CN102342014A - 促动器元件及输入装置 - Google Patents

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CN102342014A CN2010800102575A CN201080010257A CN102342014A CN 102342014 A CN102342014 A CN 102342014A CN 2010800102575 A CN2010800102575 A CN 2010800102575A CN 201080010257 A CN201080010257 A CN 201080010257A CN 102342014 A CN102342014 A CN 102342014A
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Abstract

以提供一种能够通过简单的结构来获得足够的位移和较大的发生负荷的促动器装置及输入装置为目的。该促动器装置具有:第一元件部(20),一端是固定端(14),另一端是自由端(16),该第一元件部(20)在被施加电压时弯曲;以及第二元件部(21),元件长度形成得比所述第一元件部(20)短,一端连接到所述第一元件部,该第二元件部(21)在被施加电压时向所述第一元件部(20)的反方向弯曲,支撑所述第一元件部(20)。

Description

促动器元件及输入装置
技术领域
本发明涉及一种在施加电压时弯曲的促动器元件及输入装置。
背景技术
图13(a)、(b)是用于说明现有技术的问题点的输入装置的概念图(剖视图)。
图13(a)所示的输入装置1具有促动器元件2、基底构件3、固定部4、键头5及框体6等。
如图13(a)所示,各促动器元件2被固定部4悬臂固定支撑。促动器元件2例如具有电解质层和设置在所述电解质层的厚度方向的两侧的一对电极层。而且,构成为,如果在固定端侧的所述一对电极层之间施加电压,则如图13(a)所示向上方弯曲。
促动器元件2与压电陶瓷或形状记忆合金等相比,是低弹性模量、低刚性且容易获得大的位移,另一方面,有难以发挥较大的力的问题。另外,虽然如果使促动器元件2高弹性模量化而且使元件厚度变厚,则可以使发生负荷变大,但是相应的位移量也会变小。
即,在足够的位移量的基础上,在从图13(a)的状态起如图13(b)那样向下按压所述键头5时,难以获得提供良好压感程度的发生负荷(发生力)。
现有技术文献(专利文献)
专利文献1:日本特开2006-166638号公报
专利文献2:日本特开2005-27444号公报
专利文献3:日本特开2007-28749号公报
专利文献4:日本特开2007-118159号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在上述专利文献记载的发明中,存在以下问题:不能获得良好的压感,而且结构复杂化、元件结构大型化等。
因此本发明解决上述现有技术的课题,特别的,以提供一种能够以简单的结构获得足够的位移和较大的发生负荷及发生力的促动器元件及输入装置为目的。
用于解决课题的手段
本发明的促动器元件的特征在于,包括:第一元件部,一端是固定端,另一端是自由端,该第一元件部在被施加电压时弯曲;以及第二元件部,与所述第一元件部相比元件长度形成得短,一端连接到所述第一元件部,该第二元件部在被施加电压时向所述第一元件部的反方向弯曲,能够支撑所述第一元件部。
由此,通过简单的结构,能够获得足够的位移和较大的发生负荷及发生力。
在本发明中,可以是以下结构:所述第二元件部连接到所述第一元件部的自由端或与固定端之间的中间部,并从该连接位置向所述第一元件部的固定端方向延伸。由此,可以更有效地使发生负荷及发生力变大。另外,在如上所述那样将第二元件部连接到中间部时,即使第二元件部的位移量小,也能够容易地支撑第一元件部。
或者,在本发明中,也可以是以下结构:所述第二元件部连接到所述第一元件部的自由端和固定端之间的中间部,并从该连接位置向所述第一元件部的自由端方向延伸。
另外,在本发明中,可以是以下结构:所述第一元件部及所述第二元件部,分别构成为具有电解质层和设置在所述电解质层的厚度方向的两侧的一对电极层,
朝向所述第一元件部内侧的所述电极层和朝向所述第二元件部内侧的所述电极层连接在一起,朝向所述第一元件部外侧的电极层和朝向所述第二元件部外侧的所述电极层连接在一起。由此,第一元件部和第二元件部的驱动电路可以构成为一个,可以实现简单的电路结构,可以谋求低成本化。
另外,在本发明中,可以是以下结构:所述第一元件部从中途折回,折回的部分作为所述第二元件部发挥功能。这样,通过简单的制法,可以形成第一元件部和第二元件部。另外,第一元件部和第二元件部的驱动电路可以构成为一个。通过以上所述,可以使结构变得简单,可以谋求低成本化。
另外,在本发明中,可以是以下结构:嵌入到所述第一元件部中而形成的舌片状的所述第二元件部折回。由此,能够抑制由设置第二元件部引起的促动器元件的元件面积的增大。而且,通过简单的制法,可以形成第一元件部和第二元件部。另外,第一元件部和第二元件部的驱动电路可以构成为一个。通过以上所述,可以使结构变得简单,可以谋求低成本化。
另外,在本发明中,可以是以下结构:从所述第一元件部的自由端起与所述第一元件部一体形成的所述第二元件部从所述连接端折回,在与折回到所述第一元件部的所述第二元件部相对的位置形成孔部。由此,可以抑制促动器元件的厚度。另外,通过简单的制法,可以形成第一元件部和第二元件部。另外,第一元件部和第二元件部和驱动电路可以构成为一个。通过以上所述,可以使结构变得简单,可以谋求低成本化。
另外,在本发明中,可以是以下结构:第一电极层、电解质层及第二电极层,分别形成为具有分离的第一元件部的领域和第二元件部的领域,以及连接所述第一元件部的领域及所述第二元件部的领域的连接部,
在所述连接部的连接方向切断而出现的纵剖面向视时,以使所述第一电极层的连接部和所述第二电极层的连接部交叉的方式,在所述电解质层的膜厚方向的两侧配置所述第一电极层及所述第二电极层,用所述第一元件部及所述第二元件部替换出现在表面的所述第一电极层和所述第二电极层。由此,通过简单的结构,能够获得足够的位移和较大的发生负荷(以及发生力)。而且,与折弯第二元件部的结构等相比,可以减小对于电解质层及电极层的压力,而且,第一元件部和第二元件部不在厚度方向重叠,可以谋求促动器元件的薄型化。
另外,本发明的输入装置的特征在于,具有:促动器元件,记载于上述的任意一个方案当中;操作部,设置在所述促动器元件的第一元件部的弯曲方向侧;以及基底构件,设置在所述第二元件部的弯曲方向侧,
所述操作部可在所述基底构件的方向上及从所述基底构件分离的方向上移动地被支撑,
通过施加电压,第一元件部向所述操作部方向弯曲,所述第二元件部向所述基底构件的表面方向弯曲,通过所述操作部所述基底构件方向的移动来按压所述第一元件部的所述自由端侧的状态下,第一元件部由所述第二元件部支撑。
在本发明,由于可以增大发生负荷,因此与现有技术相比,能够使压下操作部时的压感良好。
发明的效果
根据本发明,通过简单的结构,能够获得足够的位移和大的发生负荷及发生力。
附图说明
图1是表示第一实施方式的促动器装置的结构的图,图1(a)是促动器元件非工作时的局部剖视图,图1(b)是表示促动器弯曲状态的局部剖视图。
图2是表示第二实施方式的促动器装置的结构的剖视图。
图3是促动器元件的局部放大剖视图。
图4(a)是表示第三实施方式的促动器元件的结构的纵剖视图,图4(b)是表示第三实施方式的变形例子的促动器元件的局部俯视图。
图5是表示第一元件部及第二元件部的形状的促动器元件的局部俯视图。
图6(a)是表示第四实施方式的促动器元件的结构的局部剖视图,图6(b)是表示在使用图6(a)的促动器元件的促动器装置中,促动器元件弯曲状态的局部剖视图,图6(c)是表示促动器元件的较为理想的剖面形状的局部放大剖视图。
图7是表示第五实施方式的促动器元件的局部立体图,图7(a)表示制造方法的一个步骤,图7(b)表示完成后的促动器元件。
图8是表示第六实施方式的促动器元件的局部俯视图,图8(a)表示制造方法的一个步骤,图8(b)表示完成后的促动器元件。
图9组合了图7的实施方式和图8的实施方式。图9(a)是促动器元件的局部俯视图,图9(b)是图9(a)的剖视图。
图10是表示第七实施方式的促动器元件的局部俯视图,图10(a)是构成促动器元件的第一电极层、电解质层、第二电极层的分解俯视图,图10(b)是表示组合了第一电极层、电解质层及第二电极层的(层叠)状态的俯视图,图10(c)是从X方向的纵剖面方向观察通过虚线表示的连接部的图。
图11所示的实施方式是图10所示的实施方式的变形例。图11(a)是构成促动器元件的第一电极层、电解质层、第二电极层的分解俯视图,图11(b)是表示组合了第一电极层、电解质层及第二电极层的(层叠)状态的俯视图。
图12是本实施方式的输入装置的局部剖视图。
图13是现有技术例的输入装置的局部剖视图。
具体实施方式
图1是表示第一实施方式的促动器装置的结构的图,图1(a)是促动器元件非工作时的局部剖视图,图1(b)是表示促动器弯曲状态的局部剖视图。
如图3所示,本实施方式的促动器元件10是例如具有电解质层11和在电解质层11的厚度方向的两侧表面上形成的电极层12、13的高分子促动器。
例如,本实施方式的促动器元件10具有电解质层11、第一电极层12及第二电极层13,该电解质层11具有离子液体和基础聚合物,该第一电极层12及第二电极层13具有碳纳米管等导电性填充料、离子液体及基础聚合物。
作为基本聚合物,能够提示聚偏氟乙烯(PVDF)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。在该具体例中,在电解质层11内不包含离子交换树脂,所以成为阳离子及阴离子都可以自由地移动的状态。
另外,电解质层11也可以是包含离子交换树脂和含有盐的分极性有机溶媒或者作为离子液体的液状有机化合物的物质。此时,离子交换树脂为阳离子交换树脂是优选的。由此,阴离子被固定,阳离子可以自由地移动。作为阳离子交换树脂,较为理想的是能够使用在聚乙烯、聚苯乙烯、氟树脂等树脂中导入磺基、羧基等官能团的物质。另外,电极层12、13可以通过将金或白金等电极层材料电镀或溅射等来形成。
如图1(a)所示,促动器元件10包括第一元件部20和第二元件部21。例如,第一元件部20及第二元件部21都具有图3所示的层叠结构。
如图1(a)所示,第一元件部20的一端部(固定端)14被固定部15固定支撑。第一元件部20通过悬臂支撑。而且,如果在一对电极层12、13之间施加电压,则如图1(b)所示,自由端16侧向上方弯曲。如图1(b)所示,在所述第一元件部20的弯曲方向的反面侧设置着基底构件17。基底构件17和固定部15可以分体形成也可以一体形成。
在图1(a)所示的第一元件部20的下表面侧(基底构件17侧)设置有第二元件部21。第二元件部21的一端是与第一元件部20的连接端22,如图1(a)、(b)所示,第二元件部21的连接端22被连接固定在第一元件部20的自由端16。第二元件部21的连接端22以外的部分未被固定在第一元件部20。
如果在一对电极层12、13之间施加电压,则第二元件部21向第一元件部20的反方向弯曲。即,如图1(b)的工作时所示,第二元件部21的自由端23从图1(a)的非工作时的状态向下方向弯曲。
如图1(a)、(b)所示,第一元件部20的元件长度是L1,第二元件部21的元件长度是L2。而且,第二元件部21的元件长度L2比第一元件部20的元件长度L1短。
在本实施方式中,促动器元件10工作时,如图1(b)所示,在第二元件部21的自由端23接触到基底构件17的表面17a的状态下,可以由向第一元件部20的反方向弯曲并且元件长度比第一元件部20短的第二元件部21支撑向上方弯曲的第一元件部20。
在图1(a)所示的工作时,第二元件部21的自由端23接触基底构件17的表面17a能够抑制位移量低下,从而是较为理想的,但也不排除稍微浮起的方式。此时,如果第一元件部20的自由端16被向下方向按压而下降,并达到第二元件部21的自由端23接触到基底构件17的表面17a的状态,则成为通过第二元件部21支撑第一元件部20的结构,可以增大发生加重。
本实施方式的促动器元件10,可以由第一元件部20和第二元件部21构成,可以形成简单的结构。而且,在本实施方式中,如图1(b)所示,因为可以形成通过第二元件部21支撑第一元件部20的结构,所以可以使对第一元件部20的自由端16侧施加了向基底构件17方向的力F时的反作用力(以下,称为发生负荷)变大。而且,可以使向促动器元件10上方的力(发生力)变大。
但是,在本实施方式中,没有为了使发生负荷及发生力增大而进行高弹性模量化或使元件厚度变厚,能够使第一元件部20的元件长度L1足够长,在图1(b)的弯曲状态下,能够充分地获得促动器元件10的位移。另外,通过使第二元件部21的长度尺寸L2较短,能够抑制由第二元件部21的质量追加引起的位移量低下,另外,通过限制第二元件部21的长度尺寸L2或与第一元件部20的连接位置,与第一元件部20单独的情况相比,能够进一步增大第一元件部20的位移量。
通过以上所述,根据本实施方式,通过简单的结构,能够获得足够的位移和较大的发生负荷及发生力。
在图1所示的实施方式中,第二元件部21连接到第一元件部20的自由端16,并从该连接位置向第一元件部20的固定端14侧延伸。由此,能够支撑第一元件部20的自由端16,能够更有效地增大发生负荷及发生力。
另外,通过使第二元件部21的延伸方向从第一元件部20的自由端16侧朝向固定端14方向,在图1(b)所示工作时,能够使第二元件部21的自由端23易于接触到基底构件17的表面17a,能够抑制位移量低下。另外,如本实施方式那样,通过使第二元件部21的延伸方向从第一元件部20的自由端16侧朝向固定端14方向,可以通过第一元件部20的元件长度L1限制促动器元件10的元件长度,可以谋求促动器元件10的小型化。
图2是表示第二实施方式的促动器装置的结构的图。图2所示的实施方式也和图1所示的实施方式同样地,促动器元件10包括第一元件部20和元件长度比第一元件部20短且向第一元件部20的弯曲方向的反方向弯曲的第二元件部21。在图2所示的实施方式中,第二元件部21连接到第一元件部20的中间部24,图2的工作时,可以成为从中间部24支撑第一元件部20的结构。由此,能够更有效地增大位移量。或者,在图2的实施方式中,即使第二元件部21的位移量小,在图2的工作时也能够易于支撑第一元件部20。由于自由端16向中间部24的更上方抬起,因此中间部24和基底构件17之间的距离比自由端16和基底构件17之间的距离短。因此,如果第二元件部21连接到中间部24,则易于获得在弯曲时第二元件部21的自由端23抵接到基底构件17的表面17a并支撑第一元件部20的结构,能够抑制由第二元件部21的质量引起的变化量低下,或者通过第二元件部21的位移第一元件部20与单独相比变得易于向上方抬起,能够进一步增大第一元件部20的位移量。
在图2(a)和图2(b)中,第二元件部21相对于第一元件部20的连接方向是互相相反的。特别的,当第二元件部21的位移量较小时,第二元件部21的自由端23偏向第一元件部20的固定端14侧的第二(a)的方式能够更易于通过第二元件部21支撑第一元件部20。
另外,所谓的图2中的第一元件部20的中间部24,是指固定端14和自由端16之间的位置。另外,通过中间部24的位置和第二元件部的长度,可以调整位移量及发生负荷(发生力)。
接下来,图4(a)是表示第三实施方式的促动器元件的结构的纵剖视图。第三实施方式的促动器元件是第一实施方式的变化之一。
图4(a)所示的促动器元件30包括:第一元件部31和第二元件部32。如图4所示,第二元件部32的元件长度比第一元件部31的元件长度短。
如图4(a)所示,第一元件部31及第二元件部32都具有在图3说明的电解质层11和设置在电解质层11的厚度方向的两侧的一对电极层12、13。
如图4(a)所示,在第一元件部31中,在电解质层11的上表面设置有第一电极层12,在电解质层11的下表面设置有第二电极层13。另一方面,在第二元件部32中,在电解质层11的上表面设置有第二电极层13,在电解质层11的下表面设置有第一电极层12。
如图4(a)所示,第一元件部31的第二电极层13和第二元件部32的第二电极层13在前端位置(第一元件部31的自由端侧)通过例如导电性粘结剂33连接在一起。另一方面,在第一元件部31的第一电极层12上设置有向元件长度方向较长地延伸的延伸部12a,延伸部12a从设置在第一元件部31及第二元件部32的前端的绝缘体34的表面蔓延到第二元件部32的下面,和第二元件部32的第一电极层12电连接。绝缘体34并不是必须要设置的。绝缘体34的部分也可以是空间。
在图4(a)所示的实施方式,朝向第一元件部31内侧的第二电极层13和朝向第二元件部32内侧的第二电极层13电连接,另外,朝向第一元件部31外侧的第一电极层12和朝向第二元件部32外侧的第一电极层12电连接。因此,如果在第一元件部31的固定端的第一电极层12和第二电极层13之间施加电压,从而第一元件部31向上方弯曲,则连接在第一元件部31的自由端侧的第二元件部32向下方弯曲。
在图4所示的实施方式中,没有必要为了使第二元件部32工作而设置和第一元件部31不同的驱动电路,如图4所示,因为设置一个驱动电路35就足够了,所以可以使电路结构简单,另外可以谋求低成本化。
在图4(a)中,使朝向第一元件部31外侧的第一电极层12的延伸部12a向元件长度方向较长地延伸并蔓延到第二元件部32的下表面,但在图4(b)(局部俯视图)中,使朝向第一元件部31外侧的第一电极层12的延伸部12a向宽度方向较长地延伸并蔓延到第二元件部32的下表面。通过采取这样的方式,即使末端以外也能够使第一元件部31和第二元件部32导通,例如如第二实施方式那样在中间部24连接时也能够简单且妥当地使第一元件部31和第二元件部32导通。
如上所述,第二元件部21、32的元件长度比第一元件部20、31的元件长度短,但是,第二元件部21、32的元件长度L2(参照图1(a))是第一元件部20、31的元件长度L1的一半以下是优选的。
另外,第二元件部21、32的质量是第一元件部20、31的质量的一半以下是优选的。
另外,第一元件部20如图5(a)(局部俯视图)所示那样形成为大致矩形状或者如图5(b)(局部俯视图)所示那样形成为大致梯形状,并且例如第二元件部21形成为大致梯形是优选的,例如宽度长的下底部21a作为连接端连接到第一元件部20,宽度短的上底部21b作为自由端。
如上所述,通过缩短第二元件部21、32的元件长度并限制质量,在设置了第二元件部21、32的本实施方式中,能够维持足够的位移量。另外,如图5所示,第二元件部21不形成为矩形,而是成为元件面积变小的形状,并减小第二元件部21的质量,由此也能够确保第二元件部21的位移,并且作为促动器元件整体也能够获得足够的位移量。
另外,在所述的实施方式中,第二元件部21、32的从连接端起自由端方向与第一元件部的元件长度方向一致,但并不限定于此(下述的实施方式也一样)。例如,也可以从第二元件部21、32的连接端起使自由端方向与第一元件部的元件长度方向正交。但是,从第二元件部21、32的连接端起使自由端方向与第一元件部的元件长度方向一致可以谋求促动器元件的小型化,是优选的。
图6(a)是表示第四实施方式的促动器元件的结构的局部剖视图,图6(b)是表示在使用图6(a)的促动器元件的促动器装置中,促动器元件弯曲状态的局部剖视图,图6(c)是表示促动器元件的较为理想的剖面形状的部分扩大剖视图。
图6(a)的促动器元件40例如也形成为图3所示的层叠结构。
如图6(a)所示,构成促动器元件40的第一元件部41从中途折回,折回的部分作为第二元件部42发挥功能。如图6(a)所示,第二元件部42的元件长度比第一元件部41的元件长度短。而且如图6(b)所示,第一元件部41的固定端43被固定部15固定,如果对第一元件部41施加电压则从固定端43到自由端44向上方弯曲。
另一方面,如图6(b)所示,与第一元件部41的自由端44连接为一体的第二元件部42向第一元件部41的反方向弯曲。而且,如图6(b)所示,成为第二元件部42的自由端45接触基底构件17的表面17a,并且向上方弯曲的第一元件部41由第二元件部42支撑的状态。
在图6(b)中,第一元件部41与第二元件部42的弯曲方向相反的原理与在图4说明的方式相同。
图6(a)所示的促动器元件40,通过简单的结构,能够获得足够的位移和大的发生负荷及发生力。特别的,通过简单的制法,能够形成第一元件部41和第二元件部42。另外,与图4(a)的实施方式同样地,第一元件部41和第二元件部42的驱动电路35可以构成为一个。通过以上所述,能够有效地实现简单的结构,可以谋求低成本化。
如图6(a)所示,较为理想的是,在中途折回后,通过压力机将折回部分40a加压固定。此时,如图6(c)(表示折回前的状态)所示,通过将折回部分40a的电解质层11a形成得厚,能够抑制在给折回部分40a加压时由折回部分40a的电解质层11的厚度局部变薄引起的电流集中。
图7是表示第五实施方式的促动器元件的局部立体图,图7(a)表示制造方法的一个步骤,图7(b)表示完成后的促动器元件。
图7的促动器元件50例如也形成为图3所示的层叠结构。如图7(a)所示,形成有嵌入到第一元件部51且为舌片状的第二元件部53。在图7(a)中,狭缝54是大致U字形状,但并不限定于此形状。
而且,如图7(a)的箭头A所示,第二元件部53从连接端52a的位置折回(参照图7(b))。因为构成折回后的第二元件部53的第一电极层12和第二电极层13(参照图3),相对于第一元件部51的第一电极层12和第二电极层13上下相反,所以施加电压时,第二元件部53的弯曲方向与第一元件部51的弯曲方向相反。
在如图7所示的实施方式中,因为剪下第一元件部51的一部分而形成第二元件部53,所以能够抑制由设置第二元件部53引起的元件面积的增大。另外,通过简单的制法,能够形成第一元件部51和第二元件部53。另外,第一元件部51和第二元件部53是一体结构,与图4(a)的实施方式同样地,第一元件部51和第二元件部53的驱动电路可以构成为一个。通过以上所述,能够有效地实现简单的结构,可以谋求低成本化。
图8是表示第六实施方式的促动器元件的局部俯视图,图8(a)表示制造方法的一个步骤,图8(b)表示完成后的促动器元件。
图8的促动器元件60例如也形成为图3所示的层叠结构。如图8(a)所示,形成从第一元件部61的自由端61a起与第一元件部61一体形成的突出状的第二元件部62。而且,如图8(b)所示,第二元件部62被折回。如图8所示,在第一元件部61上,在与折回后的第二元件部62相对的位置设置有孔部63,通过图8(b)所示的俯视,第二元件部62位于孔部63内。此时,因为构成折回后的第二元件部62的第一电极层12及第二电极层13(参照图3),相对于第一元件部61的第一电极层12及第二电极层13上下相反,所以施加电压时,第二元件部62的弯曲方向与第一元件部61的弯曲方向相反。
在此实施方式中,非工作时,可以将第二元件部62收进孔部63内,能够抑制促动器元件60的厚度。另外,通过简单的制法,能够形成第一元件部61和第二元件部62。另外,因为第一元件部61和第二元件部62是一体结构,所以与图4(a)的实施方式一样,第一元件部61和第二元件部62的驱动电路可以构成为一个。通过以上所述,能够有效果地实现简单的结构,可以谋求低成本化。
在所述的实施方式中,任意一个实施方式都是只设置了一个第二元件部,但是也可以设置多个。
图9组合了图7的实施方式和图8的实施方式。图9(a)是促动器元件的局部俯视图,图9(b)是图9(a)的剖视图。
在图9所示的促动器元件70中,设置了两个第二元件部72、73,第二元件部72是基于图7的实施方式形成的,第二元件部73是基于图8的实施方式形成的。
如图9(b)所示,第二元件部72的元件长度与第二元件部73的元件长度大致相同,但也可以是不同的元件长度。例如,使离第一元件部71的自由端71a较近的第二元件部73的元件长度形成得比第二元件部72的元件长度短。
这样,通过设置多个第二元件部72、73,能够更有效地提高发生负荷及发生力。另外,通过组合所述的实施方式,能够通过简单的结构形成多个第二元件部,可以谋求低成本化。
图10是表示第七实施方式的促动器元件的局部俯视图,图10(a)是构成促动器元件的第一电极层、电解质层、第二电极层的分解俯视图,图10(b)是表示层叠配置了第一电极层、电解质层及第二电极层的状态的俯视图。但是,在图10(b)中,为了在俯视时容易明白如何配置各层,而将各层稍微错开表示。因此,图10(b)并不表示促动器元件的完成状态。
如图10(a)所示,在第一电极层81、电解质层82及第二电极层83上,分别设置有被嵌入并与第一元件部的领域(以下,称为第一领域)81a~83a分离的舌片状的第二元件部的领域(以下,称为第二领域)81b~83b。如图10(a)所示,通过连接部81c~83c连接第一领域81a~83a和第二领域81b~83b,但是,为了该连接部81c~83c的位置在层叠配置时不在层叠方向上重叠,该连接部81c~83c的位置在元件长度方向(Y方向)上被错开配置。
而且,如图10(b)所示,在第二电极层83的第一领域83a的下侧层叠配置了电解质层82的第一领域82a时,通过连接部82c、83c的位置在元件长度方向(Y方向)上偏离,可以将电解质层82的第二领域82b配置在第二电极层83的第二领域83b的上侧。另外,在电解质层82的第一领域82a的下侧层叠配置了第一电极层81的第一领域81a时,通过连接部81c、82c、83c的位置在元件长度方向(Y方向)上偏离,可以将第一电极层81的第二领域81b配置在电解质层82的第二领域82b的上侧。
通过如上所述那样配置,如图10(b)所示,各层的第一领域81a~83a重叠而形成的第一元件部84,成为在电解质层82的下侧配置第一电极层81,在电解质层82的上侧配置第二电极层83的层叠结构,另一方面,各层的第二领域81b~83b重叠而形成的第二元件部85,成为在电解质层82的下侧设置第二电极层83,在电解质层82的上侧设置第一电极层81的层叠结构。这样,用第一元件部84和第二元件部85替换出现在表面的第一电极层81和第二电极层83。
图10(c)是将通过图10(b)的虚线表示的连接部81c~83c在连接方向(X方向)上切断而出现的纵剖面向视。如图10(c)所示,第一电极层81的连接部81c和第二电极层83的连接部83c交叉。通过如上所述那样层叠配置各层,从而各电极层81、83的连接部81c、83c交叉,能够用第一元件部84和第二元件部85替换第一电极层81和第二电极层83。
图10所示的结构是通过同一电极层81、83及电解质层82形成了第一元件部84和第二元件部85的一体结构,因为用第一元件部84和第二元件部85替换了电极层81、83,所以如果施加电压,则第一元件部84和第二元件部85的弯曲方向相反。
在图10所示的实施方式中,能够在大致同一平面内形成第一元件部84和第二元件部85,与折弯第二元件部的结构等相比,可以减小对于电解质层82及各电极层81、83的压力。另外,在促动器元件的厚度方向上第一元件部84和第二元件部85并不重叠,而是如上所述那样,因为能够在大致同一平面内形成第一元件部84和第二元件部85,所以可以谋求促动器元件的薄型化。另外,在图10的实施方式中,也和图4的实施方式等同样地,驱动电路为一个即可,可以谋求低成本化。
图11所示的实施方式是图10所示的实施方式的变形例。图11(a)是构成促动器元件的第一电极层、电解质层、第二电极层的分解俯视图,图11(b)是表示层叠配置了第一电极层、电解质层及第二电极层的状态的俯视图。
在图11(a)中,在第一电极层91、电解质层92及第二电极层93上,在两侧嵌入形成有两个第二领域91b~93b。另外,第一领域91a~93a和第二领域91b~93b通过连接部91c~93c连接,但各连接部91c~93c的位置在元件长度方向(Y方向)上偏离而形成。而且,与在图10(b)说明的同样地,层叠配置第一电极层91、电解质层92及第二电极层93,通过使第一电极层91的连接部91c和第二电极层93的连接部93c在从连接部的连接方向切断而出现的纵剖面向视时交叉,能够用第一元件部94和第二元件部95、96在电解质层92的厚度方向的上下替换出现在表面的第一电极层91和第二电极层93。而且,在图11的实施方式中,可以设置两个第二元件部95、96。
本实施方式的促动器装置,可以如图12所示那样适用于输入装置100。在图12的输入装置100中,利用例如图2(a)所示的促动器装置,并设置了多个促动器元件10。如图12所示,在促动器元件10的第一元件部20的弯曲方向侧(上方侧)设置有键头(操作部)101。促动器装置被收纳在框体102内,通过在框体102上形成的孔102a在上下方向上可移动地支撑着所述键头101。
在图12的局部剖视图中,在构成促动器元件10的电极层之间施加电压,各促动器元件10的第一元件部20向上方弯曲,如果此时第二元件部21向第一元件部20的反方向弯曲并接触到基底构件17的表面,则成为支撑第一元件部20的结构。通过各促动器元件10的位移动作向上方抬起键头101。
例如,如果人用手指向下方向按压所述键头101,则键头101向下方移动。伴随于此,各促动器元件10的第一元件部20的自由端16被按压而向下方向位移。此时,在本实施方式,因为通过第二元件部21支撑着第一元件部20,所以从各促动器元件10能够获得大的发生负荷,与现有技术相比,能够使压下键头101时的压感良好。
符号说明
10、50、60、70 促动器元件,
11、82、92 电解质层,
12、13、81、83、91、93 电极层,
14、43 固定端,
16、23、44、45 自由端,
17 基底构件,
20、31、41、51、61、71、84 第一元件部,
21、32、42、53、62、72、73、85 第二元件部,
22 连接端,
24 中间部,
35 驱动电路,
63 孔部,
100 输入装置,
101 键头。

Claims (9)

1.一种促动器元件,其特征在于,包括:
第一元件部,一端是固定端,另一端是自由端,该第一元件部在被施加电压时弯曲;以及
第二元件部,元件长度形成得比所述第一元件部短,一端连接到所述第一元件部,该第二元件部在被施加电压时向所述第一元件部的反方向弯曲,能够支撑所述第一元件部。
2.根据权利要求1所述的促动器元件,其特征在于,
所述第二元件部连接到所述第一元件部的自由端或者自由端和固定端之间的中间部,并从该连接位置起向所述第一元件部的固定端方向延伸。
3.根据权利要求1所述的促动器元件,其特征在于,
所述第二元件部连接到所述第一元件部的自由端和固定端之间的中间部,并从该连接位置起向所述第一元件部的自由端方向延伸。
4.根据权利要求1所述的促动器元件,其特征在于,
所述第一元件部及所述第二元件部分别构成为具有电解质层和设置在所述电解质层的厚度方向的两侧的一对电极层,
朝向所述第一元件部内侧的所述电极层和朝向所述第二元件部内侧的所述电极层连接在一起,朝向所述第一元件部外侧的所述电极层和朝向所述第二元件部外侧的所述电极层连接在一起。
5.根据权利要求1所述的促动器元件,其特征在于,
所述第一元件部从中途折回,折回后的部分作为所述第二元件部发挥功能。
6.根据权利要求1所述的促动器元件,其特征在于,
嵌入到所述第一元件部形成的舌片状的所述第二元件部被折回。
7.根据权利要求1所述的促动器元件,其特征在于,
所述第二元件部被折回,在所述第一元件部上,在与折回后的所述第二元件部相对的位置形成有孔部,所述第二元件部从所述第一元件部的自由端起与所述第一元件部一体形成。
8.根据权利要求1所述的促动器元件,其特征在于,
第一电极层、电解质层及第二电极层,分别形成为具有分离的第一元件部的领域和第二元件部的领域以及连接所述第一元件部的领域和所述第二元件部的领域的连接部,
以在所述连接部的连接方向上切断而出现的纵剖面向视时,所述第一电极层的连接部和所述第二电极层的连接部交叉的方式,在所述电解质层的膜厚方向的两侧层叠配置所述第一电极层及所述第二电极层,用所述第一元件部和所述第二元件部替换出现在表面的所述第一电极层和所述第二电极层。
9.一种输入装置,其特征在于,包括:
权利要求1至8的任意一项所述的促动器元件;
操作部,设置在所述促动器元件的第一元件部的弯曲方向侧;以及
基底构件,设置在所述第二元件部的弯曲方向侧,
所述操作部在所述基底构件的方向上及从所述基底构件分离的方向上可移动地被支撑,
通过施加电压,第一元件部向所述操作部方向弯曲,所述第二元件部向所述基底构件的表面方向弯曲,在通过所述操作部向所述基底构件方向移动来按压所述第一元件部的所述自由端侧的状态下,第一元件部由所述第二元件部支撑。
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