以下、本発明の実施の形態について図面� ��用いて説明する。ただし、本発明は多くの� ��なる態様で実施することが可能であり、い� ��に示す実施形態に限定されるものではない� ��なお、本明細書においては同一又は同様の� ��能を有する部分には同一の符号を付し、そ� ��繰り返しの説明は省略する。

 図1に、本実施形態に係る積層複合材料(� �下「本積層複合材料」という。)の概略図を� ��す。なお図中、(a)は本積層複合材料の積層� ��造を示す模式図であり、(b)は組み立て後の� ��積層複合材料の概略斜視図、(c)は長手方向� ��おける側面図、(d)は長手方向に直行する方� ��における側面図をそれぞれ示す。本積層複� ��材料は、熱膨張率の異なる一対の基板11と� �この一対の基板との間に挟持される絶縁層12 とを有する積層複合材料と、を有し、絶縁層 12は、少なくとも一以上の空隙13を有するこ� �を特徴の一つとする。

 積層複合材料における一対の基板11は、� �いに熱膨張率が異なるものであって、熱膨� �率の差を用いることによりアクチュエータ� �して機能する。より具体的に説明すると、� �対の基板を加熱することで基板はそれぞれ� �膨張を開始するが、この一対の基板の間で� �熱膨張に差が生じているため、応力が発生� �、積層複合材料の変形として現れる。そし� �この変形を制御することでアクチュエータ� �して機能させることができるのである。一� �の基板11の材質としては、限定されるわけで はないが、少なくとも一方は金属板であるこ とが望ましい。金属板の材質としては、限定 されるわけではないが熱膨張が大きいもので あることが好ましく、例えばアルミニウム、 マグネシウム、チタン、鉄、ニッケル、銅、 亜鉛又はこれらのうち少なくともいずれかを 含む合金を用いてなることが望ましい。なお ここで、これらのうちいずれかを含む合金の 例としては、限定されるわけではないが、例 えばアルミニウム合金、ニッケルとチタンと を約50:50(at%)で含む合金、ステンレス鋼を挙� �ることができる。

 また、一対の基板11の材質の他の一方も� �限定されるわけではないが、少なくとも一� �向に熱膨張が小さい材質を用いることが好� �しく、例えば炭素繊維強化樹脂などを好適� �用いることができ、より具体的な例として� �、炭素繊維を含むプリプレグシート(CFRP)が� �当する。なお、プリプレグシートの場合、� �素繊維は、基板の変形方向に配向させてお� �ことが望ましい。このようにすることで、� �板変形方向以外の方向に対しては金属板と� �様に熱膨張を生じさせることで変形を抑え� �ことができるようになる。また、こちらの� �板には、電極14を付しておくことが好ましく 、この電極を通じて電圧を印加し、ヒーター として発熱を起こさせることで熱変形を誘起 することが容易になる。なお、上記プリプレ グシートにおいては、炭素繊維のほか、ホウ 素繊維、ガラス繊維、炭化珪素繊維又はアラ ミド繊維を含ませることもできる。また、ヒ ーターとしての機能が弱い場合、プリプレグ シートに更にニクロム線など一般的な発熱体 を内部に配置することも有用である。なおプ リプレグシートの材料としては、限定される わけではないが、エポキシ樹脂やポリエステ ル樹脂などの樹脂を好適に用いることができ る。

 また一対の基板の間に挟持され、これら� ��接合する絶縁層12は、接合できる限りにお� �て特段に限定されないが、一対の基板の熱� �形を緩衝しないように例えばガラス繊維を� �んでなる樹脂など、高強度、高弾性のもの� �望ましい。また、ガラス繊維強化樹脂のほ� �、アラミド繊維強化樹脂、金属酸化膜、絶� �性樹脂フィルム等を用いることができる。� �に、金属酸化膜の場合であって一対の基板� �一方が金属板であるときは、これに対し酸� �処理を施すだけで実現できるため、作製が� �易になるという利点も有する。

 また本積層複合材料では、一対の基板11の� �には、絶縁層12と同層であって、絶縁層12を� ��離する空隙13が形成されている。この空隙� �貫通したものとなっており、本積層複合材� �がアクチュエータとして機能する際に、液� �や気体等の流体を流すことで温度調節をよ� �容易にすることができ、基板の変形をより� �速に応答させることができるようになる。� �実施形態において、少なくとも一以上あれ� �空隙の数は限定されないが、体積比(絶縁層� ��び空隙を合わせた体積のうち空隙が占める� ��合)が高くなればなるほど多く設けておくこ とが好ましく、好ましくは2以上、体積比が0. 6を越えるのであれば5以上あることがより好� ��しい。このようにしておくことで一対の基� ��の間を全て絶縁層とした場合と遜色ない曲� ��を維持しつつその間隙に流体を十分に通す� ��とができるようになる。また、空隙の貫通� ��る方向としては、一対の基板において長手� ��向に貫通していることが好ましい。このよ� ��にすることで、長手方向における曲率を十� ��にとることができるようになる。なおここ� ��体積比とは上記しているが、図1のように一 方向に形成された空隙が複数平行に配置され て形成されている場合、下記式で定義される 。

(上記式中、V _f は体積比を、nは空隙の数を、wは空隙一つ当� ��りの幅を、Lは空隙と絶縁層の幅の合計を、 それぞれ示す。)

 以上、本積層複合材料により、空隙を設� ��ることでその間隙に気体や液体などの流体� ��流すことが可能となり、その流体の温度に� ��り冷却や加熱などの温度調節がより容易に� ��り応答性を向上させることができる積層複� ��材料となり、しかも大きく曲率を減少させ� ��ことがないといった効果がある。

 次に、本実施形態に係る積層複合材料の� ��造方法について説明する。本実施形態に係� ��積層複合材料の製造方法は、絶縁層に、少� ��くとも一以上の空隙を設けて熱膨張率の異� ��る一対の基板で挟んでホットプレスするこ� ��を特徴とする。

 このホットプレスは、用いる材料により� ��度、圧力、時間を適宜選択することにより� ��節が可能であり限定されない。たとえば一� ��がプリプレグシートの場合の温度範囲は、� ��リプレグシートの硬化温度近傍であること� ��好ましい。なお、ホットプレスにおいて一� ��時間圧力を印加した後除圧し、除圧後更に� ��定時間硬化させることが好ましい。

 また、上記一対の基板の一方がプリプレ� ��シートの場合、上記ホットプレスの前にプ� ��プレグシートを予めホットプレスする別の� ��程を入れておくことが好ましい。このよう� ��することで予めプリプレグシートを硬化さ� ��ておき、後に絶縁層と他方の基板とをホッ� ��プレスする際に空隙を硬化前のプリプレグ� ��ートの流動的な樹脂材料で埋めてしまわな� ��ようにできるという利点がある。なおこの� ��のホットプレスの条件も絶縁層の材質の硬� ��温度、プリプレグシートの硬化温度に応じ� ��適宜調整可能であり限定されない。