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ACTUATOR DEVICE AND UNIT OF THE SAME

Patent code P140010946
File No. N13032
Posted date Aug 28, 2014
Application number P2014-044275
Publication number P2015-171225A
Patent number P6290656
Date of filing Mar 6, 2014
Date of publication of application Sep 28, 2015
Date of registration Feb 16, 2018
Inventor
  • (In Japanese)橋本 稔
  • (In Japanese)李 毅
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人信州大学
Title ACTUATOR DEVICE AND UNIT OF THE SAME
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an actuator device in which a positive electrode member and a gel layer are not peeled off and a unit of the same.
SOLUTION: An actuator device 1 includes: an actuator 10 in which a plurality of positive electrode members 11 and negative electrode members 12 are alternately disposed, and a gel layer 13 composed of a polymer material having dielectric properties between the positive electrode members 11 and the negative electrode members 12 is provided; and an expansion prevention mechanism 40 for preventing an actuator 10 from expanding more than a preset dimension in a thickness direction of the actuator 10. The unit of the actuator device includes the actuator device 1.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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。

Field of industrial application (In Japanese)

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。

Scope of claims (In Japanese)
【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、を備えており、
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1に記載のアクチュエータ装置。

【請求項3】
 
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2に記載のアクチュエータ装置。

【請求項4】
 
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1~3のいずれか1項に記載のアクチュエータ装置。

【請求項5】
 
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おり、
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おり、
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。
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2014044275thum.jpg
State of application right Registered
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