導電性高分子アクチュエータ
 
11.人工筋繊維(ポリピロール・金属コイル複合体)
 人工筋肉へ応用するための方法として、きわめて小さな負荷で伸縮する金属コイル上に導電性高分子の被膜を作製し、繊維状のアクチュエータ素子(φφ0.25mm)を開発しました。このアクチュエータ素子を多本数複合化することにより、発生力の大きなアクチュエータ構造体を実現しました。本アクチュエータは「押し」のデバイスとして最適です。
<特徴>

  1.素子のみで、押し・引きが両方可能なアクチュエータ
  2.マイクロアクチュエータデバイスの構築が容易


導電性高分子の被覆を行う前後の比較
(SEM写真)



SEM写真


顕微鏡写真

 

  〔動画〕
人工筋繊維(コイル素子)の直動伸縮(5秒で約2mm〔15%〕の伸縮)をご覧になれます。小さなサイズで大きな伸縮が得られるため、マイクロアクチュエータに最適です。(写真をクリックすると動画がご覧になれます。)
 
 
【コイル素子構造体イメージ図】

素子
(ポリピロール−金属コイル複合体)

  外径:0.25 mm
  発生力:20 gf

 

素子を束ねることにより、発生力の大きな素子が得られます。

例)100本束ねた構造体
  外径:4.5 mm
  発生力:2 kgf
更に複数本束ねることにより、必要に応じた発生力、伸縮性能を持つアクチュエータを得ることができます。

例)100本束ねた構造体を
被覆し、更に25本束ねた
構造体
  外径:40 mm
  発生力:50 kgf
【試作例】


 
実測値
設計値
本数
1本
外径
0.25mm
長さ
15mm
スピード
15% /2秒
ストローク
1.3mm
1.3mm
最大発生力
20gf
20gf


 
実測値
設計値
本数
10本
外径
1.0mm
長さ
20mm
ストローク
1.7mm
1.8mm
最大発生力
230gf
200gf


 
実測値
設計値
本数
50本
外径
2.2mm
長さ
20mm
ストローク
0.9mm
1.8mm
最大発生力
1000gf以上
1000gf
 

【空気中駆動小型デバイス】

 

 人工筋繊維(コイル素子)1本と対極、電解液を一体化しました。→動画 1

 また、ソフトケースを使用することで、曲げて使用することも可能です。→動画 2


動画 1:0.5gの重りを
動かしています。

動画 2:約60度曲げた状態で
動かしています。



(素子サイズ:外φ0.9mm×L30mm)



(素子サイズ:外φ1.1mm×L15mm)

 
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