導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置
【課題】小型で衝撃に強く、軽量化、静音化、省電力化が実現できる導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を提供する。
【解決手段】導電性高分子膜の外側面において、複数の変位機構を設けて、導電性高分子膜の変位機構が設けられた側を凹にして、導電性高分子膜の両端が固定され、変位機構に対面して固体面を所定の間隙を有して設置して、導電性高分子膜に電位差を与えることにより、変位機構が導電性高分子膜の膜厚方向に伸張或いは収縮することによって、駆動する固体面にブレーキとして作用させる。
【解決手段】導電性高分子膜の外側面において、複数の変位機構を設けて、導電性高分子膜の変位機構が設けられた側を凹にして、導電性高分子膜の両端が固定され、変位機構に対面して固体面を所定の間隙を有して設置して、導電性高分子膜に電位差を与えることにより、変位機構が導電性高分子膜の膜厚方向に伸張或いは収縮することによって、駆動する固体面にブレーキとして作用させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報化社会において、モバイル機器は進歩してきており、特に携帯電話などのカメラ機能を有するモバイル機器は、数多く普及してきている。モバイル機器は、小型、軽量、及び、静音であることを筆頭に、省電力駆動が必要条件であり、落下衝撃等の耐久性にも高い性能が求められている。なお、カメラ機能の実現には、光学部品としてレンズが欠かせない。オートフォーカス、あるいはズーム機能を有するカメラは、複数のレンズからなる光学系全体と、フォーカス用レンズ単体（又はレンズ群）フォルダ、あるいはズーム用レンズ単体（又はレンズ群）フォルダとを光軸方向に移動する。カメラは、前記レンズフォルダを保持及び駆動するための装置が設けられている。
【０００３】
しかしながら、前記レンズは落下衝撃に対して非常に弱い材料であり、また合焦のために高精度の位置決めが求められる。このため、モバイル機器の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置は、耐衝撃吸収性を有する精密駆動性能が求められる。また小型、軽量、静音、省電力であることが導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置に求められる。
【０００４】
図１３に、従来のレンズフォルダの駆動装置の一例を示す。従来の駆動装置は、ステッピングモータ５０１３によりウォームギア５０１４を回転させて、ウォームギア５０１４に係合した係合部材５０１５を介してレンズ５００６の駆動と停止をさせ、ステッピングモータ５０１３によりモータ自身にレンズ５００６のホールド機能を持たせている。あるいは、従来の別の駆動装置としては、伝達系としてバックラッシュが防止できかつ非通電時に動かないウォームギア５０１４を用いて、高精度の位置決めを実現している（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
また、図１４に示すようにボイスコイル５１０４を用いてレンズ鏡筒５１０３を駆動し、高速の駆動が可能なものがある（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
また、図１５に示すように、ドラム５２１９に、電気活性ポリマー５２３０により駆動するアクチュエータ５２２３によって、摩擦材５２２１が設けられたブレーキシュー５２２０が、ドラム５２１９に押圧されてブレーキ機能が実行されるものがある（例えば特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−０４５０６８号公報
【特許文献２】特開２００４−２８００３１号公報
【特許文献３】特許第４０６８０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述した構成の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置にも課題がある。
【０００９】
特許文献１は、ウォームギア５０１４を用いたレンズ駆動であるが、ウォームギア５０１４が大きいので装置が大型化し、軽量化も困難であるという問題があった。
【００１０】
特許文献２は、ボイスコイル５１０４を用いたレンズ駆動によって、レンズ鏡筒５１０３をバネ部材を用いて支持する構造であるので、小型、静音が図れるが、その姿勢差によりレンズの移動距離が変化してしまい、制御が困難となる。また、レンズの保持には、ボイスコイル５１０４に連続通電が必要で、消費電力が高いという問題があった。レンズ駆動装置としては、小型化、静音化、駆動速度の点においてボイスコイルが注目されている。レンズ駆動装置の保持装置は、高速駆動の障害にならず、外力による衝撃を吸収でき、小型化が可能な、例えば自転車のシューブレーキのような構成が望まれるが、シューを駆動させるメカニズムが別途必要である課題は、上述の特許文献１と同様の大型化の課題を有する。
【００１１】
特許文献３は、電気活性ポリマー５２３０により、摩擦材５２２２１が設けられたブレーキシュー５２２０を駆動して、ブレーキ機能を働かせるものである。このため、静音化が図られるが、ブレーキシュー５２２０を移動させるには、電気活性ポリマー５２３０には大きな体積変化が必要条件となる。また、そのためには、電気活性ポリマー５２３０の長手方向に十分な大きさが必要であり、ドラム５２１９内に納めるには寸法的に限界があり、逆に、電気活性ポリマー５２３０に大きな体積変化を起こさせるために数ｋＶ以上の高電圧を掛けることが必要となり、家電機器としての小型化又は安全性確保には不適切である。
【００１２】
従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、小型で衝撃に強く、軽量化、静音化、省電力化が実現できる導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、前記の問題を解決するためになされたものであり、以下のように構成する。
本発明の第１態様によれば、第１導電性高分子膜と第２導電性高分子膜とが電解質托体層を介して接続されるように面対向させ、前記第１導電性高分子膜の外側面に第１ブレーキ固体面に対向しかつ前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に伸縮駆動可能な第１変位機構を設けて、前記第１導電性高分子膜の第１変位機構が設けられた側を凹にして、前記第１導電性高分子膜の両端が固定され、
前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜の間に電位差を与えて前記第１導電性高分子膜が収縮或いは膨張させることにより、前記第１変位機構が前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に伸縮して前記第１ブレーキ固体面に接離し、ブレーキ動作又はブレーキ動作解除を行なうことを特徴とする導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
よって、本発明によれば、例えば間隙を有して面する第１ブレーキ固体面に対して、電荷を加えて導電性高分子膜の膜厚方向に第１変位機構が収縮及び伸張することによって、駆動するブレーキ固体面にブレーキとして作用させる導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置に関するもので、導電性高分子膜が薄いことから、小型で衝撃に強く、軽量化、静音化、省電力化が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細を説明する前に、本発明の種々の態様について説明する。
【００１６】
本発明の第１態様によれば、第１導電性高分子膜と第２導電性高分子膜とが電解質托体層を介して接続されるように面対向させ、前記第１導電性高分子膜の外側面に第１ブレーキ固体面に対向しかつ前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に伸縮駆動可能な第１変位機構を設けて、前記第１導電性高分子膜の第１変位機構が設けられた側を凹にして、前記第１導電性高分子膜の両端が固定され、
前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜の間に電位差を与えて前記第１導電性高分子膜が収縮或いは膨張させることにより、前記第１変位機構が前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に伸縮して前記第１ブレーキ固体面に接離し、ブレーキ動作又はブレーキ動作解除を行なうことを特徴とする導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を提供する。
【００１７】
本発明の第２態様によれば、前記第１変位機構は、一端が前記第１導電性高分子膜の溝部に嵌め込まれた第１アーム部と、前記第１アーム部に対して屈曲して連結された第２アーム部とを有する板状のアーム部材と、前記第１導電性高分子膜の前記外側面に摺動可能に載置され、一端部に前記アーム部材の前記第１アーム部が常時接触し、接触部分が支点となって前記アーム部材が支点回りに回動して、前記第２アーム部の先端が前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に進退して、前記第１変位機構が前記第１導電性高分子膜の前記膜厚方向に伸縮する、第１の態様に記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を提供する。
このような構成によれば、第１導電性高分子膜の収縮方向及び膨張方向の双方向において第１変位機構が収縮及び伸張する構成により、小型で衝撃に強く、軽量化、静音化が可能な導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を得ることができる。
【００１８】
本発明の第３態様によれば、前記第２導電性高分子膜の外側面に第２ブレーキ固体面に対向しかつ前記第２導電性高分子膜の膜厚方向に伸縮駆動可能な第２変位機構を設けて、
前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜の間に電位差を与えることにより、酸化還元反応により前記第２導電性高分子膜が膨張或いは収縮することにより、前記第２変位機構が伸縮して前記第２ブレーキ固体面に接離し、ブレーキ動作又はブレーキ動作解除を行なうとともに、
前記第１変位機構と前記第２変位機構の外側に設けられて、前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜と前記電解質托体層と前記第１変位機構と前記第２変位機構とを包含する保護ケーシングを備える、第１又は２の態様に記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を提供する。
このような構成によれば、第１及び第２変位機構が収縮及び伸張する両方の方向に、前記保護ケーシングが移動する構成により、第１導電性高分子膜、第２導電性高分子膜、第１変位機構、第２変位機構、及び電解質托体層を、変形しない剛性の高い保護ケーシング内に収納でき、耐環境性を高くすることが可能で、また非ブレーキ時に前記固体面から確実に保護ケーシングを離脱することが可能な導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を得ることができる。
また、このような構成によれば、保護ケーシングにより、高いブレーキ性能が実現可能な導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を得ることができる。
【００１９】
本発明の第４態様によれば、前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜の間に電位差を与えることにより、酸化還元反応により前記第１導電性高分子膜が膨張することにより、前記第１変位機構が前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に収縮する、第１〜３の態様のいずれか１つに記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を提供する。
このような構成によれば、ブレーキが機能している際に電位差を与える必要がない構成により、省電力な導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を得ることができる。
【００２０】
本発明の第５態様によれば、前記第１導電性高分子膜の両端を接続することでお互いに固定し、前記第１導電性高分子膜の前記第１変位機構が設けられた側を内側に円環形状に配置し、前記第１導電性高分子膜を前記ブレーキ固体面の駆動方向と同じ方向へは移動できないように支持するブレーキ支持体を備える、第１〜４の態様のいずれか１つに記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を提供する。
このような構成によれば、複数の前記第１変位機構の全てが、前記ブレーキ固体面にほぼ同時にかつほぼ均一に接触押圧することが可能となるブレーキ機能が実現できる構成により、効果的な導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を得ることができる。
【００２１】
本発明の第６態様によれば、前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜の間に電位差が無い状態で前記保護ケーシングを介して前記第２変位機構は前記第２ブレーキ固体面に接触してブレーキ動作を行なう一方、前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜の間に電位差を与えることにより、酸化還元反応により前記第２導電性高分子膜が膨張或いは収縮することにより、前記第２変位機構が前記第２導電性高分子膜の膜厚方向に収縮して前記第２ブレーキ固体面から離れてブレーキ動作解除を行なう、第３の態様に記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を提供する。
このような構成によれば、ブレーキが機能している際に電位差を与える必要がない構成により、省電力な導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を得ることができる。
【００２２】
本発明の第７態様によれば、前記変位機構を複数個、環状に配置されて、前記酸化還元反応により前記第１導電性高分子膜が膨張或いは収縮することにより、前記全ての変位機構が前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に伸縮して前記第ブレーキ固体面に接離する、第１〜６の態様のいずれか１つに記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を提供する。
このような構成によれば、複数の前記変位機構の全てが、前記ブレーキ固体面にほぼ同時にかつほぼ均一に接触押圧することが可能となるブレーキ機能が実現できる構成により、効果的な導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を得ることができる。
【００２３】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１Ａ〜３Ｃは、本発明における第１実施形態の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置における変位機構６の図である。図１Ａは、第１実施形態の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を構成する変位機構６が３個配置された状態の斜視図である。図１Ｂは、図１Ａの３個の変位機構６のうちの１個の変位機構６などを分解した状態を示す斜視図である。
【００２５】
図１Ａにおいて、第１及び第２導電性高分子膜１，２は、それぞれ、酸化還元反応に伴って膨張収縮変形する導電性高分子より構成している。各導電性高分子の形状は、矩形、例えば長方形の伸縮体で、膜状である。第１及び第２導電性高分子膜１，２を構成する導電性高分子としては、ポリピロール、又は、ポリアニリン等が利用可能であるが、ポリピロールは変位量が大きい点で望ましい。
【００２６】
第１及び第２導電性高分子膜１，２の厚みは、それぞれ５μｍから３０μｍ程度であるのが望ましい。材質にも大きく依存するが、５μｍより薄いと強度的に弱く、３０μｍより厚いと内部までイオンの出入りが困難となるため発生変位が小さくなり、同時に動作速度も低下するため、適切ではない。
【００２７】
そして、第１導電性高分子膜１と第２導電性高分子膜２とが、ゲル状のイオン液体である電解質托体層３を介して接続されるように面対向して配置されて、導電性高分子アクチュエータ２０を構成している。なお、液体もしくはゲル状の電解質托体層３としては、室温で溶融している塩として定義されるイオン液体が使用される。イオン液体は、新たな機能性液体として注目されているが、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム又はビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドが知られており、陽イオンと陰イオンの電荷が非局在化することで、両者間のクーロン力が小さく、室温において液体状態となり得る。イオン液体は、蒸気圧が低く蒸発損失がほとんど無く、難燃性であり、熱・酸化安定性に優れるものが多く、潤滑性能も高い。このイオン液体を絶縁シートに塗布して、電解質托体層３として使用する、或いはイオン液体自身をゲル化することによって、電解質托体層３を形成させる。ゲル状のイオン液体である電解質托体層３の厚みは５μｍから５０μｍ程度が望ましい。電解質托体層３の厚みが５０μｍより厚いと導電性高分子膜１と２が離れて、導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置全体が必要以上に、厚くなる。逆に、電解質托体層３の厚みが５μｍより薄過ぎると、電解質托体層３中に含まれるイオンが少なくなり、駆動力や変位量が低下する。ここで、電解質托体層３はゲル状であるので、接する導電性高分子膜１，２とは接合しておらず、互いに摺動することが可能となっている。
【００２８】
本第１実施形態の実施例としては、厚さ１５μｍの第１及び第２導電性高分子膜１，２を使用した。ここで、第１及び第２導電性高分子膜１，２の他の寸法は、共に長さは約３８ｍｍ、幅は５ｍｍのものを一例として使用した。また、厚さ３０μｍの電解質托体層３を使用した。
【００２９】
また、第１導電性高分子膜１の外側面１ａにおいて、複数の（例えば図１Ａでは３個の）変位機構６を設けて、全ての変位機構６，…，６が一斉にほぼ同時に駆動可能としている。変位機構６は、アーム部材の一例としての、一対の変位アーム部材４と、ベース部材の一例としての変位ベース部材５とで構成している。変位アーム部材４と変位ベース部材５とは、互いに接触しても弾性変形又は塑性変形せず、駆動力を確実に発生させる程度に剛性を有するものである。変位アーム部材４及び変位ベース部材５の材質としては、耐腐食性が条件である。そこで、これらの材質としては、電解質托体層３を構成するイオン液体はアクリル系を溶融するので、軽量なアクリル樹脂は使用できない。また、金属も耐腐食性の観点から好ましくない。そこで、変位アーム部材４及び変位ベース部材５の材質としては、一例として、腐食性も考慮し、また軽量で加工し易い材質として、チーク材がある。摩擦係数が低いことも望ましいので、テフロン（登録商標）も使用できるが、この場合には、簡単な形状である、変位アーム部材４又は変位ベース部材５を選定することが好ましい。なお、加工性やコストの観点で、やむを得ず金属を使用する場合には、変位アーム部材４は板金加工が有望で、図１Ｃなどの形状が適している。
【００３０】
変位アーム部材４は、大略９０度に屈曲したＬ字形状の板部材をしており、根元側の短い板状の第１アーム部４ａと先端側の長い板状の第２アーム部４ｂとを有する。
【００３１】
変位ベース部材５は、長手方向の両端部５ａ，５ｂを、上下に傾斜面を有して中央部が湾曲して突出した凸部で構成している板部材である。
【００３２】
ここでは、変位ベース部材５の両端に、変位アーム部材４，４を設けたものを一例として使用している。各変位アーム部材４は前記したようにＬ字形状をしており、根元側の短い第１アーム部４ａと先端側の長い第２アーム部４ｂとを有する、所謂、テコの原理で根元側の第１アーム部４ａの変位量を先端側の第２アーム部４ｂでの大きな変位量に拡大可能なものである。
【００３３】
図１Ｂは、図１Ａに示した変位機構６の一部を分解して示した図である。各変位アーム部材４の第１アーム部４ａの先端は、第１導電性高分子膜１に接合されている。ここでは、第１導電性高分子膜１に溝部１ｃを設け、溝部１ｃに第１アーム部４ａの先端（下端）の一部が埋め込まれた（例えば、嵌め込まれた）構成としているが、さらに、柔軟な接着材料で接合することも可能である。柔軟な接着剤とは、例えばエポキシ樹脂系の接着剤が使用できる。
【００３４】
ここで、各変位アーム部材４は、先端側の長い第２アーム部４ｂが浮いた状態で第１導電性高分子膜１に接合しているが、根元側の短い第１アーム部４ａを接合する第１導電性高分子膜１上の溝部１ｃが第１導電性高分子膜１の外側面１ａに対して斜めに設けることで、前記した接合を実現可能としている。
【００３５】
また、一対のアーム部材４，４が嵌め込まれる導電性高分子膜１の溝部１ｃ，１ｃの位置は、変位ベース部材５の両端部５ａ，５ｂの凸部先端の下方で、凸部先端よりもやや内向き（変位ベース部材５の中心部５ｃ側）に入り込んだ位置となっている。よって、溝部１ｃ，１ｃに一対の第１アーム部４ａ，４ａの下端がそれぞれ嵌め込まれると、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、第２アーム部４ｂ，４ｂが、それぞれの先端から第１アーム部４ａ，４ａとの連結部に向けて第１導電性高分子膜１側に傾斜した傾斜面をそれぞれ形成するようになる。
【００３６】
一方、変位ベース部材５は導電性高分子膜１上に載置され、接合はしていない。そして、一対の変位アーム部材４，４の第１アーム部４ａ，４ａの先端の近傍部分が、変位ベース部材５の両端部５ａ，５ｂで接している。変位ベース５部材は、例えば摩擦抵抗の少なく、耐腐食性の高い材料として、テフロン（登録商標）を使用することが望ましい。
【００３７】
このように構成しているため、第１導電性高分子膜１が収縮する場合（図１Ａの矢印１００の方向に移動する場合）には、第１導電性高分子膜１と変位ベース部材５との接触面は互いに摺動するが、各変位アーム部材４のアーム部４ａの先端は、第１導電性高分子膜１の溝部１ｃに嵌め込まれているため、第１導電性高分子膜１により移動する。すなわち、第１導電性高分子膜１の収縮（図１Ａの矢印１００の方向の移動）に伴い、溝部１ｃと溝部１ｃとの間隔が、変位ベース部材５の両端部５ａ、５ｂ間の間隔よりも小さくなる。すると、変位アーム部材４，４の第１アーム部４ａ，４ａの先端近傍の部分と、変位ベース部材５の両端部５ａ、５ｂとの接触部分が支点となり、この支点回りに、てこの原理により、変位アーム部材４，４の第１アーム部４ａ，４ａの先端が互いに近づく方向に回動する。言い換えれば、支点回りに、てこの原理により、変位アーム部材４，４の第２アーム部４ｂ，４ｂの対向する先端が互いに遠ざかる方向（図１Ａの矢印１０１の方向）に回動する。逆に、第１導電性高分子膜１の伸張（図１Ａの矢印１００の方向とは逆方向の移動）に伴い、溝部１ｃと溝部１ｃとの間隔が、収縮していた場合の間隔よりも大きくなる。すると、変位アーム部材４，４のアーム部４ａ，４ａの先端近傍の部分と、変位ベース部材５の両端部５ａ、５ｂとの接触部分が支点となり、この支点回りに、てこの原理により、変位アーム部材４，４の第１アーム部４ａ，４ａの先端が互いに遠ざかる方向に回動する。言い換えれば、支点回りに、てこの原理により、変位アーム部材４，４の第２アーム部４ｂ，４ｂの対向する先端が互いに近づく方向（図１Ａの矢印１０１とは逆方向）に回動する。
【００３８】
（変位機構の変形例）
前記変位機構６は、前記した構成に限定されるものではなく、下記のように、種々の態様で実施できる。
【００３９】
例えば、図１Ｃに示すように、各変位アーム部材４は、大略９０度に屈曲したＬ字形状の板部材に限定されるものではなく、屈曲部分が湾曲した変位アーム部材４Ｄでもよい。この変形例では、変位ベース部材５の両端部５ａ，５ｂの凸部の曲率が所定の値に形成し難い場合に、変位アーム部材４Ｄを湾曲した形状とすることで、スムーズな駆動を発揮させることができる。
【００４０】
また、図１Ｄに示すように、各変位アーム部材４の第１アーム部４ａと第２アーム部４ｂとの屈曲角度は９０度に限らず、鋭角でもよい。この変形例では、図１Ａと異なり、変位アーム部材４の屈曲部が、直角に近い角度ではなく、鋭角になっており、変位ベース部材５の端部５ａ，５ｂと第１導電性高分子膜１の外側面１ａとの間に、変位アーム部材４，４の第１アーム部４ａ，４ａの先端が第１導電性高分子膜１の外側面１ａに対して鋭角に挿入されて溝部１ｃ，１ｃ内に嵌め込まれるので、変位アーム部材４，４が第１導電性高分子膜１により確実に保持される。
【００４１】
また、図１Ｅに示すように、変位アーム部材４Ｆ，４Ｆの第１アーム部４ａ，４ａに対する第２アーム部４ｂ，４ｂの屈曲方向は、第２アーム部４ｂ，４ｂの先端同士が互いに対向する方向ではなく、第２アーム部４ｂ，４ｂの先端同士が相反する方向に向けられ、かつ、第１アーム部４ａ，４ａに対して第２アーム部４ｂ，４ｂが鈍角に屈曲していてもよい。この場合、第１アーム部４ａ，４ａ同士の間隔を小さくするため、変位ベース部材５を図１Ａの場合よりも短くしている。この例では、第１導電性高分子膜１が収縮する場合ではなく、第１導電性高分子膜１が伸張する場合（図１Ｅの矢印１０２の方向に移動する場合）に、溝部１ｃと溝部１ｃとの間隔が、変位ベース部材５の両端部５ａ、５ｂ間の間隔よりも大きくなる。すると、変位アーム部材４Ｆ，４Ｆの第１アーム部４ａ，４ａの先端付近の部分と、変位ベース部材５Ｆの両端部５ａ、５ｂとの接触部分を支点となり、この支点回りに、てこの原理により、変位アーム部材４Ｆ，４Ｆの第１アーム部４ａ，４ａの先端が互いに遠ざかる方向（図１Ｅの矢印１０３の方向）に回動する。逆に、第１導電性高分子膜１が収縮する場合（図１Ｅの矢印１０２の方向とは逆方向に移動する場合）には、溝部１ｃと溝部１ｃとの間隔が、伸張していた場合の間隔よりも小さくなる。すると、変位アーム部材４Ｆ，４Ｆの第１アーム部４ａ，４ａの先端付近の部分と、変位ベース部材５Ｆの両端部５ａ、５ｂとの接触部分を支点となり、この支点回りに、てこの原理により、変位アーム部材４Ｆ，４Ｆの第１アーム部４ａ，４ａの先端が互いに近づく方向（図１Ｅの矢印１０３の方向とは逆方向）に回動する。
【００４２】
この図１Ｅの変形例では、図１Ｄの変形例とは逆に、各変位アーム部材４Ｆの屈曲が鈍角になっており、変位ベース部材５の、第１導電性高分子膜１の長手方向と同方向の長さを短くすることができる。また、第１導電性高分子膜１の伸縮と各変位アーム部材４Ｆの上下の動きに関して、他の変位アーム部材４とは逆方向の動作を行わせることができる。
【００４３】
また、図１Ｆに示すように、変位機構６は、２本の変位アーム部材４，４で構成するものに限らず、１本の変位アーム部材４Ｇで構成するようにしてもよい。この場合、変位ベース部材５Ｇの一方の端部５ｂは前記変位ベース部材５と同じであるが、他方の端部の下面には、第１導電性高分子膜１の外側面１ａの係止溝１ｄに係止する係止突起５ｄを有して、変位ベース部材５Ｇが第１導電性高分子膜１の外側面１ａに係止されている。これにより、第１導電性高分子膜１が収縮する場合（図１Ｆの矢印１００の方向に移動する場合）に、溝部１ｃと係止溝１ｄとの間隔が、変位ベース部材５Ｇの一端部５ｂと係止突起５ｄと間の間隔よりも小さくなる。すると、変位アーム部材４Ｇの第１アーム部４ａの先端付近の部分と、変位ベース部材５Ｇの一端部５ｂとの接触部分を支点となり、この支点回りに、てこの原理により、変位アーム部材４Ｇの第１アーム部４ａの先端が係止突起５ｄ側に向く方向（図１Ｅの矢印１０１の方向）に時計回りに回動する。逆に、第１導電性高分子膜１が伸張する場合（図１Ｆの矢印１００の方向とは逆方向に移動する場合）に、溝部１ｃと係止溝１ｄとの間隔が、収縮していた場合の間隔よりも大きくなる。すると、変位アーム部材４Ｇの第１アーム部４ａの先端付近の部分と、変位ベース部材５Ｇの一端部５ｂとの接触部分を支点となり、この支点回りに、てこの原理により、変位アーム部材４Ｇの第１アーム部４ａの先端が係止突起５ｄ側から離れる方向（図１Ｅの矢印１０１の方向とは逆方向）に反時計回りに回動する。
【００４４】
この図１Ｆの変形例では、変位アーム部材４Ｇが、片側だけの場合であり、変位ベース部材５Ｇを第１導電性高分子膜１に係止突起５ｄと係止溝部１ｄとで固定する必要があるが、変位アーム部材４Ｇは１個のみで駆動することができて、構造が簡単なものとなる。また、変位アーム部材４Ｇの第２アーム部４ｂの長さを他のアーム部材４の第２アーム部４ｂの長さよりも長くすることができて、駆動変位を長くすることも可能である。
【００４５】
また、図１Ｇに示すように、てこの支点として機能する、アーム部材４，４の第１アーム部４ａ，４ａの先端付近の部分と、変位ベース部材５の両端部５ａ、５ｂとの接触部分は、図１Ａに示すように凸部と平面とが単に接触するものに限らず、係合構造としてもよい。すなわち、各アーム部材４Ｈの第１アーム部４ａ，４ａの先端付近に係合突起４ｈ，４ｈを形成し、変位ベース部材５Ｈの両端部５ａ、５ｂには、係合突起４ｈ，４ｈが回動自在に係合する係合凹部５ｈ，５ｈを備えるようにしてもよい。この変形例では、変位アーム部材４Ｈと変位ベース部材５Ｈとの接触部分を強化することができ、支点が容易に外れないため、変位アーム部材４Ｈの動作をより確実に行うことができる。
【００４６】
また、図１Ｈに示すように、てこの支点として機能する、アーム部材４，４の第１アーム部４ａ，４ａの先端付近の部分と、変位ベース部材５の両端部５ａ、５ｂとの接触部分を、別の係合構造としてもよい。すなわち、各アーム部材４Ｉの第１アーム部４ａ，４ａの先端付近に係合凹部４ｉ，４ｉを形成し、変位ベース部材５Ｉの両端部５ａ、５ｂには、係合凹部４ｉ，４ｉが回動自在に係合する係合突起５ｉ，５ｉを備えるようにしてもよい。この変形例では、変位アーム部材４Ｉと変位ベース部材５Ｉとの接触部分を強化することができ、支点が容易に外れないため、変位アーム部材４Ｉの動作をより確実に行うことができる。
【００４７】
（導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の動作）
図２の（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）は、図１Ａ及び図１Ｂの第１実施形態の導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置へ可変直流電源４２から電圧を印加したりしなかったりするときの動作の一例を示す、図１ＡのＡ−Ａ線の断面図である。図２の（Ａ）は、可変直流電源４２から正電圧（例えば、＋１．５Ｖ）を第１導電性高分子膜１に印加した状態、図２の（Ｂ）は、可変直流電源４２から電圧を第１及び第２導電性高分子膜１，２に印加する前の状態（電圧を第１及び第２導電性高分子膜１，２に印加していない状態）、及び、図２の（Ｃ）は、可変直流電源４２から負電圧（例えば、−１．５Ｖ）を第１導電性高分子膜１に印加した状態をそれぞれ示している
【００４８】
図２の（Ａ）及び図２の（Ｃ）に示すように、第１導電性高分子膜１と第２導電性高分子膜２の間に電位差を与え、酸化還元反応を発生させることにより、第１導電性高分子膜１が膨張或いは収縮し、第２導電性高分子膜２が収縮或いは膨張する。すると、各変位アーム部材４は、第１導電性高分子膜１の膜厚方向（Ｚ方向）に、収縮或いは伸張する（ここでは、各変位アーム部材４自体が収縮或いは伸張するのではなく、第１導電性高分子膜１の膜厚方向（Ｚ方向）に対して、突出する量が減少或いは増加することを、「収縮或いは伸張する」と称している。）。
【００４９】
まず、図２の（Ｂ）と（Ｃ）では、各部の寸法を示している。図２の（Ｂ）は、変位ベース部材５の両端部５ａ、５ｂに設けられた変位アーム部材４の第１アーム部４ａの先端の外側縁部４ｃを基点に寸法を示している。すなわち、外側縁部４ｃから変位ベース部材５の中心部５ｃまでを長さＬとし、外側縁部４ｃから、対向する変位ベース部材４の両端部の屈曲部分の外側端面までを２Ｌとする。図２の（Ｃ）は、変位アーム部材４のアームの長さを示しているが、短い方の第１アーム部４ａが変位ベース部材５に接する部分（支点部分）から第１導電性高分子膜１の外側面１ａまでの長さをｍ、長い方の第２アーム部４ｂの長さをｎとし、その比をＸ＝ｎ／ｍと表現して、拡大率と呼ぶ。
【００５０】
図２の（Ｂ）は、第１及び第２導電性高分子膜１と２の間には電位差が無い場合を示している。電位差が無い場合、変位アーム部材４の第２アーム部４ｂは、少し上昇している。この上昇分については図２の（Ｃ）を用いて説明する。
【００５１】
図２の（Ｃ）において、電位差としては−１．５Ｖを第１導電性高分子膜１に印加している。この電位差では、第１導電性高分子膜１側に−１．５Ｖの負電圧、第２導電性高分子膜２側を０Ｖとして印加しており、この状態で、変位アーム部材４の第２アーム部４ｂが、変位ベース部材５に接するように、第２アーム部４ｂが最も縮んでいる（実際には、第２アーム部４ｂ自体が縮むのではなく、第２アーム部４ｂが変位ベース部材５の上面沿いに配置された状態となっている）。
【００５２】
これに対して、図２の（Ｂ）では、第１及び第２導電性高分子膜１と２の間には電位差は無いが、図２の（Ｃ）と比し、１．５Ｖ増加することになる。この１．５Ｖ増加分による第１導電性高分子膜１が収縮した変位量δ分だけ、各変位アーム部材４が、拡大率×変位量＝Ｘ・δだけ、変位ベース部材５の膜厚方向に変位ベース部材５から突出していることになる。
【００５３】
さらに図２の（Ａ）では、図２の（Ｂ）と比して、＋１．５Ｖの正電圧が第１導電性高分子膜１に印加されており、図２の（Ｃ）とは逆電位で、第１導電性高分子膜１は、さらにδだけ収縮する。つまり、図２の（Ｃ）と比して、変位アーム部材４はＸ・２δだけ、変位ベース部材５の厚さ方向に変位ベース部材５から突出する。 ここで、図２の（Ａ）において、図２の（Ｂ）の電位差が無い状態と比して、導電性高分子膜１が長さ方向に、寸法Δだけ、収縮していることも記述しておく。
【００５４】
（導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置）
次に、前述した変位機構６の変位アーム部材４の突出動作を活用する導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を説明する。図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃには、第１実施形態の導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２を示し、ブレーキ機能の動作原理を示すもので、図２と同様に、図１Ａに示したＡ−Ａ線の断面図である。３個の変位機構６，６，６は、一定の間隙を有して相対的に駆動する一対の対向する第１及び第２ブレーキ固体面８ａ，８ｂの間に挿入して、導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２として使用する。すなわち、３組の一対の変位アーム部材４，４に対面して、第１ブレーキ固体面８ａを対向させ、第２導電性高分子膜２に接して第２ブレーキ固体面８ｂを設けている。ブレーキ固体面８ａと８ｂは一定の間隙を維持しており、第１及び第２導電性高分子膜１と２に可変直流電源４２から電荷を加えて、第１導電性高分子膜１の伸張及び収縮に伴い、各変位アーム部材４の第２アーム部４ｂの先端を第１導電性高分子膜１の膜厚方向に収縮及び伸張させる（各変位機構６を収縮及び伸張させる）ことによって、駆動するブレーキ固体面８ａに接触させ、ブレーキとして作用させる。ここでは、一方のブレーキ固体面（第２ブレーキ固体面）８ｂに変位機構６，６，６が支持されており、変位機構６，６，６の変位により、他方のブレーキ固体面（第１ブレーキ固体面）８ａに変位機構６，６，６を接触させてブレーキ動作させるか、又は、ブレーキ固体面８ａから変位機構６，６，６を離してブレーキ動作を解除させるようにするものである。よって、第１実施形態の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置では、ブレーキ固体面８ａのみ必要で、ブレーキ固体面８ｂは不要であるが、ここでは動作説明のために設けている。
【００５５】
電圧の印加に関しては、図２の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）と、図３Ａ、図３Ｂが対応している。つまり、図３Ｂは第１及び第２導電性高分子膜１と２に電位差が無い状態である。逆に、図２の（Ａ）と大きく異なるのが、図３Ａである。図２の（Ａ）では各変位アーム部材４は、第１導電性高分子膜１の収縮する変位量２δに応じて、Ｘ・２δだけ変位ベース部材５から第１導電性高分子膜１の膜厚方向に突出している。しかしながら、図３Ａにおいては、ブレーキ固体面８ａがブレーキ固体面８ｂから一定の間隙を有して存在し、かつブレーキ固体面８ａと図３Ｂの時点でのブレーキ固体面８ａと変位ベース部材５との距離はＸ・２δよりも小さく設定している。そのため、変位アーム部材４の第２アーム部４ｂの先端がブレーキ固体面８ａの方に伸張していき、ブレーキ固体面８ａに接する時点から、各変位アーム部材４の第２アーム部４ｂの先端の突出量がブレーキ固体面８ａで規制されて各変位アーム部材４の第２アーム部４ｂの先端の変位は一定となる。このとき、各変位アーム部材４の変位が一定となり、各変位アーム部材４が移動できずに規制される結果、第１導電性高分子膜１の収縮も停止されてしまい、第１導電性高分子膜１内の歪が増加することになる。図２の（Ａ）に対して、変位量β分だけ、第１導電性高分子膜１の変位は小さくなり、印加電圧がゼロ時点からの変位量はＸ・２δではなく、Ｘ・（２δ−β）と少し小さくなる。そして、後述するが、変位量βに相当する歪が第１導電性高分子膜１に生じて、弾性係数から算出される応力が生じることになる。なお、第１導電性高分子膜１の収縮も、寸法Δではなく、変位アーム部材４の総数Ｎ個分のβ分を差し引いた、Δ−Ｎ・βだけ収縮している。また、後述するが最終的な第１実施形態では、変位アーム部材４は保護ケーシング１６で覆われているため、βはより大きくなる。
【００５６】
（レンズフォルダへの応用例）
具体的な構成と動作について、第１実施形態の導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２のレンズフォルダへ応用した一例によって、図４Ａ〜図４Ｄ、図５、図６を用いて示す。
【００５７】
図４Ａ及び図４Ｂは、ボイスコイルモータ駆動形式の小型レンズフォルダ駆動装置の断面図である。固定された円筒状のマグネット９に対面して円筒状のコイル１０が設置され、コイル１０は円筒状のレンズフォルダ１１と接続されている。コイル１０への通電により生じる電場とマグネット９の作用で、レンズフォルダ１１は、図４Ａの矢印で示す上下に移動する。この構成において、マグネット９とコイル１０との間隙に、第１実施形態の導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２を設ける。第１導電性高分子膜１と電解質托体層３と第２導電性高分子膜２とで構成されるアクチュエータ２０の両端が互いに接続されて、図４Ｃに示すように、円環形状に構成されている。図４Ｃは、導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置の断面図であるが、前記変位機構６を円周上に１２個等間隔に並べて配置し、変位機構６を半径方向に拡大して図示している。また、図４Ｄはボイスコイルモータ駆動形式の小型レンズフォルダ全体の斜視図である。レンズフォルダ１１はほぼ円筒形状をしており、レンズフォルダ１１の中心軸と同心状に、１２個の保護ケーシング１６と、円筒状のマグネット９と、そして円筒状のコイル１０とが配置されている。図４Ａと図４Ｂにおいて、９ａはヨークである。すなわち、例えば、図３Ａ〜図３Ｃでの一方のブレーキ固体面８ｂがマグネット９に、他方のブレーキ固体面８ａがコイル１０に対応すると考える。図４Ｄでは、マグネット９の磁力線を集中させるためのヨーク９ａは省略して図示している。なお、図４Ｄでは、マグネット９とコイル１０とは円筒状をしたものを使用しているが、円周方向に複数に分割されているものでも以下に説明する効果と同様な効果がある。
【００５８】
保護ケーシング１６は、絶縁性の変形しない剛性の高い材料で構成し、第１導電性高分子膜１と第２導電性高分子膜２と各変位機構６と電解質托体層３とを収納する筒形状の部材である。保護ケーシング１６の外側表面は摩擦係数を高くし、マグネット９或いはコイル１０の移動方向に対してブレーキ力が達成できるようにするのが好ましい。このようにアクチュエータ２０の変位部分を保護ケーシング１６で収納することにより、耐環境性を高くすることが可能であり、かつ、非ブレーキ時にブレーキ固体面８ａから確実に変位機構６を保護ケーシング１６とともに離脱させることが可能となる。保護ケーシング１６の外面側の摩擦係数を高くするため、例えば、アルミナコーティングを行なっている。よりコストダウンするためには、保護ケーシング１６の表面を一気にプラズマ処理する方法もある。別の例としては、保護ケーシング１６の表面を、サンドペーパ等で表面粗さを高くする機械的な処理方法で仕上げることもできる。摩擦係数は、一例として、０．８以上くらいまで高くするのが好ましく、一般的には、小型レンズフォルダの重さ又は小型レンズフォルダに掛かる応力等が影響するため、対象物に応じて、適切に調整するのが好ましい。また、保護ケーシング１６の具体的な一例としては、テフロン（登録商標）の薄膜が適している。テフロン（登録商標）の薄膜であれば、耐腐食性も高く、厚さ５０μｍ程度以下になれば、フレキシブルなシートとして使用できて、好ましい。なお、保護ケーシング１６，１６同士の間隔があいているが、これは円環状にする際に保護ケーシング１６，１６が相互に接触しないような間隔であることが望ましい。
【００５９】
このように構成しているアクチュエータ２０を小型レンズフォルダ駆動装置に取り付けるとき、アクチュエータ２０の幅方向に対向して配置された一対のブレーキ支持体１７，１７により、各保護ケーシング１６がコイル１０の駆動方向と同じ方向へは移動できないように、各保護ケーシング１６の両側部（図４Ａ及び図４Ｂの導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２の上下の両側、図４Ｃの各保護ケーシング１６の紙面貫通方向の両側）をマグネット１０側に支持している。
【００６０】
このように構成することにより、第１及び第２導電性高分子膜１と２に所定の電圧を印加することで、第１導電性高分子膜１自身の収縮による半径方向への収縮及び変位アーム部材４の伸張により、各保護ケーシング１６はコイル１０へ接触してコイル１０を押圧する。ここで、各保護ケーシング１６はブレーキ支持体１７により支持されているため、コイル１０の駆動方向へは動けない。これにより、例えばレンズフォルダ１１の移動時にレンズフォルダ１１を停止させたい位置で早期にレンズフォルダ１１を固定したい場合、又はレンズフォルダ１１を移動した後に所定の位置でレンズフォルダ１１の停止を維持する場合、又はコイル１０への通電をオフにしてもレンズフォルダ１１を所定の位置に固定したい場合には、第１及び第２導電性高分子膜１と２に通電することで各変位アーム部材４を突出させて、各保護ケーシング１６はコイル１０へ接触してコイル１０を押圧し、マグネット９とコイル１０との間隙を埋める。このように動作することにより、レンズフォルダ１１にブレーキを掛けることが実現できる。逆に、第１及び第２導電性高分子膜１と２に対する通電をオフにすることで各変位アーム部材４の突出を無くし、各保護ケーシング１６はコイル１０から離れてコイル１０に対する押圧を解除し、マグネット９とコイル１０との間隙をあける。このように動作することにより、レンズフォルダ１１に対するブレーキを解除することができ、レンズフォルダ１１は移動可能な状態となる。図４Ａは、第１及び第２導電性高分子膜１と２への通電前の様子であり、図４Ｂは第１及び第２導電性高分子膜１と２への通電後の様子である。ここで、例えば、コイル１０の外径は１２ｍｍである。
【００６１】
以下、実施例について説明する。
【００６２】
（実施例１）
第１及び第２導電性高分子膜１，２の材料は、ポリピロールであり、寸法は共に長さ３７．８ｍｍ、幅は５ｍｍのものを使用しているが、第１及び第２導電性高分子膜１，２の両端はそれぞれ互いに接続されて、円環形状になっている。
【００６３】
電解質托体層３の材料は、イオン液体として前述した１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム又はビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドであり、このイオン液体をゲル化したものを使用し、寸法は、長さは３７ｍｍ、幅は５ｍｍ、厚さ３０μｍの使用した。
【００６４】
ここで、厚さ１５μｍの導電性高分子膜１，２を使用し、厚さ３０μｍの電解質托体層３を使用するように設計しており、変位アーム部材４及び変位ベース部材５の厚さを各々１００μｍとした。この際に、図２Ｃを参考にしつつ算出すると、図２Ｃの電圧印加のように変位アーム部材４が収縮状態では、変位アーム部材４の高さは２００μｍとなる。また、保護ケーシング１６の厚さを２０μｍとすると、第２導電性高分子膜２の外側から保護ケーシング１６を含む変位アーム部材４の先端までの全体の幅は２８０μｍとなる。また、ブレーキ機能における設計上の余裕を２００μｍとすると、第２導電性高分子膜２の外側からコイル９までの間隙は、４８０μｍとなる。なお、後述するが、＋１．５Ｖで変位アーム部材４は約１８０μｍ伸張するので、第２導電性高分子膜２の外側と保護ケーシング１６の内側とは、１８０μｍの隙間が必要であるので、結局、保護ケーシング１６の外側での全体の幅は、４８０μｍとなる。そして、２００μの駆動を考慮し、マグネット９とコイル１０の間隙は、４８０＋２００＝６８０μｍに加えて、２０μｍの余裕を見て、７００μｍにしている。
【００６５】
図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃでの導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２の変位量について述べる。第１導電性高分子膜１は、ポリピロールの場合で、＋１．５Ｖの電圧印加により約０．７５％の変位が可能である。つまり、長さ３７．８ｍｍを使用しており、＋１．５Ｖの電圧印加により２８４μｍ収縮する。ここで、図４Ｃのように円環形状としているため、半径方向には、２８４／（２・π）＝約４５μｍ収縮する。一方、図４Ｃに示したように１２個の小型の変位機構６をほぼ均等に配置しており、１個当たりの図２ＢでのＬ＝１．２ｍｍとした。また、変位アーム部材４の拡大率は、Ｘ＝２０とした。図２Ｃでのｎ＝１．２ｍｍ、ｍ＝６０μｍである。つまり、電圧印加により、Ｌ＝１．２ｍｍが０．７５％変位することで、図２Ａでの２δ＝９μｍ、つまりＸ・２δ＝１８０μｍとなり、変位アーム部材４は１８０μｍだけ突出することが可能ある。したがって、図４Ｃに示した導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２におけるマグネット９とコイル１０の間隙（言い換えれば、マグネット９に導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２が支持されている場合、導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２とコイル１０との間隙）を、設計上の余裕も考慮して２００μｍとしているが、その間隙を、円環の収縮により４５μｍに加えて、変位アーム部材４が１８０μｍ、合計で２２５μｍ、つまり２５μｍを残して突出することで埋めることが可能となる。
【００６６】
次に、図５と図６を用いて、上述の２５μｍの変位量に相当する応力に関して説明する。図５は、横軸に変位量、縦軸に応力を示している。横軸で変位量がゼロの位置から、円環の収縮と変位アーム部材４の突出を開始して、２００μｍに到達する。２００μｍに到達すると、変位アーム部材４は、コイル１０の固体面（ブレーキ固体面８ａに相当）に衝突しているため、コイル１０の固体面に衝突した以降は、変位アーム部材４は変位できない（変位アーム部材４は２００μｍの間隙以上に変位できない）。一方、上述のように、第１導電性高分子膜１は電圧印加によって継続して２２５μｍ相当まで収縮しようと変形する。その結果、第１導電性高分子膜１には、１８０μｍから２２５μｍまでの４５μｍ相当分の変位量だけ伸張するのに必要な応力が働くことになる。具体的には、各々の変位アーム部材４は拡大率がＸ＝２０であり、４５μｍの突出するための第１導電性高分子膜１上での変位量は、４５／２０＝２．２５μｍである。図３Ａではβ＝２．２５μｍとなる。Ｌ＝１．２ｍｍに対して２．２５μｍは、０．１９％歪に相当する。
【００６７】
一方、図６は、横軸に歪率を、縦軸は応力である。図６は、所謂、引張試験により弾性係数を求める特性であり、この場合はポリピロールを使用して、第１導電性高分子膜１の特性グラフの一例として示している。ここで、上述の０．１９％歪に相当する値は、応力で２．３ＭＰａに相当する値であり（図５に示したように、変位アーム部材４上では、拡大率の逆数から、２．３／２０＝０．１２ＭＰａに相当し）、単位換算して、２３５ｇｒ／ｍｍ２である。そして、第１導電性高分子膜１の膜断面積が１５μｍ×５ｍｍから、１８ｇｒの力が発生できる。したがって、図５に示したように、変位アーム部材４が固体面（ブレーキ固体面８ａに相当）に衝突した後は、４５μｍの歪に相当する反力が１８ｇｒ、つまり拡大率Ｘ＝２０から、１８／２０＝０．９０ｇｒの力が、各変位アーム部材４の第１アーム部の先端から固体壁（ブレーキ固体面８ｂに相当）に加えられることになる。
【００６８】
以上のように、図４Ａに示した第１実施形態の導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２をレンズフォルダ駆動装置のブレーキ装置へ応用した場合、マグネット９とコイル１０の７００μｍの間隙に挿入された４８０μｍ厚さの保護ケーシング１６が、第１導電性高分子膜１に電圧印加することで、±０Ｖから＋１．５Ｖに応じて、２００μｍの隙間を埋めた上に、さらに０．９０ｇｒの力でブレーキ機能を実現することが可能である。なお、導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２では、変位アーム部材４は計２４個有するので、０．９０ｇｒ×２４＝２２ｇｒのブレーキ力が働く。なお、保護ケーシング１６の外側表面は摩擦係数が高く、一例として摩擦係数μ＝０．７の材料を使用した場合には、マグネット９、或いはコイル１０の移動方向に対して２０ｇｒ×０．７＝約１４ｇｒのブレーキ力が達成できる。なお、レンズフォルダ１１とコイル１０の総重量は通常、５ｇｒ以下であり、十分なブレーキ力が得られる。
【００６９】
なお、前記の計算には、円環の収縮に対する反力としての、第１導電性高分子膜１の応力は含めていない。これは、変位機構６の拡大率が２０と大きいため、当該応力も一桁以下のオーダーであるため無視した。
【００７０】
なお、図３Ａ或いは図３Ｂに示したように、固体面（ブレーキ固体面８ａに相当）からの衝撃が発生した際にも、各変位アーム部材４を介して、第１導電性高分子膜１に衝撃が伝播する。第１導電性高分子膜１は、例えば固有振動数が４０〜６０Ｈｚ程度の特性を有することが多く、緩衝材としての優れた機能を保有している。その結果、急激なブレーキ機能又はブレーキ時の固体面（ブレーキ固体面８ａに相当）の振動、さらにブレーキする以前の固体面（ブレーキ固体面８ａに相当）の大きな動きによる衝撃も想定されるが、それらの衝撃を第１導電性高分子膜１で吸収することが可能である点も、重要な特徴である。
【００７１】
導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２では、マグネット９とコイル１０との両側のどちらのブレーキ固体面（ブレーキ固体面８ａ及びブレーキ固体面８ｂに相当）からの衝撃にも対応できる。特に、図４Ａのように複数のレンズを有するレンズフォルダ１１等の光学部品は従来、落下等の衝撃に弱かった。ところが、第１実施形態の導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２の構成によって、小型で衝撃に強いブレーキ機能を実現できる。
【００７２】
以上のように、第１実施形態によれば、第１導電性高分子膜１の収縮方向及び膨張（伸張）方向の双方向において各変位機構６が収縮及び伸張する（各変位アーム部材４の第２アーム部４ｂの先端が第１導電性高分子膜１の膜厚方向に進退する）構成により、小型で衝撃に強く、軽量化、静音化が可能な導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２を得ることができる。
【００７３】
また、保護ケーシング１６による摩擦係数が高い構成として、例えばアルミナ、シリカ、又は、ジルコンサンドなどのモース硬度３以上の固い無機研磨剤等を使用することにより、高いブレーキ性能が実現可能な導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２を得ることができる。
【００７４】
（第２実施形態）
図７Ａ〜図９は、本発明にかかる第２実施形態の導電性高分子アクチュエータ２０Ａを用いたブレーキ装置１２Ａの一例を示す図である。なお、前述した第１実施形態と同様な機能を果たす部分には、同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００７５】
第２実施形態の実施例でも、第１実施形態と同じく第１及び第２導電性高分子膜１，２は、厚さ１５μｍ、幅は５ｍｍのもの、電解質托体層３は厚さ３０μｍの寸法のものを一例として使用した。
【００７６】
図７Ａに示したように、第１導電性高分子膜１と第２導電性高分子膜２とが電解質托体層３を介して接続されるように面対向しているが、さらに両方の第１及び第２導電性高分子膜１，２の外側面１ａ，２ａにおいて、複数の変位機構６，…，６をそれぞれ設けて導電性高分子アクチュエータ２０Ａを構成している点が、図１Ａの第１実施形態と異なる点である。各変位機構６は、一対の変位アーム部材４，４と変位ベース部材５とで構成している点は同じである。なお、説明の都合上、第１実施形態と同じ位置に配置された第１導電性高分子膜１に配置された変位機構６を第１変位機構６と呼び、第１実施形態には無かった、第２導電性高分子膜２に配置された変位機構６を第２変位機構６と呼ぶこともある。
【００７７】
図７Ｂは、図７Ａに示した第１及び第２導電性高分子膜１と２、及び電解質托体層３を分解して示した図である。各変位アーム部材４は、両側の第１及び第２導電性高分子膜１，２にそれぞれ接合されている点以外は第１実施形態と同じである。
【００７８】
次に、実際に導電性高分子アクチュエータ２０Ａを用いたブレーキ装置１２Ａとしての機能を説明する。図８Ａ、図８Ｂには、第２実施形態の導電性高分子アクチュエータ２０Ａを用いたブレーキ装置１２Ａを示しており、図７Ａに示したＡ−Ａ線沿いの断面図である。図８Ａの上下両側の１個ずつの変位機構６，６と第１導電性高分子膜１，１と電解質托体層３と第２導電性高分子膜２とを包含するように、剛性のある筒形状の保護ケーシング１６で覆っている。電圧の印加に関しては、第１実施形態での図３Ａ及び図３Ｂに対して、図８Ａ及び図８Ｂが対応している。つまり、図８Ｂは、第１及び第２導電性高分子膜１と２に電位差が無く、図３Ｃに相当する変位アーム部材４が最も縮んだ状態は使用していない。したがって、第１実施形態と異なる点は、両側の第１及び第２導電性高分子膜１，２に電圧印加しており、各変位アーム部材４は、例えば環状の内側に配置された第１導電性高分子膜１の収縮する変位量δに応じて、Ｘ・δだけ突出するが、環状の外側に配置された第２導電性高分子膜２は伸張するため、その変位量Ｘ・δだけ収縮する。よって、各保護ケーシング１６は、両側の（第１及び第２導電性高分子膜１，２の）変位アーム部材４，４の先端に接しながら双方向に駆動する。この結果、保護ケーシング１６は、Ｘ・δ変位できる。つまり、図３Ｃに相当する逆電位の−１．５Ｖを第１導電性高分子膜１に印加せずとも、十分な変位量が実現できることになると同時に、双方向に駆動できるので、コイル１０等への保護ケーシング１６が押圧した際に万が一、圧着してしまっても、逆方向への駆動力によって、速やかに離脱させることが可能である。
【００７９】
具体的には、第１実施形態で示した図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃと同じボイスコイルモータ駆動形式の小型レンズフォルダ駆動装置に適用できる。図９には、図４Ｃに相当するが、第２実施形態での断面を示している。図９は、導電性高分子アクチュエータ２０Ａを用いたブレーキ装置１２Ａの断面図であるが、変位機構６を半径方向に拡大して図示している。一例として、第１導電性高分子膜１は前述したように長さ３７．８ｍｍ、幅は５ｍｍのものを使用し、マグネット９とコイル１０の間隙は、７００μｍで同じである。ここで、厚さ１５μｍの第１及び第２導電性高分子膜１，２を使用し、厚さ３０μｍの電解質托体層３を使用するように設計しており、変位アーム部材４、及び変位ベース部材５の厚さを各々１００μｍと同じとした際に、第２実施形態での保護ケーシング１６の寸法を算出する。第１実施形態で、保護ケーシング１６の外側での全体の幅は４８０μｍであったが、加えて変位アーム部材４が追加されるので、６８０μｍになる。一方、マグネット９とコイル１０の間隙は、２００μｍの駆動を考慮して、６８０＋２００＝８８０μｍで、図４Ｃの第１実施形態と同様に２０μｍ余裕を見るとした場合、８８０＋２０＝９００μｍとなる。第１実施形態では７００μｍであったが、第２実施形態では９００μｍと広い間隙が必要であるが、ブレーキ力は同じ約１４ｇｒが達成でき、レンズフォルダ１０とコイル１０の総重量は通常、５ｇｒ以下であり、十分なブレーキ力が得られる。
【００８０】
以上のように、第１実施形態と異なり、第２実施形態ではブレーキ機能を発現していない際に非ブレーキ時に通電が不要である。ブレーキ固体面８ａの間隙が設計上の余裕から決定されることが大きい中、小型の変位機構６を導電性高分子アクチュエータ２０Ａの両面に配置することで、ブレーキ時から非ブレーキ時に速やかに駆動できる点が、特徴的である。
【００８１】
なお、ブレーキ力が不足する場合には、第１導電性高分子膜１の変位量を増加させることが望ましく、そのために印加電圧を上昇させる必要がある。第１及び第２導電性高分子膜１と２の耐久性の範囲での制御が要求される。
【００８２】
最後に、逆説的な説明になるが、図８Ａ及び図８Ｂにおいて、ブレーキ機能を発現している際に＋１．５Ｖの印加電圧を掛けているが、これに限らず、逆に、図１１及び図１２に示すように、導電性高分子アクチュエータ２０Ａを用いたブレーキ装置１２Ａとブレーキ装置１２Ａよりも内側、例えば、図１１の下側のブレーキ固体面８ｂ（コイル１０に相当。）との間隙を無くすように配置して、ブレーキ機能時には印加電圧をゼロにする（図１１参照）。一方、図８Ｂに相当する非ブレーキ時には、＋１．５Ｖを印加して導電性高分子アクチュエータ２０Ａを用いたブレーキ装置１２Ａとブレーキ固体面８ｂ（コイル１０に相当。）との間に間隙を形成（図１２参照）制御方法もある。具体的には、ブレーキ固体面８ａ及びブレーキ固体面８ｂの両方に導電性高分子アクチュエータ２０Ａを用いたブレーキ装置１２Ａの各変位機構６が各保護ケーシング１６を介して接触している際に、印加電圧がゼロとなるように変位量を設計している。このとき、導電性高分子アクチュエータ２０Ａを用いたブレーキ装置１２Ａは、ブレーキ固体面８ｂに対向するブレーキ固体面８ａに支持されるか、又は、ブレーキ固体面８ａ及び８ｂ以外の他の支持部材により、ブレーキ固体面８ａ側に支持されるようにする。
【００８３】
この構成においては、同じ第２実施形態であっても印加電圧の制御方法を変更すると同時に、接離するブレーキ固体面８ｂを、図１１及び図１２の上方ではなく、図１１及び図１２の下方に設定することになるが、その変更だけで、非ブレーキ時にのみ電圧印加が必要で、ブレーキ時に電圧ゼロが実現できる。つまり、レンズフォルダ１１等の保持には、駆動時と同様にコイル１０に非常に多くの電流が必要であり、また装置全体の電源オフ後の搬送時にもレンズフォルダ１１が衝撃に強い第１導電性高分子膜１に保持されていることが望ましく、かつ、それらの時間帯が非常に長時間を占有することが多い。したがって、このようなケースでは、省エネ効果がさらに大きいことが予測できる。このように、小型の変位機構６を導電性高分子アクチュエータ２０Ａの両面に配置して、かつ非ブレーキ時に電圧印加する方法により、ブレーキ時や搬送時に、電源オフできるブレーキ機能が実現できる。すなわち、レンズなどの光学部品を駆動しない状態が長時間継続するケースでは有効であり、例えば、商品として輸送したり保管する際は勿論、ユーザが使用する際の多くの場合、例えば撮影時の合焦時、又は、タイマー撮影時など、レンズなどの光学部品の位置を固定する場合には、消費電力が発生しない方が省エネとなるためである。
【００８４】
以上のように、第２実施形態によれば、第１及び第２導電性高分子膜１，２のそれぞれの収縮方向或いは膨張方向において、各変位機構６の変位アーム部材４の第２アーム部４ｂの先端が第１及び第２導電性高分子膜１，２のそれぞれの膜厚方向に対して進退する（各変位機構６を収縮及び伸張する）ことにより各保護ケーシング１６が双方向に駆動される構成により、小型で衝撃に強く、軽量化、静音化が可能なことに加えて、摩擦係数が高い保護ケーシング１６が接触押圧で圧着した場合でも、ブレーキ時から非ブレーキ時への速やかな離脱が可能な導電性高分子アクチュエータ２０Ａを用いたブレーキ装置１２Ａを得ることができる。
【００８５】
また、ブレーキ固体面８ａのみ、又は、ブレーキ固体面８ａ及びブレーキ固体面８ｂの両方に導電性高分子アクチュエータ２０Ａを用いたブレーキ装置１２Ａの各変位機構６が各保護ケーシング１６を介して接触してブレーキが機能している際に電位差を与える必要がない構成により、大きな変位量で駆動する際にも省電力である導電性高分子アクチュエータ２０Ａを用いたブレーキ装置１２Ａを得ることができる。なお、第２実施形態で実現した、ブレーキが機能している際に電位差を与える必要がない構成に関して、第１及び第２導電性高分子膜１，２への印加電圧と変位量、或いは変位機構６の設置間隔又は拡大率を適切に設けることで、第１実施形態でも実現可能である。
【００８６】
なお、図１０Ａ及び図１０Ｂには、本発明の前記第１実施形態或いは前記第２実施形態における導電性高分子アクチュエータ２０，２０Ａを用いたブレーキ装置１２，１２Ａをレンズフォルダ１１へ応用した際の、レンズフォルダ１１を搭載した携帯電話１２及びデジタルカメラ１３を示す図である。
【００８７】
なお、本発明は、円筒状のブレーキ構成でなくとも、例えば図８Ｃに示したような直線状（帯状）の導電性高分子アクチュエータ２０，２０Ａに複数の保護ケーシング１６を所定間隔をあけて配置するような使用方法もある。レンズフォルダ１１は光学部品の性質上、円筒であることが多く、マグネット９やコイル１０も円筒となるが、帯状の前記第１又は第２実施形態の導電性高分子アクチュエータ２０，２０Ａを用いたブレーキ装置１２，１２Ａは、平板型で直線状でも、前記した環状のものとまったく同様に機能する。
【００８８】
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【００８９】
なお、前記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明に係る導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置は、間隙を有して相対的に駆動する固体面の間に挿入して使用し、電荷を加えて膜厚方向に収縮及び伸張することによって、駆動する固体面にブレーキとして作用させるもので、導電性高分子膜の弾性により衝撃吸収が可能で、導電性高分子膜が薄く、軽く、静かに伸縮することから、小型で衝撃に強く、軽量化、静音化、省電力化が実現できるものであり、レンズフォルダの駆動部（駆動装置）のブレーキ装置として好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の部分的な外観を示す斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の一部を分解した状態を示す斜視図である。
【図１Ｃ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の変位機構の変形例を示す断面図である。
【図１Ｄ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の変位機構の変形例を示す断面図である。
【図１Ｅ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の変位機構の変形例を示す断面図である。
【図１Ｆ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の変位機構の変形例を示す断面図である。
【図１Ｇ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の変位機構の変形例を示す断面図である。
【図１Ｈ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の変位機構の変形例を示す断面図である。
【図２】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の動作を示す図１ＡのＡ−Ａ線の断面図であり、（Ａ）は、可変直流電源から正電圧を第１導電性高分子膜に印加した状態、（Ｂ）は、可変直流電源から電圧を第１及び第２導電性高分子膜に印加する前の状態、及び、（Ｃ）は、可変直流電源から負電圧を第１導電性高分子膜に印加した状態をそれぞれ示す図である。
【図３Ａ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の動作を示す断面図である。
【図３Ｂ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の動作を示す断面図である。
【図３Ｃ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の動作を示す断面図である。
【図４Ａ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置のレンズフォルダへの応用を示す部分断面図である。
【図４Ｂ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置のレンズフォルダへの応用を示す部分断面図である。
【図４Ｃ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置のレンズフォルダへの応用を示す断面図である。
【図４Ｄ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置のレンズフォルダへの応用を示す斜視図である。
【図５】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置における変位アーム部材の変位動作の一例であって、横軸に変位量、縦軸に応力を示すグラフである。
【図６】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置における導電性高分子膜の特性の一例であって、横軸に歪率を、縦軸は応力を示すグラフである。
【図７Ａ】本発明の第２実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の部分的な外観を示す斜視図である。
【図７Ｂ】本発明の前記第２実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の一部分解した外観を示す斜視図である。
【図８Ａ】本発明の前記第２実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の断面と動作を示す断面図である。
【図８Ｂ】本発明の前記第２実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の動作を示す断面図である。
【図８Ｃ】本発明の前記第１実施形態或いは前記第２実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置において、平板型で直線状の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を示す斜視図である。
【図９】本発明の前記第２実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置のレンズフォルダへの応用を示す部分断面図である。
【図１０Ａ】本発明の前記第１実施形態或いは前記第２実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置のレンズフォルダへ応用した際の、レンズフォルダを搭載した携帯電話を示す斜視図である。
【図１０Ｂ】本発明の前記第１実施形態或いは前記第２実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置のレンズフォルダへ応用した際の、レンズフォルダを搭載したデジタルカメラを示す斜視図である。
【図１１】本発明の前記第２実施形態の変形例における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の動作を示す断面図である。
【図１２】本発明の前記第２実施形態の前記変形例における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の動作を示す断面図である。
【図１３】特許文献１の従来のレンズフォルダの駆動装置の一例を示す斜視図である。
【図１４】特許文献２の従来のレンズフォルダの駆動装置の別の例を示す斜視図である。
【図１５】特許文献３の従来のレンズフォルダの駆動装置のさらに別の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９２】
１ 第１導電性高分子膜
１ａ 外側面
１ｃ 溝部
１ｄ 係止溝
２ 第２導電性高分子膜
３ 電解質托体層
４，４Ｄ，４Ｆ，４Ｇ，４Ｈ，４Ｉ 変位アーム部材
４ａ 第１アーム部
４ｂ 第２アーム部
４ｃ 第１アーム部の先端の外側縁部
４ｈ 係合突起
４ｉ 係合凹部
５，５Ｆ，５Ｇ，５Ｈ，５Ｉ 変位ベース部材
５ａ，５ｂ 端部
５ｃ 中心部
５ｄ 係止突起
５ｈ 係合凹部
５ｉ 係合突起
６ 変位機構
８ａ，８ｂ ブレーキ固体面
９ マグネット
９ａ ヨーク
１０ コイル
１１ レンズフォルダ
１２，１２Ａ 導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置
１６ 保護ケーシング
１７ ブレーキ支持体
２０，２０Ａ 導電性高分子アクチュエータ
４２ 可変直流電源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報化社会において、モバイル機器は進歩してきており、特に携帯電話などのカメラ機能を有するモバイル機器は、数多く普及してきている。モバイル機器は、小型、軽量、及び、静音であることを筆頭に、省電力駆動が必要条件であり、落下衝撃等の耐久性にも高い性能が求められている。なお、カメラ機能の実現には、光学部品としてレンズが欠かせない。オートフォーカス、あるいはズーム機能を有するカメラは、複数のレンズからなる光学系全体と、フォーカス用レンズ単体（又はレンズ群）フォルダ、あるいはズーム用レンズ単体（又はレンズ群）フォルダとを光軸方向に移動する。カメラは、前記レンズフォルダを保持及び駆動するための装置が設けられている。
【０００３】
しかしながら、前記レンズは落下衝撃に対して非常に弱い材料であり、また合焦のために高精度の位置決めが求められる。このため、モバイル機器の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置は、耐衝撃吸収性を有する精密駆動性能が求められる。また小型、軽量、静音、省電力であることが導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置に求められる。
【０００４】
図１３に、従来のレンズフォルダの駆動装置の一例を示す。従来の駆動装置は、ステッピングモータ５０１３によりウォームギア５０１４を回転させて、ウォームギア５０１４に係合した係合部材５０１５を介してレンズ５００６の駆動と停止をさせ、ステッピングモータ５０１３によりモータ自身にレンズ５００６のホールド機能を持たせている。あるいは、従来の別の駆動装置としては、伝達系としてバックラッシュが防止できかつ非通電時に動かないウォームギア５０１４を用いて、高精度の位置決めを実現している（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
また、図１４に示すようにボイスコイル５１０４を用いてレンズ鏡筒５１０３を駆動し、高速の駆動が可能なものがある（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
また、図１５に示すように、ドラム５２１９に、電気活性ポリマー５２３０により駆動するアクチュエータ５２２３によって、摩擦材５２２１が設けられたブレーキシュー５２２０が、ドラム５２１９に押圧されてブレーキ機能が実行されるものがある（例えば特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−０４５０６８号公報
【特許文献２】特開２００４−２８００３１号公報
【特許文献３】特許第４０６８０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述した構成の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置にも課題がある。
【０００９】
特許文献１は、ウォームギア５０１４を用いたレンズ駆動であるが、ウォームギア５０１４が大きいので装置が大型化し、軽量化も困難であるという問題があった。
【００１０】
特許文献２は、ボイスコイル５１０４を用いたレンズ駆動によって、レンズ鏡筒５１０３をバネ部材を用いて支持する構造であるので、小型、静音が図れるが、その姿勢差によりレンズの移動距離が変化してしまい、制御が困難となる。また、レンズの保持には、ボイスコイル５１０４に連続通電が必要で、消費電力が高いという問題があった。レンズ駆動装置としては、小型化、静音化、駆動速度の点においてボイスコイルが注目されている。レンズ駆動装置の保持装置は、高速駆動の障害にならず、外力による衝撃を吸収でき、小型化が可能な、例えば自転車のシューブレーキのような構成が望まれるが、シューを駆動させるメカニズムが別途必要である課題は、上述の特許文献１と同様の大型化の課題を有する。
【００１１】
特許文献３は、電気活性ポリマー５２３０により、摩擦材５２２２１が設けられたブレーキシュー５２２０を駆動して、ブレーキ機能を働かせるものである。このため、静音化が図られるが、ブレーキシュー５２２０を移動させるには、電気活性ポリマー５２３０には大きな体積変化が必要条件となる。また、そのためには、電気活性ポリマー５２３０の長手方向に十分な大きさが必要であり、ドラム５２１９内に納めるには寸法的に限界があり、逆に、電気活性ポリマー５２３０に大きな体積変化を起こさせるために数ｋＶ以上の高電圧を掛けることが必要となり、家電機器としての小型化又は安全性確保には不適切である。
【００１２】
従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、小型で衝撃に強く、軽量化、静音化、省電力化が実現できる導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、前記の問題を解決するためになされたものであり、以下のように構成する。
本発明の第１態様によれば、第１導電性高分子膜と第２導電性高分子膜とが電解質托体層を介して接続されるように面対向させ、前記第１導電性高分子膜の外側面に第１ブレーキ固体面に対向しかつ前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に伸縮駆動可能な第１変位機構を設けて、前記第１導電性高分子膜の第１変位機構が設けられた側を凹にして、前記第１導電性高分子膜の両端が固定され、
前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜の間に電位差を与えて前記第１導電性高分子膜が収縮或いは膨張させることにより、前記第１変位機構が前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に伸縮して前記第１ブレーキ固体面に接離し、ブレーキ動作又はブレーキ動作解除を行なうことを特徴とする導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
よって、本発明によれば、例えば間隙を有して面する第１ブレーキ固体面に対して、電荷を加えて導電性高分子膜の膜厚方向に第１変位機構が収縮及び伸張することによって、駆動するブレーキ固体面にブレーキとして作用させる導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置に関するもので、導電性高分子膜が薄いことから、小型で衝撃に強く、軽量化、静音化、省電力化が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細を説明する前に、本発明の種々の態様について説明する。
【００１６】
本発明の第１態様によれば、第１導電性高分子膜と第２導電性高分子膜とが電解質托体層を介して接続されるように面対向させ、前記第１導電性高分子膜の外側面に第１ブレーキ固体面に対向しかつ前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に伸縮駆動可能な第１変位機構を設けて、前記第１導電性高分子膜の第１変位機構が設けられた側を凹にして、前記第１導電性高分子膜の両端が固定され、
前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜の間に電位差を与えて前記第１導電性高分子膜が収縮或いは膨張させることにより、前記第１変位機構が前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に伸縮して前記第１ブレーキ固体面に接離し、ブレーキ動作又はブレーキ動作解除を行なうことを特徴とする導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を提供する。
【００１７】
本発明の第２態様によれば、前記第１変位機構は、一端が前記第１導電性高分子膜の溝部に嵌め込まれた第１アーム部と、前記第１アーム部に対して屈曲して連結された第２アーム部とを有する板状のアーム部材と、前記第１導電性高分子膜の前記外側面に摺動可能に載置され、一端部に前記アーム部材の前記第１アーム部が常時接触し、接触部分が支点となって前記アーム部材が支点回りに回動して、前記第２アーム部の先端が前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に進退して、前記第１変位機構が前記第１導電性高分子膜の前記膜厚方向に伸縮する、第１の態様に記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を提供する。
このような構成によれば、第１導電性高分子膜の収縮方向及び膨張方向の双方向において第１変位機構が収縮及び伸張する構成により、小型で衝撃に強く、軽量化、静音化が可能な導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を得ることができる。
【００１８】
本発明の第３態様によれば、前記第２導電性高分子膜の外側面に第２ブレーキ固体面に対向しかつ前記第２導電性高分子膜の膜厚方向に伸縮駆動可能な第２変位機構を設けて、
前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜の間に電位差を与えることにより、酸化還元反応により前記第２導電性高分子膜が膨張或いは収縮することにより、前記第２変位機構が伸縮して前記第２ブレーキ固体面に接離し、ブレーキ動作又はブレーキ動作解除を行なうとともに、
前記第１変位機構と前記第２変位機構の外側に設けられて、前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜と前記電解質托体層と前記第１変位機構と前記第２変位機構とを包含する保護ケーシングを備える、第１又は２の態様に記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を提供する。
このような構成によれば、第１及び第２変位機構が収縮及び伸張する両方の方向に、前記保護ケーシングが移動する構成により、第１導電性高分子膜、第２導電性高分子膜、第１変位機構、第２変位機構、及び電解質托体層を、変形しない剛性の高い保護ケーシング内に収納でき、耐環境性を高くすることが可能で、また非ブレーキ時に前記固体面から確実に保護ケーシングを離脱することが可能な導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を得ることができる。
また、このような構成によれば、保護ケーシングにより、高いブレーキ性能が実現可能な導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を得ることができる。
【００１９】
本発明の第４態様によれば、前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜の間に電位差を与えることにより、酸化還元反応により前記第１導電性高分子膜が膨張することにより、前記第１変位機構が前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に収縮する、第１〜３の態様のいずれか１つに記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を提供する。
このような構成によれば、ブレーキが機能している際に電位差を与える必要がない構成により、省電力な導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を得ることができる。
【００２０】
本発明の第５態様によれば、前記第１導電性高分子膜の両端を接続することでお互いに固定し、前記第１導電性高分子膜の前記第１変位機構が設けられた側を内側に円環形状に配置し、前記第１導電性高分子膜を前記ブレーキ固体面の駆動方向と同じ方向へは移動できないように支持するブレーキ支持体を備える、第１〜４の態様のいずれか１つに記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を提供する。
このような構成によれば、複数の前記第１変位機構の全てが、前記ブレーキ固体面にほぼ同時にかつほぼ均一に接触押圧することが可能となるブレーキ機能が実現できる構成により、効果的な導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を得ることができる。
【００２１】
本発明の第６態様によれば、前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜の間に電位差が無い状態で前記保護ケーシングを介して前記第２変位機構は前記第２ブレーキ固体面に接触してブレーキ動作を行なう一方、前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜の間に電位差を与えることにより、酸化還元反応により前記第２導電性高分子膜が膨張或いは収縮することにより、前記第２変位機構が前記第２導電性高分子膜の膜厚方向に収縮して前記第２ブレーキ固体面から離れてブレーキ動作解除を行なう、第３の態様に記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を提供する。
このような構成によれば、ブレーキが機能している際に電位差を与える必要がない構成により、省電力な導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を得ることができる。
【００２２】
本発明の第７態様によれば、前記変位機構を複数個、環状に配置されて、前記酸化還元反応により前記第１導電性高分子膜が膨張或いは収縮することにより、前記全ての変位機構が前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に伸縮して前記第ブレーキ固体面に接離する、第１〜６の態様のいずれか１つに記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を提供する。
このような構成によれば、複数の前記変位機構の全てが、前記ブレーキ固体面にほぼ同時にかつほぼ均一に接触押圧することが可能となるブレーキ機能が実現できる構成により、効果的な導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を得ることができる。
【００２３】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１Ａ〜３Ｃは、本発明における第１実施形態の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置における変位機構６の図である。図１Ａは、第１実施形態の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を構成する変位機構６が３個配置された状態の斜視図である。図１Ｂは、図１Ａの３個の変位機構６のうちの１個の変位機構６などを分解した状態を示す斜視図である。
【００２５】
図１Ａにおいて、第１及び第２導電性高分子膜１，２は、それぞれ、酸化還元反応に伴って膨張収縮変形する導電性高分子より構成している。各導電性高分子の形状は、矩形、例えば長方形の伸縮体で、膜状である。第１及び第２導電性高分子膜１，２を構成する導電性高分子としては、ポリピロール、又は、ポリアニリン等が利用可能であるが、ポリピロールは変位量が大きい点で望ましい。
【００２６】
第１及び第２導電性高分子膜１，２の厚みは、それぞれ５μｍから３０μｍ程度であるのが望ましい。材質にも大きく依存するが、５μｍより薄いと強度的に弱く、３０μｍより厚いと内部までイオンの出入りが困難となるため発生変位が小さくなり、同時に動作速度も低下するため、適切ではない。
【００２７】
そして、第１導電性高分子膜１と第２導電性高分子膜２とが、ゲル状のイオン液体である電解質托体層３を介して接続されるように面対向して配置されて、導電性高分子アクチュエータ２０を構成している。なお、液体もしくはゲル状の電解質托体層３としては、室温で溶融している塩として定義されるイオン液体が使用される。イオン液体は、新たな機能性液体として注目されているが、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム又はビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドが知られており、陽イオンと陰イオンの電荷が非局在化することで、両者間のクーロン力が小さく、室温において液体状態となり得る。イオン液体は、蒸気圧が低く蒸発損失がほとんど無く、難燃性であり、熱・酸化安定性に優れるものが多く、潤滑性能も高い。このイオン液体を絶縁シートに塗布して、電解質托体層３として使用する、或いはイオン液体自身をゲル化することによって、電解質托体層３を形成させる。ゲル状のイオン液体である電解質托体層３の厚みは５μｍから５０μｍ程度が望ましい。電解質托体層３の厚みが５０μｍより厚いと導電性高分子膜１と２が離れて、導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置全体が必要以上に、厚くなる。逆に、電解質托体層３の厚みが５μｍより薄過ぎると、電解質托体層３中に含まれるイオンが少なくなり、駆動力や変位量が低下する。ここで、電解質托体層３はゲル状であるので、接する導電性高分子膜１，２とは接合しておらず、互いに摺動することが可能となっている。
【００２８】
本第１実施形態の実施例としては、厚さ１５μｍの第１及び第２導電性高分子膜１，２を使用した。ここで、第１及び第２導電性高分子膜１，２の他の寸法は、共に長さは約３８ｍｍ、幅は５ｍｍのものを一例として使用した。また、厚さ３０μｍの電解質托体層３を使用した。
【００２９】
また、第１導電性高分子膜１の外側面１ａにおいて、複数の（例えば図１Ａでは３個の）変位機構６を設けて、全ての変位機構６，…，６が一斉にほぼ同時に駆動可能としている。変位機構６は、アーム部材の一例としての、一対の変位アーム部材４と、ベース部材の一例としての変位ベース部材５とで構成している。変位アーム部材４と変位ベース部材５とは、互いに接触しても弾性変形又は塑性変形せず、駆動力を確実に発生させる程度に剛性を有するものである。変位アーム部材４及び変位ベース部材５の材質としては、耐腐食性が条件である。そこで、これらの材質としては、電解質托体層３を構成するイオン液体はアクリル系を溶融するので、軽量なアクリル樹脂は使用できない。また、金属も耐腐食性の観点から好ましくない。そこで、変位アーム部材４及び変位ベース部材５の材質としては、一例として、腐食性も考慮し、また軽量で加工し易い材質として、チーク材がある。摩擦係数が低いことも望ましいので、テフロン（登録商標）も使用できるが、この場合には、簡単な形状である、変位アーム部材４又は変位ベース部材５を選定することが好ましい。なお、加工性やコストの観点で、やむを得ず金属を使用する場合には、変位アーム部材４は板金加工が有望で、図１Ｃなどの形状が適している。
【００３０】
変位アーム部材４は、大略９０度に屈曲したＬ字形状の板部材をしており、根元側の短い板状の第１アーム部４ａと先端側の長い板状の第２アーム部４ｂとを有する。
【００３１】
変位ベース部材５は、長手方向の両端部５ａ，５ｂを、上下に傾斜面を有して中央部が湾曲して突出した凸部で構成している板部材である。
【００３２】
ここでは、変位ベース部材５の両端に、変位アーム部材４，４を設けたものを一例として使用している。各変位アーム部材４は前記したようにＬ字形状をしており、根元側の短い第１アーム部４ａと先端側の長い第２アーム部４ｂとを有する、所謂、テコの原理で根元側の第１アーム部４ａの変位量を先端側の第２アーム部４ｂでの大きな変位量に拡大可能なものである。
【００３３】
図１Ｂは、図１Ａに示した変位機構６の一部を分解して示した図である。各変位アーム部材４の第１アーム部４ａの先端は、第１導電性高分子膜１に接合されている。ここでは、第１導電性高分子膜１に溝部１ｃを設け、溝部１ｃに第１アーム部４ａの先端（下端）の一部が埋め込まれた（例えば、嵌め込まれた）構成としているが、さらに、柔軟な接着材料で接合することも可能である。柔軟な接着剤とは、例えばエポキシ樹脂系の接着剤が使用できる。
【００３４】
ここで、各変位アーム部材４は、先端側の長い第２アーム部４ｂが浮いた状態で第１導電性高分子膜１に接合しているが、根元側の短い第１アーム部４ａを接合する第１導電性高分子膜１上の溝部１ｃが第１導電性高分子膜１の外側面１ａに対して斜めに設けることで、前記した接合を実現可能としている。
【００３５】
また、一対のアーム部材４，４が嵌め込まれる導電性高分子膜１の溝部１ｃ，１ｃの位置は、変位ベース部材５の両端部５ａ，５ｂの凸部先端の下方で、凸部先端よりもやや内向き（変位ベース部材５の中心部５ｃ側）に入り込んだ位置となっている。よって、溝部１ｃ，１ｃに一対の第１アーム部４ａ，４ａの下端がそれぞれ嵌め込まれると、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、第２アーム部４ｂ，４ｂが、それぞれの先端から第１アーム部４ａ，４ａとの連結部に向けて第１導電性高分子膜１側に傾斜した傾斜面をそれぞれ形成するようになる。
【００３６】
一方、変位ベース部材５は導電性高分子膜１上に載置され、接合はしていない。そして、一対の変位アーム部材４，４の第１アーム部４ａ，４ａの先端の近傍部分が、変位ベース部材５の両端部５ａ，５ｂで接している。変位ベース５部材は、例えば摩擦抵抗の少なく、耐腐食性の高い材料として、テフロン（登録商標）を使用することが望ましい。
【００３７】
このように構成しているため、第１導電性高分子膜１が収縮する場合（図１Ａの矢印１００の方向に移動する場合）には、第１導電性高分子膜１と変位ベース部材５との接触面は互いに摺動するが、各変位アーム部材４のアーム部４ａの先端は、第１導電性高分子膜１の溝部１ｃに嵌め込まれているため、第１導電性高分子膜１により移動する。すなわち、第１導電性高分子膜１の収縮（図１Ａの矢印１００の方向の移動）に伴い、溝部１ｃと溝部１ｃとの間隔が、変位ベース部材５の両端部５ａ、５ｂ間の間隔よりも小さくなる。すると、変位アーム部材４，４の第１アーム部４ａ，４ａの先端近傍の部分と、変位ベース部材５の両端部５ａ、５ｂとの接触部分が支点となり、この支点回りに、てこの原理により、変位アーム部材４，４の第１アーム部４ａ，４ａの先端が互いに近づく方向に回動する。言い換えれば、支点回りに、てこの原理により、変位アーム部材４，４の第２アーム部４ｂ，４ｂの対向する先端が互いに遠ざかる方向（図１Ａの矢印１０１の方向）に回動する。逆に、第１導電性高分子膜１の伸張（図１Ａの矢印１００の方向とは逆方向の移動）に伴い、溝部１ｃと溝部１ｃとの間隔が、収縮していた場合の間隔よりも大きくなる。すると、変位アーム部材４，４のアーム部４ａ，４ａの先端近傍の部分と、変位ベース部材５の両端部５ａ、５ｂとの接触部分が支点となり、この支点回りに、てこの原理により、変位アーム部材４，４の第１アーム部４ａ，４ａの先端が互いに遠ざかる方向に回動する。言い換えれば、支点回りに、てこの原理により、変位アーム部材４，４の第２アーム部４ｂ，４ｂの対向する先端が互いに近づく方向（図１Ａの矢印１０１とは逆方向）に回動する。
【００３８】
（変位機構の変形例）
前記変位機構６は、前記した構成に限定されるものではなく、下記のように、種々の態様で実施できる。
【００３９】
例えば、図１Ｃに示すように、各変位アーム部材４は、大略９０度に屈曲したＬ字形状の板部材に限定されるものではなく、屈曲部分が湾曲した変位アーム部材４Ｄでもよい。この変形例では、変位ベース部材５の両端部５ａ，５ｂの凸部の曲率が所定の値に形成し難い場合に、変位アーム部材４Ｄを湾曲した形状とすることで、スムーズな駆動を発揮させることができる。
【００４０】
また、図１Ｄに示すように、各変位アーム部材４の第１アーム部４ａと第２アーム部４ｂとの屈曲角度は９０度に限らず、鋭角でもよい。この変形例では、図１Ａと異なり、変位アーム部材４の屈曲部が、直角に近い角度ではなく、鋭角になっており、変位ベース部材５の端部５ａ，５ｂと第１導電性高分子膜１の外側面１ａとの間に、変位アーム部材４，４の第１アーム部４ａ，４ａの先端が第１導電性高分子膜１の外側面１ａに対して鋭角に挿入されて溝部１ｃ，１ｃ内に嵌め込まれるので、変位アーム部材４，４が第１導電性高分子膜１により確実に保持される。
【００４１】
また、図１Ｅに示すように、変位アーム部材４Ｆ，４Ｆの第１アーム部４ａ，４ａに対する第２アーム部４ｂ，４ｂの屈曲方向は、第２アーム部４ｂ，４ｂの先端同士が互いに対向する方向ではなく、第２アーム部４ｂ，４ｂの先端同士が相反する方向に向けられ、かつ、第１アーム部４ａ，４ａに対して第２アーム部４ｂ，４ｂが鈍角に屈曲していてもよい。この場合、第１アーム部４ａ，４ａ同士の間隔を小さくするため、変位ベース部材５を図１Ａの場合よりも短くしている。この例では、第１導電性高分子膜１が収縮する場合ではなく、第１導電性高分子膜１が伸張する場合（図１Ｅの矢印１０２の方向に移動する場合）に、溝部１ｃと溝部１ｃとの間隔が、変位ベース部材５の両端部５ａ、５ｂ間の間隔よりも大きくなる。すると、変位アーム部材４Ｆ，４Ｆの第１アーム部４ａ，４ａの先端付近の部分と、変位ベース部材５Ｆの両端部５ａ、５ｂとの接触部分を支点となり、この支点回りに、てこの原理により、変位アーム部材４Ｆ，４Ｆの第１アーム部４ａ，４ａの先端が互いに遠ざかる方向（図１Ｅの矢印１０３の方向）に回動する。逆に、第１導電性高分子膜１が収縮する場合（図１Ｅの矢印１０２の方向とは逆方向に移動する場合）には、溝部１ｃと溝部１ｃとの間隔が、伸張していた場合の間隔よりも小さくなる。すると、変位アーム部材４Ｆ，４Ｆの第１アーム部４ａ，４ａの先端付近の部分と、変位ベース部材５Ｆの両端部５ａ、５ｂとの接触部分を支点となり、この支点回りに、てこの原理により、変位アーム部材４Ｆ，４Ｆの第１アーム部４ａ，４ａの先端が互いに近づく方向（図１Ｅの矢印１０３の方向とは逆方向）に回動する。
【００４２】
この図１Ｅの変形例では、図１Ｄの変形例とは逆に、各変位アーム部材４Ｆの屈曲が鈍角になっており、変位ベース部材５の、第１導電性高分子膜１の長手方向と同方向の長さを短くすることができる。また、第１導電性高分子膜１の伸縮と各変位アーム部材４Ｆの上下の動きに関して、他の変位アーム部材４とは逆方向の動作を行わせることができる。
【００４３】
また、図１Ｆに示すように、変位機構６は、２本の変位アーム部材４，４で構成するものに限らず、１本の変位アーム部材４Ｇで構成するようにしてもよい。この場合、変位ベース部材５Ｇの一方の端部５ｂは前記変位ベース部材５と同じであるが、他方の端部の下面には、第１導電性高分子膜１の外側面１ａの係止溝１ｄに係止する係止突起５ｄを有して、変位ベース部材５Ｇが第１導電性高分子膜１の外側面１ａに係止されている。これにより、第１導電性高分子膜１が収縮する場合（図１Ｆの矢印１００の方向に移動する場合）に、溝部１ｃと係止溝１ｄとの間隔が、変位ベース部材５Ｇの一端部５ｂと係止突起５ｄと間の間隔よりも小さくなる。すると、変位アーム部材４Ｇの第１アーム部４ａの先端付近の部分と、変位ベース部材５Ｇの一端部５ｂとの接触部分を支点となり、この支点回りに、てこの原理により、変位アーム部材４Ｇの第１アーム部４ａの先端が係止突起５ｄ側に向く方向（図１Ｅの矢印１０１の方向）に時計回りに回動する。逆に、第１導電性高分子膜１が伸張する場合（図１Ｆの矢印１００の方向とは逆方向に移動する場合）に、溝部１ｃと係止溝１ｄとの間隔が、収縮していた場合の間隔よりも大きくなる。すると、変位アーム部材４Ｇの第１アーム部４ａの先端付近の部分と、変位ベース部材５Ｇの一端部５ｂとの接触部分を支点となり、この支点回りに、てこの原理により、変位アーム部材４Ｇの第１アーム部４ａの先端が係止突起５ｄ側から離れる方向（図１Ｅの矢印１０１の方向とは逆方向）に反時計回りに回動する。
【００４４】
この図１Ｆの変形例では、変位アーム部材４Ｇが、片側だけの場合であり、変位ベース部材５Ｇを第１導電性高分子膜１に係止突起５ｄと係止溝部１ｄとで固定する必要があるが、変位アーム部材４Ｇは１個のみで駆動することができて、構造が簡単なものとなる。また、変位アーム部材４Ｇの第２アーム部４ｂの長さを他のアーム部材４の第２アーム部４ｂの長さよりも長くすることができて、駆動変位を長くすることも可能である。
【００４５】
また、図１Ｇに示すように、てこの支点として機能する、アーム部材４，４の第１アーム部４ａ，４ａの先端付近の部分と、変位ベース部材５の両端部５ａ、５ｂとの接触部分は、図１Ａに示すように凸部と平面とが単に接触するものに限らず、係合構造としてもよい。すなわち、各アーム部材４Ｈの第１アーム部４ａ，４ａの先端付近に係合突起４ｈ，４ｈを形成し、変位ベース部材５Ｈの両端部５ａ、５ｂには、係合突起４ｈ，４ｈが回動自在に係合する係合凹部５ｈ，５ｈを備えるようにしてもよい。この変形例では、変位アーム部材４Ｈと変位ベース部材５Ｈとの接触部分を強化することができ、支点が容易に外れないため、変位アーム部材４Ｈの動作をより確実に行うことができる。
【００４６】
また、図１Ｈに示すように、てこの支点として機能する、アーム部材４，４の第１アーム部４ａ，４ａの先端付近の部分と、変位ベース部材５の両端部５ａ、５ｂとの接触部分を、別の係合構造としてもよい。すなわち、各アーム部材４Ｉの第１アーム部４ａ，４ａの先端付近に係合凹部４ｉ，４ｉを形成し、変位ベース部材５Ｉの両端部５ａ、５ｂには、係合凹部４ｉ，４ｉが回動自在に係合する係合突起５ｉ，５ｉを備えるようにしてもよい。この変形例では、変位アーム部材４Ｉと変位ベース部材５Ｉとの接触部分を強化することができ、支点が容易に外れないため、変位アーム部材４Ｉの動作をより確実に行うことができる。
【００４７】
（導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の動作）
図２の（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）は、図１Ａ及び図１Ｂの第１実施形態の導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置へ可変直流電源４２から電圧を印加したりしなかったりするときの動作の一例を示す、図１ＡのＡ−Ａ線の断面図である。図２の（Ａ）は、可変直流電源４２から正電圧（例えば、＋１．５Ｖ）を第１導電性高分子膜１に印加した状態、図２の（Ｂ）は、可変直流電源４２から電圧を第１及び第２導電性高分子膜１，２に印加する前の状態（電圧を第１及び第２導電性高分子膜１，２に印加していない状態）、及び、図２の（Ｃ）は、可変直流電源４２から負電圧（例えば、−１．５Ｖ）を第１導電性高分子膜１に印加した状態をそれぞれ示している
【００４８】
図２の（Ａ）及び図２の（Ｃ）に示すように、第１導電性高分子膜１と第２導電性高分子膜２の間に電位差を与え、酸化還元反応を発生させることにより、第１導電性高分子膜１が膨張或いは収縮し、第２導電性高分子膜２が収縮或いは膨張する。すると、各変位アーム部材４は、第１導電性高分子膜１の膜厚方向（Ｚ方向）に、収縮或いは伸張する（ここでは、各変位アーム部材４自体が収縮或いは伸張するのではなく、第１導電性高分子膜１の膜厚方向（Ｚ方向）に対して、突出する量が減少或いは増加することを、「収縮或いは伸張する」と称している。）。
【００４９】
まず、図２の（Ｂ）と（Ｃ）では、各部の寸法を示している。図２の（Ｂ）は、変位ベース部材５の両端部５ａ、５ｂに設けられた変位アーム部材４の第１アーム部４ａの先端の外側縁部４ｃを基点に寸法を示している。すなわち、外側縁部４ｃから変位ベース部材５の中心部５ｃまでを長さＬとし、外側縁部４ｃから、対向する変位ベース部材４の両端部の屈曲部分の外側端面までを２Ｌとする。図２の（Ｃ）は、変位アーム部材４のアームの長さを示しているが、短い方の第１アーム部４ａが変位ベース部材５に接する部分（支点部分）から第１導電性高分子膜１の外側面１ａまでの長さをｍ、長い方の第２アーム部４ｂの長さをｎとし、その比をＸ＝ｎ／ｍと表現して、拡大率と呼ぶ。
【００５０】
図２の（Ｂ）は、第１及び第２導電性高分子膜１と２の間には電位差が無い場合を示している。電位差が無い場合、変位アーム部材４の第２アーム部４ｂは、少し上昇している。この上昇分については図２の（Ｃ）を用いて説明する。
【００５１】
図２の（Ｃ）において、電位差としては−１．５Ｖを第１導電性高分子膜１に印加している。この電位差では、第１導電性高分子膜１側に−１．５Ｖの負電圧、第２導電性高分子膜２側を０Ｖとして印加しており、この状態で、変位アーム部材４の第２アーム部４ｂが、変位ベース部材５に接するように、第２アーム部４ｂが最も縮んでいる（実際には、第２アーム部４ｂ自体が縮むのではなく、第２アーム部４ｂが変位ベース部材５の上面沿いに配置された状態となっている）。
【００５２】
これに対して、図２の（Ｂ）では、第１及び第２導電性高分子膜１と２の間には電位差は無いが、図２の（Ｃ）と比し、１．５Ｖ増加することになる。この１．５Ｖ増加分による第１導電性高分子膜１が収縮した変位量δ分だけ、各変位アーム部材４が、拡大率×変位量＝Ｘ・δだけ、変位ベース部材５の膜厚方向に変位ベース部材５から突出していることになる。
【００５３】
さらに図２の（Ａ）では、図２の（Ｂ）と比して、＋１．５Ｖの正電圧が第１導電性高分子膜１に印加されており、図２の（Ｃ）とは逆電位で、第１導電性高分子膜１は、さらにδだけ収縮する。つまり、図２の（Ｃ）と比して、変位アーム部材４はＸ・２δだけ、変位ベース部材５の厚さ方向に変位ベース部材５から突出する。 ここで、図２の（Ａ）において、図２の（Ｂ）の電位差が無い状態と比して、導電性高分子膜１が長さ方向に、寸法Δだけ、収縮していることも記述しておく。
【００５４】
（導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置）
次に、前述した変位機構６の変位アーム部材４の突出動作を活用する導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を説明する。図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃには、第１実施形態の導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２を示し、ブレーキ機能の動作原理を示すもので、図２と同様に、図１Ａに示したＡ−Ａ線の断面図である。３個の変位機構６，６，６は、一定の間隙を有して相対的に駆動する一対の対向する第１及び第２ブレーキ固体面８ａ，８ｂの間に挿入して、導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２として使用する。すなわち、３組の一対の変位アーム部材４，４に対面して、第１ブレーキ固体面８ａを対向させ、第２導電性高分子膜２に接して第２ブレーキ固体面８ｂを設けている。ブレーキ固体面８ａと８ｂは一定の間隙を維持しており、第１及び第２導電性高分子膜１と２に可変直流電源４２から電荷を加えて、第１導電性高分子膜１の伸張及び収縮に伴い、各変位アーム部材４の第２アーム部４ｂの先端を第１導電性高分子膜１の膜厚方向に収縮及び伸張させる（各変位機構６を収縮及び伸張させる）ことによって、駆動するブレーキ固体面８ａに接触させ、ブレーキとして作用させる。ここでは、一方のブレーキ固体面（第２ブレーキ固体面）８ｂに変位機構６，６，６が支持されており、変位機構６，６，６の変位により、他方のブレーキ固体面（第１ブレーキ固体面）８ａに変位機構６，６，６を接触させてブレーキ動作させるか、又は、ブレーキ固体面８ａから変位機構６，６，６を離してブレーキ動作を解除させるようにするものである。よって、第１実施形態の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置では、ブレーキ固体面８ａのみ必要で、ブレーキ固体面８ｂは不要であるが、ここでは動作説明のために設けている。
【００５５】
電圧の印加に関しては、図２の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）と、図３Ａ、図３Ｂが対応している。つまり、図３Ｂは第１及び第２導電性高分子膜１と２に電位差が無い状態である。逆に、図２の（Ａ）と大きく異なるのが、図３Ａである。図２の（Ａ）では各変位アーム部材４は、第１導電性高分子膜１の収縮する変位量２δに応じて、Ｘ・２δだけ変位ベース部材５から第１導電性高分子膜１の膜厚方向に突出している。しかしながら、図３Ａにおいては、ブレーキ固体面８ａがブレーキ固体面８ｂから一定の間隙を有して存在し、かつブレーキ固体面８ａと図３Ｂの時点でのブレーキ固体面８ａと変位ベース部材５との距離はＸ・２δよりも小さく設定している。そのため、変位アーム部材４の第２アーム部４ｂの先端がブレーキ固体面８ａの方に伸張していき、ブレーキ固体面８ａに接する時点から、各変位アーム部材４の第２アーム部４ｂの先端の突出量がブレーキ固体面８ａで規制されて各変位アーム部材４の第２アーム部４ｂの先端の変位は一定となる。このとき、各変位アーム部材４の変位が一定となり、各変位アーム部材４が移動できずに規制される結果、第１導電性高分子膜１の収縮も停止されてしまい、第１導電性高分子膜１内の歪が増加することになる。図２の（Ａ）に対して、変位量β分だけ、第１導電性高分子膜１の変位は小さくなり、印加電圧がゼロ時点からの変位量はＸ・２δではなく、Ｘ・（２δ−β）と少し小さくなる。そして、後述するが、変位量βに相当する歪が第１導電性高分子膜１に生じて、弾性係数から算出される応力が生じることになる。なお、第１導電性高分子膜１の収縮も、寸法Δではなく、変位アーム部材４の総数Ｎ個分のβ分を差し引いた、Δ−Ｎ・βだけ収縮している。また、後述するが最終的な第１実施形態では、変位アーム部材４は保護ケーシング１６で覆われているため、βはより大きくなる。
【００５６】
（レンズフォルダへの応用例）
具体的な構成と動作について、第１実施形態の導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２のレンズフォルダへ応用した一例によって、図４Ａ〜図４Ｄ、図５、図６を用いて示す。
【００５７】
図４Ａ及び図４Ｂは、ボイスコイルモータ駆動形式の小型レンズフォルダ駆動装置の断面図である。固定された円筒状のマグネット９に対面して円筒状のコイル１０が設置され、コイル１０は円筒状のレンズフォルダ１１と接続されている。コイル１０への通電により生じる電場とマグネット９の作用で、レンズフォルダ１１は、図４Ａの矢印で示す上下に移動する。この構成において、マグネット９とコイル１０との間隙に、第１実施形態の導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２を設ける。第１導電性高分子膜１と電解質托体層３と第２導電性高分子膜２とで構成されるアクチュエータ２０の両端が互いに接続されて、図４Ｃに示すように、円環形状に構成されている。図４Ｃは、導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置の断面図であるが、前記変位機構６を円周上に１２個等間隔に並べて配置し、変位機構６を半径方向に拡大して図示している。また、図４Ｄはボイスコイルモータ駆動形式の小型レンズフォルダ全体の斜視図である。レンズフォルダ１１はほぼ円筒形状をしており、レンズフォルダ１１の中心軸と同心状に、１２個の保護ケーシング１６と、円筒状のマグネット９と、そして円筒状のコイル１０とが配置されている。図４Ａと図４Ｂにおいて、９ａはヨークである。すなわち、例えば、図３Ａ〜図３Ｃでの一方のブレーキ固体面８ｂがマグネット９に、他方のブレーキ固体面８ａがコイル１０に対応すると考える。図４Ｄでは、マグネット９の磁力線を集中させるためのヨーク９ａは省略して図示している。なお、図４Ｄでは、マグネット９とコイル１０とは円筒状をしたものを使用しているが、円周方向に複数に分割されているものでも以下に説明する効果と同様な効果がある。
【００５８】
保護ケーシング１６は、絶縁性の変形しない剛性の高い材料で構成し、第１導電性高分子膜１と第２導電性高分子膜２と各変位機構６と電解質托体層３とを収納する筒形状の部材である。保護ケーシング１６の外側表面は摩擦係数を高くし、マグネット９或いはコイル１０の移動方向に対してブレーキ力が達成できるようにするのが好ましい。このようにアクチュエータ２０の変位部分を保護ケーシング１６で収納することにより、耐環境性を高くすることが可能であり、かつ、非ブレーキ時にブレーキ固体面８ａから確実に変位機構６を保護ケーシング１６とともに離脱させることが可能となる。保護ケーシング１６の外面側の摩擦係数を高くするため、例えば、アルミナコーティングを行なっている。よりコストダウンするためには、保護ケーシング１６の表面を一気にプラズマ処理する方法もある。別の例としては、保護ケーシング１６の表面を、サンドペーパ等で表面粗さを高くする機械的な処理方法で仕上げることもできる。摩擦係数は、一例として、０．８以上くらいまで高くするのが好ましく、一般的には、小型レンズフォルダの重さ又は小型レンズフォルダに掛かる応力等が影響するため、対象物に応じて、適切に調整するのが好ましい。また、保護ケーシング１６の具体的な一例としては、テフロン（登録商標）の薄膜が適している。テフロン（登録商標）の薄膜であれば、耐腐食性も高く、厚さ５０μｍ程度以下になれば、フレキシブルなシートとして使用できて、好ましい。なお、保護ケーシング１６，１６同士の間隔があいているが、これは円環状にする際に保護ケーシング１６，１６が相互に接触しないような間隔であることが望ましい。
【００５９】
このように構成しているアクチュエータ２０を小型レンズフォルダ駆動装置に取り付けるとき、アクチュエータ２０の幅方向に対向して配置された一対のブレーキ支持体１７，１７により、各保護ケーシング１６がコイル１０の駆動方向と同じ方向へは移動できないように、各保護ケーシング１６の両側部（図４Ａ及び図４Ｂの導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２の上下の両側、図４Ｃの各保護ケーシング１６の紙面貫通方向の両側）をマグネット１０側に支持している。
【００６０】
このように構成することにより、第１及び第２導電性高分子膜１と２に所定の電圧を印加することで、第１導電性高分子膜１自身の収縮による半径方向への収縮及び変位アーム部材４の伸張により、各保護ケーシング１６はコイル１０へ接触してコイル１０を押圧する。ここで、各保護ケーシング１６はブレーキ支持体１７により支持されているため、コイル１０の駆動方向へは動けない。これにより、例えばレンズフォルダ１１の移動時にレンズフォルダ１１を停止させたい位置で早期にレンズフォルダ１１を固定したい場合、又はレンズフォルダ１１を移動した後に所定の位置でレンズフォルダ１１の停止を維持する場合、又はコイル１０への通電をオフにしてもレンズフォルダ１１を所定の位置に固定したい場合には、第１及び第２導電性高分子膜１と２に通電することで各変位アーム部材４を突出させて、各保護ケーシング１６はコイル１０へ接触してコイル１０を押圧し、マグネット９とコイル１０との間隙を埋める。このように動作することにより、レンズフォルダ１１にブレーキを掛けることが実現できる。逆に、第１及び第２導電性高分子膜１と２に対する通電をオフにすることで各変位アーム部材４の突出を無くし、各保護ケーシング１６はコイル１０から離れてコイル１０に対する押圧を解除し、マグネット９とコイル１０との間隙をあける。このように動作することにより、レンズフォルダ１１に対するブレーキを解除することができ、レンズフォルダ１１は移動可能な状態となる。図４Ａは、第１及び第２導電性高分子膜１と２への通電前の様子であり、図４Ｂは第１及び第２導電性高分子膜１と２への通電後の様子である。ここで、例えば、コイル１０の外径は１２ｍｍである。
【００６１】
以下、実施例について説明する。
【００６２】
（実施例１）
第１及び第２導電性高分子膜１，２の材料は、ポリピロールであり、寸法は共に長さ３７．８ｍｍ、幅は５ｍｍのものを使用しているが、第１及び第２導電性高分子膜１，２の両端はそれぞれ互いに接続されて、円環形状になっている。
【００６３】
電解質托体層３の材料は、イオン液体として前述した１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム又はビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドであり、このイオン液体をゲル化したものを使用し、寸法は、長さは３７ｍｍ、幅は５ｍｍ、厚さ３０μｍの使用した。
【００６４】
ここで、厚さ１５μｍの導電性高分子膜１，２を使用し、厚さ３０μｍの電解質托体層３を使用するように設計しており、変位アーム部材４及び変位ベース部材５の厚さを各々１００μｍとした。この際に、図２Ｃを参考にしつつ算出すると、図２Ｃの電圧印加のように変位アーム部材４が収縮状態では、変位アーム部材４の高さは２００μｍとなる。また、保護ケーシング１６の厚さを２０μｍとすると、第２導電性高分子膜２の外側から保護ケーシング１６を含む変位アーム部材４の先端までの全体の幅は２８０μｍとなる。また、ブレーキ機能における設計上の余裕を２００μｍとすると、第２導電性高分子膜２の外側からコイル９までの間隙は、４８０μｍとなる。なお、後述するが、＋１．５Ｖで変位アーム部材４は約１８０μｍ伸張するので、第２導電性高分子膜２の外側と保護ケーシング１６の内側とは、１８０μｍの隙間が必要であるので、結局、保護ケーシング１６の外側での全体の幅は、４８０μｍとなる。そして、２００μの駆動を考慮し、マグネット９とコイル１０の間隙は、４８０＋２００＝６８０μｍに加えて、２０μｍの余裕を見て、７００μｍにしている。
【００６５】
図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃでの導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２の変位量について述べる。第１導電性高分子膜１は、ポリピロールの場合で、＋１．５Ｖの電圧印加により約０．７５％の変位が可能である。つまり、長さ３７．８ｍｍを使用しており、＋１．５Ｖの電圧印加により２８４μｍ収縮する。ここで、図４Ｃのように円環形状としているため、半径方向には、２８４／（２・π）＝約４５μｍ収縮する。一方、図４Ｃに示したように１２個の小型の変位機構６をほぼ均等に配置しており、１個当たりの図２ＢでのＬ＝１．２ｍｍとした。また、変位アーム部材４の拡大率は、Ｘ＝２０とした。図２Ｃでのｎ＝１．２ｍｍ、ｍ＝６０μｍである。つまり、電圧印加により、Ｌ＝１．２ｍｍが０．７５％変位することで、図２Ａでの２δ＝９μｍ、つまりＸ・２δ＝１８０μｍとなり、変位アーム部材４は１８０μｍだけ突出することが可能ある。したがって、図４Ｃに示した導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２におけるマグネット９とコイル１０の間隙（言い換えれば、マグネット９に導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２が支持されている場合、導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２とコイル１０との間隙）を、設計上の余裕も考慮して２００μｍとしているが、その間隙を、円環の収縮により４５μｍに加えて、変位アーム部材４が１８０μｍ、合計で２２５μｍ、つまり２５μｍを残して突出することで埋めることが可能となる。
【００６６】
次に、図５と図６を用いて、上述の２５μｍの変位量に相当する応力に関して説明する。図５は、横軸に変位量、縦軸に応力を示している。横軸で変位量がゼロの位置から、円環の収縮と変位アーム部材４の突出を開始して、２００μｍに到達する。２００μｍに到達すると、変位アーム部材４は、コイル１０の固体面（ブレーキ固体面８ａに相当）に衝突しているため、コイル１０の固体面に衝突した以降は、変位アーム部材４は変位できない（変位アーム部材４は２００μｍの間隙以上に変位できない）。一方、上述のように、第１導電性高分子膜１は電圧印加によって継続して２２５μｍ相当まで収縮しようと変形する。その結果、第１導電性高分子膜１には、１８０μｍから２２５μｍまでの４５μｍ相当分の変位量だけ伸張するのに必要な応力が働くことになる。具体的には、各々の変位アーム部材４は拡大率がＸ＝２０であり、４５μｍの突出するための第１導電性高分子膜１上での変位量は、４５／２０＝２．２５μｍである。図３Ａではβ＝２．２５μｍとなる。Ｌ＝１．２ｍｍに対して２．２５μｍは、０．１９％歪に相当する。
【００６７】
一方、図６は、横軸に歪率を、縦軸は応力である。図６は、所謂、引張試験により弾性係数を求める特性であり、この場合はポリピロールを使用して、第１導電性高分子膜１の特性グラフの一例として示している。ここで、上述の０．１９％歪に相当する値は、応力で２．３ＭＰａに相当する値であり（図５に示したように、変位アーム部材４上では、拡大率の逆数から、２．３／２０＝０．１２ＭＰａに相当し）、単位換算して、２３５ｇｒ／ｍｍ２である。そして、第１導電性高分子膜１の膜断面積が１５μｍ×５ｍｍから、１８ｇｒの力が発生できる。したがって、図５に示したように、変位アーム部材４が固体面（ブレーキ固体面８ａに相当）に衝突した後は、４５μｍの歪に相当する反力が１８ｇｒ、つまり拡大率Ｘ＝２０から、１８／２０＝０．９０ｇｒの力が、各変位アーム部材４の第１アーム部の先端から固体壁（ブレーキ固体面８ｂに相当）に加えられることになる。
【００６８】
以上のように、図４Ａに示した第１実施形態の導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２をレンズフォルダ駆動装置のブレーキ装置へ応用した場合、マグネット９とコイル１０の７００μｍの間隙に挿入された４８０μｍ厚さの保護ケーシング１６が、第１導電性高分子膜１に電圧印加することで、±０Ｖから＋１．５Ｖに応じて、２００μｍの隙間を埋めた上に、さらに０．９０ｇｒの力でブレーキ機能を実現することが可能である。なお、導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２では、変位アーム部材４は計２４個有するので、０．９０ｇｒ×２４＝２２ｇｒのブレーキ力が働く。なお、保護ケーシング１６の外側表面は摩擦係数が高く、一例として摩擦係数μ＝０．７の材料を使用した場合には、マグネット９、或いはコイル１０の移動方向に対して２０ｇｒ×０．７＝約１４ｇｒのブレーキ力が達成できる。なお、レンズフォルダ１１とコイル１０の総重量は通常、５ｇｒ以下であり、十分なブレーキ力が得られる。
【００６９】
なお、前記の計算には、円環の収縮に対する反力としての、第１導電性高分子膜１の応力は含めていない。これは、変位機構６の拡大率が２０と大きいため、当該応力も一桁以下のオーダーであるため無視した。
【００７０】
なお、図３Ａ或いは図３Ｂに示したように、固体面（ブレーキ固体面８ａに相当）からの衝撃が発生した際にも、各変位アーム部材４を介して、第１導電性高分子膜１に衝撃が伝播する。第１導電性高分子膜１は、例えば固有振動数が４０〜６０Ｈｚ程度の特性を有することが多く、緩衝材としての優れた機能を保有している。その結果、急激なブレーキ機能又はブレーキ時の固体面（ブレーキ固体面８ａに相当）の振動、さらにブレーキする以前の固体面（ブレーキ固体面８ａに相当）の大きな動きによる衝撃も想定されるが、それらの衝撃を第１導電性高分子膜１で吸収することが可能である点も、重要な特徴である。
【００７１】
導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２では、マグネット９とコイル１０との両側のどちらのブレーキ固体面（ブレーキ固体面８ａ及びブレーキ固体面８ｂに相当）からの衝撃にも対応できる。特に、図４Ａのように複数のレンズを有するレンズフォルダ１１等の光学部品は従来、落下等の衝撃に弱かった。ところが、第１実施形態の導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２の構成によって、小型で衝撃に強いブレーキ機能を実現できる。
【００７２】
以上のように、第１実施形態によれば、第１導電性高分子膜１の収縮方向及び膨張（伸張）方向の双方向において各変位機構６が収縮及び伸張する（各変位アーム部材４の第２アーム部４ｂの先端が第１導電性高分子膜１の膜厚方向に進退する）構成により、小型で衝撃に強く、軽量化、静音化が可能な導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２を得ることができる。
【００７３】
また、保護ケーシング１６による摩擦係数が高い構成として、例えばアルミナ、シリカ、又は、ジルコンサンドなどのモース硬度３以上の固い無機研磨剤等を使用することにより、高いブレーキ性能が実現可能な導電性高分子アクチュエータ２０を用いたブレーキ装置１２を得ることができる。
【００７４】
（第２実施形態）
図７Ａ〜図９は、本発明にかかる第２実施形態の導電性高分子アクチュエータ２０Ａを用いたブレーキ装置１２Ａの一例を示す図である。なお、前述した第１実施形態と同様な機能を果たす部分には、同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００７５】
第２実施形態の実施例でも、第１実施形態と同じく第１及び第２導電性高分子膜１，２は、厚さ１５μｍ、幅は５ｍｍのもの、電解質托体層３は厚さ３０μｍの寸法のものを一例として使用した。
【００７６】
図７Ａに示したように、第１導電性高分子膜１と第２導電性高分子膜２とが電解質托体層３を介して接続されるように面対向しているが、さらに両方の第１及び第２導電性高分子膜１，２の外側面１ａ，２ａにおいて、複数の変位機構６，…，６をそれぞれ設けて導電性高分子アクチュエータ２０Ａを構成している点が、図１Ａの第１実施形態と異なる点である。各変位機構６は、一対の変位アーム部材４，４と変位ベース部材５とで構成している点は同じである。なお、説明の都合上、第１実施形態と同じ位置に配置された第１導電性高分子膜１に配置された変位機構６を第１変位機構６と呼び、第１実施形態には無かった、第２導電性高分子膜２に配置された変位機構６を第２変位機構６と呼ぶこともある。
【００７７】
図７Ｂは、図７Ａに示した第１及び第２導電性高分子膜１と２、及び電解質托体層３を分解して示した図である。各変位アーム部材４は、両側の第１及び第２導電性高分子膜１，２にそれぞれ接合されている点以外は第１実施形態と同じである。
【００７８】
次に、実際に導電性高分子アクチュエータ２０Ａを用いたブレーキ装置１２Ａとしての機能を説明する。図８Ａ、図８Ｂには、第２実施形態の導電性高分子アクチュエータ２０Ａを用いたブレーキ装置１２Ａを示しており、図７Ａに示したＡ−Ａ線沿いの断面図である。図８Ａの上下両側の１個ずつの変位機構６，６と第１導電性高分子膜１，１と電解質托体層３と第２導電性高分子膜２とを包含するように、剛性のある筒形状の保護ケーシング１６で覆っている。電圧の印加に関しては、第１実施形態での図３Ａ及び図３Ｂに対して、図８Ａ及び図８Ｂが対応している。つまり、図８Ｂは、第１及び第２導電性高分子膜１と２に電位差が無く、図３Ｃに相当する変位アーム部材４が最も縮んだ状態は使用していない。したがって、第１実施形態と異なる点は、両側の第１及び第２導電性高分子膜１，２に電圧印加しており、各変位アーム部材４は、例えば環状の内側に配置された第１導電性高分子膜１の収縮する変位量δに応じて、Ｘ・δだけ突出するが、環状の外側に配置された第２導電性高分子膜２は伸張するため、その変位量Ｘ・δだけ収縮する。よって、各保護ケーシング１６は、両側の（第１及び第２導電性高分子膜１，２の）変位アーム部材４，４の先端に接しながら双方向に駆動する。この結果、保護ケーシング１６は、Ｘ・δ変位できる。つまり、図３Ｃに相当する逆電位の−１．５Ｖを第１導電性高分子膜１に印加せずとも、十分な変位量が実現できることになると同時に、双方向に駆動できるので、コイル１０等への保護ケーシング１６が押圧した際に万が一、圧着してしまっても、逆方向への駆動力によって、速やかに離脱させることが可能である。
【００７９】
具体的には、第１実施形態で示した図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃと同じボイスコイルモータ駆動形式の小型レンズフォルダ駆動装置に適用できる。図９には、図４Ｃに相当するが、第２実施形態での断面を示している。図９は、導電性高分子アクチュエータ２０Ａを用いたブレーキ装置１２Ａの断面図であるが、変位機構６を半径方向に拡大して図示している。一例として、第１導電性高分子膜１は前述したように長さ３７．８ｍｍ、幅は５ｍｍのものを使用し、マグネット９とコイル１０の間隙は、７００μｍで同じである。ここで、厚さ１５μｍの第１及び第２導電性高分子膜１，２を使用し、厚さ３０μｍの電解質托体層３を使用するように設計しており、変位アーム部材４、及び変位ベース部材５の厚さを各々１００μｍと同じとした際に、第２実施形態での保護ケーシング１６の寸法を算出する。第１実施形態で、保護ケーシング１６の外側での全体の幅は４８０μｍであったが、加えて変位アーム部材４が追加されるので、６８０μｍになる。一方、マグネット９とコイル１０の間隙は、２００μｍの駆動を考慮して、６８０＋２００＝８８０μｍで、図４Ｃの第１実施形態と同様に２０μｍ余裕を見るとした場合、８８０＋２０＝９００μｍとなる。第１実施形態では７００μｍであったが、第２実施形態では９００μｍと広い間隙が必要であるが、ブレーキ力は同じ約１４ｇｒが達成でき、レンズフォルダ１０とコイル１０の総重量は通常、５ｇｒ以下であり、十分なブレーキ力が得られる。
【００８０】
以上のように、第１実施形態と異なり、第２実施形態ではブレーキ機能を発現していない際に非ブレーキ時に通電が不要である。ブレーキ固体面８ａの間隙が設計上の余裕から決定されることが大きい中、小型の変位機構６を導電性高分子アクチュエータ２０Ａの両面に配置することで、ブレーキ時から非ブレーキ時に速やかに駆動できる点が、特徴的である。
【００８１】
なお、ブレーキ力が不足する場合には、第１導電性高分子膜１の変位量を増加させることが望ましく、そのために印加電圧を上昇させる必要がある。第１及び第２導電性高分子膜１と２の耐久性の範囲での制御が要求される。
【００８２】
最後に、逆説的な説明になるが、図８Ａ及び図８Ｂにおいて、ブレーキ機能を発現している際に＋１．５Ｖの印加電圧を掛けているが、これに限らず、逆に、図１１及び図１２に示すように、導電性高分子アクチュエータ２０Ａを用いたブレーキ装置１２Ａとブレーキ装置１２Ａよりも内側、例えば、図１１の下側のブレーキ固体面８ｂ（コイル１０に相当。）との間隙を無くすように配置して、ブレーキ機能時には印加電圧をゼロにする（図１１参照）。一方、図８Ｂに相当する非ブレーキ時には、＋１．５Ｖを印加して導電性高分子アクチュエータ２０Ａを用いたブレーキ装置１２Ａとブレーキ固体面８ｂ（コイル１０に相当。）との間に間隙を形成（図１２参照）制御方法もある。具体的には、ブレーキ固体面８ａ及びブレーキ固体面８ｂの両方に導電性高分子アクチュエータ２０Ａを用いたブレーキ装置１２Ａの各変位機構６が各保護ケーシング１６を介して接触している際に、印加電圧がゼロとなるように変位量を設計している。このとき、導電性高分子アクチュエータ２０Ａを用いたブレーキ装置１２Ａは、ブレーキ固体面８ｂに対向するブレーキ固体面８ａに支持されるか、又は、ブレーキ固体面８ａ及び８ｂ以外の他の支持部材により、ブレーキ固体面８ａ側に支持されるようにする。
【００８３】
この構成においては、同じ第２実施形態であっても印加電圧の制御方法を変更すると同時に、接離するブレーキ固体面８ｂを、図１１及び図１２の上方ではなく、図１１及び図１２の下方に設定することになるが、その変更だけで、非ブレーキ時にのみ電圧印加が必要で、ブレーキ時に電圧ゼロが実現できる。つまり、レンズフォルダ１１等の保持には、駆動時と同様にコイル１０に非常に多くの電流が必要であり、また装置全体の電源オフ後の搬送時にもレンズフォルダ１１が衝撃に強い第１導電性高分子膜１に保持されていることが望ましく、かつ、それらの時間帯が非常に長時間を占有することが多い。したがって、このようなケースでは、省エネ効果がさらに大きいことが予測できる。このように、小型の変位機構６を導電性高分子アクチュエータ２０Ａの両面に配置して、かつ非ブレーキ時に電圧印加する方法により、ブレーキ時や搬送時に、電源オフできるブレーキ機能が実現できる。すなわち、レンズなどの光学部品を駆動しない状態が長時間継続するケースでは有効であり、例えば、商品として輸送したり保管する際は勿論、ユーザが使用する際の多くの場合、例えば撮影時の合焦時、又は、タイマー撮影時など、レンズなどの光学部品の位置を固定する場合には、消費電力が発生しない方が省エネとなるためである。
【００８４】
以上のように、第２実施形態によれば、第１及び第２導電性高分子膜１，２のそれぞれの収縮方向或いは膨張方向において、各変位機構６の変位アーム部材４の第２アーム部４ｂの先端が第１及び第２導電性高分子膜１，２のそれぞれの膜厚方向に対して進退する（各変位機構６を収縮及び伸張する）ことにより各保護ケーシング１６が双方向に駆動される構成により、小型で衝撃に強く、軽量化、静音化が可能なことに加えて、摩擦係数が高い保護ケーシング１６が接触押圧で圧着した場合でも、ブレーキ時から非ブレーキ時への速やかな離脱が可能な導電性高分子アクチュエータ２０Ａを用いたブレーキ装置１２Ａを得ることができる。
【００８５】
また、ブレーキ固体面８ａのみ、又は、ブレーキ固体面８ａ及びブレーキ固体面８ｂの両方に導電性高分子アクチュエータ２０Ａを用いたブレーキ装置１２Ａの各変位機構６が各保護ケーシング１６を介して接触してブレーキが機能している際に電位差を与える必要がない構成により、大きな変位量で駆動する際にも省電力である導電性高分子アクチュエータ２０Ａを用いたブレーキ装置１２Ａを得ることができる。なお、第２実施形態で実現した、ブレーキが機能している際に電位差を与える必要がない構成に関して、第１及び第２導電性高分子膜１，２への印加電圧と変位量、或いは変位機構６の設置間隔又は拡大率を適切に設けることで、第１実施形態でも実現可能である。
【００８６】
なお、図１０Ａ及び図１０Ｂには、本発明の前記第１実施形態或いは前記第２実施形態における導電性高分子アクチュエータ２０，２０Ａを用いたブレーキ装置１２，１２Ａをレンズフォルダ１１へ応用した際の、レンズフォルダ１１を搭載した携帯電話１２及びデジタルカメラ１３を示す図である。
【００８７】
なお、本発明は、円筒状のブレーキ構成でなくとも、例えば図８Ｃに示したような直線状（帯状）の導電性高分子アクチュエータ２０，２０Ａに複数の保護ケーシング１６を所定間隔をあけて配置するような使用方法もある。レンズフォルダ１１は光学部品の性質上、円筒であることが多く、マグネット９やコイル１０も円筒となるが、帯状の前記第１又は第２実施形態の導電性高分子アクチュエータ２０，２０Ａを用いたブレーキ装置１２，１２Ａは、平板型で直線状でも、前記した環状のものとまったく同様に機能する。
【００８８】
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【００８９】
なお、前記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明に係る導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置は、間隙を有して相対的に駆動する固体面の間に挿入して使用し、電荷を加えて膜厚方向に収縮及び伸張することによって、駆動する固体面にブレーキとして作用させるもので、導電性高分子膜の弾性により衝撃吸収が可能で、導電性高分子膜が薄く、軽く、静かに伸縮することから、小型で衝撃に強く、軽量化、静音化、省電力化が実現できるものであり、レンズフォルダの駆動部（駆動装置）のブレーキ装置として好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の部分的な外観を示す斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の一部を分解した状態を示す斜視図である。
【図１Ｃ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の変位機構の変形例を示す断面図である。
【図１Ｄ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の変位機構の変形例を示す断面図である。
【図１Ｅ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の変位機構の変形例を示す断面図である。
【図１Ｆ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の変位機構の変形例を示す断面図である。
【図１Ｇ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の変位機構の変形例を示す断面図である。
【図１Ｈ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の変位機構の変形例を示す断面図である。
【図２】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の動作を示す図１ＡのＡ−Ａ線の断面図であり、（Ａ）は、可変直流電源から正電圧を第１導電性高分子膜に印加した状態、（Ｂ）は、可変直流電源から電圧を第１及び第２導電性高分子膜に印加する前の状態、及び、（Ｃ）は、可変直流電源から負電圧を第１導電性高分子膜に印加した状態をそれぞれ示す図である。
【図３Ａ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の動作を示す断面図である。
【図３Ｂ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の動作を示す断面図である。
【図３Ｃ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の動作を示す断面図である。
【図４Ａ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置のレンズフォルダへの応用を示す部分断面図である。
【図４Ｂ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置のレンズフォルダへの応用を示す部分断面図である。
【図４Ｃ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置のレンズフォルダへの応用を示す断面図である。
【図４Ｄ】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置のレンズフォルダへの応用を示す斜視図である。
【図５】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置における変位アーム部材の変位動作の一例であって、横軸に変位量、縦軸に応力を示すグラフである。
【図６】本発明の前記第１実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置における導電性高分子膜の特性の一例であって、横軸に歪率を、縦軸は応力を示すグラフである。
【図７Ａ】本発明の第２実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の部分的な外観を示す斜視図である。
【図７Ｂ】本発明の前記第２実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の一部分解した外観を示す斜視図である。
【図８Ａ】本発明の前記第２実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の断面と動作を示す断面図である。
【図８Ｂ】本発明の前記第２実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の動作を示す断面図である。
【図８Ｃ】本発明の前記第１実施形態或いは前記第２実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置において、平板型で直線状の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置を示す斜視図である。
【図９】本発明の前記第２実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置のレンズフォルダへの応用を示す部分断面図である。
【図１０Ａ】本発明の前記第１実施形態或いは前記第２実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置のレンズフォルダへ応用した際の、レンズフォルダを搭載した携帯電話を示す斜視図である。
【図１０Ｂ】本発明の前記第１実施形態或いは前記第２実施形態における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置のレンズフォルダへ応用した際の、レンズフォルダを搭載したデジタルカメラを示す斜視図である。
【図１１】本発明の前記第２実施形態の変形例における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の動作を示す断面図である。
【図１２】本発明の前記第２実施形態の前記変形例における導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置の動作を示す断面図である。
【図１３】特許文献１の従来のレンズフォルダの駆動装置の一例を示す斜視図である。
【図１４】特許文献２の従来のレンズフォルダの駆動装置の別の例を示す斜視図である。
【図１５】特許文献３の従来のレンズフォルダの駆動装置のさらに別の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９２】
１ 第１導電性高分子膜
１ａ 外側面
１ｃ 溝部
１ｄ 係止溝
２ 第２導電性高分子膜
３ 電解質托体層
４，４Ｄ，４Ｆ，４Ｇ，４Ｈ，４Ｉ 変位アーム部材
４ａ 第１アーム部
４ｂ 第２アーム部
４ｃ 第１アーム部の先端の外側縁部
４ｈ 係合突起
４ｉ 係合凹部
５，５Ｆ，５Ｇ，５Ｈ，５Ｉ 変位ベース部材
５ａ，５ｂ 端部
５ｃ 中心部
５ｄ 係止突起
５ｈ 係合凹部
５ｉ 係合突起
６ 変位機構
８ａ，８ｂ ブレーキ固体面
９ マグネット
９ａ ヨーク
１０ コイル
１１ レンズフォルダ
１２，１２Ａ 導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置
１６ 保護ケーシング
１７ ブレーキ支持体
２０，２０Ａ 導電性高分子アクチュエータ
４２ 可変直流電源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電性高分子膜と第２導電性高分子膜とが電解質托体層を介して接続されるように面対向させ、前記第１導電性高分子膜の外側面に第１ブレーキ固体面に対向しかつ前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に伸縮駆動可能な第１変位機構を設けて、前記第１導電性高分子膜の第１変位機構が設けられた側を凹にして、前記第１導電性高分子膜の両端が固定され、
前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜の間に電位差を与えて前記第１導電性高分子膜が収縮或いは膨張させることにより、前記第１変位機構が前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に伸縮して前記第１ブレーキ固体面に接離し、ブレーキ動作又はブレーキ動作解除を行なうことを特徴とする導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置。
【請求項２】
前記第１変位機構は、一端が前記第１導電性高分子膜の溝部に嵌め込まれた第１アーム部と、前記第１アーム部に対して屈曲して連結された第２アーム部とを有する板状のアーム部材と、前記第１導電性高分子膜の前記外側面に摺動可能に載置され、一端部に前記アーム部材の前記第１アーム部が常時接触し、接触部分が支点となって前記アーム部材が支点回りに回動して、前記第２アーム部の先端が前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に進退して、前記第１変位機構が前記第１導電性高分子膜の前記膜厚方向に伸縮する、請求項１に記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置。
【請求項３】
前記第２導電性高分子膜の外側面に第２ブレーキ固体面に対向しかつ前記第２導電性高分子膜の膜厚方向に伸縮駆動可能な第２変位機構を設けて、
前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜の間に電位差を与えることにより、酸化還元反応により前記第２導電性高分子膜が膨張或いは収縮することにより、前記第２変位機構が伸縮して前記第２ブレーキ固体面に接離し、ブレーキ動作又はブレーキ動作解除を行なうとともに、
前記第１変位機構と前記第２変位機構の外側に設けられて、前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜と前記電解質托体層と前記第１変位機構と前記第２変位機構とを包含する保護ケーシングを備える、請求項１又は２に記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置。
【請求項４】
前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜の間に電位差を与えることにより、酸化還元反応により前記第１導電性高分子膜が膨張することにより、前記第１変位機構が前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に収縮する、請求項１〜３のいずれか１つに記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置。
【請求項５】
前記第１導電性高分子膜の両端を接続することでお互いに固定し、前記第１導電性高分子膜の前記第１変位機構が設けられた側を内側に円環形状に配置し、前記第１導電性高分子膜を前記ブレーキ固体面の駆動方向と同じ方向へは移動できないように支持するブレーキ支持体を備える、請求項１〜４のいずれか１つに記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置。
【請求項６】
前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜の間に電位差が無い状態で前記保護ケーシングを介して前記第２変位機構は前記第２ブレーキ固体面に接触してブレーキ動作を行なう一方、前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜の間に電位差を与えることにより、酸化還元反応により前記第２導電性高分子膜が膨張或いは収縮することにより、前記第２変位機構が前記第２導電性高分子膜の膜厚方向に収縮して前記第２ブレーキ固体面から離れてブレーキ動作解除を行なう、請求項３に記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置。
【請求項７】
前記変位機構を複数個、環状に配置されて、前記酸化還元反応により前記第１導電性高分子膜が膨張或いは収縮することにより、前記全ての変位機構が前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に伸縮して前記第ブレーキ固体面に接離する、請求項１〜６のいずれか１つに記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置。
【請求項１】
第１導電性高分子膜と第２導電性高分子膜とが電解質托体層を介して接続されるように面対向させ、前記第１導電性高分子膜の外側面に第１ブレーキ固体面に対向しかつ前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に伸縮駆動可能な第１変位機構を設けて、前記第１導電性高分子膜の第１変位機構が設けられた側を凹にして、前記第１導電性高分子膜の両端が固定され、
前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜の間に電位差を与えて前記第１導電性高分子膜が収縮或いは膨張させることにより、前記第１変位機構が前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に伸縮して前記第１ブレーキ固体面に接離し、ブレーキ動作又はブレーキ動作解除を行なうことを特徴とする導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置。
【請求項２】
前記第１変位機構は、一端が前記第１導電性高分子膜の溝部に嵌め込まれた第１アーム部と、前記第１アーム部に対して屈曲して連結された第２アーム部とを有する板状のアーム部材と、前記第１導電性高分子膜の前記外側面に摺動可能に載置され、一端部に前記アーム部材の前記第１アーム部が常時接触し、接触部分が支点となって前記アーム部材が支点回りに回動して、前記第２アーム部の先端が前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に進退して、前記第１変位機構が前記第１導電性高分子膜の前記膜厚方向に伸縮する、請求項１に記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置。
【請求項３】
前記第２導電性高分子膜の外側面に第２ブレーキ固体面に対向しかつ前記第２導電性高分子膜の膜厚方向に伸縮駆動可能な第２変位機構を設けて、
前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜の間に電位差を与えることにより、酸化還元反応により前記第２導電性高分子膜が膨張或いは収縮することにより、前記第２変位機構が伸縮して前記第２ブレーキ固体面に接離し、ブレーキ動作又はブレーキ動作解除を行なうとともに、
前記第１変位機構と前記第２変位機構の外側に設けられて、前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜と前記電解質托体層と前記第１変位機構と前記第２変位機構とを包含する保護ケーシングを備える、請求項１又は２に記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置。
【請求項４】
前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜の間に電位差を与えることにより、酸化還元反応により前記第１導電性高分子膜が膨張することにより、前記第１変位機構が前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に収縮する、請求項１〜３のいずれか１つに記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置。
【請求項５】
前記第１導電性高分子膜の両端を接続することでお互いに固定し、前記第１導電性高分子膜の前記第１変位機構が設けられた側を内側に円環形状に配置し、前記第１導電性高分子膜を前記ブレーキ固体面の駆動方向と同じ方向へは移動できないように支持するブレーキ支持体を備える、請求項１〜４のいずれか１つに記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置。
【請求項６】
前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜の間に電位差が無い状態で前記保護ケーシングを介して前記第２変位機構は前記第２ブレーキ固体面に接触してブレーキ動作を行なう一方、前記第１導電性高分子膜と前記第２導電性高分子膜の間に電位差を与えることにより、酸化還元反応により前記第２導電性高分子膜が膨張或いは収縮することにより、前記第２変位機構が前記第２導電性高分子膜の膜厚方向に収縮して前記第２ブレーキ固体面から離れてブレーキ動作解除を行なう、請求項３に記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置。
【請求項７】
前記変位機構を複数個、環状に配置されて、前記酸化還元反応により前記第１導電性高分子膜が膨張或いは収縮することにより、前記全ての変位機構が前記第１導電性高分子膜の膜厚方向に伸縮して前記第ブレーキ固体面に接離する、請求項１〜６のいずれか１つに記載の導電性高分子アクチュエータを用いたブレーキ装置。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図１Ｇ】
【図１Ｈ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図４Ｄ】
【図８Ｃ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図１Ｇ】
【図１Ｈ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図４Ｄ】
【図８Ｃ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−１５９７８１（Ｐ２０１０−１５９７８１Ａ）
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８０６（Ｐ２００９−８０６）
【出願日】平成２１年１月６日（２００９．１．６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月６日（２００９．１．６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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