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CONTROL METHOD OF POLYMER ACTUATOR, POLYMER ACTUATOR AND MICROFLUIDIC DELIVERY DEVICE USING POLYMER ACTUATOR meetings

Patent code P160012937
File No. FU587
Posted date Apr 19, 2016
Application number P2014-154925
Publication number P2016-032405A
Patent number P6586686
Date of filing Jul 30, 2014
Date of publication of application Mar 7, 2016
Date of registration Sep 20, 2019
Inventor
  • (In Japanese)庄司 英一
  • (In Japanese)畑下 昌範
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人福井大学
  • (In Japanese)公益財団法人若狭湾エネルギー研究センター
Title CONTROL METHOD OF POLYMER ACTUATOR, POLYMER ACTUATOR AND MICROFLUIDIC DELIVERY DEVICE USING POLYMER ACTUATOR meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control method of a polymer actuator capable of controlling the shape or deformation amount at the time of deformation.
SOLUTION: Deformation of an actuator element 11 is controlled by preparing an actuator element 11 having a polymer membrane 11a deforming upon application of a voltage, and a conductive member 22 arranged on at least one surface of the actuator element 11 while having a resistance value relatively smaller than that of the actuator element 11, and coming into energizable contact therewith, and then changing the energization contact length of the conductive member 22 and actuator element 11. Alternatively, the contact length of the conductive member 22 and actuator element 11 may be changed by dividing the conductive member 22 into a plurality, connecting the conductive members 22 thus divided via a switch, and then switching the switch.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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方の面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)。

Field of industrial application (In Japanese)

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。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
電圧を印加することで変形するイオン伝導性高分子膜及びこのイオン伝導性高分子膜の表裏面に形成された電極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の周縁に沿うようにリング状に配置されるとともに前記アクチュエーター素子の前記電極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の前記電極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の前記電極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の前記電極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の前記電極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イオン伝導性高分子膜及びこのイオン伝導性高分子膜の表裏面に形成された電極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の周縁に沿うようにリング状に配置されるとともに、前記アクチュエーター素子の前記電極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の前記電極と通電可能に接触する導電部材と、
この導電部材と前記アクチュエーター素子の前記電極との通電接触長を可変にする通電接触長の可変手段と、
を有し、前記可変手段は、前記通電接触長を変えることにより前記アクチュエーター素子の変形を制御するものであること、
を特徴とする高分子アクチュエーター。

【請求項5】
 
前記可変手段が、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通電接触長を変化させるものであ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】
 
前記可変手段が、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ものであ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7】
 
前記導電部材と前記アクチュエーター素子の前記電極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イオン伝導性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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2014154925thum.jpg
State of application right Registered
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