(57)【要約】  エラストマー製圧電素子（１０）は、第１対向電極（１１ａ）及び第２対向電極（１１ｂ）を交互に配置し、第１対向電極（１１ａ）及び第２対向電極（１１ｂ）の間に誘電層（１２）を挟むことによって構成されている。誘電層（１２）は、誘電エラストマー製のシート状の誘電部（１３）と、第１対向電極（１１ａ）を互いに接続する導電エラストマー製の第１共通電極（１５ａ）、又は第２対向電極（１１ｂ）を互いに接続する導電エラストマー製の第２共通電極（１５ｂ）とを備えている。第１共通電極（１５ａ）及び第２共通電極（１５ｂ）は、誘電部（１３）の一方の主面から他方の主面に達するように設けられるとともに、誘電層（１２）に沿った接合面（Ｓ）にて第１対向電極（１１ａ）及び第２対向電極（１１ｂ）にそれぞれ接続されている。
2019065010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１対向電極及び第２対向電極を交互に配置し、前記第１対向電極及び前記第２対向電極の間に誘電層を挟むことによって構成されたエラストマー製圧電素子であって、
前記誘電層は、誘電エラストマー製のシート状の誘電部と、前記第１対向電極を互いに接続するか、又は前記第２対向電極を互いに接続する導電エラストマー製の共通電極とを備え、
前記共通電極は、前記誘電部の一方の主面から他方の主面に達するように設けられるとともに、前記誘電層に沿った接合面にて前記第１対向電極又は前記第２対向電極に接合されていることを特徴とするエラストマー製圧電素子。
【請求項２】
前記共通電極は、前記誘電部に設けられた貫通孔の内部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のエラストマー製圧電素子。
【請求項３】
前記共通電極は、前記誘電部の縁部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のエラストマー製圧電素子。
【請求項４】
前記共通電極は、導電エラストマー製の前記第１対向電極又は前記第２対向電極の一部を前記誘電部の厚さ方向に突出させることによって形成された突出部であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエラストマー製圧電素子。
【請求項５】
二つの前記誘電層の間であって、前記第１対向電極及び前記第２対向電極が配置されていない部分には、絶縁エラストマー製の絶縁部が配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のエラストマー製圧電素子。
【請求項６】
誘電エラストマー製のシート状の誘電部と、前記誘電部の一方の主面から他方の主面に達する導電エラストマー製の二つの共通電極と、前記誘電部の一方の主面に配置され、前記二つの共通電極のうちの一方に接続された対向電極とを備える単位層を形成する単位層形成工程と、
複数の前記単位層を積層して接合する積層工程とを有し、
前記積層工程において、前記共通電極と前記対向電極とが接合される部分、及び前記共通電極が互いに接合される部分を形成することにより、特定の前記対向電極を互いに接続することを特徴とするエラストマー製圧電素子の製造方法。
【請求項７】
誘電エラストマー製のシート状の誘電部を形成する誘電部形成工程と、
前記誘電部の一方の主面から他方の主面に達する導電エラストマー製の二つの共通電極を形成するとともに、前記誘電部の一方の主面に対して、前記二つの共通電極のうちの一方に接続された対向電極を形成する電極形成工程とを繰り返し行うことにより、前記誘電部と前記対向電極とを交互に積層し、
前記電極形成工程において、新たな二つの前記共通電極を形成する際に、新たな前記共通電極と下層に位置する前記対向電極とが接合される部分、及び新たな前記共通電極と下層に位置する前記共通電極とが接合される部分を形成することにより、特定の前記対向電極を互いに接続することを特徴とするエラストマー製圧電素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エラストマー製圧電素子、及びエラストマー製圧電素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び特許文献２に開示されるように、第１対向電極及び第２対向電極を交互に配置し、第１対向電極及び第２対向電極の間にエラストマー製の誘電層を挟むことによって構成されたエラストマー製圧電素子が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１２５１４０号公報
【特許文献２】特表２０１６−５０９８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記エラストマー製圧電素子において、全ての第１対向電極に同一の電位を印加する外部接点、及び全ての第２対向電極に同一の電位を印加するための外部接点が設けられる。第１対向電極に対応する外部接点は、例えば、第１対向電極及び誘電層に貫通孔を設け、全ての第１対向電極の縁部を露出させ、全ての第１対向電極の露出した縁部を接続する共通電極を設けることによって形成される。第２対向電極に対応する外部接点についても同様である。【０００５】
上記構造の外部接点を採用した場合、第１対向電極及び第２対向電極は、その縁部（端面）において共通電極に接合される。この場合、対向電極と共通電極との間の接合面積が非常に小さくなる。そのため、誘電部を大きく変位させた場合や、誘電部の変位が繰り返された場合に、対向電極と共通電極との間の接合部分が破断しやすいという問題がある。【０００６】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エラストマー製圧電素子の耐久性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するエラストマー製圧電素子は、第１対向電極及び第２対向電極を交互に配置し、前記第１対向電極及び前記第２対向電極の間に誘電層を挟むことによって構成されている。前記誘電層は、誘電エラストマー製のシート状の誘電部と、前記第１対向電極を互いに接続するか、又は前記第２対向電極を互いに接続する導電エラストマー製の共通電極とを備えている。前記共通電極は、前記誘電部の一方の主面から他方の主面に達するように設けられるとともに、前記誘電層に沿った接合面にて前記第１対向電極又は前記第２対向電極に接合されている。【０００８】
上記構成によれば、第１対向電極を互いに電気的に接続するか、又は第２対向電極を互いに電気的に接続する共通電極が誘電層の一部として設けられている。この場合、対向電極と共通電極との接合面が、誘電層と対向電極との間に位置する。このため、対向電極の縁部（端面）に共通電極を接合する場合と比較して、広い接合面を確保することができる。その結果、対向電極と共通電極とが強固に接合されて、誘電層の変位に対するエラストマー製圧電素子の耐久性が向上する。【０００９】
上記エラストマー製圧電素子において、前記共通電極は、前記誘電部に設けられた貫通孔の内部に設けられていることが好ましい。
上記構成によれば、対向電極と共通電極との接合部分が誘電エラストマー製の誘電部に覆われる。これにより、エラストマー製圧電素子に外力が作用した際に、その衝撃が上記接合部分に伝わり難くなる。その結果、エラストマー製圧電素子の耐久性が向上する。【００１０】
上記エラストマー製圧電素子において、前記共通電極は、前記誘電部の縁部に設けられていることが好ましい。
上記構成によれば、誘電層の周縁部分、即ちエラストマー製圧電素子の周縁部分に共通電極が露出する。このため、エラストマー製圧電素子の周縁部分に外部接点を位置させることができる。これにより、エラストマー製圧電素子に電位を印加するための外部構成を簡素化することができる。【００１１】
上記エラストマー製圧電素子において、前記共通電極は、導電エラストマー製の前記第１対向電極又は前記第２対向電極の一部を前記誘電部の厚さ方向に突出させることによって構成された突出部であることが好ましい。
上記構成によれば、対向電極と共通電極との間の接合部分を減らすことができる。【００１２】
上記エラストマー製圧電素子において、二つの前記誘電層の間であって、前記第１対向電極及び前記第２対向電極が配置されていない部分には、絶縁エラストマー製の絶縁部が配置されていることが好ましい。【００１３】
上記構成によれば、絶縁部が設けられることにより、二つの誘電層の間における対向電極の周囲に、空気層が形成され難くなる。したがって、空気層が形成されることによって沿面放電が生じ、沿面放電に起因して絶縁破壊が生じることを抑制することができる。【００１４】
上記課題を解決するエラストマー製圧電素子の製造方法は、単位層を形成する単位層形成工程と、複数の前記単位層を積層して接合する積層工程とを有する。前記単位層は、誘電エラストマー製のシート状の誘電部と、導電エラストマー製の二つの共通電極と、対向電極とを備える。前記共通電極は、前記誘電部の一方の主面から他方の主面に達するように設けられる。前記対向電極は、前記誘電部の一方の主面に配置され、前記二つの共通電極のうちの一方に接続される。前記積層工程において、前記共通電極と前記対向電極とが接合される部分、及び前記共通電極が互いに接合される部分を形成する。これにより、特定の前記対向電極を互いに接続する。【００１５】
上記課題を解決するエラストマー製圧電素子の製造方法は、誘電部形成工程と、電極形成工程とを繰り返し行うことからなる。前記誘電部形成工程では、誘電エラストマー製のシート状の誘電部を形成する。前記電極形成工程では、前記誘電部の一方の主面から他方の主面に達する導電エラストマー製の二つの共通電極を形成するとともに、前記誘電部の一方の主面に対して、前記二つの共通電極のうちの一方に接続された対向電極を形成する。前記誘電部形成工程と、前記電極形成工程とを繰り返し行うことにより、前記誘電部と前記対向電極とを交互に積層する。前記電極形成工程において、新たな二つの前記共通電極を形成する際に、新たな前記共通電極と下層に位置する前記対向電極とが接合される部分、及び新たな前記共通電極と下層に位置する前記共通電極とが接合される部分を形成する。これにより、特定の前記対向電極を互いに接続する。【００１６】
上記の各製造方法によれば、広い接合面にて対向電極に接続される共通電極を備えるエラストマー製圧電素子が得られる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、エラストマー製圧電素子の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】エラストマー製圧電素子の概略構成を示す断面図。
【図２】エラストマー製圧電素子の第１の製造方法を示す図。
【図３】エラストマー製圧電素子の第２の製造方法を示す図。
【図４】変更例のエラストマー製圧電素子の概略構成を示す断面図。
【図５】変更例のエラストマー製圧電素子の製造方法を示す図。
【図６】共通電極の形成方法の変更例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、エラストマー製圧電素子の一実施形態について説明する。
図１に示すように、エラストマー製圧電素子１０は、第１対向電極１１ａ及び第２対向電極１１ｂを交互に配置し、第１対向電極１１ａ及び第２対向電極１１ｂの間に誘電層１２を挟むことによって構成された多層構造体である。
【００２０】
第１対向電極１１ａ及び第２対向電極１１ｂは、例えば０．１〜１００μｍの厚さを有する薄膜状に形成されている。二つの誘電層１２の間において、第１対向電極１１ａは、誘電層１２の中央から一方向（図１では左方向）に変位されて配置されている。第２対向電極１１ｂは、誘電層１２の中央から第１対向電極１１ａと反対の方向（図１では右方向）に変位されて配置されている。したがって、エラストマー製圧電素子１０には、第１対向電極１１ａ及び第２対向電極１１ｂのうち、第１対向電極１１ａのみが積層方向に重なる第１領域Ａ１と、第１対向電極１１ａ及び第２対向電極１１ｂが積層方向に重なる第２領域Ａ２と、第２対向電極１１ｂのみが積層方向に重なる第３領域Ａ３とが設けられている。
【００２１】
第１対向電極１１ａ及び第２対向電極１１ｂを構成する材料には、導電エラストマー、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック（登録商標）、及び金属蒸着膜が含まれる。なお本実施形態では、公知のエラストマー製圧電素子に用いられる導電エラストマーを用いている。上記導電エラストマーには、例えば、絶縁性高分子及び導電性フィラーを含有する導電エラストマーが含まれる。
【００２２】
上記絶縁性高分子には、例えば、ポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマーが含まれる。これら絶縁性高分子のうちの一種を用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。上記導電性フィラーには、例えば、ケッチェンブラック（登録商標）、カーボンブラック、銅や銀等の金属粒子が含まれる。これら導電性フィラーのうちの一種を用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。
【００２３】
誘電層１２は、誘電エラストマー製の誘電部１３を備えている。誘電部１３は、一定の厚さを有するシート状である。誘電部１３は、例えば１０〜３００μｍの厚さを有する薄膜状に形成されている。
【００２４】
誘電部１３を構成する誘電エラストマー（誘電部１３の材料）は、特に限定されない。公知のエラストマー製圧電素子に用いられる誘電エラストマーを用いることができる。上記誘電エラストマーには、例えば、ポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマーが含まれる。これら誘電エラストマーのうちの一種を用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。
【００２５】
誘電部１３における第１領域Ａ１に位置する部分には、誘電部１３を貫通する貫通孔１４ａが設けられている。貫通孔１４ａの直径は、０．５〜５ｍｍである。貫通孔１４ａの内部には、導電エラストマー製の第１共通電極１５ａが配置されている。第１共通電極１５ａは、貫通孔１４ａ内に導電エラストマーを充填することによって構成される。第１共通電極１５ａは、誘電部１３の一方の主面から他方の主面に達するように設けられる。第１共通電極１５ａは、誘電層１２に沿った（誘電部１３の主面に沿った）接合面Ｓを介して第１対向電極１１ａに接合されている。
【００２６】
第１共通電極１５ａを構成する導電エラストマー（第１共通電極１５ａの材料）は、特に限定されない。公知のエラストマー製圧電素子に用いられる導電エラストマーを用いることができる。
【００２７】
第２対向電極１１ｂを挟む二つの誘電層１２の間であって、第１領域Ａ１に位置する部分には、導電エラストマー製の第１補助共通電極１６ａが設けられている。第１補助共通電極１６ａは、積層方向に隣接する誘電層１２の第１共通電極１５ａを互いに接続する。第１補助共通電極１６ａの厚さは、第２対向電極１１ｂの厚さと同じである。第１補助共通電極１６ａを構成する導電エラストマー（第１補助共通電極１６ａの材料）は、特に限定されない。公知のエラストマー製圧電素子に用いられる導電エラストマーを用いることができる。
【００２８】
上記のように、第１対向電極１１ａに接合される第１共通電極１５ａが誘電層１２に設けられるとともに、第１共通電極１５ａを互いに接続する第１補助共通電極１６ａが二つの誘電層１２の間に設けられる。これにより、第１対向電極１１ａが互いに電気的に接続されている。
【００２９】
同様に、誘電部１３における第３領域Ａ３に位置する部分には、誘電部１３を貫通する貫通孔１４ｂが設けられている。貫通孔１４ｂの直径は、０．５〜５ｍｍである。貫通孔１４ｂの内部には、導電エラストマー製の第２共通電極１５ｂが配置されている。第２共通電極１５ｂは、貫通孔１４ｂ内に導電エラストマーを充填することによって構成される。第２共通電極１５ｂは、誘電部１３の一方の主面から他方の主面に達するように設けられる。第２共通電極１５ｂは、誘電層１２に沿った接合面Ｓを介して第２対向電極１１ｂに接合されている。
【００３０】
第２共通電極１５ｂを構成する導電エラストマー（第２共通電極１５ｂの材料）は、特に限定されない。公知のエラストマー製圧電素子に用いられる導電エラストマーを用いることができる。
【００３１】
第１対向電極１１ａを挟む二つの誘電層１２の間であって、第３領域Ａ３に位置する部分には、導電エラストマー製の第２補助共通電極１６ｂが設けられている。第２補助共通電極１６ｂは、積層方向に隣接する誘電層１２の第２共通電極１５ｂを互いに接続する。第２補助共通電極１６ｂの厚さは、第１対向電極１１ａの厚さと同じである。第２補助共通電極１６ｂを構成する導電エラストマー（第２補助共通電極１６ｂの材料）は、特に限定されない。公知のエラストマー製圧電素子に用いられる導電エラストマーを用いることができる。
【００３２】
上記のように、第２対向電極１１ｂに接合される第２共通電極１５ｂが誘電層１２に設けられるとともに、第２共通電極１５ｂを互いに接続する第２補助共通電極１６ｂが二つの誘電層１２の間に設けられる。これにより、第２対向電極１１ｂが互いに電気的に接続されている。
【００３３】
二つの誘電層１２の間であって、第１対向電極１１ａ、第２対向電極１１ｂ、第１補助共通電極１６ａ、及び第２補助共通電極１６ｂが配置されていない残部には、絶縁エラストマー製の絶縁部１７が設けられている。絶縁部１７の厚さは、第１対向電極１１ａ及び第２対向電極１１ｂの厚さと同じである。絶縁部１７を構成する絶縁エラストマー（絶縁部１７の材料）として、公知のエラストマー製圧電素子に用いられる公知の絶縁エラストマーを用いることができる。上記絶縁エラストマーには、例えば、ポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマーが含まれる。これら絶縁エラストマーのうちの一種を用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。
【００３４】
図１に示すように、エラストマー製圧電素子１０において、第１共通電極１５ａ及び第１補助共通電極１６ａによって、全ての第１対向電極１１ａが電気的に接続されている。また、第２共通電極１５ｂ及び第２補助共通電極１６ｂによって、全ての第２対向電極１１ｂが電気的に接続されている。エラストマー製圧電素子１０の外面に露出する第１共通電極１５ａ及び第２共通電極１５ｂ、即ち、最上層又は最下層に位置する誘電層１２の第１共通電極１５ａ及び第２共通電極１５ｂを外部接点Ｔとする。エラストマー製圧電素子１０の上記構成により、外部接点Ｔを介して、全ての第１対向電極１１ａに同一の電位を印加するとともに、全ての第２対向電極１１ｂに同一の電位を印加することができる。
【００３５】
次に、図２に基づいて、エラストマー製圧電素子１０の第１の製造方法について説明する。エラストマー製圧電素子１０は、以下に記載する単位層形成工程及び積層工程を順に経ることによって製造される。
【００３６】
（単位層形成工程）
単位層形成工程では、誘電部１３と、共通電極１５と、対向電極１１とを備える単位層を形成する。単位層形成工程において、第１対向電極１１ａを備える第１単位層２０Ａと、第２対向電極１１ｂを備える第２単位層２０Ｂとがそれぞれ形成される。
【００３７】
先ず、スリットダイコーター等の装置を用いて、離型シート等の易剥離可能な基材Ｂの表面に、低粘度の誘電エラストマーの原料組成物を塗布する。その後、加熱処理や架橋処理等の硬化処理を施すことにより、一定の厚さを有する誘電エラストマー製の誘電部１３を形成する。このとき、貫通孔１４ａ，１４ｂに対応する形状を有するマスクを用いたり、硬化後に誘電部１３の一部をレーザー等で切断又は除去することにより、誘電部１３に二つの貫通孔１４ａ，１４ｂを形成する。そして、誘電部１３の貫通孔１４ａ，１４ｂ内に、低粘度の導電エラストマーの原料組成物を塗布する。その後、硬化処理を施すことにより、導電エラストマー製の二つの共通電極１５を形成する。
【００３８】
次に、二つの共通電極１５のうちの一方の共通電極１５の端面を含む位置から他方の共通電極１５に近接する位置まで（対向電極１１に対応する範囲）、誘電部１３の一方の主面に対して、低粘度の導電エラストマーの原料組成物を塗布する。その後、硬化処理を施すことにより、導電エラストマー製の対向電極１１を形成する。また、対向電極１１が形成されていない共通電極１５の端面上に、低粘度の導電エラストマーの原料組成物を、対向電極１１と同じ厚さとなるように塗布する。その後、硬化処理を施すことにより、導電エラストマー製の補助共通電極１６を形成する。
【００３９】
次に、誘電部１３の主面における対向電極１１及び補助共通電極１６が形成されていない部分に対して、低粘度の絶縁エラストマーの原料組成物を、対向電極１１及び補助共通電極１６と同じ厚さとなるように塗布する。その後、硬化処理を施すことにより、絶縁エラストマー製の絶縁部１７を形成する。
【００４０】
第１単位層２０Ａの誘電部１３の主面における対向電極１１、補助共通電極１６、及び絶縁部１７の形成位置は、第２単位層２０Ｂと異なっている。誘電エラストマー、導電エラストマー、絶縁エラストマーの原料組成物及び対向電極１１のその他の原料組成物の塗布方法には、例えば、インクジェットにより塗布する方法や、対向電極１１、補助共通電極１６、及び絶縁部１７に対応するパターンを有するマスクを用いてスプレー等により塗布する方法が含まれる。
【００４１】
誘電部１３及び共通電極１５の上に対向電極１１及び補助共通電極１６が積層された膜状の構造体を基材Ｂから剥離する。これにより、第１単位層２０Ａ及び第２単位層２０Ｂが得られる。得られた単位層は、必要に応じて、圧縮処理（例えば、真空下における等方圧プレス）が施される。
【００４２】
（積層工程）
積層工程では、単位層形成工程において得られた複数の単位層（第１単位層２０Ａ及び第２単位層２０Ｂ）を積層して接合する。
【００４３】
先ず、第１単位層２０Ａにおける対向電極１１が位置する側の面と、第２単位層２０Ｂにおける対向電極１１が位置しない側の面とを向い合せる。この状態で、第１単位層２０Ａと第２単位層２０Ｂとを圧接させることにより、第１単位層２０Ａ及び第２単位層２０Ｂを接合する。
【００４４】
このとき、共通電極１５と対向電極１１とが接合される部分、及び補助共通電極１６を介して共通電極１５が互いに接合される部分が形成されるように、第１単位層２０Ａ及び第２単位層２０Ｂを接合する。具体的には、第１単位層２０Ａの対向電極１１と、第２単位層２０Ｂにおける対向電極１１に接続されていない共通電極１５とが接合される部分Ｓ１を形成する。また、第１単位層２０Ａにおける対向電極１１に接続されていない共通電極１５と、第２単位層２０Ｂにおける対向電極１１に接続されている共通電極１５とが、補助共通電極１６を介して接合される部分Ｓ２を形成する。
【００４５】
以降同様に、第１単位層２０Ａと第２単位層２０Ｂとが交互に積層されるように、上記の処理を繰り返し行う。これにより、図１に示すような、導電エラストマー製の第１対向電極１１ａ及び第２対向電極１１ｂを交互に配置し、第１共通電極１５ａ及び第２共通電極１５ｂを有する誘電層１２を第１対向電極１１ａ及び第２対向電極１１ｂの間に挟むことによって構成されたエラストマー製圧電素子１０が得られる。
【００４６】
次に、図３に基づいて、エラストマー製圧電素子１０の第２の製造方法について説明する。エラストマー製圧電素子１０は、以下に記載する誘電部形成工程と、電極形成工程とを交互に行うことにより製造される。
【００４７】
（誘電部形成工程）
スプレーやインクジェット等の装置を用いて、離型シート等の易剥離可能な基材Ｂの表面に、低粘度の誘電エラストマーの原料組成物を塗布する。その後、硬化処理を施すことにより、一定の厚さを有する誘電エラストマー製の誘電部１３を形成する。このとき、誘電部１３には、二つの貫通孔１４ａ，１４ｂが形成される。スプレー塗布の場合には、貫通孔１４ａ，１４ｂに対応する形状のマスクを用いる。
【００４８】
（電極形成工程）
誘電部１３の貫通孔１４ａ，１４ｂ内に、低粘度の導電エラストマーの原料組成物を塗布する。その後、硬化処理を施すことにより、導電エラストマー製の二つの共通電極１５を形成する。二つの共通電極１５のうちの一方の共通電極１５の端面を含む位置から他方の共通電極１５に近接する位置まで（対向電極１１ａに対応する範囲）、誘電部１３の一方の主面に対して、低粘度の導電エラストマーの原料組成物を塗布する。その後、硬化処理を施すことにより、導電エラストマー製の対向電極１１を形成する。また、対向電極１１が形成されていない共通電極１５の端面上に、低粘度の導電エラストマーの原料組成物を、対向電極１１と同じ厚さとなるように塗布する。その後、硬化処理を施すことにより、導電エラストマー製の補助共通電極１６を形成する。
【００４９】
次に、誘電部１３の主面における対向電極１１及び補助共通電極１６が形成されていない部分に対して、低粘度の絶縁エラストマーの原料組成物を、対向電極１１及び補助共通電極１６と同じ厚さとなるように塗布する。その後、硬化処理を施すことにより、絶縁エラストマー製の絶縁部１７を形成する。
【００５０】
（誘電部形成工程及び電極形成工程の繰り返し）
電極形成工程において形成された対向電極１１、補助共通電極１６、及び絶縁部１７の上に対して、上記の誘電部形成工程を行う。これにより、二つの貫通孔１４ａ，１４ｂを有する誘電エラストマー製の誘電部１３を形成する。このとき、貫通孔１４ａは、対向電極１１の上に位置するように形成される。貫通孔１４ｂは、補助共通電極１６（共通電極１５）の上に位置するように形成される。
【００５１】
新たに形成された誘電部１３に対して、上記の電極形成工程を行う。これにより、共通電極１５、対向電極１１、補助共通電極１６、及び絶縁部１７を形成する。このとき、新たな共通電極１５と下層に位置する対向電極１１とが接合される部分Ｓ１、及び新たな共通電極１５と下層に位置する共通電極１５とが補助共通電極１６を介して接合される部分Ｓ２が形成されるように、新たな二つの共通電極１５が形成される。次に、対向電極１１は、下層において対向電極１１に接続されていない共通電極１５の端面を含む位置から他方の共通電極１５に近接する位置まで（第２対向電極１１ｂに対応する範囲）、誘電部１３の一方の主面に対して形成される。補助共通電極１６は、対向電極１１が形成されていない共通電極１５の端面上に形成される。
【００５２】
このように、電極形成工程における対向電極１１及び補助共通電極１６の形成位置を異ならせつつ、上記の誘電部形成工程と上記の電極形成工程とを繰り返す。これにより、図１に示すような、導電エラストマー製の第１対向電極１１ａ及び第２対向電極１１ｂを交互に配置し、第１共通電極１５ａ及び第２共通電極１５ｂを有する誘電層１２を第１対向電極１１ａ及び第２対向電極１１ｂの間に挟むことによって構成されたエラストマー製圧電素子１０が得られる。
【００５３】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。なお、以下では、第１対向電極１１ａ及び第２対向電極１１ｂをまとめて対向電極と記載し、第１共通電極１５ａ及び第２共通電極１５ｂをまとめて補助共通電極と記載し、第１補助共通電極１６ａ及び第２補助共通電極１６ｂをまとめて補助共通電極と記載する場合がある。
【００５４】
（１）エラストマー製圧電素子１０は、導電エラストマー製の第１対向電極１１ａ及び第２対向電極１１ｂを交互に配置し、第１対向電極１１ａ及び第２対向電極１１ｂの間に誘電層１２を挟むことによって構成されている。誘電層１２は、誘電エラストマー製のシート状の誘電部１３と、導電エラストマー製の第１共通電極１５ａ及び第２共通電極１５ｂとを備えている。第１共通電極１５ａは、第１対向電極１１ａを互いに接続する。第２共通電極１５ｂは、第２対向電極１１ｂを互いに接続する。第１共通電極１５ａ及び第２共通電極１５ｂは、誘電部１３の一方の主面から他方の主面に達するように設けられる。第１共通電極１５ａは、誘電層１２に沿った接合面Ｓを介して第１対向電極１１ａに接続されている。第２共通電極１５ｂは、誘電層１２に沿った接合面Ｓを介して第２対向電極１１ｂに接続されている。
【００５５】
上記構成によれば、第１対向電極１１ａを互いに電気的に接続する共通電極、及び第２対向電極１１ｂを互いに電気的に接続する共通電極はそれぞれ、誘電層１２の一部として設けられる。この場合、対向電極と共通電極との接合面Ｓは、誘電層１２と対向電極との間に位置する。このため、対向電極の縁部（端面）に共通電極を接合する場合と比較して、広い接合面Ｓを確保することができる。その結果、対向電極と共通電極とが強固に接合されて、誘電層１２の変位に対するエラストマー製圧電素子１０の耐久性が向上する。
【００５６】
また、上記構成によれば、対向電極と共通電極とを、誘電層１２の変位部分、即ち第１対向電極１１ａ及び第２対向電極１１ｂに挟まれた部分の近くで接合することができる。そのため、対向電極と共通電極とを対向電極の縁部（端面）で接合した場合と比較して、エラストマー製圧電素子１０を小型化できる。
【００５７】
（２）共通電極は、誘電部１３に設けられた貫通孔１４ａ，１４ｂの内部に設けられている。
上記構成によれば、対向電極と共通電極との接合部分が誘電エラストマー製の誘電部１３に覆われる。これにより、エラストマー製圧電素子１０に外力が作用した際に、その衝撃が上記接合部分に伝わり難くなる。その結果、エラストマー製圧電素子１０の耐久性が向上する。
【００５８】
（３）二つの誘電層１２の間であって、対向電極が配置されていない部分には、絶縁エラストマー製の絶縁部１７が配置されている。
上記構成によれば、絶縁部１７が設けられることにより、二つの誘電層１２の間における対向電極の周囲に、空気層が形成され難くなる。したがって、空気層が形成されることによって沿面放電が生じ、沿面放電に起因して絶縁破壊が生じることを抑制することができる。
【００５９】
上記空気層を排除する方法としては、エラストマー製圧電素子１０を製造する際に、隣接する誘電層１２の誘電部１３を互いに接触させるように積層方向に圧縮することが考えられる。しかしながら、この場合には、誘電部１３の一部が対向電極１１の周囲へ流動することにより、誘電部１３の厚さが部分的に薄くなる。その結果、当該薄い箇所における絶縁破壊が発生しやすくなる。これに対して、上記構成を採用した場合には、こうした問題も避けることもできる。
【００６０】
（５）エラストマー製圧電素子１０の製造方法は、単位層を形成する単位層形成工程と、複数の単位層を積層して接合する積層工程とを有する。ここで、単位層は、誘電エラストマー製のシート状の誘電部１３と、導電エラストマー製の二つの共通電極１５と、導電エラストマー製の対向電極１１とを備える。共通電極１５は、誘電部１３の一方の主面から他方の主面に達するように設けられる。対向電極１１は、誘電部１３の一方の主面に配置され、共通電極１５に接続される。積層工程において、共通電極１５と対向電極１１とが接合される部分Ｓ１、及び共通電極が（補助共通電極を介して）互いに接合される部分Ｓ２を形成する。これにより、特定の対向電極を互いに電気的に接続する。
【００６１】
上記構成によれば、広い接合面Ｓにて対向電極に接続される共通電極を備えるエラストマー製圧電素子１０が得られる。
また、対向電極及び誘電部１３の積層体を形成する際に、共通電極による特定の対向電極間の接続構造も併せて形成される。そのため、エラストマー製圧電素子１０に対して、特定の対向電極を互いに接続する共通電極を形成する必要がない。
【００６２】
（６）エラストマー製圧電素子１０の製造方法は、誘電部形成工程と、電極形成工程とを繰り返し行うことからなる。誘電部形成工程では、誘電エラストマー製のシート状の誘電部１３を形成する。電極形成工程では、誘電部１３の一方の主面から他方の主面に達する導電エラストマー製の二つの共通電極を形成するとともに、誘電部１３の一方の主面に対して、二つの共通電極のうちの一方に接続された導電エラストマー製の対向電極を形成する。誘電部形成工程と、電極形成工程とを繰り返し行うことにより、誘電部１３と対向電極とを交互に積層する。電極形成工程において、新たな二つの共通電極を形成する際に、新たな共通電極と下層に位置する対向電極とが接合される部分Ｓ１、及び新たな共通電極と下層に位置する共通電極とが（補助共通電極を介して）接合される部分Ｓ２を形成する。これにより、特定の対向電極を互いに電気的に接続する。
【００６３】
上記構成によれば、広い接合面Ｓにて対向電極１１に接続される共通電極を備えるエラストマー製圧電素子１０が得られる。
また、対向電極及び誘電部１３を順に積層して形成する際に、共通電極による特定の対向電極間の接続構造も併せて形成される。そのため、エラストマー製圧電素子１０に対して、特定の対向電極を互いに接続する共通電極を形成する必要がない。また、対向電極及び誘電部の形成と接着が同時に行われるため、これらの表面を活性化させて接合する等の特別な接合処理を行う必要がない。
【００６４】
本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・第１領域Ａ１又は第３領域Ａ３の範囲内において、誘電層１２における共通電極の配置を変更してもよい。例えば、各誘電層１２において、共通電極の配置が異なっていてもよい。
【００６５】
図４に示すように、誘電部１３の縁部に第１共通電極１５ａ及び第２共通電極１５ｂを配置してもよい。この場合、誘電層１２の周縁部分、即ちエラストマー製圧電素子１０の周縁部分に共通電極が露出する。このため、エラストマー製圧電素子１０の周縁部分に外部接点Ｔを位置させることができる。これにより、エラストマー製圧電素子１０に電位を印加するための外部構成を簡素化することができる。誘電部１３の内部に配置される共通電極と、誘電部１３の縁部に配置される共通電極１５とが混在していてもよい。
【００６６】
・共通電極は、対向電極の一部として設けられてもよい。また、補助共通電極は、共通電極の一部として設けられてもよい。
例えば、図５に示すように、基材Ｂの表面に、貫通孔１４ａ，１４ｂを有する誘電部１３を形成する。貫通孔１４ｂ内、及び誘電部１３の一方の主面に対して、低粘度の導電エラストマーの原料組成物を塗布する。その後、硬化処理を施すことにより、導電エラストマー製の対向電極１１を形成する。この場合、貫通孔１４ｂ内に突出する突出部１８を有する対向電極１１が形成される。この対向電極１１の突出部１８を共通電極として利用することができる。上記構成によれば、対向電極と共通電極との間の接合部分を減らすことができる。
【００６７】
誘電部１３を形成した後、貫通孔１４ａ内に、低粘度の導電エラストマーの原料組成物を充填する。その後、硬化処理を施すことにより、導電エラストマー製の共通電極１５を形成する。このとき、共通電極１５に対して、誘電部１３の主面から突出する突出部１９を設ける。この場合、共通電極１５の突出部１９を補助共通電極として利用することができる。上記構成によれば、共通電極と補助共通電極との間の接合部分を減らすことができる。
【００６８】
・上記実施形態では、上側の誘電層１２の共通電極と、下側の誘電層１２の共通電極とが補助共通電極を介して接合されている。しかしながら、補助共通電極を省略して、共通電極を互いに直接、接合してもよい。したがって、上記の部分Ｓ２は、補助共通電極を介して共通電極が互いに接合される部分であってもよいし、共通電極が互いに直接、接合される部分であってもよい。
【００６９】
・二つの誘電層１２の間において、絶縁部１７を設ける範囲は特に限定されない。絶縁部１７が配置されない部分が存在してもよい。絶縁部１７を省略してもよい。
【００７０】
・第１の製造方法において、単位層の構成は、上記実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、図６に示すように、単位層２０は、誘電部１３と、誘電部１３の一方の主面に配置された第１対向電極１１ａ、第２補助共通電極１６ｂ、及び絶縁部１７と、誘電部１３の反対に位置する主面に配置された第２対向電極１１ｂ、第１補助共通電極１６ａ、及び絶縁部１７とから構成されてもよい。この場合、積層工程において、二つの単位層２０の第１対向電極１１ａ、第２対向電極１１ｂ、第１補助共通電極１６ａ、第２補助共通電極１６ｂをそれぞれ互いに重ねるようにして、単位層２０を積層して接合する。この場合には、単位層２０間の接合面が誘電部１３に位置しない。このため、単位層２０を互いに接合するため、接着剤を用いることも可能である。
【符号の説明】
【００７１】
Ｓ…接合面、１０…エラストマー製圧電素子、１１…対向電極、１１ａ…第１対向電極、１１ｂ…第２対向電極、１２…誘電層、１３…誘電部、１４ａ，１４ｂ…貫通孔、１５…共通電極、１５ａ…第１共通電極、１５ｂ…第２共通電極、１６…補助共通電極、１６ａ…第１補助共通電極、１６ｂ…第２補助共通電極、１７…絶縁部、１８，１９…突出部、２０…単位層、２０Ａ…第１単位層、２０Ｂ…第２単位層。
【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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【国際調査報告】
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