(57)【要約】【課題】厚さ方向に層状に積層される各圧電体層に対して、対向する両面を覆うように各電極層が配置されるアクチュエータを提供する。【解決手段】アクチュエータ10は、柱状中空部11の周りに配置されて2重螺旋を形成する第1空間12及び第2空間13と、両空間の一方及び他方の境界を形成する螺旋状の第1セル14及び第2セル15を備える。第1セル14は、第1空間12と接する第1電極層14aと第2空間13と接する第2電極層14bと、両層に挟まれる第1圧電体層14cとを有し、第2セル15は、第1空間12と接する第3電極層15aと第2空間13と接する第4電極層15bと、両層に挟まれる第2圧電体層15cとを有し、第1空間12には弾性を有し第1電極層14aと第3電極層15aとを電気的に接続する第1リブ層16a、17aが配置され、第2空間には弾性を有し第2電極層14bと第4電極層15bとを電気的に接続する第2リブ層16b、17bが配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状の中空部の周りに配置されて２重螺旋を形成する第１空間及び第２空間と、
前記第１空間と接する第１電極層と、前記第２空間と接する第２電極層と、これらの層に挟まれる第１圧電体層とを有し、前記第１空間と前記第２空間との間の一方の境界を形成する螺旋状の第１セルと、
前記第１空間と接する第３電極層と、前記第２空間と接する第４電極層と、これらの層に挟まれる第２圧電体層とを有し、前記第１空間と前記第２空間との間の他方の境界を形成する螺旋状の第２セルと、
前記第１空間に配置され、弾性を有し、前記第１電極層と前記第３電極層とを電気的に接続する第１リブ層と、
前記第２空間に配置され、弾性を有し、前記第２電極層と前記第４電極層とを電気的に接続する第２リブ層と、
を備えるアクチュエータ。
【請求項２】
前記第１リブ層は、前記第１空間と前記中空部との間の境界又は前記第１空間と外部との間の境界を形成する請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記第２リブ層は、前記第２空間と前記中空部との間の境界又は前記第２空間と外部との境界を形成する請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記第２リブ層は、前記第２空間を、前記中空部側の領域と外部側の領域とに分離する請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記第１電極層及び前記第２電極層の両側縁側の部分は、前記第１圧電体層とは接合されておらず、前記第３電極層及び前記第４電極層の両側縁側の部分は、前記第２圧電体層とは接合されていない請求項１〜４の何れか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
第２セル電極層と、前記第２セル電極層上に形成された第１セル圧電体層と、前記第１セル圧電体層上に形成された第１セル電極層と、を有する可撓性の第１基板本体と、
前記第１基板本体の中央に形成された第１貫通孔と、
前記第１基板本体の端縁から前記第１貫通孔へ延びる第１スリットと、
前記第１スリットを挟んで対向する第１端面及び第２端面と、
前記第１基板本体上に閉じた領域を形成するように配置され、前記第１スリットの位置で途切れる第１リブと、を有する第１セル基板と、
第３セル電極層と、前記第３セル電極層上に形成された第２セル圧電体層と、前記第２セル圧電体層上に形成された第４セル電極層と、を有する可撓性の第２基板本体と、
前記第２基板本体の中央に形成された第２貫通孔と、
前記第２基板本体の端縁から前記第２貫通孔へ延びる第２スリットと、
前記第２スリットを挟んで対向する第１端面及び第２端面と、
前記第２基板本体上に閉じた領域を形成するように配置され、前記第２スリットの位置で途切れる第２リブと、を有する第２セル基板と、
を備え、
前記第１セル基板及び前記第２セル基板それぞれは、前記第１端面側の端部と前記第２端面側の端部とが、これらの面方向において互いに反対の向きにずらされており、
前記第１セル基板の前記第１端面側の端部を、前記第２セル基板の上側に重ねて、前記第２セル電極層と前記第４セル電極層とを対向させ、且つ、前記第１セル基板の前記第２端面側の端部を、前記第２セル基板の下側に重ねて、前記第１セル電極層と前記第３セル電極層とを対向させ、
前記第２セル基板の前記第１端面側の端部を、前記第１セル基板の上側に重ねて、前記第３セル電極層と前記第１セル電極層とを対向させ、且つ、前記第２セル基板の前記第２端面側の端部を、前記第１セル基板の下側に重ねて、前記第２セル電極層と前記第４セル電極層とを対向させて、
前記第１セル基板と前記第２セル基板とが、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とを揃えて重ね合わされて中央貫通孔が形成され、
前記第１リブは、前記第１セル電極層と前記第３セル電極層とを電気的に接続し、且つ、前記第２リブは、前記第２セル電極層と前記第４セル電極層とを電気的に接続する、セル基板複合体。
【請求項７】
請求項６に記載のセル基板複合体を複数備え、
一の前記セル基板複合体における前記第１セル基板の前記第１端面と、別の一の前記セル基板複合体における前記第１セル基板の前記第２端面とが接合され、
前記一のセル基板複合体における前記第２セル基板の前記第１端面と、前記別の一のセル基板複合体における前記第２セル基板の前記第２端面とが接合され、
前記一のセル基板複合体における前記第２セル基板の前記第２リブは、重ね合わされている前記別の一のセル基板複合体の下面の第２セル電極層と電気的に接続され、
前記一のセル基板複合体における前記第１セル基板の前記第１リブは、重ね合わされている前記別の一のセル基板複合体の下面の第３セル電極層と電気的に接続され、
複数の前記セル基板複合体が、互いの前記中央貫通孔を揃えて重ね合わされている、アクチュエータ。
【請求項８】
第２セル電極層と、前記第２セル電極層上に形成された第１セル圧電体層と、前記第１セル圧電体層上に形成された第１セル電極層と、を有する可撓性の第１基板本体と、
前記第１基板本体の中央に形成された第１セル貫通孔と、
前記第１基板本体の端縁から前記第１貫通孔へ延びる第１スリットと、
前記第１スリットを挟んで対向する第１端面及び第２端面と、
前記第１基板本体上に閉じた領域を形成するように配置され、前記第１スリットの位置で途切れる第１リブと、を有する第１セル基板と、
第３セル電極層と、前記第３セル電極層上に形成された第２セル圧電体層と、前記第２セル圧電体層上に形成された第４セル電極層と、を有する可撓性の第２基板本体と、
前記第２基板本体の中央に形成された第２貫通孔と、
前記第２基板本体の端縁から前記第２貫通孔へ延びる第２スリット、
前記第２スリットを挟んで対向する第１端面及び第２端面と、
前記第２基板本体上に閉じた領域を形成するように配置され、前記第２スリットの位置で途切れる第２リブと、を有する第２セル基板と、
を用いてセル基板複合体を製造する方法であって、
前記第１セル基板及び前記第２セル基板それぞれにおける前記第１端面側の端部と前記第２端面側の端部とを、これらの面方向において互いに反対の向きにずらして切り込み部を形成し、
前記第１セル基板の切り込み部と前記第２セル基板の切り込み部とを互いに差し込み、
前記第１セル基板の前記第１端面側の端部を、前記第２セル基板の上側に重ね、且つ、前記第１セル基板の前記第２端面側の端部を、前記第２セル基板の下側に重ね、前記第２セル基板の前記第１端面側の端部を、前記第１セル基板の上側に重ね、且つ、前記第２セル基板の前記第２端面側の端部を、前記第１セル基板の下側に重ねて、前記第１セル基板と前記第２セル基板とを、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とを揃えて重ね合わし、
前記第２セル基板の前記第２リブを、重ね合わされている前記第１セル基板の下面を形成する前記第２セル電極層と接合し、且つ、前記第１セル基板の前記第１リブを、重ね合わされている前記第２セル基板の下面を形成する前記第３セル電極層と接合し、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とを揃えて中央貫通孔を形成する、セル基板複合体の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載のセル基板複合体を複数用いてアクチュエータを製造する方法であって、
一の前記セル基板複合体における前記第１セル基板の前記第１端面と、別の一の前記セル基板複合体における前記第１セル基板の前記第２端面とを接合し、且つ、
前記一のセル基板複合体における前記第２セル基板の前記第１端面と、前記別の一のセル基板複合体における前記第２セル基板の前記第２端面とを接合し、且つ、
前記一のセル基板複合体における前記第２セル基板の前記第２リブを、重ね合わされている前記別の一のセル基板複合体の下面を形成する前記第２セル電極層と接合し、且つ、
前記一のセル基板複合体における前記第１セル基板の前記第１リブを、重ね合わされている前記別の一のセル基板複合体の下面を形成する前記第３セル電極層と接合して、
複数の前記セル基板複合体を、互いの前記中央貫通孔を揃えて重ね合わす、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、アクチュエータ、セル基板複合体、セル基板複合体の製造方法及びアクチュエータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電体素子を用いたアクチュエータが用いられている。圧電体素子は、電圧が印加されることによって変形し、また、外力を受けて歪みが生じることにより、電圧を発生する。
【０００３】
層状の圧電体素子を有するアクチュエータは、電圧が印加されることにより、厚さが変化して、厚さ方向への駆動力を生じる。
【０００４】
一方、層状の圧電体素子を有するアクチュエータは、圧電体層の厚さ方向に外力を受けることにより発生した電圧を利用して、感圧式のセンサとして用いることができる。
【０００５】
ところで、携帯端末等のタッチパネルには、静電気感知式のセンサが用いられている。この静電気感知式のセンサは、濡れた手で接触した場合には、接触されたことを感知できない場合がある。また、静電気感知式のセンサを用いたタッチパネルは、それ自体ではパネルを駆動することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１９３２９０号公報
【特許文献２】特表２００５−５０７３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方、圧電体素子を有するアクチュエータをタッチパネルに応用した場合には、濡れた手で接触した場合にも接触を感知することができる。また、接触されたアクチュエータを駆動することにより、接触されたパネルの部分を駆動して振動させることもできる。
【０００８】
圧電体素子を有するアクチュエータをタッチパネルに応用する場合には、厚さの薄い圧電体素子を多層に積層してアクチュエータが形成され得る。
【０００９】
また、各圧電体層の対向する両面には、圧電体層に電圧を印加するための電極層が配置される。
【００１０】
このような厚さの薄い圧電体素子が多層に積層されたアクチュエータを製造する際には、厚さ方向に積層される各圧電体層に対して、対向する両面を覆うように各電極層を形成することが困難であった。
【００１１】
本明細書では、厚さ方向に層状に積層される各圧電体層に対して、対向する両面を覆うように各電極層が配置されるアクチュエータを提案することを目的とする。
【００１２】
また、本明細書では、上述したアクチュエータを形成するセル基板複合体を提案することを目的とする。
【００１３】
また、本明細書では、厚さ方向に層状に積層される各圧電体層に対して、対向する両面を覆うように各電極層が配置されるアクチュエータの製造方法を提案することを目的とする。
【００１４】
更に、本明細書では、上述したアクチュエータを製造する際に用いられ得るセル基板複合体の製造方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本明細書に開示するアクチュエータの一形態によれば、柱状の中空部の周りに配置されて２重螺旋を形成する第１空間及び第２空間と、上記第１空間と接する第１電極層と、上記第２空間と接する第２電極層と、これらの層に挟まれる第１圧電体層とを有し、上記第１空間と上記第２空間との間の一方の境界を形成する螺旋状の第１セルと、上記第１空間と接する第３電極層と、上記第２空間と接する第４電極層と、これらの層に挟まれる第２圧電体層とを有し、上記第１空間と上記第２空間との間の他方の境界を形成する螺旋状の第２セルと、上記第１空間に配置され、弾性を有し、上記第１電極層と上記第３電極層とを電気的に接続する第１リブ層と、上記第２空間に配置され、弾性を有し、上記第２電極層と上記第４電極層とを電気的に接続する第２リブ層と、を備える。
【００１６】
また、本明細書に開示するセル基板複合体の一形態によれば、第２セル電極層と、上記第２セル電極層上に形成された第１セル圧電体層と、上記第１セル圧電体層上に形成された第１セル電極層と、を有する可撓性の第１基板本体と、上記第１基板本体の中央に形成された第１貫通孔と、上記第１基板本体の端縁から上記第１貫通孔へ延びる第１スリットと、上記第１スリットを挟んで対向する第１端面及び第２端面と、上記第１基板本体上に閉じた領域を形成するように配置され、上記第１スリットの位置で途切れる第１リブと、を有する第１セル基板と、第３セル電極層と、上記第３セル電極層上に形成された第２セル圧電体層と、上記第２セル圧電体層上に形成された第４セル電極層と、を有する可撓性の第２基板本体と、上記第２基板本体の中央に形成された第２貫通孔と、上記第２基板本体の端縁から上記第２貫通孔へ延びる第２スリットと、上記第２スリットを挟んで対向する第１端面及び第２端面と、上記第２基板本体上に閉じた領域を形成するように配置され、上記第２スリットの位置で途切れる第２リブと、を有する第２セル基板と、を備え、上記第１セル基板及び上記第２セル基板それぞれは、上記第１端面側の端部と上記第２端面側の端部とが、これらの面方向において互いに反対の向きにずらされており、上記第１セル基板の上記第１端面側の端部を、上記第２セル基板の上側に重ねて、上記第２セル電極層と上記第４セル電極層とを対向させ、且つ、上記第１セル基板の上記第２端面側の端部を、上記第２セル基板の下側に重ねて、上記第１セル電極層と上記第３セル電極層とを対向させ、上記第２セル基板の上記第１端面側の端部を、上記第１セル基板の上側に重ねて、上記第３セル電極層と上記第１セル電極層とを対向させ、且つ、上記第２セル基板の上記第２端面側の端部を、上記第１セル基板の下側に重ねて、上記第２セル電極層と上記第４セル電極層とを対向させて、上記第１セル基板と上記第２セル基板とが、上記第１貫通孔と上記第２貫通孔とを揃えて重ね合わされて中央貫通孔が形成され、上記第１リブは、上記第１セル電極層と上記第３セル電極層とを電気的に接続し、且つ、上記第２リブは、上記第２セル電極層と上記第４セル電極層とを電気的に接続する。
【００１７】
また、本明細書に開示するアクチュエータの一形態によれば、上記セル基板複合体を複数備え、一の上記セル基板複合体における上記第１セル基板の上記第１端面と、別の一の上記セル基板複合体における上記第１セル基板の上記第２端面とが接合され、上記一のセル基板複合体における上記第２セル基板の上記第１端面と、上記別の一のセル基板複合体における上記第２セル基板の上記第２端面とが接合され、上記一のセル基板複合体における上記第２セル基板の上記第２リブは、重ね合わされている上記別の一のセル基板複合体の下面の第２セル電極層と電気的に接続され、上記一のセル基板複合体における上記第１セル基板の上記第１リブは、重ね合わされている上記別の一のセル基板複合体の下面の第３セル電極層と電気的に接続され、複数の上記セル基板複合体が、互いの上記中央貫通孔を揃えて重ね合わされている。
【００１８】
また、本明細書に開示するセル基板複合体の製造方法の一形態によれば、第２セル電極層と、上記第２セル電極層上に形成された第１セル圧電体層と、上記第１セル圧電体層上に形成された第１セル電極層と、を有する可撓性の第１基板本体と、上記第１基板本体の中央に形成された第１セル貫通孔と、上記第１基板本体の端縁から上記第１貫通孔へ延びる第１スリットと、上記第１スリットを挟んで対向する第１端面及び第２端面と、上記第１基板本体上に閉じた領域を形成するように配置され、上記第１スリットの位置で途切れる第１リブと、を有する第１セル基板と、第３セル電極層と、上記第３セル電極層上に形成された第２セル圧電体層と、上記第２セル圧電体層上に形成された第４セル電極層と、を有する可撓性の第２基板本体と、上記第２基板本体の中央に形成された第２貫通孔と、上記第２基板本体の端縁から上記第２貫通孔へ延びる第２スリットと、上記第２スリットを挟んで対向する第１端面及び第２端面と、上記第２基板本体上に閉じた領域を形成するように配置され、上記第２スリットの位置で途切れる第２リブと、を有する第２セル基板と、を用いてセル基板複合体を製造する方法であって、上記第１セル基板及び上記第２セル基板それぞれにおける上記第１端面側の端部と上記第２端面側の端部とを、これらの面方向において互いに反対の向きにずらして切り込み部を形成し、上記第１セル基板の切り込み部と上記第２セル基板の切り込み部とを互いに差し込み、上記第１セル基板の上記第１端面側の端部を、上記第２セル基板の上側に重ね、且つ、上記第１セル基板の上記第２端面側の端部を、上記第２セル基板の下側に重ね、上記第２セル基板の上記第１端面側の端部を、上記第１セル基板の上側に重ね、且つ、上記第２セル基板の上記第２端面側の端部を、上記第１セル基板の下側に重ねて、上記第１セル基板と上記第２セル基板とを、上記第１貫通孔と上記第２貫通孔とを揃えて重ね合わし、上記第２セル基板の上記第２リブを、重ね合わされている上記第１セル基板の下面を形成する上記第２セル電極層と接合し、且つ、上記第１セル基板の上記第１リブを、重ね合わされている上記第２セル基板の下面を形成する上記第３セル電極層と接合し、上記第１貫通孔と上記第２貫通孔とを揃えて中央貫通孔を形成する。
【００１９】
更に、本明細書に開示するアクチュエータの製造方法の一形態によれば、上記セル基板複合体を複数用いてアクチュエータを製造する方法であって、一の上記セル基板複合体における上記第１セル基板の上記第１端面と、別の一の上記セル基板複合体における上記第１セル基板の上記第２端面とを接合し、且つ、上記一のセル基板複合体における上記第２セル基板の上記第１端面と、上記別の一のセル基板複合体における上記第２セル基板の上記第２端面とを接合し、且つ、上記一のセル基板複合体における上記第２セル基板の上記第２リブを、重ね合わされている上記別の一のセル基板複合体の下面を形成する上記第２セル電極層と接合し、且つ、上記一のセル基板複合体における上記第１セル基板の上記第１リブを、重ね合わされている上記別の一のセル基板複合体の下面を形成する上記第３セル電極層と接合して、複数の上記セル基板複合体を、互いの上記中央貫通孔を揃えて重ね合わす。
【発明の効果】
【００２０】
本明細書に開示するアクチュエータの一形態によれば、厚さ方向に層状に積層される各圧電体層に対して、対向する両面を覆うように各電極層が配置される。
【００２１】
また、本明細書に開示するセル基板複合体の一形態によれば、セル基板複合体を用いて、上述したアクチュエータが形成される。
【００２２】
また、本明細書に開示するセル基板複合体の製造方法の一形態によれば、上述したアクチュエータを形成するセル基板複合体が得られる。
【００２３】
更に、本明細書に開示するアクチュエータの製造方法の一形態によれば、厚さ方向に層状に積層される各圧電体層に対して、対向する両面を覆うように各電極層が配置されるアクチュエータを容易に製造できる。
【００２４】
本発明の目的及び効果は、特に請求項において指摘される構成要素及び組み合わせを用いることによって認識され且つ得られるだろう。
【００２５】
前述の一般的な説明及び後述の詳細な説明の両方は、例示的及び説明的なものであり、特許請求の範囲に記載されている本発明を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本明細書に開示するアクチュエータの第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示すアクチュエータのＸ１−Ｘ１線断面図である。
【図３】図１に示すアクチュエータの駆動された状態を示す図である。
【図４】図１に示すアクチュエータを形成する第１セル基板を示す斜視図である。
【図５】図４に示す第１セル基板の平面図である。
【図６】図５のＸ２−Ｘ２線断面図である。
【図７】図１に示すアクチュエータを形成する第２セル基板を示す斜視図である。
【図８】図７に示す第２セル基板の平面図である。
【図９】図８のＸ３−Ｘ３線断面図である。
【図１０】本明細書に開示するアクチュエータの製造方法の第１実施形態の製造工程（その１）を示す図である。
【図１１】本明細書に開示するアクチュエータの製造方法の第１実施形態の製造工程（その２）を示す図である。
【図１２】本明細書に開示するアクチュエータの製造方法の第１実施形態の製造工程（その３）を示す図である。
【図１３】本明細書に開示するアクチュエータの第１実施形態の変形例を示す図である。
【図１４】本明細書に開示するアクチュエータの第２実施形態を示す斜視図である。
【図１５】図１４に示すアクチュエータのＹ１−Ｙ１線断面図である。
【図１６】図１４に示すアクチュエータの駆動された状態を示す図である。
【図１７】図１４に示すアクチュエータを形成する第２セル基板を示す斜視図である。
【図１８】図１４に示す第２セル基板の平面図である。
【図１９】図１８のＹ２−Ｙ２線断面図である。
【図２０】本明細書に開示するアクチュエータの製造方法の第２実施形態の製造工程（その１）を示す図である。
【図２１】本明細書に開示するアクチュエータの製造方法の第２実施形態の製造工程（その２）を示す図である。
【図２２】本明細書に開示するアクチュエータの製造方法の第２実施形態の製造工程（その３）を示す図である。
【図２３】本明細書に開示するアクチュエータの製造方法の第３実施形態の製造工程（その１）を示す図である。
【図２４】本明細書に開示するアクチュエータの製造方法の第３実施形態の製造工程（その２）を示す図である。
【図２５】本明細書に開示するアクチュエータの製造方法の第３実施形態の製造工程（その３）を示す図である。
【図２６】本明細書に開示するアクチュエータの製造方法の第３実施形態の製造工程（その４）を示す図である。
【図２７】本明細書に開示するアクチュエータの製造方法の第３実施形態の製造工程の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本明細書で開示するアクチュエータの好ましい実施形態を、図を参照して説明する。但し、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。
【００２８】
図１は、本明細書に開示するアクチュエータの第１実施形態を示す斜視図である。図２は、図１に示すアクチュエータのＸ１−Ｘ１線断面図である。図３は、図１に示すアクチュエータの駆動された状態を示す図である。
【００２９】
本実施形態のアクチュエータ１０は、柱状の中空部１１の周りに配置されて２重螺旋を形成する第１空間１２及び第２空間１３を備える。
【００３０】
第１空間１２は、図２の実線の矢印に示すように、アクチュエータ１０の内部に形成された螺旋状の空間である。同様に、第２空間１３は、図２の鎖線の矢印に示すように、アクチュエータ１０の内部に形成された螺旋状の空間である。第１空間１２及び第２空間１３それぞれは、独立した空間である。
【００３１】
第１空間１２及び第２空間１３それぞれは、アクチュエータ１０の下方から上方に向かって螺旋状に延びている。
【００３２】
また、アクチュエータ１０は、第１空間１２と第２空間１３との間の一方の境界を形成する螺旋状の第１セル１４と、第１空間１２と第２空間１３との間の他方の境界を形成する螺旋状の第２セル１５と、を備える。
【００３３】
第１セル１４は、アクチュエータ１０の下方から上方に向かって、螺旋状に延びている。第１セル１４は、アクチュエータ１０の上方に第１端面２７を有し、下方に第２端面２８を有する。
【００３４】
第１セル１４は、弾性及び導電性を有し第１空間１２と接する第１電極層１４ａと、弾性及び導電性を有し第２空間１３と接する第２電極層１４ｂと、これらの層に挟まれる第１圧電体層１４ｃとを有する。第１圧電体層１４ｃは、圧電特性を有する。第１セル１４は、第１空間１２と第２空間１３との間の一方の境界を形成する。
【００３５】
アクチュエータ１０の下方から上方に向かって螺旋状に延びる第１セル１４は、その略全体に亘って、第１空間１２と第２空間１３とに挟まれている。
【００３６】
第２セル１５は、弾性及び導電性を有し第１空間１２と接する第３電極層１５ａと、弾性及び導電性を有し第２空間１３と接する第４電極層１５ｂと、これらの層に挟まれる第２圧電体層１５ｃとを有する。第２圧電体層１５ｃは、圧電特性を有する。第２セル１５は、第１空間１２と第２空間１３との間の他方の境界を形成する。
【００３７】
第２セル１５は、アクチュエータ１０の下方から上方に向かって、螺旋状に延びている。第２セル１５は、アクチュエータ１０の上方に第１端面３７を有し、下方に第２端面（図示せず）を有する。
【００３８】
アクチュエータ１０の下方から上方に向かって螺旋状に延びる第２セル１５は、その略全体に亘って、第１空間１２と第２空間１３とに挟まれている。
【００３９】
第１セル１４の第１電極層１４ａと第２セル１５の第３電極層１５ａとは第１空間１２を挟んで対向している。また、第１セル１４の第２電極層１４ｂと第２セル１５の第４電極層１５ｂとは第２空間１３を挟んで対向している。
【００４０】
このように、アクチュエータ１０では、螺旋形状を有する２つの空間と圧電体層を有する２つのセルとが一体に形成されている。
【００４１】
また、アクチュエータ１０は、第１空間１２に配置され、導電性及び弾性を有し、第１電極層１４ａと第３電極層１５ａとを接合すると共に電気的に接続する、第１内側リブ層１６ａと、第１内側リブ層１６ａと間隔をあけて配置される第１外側リブ層１７ａとを有する。第１内側リブ層１６ａは、第１空間１２と中空部１１との間の境界を形成する。第１外側リブ層１７ａは、第１空間１２と外部との間の境界を形成する。
【００４２】
第１内側リブ層１６ａは、アクチュエータ１０の下方から上方に向かって、中空部１１の周りを螺旋状に延びている。第１外側リブ層１７ａは、アクチュエータ１０の下方から上方に向かって、第１空間１２の周りを螺旋状に延びている。
【００４３】
第１内側リブ層１６ａ及び第１外側リブ層１７ａは、第１電極層１４ａ及び第３電極層１５ａを介して、電気的に接続する。
【００４４】
第１空間１２は、電気的に接続された第１内側リブ層１６ａ及び第１外側リブ層１７ａ及び第１電極層１４ａ及び第３電極層１５ａに囲まれている。電気的に接続された第１内側リブ層１６ａ及び第１外側リブ層１７ａ及び第１電極層１４ａ及び第３電極層１５ａは、アクチュエータ１０の第１電極Ｅ１を形成する。第１電極Ｅ１は、第１圧電体層１４ｃ及び第２圧電体層１５ｃに対して、同じ極性の電圧を印加する。第１内側リブ層１６ａ及び第１外側リブ層１７ａ及び第１電極層１４ａ及び第３電極層１５ａは、一体に形成されていても良い。
【００４５】
また、アクチュエータ１０は、第２空間１３に配置され、導電性及び弾性を有し、第２電極層１４ｂと第４電極層１５ｂとを接合すると共に電気的に接続する、第２内側リブ層１６ｂと、第２内側リブ層１６ｂと間隔をあけて配置される第２外側リブ層１７ｂとを有する。第２内側リブ層１６ｂは、第２空間１３と中空部１１との間の境界を形成する。第２外側リブ層１７ｂは、第２空間１３と外部との間の境界を形成する。
【００４６】
第２内側リブ層１６ｂは、アクチュエータ１０の下方から上方に向かって、中空部１１の周りを螺旋状に延びている。第２外側リブ層１７ｂは、アクチュエータ１０の下方から上方に向かって、第２空間１３の周りを螺旋状に延びている。
【００４７】
第２内側リブ層１６ｂ及び第２外側リブ層１７ｂは、第２電極層１４ｂ及び第４電極層１５ｂを介して、電気的に接続する。
【００４８】
第２空間１３は、電気的に接続された第２内側リブ層１６ｂ及び第２外側リブ層１７ｂ及び第２電極層１４ｂ及び第４電極層１５ｂに囲まれている。第２内側リブ層１６ｂ及び第２外側リブ層１７ｂ及び第２電極層１４ｂ及び第４電極層１５ｂは、アクチュエータ１０の第２電極Ｅ２を形成する。第２電極Ｅ２は、第１圧電体層１４ｃ及び第２圧電体層１５ｃに対して、第１電極Ｅ１とは異なる極性の電圧を印加する。第２内側リブ層１６ｂ及び第２外側リブ層１７ｂ及び第２電極層１４ｂ及び第４電極層１５ｂは、一体に形成されていても良い。
【００４９】
また、アクチュエータ１０では、第１セル１４及び第２セル１５それぞれは可撓性を有する。詳しくは後述するが、第１セル１４及び第２セル１５それぞれは、可撓性を有する複数のセル基板が、撓んだ状態で、互いに組み合わされ接合されて、螺旋状の構造が形成されている。このようにして、アクチュエータ１０は全体として可撓性を有することになる。
【００５０】
アクチュエータ１０を駆動する場合には、第１電極Ｅ１に一方の極性の電圧を印加し、且つ第２電極Ｅ２に他方の極性の電圧を印加する。第１圧電体層１４ｃ及び第２圧電体層１５ｃは、第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２を用いて電圧を印加されて、厚さ方向に変位が生じるように駆動される。
【００５１】
図３に示すように、電圧を印加された第１電極層１４ａ及び第２電極層１４ｂに挟まれた第１圧電体層１４ｃは、面と平行な方向に収縮し且つ面と垂直な方向に拡大する。また、電圧を印加された第３電極層１５ａ及び第４電極層１５ｂに挟まれた第２圧電体層１５ｃは、面と平行な方向に収縮し且つ面と垂直な方向に拡大する。
【００５２】
また、第１圧電体層１４ｃ及び第２圧電体層１５ｃに印加する電圧の向きを反対にすることにより、各圧電体層を、面と平行な方向に拡大し且つ面と垂直な方向に収縮させることもできる。
【００５３】
図３に示すように、上下から力を受ける第１内側リブ層１６ａ、第１外側リブ層１７ａ、第２内側リブ層１６ｂ又は第２外側リブ層１７ｂは、弾性により撓む場合がある。撓んだ各リブ層は、電極層への電圧の印加を停止することにより、圧電体層の変形が元に戻るのと共に、弾性により形状が復元する。
【００５４】
アクチュエータ１０が、上下の方向から外力を受けた場合には、各圧電体層の厚さ方向の歪み量に応じて電圧を発生する。発生した電圧は、第１電極Ｅ１及び第２電極２から取り出される。アクチュエータ１０は、発生した電圧を用いて、感圧型センサとしても機能する。
【００５５】
図１〜図３に示すアクチュエータ１０は、図４〜図９に示す可撓性を有する複数の第１セル基板２０及び第２セル基板３０が撓んだ状態で互いに組み合わされて形成されている。
【００５６】
まず、第１セル基板２０及び第２セル基板３０について説明した上で、次に、これらのセル基板を用いたアクチュエータ１０の好ましい製造方法の一実施形態について説明する。
【００５７】
はじめに、第１セル基板２０を、図４〜図６を参照して以下に説明する。
【００５８】
図４は、図１に示すアクチュエータを形成する第１セル基板を示す斜視図である。図５は、図４に示す第１セル基板の平面図である。図６は、図５のＸ２−Ｘ２線断面図である。
【００５９】
第１セル基板２０は、弾性及び導電性を有する第２セル電極層２１と、第２セル電極層２１上に形成された第１セル圧電体層２２と、第１セル圧電体層２２上に形成された弾性及び導電性を有する第１セル電極層２３と、を有する可撓性の第１基板本体２４を有する。
【００６０】
また、第１セル基板２０は、第１基板本体２４の中央に形成された第１貫通孔２５と、第１基板本体２４の端縁から第１貫通孔２５へ延びる第１スリット２６と、を有する。
【００６１】
また、第１セル基板２０は、第１スリット２６を挟んで対向する第１端面２７及び第２端面２８を有する。
【００６２】
更に、第１セル基板２０は、第１基板本体２４上に環状の閉じた領域を形成するように配置され、第１スリット２６の位置で途切れる第１内側リブ２９ａを有する。第１内側リブ２９ａは、第１貫通孔２５の周囲に形成される。第１内側リブ２９ａは、弾性及び導電性を有する。
【００６３】
また、第１セル基板２０は、第１内側リブ２９ａと間隔をあけて、第１基板本体２４上に環状の閉じた領域を形成するように配置され、第１スリット２６の位置で途切れる第１外側リブ２９ｂを有する。第１外側リブ２９ｂは、第１基板本体２４上の周縁に形成される。第１外側リブ２９ｂは、弾性及び導電性を有する。
【００６４】
第１セル電極層２３及び第１内側リブ２９ａ及び第１外側リブ２９ｂは、一体に形成されていても良い。
【００６５】
第１セル１４の第１電極層１４ａは、複数の第１セル電極層２３が接合して形成される。第１セル１４の第２電極層１４ｂは、複数の第２セル電極層２１が接合して形成される。第１セル１４の第１圧電体層１４ｃは、複数の第１セル圧電体層２２が接合して形成される。また、第１内側リブ層１６ａは、複数の第１内側リブ２９ａが接合して形成される。第１外側リブ層１７ａは、複数の第１外側リブ２９ｂが接合して形成される。
【００６６】
次に、第２セル基板３０を、図７〜図９を参照して以下に説明する。
【００６７】
図７は、図１に示すアクチュエータを形成する第２セル基板を示す斜視図である。図８は、図７に示す第２セル基板の平面図である。図９は、図８のＸ３−Ｘ３線断面図である。
【００６８】
第２セル基板３０は、弾性及び導電性を有する第３セル電極層３１と、第３セル電極層３１上に形成された第２セル圧電体層３２と、第２セル圧電体層３２上に形成された弾性及び導電性を有する第４セル電極層３３と、を有する可撓性の第２基板本体３４を有する。
【００６９】
また、第２セル基板３０は、第２基板本体３４の中央に形成された第２貫通孔３５と、第２基板本体３４の端縁から第２貫通孔３５へ延びる第２スリット３６と、を有する。
【００７０】
また、第２セル基板３０は、第２スリット３６を挟んで対向する第１端面３７及び第２端面３８を有する。
【００７１】
更に、第２セル基板３０は、第２基板本体３４上に環状の閉じた領域を形成するように配置され、第２スリット３６の位置で途切れる第２内側リブ３９ａを有する。第２内側リブ３９ａは、第２貫通孔３５の周囲に形成される。第２内側リブ３９ａは、弾性及び導電性を有する。
【００７２】
また、第２セル基板３０は、第２内側リブ３９ａと間隔をあけて、第２基板本体３４上に環状の閉じた領域を形成するように配置され、第２スリット３６の位置で途切れる第２外側リブ３９ｂを有する。第２外側リブ３９ｂは、第２基板本体３４上の周縁に形成される。第２外側リブ３９ｂは、弾性及び導電性を有する。
【００７３】
第４セル電極層３３及び第２内側リブ３９ａ及び第２外側リブ３９ｂは、一体に形成されていても良い。
【００７４】
第２セル１５の第４電極層１５ｂは、複数の第４セル電極層３３が接合して形成される。第２セル１５の第３電極層１５ａは、複数の第３セル電極層３１が接合して形成される。第２セル１５の第２圧電体層１５ｃは、複数の第２セル圧電体層３２が接合して形成される。また、第２内側リブ層１６ｂは、複数の第２内側リブ３９ａが接合して形成される。第２外側リブ層１７ｂは、複数の第２外側リブ３９ｂが接合して形成される。
【００７５】
本実施形態では、第１基板本体２４及び第２基板本体３４の形状は同じである。本実施形態では、第１基板本体２４及び第２基板本体３４は、正方形状を有しているが、第１基板本体２４及び第２基板本体３４の形状は、円形等の他の形状であっても良い。
【００７６】
また、本実施形態では、第１貫通孔２５及び第２貫通孔３５の形状は同じである。本実施形態では、第１貫通孔２５及び第２貫通孔３５は、円形状を有しているが、第１貫通孔２５及び第２貫通孔３５の形状は、矩形等の他の形状であっても良い。
【００７７】
また、本実施形態では、第１スリット２６及び第２スリット３６は、同じ幅を有する切れ込みである。なお、第１スリット２６及び第２スリット３６は、幅のない切れ込みであっても良い。
【００７８】
第１内側リブ２９ａの形成材料としては、Ａｇ又はＡｇＰｄ合金又はＰｔ又はＡｕの粒子を焼結したものを用いることができる。また、第１内側リブ２９ａの形成材料としては、Ａｇ又はＣｕの薄い板等を用いることができる。更に、第１内側リブ２９ａの形成材料としては、導電性を有する樹脂を用いることができる。第１内側リブ２９ａの形成材料として、例えば、回路基板の導電層を形成する材料を用いると、回路基板を製造する技術を用いて第１内側リブ２９ａを形成することができる。
【００７９】
第１外側リブ２９ｂ、第１セル電極層２３、第２セル電極層２１、第２内側リブ３９ａ、第２外側リブ３９ｂ、第３セル電極層３１又は第４セル電極層３３の形成材料として、第１内側リブ２９ａと同様の材料を用いることができる。
【００８０】
第１セル圧電体層２２又は第２セル圧電体層３２の形成材料としては、圧電特性を有する誘電体を用いることができる。具体的には、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ニッケル酸ニオブ酸鉛（ＰＮＮ）、ランタン添加チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＬＺＴ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等を用いることができる。
【００８１】
第１セル基板２０及び第２セル基板３０は、同じ形成材料を用いても良いし、異なる形成材料を用いても良い。
【００８２】
上述した第１セル基板２０及び第２セル基板３０を形成する技術としては、回路基板又は半導体装置等の従来の製造技術を用いることができるので、第１セル基板２０及び第２セル基板３０を安価に大量に生産することが可能である。
【００８３】
次に、上述したアクチュエータの製造方法の第１実施形態を、図面を参照して、以下に説明する。
【００８４】
まず、図１０に示すように、上述した第１セル基板２０及び第２セル基板３０が形成される。
【００８５】
第１基板本体２４は、第２セル電極層２１と、第１セル圧電体層２２と、第１セル電極層２３とが積層されて形成される。
【００８６】
第１基板本体２４の寸法は、例えば、厚さが２ｍｍであり、一辺の長さが５０ｍｍの正方形とすることができる。
【００８７】
そして、第１基板本体２４に第１貫通孔２５及び第１スリット２６が形成される。
【００８８】
第１貫通孔２５は、例えば、直径を２０ｍｍの円形とすることができる。第１スリット２６の寸法は、例えば、幅を１ｍｍとすることができる。
【００８９】
そして、第１貫通孔２５の周囲に第１内側リブ２９ａが形成され、第１基板本体２４上の周縁に第１外側リブ２９ｂが形成されて、第１セル基板２０が形成される。
【００９０】
第１内側リブ２９ａ及び第１外側リブ２９ｂは、例えば、メタルマスク印刷機を用いて、Ａｇペーストが第１基板本体２４上に印刷して形成される。外周シール部２９の寸法は、例えば、高さを５００μｍ、幅を１ｍｍとすることができる。
【００９１】
第１セル基板２０と同様にして、第２セル基板３０が形成される。
【００９２】
次に、図１１に示すように、第１セル基板２０及び第２セル基板３０を用いて、セル基板複合体４０ａが形成される。
【００９３】
具体的には、図１０に示すように、第１セル基板２０及び第２セル基板３０それぞれにおける第１端面側の端部２７ａ、３７ａと第２端面側の端部２８ａ、３８ａとを、これら端面の面方向において互いに反対の向きにずらして切り込み部２０ａ、３０ａが形成される。そして、第１セル基板２０及び第２セル基板３０が撓んだ状態で、第１セル基板２０の切り込み部２０ａと第２セル基板３０の切り込み部３０ａとが互いに差し込まれる。
【００９４】
そして、第１セル基板２０の第１端面側の端部２７ａが、第２セル基板３０の上側に重ねられ、且つ、第１セル基板２０の第２端面側の端部２８ａが、第２セル基板３０の下側に重ねられる。
【００９５】
更に、第２セル基板３０の第１端面側の端部３７ａが、第１セル基板２０の上側に重ねられ、且つ、第２セル基板３０の第２端面側の端部３８ａが、第１セル基板２０の下側に重ねられる。そして、第１セル基板２０と第２セル基板３０とが、第１貫通孔２５と第２貫通孔３５とを揃えて重ね合わされる。
【００９６】
そして、第１セル基板２０と第２セル基板３０とを、第１貫通孔２５と第２貫通孔３５とを揃えて重ね合わす際には、以下に述べる部位同士が接合される。即ち、第２セル基板３０の第２内側リブ３９ａが、重ね合わされている第１セル基板２０の下面を形成する第２セル電極層２１と、第１貫通孔２５の周囲の部分で接合される。また、第２セル基板３０の第２外側リブ３９ｂが、重ね合わされている第１セル基板２０の下面を形成する第２セル電極層２１の周囲の部分と接合される。また、第１セル基板２０の第１内側リブ２９ａが、重ね合わされている第２セル基板３０の下面を形成する第３セル電極層３１と、第２貫通孔３５の周囲の部分で接合される。更に、第１セル基板２０の第１外側リブ２９ｂが、重ね合わされている第２セル基板３０の下面を形成する第３セル電極層３１の周囲の部分と接合される。その結果、第１貫通孔２５と第１内側リブ２９ａと第２内側リブ３９ａと第２貫通孔３５とによって中央貫通孔４１が形成される。このようにして、セル基板複合体４０ａが形成される。
【００９７】
図１１に示すセル基板複合体４０ａでは、第１セル基板２０の第１セル電極層２３と第２セル基板３０の第３セル電極層３１とが、間隔を空けて対向している。また、第１セル基板２０の第２セル電極層２１と第２セル基板３０の第４セル電極層３３とが、間隔を空けて対向している。
【００９８】
各内側リブ及び外側リブと、これらのリブと接合される各セル電極層との接合は、例えば、図１１に示すように、第１セル基板２０と第２セル基板３０とが組み合わされた状態で、上下から加圧し且つ加熱することによって行われる。この加圧及び加熱処理は、例えば、等圧プレス機を用いて、所定の温度で、圧力２ＭＰａ、時間３０分の条件で行うことができる。各内側リブ及び外側リブと各セル電極層とは、電気的にも接続される。
【００９９】
本実施形態では、上述したセル基板複合体が４つ形成された。
【０１００】
次に、図１２に示すように、４つのセル基板複合体４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄを用いて、アクチュエータ１０が形成される。
【０１０１】
具体的には、一のセル基板複合体４０ａにおける第１セル基板２０の第１端面２７と、別の一のセル基板複合体４０ｂにおける第１セル基板２０の第２端面２８とが、熱硬化性で電気絶縁性の接着剤が塗布されて接合される。これと同時に、一のセル基板複合体４０ａにおける第１セル基板２０の第１内側リブ２９ａが、重ね合わされている別の一のセル基板複合体４０ｂにおける第１セル基板２０の第１内側リブ２９ａと、熱硬化性で電気導電性の接着剤が塗布されて接合される。同様に、一のセル基板複合体４０ａにおける第１セル基板２０の第１外側リブ２９ｂが、重ね合わされている別の一のセル基板複合体４０ｂにおける第１セル基板２０の第１外側リブ２９ｂと、熱硬化性で電気導電性の接着剤が塗布されて接合される。
【０１０２】
また、一のセル基板複合体４０ａにおける第２セル基板３０の第１端面３７と、別の一のセル基板複合体４０ｂにおける第２セル基板３０の第２端面３８（図示せず）とが、熱硬化性の電気絶縁性の接着剤が塗布されて接合される。これと同時に、一のセル基板複合体４０ａにおける第２セル基板３０の第２内側リブ３９ａが、重ね合わされている別の一のセル基板複合体４０ｂにおける第２セル基板３０の第２内側リブ３９ａと、熱硬化性で電気導電性の接着剤が塗布されて接合される。同様に、一のセル基板複合体４０ａにおける第２セル基板３０の第２外側リブ３９ｂが、重ね合わされている別の一のセル基板複合体４０ｂにおける第２セル基板３０の第２外側リブ３９ｂと、熱硬化性で電気導電性の接着剤が塗布されて接合される。
【０１０３】
また、一のセル基板複合体４０ａにおける第２セル基板３０の第２内側リブ３９ａが、重ね合わされている別の一のセル基板複合体４０ｂの下面を形成する第２セル電極層２１と、中央貫通孔４１の周囲の部分で、熱硬化性で電気導電性の接着剤が塗布されて接合される。
【０１０４】
また、一のセル基板複合体４０ａにおける第２セル基板３０の第２外側リブ３９ｂが、重ね合わされている別の一のセル基板複合体４０ｂの下面を形成する第２セル電極層２１と、第２セル電極層２１の周縁の部分で、熱硬化性で電気導電性の接着剤が塗布されて接合される。
【０１０５】
また、一のセル基板複合体４０ａにおける第１セル基板２０の第１内側リブ２９ａが、重ね合わされている別の一のセル基板複合体４０ｂの下面を形成する第３セル電極層３１と、中央貫通孔４１の周囲の部分で、熱硬化性で電気導電性の接着剤が塗布されて接合される。
【０１０６】
また、一のセル基板複合体４０ａにおける第１セル基板２０の第１外側リブ２９ｂが、重ね合わされている別の一のセル基板複合体４０ｂの下面を形成する第３セル電極層３１と、第３セル電極層３１の周縁の部分で、熱硬化性で電気導電性の接着剤が塗布されて接合される。
【０１０７】
同様にして、セル基板複合体４０ｂとセル基板複合体４０ｃとセル基板複合体４０ｄとが接合されて、図１及び図２に示すアクチュエータ１０が形成される。
【０１０８】
そして、４つのセル基板複合体４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄが、互いの中央貫通孔４１を揃えて重ね合わされる。
【０１０９】
各内側リブ及び外側リブと、対向する各セル電極層との接合方法としては、例えば、上述したセル基板複合体の形成に用いた加圧及び加熱処理を用いることができる。
【０１１０】
このようにして、４つの第１セル基板２０が接合して、第１セル１４が形成される。同様に、４つの第２セル基板３０が接合して、第２セル１５が形成される。また、第１セル１４及び第２セル１５を境界とする第１空間１２及び第２空間１３が形成される。
【０１１１】
また、上記加圧及び加熱処理によって、異なるセル基板複合体における第１内側リブ２９ａ同士が電気的に接合して第１内側リブ層１６ａが形成され、第１外側リブ２９ｂ同士が電気的に接合して第１外側リブ層１７ａが形成される。同様に、異なるセル基板複合体における第２内側リブ３９ａ同士が電気的に接合して第２内側リブ層１６ｂが形成され、第２外側リブ３９ｂ同士が電気的に接合して第２外側リブ層１７ｂが形成される。
【０１１２】
更にまた、４つの中央貫通孔４１が重なって中空部１１が形成される。
【０１１３】
なお、セル基板複合体の形成時には加圧及び加熱処理を行わないで、セル基板複合体同士を接合する際の加圧及び加熱処理の際に、セル基板複合体における接合部位の接合をまとめて行っても良い。
【０１１４】
上述した本実施形態のアクチュエータによれば、厚さ方向に層状に積層される各圧電体層に対して、対向する両面を覆うように各電極層が配置されたアクチュエータが得られる。
【０１１５】
また、本実施形態のアクチュエータによれば、各圧電体層の両面全体が対向する電極層で覆われているので、圧電体層には電圧が印加されない部分がないため、変位量が拡大する。このように、圧電体層には電圧が印加されない部分がないので、アクチュエータの駆動時には、圧電体層の全体が変形するため、変形しない部分の存在により発生する内部応力によって圧電体層が破断するおそれが低減する。
【０１１６】
更に、本実施形態のアクチュエータによれば、各電極層への個別の配線を設けることが不要なので、製造が容易であり、また配線不良も生じにくい。
【０１１７】
更にまた、上述した本実施形態のアクチュエータの製造方法によれば、可撓性を有する第１セル基板２０及び第２セル基板３０を用いてアクチュエータ１０が形成されるので、製造が容易である。また、アクチュエータ１０の製造方法は、平板状の第１セル基板２０及び第２セル基板３０を主に扱う製造工程を有するので、工程の自動化が容易に行える。更に、本実施形態のアクチュエータの製造方法によれば、回路基板又は半導体装置の製造技術を使用することにより、小型のアクチュエータを大量に容易に製造できる。
【０１１８】
また、上述した実施形態では、４つのセル基板複合体を積層して、アクチュエータが形成されたが、セル基板複合体の積層数は、求められる圧電特性に応じて適宜設定され得る。また、セル基板複合体を形成する第１セル基板２０及び第２セル基板３０の寸法は、求められる圧電特性に応じて適宜設定され得る。
【０１１９】
次に、上述した第１実施形態のアクチュエータの変形例を、図面を参照して、以下に説明する。
【０１２０】
図１３は、本明細書に開示するアクチュエータの第１実施形態の変形例を示す図である。
【０１２１】
本変型例のアクチュエータでは、第１電極層１４ａ及び第２電極層１４ｂの長手方向の両側縁側の部分Ｓ１が、第１圧電体層１４ｃとは接合されていない。同様に、第３電極層１５ａ及び第４電極層１５ｂの長手方向の両側縁側の部分Ｓ２が、第２圧電体層１５ｃとは接合されていない。
【０１２２】
本変型例のアクチュエータでは、電圧が印加されて駆動された場合、第１圧電体層１４ｃの変形に伴って、部分Ｓ１が、第１圧電体層１４ｃとは離間して、第１電極層１４ａ及び第２電極層１４ｂが変形する。同様に、部分Ｓ２が、第２圧電体層１５ｃとは離間して、第３電極層１５ａ及び第４電極層１５ｂが変形する。
【０１２３】
従って、本変型例のアクチュエータは、各圧電体層の面方向に対して垂直な方向の変位量を増加できる。
【０１２４】
撓んだ各電極層は、電極層への電圧の印加を停止することにより、圧電体層の変形が元に戻るのと共に、弾性により形状が復元する。
【０１２５】
次に、上述したアクチュエータの第２実施形態を、図１４〜図１９を参照しながら以下に説明する。第２実施形態について特に説明しない点については、上述の第１実施形態に関して詳述した説明が適宜適用される。また、同一の構成要素には同一の符号を付してある。
【０１２６】
図１４は、本明細書に開示するアクチュエータの第２実施形態を示す斜視図である。図１５は、図１４に示すアクチュエータのＹ１−Ｙ１線断面図である。図１６は、図１４に示すアクチュエータの駆動された状態を示す図である。
【０１２７】
本実施形態のアクチュエータ１０の第２空間１３には、第２空間１３を、中空部１１側の領域と外部側の領域とに分離する中央リブ層１８が配置される点が、上述した第１実施形態のアクチュエータとは異なっている。
【０１２８】
中央リブ層１８は、アクチュエータ１０の下方から上方に向かって、第２空間１３内において螺旋状に延びている。
【０１２９】
中央リブ層１８は、第２電極層１４ｂ及び第４電極層１５ｂを接合すると共に電気的に接続する。中央リブ層１８及び第２電極層１４ｂ及び第４電極層１５ｂは、アクチュエータ１０の第２電極Ｅ２を形成する。
【０１３０】
第２電極層１４ｂ及び第４電極層１５ｂは、それらの層の幅方向の中央において中央リブ層１８によって接合されることが好ましい。ここで、第２電極層１４ｂ及び第４電極層１５ｂの幅方向は、各層が螺旋状に延びる長手方向と直交する方向である。第２電極層１４ｂ及び第４電極層１５ｂそれぞれは、長手方向の両側部が、上述した第１実施形態のようにリブ層とは接合されていない。
【０１３１】
アクチュエータ１０を駆動する場合には、第１電極Ｅ１に一方の極性の電圧を印加し、且つ第２電極Ｅ２に他方の極性の電圧を印加する。
【０１３２】
図１６に示すように、第１圧電体層１４ｃ及び第２圧電体層１５ｃは、第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２を用いて電圧を印加されて、厚さ方向に変位が生じるように駆動される。
【０１３３】
第２電極層１４ｂ及び第４電極層１５ｂそれぞれは、長手方向の両側部が第２空間１３内において、第１実施形態のアクチュエータよりも大きく変形可能である。
【０１３４】
従って、第２電極層１４ｂの長手方向の両側部は、第１圧電体層１４ｃの変形に伴って、第１実施形態のアクチュエータよりも、圧電体層の面方向と垂直な方向に更に大きく変形可能である。
【０１３５】
同様に、第４電極層１５ｂの長手方向の両側部は、第２圧電体層１５ｃの変形に伴って、第１実施形態のアクチュエータよりも、圧電体層の面方向と垂直な方向に更に大きく変形可能である。
【０１３６】
上述した本実施形態のアクチュエータ１０によれば、第２電極層１４ｂ及び第４電極層１５ｂそれぞれは、長手方向の両側部が第２空間１３内において、大きく変形できるので、圧電体層の面方向と垂直な方向に更に大きく変形可能である。
【０１３７】
なお、図１６では、説明を分かり易くするために、電圧の印加された各圧電体層が湾曲するように変形した状態が強調されて示されている。
【０１３８】
本実施形態の図１４〜図１６に示すアクチュエータ１０も、上述した第１実施形態と同様に、可撓性を有する複数の２つのセル基板が撓んだ状態で互いに組み合わされて形成されているが、第２セル基板の構造が、第１実施形態とは異なる。そこで、本実施形態の第２セル基板について、図面を参照して、以下に説明する。
【０１３９】
図１７は、図１４に示すアクチュエータを形成する第２セル基板を示す斜視図である。図１８は、図１４に示す第２セル基板の平面図である。図１９は、図１８のＹ２−Ｙ２線断面図である。
【０１４０】
第２セル基板５０は、弾性及び導電性を有する第３セル電極層３１と、第３セル電極層３１上に形成された第２セル圧電体層３２と、第２セル圧電体層３２上に形成された弾性及び導電性を有する第４セル電極層３３と、を有する可撓性の第２基板本体３４を有する。
【０１４１】
また、第２セル基板５０は、第２基板本体３４の中央に形成された第２貫通孔３５と、第２基板本体３４の端縁から第２貫通孔３５へ延びる第２スリット３６と、を有する。
【０１４２】
また、第２セル基板５０は、第２スリット３６を挟んで対向する第１端面３７及び第２端面３８を有する。
【０１４３】
更に、第２セル基板５０は、第２基板本体３４上に環状の閉じた領域を形成するように配置され、第２スリット３６の位置で途切れる中央リブ５９を有する。中央リブ５９は、第２貫通孔３５と第２基板本体３４の周縁との間に形成される。中央リブ５９は、弾性及び導電性を有する。中央リブ５９は、第２貫通孔３５と第２基板本体３４の周縁との間の中央に配置されることが、アクチュエータ１０の変位量を拡大する観点から好ましい。
【０１４４】
第４セル電極層３３及び中央リブ５９は、一体に形成されていても良い。
【０１４５】
第２セル１５の第４電極層１５ｂは、複数の第４セル電極層３３が接合して形成される。第２セル１５の第３電極層１５ａは、複数の第３セル電極層３１が接合して形成される。第２セル１５の第２圧電体層１５ｃは、複数の第２セル圧電体層３２が接合して形成される。また、中央リブ層１８は、複数の中央リブ５９が接合して形成される。
【０１４６】
セル基板複合体が形成される際には、第２セル基板３０の中央リブ５９が、重ね合わされている第１セル基板２０の下面を形成する第２セル電極層２１と、第２貫通孔３５と第２セル電極層２１の周縁との間の部分で接合される。
【０１４７】
また、複数のセル基板複合体４０ａ、４０ｂを用いて、アクチュエータ１０が形成される際には、一のセル基板複合体４０ａにおける第２セル基板３０の中央リブ５９が、重ね合わされている別の一のセル基板複合体４０ｂにおける第２セル基板３０の中央リブ５９と、熱硬化性で電気導電性の接着剤が塗布されて接合される。
【０１４８】
また、一のセル基板複合体４０ａにおける第２セル基板３０の中央リブ５９が、重ね合わされている別の一のセル基板複合体４０ｂの下面を形成する第２セル電極層２１と、中央貫通孔４１と第２セル電極層２１の周縁との間の部分で、熱硬化性で電気導電性の接着剤が塗布されて接合される。
【０１４９】
次に、上述したアクチュエータの製造方法の他の実施形態を、図２０〜図２７を参照しながら以下に説明する。製造方法の他の実施形態について特に説明しない点については、上述の製造方法の第１実施形態に関して詳述した説明が適宜適用される。また、同一の構成要素には同一の符号を付してある。
【０１５０】
本明細書に開示するアクチュエータの製造方法の第２実施形態を、図２０〜図２２を参照して、以下に説明する。
【０１５１】
まず、図２０（Ａ）に示すように、複数のセル基板が連続して配置されたセル基板連続体６０ａ、６０ｂが形成される。セル基板連続体６０ａは、上述した第１実施形態のアクチュエータの製造方法において説明したセル基板２０が３つ連続した構造を有する。セル基板２０同士は、スリット２６の方向を揃えて、隣接する第１外側リブ２９ｂ同士が接合されている。セル基板連続体６０ｂは、スリットの位置が異なる他は、セル基板連続体６０ａと同様に、第２セル基板３０が３つ連続した構造を有する。
【０１５２】
次に、図２０（Ｂ）及び図２０（Ｃ）に示すように、セル基板連続体６０ａ及びセル基板連続体６０ｂは、撓まされてスリット２６，３６において切り込み部が形成され、互いに対応する切り込み部同士が差し込まれて、セル基板連続複合体６１ａが形成される。このセル基板連続複合体６１ａは、図１１に示すセル基板複合体が３つ並べられて隣接する第１外側リブ層同士及び第２外側リブ層同士が結合された構造を有する。
【０１５３】
ここで、セル基板連続複合体は３つ形成される。
【０１５４】
次に、図２１に示すように、３つのセル基板連続複合体６１ａ、６１ｂ、６１ｃが、螺旋の方向に接合されて、アクチュエータ連続体７０が形成される。
【０１５５】
次に、図２２に示すように、アクチュエータ連続体７０が、第１外側リブ層及び第２外側リブ層を分離する切断線Ｌ（図２１参照）で切断されて、個々のアクチュエータ１０ａ、１０ｂ、１０ｃが得られる。
【０１５６】
上述した本実施形態のアクチュエータの製造方法によれば、より多くのアクチュエータを同時に形成することができる。
【０１５７】
次に、本明細書に開示するアクチュエータの製造方法の第３実施形態を、図２３〜図２６を参照して、以下に説明する。
【０１５８】
まず、図２３に示すように、複数のセル基板が２次元のアレイ状に連続して配置されたセル基板連続体８０ａ、８０ｂが形成される。セル基板連続体８０ａは、上述した第１実施形態のアクチュエータの製造方法において説明したセル基板２０が２次元のアレイ状に連続して配置された構造を有する。セル基板２０同士は、スリット２６の方向を揃えて、隣接する第１外側リブ２９ｂ同士が接合されている。また、セル基板連続体８０ａの端縁まで延びているスリット以外は、隣接するスリット同士が接続している。セル基板連続体８０ｂは、スリットの位置が異なる他は、セル基板連続体８０ａと同様に、第２セル基板３０が２次元のアレイ状に連続して配置された構造を有する。
【０１５９】
次に、図２４に示すように、セル基板連続体６０ａ及びセル基板連続体６０ｂは、撓まされてスリット２６，３６において切り込み部が形成され、互いに対応する切り込み部同士が差し込まれて、セル基板連続複合体８１ａが形成される。このセル基板連続複合体８１ａは、図１１に示すセル基板複合体が２次元のアレイ状に並べられて隣接する第１外側リブ層同士及び第２外側リブ層同士が結合された構造を有する。
【０１６０】
ここで、セル基板連続複合体は３つ形成される。
【０１６１】
次に、図２５に示すように、３つのセル基板連続複合体８１ａ、８１ｂ、８１ｃが、螺旋の方向に接合されて、アクチュエータ連続体９０が形成される。
【０１６２】
次に、図２６に示すように、アクチュエータ連続体９０が、第１外側リブ層及び第２外側リブ層を分離する切断線Ｌで切断されて、個々のアクチュエータ１０が得られる。
【０１６３】
上述した本実施形態のアクチュエータの製造方法によれば、更に多くのアクチュエータを同時に形成することができる。
【０１６４】
次に、上述したアクチュエータの製造方法の第３実施形態の変形例を、図面を参照して、以下に説明する。
【０１６５】
図２７は、本明細書に開示するアクチュエータの製造方法の第３実施形態の製造工程の変形例を示す図である。
【０１６６】
本変型例でも、セル基板連続体８０ａは、複数のセル基板が２次元のアレイ状に連続して配置されて形成される。セル基板連続体８０ａは、上述した第１実施形態のアクチュエータの製造方法において説明したセル基板２０が２次元のアレイ状に連続した構造を有する。
【０１６７】
スリット２６の方向を揃えて配置されたセル基板２０では、隣接する第１外側リブ２９ｂ同士が、分離溝８２により分離されている点が、上述した第３実施形態とは異なる。図示しないが、セル基板連続体８０ｂも、隣接する第２外側リブ３９ｂ同士は、分離溝により分離されている。
【０１６８】
本変型例では、隣接する第１外側リブ２９ｂ同士又は第２外側リブ３９ｂ同士が、分離溝により分離されており、電気的に絶縁されている。このようなセル基板連続体８０ａ、８０ｂを用いて形成されたアクチュエータ連続体９０（図２５参照）では、分離溝を介して接合された個々のアクチュエータを、独立して駆動することができる。
【０１６９】
従って、本変型例では、アクチュエータ連続体９０を形成した後に、アクチュエータ連続体９０を個々のアクチュエータに切断せずに用いても良い。例えば、本変型例により製造されたアクチュエータ連続体９０を、タッチパネルとして用いることができる。
【０１７０】
本発明では、上述した実施形態のアクチュエータ、セル基板複合体、セル基板複合体の製造方法及びアクチュエータの製造方法は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。また、一の実施形態が有する構成要件は、他の実施形態にも適宜適用することができる。
【０１７１】
例えば、上述した実施形態では、２つの空間と、２つの空間の境界を形成する２つのセルとを有するアクチュエータが示されていたが、アクチュエータは、２つ以上の空間と、各空間の境界を形成する２つ以上のセルとを有していても良い。具体的には、アクチュエータは、２Ｎ（Ｎは１以上の正の整数）個の空間と、各空間の境界を形成する２Ｎ個のセルとを有していても良い。
【０１７２】
また、アクチュエータは、２Ｎ＋１（Ｎは１以上の正の整数）個の空間と、各空間の境界を形成する２Ｎ＋１個のセルとを有していても良い。この場合、２Ｎ個のセルは、電気的に回路を形成するように接続されて、１個のセルは、他のセルとは電気的に接続されなくても良い。
【０１７３】
また、上述したアクチュエータの第１実施形態及び第２実施形態では、第１空間１２には、第１内側リブ層１６ａ及び第１外側リブ層１７ａが配置されていたが、第１空間１２には、何れか一方のリブ層が配置されていれば良い。
【０１７４】
また、上述したアクチュエータの第１実施形態では、第２空間１３には、第２内側リブ層１６ｂ及び第２外側リブ層１７ｂが配置されていたが、第２空間１３には、何れか一方のリブ層が配置されていれば良い。
【０１７５】
また、上述したアクチュエータの第１実施形態及び第２実施形態では、第１内側リブ層１６ａ及び第１外側リブ層１７ａは、螺旋の形状を有していたが、第１内側リブ層１６ａ又は第１外側リブ層１７ａは、螺旋の形状を有していなくても良い。
【０１７６】
更に、上述したアクチュエータの第１実施形態では、第２内側リブ層１６ｂ及び第２外側リブ層１７ｂは、螺旋の形状を有していたが、第２内側リブ層１６ｂ又は第２外側リブ層１７ｂは、螺旋の形状を有していなくても良い。
【０１７７】
更にまた、上述したアクチュエータの第２実施形態では、中央層１８は、螺旋の形状を有していたが、中央層１８は、螺旋の形状を有していなくても良い。
【０１７８】
ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、読者が、発明者によって寄与された発明及び概念を技術を深めて理解することを助けるための教育的な目的を意図する。ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、そのような具体的に述べられた例及び条件に限定されることなく解釈されるべきである。また、明細書のそのような例示の機構は、本発明の優越性及び劣等性を示すこととは関係しない。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、その様々な変更、置き換え又は修正が本発明の精神及び範囲を逸脱しない限り行われ得ることが理解されるべきである。
【符号の説明】
【０１７９】
１０    アクチュエータ
１１    中空部
１２    第１空間
１３    第２空間
１４    第１セル
１４ａ    第１電極層
１４ｂ    第２電極層
１４ｃ    第１圧電体層
１５    第２セル
１５ａ    第３電極層
１５ｂ    第４電極層
１５ｃ    第２圧電体層
１６ａ    第１内側リブ層（第１リブ層）
１６ｂ    第２内側リブ層（第２リブ層）
１７ａ    第１外側リブ層（第１リブ層）
１７ｂ    第２外側リブ層（第２リブ層）
１８    中央リブ層（第２リブ層）
２０    第１セル基板
２０ａ    切り込み部
２１    第２セル電極層
２２    第１セル圧電体層
２３    第１セル電極層
２４    第１基板本体
２５    第１貫通孔
２６    第１スリット
２７    第１端面
２７ａ    第１端面側の端部
２８    第２端面
２８ａ    第２端面側の端部
２９ａ    第１内側リブ
２９ｂ    第１外側リブ
３０    第２セル基板
３０ａ    切り込み部
３１    第３セル電極層
３２    第２セル圧電体層
３３    第４セル電極層
３４    第２基板本体
３５    第２貫通孔
３６    第２スリット
３７    第１端面
３７ａ    第１端面側の端部
３８    第２端面
３８ａ    第２端面側の端部
３９ａ    第２内側リブ
３９ｂ    第２外側リブ
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ    セル基板複合体
４１    中央貫通孔
５０    第２セル基板
５９    中央リブ
６０ａ、６０ｂ    セル基板連続体
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ    セル基板連続複合体
７０    アクチュエータ連続体
８０ａ、８０ｂ    基板連続体
８１ａ、８１ｂ、８１ｃ    セル基板連続複合体
８２    分離溝
９０    アクチュエータ連続体
【図１】
2014127598.tif 000003
【図２】
2014127598.tif 000004
【図３】
2014127598.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2014127598.tif 000008
【図７】
2014127598.tif 000009
【図８】
2014127598.tif 000010
【図９】
2014127598.tif 000011
【図１０】
2014127598.tif 000012
【図１１】
2014127598.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2014127598.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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