JP2014226621A - 気流発生装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シリコーン樹脂と電極とを確実に接合し、電気的な信頼性を維持することができる気流発生装置の製造方法を提供する。
【解決手段】実施形態の気流発生装置の製造方法は、加硫剤が添加されたシリコーン樹脂からなる第１の誘電体２０を下型１００に配置する工程と、第１の誘電体２０上に第１の電極３０を配置する工程と、第１の電極３０を介して第１の誘電体上に、第１の誘電体２０よりもゴム硬度が高く、かつ加硫剤が添加されたシリコーン樹脂からなる第２の誘電体４０を配置して、積層体６０を構成する工程とを備える。さらに、第２の誘電体側の上型１１０と下型１００とによって、積層体６０を加熱加圧して一体化し、第１の誘電体２０に第１の電極３０を埋入させるとともに、第１の誘電体２０および第２の誘電体４０を加硫する工程と、第２の誘電体４０上に、第２の電極５０を接合する工程とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、気流発生装置の製造方法に関する。

近年、省エネルギの観点から、流体機器や流体機器システムなどにおける動力を低減する重要性が高まっている。また、動力の低減とともに、流体機器や流体機器システムにおける振動や騒音を抑制することも、安全性確保や作業環境向上の観点から重要である。

現在、流体機器や流体機器システムなどにおける動力を低減する方法として、気流発生装置を用いて、流体機器における空気力学的特性を制御することが検討されている。この気流発生装置は、例えば、流体機器の構成部品の表面に備えられ、構成部品の表面に誘電体バリア放電によって気流を発生させる。また、流体機器における空気力学的特性を制御することで、流体機器や流体機器システムにおける振動や騒音を抑制することもできる。

従来の気流発生装置では、誘電体内に第１の電極が埋設され、この第１の電極と離間して、誘電体の表面に第２の電極が配置されている。第１の電極は、例えば、誘電体と誘電体との間に配設され、これらの誘電体を接着することで、誘電体内に埋設された状態となる。

誘電体としては、様々な材料を使用することができるが、気流発生装置が配置される環境、材料の柔軟性や靭性などを考慮して、シリコーン樹脂が使用させることがある。

従来の気流発生装置の製造工程において、未加硫のシリコーン樹脂を使用する場合、第１の電極と第２の電極との離間距離をばらつきなく一定の距離になるように製造することが困難であった。そのため、シリコーン樹脂においては、主として加硫済みのシリコーン樹脂が使用されていた。

特開２００８−２５４３４号公報

しかしながら、加硫済みのシリコーン樹脂と金属である第１の電極との接着性は悪く、シリコーン樹脂と第１の電極との間に気泡などが存在し、シリコーン樹脂と第１の電極とが剥離することがある。このような気泡の存在や剥離が生じると、絶縁破壊が発生し、電気的な信頼性を維持することができない。また、第１の電極は、シリコーン樹脂内に埋設されているため、容易に気泡や剥離を補修することはできない。

そのため、気泡などが存在することなく、シリコーン樹脂間に第１の電極を接着することが重要となる。

本発明が解決しようとする課題は、シリコーン樹脂と電極とを確実に接合し、電気的な信頼性を維持することができる気流発生装置の製造方法を提供するものである。

実施形態の気流発生装置の製造方法は、加硫剤が添加されたシリコーン樹脂からなる第１の誘電体を第１のプレス用金型に配置する工程と、前記第１の誘電体上に第１の電極を配置する工程と、前記第１の電極を介して前記第１の誘電体上に、前記第１の誘電体よりもゴム硬度が高く、かつ加硫剤が添加されたシリコーン樹脂からなる第２の誘電体を配置して、積層体を構成する工程とを備える。

さらに、気流発生装置の製造方法は、前記第２の誘電体側の第２のプレス用金型と前記第１のプレス用金型とによって、前記積層体を加熱加圧して一体化し、前記第１の誘電体に前記第１の電極を埋入させるとともに、前記第１の誘電体および前記第２の誘電体を加硫する工程と、前記第２の誘電体上に、第２の電極を接合する工程とを備える。

第１の実施の形態の気流発生装置の製造方法によって製造された気流発生装置を模式的に示した斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面を示す図である。 第１の実施の形態の気流発生装置の製造方法の工程を説明するための、図１のＡ−Ａ断面に相当する断面を模式的に示した図である。 第１の実施の形態の気流発生装置の製造方法の工程を説明するための、図１のＡ−Ａ断面に相当する断面を模式的に示した図である。 第２の実施の形態の気流発生装置の製造方法の工程を説明するための、図１のＡ−Ａ断面に相当する断面を模式的に示した図である。 第２の実施の形態の気流発生装置の製造方法の工程を説明するための、図１のＡ−Ａ断面に相当する断面を模式的に示した図である。 第２の実施の形態の、他の、気流発生装置の製造方法によって製造された気流発生装置の図１のＡ−Ａ断面に相当する断面を示す図である。 第３の実施の形態の気流発生装置の製造方法によって製造された気流発生装置を模式的に示した斜視図である。 図８のＢ−Ｂ断面を示す図である。 第３の実施の形態の気流発生装置の製造方法の工程を説明するための、図８のＢ−Ｂ断面に相当する断面を模式的に示した図である。 第３の実施の形態の気流発生装置の製造方法の工程を説明するための、図８のＢ−Ｂ断面に相当する断面を模式的に示した図である。 第３の実施の形態の気流発生装置の製造方法において、第３の誘電体のゴム硬度を第２の誘電体のゴム硬度と同じとしたときの、図８のＢ−Ｂ断面に相当する断面を示す図である。

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の気流発生装置の製造方法によって製造された気流発生装置１０を模式的に示した斜視図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ断面を示す図である。

図１および図２に示すように、気流発生装置１０は、第１の誘電体２０と、この第１の誘電体２０の一方の表面２０ａに埋入された第１の電極３０を備える。また、気流発生装置１０は、第１の誘電体２０の表面２０ａに面して、第２の誘電体４０が設けられ、第２の誘電体４０の一方の表面４０ａには、第２の電極５０が備えられている。

第１の誘電体２０は、加硫剤が添加された、例えば、シート状やブロック状のシリコーン樹脂で構成されている。オルガノポリシロキサンをベースとしたポリマーの重合度は、１０００以上のものが好ましい。シリコーン樹脂として、例えば、いわゆるミラブル形のシリコーン樹脂を使用することが好ましい。ここで、ミラブル形とは、シリコーンゴムコンパウンドのうちで、硬化前の状態が天然ゴムまたは通常の合成ゴムの未加硫配合ゴムに類似し、例えば、練りロール機、密閉式混合機などで可塑化や混合を行なうことができる状態のものをいう。ミラブル形の状態として、例えば、粘土状の状態などが挙げられる。

ここで、気流発生装置１０の製造工程において加熱加圧工程を経る前は、第１の誘電体２０を構成するシリコーン樹脂は、ミラブル形であり、練りロール機、密閉式混合機などで可塑化や混合が可能な状態である。一方、加熱加圧工程後は、加硫（架橋）され、弾性や強度が増加される。なお、この状態は、ミラブル形の状態ではない。

第１の誘電体２０を構成する、加硫前のミラブル形のシリコーン樹脂のゴム硬度は、例えば、Ａ３０〜Ａ７０であることが好ましい。ここで示されたゴム硬度は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に基づく、デュロメータ タイプＡにおけるものである（以下、同じ）。Ａ３０〜Ａ７０のゴム硬度の範囲が好ましいのは、入手性、引張強度や引き裂き強度などの機械的強度に優れているからである。

第１の誘電体２０を構成するミラブル形のシリコーン樹脂としては、例えば、ＴＳＥ２２１−５Ｕ、ＴＳＥ２６０−５Ｕ、ＴＳＥ２７０−５Ｕ（モメンティブ社製）、ＫＥ−９５１（信越シリコーン社製）などを使用することができる。そして、これらのシリコーン樹脂に加硫剤を添加している。加硫剤は、ミラブル形のシリコーン樹脂に例えば混練され、シリコーン樹脂中に均一に分散して添加されている。

加硫剤としては、例えば、過酸化物、白金触媒のいずれかもしくはその両方を使用することができる。過酸化物としては、例えば、ＴＣ−８（モメンティブ社製）、Ｃ−８（信越シリコーン社製）などを使用することができる。白金触媒としては、例えば、ＴＣ−２５（モメンティブ社製）、Ｃ−２５（信越シリコーン社製）などを使用することができる。

第２の誘電体４０は、第１の誘電体２０と同様に、加硫剤が添加された、例えば、シート状やブロック状のシリコーン樹脂で構成されている。オルガノポリシロキサンをベースとしたポリマーの重合度は、１０００以上のものが好ましい。シリコーン樹脂として、例えば、いわゆるミラブル形のシリコーン樹脂を使用することが好ましい。

ここで、気流発生装置１０の製造工程において加熱加圧工程を経る前は、第２の誘電体４０を構成するシリコーン樹脂は、ミラブル形であり、練りロール機、密閉式混合機などで可塑化や混合が可能な状態である。一方、加熱加圧工程後は、加硫（架橋）され、弾性や強度が増加される。なお、この状態は、ミラブル形の状態ではない。

第２の誘電体４０を構成する、加硫前のミラブル形のシリコーン樹脂のゴム硬度は、第１の誘電体２０を構成する、加硫前のミラブル形のシリコーン樹脂のゴム硬度よりも高い。第２の誘電体４０を構成するシリコーン樹脂のゴム硬度を、第１の誘電体２０を構成するシリコーン樹脂のゴム硬度よりも高くすることで、気流発生装置１０の製造工程の加熱加圧工程において、第１の電極３０を第１の誘電体２０に埋入させることができる。第２の誘電体４０を構成する、加硫前のミラブル形のシリコーン樹脂のゴム硬度は、例えば、Ａ５０〜Ａ９０であることが好ましい。

第２の誘電体４０を構成するミラブル形のシリコーン樹脂としては、例えば、ＴＳＥ２２１−８Ｕ、ＴＳＥ２６０−７Ｕ、ＴＳＥ２７０−８Ｕ（モメンティブ社製）、ＫＥ−９８１−Ｕ、ＫＥ−９８１０−Ｕ（信越シリコーン社製）などを使用することができる。そして、これらのシリコーン樹脂に加硫剤を添加している。加硫剤は、ミラブル形のシリコーン樹脂に例えば混練され、シリコーン樹脂中に均一に分散して添加されている。

加硫剤としては、例えば、前述した、第１の誘電体２０を構成するシリコーン樹脂に添加される加硫剤と同様のものが使用される。ここで、第２の誘電体４０に添加される加硫剤は、第１の誘電体２０に添加される加硫剤と同一であっても異なるものであってもよい。なお、第１の誘電体２０と第２の誘電体４０との接着性を向上させる観点からは、双方に添加される加硫剤は同じものを使用することが好ましい。

第１の電極３０は、例えば、棒状の導電体で構成される。図１および図２には、長手方向に垂直な断面が四角形の平板状の電極を例示している。なお、第１の電極３０の断面形状は、特に限定されるものではない。第１の電極３０の断面形状を、例えば、半円形、半楕円形、円形、楕円形などとしてもよい。第１の電極３０を構成する導電体は、公知な導電性の材料で構成され、気流発生装置１０が使用される環境に応じて、公知な導電性の材料から適宜に選択される。

第１の電極３０の長手方向に延びる側面３０ａ、３０ｂおよび表面３０ｃ、３０ｄは、図２に示すように、第１の誘電体２０または第２の誘電体４０に接合（接着）している。その接合強度を向上させるために、第１の電極３０の側面３０ａ、３０ｂおよび表面３０ｃ、３０ｄのうち、少なくとも１つの面は、粗面化処理または化学的処理が施されていることが好ましい。第１の電極３０の側面３０ａ、３０ｂおよび表面３０ｃ、３０ｄのすべての面に粗面化処理または化学的処理を施すことがより好ましい。

粗面化処理としては、例えば、ブラスト処理やエッチング処理などが挙げられる。化学的処理としては、例えば、プラズマ処理やリン酸塩処理などが挙げられる。また、シリコーン樹脂と金属との間の接着をより強固にするために、上記処理の後、シランカップリング剤やチタンカップリング剤を使ったカップリング処理を施してもよい。

第２の電極５０は、図１および図２に示すように、第１の電極３０よりも気流Ｆが発生する方向と逆方向にずらして、第１の電極３０とほぼ平行に配置され、第２の誘電体４０を介して第１の電極３０と離間されている。第２の電極５０は、第１の電極３０と同様に、例えば、棒状の導電体で構成される。第２の電極５０の長手方向に垂直な断面形状は、第１の電極３０のそれと同一であっても、異なっていてもよい。

ここで、第２の電極５０は、気流が発生する側の電極であり、外部に露出されて備えられている。そのため、耐酸化性や耐放電性を有する導電性材料で構成されることが好ましい。第２の電極５０は、具体的には、例えば、ニッケル、ステンレス、チタン、モリブデン、タングステン、またはこれらの合金などで構成されることが好ましい。

第２の電極５０は、第１の誘電体２０、第１の電極３０および第２の誘電体４０からなる構造体が作製された後に、第２の誘電体４０の一方の表面４０ａに接合（接着）される。この場合、例えば、第２の電極５０の接合面および第２の誘電体４０の表面４０ａの接合面をアルコキシシラン化合物などで修飾して加熱することにより、第２の電極５０は、表面４０ａに化学的に結合される。アルコキシシラン化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシランなどが挙げられる。

ここで、図１および図２には示していないが、第１の電極３０と第２の電極５０との間に電圧を印加する放電用電源が備えられている。この放電用電源は、第１の電極３０と第２の電極５０との間に、ケーブルを介して電圧を印加するものである。放電用電源からの出力電圧は、例えば、パルス状（正極性、負極性、正負の両極性（交番電圧））や交流状（正弦波、断続正弦波）の波形を有する出力電圧などである。

次に、気流発生装置１０の作用について説明する。

放電用電源（図示しない）から第１の電極３０と第２の電極５０との間に電圧が印加され、一定の閾値以上の電位差となると、第１の電極３０と第２の電極５０との間に誘電体バリア放電が起こり、この誘電体バリア放電に伴って放電プラズマが生成される。図２に示すように、この誘電体バリア放電によって、第１の電極３０および第２の電極５０の長手方向に垂直な一方の方向に、第２の誘電体４０の表面４０ａに沿って気流Ｆが発生する。なお、ここでは、第２の電極５０から第１の電極３０に向かう方向に気流Ｆが発生する。

次に、第１の実施の形態の気流発生装置の製造方法について説明する。

図３および図４は、第１の実施の形態の気流発生装置の製造方法の工程を説明するための、図１のＡ−Ａ断面に相当する断面を模式的に示した図である。ここで、第１の誘電体２０、第１の電極３０および第２の誘電体４０からなる構造体の厚さをＴ０とし、第２の誘電体４０の厚さをＴ１とする（図２参照）。

図３に示すように、金型の下型１００の、第１の誘電体２０の形状に合わせて形成された溝１０１に、加硫剤が添加されたシリコーン樹脂からなる第１の誘電体２０を配置する。この溝１０１は、気流発生装置１０の長手方向（図２では紙面に垂直な方向）に延設されている。なお、この時のシリコーン樹脂は、ミラブル形である。また、金型の下型１００は、第１のプレス用金型として機能する。

続いて、第１の誘電体２０の表面２０ａ上に第１の電極３０を配置する。

続いて、第１の電極３０を介して第１の誘電体２０の表面２０ａ上に、加硫剤が添加されたシリコーン樹脂からなる第２の誘電体４０を配置して、積層体６０を構成する。なお、この時のシリコーン樹脂は、ミラブル形である。ここで、第２の誘電体４０は、第１の誘電体２０よりもゴム硬度が高い。

続いて、図４に示すように、第２の誘電体４０の形状に合わせて形成された溝１１１を有する金型の上型１１０と、下型１００とによって、積層体６０をプレスし、所定時間、積層体６０を加熱加圧して一体化する。

ここで、溝１１１は、気流発生装置１０の長手方向（図２では紙面に垂直な方向）に延設されている。また、溝１０１および溝１１１は、それぞれの溝の深さを合算した値が、例えば、構造体の厚さＴ０と同じになるように形成されている。例えば、図３に示すように、溝１０１の深さを「Ｔ０−Ｔ１」とし、溝１１１の深さを「Ｔ１」としてもよい。

ここで、溝１０１に配置される第１の誘電体２０の厚さは、例えば、構造体の厚さＴ０から第２の誘電体４０の厚さＴ１を減算した値（Ｔ０−Ｔ１）よりも若干厚く構成されてもよい。これによって、積層体６０の全面に均一に圧力をかけることができる。この際、上型１１０と下型１００との合わせ面に、余分なシリコーン樹脂を逃がすためのスリットや樹脂溜まりを設けることが好ましい。なお、金型の上型１１０は、第２のプレス用金型として機能する。

積層体６０の加熱加圧工程において、第１の誘電体２０と第２の誘電体４０との間の第１の電極３０は、第２の誘電体４０が第１の誘電体２０よりもゴム硬度が高いため、第１の誘電体２０に埋入される。そして、例えば、第１の誘電体２０の表面２０ａと第１の電極３０の表面３０ｄとが同一平面となる。また、第１の誘電体２０および第２の誘電体４０は、加硫（架橋）する。

加熱加圧工程において積層体６０を一体化する際、第１の誘電体２０と第１の電極３０、第１の誘電体２０と第２の誘電体４０、および第１の電極３０と第２の誘電体４０が接合される。

ここで、加熱加圧工程における加熱温度は、１００〜２５０℃であり、加圧する圧力は、５〜５０ＭＰaである。加熱温度が１００℃よりも低いと、第１の誘電体２０および第２の誘電体４０加硫せず、加熱温度が２５０℃よりも高いとシリコーン樹脂が劣化する。圧力が５ＭＰａより低いと、ボイドの排出が不完全でシリコーン樹脂中にボイドが残存する。圧力が５０ＭＰａより高いと、内挿している電極の座屈が生じやすくなる。また、加熱加圧する時間は、１０分〜６０分である。時間が１０分より短いと、加硫が不十分で所定の特性を発揮せず、時間が６０分より長いと、加硫戻りが起き加硫ゴムの軟化が起こる。

続いて、第１の誘電体２０、第１の電極３０および第２の誘電体４０からなる構造体における第２の誘電体４０の一方の表面４０ａの所定の位置に、第２の電極５０を接合する。第２の電極５０の接合方法は、前述したとおりである。

このような工程を経て、図２に示す気流発生装置１０が製造される。

ここで、構造体を金型から離型後、未加硫成分を加硫するために、２次加硫を行ってもよい。２次加硫は、例えば、１５０〜３００℃で１時間〜１２時間の条件で行われる。

上記したように、第１の実施の形態の気流発生装置の製造方法によれば、第１の電極３０と、第１の誘電体２０および第２の誘電体４０との接合、第１の誘電体２０と第２の誘電体４０との接合を確実に行い、電気的な信頼性を維持することができる。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態においては、第１の誘電体２０、第１の電極３０および第２の誘電体４０からなる構造体を作製した後に、第２の誘電体４０の表面４０ａに第２の電極５０を接着する場合について説明したが、第２の電極５０は、気流発生装置１０の製造工程の加熱加圧工程において、第１の誘電体２０、第１の電極３０および第２の誘電体４０とともに一体的に形成されてもよい。

第２の実施の形態の気流発生装置の製造方法では、気流発生装置１０の製造工程の加熱加圧工程において、第１の誘電体２０、第１の電極３０および第２の誘電体４０とともに第２の電極５０を一体的に形成する場合について説明する。なお、ここでは、第１の実施の形態における気流発生装置の製造工程と異なる工程について主に説明する。

なお、第１の誘電体２０、第１の電極３０、第２の誘電体４０および第２の電極５０の形状や材料などは、第１の実施の形態におけるものと同じである。

図５および図６は、第２の実施の形態の気流発生装置の製造方法の工程を説明するための、図１のＡ−Ａ断面に相当する断面を模式的に示した図である。なお、第１の実施の形態の構成と同一部分には、同一の符号を付して重複する説明を省略または簡略する。

ここで、第１の誘電体２０、第１の電極３０および第２の誘電体４０からなる構造体の厚さをＴ０とし、第２の誘電体４０の厚さをＴ１とし、第２の電極５０の厚さをＴ２とする（図２参照）。

図５に示すように、金型の下型１００の、第１の誘電体２０の形状に合わせて形成された溝１０１に、加硫剤が添加されたシリコーン樹脂からなる第１の誘電体２０を配置する。なお、この時のシリコーン樹脂は、ミラブル形である。

続いて、第１の誘電体２０の表面２０ａ上に第１の電極３０を配置する。

続いて、第１の電極３０を介して第１の誘電体２０の表面２０ａ上に、加硫剤が添加されたシリコーン樹脂からなる第２の誘電体４０を配置する。なお、この時のシリコーン樹脂は、ミラブル形である。ここで、第２の誘電体４０は、第１の誘電体２０よりもゴム硬度が高い。

続いて、第２の誘電体４０の一方の表面４０ａ上の所定の位置に第２の電極５０を配置して、積層体７０を構成する。

続いて、図６に示すように、第２の誘電体４０の形状に合わせて形成された溝１２１および第２の電極５０の形状に合わせて形成された溝１２２を有する金型の上型１２０と、下型１００とによってプレスし、所定時間、積層体７０を加熱加圧して一体化する。

ここで、溝１２１および溝１２２は、気流発生装置１０の長手方向（図２では紙面に垂直な方向）に延設されている。また、溝１０１および溝１２１は、それぞれの溝の深さを合算した値が、例えば、図２に示す第１の誘電体２０の厚さと第２の誘電体４０の厚さを合算した厚さＴ０と同じになるように形成されている。例えば、図５に示すように、溝１０１の深さを「Ｔ０−Ｔ１」とし、溝１２１の深さを「Ｔ１」としてもよい。また、溝１２２の深さは、第２の電極５０の厚さＴ２となるように形成されている。

なお、溝１０１に配置される第１の誘電体２０の厚さは、例えば、構造体の厚さＴ０から第２の誘電体４０の厚さＴ１を減算した値（Ｔ０−Ｔ１）よりも若干厚く構成されてもよい。これによって、積層体７０の全面に均一に圧力をかけることができる。この際、上型１２０と下型１００との合わせ面に、余分なシリコーン樹脂を逃がすためのスリットや樹脂溜まりを設けることが好ましい。

積層体７０の加熱加圧工程において、第１の誘電体２０と第２の誘電体４０との間の第１の電極３０は、第２の誘電体４０が第１の誘電体２０よりもゴム硬度が高いため、第１の誘電体２０に埋入される。そして、例えば、第１の誘電体２０の表面２０ａと第１の電極３０の表面３０ｄとが同一平面となる。また、第１の誘電体２０および第２の誘電体４０は、加硫（架橋）する。

加熱加圧工程において積層体７０を一体化する際、第１の誘電体２０と第１の電極３０、第１の誘電体２０と第２の誘電体４０、第１の電極３０と第２の誘電体４０および第２の誘電体４０と第２の電極５０が接合される。

なお、加熱加圧工程における、加熱温度、圧力および時間は、前述したとおりである。

このような工程を経て、図２に示す気流発生装置１０が製造される。

ここで、一体化された積層体７０を金型から離型後、未加硫成分を加硫するために、２次加硫を行ってもよい。

上記したように、第２の実施の形態の気流発生装置の製造方法によれば、第１の電極３０と、第１の誘電体２０および第２の誘電体４０との接合、第１の誘電体２０と第２の誘電体４０との接合を確実に行い、電気的な信頼性を維持することができる。

ここで、第２の実施の形態の気流発生装置の製造方法において、また、上型１２０の溝１２２の深さを、第２の電極５０の厚さＴ２よりも小さくしてもよい。図７は、第２の実施の形態の、他の、気流発生装置の製造方法によって製造された気流発生装置１０の図１のＡ−Ａ断面に相当する断面を示す図である。

上型１２０の溝１２２の深さを、第２の電極５０の厚さＴ２よりも小さくすることで、加熱加圧工程において、図７に示すように、第２の電極５０の一部が、第２の誘電体４０に埋入する。これによって、第２の電極５０と第２の誘電体４０との接合面積が増加し、第２の電極５０の第２の誘電体４０との接合力を向上することができる。

（第３の実施の形態）
図８は、第３の実施の形態の気流発生装置の製造方法によって製造された気流発生装置１１を模式的に示した斜視図である。また、図９は、図８のＢ−Ｂ断面を示す図である。

気流発生装置１１において、第３の誘電体８０以外の構成は、第２の実施の形態の気流発生装置の製造方法によって製造された気流発生装置１０と同じ構成である。そのため、ここでは、異なる構成について主に説明する。

図８および図９に示すように、気流発生装置１１は、第１の誘電体２０と、この第１の誘電体２０の一方の表面２０ａに埋入された第１の電極３０を備える。また、気流発生装置１１は、第１の誘電体２０の表面２０ａに面して、第２の誘電体４０が設けられ、第２の誘電体４０の一方の表面４０ａには、第２の電極５０が備えられている。気流Ｆが発生する方向の第２の電極５０の端部を除いて、第２の電極５０は第３の誘電体８０で覆われている。

第３の誘電体８０は、第１の誘電体２０および第２の誘電体４０と同様に、加硫剤が添加された、例えば、シート状やブロック状のシリコーン樹脂で構成されている。オルガノポリシロキサンをベースとしたポリマーの重合度は、１０００以上のものが好ましい。シリコーン樹脂として、例えば、いわゆるミラブル形のシリコーン樹脂を使用することが好ましい。

ここで、気流発生装置１１の製造工程において加熱加圧工程を経る前は、第３の誘電体８０を構成するシリコーン樹脂は、ミラブル形であり、練りロール機、密閉式混合機などで可塑化や混合が可能な状態である。一方、加熱加圧工程後は、加硫（架橋）され、弾性や強度が増加される。なお、この状態は、ミラブル形の状態ではない。

第３の誘電体８０を構成する、加硫前のミラブル形のシリコーン樹脂のゴム硬度は、第２の誘電体４０を構成する、加硫前のミラブル形のシリコーン樹脂のゴム硬度以下である。第３の誘電体８０を構成する、加硫前のミラブル形のシリコーン樹脂のゴム硬度の下限値は、例えば、Ａ３０程度であることが好ましい。ゴム硬度がＡ３０を下回ると、引張強度や引き裂き強度などの機械的強度が低下する。

第３の誘電体８０を構成するミラブル形のシリコーン樹脂としては、例えば、前述した第２の誘電体４０を構成するものと同じシリコーン樹脂、ＴＳＥ２２１−５Ｕ、ＴＳＥ２６０−５Ｕ、ＴＳＥ２７０−５Ｕ（モメンティブ社製）、ＫＥ−９５１（信越シリコーン社製）などを使用することができる。そして、これらのシリコーン樹脂に加硫剤を添加している。加硫剤は、ミラブル形のシリコーン樹脂に例えば混練され、シリコーン樹脂中に均一に分散して添加されている。

加硫剤としては、第１の誘電体２０または第２の誘電体４０を構成するシリコーン樹脂に添加される加硫剤と同様のものが使用される。ここで、第３の誘電体８０に添加される加硫剤は、第１の誘電体２０または第２の誘電体４０に添加される加硫剤と同一であっても異なるものであってもよい。なお、第２の誘電体４０と第３の誘電体８０との接着性を向上させる観点からは、双方に添加される加硫剤は同じものを使用することが好ましい。

次に、第３の実施の形態の気流発生装置の製造方法の工程を説明する。

図１０および図１１は、第３の実施の形態の気流発生装置の製造方法の工程を説明するための、図８のＢ−Ｂ断面に相当する断面を模式的に示した図である。

ここで、第１の誘電体２０、第１の電極３０および第２の誘電体４０からなる構造体の厚さをＴ０とし、第２の誘電体４０の厚さをＴ１とし、第２の電極５０の厚さをＴ２とし、第２の電極５０上の第３の誘電体８０の厚さをＴ３とする（図９参照）。

図１０に示すように、金型の下型１００の、第１の誘電体２０の形状に合わせて形成された溝１０１に、加硫剤が添加されたシリコーン樹脂からなる第１の誘電体２０を配置する。なお、この時のシリコーン樹脂は、ミラブル形である。

続いて、第１の誘電体２０の表面２０ａ上に第１の電極３０を配置する。

続いて、第１の電極３０を介して第１の誘電体２０の表面２０ａ上に、加硫剤が添加されたシリコーン樹脂からなる第２の誘電体４０を配置する。なお、この時のシリコーン樹脂は、ミラブル形である。ここで、第２の誘電体４０は、第１の誘電体２０よりもゴム硬度が高い。

続いて、第２の誘電体４０の一方の表面４０ａ上の所定の位置に第２の電極５０を配置する。

続いて、第２の電極５０上に加硫剤が添加されたシリコーン樹脂からなる第３の誘電体８０を配置して、積層体９０を構成する。第３の誘電体８０は、気流Ｆが発生する方向の第２の電極５０の端部上を除いた部分に配置される。なお、この時のシリコーン樹脂は、ミラブル形である。ここでは、第３の誘電体８０のゴム硬度は、第２の誘電体４０のゴム硬度よりも低い。

ここで、第２の電極５０上に配置される第３の誘電体８０の厚さは、図９に示した製造後の第２の電極５０上に配置される第３の誘電体８０の厚さＴ３よりも厚い。後述する加熱加圧工程において、第３の誘電体８０の一部が、図９に示した、第２の電極５０上以外の一方の側部を覆う側面被覆部８０ａに利用される。このように、第３の誘電体８０の厚さをＴ３よりも厚くすることで、側面被覆部８０ａを構成することができる。

続いて、図１１に示すように、第２の誘電体４０の形状に合わせて形成された溝１３１、第２の電極５０および第３の誘電体８０の形状に合わせて形成された溝１３２および第３の誘電体８０の形状に合わせて形成された溝１３３を有する金型の上型１３０と、下型１００とによってプレスし、積層体９０を所定時間、加熱加圧して一体化する。

ここで、溝１３１、溝１３２および溝１３３は、気流発生装置１１の長手方向（図９では紙面に垂直な方向）に延設されている。また、溝１０１および溝１３１は、それぞれの溝の深さを合算した値が、例えば、図９に示す第１の誘電体２０の厚さと第２の誘電体４０の厚さを合算した厚さＴ０と同じになるように形成されている。例えば、図１０に示すように、溝１０１の深さを「Ｔ０−Ｔ１」とし、溝１３１の深さを「Ｔ１」としてもよい。また、溝１３２の深さは、第２の電極５０の厚さＴ２となるように形成され、溝１３３の深さは、第２の電極５０上の第３の誘電体８０の厚さＴ３となるように形成されている。

なお、溝１０１に配置される第１の誘電体２０の厚さは、例えば、構造体の厚さＴ０から第２の誘電体４０の厚さＴ１を減算した値（Ｔ０−Ｔ１）よりも若干厚く構成されてもよい。これによって、積層体９０の全面に均一に圧力をかけることができる。この際、上型１３０と下型１００との合わせ面に、余分なシリコーン樹脂を逃がすためのスリットや樹脂溜まりを設けることが好ましい。

積層体９０の加熱加圧工程において、第１の誘電体２０と第２の誘電体４０との間の第１の電極３０は、第２の誘電体４０が第１の誘電体２０よりもゴム硬度が高いため、第１の誘電体２０に埋入される。そして、例えば、第１の誘電体２０の表面２０ａと第１の電極３０の表面３０ｄとが同一平面となる。

また、加熱加圧工程において、第２の誘電体４０と第３の誘電体８０との間の第２の電極５０は、第３の誘電体８０が第２の誘電体４０よりもゴム硬度が低いため、第３の誘電体８０に埋入する。また、第３の誘電体８０の一部が、溝１３２および溝１３３の空隙部に充填され、側面被覆部８０ａを構成する。

さらに、加熱加圧工程において、第１の誘電体２０、第２の誘電体４０および第３の誘電体８０は、加硫（架橋）する。

加熱加圧工程において積層体９０を一体化する際、第１の誘電体２０と第１の電極３０、第１の誘電体２０と第２の誘電体４０、第１の電極３０と第２の誘電体４０、第２の誘電体４０と第２の電極５０、第２の電極５０と第３の誘電体８０および第２の誘電体４０と第３の誘電体８０が接合される。

なお、加熱加圧工程における、加熱温度、圧力および時間は、前述したとおりである。

このような工程を経て、図９に示す気流発生装置１１が製造される。

ここで、一体化された積層体９０を金型から離型後、未加硫成分を加硫するために、２次加硫を行ってもよい。

上記したように、第３の実施の形態の気流発生装置の製造方法によれば、第１の電極３０と、第１の誘電体２０および第２の誘電体４０との接合、第１の誘電体２０と第２の誘電体４０との接合、第２の電極５０と第３の誘電体８０との接合を確実に行い、電気的な信頼性を維持することができる。

また、第２の電極５０の大部分を第３の誘電体８０で覆うことで、外部環境に曝される第２の電極５０の侵食、汚損、剥離を抑制することができる。

ここで、第３の実施の形態の気流発生装置の製造方法において、第３の誘電体８０のゴム硬度を、第２の誘電体４０のゴム硬度と同じとすることもできる。図１２は、第３の実施の形態の気流発生装置の製造方法において、第３の誘電体８０のゴム硬度を第２の誘電体４０のゴム硬度と同じとしたときの、図８のＢ−Ｂ断面に相当する断面を示す図である。

第３の誘電体８０のゴム硬度を第２の誘電体４０のゴム硬度と同じとすることで、加熱加圧工程において、図１２に示すように、第２の電極５０が、第２の誘電体４０および第３の誘電体８０の双方に埋入する。これによって、第２の電極５０と第２の誘電体４０との接合面積が増加し、第２の電極５０の第２の誘電体４０との接合力を向上することができる。

以上説明した実施形態によれば、シリコーン樹脂と電極とを確実に接合し、電気的な信頼性を維持することが可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０，１１…気流発生装置、２０…第１の誘電体、２０ａ，３０ｃ，３０ｄ、４０ａ…表面、３０…第１の電極、３０ａ，３０ｂ…側面、４０…第２の誘電体、５０…第２の電極、６０，７０，９０…積層体、８０…第３の誘電体、８０ａ…側面被覆部、１００…下型、１０１，１１１，１２１，１２２，１３１，１３２，１３３…溝、１１０，１２０，１３０…上型。

Claims (6)

1. 加硫剤が添加されたシリコーン樹脂からなる第１の誘電体を第１のプレス用金型に配置する工程と、
   前記第１の誘電体上に第１の電極を配置する工程と、
   前記第１の電極を介して前記第１の誘電体上に、前記第１の誘電体よりもゴム硬度が高く、かつ加硫剤が添加されたシリコーン樹脂からなる第２の誘電体を配置して、積層体を構成する工程と、
   前記第２の誘電体側の第２のプレス用金型と前記第１のプレス用金型とによって、前記積層体を加熱加圧して一体化し、前記第１の誘電体に前記第１の電極を埋入させるとともに、前記第１の誘電体および前記第２の誘電体を加硫する工程と、
   前記第２の誘電体上に、第２の電極を接合する工程と
   を具備することを特徴とする気流発生装置の製造方法。
2. 加硫剤が添加されたシリコーン樹脂からなる第１の誘電体を第１のプレス用金型に配置する工程と、
   前記第１の誘電体上に第１の電極を配置する工程と、
   前記第１の電極を介して前記第１の誘電体上に、前記第１の誘電体よりもゴム硬度が高く、かつ加硫剤が添加されたシリコーン樹脂からなる第２の誘電体を配置する工程と、
   前記第２の誘電体上に第２の電極を配置して、積層体を構成する工程と、
   前記第２の電極側の第２のプレス用金型と前記第１のプレス用金型とによって、前記積層体を加熱加圧して一体化し、前記第１の誘電体に前記第１の電極を埋入させるとともに、前記第１の誘電体および前記第２の誘電体を加硫する工程と
   を具備することを特徴とする気流発生装置の製造方法。
3. 前記第２の電極を配置した後、加熱加圧工程前に、前記第２の誘電体のゴム硬度以下のゴム硬度を有し、かつ加硫剤が添加されたシリコーン樹脂からなる第３の誘電体を前記第２の電極上に配置する工程をさらに備え、
   前記第３の誘電体を有する積層体を加熱加圧して一体化する際、気流が発生する方向の前記第２の電極の端部を除いて、前記第２の電極は前記第３の誘電体で覆われ、前記第３の誘電体は加硫されることを特徴とする請求項２記載の気流発生装置の製造方法。
4. 前記第１の誘電体または前記第２の誘電体に接合される前記第１の電極の少なくとも一つの面が、粗面化処理または化学的処理が施されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の気流発生装置の製造方法。
5. 前記第２の誘電体に接合される前記第２の電極の少なくとも一つの面が、粗面化処理または化学的処理が施されていることを特徴とする請求項１記載の気流発生装置の製造方法。
6. 前記第２の誘電体または前記第３の誘電体に接合される前記第２の電極の少なくとも一つの面が、粗面化処理または化学的処理が施されていることを特徴とする請求項２または３記載の気流発生装置の製造方法。

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