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(In Japanese)誘電アクチュエータ UPDATE_EN

Patent code P210017495
File No. N20053
Posted date Mar 17, 2021
Application number P2020-211375
Publication number P2021-052586A
Date of filing Dec 21, 2020
Date of publication of application Apr 1, 2021
Priority data
  • P2015-240298 (Dec 9, 2015) JP
Inventor
  • (In Japanese)橋本 稔
  • (In Japanese)李 毅
  • (In Japanese)鈴木 彩
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人信州大学
Title (In Japanese)誘電アクチュエータ UPDATE_EN
Abstract (In Japanese)
【課題】
  印加電場が数(V/μm)程度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、前記電極12a、12b間に電圧を印加すると、前記電極12a、12bの面と同一の面方向に該電極12a、12bとともに前記誘電体10が伸長する誘電アクチュエータであって、前記誘電体10として、電圧を印加した際にクリープ作用をなす誘電材料からなるゲルシートが用られている。
【選択図】
 図2
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は誘電アクチュエータに関し、より詳細に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。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
シート状で柔軟性を有する誘電体の両面に、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、前記電極間に電圧を印加すると、前記電極の面と同一の面方向に該電極とともに前記誘電体が伸長する誘電アクチュエータであって、
前記誘電体として、電圧を印加した際にクリープ作用をなす誘電材料からなる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】
 
前記ゲルシートは、誘電材料と可塑剤とからなる請求項1記載の誘電アクチュエータ。

【請求項3】
 
前記誘電材料がポリ塩化ビニル(PVC)であり、前記可塑剤がアジピン酸ジブチル(DBA)である請求項2記載の誘電アクチュエータ。

【請求項4】
 
前記ポリ塩化ビニル(PVA)と前記アジピン酸ジブチル(DBA)の組成比が、1:2~1:8である請求項3記載の誘電アクチュエータ。

【請求項5】
 
前記ゲルシートには、該ゲルシートをその平面内において伸長させる与圧が付与されている請求項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】
 
前記与圧は、与圧を付与する前の前記電極の面積に対する、与圧を付与する前後の前記電極の面積の差との比率(伸縮率)が、180%以上となるように設定されている請求項5記載の誘電アクチュエータ。

【請求項7】
 
前記電極に電圧を印加して前記ゲルシートを伸長駆動させるための最小の駆動電場が、0.4(V/μm)である請求項6記載の誘電アクチュエータ。

【請求項8】
 
前記電極間に印加する印加電場が10(V/μm)以上15(V/μm)以下の範囲において、前記電極の伸縮率が、30%~76%である請求項6記載の誘電アクチュエータ。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2020211375thum.jpg
State of application right Published
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