JPS6395862A

JPS6395862A - 静電アクチユエ−タ

Info

Publication number: JPS6395862A
Application number: JP24124586A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Watanabe; 信男渡辺; Hiroshi Yoneda; 弘米田; Hiroyasu Nose; 博康能瀬; Eigo Kawakami; 英悟川上; Tetsuya Yano; 哲哉矢野; Tomoji Komata; 小俣　智司; Satoshi Yuasa; 聡湯浅; Yasuhiko Ishiwatari; 恭彦石渡; Masato Niibe; 正人新部
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-10-13
Filing date: 1986-10-13
Publication date: 1988-04-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は静電力を用いそ可動子を移動させる静電アクチ
ュエータに関するものである。

［従来の技術］従来のアクチュエータは主として電磁力を利用したもの
であり、その特質上電磁コイルや永久磁石等を備えなけ
ればならず、構造が複雑で、また消費電力も非常に大き
いものであった。このため、アクチュエータよりの発熱
量も大きかった。

［発明が解決しようとする問題点］本発明は上述の問題点を解決し、小型かつ構成の簡単な
扉側なアクチュエータを提供することを目的として成さ
れたものである。

［問題点を解決するための手段］上述の目的を達成するため、本発明の一実施例は以下の
構成を備える。

即ち、複数の電極を所定の間隔で配設した固定子と、該
固定子の電極配設面と一定の間隙をおいて相対的に８勤
可能な誘電材料からなる可動子とから構成され、前記固
定子の電極は前記移動子の移動方向に平行に配設された
電極幹線と、該電極幹線より前記移動子の移動方向に直
交し互いに対向する方向に電極枝線を配設して成る。

［作用］以上の構成において、固定子の電極に順次電圧を印加し
、電極枝線よりの発生電界を移動させることによって前
記可動子を移動させる。

［実施例］以下、図面を参照して本発明に係る一実施例を詳細に説
明する。

第１図は本発明に係る一実施例の斜視図であり、図中、
１は固定子でその表面に電極２が形成されている。本実
施例においては、固定子１゛にはガラスを使用し、その
表面に電極パターンを蒸着して形成している。この電極
のパターニングはエツチング等、種々の方法を取ること
ができる。また、固定子１はガラスに限るものではなく
、絶縁性のあるものであればプラスチックスやセラミッ
クス等であってもよい。なお、電極にはＣｒを用いてい
るが、Ａｇ、Ａｕ、ＡＡ、Ｃｕ等の各種導電性金属を用
いても、又、Ｔｉ、Ｔａ　（タンタル）等の高融点金属
により、バターニングしてもよい。

また、３は誘電体より成る可動子であり、本実施例では
可動子３としてガラスを用いている。この可動子は銹電
率が低く（例えばε＝１〜１０程度が望ましい）、また
、抵抗値の高いものであればよく、フェノール樹脂等で
形成することもできる。

この可動子３と固定子１間は、不図示の両者を所定間隙
に保持するための保持手段により一定間隙に保たれ、図
の矢印Ａ又は矢印Ｂ方向に８勤可能にＪＲ成されている
。

本実施例においては、電極２のパターン幅３０μｍ１パ
ターンピツチ８０μｍに形成し、固定子１と可動子３と
の間の間隙は１０μｍとしている。このパターンピッチ
及び間隙を微小化することにより、可動子３上に発生す
るトルクはより大きなものとなる。

また、４は固定子１表面の電極に所定の電圧を印加する
ための駆動回路であり、駆動回路４よりは図示の如くφ
Ａ５．φＢ６．φＣ７の３相の駆動出力があり、各相は
順次図示の如く交互に電極２に接続されている。

この駆動回路４による電極への電圧印加タイミングを第
２図（ａ）、（ｂ）に示す。ここで第２図（ａ）は各相
（各電極）にＯＶ／＋ＶＶのパルス状電圧を印加した場
合、第２図（ｂ）は＋Ｖ／−■の交流電圧を印加した場
合を示している。

φＡ５．φＢ６．φＣ７の各相に第２図（ａ）に示すよ
うなパルス状の電圧（横軸は時間上を表わす）を加える
と、第１図の矢印Ａの方向に移動電界が発生する。する
と、可動子３にこの移動電界により電荷が誘起され、移
動電界に対しであるすべりをもって同じ矢印Ａ方向に追
従する駆動力が働く。第２図（ｂ）に示す交流電圧を印
加しても同様である。

但し、相順はＡ、で、Ｂ、λ、Ｃ９百、Ａ・・・（″′
″は１８０°位相のずれたものを意味する）が望ましい
。逆方向（矢印Ｂ方向）に可動子３を動かすには、印加
電圧の相順を逆にしてやればよく、実施例の場合、３相
のうちの２相を入れ換えてやればよい。また、相数は移
動電界を発生させられるものであれば信相でも構わない
。

固定子１の各電極と駆動回路４間の接続は、具体的には
第３図に８ａ、８ｂ、８ｃで示す如く、各電極に対し１
木毎の駆ｗＪ信号線を接続し、この信号線にそれぞれφ
Ａ５．φＢ６．φＣ７の各相の信号電圧を印加している
。

しかし、第３図の配線方法では固定子１の電極数分の配
線が必要であり、構成も複雑であり、コストも高くなっ
てしまう。

この点を改良した電極構成を第４図に示す。図中１１は
第１図に示すφＡ５の一方幹線電極、１２はφＡの一方
幹線電極１１より直交する方向に伸びるφＡ用技線電極
、１３はφＣ７の幹線電極、１４ａ、１４ｂは幹線電極
１３より直交する両方向に伸びるφＣ用技線電極、１５
はφＢ６の幹線電極、１６ａ、１６ｂは幹線型８ｉ１５
より直交する両方向に伸びるφＡ用枝線電極、１７はφ
Ａ５の他方幹線電極、１８はφＡの他方幹線電極１７よ
り直交する方向に伸びるφＡ用技線電極である。本実施
例においては、各幹線のパターン幅ｉｏｏμｍ１幹線間
隔１１００μｍ１枝線パターン幅３０μｍ、幹線より一
方の枝線先端までの長さ９００μｍ、ｉ相当りの枝線ピ
ッチ２４０μｍ、隣接する枝線との間隔８０μｍで形成
している。

第４図に示す電極パターンを有する固定子１と可動子３
を、所定間隔に保持する保持手段を借えた本発明に係る
他の実施例を、第５図（Ａ）。

（Ｂ）に示す。

ここでは、固定子１と可動子３との間隙を挟めるため、
固定子１をベース２０に固定し、ベース２０上の固定子
１外方部にリテーナ２２ａ。

２２ｂを配設し、リテーナ２２ａ、２２ｂ内に一定間隙
で非導電性のボール２３を保持している。

なお、第５図（Ａ）においては、固定子１表面の電極は
不図示としているが、第４図と同様に配設されている。

ボール２３はその直径から固定子１の厚みを差し引いた
距離に固定子１と可動子３とのギャップを保持する。

以上の構成によりボール２３の良好な転動状態を維持し
つつ固定子１と可動子３間の間隙を狭くすることができ
る。固定子１と可動子３の間隙はボール２３の大きさに
影響される。しかし、ボール２３が良好に転動するため
には、ある程度の大きさがあったほうがよく、このため
木佳１でＧ±ボール２３の外径８００μｍ１固定子１の
厚さ７９０μｍとし、間隙１０μｍを実現してνＡる。

なお、以上の説明は全て可動子の片側に固定子があるも
ので行なったが、両側にあってももちろん構わない。両
側式とすることで駆動力を２倍にすることができる。

以上説明したように、固定子の電極を７１ターニングで
作成し、可動子として誘電材料を用しλ、ビーズやボー
ルを介して支持することにより以下に示すような効果が
得られる。

（１）電極をバターニングで作成するとともに、固定子
と可動子のギャップの微小化により、ノ」＼型で薄形の
アクチュエータが可能となる。

（２）ギャップの微小化に伴Ｉ／）、印カロ電圧６（（
氏減でき、より消費電力の少なし）アクチュエータ力（
可能である。

（３）可動子として、エレクトレットのような特殊な材
料は必要なく、ガラスやフェノール樹脂のような安価な
誘電材料でよい。

（４）部分的に誘電材料をつけるか、電極をバターニン
グすることにより、カードやシートそのものを可動子と
するような搬送システムを構築できる。

（５）静電力で駆動するため、消費電力が極めて少なく
て済み、ジュール熱による発熱のおそれもない。

（６）固定子上の電極を第４図の如く配線することによ
り、固定子と駆動回路間の配線の占める割合が極小とな
り、体積当りの出力の大きなものとすることができると
共に、配線数も相数分でよく、低コストの静電アクチュ
エータとすることができる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、特殊な材料でなく
、安価な誘電材料によって低消費電力の静電アクチュエ
ータを提供でき、また、電極配線も非常に簡単なものと
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例の斜視図、第２図（ａ）
、（ｂ）は本実施例の電極駆動タイミングチャート、第３図は固定子上の電極配線例を示す図、第４図は本発
明に係る他の固定子上の電極配線例を示す図、茅５図（Ａ）は本発明に係る更に他の実施例の一部切欠
斜視図、第５図（Ｂ）は第５図（Ａ）のＡ−Ａ面断面図である。図中、１・・・固定子、２・・・電極、３・・・可動子
、４・・・駆動回路、８ａ〜８ｃ、１９・・・配線ケー
ブル、１０・・・ビーズ、１１，１３，１５．１７・・
・幹線電極、１２．１４ａ、１４ｂ、１６ａ。１６ｂ、１８・・・枝線電極、２０・・・ヘース、２２
ａ、２２ｂ・・・リテーナ、２３・・・ボールである。特許出願人　　　　　キャノン株式会社「手続補正書（自発）昭和６２年　２月１６日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の電極を所定の間隔で配設した固定子と、該
固定子の電極配設面と一定の間隙をおいて相対的に移動
可能な誘電材料からなる可動子とから構成され、前記固
定子の電極は前記移動子の移動方向に平行に配設された
電極幹線と、該電極幹線より前記移動子の移動方向に直
交し互いに対向する方向に電極枝線を配設したことを特
徴とする静電アクチュエータ。
（２）電極は互いに複数相に接続され、該相毎に印加す
る電圧を変化させて可動子を移動させることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の静電アクチュエータ。
（３）前記間隙を保持するために、前記固定子と前記可
動子の間に複数の転動部材を配置したことを特徴とする
特許請求の範囲第１項又は第２項記載の静電アクチュエ
ータ。