JP3053278B2 - Electrostatic actuator - Google Patents
Electrostatic actuatorInfo
- Publication number
- JP3053278B2 JP3053278B2 JP3315305A JP31530591A JP3053278B2 JP 3053278 B2 JP3053278 B2 JP 3053278B2 JP 3315305 A JP3315305 A JP 3315305A JP 31530591 A JP31530591 A JP 31530591A JP 3053278 B2 JP3053278 B2 JP 3053278B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- electrode
- electrostatic actuator
- moving body
- parallel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Micromachines (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、静電誘導により誘起さ
れる分極を利用して移動体を動かす静電アクチュエータ
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic actuator for moving a moving body using polarization induced by electrostatic induction.
【０００２】[0002]
【従来の技術】静電アクチュエータは、静電誘導により
移動体上に分極を生起させ、この分極の一方と所定電圧
を印加した電極との間の反発力および吸引力を利用し、
移動体を移動させるものである。構造が簡単であるため
超小型化が容易であり、各種分野、例えば生体や宇宙機
器などへの応用が期待されている。2. Description of the Related Art An electrostatic actuator generates a polarization on a moving body by electrostatic induction, and utilizes a repulsive force and an attractive force between one of the polarizations and an electrode to which a predetermined voltage is applied.
This is for moving a moving object. Since the structure is simple, miniaturization is easy, and application to various fields, for example, living bodies and space equipment, is expected.
【０００３】図８（ａ）は、一般的な静電アクチュエー
タの構造の概略図である。移動体８８の移動方向に沿っ
た断面を示している。ステータ８０上には３組の電極８
２，８４，８６が交互に配置されており、各電極には３
相（Ａ相，Ｂ相，Ｃ相とする）のパルスが印加される。
移動体８８は絶縁体であり、ステータ８０上に配置され
た電極８２，８４，８６に電圧を印加すると、これらの
各電極に対向する移動体８８の面に静電誘導により分極
を生じる。この状態から、同図（ｂ）に示すように各電
極に印加する電圧を変化させると、分極により生じた各
電荷と各電極との間で吸引力あるいは反発力が作用し、
移動体８８が一定方向に移動する。FIG. 8A is a schematic view of the structure of a general electrostatic actuator. The cross section along the moving direction of the moving body 88 is shown. Three sets of electrodes 8 on the stator 80
2, 84, 86 are alternately arranged, and each electrode has 3
Phase (phase A, B, and C phase) pulses are applied.
The moving body 88 is an insulator, and when a voltage is applied to the electrodes 82, 84, and 86 disposed on the stator 80, polarization occurs on the surface of the moving body 88 facing each of the electrodes by electrostatic induction. When the voltage applied to each electrode is changed from this state as shown in FIG. 3B, an attractive force or a repulsive force acts between each charge generated by the polarization and each electrode,
The moving body 88 moves in a certain direction.
【０００４】また、従来の静電アクチュエータとして
は、特開平３−４０７７７号公報に開示された液体電極
型静電モータが知られており、基本的な動作原理は図８
に示したものと同じである。As a conventional electrostatic actuator, a liquid electrode type electrostatic motor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H3-40777 is known, and the basic operation principle is shown in FIG.
Is the same as that shown in FIG.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の静電アクチュエータにおいては、移動体の前進、後
退の方向（移動体がロータである場合には、右回り、左
回りの方向）を決めるために、最低でも３相以上の電極
が必要となる。そのため、この３相以上の電極を同一面
上で構成するには、２層以上の配線構造が必要であり、
配線が複雑になるという問題点があった。By the way, in the above-mentioned conventional electrostatic actuator, the forward and backward directions of the moving body (clockwise and counterclockwise directions when the moving body is a rotor) are determined. Therefore, electrodes of at least three phases are required. Therefore, in order to form these three or more phase electrodes on the same surface, a wiring structure of two or more layers is required.
There is a problem that wiring becomes complicated.
【０００６】例えば、図９に上述した３相の電極８２，
８４，８６を移動体８８側から見た状態を示す。同図に
示すように、電極８２，８４のそれぞれは、櫛歯を相互
に噛み合わせる形状にすることにより、ステータ８０の
表面上でプリント配線技術等を用いて容易に配線するこ
とができる。ところが、３相目の電極８６は同一面上で
のプリント配線は不可能であり、裏面に導通穴を設ける
必要があり、配線が複雑になってしまう。なお、４相の
電極を用いる場合は少なくとも２層で、５相の電極を用
いる場合は少なくとも３層で配線を行う必要がある。[0006] For example, FIG.
84 and 86 are shown when viewed from the moving body 88 side. As shown in the drawing, each of the electrodes 82 and 84 can be easily wired on the surface of the stator 80 by using a printed wiring technique or the like by forming the comb teeth in a mutually meshing shape. However, the third-phase electrode 86 cannot be printed on the same surface, and it is necessary to provide a conductive hole on the back surface, which complicates the wiring. When using four-phase electrodes, wiring must be performed in at least two layers, and when five-phase electrodes are used, wiring must be performed in at least three layers.
【０００７】また、従来の静電アクチュエータを立体構
造に適用した場合、例えば、円筒構造，２重管構造，長
方形筒構造に適用しようとすると、極めて複雑な電極の
配線が必要となり、事実上適用が困難であるという問題
点があった。特に、駆動力を増したい場合は、電極を立
体的に配置する必要があり、簡易に配線ができる方式が
望まれていた。Further, when the conventional electrostatic actuator is applied to a three-dimensional structure, for example, if it is applied to a cylindrical structure, a double tube structure, or a rectangular tube structure, extremely complicated electrode wiring is required. There was a problem that it was difficult. In particular, when it is desired to increase the driving force, it is necessary to arrange the electrodes in a three-dimensional manner, and a method in which wiring can be easily performed has been desired.
【０００８】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、配線を簡略化することができるとともに、
電極の立体構造を容易に実現することができる静電アク
チュエータを提供することを目的とする。[0008] The present invention has been made in view of such a point, it is possible to simplify the wiring,
An object of the present invention is to provide an electrostatic actuator that can easily realize a three-dimensional structure of an electrode.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、多相電圧が印加される電極部を配置
したステータを有し、このステータに沿って絶縁性の移
動体を移動させる静電アクチュエータにおいて、前記電
極部は、前記多相電圧の各相に対応しかつ並列配置され
た複数の電極線を、前記移動体の移動経路に沿ってスパ
イラル状に巻き回して成る多相コイルとして形成され、
隣接する前記電極線が固着されてなることを特徴とす
る。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has a stator having an electrode section to which a multi-phase voltage is applied. In the electrostatic actuator to be moved, the electrode section is formed by spirally winding a plurality of electrode wires corresponding to each phase of the polyphase voltage and arranged in parallel along a moving path of the moving body. Formed as a phase coil ,
The adjacent electrode lines are fixed .
【００１０】ここにおいて、前記複数の電極線は、互い
に平行に配置された１本の平行線として形成することが
好ましい。Here, it is preferable that the plurality of electrode lines are formed as one parallel line arranged in parallel with each other.
【００１１】[0011]
【作用】本発明の静電アクチュエータにおいては、前記
多相電圧の各相に対応しかつ並列配置された複数の電極
線を、前記移動体の移動経路に沿ってスパイラル状に巻
き回して多相コイルを形成する。より具体的には、複数
の電極線を１回巻き回したときに、複数の電極線の巻き
始めの位置と１回巻き回した後の位置をずらし、同様に
して複数回巻き回すことにより、ステータ上に多相電圧
の各相に対応した複数の電極を立体的に形成する。In the electrostatic actuator according to the present invention, a plurality of electrode wires corresponding to each phase of the polyphase voltage and arranged in parallel are spirally wound along the moving path of the moving body to form a multiphase voltage. Form a coil. More specifically, when a plurality of electrode wires are wound once, the starting position of the plurality of electrode wires is shifted from the position after the first winding, and the plurality of electrode wires are similarly wound a plurality of times. A plurality of electrodes corresponding to each phase of the multi-phase voltage are three-dimensionally formed on the stator.
【００１２】そして、ステータに沿って絶縁性の移動体
を移動させる場合は、各電極線に多相電圧を印加する。
このとき各電極線に対向する移動体の各部に分極が生じ
る。次に、印加している多相電圧の状態が変化すると、
分極を生じていた移動体の各部と極性が変化した電極線
との間で吸引力あるいは反発力が発生し、移動体が一定
方向に移動する。When moving the insulating movable body along the stator, a multiphase voltage is applied to each electrode wire.
At this time, polarization occurs in each part of the moving body facing each electrode line. Next, when the state of the applied polyphase voltage changes,
An attractive force or a repulsive force is generated between each part of the moving body that has been polarized and the electrode wire whose polarity has changed, and the moving body moves in a certain direction.
【００１３】このように、本発明において、ステータの
複数の電極は、前記多相電圧の各相に対応しかつ並列配
置された複数の電極線を、前記移動体の移動経路に沿っ
てスパイラル状に巻き回して成る多相コイルとして形成
されることにより、複数の電極の途中の結線が不要であ
り、終端部を電源側と結線することにより配線を行うこ
とができ、配線の簡略化が可能となる。また、巻き回す
ことにより電極を形成しているため、円筒構造等の電極
の立体構造を容易に実現することができる。As described above, in the present invention, the plurality of electrodes of the stator are formed by connecting a plurality of electrode wires, which correspond to each phase of the multi-phase voltage and are arranged in parallel, in a spiral shape along the moving path of the moving body. By forming the coil as a multi-phase coil, there is no need to connect the middle of a plurality of electrodes. Wiring can be performed by connecting the terminal end to the power supply side, and wiring can be simplified. Becomes Further, since the electrode is formed by winding, a three-dimensional structure of the electrode such as a cylindrical structure can be easily realized.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１５】図１は、一実施例の静電アクチュエータの
構造の概略図である。同図は、移動体の移動方向に平行
なステータ１００の断面図を示しており、本発明の特徴
部分である電極の構造を説明するために電極部を拡大し
て示してある。FIG. 1 is a schematic view of the structure of an electrostatic actuator according to one embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view of the stator 100 parallel to the moving direction of the moving body, and shows an enlarged electrode portion to explain the structure of the electrode, which is a feature of the present invention.
【００１６】実施例のステータ１００は、３相（Ａ相，
Ｂ相，Ｃ相とする）のパルス電圧が印加される電極部１
１０を有し、この電極部１１０の配置方向に沿って絶縁
性の移動体を移動させるようになっている。The stator 100 of the embodiment has three phases (A phase,
Electrode section 1 to which a pulse voltage of B phase and C phase is applied
10 to move the insulating movable body in the direction in which the electrode unit 110 is arranged.
【００１７】実施例において、前記電極部１１０は、前
記３相パルス電圧の各相に対応した３本の電極線５０，
５２，５４が互いに平行に配置されて成る１本の平行線
１４を、パイプ１０の外周に沿ってスパイラル状に巻き
回して形成されている。In the embodiment, the electrode portion 110 includes three electrode wires 50 corresponding to each phase of the three-phase pulse voltage.
One parallel wire 14 in which 52 and 54 are arranged in parallel to each other is formed by spirally winding along the outer periphery of the pipe 10.
【００１８】前記パイプ１０は、絶縁体で構成される円
筒形状の部材であり、その内部が空洞の通路１２を形成
している。The pipe 10 is a cylindrical member made of an insulator, and the inside thereof forms a hollow passage 12.
【００１９】図２は電極部１１０の詳細な構成を示す図
であり、同図（ａ）は外観を示す斜視図を、同図（ｂ）
は平行線１４の断面構造をそれぞれ示している。FIG. 2 is a view showing a detailed configuration of the electrode section 110. FIG. 2A is a perspective view showing the external appearance, and FIG.
Indicates the cross-sectional structure of the parallel line 14, respectively.
【００２０】前記平行線１４を構成する３本の電極線５
０，５２，５４は、それぞれ電気導体部２０と、その周
囲を覆う電気絶縁膜２２と、その周囲を覆う自己溶着層
２４とから構成されている。The three electrode wires 5 constituting the parallel wire 14
Reference numerals 0, 52, and 54 each include an electric conductor portion 20, an electric insulating film 22 covering the periphery thereof, and a self-welding layer 24 covering the periphery thereof.
【００２１】ここにおいて、各電気導体部２０は、電圧
を印加したときに電極として機能するものであり、例え
ば長方形断面の線材を用いて形成されている。電気絶縁
膜２２は、電気導体部２０の外周部を覆う絶縁皮膜であ
り、電気導体部２０を漏電や錆等から保護している。自
己融着層２４は、半融着状態の熱硬化性樹脂を主体とし
たものであり、電気絶縁膜２２の外周部を覆っている。
この自己融着層２４は、３本の電極線５０，５２，５４
を偏平な平行線１４に接合保持する構造部材として機能
している。さらに、前記自己融着層２４は、加熱したと
きに一旦溶けて、その後硬化するものであり、隣接して
位置する平行線１４同士を接着する接着剤として機能す
る。Here, each electric conductor portion 20 functions as an electrode when a voltage is applied, and is formed using, for example, a wire having a rectangular cross section. The electric insulating film 22 is an insulating film that covers an outer peripheral portion of the electric conductor portion 20 and protects the electric conductor portion 20 from electric leakage, rust, and the like. The self-fusion layer 24 is mainly made of a semi-fused thermosetting resin, and covers the outer peripheral portion of the electric insulating film 22.
The self-bonding layer 24 includes three electrode wires 50, 52, 54
Functions as a structural member that joins and holds the flat parallel lines 14. Further, the self-fusion layer 24 melts once when heated, and then hardens, and functions as an adhesive for bonding adjacent parallel lines 14 to each other.
【００２２】そして、これら電気導体部２０，電気絶縁
膜２２および自己融着層２４からなる偏平な平行線１４
を、互いに重ならないように少しずつ位置をずらしなが
らスパイラル状に巻き回すことにより、電極部１１０と
して機能する円筒形状の３相コイル１６を成形する。The flat parallel line 14 composed of the electric conductor portion 20, the electric insulating film 22, and the self-fusion layer 24 is formed.
Are wound spirally while shifting their positions little by little so as not to overlap each other, thereby forming a cylindrical three-phase coil 16 functioning as the electrode unit 110.
【００２３】この円筒形状に成形した３相コイル１６に
配線を施す場合は、図２（ａ）に示すように、平行線材
の終端部２６（巻き始めあるいは巻き終わりのどちらで
もよい）付近で電気導体部２０に結線すればよく、配線
用の特別な構成が不要となる。なお、４相以上の多相パ
ルス電圧を印加するために４本以上の電気導体部２０を
用いた場合についても同じ要領で配線を行うことがで
き、配線によって製造工程が複雑になったり、製造コス
トが高くなるといった不都合は全くない。When wiring is performed on the three-phase coil 16 formed into a cylindrical shape, as shown in FIG. 2A, electric power is supplied near the end 26 of the parallel wire (either at the beginning or end of winding). What is necessary is just to connect to the conductor part 20, and the special structure for wiring is unnecessary. Wiring can be performed in the same manner when four or more electric conductors 20 are used to apply a multiphase pulse voltage of four or more phases. There is no inconvenience such as high cost.
【００２４】図３は、平行線１４の製造装置の概略を示
す図である。同図（ａ）はその全体側面概略図、同図
（ｂ）はそのセクタ側正面概略図である。FIG. 3 is a view schematically showing an apparatus for manufacturing the parallel line 14. As shown in FIG. FIG. 1A is a schematic side view of the whole, and FIG. 1B is a schematic front view on the sector side.
【００２５】セクター３０は、断面が円弧形状の部材で
あり、４つが合わさって１つの円筒形状をなしている。
円環３２は、４つのセクター３０の外周部に取り付けら
れる部材であり、コア３４は外形が円錐形状の部材であ
る。４つのセクター３０を円環３２およびコア３４で挟
持することによりセクター３０を固定し、その外周部の
円筒形状を保っている。The sector 30 is a member having an arc-shaped cross section, and four cylinders are combined to form one cylindrical shape.
The ring 32 is a member attached to the outer peripheral portions of the four sectors 30, and the core 34 is a member having a conical outer shape. The sector 30 is fixed by sandwiching the four sectors 30 between the ring 32 and the core 34, and the cylindrical shape of the outer periphery thereof is maintained.
【００２６】出力軸３６は、モータ３８の回転をコア３
４に伝えるための回転軸である。出力軸３６は一部に凹
部を有し、コア３４はこの凹部に対応する凸部を有し、
この凹部と凸部を噛み合わせることにより、モータ３８
によって発生した回転力をコア３４を介してセクター３
０に伝えるようになっている。また、モータ３８の出力
軸の一端３９（コア３４との接合面と反対側）近傍には
センサ４０が取り付けられている。このセンサ４０は、
モータ３８の出力軸３６の回転位置を検出するためのも
のであり、後述するモータ制御装置４８に検出信号を送
る。The output shaft 36 controls the rotation of the motor 38
4 is a rotation axis for transmitting the information to The output shaft 36 has a concave portion in part, and the core 34 has a convex portion corresponding to the concave portion,
By engaging the concave and convex portions, the motor 38
The rotational force generated by the
0. A sensor 40 is mounted near one end 39 of the output shaft of the motor 38 (on the side opposite to the joint surface with the core 34). This sensor 40
This is for detecting the rotational position of the output shaft 36 of the motor 38, and sends a detection signal to a motor control device 48 described later.
【００２７】スライダ４２は、セクタ３０へ向け平行線
１４を供給する平行線ガイド部４２ａを有し、回転軸４
４をモータ４６によって回転したときにこの回転軸４４
に沿って移動する。回転軸４４は、セクター３０の回転
中心軸に平行に設置されており、セクター３０を回転さ
せて平行線１４を巻き回す際にスライダ４２を一定速度
で移動させ、円筒形状において隣接する平行線１４が重
ならないようにしている。The slider 42 has a parallel line guide portion 42a for supplying the parallel line 14 to the sector 30.
4 is rotated by a motor 46,
Move along. The rotation shaft 44 is provided in parallel with the rotation center axis of the sector 30. When the sector 30 is rotated to wind the parallel line 14, the slider 42 is moved at a constant speed, and the adjacent parallel line 14 in the cylindrical shape is formed. But do not overlap.
【００２８】モータ制御装置４８は、この回転軸４４を
駆動するモータ４６を制御するものであり、上述したセ
ンサ４０からの検出信号に応じてモータ４６の回転数を
制御する。このモータ制御装置４８の制御によって、セ
クター３０を回転させて平行線１４を巻き回す際に、こ
のセクター３０の回転に合わせてスライダ４２を一定速
度で移動させている。The motor control device 48 controls the motor 46 for driving the rotating shaft 44, and controls the number of rotations of the motor 46 according to the detection signal from the sensor 40 described above. Under the control of the motor control device 48, when the sector 30 is rotated to wind the parallel line 14, the slider 42 is moved at a constant speed in accordance with the rotation of the sector 30.
【００２９】これにより、前述した３相コイル１６が形
成されることになる。Thus, the above-described three-phase coil 16 is formed.
【００３０】図４は、図３に示した装置を用いて図２に
示した３相コイル１６を製造する場合の手順（製造工
程）を示す図である。FIG. 4 is a view showing a procedure (manufacturing process) when the three-phase coil 16 shown in FIG. 2 is manufactured by using the apparatus shown in FIG.
【００３１】先ず、巻線に先立って平行線、すなわち平
行線１４を製造する（ステップ１００）。断面形状が長
方形の電気導体部２０（例えば銅線）の外周部に電気絶
縁膜２２（例えばポリアミド樹脂）を被覆し、さらにそ
の外周部に自己融着層２４を被覆形成する。First, parallel wires, that is, parallel wires 14 are manufactured prior to winding (step 100). An outer peripheral portion of an electric conductor portion 20 (for example, a copper wire) having a rectangular cross section is coated with an electric insulating film 22 (for example, a polyamide resin), and a self-fusion layer 24 is further formed on the outer peripheral portion.
【００３２】次に、図３に示した装置によって巻線を行
う（ステップ１０１）。ステップ１００の工程で製造し
た平行線１４の先端をセクター３０の先端付近に取り付
け固定する。そして、この平行線１４の位置決めを行っ
ているスライダ４２の水平位置をずらしながらセクター
３０を回転させ、セクター３０の外周部に平行線、ずな
わち平行線１４を巻き付ける（図３参照）。なお、この
巻き付けは、隣接する平行線１４同士が互いに隙間なく
並ぶようにする。Next, winding is performed by the apparatus shown in FIG. 3 (step 101). The tip of the parallel wire 14 manufactured in the step 100 is attached and fixed near the tip of the sector 30. Then, the sector 30 is rotated while shifting the horizontal position of the slider 42 for positioning the parallel line 14, and the parallel line, that is, the parallel line 14 is wound around the outer periphery of the sector 30 (see FIG. 3). This winding is performed so that the adjacent parallel lines 14 are arranged without any gap.
【００３３】次に、コア３４を出力軸３６から取り外
し、セクター３０の外周部に巻き付けられた平行線１４
を加熱する（ステップ１０３）。例えば、１８０℃で加
熱し、半融着状態の自己融着層２４を硬化させることに
より、平行線１４を線間で固着する。Next, the core 34 is removed from the output shaft 36, and the parallel wire 14 wound around the outer peripheral portion of the sector 30 is removed.
Is heated (step 103). For example, the parallel lines 14 are fixed between the lines by heating at 180 ° C. to cure the self-fused layer 24 in the semi-fused state.
【００３４】最後に、固着した平行線１４をセクター３
０から取り外す（ステップ１０４）。コア３４をセクタ
ー３０から抜き取った後、セクター３０を取り外す。ま
た、取り外しが容易になるように、予めセクター３０の
外周部に剥離材を塗布しておく。そして、取り外した平
行線１４の終端部の処理（端子付け等）を行って３相コ
イル１６が完成する。Finally, the fixed parallel line 14 is connected to the sector 3
0 (step 104). After extracting the core 34 from the sector 30, the sector 30 is removed. In addition, a release material is applied in advance to the outer peripheral portion of the sector 30 so that it can be easily removed. Then, the three-phase coil 16 is completed by performing processing (terminal attachment and the like) on the end of the detached parallel wire 14.
【００３５】図５は、図１に示した本実施例の静電アク
チュエータの制御回路の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a control circuit of the electrostatic actuator of the embodiment shown in FIG.
【００３６】高電圧発生回路６０は、本実施例の静電ア
クチュエータの３つの電極線５０，５２，５４に供給す
る所定の高電圧を発生する回路である。例えば、３つの
出力端子を備えており、０と±Ｖの定電圧を発生して出
力する。高電圧制御回路６２は、高電圧発生回路６０か
ら出力される３つの定電圧を入力として、相互に１２０
度位相が異なる３相パルス電圧を発生する制御を行う回
路である。サイリスタ等を用いて所定時間毎のスイッチ
ング動作を行うことにより、図６に示す３相のパルス電
圧を出力する。図６において、「＋」が＋Ｖの電圧に対
応する部分であり、「−」が−Ｖの電圧に対応する部分
である。高電圧制御回路６２から出力する３相パルス電
圧を電極線５０，５２，５４に供給する。上述したよう
に、このパルス電圧の供給は、図２に示した円筒形状の
３相コイル１６の終端付近に結線を施すだけで簡単に行
うことができる。The high voltage generating circuit 60 is a circuit for generating a predetermined high voltage to be supplied to the three electrode lines 50, 52, 54 of the electrostatic actuator of the present embodiment. For example, it has three output terminals, generates and outputs constant voltages of 0 and ± V. The high voltage control circuit 62 receives the three constant voltages output from the high voltage
This is a circuit that performs control to generate three-phase pulse voltages having different degrees of phase. By performing a switching operation at predetermined time intervals using a thyristor or the like, a three-phase pulse voltage shown in FIG. 6 is output. In FIG. 6, "+" is a portion corresponding to the voltage of + V, and "-" is a portion corresponding to the voltage of -V. The three-phase pulse voltage output from the high voltage control circuit 62 is supplied to the electrode lines 50, 52, 54. As described above, the supply of the pulse voltage can be easily performed only by connecting a wire near the end of the cylindrical three-phase coil 16 shown in FIG.
【００３７】次に、本実施例の静電アクチュエータの動
作を説明する。Next, the operation of the electrostatic actuator of this embodiment will be described.
【００３８】図７は、実施例の静電アクチュエータに実
際に３相パルス電圧を印加した場合の動作説明図であ
る。同図（ａ）は移動体が静止しているときに所定の３
相パルス電圧を印加した場合であり、同図（ｂ）は印加
するパルス電圧の波形が変化した場合をそれぞれ示して
いる。なお、本実施例では移動体として液体（例えばシ
リコン油７０）を考えるものとし、移動体としてのロー
タと被搬送物が一緒になった場合を取り扱っている。FIG. 7 is an operation explanatory diagram when a three-phase pulse voltage is actually applied to the electrostatic actuator of the embodiment. FIG. 3A shows a predetermined 3 when the moving body is stationary.
FIG. 4B shows a case where a phase pulse voltage is applied, and FIG. 4B shows a case where the waveform of the applied pulse voltage changes. In this embodiment, a liquid (for example, silicon oil 70) is considered as the moving body, and the case where the rotor as the moving body and the transported object are combined is handled.
【００３９】先ず、パイプ１０内の通路１２にシリコン
油７０を満たす。このとき、シリコン油７０は静止状態
にあり、外部からの力は何も作用していない。この状態
において、Ａ相の電極線５０に０電位を、Ｂ相の電極線
５２に−Ｖの電位を、Ｃ相の電極線５４に＋Ｖの電位を
印加する。このとき、パイプ１０の管壁の電極線近傍で
は、電極線電位と対抗する電荷が誘導される。シリコン
油７０の場合は一分子の単位で静電分極が生じて電荷が
現れる（図７（ａ）参照）。具体的には、Ｂ相の電極線
５２の近傍に位置するシリコン油７０はプラスに帯電
し、Ｃ相の電極線５４の近傍に位置するシリコン油７０
はマイナスに帯電する。First, the passage 12 in the pipe 10 is filled with the silicone oil 70. At this time, the silicon oil 70 is in a stationary state, and no external force is acting. In this state, 0 potential is applied to the A-phase electrode wire 50, -V potential is applied to the B-phase electrode wire 52, and + V potential is applied to the C-phase electrode wire 54. At this time, charges opposing the electrode wire potential are induced near the electrode wire on the pipe wall of the pipe 10. In the case of the silicon oil 70, electrostatic polarization occurs in units of one molecule, and an electric charge appears (see FIG. 7A). Specifically, the silicon oil 70 located near the B-phase electrode wire 52 is positively charged, and the silicon oil 70 located near the C-phase electrode wire 54 is charged positively.
Is negatively charged.
【００４０】次に、各電極線に印加するパルス電圧の状
態を変化させる。例えば、Ａ相の電極線５０に＋Ｖの電
位を、Ｂ相の電極線５２に０電位を、Ｃ相の電極線５４
に−Ｖの電位をそれぞれ印加する。すると、Ｃ相近傍で
マイナスに帯電していたシリコン油７０は、Ａ相の電極
線５０に印加した＋Ｖの電位に引き寄せられる。同様
に、Ｂ相近傍でプラスに帯電していたシリコン油７０
は、Ｃ相の電極線５４に印加した−Ｖの電位に引き寄せ
られるとともに、Ａ相の電極線５０に印加した＋Ｖの電
位は反発される。また、Ｃ相近傍でマイナスに帯電した
シリコン油７０は、Ｃ相の電極線５４に印加した−Ｖの
電位に反発されるため、被搬送体であるシリコン油７０
がパイプ１０に付着することを防止し、摩擦力を低減さ
せる働きもある。Next, the state of the pulse voltage applied to each electrode line is changed. For example, a potential of + V is applied to the A-phase electrode wire 50, a zero potential is applied to the B-phase electrode wire 52, and a C-phase electrode wire 54.
Is applied with a potential of -V. Then, the negatively charged silicon oil 70 near the C phase is attracted to the + V potential applied to the A phase electrode wire 50. Similarly, the silicone oil 70 that has been positively charged in the vicinity of the B phase
Is attracted to the -V potential applied to the C-phase electrode wire 54, and the + V potential applied to the A-phase electrode wire 50 is repelled. Further, the negatively charged silicon oil 70 near the C phase is repelled by the -V potential applied to the C phase electrode wire 54, and thus the silicon oil 70 that is the object to be transported.
Also has the function of preventing adhesion to the pipe 10 and reducing the frictional force.
【００４１】このような現象がパイプ１０のいたる所で
起こって、全体として、シリコン油７０は図７の左方向
に移動することになり、本実施例の静電アクチュエータ
がポンプとしての機能を持つことになる。なお、シリコ
ン油７０の搬送方向を変えたい場合は、各電極線に供給
する３相パルス電圧の相順を入れ換えれるだけでよい。Such a phenomenon occurs everywhere in the pipe 10, and as a whole, the silicone oil 70 moves to the left in FIG. 7, and the electrostatic actuator of this embodiment has a function as a pump. Will be. If it is desired to change the transfer direction of the silicon oil 70, it is only necessary to change the phase sequence of the three-phase pulse voltages supplied to the respective electrode wires.
【００４２】このように、本実施例の静電アクチュエー
タによれば、３相コイル１６の一方端近傍の電極線５
０，５２，５４に結線を行うだけで３相コイル１６全体
の配線を行うことができ、配線を簡略化することができ
る。また、４相以上の多相コイルを形成し、これに多相
パルス電圧を印加する場合であっても全く同様に配線の
簡略化が可能となる。また、巻き回すことにより多相コ
イル１６を形成しているため、電極線の立体構造を容易
に実現することができる。さらに、多相コイル１６の内
部を移動体が移動するため、上下左右から推進力が作用
することになり、駆動力を増すことも可能となる。特
に、この大きな駆動力に加えて上述した摩擦を低減する
利点をも有するため、超小型の駆動源として用いる場合
に適している。As described above, according to the electrostatic actuator of this embodiment, the electrode wire 5 near one end of the three-phase coil 16 is used.
Wiring of the entire three-phase coil 16 can be performed only by making connections at 0, 52, and 54, and wiring can be simplified. Even when a multi-phase coil having four or more phases is formed and a multi-phase pulse voltage is applied thereto, the wiring can be simplified in the same manner. Further, since the multi-phase coil 16 is formed by winding, a three-dimensional structure of the electrode wire can be easily realized. Further, since the moving body moves inside the multi-phase coil 16, a propulsive force acts from up, down, left, and right, and the driving force can be increased. In particular, since it has the advantage of reducing the above-mentioned friction in addition to this large driving force, it is suitable for use as a microminiature driving source.
【００４３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が
可能である。The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention.
【００４４】本実施例の静電アクチュエータでは、移動
体として液体のシリコン油７０を搬送する場合を例にと
って説明したが、移動体としては粉体や固体であっても
よい。例えば、複写機においてトナーを搬送するポンプ
として本実施例の静電アクチュエータを適用してもよ
い。この場合は、反発力によりパイプ１０の内壁にトナ
ーの粒子が付着することを防止する効果もあり、円滑に
搬送することができる。In the electrostatic actuator of this embodiment, the case where the liquid silicon oil 70 is transported as the moving body has been described as an example, but the moving body may be a powder or a solid. For example, the electrostatic actuator of the present embodiment may be applied as a pump for conveying toner in a copying machine. In this case, there is also an effect of preventing toner particles from adhering to the inner wall of the pipe 10 due to the repulsive force, so that the pipe 10 can be transported smoothly.
【００４５】また、本実施例では、３相コイル１６の内
部で移動体を搬送する場合を示したが、３相コイル１６
の外周部を円筒状の移動体を移動させる場合や、外周部
と内部とを併用する場合等各種の変形が考えられる。こ
れらの場合であっても、３相コイル１６は円筒形状に巻
き回して形成するため、配線容易、立体構造への適用容
易等の効果に変わりはない。In this embodiment, the case where the moving object is transported inside the three-phase coil 16 has been described.
Various deformations can be considered, such as a case where a cylindrical moving body is moved around the outer peripheral portion, and a case where the outer peripheral portion and the inside are used together. Even in these cases, since the three-phase coil 16 is formed by winding it into a cylindrical shape, there is no change in effects such as easy wiring and easy application to a three-dimensional structure.
【００４６】また、本実施例では３相パルス電圧を印加
する場合について説明したが、４相以上の多相コイルを
形成し、これにパルス電圧を印加する場合であってもよ
く、また巻線間隔を不等間隔にして２相コイルを形成
し、２相のパルス電圧を印加するように構成してもよ
い。 In this embodiment, the case where a three-phase pulse voltage is applied has been described. However, a case where a multi-phase coil of four or more phases is formed and a pulse voltage is applied thereto may be used. Two-phase coils may be formed at unequal intervals to apply a two-phase pulse voltage .
【００４７】さらに、本実施例では円筒形状の３相コイ
ル１６を用いたが、断面が長方形等他の形状であっても
よい。Further, in this embodiment, the cylindrical three-phase coil 16 is used, but the cross section may be other shapes such as a rectangle.
【００４８】また、実施例では、複数の電極線を１本の
平行線として形成したが、複数の電極線は、並列配置さ
れるならば必ずしも１本の平行線として形成する必要は
ない。In the embodiment, the plurality of electrode lines are formed as one parallel line. However, the plurality of electrode lines need not necessarily be formed as one parallel line if they are arranged in parallel.
【００４９】[0049]
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、多相
電圧が印加される複数の電極を、前記多相電圧の各相に
対応しかつ並列配置された複数の電極線を、前記移動体
の移動経路に沿ってスパイラル状に巻き回して成る多相
コイルとして形成することにより、その終端部を結線す
ることにより配線を行うことができ、途中の結線が不要
となり、配線の簡略化が可能となる。また、巻き回すこ
とにより電極を形成しているため、円筒構造等の電極の
立体構造を容易に実現することができる。As described above, according to the present invention, a plurality of electrodes to which a multi-phase voltage is applied are connected to a plurality of electrode lines corresponding to each phase of the multi-phase voltage and arranged in parallel. By forming the coil as a multi-phase coil that is spirally wound along the moving path of the moving body, wiring can be performed by connecting the terminal ends thereof, eliminating the need for intermediate wiring and simplifying wiring. Becomes possible. Further, since the electrode is formed by winding, a three-dimensional structure of the electrode such as a cylindrical structure can be easily realized.
【００５０】また、請求項２に記載の発明によれば、前
記複数の電極線を、互いに平行に配置された１本の平行
線として形成することにより、その巻線作業をより簡単
かつ正確に行うことができる。According to the second aspect of the present invention, the plurality of electrode wires are formed as one parallel line arranged in parallel with each other, so that the winding operation can be performed more simply and accurately. It can be carried out.
【図１】一実施例の静電アクチュエータの構造の概略図
である。FIG. 1 is a schematic view of a structure of an electrostatic actuator according to an embodiment.
【図２】コイルの詳細な構成を示す図であり、同図
（ａ）は外観を示す図、同図（ｂ）は断面構造を示す図
である。FIGS. 2A and 2B are diagrams showing a detailed configuration of a coil. FIG. 2A is a diagram showing an external appearance, and FIG. 2B is a diagram showing a cross-sectional structure.
【図３】コイルの製造装置の概略を示す図であり、同図
（ａ）はその全体側面概略図、同図（ｂ）はそのセクタ
側正面概略図である。3A and 3B schematically show a coil manufacturing apparatus, wherein FIG. 3A is a schematic side view of the whole, and FIG. 3B is a schematic front view of a sector side.
【図４】図３に示した装置を用いてコイルを製造する場
合の手順を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a procedure for manufacturing a coil using the apparatus shown in FIG. 3;
【図５】本実施例の静電アクチュエータの制御回路の構
成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a control circuit of the electrostatic actuator according to the present embodiment.
【図６】３相パルス電圧の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a three-phase pulse voltage.
【図７】本実施例の動作説明図であり、同図（ａ）およ
び（ｂ）は所定のパルス電圧を印加したときの状態の説
明図である。FIGS. 7A and 7B are explanatory diagrams of the operation of the present embodiment, and FIGS. 7A and 7B are explanatory diagrams of a state when a predetermined pulse voltage is applied.
【図８】同図（ａ）は従来の静電アクチュエータの構造
を示す図、同図（ｂ）はその動作原理を示す図である。FIG. 8A is a diagram showing a structure of a conventional electrostatic actuator, and FIG. 8B is a diagram showing an operation principle thereof.
【図９】従来の電極配線の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional electrode wiring.
１０ パイプ １２ 通路 １４ 平行線 １６ 多相コイル ２０ 電気導体部 ２２ 電気絶縁膜 ２４ 自己融着層 ５０，５２，５４ 電極線 ６０ 高電圧発生回路 ６２ 高電圧制御回路 ７０ シリコン油
ＡＳ０１１５０１DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Pipe 12 Passage 14 Parallel wire 16 Polyphase coil 20 Electric conductor part 22 Electric insulating film 24 Self-fusion layer 50,52,54 Electrode wire 60 High voltage generation circuit 62 High voltage control circuit 70 Silicon oil
AS011501
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋口 俊郎 神奈川県横浜市港北区茅ヶ崎南４−14− １−109 (56)参考文献 特開 平４−222471（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−112685（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−185177（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02N 1/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Toshiro Higuchi 4-1-1-1109 Chigasaki Minami, Kohoku-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture (56) References JP-A-4-222471 (JP, A) JP-A-4- 112685 (JP, A) JP-A-1-185177 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02N 1/00
Claims (4)
ステータを有し、このステータに沿って絶縁性の移動体
を移動させる静電アクチュエータにおいて、 前記電極部は、前記多相電圧の各相に対応しかつ並列配
置された複数の電極線を、前記移動体の移動経路に沿っ
てスパイラル状に巻き回して成る多相コイルとして形成
され、隣接する前記電極線が固着されてなることを特徴
とする静電アクチュエータ。1. An electrostatic actuator having a stator on which an electrode unit to which a multi-phase voltage is applied is arranged, and an insulative moving body is moved along the stator. A plurality of electrode wires corresponding to each phase and arranged in parallel are formed as a multi-phase coil formed by spirally winding along a moving path of the moving body, and the adjacent electrode wires are fixed. An electrostatic actuator characterized by the above-mentioned.
行線として形成されたことを特徴とする静電アクチュエ
ータ。2. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the plurality of electrode lines are formed as one parallel line arranged in parallel with each other.
部を有することを特徴とする静電アクチュエータ。3. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the stator has a cavity in which the moving body moves on an inner peripheral side of the polyphase coil.
形成されたことを特徴とする静電アクチュエータ。4. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the stator is formed so that the moving body moves on an outer peripheral side of the multi-phase coil.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3315305A JP3053278B2 (en) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | Electrostatic actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3315305A JP3053278B2 (en) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | Electrostatic actuator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05130784A JPH05130784A (en) | 1993-05-25 |
| JP3053278B2 true JP3053278B2 (en) | 2000-06-19 |
Family
ID=18063800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3315305A Expired - Fee Related JP3053278B2 (en) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | Electrostatic actuator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3053278B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0720037B1 (en) * | 1994-12-29 | 2001-08-16 | Asmo Co., Ltd. | Light transmittance adjusting apparatus |
| JP4504499B2 (en) * | 2000-03-10 | 2010-07-14 | 株式会社高純度物質研究所 | Method for producing electrode for powder transportation in electrostatic powder transportation apparatus |
| US7446450B2 (en) * | 2004-06-07 | 2008-11-04 | California Institute Of Technology | Method and system using liquid dielectric for electrostatic power generation |
-
1991
- 1991-11-01 JP JP3315305A patent/JP3053278B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05130784A (en) | 1993-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8779644B2 (en) | Rotating electrical machine and method for manufacturing a stator thereof | |
| CA2284188C (en) | High efficiency alternating and direct current electrostatic motor | |
| US4634912A (en) | Electromechanical transducer having a self-inductance cancelling coil assembly | |
| US5497041A (en) | Low speed geared motor | |
| JPH0150186B2 (en) | ||
| US5798594A (en) | Brushless synchronous rotary electrical machine | |
| US20050279180A1 (en) | Continuous winding method for multi-resolver, and multi-resolver thereby | |
| JP4145181B2 (en) | Electrostatic actuator and displacement method | |
| JP3053278B2 (en) | Electrostatic actuator | |
| CN1043046A (en) | The multiple polyphase dynamoelectric generator that phase shift is arranged of waveform winding | |
| US20040150289A1 (en) | Universal motor/generator/alternator apparatus | |
| JP4464638B2 (en) | Electrostatic actuator | |
| US6211605B1 (en) | Piezoelectric step motor | |
| JP2015012791A (en) | Electrostatic motor | |
| WO2005050822A1 (en) | Controlled reluctance ac induction motor | |
| EP0431178A1 (en) | Synchronous machine | |
| JP3452739B2 (en) | Electrostatic actuator | |
| JP2003061332A (en) | Cylindrical linear motor and electric power assisted power steering device | |
| WO2023074017A1 (en) | Method for manufacturing motor device | |
| JP3147920B2 (en) | Low voltage motor | |
| CN102158041A (en) | Primary winding of a cylindrical asynchronous linear motor | |
| JPH0471354A (en) | Manufacture of cylindrical coil | |
| JPS59103555A (en) | Frequency generator | |
| US1236309A (en) | Dynamo-electric machine. | |
| RU2283527C2 (en) | Low-speed induction motor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000321 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090407 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |