(57)【要約】【課題】簡単な構成でプリストレインを与えることができる小型のアクチュエータを提供する。【解決手段】電界を印加すると歪みを生じるポリマからなるシート状の伸縮部の対向する面に電圧信号を印加して伸縮させるアクチュエータであって、引っ張り方向の外力に対する歪み量が圧縮方向の外力に対する歪み量より大きい弾性体からなるシート状の弾性体部を有し、伸縮部は、面に沿って少なくとも一方向に伸張された状態で弾性体部と積層し接合されていることを特徴とするアクチュエータ。【選択図】図１
2011083122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界を印加すると歪みを生じるポリマからなるシート状の伸縮部の対向する面に電圧信号を印加して伸縮させるアクチュエータであって、
引っ張り方向の外力に対する歪み量が圧縮方向の外力に対する歪み量より大きい弾性体からなるシート状の弾性体部を有し、
前記伸縮部は、前記面に沿って少なくとも一方向に伸張された状態で前記弾性体部と積層し接合されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記伸縮部を挟んで２つの前記弾性体部が対向するように前記面にそれぞれ接合されてい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】
前記弾性体部は導電性を有し、２つの前記弾性体部をそれぞれ電極として前記電圧信号を印加するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記伸縮部は、
前記伸縮部の２つの面にそれぞれ形成された電極層を有し、
前記電極層を挟んで前記弾性体部と接合されていることを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記弾性体部は、
前記伸縮部と同じシート状のポリマからなることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
電界を印加すると歪みを生じるポリマからなる複数のシート状の伸縮部を有し、それぞれの前記伸縮部の対向する面に電圧信号を印加して伸縮させるアクチュエータであって、
前記伸縮部は、それぞれ前記面に沿って互いに異なる方向に伸張された状態で積層され接合されていることを特徴とするアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
超小型機器に用いるアクチュエータとして、電界を印加すると歪みを生じるポリマを用いるものが知られている。
【０００３】
ところが、ポリマは、そのままでは伸縮できる量が小さいため、プリストレイン（Ｐｒｅｓｔｒａｉｎ）をポリマに与え、アクチュエータとしての出力を増すことが行われている。
【０００４】
例えば、特許文献１では、櫛歯状の機構部品の間にポリマ（電気活性ポリマ）からなるシート状の伸縮部を配置し、上下の櫛歯状の機構部品を伸縮部に押し込むことにより伸縮部を伸張させて力が加わった状態にし、プリストレインを与える構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１７２８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されているアクチュエータは、プリストレインを与えるために櫛歯状の機構部品や、機構部品を付勢するためのバネが必要であり、小型化が難しいうえ、部品点数が多く組立に長時間を要するため製造コストが高くなる問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で伸縮部にプリストレインを与えることができる小型のアクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明は以下のような特徴を有するものである。
【０００９】
１．電界を印加すると歪みを生じるポリマからなるシート状の伸縮部の対向する面に電圧信号を印加して伸縮させるアクチュエータであって、
引っ張り方向の外力に対する歪み量が圧縮方向の外力に対する歪み量より大きい弾性体からなるシート状の弾性体部を有し、
前記伸縮部は、前記面に沿って少なくとも一方向に伸張された状態で前記弾性体部と積層し接合されていることを特徴とするアクチュエータ。
【００１０】
２．前記伸縮部を挟んで２つの前記弾性体部が対向するように前記面にそれぞれ接合されていることを特徴とする前記１に記載のアクチュエータ。
【００１１】
３．前記弾性体部は導電性を有し、２つの前記弾性体部をそれぞれ電極として前記電圧信号を印加するように構成されていることを特徴とする前記２に記載のアクチュエータ。
【００１２】
４．前記伸縮部は、
前記伸縮部の２つの面にそれぞれ形成された電極層を有し、
前記電極層を挟んで前記弾性体部と接合されていることを特徴とする前記１または２に記載のアクチュエータ。
【００１３】
５．前記弾性体部は、
前記伸縮部と同じシート状のポリマからなることを特徴とする前記１から４の何れか１項に記載のアクチュエータ。
【００１４】
６．電界を印加すると歪みを生じるポリマからなる複数のシート状の伸縮部を有し、それぞれの前記伸縮部の対向する面に電圧信号を印加して伸縮させるアクチュエータであって、
前記伸縮部は、それぞれ前記面に沿って互いに異なる方向に伸張された状態で積層され接合されていることを特徴とするアクチュエータ。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、シート状の伸縮部を、面に沿って少なくとも一方向に伸張した状態で、引っ張り方向の外力に対する歪み量が圧縮方向の外力に対する歪み量より大きい弾性体からなるシート状の弾性体部と積層し接合する。
【００１６】
したがって、簡単な構成で伸縮部にプリストレインを与えることができる小型のアクチュエータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態のアクチュエータの構成要素である伸縮部１と弾性体部２とを接合する手順を説明する説明図である。
【図２】第１の実施形態のアクチュエータの動作を説明する説明図である。
【図３】第１の実施形態における複数の伸縮部１を積層させたアクチュエータの構成例を示す図である。
【図４】第２の実施形態のアクチュエータの構成要素である電極層３を備えた伸縮部１と弾性体部２とを接合する手順を説明する説明図である。
【図５】第２の実施形態のアクチュエータの構成例を説明する説明図である。
【図６】伸縮部１の片面に電極層３ａを挟んで弾性体部２を接合したアクチュエータ１０に電圧信号を印加した状態を説明する説明図である。
【図７】伸縮部１の両面に電極層３ａ、３ｂをそれぞれ挟んで弾性体部２ａ、２ｂを接合したアクチュエータ１０に電圧信号を印加した状態を説明する説明図である。
【図８】互いに異なる方向に伸張された伸縮部１Ａと伸縮部１Ｂとを接合する手順を説明する説明図である。
【図９】第３の実施形態において、複数の伸縮部１を積層させたアクチュエータの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施の一形態を図面に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００１９】
図１は、第１の実施形態のアクチュエータの構成要素である伸縮部１と弾性体部２とを接合する手順を説明する説明図、図２は、第１の実施形態のアクチュエータの動作を説明する説明図である。
【００２０】
図１（ａ）は、第１の実施形態のアクチュエータの構成要素である伸縮部１と弾性体部２とを接合する前の状態を示している。
【００２１】
伸縮部１は、電界を印加すると歪みを生じるポリマ、例えば、誘電ポリマ（シリコン樹脂やアクリル系樹脂）や電気活性ポリマ（シリコンエラストマー、ポリウレタン）などからなり、図１（ａ）のようにシート状である。
【００２２】
弾性体部２は、引っ張り方向の外力に対する歪み量が圧縮方向の外力に対する歪み量より大きいシート状の弾性体からなる。弾性体としては、例えば、シリコンゴムやアクリルゴムなどの合成ゴムや天然ゴム、または、誘電ポリマ、電気活性ポリマなどを用いることができる。
【００２３】
図１（ａ）のｘ１、ｘ２で示す矢印は伸縮部１の面に沿って伸縮部１に加わるＸ軸方向の力を表し、ｙ１、ｙ２で示す矢印は伸縮部１の面に沿って伸縮部１に加わるＹ軸方向の力を表している。
【００２４】
図１（ａ）のように、伸縮部１は、ｘ１、ｘ２で示す力により互いに反対方向に引っ張られ、Ｘ軸方向に伸張された状態になっている。また、同様に、ｙ１、ｙ２で示す力により互いに反対方向に引っ張られ、Ｙ軸方向に伸張された状態になっている。
【００２５】
すなわち、図１（ａ）では、伸縮部１は、面に沿ってＸ軸方向とＹ軸方向の２方向に伸張され、プリストレインされている。このように伸縮部１が伸張された状態で、矢印Ｚ１で示す方向に伸縮部１を移動させて図１（ｂ）のように弾性体部２と積層し、接合させる。
【００２６】
製造時においては、例えば、次のような手順で伸縮部１と弾性体部２とを積層し、接合させることができる。
【００２７】
Ｓ１：治具により伸縮部１の四辺の端部を挟んで所定の力でＸ軸方向とＹ軸方向に引っ張り、伸縮部１を伸張した状態にする。
【００２８】
Ｓ２：伸縮部１と弾性体部２の間の対向する面の少なくとも一方に接着剤等を塗布する。
【００２９】
Ｓ３：伸縮部１を移動させて弾性体部２と積層し、接合させる。
【００３０】
伸縮部１の４辺は、弾性体部２の４辺より長くしておき、接合後に切断して所定の形状にすれば良い。
【００３１】
なお、伸縮部１を誘電ポリマーから形成した場合は、誘電ポリマーがそれ自身に多少の粘着性を持っているので、Ｓ２の接着剤等を塗布する工程を省略し、誘電ポリマの粘着性によって接合しても良い。
【００３２】
シート状の誘電ポリマーを製作する際は、加熱してシート状にする加工を行うのが一般的であるが、加熱して完全硬化する直前の状態、すなわち完全硬化時より粘着性が高い状態で弾性体部２と積層し、接合するとより接着力を高めることができる。あるいは、シート状の誘電ポリマーの表面だけを活性化して粘着性を高めて接合しても良い。
【００３３】
図１（ｂ）のｘ３、ｘ４で示す矢印は伸縮部１の面に沿って伸縮部１に加わるＸ軸方向の力を表し、ｙ３、ｙ４で示す矢印は伸縮部１の面に沿って伸縮部１に加わるＹ軸方向の力を表している。
【００３４】
接合された伸縮部１と弾性体部２とは伸縮部１に与えられたプリストレインによりｘ３、ｘ４とｙ３、ｙ４で示す圧縮方向に縮もうとするが、弾性体部２は引っ張り方向の外力に対する歪み量が圧縮方向の外力に対する歪み量より大きく、圧縮方向にはほとんど変形しない。そのため、弾性体部２と接合された伸縮部１はプリストレインが与えられた状態を保持することができる。
【００３５】
このように、本実施形態では簡単な構成で伸縮部１にプリストレインを与えることができる。
【００３６】
図２に示す第１の実施形態のアクチュエータ１０は、図１と同様の方法でプリストレインを与えられた伸縮部１の２つの面に弾性体部２ａと弾性体部２ｂをそれぞれ接合して作製されている。
【００３７】
本実施形態では、弾性体部２ａと弾性体部２ｂは、導電性を有し伸縮部１に電界を印加する電極として機能する。弾性体部２ａ、２ｂには、例えば、シリコンゴムやアクリルゴムなどのゴム材料にカーボンナノチューブや銀ナノフィラーを導電材料として分散させた材料を用いることができる。
【００３８】
図中の２０はアクチュエータ駆動回路であり、図２（ａ）は弾性体部２ａと弾性体部２ｂとの間に電圧が印加されていない状態、図２（ｂ）は弾性体部２ａと弾性体部２ｂとの間に電圧が印加されている状態を示している。
【００３９】
図２（ｂ）のように弾性体部２ａと弾性体部２ｂとの間に電圧が印加されると、伸縮部１は、発生する電界の大きさに略比例して図中の矢印Ｚ２、Ｚ３方向に収縮するとともに、図中の矢印ｘ５，ｘ６、ｙ５、ｙ６方向に伸張する。
【００４０】
伸縮部１は、面に沿うＸ軸とＹ軸の２方向にプリストレインを与えられているので、矢印ｘ５，ｘ６、ｙ５、ｙ６方向に大きく伸張する。弾性体部２ａと弾性体部２ｂは、引っ張り方向の外力に対する歪み量が圧縮方向の外力に対する歪み量より大きいので、伸張する方向には変形しやすく伸縮部１と一体に伸張する。
【００４１】
本実施形態では、弾性体部２ａと弾性体部２ｂが、伸縮部１に与えるプリストレインを保持する機能と、電極の機能とを有するので、非常に簡単な構成でアクチュエータを構成できる。
【００４２】
図３は、第１の実施形態における複数の伸縮部１を積層させたアクチュエータの構成例を示す図である。
【００４３】
図３の構成では、伸縮部１の面方向の変位に比べ小さい厚み方向の変位を増大させるために４つの伸縮部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを厚み方向に積層している。
【００４４】
伸縮部１ａは導電性を有する弾性体部２ａと弾性体部２ｂに挟まれ、伸縮部１ｂは導電性を有する弾性体部２ｂと弾性体部２ｃに挟まれ、伸縮部１ａ、伸縮部１ｂにそれぞれ同じ方向に電界を印加できるようになっている。同様に、伸縮部１ｃは導電性を有する弾性体部２ｃと弾性体部２ｄに挟まれ、伸縮部１ｄは導電性を有する弾性体部２ｄと弾性体部２ｅに挟まれ、伸縮部１ｃ、伸縮部１ｄにそれぞれ同じ方向に電界を印加できるようになっている。
【００４５】
このように伸縮部１を積層すると、層数に応じて厚み方向の変位も増大する効果が得られるので、厚み方向の変位を取り出すアクチュエータとして使用する際には有効な方法である。
【００４６】
次に、第２の実施形態について図４、図５を用いて説明する。
【００４７】
図４は、第２の実施形態のアクチュエータの構成要素である電極層３を備えた伸縮部１と弾性体部２とを接合する手順を説明する説明図、図５は、第２の実施形態のアクチュエータの構成例を説明する説明図である。
【００４８】
第１の実施形態との違いは、伸縮部１の両面に電極層３ａ、電極層３ｂが形成されている点である。電極層３ａ、電極層３ｂは、アクチュエータ１０の電極として機能する。
【００４９】
伸縮部１は、第１の実施形態と同様に、図４（ａ）のように、矢印ｘ１、ｘ２で示す力により互いに反対方向に引っ張られ、Ｘ軸方向に伸張された状態に、また、矢印ｙ１、ｙ２で示す力により互いに反対方向に引っ張られ、Ｙ軸方向に伸張された状態にして弾性体部２と接合する。
【００５０】
そのため、電極層３ａ、電極層３ｂは、伸縮部１を伸張してから伸縮部１に形成した方が、電極層３ａ、電極層３ｂに引っ張る力が加わらないので望ましい。しかしながら、電極層３ａ、電極層３ｂを伸縮部１と一体に伸張可能な材料で形成するのであれば、電極層３ａ、電極層３ｂを伸縮部１に形成してから伸縮部１を伸張しても良い。
【００５１】
電極層３ａ、電極層３ｂには、例えば、合成ゴムなどの弾性材料にカーボンナノチューブや銀ナノフィラーなどの導電材料を分散した材料を用いることができる。電極層３ａ、電極層３ｂが電極として機能するので、弾性体部２は導電性を有する必要はない。
【００５２】
弾性体部２に用いる弾性体としては、例えば、シリコンゴムやアクリルゴムなどの合成ゴムや天然ゴム、または、誘電ポリマ、電気活性ポリマなどを用いることができる。
【００５３】
伸縮部１は、面に沿ってＸ軸方向とＹ軸方向の２方向に伸張され、プリストレインされている状態で、電極層３ａと弾性体部２の対向する面に接着剤等を塗布して接合する。
【００５４】
図４（ｂ）は、第２の実施形態のアクチュエータ１０の一例であり、電極層３ａを挟んで伸縮部１と弾性体部２とが接合されている。
【００５５】
弾性体部２に伸縮部１と同じシート状のポリマを用いると、部材を共通化し部品点数を削減することができる。
【００５６】
図５は、伸縮部１を積層した第２の実施形態のアクチュエータ１０の例である。
【００５７】
図５（ａ）の構成では、伸縮部１の面方向の変位に比べ小さい厚み方向の変位を増大させるために５つの伸縮部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅを厚み方向に積層している。第２の実施形態では、伸縮部１ａには電極層３ａ、３ｂが、伸縮部１ｂには電極層３ｃ、３ｄが、伸縮部１ｃには電極層３ｅ、３ｆが、伸縮部１ｄには電極層３ｇ、３ｈが、伸縮部１ｅには電極層３ｉ、３ｊがそれぞれ形成されている点が図３の例と異なっている。
【００５８】
プリストレインが与えられた状態の伸縮部１ａは弾性体部２ａに電極層３ｂを挟んで接合されている。プリストレインが与えられた状態の伸縮部１ｂは、弾性体部２ａと電極層３ｃを挟んで接合され、弾性体部２ｂと電極層３ｄを挟んで接合されている。プリストレインが与えられた状態の伸縮部１ｃ、１ｄ、１ｅも同様に弾性体部２ｂ、２ｃ、２ｄと接合されている。
【００５９】
このように伸縮部１を積層すると、第１の実施形態と同様に、層数に応じて厚み方向の変位も増大する効果が得られる。
【００６０】
また、第２の実施形態では、電極層３を伸縮部１の両面に形成し電極として機能させるので、弾性体部２は必ずしも伸縮部１の両面に接合する必要はない。図５（ｂ）は、プリストレインが与えられた状態の６つの伸縮部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆの間に２つの弾性体部２ａ、２ｂを設けた例である。
【００６１】
弾性体部２ａ、２ｂが、伸縮部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆをプリストレインが与えられた状態に保持することが可能であれば、図５（ｂ）のように弾性体部２の層数を伸縮部１より減らすこともできる。
【００６２】
次に、第２の実施形態で、伸縮部１の片面に弾性体部２を接合した場合の留意点について説明する。
【００６３】
図６は、プリストレインを与えられた伸縮部１の片面に電極層３ａを挟んで弾性体部２を接合したアクチュエータ１０にアクチュエータ駆動回路２０を接続した状態である。図６（ａ）はアクチュエータ１０に電圧が印加されていない状態、図６（ｂ）は、アクチュエータ１０に電圧が印加されている状態である。
【００６４】
電圧を印加すると、伸縮部１は、厚み方向に縮み、面方向に伸張するが、弾性体部２の面方向の伸張が伸縮部１より少ないと図６（ｂ）のように紙面上下方向に反ったような状態になる。アクチュエータ１０としてこのような反りを積極的に利用する場合以外は、このような反りがあると印加した電圧に対し線形に変位しないので好ましくない。
【００６５】
そのため、図７のように伸縮部１の両面にそれぞれ弾性体部２を接合し、このような反りが発生しないようにする。
【００６６】
図７は、プリストレインを与えられた伸縮部１の両面に電極層３ａ、３ｂをそれぞれ挟んで弾性体部２ａ、２ｂを接合したアクチュエータ１０にアクチュエータ駆動回路２０を接続した状態である。図７（ａ）はアクチュエータ１０に電圧が印加されていない状態、図７（ｂ）は、アクチュエータ１０に電圧が印加されている状態である。
【００６７】
図７（ｂ）のように、伸縮部１の両面に電極層３ａ、３ｂをそれぞれ挟んで弾性体部２ａ、２ｂを接合すると、電極層３ａ、３ｂに電圧を印加してもアクチュエータ１０に反りは発生せず、印加した電圧に対し線形に変位させることができる。
【００６８】
次に、第３の実施形態について図８、図９を用いて説明する。
【００６９】
図８は、互いに異なる方向に伸張された伸縮部１Ａと伸縮部１Ｂとを接合する手順を説明する説明図、図９は、互いに異なる方向に伸張された伸縮部１Ａと伸縮部１Ｂとを接合した状態を説明する説明図である。
【００７０】
第１の実施形態との違いは、弾性体部２の代わりに伸縮部１Ａと伸縮部１Ｂとを互いに異なる方向に伸張した状態で積層し、接合する点である。
【００７１】
図８（ａ）のｘ１、ｘ２で示す矢印は伸縮部１Ａの面に沿って伸縮部１に加わるＸ軸方向の力を表し、ｙ１、ｙ２で示す矢印は伸縮部１Ｂの面に沿って伸縮部１に加わるＹ軸方向の力を表している。
【００７２】
図８（ａ）のように、伸縮部１Ａは、矢印ｘ１、ｘ２で示す力により互いに反対方向に引っ張られ、Ｘ軸方向に伸張された状態になっている。また、伸縮部１Ｂは、矢印ｙ１、ｙ２で示す力により互いに反対方向に引っ張られ、Ｙ軸方向に伸張された状態になっている。
【００７３】
すなわち、図８（ａ）では、伸縮部１Ａと伸縮部１Ｂは、互いに異なる方向に伸張され、プリストレインが与えられている。伸縮部１Ａと伸縮部１Ｂは、プリストレインが与えられている方向を区別するため伸縮部１の後にＡ、Ｂを付けているが、どちらも第１の実施形態と同じシート状のポリマを用いることができる。
【００７４】
このように伸縮部１Ａと伸縮部１Ｂがそれぞれ伸張された状態で、伸縮部１Ａと伸縮部１Ｂを図８（ｂ）のように積層し、接合させる。
【００７５】
図８（ｂ）のｘ３、ｘ４で示す矢印は伸縮部１Ａの面に沿って伸縮部１Ａに加わるＸ軸方向の力を表し、ｙ３、ｙ４で示す矢印は伸縮部１Ｂの面に沿って伸縮部１Ｂに加わるＹ軸方向の力を表している。
【００７６】
接合された伸縮部１Ａと伸縮部１Ｂとは伸縮部１Ａに与えられたプリストレインによりｘ３、ｘ４と、伸縮部１Ｂに与えられたプリストレインによりｙ３、ｙ４で示す圧縮方向にそれぞれ縮もうとする。しかし、ポリマからなる伸縮部１Ａ、１Ｂは、引っ張り方向の外力に対する歪み量が圧縮方向の外力に対する歪み量より大きく、圧縮方向へはほとんど変形しない。そのため、伸縮部１Ａは接合された伸縮部１Ｂによって、伸縮部１Ｂは接合された伸縮部１Ａによって、プリストレインが与えられた状態を保持することができる。
【００７７】
図９は、第３の実施形態において、複数の伸縮部１を積層させたアクチュエータの構成例を示す図である。
【００７８】
図９（ａ）の構成では、伸縮部１の面方向の変位に比べ小さい厚み方向の変位を増大させるために２つの伸縮部１Ａ、１Ｂを互いに異なる方向に伸張した状態で厚み方向に積層している。
【００７９】
伸縮部１Ａ、１Ｂをアクチュエータとして機能させるためには伸縮部１Ａ、伸縮部１Ｂの両面にそれぞれ電極層３を設ける必要がある。そのため、アクチュエータ１０は、図９（ａ）のように電極層３ａ、伸縮部１Ａ、電極層３ｂ、伸縮部１Ａ、電極層３ｃの順に積層され、接合されている。電極層３ｂは、伸縮部１Ａと伸縮部１Ｂの共通電極になっている。
【００８０】
伸縮部１ＡはＸ軸方向に伸張された状態にし、伸縮部１ＢはＹ軸方向に伸張された状態にして積層し、接合する。電極層３ａ、３ｂ、３ｃは第２の実施形態と同様の方法で形成することができる。
【００８１】
例えば、治具を用いて伸縮部１ＢをＹ軸方向に伸張し、電極層３ａ、電極層３ｂを伸縮部１Ｂの両面にそれぞれ形成する。別の治具を用いて伸縮部１ＡをＸ軸方向に伸張し、電極層３ｃを伸縮部１Ａの上面に形成する。その後、それぞれの治具で伸張された状態で伸縮部１Ａと伸縮部１Ｂを積層し、接合してアクチュエータ１０を作製する。このようにすると、電極層３ａ、電極層３ｂ、電極層３ｃに引っ張る力が加わらない。
【００８２】
なお、電極層３ａ、３ｂ、３ｃを伸縮部１Ａ、１Ｂと一体に伸張可能な材料で形成するのであれば、電極層３ａ、電極層３ｂを伸縮部１Ｂに、電極層３ｃを伸縮部１Ａにそれぞれ形成してから伸縮部１Ａ、１Ｂを伸張しても良い。
【００８３】
電極層３ａ、３ｂ、３ｃには、例えば、合成ゴムなどの弾性材料にカーボンナノチューブや銀ナノフィラーなどの導電材料を分散した材料を用いることができる。
【００８４】
伸縮部１Ａは、電極層３ｂと電極層３ｃとの間に電圧を印加すると、発生する電界の大きさに略比例して厚み方向に収縮するとともに、面方向に伸張する。伸縮部１Ａは、面に沿うＸ軸方向にプリストレインを与えられているので、Ｘ軸方向に大きく伸張する。伸縮部１Ｂは、伸張する方向には変形しやすいので伸縮部１Ａと一体に伸張する。
【００８５】
また、伸縮部１Ｂは、電極層３ａと電極層３ｂとの間に電圧を印加すると、発生する電界の大きさに略比例して厚み方向に収縮するとともに、面方向に伸張する。同様に、伸縮部１Ｂは、面に沿うＹ軸方向にプリストレインを与えられているので、Ｙ軸方向に大きく伸張する。伸縮部１Ａは、伸張する方向には変形しやすいので伸縮部１Ｂと一体に伸張する。
【００８６】
伸縮部１Ａと伸縮部１Ｂに対し、同じ方向に電界が印加されるように電極層３ａ、３ｂ、３ｃに電圧を印加すると、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向ともにプリストレインによる効果で大きく変形し、アクチュエータ１０の面方向の出力を増大することができる。
【００８７】
本実施形態では、同じ材料からなる伸縮部１Ａ、１Ｂを用いてアクチュエータを構成できるので、簡単な工程で作製できコスト面でも有利である。
【００８８】
図９（ｂ）の構成は、５つの伸縮部１Ａと４つの伸縮部１Ｂを互いに異なる方向に伸張して交互に積層し、厚み方向の変位を増大したアクチュエータ１０の例である。
【００８９】
図９（ｂ）のアクチュエータ１０は、同じポリマからなる伸縮部１Ａと伸縮部１Ｂを図９（ａ）と同じ工程を繰り返すことにより作製することができる。
【００９０】
以上このように、本発明によれば、簡単な構成で伸縮部にプリストレインを与えることができる小型のアクチュエータを提供することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１  伸縮部
２  弾性体部
３  電極層
１０  アクチュエータ
２０  アクチュエータ駆動回路
【図１】
2011083122.tif 000003
【図２】
2011083122.tif 000004
【図３】
2011083122.tif 000005
【図４】
2011083122.tif 000006
【図５】
2011083122.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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