(57)【要約】【課題】小型化が可能で、高い出力を得ることができる高分子アクチュエータ及びアクチュエータ装置を提供する。【解決手段】高分子アクチュエータ２において、正極配線１５及び負極配線１６を介して、電源Ｂによって正電極板１０と負電極板１１の間に電圧を印加すると、負に帯電した高分子ゲル１２が、クーロン引力で正電極板１０に引き付けられて圧縮変形する。電圧の印加を停止すると、高分子アクチュエータ２は誘電性高分子を含有する高分子ゲル１２の弾性力によって、元の状態に復帰する。このように、高分子アクチュエータ２は、電極板１０，１１に垂直な方向に往復変位する電動型アクチュエータとして機能する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正電極板と、
負電極板と、
前記正電極板と前記負電極板との間に設けられた誘電性高分子及び可塑剤を含有する高分子ゲルと、
を有し、
前記可塑剤は、前記正電極板と前記負電極板とを可塑剤分子が接続するように、前記誘電性高分子の間に分散していることを特徴とする高分子アクチュエータ。
【請求項２】
前記正電極板と前記負電極板とは、互いに平行に向かい合って配置されてい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。
【請求項３】
前記正電極板と前記負電極板とは、間に前記高分子ゲルを挟んでそれぞれ複数枚、交互に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高分子アクチュエータ。
【請求項４】
前記正電極板は、貫通孔及び／または窪みを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の高分子アクチュエータ。
【請求項５】
前記負電極板の厚さは、０．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の高分子アクチュエータ。
【請求項６】
前記可塑剤は、前記高分子ゲルに対する重量百分率で５０％以上含有されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の高分子アクチュエータ。
【請求項７】
前記誘電性高分子は、重合度が５０００未満であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の高分子アクチュエータ。
【請求項８】
前記高分子ゲルの厚さは、０．１ｍｍ乃至２．０ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の高分子アクチュエータ。
【請求項９】
前記誘電性高分子は、ポリ塩化ビニル及び／またはポリメタクリル酸メチルであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の高分子アクチュエータ。
【請求項１０】
前記可塑剤は、アジピン酸エステル及び／またはフタル酸エステルであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の高分子アクチュエータ。
【請求項１１】
可動部と、
固定部と、
前記可動部と前記固定部との間に設けられた請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の高分子アクチュエータと、
を有することを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項１２】
前記可動部及び／または前記固定部の少なくとも表面の一部が絶縁性材料であることを特徴とする請求項１１に記載のアクチュエータ装置。
【請求項１３】
前記可動部及び／または前記固定部の少なくとも表面以外の部分が導電性材料であることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のアクチュエータ装置。
【請求項１４】
前記可動部と前記固定部の間に案内機構を設けたことを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載のアクチュエータ装置。
【請求項１５】
前記案内機構は、滑りガイドであることを特徴とする請求項１４に記載のアクチュエータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子アクチュエータ及びアクチュエータ装置に関し、特に、小型で高い出力が得られる高分子アクチュエータ及びアクチュエータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動化の進んだ工場内で使用されてきたエアシリンダは、エアコンプレッサによる高圧エアの製造時及びエアシリンダまでの配管による高圧エアの配送時におけるロスが大きいため、電動アクチュエータの約１０倍の電力を消費すると言われている。そこで、近年、省エネルギー化及び地球温暖化防止を目的として、エアシリンダから電動アクチュエータへの置き換えが進められている。
【０００３】
しかし、電磁式モータを応用した電動アクチュエータは、小型化すると出力が大幅に低下するという問題点を有する。このため、より一層の小型化が可能なアクチュエータとして、特許文献１乃至特許文献３に開示されるように、新しい駆動原理に基づく高分子アクチュエータが提案されている。これらの高分子アクチュエータは、誘電性高分子に電圧を印加した時に起こる誘電性高分子の圧縮変形を応用したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２５８２７５号公報
【特許文献２】特開２００５−３２３４８２号公報
【特許文献３】特開２００９−２７３２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１乃至特許文献３に記載された高分子アクチュエータにおいては、誘電性高分子を帯電させるためにイオン性物質やイオン性液体、或いは電荷捕捉剤等の材料を添加していることから、材料費が高くなる。また、これらの高分子アクチュエータは、片持ち梁構造とした薄い高分子片の先端が撓む駆動方式を取っている。このため、極めて小さい駆動力しか得ることができず、高い出力が得られないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、小型化が可能で、高い出力を得ることができる高分子アクチュエータ及びアクチュエータ装置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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る高分子アクチュエータは、
正電極板と、
負電極板と、
前記正電極板と前記負電極板との間に設けられた誘電性高分子及び可塑剤を含有する高分子ゲルと、
を有し、
前記可塑剤は、前記正電極板と前記負電極板とを可塑剤分子が接続するように、前記誘電性高分子の間に分散していることを特徴とする。
【０００８】
前記正電極板と前記負電極板とは、互いに平行に向かい合って配置されていることとしても良い。
【０００９】
前記正電極板と前記負電極板とは、間に前記高分子ゲルを挟んでそれぞれ複数枚、交互に配置されていることとしても良い。
【００１０】
前記正電極板は、貫通孔及び／または窪みを有することとしても良い。
【００１１】
前記負電極板の厚さは、０．２ｍｍ以下であることとしても良い。
【００１２】
前記可塑剤は、前記高分子ゲルに対する重量百分率で５０％以上含有されていることとしても良い。
【００１３】
前記誘電性高分子は、重合度が５０００未満であることとしても良い。
【００１４】
前記高分子ゲルの厚さは、０．１ｍｍ乃至２．０ｍｍの範囲内であることとしても良い。
【００１５】
前記誘電性高分子は、ポリ塩化ビニル及び／またはポリメタクリル酸メチルであることとしても良い。
【００１６】
前記可塑剤は、アジピン酸エステル及び／またはフタル酸エステルであることとしても良い。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係るアクチュエータ装置は、
可動部と、
固定部と、
前記可動部と前記固定部との間に設けられた請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の高分子アクチュエータと、
を有することを特徴とする。
【００１８】
前記可動部及び／または前記固定部の少なくとも表面の一部が絶縁性材料であることとしても良い。
【００１９】
前記可動部及び／または前記固定部の少なくとも表面以外の部分が導電性材料であることとしても良い。
【００２０】
前記可動部と前記固定部の間に案内機構を設けたこととしても良い。
【００２１】
前記案内機構は、滑りガイドであることとしても良い。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、正電極板と負電極板との間に設けられた高分子ゲルに含有される可塑剤が、正電極板と負電極板とを可塑剤分子が繋ぐように、誘電性高分子の間に分散している。これによって、正電極板と負電極板との間に電圧を印加すると、極性部分を有する繋がった可塑剤の双極子が回転して、電子の受け渡しが行われて電流が通ずる。同時に、誘電性高分子の一部及び可塑剤の一部が負に帯電する。この結果、全体として負に帯電した高分子ゲルが、クーロン引力で正電極板に引き付けられて圧縮変形する。電圧の印加を停止すると、高分子ゲルは誘電性高分子の弾性力で元の状態に復帰する。
【００２３】
このようにして、本発明に係る高分子アクチュエータは、正電極板に垂直な方向に往復変位する電動型アクチュエータとして機能する。したがって、大きな駆動力が得られ、高い出力を得ることができる。また、変位方向が正電極板に垂直な方向であるため、正電極板、高分子ゲル及び負電極板の面積を小さくしても、変位量は殆ど変化しない。これによって、高分子アクチュエータを小径化することができ、より一層の小型化が可能となる。また、高分子アクチュエータを応用した本発明に係るアクチュエータ装置においても、大きな駆動力が得られ、高い出力を得ることができ、より一層の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１に係るアクチュエータ装置の平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るアクチュエータ装置に用いられる高分子アクチュエータの構造を示す縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るアクチュエータ装置に用いられる高分子アクチュエータの基本的構造を示す模式図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るアクチュエータ装置に用いられる高分子アクチュエータの電圧が印加されていないときの状態を示す部分拡大縦断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るアクチュエータ装置に用いられる高分子アクチュエータに電圧を印加したときの状態を示す部分拡大縦断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るアクチュエータ装置に用いられる高分子アクチュエータの電圧印加時の変位量を示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態１に係るアクチュエータ装置に用いられる高分子アクチュエータに使用される誘電体高分子の重合度と変位量の関係を示すグラフである。
【図８】（ａ）は本発明の実施の形態２に係るアクチュエータ装置の平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態に係る高分子アクチュエータ及びアクチュエータ装置について、添付の図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２６】
［実施の形態１］
まず、本発明の実施の形態１に係るアクチュエータ装置及び高分子アクチュエータについて、図１乃至図７を参照して説明する。
【００２７】
図１に示されるように、本実施の形態１に係るアクチュエータ装置１は、高分子アクチュエータ２を応用した電動型アクチュエータである。図１（ａ）に示されるように、アクチュエータ装置１は円筒形状のアクチュエータであり、図１（ｂ）に示されるように、円柱形状の可動部２１と、底を有する中空円筒形状の固定部２２と、その間に挟まれた円柱形状の高分子アクチュエータ２とから構成される。
【００２８】
固定部２２の外径Ｄ１は１０ｍｍ、内径は８ｍｍ、高さは４０ｍｍである。また、可動部２１の外径Ｄ２は８ｍｍ、高さは４０ｍｍである。可動部２１は樹脂製であり、具体的にはポリアセタール樹脂からなる。また、固定部２２は金属製であり、具体的にはアルミニウム合金からなる。
【００２９】
可動部２１と固定部２２とは、円柱形状の可動部２１の外面が、中空円筒形状の固定部２２の内面と摺動することによって、図１（ｂ）の上下方向に相対移動することができる。本実施の形態１においては、固定部２２が固定面２０に接着固定されているため、可動部２１が固定部２２に対して、上下方向に摺動することになる。高分子アクチュエータ２が上下方向に伸縮することによって、可動部２１が固定部２２に対して上下方向に摺動する。
【００３０】
高分子アクチュエータ２は、図２に示されるように、ステンレス鋼製網板（正電極板）１０と、高分子ゲル１２と、ステンレス鋼箔（負電極板）１１とを、交互に積層したものである。ステンレス鋼製網板１０、高分子ゲル１２、ステンレス鋼箔１１の形状は、いずれも直径７ｍｍの円板形状である。
【００３１】
また、ステンレス鋼製網板１０の厚さは０．５ｍｍ、高分子ゲル１２の厚さも０．５ｍｍ、ステンレス鋼箔１１の厚さは０．０５ｍｍである。高分子ゲル１２の積層数は２０層、ステンレス鋼製網板１０の枚数は１０枚、ステンレス鋼箔１１の枚数は１１枚である。このように構成された高分子アクチュエータ２の全体の厚さは、約２０ｍｍとなる。
【００３２】
また、図１においては図示を省略しているが、高分子アクチュエータ２には電圧を印加する必要があるので、図２に示されるように、正極配線１５が１０枚の正電極板１０に接続され、負極配線１６が１１枚の負電極板１１に接続されている。そして、一本にまとめられた正極配線１５及び負極配線１６は、図１では図示されない固定部２２の開口部を通過して外部へ引き出され、電源に接続されている。
【００３３】
図１に戻って、固定部２２と、高分子アクチュエータ２、図示されない正極配線１５及び負極配線１６との絶縁を確保するために、固定部２２の内面には、絶縁ワニスが塗布されている。
【００３４】
次に、高分子アクチュエータ２の駆動原理について説明する。図３は、本実施の形態１に係る高分子アクチュエータ２の縦断面の一部を拡大したものである。図３に示されるように、高分子アクチュエータ２に用いられる高分子ゲル１２は、誘電性高分子１３と可塑剤１４とが混合されてなる。本実施の形態１においては、誘電性高分子１３としてポリ塩化ビニルを使用し、可塑剤１４としてアジピン酸ジブチルを使用する。
【００３５】
高分子ゲル１２は、溶媒としてのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に、ポリ塩化ビニルとアジピン酸ジブチルを溶解させて液状にし、型に流し込んでＴＨＦを蒸発させることによって作製する。
【００３６】
ここで、可塑剤１４は、高分子ゲル１２に対する重量百分率で５０％以上含有されていることが好ましい。また、可塑剤１４は、高分子ゲル１２に対する重量百分率で８０％以上含有されていることがより好ましく、９０％以上含有されていることが更に好ましく、９５％以上含有されていることが一層好ましい。
【００３７】
本実施の形態１においては、高分子ゲル１２中における誘電性高分子１３と可塑剤１４との含有率は、重量百分率で誘電性高分子（ポリ塩化ビニル）の含有率を１４％、可塑剤（アジピン酸ジブチル）の含有率を８６％、とする。このようにして作製した円板状の高分子ゲル１２の両面に、それぞれステンレス鋼製網板１０とステンレス鋼箔１１とを、ポリ塩化ビニル１３の粘着力で貼り付けて、高分子アクチュエータ２を作製する。
【００３８】
ここで、図３に示されるように、高分子アクチュエータ２を構成する高分子ゲル１２においては、可塑剤１４の各分子が繋がって、正電極板１０と負電極板１１とを接続するように、誘電性高分子１３の間を貫通している部分がところどころに存在している。これによって、正電極板１０と負電極板１１の間に電圧を印加すると、極性部分を有する可塑剤１４の双極子が回転して電子の受け渡しが行われ、電流が通ずる。それとともに、誘電性高分子１３の一部及び可塑剤１４の一部が、負に帯電する。
【００３９】
上述したように、高分子ゲル１２において、重量百分率で可塑剤１４の含有率を８６％と、可塑剤１４の混合比を大きくしたのは、図３に示されるように可塑剤１４の各分子が繋がって、正電極板１０と負電極板１１を接続するように、誘電性高分子１３の間を貫通する部分をより多く形成するためである。また同時に、比較的硬い誘電性高分子１３を可塑剤１４で柔軟化させることによって、高分子ゲル１２が圧縮変形しやすくするためでもある。
【００４０】
図４に示されるように、ステンレス鋼製網板１０は、全面に無数の網孔（貫通孔）１０ａを有している。電圧が印加されていない状態においては、高分子ゲル１２の厚さはそれぞれｄ１である。
【００４１】
図２に示されるように、正電極板１０と負電極板１１の間に電源Ｂで電圧を印加すると、上述したように、誘電性高分子１３及び可塑剤１４の一部が負に帯電する。この結果、高分子ゲル１２全体が負に帯電して、図５に示されるように、クーロン引力で正電極板１０に引き付けられる。貫通孔１０ａの内壁も正電極であるため、高分子ゲル１２は貫通孔１０ａ内にも引き込まれ、大きく圧縮変形する。
【００４２】
これによって、図５に示されるように、高分子ゲル１２の厚さはそれぞれｄ２まで圧縮される。高分子アクチュエータ２は、２０層の高分子ゲル１２を積層して構成されているので、（ｄ１−ｄ２）×２０の変位量が得られる。電圧の印加を停止すると、高分子アクチュエータ２は、図４に示される状態に戻る。
【００４３】
上述したように、これらの正電極板１０及び負電極板１１に同時に電圧を印加するために、図２に示されるように、正極配線１５及び負極配線１６が接続されている。負極配線１６は、一本にまとめられて電源Ｂの負極側に接続され、正極配線１５も一本にまとめられて、図示しない開閉スイッチを介して電源Ｂの正極側に接続されている。
【００４４】
この高分子アクチュエータ２の開閉スイッチを開閉して、電源Ｂによって電圧を印加した場合の変位量を測定した。測定結果を、図６に示す。図６は、一定時間間隔で、高分子アクチュエータ２に３００Ｖの電圧を印加した場合の変位量を示すグラフである。
【００４５】
図６に示されるように、電圧を印加すると、高分子アクチュエータ２は約−３．２ｍｍ変位する。すなわち、約２０ｍｍの厚さを有する高分子アクチュエータ２が、約１６．８ｍｍの厚さまで縮む。そして、電圧の印加を停止すると、元の厚さに戻る。このように、積層構造の高分子アクチュエータ２は、充分に実用的な大きさの変位量を有することが明らかになった。
【００４６】
次に、本実施の形態１に係る高分子アクチュエータ２を構成する高分子ゲル１２において、誘電性高分子１３（図３参照）であるポリ塩化ビニルの重合度を変化させた場合の変位量の変化について、検討を行った。ここで、「重合度」とは、ポリ塩化ビニル分子を構成する塩化ビニルモノマーの数の平均値として定義される。測定条件は、図６の場合と同様である。測定結果を、図７に示す。
【００４７】
図７に示されるように、重合度が少なくなるほど、すなわちポリ塩化ビニルの数平均分子量が小さくなるほど、変位量の絶対値は大きくなるという結果となった。具体的には、重合度が９００８のとき変位量は−０．２７ｍｍ、重合度が５２８０のとき変位量は−１．７７ｍｍ、重合度が３７２８のとき変位量は−２．１９ｍｍ、重合度が１５５２のとき変位量は−２．４０ｍｍである。
【００４８】
したがって、変位量の絶対値を大きくするためには、ポリ塩化ビニルの重合度は５０００未満であることが好ましい。更に、重合度が３８００未満であることがより好ましく、重合度が２０００未満であることが一層好ましい。本実施の形態１に係る高分子アクチュエータ２においては、重合度を１５００とした。
【００４９】
このように構成されたアクチュエータ装置１において、図１では図示されない電源によって高分子アクチュエータ２に電圧を印加すると、高分子アクチュエータ２が圧縮変形して可動部２１が下方へ移動する。３００Ｖの電圧を印加すると、高分子アクチュエータ２は約３．２ｍｍ縮んで可動部２１が約３．２ｍｍ下方へ移動する。電圧の印加を停止すると、高分子アクチュエータ２は元の厚さに戻って、可動部２１も元の位置まで上昇する。
【００５０】
本実施の形態１においては、可動部２１が固定部２２に対して摺動することによって、滑りガイドを構成している。可動部２１と固定部２２の間にボールガイド等を設けると、固定部２２の外径が大きくなって、アクチュエータ装置１の小型化の要請に反するからである。そのため、可動部２１を摺動特性及び耐摩耗性に優れたポリアセタール樹脂で作製し、可動部２１の表面がアルミニウム合金製の固定部２２の内面との間で滑らかに摺動するようにしている。
【００５１】
他の滑りガイドの構成例として、金属基材上の焼結金属表面にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂をコーティングした滑り軸受け材を固定部に用いて、金属製の可動部と摺動させる滑り案内機構の構成としても、コンパクトに構成できる。
【００５２】
また、図２に示されるように、高分子アクチュエータ２においては、正電極板１０、高分子ゲル１２、負電極板１１、高分子ゲル１２、正電極板１０、高分子ゲル１２、負電極板１１、・・・という順に積層している。このため、単に高分子ゲル１２を正電極板１０と負電極板１１で挟んだ単層の高分子アクチュエータを積層した場合と比較して、正電極板１０及び負電極板１１の数が半分になる。したがって、高分子アクチュエータ２の厚さを薄くすることができる。
【００５３】
更に、本実施の形態１に係る高分子アクチュエータ２においては、正電極板１０として無数の貫通孔（網孔）を有するステンレス鋼製網板を用いるとともに、高分子ゲル１２を２０層積み重ねる積層構造としたことから、全体としての変位量が極めて大きくなっている。
【００５４】
また、高分子アクチュエータ２は、従来の高分子アクチュエータと異なり、イオン性物質やイオン性液体、或いは電荷捕捉剤等を加えることなく、誘電性高分子１３と可塑剤１４のみで可動部分（高分子ゲル１２）を構成している。これによって、製造工程が簡略化されるとともに、原材料の成分数が減るため、高分子アクチュエータ２を低コストで製造することができる。
【００５５】
アクチュエータ装置１は、図１（ｂ）の上下方向に往復変位する電動型アクチュエータとして機能する。板状の高分子ゲル１２が表面に垂直な方向に圧縮変形するため、大きな駆動力が得られ、高い出力を得ることができる。また、変位方向が正電極板１０に垂直な方向であるため、正電極板１０、高分子ゲル１２及び負電極板１１の面積を小さくしても、変位量は殆ど変化しない。これによって、高分子アクチュエータ２及びアクチュエータ装置１を小径化することができ、より一層の小型化が可能となる。
【００５６】
［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２について、図８を参照して説明する。なお、実施の形態１と同一の部分については、同一の符号を付して、その説明を省略または簡略化する。
【００５７】
図８に示されるように、本実施の形態２に係るアクチュエータ装置５は、アクチュエータ装置１と同様に、上記高分子アクチュエータ２を応用した電動型アクチュエータである。図８（ａ）に示されるように、アクチュエータ装置５は円筒形状のアクチュエータであり、図８（ｂ）に示されるように、底を有する中空円筒形状の可動部２３と、円柱形状の固定部２４と、その間に挟まれた円柱形状の高分子アクチュエータ２とから構成される。
【００５８】
すなわち、本実施の形態２に係るアクチュエータ装置５は、上述したアクチュエータ装置１の上下を反転させて、可動部２１を固定部２４に、固定部２２を可動部２３に入れ替えた構造を有している。
【００５９】
可動部２３の外径Ｄ３は１０ｍｍ、内径は８ｍｍ、高さは４０ｍｍである。高分子アクチュエータ２の外径Ｄ４は７ｍｍ、高さは２０ｍｍである。また、固定部２４の外径は８ｍｍ、高さは４０ｍｍである。可動部２３は樹脂製であり、具体的にはポリアセタール樹脂からなる。また、固定部２４は金属製であり、具体的にはアルミニウム合金からなる。
【００６０】
可動部２３と固定部２４とは、中空円筒形状の可動部２３の内面が、円柱形状の固定部２４の外面と摺動することによって、上下方向に移動することができる。本実施の形態２においては、固定部２４が固定面２０に接着固定されているため、可動部２３が固定部２４に対して、上下方向に摺動することになる。
【００６１】
また、図８においては図示を省略しているが、高分子アクチュエータ２には電圧を印加する必要があるので、図２に示されるように、正極配線１５が１０枚の正電極板１０に接続され、負極配線１６が１１枚の負電極板１１に接続されている。そして、一本にまとめられた正極配線１５及び負極配線１６は、図８では図示されない可動部２３の開口部を通過して外部へ引き出され、電源に接続されている。
【００６２】
なお、固定部２４と高分子アクチュエータ２との間の絶縁を確保するために、固定部２４の上面には、絶縁ワニスが塗布されている。
【００６３】
このように構成されたアクチュエータ装置５において、図示しない電源によって高分子アクチュエータ２に電圧を印加すると、高分子アクチュエータ２が圧縮変形して可動部２３が下方へ移動する。３００Ｖの電圧を印加すると、高分子アクチュエータ２は約３．２ｍｍ縮んで可動部２３が約３．２ｍｍ下方へ移動する。電圧の印加を停止すると、高分子アクチュエータ２は元の厚さに戻って、可動部２３も元の位置まで上昇する。
【００６４】
このように、アクチュエータ装置５は、図８（ｂ）の上下方向に往復変位する電動型アクチュエータとして機能する。板状の高分子ゲル１２が表面に垂直な方向に圧縮変形するため、大きな駆動力が得られ、高い出力を得ることができる。また、変位方向が正電極板１０に垂直な方向であるため、正電極板１０、高分子ゲル１２及び負電極板１１の面積を小さくしても、変位量は殆ど変化しない。これによって、高分子アクチュエータ２及びアクチュエータ装置５を小径化することができ、より一層の小型化が可能となる。
【００６５】
上記各実施の形態においては、高分子ゲル１２を構成する誘電性高分子１３として、ポリ塩化ビニルを使用する例について説明した。これに限られるものではなく、誘電性高分子１３としては、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系合成樹脂を始めとして、導電性高分子を除くあらゆる合成樹脂を用いることができる。
【００６６】
上記各実施の形態においては、高分子ゲル１２を構成する可塑剤１４としてアジピン酸ジブチルを使用する例について説明した。これに限られるものではなく、可塑剤１４としては、アジピン酸ジメチル等の他のアジピン酸エステルや、フタル酸ジブチル等のフタル酸エステルを始めとして、通常用いられるあらゆる可塑剤を用いることができる。
【００６７】
上記各実施の形態においては、高分子ゲル１２中における誘電性高分子１３と可塑剤１４との含有率は、重量百分率で誘電性高分子（ポリ塩化ビニル）を１４％、可塑剤（アジピン酸ジブチル）を８６％、とした。これに限られるものではなく、可塑剤１４の各分子が繋がって正電極板１０と負電極板１１を接続するように誘電性高分子１３の間を貫通した状態とすることができれば、可塑剤１４の含有率は何％でも構わない。
【００６８】
上記各実施の形態においては、正電極板としてステンレス鋼製網板を、負電極板としてステンレス鋼箔を用いる場合について説明した。これに限られるものではなく、正電極板及び負電極板としては、あらゆる金属を始めとする導電性材料を用いることができる。また、金属メッキ等によって表面に導電性を付与した合成樹脂等の絶縁性材料をも用いることができる。
【００６９】
上記各実施の形態においては、負電極板として、厚さ０．０５ｍｍの金属箔を使用する場合について説明した。これに限られるものではなく、負電極板の厚さは、もっと厚くても、もっと薄くても良い。
【００７０】
上記各実施の形態においては、可動部２１，２３をポリアセタール樹脂で作製し、固定部２２，２４をアルミニウム合金で作製する場合について説明したが、これに限られるものではない。可動部２１，２３をポリアセタール樹脂以外の合成樹脂で作製しても良いし、固定部２２，２４をアルミニウム合金以外の金属で作製することもできる。
【００７１】
また逆に、可動部２１，２３を金属で作製し、固定部２２を合成樹脂で作製しても良い。但し、可動部２１，２３の底面は高分子アクチュエータ２の上面の電極板に直接接触することから、漏電を避けるため、少なくとも底面は絶縁性の材料を使用するか、絶縁膜を設ける必要がある。また、固定部２２，２４が金属であれば、万が一漏電した場合でも、固定面２０に接地しているため安全を確保することができる。したがって、固定部２２，２４は、導電性材料からなることが好ましい。
【００７２】
更に、可動部２１，２３及び固定部２２，２４をともに金属等の導電性材料から作製しても良いし、ともに合成樹脂等の絶縁性材料から作製することもできる。
【００７３】
また、図１及び図８に示したように、上記各実施の形態においては、円筒形状のアクチュエータ装置について説明した。これに限られるものではなく、角筒形状等の他の形状のアクチュエータ装置とすることもできる。
【００７４】
なお、本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した各実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の高分子アクチュエータ及びアクチュエータ装置は、自動化の進んだ工場における小型アクチュエータとして適している。
【符号の説明】
【００７６】
１，５  アクチュエータ装置
２  高分子アクチュエータ
１０  正電極板
１１  負電極板
１２  高分子ゲル
１３  誘電性高分子
１４  可塑剤
２１，２３  可動部
２２，２４  固定部
【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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