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アクチュエータ装置及びアクチュエータ装置のユニット コモンズ

国内特許コード P140010946
整理番号 N13032
掲載日 2014年8月28日
出願番号 特願2014-044275
公開番号 特開2015-171225
出願日 平成26年3月6日(2014.3.6)
公開日 平成27年9月28日(2015.9.28)
発明者
  • 橋本 稔
  • 李 毅
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 アクチュエータ装置及びアクチュエータ装置のユニット コモンズ
発明の概要 【課題】陽極部材とゲル層とが剥離することがないアクチュエータ装置及びアクチュエータ装置のユニットを提供する。
【解決手段】陽極部材11と陰極部材12とが交互に複数配置され且つ、陽極部材11と陰極部材12との間に誘電性を有する高分子材料からなるゲル層13が設けられているアクチュエータ10と、アクチュエータ10の厚さ方向のあらかじめ設定された寸法よりもアクチュエータ10が伸張することを防止する伸張防止機構40とを備えているアクチュエータ装置1及びこのアクチュエータ装置1を備えたアクチュエータ装置のユニットによって課題を解決する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


近年、人間共存型ロボットの研究が活発に行われており、モータに代わる駆動源として小型軽量で柔軟な動きが可能な誘電性を有する高分子材料を用いた次世代型のアクチュエータの開発が注目されている。



誘電性を有する高分子材料を用いたアクチュエータは、小型軽量かつ柔軟な動きが可能であり、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高分子材料としては、ポリ塩化ビニルやポリメタクリル酸メチルなどがある。その中でも、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。



特許文献1で提案している技術は、陽極と陰極との間に誘電性を有する高分子材料からなるゲルを設け、陽極と陰極との間に電圧を印加することによって、それらの厚さ方向に収縮させるアクチュエータに関する技術である。この技術は、アクチュエータの厚さ方向の変位Xを制御する方法の技術である。具体的には、アクチュエータに電圧Eを印加したときに、変位Xについてのサンプリング値から、特定の式に基づいて、電圧Eをフィードバック制御している。



このアクチュエータの制御方法は、アクチュエータの変位を高精度に制御することができるので、当該アクチュエータの制御方法で制御しているアクチュエータを位置制御用の制御素子等に利用できる。

産業上の利用分野


本発明は、アクチュエータ装置及びアクチュエータ装置のユニットに関し、さらに詳しくは、高分子材料からなるゲル層を有するアクチュエータを使用したアクチュエータ装置及びこのアクチュエータ装置を用いたアクチュエータ装置のユニットに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
一組の陽極部材と陰極部材とが配置されるか又は陽極部材と陰極部材とが交互に複数配置され且つ、該陽極部材と該陰極部材との間に誘電性を有する高分子材料からなるゲル層が設けられているアクチュエータと、
前記アクチュエータの厚さ方向のあらかじめ設定された寸法よりも前記アクチュエータが伸張することを防止する伸張防止機構と、を備えていることを特徴とするアクチュエータ装置。

【請求項2】
前記伸張防止機構は、前記アクチュエータを内側に収容させている筐体と、前記アクチュエータを内側に収容させている移動フレームとにより構成され、
前記アクチュエータの前記厚さ方向の一端が前記筐体に取り付けられ、前記アクチュエータの前記厚さ方向の他端が前記移動フレームに取り付けられ、
前記移動フレームが前記筐体に対して前記厚さ方向に移動可能に構成され、
前記移動フレームは、あらかじめ設定された前記寸法に前記アクチュエータが伸張した位置で前記筐体に突き当てられる、請求項1に記載のアクチュエータ装置。

【請求項3】
前記筐体は、前記アクチュエータの前記厚さ方向の一端が取り付けられている第1の面と、前記アクチュエータの前記厚さ方向に直交する方向の両側に配置された第2の面及び第3の面と、前記アクチュエータの他端側に配置され、前記第1の面に対向している第4の面と、を有し、
前記移動フレームは、前記アクチュエータの前記厚さ方向の他端が取り付けられている取付板と、前記アクチュエータと前記第2の面及び前記第3の面との間にそれぞれ配置され、前記第1の面を貫いて前記筐体の内側から外側に延びる側板と、前記第1の面よりも外側に配置され、外部に接続可能な接続板と、を備えている、請求項2に記載のアクチュエータ装置。

【請求項4】
第2のアクチュエータが前記筐体の前記第4の面と前記移動フレームの前記取付板との間に配置され、
前記第2のアクチュエータの一端が前記取付板に取り付けられ、他端が前記第4の面に取り付けられている、請求項3に記載のアクチュエータ装置。

【請求項5】
前記アクチュエータを構成している周面の少なくとも1部にゲルを付着させいる、請求項1~4のいずれか1項に記載のアクチュエータ装置。

【請求項6】
一組の陽極部材と陰極部材とが配置されるか又は陽極部材と陰極部材とが交互に複数配置され且つ、該陽極部材と該陰極部材との間に誘電性を有する高分子材料からなるゲル層が設けられているアクチュエータと、
前記アクチュエータの厚さ方向のあらかじめ設定された寸法よりも前記アクチュエータが伸張することを防止する伸張防止機構と、を有するアクチュエータ装置を2個備え、
前記アクチュエータ装置が前記厚さ方向にて向かい合って配置され、前記伸張防止機構同士が接続されていることを特徴とするアクチュエータ装置のユニット。

【請求項7】
一組の陽極部材と陰極部材とが配置されるか又は陽極部材と陰極部材とが交互に複数配置され且つ、該陽極部材と該陰極部材との間に誘電性を有する高分子材料からなるゲル層が設けられているアクチュエータと、
前記アクチュエータの厚さ方向のあらかじめ設定された寸法よりも前記アクチュエータが伸張することを防止する伸張防止機構と、を有するアクチュエータ装置を複数備え、
複数の前記アクチュエータ装置が同じ方向を向いて前記厚さ方向に一列に配置され、前記伸張防止機構同士が接続されていることを特徴とするアクチュエータ装置のユニット。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2014044275thum.jpg
出願権利状態 公開
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