[发明专利]致动器以及致动器的制造方法

说明书

本发明公开致动器以及致动器的制造方法。致动器具备基极电极、与基极电极对置的对置电极、与基极电极连接的第1端子以及与对置电极连接的第2端子。基极电极具备：非金属基材；导电薄膜，配置于非金属基材的与对置电极对置的侧面；以及绝缘层，配置于导电薄膜之上。第1端子连接于导电薄膜。对置电极包括具有在电压被施加到第1端子和第2端子时由于作用于基极电极与对置电极之间的库伦力而能够变形的可挠性的导电体。

技术领域

本发明涉及致动器以及致动器的制造方法。

背景技术

在日本专利5714200中，公开了在两个电极间夹持有聚合物的发电机以及换能器(transducer)。在该公报中公开的发电机以及换能器中，因通过对两个电极施加电压而产生的电极间的积蓄电荷的库伦力而电极被吸引，聚合物发生变形，在电极间产生位移。

在日本特开2012-161957中，公开了在低耐热性的基材上转印实施了高温处理的陶瓷膜的方法。在该公报中，例如，在支承体上形成聚酰亚胺膜。当在聚酰亚胺膜之上涂敷金属醇盐、金属氯化物盐等金属盐的溶液之后，加热到500℃以上，并进行烧结。由此，在聚酰亚胺膜上形成氧化钛、氧化铟锡等陶瓷膜。然后，陶瓷膜被转印到塑料等低耐热性的基材上。

发明内容

在日本专利5714200所公开的结构中，由致动器得到的位移伴随聚合物的压缩变形。在该变形中，作为致动器，难以得到更大的位移。另外，根据用途，有时要求使致动器轻量化。

然而，关于作为致动器取出的工作量，产生的力和位移量的大小可能成为重要的性能。根据本发明人的知识，在用一对电极夹持电介弹性体的致动器中，产生的力与位移量的大小之间存在相反的关系。产生的力F通过F＝QE＝(CV)×(V/d)来表示。在此，Q：积蓄电荷，E：电场强度，C：电介弹性体的静电电容，d：电极间距离，V：施加电压。也就是说，电极间距离d是根据电介弹性体的厚度来确定的。为了得到大的位移量，需要增大电介弹性体的厚度(≈电极间距离d)。但是，当增大电介弹性体的厚度(≈电极间距离d)时，产生的力F变小。因此，在单纯地用一对电极夹持电介弹性体的致动器中，难以得到大的位移量。另外，作为能够用作电介弹性体的电介弹性材料，缺乏呈现高的介电常数的材料，难以得到足够的性能。本发明人根据该观点而提出致动器的新构造。

在此公开的致动器具备基极电极、与基极电极对置的对置电极、与基极电极连接的第1端子以及与对置电极连接的第2端子。基极电极具备：非金属基材；导电薄膜，配置于非金属基材的与对置电极对置的侧面；以及绝缘层，配置于导电薄膜之上。第1端子连接于导电薄膜。对置电极包括具有在电压被施加到第1端子和第2端子时由于作用于基极电极与对置电极之间的库伦力而能够变形的可挠性的导电体。根据该致动器，基极电极包括非金属基材，所以能够实现轻量化。另外，致动器的驱动不伴随绝缘层的大的压缩变形，所以相对于产生的库伦力，能够得到大的位移量。

多个基极电极也可以排列成依次以相向的方式配置。对置电极也可以配置于基极电极之间。

另外，在基极电极中，非金属基材也可以在与对置电极对置的侧面具有凹凸形状，导电薄膜也可以覆盖凹凸形状，绝缘层也可以覆盖导电薄膜。

绝缘层也可以为陶瓷的薄膜。绝缘层也可以具有钙钛矿构造。绝缘层也可以为无纺布。也可以在导电薄膜与绝缘层之间配置有导电膏或者导电胶。也可以在导电薄膜与绝缘层之间配置有硬化后的导电材料。导电薄膜也可以为金属薄膜。对置电极也可以包括含有导电材料的弹性材料。

致动器也可以还具备：电源，对导电薄膜和对置电极施加电压；以及第1开关，切换导电薄膜以及对置电极与电源的连接和切断。另外，致动器也可以还具备对第1开关进行操作的控制装置。另外，致动器也可以还具备：连接布线，不经由电源而将导电薄膜与对置电极电连接；以及第2开关，设置于连接布线，切换利用连接布线将导电薄膜与对置电极电连接的状态和切断连接布线的状态。另外，致动器也可以还具备控制装置，该控制装置构成为在第1开关被连接时第2开关被切断，且在第1开关被切断时第2开关被连接。