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GEL ACTUATOR AND GEL USED FOR THE SAME foreign

Patent code P110005668
File No. N10098
Posted date Aug 19, 2011
Application number P2011-021344
Publication number P2012-161221A
Patent number P5288419
Date of filing Feb 3, 2011
Date of publication of application Aug 23, 2012
Date of registration Jun 14, 2013
Inventor
  • (In Japanese)橋本 稔
  • (In Japanese)前田 康博
Applicant
  • Shinshu University
Title GEL ACTUATOR AND GEL USED FOR THE SAME foreign
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gel actuator that has a configuration of sandwiching gel between a positive electrode and a negative electrode and in which the gel is deformed to constrict in the thickness direction by application a voltage to the positive electrode and the negative electrode.SOLUTION: A gel actuator comprises; gel 11 that is composed of a dielectric polymer material and has protrusions 10a; a positive electrode 30 disposed in contact with the tops of the protrusions 10a; and a negative electrode 20 disposed at the position sandwiching the protrusions 10a in the height direction with respect to the positive electrode 30. When a voltage is applied between the positive electrode 30 and the negative electrode 20, the protrusions 10a are creep-deformed so as to attach to the positive electrode 30 side, so that the gel 11 is constricted in the thickness direction.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


ポリ塩化ビニル(PVC)から形成したゲルは、電場を印加すると変形するという作用を有することから、この作用を利用したアクチュエータが提案されている。
図11は、屈曲型ゲルアクチュエータの屈曲作用を示す。図11(a)は、平板状に形成したゲル5の両面に、ゲル5の一端側を電極端から延出させて正極6aと負極6bを配した状態を示す。図11(b)は、正極6aと負極6bとの間に電圧を印加した状態である。



正極6aと負極6bとの間に電圧を印加すると、負極6bからゲル5に電荷が注入され、正極6a側に移動した電荷は、正極6aと放電する前に正極6aの付近に蓄積され、ゲル5を正極6aの付近に静電的に付着させる作用をなす。
ゲル5の変形は単純な屈曲ではなく、クリープ変形によって誘発されたものであり、正極6aの先端にゲル5が集中する変形となる。電場を除去すると放電によって電荷がなくなるからゲル5が正極6aに粘着する作用が消失し、ゲル5は本来備わっている弾性によって元の状態に復帰する(図11(a))。この屈曲変形は電圧のON-OFFにともなって生じるから、この変形作用を利用してアクチュエータを形成することができる。



図12(a)、(b)は、メッシュ状の電極を正極7aとし、ゲル5の下面に配した負極7bと正極7aとの間に電圧を印加したときの作用を示す。図12(b)は電圧を印加した状態である。電圧を印加すると、ゲル5はクリープ変形により正極7aのメッシュの空隙内に入り込み、空隙内にゲル5が入り込むことによりゲルアクチュエータの厚さが全体として薄くなり、電圧をOFFにするとゲル5は元に戻る。このように、正極7aと負極7bとの間の電圧をON-OFFすることにより、ゲルアクチュエータ全体として厚さ方向に膨縮する作用が生じるから、この膨縮作用を利用してアクチュエータを構成することができる。

Field of industrial application (In Japanese)


本出願はゲルアクチュエータ及びこれに用いるゲルに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
誘電性高分子材料からなる突部を備えるゲルと、
前記突部の頂部に接して配される正極と、
該正極に対し、前記突部を高さ方向に挟む位置に配される負極と、
を備えることを特徴とするゲルアクチュエータ。

【請求項2】
 
請求項1記載のゲルアクチュエータを、前記正極と負極とを層間において電気的に絶縁する配置として、複数個、積層して形成されていることを特徴とする積層形のゲルアクチュエータ。

【請求項3】
 
前記ゲルは、誘電性高分子材料からなるシート部の一方の面に前記突部が形成され、
前記負極は、前記シート部の前記突部を設けた面とは反対面に配されていることを特徴とする請求項1または2記載のゲルアクチュエータ。

【請求項4】
 
前記ゲルは、
誘電性高分子材料からなるシート部の一方の面に前記突部が形成され、前記シート部に前記負極が埋設された負極付きのゲルとして形成されていることを特徴とする請求項1または2記載のゲルアクチュエータ。

【請求項5】
 
前記ゲルは、
誘電性高分子材料からなるシート部の両面に前記突部が形成され、前記シート部に前記負極が埋設された負極付きのゲルとして形成されていることを特徴とする請求項1または2記載のゲルアクチュエータ。

【請求項6】
 
前記負極上あるいは正極上に、前記突部がじかに設けられ、該突部を挟んで対となる電極が配されていることを特徴とする請求項1または2記載のゲルアクチュエータ。

【請求項7】
 
請求項1または2記載のゲルアクチュエータに用いられるゲルであって、
誘電性高分子材料からなるシート部の一方の面に前記突部が形成され、
前記シート部に前記負極が埋設されていることを特徴とする負極付きのゲル。

【請求項8】
 
請求項1または2記載のゲルアクチュエータに用いられるゲルであって、
誘電性高分子材料からなるシート部の両面に前記突部が形成され、
前記シート部に前記負極が埋設されていることを特徴とする負極付きのゲル。



Industrial division
  • (In Japanese)発電、電動
  • High polymer
  • Industrial robot
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2011021344thum.jpg
State of application right Right is in force
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