JP5674222B2 - 積層型静電アクチュエータ - Google Patents
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第一および第二の電極を互いの間の間隔が可変な状態で交互に積層してなり、前記第一の電極と前記第二の電極との間に与えられる電位差によって両電極間に発生する静電引力により伸縮する積層型静電アクチュエータにおいて、
それぞれ導電性およびゴム弾性を有する導電性エラストマーの層からなる前記第一および第二の電極と、
前記第一の電極と前記第二の電極との間に介在された、電気絶縁性およびゴム弾性を有するエラストマーからなる電気絶縁層とを有してなり、
前記第一の電極と前記第二の電極との間に電位差が印加され、前記第一の電極と前記第二の電極との間の間隔を小さくしようとする静電引力が作用したとき、前記電気絶縁層が該電気絶縁層のゴム弾性に抗して圧縮されるようにしたものである。
(イ)第一の電極と第二の電極とが実質的に互いに対して平行を維持したまま両者間の距離が変化するように相対運動するので、動作特性および形状安定性等が非常に優れている、
(ロ)電極および電気絶縁層を構成するエラストマーを複雑な形状とする必要がなく、これらの加工が容易であるので、製造コストを安価にできる、
等の優れた効果を得られるものである。
イ)電子伝導性ゴム
ゴムに導電性フィラーを分散させたもの。ゴムとしては、あらゆる種類のゴムを使 用可能である。導電性フィラーとしては、例えば、カーボンブラック、カーボンファ イバー、グラファイト、金属粉、金属繊維、金属被覆された粒子等を使用できる。
上記のように本発明においては、広範囲の電子伝導性ゴムが使用可能であるが、好 ましい電子導電性ゴムは、EPDM(エチレンプロピレンゴム)またはシリコーンゴ ムにカーボンブラックを分散させたものである。
ロ)イオン伝導性ゴム
ゴムにイオン伝導剤を分散したもの。ゴムとしては、ウレタンゴム、アクリルゴム 等を使用できる。イオン伝導剤としては、例えば電解質溶液(ゲル)、過塩素リチウ ムの炭酸プロピレン溶液等を使用できる。
(B)導電性TPE(熱可塑性エラストマー)
イ)電子伝導性TPE
TPEに導電性フィラーを分散させたもの。TPEとしては、あらゆる種類のTP Eを使用可能である。導電性フィラーとしては、前記電子導電性ゴムの場合と同じも のを使用できる。
好ましい電子導電性TPEは、スチレン系またはオレフィン系TPEにカーボンブ ラックを分散させたものである。
ロ)イオン伝導性TPE
TPEにイオン伝導剤を分散したもの。TPEとしては、ウレタン系、アクリル系 、エステル系TPE等を使用できる。イオン伝導剤としては、前記イオン伝導性ゴム の場合と同じものを使用できる。
2 第一の電極
2a 凹条部
2b 凸条部
3 第二の電極
3a 凹条部
3b 凸条部
4 第一の電気絶縁層
4a 凹条部
4b 凸条部
5 第二の電気絶縁層
5a 凹条部
5b 凸条部
6,7,8,9 空隙
Claims (5)
- 第一および第二の電極を互いの間の間隔が可変な状態で交互に積層してなり、前記第一の電極と前記第二の電極との間に与えられる電位差によって両電極間に発生する静電引力により伸縮する積層型静電アクチュエータにおいて、
それぞれ導電性およびゴム弾性を有する導電性エラストマーの層からなる前記第一および第二の電極と、
前記第一の電極と前記第二の電極との間に介在された、電気絶縁性およびゴム弾性を有するエラストマーからなる電気絶縁層とを有してなり、
前記第一の電極と前記第二の電極との間に電位差が印加され、前記第一の電極と前記第二の電極との間の間隔を小さくしようとする静電引力が作用したとき、前記電気絶縁層が該電気絶縁層のゴム弾性に抗して圧縮されるようにしており、
前記電気絶縁層は前記第一の電極の表裏両面を被覆する第一の電気絶縁層と前記第二の電極の表裏両面を被覆する第二の電気絶縁層とを含み、前記第一の電極と前記第二の電極との間に前記第一および第二の電気絶縁層が介在されており、
前記第一および第二の電極の表裏両面に凹凸が設けられていて、かつこれらの凹凸に対応して前記第一および第二の電気絶縁層も凹凸を形成しており、前記第一の電気絶縁層と前記第二の電気絶縁層とは互いに全面的には接触されておらず、これらの電気絶縁層がそれぞれなす凸部においてのみ接触されていて、前記第一および第二の電気絶縁層がなす前記凸部間にそれぞれ空隙が形成されており、
前記空隙は、前記第一の電極と前記第二の電極との間に電位差が印加され、前記第一の電極と前記第二の電極との間の間隔を小さくしようとする静電引力が作用したとき、前記第一および第二の電気絶縁層の横変形を受け入れ、前記第一および第二の電気絶縁層がそれぞれ容易に圧縮されるようになっている積層型静電アクチュエータ。 - 前記第一および第二の電極の表裏両面の前記凹凸はそれぞれ交互に一方向に延びる凹条部および凸条部であり、前記第一の電極の前記凹条部および前記凸条部と前記第二の電極の前記凹条部および前記凸条部とは互いに直交する方向に延びている請求項1記載の積層型静電アクチュエータ。
- 前記第一および第二の電極はそれぞれ帯状なしており、前記第一および第二の電極の前記凹条部および前記凸条部は前記第一および第二の電極の長さ方向にそれぞれ延びており、
前記第一の電気絶縁層を被覆された前記第一の電極および前記第二の電気絶縁層を被覆された前記第二の電極は、それぞれジグザク状となるとともに互いに直交するように交互に折り込まれている請求項2記載の積層型静電アクチュエータ。 - 第一および第二の電極を互いの間の間隔が可変な状態で交互に積層してなり、前記第一の電極と前記第二の電極との間に与えられる電位差によって両電極間に発生する静電引力により伸縮する積層型静電アクチュエータにおいて、
それぞれ導電性およびゴム弾性を有する導電性エラストマーの層からなる前記第一および第二の電極と、
前記第一の電極と前記第二の電極との間に介在された、電気絶縁性およびゴム弾性を有するエラストマーからなる電気絶縁層とを有してなり、
前記第一の電極と前記第二の電極との間に電位差が印加され、前記第一の電極と前記第二の電極との間の間隔を小さくしようとする静電引力が作用したとき、前記電気絶縁層が該電気絶縁層のゴム弾性に抗して圧縮されるようにしており、
前記第一の電極と前記第二の電極との間に前記電気絶縁層が設けられている部分と設けられておらず空隙が形成されている部分とが存在し、
前記空隙は、前記第一の電極と前記第二の電極との間に電位差が印加され、前記第一の電極と前記第二の電極との間の間隔を小さくしようとする静電引力が作用したとき、前記第一および第二の電気絶縁層の横変形を受け入れ、前記第一および第二の電気絶縁層が容易に圧縮されるようになっている積層型静電アクチュエータ。 - 隣り合う前記電気絶縁層の表面同士または隣り合う前記電気絶縁層と前記電極の表面同士を互いに固着することにより、隣り合う前記第一の電極と前記第二の電極とが前記電気絶縁層を介して互いに固着されている請求項1乃至4のいずれか1項に記載の積層型静電アクチュエータ。
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