[發(fā)明專利]致動器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010143851.3
• 申請日: 2010-03-17
• 公開（公告）號: CN101847941A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發(fā)明（設計）人: 永井信之;菅澤昌之;村上一臣
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 馬高平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚合物致動器，并且更特別地，涉及由于離子響應于所施加的電場的遷移而引起彎曲或變形的聚合物致動器。

背景技術(shù)

由離子導電聚合物(離子交換樹脂)制成的致動器作為一種重量輕且產(chǎn)生較大的力的新型致動器正在引起人們的關(guān)注。通常，聚合物致動器具有兩個電極層，分別位于離子導電聚合物(離子交換樹脂)膜的兩側(cè)。離子導電聚合物包括水或其它離子導電介質(zhì)及離子。在該聚合物致動器中，離子在離子導電聚合物層中遷移，由此使遷移所在的同一層彎曲或變形。

然而，過去使用水作為離子導電介質(zhì)的聚合物致動器當其由于水的蒸發(fā)而干涸時將不再能工作。因此，提出了使用離子性液體的聚合物致動器(例如，見日本專利特開2007-143300、日本專利特開2007-329334、日本專利特開2008-86185、日本專利特開2008-251697，下文中分別稱為專利文獻1到專利文獻4)。離子性液體是處于室溫且非揮發(fā)性的液態(tài)鹽。使用這種液體使得不需要水或其它離子導電介質(zhì)，由此擴展了聚合物致動器的應用范圍并提供了改進的可靠性。

另外，專利文獻1和專利文獻2中說明的聚合物致動器具有通過用組合物涂覆離子導電聚合物膜的兩側(cè)而形成的電極層。該組合物通過將碳粉分散到離子導電聚合物而產(chǎn)生。用離子導電聚合物和碳粉形成電極層提供了改進的生產(chǎn)率和降低的制造成本。

發(fā)明內(nèi)容

然而，如專利文獻1到專利文獻4所述的，過去使用離子液的聚合物致動器變形(操作)較慢并且以不規(guī)則的方式變形。

根據(jù)先前的問題，本發(fā)明需要提供操作快速并能較大程度地變形的聚合物致動器。

根據(jù)本發(fā)明的致動器包括：離子導電聚合物層；一對電極層；和離子。離子導電聚合物層由第一離子導電聚合物制成。一對電極層被設置在離子導電聚合物層的各側(cè)并由第二離子導電聚合物和導電粉制成。離子被包含在離子導電聚合物層和電極層中。第一離子導電聚合物和第二離子導電聚合物彼此在官能團類型上不同。

在本發(fā)明中，離子導電聚合物層和電極層彼此在官能團類型上不同。結(jié)果，離子易于在離子導電聚合物層中遷移。電極層由于斥力而較大程度地擴展。

在本致動器中，第一離子導電聚合物和第二離子導電聚合物彼此在官能團極性上不同

如果第一離子導電聚合物具有負離子(-)官能團，并且第二離子導電聚合物具有正離子(+)官能團，則能夠使用具有磺酸基團((-SO₃H)或羧基團(-COOH)的離子導電聚合物作為第一離子導電聚合物，并且使用具有季銨團的離子導電聚合物作為第二離子導電聚合物。

另外，能使用離子液作為離子。

再另外，能使用碳粉作為導電粉。

又另外，可以在各電極層上設置金屬導電層。

在本實施方式中，離子導電聚合物層和電極層彼此在官能團類型上不同。這有助于離子在離子導電聚合物層中具有更高的遷移速度，并有助于在電極層中的離子之間產(chǎn)生更大的斥力，由此提供比過去的致動器操作更為快速并且更大程度地變形的聚合物致動器。

附圖說明

圖1是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的致動器的構(gòu)造的截面圖；

圖2A到圖2C是示意性地示出圖1中示出的致動器的操作的圖，并且圖2A和圖2C示出了施加有電壓的致動器，圖2B示出了未施加電壓的致動器；

圖3A到圖3C是分步地示出圖1中示出的致動器的操作原理的示意圖；

圖4A到圖4C是分步地示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的致動器的操作原理的示意圖；和

圖5是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的變形例的致動器的構(gòu)造的截面圖。

具體實施方式

下面將參考附圖給出本發(fā)明的實施方式的詳細說明。應注意，本發(fā)明并不局限于下面說明的實施方式。還應注意，將以如下順序給出說明。

1.第一實施方式(在該實例中，離子導電聚合物層和電極層的官能團類型彼此不同)

2.第二實施方式(在該實例中，離子導電聚合物層和電極層的官能團的數(shù)目彼此不同)

3.第三實施方式(在該實例中，設置了金屬導電層)

<1.第一實施方式>

[總體構(gòu)造]