WO2013027696A1 - アクチュエータ素子及び該アクチュエータ素子の製造方法 - Google Patents

アクチュエータ素子及び該アクチュエータ素子の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2013027696A1
WO2013027696A1 PCT/JP2012/070980 JP2012070980W WO2013027696A1 WO 2013027696 A1 WO2013027696 A1 WO 2013027696A1 JP 2012070980 W JP2012070980 W JP 2012070980W WO 2013027696 A1 WO2013027696 A1 WO 2013027696A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
films
conductive ink
cut portion
electrode
electrostrictive
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/070980
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
大寺　昭三
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Priority to JP2013530011A priority Critical patent/JP5742944B2/ja
Publication of WO2013027696A1 publication Critical patent/WO2013027696A1/ja
Priority to US14/186,916 priority patent/US9543498B2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
    • H10N30/506—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure having a cylindrical shape and having stacking in the radial direction, e.g. coaxial or spiral type rolls
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/05—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/05—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes
    • H10N30/057—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes by stacking bulk piezoelectric or electrostrictive bodies and electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/06—Forming electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/063—Forming interconnections, e.g. connection electrodes of multilayered piezoelectric or electrostrictive parts
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/07—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base
    • H10N30/074—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by depositing piezoelectric or electrostrictive layers, e.g. aerosol or screen printing
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/704—Piezoelectric or electrostrictive devices based on piezoelectric or electrostrictive films or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
    • H10N30/857—Macromolecular compositions
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/871—Single-layered electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices, e.g. internal electrodes

Definitions

  • the present invention relates to an actuator element formed in a cylindrical body by laminating and winding a film formed of an electrostrictive material, and a method for manufacturing the actuator element.
  • actuator elements that are small, light, and flexible.
  • actuator elements have been developed that use two sheets made of electrostrictive material as a flexible member by bonding them together.
  • an actuator element using a film formed of an electrostrictive material has been developed.
  • a film formed of an electrostrictive material is laminated in multiple layers to form a laminated body, and a cross section of the laminated body is cut to expose a cross section of the electrode to be T-connected with a conductive paste or the like to function as an actuator element.
  • a film capacitor disclosed in Patent Document 1 a film formed of an electrostrictive material is laminated to form a laminate, and then wound into a cylindrical shape. It is also considered to be used as an actuator element.
  • a metal such as Al, Cu, or Au is used for the electrode, and the external electrode is formed by spraying metal on both ends of the cylindrical actuator element.
  • Patent Document 1 there is no problem as a capacitor.
  • the displacement is restrained by the internal electrode formed of metal, and the distortion of the electrostrictive material may be suppressed.
  • both the electrode and the film may be melted, and it is difficult to reliably connect the internal electrode formed in the laminate.
  • the thickness of the electrode in the laminated body becomes thinner to several ⁇ m or less, it becomes difficult to cut the film with high accuracy, and when it becomes 1 ⁇ m or less, it can be electrically connected to the internal electrode by T-shaped connection. It becomes difficult. Furthermore, a slight discharge may occur due to a slight connection failure, and the electrode may be deteriorated.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and after winding a film made of an electrostrictive material, it is wound to form a cylindrical cylinder, and the internal electrode is reliably connected to the internal electrode at both ends of the cylinder. It is an object of the present invention to provide an actuator element that can be connected in a mechanical manner and a method for manufacturing the actuator element.
  • the actuator element according to the present invention is made of an electrostrictive material, and is formed by laminating two films having internal electrodes formed on one or both sides and winding them into a cylindrical cylindrical body.
  • the actuator element is characterized in that at least one cut portion is provided at both ends of the cylindrical tube so as to reach the internal electrode, and conductive ink is applied to the cut portion.
  • two films made of an electrostrictive material and having internal electrodes formed on one or both sides are laminated and wound to form a cylindrical tube.
  • At least one cut portion is provided at both ends of the cylindrical tube so as to reach the internal electrode, and conductive ink is applied to the cut portion.
  • the conductive ink reaches the internal electrode formed on the film from the cut portion, and by electrically curing the conductive ink, the external electrode and the internal electrode are surely electrically connected. It becomes possible to connect to.
  • the actuator element according to the present invention the internal electrodes formed on one side or both sides of the two films made of electrostrictive material are laminated with being shifted from each other in one direction so as to partially overlap,
  • the cylindrical tube is preferably formed by winding the laminated film in a direction intersecting with the one direction.
  • the internal electrodes formed on one or both surfaces of the two films made of electrostrictive material are laminated so as to overlap each other in one direction, and the cylindrical tube has one Since the laminated film is wound in a direction crossing the direction, the positive electrode and the negative electrode can be formed at both ends of the cylindrical tube, and the positive and negative electrodes are short-circuited in advance. It is possible to avoid it.
  • the actuator element manufacturing method forms an internal electrode on one or both surfaces of two films made of an electrostrictive material, and laminates the two films.
  • the laminated film is wound to form a cylindrical tube, and at least one cut portion is provided at both ends of the formed cylindrical tube so as to reach the internal electrode, and the cut portion It is characterized in that conductive ink is applied.
  • an internal electrode is formed on one or both sides of two films made of an electrostrictive material, the two films are laminated, and the laminated films are wound to form a cylindrical cylinder, formed At least one cut portion is provided at both ends of the cylindrical cylindrical body so as to reach the internal electrode, and conductive ink is applied to the cut portion.
  • the conductive ink reaches the internal electrode formed on the film from the cut portion, and by electrically curing the conductive ink, the external electrode and the internal electrode are surely electrically connected. It becomes possible to connect to.
  • the internal electrodes formed on one surface or both surfaces of the two films made of electrostrictive material are laminated so as to be partially overlapped with each other in one direction.
  • the said cylindrical cylinder is formed by winding the said laminated
  • the internal electrodes formed on one side or both sides of the two films made of electrostrictive material are laminated so as to overlap each other in one direction, and the cylindrical cylinder is Since the laminated film is wound around in a direction crossing the direction, the positive and negative electrodes can be formed at both ends of the cylindrical tube, and the positive and negative electrodes are prevented from short-circuiting in advance. It becomes possible to do.
  • the actuator element manufacturing method forms an internal electrode on one or both surfaces of two films made of an electrostrictive material, and laminates the two films.
  • the laminated film is provided with at least one cut portion so as to reach the internal electrode, and a conductive ink is applied to the cut portion, and the surface to which the conductive ink is applied is wound outward. It is characterized by being formed into a cylindrical tube.
  • an internal electrode is formed on one or both surfaces of two films made of an electrostrictive material, the two films are laminated, and at least one cut portion is provided in the laminated film so as to reach the internal electrode. It is provided, and conductive ink is applied to the cut portion, and it is wound so that the surface to which the conductive ink is applied is on the outside, and is formed into a cylindrical tube. Since the conductive ink is applied to the cut portion and then wound to form a cylindrical tube, it is easy to apply the conductive ink to the cut portion, and the conductive ink is formed on the film from the cut portion. Therefore, the external electrode and the internal electrode can be electrically connected more reliably.
  • the internal electrodes formed on one surface or both surfaces of the two films made of electrostrictive material are laminated so as to be partially overlapped with each other in one direction.
  • the cut portion is provided at both ends of the laminated film in the one direction, and the cylindrical tube is wound around the laminated film in a direction intersecting the one direction. It is preferable to form.
  • the internal electrodes formed on one side or both sides of the two films made of electrostrictive material are laminated so as to overlap each other in one direction, and the cut portions are formed on the laminated films.
  • the cylindrical tube is formed by winding the laminated film in a direction crossing the one direction, so that the positive electrode and the negative electrode are both ends of the cylindrical tube It is possible to prevent the positive and negative electrodes from being short-circuited.
  • the conductive ink reaches the internal electrode formed on the film from the cut portion, and the external electrode and the internal electrode are connected by heating and curing the conductive ink. It becomes possible to make an electrical connection reliably.
  • the internal electrodes formed on the two films made of electrostrictive material are laminated so as to be partially overlapped with each other in one direction, and the cut portions are formed at both ends in one direction of the laminated films. Since the cylindrical tube is formed by winding the laminated film in a direction crossing one direction, the positive electrode and the negative electrode are formed at both ends of the cylindrical tube. It is possible to prevent the positive and negative electrodes from being short-circuited.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of the actuator element according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the actuator element 10 according to Embodiment 1 is formed into a cylindrical cylindrical body by winding two electrostrictive films 11 made of a polymer electrostrictive material and then winding them.
  • a plurality of cut portions 12 are provided at both ends of the cylindrical tube.
  • the cut portion 12 is provided at both end portions of the cylindrical tube body 33 by cutting from the outer peripheral surface in the radial direction to a position reaching the internal electrode formed on the laminated electrostrictive film 11.
  • the conductive ink 13 is impregnated into the cut portion 12 by immersing the cut portion 12 in the conductive ink 13 or by applying the conductive ink 13 to the cut portion 12.
  • the conductive ink 13 impregnated in the cut portion 12 reaches the internal electrode formed on the laminated electrostrictive film 11 and is electrically connected to the internal electrode by heating and curing the conductive ink 13. .
  • the conductive ink 13 oozing out and exposed from the cut portion 12 may be covered with an Au conductive paste or a Cu conductive paste.
  • a firmer external electrode can be formed.
  • FIG. 2A two electrostrictive films (films) 31 and 32 made of a polymer electrostrictive material are prepared, and electrodes are provided on both front and back surfaces of each of the two electrostrictive films 31 and 32. Patterns (internal electrodes) 41 and 42 are formed.
  • the polymer electrostrictive material forming the electrostrictive films 31 and 32 is not particularly limited as long as it is a polymer piezoelectric material having a permanent dipole.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PVDF polyvinylidene fluoride copolymer
  • P (VDF-TrFE-HFP) which is a copolymer
  • P (VDF-TrFE-) which is a PVDF terpolymer.
  • P is poly
  • VDF vinylidene fluoride
  • TrFE is trifluoroethylene
  • CFE is chlorofluoroethylene
  • CTFE is chlorotrifluoroethylene
  • CDFE is chlorodifluoroethylene
  • HFA is hexafluoroacetone.
  • HFP represents hexafluoropropylene
  • VC represents vinyl chloride
  • VF represents vinyl fluoroid.
  • the thickness of the electrostrictive films 31 and 32 can be appropriately set, but is preferably about several ⁇ m to 100 ⁇ m, for example.
  • the electrostrictive films 31 and 32 are formed as a film having a thickness of about several ⁇ m to 100 ⁇ m. As shown in FIG. 2B, the electrostrictive films 31 and 32 are coated with conductive ink through a mask on both front and back surfaces. By spraying, electrode patterns (internal electrodes) 41 and 42 are formed. Depending on the viscosity of the conductive ink, the forming method may be appropriately changed, such as an ink jet method, brush coating, or screen printing method.
  • an organic conductive material such as PEDOT (polyethylenedioxythiophene), PPy (polypyrrole), PANI (polyaniline) is used and dissolved in a solvent together with an organic binder.
  • organic binder for example, a gelatin binder, an acrylic binder, a polyvinyl alcohol binder, or the like can be used.
  • the solvent may be selected from solvents that can dissolve the organic conductive material together with the organic binder, such as methanol and ethanol.
  • the electrode patterns 41 and 42 it is preferable to form the electrode patterns 41 and 42 so that the front and back of each of the two electrostrictive films 31 and 32 are shifted to the opposite side opposite to each other.
  • connect The electrode patterns 41 and 42 are exposed to the opposite side between the inner side which is the side and the outer side which is the opposite side which is not in contact.
  • the electrode pattern 42 formed on the inner side that is the surface side where the two electrostrictive films 31 and 32 are in contact is in contact with the left side of the electrostrictive films 31 and 32.
  • the electrode pattern 41 formed on the outer side which is not the opposite side can be exposed on one side of the right side of the electrostrictive films 31 and 32, respectively. Therefore, the electrode pattern 41 and the electrode pattern 42 having different polarities can be exposed to the opposite ends, respectively, and it is possible to prevent the electrodes (positive and negative electrodes) from being short-circuited. .
  • the direction orthogonal to the one side where the electrode patterns 41 and 42 each offset ie, the direction (one direction) where a part of electrode patterns 41 and 42 overlap.
  • the electrostrictive films 31 and 32 are wound in the direction of the arrow in FIG. 2C (the direction intersecting with one direction) to form a cylindrical tube 33.
  • FIG. 3A is a perspective view showing a state in which the electrostrictive films 31 and 32 are wound in the direction of the arrow in FIG.
  • a cylindrical tube 33 formed by winding the laminated electrostrictive films 31 and 32 has the electrode pattern 41 or the electrode pattern 42 exposed at both ends.
  • the size of the electrostrictive films 31 and 32 is arbitrary, the length of the cylindrical body 33 when wound and formed into the cylindrical cylindrical body 33 is 10 mm or more, and the electrostrictive film 31 to be wound
  • the length 32 is preferably several times the circumferential length of the cylindrical tube 33.
  • the diameter of the cylindrical tube 33 is 0.3 mm or more.
  • the some notch part 12 is provided in the both ends of the cylindrical cylinder 33.
  • the cut portion 12 is provided at both end portions of the cylindrical tube body 33 by cutting from the outer peripheral surface in the radial direction to a position reaching the internal electrodes formed on the laminated electrostrictive films 31 and 32.
  • the cut portion 12 does not cut to a portion where the electrode pattern 41 and the electrode pattern 42 overlap. Thereby, the electrode pattern 41 and the electrode pattern 42 are not short-circuited by the conductive ink 13 entering through the cut portion 12.
  • the conductive ink 13 is contained in the cut portion 12. Impregnate into.
  • the conductive ink 13 impregnated in the cut portion 12 surely reaches the electrode pattern 41 or the electrode pattern 42 functioning as an internal electrode, and the conductive ink 13 is heated and cured, whereby the electrode pattern 41 or the electrode pattern 42 Electrically connected.
  • the conductive ink 13 is applied to both ends of the cylindrical tube 33 so as to cover the conductive ink 13 that has exuded and exposed from the notch 12. It is given to the side part of the part. By heat-curing the conductive ink 13, the entire side surface portions of both end portions of the cylindrical tube body 33 can function as external electrodes.
  • a metal paste for example, a silver paste is applied to the side surface portions at both ends of the cylindrical tube 33 so as to cover the conductive ink 13 that has exuded from the cut portion 12 and is exposed. You may do it.
  • the electrode patterns 41 and 42 are formed as the internal electrodes on both the front and back surfaces of the two electrostrictive films 31 and 32 made of the polymer electrostrictive material. , 32 are wound in a stacked state to form a cylindrical tubular body 33.
  • a plurality of cut portions 12 are provided at both ends of the cylindrical tube 33 so as to reach the electrode patterns 41 and 42, and the conductive ink 13 is applied or immersed in the cut portions 12.
  • the conductive ink 13 reaches the internal electrodes formed on the electrostrictive films 31 and 32 from the cut portion 12, and heats and cures the conductive ink 13.
  • the external electrode and the internal electrode can be electrically connected reliably.
  • the plurality of cut portions 12 are provided. However, it is sufficient that the external electrode and the internal electrode (electrode pattern 41 or electrode pattern 42) can be electrically connected.
  • the cut portion 12 may be provided. However, by providing a plurality of notches 12, even if the electrical connection is partially defective, the conduction characteristics between the external electrode and the internal electrode are not impaired. Needless to say, it is preferable to provide the notch 12.
  • FIG. 4A two electrostrictive films (films) 31 and 32 made of a polymer electrostrictive material are prepared, and electrodes are provided on both front and back surfaces of each of the two electrostrictive films 31 and 32. Patterns (internal electrodes) 41 and 42 are formed.
  • the electrostrictive films 31 and 32 are formed as a film having a thickness of about several ⁇ m to 100 ⁇ m. As shown in FIG. 4B, the electroconductive films 13 and 32 are provided on both front and back surfaces of the electrostrictive films 31 and 32 through a mask. Is sprayed to form electrode patterns (internal electrodes) 41 and 42. Depending on the viscosity of the conductive ink 13, the forming method may be changed as appropriate, such as an ink jet method, a brush coating method, or a screen printing method.
  • the electrode patterns 41 and 42 it is preferable to form the electrode patterns 41 and 42 so that the front and back of each of the two electrostrictive films 31 and 32 are shifted to the opposite side opposite to each other.
  • connect The electrode patterns 41 and 42 are exposed to the opposite side between the inner side which is the side and the outer side which is the opposite side which is not in contact.
  • the electrode pattern 42 formed on the inner side that is the surface side where the two electrostrictive films 31 and 32 are in contact is in contact with the left side of the electrostrictive films 31 and 32.
  • the electrode pattern 41 formed on the outer side which is not the opposite side can be exposed on one side of the right side of the electrostrictive films 31 and 32, respectively. Therefore, the electrode pattern 41 and the electrode pattern 42 having different polarities can be exposed to the opposite ends, respectively, and it is possible to prevent the electrodes (positive and negative electrodes) from being short-circuited. .
  • the some notch part 12 is provided in the one side which the electrode patterns 41 and 42 each offset.
  • the cut portion 12 does not cut to a portion where the electrode pattern 41 and the electrode pattern 42 overlap. Thereby, the electrode pattern 41 and the electrode pattern 42 are not short-circuited by the conductive ink 13 entering through the cut portion 12.
  • the conductive ink 13 is impregnated into the cut portion 12 by immersing the cut portion 12 in the conductive ink 13 or by applying the conductive ink 13 to the cut portion 12. To do.
  • the conductive ink 13 impregnated in the cut portion 12 surely reaches the electrode pattern 41 or the electrode pattern 42 functioning as an internal electrode, and the conductive ink 13 is heated and cured, whereby the electrode pattern 41 or the electrode pattern 42 Electrically connected.
  • the electrostrictive films 31, 32 are turned over as shown in FIG. Accordingly, when the laminated electrostrictive films 31 and 32 are wound and formed into the cylindrical tube body 33, the surface to which the conductive ink 13 is applied to the cut portion 12 is made to be outside. it can.
  • the electrode pattern 41, 42 is perpendicular to one side where the electrode patterns 41, 42 are offset, that is, the direction in which a part of the electrode patterns 41, 42 overlaps (one direction) as an axis.
  • the distorted films 31 and 32 are wound in a direction indicated by an arrow (a direction intersecting one direction) to form a cylindrical tube 33.
  • FIG. 5C is a perspective view showing a state in which the electrostrictive films 31 and 32 are wound in the direction of the arrow in FIG.
  • the cylindrical tube 33 formed by winding the laminated electrostrictive films 31 and 32 is electrically connected to the electrode pattern 41 or the electrode pattern 42 and the applied conductive ink 13 at the side surface portions of both ends. Connected.
  • the entire side surface portions at both ends of the cylindrical tube body 33 can function as external electrodes.
  • a metal paste for example, a silver paste is applied to the side surface portions at both ends of the cylindrical tube 33 so as to cover the conductive ink 13 that has exuded from the cut portion 12 and is exposed. You may do it.
  • the second embodiment in a state where two electrostrictive films 31 and 32 made of a polymer electrostrictive material are laminated, at least one cut portion 12 is provided so as to reach the internal electrode,
  • the conductive ink 13 is applied to the cut portion 12 and is wound so that the surface to which the conductive ink 13 is applied is on the outer side to form the cylindrical body 33. Since the conductive ink 13 is applied to the cut portion 12 and then wound to form the cylindrical tube 33, the conductive ink 13 can be easily applied to the cut portion 12, and the conductive ink 13 is removed from the cut portion 12. Since the internal electrodes formed on the electrostrictive films 31 and 32 can be reached, the external electrodes and the internal electrodes (the electrode pattern 41 or the electrode pattern 42) can be more reliably connected electrically.
  • the plurality of cut portions 12 are provided, but it is sufficient that the external electrode and the internal electrode (electrode pattern 41 or electrode pattern 42) can be electrically connected.
  • the cut portion 12 may be provided. However, by providing a plurality of notches 12, even if the electrical connection is partially defective, the conduction characteristics between the external electrode and the internal electrode are not impaired. Needless to say, it is preferable to provide the notch 12.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications and substitutions are possible within the scope of the present invention.
  • the internal electrode is formed by applying the conductive ink 13 to both the front and back surfaces of the electrostrictive films 31 and 32, but Ni (nickel), Pt (platinum) is formed by vapor deposition, sputtering, etc., as in the conventional case.
  • a metal film such as Pt—Pd (platinum-palladium alloy), Al (aluminum), Au (gold), or Au—Pd (gold palladium alloy) may be formed.
  • the electrode patterns 41 and 42 are formed in the front and back both surfaces of the two electrostrictive films 31 and 32, an electrode is provided only in any one surface, for example, the surface, for example.
  • the patterns 41 and 42 may be formed, and the two electrostrictive films 31 and 32 may be laminated.
  • the electrode pattern 42 is disposed on the left side of the electrostrictive film 32 on the inner side, which is the side where the two electrostrictive films 31 and 32 are in contact, and the electrode pattern 41 is disposed on the outer side which is not in contact. Can be exposed on one side of the right side of the electrostrictive film 31, and the electrode pattern 41 and the electrode pattern 42 having different polarities can be exposed to the opposite sides, respectively.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

　電歪材料からなるフィルムを積層した後に巻き回して円筒状の筒体を形成し、筒体の両端部で内部電極と確実に電気的に接続することができるアクチュエータ素子及び該アクチュエータ素子の製造方法を提供する。　電歪材料からなり、片面又は両面に内部電極を形成してある二枚のフィルムを積層し、巻き回して円筒状の筒体に形成されたアクチュエータ素子１０である。円筒状の筒体の両端部に、内部電極（電極パターン）に届くように少なくとも一の切り込み部１２を設けてあり、切り込み部１２に導電性インク１３を付与することで、導電性インク１３が切り込み部１２からフィルムに形成された内部電極まで到達し、導電性インク１３を加熱硬化させることにより外部電極と内部電極とを電気的に接続する。

Description

アクチュエータ素子及び該アクチュエータ素子の製造方法
　本発明は、電歪材料で形成されたフィルムを積層し、巻き回して円筒状の筒体に形成されたアクチュエータ素子及び該アクチュエータ素子の製造方法に関する。
　医療機器、産業用ロボット等は、精緻な動きを要求される機会が多い。したがって、小型、軽量であり、しかも柔軟性に富むアクチュエータ素子の開発が急務となっている。例えば電歪材料で形成された二枚のシートを張り合わせて撓み部材として用いるアクチュエータ素子等も多々開発されている。
　最近では、アクチュエータ素子をより軽量化するために、電歪材料で形成されたフィルムを用いるアクチュエータ素子も開発されている。電歪材料で形成されたフィルムを多層に積層して積層体とし、積層体の断面を切断して露出した電極断面を導電ペースト等でＴ字接続することで、アクチュエータ素子として機能させている。
　また、よりアクチュエータ素子の強度を高めるために、例えば特許文献１に開示してあるフィルムコンデンサのように、電歪材料で形成されたフィルムを積層して積層体とした後に巻き回して、円筒状のアクチュエータ素子として用いることも考えられている。特許文献１では、電極にはＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の金属を用いており、円筒状のアクチュエータ素子の両端部に金属を溶射し、外部電極を形成している。
特開平０９－２３２１８５号公報
　特許文献１に記載の構造では、コンデンサとしては問題が生じないものの、アクチュエータ素子として用いる場合には、金属で形成された内部電極により変位が拘束され、電歪材料の歪がかえって抑制されるおそれがあるという問題点があった。そこで、内部電極に金属を用いず、有機系の導電性材料を用いることも試みられている。
　しかし、導電性材料を溶射する場合、電極とフィルムとがともに溶融するおそれがあり、積層体内に形成してある内部電極と確実に接続することが困難であるという問題点があった。また、積層体内の電極の厚みが数μｍ以下と薄くなるにしたがって、フィルムを高い精度で切断することも困難になり、さらに１μｍ以下ともなるとＴ字接続により内部電極と電気的に接続することも困難になる。さらに、わずかな接続不良により微小な放電が発生し、電極が劣化するおそれもあった。
　本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、電歪材料からなるフィルムを積層した後に巻き回して円筒状の筒体を形成し、筒体の両端部で内部電極と確実に電気的に接続することができるアクチュエータ素子及び該アクチュエータ素子の製造方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために本発明に係るアクチュエータ素子は、電歪材料からなり、片面又は両面に内部電極を形成してある二枚のフィルムを積層し、巻き回して円筒状の筒体に形成されたアクチュエータ素子であって、前記円筒状の筒体の両端部に、前記内部電極に届くように少なくとも一の切り込み部を設け、該切り込み部に導電性インクが付与されていることを特徴とする。
　上記構成では、電歪材料からなり、片面又は両面に内部電極を形成してある二枚のフィルムを積層し、巻き回して円筒状の筒体に形成されている。円筒状の筒体の両端部に、内部電極に届くように少なくとも一の切り込み部を設け、切り込み部に導電性インクが付与されている。切り込み部に導電性インクを付与することで、導電性インクは切り込み部からフィルムに形成された内部電極まで到達し、導電性インクを加熱硬化させることにより外部電極と内部電極とを電気的に確実に接続することが可能となる。
　また、本発明に係るアクチュエータ素子は、電歪材料からなる二枚の前記フィルムの片面又は両面に形成された前記内部電極は、一部が重なり合うように一の方向に互いにずらせて積層され、前記円筒状の筒体は、前記一の方向と交差する方向に、積層された前記フィルムを巻き回して形成されていることが好ましい。
　上記構成では、電歪材料からなる二枚のフィルムの片面又は両面に形成された内部電極は、一部が重なり合うように一の方向に互いにずらせて積層され、円筒状の筒体は、一の方向と交差する方向に、積層されたフィルムを巻き回して形成されているので、正極と負極とを円筒状の筒体の両端部に形成することができ、正負の電極が短絡することを未然に回避することが可能となる。
　次に、上記目的を達成するために本発明に係るアクチュエータ素子の製造方法は、電歪材料からなる二枚のフィルムの片面又は両面に内部電極を形成し、二枚の前記フィルムを積層し、積層された前記フィルムを巻き回して円筒状の筒体に形成し、形成された前記円筒状の筒体の両端部に、前記内部電極に届くように少なくとも一の切り込み部を設け、該切り込み部に導電性インクを付与することを特徴とする。
　上記構成では、電歪材料からなる二枚のフィルムの片面又は両面に内部電極を形成し、二枚のフィルムを積層し、積層されたフィルムを巻き回して円筒状の筒体に形成し、形成された円筒状の筒体の両端部に、内部電極に届くように少なくとも一の切り込み部を設け、該切り込み部に導電性インクを付与する。切り込み部に導電性インクを付与することで、導電性インクは切り込み部からフィルムに形成された内部電極まで到達し、導電性インクを加熱硬化させることにより外部電極と内部電極とを電気的に確実に接続することが可能となる。
　また、本発明に係るアクチュエータ素子の製造方法は、電歪材料からなる二枚の前記フィルムの片面又は両面に形成された前記内部電極を、一部が重なり合うように一の方向に互いにずらせて積層し、前記円筒状の筒体を、前記一の方向と交差する方向に、積層された前記フィルムを巻き回して形成することが好ましい。
　上記構成では、電歪材料からなる二枚のフィルムの片面又は両面に形成された内部電極を、一部が重なり合うように一の方向に互いにずらせて積層し、円筒状の筒体を、一の方向と交差する方向に、積層されたフィルムを巻き回して形成するので、正極と負極とを円筒状の筒体の両端部に形成することができ、正負の電極が短絡することを未然に回避することが可能となる。
　次に、上記目的を達成するために本発明に係るアクチュエータ素子の製造方法は、電歪材料からなる二枚のフィルムの片面又は両面に内部電極を形成し、二枚の前記フィルムを積層し、積層された前記フィルムに、前記内部電極に届くように少なくとも一の切り込み部を設け、該切り込み部に導電性インクを付与し、導電性インクが付与された面が外側になるように巻き回して円筒状の筒体に形成することを特徴とする。
　上記構成では、電歪材料からなる二枚のフィルムの片面又は両面に内部電極を形成し、二枚のフィルムを積層し、積層されたフィルムに、内部電極に届くように少なくとも一の切り込み部を設け、該切り込み部に導電性インクを付与し、導電性インクが付与された面が外側になるように巻き回して円筒状の筒体に形成する。切り込み部に導電性インクを付与してから巻き回して円筒状の筒体に形成するので、導電性インクを切り込み部へ付与しやすく、しかも導電性インクを切り込み部からフィルムに形成された内部電極まで到達させることができるので、外部電極と内部電極とを電気的により確実に接続することが可能となる。
　また、本発明に係るアクチュエータ素子の製造方法は、電歪材料からなる二枚の前記フィルムの片面又は両面に形成された前記内部電極を、一部が重なり合うように一の方向に互いにずらせて積層し、前記切り込み部を、積層された前記フィルムの前記一の方向の両端部に設け、前記円筒状の筒体を、前記一の方向と交差する方向に、積層された前記フィルムを巻き回して形成することが好ましい。
　上記構成では、電歪材料からなる二枚のフィルムの片面又は両面に形成された内部電極を、一部が重なり合うように一の方向に互いにずらせて積層し、切り込み部を、積層されたフィルムの一の方向の両端部に設け、円筒状の筒体を、一の方向と交差する方向に、積層されたフィルムを巻き回して形成するので、正極と負極とを円筒状の筒体の両端部に形成することができ、正負の電極が短絡することを未然に回避することが可能となる。
　上記構成により、切り込み部に導電性インクを付与することで、導電性インクは切り込み部からフィルムに形成された内部電極まで到達し、導電性インクを加熱硬化させることにより外部電極と内部電極とを電気的に確実に接続することが可能となる。また、電歪材料からなる二枚のフィルムに形成された内部電極を、一部が重なり合うように一の方向に互いにずらせて積層し、切り込み部を、積層されたフィルムの一の方向の両端部に設け、円筒状の筒体は、一の方向と交差する方向に、積層されたフィルムを巻き回して形成されているので、正極と負極とを円筒状の筒体の両端部に形成することができ、正負の電極が短絡することを未然に回避することが可能となる。
本発明の実施の形態１に係るアクチュエータ素子の構成を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るアクチュエータ素子の製造工程を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るアクチュエータ素子の製造工程を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態２に係るアクチュエータ素子の製造工程を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態２に係るアクチュエータ素子の製造工程を模式的に示す斜視図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施の形態では、高分子電歪材料からなる二枚の電歪フィルム（フィルム）を巻き回して円筒状の筒体に形成されたアクチュエータ素子について説明する。
　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１に係るアクチュエータ素子の構成を模式的に示す斜視図である。実施の形態１に係るアクチュエータ素子１０は、高分子電歪材料からなる二枚の電歪フィルム１１を積層した後に巻き回して円筒状の筒体に形成してある。円筒状の筒体の両端部には、複数の切り込み部１２を設けてある。切り込み部１２は、円筒状の筒体３３の両端部において、外周面から半径方向に向かって、積層された電歪フィルム１１に形成された内部電極に届く位置まで切り込んで設けてある。
　切り込み部１２を導電性インク１３に浸漬させることにより、又は切り込み部１２に導電性インク１３を塗布することにより、導電性インク１３は切り込み部１２内へ含浸する。切り込み部１２内に含浸した導電性インク１３は、積層された電歪フィルム１１に形成された内部電極まで到達し、導電性インク１３を加熱硬化させることにより、内部電極と電気的に接続される。
　もちろん、切り込み部１２から滲み出て露出している導電性インク１３を、Ａｕ導電ペースト、又はＣｕ導電ペーストで覆っても良い。導電ペーストで覆うことにより、より堅固な外部電極を形成することができる。
　図２及び図３は、本発明の実施の形態１に係るアクチュエータ素子１０の製造工程を模式的に示す斜視図である。まず図２（ａ）に示すように、高分子電歪材料からなる二枚の電歪フィルム（フィルム）３１、３２を準備し、二枚の電歪フィルム３１、３２それぞれの表裏両面に、電極パターン（内部電極）４１、４２を形成する。
　電歪フィルム３１、３２を形成する高分子電歪材料は、永久双極子を有する高分子圧電材料であれば、特に限定されるものではない。例えばＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオロイド）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオロイド）系の共重合体、すなわちコーポリマーであるＰ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ－ＨＦＰ）、あるいはＰＶＤＦ系のターポリマーであるＰ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ－ＣＦＥ）、Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ－ＣＴＦＥ）、Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ－ＣＤＦＥ）、Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ－ＨＦＡ）、Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ－ＨＦＰ）、Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ－ＶＣ）、Ｐ（ＶＤＦ－ＶＦ）等が好ましい。なお、Ｐはポリを、ＶＤＦはビニリデンフルオロイドを、ＴｒＦＥはトリフルオロエチレンを、ＣＦＥはクロロフルオロエチレンを、ＣＴＦＥはクロロトリフルオロエチレンを、ＣＤＦＥはクロロディフルオロエチレンを、ＨＦＡはヘキサフルオロアセトンを、ＨＦＰはヘキサフルオロプロピレンを、ＶＣはビニルクロライドを、ＶＦはビニルフルオロイドを、それぞれ示している。
　特に、Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ－ＣＦＥ）が好ましい。大きな歪を得ることができるからである。また、電歪フィルム３１、３２の厚みも適宜設定することが可能であるが、例えば数μｍ～１００μｍ程度が好ましい。
　電歪フィルム３１、３２を、厚みが数μｍ～１００μｍ程度のフィルムとして成形し、図２（ｂ）に示すように、電歪フィルム３１、３２それぞれの表裏両面に、マスク越しに導電性インクを噴霧することにより、電極パターン（内部電極）４１、４２を形成する。導電性インクの粘度にもよるが、インクジェット方式、はけ塗り、スクリーン印刷方式等、適宜形成方法を変更しても良い。
　導電性インク１３としては、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）、ＰＰｙ（ポリピロール）、ＰＡＮI（ポリアニリン）等の有機導電性材料を用い、有機バインダーとともに、溶剤に溶解させて使用する。有機バインダーとしては、例えばゼラチン系バインダー、アクリル系バインダー、ポリビニルアルコール系バインダー等を用いることができる。溶剤としては、メタノール、エタノール等のような、有機バインダーとともに有機導電性材料を溶解することが可能な溶剤から選択すればよい。
　なお、電極パターン４１、４２は、二枚の電歪フィルム３１、３２それぞれの表裏で、対向する反対側の一辺に片寄るように形成することが好ましい。このようにすることで、電極パターン４１、４２をそれぞれの表裏両面に形成してある二枚の電歪フィルム３１、３２を積層する場合、二枚の電歪フィルム３１、３２が接している面側である内側と、接していない反対側である外側とで、電極パターン４１、４２が反対側へと露出する。図２（ｃ）の例では、二枚の電歪フィルム３１、３２が接している面側である内側に形成してある電極パターン４２を電歪フィルム３１、３２の左側の一辺に、接していない反対側である外側に形成してある電極パターン４１を電歪フィルム３１、３２の右側の一辺に、それぞれ露出させることができる。したがって、異なる極性を有する電極パターン４１と電極パターン４２とを、それぞれ反対側の端部へ露出させることができ、電極同士（正負の電極）が短絡することを未然に回避することが可能となる。
　そして、二枚の電歪フィルム３１、３２を積層した状態で、電極パターン４１、４２それぞれが片寄っている一辺に直交する方向、すなわち電極パターン４１、４２の一部が重なり合う方向（一の方向）を軸として、電歪フィルム３１、３２を図２（ｃ）の矢印の方向（一の方向と交差する方向）に巻き回して円筒状の筒体３３に形成する。
　図３（ａ）は、電歪フィルム３１、３２を図２（ｃ）の矢印の方向に巻き回して円筒状の筒体３３に形成された状態を示す斜視図である。積層された電歪フィルム３１、３２を巻き回して形成された円筒状の筒体３３は、両端部に電極パターン４１又は電極パターン４２が露出している。なお、電歪フィルム３１、３２のサイズは自由であるが、巻き回して円筒状の筒体３３に形成された場合の筒体３３の長さは１０ｍｍ以上、巻き回される電歪フィルム３１、３２の長さは円筒状の筒体３３の円周の長さの数倍が好ましい。円筒状の筒体３３の直径は０．３ｍｍ以上とする。
　そして、図３（ｂ）に示すように、円筒状の筒体３３の両端部に複数の切り込み部１２を設ける。切り込み部１２は、円筒状の筒体３３の両端部において、外周面から半径方向に向かって、積層された電歪フィルム３１、３２に形成された内部電極に届く位置まで切り込んで設けてある。切り込み部１２は、電極パターン４１と電極パターン４２とが重なり合っている部分にまでは切り込まない。これにより、切り込み部１２を介して侵入してくる導電性インク１３により、電極パターン４１と電極パターン４２とが短絡することがない。
　そして、図３（ｃ）に示すように、切り込み部１２を導電性インク１３に浸漬させることにより、又は切り込み部１２に導電性インク１３を塗布することにより、導電性インク１３は切り込み部１２内へ含浸する。切り込み部１２内に含浸した導電性インク１３は、内部電極として機能する電極パターン４１又は電極パターン４２まで確実に到達し、導電性インク１３を加熱硬化させることにより、電極パターン４１又は電極パターン４２と電気的に接続される。
　本実施の形態１では、図３（ｄ）に示すように、切り込み部１２から滲み出て露出している導電性インク１３を覆うように、導電性インク１３を円筒状の筒体３３の両端部の側面部分に付与する。導電性インク１３を加熱硬化させることにより、円筒状の筒体３３の両端部の側面部分全体を外部電極として機能させることができる。なお、導電性インク１３の代わりに金属ペースト、例えば銀ペーストを円筒状の筒体３３の両端部の側面部分に、切り込み部１２から滲み出て露出している導電性インク１３を覆うように付与しても良い。
　以上のように本実施の形態１によれば、高分子電歪材料からなる二枚の電歪フィルム３１、３２それぞれの表裏両面に内部電極として電極パターン４１、４２を形成し、電歪フィルム３１、３２を積層した状態で巻き回して円筒状の筒体３３を形成する。円筒状の筒体３３の両端部に、電極パターン４１、４２に届くように複数の切り込み部１２を設け、切り込み部１２に導電性インク１３を塗布、又は浸漬する。切り込み部１２に導電性インク１３を塗布、又は浸漬することで、導電性インク１３は切り込み部１２から電歪フィルム３１、３２に形成された内部電極まで到達し、導電性インク１３を加熱硬化させることにより外部電極と内部電極（電極パターン４１又は電極パターン４２）とを電気的に確実に接続することが可能となる。
　なお、上述した実施の形態１では、複数の切り込み部１２を設けているが、外部電極と内部電極（電極パターン４１又は電極パターン４２）とを電気的に接続することができれば足りるので、少なくとも一の切り込み部１２を設ければ良い。ただし、複数の切り込み部１２を設けておくことにより、たとえ一部で電気的な接続が不良となった場合であっても、外部電極と内部電極との導通特性を損なうことがないので、複数の切り込み部１２を設けることが好ましいことは言うまでもない。
　（実施の形態２）
　本発明の実施の形態２に係るアクチュエータ素子の構成は、実施の形態１と同様であることから、同一の符号を付することにより詳細な説明は省略する。本実施の形態２は、切り込み部を設けるタイミングが実施の形態１と相違する。
　図４及び図５は、本発明の実施の形態２に係るアクチュエータ素子１０の製造工程を模式的に示す斜視図である。まず図４（ａ）に示すように、高分子電歪材料からなる二枚の電歪フィルム（フィルム）３１、３２を準備し、二枚の電歪フィルム３１、３２それぞれの表裏両面に、電極パターン（内部電極）４１、４２を形成する。
　電歪フィルム３１、３２を、厚みが数μｍから１００μｍ程度のフィルムとして成形し、図４（ｂ）に示すように、電歪フィルム３１、３２それぞれの表裏両面に、マスク越しに導電性インク１３を噴霧することにより、電極パターン（内部電極）４１、４２を形成する。導電性インク１３の粘度にもよるが、インクジェット方式、はけ塗り、スクリーン印刷方式等、適宜形成方法を変更しても良い。
　なお、電極パターン４１、４２は、二枚の電歪フィルム３１、３２それぞれの表裏で、対向する反対側の一辺に片寄るように形成することが好ましい。このようにすることで、電極パターン４１、４２をそれぞれの表裏両面に形成してある二枚の電歪フィルム３１、３２を積層する場合、二枚の電歪フィルム３１、３２が接している面側である内側と、接していない反対側である外側とで、電極パターン４１、４２が反対側へと露出する。図４（ｃ）の例では、二枚の電歪フィルム３１、３２が接している面側である内側に形成してある電極パターン４２を電歪フィルム３１、３２の左側の一辺に、接していない反対側である外側に形成してある電極パターン４１を電歪フィルム３１、３２の右側の一辺に、それぞれ露出させることができる。したがって、異なる極性を有する電極パターン４１と電極パターン４２とを、それぞれ反対側の端部へ露出させることができ、電極同士（正負の電極）が短絡することを未然に回避することが可能となる。
　そして、図４（ｃ）に示すように、二枚の電歪フィルム３１、３２を積層した状態で、電極パターン４１、４２それぞれが片寄っている一辺側に複数の切り込み部１２を設ける。切り込み部１２は、電極パターン４１と電極パターン４２とが重なり合っている部分にまでは切り込まない。これにより、切り込み部１２を介して侵入してくる導電性インク１３により、電極パターン４１と電極パターン４２とが短絡することがない。
　そして、図５（ａ）に示すように、切り込み部１２を導電性インク１３に浸漬させる、又は切り込み部１２に導電性インク１３を塗布することにより、導電性インク１３は切り込み部１２内へ含浸する。切り込み部１２内に含浸した導電性インク１３は、内部電極として機能する電極パターン４１又は電極パターン４２まで確実に到達し、導電性インク１３を加熱硬化させることにより、電極パターン４１又は電極パターン４２と電気的に接続される。
　そして、積層された電歪フィルム３１、３２に導電性インク１３を付与した状態で、図５（ｂ）に示すように、電歪フィルム３１、３２を裏返す。これにより、積層された電歪フィルム３１、３２を巻き回して円筒状の筒体３３に形成する場合に、切り込み部１２に導電性インク１３が付与された面が外側になるようにすることができる。
　そして、図５（ｂ）に示すように、電極パターン４１、４２それぞれが片寄っている一辺に直交する方向、すなわち電極パターン４１、４２の一部が重なり合う方向（一の方向）を軸として、電歪フィルム３１、３２を矢印の方向（一の方向と交差する方向）に巻き回して円筒状の筒体３３に形成する。
　図５（ｃ）は、電歪フィルム３１、３２を図５（ｂ）の矢印の方向に巻き回して円筒状の筒体３３に形成された状態を示す斜視図である。積層された電歪フィルム３１、３２を巻き回して形成された円筒状の筒体３３は、両端部の側面部分で電極パターン４１又は電極パターン４２と付与された導電性インク１３とが電気的に接続される。
　本実施の形態２でも、導電性インク１３を加熱硬化させることにより、円筒状の筒体３３の両端部の側面部分全体を外部電極として機能させることができる。なお、導電性インク１３の代わりに金属ペースト、例えば銀ペーストを円筒状の筒体３３の両端部の側面部分に、切り込み部１２から滲み出て露出している導電性インク１３を覆うように付与しても良い。
　以上のように本実施の形態２によれば、高分子電歪材料からなる二枚の電歪フィルム３１、３２を積層した状態で、内部電極に届くように少なくとも一の切り込み部１２を設け、切り込み部１２に導電性インク１３を付与し、導電性インク１３が付与された面が外側になるように巻き回して円筒状の筒体３３に形成する。切り込み部１２に導電性インク１３を付与してから巻き回して円筒状の筒体３３に形成するので、導電性インク１３を切り込み部１２へ付与しやすく、しかも導電性インク１３を切り込み部１２から電歪フィルム３１、３２に形成された内部電極まで到達させることができるので、外部電極と内部電極（電極パターン４１又は電極パターン４２）とを電気的により確実に接続することが可能となる。
　なお、上述した実施の形態２では、複数の切り込み部１２を設けているが、外部電極と内部電極（電極パターン４１又は電極パターン４２）とを電気的に接続することができれば足りるので、少なくとも一の切り込み部１２を設ければ良い。ただし、複数の切り込み部１２を設けておくことにより、たとえ一部で電気的な接続が不良となった場合であっても、外部電極と内部電極との導通特性を損なうことがないので、複数の切り込み部１２を設けることが好ましいことは言うまでもない。
　その他、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内であれば多種の変形、置換等が可能であることは言うまでもない。例えば、電歪フィルム３１、３２それぞれの表裏両面に導電性インク１３を付与することにより内部電極を形成しているが、従来と同様、蒸着、スパッタ等により、Ｎｉ（ニッケル）、Ｐｔ（白金）、Ｐｔ－Ｐｄ（白金－パラジウム合金）、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｕ（金）、Ａｕ－Ｐｄ（金パラジウム合金）等の金属膜を形成しても良い。
　また、上述した実施の形態１及び２では、電極パターン４１、４２を、二枚の電歪フィルム３１、３２それぞれの表裏両面に形成しているが、いずれか一方の面、例えば表面だけに電極パターン４１、４２をそれぞれ形成して、二枚の電歪フィルム３１、３２を積層しても良い。結果として、二枚の電歪フィルム３１、３２が接している面側である内側には電極パターン４２を電歪フィルム３２の左側の一辺に、接していない反対側である外側には電極パターン４１を電歪フィルム３１の右側の一辺に、それぞれ露出させることができ、異なる極性を有する電極パターン４１と電極パターン４２とを、それぞれ反対側へ露出させることができる。
　１０　アクチュエータ素子
　１１、３１、３２　電歪フィルム
　１２　切り込み部
　１３　導電性インク
　３３　円筒状の筒体
　４１、４２　電極パターン（内部電極）

Claims (6)

  1. 　電歪材料からなり、片面又は両面に内部電極を形成してある二枚のフィルムを積層し、巻き回して円筒状の筒体に形成されたアクチュエータ素子であって、
    　前記円筒状の筒体の両端部に、前記内部電極に届くように少なくとも一の切り込み部を設け、
    　該切り込み部に導電性インクが付与されていることを特徴とするアクチュエータ素子。
  2. 　電歪材料からなる二枚の前記フィルムの片面又は両面に形成された前記内部電極は、一部が重なり合うように一の方向に互いにずらせて積層され、
    　前記円筒状の筒体は、前記一の方向と交差する方向に、積層された前記フィルムを巻き回して形成されていることを特徴とする請求項１記載のアクチュエータ素子。
  3. 　電歪材料からなる二枚のフィルムの片面又は両面に内部電極を形成し、
    　二枚の前記フィルムを積層し、積層された前記フィルムを巻き回して円筒状の筒体に形成し、
    　形成された前記円筒状の筒体の両端部に、前記内部電極に届くように少なくとも一の切り込み部を設け、
    　該切り込み部に導電性インクを付与することを特徴とするアクチュエータ素子の製造方法。
  4. 　電歪材料からなる二枚の前記フィルムの片面又は両面に形成された前記内部電極を、一部が重なり合うように一の方向に互いにずらせて積層し、
    　前記円筒状の筒体を、前記一の方向と交差する方向に、積層された前記フィルムを巻き回して形成することを特徴とする請求項３記載のアクチュエータ素子の製造方法。
  5. 　電歪材料からなる二枚のフィルムの片面又は両面に内部電極を形成し、
    　二枚の前記フィルムを積層し、積層された前記フィルムに、前記内部電極に届くように少なくとも一の切り込み部を設け、
    　該切り込み部に導電性インクを付与し、
    　導電性インクが付与された面が外側になるように巻き回して円筒状の筒体に形成することを特徴とするアクチュエータ素子の製造方法。
  6. 　電歪材料からなる二枚の前記フィルムの片面又は両面に形成された前記内部電極を、一部が重なり合うように一の方向に互いにずらせて積層し、
    　前記切り込み部を、積層された前記フィルムの前記一の方向の両端部に設け、前記円筒状の筒体を、前記一の方向と交差する方向に、積層された前記フィルムを巻き回して形成することを特徴とする請求項５記載のアクチュエータ素子の製造方法。
PCT/JP2012/070980 2011-08-24 2012-08-20 アクチュエータ素子及び該アクチュエータ素子の製造方法 WO2013027696A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013530011A JP5742944B2 (ja) 2011-08-24 2012-08-20 アクチュエータ素子及び該アクチュエータ素子の製造方法
US14/186,916 US9543498B2 (en) 2011-08-24 2014-02-21 Actuator device and method for manufacturing the actuator device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-182307 2011-08-24
JP2011182307 2011-08-24

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US14/186,916 Continuation US9543498B2 (en) 2011-08-24 2014-02-21 Actuator device and method for manufacturing the actuator device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013027696A1 true WO2013027696A1 (ja) 2013-02-28

Family

ID=47746436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/070980 WO2013027696A1 (ja) 2011-08-24 2012-08-20 アクチュエータ素子及び該アクチュエータ素子の製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9543498B2 (ja)
JP (1) JP5742944B2 (ja)
WO (1) WO2013027696A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6611660B2 (ja) 2016-04-13 2019-11-27 富士フイルム株式会社 画像位置合わせ装置および方法並びにプログラム

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0587974U (ja) * 1992-04-30 1993-11-26 呉羽化学工業株式会社 積層圧電素子
JPH08265897A (ja) * 1995-03-11 1996-10-11 Whitaker Corp:The 圧電型トランスデューサ
JP2003052182A (ja) * 2001-08-03 2003-02-21 Nec Tokin Corp 圧電アクチュエータ及びその製造方法
JP2003199365A (ja) * 2001-12-25 2003-07-11 Matsushita Electric Works Ltd 電歪ポリマーアクチュエータとその製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09232185A (ja) 1996-02-26 1997-09-05 Nitsuko Corp 面実装型金属化フィルムコンデンサ
US6278222B1 (en) * 1998-08-26 2001-08-21 Minolta Co., Ltd. Piezoelectric element, piezoelectric element manufacturing method and actuator using piezoelectric element
US8258677B2 (en) * 2008-07-31 2012-09-04 Siemens Aktiengesellschaft Piezoelectric component with directly structured external contacting, method for manufacturing the component and use of said component
US8378551B2 (en) * 2009-09-25 2013-02-19 Canon Kabushiki Kaisha Actuator and method of manufacturing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0587974U (ja) * 1992-04-30 1993-11-26 呉羽化学工業株式会社 積層圧電素子
JPH08265897A (ja) * 1995-03-11 1996-10-11 Whitaker Corp:The 圧電型トランスデューサ
JP2003052182A (ja) * 2001-08-03 2003-02-21 Nec Tokin Corp 圧電アクチュエータ及びその製造方法
JP2003199365A (ja) * 2001-12-25 2003-07-11 Matsushita Electric Works Ltd 電歪ポリマーアクチュエータとその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20140167569A1 (en) 2014-06-19
JP5742944B2 (ja) 2015-07-01
US9543498B2 (en) 2017-01-10
JPWO2013027696A1 (ja) 2015-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8564181B2 (en) Electroactive polymer actuator and method of manufacturing the same
JP2012500486A (ja) 多層型ピエゾアクチュエータ
US11433425B2 (en) Actuator, driving member, tactile sense presenting device, and driving device
JP5772221B2 (ja) 電歪アクチュエータおよびその使用方法
JP5541419B2 (ja) アクチュエータ素子及び該アクチュエータ素子の製造方法
JP5742944B2 (ja) アクチュエータ素子及び該アクチュエータ素子の製造方法
JP4466321B2 (ja) 積層型圧電素子
JP5790310B2 (ja) アクチュエータ素子の製造方法
JP5429140B2 (ja) 圧電アクチュエータ
US9390876B2 (en) Laminate-type actuator
JP5076312B2 (ja) 積層型圧電素子
JP5167576B2 (ja) 積層型圧電素子
JP2011087423A (ja) アクチュエータ及びアクチュエータを製造する方法
JP2007252132A (ja) アクチュエータ
JP2013093479A (ja) アクチュエータ素子
JP5087822B2 (ja) 圧電素子
JP2013081265A (ja) アクチュエータ素子及び該アクチュエータ素子を用いる把持具
JP2006245026A (ja) 積層型圧電素子
JP2013078239A (ja) アクチュエータ素子
JP5589395B2 (ja) 圧電アクチュエータ
JP2013078809A (ja) 把持具
JP6040557B2 (ja) 画像切り替え装置
JP4247177B2 (ja) 積層型圧電素子
FR3024677A1 (fr) Dispositif multicouche electroactif
JP2006005244A (ja) 積層型圧電素子

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12824988

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013530011

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12824988

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1