[发明专利]致动器及其制造方法

说明书

本发明的致动器由纤维状高分子材料构成，所述纤维状高分子材料由高分子构成，在所述纤维状高分子材料的最外表面具有捻痕，所述捻痕相对于所述纤维状高分子材料的纤维轴倾斜的角度x与角度y具有x＞y+0.5的关系，所述角度y是将由构成所述纤维状高分子材料的高分子构成的纤维在25℃的环境下施加所述纤维的拉伸模量×4.5×10^－3的拉伸应力，并捻绕至产生卷曲的极限或者捻绕至断裂的极限时的捻痕相对于所述纤维的纤维轴倾斜的角度。

技术领域

本发明涉及一种致动器及其制造方法。

本申请根据2016年12月27日在日本申请的特愿2016-252346号主张优先权，在此引用其内容。

背景技术

由于发达国家的老龄社会的到来、机器人工学的发达、向人类智能活动的转换等，而寻求各种物品的动力化，并提出了各种致动器的方案。例如，在专利文献1中公开有一种含有插捻的卷状聚合物纤维的致动器。

含有插捻的卷状聚合物纤维的致动器通过以下方式形成，即，选择作为单丝或者多丝的以高强度且高度链取向的前体聚合物纤维，向所述前体聚合物纤维插捻直到发生卷曲，或者，向所述前体聚合物纤维插捻直到不产生卷曲的水平，接着，在相同或者相反方向上向最初插入的捻度插入卷曲。

在专利文献1中说明了，由于温度变化，含有插捻的卷状聚合物纤维的致动器能够以提供拉伸收缩或者拉伸膨胀的方式进行操作。另外，卷曲之前的聚合物纤维的光学显微镜照片显示了螺旋形的表面特征，其相对于纤维方向的偏角α用下式表达。

α＝tan^－1(πdT)

(在式中，d是聚合物纤维的直径，T是聚合物纤维每单位长度所插入的捻度的量。)

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2016-42783号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

但是，专利文献1所公开的含有插捻的非卷状聚合物纤维的致动器，未必相对于温度变化而言显示出较大的可动范围，有时输出也不充分。

本发明鉴于上述的实际情况而完成，其目的在于提供一种新的致动器及其制造方法，其比以往显示出较大的热的可动范围。

(二)技术方案

为了实现上述目的，本发明人进行了深入研究，结果发现了比以往显示出较大的热的可动范围的致动器。另外，发现了一种制造方法，其通过对由玻璃化转变温度高于25℃的高分子构成的纤维状高分子材料在温度高于所述高分子的玻璃化转变温度的环境下进行捻绕，而容易获得那样的致动器。

即，本发明如以下所述。

(1)一种致动器，其由纤维状高分子材料构成，所述纤维状高分子材料由高分子构成，在所述纤维状高分子材料的最外表面具有捻痕，其中，所述捻痕相对于所述纤维状高分子材料的纤维轴倾斜的角度x、与角度y具有x＞y+0.5°的关系，所述角度y是将由构成所述纤维状高分子材料的高分子构成的纤维在25℃的环境下施加所述纤维的拉伸模量×4.5×10^－3的拉伸应力，并捻绕至产生卷曲的极限或者捻绕至断裂的极限时的捻痕相对于所述纤维的纤维轴倾斜的角度。

(2)根据所述(1)所述的致动器，其特征在于，所述高分子的玻璃化转变温度是45℃以上。

(3)根据所述(1)或(2)所述的致动器，其特征在于，所述高分子是尼龙。

(4)根据所述(1)～(3)中任一项所述的致动器，其特征在于，所述角度x是45°以上。