[发明专利]致动器

说明书

提出一种致动器，是利用了库仑力的新构成的致动器，在此公开的致动器(10)具备基础电极(2)、与基础电极(2)相对的相对电极(4)、与基础电极(2)连接的第1端子(31)、以及与相对电极(4)连接的第2端子(32)。基础电极(2)中的至少与相对电极(4)相对的面(2c)由绝缘层(6)覆盖。相对电极(4)由具有能够在对第1端子(31)和第2端子(32)施加了电压时，因作用于基础电极(2)与相对电极(4)之间的库仑力而变形的可弯曲性的导电体构成。

技术领域

本公开涉及致动器(actuator)。

背景技术

在日本专利第5714200号公报中，提出了具备用于进行电能与机械能的转换的聚合物的换能器。在聚合物的上表面和下表面分别安装有顶部电极和底部电极。聚合物根据由顶部电极和底部电极提供的电场的变化而变形。与由电极提供的电场的变化相应的换能器的变形也称为动作。在该公报中，伴随于聚合物的尺寸变化，能够使用该变形来产生机械作用。

在日本特开2010-68667号公报中，公开了在相对的一对电极夹着介电(dielectric)弹性体，对该一对电极之间施加电压从而使介电弹性体压缩变形的介电致动器。在此处公开的介电致动器中，介电弹性体具备高弹性介电材料部和弹性绝缘材料部。弹性绝缘材料部介于高弹性介电材料部与一对电极之间。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5714200号公报

专利文献2：日本特开2010-68667号公报

发明内容

发明所要解决的课题

关于作为致动器而取出(实现)的工作量，产生的力和变形量的大小可成为重要的性能。根据本发明人的见解，在由一对电极夹着介电弹性体的致动器中，在产生的力与变形量的大小之间存在背反的关系。产生的力F由F＝QE＝(CV)×(V/d)表示。在此，Q：蓄积电荷，E：电场强度，C：介电弹性体的静电容量，d：电极间距离，V：施加电压。也就是说，电极间距离d由介电弹性体的厚度决定。为了取出大的变形量，需要增大介电弹性体的厚度(≈电极间距离d)。但是，当增大介电弹性体的厚度(≈电极间距离d)时，产生的力F变小。因此，在单纯用一对电极夹着介电弹性体的致动器中，难以取出大的变形量。另外，对于可用作介电弹性体的介电弹性物(dielectric elastomer)，缺少表现出高的相对介电常数的材料，难以获得足够的性能。

用于解决课题的技术方案

在此公开的致动器的一实施方式具备：基础电极、与基础电极相对的相对电极、与基础电极连接的第1端子、以及与相对电极连接的第2端子。基础电极中的至少与相对电极相对的面由绝缘层覆盖。相对电极由导电体制成，所述导电体是具有能够在对第1端子和第2端子施加了电压时，因作用于基础电极与相对电极之间的库仑力而变形的可弯曲性(flexibility)的导电体。

根据该致动器，在第1端子和第2端子被施加了电压时，因作用于基础电极与相对电极之间的库仑力，相对电极变形，与此相伴地进行驱动。

可以具备依次排列的多个基础电极、和在多个基础电极中的相邻的基础电极之间各配置有1个的1个或多个相对电极。第1端子可以与多个基础电极连接。第2端子可以与1个或多个相对电极连接。相邻的基础电极中的夹着相对电极而相向的面可以具有嵌合的凹凸形状，并且由绝缘层覆盖。在该情况下，致动器能够将基础电极间的距离的变化作为位移量输出。

基础电极可以具有第1基础电极、和与第1基础电极隔着间隔配置的第2基础电极。相对电极可以配置于第1基础电极与第2基础电极之间。可以是，第1基础电极的与相对电极相对的面具有第1凹凸形状，并且由第1绝缘层覆盖。可以是，第2基础电极的与相对电极相对的面具有与第1凹凸形状嵌合的第2凹凸形状，并且由第2绝缘层覆盖。