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高分子アクチュエーターの制御方法、高分子アクチュエーター及びこの高分子アクチュエーターを利用した微少流体送出装置 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P160012937
整理番号 FU587
掲載日 2016年4月19日
出願番号 特願2014-154925
公開番号 特開2016-032405
出願日 平成26年7月30日(2014.7.30)
公開日 平成28年3月7日(2016.3.7)
発明者
  • 庄司 英一
  • 畑下 昌範
出願人
  • 国立大学法人福井大学
  • 公益財団法人若狭湾エネルギー研究センター
発明の名称 高分子アクチュエーターの制御方法、高分子アクチュエーター及びこの高分子アクチュエーターを利用した微少流体送出装置 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】 変形時の形や変形量の制御が可能な高分子アクチュエーターの制御方法を提供する。
【解決手段】 電圧を印加することで変形する高分子膜11aを有するアクチュエーター素子11と、このアクチュエーター素子11の少なくとも一方の面に配置されるとともにアクチュエーター素子11に対して相対的に抵抗値が小さく、アクチュエーター素子11と通電可能に接触する導電部材22とを準備し、導電部材22とアクチュエーター素子11との通電接触長を変えることで、アクチュエーター素子11の変形を制御する。導電部材22を複数に分割し、分割した導電部材22の各々を、スイッチを介して接続し、前記スイッチを切り替えることによって導電部材22とアクチュエーター素子11との接触長さを変化させるようにしてもよい。
【選択図】 図3
従来技術、競合技術の概要


イオン伝導性高分子膜の両面を導電性材料で被覆した複合体の一側に電圧を印加することで、イオン伝導性高分子膜の内部でイオンが移動して、イオン伝導性高分子膜が変形する高分子アクチュエーターが知られている(例えば特許文献1,2参照)。
また、高分子アクチュエーター素子メーカーであるイーメックス株式会社のホームページには、各種の高分子アクチュエーターが紹介されている(非特許文献1参照)。
上記した高分子アクチュエーターは、人工筋肉やロボット等への適用が可能である他、膜状のものはダイヤフラムとして、化学的分析用、DNA解析用、試薬ディスペンサー用、血液検査用チップなどに用いられる微小流体ポンプとしても適用が可能である(特許文献3,4参照)。

産業上の利用分野


本発明は、高分子アクチュエーターの変形の形や変形量(これらを「変形」と総称する)の制御を可能にする制御方法、この制御方法を利用した高分子アクチュエーター及びこの高分子アクチュエーターを利用した微少流体送出装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
電圧を印加することで変形する高分子膜を有するアクチュエーター素子と、このアクチュエーター素子の少なくとも一方の面に配置されるとともに前記アクチュエーター素子に対して相対的に抵抗値が小さく、前記アクチュエーター素子と通電可能に接触する導電部材とを準備し、
前記導電部材と前記アクチュエーター素子との通電接触長を変えることで、前記アクチュエーター素子の変形を制御すること、
を特徴とする高分子アクチュエーターの制御方法。

【請求項2】
前記導電部材を複数に分割し、分割した前記導電部材の各々をスイッチを介して接続し、前記スイッチを切り替えることによって前記導電部材と前記アクチュエーター素子との前記通電接触長を変化させ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ーの変形調整方法。

【請求項3】
前記導電部材と前記アクチュエーター素子との前記通電接触長を、前記アクチュエーター素子の表裏で異ならせたことを特徴とする請求項1又は2に記載の高分子アクチュエーターの変形調整方法。

【請求項4】
電圧を印加することで変形する高分子膜を有するアクチュエーター素子と、
このアクチュエーター素子の少なくとも一方の面に配置されるとともに前記アクチュエーター素子に対して相対的に抵抗値が小さく、前記アクチュエーター素子と通電可能に接触する導電部材と、
を有することを特徴とする高分子アクチュエーター。

【請求項5】
前記導電部材を複数に分割し、分割した前記導電部材の各々をスイッチを介して接続し、前記スイッチを切り替えることによって前記導電部材と前記アクチュエーター素子との通電接触長を変化させることを特徴とする請求項4に記載の高分子アクチュエーター。

【請求項6】
前記導電部材を複数に分割するとともに導電性を有する支持体に支持させ、この支持体に対して前記導電部材を着脱自在としたことを特徴とする請求項4又は5に記載の高分子アクチュエーター。

【請求項7】
前記導電部材と前記アクチュエーター素子との前記通電接触長を、前記アクチュエーター素子の表裏で異ならせたことを特徴とする請求項4~6のいずれかに記載の高分子アクチュエーター。

【請求項8】
請求項4~7のいずれかに記載の高分子アクチュエーターを利用した微少流体送出装置において、
容積変化により流体の流入と送出を行うチャンバーを備えた装置本体と、
前記チャンバーに設けられ、電圧を印加することで変形する高分子膜を有するアクチュエーター素子を備えた前記高分子アクチュエーターと、
前記高分子アクチュエーターの周縁を前記装置本体に固定する固定手段と、
前記装置本体に設けられ、前記チャンバーに流体を流入させる流入口及び流体を送出する送出口と、
を有することを特徴とする微少流体送出装置。

【請求項9】
前記導電部材が前記固定手段であることを特徴とする請求項8に記載の微少流体送出装置。

【請求項10】
前記チャンバー内に設けられ、前記流体から気体を発生させるための気体発生部と、この気体発生部から発生した気体を貯留する貯留部とを備え、この貯留部に前記気体を送出する送出口を設けたことを特徴とする請求項8又は9に記載の微少流体送出装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014154925thum.jpg
出願権利状態 公開
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