JP2017183814A - 静電型トランスデューサ - Google Patents

Abstract

【課題】小型且つ大きな静電容量を有する静電型トランスデューサを提供する。【解決手段】静電型トランスデューサ（１）は、第一電極部（１１ａ）と第一端子部（１４ａ）とをそれぞれ備える複数の第一電極シート（５１）と、第二電極部（１１ｂ）と第二端子部（１５ａ）とをそれぞれ備える複数の第二電極シート（５２）と、第一電極部（１１ａ）と第二電極部（１１ｂ）との間にそれぞれ配置される複数の誘電層（１１ｃ）とを備える。複数の第一端子部（１４ａ）は、静電型積層体（１１）の外部にて相互に接触して形成された一つの第一端子接合体（１４，１１４，２１４）を構成する。複数の第二端子部（１５ａ）は、静電型積層体（１１）の外部にて相互に接触して形成された一つの第二端子接合体（１５，１１５，２１５）を構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、静電型トランスデューサに関するものである。

静電型トランスデューサは、静電容量の変化を利用しており、振動や音などを発生させるアクチュエータ、又は、振動や音などを検出するセンサである。特許文献１には、複数の電極被覆体を１層ごとに交互にずらして積層させたアクチュエータが記載されている。これにより、電極間の沿面放電が防止されるとされている。また、それぞれの電極被覆体を構成する電極層は、電源電極に接続されている。

特許文献２には、複数の電極層を積層方向に圧縮されたスピーカが記載されている。各電極層は、誘電層に対向する長方形状の本体部と、本体部の隅に繋げられ貫通孔を有する導電部とを備える。導電部の貫通孔に軸状の端子部材を挿通することで、端子と電極層とが電気的に接続される。

特開２０１４−１５０６００号公報 国際公開２０１３／１７５６６２号

静電型トランスデューサは、小型で、且つ、大きな静電容量を有することが望まれる。大きな静電容量を確保するために多数の電極層と誘電層とを積層する場合において、電極層の厚みを薄くすることにより、小型で且つ大きな静電容量を有するトランスデューサとすることができる。

しかし、特許文献１に記載のアクチュエータでは、電極層を有する電極被覆体が、薄くすることが困難であり、当該電極被覆体を多数積層すると、アクチュエータ全体が大型となる。特許文献２に記載のスピーカでは、軸状の端子部材を電極層の貫通孔に挿通しているため、軸状の端子部材と電極層との接触を良好とするためには電極層を薄くすることは容易ではない。また、軸状の端子部材の存在により、スピーカは大型化する。

本発明は、小型且つ大きな静電容量を有する静電型トランスデューサを提供することを目的とする。

本発明に係る静電型トランスデューサは、弾性変形可能な材料によりシート状に形成され、第一電極部と第一端子部とをそれぞれ備える複数の第一電極シートと、弾性変形可能な材料によりシート状に形成され、第二電極部と第二端子部とをそれぞれ備え、前記第二電極部が複数の前記第一電極部の間に配置される複数の第二電極シートと、前記第一電極部と前記第二電極部との間にそれぞれ配置される複数の誘電層とを備える。

複数の前記第一端子部は、前記第一電極部、前記第二電極部及び前記誘電層により構成される積層体の外部にて相互に接触して形成された一つの第一端子接合体を構成し、複数の前記第二端子部は、前記積層体の外部にて相互に接触して形成された一つの第二端子接合体を構成する。

つまり、第一電極部と第一端子部とは、同一の第一電極シートである。同様に、第二電極部と第二端子部とは、同一の第二電極シートである。従って、第一電極シート及び第二電極シートは、非常に薄く形成することができる。

ただし、第一電極シートを薄く形成すると、一つの第一端子部も薄くなる。しかし、複数の第一端子部を相互に接触させることで、一つの第一端子接合体が形成されている。従って、一つの第一端子接合体は、十分な厚みを有する。同様に、第二電極シートを薄く形成すると、一つの第二端子部も薄くなる。しかし、複数の第二端子部を相互に接触させることで、一つの第二端子接合体が形成されている。従って、一つの第二端子接合体は、十分な厚みを有する。

さらに、第一端子接合体及び第二端子接合体は、第一電極部、第二電極部及び誘電層により構成される積層体の外部に位置する。従って、第一端子接合体及び第二端子接合体そのものが、例えば制御基板に接続されることで、制御基板と導通することができる。つまり、別途、軸状の端子部材を有する必要もないため、トランスデューサの小型化を図ることができる。

第一実施形態の静電型トランスデューサの断面斜視図である。 静電型積層体の電気的な接続状態を示す図である。 静電型積層体がアクチュエータとして機能する場合に、静電型積層体が変形した状態の一態様を示す静電型トランスデューサの断面斜視図である。 静電型積層体が変形した状態の他の態様を示す静電型トランスデューサの断面斜視図である。 内部ユニットの製造過程の素材配置工程を説明する図であり、内部ユニットを構成する各素材を配置した状態の斜視図である。 内部ユニットの製造過程の素材接合工程を説明する図であり、素材接合工程後の状態の内部ユニットの斜視図である。 内部ユニットの製造過程の折り曲げ工程を説明する図であり、折り曲げ工程後に完成状態の内部ユニットの斜視図である。 第二実施形態の内部ユニットの斜視図である。 第三実施形態の内部ユニットの斜視図である。

＜１．第一実施形態＞
（１−１．静電型トランスデューサ１の概要）
静電型トランスデューサ１は、静電容量の変化を利用しており、振動や音などを発生させるアクチュエータ、又は、振動や音などを検出するセンサである。アクチュエータとしての静電型トランスデューサ１は、電極に電圧を印加することにより振動を発生するのに対して、センサとしての静電型トランスデューサ１は、振動や音の入力に起因してセンサが振動することで電圧を発生する。

加振アクチュエータとしての静電型トランスデューサ１は、例えば、人間に触覚振動を提示する加振装置、構造物の制振のために構造物の逆位相の振動を発生する加振装置などである。音を発生するアクチュエータとしての静電型トランスデューサ１は、人間の聴覚にて感じる音波を発生するスピーカ、ノイズ音をキャンセルするサウンドマスキングなどである。

加振装置が発生する振動は、相対的に低周波振動であり、音発生装置が発生する音は、相対的に高周波振動である。本実施形態におけるアクチュエータとしての静電型トランスデューサ１は、バネマス系の振動を利用するため、低周波振動の加振器、及び、低周波音の発生器に適している。
本実施形態においては、静電型トランスデューサ１は、人間に触覚振動を提示するアクチュエータを例に挙げて説明する。例えば、携帯端末に搭載して、携帯端末を振動させるアクチュエータに適用される。なお、センサとしての静電型トランスデューサ１についても、実質的に同様の構成となる。

（１−２．静電型トランスデューサ１の構成）
静電型トランスデューサ１の構成について図１を参照して説明する。ここで、図１は、分かりやすくするために、各部材の厚みを誇張して図示している。そのため、実際には、静電型トランスデューサ１の図１の上下方向の厚みは、非常に薄く形成されている。

静電型トランスデューサ１は、内部ユニット１０と、制御基板２０と、カバー３０とを備える。内部ユニット１０は、静電型積層体１１と、第一弾性体１２と、第二弾性体１３と、第一端子接合体１４と、第二端子接合体１５とを備える。

静電型積層体１１は、面状（扁平状）に形成される。静電型積層体１１の外形は、長方形状に形成される。静電型積層体１１は、エラストマーにより形成されており、厚み方向に伸縮すると共に、厚み方向の伸縮に伴って面方向にも伸縮する。静電型積層体１１は、弾性率Ｅ_（１１）を有すると共に、損失係数ｔａｎδ_（１１）を有する材料が用いられる。つまり、静電型積層体１１は、印加電圧に応じて厚みを変化させるように伸縮変形する。そして、静電型積層体１１は、後述する支持構造によって、積層方向の伸縮に伴い曲げ変形する。

静電型積層体１１は、少なくとも、シート状の複数の第一電極部１１ａ、シート状の複数の第二電極部１１ｂ、シート状の複数の誘電層１１ｃ、シート状の絶縁部１１ｄ，１１ｅを備える。静電型積層体１１は、第一電極部１１ａ、誘電層１１ｃ、第二電極部１１ｂ、誘電層１１ｃ、第一電極部１１ａ、誘電層１１ｃ、第二電極部１１ｂの順に積層されている。また、第一電極部１１ａ、第二電極部１１ｂ及び誘電層１１ｃの積層数は、適宜変更できる。絶縁部１１ｄ，１１ｅが、静電型積層体１１の最外層のそれぞれに配置される。つまり、絶縁部１１ｄ，１１ｅは、第一電極部１１ａ、誘電層１１ｃ、第二電極部１１ｂの積層体における最外層を被覆する。

第一電極部１１ａ及び第二電極部１１ｂは、同形状に形成され、エラストマー中に導電性フィラーを配合させることにより成形する。そして、第一電極部１１ａ及び第二電極部１１ｂは、可撓性を有し且つ伸縮自在な性質を有する。第一電極部１１ａ及び第二電極部１１ｂを構成するエラストマーには、例えば、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン共重合ゴム、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴムなどが適用できる。また、第一電極部１１ａ及び第二電極部１１ｂに配合される導電性フィラーは、導電性を有する粒子であればよく、例えば、炭素材料や金属等の微粒子を適用できる。

誘電層１１ｃ及び絶縁部１１ｄ，１１ｅは、いずれもエラストマーにより成形される。そして、誘電層１１ｃ及び絶縁部１１ｄ，１１ｅは、可撓性を有し且つ伸縮自在な性質を有する。誘電層１１ｃには、静電型積層体１１における誘電体として機能する材料が適用される。特に、誘電層１１ｃが、静電型積層体１１を構成する部材の中で最も厚みが厚く形成され、厚み方向の伸縮及び扁平面方向の伸縮を可能とする。また、絶縁部１１ｄ，１１ｅには、絶縁性を有する材料が適用される。

誘電層１１ｃ及び絶縁部１１ｄ，１１ｅを構成するエラストマーには、例えば、シリコーンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴムなどが適用できる。

第一弾性体１２及び第二弾性体１３は、同一材料により扁平状の同一形状に形成される。第一弾性体１２及び第二弾性体１３の厚みは、第一電極部１１ａ、第二電極部１１ｂ及び誘電層１１ｃに比べてかなり厚い。ただし、第一弾性体１２及び第二弾性体１３の厚みは、静電型積層体１１より薄い場合もあれば、厚い場合もある。静電型積層体１１を構成する部材の積層数に依存する。

また、第一弾性体１２及び第二弾性体１３の外周縁形状は、静電型積層体１１の外周縁形状と同一である。第一弾性体１２は、静電型積層体１１の一方の面（図１の上面）、すなわち絶縁部１１ｄの表面の全面に接触して配置される。第二弾性体１３は、静電型積層体１１の他方の面（図１の下面）、すなわち絶縁部１１ｅの表面の全面に接触して配置される。

第一弾性体１２及び第二弾性体１３には、小さな弾性率Ｅ_（１２），Ｅ_（１３）を有すると共に、小さな損失係数ｔａｎδ_（１２），ｔａｎδ_（１３）を有する材料が用いられる。言い換えると、第一弾性体１２及び第二弾性体１３は、柔らかく、且つ、減衰特性が低い材料が好適である。特に、第一弾性体１２及び第二弾性体１３は、静電型積層体１１の厚み方向の弾性率Ｅ_（１１）より小さな弾性率Ｅ_（１２），Ｅ_（１３）有する。

特に、静電型積層体１１の厚み方向の弾性率Ｅ_（１１）に対する第一弾性体１２の弾性率Ｅ_（１２）の比は、１５％以下である。また、静電型積層体１１の厚み方向の弾性率Ｅ_（１１）に対する第二弾性体１３の弾性率Ｅ_（１３）の比は、１５％以下である。これらの比は、好ましくは、１０％以下である。

さらに、第一弾性体１２及び第二弾性体１３は、所定条件下において、静電型積層体１１の損失係数ｔａｎδ_（１１）より小さな損失係数ｔａｎδ_（１２），ｔａｎδ_（１３）を有する。所定条件下とは、温度を−１０〜５０℃、振動周波数を３００Ｈｚ以下とする使用環境下を意味する。

上記を満たす材料として、第一弾性体１２及び第二弾性体１３には、例えば、シリコーンゴムが好適である。例えば、ウレタンゴムは、シリコーンゴムに比べて減衰特性が良いため、第一弾性体１２及び第二弾性体１３には、ウレタンゴムはシリコーンゴムに比べてあまり適しない。ただし、目的の特性によっては、ウレタンゴムを使用することも可能である。

第一端子接合体１４は、静電型積層体１１の外部にて、各第一電極部１１ａと一体的に形成された各第一端子部１４ａを接合させて形成される。つまり、第一端子接合体１４は、各第一電極部１１ａから延在する導電性のシート部分を複数枚積層したものである。そのため、第一端子接合体１４は、各第一電極部１１ａの厚みよりも厚い。また、第一端子接合体１４は、第一電極部１１ａと同様のエラストマーにより形成されている。従って、第一端子接合体１４は、弾性変形可能なシート状の部材となる。

第一端子接合体１４は、静電型積層体１１の縁から折り曲げられ、さらに、第二弾性体１３における静電型積層体１１と反対側に回り込むように折り曲げられる。つまり、第一端子接合体１４の先端側は、第二弾性体１３の外側面（図１の下面）に接触する。

第二端子接合体１５は、静電型積層体１１の外部にて、各第二電極部１１ｂと一体的に形成された各第二端子部１５ａを接合させて形成される。つまり、第二端子接合体１５は、各第二電極部１１ｂから延在する導電性のシート部分を複数枚積層したものである。そのため、第二端子接合体１５は、各第二電極部１１ｂの厚みよりも厚い。また、第二端子接合体１５は、第二電極部１１ｂと同様のエラストマーにより形成されている。従って、第二端子接合体１５は、弾性変形可能なシート状の部材となる。

第二端子接合体１５は、第一端子接合体１４とは反対側の静電型積層体１１の縁から折り曲げられ、さらに、第二弾性体１３における静電型積層体１１と反対側に回り込むように折り曲げられる。つまり、第二端子接合体１５の先端側は、第二弾性体１３の外側面（図１の下面）に接触する。また、第二端子接合体１５は、第二弾性体１３の外側面において、第一端子接合体１４に隣接する。

制御基板２０は、静電型積層体１１、第一弾性体１２及び第二弾性体１３に平行に配置され、且つ、第二弾性体１３における静電型積層体１１と反対側に配置される。つまり、制御基板２０は、第一端子接合体１４及び第二端子接合体１５を、第二弾性体１３との間に挟む。そして、制御基板２０は、第一端子接合体１４及び第二端子接合体１５に電気的に接続される。

カバー３０は、内部ユニット１０及び制御基板２０を囲む。カバー３０には、例えば、金属、樹脂など、種々の材料が適用される。カバー３０は、制御基板２０を固定するための面状の第一カバー３１と、第一カバー３１に取り付けられる第二カバー３２とを備える。

第一カバー３１及び第二カバー３２は、静電型積層体１１、第一弾性体１２及び第二弾性体１３を積層方向に圧縮した状態で保持する。この状態において、各部材の弾性率Ｅの関係から、第一弾性体１２及び第二弾性体１３が、静電型積層体１１より大きく圧縮された状態となる。

（１−３．静電型積層体１１の電気的接続状態）
静電型積層体１１の電気的接続状態について、図２を参照して説明する。ここで、図２の上下方向と、図１の上下方向とは、共通する。ただし、図２には、静電型積層体１１を構成する１つの静電セルについて図示する。静電セルとは、１つの第一電極部１１ａ、１つの第二電極部１１ｂ及び１つの誘電層１１ｃである。

図２に示すように、第一電極部１１ａと第二電極部１１ｂとは、静電型積層体１１の厚み方向に距離を隔てて対向して配置される。第一電極部１１ａには、制御基板２０における駆動回路によって、周期的な電圧を供給する一方の端子が電気的に接続される。第二電極部１１ｂには、周期的な電圧を供給する他方の端子が電気的に接続される。

（１−４．静電型トランスデューサ１の動作）
静電型トランスデューサ１の動作について、図２、図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明する。第一電極部１１ａ及び第二電極部１１ｂには、第一端子接合体１４及び第二端子接合体１５を介して、周期的な電圧が印加される。ここで、周期的な電圧は、交流電圧（正負を含む周期的な電圧）としてもよいし、正値にオフセットされた周期的な電圧としてもよい。

第一電極部１１ａと第二電極部１１ｂに蓄積される電荷が増加すると、誘電層１１ｃが圧縮変形する。つまり、図２に示すように、静電型積層体１１の厚みが小さくなり、静電型積層体１１の面方向の大きさ（幅及び奥行き）が大きくなる。反対に、第一電極部１１ａ及び第二電極部１１ｂに蓄積される電荷が減少すると、誘電層１１ｃが元の厚みに戻る。つまり、図２に示すように、静電型積層体１１の厚みが大きくなり、静電型積層体１１の面方向の大きさが小さくなる。このように、静電型積層体１１は、厚み方向に伸縮すると共に、面方向に伸縮する。

静電型積層体１１が伸縮動作を行うとき、静電型トランスデューサ１は、以下のように動作する。静電型トランスデューサ１は、図１に示すように、第一弾性体１２及び第二弾性体１３が圧縮された状態を初期状態とする。従って、電荷の増加によって静電型積層体１１の厚みが小さくなると、第一弾性体１２及び第二弾性体１３は、初期状態に対して圧縮量が小さくなるように変形する。反対に、電荷の減少によって静電型積層体１１の厚みが大きくなると、第一弾性体１２及び第二弾性体１３は初期状態に戻るように動作する。つまり、第一弾性体１２及び第二弾性体１３は、電荷の増加の場合に比べて、圧縮量が大きくなるように変形する。

印加電圧は周期的に変化するため、上記動作が繰り返される。そうすると、図３Ａに示すように静電型積層体１１の中央が第一弾性体１２側に凹となる状態と、図３Ｂに示すように静電型積層体１１の中央が第一弾性体１２側に凸となる状態とを繰り返す。静電型積層体１１は、第一弾性体１２及び第二弾性体１３を介してカバー３０によって規制されているために、上記動作となる。

静電型積層体１１の上記変形動作に伴って、静電型積層体１１の第一弾性体１２側（図３Ａ及び図３Ｂの上面側）の変位が、第一弾性体１２を介してカバー３０に伝達される。加えて、静電型積層体１１の伸縮動作によって第一弾性体１２の弾性変形力が変化する。第一弾性体１２の弾性変形力の変化が、カバー３０に伝達される。従って、初期状態として、第一弾性体１２及び第二弾性体１３が圧縮されていることにより、カバー３０に効率的に振動を付与することができる。つまり、静電型積層体１１単体としては小さな振動であっても、カバー３０に触覚振動を付与することができる。

ここで、仮に、第一弾性体１２及び第二弾性体１３の損失係数ｔａｎδ_（１２），ｔａｎδ_（１３）が非常に大きいとすると、静電型積層体１１が伸縮動作を行ったとしても、第一弾性体１２及び第二弾性体１３によって振動が吸収されてしまう。この場合、静電型積層体１１が伸縮動作を行ったとしても、カバー３０に伝達されることはない。

しかし、本実施形態においては、第一弾性体１２及び第二弾性体１３は、損失係数ｔａｎδ_（１２），ｔａｎδ_（１３）の小さな材料を用いる。従って、静電型積層体１１の伸縮動作が、第一弾性体１２及び第二弾性体１３にほとんど吸収されることなく、カバー３０に伝達される。

さらに、第一弾性体１２及び第二弾性体１３の弾性率Ｅ_（１２），Ｅ_（１３）は、静電型積層体１１の厚み方向の弾性率Ｅ_（１１）より小さい。そのため、第一電極部１１ａ及び第二電極部１１ｂに電圧を印加していない初期状態において、静電型積層体１１はほとんど圧縮されていない状態となる。従って、カバー３０が静電型積層体１１を押圧したとしても、静電型積層体１１の伸縮動作に影響を与えることはない。つまり、静電型積層体１１は確実に伸縮動作を行うことができる。

（１−５．内部ユニット１０の製造方法）
上述したように、内部ユニット１０は、機能的には、静電型積層体１１、第一弾性体１２、第二弾性体１３、第一端子接合体１４、第二端子接合体１５に分離される。ただし、第一端子接合体１４を構成する各第一端子部１４ａは、静電型積層体１１を構成する各第一電極部１１ａと一体的に形成されている。また、第二端子接合体１５を構成する各第二端子部１５ａは、静電型積層体１１を構成する各第二電極部１１ｂと一体的に形成されている。このように、準備する部材としては、静電型積層体１１の一部と第一端子接合体１４の構成部位とが同一部材により形成されており、また静電型積層体１１の他の一部と第二端子接合体１５の構成部位とが同一部材により形成されている。

以上のことを踏まえて、内部ユニット１０の製造方法について、図４−図６を参照して説明する。以下の説明において、既に説明した構成と同一構成については、同一符号を付す。

まず、内部ユニット１０に用いる素材を準備する（準備工程）。具体的には、内部ユニット１０に用いる素材は、図４に示すように、複数の第一電極シート５１、複数の第二電極シート５２、複数の誘電層１１ｃ、第一絶縁シート６１、第二絶縁シート６２、第一弾性体１２、第二弾性体１３である。

第一電極シート５１は、誘電層１１ｃより大きな長方形状に形成される。詳細には、第一電極シート５１の第一辺は、誘電層１１ｃの第一辺と同一長であり、第一電極シート５１の第二辺は、誘電層１１ｃの第二辺より長い。第一電極シート５１は、全面に亘って、上述した第一電極部１１ａにて説明した材料を適用される。第二電極シート５２は、第一電極シート５１と同形状に形成される。第二電極シート５２は、全面に亘って、上述した第二電極部１１ｂにて説明した材料を適用される。

第一絶縁シート６１は、第一電極シート５１より大きな長方形状に形成される。詳細には、第一絶縁シート６１の第一辺は、第一電極シート５１の第一辺と同一長であり、第一絶縁シート６１の第二辺は、第一電極シート５１より長い。さらに、第一絶縁シート６１の第二辺方向の両端側には、長方形状の貫通孔６１ｄ，６１ｅが形成されている。第二絶縁シート６２は、第一絶縁シート６１と同様の外形状に形成される。ただし、第二絶縁シート６２には、第一絶縁シート６１とは異なり、貫通孔が形成されていない。第一絶縁シート６１及び第二絶縁シート６２は、上述した絶縁部１１ｄ，１１ｅにて説明した材料を適用される。

次に、上述した素材１１ｃ，１２，１３，５１，５２，６１，６２を、図４に示すように、積層方向に配列する（部材配置工程）。つまり、第一弾性体１２、第一絶縁シート６１、第一電極シート５１、誘電層１１ｃ、第二電極シート５２、誘電層１１ｃ、第一電極シート５１、誘電層１１ｃ、第二電極シート５２、・・・・、第一電極シート５１、誘電層１１ｃ、第二電極シート５２、第二絶縁シート６２、第二弾性体１３の順に配列する。

つまり、複数の第一電極シート５１、複数の第二電極シート５２及び複数の誘電層１１ｃが積層された状態において、これらの積層体の最外層に、それぞれ、第一絶縁シート６１及び第二絶縁シート６２が積層される。さらに、第一絶縁シート６１の外側に、第一弾性体１２が積層され、第二絶縁シート６２の外側に、第二弾性体１３が積層される。

このとき、第一電極シート５１の一端（図４の右端）と誘電層１１ｃの一端（図４の右端）とが図４の上下方向に対応するように、第一電極シート５１と誘電層１１ｃとが配列される。また、第二電極シート５２の一端（図４の左端）と誘電層１１ｃの他端（図４の左端）とが図４の上下方向に対応するように、第二電極シート５２と誘電層１１ｃとが配列される。つまり、第二電極シート５２は、誘電層１１ｃの位置を基準として見た場合に、第一電極シート５１とは反対側に延在する。

ここで、第一電極シート５１において、誘電層１１ｃと同等の大きさの部分５１ａが、第一電極部１１ａに相当し、残りの部分５１ｂが、第一端子部１４ａに相当する。つまり、第一電極シート５１は、上述した第一電極部１１ａと第一端子部１４ａとを一体にした部材である。また、第二電極シート５２において、誘電層１１ｃと同等の大きさの部分５２ａが、第二電極部１１ｂに相当し、残りの部分５２ｂが、第二端子部１５ａに相当する。つまり、第二電極シート５２は、上述した第二電極部１１ｂと第二端子部１５ａとを一体にした部材である。

また、第一絶縁シート６１の中央部分６１ａが、誘電層１１ｃと対向する。さらに、第一絶縁シート６１の一端部分６１ｂが、第一電極シート５１の部分５１ｂ（第一端子部１４ａに相当）に対向する。第一絶縁シート６１の他端部分６１ｃが、第二電極シート５２の部分５２ｂ（第二端子部１５ａに相当）に対向する。そして、第一絶縁シート６１の一端部分６１ｂには、上述した貫通孔６１ｄが形成される。また、第一絶縁シート６１の他端部分６１ｃには、上述した貫通孔６１ｅが形成される。第一絶縁シート６１の中央部分６１ａが、絶縁部１１ｄに相当する。

さらに、第二絶縁シート６２の中央部分６２ａが、誘電層１１ｃと対向する。さらに、第二絶縁シート６２の一端部分６２ｂが、第一電極シート５１の部分５１ｂ（第一端子部１４ａに相当）に対向する。第二絶縁シート６２の他端部分６２ｃが、第二電極シート５２の部分５２ｂ（第二端子部１５ａに相当）に対向する。つまり、第二絶縁シート６２の中央部分６２ａが、絶縁部１１ｅに相当する。

第一弾性体１２は、第一絶縁シート６１の中央部分６１ａに対向するように配置される。第二弾性体１３は、第二絶縁シート６２の中央部分６２ａに対向するように配置される。

従って、図４に示すように、図４の左右方向の中央においては、第一弾性体１２、第一絶縁シート６１の中央部分６１ａ、第一電極シート５１の部分５１ａ、誘電層１１ｃ、第二電極シート５２の部分５２ａ、第二絶縁シート６２の中央部分６２ａ、及び、第二弾性体１３が、積層される。一方、図４の左側においては、複数の第一電極シート５１の部分５１ｂ、第一絶縁シート６１の一端部分６１ｂ、及び、第二絶縁シート６２の一端部分６２ｂが、積層される。また、図４の右側においては、複数の第二電極シート５２の部分５２ｂ、第一絶縁シート６１の他端部分６１ｃ、及び、第二絶縁シート６２の他端部分６２ｃが、積層される。

次に、上述したように配列された素材１１ｃ，１２，１３，５１，５２，６１，６２を、図５に示すように接合する（素材接合工程）。つまり、図５の左右方向の中央に位置する、第一弾性体１２及び第二弾性体１３を除く部分が、接合される。すなわち、第一絶縁シート６１の中央部分６１ａ、複数の第一電極シート５１の部分５１ａ（第一電極部１１ａに相当）、複数の誘電層１１ｃ、複数の第二電極シート５２の部分５２ａ（第二電極部１１ｂに相当）、及び、第二絶縁シート６２の中央部分６２ａが接合される。当該接合体が、上述した静電型積層体１１に相当する。当該接合体において、第一絶縁シート６１の中央部分６１ａ及び第二絶縁シート６２の中央部分６２ａが、複数の第一電極シート５１の部分５１ａ（第一電極部１１ａに相当）、複数の誘電層１１ｃ、複数の第二電極シート５２の部分５２ａ（第二電極部１１ｂに相当）を被覆する。

そして、第一弾性体１２及び第二弾性体１３が、静電型積層体１１に相当する接合体の両外側に接合される。このようにして、図５の左右方向の中央に位置する積層体が形成される。

また、第一絶縁シート６１の一端部分６１ｂ、複数の第一電極シート５１の部分５１ｂ（第一端子部１４ａに相当）、及び、第二絶縁シート６２の一端部分６２ｂが、接合される。当該接合体が、上述した第一端子接合体１４に相当する。このとき、複数の第一電極シート５１の部分５１ｂは、直接接触しているため、相互に電気的に接続される。さらに、第一電極シート５１の部分５１ｂは、第一絶縁シート６１の一端部分６１ｂにおける貫通孔６１ｄの存在により、露出している。つまり、第一電極シート５１の部分５１ｂにおいて貫通孔６１ｄ以外の部位は、第一絶縁シート６１の一端部分６１ｂ及び第二絶縁シート６２の一端部分６２ｂにより被覆される。

また、第一絶縁シート６１の他端部分６１ｃ、複数の第二電極シート５２の部分５２ｂ（第二端子部１５ａに相当）、及び、第二絶縁シート６２の他端部分６２ｃが、接合される。当該接合体が、上述した第二端子接合体１５に相当する。このとき、複数の第二電極シート５２の部分５２ｂは、直接接触しているため、相互に電気的に接続される。さらに、第二電極シート５２の部分５２ｂは、第一絶縁シート６１の他端部分６１ｃにおける貫通孔６１ｅの存在により、露出している。つまり、第二電極シート５２の部分５２ｂにおいて貫通孔６１ｅ以外の部位は、第一絶縁シート６１の他端部分６１ｃ及び第二絶縁シート６２の他端部分６２ｃにより被覆される。

次に、上述した接合体において第一端子接合体１４及び第二端子接合体１５の部分を、図６に示すように、折り曲げる（折り曲げ工程）。このようにして、内部ユニット１０が製造される。

詳細には、第一端子接合体１４は、静電型積層体１１の縁から折り曲げられ、さらに、第二弾性体１３における静電型積層体１１と反対側に回り込むように折り曲げられる。つまり、第一端子接合体１４の第二弾性体１３と反対側において、第一電極シート５１の部分５１ｂが露出する。当該露出部分が、制御基板２０（図１に示す）に電気的に接続される。

また、第二端子接合体１５は、第一端子接合体１４と同様に折り曲げられる。つまり、第二端子接合体１５は、静電型積層体１１の縁から折り曲げられ、さらに、第二弾性体１３における静電型積層体１１と反対側に回り込むように折り曲げられる。つまり、第二端子接合体１５の第二弾性体１３と反対側において、第二電極シート５２の部分５２ｂが露出する。当該露出部分が、制御基板２０（図１に示す）に電気的に接続される。

＜２．第二実施形態＞
第二実施形態の内部ユニット１１０について、図７を参照して説明する。第一実施形態の内部ユニット１０において、第一端子接合体１４及び第二端子接合体１５は、第二弾性体１３に正対するように折り曲げられた。第二実施形態の内部ユニット１１０においては、第一端子接合体１１４及び第二端子接合体１１５は、静電型積層体１１の縁から同一方向（図７の下側）に折り曲げられ、さらに、第二弾性体１３から遠ざかる方向（図７の左右外側）に折り曲げられる。

この場合、第一端子接合体１１４の図７の下側に、第一電極シート５１の部分５１ｂ（第一端子部１４ａに相当）が露出することになる。さらに、第二端子接合体１１５の図７の下側に、第二電極シート５２の部分５２ｂ（第二端子部１５ａに相当）が露出することになる。この場合、第二絶縁シート６２の一端部分６２ｂ及び他端部分６２ｃに、貫通孔（図７の破線にて示す）が形成される。一方、第一絶縁シート６１の一端部分６１ｂ及び他端部分６１ｃは、貫通孔６１ｄ，６１ｅを形成する必要はない。
ただし、静電型トランスデューサ１（図１に示す）は、第一端子接合体１１４及び第二端子接合体１１５に対応する位置に、制御基板２０を有することになる。

＜３．第三実施形態＞
第三実施形態の内部ユニット２１０について、図８を参照して説明する。第二実施形態の内部ユニット１１０において、第一端子接合体１１４及び第二端子接合体１１５は、静電型積層体１１の縁から同一方向に折り曲げられた。第三実施形態の内部ユニット２１０においては、第一端子接合体２１４は、第二実施形態の第一端子接合体１１４と同様に２回折り曲げられる。

一方、第二端子接合体２１５は、静電型積層体１１の縁から、第一端子接合体２１４とは反対側、すなわち図８の上側に折り曲げられる。さらに、第二端子接合体２１５は、第一弾性体１２から遠ざかる方向（図８の右側）に折り曲げられる。

この場合、第一端子接合体２１４の図８の下側に、第一電極シート５１の部分５１ｂ（第一端子部１４ａに相当）が露出することになる。つまり、第一絶縁シート６１の一端部分６１ｂには貫通孔６１ｄが形成されず、第二絶縁シート６２の一端部分６２ｂに貫通孔（図８の破線にて示す）が形成される。また、第二端子接合体１１５の図８の上側に、第二電極シート５２の部分５２ｂ（第二端子部１５ａ）が露出することになる。つまり、第一絶縁シート６１の他端部分６１ｃに貫通孔６１ｅが形成される。
ただし、静電型トランスデューサ１は、第一端子接合体１１４及び第二端子接合体１１５に対応する位置に、制御基板２０を有することになる。

＜４．実施形態の効果＞
第一実施形態−第三実施形態の静電型トランスデューサ１は、弾性変形可能な材料によりシート状に形成され、第一電極部１１ａ（５１ａ）と第一端子部１４ａ（５１ｂ）とをそれぞれ備える複数の第一電極シート５１と、弾性変形可能な材料によりシート状に形成され、第二電極部１１ｂ（５２ａ）と第二端子部１５ａ（５２ｂ）とをそれぞれ備え、第二電極部１１ｂ（５２ａ）が複数の第一電極部１１ａ（５１ａ）の間に配置される複数の第二電極シート５２と、第一電極部１１ａ（５１ａ）と第二電極部１１ｂ（５２ａ）との間にそれぞれ配置される複数の誘電層１１ｃとを備える。

複数の第一端子部１４ａ（５１ｂ）は、第一電極部１１ａ（５１ａ）、第二電極部１１ｂ（５２ａ）及び誘電層１１ｃにより構成される静電型積層体１１の外部にて相互に接触して形成された一つの第一端子接合体１４，１１４，２１４を構成する。さらに、複数の第二端子部１５ａ（５２ｂ）は、静電型積層体１１の外部にて相互に接触して形成された一つの第二端子接合体１５，１１５，２１５を構成する。

つまり、第一電極部１１ａと第一端子部１４ａとは、同一の第一電極シート５１である。同様に、第二電極部１１ｂと第二端子部１５ａとは、同一の第二電極シート５２である。従って、第一電極シート５１及び第二電極シート５２は、非常に薄く形成することができる。

ただし、第一電極シート５１を薄く形成すると、一つの第一端子部１４ａ（５１ｂ）も薄くなる。しかし、複数の第一端子部１４ａ（５１ｂ）を相互に接触させることで、一つの第一端子接合体１４，１１４，２１４が形成されている。従って、一つの第一端子接合体１４，１１４，２１４は、十分な厚みを有する。同様に、第二電極シート５２を薄く形成すると、一つの第二端子部１５ａ（５２ｂ）も薄くなる。しかし、複数の第二端子部１５ａ（５２ｂ）を相互に接触させることで、一つの第二端子接合体１５，１１５，２１５が形成されている。従って、一つの第二端子接合体１５，１１５，２１５は、十分な厚みを有する。

さらに、第一端子接合体１４，１１４，２１４及び第二端子接合体１５，１１５，２１５は、第一電極部１１ａ、第二電極部１１ｂ及び誘電層１１ｃにより構成される静電型積層体１１の外部に位置する。従って、第一端子接合体１４，１１４，２１４及び第二端子接合体１５，１１５，２１５そのものが、制御基板２０に接続されることで、制御基板２０と導通することができる。つまり、別途、軸状の端子部材を有する必要もないため、静電型トランスデューサ１の小型化を図ることができる。

また、第一実施形態―第三実施形態の静電型トランスデューサ１は、弾性変形可能な材料によりシート状に形成され、第一電極部１１ａ、第二電極部１１ｂ及び誘電層１１ｃの積層体における最外層を被覆する第一絶縁シート６１及び第二絶縁シート６２を備える。複数の第一端子部１４ａと、第一絶縁シート６１及び第二絶縁シート６２における複数の第一端子部１４ａを被覆する部分６１ｂ，６２ｂとが、第一端子接合体１４，１１４，２１４を構成する。さらに、複数の第二端子部１５ａと、第一絶縁シート６１及び第二絶縁シート６２における複数の第二端子部１５ａを被覆する部分６１ｃ，６２ｃとが、第二端子接合体１５，１１５，２１５を構成する。これにより、静電型積層体１１における絶縁被覆と、第一端子接合体１４，１１４，２１４における絶縁被覆と、第二端子接合体１５，１１５，２１５における絶縁被覆が、非常に簡易にできる。

また、第一実施形態−第三実施形態の静電型トランスデューサ１において、第一端子接合体１４，１１４，２１４は、第一電極部１１ａ（５１ａ）の面方向から少なくとも１回折り曲げ形成されている。さらに、第二端子接合体１５，１１５，２１５は、第二電極部１１ｂ（５２ａ）の面方向から少なくとも１回折り曲げ形成されている。ここで、第一端子接合体１４，１１４，２１４及び第二端子接合体１５，１１５，２１５は、薄く形成されるため、折り曲げが非常に容易な構造である。そして、第一端子接合体１４，１１４，２１４及び第二端子接合体１５，１１５，２１５は、少なくとも１回折り曲げ形成されることで、制御基板２０の配置の自由度が向上する。結果として、静電型トランスデューサ１の小型化を図ることができる。

また、第一実施形態及び第二実施形態の静電型トランスデューサ１において、第一端子接合体１４，１１４と第二端子接合体１５，１１５は、第一電極部１１ａ及び第二電極部１１ｂのそれぞれから同方向に延びるように折り曲げ形成されている。これにより、制御基板２０を一箇所に配置するだけで、制御基板２０と第一端子接合体１４，１１４との接続、及び、制御基板２０と第二端子接合体１５，１１５との接続とが、可能となる。

また、第一実施形態の静電型トランスデューサ１は、静電型積層体１１の一方側に積層される第二弾性体１３を備える。そして、第一端子接合体１４及び前記第二端子接合体１５は、第二弾性体１３における静電型積層体１１と反対側に回り込むように折り曲げ形成されている。これにより、静電型トランスデューサ１は、非常に小型となる。

また、第一実施形態の静電型トランスデューサ１において、第二弾性体１３の弾性率Ｅ_（１３）は、静電型積層体１１の弾性率Ｅ_（１１）より小さく設定されている。そして、静電型トランスデューサ１は、静電型積層体１１を積層方向に押圧し、第二弾性体１３を静電型積層体１１より大きく圧縮させた状態で保持するカバー３０を備える。そして、第一端子接合体１４及び前記第二端子接合体１５は、第二弾性体１３における静電型積層体１１と反対側に回り込むように折り曲げ形成されている。

ここで、第二弾性体１３の弾性率Ｅ_（１３）は、静電型積層体１１の弾性率Ｅ_（１１）より小さい。従って、カバー３０により押圧された状態において、第二弾性体１３が静電型積層体１１より大きく圧縮した状態となる。そして、カバー３０は、この状態を初期状態として保持している。さらに、カバー３０により静電型積層体１１及び第二弾性体１３を押圧した状態において、静電型積層体１１の圧縮量は小さい。そのため、カバー３０により静電型積層体１１を押圧したとしても、静電型積層体１１の伸縮動作にそれほど影響を与えることはない。

そして、静電型積層体１１の第一電極部１１ａ及び第二電極部１１ｂに電圧を印加すると、静電型積層体１１は、厚み方向に伸縮する。静電型積層体１１の伸縮動作によって生じる静電型積層体１１の面の変位が、第二弾性体１３を介してカバー３０に伝達される。加えて、静電型積層体１１の伸縮動作によって第二弾性体１３の弾性変形力が変化して、第二弾性体１３の弾性変形力の変化がカバー３０に伝達される。従って、初期状態として、第二弾性体１３が圧縮されていることにより、カバー３０に効率的に振動を付与することができる。つまり、静電型積層体１１単体としては小さな振動であっても、カバー３０に触覚振動を付与することができる。

さらに、第一実施形態−第三実施形態の静電型トランスデューサ１は、静電型積層体１１の一方側に積層される第二弾性体１３に加えて、静電型積層体１１の他方側に積層される第一弾性体１２を備える。第一弾性体１２は、第二弾性体１３と同様に、静電型積層体１１の弾性率Ｅ_（１１）より小さな弾性率Ｅ_（１２）を有する。

つまり、第一弾性体１２及び第二弾性体１３が、静電型積層体１１を挟んだ状態で、カバー３０により圧縮されている。そのため、静電型積層体１１の振動を、効率的にカバー３０に伝達できる。

さらに、第一弾性体１２及び第二弾性体１３には、損失係数ｔａｎδ_（１２），ｔａｎδ_（１３）の小さな材料が用いられる。これにより、第一弾性体１２及び第二弾性体１３は、静電型積層体１１の伸縮動作を吸収することなく、カバー３０に伝達できる。特に、第一弾性体１２及び第二弾性体１３にシリコーンゴムが適用されることで、上記動作を確実に実現できる。また、第一弾性体１２及び第二弾性体１３の損失係数ｔａｎδ_（１２），ｔａｎδ_（１３）は、温度を−１０〜５０℃、振動周波数を３００Ｈｚ以下とする使用環境下において、静電型積層体１１の損失係数ｔａｎδ_（１１）以下である。このことにより、第一弾性体１２及び第二弾性体１３は、静電型積層体１１の伸縮動作を吸収することなく、確実に、カバー３０に伝達できる。

１：静電型トランスデューサ、 １０，１１０，２１０：内部ユニット、 １１：静電型積層体、 １１ａ（５１ａ）：第一電極部、 １１ｂ（５２ａ）：第二電極部、 １１ｃ：誘電層、 １１ｄ（６１ａ）：絶縁部、 １１ｅ（６２ａ）：絶縁部、 １２：第一弾性体、 １３：第二弾性体、 １４，１１４，２１４：第一端子接合体、 １４ａ（５１ｂ）：第一端子部、 １５，１１５，２１５：第二端子接合体、 １５ａ（５２ｂ）：第二端子部、 ２０：制御基板、 ３０：カバー、 ５１：第一電極シート、 ５２：第二電極シート、 ６１：第一絶縁シート、 ６１ｄ，６１ｅ：貫通孔、 ６２：第二絶縁シート

Claims (6)

1. 弾性変形可能な材料によりシート状に形成され、第一電極部と第一端子部とをそれぞれ備える複数の第一電極シートと、
   弾性変形可能な材料によりシート状に形成され、第二電極部と第二端子部とをそれぞれ備え、前記第二電極部が複数の前記第一電極部の間に配置される複数の第二電極シートと、
   前記第一電極部と前記第二電極部との間にそれぞれ配置される複数の誘電層と、
   を備え、
   複数の前記第一端子部は、前記第一電極部、前記第二電極部及び前記誘電層により構成される積層体の外部にて相互に接触して形成された一つの第一端子接合体を構成し、
   複数の前記第二端子部は、前記積層体の外部にて相互に接触して形成された一つの第二端子接合体を構成する、静電型トランスデューサ。
2. 前記静電型トランスデューサは、弾性変形可能な材料によりシート状に形成され、前記第一電極部、前記第二電極部及び前記誘電層の積層体における最外層を被覆する絶縁シートを備え、
   前記複数の第一端子部と、前記絶縁シートにおける前記複数の第一端子部を被覆する部分とが、前記第一端子接合体を構成し、
   前記複数の第二端子部と、前記絶縁シートにおける前記複数の第二端子部を被覆する部分とが、前記第二端子接合体を構成する、請求項１に記載の静電型トランスデューサ。
3. 前記第一端子接合体は、前記第一電極部の面方向から少なくとも１回折り曲げ形成されており、
   前記第二端子接合体は、前記第二電極部の面方向から少なくとも１回折り曲げ形成されている、請求項１又は２に記載の静電型トランスデューサ。
4. 前記第一端子接合体と前記第二端子接合体は、前記第一電極部及び前記第二電極部のそれぞれから同方向に延びるように折り曲げ形成されている、請求項３に記載の静電型トランスデューサ。
5. 前記静電型トランスデューサは、前記積層体の一方側に積層される弾性体を備え、
   前記第一端子接合体及び前記第二端子接合体は、前記弾性体における前記積層体と反対側に回り込むように折り曲げ形成されている、請求項４に記載の静電型トランスデューサ。
6. 前記弾性体の弾性率は、前記積層体の弾性率より小さく設定され、
   前記静電型トランスデューサは、前記積層体を積層方向に押圧し、前記弾性体を前記積層体より大きく圧縮させた状態で保持するカバーを備える、請求項５に記載の静電型トランスデューサ。

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