JP6644961B1 - 静電型トランスデューサおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
静電型トランスデューサ(以下、「トランスデューサ」と称する)は、例えば、基材と、基材の取付面に取り付けられた静電シートを備える。基材は、任意の部材であって、金属、樹脂、その他の材料により形成される。
(2−1.第一例のトランスデューサ1の構成)
第一例のトランスデューサ1の構成について、図1を参照して説明する。図1に示すように、トランスデューサ1は、少なくとも静電シート10を備える。第一例では、トランスデューサ1は、基材20および基材側融着シート30を備える場合を例に挙げるが、基材20および基材側融着シート30を備えない構成とすることもできる。基材20は、金属や樹脂などの任意の材料により形成されている。
第一例のトランスデューサ1の製造方法について、図2を参照して説明する。図2に示すように、絶縁体シート11の表面側に、第一電極シート12,13,14を配列し、絶縁体シート11の裏面側に、第二電極シート15を配置する(準備工程)。このようにして、積層体を準備する。
第一例のトランスデューサ1は、複数の第一電極シート12,13,14と1つの第二電極シート15とを備えて構成されている。従って、トランスデューサ1として機能する部位は、複数箇所存在するが、第二電極シート15は1つとなる。つまり、第一電極シート12,13,14と第二電極シート15とが同数設けられる場合に比べて、第二電極シート15の数が少なくなるため、全体として部品点数が少なくなる。そして、第二電極シート15に接続される配線の数を少なくすることが可能となる。配線の数が少なくなることで、設計自由度が向上する。
第二例のトランスデューサ2の構成について、図3を参照して説明する。第二例のトランスデューサ2は、第一例のトランスデューサ1に対して、第一電極シート12,13,14および第二電極シート15が異なる。第二例では、第一電極シート12,13,14は、導電性エラストマーにより形成されている場合を例に挙げる。導電性エラストマーとは、エラストマー中に導電性フィラーを含有させたものである。
(4−1.第三例のトランスデューサ3の構成)
第三例のトランスデューサ3の構成について、図4を参照して説明する。図4に示すように、トランスデューサ3は、静電シート10と、基材20と、静電シート10の裏面と基材20の表面との間に配置されたヒータシート40とを備える。つまり、トランスデューサ3は、センサまたはアクチュエータの機能に加えて、ヒータ機能を有する。
第三例のトランスデューサ3の製造方法について、図5を参照して説明する。ヒータ絶縁層42の第一素材42a、ヒータ線41、ヒータ絶縁層42の第二素材42bの順に積層されたヒータシート積層体を準備する(ヒータシート準備工程)。
トランスデューサ3は、ヒータ機能を有することから、対象者の状態の検出や対象への振動などの付与に加えて、対象者への熱の付与を行うことができる。特に、絶縁体シート11およびヒータ絶縁層42の熱伝導率を上記のようにすることで、ヒータ線41の熱を、静電シート10の表面に伝達することができる。また、絶縁体シート11およびヒータ絶縁層42が難燃性フィラーを有することで、耐熱効果を向上させることができる。
第四例のトランスデューサ100について、図6を参照して説明する。図6は、トランスデューサ100の表面側から見た図を示している。トランスデューサ100は、長尺状に形成されており、表面における長手方向(第一方向)をX方向、表面における短手方向(第二方向)をY方向とする。X方向とY方向とは直交する方向である。
第五例のトランスデューサ200について、図7を参照して説明する。トランスデューサ200は、絶縁体シート101、複数の第一電極シート202a,202b、および、第二電極シート103を備える。第五例のトランスデューサ200において、第四例のトランスデューサ100と実質的に同一の構成は、同一符号を付して説明を省略する。以下の例においても同様である。
第六例のトランスデューサ300について、図8を参照して説明する。トランスデューサ300は、絶縁体シート101、複数の第一電極シート302a,302b,302c、および、第二電極シート103を備える。
第七例のトランスデューサ400について、図9を参照して説明する。トランスデューサ400は、絶縁体シート101、複数の第一電極シート402a,402b、および、第二電極シート103を備える。
第八例のトランスデューサ500について、図10を参照して説明する。トランスデューサ500は、絶縁体シート101、複数の第一電極シート502a,502b,502c、および、第二電極シート103を備える。
第九例のトランスデューサ600について、図11を参照して説明する。トランスデューサ600は、絶縁体シート101、複数の第一電極シート602a,602b、および、第二電極シート103を備える。
第十例のトランスデューサ700について、図12を参照して説明する。トランスデューサ700は、絶縁体シート101、複数の第一電極シート702a,702b、および、第二電極シート103を備える。
第十一例のトランスデューサ800について、図13を参照して説明する。トランスデューサ800は、絶縁体シート101、複数の第一電極シート802a,802b、および、第二電極シート103を備える。
第十二例のトランスデューサ900について、図14を参照して説明する。トランスデューサ900は、絶縁体シート101、複数の第一電極シート902a,902b、および、第二電極シート103を備える。
Claims (22)
- エラストマーにより形成された絶縁体シートと、
前記絶縁体シートの表面側に配列され、前記絶縁体シート自身の融着により前記絶縁体シートに固着され、前記絶縁体シートの面方向に相互に距離を有して配列された複数の第一電極シートと、
前記絶縁体シートの裏面側に配置され、前記絶縁体シート自身の融着により前記絶縁体シートに固着され、前記複数の第一電極シートに対向する部位および前記面方向に隣接するそれぞれの前記第一電極シートの間の領域に対向する部位を一体的に形成された1つの第二電極シートと、
を備える、静電型トランスデューサ。 - 前記複数の第一電極シートのそれぞれの少なくとも一部は、前記絶縁体シートに埋設され、
前記絶縁体シートは、前記絶縁体シートの前記面方向に隣接するそれぞれの前記第一電極シートの間に、前記絶縁体シートの一部により構成される電極間絶縁層を備え、
前記複数の第一電極シートのそれぞれの周面の少なくとも一部は、前記電極間絶縁層自身の融着により前記電極間絶縁層に固着されている、請求項1に記載の静電型トランスデューサ。 - 前記複数の第一電極シートのそれぞれの少なくとも一部は、前記絶縁体シートに埋没され、
前記絶縁体シートは、前記第一電極シートの表面側に、前記絶縁体シートの一部により構成される第一被覆層を備え、
前記複数の第一電極シートのそれぞれの表面の少なくとも一部は、前記第一被覆層自身の融着により前記第一被覆層に固着されている、請求項2に記載の静電型トランスデューサ。 - 前記複数の第一電極シートは、前記絶縁体シートの表面における第一方向に配列されている、請求項1−3の何れか1項に記載の静電型トランスデューサ。
- 前記複数の第一電極シートは、さらに、前記絶縁体シートの表面における前記第一方向に直交する第二方向に配列されている、請求項4に記載の静電型トランスデューサ。
- 前記絶縁体シートおよび前記第二電極シートは、長尺状に形成されており、
隣接する2つの前記第一電極シートの一方は、前記絶縁体シートの短手方向の中央を通る中心線を跨いで配置され、
前記隣接する2つの前記第一電極シートの他方は、前記絶縁体シートの短手方向の中央を通る中心線を跨いで配置され、
前記隣接する2つの前記第一電極シートは、相互に、少なくとも一部が前記絶縁体シートの長手方向に隣接すると共に、少なくとも一部が前記絶縁体シートの短手方向に隣接する、請求項1−5の何れか1項に記載の静電型トランスデューサ。 - 前記複数の第一電極シートの少なくとも2つは、同一形状に形成されている、請求項1−6の何れか1項に記載の静電型トランスデューサ。
- 前記複数の第一電極シートの少なくとも2つは、異形状に形成されている、請求項1−7の何れか1項に記載の静電型トランスデューサ。
- 前記静電型トランスデューサは、さらに、
前記複数の第一電極シートのそれぞれに電気的に接続される複数の第一配線と、
前記1つの第二電極シートに電気的に接続される少なくとも1つの第二配線と、
前記複数の第一配線および前記少なくとも1つの第二配線を集合させる1つのコネクタと、
を備える、請求項1−8の何れか1項に記載の静電型トランスデューサ。 - 前記絶縁体シートは、架橋された前記エラストマーにより形成されている、請求項1−9の何れか1項に記載の静電型トランスデューサ。
- 前記第一電極シートは、
前記絶縁体シートと主成分を同種とする材料からなり、前記絶縁体シートとの間で架橋されたエラストマーと、
導電性フィラーと、
を含んで形成されている、請求項10に記載の静電型トランスデューサ。 - 前記絶縁体シートは、スチレン系エラストマーまたはオレフィン系エラストマーにより形成されている、請求項1−11の何れか1項に記載の静電型トランスデューサ。
- 前記第一電極シートは、スチレン系エラストマーまたはオレフィン系エラストマーにより形成されており、前記絶縁体シートより高い軟化点を有する、請求項12に記載の静電型トランスデューサ。
- 前記静電型トランスデューサは、さらに、前記第二電極シートの裏面側に積層されるヒータシートを備える、請求項1−13の何れか1項に記載の静電型トランスデューサ。
- 前記絶縁体シートは、熱伝導率が0.3W/m・K以上である、請求項14に記載の静電型トランスデューサ。
- 前記絶縁体シートは、熱伝導率が5W/m・K以上の熱伝導性フィラーを有する、請求項15に記載の静電型トランスデューサ。
- 前記熱伝導性フィラーは、絶縁性の金属系フィラーである、請求項16に記載の静電型トランスデューサ。
- 前記絶縁体シートは、難燃性フィラーを有する、請求項14−17の何れか1項に記載の静電型トランスデューサ。
- 前記難燃性フィラーは、水酸化物フィラーである、請求項18に記載の静電型トランスデューサ。
- 請求項1−19の何れか1項に記載の静電型トランスデューサの製造方法であって、
前記絶縁体シートの表面側に前記複数の第一電極シートを配列し、
加熱および加圧により、前記複数の第一電極シートを前記絶縁体シート自身の融着により前記絶縁体シートに固着させる、静電型トランスデューサの製造方法。 - 請求項10または11に記載の静電型トランスデューサの製造方法であって、
前記絶縁体シートの表面側に前記複数の第一電極シートを配列し、
前記複数の第一電極シートを配列した後に、加熱および加圧を行うことによって、前記複数の第一電極シートを前記絶縁体シート自身の融着により前記絶縁体シートに固着させ、
前記加熱によって前記融着による固着と同時に前記絶縁体シートの架橋を行う、静電型トランスデューサの製造方法。 - 請求項10または11に記載の静電型トランスデューサの製造方法であって、
前記絶縁体シートの表面側に前記複数の第一電極シートを配列し、
前記複数の第一電極シートを配列した後に、加熱および加圧を行うことによって、前記複数の第一電極シートを前記絶縁体シート自身の融着により前記絶縁体シートに固着させ、
前記固着した後に、追加加熱によって前記絶縁体シートの架橋を行う、静電型トランスデューサの製造方法。
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