JP6281948B2 - 静電アクチュエータ及び電位差検出装置 - Google Patents
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Description
VL=Vbias−v …(1)
VR=Vbias+v …(2)
FL=A・(Vbias−v)2 …(3)
FR=A・(Vbias+v)2 …(4)
により求められる。上記「A」は比例係数である。式(3)及び(4)から、可動電極104に加わる力Fは、両者の差分より、
F=FR−FL=A・(Vbias+v)−A・(Vbias−v)=4AVbiasv …(5)
により求められる。式(5)より、力Fは、差動電圧vの値に比例していることが分かる。したがって、静電アクチュエータ100では、可動電極104は、印加電圧に対してその変位が線形化されている。
上記式(6)において、n:可動櫛歯部17の数、ε:可動櫛歯部17の誘電率、b:可動櫛歯部17(可動電極7)の厚み寸法、k:支持部材9のばね定数、d:可動櫛歯部17と固定櫛歯部19,20との間隔、V:電圧印加部14の電位、V0:エレクトレット化された可動櫛歯部17の電位である。式(6)の「V0 2」は、可動電極7の初期位置を示している。図3において、上側の2次曲線は、固定電極11側における可動電極7の特性を示しており、下側の2次曲線は、固定電極12側における可動電極7の特性を示している。
Claims (7)
- 第1の方向に沿って延在する本体部と、当該本体部における前記第1の方向に直交する第2の方向の両端部から当該第2の方向に沿って延伸する可動櫛歯部と、を有する可動電極と、
前記可動電極を前記第2の方向において挟む位置に対向して配置される固定電極であって、前記第2の方向に延伸すると共に前記可動櫛歯部を前記第1の方向で挟む位置に対向して設けられる少なくとも一対の固定櫛歯部をそれぞれ有する一対の該固定電極と、
前記可動電極を前記第2の方向に移動可能に支持する支持部材と、
前記固定電極及び前記可動電極に接続される電圧印加部と、を備え、
前記可動櫛歯部のうち前記本体部の一方の端部側に設けられた前記可動櫛歯部、又は、一対の前記固定電極のうち一方の前記固定電極の前記固定櫛歯部、又は、前記可動櫛歯部のうち前記本体部の一方の端部側に設けられた前記可動櫛歯部と当該可動櫛歯部とは対向しない前記固定電極の前記固定櫛歯部、が永久電荷化されている、静電アクチュエータ。 - 前記可動櫛歯部のうち、前記本体部の一方の端部側に設けられた前記可動櫛歯部が永久電荷化されており、
前記電圧印加部の正極が前記固定電極に接続されている、請求項1記載の静電アクチュエータ。 - 一対の前記固定電極のうち一方の前記固定電極の前記固定櫛歯部が永久電荷化されており、
前記電圧印加部の正極が前記可動電極に接続されている、請求項1記載の静電アクチュエータ。 - 前記可動櫛歯部のうち前記本体部の一方の端部側に設けられた前記可動櫛歯部と、当該可動櫛歯部とは対向しない前記固定電極の前記固定櫛歯部とが永久電荷化されており、
前記電圧印加部の正極が前記固定電極に接続されている、請求項1記載の静電アクチュエータ。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の静電アクチュエータと、
前記可動電極の変位に基づいて、前記電圧印加部の電位差を検出する電位差検出部と、を備えている、電位差検出装置。 - 前記電位差検出部は、
前記本体部に絶縁部材を介して接続されると共に前記第1の方向に沿って延在する延在部と、当該延在部から前記第2の方向に沿って延伸する第1櫛歯部と、を有し、前記可動電極の可動に伴って移動する第1電極と、
前記第2の方向に延伸すると共に前記第1櫛歯部を前記第1の方向で挟む位置に対向して設けられる少なくとも一対の第2櫛歯部を有する第2電極と、
前記第1櫛歯部と前記第2櫛歯部との静電容量の変化に基づいて、前記電圧印加部の電位差を検出する電位差検出器と、を備えている、請求項5記載の電位差検出装置。 - 前記電位差検出部は、
前記本体部に接続されると共に前記第1の方向に沿って延在し、前記可動電極の可動に伴って移動する延在部と、
前記延在部の変位を検出する検出器と、
前記検出器により検出された前記延在部の変位に基づいて、前記電圧印加部の電位差を検出する電位差検出器と、を備えている、請求項6記載の電位差検出装置。
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