JPH09135584A - Electrostatic actuator - Google Patents
Electrostatic actuatorInfo
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- JPH09135584A JPH09135584A JP2242696A JP2242696A JPH09135584A JP H09135584 A JPH09135584 A JP H09135584A JP 2242696 A JP2242696 A JP 2242696A JP 2242696 A JP2242696 A JP 2242696A JP H09135584 A JPH09135584 A JP H09135584A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用のサンバイ
ザー、ムーンルーフ、リアウインドあるいは各種の建築
物の窓の遮光装置の駆動源として好適に使用される静電
アクチュエータに関し、詳しくは、それぞれ絶縁層に複
数の電極を設けた固定子と移動子とを備え、固定子の電
極と移動子の電極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関
するものであり、特に、移動子の駆動時に発生する駆動
音の低減に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic actuator which is preferably used as a drive source for a window visor for a vehicle sun visor, a moon roof, a rear window or various buildings. The insulating layer is provided with a stator provided with a plurality of electrodes and a mover, the attraction force by static electricity generated between the electrode of the stator and the electrode of the mover,
The present invention relates to an electrostatic actuator that drives a moving element by a repulsive force, and particularly to reduction of driving sound generated when the moving element is driven.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種の静電アクチュエータとし
て、本出願人は先に実開平7−16599号公報におい
て図7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に電極3a,3
b,3c・・・3a,3b,3c・・・を配設し、これ
らの電極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2相としている。一方、固定
子4は、絶縁層5に電極6a,6b,6cを設け、これ
らの電極6a,6b,6cのうち2つ置きに位置する電
極6a,6b,6cを相互に接続して3相(U相,V
相,W相)としている。2. Description of the Related Art Conventionally, as an electrostatic actuator of this type, the present applicant has previously proposed an electrostatic actuator shown in FIG. 7 in Japanese Utility Model Laid-Open No. 7-16599. The moving element 1 of the electrostatic actuator has electrodes 3a, 3
b, 3c ... 3a, 3b, 3c ... are arranged, and these electrodes 3a, 3b, 3c are connected to each other, and three phases (a
Phase, b phase, c phase), and the a phase electrode 3a and the b phase electrode 3b are connected to each other to form two phases. On the other hand, the stator 4 is provided with electrodes 6a, 6b, 6c on the insulating layer 5, and the electrodes 6a, 6b, 6c located at every two of these electrodes 6a, 6b, 6c are connected to each other to form a three-phase structure. (U phase, V
Phase, W phase).
【0003】移動子1を駆動する際には、図8に示すよ
うに、上記移動子1のa相及び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。一方、固定子4に
は、“+”,“−”の2種類の極性の高電圧を周期的に
切り替えて印加する。すなわち、等時間間隔αの連続す
る3つのステップS1,S2,S3からなるサイクルT
を繰り返し、かつ、各相のサイクルT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。When the moving element 1 is driven, as shown in FIG. 8, it is negative (hereinafter referred to as "-") with respect to the a-phase and b-phase electrodes 3a and 3b of the moving element 1. The high voltage of
A positive (hereinafter referred to as "+") high voltage is fixedly applied to the phase electrodes. On the other hand, a high voltage having two types of polarities, "+" and "-", is periodically switched and applied to the stator 4. That is, the cycle T including three consecutive steps S1, S2, S3 at equal time intervals α
And the voltage is applied to the electrodes 6a, 6b, 6c of the stator 4 by shifting the phase of the cycle T of each phase by one step.
【0004】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6cに対して
は、それぞれ上記U相の電極6aよりも1ステップ、2
ステップ分だけ位相を進めて電圧を印加する。このよう
に高電圧を印加すると、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S1から第3ステップS
3の各ステップ毎に、移動子1は、上記電極3a〜3
c,6a〜6cの間隔(電極ピッチP)だけ図7中左側
に移動する。First, for the U-phase electrode 6a, the first step S1 is "+", the second step S2 is "-", and the third step is
In step S3, a high voltage is applied in a pattern of "+". Further, for the V-phase electrode 6b and the W-phase electrode 6c, one step or 2 steps more than the U-phase electrode 6a, respectively.
The voltage is applied by advancing the phase by the step. When a high voltage is applied in this way, electrostatic attraction force between the electrodes 3a to 3c of the moving element 1 and the electrodes 6a to 6c of the stator 4,
The repulsive force acts, and the first step S1 to the third step S1.
For each step of step 3, the mover 1 moves the electrodes 3a-3
It moves to the left side in FIG. 7 by the distance c (6a to 6c) (electrode pitch P).
【0005】また、図9に示すように、固定子の3相の
電極に印加する電圧V1,V2,V3を同一波形の交流と
し、1周期Cの1/3ずつ位相をずらして印加する一
方、移動子に対しては固定的に電圧を印加する静電アク
チュエータが提案されている。Further, as shown in FIG. 9, the voltages V 1 , V 2 , and V 3 applied to the three-phase electrodes of the stator are AC with the same waveform, and the phases are shifted by 1/3 of one cycle C. An electrostatic actuator has been proposed in which a voltage is fixedly applied to a moving element while being applied.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記図7及び
図8に示す実開平7−16599号公報の静電アクチュ
エータのように、矩形状の波形の交番電圧を印加して移
動子1を駆動する場合、固定子4の電極6a,6b,6
cに対して印加する電圧の極性は“+”から“−”ある
いは“−”から“+”に瞬間的に急激に切り替わるた
め、移動子1に対する駆動力も、この固定子4の電極6
a,6b,6cに対する電圧の切り替わり時に瞬間的に
急激に変化する。よって、この静電アクチュエータで
は、移動子1の駆動音が大きくなるという問題がある。However, as in the electrostatic actuator of Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 7-16599 shown in FIGS. 7 and 8, the movable element 1 is driven by applying an alternating voltage having a rectangular waveform. The electrodes 6a, 6b, 6 of the stator 4
Since the polarity of the voltage applied to c is suddenly switched from "+" to "-" or "-" to "+", the driving force for the mover 1 is also the electrode 6 of the stator 4.
When the voltage for a, 6b, and 6c is switched, it suddenly and suddenly changes. Therefore, this electrostatic actuator has a problem that the driving sound of the moving element 1 becomes loud.
【0007】また、上記図9のように固定子の電極に交
流電圧を印加する場合、電圧の極性の切り替わりは滑ら
かであるが、例えば、時刻t1に移動子を停止させる場
合には、図9中、一点鎖線で示すように、この時刻t1
以降、各相の電圧V1,V2,V3を時刻t1の時点の電圧
に保持する必要があり、移動子の位置決めのための電圧
制御が困難である問題がある。また、この図9のように
交流電圧を印加する場合には、サイリスタ等の素子を備
えた複雑な周波数制御回路が必要である。Further, when an AC voltage is applied to the electrodes of the stator as shown in FIG. 9 above, the polarity of the voltage changes smoothly, but, for example, when the mover is stopped at time t 1 , At time t 1 as indicated by the alternate long and short dash line in FIG.
After that, it is necessary to maintain the voltages V 1 , V 2 and V 3 of the respective phases at the voltage at the time t 1 , which makes it difficult to control the voltage for positioning the mover. Further, in the case of applying an AC voltage as shown in FIG. 9, a complicated frequency control circuit including an element such as a thyristor is required.
【0008】本発明は、上記従来の静電アクチュエータ
における問題を解決し、複雑な制御を行うことなく、移
動子に対する駆動力の変化を滑らかにして駆動音の低減
を図ることを目的としてなされたものである。The present invention has been made for the purpose of solving the above problems in the conventional electrostatic actuator and smoothing the change of the driving force with respect to the moving element and reducing the driving sound without performing complicated control. It is a thing.
【0009】[0009]
【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設した固定子と、絶縁層に複数の
電極を配設し、固定子に対して移動可能に対向して配置
した移動子とを備え、上記移動子の電極と固定子の電極
のいずれか一方に極性を固定して電圧を印加し、いずれ
か他方に周期的に極性を切り替えて電圧を印加し、固定
子の電極と移動子の電極の間に生じる吸引力と反発力に
より移動子を駆動する静電アクチュエータであって、上
記移動子の電極と固定子の電極のいずれか一方に極性を
切り替えて印加する電圧の波形を波形状としていること
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。Therefore, according to a first aspect of the present invention, a stator having a plurality of electrodes provided on an insulating layer and a plurality of electrodes provided on the insulating layer are movably opposed to the stator. And a voltage is applied to one of the electrodes of the mover and the electrode of the stator by fixing the polarity, and the voltage is applied to the other by periodically switching the polarity. An electrostatic actuator that drives a mover by an attractive force and a repulsive force generated between the electrode of the stator and the electrode of the mover, the polarity being switched to one of the electrode of the mover and the electrode of the stator. The present invention provides an electrostatic actuator characterized in that the waveform of the voltage applied by the device is wave-shaped.
【0010】この請求項1の静電アクチュエータのよう
に、極性を切り替えて印加する電圧の波形を波形状とし
た場合には、電圧の極性の切り替わりが滑らかであるた
め、移動子に対する駆動力も、電圧の切り替わり時に滑
らかに変化する。そのため、移動子の駆動時に発生する
駆動音が低減される。When the waveform of the voltage applied by switching the polarity is changed like the electrostatic actuator according to the first aspect of the present invention, the switching of the polarity of the voltage is smooth, so that the driving force for the moving element is also It changes smoothly when the voltage changes. Therefore, the driving sound generated when the moving element is driven is reduced.
【0011】具体的には、矩形波形の電圧を出力する高
電圧源側と上記固定子又は移動子の電極との間に抵抗等
からなる低域通過フィルタを介設していることが好まし
い。(請求項2、請求項3)Specifically, it is preferable to interpose a low-pass filter composed of a resistor or the like between the high voltage source side which outputs a rectangular waveform voltage and the electrode of the stator or the mover. (Claims 2 and 3)
【0012】この場合、高電圧源側から介して出力され
る矩形状の波形の電圧が、低域通過フィルタに入力され
ることにより高周波成分が除去され、立ち上がり部分及
び降下部分の波形が滑らかな曲線となった波形状の波形
の電圧が低域通過フィルタから電極に出力される。In this case, the rectangular waveform voltage output from the high voltage source side is input to the low pass filter to remove high frequency components, and the waveforms at the rising portion and the falling portion are smoothed. A voltage having a curved waveform is output from the low pass filter to the electrode.
【0013】上記静電アクチュエータは、上記移動子の
電極を2つ置きに配設した電極毎に互いに接続して3相
とし、かつ、これら3相のうちいずれか2相を互いに接
続して2相とし、2相毎に同一波形の電圧を印加する一
方、上記固定子の電極を2つ置きに配設した電極毎に互
いに接続して3相とし、各相毎に同一波形の電圧を印加
してもよい(請求項4)、上記移動子の電極を1つ置き
に配設した電極毎に互いに接続して2相として、各相毎
に同一波形の電圧を印加すると共に、上記固定子の電極
を1つ置きに配置した電極毎に互いに接続して2相と
し、各相毎に同一波形の電圧を印加してもよい(請求項
5)。In the electrostatic actuator, every two electrodes of the moving element are connected to each other to form three phases, and any two of these three phases are connected to each other to form two phases. The same waveform voltage is applied to each of the two phases, and the electrodes of the stator are connected to each other every two electrodes to form three phases, and the same waveform voltage is applied to each phase. Alternatively, the electrodes of the moving element may be connected to each other and the electrodes of the moving element may be connected to each other to form two phases, and the same waveform voltage may be applied to each phase. The electrodes may be connected to each other and the two electrodes may be connected to each other to form two phases, and the voltage having the same waveform may be applied to each phase (claim 5).
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】次に、図面に示す実施の形態に基
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実施形態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。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings. 1 and 2
FIG. 4 shows an electrostatic actuator according to the first embodiment of the present invention. This electrostatic actuator includes a moving element 11,
The stator 12, the control means 13, the operation switch 14, and the high voltage source 15 are provided.
【0015】移動子11は、固定子12に対して平行移
動可能に対向して配置され、図2(A)に示すように、
誘電体からなる板状の絶縁層16の一方の面に、導電性
を有する金属からなり細長い長方形状の複数の電極17
a,17b,17c・・・17a,17b,17c・・
・を互いに平行に設けている。このうち電極17aは、
絶縁層16の電極17a,17b,17cを設けたほう
の面の一方の側部に設けた給電部18Aに接続してお
り、a相を構成している。また、電極17b,17c
は、絶縁層16の電極17a,17b,17cを設けた
ほうの面の他方の側部に設けた給電部18Bに接続して
おり、bc相を構成している。The mover 11 is arranged so as to be movable in parallel with the stator 12, and as shown in FIG.
A plurality of elongated rectangular electrodes 17 made of a conductive metal are formed on one surface of the plate-shaped insulating layer 16 made of a dielectric material.
a, 17b, 17c ... 17a, 17b, 17c ...
Are provided in parallel with each other. Of these, the electrode 17a is
It is connected to a power feeding portion 18A provided on one side of the surface of the insulating layer 16 on which the electrodes 17a, 17b, and 17c are provided, and constitutes an a phase. Also, the electrodes 17b, 17c
Is connected to a power feeding portion 18B provided on the other side of the surface of the insulating layer 16 on which the electrodes 17a, 17b, 17c are provided, and forms a bc phase.
【0016】上記移動子11の各相の電極17a,17
b,17cは、その幅d1を等しく設定している。ま
た、電極17a,17b,17c相互間の間隔(電極ピ
ッチP1)も等しく設定している。Electrodes 17a, 17 of each phase of the mover 11
b and 17c have the same width d1. The intervals (electrode pitch P1) between the electrodes 17a, 17b, 17c are also set to be equal.
【0017】上記移動子11のa相の電極17aは、上
記給電部18Aを介してリレーR1に接続している。こ
のリレーR1は制御手段13からの指令に応じて、x側
とy側に切り替えられ、x側に切り替えられるとa相の
電極17aが高電圧源15の“+”側に接続され、y側
に切り替えられるとa相の電極17aが電位“0”(グ
ラウンド)に接続される。また、移動子11のbc相の
電極17b,17cは、上記給電部18Bを介してリレ
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、x側とy側に切り替えられ、x側
に切り替えられるとbc相の電極17b,17cは高電
圧源15の“−”側に接続され、y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。The a-phase electrode 17a of the mover 11 is connected to the relay R1 via the power supply section 18A. This relay R1 is switched to the x side and the y side in response to a command from the control means 13, and when switched to the x side, the a-phase electrode 17a is connected to the “+” side of the high voltage source 15 and the y side. When switched to, the a-phase electrode 17a is connected to the potential "0" (ground). Further, the bc-phase electrodes 17b and 17c of the moving element 11 are connected to the relay R2 via the power feeding section 18B. This relay R2 is a control means 13
In response to a command from, the x side and the y side are switched. When switched to the x side, the bc-phase electrodes 17b and 17c are connected to the “−” side of the high voltage source 15 and switched to the y side to c. The phase electrode 17c is connected to the potential "0".
【0018】上記固定子12は、図2(B)に示すよう
に、誘電体からなる板状の絶縁層20の一方の面に、導
電性を有する金属からなり細長い長方形状の複数の電極
21a,21b,21c・・・21a,21b,21c
・・・を設けている。これらの電極21a,21b,2
1cは、1つ置きに位置する電極21a,21b,21
c毎に互いに接続している。このうち電極21aは、絶
縁層20の電極21a,21b,21cを設けたほうの
面の一方の側部に設けた給電部22Aに接続しており、
U相を構成している。また、電極21bは、絶縁層20
の電極21a,21b,21cを設けたほうの面の他方
の側部に設けた給電部22Bに接続しており、V相を構
成している。さらに、電極21cは、絶縁層20の電極
21a,21b,21cを設けた面と反対側の面に設け
た給電部22Cに、絶縁層20に設けた貫通孔(スルホ
ール20a)に配置した導電部材23を介して接続して
おり、W相を形成している。As shown in FIG. 2B, the stator 12 has a plurality of elongated rectangular electrodes 21a made of conductive metal on one surface of a plate-shaped insulating layer 20 made of a dielectric material. , 21b, 21c ... 21a, 21b, 21c
... are provided. These electrodes 21a, 21b, 2
1c is an electrode 21a, 21b, 21 located every other position
They are connected to each other every c. Of these, the electrode 21a is connected to a power feeding portion 22A provided on one side of the surface of the insulating layer 20 on which the electrodes 21a, 21b, and 21c are provided,
It constitutes the U phase. In addition, the electrode 21b is the insulating layer 20.
The electrodes 21a, 21b, and 21c are connected to a power supply portion 22B provided on the other side of the surface on which the electrodes 21a, 21b, and 21c are provided, and form a V phase. Further, the electrode 21c is a conductive member disposed in a through hole (through hole 20a) provided in the insulating layer 20 in a power feeding portion 22C provided on the surface of the insulating layer 20 opposite to the surface provided with the electrodes 21a, 21b, and 21c. They are connected via 23 and form a W phase.
【0019】上記固定子12の各相の電極21a,21
b,21cは、その幅d2を等しく設定しており、ま
た、この幅d2は、上記移動子11の各相の電極17
a,17bの幅d1と等しい。さらに、各電極21a,
21b,21c間の電極ピッチP2も一定であり、この
電極ピッチP2は、上記移動子11の電極ピッチP1と
等しく設定している。Electrodes 21a, 21 of each phase of the stator 12
b and 21c have the same width d2, and the width d2 is the width of the electrode 17 of each phase of the mover 11.
It is equal to the width d1 of a and 17b. Furthermore, each electrode 21a,
The electrode pitch P2 between 21b and 21c is also constant, and this electrode pitch P2 is set equal to the electrode pitch P1 of the mover 11.
【0020】上記固定子12の電極21a,21b,2
1cのうち、U相の電極21aは、上記給電部22Aか
らリレーR3を介して高電圧源15の“+”側と接続す
ると共に、リレーR6を介して高電圧源15の“−”側
と接続し、さらに、リレーR9を介して電位“0”に接
続している。同様に、上記固定子12の電極21a,2
1b,21cのうち、V相の電極21bは、上記給電部
22Bから、リレーR4を介して高電圧源15の“+”
側と接続すると共に、リレーR7を介して高電圧源15
の“−”側と接続し、さらに、リレーR10を介して電
位“0”に接続している。また、上記固定子12の電極
21a,21b,21cのうち、W相の電極21cは、
上記給電部22Cから、リレーR5を介して高電圧源1
5の“+”側と接続すると共に、リレーR8を介して高
電圧源15の“−”側と接続し、さらに、リレーR11
を介して電位“0”に接続している。リレーR3〜R1
1は、制御手段13の指令に応じて切り替わり、固定子
12の電極21a,21b,21cと、高電圧源15の
“−”側、“+”側あるいは電位“0”との間を連通、
遮断する。Electrodes 21a, 21b, 2 of the stator 12
1c, the U-phase electrode 21a is connected to the "+" side of the high voltage source 15 via the relay R3 and the "-" side of the high voltage source 15 via the relay R6. And further connected to the potential "0" via the relay R9. Similarly, the electrodes 21a, 2 of the stator 12 are
Of the electrodes 1b and 21c, the V-phase electrode 21b is connected to the "+" of the high voltage source 15 from the power feeding portion 22B via the relay R4.
Side of the high voltage source 15 via the relay R7
Is connected to the "-" side of the relay node, and is further connected to the potential "0" via the relay R10. Of the electrodes 21a, 21b, 21c of the stator 12, the W-phase electrode 21c is
The high voltage source 1 from the power feeding unit 22C via the relay R5.
5 is connected to the "+" side, and is also connected to the "-" side of the high voltage source 15 via the relay R8.
It is connected to the potential "0" via. Relays R3 to R1
1 is switched in response to a command from the control means 13, and connects the electrodes 21a, 21b, 21c of the stator 12 and the "-" side, "+" side or the potential "0" of the high voltage source 15 to each other,
Cut off.
【0021】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,17b,17c,21a,21b,2
1cに印加する電圧の極性を変化させる。まず、移動子
11のa相の電極17aに“+”の電圧を印加するとき
には、制御手段13はリレーR1をx側に切り替え、電
位を“0”とする場合には、リレーR1をy側に切り替
える。また、移動子11のbc相の電極17b,17c
に“−”の高電圧を印加するときには、リレーR2をx
側に切り替え、電位を“0”とする場合には、リレーR
2をy側に切り替える。The control means 13 includes the relays R1 to R11.
Are switched as follows, and the mover 11 and the stator 1 are
Two electrodes 17a, 17b, 17c, 21a, 21b, 2
The polarity of the voltage applied to 1c is changed. First, when the voltage of "+" is applied to the a-phase electrode 17a of the mover 11, the control means 13 switches the relay R1 to the x side, and when the potential is "0", the relay R1 is set to the y side. Switch to. Also, the bc-phase electrodes 17b and 17c of the mover 11 are
When applying a high voltage of "-" to the relay R2,
When switching to the side and setting the potential to "0", relay R
Switch 2 to the y side.
【0022】一方、固定子12の電極21a,21b,
21cに“+”の高電圧を印加するときには、制御手段
13がリレーR3,R4,R5を連通させると共に、リ
レーR6〜R11を遮断する。また、固定子12の電極
21a,21b,21cに“−”の高電圧を印加すると
きには、制御手段13はリレーR6,R7,R8を連通
させると共に、リレーR3〜R5及びリレーR9〜R1
1を遮断する。さらに、固定子12の電極21a,21
b,21cの電位を“0”にする場合は、リレーR9,
R10,R11を連通させると共に、リレーR3〜R8
を遮断する。On the other hand, the electrodes 21a, 21b of the stator 12 are
When a high voltage of "+" is applied to 21c, the control means 13 connects the relays R3, R4 and R5 and cuts off the relays R6 to R11. Further, when a high voltage of "-" is applied to the electrodes 21a, 21b, 21c of the stator 12, the control means 13 makes the relays R6, R7, R8 communicate, and the relays R3 to R5 and the relays R9 to R1.
Block 1 Further, the electrodes 21a, 21 of the stator 12 are
When setting the potentials of b and 21c to "0", relay R9,
While connecting R10 and R11, relays R3 to R8
Cut off.
【0023】上記リレーR3〜R11と固定子12の電
極21a〜21cの間には、抵抗25A,25B,25
Cを介設している。抵抗25Aは、U相の電極21aと
リレーR3,R6,R9の間に介設している。また、抵
抗25Cは、V相の電極21bとリレーR4,R7,R
10の間に介設している。さらに、抵抗25Cは、W相
の電極R5,R8,R11の間に介設している。これら
の抵抗25A,25B,25Cは低域通過フィルタとし
て機能し、後述するように、リレーR3〜R11側から
入力される矩形状の波形の交番電圧から高周波成分を除
去して、立ち上がり及び降下部分が滑らかな曲線を呈す
る波形状の波形に変換し、上記固定子12の電極21
a,21b,21cに出力する。Between the relays R3 to R11 and the electrodes 21a to 21c of the stator 12, there are resistors 25A, 25B and 25.
C is installed. The resistor 25A is interposed between the U-phase electrode 21a and the relays R3, R6 and R9. Further, the resistor 25C includes the V-phase electrode 21b and the relays R4, R7, R.
It is installed between 10. Further, the resistor 25C is provided between the W-phase electrodes R5, R8, and R11. These resistors 25A, 25B, and 25C function as a low-pass filter, and as described later, remove high-frequency components from the alternating voltage of rectangular waveform input from the relays R3 to R11 side, and rise and fall portions. Is converted into a wave shape having a smooth curve, and the electrode 21 of the stator 12 is converted.
a, 21b, 21c.
【0024】次に、本実施形態の作動について説明す
る。この静電アクチュエータでは、制御手段13が操作
スイッチ14の設定に応じて、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〜1
7cに固定的に電圧を印加する一方、固定子12の電極
21a〜21cに対して周期的に極性を切り替えて高電
圧を印加する。図3中、時刻t0までは、操作スイッチ
14が“停止”に設定されている。この間、移動子11
のa相、bc相の電極17a〜17c及び固定子12の
U相、V相、W相の電極21a〜21cに対して印加さ
れる電圧は“0”であり、移動子11は停止状態にあ
る。Next, the operation of this embodiment will be described. In this electrostatic actuator, the controller 13 controls the relays R1 to R11 according to the setting of the operation switch 14.
By switching the electrodes 17a to 1 of the moving element 11.
7c is applied with a fixed voltage, while the electrodes 21a to 21c of the stator 12 are periodically switched in polarity to apply a high voltage. In FIG. 3, the operation switch 14 is set to “stop” until time t 0 . During this time, the mover 11
The voltage applied to the a-phase and bc-phase electrodes 17a to 17c and the U-phase, V-phase, and W-phase electrodes 21a to 21c of the stator 12 is "0", and the mover 11 is stopped. is there.
【0025】時刻t0からは、操作スイッチ14が“右
側に移動”に設定される。この時刻t0から移動子11
のa相の電極17aには“+”の高電圧が固定的に印加
され、bc相の電極17b,17cには“−”の高電圧
が固定的に印加される。From time t 0 , the operation switch 14 is set to “move to the right”. From this time t 0
A high voltage of "+" is fixedly applied to the a-phase electrode 17a, and a high voltage of "-" is fixedly applied to the bc-phase electrodes 17b and 17c.
【0026】一方、時刻t0より固定子12の各相の電
極21a〜21cに対しては、極性及び電圧値を周期的
に切り替えて電圧が印加される。この固定子12に対し
て印加する電圧の極性の切替の周期Tは、等時間間隔α
の3個のステップからなる。また、U相の電極21a、
V相の電極21b及びW相の電極21cに対して同一の
パターンで極性を切り替えているが、V相にはU相に対
して1ステップ(1/3・T)だけ位相を進めて極性を
切り替えると共に、W相にはU相に対してそれぞれ2ス
テップ(2/3・T)だけ位相を進めて極性を切り替え
ている。On the other hand, from time t 0 , the polarity and the voltage value are periodically switched and the voltage is applied to the electrodes 21 a to 21 c of each phase of the stator 12. The cycle T for switching the polarity of the voltage applied to the stator 12 is equal to the time interval α.
It consists of three steps. In addition, the U-phase electrode 21a,
The polarities are switched in the same pattern for the V-phase electrode 21b and the W-phase electrode 21c, but the V-phase is advanced by one step (1/3 · T) with respect to the U-phase to change the polarity. At the same time as switching, the phase of the W phase is advanced by 2 steps (2/3 · T) with respect to the U phase, and the polarity is switched.
【0027】まず、第1のステップS1(時刻t0から
時刻t1)では、U相:“+”、V相:“+”、W相:
“−”とする。また、第2のステップS2(時刻t1か
ら時刻t2)では、U相:“+”、V相:“−”、W
相:“+”とする。さらに、第3のステップS3(時刻
t2から時刻t3)では、U相:“−”、V相:“+”、
W相:“+”とする。以下、第1から第3のステップS
1〜S3を繰り返す。First, in the first step S1 (time t 0 to time t 1 ), U phase: “+”, V phase: “+”, W phase:
Set to "-". In the second step S2 (time t 1 to time t 2 ), U phase: “+”, V phase: “−”, W
Phase: "+". Further, in the third step S3 (time t 2 to time t 3 ), U phase: “−”, V phase: “+”,
W phase: “+”. Hereinafter, the first to third steps S
Repeat 1 to S3.
【0028】上記のように移動子11の電極17a,1
7b,17c及び固定子12の電極21a,21b,2
1cに電圧を印加すると、移動子11の電極17a,1
7b,17cと固定子12の電極21a,21b,21
cの間に生じる静電気による吸引力、反発力により移動
子11が図中右方向に移動する。As described above, the electrodes 17a, 1 of the moving element 11 are
7b, 17c and electrodes 21a, 21b, 2 of the stator 12
When a voltage is applied to 1c, the electrodes 17a, 1
7b, 17c and electrodes 21a, 21b, 21 of the stator 12
The mover 11 moves to the right in the figure due to the attractive force and repulsive force due to static electricity generated between c.
【0029】上記高電圧源15からリレーR3〜R8を
介して出力される交番電圧の波形は、図3中、二点鎖線
で示すように、矩形状である。このリレーR3〜R8か
ら出力された矩形状波形の電圧は、リレーR3〜R8と
固定子21a〜21cの間に介設した低域通過フィルタ
である抵抗25A,25B,25Cに入力され高周波成
分が除去される。そのため、上記二点鎖線で示す抵抗2
5A〜25Cより出力される電圧の波形には時間遅れが
生じ、電圧の立ち上がり部分aが図中上に凸の滑らかな
傾斜曲線となる一方、電圧の降下する部分bが図中下に
凸の滑らかな傾斜曲線となり、図3中、実線で示すよう
な波形状の波形となる。The waveform of the alternating voltage output from the high voltage source 15 via the relays R3 to R8 is rectangular as shown by the chain double-dashed line in FIG. The rectangular waveform voltage output from the relays R3 to R8 is input to the resistors 25A, 25B and 25C which are low pass filters interposed between the relays R3 to R8 and the stators 21a to 21c, and the high frequency components are To be removed. Therefore, the resistance 2 shown by the two-dot chain line
There is a time delay in the waveform of the voltage output from 5A to 25C, and the rising portion a of the voltage has a smooth slope curve that is convex upward in the figure, while the portion b where the voltage drops is convex downward in the figure. The curve becomes a smooth slope, and has a wave shape as shown by the solid line in FIG.
【0030】このように本実施形態では、固定子12の
電極21a〜21cに印加される電圧の波形が、立ち上
がりの部分aと降下する部分bが滑らかな傾斜曲線であ
る波形状であり、電圧が“+”から“−”あるいは
“−”から“+”へ滑らかに切り替わるため、この固定
子12の電極21a〜21cに対する電圧の切り替わり
時の移動子11の駆動力の変化も滑らかである。よっ
て、この静電アクチュエータでは、上記図7及び図8に
示した従来の矩形状波形の交番電圧をそのまま移動子の
電極に対して印加する静電アクチュエータと比較して移
動子11の駆動音を大きく低減することができる。As described above, in the present embodiment, the waveform of the voltage applied to the electrodes 21a to 21c of the stator 12 is a wave shape in which the rising portion a and the falling portion b are smooth sloped curves, and the voltage is Smoothly switches from "+" to "-" or from "-" to "+", so that the driving force of the mover 11 changes smoothly when the voltage applied to the electrodes 21a to 21c of the stator 12 changes. Therefore, in this electrostatic actuator, the driving sound of the mover 11 is compared with the electrostatic actuator that directly applies the alternating voltage of the rectangular waveform shown in FIGS. 7 and 8 to the electrode of the mover. It can be greatly reduced.
【0031】また、上記のように固定子12の電極21
a〜21cに対して極性を切り替えて印加する電圧の波
形を波形状にするには、上記抵抗25A〜25Cを高電
圧源15側と電極21a〜21cの間に介設すればよ
く、上記図9に示す交流波形の電圧を印加する場合のよ
うな複雑な周波数制御回路を設ける必要がないため、コ
ストを低減することができる。Further, as described above, the electrodes 21 of the stator 12 are
In order to change the polarity of the voltage applied to a to 21c by switching the polarity, the resistors 25A to 25C may be provided between the high voltage source 15 side and the electrodes 21a to 21c. Since it is not necessary to provide a complicated frequency control circuit as in the case of applying the voltage of the AC waveform shown in FIG. 9, the cost can be reduced.
【0032】図3中、上記電圧の立ち上がりの部分a及
び降下の部分bの時間遅れは、抵抗25A〜25Cの抵
抗値により変化し、抵抗値が大きい程時間遅れが大きく
なり、電圧が上昇に要する時間も長くなる。この時間遅
れの程度を示す時定数τ(s)は、抵抗25A〜25C
の抵抗値をR(Ω)、U相、V相あるいはW相の電極2
1a〜21cの静電容量の総和をC(F)とすると、
(τ=R・C)で表される。In FIG. 3, the time delay of the rising part a and the falling part b of the voltage changes depending on the resistance value of the resistors 25A to 25C. The larger the resistance value, the longer the time delay and the higher the voltage. It also takes a long time. The time constant τ (s) indicating the degree of this time delay is the resistance 25A to 25C.
The resistance value of R (Ω), U-phase, V-phase or W-phase electrode 2
If the total sum of the electrostatic capacitances of 1a to 21c is C (F),
It is represented by (τ = R · C).
【0033】本実施形態では、上記U相、V相あるいは
W相の電極21a〜21cの静電容量の総和Cはそれぞ
れ8000PFであり、上記抵抗25A〜25Cの抵抗
値Rを500KΩとしているため、時定数τは、(80
00×10-12)×(500×103)=40×10-4=
4(ms)となる。このように4msの時間遅れがある
と電圧が適切な時間をかけて上昇、下降するため、上記
移動子11の騒音を大きく低減することができる。In the present embodiment, the sum total C of the capacitances of the U-phase, V-phase or W-phase electrodes 21a to 21c is 8000 PF, and the resistance value R of the resistors 25A to 25C is 500 KΩ. The time constant τ is (80
00 × 10 -12 ) × (500 × 10 3 ) = 40 × 10 -4 =
It becomes 4 (ms). As described above, when there is a time delay of 4 ms, the voltage rises and falls over an appropriate time, so that the noise of the mover 11 can be greatly reduced.
【0034】しかし、上記抵抗25A〜25Cの抵抗値
は、上記500KΩに限定されるものではなく、電極2
1a〜21cの静電容量Cに応じて、好適な時定数τと
なるように設定すればよい。上記のように電極21a〜
21cの静電容量Cが8000PFの場合には、抵抗2
5A〜25Cの抵抗値Rは、300KΩから1MΩの範
囲で設定することが好ましい。この場合、抵抗値Rを1
MΩ以上に設定すると、騒音低減の効果は得られるが、
時定数τが大きすぎるため、1ステップの時間αを短く
すると、電圧が上昇し切らないあるいは下降し切らない
うちに時間αを経過してしまうため、移動子11を高速
で駆動することができなくなる。一方、抵抗値Rを30
0KΩ以下に設定すると、時定数τが小さすぎるため
に、抵抗24A〜25Cを設けない場合と変わらない程
電圧が急激に上昇あるいは降下してしまい騒音低減の効
果を十分に得られない。However, the resistance values of the resistors 25A to 25C are not limited to the above-mentioned 500 KΩ, and the electrode 2
The time constant τ may be set to a suitable value depending on the electrostatic capacitance C of 1a to 21c. As described above, the electrodes 21a ...
If the capacitance C of 21c is 8000 PF, the resistance 2
The resistance value R of 5A to 25C is preferably set in the range of 300 KΩ to 1 MΩ. In this case, the resistance value R is 1
If it is set to MΩ or more, the noise reduction effect can be obtained,
Since the time constant τ is too large, if the time α for one step is shortened, the time α elapses before the voltage has risen or dropped completely, so that the mover 11 can be driven at high speed. Disappear. On the other hand, the resistance value R is 30
If it is set to 0 KΩ or less, the time constant τ is too small, and the voltage sharply rises or drops to the same level as in the case where the resistors 24A to 25C are not provided, and the effect of noise reduction cannot be sufficiently obtained.
【0035】時刻t4に操作スイッチ14が“停止”に
設定されると、移動子11の電極17a〜17b及び固
定子12の電極21a〜21cに印加される電圧は
“0”となる。[0035] When the operation switch 14 at time t 4 is set to "stop", the voltage applied to the electrodes 21a~21c electrode 17a~17b and the stator 12 of the moving element 11 becomes "0".
【0036】なお、操作スイッチ14が“左側に移動”
に設定された場合には、固定子12の電極21a,21
b,21cに対して同一パターンで、かつV相の電極2
1bとW相の電極21cに対して、U相の電極21aよ
りそれそれ1ステップ、2ステップだけ位相を遅らせ
て、極性を切り替えて電圧を印加が印加される。The operation switch 14 is "moved to the left".
Is set to, the electrodes 21a, 21 of the stator 12 are
V-phase electrode 2 with the same pattern for b and 21c
A voltage is applied to the 1b and W-phase electrodes 21c by delaying the phase by one step or two steps from the U-phase electrode 21a and switching the polarities.
【0037】図4及び図5は、本発明の第2実施形態を
示している。第2実施形態の移動子21は、図5(A)
に示すように、誘電体からなる絶縁層26の一方の面
に、導電性を有する金属からなり、細長い長方形状の複
数の電極27a,27b,・・・27a,27b・・・
を設けている。これらの電極27a,27bは一つ置き
に位置する電極27a,27b毎に絶縁層26の両側に
設けた給電部28A,28Bに接続しており、一方の給
電部28Aに接続された電極27a,27a・・・がa
相を構成し、他方の給電部28Bに接続された電極27
b,27b・・・・がb相を構成している。4 and 5 show a second embodiment of the present invention. The moving element 21 of the second embodiment is shown in FIG.
As shown in FIG. 7, a plurality of elongated rectangular electrodes 27a, 27b, ... 27a, 27b, which are made of a conductive metal, are formed on one surface of the insulating layer 26 made of a dielectric material.
Is provided. These electrodes 27a and 27b are connected to the power supply parts 28A and 28B provided on both sides of the insulating layer 26 for every other electrode 27a and 27b, and the electrodes 27a and 27b connected to one power supply part 28A are 27a ... is a
The electrode 27 that constitutes a phase and is connected to the other power feeding portion 28B
., b, 27b ...
【0038】上記移動子21の各相の電極27a,27
bは、その幅d1を等しく設定している。また、a相の
電極27a、b相の電極27b毎の電極ピッチは等しく
設定しており、a相の電極27aのうちの任意の電極2
7aと、この電極27aの図4中右側に隣接するb相の
電極27b間の間隔をL1、b相の電極27bのうちの
任意の電極27bと、この電極27bの図4中右側に隣
接するa相の電極27aの間隔をL2とすると、L1:
L2は1:1である。Electrodes 27a, 27 of each phase of the mover 21
b has the same width d1. Further, the electrode pitch of each of the a-phase electrodes 27a and the b-phase electrodes 27b is set to be equal, and an arbitrary electrode 2 among the a-phase electrodes 27a is set.
7a and the interval between the b-phase electrodes 27b adjacent to the right side of FIG. 4 of this electrode 27a is L1, and any electrode 27b of the b-phase electrodes 27b is adjacent to the right side of FIG. 4 of this electrode 27b. When the distance between the a-phase electrodes 27a is L2, L1:
L2 is 1: 1.
【0039】上記移動子21の電極27a,27bのう
ち、a相の電極27aは、給電部28A、リレーR21
を介して高電圧源15の“−”側と電位“0”に接続し
ている。また、上記移動子21の電極27a,27bの
うち、b相の電極27bは、給電部28B、リレーR2
2を介して高電圧源15の“+”側と電位“0”に接続
している。リレーR21,R22は制御手段13からの
指令に応じてx側とy側に切替えられ、x側に切り替え
られると上記電極27a,27bが高圧電源15の
“−”側又は“+”側に接続され、y側に切り替えられ
ると上記電極27a,27bが電位“0”に接続され
る。Of the electrodes 27a and 27b of the mover 21, the a-phase electrode 27a is the power feeding portion 28A and the relay R21.
Is connected to the “−” side of the high voltage source 15 and the potential “0” via. In addition, of the electrodes 27a and 27b of the mover 21, the electrode 27b of the phase b is the power supply unit 28B and the relay R2.
The high voltage source 15 is connected to the “+” side and the potential “0” via the line 2. The relays R21 and R22 are switched to the x side and the y side according to a command from the control means 13, and when switched to the x side, the electrodes 27a and 27b are connected to the "-" side or the "+" side of the high voltage power supply 15. The electrodes 27a and 27b are connected to the potential "0" when switched to the y side.
【0040】一方、固定子22は、図5(B)に示すよ
うに、誘電体からなる板状の絶縁層29の一方の面に、
導電性を有する金属からなり、細長い長方形状の複数の
電極30a,30b・・・30a,30b・・・を設け
ている。これらの電極30a,30bは一つ置きに位置
する電極30a,30b毎に絶縁層29の両側に設けた
給電部32A,32Bに接続され、一方の給電部32A
に接続された電極30a,30a・・・がU相を構成
し、他方の給電部32Bに接続された電極30b,30
b・・・がV相を構成している。On the other hand, as shown in FIG. 5 (B), the stator 22 is formed on one surface of a plate-shaped insulating layer 29 made of a dielectric material.
A plurality of elongated rectangular electrodes 30a, 30b ... 30a, 30b ..., which are made of a conductive metal, are provided. These electrodes 30a and 30b are connected to the power feeding parts 32A and 32B provided on both sides of the insulating layer 29 for every other electrode 30a and 30b, and one of the electrodes 30a and 30b is connected.
The electrodes 30a, 30a, ..., Which are connected to each other form a U-phase, and the electrodes 30b, 30 which are connected to the other power feeding portion 32B are connected.
b ... constitutes the V phase.
【0041】上記固定子22の各相の電極30a,30
bは、その幅d2を等しく設定しており、また、この幅
d2は、上記移動子21の各相の電極27a,27bの
幅d1と等しい。固定子22のU相の電極30aとV相
の電極30bの間の間隔を、不均一に設定している。す
なわち、U相の電極30aと、この電極30aの図4中
右側に隣接するV相の電極30bの距離をL3、V相の
電極30bと、この電極30bの図4中右側に隣接する
U相の電極30aの距離をL4とすると、L3:L4を
1:3に設定している。Electrodes 30a, 30 of each phase of the stator 22
The width b2 of b is set to be equal, and the width d2 is equal to the width d1 of the electrodes 27a and 27b of each phase of the mover 21. The gap between the U-phase electrode 30a and the V-phase electrode 30b of the stator 22 is set to be non-uniform. That is, the distance between the U-phase electrode 30a and the V-phase electrode 30b adjacent to the right side in FIG. 4 of this electrode 30a is L3, and the V-phase electrode 30b and the U-phase adjacent to the right side in FIG. 4 of this electrode 30b. L3: L4 is set to 1: 3, where L4 is the distance between the electrodes 30a.
【0042】このように、第2実施形態の静電アクチュ
エータでは、固定子22の電極30a,30bの電極ピ
ッチを不均一として、移動子21の電極27a,27b
と固定子22の電極30a,30bを共に2相としてい
るため、移動子21及び固定子22のいずれにもスルー
ホールや導電部材を設ける必要がなく、移動子21及び
固定子22の構造が簡単である。また、移動子21と固
定子22の電極27a,27b,30a,30bを2相
としたため、固定子の電極を3相とした場合と比較し
て、後述する極性の切替に必要なリレーの個数を低減す
ることができる。As described above, in the electrostatic actuator of the second embodiment, the electrodes 30a and 30b of the stator 22 are made non-uniform in electrode pitch, and the electrodes 27a and 27b of the mover 21 are arranged.
Since both the electrodes 30a and 30b of the stator 22 and the stator 22 have two phases, there is no need to provide through holes or conductive members in both the mover 21 and the stator 22, and the structure of the mover 21 and the stator 22 is simple. Is. In addition, since the electrodes 27a, 27b, 30a, 30b of the mover 21 and the stator 22 have two phases, the number of relays required for switching the polarity described later is compared with the case where the electrodes of the stator have three phases. Can be reduced.
【0043】また、リレーR23,R25,R27とU
相の電極30aとの間には、抵抗45Aを介設してい
る。また、リレーR24,R26,R28とV相の電極
30bの間には、抵抗45Bを介設している。第2実施
形態のその他の構造は、上記第1実施形態と同一であ
る。Further, the relays R23, R25, R27 and U
A resistor 45A is provided between the phase electrode 30a. Further, a resistor 45B is provided between the relays R24, R26, R28 and the V-phase electrode 30b. The other structure of the second embodiment is the same as that of the first embodiment.
【0044】次に、第2実施形態の作動について説明す
る。図6は、第2実施形態の作動の一例を示しており、
この図6中、時刻t0までは、操作スイッチ14が“停
止”に設定されている。この間、リレーR21,R22
がy側に設定されると共に、R23〜R26が遮断、リ
レ−R27,R28が連通であり、移動子21の電極2
7a,27b及び固定子22の電極30a,30bに対
して印加される電圧は“0”で、移動子21は停止状態
にある。Next, the operation of the second embodiment will be described. FIG. 6 shows an example of the operation of the second embodiment,
In FIG. 6, the operation switch 14 is set to “stop” until time t 0 . During this time, relays R21 and R22
Is set to the y side, R23 to R26 are cut off, relays R27 and R28 are in communication, and the electrode 2 of the moving element 21 is
The voltage applied to the electrodes 7a and 27b and the electrodes 30a and 30b of the stator 22 is "0", and the mover 21 is in a stopped state.
【0045】時刻t0からは、操作スイッチ14が“右
側に移動”に設定され、移動子21のa相の電極27a
には、“−”の高電圧が固定的に印加されると共に、移
動子21のb相の電極27bには、“+”の高電圧が固
定的に印加される。また、固定子22のU相及びV相の
電極30a,30bに対して、極性及び電圧値を周期的
に切り替えて電圧が印加される。この固定子22に対し
て印加する電圧の極性及び電圧値の切替の1回の周期T
は、等時間間隔α’の8個のステップからなる。また、
U相の電極30aとV相の電極30bに対して同一のパ
ターンで極性及び強度を切り替えているが、V相はU相
に対して2ステップ(1/4T)だけ位相を遅らせて極
性を切り替えている。From time t 0 , the operation switch 14 is set to “move to the right”, and the a-phase electrode 27 a of the mover 21 is set.
, A high voltage of "-" is fixedly applied, and a high voltage of "+" is fixedly applied to the b-phase electrode 27b of the mover 21. Further, a voltage is applied to the U-phase and V-phase electrodes 30a and 30b of the stator 22 by periodically switching the polarity and the voltage value. One cycle T for switching the polarity and voltage value of the voltage applied to the stator 22.
Consists of 8 steps at equal time intervals α ′. Also,
The polarity and intensity are switched in the same pattern for the U-phase electrode 30a and the V-phase electrode 30b, but the V-phase is delayed by 2 steps (1 / 4T) with respect to the U-phase to switch the polarity. ing.
【0046】まず、第1のステップ(時刻t0から時刻
t1)では、U相:“+”、V相:“0”とする。第2
のステップ(時刻t1から時刻t2)では、U相:
“+”、V相:“+”とする。第3のステップ(時刻t
2から時刻t3)では、U相:“0”、V相:“+”とす
る。第4のステップ(時刻t3から時刻t4)では、U
相:“−”、V相:“+”とする。第5のステップ(時
刻t4から時刻t5)では、U相:“−”、V相:“0”
とする。第6のステップ(時刻t5から時刻t6)では、
U相:“−”、V相:“−”とする。第7のステップ
(時刻t6から時刻t7)では、U相:“0”、V相:
“−”とする。第8のステップ(時刻t7から時刻t8)
では、U相:“+”、V相:“−”とする。以下、これ
を繰り返し、例えば、時刻t8から時刻t9では、時刻t
1から時刻t2と同じくU相:“+”、V相:“0”とな
る。First, in the first step (time t 0 to time t 1 ), the U phase is “+” and the V phase is “0”. Second
In the step (time t 1 to time t 2 ), the U phase:
“+”, V phase: “+”. Third step (time t
In from 2 time t 3), U-phase: "0", V phase: a "+". In the fourth step (time t 3 to time t 4 ), U
Phase: “−”, V phase: “+”. In the fifth step (time t 4 to time t 5 ), U phase: “−”, V phase: “0”
And In the sixth step (time t 5 to time t 6 ),
U phase: "-", V phase: "-". In the seventh step (time t 6 to time t 7 ), U phase: “0”, V phase:
Set to "-". Eighth step (time t 7 to time t 8 )
Then, U phase: “+” and V phase: “−”. This is repeated thereafter, for example, from time t 8 to time t 9 , time t
From 1 to time t 2 , the U phase is “+” and the V phase is “0” as at time t 2 .
【0047】上記のように移動子21の電極27a,2
7b及び固定子22の電極30a,30bに電圧を印加
すると、移動子21の電極27a,27bと固定子22
の電極30a,30bの間の生じる静電気力による吸引
力、反発力により移動子21が図中右方向に移動する。As described above, the electrodes 27a, 2 of the mover 21 are
7b and the electrodes 30a and 30b of the stator 22 are applied with a voltage, the electrodes 27a and 27b of the mover 21 and the stator 22
The mover 21 moves to the right in the drawing due to the attraction force and the repulsion force due to the electrostatic force generated between the electrodes 30a and 30b.
【0048】上記高電圧源15からリレーR23〜R2
8を介して出力される交番電圧の波形は、図6中、二点
鎖線で示すように、矩形状である。このリレーR23〜
R28側から出力された矩形状波形の電圧は、上記のよ
うにリレーR23〜R28と固定子29の電極30a,
30bの間に介設した抵抗45A,45Bに入力され
る。そのため、上記二点鎖線で示した入力電圧の波形に
対して抵抗45A,45Bから出力される電圧の波形に
時間遅れが生じ、電圧の立ち上がり部分aが図中上に凸
の滑らかな傾斜曲線となる一方、電圧の降下する部分b
が図中下に凸の滑らかな傾斜曲線となり、図6中、実線
で示すような波形状の波形となる。From the high voltage source 15 to the relays R23 to R2.
The waveform of the alternating voltage output via 8 is rectangular as shown by the chain double-dashed line in FIG. This relay R23 ~
The rectangular waveform voltage output from the R28 side is applied to the relays R23 to R28 and the electrodes 30a of the stator 29, as described above.
It is input to the resistors 45A and 45B provided between 30b. Therefore, a time delay occurs in the waveform of the voltage output from the resistors 45A and 45B with respect to the waveform of the input voltage shown by the two-dot chain line, and the rising portion a of the voltage is a smooth slope curve convex upward in the figure. On the other hand, the part b where the voltage drops
Shows a smooth slope curve that is convex downward in the figure, and has a wavy waveform as shown by the solid line in FIG.
【0049】このように第2実施形態では、固定子22
の電極30a,30bに印加される電圧の波形は、立ち
上がりの部分aと降下する部分bが滑らかな傾斜曲線で
ある波形状であり、電圧が“0”から“+”又は“−”
に切り替わる場合も、電圧が“+”又は“−”から
“0”に切り替わる場合にも、その切り替わりは滑らか
である。よって、固定子29の電極30a,30bに対
する電圧の切り替わり時の移動子11の駆動力の変化も
滑らかであるため、移動子11の駆動音を大きく低減す
ることができる。As described above, in the second embodiment, the stator 22
The waveforms of the voltages applied to the electrodes 30a and 30b of No. 2 have a wave shape in which the rising part a and the falling part b are smooth slope curves, and the voltage is from "0" to "+" or "-".
The switching is smooth when switching to "0" and when switching from "+" or "-" to "0". Therefore, since the change in the driving force of the moving element 11 at the time of switching the voltage to the electrodes 30a and 30b of the stator 29 is also smooth, the driving sound of the moving element 11 can be greatly reduced.
【0050】また、上記のように固定子22の電極30
a,30bに対して極性を切り替えて印加する電圧の波
形を波形状にするには、上記抵抗45A,45Bを高電
圧源15側と電極30a,30bの間に介設すればよ
く、上記図9に示す交流波形の電圧を印加する場合のよ
うな複雑な周波数制御回路を設ける必要がないため、コ
ストを低減することができる。Further, as described above, the electrode 30 of the stator 22 is
In order to change the polarity of the voltage applied to a and 30b by switching the polarity, the resistors 45A and 45B may be provided between the high voltage source 15 side and the electrodes 30a and 30b. Since it is not necessary to provide a complicated frequency control circuit as in the case of applying the voltage of the AC waveform shown in FIG. 9, the cost can be reduced.
【0051】さらに、移動子21の電極27a,27b
及び固定子22の電極30a,30bを共に2相として
いるため、電圧の極性を切り替えるために必要なリレー
R21〜R28の個数を低減することができる。Further, the electrodes 27a and 27b of the mover 21 are
Since the electrodes 30a and 30b of the stator 22 are both two-phase, the number of relays R21 to R28 necessary for switching the polarity of the voltage can be reduced.
【0052】なお、操作スイッチ14が“左側に移動”
に設定された場合には、固定子22の電極30a,30
bに対して同一パターンで、かつV相の電極30bに対
して、U相の電極30aより2ステップだけ位相を進め
て、極性を切り替えて電圧を印加する。The operation switch 14 is "moved to the left".
Is set to, the electrodes 30a, 30 of the stator 22 are
With respect to the V-phase electrode 30b having the same pattern with respect to b, the phase is advanced by two steps from the U-phase electrode 30a, and the polarity is switched to apply the voltage.
【0053】本発明は、上記した実施形態に限定される
ものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記
した実施形態では、移動子11,21の電極17a〜1
7c,27a,27bに対して極性を固定して電圧を印
加し、固定子12,22の電極20a〜20c,30
a,30bに対して極性を切り替えて電圧を印加してい
るが、移動子11,21の電極17a〜17c,27
a,27bに対して極性を切り替えて電圧を印加し、固
定子12,22の電極20a〜20c,30a,30b
に対して固定的に電圧を印加してもよい。The present invention is not limited to the above embodiment, but various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the electrodes 17a to 1 of the movers 11 and 21 are provided.
Electrodes 20a to 20c, 30 of the stators 12, 22 are applied to the electrodes 7c, 27a, 27b by fixing the polarity and applying a voltage.
The polarity is switched to a and 30b to apply a voltage, but the electrodes 17a to 17c and 27 of the movers 11 and 21 are used.
a and 27b are switched in polarity to apply a voltage, and the electrodes 20a to 20c, 30a and 30b of the stators 12 and 22 are applied.
A voltage may be fixedly applied to.
【0054】また、上記実施形態では、低域通過フィル
タとして抵抗25A〜25C,45A,45Bを設けて
いるが、低域通過手段は、これに限定されず、入力電圧
の高周波成分を除去することができるものであればよ
い。Further, in the above embodiment, the resistors 25A to 25C, 45A and 45B are provided as the low-pass filter, but the low-pass means is not limited to this, and the high frequency component of the input voltage can be removed. Anything can be used.
【0055】[0055]
【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、移動子の電極と固定子
の電極のいずれか一方に極性を切り替えて印加する電圧
の波形を波形状としているため、電圧の極性の切り替わ
りが滑らかであり、移動子に対する駆動力も、この電圧
の切り替わり時に滑らかに変化する。そのため、請求項
1の移動子の駆動時に発生する駆動音が低減される。As is apparent from the above description, in the electrostatic actuator according to the present invention, the waveform of the voltage applied by switching the polarity to either the electrode of the moving element or the electrode of the stator is changed into a wave shape. Therefore, the polarity of the voltage changes smoothly, and the driving force for the moving element also changes smoothly when the voltage changes. Therefore, the driving sound generated when the moving element of claim 1 is driven is reduced.
【0056】また、電圧の波形を波形状とするには、抵
抗等からなる低域通過フィルタを高電圧源と移動子又は
固定子の間に設ければ良いため、複雑な回路を設ける必
要がなくコストを低減することができる。Further, in order to make the voltage waveform have a wave shape, it is sufficient to provide a low-pass filter composed of a resistor or the like between the high voltage source and the mover or the stator, so that it is necessary to provide a complicated circuit. The cost can be reduced.
【図1】 本発明の第1実施形態に係る静電アクチュエ
ータを示す概略回路図である。FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing an electrostatic actuator according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 (A)は移動子を示す部分平面図、(B)は
固定子を示す部分平面図である。2A is a partial plan view showing a mover, and FIG. 2B is a partial plan view showing a stator.
【図3】 第1実施形態の静電アクチュエータに印加す
る電圧の波形を示す波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram showing a waveform of a voltage applied to the electrostatic actuator of the first embodiment.
【図4】 本発明の第2実施形態に係る静電アクチュエ
ータを示す概略回路図である。FIG. 4 is a schematic circuit diagram showing an electrostatic actuator according to a second embodiment of the present invention.
【図5】 (A)は移動子を示す部分平面図、(B)は
固定子を示す部分平面図である。5A is a partial plan view showing a mover, and FIG. 5B is a partial plan view showing a stator.
【図6】 第2実施形態の静電アクチュエータに印加す
る電圧の波形を示す波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram showing a waveform of a voltage applied to the electrostatic actuator according to the second embodiment.
【図7】 従来の静電アクチュエータを示す概略図であ
る。FIG. 7 is a schematic view showing a conventional electrostatic actuator.
【図8】 図7の静電アクチュエータに印加する電圧の
波形を示す波形図である。8 is a waveform diagram showing a waveform of a voltage applied to the electrostatic actuator of FIG.
【図9】 従来の静電アクチュエータの他の例における
電圧の波形を示す波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram showing a voltage waveform in another example of the conventional electrostatic actuator.
11,21 移動子 12,22 固定子 13 制御手段 14 操作スイッチ 15 高電圧源 17a,17b,17c,21a,21b,21c,2
7a,27b,30a,30b 電極 25A,25B,25C,45A,45B 抵抗 R1〜R11,R21〜R28 リレー11, 21 Moving element 12, 22 Stator 13 Control means 14 Operation switch 15 High voltage source 17a, 17b, 17c, 21a, 21b, 21c, 2
7a, 27b, 30a, 30b Electrode 25A, 25B, 25C, 45A, 45B Resistance R1-R11, R21-R28 Relay
Claims (5)
と、 絶縁層に複数の電極を配設し、固定子に対して移動可能
に対向して配置した移動子とを備え、上記移動子の電極
と固定子の電極のいずれか一方に極性を固定して電圧を
印加し、いずれか他方に周期的に極性を切り替えて電圧
を印加し、固定子の電極と移動子の電極の間に生じる吸
引力と反発力により移動子を駆動する静電アクチュエー
タであって、 上記移動子の電極と固定子の電極のいずれか一方に極性
を切り替えて印加する電圧の波形を波形状としているこ
とを特徴とする静電アクチュエータ。1. A stator provided with a plurality of electrodes on an insulating layer, and a mover provided with a plurality of electrodes on the insulating layer and movably opposed to the stator, Applying a voltage with a fixed polarity to one of the electrodes of the mover and the stator, and applying a voltage by periodically switching the polarity to the other of the electrodes of the stator and the electrode of the mover. An electrostatic actuator that drives a mover by an attractive force and a repulsive force generated between them, and the waveform of a voltage applied by switching the polarity to either the mover electrode or the stator electrode is wavy. An electrostatic actuator characterized in that
上記固定子又は移動子の電極との間に低域通過フィルタ
を介設している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。2. A low-pass filter is provided between the high voltage source side for outputting a rectangular waveform voltage and the electrode of the stator or the mover. Electrostatic actuator.
とを特徴とする請求項2に記載の静電アクチュエータ。3. The electrostatic actuator according to claim 2, wherein the low pass filter is a resistor.
電極毎に互いに接続して3相とし、かつ、これら3相の
うちいずれか2相を互いに接続して2相とし、2相毎に
同一波形の電圧を印加する一方、 上記固定子の電極を2つ置きに配設した電極毎に互いに
接続して3相とし、各相毎に同一波形の電圧を印加して
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項に記載の静電アクチュエータ。4. The electrodes of the moving element are connected to each other every two electrodes arranged to form three phases, and any two of these three phases are connected to each other to form two phases. While applying the voltage of the same waveform for each phase, connect the electrodes of the above-mentioned two stators to each other to form three phases, and apply the voltage of the same waveform for each phase. The electrostatic actuator according to any one of claims 1 to 3, wherein:
電極毎に互いに接続して2相として、各相毎に同一波形
の電圧を印加すると共に、 上記固定子の電極を1つ置きに配置した電極毎に互いに
接続して2相とし、各相毎に同一波形の電圧を印加して
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項に記載の静電アクチュエータ。5. The electrodes of the mover are connected to each other and are connected to each other to form two phases, a voltage having the same waveform is applied to each phase, and one electrode of the stator is provided. The electrostatic electrodes according to any one of claims 1 to 3, wherein the electrodes arranged alternately are connected to each other to form two phases, and a voltage having the same waveform is applied to each phase. Actuator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2242696A JPH09135584A (en) | 1995-09-08 | 1996-02-08 | Electrostatic actuator |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23106395 | 1995-09-08 | ||
JP7-231063 | 1995-09-08 | ||
JP2242696A JPH09135584A (en) | 1995-09-08 | 1996-02-08 | Electrostatic actuator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09135584A true JPH09135584A (en) | 1997-05-20 |
Family
ID=26359649
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2242696A Withdrawn JPH09135584A (en) | 1995-09-08 | 1996-02-08 | Electrostatic actuator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09135584A (en) |
-
1996
- 1996-02-08 JP JP2242696A patent/JPH09135584A/en not_active Withdrawn
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