[發(fā)明專利]致動器及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780079089.7
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN110100096B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 河原準
• 申請（專利權(quán)）人: 琳得科株式會社
• 主分類號: F03G7/06
• 分類號: F03G7/06;D02G1/02;H02N11/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 張晶;謝順星

本發(fā)明的致動器由纖維狀高分子材料構(gòu)成，所述纖維狀高分子材料由高分子構(gòu)成，在所述纖維狀高分子材料的最外表面具有捻痕，所述捻痕相對于所述纖維狀高分子材料的纖維軸傾斜的角度x與角度y具有x＞y+0.5的關(guān)系，所述角度y是將由構(gòu)成所述纖維狀高分子材料的高分子構(gòu)成的纖維在25℃的環(huán)境下施加所述纖維的拉伸模量×4.5×10^－3的拉伸應(yīng)力，并捻繞至產(chǎn)生卷曲的極限或者捻繞至斷裂的極限時的捻痕相對于所述纖維的纖維軸傾斜的角度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種致動器及其制造方法。

本申請根據(jù)2016年12月27日在日本申請的特愿2016-252346號主張優(yōu)先權(quán)，在此引用其內(nèi)容。

背景技術(shù)

由于發(fā)達國家的老齡社會的到來、機器人工學(xué)的發(fā)達、向人類智能活動的轉(zhuǎn)換等，而尋求各種物品的動力化，并提出了各種致動器的方案。例如，在專利文獻1中公開有一種含有插捻的卷狀聚合物纖維的致動器。

含有插捻的卷狀聚合物纖維的致動器通過以下方式形成，即，選擇作為單絲或者多絲的以高強度且高度鏈取向的前體聚合物纖維，向所述前體聚合物纖維插捻直到發(fā)生卷曲，或者，向所述前體聚合物纖維插捻直到不產(chǎn)生卷曲的水平，接著，在相同或者相反方向上向最初插入的捻度插入卷曲。

在專利文獻1中說明了，由于溫度變化，含有插捻的卷狀聚合物纖維的致動器能夠以提供拉伸收縮或者拉伸膨脹的方式進行操作。另外，卷曲之前的聚合物纖維的光學(xué)顯微鏡照片顯示了螺旋形的表面特征，其相對于纖維方向的偏角α用下式表達。

α＝tan^－1(πdT)

(在式中，d是聚合物纖維的直徑，T是聚合物纖維每單位長度所插入的捻度的量。)

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利公開2016-42783號公報

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

但是，專利文獻1所公開的含有插捻的非卷狀聚合物纖維的致動器，未必相對于溫度變化而言顯示出較大的可動范圍，有時輸出也不充分。

本發(fā)明鑒于上述的實際情況而完成，其目的在于提供一種新的致動器及其制造方法，其比以往顯示出較大的熱的可動范圍。

(二)技術(shù)方案

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明人進行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了比以往顯示出較大的熱的可動范圍的致動器。另外，發(fā)現(xiàn)了一種制造方法，其通過對由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于25℃的高分子構(gòu)成的纖維狀高分子材料在溫度高于所述高分子的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的環(huán)境下進行捻繞，而容易獲得那樣的致動器。

即，本發(fā)明如以下所述。

(1)一種致動器，其由纖維狀高分子材料構(gòu)成，所述纖維狀高分子材料由高分子構(gòu)成，在所述纖維狀高分子材料的最外表面具有捻痕，其中，所述捻痕相對于所述纖維狀高分子材料的纖維軸傾斜的角度x、與角度y具有x＞y+0.5°的關(guān)系，所述角度y是將由構(gòu)成所述纖維狀高分子材料的高分子構(gòu)成的纖維在25℃的環(huán)境下施加所述纖維的拉伸模量×4.5×10^－3的拉伸應(yīng)力，并捻繞至產(chǎn)生卷曲的極限或者捻繞至斷裂的極限時的捻痕相對于所述纖維的纖維軸傾斜的角度。

(2)根據(jù)所述(1)所述的致動器，其特征在于，所述高分子的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是45℃以上。

(3)根據(jù)所述(1)或(2)所述的致動器，其特征在于，所述高分子是尼龍。

(4)根據(jù)所述(1)～(3)中任一項所述的致動器，其特征在于，所述角度x是45°以上。