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(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】2024-10-07
(45)【発行日】2024-10-16
(54)【発明の名称】アクチュエータ
(51)【国際特許分類】
H02N 11/00 20060101AFI20241008BHJP
【ＦＩ】
H02N11/00 Z
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2021086358
(22)【出願日】2021-05-21
(65)【公開番号】P2022179102
(43)【公開日】2022-12-02
【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】米国特許出願公開第２００７／０１８８５８２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２００４－５０２５６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００２－５３４２７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１０２６８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－３４１０５９（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を前記ベース電極に拘束する拘束部材を備え、
前記フレキシブル電極は、前記両電極間への前記電圧の印加によって、前記拘束部材を支点として前記対向面に接近する方向に変形する変形部を有し、
前記ベース電極は、一端部が閉塞され他端部が開口する筒部を有し、
前記筒部の外表側面は、前記ベース電極の前記対向面であり、
前記拘束部材は、前記筒部の軸線方向に交差する径方向において前記筒部の外表側面よりも外側に配置されており、前記フレキシブル電極の前記径方向への変形を拘束すると共に前記フレキシブル電極を前記軸線方向に沿って摺動可能に支持し、
前記フレキシブル電極は、前記外表側面に傾斜した状態で当該外表側面に対向するよう前記拘束部材に支持される胴部と、前記胴部に連続し前記径方向において前記拘束部材よりも外側に広がりながら前記拘束部材から前記他端部を越えて前記軸線方向に延びるスカート部と、を有し、
前記胴部は、前記変形部を有し、
前記胴部の前記変形部は、前記電圧が印加されると前記拘束部材を支点として前記径方向において前記外表側面に接近する方向に変形して、前記スカート部を前記軸線方向における前記他端部から前記一端部に向かう方向に引っ張り、
前記スカート部の先端部は、前記胴部の引っ張りによって前記拘束部材を支点として前記径方向の内側に向かって変位する
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項2】
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を前記ベース電極に拘束する拘束部材を備え、
前記フレキシブル電極は、前記両電極間への前記電圧の印加によって、前記拘束部材を支点として前記対向面に接近する方向に変形する変形部を有し、
前記ベース電極の前記対向面は、前記フレキシブル電極から離隔する方向に窪んだ凹面部を有し、
前記フレキシブル電極は、前記凹面部に対向する一端面と、前記一端面とは反対側の他端面とを有し、
前記フレキシブル電極の前記他端面には、複数の棒状部材が取り付けられており、
前記複数の棒状部材のそれぞれの先端部は、前記他端面に沿って互いに間隔をあけて配置され、
前記拘束部材は、前記一端面の縁部と前記凹面部の縁部とを固定することによって前記フレキシブル電極を前記ベース電極に拘束し、
前記一端面は、前記変形部を有し、
前記一端面の前記変形部は、前記電圧が印加されると前記拘束部材を支点として前記凹面部に接近する方向に変形し、
前記他端面は、前記一端面の変形に応じて前記凹面部に接近する方向に変形し、
前記複数の棒状部材のそれぞれの前記先端部は、前記他端面の変形に応じて前記間隔を縮小する方向に変位する
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項3】
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を前記ベース電極に拘束する拘束部材を備え、
前記フレキシブル電極は、前記両電極間への前記電圧の印加によって、前記拘束部材を支点として前記対向面に接近する方向に変形する変形部を有し、
前記フレキシブル電極は、所定の軸に交差する径方向において当該軸と間隔をあけて当該軸の周りを囲む内周面と、前記径方向において前記内周面より外側に配置された外周面とを有し、
前記ベース電極は、前記径方向において前記外周面に対向して配置され、
前記ベース電極の前記対向面は、前記外周面から離隔する方向に窪んだ凹面部を有し、 前記拘束部材は、前記外周面の縁部と前記凹面部の縁部とを固定することによって前記フレキシブル電極を前記ベース電極に拘束し、
前記外周面は、前記変形部を有し、
前記外周面の前記変形部は、前記電圧が印加されると前記拘束部材を支点として前記径方向において前記凹面部に接近する方向に変形し、
前記内周面は、前記外周面の変形に応じて前記径方向において前記凹面部に接近する方向に変位して、前記間隔を拡大する
ことを特徴とするアクチュエータ。
【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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【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】
【0004】
特許文献１は、一対の電極間に挟持された誘電エラストマが変形することを開示しているものの、当該変形をアクチュエータの仕事の出力にどのように利用するのかといった点については工夫の余地がある。
【0005】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、アクチュエータの仕事の出力形態を具体化して、様々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】
【0006】
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を前記ベース電極に拘束する拘束部材を備え、前記フレキシブル電極は、前記両電極間への前記電圧の印加によって変形する変形部を有し、前記変形部は、前記拘束部材を支点として前記対向面に接近する方向に変形する。
【0007】
このような構成により、アクチュエータは、フレキシブル電極の変形部の変形に応じて、フレキシブル電極の他の部分やアクチュエータの他の部材や対象物を変位させたり、変形部の変形に応じて生じた空間を利用したりして仕事を出力することができる。アクチュエータは、跳ねる動作や、投擲する動作や、捕集、貯留及び放出する動作や、掴んだり放したりする動作や、締め付けたり緩めたりする動作や、ポンプの動作等のような、従来のソフトアクチュエータでは実現できなかった様々な動作を実現することができる。よって、本発明によれば、仕事の出力形態を具体化して、様々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。
【0008】
更に好ましい態様として、前記ベース電極の前記対向面は、前記フレキシブル電極から離隔する方向に窪んだ凹面部を有し、前記フレキシブル電極は、張力が付与された状態で前記凹面部に対向する平板部を有し、前記拘束部材は、前記平板部の縁部と前記凹面部の縁部とを固定することによって前記フレキシブル電極を前記ベース電極に拘束し、前記平板部は、前記変形部を有し、前記平板部の前記変形部は、前記電圧が印加されると前記拘束部材を支点として前記凹面部に接近する方向に変形し、前記電圧の印加が停止されると前記拘束部材を支点として前記凹面部から離隔する方向に前記拘束部材を越えて変形する。
【0009】
このような態様により、アクチュエータは、平板部の変形部の変形を、アクチュエータが載置された面の押圧に利用することができる。アクチュエータは、アクチュエータ自体が跳ねる動作を実現することができる。よって、アクチュエータは、仕事の出力形態を具体化して、この跳ねる動作のような従来のソフトアクチュエータでは実現できなかった動作を実現することができる。
【0010】
更に好ましい態様として、前記ベース電極は、一端部が閉塞され他端部が開口する筒部を有し、前記筒部の外表側面は、前記ベース電極の前記対向面であり、前記拘束部材は、前記筒部の軸線方向に交差する径方向において前記筒部の外表側面よりも外側に配置されており、前記フレキシブル電極の前記径方向への変形を拘束すると共に前記フレキシブル電極を前記軸線方向に沿って摺動可能に支持し、前記フレキシブル電極は、前記外表側面に傾斜した状態で当該外表側面に対向するよう前記拘束部材に支持される胴部と、前記胴部に連続し前記径方向において前記拘束部材よりも外側に広がりながら前記拘束部材から前記他端部を越えて前記軸線方向に延びるスカート部と、を有し、前記胴部は、前記変形部を有し、前記胴部の前記変形部は、前記電圧が印加されると前記拘束部材を支点として前記径方向において前記外表側面に接近する方向に変形して、前記スカート部を前記軸線方向における前記他端部から前記一端部に向かう方向に引っ張り、前記スカート部の先端部は、前記胴部の引っ張りによって前記拘束部材を支点として前記径方向の内側に向かって変位する。
【0011】
このような態様により、アクチュエータは、胴部の変形部の変形を、スカート部の先端部の径方向内側への変位に変換し、スカート部の占有面積の縮小に利用することができる。アクチュエータは、スカート部によって対象物を掻き集め、対象物を捕集する動作を実現することができる。よって、アクチュエータは、仕事の出力形態を具体化して、この捕集する動作のような従来のソフトアクチュエータでは実現できなかった動作を実現することができる。
【0012】
更に好ましい態様として、前記ベース電極の前記対向面は、前記フレキシブル電極から離隔する方向に窪んだ凹面部を有し、前記フレキシブル電極は、前記凹面部に対向する一端面と、前記一端面とは反対側の他端面とを有し、前記フレキシブル電極の前記他端面には、複数の棒状部材が取り付けられており、前記複数の棒状部材のそれぞれの先端部は、前記他端面に沿って互いに間隔をあけて配置され、前記拘束部材は、前記一端面の縁部と前記凹面部の縁部とを固定することによって前記フレキシブル電極を前記ベース電極に拘束し、前記一端面は、前記変形部を有し、前記一端面の前記変形部は、前記電圧が印加されると前記拘束部材を支点として前記凹面部に接近する方向に変形し、前記他端面は、前記一端面の変形に応じて前記凹面部に接近する方向に変形し、前記複数の棒状部材のそれぞれの前記先端部は、前記他端面の変形に応じて前記間隔を縮小する方向に変位する。
【0013】
このような態様により、アクチュエータは、一端面の変形部の変形を、複数の棒状部材のそれぞれの先端部の変位に変換し、当該先端部の間隔の縮小に利用することができる。アクチュエータは、対象物を掴む動作を実現することができる。よって、アクチュエータは、仕事の出力形態を具体化して、この掴む動作のような従来のソフトアクチュエータでは実現できなかった動作を実現することができる。
【0014】
更に好ましい態様として、前記フレキシブル電極は、所定の軸に交差する径方向において当該軸と間隔をあけて当該軸の周りを囲む内周面と、前記径方向において前記内周面より外側に配置された外周面とを有し、前記ベース電極は、前記径方向において前記外周面に対向して配置され、前記ベース電極の前記対向面は、前記外周面から離隔する方向に窪んだ凹面部を有し、前記拘束部材は、前記外周面の縁部と前記凹面部の縁部とを固定することによって前記フレキシブル電極を前記ベース電極に拘束し、前記外周面は、前記変形部を有し、前記外周面の前記変形部は、前記電圧が印加されると前記拘束部材を支点として前記径方向において前記凹面部に接近する方向に変形し、前記内周面は、前記外周面の変形に応じて前記径方向において前記凹面部に接近する方向に変位して、前記間隔を拡大する。
【0015】
このような態様により、アクチュエータは、外周面の変形部の変形を、内周面の変位に変換し、内周面と軸との間隔の拡大に利用することができる。アクチュエータは、締め付けられた対象物を緩める動作を実現することができる。よって、アクチュエータは、仕事の出力形態を具体化して、この緩める動作のような従来のソフトアクチュエータでは実現できなかった動作を実現することができる。
【0016】
更に好ましい態様として、前記ベース電極の前記対向面は、前記フレキシブル電極から離隔する方向に窪んだ凹面部を有し、前記フレキシブル電極は、前記凹面部と間隔をあけて前記凹面部を覆い前記間隔に流路を形成する流路壁を有し、前記拘束部材は、前記流路壁の縁部と前記凹面部の縁部とを固定することによって前記フレキシブル電極を前記ベース電極に拘束し、前記流路壁は、前記変形部を有し、前記流路壁の前記変形部は、前記電圧が印加されると前記拘束部材を支点として前記凹面部に接近する方向に変形して、前記間隔を縮小する。
【0017】
このような態様により、アクチュエータは、流路壁の変形部の変形を、流路壁と凹面部との間隔の縮小に利用し、流路の容積の縮小に利用することができる。アクチュエータは、流路内の対象物を吐出する動作を実現することができる。よって、アクチュエータは、仕事の出力形態を具体化して、この吐出する動作のような従来のソフトアクチュエータでは実現できなかった動作を実現することができる。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、アクチュエータの仕事の出力形態を具体化して、様々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】
【0019】
【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5】実施形態２のアクチュエータの構成を模式的に示す図。
【図7】実施形態３のアクチュエータの構成を模式的に示す図。
【図13】実施形態４のアクチュエータの構成を模式的に示す図。
【図17】実施形態５のアクチュエータの構成を模式的に示す図。
【図19】実施形態６のアクチュエータの構成を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【0020】
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。
【0021】
【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１０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１０自体が変形する。アクチュエータ１は、各種産業機械又はロボット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１０がアクチュエータ１の外部の面Ｐ１に接触するように面Ｐ１に載置される（図２を参照）。実施形態１のアクチュエータ１は、フレキシブル電極１０及びベース電極２０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２０のフレキシブル電極１０との対向面２１にフレキシブル電極１０が接近するようフレキシブル電極１０を変形させる。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１０を復元させる（図３を参照）。これによって、アクチュエータ１は、面Ｐ１を跳ねる動作を実現することができる。実施形態１のアクチュエータ１の仕事が出力される対象は、アクチュエータ１が載置される面Ｐ１である。
【0024】
アクチュエータ１は、可能性を有するフレキシブル電極１０と、フレキシブル電極１０を変形させるクーロン力を発生させるために電圧を印加するためのベース電極２０とを備える。更に、アクチュエータ１は、フレキシブル電極１０をベース電極２０に拘束する拘束部材４０を備える。
【0025】
フレキシブル電極１０は、拘束部材４０によって所定方向への変形が拘束される部分と、フレキシブル電極１０とベース電極２０との両電極間への電圧の印加によって変形する変形部１０ａとを有する。変形部１０ａは、当該両電極間への電圧の印加によって、拘束部材４０を支点としてベース電極２０の対向面２１に接近する方向に変形する。
【0026】
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。フレキシブル電極１０の可撓性は、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。
【0027】
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。また、フレキシブル電極１０は、金属材料を用いて弾性変形可能に形成された板ばね等によって構成されてもよい。
【0028】
フレキシブル電極１０は、円形又は多角形の板状に形成される。本実施形態では、フレキシブル電極１０は、円板状に形成される。フレキシブル電極１０は、ベース電極２０の後述する凹面部２７に対向する平板部１２を有する。平板部１２は、平板部１２に沿った方向に張力が付与された状態で凹面部２７に対向するよう拘束部材４０によって固定される。平板部１２に張力が付与された状態とは、平板部１２が自身の重量によって撓まないよう平板部１２に沿った方向に平板部１２が引っ張られた状態である。
【0029】
平板部１２は、縁部１２ａと、平板部１２の縁部１２ａ以外の部分である主部１２ｂとを有する。平板部１２の縁部１２ａは、拘束部材４０によって凹面部２７の縁部２７ａに固定される。平板部１２の縁部１２ａは、拘束部材４０により固定されることによって、平板部１２に沿った方向への変形、及び、平板部１２に交差する方向への変形が拘束される。平板部１２に交差する方向は、ベース電極２０の対向面２１の凹面部２７に対して接近又は離隔する方向を含む。
【0030】
平板部１２の主部１２ｂは、平板部１２の拘束部材４０に固定されていない部分である。平板部１２の主部１２ｂは、凹面部２７に対して接近又は離隔する方向への変形が拘束されない。平板部１２の主部１２ｂは、フレキシブル電極１０の変形部１０ａである。平板部１２の主部１２ｂは、フレキシブル電極１０とベース電極２０との間への電圧の印加時に、拘束部材４０を支点として凹面部２７に接近する方向に変形する。平板部１２の変形部１０ａである主部１２ｂは、電圧の印加停止時に、拘束部材４０を支点として凹面部２７から離隔する方向に拘束部材４０を越えて変形する。
【0031】
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。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、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、フレキシブル電極１０に対向する面である。
【0032】
ベース電極２０のフレキシブル電極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、ベース電極２０とフレキシブル電極１０との間への電圧の印加によってベース電極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（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、チタン酸バリウムストロンチウム（（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３）、又は、ニオブ酸カリウムナトリウム（（ＮａＫ）ＮｂＯ３）等が挙げられる。チタン酸バリウムには、ＣａＺｒＯ３やＢａＳｎＯ３等の物質が固溶されていてもよい。
【0033】
また、絶縁層２２の形成に用いられる材料としては、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ましい。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。
【0034】
ベース電極２０は、円柱状又は多角柱状に形成される。ベース電極２０は、軽量化の観点から、中空構造を有するように形成されてもよい。本実施形態では、ベース電極２０は、円柱状に形成される。ベース電極２０の一方の底面は、フレキシブル電極１０との対向面２１である。ベース電極２０の対向面２１は、フレキシブル電極１０から離隔する方向に窪んだ凹面部２７を有する。凹面部２７は、フレキシブル電極１０の平板部１２に対向する位置に形成される。凹面部２７は、フレキシブル電極１０の平板部１２に対応する形状に形成される。本実施形態では、凹面部２７は、半球面等の湾曲した面によって形成されてもよい。凹面部２７と平板部１２との間、すなわちベース電極２０とフレキシブル電極１０との間には、空間２４が形成される。空間２４は、フレキシブル電極１０とベース電極２０との間への電圧の印加時に、ベース電極２０の対向面２１に接近するよう変形するフレキシブル電極１０を受け入れるための空間である。
【0035】
拘束部材４０は、フレキシブル電極１０の平板部１２の縁部１２ａと、ベース電極２０の凹面部２７の縁部２７ａとを固定することによって、フレキシブル電極１０をベース電極２０に拘束する。拘束部材４０は、平板部１２の縁部１２ａを固定端として支持する。拘束部材４０は、絶縁体によって形成される。拘束部材４０は、ブラケット若しくはジョイント等の固定具、ねじ若しくはビス等の締結具、又は、接着剤等によって構成されてもよい。
【0036】
アクチュエータ１は、フレキシブル電極１０とベース電極２０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６０に接続される。
【0037】
駆動回路６０は、直流電圧源等によって構成される電源６１と、駆動回路６０の各構成要素とフレキシブル電極１０及びベース電極２０とを接続する配線６２と、半導体素子等によって構成されるスイッチ６３ａ～６４ｂと、集積回路等によって構成される制御部６５とを含む。
【0038】
フレキシブル電極１０は、配線６２によって、電源６１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。ベース電極２０は、配線６２によって、電源６１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６３ａは、フレキシブル電極１０と電源６１との間に接続される。スイッチ６３ｂは、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６４ａは、ベース電極２０と電源６１との間に接続される。スイッチ６４ｂは、ベース電極２０とフレームグラウンドとの間に接続される。
【0039】
制御部６５は、駆動回路６０の各構成要素を制御する回路である。制御部６５は、スイッチ６３ａ～６４ｂのＯＮ／ＯＦＦ状態を制御することによって、フレキシブル電極１０とベース電極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６５は、電源６１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６５は、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、フレキシブル電極１０の変形量を制御することができる。更に、制御部６５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、フレキシブル電極１０の変形速度を制御することができる。更に、制御部６５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、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る。
【0040】
図２は、図１に示すフレキシブル電極１０とベース電極２０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。図３は、図２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を説明する図である。
【0041】
図２に示すように、駆動回路６０の制御部６５は、スイッチ６３ａ，６４ａをＯＮ状態に制御し、スイッチ６３ｂ，６４ｂをＯＦＦ状態に制御する。すると、フレキシブル電極１０とベース電極２０との間には、電圧が印加される。この場合、電源６１の正極に接続されたフレキシブル電極１０は正の電荷を帯び、電源６１の負極に接続されたベース電極２０は負の電荷を帯びる。ベース電極２０の対向面２１を被覆する絶縁層２２は、誘電分極する。絶縁層２２は、対向面２１との界面付近が正の電荷を帯び、当該界面の反対側（空間２４側）の表面付近が負の電荷を帯びる。絶縁層２２とフレキシブル電極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、フレキシブル電極１０は、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、フレキシブル電極１０の平板部１２は、ベース電極２０の対向面２１の凹面部２７に接近するように変形する。平板部１２の変形部１０ａである主部１２ｂは、拘束部材４０を支点として、凹面部２７に接近する方向に変形する。
【0042】
図２に示す場合の後、駆動回路６０の制御部６５は、図３に示すように、スイッチ６３ｂ，６４ｂをＯＮ状態に制御し、スイッチ６３ａ，６４ａをＯＦＦ状態に制御する。すると、フレキシブル電極１０とベース電極２０との間への電圧の印加が停止される。この場合、フレキシブル電極１０及びベース電極２０に蓄積された電荷は、フレームグラウンドに解放される。フレキシブル電極１０は、フレキシブル電極１０の復元力によってベース電極２０の対向面２１から離隔するように変形する。すなわち、当該復元力によって、フレキシブル電極１０の平板部１２は、ベース電極２０の対向面２１の凹面部２７から離隔するように変形する。ここで、平板部１２は、図１に示す電圧が印加される前の初期段階では、上記のように張力を付与された状態で固定される。したがって、平板部１２は、図３に示す場合において、図１に示す初期段階よりも凹面部２７から離隔するように変形する。平板部１２の変形部１０ａである主部１２ｂは、拘束部材４０を支点として、凹面部２７から離隔する方向に拘束部材４０を越えて変形する。これにより、平板部１２の変形部１０ａである主部１２ｂは、アクチュエータ１が載置された面Ｐ１を押圧することができる。平板部１２の変形部１０ａである主部１２ｂによる押圧の反力によって、アクチュエータ１は、面Ｐ１から跳ね上がることができる。
【0043】
すなわち、アクチュエータ１は、平板部１２の変形部１０ａの変形を、アクチュエータ１が載置された面Ｐ１の押圧に利用することによって、アクチュエータ１自体が跳ねる動作を実現することができる。平板部１２の変形部１０ａは、アクチュエータ１の外部に仕事を出力する出力部として機能し得る。実施形態１のアクチュエータ１は、アクチュエータ１の仕事の出力形態を具体化して、跳ねる動作のような従来のソフトアクチュエータでは実現できなかった動作を実現することができる。
【0044】
【0045】
実施形態１のベース電極２０は、図４に示すように、ベース電極２０の対向面２１の凹面部２７を分割することによって、複数の電極部２５ａ～２５ｄに分割されていてもよい。分割される電極部の数は、任意である。複数の電極部２５ａ～２５ｄは、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～２５ｄには、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。駆動回路６０の制御部６５は、複数の電極部２５ａ～２５ｄのそれぞれに対して印加される電圧の大きさを制御したり、電圧の印加又は停止のタイミングを制御したりすることができる。これにより、フレキシブル電極１０は、電圧が印加された電極部２５ａ～２５ｄに応じて、様々な形態に変形することができる。したがって、実施形態１のアクチュエータ１は、任意の力によって、任意の方向に、任意のタイミングで面Ｐ１から跳ね上がることができる。
【0046】
［実施形態２］
図５～図６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５は、実施形態２のアクチュエータ１の構成を模式的に示す図である。図５は、フレキシブル電極１０とベース電極２０との間に電圧が印加された場合を示す。図６は、図５に示すフレキシブル電極１０とベース電極２０との間への電圧の印加が停止された場合のアクチュエータ１を説明する図である。図５～図６では、駆動回路６０の図示が省略されている。
図５～図６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５は、実施形態２のアクチュエータ１の構成を模式的に示す図である。図５は、フレキシブル電極１０とベース電極２０との間に電圧が印加された場合を示す。図６は、図５に示すフレキシブル電極１０とベース電極２０との間への電圧の印加が停止された場合のアクチュエータ１を説明する図である。図５～図６では、駆動回路６０の図示が省略されている。
【0047】
実施形態１のアクチュエータ１は、フレキシブル電極１０が面Ｐ１に接触するように面Ｐ１に載置されていた。実施形態１のアクチュエータ１の仕事が出力される対象物は、アクチュエータ１が載置される面Ｐ１である。実施形態１のアクチュエータ１は、平板部１２の変形部１０ａの変形を、アクチュエータ１が載置された面Ｐ１の押圧に利用することによって、アクチュエータ１自体が跳ねる動作を実現していた。
【0048】
一方、実施形態２のアクチュエータ１は、ベース電極２０が面Ｐ１に接触するように面Ｐ１に載置される。実施形態２のベース電極２０は、面Ｐ１に交差する方向に移動しないよう面Ｐ１に固定されていてもよい。実施形態２のアクチュエータ１の仕事が出力される対象は、図５及び図６に示すようなフレキシブル電極１０に載置される対象物Ｔ１である。実施形態２のアクチュエータ１は、平板部１２の変形部１０ａの変形を、対象物Ｔ１を弾き出すことに利用することによって、対象物Ｔ１を投擲する動作を実現することができる。実施形態２のアクチュエータ１は、アクチュエータ１の仕事の出力形態を具体化して、投擲する動作のような従来のソフトアクチュエータでは実現できなかった動作を実現することができる。
【0049】
なお、実施形態２のベース電極２０は、図４に示すベース電極２０と同様に、互いに独立して電圧が印加される複数の電極部２５ａ～２５ｄに分割されていてもよい。実施形態２のアクチュエータ１においても、実施形態１と同様に、任意の力によって、任意の方向に、任意のタイミングで対象物Ｔ１を投擲することができる。
【0050】
［実施形態３］
図７～図１２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７は、実施形態３のアクチュエータ１の構成を模式的に示す図である。図７では、ベース電極２０の対向面２１を被覆する絶縁層２２の図示が省略されている。図８～図２０でも同様に、絶縁層２２の図示が省略されている。
図７～図１２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７は、実施形態３のアクチュエータ１の構成を模式的に示す図である。図７では、ベース電極２０の対向面２１を被覆する絶縁層２２の図示が省略されている。図８～図２０でも同様に、絶縁層２２の図示が省略されている。
【0051】
実施形態３のアクチュエータ１は、対象物Ｔ２の上方に配置される。対象物Ｔ２は、アクチュエータ１の外部の面Ｐ２上の液体又は粉体等である。実施形態３のアクチュエータ１は、フレキシブル電極１０及びベース電極２０の両電極間への電圧の印加によって、フレキシブル電極１０の後述するスカート部１４を、ベース電極２０の後述する筒部２８の径方向内側に向かって変位させる（図８を参照）。これにより、実施形態３のアクチュエータ１は、対象物Ｔ２を捕集する動作を実現することができる。実施形態３のアクチュエータ１の仕事が出力される対象は、面Ｐ２上の対象物Ｔ２である。
【0052】
実施形態３のベース電極２０は、一端部２８ａが閉塞され他端部２８ｂが開口する筒部２８を有する。筒部２８は、中空構造を有し、円筒状又は多角筒状に形成される。筒部２８は、筒部２８の軸線方向に沿った断面が櫛歯状を有するように形成される。筒部２８は、底部２９と、フランジ部３０と、開口部３１と、外壁部３２と、内壁部３３とを有する。
【0053】
底部２９は、筒部２８の一端部２８ａに設けられ、一端部２８ａを閉塞する。底部２９は、筒部２８の内部の空気を一端部２８ａから筒部２８の外部に排出する孔を有していてもよい。底部２９は、筒部２８の径方向に延びる。筒部２８の径方向は、筒部２８の中心軸が延びる方向である筒部２８の軸線方向に交差（直交）する方向である。フランジ部３０は、底部２９から、筒部２８の径方向の外側に延びる。筒部２８の径方向の外側は、筒部２８の径方向において筒部２８の外部に向かう側である。フランジ部３０は、筒部２８の外表側面２８ｃに連続する下面３０ａを有する。下面３０ａは、筒部２８の径方向に沿って延びると共に筒部２８の軸線方向に交差（直交）する。筒部２８の外表側面２８ｃは、筒部２８の軸線方向に沿って延びると共に、筒部２８の径方向に交差（直交）する。
【0054】
外壁部３２及び内壁部３３は、底部２９から開口部３１まで筒部２８の軸線方向に延びる。外壁部３２は、筒部２８の外表側面２８ｃを形成する。内壁部３３は、外壁部３２から径方向の内側に向かって間隔をあけて配置される。外壁部３２及び内壁部３３は、同一の中心軸を有する円筒状又は多角筒状に形成されてもよい。開口部３１は、外壁部３２の先端部と内壁部３３の先端部とによって形成されると共に、内壁部３３の先端部同士によって形成される。外壁部３２の先端部及び内壁部３３の先端部は、それぞれ、軸線方向において底部２９とは反対側に位置する外壁部３２の端部及び内壁部３３の端部である。
【0055】
実施形態３のベース電極２０の対向面２１は、後述するように、筒部２８の外表側面２８ｃと、フランジ部３０の下面３０ａとによって構成される。フランジ部３０の下面３０ａは、実施形態１と同様に、絶縁層２２によって被覆される。筒部２８の外表側面２８ｃは、絶縁層２２よりも十分に厚い絶縁層２３によって被覆される。また、対象物Ｔ２が水又は電解液等の導電性液体である場合、フランジ部３０の下面３０ａだけでなく、筒部２８の内表面（外壁部３２の内表面及び先端面、内壁部３３の内外表面及び先端面、並びに、底部２９の下面）についても、絶縁層２２によって被覆される。
【0056】
実施形態３の拘束部材４０は、第１拘束部材４１と、第２拘束部材４２とを有する。第１拘束部材４１は、筒部２８の径方向において筒部２８の外表側面２８ｃよりも外側に配置される。第１拘束部材４１は、外壁部３２の先端部付近の外表側面２８ｃを被覆する絶縁層２３上に取り付けられる。第１拘束部材４１は、筒部２８の径方向におけるフレキシブル電極１０の変形を拘束する。第１拘束部材４１は、フレキシブル電極１０を筒部２８の軸線方向に沿って摺動可能に支持する。具体的には、第１拘束部材４１は、フレキシブル電極１０の胴部１３の先端部１３ｂを、筒部２８の軸線方向に沿って摺動可能に支持し、当該先端部１３ｂの径方向における変形を拘束する。これにより、第１拘束部材４１は、筒部２８の径方向においてフレキシブル電極１０をベース電極２０に拘束する。
【0057】
第２拘束部材４２は、筒部２８の径方向において第１拘束部材４１よりも外側に配置される。第２拘束部材４２は、フランジ部３０の縁部付近の下面３０ａを被覆する絶縁層２２上に取り付けられる。第２拘束部材４２は、フレキシブル電極１０の胴部１３の基端部１３ａと、フランジ部３０の縁部とを固定することによってフレキシブル電極１０をベース電極２０に拘束する。第２拘束部材４２は、胴部１３の基端部１３ａを固定端として支持する。第２拘束部材４２は、実施形態１の拘束部材４０と同様に構成されてもよい。
【0058】
実施形態３のフレキシブル電極１０は、ベース電極２０の筒部２８の周囲を覆う帯状又は板状に形成される。フレキシブル電極１０は、胴部１３とスカート部１４とを有する。胴部１３は、第１拘束部材４１よりも、筒部２８の他端部２８ｂから一端部２８ａに向かう方向に延びるフレキシブル電極１０の部分である。胴部１３は、第１拘束部材４１と第２拘束部材４２との間に配置される。胴部１３は、筒部２８の軸線方向において一端部２８ａ側に位置する基端部１３ａと、他端部２８ｂ側に位置する先端部１３ｂと、基端部１３ａ及び先端部１３ｂ以外の部分である主部１３ｃとを有する。胴部１３の基端部１３ａは、第２拘束部材４２に固定される部分である。胴部１３の先端部１３ｂは、第１拘束部材４１に支持される部分である。胴部１３の主部１３ｃは、第１拘束部材４１又は第２拘束部材４２に支持又は固定されない部分である。胴部１３の主部１３ｃは、フレキシブル電極１０の変形部１０ａである。
【0059】
胴部１３は、筒部２８の外表側面２８ｃ及びフランジ部３０の下面３０ａのそれぞれに傾斜した状態で、当該外表側面２８ｃ及び下面３０ａのそれぞれに対向するように、第１拘束部材４１及び第２拘束部材４２に支持される。筒部２８の外表側面２８ｃ及びフランジ部３０の下面３０ａは、ベース電極２０のフレキシブル電極１０との対向面２１である。筒部２８の外表側面２８ｃ及びフランジ部３０の下面３０ａと胴部１３との間には、フレキシブル電極１０とベース電極２０との電圧の印加時に、ベース電極２０の対向面２１に接近するよう変形するフレキシブル電極１０を受け入れる空間２４が形成される。
【0060】
スカート部１４は、第１拘束部材４１よりも、筒部２８の一端部２８ａから他端部２８ｂに向かう方向に延びるフレキシブル電極１０の部分である。スカート部１４は、胴部１３の先端部１３ｂに連続する。スカート部１４は、面Ｐ２に載置された対象物Ｔ２を覆う。スカート部１４は、筒部２８の径方向において第１拘束部材４１よりも外側に広がりながら、第１拘束部材４１から他端部２８ｂを越えて軸線方向に延びる。スカート部１４の先端部１４ａは、面Ｐ２に接触する。
【0061】
実施形態３の駆動回路６０は、実施形態１の駆動回路６０に対して、電源６６及びスイッチ６７が追加される。電源６６は、電源６１に対して並列且つ逆向きに接続される。スイッチ６７は、電源６１及び電源６６とスイッチ６３ａとの間、又は、電源６１及び電源６６とスイッチ６４ａとの間に接続される。スイッチ６７は、フレキシブル電極１０とベース電極２０との間に印加される電圧を、電源６１の出力電圧とするか、電源６６の出力電圧とするかを切り替えるためのスイッチである。スイッチ６７は、制御部６５によって制御される。
【0062】
図８は、図７に示すフレキシブル電極１０とベース電極２０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。図９は、図８に示す場合の後に逆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。図１０は、図９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を説明する図である。
【0063】
図８に示すように、駆動回路６０の制御部６５は、スイッチ６７を電源６１に導通させ、スイッチ６３ａ，６４ａをＯＮ状態に制御し、スイッチ６３ｂ，６４ｂをＯＦＦ状態に制御する。すると、フレキシブル電極１０とベース電極２０との間には、電源６１の出力電圧が印加される。この場合、フレキシブル電極１０の胴部１３は、筒部２８の外表側面２８ｃ及びフランジ部３０の下面３０ａに接近するように変形する。胴部１３の変形部１０ａである主部１３ｃは、第１拘束部材４１及び第２拘束部材４２を支点として、筒部２８の径方向において外表側面２８ｃに接近する方向に変形し、且つ、フランジ部３０の下面３０ａに接近する方向に変形する。
【0064】
ここで、第１拘束部材４１は、フレキシブル電極１０を筒部２８の軸線方向に沿って摺動可能に支持する。これにより、胴部１３に連続するスカート部１４は、筒部２８の軸線方向における他端部２８ｂから一端部２８ａに向かう方向に引っ張られる。すなわち、胴部１３の変形部１０ａである主部１３ｃは、上記のような変形によって、スカート部１４を、筒部２８の軸線方向における他端部２８ｂから一端部２８ａに向かう方向に引っ張る。更に、第１拘束部材４１は、フレキシブル電極１０の筒部２８の径方向への変形を拘束する。これにより、スカート部１４の先端部１４ａは、胴部１３の主部１３ｃによるスカート部１４の引っ張りによって、第１拘束部材４１を支点として筒部２８の径方向の内側に向かって変位する。スカート部１４の先端部１４ａによって囲まれた面Ｐ２の面積である占有面積は、電圧が印加される前の初期段階において、図７に示すように占有面積Ｑ１であったものが、電圧印加時には図８に示すように占有面積Ｑ２に縮小する。
【0065】
すなわち、実施形態３のアクチュエータ１は、胴部１３の変形部１０ａの変形を、スカート部１４の先端部１４ａの径方向内側への変位に変換し、スカート部１４の占有面積の縮小に利用することによって、スカート部１４によって対象物Ｔ２を掻き集め、対象物Ｔ２を捕集する動作を実現することができる。スカート部１４の先端部１４ａは、アクチュエータ１の外部に仕事を出力する出力部として機能し得る。
【0066】
また、フランジ部３０の下面３０ａは、絶縁層２２によって被覆され、筒部２８の外表側面２８ｃは、絶縁層２２よりも厚い絶縁層２３によって被覆される。下面３０ａを被覆する絶縁層２２と胴部１３との間に発生するクーロン力は、外表側面２８ｃを被覆する絶縁層２３と胴部１３との間に発生するクーロン力よりも大きい。したがって、胴部１３は、まずフランジ部３０の下面３０ａに接近してから筒部２８の外表側面２８ｃに接近するように変形する。すなわち、胴部１３は、ベース電極２０の対向面２１のうちの第１拘束部材４１に遠い部分に対して先行して接近した後、対向面２１のうちの第１拘束部材４１に近い部分に対して後続して接近するように変形する。これにより、胴部１３の主部１３ｃは、スカート部１４を、筒部２８の軸線方向における他端部２８ｂから一端部２８ａに向かう方向に確実且つ十分に引っ張ることができる。スカート部１４の先端部１４ａは、第１拘束部材４１を支点として筒部２８の径方向の内側に向かって確実且つ十分に変位することができる。実施形態３のアクチュエータ１は、対象物Ｔ２を捕集する動作を更に確実に実現することができる。
【0067】
電圧印加時、対象物Ｔ２は、スカート部１４と接触する。対象物Ｔ２が導電性液体である場合、対象物Ｔ２は、スカート部１４からの電荷の移動によって、フレキシブル電極１０と同じ極性の電荷を帯びる。図８に示す場合、対象物Ｔ２は正の電荷を帯びる。ベース電極２０の筒部２８と対象物Ｔ２との間にクーロン力が発生する。当該クーロン力によって、対象物Ｔ２は、筒部２８の開口部３１から筒部２８の内部に吸引される。これにより、実施形態３のアクチュエータ１は、更に多くの対象物Ｔ２を迅速に捕集することができる。しかも、実施形態３のアクチュエータ１は、電圧印加を継続することによって、吸引された対象物Ｔ２を筒部２８の内部に貯留する動作を実現することができる。
【0068】
図８に示す場合の後、駆動回路６０の制御部６５は、図９に示すように、スイッチ６７を電源６６に導通させる。すると、フレキシブル電極１０とベース電極２０との間には、電源６６の出力電圧が印加される。この場合、フレキシブル電極１０は、図８に示す場合とは逆に、負の電荷を帯びる。ベース電極２０は、図８に示す場合とは逆に、正の電荷を帯びる。胴部１３の変形部１０ａである主部１３ｃは、図８に示す場合と同様に、筒部２８の外表側面２８ｃ及びフランジ部３０の下面３０ａに接近する方向に変形したままである。スカート部１４の先端部１４ａは、径方向の内側に変位したままである。スカート部１４の先端部１４ａの占有面積は、占有面積Ｑ２に縮小したままである。
【0069】
対象物Ｔ２が導電性液体である場合、ベース電極２０の筒部２８が帯びた電荷の極性と、筒部２８の内部に貯留された対象物Ｔ２が帯びた電荷の極性とは同じになる。筒部２８の内部に貯留された対象物Ｔ２は、筒部２８と反発する斥力が作用することによって、筒部２８の開口部３１から外部に放出される。この際、アクチュエータ１は、アクチュエータ１の外部の面であって面Ｐ２とは異なる面Ｐ３に対して対象物Ｔ２を放出することによって、対象物Ｔ２を面Ｐ２上から面Ｐ３上に移動させることができる。
【0070】
図９に示す場合の後、駆動回路６０の制御部６５は、図１０に示すように、スイッチ６３ｂ，６４ｂをＯＮ状態に制御し、スイッチ６３ａ，６４ａをＯＦＦ状態に制御する。すると、フレキシブル電極１０とベース電極２０との間への電圧の印加が停止される。この場合、胴部１３の変形部１０ａである主部１３ｃは、フレキシブル電極１０の復元力によって、筒部２８の外表側面２８ｃ及びフランジ部３０の下面３０ａから離隔する方向に変形し、図７に示すような電圧が印加される前の初期位置に復元する。スカート部１４の先端部１４ａは、径方向の外側に変位し、初期位置に復元する。スカート部１４の先端部１４ａの占有面積は、初期の占有面積Ｑ１に復元する。
【0071】
このように、実施形態３のアクチュエータ１は、胴部１３の変形部１０ａの変形を、出力部を構成するスカート部１４の変位に変換することによって、対象物Ｔ２を捕集する動作を実現することができる。実施形態３のアクチュエータ１は、対象物Ｔ２が導電性液体の場合、対象物Ｔ２を貯留する動作及び放出する動作を実現することができる。実施形態３のアクチュエータ１は、アクチュエータ１の仕事の出力形態を具体化して、捕集、貯留及び放出する動作のような従来のソフトアクチュエータでは実現できなかった動作を実現することができる。
【0072】
【0073】
実施形態３のアクチュエータ１は、少なくとも第１拘束部材４１が設けられていればよく、図１１に示すように、フレキシブル電極１０の胴部１３の基端部１３ａを固定する第２拘束部材４２を省略することができる。図１１に示すアクチュエータ１は、ベース電極２０の筒部２８を収容する有底筒状の筐体３４を備える。筐体３４は、絶縁体によって形成される。筐体３４は、筒部２８の軸線方向に沿って延びる。筐体３４の底部３４ａは、筒部２８の一端部２８ａ側に配置される。筐体３４の底部３４ａは、筒部２８の底部２９に取り付けられる。筐体３４の開口部を形成する縁部３４ｂは、筒部２８の他端部２８ｂ側に配置される。
【0074】
図１１に示す第１拘束部材４１は、筐体３４の縁部３４ｂに取り付けられる。図１１に示す第１拘束部材４１は、筒部２８の径方向において筒部２８の外表側面２８ｃよりも外側に配置される。図１１に示す第１拘束部材４１は、筒部２８の径方向におけるフレキシブル電極１０の変形を拘束する。図１１に示す第１拘束部材４１は、フレキシブル電極１０を筒部２８の軸線方向に沿って摺動可能に支持する。図１１に示す第１拘束部材４１は、筐体３４を介してフレキシブル電極１０をベース電極２０に拘束する。
【0075】
図１１に示すフレキシブル電極１０の胴部１３は、筒部２８の外表側面２８ｃに対して傾斜した状態で当該外表側面２８ｃに対向するように第１拘束部材４１に支持される。図１１に示すスカート部１４は、胴部１３に連続し、筒部２８の径方向において第１拘束部材４１よりも外側に広がりながら、第１拘束部材４１から他端部２８ｂを越えて軸線方向に延びる。
【0076】
図１１に示すベース電極２０の対向面２１は、筒部２８の外表側面２８ｃによって構成される。図１１に示すベース電極２０は、図示していないが、筒部２８の軸線方向に沿って筒部２８の外表側面２８ｃを分割することによって、複数の電極部に分割されている。複数の電極部は、互いに独立して電圧の印加が可能である。
【0077】
図１１に示すアクチュエータ１の駆動回路６０は、図示していないが、複数の電極部に対して、筒部２８の他端部２８ｂから一端部２８ａに向かう方向に沿って順次電圧を印加する。すると、フレキシブル電極１０の胴部１３の変形部１０ａである主部１３ｃは、図１２に示すように、筒部２８の外表側面２８ｃに接近するように変形すると共に、筒部２８の軸線方向における他端部２８ｂから一端部２８ａに向かう方向に変位する。胴部１３の変形部１０ａである主部１３ｃは、スカート部１４を、筒部２８の軸線方向における他端部２８ｂから一端部２８ａに向かう方向に引っ張る。スカート部１４の先端部１４ａは、胴部１３によるスカート部１４の引っ張りによって、第１拘束部材４１を支点として筒部２８の径方向の内側に向かって変位する。
【0078】
このように、図１１に示すアクチュエータ１は、図７に示すアクチュエータ１と同様に、胴部１３の変形部１０ａの変形を、出力部を構成するスカート部１４の変位に変換することによって、対象物Ｔ２を捕集する動作を実現することができる。
【0079】
［実施形態４］
図１３～図１６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１３は、実施形態４のアクチュエータ１の構成を模式的に示す図である。
図１３～図１６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１３は、実施形態４のアクチュエータ１の構成を模式的に示す図である。
【0080】
実施形態４のアクチュエータ１は、フレキシブル電極１０及びベース電極２０の両電極間への電圧の印加によって、フレキシブル電極１０の後述する一端面１６がベース電極２０の後述する凹面部３５に接近するようにフレキシブル電極１０を変形させる（図１４を参照）。これにより、実施形態４のアクチュエータ１は、フレキシブル電極１０の後述する他端面１７に取り付けられた複数の棒状部材５０によって対象物を掴む動作を実現することができる。
【0081】
実施形態４のベース電極２０は、フレキシブル電極１０の一端面１６に沿った稜線部を有する谷形の板状に形成されてもよい。ベース電極２０の対向面２１は、フレキシブル電極１０から離隔する方向に窪んだ凹面部３５を有する。凹面部３５は、一端面１６に対して傾斜する。凹面部３５と一端面１６との間には、空間２４が形成される。凹面部３５は、断面がＶ字に屈曲した面によって形成されてもよい。
【0082】
実施形態４のフレキシブル電極１０は、直方体等の六面体１５に形成される。フレキシブル電極１０は、凹面部３５に対向する一端面１６と、フレキシブル電極１０からベース電極２０に向かう方向において一端面１６とは反対側の他端面１７とを有する。
【0083】
フレキシブル電極１０の一端面１６は、縁部１６ａと、縁部１６ａ以外の部分である主部１６ｂとを有する。一端面１６の縁部１６ａは、拘束部材４０に固定される部分である。一端面１６の主部１６ｂは、拘束部材４０に固定されない部分である。一端面１６の主部１６ｂは、変形部１０ａである。フレキシブル電極１０の他端面１７は、縁部１７ａと、縁部１７ａ以外の部分である主部１７ｂとを含む。他端面１７の縁部１７ａには、複数の棒状部材５０が取り付けられる。他端面１７の主部１７ｂは、複数の棒状部材５０が取り付けられない部分である。
【0084】
複数の棒状部材５０のそれぞれは、絶縁体によって形成される。複数の棒状部材５０のそれぞれの先端部５０ａは、他端面１７に沿って互いに間隔Ｇ１をあけて配置される。複数の棒状部材５０のそれぞれの先端部５０ａは、例えばピンセットのように、対象物を掴み易い形状に形成されてもよい。
【0085】
実施形態４の拘束部材４０は、フレキシブル電極１０の一端面１６の縁部１６ａと、ベース電極２０の凹面部３５の縁部３５ａとを固定することによって、フレキシブル電極１０をベース電極２０に拘束する。拘束部材４０は、一端面１６の縁部１６ａを固定端として支持する。拘束部材４０は、実施形態１と同様に構成されてもよい。
【0086】
【0087】
図１４に示すように、駆動回路６０の制御部６５は、スイッチ６３ａ，６４ａをＯＮ状態に制御し、スイッチ６３ｂ，６４ｂをＯＦＦ状態に制御する。すると、フレキシブル電極１０とベース電極２０との間には、電圧が印加される。この場合、フレキシブル電極１０の一端面１６は、凹面部３５に接近するように変形する。一端面１６の変形部１０ａである主部１６ｂは、拘束部材４０を支点として凹面部３５に接近する方向に変形する。フレキシブル電極１０の他端面１７の主部１７ｂは、一端面１６の主部１６ｂの変形に応じて、凹面部３５に接近する方向に変形する。複数の棒状部材５０のそれぞれは、間隔Ｇ１を縮小するように回動する。すなわち、複数の棒状部材５０のそれぞれの先端部５０ａは、他端面１７の主部１７ｂの変形に応じて、間隔Ｇ１を縮小する方向に変位する。これにより、複数の棒状部材５０のそれぞれの先端部５０ａは、対象物を掴むことができる。
【0088】
すなわち、実施形態４のアクチュエータ１は、一端面１６の変形部１０ａの変形を、複数の棒状部材５０のそれぞれの先端部５０ａの変位に変換し、複数の棒状部材５０のそれぞれの先端部５０ａの間隔Ｇ１の縮小に利用することによって、対象物を掴む動作を実現することができる。複数の棒状部材５０のそれぞれの先端部５０ａは、アクチュエータ１の外部に仕事を出力する出力部として機能し得る。
【0089】
図１４に示す場合の後、駆動回路６０の制御部６５は、スイッチ６３ｂ，６４ｂをＯＮ状態に制御し、スイッチ６３ａ，６４ａをＯＦＦ状態に制御する。すると、フレキシブル電極１０とベース電極２０との間への電圧の印加が停止される。この場合、一端面１６の変形部１０ａである主部１６ｂは、フレキシブル電極１０の復元力によって、拘束部材４０を支点として凹面部３５から離隔する方向に変形し、図１３に示すような初期位置に復元する。複数の棒状部材５０のそれぞれの先端部５０ａは、一端面１６の変形部１０ａである主部１６ｂの変形及び他端面１７の主部１７ｂの変形に応じて、間隔Ｇ１を拡大する方向に変位し、初期位置に復元する。これにより、複数の棒状部材５０のそれぞれの先端部５０ａは、掴んだ対象物を放すことができる。
【0090】
このように、実施形態４のアクチュエータ１は、一端面１６の変形部１０ａの変形を、出力部を構成する複数の棒状部材５０のそれぞれの先端部５０ａの変位に変換することによって、対象物を掴む動作を実現することができる。実施形態４のアクチュエータ１は、アクチュエータ１の仕事の出力形態を具体化して、対象物を掴んだり放したりする動作のような従来のソフトアクチュエータでは実現できなかった動作を実現することができる。
【0091】
【0092】
実施形態４のベース電極２０は、図１５に示すように、複数の棒状部材５０のそれぞれが取り付けられた位置に応じて、複数の電極部２５ｅ，２５ｆに分割されていてもよい。例えば、ベース電極２０は、対向面２１を分割する板状の絶縁部２６を含む平面が、複数の棒状部材５０のそれぞれを画定するように、複数の電極部２５ｅ，２５ｆに分割されていてもよい。複数の電極部２５ｅ，２５ｆは、絶縁部２６によって互いに絶縁されている。絶縁部２６により、複数の電極部２５ｅ，２５ｆには、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。駆動回路６０の制御部６５は、複数の電極部２５ｅ，２５ｆのそれぞれに対して印加される電圧の大きさを制御したり、電圧の印加又は停止のタイミングを制御したりすることができる。これにより、実施形態４のアクチュエータ１は、複数の棒状部材５０のそれぞれの先端部５０ａの位置やそれぞれの先端部５０ａが対象物を掴む力を、精確に制御することができる。
【0093】
【0094】
実施形態４の駆動回路６０は、図１６に示すように、フレキシブル電極１０及びベース電極２０を、フレームグラウンドに接続しなくてもよい。図１６に示す駆動回路６０は、スイッチ６３ａ～６４ｂの代わりに、スイッチ６８ａ，６８ｂを有する。図１６に示す駆動回路６０において、フレキシブル電極１０及びベース電極２０は、スイッチ６８ａを介して電源６１に接続される。フレキシブル電極１０及びベース電極２０は、スイッチ６８ｂを介して互いに接続される。
【0095】
図１６に示す駆動回路６０の制御部６５は、フレキシブル電極１０とベース電極２０との間に電圧を印加する場合、スイッチ６８ａをＯＮ状態に制御し、スイッチ６８ｂをＯＦＦ状態に制御すればよい。図１６に示す駆動回路６０の制御部６５は、フレキシブル電極１０とベース電極２０との間への電圧の印加を停止する場合、スイッチ６８ｂをＯＮ状態に制御し、スイッチ６８ａをＯＦＦ状態に制御すればよい。フレキシブル電極１０及びベース電極２０のそれぞれに蓄積された電荷が中和するまで移動し、フレキシブル電極１０とベース電極２０とが同電位になるので、電圧の印加は停止する。
【0096】
これにより、図１６に示す駆動回路６０は、図１３に示す駆動回路６０よりも、回路構成を簡素化することができる。なお、図１６に示す駆動回路６０は、実施形態４以外のアクチュエータ１を駆動する駆動回路６０にも適用可能である。また、実施形態４のアクチュエータ１は、対象物への帯電の影響がなければ、棒状部材５０を省略し、フレキシブル電極１０が対象物を直接掴むように構成されてもよい。
【0097】
［実施形態５］
図１７～図１８を用いて、実施形態５のアクチュエータ１について説明する。実施形態５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１７は、実施形態５のアクチュエータ１の構成を模式的に示す図である。
図１７～図１８を用いて、実施形態５のアクチュエータ１について説明する。実施形態５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１７は、実施形態５のアクチュエータ１の構成を模式的に示す図である。
【0098】
実施形態５のアクチュエータ１は、フレキシブル電極１０及びベース電極２０の両電極間への電圧の印加によって、フレキシブル電極１０の後述する外周面１８２がベース電極２０の後述する凹面部３６に接近するようにフレキシブル電極１０を変形させる（図１８を参照）。これにより、実施形態５のアクチュエータ１は、フレキシブル電極１０の後述する内周面１８１による対象物Ｔ３の締め付けを緩める動作を実現することができる。対象物Ｔ３は、ピン、シャフト又はねじ等の軸Ａの軸線方向に延びる部材である。
【0099】
実施形態５のフレキシブル電極１０は、所定の軸Ａの周りを囲む円筒体１８に形成される。フレキシブル電極１０は、軸Ａに交差（直交）する径方向において軸Ａと間隔Ｇ２をあけて軸Ａの周りを囲む内周面１８１と、径方向において内周面１８１より外側に配置された外周面１８２とを有する。
【0100】
フレキシブル電極１０の内周面１８１は、軸Ａに対向して配置される。内周面１８１は、対象物Ｔ３に接触して、対象物Ｔ３を締め付ける面である。内周面１８１は、絶縁層によって被覆されていてもよい。内周面１８１は、縁部１８１ａと、縁部１８１ａ以外の部分である主部１８１ｂとを有する。内周面１８１の縁部１８１ａは、拘束部材４０に固定される部分である。内周面１８１の主部１８１ｂは、拘束部材４０に固定されない部分である。フレキシブル電極１０の外周面１８２は、縁部１８２ａと、縁部１８２ａ以外の部分である主部１８２ｂとを有する。外周面１８２の縁部１８２ａは、拘束部材４０に固定される部分である。外周面１８２の主部１８２ｂは、拘束部材４０に固定されない部分である。外周面１８２の主部１８２ｂは、変形部１０ａである。
【0101】
実施形態５のベース電極２０は、軸Ａの周回方向に沿ってフレキシブル電極１０の外周面１８２を囲む筒体に形成される。ベース電極２０は、径方向において外周面１８２に対向して配置される。ベース電極２０の対向面２１は、外周面１８２から離隔する方向に窪んだ凹面部３６を有する。凹面部３６は、外周面１８２に対して傾斜する。凹面部３６と外周面１８２との間には、空間２４が形成される。凹面部３６は、断面がくの字に屈曲した面によって形成されてもよい。
【0102】
実施形態５の拘束部材４０は、フレキシブル電極１０の内周面１８１の縁部１８１ａと、外周面１８２の縁部１８２ａと、凹面部３６の縁部３６ａとを固定することによって、フレキシブル電極１０をベース電極２０に拘束する。拘束部材４０は、内周面１８１の縁部１８１ａと外周面１８２の縁部１８２ａとを固定端として支持する。拘束部材４０は、一対の板状部材４３によって構成されてもよい。一対の板状部材４３は、径方向に延びる。一対の板状部材４３は、軸Ａの軸線方向の両側からフレキシブル電極１０及びベース電極２０を挟持する。一対の板状部材４３には、軸線方向に延びて、対象物Ｔ３を挿通可能な貫通孔が設けられる。
【0103】
【0104】
図１８に示すように、駆動回路６０の制御部６５は、スイッチ６３ａ，６４ａをＯＮ状態に制御し、スイッチ６３ｂ，６４ｂをＯＦＦ状態に制御する。すると、フレキシブル電極１０とベース電極２０との間には、電圧が印加される。この場合、フレキシブル電極１０の外周面１８２は、凹面部３６に接近するように変形する。外周面１８２の変形部１０ａである主部１８２ｂは、拘束部材４０の縁部１８２ａの支持位置を支点として径方向において凹面部３６に接近する方向に変形する。フレキシブル電極１０の内周面１８１の主部１８１ｂは、外周面１８２の変形部１０ａである主部１８２ｂの変形に応じて、径方向において凹面部３６に接近する方向に変位する。内周面１８１の主部１８１ｂは、軸Ａとの間隔Ｇ２を拡大する。これにより、内周面１８１と対象物Ｔ３との間には、空間Ｓが形成される。内周面１８１は、対象物Ｔ３の締め付けを緩めることができる。
【0105】
すなわち、実施形態５のアクチュエータ１は、外周面１８２の変形部１０ａの変形を、内周面１８１の主部１８１ｂの変位に変換し、内周面１８１と軸Ａとの間隔Ｇ２の拡大に利用することによって、締め付けられた対象物Ｔ３を緩める動作を実現することができる。内周面１８１の主部１８１ｂは、アクチュエータ１の外部に仕事を出力する出力部として機能し得る。
【0106】
図１８に示す場合の後、駆動回路６０の制御部６５は、スイッチ６３ｂ，６４ｂをＯＮ状態に制御し、スイッチ６３ａ，６４ａをＯＦＦ状態に制御する。すると、フレキシブル電極１０とベース電極２０との間への電圧の印加が停止される。この場合、外周面１８２の変形部１０ａである主部１８２ｂは、フレキシブル電極１０の復元力によって、拘束部材４０の外周面１８２の支持位置を支点として径方向において凹面部３６から離隔する方向に変形し、図１７に示すような原形に復元する。内周面１８１の主部１８１ｂは、外周面１８２の変形部１０ａである主部１８２ｂの変形に応じて、間隔Ｇ２を縮小する方向に変位し、初期位置に復元する。これにより、内周面１８１は、再び対象物Ｔ３を締め付けることができる。
【0107】
このように、実施形態５のアクチュエータ１は、外周面１８２の変形部１０ａの変形を、出力部を構成する内周面１８１の主部１８１ｂの変位に変換することによって、対象物Ｔ３を締め付けたり緩めたりする動作を実現することができる。実施形態５のアクチュエータ１は、アクチュエータ１の仕事の出力形態を具体化して、対象物Ｔ３を締め付けたり緩めたりする動作のような従来のソフトアクチュエータでは実現できなかった動作を実現することができる。
【0108】
なお、実施形態５の拘束部材４０は、少なくともフレキシブル電極１０の外周面１８２の縁部１８２ａと、凹面部３６の縁部３６ａとを固定すればよい。実施形態５の拘束部材４０が内周面１８１の縁部１８１aと凹面部３６の縁部３６ａとを固定することは必須ではない。
【0109】
また、実施形態５のベース電極２０は、軸Ａの周回方向に沿って配置される複数の電極部に分割されていてもよい。複数の電極部は、絶縁部２６によって互いに絶縁される。絶縁部２６により、複数の電極部には、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可能である。駆動回路６０の制御部６５は、複数の電極部のそれぞれに対して印加される電圧の大きさを制御したり、電圧の印加又は停止のタイミングを制御したりすることができる。また、実施形態５のアクチュエータ１は、フレキシブル電極１０及びベース電極２０を一組として、軸Ａの周回方向に沿って配置される複数組のフレキシブル電極１０及びベース電極２０を有していてもよい。それぞれの組を構成するフレキシブル電極１０は、軸Ａの周りを囲む円筒体１８を、軸Ａの周回方向に沿って組ごとに分割した形状を有する。それぞれの組を構成するベース電極２０は、フレキシブル電極１０の外周面１８２を囲む筒体を、軸Ａの周回方向に沿って組ごとに分割した形状を有する。それぞれの組を構成するフレキシブル電極１０とベース電極２０との間には、互いに独立して電圧が印加可能である。駆動回路６０は、それぞれの組ごとに複数設けられてもよい。駆動回路６０の制御部６５は、それぞれの組に対して印加される電圧の大きさを制御したり、電圧の印加又は停止のタイミングを制御したりすることができる。これにより、実施形態５のアクチュエータ１は、それぞれのフレキシブル電極１０の内周面１８１の主部１８１ｂの位置や、それぞれのフレキシブル電極１０の内周面１８１が対象物Ｔ３を締め付ける力を、精確に制御することができる。
【0110】
［実施形態６］
図１９～図２０を用いて、実施形態６のアクチュエータ１について説明する。実施形態６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１９は、実施形態６のアクチュエータ１の構成を模式的に示す図である。
図１９～図２０を用いて、実施形態６のアクチュエータ１について説明する。実施形態６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１９は、実施形態６のアクチュエータ１の構成を模式的に示す図である。
【0111】
実施形態６のアクチュエータ１は、フレキシブル電極１０及びベース電極２０の両電極間への電圧の印加によって、フレキシブル電極１０の後述する流路壁１９１がベース電極２０の後述する凹面部３８に接近するようにフレキシブル電極１０を変形させる（図２０を参照）。これにより、実施形態６のアクチュエータ１は、流路壁１９１と凹面部３８とによって形成された流路Ｆ内の対象物Ｔ４を吐出する動作を実現することができる。対象物Ｔ４は、気体、液体又は粉体等である。
【0112】
実施形態６のベース電極２０は、所定の長さを有する溝３７が設けられた板状に形成されてもよい。ベース電極２０の対向面２１は、溝３７を構成する凹面部３８と、溝３７の周辺の平面部３９とを有する。凹面部３８は、フレキシブル電極１０から離隔する方向に窪む。凹面部３８は、溝３７が延びる方向に延びる。凹面部３８は、断面が湾曲した面によって形成されてもよい。平面部３９は、凹面部３８の縁部３８ａに連続する。平面部３９は、溝３７が延びる方向、及び、溝３７に交差する方向に広がる。
【0113】
実施形態６のフレキシブル電極１０は、半筒状の流路壁１９１が設けられた板状に形成されてもよい。フレキシブル電極１０は、溝３７に対応する流路壁１９１と、流路壁１９１の周辺の板部１９２とを有する。流路壁１９１は、凹面部３８と間隔Ｇ３をあけて凹面部３８を覆う。流路壁１９１と凹面部３８との間には、空間２４が形成される。空間２４は、対象物Ｔ４の流路Ｆとして機能する。すなわち、流路壁１９１は、凹面部３８と協働して間隔Ｇ３に流路Ｆを形成する。流路壁１９１は、溝３７が延びる方向に延びる。流路壁１９１は、電圧印加時において凹面部３８に接近するように変形した際に、凹面部３８に勘合する形状に形成されてもよい。
【0114】
流路壁１９１は、縁部１９１ａと、縁部１９１ａ以外の部分である主部１９１ｂとを有する。流路壁１９１の縁部１９１ａは、拘束部材４０に固定される部分である。流路壁１９１の主部１９１ｂは、拘束部材４０に固定されない部分である。流路壁１９１の主部１９１ｂは、変形部１０ａである。流路壁１９１の内面１９１ｃは、絶縁層によって被覆されていてもよい。板部１９２は、流路壁１９１の縁部１９１ａに連続する。板部１９２は、溝３７が延びる方向、及び、溝３７に交差する方向に広がる。板部１９２の内面１９２ａは、ベース電極２０の平面部３９に対向する。
【0115】
実施形態６の拘束部材４０は、流路壁１９１の縁部１９１ａと、凹面部３８の縁部３８ａとを固定することによってフレキシブル電極１０をベース電極２０に拘束する。拘束部材４０は、流路壁１９１の縁部１９１ａを固定端として支持する。拘束部材４０は、絶縁性を有する接着剤４４によって構成されてもよい。接着剤４４は、フレキシブル電極１０の板部１９２の内面１９２ａと、ベース電極２０の平面部３９とを接着する。
【0116】
【0117】
図２０に示すように、駆動回路６０の制御部６５は、スイッチ６３ａ，６４ａをＯＮ状態に制御し、スイッチ６３ｂ，６４ｂをＯＦＦ状態に制御する。すると、フレキシブル電極１０とベース電極２０との間には、電圧が印加される。この場合、フレキシブル電極１０の流路壁１９１は、凹面部３８に接近するように変形する。流路壁１９１の変形部１０ａである主部１９１ｂは、拘束部材４０の縁部１９１ａの支持位置を支点として溝３７に交差する方向において凹面部３８に接近する方向に変形する。流路壁１９１の変形部１０ａである主部１９１ｂは、凹面部３８との間隔Ｇ３を縮小する。これにより、流路Ｆの容積は、縮小する。流路壁１９１は、対象物Ｔ４を流路Ｆから吐出することができる。
【0118】
すなわち、実施形態６のアクチュエータ１は、流路壁１９１の変形部１０ａの変形を、流路壁１９１と凹面部３８との間隔Ｇ３の縮小に利用し、流路Ｆの容積の縮小に利用することによって、流路Ｆ内の対象物Ｔ４を吐出する動作を実現することができる。流路壁１９１の変形部１０ａは、アクチュエータ１の外部に仕事を出力する出力部として機能し得る。
【0119】
図２０に示す場合の後、駆動回路６０の制御部６５は、スイッチ６３ｂ，６４ｂをＯＮ状態に制御し、スイッチ６３ａ，６４ａをＯＦＦ状態に制御する。すると、フレキシブル電極１０とベース電極２０との間への電圧の印加が停止される。この場合、流路壁１９１の変形部１０ａである主部１９１ｂは、フレキシブル電極１０の復元力によって、拘束部材４０の縁部１９１ａの支持位置を支点として溝３７に交差する方向において凹面部３８から離隔する方向に変形し、図１９に示すような原形に復元する。間隔Ｇ３は拡大し、電圧が印加される前の初期の長さに復元する。これにより、流路Ｆの容積は、拡大する。流路壁１９１は、対象物Ｔ４を流路Ｆに吸引することができる。
【0120】
このように、実施形態６のアクチュエータ１は、流路壁１９１の変形部１０ａの変形を、流路Ｆの容積の縮小又は拡大に利用することによって、流路Ｆに対して対象物Ｔ４を吐出したり吸引したりする動作、すなわちポンプの動作を実現することができる。実施形態６のアクチュエータ１は、アクチュエータ１の仕事の出力形態を具体化して、ポンプの動作のような従来のソフトアクチュエータでは実現できなかった動作を実現することができる。
【0121】
上記のように、アクチュエータ１は、可撓性を有するフレキシブル電極１０と、フレキシブル電極１０との対向面２１が絶縁層２２にて被覆されたベース電極２０とを有し、両電極間への電圧の印加によってフレキシブル電極１０が対向面２１に接近するよう変形するアクチュエータである。アクチュエータ１は、フレキシブル電極１０をベース電極２０に拘束する拘束部材４０を備える。フレキシブル電極１０は、両電極間への電圧の印加によって変形する変形部１０ａを有する。変形部１０ａは、拘束部材４０を支点として対向面２１に接近する方向に変形する。
【0122】
このような構成により、アクチュエータ１は、変形部１０ａの変形に応じて、フレキシブル電極１０の他の部分やアクチュエータ１の他の部材や対象物を変位させたり、変形部１０ａの変形に応じて生じた空間を利用したりといった、様々な形態で仕事を出力することができる。そして、アクチュエータ１は、跳ねる動作や、投擲する動作や、捕集、貯留及び放出する動作や、掴んだり放したりする動作や、締め付けたり緩めたりする動作や、ポンプの動作等のような、従来のソフトアクチュエータでは実現できなかった様々な動作を実現することができる。よって、アクチュエータ１は、仕事の出力形態を具体化して、様々な動作を実現することができる。
【0123】
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】
【0124】
１…アクチュエータ、１０…フレキシブル電極、１０ａ…変形部、１２…平板部、１２ａ…縁部、１２ｂ…主部、１３…胴部、１３ａ…基端部、１３ｂ…先端部、１３ｃ…主部、１４…スカート部、１４ａ…先端部、１５…六面体、１６…一端面、１６ａ…縁部、１６ｂ…主部、１７…他端面、１７ａ…縁部、１７ｂ…主部、１８…円筒体、１８１…内周面、１８１ａ…縁部、１８１ｂ…主部、１８２…外周面、１８２ａ…縁部、１８２ｂ…主部、１９１…流路壁、１９１ａ…縁部、１９１ｂ…主部、１９１ｃ…内面、１９２…板部、１９２ａ…内面、２０…ベース電極、２１…対向面、２２…絶縁層、２３…絶縁層、２４…空間、２５ａ～２５ｆ…電極部、２６…絶縁部、２７…凹面部、２７ａ…縁部、２８…筒部、２８ａ…一端部、２８ｂ…他端部、２８ｃ…外表側面、２９…底部、３０…フランジ部、３０ａ…下面、３１…開口部、３２…外壁部、３３…内壁部、３４…筐体、３４ａ…底部、３４ｂ…縁部、３５…凹面部、３５ａ…縁部、３６…凹面部、３６ａ…縁部、３７…溝、３８…凹面部、３８ａ…縁部、３９…平面部、４０…拘束部材、４１…第１拘束部材、４２…第２拘束部材、４３…板状部材、４４…接着剤、５０…棒状部材、５０ａ…先端部、６０…駆動回路、６１…電源、６２…配線、６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂ，６７，６８ａ，６８ｂ…スイッチ、６５…制御部、６６…電源、Ａ…軸、Ｆ…流路、Ｇ１～Ｇ３…間隔、Ｐ１～Ｐ３…面、Ｑ１，Ｑ２…占有面積、Ｓ…空間、Ｔ１～Ｔ４…対象物
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】