JPH08186988A - 静電アクチュエータ及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固定子と移動子の間に発生する静電気による
吸引力、反発力により移動子を駆動する静電アクチュエ
ータにおいて、移動子に対する駆動力の向上により、作
動の安定性の確保と供給電圧の低減を図る 【構成】 絶縁層（１９）に複数の電極（２０ａ〜２０
ｃ）を配置してなる固定子（１２）と、絶縁層（１６）
に複数の電極（１７ａ〜１７ｃ）を配置してなり、固定
子に対向して配置された移動子（１１）とを備える。移
動子の電極に固定的に電圧を印加し、固定子の電極に極
性を切り替えて電圧を印加して移動子を駆動する。上記
固定子及び／又は移動子の電極の間隔を不均一とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サンバイザ、ムーンル
ーフ、リアウインド等の遮光装置の動力源として好適に
使用される静電アクチュエータ及びその制御方法に関
し、詳しくは、固定子と移動子の間に発生する静電気に
よる吸引力、反発力により移動子を駆動する静電アクチ
ュエータにおいて、移動子に対する駆動力の向上によ
り、作動の安定性の確保と供給電圧の低減を図るもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】この種の静電アクチュエータとして、本
出願人は先に実願平５−４２８４８号において、図１８
に示す静電アクチュエータを提案した。この静電アクチ
ュエータの移動子１は、絶縁層２に多数の幅ｄが等しい
電極３ａ，３ｂ，３ｃ，・・・３ａ，３ｂ，３ｃ，・・
・を一定の間隔Ｐで配置し、これらの電極３ａ，３ｂ，
３ｃのうち２つ置きに位置する電極３ａ，３ｂ，３ｃを
相互に接続して３相（ａ相，ｂ相，ｃ相）とし、さらに
ａ相の電極３ａとｂ相の電極３ｂを相互に接続してい
る。一方、固定子４は、絶縁層５に上記移動子１の電極
３ａ，３ｂ，３ｃと等しい幅ｄの多数の電極６ａ，６
ｂ，６ｃ，・・・６ａ，６ｂ，６ｃ，・・・を、上記移
動子１の場合と等しい一定間隔Ｐで配置し、これらの電
極６ａ，６ｂ，６ｃのうち２つ置きに位置する電極６
ａ，６ｂ，６ｃを相互に接続して３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ
相）としている。

【０００３】移動子１を駆動する際には、図１９に示す
ように、上記移動子１のａ相，ｂ相の電極３ａ，３ｂに
対して負（以下、“−”と表記する。）の高電圧を、ｃ
相の電極３ｃに対しては正（以下、“＋”と表記す
る。）の高電圧をそれぞれ固定的に印加する。

【０００４】一方、固定子４には、“＋”，“−”の２
種の高電圧を周期的に切り替えて印加する。すなわち、
上記図１４に示すように、等時間間隔（時間α）の連続
する３つのステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３からなるサイクル
Ｃを繰り返し、かつ、各相のサイクルＣを１ステップ分
づつ位相をずらして固定子４の電極６ａ，６ｂ，６ｃに
対して電圧を印加する。まず、Ｕ相の電極６ａに対して
は、第１ステップＳ１は“＋”、第２ステップＳ２は
“−”、第３ステップＳ３は“＋”というパターンで高
電圧を印加する。また、Ｖ相の電極６ｂ、Ｗ相の電極６
ｃに対しては、上記Ｕ相の電極３ａよりもそれぞれ１ス
テップ分、２ステップ分だけ位相を進めて、同一パター
ンで高電圧を印加する。かかる高電圧の印加により、移
動子１の電極３ａ〜３ｃと固定子４の電極６ａ〜６ｃと
の間に静電気による吸引力、反発力が作用し、第１ステ
ップから第３ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３の各ステップ毎
に、移動子４は、上記電極３ａ〜３ｃ，６ａ〜６ｃの間
隔Ｐの分だけ左側に移動する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記移動子１の電極３
ａ〜３ｃと固定子４の電極６ａ〜６ｃの間に作用する吸
引力、反発力は、電極３ａ〜３ｃ、電極６ａ〜６ｃに対
して印加する電圧に比例し、電極３ａ〜３ｃと電極６ａ
〜６ｃ間の距離の２乗に反比例する。また、これら電極
３ａ〜３ｃと電極６ａ〜６ｃ間の吸引力、反発力による
移動子１に対する駆動力は、電極３ａ〜３ｃ，６ａ〜６
ｃ間に作用する力の合力の垂直分力が正の場合は、移動
子１と固定子４の間の摩擦力を無視できるため、電極３
ａ〜３ｃ，６ａ〜６ｃ間の作用する力の合力の水平分力
がそのまま駆動力となる。一方、上記合力の垂直分力が
負の場合は、下記の式（１）に示すように、水平分力か
ら垂直分力に摩擦係数μを乗じた値を引いたものが駆動
力となる。

【０００６】 （駆動力）＝（合力の水平分力）−（合力の垂直分力）＊μ …（１）

【０００７】起動時（図１９中時刻ｔ₀）には、上記図
１８に示すように、移動子１のａ相の電極３ａと固定子
４のＵ相の電極６ａ、移動子１のｂ相の電極３ｂと固定
子４のＶ相の電極６ｂ、移動子１のｃ相の電極３ｃと固
定子４のＷ相の電極６ｃの位置がそれぞれ一致し、これ
らの電極３ａ〜３ｃ、電極６ａ〜６ｃ間の距離が最小と
なり、矢印Ｆ１で示すこれらの電極間に作用する力が最
大となる。一方、この時、上記組み合わせ以外の移動子
１の電極３ａ〜３ｃと固定子４の電極６ａ〜６ｃの間の
力（矢印Ｆ２，Ｆ３で示す。）は、上記矢印Ｆ１で示す
最大の力の１／１０〜１／２０程度である。上記矢印Ｆ
１で示す最大の力は、移動子１を固定子４に対して垂直
方向に吸引又は反発する方向に作用し、水平分力を持た
ない。そのため、起動時には移動子１に対する駆動力が
最小となる。

【０００８】同様に、時刻ｔ₁には、移動子１のａ相の
電極３ａと固定子４のＷ相の電極６ｃ、移動子１のｂ相
の電極３ｂと固定子４のＵ相の電極６ａ、移動子１のｃ
相の電極３ｃと固定子４のＶ相の電極６ｂの位置が一致
し、移動子４に対する駆動力が低下する。また、時刻ｔ
₂には、移動子１のａ相の電極３ａと固定子４のＶ相の
電極６ｂ、移動子１のｂ相の電極３ｂと固定子４のＷ相
の電極６ｃ、移動子１のｃ相の電極３ｃと固定子４のＵ
相の電極６ａの位置が一致し、移動子４に対する駆動力
が低下する。さらに、時刻ｔ₃には移動子１の固定子４
に対する位置は、上記図１８に示す起動時と同じである
ため、駆動力が低下する。

【０００９】このように移動子１の各相の電極３ａ〜３
ｃと固定子４の電極６ａ〜６ｃの位置が同時に一致する
ことにより、移動子４に対する駆動力が低下する瞬間が
存在すると、電極３ａ〜３ｃ、６ａ〜６ｃに対して供給
する電力を増加して移動子１１が停止しないように駆動
力を確保する必要がある。また、このように移動子１に
対する駆動力が低下する時刻が存在すると、移動子４の
作動が不安定となる。

【００１０】本発明は、上記静電アクチュエータにおけ
る問題に鑑み、起動時を含む駆動力低下時の最小駆動力
を増大し、作動の安定性の確保と供給電圧の低減を図る
ことを目的としてなされたものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】従って、請求項１は、絶
縁層に複数の電極を配置してなる固定子と、絶縁層に複
数の電極を配置してなり、上記固定子に対向して配置さ
れた移動子とを備え、移動子の電極に固定的に電圧を印
加する一方、固定子の電極に極性を切り替えて電圧を印
加して移動子を駆動する静電アクチュエータであって、
上記固定子及び／又は移動子の電極の間隔を不均一とし
たことを特徴とする静電アクチュエータを提供するもの
である。

【００１２】請求項２は、上記請求項１において、上記
固定子及び／又は移動子の電極の幅を不均一としたこと
を特徴とする静電アクチュエータを提供するものであ
る。

【００１３】請求項３は、絶縁層に３相１組の電極を多
数配設した固定子と、絶縁層に３相１組の電極を多数配
設した移動子とを備え、上記移動子の各相の電極に固定
的に電圧を印加する一方、固定子の各相の電極に極性を
切り替えて電圧を印加して移動子を駆動する静電アクチ
ュエータであって、上記移動子の電極のうち少なくとも
１相の電極を、他の相の電極に対して位置をずらせたこ
とを特徴とする静電アクチュエータを提供するものであ
る。

【００１４】請求項４は、絶縁層に３相１組の電極を多
数配設した固定子と、絶縁層に３相１組の電極を多数配
設した移動子とを備え、上記移動子の各相の電極に固定
的に電圧を印加する一方、固定子の各相の電極に極性を
切り替えて電圧を印加して移動子を駆動する静電アクチ
ュエータであって、上記移動子の電極のうち少なくとも
１相の電極を他の相の電極に対して位置をずらせて配置
すると共に、上記固定子の電極のうち少なくとも１相の
電極を他の相の電極に対して位置をずらせて配置したこ
とを特徴とする静電アクチュエータを提供するものであ
る。

【００１５】請求項５は、絶縁層に３相１組の電極を多
数配設した固定子と、絶縁層に３相１組の電極を多数配
設した移動子とを備え、上記移動子の各相の電極に固定
的に電圧を印加する一方、固定子の各相の電極に極性を
切り替えて電圧を印加して移動子を駆動する静電アクチ
ュエータであって、上記固定子の電極のうち少なくとも
１相の電極を他の相の電極に対して位置をずらせて配置
したことを特徴とする静電アクチュエータを提供するも
のである。

【００１６】請求項６は、請求項３から請求項５におい
て、上記固定子及び／又は移動子のうち少なくとも１層
の電極の幅を不均一としたことを特徴とする静電アクチ
ュエータを提供するものである。

【００１７】請求項７は、絶縁層に３相１組の電極を多
数配設した固定子と、絶縁層に３相１組の電極を多数配
設した移動子とを備え、上記移動子の電極のうち少なく
とも１相の電極を他の相の電極に対して位置をずらせて
配置し、及び／又は上記固定子の電極のうち少なくとも
１相の電極を他の相の電極に対して位置をずらせて配置
した静電アクチュエータに対して、上記移動子の各相の
電極に対して固定的に電圧を印加する一方、上記固定子
の各相の電極に対して極性を切り替えて電圧を印加して
移動子を駆動し、同じ極性の電圧を印加した移動子の電
極の間に固定子の電極が位置したときに、この電極の極
性を切り替えると共に、移動子の電極のいずれかの相の
電極が固定子のいずれかの相の電極に一致したときに、
この電極の極性を切り替えることを特徴とする静電アク
チュエータの制御方法を提供するものである。

【００１８】

【作用】本発明に係る静電アクチュエータでは、固定子
及び／又は移動子の電極の間隔を不均一としている。す
なわち、本発明の静電アクチュエータでは、移動子の電
極のうち少なくとも１相の電極を、他の相の電極に対し
て位置をずらせて配置し、及び／又は、固定子の電極の
うち少なくとも１相の電極を他の相の電極に対して位置
をずらせて配置している。そのため、本発明の静電アク
チュエータでは、移動子の各相の電極と固定子の電極の
位置が同時に一致することがなく、移動子に対する駆動
力の低下を抑制できる。

【００１９】本発明に係る静電アクチュエータの制御方
法では、固定子と移動子の少なくとも一方において、少
なくとも１相の電極を他の相の電極に対して位置をずら
せて配置し、移動子の電極のいずれかの相の電極が固定
子のいずれかの相の電極に一致したときに、この電極の
極性を切り替えるため、移動子の各相の電極と固定子の
電極の位置が同時に一致することがなく、かつ、移動子
のいずれかの相の電極と固定子の電極の位置が一致して
も、この電極間には反発力が作用するため、移動子に対
する駆動力が低下を抑制できる。また、同じ極性の電圧
を印加した移動子の電極の間に固定子の電極が位置した
ときに、この電極の極性を切り替えるため、移動子の駆
動方向と反対方向に駆動力が作用するのを防止すること
ができる。

【００２０】

【実施例】次に、図面に示す実施例に基づいて本発明に
ついて詳細に説明する。図１及び図２は、本発明の第１
実施例に係る静電アクチュエータを示している。この静
電アクチュエータは、移動子１１、固定子１２、制御手
段１３、操作スイッチ１４及び高電圧源１５を備えてい
る。

【００２１】移動子１１は、誘電体からなる絶縁層１６
を備え、細長い長方形状の複数の電極１７ａ，１７ｂ，
１７ｃ，・・・１７ａ，１７ｂ，１７ｃ・・・を絶縁層
１６に配置している。これらの電極１７ａ，１７ｂ，１
７ｃは２つ置きに位置する電極１７ａ，１７ｂ，１７ｃ
毎に相互に接続して３相の（ａ相、ｂ相，ｃ相）とし、
さらにａ相の電極１７ａとｂ相の電極１７ｂを相互に接
続している。

【００２２】上記移動子１１の各相の電極１７ａ，１７
ｂ，１７ｃは、その幅ｄを等しく設定している。上記ａ
相の電極１７ａ，１７ａ，１７ａ・・・相互間の間隔、
ｂ相の電極１７ｂ，１７ｂ，１７ｂ，・・・の相互間の
間隔及びｃ相の電極１７ｃ，１７ｃ，１７ｃ・・・の相
互間の間隔はそれぞれ一定であり、かつ、これらの間隔
は同一である（間隔Ｓ）。移動子１１のｃ相の各電極１
７ｃは、各相の電極１７ａ，１７ｂ，１７ｃ相互間を等
しい間隔で配置する場合よりも、図中左側へ一定距離
（シフト量Ｄ１）だけずらした位置に配置している。こ
のシフト量Ｄ１は、移動子１１のａ相からｃ相の電極１
７ａ〜１７ｃのいずれかの位置が、固定子１２のＵ相か
らＷ相の電極２０ａ〜２０ｃのいずれかの位置と一致し
た時に、その電極１７ａ〜１７ｃと電極２０ａ〜２０ｃ
の間の距離（対向電極間最小距離Ｌ）と等しく設定して
いる。ただし、シフト量Ｄ１は、上記対向電極間最小距
離Ｌと等しい距離に限定されるものではなく、この対向
電極間最小距離Ｌの１／３倍から３倍程度に設定すれば
よい。また、対向電極間最小距離Ｌは、電極表面の絶縁
層、帯電膜層の構成等により変化するため、シフト量Ｄ
１はそれらに応じて適宜選定すればよい。

【００２３】第１実施例では、上記のようにｃ相の電極
１７ｃを配置することにより、移動子１１の各相の電極
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ相互間の間隔を不均一に設定し
ている。すなわち、ａ相の電極１７ａとｂ相の電極１７
ｂの間隔をＰ１、ｂ相の電極１７ｂとｃ相の電極１７ｃ
の間隔をＰ２、ｃ相の電極１７ｃとａ相の電極１７ａの
間隔をＰ３とすると、（Ｐ３＞Ｐ１＞Ｐ２）となってい
る。

【００２４】上記移動子１１の電極１７ａ〜１７ｃのう
ち、ａ相及びｂ相の電極１７ａ，１７ｂはリレーＲ１に
接続されている。このリレーＲ１は制御手段１３からの
指令に応じてａ側とｂ側に切り替えられ、ａ側に切り替
えられるとａ相及びｂ相の電極１７ａ、１７ｂは高電圧
源１５の“−”に接続され、ｂ側に切り替えられるとこ
れらの電極１７ａ，１７ｂは電位“０”に接続される。
ｃ相の電極１７ｃはリレーＲ２に接続している。このリ
レーＲ２は、制御手段１３からの指令に応じてａ側とｂ
側に切り替えられ、ａ側に切り替えられるとｃ相の電極
１７ｃは高電圧源１５の“＋”に接続され、ｂ側に切り
替えられると、ｃ相の電極１７ｃは電位“０”に接続さ
れる。

【００２５】上記固定子１２は、絶縁層１９を備え、細
長い長方形状の複数の電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃ・・
・２０ａ，２０ｂ，２０ｃ・・・を絶縁層１９に配置
し、２つ置きに位置する電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃ毎
に相互に接続して３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）としてい
る。

【００２６】上記固定子１２の各相の電極２０ａ，２０
ｂ，２０ｃは、上記移動子１１の電極１７ａ，１７ｂ，
１７ｃと等しい幅ｄとしている。上記Ｕ相の電極２０
ａ，２０ａ，２０ａ・・・相互間の間隔、Ｖ相の電極２
０ｂ，２０ｂ，２０ｂ，・・・の相互間の間隔及びＷ相
の電極２０ｃ，２０ｃ，２０ｃ・・・の相互間の間隔は
それぞれ一定であり、かつ、この間隔は上記移動子１１
における間隔Ｓと同一である。また、各相の電極２０
ａ，２０ｂ，２０ｃの相互間を等しい間隔ｅ（上記間隔
Ｐ１と等しい）で配置している。

【００２７】上記固定子１２の電極２０ａ〜２０ｃのう
ち、Ｕ相の電極２０ａをリレーＲ３に接続している。こ
のリレーＲ３は、制御手段１３の指令に応じてｃ側とｄ
側とに切り替えられ、ｃ側に切り替わるとＵ相の電極２
０ａがリレーＲ６，Ｒ９側に接続され、ｄ側に切り替わ
るとＵ相の電極２０ａは電位“０”に接続される。リレ
ーＲ６，Ｒ９はそれぞれ高電圧源１５の“＋”、“−”
と接続しており、上記制御手段１３からの指令に応じて
Ｕ相の電極２０ａと高電圧源１５の“＋”側、“−”側
との間を連通、遮断する。

【００２８】同様に、上記固定子１２のＶ相の電極２０
ｂをリレーＲ４に接続している。このリレーＲ４は、制
御手段１３の指令に応じてｃ側とｄ側に切り替えられ、
ｃ側に切り替わるとＶ相の電極２０ｂはリレーＲ７，Ｒ
１０側に接続され、ｄ側に切り替わるとＶ相の電極２０
ｂは電位“０”に接続される。リレーＲ７，Ｒ１０はそ
れぞれ高電圧源１５の“＋”、“−”と接続しており、
上記制御手段１３からの指令に応じてＶ相の電極２０ｂ
と高電圧源１５の“＋”側、“−”側との間を連通、遮
断する。

【００２９】さらに、上記固定子１２のＷ相の電極２０
ｃをリレーＲ５に接続している。このリレーＲ５は、制
御手段１３の指令に応じてｃ側とｄ側に接続され、ｃ側
に接続されるとＷ相の電極２０ｃはリレーＲ８，Ｒ１１
側に接続され、ｄ側に接続されるとＷ相の電極２０ｃは
電位“０”に接続される。リレーＲ８，Ｒ１１はそれぞ
れ高電圧源１５の“＋”、“−”と接続しており、上記
制御手段１３からの指令に応じてＷ相の電極２０ｃと高
電圧源１５の“＋”側、“−”側との間を連通、遮断す
る。

【００３０】制御手段１３は、上記リレーＲ１〜Ｒ１１
を以下のように切り替えて、上記移動子１１、固定子１
２の電極１７ａ〜１７ｃ，２０ａ〜２０ｃに印加する電
圧の極性を変化させる。まず、移動子１１の電極１７
ａ，１７ｂ，１７ｃの電位を“０”とするときには、制
御手段１３は、リレーＲ１，Ｒ２をｂ側に切り替える。
また、移動子１１のａ相，ｂ相の電極２０ａ，２０ｂに
“−”の電圧を印加するときには、制御手段１３はリレ
ーＲ１をａ側に切り替える。さらに、移動子１１のｃ相
の電極１７ｃに“＋”の高電圧を印加するときには、リ
レーＲ２をａ側に切り替える。

【００３１】一方、固定子１２の電極２０ａ，２０ｂ，
２０ｃに“＋”の高電圧を印加するときには、制御手段
１３はリレーＲ３〜Ｒ５をｃ側に切り替えると共に、リ
レーＲ６〜Ｒ８を連通し、リレーＲ９〜Ｒ１１を遮断す
る。固定子１２の電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃに“−”
の高電圧を印加するときには、制御手段１３はリレーＲ
６〜Ｒ８をｃ側に切り替えると共に、リレーＲ９〜Ｒ１
１を連通し、リレーＲ６〜Ｒ８を遮断する。固定子１２
の電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃの電位を“０”とする場
合には、制御手段１３はリレーＲ３〜Ｒ５をｄ側に設定
する。

【００３２】第１実施例では、制御手段１３が上記リレ
ーＲ１〜Ｒ１１を切り替えることにより、移動子１１の
電極１７ａ〜１７ｃに固定的に電圧を印加する一方、固
定子１２の電極２０ａ〜２０ｃに周期的に極性を切り替
えて高電圧を印加する。この第１実施例の静電アクチュ
エータでは、移動子１１のｃ相の電極１７ｃの位置をａ
相、ｂ相の電極１７ａ，１７ｂに対してずらせた位置に
配置して、電極１７ａ〜１７ｃの間隔を不均一としてい
るため、移動子１１の各相の電極１７ａ，１７ｂ，１７
ｃが、同時に固定子１２の電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃ
と位置が一致して電極１７ａ〜１７ｃと電極２０ａ〜２
０ｃの距離が最小になることがない。よって第１実施例
の静電アクチュエータでは、移動子１１に対する駆動力
の最小値を増大させることができる。

【００３３】次に、図３に示す第２実施例について説明
する。上記移動子１１の各相の電極１７ａ〜１７ｃは、
その幅ｄを等しく設定している。また、上記ａ相の電極
１７ａ，１７ａ，１７ａ・・・相互間の間隔、ｂ相の電
極１７ｂ，１７ｂ，１７ｂ，・・・の相互間の間隔及び
ｃ相の電極１７ｃ，１７ｃ，１７ｃ・・・の相互間の間
隔はそれぞれ一定であり、かつ、これらの間隔は同一
（間隔Ｓ）である。

【００３４】第２実施例では、各相の電極１７ａ，１７
ｂ，１７ｃ相互間を等しい間隔で配置する場合よりも、
ａ相の電極１７ａを図中左側にシフト量Ｄ２だけずらし
た位置に配置している。また、ｃ相の電極１７ｃを図中
左側にシフト量Ｄ３だけずらした位置に配置している。
本実施例では、上記シフト量Ｄ２を対向電極間Ｌと等し
く設定し、シフト量Ｄ３を対向電極間距離Ｌの２倍に設
定している。ただし、シフト量Ｄ２及びシフト量Ｄ３の
値は、これに限定されるものではなく、上記のように絶
縁層、帯電層膜の構成に応じて適宜設定すればよい。

【００３５】第２実施例では、ａ相及びｃ相の電極１７
ａ，１７ｃを上記のように配置することにより、移動子
１１の各相の電極１７ａ，１７ｂ，１７ｃ相互間の間隔
を不均一に設定している。すなわち、ａ相の電極１７ａ
とｂ相の電極１７ｂの間隔をＰ１、ｂ相の電極１７ｂと
ｃ相の電極１７ｃの間隔をＰ２、ｃ相の電極１７ｃとａ
相の電極１７ａの間隔をＰ３とすると、（Ｐ３＞Ｐ１＞
Ｐ２）なる関係がある。第２実施例のその他の構成は上
記第１実施例と同一である。

【００３６】第２実施例では、制御手段１３が上記リレ
ーＲ１〜Ｒ１１を切り替えることにより、図４に示すよ
うに移動子１１及び固定子１２の電極１７ａ〜１７ｃ，
２０ａ〜２０ｃに高電圧を印加して移動子１１を駆動す
る。図４中、時刻ｔ₀から時刻ｔ₁は、操作スイッチ１４
は“停止”に設定されている。この移動子１１の停止時
には、移動子１１の電極１７ａ〜１７ｃ及び固定子１２
の電極２０ａ〜２０ｃの電位は“０”に設定されてい
る。

【００３７】時刻ｔ₁から時刻ｔ₂は操作スイッチ１４が
“移動”に設定されている。この間、移動子１１のａ
相、ｂ相の電極１７ａ，１７ｂには“−”の高電圧を固
定的に印加し、ｃ相の電極１７ｃに“＋”の高電圧を固
定的に印加する。一方、この時刻ｔ₁から時刻ｔ₂の間
は、固定子１２のＵ相、Ｖ相及びＷ相の電極に対して周
期的に極性を切り替えて電圧を印加している。

【００３８】上記固定子１２のＵ相、Ｖ相及びＷ相の電
極２０ａ〜２０ｃに対する“＋”と“−”の極性の切り
替えの１回のサイクルＣは、等時間間隔（時間α）の連
続する３つのステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３からなり、この
第１から第３ステップＳ１〜Ｓ３毎に、移動子１１が固
定子１２の電極２０ａ〜２０ｃの間隔ｅ分だけ図中左側
に移動する。この第１から第３ステップＳ１〜Ｓ３は、
８つのさらに細かいステップからなり、１回のサイクル
の全体では、この細かいステップが２４ある。また、Ｕ
相、Ｖ相及びＷ相の電極２０ａ〜２０ｃに対して、同一
パターンで極性を切り替えて電圧を印加しているが、Ｖ
相，Ｗ相に対してそれぞれ１ステップ分、２ステップ分
進めて極性を切り替えている。

【００３９】Ｕ相の電極２０ａに対しては、上記第１ス
テップＳ１では、第１ステップＳ１の開始から４／８α
まで（移動子１１が４／８ｅ移動するまで）“−”の高
電圧を印加する。また、第１ステップＳ１の４／８αか
ら８／８αまで（移動子１１が４／８ｅから８／８ｅ移
動するまで）は、“＋”の高電圧を印加する。次に、第
２ステップＳ２では、第２ステップＳ２の開始から６／
８αまで（移動子１１が６／８ｅ移動するまで）“−”
の高電圧を印加する。また、第２ステップＳ２の６／８
αから８／８αまで（移動子１１が６／８ｅから８／８
ｅに移動するまで）は“＋”の高電圧を印加する。さら
に、第３ステップＳ３では、第３ステップＳ３の開始か
ら７／８α（移動子１１が７／８ｅ移動するまで）
“＋”の高電圧を印加し、７／８αから８／８αまで
“−”の高電圧を印加する。

【００４０】Ｖ相の電極２０ｂに対しては、上記のよう
にＵ相の電極２０ａよりも１ステップ分だけ位相を進め
て同一パターンで高電圧を印加するから、第１ステップ
Ｓ１では、６／８αまで“−”を印加し、６／８α以降
は“＋”を印加する。第２ステップＳ２では、７／８α
まで“＋”の高電圧を印加し、７／８α以降は“−”の
高電圧を印加する。第３ステップＳ３では４／８αまで
は“−”の高電圧を印加し、４／８α以降は“＋”の高
電圧を印加する。

【００４１】Ｗ相の電極２０ｃに対しては、上記のよう
にＵ相の電極２０ａよりも２ステップ分だけ位相を進め
て同一パターンで電圧を印加するから、第１ステップＳ
１では、７／８αまで“＋”の高電圧を印加し、７／８
α以降は“−”の高電圧を印加する。第２ステップＳ２
では、４／８αまで“−”の高電圧を印加し、４／８α
以降は“＋”の高電圧を印加する。第３ステップＳ３で
は、６／８αまでは“−”の高電圧を印加し、６／８α
以降は“＋”の高電圧を印加する。

【００４２】図５（Ａ）〜（Ｉ）は、上記のように電極
１７ａ〜１７ｃ，２０ａ〜２０ｃに供給する電圧の極性
を切り替えた場合の第１ステップＳ１における移動子１
１の移動を１／８α毎に示している。まず、図５（Ａ）
に示す０／８αでは、移動子１１のｂ相の電極１７ｂと
固定子１２のＶ相の電極２０ｂの位置が一致して、この
電極１７ｂと電極２０ｂの距離は最小（対向電極間最小
距離Ｌ）となっている。そのため、この電極１７ｂと電
極２０ｂの間に作用する電磁力は、移動子１１を固定子
１４に対して垂直方向に反発する方向に作用し水平分力
を持たない。しかし、移動子１１のａ相の電極１７ａ
と、このａ相の電極１７ａに最も近接して位置する固定
子１２のＵ相の電極２０ｂとの間には、移動子１１を駆
動方向に反発する力が作用する。また、移動子１１のｃ
相の電極１７ｃと、このｃ相の電極１７ｃに最も近接し
て位置する固定子１２のＷ相の電極２０ｃとの間にも移
動子１１を駆動方向に反発する力が作用する。従って、
第１ステップＳ１の０／８α、すなわち起動時にも十分
な駆動力が得られる。

【００４３】図５（Ｂ）で示す１／８αでは、上記ａ相
とＵ相、ｃ相とＷ相間に作用する力に加えて、移動子１
１のｂ相の電極１７ｂと固定子１２のＶ相の電極２０ｂ
の間にも移動子１１を駆動方向に反発する力が作用し、
移動子１１に対する駆動力が一層大きくなる。図５
（Ｃ），（Ｄ）に示すように、２／８αも上記１／８α
と同様に移動子１１の各相の電極１７ａ，１７ｂ，１７
ｃに、移動子１１を駆動方向に反発する力が作用する。

【００４４】図５（Ｅ），（Ｆ）に示すように、第１ス
テップＳ１の開始後４／８α〜５／８αとなると、ｂ相
の電極１７ｂとＵ相の電極２０ａとの距離が接近する。
第２実施例では、４／８αでＵ相の電極２０ａに印加す
る電圧を“−”から“＋”に切り替えるため、このｂ相
の電極１７ｂとＵ相の電極２０ａとの間には、移動子１
１を駆動方向に吸引する方向に力が作用する。一方、Ｕ
相の電極２０ａを“−”に切り替えることにより、ａ相
の電極１７ａとＵ相の電極２０ａの間には、移動子１１
を駆動方向と反対方向に吸引する力が作用するが、この
力は上記ｂ相の電極１７ｂとＵ相の電極２０ａの間に作
用する力よりも小さいため、移動子１１に対する駆動力
は増大する。

【００４５】図５（Ｇ）に示すように、６／８αではｃ
相の電極１７ｃとＶ相の電極２０ｂの位置が一致して距
離が最小となる。第２実施例では、この６／８αにＶ相
の電極１７ｂに印加する電圧の極性を“−”から“＋”
に切り替える。このように電極２０ｂに印加する電圧の
極性を切り替えることにより、ｃ相の電極１７ｃには移
動子１１を垂直方向に反発する力が作用する。図５
（Ｈ）に示すように、７／８αでは、ａ相の電極１７ａ
とＷ相の電極２０ｃの距離が最小となる。第２実施例で
は、この７／８αにＷ相の電極２０ｃに印加する電圧の
極性を“＋”から“−”に切り替える。このようにａ相
の電極２０ａに印加する電圧の極性を切り替えることに
より、移動子１１を垂直方向に反発する力が作用する。

【００４６】上記したように移動子１１の電極１７ａ〜
１７ｃと、固定子１２の電極２０ａ〜２０ｃの間に作用
する力の合力が正であれば、移動子１１と固定子１４の
間の摩擦の影響を無視し得るため、上記６／８α、７／
８αで移動子１１の電極１７ａ〜１７ｃと固定子１２の
電極２０ａ〜２０ｃの位置が一致した場合に、これらの
電極１７ａ〜１７ｃ、２０ａ〜２０ｃが互いに反発する
ように電圧の極性を切り替えることにより、移動子１１
に対する駆動力を増大させることができる。

【００４７】図５（Ｉ）に示すように、８／８αでは、
ｂ相の電極１７ｂとＵ相の電極２０ａの距離が最小とな
る。第２実施例では、この８／８αにＵ相に印加する電
極２０ａの極性を“＋”から“−”に切り替えるため、
ｂ相の電極１７ｂには移動子１１を垂直方向に駆動する
力が作用する。なお、第２ステップＳ２及び第３ステッ
プＳ３における１／８α毎の移動子１１の電極１７ａ〜
１７ｃと固定子１２の電極２０ａ〜２０ｃの関係は、そ
れぞれ図６（Ａ）〜（Ｉ）、図７（Ａ）〜（Ｉ）に示す
通りである。

【００４８】第２実施例では、移動子１１のｃ相の電極
１７ｃの及びｃ相の電極１７ａの位置を電極１７ａ〜１
７ｃを等間隔で配置した場合の位置からずらせた位置に
配置して、電極１７ａ〜１７ｃの間隔を不均一としてい
るため、移動子１１の各相の電極１７ａ，１７ｂ，１７
ｃが、同時に固定子１２の電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃ
と位置が一致して電極１７ａ〜１７ｃと電極２０ａ〜２
０ｃの距離が最小になることがない。また、第２実施例
では、上記図５から図７に示すように、移動子１１の同
じ“−”の極性を固定的に印加する移動子１１のａ相の
電極１７ａとｂ相の電極１７ｂの間に、固定子１２のＵ
相からＶ相のいずれかの電極が位置した場合に（ステッ
プＳ１開始後４／８α経過時のＵ相の電極２０ａ、ステ
ップＳ２開始後４／８α経過後のＷ相の電極２０ｃ、ス
テップＳ１開始後４／８α経過時のＶ相の電極２０
ｂ）、ａ相、ｂ相の電極１７ａ，１７ｂと固定子の電極
２０ａ〜２０ｃの間に作用する力の水平分力が大きくな
るように固定子１２の電極２０ａ〜２０ｃに印加する電
圧の極性を切り替えている。

【００４９】さらに、第２実施例では、上記のように移
動子１１のａ相からｃ相の電極１７ａ〜１７ｃのいずれ
かが、固定子１２のＵ相からＶ相の電極２０ａ〜２０ｃ
のいずれかと位置が一致した場合に、その電極１７ａ〜
１７ｃ，２０ａ〜２０ｃの間に反発力が作用するように
電圧の極性を切り替えている。よって、第２実施例の静
電アクチュエータでは、移動子の最小の駆動力を大幅に
増大させることができ、移動子１１の作動が安定し、さ
らに、電極１７ａ〜１７ｃ，２０ａ〜２０ｃに対して供
給する電圧を低減することができる。なお、図４から図
７では、移動子１１が図中左側に移動する場合について
のみ説明しているが、移動子１１が図中右側に移動する
場合にも、移動子１１の各相の電極１７ａ，１７ｂ，１
７ｃが、同時に固定子１２の電極２０ａ，２０ｂ，２０
ｃと位置が一致して電極１７ａ〜１７ｃと電極２０ａ〜
２０ｃの距離が最小になることがないため、最小の駆動
力を大幅に増大して、移動子１１の作動の安定化と供給
電圧の低減を図ることができる。

【００５０】次に、図８に示す第３実施例について説明
する。この第３実施例は、移動子１１の電極１７ａ〜１
７ｃの間隔を不均一に設定し、かつ固定子１２の電極２
０ａ〜２０ｃの間隔も不均一に設定した実施例である。
上記移動子１１の各相の電極１７ａ，１７ｂ，１７ｃ
は、その幅ｄを等しく設定している。また、上記ａ相の
電極１７ａ，１７ａ，１７ａ・・・相互間の間隔、ｂ相
の電極１７ｂ，１７ｂ，１７ｂ，・・・の相互間の間隔
及びｃ相の電極１７ｃ，１７ｃ，１７ｃ・・・の相互間
の間隔はそれぞれ一定であり、かつ、これらの間隔は同
一である（間隔Ｓ）。しかし、各相の電極１７ａ，１７
ｂ，１７ｃ相互間を等しい間隔で配置する場合よりも、
ｃ相の電極１７ｃを図中左側にシフト量Ｄ４だけ移動さ
せた位置に配置することにより、移動子１１の各相の電
極１７ａ，１７ｂ，１７ｃ相互間の間隔を不均一に設定
している。すなわち、ａ相の電極１７ａとｂ相の電極１
７ｂの間隔をＰ１、ｂ相の電極１７ｂとｃ相の電極１７
ｃの間隔をＰ２、ｃ相の電極１７ｃとａ相の電極１７ａ
の間隔をＰ３とすると、（Ｐ３＞Ｐ１＞Ｐ２）なる関係
がある。

【００５１】上記固定子１２の各相の電極２０ａ，２０
ｂ，２０ｃは、その幅ｄを等しく設定し、Ｕ相の電極２
０ａ，２０ａ，２０ａ・・・相互間の間隔、Ｖ相の電極
２０ｂ，２０ｂ，２０ｂ，・・・の相互間の間隔及びｃ
相の電極２０ｃ，２０ｃ，２０ｃ・・・の相互間の間隔
はそれぞれ一定であり、かつ、これらの間隔は同一であ
る（間隔Ｓ）。しかし、固定子１２の各相の電極２０
ａ，２０ｂ，２０ｃ相互間を等しい間隔ｅで配置する場
合よりも、Ｕ相の電極２０ａを図中右側にＤ５だけずら
した位置に配置することにより、固定子１２の各相の電
極２０ａ，２０ｂ，２０ｃ相互間の間隔を不均一に設定
している。すなわち、Ｕ相の電極２０ａとＶ相の電極２
０ｂの間隔をＱ１、Ｖ相の電極２０ｂとＷ相の電極２０
ｃの間隔をＱ２（＝ｅ）、Ｗ相の電極２０ｃとＵ相の電
極２０ａの間隔をＱ３とすると（Ｑ３＞Ｑ２＞Ｑ１）な
る関係がある。第３実施例のその他の構成は上記第１実
施例と同一である。

【００５２】第３実施例では、制御手段１３が上記リレ
ーＲ１〜Ｒ１１を切り替えることにより、図９に示すよ
うに移動子１１及び固定子１２の電極１７ａ〜１７ｃ，
２０ａ〜２０ｃに高電圧を印加して移動子１１を駆動し
ている。図９中、時刻ｔ₀から時刻ｔ₁は、操作スイッチ
１４は“停止”に設定されている。この移動子１１の停
止時には、移動子１１の電極１７ａ〜１７ｃ及び固定子
１２の電極２０ａ〜２０ｃの電位は“０”に設定されて
いる。

【００５３】時刻ｔ₁から時刻ｔ₂は操作スイッチ１４が
“移動”に設定されている。この間、移動子１１のａ
相、ｂ相の電極１７ａ，１７ｂには“−”の高電圧を固
定的に印加し、ｃ相の電極１７ｃに“＋”の高電圧を固
定的に印加する。一方、この時刻ｔ₁から時刻ｔ₂の間
は、固定子１２のＵ相、Ｖ相及びＷ相の電極２０ａ〜２
０ｃに対して周期的に極性を切り替えて電圧を印加して
いる。

【００５４】Ｕ相の電極２０ａに対しては、上記第１ス
テップＳ１では、第１ステップＳ１の開始から３／８α
まで（移動子１１が３／８ｅ移動するまで）“−”の高
電圧を印加する。また、第１ステップＳ１の３／８αか
ら７／８αまで（移動子１１が３／８ｅから７／８ｅ移
動するまでの間）“＋”の高電圧を印加する。第１ステ
ップＳ１の７／８αから８／８αまで（移動子１１が７
／８ｅから８／８ｅ移動するまでの間）は“−”の高電
圧を印加する。次に、第２ステップＳ２では、第２ステ
ップＳ２の開始から６／８αまで（移動子１１が６／８
ｅ移動するまで）“−”の高電圧を印加する。また、第
２ステップＳ２の６／８αから８／８αまで（移動子１
１が６／８ｅから８／８ｅに移動するまで）は“＋”の
高電圧を印加する。

【００５５】さらに、第３ステップＳ３では、第３ステ
ップＳ３の開始から７／８α（移動子１１が７／８ｅ移
動するまで）“＋”の高電圧を印加し、７／８αから８
／８αまで“−”の高電圧を印加する。

【００５６】Ｖ相の電極２０ｂに対しては、上記のよう
にＵ相の電極２０ａよりも１ステップ分だけ位相を進め
て同一パターンで高電圧を印加している。また、Ｗ相の
電極２０ｃに対しては、上記のようにＷ相の電極２０ａ
よりも２ステップ分だけ位相を進めて同一パターンで高
電圧を印加している。図１０（Ａ）〜（Ｉ）は、上記の
ように電極１７ａ〜１７ｃ，２０ａ〜２０ｃに供給する
電圧の極性を切り替えた場合の第１ステップＳ１におけ
る移動子１１の移動を１／８α毎に示している。まず、
図１０（Ａ）に示す０／８αでは、移動子１１のｂ相の
電極１７ｂと固定子１２のＶ相の電極２０ｂが一致して
おり、この電極１７ｂと電極２０ｂの間に作用する電磁
力は、移動子１１を垂直方向に反発する方向に作用し水
平分力がない。しかし、移動子１１のａ相の電極１７ａ
と、このａ相の電極１７ａに対して最短距離に位置する
固定子１２のＵ相の電極２０ａとの間には移動子１１を
駆動方向に反発する力が作用する。また、移動子１１の
ｃ相の電極１７ｃと、このｃ相の電極１７ｃに対して最
短距離に位置する固定子１２のＷ相の電極２０ｃとの間
にも移動子１１を駆動方向に反発する力が作用する。従
って、この第１ステップＳ１の０／８α、すなわち起動
時にも十分な駆動力がある。

【００５７】図１０（Ｂ）で示す１／８αでは、上記ａ
相とＶ相、ｃ相とＷ相間に作用する力に加えて、移動子
１１のｂ相の電極１７ｂと固定子１２のＶ相の電極２０
ｂの間にも移動子１１を駆動方向に反発する力が作用
し、移動子１１に対する駆動力が一層大きくなる。

【００５８】図１０（Ｃ）に示すように、２／８αにお
いても、上記１／８αと同様に、移動子１１の各相の電
極１７ａ，１７ｂ，１７ｃに、移動子１１を駆動方向に
反発する力が作用する。図１０（Ｄ）に示すように、３
／８αでは、ｂ相の電極１７ｂは、Ｕ相の電極２０ａに
接近し、ｂ相の電極１７ｂとＵ相の電極２０ａの距離
は、ｂ相の電極１７ｂとＵ相の電極２０ｃの距離よりも
小さくなる。そのため、第３実施例では、上記Ｕ相の電
極２０ａに印加する電圧の極性を“−”から“＋”に切
り替えてｂ相の電極１７ａに対して移動子１１を駆動方
向に吸引する力を作用させている。なお、Ｕ相の電極２
０ａに対して印加する電圧を“＋”としたことにより、
ａ相の電極１７ａとＵ相の電極２０ａの間には、移動子
１１を駆動方向と反対の方向に吸引する力が作用する
が、この力は上記ｂ相の電極１７ｂとＵ相の電極２０ａ
の間に作用する力よりも小さいため、上記Ｕ相の極性の
切替により移動子１１の駆動力は向上する。

【００５９】図１０（Ｅ），（Ｆ），（Ｇ）で示すよう
に、移動子１１の位置が４／８α〜６／８αでは、移動
子１１の電極１７ａ〜１７ｃとこれらと最短距離に位置
する固定子１２の電極２０ａ〜２０ｃの間に移動子１１
を駆動方向に吸引する力が作用する。

【００６０】図１０（Ｇ）に示すように、６／８αでは
ｃ相の電極１７ｃとＶ相の電極２０ｂの距離が最小とな
る。第２実施例では、この６／８αにＶ相の電極１７ｂ
に印加する電圧の極性を“−”から“＋”に切り替える
ため、ｃ相の電極１７ｃには移動子１１を垂直方向に反
発する力が作用する。図１０（Ｈ）に示すように、７／
８αでは、ａ相の電極１７ａとＷ相の電極２０ｃの距離
が最小となる。第３実施例では、この７／８αにＷ相の
電極２０ｃに印加する電圧の極性を“＋”から“−”に
切り替えるため、ａ相の電極１７ａには移動子１１を垂
直方向に反発する力が作用する。

【００６１】図１０（Ｉ）に示すように、８／８αで
は、ａ相の電極１７ａとＷ相の電極２０ｃの距離が最小
となる。第３実施例では、この８／８αにＵ相の電極２
０ａの極性を“＋”から“−”に切り替えるため、ａ相
の電極１７ａには移動子１１を垂直方向に駆動する力が
作用する。なお、第２ステップＳ２及び第３ステップＳ
３における１／８α毎の移動子１１の電極１７ａ〜１７
ｃと固定子１２の電極２０ａ〜２０ｃの関係は、それぞ
れ図１１（Ａ）〜（Ｉ）、図１２（Ａ）〜（Ｉ）に示す
通りである。

【００６２】この第３実施例では、移動子１１のｃ相の
電極１７ｃの位置をａ相、ｂ相の電極１７ａ，１７ｂに
対してずらせた位置に配置して、電極１７ａ〜１７ｃの
間隔を不均一とし、かつ、固定子１２のＵ相の電極２０
ａの位置をずらせた位置に位置して、電極２０ａ〜２０
ｃの間隔を不均一としている。そのため、移動子１１の
各相の電極１７ａ，１７ｂ，１７ｃが、同時に固定子１
２の電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃと位置が一致して電極
１７ａ〜１７ｃと電極２０ａ〜２０ｃの距離が最小にな
ることがない。また、第３実施例では、上記図１０から
図１１に示すように、移動子１１の同じ“−”の極性を
固定的に印加する移動子１１のａ相の電極１７ａとｂ相
の電極１７ｂの間に、固定子１２のＵ相からＶ相のいず
れかの電極が位置した場合に（ステップＳ１開始後３／
８α経過時のＵ相の電極２０ａ、ステップＳ２開始後３
／８α経過後のＷ相の電極２０ｃ、ステップＳ１開始後
３／８α経過時のＶ相の電極２０ｂ）、ａ相、ｂ相の電
極１７ａ，１７ｂと固定子の電極２０ａ〜２０ｃの間に
作用する力の水平分力が大きくなるように固定子１２の
電極２０ａ〜２０ｃに印加する電圧の極性を切り替え
る。

【００６３】さらに、第２実施例では、上記のように移
動子１１のａ相からｃ相の電極１７ａ〜１７ｃのいずれ
かが、固定子１２のＵ相からＶ相の電極２０ａ〜２０ｃ
のいずれかと位置が一致した場合に、その電極１７ａ〜
１７ｃ，２０ａ〜２０ｃの間に反発力が作用するように
電圧の極性を切り替える。よって、第３実施例の静電ア
クチュエータでは、移動子の最小の駆動力を大幅に増大
させることができ、移動子１１の作動が安定し、さら
に、電極１７ａ〜１７ｃ，２０ａ〜２０ｃに対して供給
する電圧を低減することができる。

【００６４】次に、図１３に示す本発明の第４実施例に
ついて説明する。この第４実施例では、移動子１１の電
極１７ａ〜１７ｃ及び固定子１２の電極２０ａ〜２０ｃ
の間隔を不均一とすると共に、移動子１１及び固定子１
２の電極１７ａ〜１７ｃ，２０ａ〜２０ｃの幅を不均一
としている。

【００６５】移動子１１では、電極１７ａ〜１７ｃの幅
及び電極１７ａ〜１７ｃ相互間の間隔を上記第１から第
３実施例における電極１７ａ〜１７ｃの幅ｄと等しく設
定した場合を基準として、以下のように電極１７ａ〜１
７ｃ，２０ａ〜２０ｃの幅及び間隔を設定している。ま
ず、各電極１７ａ〜１７ｃの幅は、ａ相の電極１７ａの
幅ｄ１を１．２ｄ、ｂ相の電極１７ｂの幅ｄ２を１．０
ｄ、ｃ相の電極１７ｃの幅ｄ３を１．１ｄに設定してお
り、ａ相の電極１７ａ、ｃ相の電極１７ｃ、ｂ相の電極
１７ｂの順で電極の幅を大きく設定している。また、各
電極１７ａ〜１７ｃ相互間の間隔は、ａ相の電極１７ａ
とｂ相の電極１７ｂの間隔Ｐ１を０．８ｄ、ｂ相の電極
１７ｂとｃ相の電極１７ｃの間隔Ｐ２を０．９ｄ、ｃ相
の電極１７ｃとａ相の電極１７ａの間隔Ｐ３を１．０ｄ
に設定しており、（Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３）なる関係があ
る。

【００６６】固定子１２の電極２０ａ〜２０ｃの幅及び
間隔は、上記移動子１１の電極１７ａ〜１７ｃの幅及び
間隔を、図１３中左右方向に１８０°反転させたときの
状態に設定している。すなわち、各電極２０ａ〜２０ｃ
の幅は、Ｕ相の電極２０ａの幅ｄ１’を１．２ｄ、Ｖ相
の電極２０ｂの幅ｄ２’を１．１ｄ、Ｗ相の電極２０ｃ
の幅ｄ３’を１．０ｄに設定しており、Ｕ相の電極２０
ａ、Ｖ相の電極２０ｂ、Ｗ相の電極２０ｃの順で幅を大
きく設定している。また、各電極２０ａ〜２０ｃ相互間
の間隔は、Ｕ相の電極２０ａとＶ相の電極２０ｂの間隔
Ｑ１’を１．０ｄ、Ｖ相の電極２０ｂとＷ相の電極２０
ｃの間隔Ｑ２’を０．９ｄ、Ｗ相の電極２０ｃとＶ相の
電極２０ａの間隔Ｑ３’を０．８ｄに設定しており、
（Ｑ３’＜Ｑ２’＜Ｑ１’）なる関係がある。

【００６７】この第４実施例では、図１４（Ａ）〜
（Ｄ）、図１５（Ａ）〜（Ｄ）、図１６（Ａ）〜（Ｄ）
は、第４実施例において、移動子１１が図中左方向に移
動する場合の移動子１１の電極１７ａ〜１７ｃと固定子
１２の電極２０ａ〜２０ｃの関係を示している。この図
１４（Ａ）〜（Ｄ）及び図１５（Ａ）〜（Ｄ）に示すよ
うに、第４実施例では、移動子１１及び固定子１２の電
極１７ａ〜１７ｃ，２０ａ〜２０ｃの幅及び間隔を不均
一に設定しているため、移動子１１の電極１７ａ〜１７
ｃのいずれか一つが固定子１２の電極２０ａ〜２０ｃい
ずれか一つと位置が一致した時には、移動子１１の他の
電極１７ａ〜１７ｃが固定子１２の電極２０ａ〜２０ｃ
と位置が一致することがない。例えば、移動子１１が図
１４（Ｄ）に示す位置にあるとき、移動子１１のｃ相の
電極１７ｃと固定子１２のＶ相の電極２０ｂの位置が一
致して電極１７ｃと電極２０ａ間の距離が最小になって
いるが、この場合移動子１１のａ相の電極１７ａ、ｂ相
の電極１７ｂと固定子１２のＵ相の電極２０ａ、Ｖ相の
電極２０ｃとは位置が一致していない。よって、この第
４実施例の静電アクチュエータでは、移動子１１に対す
る駆動力の最小値を増大させることができる。

【００６８】また、第４実施例では、図１７（Ａ），
（Ｂ）に示すように、移動子１１の電極１７ａ，１７
ｂ，１７ｃのうちの一つ（図１７（Ａ），（Ｂ）の例で
は、ｂ相の電極１７ｂ）が固定子１２の電極２０ａ〜２
０ｃのうちの一つ（図１７（Ａ），（Ｂ）の例では、Ｖ
相の電極２０ｂ）との位置が一致したときに、これらの
電極（電極１７ｂと電極２０ｂ）が互いに反発するよう
に電圧の極性を切り替えている。また、第４実施例で
は、図１７（Ｃ），（Ｄ）に示すように、固定子１２の
電極２０ａ〜２０ｃのうちの一つ（図１７（Ｃ），
（Ｄ）の例では、Ｗ相の電極２０ｃ）が、移動子１１の
電極１７ａ〜１７ｃうちの二つ（図１７（Ｃ），（Ｄ）
の例では、ａ相の電極１７ａとｂ相の電極１７ｂ）の中
央位置となったときに、固定子１２の電極（電極２０
ｃ）と移動子１１の電極（電極１７ａ，１７ｂ）の間に
作用する吸引力、反発力が作用するように電圧の極性を
切り替える。第４実施例では、このように電圧の極性を
切り替えることによっても、移動子１１に対する駆動力
の最小値を増大させている。

【００６９】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実
施例では、移動子１１の電極１７ａ〜１７ｃのみ、ある
いは移動子１１の電極１７ａ〜１７ｃと固定子１２の電
極２０ａ〜２０ｃの両方の配列を不均一とする構成とし
ているが、固定子１２の電極２０ａ〜２０ｃの配列のみ
を不均一としてもよい。この場合も、移動子１１の電極
１７ａ〜１７ｃが同時に固定子１２の電極２０ａ〜２０
ｃと最短距離とはならないため、移動子１１の駆動力を
大幅に増大させることができ、移動子１１の作動が安定
し、供給電圧を低減することができる。

【００７０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る静電アクチュエータでは、固定子と移動子の少な
くとも一方において、少なくとも１相の電極を他の相の
電極に対して位置をずらせて配置しているため、移動子
の各相の電極が、同時に固定子の電極と位置が一致し
て、移動子の各相の電極と固定子の電極の距離が同時に
最小になることがない。よって、本発明の静電アクチュ
エータでは、移動子の最小の駆動力を大幅に増大させる
ことができ、移動子の作動が安定し、さらに、電極に対
して供給する電圧を低減することができる。

【００７１】また、本発明に係る静電アクチュエータの
制御方法では、固定子と移動子の少なくとも一方におい
て、少なくとも１相の電極を他の相の電極に対して位置
をずらせて配置し、移動子の電極のいずれかの相の電極
が固定子のいずれかの電極と一致したときに、この電極
の極性を切り替えるため、移動子の各相の電極と固定子
の電極の位置が同時に一致することがなく、かつ、移動
子のいずれかの相の電極の位置が固定子の電極の位置と
一致しても、この電極間には反発力が作用する。また、
同じ極性の電圧を印加した移動子の電極の間に固定子の
電極が位置したときに、この電極の極性を切り替えて、
移動子の移動方向と反対方向に駆動力が作用するのを防
止している。よって、本発明の静電アクチュエータの制
御方法では、移動子の最小の駆動力を大幅に増大させる
ことができ、移動子の作動が安定し、さらに、電極に対
して供給する電圧を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例に係る静電アクチュエー
タを示す概略図である。

【図２】 図１の要部拡大図である。

【図３】 第２実施例に係る静電アクチュエータを示す
要部拡大図である。

【図４】 第２実施例に係る静電アクチュエータに対す
る電圧の印加を示す波形図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｉ）は、第２実施例の作動を説明す
るための概略図である。

【図６】（Ａ）〜（Ｉ）は、第２実施例の作動を説明す
るための概略図である。

【図７】（Ａ）〜（Ｉ）は、第２実施例の作動を説明す
るための概略図である。

【図８】 本発明の第３実施例を示す概略図である。

【図９】 第３実施例に係る静電アクチュエータに対す
る電圧の印加を示す波形図である。

【図１０】 （Ａ）〜（Ｉ）は、第３実施例の作動を説
明するための概略図である。

【図１１】 （Ａ）〜（Ｉ）は、第３実施例の作動を説
明するための概略図である。

【図１２】 （Ａ）〜（Ｉ）は、第３実施例の作動を説
明するための概略図である。

【図１３】 本発明の第４実施例に係る静電アクチュエ
ータを示す要部拡大図である。

【図１４】 （Ａ）〜（Ｄ）は、第４実施例の作動を説
明するための概略図である。

【図１５】 （Ａ）〜（Ｄ）は、第４実施例の作動を説
明するための概略図である。

【図１６】 （Ａ）〜（Ｄ）は、第４実施例の作動を説
明するための概略図である。

【図１７】 （Ａ）〜（Ｄ）は、第４実施例における電
圧の極性の切替を説明するための概略図である。

【図１８】 従来の静電アクチュエータの一例を示す概
略図である。

【図１９】 図１８の静電アクチュエータへの電圧の印
加を示す波形図である。

【符号の説明】

１１ 移動子 １２ 固定子 １３ 制御手段 １４ 操作スイッチ １５ 高電圧源 １７ａ〜１７ｃ，２０ａ〜２０ｃ 電極 Ｒ１〜Ｒ１１ リレー

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁層に複数の電極を配置してなる固定
   子と、 絶縁層に複数の電極を配置してなり、上記固定子に対向
   して配置された移動子とを備え、移動子の電極に固定的
   に電圧を印加する一方、固定子の電極に極性を切り替え
   て電圧を印加して移動子を駆動する静電アクチュエータ
   であって、 上記固定子及び／又は移動子の電極の間隔を不均一とし
   たことを特徴とする静電アクチュエータ。
2. 【請求項２】 上記固定子及び／又は移動子の電極の幅
   を不均一としたことを特徴とする請求項１に記載の静電
   アクチュエータ。
3. 【請求項３】 絶縁層に３相１組の電極を多数配設した
   固定子と、絶縁層に３相１組の電極を多数配設した移動
   子とを備え、上記移動子の各相の電極に固定的に電圧を
   印加する一方、固定子の各相の電極に極性を切り替えて
   電圧を印加して移動子を駆動する静電アクチュエータで
   あって、 上記移動子の電極のうち少なくとも１相の電極を、他の
   相の電極に対して位置をずらせたことを特徴とする静電
   アクチュエータ。
4. 【請求項４】 絶縁層に３相１組の電極を多数配設した
   固定子と、絶縁層に３相１組の電極を多数配設した移動
   子とを備え、上記移動子の各相の電極に固定的に電圧を
   印加する一方、固定子の各相の電極に極性を切り替えて
   電圧を印加して移動子を駆動する静電アクチュエータで
   あって、 上記移動子の電極のうち少なくとも１相の電極を他の相
   の電極に対して位置をずらせて配置すると共に、 上記固定子の電極のうち少なくとも１相の電極を他の相
   の電極に対して位置をずらせて配置したことを特徴とす
   る静電アクチュエータ。
5. 【請求項５】 絶縁層に３相１組の電極を多数配設した
   固定子と、絶縁層に３相１組の電極を多数配設した移動
   子とを備え、上記移動子の各相の電極に固定的に電圧を
   印加する一方、固定子の各相の電極に極性を切り替えて
   電圧を印加して移動子を駆動する静電アクチュエータで
   あって、 上記固定子の電極のうち少なくとも１相の電極を他の相
   の電極に対して位置をずらせて配置したことを特徴とす
   る静電アクチュエータ。
6. 【請求項６】 上記固定子及び／又は移動子のうち少な
   くとも１層の電極の幅を不均一としたことを特徴とする
   請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の静電アク
   チュエータ。
7. 【請求項７】 絶縁層に３相１組の電極を多数配設した
   固定子と、絶縁層に３相１組の電極を多数配設した移動
   子とを備え、 上記移動子の電極のうち少なくとも１相の電極を他の相
   の電極に対して位置をずらせて配置し、及び／又は上記
   固定子の電極のうち少なくとも１相の電極を他の相の電
   極に対して位置をずらせて配置した静電アクチュエータ
   に対して、 上記移動子の各相の電極に対して固定的に電圧を印加す
   る一方、 上記固定子の各相の電極に対して極性を切り替えて電圧
   を印加して移動子を駆動し、 同じ極性の電圧を印加した移動子の電極の間に固定子の
   電極が位置したときに、この電極の極性を切り替えると
   共に、移動子の電極のいずれかの相の電極が固定子のい
   ずれかの相の電極に一致したときに、この電極の極性を
   切り替えることを特徴とする静電アクチュエータの制御
   方法。