KR101998500B1 - 정전 액추에이터 및 정전 액추에이터의 제조 방법 - Google Patents

정전 액추에이터 및 정전 액추에이터의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

제1의 패턴으로 접착제가 한쪽 면에 도포된 복수의 제1의 전극판과, 제1의 패턴과 다른 제2의 패턴으로 접착제가 한쪽 면에 도포된 복수의 제2의 전극판을 구비하고, 제1의 전극판과 제2의 전극판은, 접착제가 도포된 면을 대향시키지 않고 교대로 적층된다.

Description

정전 액추에이터 및 정전 액추에이터의 제조 방법
본 발명은 정전 액추에이터 및 정전 액추에이터의 제조 방법에 관한 것이다.
정전 액추에이터는 경량이면서 큰 구동력을 얻을 수 있기 때문에, 자력을 이용한 모터 등을 대신하는 동력원으로서 기대되고 있다. 예를 들면, 정전 액추에이터에는, 다수의 전극이 적층되고, 적층된 전극 간에 인가되는 전압에 대응하여, 정전 액추에이터가 신축(伸縮)된다.
또한, 복수의 전극 테이프를 서로 교차시켜서 평직(平織)으로 하여 생성한 전극판을 적층하는 것으로, 큰 극판 면적을 가지고, 종래와 비교하여 용이하게 제조할 수 있는 정전 액추에이터의 기술이 제안되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
일본 공개특허공보 2013-243805호
종래의 정전 액추에이터에서는, 평직으로 하는 전극 테이프의 수를 늘리는 것으로 극판 면적을 크게 할 수 있다. 그렇지만, 전극 테이프의 수의 증가에 따라, 평직으로 하여 전극판을 생성하는데 시간이 걸린다고 하는 문제가 있다. 또한, 전극 테이프를 평직으로 하는 것에 있어서, 전극 테이프를 접어 구부리기 등을 하기 때문에, 정전 액추에이터의 소형화가 곤란해질 우려가 있다.
본 발명은 큰 극판 면적을 가지는 경우라도, 종래와 비교하여 용이하게 생성할 수 있는 정전 액추에이터 및 정전 액추에이터의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명을 예시하는 정전 액추에이터의 일 실시형태는, 제1의 패턴으로 접착제가 한쪽 면에 도포된 복수의 제1의 전극판과, 제1의 패턴과 다른 제2의 패턴으로 접착제가 한쪽 면에 도포된 복수의 제2의 전극판을 구비하고, 제1의 전극판과 제2의 전극판은, 접착제가 도포된 면을 대향시키지 않고 교대로 적층된다.
본 발명을 예시하는 정전 액추에이터의 제조 방법의 일 실시형태는, 소정의 두께를 가지는 유전체 사이에 끼워진 복수의 전극판을 생성하고, 복수의 전극판 중 일부를 제1의 전극판으로 하여 한쪽 면에 제1의 패턴으로 접착제를 도포하고, 복수의 전극판 중 나머지를 제2의 전극판으로 하여 한쪽 면에 제1의 패턴과 다른 제2의 패턴으로 접착제를 도포하고, 제1의 전극판과 제2의 전극판을 접착제가 도포된 면을 대향시키지 않고 교대로 적층한다.
본 발명은 큰 극판 면적을 가지는 경우라도, 종래와 비교하여 용이하게 생성할 수 있다.
도 1은 정전 액추에이터의 일 실시형태를 나타내는 도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 전극 필름에 접착제가 도포되는 패턴의 일례를 나타내는 도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 선분에 있어서의 XZ 평면의 정전 액추에이터의 단면의 일례를 나타내는 도이다.
도 4는 전극 필름이 삼각형 및 원형인 경우에 접착제가 도포되는 영역의 일례를 나타내는 도이다.
도 5는 도 1에 나타낸 정전 액추에이터의 제조 방법의 일례를 나타내는 도이다.
도 6은 정전 액추에이터의 다른 실시형태를 나타내는 도이다.
도 7은 도 6에 나타낸 선분에 있어서의 XZ 평면의 정전 액추에이터의 단면의 일례를 나타내는 도이다.
도 8은 도 6에 나타낸 정전 액추에이터의 제조 방법의 일례를 나타내는 도이다.
도 9는 도 8에 나타낸 제조 방법의 다음을 나타내는 도이다.
이하, 도면을 이용하여 실시형태에 대해서 설명한다.
도 1은 정전 액추에이터의 일 실시형태를 나타낸다.
도 1에 나타낸 정전 액추에이터(100)는, 망점(網點)으로 나타낸 접착제가 각각 도포된 전극 필름(10)과 전극 필름(20)이, 도 1에 나타낸 Z축 방향으로 교대로 적층되고, 아크릴판 등의 2개의 단부재(端部材)(30)의 사이에 끼운 적층형 정전 액추에이터이다.
전극 필름(10, 20)은, 예를 들면, 구리 등의 금속막을 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름 등의 유전체막 사이에 끼운 전극판이다. 전극 필름(10, 20)의 두께는, 예를 들면, 8마이크로미터 등이다. 그리고 전극 필름(10, 20)의 Z축 상방의 면의 각각에는, 예를 들어, 서로 다른 패턴으로 시릴화우레탄 등의 접착제가 도포된다.
도 2는, 도 1에 나타낸 전극 필름(10, 20)에 접착제가 도포되는 패턴의 일례를 나타낸다. 도 2(a)는, 전극 필름(10)에 접착제가 도포되는 영역을 나타내고, 도 2(b)는, 전극 필름(20)에 접착제가 도포되는 영역을 나타낸다.
도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 전극 필름(10)에는, 예를 들면, 중심 간의 거리가 거리(d)의 등간격으로 배치되고 서로 동일 형상을 가지는 4개의 원형의 영역(40)의 각각에 접착제가 도포된다. 한편, 전극 필름(20)에는, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 각 영역(40)에 대응하도록, 중심 간의 거리가 거리(d)의 등간격으로 배치되고 서로 동일 형상을 가지는 4개의 원형의 영역(50)을 제외한 영역(55)에, 접착제가 도포된다. 전극 필름(10)에 있어서의 원형의 영역(40)과, 전극 필름(20)에 있어서의 원형의 영역(50)은, 전극 필름(10)과 전극 필름(20)을 중첩했을 때에 Z축 방향에서 보아 동심(同心) 형상이 되도록 배치된다.
전극 필름(10)에서의 원형의 영역(40)의 직경은 D1이며, 전극 필름(20)에서의 원형의 영역(50)의 직경은 D2이다. 또한, 영역(50)의 직경(D2)은 도 2에 나타내는 바와 같이 영역(40)의 직경(D1)보다 2ΔD 크다. 즉, 전극 필름(10) 및 전극 필름(20)을 중첩했을 때에, 영역(40)과 영역(50)의 사이에는, 폭(ΔD)의 간극이 있다. 예를 들면, 영역(40)의 직경(D1)이 1 ~ 2 밀리미터인 경우, 간극의 폭(ΔD)은, 100마이크로미터로 설정된다. 폭(ΔD)의 간극은, 전극 필름(10, 20)이 가지는 탄성에 의해, 정전 액추에이터(100)가 신축되는 경우에 힌지부로서 동작한다. 그리고, 영역(40)의 전극 필름(10)과 영역(50)의 전극 필름(20)의 사이의 거리는, 2ΔD 이내로 제한할 수 있고, 영역(40)의 전극 필름(10)과 영역(50)의 전극 필름(20)의 사이에서 생기는 정전력은, 소정치보다 크게 유지할 수 있다.
또한, 영역(40)의 직경(D1), 영역(50)의 직경(D2) 및 간극의 폭(ΔD)의 크기는, 정전 액추에이터(100)에 요구되는 신축 동작에 대응하여 적절히 결정되어도 좋다. 예를 들면, 접착제가 도포되는 영역(40)의 전체 면적과 접착제가 도포되는 영역(55)의 면적이, 서로 동일해지도록, 영역(40)의 직경(D1), 영역(50)의 직경(D2) 및 간극의 폭(ΔD)의 크기를 결정해도 좋다.
또한, 영역(40, 50)의 형상은, 타원, 혹은 모서리가 둥글어진 삼각형이나 사각형 등이라도 좋다. 영역(40, 50)이, 원형, 타원 혹은 모서리가 둥글어진 형상을 가지는 것으로, 정전 액추에이터(100)가 신축 동작에 수반하는 전극 필름(10, 20)에 생기는 왜곡을 억제할 수 있다(즉, 응력을 분산시킬 수 있다). 이것에 의해, 응력을 분산시키기 위해서, 절입(切入)이나 구멍 등을 전극 필름(10, 20)에 마련하는 수고를 생략할 수 있다.
도 3은, 도 1에 나타낸 선분 A1-A2에 있어서의 XZ 평면의 정전 액추에이터(100)의 단면의 일례를 나타낸다. 정전 액추에이터(100)는, 도 2(a)에 나타낸 패턴으로 접착제가 도포된 전극 필름(10)과, 도 2(b)에 나타낸 패턴으로 접착제가 도포된 전극 필름(20)이, Z축 방향으로 적층된다. 그리고, 폭(ΔD)의 간극이 힌지부로서 동작하는 것으로, 정전 액추에이터(100)는, 영역(40, 50) 및 폭(ΔD)의 간극에 의해 접시 스프링 구조의 복수의 공간(Sa)을 가진다. 또한, 정전 액추에이터(100)는, 폭(ΔD)의 간극을 힌지부로 하는 복수의 공간(Sb)도 가진다. 또한, 공간(Sa)은, Z축 방향에서 보아 영역(40)에 대응하는 위치에 형성되고, 공간(Sb)은, Z축 방향에서 보아 영역(55)에 대응하는 위치에 형성된다. 또한, 공간(Sa) 및 공간(Sb)은, XZ 평면 에 있어서 지그재그 형상으로 배열된다.
예를 들면, 전극 필름(10, 20)에 서로 다른 극성의 전압이 인가되었을 경우, 공간(Sa, Sb)에 있어서의 전극 필름(10, 20) 간의 정전력은 서로 잡아당긴다(즉, 공간(Sa, Sb)이 Z축 방향으로 줄어든다). 한편, 전극 필름(10, 20)에 서로 동일한 극성의 전압이 인가되었을 경우, 공간(Sa, Sb)에 있어서의 전극 필름(10, 20) 간의 정전력은 서로 반발한다(즉, 공간(Sa, Sb)이 Z축 방향으로 늘어난다). 이것에 의해, 정전 액추에이터(100)는 신축된다.
또한, 전극 필름(10, 20) 및 단부재(30)는, 삼각형 혹은 원형 등의 형상을 가져도 좋다. 또한, 전극 필름(10, 20) 및 단부재(30)에, 4 이외의 복수의 영역(40) 혹은 복수의 영역(50)을 가지는 영역(55)에, 접착제가 도포되어도 좋다.
도 4는, 전극 필름(10, 20)이 삼각형 및 원형인 경우에 접착제가 도포되는 영역의 일례를 나타낸다. 도 4(a)는, 전극 필름(10)이 삼각형인 경우에 접착제가 도포되는 영역(40)이 배치되는 패턴을 나타낸다. 예를 들면, 직경(D1)의 원형의 영역(40)은, 서로 거리(d)의 등간격으로 피라미드형으로 배치된다. 도 4(b)는, 전극 필름(20)이 삼각형인 경우에 접착제가 도포되는 영역(55)의 패턴을 나타낸다. 예를 들면, 전극 필름(20)에 있어서, 도 4(a)에 나타낸 각 영역(40)에 대응하는 위치(즉, 서로 거리(d)의 등간격으로 배치된 위치)에 접착제가 도포되지 않는 직경(D2)의 원형의 영역(50)이 배치되고, 전극 필름(20)에 있어서 원형의 영역(50) 이외의 영역이, 접착제가 도포되는 영역(55)이 된다.
도 4(c)는, 전극 필름(10)이 원형인 경우에 접착제가 도포되는 영역(40)이 배치되는 패턴을 나타낸다. 예를 들면, 직경(D1)의 원형의 영역(40)은, 서로 거리(d)의 등간격으로 육각형의 형상으로 배치된다. 도 4(d)는, 전극 필름(20)이 원형인 경우에 접착제가 도포되는 영역(55)의 패턴을 나타낸다. 예를 들면, 전극 필름(20)에 있어서, 도 4(c)에 나타낸 각 영역(40)에 대응하는 위치(즉, 서로 거리(d)의 등간격으로 배치된 위치)에 접착제가 도포되지 않는 직경(D2)의 원형의 영역(50)이 배치되고, 전극 필름(20)에 있어서 원형의 영역(50) 이외의 영역이, 접착제가 도포되는 영역(55)이 된다.
또한, 영역(40, 50)은, 거리(d)의 등간격으로 배치되지 않아도 좋다. 예를 들면, 영역(40, 50)이 치우쳐서 배치되는 것으로, 치우침에 대응한 방향으로 신축되는 정전 액추에이터(100)을 생성할 수 있다.
도 5는, 도 1에 나타낸 정전 액추에이터(100)의 제조 방법의 일례를 나타낸다. 예를 들면, 전극 필름(10, 20)을 생성하기 위해서, 구리 박막을 PET 필름으로 사이에 끼운 전극 시트가 생성된다(도 5(a)). 도 5(a)에 나타낸 전극 시트는, 예를 들면, 도면 중의 파선(破線)을 따라서 4개의 판 형상으로 절단된다(도 5(b)). 그리고, 도 5(b)에 나타낸 판 형상으로 절단된 각각의 전극 시트(즉 전극 필름(10, 20))에는, 에칭 처리가 실시되고, 절단면에 노출되어 있는 구리 박막이 제거된다(도 5(c)). 도 5(c)에 나타낸 에칭된 전극 시트는, 절단면이 PET 필름으로 접합되고, 전극 필름(10, 20)으로서 생성된다(도 5(d)).
또한, 도 5에서는, 전극 필름(10, 20)은, 정사각형으로 형성되었지만, 예를 들면, Y축 방향보다 X축 방향으로 긴 직사각형으로 형성되어도 좋다. 이 경우, 적층했을 때에 전극 필름(10)의 일부가 X축의 +의 방향으로 삐져나오도록, 전극 필름(10)의 한쪽 면에 영역(40)의 패턴으로 접착제를 도포한다. 한편, 적층했을 때에 전극 필름(20)의 일부가 X축의 -의 방향으로 삐져나오도록, 전극 필름(20)의 한쪽 면에 영역(55)의 패턴으로 접착제를 도포한다. 적층한 후, 예를 들면, X축의 +의 방향으로 삐져나온 전극 필름(10)의 부분에 구멍을 뚫어서 도전성의 도료 등을 흘려 넣고, 각 전극 필름(10)은, 서로 동일한 극성의 전압이 인가되도록 접속되어도 좋다. 또한, X축의 -의 방향으로 삐져나온 전극 필름(20)의 부분에 구멍을 뚫어서 도전성의 도료 등을 흘려 넣고, 각 전극 필름(20)은, 서로 전극 필름(10)과 다른 극성의 전압이 인가되도록 접속되어도 좋다.
그리고, 전극 필름(10, 20)의 각각의 한쪽 면에, 예를 들면, 도 2에 나타낸 패턴으로 접착제가 도포된다. 예를 들면, 철판(凸版) 인쇄, 오프셋 인쇄 혹은 공판(孔版) 인쇄 등의 인쇄 처리를 이용하여, 전극 필름(10)의 영역(40) 및 전극 필름(20)의 영역(55)의 각각에, 접착제가 도포된다. 혹은, 잉크젯프린터 등을 이용하여, 전극 필름(10)의 영역(40) 및 전극 필름(20)의 영역(55)의 각각에, 접착제가 도포되어도 좋다. 이것에 의해, 전극 필름(10, 20)의 면적이 증가되었을 경우라도, 영역(40, 55) 등의 소정의 패턴의 영역에, 종래와 비교하여 정밀도 좋게 접착제를 도포하는 것이 가능해진다. 그리고 정전 액추에이터(100)마다의 신축 동작의 개체차를 억제할 수 있다.
또한, 전극 필름(10, 20)의 각각의 한쪽 면에, 영역(40, 55)의 패턴으로 접착제를 미리 도포하고 나서 적층했지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, Z축 방향으로 적층하여 고정한 전극 필름(10)(또는 전극 필름(20))의 Z축의 +측의 면에, 영역(40)(또는 영역(55))의 패턴으로 접착제를 도포하고, 다음의 전극 필름(20)(또는 전극 필름(10))을 올려서 붙여도 좋다. 즉, 직전에 적층한 전극 필름(10)이 움직이지 않게 하여 영역(40)에 접착제를 도포하는 것으로, 전극 필름(10, 20) 간의 정밀도 좋은 위치 결정이 불필요하게 된다.
그리고, 도 2에 나타낸 패턴으로 접착제가 도포된 전극 필름(10, 20)을, 교대로 적층하는 것으로, 도 1에 나타낸 정전 액추에이터(100)가 생성된다.
이상, 도 1로부터 도 5에 나타낸 실시형태에서는, 정전 액추에이터(100)는, 소정의 패턴으로 배치된 영역(40) 혹은 영역(55)에 접착제가 도포된 전극 필름(10, 20)을, 교대로 적층하여 생성된다. 그리고 인쇄 처리에 의해, 접착제가 전극 필름(10, 20)의 각각에 소정의 패턴으로 도포되기 때문에, 정전 액추에이터(100)는, 전극 필름(10, 20)의 면적이 증가되었을 경우라도, 종래와 비교하여 용이하게 생성할 수 있다.
또한, 전극 필름(10)의 영역(40), 전극 필름(20)의 영역(50) 및 폭(ΔD)의 간극으로 접시 스프링 구조가 형성된다. 이것에 의해, 정전 액추에이터(100)는, 전극 필름(10, 20) 간의 거리를 소정의 범위(즉, 2ΔD) 내로 유지할 수 있고, 공간(Sa, Sb)에 있어서의 전극 필름(10, 20) 간의 정전력을 소정치 이상으로 유지할 수 있다.
또한, 인쇄 처리를 이용하는 것으로, 전극 필름(10, 20)의 각각에 접착제를, 종래와 비교하여 정밀도 좋게 도포하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 정전 액추에이터(100)는, 각 층에 있어서의 전극 필름(10, 20) 간의 신축 동작을 균일하게 할 수 있고, 정전 액추에이터(100)마다의 개체차를 억제할 수 있다.
도 6은, 정전 액추에이터의 다른 실시형태를 나타낸다. 도 1에서 설명한 요소와 동일 또는 마찬가지의 요소에 대해서는, 동일 또는 마찬가지의 부호를 부여하고, 이것 등에 대해서는, 상세한 설명을 생략한다.
도 6에 나타낸 정전 액추에이터(100A)에서는, 망점으로 나타낸 접착제가 각각 도포된 전극 필름(10a, 20a)이, 서로 교차하여 구불구불하게 되는 것으로, Z축 방향으로 적층된다. 적층된 전극 필름(10a, 20a)은, 아크릴판 등의 2개의 단부재(30)의 사이에 끼운다.
전극 필름(10a, 20a)은, 예를 들면, 구리 등의 금속막을 PET 필름 등의 유전체막으로 사이에 끼운 띠 형상의 전극이다. 전극 필름(10a, 20a)의 두께는, 예를 들면, 8마이크로미터 등이다. 전극 필름(10a)에는, 예를 들면, 구불구불하게 되었을 경우에 Z축 상방이 되는 면에, 도 2(a)에 나타낸 패턴으로 시릴화우레탄 등의 접착제가 도포된다. 전극 필름(20a)에는, 구불구불하게 되었을 경우에 Z축 상방이 되는 면에, 도 2(b)에 나타낸 패턴으로 접착제가 도포된다. 각 전극 필름(10a, 20a)에 있어서의 접착제의 도포에 대해서는, 도 9에서 설명한다.
그리고, 전극 필름(10a)과 전극 필름(20a)이 서로 교차하여 구불구불하게 되는 것으로, 정전 액추에이터(100A)에 있어서의 각 층의 전극이 Z축 방향으로 적층됨과 함께, 되접음부(60)가 생성된다. 이 때문에, 정전 액추에이터(100A)에 있어서, 동일한 패턴으로 접착제가 도포된 각 층의 전극(즉, 동일한 극성의 전압이 인가되는 각 층의 전극)은, 되접음부(60)을 통하여 서로 접속되고, 정전 액추에이터(100A)의 배선이 용이해진다.
도 7은, 도 6에 나타낸 선분 B1-B2에 있어서의 XZ 평면의 정전 액추에이터(100A)의 단면의 일례를 나타낸다. 정전 액추에이터(100A)는, 도 1에 나타낸 정전 액추에이터(100)와 마찬가지로, 도 2에 나타낸 폭(ΔD)의 간극이 힌지부로서 동작하고, 전극 필름(10a)의 영역(40), 전극 필름(20a)의 영역(50) 및 폭(ΔD)의 간극에 의한 접시 스프링 구조의 복수의 공간(Sa)을 가진다. 또한, 정전 액추에이터(100A)는, 폭(ΔD)의 간극을 힌지부로 하는 복수의 공간(Sb)도 가진다. 또한, XZ 평면에서의 공간(Sa) 및 공간(Sb)의 위치 관계는, 도 3의 예와 마찬가지이다.
예를 들면, 전극 필름(10a, 20a)에 서로 다른 극성의 전압이 인가되었을 경우, 공간(Sa, Sb)에 있어서의 전극 필름(10a, 20a) 간의 정전력은 서로 잡아당긴다(즉, 공간(Sa, Sb)이 Z축 방향으로 줄어든다). 한편, 전극 필름(10a, 20a)에 서로 동일한 극성의 전압이 인가되었을 경우, 공간(Sa, Sb)에 있어서의 전극 필름(10a, 20a) 간의 정전력은 서로 반발한다(즉, 공간(Sa, Sb)이 Z축 방향으로 늘어난다). 이것에 의해, 정전 액추에이터(100A)는 신축된다.
또한, 정전 액추에이터(100A)는, 접시 스프링 구조의 복수의 공간(Sa)을 가지기 때문에, 전극 필름(10a, 20a) 간의 거리를 소정의 범위(즉, 2ΔD) 내로 유지할 수 있고, 공간(Sa, Sb)에 있어서의 전극 필름(10a, 20a) 간의 정전력을 소정치 이상으로 유지할 수 있다. 또한, 되접음부(60)도, 폭(ΔD)의 간극과 함께 힌지부로서 동작시켜도 좋다.
도 8, 9는, 정전 액추에이터(100A)의 제조 방법의 일례를 나타낸다. 예를 들면, 전극 필름(10a, 20a)을 생성하기 위해서, 도 5(a)에 나타낸 전극 필름(10, 20)과 마찬가지로, 구리 박막을 PET 필름으로 사이에 끼운 전극 시트가 생성된다(도 8(a)). 도 8(a)에 나타낸 전극 시트는, 예를 들면, 도면 중의 파선을 따라서 띠 형상으로 절단된다(도 8(b)). 그리고, 도 8(b)에 나타낸 띠 형상으로 절단된 전극 시트(즉 전극 필름(10a, 20a))에는, 에칭 처리가 실시되고, 절단면에 노출되어 있는 구리 박막이 제거된다(도 8(c)). 도 8(c)에 나타낸 에칭된 전극 시트는, 절단면이 PET 필름으로 접합되고, 전극 필름(10a, 20a)으로서 생성된다.
그리고, 도 8(d)에 나타낸 생성된 전극 필름(10a, 20a)의 각각에는, 예를 들면, 도 2에 나타낸 패턴으로 접착제가 도포된다. 즉, 도 9(a)에 나타내는 바와 같이, 구불구불하게 되었을 경우에 접착제가 도포된 면이 동일한 방향이 되도록, 전극 필름(10a)의 양면(도면 중의 상면 및 하면)에는, 도 2(a)에 나타낸 패턴의 영역(40)에 접착제가 도포된다. 이때, 전극 필름(10a)의 상면 및 하면에는, 각각 소정 간격마다 영역(40)의 패턴으로 각각 접착제가 도포되고, 전극 필름(10a)의 상면과 하면은 접착제가 도포되는 개소가 교대로 어긋나 있다. 또한, 전극 필름(20a)에는, 도 9(b)에 나타내는 바와 같이, 도 2(b)에 나타낸 패턴의 영역(55)에 접착제가 도포된다. 이 때, 전극 필름(20a)의 상면 및 하면에는, 각각 소정 간격마다 영역(55)의 패턴으로 각각 접착제가 도포되고, 전극 필름(20a)의 상면과 하면은 접착제가 도포되는 개소가 교대로 어긋나 있다.
또한, 도 9에 나타내는 바와 같이, 전극 필름(10a, 20a)이 폭 L인 경우, 전극 필름(10a, 20a)이 연장되는 방향(도면 중의 좌우 방향)의 도 2에 나타낸 패턴의 길이도 L로 설정한다. 또한, 인접하는 패턴간의 간격(즉, 되접음부(60)의 길이)은, 길이 S로 한다. 전극 필름(10a, 20a)의 한 면에 있어서, 접착제가 도포되는 영역끼리의 간격은 2S+L이 된다. 또한, 전극 필름(10a, 20a)의 일면과 다른 면에서 접착제가 도포되는 영역의 간격은 S가 된다. 또한, 되접음부(60)에 있어서의 전극 필름(10a, 20a)의 폭은, 폭 L보다 가늘어도 좋다.
또한, 전극 필름(10a, 20a)에의 접착제의 도포는, 예를 들면, 철판 인쇄, 오프셋 인쇄 혹은 공판 인쇄 등의 인쇄 처리를 이용하여 행해진다. 혹은, 전극 필름(10a, 20a)에의 접착제의 도포는, 잉크젯프린터 등을 이용하여 행해져도 좋다. 이것에 의해, 전극 필름(10a, 20a)의 면적이 증가되었을 경우라도, 영역(40, 55) 등의 소정의 패턴의 영역에, 종래와 비교하여 정밀도 좋게 접착제를 도포하는 것이 가능해진다. 그리고, 정전 액추에이터(100A)마다의 신축 동작의 개체차를 억제할 수 있다.
그리고, 도 9에 나타낸 전극 필름(10a, 20a)이, 서로 교차하여 배치되고, 구불구불하게 되는 것으로, 도 6에 나타낸 정전 액추에이터(100A)가 생성된다.
이상, 도 6으로부터 도 9에 나타낸 실시형태에서는, 정전 액추에이터(100A)는, 소정의 패턴으로 배치된 영역(40) 혹은 영역(55)에 접착제가 도포된 전극 필름(10a, 20a)를, 서로 교차시켜서 구불구불하게 적층하는 것으로 생성된다. 그리고, 인쇄 처리에 의해, 접착제가 전극 필름(10a, 20a)의 각각에 소정의 패턴으로 도포되기 때문에, 정전 액추에이터(100A)는, 전극 필름(10a, 20a)의 면적이 증가되었을 경우라도, 종래와 비교하여 용이하게 생성할 수 있다.
또한, 전극 필름(10a)의 영역(40), 전극 필름(20a)의 영역(50) 및 폭(ΔD)의 간극으로 접시 스프링 구조가 형성된다. 이것에 의해, 정전 액추에이터(100A)는, 전극 필름(10a, 20a) 간의 거리를 소정의 범위(즉, 2ΔD) 내로 유지할 수 있고, 공간(Sa, Sb)에 있어서의 전극 필름(10a, 20a) 간의 정전력을 소정치 이상으로 유지할 수 있다.
또한, 인쇄 처리를 이용하는 것으로, 전극 필름(10a, 20a)의 각각에 접착제를, 종래와 비교하여 정밀도 좋게 도포하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 정전 액추에이터(100A)는, 각 층에 있어서의 전극 필름(10a, 20a) 간의 신축 동작을 균일하게 할 수 있고, 정전 액추에이터(100A)마다의 개체차를 억제할 수 있다.
또한, 정전 액추에이터(100A)가, 전극 필름(10a)과 전극 필름(20a)을 서로 교차하여 구불구불하게 하여 생성되는 것으로, 되접음부(60)가 생성된다. 이것에 의해, 정전 액추에이터(100A) 중 동일한 극성의 전압이 인가되는 각 층의 전극은, 되접음부(60)을 통하여 서로 접속되고, 정전 액추에이터(100A)의 배선이 쉬워진다.
이상의 상세한 설명에 의해, 실시형태의 특징 및 이점은 명백해질 것이다. 이것은, 특허 청구의 범위가, 그 정신 및 권리 범위를 일탈하지 않는 범위에서 상술과 같은 실시형태의 특징 및 이점에까지 미치는 것을 의도한다. 또한, 상기 기술 분야에 있어서 통상의 지식을 가지는 사람이면, 모든 개량 및 변경에 용이하게 도달할 수 있을 것이며, 특허성을 가지는 실시형태의 범위를 상술한 것으로 한정하고자 하는 의도는 없고, 실시형태에 개시된 범위에 포함되는 적당한 개량물 및 균등물에 의한 것도 가능하다.
이상으로 설명한 기본 구성을 구비한 정전 액추에이터는, 소형이며 동작 범위가 크고, 게다가, 큰 작용력을 실현할 수 있으므로, 가정용 전자 제품의 가동 부분을 움직이는 액추에이터를 시작으로 하여, 로봇의 관절 등을 움직이는 액추에이터로서 이용하는 것이 가능하다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 정전 액추에이터를 압력 센서로서 이용하는 것도 가능하다.
10, 10a, 20, 20a…전극 필름;
30…단부재;
40, 50, 55…영역;
60…되접음부;
100, 100A…정전 액추에이터

Claims (6)

  1. 제1의 패턴으로 접착제가 한쪽 면에 도포된 복수의 제1의 전극판과,
    상기 제1의 패턴과 다른 제2의 패턴으로 상기 접착제가 한쪽 면에 도포된 복수의 제2의 전극판을 구비하고,
    상기 제1의 전극판과 상기 제2의 전극판은, 상기 접착제가 도포된 면을 대향시키지 않고 교대로 적층되며,
    상기 제1의 패턴은, 서로 등간격으로 배치되는 소정의 형상의 제1의 영역을 복수 가지고, 복수의 상기 제1의 영역에 상기 접착제가 도포되고,
    상기 제2의 패턴은, 상기 복수의 제1의 영역의 각각에 대응하는 위치에 배치되고 상기 제1의 영역과 다른 크기의 상기 소정의 형상의 제2의 영역을 복수 가지고, 복수의 상기 제2의 영역을 제외한 영역에 상기 접착제가 도포되고,
    상기 제1의 전극판과 상기 제2의 전극판은, 상기 각 제1의 영역의 중심과 상기 각 제2의 영역의 중심이 적층 방향으로 서로 중첩되도록 적층되며,
    상기 제1의 영역과 제2의 영역의 사이에는, 폭(ΔD)의 간극이 있고, 상기 폭(ΔD)의 간극은 상기 제1의 전극판과 제2의 전극판이 가지는 탄성에 의해, 정전 액추에이터가 신축되는 경우에 힌지부로서 동작하는 것을 특징으로 하는 정전 액추에이터.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1의 영역의 전체 면적과 상기 제2의 영역을 제외한 영역의 면적은 서로 동일한 것을 특징으로 하는 정전 액추에이터.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 소정의 형상은, 원, 타원 및 모서리가 둥글어진 다각형의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 정전 액추에이터.
  5. 소정의 두께를 가지는 유전체로 사이에 끼워진 복수의 전극판을 생성하고,
    상기 복수의 전극판 중 일부를 제1의 전극판으로 하여, 한쪽 면에 제1의 패턴으로 접착제를 도포하고,
    상기 복수의 전극판 중 나머지를 제2의 전극판으로 하여, 한쪽 면에 상기 제1의 패턴과 다른 제2의 패턴으로 접착제를 도포하고,
    상기 제1의 전극판과 상기 제2의 전극판을 상기 접착제가 도포된 면을 대향시키지 않고 교대로 적층하며,
    상기 제1의 패턴은, 서로 등간격으로 배치되는 소정의 형상의 제1의 영역을 복수 가지고, 복수의 상기 제1의 영역에 상기 접착제가 도포되고,
    상기 제2의 패턴은, 상기 복수의 제1의 영역의 각각에 대응하는 위치에 배치되고 상기 제1의 영역과 다른 크기의 소정의 형상의 제2의 영역을 복수 가지고, 복수의 상기 제2의 영역을 제외한 영역에 상기 접착제가 도포되고,
    상기 제1의 전극판과 상기 제2의 전극판은, 상기 각 제1의 영역의 중심과 상기 각 제2의 영역의 중심이 적층 방향으로 서로 중첩되도록 적층되며,
    상기 제1의 전극판의 제1의 영역과 상기 제2의 전극판의 제2의 영역의 사이에는, 폭(ΔD)의 간극이 있고, 상기 폭(ΔD)의 간극은 상기 제1의 전극판과 제2의 전극판이 가지는 탄성에 의해, 정전 액추에이터가 신축되는 경우에 힌지부로서 동작하는 것을 특징으로 하는 정전 액추에이터의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 접착제는, 인쇄 처리에 의해 도포되는 것을 특징으로 하는 정전 액추에이터의 제조 방법.
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