JP4621577B2 - 静電アクチュエータ及びその駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、可動子を静電吸引力(クーロン力)を利用して移動させる静電アクチュエータに係わり、特に駆動電圧を供給する電気系統数を低減し、簡単な構成で駆動できるようにした静電アクチュエータ及びその駆動方法に関する。

従来の静電アクチュエータとして、固定子側の電極と可動子（移動子）側の電極とを等ピッチで配列した構成が存在する（例えば、特許文献１参照）。

一方、固定子と可動子の少なくとも一方の電極の間隔を不等ピッチとする静電アクチュエータも存在する(例えば、特許文献２参照)。
実開平０７−１６５９９号公報 特開平０８−１８６９８８号公報

しかし、特許文献１に記載の等ピッチ型の静電アクチュエータでは、電気系統数（相数）が可動子の３相（ａ相、ｂ相及びｃ相）と、固定子の３相（Ａ相、Ｂ相及びＣ相）とで合計６相からなる電極構造である。このように従来の静電アクチュエータでは電気系統数が多いため、制御回路の構成や配線構造が複雑化しやすいという問題がある。しかも、プラス電源のみならず、マイナス電源も必要となるため、小型化及びコストの低廉化がしにくいという問題もある。

また特許文献２に記載の不等ピッチ型の静電アクチュエータでも上記同様の６相電極構造であるため、制御回路の構成や配線構造を簡単化しにくい。

しかも、前記可動子の動作を停止させるには、可動子の各電極及び固定子の各電極の電位を“０”に設定する必要があり、これでは可動子をその場に保持又は固定することができないという問題もある。

本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、電極の電気系統数を低減することができるとともに簡単な構成で駆動できるようにした静電アクチュエータ及びその駆動方法を提供することを目的としている。

本発明は、複数の固定子電極が配列された固定子と、可動子電極を複数有するとともに前記固定子に面対向した姿勢で前記移動方向に移動する可動子と、前記固定子電極に所定の駆動電圧を印加する給電部と、前記給電部を制御する制御部と、を備え、
前記固定子電極は、前記移動方向に所定の順番で繰り返し配置される複数の電気系統を有しており、同種の電気系統を形成する固定子電極間の移動方向のピッチ寸法（周期長）と前記可動子電極間の移動方向のピッチ寸法とを一致させるとともに、前記可動子が少なくとも長さ寸法の異なる２種以上の可動子電極を有することを特徴とするものである。

本発明の静電アクチュエータでは、少ない電気系統数（相数）で可動子を移動させることができる。
例えば、前記固定子電極の電気系統の相数は３であることが好ましい。

上記手段では、電気系統数が少ないため、これに与えられる駆動電圧の種類も少なくすることができる。よって、制御部の構成及び制御方法を容易化することができる。

また本発明は、前記固定子電極が移動方向及びこれと直交する幅方向にブラシ状に配列され、前記可動子電極が、前記固定子電極間に配置されるブラシ状となっていることを特徴とするものである。

上記手段では、固定子電極と可動子電極との対向面積が大きくなるために駆動力を大きくすることができる。

また本発明は、上記いずれかの静電アクチュエータの制御方法であって、
可動子の移動位置に対する駆動力が山なりの曲線で与えられるものであり、先に与えた駆動電圧によって発生した駆動力が、前記曲線に沿って下降する途中で、次の電気系統に前記駆動電圧を印加するようにしたことを特徴とするものである。

上記制御方法では、少ない電気系統数でも大きな駆動力を得ることが可能となるため、可動子を精度良くそして効率よく駆動させることができる。

また上記いずれかの静電アクチュエータの制御方法であって、
前記可動子電極に対して移動方向に向かって前方および後方となる位置に設けられた固定子電極に、前記駆動電圧を印加するようにしたことを特徴とするものである。

上記手段では、可動子を固定子上の任意の位置に安定して確実に保持することができる。

本発明の静電アクチュエータでは、駆動電圧を印加する電気系統の相数を少なくすることができる。しかもマイナス電源を不要とすることができるため、小型化とコストの低廉に寄与することができる。

さらに本発明の静電アクチュエータの制御方法では、可動子をステップ駆動させることができるとともに、停止時には可動子を固定子上に確実に保持することができる。

図１は本発明の第１の実施の形態としての静電アクチュエータを示す分解斜視図、図２は固定子と可動子とが対向した状態を示しており、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図、図３は第１の実施の形態としての静電アクチュエータの初期状態における電極配置を示す部分平面図、図４は初期状態からＡ相電極に駆動電圧を印加して移動させた状態を示す図３同様の平面図、図５は可動子の移動位置と駆動力との関係を示すグラフである。なお、図３ないし図４はｎ行の可動子電極のうちの一行とその幅方向の両端に位置する固定子電極を抜き出して示したものである。また図５は一組の３相電気系統の固定子電極当りの駆動力を示している。さらに以下においては図示Ｙ方向が移動方向、Ｘ方向が幅方向、Ｚ方向が高さ方向である。

図１に示すように、本発明の静電アクチュエータ１０は、高さ方向の図示Ｚ２側に設けられた固定子２０と、図示Ｚ１側に設けられた可動子３０とを有している。

前記固定子２０は、移動方向であるＹ方向に延設された平板状の部材であり、前記固定子２０の図示Ｚ１方向を向く対向面（固定子側対向面）２０ａの幅方向（Ｘ方向）の両端部には、移動方向（Ｙ方向）に沿って互いに平行に延びる一対のＶ字形状の案内溝２１，２１が設けられている。前記案内溝２１，２１の表面は摩擦抵抗の小さな平滑面で形成されている。

一方、前記可動子３０の移動方向の長さ寸法は、前記固定子２０よりも短い寸法で形成されている。前記可動子３０は導電材料で形成され、その下面には図示Ｚ２方向を向く対向面（可動子側対向面）３０ａが形成されている。あるいは可動子３０を絶縁材料で形成し、その一方（Ｚ２側）の面に導電性の平板など取り付けて対向面（可動子側対向面）３０ａとしたものであってもよい。

可動子３０の前記対向面３０ａ側の幅方向（Ｘ方向）の両端部には、図示Ｚ２方向に凸状に突出するとともに移動方向（Ｙ方向）に沿って互いに平行に延びる一対の案内凸部３１，３１が設けられている。案内凸部３１，３１の先端には、前記Ｖ字形状の案内溝２１，２１に対向する台形状の一対の対向部３１ａ，３１ａが形成されている。なお、前記対向部３１ａ，３１ａの表面も摩擦抵抗の小さな平滑面で形成されている。

図２に示すように、前記固定子対向面２０ａと可動子対向面３０ａを対向させると、前記案内凸部３１，３１の対向部３１ａ，３１ａが前記案内溝２１，２１に嵌合的に挿入され、前記静電アクチュエータ１０が組み付けられる。この姿勢において前記可動子３０に移動方向の力を与えると、前記可動子３０をＹ方向（移動方向）に直線的に移動させることが可能とされている。すなわち、この実施の形態における前記案内溝２１，２１と前記案内凸部３１，３１とは、前記可動子３０を移動方向に案内するガイド手段として機能している。

なお、前記案内凸部３１，３１の代わりに固定子２０側同様のＶ字形状の一対の案内溝を前記可動子３０に設け、前記固定子２０側の案内溝２１，２１と可動子３０側の案内溝とが対向する部分に複数の球体（ボール）を配置する構成であってもよい。この場合、前記球体が対向し合う案内溝内を転動することにより、可動子３０を移動方向に移動させることが可能であり、この場合には各案内溝と球体をガイド手段として機能させることができる。

図１に示すように、前記固定子対向面２０ａには、図示Ｚ１方向に突出する複数の平板状の固定子電極２３からなる固定子側電極群２２が設けられている。

個々の固定子電極２３は、例えば銅などの導電性金属をＺ方向に垂直にメッキ成長させることにより形成されている。前記固定子電極２３の向きは、幅広の電極面が前記移動（Ｙ）方向に対して平行となるように、すなわち前記電極面が幅方向に対し垂直となるように形成されている。そして、このような複数の固定子電極２３が、前記移動方向および幅方向に沿って前記固定子対向面２０ａ上に等間隔で規則正しくブラシ状に配列されている。

なお、図１に示す実施の形態では、Ｘ方向（幅方向）に６列をなす固定子電極２３が、移動方向に所定のピッチ寸法を開けてｎ行形成されている。すなわち、ｎ行６列からなる固定子側電極群２２が形成されている。なお、前記固定子側電極群２２の並びは、前記のようなｎ行６列に限られるものではなく、これよりも多い配列でもよいし、少ない配列でもよい。

また図２に示すように、前記固定子対向面２０ａ、即ち前記電極２３の基部には図示Ｘ方向に延びる複数の導電部２４がＹ方向にｎ行形成されており、各導電部２４は一行ごとに６ヶ（６列）の固定子電極２３がすべて同じ電位となるように導通接続されている。ただし、移動方向（Ｙ）方向に隣り合う導電部２４と導電部２４との間は電気的に絶縁された状態にある。なお、はじめに導電部２４を形成しておき、その上に固定子電極２３をメッキ成長たものであってもよい。

そして、複数の導電部２４は固定子２０の外部に引き出されており、外部に設けられた給電部４１から所定の駆動電圧が与えられるようになっている。

第１の実施の形態に示す固定子側電極群２２では、導電部２４を移動方向に３つ置きに相互に接続し、固定子電極２３ａ（個別に固定子電極２３ａ１，２３ａ２，２３ａ３，・・として示す。）からなるＡ相電極と、固定子電極２３ｂ（個別に固定子電極２３ｂ１，２３ｂ２，・・・として示す。）からなるＢ相電極と、固定子電極２３ｃ（個別に固定子電極２３ｃ１，２３ｃ２，・・・として示す。）からなるＣ相電極と、を有している。すなわち、図３に示すように、固定子側電極群２２は、符号Ａで示すＡ相電極、符号Ｂで示すＢ相電極および符号Ｃで示すＣ相電極の３種類の電気系統（電気系統数（相数又は極数ともいう。）ｍ＝３）を有している。

なお、前記Ａ相電極を形成する固定子電極２３ａ１，前記Ｂ相電極を形成する固定子電極２３ｂ１および前記Ｃ相電極を形成する固定子電極２３ｃ１が一組の３相電気系統の固定子電極を形成し、固定子電極２３ａ２，２３ｂ２，２３ｃ２が一組の３相電気系統の固定子電極を形成している（以下同様）。

前記固定子２０の固定子側対向面２０ａには、固定子側電極２２を列毎に同電位に形成するとともに、前記移動方向に行毎に所定の順番で繰り返し配置される複数の電気系統（Ａ相電極、Ｂ相電極およびＣ相電極）を有しており、前記Ａ相電極、Ｂ相電極およびＣ相電極は移動方向にこの順番で繰り返して配置されている。

図３に示すように、上記第１の実施の形態では、各固定子電極２３の移動方向の各長さ寸法Ｌ１は一定であり、移動方向に隣り合う電極間距離ｄ１も一定である。また前記長さ寸法Ｌ１と電極間距離ｄ１とは同寸法に設定されており（Ｌ１＝ｄ１）、このため固定子電極間のピッチ寸法Ｐ１（＝Ｌ１＋ｄ１）も一定である。

一方、図１に示すように、前記可動子３０側の対向面（可動子電極面）３０ａ上にも複数の平板状の可動子電極３３が、ブラシ状に配列されることによりなる可動子側電極群３２が形成されている。

個々の可動子電極３３は、上記固定子２０の場合同様に、銅などの導電性金属をＺ方向に垂直にメッキ成長させることにより形成されており、幅広の電極面を移動（Ｙ）方向に平行とした状態で、前記移動方向および幅方向に所定の間隔で規則正しく配列されている。なお、全ての可動子電極３３は対向面（可動子側対向面）３０ａ側で導通接続されており、各可動子電極３３は同電位に設定されている。

図３に示すように、この実施の形態に示す可動子側電極群３２は、長さ寸法の異なる３種類の可動子電極３３ａ，３３ｂ，３３ｃを有している。なお、図中の符号３３ａ１，３３ａ２で示す電極が第１の可動子電極３３ａであり、符号３３ｂ１，３３ｂ２で示す電極が第２の可動子電極３３ｂであり、符号３３ｃ１，３３ｃ２で示す電極が第３の可動子電極３３ｃである。

ここで、前記第１の可動子電極３３ａの移動方向の長さ寸法をＬａ、前記第２の可動子電極３３ｂの長さ寸法をＬｂ、前記第３の可動子電極３３ｃの長さ寸法をＬｃとすると、各電極の長さ寸法は、可動子電極３３ｃ、３３ａ、３３ｂの順番で長い状態にある（Ｌｃ＜Ｌａ＜Ｌｂ）。ただし、第１の可動子電極３３ａ１と第２の可動子電極３３ｂ１との間の可動子電極間ピッチ寸法をｃ１、第２の可動子電極３３ｂ１と第３の可動子電極３３ｃ１との間の可動子電極間ピッチ寸法をｃ２、第３の可動子電極３３ｃ１と次の第１の可動子電極３３ａ２との間の可動子電極間ピッチ寸法をｃ３とすると、全ての可動子電極間ピッチ寸法は同寸法（ｃ１＝ｃ２＝ｃ３＝ｃ）に設定されている。

またこの実施の形態では、各可動子電極間ピッチ寸法ｃ（ｃ１，ｃ２，ｃ３）は、前記固定子電極間のピッチ寸法Ｐ１（＝Ｌ１＋Ｓ１）の３倍（３・Ｐ１）、すなわち同種の電気系統を形成する固定子電極間の移動方向のピッチ寸法（周期長）、例えばＡ相電極間のピッチ寸法（Ｂ相電極間のピッチ寸法又はＣ相電極間のピッチ寸法も同様）に設定されている（ｃ＝３・Ｐ１）。つまりは、各可動子電極間ピッチ寸法ｃは、固定子の相数（電気系統数）をｍとすると、前記固定子電極間のピッチ寸法Ｐ１の相数倍（ｃ＝ｍ・ｐ１）に設定されている。

なお、可動子電極群３２の1周期（サイクル）分のピッチ寸法は、前記移動方向に並ぶ第１の可動子電極３３ａ１と次の第１の可動子電極３３ａ２との間（第２の可動子電極３３ｂ１と次の第２の可動子電極３３ｂ２の間、および第３の可動子電極３３ｃ１と次の第３の可動子電極３３ｃ２でも同じ）の長さ寸法（ｃ１＋ｃ２＋ｃ３）である。

図２に示すように、固定子２０と可動子３０とは固定子側対向面２０ａと可動子側対向面３０ａとを面対向させた姿勢で重ねられる。このとき幅方向に隣り合う固定子２０側の固定子電極２３と固定子電極２３との間に前記可動子３０側のいずれかの可動子電極３３が挿入される。そして、前記固定子２０側の固定子電極２３の電極面と、前記可動子電極２３の側方に位置する前記可動子３０側の電極３３の電極面とが幅方向において互いに面対向配置させられる。

この実施の形態では、前記可動子３０側の可動子側電極群３２はグランドＧＮＤに接地されており、固定子側のＡ相を形成する固定子電極２３ａ（２３ａ１，２３ａ２，・・・）、Ｂ相を形成する固定子電極２３ｂ（２３ｂ１，２３ｂ２，・・・）およびＣ相を形成する固定子電極２３ｃ（２３ｃ１，２３ｃ２，・・・）に所定の駆動電圧を与える給電部４１と、前記駆動電圧を供給するタイミングの制御を行う制御部４２が設けられている。

まず、可動子を保持する場合の制御方法について説明する。
図３の実施の形態に示す初期状態では、可動子３０側の可動子電極３３ａ１，３３ｂ１，３３ｃ１，３３ａ２，・・・が固定子側のＣ相の固定子電極２３ｃ０，２３ｂ１，２３ｃ２，２３ｃ３，・・・にそれぞれ面対向するように配置されている。

この初期状態は、固定子２０側の各固定子電極２３ａ、２３ｂおよび２３ｃのうち、前記可動子電極３３ａ１，３３ｂ１，３３ｃ１，３３ａ２，・・・と面対向するＣ相を形成する固定子電極２３ｃを除いた電極、即ちＡ相を形成する固定子電極２３ａとＢ相を形成する固定子電極２３ｂの双方に同時に一定の駆動電圧を印加することにより設定することができる。

前記Ａ相を形成する固定子電極２３ａとＢ相を形成する固定子電極２３ｂの双方に同時に一定の駆動電圧を印加すると、可動子電極３３ａ１はその対角位置に設けられた４つの固定子電極、すなわちＢ相を形成する固定子電極２３ｂ０，２３ｂ０及びＡ相を形成する固定子電極２３ａ１，２３ａ１から等しい静電吸引力を受ける。このため、可動子電極３３ａ１は移動方向及び幅方向においてバランス的に釣り合う位置、すなわちＢ相を形成する固定子電極２３ｂ０，２３ｂ０とＡ相を形成する固定子電極２３ａ１，２３ａ１とのほぼ中心点（距離的に均等な位置）に保持される。

また可動子電極３３ｂ１について同様であり、可動子電極３３ｂ１はＢ相を形成する固定子電極２３ｂ１，２３ｂ１とＡ相を形成する固定子電極２３ａ２，２３ａ２とのほぼ中心点（距離的に均等な位置）に保持される。同様に可動子電極３３ｃ１は、Ｂ相を形成する固定子電極２３ｂ２，２３ｂ２とＡ相を形成する固定子電極２３ａ３，２３ａ３とのほぼ中心点（距離的に均等な位置）に保持される。

つまり、図３に示す初期状態では、Ａ相を形成する固定子電極２３ａとＢ相を形成する固定子電極２３ｂの双方に同時に一定の駆動電圧を印加することにより、可動子電極３３ａ１，３３ｂ１，３３ｃ１，３３ａ２，・・・と各固定子電極２３との間で、移動方向および幅方向に静電吸引力が作用して引っ張り合うとともに、これら静電吸引力が互いに相殺し合ってバランス的に釣り合うため、停止時には可動子３０を固定子２０上に確実且つ安定して保持することが可能とされている。

次に、可動子の駆動制御について説明する。
前記図３に示す初期状態において、Ａ相を形成する固定子電極２３ａにのみ駆動電圧を印加すると、前記固定子電極２３ａ１，２３ａ１と可動子電極３３ａ１との間、固定子電極２３ａ２，２３ａ２と可動子電極３３ｂ１との間、および固定子電極２３ａ３，２３ａ３と可動子電極３３ｃ１との間にそれぞれＹ２方向の静電吸引力が作用するため、可動子３０をＹ２方向に移動させることができる（図４参照）。

このとき、可動子３０が移動することに伴い、面対向する各固定子電極２３ａ（２３ａ０，２３ａ１，２３ａ２，２３ａ３，・・）と可動子電極３３との間の電極間距離及び対向面積が変化するため、前記各固定子電極２３ａと可動子電極３３との間に作用する静電吸引力（駆動力）が変化する。

例えば、このときの前記可動子３０の移動距離と駆動力（静電吸引力）との関係は、図５の左端部（Ａ電極電圧印加時）に示される。すなわち、前記固定子電極２３ａ１，２３ａ１と可動子電極３３ａ１との間には●印で示すような静電吸引力Ｆａが作用し、前記固定子電極２３ａ２，２３ａ２と可動子電極３３ｂ１との間には、×印で示すような静電吸引力Ｆｂが作用し、前記固定子電極２３ａ３，２３ａ３と可動子電極３３ｃ１との間には、黒△印で示すような静電吸引力Ｆｃが作用する。このため、Ａ相を形成する各固定子電極２３ａに駆動電圧を印加したときに可動子３０全体に作用する駆動力ＦＡは、前記静電吸引力Ｆａ，ＦｂおよびＦｃを合成（合力）として表され、図中◆印で示すような山なりの二次関数状の傾きを有する曲線（以下、「山なりの曲線」という。）となる。

以下同様に、図３Ｂに示す状態において、Ｂ相を形成する各固定子電極２３ｂ（２３ｂ０，２３ｂ１，２３ｂ２，２３ｂ３，・・）にのみ駆動電圧を印加すると、さらに可動子３０をＹ２方向に移動させることができる。そして、このとき、前記可動子３０の移動距離と駆動力ＦＢとの関係は、図５の中央部に示すようになる。

さらに続いて、Ｃ相を形成する各固定子電極２３ｃ（２３ｃ０，２３ｃ１，２３ｃ２，２３ｃ３，・・）にのみ駆動電圧を印加すると、さらに可動子３０をＹ２方向に移動させることができ、このとき前記可動子３０の移動距離と駆動力ＦＣとの関係は、図６の右端部に示すようになる。

すなわち、この実施の形態に示す静電アクチュエータでは、Ａ相を構成する固定子電極（Ａ相電極）２３ａ，Ｂ相を構成する固定子電極（Ｂ相電極）２３ｂ，Ｃ相を構成する固定子電極（Ｃ相電極）２３ｃに対し駆動電圧をＡ相→Ｂ相→Ｃ相→Ａ相の順番に印加すると、山なりの曲線からなる前記駆動力ＦＡ、ＦＢおよびＦＣが発生し、前記可動子３０をより大きな駆動力でＹ２方向に移動させることができる。

なお、駆動電圧を印加する順番を逆（Ｃ相→Ｂ相→Ａ相→Ｃ相）にすると、前記駆動力はＦＣ、ＦＢおよびＦＡの順番で発生するとともに、前記可動子３０を逆方向（Ｙ１方向）に移動させることが可能である。

したがって、可動子３０上に載置した制御対象（例えば、レンズなど）を電源投入後に所定の位置に設定させたい場合などにおいては、前記駆動電圧を所定の回数分だけ繰り返して与えることにより、常に所定の位置に移動させることが可能となる。

また図５に示すように、前記駆動力ＦＡが下降する途中で次のＢ相電極に駆動電圧を印加させて駆動力ＦＢに切り換え、また駆動力ＦＢが下降する途中で次のＣ相電極に駆動電圧を印加させて駆動力ＦＣに切り換えるようにしている。このように、制御部４１が給電部４２を制御して、駆動力ＦＡ，ＦＢおよびＦＣが完全に零（デットポイント）に至る前に、駆動電圧を切り換えて次の駆動力を発生させるようにすると、可動子３０を連続的な動作でスムーズに駆動することが可能である。

図６は本発明の第２の実施の形態としての静電アクチュエータの電極配置を示す部分平面図である。

第２の実施の形態に示す静電アクチュエータでは、長さ寸法の異なる２種類の可動子電極３３ａ（個別に３３ａ１，３３ａ２，・・・で示す。）と可動子電極３３ｂ（個別に３３ｂ１，３３ｂ２，・・・で示す。）で構成されている点で、長さ寸法の異なる３種類の可動子電極３３ａ，３３ｂ，３３ｃを有する上記第１の実施の形態と異なっている。

すなわち、前記可動子電極３３ａ１と可動子電極３３ｂ１との間の可動子電極間ピッチ寸法をｃ１、可動子電極３３ｂ１と可動子電極３３ａ２と間の可動子電極間ピッチ寸法をｃ２とすると、両可動子電極間ピッチ寸法は同寸法（ｃ１＝ｃ２＝ｃ）に設定されている。

また前記可動子電極間ピッチ寸法ｃ（ｃ１，ｃ２）は、前記固定子電極間のピッチ寸法Ｐ１（＝Ｌ１＋ｄ１）の３倍に設定されている（ｃ＝３・Ｐ１）。すなわち、前記可動子電極間ピッチ寸法ｃは、固定子の相数（電気系統数）をｍとすると、前記固定子電極間のピッチ寸法Ｐ１の相数倍（ｃ＝ｍ・ｐ１）に設定されている。

なお、可動子電極群３２の1周期（サイクル）分のピッチ寸法は、前記移動方向に並ぶ可動子電極３３ａ１と次の可動子電極３３ａ２との間、および可動子電極３３ｂ１と可動子電極３３ｂ２の間の長さ寸法はｃ１＋ｃ２である。

なお、固定子電極側の電気系統数（３相）及びその他の構成は上記第１の実施の形態と同様である。

このように、長さ寸法の異なる２種類の可動子電極３３ａ（３３ａ１，３３ａ２，・・・）と可動子電極３３ｂ（３３ｂ１，３３ｂ２，・・・）を用いることによっても、例えばＡ相を形成する固定子電極２３ａとＣ相を形成する固定子電極２３ｃに同時に一定の駆動電圧を印加すると、各可動子電極３３には移動方向および幅方向に均等な静電吸引力が作用して引っ張り合うとともに、これら静電吸引力が互いに相殺し合ってバランス的に釣り合うため、上記第１の実施の形態の場合同様に確実に保持することが可能である。

上記第１、２の実施の形態に示す静電アクチュエータでは、１周期（サイクル）内に配置される可動子電極３３として、長さ寸法の異なる２種類又は３種類の場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、４種類以上であってもよい。

また、上記第１、２の実施の形態に示す静電アクチュエータでは、固定子電極、可動子電極がブラシ状に形成されてある場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、たとえば進行方向に直交する帯状の電極が平面上に形成されたものであってもよい。ただしこの場合には、進行方向に直交する帯状の電極の幅寸法が、可動子の進行方向の長さとなる。

本発明の第１の実施の形態としての静電アクチュエータを示す分解斜視図、 固定子と可動子とが対向した状態を示しており、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図、 第１の実施の形態としての静電アクチュエータの初期状態における電極配置を示す部分平面図、 初期状態からＡ相電極に駆動電圧を印加した場合であり、可動子の移動中の１コマを示す図３同様の平面図、 可動子の移動位置と駆動力との関係を示すグラフ、 本発明の第２の実施の形態としての静電アクチュエータの電極配置を示す部分平面図、

符号の説明

１０ 静電アクチュエータ
２０ 固定子
２０ａ 固定子対向面
２１ 案内溝（ガイド手段）
２２ 固定子側電極群
２３ 固定子電極
２３ａ，２３ａ１，２３ａ２ 固定子電極（Ａ相電極）
２３ｂ，２３ｂ１，２３ｂ２ 固定子電極（Ｂ相電極）
２３ｃ，２３ｃ１，２３ｃ２ 固定子電極（Ｃ相電極）
２４ 導電部
３０ 可動子
３０ａ 可動子対向面
３１ 案内凸部（ガイド手段）
３２ 可動子側電極群
３３ 可動子電極
３３ａ，３３ａ１，３３ａ２ 第１の可動子電極
３３ｂ，３３ｂ１，３３ｂ２ 第２の可動子電極
３３ｃ，３３ｃ１，３３ｃ２ 第３の可動子電極
ｃ１ 第１の可動子電極と第２の可動子電極との間の可動子電極間ピッチ寸法
ｃ２ 第２の可動子電極と第３の可動子電極との間の可動子電極間ピッチ寸法
ｃ３ 第３の可動子電極と次の第１の可動子電極との間の可動子電極間ピッチ寸法
Ｌａ 第１の可動子電極の長さ寸法
Ｌｂ 第２の可動子電極の長さ寸法
Ｌｃ 第３の可動子電極の長さ寸法
Ｌ１ 固定子の長さ寸法
ｄ１ 固定子の電極間距離
Ｐ１ 固定子電極間のピッチ寸法

Claims (5)

1. 複数の固定子電極が配列された固定子と、可動子電極を複数有するとともに前記固定子に面対向した姿勢で前記移動方向に移動する可動子と、前記固定子電極に所定の駆動電圧を印加する給電部と、前記給電部を制御する制御部と、を備え、
   前記固定子電極は、前記移動方向に所定の順番で繰り返し配置される複数の電気系統を有しており、同種の電気系統を形成する固定子電極間の移動方向のピッチ寸法（周期長）と前記可動子電極間の移動方向のピッチ寸法とを一致させるとともに、前記可動子が少なくとも移動方向の長さ寸法の異なる２種以上の可動子電極を有することを特徴とする静電アクチュエータ。
2. 前記固定子電極が移動方向及びこれと直交する幅方向にブラシ状に配列されており、前記可動子電極が前記固定子電極間に配置されるブラシ状であることを特徴とする請求項１記載の静電アクチュエータ。
3. 前記固定子電極の電気系統の相数が３であることを特徴とする請求項１又は２記載の静電アクチュエータ。
4. 請求項１乃至３記載の静電アクチュエータの制御方法であって、
   可動子の移動位置に対する駆動力が山なりの曲線で与えられるものであり、先に与えた駆動電圧によって発生した駆動力が、前記曲線に沿って下降する途中で、次の電気系統に前記駆動電圧を印加するようにしたことを特徴とする静電アクチュエータの駆動方法。
5. 請求項１乃至３記載の静電アクチュエータの制御方法であって、
   前記可動子電極に対して移動方向に向かって前方および後方となる位置に設けられた固定子電極に、前記駆動電圧を印加するようにしたことを特徴とする静電アクチュエータの駆動方法。

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