JP5347713B2 - 高分子アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、高分子材料の伸縮や変形を駆動原理として構成される高分子アクチュエータに関する。

従来、イオン交換樹脂や誘電ポリマー等の伸縮及び変形を駆動原理とする高分子アクチュエータが知られている。この高分子アクチュエータの一構成例として、導電性高分子素子を構成する導電性高分子膜と、該導電性高分子膜の両面に接合される２枚の薄膜電極とを備えて構成されるものがある。

前記高分子アクチュエータに係る技術文献として、下記特許文献１〜４がある。下記特許文献１には、薄膜構造とされたイオン導電性高分子と導電性微粒子の混合膜の表面に、一端が電極に接続された金属薄膜電極を接触させながら螺旋状に巻き付けたアクチュエータ膜の構造が開示されている。

下記特許文献２には、電解液が封入される筒状の容器内に、複数の導電性高分子膜を該膜の厚み方向に積層してなる導電性高分子素子を前記電解液に浸漬し高分子アクチュエータにおいて、電極を前記導電性高分子膜の全域に跨るように蛇行形状をなして配設する技術が開示されている。

下記特許文献３には、シート状の導電性高分子膜の一方面に帯状の伸縮性薄膜電極を複数並設するとともに、各伸縮性薄膜電極の一端部にリード線を接続したものをロール状に巻いて構成した変換器が記載されている。

下記特許文献４には、高分子材料で構成された円筒形状をなすチューブの外壁及び内壁にバネをそれぞれ密着され、これらのバネを電極として用いることにより、前記チューブを軸方向に伸縮させる高分子アクチュエータが開示されている。

特開２００５−１７６４１２号公報 特開２００６−４２４４７号公報 米国特許第６８９１３１７号明細書 特開２００７−１５５９１２号公報

前記特許文献３に開示されている変換器にあっては、導電性高分子膜の表面に伸縮性薄膜電極が接合されているため、導電性高分子膜が変形すると、この変形に伴って薄膜電極も薄く引き延ばされていく。ここで、この伸縮性薄膜電極は、伸縮性の良い導電性高分子材で構成されており電気抵抗が大きい。よって、該電気抵抗による大きな電圧降下が発生し、伸縮性薄膜電極のうち前記リード線との接続点から遠い部位ほど変形効率が悪化するという問題がある。

また、前記特許文献３の変換器においては、シート状の導電性高分子膜の一方面に帯状の伸縮性薄膜電極を複数並設する工程や、各伸縮性薄膜電極の一端部にリード線を接続する工程が必要であり、これらの工程は非常に手間や時間がかかる。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、高い変形効率を有する安価な高分子アクチュエータを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、電圧の印加により伸縮する、高分子材料からなるシート状の伸縮体が、ロール状に巻かれて積層状に形成された高分子アクチュエータであって、前記伸縮体に接触する態様で層間に配設された導電線が立体的形状を成し、前記各層はそれぞれ電極を有するとともに当該層の電極が隣接する層の電極と接触し、互いに接触する２つの前記電極は同一極性とされ、前記２つの電極間に前記導電線が配設されており、同一極性とされる前記２つの電極及び該電極間に配設される導電線の組が少なくとも２組備えられており、隣接する組同士は異極性とされているものである。

この発明によれば、導電線を前記伸縮体に接触する態様で層間に配設するようにしたので、前記伸縮体のできるだけ広い部位を伸縮させることが可能となる。また、前記導電線を、立体的形状を成すように配設したので、前記伸縮体の伸縮に合わせて前記導電線がなす立体的形状が変形可能となる。その結果、導電線が前記伸縮体の伸縮に対する抵抗となるのを防止又は抑制することができる。

また、本発明に係る高分子アクチュエータは、前記導電線を、前記伸縮体に張り巡らしてロール状に巻くだけで製作できるため、従来技術に比して手間や時間を削減することができる。その結果、安価な高分子アクチュエータを実現することができる。

前記立体的形状としては、請求項２に記載の発明のように、前記立体的形状は、ロール軸に平行な面に前記導電線を正射影したとき、及び、ロール軸と直交する面に前記導電線を正射影したときに、各正射影がそれぞれ線分となる形状が想定される。その形状の一例としては螺旋形状が想定され、特にその中でも、請求項３に記載の発明のようにロール軸と平行な一方向に向かうほど螺旋径が大きくなる螺旋形状が好ましい。このような形状を採用することで、伸縮体のできるだけ広い範囲に亘って導電線が配設されるため、伸縮体の高い変形効率を確保することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一項に記載の高分子アクチュエータにおいて、前記導電線は、前記伸縮体に導電性を有する接着剤を用いて固定されているものである。

この発明によれば、前記導電線を、導電性を有する接着剤を用いて前記伸縮体に固定したので、前記伸縮体の伸縮に合わせて前記導電線が成す立体的形状が変化する。これにより、導電線が前記伸縮体の伸縮に対する抵抗となるのを防止又は抑制することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一項に記載の高分子アクチュエータにおいて、前記導電線が、当該高分子アクチュエータのロール軸方向における端部から顕出されているものである。

この発明によれば、前記導電線を、当該高分子アクチュエータのロール軸方向における端部から顕出したので、導電線の顕出端と電力源とを接続するだけで当該高分子アクチュエータを所定位置に設置することができ、当該高分子アクチュエータの設置を簡単に行うことができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の高分子アクチュエータにおいて、前記導電線を、当該高分子アクチュエータのロール軸方向における両端部に亘って配設したものである。

この発明によれば、当該高分子アクチュエータの両端部を固定し、ロール軸方向の中心部分を大きく変形させることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の何れか一項に記載の高分子アクチュエータにおいて、前記導電線を、内径側に向かうほど、巻線間のピッチが短くなるように配設したものである。

内径側ほど径が短くなるので、導電線が成す形状が変形する場合に、内径側ほどロール軸方向に変形する余裕が少ない。そこで、本発明のように、前記導電線を、内径側に向かうほど、巻線間のピッチが短くなるように配設することで、内径側の部位におけるロール軸方向への変形の余裕を、外径側の部位におけるロール軸方向への変形の余裕と同等にすることができ、できるだけ伸縮体全域で均一に変形させることが可能となる。

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７の何れか一項に記載の高分子アクチュエータにおいて、前記各導電線は、当該高分子アクチュエータのロール軸方向における同一端部において、ロール軸に対して対称位置で顕出しているものである。

この発明によれば、前記各導電線を、当該高分子アクチュエータのロール軸方向における同一端部において、ロール軸に対して対称位置で顕出したので、周方向に同一の位置で各導電線を顕出させる構成に比して、導電線同士が接触してショートする可能性が低くなる。

前記伸縮体としては、請求項９に記載の発明のように、前記伸縮体は、誘電ポリマーと、該誘電ポリマーの表裏面にそれぞれ設けられた伸縮性電極とを有して成るものが採用可能である。

本発明によれば、高い変形効率を有する安価な高分子アクチュエータを実現することができる。

本発明に係る高分子アクチュエータの第１の実施形態の外観斜視図である。 シート体の構造を説明するための図である。 シート体に電圧を印加した場合の該シート体の動作を説明するための図である。 金属導線の配設形態を示す図である。 高分子アクチュエータのロール軸方向に直交する面で切断した時の断面図である。 高分子アクチュエータの動作を説明するための図である。 金属導線の他の配設形態を示す図である。 金属導線の他の配設形態を示す図である。 金属導線の他の配設形態を示す図である。 金属導線の他の配設形態を示す図である。 金属導線の他の配設形態を示す図である。 金属導線の他の配設形態を示す図である。 金属導線の他の配設形態を示す図である。 金属導線の他の配設形態を示す図である。

以下、図面を用いて本発明に係る高分子アクチュエータの実施形態を説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る高分子アクチュエータの第１の実施形態の外観斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係る高分子アクチュエータ１は、後述するシート体４がロール状に巻かれて成るロール部２と、該ロール部２に電圧を印加するための金属導線３とを有して構成されている。

ロール部２を構成するシート体４は、図２に示すように、高い誘電率を有する薄膜状の弾性誘電ポリマーシート５と、例えば炭素粉を高密度に塗布又はゴムに混合させて成る伸縮可能な伸縮性電極６，７とを有して構成されている。

前記弾性誘電ポリマーシート５は、例えばゴム等の低弾性率のポリマーに誘電率を高める添加物を添加して構成されたものであり、当該高分子アクチュエータ１が製造される前の状態（平面状に展開した状態）では帯状を有する。

伸縮性電極６，７は、固化すると伸縮性を有する導電性接着剤等を用いて、帯状を有する前記弾性誘電ポリマーシート５の表面及び裏面の全域にそれぞれ貼り付けられている。

このようにして構成されたシート体４は、図３に示すように、その厚み方向に電圧を印加すると、平面方向に伸長する。

伸縮性電極６，７の表面には、固化すると伸縮性をもつ導電性接着剤からなる接着剤層が設けられており、前記金属導線３は、この接着剤層を用いて前記シート体４に貼り付けられている。

具体的には、図４に示すように、前記金属導線３は、前記シート体４の長手方向に平行な長辺のうち一方の長辺（以下、第１長辺という）１０上の２つの頂点Ｐ１，Ｐ２の近傍に位置する、前記第１長辺１０上の所定位置Ｐ１，Ｐ２を通るように貼り付けられている。また、前記シート体４の長手方向における中央位置を示す線分を中央線Ｌというものとすると、前記金属導線３は、他方の長辺（以下、第２長辺という）１１と前記中央線Ｌの延長線との交差点Ｐ５より所定量だけ外方の位置Ｐ６で屈曲した態様で伸縮性電極６，７に貼り付けられる。さらに、この屈曲部を境界として前記金属導線３を２つの部位に分けた場合に、一方の部位が表面に貼り付けられ、他方の部位が裏面に貼り付けられる。

金属導線３が貼り付けられたシート体４は、前記中心線Ｌで２つ折りにされた上で、シート体４の長手方向に沿ってロール状に巻かれる。その際、前記中央線Ｌ側の部位がロールの内径側となるように、その中央線Ｌ側の部位からロール状に巻き始められる。本実施形態に係る高分子アクチュエータ１は、以上のようにして作成されたものである。

この高分子アクチュエータ１においては、そのロールの中心軸を通る面による一方の切断面に着目すると、図５に示すように、同極性となる伸縮性電極６，７同士が対向する電極層が複数積層した形態を成し、且つ、交互に極性の異なる電極層が並ぶ態様となる。また、図１に示すように、金属導線３は、対向する２つの伸縮性電極６，７に挟まれた状態で螺旋形状を成し、その螺旋形状は、ロールの内径側に向かうほど螺旋の径が小さくなるものとなる。

前記金属導線３のうち前記中央線Ｌの近傍でロール部２から顕出する部分は、前記屈曲部で切断される。これにより、金属導線３は２本に分断され、このとき、各伸縮性電極６，７にそれぞれ各金属導線３が１本ずつ接することとなる。なお、長辺１０側の端部から顕出する金属導線３の端部は、ロール部２の端面に合わせて切り落とされる。

本実施形態に係る高分子アクチュエータ１は、図６に示すように、２本の金属導線３が互いに異なる極性となるように、各金属導線３のロール部２から顕出する端部から各金属導線３に電圧が印加されることにより、伸縮性電極６，７には互いに異なる極性の電荷が蓄積し、その電荷のクーロン力によって伸縮性電極６と伸縮性電極７との間の距離が縮まる結果、ロールの径方向に小さくなる一方、ロールの中心軸方向に大きく伸長する。

ここで、金属配線３は、螺旋形状を成しており、ロール軸方向と直交する方向の成分を持つ。そのため、金属配線３の成す形状がロール軸方向に変形する余裕があり、金属配線３は、ロール軸方向へのロール部２の伸長に対して容易に追従する。図６における左側の図は電圧を印加していない状態を示し、右側の図は電圧を印加した状態を示している。なお、図における金属配線３はワイヤー状の金属線で説明したが、幅を持った薄い帯状の金属線を使った場合でも同様の効果が得られる。

以上のように、本実施形態では、金属導線３をシート体４に接触させ、且つ、シート体４のできるだけ広い領域に亘って線接触させるようにし、シート体４を巻いて金属導線３が螺旋形状を成すように構成したので、金属導線３を伸縮性電極に点接触する従来技術に比べ、シート体４の全域に亘ってより均一な電圧を印加する状態にする（シート体４の全域に亘って電位勾配が無い又は少ない状態にする）ことができ、各部位によって変形量に偏りが無い又は少ない変形効率の高い高分子アクチュエータを実現することができる。

また、本実施形態では、シート体に金属導線３を直線的に貼り渡すとともに、金属導線３をシート体４の表面から裏面にかけて貼り渡すという簡単な配設方法を採用したので、変形効率の高い高分子アクチュエータを低コストで製造することができる。

また、本実施形態に係る高分子アクチュエータ１は、ロール軸方向に伸縮動作を行うことを利用して、両端部のうち、金属導線３が顕出する側の端部が固定端、反対側の端部が自由端（力を及ぼす端部）として利用される。したがって、高分子アクチュエータ１が伸縮動作を行ったときに、固定端とされる、金属導線３の顕出する側の端部が、駆動対象と摺接することが無い。よって、該摺接に因って金属導線３が断線するのを回避することができる。

さらに、高分子アクチュエータ１の一端部側で金属導線３を顕出させるようにしたので、要求される高分子アクチュエータ１のサイズ（ロール軸方向の長さ）に合わせて、高分子アクチュエータ１の他端部側を切り落として該高分子アクチュエータ１の長さを適宜設定することができる。これにより、要求される高分子アクチュエータ１のサイズ（ロール軸方向の長さ）に応じて、予めシート体４の幅を変えたり、或いはその幅専用の金属導線３の配設態様を採ったりする必要がないため、高分子アクチュエータ１の生産性を向上することができる。

次に、本発明に係る高分子アクチュエータの他の実施形態について説明する。

（第２の実施形態）
図７は、本発明に係る高分子アクチュエータの第２の実施形態の説明図である。

本実施形態に係る高分子アクチュエータは、金属配線３が図７に示すような配設態様で配設されて構成されたものである。すなわち、図７に示すように、前記第１長辺１０上の頂点Ｐ１の近傍に位置する該長辺１０上の所定位置Ｐ７から前記中央線Ｌ側に向かって傾斜しながら長辺１１を超える位置まで延びる第１の部位１２と、該第１の部位１２に連続し、前記中央線Ｌ側に向かってシート体４の長手方向に平行に微小量延びる第２の部位１３と、該第２の部位１３に連続し、前記中央線Ｌと反対の方向に向かって傾斜しながら長辺１０を超える位置まで延びる第３の部位１４と、該第３の部位１４に連続し、前記中央線Ｌ側に向かってシート体４の長手方向に平行に微小量延びる第４の部位１５と、該第４の部位１５に連続し、前記中央線Ｌ側に向かって傾斜しながら長辺１１を超える位置まで延びる第５の部位１６とを有するように金属導線３を配設する。

また、前記第１長辺１０上の他方の頂点Ｐ２の近傍に位置する該長辺１０上の所定位置Ｐ８から前記中央線Ｌ側に向かって傾斜しながら長辺１１を超える位置まで延びる第６の部位１７と、該第６の部位１７に連続し、前記中央線Ｌ側に向かってシート体４の長手方向に平行に微小量延びる第７の部位１８と、該第７の部位１８に連続し、前記中央線Ｌと反対の方向に向かって傾斜しながら長辺１０を超える位置まで延びる第８の部位１９と、該第８の部位１９に連続し、前記中央線Ｌ側に向かってシート体４の長手方向に平行に微小量延びる第９の部位２０と、該第９の部位２０に連続し、前記中央線Ｌ側に向かって傾斜しながら長辺１１を超える位置まで延びる第１０の部位２１とを有するように金属導線３を配設する。

前記第５の部位の長辺１１側の端部と第１０の部位２１の長辺１１側の端部とは１点（以下、この部位を屈曲部という）で交わる。また、前記第１の部位１２と前記第６の部位１７、前記第２の部位１３と前記第７の部位１８、前記第３の部位１４と前記第８の部位１９、前記第４の部位１５と前記第９の部位２０、前記第５の部位１６と前記第１０の部位２１は、それぞれ中央線Ｌに対して線対称な位置関係にある。金属導線３を貼り渡したシート体４の巻き方については前記第１の実施形態と同様であり、金属導線３は、前記屈曲部、第２、第４、第７、第９の部位１３，１５，１８，２０でそれぞれ切断され、複数の金属導線３に分断される。

前記第１の実施形態に係る高分子アクチュエータ１においては、前記シート体４の各部位のうち長辺１１上の２つの頂点Ｐ２２，Ｐ２３周辺の部位（図４の矢印Ａ，Ｂで示す部位）と金属導線３との離間距離が大きいため、外径側ほど、金属導線３と接触しない部分の面積が多くなるため、伸縮抵抗が大きくなる（伸縮率は悪くなる）。

本実施形態では、この問題に対処すべく、図７に示すように、長辺１１上の２つの頂点Ｐ２２，Ｐ２３周辺の部位（図４の矢印Ａ，Ｂで示す部位）にも金属導線３を直線的に貼り渡して、前記頂点Ｐ２２，Ｐ２３周辺の部位（図４の矢印Ａ，Ｂで示す部位）におけるシート体４の伸縮率を、前記第５、第１０の部位１６，２１に接触する部位におけるシート体４の伸縮率に近似させるようにしたものである。

本実施形態においても、金属導線３を直線的に貼り渡すという簡単な配設方法を採用したので、前記第１の実施形態と同様に高分子アクチュエータを安価に製造することができる上、前記第１の実施形態に係る高分子アクチュエータより更に金属導線３をシート体４のできるだけ広い領域に亘って線接触させるようにしたので、前記第１の実施形態よりも変形効率を高くすることができる。

（第３の実施形態）
図８は、本発明に係る高分子アクチュエータの第３の実施形態の説明図である。

本実施形態では、図８（ａ）に示すように、金属導線３をシート体４の表面及び裏面の各面において同一の対角線上にそれぞれ貼り渡すようにしたものである。具体的には、１つの対角線上に存在する２つの頂点Ｐ１，Ｐ９の近傍にそれぞれ位置する、第１長辺１０上の所定位置Ｐ１０と第２長辺１１上の所定位置Ｐ１１とをそれぞれ通るように、表面及び裏面の各面において金属導線３を直線的に貼り渡すようにしたものである。なお、金属導線３を貼り渡したシート体４の巻き方については前記第１の実施形態と同様である。なお、第２長辺１１上の所定位置Ｐ１１の近傍で顕出した部分（金属導線３を表面から裏面へのターン部分）は、ロール部２の端面に合わせて切り落とされる。

そして、このように金属導線３を貼り渡したシート体４を前記第１の実施形態と同様の巻き方で巻くと、図８（ｂ）に示すように、シート体４の例えば表面を中央線Ｌで２つの領域に分割した場合の１つの分割領域に着目した場合、金属導線３がその分割領域に接触する部位が、前記所定位置Ｐ１０と、シート体４の幅方向における中央線Ｌ上の中心Ｐ１２と、シート体４の長手方向に前記所定位置Ｐ１０と同一の位置となる前記第２長辺１１上の所定位置Ｐ１３とを通るＶ字型となり、前記第１の実施形態に比して、金属導線３の密度を大きくすることができる。これにより、第１の実施形態に係る高分子アクチュエータに比して更に変形効率の高い高分子アクチュエータを実現することができる。

（第４の実施形態）
図９は、本発明に係る高分子アクチュエータの第４の実施形態の説明図である。

本実施形態では、図９（ａ）に示すように、シート体４の表面及び裏面の各面において、前記第１長辺１０上の頂点Ｐ１の近傍に位置する該長辺１０上の所定位置Ｐ１４と、２つの短辺２２，２３上の部位のうち、前記頂点Ｐ１から遠い方の短辺２２の中心からそれぞれ所定距離だけ離間した所定位置Ｐ１５，Ｐ１６と、前記第２長辺１１上の部位のうち、前記所定位置Ｐ１４とシート体４の長手方向において同一の位置となる所定位置Ｐ１７とを通るように金属導線３を直線的に貼り渡している。

そして、このように金属導線３を貼り渡したシート体４を前記第１の実施形態と同様の巻き方で巻くと、図９（ｂ）に示すように、シート体４の例えば表面を中央線Ｌで２つの領域に分割した場合の一方の分割領域に着目したとき、その分割領域においては、金属導線３が、前記所定位置Ｐ１４と中央線Ｌ上の所定位置Ｐ１８とを通る線分と、該所定位置Ｐ１８と短辺２３上の所定位置Ｐ２０とを通る線分と、短辺２３上の所定位置Ｐ２１と中央線Ｌ上の所定位置Ｐ１９とを通る線分と、前記所定位置Ｐ１９と前記所定位置Ｐ１７とを通る線分との上に配設される態様となり、前記第１の実施形態に比して、金属導線３の密度を大きくすることができる。これにより、第１の実施形態に係る高分子アクチュエータよりも更に変形効率の高い高分子アクチュエータを実現することができる。

（第５の実施形態）
前記各実施形態に係る高分子アクチュエータ１においては、ロール部２をそのロール軸方向に伸縮させるタイプのものであるが、これに限られるものではなく、ロール部２の両端部をそれぞれ固定した状態で該ロール部２を湾曲させるタイプの高分子アクチュエータも考えられる。このような高分子アクチュエータを作成する場合、次のような金属配線３の配設態様を採用するとよい。図１０は、本実施形態に係る高分子アクチュエータの説明図である。

本実施形態では、図１０に示すように、金属配線３が前記所定位置Ｐ１４，Ｐ１５を通るように該金属配線３をシート体４の表面に直線的に貼り渡し、金属配線３を裏面側に向けてターンした後、裏面において前記所定位置Ｐ１６，Ｐ１７を通るように金属導線３を貼り渡す。

次に、このように金属導線３を貼り渡したシート体４を、前記第１の実施形態と同様の巻き方で巻く。このとき、図１１に示すように、ロール部２の両端部からそれぞれ金属配線３が顕出する。なお、金属導線３のうち、前記所定位置Ｐ１５，Ｐ１６において顕出している部分については切り落とす。

以上のような作成方法により高分子アクチュエータを作成することで、高分子アクチュエータ１の両端部をそれぞれ固定し、各金属導線３に互いに極性が異なるように、ロール部２の両端部において夫々顕出している導線端部から電圧のオンオフを行って、ロール軸方向における中央部で所定の駆動対象に力を付与する動作を行う高分子アクチュエータを構成することができる。

（第６の実施形態）
前記第１の実施形態においては、分断後の２本の金属配線３が中央線Ｌに対して線対称となるように配設されるため、ロール部２が構成されたときに、図１３（ｂ）に示すように、ロール部２の一端側（前記第１長辺１０側）から顕出する２本の金属導線３の顕出位置が、ロール部２の周方向において一致又は近似する。そのため、金属導線３同士が接触する可能性が高い。金属導線３は被覆を施していない裸線であるため、金属導線３同士が接触するとショートする。

そこで、この問題を解決するために、前記第１の実施形態のように前記屈曲部が中央線Ｌの延長線上に位置するように金属導線３を配設するのではなく、図１２に示すように、前記第１の実施形態における前記屈曲部の位置Ｐ６（図４参照）を前記中央線Ｌの延長線から所定量ΔＲだけずらす（位置Ｐ６’）とともに、それにあわせて、前記第１長辺１０と交差する２つの位置のうち一方の位置を前記所定量ΔＲだけずらすようにするとよい。図１２では、前記所定量ΔＲは、ロール部２の端部が成す円の半分の長さに相当する。

これにより、図１３（ａ）に示すように、各金属導線３の顕出位置がロール軸の位置Ｏに対して互いに反対の位置となり、各金属導線３の顕出位置をできる限り離間させることができる。その結果、金属導線３同士の接触、延いては該接触によるショートの発生を可及的に回避することができる。

なお、本件は、前記実施形態に代えて、又は前記実施形態に加えて次のような変形形態も採用可能である。

（１）高分子アクチュエータにおける金属導線が成す立体的形状は、図４，図７〜図１０に示す配線態様によって形成される螺旋形状に限定されるものではなく、ロール軸周りを周回しながらロール軸方向に延びる螺旋形状であればよい。

また、この他、例えば図１４に示すように、Ｕ字型に形成された三つ網状の金属導線３’を、中央線Ｌを囲むように配設するようにしてもよい。この実施形態では、高分子アクチュエータ１の伸縮性を向上することができる。なお、この場合、金属導線３’の各部位のうち、湾曲する部分を除く２つの直線部分のうち一方の直線部分を表面に貼り渡し、他方の直線部分を裏面に貼り渡すようにすればよい。

（２）内径側ほど径が短くなるので、シート体４の伸長時に導電線が成す形状が変形する場合に、内径側ほどロール軸方向に変形する余裕が少ない。この点を考慮して、前記導電線を、内径側に向かうほど、巻線間のピッチが短くなるように配設するようにすると、内径側の部位におけるロール軸方向への変形の余裕を、外径側の部位におけるロール軸方向への変形の余裕と同等にすることができ、できるだけ伸縮体全域で均一に変形させることができる。

１ 高分子アクチュエータ
２ ロール部
３ 金属導線
４ シート体
５ 弾性誘電ポリマーシート
６，７ 伸縮性電極
１０ 第１長辺
１１ 第２長辺

Claims (9)

1. 電圧の印加により伸縮する、高分子材料からなるシート状の伸縮体が、ロール状に巻かれて積層状に形成された高分子アクチュエータであって、
   前記伸縮体に接触する態様で層間に配設された導電線が立体的形状を成し、
   前記各層はそれぞれ電極を有するとともに当該層の電極が隣接する層の電極と接触し、
   互いに接触する２つの前記電極は同一極性とされ、
   前記２つの電極間に前記導電線が配設されており、
   同一極性とされる前記２つの電極及び該電極間に配設される導電線の組が少なくとも２組備えられており、隣接する組同士は異極性とされている高分子アクチュエータ。
2. 前記立体的形状は、ロール軸に平行な面に前記導電線を正射影したとき、及び、ロール軸と直交する面に前記導電線を正射影したときに、各正射影がそれぞれ線分となる形状である請求項１に記載の高分子アクチュエータ。
3. 前記立体的形状は、ロール軸と平行な所定の一方向に向かうほど螺旋径が大きくなる螺旋形状である請求項２に記載の高分子アクチュエータ。
4. 前記導電線は、前記伸縮体に導電性を有する接着剤を用いて固定されている請求項１乃至３の何れか一項に記載の高分子アクチュエータ。
5. 前記導電線は、当該高分子アクチュエータのロール軸方向における端部から顕出している請求項１乃至４の何れか一項に記載の高分子アクチュエータ。
6. 前記導電線は、当該高分子アクチュエータのロール軸方向における両端部に亘って配設されている請求項５に記載の高分子アクチュエータ。
7. 前記導電線は、内径側に向かうほど、巻線間のピッチが短くなるように配設されている請求項１乃至６の何れか一項に記載の高分子アクチュエータ。
8. 前記各導電線は、当該高分子アクチュエータのロール軸方向における同一端部において、ロール軸に対して対称位置で顕出している請求項１乃至７の何れか一項に記載の高分子アクチュエータ。
9. 前記伸縮体は、誘電ポリマーと、該誘電ポリマーの表裏面にそれぞれ設けられた伸縮性電極とを有して成る請求項１乃至８の何れか一項に記載の高分子アクチュエータ。
   

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