JPH0716599U - Electrostatic actuator - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 移動子の移動力が安定して強力であり、か
つ、その駆動効率も優れた静電アクチュエータを提供す
る。 【構成】 絶縁体の表面に等ピッチで多数の電極（１
２，１３，、３０，３１）が設けられている固定子（１
０）と移動子（２０）とが電極側を対向して配置され、
上記固定子の各電極には極性を切り替えて高電圧が印加
される一方、上記移動子の各電極には所定の極性の高電
圧が固定的に印加され、固定子の電極に印加される極性
の切り替えにより移動子の電極との間に移動子を所望方
向へ移動させる吸引力と反発力を発生させる。固定子お
よび移動子の電極は３相２極を１組として、各相の電極
に印加される極性を＋と−の２極としている。 (57) [Summary] [Purpose] To provide an electrostatic actuator in which the moving force of a moving element is stable and strong and the driving efficiency thereof is excellent. [Structure] A large number of electrodes (1
2, 13, 30, 30, 31) provided with a stator (1
0) and the mover (20) are arranged with their electrode sides facing each other,
A high voltage is applied to each electrode of the stator by switching the polarity, while a high voltage of a predetermined polarity is fixedly applied to each electrode of the mover and applied to the electrodes of the stator. By switching between, the attraction force and the repulsive force for moving the moving element in a desired direction are generated between the moving element and the electrode. The electrodes of the stator and the mover have three pairs of two poles, and the polarities applied to the electrodes of each phase are two poles of + and −.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、固定子とこれに対向させた移動子との間に発生させた静電気力によ る吸引力、反発力を用いて移動子を動かす機構の静電アクチュエータに関し、特 に、形状的に薄型で作動音の静かさが要求される移動体、例えば、車両用サンバ イザ、ムーンルーフ、リヤウィンドカーテン、さらには、生態機器や宇宙機器の アクチュエータとして好適に用いられるものである。 The present invention relates to an electrostatic actuator of a mechanism for moving a moving element by using an attractive force and a repulsive force generated by an electrostatic force generated between a stator and a moving element opposed to the stator. It is suitable for use as an actuator for moving objects such as sun visors for vehicles, moon roofs, rear wind curtains, and ecological equipment and space equipment, which are extremely thin and require quiet operation.

【０００２】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

この種の静電アクチュエータは、図１２および図１３に示すように、固定子に のみ電極を配置し、移動子には電極を配置せず、固定子の電極により移動子に分 極を生じさせて移動子を移動させるようにしている。 即ち、固定子１０は、絶縁体１１の一方の表面に電極１２ａ，１２ｂ，１２ｃ ，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…のごとく等ピッチで配設されており、これらの電極 において、電極１２ａと１３ａのごとく、二つ置きに位置する各電極が相互接続 され、電極１２ａ，１３ａ…、電極１２ｂ，１３ｂ…、電極１２ｃ，１３ｃ…を それぞれＡ相、Ｂ相、Ｃ相として３相１組としている。 In this type of electrostatic actuator, as shown in FIGS. 12 and 13, the electrodes are arranged only on the stator and the electrodes are not arranged on the mover, and the electrodes of the stator cause the mover to be polarized. I am trying to move the mover. That is, the stator 10 is arranged on one surface of the insulator 11 at equal pitches, such as the electrodes 12a, 12b, 12c, 13a, 13b, 13c, ... In these electrodes, the electrodes 12a and 13a are arranged. .., electrodes 12a, 13a .., electrodes 12b, 13b .., electrodes 12c, 13c .. are set as A-phase, B-phase, and C-phase to form a set of three phases, respectively.

【０００３】 上記固定子１０と対向配置する移動子２０は、絶縁体２１のみからなり、電極 は配設されていない。The mover 20 facing the stator 10 is composed only of an insulator 21, and has no electrodes.

【０００４】 今、図１２に示したように、固定子１０のＡ相に“＋”、Ｂ相に“０”、Ｃ相 に“−”の高電圧パルスを印加すると、静電誘導により、各電極に対向する移動 子２０の面に分極が生じて、“＋”が印加された電極１２ａに対向する移動子２ ０には“−”の分極部２２が生じ、又、“−”が印加された電極１２ｃに対向す る移動子２０には“＋”の分極部２４がそれぞれ誘起される。As shown in FIG. 12, when a high voltage pulse of “+” is applied to the A phase, “0” is applied to the B phase and “−” is applied to the C phase of the stator 10, electrostatic induction causes Polarization occurs on the surface of the moving element 20 facing each electrode, and a "-" polarized portion 22 is generated on the moving element 20 facing the electrode 12a to which "+" is applied. In the mover 20 facing the applied electrode 12c, "+" polarized portions 24 are respectively induced.

【０００５】 この状態から、図１３に示したように、今度は、Ａ相に“０”、Ｂ相に“−” 、Ｃ相に“＋”のパルスを印加すると(つまり、各電極に印加していたパルスの 種類を図中左方向にシフトさせた)、前記“＋”の分極部２４は、電極１２ｃよ りの反発力により、移動子２０を浮上させる力が発生すると共に、電極１２ｂよ りの吸引力を受け、又、分極部２２は、電極１２ｂよりの排斥力を受ける結果、 移動子２０に図中左方向に向かう移動力が生じる(他の電極群においても同じ)。 このように、固定子１０の電極に印加するパルスを順次左方向にシフトさせる ことにより、移動子２０をそのシフト方向に移動させる。From this state, as shown in FIG. 13, when a “0” pulse is applied to the A phase, a “−” pulse is applied to the B phase, and a “+” pulse is applied to the C phase (that is, applied to each electrode). The type of pulse that has been shifted to the left in the figure), the "+" polarized portion 24 generates a force to levitate the mover 20 due to the repulsive force from the electrode 12c, and the electrode 12b. As a result of receiving the attractive force, the polarization unit 22 receives the repulsive force from the electrode 12b, and as a result, a moving force that moves leftward in the drawing is generated in the moving element 20 (the same applies to other electrode groups). Thus, by sequentially shifting the pulse applied to the electrodes of the stator 10 to the left, the mover 20 is moved in the shift direction.

【０００６】[0006]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

ところで、上記の構成では、固定子１０の“０”と対向する面の移動子２０に は、常に“＋”にも“−”にも分極しない無極部２３が存在する。かかる移動子 ２０が移動を繰り返している内に、無極部２３は、両側の分極部２２，２４から の電荷の漏洩(移動)が生じ、分極密度の低下および分極範囲の不明瞭化する。そ の結果、移動子２０の移動不良が発生すると共に、移動子の分極を誘起させるた めの時間が必要となり、移動速度が低下する欠点が生じる。 これを防止するには、１ないし数サイクルの移動毎に、移動子２０に対して、 分極を確定化するために充電時間を設けなくてはならない。しかしながら、移動 子２０自体が絶縁体であるため、充電に時間がかかり、よって、移動子２０を安 定的に移動するのは困難であった。 By the way, in the above-described configuration, the mover 20 on the surface facing the "0" of the stator 10 always has the non-polar portion 23 that does not polarize "+" or "-". While the mover 20 repeatedly moves, the nonpolar portion 23 causes leakage (movement) of electric charges from the polarized portions 22 and 24 on both sides, thereby lowering the polarization density and obscuring the polarization range. As a result, the movement of the moving element 20 is poor, and time is required to induce polarization of the moving element, which causes a drawback that the moving speed decreases. In order to prevent this, the moving element 20 must be provided with a charging time in order to establish the polarization after every one to several cycles of movement. However, since the mover 20 itself is an insulator, it takes a long time to charge it, and thus it is difficult to move the mover 20 stably.

【０００７】 更には、上記構成では、３相(Ａ，Ｂ，Ｃ相)３極(＋，０，−)による駆動であ るが、実際に駆動に供せられるのは２相(＋，−が印加される相)２極(＋，−)の みであるために駆動効率が低い。 さらに、３相３極のための駆動回路を設けるには、一般的にはフォトリレーの 使用が好適であるが、各電極毎に“＋”、“０”、“−”に切り替えたために、９ 個あるいは１２個等の多数のフォトリレーを必要とし、高価格となる難点があっ た。Further, in the above-mentioned configuration, the driving is performed by three phases (A, B, C phases) and three poles (+, 0, −), but actually two phases (+, 0, −) are used for driving. The driving efficiency is low because there are only two poles (the phase to which − is applied) (+, −). Furthermore, in order to provide a drive circuit for three-phase three-poles, it is generally preferable to use a photorelay, but since each electrode is switched to "+", "0", "-", A large number of photo relays such as 9 or 12 are required, and there is a drawback that the price is high.

【０００８】 従って、本考案は、充電時間を必要とせず、移動子を定速で安定して移動する ことができ、かつ、その駆動効率も優れた静電アクチュエータを提供することを 目的としている。Therefore, an object of the present invention is to provide an electrostatic actuator that does not require charging time, can move a moving element stably at a constant speed, and has excellent driving efficiency. .

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するため、本考案は、絶縁体の表面に等ピッチで多数の電極が 設けられている固定子と移動子とが電極側を対向して配置され、 上記固定子の各電極には極性を切り替えて高電圧が印加される一方、上記移動 子の各電極には所定の極性の高電圧が固定的に印加され、固定子の電極に印加さ れる極性の切り替えにより移動子の電極との間に移動子を所望方向へ移動させる 吸引力と反発力を発生させる構成としている静電アクチュエータを提供するもの である。 In order to achieve the above object, the present invention provides a stator having a large number of electrodes arranged at equal pitches on the surface of an insulator, and a mover, which are arranged with their electrode sides facing each other. While the polarity is switched and a high voltage is applied, a high voltage with a predetermined polarity is fixedly applied to each electrode of the mover, and the electrodes of the mover are switched by switching the polarity applied to the electrode of the stator. And an electrostatic actuator configured to generate a suction force and a repulsive force that move a moving element in a desired direction between the and.

【００１０】 上記固定子および移動子に等ピッチで設ける電極は３相２極を１組として、各 相の電極に印加する極性を＋と−の２極としている。 例えば、移動子側の３相２極の１組の電極には、「＋，−，−」の高電圧を固 定的に印加する一方、対向配置する固定子側の電極には１サイクルで「−，＋， ＋」→「＋，−，＋」→「＋，＋，−」と“−”極を１相ずつ移動方向へずらせ て極性を切り替えて印加し、上記サイクルを繰り返している。The electrodes provided on the stator and the mover at equal pitches have one set of three-phase two poles, and the polarities applied to the electrodes of each phase are two poles of + and −. For example, a high voltage of “+, −, −” is fixedly applied to one set of three-phase two-pole electrodes on the side of the mover, while one cycle is applied to the electrodes on the side of the stator oppositely arranged. "-, +, +"-> "+,-, +"-> "+, +,-" And "-" poles are shifted one phase at a time in the direction of movement, polarity is switched, and the cycle is repeated. .

【００１１】[0011]

【作用】[Action]

本考案では、移動子にも電極を設け、その電極に対して高電圧を電源より固定 的に印加しているため、充電時間を設ける必要がない。 また、従来の移動子側には電極を設けず、固定子側の電極からの分極で帯電さ せる場合において、３相１組の電極の内の１極に、“０”の無極部を設けている のは、“＋”と“−”との分極部が隣接した場合、両分極間で干渉が生じるため 、これを防止するための緩衝帯として設けられている。 しかしながら、本考案のように、移動子に対する分極を帯電ではなく、移動子 自体に設けた電極により行う方式であれば、“＋”と“−”との電極が隣接して いてもなんら差し支えない(両極間のギャップで絶縁が保たれればよい)。 よって、“０”の電極部をなくして“＋”“−”極のみとし、これにより、移 動子の３相１組の電極のうち全部の３相の電極に移動方向への吸引力を発生させ ることができ、駆動効率の向上が図れる。かつ、無極部の存在により生じる作動 不良の発生を防止出来る。 In the present invention, since the moving element is also provided with an electrode and a high voltage is fixedly applied to the electrode from the power source, it is not necessary to provide a charging time. In addition, in the case where an electrode is not provided on the conventional mover side and charging is performed by polarization from the electrode on the stator side, a non-polar portion of "0" is provided on one pole of the three-phase one set of electrodes. The reason for this is that when the "+" and "-" polarized parts are adjacent to each other, interference occurs between the two polarized parts, so that it is provided as a buffer band to prevent this. However, as in the present invention, if the electrodes provided on the moving element are used to polarize the moving element instead of charging, the "+" and "-" electrodes may be adjacent to each other. (It suffices if insulation is maintained in the gap between both electrodes). Therefore, the electrode part of "0" is eliminated and only the "+" and "-" poles are provided, whereby the attraction force in the moving direction is applied to all the three-phase electrodes of the three-phase one set of electrodes of the mover. Can be generated, and drive efficiency can be improved. In addition, it is possible to prevent malfunctions caused by the presence of the nonpolar portion.

【００１２】[0012]

【実施例】【Example】

以下、本考案を図面に示す実施例により詳細に説明する。 図１は、本考案による静電アクチュエータの実施例を示した側断面図であり、 前記図１２と同一の要素については同一の符号を付している。 図１では、移動子２０には、絶縁体２１に、固定子１０と同様に電極３０ａ， ３０ｂ，３０ｃ，３１ａ，３１ｂ…を等ピッチで配設しており、二つ置きに位置 する各電極が相互接続されて、電極３０ａ，３１ａ…、電極３０ｂ，３１ｂ…、 電極３０ｃ，３１ｃ…はそれぞれがａ相、ｂ相、ｃ相(固定子１０における相と 区別するために小文字を用いた)とされ、３相１組としている。上記ｂ相とｃ相 とは相互接続されて(ｂｃ相とする)、同一極性“−”の高電圧が高圧電源から印 加され、ａ相には“＋”の高電圧が印加されている。 即ち、３相１組の電極３０ａ，３０ｂ，３０ｃ…に対して、「＋，−，−」の 態様で２極の高電圧が固定的に印加されている。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. 1 is a side sectional view showing an embodiment of an electrostatic actuator according to the present invention, and the same elements as those in FIG. 12 are designated by the same reference numerals. In FIG. 1, in the mover 20, the electrodes 30a, 30b, 30c, 31a, 31b ... Are arranged on the insulator 21 at equal pitches as in the case of the stator 10, and every two electrodes are arranged. Are connected to each other, and the electrodes 30a, 31a ..., The electrodes 30b, 31b ..., The electrodes 30c, 31c ... Are respectively in phase a, phase b, and phase c (lowercase letters are used to distinguish them from the phase in the stator 10). And one set of three phases. The b phase and the c phase are interconnected (referred to as the bc phase), a high voltage of the same polarity "-" is applied from a high voltage power supply, and a high voltage of "+" is applied to the a phase. . That is, a high voltage of two poles is fixedly applied in the form of "+,-,-" to the electrodes 30a, 30b, 30c ... Of one set of three phases.

【００１３】 一方、固定子１０の絶縁体１１にも電極１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１３ａ…が 移動子２０の電極と等しいピッチで配置されており、これら電極に移動子１０の 電極と同様に高電圧が印加されている。即ち、電極１２ａ，１３ａ…、電極１２ ｂ，１３ｂ…、電極１２ｃ，１３ｃ…の各Ａ，Ｂ，Ｃ相には、図５に示すように 、極性を切り替えて高電圧が印加される。 図５においてＡ相は、１サイクルにおいて、１/３サイクルが“−”、２/３サ イクルが“＋”となり、Ｂ相、Ｃ相は、Ａ相よりそれぞれ１２０°、２４０°遅 れである。即ち、１サイクルで、Ａ相，Ｂ相，Ｃ相には０°〜１２０°の期間は 「−，＋，＋」→１２０°〜２４０°の期間は「＋，−，＋」→２４０°〜３６ ０°の期間は「＋，＋，−」と極性が切り替えられて印加される。On the other hand, electrodes 12a, 12b, 12c, 13a, ... Are also arranged on the insulator 11 of the stator 10 at the same pitch as the electrodes of the mover 20, and these electrodes have the same height as the electrodes of the mover 10. Voltage is being applied. That is, as shown in FIG. 5, a high voltage is applied to the A, B, and C phases of the electrodes 12a, 13a ..., The electrodes 12b, 13b ..., The electrodes 12c, 13c. In Fig. 5, in Phase A, 1/3 cycle is "-", 2/3 cycle is "+", and Phases B and C are 120 ° and 240 ° later than Phase A, respectively. is there. That is, in one cycle, for the A phase, the B phase, and the C phase, “−, +, +” → 120 ° to 240 ° during the period of 0 ° to 120 ° is “+, −, +” → 240 °. During the period of up to 360 °, the polarity is switched to “+, +, −” and applied.

【００１４】 上記移動子２０および固定子１０の電極への高電圧印加回路は、図６に示す構 成からなる。即ち、高圧電源５１より移動子２０の電極のａ相に“＋”、ｂ相お よびｃ相に“−”の極性の高電圧を常時印加している。また、固定子１０の電極 には制御回路５３により開閉動作されるフォトリレー５２を介して上記高圧電源 ５１より極性を切り替えて高電圧を印加している。 上記固定子１０の電極への回路では、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相に高圧電源５１より “＋”と“−”の高電圧を図５に示すタイミングで選択的に供給するため６個の フォトリレー５２を用いている。The high voltage application circuit for the electrodes of the mover 20 and the stator 10 has the configuration shown in FIG. That is, the high voltage power supply 51 constantly applies a high voltage of “+” polarity to the a phase of the electrode of the mover 20, and a “−” polarity to the b phase and the c phase. A high voltage is applied to the electrodes of the stator 10 by switching the polarity from the high voltage power supply 51 via a photo relay 52 which is opened and closed by a control circuit 53. In the circuit to the electrodes of the stator 10, the high voltage power supply 51 selectively supplies high voltages of "+" and "-" to the A phase, B phase, and C phase at the timing shown in FIG. The photo relay 52 is used.

【００１５】 上記構成の静電アクチュエータにおいて、図１は、図５の０°〜１２０°の期 間を示している。即ち、固定子１０のＡ相：−、Ｂ相：＋、Ｃ相：＋であり、図 示したように、左端の電極１２ａから順に、−，＋，＋，−，＋，＋，−，…が 印加されている。 一方、移動子２０には、前記電極１２ａに対向する電極３０ａから順に、＋， −，−，＋，−，−，…が固定的に印加されている。 従って、この状態では、互いに対向する電極間で異種の極性に印加されている ため、移動子２０は固定子１０へ吸引された移動前の初期安定状態（停止状態） をなす。In the electrostatic actuator having the above structure, FIG. 1 shows a period of 0 ° to 120 ° in FIG. That is, the A phase of the stator 10 is −, the B phase is +, and the C phase is +, and as shown in the drawing, −, +, +, −, +, +, −, in order from the leftmost electrode 12a. ... is being applied. On the other hand, +, −, −, +, −, −, ... Are fixedly applied to the mover 20 in order from the electrode 30a facing the electrode 12a. Therefore, in this state, since the electrodes having the different polarities are applied between the electrodes facing each other, the moving element 20 is in the initial stable state (stopped state) before the movement, which is attracted to the stator 10.

【００１６】 次に、移動子１０を移動させるために、制御回路２に移動信号が送られると、 フォトリレー５２を動作され、図５の１２０°〜２４０°の期間に切り替えられ 、固定子１０のＡ相：＋、Ｂ相：−、Ｃ相：＋の図２に示す状態となる。この場 合には、移動子の電極３０ａは、固定子１０の移動側（図中右隣）の電極１２ｂ により移動方向の図中右方向への吸引力(以下、吸引力(右)のごとく記す)を受け るが、電極３０ｂが電極１２ａより生じる吸引力(左)により相殺される。しかし 、電極３０ｂには、電極１２ｃによる吸引力(右)が生じ、又、電極３０ｃには、 電極１２ｂによる排斥力(右)および電極１３ａによる吸引力(右)が生じる。そし て、対向する電極間においては、電極１２ｂと電極３０ｂとの間の反発力は、電 極１２ｃと電極３０ｃとの間の吸引力で相殺されるが、電極１２ａと電極３０ａ との間の反発力により、移動子２０を浮上させる力が生じる。 尚、図４(以下の図も同じ)では、移動子２０に対して実際に作用する力を実線 の矢印で示し、相殺される作用力に対しては破線の矢印で示す。Next, when a movement signal is sent to the control circuit 2 in order to move the mover 10, the photo relay 52 is operated and switched to the period of 120 ° to 240 ° in FIG. 2 of the A phase: +, the B phase:-, and the C phase: +. In this case, the electrode 30a of the mover is attracted by the electrode 12b on the moving side (adjacent to the right in the drawing) of the stator 10 to the right in the drawing (hereinafter, the attraction force (right)). However, the electrode 30b is offset by the suction force (left) generated by the electrode 12a. However, an attraction force (right) by the electrode 12c is generated on the electrode 30b, and a repulsive force (right) by the electrode 12b and an attraction force (right) by the electrode 13a are generated on the electrode 30c. Then, between the electrodes facing each other, the repulsive force between the electrode 12b and the electrode 30b is canceled by the attractive force between the electrode 12c and the electrode 30c, but between the electrodes 12a and 30a. The repulsive force causes a force to levitate the mover 20. In FIG. 4 (the same applies to the following figures), the force that actually acts on the mover 20 is indicated by the solid arrow, and the offsetting force is indicated by the broken arrow.

【００１７】 このように、１組の電極群３０において、３相の内、２相の電極３０ｂ，３０ ｃに、移動方向の右方向へ向かうベクトル(移動力)が生じる共に、１相の電極３ ０ａには上方向に向かうベクトル(浮上力)が作用する。他の電極群３１，…にお いても同じであり、よって、移動子２０は右方向へ移動して、対向する電極間で 互いに吸引し合う図３の状態に達するように移動する。尚、前記上方向のベクト ルは左右方向へのベクトル成分を持たないため、移動子２０の右方向への移動を 妨げとなるものではない。As described above, in the pair of electrode groups 30, a vector (moving force) that moves to the right in the moving direction is generated in the two-phase electrodes 30 b and 30 c of the three phases, and An upward vector (levitation force) acts on 30a. The same applies to the other electrode groups 31, ..., Therefore, the mover 20 moves to the right and reaches the state of FIG. 3 in which the opposing electrodes attract each other. Since the vector in the upward direction does not have a vector component in the left and right directions, it does not hinder the movement of the moving element 20 in the right direction.

【００１８】 図３の状態に達すると直ちに、制御回路２からの信号でフォトリレー５２が切 り替わり、図５の２４０°から３６０°の期間になり、図４で示すように、Ａ相 ：＋、Ｂ相：＋、Ｃ相：−に切り替えられる。この場合、対向する電極間の極性 の関係は、図４の場合と同一であり、よって、移動子２０は右方向に移動する。 以後、各相に印加される高電圧のパルスの位相が１２０°経過する毎に移動子２ ０が、電極のピッチ長ずつ順次右方向に移動する。As soon as the state shown in FIG. 3 is reached, the photo relay 52 is switched by the signal from the control circuit 2, and the period from 240 ° to 360 ° in FIG. 5 is reached. As shown in FIG. 4, phase A: +, B phase: +, C phase: -switched. In this case, the polar relationship between the electrodes facing each other is the same as in the case of FIG. 4, and therefore the mover 20 moves to the right. Thereafter, each time the phase of the high voltage pulse applied to each phase passes 120 °, the mover 20 sequentially moves to the right by the pitch length of the electrodes.

【００１９】 図７から図１０は、移動子２０を反対方向の図中左方向へ反転移動させる場合 であり、例えば、移動子２０を右方向へ開き移動させた後、反対方向の左方向へ 閉じ移動させるものである。 上記左方向への移動時には、固定子１０のＡ相、Ｂ相、Ｃ相の電極１２ａ，１ ２ｂ，１２ｃに対して、図７に示すように極性を切り替えて高電圧を印加してい る。 即ち、上記右方向への移動時には、Ａ相に対してＢ相、Ｃ相がそれぞれ１２０ °、２４０°遅れて極性を切り替えているが、左方向への移動時には、Ａ相に対 してＢ相、Ｃ相がそれぞれ１２０°、２４０°進めて極性を切り替えている。こ のように、固定子１０の電極へ極性を切り替えて図７に示すタイミングで高電圧 を供給するには、前記図６に示す制御回路５３からのフォトリレー５２への信号 を切り替えている。7 to 10 show a case where the moving element 20 is reversed and moved leftward in the figure in the opposite direction. For example, after moving the moving element 20 to the right, the moving element 20 is moved leftward in the opposite direction. It is to be closed and moved. When moving to the left, the high voltage is applied to the A-phase, B-phase, and C-phase electrodes 12a, 12b, 12c of the stator 10 by switching the polarities as shown in FIG. That is, when moving in the right direction, the polarities of the B phase and the C phase are delayed by 120 ° and 240 ° with respect to the A phase, respectively, and the polarity is switched. The phase and the C phase are advanced by 120 ° and 240 ° respectively to switch the polarities. As described above, in order to switch the polarity to the electrodes of the stator 10 and supply the high voltage at the timing shown in FIG. 7, the signal from the control circuit 53 shown in FIG. 6 to the photo relay 52 is switched.

【００２０】 図７において、０°〜１２０°の期間では、図５の場合と同様に、Ａ相：−、 Ｂ相：＋、Ｃ相：＋となり、この時の状態を図８に示す。この状態は図４の場合 と同じであり、移動子２０は安定状態になっている。In the period of 0 ° to 120 ° in FIG. 7, as in the case of FIG. 5, A phase: −, B phase: +, C phase: +, and the state at this time is shown in FIG. 8. This state is the same as the case of FIG. 4, and the mover 20 is in a stable state.

【００２１】 次に図７の１２０°〜２４０°の期間、即ち、Ａ相：＋、Ｂ相：＋、Ｃ相：− の時の状態を図９に示している。この図９に示す状態では、固定子１０と移動子 ２０とにおける各電極の極性により、図中実線で示す反発力による移動子１０の 浮上が発生すると共に、移動方向への吸引力と反移動方向への排斥力により移動 子２０は図中左方向に移動する。Next, FIG. 9 shows a state in the period of 120 ° to 240 ° in FIG. 7, that is, when the A phase is +, the B phase is +, and the C phase is −. In the state shown in FIG. 9, the polarities of the respective electrodes of the stator 10 and the mover 20 cause the mover 10 to levitate due to the repulsive force indicated by the solid line in the figure, and the suction force and the anti-movement in the moving direction. The mover 20 moves leftward in the figure by the repulsive force in the direction.

【００２２】 図１０は、図９の状態から移動子２０が電極のピッチ長だけ左方向に移動した 状態を示しており、この状態で、図７の２４０°〜３６０°の期間になると、同 図１０に示すように、移動子２０に対して左方向の移動力が作用する。 このように、各相に印加される高電圧のパルスの位相が１２０°経過する毎に 移動子２０が、電極のピッチ長ずつ順次左方向に移動する。FIG. 10 shows a state in which the mover 20 has moved to the left by the pitch length of the electrode from the state of FIG. 9, and in this state, when the period of 240 ° to 360 ° of FIG. As shown in FIG. 10, a moving force to the left acts on the mover 20. In this way, each time the phase of the high-voltage pulse applied to each phase passes 120 °, the mover 20 sequentially moves to the left by the pitch length of the electrodes.

【００２３】 本考案は上記実施例に限定されず、高電圧印加回路を図１３に示す構成として もよい。 該高電圧印加回路では、固定子のＡ，Ｂ，Ｃ相の各ラインをそれぞれ抵抗５４ を介して高圧電源５１の＋の高電圧にプルアップしておき、そのプルアップした 各ラインにフォトリレー５２を介して−の高電圧を接続している。 フォトリレー５２が制御回路５３からの信号でスイッチオンすると、それに対 応するラインが＋から−に切り替わる。 この回路構成では、フォトリレー５２がスイッチオンした時、高圧電源５１の ＋，−の出力ラインが抵抗５４に接続されることにより、パワーロスが生じるも のの、フォトリレー５２の個数を６個から３個に減らすことができ、より安価な システムを提供できる。The present invention is not limited to the above embodiment, and the high voltage applying circuit may have the configuration shown in FIG. In the high voltage applying circuit, each line of the A, B and C phases of the stator is pulled up to the + high voltage of the high voltage power source 51 via a resistor 54, and a photorelay is connected to each pulled up line. The high voltage of-is connected via 52. When the photo relay 52 is switched on by the signal from the control circuit 53, the line corresponding to it switches from + to −. In this circuit configuration, when the photo relays 52 are switched on, the + and-output lines of the high voltage power supply 51 are connected to the resistor 54, which causes power loss, but the number of the photo relays 52 is reduced from six. The number can be reduced to three, and a cheaper system can be provided.

【００２４】[0024]

【考案の効果】[Effect of device]

以上説明したように、移動子にも電極を設け、該電極を高圧電源に接続して常 時高電圧を固定的に印加しているため、移動子の移動開始時に充電する必要がな い。これに対して、従来の移動子には電極を設けずに固定子側の電極より分極し て帯電させる場合には、移動子が帯電するための時間が必要となり移動開始が遅 れる。 As described above, since the moving element is also provided with an electrode and the electrode is connected to a high voltage power source to constantly apply a high voltage, it is not necessary to charge the moving element at the start of movement. On the other hand, in the case where the conventional moving element is not provided with an electrode and is polarized and charged by the electrode on the stator side, it takes time for the moving element to be charged, and the movement start is delayed.

【００２５】 又、固定子および移動子に、“＋”と“−”との２極としているため、従来技 術のように、移動子の駆動に供し得ない“０”の無極部を持たないので、分極密 度の低下および分極範囲の不明瞭化による移動子の作動不良および駆動効率の低 下を防止できる。又、この２極による駆動方式であれば、各電極に印加する高電 圧の極性を切り替えるための回路構成が簡略化され、システムを安価に提供でき る。Further, since the stator and the mover have two poles of “+” and “−”, they have a non-polar portion of “0” which cannot be used for driving the mover as in the conventional technique. Since it does not exist, it is possible to prevent a malfunction of the moving element and a reduction in driving efficiency due to a decrease in polarization density and an unclear polarization range. In addition, if the drive system with the two poles is used, the circuit configuration for switching the polarity of the high voltage applied to each electrode is simplified, and the system can be provided at low cost.

【００２６】 さらに、移動子に電極を配置して、電源より高電圧を供給しているため、常に 一定の電荷を持つことが出来る。これに対して、従来の移動子に電極を設けず、 固定子の電極から移動子に分極する構成では、環境の変化により移動子の抵抗値 が変化し、例えば、湿度の大きいと低抵抗となり移動子の帯電が弱くなりトルク が下がる欠点があるが、上記のように本考案では常に一定の電荷を持つため、ト ルクを一定に保持出来る。Furthermore, since the electrodes are arranged on the mover and a high voltage is supplied from the power source, it is possible to always have a constant charge. On the other hand, in the conventional configuration in which electrodes are not provided on the mover and the electrodes of the stator are polarized into the mover, the resistance value of the mover changes due to changes in the environment. Although there is a drawback that the electrification of the moving element becomes weak and the torque decreases, as described above, since the present invention always has a constant electric charge, the torque can be kept constant.

【００２７】 さらに、移動子にも電極を配置して電圧を供給する構成としているため、移動 子の反転移動をスムーズに行う事が出来る。 即ち、従来の移動子に電極を配置しない場合には、移動子を往復運動させて、 反転させる時、移動子の帯電を一度はゼロにして逆帯電をさせてから、反転移動 させる必要があり、この帯電を変えるための充電時間が必要となる。本考案では 、移動子に充電が必要でなく、固定子の電極へ印加する電圧の極性を切り替える だけでよく、反転時の反応を早くすることが出来る。さらに、必要に応じて、移 動子の電極に印加する電圧の極性を切り替えると、より迅速に反転させることが 出来る。Further, since the electrodes are also arranged on the moving element to supply the voltage, the reversing movement of the moving element can be smoothly performed. That is, when the electrode is not arranged on the conventional moving element, when the moving element is reciprocated and is reversed, it is necessary to make the charging of the moving element zero once, reverse charge it, and then perform the reverse movement. , Charging time is required to change this charging. In the present invention, the mover does not need to be charged and only the polarity of the voltage applied to the electrodes of the stator needs to be switched, and the reaction at the time of reversal can be accelerated. Furthermore, if necessary, the polarity of the voltage applied to the electrodes of the mover can be switched, so that the polarity can be reversed more quickly.

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

【図１】 本考案の静電アクチュエータにおける安定状
態を示した側断面図である。FIG. 1 is a side sectional view showing a stable state of an electrostatic actuator of the present invention.

【図２】 図１の静電アクチュエータにおける移動子の
移動状態を示した側断面図である。FIG. 2 is a side sectional view showing a moving state of a moving element in the electrostatic actuator of FIG.

【図３】 図１の静電アクチュエータにおける移動子の
移動状態を示した側断面図である。FIG. 3 is a side sectional view showing a moving state of a moving element in the electrostatic actuator of FIG.

【図４】 図１の静電アクチュエータにおける移動子の
移動状態示した側断面図である。FIG. 4 is a side sectional view showing a moving state of a moving element in the electrostatic actuator of FIG.

【図５】 図１の移動子を右方向に移動させる時の固定
子の各電極に印加する高電圧の波形図である。5 is a waveform diagram of a high voltage applied to each electrode of the stator when the mover of FIG. 1 is moved to the right.

【図６】 図１の固定子および移動子へ電極へ高電圧を
供給する回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram for supplying a high voltage to the electrodes of the stator and the mover of FIG.

【図７】 固定子の各電極に印加する別の波形の高電圧
をを示した波形図である。FIG. 7 is a waveform diagram showing a high voltage having another waveform applied to each electrode of the stator.

【図８】 図７の高電圧が印加された時の移動子の移動
状態を示す側断面図である。FIG. 8 is a side sectional view showing a moving state of the moving element when the high voltage of FIG. 7 is applied.

【図９】 図７の高電圧が印加された時の移動子の移動
状態を示す側断面図である。FIG. 9 is a side sectional view showing a moving state of the moving element when the high voltage of FIG. 7 is applied.

【図１０】 図７の高電圧が印加された時の移動子の移
動状態を示す側断面図である。FIG. 10 is a side sectional view showing a moving state of the moving element when the high voltage of FIG. 7 is applied.

【図１１】 図６に示す高電圧供給回路の変形例を示す
回路図である。11 is a circuit diagram showing a modification of the high voltage supply circuit shown in FIG.

【図１２】 従来の静電アクチュエータにおける安定状
態を示した側断面図FIG. 12 is a side sectional view showing a stable state of a conventional electrostatic actuator.

【図１３】 図１２の静電アクチュエータにおける移動
子の移動状態を示す側断面図である。13 is a side sectional view showing a moving state of a moving element in the electrostatic actuator of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ 固定子 １１ 絶縁体 １２ 電極 １３ 電極 １４ 電極 ２０ 移動子 ２１ 絶縁体 ３０ 電極 ３１ 電極 ５１ 高圧電源 ５２ フォトリレー ５３ 制御回路 ５４ 抵抗 10 Stator 11 Insulator 12 Electrode 13 Electrode 14 Electrode 20 Mover 21 Insulator 30 Electrode 31 Electrode 51 High Voltage Power Supply 52 Photorelay 53 Control Circuit 54 Resistance

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】 絶縁体の表面に等ピッチで多数の電極が
設けられている固定子と移動子とが電極側を対向して配
置され、 上記固定子の各電極には極性を切り替えて高電圧が印加
される一方、上記移動子の各電極には所定の極性の高電
圧が固定的に印加され、固定子の電極に印加される極性
の切り替えにより移動子の電極との間に移動子を所望方
向へ移動させる吸引力と反発力を発生させる構成として
いる静電アクチュエータ。1. A stator, in which a large number of electrodes are provided at an equal pitch on the surface of an insulator, and a mover are arranged so that their electrodes are opposed to each other. While a voltage is applied, a high voltage of a predetermined polarity is fixedly applied to each electrode of the mover, and the polarity of the mover applied to the electrode of the mover causes the mover to move between the mover and the electrode of the mover. An electrostatic actuator configured to generate a suction force and a repulsive force that move the magnet in a desired direction. 【請求項２】 上記固定子および移動子に等ピッチで設
けられている電極は３相２極を１組として、各相の電極
に印加される極性を＋と−の２極としている請求項１記
載の静電アクチュエータ。2. The electrodes provided on the stator and the mover at equal pitches have one set of three-phase two poles, and the polarities applied to the electrodes of each phase are two poles of + and −. 1. The electrostatic actuator according to 1.