技術分野
マルチレイヤー構造を有する静電アクチュエータ
発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋
従来の静電アクチュエータは、導体層間に弾性材料である誘電エラストマーを挟んだ構造を有しており、対向する導体層間に電圧が印加されて発生する静電引力で導体層間を収縮させる構成であった。誘電エラストマーは導体層間の絶縁材料としての機能も果たしていた。ここで、静電アクチュエータに長時間電圧を印加して静電引力によって誘電エラストマーに圧縮力を長時間印加するとき、誘電エラストマーが柔らかいと誘電エラストマーは導体と共に横方向に広がり、クリープ現象により誘電エラストマーの層(弾性層)を構成する材料の分子が移動して層が崩れ絶縁破壊が生じる懸念があった。これが理由で、従来の静電アクチュエータは長期間使用することができず、実用化が困難であった。一方、硬い弾性性能を有する誘電エラストマーを採用すれば、収縮率が低下して十分なストロークを確保できないという課題があった。
課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋
課題を解決するために、請求項1に記載の積層型静電アクチュエータは、
複数の電極フィルムが積層結合した構造を有し、
各電極フィルムは、弾性層、絶縁層、導体層、絶縁層、弾性層の5層構造を有し、
弾性層を構成する材料のヤング率は、絶縁層を構成する材料のヤング率よりも小さい。
発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋
本発明によれば、電極間に電圧が印加されるとき、弾性層は柔らかく変形するが、導体層は絶縁層で保護される。長期間の電圧印加で弾性層がクリープ現象により変形しても導体層は絶縁層によって絶縁が維持されることが可能となった。その結果、柔らかい弾性性能を有する弾性材料の採用が可能となり、十分なストロークと信頼性の両立が可能となった。
この特許の権利範囲[特許請求の範囲]
知財ポータルサイト IP Force にログインして確認する (無料)
この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋
【図1】
第1積層型静電アクチュエータを構成する電極フィルム一層の断面図である。
【図2】
図1に示す電極フィルムが積層結合した構造を有する積層型静電アクチュエータ全体の断面図である。
【図3】
2つの端部材の間に積層を離そうとする向きの外力が印加されて電極フィルムの間隔が伸長した状態を示す図である。
【図4】
電圧が印加されて電極フィルムの間隔が収縮した状態を示す図である。
【図5】
第2積層型静電アクチュエータの断面図である。
【図6】
図5に示す積層型静電アクチュエータの変形例である。
1:積層型静電アクチュエータ、10,10a,10b:電極フィルム、11,11a,11b:第1弾性層、12,12a,12b:第1絶縁層、13,13a,13b:導体層、14,14a:第2絶縁層、15,15a:第2弾性層、16,16a:電極層
101:積層型静電アクチュエータ、112,114,114a,112b:絶縁層、113:導体層、115:弾性層、116:電極層、120a,120b:空隙、121a,121b:柱
全ての図面はログインすると無料で閲覧できます。ログイン・ユーザー登録