JP2003224985A - Dielectric actuator - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、アクチュエータに
関するものであり、特に、ロボットや義手等に適した軽
量・小型・高出力である誘電型アクチュエータに関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an actuator, and more particularly to a lightweight, small-sized, high-power dielectric actuator suitable for robots and artificial hands.
【０００２】[0002]
【技術的背景】ロボットや動力義手等の動力部には、ダ
イレクト・ドライブ等のモーターが主に用いられてい
る。特に多くの自由度を要する義手やロボット・ハンド
では、重量あたりの出力には限界があって、自由度を高
めるほど重くなり、可搬重量がごく小さなものとなる。
また、回転機構を伸縮運動に変換するための機構である
ギヤ等の大きさや重量も相当な比重を占める。従って、
実用的な多自由度義手等を実現するのは困難である。さ
て、圧電アクチュエータも存在するが、力は出るが、変
位が小さいため増速機が必要である。また、このロボッ
ト等のアクチュエータの候補として、静電によるアクチ
ュエータもある。この原理を図１に示す。図１に示すよ
うに、このアクチュエータは、平行に設けた電極（固定
子）１１２，１１４の間に誘電体の移動子１２０を挿入
し、電極１１２，１１４に駆動電源１３０からの高電圧
を印可すると、電極１１２，１１４が発生する電場の強
い方に、移動子１２０を引き込む力ｆ’が生じる構成で
ある。このような高電圧を確保するためには、昇圧器が
必要であるが、この昇圧器は重く、この重量がロボット
等のアクチュエータに使用したときに問題となる。[Technical Background] Motors such as direct drives are mainly used for power units such as robots and artificial hands. Especially in a prosthetic hand or a robot hand that requires a large amount of freedom, there is a limit in the output per weight, and the higher the degree of freedom, the heavier the load becomes, and the smaller the load capacity becomes.
Further, the size and weight of gears, which are mechanisms for converting the rotating mechanism into expansion and contraction, also occupy a considerable specific gravity. Therefore,
It is difficult to realize a practical multi-degree-of-freedom artificial hand. Although there are piezoelectric actuators as well, they generate force but require a gearbox because of their small displacement. Further, as an actuator candidate for this robot or the like, there is an electrostatic actuator. This principle is shown in FIG. As shown in FIG. 1, in this actuator, a dielectric mover 120 is inserted between parallel electrodes (stators) 112 and 114, and a high voltage from a driving power supply 130 is applied to the electrodes 112 and 114. Then, the force f ′ that pulls in the mover 120 is generated in the direction in which the electric field generated by the electrodes 112 and 114 is strong. A booster is required to secure such a high voltage, but this booster is heavy and its weight causes a problem when it is used for an actuator of a robot or the like.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、低い
電圧で高出力を発生することができる誘電泳動力による
アクチュエータを提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an actuator based on dielectrophoretic force that can generate a high output at a low voltage.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、誘電型アクチュエータであって、複数
の電極を設けた一対の固定子と、その間に挟まれ、高誘
電部材と低誘電部材とを交互に結合した移動子と、前記
固定子の電極に接続された多相電源とで構成され、前記
固定子の電極により発生する進行波電場により、前記移
動子が移動することを特徴とする。前記一対の固定子の
一方の電極は、接地電極とすることもできる。前記固定
子と前記移動子を、リング状とすることができる。前記
固定子の間は、高誘電率の液体で満たすとよい。また、
前記固定子と前記移動子との間に、スペーサーを設け、
前記移動子が滑らかに移動できるようにすることもでき
る。前記固定子の電極と移動子との間に、導電性高分子
によるブラシ又はゲルを設け、前記電極と移動子とを実
質的に直接接触させることもできる。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is a dielectric actuator which comprises a pair of stators provided with a plurality of electrodes and a high dielectric member sandwiched between the stators. Comprising a mover in which low-dielectric members are alternately coupled and a multi-phase power source connected to the electrodes of the stator, the mover being moved by a traveling wave electric field generated by the electrodes of the stator Is characterized by. One of the electrodes of the pair of stators may be a ground electrode. The stator and the mover may be ring-shaped. A space having a high dielectric constant may be filled between the stators. Also,
A spacer is provided between the stator and the mover,
The mover may be allowed to move smoothly. A brush or gel made of a conductive polymer may be provided between the electrode of the stator and the mover to substantially directly contact the electrode and the mover.
【０００５】[0005]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態を説明する。図２は、図１に示した誘電型のア
クチュエータの構成を示している。このアクチュエータ
において、ε０を真空の誘電率（８．８５×１０−１２
Ｆ／ｍ），ε １を電極１１２，１１４の間の媒質の比誘
電率，ε２を移動子１２０の比誘電率，ｘを電極と移動
子の間のギャップ（ｍ），ｄを電極１１２，１１４の間
の距離（ｍ），Ｗを奥行き寸法（ｍ）とすると、ギャッ
プｘがない（０）としたときの力ｆ０［Ｎ］は、BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will now be described with reference to the drawings.
An embodiment will be described. FIG. 2 shows the dielectric type capacitor shown in FIG.
The configuration of the quotator is shown. This actuator
Where ε0The vacuum permittivity (8.85 × 10-12
F / m), ε 1The medium between the electrodes 112, 114
Electric conductivity, εTwoIs the relative permittivity of the mover 120, and x is the electrode
Gap (m), d between the electrodes between the electrodes 112, 114
If the distance (m) and W are depth dimensions (m),
Force f when there is no x0[N] is
【数１】
で表される。電極と移動子との間のギャップｘを考慮し
た場合の力ｆは、移動子とギャップ総体の見かけの比誘
電率をε’２とすると、[Equation 1] It is represented by. The force f when the gap x between the electrode and the mover is taken into consideration, where ε ′ 2 is the apparent relative permittivity of the mover and the gap as a whole.
【数２】
と表される。これによると、見かけの比誘電率ε’２を
高めると発生する力ｆは増えることになる。これには、
上述の見かけの比誘電率ε’２の式から、電極間の比誘
電率ε１を大きくするか、ギャップｘを小さくするとよ
い。[Equation 2] Is expressed as According to this, when the apparent relative permittivity ε ′ 2 is increased, the force f generated is increased. This includes
From the above formula of apparent relative permittivity ε ′ 2 , it is preferable to increase the relative permittivity ε 1 between the electrodes or decrease the gap x.
【０００６】本発明は、電極間の比誘電率を大きくする
こと、ギャップを小さくすることや、力が発生する移動
子の部分（高誘電部材と低誘電部材の繰り返し数）を多
くすることにより、誘電体によるアクチュエータを構成
している。図３は本発明の実施形態のアクチュエータの
構成例を示している。図３（ａ）に示すように、移動子
２２０として、高誘電率の部材２２１と低誘電率の絶縁
部材２２２を交互に設けたコンポジット材を用いてい
る。また、固定子２１２，２１４に多数の対となった電
極対２１６を設けている。この様な構成で、全ての電極
対２１６に電圧を印加すると、移動子２２０に多数設け
たそれぞれの高誘電率の部材２２１と電極対との間で力
を発生することができる。この高誘電率の部材２２１と
しては、例えば、チタン酸バリウム（比誘電率５５０
０）やＰＺＴ（比誘電率１５００）等のセラミック材を
使用することができる。また、低誘電率の絶縁部材２２
２としては、例えば、エポキシ樹脂等を用いることがで
きる。According to the present invention, the relative permittivity between the electrodes is increased, the gap is reduced, and the mover portion (the number of repetitions of the high dielectric member and the low dielectric member) where the force is generated is increased. , Constitutes an actuator made of a dielectric material. FIG. 3 shows a configuration example of the actuator according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3A, as the moving element 220, a composite material in which a high dielectric constant member 221 and a low dielectric constant insulating member 222 are alternately provided is used. Further, a large number of pairs of electrodes 216 are provided on the stators 212 and 214. With such a structure, when a voltage is applied to all the electrode pairs 216, a force can be generated between each of the high permittivity members 221 provided in the movable element 220 and the electrode pairs. Examples of the member 221 having a high dielectric constant include barium titanate (relative dielectric constant 550
0) or PZT (relative dielectric constant 1500) or the like can be used. In addition, the insulating member 22 having a low dielectric constant
For example, epoxy resin or the like can be used as 2.
【０００７】連続的に移動子を移動させるためには、図
３（ｂ）に示すように、ステッピング・モータに使用し
ているような、例えば４相の矩形波電源を用いることが
できる。このような多相の電源を電極対に印加すると、
固定子の間に進行波の電場が発生するので、移動子は変
化する電場により連続的に移動することができる。ま
た、この電極の間隔λ００と移動子の高誘電部材の間隔
λ１は、脱調を防ぐためには、λ１＞λ００とする必要
がある。なお、駆動のための多相の矩形波電源として
は、３相以上のものであればよい。このような配置と矩
形波電源を使用することにより、十分な起動力を得るこ
とができる。この進行波の電場を発生させるための電源
としては、多相のパルス電源以外にも、多相の交流電源
を用いることができる。図４は、４相の矩形波電源を用
いて、進行波の電場を発生させるための他の固定子電極
の構成を示す図である。図４（ａ）に示すように、上の
固定子２１２の電極と下の固定子２１４の電極とを半ピ
ッチずらして構成し、図４（ｂ）に示すような４相の矩
形波を、上の電極にはＡとＣを、下の電極にはＢとＤを
加える。これにより、進行波の電場を２つの固定子２１
２，２１４の間に発生することができる。このように構
成すると、例えば、上下の固定子２１２，２１４の電極
を、図４（ｃ）（固定子２１２の電極を示す）のような
櫛形の簡単な構成とすることができる。図５は、移動子
を固定子の電極に印可した三相交流で駆動した場合を示
している。この場合、固定子の一方の電極を接地電極と
することもできる。さて、交流電源を使用した場合、Ｎ
段縦列の移動子の場合、固定子の電極群で発生された進
行波電界のポテンシャルをＶ（ｘ）＝Ｖ０ｃｏｓ（ｋ０
ｘ−ωｔ）とすると、発生力Ｆは、In order to move the mover continuously, as shown in FIG. 3 (b), for example, a four-phase rectangular wave power source such as that used in a stepping motor can be used. When such a multi-phase power source is applied to the electrode pair,
Since an electric field of a traveling wave is generated between the stators, the mover can move continuously due to the changing electric field. Further, the distance λ 00 between the electrodes and the distance λ 1 between the high dielectric members of the moving element must be λ 1 > λ 00 in order to prevent step-out. The multi-phase rectangular wave power source for driving may be one having three or more phases. Sufficient starting force can be obtained by using such an arrangement and a rectangular wave power supply. As a power source for generating the electric field of the traveling wave, a multi-phase AC power source can be used in addition to the multi-phase pulse power source. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of another stator electrode for generating an electric field of a traveling wave by using a four-phase rectangular wave power source. As shown in FIG. 4 (a), the electrodes of the upper stator 212 and the electrodes of the lower stator 214 are configured to be shifted by a half pitch, and a four-phase rectangular wave as shown in FIG. 4 (b) is generated. Add A and C to the upper electrode and B and D to the lower electrode. Thereby, the electric field of the traveling wave is applied to the two stators 21.
It can occur between 2,214. With this configuration, for example, the electrodes of the upper and lower stators 212 and 214 can have a simple comb-shaped configuration as shown in FIG. 4C (showing the electrodes of the stator 212). FIG. 5 shows a case where the mover is driven by a three-phase alternating current applied to the electrodes of the stator. In this case, one electrode of the stator can be used as the ground electrode. Now, when using an AC power supply, N
In the case of a row-column cascade of moving elements, the potential of the traveling wave electric field generated in the electrode group of the stator is V (x) = V 0 cos (k 0
x-ωt), the generated force F is
【数３】
となる。この構造で、同期機として駆動すれば、最大力
は進行波電界の波長λ０（＝２π／ｋ０）が、移動子の
高誘電率部と低誘電率部の繰り返しピッチλ１の２倍の
ときに得られる。３相の交流電源を用いた場合、電極の
繰り返しピッチは、λ１の２／３となる。[Equation 3] Becomes When driven as a synchronous machine with this structure, the maximum force is that the wavelength λ 0 (= 2π / k 0 ) of the traveling wave electric field is twice the repeating pitch λ 1 of the high dielectric constant part and the low dielectric constant part of the mover. Obtained at. When a three-phase AC power supply is used, the electrode repetition pitch is ⅔ of λ 1 .
【０００８】図３〜図５において、固定子の電極の間
を、比誘電率が高く比伝導率の低い材料の誘電液体２３
０で満たして、空気の流入を防ぐことも、移動子２２０
から発生する力を強くすることに寄与する。これによ
り、移動子とギャップ総体の見かけの比誘電率ε’２を
大きくすることができるため、上式に示したように、発
生する力を強くすることができる。このような誘電液体
としては、例えば、ジメチルスルホキシド，アセトニト
リル，クロロブタン，ニトロベンゼン，プロピレングリ
コール等がある。この液体は、高抵抗率を示すように、
脱水，脱イオン処理を行うことが望ましい。3 to 5, a dielectric liquid 23 made of a material having a high relative permittivity and a low relative conductivity is provided between the electrodes of the stator.
The mover 220 can also be filled with 0 to prevent the inflow of air.
It contributes to strengthening the force generated from. As a result, the apparent relative permittivity ε ′ 2 of the mover and the gap as a whole can be increased, so that the generated force can be increased as shown in the above equation. Examples of such a dielectric liquid include dimethyl sulfoxide, acetonitrile, chlorobutane, nitrobenzene, and propylene glycol. This liquid has a high resistivity,
It is desirable to perform dehydration and deionization.
【０００９】また、固定子２１２，２１４と移動子２２
０との間を狭くすることも移動子に発生する力を強くす
ることに寄与する。この間隔を例えば、５ミクロン以下
にする。このため、図６（ａ）に示すように、移動子２
２０の両面に絶縁物で作成した、例えば直線状の突起２
２６を複数設け、図６（ｂ）の断面図に示すように、固
定子２１２，２１４と移動子２２０との間のスペーサー
とするとよい。図６（ａ）では、このスペーサー２２６
は、固定子２１２，２１４に多数設けた電極による凹凸
と、コンポジット材の複合部材による凹凸とがかみ合わ
ないように、移動子の移動方向に向いた直線状のものと
している。なお、上述のスペーサーを移動子２２０に設
けた構成を説明したが、このスペーサーは固定子２１
２，２１４の表面上に設けてもよい。The stators 212 and 214 and the mover 22 are also provided.
Narrowing between 0 and 0 also contributes to strengthening the force generated in the mover. This interval is, for example, 5 microns or less. Therefore, as shown in FIG.
For example, linear protrusions 2 made of an insulating material on both sides of 20
It is advisable to provide a plurality of 26 and use them as spacers between the stators 212, 214 and the mover 220, as shown in the sectional view of FIG. In FIG. 6A, this spacer 226
Has a linear shape oriented in the moving direction of the mover so that the unevenness due to the electrodes provided on the stators 212 and 214 and the unevenness due to the composite member of the composite material do not engage with each other. Although the above-mentioned configuration in which the spacer is provided on the moving element 220 has been described, this spacer is used for the stator 21.
It may be provided on the surface of 2,214.
【００１０】上述の式では、ｘがゼロ、即ち固定子との
間に隙間がない状態で、移動子に発生する力が最大とな
る。これを実現する構成が図７である。図７は、少なく
ともそれぞれの電極対２１６から導電性の物質によりブ
ラシ２３２等を形成して、コンポジット材の移動子２２
０に直接接触する構成例を示している。このように、電
極対２１６からのブラシ２３２等により、移動子２２０
に直接的に接触するとともに、移動子２２０の運動を妨
げない構成とすることにより、移動子２２０に発生する
力を最大としている。電極対２１６と移動子２２０とを
直接的に接触させるための構成２３２としては、例え
ば、導電性高分子ブラシや導電性高分子ゲルを用いるこ
とができる。用いる導電性高分子としては、例えば、ポ
リアセチレン，ポリパラフェニレン，ポリパラフェニレ
ンビニレン，ポリビロール，ポリアニリン，ポリイソチ
オナフテン，ポリセレノフェン，ポリチオフェン，ポリ
チオフェンビニレン，ポリナフタレンビニレン等があ
る。導電性高分子ブラシや導電性高分子ゲルを用いて、
絶縁性の液体（例えば、シリコン・オイル，ヘキサン
等）で固定子間を満たした場合、この液体で導電性高分
子ブラシや導電性高分子ゲルが膨潤するため、移動子の
表面に柔らかく接触し、機械的抵抗が少なく、かつ、良
導電性をもって、移動子内部に高電場を構成することが
できる。In the above equation, the force generated on the mover becomes maximum when x is zero, that is, there is no gap between the mover and the stator. A configuration for realizing this is shown in FIG. In FIG. 7, a brush 232 or the like is formed of a conductive material from at least each of the electrode pairs 216, and the mover 22 of the composite material is formed.
A configuration example in which 0 is directly contacted is shown. In this manner, the moving element 220 is moved by the brush 232 and the like from the electrode pair 216.
The force generated on the moving element 220 is maximized by directly contacting the moving element 220 and by not hindering the movement of the moving element 220. As the configuration 232 for directly contacting the electrode pair 216 and the mover 220, for example, a conductive polymer brush or a conductive polymer gel can be used. Examples of the conductive polymer used include polyacetylene, polyparaphenylene, polyparaphenylene vinylene, polyvirol, polyaniline, polyisothionaphthene, polyselenophene, polythiophene, polythiophene vinylene, and polynaphthalene vinylene. Using a conductive polymer brush or conductive polymer gel,
When the space between the stators is filled with an insulating liquid (for example, silicone oil, hexane, etc.), the conductive polymer brush or conductive polymer gel swells with this liquid, so that the surface of the mover is softly contacted. A high electric field can be formed inside the mover with low mechanical resistance and good conductivity.
【００１１】このようにして、固定子と移動子による誘
電アクチュエータのユニットを構成することができる。
この誘電アクチュエータのユニットを複数組み合わせる
ことにより、色々な構成とすることができる。図８は、
ユニットの組み合わせ例を示している。図８（ａ）は、
各ユニット３１１，３１２，３１３を縦列に接続して、
大ストロークのアクチュエータ３１０を構成した例を示
している。図８（ｂ）は、各ユニット３２１，３２２，
３２３，３２４を積層し、並列に接続して大出力のアク
チュエータ３２０を構成した例を示している。図８
（ｃ）は、図８（ａ），（ｂ）を組み合わせた構造で、
各ユニットを積層かつ縦列に接続して、大ストローク・
大出力のアクチュエータ３３０を構成した例を示してい
る。In this way, a unit of the dielectric actuator including the stator and the mover can be constructed.
By combining a plurality of units of this dielectric actuator, various configurations can be obtained. Figure 8
An example of a combination of units is shown. FIG. 8A shows
Connect each unit 311, 312, 313 in tandem,
The example which constituted the actuator 310 of a large stroke is shown. FIG. 8B shows each unit 321, 322.
An example in which 323 and 324 are stacked and connected in parallel to form a high-power actuator 320 is shown. Figure 8
8C is a structure in which FIGS. 8A and 8B are combined,
Large units with a large stroke
An example in which a high output actuator 330 is configured is shown.
【００１２】上述の図４〜図８におけるアクチュエータ
・ユニットは、直線状の移動子や固定子を用いている
が、図９は、アクチュエータ・ユニットをリング状にし
たものを示している。図９では、移動子２２０’および
固定子２１２’，２１４’はリング状である。このよう
にユニットをリング状としても、直線状のユニットと同
様に作動させることができる。ユニットをリング状とす
ることにより、回転力を得ることが可能となる。The actuator unit in FIGS. 4 to 8 described above uses a linear mover or a stator, but FIG. 9 shows the actuator unit in a ring shape. In FIG. 9, the mover 220 'and the stators 212' and 214 'are ring-shaped. Even if the unit is ring-shaped in this way, it can be operated in the same manner as a linear unit. By making the unit ring-shaped, it becomes possible to obtain a rotational force.
【００１３】図１０は、高誘電率，高抵抗率の液体で固
定子間を満たす場合の、液体の比誘電率による変化を示
している。ここで用いているアクチュエータは、図８
（ｂ）に示す構成のものである。ユニットとしての厚さ
は１００μｍ，幅は１ｃｍ、長さは３ｃｍ〜４ｃｍであ
り、そのユニットを１００層に重ねて、縦×横として、
１ｃｍ×１ｃｍのアクチュエータとしている。移動子
は、高誘電部材としてチタン酸バリウム、低誘電部材と
してエポキシ樹脂を用いたコンポジット部材であり、高
誘電部材と低誘電部材とを１００個相互に結合してい
る。このようなアクチュエータに、３相の交流電源によ
り発生する進行波の電場を印加する。図１１は、固定子
と移動子との間のギャップにより、移動子の発生する力
に関するグラフである。このグラフは、図１０のときと
同様にユニットを積層する構成とした場合で、移動子と
固定子のギャップを固定子の間隔の１０％としたとき
と、図７に示す構成のように、ギャップを実質的に０と
したときの力の発生を比較したものである。なお、固定
子間を満たす高誘電率，高抵抗率の液体としては、アセ
トンを用いており、また、図１０の場合と同様に、３相
の交流電源により発生する進行波の電場を印加してい
る。FIG. 10 shows changes in the relative permittivity of the liquid when the space between the stators is filled with the liquid having a high dielectric constant and a high resistivity. The actuator used here is shown in FIG.
It has the configuration shown in (b). The thickness of the unit is 100 μm, the width is 1 cm, and the length is 3 cm to 4 cm.
The actuator is 1 cm × 1 cm. The mover is a composite member using barium titanate as a high dielectric member and epoxy resin as a low dielectric member, and 100 high dielectric members and 100 low dielectric members are mutually coupled. An electric field of a traveling wave generated by a three-phase AC power supply is applied to such an actuator. FIG. 11 is a graph of the force generated by the mover due to the gap between the stator and the mover. This graph shows a case in which the units are stacked in the same manner as in FIG. 10, when the gap between the mover and the stator is 10% of the gap between the stators, and the configuration shown in FIG. This is a comparison of the force generation when the gap is substantially zero. Acetone is used as the liquid having a high dielectric constant and a high resistivity that fills the space between the stators, and an electric field of a traveling wave generated by a three-phase AC power source is applied as in the case of FIG. ing.
【００１４】[0014]
【発明の効果】上述の構成により、ロボットや義手等に
用いることができる、軽量で高出力な誘電型アクチュエ
ータを得ることができる。With the above structure, it is possible to obtain a lightweight and high-power dielectric actuator that can be used in a robot, artificial arm, and the like.
【図１】誘電型アクチュエータの原理を説明する図であ
る。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of a dielectric actuator.
【図２】誘電型アクチュエータの構成を説明する図であ
る。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a dielectric actuator.
【図３】実施形態の誘電型アクチュエータの構成を説明
する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the dielectric actuator of the embodiment.
【図４】他の誘電型アクチュエータの構成を説明する図
である。FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of another dielectric actuator.
【図５】３相の交流電源の誘電型アクチュエータの構成
を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a dielectric actuator of a three-phase AC power supply.
【図６】誘電型アクチュエータの移動子の別の構成を説
明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating another configuration of the mover of the dielectric actuator.
【図７】誘電型アクチュエータの固定子と移動子との別
の構成を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating another configuration of the stator and the mover of the dielectric actuator.
【図８】誘電型アクチュエータ・ユニットの組み合わせ
を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a combination of dielectric actuator units.
【図９】リング状の誘電型アクチュエータ・ユニットを
示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a ring-shaped dielectric actuator unit.
【図１０】液体媒質の誘電率による発生力の変化を示す
グラフである。FIG. 10 is a graph showing a change in generated force depending on the dielectric constant of a liquid medium.
【図１１】ギャップによる発生力の変化を示すグラフで
ある。FIG. 11 is a graph showing a change in generated force due to a gap.
１１２，１１４ 固定子（電極） １２０ 移動子 １３０ 駆動電源 ２１２，２１４ 固定子 ２１２’，２１４’ リング状固定子 ２１６ 電極対 ２２０ 移動子 ２２０’ リング状移動子 ２２１ 高誘電率部材 ２２２ 低誘電率部材 ２２６ スペーサー ２３０ 高誘電率の液体 ２３２ ブラシ（ゲル） ２４０ ３相交流電源 112,114 Stator (electrode) 120 movers 130 Drive power supply 212,214 Stator 212 ', 214' ring-shaped stator 216 electrode pairs 220 mover 220 'ring mover 221 High dielectric constant material 222 Low dielectric constant material 226 spacer 230 High dielectric constant liquid 232 brush (gel) 240 3-phase AC power supply
Claims (6)
交互に結合した移動子と、 前記固定子の電極に接続された多相電源とで構成され、
前記固定子の電極により発生する進行波電場により、前
記移動子が移動することを特徴とする誘電型アクチュエ
ータ。1. A dielectric actuator, comprising a pair of stators provided with a plurality of electrodes, and a mover sandwiched between the stators, in which a high dielectric member and a low dielectric member are alternately coupled. And a multi-phase power source connected to the electrodes of the stator,
A dielectric actuator in which the moving element is moved by a traveling wave electric field generated by an electrode of the stator.
において、 前記一対の固定子の一方の電極は、接地電極であること
を特徴とする誘電型アクチュエータ。2. The dielectric actuator according to claim 1, wherein one electrode of the pair of stators is a ground electrode.
エータにおいて、 前記固定子と前記移動子は、リング状であることを特徴
とする誘電型アクチュエータ。3. The dielectric actuator according to claim 1, wherein the stator and the mover are ring-shaped.
アクチュエータにおいて、 前記固定子の間は、高誘電率の液体で満たされているこ
とを特徴とする誘電型アクチュエータ。4. The dielectric actuator according to claim 1, wherein a space between the stators is filled with a liquid having a high dielectric constant.
アクチュエータにおいて、 前記固定子と前記移動子との間に、スペーサーを設け、 前記移動子が滑らかに移動できるようにしたことを特徴
とする誘電型アクチュエータ。5. The dielectric actuator according to claim 1, wherein a spacer is provided between the stator and the mover so that the mover can move smoothly. Characteristic dielectric actuator.
アクチュエータにおいて、 前記固定子の電極と移動子との間に、導電性高分子によ
るブラシ又はゲルを設け、 前記電極と移動子とを実質的に直接接触させたことを特
徴とする誘電型アクチュエータ。6. The dielectric actuator according to claim 1, wherein a brush or gel made of a conductive polymer is provided between the electrode of the stator and the mover, and the electrode and the mover. An inductive actuator characterized in that it is brought into direct contact with substantially.
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Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP3836384A1 (en) * | 2019-12-10 | 2021-06-16 | Imec VZW | Storage device using a tape for storing data |
-
2002
- 2002-01-29 JP JP2002020445A patent/JP2003224985A/en active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018174077A1 (en) * | 2017-03-22 | 2018-09-27 | シチズン時計株式会社 | Electrostatic motor |
| CN110431739A (en) * | 2017-03-22 | 2019-11-08 | 西铁城时计株式会社 | Electrostatic motor |
| JPWO2018174077A1 (en) * | 2017-03-22 | 2020-01-23 | シチズン時計株式会社 | Electrostatic motor |
| US11303225B2 (en) | 2017-03-22 | 2022-04-12 | Citizen Watch Co., Ltd. | Electrostatic motor |
| JP7086051B2 (en) | 2017-03-22 | 2022-06-17 | シチズン時計株式会社 | Electrostatic motor |
| CN110431739B (en) * | 2017-03-22 | 2023-01-24 | 西铁城时计株式会社 | Electrostatic motor |
| EP3836384A1 (en) * | 2019-12-10 | 2021-06-16 | Imec VZW | Storage device using a tape for storing data |
| US11276430B2 (en) | 2019-12-10 | 2022-03-15 | Imec Vzw | Storage device using a tape for storing data |
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