(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一平面状に所定の間隔を置いて並行に配置された複数の帯状電極を有する電極群で、互いに逆極性の電圧が印加される第１の電極群と第２の電極群とを交差させ、交互に重ね合わせて折り畳むことで前記第１の電極と前記第２の電極とを交互に積層させた複数の積層電極と、
前記積層電極において前記第１の電極と前記第２の電極との２つの電極が対向する前記帯状電極上の領域それぞれに前記帯状電極を挟んで配置され、前記帯状電極より高い剛性を有する複数の板状部材と、
前記帯状電極の折り返し部分であって、前記積層電極において対向する前記第１の電極と前記第２の電極との間で積層方向に伸縮する空隙を形成する複数のヒンジ部と、
隣接する前記積層電極を接続する前記積層電極間の帯状電極のうち、積層方向で隣接し対向する帯状電極を互いに接合し、前記積層電極において対向する前記第１の電極と前記第２の電極との間で積層方向に伸縮する空隙を形成する複数の接続部と、
を備えることを特徴とする静電アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載の静電アクチュエータにおいて、
前記帯状電極は、誘電体で覆われていることを特徴とする静電アクチュエータ。
【請求項３】
所定の厚みを有する誘電体に挟み込まれた複数の帯状電極を形成し、
前記帯状電極の前記誘電体双方に前記帯状電極の幅の長さを有する矩形の複数の板状部材を間隔を置いて配置し、
前記板状部材が配置されなかった前記帯状電極の領域のうち、前記帯状電極を折り畳んで積層した際に積層方向で隣接し対向する前記領域を互いに接合する接続部材を一部の前記領域に配置し、
前記複数の帯状電極の一部を第１の電極群として所定の間隔を置いて並行に配置し、
前記複数の帯状電極の残りを第２の電極群として、前記第１の電極群と交差するように前記所定の間隔を置いて並行に配置し、前記第１の電極群と交差する位置で双方の板状部材の１つを重ね合わせ、
前記第１の電極群または前記第２の電極群を跨いだ位置の前記間隔部分で折り曲げて、前記第１の電極群と前記第２の電極群とを交互に折り畳み、前記第１の電極と前記第２の電極とを前記板状部材が重ね合わされた前記位置で交互に対向させて積層し、
前記積層方向で隣接し対向する領域を配置された前記接続部材で互いに接合する
ことを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。
【請求項４】
所定の厚みを有する誘電体に挟み込まれた複数の帯状電極を形成し、
前記帯状電極の前記誘電体双方に前記帯状電極の幅の長さを有する矩形の複数のプラトー部を残して複数の溝部を形成し、
前記複数の溝部のうち、前記帯状電極を折り畳んで積層する際に積層方向で隣接し対向する溝部を互いに接合する接続部材を一部の溝部に配置し、
前記複数の帯状電極の一部を第１の電極群として所定の間隔を置いて並行に配置し、
前記複数の帯状電極の残りを第２の電極群として、前記第１の電極群と交差するように前記所定の間隔を置いて並行に配置し、前記第１の電極群と交差する位置で双方のプラトー部の１つを重ね合わせ、
前記第１の電極群または前記第２の電極群を跨いだ位置の前記溝部で折り曲げて、前記第１の電極群と前記第２の電極群とを交互に折り畳み、前記第１の電極と前記第２の電極とを前記プラトー部が重ね合わされた前記位置で交互に対向させて積層し、
前記積層方向で隣接し対向する溝部を配置された前記接続部材で互いに接合する
ことを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の静電アクチュエータの製造方法において、
積層方向で隣接し対向する前記溝部を互いに接合するための接着剤を前記溝部の接合面に塗布し、
前記接続部材は、前記接合面の反対の面に配置され、前記帯状電極が折り畳まれ積層された場合に前記積層方向で隣接し対向する溝部を互いに前記接合面で圧着し接合する
ことを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の静電アクチュエータの製造方法において、
前記接続部材は、エッチングにより除去されることを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層された電極間の電位差によって伸縮する静電アクチュエータおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電アクチュエータは、軽量でありながら大きな駆動力を得ることができるため、磁力を利用したモータなどに代わるものとして期待されている。
【０００３】
静電アクチュエータの一例として、特許文献１には、多数の電極を積層し、電極と電極の間に印加される電圧に応じて伸縮させる構成の積層型静電アクチュエータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５９６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１のような従来技術では、積層数に応じた可動範囲と強い作用力が期待できる反面、電極間の空間を伸縮させる構成であるために、外力が加わった場合などには容易に伸びてしまう場合があり、アクチュエータの構造自体で形状を維持することが困難である。
【０００６】
また、極板面積を増やすには、多くの積層型静電アクチュエータを並列に配置する必要があるが、積層型静電アクチュエータを大量に製造するには時間およびコストがかかる。
【０００７】
上記従来技術が有する問題に鑑み、本発明の目的は、外力に対して自身の形状を維持可能で容易に製造することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明を例示する静電アクチュエータの一態様は、同一平面状に所定の間隔を置いて並行に配置された複数の帯状電極を有する電極群で、互いに逆極性の電圧が印加される第１の電極群と第２の電極群とを交差させ、交互に重ね合わせて折り畳むことで第１の電極と第２の電極とを交互に積層させた複数の積層電極と、積層電極において第１の電極と第２の電極との２つの電極が対向する帯状電極上の領域それぞれに帯状電極を挟んで配置され、帯状電極より高い剛性を有する複数の板状部材と、帯状電極の折り返し部分であって、積層電極において対向する第１の電極と第２の電極との間で積層方向に伸縮する空隙を形成する複数のヒンジ部と、隣接する積層電極を接続する積層電極間の帯状電極のうち、積層方向で隣接し対向する帯状電極を互いに接合し、積層電極において対向する第１の電極と第２の電極との間で積層方向に伸縮する空隙を形成する複数の接続部と、を備える。
【００１０】
また、帯状電極は、誘電体で覆われていてもよい。
【００１１】
本発明を例示する静電アクチュエータの製造方法の一態様は、所定の厚みを有する誘電体に挟み込まれた複数の帯状電極を形成し、帯状電極の誘電体双方に帯状電極の幅の長さを有する矩形の複数の板状部材を間隔を置いて配置し、板状部材が配置されなかった帯状電極の領域のうち、帯状電極を折り畳んで積層した際に積層方向で隣接し対向する領域を互いに接合する接続部材を一部の領域に配置し、複数の帯状電極の一部を第１の電極群として所定の間隔を置いて並行に配置し、複数の帯状電極の残りを第２の電極群として、第１の電極群と交差するように所定の間隔を置いて並行に配置し、第１の電極群と交差する位置で双方の板状部材の１つを重ね合わせ、第１の電極群または第２の電極群を跨いだ位置の間隔部分で折り曲げて、第１の電極群と第２の電極群とを交互に折り畳み、第１の電極と第２の電極とを板状部材が重ね合わされた位置で交互に対向させて積層し、積層方向で隣接し対向する領域を配置された接続部材で互いに接合する。
【００１２】
本発明を例示する静電アクチュエータの製造方法の別態様は、所定の厚みを有する誘電体に挟み込まれた複数の帯状電極を形成し、帯状電極の誘電体双方に帯状電極の幅の長さを有する矩形の複数のプラトー部を残して複数の溝部を形成し、複数の溝部のうち、帯状電極を折り畳んで積層する際に積層方向で隣接し対向する溝部を互いに接合する接続部材を一部の溝部に配置し、複数の帯状電極の一部を第１の電極群として所定の間隔を置いて並行に配置し、複数の帯状電極の残りを第２の電極群として、第１の電極群と交差するように所定の間隔を置いて並行に配置し、第１の電極群と交差する位置で双方のプラトー部の１つを重ね合わせ、第１の電極群または第２の電極群を跨いだ位置の溝部で折り曲げて、第１の電極群と第２の電極群とを交互に折り畳み、第１の電極と第２の電極とをプラトー部が重ね合わされた位置で交互に対向させて積層し、積層方向で隣接し対向する溝部を配置された接続部材で互いに接合する。
【００１３】
また、積層方向で隣接し対向する溝部を互いに接続するための接着剤を溝部の接合面に塗布し、接続部材は、接合面の反対の面に配置され、帯状電極が折り畳まれ積層された場合に積層方向で隣接し対向する溝部を接合面で圧着し接合してもよい。
【００１４】
また、接続部材は、エッチングにより除去されてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、外力に対して自身の形状を維持可能で容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一の実施形態に係る静電アクチュエータ１００を示す図
【図２】電極テープ１３の構造の一例を示す図
【図３】ＸＺ平面における静電アクチュエータ１００の断面図
【図４】電極保持部の厚みと変形量との関係の一例を示す図
【図５】外力と変位との関係の一例を示す図
【図６】電極テープの形成方法の一例を説明する図
【図７】電極保持部１１の形成方法の一例を説明する図
【図８】ＸＺ平面における各組の電極テープ１３が積層された静電アクチュエータ１００の断面図
【図９】電極保持部１１の別の形成方法を説明する図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の一の実施形態に係る静電アクチュエータ１００の外観図を示す。
【００１８】
本実施形態に係る静電アクチュエータ１００は、間隔Ｄを置いて並行に同一平面（ＸＹ平面）に配置した３本の幅Ｌを有する帯状の電極である電極テープを１組とした、２組の電極テープ１３から成る。具体的には、２組の電極テープ１３が、互いに交差するように配置され、交互に重ね合わせるように折り畳み積層される。これにより、静電アクチュエータ１００は、図１のような９つの積層電極を有する電極構造を有する。各電極テープ１３は、他の組の電極テープ１３と交差する位置（積層電極）に、板状の電極保持部１１が挟まれた積層電極部１２を有する。また、電極テープ１３は、折り返し部分であるヒンジ部１４と、他の組の電極テープ１３を跨ぐ平坦な部分で積層方向（Ｚ方向）で隣接するもの同士を接続する接続部１５とを有する。
【００１９】
図２は、電極テープ１３の構造の一例を示す。図に示すように、電極テープ１３は、銅などの金属膜を誘電体膜で挟んで形成される。さらに、電極テープ１３は、１辺の長さがＬで厚みｔ１を持つ２枚の板状の電極保持部１１に挟まれ、複数の積層電極部１２が形成される。これにより、積層電極部１２は、電極保持部１１の剛性によって、板状の形状が維持される。各積層電極部１２の間の溝部１６は、ヒンジ部１４や接続部１５として活用される。
【００２０】
図３は、Ｘ方向に延在する１つの電極テープ１３に沿ったＸＺ平面での静電アクチュエータ１００の断面図を示す。なお、図３において、Ｘ方向に延在する電極テープ１３の積層電極部１２は白抜きの矩形で示し、太い実線で示した電極テープ１３によって互いに結合されている様子を示す。また、Ｙ方向に延在し異なる極性の電圧が印加される他の組の電極テープ１３および積層電極部１２は、太い破線および網掛けを付した矩形で示す。
【００２１】
図３に示すように、ヒンジ部１４は、他の組の電極テープ１３を跨いだ位置の溝部１６そのものを撓ませることで形成される。一方、接続部１５は、他の組の電極テープ１３を跨ぐ平坦な平坦部１７に位置する溝部１６のうち、積層方向で隣接し対向する一対の溝部１６を接合して形成される。ヒンジ部１４および接続部１５は、これらを形成する溝部１６の長さ、電極テープ１３自身が有する弾性力や張力等の特性により、積層電極における積層電極部１２間の距離ｄ１等の電極構造を維持することができる。なお、溝部１６の幅Ｄ’は、間隔Ｄとともに、電極テープ１３が有する特性、電極保持部１１の剛性、要求される積層電極部１２間の距離ｄ１等に応じて適宜決められることが好ましい。
【００２２】
これにより、本実施形態の静電アクチュエータ１００は、２組の電極テープ１３それぞれに極性の異なる電圧が印加されると、対向する積層電極部１２それぞれに電界が印加される。対向する積層電極部１２それぞれの間の電界に応じた静電気力が作用する。その静電気力により、対向する各積層電極部１２間の間隙を収縮させる。その結果、静電アクチュエータ１００は、積層方向（Ｚ方向）に収縮し、この収縮時の力を作用させることができる。
【００２３】
次に、本実施形態の静電アクチュエータ１００は、既述のように構成されることにより、大きな動作範囲およびこの動作範囲における適切なばね特性の実現と、動作範囲を超えた変形への耐性の実現とを両立する点について説明する。
【００２４】
対向する２つの積層電極部１２間に作用する単位面積あたりの静電気力の大きさは、これら電極間の距離ｄ１の２乗に反比例する。したがって、静電アクチュエータ１００によって大きな作用力を得るには、対向する２つの積層電極部１２を互いに近接して組み合わせる必要がある。
【００２５】
しかしながら、大きな動作範囲を確保するためには、対向する積層電極部１２間の距離ｄ１からそれぞれの電極保持部１１の厚さｔ１の２倍と電極テープ１３の厚さｔ２を差し引いた隙間の幅ｄ２を確保する必要がある。また、静電アクチュエータ１００および積層電極部１２の形状を維持し、外力による変形を防ぐためには、電極保持部１１の厚みｔ１も一定の厚み以上にして、動作範囲外では極めて硬いばねとして振る舞わせる必要がある。
【００２６】
図４は、１辺の長さＬ(例えば、１００μｍ)の電極保持部１１の厚みｔ１を変えてモデル化した静電アクチュエータについてのシミュレーションを行い、電極保持部１１のサイズＬと電極保持部１１の厚みｔ１とが満たすべき関係を示す。なお、シミュレーション対象の静電アクチュエータのモデルでは、電極テープ１３は、誘電体としてＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート)樹脂のフィルムで銅の帯状電極を挟んで形成され、例えば１μｍなどの厚さｔ２を有する。電極テープ１３は、電極保持板１１として、厚みｔ１のＰＥＴ樹脂の板で挟まれ、積層電極部１２が形成される。このような静電アクチュエータのモデルを用い、積層方向（Ｚ方向）に積層電極を引き伸ばす外力の大きさに応じて、２つの積層電極部１２の間隔がどのように変化するかをシミュレーションによって求めた。
【００２７】
図４に、電極保持部１１の厚みｔ１をそれぞれ５μｍ、１０μｍ、１５μｍ、２０μｍとしたモデルについて、上述したような外力を加えたときのシミュレーション結果を、それぞれ細い実線、太い破線、太い一点鎖線および太い実線で示す。図４から、１００μｍ四方の正方形の電極保持部１１を設けた場合に、この電極保持部１１の厚みを１辺の長さの１／１０に当たる１０μｍ以上とすれば、外力の作用にかかわらず、静電アクチュエータの変形量を非常に小さい値に抑制できることが分かる。なお、変形量の抑制効果は、電極保持部１１の厚みを１辺の長さの１／２０に当たる５μｍ程度でもある程度は期待できる。その一方、電極保持部１１の厚みを１辺の長さの１５パーセントに当たる１５μｍでも２０パーセントに当たる２０μｍでも、変形量抑制効果はほぼ同等であることが分かる。
【００２８】
この結果と静電気力の性質とを鑑み、図１のように、正方形の電極保持部１１を備えて静電アクチュエータ１００を構成する場合、電極保持部１１のサイズＬと厚みｔ１とは、次式（１）の関係を有することが、このシミュレーションにより判明した。
【００２９】
５×ｔ１≦Ｌ≦２０×ｔ１      ・・・（１）
すなわち、電極保持部１１の厚さｔ１に比べて電極テープ１３の厚さｔ２が十分に小さい場合には、式（１）に示した条件を満たす正方形の電極保持部１１を備えて積層電極部１２の剛性を高めることができる。
【００３０】
特に、上述したモデルで電極保持部１１の厚みを１０μｍとした場合と同等の厚みとサイズの関係を満たしている場合は、変形量の抑制効果と大きな動作範囲とを実現した上で、対向する積層電極部１２に印加した電界によって発生する静電気力により、十分な作用力を得ることができる。
【００３１】
また、例えば、積層電極の電極保持部１１の厚みｔ１をＺ軸の距離に応じて変化させたり、積層電極において、電極保持部１１の厚みが大きい積層電極部１２からなる層と厚みが小さい積層電極部１２からなる層とを混在させたりできる。厚みが異なる電極保持部１１を備えた積層電極を用いることにより、例えば、厚みが小さい電極保持部１１を備えた積層電極部１２の対を先に収縮させ、厚みが大きい電極保持部１１を備えた積層電極部１２の対は、強い電界が印加された場合のみ収縮させるといった応答を実現することができる。
【００３２】
このように、電界の強さに応じて静電アクチュエータ１００が動作する長さや発生力を任意に制御することができるとともに、印加される電圧に応じて複雑な応答を示す静電アクチュエータ１００を実現することができる。さらに、電極保持部１１の厚みｔ１を変化させる場合、厚みｔ１と電極保持部１１のサイズＬとが式（１）の関係を満たしている限り、各積層電極部１２間の距離ｄ１は、電界を印加したときに発生する静電気力を確実に作用させられる長さ以下に保たれ、静電アクチュエータ１００を安定して動作させることができる。
【００３３】
図５は、単独の積層電極からなる静電アクチュエータ、および、２つの積層電極を並列に組み合わせた静電アクチュエータのばね特性であり、外力に対する変位のシミュレーション結果を示す。横軸は静電アクチュエータを引っ張る外力を、縦軸は変位をそれぞれ示す。外力に対して変位が少ない方のばね特性がよいことを示し、２つの積層電圧を並列に組み合わせた静電アクチュエータの方のばね特性がよい。このことから、本実施形態の静電アクチュエータ１００は、複数の積層電極が並列に配置されることから、外力、特に、ねじれ等の横からの力の作用による変形を抑制し電極構造を維持できる。さらに、静電アクチュエータ１００は、積層構造に不均一が生じることを防ぎ、静電アクチュエータ全体の均一な伸縮を保証することができる。
【００３４】
また、静電アクチュエータ１００を直列に結合し集積アクチュエータを構成することができる。このような集積アクチュエータでは、静電アクチュエータ１００が並列に並んだ９つの積層電極を有することによる作用力の増大効果とともに、直列に結合したことによる可動範囲の拡大効果を得ることができる。さらに、図１に示したような構造を持つ静電アクチュエータ１００を微細化し、この微細化した静電アクチュエータ１００を、直列に結合して集積アクチュエータを形成すれば、非常に大きな作用力を実現することができる。
【００３５】
次に、図６−８に基づいて、静電アクチュエータ１００の製造方法について説明する。
【００３６】
まず、図６を参照しつつ、電極テープ１３の形成方法について説明する。
【００３７】
電極シートは、図６（ａ）に示すように、銅薄膜をＰＥＴフィルムで挟まれて作成される。電極シートは、太い破線に沿って帯状に切断される（図６（ｂ））。帯状に切断された電極シートの切断面（図６（ｃ）の矢印）をエッチングし、切断面に露出している銅薄膜が除去される。切断面が両側のＰＥＴフィルムで接合され（図６（ｄ））、電極テープ１３が生成される（図６（ｅ））。
【００３８】
なお、図６（ｃ）の工程で銅薄膜の帯状電極の幅が切断面のエッチングによって幅Ｗとなるように、図６（ｂ）の工程において、所定のマージンαを予め見込んで電極シートを切断することが好ましい。
【００３９】
次に、図７、図８を参照しつつ、静電アクチュエータ１００の製造方法の一例を説明する。
【００４０】
本実施形態において、例えば、帯状電極を厚さｔ１＋βのＰＥＴフィルムで挟んで形成された各電極テープ１３は、両側のＰＥＴフィルム部分のうち、幅Ｌのプラトー部を残すようにして、図７（ａ）に網掛けして示す幅Ｄ’の部分を除去する。図７（ｂ）に示すように、電極テープ１３には、幅Ｌのプラトー部と幅Ｄ’の溝部１６とが交互に現れる構造を形成される。なお、このように電極保持部１１と溝部１６とを一体形成する方法は、例えば、リソグラフィー技術を利用して微細な静電アクチュエータを製造する場合に特に有効である。また、溝部１６の幅Ｄ’は可変長であり、既述したように、間隔Ｄとともに、電極テープ１３が有する特性、電極保持部１１の剛性、要求される各積層電極部１２間の距離ｄ１等に応じて適宜決められることが好ましい。
【００４１】
さらに、接続部１５が形成される溝部１６には、積層方向で隣接し対向する溝部１６と接合される接合面に接着剤が塗布され、その反対の面にアクリル樹脂の接続部材２０が図７（ｃ）に示すように配置される。なお、本実施形態における接続部材２０は、Ｌ＋Ｄの幅を有し、電極テープ１３の両端からＤ／２ずつはみ出すように配置される。これにより、各組の電極テープ１３を接続部材２０が互いに接するように配置すれば、各電極テープ１３は互いに間隔Ｄを置いて並行に配置される。なお、接続部材２０の高さは、接続部１５の配置位置や積層電極部１２間の距離ｄ１等に応じて適宜決められることが好ましい。また、接続部材２０を電極テープ１３の溝部１６に接合する接着剤はアセトン溶液に溶けやすく、溝部１６の接合面に塗布される接着剤は耐アセトン溶液であることが好ましい。
【００４２】
次に、２組の電極テープ１３は、アクリル樹脂の基板上に、互いに交差するように且つそれぞれ間隔Ｄを置いて並行に配置され、各電極テープ１３が交差する９つの位置それぞれで双方のプラトー部の１つを重ね合わせる。基板上に直に配置された組の電極テープ１３は、他の組の電極テープ１３を交差して跨いだ位置にある溝部１６で撓められ、ヒンジ部１４として折り畳まれ、交差する各位置でプラトー部を重ね合わせる。同様にして、２組の電極テープ１３が交互に折り畳まれ、各組の電極テープ１３の積層電極部１２が交互に対向して重ね合わされ積層される。図８は、図３と同じＸＺ平面における、本実施形態の方法で積層された静電アクチュエータ１００の断面図を示す。図に示すように、２組の電極テープ１３が積層される際に、接続部材２０は、積層方向で隣接し対向する一対の溝部１６を互いに接合して接続部１５を形成するように重なり合って積層される。図８に示す矢印の方向から接続部材２０を押圧することで、接続部１５が形成される溝部１６は確実に圧着され接合する。図８の静電アクチュエータ１００をアセトン溶液に浸し、アクリル樹脂の基板および接続部材２０を除去する。図１、図３に示す静電アクチュエータ１００が生成される。
【００４３】
このように、本実施形態では、２組の電極テープ１３を交差させて、交互に折り畳んで積層させるとともに、積層方向に隣接し対向する一対の溝部１６を互いに接合することにより、ねじれなどの外力からの作用に対しても電極構造を維持することができる。
【００４４】
また、２組の電極テープ１３を交差させて、交互に折り畳んで積層させるだけで、並列に配置した複数の積層電極を形成することができ、大面積の極板を有する静電アクチュエータ１００を容易に且つ低コストで製造することができる。
《実施形態の補足事項》
上記実施形態では、３本１組とする２組の電極テープ１３から静電アクチュエータ１００が形成されたが、本発明はこれに限定されず、３以外の複数の電極テープ１３を１組とする２組から静電アクチュエータが形成されてもよい。また、２組の電極テープ１３の本数は互いに異なってもよい。
【００４５】
上記実施形態では、積層電極の積層数を１２としたが、静電アクチュエータ１００に要求される可動範囲や収縮時の力の大きさに応じて積層数を適宜決めることが好ましい。
【００４６】
上記実施形態では、各組の電極テープ１３を間隔Ｄ置いて並行に配置するために、接続部材２０の幅をＬ＋Ｄとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、接続部材２０の幅は電極テープ１３の幅と同じＬとする。一方、アクリル樹脂の基板に幅Ｄのアクリル樹脂の角柱を間隔Ｌの格子状に複数配置する。各組の電極テープ１３を角柱に沿うように配置すれば、各電極テープ１３は互いに間隔Ｄを置いて並行に配置されるとともに、双方のプラトー部を各電極テープ１３が交差する位置で容易に重ね合わせられる。
【００４７】
上記実施形態では、アクリル樹脂の基板および接続部材２０をアセトンで除去したが、本発明はこれに限定されず、接続部材２０を電極テープ１３に接合し配置する際に用いられた接着剤も除去してもよい。
【００４８】
上記実施形態では、接続部材２０および基板はアクリル樹脂を用いて形成されたが、本発明はこれに限定されず、電極テープ１３を挟む誘電体より溶けやすく除去しやすいものを用いて形成されてもよい。
【００４９】
上記実施形態では、帯状電極を挟んだＰＥＴフィルムのうち、所定の部分を除去することにより電極保持部１１および溝部１６を形成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、帯状電極を厚さｔ１のポリイミドフィルムやその他の樹脂フィルムで挟んだ電極テープに電極保持部１１と溝部とを形成してもよい。
【００５０】
また、図７に示す溝部１６において残されるＰＥＴフィルムの厚さβを、例えば、プラトー部におけるＰＥＴフィルムの厚さｔ１に基づいて決定することが好ましい。これにより、溝部１６を撓ませ形成されるヒンジ部１４や接続部１５が有する弾性力や張力等を調節でき、各積層電極部１２間の距離ｄ１を調節することができる。例えば、各積層電極部１２間に電極保持部１１の厚さｔ１の２倍の間隙を確保するには、電極保持部１１の厚さｔ１の６倍に、ヒンジ部１４や接続部１５の撓み分を考慮したマージンを加えた幅の溝部１６が必要となる。溝部１６でのＰＥＴフィルムの厚さβは、強度的に許される限り薄くして、できるだけ小さい弾性力を実現するように決定されることが好ましい。
【００５１】
また、帯状電極を薄い絶縁体フィルムで覆って形成された電極テープ１３に、図９に示すように、１辺の長さＬを持つ正方形の板状の部材を、所望の幅Ｄ’を有する溝部１６が形成されるように接合し、電極保持部１１と溝部１６とを交互に形成してもよい。
【００５２】
また、電極テープ１３に別の部材を組み合わせて電極保持部１１を形成してもよい。例えば、シリカ(ＳｉＯ２)などＰＥＴ樹脂と比べて剛性の高い物質からなる板状部材を、電極テープ１３に接合して電極保持部１１を形成する場合、ＰＥＴ樹脂などを用いて電極保持部１１を形成した場合と比べて、電極保持部１１の厚みを薄くすることができる。これにより、対向する積層電極部１２間の距離ｄ１を短くして、静電アクチュエータ１００の作用力の増大を図ることができる。
【００５３】
さらに、ガラス繊維を混ぜて硬くした樹脂からなる板状部材を上述したようにして接合して電極テープ１３を形成してもよい。また、電極テープの両面に所望の幅Ｄ’を有する溝部１６が形成されるように、１辺の長さＬを持つ正方形の領域に紫外線硬化樹脂を塗布し、硬化することで電極保持部１１を形成してもよい。また、電極テープの両面全体に紫外線硬化樹脂を塗布し、電極保持部１１を形成したい領域のみ紫外線を照射して硬化させることで電極保持部１１を形成してもよい。
【００５４】
以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲が、その精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図する。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずであり、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物によることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上に説明した基本構成を備えた静電アクチュエータは、小型で動作範囲が大きく、しかも、大きな作用力を実現することができるので、家庭用電化製品の可動部分を動かすアクチュエータをはじめとして、ロボットの関節などを動かすアクチュエータとして利用することが可能である。
【００５６】
また、上述したように構成された静電アクチュエータを圧力センサとして利用することも可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１１  電極保持部、１２  積層電極部、１３  電極テープ、１４  ヒンジ部、１５  接続部、１６  溝部、１７  平坦部、２０  接続部材、１００  静電アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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