(57)【要約】【課題】簡易な構成で駆動力を発生することができる繊毛型アクチュエータを提供する。【解決手段】支持本体２１ａを有し、支持本体２１ａの第１の側に一方向に傾倒して配置され、反傾倒方向に復元力を有する長さの異なる複数の傾斜脚部２２ａ−Ｌ、２２ａ−Ｓを設けたアクチュエータ本体２０ａと、アクチュエータ本体２０ａの傾斜脚部２２ａ−Ｌ、２２ａ−Ｓを傾倒させる駆動力を付与する駆動力付与手段と、アクチュエータ本体２０ａの傾斜脚部２２ａ−Ｌ、２２ａ−Ｓと摩擦接触するように配置された相対移動体３０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持本体を有し、前記支持本体の第１の側に一方向に傾倒して配置され、反傾倒方向に復元力を有する長さの異なる複数の傾斜脚部を設けたアクチュエータ本体と、
前記アクチュエータ本体の前記傾斜脚部を傾倒させる駆動力を付与する駆動力付与手段と、
を備える繊毛型アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載の繊毛型アクチュエータにおいて、
前記アクチュエータ本体の前記傾斜脚部と摩擦接触するように配置された相対移動体を備えること、
を特徴とする繊毛型アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の繊毛型アクチュエータにおいて、
前記駆動力付与手段は、前記相対移動体又は前記アクチュエータ本体の少なくとも一方に振動体を備えること、
を特徴とする繊毛型アクチュエータ。
【請求項４】
請求項２に記載の繊毛型アクチュエータにおいて、
前記駆動力付与手段は、前記アクチュエータ本体と前記相対移動体との間に電位を与え、振動させる電位制御器を備えること、
を特徴とする繊毛型アクチュエータ。
【請求項５】
請求項４に記載の繊毛型アクチュエータにおいて、
前記アクチュエータ本体及び前記相対移動体は、導電性のある導電部材を備えること、
を特徴とする繊毛型アクチュエータ。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の繊毛型アクチュエータにおいて、
前記傾斜脚部は、棒状又は板状部材であること、
を特徴とする繊毛型アクチュエータ。
【請求項７】
請求項２から請求項６までのいずれか１項に記載の繊毛型アクチュエータにおいて、
前記傾斜脚部又は前記相対移動体の接触部の少なくとも一方に摩擦力を有する摩擦部を備えること、
を特徴とする繊毛型アクチュエータ。
【請求項８】
支持本体を有し、前記支持本体の第１及び第２の側に一方向に傾倒して配置され、反傾倒方向に復元力を有する長さの異なる複数の第１及び第２の傾斜脚部を設けたアクチュエータ本体と、
前記アクチュエータ本体の前記第１及び第２の傾斜脚部を傾倒させる駆動力を付与する駆動力付与手段と、
を備える繊毛型アクチュエータ。
【請求項９】
請求項８に記載の繊毛型アクチュエータにおいて、
前記アクチュエータ本体の前記第１の傾斜脚部と摩擦接触するように配置された第１の相対移動体と、
前記アクチュエータ本体の前記第２の傾斜脚部と摩擦接触するように配置された第２の相対移動体とを備えること、
を特徴とする繊毛型アクチュエータ。
【請求項１０】
請求項９に記載の繊毛型アクチュエータにおいて、
前記駆動力付与手段は、前記アクチュエータ本体と前記第１の相対移動体との間、及び／又は、前記アクチュエータ本体と前記第２の相対移動体との間に電位を与え、振動させる第１の電位制御器を備えること、
を特徴とする繊毛型アクチュエータ。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載の繊毛型アクチュエータにおいて、
前記アクチュエータ本体を、前記第１の相対移動体又は前記第２の相対移動体に対して相対的に第１の方向又は第２の方向へ駆動させる駆動方向切換手段を備えること、
を特徴とする繊毛型アクチュエータ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の繊毛型アクチュエータにおいて、
前記駆動方向切換手段は、前記アクチュエータ本体と、前記第１の相対移動体又は前記第２の相対移動体とを選択的に一体化させる手段であり、
前記アクチュエータ本体及び前記第２の相対移動体を一体化させることにより、前記アクチュエータ本体及び前記第２の相対移動体と前記第１の相対移動体とが相対的に前記第１の方向へ駆動し、
前記アクチュエータ本体及び前記第１の相対移動体を一体化させることにより、前記アクチュエータ本体及び前記第１の相対移動体と前記第２の相対移動体とが相対的に前記第２の方向へ駆動すること、
を特徴とする繊毛型アクチュエータ。
【請求項１３】
請求項１２に記載の繊毛型アクチュエータにおいて、
前記駆動方向切換手段は、前記アクチュエータ本体と前記第１の相対移動体との間、及び／又は、前記アクチュエータ本体と前記第２の相対移動体との間に電位を与え、吸着させる第２の電位制御器を備え、
を特徴とする繊毛型アクチュエータ。
【請求項１４】
請求項１１から請求項１３までのいずれか１項に記載の繊毛型アクチュエータにおいて、
前記第１の相対移動体又は前記第２の相対移動体の少なくとも一方は、振動体を備えること、
を特徴とする繊毛型アクチュエータ。
【請求項１５】
請求項１０から請求項１４までのいずれか１項に記載の繊毛型アクチュエータにおいて、
前記アクチュエータ本体、前記第１の相対移動体及び前記第２の相対移動体は、導電性のある導電部材を備えること、
を特徴とする繊毛型アクチュエータ。
【請求項１６】
請求項８から請求項１５までのいずれか１項に記載の繊毛型アクチュエータにおいて、
前記第１及び第２の傾斜脚部は、棒状又は板状部材であること、
を特徴とする繊毛型アクチュエータ。
【請求項１７】
請求項９から請求項１６までのいずれか１項に記載の繊毛型アクチュエータにおいて、
前記第１の傾斜脚部又は前記第１の相対移動体の接触部の少なくとも一方、及び、前記第２の傾斜脚部又は前記第２の相対移動体の接触部の少なくとも一方に摩擦力を有する摩擦部を備えること、
を特徴とする繊毛型アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊毛を模した脚部により駆動する繊毛型アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
微細加工技術や医療技術の発展にともない、今まで存在する電磁式や油空圧式のアクチュエータなどではなく、新たな駆動原理によるアクチュエータが大学や企業などで研究開発されてきている。その中で、細い毛などの繊維状部材を駆動源としたアクチュエータの研究もなされており、マイクロアクチュエータなどへの適用を含め、幅広い分野において応用が期待されている（例えば、非特許文献１）。
非特許文献１は、熱膨張率の異なる２種類のポリイミドを積み重ねて構成した繊維状のアクチュエータを、単位面積当たりに複数本、半分ずつ向かい合わせて集積化させたものであり、向かい合った対のアクチュエータに位相のずれた電流を流すことで駆動力を発生する。しかし、微小なアクチュエータに複雑な機構を形成する必要があるので、製造コストが高くなり、また、アクチュエータ自体に柔軟性がないなどの問題がある。更に、アクチュエータを駆動させるために、専用のシーケンス制御器などを準備する必要もある。
【非特許文献１】藤田  博之、「ナノネットインタビュー」、２００４年７月７日、Ｊａｐａｎ  Ｎａｎｏｎｅｔ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ第６７号、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.nanonet.go.jp/japanese/mailmag/2004/067a.html＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、簡易な構成で駆動力を発生することができ、柔軟性がある繊毛型アクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を括弧内に付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、支持本体（２１ａ）を有し、前記支持本体（２１ａ）の第１の側に一方向に傾倒して配置され、反傾倒方向に復元力を有する長さの異なる複数の傾斜脚部（２２ａ）を設けたアクチュエータ本体（２０ａ）と、前記アクチュエータ本体（２０ａ）の前記傾斜脚部（２２ａ）を傾倒させる駆動力を付与する駆動力付与手段とを備える繊毛型アクチュエータ（１０）である。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１に記載の繊毛型アクチュエータ（１０）において、
前記アクチュエータ本体（２０ａ）の前記傾斜脚部（２２ａ）と摩擦接触するように配置された相対移動体（３０）を備えることを特徴とする繊毛型アクチュエータ（１０）である。
【０００６】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の繊毛型アクチュエータ（１０）において、前記駆動力付与手段は、前記相対移動体（３０）又は前記アクチュエータ本体（２０ａ）の少なくとも一方に振動体（６０）を備えることを特徴とする繊毛型アクチュエータ（１０−２）である。
【０００７】
請求項４の発明は、請求項２に記載の繊毛型アクチュエータ（１０）において、前記駆動力付与手段は、前記アクチュエータ本体（２０ａ）と前記相対移動体（３０）との間に電位を与え、振動させる電位制御器（５０）を備えることを特徴とする繊毛型アクチュエータ（１０）である。
【０００８】
請求項５の発明は、請求項４に記載の繊毛型アクチュエータ（１０）において、前記アクチュエータ本体（２０ａ）及び前記相対移動体（３０）は、導電性のある導電部材（２４、３２）を備えることを特徴とする繊毛型アクチュエータ（１０）である。
【０００９】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の繊毛型アクチュエータ（１０）において、前記傾斜脚部（２２ａ）は、棒状又は板状部材であることを特徴とする繊毛型アクチュエータ（１０）である。
【００１０】
請求項７の発明は、請求項２から請求項６までのいずれか１項に記載の繊毛型アクチュエータ（１０）において、前記傾斜脚部（２２ａ）又は前記相対移動体（３０）の接触部の少なくとも一方に摩擦力を有する摩擦部（３１）を備えることを特徴とする繊毛型アクチュエータ（１０）である。
【００１１】
請求項８の発明は、支持本体（２１ｂ）を有し、前記支持本体（２１ｂ）の第１及び第２の側に一方向に傾倒して配置され、反傾倒方向に復元力を有する長さの異なる複数の第１及び第２の傾斜脚部（２２ｂ、２３ｂ）を設けたアクチュエータ本体（２０ｂ）と、前記アクチュエータ本体（２０ｂ）の前記第１及び第２の傾斜脚部（２２ｂ、２３ｂ）を傾倒させる駆動力を付与する駆動力付与手段とを備える繊毛型アクチュエータ（１０−３）である。
【００１２】
請求項９の発明は、請求項８に記載の繊毛型アクチュエータ（１０−３）において、前記アクチュエータ本体（２０ｂ）の前記第１の傾斜脚部（２２ｂ）と摩擦接触するように配置された第１の相対移動体（３０）と、前記アクチュエータ本体（２０ｂ）の前記第２の傾斜脚部（２３ｂ）と摩擦接触するように配置された第２の相対移動体（４０）とを備えることを特徴とする繊毛型アクチュエータ（１０−３）である。
【００１３】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の繊毛型アクチュエータ（１０−３）において、前記駆動力付与手段は、前記アクチュエータ本体（２０ｂ）と前記第１の相対移動体（３０）との間、及び／又は、前記アクチュエータ本体（２０ｂ）と前記第２の相対移動体（４０）との間に電位を与え、振動させる第１の電位制御器（５０）を備えることを特徴とする繊毛型アクチュエータ（１０−３）である。
【００１４】
請求項１１の発明は、請求項９又は請求項１０に記載の繊毛型アクチュエータ（１０−３）において、前記アクチュエータ本体（２０ｂ）を、前記第１の相対移動体（３０）又は前記第２の相対移動体（４０）に対して相対的に第１の方向又は第２の方向へ駆動させる駆動方向切換手段を備えることを特徴とする繊毛型アクチュエータ（１０−３）である。
【００１５】
請求項１２の発明は、請求項１１に記載の繊毛型アクチュエータ（１０−３）において、前記駆動方向切換手段は、前記アクチュエータ本体（２０ｂ）と、前記第１の相対移動体（３０）又は前記第２の相対移動体（４０）とを選択的に一体化させる手段であり、前記アクチュエータ本体（２０ｂ）及び前記第２の相対移動体（４０）を一体化させることにより、前記アクチュエータ本体（２０ｂ）及び前記第２の相対移動体（４０）と前記第１の相対移動体（３０）とが相対的に前記第１の方向へ駆動し、前記アクチュエータ本体（２０ｂ）及び前記第１の相対移動体（３０）を一体化させることにより、前記アクチュエータ本体（２０ｂ）及び前記第１の相対移動体（３０）と前記第２の相対移動体（４０）とが相対的に前記第２の方向へ駆動することを特徴とする繊毛型アクチュエータ（１０−３）である。
【００１６】
請求項１３の発明は、請求項１２に記載の繊毛型アクチュエータ（１０−３）において、前記駆動方向切換手段は、前記アクチュエータ本体（２０ｂ）と前記第１の相対移動体（３０）との間、及び／又は、前記アクチュエータ本体（２０ｂ）と前記第２の相対移動体（４０）との間に電位を与え、吸着させる第２の電位制御器（５０）を備えを特徴とする繊毛型アクチュエータ（１０−３）である。
【００１７】
請求項１４の発明は、請求項１１から請求項１３までのいずれか１項に記載の繊毛型アクチュエータ（１０−３）において、前記第１の相対移動体（３０）又は前記第２の相対移動体（４０）の少なくとも一方は、振動体（６０）を備えることを特徴とする繊毛型アクチュエータ（１０−４）である。
【００１８】
請求項１５の発明は、請求項１０から請求項１４までのいずれか１項に記載の繊毛型アクチュエータ（１０−３）において、前記アクチュエータ本体（２０ｂ）、前記第１の相対移動体（３０）及び前記第２の相対移動体（４０）は、導電性のある導電部材（２４、３２、４２）を備えることを特徴とする繊毛型アクチュエータ（１０−３）である。
【００１９】
請求項１６の発明は、請求項８から請求項１５までのいずれか１項に記載の繊毛型アクチュエータ（１０−３）において、前記第１及び第２の傾斜脚部（２２ｂ、２３ｂ）は、棒状又は板状部材であることを特徴とする繊毛型アクチュエータ（１０−３）である。
【００２０】
請求項１７の発明は、請求項９から請求項１６までのいずれか１項に記載の繊毛型アクチュエータ（１０−３）において、前記第１の傾斜脚部（２２ｂ）又は前記第１の相対移動体（３０）の接触部の少なくとも一方、及び、前記第２の傾斜脚部（２３ｂ）又は前記第２の相対移動体（４０）の接触部の少なくとも一方に摩擦力を有する摩擦部（３１、４１）を備えることを特徴とする繊毛型アクチュエータ（１０−３）である。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、以下のような効果がある。
（１）繊毛型アクチュエータは、複数の傾斜脚部と駆動力付与手段とを設けているので、傾斜脚部を傾倒及び復元させる動作を交互に行なわせ、傾倒方向と逆向きに駆動することができる。
（２）アクチュエータ本体の傾斜脚部と摩擦接触するように配置された相対移動体を備えているので、アクチュエータ本体は、傾斜脚部を傾倒及び復元させる動作を交互にさせ、相対移動体に対して相対的に移動することができる。
【００２２】
（３）駆動力付与手段は、アクチュエータ本体又は相対移動体の少なくとも一方に振動体を備えているので、振動を伝達させることにより、傾斜脚部を傾倒及び復元させる動作を交互に行なわせることができる。
（４）駆動力付与手段は、アクチュエータ本体と相対移動体との間に電位を与える電位制御器を備えているので、交番電位を与えることにより、アクチュエータ本体と相対移動体とを相対的に振動させて傾斜脚部を傾倒及び復元させる動作を交互に行なわせることができる。
【００２３】
（５）アクチュエータ本体及び相対移動体は、導電性のある導電部材を備えているので、静電気力を効率よく得ることができる。
（６）傾斜脚部又は相対移動体の少なくとも一方に摩擦部を備えているので、アクチュエータ本体の傾斜脚部の傾倒する力を繊毛型アクチュエータの駆動力へと効率よく変換することができる。
【００２４】
（７）繊毛型アクチュエータは、アクチュエータ本体の第１の側及び第２の側に第１の傾斜脚部及び第２の傾斜脚部と、駆動力付与手段とを備えているので、第１及び第２の傾斜脚部を傾倒及び復元させる動作を交互に行なわせることにより、アクチュエータ本体は、第１及び第２の傾倒方向と逆向きに駆動することができる。
（８）アクチュエータ本体の第１及び第２の傾斜脚部と摩擦接触するように配置された第１及び第２の相対移動体を備えているので、第２の相対移動体は、第１及び第２の傾斜脚部を傾倒及び復元させる動作を交互に行なわせることにより、第１の相対移動体に対して相対的に２方向に移動することができる。
【００２５】
（９）繊毛型アクチュエータは第１の電位制御器を備えているので、交番電位を与えることにより、アクチュエータ本体と第１の相対移動体、及び／又は、アクチュエータ本体と第２の相対移動体とを相対的に振動させ、第１の傾斜脚部及び第２の傾斜脚部を傾倒及び復元させる動作を交互に行なわせることができる。
（１０）前記繊毛型アクチュエータは、駆動方向切換手段を備えているので、アクチュエータ本体を、前記第１の相対移動体又は前記第２の相対移動体に対して相対的に第１の方向又は第２の方向へ駆動させることができる。
【００２６】
（１１）アクチュエータ本体と第１の相対移動体又は第２の相対移動体とを一体化させることができるので、アクチュエータ本体及び第２の相対移動体と第１の相対移動体とが相対的に第１の方向へ駆動、又は、アクチュエータ本体及び第１の相対移動体と第２の相対移動体とが相対的に第２の方向へ駆動することができる。
（１２）繊毛型アクチュエータは第２の電位制御器を備えているので、異符号の電位を与えることにより、アクチュエータ本体と第１の相対移動体、及び／又は、アクチュエータ本体と第２の相対移動体とを相対的に吸着させ、一体化させることができる。
【００２７】
（１３）第２の相対移動体は、振動体を備えているので、振動を伝達させることにより、第１又は第２の傾斜脚部を傾倒及び復元させる動作を交互に行なわせることができる。
（１４）アクチュエータ本体、第１の相対移動体、及び、第２の相対移動体は、導電性のある導電部材を備えているので、静電気力を効率よく得ることができる。
【００２８】
（１５）第１の傾斜脚部又は第１の相対移動体の少なくとも一方、及び、第２の傾斜脚部又は第２の相対移動体の少なくとも一方に摩擦部を備えているので、アクチュエータ本体の第１の傾斜脚部及び第２の傾斜脚部の傾倒する力を繊毛型アクチュエータの駆動力へと効率よく変換することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明は、簡易な構成で駆動力を発生することができ、柔軟性がある繊毛型アクチュエータを提供するという目的を、長さの異なる複数の繊維状部材を一方向に傾倒させて配置したアクチュエータ本体に、振動を付加することにより実現する。
【実施例１】
【００３０】
以下、図面等を参照して、本発明の実施例をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明による実施例１の繊毛型アクチュエータを示す図である。
繊毛型アクチュエータ１０は、図１に示すように、アクチュエータ本体２０ａ、相対移動体３０及び電位制御器５０を備えている。
アクチュエータ本体２０ａは、複数の傾斜脚部２２ａを固定し、第１の電極２４を内包した支持本体２１ａにより構成された繊毛型アクチュエータ１０の可動部である。
傾斜脚部２２ａは、複数の長い傾斜脚部２２ａ−Ｌ及び短い傾斜脚部２２ａ−Ｓを一方向に傾倒して配置し、傾倒方向に復元力が得られるように片持ち状で固定した人工繊維を植毛した絨毯状のシートなどである。人工繊維は、例えば、ポリアミドやポリエステルなどである。
第１の電極２４は、導電性のある材料、例えば、銅を使用することができる。
【００３１】
相対移動体３０は、アクチュエータ本体２０ａの傾斜脚部２２ａと接触する面に粗面３１を形成し、第２の電極３２を内包した繊毛型アクチュエータ１０の固定部である。
粗面３１は、傾斜脚部２２ａの先端と接触する摩擦抵抗の大きい面であり、例えば、布状のシートなどである。
第２の電極３２は、導電性のある材料、例えば、銅を使用することができる。
電位制御器５０は、第１の電極２４及び第２の電極３２と接続され、両極間に所定の電位を与える電源を含んだ制御器であり、両極間に異符号（＋−）の電位及び同符号の電位を交互に与えること（交番電位）により、引力及び斥力（静電気力）を交互に発生させ、アクチュエータ本体２０ａ及び相対移動体３０の間に振動を発生させる振動回路を備えている。
【００３２】
次に、繊毛型アクチュエータ１０の動作原理について説明する。図２は、繊毛型アクチュエータ１０の動作の流れを示す模式図である。なお、図２では、傾斜脚部２２ａは長い傾斜脚部２２ａ−Ｌ及び短い傾斜脚部２２ａ−Ｓの一対について説明する。また、説明中に用いる右方向及び左方向は、図２の右側方向、左側方向を意味する。
電位制御器５０は、第１の電極２４及び第２の電極３２に交番電位を与え、アクチュエータ本体２０ａと相対移動体３０との間に引力及び斥力を交互に発生させて振動させる。相対移動体３０は、固定されているので、アクチュエータ本体２０ａのみが振動する。
【００３３】
アクチュエータ本体２０ａと相対移動体３０との間に引力（矢印Ｖ１）が発生したときに、図２（Ａ）に示すように、アクチュエータ本体２０ａは、長い傾斜脚部２２ａ−Ｌと粗面３１との接触部を支点（矢印Ａ）として、右方向（矢印Ｃ１、矢印Ｄ）へ倒れるように移動する。図２（Ｂ）に示すように、短い傾斜脚部２２ａ−Ｓが粗面３１と接触するまで移動すると、支点（矢印Ｂ）がその接触部へと移り、更に、右方向（矢印Ｃ１、矢印Ｄ）へ移動する。
【００３４】
図２（Ｃ）に示すように倒れたアクチュエータ本体２０ａは、アクチュエータ本体２０ａと相対移動体３０との間の引力が斥力（矢印Ｖ２）へと変化したときに、斥力（矢印Ｖ２）と傾斜脚部２２ａの復元力（矢印Ｃ２）とにより、図３（Ａ）に示す高さまで再び起き上がる。この図３（Ａ）〜（Ｃ）の運動を繰り返すことにより、アクチュエータ本体２０ａは、右方向（矢印Ｄ）へと移動し続けることができる。
【００３５】
繊毛型アクチュエータ１０は、発生させる振動の周波数を変化させることで、アクチュエータ本体２０ａの移動速度を変化させることができる。例えば、振動が２０ｋＨｚであり、５μｍ／Ｈｚで進めるとしたときは、アクチュエータ本体２０ａは１００ｍｍ／ｓｅｃの速度を出すことができる。傾斜脚部２２ａの数や相対移動体３０の粗面３１の摩擦抵抗などを変更することにより、移動速度だけでなく応答性などの性能を変化させることが可能である。また、電位による駆動なので、消費電力が非常に少なく、エネルギーを節減することができる。
更に、本実施例に示すように、アクチュエータ本体２０ａ及び相対移動体３０を絨毯状シート及び布状シートで構成することで、各シート形状を容易に変更できるので、駆動ストロークを変更することができ、また、各シートの柔軟性により、繊毛型アクチュエータ１０の配置方法を多彩にすることができる。
【００３６】
以上より、実施例１の繊毛型アクチュエータ１０には以下のような効果がある。
（１）繊毛型アクチュエータ１０は、複数の傾斜脚部２２ａを備えたアクチュエータ本体２０ａと、傾斜脚部２２ａと摩擦接触するように配置された相対移動体３０とを備えているので、傾斜脚部２２ａを傾倒及び復元させる動作を交互に行なわせることにより、アクチュエータ本体２０ａは、相対移動体３０に対して傾倒方向とは逆向きへ移動することができる。
（２）繊毛型アクチュエータ１０は、アクチュエータ本体２０ａと相対移動体３０との間に電位を与える電位制御器５０を備えているので、交番電位を与えることにより、アクチュエータ本体２０ａと相対移動体３０とを相対的に振動させ、傾斜脚部を傾倒及び復元させる動作を交互に行なわせることができる。
【００３７】
（３）アクチュエータ本体２０ａ及び相対移動体３０は、導電性のある第１の電極２４及び第２の電極３２を備えているので、静電気力を効率よく得ることができ、容易に振動を発生させることができる。
（４）相対移動体３０は、粗面３１を形成しているので、アクチュエータ本体２０ａの傾斜脚部２２ａの傾倒する力を繊毛型アクチュエータ１０の駆動力へと効率よく変換することができる。
【実施例２】
【００３８】
図３は、本発明による実施例２の繊毛型アクチュエータを示す図である。
なお、以下に示す各実施例では、前述した実施例１と同様な機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に統一した符号を付して、重複する説明や図面を適宜省略する。
実施例２の繊毛型アクチュエータ１０−２は、図３に示すように、アクチュエータ本体２０ａ、相対移動体３０、及び、振動体６０を備えている。
アクチュエータ本体２０ａは、複数の傾斜脚部２２ａを固定し、振動体６０を備えた支持本体２１ａを備えた繊毛型アクチュエータ１０の可動部である。
相対移動体３０は、アクチュエータ本体２０ａの傾斜脚部２２ａと接触する面に粗面３１を形成する繊毛型アクチュエータ１０の固定部である。
振動体６０は、任意の周波数の振動を発生させることができる加振器である。
【００３９】
次に、繊毛型アクチュエータ１０−２の動作原理について説明する。基本的な動作原理は実施例１と同等であり、アクチュエータ本体２０ａに振動を伝える手段が電位制御器５０によるものから振動体６０へと変更され、アクチュエータ本体２０ａに振動（矢印Ｖ）を加えている。
以上より、実施例１の繊毛型アクチュエータ１０には以下のような効果がある。
アクチュエータ本体２０ａは、振動体６０を備えているので、アクチュエータ本体２０ａ及び相対移動体２０の間に配線を設けずに繊毛型アクチュエータ１０−２を駆動させることができる。
【実施例３】
【００４０】
図４は、本発明による実施例３の繊毛型アクチュエータを示す図である。なお、図４では、図３と同様に、第１の傾斜脚部２２ｂ及び第２の傾斜脚部２３ｂは、長い第１の傾斜脚部２２ｂ−Ｌ及び短い第１の傾斜脚部２２ｂ−Ｓの一対と、長い第２の傾斜脚部２３ｂ−Ｌ及び短い第２の傾斜脚部２３ｂ−Ｓの一対との構成について説明する。
繊毛型アクチュエータ１０−３は、図４（Ａ）に示すように、アクチュエータ本体２０ｂ、第１の相対移動体３０、第２の相対移動体４０及び電位制御器５０を備えている。
アクチュエータ本体２０ｂは、第１の傾斜脚部２２ｂ（実施例１の傾斜脚部２２ａと同様のもの）及び第２の傾斜脚部２３ｂを表及び裏面に固定し、第１の電極２４を内包した支持部材２１ｂにより形成された繊毛型アクチュエータ１０−３の可動部である。
第２の傾斜脚部２３ｂは、複数の長い第２の傾斜脚部２３ｂ−Ｌ及び短い第２の傾斜脚部２３ｂ−Ｓを一方向に傾倒して配置し、傾倒方向に復元力が得られるよう片持ち状で固定され、第１の傾斜脚部２２ｂと同種の人工繊維を植毛した絨毯状のシートである。
【００４１】
第２の相対移動体４０は、アクチュエータ本体２０ｂの第２の傾斜脚部２３ｂと接触する面に第２の粗面４１を形成し、第３の電極４２を内包した繊毛型アクチュエータ１０−３の可動部である。
第２の粗面４１は、第２の傾斜脚部２３ｂの先端と接触する摩擦抵抗の大きい面であり、例えば、布状のシートなどである。
第３の電極４２は、導電性のある材料、例えば、銅を使用することができる。
電位制御器５０は、第１の電極２４、第２の電極３２及び第３の電極４２と接続され、各電極間に所定の電位を与える電源を含んだ制御器である。各電極間に交番電位を与えて振動させる振動回路だけでなく、異符号の電位を与え続け電極同士を吸着させるができる吸着回路も含んでいる。
【００４２】
次に、繊毛型アクチュエータ１０−３の動作原理について説明する。なお、前述した実施例１と重複する動作についての説明は適宜省略する。
繊毛型アクチュエータ１０−３を図４の右方向（矢印Ｄ１）へ駆動させるときは、図４（Ｂ）に示すように、アクチュエータ本体２０ｂの第１の電極２４と第２の相対移動体４０の第３の電極４２との間に、異符号の電位を与え、両極を吸着（矢印Ｅ１）させる。それと同時に、第１の相対移動体３０の第２の電極３２と第１の電極２４との間に、交番電位を与え両極間に振動（矢印Ｖ−１）を発生させる。第１の相対移動体３０は固定部であるので、第２の相対移動体４０と吸着したアクチュエータ本体２０ｂは、振動（矢印Ｖ−１）により右方向（矢印Ｄ１）へと移動する。
【００４３】
一方、繊毛型アクチュエータ１０−３を図４の左方向（矢印Ｄ２）へ駆動させるときは、図４（Ｃ）に示すように、アクチュエータ本体２０ｂの第１の電極２４と第１の相対移動体３０の第２の電極３２との間に、異符号の電位を与え、両極を吸着（矢印Ｅ２）させる。それと同時に、第２の相対移動体４０の第３の電極４２と第１の電極２４との間に、交番電位を与え両極間に振動（矢印Ｖ−２）を発生させる。アクチュエータ本体２０ｂと吸着した第１の相対移動体３０は固定部であるので、第２の相対移動体４０は、振動（矢印Ｖ−２）により左方向（矢印Ｄ２）へと移動する。
【００４４】
以上より、実施例３の繊毛型アクチュエータ１０−３には、以下のような効果がある。
（１）繊毛型アクチュエータ１０−３は、複数の第１の傾斜脚部２２ｂ及び第２の傾斜脚部２３ｂを備えたアクチュエータ本体２０ｂと、第１の傾斜脚部２２ｂ及び第２の傾斜脚部２３ｂと摩擦接触するように配置された第１の相対移動体３０及び第２相対移動体４０とを備えているので、アクチュエータ本体２０ｂは、第１の傾斜脚部２２ｂ及び第２の傾斜脚部２３ｂをそれぞれ傾倒及び復元させる動作を交互に、第１の相対移動体３０及び第２相対移動体４０に対して行なうことにより、相対的に２方向に移動することができる。
【００４５】
（２）電位制御器５０は、振動回路を備えているので、交番電位を与えて静電気力を発生させることにより、アクチュエータ本体２０ｂと第１の相対移動体３０、及び、アクチュエータ本体２０ｂと第２の相対移動体４０とを相対的に振動させ、第１の傾斜脚部２２ｂ及び第２の傾斜脚部２３ｂを傾倒及び復元させる動作を交互にさせることができる。
（３）繊毛型アクチュエータ１０−３は、吸着回路を有した電位制御器５０を備え、アクチュエータ本体２０ｂと第１の相対移動体３０又は第２の相対移動体４０とを吸着させることができるので、第２の相対移動体４０を第１の相対移動体３０に対して往復運動（第１及び第２の方向に移動）させることができる。
【００４６】
（４）アクチュエータ本体２０ｂ、第１の相対移動体３０、及び、第２の相対移動体４０は、銅で形成された第１の電極２４、第２の電極３２及び第３の電極４２を備えているので、静電気力を効率よく得ることができる。
（５）第１の相対移動体３０及び第２の相対移動体４０は、第１の粗面３１及び第２の粗面４１を形成しているので、アクチュエータ本体２０ｂの第１の傾斜脚部２２ｂ及び第２の傾斜脚部２３ｂの傾倒する力を繊毛型アクチュエータ１０−３の駆動力へと効率よく変換することができる。
【実施例４】
【００４７】
図５は、本発明による実施例４の繊毛型アクチュエータを示す図である。
繊毛型アクチュエータ１０−４は、図５に示すように、第２の相対移動体４０に振動体６０を備えている。
電位制御器５０は、第１の電極２４、第２の電極３２及び第３の電極４２と接続され、各電極間に異符号の電位を与え電極同士を吸着させるができる吸着回路を有した制御器である。
振動体６０は、任意の周波数の振動を発生させることができる加振器である。
【００４８】
次に、繊毛型アクチュエータ１０−４の動作原理について説明する。なお、前述した実施例３と重複する動作についての説明は適宜省略する。
繊毛型アクチュエータ１０−４を図５の右方向へ駆動させるときは、実施例３と同様にして、アクチュエータ本体２０ｂの第１の電極２４と第２の相対移動体４０の第３の電極４２との間に、異符号の電位を与え、両極を吸着させる。それと同時に、第２の相対移動体４０に設置された振動体６０を振動（矢印Ｖ）させる。第１の相対移動体３０は固定部であるので、第２の相対移動体４０と吸着したアクチュエータ本体２０ｂは、振動体６０の振動により右方向へと移動する。
【００４９】
一方、繊毛型アクチュエータ１０−４を図５の左方向へ駆動するときは、実施例３と同様にして、アクチュエータ本体２０ｂの第１の電極２４と第１の相対移動体３０の第２の電極３２との間に、異符号の電位を与え、両極を吸着させる。それと同時に、第２の相対移動体４０に設置された振動体６０を振動（矢印Ｖ）させる。アクチュエータ本体２０ｂと吸着した第１の相対移動体３０は固定部であるので、第２の相対移動体４０は、振動体６０の振動により左方向へと移動する。
【００５０】
以上より、実施例４の繊毛型アクチュエータ１０−４には、前述した実施例３の効果に加え、以下のような効果がある。
第２の相対移動体４０に振動体６０を設けているので、振動を伝達させることにより、第２の相対移動体４０を第１の相対移動体３０に対し相対的に移動させることができる。また、電位制御器５０は、吸着回路のみの単純な構成にすることができ、製作コストを減少させることができる。
【００５１】
（変形例）
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）実施例１、実施例３及び実施例４では、第１の電極２４、第２の電極３２及び第３の電極４２を使用していたが、各電極を使用しなくてもよい。支持部材２１ａ（２１ｂ）、第１及び第２の相対移動体３０、４０に、静電気を帯びやすい特性をもつ部材を用いることで、電極を用いずに静電気力による引力及び斥力を発生させることも可能である。
（２）実施例１から実施例４では、第１の傾斜脚部２２ｂ（２２ａ）及び第２の傾斜脚部２３ｂに長短の人工繊維を使用していたが、その他の部材を使用しても構わない。例えば、微小形状であれば、印刷により印刷層を積層させ繊維状部材を形成することも可能である。また、人工繊維の形状は、棒状だけでなく板状を使用することも可能である。
【００５２】
（３）実施例１から実施例４では、第１の傾斜脚部２２ｂ（２２ａ）及び第２の傾斜脚部２３ｂは、長短の２種類の人工繊維を用いていたが、３種類以上の長さで構成してもよい。
（４）実施例１から実施例４では、第１の傾斜脚部２２ｂ（２２ａ）及び第２の傾斜脚部２３ｂは、片持ち状態で固定し、復元力を得ていたが、それ以外の方法により、例えば、人工繊維の側面にばねを付加するなどで復元力を得ることも可能である。
【００５３】
（５）実施例１及び実施例２では、アクチュエータ本体２０ａを可動部とし、相対移動体３０を固定部としていたが、アクチュエータ本体２０ａを固定部とし、相対移動体３０を可動部にしてもよい。その場合の実施例２においては、振動体６０は、相対移動体３０に設置する。
（６）実施例３及び実施例４では、第２の相対移動体４０を可動部とし、第１の相対移動体３０を固定部としていたが、第２の相対移動体４０を固定部とし、第１の相対移動体３０を可動部にしてもよい。その場合の実施例４においては、振動体６０は、第１の相対移動体３０に設置する。
【００５４】
（７）実施例３及び実施例４では、第２の相対移動体４０は第１の相対移動体３０に対して往復運動することができたが、それ以外の方向へ移動できるようにしてもよい。例えば、水平平面をＸＹ平面としたときに、第１の相対移動体３０とアクチュエータ本体２０ｂの第１の傾斜脚部２２ｂは＋Ｘ方向に移動するように設定し、アクチュエータ本体２０ｂの第２の傾斜脚部２３ｂと第２の相対移動体４０とは−Ｙ方向に移動するように設定することもできる。
（８）実施例１から実施例４の繊毛型アクチュエータ１０を複数、重ね合わせて多自由度のアクチュエータとしてもよい。例えば、水平平面をＸＹ平面としたときに、実施例３の繊毛型アクチュエータ１０−３を２台、重ねて、Ｘ，Ｙ方向それぞれに往復運動が可能なアクチュエータにすることも可能である。
【００５５】
（９）実施例１から実施例４では、第１の相対移動体３０及び第２の相対移動体４０に摩擦部として第１の粗面３１及び第２の粗面４１を有していたが、第１の傾斜脚部２２ｂ（２２ａ）及び第２の傾斜脚部２３ｂに摩擦部を設けてもよい。例えば、実施例３における繊毛型アクチュエータ１０−３の第１の傾斜脚部２２ｂ及び第２の傾斜脚部２３ｂの先端に粘性のあるゴム部材を構成し、また、第１の相対移動体３０及び第２の相対移動体４０に粗面を設ける必要をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明による実施例１の繊毛型アクチュエータを示す図である。
【図２】本発明による実施例１の繊毛型アクチュエータの動作原理を説明する図である。
【図３】本発明による実施例２の繊毛型アクチュエータを示す図である。
【図４】本発明による実施例３の繊毛型アクチュエータを示す図である。
【図５】本発明による実施例４の繊毛型アクチュエータを示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  繊毛型アクチュエータ
２０ａ、２０ｂ  アクチュエータ本体
２１ａ、２１ｂ  支持本体
２２ａ、２２ｂ  （第１の）傾斜脚部
２３ｂ  第２の傾斜脚部
２４  第１の電極
３０  （第１の）相対移動体
３１  （第１の）粗面
３２  第２の電極
４０  第２の相対移動体
４１  第２の粗面
４２  第３の電極
５０  電位制御器
【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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