特許 7528848 アクチュエータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-29

(45)【発行日】2024-08-06

(54)【発明の名称】アクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   H02N 11/00 20060101AFI20240730BHJP

【ＦＩ】

H02N11/00 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021066986

(22)【出願日】2021-04-12

(65)【公開番号】P2022162259

(43)【公開日】2022-10-24

【審査請求日】2023-09-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中川 修士

【審査官】稲葉 礼子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１３０２０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－００９８５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１６１２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２４５５０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１６７９２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｎ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可撓性を有するフレキシブル電極と、前記フレキシブル電極との対向面が絶縁層にて被覆されたベース電極とを有し、両電極間への電圧の印加によって前記フレキシブル電極が前記対向面に接近するよう変形するアクチュエータであって、
前記フレキシブル電極及び前記ベース電極を複数組有し、
前記複数組のそれぞれは、同一軸上に配置され、隣り合う組同士が連結されており、
前記軸は、前記複数組のそれぞれの前記ベース電極の前記対向面に交差し、
前記複数組のそれぞれの前記ベース電極は、互いに絶縁された複数の電極部に分割され、
前記複数の電極部には、前記電圧が独立して印加される
ことを特徴とするアクチュエータ。

【請求項2】

前記ベース電極は、前記フレキシブル電極と対向する位置に頂点部を有するドーム状に形成されており、
前記複数の電極部は、前記軸の周回方向に沿って配置され、
前記複数の電極部には、前記電圧が前記周回方向に沿って順次印加される
ことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。

【請求項3】

前記隣り合う組同士の一方の組の前記フレキシブル電極と他方の組の前記ベース電極とは、連結部材によって連結され、
前記連結部材は、弾性体によって形成される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエータ。

【請求項4】

前記隣り合う組同士の一方の組の前記フレキシブル電極と他方の組の前記ベース電極とは、連結部材によって連結され、
前記連結部材は、導電体によって形成される
ことを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載のアクチュエータ。

【請求項5】

前記隣り合う組同士の一方の組の前記フレキシブル電極と他方の組の前記フレキシブル電極とは、互いに対向して配置され、且つ、連結部材によって連結され、
前記連結部材は、絶縁体によって形成される
ことを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アクチュエータに関する。

【背景技術】

【0002】

可撓性を有する部材の変形を動力として機械的仕事を行うソフトアクチュエータが知られている（例えば、特許文献１）。

【0003】

特許文献１には、電気活性ポリマが一対の電極間に挟まれたアクチュエータが記載されている。特許文献１に記載のアクチュエータは、一対の電極間に電圧が印加されることにより蓄積された電荷のクーロン力によって、一対の電極が引き合い、電気活性ポリマが変形して、電極間に変位を発生させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５７１４２００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載のアクチュエータは、電極間距離に沿った方向又は電極に沿った方向に直線的に動く単純な動作を実現できるに過ぎず、複雑な動作を実現することは難しい。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、複雑な動作を実現可能なアクチュエータを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明のアクチュエータは、可撓性を有するフレキシブル電極と、前記フレキシブル電極との対向面が絶縁層にて被覆されたベース電極とを有し、両電極間への電圧の印加によって前記フレキシブル電極が前記対向面に接近するよう変形するアクチュエータであって、前記フレキシブル電極及び前記ベース電極を複数組有し、前記複数組のそれぞれは、同一軸上に配置され、隣り合う組同士が連結されており、前記軸は、前記複数組のそれぞれの前記ベース電極の前記対向面に交差し、前記複数組のそれぞれの前記ベース電極は、互いに絶縁された複数の電極部に分割され、前記複数の電極部には、前記電圧が独立して印加されることを特徴とする。

【0008】

このような構成により、複数組のそれぞれのフレキシブル電極は、電圧が印加された電極部に応じて、様々な形態に変形することができる。アクチュエータの仕事を外部に出力する出力部材がフレキシブル電極に取り付けられた場合、出力部材には、フレキシブル電極の変形に応じて、様々な方向及び大きさを有するモーメントが作用する。出力部材は、様々な姿勢に変位することができる。よって、本発明のアクチュエータは、複雑な動作を実現することができる。

【0009】

更に好ましい態様として、前記ベース電極は、前記フレキシブル電極と対向する位置に頂点部を有するドーム状に形成されており、前記複数の電極部は、前記軸の周回方向に沿って配置され、前記複数の電極部には、前記電圧が前記周回方向に沿って順次印加される。

【0010】

このような態様により、出力部材がフレキシブル電極に取り付けられた場合、出力部材は、軸の周回方向に旋回するように変位する。アクチュエータは、旋回動作を実現することができる。よって、アクチュエータは、複雑な動作を実現することができる。

【0011】

更に好ましい態様として、前記隣り合う組同士の一方の組の前記フレキシブル電極と他方の組の前記ベース電極とは、連結部材によって連結され、前記連結部材は、弾性体によって形成される。

【0012】

このような態様により、出力部材がフレキシブル電極に取り付けられた場合、出力部材は、変位量が大きくなり得ると共に、初期位置に復元し易くなり得る。アクチュエータは、動作量を増大させることができると共に、動作速度を高速化することができる。よって、アクチュエータは、高出力化を図ることができる。

【0013】

更に好ましい態様として、前記隣り合う組同士の一方の組の前記フレキシブル電極と他方の組の前記ベース電極とは、連結部材によって連結され、前記連結部材は、導電体によって形成される。

【0014】

このような態様により、隣り合う組同士の一方の組のフレキシブル電極と、他方の組のベース電極とは、同電位になり得る。アクチュエータの駆動回路は簡素化し得る。よって、アクチュエータは、複雑な動作を容易に実現することができる。

【0015】

更に好ましい態様として、前記隣り合う組同士の一方の組の前記フレキシブル電極と他方の組の前記フレキシブル電極とは、互いに対向して配置され、且つ、連結部材によって連結され、前記連結部材は、絶縁体によって形成される。

【0016】

このような態様により、隣り合う組同士の一方の組のベース電極を構成する複数の電極部に対する電圧の印加順序と、隣り合う組同士の他方の組のベース電極を構成する複数の電極部に対する電圧の印加順序とが逆向きである場合、各フレキシブル電極は、軸を中心軸としてねじれるように変形する。アクチュエータは、軸を中心軸としたねじり動作を実現することができる。アクチュエータは、複雑な動作を実現することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、複雑な動作を実現可能なアクチュエータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態１のアクチュエータの構成を模式的に示す図。

【図2】図１に示すベース電極の斜視図。

【図3】図１に示すフレキシブル電極とベース電極との間に電圧が印加された場合のアクチュエータを示す図。

【図4】図３に示す場合の後に電圧の印加が停止された場合のアクチュエータを示す図。

【図5】図１に示すフレキシブル電極及びベース電極を支持する支持部材を模式的に示す図。

【図6】図５に示す支持部材の他の例を模式的に示す図。

【図7】実施形態２のアクチュエータの構成を説明する図。

【図8】実施形態３のアクチュエータの構成を説明する図。

【図9】図８に示すフレキシブル電極とベース電極との間に電圧が印加された場合のアクチュエータを説明する図。

【図10】実施形態４のアクチュエータの構成を説明する図。

【図11】図１０に示すフレキシブル電極とベース電極との間に電圧が印加された場合のアクチュエータを説明する図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。各実施形態において同一の符号を付された構成については、特に言及しない限り、各実施形態において同様の機能を有し、その説明を省略する。

【0020】

本実施形態では、後述する、第１フレキシブル電極１０、第２フレキシブル電極３０及び第３フレキシブル電極５０を総称して、「フレキシブル電極２」とも称する。本実施形態では、後述する、第１ベース電極２０、第２ベース電極４０及び第３ベース電極６０を総称して、「ベース電極３」とも称する。

【0021】

［実施形態１］
図１～図６を用いて、実施形態１のアクチュエータ１について説明する。
図１は、実施形態１のアクチュエータ１の構成を模式的に示す図である。図２は、図１に示すベース電極３の斜視図である。図２には、ベース電極３の１つである第１ベース電極２０が代表して図示されている。図２では、絶縁層２２の図示が省略されている。

【0022】

アクチュエータ１は、可撓性を有するフレキシブル電極２の変形を動力として機械的仕事を行うソフトアクチュエータである。アクチュエータ１は、一対の電極間に挟持された誘電エラストマの変形を動力とする従来のソフトアクチュエータとは異なり、フレキシブル電極２自体が変形する。アクチュエータ１は、各種ロボット、ユーザの身体的負担を軽減するアシストスーツ、人工筋肉又は人口関節等に使用される各種アクチュエータに適用可能である。

【0023】

実施形態１のアクチュエータ１は、フレキシブル電極２及びベース電極３の両電極間への電圧の印加により発生するクーロン力によって、ベース電極３のフレキシブル電極２との対向面にフレキシブル電極２が接近するようフレキシブル電極２を変形させる（図３を参照）。その後、アクチュエータ１は、両電極間への電圧の印加を停止して、フレキシブル電極２を原形に復元させる（図４を参照）。このように電圧の印加と停止とを繰り返すことによって、アクチュエータ１は、揺動動作を実現することができる。

【0024】

アクチュエータ１は、フレキシブル電極２及びベース電極３を一組として、複数組有する。この組の数は、任意である。本実施形態のアクチュエータ１は、第１フレキシブル電極１０及び第１ベース電極２０を一組とする第１組Ｃ１と、第２フレキシブル電極３０及び第２ベース電極４０を一組とする第２組Ｃ２と、第３フレキシブル電極５０及び第３ベース電極６０を一組とする第３組Ｃ３とを備える。本実施形態のアクチュエータ１では、複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれの組を構成するフレキシブル電極２とベース電極３との間に電圧が印加される。

【0025】

複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれは、同一軸上に配置され、隣り合う組同士が連結されている。具体的には、複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれは、軸Ａ上に直列的に配置される。隣り合う第１組Ｃ１と第２組Ｃ２とは、連結部材１１１によって連結される。隣り合う第２組Ｃ２と第３組Ｃ３とは、連結部材１１２によって連結される。

【0026】

軸Ａは、複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれのベース電極３のフレキシブル電極２との対向面２１，４１，６１に交差する。具体的には、軸Ａは、第１ベース電極２０の第１フレキシブル電極１０との対向面２１、第２ベース電極４０の第２フレキシブル電極３０との対向面４１、及び、第３ベース電極６０の第３フレキシブル電極５０との対向面６１に直交する。

【0027】

第１フレキシブル電極１０は、可撓性を有する導電体によって形成される。第１フレキシブル電極１０の可撓性は、第１ベース電極２０との間に電圧が印加されることにより発生するクーロン力の作用によって変形し、当該電圧の印加が停止されると、原形（変形前の形状、すなわち当該電圧が印加される前の形状）に復元するような可撓性である。

【0028】

第１フレキシブル電極１０は、導電ゴム又は導電ゲル等を用いて形成されてもよい。この導電ゴムとしては、例えば、導電材を混ぜ合わせて成形されたエラストマが挙げられる。この導電材としては、例えば、カーボンブラック、アセチレンブラック若しくはカーボンナノチューブの微粉末、銀若しくは銅の金属微粉末、又は、シリカ若しくはアルミナ等の絶縁体にスパッタ等によって金属をコートしたコアシェル構造の導電体微粉末等が挙げられる。上記の導電ゲルとしては、例えば、３次元ポリマーマトリックスの中に、水若しくは保湿剤等の溶媒、電解質及び添加剤等を保持させた機能性ゲル材料等が挙げられる。この機能性ゲル材料としては、例えば、積水化成品工業株式会社のテクノゲル（登録商標）が挙げられる。

【0029】

第１フレキシブル電極１０は、立体的形状に形成される。本実施形態では、第１フレキシブル電極１０は、多面体の形状、例えば六面体の形状に形成される。第１フレキシブル電極１０は、軸Ａが延びる方向の端面である一端面１１と他端面１２とを有する。第１フレキシブル電極１０の一端面１１は、第１ベース電極２０に対向する面である。第１フレキシブル電極１０の他端面１２は、軸Ａが延びる方向において一端面１１とは反対側の面である。第１フレキシブル電極１０の他端面１２は、第２組Ｃ２の第２ベース電極４０に対向する。第１フレキシブル電極１０の他端面１２は、連結部材１１１によって第２ベース電極４０に連結される。

【0030】

第１ベース電極２０は、剛性を有する導電体によって形成される。第１ベース電極２０の形成に用いられる材料としては、鉄、銅又はアルミニウムのような金属材料が挙げられる。或いは、第１ベース電極２０は、セラミックス等の耐熱性、剛性及び絶縁性を有する非金属材料を用いて形成された基板の一面を、導電性を有する金属膜等にて被覆することによって形成されてもよい。金属膜が被覆される基板の一面は、第１フレキシブル電極１０に対向する面である。

【0031】

第１ベース電極２０の第１フレキシブル電極１０との対向面２１は、絶縁層２２によって被覆される。絶縁層２２は、第１フレキシブル電極１０と第１ベース電極２０との間への電圧の印加によって第１ベース電極２０に蓄積された電荷が確実に維持されるよう、セラミックスから成る強誘電体を用いて形成される。特に、絶縁層２２は、ペロブスカイト構造を有する強誘電体を用いて形成される。ペロブスカイト構造を有する強誘電体としては、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ_３）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）、チタン酸バリウムストロンチウム（（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ_３）、又は、ニオブ酸カリウムナトリウム（（ＮａＫ）ＮｂＯ_３）等が挙げられる。チタン酸バリウムには、ＣａＺｒＯ_３やＢａＳｎＯ_３等の物質が固溶されていてもよい。

【0032】

また、絶縁層２２の形成に用いられる材料としては、第１フレキシブル電極１０を変形させるクーロン力が発生し得るような高い比誘電率を有する材料であることが好適である。絶縁層２２の比誘電率は、例えば、セラミックス（ファインセラミックス）が採用されることによって１０００以上であってもよい。チタン酸バリウムは、比誘電率が１０００～１００００前後である。チタン酸ジルコン酸鉛は、比誘電率が５００～５０００である。チタン酸ストロンチウムは、比誘電率が２００～５００である。これらのペロブスカイト構造を有する強誘電体は、高い比誘電率を有する材料である。

【0033】

第１ベース電極２０は、第１フレキシブル電極１０と対向する位置に頂点部を有するドーム状に形成される。すなわち、第１ベース電極２０は、第１フレキシブル電極１０との対向面２１が、図２に示すように、半球面等のドーム面状に形成される。第１ベース電極２０は、ドーム面状の対向面２１の中心軸が軸Ａに沿うように配置される。第１ベース電極２０の対向面２１は、第１フレキシブル電極１０に対して傾斜する。第１フレキシブル電極１０と第１ベース電極２０との間には、空間２３が形成される。空間２３は、第１フレキシブル電極１０と第１ベース電極２０との間への電圧の印加時に、第１ベース電極２０の対向面２１に接近するよう変形する第１フレキシブル電極１０を受け入れるための空間である。

【0034】

第１ベース電極２０は、第１ベース電極２０の対向面２１を分割することによって複数の電極部２５ａ，２５ｂに分割されている。複数の電極部２５ａ，２５ｂは、半円板等の板状の絶縁部２６によって互いに絶縁されている。板状の絶縁部２６により、複数の電極部２５ａ，２５ｂは、第１フレキシブル電極１０との間において互いに独立して電圧が印加される。複数の電極部２５ａ，２５ｂのうちの一方の電極部２５ａと他方の電極部２５ｂとは、軸Ａを含む平面に対して互いに対称な形状となるように分割されていてもよい。

【0035】

第２フレキシブル電極３０及び第３フレキシブル電極５０のそれぞれは、第１フレキシブル電極１０と同様に構成される。すなわち、第２フレキシブル電極３０の一端面３１及び他端面３２は、それぞれ、第１フレキシブル電極１０の一端面１１及び他端面１２と同様に構成される。第３フレキシブル電極５０の一端面５１及び他端面５２は、それぞれ、第１フレキシブル電極１０の一端面１１及び他端面１２と同様に構成される。

【0036】

但し、第２フレキシブル電極３０の他端面３２は、連結部材１１２によって第３ベース電極６０に連結される。第３フレキシブル電極５０の他端面５２には、連結部材１１１，１１２の代わりに、出力部材１２０が取り付けられる。出力部材１２０は、アクチュエータ１の仕事をアクチュエータ１の外部に出力する部材である。出力部材１２０は、アクチュエータ１の動作に従って変位する従動部材である。出力部材１２０は、アクチュエータ１の仕事の出力対象である外部装置の仕様等に応じて適宜設計される。

【0037】

第２ベース電極４０及び第３ベース電極６０のそれぞれは、第１ベース電極２０と同様に構成される。すなわち、第２ベース電極４０の対向面４１は、第１ベース電極２０の対向面２１と同様に構成される。第２ベース電極４０の対向面４１を被覆する絶縁層４２は、第１ベース電極２０の絶縁層２２と同様に構成される。第３ベース電極６０の対向面６１は、第１ベース電極２０の対向面２１と同様に構成される。第３ベース電極６０の対向面６１を被覆する絶縁層６２は、第１ベース電極２０の絶縁層２２と同様に構成される。

【0038】

また、第２ベース電極４０は、第１ベース電極２０を構成する一方の電極部２５ａ及び他方の電極部２５ｂと同様に、軸Ａを含む平面に対して分割される一方の電極部４５ａ及び他方の電極部４５ｂを有する。第３ベース電極６０は、第１ベース電極２０を構成する一方の電極部２５ａ及び他方の電極部２５ｂと同様に、軸Ａを含む平面に対して分割される一方の電極部６５ａ及び他方の電極部６５ｂを有する。複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれのベース電極３の各電極部２５ａ，４５ａ，６５ａは、何れも、軸Ａを含む平面の法線方向の一方側に配置される。複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれのベース電極３の各電極部２５ｂ，４５ｂ，６５ｂは、いずれも、軸Ａを含む平面の法線方向の他方側に配置される。

【0039】

連結部材１１１は、第１組Ｃ１の第１フレキシブル電極１０と、第２組Ｃ２の第２ベース電極４０とを連結する。連結部材１１２は、第２組Ｃ２の第２フレキシブル電極３０と、第３組Ｃ３の第３ベース電極６０とを連結する。すなわち、隣り合う組同士の一方の組のフレキシブル電極２と他方の組のベース電極３とは、連結部材１１１，１１２によって連結される。連結部材１１１，１１２は、絶縁体によって形成される。好ましくは、連結部材１１１，１１２は、絶縁ゴム又は絶縁ばね等の弾性変形可能な絶縁体によって形成されてもよい。言い換えると、連結部材１１１，１１２は、絶縁性を有する弾性体によって形成されてもよい。

【0040】

アクチュエータ１は、フレキシブル電極２とベース電極３との間に電圧を印加してアクチュエータ１を駆動する駆動回路７０～９０に接続される。駆動回路７０～９０は、第１フレキシブル電極１０と第１ベース電極２０との間に電圧を印加する第１駆動回路７０と、第２フレキシブル電極３０と第２ベース電極４０との間に電圧を印加する第２駆動回路８０と、第３フレキシブル電極５０と第３ベース電極６０との間に電圧を印加する第３駆動回路９０とによって構成される。

【0041】

第１駆動回路７０は、直流電圧源等によって構成される電源７１ａ，７１ｂと、第１駆動回路７０の各構成要素と第１フレキシブル電極１０及び第１ベース電極２０とを接続する配線７２ａ，７２ｂと、半導体素子等によって構成されるスイッチ７３ａ～７６ｂと、集積回路等によって構成される制御部７７とを含む。

【0042】

第１フレキシブル電極１０は、配線７２ａによって、電源７１ａの正極及び負極の一方に接続されると共に、フレームグラウンド（又はアース）に接続される。第１ベース電極２０の電極部２５ａは、配線７２ａによって、電源７１ａの正極及び負極の他方に接続されると共に、フレームグラウンドに接続される。スイッチ７３ａは、第１フレキシブル電極１０と電源７１ａとの間に接続される。スイッチ７４ａは、第１フレキシブル電極１０とフレームグラウンドとの間に接続される。スイッチ７５ａは、電極部２５ａと電源７１ａとの間に接続される。スイッチ７６ａは、電極部２５ａとフレームグラウンドとの間に接続される。

【0043】

また、第１フレキシブル電極１０は、配線７２ｂによって、電源７１ｂの正極及び負極の一方に接続されると共に、フレームグラウンドに接続される。第１ベース電極２０の電極部２５ｂは、配線７２ｂによって、電源７１ｂの正極及び負極の他方に接続されると共に、フレームグラウンドに接続される。スイッチ７３ｂは、第１フレキシブル電極１０と電源７１ｂとの間に接続される。スイッチ７４ｂは、第１フレキシブル電極１０とフレームグラウンドとの間に接続される。スイッチ７５ｂは、電極部２５ｂと電源７１ｂとの間に接続される。スイッチ７６ｂは、電極部２５ｂとフレームグラウンドとの間に接続される。

【0044】

制御部７７は、第１駆動回路７０の各構成要素を制御する回路である。制御部７７は、スイッチ７３ａ～７６ｂのＯＮ／ＯＦＦ状態を制御することによって、第１フレキシブル電極１０と第１ベース電極２０との間における電圧の印加と停止とを切り替える。また、制御部７７は、電源７１ａ，７１ｂの出力電圧の大きさを制御することによって、印加される電圧の大きさを制御することができる。これにより、制御部７７は、第１フレキシブル電極１０に作用するクーロン力の大きさを制御することができ、第１フレキシブル電極１０の変形量を制御することができる。よって、制御部７７は、出力部材１２０の変位量を制御することができる。更に、制御部７７は、電圧の印加と停止とを切り替える速度を制御することによって、第１フレキシブル電極１０の変形速度を制御することができ、出力部材１２０の変位速度を制御することができる。更に、制御部７７は、電圧の印加と停止とを切り替えるタイミングを制御することによって、第１フレキシブル電極１０の変形タイミングを制御することができ、出力部材１２０の変位タイミングを制御することができる。

【0045】

第２駆動回路８０及び第３駆動回路９０のそれぞれは、第１駆動回路７０と同様に構成される。

【0046】

図３は、図１に示すフレキシブル電極２とベース電極３との間に電圧が印加された場合のアクチュエータ１を示す図である。

【0047】

図３に示すように、第１駆動回路７０において、スイッチ７３ａ，７５ａがＯＮ状態に制御され、スイッチ７４ａ，７６ａがＯＦＦ状態に制御されると、第１フレキシブル電極１０と第１ベース電極２０の電極部２５ａとの間には電圧が印加される。この場合、電源７１ａの正極に接続された第１フレキシブル電極１０は正の電荷を帯び、電源７１ａの負極に接続された電極部２５ａは負の電荷を帯びる。電極部２５ａの対向面２１を被覆する絶縁層２２は、誘電分極する。電極部２５ａの絶縁層２２は、電極部２５ａとの界面付近が正の電荷を帯び、当該界面の反対側（空間２３側）の表面付近が負の電荷を帯びる。電極部２５ａの絶縁層２２と第１フレキシブル電極１０との間には、クーロン力が発生する。当該クーロン力によって、第１フレキシブル電極１０は、電極部２５ａの絶縁層２２に引き付けられる。すなわち、当該クーロン力によって、第１フレキシブル電極１０は、第１ベース電極２０の電極部２５ａの対向面２１に接近するように変形する。この第１フレキシブル電極１０の変形により、第１フレキシブル電極１０に連結された第２ベース電極４０は、電極部２５ａの対向面２１に沿って傾斜するように変位する。出力部材１２０には、図３に示す矢印Ｍ１のようなモーメントが作用する。これにより、出力部材１２０は、図３に示す矢印Ｍ１のように、軸Ａに対して傾斜するように変位する。

【0048】

第２駆動回路８０及び第３駆動回路９０のそれぞれでも、第１駆動回路７０と同様に、スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態が制御されると、第２フレキシブル電極３０及び第３フレキシブル電極５０のそれぞれは、第１フレキシブル電極１０と同様に変形する。これにより、出力部材１２０は、軸Ａに対して更に傾斜するように変位することができる。

【0049】

図４は、図３に示す場合の後に電圧の印加が停止された場合のアクチュエータ１を示す図である。

【0050】

図４に示すように、図３に示す場合の後に、第１駆動回路７０において、スイッチ７３ａ，７５ａがＯＦＦ状態に制御され、スイッチ７４ａ，７６ａがＯＦＦ状態に制御されると、第１フレキシブル電極１０と第１ベース電極２０の電極部２５ａとの間において電圧の印加が停止される。この場合、第１フレキシブル電極１０と第１ベース電極２０の電極部２５ａとに蓄積された電荷は、フレームグラウンドに解放される。第１フレキシブル電極１０は、第１フレキシブル電極１０の復元力によって電極部２５ａの対向面２１から離隔するように変形し、原形に復元する。この第１フレキシブル電極１０の復元により、第１フレキシブル電極１０に連結された第２ベース電極４０は、変位前（すなわち上記の電圧が印加される前）の初期位置に復元する。

【0051】

第２駆動回路８０及び第３駆動回路９０のそれぞれにおいて、第１駆動回路７０と同様に、スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態が制御されると、第２フレキシブル電極３０及び第３フレキシブル電極５０のそれぞれは、第１フレキシブル電極１０と同様に原形に復元する。第１フレキシブル電極１０、第２フレキシブル電極３０及び第３フレキシブル電極５０が原形に復元することによって、出力部材１２０は、初期位置に復元することができる。

【0052】

図４に示す場合の後に、第１駆動回路７０において、スイッチ７３ｂ，７５ｂがＯＮ状態に制御され、スイッチ７４ｂ，７６ｂがＯＦＦ状態に制御されると、第１フレキシブル電極１０と第１ベース電極２０の電極部２５ｂとの間には電圧が印加される。第１フレキシブル電極１０は、第１ベース電極２０の電極部２５ｂの対向面２１に接近するように変形する。出力部材１２０は、図３に示す矢印Ｍ１とは反対方向に傾斜するように変位する。第２駆動回路８０及び第３駆動回路９０のそれぞれでも、第１駆動回路７０と同様に、スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態が制御されると、出力部材１２０は、図３に示す矢印Ｍ１とは反対方向に更に傾斜するように変位することができる。

【0053】

その後、第１駆動回路７０において、スイッチ７３ｂ，７５ｂがＯＦＦ状態に制御され、スイッチ７４ｂ，７６ｂがＯＮ状態に制御されると、第１フレキシブル電極１０と第１ベース電極２０の電極部２５ｂとの間において電圧の印加が停止される。第１フレキシブル電極１０は、第１フレキシブル電極１０の復元力によって電極部２５ｂの対向面２１から離隔するように変形し、原形に復元する。第２駆動回路８０及び第３駆動回路９０のそれぞれでも、第１駆動回路７０と同様に、スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態が制御されると、第２フレキシブル電極３０及び第３フレキシブル電極５０のそれぞれは、第１フレキシブル電極１０と同様に原形に復元する。出力部材１２０は、初期位置に復元することができる。

【0054】

上記のように、駆動回路７０～９０は、複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれのベース電極３を構成する一方の電極部２５ａ，４５ａ，６５ａに対して同時に電圧を印加し、その後、同時に電圧の印加の停止を行うことができる。そして、駆動回路７０～９０は、複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれのベース電極３を構成する他方の電極部２５ｂ，４５ｂ，６５ｂに対して同時に電圧を印加し、その後、同時に電圧の印加の停止を行うことができる。このように、駆動回路７０～９０は、複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれのベース電極３を構成する一方の電極部２５ａ，４５ａ，６５ａと、他方の電極部２５ｂ，４５ｂ，６５ｂと、を分けて電圧の印加と停止とを切り替える。これにより、アクチュエータ１は、軸Ａに交差する方向に出力部材１２０を揺動させる揺動動作を実現することができる。

【0055】

もっとも、駆動回路７０～９０は、複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれのベース電極３を構成する一方の電極部２５ａ，４５ａ，６５ａに対して同時に電圧を印加又は停止しなくてもよい。例えば、駆動回路７０～９０は、出力部材１２０から最も遠い第１組Ｃ１から出力部材１２０が取り付けられた第３組Ｃ３に向かうような順に一方の電極部２５ａ，４５ａ，６５ａに対して電圧を印加又は停止してもよい。他方の電極部２５ｂ，４５ｂ，６５ｂに対しても同様である。これにより、アクチュエータ１は、出力部材１２０をより滑らかに揺動させることができる。

【0056】

以上のように、実施形態１のアクチュエータ１は、フレキシブル電極２及びベース電極３を複数組Ｃ１～Ｃ３有する。複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれは、同一軸Ａ上に配置され、隣り合う組同士が連結されている。軸Ａは、複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれのベース電極３のフレキシブル電極２との対向面２１，４１，６１に交差する。複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれのベース電極３は、互いに絶縁された複数の電極部に分割されている。複数の電極部には、電圧が独立して印加される。

【0057】

このような構成により、複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれのフレキシブル電極２は、複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれのベース電極３を構成する複数の電極部のうちの一部に接近するよう変形することができる。すなわち、複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれのフレキシブル電極２は、電圧が印加された電極部に応じて、様々な形態に変形することができる。フレキシブル電極２に接続された出力部材１２０には、フレキシブル電極２の変形に応じて、様々な方向及び大きさを有するモーメントが作用する。そして、出力部材１２０は、様々な姿勢に変位することができる。これにより、実施形態１のアクチュエータ１は、例えば揺動動作のように、出力部材１２０の複雑な動作を実現することができる。しかも、複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれが同一軸Ａ上に配置されていることから、フレキシブル電極２全体の変形量が大きくなるので、出力部材１２０の変位量は大きくなり得る。これにより、実施形態１のアクチュエータ１は、出力部材１２０から外部に出力される仕事を大きくことができる。よって、実施形態１のアクチュエータ１は、複雑な動作を実現することができるだけでなく、高出力化を図ることができる。

【0058】

更に、実施形態１のアクチュエータ１は、隣り合う組同士の一方の組のフレキシブル電極２と他方の組のベース電極３とが、弾性体によって形成された連結部材１１１，１１２によって連結される。

【0059】

これにより、出力部材１２０は、電圧印加時において変位量が更に大きくなり得る。アクチュエータ１は、動作量を増大させることができる。また、出力部材１２０は、電圧印加停止時において初期位置に復元し易くなり得るので、電圧の印加と停止とが短い周期で繰り返されても、これに迅速に応答して迅速に変位することができる。アクチュエータ１は、動作速度を高速化することができる。したがって、実施形態１のアクチュエータ１は、更に高出力化を図ることができる。

【0060】

図５は、図１に示すフレキシブル電極２及びベース電極３を支持する支持部材１３０を模式的に示す図である。図５は、アクチュエータ１の軸Ａに沿った断面を示す。図５では、複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれのベース電極３を構成する複数の電極部及び絶縁部の図示、絶縁層２２，４２，６２の図示、及び、駆動回路７０～９０の図示が省略されている。図６以降においても、これらの図示が省略されている。

【0061】

複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれのフレキシブル電極２及びベース電極３は、例えば図５に示すような支持部材１３０によって支持されていてもよい。支持部材１３０は、軸Ａに沿って延びる棒状部材によって構成される。支持部材１３０は、フレキシブル電極２の変形に追従して弾性変形可能な絶縁体によって形成される。支持部材１３０は、複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれのフレキシブル電極２及びベース電極３を貫通して支持する。

【0062】

図６は、図５に示す支持部材１３０の他の例を模式的に示す図である。

【0063】

また、複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれのフレキシブル電極２及びベース電極３は、例えば図６に示すような支持部材１４０によって支持されていてもよい。支持部材１４０は、軸Ａに沿って延びる筒状部材によって構成される。支持部材１４０は、複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれのフレキシブル電極２及びベース電極３を収容する有底筒状のケース１４１と、ケース１４１の開口部を閉塞するストッパー１４２と、ケース１４１の内部に充填された絶縁液１４３とを有する。

【0064】

ケース１４１は、フレキシブル電極２の変形に追従して弾性変形可能な絶縁体によって形成される。ストッパー１４２は、絶縁体によって形成された蓋又は栓等であり、ケース１４１の内部に充填された絶縁液１４３がケース１４１の外部に漏れることを防ぐ。絶縁液１４３は、毒性を有しない合成油、鉱油又は植物由来の絶縁油であってもよいし、潤滑油等の機械油であってもよい。絶縁液１４３の比誘電率は、空気の比誘電率よりも高い。

【0065】

支持部材１４０に支持されたフレキシブル電極２及びベース電極３では、フレキシブル電極２とベース電極３との間が、高い比誘電率を有する絶縁液１４３によって満たされる。これにより、アクチュエータ１は、フレキシブル電極２及びベース電極３が支持部材１４０によって支持されると、両電極間への電圧の印加により蓄積される電荷量を増加させることができ、両電極間に発生するクーロン力を大きくすることができる。よって、アクチュエータ１は、フレキシブル電極２の変形量の増大及び変形速度の高速化が可能であり、更に高出力化を図ることができる。

【0066】

なお、絶縁液１４３が高粘性の機械油である場合、絶縁液１４３は、図５に示す支持部材１３０に支持されたフレキシブル電極２及びベース電極３の表面に塗布されていてもよい。これにより、アクチュエータ１は、フレキシブル電極２及びベース電極３が支持部材１３０によって支持されても、フレキシブル電極２の変形量の増大及び変形速度の高速化が可能であり、更に高出力化を図ることができる。

【0067】

［実施形態２］
図７を用いて、実施形態２のアクチュエータ１について説明する。実施形態２のアクチュエータ１において、従前の実施形態と同様の構成及び動作については、その説明を省略する。
図７は、実施形態２のアクチュエータ１の構成を説明する図である。

【0068】

実施形態２のアクチュエータ１では、隣り合う組同士の一方の組のフレキシブル電極２と他方の組のベース電極３とが、連結部材１１１，１１２の代わりに、連結部材１１３，１１４によって連結される。連結部材１１３は、第１組Ｃ１の第１フレキシブル電極１０と、第２組Ｃ２の第２ベース電極４０とを連結する。連結部材１１４は、第２組Ｃ２の第２フレキシブル電極３０と、第３組Ｃ３の第３ベース電極６０とを連結する。連結部材１１３，１１４は、導電体によって形成される。好ましくは、連結部材１１３，１１４は、導電ゴム又は導電ばね等の弾性変形可能な導電体によって形成されてもよい。

【0069】

実施形態２のアクチュエータ１では、連結部材１１３，１１４が導電体によって形成されるので、第１フレキシブル電極１０と第２ベース電極４０とは同電位になり、第２フレキシブル電極３０と第３ベース電極６０とは同電位になる。これにより、実施形態２のアクチュエータ１は、第１駆動回路７０、第２駆動回路８０及び第３駆動回路９０を、駆動回路１００に統合することができる。

【0070】

駆動回路１００は、第１駆動回路７０の電源７１ａ，７１ｂと同様に構成される電源１０１ａ，１０１ｂと、駆動回路１００の各構成要素とフレキシブル電極２及びベース電極３とを接続する配線１０２ａ，１０２ｂとを含む。駆動回路１００は、第１駆動回路７０のスイッチ７３ａ～７６ｂと同様に構成されるスイッチ１０３ａ～１０８ｂと、第１駆動回路７０の制御部７７と同様に構成される制御部１０９とを含む。

【0071】

第１フレキシブル電極１０及び第３フレキシブル電極５０のそれぞれは、配線１０２ａによって、電源１０１ａの正極及び負極の一方に接続されると共に、フレームグラウンドに接続される。第２フレキシブル電極３０は、配線１０２ａによって、電源１０１ａの正極及び負極の他方に接続されると共に、フレームグラウンドに接続される。スイッチ１０３ａは、第１フレキシブル電極１０と電源１０１ａとの間に接続される。スイッチ１０４ａは、第１フレキシブル電極１０とフレームグラウンドとの間に接続される。スイッチ１０５ａは、第３フレキシブル電極５０と電源１０１ａとの間に接続される。スイッチ１０６ａは、第３フレキシブル電極５０とフレームグラウンドとの間に接続される。スイッチ１０７ａは、第２フレキシブル電極３０と電源１０１ａとの間に接続される。スイッチ１０８ａは、第２フレキシブル電極３０とフレームグラウンドとの間に接続される。

【0072】

また、第１フレキシブル電極１０及び第３フレキシブル電極５０のそれぞれは、配線１０２ｂによって、電源１０１ｂの正極及び負極の一方に接続されると共に、フレームグラウンドに接続される。第２フレキシブル電極３０は、配線１０２ｂによって、電源１０１ｂの正極及び負極の他方に接続されると共に、フレームグラウンドに接続される。スイッチ１０３ｂは、第１フレキシブル電極１０と電源１０１ｂとの間に接続される。スイッチ１０４ｂは、第１フレキシブル電極１０とフレームグラウンドとの間に接続される。スイッチ１０５ｂは、第３フレキシブル電極５０と電源１０１ｂとの間に接続される。スイッチ１０６ｂは、第３フレキシブル電極５０とフレームグラウンドとの間に接続される。スイッチ１０７ｂは、第２フレキシブル電極３０と電源１０１ｂとの間に接続される。スイッチ１０８ｂは、第２フレキシブル電極３０とフレームグラウンドとの間に接続される。

【0073】

駆動回路１００において、スイッチ１０３ａ，１０５ａ，１０７ａがＯＮ状態に制御され、スイッチ１０４ａ，１０６ａ，１０８ａがＯＦＦ状態に制御されると、第１フレキシブル電極１０及び第３フレキシブル電極５０のそれぞれと第２フレキシブル電極３０との間には電圧が印加される。上記のように、第１フレキシブル電極１０と第２ベース電極４０とは同電位であり、第２フレキシブル電極３０と第３ベース電極６０とは同電位である。よって、第２フレキシブル電極３０と第２ベース電極４０との間には電圧が印加され、第３フレキシブル電極５０と第３ベース電極６０との間には電圧が印加される。第２フレキシブル電極３０は、第２フレキシブル電極３０と第２ベース電極４０との間に発生するクーロン力によって、第２ベース電極４０の一方の電極部４５ａの対向面４１に接近するように変形する。第３フレキシブル電極５０は、第３フレキシブル電極５０と第３ベース電極６０との間に発生するクーロン力によって、第３ベース電極６０の一方の電極部６５ａの対向面６１に接近するように変形する。これにより、出力部材１２０は、図３に示す矢印Ｍ１と同じ方向に、軸Ａに対して傾斜するように変位する。

【0074】

その後、駆動回路１００において、スイッチ１０３ａ，１０５ａ，１０７ａがＯＦＦ態に制御され、スイッチ１０４ａ，１０６ａ，１０８ａがＯＮ状態に制御されると、第１フレキシブル電極１０及び第３フレキシブル電極５０のそれぞれと第２フレキシブル電極３０との間において電圧の印加が停止される。第２フレキシブル電極３０及び第３フレキシブル電極５０のそれぞれは、原形に復元する。これにより、出力部材１２０は、初期位置に復元する。

【0075】

その後、駆動回路１００において、スイッチ１０３ｂ～１０８ｂが上記のスイッチ１０３ａ～１０８ａと同様に制御されると、出力部材１２０は、図３に示す矢印Ｍ１と反対方向に、軸Ａに対して傾斜するように変位した後に初期位置に復元する。駆動回路１００が、上記のように電圧の印加と停止とを繰り返すことによって、実施形態２のアクチュエータ１は、実施形態１と同様に、軸Ａに交差する方向に出力部材１２０を揺動させる動作を実現することができる。

【0076】

以上のように、実施形態２のアクチュエータ１は、連結部材１１３，１１４が導電体によって形成されることによって、実施形態１と同様に複雑な動作を実現しつつ、駆動回路１００の構成を実施形態１よりも簡素化することができる。よって、実施形態２のアクチュエータ１は、複雑な動作を容易に実現することができる。

【0077】

なお、図７に示す駆動回路１００では、第１フレキシブル電極１０と第１ベース電極２０との間に電圧が印加されない。しかしながら、駆動回路１００は、例えば、第１ベース電極２０の一方の電極部２５ａを、配線１０２ａによって、電源１０１ａの正極及び負極の他方にスイッチを介して接続すると共に、フレームグラウンドにスイッチを介して接続することができる。同様に、駆動回路１００は、例えば、第１ベース電極２０の他方の電極部２５ｂを、配線１０２ｂによって、電源１０１ｂの正極及び負極の他方にスイッチを介して接続すると共に、フレームグラウンドにスイッチを介して接続することができる。これにより、実施形態２のアクチュエータ１は、第１フレキシブル電極１０と第１ベース電極２０との間に電圧を印加することができ、第１フレキシブル電極１０を一方の電極部２５ａ又は他方の電極部２５ｂの対向面２１に接近するよう変形させることができる。これにより、実施形態２のアクチュエータ１は、出力部材１２０の変位量を大きくすることができ、高出力化を図ることができる。

【0078】

［実施形態３］
図８～図９を用いて、実施形態３のアクチュエータ１について説明する。実施形態３のアクチュエータ１において、従前の実施形態と同様の構成及び動作については、その説明を省略する。
図８は、実施形態３のアクチュエータ１の構成を説明する図である。図８は、図２に対応する図である。

【0079】

実施形態３のアクチュエータ１では、ベース電極３が、３以上の複数の電極部に分割される。分割された電極部の数は、任意である。例えば、実施形態３の第１ベース電極２０は、図８に示すように、複数の電極部２５ｃ～２５ｆに分割されてもよい。

【0080】

複数の電極部２５ｃ～２５ｆは、実施形態１と同様に、絶縁部２６によって互いに絶縁されている。複数の電極部２５ｃ～２５ｆには、第１フレキシブル電極１０との間において互いに独立して電圧が印加される。複数の電極部２５ｃ～２５ｆは、軸Ａの周回方向に沿って配置される。複数の電極部２５ｃ～２５ｆは、第１ベース電極２０を、軸Ａの周回方向に等間隔に分割して形成されてもよい。複数の電極部２５ｃ～２５ｆには、第１フレキシブル電極１０との間に印加される電圧が、軸Ａの周回方向に沿って順次印加される。実施形態３の第２ベース電極４０及び第３ベース電極６０も、実施形態３の第１ベース電極２０と同様に構成される。

【0081】

図９は、図８に示すフレキシブル電極２とベース電極３との間に電圧が印加された場合のアクチュエータ１を説明する図である。

【0082】

図９の矢印Ｓ１のように、第１ベース電極２０を構成する複数の電極部２５ｃ～２５ｆに対して電圧が軸Ａの周回方向に沿って順次印加されると、第１フレキシブル電極１０は、複数の電極部２５ｃ～２５ｆのそれぞれの対向面２１に接近するように順次変形する。第２ベース電極４０及び第３ベース電極６０のそれぞれを構成する複数の電極部に対しても電極部２５ｃ～２５ｆと同様に電圧が順次印加されると、第２フレキシブル電極３０及び第３フレキシブル電極５０のそれぞれは、第１フレキシブル電極１０と同様に順次変形する。

【0083】

駆動回路７０～９０は、ベース電極３を構成する複数の電極部に対して軸Ａの周回方向に沿って順次印加される電圧を、複数組Ｃ１～Ｃ３のそれぞれに対して同一方向に印加することができる。これにより、出力部材１２０は、図９の矢印Ｍ２のように、軸Ａの周回方向に旋回するように変位する。

【0084】

もっとも、駆動回路７０～９０は、ベース電極３を構成する複数の電極部に対して軸Ａの周回方向に沿って順次印加される電圧を、複数組Ｃ１～Ｃ３の全てに同時に印加する必要はなく、組Ｃ１～Ｃ３毎に印加タイミングを分けて印加することができる。例えば、駆動回路７０～９０は、出力部材１２０から最も遠い第１組Ｃ１から出力部材１２０が取り付けられた第３組Ｃ３に向かうような順に当該電圧を印加してもよい。これにより、アクチュエータ１は、出力部材１２０をより滑らかに旋回させることができる。

【0085】

以上のように、実施形態３のアクチュエータ１は、ベース電極３を構成する複数の電極部に対して電圧が軸Ａの周回方向に沿って順次印加されることによって、出力部材１２０を軸Ａの周回方向に旋回させる旋回動作を実現することができる。よって、実施形態３のアクチュエータ１は、出力部材１２０の複雑な動作を実現することができる。

【0086】

［実施形態４］
図１０～図１１を用いて、実施形態４のアクチュエータ１について説明する。実施形態４のアクチュエータ１において、従前の実施形態と同様の構成及び動作については、その説明を省略する。
図１０は、実施形態４のアクチュエータ１の構成を説明する図である。

【0087】

実施形態４のアクチュエータ１は、隣り合う組同士の一方の組のフレキシブル電極２と他方の組のフレキシブル電極２とが、互いに対向して同一軸Ａ上に配置され、且つ、連結部材１１５によって連結される。例えば、実施形態４のアクチュエータ１では、図１０に示すように、第１組Ｃ１の第１フレキシブル電極１０と、第２組Ｃ２の第２フレキシブル電極３０とは、間隔を空けて互いに対向して同一軸Ａ上に配置される。第１組Ｃ１の第１フレキシブル電極１０と、第２組Ｃ２の第２フレキシブル電極３０とは、当該間隔に配置された連結部材１１５によって連結される。出力部材１２０は、軸Ａが延びる方向において第２ベース電極４０の対向面４１とは反対側の面に取り付けられる。

【0088】

実施形態４の第１ベース電極２０は、実施形態３と同様に、軸Ａの周回方向に沿って配置された複数の電極部２５ｃ～２５ｆに分割される。複数の電極部２５ｃ～２５ｆには、第１フレキシブル電極１０との間に印加される電圧が、軸Ａの周回方向に沿って順次印加される。実施形態４の第２ベース電極４０も、実施形態４の第１ベース電極２０と同様に構成される。

【0089】

連結部材１１５は、絶縁体によって形成される。好ましくは、連結部材１１５は、絶縁ゴム又は絶縁ばね等の弾性変形可能な絶縁体によって形成されてもよい。

【0090】

図１１は、図１０に示すフレキシブル電極２とベース電極３との間に電圧が印加された場合のアクチュエータ１を説明する図である。

【0091】

図１１の矢印Ｓ２のように、第１ベース電極２０を構成する複数の電極部２５ｃ～２５ｆに対して電圧が軸Ａの周回方向に沿って順次印加されると、第１フレキシブル電極１０は、複数の電極部２５ｃ～２５ｆのそれぞれの対向面２１に接近するように順次変形する。これにより、第２組Ｃ２の第２フレキシブル電極３０及び第２ベース電極４０は、図１１の矢印Ｍ４のように、軸Ａの周回方向に沿って旋回しようとする。

【0092】

同時に、図１１の矢印Ｓ３のように、第２ベース電極４０を構成する複数の電極部に対して電圧が軸Ａの周回方向に沿って順次印加されると、第２フレキシブル電極３０は、第２ベース電極４０を構成する複数の電極部のそれぞれの対向面４１に接近するように順次変形する。これにより、第１組Ｃ１の第１フレキシブル電極１０及び第１ベース電極２０は、図１１の矢印Ｍ３のように、軸Ａの周回方向に沿って旋回しようとする。

【0093】

ここで、図１１に示すように、第１ベース電極２０における電圧の印加順序（矢印Ｓ２）と、第２ベース電極４０における電圧の印加順序（矢印Ｓ３）とは、軸Ａの周回方向に沿って互いに逆方向である。この場合、第１フレキシブル電極１０の旋回方向（矢印Ｍ３）と第２フレキシブル電極３０の旋回方向（矢印Ｍ４）とが逆方向であるので、第１フレキシブル電極１０と第２フレキシブル電極３０とは、軸Ａを中心軸としてねじれるように変形する。

【0094】

すなわち、駆動回路７０，８０は、ベース電極３を構成する複数の電極部に対して軸Ａの周回方向に沿って順次印加される電圧を、複数組Ｃ１，Ｃ２のそれぞれに対して逆方向に印加する。この際、駆動回路７０，８０は、当該電圧を複数組Ｃ１，Ｃ２のそれぞれに対して同一の大きさで同時に印加する。これにより、実施形態４のアクチュエータ１は、軸Ａを中心軸としたねじり動作を実現することができる。このねじり動作において、出力部材１２０が取り付けられた第２ベース電極４０は、軸Ａの周回方向に自転する。出力部材１２０は、第２ベース電極４０の自転に従って、重心の移動を伴わずに軸Ａの周回方向に回転するように変位する。

【0095】

以上のように、実施形態４のアクチュエータ１は、隣り合う組同士の一方の組のフレキシブル電極２と他方の組のフレキシブル電極２とが、互いに対向して配置され、且つ、絶縁体によって形成された連結部材１１５によって連結される。これにより、実施形態４のアクチュエータ１は、軸Ａを中心軸としたねじり動作を実現することができる。よって、実施形態４のアクチュエータ１は、出力部材１２０の複雑な動作を実現することができる。

【0096】

更に、実施形態４のアクチュエータ１は、連結部材１１５が弾性変形可能な絶縁体によって形成される場合、出力部材１２０の変位量を増大させることができると共に、出力部材１２０を初期位置に復元させ易くすることができるので、高出力化を図ることができる。

【0097】

なお、図１０及び図１１に示すアクチュエータ１では、第３組Ｃ３の第３フレキシブル電極５０及び第３ベース電極６０が省略されている。しかしながら、実施形態４のアクチュエータ１は、連結部材１１１と同様の連結部材を介して第３フレキシブル電極５０を第１ベース電極２０に連結することによって、第３組Ｃ３を第１組Ｃ１に連結することができる。

【0098】

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更を行うことができる。本発明は、或る実施形態の構成を他の実施形態の構成に追加したり、或る実施形態の構成を他の実施形態と置換したり、或る実施形態の構成の一部を削除したりすることができる。

【符号の説明】

【0099】

１…アクチュエータ、２…フレキシブル電極、３…ベース電極、１０…第１フレキシブル電極、２０…第１ベース電極、２１…対向面、２２…絶縁層、２５ａ～２５ｆ…電極部、３０…第２フレキシブル電極、４０…第２ベース電極、４１…対向面、４２…絶縁層、５０…第３フレキシブル電極、６０…第３ベース電極、６１…対向面、６２…絶縁層、１１１～１１５…連結部材、１２０…出力部材、Ａ…軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】