TWI744453B - 致動器 - Google Patents
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Abstract
本發明提供能耐受長時間的連續使用，且靜音性優異之致動器。係使用伸縮性導體組成物作為導體部分而構成壓電型致動器、較佳為疊層壓電型致動器、或介電型致動器、或電磁感應型致動器。伸縮性導體組成物係使用具有伸縮性之導體組成物，較佳為使用由導電粒子與以彈性體為主體之黏結劑樹脂構成的伸縮性導體。獲得之致動器的靜音性優異，且能耐受長時間的連續使用。
Description
本發明關於致動器，詳細而言，係關於使用伸縮性導體組成物作為電極材料之致動器，更詳細而言，係關於選自於壓電型、介電型、電磁感應型中之至少一種之致動器。
本發明之第1態樣關於利用壓電現象之致動器，更詳細而言，係關於壓電物質與內部電極交替地疊層而成的疊層型壓電致動器。 近年，為了以低電壓獲得高位移，壓電致動器係使用將多數的薄厚度之壓電陶瓷與內部電極層交替地疊層並一體地煅燒而成的陶瓷疊層體。具體而言，由壓電陶瓷構成之陶瓷層使用厚度為20～200μm的薄板，與內部電極層交替地疊層之陶瓷層的片數達約100～700片。
該結構之壓電致動器係一體地煅燒之結構，故隨著疊層數增加，作動時妨礙作動方向之作動的方向之內部應力會增大。該作動時之內部應力增大的話，會有如下情形發生：陶瓷疊層體內部產生裂紋，就其結果而言由於位移量等製品特性降低、發生短路等，導致製品可靠性降低等。 專利文獻1中揭示了該類型的疊層型壓電致動器之一例。作為起因於陶瓷疊層體之內部應力的問題的對策，該發明中揭示將疊層數比起最終疊層數少之陶瓷疊層體(壓電堆疊(piezo stack))藉由黏接劑予以黏接的結構，亦即分次黏接結構的疊層型壓電致動器。
但，即使是如此般將壓電堆疊分次進行的情況，仍難以減小隨著壓電致動器之作動而施加在用於將內部電極層彼此在疊層方向予以連接的側面電極的應力。 側面電極一般利用燒結型導電性糊劑或熱硬化型導電性糊劑形成，但由於該糊劑之硬化物較硬且較脆，若施加重複伸縮應力的話，擔心會有下列問題：側面電極產生裂紋，因裂紋造成導通不良，或因從裂紋脫落之電極片導致鄰接的電路短路等。 又，由於側面電極較硬且較脆，會有妨礙壓電致動器本身之作動，限制致動器之位移為小位移的情況。
本發明之第2態樣關於利用在介電體施加電壓時之介電體之體積變化的致動器。 將彈性介電材料(彈性絕緣材料)夾持於一對電極，對電極間施加高電壓的話，彈性介電材料內會發生極化，對向的電極表面中之其中一電極表面會蓄積正電荷，另一電極表面會蓄積負電荷。這即是所謂的電容器。正電荷與負電荷之間因庫侖力而產生吸引力。由於該庫侖力，電極彼此相互吸引，彈性介電材料朝厚度收縮方向產生位移及收縮應力。同時在介電材料之面方向產生拉伸的位移及力。利用該現象之介電致動器的示例記載於專利文獻2中。
藉由將該結構之介電致動器製成疊層結構，可期待更進一步的位移及力。專利文獻2記載之介電致動器係顯示該類型的基本構成。在介電致動器中，藉由增加蓄積於電極的電荷，可增強庫侖引力。驅動電壓受限的情況下，藉由提高介電彈性體之介電率，可產生大量的極化，能增加蓄積電荷。又，施加電壓高的情形，蓄積電荷增加，庫侖力變大。但，蓄積電荷的增加與電極間絕緣破壞的風險增高直接相關。 該文獻中為了擬似地提高介電彈性體之介電率，係使用混入有導電性碳之介電彈性體，為了抵消因混入導電性碳而降低之絕緣性，另外製成在層間夾持高絕緣之彈性體的結構。
但，以此種方式提高絕緣性的情況，由於在電極間介在有低介電率之層，有效介電率會降低。又，由於電極材料一般為金屬，介電彈性體朝面方向的變形由於電極金屬而受到限制，雖然介電彈性體內之內部應力增加，但就位移量而言會受到限制，無法獲得令人滿意的位移。
本發明之第3態樣係關於利用藉由使電流通過電感器所產生之電磁力所致的電感器本身之變形的致動器。 電磁感應致動器係利用因電流產生之磁力的致動器。此種致動器從以往既已用作馬達、電感器。到目前為止習知的電磁感應致動器，係藉由電磁力使預先設定成能進行水平運動或旋轉運動之電樞移動而進行作動。 電磁力不僅會驅動電樞，也會對產生電磁力之線圈本身產生應力。通常，因該電磁力所致之線圈變形會造成致動器本身的結構劣化，故對於線圈要求用以抑制變形之剛性。本發明係積極地利用因施加於該線圈之電磁力所致的線圈本身之變形的致動器。如此之技術思想的致動器尚未實用化。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2008-218864 [專利文獻2]日本特開2010-68667
[發明所欲解決之課題] 本發明藉由將伸縮性導體組成物使用於致動器之電極或導體部分，而提供新穎的致動器。 本發明之第1態樣係鑒於該等以往的問題而進行，旨在提供一種疊層型壓電致動器，具有能追隨致動器之作動，且不妨礙致動器之作動的側面電極。 本發明之第2態樣係鑒於該等以往的問題而進行，旨在提供一種介電致動器，具有能追隨致動器之作動，且不妨礙致動器之作動的電極。 本發明之第3態樣係鑒於該等以往的問題而進行，旨在提供一種新穎的電磁感應致動器，藉由使用變形自由度大的導體材料，並藉由通電而使線圈本身發生變形。 [解決課題之手段]
亦即，本發明具有下列構成。 [1]一種疊層型壓電致動器，具有下列結構：因施加電壓而產生體積變化之壓電物質與內部電極交替地疊層，且該內部電極配置成交錯地成為正電極、負電極；其特徵為：將正電極彼此予以連接、及將負電極彼此予以連接的側面電極使用具有伸縮性之導體組成物。 [2]如[1]之疊層型壓電致動器，其中，該具有伸縮性之導體組成物，係導電性粒子與含有90質量%以上之彈性體之黏結劑樹脂的混合物。 [3]如[2]之疊層型壓電致動器，其中，該彈性體含有選自於天然橡膠(NR)、合成天然橡膠(異戊二烯橡膠)(IR)、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、丁二烯橡膠(BR)、氯丁橡膠(CR)、丁基橡膠(IIR)、腈橡膠(NBR)、乙烯-丙烯橡膠(EPM、EPDM)、氯磺化聚乙烯橡膠(Hypalon)(CSM)、丙烯酸橡膠(ACM)、胺甲酸酯橡膠(U)、聚矽氧橡膠(Q)、氟橡膠(FKM)、多硫橡膠(T)中之至少一種橡膠。 [4]如[2]或[3]之疊層型壓電致動器，其中，該導電性粒子含有中心徑為0.08μm～25μm之範圍的金屬粒子。 [5]如[1]至[4]中任一項之疊層型壓電致動器，其中，構成該側面電極之導體組成物具有3～35體積%之自由體積。
[6]一種疊層型介電致動器，係將介電彈性體夾持於對向的一對電極，並在該一對電極間施加電壓以使該介電彈性體發生變形；其特徵為：該電極使用具有伸縮性之導體組成物。 [7]如[6]之疊層型介電致動器，其中，該具有伸縮性之導體組成物，係導電性粒子與含有90質量%以上之彈性體之黏結劑樹脂的混合物。 [8]如[7]之疊層型介電致動器，其中，該彈性體含有選自於天然橡膠(NR)、合成天然橡膠(異戊二烯橡膠)(IR)、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、丁二烯橡膠(BR)、氯丁橡膠(CR)、丁基橡膠(IIR)、腈橡膠(NBR)、乙烯-丙烯橡膠(EPM、EPDM)、氯磺化聚乙烯橡膠(Hypalon)(CSM)、丙烯酸橡膠(ACM)、胺甲酸酯橡膠(U)、聚矽氧橡膠(Q)、氟橡膠(FKM)、多硫橡膠(T)中之至少一種橡膠。 [9]如[7]或[8]之疊層型介電致動器，其中，該導電性粒子含有中心徑為0.08μm～25μm之範圍的金屬粒子。 [10]如[6]至[9]中任一項之疊層型介電致動器，其中，構成該電極之導體組成物具有3～35體積%之自由體積。 [11]如[6]至[10]中任一項之疊層型介電致動器，具有下列結構：電極與介電彈性體交替地疊層，且該電極配置成交錯地成為正電極、負電極。 [12]如[6]至[11]中任一項之疊層型介電致動器，其中，將正電極彼此予以連接、及將負電極彼此予以連接的側面電極使用具有伸縮性之導體組成物。
[13]一種電磁感應致動器，其特徵為：利用藉由使電流通過由具有伸縮性之導體材料構成之電感器所產生的電磁力，而使電感器本身發生變形。 [14]如[13]之電磁感應致動器，其中，該具有伸縮性之導體組成物，係導電性粒子與含有90質量%以上之彈性體之黏結劑樹脂的混合物。 [15]如[14]之電磁感應致動器，其中，該彈性體含有選自於天然橡膠(NR)、合成天然橡膠(異戊二烯橡膠)(IR)、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、丁二烯橡膠(BR)、氯丁橡膠(CR)、丁基橡膠(IIR)、腈橡膠(NBR)、乙烯-丙烯橡膠(EPM、EPDM)、氯磺化聚乙烯橡膠(Hypalon)(CSM)、丙烯酸橡膠(ACM)、胺甲酸酯橡膠(U)、聚矽氧橡膠(Q)、氟橡膠(FKM)、多硫橡膠(T)中之至少一種橡膠。 [16]如[14]或[15]之電磁感應致動器，其中，該導電性粒子含有中心徑為0.08μm～25μm之範圍的金屬粒子。 [17]如[13]至[16]中任一項之電磁感應致動器，其中，該具有伸縮性之導體組成物具有3～35體積%之自由體積。
進一步，本發明宜具有下列構成。 [18]如[13]至[17]中任一項之電磁感應致動器，具有下列結構：由具有伸縮性之導體構成之層與由具有伸縮性之絕緣體構成之層共捲繞成輥形狀。 [19]如[13]至[18]中任一項之電磁感應致動器，具有下列結構：由具有伸縮性之導體構成之層與由具有伸縮性之絕緣體構成之層以鐵芯為中心進行共捲繞。 [發明之效果]
本發明之第1態樣中，藉由疊層型壓電致動器之側面電極採用具有伸縮性之導體組成物(簡記為伸縮性導體)，較佳為採用係導電性粒子與彈性體之複合體的伸縮性導體，尤佳為採用內部具有自由體積之伸縮性導體，側面電極之耐久性得到改善，且側面電極不會妨礙疊層型壓電致動器之作動，故亦可同時實現疊層型壓電致動器之作動範圍的改善。
藉由伸縮性導體內部具有自由體積，於伸縮性導體施加壓縮應變時可產生表觀體積收縮，能減小施加於伸縮性導體之內部應力。由於側面電極即伸縮性導體的內部應力與疊層型壓電致動器的作動妨礙直接相關，故減小側面導體收縮時之內部應力的意義重大。 該對自由體積進行內部壓縮所為之收縮，係藉由側面電極由導電性粒子與彈性體之複合體構成之情事實現。如此之複合導體中的導電係藉由導電性粒子之接觸鏈(contact chain)實現，故即使導電性粒子使用金屬粒子時，相較於本體金屬(bulk metal)，電阻率高出1位數或2位數以上乃技術常識。故，雖無法避免側面電極之電阻值亦變高的情形，但係電壓驅動，對於電流不流動，亦即輸入阻抗極高的元件即壓電元件而言，不會成為問題。
本發明之第2態樣中，藉由介電致動器之電極採用具有伸縮性之導體組成物(簡記為伸縮性導體)，較佳為採用係導電性粒子與彈性體之複合體的伸縮性導體，尤佳為採用內部具有自由體積之伸縮性導體，電極之耐久性得到改善，且電極不會妨礙介電致動器之作動，故亦可同時實現介電致動器之作動範圍的改善。 進一步，本發明中，在具有將介電致動器予以疊層而成之結構的疊層型介電致動器中，藉由層間電極及/或側面電極採用具有伸縮性之導體組成物(簡記為伸縮性導體)，較佳為採用係導電性粒子與彈性體之複合體的伸縮性導體，尤佳為採用內部具有自由體積之伸縮性導體，側面電極之耐久性得到改善，且側面電極不會妨礙疊層型介電致動器之作動，故亦可同時實現疊層型介電致動器之作動範圍的改善。
藉由伸縮性導體內部具有自由體積，於伸縮性導體施加壓縮應變時可產生表觀體積收縮，能減小施加於伸縮性導體之內部應力。電極(包括層間電極及/或側面電極的情形)即伸縮性導體的內部應力與介電致動器的作動妨礙直接相關，故減小導體收縮時之內部應力的意義重大。
本發明之第3態樣係利用藉由使用變形自由度大之導體構成線圈，並藉由通電使線圈本身發生變形之情事的致動器。本發明藉由較佳為採用係導電性粒子與彈性體之複合體的伸縮性導體，尤佳為採用內部具有自由體積之伸縮性導體，當線圈因通電發生收縮時可確保充分的變形自由度。尤其可確保壓縮變形自由度。以往的導體材料壓縮變形自由度差，故無法將線圈本身的電磁收縮力作為實用的致動器利用。 藉由伸縮性導體內部具有自由體積，於伸縮性導體施加壓縮應變時可產生表觀體積收縮，能減小施加於伸縮性導體之內部應力。
本發明之致動器係使用伸縮性導體組成物作為一般大多使用金屬構件之導體部分。隨著致動器的作動，該金屬部分會移動，導致產生振動或作動音，但本發明中伸縮性導體組成物具有振動吸收功能，故可實現低振動且無噪音的致動器。
利用圖1說明本發明之第1態樣。 本發明之第1態樣中之疊層型壓電致動器係具有如下結構的疊層型壓電致動器：如圖1所示，因施加電壓而產生體積變化之1.壓電體(壓電物質)與2.內部電極(層間電極)交替地疊層，且該內部電極配置成交錯地成為正電極、負電極。 本發明之第1態樣之因施加電壓而產生體積變化的壓電物質(壓電體)，可例示：塊磷鋁石(磷酸鋁：AlPO4
)、蔗糖、石英(水晶)(SiO2
)、羅謝爾鹽(酒石酸鉀-鈉)(KNaC4
H4
O6
)、黃晶(黃玉、矽酸鹽)(Al2
SiO4
(F,OH)2
)、電氣石(托瑪琳(tourmaline))族礦物、正(ortho)磷酸鎵(GaPO4
)、矽酸鎵鑭(langasite)(La3
Ga5
SiO14
)、鈣鈦礦(perovskite鈦酸鈣：CaTiO3
)、具有鎢-青銅結構之陶瓷、鈦酸鋇(BaTiO3
)、鈦酸鉛(PbTiO3
)、PZT：鋯鈦酸鉛(鋯酸-鈦酸鉛)(Pb[Zrx
Ti1-x
]O3
0＜x＜1 混晶)、鈮酸鉀(KNbO3
)、鈮酸鋰(LiNbO3
)、鉭酸鋰(LiTaO3
)、鎢酸鈉(NaX
WO3
)、氧化鋅(ZnO、Zn2
O3
)、Ba2
NaNb5
O5
、Pb2
KNb5
O15
、四硼酸鋰(Li2
B4
O7
)、鈮酸鈉鉀((K,Na)NbO3
)、鐵酸鉍(BiFeO3
)、鈮酸鈉(NaNbO3
)、鈦酸鉍(Bi4
Ti3
O12
)、鈦酸鉍鈉(Na0.5
Bi0.5
TiO3
)、聚偏二氟乙烯(1,1-二氟乙烷聚合物、PVDF)、氮化鋁(AlN)、磷酸鎵(GaPO4
)、砷化鎵(GaAs)等。 該等壓電物質(piezo substance)之中，宜使用鈦酸鋇、PZT(鋯鈦酸鉛)等壓電陶瓷。
本發明之第1態樣中之內部電極層可採用導電性的金屬電極。就能使用之金屬而言，可使用銅、鋁、鎳、金、銀、鉻、鎳-鉻合金、鎢、鉬、黃銅、青銅、白銅、鉑、銠等的金屬箔或真空薄膜導體、或粉體燒結而成之厚膜導體。又，疊層壓電體之製造程序中不使用較高溫時，也可使用由導電粒子與黏結劑樹脂構成之聚合物型厚膜導體。
利用圖說明本發明之第2態樣。圖2係本發明之第2態樣中之介電致動器的基本構成。亦即為將介電彈性體11夾持在電極10間的形態，與所謂平行板型電容器為相同結構。 圖3係將本發明之第2態樣中之介電致動器製成疊層結構而得之疊層型介電致動器的構成圖。因施加電壓而產生體積變化的介電彈性體11交替地夾持於內部電極(層間電極)12，前述內部電極配置成交錯地成為正電極、負電極，且分別藉由側面電極13、側面電極14連接。
本發明之第2態樣之因施加電壓而產生體積變化的介電物質(介電體)，可使用展示橡膠彈性之彈性體。本發明之第2態樣中之彈性體，可使用天然橡膠(NR)、合成天然橡膠(異戊二烯橡膠)(IR)、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、丁二烯橡膠(BR)、氯丁橡膠(CR)、丁基橡膠(IIR)、腈橡膠(NBR)、乙烯-丙烯橡膠(EPM、EPDM)、氯磺化聚乙烯橡膠(Hypalon)(CSM)、丙烯酸橡膠(ACM)、胺甲酸酯橡膠(U)、聚矽氧橡膠(Q)、氟橡膠(FKM)、多硫橡膠(T)等。本發明之第2態樣中，宜含有選自於所例示之彈性體中之至少一種橡膠。 本發明之第2態樣中，該等彈性體之中宜為含有腈基之橡膠、氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠，為含有腈基之橡膠特佳。本發明之第2態樣中，較佳彈性模量之範圍為2～480MPa，尤佳為3～240MPa，更佳為4～120MPa之範圍。該等橡膠材料藉由腈基或鹵素基而具有大的極化，故相對介電常數高。
本發明之第2態樣中，藉由在彈性體中進一步摻合強介電體之填料，可提高有效的介電率。本發明之第2態樣中使用之強介電體，可例示：塊磷鋁石(磷酸鋁：AlPO4
)、蔗糖、石英(水晶)(SiO2
)、羅謝爾鹽(酒石酸鉀-鈉)(KNaC4
H4
O6
)、黃晶(黃玉、矽酸鹽)(Al2
SiO4
(F,OH)2
)、電氣石(托瑪琳)族礦物、正(ortho)磷酸鎵(GaPO4
)、矽酸鎵鑭(La3
Ga5
SiO14
)、鈣鈦礦(perovskite鈦酸鈣：CaTiO3
)、具有鎢-青銅結構之陶瓷、鈦酸鋇(BaTiO3
)、鈦酸鉛(PbTiO3
)、PZT：鋯鈦酸鉛(鋯酸-鈦酸鉛)(Pb[Zrx
Ti1-x
]O3
0＜x＜1 混晶)、鈮酸鉀(KNbO3
)、鈮酸鋰(LiNbO3
)、鉭酸鋰(LiTaO3
)、鎢酸鈉(NaX
WO3
)、氧化鋅(ZnO、Zn2
O3
)、Ba2
NaNb5
O5
、Pb2
KNb5
O15
、四硼酸鋰(Li2
B4
O7
)、鈮酸鈉鉀((K,Na)NbO3
)、鐵酸鉍(BiFeO3
)、鈮酸鈉(NaNbO3
)、鈦酸鉍(Bi4
Ti3
O12
)、鈦酸鉍鈉(Na0.5
Bi0.5
TiO3
)、聚偏二氟乙烯(1,1-二氟乙烷聚合物、PVDF)、氮化鋁(AlN)、磷酸鎵(GaPO4
)、砷化鎵(GaAs)等。 該等介電物質(壓電物質)之中，宜使用鈦酸鋇、PZT(鋯鈦酸鉛)等介電陶瓷。 本發明之第2態樣中，可將該等強介電體製成中心徑為約0.1～10μm的粉體填料，並以使彈性體樹脂與強介電物質之比成為3～70質量份/97～30質量份的方式進行混練摻合而混合化並使用。
本發明之第2態樣之介電彈性體的彈性模量，較佳為1MPa以上1000MPa以下。 本發明之第2態樣中使用之介電彈性體，可藉由將強介電體粒子與柔軟性樹脂、較佳為含有90質量%以上之彈性體之黏結劑樹脂、視需要添加之溶劑進行混練混合並糊劑化，然後以印刷、浸塗、點膠(dispense)等賦予預定的形狀，並進行乾燥硬化而獲得較理想。又，也可利用如下方法獲得：預先進行糊劑化後，成型為薄膜狀或片狀，賦予獲得之薄膜或片預定形狀，然後進行貼附等。
本發明之第2態樣中，特別是主要使用介電彈性體朝厚度方向之位移的致動器的情況下，可採用導電性之金屬電極作為電極、或內部電極。就能使用之金屬而言，可使用銅、鋁、鎳、金、銀、鉻、鎳-鉻合金、鎢、鉬、黃銅、青銅、白銅、鉑、銠等的金屬箔或真空薄膜導體、或粉體燒結而成之厚膜導體。又，疊層介電體之製造程序中不使用較高溫時，也可使用由導電粒子與黏結劑樹脂構成之聚合物型厚膜導體。
利用圖說明本發明之第3態樣。圖4為圓筒型電磁感應致動器之一例，係將由具有伸縮性之導體構成之層與由具有伸縮性之絕緣體構成之層共捲繞成輥狀而構成。本構成中，藉由通電而產生圓筒朝直徑方向的收縮及於高度方向的收縮。藉此，例如若在圓筒的內側設置軟管(hose)狀空間並插通管(tube)的話，通電時可壓縮管以形成脈狀流動。又，若將內部空間製成袋狀並填滿非壓縮性液體的話，可用作藉由通電使袋內之液體吐出的泵浦。當然也可將致動器本身朝直徑方向或高度方向的收縮直接利用於機械驅動。
圖5為平面線圈型電磁感應致動器，係在具有伸縮性之基材上利用具有伸縮性之導體於平面上形成線圈。該構成中，藉由通電使線圈朝面方向發生顯著收縮。平面線圈型的情況下，將致動器本身視為片材，故藉由將視為片材之致動器捲繞於對象物，可施加緊固、或壓縮等變形。 圓筒型、平面線圈型均可藉由使其靠近，較佳為在線圈中心放入鐵芯以增加變形量。
本發明之特徵在於：電極或線圈、配線使用伸縮性導體組成物。 本發明之第一態樣中之疊層型壓電致動器的特徵在於：側面電極使用伸縮性導體。 本發明之第2態樣中之介電致動器的特徵在於：使用伸縮性導體作為介電致動器之電極，又，較佳為使用伸縮性導體作為疊層型介電致動器時之層間電極及側面電極。 本發明中之電磁感應致動器的特徵在於：使用伸縮性導體作為導體材料，尤其作為線圈之導體材料。
本發明中之伸縮性導體，係指於10%以上之拉伸、或3%以上之壓縮時仍維持導電性的導體。本發明之伸縮性導體，較佳為至少由金屬粒子、拉伸彈性模量為1MPa以上1000MPa以下之柔軟性樹脂構成。 本發明中使用之伸縮性導體，可藉由將導電性粒子與柔軟性樹脂、較佳為含有90質量%以上之彈性體之黏結劑樹脂、視需要添加之溶劑進行混練混合並糊劑化，然後以印刷、浸塗、點膠等賦予預定的形狀，並進行乾燥硬化而獲得。又，也可利用如下方法獲得：預先進行糊劑化後，成型為薄膜狀或片狀，賦予獲得之薄膜或片預定形狀，然後進行貼附等。 本發明中，柔軟性樹脂較佳可使用含有90質量%以上之彈性體之黏結劑樹脂。彈性體係展示橡膠彈性之高分子材料的總稱。
本發明之導電性粒子，係由電阻率為1×10-1
Ωcm以下之物質構成的粒徑為100μm以下之粒子。電阻率為1×10-1
Ωcm以下之物質可例示：金屬、合金、碳、石墨、碳奈米粒子、富勒烯、奈米碳管、石墨烯片、經摻雜之半導體、導電性高分子等。就本發明中較佳使用之導電性粒子而言，可使用：銀、金、鉑、鈀、銅、鎳、鋁、鋅、鉛、錫等金屬；黃銅、青銅、白銅、焊料等合金粒子；如被覆銀之銅的混合粒子；進一步可使用經金屬鍍敷之高分子粒子、經金屬鍍敷之玻璃粒子、經金屬被覆之陶瓷粒子等。
本發明中宜使用薄片狀銀粒子或無定形團聚銀粉為主體。此外，此處所稱使用為主體，係以導電性粒子之90質量%以上的量使用。無定形團聚粉係球狀或無定形狀之初級粒子團聚成3維者。無定形團聚粉及薄片狀粉，比起球狀粉等，前者比表面積更大，故即使是低填充量亦可形成導電性網絡，故較佳。無定形團聚粉並非單分散的形態，故粒子彼此係物理性地接觸，因此易形成導電性網絡，故更佳。
薄片狀粉之粒徑並無特別限定，利用動態光散射法測得之平均粒徑(50%D)宜為0.5～20μm。更佳為3～12μm。平均粒徑超過20μm的話，微細配線的形成會變得困難，且網版印刷等時會發生堵塞。平均粒徑未達0.5μm時，會有低填充時粒子間無法接觸、導電性惡化的情況。
無定形團聚粉之粒徑並無特別限定，利用光散射法測得之平均粒徑(50%D)宜為1～20μm。更佳為3～12μm。平均粒徑超過20μm的話，分散性降低，糊劑化變得困難。平均粒徑未達1μm時，會有失去作為團聚粉的效果，且低填充時無法維持良好的導電性的情況。
本發明中之非導電性粒子，係由有機或無機的絕緣性物質構成的粒子。本發明之非導電性粒子，係為了印刷特性之改善、伸縮特性之改善、塗膜表面性之改善而添加，可利用二氧化矽、氧化鈦、滑石、氧化鋁、硫酸鋇等無機粒子；由樹脂材料構成之微凝膠等。
本發明中之彈性體可使用：天然橡膠(NR)、合成天然橡膠(異戊二烯橡膠)(IR)、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、丁二烯橡膠(BR)、氯丁橡膠(CR)、丁基橡膠(IIR)、腈橡膠(NBR)、乙烯-丙烯橡膠(EPM、EPDM)、氯磺化聚乙烯橡膠(Hypalon)(CSM)、丙烯酸橡膠(ACM)、胺甲酸酯橡膠(U)、聚矽氧橡膠(Q)、氟橡膠(FKM)、多硫橡膠(T)等。本發明中宜含有選自於所例示之彈性體中之至少一種橡膠。 本發明中，該等彈性體之中宜為含有腈基之橡膠、氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠，為含有腈基之橡膠特佳。本發明中，較佳彈性模量之範圍為2～480MPa，尤佳為3～240MPa，更佳為4～120MPa之範圍。
就含有腈基之橡膠而言，只要是含有腈基的橡膠、彈性體即可，並無特別限定，宜為腈橡膠與氫化腈橡膠。腈橡膠為丁二烯與丙烯腈之共聚物，鍵結丙烯腈量多的話，與金屬的親和性提升，但有助於伸縮性之橡膠彈性反而減小。故，丙烯腈丁二烯共聚物橡膠中的鍵結丙烯腈量宜為18～50質量%，為40～50質量%特佳。
本發明中，宜將導電性粒子與含有90質量%以上之彈性體之黏結劑樹脂、視需要添加之溶劑進行混練混合，製成伸縮性導體形成用糊劑之後，加工成側面電極。此外，彈性體之百分比係由彈性體之質量相對於黏結劑樹脂之質量的比求出。 本發明之黏結劑樹脂中可摻合環氧樹脂。環氧樹脂係具有環氧基之有機化合物，較佳可使用雙酚A型樹脂或苯酚酚醛清漆型樹脂。環氧化合物中可摻合硬化劑。就硬化劑而言，使用公知的胺化合物、多元胺化合物等即可。摻合硬化劑時，環氧樹脂為含有環氧基之化合物與硬化劑之總量。 又，本發明之黏結劑樹脂中可摻合聚酯樹脂、非交聯之聚酯胺甲酸酯樹脂、苯氧基樹脂、玻璃轉移溫度為20℃以下之丙烯酸樹脂等。 該等彈性體以外之樹脂成分相對於黏結劑樹脂，宜為未達10質量%，尤佳為未達5質量%。
本發明中使用之伸縮性導體形成用糊劑，視需要含有溶劑。本發明中之溶劑為水或有機溶劑。溶劑之含量應根據糊劑所要求之黏性適當調整，並無特別限定，令導電性粒子與柔軟性樹脂之合計質量為100時，大約為30～80質量比較佳。 本發明中使用之有機溶劑，沸點宜為100℃以上、未達300℃，沸點為130℃以上、未達280℃更佳。有機溶劑的沸點過低的話，會有糊劑製造步驟或糊劑使用時溶劑揮發，構成導電性糊劑之成分比容易變化的疑慮。另一方面，有機溶劑的沸點過高的話，會有乾燥硬化塗膜中的殘留溶劑量變多，導致塗膜的可靠性降低的疑慮。
本發明中之有機溶劑可列舉：環己酮、甲苯、二甲苯、異佛酮、γ-丁內酯、苯甲醇、ExxonMobil Chemical製的Solvesso 100、150、200、丙二醇單甲醚乙酸酯、松油醇、乙二醇單丁醚乙酸酯、二戊苯、三戊苯、正十二醇、二乙二醇、乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇二丁醚、二乙二醇單乙酸酯、三乙二醇二乙酸酯、三乙二醇、三乙二醇單甲醚、三乙二醇單乙醚、三乙二醇單丁醚、四乙二醇、四乙二醇單丁醚、三丙二醇、三丙二醇單甲醚、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯等。又，石油系烴類亦可列舉：新日本石油公司製的AF溶劑4號(沸點：240～265℃)、5號(沸點：275～306℃)、6號(沸點：296～317℃)、7號(沸點：259～282℃)、及0號溶劑H(沸點：245～265℃)等，視需要亦可含有該等中之2種以上。可適當含有如此之有機溶劑，以使伸縮性導體形成用糊劑成為適合於印刷等的黏度。
本發明中使用之伸縮性導體形成用糊劑，可藉由將係材料之導電性粒子、硫酸鋇粒子、伸縮性樹脂、溶劑，利用溶解器(dissolver)、三輥研磨機、自公轉型混合機、碾磨機、球磨機、砂磨機等分散機進行混合分散而獲得。
本發明中使用之伸縮性導體形成用糊劑，在不損及發明內容的範圍內，可摻合印刷適性的賦予劑、色調的調整劑、調平劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑等公知的有機、無機添加劑。
本發明中之伸縮性導體組成物，宜具有3～35體積%之自由體積。 此處，自由體積係將從伸縮性導體層之截面圖像中由空隙部分、非空隙部分之面積獲得的空隙面積相對於總截面積之空隙面積%擴展到三維，假定厚度為單位長度而換算成體積%。亦即藉由將面積%的數值直接替換讀取成體積%而獲得。 自由體積宜為10～35體積%，為15～35體積%尤佳。就該自由體積而言，特別是當伸縮性導體施加壓縮應變時可產生表觀體積收縮，具有減小施加於伸縮性導體之內部應力的作用。
本發明中之彈性體的摻合量，相對於導電粒子、較佳添加之非導電性粒子及柔軟性樹脂之合計為7～35質量%，較佳為9～28質量%，尤佳為12～20質量%。特別是藉由將非球狀之導電粒子即薄片狀、或團聚塊狀之導電粒子、及彈性體以該摻合比進行糊劑化，可在伸縮性導體內形成預定之自由體積。
本發明之第1態樣即疊層型壓電致動器、別名壓電致動器(piezo actuator)、本發明之第2態樣即介電致動器、本發明之第3態樣即電磁感應致動器，主要使用於半導體曝光裝置之極微移動用平台、精密定位探針、掃描穿隧顯微鏡(STM)、原子力顯微鏡(AFM)等之探針驅動用等需要精密位置控制之產業設備。又，最近也作為行動電話、數位相機之相機模組(自動對焦機構、變焦機構、手震補正機構)、硬磁碟驅動機(磁頭位置控制)、光學設備(光軸調整、焦點調整)、馬達(衝擊式線性馬達(impact linear motor)、超音波線性馬達)使用。除該等外，也作為超精密微細研磨工具、小型類型機械變壓器(mechanical transformer)、快速角度調整機構、微小荷重加載檢測裝置、加壓機構、泵浦、定位平台機構、沖孔機(punching machine)、噴墨頭、燃料等液體的噴射器等使用。 本發明之致動器當然可用於該等用途，進一步也可用於需要大位移之用途。 [實施例]
以下，舉實施例對本發明進行更加詳細且具體地說明。此外，實施例中的評價結果等係依下列方法測定。
＜腈量＞ 將獲得之柔軟性樹脂進行NMR分析而得到組成比，並由此換算成基於單體之質量比的質量%。 ＜慕尼黏度＞ 使用島津製作所製SMV-300RT「Mooney Viscometer」測定慕尼黏度。 ＜彈性模量＞ 將樹脂材料(彈性體)加熱壓縮成形成厚度200±20μm之片狀，然後沖壓成ISO 527-2-1A規定的啞鈴型，製成試驗片。以ISO 527-1規定的方法進行拉伸試驗，求出彈性模量。 ＜平均粒徑＞ 使用堀場製作所製的光散射式粒徑分布測定裝置LB-500測定平均粒徑。
＜電阻率＞ 將伸縮性導體片材化，並裁切成寬度10mm、長度140mm，製作試驗片。測定自然狀態(伸長率0%)的伸縮性導體片試驗片之片電阻與膜厚，算出電阻率。針對4片試驗片，利用測厚儀SMD-565L(TECLOCK公司製)測定膜厚，並利用Loresta-GP MCP-T610(Mitsubishi Chemical Analytech公司製)測定片電阻，使用其平均值。電阻率係依下式算出。 電阻率(Ω･cm)＝Rs(Ω□
)×t(cm) 此處，Rs表示片電阻，t表示膜厚。 ＜空隙率＞ 用環氧樹脂包埋疊層型壓電致動器，並進行裁切以能進行由伸縮性導體構成之側面電極部分的截面觀察，對裁切面進行研磨，然後利用SEM實施截面觀察，從截面圖像求出伸縮性導體部分之空隙部分的面積%，假定厚度為單位長度，求出體積%。亦即將面積%直接替換讀取成體積%。
＜位移＞ 以高速照相機拍攝施加電壓時致動器的作動，測定相對於初始尺寸的最大變化，並以相對於初始尺寸之%表示。 ＜電極間絕緣電阻＞ 利用Agilent Technologies公司製高電阻測定裝置，由施加500V時、60秒後之電流值，求出電阻。 ＜靜音特性＞ 由下列受試者所為之官能評價。 年齡24歲之健康女性 年齡35歲之健康男性 年齡41歲之健康女性 年齡56歲之健康男性 全部受試者在健康診斷之聽覺試驗中均被診斷為無異常。
[製造例] ＜柔軟性樹脂(合成橡膠材料)的聚合＞ 在配備有攪拌機、水冷套層之不銹鋼製反應容器中，加入： 丁二烯 54質量份 丙烯腈 46質量份 去離子水 270質量份 十二烷基苯磺酸鈉 0.5質量份 萘磺酸鈉縮合物 2.5質量份 第三-十二基硫醇 0.3質量份 三乙醇胺 0.2質量份 碳酸鈉 0.1質量份， 於通入氮氣的同時將浴溫度保持在15℃，並輕輕攪拌。然後，歷時30分鐘滴加過硫酸鉀0.3質量份溶解於去離子水19.7質量份而得的水溶液，進一步繼續反應20小時後，加入對苯二酚0.5質量份溶解於去離子水19.5質量份而得的水溶液，並進行聚合停止操作。
然後，為了蒸餾除去未反應之單體，首先將反應容器內減壓，進一步導入蒸汽並回收未反應之單體，獲得由NBR構成之合成橡膠乳膠(L1)。 於獲得之乳膠加入食鹽與稀硫酸並進行團聚、過濾，將相對於樹脂之體積比20倍量的去離子水分5次以重複使樹脂再分散於去離子水並過濾，藉此進行洗滌，在空氣中乾燥而獲得柔軟性樹脂(彈性體)(R1)。(R1)之評價結果顯示於表1。
以下，變更加入之原料、聚合條件、洗滌條件等並同樣進行操作，得到表1所示之柔軟性樹脂(彈性體)(R2)及(R3)。此外，表中的簡稱如下。 NBR：丙烯腈-丁二烯橡膠 SBR：苯乙烯-丁二烯橡膠(苯乙烯/丁二烯＝50/50質量%)
[表1] 
＜團聚銀粒子＞ 團聚銀粒子(A)使用無定形團聚銀粉(DOWA Electronics公司製G-35，平均粒徑6.0μm)。 薄片銀粒子(B)使用AGC-A(福田金屬箔粉工業公司製，平均粒徑3.1μm)。
＜伸縮性導體片形成用糊劑之製備＞ 如表2般摻合各成分後，利用3輥研磨機進行混練，得到伸縮性導體形成用糊劑[P1]～[P9])。 同樣變更組成，得到表2所示之介電彈性體形成用糊劑D1、伸縮性絕緣體形成用糊劑E1。 此外，表2中環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂Epikote 1001與硬化劑(脂肪族多元胺)之9/1(質量比)混合物。 又，添加劑之調平劑係BYK公司製BYKETOL-OK。
利用塗抹機將獲得之伸縮性導體形成用糊劑[P1]～[P9])塗覆在聚四氟乙烯樹脂製片上以進行製膜，於120℃乾燥20分鐘，形成厚度50μm之伸縮性導體片。針對獲得之伸縮性導體片，求出電阻率。結果顯示於表2。
[表2]
＜實施例1＞ 依照下列程序製作具有圖1之構成的疊層型壓電致動器。 首先，稱量成為壓電物質(壓電體)之主原料的氧化鉛、氧化鋯、氧化鈦、氧化鈮、碳酸鍶等的粉末，以成為所期望之組成，並進行製備以使最終組成成為PZT(鋯鈦酸鉛)。製備中依照常法，並考慮到鉛的蒸發，以使鉛成分比起上述混合比組成之化學計量比過量1～2%的方式進行調配。將經調配之原料利用混合機進行乾式混合，之後於800～950℃預燒，得到預燒粉。
然後，於預燒粉加入離子交換水、分散劑並進行預混合，然後，利用行星式球磨機進行濕式粉碎，製成粉碎粉。將粉碎粉乾燥後，加入溶劑、黏結劑、塑化劑、分散劑等，利用球磨機進行混合並使其漿液化，進一步邊在真空裝置內利用攪拌機對漿液進行攪拌邊實施真空消泡及黏度調整。 利用刮刀裝置將真空消泡、黏度調整後之漿液成形為一定厚度之生胚片(green sheet)，然後在生胚片上將藉由煅燒而成為內部電極(層間電極)之銀･鈀煅燒糊劑網版印刷成預定的圖案，用沖壓機進行沖壓，成形成預定的大小及形狀，得到附設電極層之生胚片。
將預定片數的獲得之附設電極層之生胚片疊層成圖1之構成，熱壓接後進行脫脂，於溫度900～1200℃進行煅燒，並研磨成所期望之形狀，得到在厚度方向極化受到控制之疊層壓電元件。於獲得之疊層壓電元件塗布伸縮性導體形成用糊劑[P1]，以成為圖1之構成，在120℃乾燥硬化30分鐘以形成側面電極，得到疊層型壓電致動器[A1]。此外，於同條件(同批次)製作30個致動器。
用環氧樹脂包埋獲得之致動器[A1]，實施側面電極部的截面觀察，求出空隙率。結果顯示於表3。 於獲得之疊層型壓電致動器[A1]施加振幅50V、頻率20kHz的正弦交變電場，實施12小時的致動器之連續作動試驗，試驗後之致動器之作動、及顯微鏡觀察到的側面電極之狀態顯示於表3。
＜實施例2～8、比較例1＞ 以下，將伸縮性導體形成用糊劑[P1]依次替換為[P2]～[P9]，製作疊層型壓電致動器[A2]～[A9]並進行評價。結果顯示於表3。 如表3所示，可知使用本發明之伸縮性導體作為側面電極的疊層型壓電致動器，展示能耐受長時間之連續使用的良好特性。另一方面，比較例中於短時間內側面電極即產生裂紋，欠缺實用性。
[表3]
＜實施例10＞ 依照下列程序製作具有圖2之構成的單層介電致動器。 首先將已實施脫模處理之聚酯薄膜作為臨時基材，使用之前製造例中獲得之伸縮性導體形成用糊劑P5，利用網版印刷進行預定圖案的印刷，並進行乾燥硬化。然後，在獲得之伸縮性導體層上，使用介電彈性體形成用糊劑D1進行印刷乾燥硬化，形成介電彈性體層，進一步使用伸縮性導體形成用糊劑P5，進行印刷乾燥硬化以形成電極層，形成三層結構之電容器。將獲得之電容器從脫模聚酯薄膜剝離，裁切成預定形狀，得到單層介電致動器X0。獲得之介電致動器X0中，最初形成的伸縮性導體層之厚度為15μm，介電彈性體層之厚度為22μm，最後形成的伸縮性導體層之厚度為13μm。介電致動器X0之表背面之電極間的絕緣電阻為＞1×1012
Ω。於該介電致動器施加0～1000v的電壓，確認到作動。
＜實施例11＞ 依照下列程序製作圖3所示之疊層型介電致動器。 將製造例中獲得之介電彈性體形成用糊劑利用刮刀裝置塗覆於經脫模處理之聚酯薄膜上，以使其成為一定的厚度，經由乾燥步驟成形得到介電彈性體生胚片後，在生胚片上將成為內部電極(層間電極)之伸縮性導體形成用糊劑P1網版印刷成預定的圖案，用沖壓機進行沖壓，成形成預定的大小及形狀，得到附設電極層之生胚片。
將預定片數的獲得之附設電極層之生胚片疊層成圖3之構成，熱壓接後進行脫脂，於溫度120℃進行追加乾燥與熱處理，並成形成所期望之形狀，得到在厚度方向疊層而成之疊層電容器。於獲得之疊層電容器塗布伸縮性導體形成用糊劑[P1]，以成為圖3之構成，在120℃乾燥硬化30分鐘以形成側面電極，得到疊層型介電致動器[X1]。此外，於同條件(同批次)製作30個致動器。
用環氧樹脂包埋獲得之致動器[X1]，實施電極部的截面觀察，求出空隙率。結果顯示於表4。 於獲得之疊層型介電致動器[X1]施加振幅500V、頻率5kHz的正弦交變電場，實施5小時的致動器之連續作動試驗，試驗後之致動器之作動、及顯微鏡觀察到的電極之狀態顯示於表4。
＜實施例2～8、比較例＞ 以下，將伸縮性導體形成用糊劑[P1]依次替換為[P2]～[P9]，製作疊層型介電致動器[X2]～[X9]並進行評價。結果顯示於表4。 如表4所示，可知使用本發明之伸縮性導體作為側面電極的疊層型介電致動器，展示大的位移，且展示能耐受長時間之連續使用的良好特性。另一方面，比較例中位移小，且於短時間內側面電極即產生裂紋，欠缺實用性。
[表4]
＜實施例21＞ 依照下列程序製作具有圖4之構成的圓筒型電磁感應致動器。 首先將已實施脫模處理之聚酯薄膜作為臨時基材，使用之前製造例中獲得之伸縮性導體形成用糊劑P1，藉由網版印刷進行預定圖案的印刷，並進行乾燥硬化。然後，在獲得之伸縮性導體層上，使用伸縮性絕緣體形成用糊劑E1進行印刷乾燥硬化，形成伸縮性絕緣體，以形成伸縮性導體與伸縮性絕緣體之二層結構的片。將獲得的片從脫模聚酯薄膜剝離，狹縫成形成預定寬度後，在預定部分安裝引線，並捲繞成圓筒形，得到電磁感應致動器[Z1]。獲得之電磁感應致動器Z1中，伸縮性導體層之厚度為18μm，伸縮性絕緣體層之厚度為12μm。伸縮性絕緣體之絕緣電阻1×1012
Ω以上。於該電磁感應致動器施加0～1000v的電壓，確認到作動。
＜實施例22～28、比較例3＞ 以下，將伸縮性導體形成用糊劑[P1]依次替換為[P2]～[P9]，製作電磁感應致動器[Z2]～[Z9]並進行評價。結果顯示於表5。 如表5所示，使用本發明之伸縮性導體作為側面電極的電磁感應致動器，展示大的位移。另一方面，比較例中顯示位移小，且欠缺作為致動器之實用性。
[表5]
＜實施例29＞ 依照下列程序製作圖5所示之平面線圈型電磁感應致動器。 利用刮刀裝置將製造例中獲得之伸縮性絕緣體形成用糊劑E1塗覆在經脫模處理之聚酯薄膜上，使其成為一定的厚度，經由乾燥步驟得到伸縮性基材。在獲得之伸縮性基材上，使用伸縮性導體形成用糊劑P5並利用網版印刷法印刷預定的平面線圈，並進行乾燥硬化，連同伸縮性基材從脫模PET薄膜剝離，得到具有圖5之構成的電磁感應致動器[Z10]。針對獲得之電磁感應致動器[Z10]實施評價，結果顯示於表5。 [產業上利用性]
如上所示，本發明中之致動器，其靜音性極為優異，能耐受長時間的連續使用，主要使用於半導體曝光裝置之極微移動用平台、精密定位探針、掃描穿隧顯微鏡(STM)、原子力顯微鏡(AFM)等之探針驅動用等需要精密位置控制之產業設備。又，最近也作為行動電話、數位相機之相機模組(自動對焦機構、變焦機構、手震補正機構)、硬磁碟驅動機(磁頭位置控制)、光學設備(光軸調整、焦點調整)、馬達(衝擊式線性馬達、超音波線性馬達)使用。除該等外，也作為超精密微細研磨工具、小型類型機械變壓器、快速角度調整機構、微小荷重加載檢測裝置、加壓機構、泵浦、定位平台機構、沖孔機、噴墨頭、燃料等液體的噴射器等使用。進一步，本發明之疊層型壓電致動器也可完全適應於長時間使用之揚聲器。
1‧‧‧壓電物質(壓電體)2‧‧‧內部電極(層間電極)3‧‧‧側面電極4‧‧‧側面電極10‧‧‧電極11‧‧‧介電彈性體12‧‧‧內部電極(層間電極)13‧‧‧側面電極14‧‧‧側面電極100‧‧‧具有伸縮性之絕緣基材(基材)101‧‧‧具有伸縮性之導體材料(伸縮性導體)102‧‧‧具有伸縮性之電磁感應體材料(伸縮性絕緣體或伸縮性電磁感應體)
[圖1]圖1係顯示本發明之疊層型壓電致動器之構成的概略示意圖。 [圖2]圖2係顯示本發明之介電致動器(單層)之構成的概略示意圖。 [圖3]圖3係顯示本發明之疊層型介電致動器之構成的概略示意圖。 [圖4]圖4係顯示本發明之電磁感應致動器之一例(圓筒型)之構成的概略示意圖。 [圖5]圖5係顯示本發明之電磁感應型致動器之一例(平面線圈型)之構成的概略示意圖。
Claims (11)
- 一種疊層型壓電致動器，具有下列結構：因施加電壓而產生體積變化之壓電物質與內部電極交替地疊層，且該內部電極配置成交錯地成為正電極、負電極；其特徵為：將正電極彼此予以連接、及將負電極彼此予以連接的側面電極使用具有伸縮性之導體組成物；該具有伸縮性之導體組成物，係導電性粒子與含有90質量%以上之彈性體之黏結劑樹脂的混合物；該彈性體含有選自於天然橡膠(NR)、合成天然橡膠(異戊二烯橡膠)(IR)、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、丁二烯橡膠(BR)、氯丁橡膠(CR)、丁基橡膠(IIR)、腈橡膠(NBR)、乙烯-丙烯橡膠(EPM、EPDM)、氯磺化聚乙烯橡膠(Hypalon)(CSM)、氟橡膠(FKM)、多硫橡膠(T)中之至少一種橡膠。
- 如申請專利範圍第1項之疊層型壓電致動器，其中，該導電性粒子含有中心徑為0.08μm~25μm之範圍的金屬粒子。
- 如申請專利範圍第1或2項之疊層型壓電致動器，其中，構成該側面電極之導體組成物具有3~35體積%之自由體積。
- 一種疊層型介電致動器，係將介電彈性體夾持於對向的一對電極，並在該一對電極間施加電壓以使該介電彈性體發生變形； 其特徵為：該電極使用具有伸縮性之導體組成物；該具有伸縮性之導體組成物，係導電性粒子與含有90質量%以上之彈性體之黏結劑樹脂的混合物；該彈性體含有選自於天然橡膠(NR)、合成天然橡膠(異戊二烯橡膠)(IR)、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、丁二烯橡膠(BR)、氯丁橡膠(CR)、丁基橡膠(IIR)、腈橡膠(NBR)、乙烯-丙烯橡膠(EPM、EPDM)、氯磺化聚乙烯橡膠(Hypalon)(CSM)、氟橡膠(FKM)、多硫橡膠(T)中之至少一種橡膠。
- 如申請專利範圍第4項之疊層型介電致動器，其中，該導電性粒子含有中心徑為0.08μm~25μm之範圍的金屬粒子。
- 如申請專利範圍第4或5項之疊層型介電致動器，其中，構成該電極之導體組成物具有3~35體積%之自由體積。
- 如申請專利範圍第4或5項之疊層型介電致動器，具有下列結構：電極與介電彈性體交替地疊層，且該電極配置成交錯地成為正電極、負電極。
- 如申請專利範圍第4或5項之疊層型介電致動器，其中，將正電極彼此予以連接、及將負電極彼此予以連接的側面電極使用具有伸縮性之導體組成物。
- 一種電磁感應致動器，其特徵為：利用藉由使電流通過由具有伸縮性之導體組成物構成之電感器所產生的電磁力，而使電感器本身發生變形； 該具有伸縮性之導體組成物，係導電性粒子與含有90質量%以上之彈性體之黏結劑樹脂的混合物；該彈性體含有選自於天然橡膠(NR)、合成天然橡膠(異戊二烯橡膠)(IR)、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、丁二烯橡膠(BR)、氯丁橡膠(CR)、丁基橡膠(IIR)、腈橡膠(NBR)、乙烯-丙烯橡膠(EPM、EPDM)、氯磺化聚乙烯橡膠(Hypalon)(CSM)、氟橡膠(FKM)、多硫橡膠(T)中之至少一種橡膠。
- 如申請專利範圍第9項之電磁感應致動器，其中，該導電性粒子含有中心徑為0.08μm~25μm之範圍的金屬粒子。
- 如申請專利範圍第9或10項之電磁感應致動器，其中，該具有伸縮性之導體組成物具有3~35體積%之自由體積。
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