JPH05191982A - Electrostatic motor - Google Patents

Electrostatic motor

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JPH05191982A
JPH05191982A JP221592A JP221592A JPH05191982A JP H05191982 A JPH05191982 A JP H05191982A JP 221592 A JP221592 A JP 221592A JP 221592 A JP221592 A JP 221592A JP H05191982 A JPH05191982 A JP H05191982A
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JP
Japan
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mover
phase
electrodes
stator
voltage
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP221592A
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Japanese (ja)
Inventor
Youji Hino
陽至 日野
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Asmo Co Ltd
Original Assignee
Asmo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enhance efficiency by suppressing frictional force between a mover and a stator and to prevent charges charged in the mover from decreasing. CONSTITUTION:The electrostatic motor comprises a stator 12 and a mover 13 moving on the top surface thereof. A large number of three-phase electrode sets 11 are juxtaposed on the stator 12 in the moving direction of the mover 13 and positive and negative driving voltages are then applied, while switching sequentially, onto the electrodes 11 from a power supply means 25. The driving voltages are switched with a plurality of times of switching as one cycle. Driving voltages to be applied predetermined times serially onto two phase electrodes out of three phase electrodes are provided with the same sign as that of the charges in opposing movers 13 so that floating force is produced in the mover 13. The voltage to be applied on one remaining phase electrode 11 is provided with such sign as producing attracting force or repelling force in the moving direction of the mover l3 between the electrode 11 and the charges in the mover 13. Voltage is applied on the electrode 11 such that the mover 13 is charged through at least one switching operation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は静電式モータに関し、詳
しくは、電極を並設した固定子上に絶縁部と抵抗部とを
積層してなるフィルム状の移動子を設け、上記固定子の
電極に印加する電極を順次切り換えることにより移動子
を駆動するようにした静電式モータにおいて、移動子の
駆動時に生じる抵抗を低減して効率を向上すると共に、
移動子に対する充電を作動中に行えるようにしたもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic motor, and more specifically, it is provided with a film-like mover in which an insulating portion and a resistance portion are laminated on a stator having electrodes arranged in parallel, In the electrostatic motor configured to drive the moving element by sequentially switching the electrodes to be applied to the electrodes, the resistance generated when the moving element is driven is reduced to improve the efficiency.
This is so that the moving element can be charged during operation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来この種の静電式モータでは、移動子
を最適に駆動するには、固定子の電極に印加する電圧の
制御が最も重要であり、そのため大型コンピュータ等に
よる制御が必要となっている。例えば、特開平3−27
783号公報に開示された静電式モータでは、コンピュ
ータのプログラム作業が必要で、容易に用いることがで
きない等の問題があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, in this type of electrostatic motor, control of the voltage applied to the electrodes of the stator is most important for optimally driving the mover, and therefore control by a large computer or the like is required. Is becoming For example, JP-A-3-27
The electrostatic motor disclosed in Japanese Patent No. 783 has a problem that it requires a program work of a computer and cannot be easily used.

【0003】これに対して、安価なICを用いて、簡素
化された駆動パターンで制御する提案がなされている。
例えば、図17(A),(B),(C)で示すような簡単
な駆動パターンで、図11から図16に示すように、静
電式モータの移動子を駆動させることができる。
On the other hand, it has been proposed to use an inexpensive IC and control with a simplified drive pattern.
For example, the moving element of the electrostatic motor can be driven as shown in FIGS. 11 to 16 with a simple driving pattern as shown in FIGS. 17 (A), (B), and (C).

【0004】上記静電式モータでは、多数の電極1をく
し状に配置した固定子2上に、フィルム状の移動子3を
摺動可能に配置している。上記固定子2に等ピッチで並
設された電極1を3個1組として図中左側から順にU
相、V相、W相として、これらU相、V相、W相は出力
ライン4,5,6に接続されている。これら出力ライン
4,5,6は、上記図17の駆動パターンで上記各相への
出力電圧を制御する制御回路を介して正負電圧を印加す
るか、又は、グランドと接続する電源手段に接続されて
いる。
In the above electrostatic motor, a film-shaped moving element 3 is slidably arranged on a stator 2 in which a large number of electrodes 1 are arranged in a comb shape. A set of three electrodes 1 arranged in parallel on the stator 2 at equal pitch is used in order from the left side in the drawing.
These U-phase, V-phase, and W-phase are connected to the output lines 4, 5, and 6 as the phase, the V-phase, and the W-phase. These output lines 4, 5 and 6 are connected to a power supply means for applying a positive or negative voltage through a control circuit for controlling the output voltage to each phase in the drive pattern of FIG. 17 or for connecting to the ground. ing.

【0005】上記駆動パターンによる制御は、図示の作
動開始の0≦t<aでは、U相の電極1に対して出力ラ
イン4を介して正の電圧Vを供給し、V相の電極1を出
力ライン5を介してグランドに接続し、更に、W相の電
極2に対して出力ライン6を介して負の電圧−Vを供給
する。この期間中、図11に示すように、移動子3に
は、対向する固定子2の電極1に供給される電圧と反対
符号の電荷が充電される。即ち、移動子3の固定子2の
U相に対向する部位には負の電圧−Vが充電される一
方、V相に対向する部位には正の電圧Vが充電される。
The control by the above-mentioned drive pattern is such that when 0 ≦ t <a at the start of the operation shown in the figure, a positive voltage V is supplied to the U-phase electrode 1 via the output line 4 and the V-phase electrode 1 is The output line 5 is connected to the ground, and a negative voltage −V is supplied to the W-phase electrode 2 via the output line 6. During this period, as shown in FIG. 11, the mover 3 is charged with a charge having a sign opposite to the voltage supplied to the electrode 1 of the stator 2 facing the mover 3. That is, the negative voltage −V is charged in the portion of the stator 3 facing the U phase of the stator 2, while the positive voltage V is charged in the portion of the stator 3 facing the V phase.

【0006】次に、t=aとなった時、U相、V相、W
相に対して印加していた電圧を瞬間的に切り換える。そ
のため、図12に示すように、移動子3と固定子の間に
は、浮上力Ff、引力Fa、斥力Frを生じ、よって、
図13に示すように移動子3は固定子2に対して図中右
側に電極1の1個分移動する(a<t<b)。
Next, when t = a, U phase, V phase, W
The voltage applied to the phase is switched instantaneously. Therefore, as shown in FIG. 12, a levitation force Ff, an attractive force Fa, and a repulsive force Fr are generated between the mover 3 and the stator, and
As shown in FIG. 13, the mover 3 moves to the right side in the figure by one electrode 1 relative to the stator 2 (a <t <b).

【0007】また、t=bにおいて再びU相、V相、W
相に対して印加していた電圧を切り換え、図14に示す
ように浮力Ff、引力Fa、斥Frを生じる状態を経て
図15に示すように移動子3が移動する。
Further, at t = b, the U phase, V phase, W
The voltage applied to the phases is switched, and the mover 3 moves as shown in FIG. 15 through a state where buoyancy Ff, attractive force Fa, and repulsion Fr are generated as shown in FIG.

【0008】最後に、周期T1の一回のサイクルが終了
したt=cにおいて、電圧を切り換えて、U相、V相、
W相に対して上記0≦t<aと同じ電圧を印加する。こ
れにより、図16に示すように浮力Ff等を生じる状態
を経て上記した図11に相当する状態となる
Finally, at t = c when one cycle of the period T1 is completed, the voltage is switched and the U phase, V phase,
The same voltage as 0 ≦ t <a is applied to the W phase. As a result, as shown in FIG. 16, the state corresponding to the above-described FIG.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記のような駆動パタ
ーンを採用した場合には、制御回路を簡略化することが
できる。そのため、大型コンピュータ等を使用する必要
がなく、市販の安価なICにより制御回路を作成するこ
とが可能であり、コストを低減することができる。
When the drive pattern as described above is adopted, the control circuit can be simplified. Therefore, it is not necessary to use a large-scale computer or the like, the control circuit can be formed by a commercially available inexpensive IC, and the cost can be reduced.

【0010】しかしながら、上記の制御パターンを採用
した静電式モータでは、作動開始後の周期T1の1/3
に相当する図17の0≦t<aの期間のみ、移動子3に
対して電荷が充電される。即ち、作動を開始して一旦こ
の最初の1/3サイクルを経過してしまうと、U相、V
相、W相に印加する電圧を切り換える時(t=a,b,
c)には、上記図12、図14、図16に示すように、
移動子3に蓄積された電荷と各相を構成する電極1に印
加した電圧が反発しあう状態が生じ、移動子3に電荷を
充電することができない。そのため、作動時間の経過に
伴い、移動子3の電荷が低減してしまうと、一旦作動を
停止して移動子3に再充電を行う必要がある。
However, in the electrostatic motor adopting the above control pattern, 1/3 of the cycle T1 after the operation is started.
17, the electric charge is charged to the moving element 3 only during the period of 0 ≦ t <a in FIG. That is, once the first 1/3 cycle has passed since the operation was started, the U phase, V
Phase, when switching the voltage applied to the W phase (t = a, b,
c), as shown in FIG. 12, FIG. 14 and FIG.
The charge accumulated in the mover 3 and the voltage applied to the electrode 1 forming each phase repel each other, and the mover 3 cannot be charged with the charge. Therefore, when the electric charge of the moving element 3 decreases with the passage of the operating time, it is necessary to stop the operation once and recharge the moving element 3.

【0011】また、上記図12、図14及び図16に示
すように、U相、V相、W相の3相のうち一つの相しか
浮力Ffを生じさせない。そのため、移動子3と固定子
2との間の摩擦力を低減することができず、移動子3を
駆動するのには、電極1に対して大きな電圧を印加する
必要がある。
Further, as shown in FIGS. 12, 14 and 16, only one of the U phase, V phase and W phase produces buoyancy Ff. Therefore, the frictional force between the mover 3 and the stator 2 cannot be reduced, and in order to drive the mover 3, it is necessary to apply a large voltage to the electrode 1.

【0012】本発明は、上記のような従来の静電式モー
タにおける問題を解決するためになされたものであり、
固定子と移動子間の摩擦を低減する共に、充電により作
動を停止させる必要のない、高精度な静電式モータを低
コストで提供することを目的としてなされたものであ
る。
The present invention has been made to solve the above problems in the conventional electrostatic motor.
The object of the present invention is to reduce friction between the stator and the mover, and to provide a highly accurate electrostatic motor that does not need to be stopped by charging at low cost.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】従って、本発明は、固定
子と該固定子の上面を移動する移動子を備え、上記固定
子には、3相1組の電極を移動子の移動方向に多数並設
し、これら3相の電極に電源手段から正負の駆動電圧を
順次切り換えて印加することにより移動子を移動させる
静電式モータであって、上記駆動電圧の切り換えは複数
回の切り換えを1サイクルとし、該切り換えの内所定回
数連続して、3相の電極に印加する駆動電圧のうち2相
の電極の電圧を移動子に浮上力を発生させるように、対
向する移動子に充電された電荷と同符号とすると共に、
残り1相の電極に印加する電圧を移動子に充電された電
荷との間に移動子の移動方向の引力及び斥力を発生させ
る符号としていることを特徴とする静電式モータを提供
するものである。
Accordingly, the present invention comprises a stator and a mover that moves on the upper surface of the stator, and in the stator, one set of three-phase electrodes is arranged in the moving direction of the mover. It is an electrostatic motor in which a plurality of electrodes are arranged in parallel and a moving element is moved by sequentially applying positive and negative drive voltages from a power supply means to these three-phase electrodes, and the drive voltage is switched a plurality of times. In one cycle, a predetermined number of times of the switching is continuously performed, and the voltages of the two-phase electrodes among the drive voltages applied to the three-phase electrodes are charged to the opposing movers so as to generate the levitation force on the movers. And the same sign as the electric charge,
To provide an electrostatic motor characterized in that the voltage applied to the remaining one-phase electrode is used as a code for generating an attractive force and a repulsive force in the moving direction of the moving element between the voltage applied to the moving element and the electric charge charged in the moving element. is there.

【0014】また、本発明は、上記の静電式モータにお
いて、上記駆動電圧の切り換えは複数回の切り換えを1
サイクルとし、該1サイクルの内に少なくとも1回の切
り換えにおいて、移動子に対して充電を行うように上記
電極に対して電圧を印加するように設定することを特徴
とする静電式モータを提供するものである。
Further, according to the present invention, in the above electrostatic motor, the drive voltage can be switched a plurality of times.
Provided is a cycle, and an electrostatic motor is set so that a voltage is applied to the electrodes so as to charge a moving element in at least one switching in the one cycle. To do.

【0015】更に、本発明は、上記駆動電圧の切り換え
は複数回の切り換えを1サイクルとし、該切り換えの内
所定回数連続して、3相の電極に印加する駆動電圧のう
ち2相の電極の電圧を移動子に浮上力を発生させるよう
に、対向する移動子に充電された電荷と同符号とすると
共に、残り1相の電極に印加する電圧を移動子に充電さ
れた電荷との間に移動子の移動方向の引力及び斥力を発
生させる符号とし、かつ、少なくとも1回の切り換えに
おいて、移動子に対して充電を行うように上記電極に対
して電圧を印加するように設定することを特徴とする静
電式モータを提供するものである。
Further, according to the present invention, the drive voltage is switched a plurality of times as one cycle, and among the drive voltages applied to the three-phase electrodes, the two-phase electrodes are continuously driven a predetermined number of times. The voltage is set to have the same sign as the electric charge charged in the facing moving element so as to generate the levitation force in the moving element, and the voltage applied to the remaining one-phase electrode is between the electric charge charged in the moving element. A code is used to generate an attractive force and a repulsive force in the moving direction of the moving element, and a voltage is applied to the electrodes so as to charge the moving element at least once. The present invention provides an electrostatic motor.

【0016】具体的には、上記駆動回路は、上記固定子
の3相の電極にそれぞれ4相のリレーを接続し、各4相
のリレーを4相1励磁用リングカウンタICに接続し
て、上記1サイクル中に上記4相のリレーに順次パルス
信号を出力し、各リレーに電源手段より供給されている
電圧を上記固定子の電極に出力する構成としている。
Specifically, in the drive circuit, 4-phase relays are connected to the 3-phase electrodes of the stator, and 4-phase relays are connected to a 4-phase 1-excitation ring counter IC, During the one cycle, pulse signals are sequentially output to the four-phase relays, and the voltage supplied from the power supply means to each relay is output to the electrodes of the stator.

【0017】更に具体的には、上記駆動回路は、上記3
相に対応する第1から第3電極に対して、1サイクルの
内1回目の切り換えまでの第1の期間は上記第2電極を
グランドに接続し、第1及び第3の電極のいずれか一方
に正の電圧を印加し、いずれか他方に負の電圧を印加
し、1回目の切り換えから1サイクルが終了するまでの
第2から第4の期間では、各期間毎に上記第1から第3
電極のうち一つの電極に順に正の電圧を印加し、他の電
極に対して負の電圧を印加する構成としている。
More specifically, the drive circuit is the above-mentioned 3
For the first to third electrodes corresponding to the phase, the second electrode is connected to the ground during the first period until the first switching in one cycle, and either one of the first and third electrodes is connected. A positive voltage is applied to the other of them and a negative voltage is applied to the other of them, and in the second to fourth periods from the first switching to the end of one cycle, the first to third
A positive voltage is sequentially applied to one of the electrodes, and a negative voltage is applied to the other electrodes.

【0018】[0018]

【作用】本発明に係る静電式モータは、上記のように3
相の電極のうち2相の電極が移動子に対して浮力を与え
る構成としているため、移動子と固定子の間の摩擦を低
減することができる。
The electrostatic motor according to the present invention operates as described above.
Since the two-phase electrodes of the two-phase electrodes give buoyancy to the mover, friction between the mover and the stator can be reduced.

【0019】また、本発明において、1サイクルの内に
少なくとも1回の切り換えでは、移動子に対して充電を
行うように上記電極に対して電圧を印加するように設定
した場合には、移動子に充電された電荷が低減すること
がないため、充電のために作動を停止させる必要がな
い。
Further, in the present invention, when the voltage is applied to the electrodes so that the moving element is charged at least once in one cycle, the moving element is moved. It is not necessary to stop the operation for charging because the electric charge charged in is not reduced.

【0020】更に、上記のような構成とした場合には、
1サイクル毎に1回初期状態と同じパターンで電極に対
して電圧が印加されるため、長時間作動させた場合に
も、移動子に充電された電荷の位置は変化しない。
Further, in the case of the above structure,
Since the voltage is applied to the electrodes once in each cycle in the same pattern as in the initial state, the positions of the charges charged in the mover do not change even when the electrodes are operated for a long time.

【0021】[0021]

【実施例】次に、図面に示す実施例に基づき、本発明に
ついて詳細に説明する。図1に示す本発明の実施例に係
る静電式モータは、静電式フィルムアクチュエータを構
成し、複数の電極11を並置した固定子12上にフィル
ム状の移動子13を配置し、駆動回路14により電極1
1に所定の駆動パターンの電圧を印加して静電力により
移動子13を移動させる構成としている。
The present invention will now be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. The electrostatic motor according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 constitutes an electrostatic film actuator, in which a film-shaped mover 13 is arranged on a stator 12 in which a plurality of electrodes 11 are juxtaposed, and a drive circuit is provided. Electrode 1 by 14
1 is applied with a voltage of a predetermined drive pattern to move the mover 13 by electrostatic force.

【0022】移動子13は、薄板状の絶縁部15に同じ
く薄板状の抵抗部16を積層して構成しており、全体と
して厚さthが25μm程度のフィルム状を呈してい
る。
The mover 13 is formed by laminating a thin plate-shaped insulating portion 15 and a thin plate-shaped resistance portion 16 as well, and has a film shape having a thickness th of about 25 μm as a whole.

【0023】上記絶縁部15は、例えばPET(1012
Ω程度)からなる。一方、上記抵抗部16(108Ω程
度)は、絶縁部15の上に塗布するように構成されてい
る。
The insulating portion 15 is made of, for example, PET (10 12
Ω). On the other hand, the resistance portion 16 (about 10 8 Ω) is configured to be applied on the insulating portion 15.

【0024】上記固定子12の電極11は、くし形状に
等ピッチで配置しており、本実施例では、電極11自体
の幅を0.2mmに設定する一方、電極11相互のピッ
チを0.4mmに設定している。
The electrodes 11 of the stator 12 are arranged at a regular pitch in a comb shape. In this embodiment, the width of the electrodes 11 themselves is set to 0.2 mm, while the pitch between the electrodes 11 is set to 0.2. It is set to 4 mm.

【0025】また、上記電極11は、それぞれ3相(U
相、V相、W相)に対応する第1電極11A、第2電極
11B、第3電極11Cの順で図中左側から連続して配
置している。上記第1、第2及び第3電極11A,11
B,11Cは、それぞれU相出力ライン21、V相出力
ライン22、W相出力ライン23にそれぞれ接続してい
る。
The electrodes 11 have three phases (U
Phase, V phase, W phase), the first electrode 11A, the second electrode 11B, and the third electrode 11C are arranged in this order from the left side in the drawing. The first, second and third electrodes 11A, 11
B and 11C are connected to the U-phase output line 21, the V-phase output line 22, and the W-phase output line 23, respectively.

【0026】上記駆動回路14は、公知の4相1励磁用
リングカウンタIC24、電源手段25、U相用リレー
26A,26B,26C,26D、V相用リレー27A,2
7B,27C,27D及びW相用リレー28A,28B,2
8C,28Dを備えている。
The drive circuit 14 includes a well-known 4-phase 1-excitation ring counter IC 24, power supply means 25, U-phase relays 26A, 26B, 26C, 26D and V-phase relays 27A, 2
7B, 27C, 27D and W-phase relays 28A, 28B, 2
Equipped with 8C and 28D.

【0027】U相用リレー26A〜26D、V相用リレ
ー27A〜27D及びW相用リレー28A〜28Dは、
それぞれ、制御入力31、電圧入力32、電圧出力33
を備えている。これらの各リレーは、制御入力31にリ
ングカウンタIC24より、第1から第4制御ライン3
5A〜35Dを介して駆動信号が入力されると励磁さ
れ、電源手段25と接続した電圧入力32に対して入力
される電圧を電圧出力33から出力ライン21,22,2
3に出力し、上記第1電極11A、第2電極11B、第
3電極11Cに電圧を印加するようにしている。
The U-phase relays 26A to 26D, the V-phase relays 27A to 27D, and the W-phase relays 28A to 28D are
Control input 31, voltage input 32, voltage output 33, respectively
Is equipped with. Each of these relays has a control input 31 connected to the ring counter IC 24 by the first to fourth control lines 3
When a drive signal is input via 5A to 35D, it is excited and the voltage input to the voltage input 32 connected to the power supply means 25 is output from the voltage output 33 to the output lines 21, 22, 2.
3 and the voltage is applied to the first electrode 11A, the second electrode 11B, and the third electrode 11C.

【0028】リングカウンタIC24には、駆動周波数
のクロックパルスを入力しており、作動時には、1/4
・T2の間隔で、第1から第4制御ライン35A〜35
Dに対して順次駆動信号を出力していく構成としてい
る。
The clock pulse of the driving frequency is input to the ring counter IC 24, and when operating, it is 1/4.
-First to fourth control lines 35A to 35 at intervals of T2
The drive signal is sequentially output to D.

【0029】第1制御ライン35Aの他端には、U相用
リレー26A、V相用リレー27A、W相用リレー28
Aの制御入力31を接続している。また、第2制御ライ
ン35Bの他端には、U相用リレー27B、V相用リレ
ー28B、V相用リレー28Bの制御入力31を接続し
ている。同様に、第3及び第4制御ライン35C,35
Dの他端にも、それぞれ図中縦方向に配置したU相用リ
レー26、V相用リレー27、W相用リレー28の制御
入力31を接続している。即ち、本実施例では、第1か
ら第4制御ライン35A〜35DにそれぞれU相、V相
及びW相の作動開始から1/4・T2に等しい時間間隔
に対応するリレーを接続している。
At the other end of the first control line 35A, a U-phase relay 26A, a V-phase relay 27A and a W-phase relay 28 are provided.
The control input 31 of A is connected. The control input 31 of the U-phase relay 27B, the V-phase relay 28B, and the V-phase relay 28B is connected to the other end of the second control line 35B. Similarly, the third and fourth control lines 35C, 35
The control inputs 31 of the U-phase relay 26, the V-phase relay 27, and the W-phase relay 28, which are vertically arranged in the figure, are also connected to the other end of D, respectively. That is, in this embodiment, the first to fourth control lines 35A to 35D are connected to relays corresponding to time intervals equal to 1/4 · T2 from the start of operation of the U phase, V phase, and W phase, respectively.

【0030】そのため、上記U相用リレー26A〜26
D、V相用リレー27A〜27D、W相用リレー28A
〜28Dは、それぞれ図中左側に配置した順に、リング
カウンタIC24から入力される各駆動信号により励磁
され、駆動信号が入力されると、縦方向に並んだ3個の
リレーが一度に励磁される。
Therefore, the U-phase relays 26A to 26 are used.
D and V phase relays 27A to 27D, W phase relay 28A
28D are excited by respective drive signals input from the ring counter IC 24 in the order arranged on the left side in the drawing, and when the drive signals are input, three relays arranged in the vertical direction are excited at one time. ..

【0031】例えば、U相用リレー26A〜26Dは、
後述するように図中最も左側のU相用リレー26Aから
順に、1/4・T2に等しい時間間隔で励磁され、図中
最も右側に位置するU相用リレー26Dの励磁が終了す
るとちょうど1回のサイクルが終了する構成としてい
る。
For example, the U-phase relays 26A to 26D are
As will be described later, the U-phase relay 26A on the left side of the drawing is sequentially excited at time intervals equal to 1/4 · T2, and once when the excitation of the U-phase relay 26D on the right side of the drawing ends, just once. The cycle is completed.

【0032】電源手段25は、正の電圧Vを供給する正
電圧部25a、負の電圧−Vを供給する負電圧部25
b、及びグランドGの3つの部分を備えている。これら
正電圧部25a、負電圧部25b、グランドGには、そ
れぞれ正電圧ライン36、負電圧ライン37及びグラン
ドライン38を介して、所定のリレーの電圧入力32に
接続している。
The power supply means 25 includes a positive voltage section 25a for supplying a positive voltage V and a negative voltage section 25 for supplying a negative voltage -V.
It has three parts, b and ground G. The positive voltage section 25a, the negative voltage section 25b, and the ground G are connected to a voltage input 32 of a predetermined relay via a positive voltage line 36, a negative voltage line 37, and a ground line 38, respectively.

【0033】例えば、U相用リレー26A〜26Dで
は、上記したように制御サイクルの最初に励磁される第
1のU相用リレー26Aと第3及び第4のU相用リレー
26C,26Dを負電圧部25bに接続すると共に、第
2のU相用リレー26Bを正電圧部25aに接続してい
る。従って、U相に対応する第1電極11Aでは、制御
開始から1/4サイクル毎に、負の電圧−V、正の電圧
V、負の電圧−V、負の電圧−Vの順で印加される電圧
が変化する。
For example, in the U-phase relays 26A to 26D, as described above, the first U-phase relay 26A and the third and fourth U-phase relays 26C and 26D that are excited at the beginning of the control cycle are negative. The second U-phase relay 26B is connected to the positive voltage unit 25a while being connected to the voltage unit 25b. Therefore, in the first electrode 11A corresponding to the U-phase, a negative voltage −V, a positive voltage V, a negative voltage −V, and a negative voltage −V are applied in this order every ¼ cycle from the start of control. Voltage changes.

【0034】同様に、V相用リレー27A〜27Dで
は、第1のV相用リレー27AをグランドGに接続し、
第2及び第4のV相用リレー27B、27Dを負電圧部
25bに接続している。また、第3のV相用リレー27
Cを正電圧部25cに接続している。
Similarly, in the V-phase relays 27A to 27D, the first V-phase relay 27A is connected to the ground G,
The second and fourth V-phase relays 27B and 27D are connected to the negative voltage unit 25b. In addition, the third V-phase relay 27
C is connected to the positive voltage section 25c.

【0035】更に、W相用リレー28A〜28Dでは、
第1及び第4のW相用リレー28A,28Dを正電圧供
給部25aに接続する一方、第2及び第3のW相用リレ
ー28B,28Cを負電圧供給部25bに接続してい
る。
Further, in the W-phase relays 28A to 28D,
The first and fourth W-phase relays 28A and 28D are connected to the positive voltage supply unit 25a, while the second and third W-phase relays 28B and 28C are connected to the negative voltage supply unit 25b.

【0036】次に、上記実施例の作動について説明す
る。まず、作動開始時(0≦t<1/4・T2)には、
リングカウンタIC24が第1制御ライン35Aを介し
て、第1のU相用リレー26A、第1のV相用リレー2
7A、第1のW相用リレー28Aに駆動信号を出力し、
これらを励磁する。これにより、U相出力ライン21、
V相出力ライン22、W相出力ライン23がそれぞれ電
源手段25の負電圧部25b、グランドG、正電圧部2
5aと接続される。そのため、図3に示すように、第1
電極11Aが負の電荷を帯電し、第2電極11Bがグラ
ンドの状態となり、第3電極11cが正の電荷を帯電す
る。
Next, the operation of the above embodiment will be described. First, at the start of operation (0 ≦ t <1/4 · T2),
The ring counter IC 24 transmits the first U-phase relay 26A and the first V-phase relay 2 via the first control line 35A.
7A, output a drive signal to the first W-phase relay 28A,
Energize these. As a result, the U-phase output line 21,
The V-phase output line 22 and the W-phase output line 23 are respectively the negative voltage section 25b, the ground G, and the positive voltage section 2 of the power supply means 25.
5a is connected. Therefore, as shown in FIG.
The electrode 11A is charged with a negative charge, the second electrode 11B is grounded, and the third electrode 11c is charged with a positive charge.

【0037】この時、移動子13の抵抗部16には、対
向する電極11の電荷と異符号の電荷が蓄積される。即
ち、第1電極部11Aと対向する抵抗部16aには電荷
が充電される一方、第3電極部11Cと対向する抵抗部
16cには負の電荷が充電される。また、第2電極11
Bはこの場合グランドに接続しているため、この部分と
対向する抵抗部16bは充電されない。
At this time, a charge having a sign different from that of the opposite electrode 11 is accumulated in the resistance portion 16 of the mover 13. That is, the resistance portion 16a facing the first electrode portion 11A is charged with electric charges, while the resistance portion 16c facing the third electrode portion 11C is charged with negative electric charges. In addition, the second electrode 11
Since B is connected to the ground in this case, the resistance portion 16b facing this portion is not charged.

【0038】次に、t=1/4・T2において、リング
カウンタIC24は、駆動信号の出力を第1制御ライン
35Aから第2制御ライン35Bに瞬間的に切り換え
る。これにより、第2のU相用リレー26B、第2のU
相用リレー27B、第2のW相用出力28Bが励磁さ
れ、第1電極11Aが正の電荷を帯び、第2電極11B
が負の電荷を帯び、更に、第3の電極11Cが負の電荷
を帯びる。
Next, at t = 1/4 · T2, the ring counter IC 24 momentarily switches the output of the drive signal from the first control line 35A to the second control line 35B. As a result, the second U-phase relay 26B and the second U-phase relay 26B
The phase relay 27B and the second W-phase output 28B are excited, the first electrode 11A is positively charged, and the second electrode 11B
Is negatively charged, and further, the third electrode 11C is negatively charged.

【0039】ここで上記したように、第1電極11Aと
対向する移動子13の抵抗部16aには正の電荷が充電
され、第3電極11cと対向する移動子13の抵抗部1
6cに負の電荷が充電されている。そのため、図4に示
すように、第1電極11Aとそれに対向する抵抗部16
aとは互いに正の電圧を帯びる状態であるため、この部
分で移動子13に対して浮上力Ffが作用する。また、
第3電極11Cとそれに対向する抵抗部16cとは互い
に負の電荷を帯びるため、この部分でも浮力Ffが得ら
れる。
As described above, the resistance portion 16a of the moving element 13 facing the first electrode 11A is charged with positive charge, and the resistance portion 1 of the moving element 13 facing the third electrode 11c is charged.
Negative charge is charged in 6c. Therefore, as shown in FIG. 4, the first electrode 11A and the resistor portion 16 facing it are provided.
Since “a” is a state in which a positive voltage is applied to each other, the levitation force Ff acts on the mover 13 in this portion. Also,
Since the third electrode 11C and the resistance portion 16c facing it are negatively charged with each other, the buoyancy Ff can be obtained also in this portion.

【0040】また、第2電極11Bが負の電荷を帯びる
ため、この第2電極11Bの部分が第1電極11Aと対
向する抵抗部16aに対して移動子13の進行方向に引
力Faを作用する。また、第2電極11Bは、第3電極
11Cと対向する抵抗部16bに対して移動子13の進
行方向に引力Frが作用する。そのため、図5で示すよ
うに、移動子13は電極11の1個分だけ図中右方に移
動する。
Since the second electrode 11B is negatively charged, the portion of the second electrode 11B exerts an attractive force Fa on the resistance portion 16a facing the first electrode 11A in the traveling direction of the mover 13. .. Further, the second electrode 11B exerts an attractive force Fr in the traveling direction of the mover 13 on the resistance portion 16b facing the third electrode 11C. Therefore, as shown in FIG. 5, the mover 13 moves to the right in the figure by one electrode 11.

【0041】本実施例では、上記のようにU相、V相、
W相の3相のうち、2相が移動子13に対して浮上力F
fを作用させるため、作動時に移動子13の絶縁部15
と固定子12の間に生じる摩擦力を低減することができ
る。
In the present embodiment, as described above, the U phase, V phase,
Of the three W phases, two phases have a levitation force F with respect to the mover 13.
In order to make f act, the insulating portion 15 of the mover 13 is activated during operation.
The frictional force generated between the stator 12 and the stator 12 can be reduced.

【0042】次に、t=2/4・T2において、リング
カウンタIC24が切り換わり、第3制御ライン35C
に駆動信号が供給される。そのため、図6に示すよう
に、上記t=1/4Tの場合と同様に、第2電極11B
とそれに対向する移動子13の抵抗部16aが正の電荷
を帯びて、移動子13に浮力Ffが作用すると共に、第
1電極11Aとそれに対向する移動子13の抵抗部16
cが負の電荷を帯びて、浮力Ffが作用する。また、第
2電極11Bと対向する抵抗部16aと第3電極11C
との間には引力Faが作用し、第3電極11Cと対向す
る抵抗部16cと第3電極11Cとの間には斥力Frが
作用する。そのため、図7に示すように、移動子13は
電極11の1個分だけ図中右側に移動する。(2/4・
T2<t<3/4・T2)
Next, at t = 2/4 · T2, the ring counter IC 24 switches and the third control line 35C
Is supplied with a drive signal. Therefore, as shown in FIG. 6, as in the case of t = 1 / 4T, the second electrode 11B
And the resistance portion 16a of the moving element 13 facing it is positively charged, the buoyancy Ff acts on the moving element 13, and the resistance portion 16 of the moving element 13 facing the first electrode 11A.
C has a negative charge, and buoyancy Ff acts. Further, the resistor portion 16a facing the second electrode 11B and the third electrode 11C
An attractive force Fa acts between the third electrode 11C and the resistance portion 16c facing the third electrode 11C, and a repulsive force Fr acts between the third electrode 11C and. Therefore, as shown in FIG. 7, the mover 13 moves one electrode 11 to the right in the figure. (2/4 ・
T2 <t <3/4/4 T2)

【0043】次に、t=3/4・T2において、上記t
=1/4・T2、2/4・T2の場合と同様に、リング
カウンタIC24が切り換わり、駆動信号が第3制御ラ
イン35Cに供給され、図8に示すように、第1及び第
3電極11A、11Cが負の電荷を帯び、第2電極11
Bが正の電荷を帯びる。そのため、浮力Ff、引力F
a、引力Frを発生し、図9に示すように、電極11の
1個分図中右側に移動する。(3/4・T2<t<4/
4・T2)。
Next, at t = 3/4 · T2, the above t
= 1/4 · T2, 2/4 · T2, the ring counter IC 24 is switched, the drive signal is supplied to the third control line 35C, and the first and third electrodes are supplied as shown in FIG. 11A and 11C are negatively charged, and the second electrode 11
B has a positive charge. Therefore, buoyancy Ff, attractive force F
a, an attractive force Fr is generated, and one electrode 11 is moved to the right side in the figure as shown in FIG. (3/4 ・ T2 <t <4 /
4.T2).

【0044】次に、t=4/4・T2において、リング
カウンタICが切り換わり、駆動信号は、第4制御ライ
ン35Dに供給される。そのため、図10に示すよう
に、第1電極11Aが負の電荷を帯び、第2電極11B
がグランドに接続され、第3電極11Cが正の電荷を帯
びる。このt=4/4Tでは、同様にリングカウンタI
Cが切り換わった瞬間、即ち、t=1/4・T2、2/
4・T2、3/4・T2の場合と異なり、負の電荷を帯
びた第1電極11Aと対向する抵抗部16aは正の電荷
を帯び、正の電荷を帯びた第3電極11Cの対向する抵
抗部16cは負の電荷を帯びている。また、グランドと
接続する第2電極11Bと対向する抵抗部16bは、電
気を帯びない状態である。
Next, at t = 4/4 · T2, the ring counter IC is switched and the drive signal is supplied to the fourth control line 35D. Therefore, as shown in FIG. 10, the first electrode 11A has a negative charge, and the second electrode 11B has a negative charge.
Is connected to the ground, and the third electrode 11C is positively charged. At this t = 4 / 4T, similarly, the ring counter I
The moment when C is switched, that is, t = 1/4 · T2, 2 /
Unlike the case of 4 · T2 and 3/4 · T2, the resistance portion 16a facing the first electrode 11A having a negative charge is positively charged, and the resistance portion 16a facing the third electrode 11C having a positive charge is opposite. The resistance portion 16c is negatively charged. Further, the resistance portion 16b facing the second electrode 11B connected to the ground is in a state of not being electrically charged.

【0045】従って、このt=4/4・T2から始まる
2回目のサイクルの最初の1/4・T2の間は、上記1
回目のサイクルの0<t≦1/4・T2の間と同様に移
動子13に対して充電が行われる。即ち、第1実施例で
は、各サイクルの最初の1/4の期間は移動子13に対
する充電が行われる。そのため、本実施例によれば、作
動時間の継続に対する移動子13の電荷が低減すること
ができ、充電のために作動を停止する必要がない。ま
た、上記のように1サイクル毎に初期状態と同じパター
ンで充電するため、長時間作動させた場合でも移動子1
3に充電した電荷が移動することがない。
Therefore, during the first 1 / 4.T2 of the second cycle starting from t = 4 / 4.T2, the above 1
The moving element 13 is charged in the same manner as during 0 <t ≦ 1/4 · T2 in the second cycle. That is, in the first embodiment, the mover 13 is charged during the first quarter of each cycle. Therefore, according to the present embodiment, the electric charge of the moving element 13 can be reduced with respect to the continuation of the operation time, and it is not necessary to stop the operation for charging. In addition, as described above, since charging is performed in each cycle in the same pattern as in the initial state, even if the mobile unit 1 is operated for a long time,
The charge charged in 3 does not move.

【0046】[0046]

【発明の効果】上記のように、本発明では、それぞれ3
相の電極のうち2相の電極が移動子に対して浮上力を作
用させるため、移動子と固定子の間の摩擦力を低減し、
効率を向上を図ることができる。
As described above, according to the present invention, each 3
Since the two-phase electrodes of the two-phase electrodes exert a levitating force on the mover, the frictional force between the mover and the stator is reduced,
It is possible to improve efficiency.

【0047】また、本発明に係る静電式モータでは、作
動開始の初期状態のみでなく、少なくとも1サイクルに
1回移動子に対して、初期状態と同じ状態で電荷を充電
する構成としているため、移動子に充電した電荷が作動
中に減少してしまうことがない。
Further, in the electrostatic motor according to the present invention, the electric charge is charged not only in the initial state of the operation start but also in the same state as the initial state of the moving element at least once in one cycle. , The charge charged in the mover does not decrease during operation.

【0048】更に、本発明では、1サイクル毎に1回初
期状態と同じ状態で充電するため、移動子に充電した電
荷の位置が移動することもなく、高精度の位置決を行う
ことができる等の種々の利点を有するものである。
Further, according to the present invention, since the charging is performed once in each cycle in the same state as the initial state, the position of the charges charged in the moving element does not move, and highly accurate positioning can be performed. It has various advantages such as.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係る静電式モータの実施例を示す概
略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of an electrostatic motor according to the present invention.

【図2】 図1の実施例における駆動回路が電極に印加
する電圧のパターンを示す線図である。
FIG. 2 is a diagram showing a pattern of a voltage applied to electrodes by a drive circuit in the embodiment of FIG.

【図3】 図2の0≦t<1/4・T2における固定子
と移動子を示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a stator and a mover in 0 ≦ t <1/4 · T2 of FIG.

【図4】 図2のt=1/4・T2における固定子と移
動子を示す概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a stator and a mover at t = 1/4 · T2 in FIG.

【図5】 図2の1/4・T2<t<2/4・T2にお
ける固定子と移動子を示す概略図である。
5 is a schematic view showing a stator and a mover at 1/4 · T2 <t <2/4 · T2 in FIG.

【図6】 図2のt=2/4・T2における固定子と移
動子を示す概略図である。
FIG. 6 is a schematic view showing a stator and a mover at t = 2/4 · T2 in FIG.

【図7】 図2の2/4・T2<t<3/4・T2にお
ける固定子と移動子を示す概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a stator and a mover at 2/4 · T2 <t <3/4 · T2 in FIG.

【図8】 図2のt=3/4・T2における固定子と移
動子を示す概略図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a stator and a mover at t = 3/4 · T2 in FIG.

【図9】 図2の3/4・T2<t<4/4・T2にお
ける固定子と移動子を示す概略図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a stator and a mover in 3/4 · T2 <t <4/4 · T2 of FIG.

【図10】 図2の4/4・T2≦t<5/4・T2に
おける固定子と移動子を示す概略図である。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a stator and a mover in 4/4 · T2 ≦ t <5/4 · T2 in FIG. 2.

【図11】 従来の静電モータにおける固定子と移動子
を示す概略図である。
FIG. 11 is a schematic view showing a stator and a mover in a conventional electrostatic motor.

【図12】 同上FIG. 12 Same as above

【図13】 同上FIG. 13 Same as above

【図14】 同上FIG. 14 Same as above

【図15】 同上FIG. 15 Same as above

【図16】 同上FIG. 16 Same as above

【図17】 従来の静電モータにおける駆動回路が電極
に印加する電圧のパターンを示す線図である。
FIG. 17 is a diagram showing a pattern of voltage applied to electrodes by a drive circuit in a conventional electrostatic motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 電極 12 固定子 13 移動子 15 絶縁部 16 抵抗部 24 リングカウンタIC 25 電源手段 26 リレー 11 Electrode 12 Stator 13 Moving Element 15 Insulating Section 16 Resistive Section 24 Ring Counter IC 25 Power Supply Means 26 Relay

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固定子と該固定子の上面を移動する移動
子を備え、上記固定子には、3相1組の電極を移動子の
移動方向に多数並設し、これら3相の電極に電源手段か
ら正負の駆動電圧を順次切り換えて印加することにより
移動子を移動させる静電式モータであって、 上記駆動電圧の切り換えは複数回の切り換えを1サイク
ルとし、該切り換えの内所定回数連続して、3相の電極
に印加する駆動電圧のうち2相の電極の電圧を移動子に
浮上力を発生させるように、対向する移動子に充電され
た電荷と同符号とすると共に、残り1相の電極に印加す
る電圧を移動子に充電された電荷との間に移動子の移動
方向の引力及び斥力を発生させる符号としていることを
特徴とする静電式モータ。
1. A stator and a mover that moves on an upper surface of the stator, wherein a plurality of electrodes of one set of three phases are arranged side by side in the moving direction of the mover on the stator. An electrostatic motor for moving a moving element by sequentially applying positive and negative drive voltages from a power source means to the moving element, wherein the drive voltage is switched a plurality of times as one cycle, and a predetermined number of times of the switching is performed. Of the driving voltage applied to the electrodes of the three phases in succession, the voltage of the electrodes of the two phases has the same sign as the electric charges charged in the facing mover so as to generate the levitation force on the mover, and the remaining An electrostatic motor characterized in that a voltage applied to a one-phase electrode is used as a code for generating an attractive force and a repulsive force in a moving direction of a moving element with an electric charge charged in the moving element.
【請求項2】 固定子と該固定子の上面を移動する移動
子を備え、上記固定子には、3相1組の電極を移動子の
移動方向に多数並設し、これら3相の電極に電源手段か
ら正負の駆動電圧を順次切り換えて印加することにより
移動子を移動させる静電式モータであって、 上記駆動電圧の切り換えは複数回の切り換えを1サイク
ルとし、該1サイクルの内に少なくとも1回の切り換え
において、移動子に対して充電を行うように上記電極に
対して電圧を印加するように設定することを特徴とする
静電式モータ。
2. A stator and a mover that moves on the upper surface of the stator, wherein a plurality of electrodes of one set of three phases are arranged side by side in the moving direction of the mover on the stator. An electrostatic motor for moving a moving element by sequentially applying positive and negative drive voltages from a power supply means to the moving element, wherein the drive voltage is switched a plurality of times as one cycle, and within the one cycle. An electrostatic motor, characterized in that a voltage is applied to the electrodes so as to charge a moving element at least once.
【請求項3】 固定子と該固定子の上面を移動する移動
子を備え、上記固定子には、3相1組の電極を移動子の
移動方向に多数並設し、これら3相の電極に電源手段か
ら正負の駆動電圧を順次切り換えて印加することにより
移動子を移動させる静電式モータであって、 上記駆動電圧の切り換えは複数回の切り換えを1サイク
ルとし、該切り換えの内所定回数連続して、3相の電極
に印加する駆動電圧のうち2相の電極の電圧を移動子に
浮上力を発生させるように、対向する移動子に充電され
た電荷と同符号とすると共に、残り1相の電極に印加す
る電圧を移動子に充電された電荷との間に移動子の移動
方向の引力及び斥力を発生させる符号とし、かつ、少な
くとも1回の切り換えにおいて、移動子に対して充電を
行うように上記電極に対して電圧を印加するように設定
することを特徴とする静電式モータ。
3. A stator and a mover that moves on the upper surface of the stator, wherein a large number of three-phase one set of electrodes are arranged in parallel in the moving direction of the mover, and these three-phase electrodes are provided. An electrostatic motor for moving a moving element by sequentially applying positive and negative drive voltages from a power source means to the moving element, wherein the drive voltage is switched a plurality of times as one cycle, and a predetermined number of times of the switching is performed. Of the driving voltage applied to the electrodes of the three phases in succession, the voltage of the electrodes of the two phases has the same sign as the electric charges charged in the facing mover so as to generate the levitation force on the mover, and the remaining The voltage applied to the one-phase electrode is used as a code for generating an attractive force and a repulsive force in the moving direction of the mover between the charge charged in the mover, and the mover is charged at least once. To the electrode to do Electrostatic motor and setting to apply the pressure.
【請求項4】 上記駆動回路は、上記固定子の3相の電
極にそれぞれ4相のリレーを接続し、各4相のリレーを
4相1励磁用リングカウンタICに接続して、上記1サ
イクル中に上記4相のリレーに順次パルス信号を出力
し、各リレーに電源手段より供給されている電圧を上記
固定子の電極に出力する構成としていることを特徴とす
る請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の静電式
モータ。
4. The drive circuit is configured such that a 4-phase relay is connected to each of the 3-phase electrodes of the stator, and each 4-phase relay is connected to a 4-phase 1-excitation ring counter IC to perform the 1-cycle. 4. A structure in which pulse signals are sequentially output to the four-phase relays, and the voltage supplied from the power supply means to each relay is output to the electrodes of the stator. The electrostatic motor according to any one of 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6621191B1 (en) 1999-05-13 2003-09-16 Matsushita Electric Industrial Co., Inc. Structure containing organic molecular layer and use thereof

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