專利名稱:致動(dòng)裝置及輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種具備一端為固定端、另一端為自由端且在施加電壓時(shí)能夠彎曲的致動(dòng)器的致動(dòng)器(actuator)裝置及輸入裝置。
背景技術(shù):
圖14(a)、(b)是用于說明以往的問題點(diǎn)的輸入裝置的示意圖(剖視圖)。圖14(a)所示的輸入裝置1構(gòu)成為具有致動(dòng)器2、基體構(gòu)件3、支承部4、鍵頂5及框體6等。如圖14(a)所示,各致動(dòng)器2以單側(cè)支承的方式被支承部4支承。致動(dòng)器2構(gòu)成為具有電解質(zhì)層和設(shè)置在所述電解質(zhì)層的厚度方向的兩側(cè)的一對電極層。并且,構(gòu)成為在對固定端側(cè)的所述一對電極層間施加電壓時(shí),如圖14(a)所示那樣朝向上方彎曲(也參照專利文獻(xiàn)1)。對于通常的彎曲型的致動(dòng)器而言,難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)變位和發(fā)生負(fù)荷,致動(dòng)器2與壓電陶瓷和形狀記憶合金相比具有低彈性率和低剛性且容易獲得大的變位,但另一方面其存在難以發(fā)揮大的力的問題。此外,如果使致動(dòng)器2高彈性率化并使元件變厚,雖然能夠加大發(fā)生負(fù)荷,但變位量相應(yīng)減小。S卩,在施加充分的變位量的情況下,當(dāng)從圖14(a)的狀態(tài)到圖14(b)的狀態(tài)那樣向下方按壓所述鍵頂5時(shí),難以獲得施加良好的按壓感這種程度的發(fā)生負(fù)荷(發(fā)生力)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2005-259488號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2008-238330號(hào)公報(bào)在上述的專利文獻(xiàn)所述的發(fā)明中,無法獲得良好的按壓感,從而存在不足以在輸入裝置中使用的情況。
發(fā)明內(nèi)容
因此,為解決上述以往的問題而提出本發(fā)明,特別是本發(fā)明的目的在于提供一種能夠獲得充分變位和大的發(fā)生負(fù)荷這二者的致動(dòng)裝置及輸入裝置。本發(fā)明為一種致動(dòng)裝置,其具備致動(dòng)器,其一端為固定端,另一端為自由端,且在施加電壓時(shí)能夠彎曲;基體構(gòu)件,其具有固定所述致動(dòng)器的固定端的固定部,所述致動(dòng)裝置的特征在于,形成有支點(diǎn)部,該支點(diǎn)部在所述致動(dòng)器彎曲的狀態(tài)下對所述自由端向彎曲方向的反方向施加力而使所述致動(dòng)器變形時(shí),在所述致動(dòng)器的固定端與自由端之間成為變位的支
點(diǎn)ο根據(jù)上述結(jié)構(gòu),在致動(dòng)器彎曲的狀態(tài)下,能夠?qū)⒅聞?dòng)器的元件長度形成得足夠長, 能夠充分地得到變位。并且,形成有在所述致動(dòng)器向彎曲方向的反方向變形時(shí)在所述致動(dòng)器的固定端與自由端之間成為變位的支點(diǎn)的支點(diǎn)部,從支點(diǎn)部到自由端的元件長度比從固定端到自由端的元件長度短,因此,根據(jù)材料力學(xué)的原理,能夠增大發(fā)生負(fù)荷。如此,根據(jù)本發(fā)明,能夠得到充分的變位和大的發(fā)生負(fù)荷這二者。在本發(fā)明中可以構(gòu)成為,在所述致動(dòng)器的所述固定端與所述自由端之間設(shè)置有通過與所述基體構(gòu)件接觸而形成所述支點(diǎn)部的突起部。此時(shí),優(yōu)選所述突起部與構(gòu)成所述高分子致動(dòng)器的電極層一體形成。由此,能夠降低制造成本并實(shí)現(xiàn)一體化,由此能夠提高可靠性。另外,在本發(fā)明中可以構(gòu)成為,在所述基體構(gòu)件上設(shè)置有支承部,該支承部通過在所述致動(dòng)器的所述固定端與所述自由端之間的部分與所述致動(dòng)器點(diǎn)接觸或線接觸而形成所述支點(diǎn)部。在構(gòu)成為該支點(diǎn)部設(shè)置在基體構(gòu)件側(cè)而非設(shè)置在致動(dòng)器側(cè)時(shí),無需改變所述致動(dòng)器的變位量等性能就能夠形成可得到大的發(fā)生負(fù)荷的致動(dòng)裝置。另外,在本發(fā)明中優(yōu)選適用以下結(jié)構(gòu),S卩,所述致動(dòng)器是具有電解質(zhì)層和設(shè)置在所述電解質(zhì)層在厚度方向上的兩面上的一對電極且在所述一對電極間被施加電壓時(shí)彎曲的高分子致動(dòng)器。另外,在本發(fā)明中,優(yōu)選所述支點(diǎn)部的彈性率或剛性比所述致動(dòng)器的彈性率或剛性高。從而能夠更加有效地得到大且穩(wěn)定的發(fā)生負(fù)荷。另外,在本發(fā)明中,優(yōu)選所述支點(diǎn)部設(shè)置成靠所述致動(dòng)器的自由端。由此,能夠進(jìn)一步增大發(fā)生負(fù)荷。在本發(fā)明中,優(yōu)選在所述基體構(gòu)件上設(shè)置有電極部,在彎曲的所述高分子致動(dòng)器的所述自由端側(cè)被按壓而向所述彎曲方向的反方向變位時(shí),該電極部與所述高分子致動(dòng)器的所述電極層接觸通電而能夠施加驅(qū)動(dòng)電壓。此外,優(yōu)選所述電極部兼用作所述支點(diǎn)部。另外,本發(fā)明的輸入裝置的特征在于,具有上述任意方案所述的致動(dòng)裝置;與所述致動(dòng)器的高度方向?qū)χ迷O(shè)置的操作部,所述操作部被支承為能夠沿所述高度方向移動(dòng),所述致動(dòng)裝置形成有支點(diǎn)部,在所述致動(dòng)器的自由端向所述操作部方向彎曲的狀態(tài)下,當(dāng)使所述操作部向所述致動(dòng)器方向移動(dòng)而按壓所述自由端側(cè)從而使其向所述彎曲方向的反方向變位時(shí),所述支點(diǎn)部在所述致動(dòng)器的固定端與自由端之間成為變位的支點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu),通過形成在所述致動(dòng)器的固定端與自由端之間成為變位的支點(diǎn)的支點(diǎn)部,由此根據(jù)材料力學(xué)的原理,能夠增大發(fā)生負(fù)荷,因此與以往相比能夠獲得按壓所述操作部時(shí)的良好的按壓感。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明,能夠得到充分變位和大的發(fā)生負(fù)荷這二者。
圖1是表示第一實(shí)施方式的致動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)的圖,(a)是致動(dòng)器的非動(dòng)作時(shí)的局部剖視圖,(b)是表示致動(dòng)器彎曲的狀態(tài)的局部剖視圖,(c)是表示所述致動(dòng)器的自由端側(cè)被按壓而所述致動(dòng)器與突起部接觸的狀態(tài)的局部剖視圖。圖2是致動(dòng)器(高分子致動(dòng)器)的局部放大剖視圖。圖3是表示第二實(shí)施方式的致動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)的圖(局部剖視圖)。圖4是表示圖3的一部分的高分子致動(dòng)器的局部放大剖視圖。
圖5是表示第三實(shí)施方式的致動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)的圖(局部剖視圖)。圖6是用于說明電極層間的電位差的圖。圖7是表示其他實(shí)施方式的致動(dòng)裝置的局部剖視圖。圖8是高分子致動(dòng)器與電極部的局部剖視圖。圖9是表示其他實(shí)施方式的致動(dòng)裝置的局部剖視圖。圖10是表示其他實(shí)施方式的致動(dòng)裝置的局部剖視圖。圖11是表示其他實(shí)施方式的致動(dòng)裝置的立體圖。圖12是表示其他實(shí)施方式的致動(dòng)裝置的局部剖視圖。圖13是本實(shí)施方式的輸入裝置的局部剖視圖。圖14是以往例的輸入裝置的局部剖視圖。
具體實(shí)施例方式圖1是表示第一實(shí)施方式的致動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)的圖,(a)是高分子致動(dòng)器在非動(dòng)作時(shí)的局部剖視圖,(b)是表示致動(dòng)器彎曲的狀態(tài)的局部剖視圖,(c)是表示所述致動(dòng)器的自由端側(cè)被按壓而所述致動(dòng)器與突起部接觸的狀態(tài)的局部剖視圖。如圖2所示,本實(shí)施方式的致動(dòng)器10例如是具備電解質(zhì)層11、形成在電解質(zhì)層11 的厚度方向的兩側(cè)表面的電極層12、13的高分子致動(dòng)器。本實(shí)施方式的致動(dòng)器10具有具有離子液體和原料聚合物的電解質(zhì)層11 ;具有碳微管等導(dǎo)電性填充物、離子液體及原料聚合物的第一電極層12及第二電極層13。需要說明的是,第一電極層12是與基體構(gòu)件17對置一側(cè)的電極層。作為原料聚合物可以舉出聚偏氟乙烯(PVDF)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。在該具體例中,由于在電解質(zhì)層11內(nèi)不包含離子交換樹脂,因此成為陽離子及陰離子均能夠自由移動(dòng)的狀態(tài)。需要說明的是,電解質(zhì)層11也可以包括離子交換樹脂、作為含有鹽的分極性有機(jī)溶劑或離子液體的液狀有機(jī)化合物。此時(shí),優(yōu)選離子交換樹脂為陽離子交換樹脂。由此,陰離子被固定,陽離子能夠自由移動(dòng)。作為陽離子交換樹脂可優(yōu)選使用在聚乙烯、聚苯乙烯、 氟樹脂等樹脂中導(dǎo)入磺酸基、羧基等官能基而得到的材料。此外,電極層12、13也可以利用金或鉬等電極材料通過鍍敷或?yàn)R射等形成。如圖1 (a)所示,致動(dòng)器10的一端部(固定端)14固定支承在固定部15上。致動(dòng)器10以單側(cè)支承的方式被支承,自由端16被支承為能夠向上方彎曲。如圖1(b)所示,在所述致動(dòng)器10的彎曲方向的相反側(cè)設(shè)置有基體構(gòu)件17。基體構(gòu)件17與固定部15可以不同體的方式形成也可以一體形成。如圖1 (a)所示,在基體構(gòu)件17的表面設(shè)置有突起部(支點(diǎn)部)60。當(dāng)從圖1 (a)的非動(dòng)作狀態(tài)開始通過驅(qū)動(dòng)電路20向致動(dòng)器10的電極層12、13之間施加電壓時(shí),在第一電極層12側(cè)與第二電極層13側(cè)產(chǎn)生膨脹差,產(chǎn)生彎曲應(yīng)力而使致動(dòng)器10向上方向彎曲。在本實(shí)施方式中,作為一例,使第一電極層12側(cè)為負(fù)極,使第二電極層13側(cè)為正極。由此,在施加電壓時(shí),陽離子及極性分子向第一電極層12側(cè)偏移。此時(shí), 若假定陽離子比陰離子大,則體積要在偏向第一電極層12側(cè)的位置膨脹。即,在第一電極層12側(cè)產(chǎn)生膨脹應(yīng)力,并因此產(chǎn)生膨脹變形,所以在致動(dòng)器10中產(chǎn)生彎曲應(yīng)力,如圖1(b)所示,致動(dòng)器10朝向上方彎曲。如圖1(b)所示,當(dāng)向致動(dòng)器10的自由端16側(cè)施加朝向基體構(gòu)件17方向的負(fù)荷 F時(shí),彎曲狀態(tài)的致動(dòng)器10向基體構(gòu)件17方向變位。當(dāng)變位規(guī)定量時(shí),如圖1(c)所示,致動(dòng)器10與突起部60抵接。如圖1(c)所示, 突起部60設(shè)置在與致動(dòng)器10固定端14和自由端16之間的中途部21對置的位置。在圖1(c)的狀態(tài)下,突起部60與致動(dòng)器10接觸而形成成為支點(diǎn)的支點(diǎn)部。此時(shí), 從突起部60到自由端16的致動(dòng)器10的元件長度比從固定端14到自由端16的元件長度短,根據(jù)材料力學(xué)的原理,能夠使從圖1(c)的狀態(tài)進(jìn)一步對致動(dòng)器10的自由端16側(cè)施加朝向基體構(gòu)件17方向的力時(shí)的反力(以下稱為發(fā)生負(fù)荷)增大。此外,在本實(shí)施方式中,無需為了提高發(fā)生負(fù)荷而進(jìn)行高彈性率化或加厚元件厚度,也能夠充分地加長致動(dòng)器10的元件長度,在圖1(b)的彎曲狀態(tài)下,能夠充分得到致動(dòng)器10的變位。由此,根據(jù)本發(fā)明,能夠獲得充分的變位及大的發(fā)生負(fù)荷這二者。圖3所示的第二實(shí)施方式與圖1不同,是突起部61設(shè)置在致動(dòng)器10側(cè)的例子。所述突起部61設(shè)置在致動(dòng)器10的下表面(與基體構(gòu)件17對置的對置面)的中途部。在圖 2的結(jié)構(gòu)中,也能夠與圖1同樣地增大發(fā)生負(fù)荷。圖3所示的突起部61可以為導(dǎo)電性,也可以為非導(dǎo)電性。在由非導(dǎo)電性的材料例如絕緣材料形成時(shí),可以通過粘接劑等將突起部接合到致動(dòng)器10的下表面?zhèn)?。但是,在本?shí)施方式中,如圖4所示,優(yōu)選將所述突起部61與第一電極層12—體形成。因此,突起部61形成為具有導(dǎo)電性。例如,能夠通過模具將第一電極層12和突起部 61 一體成形。或者,可以在對第一電極層12進(jìn)行沖壓時(shí)減小對突起部61的形成區(qū)域的加壓力,由此形成從第一電極層12 —體突出的突起部61?;蛘?,也可以將所述突起部61以與第一電極層12相同的電極材料分別形成,接著將所述突起部61例如與第一電極層12粘接或壓力結(jié)合而一體化。這樣,通過將所述突起部61與第一電極層12—體化,能夠降低制造成本,并且由于存在即使突起部61受力也不易脫落等優(yōu)點(diǎn),從而能夠提高可靠性。此外,優(yōu)選使圖1或圖3所示的突起部60、61的彈性率或剛性比致動(dòng)器10的彈性率或剛性高。在如圖3所示那樣將突起部61設(shè)置在致動(dòng)器10側(cè)的情況下,當(dāng)將其通過模具一體成形時(shí),為了在突起部61的部分提高電極材料等的填充率(密度),構(gòu)成為在兩工序中分別進(jìn)行鑄造(casting)或在突起部61的結(jié)構(gòu)內(nèi)加入金屬線等骨料。由此能夠使變位支點(diǎn)牢固,因此能夠更有效地獲得大且穩(wěn)定的發(fā)生負(fù)荷。需要說明的是,如圖1所示,在將突起部60設(shè)置在基體構(gòu)件17側(cè)的形態(tài)下,可以通過粘接等簡單地將突起部60形成在基體構(gòu)件17的表面。此外,若將突起部60設(shè)置在基體構(gòu)件17側(cè)而非設(shè)置在致動(dòng)器10側(cè),則能夠構(gòu)成無需改變致動(dòng)器10的變位量等性能也可得到大的發(fā)生負(fù)荷的致動(dòng)裝置。圖5是第三實(shí)施方式的高分子致動(dòng)器的局部剖視圖。在圖5的實(shí)施方式中,在基體構(gòu)件17的表面設(shè)置電極部18。如圖5所示,所述電極部17經(jīng)由電源與連接在致動(dòng)器10 的固定端14側(cè)的電極層12、13之間的驅(qū)動(dòng)電路20連接。需要說明的是,所述驅(qū)動(dòng)電路20
上設(shè)置有二極管。此外,在圖5的實(shí)施方式中,設(shè)置在所述致動(dòng)器10上的突起部61具有導(dǎo)電性。
在從致動(dòng)器10的自由端16向上方彎曲的狀態(tài)按壓自由端16側(cè)而使其向基體構(gòu)件17方向變位時(shí),如圖5所示,導(dǎo)電性的突起部61與電極部18接觸通電,可以對所述致動(dòng)器10的中途部21施加驅(qū)動(dòng)電壓。其結(jié)果是,不僅是根據(jù)材料力學(xué)的原理利用突起部61來增大發(fā)生負(fù)荷,而且還能夠通過施加驅(qū)動(dòng)電壓而更有效地增大發(fā)生負(fù)荷。如上所述,在本實(shí)施方式中,對于電極層12、13(圖2)的材質(zhì)并未進(jìn)行限定??梢允翘寄?,也可以利用金或鉬等電極材料通過鍍敷或?yàn)R射等而形成。在此,在作為電極層12、13使用碳膜且未設(shè)置電極部18的以往結(jié)構(gòu)的情況下,如圖6所示,從固定端朝向自由端電壓下降非常大(圖6的實(shí)線)。由此,在以往結(jié)構(gòu)中,發(fā)生負(fù)荷非常小。圖6的(1)表示以往結(jié)構(gòu)中的電位差。與此相對地,若使用本實(shí)施方式,則如圖6的(2)所示,能夠從致動(dòng)器10的中途部 21到自由端16側(cè)有效地增大因電壓下降而變小了的電位差。由此,即使作為電極層12、13 使用碳膜,若使用本實(shí)施方式也能夠有效地增大發(fā)生負(fù)荷。作為碳膜例如包括碳微管。此外,在致動(dòng)器10的突起部61與電極部18接觸通電時(shí),若進(jìn)行控制而向致動(dòng)器 10的中途部21施加比從驅(qū)動(dòng)電路12向一對電極層12、13之間施加的驅(qū)動(dòng)電壓更高的驅(qū)動(dòng)電壓,則在接觸通電后能夠得到更大的發(fā)生負(fù)荷。需要說明的是,如圖1所示,在基體構(gòu)件17側(cè)具有突起部60的形態(tài)下,將所述突起部60作為上述的電極部發(fā)揮功能也能夠得到與圖5的實(shí)施方式同樣的效果。如圖7所示的實(shí)施方式,也可以從致動(dòng)器10的固定端14側(cè)朝向自由端16方向空出等間隔地配置多個(gè)突起部62、63。通過這樣構(gòu)成,能夠伴隨彎曲的致動(dòng)器10向基體構(gòu)件 17方向的變位而多次階段性地增大發(fā)生負(fù)荷。在圖7的結(jié)構(gòu)中,首先致動(dòng)器10與突起部 62接觸而突起部62形成成為支點(diǎn)的支點(diǎn)部,能夠得到發(fā)生負(fù)荷的增大效果,然后,進(jìn)而致動(dòng)器10與比所述突起部62靠自由端16側(cè)的突起部63接觸而突起部63形成成為支點(diǎn)的支點(diǎn)部,能夠得到更大的發(fā)生負(fù)荷。需要說明的是,可以將突起部62、63都形成在基體構(gòu)件17側(cè)或致動(dòng)器10側(cè),或者一些突起部形成在基體構(gòu)件17側(cè)而其他的突起部形成在致動(dòng)器10側(cè)。圖8是致動(dòng)器10與突起部60的俯視圖。在圖8(a)中,突起部60沿致動(dòng)器10的寬度方向延伸形成得長。此外,在圖8(b)中,突起部60以圓形狀形成。對于突起部60的平面形狀沒有特別限定,但如圖8(a)的突起部60那樣以在寬度方向上橫切致動(dòng)器10的方式形成能夠在致動(dòng)器10的寬度整體設(shè)置變位支點(diǎn),能夠更有效地增大發(fā)生負(fù)荷。另外,突起部優(yōu)選形成為偏向致動(dòng)器10的自由端16。如此,通過在接近自由端16 的一側(cè)形成突起部,能夠?qū)⒆兾坏闹c(diǎn)形成在接近自由端的一側(cè),因此能夠進(jìn)一步增大發(fā)生負(fù)荷。在圖9中,在突起部60與基體構(gòu)件17之間存在彈性體65。通過設(shè)置所述彈性體 5,在致動(dòng)器10與突起部60抵接時(shí),彈性體65能夠成為緩沖件而實(shí)現(xiàn)對致動(dòng)器10的保護(hù) (耐久性的提高),并且,在接下來說明的輸入裝置中,能夠?qū)Π磯焊匈x予變化。需要說明的是,對彈性體65的形成位置并未限定,但特別是在如圖5所示的實(shí)施方式那樣使電極部18 與突起部61之間接觸通電的形態(tài)下,需要形成為不阻礙所述接觸通電。另外,致動(dòng)器10的形狀只要具有固定端和自由端且能夠彎曲變形即可,對此沒有特別的局限??梢詾殚L條狀或設(shè)置有狹縫的形狀。
另外,對支承致動(dòng)器10的位置也沒有限制。例如,可以如圖10所示那樣在致動(dòng)器 10的中間位置設(shè)置固定部53,而其兩側(cè)成為自由端M、56的狀態(tài)(蝶狀結(jié)構(gòu))。另外,在上述中,對支點(diǎn)部全部為突起形狀的情況進(jìn)行了說明,但支點(diǎn)部并非局限于突起形狀。例如,可以如圖11所示,構(gòu)成為具有在寬度方向上空出規(guī)定間隔對置的基體構(gòu)件70、70 ;連結(jié)基體構(gòu)件70、70之間并固定致動(dòng)器10的固定部71 ;連結(jié)基體構(gòu)件70、70之間且位于致動(dòng)器10的固定部與自由端之間而形成成為支點(diǎn)的支點(diǎn)部的支承部72、72。在圖 11的結(jié)構(gòu)中,支承部72與致動(dòng)器10線接觸。另外,如圖12(a)所示,突起部60的形成位置可以位于在致動(dòng)器10非動(dòng)作時(shí)比致動(dòng)器10的固定端14靠下方(向致動(dòng)器10的彎曲方向的反方向離開的位置)。在使致動(dòng)器 10動(dòng)作時(shí),自由端16向上方彎曲,當(dāng)向下方按壓自由端16時(shí),如圖12(b)所示,致動(dòng)器10 在比固定端14靠下方的位置與突起部60接觸。從圖12(b)的狀態(tài)進(jìn)一步按壓而成的狀態(tài)為圖12(c)的狀態(tài)。通過圖12的形態(tài)能夠進(jìn)一步增大致動(dòng)器10的變位量。此外,在致動(dòng)器10非動(dòng)作時(shí),致動(dòng)器10的電極層與形成在基體構(gòu)件17上的電極部18可以接觸,也可以為非接觸。另外,在圖5的形態(tài)下,也可以構(gòu)成為突起部61與電極部18的導(dǎo)通由壓潰應(yīng)力來實(shí)現(xiàn)。本實(shí)施方式的致動(dòng)裝置可以如圖13所示那樣適用于輸入裝置50。在圖13的輸入裝置50中,利用圖1所示的致動(dòng)裝置設(shè)置多個(gè)致動(dòng)器10,并在基體構(gòu)件17上設(shè)置突起部(支點(diǎn)部)60。如圖13所示,在致動(dòng)器10的彎曲方向側(cè)(上方側(cè))設(shè)置有鍵頂(操作部 51。致動(dòng)裝置收納在框體52內(nèi),將所述鍵頂51支承為經(jīng)由形成在所述框體52上的孔5 而能夠在上下方向上移動(dòng)。在圖13(a)的局部剖視圖中,構(gòu)成致動(dòng)器10的電極層間被施加電壓,各致動(dòng)器10 朝向上方彎曲,通過各致動(dòng)器10的變位動(dòng)作向上方頂起鍵頂51。例如,當(dāng)人用手指朝向下方向按壓鍵頂51時(shí),鍵頂51向下方移動(dòng)。伴隨于此,各致動(dòng)器10的自由端16被按壓而如圖13(b)所示那樣向下方向變位。在圖13(b)的狀態(tài)下,各致動(dòng)器10與突起部60接觸。由此,所述突起部60成為變位的支點(diǎn),因此根據(jù)材料力學(xué)的原理能夠由各致動(dòng)器10得到大的發(fā)生負(fù)荷,與以往相比能夠得到按壓鍵頂51時(shí)的良好的按壓感。實(shí)施例利用在基體構(gòu)件上具備突起部的致動(dòng)裝置的實(shí)施例及未設(shè)置突起部的致動(dòng)裝置的比較例進(jìn)行了發(fā)生負(fù)荷(發(fā)生力)的實(shí)驗(yàn)。需要說明的是,實(shí)驗(yàn)中使用的高分子致動(dòng)器形成有圖1所示的單側(cè)支承型和蝶狀結(jié)構(gòu)這兩者。首先,在采用圖1所示的單側(cè)支承型的情況下,使致動(dòng)器10的全長為5mm,在實(shí)施例中,將突起部60形成在距固定端14朝向自由端16為3mm的位置。另外,在采用圖10所示的蝶狀結(jié)構(gòu)的情況下,使致動(dòng)器10的全長為10mm,在實(shí)施例中,將突起部66形成在距位于中央的支承部53朝向兩側(cè)為4mm的位置。在實(shí)驗(yàn)中,使電極層間的施加電壓為2V或2. 5V從而向離開基體構(gòu)件的方向彎曲, 求出將致動(dòng)器10的自由端側(cè)向基體構(gòu)件方向按壓而得到的最大發(fā)生負(fù)荷。
該實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)在以下的表1中表示。表 權(quán)利要求
1.一種致動(dòng)裝置,其具備致動(dòng)器,其一端為固定端,而另一端為自由端,且在被施加電壓時(shí)能夠彎曲;基體構(gòu)件,其具有固定所述致動(dòng)器的固定端的固定部,所述致動(dòng)裝置的特征在于,形成有支點(diǎn)部,該支點(diǎn)部在所述致動(dòng)器彎曲的狀態(tài)下對所述自由端向彎曲方向的反方向施加力而使所述致動(dòng)器變形時(shí),在所述致動(dòng)器的固定端與自由端之間成為變位的支點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的致動(dòng)裝置,其中,在所述致動(dòng)器的所述固定端與所述自由端之間設(shè)置有通過與所述基體構(gòu)件接觸而形成所述支點(diǎn)部的突起部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的致動(dòng)裝置,其中,所述突起部與構(gòu)成高分子致動(dòng)器的電極層一體形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的致動(dòng)裝置,其中,在所述基體構(gòu)件上設(shè)置有支承部,該支承部通過在所述致動(dòng)器的所述固定端與所述自由端之間的部分與所述致動(dòng)器點(diǎn)接觸或線接觸而形成所述支點(diǎn)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的致動(dòng)裝置,其中,所述致動(dòng)器是具有電解質(zhì)層和設(shè)置在所述電解質(zhì)層在厚度方向上的兩面上的一對電極且在所述一對電極間被施加電壓時(shí)彎曲的高分子致動(dòng)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的致動(dòng)裝置,其中,所述支點(diǎn)部的彈性率或剛性比所述致動(dòng)器的彈性率或剛性高。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的致動(dòng)裝置,其中,所述支點(diǎn)部靠所述致動(dòng)器的自由端形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的致動(dòng)裝置,其中,在所述基體構(gòu)件上設(shè)置有電極部,在彎曲的所述高分子致動(dòng)器的所述自由端側(cè)被按壓而向所述彎曲方向的反方向變位時(shí),該電極部與所述高分子致動(dòng)器的所述電極層接觸通電而能夠施加驅(qū)動(dòng)電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的致動(dòng)裝置,其中,所述電極部兼用作所述支點(diǎn)部。
10.一種輸入裝置,其特征在于,具有權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的致動(dòng)裝置;與所述致動(dòng)器的高度方向?qū)χ迷O(shè)置的操作部,所述操作部被支承為能夠沿所述高度方向移動(dòng),所述致動(dòng)裝置形成有支點(diǎn)部,在所述致動(dòng)器的自由端向所述操作部方向彎曲的狀態(tài)下,當(dāng)使所述操作部向所述致動(dòng)器方向移動(dòng)而按壓所述自由端側(cè)從而使其向所述彎曲方向的反方向變位時(shí),所述支點(diǎn)部在所述致動(dòng)器的固定端與自由端之間成為變位的支點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種尤其能夠在不損失變位量的情況下得到大的發(fā)生負(fù)荷的致動(dòng)裝置及輸入裝置。致動(dòng)裝置具備致動(dòng)器(10),其一端為固定端(14),另一端為自由端(16),且在被施加電壓時(shí)能夠彎曲;基體構(gòu)件(17),其具有固定所述致動(dòng)器(10)的固定端(14)的固定部(15)。在基體構(gòu)件(17)上設(shè)置有突起部(60)。在所述致動(dòng)器(10)彎曲的狀態(tài)下對所述自由端(16)向彎曲方向的反方向施加力而使其變形時(shí),所述致動(dòng)器(10)與突起部(60)接觸。突起部(60)成為變位的支點(diǎn),不會(huì)損失變位量,并且根據(jù)材料力學(xué)的原理可增大發(fā)生負(fù)荷。
文檔編號(hào)B81B3/00GK102334275SQ20108000967
公開日2012年1月25日 申請日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者三森健一, 高橋功 申請人:阿爾卑斯電氣株式會(huì)社