致动器制造技术

一种致动器(7)被构造为使得第一膜体(10)和第二膜体(20)在彼此之上堆叠。第一膜体(10)包括第一介电弹性体膜(11)和设置在第一介电弹性体膜(11)的表面(12)上的第一电极层(13)。第二膜体(20)包括第二介电弹性体膜(21)和设置在第二介电弹性体膜(21)的表面(22)上的第二电极层(23)。在第一膜体(10)和第二膜体(20)中的至少一个膜体中所包括的电极层(13、23)包括多个线状电极(14、24)，其在第一方向上延伸并且在与第一方向正交的第二方向上成间隔地设置。

【技术实现步骤摘要】
致动器
本专利技术涉及一种致动器。
技术介绍
作为通过将电能转换成机械能而操作的转换装置中的一种，已知一种使用介电弹性体的致动器。该致动器包括介电弹性体膜和一对电极层。电极层被设置在介电弹性体膜的分别的侧面上。当在电极层之间施加电压时，电极层通过在电极层之间产生的库仑力彼此吸引。置入电极层之间的介电弹性体膜弹性变形，从而在膜的厚度方向上被压缩，并且因此弹性变形并在沿着膜表面的方向上(在表面方向上)延伸。随着介电弹性体膜的层数增加，电位电容增加，并且来自致动器的输出也增加。为了增加膜的层数，如例如在日本未审查专利申请公开No.2011-103713(JP2011-103717A)中描述的，多个膜体被堆叠，其中每一个膜体具有介电弹性体膜和电极层。可替代地，如在日本未审查专利申请公开No.2018-93467(JP2018-93467A)中描述的，介电弹性体膜具有在其整个表面上印刷的电极层，并且那些介电弹性体膜中的两个介电弹性体膜在彼此之上堆叠并一起卷绕。利用上述构造，致动器具有其中介电弹性体膜在彼此之上堆叠的构造。
技术实现思路
根据在JP2018-93467A中公开的专利技术，能够容易地获得在其中设置有多层介电弹性体膜的构造。然而，例如，当致动器被构造为在卷绕膜的中心轴线的方向上延伸并被压缩时，如下所述减少了位移量(延伸量)。即，在JP2018-93467A的专利技术中，电极层以平面形状被设置在介电弹性体膜中。利用这种构造，当具有介电弹性体膜和电极层的膜体被卷绕时，在其中库仑力作用的方向被分散。即，卷绕的介电弹性体膜在所有表面方向上(在沿着表面的所有方向上)延伸。这使得难以相对于卷绕膜的中心轴线的方向获得期望的大的位移量，并且因此位移量变小。在JP2011-103713A和JP2018-93467A中公开的专利技术的情况下，介电弹性体膜和电极层在整个区域中彼此紧密接触。利用这种构造，即使当施加电压时介电弹性体膜试图在表面方向上变形，电极层也阻碍了介电弹性体膜变形，虽然电极层是能够弹性变形的。因此，利用上述致动器，难以获得大的位移量。因此，本专利技术提供了一种致动器，其包括介电弹性体膜和电极层并且能够具有大的位移量。根据本专利技术的一个方面的一种致动器包括：第一膜体，该第一膜体具有第一介电弹性体膜和设置在第一介电弹性体膜的表面上的第一电极层；和第二膜体，该第二膜体具有第二介电弹性体膜和设置在第二介电弹性体膜的表面上的第二电极层。致动器被构造为使得第一膜体和第二膜体在彼此之上堆叠。在第一膜体和第二膜体中的至少一个中所包括的电极层包括有多个线状电极，该多个线状电极在第一方向上延伸并且在与第一方向正交的第二方向上成间隔地设置。根据以上致动器，当第一膜体和第二膜体在彼此之上重复地堆叠时，第一介电弹性体膜和第二介电弹性体膜中的每一个被置入第一电极层和第二电极层之间。当电压被施加到第一电极层和第二电极层时，第一和第二介电弹性体膜中的每一个在沿着膜的表面的方向(表面方向)上延伸。根据本公开的致动器的电极层具有在第一方向上延伸的多个线状电极，并且线状电极在第二方向上成间隔地设置。因此，在电极层中，减轻了阻碍介电弹性体膜在第二方向上延伸的作用。因此，介电弹性体膜能够容易地在第二方向上延伸，并且因此在第二方向上的位移量(延伸量)增加。利用以上构造，能够获得具有大的位移量(延伸量)的致动器。在以上方面中，第一膜体和第二膜体可以在第一膜体和第二膜体在彼此之上堆叠的同时被卷绕。利用该构造，能够容易地制造具有柱形形状并且具有在其中第一膜体和第二膜体重复地在彼此之上堆叠的构造的致动器。另外，第一膜体和第二膜体可以被卷绕，使得第一方向与在第一膜体和第二膜体在彼此之上堆叠的同时第一膜体和第二膜体被卷绕的方向一致。利用该构造，第二方向用作柱形形状的轴向方向。能够获得能够在轴向方向上具有大的位移量(延伸量)的致动器。在以上方面中，电极层可以包括：在第一方向上延伸的多个线状电极；第一连接电极，该第一连接电极连接线状电极中的一个线状电极的第一端，和在一侧上与线状电极中的该一个线状电极相邻的线状电极中的另一个线状电极的第一端；第二连接电极，该第二连接电极连接线状电极中的该一个线状电极的第二端，和在另一侧上与线状电极中的该一个线状电极相邻的线状电极中的又一个线状电极的第二端。利用该构造，线状电极以Z字形布置被广泛地设置在介电弹性体膜上。能够获得以下构造，在该构造中在第二方向上成间隔地设置的线状电极被串联电连接。因此，沿着线状电极的纵向方向在介电弹性体膜中产生的电荷变得均匀，并且产生了完全均匀的库仑力。因此，致动器能够在第二方向上以均匀并且不偏不倚的变形量变形。根据本专利技术，能够获得具有大的位移量(延伸量)的致动器。附图说明下面将参考附图描述本专利技术的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：图1是示出致动器的实施例的透视图；图2是示出在操作中的致动器的透视图；图3是示出在其中具有卷绕形状的致动器被展开成平面状态的状态的示意性视图；图4是示出具有卷绕形状的致动器的制造方法的示意性视图；图5是示出具有柱形形状的致动器的一部分的截面视图；图6是示意致动器的功能的视图；图7是示意致动器的修改实例的视图；图8是示意致动器的修改实例的视图；图9是示意图8中所示的致动器的功能的视图；图10是示出根据另一个实施例的致动器的透视图；并且图11是示出被包括在第一膜体中的第一电极层的修改实例的示意性视图。具体实施方式致动器的概要图1是示出致动器的实施例的透视图。图1中所示的致动器7是通过将电能转换成机械能而操作的转换装置中的一种。稍后将描述致动器7的详细构造和操作。致动器7包括介电弹性体膜11、21和成对的电极层13、23。在电极层13、23中的一个被设定为正而另一个被设定为负的情况下，当电压被施加到电极层13、23时，致动器7如图2中所示变形。图1中所示致动器7具有在其中介电弹性体膜11、21被卷绕的柱形形状。介电弹性体膜11、21分别在介电弹性体膜11、21的表面上包括电极层13、23。当电压被施加到电极层13、23时，致动器7从初始状态弹性变形，并且在沿着卷绕膜的柱形形状的中心轴线C0的方向上延伸。当停止向电极层13、23施加电压时，致动器7通过弹性恢复力重获其如图1中所示的初始状态。在图2中，变形量被示为大于实际变形量以使描述可理解。致动器7的具体构造图3是示出如图1中所示的具有卷绕形状的致动器7被展开成平面状态的示意性图。致动器7包括第一膜体10和第二膜体20。通过将第一膜体10和第二膜体20在彼此之上堆叠，并且卷绕堆叠的第一膜体10和第二膜体20来构造致动器7。如图4中所示，通过将第一膜体10和第二膜体20在彼此之上堆叠，并且围绕例如具有细长柱形形状的芯9来卷绕堆叠的第一膜体10和第二膜体20从而构造致动器7。在第一膜体10和第二膜体20被本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种致动器(7)，其特征在于包括：/n第一膜体(10)，所述第一膜体包括第一介电弹性体膜(11)和第一电极层(13)，所述第一电极层(13)被设置在所述第一介电弹性体膜(11)的表面(12)上；和/n第二膜体(20)，所述第二膜体包括第二介电弹性体膜(21)和第二电极层(23)，所述第二电极层(23)被设置在所述第二介电弹性体膜(21)的表面(22)上，其中：/n所述致动器(7)被构造成使得所述第一膜体(10)和所述第二膜体(20)在彼此之上堆叠；并且/n在所述第一膜体(10)和所述第二膜体(20)中的至少一个膜体中包括的所述电极层(13、23)包括多个线状电极(14、24)，所述多个线状电极在第一方向上延伸并且在与所述第一方向正交的第二方向上成间隔地设置。/n

【技术特征摘要】
20190304 JP 2019-0381701.一种致动器(7)，其特征在于包括：
第一膜体(10)，所述第一膜体包括第一介电弹性体膜(11)和第一电极层(13)，所述第一电极层(13)被设置在所述第一介电弹性体膜(11)的表面(12)上；和
第二膜体(20)，所述第二膜体包括第二介电弹性体膜(21)和第二电极层(23)，所述第二电极层(23)被设置在所述第二介电弹性体膜(21)的表面(22)上，其中：
所述致动器(7)被构造成使得所述第一膜体(10)和所述第二膜体(20)在彼此之上堆叠；并且
在所述第一膜体(10)和所述第二膜体(20)中的至少一个膜体中包括的所述电极层(13、23)包括多个线状电极(14、24)，所述多个线状电极在第一方向上延伸并且在与所述第一方向正交的第二方向上成间隔地设置。


2.根据权利要求1所述的致动器(7)，其特征在于，在所述第一膜体(10)和所述第二膜体(20)在彼此之上堆叠的同时所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：河林毅，
申请(专利权)人：株式会社捷太格特，
类型：发明
国别省市：日本;JP