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電気粘着素子及びその製造方法

国内特許コード P130010160
整理番号 S2012-0752-N0
掲載日 2013年12月18日
出願番号 特願2012-123607
公開番号 特開2013-249348
登録番号 特許第6006984号
出願日 平成24年5月30日(2012.5.30)
公開日 平成25年12月12日(2013.12.12)
登録日 平成28年9月16日(2016.9.16)
発明者
  • 柿沼 康弘
  • 久保 貴生
出願人
  • 学校法人慶應義塾
発明の名称 電気粘着素子及びその製造方法
発明の概要 【課題】表面精度が高い安定した機械的な構造を実現して、安定した電気粘着効果を発現する。
【解決手段】電極を有する基板(10、50)と、基板(10、50)上に規則的に配列された支柱21と、基板(10、50)上に支柱21を埋め込むように充填された高分子物質(23)と、からなり、前記支柱21の基板(10、50)とは反対側の断面が前記高分子物質(23)の表面に配列し、前記支柱21の基板(10、50)とは反対側の断面が電気粘着力を持つ。前記基板(10、50)の表面に対して斜めに形成された互いに交わる傾斜した支柱21を有する単位ユニットが、基板(10、50)の表面に沿って繰り返されてなる三次元微細網目構造体20の前記傾斜した支柱21で、前記支柱21を形成することができる。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要


従来、電圧を印加することにより見かけの粘度が上昇する、いわゆる電気レオロジー(以下、ERという)効果を発現するER流体が知られている。ER流体は、印加する電圧を変化させることによってその粘度を可逆的に変えることができ、しかも電圧の変化に対する応答性に優れていることから、このER流体を一対の電極間に配したER素子の形態で、クラッチ、ダンパ、アクチュエータ等の動力伝達装置や制動装置等に適用可能な電子部品として使用することが期待されている。



ところが、ER流体は、通常、シリコーンオイル等の電気絶縁性分散媒中に分散相粒子(ER粒子)が分散した形態であるため、長期間静置しておくとER粒子が沈降・凝集してしまうことから、剪断応力にばらつきが生じ、安定したER効果が得られにくかった。



そこで、より安定した性能が得られるように、ERゲルを用いて電気粘着効果(EA効果)が得られるようにした電気粘着素子が提案されている(例えば、特許文献1、2、非特許文献1参照)。



このようなERゲルは、例えばシリコーンオイル等の電気粘性流体、即ち前記ER流体をゲル化することにより形成したシリコーンゲルに、有機無機複合ER粒子(例えば、アクリル樹脂の微粒子をコアとして半導体酸化スズをコーテンィングした粒子)を分散させた構造をとる(例えば、特許文献3参照)。



又、発明者等は、ポリマーメッシュシートを積層し、その間にシリコン樹脂等を充填した素子に、高電圧をかけると最表層のメッシュシートの間の樹脂が電気粘着力を持つことを見出している(非特許文献2)。

産業上の利用分野


本発明は、電気粘着素子及びその製造方法に係り、特にクラッチ、ダンパ、アクチュエータ等の動力伝達装置や制動装置等に適用して好適な電気粘着素子及びその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
電極を有する基板と、基板上に規則的に密に配列・固定された、複数の棒状の微細な支柱と、基板上に支柱を埋め込むように充填された、粘弾性を有する高分子物質と、からなり、
前記支柱の基板とは反対側の、無数の突起を有する断面が前記高分子物質の表面に配列され
前記支柱の基板とは反対側の表面が電気粘着力を持つことを特徴とする電気粘着素子。

【請求項2】
前記支柱が、前記基板の表面に対して斜めに形成された互いに交わる傾斜した支柱であることを特徴とする請求項1に記載の電気粘着素子。

【請求項3】
前記傾斜した支柱の前記基板から最も遠い交点が、前記高分子物質の表面に一致して配列するようになされた三次元微細網目構造体であることを特徴とする請求項2に記載の電気粘着素子。

【請求項4】
前記支柱が前記基板の表面に対してなす構造角が30度以上90度未満とされていることを特徴とする請求項2又は3に記載の電気粘着素子。

【請求項5】
前記高分子物質が、シリコーンゲル、ウレタンゴム又はブタジエンゴムであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電気粘着素子。

【請求項6】
前記基板が透明基板であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の電気粘着素子。

【請求項7】
前記基板が、一方の電極を兼ねる基板であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の電気粘着素子。

【請求項8】
基板上に規則的に密に配列・固定された、複数の棒状の微細な支柱を、裏面露光法により製造する工程と、
前記基板上に、粘弾性を有する高分子物質を前記支柱を埋め込むように充填する工程と、
を含むことを特徴とする、前記支柱の基板とは反対側の表面が電気粘着力を持つようにされた電気粘着素子の製造方法。

【請求項9】
前記基板の表面に対して斜めに形成された互いに交わる傾斜した支柱を有する単位ユニットが、基板の表面に沿って繰り返されてなる三次元微細網目構造体を、多重傾斜裏面露光法により製造することにより、前記支柱が形成されることを特徴とする請求項8に記載の電気粘着素子の製造方法。

【請求項10】
前記高分子物質が、シリコーンゲル、ウレタンゴム又はブタジエンゴムであることを特徴とする請求項8又は9に記載の電気粘着素子の製造方法。

【請求項11】
前記基板が、透明基板であることを特徴とする請求項8乃至10のいずれかに記載の電気粘着素子の製造方法。

【請求項12】
前記基板が、一方の電極を兼ねる基板であることを特徴とする請求項8乃至10のいずれかに記載の電気粘着素子の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2012123607thum.jpg
出願権利状態 登録
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