(57)【要約】【課題】高分子アクチュエータ素子を、彫刻刀またはトムソン刃により切断する方法を用いて製造する場合であっても、電極層間のリーク電流の増加または電極層間の短絡を生じない技術を提供する。【解決手段】第１電極層になる第１シート、電解質層になる第３シートおよび第２電極層になる第２シートを重ねて形成した積層シートを平面視した場合、第１シートに形成した開口と第２シートに形成した開口とが、閉じた連続領域を構成し、切断加工における前記積層シートの切断部が、前記閉じた連続領域の内側に位置する高分子アクチュエータ素子の製造方法を提供する。【選択図】図１
2016163503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）高分子アクチュエータ素子の第１電極層になる第１シートに、単一または複数の開口からなる第１開口群を形成する工程と、
（ｂ）前記第１電極層に対向する第２電極層になる第２シートに、単一または複数の開口からなる第２開口群を形成する工程と、
（ｃ）前記第１開口群に属する開口と前記第２開口群に属する開口が平面視において重複または接するように前記第１シートおよび前記第２シートの相対位置を調整するとともに、前記第１シートと前記第２シートの間に、前記高分子アクチュエータ素子の電解質層になる第３シートを配置する工程と、
（ｄ）前記第１シート、前記第３シートおよび前記第２シートを圧着して積層シートを形成する工程と、
（ｅ）前記積層シートを切断加工し、前記高分子アクチュエータ素子を形成する工程と、
を有する高分子アクチュエータ素子の製造方法であって、
前記（ｄ）工程で形成された前記積層シートを平面視した場合、前記第１開口群に属する各開口と前記第２開口群に属する各開口とが、閉じた連続領域を構成し、
前記（ｅ）工程の前記切断加工における前記積層シートの切断部が、前記閉じた連続領域の内側に位置する
高分子アクチュエータ素子の製造方法。
【請求項２】
前記第１開口群および前記第２開口群から選択された１以上の開口の平面形状が、四角形、円もしくは楕円またはこれらの組み合わせである
請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
平面視した場合の前記切断部の形状が長方形または正方形であり、
前記第１開口群が、四角形の平面形状を有する二つの開口を有し、
前記第２開口群が、四角形の平面形状を有する二つの開口を有し、
前記第１開口群の二つの前記開口が、平面視において、前記切断部となる長方形または正方形の平行な二辺にそれぞれ重なり、
前記第２開口群の二つの前記開口が、平面視において、前記切断部となる前記長方形または前記正方形の前記平行な二辺とは異なる他の二辺にそれぞれ重なる
請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
平面視した場合の前記切断部の形状が長方形または正方形であり、
前記第１開口群が、四角形の平面形状を有する４つの開口を有し、
前記第２開口群が、四角形、円または楕円の平面形状を有する４つの開口を有し、
前記第１開口群の４つの前記開口が、平面視において、前記切断部となる長方形または正方形の四辺にそれぞれ重なり、
前記第２開口群の４つの前記開口が、平面視において、前記切断部となる前記長方形または前記正方形の四角にそれぞれ重なる
請求項２に記載の製造方法。
【請求項５】
平面視した場合の前記切断部の形状が長方形または正方形であり、
前記第１開口群が、Ｌ字形の平面形状を有する１つの開口を有し、
前記第２開口群が、前記第１開口群の前記開口に対し２回軸対称な平面形状を有する１つの開口を有し、
前記第１開口群の前記開口が、平面視において、前記切断部となる長方形または正方形の互いに垂直に交わる二辺に重なり、
前記第２開口群の前記開口が、平面視において、前記切断部となる前記長方形または前記正方形の前記垂直に交わる二辺とは異なる他の二辺に重なる
請求項２に記載の製造方法。
【請求項６】
平面視した場合の前記切断部の形状が長方形または正方形であり、
前記第１開口群が、Ｕ字形の平面形状を有する１つの開口を有し、
前記第２開口群が、四角形の平面形状を有する１つの開口を有し、
前記第１開口群の前記開口が、平面視において、前記切断部となる長方形または正方形の三辺に重なり、
前記第２開口群の前記開口が、平面視において、前記切断部となる前記長方形または前記正方形の前記三辺とは異なる他の一辺に重なる
請求項２に記載の製造方法。
【請求項７】
前記（ａ）工程において前記第１シートに複数の前記第１開口群を形成し、
前記（ｂ）工程において前記第２シートに複数の前記第２開口群を形成し、
前記（ｄ）工程の前記積層シートに、複数の前記閉じた連続領域が構成され、
前記（ｅ）工程における一度の切断加工によって、複数の前記高分子アクチュエータ素子が形成される
請求項１から請求項６の何れか一項に記載の製造方法。
【請求項８】
電極用ベースポリマー、カーボン材料およびイオン液体を有する第１電極層と、
前記第１電極層と同種の材料からなる第２電極層と、
前記第１電極層と前記第２電極層の間に配置され、電解質用ベースポリマーおよび前記イオン液体を有する電解質層と、
を備えた高分子アクチュエータ素子であって、
前記第１電極層の平面積に比較して前記電解質層の平面積が大きく、
前記第２電極層の平面積に比較して前記電解質層の平面積が大きい
高分子アクチュエータ素子。
【請求項９】
前記第１電極層、前記電解質層および前記第２電極層で構成される積層体の少なくとも一つの側面において、
前記電解質層および前記第２電極層の端面より前記第１電極層の端面が前記積層体の内側に窪んだ第１窪み部、または、
前記第１電極層および前記電解質層の端面より前記第２電極層の端面が前記積層体の内側に窪んだ第２窪み部、
を有する請求項８に記載の高分子アクチュエータ素子。
【請求項１０】
前記積層体の前記側面において、前記側面の全域に渡り、前記第１窪み部または前記第２窪み部の少なくとも一方を有する
請求項９に記載の高分子アクチュエータ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子アクチュエータ素子の製造方法および高分子アクチュエータ素子に関し、特に、大面積で成膜して個片に切り分けて高分子アクチュエータ素子を製造した場合であっても、高分子アクチュエータ素子の電極間に短絡を生じず、リーク電流の増大を防止できる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、特許文献１には、空気中または真空中で安定して作動し、低電圧で駆動できるアクチュエータ素子が開示されている。当該アクチュエータ素子は、イオン性液体とポリマーとのゲル状組成物からなるイオン伝導層の両面に、カーボンナノチューブとイオン性液体とポリマーとのゲル状組成物からなる電極層が少なくとも１個ずつ形成されたものであり、該電極層に電位差を与えることにより湾曲および変形を生じさせ得るものとされている。
【０００３】
たとえば、特許文献２には、変位量が向上したアクチュエータが開示されている。当該アクチュエータは、電解質が移動することで変形するアクチュエータであり、一対の電極層のうち少なくともいずれか一方がポリマー繊維を有し、ポリマー繊維が、導電材料を有し且つ多孔質であることを特徴とするものとされている。ここで、導電材料として、カーボンブラック、炭素繊維、カーボンナノチューブが挙げられ、電解質としてイオン液体が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１７６４２８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２５０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したアクチュエータあるいはアクチュエータ素子の製造において、生産性を高めようとすれば、イオン伝導層となる物質を予めシート状に形成し、また、電極層となる物質を予めシート状に作成し、各シート状物質を、電極層、イオン伝導層、電極層の順に重ね、接着した後、これを個片に切断する方法が採用できる。このような方法によれば、多数のアクチュエータ素子を一度に切断する（くり抜く）ことが可能になり、シート状物質の面積を大きくすることで、アクチュエータ素子の生産性を大きく高めることが可能になる。
【０００６】
しかし、本願の発明者らの実験検討によれば、例えば彫刻刀のような刃物やトムソン刃などを用いて個片に切断したアクチュエータ素子では、電極層に含まれたカーボンファイバー等の導電材が、切断の際にイオン伝導層に侵入し、これが原因でアクチュエータ素子のリーク電流を増加する可能性、あるいは、電極層間に短絡を生じる可能性があることが判明した。
【０００７】
本発明の目的は、高分子アクチュエータ素子を、大面積で成膜した後に個片に切り分けて製造する場合であっても、電極層間のリーク電流の増加または電極層間の短絡を生じない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】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、（ａ）高分子アクチュエータ素子の第１電極層になる第１シートに、単一または複数の開口からなる第１開口群を形成する工程と、（ｂ）前記第１電極層に対向する第２電極層になる第２シートに、単一または複数の開口からなる第２開口群を形成する工程と、（ｃ）前記第１開口群に属する開口と前記第２開口群に属する開口が平面視において重複または接するように前記第１シートおよび前記第２シートの相対位置を調整するとともに、前記第１シートと前記第２シートの間に、前記高分子アクチュエータ素子の電解質層になる第３シートを配置する工程と、（ｄ）前記第１シート、前記第３シートおよび前記第２シートを圧着して積層シートを形成する工程と、（ｅ）前記積層シートを切断加工し、前記高分子アクチュエータ素子を形成する工程と、を有する高分子アクチュエータ素子の製造方法であって、前記（ｄ）工程で形成された前記積層シートを平面視した場合、前記第１開口群に属する各開口と前記第２開口群に属する各開口とが、閉じた連続領域を構成し、前記（ｅ）工程の前記切断加工における前記積層シートの切断部が、前記閉じた連続領域の内側に位置する高分子アクチュエータ素子の製造方法を提供する。
【０００９】
前記第１開口群および前記第２開口群から選択された１以上の開口の平面形状が、四角形、円もしくは楕円またはこれらの組み合わせであってもよい。
【００１０】
たとえば、平面視した場合の前記切断部の形状が長方形または正方形であり、前記第１開口群が、四角形の平面形状を有する二つの開口を有し、前記第２開口群が、四角形の平面形状を有する二つの開口を有し、前記第１開口群の二つの前記開口が、平面視において、前記切断部となる長方形または正方形の平行な二辺にそれぞれ重なり、前記第２開口群の二つの前記開口が、平面視において、前記切断部となる前記長方形または前記正方形の前記平行な二辺とは異なる他の二辺にそれぞれ重なるものであってもよい。
【００１１】
あるいは、平面視した場合の前記切断部の形状が長方形または正方形であり、前記第１開口群が、四角形の平面形状を有する４つの開口を有し、前記第２開口群が、四角形、円または楕円の平面形状を有する４つの開口を有し、前記第１開口群の４つの前記開口が、平面視において、前記切断部となる長方形または正方形の四辺にそれぞれ重なり、前記第２開口群の４つの前記開口が、平面視において、前記切断部となる前記長方形または前記正方形の四角にそれぞれ重なるものであってもよい。
【００１２】
あるいは、平面視した場合の前記切断部の形状が長方形または正方形であり、前記第１開口群が、Ｌ字形の平面形状を有する１つの開口を有し、前記第２開口群が、前記第１開口群の前記開口に対し２回軸対称な平面形状を有する１つの開口を有し、前記第１開口群の前記開口が、平面視において、前記切断部となる長方形または正方形の互いに垂直に交わる二辺に重なり、前記第２開口群の前記開口が、平面視において、前記切断部となる前記長方形または前記正方形の前記垂直に交わる二辺とは異なる他の二辺に重なるものであってもよい。
【００１３】
あるいは、平面視した場合の前記切断部の形状が長方形または正方形であり、前記第１開口群が、Ｕ字形の平面形状を有する１つの開口を有し、前記第２開口群が、四角形の平面形状を有する１つの開口を有し、前記第１開口群の前記開口が、平面視において、前記切断部となる長方形または正方形の三辺に重なり、前記第２開口群の前記開口が、平面視において、前記切断部となる前記長方形または前記正方形の前記三辺とは異なる他の一辺に重なるものであってもよい。
【００１４】
前記（ａ）工程において前記第１シートに複数の前記第１開口群を形成し、前記（ｂ）工程において前記第２シートに複数の前記第２開口群を形成し、前記（ｄ）工程の前記積層シートに、複数の前記閉じた連続領域が構成され、前記（ｅ）工程における一度の切断加工によって、複数の前記高分子アクチュエータ素子が形成されるものであってもよい。
【００１５】
本発明の第２の態様においては、電極用ベースポリマー、カーボン材料およびイオン液体を有する第１電極層と、前記第１電極層と同種の材料からなる第２電極層と、前記第１電極層と前記第２電極層の間に配置され、電解質用ベースポリマーおよび前記イオン液体を有する電解質層と、を備えた高分子アクチュエータ素子であって、前記第１電極層の平面積に比較して前記電解質層の平面積が大きく、前記第２電極層の平面積に比較して前記電解質層の平面積が大きい高分子アクチュエータ素子を提供する。
【００１６】
前記第１電極層、前記電解質層および前記第２電極層で構成される積層体の少なくとも一つの側面において、前記電解質層および前記第２電極層の端面より前記第１電極層の端面が前記積層体の内側に窪んだ第１窪み部、または、前記第１電極層および前記電解質層の端面より前記第２電極層の端面が前記積層体の内側に窪んだ第２窪み部、を有してもよい。前記積層体の前記側面において、前記側面の全域に渡り、前記第１窪み部または前記第２窪み部の少なくとも一方を有してもよい。
【００１７】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】高分子アクチュエータ素子の製造方法の一例を示したフロー図である。
【図２】高分子アクチュエータ素子の製造途中における第１シートの一例を示した平面図である。
【図３】高分子アクチュエータ素子の製造途中における第２シートの一例を示した平面図である。
【図４】高分子アクチュエータ素子の製造途中における積層シートの一例を示した平面図である。
【図５】図４に示す積層シートの断面を示す。
【図６】図５に示す積層シートの断面における切断部を示す。
【図７】高分子アクチュエータ素子を示す。
【図８】第１シート、第２シートおよび積層シートの他の例を示す平面図である。
【図９】第１シート、第２シートおよび積層シートの他の例を示す平面図である。
【図１０】第１シート、第２シートおよび積層シートの他の例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２０】
図１は、高分子アクチュエータ素子の製造方法の一例を示したフロー図である。ステップ（ａ）において、高分子アクチュエータ素子の第１電極層になる第１シートに、単一または複数の開口からなる第１開口群を形成する。その後、ステップ（ｂ）において、第１電極層に対向する第２電極層になる第２シートに、単一または複数の開口からなる第２開口群を形成する。その後、ステップ（ｃ）において、第１シートと第２シートの間に、高分子アクチュエータ素子の電解質層になる第３シートを配置する。その後、ステップ（ｄ）において、第１シート１１０、第３シートおよび第２シートを圧着して積層シートを形成する。最後に、ステップ（ｅ）において、積層シートを切断加工し、高分子アクチュエータ素子を形成する。以下、各ステップを詳細に説明する。
【００２１】
（ステップ（ａ）、（ｂ））
図２は、高分子アクチュエータ素子の製造途中における第１シート１１０の一例を示した平面図である。図３は、高分子アクチュエータ素子の製造途中における第２シート１２０の一例を示した平面図である。第１シート１１０および第２シート１２０は、高分子アクチュエータ素子の電極層となる導電性シートであり、第１シート１１０は第１電極層になり、第２シート１２０は第１電極層に対向する第２電極層になる。
【００２２】
第１シート１１０は、開口１１２を有する。開口１１２は、たとえば彫刻刀またはトムソン刃を用い、開口１１２となる部分の第１シート１１０をくり抜いて形成することができる。開口１１２は、四角形の平面形状を有し、二つの開口１１２で第１開口群１１４を構成する。第２シート１２０は、開口１２２を有する。開口１２２は、たとえば彫刻刀またはトムソン刃を用い、開口１２２となる部分の第２シート１２０をくり抜いて形成することができる。開口１２２は、四角形の平面形状を有し、二つの開口１２２で第２開口群１２４を構成する。第１シート１１０には、複数の第１開口群１１４が形成され、第２シート１２０には、複数の第２開口群１２４が形成されている。
【００２３】
第１シート１１０および第２シート１２０は、高分子アクチュエータ素子の電極層として機能するものであれば、その材料、電気的特性、機械的特性、化学的特性に特に制限はない。ただし、第１シート１１０および第２シート１２０に予め開口を形成する製造方法を前提とすることから、シートとして自立し、開口が形成できる程度の加工性を備えている必要がある。また、加工途中において熱圧着等の熱処理を加える場合、当該熱処理に耐え得る程度の熱的安定性を備えることが好ましい。第１シート１１０および第２シート１２０は、電極用ベースポリマー、カーボン材料およびイオン液体を有することができる。
【００２４】
電極用ベースポリマーとして、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体［ＰＶＤＦ（ＨＦＰ）］、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、パーフルオロスルホン酸（Ｎａｆｉｏｎ，ナフィオン）、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）などが挙げられる。
【００２５】
カーボン材料として、カーボンナノチューブが挙げられる。カーボンナノチューブは、グラフェンシートが筒形に巻いた形状から成る炭素系材料である。カーボンナノチューブには、周壁層数の相違から単層ナノチューブ（ＳＷＮＴ）、多層ナノチューブ（ＭＷＮＴ）があり、グラフェンシートの構造の違いからカイラル（らせん）型、ジグザグ型、アームチェア型等各種のものが知られているが、いずれのタイプのカーボンナノチューブも用いることができる。
【００２６】
イオン液体として、下記の一般式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表わされるカチオン（好ましくは、イミダゾリウムイオン）と、アニオン（Ｘ−）より成るものを例示することができる。
【００２７】
【化１】
2016163503.tif 000003
【００２８】
【化２】
2016163503.tif 000004
［ＮＲｘＨ４−ｘ］＋  （ＩＩＩ）
［ＰＲｘＨ４−ｘ］＋  （ＩＶ）
上記の式（Ｉ）〜（ＩＶ）において、Ｒは炭素数１〜１２のアルキル基またはエーテル結合を含み炭素と酸素の合計数が３〜１２のアルキル基を示し、式（Ｉ）においてＲ１は炭素数１〜４のアルキル基または水素原子を示す。式（Ｉ）において、ＲとＲ１は同一ではないことが好ましい。式（ＩＩＩ）および（ＩＶ）において、ｘはそれぞれ１〜４の整数である。
【００２９】
アニオン（Ｘ−）としては、テトラフルオロホウ酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド酸アニオン、過塩素酸アニオン、トリス（トリフルオロメタンスルホニル）炭素酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、ジシアンアミドアニオン、トリフルオロ酢酸アニオン、有機カルボン酸アニオンおよびハロゲンイオンより選ばれる少なくとも１種が好ましい。
【００３０】
（ステップ（ｃ）、（ｄ））
図４は、高分子アクチュエータ素子の製造途中における積層シートの一例を示した平面図である。図５は、図４に示す積層シートの断面を示し、（ａ）は図４におけるＡ−Ａ線断面、（ｂ）は図４におけるＢ−Ｂ線断面、（ｃ）は図４に破線で示す切断部１４４に沿った断面である。
【００３１】
ステップ（ｃ）では、第１シート１１０と第２シート１２０の間に、高分子アクチュエータ素子の電解質層になる第３シート１３０を配置する。また、ステップ（ｃ）では、第１開口群１１４に属する開口１１２と第２開口群１２４に属する開口１２２が平面視において重複または接するように第１シート１１０および第２シート１２０の相対位置を調整する。その後、ステップ（ｄ）では、上記したように相対位置を調整して配置した第１シート１１０、第３シート１３０および第２シート１２０を、圧着し、積層シートを形成する
【００３２】
第１開口群１１４に属する二つの開口１１２と第２開口群１２４に属する二つの開口１２２が平面視において重複または接することで、閉じた連続領域１４２を開口群ごとに構成する。当該閉じた連続領域１４２の内側に位置する切断部１４４で積層シートを切断することで、高分子アクチュエータ素子が形成されることになる。
【００３３】
すなわち、図４に示すように、平面視した場合の切断部１４４の形状は長方形であり、第１開口群１１４が、四角形の平面形状を有する二つの開口１１２を有し、第２開口群１２４が、四角形の平面形状を有する二つの開口１２２を有し、第１開口群１１４の二つの開口１１２が、平面視において、切断部１４４となる長方形の平行な二辺にそれぞれ重なり、第２開口群１２４の二つの開口１２２が、平面視において、切断部１４４となる長方形の平行な二辺とは異なる他の二辺にそれぞれ重なる。なお、切断部１４４の形状は正方形でもよい。
【００３４】
（ステップ（ｅ））
図６は、図５に示す積層シートの断面における切断部１４４を示し、図６の（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図５の（ａ）、（ｂ）に対応する。ステップ（ｅ）では、積層シートを切断加工し、高分子アクチュエータ素子を形成する。ステップ（ｅ）の切断加工においては、積層シートの切断部１４４が、閉じた連続領域１４２の内側に位置する。
【００３５】
本実施の形態の場合、積層シートには、複数の第１開口群１１４および複数の第２開口群１２４から複数の連続領域１４２が構成され、積層シートへの一度の切断加工により、複数の高分子アクチュエータ素子が同時に形成される。よって高分子アクチュエータ素子の生産性を高めることができる。
【００３６】
図７は、上記した方法により製造された高分子アクチュエータ素子を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ線断面、（ｃ）は（ａ）におけるＥ−Ｅ線断面を示す。製造された高分子アクチュエータ素子は、電極用ベースポリマー、カーボン材料およびイオン液体を有する第１電極層１１６と、第１電極層１１６と同種の材料からなる第２電極層１２６と、第１電極層１１６と第２電極層１２６の間に配置され、電解質用ベースポリマーおよびイオン液体を有する電解質層１３４と、を備える。
【００３７】
当該高分子アクチュエータ素子は、第１電極層１１６となる第１シート１１０に開口１１２が形成され、第２電極層１２６となる第２シート１２０に開口１２２が形成された積層シートを切断部１４４で切断して形成したものなので、第１電極層１１６の平面積に比較して電解質層１３４の平面積が大きく、第２電極層１２６の平面積に比較して電解質層１３４の平面積が大きい。言い換えると、当該高分子アクチュエータ素子は、第１電極層１１６、電解質層１３４および第２電極層１２６で構成される積層体の少なくとも一つの側面において、電解質層１３４および第２電極層１２６の端面より第１電極層１１６の端面が積層体の内側に窪んだ第１窪み部１５２、または、第１電極層１１６および電解質層１３４の端面より第２電極層１２６の端面が積層体の内側に窪んだ第２窪み部１５４、を有するものといえる。また、積層体の側面において、側面の全域に渡り、第１窪み部１５２または第２窪み部１５４の少なくとも一方を有していてもよい。
【００３８】
以上のとおり、上記した方法により製造された高分子アクチュエータ素子では、その断面において、第１窪み部１５２または第２窪み部１５４の何れかが形成されている。この結果、積層シートを彫刻刀またはトムソン刃で切断した場合であっても、第１シート１１０または第２シート１２０に含まれるカーボンファイバー等の導電体が第３シート１３０である電解質層１３４に侵入せず、第１電極層１１６および第２電極層１２６間のリーク電流の増大または短絡が発生しない。
【００３９】
なお、第１シート１１０および第２シート１２０に形成する開口の形状および配置は、上記した実施の形態には限られない。たとえば、図８〜図１０に示すような第１シートおよび第２シートの開口形状および配置を採用することができる。図８〜図１０は、第１シート、第２シートおよび積層シートの他の例を示す平面図であり、（ａ）は第１シートの一部を一つの第１開口群について示し、（ｂ）は第２シートの一部を一つの第２開口群について示す。（ｃ）は、（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示す第１シートおよび第２シートの相対位置を調整し、第３シートを挟んで圧着した積層シートの一部を示す。（ｃ）に示す積層シートの部分から一つの高分子アクチュエータ素子が形成される。
【００４０】
図８に示す第１シート、第２シートおよび積層シートにおいては、平面視した場合の切断部２４４の形状が長方形であり、第１開口群が、四角形の平面形状を有する４つの開口２１２を有し、第２開口群が、四角形の平面形状を有する４つの開口２２２を有し、第１開口群の４つの開口２１２が、平面視において、切断部２４４となる長方形の四角にそれぞれ重なり、第２開口群の４つの開口２２２が、平面視において、切断部２４４となる長方形の四辺にそれぞれ重なる。なお、切断部２４４の形状は正方形でもよく、第１開口群および第２開口群の平面形状は円または楕円でもよい。
【００４１】
図９に示す第１シート、第２シートおよび積層シートにおいては、平面視した場合の切断部３４４の形状が長方形であり、第１開口群が、Ｌ字形の平面形状を有する１つの開口３１２を有し、第２開口群が、第１開口群の開口３１２に対し２回軸対称な平面形状を有する１つの開口３２２を有し、第１開口群の開口３１２が、平面視において、切断部３４４となる長方形の互いに垂直に交わる二辺に重なり、第２開口群の開口３２２が、平面視において、切断部３４４となる長方形の垂直に交わる二辺とは異なる他の二辺に重なる。なお、切断部３４４の形状は正方形でもよい。
【００４２】
図１０に示す第１シート、第２シートおよび積層シートにおいては、平面視した場合の切断部４４４の形状が長方形であり、第２開口群が、Ｕ字形の平面形状を有する１つの開口４２２を有し、第１開口群が、四角形の平面形状を有する１つの開口４１２を有し、第２開口群の開口４２２が、平面視において、切断部４４４となる長方形の三辺に重なり、第１開口群の開口４１２が、平面視において、切断部４４４となる長方形または正方形の三辺とは異なる他の一辺に重なる。なお、切断部４４４の形状は正方形でもよい。
【００４３】
図８〜１０にしめした変形例においても、高分子アクチュエータ素子の断面において、第１窪み部が形成され、積層シートを彫刻刀またはトムソン刃で切断した場合であっても、第１シートまたは第２シートに含まれるカーボンファイバー等の導電体が第３シートである電解質層に侵入せず、第１電極層および第２電極層間のリーク電流の増大または短絡が発生しない。
【００４４】
なお、上記した実施の形態およびその変形例では、第１シート１１０に複数の第１開口群１１４が形成され、第２シート１２０に複数の第２開口群１２４が形成され、ステップ（ｄ）の積層シートには複数の閉じた連続領域１４２が構成され、ステップ（ｅ）の切断加工で一度に複数の高分子アクチュエータ素子が形成される例を説明したが、第１開口群１１４、第２開口群１２４、連続領域１４２が一つであり、一度の切断加工で一つの高分子アクチュエータ素子が形成されてもよい。
【００４５】
また、上記した実施の形態およびその変形例において、第１開口群１１４および第２開口群１２４から選択された１以上の開口１１２、１２２の平面形状が、四角形、円もしくは楕円またはこれらの組み合わせであってもよい。ここで、「四角形」、「正方形」、「長方形」は、これら形状が理想的な形状から若干外れた形状、たとえば角部にＲが形成されていたり、辺が少し波打っていたり、正方形または長方形の対辺が平行から外れていたり、角部の交差角が９０度から若干外れていたりするような場合も含むものとする。
【００４６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００４７】
１１０…第１シート、１１２…開口、１１４…第１開口群、１１６…第１電極層、１２０…第２シート、１２２…開口、１２４…第２開口群、１２６…第２電極層、１３０…第３シート、１３４…電解質層、１４２…連続領域、１４４…切断部、１５２…第１窪み部、１５４…第２窪み部、２１２…開口、２２２…開口、２４４…切断部、３１２…開口、３２２…開口、３４４…切断部、４１２…開口、４２２…開口、４４４…切断部。
【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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【図１０】
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