極凸部２３−２ａ及び２３−２ｂが必要数設けられている。なお、組立用基板３０と高分子アクチュエータ素子１とは必要に応じて両者をボルト等により固定すれば良い。【００２９】
電極凸部２３−２ａ、２３−２ｂは共通電極基板２４と接続しており、共通電極基板２４は接続ソケット２５と接続している。高分子アクチュエータ素子１への電圧印加は、接続ソケット２５に接続する制御回路４０により、可動させたい高分子アクチュエータ素子１に選択的に印加される。このような構成とすることにより、高分子アクチュエータ素子１を電子部品のように扱うことができる。また、共通電極基板２４上に突出したピンに挿入するだけで簡便に通電させることができる。なお、この実施例ではコンピュータ５０が制御パターンを制御回路４０に送る構成となっている。【００３０】
高分子アクチュエータ素子１は単素子としての利用はもちろんであるが、複数個の高分子アクチュエータ素子１と共通電極基板２４等を組み合わせることにより、点字セルや点字ディスプレイを作製することができる。【００３１】
図３は、高分子アクチュエータ素子１を点字ディスプレイとして利用したときの構成の概略図である。この実施例では、高分子アクチュエータ素子１を６個組み合わせることにより、一組の点字ユニット１００とし、これを複数個設けて点字ディスプレイ２００としている。点字ディスプレイ２００は、制御回路４０とコンピュータ５０に接続し、コンピュータ５０からの信号に基づいて制御回路４０がロッド１２の先端（ピン）２２を上下させ、ピン２２をケース２６の外側に突出させることで点字を表示する。【００３２】
図４は、高分子アクチュエータ素子１の上部の拡大図である。図４（ａ）はピン２２が突出していない状態、即ち、高分子フィルム１７に電圧が印加されていない状態を示した図であり、図４（ｂ）は高分子フィルム１７に電圧が印加されることにより、高分子フィルム１７が収縮し、これによりピン２２が突出した様子を示した図である。
【実施例】
【００３３】
（実施例１）
前述した方法により作製した高分子フィルムを用いて、共通電極基板２４上に超小型二段重ね用端子（ＭＢ−３−１．２Ｈ，マックエイト）を半田付けし、高分子アクチュエータ素子１を挿入した。直流安定化電源（ＭＳＡＺ３６，日本スタビライザー工業）を用いて高分子アクチュエータ素子１に直流電圧を印加し、恒温恒湿槽（ＫＣＬ−２０００Ｗ，ＥＹＥＬＡ）を用いて温湿度を調節する中で高分子アクチュエータ素子１の伸縮挙動を測定した。伸縮挙動はレーザー変位計（ＬＢ−０８０，ＫＥＹＥＮＣＥ）で測定し、データ収集システム（ＮＲ−５００，ＫＥＹＥＮＣＥ）を用いてコンピュータ上で解析した。【００３４】
図５はその結果を示したグラフである。２５℃，５０％ＲＨの環境下で１０Ｖの電圧を印加すると６４ｍＡの電流が流れ、ロッド１２の先端（ピン）２２は１．２ｍｍ（２．４％）持ち上げられた。また電圧を切るとピン２２は元の位置に戻った。図５において、電圧ＯＮ時、電圧ＯＦＦ時の傾きからアクチュエータの最大応答速度を求めると、電圧ＯＮ時は０．５１ｍｍ／ｓ、電圧ＯＦＦ時は０．０５５ｍｍ／ｓとなった。電圧をＯＦＦした際のピン２２の戻り速度は、電圧をＯＮした際のピン２２の突出速度に比べて遅く、１０分の１程度であることがわかった。これは、電圧をＯＮした際のピン２２の突出速度に起因するフィルムの収縮は電気的な強制力によるが、電圧をＯＦＦした際のピン２２の戻り速度に起因するフィルムの伸長は水分子の自然拡散で起こるためと考えられる。【００３５】
また、図６に見られるように、同じ２５℃，５０％ＲＨの環境下で１０Ｖの電圧を印加した際のロッド１２の推力は２５ｇｆ（約０．２５Ｎ）となった。これは、現行のピエゾアクチュエータを用いた点字ディスプレイの２０ｇｆを超える値で、点字を認識するのに十分満足できる値である。【００３６】
次に、湿度を８０〜９０％ＲＨに保ったケース２６内で、高分子アクチュエータ素子１の耐久性を調べた。ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳフィルムを高分子アクチュエータ素子１のチャックに挟み、チャック間が５０ｍｍとなるように固定した。共通電極基板２４上に超小型二段重ね用端子（ＭＢ−３−１．２Ｈ，マックエイト）を半田付けし、高分子アクチュエータ素子１を挿入した。ポテンショスタット（ＨＡ−３０１，北斗電工）を用いて１０Ｖの電圧を２秒間ＯＮ、８秒間ＯＦＦを１サイクルとし繰り返し印加した。伸縮挙動は、ビデオカメラ（ＤＣＲ−ＰＣ１０００，ソニー）で録画した映像をコンピュータ上で画像解析することにより求めた。【００３７】
その結果を示したものが図７である。始め、１０００回あたりまで、高分子フィルム１７の収縮に伴う高分子アクチュエータ素子１の変位は変動するが、やがて定常状態に達した。高分子アクチュエータ素子１は、安定した変位量を８万回以上継続して発生させることがわかった。【００３８】
（実施例２）
高伸縮タイプのＰＥＤＯＴ／ＰＳＳフィルムを作製し、このフィルムを用いることにより高分子アクチュエータ素子の小型化が可能なことを検証した。
高伸縮タイプのＰＥＤＯＴ／ＰＳＳフィルムの作製は、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液（Ｂａｙｔｒｏｎ  Ｐ  ＡＧ，Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ）とポリ（４−スチレンスルホン酸）（ＰＳＳ）（Ａｌｄｒｉｃｈ社）をそれぞれＰＳＳの重量比で３：７になるよう混合し、ドデシルベンゼンスルホン酸（ソフト型）（東京化成工業）を０．０１ｗｔ％、エチレングリコール（東京化成工業）を１０ｗｔ％加え、さらにその混合溶液にアンモニア水（１Ｎ）（関東化学）を滴下してｐＨメータ（Ｆ−５３，堀場製作所）を用いてｐＨ２．５に溶液を中和してよく撹拌させた後、テフロン（登録商標）シャーレ（直径１０５ｍｍ）上でキャストした。キャストの際、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液の溶媒である水と、加えたエチレングリコールを蒸発させるため、乾燥オーブン（ＮＤＯ−４００Ｗ，ＥＹＥＬＡ）で６０℃，６時間乾燥させ、真空オーブン（ＡＤＰ２００，ヤマト科学工業）で１６０℃，１時間熱処理した。【００３９】
従来のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳフィルムの伸縮率は２．４％であったが、高伸縮タイプのＰＥＤＯＴ／ＰＳＳフィルムを用いることによりその伸縮率は４％に向上した。図８に、従来のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳフィルムと高伸縮タイプのＰＥＤＯＴ／ＰＳＳフィルムを用いた場合の高分子アクチュエータ素子１の大きさの比較を示す。高分子アクチュエータ素子１に高伸縮フィルムを用いることによって、従来と同じ１ｍｍのピン２２の突出に必要なフィルム長が５０ｍｍから半分の２５ｍｍになり、図８に見られるように、高分子アクチュエータ素子自身を全長６８．５ｍｍから４３．５ｍｍへと２５ｍｍ短くすることができ、従来の全長から３６％小型化することができた。【００４０】
小型化した高分子アクチュエータ素子１を６個集積し、一つの点字セル３００として一体化した構造の設計を行った。設計された点字セル３００の外観を図９に示す。点字セル３００として一体化するにあたり、高分子アクチュエータ素子１のピッチ間隔をより狭くするため、６個の筐体を一つにして固定電極１１を共通電極とした。また可動電極１６側の通電は、配線用基板６０を点字セル３００に挿入し、６個のバネ１５の固定端からまとめて取れるようにした。
本点字セル３００は、制御装置から６個の高分子アクチュエータ素子１に電圧をそれぞれ印加し、ピン２２の突出を独立して制御することによって点字の表示を可能としたものである。さらに、この点字セル３００を並べることで、コンピュータの文字情報を連続した点字表示として出力する点字ディスプレイを作製することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明によれば、高分子フィルム又は繊維の伸縮を利用した高分子アクチュエータ素子を作製することができ、かかる高分子アクチュエータ素子は点字ディスプレイ、人工弁、ケミカルバルブ、スイッチ等の電子工学素子として応用することができる。【００４２】
本明細書は、２００７年３月２０日出願の特願２００７−０７２６４７に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
【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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【図９】
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【国際調査報告】
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2008123090.tif 000013
2008123090.tif 000014
2008123090.tif 000015