JP5859370B2 - Energy conversion element and manufacturing method thereof - Google Patents

Energy conversion element and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP5859370B2
JP5859370B2 JP2012097491A JP2012097491A JP5859370B2 JP 5859370 B2 JP5859370 B2 JP 5859370B2 JP 2012097491 A JP2012097491 A JP 2012097491A JP 2012097491 A JP2012097491 A JP 2012097491A JP 5859370 B2 JP5859370 B2 JP 5859370B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
energy conversion
conversion element
rubber
resin
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012097491A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013225608A (en
Inventor
佐々木 勉
勉 佐々木
坂下 幸雄
幸雄 坂下
三好 哲
哲 三好
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2012097491A priority Critical patent/JP5859370B2/en
Publication of JP2013225608A publication Critical patent/JP2013225608A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5859370B2 publication Critical patent/JP5859370B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0408Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
    • B60C23/041Means for supplying power to the signal- transmitting means on the wheel
    • B60C23/0411Piezoelectric generators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0491Constructional details of means for attaching the control device
    • B60C23/0493Constructional details of means for attaching the control device for attachment on the tyre
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80Constructional details
    • H10N30/85Piezoelectric or electrostrictive active materials
    • H10N30/852Composite materials, e.g. having 1-3 or 2-2 type connectivity

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

本発明は、機械エネルギを電気エネルギに変換するエネルギ変換素子および、その製造方法に関し、特に、機械エネルギとして、タイヤ等の歪量が大きい振動源の振動エネルギを電気エネルギに変換するエネルギ変換素子および、その製造方法に関する。   The present invention relates to an energy conversion element that converts mechanical energy into electrical energy, and a method for manufacturing the same, and more particularly to an energy conversion element that converts vibration energy of a vibration source having a large strain amount, such as a tire, into electrical energy. , And its manufacturing method.

従来から、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)等の圧電セラミックス、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)等の圧電高分子、水晶(石英)、ニオブ酸リチウム等の単結晶などの圧電材料が、機械エネルギを電気エネルギに変換する種々の圧電センサ、および逆に電気エネルギを機械エネルギに変換する種々の圧電アクチュエータ等に用いられている。圧電材料は、さらにはタイヤ等の振動エネルギを電気エネルギに変換する発電素子にも用いられている。現在、上述の圧電材料を用いた種々のものが提案されている(例えば、特許文献1および2参照)。   Conventionally, piezoelectric materials such as piezoelectric ceramics such as lead zirconate titanate (PZT), piezoelectric polymers such as PVDF (polyvinylidene fluoride), single crystals such as quartz (quartz), lithium niobate, etc. have been used for electrical energy. It is used in various piezoelectric sensors that convert energy, and conversely, various piezoelectric actuators that convert electrical energy into mechanical energy. Piezoelectric materials are also used in power generation elements that convert vibration energy such as tires into electrical energy. Currently, various types using the above-described piezoelectric materials have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特許文献1の誘電性ゴム積層体は、厚さ10〜200μmの誘電性ゴム層の表裏面に電極層を設けたものである。誘電性ゴム層は、比誘電率200以上の誘電性フィラーを含有し、かつ誘電性ゴム層自体の比誘電率が5〜30である。誘電性ゴム層に分散している誘電性フィラーの自発分極の向きを揃えるために、直流高電圧を印加するエレクトレット処理が施されている。これにより、発電機能の向上を図っている。
なお、高誘電性フィラーとして、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、ランタンドープチタン酸ジルコン酸鉛(PLZT)、チタン酸ストロンチウム、チタン酸鉛、チタン酸ビスマス、チタン酸ビスマスバリウムが挙げられている。
The dielectric rubber laminate of Patent Document 1 is obtained by providing electrode layers on the front and back surfaces of a dielectric rubber layer having a thickness of 10 to 200 μm. The dielectric rubber layer contains a dielectric filler having a relative dielectric constant of 200 or more, and the dielectric rubber layer itself has a relative dielectric constant of 5 to 30. In order to align the direction of spontaneous polarization of the dielectric filler dispersed in the dielectric rubber layer, electret treatment for applying a DC high voltage is performed. As a result, the power generation function is improved.
Examples of the high dielectric filler include barium titanate, lead zirconate titanate (PZT), lanthanum-doped lead zirconate titanate (PLZT), strontium titanate, lead titanate, bismuth titanate, and bismuth barium titanate. It has been.

特許文献2には、積層コンデンサ、インクジェット式記録ヘッド、磁気記録再生ヘッド、MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems)デバイス、マイクロポンプ、及び超音波探触子等に搭載される圧電アクチュエータ等に利用できる積層素子が記載されている。
積層素子は、複数の誘電体層と複数の内部電極層とが交互に積層された積層体と、積層体の側面に形成された一対の外部電極とを備え、複数の内部電極層が、一対の外部電極と交互に導通されたものであり、一対の各外部電極と、各々の外部電極と導通された内部電極層とが連続した金属層からなるものである。誘電体層は、シアノエチル化プルランを主成分とする樹脂中にセラミックス粉体が分散されたコンポジット層である。
Patent Document 2 discloses a multilayer capacitor, an ink jet recording head, a magnetic recording / reproducing head, a MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) device, a micro pump, a piezoelectric actuator mounted on an ultrasonic probe, and the like. An element is described.
The multilayer element includes a multilayer body in which a plurality of dielectric layers and a plurality of internal electrode layers are alternately stacked, and a pair of external electrodes formed on a side surface of the multilayer body. These external electrodes are alternately connected to each other, and are formed of a metal layer in which a pair of external electrodes and an internal electrode layer connected to each external electrode are continuous. The dielectric layer is a composite layer in which ceramic powder is dispersed in a resin mainly composed of cyanoethylated pullulan.

特開2008−53527号公報JP 2008-53527 A 特開2012−15152号公報JP 2012-15152 A

従来の圧電材料を、車両のタイヤに取り付けて走行時に発生するタイヤの振動の振動エネルギを電気エネルギに変換することに利用する場合、走行する車両のタイヤの振動に伴い発生する歪量が大きいと、圧電材料が破壊したり、タイヤから剥離したりと振動エネルギを電気エネルギに変換できないことがある。また、従来の圧電材料は歪量が大きいと、経時劣化が発生するなどの問題もある。   When a conventional piezoelectric material is attached to a vehicle tire and used to convert the vibration energy of the tire vibration generated during traveling into electrical energy, the amount of distortion generated with the vibration of the traveling vehicle tire is large. When the piezoelectric material is broken or peeled off from the tire, vibration energy may not be converted into electric energy. Further, the conventional piezoelectric material has a problem that deterioration with time occurs when the strain amount is large.

上述の特許文献1の誘電性ゴム積層体では、ゴムに圧電材料が分散されているが、樹脂を含まないゴムのみでは柔らかすぎて、粒子に荷重がかからず、発電量が不足する恐れがある。また、特許文献2の積層素子を、走行する車両のタイヤに適用した場合でも、走行する車両のタイヤの振動により発生する歪みの歪量が大きいと、耐久性が低くなり電気エネルギに安定して変換することができないという問題点がある。   In the dielectric rubber laminate of Patent Document 1 described above, the piezoelectric material is dispersed in the rubber. However, the rubber containing no resin alone is too soft, the particles are not loaded, and the power generation amount may be insufficient. is there. Further, even when the laminated element of Patent Document 2 is applied to a tire of a traveling vehicle, if the amount of distortion caused by the vibration of the traveling vehicle tire is large, the durability becomes low and the electrical energy is stable. There is a problem that it cannot be converted.

本発明の目的は、歪量が大きい場合であっても、その機械エネルギを電気エネルギに安定して変換することができるエネルギ変換素子およびその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an energy conversion element that can stably convert mechanical energy into electrical energy even when the amount of strain is large, and a method for manufacturing the same.

上記目的を達成するために、本発明は、機械エネルギを電気エネルギに変換するエネルギ変換素子であって、樹脂およびゴムを含有するマトリクス層中に圧電体粒子が均一に分散混合された複合体を有し、複合体は、過酸化物架橋処理されたものであることを特徴とするエネルギ変換素子を提供するものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides an energy conversion element for converting mechanical energy into electrical energy, and comprising a composite in which piezoelectric particles are uniformly dispersed and mixed in a matrix layer containing a resin and rubber. And the composite is provided with an energy conversion element characterized by being subjected to peroxide crosslinking treatment.

この場合、樹脂は、連続耐熱温度が160℃以下であることが好ましい。樹脂は、例えば、シアノエチル系樹脂である。ゴムは、例えば、ニトリルブタジエンゴムまたはシリコンゴムであり、比誘電率が10〜30であることが好ましい。
ニトリルブタジエンゴムは、シアノエチル系樹脂に対して質量比で1%以上80%未満含有することが好ましい。
シリコンゴムは、シアノエチル系樹脂に対して質量比で1%以上60%未満含有することが好ましい。
例えば、圧電体粒子は、ペロブスカイト型結晶構造を有する粒子からなる。この場合、粒子は、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸ジルコン酸ランタン酸鉛、チタン酸バリウム、チタン酸バリウムとビスマスフェライトの固溶体またはリラクサー系圧電材料により構成されることが好ましい。
In this case, the resin preferably has a continuous heat resistant temperature of 160 ° C. or lower. The resin is, for example, a cyanoethyl resin. The rubber is, for example, nitrile butadiene rubber or silicon rubber, and preferably has a relative dielectric constant of 10 to 30.
The nitrile butadiene rubber is preferably contained in a mass ratio of 1% to less than 80% with respect to the cyanoethyl resin.
The silicon rubber is preferably contained in a mass ratio of 1% or more and less than 60% with respect to the cyanoethyl resin.
For example, the piezoelectric particles are made of particles having a perovskite crystal structure. In this case, the particles are preferably composed of lead zirconate titanate, lead lanthanum zirconate titanate, barium titanate, a solid solution of barium titanate and bismuth ferrite, or a relaxor piezoelectric material.

複合体には伸縮性のある導電性基材または導電性ゴム基材が形成されていることが好ましい。例えば、伸縮性のある導電性基材は、有機高分子と導電性微粒子とからなる複合物で構成されており、導電性微粒子は、C、Pd、Fe、Sn、Al、Ni、Pt、Au,Ag、Cu、CrもしくはMoまたはこれらの合金で構成される。
複合体は、例えば、振動源に設置されており、機械エネルギは、振動源の振動エネルギである。振動源は、例えば、タイヤである。
The composite is preferably formed with a stretchable conductive base material or conductive rubber base material. For example, a stretchable conductive substrate is composed of a composite composed of an organic polymer and conductive fine particles, and the conductive fine particles include C, Pd, Fe, Sn, Al, Ni, Pt, and Au. , Ag, Cu, Cr or Mo or an alloy thereof.
The composite is installed in, for example, a vibration source, and the mechanical energy is the vibration energy of the vibration source. The vibration source is, for example, a tire.

また、本発明は、有機溶媒に樹脂およびゴムを溶解させ、有機溶媒に圧電体粒子を分散させて圧電体粒子含有塗布液を得る工程と、圧電体粒子含有塗布液を支持基板上に塗布し、有機溶媒を蒸発させて、マトリクス層となる膜体を得、膜体に過酸化物架橋処理を施して、マトリクス層に圧電体粒子が均一に分散混合された複合体を得る工程とを有することを特徴とするエネルギ変換素子の製造方法を提供するものである。
さらに、複合体に分極処理を施す工程を有することが好ましい。
The present invention also includes a step of dissolving a resin and rubber in an organic solvent and dispersing piezoelectric particles in the organic solvent to obtain a coating solution containing piezoelectric particles, and applying the coating solution containing piezoelectric particles on a support substrate. Evaporating the organic solvent to obtain a film body to be a matrix layer, subjecting the film body to a peroxide crosslinking treatment, and obtaining a composite in which piezoelectric particles are uniformly dispersed and mixed in the matrix layer. The manufacturing method of the energy conversion element characterized by this is provided.
Furthermore, it is preferable to have a step of subjecting the composite to polarization treatment.

例えば、樹脂は連続耐熱温度が160℃以下であり、過酸化物架橋処理は150℃以下でなされる。樹脂は、例えば、シアノエチル系樹脂である。
ゴムは、例えば、ニトリルブタジエンゴムまたはシリコンゴムであり、比誘電率が10〜30であることが好ましい。
For example, the resin has a continuous heat resistance temperature of 160 ° C. or lower, and the peroxide crosslinking treatment is performed at 150 ° C. or lower. The resin is, for example, a cyanoethyl resin.
The rubber is, for example, nitrile butadiene rubber or silicon rubber, and preferably has a relative dielectric constant of 10 to 30.

ニトリルブタジエンゴムは、シアノエチル系樹脂に対して質量比で1%以上80%未満含有することが好ましい。
シリコンゴムは、シアノエチル系樹脂に対して質量比で1%以上60%未満含有することが好ましい。
例えば、圧電体粒子は、ペロブスカイト型結晶構造を有する粒子からなる。この場合、粒子は、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸ジルコン酸ランタン酸鉛、チタン酸バリウム、チタン酸バリウムとビスマスフェライトの固溶体またはリラクサー系圧電材料により構成されることが好ましい。
The nitrile butadiene rubber is preferably contained in a mass ratio of 1% to less than 80% with respect to the cyanoethyl resin.
The silicon rubber is preferably contained in a mass ratio of 1% or more and less than 60% with respect to the cyanoethyl resin.
For example, the piezoelectric particles are made of particles having a perovskite crystal structure. In this case, the particles are preferably composed of lead zirconate titanate, lead lanthanum zirconate titanate, barium titanate, a solid solution of barium titanate and bismuth ferrite, or a relaxor piezoelectric material.

複合体には伸縮性のある導電性基材または導電性ゴム基材が形成されていることが好ましい。例えば、伸縮性のある導電性基材は、有機高分子と導電性微粒子とからなる複合物で構成されており、導電性微粒子は、C、Pd、Fe、Sn、Al、Ni、Pt、Au,Ag、Cu、CrもしくはMoまたはこれらの合金で構成される。   The composite is preferably formed with a stretchable conductive base material or conductive rubber base material. For example, a stretchable conductive substrate is composed of a composite composed of an organic polymer and conductive fine particles, and the conductive fine particles include C, Pd, Fe, Sn, Al, Ni, Pt, and Au. , Ag, Cu, Cr or Mo or an alloy thereof.

本発明のエネルギ変換素子によれば、走行する車両のタイヤ等の振動により発生する歪みの歪量が大きい場合であっても、機械エネルギの一種であるタイヤの振動エネルギを電気エネルギに変換することができる。しかも、発生電圧の経時低下もなく、歪量が大きい振動エネルギ等の機械エネルギを電気エネルギに安定して変換することができる。
本発明のエネルギ変換素子の製造方法によれば、上述の性能を有するエネルギ変換素子を製造することができる。
According to the energy conversion element of the present invention, the vibration energy of a tire, which is a kind of mechanical energy, is converted into electric energy even when the amount of distortion generated by vibration of a tire of a traveling vehicle is large. Can do. In addition, mechanical energy such as vibration energy having a large amount of distortion can be stably converted into electric energy without a decrease in the generated voltage with time.
According to the method for manufacturing an energy conversion element of the present invention, an energy conversion element having the above-described performance can be manufactured.

本発明の実施形態のエネルギ変換素子を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the energy conversion element of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のエネルギ変換素子の使用形態の一例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows an example of the usage condition of the energy conversion element of embodiment of this invention. (a)は、本発明の実施形態のエネルギ変換素子の製造に用いられるポーリング(分極処理)方法の一例を示す模式図であり、(b)は、ポーリング(分極処理)方法の一例を示す模式的斜視図である。(A) is a schematic diagram which shows an example of the polling (polarization process) method used for manufacture of the energy conversion element of embodiment of this invention, (b) is a schematic diagram which shows an example of a polling (polarization process) method. FIG. 本発明の実施形態のエネルギ変換素子の製造に用いられるポーリング(分極処理)方法の他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the poling (polarization process) method used for manufacture of the energy conversion element of embodiment of this invention. 歪量3%の波形の例、および歪量3%の波形でエネルギ変換素子に発生する発生電圧の波形を示すグラフである。It is a graph which shows the waveform of the voltage which generate | occur | produces in an energy conversion element with the example of a waveform of 3% of distortion, and the waveform of 3% of distortion. 歪量1%および歪量3%を連続して加えた際に発生する発生電圧の最大値を時系列に示すグラフである。It is a graph which shows the maximum value of the voltage which generate | occur | produces when adding distortion amount 1% and distortion amount 3% continuously, in a time series.

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明のエネルギ変換素子および、その製造方法を詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態のエネルギ変換素子を示す模式的断面図である。図2は、本発明の実施形態のエネルギ変換素子の使用形態の一例を示す模式的断面図である。
Below, based on the preferred embodiment shown in an accompanying drawing, the energy conversion element of the present invention and its manufacturing method are explained in detail.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an energy conversion element according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a usage pattern of the energy conversion element of the embodiment of the present invention.

図1に示すエネルギ変換素子10は、機械エネルギを電気エネルギに変換するものであり、例えば、振動源12上に接着層14を介して接着される。機械エネルギは、例えば、振動エネルギである。
エネルギ変換素子10は、複合体20と、複合体20の下面20bに接続される下部電極22と、複合体20の上面20aに接続される上部電極24とを有する。
複合体20は、発電部材として機能するものであり、振動源12の機械エネルギを電気エネルギに変換する。複合体20で変換されて得られた電気エネルギは下部電極22および上部電極24により外部に導出される。
The energy conversion element 10 shown in FIG. 1 converts mechanical energy into electrical energy, and is bonded to the vibration source 12 via an adhesive layer 14, for example. The mechanical energy is vibration energy, for example.
The energy conversion element 10 includes a composite 20, a lower electrode 22 connected to the lower surface 20 b of the composite 20, and an upper electrode 24 connected to the upper surface 20 a of the composite 20.
The composite 20 functions as a power generation member, and converts the mechanical energy of the vibration source 12 into electrical energy. The electrical energy obtained by conversion by the composite 20 is led out to the outside by the lower electrode 22 and the upper electrode 24.

振動源12は、比較的大きな歪量、例えば、歪量5%程度で振動し、その振動エネルギを、機械エネルギとして本発明のエネルギ変換素子10に供給するものである。振動源12としては、接着層14を介してエネルギ変換素子10と接合される上面12aを、図中に矢印aで示す振動方向と平行な方向に持ち、かつ例えば、歪量が5%程度であれば、特に限定されるものではない。例えば、振動源12としては、各種タイヤ、床、建築物ダンパ、自動車等の乗り物、特にそのサスペンション、橋梁、高速道路、波等を挙げることができる。   The vibration source 12 vibrates with a relatively large strain amount, for example, a strain amount of about 5%, and supplies the vibration energy to the energy conversion element 10 of the present invention as mechanical energy. The vibration source 12 has an upper surface 12a bonded to the energy conversion element 10 via the adhesive layer 14 in a direction parallel to the vibration direction indicated by an arrow a in the figure, and has, for example, a strain amount of about 5%. If there is, it will not be specifically limited. For example, examples of the vibration source 12 include various tires, floors, building dampers, vehicles such as automobiles, particularly suspensions, bridges, highways, waves, and the like.

振動源12としては、上述のようにタイヤを用いることができ、具体的には、図2に示すタイヤ16を用いることができる。この場合、タイヤ16のトレッド部16aの内側に相当するタイヤ16の内部16bにエネルギ変換素子10が接着層14を介して設けられる。エネルギ変換素子10で発生した電力は、例えば、タイヤ16の内部16bの温度、空気圧等を測定するセンサ、およびセンサの測定結果を外部機器に送信するための送信機器に利用することができる。   As the vibration source 12, a tire can be used as described above, and specifically, the tire 16 shown in FIG. 2 can be used. In this case, the energy conversion element 10 is provided via the adhesive layer 14 in the inside 16 b of the tire 16 corresponding to the inside of the tread portion 16 a of the tire 16. The electric power generated by the energy conversion element 10 can be used for, for example, a sensor that measures the temperature, air pressure, and the like of the inside 16b of the tire 16, and a transmitter that transmits the measurement result of the sensor to an external device.

接着層14は、振動源12の上面12aと下部電極22とを接合するためのものであり、接着剤等が用いられる。
接着層14に用いられる接着剤は、振動源12の振動によって、振動源12からエネルギ変換素子10がはがれなければ、特に限定されるものではない。また、接着層14の厚さ、すなわち、接合面に塗布される接着剤の厚さは、どのような厚さであっても良く、接着強度も特に限定されるものではない。接着層14には、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤等の接着剤が用いられる。
The adhesive layer 14 is for joining the upper surface 12a of the vibration source 12 and the lower electrode 22, and an adhesive or the like is used.
The adhesive used for the adhesive layer 14 is not particularly limited as long as the energy conversion element 10 does not peel from the vibration source 12 due to vibration of the vibration source 12. Further, the thickness of the adhesive layer 14, that is, the thickness of the adhesive applied to the bonding surface may be any thickness, and the adhesive strength is not particularly limited. For the adhesive layer 14, an adhesive such as an epoxy adhesive or an acrylic adhesive is used.

エネルギ変換素子10の複合体20は、マトリクス層30中に圧電体粒子32が均一に分散混合されたものである。
マトリクス層30は、樹脂およびゴムを含有するものであり、過酸化物架橋処理されている。なお、マトリクス層30は樹脂およびゴム以外に、無機材料等を含んでもよい。
The composite 20 of the energy conversion element 10 is obtained by uniformly dispersing and mixing piezoelectric particles 32 in a matrix layer 30.
The matrix layer 30 contains a resin and rubber and has been subjected to peroxide crosslinking treatment. The matrix layer 30 may include an inorganic material in addition to the resin and rubber.

マトリクス層30を構成する樹脂は、例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂(テフロン(登録商標))、フェノール樹脂、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シアノエチル系樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等である。   Resins constituting the matrix layer 30 are, for example, polypropylene resin, polyamide resin, fluorine resin (Teflon (registered trademark)), phenol resin, melamine / formaldehyde resin, silicone resin, diallyl phthalate resin, cyanoethyl resin, furan. Resin, xylene resin, epoxy resin, polyester resin and the like.

上述のように、マトリクス層30は過酸化物架橋処理されたものである。マトリクス層30を構成する樹脂のうち、柔らかくフレキシブル性があり、誘電率の高い樹脂の連続耐熱温度は、160℃以下であることが多い。過酸化物架橋は、130℃〜160℃で実施されるため、上記樹脂の連続耐熱温度領域を見極めながら、架橋させることで可能であり、機械特性、その後の複合体20の耐久性を向上させることができる。また樹脂の誘電率が高いことにより、ポーリングがしやすくなり、複合体20の電気特性が向上する。
一方、一般的な硫黄架橋等では、160〜200℃以上の架橋温度が必要であるため、上記樹脂が劣化を起こし、複合体20としての機能が発揮できない。
As described above, the matrix layer 30 has been subjected to peroxide crosslinking treatment. Of the resins constituting the matrix layer 30, the continuous heat resistance temperature of the soft and flexible resin having a high dielectric constant is often 160 ° C. or less. Since peroxide crosslinking is performed at 130 ° C. to 160 ° C., it is possible to perform crosslinking while determining the continuous heat-resistant temperature range of the resin, and improve mechanical properties and durability of the composite 20 thereafter. be able to. Further, since the dielectric constant of the resin is high, poling is facilitated, and the electrical characteristics of the composite 20 are improved.
On the other hand, in general sulfur bridge | crosslinking etc., since the crosslinking temperature of 160-200 degreeC or more is required, the said resin will raise | generate and the function as the composite_body | complex 20 cannot be exhibited.

上述の樹脂のうち、連続耐熱温度が160℃以下の樹脂は、シアノエチル系樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂である。なお、過酸化物架橋処理に加え、ポーリング(分極処理)をする場合には、マトリクス層30を構成する樹脂としては、シアノエチル系樹脂がより好ましい。シアノエチル系樹脂は、シアノエチル化ポリビニルアルコール(以下、シアノエチル化PVAともいう)、シアノエチル化プルラン、シアノエチル化セルロース等のことである。
ここで、連続耐熱温度とは、電気用品安全法による、「有機材料の使用温度の上限値」により定められた上限温度のことである。
なお、一般的な硫黄架橋では、加硫特有の助剤、例えば、酸化亜鉛などの影響により、複合体20の電気特性が低下する。さらに樹脂は、連続耐熱温度が160℃以下であることが多く、160℃〜200℃以上が必要な硫黄架橋等は適さないことが多い。一方、過酸化物架橋は、低温で架橋可能であり、また添加剤が少なくてすむため、複合体20の電気特性に及ぼす影響が少ない。
Among the above-mentioned resins, resins having a continuous heat resistant temperature of 160 ° C. or lower are cyanoethyl resins, furan resins, xylene resins, epoxy resins, and polyester resins. In addition to the peroxide crosslinking treatment, when performing poling (polarization treatment), the resin constituting the matrix layer 30 is more preferably a cyanoethyl resin. The cyanoethyl resin is cyanoethylated polyvinyl alcohol (hereinafter also referred to as cyanoethylated PVA), cyanoethylated pullulan, cyanoethylated cellulose, or the like.
Here, the continuous heat-resistant temperature is an upper limit temperature defined by “the upper limit value of the operating temperature of the organic material” according to the Electrical Appliance and Material Safety Law.
In general sulfur cross-linking, the electrical characteristics of the composite 20 deteriorate due to the influence of vulcanization-specific auxiliary agents such as zinc oxide. Further, the resin often has a continuous heat resistance temperature of 160 ° C. or less, and sulfur crosslinking and the like that require 160 ° C. to 200 ° C. or more are often not suitable. On the other hand, peroxide crosslinking can be crosslinked at a low temperature and requires less additive, and therefore has less influence on the electrical properties of the composite 20.

マトリクス層30を構成するゴムには、例えば、ニトリルブタジエンゴム(NBR)またはシリコンゴムが用いられる。
また、上記ゴムは、比誘電率が10〜30であることが好ましい。上記ゴムの比誘電率が10未満である場合、十分な発生電圧が得られない虞がある。比誘電率が10以上であれば、十分なポーリングが行える。一方、上記ゴムの比誘電率が30を越えるものは、現状存在しない。
As the rubber constituting the matrix layer 30, for example, nitrile butadiene rubber (NBR) or silicon rubber is used.
The rubber preferably has a relative dielectric constant of 10-30. If the relative dielectric constant of the rubber is less than 10, sufficient generated voltage may not be obtained. If the relative dielectric constant is 10 or more, sufficient poling can be performed. On the other hand, there is no rubber having a relative dielectric constant exceeding 30.

マトリクス層30を構成するゴムにニトリルブタジエンゴムを用い、マトリクス層30を構成する樹脂にシアノエチル系樹脂を用いた場合、ニトリルブタジエンゴムは、シアノエチル系樹脂に対して質量比で1%以上80%未満含有することが好ましい。ニトリルブタジエンゴムをシアノエチル系樹脂に対して質量比で1%以上80%未満含有させることにより、歪量が大きい場合でも、大きな発生電圧が得られる。ニトリルブタジエンゴムが質量比80%以上では、マトリクスが柔らかく、圧電粒子に荷重がかかりにくい。そのため、発生電圧の低下が顕著になる。例えば、標準的な回路用ICの駆動電圧は、3Vであり、それを下回ってしまう可能性が高く、実用性が低くなる。   When nitrile butadiene rubber is used as the rubber constituting the matrix layer 30 and cyanoethyl resin is used as the resin constituting the matrix layer 30, the nitrile butadiene rubber is 1% or more and less than 80% by mass ratio with respect to the cyanoethyl resin. It is preferable to contain. By containing the nitrile butadiene rubber in a mass ratio of 1% to less than 80% with respect to the cyanoethyl resin, a large generated voltage can be obtained even when the amount of strain is large. When the weight ratio of nitrile butadiene rubber is 80% or more, the matrix is soft and it is difficult to apply a load to the piezoelectric particles. Therefore, the decrease in generated voltage becomes significant. For example, the driving voltage of a standard circuit IC is 3V, which is likely to be lower than that, and the practicality becomes low.

また、マトリクス層30を構成するゴムにシリコンゴムを用い、マトリクス層30を構成する樹脂にシアノエチル系樹脂を用いた場合、シリコンゴムは、シアノエチル系樹脂に対して質量比で1%以上60%未満含有することが好ましい。シリコンゴムは、例えば、二トリルブタジエンゴムに比べ誘電率が低く、シリコンゴムが質量比60%以上ではポーリングが行いにくくなるため、複合体20の特性が低下する。そのため、シリコンゴムをシアノエチル系樹脂に対して質量比で1%以上60%未満含有させることにより、歪量が大きい場合でも、大きな発生電圧が得られる。   Further, when silicon rubber is used as the rubber constituting the matrix layer 30 and cyanoethyl resin is used as the resin constituting the matrix layer 30, the silicon rubber is 1% or more and less than 60% in mass ratio with respect to the cyanoethyl resin. It is preferable to contain. Silicon rubber, for example, has a dielectric constant lower than that of nitrile butadiene rubber, and if the silicone rubber has a mass ratio of 60% or more, poling becomes difficult, so the characteristics of the composite 20 are deteriorated. Therefore, by containing silicon rubber in a mass ratio of 1% to less than 60% with respect to the cyanoethyl resin, a large generated voltage can be obtained even when the amount of strain is large.

圧電体粒子32は、例えば、ペロブスカイト型結晶構造を有する粒子からなるものである。圧電体粒子32を構成する粒子は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、チタン酸ジルコン酸ランタン酸鉛(PLZT)、チタン酸バリウム(BaTiO)、ニオブ酸ナトリウムカリウム(KNN)、チタン酸ナトリウムビスマス(BNT)、チタン酸カリウムビスマス(BKT)、チタン酸バリウムとビスマスフェライト(BiFeO)の固溶体(BFBT)またはリラクサー系圧電材料により構成される。なお、リラクサー系圧電材料としては、例えば、Pb(Mg,Nb)−PT、Pb(Ni,Nb)−PT、Pb(Zn,Nb)−PT、PMN−PZT、およびPNN−PZTなどが用いられる。
圧電体粒子32を構成する粒子は、セラミックス粒子で構成してもよい。この場合、セラミックス粒子は、単結晶粒子であっても、コアシェル構造の粒子であってもよい。
The piezoelectric particles 32 are made of particles having a perovskite crystal structure, for example. The particles constituting the piezoelectric particles 32 are, for example, lead zirconate titanate (PZT), lead lanthanum zirconate titanate (PLZT), barium titanate (BaTiO 3 ), sodium potassium niobate (KNN), titanate. It is composed of sodium bismuth (BNT), potassium bismuth titanate (BKT), a solid solution (BFBT) of barium titanate and bismuth ferrite (BiFeO 3 ), or a relaxor piezoelectric material. As the relaxor piezoelectric material, for example, Pb (Mg, Nb) -PT, Pb (Ni, Nb) -PT, Pb (Zn, Nb) -PT, PMN-PZT, PNN-PZT, and the like are used. .
The particles constituting the piezoelectric particles 32 may be composed of ceramic particles. In this case, the ceramic particles may be single crystal particles or core-shell structured particles.

下部電極22および上部電極24は、複合体20に電気的に接続することができ、振動源12の振動による複合体20の歪みによって電気的な接続が切断されないものであれば特に限定されるものではない。金、銀、銅、アルミニウム等の金属材料や導電性ゴム等の各種の導電性材料を用いることができる。
また、分極処理の際に複合体20に所定の電圧を印加できる導電性のものであってよく、この場合、下部電極22および上部電極24は、例えば、C、Pd、Fe、Sn、Al、Ni、Pt、Au、Ag、Cu、Cr、Mo等またはこれらの合金により構成することができる。
The lower electrode 22 and the upper electrode 24 are particularly limited as long as they can be electrically connected to the composite 20 and the electrical connection is not broken by the distortion of the composite 20 due to the vibration of the vibration source 12. is not. Various conductive materials such as metal materials such as gold, silver, copper, and aluminum, and conductive rubber can be used.
Further, it may be conductive so that a predetermined voltage can be applied to the composite 20 during the polarization treatment. In this case, the lower electrode 22 and the upper electrode 24 are, for example, C, Pd, Fe, Sn, Al, Ni, Pt, Au, Ag, Cu, Cr, Mo or the like or an alloy thereof can be used.

下部電極22および上部電極24は、例えば、真空蒸着法およびスパッタリング法等の気相成膜法、ならびにスクリーン印刷およびインクジェット法等の印刷法により形成することができる。また、下部電極22および上部電極24は、上述のC、Pd、Fe、Sn、Al、Ni、Pt、Au、Ag、Cu、Cr、Mo等またはこれらの合金からなる箔状のものであってもよい。   The lower electrode 22 and the upper electrode 24 can be formed by, for example, a vapor deposition method such as a vacuum deposition method and a sputtering method, and a printing method such as screen printing and an inkjet method. Further, the lower electrode 22 and the upper electrode 24 are foil-like materials made of the above-mentioned C, Pd, Fe, Sn, Al, Ni, Pt, Au, Ag, Cu, Cr, Mo, etc., or alloys thereof. Also good.

エネルギ変換素子10は、マトリクス層30が樹脂およびゴムを含有するものであるため、可撓性が優れる。このため、下部電極22および上部電極24も可撓性を有するものであることが好ましい。この場合、下部電極22および上部電極24は、例えば、伸縮性のある導電性基材、導電性ゴム基材または導電性エラストマー基材で形成される。
下部電極22および上部電極24を導電性ゴム基材または導電性エラストマー基材で形成する場合、例えば、マトリクス層30の軟化温度以上の温度で、複合体20の上面20aおよび下面20bに、導電性ゴム基材または導電性エラストマー基材を圧着して下部電極22および上部電極24を形成する。
The energy conversion element 10 is excellent in flexibility because the matrix layer 30 contains a resin and rubber. For this reason, it is preferable that the lower electrode 22 and the upper electrode 24 are also flexible. In this case, the lower electrode 22 and the upper electrode 24 are formed of, for example, a stretchable conductive base material, a conductive rubber base material, or a conductive elastomer base material.
When the lower electrode 22 and the upper electrode 24 are formed of a conductive rubber base material or a conductive elastomer base material, for example, the upper surface 20a and the lower surface 20b of the composite 20 are electrically conductive at a temperature equal to or higher than the softening temperature of the matrix layer 30. The lower electrode 22 and the upper electrode 24 are formed by pressure bonding a rubber base material or a conductive elastomer base material.

なお、伸縮性のある導電性基材は、有機高分子と導電性粒子からなる複合物で構成される。有機高分子には樹脂およびエラストマーのうち、少なくとも1種が用いられる。導電性粒子には上述のC、Pd、Fe、Sn、Al、Ni、Pt、Au、Ag、Cu、Cr、Mo等またはこれらの合金が用いられる。   The stretchable conductive base material is composed of a composite made of an organic polymer and conductive particles. For the organic polymer, at least one of a resin and an elastomer is used. As the conductive particles, the above-described C, Pd, Fe, Sn, Al, Ni, Pt, Au, Ag, Cu, Cr, Mo, or the like or an alloy thereof is used.

下部電極22および上部電極24は、複合体20の下面20bおよび上面20aの全面に形成されるものに限定されるものではない。複合体20から電気エネルギを効率良く取り出すことができれば、複合体20の下面20bおよび上面20aの一部に形成されるものであってもよい。   The lower electrode 22 and the upper electrode 24 are not limited to those formed on the entire lower surface 20b and upper surface 20a of the composite 20. It may be formed on a part of the lower surface 20b and the upper surface 20a of the composite 20 as long as electrical energy can be efficiently extracted from the composite 20.

次に、本実施例のエネルギ変換素子10の製造方法について説明する。
まず、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ジメチルホルムアミド(DMF)等の有機溶媒に、ゴムとして、例えば、ニトリルブタジエンゴムを溶解し、更に、樹脂として、例えば、シアノエチル化PVAを溶解する。次に、有機溶媒に、例えば、PZT粒子を添加し、例えば、プロペラミキサーを用いて分散させて、圧電体粒子含有塗布液を得る。圧電体粒子含有塗布液に溶解しているニトリルブタジエンゴムは、架橋する前のポリマーの状態であり、過酸化物架橋成分を含む。
Next, a method for manufacturing the energy conversion element 10 of this embodiment will be described.
First, for example, nitrile butadiene rubber is dissolved as a rubber in an organic solvent such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone, dimethylformamide (DMF), and further, for example, cyanoethylated PVA is dissolved as a resin. Next, for example, PZT particles are added to an organic solvent and dispersed using, for example, a propeller mixer to obtain a coating solution containing piezoelectric particles. The nitrile butadiene rubber dissolved in the piezoelectric particle-containing coating solution is in a polymer state before being crosslinked and contains a peroxide crosslinking component.

次に、下部電極となる導電性ゴム基板上に、圧電体粒子含有塗布液を、例えば、スライドコータを用いて所定の厚さに塗る。そして、有機溶媒を蒸発させて、マトリクス層となる膜体を得る。なお、導電性ゴム基板が圧電体粒子含有塗布液の支持基板として機能する。
次に、ポリマーの状態のニトリルブタジエンゴムを架橋させるために、膜体に、例えば、温度150℃以下で過酸化物架橋処理を施す。これにより、図1に示す複合体20が形成される。そして、複合体20の上面20aに上部電極24を形成することにより、エネルギ変換素子10を製造することができる。
Next, a piezoelectric particle-containing coating solution is applied to a predetermined thickness on a conductive rubber substrate serving as a lower electrode using, for example, a slide coater. Then, the organic solvent is evaporated to obtain a film body to be a matrix layer. The conductive rubber substrate functions as a support substrate for the piezoelectric particle-containing coating solution.
Next, in order to crosslink the nitrile butadiene rubber in a polymer state, the film body is subjected to peroxide crosslinking treatment at a temperature of 150 ° C. or less, for example. Thereby, the composite 20 shown in FIG. 1 is formed. Then, the energy conversion element 10 can be manufactured by forming the upper electrode 24 on the upper surface 20 a of the composite 20.

必要に応じて、下部電極が形成された複合体20に対して、ポーリング(分極処理)を施すこともできる。この場合、図3(a)、(b)に示すように、下部電極22上に形成された複合体20の上面20aから、間隔δを数mm、例えば、1mmあけて複合体20の上面20a上に、この上面20aに沿って移動可能な棒状或はワイヤー状のコロナ電極40を設ける。そして、このコロナ電極40と下部電極22とを直流電源42に接続する。さらに、複合体20を加熱保持する加熱手段、例えば、ホットプレートを用意する。
そして、複合体20を、例えば、温度100℃に加熱保持した状態で、直流電源42から下部電極22とコロナ電極40との間に、数kV、例えば、6kVの直流電圧を印加してコロナ放電を生じさせ、コロナ電極40を複合体20の上面20aの上を、その上面20aに沿って移動させてポーリングをする。その後、複合体20の上面20aに上部電極24を形成することにより、エネルギ変換素子10を製造することができる。
なお、コロナ電極40の移動回数は、特に限定されるものではなく、ポーリング条件に応じて適宜設定される。
If necessary, poling (polarization treatment) can be performed on the composite 20 on which the lower electrode is formed. In this case, as shown in FIGS. 3A and 3B, the upper surface 20a of the composite 20 is separated from the upper surface 20a of the composite 20 formed on the lower electrode 22 by a distance δ of several mm, for example, 1 mm. On the top, a rod-shaped or wire-shaped corona electrode 40 that can move along the upper surface 20a is provided. The corona electrode 40 and the lower electrode 22 are connected to a DC power source 42. Furthermore, a heating means for heating and holding the composite 20, for example, a hot plate is prepared.
Then, in a state where the composite 20 is heated and held at a temperature of 100 ° C., for example, a DC voltage of several kV, for example, 6 kV is applied between the lower electrode 22 and the corona electrode 40 from the DC power source 42 to corona discharge. Then, the corona electrode 40 is moved on the upper surface 20a of the composite body 20 along the upper surface 20a for poling. Then, the energy conversion element 10 can be manufactured by forming the upper electrode 24 on the upper surface 20a of the composite 20.
In addition, the frequency | count of a movement of the corona electrode 40 is not specifically limited, It sets suitably according to polling conditions.

また、コロナ電極40の移動は、公知の移動手段を用いることができる。また、コロナ電極40が移動するものに限定されるものではなく、複合体20を移動させる移動機構を設け、この複合体20を移動させてポーリングをしてもよい。このように、コロナ電極40の移動手段は、コロナ電極40を複合体20に対して相対的に移動させることができるものであれば、特に限定されるものではない。
なお、下部電極22は、ポーリング後、エネルギ変換素子10を用いる態様等に応じて、下部電極22を除去することも可能である。また、コロナ電極40の数は、1本に限定されるものではなく、複数本であってもよい。
Moreover, a known moving means can be used for the movement of the corona electrode 40. Moreover, it is not limited to what the corona electrode 40 moves, A movement mechanism which moves the composite_body | complex 20 may be provided, and this composite_body | complex 20 may be moved and polling may be carried out. Thus, the moving means of the corona electrode 40 is not particularly limited as long as it can move the corona electrode 40 relative to the composite 20.
In addition, the lower electrode 22 can also be removed after poling according to the aspect etc. which use the energy conversion element 10 after poling. Further, the number of corona electrodes 40 is not limited to one and may be plural.

図3(a)、(b)に示すポーリング方法のようにコロナ電極40を用いる場合、ロールトゥロール方式を用い、複合体20の搬送路において、その上面20aに対向してコロナ電極40を複数設け、複合体20を長手方向に搬送しつつポーリングをすることもできる。このようにして、大面積のエネルギ変換素子10を製造することもできる。以下、図3(a)、(b)に示すポーリング方法をコロナポーリング方法ともいう。   When the corona electrode 40 is used as in the polling method shown in FIGS. 3A and 3B, a roll-to-roll method is used, and a plurality of corona electrodes 40 are opposed to the upper surface 20a in the conveyance path of the composite 20. It is also possible to perform poling while transporting the composite 20 in the longitudinal direction. In this manner, the energy conversion element 10 having a large area can be manufactured. Hereinafter, the polling method shown in FIGS. 3A and 3B is also referred to as a corona polling method.

ポーリングは、図3(a)、(b)に示すポーリング方法に限定されるものではなく、図4に示すポーリング方法を用いることができる。
この場合、複合体20の上面20aに上部電極24を形成する。この上部電極24は、導電性ゴム基板でもよく、また、例えば、スパッタリング法を用いて形成したものであってもよい。
The polling is not limited to the polling method shown in FIGS. 3A and 3B, and the polling method shown in FIG. 4 can be used.
In this case, the upper electrode 24 is formed on the upper surface 20 a of the composite 20. The upper electrode 24 may be a conductive rubber substrate, or may be formed using, for example, a sputtering method.

次に、下部電極22と上部電極24とを直流の直流電源42に接続する。さらに、複合体20を加熱保持する加熱手段、例えば、ホットプレートを用意する。そして、複合体20を、例えば、温度100℃に加熱保持しつつ、直流電源42から下部電極22と上部電極24との間に、数十〜数百kV/cmの直流電界、例えば、50kV/cmを所定時間印加し、ポーリングする。
このポーリングでは、圧電体粒子32に対して、下部電極22と上部電極24が向き合う複合体20の厚さ方向の直流電界がかけられてポーリングされる。これにより、エネルギ変換素子10を得ることができる。
Next, the lower electrode 22 and the upper electrode 24 are connected to a direct current DC power source 42. Furthermore, a heating means for heating and holding the composite 20, for example, a hot plate is prepared. Then, while the composite 20 is heated and held at a temperature of 100 ° C., for example, a DC electric field of several tens to several hundreds kV / cm, for example, 50 kV / cm between the lower electrode 22 and the upper electrode 24 from the DC power source 42. Apply cm for a predetermined time and poll.
In this poling, the piezoelectric particles 32 are polled by applying a DC electric field in the thickness direction of the composite 20 where the lower electrode 22 and the upper electrode 24 face each other. Thereby, the energy conversion element 10 can be obtained.

本実施形態のエネルギ変換素子10によれば、マトリクス層30に樹脂およびゴムを含有させて、過酸化物架橋処理を施すことで機械特性を改善している。また、マトリクス層30に低温で添加剤の少ない過酸化物架橋処理を施すことにより、複合体20の電気特性に及ぼす影響を少なくしている。これにより、振動源の歪みの歪量が大きい場合でも、十分な発生電圧を得ることができるとともに、更には発生電圧の経時低下も抑制することができる。このように、本実施形態のエネルギ変換素子10によれば、振動源の歪みの歪量が大きい場合でも、機械エネルギ(振動エネルギ)を電気エネルギに安定して変換することができる。また、振動源12の振動によってエネルギ変換素子10の破壊および剥離が発生も抑制される。
更には、上述のエネルギ変換素子10の製造方法により、上述の性能を有するエネルギ変換素子10を得ることができる。
According to the energy conversion element 10 of the present embodiment, the mechanical properties are improved by adding a resin and rubber to the matrix layer 30 and performing a peroxide crosslinking treatment. Further, the matrix layer 30 is subjected to peroxide crosslinking treatment with a small amount of additives at a low temperature, thereby reducing the influence on the electrical characteristics of the composite 20. As a result, even when the amount of distortion of the vibration source is large, a sufficiently generated voltage can be obtained, and further, a decrease in the generated voltage with time can be suppressed. Thus, according to the energy conversion element 10 of the present embodiment, even when the amount of distortion of the vibration source is large, mechanical energy (vibration energy) can be stably converted into electric energy. Further, the breakage and peeling of the energy conversion element 10 due to the vibration of the vibration source 12 are also suppressed.
Furthermore, the energy conversion element 10 having the above-described performance can be obtained by the method for manufacturing the energy conversion element 10 described above.

本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明のエネルギ変換素子およびその製造方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。   The present invention is basically configured as described above. As mentioned above, although the energy conversion element of this invention and its manufacturing method were demonstrated in detail, this invention is not limited to the said embodiment, You may make various improvement or change in the range which does not deviate from the main point of this invention. Of course.

以下、本発明のエネルギ変換素子の効果について詳細に説明する。
本実施例においては、以下に示すように、シアノエチル化PVAおよびニトリルブタジエンゴム(NBR)を用い、ニトリルブタジエンゴムの混合比を変えて実施例1、実施例2のエネルギ変換素子を作製し、以下に詳細に説明する各歪量条件における発生電圧を測定した。
Hereinafter, the effect of the energy conversion element of the present invention will be described in detail.
In this example, as shown below, cyanoethylated PVA and nitrile butadiene rubber (NBR) were used, and the energy conversion elements of Examples 1 and 2 were produced by changing the mixing ratio of nitrile butadiene rubber. The generated voltage was measured under each strain condition described in detail in FIG.

実施例1は、ニトリルブタジエンゴム(NBR)が、シアノエチル化PVAとニトリルブタジエンゴム(NBR)の合計質量に対して質量比で10%含有するものであり、実施例2は、ニトリルブタジエンゴム(NBR)が質量比で80%含有するものである。
なお、比較例1として、ニトリルブタジエンゴム(NBR)を含まないエネルギ変換素子を作製し、同様に以下に詳細に説明する各歪量条件における発生電圧を測定した。
In Example 1, the nitrile butadiene rubber (NBR) contains 10% by mass ratio with respect to the total mass of the cyanoethylated PVA and the nitrile butadiene rubber (NBR), and in Example 2, the nitrile butadiene rubber (NBR) ) Is 80% by mass.
As Comparative Example 1, an energy conversion element not containing nitrile butadiene rubber (NBR) was produced, and the generated voltage was similarly measured under each strain condition described in detail below.

実施例1、実施例2については、PZT粒子、とバインダーとしてシアノエチル化PVA(CR−V 信越化学工業社製)、ニトリルブタジエンゴム(NBR)を下記の組成比(質量比)でジメチルホルムアミド(DMF)からなる有機溶媒中に添加し、プロペラミキサー(回転数2000rpm)で分散させて圧電体粒子含有塗布液を調製した。
・PZT粒子・・・・・・・・300質量部
・シアノエチル化PVA・・・27質量部(実施例1)、6質量部(実施例2)
・NBR・・・・・・・・・・3質量部(実施例1)、24質量部(実施例2)
ただし、ニトリルブタジエンゴム(NBR)は、架橋剤などを含み、圧電体粒子含有塗布液を調製した時点では架橋処理を行っていない、ポリマーである。
For Example 1 and Example 2, PZT particles, and cyanoethylated PVA (CR-V manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and nitrile butadiene rubber (NBR) as dimethylformamide (DMF) at the following composition ratio (mass ratio) were used. ) And dispersed with a propeller mixer (rotation speed: 2000 rpm) to prepare a coating solution containing piezoelectric particles.
PZT particles: 300 parts by mass Cyanethylated PVA: 27 parts by mass (Example 1), 6 parts by mass (Example 2)
NBR: 3 parts by mass (Example 1), 24 parts by mass (Example 2)
However, nitrile butadiene rubber (NBR) is a polymer that contains a cross-linking agent and the like and has not been subjected to cross-linking treatment at the time of preparing the piezoelectric particle-containing coating solution.

なお、PZT粒子としては、市販のPZT原料粉を1000〜1200℃で焼結した後、これを平均粒径5μmになるように解砕および分級処理したものを用いた。
NBRは、架橋を実施する前のポリマーの状態であり、過酸化物架橋成分を含むものである。
In addition, as PZT particle | grains, after sintering commercially available PZT raw material powder at 1000-1200 degreeC, what grind | pulverized and classified so that it might become an average particle diameter of 5 micrometers was used.
NBR is the state of the polymer before carrying out cross-linking and contains a peroxide cross-linking component.

次に、導電性ゴム基板(厚み1mm)上に、スライドコータを用いて圧電体粒子含有塗布液を乾燥塗膜の膜厚が90μmになるようにA6サイズ(150mm×90mm)の塗布面積で塗布した後、120℃のホットプレート上で加熱乾燥することでDMFを蒸発させる。これにより、膜体が形成される。その後、膜体に対して、ニトリルブタジエンゴムを架橋させるための架橋処理を、温度150℃、15分の条件で実施した。
その後、コロナポーリング方法を用い、図3(a)に示す直流電源42から下部電極22とコロナ電極40との間に6kVの直流電圧を印加し、100℃の温度で、ポーリング処理を施した。その後、上部電極として導電性ゴム基板を圧着した。
その後、30mm×30mmの大きさに切りだし、実施例1、実施例2のエネルギ変換素子を作製した。
Next, apply a piezoelectric particle-containing coating solution on a conductive rubber substrate (thickness 1 mm) with a coating area of A6 size (150 mm x 90 mm) so that the film thickness of the dried coating film becomes 90 μm using a slide coater. After that, DMF is evaporated by heating and drying on a 120 ° C. hot plate. Thereby, a film body is formed. Thereafter, a crosslinking treatment for crosslinking the nitrile butadiene rubber was performed on the film body at a temperature of 150 ° C. for 15 minutes.
Thereafter, using a corona poling method, a DC voltage of 6 kV was applied between the lower electrode 22 and the corona electrode 40 from the DC power source 42 shown in FIG. 3A, and a poling process was performed at a temperature of 100 ° C. Thereafter, a conductive rubber substrate was pressure bonded as an upper electrode.
Then, it cut out to the size of 30 mm x 30 mm, and produced the energy conversion element of Example 1 and Example 2.

なお、比較例1のエネルギ変換素子は、ニトリルブタジエンゴム(NBR)を含まない以外は、実施例1、実施例2のエネルギ変換素子と同様にして作製したものである。このため、比較例1のエネルギ変換素子の製造方法について、その詳細な説明は省略する。   The energy conversion element of Comparative Example 1 was manufactured in the same manner as the energy conversion elements of Examples 1 and 2 except that nitrile butadiene rubber (NBR) was not included. For this reason, the detailed description about the manufacturing method of the energy conversion element of the comparative example 1 is abbreviate | omitted.

実施例1、実施例2および比較例1の各エネルギ変換素子を、それぞれ厚さが5mmの引張用ゴム材に接着層を介して取り付けた。これにより、図1に示す振動源12が引張用ゴム基材に置き換わった形態になる。
本実施例では、引張用ゴム材を図1に示す矢印aの方向に、疲労試験機マイクロサーボMMT−101NV−10(島津製作所製)を用いて10Hzのサイン波状に歪P-P量1%で1時間引っ張った後、歪P-P量3%で1時間引っ張り、実施例1、実施例2および比較例1の各エネルギ変換素子を振動させて、振動エネルギを与えた。その時に、実施例1、実施例2および比較例1の各エネルギ変換素子で発生する発生電圧の最大値を測定した。引張用ゴム材を引張った際の波形を図5に示すとともに、実施例1、実施例2および比較例1の各エネルギ変換素子で発生した発生電圧の最大値の測定結果を図6に示す。
Each energy conversion element of Example 1, Example 2 and Comparative Example 1 was attached to a tensile rubber material having a thickness of 5 mm via an adhesive layer. As a result, the vibration source 12 shown in FIG. 1 is replaced with a tensile rubber substrate.
In this example, the tensile rubber material is 1 in the direction of arrow a shown in FIG. 1 in a sine wave shape of 10 Hz using a fatigue tester Micro Servo MMT-101NV-10 (manufactured by Shimadzu Corporation) with a strain PP amount of 1%. After pulling for a period of time, the energy conversion elements of Example 1, Example 2 and Comparative Example 1 were vibrated by pulling for 1 hour with a strain PP amount of 3% to give vibration energy. At that time, the maximum value of the voltage generated in each energy conversion element of Example 1, Example 2 and Comparative Example 1 was measured. FIG. 5 shows the waveform when the tensile rubber material is pulled, and FIG. 6 shows the measurement result of the maximum value of the generated voltage generated in each energy conversion element of Example 1, Example 2 and Comparative Example 1.

具体的には、引張用ゴム材は、図5に示されるサイン波の波形Aで引っ張った。波形Aは、1パルス(1周期)分を示し、歪P-Pが3%であり、ピークPは、5%以上となっている。
本発明において、歪P-P量とは、波形AにおけるピークPとピークPの差Stのことである。このピークの差Stが1%であれば歪P-P量が1%であり、3%であれば歪P-P量が3%である。
また、図5の波形Bは、引張用ゴム材が、1パルス(1周期)分、引っ張られた際にエネルギ変換素子10で発生した発生電圧の波形の一例を示す。本実施において、発生電圧の最大値とは、波形Bにおける発生電圧の最大値Vmaxのことである。
Specifically, the tensile rubber material was pulled with a waveform A of a sine wave shown in FIG. Waveform A represents one pulse (one period) minutes, strain PP is 3%, the peak P 1 has a more than 5%.
In the present invention, the strain PP amount is the difference St between the peak P 1 and the peak P 2 in the waveform A. If the peak difference St is 1%, the strain PP amount is 1%, and if 3%, the strain PP amount is 3%.
A waveform B in FIG. 5 shows an example of a waveform of a generated voltage generated in the energy conversion element 10 when the tensile rubber material is pulled by one pulse (one cycle). In the present embodiment, the maximum value of the generated voltage is the maximum value V max of the generated voltage in the waveform B.

図6において、領域Dは歪P-P量1%の領域であり、領域Dは歪P-P量3%の領域である。本発明のエネルギ変換素子は、歪量が大きいところに用いることを想定しており、歪P-P量3%の領域Dが、歪量が大きいところに該当する。
なお、図6において、波形Cは実施例1を示し、波形Cは実施例2を示し、波形Cは比較例1を示す。
6, region D 1 is the strain PP of 1% of the area, region D 2 is a strain PP of 3% of the area. Energy conversion element of the present invention contemplates the use where the strain amount is large, strain PP of 3% of the area D 2 is applicable where the strain amount is large.
In FIG. 6, a waveform C 1 indicates the first example, a waveform C 2 indicates the second example, and a waveform C 3 indicates the first comparative example.

実施例1は、歪量が大きくなると、それに伴い発生電圧も大きくなった。しかも、発生電圧は時間経過による低下が生じなかった。実施例2は、発生電圧が小さいものの、歪量が大きくなると、それに伴い発生電圧も大きくなり、しかも、発生電圧は時間経過による低下が生じなかった。
一方、比較例1は、歪量が大きくなると、それに伴い発生電圧も大きくなった。しかしながら、歪量が大きい領域では、時間経過とともに、発生電圧が大きく低下した。
In Example 1, as the amount of strain increased, the generated voltage increased accordingly. In addition, the generated voltage did not decrease over time. In Example 2, although the generated voltage was small, when the amount of distortion increased, the generated voltage also increased with the increase, and the generated voltage did not decrease over time.
On the other hand, in Comparative Example 1, as the amount of strain increased, the generated voltage increased accordingly. However, in the region where the amount of distortion is large, the generated voltage greatly decreases with time.

以上のように、実施例1、2は、歪量が大きい領域でも時間経過とともに発生電圧が低下することなく、振動源の歪みの歪量が大きい場合でも、振動エネルギを電気エネルギに安定して変換することができることから、マトリクス層にゴムを添加することによる効果は明らかである。
なお、ゴムの添加量がシアノエチル系樹脂に対して質量比で70%を超えた実施例2は、発生電圧が低く、実用的ではない。
As described above, in the first and second embodiments, the generated voltage does not decrease with time even in a region where the amount of strain is large, and even when the amount of strain of the vibration source is large, the vibration energy is stabilized to electrical energy. Since it can be converted, the effect of adding rubber to the matrix layer is clear.
In addition, Example 2 in which the addition amount of the rubber exceeds 70% by mass ratio with respect to the cyanoethyl resin has a low generated voltage and is not practical.

10 エネルギ変換素子
12 振動源
14 接着層
16 タイヤ
20 複合体
22 下部電極
24 上部電極
30 マトリクス層
32 圧電体粒子
歪量1%領域
歪量3%領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Energy conversion element 12 Vibration source 14 Adhesive layer 16 Tire 20 Composite body 22 Lower electrode 24 Upper electrode 30 Matrix layer 32 Piezoelectric particle D 1 distortion amount 1% area | region D 2 distortion amount 3% area | region

Claims (23)

機械エネルギを電気エネルギに変換するエネルギ変換素子であって、
樹脂およびゴムを含有するマトリクス層中に圧電体粒子が均一に分散混合された複合体を有し、
前記複合体は、過酸化物架橋処理されたものであり、
前記樹脂は、シアノエチル系樹脂であることを特徴とするエネルギ変換素子。
An energy conversion element that converts mechanical energy into electrical energy,
Having a composite in which piezoelectric particles are uniformly dispersed and mixed in a matrix layer containing a resin and rubber;
The conjugate state, and are not treated peroxide crosslinking,
The energy conversion element , wherein the resin is a cyanoethyl resin .
前記樹脂は、連続耐熱温度が160℃以下である請求項1に記載のエネルギ変換素子。   The energy conversion element according to claim 1, wherein the resin has a continuous heat resistant temperature of 160 ° C. or less. 前記ゴムは、ニトリルブタジエンゴムまたはシリコンゴムである請求項1または2に記載のエネルギ変換素子。 The rubber, the energy conversion device according to claim 1 or 2 nitrile butadiene rubber or silicone rubber. 前記ゴムは、比誘電率が10〜30である請求項1〜のいずれか1項に記載のエネルギ変換素子。 The energy conversion element according to any one of claims 1 to 3 , wherein the rubber has a relative dielectric constant of 10 to 30. 前記ニトリルブタジエンゴムは、前記シアノエチル系樹脂に対して質量比で1%以上80%未満含有する請求項に記載のエネルギ変換素子。 The energy conversion element according to claim 3 , wherein the nitrile butadiene rubber is contained in a mass ratio of 1% to less than 80% with respect to the cyanoethyl resin. 前記シリコンゴムは、前記シアノエチル系樹脂に対して質量比で1%以上60%未満含有する請求項に記載のエネルギ変換素子。 The energy conversion element according to claim 3 , wherein the silicon rubber is contained in a mass ratio of 1% or more and less than 60% with respect to the cyanoethyl resin. 前記圧電体粒子は、ペロブスカイト型結晶構造を有する粒子からなる請求項1〜のいずれか1項に記載のエネルギ変換素子。 The piezoelectric particles, the energy conversion device according to any one of claims 1 to 6, consisting of particles having a perovskite crystal structure. 前記粒子は、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸ジルコン酸ランタン酸鉛、チタン酸バリウム、チタン酸バリウムとビスマスフェライトの固溶体またはリラクサー系圧電材料により構成される請求項に記載のエネルギ変換素子。 The energy conversion element according to claim 7 , wherein the particles are composed of lead zirconate titanate, lead lanthanum zirconate titanate, barium titanate, a solid solution of barium titanate and bismuth ferrite, or a relaxor piezoelectric material. 前記複合体には伸縮性のある導電性基材または導電性ゴム基材が形成されている請求項1〜のいずれか1項に記載のエネルギ変換素子。 Energy conversion device as claimed in any one of the complexes according to claim 1 stretchy conductive substrate or a conductive rubber substrate is formed on the 8. 前記伸縮性のある導電性基材は、有機高分子と導電性微粒子とからなる複合物で構成されており、前記導電性微粒子は、C、Pd、Fe、Sn、Al、Ni、Pt、Au,Ag、Cu、CrもしくはMoまたはこれらの合金で構成される請求項に記載のエネルギ変換素子。 The stretchable conductive substrate is composed of a composite composed of an organic polymer and conductive fine particles, and the conductive fine particles include C, Pd, Fe, Sn, Al, Ni, Pt, and Au. , Ag, Cu, Cr or Mo, or energy conversion element according to configured claim 9 in these alloys. 前記複合体は、振動源に設置されており、前記機械エネルギは、前記振動源の振動エネルギである請求項1〜10のいずれか1項に記載のエネルギ変換素子。 The complex is installed to the vibration source, the mechanical energy, the energy conversion device according to any one of claims 1 to 10, wherein a vibration energy of the vibration source. 前記振動源は、タイヤである請求項11に記載のエネルギ変換素子。 The energy conversion element according to claim 11 , wherein the vibration source is a tire. 有機溶媒に樹脂およびゴムを溶解させ、前記有機溶媒に圧電体粒子を分散させて圧電体粒子含有塗布液を得る工程と、
前記圧電体粒子含有塗布液を支持基板上に塗布し、前記有機溶媒を蒸発させて、マトリクス層となる膜体を得、前記膜体に過酸化物架橋処理を施して、マトリクス層に前記圧電体粒子が均一に分散混合された複合体を得る工程とを有し、
前記樹脂は、シアノエチル系樹脂であることを特徴とするエネルギ変換素子の製造方法。
Dissolving a resin and rubber in an organic solvent, and dispersing piezoelectric particles in the organic solvent to obtain a coating solution containing piezoelectric particles;
The piezoelectric particle-containing coating solution is applied onto a support substrate, and the organic solvent is evaporated to obtain a film body to be a matrix layer. The film body is subjected to peroxide crosslinking treatment, and the piezoelectric layer is applied to the matrix layer. possess a step of the body particles get uniformly dispersed and mixed complexes,
The method for manufacturing an energy conversion element , wherein the resin is a cyanoethyl resin .
さらに、前記複合体に分極処理を施す工程を有する請求項13に記載のエネルギ変換素子の製造方法。 Furthermore, the manufacturing method of the energy conversion element of Claim 13 which has the process of performing a polarization process to the said composite_body | complex. 前記樹脂は連続耐熱温度が160℃以下であり、前記過酸化物架橋処理は150℃以下でなされる請求項13または14に記載のエネルギ変換素子の製造方法。 The method for producing an energy conversion element according to claim 13 or 14 , wherein the resin has a continuous heat resistance temperature of 160 ° C or lower, and the peroxide crosslinking treatment is performed at 150 ° C or lower. 前記ゴムは、ニトリルブタジエンゴムまたはシリコンゴムである請求項1315のいずれか1項に記載のエネルギ変換素子の製造方法。 The method for manufacturing an energy conversion element according to any one of claims 13 to 15 , wherein the rubber is nitrile butadiene rubber or silicon rubber. 前記ゴムは、比誘電率が10〜30である請求項1316のいずれか1項に記載のエネルギ変換素子の製造方法。 The method for manufacturing an energy conversion element according to any one of claims 13 to 16 , wherein the rubber has a relative dielectric constant of 10 to 30. 前記ニトリルブタジエンゴムは、前記シアノエチル系樹脂に対して質量比で1%以上80%未満含有する請求項16に記載のエネルギ変換素子の製造方法。 The said nitrile butadiene rubber is a manufacturing method of the energy conversion element of Claim 16 contained 1% or more and less than 80% by mass ratio with respect to the said cyanoethyl-type resin. 前記シリコンゴムは、前記シアノエチル系樹脂に対して質量比で1%以上60%未満含有する請求項16に記載のエネルギ変換素子の製造方法。 The method of manufacturing an energy conversion element according to claim 16 , wherein the silicon rubber is contained in a mass ratio of 1% to less than 60% with respect to the cyanoethyl resin. 前記圧電体粒子は、ペロブスカイト型結晶構造を有する粒子からなる請求項1319のいずれか1項に記載のエネルギ変換素子の製造方法。 The piezoelectric particles, method for producing energy transducer element according to any one of claims 13-19 consisting of particles having a perovskite crystal structure. 前記粒子は、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸ジルコン酸ランタン酸鉛、チタン酸バリウム、チタン酸バリウムとビスマスフェライトの固溶体またはリラクサー系圧電材料により構成される請求項20に記載のエネルギ変換素子の製造方法。 The manufacturing method of the energy conversion element according to claim 20 , wherein the particles are composed of lead zirconate titanate, lead lanthanum zirconate titanate, barium titanate, a solid solution of barium titanate and bismuth ferrite or a relaxor piezoelectric material. Method. 前記支持基板は、伸縮性のある導電性基材、または導電性ゴム基材である請求項1321のいずれか1項に記載のエネルギ変換素子の製造方法。 The method for manufacturing an energy conversion element according to any one of claims 13 to 21 , wherein the support substrate is a conductive base material having elasticity or a conductive rubber base material. 前記伸縮性のある導電性基材は、有機高分子と導電性微粒子とからなる複合物で構成されており、前記導電性微粒子は、C、Pd、Fe、Sn、Al、Ni、Pt、Au,Ag、Cu、CrもしくはMoまたはこれらの合金で構成される請求項22に記載のエネルギ変換素子の製造方法。
The stretchable conductive substrate is composed of a composite composed of an organic polymer and conductive fine particles, and the conductive fine particles include C, Pd, Fe, Sn, Al, Ni, Pt, and Au. The manufacturing method of the energy conversion element of Claim 22 comprised by these, Ag, Cu, Cr, Mo, or these alloys.
JP2012097491A 2012-04-23 2012-04-23 Energy conversion element and manufacturing method thereof Active JP5859370B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012097491A JP5859370B2 (en) 2012-04-23 2012-04-23 Energy conversion element and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012097491A JP5859370B2 (en) 2012-04-23 2012-04-23 Energy conversion element and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013225608A JP2013225608A (en) 2013-10-31
JP5859370B2 true JP5859370B2 (en) 2016-02-10

Family

ID=49595474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012097491A Active JP5859370B2 (en) 2012-04-23 2012-04-23 Energy conversion element and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5859370B2 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6605215B2 (en) 2015-03-26 2019-11-13 住友化学株式会社 Ferroelectric thin film multilayer substrate, ferroelectric thin film element, and method for manufacturing ferroelectric thin film multilayer substrate
JP6605216B2 (en) 2015-03-26 2019-11-13 住友化学株式会社 Ferroelectric thin film multilayer substrate, ferroelectric thin film element, and method for manufacturing ferroelectric thin film multilayer substrate
JP2016184692A (en) 2015-03-26 2016-10-20 住友化学株式会社 Method for manufacturing ferroelectric thin film element
JP6566682B2 (en) 2015-03-30 2019-08-28 住友化学株式会社 Method for manufacturing ferroelectric thin film element
JP6886266B2 (en) * 2016-09-28 2021-06-16 住友理工株式会社 Transducer using flexible piezoelectric material
WO2018070483A1 (en) * 2016-10-12 2018-04-19 Ntn株式会社 Piezoelectric device and method for producing same
FR3082781B1 (en) * 2018-06-21 2022-12-02 Michelin & Cie PNEUMATICS INCLUDING A PIEZOELECTRIC COMPOSITE
FR3083005B1 (en) * 2018-06-21 2020-11-20 Michelin & Cie ELASTOMERIC MATRIX DEVICE INCLUDING PIEZOELECTRIC CHARGES AND ELECTRODES
JP7181169B2 (en) * 2019-08-30 2022-11-30 信越ポリマー株式会社 Composition for Polymer Actuator, Method for Producing Polymer Actuator Member, and Polymer Actuator

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5841789B2 (en) * 1979-06-28 1983-09-14 株式会社東芝 Composite piezoelectric material and its manufacturing method
JPS61163676A (en) * 1985-01-12 1986-07-24 Dainichi Nippon Cables Ltd Manufacture of composite piezoelectric body
JP4354567B2 (en) * 1999-04-01 2009-10-28 横浜ゴム株式会社 Rubber composition
JP2001151898A (en) * 1999-11-24 2001-06-05 Nof Corp Cross-linking agent composition and method for cross- linking by using the same
JP2001217473A (en) * 2000-01-31 2001-08-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Flexible piezoelectric element and its manufacturing method
JP2001354806A (en) * 2000-06-13 2001-12-25 Uchiyama Mfg Corp Rubber composition
AU2003280735A1 (en) * 2002-12-19 2004-07-14 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Piezoelectric transducing sheet
DE102004034723A1 (en) * 2004-07-17 2006-02-09 Carl Freudenberg Kg Magnetostrictive element and its use
JP2008261473A (en) * 2007-03-19 2008-10-30 Mitsuboshi Belting Ltd Power transmission belt
JP2011071389A (en) * 2009-09-28 2011-04-07 Fujifilm Corp In-tire power generator, and tire monitoring system using the same
JP5616171B2 (en) * 2009-09-28 2014-10-29 富士フイルム株式会社 Polymer composite piezoelectric body and piezoelectric element using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013225608A (en) 2013-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5859370B2 (en) Energy conversion element and manufacturing method thereof
EP2654094B1 (en) Polymer composite piezoelectric body and method for producing same
US8877085B2 (en) Piezoelectric and/or pyroelectric composite solid material, method for obtaining same and use of such a material
CA2777666C (en) Energy conversion materials fabricated with boron nitride nanotubes (bnnts) and bnnt polymer composites
JP5639738B2 (en) Method for manufacturing piezoelectric / electrostrictive element
JP2013021176A (en) Piezoelectric element
TW202014867A (en) Sensing film, method for making same, and electronic device
KR101417855B1 (en) Cantilever type energy harverster
KR101473346B1 (en) Piezoelectric fiber composite and method of manufacturing the same
JP5027448B2 (en) Multilayer piezoelectric element and jetting apparatus using the same
US11081638B2 (en) Piezoelectric element, vibrator, vibration wave motor, optical apparatus, and electronic apparatus
US20180351479A1 (en) Printed magneto-electric energy harvester
JP4956054B2 (en) Multilayer piezoelectric element and jetting apparatus using the same
US9837938B2 (en) Vibration element, method for manufacturing same, and vibration-type driving device
JP7056582B2 (en) Actuator
JP5330002B2 (en) Method for fixing particles and method for manufacturing fixed particles
US9818927B2 (en) Vibration element, method for manufacturing same, and vibration-type driving device
Khoon-Keat et al. Design and characterization of piezoelectric P (VDF-TrFE) thick film on flexible substrate for energy harvesting
JP5844741B2 (en) Electrostatic induction type electromechanical transducer
JP2010199271A (en) Multilayer piezoelectric element, manufacturing method thereof, and vibrator
JP2855709B2 (en) Manufacturing method of laminated piezoelectric ceramic element
KR20160116603A (en) Piezoelectric device using PVDF film bonded with azobenzene and manufacturing method thereof
JP2022043069A (en) Laminated piezoelectric element, vibrator, vibration wave motor, optical device, and electronic device
CN114651339A (en) Laminated piezoelectric element

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141009

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150806

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151006

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151113

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151201

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151216

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5859370

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250