[發明專利]具有多層構造的靜電致動器

在審

• 申請號: 202080039079.2
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN113906665A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 實吉敬二;伊藤誠;泉谷輝
• 申請（專利權）人: STRAWB股份有限公司
• 主分類號: H02N1/00
• 分類號: H02N1/00;B32B33/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 胡乃銳

本發明提供一種即使彈性層由于蠕變現象而變形，也能維持導體層間的絕緣性能的層疊型靜電致動器。靜電致動器具有將多個電極膜層疊結合的構造，各電極膜具有彈性層、絕緣層、導體層、絕緣層、彈性層的5層構造，構成彈性層的材料的楊氏模量比構成絕緣層的材料的楊氏模量小，或者構成彈性層的材料的彈簧常數伴隨著電極膜在層疊方向上伸長而增加。

技術領域

本發明涉及具有多層構造的靜電致動器。

背景技術

以容易使用的構造的電介質彈性體致動器及其驅動系統的提供為課題，存在涉及如下的電介質彈性體致動器及其驅動系統的公報公開的技術：電介質彈性體致動器具備在可伸縮的一對電極間夾持彈性體的構造的驅動要素A、在可伸縮的一對電極間夾持彈性體的構造的驅動要素B、以及將驅動要素A和驅動要素B串聯連接的連接部，在對驅動要素A以及驅動要素B所具有的一對電極間施加電壓時，由于在一對電極間產生的電場，一對電極在與電場平行的方向上位移，彈性體在與電場垂直的方向上伸長，彈性體的伸長經由連接部而相互作用(專利文獻1)。

專利文獻1：日本特開2018-33293號公報

現有的靜電致動器具有在導體層間夾持作為彈性材料的電介質彈性體的構造，是通過對對置的導體層間施加電壓而產生的靜電引力使導體層間收縮的結構。電介質彈性體還起到作為導體層間的絕緣材料的功能。在這里，有如下擔心：在對靜電致動器長時間施加電壓，由靜電引力對電介質彈性體長時間施加壓縮力時，若電介質彈性體柔軟，則電介質彈性體與導體一起在橫向上擴展，由于蠕變現象，而構成電介質彈性體的層(彈性層)的材料的分子移動，從而層崩潰，產生絕緣破壞。由此，現有的靜電致動器不能長期使用，難以實用化。另一方面，存在如下課題：如果采用具有硬的彈性性能的電介質彈性體，則收縮率降低，無法確保充分的沖程。

發明內容

本發明的目的在于提供一種即使彈性層由于蠕變現象而變形，也能維持導體層間的絕緣性能的層疊型靜電致動器。另外，其目的在于提供一種容易確保充分的沖程的層疊型靜電致動器。

為了解決上述課題，對于技術方案1所記載的層疊型靜電致動器而言，

具有將多個電極膜層疊結合的構造，

各電極膜具有彈性層、絕緣層、導體層、絕緣層、彈性層的5層構造，

構成彈性層的材料的楊氏模量比構成絕緣層的材料的楊氏模量小。

為了解決上述課題，對于技術方案2所記載的層疊型靜電致動器而言，

具有將多個電極膜層疊結合的構造，

各電極膜具有彈性層、絕緣層、導體層、絕緣層、彈性層的5層構造，

構成彈性層的材料的彈簧常數伴隨著電極膜在層疊方向上伸長而增加。

對于技術方案3所記載的層疊型靜電致動器而言，在技術方案1或2所記載的靜電致動器的基礎上，

在相鄰的兩個電極膜中，電極膜的彈性層間通過粘接或者共價鍵合或彈性體粘著力而連接。

為了解決上述課題，對于技術方案4所記載的層疊型靜電致動器而言，

具有在導體層的兩面配置有絕緣層的電極層經由彈性層而層疊結合的構造，

構成彈性層的材料的楊氏模量比構成絕緣層的材料的楊氏模量小，或者

構成彈性層的材料的彈簧常數伴隨著靜電致動器在層疊方向上伸長而增加。

對于技術方案5所記載的層疊型靜電致動器而言，在技術方案4所記載的靜電致動器的基礎上，

彈性層是具有在電極層的面方向上相互分離的多個柱的構造體。