平板层叠型导电性高分子执行器及平板层叠型导电性高分子执行器装置及其运转方法

专利名称：平板层叠型导电性高分子执行器及平板层叠型导电性高分子执行器装置及其运转方法
技术领域：
本发明涉及平板层叠型导电性高分子执行器及平板层叠型导电性高分子执行器 装置、及其运转方法。
背景技术：
伴随着少子高龄化的社会背景，对家庭用机器人等在人的附近工作、或者与人协 调作业的机械的需求提高了。此时，从对复杂作业的温柔动作、或与人碰撞时的安全性的观 点出发，对具有像人类肌肉一样柔软特性的人工肌肉执行器的期待提高了。作为人工肌肉 执行器而言，提议一种使用了气压等、各种材料或控制方式。作为其中一种，近年来设计了 一种利用导电性高分子的执行器。作为利用了导电性高分子的执行器的一个例子，而提议一种利用图16A、图16B、 图16C所示的双压电晶片类型的变形的执行器。如图16A所示，该执行器采用如下的构造 通过作为导电性高分子膜的聚苯胺膜体150a、150b夹持固体电解质成形体151。通过导通 开关152，在聚苯胺膜体150a、150b间赋予在电源153设定的电位差，如图16B所示，在一方 聚苯胺膜体150b插入阴离子后伸长，阴离子从另一聚苯胺膜体150a脱离后收缩，结果产生 了双压电晶片类型的变形。如图16C所示，在电位差为逆的情况下，沿着与图16B相反的方 向变形(例如，参照专利文献1)。在该构成中，虽然因作为电极而作用的2个导电性高分子膜的位移量之差产生了 变形，但是还公知如下构成通过使电解质托体层(electrolyteholding layer)为液体或 凝胶状的物质，从而为了使两电极的影响不会相互影响，采用只获取单方导电性高分子的 位移进行伸缩变形的执行器。此时，关于变形未利用到的电极而言，无需是导电性高分子， 主要利用金属电极，但也可在金属电极上设置导电性高分子。这样的导电性高分子执行器，由于在1. 5V 5. 0V较低的低电压下会发生与肌肉 匹敌的应力，所以期待着能作为人工肌肉的实用化。另外，作为液体或凝胶状的电解质托体层，使用一种被定义为在室温下处于熔融 状态的盐的离子液体。离子液体作为新的功能性液体备受关注，公知有1-丁基-3-甲基咪 唑鐺或双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺，因阳离子和阴离子的电荷的离域作用，两者间的库仑 力小，在室温下能够是液体。其蒸气压低、几乎没有蒸发损失、难燃性、热及氧化稳定性良 好，润滑性能也很好。通过将该离子液体涂覆在绝缘片上、或者对离子液体自身进行凝胶 化，由此形成电解质托体层。另外，由于导电性高分子是膜状，所以提议通过将导电性高分子膜构成为筒形状， 来防止导电性高分子膜的弯曲(buckling)，从而具有了刚性。如图17A所示，为了沿着圆 周方向交替排列伸长和收缩2種导电性高分子膜60a及60b，使各自交叉，而使其与内侧筒 状构件61a和外侧筒状构件61b的端部联结，由此在一方伸长时由一方负担负荷，从而具有 了刚性。图17B中示出圆周方向的导电性高分子膜60a及60b的配置的一个例子。进而，如图17C所示，也示出了由导电性高分子62a及62b构成该筒状构件来增大位移量的方法 (例如，参照专利文献2)。而且，如图18所示，在交叉地层叠导电性高分子膜70a及70b的构成中，提议如下 的执行器通过将一方的膨胀方向位移相互变换为另一方的收缩方向位移的连接机构71 进行连接，从而无需施加预载，而具有伸长方向的驱动力和收缩方向的刚性(例如，参照专 利文献3)。专利文献1日本特开平11-169393号公报专利文献2日本特开2006-125396号公报专利文献3发明专利第3817259号公报但是，在上述构成的执行器中也存在课题。在专利文献1的方法中，为了利用双压电晶片类型的变形，进而难以自由变更由 层叠导电性高分子膜带来的位移的放大、或应力的放大。位移的放大需要改变导电性高分 子膜的长度，应力的放大需要放大导电性高分子膜的宽度，但是层叠多张导电性高分子膜 是不可能的。尤其，专利文献1的构成是难以层叠的构成。在专利文献2的方法中，将导电性高分子膜设为筒形状而具有了刚性之后，如图 17A所示，成为一种如下的构成沿着宽度方向交替排列在筒状构件61a，61b的圆周方向上 进行伸长和收缩的2種膜60a、60b。为此，具有如下的课题与在厚度方向上以面对置的方 式配置专利文献1的图16A所示的导电性高分子膜的情况大不相同，难以隔着电解质托体 层有效地进行离子的插入及脱离。即使假设不是图17B所示的配置而是沿着圆周方向以 更高的密度进行配置，与高分子膜以面对置的构成相比，在相邻的导电性高分子膜间的离 子移动的效率也会下降。因此，作为执行器难以输出足够的应力和位移。另外，在图17C所 示的构成中，由于没有记述相当于具体的筒状构件的支撑体，由于发生导电性高分子膜62a 及62b的弯曲，所以不会作为执行器起作用。在专利文献3的方法中，虽然在伸长和收缩的两方面，不用施加预载便实现了伸 长方向的驱动力和收缩方向的刚性，但是却存在着如下的不足获取驱动力的方向分散在 垂直交叉的2方向上的问题、和即使增加层叠的导电性高分子的膜70a及70b的张数，位移 也不会增加的问题。

发明内容
因此，本发明的目的在于解决上述问题，提供一种在收缩方向及伸长方向的双方 向上具有刚性及驱动力，通过层叠而能放大位移的平板层叠型导电性高分子执行器及平板 层叠型导电性高分子执行器装置、及其运转方法。本发明用于解决上述问题，如下构成。根据本发明的第一技术方法，提供一种平板层叠型导电性高分子执行器，具备第1连接构件，其对第1导电性高分子膜和第2导电性高分子膜相互对置的一方 的端部彼此进行保持；第1固定框，其分别保持上述第1导电性高分子膜和上述第2导电性高分子膜的 另一方的端部；第2连接构件，其对第3导电性高分子膜和第4导电性高分子膜相互对置的一方的端部彼此进行保持；第2固定框，其分别保持上述第3导电性高分子膜和上述第4导电性高分子膜的 另一方的端部；第1电解质托体层，其配置在上述第1导电性高分子膜和上述第3导电性高分子 膜之间；和第2电解质托体层，其配置在上述第3导电性高分子膜和上述第4导电性高分子 膜之间，相邻地配置上述第1固定框和上述第2固定框，使得上述第1导电性高分子膜和 上述第3导电性高分子膜经由上述第1电解质托体层连接，并且，上述第2导电性高分子膜 和上述第4导电性高分子膜经由上述第2电解质托体层连接，上述第1连接构件与上述第2连接构件连接而构成，通过在上述第1导电性高分子膜和上述第3导电性高分子膜之间赋予电位差，从 而因氧化还原反应而上述第1导电性高分子膜和上述第3导电性高分子膜的一方膨胀、另 一方收缩，通过在上述第2导电性高分子膜和上述第4导电性高分子膜之间赋予电位差，从 而因氧化还原反应而上述第2电性高分子膜和上述第4导电性高分子膜的一方收缩、另一 方膨胀，通过上述第1连接构件和上述第2连接构件的连接，上述第1固定框中的收缩位 移和上述第2固定框中的收缩位移之和成为上述第1固定框和上述第2固定框的相对位移。发明效果由此，根据本发明，涉及在收缩方向及伸长方向的双方向上具有刚性及驱动力、因 层叠能够放大位移的平板层叠型导电性高分子执行器，通过采用隔着电解质托体层进行收 缩及伸长的导电性高分子膜面对置的结构，从而能够提供一种能进行高效的离子移动、能 实现节能、节省空间、高效驱动的执行器。


本发明的这些目的、特征及其他目的和特征，由与所附的附图对应的优选实施方 式的如下记述，变得明了。在这些附图中图1A是表示本发明的第1实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器的大致 一半的执行器单元的外观的立体图；图1B是从侧面表示图1A的平板层叠型导电性高分子执行器的大致一半的、图1A 的B-B线的剖视图；图1C是从侧面表示图1A的平板层叠型导电性高分子执行器的大致一半的、图1A 的C-C线的剖视图；图1D是表示与图1A的平板层叠型导电性高分子执行器相比，无衬垫的平板层叠 型导电性高分子执行器的大致一半的立体图；图1E是从侧面表示图1D的平板层叠型导电性高分子执行器的大致一半的、图1D 的E-E线的剖视图；图2A是表示本发明的第1实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器的外观的图；图2B是与图2A的本发明的第1实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器的 导电性高分子膜垂直的纵长方向的图2A的B-B线的剖视图；图2C是与图2A的本发明的第1实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器的 导电性高分子膜垂直的纵长方向的图2A的C-C线的剖视图；图2D是表示与图2A的平板层叠型导电性高分子执行器相比无衬垫的平板层叠型 导电性高分子执行器的立体图；图2E是从侧面表示图2D的平板层叠型导电性高分子执行器的、图2D的E_E线的 剖视图；图3A是在表示向本发明的第1实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器及 其导电性高分子执行器施加电压的一个例子的零电位状态(初始状态)下的布线图；图3B是表示向图3A的本发明的第1实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行 器导通开关时的电压和位移的方向的图；图3C是向图3A的本发明的第1实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器施 加与图3B的电压相反方向的电压的情况的图；图4A是表示本发明的第2实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器装置的 一个例子的零电位状态(初始状态)的图，是与图2B同样的切断线的剖视图；图4B是表示图4A的本发明的第2实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器 装置的一个例子的、某一电位状态的图，是与图2B同样的切断线的剖视图；图4C是表示图4A的本发明的第2实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器 装置的一个例子的、与图4B相反电位的逆电位状态的图，是与图2B相同的切断线的剖视 图；图4D是表示本发明的第2实施方式的变形例中的平板层叠型导电性高分子执行 器装置的一个例子的零电位状态(初始状态)的图，是与图2B相同的切断线的剖视图；图4E是示本发明的第2实施方式的另一变形例中的平板层叠型导电性高分子执 行器装置的一个例子的零电位状态(初始状态)的图，是与图2B相同的切断线的剖视图；图4F是表示本发明的第2实施方式的又一变形例中的平板层叠型导电性高分子 执行器装置的一个例子的、某一电位状态的图，是与图2B相同的切断线的剖视图；图5A是表示本发明的第3实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器装置的 一个例子的零电位状态(初始状态)的图，是与图2B相同的切断线的剖视图；图5B是表示图5A的本发明的第3实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器 装置的一个例子的、某一电位状态的图，是与图2B相同的切断线的剖视图；图5C是表示图5A的本发明的第3实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器 装置的一个例子的、与图5B相反电位的逆电位状态的图，是与图2B相同的切断线的剖视 图；图6A是表示本发明的第4实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器装置的 一个例子的零电位状态(初始状态)的图，是与图2B相同的切断线的剖视图；图6B是表示本发明的第4实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器装置的 一个例子的、某一电位状态的图，是与图2B相同的切断线的剖视8
图6C是表示本发明的第4实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器装置的 一个例子的、是与图6B相反的逆电位状态的图，图2B相同的切断线的剖视图；图6D是表示本发明的第4实施方式的变形例中的平板层叠型导电性高分子执行 器装置的一个例子，是表示组合图4B的构成的图案和图6B的构成的图案的情况的、某一电 位状态的图，是与图2B相同的切断线的剖视图；图7A是表示图4A的本发明的上述第2实施方式中的平板层叠型导电性高分子执 行器装置的布线的一个例子的图；图7B是表示图6A的本发明的上述第4实施方式中的平板层叠型导电性高分子执 行器装置的布线的一个例子的图；图8A是表示本发明的其他的实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器的外 观的一个例子的立体图；图8B是表示扭转图8A的平板层叠型导电性高分子执行器的状态的立体图；图8C是层叠2个图8A的平板层叠型导电性高分子执行器来构成平板层叠型导电 性高分子执行器的状态下的立体图；图8D是图8C的平板层叠型导电性高分子执行器的图8C的D_D线剖视图；图9是表示本发明的又一实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器装置的 一个例子的剖视图，是与图2B相同的切断线的剖视图；图10是表示本发明的又一实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器的一个 例子的立体图；图11是表示本发明的又一实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器装置的 一个例子的剖视图，是与图2B相同的切断线的剖视图；图12A是将本发明的上述实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器装置的 一个例子应用于4指型把持手的情况下的立体图；图12B是图12A的4指型把持手的关节驱动机构的一部分截面的侧面图；图12C是表示图12A的4指型把持手的关节驱动机构的变形状态的一部分截面的 侧面图；图12D是表示图12A的4指型把持手的关节驱动机构的实际尺寸例的一部分截面 的侧面图；图13A是现有的可变透镜眼镜的立体图；图13B是将本发明的上述实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器装置的 一个例子应用于眼镜的状态下的立体图；图13C是能够在图13B的本发明的上述实施方式中的平板层叠型导电性高分子执 行器装置的眼镜中使用的凹透镜和凸透镜的侧面图；图14A是表示在日本特开平3-243174号公报中公开的构成的纵截面图；图14B是表示在图14A的日本特开平3-243174号公报中公开的构成的纵截面图；图14C是表示在日本特开昭63-289975号公报中公开的构成的纵截面图；图14D是表示在图14C的日本特开昭63-289975号公报中公开的构成的、一部切 去的横截面图；图14E是表示在图14C的日本特开昭63-289975号公报中公开的构成的纵截面图；图14F是表示假设对根据在日本特开平3-243174号公报及日本特开昭63-289975 号公报中公开的构成而容易想到的构成及该构成的动作，进行考察的例子的构成的纵截面 图；图14G是表示图14F的构成的动作的纵截面图；图15A是表示本发明的第5实施方式所涉及的平板层叠型导电性高分子执行器的 分解说明图；图15B是装配了一部分的图15A的平板层叠型导电性高分子执行器的状态下的分 解说明图；图15C是装配了图15A的平板层叠型导电性高分子执行器的状态下的说明图；图15D是在图15C的平板层叠型导电性高分子执行器中还安装了布线的状态下的 说明图；图15E是表示在图15C的平板层叠型导电性高分子执行器中还追加别的连接构 件、作为第5实施方式的变形例的平板层叠型导电性高分子执行器的装配状态的分解说明 图；图15F是表示在装配了第5实施方式的变形例所涉及的图15E的平板层叠型导电 性高分子执行器的状态的说明图；图15G是在图15F的平板层叠型导电性高分子执行器中还安装了布线的状态下的 说明图；图15H是用于说明图15F的平板层叠型导电性高分子执行器的构成的一张导电性 高分子膜的图；图151是用于说明图15F的平板层叠型导电性高分子执行器的构成的第4连接构 件的说明图，(a)是正面图，(b)是侧面图；图15J是表示将图15F的平板层叠型导电性高分子执行器设定并装配在固定框上 的状态下的说明图；图15K是表示向本发明所涉及的第5实施方式的变形例所涉及的平板层叠型导电 性高分子执行器及其导电性高分子执行器施加电压的一个例子的布线图；图15L是表示在图15K的导电性高分子执行器中导通开关52时的电压和位移的 方向的图；图15M是向图15K的导电性高分子执行器中施加与图15L的电压的施加方向相反 方向的电压的状态下的图；图15N是表示由本发明的第5实施方式的变形例中的多个平板层叠型导电性高分 子执行器构成的执行器装置的一个例子的零电位状态(初始状态)的剖视图；图16A是表示利用双压电晶片类型的变形的现有的执行器的一个例子的概略剖 视图；图16B是表示导通开关状态下的、利用图16A的双压电晶片类型的变形的现有的 执行器的概略剖视图；图16C是表示在与图16B的电位差相反的状态下的、利用图16A的双压电晶片类 型的变形的现有的执行器的概略剖视图17A是表示将导电性高分子膜构成为筒形状的、现有的执行器的概略剖视图；图17B是表示在图17A的现有的执行器中配置圆周方向的导电性高分子膜的一个 例子的图；图17C是表示在图17A的现有的执行器中由导电性高分子膜构成筒状构件以增大 位移量的方法的图；图18是表示现有的别的执行器的图。
具体实施例方式以下，在基于附图对本发明所涉及的实施方式进行详细说明之前，对本发明的各 种技术方案进行说明。根据本发明的第1技术方案，提供一种平板层叠型导电性高分子执行器，具备第1连接构件，其对第1导电性高分子膜和第2导电性高分子膜相互对置的一方 的端部彼此进行保持；第1固定框，其分别保持上述第1导电性高分子膜和上述第2导电性高分子膜的 另一方的端部；第2连接构件，其对第3导电性高分子膜和第4导电性高分子膜相互对置的一方 的端部彼此进行保持；第2固定框，其分别保持上述第3导电性高分子膜和上述第4导电性高分子膜的 另一方的端部；第1电解质托体层，其配置在上述第1导电性高分子膜和上述第3导电性高分子 膜之间；和第2电解质托体层，其配置在上述第3导电性高分子膜和上述第4导电性高分子 膜之间，相邻地配置上述第1固定框和上述第2固定框，使得上述第1导电性高分子膜和 上述第3导电性高分子膜经由上述第1电解质托体层连接，并且，上述第2导电性高分子膜 和上述第4导电性高分子膜经由上述第2电解质托体层连接，上述第1连接构件与上述第2连接构件连接而构成，通过在上述第1导电性高分子膜和上述第3导电性高分子膜之间赋予电位差，从 而因氧化还原反应而上述第1导电性高分子膜和上述第3导电性高分子膜的一方膨胀、另 一方收缩，通过在上述第2导电性高分子膜和上述第4导电性高分子膜之间赋予电位差，从 而因氧化还原反应而上述第2电性高分子膜和上述第4导电性高分子膜的一方收缩、另一 方膨胀，通过上述第1连接构件和上述第2连接构件的连接，上述第1固定框中的收缩位 移和上述第2固定框中的收缩位移之和成为上述第1固定框和上述第2固定框的相对位移。根据这样的构成，通过采用在收缩方向及伸长方向的双方向上具有刚性及驱动 力、隔着电解质托体层进行收缩及伸长的导电性高分子膜面对置的结构，从而能够得到可 实现节能、节省空间、高效驱动的平板层叠型导电性高分子执行器。根据本发明的第2技术方案，提供一种具有如下特征的第1技术方案所述的平板层叠型导电性高分子执行器，上述第1连接构件保持上述第1及第2导电性高分子膜的各 端部且使其电绝缘，上述第2连接构件保持上述第3及第4导电性高分子膜的各端部且使 其电绝缘。根据这样的构成，通过采用能够向各导电性高分子膜施加适当的电压、能够适当 控制应力或位移量、在收缩方向及伸长方向的双方向上具有刚性及驱动力、隔着电解质托 体层进行收缩及伸长的导电性高分子膜面对置的结构，从而能够得到可实现节能、节省空 间、高效驱动的平板层叠型导电性高分子执行器。根据本发明的第3技术方案，提供一种具有如下特征的技术方案1或2所述的平 板层叠型导电性高分子执行器，施加在上述第1导电性高分子膜和上述第3导电性高分子 膜之间赋予的电位差、和在上述第2导电性高分子膜和上述第4导电性高分子膜之间赋予 的电位差，以使因氧化还原反应引起的上述第1 上述第4导电性高分子膜的膨胀和收缩 的位移相等。根据这样的构成，能够得到下述的平板层叠型导电性高分子执行器通过向各导 电性高分子膜施加适当的电压，既能维持执行器的刚性，又能适当控制应力或位移量。根据本发明的第4技术方案，提供一种具有如下特征的第3技术方案3所述的平 板层叠型导电性高分子执行器，用相同的长度且相同的材料构成上述第1及第2导电性高 分子膜，用相同的长度且相同的材料构成上述第3及第4导电性高分子膜。根据这样的构成，能够得到下述的平板层叠型导电性高分子执行器，能够使施加 在导电性高分子膜上的电压大致一定、既能维持执行器的刚性，又能简化应力或位移量的 控制。根据本发明的第5技术方案，提供一种平板层叠型导电性高分子执行器装置，具 备多个技术方案1 4任一项所述的平板层叠型导电性高分子执行器，经由上述电解质托 体层将各平板层叠型导电性高分子执行器彼此连接，因上述导电性高分子膜之间赋予电位 差引起的氧化还原反应，相邻的导电性高分子膜的一方膨胀、另一方收缩。根据这样的构成，涉及在收缩方向及伸长方向的双方向上具有刚性及驱动力、因 高密度的层叠能够放大位移、或者放大应力，通过采用隔着电解质托体层进行收缩及伸长 的导电性高分子膜面对置的构成，从而能够得到可实现节能、节省空间、高效驱动的平板层 叠型导电性高分子执行器。根据本发明的第6技术方案，提供一种具有如下特征的第5技术方案所述的平板 层叠型导电性高分子执行器装置，在连接多个技术方案1 4任一项所述的平板层叠型导 电性高分子执行器时，通过相互联结上述固定框而构成。根据这样的构成，涉及因高密度的层叠能够放大位移，通过采用隔着电解质托体 层进行收缩及伸长的导电性高分子膜面对置的构成，从而能够得到可实现节能、节省空间、 高效驱动的平板层叠型导电性高分子执行器。根据本发明的第7技术方案，提供一种具有如下特征的技术方案5所述的平板层 叠型导电性高分子执行器装置，在连接多个技术方案1 4中任意一项所述的平板层叠型 导电性高分子执行器时，通过相互联结上述连接构件而构成。根据这样的构成，涉及因高密度的层叠能够放大应力，通过采用隔着电解质托体 层进行收缩及伸长的导电性高分子膜面对置的构成，从而能够得到可实现节能、节省空间、高效驱动的平板层叠型导电性高分子执行器。根据本发明的第8技术方案，提供一种具有如下特征的第5技术方案所述的平板 层叠型导电性高分子执行器装置，在至少连接3个第1 第4技术方案中任意一项所述的 平板层叠型导电性高分子执行器时，采用大致直线联结隔着一个的上述固定框所具备的导 电性高分子膜彼此之间并使其带电的构成。根据这样的构成，能够得到下述的平板层叠型导电性高分子执行器关于因层叠 而复杂化的布线，能够不依赖于驱动时的位移，能够实现由大致直接的布线引起的简易构 成和制造工艺。根据本发明的第9技术方案，其提供一种具有如下特征的技术方案1或2所述的 平板层叠型导电性高分子执行器，用一张导电性高分子膜构成上述第1及第4导电性高分 子膜，用另一张导电性高分子膜构成上述第3及第2导电性高分子膜，上述第1连接构件和 上述第2连接构件一体式连接，用1个绝缘性的连接构件构成，通过上述绝缘性的连接构件 进行保持，使得上述一张导电性高分子膜和上述另一张导电性高分子膜在中心部相互交差 且不相互接触。根据这样的构成，能够提供一种如下的平板层叠型导电性高分子执行器能够实 现由施加电压的极性不同的导电性高分子膜间的绝缘性能的提高、和将施加电压的极性相 同的导电性高分子膜彼此之间一体化而带来的布线的简易化，能够避免连接构件中的连接 时的弯曲部分的集中应力，能够避免导电性高分子膜的切断等的问题。根据本发明的第10技术方案，提供一种具有如下特征的第1 第7技术方案中任 意一项所述的平板层叠型导电性高分子执行器装置，上述第1连接构件和上述第2连接构 件由同一构件构成，或由不同构件且相互联结的构件构成。根据本发明的第11技术方案，提供一种具有如下特征的第5技术方案的平板层叠 型导电性高分子执行器装置，在连接多个第1 第4技术方案中任意一项所述的导电性高 分子执行器时，在相邻的上述多个导电性高分子执行器的上述固定框和上述固定框之间， 具备衬垫。根据这样的构成，通过衬垫，上述固定框和上述固定框能够相互顺畅地滑动。根据本发明的第12技术方案，提供一种机械手，其配置了第5 11技术方案中任 意一项所述的平板层叠型导电性高分子执行器装置来作为能弯曲的指的驱动源。根据本发明的第13技术方案，提供一种眼镜，其通过第5 第11技术方案中任意 一项所述的平板层叠型导电性高分子执行器装置，使可动透镜相对透镜架移动。根据本发明的第14技术方案，提供一种平板层叠型导电性高分子执行器的运转 方法，其特征在于，上述导电性高分子执行器，具备第1连接构件，其对第1导电性高分子膜和第2导电性高分子膜相互对置的一方 的端部彼此进行保持；第1固定框，其分别保持上述第1导电性高分子膜和上述第2导电性高分子膜的 另一方的端部；第2连接构件，其对第3导电性高分子膜和第4导电性高分子膜相互对置的一方 的端部彼此进行保持；
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第2固定框，其分别保持上述第3导电性高分子膜和上述第4导电性高分子膜的 另一方的端部；第1电解质托体层，其配置在上述第1导电性高分子膜和上述第2导电性高分子 膜之间；和第2电解质托体层，其配置在上述第3导电性高分子膜和上述第4导电性高分子 膜之间，相邻地配置上述第1固定框和上述第2固定框，使得上述第1导电性高分子膜和 上述第3导电性高分子膜经由上述第1电解质托体层连接，并且，上述第2导电性高分子膜 和上述第4导电性高分子膜经由上述第2电解质托体层连接，上述第1连接构件与上述第2连接构件连接而构成，通过在上述第1导电性高分子膜和上述第3导电性高分子膜之间赋予电位差，因 氧化还原反应而上述第1导电性高分子膜和上述第3导电性高分子膜的一方膨胀、另一方 收缩，通过在上述第2导电性高分子膜和上述第4导电性高分子膜之间赋予电位差，从而因 氧化还原反应而上述第2电性高分子膜和上述第4导电性高分子膜的一方收缩、另一方膨 胀，通过上述第1连接构件和上述第2连接构件的连接，使上述第1固定框中的收缩 位移和上述第2固定框中的收缩位移之和成为上述第1固定框和上述第2固定框的相对位移。以下，边参照附图边对本发明的实施方式进行说明。(第1实施方式)图IA 图3C是表示本发明所涉及的第1实施方式的平板层叠型导电性高分子执 行器及其运转方法的一个例子的图。该第1实施方式的平板层叠型导电性高分子执行器40 的整体构造是图2A的立体图。导电性高分子执行器40构成为层叠多个作为构成该执行 器的部件的执行器单元，例如层叠2个，且在其间夹持电解质托体层(例如，第1电解质托 体层和第2电解质托体层)6。即，具体地说，层叠2个第1执行器单元40A (别的图IA的第 1执行器单元40A，如后述，称为第2执行器单元40B，在图中层叠执行器单元40A和执行器 单元40B)，并且，在其间夹持电解质托体层6，构成导电性高分子执行器40。图IA是上述第1执行器单元40A的立体图。图IB是从侧面表示图IA的第1执行 器单元40A的、B-B线的剖视图。图IC是从侧面表示图IA的第1执行器单元40A的、C-C 线的剖面侧面图。在图IA中，2a、2b是伴随着氧化还原反应而膨胀收缩变形的导电性高分子制的矩 形、例如长方形的伸缩体，是膜状的导电性高分子膜(例如，上述第1导电性高分子膜和第2 导电性高分子膜)。作为分别构成导电性高分子膜2a、2b的导电性高分子而言，虽然可以利 用聚吡咯、或聚苯胺等，但是聚吡咯在位移量大这一点上优选。另外，优选导电性高分子膜 2a、2b的厚度分别是5μπι 30μπι左右。虽然较大程度依赖于材质，但是由于导电性高分 子膜2a、2b的厚度比5 μ m薄时强度弱，比30 μ m厚时离子出入到内部困难，故发生位移变 小，同时动作速度也降低了，故不适用。在第1实施方式的1个实例中，使用了厚度15 μ m、 长度25mm、宽度5mm的导电性高分子膜2a、2b。图IB是关于图IA所示的平板层叠型导电性高分子执行器40的第1执行器单元
1440A，沿着与导电性高分子膜2a、2b垂直的纵长方向的图IA的B-B线的剖视图。导电性高 分子膜2a、2b经由长方体的板状且电绝缘的绝缘体的连接构件(例如，第1连接构件)1相 互连接，各端部分别被固定并保持在四角形的绝缘性的固定框(例如，上述第1固定框)3a 的图IA的上下的端部上。这里，作为一个例子，虽然将固定框设为绝缘性，但是并不限定于 此，也可以在固定框为非绝缘体的情况下，在电极或导电性高分子膜、尤其电解质托体层与 固定框之间，配置绝缘构件。由此，如图IA及图IB所示，导电性高分子膜2a、2b在固定框 3a内因张力而被保持于紧张状态。因此，导电性高分子膜2a、2b不会弯曲，另外，对于来自 与导电性高分子膜2a、2b的纵长方向垂直的方向(导电性高分子膜2a、2b的厚度方向)的 外力F，因导电性高分子膜2a、2b的张力也会保持稳定。其中，在沿着固定框3a的纵长方向 的侧部的表面，具有四棱柱的棒状的衬垫3b。优选衬垫3b构成为，例如作为摩擦阻抗小、耐 腐蚀性高的材料，使用特氟隆(注册商标)。由此，衬垫3b通过使用摩擦阻抗小的材料，从 而衬垫3b构成为与其对置接触的构件的接触面容易滑动。为了制作的简化，优选衬垫3b 使用绝缘体。如果，在衬垫3b为非绝缘体的状态下，在电极或导电性高分子膜、尤其电解质 托体层与衬垫3b之间，需要绝缘构件。图ID是表示与图IA的平板层叠型导电性高分子执行器的第1执行器单元40A相 比，无衬垫3b的执行器单元40B的立体图。图IE是从侧面表示图ID的第2执行器单元 40B的E-E线的剖视图。第1执行器单元40A和第2执行器单元40B除了衬垫3b以外，都 是同一形状及同一构造。该第1实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器40基本上被构成为准备2 个图IA的第1执行器单元40A，通过在图IA的第1执行器单元40A的表面侧重叠别的图 IA的第1执行器单元40A(以下、称为第2执行器单元40B)的表面侧，从而衬垫3b、3b彼此 之间可滑动地接触的同时而层叠。另外，在以下的说明中，为了区别说明第1执行器单元40A和第2执行器单元40B 的动作，具有如下的对应关系。第2执行器单元40B的导电性高分子膜2a、2b图示为导电 性高分子膜4b、4a(例如，上述第3导电性高分子膜和第4导电性高分子膜)。另外，固定框 3a图示为固定框(例如，上述第2固定框)5a。另外，衬垫3b图示为衬垫5b。另外，由于连 接构件1在2个第1执行器单元40A和第2执行器单元40B中共有，故直接作为连接构件 1进行图示。图2A的连接构件1(例如，第1连接构件和第2连接构件一体连接而构成的 连接构件)与图IA的连接构件1相同。构成为其一端部(在图2A中为里侧的端部)与 第1执行器单元40A的导电性高分子膜2a、2b连接，而另一端部(在图2A中为跟前侧的端 部)与第2执行器单元40B的导电性高分子膜4b、4a连接。导电性高分子膜4b、4a、固定框 5a和衬垫5b只是改变了参考符号，其基本的构造或材料或功能等，与第1执行器单元40A 的各构件相同。图2A是表示由第1执行器单元40A和第2执行器单元40B构成的上述第1实施 方式的平板层叠型导电性高分子执行器40的外观的立体图。图2B是沿着导电性高分子执 行器40的导电性高分子膜2a、2b、4b、4a的纵长方向的B-B线的剖视图。图2C是沿着导电 性高分子膜2a、2b、4b、4a的纵长方向的C-C线的剖视图。在图2A中，构成为导电性高分子膜4a和4b经由图IA所示的连接构件1 (例如， 第2连接构件)相互连接。进而，如图2B所示，在连接构件1的上侧，将凝胶状离子液体的电解质托体层6设置成与导电性高分子膜2a和导电性高分子膜4b相连。另外，在连接构 件1的下侧，同样将凝胶状离子液体的电解质托体层6设置成与导电性高分子膜2b和导电 性高分子膜4a相连。各电解质托体层6的厚度优选5μπι 50μπι左右。如果电解质托体 层6的厚度比5μπι厚，无法紧密配置导电性高分子膜。相反，如果电解质托体层6的厚度 比50 μ m过薄，电解质托体层6中含有的离子少、驱动力或位移量下降。这里，因为电解质托 体层6是凝胶状，所以不分别与相接的导电性高分子膜2a、4b、2b、4a接合，可进行滑动。在 第1实施方式中，作为1个具体例，使用了厚度30 μ m的电解质托体层6。其中，如图2C所 示，与固定框3a的衬垫3b同样，在固定框5a的两侧具有四棱柱的棒状衬垫5b，固定框3a 与固定框5a之间通过衬垫3b和衬垫5b，以相当于电解质托体层6的厚度的间隙被维持。 即、衬垫3b，5b的各自的高度约为电解质托体层6的厚度的一半。另外，被固定在固定框3a 上的衬垫3b和被固定在固定框5a上的衬垫5b，相互滑动自由地接触。如图2B所示，虽然固定框3a和固定框5受连接构件1限制，但是其特点在于，是 分别能够在导电性高分子膜2a、4b、2b、4a的伸缩方向上自由移动的构成。图2D是表示与图2A的平板层叠型导电性高分子执行器相比，无衬垫3b和衬垫5b 的平板层叠型导电性高分子执行器40S的立体图。图2E是从侧面表示图2D的平板层叠型 导电性高分子执行器40S的E-E线的剖视图。在这样的构成中，由于无衬垫3b、5b，故增大 固定框3a、5a的厚度，该增大的厚度相当于电解质托体层6的厚度，固定框3a和5a滑动自 由地直接接触而对应。此时，存在构造簡单的优点。但是，需要用摩擦係数低的材料构成固 定框3a、5a自身，在不滑动的情况下将后述的固定框3a、5a彼此之间联结固定时，在采用特 氟隆(注册商标)等的摩擦係数小的材料时，若使用树脂系的粘结剂则具有难以接合的倾 向，所以存在需要设置小的开口等以螺栓固定的形式进行固定的情况。以后，优先构造简单 这一优点，对无衬垫3b、5b的情况进行说明。图3A是表示本发明所涉及的第1实施方式的平板层叠型导电性高分子执行器及 向该导电性高分子执行器施加电压的一个例子的布线图。图3B是表示在图3A的导电性高 分子执行器中导通开关时的电压和位移的方向的图。图3C是在图3A的导电性高分子执行 器中施加与图3B的电压的施加方向相反方向的电压的情况下的图。内置有电压控制电路 的电源电路54，经由开关52，将一方的电极与导电性高分子膜2b及4b连接，将一方的电极 与导电性高分子膜2a及4a连接。以下，关于导电性高分子膜2a、4b、2b、4a的驱动，这里， 作为由阳离子的出入引起的驱动进行说明。另外，作为导电性高分子膜2a、4b、2b、4a伸缩 的主要原因，虽然存在阴离子的出入、阳离子的出入、高分子构造的变化等原因，但是在采 用聚吡咯等的材料时，阳离子的出入可以说是主要的变形机理。关于该机理，依赖于使用的 导电性高分子或离子液体的种类。如图3B所示，通过因与电解质托体层6的离子交换引起的导电性高分子膜2a、4b、 2b,4a的伸缩，能够驱动连接构件1。导电性高分子膜2a和2b及导电性高分子膜4b和4a 分别交替进行伸长和收缩，通过设定为位移量始终相等，从而无需增压、不会弯曲、能够在 连接构件1往返的双方向上发生刚性和驱动力。这里，作为导电性高分子膜2a和2b的位 移量及导电性高分子膜4b和4a的位移量分别设定为始终相等的方法而言，施加在导电性 高分子膜2a和2b之间及导电性高分子膜4b和4a之间分别赋予的电位差，以使由氧化还 原反应带来的导电性高分子膜2a、2b及导电性高分子膜4b、4a的各自的膨胀和收缩的位移相等，该方法是有效的。或者，作为上述方法，利用相同的长度、相同的材料构成导电性高分 子膜2a、2b及导电性高分子膜4b、4a，使在导电性高分子膜2a和2b之间及导电性高分子膜 4b和4a之间分别赋予的电压的绝对值等同，是有效的。其中，在导电性高分子膜2a、2b及 4b、4a各自的特性的差异或尺寸不同的情况下，通过适当控制对各导电性高分子膜2a和2b 及4b和4a赋予的电压的大小或时间变化，从而能够得到同样的效果。在图3B中，从电源电路54，对导电性高分子膜2b及4b施加负的电位，对导电性高 分子膜2a及4a施加正电位。此时，阳离子被吸引到负电极侧的导电性高分子膜2b及4b 上，进入到导电性高分子膜2b及4b的内部。伴随着该过程，导电性高分子膜2b及4b分别 在纵长方向上伸长。另一方面，因为导电性高分子膜2a及4a是正电极侧，导电性高分子膜 2a及4a的内部的阳离子移动到电解质托体层6，所以导电性高分子膜2a及4a分别在纵长 方向上收缩。这里，与前述的图IB的情况同样地、导电性高分子膜2a和2b及导电性高分 子膜4a和4b分别预先设定为，因伸长和收缩引起的位移量相等。其结果，以连接构件1作 为中心，固定框3a及5在导电性高分子膜的伸缩方向上发生相对位移。与图3A的固定框 3a及5的初始位置比较，若假设固定了连接构件1，则在图3B中，固定框3a从初始位置向 下移动了 1个导电性高分子膜的位移量，并且，固定框5从初始位置向上移动了 1个导电性 高分子膜的位移量。由此，固定框3a及5的相对的位移量约是1个导电性高分子膜的位移 量的2倍。另外，关于驱动力而言，约是1个导电性高分子膜的驱动力的1倍、即等同。另 外，有如下特征作为针对因固体框3和5带来的伸长的应力，针对压缩方向的外力因进行 收缩的导电性高分子膜2a和4a而具有刚性，针对拉伸方向的外力因进行伸长的导电性高 分子膜4a和4b而维持刚性。在图3C中，相反地，从电源电路54，对导电性高分子膜2b及4b施加正的电位，对 导电性高分子膜2a及4a施加负电位，并且位移方向与图3B相反。即，与图3A的固定框3a 及5的初始位置比较，假设固定了连接构件1，则在图3C中，固定框3a从初始位置向上方移 动了 1个导电性高分子膜的位移量，并且，固定框5从初始位置向下方移动了 1个导电性高 分子膜的位移量。另外，关于位移量、驱动力及刚性而言，分别与图3B相同。尤其，在第1实施方式的平板层叠型导电性高分子执行器中，其结构还有以下特 点，即隔着电解质托体层6进行收缩及伸长的导电性高分子膜2a和4b及导电性高分子膜 2b和4a分别面对置，进而在重复伸长和收缩、产生驱动力的情况下，面对置的导电性高分 子膜2a和4b及2b和4a与所谓的电容器中的充电同样，发生了在相互导电的导电性高分 子膜2a和4b及2b和4a的内部残留的离子的往返，可以说能够最小限度地抑制来自电源 电路54的电能的消耗。因此，这样的配置结构有如下特点可以称为节省空间的同时能实 现节能、高效驱动的最优结构。以上，根据第1实施方式可知，在收缩方向及伸长方向的双方向上具有刚性及驱 动力，通过隔着电解质托体层6进行收缩及伸长的导电性高分子膜2a和4b及2b和4a面 对置的构成，从而能够得到可节省空间、高效驱动的平板层叠型导电性高分子执行器。(第2实施方式)图4A 图4E作为本发明所涉及的第2实施方式的平板层叠型导电性高分子执行 器装置41的一个例子而示出剖视图。其中，对与前述的第1实施方式相同的功能的部分附 加同一符号，且省略重复的说明。另外，关于图4F见后述。
在图4A中，分别隔着电解质托体层7并列地层叠前述的图2B所示的平板层叠型 导电性高分子执行器40，并通过电绝缘体的固定框联结构件8，联结固定框，该固定框联结 构件8用来固定相邻的高分子执行器40的一方侧的相邻的固定框3a和5。此时，由于向 各导电性高分子膜进行的电极布线的图与图3A相同，故进行了省略，与1实施方式同样地， 其特征在于，面对置，及配置成相邻的导电性高分子膜的电极一定相反。固定框联结构件8 只要是棒状构件且具有固定相邻的高分子执行器40的一方侧的相邻的固定框3a和5的功 能，则可以是任意的构件。在图4B中，向各导电性高分子膜施加电压，分别表示各导电性高分子膜的伸长和 收缩、各导电性高分子膜的位移。图4C是与图4B相反的逆电位。在图4C和图4B的任一 种情况下，都与前述的第1实施方式的平板层叠型导电性高分子执行器同样地，在收缩方 向及伸长方向的双方向上具有刚性及驱动力，隔着电解质托体层6和7进行收缩及伸长的 导电性高分子膜面对置，由此能够实现节能、节省空间、高效驱动。另外，在图4A 图4C中，虽然电解质托体层7与电解质托体层6相比描绘成厚度 较大，但是并不限定于此。如前述，与电解质托体层6同样地，电解质托体层7的厚度优选 5 μ m 50 μ m左右，在电解质托体层7的厚度比50 μ m厚时不能紧密配置导电性高分子膜。 相反地，在电解质托体层7的厚度比5 μ m过薄时，电解质托体层7中含有的离子少、驱动力 或位移量下降。在第2实施方式的1个具体例中，使用厚度15 μ m的导电性高分子膜2a、2b、4b、 4a,使用厚度30 μ m的电解质托体层6和厚度50 μ m的电解质托体层7。本来，从制造上的 部件的共用化的观点出发，电解质托体层7也应是与电解质托体层6相同的厚度。可是，这 里，因固定框联结构件8，使得固定框5a处于单支撑(例如，用固定框联结构件8只支撑图 4A的固定框5a的下侧的状态)，无固定框联结构件8的固定框5a—侧(例如，没有被固定 框联结构件8支撑的图4A的固定框5a的上侧)的不稳定性变高、相邻的固定框5a彼此之 间在驱动过程中分离微小距离，所以，电解质托体层7使用比电解质托体层6的厚度稍微大 的厚度，对间隙的放大设置了灵活性(只分离微小距离也能够容许)。另外，如图4B所示，从两端的固定框(图4B的左端的固定框3a和右端的固定框 5a)得到的位移量，相对于1个导电性高分子膜的位移量δ，倍增了进行收缩的导电性高分 子膜的数量。在图4Β及图4C的情况下，由于进行收缩的导电性高分子膜为8张，所以是8 倍的位移量(8Χ δ)。另外，关于驱动力而言，约为1个导电性高分子膜的驱动力的1倍、即 等同。另外，在不只利用从两端的固定框(图4Β的左端的固定框3a和右端的固定框5a) 得到的驱动力或位移量，还利用中间的多个固定框的驱动力或位移量的执行器或执行器装 置的情况下，通过任意改变并设定各导电性高分子膜的种类或尺寸、向各导电性高分子膜 施加的电位、或电解质托体层的种类或量等能够实现。在图4D中，作为设置在壳体50内的平板层叠型导电性高分子执行器40，示出了 从一侧的连接构件1取得驱动力或位移量的构成的一个例子。即，在壳体50内，配置图4A 的第2实施方式的平板层叠型导电性高分子执行器装置41，并且，用固定工具50a将一方的 端部(例如，图4D的左端)的高分子执行器40的连接构件1固定在壳体50上，在另一方 的端部(例如，图4D的右端)的高分子执行器40的连接构件1上联结输出构件50b。输出构件50b可在壳体50的开口部50c自由移动。由此，在图4A的第2实施方式的平板层叠 型导电性高分子执行器装置41中，能够从与另一方的端部(例如，图4D的右端)的高分子 执行器40的连接构件1联结的输出构件50b中，获取平板层叠型导电性高分子执行器装置 41的驱动力或位移量。另外，在图4E中示出除了上述一侧的连接构件1以外还从中间的固定框5a(例 如，从图4E的左侧开始第4个固定框5a)中获取驱动力或位移量的构成的一个例子。艮口， 除了图4D的构成以外，在从图4E的左侧开始第4个固定框5a上固定自由移动地贯通壳体 50的棒状的联结构件50d，联结构件50d与固定框5a —体地沿着纵长方向相对壳体50移 动，从而能够获取平板层叠型导电性高分子执行器装置41的驱动力或位移量。虽然由该联 结构件50d获取的驱动力或位移量是从图4D的上述输出构件50b获取的位移量的一半左 右，但是驱动力是相同的。另外，在图4F中示出只从中间的固定框5a(例如，从图4E的左侧开始第4个固 定框5a)获取驱动力或位移量的构成一个例子。即，固定工具50a也将另一方的端部(例 如，图4D的右端)的高分子执行器40的连接构件1固定在壳体50上。此时，只有联结构 件50d相对壳体50移动，能够获取平板层叠型导电性高分子执行器装置41的驱动力或位 移量。另外，如后述，该图4F表示将图4B和图4C的电压施加的图案组合的情况下的电压 施加方法，即使从图4D的输出构件50b获取的中央处的驱动的位移量与图4E的情况相同， 与图4E的情况相比，能够使从图4D的输出构件50b获取的驱动力为2倍。对于上述任意一种情况都包括在本发明中。以上，因为在收缩方向及伸长方向的双方向上具有刚性及驱动力，通过高密度的 层叠能够放大位移，所以，通过隔着电解质托体层6、7进行收缩及伸长的导电性高分子膜 2a、2b、4b、4a面对置的构成，能够得到节能、节省空间、高效驱动的平板层叠型导电性高分 子执行器装置41。(第3实施方式)图5A是表示本发明的第3实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器装置42 的一个例子的零电位状态(初始状态)的图，是与图2B相同的切断线的剖视图。在图5A的 平板层叠型导电性高分子执行器装置42中，与前述的图4A所示的平板层叠型导电性高分 子执行器40不同，使用了非绝缘体的变形连接构件9，其能够按照对层叠时的连接构件1预 先赋予位移S1的方式联结、且可电导通，使得在加电荷的状态下固定框间的位移为零。在 图4A所示的第2实施方式的平板层叠型导电性高分子执行器装置41的4个平板层叠型导 电性高分子执行器40的每一个中，在长方体的板状的连接构件1的一端部与导电性高分子 膜2a和2b连接，并且在另一端部与导电性高分子膜4b和4a连接。对此，该第3实施方式 的平板层叠型导电性高分子执行器装置42的4个平板层叠型导电性高分子执行器的每一 个、与平板层叠型导电性高分子执行器40的不同点在于第1执行器单元42A的导电性高 分子膜2a和2b，例如经由长方体的棒状的绝缘性的连接构件Ia相互连接，并且，第2执行 器单元42B的导电性高分子膜4b和4a，例如经由长方体的棒状的连接构件Ia相互连接，且 连接构件Ia为2个；如图5A所示，用变形连接构件9预先使位置在上下偏移位移δ :的状 态下联结这些相邻的2个连接构件Ia彼此之间。第1执行器单元42Α和第2执行器单元 42Β、与第1实施方式的第1执行器单元40Α和第2执行器单元40Β同样地夹持电解质托体层6。另外，在并列配置4个由第1执行器单元42A和第2执行器单元42B构成的1个执行 器时，在他们之间，与第2实施方式同样地夹持电解质托体层7。更具体地说，变形连接构件9例如由长方体的棒状的构件构成。在这样的变形连 接构件9的下端的左侧的侧面固定图5A的左端的连接构件la，并且，在变形连接构件9的 上端的右侧的侧面固定从图5A的左端开始第2个连接构件la。其中，连接构件Ia也与连 接构件1同样优选是绝缘体。在前述的图4A 图4C中，根据施加的电压的正负，与电位为零时相比，另一端的 固定框5a相对于一方的固定框3a在两方向上位移较大。可是，在根据利用的情况也考虑 了如下情形不管施加的电压是正还是负，优选固定框3a、5a的位移只有一个方向。因此，通过使用上述的图5A所示的构造，从而如图5B所示，虽然在施加某一电位 时在固定框3a、5a产生大的位移，但是在与图5B相反的逆电荷的情况下，如图5C所示可构 成为固定框3a、5a间的位移为零。另外，与前述的第2实施方式完全相同，在该第3实施方式中，也在收缩方向及伸 长方向的双方向上具有刚性及驱动力，在高密度的层叠中能够只在一个方向上放大位移， 且通过隔着电解质托体层6、7进行收缩及伸长的导电性高分子膜2a、3b、4b、4a面对置的 构成，能够得到可实现节能、节省空间、高效驱动的平板层叠型导电性高分子执行器装置。 搭载有该第3实施方式所涉及的平板层叠型导电性高分子执行器装置，在从两端的固定框 3a、5a导出的驱动位移起初在相同的位置(参照图5C)，在驱动时需要大量获取位移量(参 照图5BC)(参照图5C)的情形等中，是非常有效的。(第4实施方式)图6A是表示本发明的第4实施方式中的平板层叠型导电性高分子执行器装置43 的一个例子的零电位状态(初始状态)的图，是与图2B相同的切断线的剖视图。在图6A 中，在隔着电解质托体层7并列层叠前述的图2B所示的平板层叠型导电性高分子执行器 时，与图4A、图5A不同，例如，通过长方体的棒状且电绝缘的绝缘体的连接构件联结构件10 相互联结相邻的连接构件1彼此之间。作为这样的联结构造的一个例子而言，可以采取如 下的构造在连接构件联结构件10和连接构件1中的任意一方设置卡合凸部，在另一方设 置卡合凹部，通过卡合凸部与与卡合凹部卡合，从而可装卸地进行联结。另外，也可以用棒 状的单一的构件来构成多个连接构件联结构件10和多个连接构件1。在前述的第2实施方式及第3实施方式中，主要通过导电性高分子执行器的层叠 来实现位移量的增加。在第4实施方式中，其特征在于，通过层叠导电性高分子执行器来实 现应力的增加。其中，在现有技术中，只有排列多个双压电晶片类型的执行器，才是与层叠 的方法相对应的应力的放大方法，尤其在专利文献1的构成中，难以层叠。如图6B及图6C所示，固定框3a、5a根据电极的正负而进行位移。其中，由于通过 连接构件联结构件10相互联结相邻的连接构件1彼此之间，所以固定框3a、5a的位移量与 1个导电性高分子膜的位移量等同。可是，关于驱动力而言，倍增了进行收缩的导电性高分 子膜的数量。在图6B及图6C的情况下，作为4个固定框3a、5a (进行收缩的4个导电性高 分子膜)的驱动力的合计，是1个固定框(进行收缩的1个导电性高分子膜)的驱动力的 8倍。以上，因为在收缩方向及伸长方向的双方向上具有刚性及驱动力，通过高密度的层叠能够放大应力，所以，通过隔着电解质托体层6、7进行收缩及伸长的导电性高分子膜 2a、2b、4b、4a面对置的构成，能够得到可实现节能、节省空间、高效驱动的平板层叠型导电 性高分子执行器装置43。尤其，在不需要位移量的放大而需要大的应力的情形中，是非常有 效的构成。(变形例)通过组合上述各种实施方式中的任意的实施方式，能够起到各自所有的效果。另外，在上述种种实施方式中，即使在以下的情况下，也能得到本发明的同样的效^ ο在图4A 图6C中，虽然示出向各导电性高分子膜2a、2b、4b、4a施加的电压相同， 但是并不限定于此。例如，根据所需的应力或者所需的位移量来选择施加电压的导电性高 分子膜，或者，按照每个导电性高分子膜适当调整电压的极性或大小，都是有效的方法。另外，虽然在图4F中示出组合图4B和图4C的电压施加的图案的情况，但是作为 一个例子也可以采取如下的构成用固定工具50a分别将两端的连接构件1固定在壳体50 上，从而即使中央处的驱动的位移量相同，也能够使驱动的应力与图4E相比为2倍。壳体 50可以是绝缘性，也可以是导电性。但是，在后述的图7A及图7B所示的布线的情况下，由于选择施加电压的导电性高 分子膜比较困难，所以需要变更布线。另外，关于图4F的中央部的电解质托体层而言，由于两侧的导电性高分子膜的电 压的极性相同，所以不能充分起作用。但是，在任意一种情况下，根据施加电压的速度都能 够控制应力或者位移量的变化。另外，在图4A 图6C中，虽然配置为所有的面对置、或者相邻的导电性高分子膜 的电极必须相反，但是也可以根据需要进行配置，而并不限定于此。可是，在相邻的导电性 高分子膜的电极必须相反的配置以外的配置的情况下，节能、节省空间、高效驱动这些优点 减少了。另外，用于放大图4A和图5A所示的位移的构成和用于放大图6A所示的应力的构 成，在用固定框联结构件8层叠执行器，还是用连接构件联结构件10联结执行器方面是存 在差异的，但是这些是可共存的。例如，如图6D所示，虽然示出了组合图4B的构成的图案 和图6B的构成的图案的情况，但是作为一个例子也可以采用如下的构成与1张进行收缩 的导电性高分子膜相比，驱动的应力为3倍，位移量为6倍。另外，在图6D中的构成中，作 为连接构件联结构件10的替代，通过壳体固定构件51相互联结导电性高分子执行器装置 41，从而能够替代连接构件联结构件10的功能，其中所述壳体固定构件51位于第2实施方 式的平板层叠型导电性高分子执行器装置41的下方，并且用于如图所示那样固定壳体50 和固定框3a。壳体固定构件51可以是绝缘性，也可以是导电性。此时，壳体固定构件51由 棒状的构件构成，用固定工具50e分别将两端固定在壳体50上，并且与各导电性高分子执 行器装置41的图6D的左端的固定框3a固定联结。因为各导电性高分子执行器装置41的 另一固定框5a，3b未固定在壳体固定构件51上，所以可自由移动。另一方面，在各导电性 高分子执行器装置41的上方配置输出轴构件50g。输出轴构件50g可以是绝缘性，也可以 是导电性。输出轴构件50g由棒状的构件构成，在壳体50的开口部50f中配置为，在图6D 的上下方向可自由移动。输出轴构件50g与各导电性高分子执行器装置41的图6D的右端
21的固定框5a固定联结，获取来自各导电性高分子执行器装置41的驱动力和位移量。另外， 用连接构件联结构件10分别固定联结各导电性高分子执行器装置41的左端的连接构件1 彼此之间。在任意一种的情况下，为了连接构件联结构件10、壳体固定构件51都能避免与导 电性高分子膜2a、2b、4b、4a的碰撞，在构成上，需要在固定框3a、5a的外侧进行配置。另夕卜， 在图6D中，比导电性高分子膜2a、2b、4b、4a的纵长方向更强调他们的厚度方向的(与他们 的纵长方向相比，更大幅度地放大并描绘他们的厚度方向)图，实际上对执行器进行了层 叠的结果，他们的厚度方向只不过例如是约Imm略小的大小，纵长方向例如是约5mm略大的 大小。即、通过根据应用领域，根据所需的驱动力及所需的位移量进行层叠来适当组合执行 器，从而可自由构成最适的平板层叠型导电性高分子执行器装置，这是很大的优点。另外，如图7A所示在用固定框联结构件8联结相邻的执行器的相邻的固定框5a， 3a彼此之间的情况(参照图4A)、及如图7B所示在用连接构件联结构件10相互联结连接构 件1的情况(参照图6A)，都可用大致直线状的电极构成布线。在这些执行器中，由于进行 伸长的导电性高分子膜和进行收缩的导电性高分子膜交替配置，故一眼看去，电极的布线 是困难的。但是，根据驱动时的固定框3a、5a的排列进行判断，如图7A及图7B所示，能使 用大致直线状的电极的优点、尤其在制造工艺中实现了非常大的简化这一点上，是有效的。另外，代替固定框3a、5a，如图8A所示，也可以由两端固定框11和挠性固定框12 构成。即，构成为在由可挠性材料构成的四角形框体的挠性固定框12的图8A的上下端部 固定刚体的固定框11，并且构成为因挠性固定框12具有可挠性而可自由拧转。在这样的构 成的情况下，为了防止导电性高分子膜2a、2b、4b、4a的弯曲，用两端固定框11和挠性固定 框12只在导电性高分子膜2a、2b、4b、4a的伸缩方向上对其进行规制，如图8B所示，拧转方 向也可以是无约束的。其结果，如图8C所示，根据图8A的平板层叠型导电性高分子执行器 的基本的构成可构成为如下的执行器也包括层叠2个图8A的平板层叠型导电性高分子执 行器所形成的平板层叠型导电性高分子执行器的构成，且带状柔软、能应对拧转。其结果， 在沿着曲面形状的物体设置执行器的情况、或者施加来自与执行器的导电性高分子膜的面 垂直方向的外力的情况等下，上述的构成的执行器是非常有效的。例如，在将执行器作为人 工肌肉而沿着人工骨骼的周边設置时，只要是图8A的上述平板层叠型导电性高分子执行 器，复杂的配置就变得容易，且作为人工肌肉相对外力也具有灵活的特性，从而更接近人的 肌肉。另外，这里，在与导电性高分子膜2a、2b、4b、4a相接的两端固定框11是导电性、除此 之外的挠性固定框12由绝缘体构成的情况下，虽然上述的内容中都需要对各导电性高分 子膜布线，但是也可以在固定框的具有导电性的部分(两端固定框11)中进行布线，从而制 造更简单、更可靠。另外，驱动时布线部分的可靠性也提高了。另外，此时也与图2A、图2B、 图2C的情况不同，由于衬垫3b、5b的构成变得复杂，故以图8C中的挠性固定框12彼此之 间相邻地相接为前提而构成。在图8D中，虽然示出了图8C的D-D线的剖视图，但是也可以 如图8D中用虚线B表现的那样，挠性固定框12彼此之间需要相邻地相接。另外，在固定框 3a、5a中，也可以用导体构成上下端部，用绝缘体构成沿着联结上下端部的上下方向的柱部 等其他的框体部，也能得到上述的优点。另外，如图9所示，除了第1 第4导电性高分子膜2a、2b、4b、4a以外，还设置第5 及第6导电性高分子膜2c、2d和作为第3连接构件的绝缘性的连续连接构件13，从而能够抑制对第1连接构件1和第2连接构件1作用的转矩，所述第1连接构件1其一端部(例 如，图9的左端部)与第1、第2导电性高分子膜2a、2b连接且另一端部(例如，图9的右端 部)与第3、第4导电性高分子膜4b、4a连接的(参照图3B)，所述第2连接构件1 (在图3C 中，参照将第1、第2导电性高分子膜2a、2b替换为第3、第4导电性高分子膜4b、4a，且将第 3、第4导电性高分子膜4b、4a替换为第5、第6导电性高分子膜2c、2d的状态)，其一端部 (例如，图9的左端部)与第3、第4导电性高分子膜4b、4a连接且另一端部(例如，图9的 右端部)与第5、第6导电性高分子膜2c、2d连接。即，如果没有连续连接构件13，如图3B 所示，第1、第4导电性高分子膜2a、4a收缩，第2、第3导电性高分子膜2b、4b伸张，所以跨 在第1、第2导电性高分子膜2a、2b与第3、第4导电性高分子膜4b、4a之间设置的第1连 接构件1发生了沿着逆时针方向旋转的转矩。另一方面，如果没有连续连接构件13，第4、 第6导电性高分子膜4a、2c收缩，第3、第5导电性高分子膜4b、2d伸张，所以跨在第3、第 4导电性高分子膜4b、4a与第5、第6导电性高分子膜2c、2d之间设置的第2连接构件1发 生了沿着顺时针方向旋转的转矩。因此，如果通过连续连接构件13联结第1连接构件1和 第2连接构件1，则能够相互抵消转矩、抑制转矩。另外，第5及第6导电性高分子膜2c、2d 分别与导电性高分子膜2a、2b相同。例如，在图3B中，在作为发生应力的执行器起作用时， 在第1连接构件1和第2连接构件1中，在与导电性高分子膜的面平行的方向上，作用相反 方向的应力。因此，如图9所示，通过设置与第1连接构件1和第2连接构件1连接、且作 为第3连接构件起作用的连续连接构件13，从而能够实现不会发生向连续连接构件13的转 矩的构成。这样的构成在增强应力的情形中，是非常有效的。另外，在图10中示出如下的构成针对在前述的第1及第2连接构件1中发生的 转矩、或来自与导电性高分子膜2a、2b、4b、4a的纵长方向垂直的方向的外力，抑制了第1及 第2连接构件1的向导电性高分子膜2a、2b、4b、4a的纵长方向的垂直方向的变动。S卩，在 该构成中，相对第1固定框3a或者第2固定框5a沿着纵长方向配置杆15，并且在第1固定 框3a或者第2固定框5a的上下两端部固定支撑杆15的两端部进行支撑，而且，在第1连 接构件1或者第2连接构件1设置开口 1A，使杆15貫通该开口 1A，使第1连接构件1或者 第2连接构件1相对杆15自由移动。通过采取这用的构成，第1及第2连接构件1相对第 1固定框3a或者第2固定框5a只在沿着杆15的纵长方向的方向上移动。这样的构成，对 于导电性高分子膜2a、2b、4b、4a，也能起到相当于前述的图8A 图8D所示的构成中的挠性 固定框12的作用。即、通过连接构件1的向导电性高分子膜2a、2b、4b、4a的厚度方向的变 动，从而具有防止相邻的导电性高分子膜2a，4b彼此之间或相邻的导电性高分子膜2b、4a 彼此之间的接触的效果，在防止电短路、保障稳定的驱动方面有效。另外，在图11中示出与图4A、图5A及图6A不同的、沿着导电性高分子膜2a、2b、 4b、4a的面的方向层叠多个执行器而构成的平板层叠型导电性高分子执行器装置40T。艮口， 沿着纵长方向层叠配置图2D及图2E的平板层叠型导电性高分子执行器40S，用绝缘性的固 定框联结构件16联结上侧的平板层叠型导电性高分子执行器40S的下端的固定框3a和下 侧的平板层叠型导电性高分子执行器40S的上端的固定框3a，并且用固定框联结构件16联 结上侧的平板层叠型导电性高分子执行器40S的下端的固定框5a和下侧的平板层叠型导 电性高分子执行器40S的上端的固定框5a。固定框联结构件16例如由长方体的棒状构件 等构成。在单膜的导电性高分子中，对可制造的大小有限 的情况、或者需要适当设置应对来自与导电性高分子膜2a、2b、4b、4a的纵长方向垂直的垂直方向的外力的弹性的情况等， 上述的图11的构成的平板层叠型导电性高分子执行器装置40T是有效的构成。当然，图11 的平板层叠型导电性高分子执行器装置40T的构成同时能够实现下述的结构与图4A 图 6D同样地，在与导电性高分子膜2a、2b、4b、4a的面垂直的方向，还层叠其他的图11的构成 的平板层叠型导电性高分子执行器装置40T。即、作为导电性高分子执行器装置40T，通过 大量制造短尺寸的单膜而不只长尺寸的单膜并加以利用，从而能够实现制造上的高效化、 或者能分散向导电性高分子膜2a、2b、4b、4a的外力，具有提高了产品的顽强性的效果。另外，公知导电性高分子膜2a、2b、4b、4a具有因电压施加而伸缩的特性，相反 地，也具有因伸缩而发电的特性。为此，将上述层叠的执行器按压在具有上述复杂形状的面 上，使图4A 图6D所示的层叠的执行器的固定框3a，5b与具有复杂形状的面接触，从而固 定框3a，5b沿着具有上述复杂形状的面设置。其结果，根据因上述层叠的执行器的发电引 起的电压分布，能够获取复杂形状作为电子信息，且作为形状传感器的用途也是有效的。当 然，即使是图IA所示的平板层叠型导电性高分子执行器的一半的执行器单元40A的构成 中，也能够用于感测第1连接构件1的位置，作为不需要以往的增压的、一维方向的双方向 上的位置传感器的用途是有效的。另外，作为在导电性高分子膜2a、2b、4b、4a之间图示的电解质托体层6、7，虽然表 示凝胶状的离子液体，但是也可以只是导电性高分子膜2a、2b、4b、4a相接，根据导电性高 分子膜2a、2b、4b、4a的伸缩而变形或者滑动。另外，即使在不是凝胶状、在离子液体中浸有 平板层叠型导电性高分子执行器整体的构成中，也能够得到同样的效果。另外，也可以采用如下的构成第1及第2固定框3a、5a与凝胶状的离子液体一体 化。虽然凝胶状离子液体自身容易变形，但是也能够在其中设置如椎骨一样相当于固定框 的支撑体。此时，能够减少平板层叠型导电性高分子执行器的构成部件，包括制造工艺也能 够简化。另外，在以上的说明中，是与专利文献1相反，以在导电性高分子膜中插入阳离子 而导电性高分子膜伸长，相反在阴离子从导电性高分子膜脱离而导电性高分子膜收缩为前 提。但是，通过导电性高分子膜的种类或离子液体的种类或组合，与专利文献1同样地，不 通过阳离子，而是通过阴离子发生同样的现象。此时，通过本发明也能够得到同样的效果。(第5实施方式)在图15A 图15N中分别示出本发明的第5实施方式所涉及的平板层叠型导电性 高分子执行器及其变形例。在图15A 图15N中，第7导电性高分子膜2ab是用一张导电 性高分子膜构成图2、图3等所示的第1导电性高分子膜2a和第4导电性高分子膜4a。换 言之，准备与联结第1导电性高分子膜2a和第4导电性高分子膜4a的长度大致相等的长 度的长条状的一张导电性高分子膜，作为第7导电性高分子膜2ab，将该长条状的一张导电 性高分子膜(第7导电性高分子膜2ab)的中央部一方侧作为第1导电性高分子膜2a起作 用，将另一方侧作为第4导电性高分子膜4a起作用。第8导电性高分子膜4ab是用一张导 电性高分子膜构成第2导电性高分子膜2b和第3导电性高分子膜4b。换言之，准备与连 接第2导电性高分子膜2b和第3导电性高分子膜4b的长度大致相等的长度的长条状的另 一张导电性高分子膜，作为第8导电性高分子膜4ab，将该长条状的另一张导电性高分子膜 (第8导电性高分子膜4ab)的中央部一方侧作为第2导电性高分子膜2b起作用，将另一方侧作为第3导电性高分子膜4b起作用。如图15A所示，在第7导电性高分子膜2ab及第8 导电性高分子膜4ab的各中央部具备从一方的侧缘沿宽度方向切入的切口 2h、4h。另外，绝缘性的第4连接构件Ir是在中央部相互联结2个三棱柱形状的构造体Ic 的形状，在中央部具有在三棱柱形状的构造体lc，lc间对置的一对切口 lh，lh，大致构成为 H字状。第4连接构件Ir，将第7导电性高分子膜2ab的切口 2h插入并组合到一方的切 口 Ih (例如，图15A的左侧的切口 Ih)(参照图15B)，并且，将第8导电性高分子膜4ab的切 口 4h插入并组合到另一方的切口 lh(例如，图15A的右侧的切口 Ih)(参照图15C)，按照 第7导电性高分子膜2ab和第8导电性高分子膜4ab不互相接触的方式进行保持(参照图 15D)，内置有电压控制电路的电源电路54，经由开关52，将一方的电极与第7导电性高分子 膜2ab连接，将一方的电极与第8导电性高分子膜4ab连接。在绝缘性的三棱柱形状的构 造体Ic中，在第7导电性高分子膜2ab和第8导电性高分子膜4ab相互接近的图15D的上 下的部分，能够可靠地防止相互接触。另外，作为第5实施方式的变形例所涉及的第6连接构件lt，如图15E及图15F所 示，还在第4连接构件Ir上组合第5连接构件(固定连接构件)ls，而能够由2个连接构件 构成。此时，使绝缘性的第5连接构件Is构成为在一方的端部相互联结长度不同的2个 三棱柱形状的构造体Ik且具有从另一方的端部切入的切口 lj，构成为大略U字状。使这 样的第5连接构件Is的切口 lj，在图15D的状态下，插入到第7导电性高分子膜2ab和第 8导电性高分子膜4ab有可能接触的部分，从而由绝缘性的三棱柱形状的构造体lk，能够可 靠地防止第7导电性高分子膜2ab和第8导电性高分子膜4ab接触。由此，第7导电性高 分子膜2ab和第8导电性高分子膜4ab，由2个绝缘性的三棱柱形状的构造体Ic和2个绝 缘性的三棱柱形状的构造体lk，在第7导电性高分子膜2ab和第8导电性高分子膜4ab交 叉的部分，能够可靠地防止第7导电性高分子膜2ab和第8导电性高分子膜4ab的接触。在该第5实施方式中，可以只由1个绝缘连接构件Ir (图15A 图15D)构成连接 构件，或者作为第5实施方式的变形例，可由绝缘性的第4连接构件Ir及第5连接构件(固 定连接构件)Is (图15E及图15F)这2个连接构件构成。绝缘性的第4及第5连接构件Ir、Is的每一个都是由特氟隆(注册商标)或柚木 等构成的固体的部件。第4连接构件Ir和第5连接构件Is都如前述形成如下的形状大 致三棱柱的形状的2个构件lc、lk中前者在中央附近、后者在端部且相互连接。在图15A 图15D中示出了实现布线的简易化的例子，是通过提高施加电压的极 性不同的第7及第8导电性高分子膜2ab、4ab间的绝缘性能、和将施加电压的极性相同的 导电性高分子膜2a、2b及4a、4b彼此之间一体化而实现的。在第7及第8导电性高分子膜2ab及4ab中，在第7导电性高分子膜2ab和第8 导电性高分子膜4ab交叉的部分，分别设置有用于避免电短路的切口形状2h、4h。在图15A 中，用实线切断表示的部分是该切口形状。如图15B的中央的图所示，在第7及第8导电性高分子膜2ab及4ab经由第4连接 构件Ir而连接为相互交叉的情况下，活用绝缘性的第4连接构件Ir的2个切口部分(凹 部)lh，组合第7及第8导电性高分子膜2ab和4ab。这里，绝缘的第4连接构件Ir分别与 第7导电性高分子膜2ab和第8导电性高分子膜4ab接触的部分(例如，第7导电性高分子膜2ab和第8导电性高分子膜4ab交叉的部分，以及位于绝缘性的第4连接构件Ir与第7 导电性高分子膜2ab、第8导电性高分子膜4ab分别接触的部分的端部、且第7导电性高分 子膜2ab和第8导电性高分子膜4ab的各自的弯曲转变为直线的部分)，呈曲面形状。艮口， 各三棱柱形状的构造体Ic的角部，呈全部弯曲且平缓的形状，能够避免因第7导电性高分 子膜2ab和第8导电性高分子膜4ab伸缩时的应力引起的向第7导电性高分子膜2ab和第 8导电性高分子膜4ab的在弯曲部分的集中应力，且能够避免第7导电性高分子膜2ab和第 8导电性高分子膜4ab的切断等的问题。接着，利用图15D，说明能够简易化布线的情况。与前述的图3A所示的情况进行比 较，只通过在第7导电性高分子膜2ab和第8导电性高分子膜4ab的2个端部连接两极，便 能够建立布线。由此，能够大幅度削减执行器的制造工时。另外，在图15D中，为了明确布 线图，而省略图示固定框等的构件。另外，根据第5实施方式的变形例，由第5连接构件Is固定第7导电性高分子膜 2ab和第8导电性高分子膜4ab，因而能够防止第7导电性高分子膜2ab和第8导电性高分 子膜4ab的位置偏移。尤其在第7导电性高分子膜2ab和第8导电性高分子膜4ab松弛时， 为了使第7导电性高分子膜2ab和第8导电性高分子膜4ab交叉的部分不能相互分离，而 通过在第4连接构件Ir上安装第5连接构件ls，从而第5连接构件Is能够起到将第7导 电性高分子膜2ab和第8导电性高分子膜4ab按压固定到第4连接构件Ir上的作用(固 定的功能)。在图15E及图15F中表示的结构是如上述除了绝缘性的第4连接构件Ir以夕卜， 还具备作为固定连接构件的第5连接构件ls，并且从外侧固定绝缘性的第4连接构件Ir和 第7及第8导电性高分子膜2ab及4ab。本来，在该第5实施方式所涉及的执行器中，第7 及第8导电性高分子膜2ab及4ab被维持在以下状态，该状态是通过图2A所示的固定框 3a、5a，对构成第7导电性高分子膜2ab的第1导电性高分子膜2a和第2导电性高分子膜 2b，和构成第8导电性高分子膜4ab的第4导电性高分子膜4a和第3导电性高分子膜4b， 始终作用张力。可是，在执行器上施加了外力或振动时，也假设其中一个或所有导电性高分 子膜2ab、4ab的张力松弛的情况。在这样的情况下，如果配置第5连接构件ls，则通过第5 连接构件Is能够可靠地保持第7及第8导电性高分子膜2ab及4ab，以使第7及第8导电 性高分子膜2ab及4ab不从绝缘性的第4连接构件Ir脱离。这里，在图15H及图151中，对与第7及第8导电性高分子膜2ab及4ab和绝缘 性第4连接构件Ir相关的尺寸的构成进行说明。关于第7及第8导电性高分子膜2ab及 4ab而言，假设第7导电性高分子膜2ab和第8导电性高分子膜4ab对称配置的情况，在图 15H中作为代表例只记载了第7导电性高分子膜2ab。在第7及第8导电性高分子膜2ab 及4ab交叉时相互绝缘、即避免第7及第8导电性高分子膜2ab和4ab的接触是非常重要 的，因此，在第7及第8导电性高分子膜2ab和4ab中分别需要切口 2h、4h，且各切口 2h、4h 的宽度为AW、各深度为从第7及第8导电性高分子膜2ab、4ab的宽度方向的中心位置超 过中心轴ΔΗ的距离。另外，在绝缘性的第4连接构件Ir中，为了避免第7及第8导电性 高分子膜2ab和4ab的接触，具有在2个三棱柱形状的构造体Ic的联结部分设置了 Δ A的 间隙的缩颈部分le。在第7及第8导电性高分子膜2ab、4ab中，在考虑了通常的工业制造 物的尺寸误差的基础上，Δ W/2必须在200 μ m以上。作为一个例子，在将AW试制为0.5mm后，在绝缘性能上没有问题。另一方面，在绝缘性的第4连接构件Ir中，从强度的观点出 发，优选缩颈部分Ie的宽度ΔΑ在Imm以上。在上述试制中虽然以Imm进行了制造，但是 在因第7及第8导电性高分子膜2ab和4ab的伸缩引起的应力作用时，却未发生第7及第8 导电性高分子膜2ab和4ab被破坏之类的问题。然后，第7及第8导电性高分子膜2ab和 4ab中的ΔH是依赖于上述的Δ A来确定尺寸的，优选ΔΗ = ΔΑ/2+200μπι。即使ΔΗ用 700 μ m进行试制，第7及第8导电性高分子膜2ab和4ab的变动、或面对置不充分的情况也 较少，即使不充分，估计对电解质托体层内的离子的移动的影响也很小。这里，在ΔΗ例如 为700 μ m、第7及第8导电性高分子膜2ab和4ab双方各偏移700 μ m的位置的情况下，对 置的面只减少合计1400 μ m。由于电解质托体层的厚度为30 50 μ m、第7及第8导电性 高分子膜2ab和4ab的宽度为5mm，所以为28%左右的面不对置的计算。但是，实际上，根 据以下的2个理由，估计对第7及第8导电性高分子膜2ab和4ab的变动不会有影响。艮口， 作为第一个理由，第7及第8导电性高分子膜2ab和4ab都采取用固定框固定两端、且固定 框自身在面对置的位置处可动作，实际上，在驱动时在导电性高分子膜上施加了应力之际， 认为自动校正了连接构件的ΔΗ的偏移、在面对置的位置进行了修复。作为第二个理由，电 解质托体层与第7及第8导电性高分子膜2ab和4ab的整个面接触，即使残留了未面对置 的部分，也向该电解质托体层内的离子施加电压后离子移动，预想对第7及第8导电性高分 子膜2ab和4ab的变动的影响非常小。另外，虽然在图15A 图15F中示出第7及第8导电性高分子膜2ab及4ab为X字 形状且两端部稍微分离，但是这是用于明示安装或布线的，在由固定框3a、5a完成的时刻， 第7及第8导电性高分子膜2ab及4ab夹持电解质托体层6，且处于大致平行的位置。艮口， 作为一个例子，如图15G所示。另外，在图15J中示出了按照在固定框3a、5a上设定的方式装配的样子，同时在图 15J中也图示了绝缘体的连接构件联结构件10a。在绝缘性的第5连接构件Is上设置卡合 凹部lu，在连接构件联结构件IOa的两端设置与卡合凹部Iu卡合的卡合凸部10u。与图6A 同样，如后述的图15L所示，在相邻的执行器中，将连接构件联结构件IOa的一方端部的卡 合凸部IOu与一方的执行器的第5连接构件Is的卡合凹部Iu卡合，并且，将连接构件联结 构件IOa的另一方的端部的卡合凸部IOu与另一方的执行器的第5连接构件Is的卡合凹 部Iu卡合。其结果，通过连接构件联结构件10a，能够在相邻的执行器中隔着规定间隔相互 联结配置。由此，连接构件联结构件IOa与先前的连接构件联结构件10同样地、具有防止 相邻的导电性高分子膜彼此之间的接触的功能。在这些连接构件联结构件IOa中花费功夫的技术点中的以下⑴ ⑷等方面是 重要的。(1)用第4连接构件Ir或用第4连接构件Ir及第5连接构件Is等简单构件，能 够实现本来难以避免交叉、接触的第7及第8导电性高分子膜2ab、4ab中的绝缘功能和固 定功能；(2)是能容易连接绝缘性的第4连接构件Ir和连接构件联结构件IOa的形状；(3)第7及第8导电性高分子膜2ab及4ab的切口 2h、4h例如利用冲压加工或激 光加工能简单加工成形；(4)绝缘性的第4连接构件Ir，作为针对形成电解质托体层6、7的凝胶状的离子液体而具有耐腐蚀性的功能的材料，选定特氟隆(注册商标)等。另外，图15K、图15L、图15M，示出了上述的构成及其构成中的动作，是与先前的实 施方式中的图3A，图3B，图3C相同的剖视图。即，图15K是表示本发明所涉及的第5实施方 式的变形例所涉及的平板层叠型导电性高分子执行器及向该导电性高分子执行器施加电 压的一个例子的布线图。图15L是表示在图15K的导电性高分子执行器中导通开关52时 的电压和位移的方向的图。图15M是在图15K的导电性高分子执行器中施加了与图15L的 电压的施加方向相反方向电压的情况的图。内置有电压控制电路的电源电路54，经由开关 52将一方的电极与导电性高分子膜2ab连接，将一方的电极与导电性高分子膜4ab连接。如上述，通过本第5实施方式，其特征在于能够实现因施加电压的极性不同的导 电性高分子膜2ab、4ab间的绝缘性能的提高、和将施加电压的极性相同的导电性高分子膜 彼此一体化而带来的布线的简易化；能够避免连接构件lr、ls中的连接时的在弯曲部分的 集中应力、能够避免第7导电性高分子膜2ab和第8导电性高分子膜4ab的切断等的问题。另外，虽然第4连接构件Ir的三棱柱形状的构造体Ic及第5连接构件Is的三棱 柱形状的构造体Ik分别由三棱柱的形状构成，但是并不限定于此，只要具有同样的绝缘性 功能，可以是任意形状。(应用例)另外，能够将本发明的上述平板层叠型导电性高分子执行器(执行器装置)应用 于机械手100的执行器。图12A是引用了发明专利第3723818号中的图3A的机械手90的立体图。虽然记 载了成为驱动源的执行器3-1、3-2、3-3，但是，作为这些执行器3-1、3-2、3-3的部件而言， 作为本发明的上述平板层叠型导电性高分子执行器(执行器装置)的一个例子，通过将前 述的图6A 图6D所示的构成、尤其图6D的组合作为基本的构成加以使用，从而在节省空 间的状态下，能够提供在导电性高分子膜的单膜时难以实现的、大的应力。具体地说，如图12B及图12C所示的平面型多关节驱动机构，通过执行器(本发明 的上述平板层叠型导电性高分子执行器(执行器装置))3-1、3-2的伸缩，从而能够使机械 手90的指100或者弯曲或者伸开。在该构成中，如后述，作为平板层叠型导电性高分子执 行器3-1、3-2，需要应力或位移量的增加。这里，还具有多个骨材1，例如3个长方形板状的 骨材1-1、1-2、1-3和1个长条状的长方形板状的联结构件2，并且由其厚度方向的转矩使指 100弯曲。作为更详细的说明，如图12D所示，将图12B及图12C的平面型多关节驱动机构模 型化，计入了实际尺寸。在该图12D的模型中，对实际的设计数值的一个例子进行说明。假 设由该机械手90把持作为轻重量物的Ikgf的物体。此时所需的把持力虽然依赖于机械手 90的指100的表面(cover) 90a的素材，但在此假设约200gr。其结果，作用于指100的前 端部分的荷重与指100的支点之间的距离是50mm，而指100的厚度方向的支点间的距离是 2. 5mm。由此，平面型多关节驱动机构中的位移放大率视为(50mm/2. 5mm) =20倍。由此，由 于应力为二十分之一，所以为了输出把持力200gf，需要来自执行器3-2的4kgf的应力。相 反地，假设用于把持所需的位移量为每1关节IOmm左右，则执行器3-2的位移量只要IOmm 的二十分之一的0. 5mm即可。另一方面，作为平板层叠型导电性高分子执行器的一个例子，能够利用图6D的构成。其中，为了把持所需的应力和位移量，在图6D中使用3个图2D的平板层叠型导电性高 分子执行器，成为图4A那样的构成(图4A是使用4个图2D的平板层叠型导电性高分子执 行器的图，从该图中去除了 1个图2D的平板层叠型导电性高分子执行器)，通过使用3组 该图4A的构成而成为图6D的构成，从而位移量成为6倍，并且，应力成为3倍。与此相对， 在图12D中，使用5个图2D的平板层叠型导电性高分子执行器，成为图4A那样的构成(图 4A是表示使用4个图2D的平板层叠型导电性高分子执行器的图，在该图中又追加1个图 2D的平板层叠型导电性高分子执行器)，通过使用100组该图4A的构成而成为图6D的构 成，从而位移量能够设计为10倍的0. 5mm，应力能够设计为100倍的4kgr。另外，这里，作 为一个例子，作为导电性高分子膜的应力，在导电性高分子膜的宽度为5mm时，能够得到约 20gr。由此，在这次的图12A的构成中，如果导电性高分子膜的宽度使用2倍的10mm，则该 应力约40gr，进而电压施加时的导电性高分子膜的发生位移约0. 2%，在图2D的构成中，在 导电性高分子膜的长度为25mm的情况下，导电性高分子膜的位移量δ约50ym，S卩、在图 2D的平板层叠型导电性高分子执行器是一组时，作为其位移量能够得到2 δ的0. Imm(= 2 X 50 μ m)。在以上的一个例子中，关于所使用的平板层叠型导电性高分子执行器的大致尺寸 而言，其宽度为10mm、长度约50mm稍长，但是厚度却为IOmm左右。与人的手的指的尺寸相 比可知，虽然是稍微长的指，但是也能以粗细相等的尺寸实现。而且，虽然在图12A的构成中采用2根指100对置合计4根指100的构成，但是 并不限定于此，也可以如人类的手指一样，与大拇指大致对置地排列4根指，作为大拇指而 言，虽然位移小但是却需要应力，作为与大拇指大致对置的剩余的4根而言，考虑位移量大 的情况。在这样的构成中也可以考虑对大拇指使用重视应力的平板层叠型导电性高分子 执行器，其他的4根指应力可以是四分之一，所以使位移量为4倍，而使手的整体平衡。此 时，无需与大拇指大致对置的其他的4根的所有指都一定同时动作，也可以通过电压控制 从食指向小指依次施加电压。而且，各指中都有关节，也能够容易实现从根部依次向前端进 行位移等。另外，在大拇指等指的宽度有剩余、且需要非常大的应力的情况下，也可以通过单 纯在导电性高分子膜的宽度的方向并列设置平板层叠型导电性高分子执行器，从而应力根 据设置数量成比例地增大。另外，除了前述的特性以外，由于还具有静音、轻量、省电的特征，所以作为便携式 设备所需的执行器是有用的，例如作为图13A所示的远近可变眼镜、或数码相机等的快门 或透镜的驱动机械机构而适用。如图13A所示，引用了日本特开平6-3630号公报中的图9， 在该公报中公开的发明的情况下，作为新的远近两用的老花镜，公开了所谓的远近变焦眼 镜。在这样的构成中，针对眼镜框210及固定透镜211，用于变焦的可动透镜209的移动是 以手动(用手滑动操作捏手215)为前提。与此相对，在本发明中，为了移动透镜，能够利用本发明的上述平板层叠型导电性 高分子执行器(执行器装置)。例如，如图13B所示，被设置在左右两侧的眼镜架部分(， > A ) 80a，80b上的控制器17a、17b内，具备上述平板层叠型导电性高分子执行器(执行 器装置)及其控制电路、小型电池、及触摸式开关。对于从控制器17a、17b的每一个中导出 的透镜驱动杆18a、18b而言，其基端与上述平板层叠型导电性高分子执行器(执行器装置)联结，其前端与可动透镜81a、81b(例如，相当于图13A的可动透镜209)联结，其中所述可 动透镜81a、81b分别可滑动地支撑在左右两侧的眼镜架的框边82a、82b。在左右两侧的眼 镜架的框边82a、82b上固定有固定透镜83a、83b (例如，相当于图13A的固定透镜211)。相 对于左右两侧的眼镜架的框边82a、82b及固定透镜83a、83b，可动透镜81a、81b分别沿着光 轴方向可移动地被支撑(例如，如图13A所示用可滑动的构造支撑)。根据这样的构造，通 过分别导通左右的控制器17a、17b的触摸式开关，从而能够经由控制电路从小型电池向上 述平板层叠型导电性高分子执行器(执行器装置)施加电位，透镜驱动杆18a、18b出入，分 别使透镜81a、81b顺利地移动到规定的焦点位置，实现了远近自动聚焦眼镜。此时，也能够 实现如下的执行器(执行器装置)，在收缩方向及伸长方向的双方向上，能够输出在导电性 高分子膜的单膜时难以实现的、大的位移量，且具有刚性及驱动力。作为该部件的本发明的 平板层叠型导电性高分子执行器(执行器装置)而言，尤其在前述的图4A 图4C所示的 构成中使用，从而能够节省空间、能够提供在导电性高分子膜的单膜时难以实现的、大的位 移量。这里，对因凹透镜和凸透镜的组合引起的远近变焦的原理进行叙述。一般，焦点距 离&和4的透镜的组合的合成焦点距离F，利用透镜间的距离Δ由下式求出。1/F=1/ f1+l/f2+A/(f1.f2)0因此，相同的焦点距离f的凸透镜(+f)和凹透镜(-f)的合成焦点距 离F由下式求出。1/F= l/f_l/f+A/(f *f)。g卩、F = f2/A。在凸透镜和凹透镜重叠的 状态即，Δ =0的情况下，合成焦点距离F为无限，处于肉眼的状沉。然后，通过逐渐地连 续增大透镜间的距离△，从而作为变焦透镜起作用，通过控制距离△，从而能够进行所需 的变焦設定。根据上式可知，通过只组合大的焦点距离f的凹凸透镜，从而根据小的距离Δ 能够得到大的可变焦点F。尤其，在能够可变的焦点F是透镜间的距离Δ的一次函数这一 点上是有用的，由于变焦为线性，所以能够简化控制。具体地说，在图13C中记载了即使是商品也能得到的透镜规格的一个例子。各自 的单面为平面的凸透镜LA和凹透镜LB都具有相同的焦点距离50mm，并且选择外径和曲率 半径都相同的。其结果，在具有凸透镜LA的曲率的面(图13C的左侧的曲面)和具有凹透 镜LB的曲率的面(图13C的右侧的曲面)之后，能够制作凸透镜LA和凹透镜LB的外侧两 面为平面的玻璃圆筒状、无折射歪曲、与肉眼相同的状沉。其中，由于凹透镜LB和凸透镜LA 的厚度分别是6. 66mm和2. 34mm，所以，此时的圆筒的厚度为9mm。这里，为了制作合成焦点 距离F可变，使作为老花镜的度数为2度左右，由上式可知凹透镜LB和凸透镜LAs的间的 距离Δ相应变为5mm。度数是焦点距离的倒数。其结果，在使用图13C的凹透镜LB和凸透 镜LA的情况下，在图13B中从控制器17a，17b导出的透镜驱动杆18a、18b的位移量需要为 5mm。另外，作为用于保持凹透镜LB和凸透镜LA的应力，在玻璃透镜的情况下，2张为15gr 左右。另外，在使用塑料透镜或者菲涅耳透镜的情况下，所需应力也可以比15gr小。与前述的机械手的情况不同，作为平板层叠型导电性高分子执行器的设计而言， 由于作为图2D的平板层叠型导电性高分子执行器而利用宽度5mm的导电性高分子膜，作为 应力而得到20gr，所以相对于透镜的重量有足够的应力。另外，如前述，在图2D的构成中， 在导电性高分子膜的长度为25mm的情况下，导电性高分子膜的位移量δ约50ym，S卩、与固 定框3a、5a的纵长方向约50mm相当的图2D的平板层叠型导电性高分子执行器是一组，位 移量是2δ的0. lmm( = 2Χ50μπι)。因此，为了实现使图13Β的远近自动聚焦眼镜的度数
30可变到2度，如前述，位移量需要5mm，所以将图2D的平板层叠型导电性高分子执行器作为 图4A的组合而需要50组。因此，层叠方向的厚度约5mm。另外，平板层叠型导电性高分子 执行器自身的重量在约2gr以下，即使包括其他的控制电路、小型电池、及触摸式开关，即 使设置在透镜架部分(，>)，也是不会引人注意的大小和重量。根据需要，甚至也可 以包括小型电池或者控制电路，能够实现从眼镜架部分(f)分离而插入胸袋等的
便携式的眼镜。尤其，与作为现有的小型的执行器的压电元件或步进电动机相比，本发明的上述 平板层叠型导电性高分子执行器最大特征在于，实现了静音化。作为像眼镜架一样，在听觉 或触觉最敏感的位置使用的家电设备而言，可以说静音化是最重要的优点。另外，在该图13B的上述实施方式中，对左右的透镜进行了单独控制，这是因为实 际的老花眼的需求而左右所需的度数不同的情形较多。另外，虽然在上述的说明中示出了在度数可从零变化为2的情况下，位移量为 5mm，但是由于变焦相对透镜间的距离Δ为线性变化，所以例如在度数只变化1度的情况 下，位移量也可以是5mm的一半2. 5mm。在导电性高分子膜的位移量相对于电压为非线性且 具有磁滞，而透镜驱动杆18a、18b中的位移量可以是线性这一点上，有助于简化控制整体。 另外，作为老花镜，度数需要限制在3 4度左右，在40岁半 50岁段的众多用户中，作为 远中近(远距离用、中距离用、近距离用)的度数只要是被称为0、1、2这3个阶段，都是有 用的情形。当然，在度数在3以上的情况下，也能通过选择比透镜的焦点距离更短的，或者 通过增大透镜驱动杆18a、18b的位移量，来进行应对。另外，在日本特开平6-3630号公报的情况下存在手动的情况，而本发明可以进行 电控制，所以，在眼镜架上搭载距离传感器，用距离传感器自动测定用户看到的对象所处的 位置，基于距离传感器测定出的信息，用控制器17a、17b驱动控制透镜驱动杆18a、18b，可 动地使眼镜的度数可变，这也是有益的，可实现的。但此时，由于使可动透镜可变的速度过 大，或者相反地使可动透镜可变的速度过小的情况下，会带来不适感，所以需要控制适当位 移量的可变速度。另外，虽然在前述的图12A的机械手的情况下，在把持的方向上需要应力，在相反 的方向上不需要特别大的应力，而在图13B的远近自动聚焦眼镜的情况下，即使在位移的 双方向上都需要应力时，会得到本发明所涉及的平板层叠型导电性高分子执行器的效果， 因此应特别写出。今后，在便携式设备的情况下，由于静音、轻量、省电是最重要的要素，所以虽然在 现有的压电元件或气压执行器中比较困难，但是便携式设备却是本发明的执行器(执行器 装置)的最适的利用对象。在将来，预想机械手或远近自动聚焦眼镜能作为家庭用品而大量普及，此时柔和 的设备也是重要的要素。通过作为导电性高分子膜自身具有的弹性体的特性，吸收机械手 与人的碰撞、或对远近自动聚焦眼镜的透镜的冲击，也是非常重要的。从该观点出发，作为 家电设备的执行器而言，本发明也是最适的利用对象。另外，作为一个例子，在图2A的连接构件1中，虽然说明了第1连接构件和第2连 接构件用同一构件一体式构成的ι个连接构件，但是上述第1连接构件和上述第2连接构 件也可以不是利用同一构件，而是分别利用不同的部件构成且相互连接而成为1个部件。
另外，在以上的说明中，按照利用了在专利文献1中公开的导电性高分子的执行 器的动作原理，以在导电性高分子膜中插入阴离子而伸长、相反阴离子脱离而收缩作为前 提，但是根据导电性高分子膜的种类或离子液体的种类或组合，也会因阳离子发生同样的 现象而不是阴离子。此时，通过本发明也能得到同样的效果。另外，分子结构级别下构成也同样可能。通过与印刷类似的工艺，平板层叠型导电 性高分子膜的形成也容易。本发明参照附图对优选的实施方式进行了充分的记载，对于熟练该技术的人来 说，种种变形或修正是很明了的。这样的变形或修正只要不从请求保护的范围偏离，就应理 解为包括在本发明中。另外，通过适当组合上述各种实施方式中的任意的实施方式，从而能够起到各自 具有的效果。(本发明与在先文献的差异)在图14A 图14E中示出日本特开平3-243174号公报及日本特开昭63-289975 号公报所公开的构成。图14F及图14G中示出在本发明的第1实施方式所涉及的平板层叠 型导电性高分子执行器中应用在先文献中的构成的一个例子的剖视图。以下，对日本特开平3-243174号公报及日本特开昭63-289975号公报中公开的构 成进行说明，并且叙述与本发明的差异及本发明的效果。在图14A及图14B中示出日本特开平3-243174号公报中公开的构成。在图14A及 图14B中，伸长板291和收缩板292交替配置。伸长板291分别由Tb，Dy，Ho, Er，Tm等的 稀土类和Fe，Co等的磁性体的合金、即由随磁的发生进行伸长的超磁应变合金构成，并且 在螺线管293通电时，伸长板291因在长度方向上产生的磁场而伸长。收缩板292分别由 随磁的发生进行收缩的Sm和Fe的合金、或Ni等的超磁应变合金构成，并且，在螺线管293 通电时，收缩板292因在长度方向上产生的磁场而收缩。以下，对其作用进行说明。伸长板291伸长、伸长板291的上端位置上升。伴随着该上升，向上方移动的收缩 板292收缩。由此，收缩板292的下端位置只上升伸长板291的伸长量和收缩板292的收缩 量相加后的量。由此，交替配置的伸长板291和收缩板292通过伸长和收缩，而整体上升。 此时，伸长板291和收缩板292各自都是平板状的构件。在图14C 图14E中示出日本特开昭63-289975号公报中公开的构成。由环状 的接合构件325a、325b、325C、325d、325e、325f连接的、直径不同的管状的固体元件(压电 层叠体)302&、30213、302(；、302(1、3026、3026能够累积并放大各固体元件 302a、302b、302c、 302d、302e、302f的伸缩，作为阀套303和管状的阀体304间的位移量而成为对外部的应力。 该固体元件302a、302b、302c、302d、302e、302f的特征在于，截面平面如图14D所示呈圆环 形状。接着，在图14F及图14G中示出，假设对于与本发明的图4A及图4B所示的构成大 致类似的构成、即基于日本特开平3-243174号公报及日本特开昭63-289975号公报中公开 的构成能够容易想到的构成、及该构成的动作进行考察的图。具体地说，在图14F及图14G 中示出执行器的剖视图，该执行器是通过只提取本发明的图4A及图4B所示的结构的比配 置有连接构件1的位置靠近一个方向的例如图4A的下侧的结构而构成的。在图14F及图 14G中，101是联结构件，102b和104a是导电性高分子膜，106及107是电解质托体层，108是联结构件。在本发明中作为对象的导电性高分子膜，在其收缩的方向上，因膜的张力而能够 发出应力。但是，一般而言，导电性高分子膜具有在伸长的情况下容易弯曲的性质。在图 14G中图示了该样子。虽然进行收缩的导电性高分子膜104a能够发挥拉伸应力的作用，但 是相反地，如果想要利用要伸长的导电性高分子膜102b的按压力，则导电性高分子膜102b 会弯曲。因此，在图14F的构成中，无论是否层叠了导电性高分子膜104a、102b,都完全得不 到放大执行器整体的位移量的效果。另外，在图14C 图14E所示的日本特开昭63-289975号公报中，由于固体元件 302a、302b、302c、302d、302e、302f是管状的构件，所以对弯曲有较强的特性。同样地，即使 置换为管状的导电性高分子膜，虽然能稍微期待抑制弯曲的效果，但是却不实用。具体地 说，由于是圆环状，所以层叠数在直径上有限制。即、为了抑制弯曲，却使执行器规模变大， 所以不实用。另外，相面对的导电性高分子膜的面稹在半径方向上不同，所以在控制上也会 存在很多课题。本发明者们发现在日本特开平3-243174号公报及日本特开昭63-289975号公报 中未公开的、利用导电性高分子膜作为伸长及收缩的材料的情况下所发生的课题、即伸长 后的导电性高分子膜弯曲。而如本发明的上述第1 5的实施方式所示，通过采用利用了 连接构件和固定框的结构，从而能够可靠地放大利用了导电性高分子膜的执行器的位移、 或能可靠地放大应力。产业上的可用性本发明所涉及的平板层叠型导电性高分子执行器及平板层叠型导电性高分子执 行器装置、及其运转方法，由于在收缩方向及伸长方向的双方向上具有刚性及驱动力、且因 层叠而放大位移、或者放大应力，所以通过采用隔着电解质托体层进行收缩及伸长的导电 性高分子膜面对置的结构，从而能够得到可实现节能、节省空间、高效驱动的执行器，作为 人工肌肉执行器等是有用的，并且，利用该执行器作为机器人的机械臂或机械手的驱动部 也是适用的。本发明参照附图对优选的实施方式进行了充分的记载，对于熟练该技术的人来 说，种种变形或修正是很明了的。这样的变形或修正只要不从请求保护的范围偏离，就应理 解为包括在本发明中。
权利要求
一种平板层叠型导电性高分子执行器，具备第1连接构件，其对第1导电性高分子膜和第2导电性高分子膜相互对置的一方的端部彼此进行保持；第1固定框，其分别保持上述第1导电性高分子膜和上述第2导电性高分子膜的另一方的端部；第2连接构件，其对第3导电性高分子膜和第4导电性高分子膜相互对置的一方的端部彼此进行保持；第2固定框，其分别保持上述第3导电性高分子膜和上述第4导电性高分子膜的另一方的端部；第1电解质托体层，其配置在上述第1导电性高分子膜和上述第3导电性高分子膜之间；和第2电解质托体层，其配置在上述第3导电性高分子膜和上述第4导电性高分子膜之间，相邻地配置上述第1固定框和上述第2固定框，使得上述第1导电性高分子膜和上述第3导电性高分子膜经由上述第1电解质托体层连接，并且，上述第2导电性高分子膜和上述第4导电性高分子膜经由上述第2电解质托体层连接，上述第1连接构件与上述第2连接构件连接而构成，通过在上述第1导电性高分子膜和上述第3导电性高分子膜之间赋予电位差，从而因氧化还原反应而上述第1导电性高分子膜和上述第3导电性高分子膜的一方膨胀、另一方收缩，通过在上述第2导电性高分子膜和上述第4导电性高分子膜之间赋予电位差，从而因氧化还原反应而上述第2电性高分子膜和上述第4导电性高分子膜的一方收缩、另一方膨胀，通过上述第1连接构件和上述第2连接构件的连接，上述第1固定框中的收缩位移和上述第2固定框中的收缩位移之和成为上述第1固定框和上述第2固定框的相对位移。
2.根据权利要求1所述的平板层叠型导电性高分子执行器，其特征在于，上述第1连接构件保持上述第1及第2导电性高分子膜的各端部且使其电绝缘，上述 第2连接构件保持上述第3及第4导电性高分子膜的各端部且使其电绝缘。
3.根据权利要求1或2所述的平板层叠型导电性高分子执行器，其特征在于， 施加在上述第1导电性高分子膜和上述第3导电性高分子膜之间赋予的电位差、和在上述第2导电性高分子膜和上述第4导电性高分子膜之间赋予的电位差，以使因氧化还原 反应引起的上述第1 上述第4导电性高分子膜的膨胀和收缩的位移相等。
4.根据权利要求3所述的平板层叠型导电性高分子执行器，其特征在于，用相同的长度且相同的材料构成上述第1及第2导电性高分子膜，用相同的长度且相 同的材料构成上述第3及第4导电性高分子膜。
5.一种平板层叠型导电性高分子执行器装置，具备多个权利要求1或2所述的平板层叠型导电性高分子执行器，经由上述电解质托 体层将各平板层叠型导电性高分子执行器彼此连接，因上述导电性高分子膜之间赋予电位 差引起的氧化还原反应，相邻的导电性高分子膜的一方膨胀、另一方收缩。
6.根据权利要求5所述的平板层叠型导电性高分子执行器装置，其特征在于，在连接多个权利要求1或2所述的平板层叠型导电性高分子执行器时，通过相互联结 上述固定框而构成。
7.根据权利要求5所述的平板层叠型导电性高分子执行器装置，其特征在于， 在连接多个权利要求1或2所述的平板层叠型导电性高分子执行器时，通过相互联结上述连接构件而构成。
8.根据权利要求5所述的平板层叠型导电性高分子执行器装置，其特征在于，在至少连接3个权利要求1或2所述的平板层叠型导电性高分子执行器时，采用大致 直线联结隔着一个的上述固定框所具备的导电性高分子膜彼此之间并使其带电的构成。
9.根据权利要求1或2所述的平板层叠型导电性高分子执行器，其特征在于， 用一张导电性高分子膜构成上述第1及第4导电性高分子膜，用另一张导电性高分子膜构成上述第3及第2导电性高分子膜，上述第1连接构件和上述第2连接构件一体式连 接，用1个绝缘性的连接构件构成，通过上述绝缘性的连接构件进行保持，使得上述一张导 电性高分子膜和上述另一张导电性高分子膜在中心部相互交差且不相互接触。
10.根据权利要求1或2所述的平板层叠型导电性高分子执行器装置，其特征在于， 上述第1连接构件和上述第2连接构件由同一构件构成，或由不同构件且相互联结的构件构成。
11.根据权利要求5所述的平板层叠型导电性高分子执行器装置，其特征在于， 在连接多个权利要求1或2所述的导电性高分子执行器时，在相邻的上述多个导电性高分子执行器的上述固定框和上述固定框之间，具备衬垫。
12.—种机械手，其配置了权利要求5所述的平板层叠型导电性高分子执行器装置来 作为能弯曲的指的驱动源。
13.—种眼镜，其通过权利要求5所述的平板层叠型导电性高分子执行器装置，使可动 透镜相对透镜架移动。
14.一种平板层叠型导电性高分子执行器的运转方法，其特征在于， 上述导电性高分子执行器，具备第1连接构件，其对第1导电性高分子膜和第2导电性高分子膜相互对置的一方的端 部彼此进行保持；第1固定框，其分别保持上述第1导电性高分子膜和上述第2导电性高分子膜的另一 方的端部；第2连接构件，其对第3导电性高分子膜和第4导电性高分子膜相互对置的一方的端 部彼此进行保持；第2固定框，其分别保持上述第3导电性高分子膜和上述第4导电性高分子膜的另一 方的端部；第1电解质托体层，其配置在上述第1导电性高分子膜和上述第2导电性高分子膜之 间；和第2电解质托体层，其配置在上述第3导电性高分子膜和上述第4导电性高分子膜之间，相邻地配置上述第1固定框和上述第2固定框，使得上述第1导电性高分子膜和上述 第3导电性高分子膜经由上述第1电解质托体层连接，并且，上述第2导电性高分子膜和上述第4导电性高分子膜经由上述第2电解质托体层连接， 上述第1连接构件与上述第2连接构件连接而构成，通过在上述第1导电性高分子膜和上述第3导电性高分子膜之间赋予电位差，因氧化 还原反应而上述第1导电性高分子膜和上述第3导电性高分子膜的一方膨胀、另一方收缩， 通过在上述第2导电性高分子膜和上述第4导电性高分子膜之间赋予电位差，从而因氧化 还原反应而上述第2电性高分子膜和上述第4导电性高分子膜的一方收缩、另一方膨胀，通过上述第1连接构件和上述第2连接构件的连接，使上述第1固定框中的收缩位移 和上述第2固定框中的收缩位移之和成为上述第1固定框和上述第2固定框的相对位移。
全文摘要
本发明提供一种平板层叠型导电性高分子执行器及平板层叠型导电性高分子执行器装置及其运转方法。其中，导电性高分子膜(2a、2b、4a、4b经由连接构件(1)分别与固定框(3a、Sa)连接，将电解质托体层(6)与导电性高分子膜(2a，4b及2b、4a)相连。固定框(3a和5a)受连接构件(1)限制。
文档编号B81B5/00GK101884160SQ200980101188
公开日2010年11月10日 申请日期2009年3月24日 优先权日2008年3月27日
发明者横山和夫, 长光左千男 申请人:松下电器产业株式会社