적층형 정전 액추에이터

• Main Authors: SANEYOSHI KEIJI, ITO MAKOTO, IZUMITANI HIKARU
• Format: Patent
• Language: Korean
• Published: 08.02.2022
• Subjects: CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER; ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; GENERATION; MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICALDEVICES; MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY; PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING

큰 외력으로 인장되었을 때에도 충분한 수축력을 발휘하고, 또한, 경부하 시에도 수축률이 저하되지 않는 적층형 정전 액추에이터를 제공한다. 제1 절연층과 도체층과 제2 절연층의 3층 구조를 갖는 복수의 전극 필름으로 이루어지는 적층형 정전 액추에이터이며, 각 전극 필름은, 전극 필름의 제1 절연층 상에 다른 전극 필름과 접합할 수 있도록 표면 가공한 접합 영역 P와, 다른 전극 필름과 접합하지 않는 비접합 영역 Q를 갖고, 접합 영역 P와 비접합 영역 Q의 경계 C는 적어도 하나 이상의 유한한 값의 곡률 반경을 사용하여 정의할 수 있는 물결 형상 패턴을 갖고, 제1 전극 필름의 접합 영역 P와, 제1 전극 필름의 바로 아래에 있는 제2 전극 필름의 접합 영역 P가 적층 방향으로 서로 겹치지 않도록, 또한, 제1 전극 필름의 경계 C의 물결 형상 패턴과 제2 전극 필름의 경계 C의 물결 형상 패턴은 축선이 평행해지도록 적층 배치되고, 제1 전극 필름과 제2 전극 필름이 제2 전극 필름의 제1 절연층의 접합 영역 P에 있어서 접합되고, 이에 의해 복수의 전극 필름은 적층 방향에서 보아, 2개의 전극 필름이 접합된 전극부와, 접합되어 있지 않은 힌지부를 갖고, 외력에 의해 적층 방향으로 인장될 때, 힌지부가 탄성 변형되고 전극부끼리가 이격되어 적층 방향으로 신장되고, 복수의 전극 필름의 도체층 사이에 전압이 인가될 때, 이격된 전극부끼리가 정전력에 의해 수축하여 적층 방향으로 수축하도록 구성된다. Provided is a stacked electrostatic actuator that exhibits a sufficient contraction force even when pulled by a large external force and the contraction rate thereof does not decrease even under a light load. A stacked electrostatic actuator includes a plurality of electrode films each including a three-layer structure including a first insulating layer, a conductor layer, and a second insulating layer, in which each of the electrode films includes, on the first insulating layer of the electrode film, a bonding region P subjected to surface processing so as to be bonded to another electrode film and a non-bonding region Q not bonded to the another electrode film, and a boundary C between the bonding region P and the non-bonding region Q has a wavy pattern that can be defined using at least one curvature radius of a finite value, and the bonding region P of a first electrode film and the bonding region P of a second electrode film immediately below the first electrode film are stacked and arranged such that the bonding regions do not overlap each other in a stacking direction and that an axis of the wavy pattern of the boundary C of the first electrode film and an axis of the wavy pattern of the boundary C of the second electrode film are parallel to each other, and the first electrode film and the second electrode film are bonded by the bonding region P of the first insulating layer of the second electrode film, so that the plurality of electrode films has electrode portions where the two electrode films are bonded and hinge portions where the two electrode films are not bonded when viewed from the stacking direction, and when the stacked electrostatic actuator is pulled in the stacking direction by an external force, the hinge portions are elastically deformed to separate the electrode portions from each other and the stacked electrostatic actuator extends in the stacking direction, and when a voltage is applied between the conductor layers of the plurality of electrode films, a distance between the electrode portions separated from each other is reduced by electrostatic force so that the stacked electrostatic actuator contracts in the stacking direction.