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高分子柔軟アクチュエータ

国内特許コード P09A015342
整理番号 NI0800003
掲載日 2010年3月19日
出願番号 特願2008-120060
公開番号 特開2009-273204
登録番号 特許第5392669号
出願日 平成20年5月2日(2008.5.2)
公開日 平成21年11月19日(2009.11.19)
登録日 平成25年10月25日(2013.10.25)
発明者
  • 平井 利博
  • 平井 一臣
  • 高崎 緑
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 高分子柔軟アクチュエータ
発明の概要 【課題】誘電性高分子を用いた低電場で駆動可能な高分子柔軟アクチュエータを提供すること。
【解決手段】高分子柔軟アクチュエータは、誘電性高分子、可塑剤と、ホスホニウム系カチオンおよびアンモニウム系カチオンから選ばれるイオン液体からなるゲル1を含むことを特徴とする。好ましくは、前記誘電性高分子が、ポリ塩化ビニルであることが望ましい。また、前記可塑剤がアジピン酸、セバシン酸、イタコン酸およびフタル酸エステルが好ましい。さらに、誘電性高分子1~50重量部と、前記可塑剤50~150重量部と、前記イオン液体1~30重量部とを含んでいることが好ましい。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


誘電性高分子材料を用いたアクチュエータは、小型軽量かつ柔軟であり人工筋肉への応用が期待されている。人工筋肉アクチュエータとして期待されている誘電性高分子材料にはポリ塩化ビニルやポリメタクリル酸メチルなどがある。中でも可塑剤を含有させたポリ塩化ビニルゲルは、生体筋肉に類似し、電気刺激によりクリープ変形もしくはベンディング変形を生じる。しかし、一般的にこれらの誘電性高分子を用いたゲルアクチュエータの駆動には数百Vの高電圧の印加で必要である。従って、低電圧で駆動するゲルアクチュエータの開発は、人工筋肉への応用には必要不可欠である。



これらの問題を解決するために、近年は高分子とイオン液体を用いたイオンゲルアクチュエータが注目を浴びている。



特許文献1に高分子とイオン液体を用いたアクチュエータが開示されている。これは、誘電性高分子とイオン液体、さらにカーボンナノファイバーを使用している。このアクチュエータは3層で形成されており、製造方法も何段階かのステップを必要とされ、使用している試薬も一般的には高価のものである。



また、特許文献2のアクチュエータにおいては、誘電性高分子、可塑剤および添加剤を使用したアクチュエータであり、駆動電圧の低下する方法を開示している。この駆動法では、従来に比べ駆動電圧の低下は見られたが100V以上の印加電圧が必要であり、相対的に高い駆動電圧を要する次点がある。
【特許文献1】
特開2006-288040
【特許文献2】
特開2005-323482

産業上の利用分野


本発明は、人工筋肉等に適用することができ、電気刺激により変形可能で、小型かつ柔軟で軽量な高分子柔軟アクチュエータに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
誘電性高分子可塑剤イオン液体とを含有するゲル状に形成された高分子柔軟アクチュエータであって、
前記誘電性高分子がポリ塩化ビニルであり、ポリ塩化ビニル1~50重量部と、前記可塑剤50~150重量部と、前記イオン液体1~30重量部とを含み、
電極によりゲルを部分的に挟む配置として電極間に電圧を印加した際に、電極から延出する部分が折れ曲がることを特徴とする高分子柔軟アクチュエータ。

【請求項2】
前記イオン液体は、陽イオンと陰イオンとの組み合わせからなる塩であり、
前記陽イオンが、ホスホニウムカチオンまたはアンモニウムカチオンであることを特徴とする請求項1に記載の高分子柔軟アクチュエータ。

【請求項3】
前記可塑剤がアジピン酸、セバシン酸、イタコン酸フタル酸エステルのいずれか一つであることを特徴とする請求項1または2に記載の高分子柔軟アクチュエータ。
国際特許分類(IPC)
Fターム
  • 5H681BC00
  • 5H681DD23
  • 5H681GG01
  • 5H681GG43
画像

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JP2008120060thum.jpg
出願権利状態 登録
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