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誘電アクチュエータ コモンズ

国内特許コード P160013140
整理番号 N16015
掲載日 2016年7月26日
出願番号 特願2016-112501
公開番号 特開2017-108601
出願日 平成28年6月6日(2016.6.6)
公開日 平成29年6月15日(2017.6.15)
優先権データ
  • 特願2015-240298 (2015.12.9) JP
発明者
  • 橋本 稔
  • 李 毅
  • 鈴木 彩
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 誘電アクチュエータ コモンズ
発明の概要 【課題】 数百V程度の電圧で駆動することができ、種々用途への利用が可能な誘電アクチュエータを提供する。
【解決手段】 シート状の誘電体10の両面に、厚さ方向に対向してそれぞれ柔軟性を有する電極12a、12bが設けられた誘電アクチュエータであって、前記誘電体10としてPVCゲルシートが用いられていることを特徴とする。前記PVCゲルシートは、ポリ塩化ビニル(PVC)と可塑剤としてアジピン酸ジブチル(DBA)を用いて形成され、PVCゲルシートを薄膜化すること、またはPVCゲルシートに予圧を加えることによって効果的な変位を可能にする。
【選択図】 図2
従来技術、競合技術の概要


本発明者は、ポリ塩化ビニル(PVC)等の誘電材料を利用したゲルアクチュエータについて研究している(特許文献1等)。
図20に示すゲルアクチュエータは、メッシュ状の陽極5と平板状の陰極6とでゲルシート7を厚さ方向に挟む構造としたものである。電極間に電圧を印加すると陽極5のメッシュの網目内にゲルが引き込まれて厚さ方向に収縮し、電圧の印加を解除するとゲルシート7が元の状態に復帰して厚さ方向に変位する。これはゲルのクリープ現象を利用したものである。
図21に、ゲルに電圧を印加したときのクリープ作用を示す。ゲル8を電極9a、9bで挟んで電圧を印加すると、ゲル8は陽極側に傾く(引き寄せられる)ようになる。これがクリープ作用である。図20に示すゲルアクチュエータは、メッシュ状の陽極を利用することにより、厚さ方向に変位する構成としたものである。



ゲルシートのような柔らかい素材を利用したアクチュエータには誘電アクチュエータがある。誘電アクチュエータはシート状の誘電体の両面に電極を設け、電極間に電圧を印加するとマクスウェル応力により誘電体が厚さ方向に押し潰され、誘電体が面方向に延びる作用を利用する。誘電アクチュエータに用いられる誘電体には、誘電率が高いこと、低剛性であること、絶縁破壊強度が高いといったことが求められる。誘電アクチュエータには種々の誘電材料を用いるものが提案されている(特許文献2、3、4等)。

産業上の利用分野


本発明は誘電アクチュエータに関し、より詳細には湾曲作用あるいは平面内において伸縮する作用を有する誘電アクチュエータに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
シート状の誘電体の両面に、厚さ方向に対向してそれぞれ柔軟性を有する電極が設けられた誘電アクチュエータであって、
前記誘電体としてPVC(ポリ塩化ビニル)ゲルシートが用いられていることを特徴とする誘電アクチュエータ。

【請求項2】
前記誘電体は、前記電極に電圧を印加した際に、陰極側が凹となるように湾曲することを特徴とする請求項1記載の誘電アクチュエータ。

【請求項3】
前記誘電体は、該誘電体の平面内において伸長させる予圧が加えられていることを特徴とする請求項1記載の誘電アクチュエータ。

【請求項4】
前記電極間に作用させる印加電場が20V/μm以下で駆動されることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項記載の誘電アクチュエータ。

【請求項5】
前記PVCゲルシートは、ポリ塩化ビニル(PVC)と可塑剤とからなることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項記載の誘電アクチュエータ。

【請求項6】
前記可塑剤としてアジピン酸ジブチル(DBA)が用いられていることを特徴とする請求項5記載の誘電アクチュエータ。

【請求項7】
前記ポリ塩化ビニル(PVC)とアジピン酸ジブチル(DBA)の組成比が1:2~1:8であることを特徴とする請求項6記載の誘電アクチュエータ。





国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2016112501thum.jpg
出願権利状態 公開
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