JPS6395868A - 静電アクチユエ−タ - Google Patents
静電アクチユエ−タInfo
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- JPS6395868A JPS6395868A JP24125186A JP24125186A JPS6395868A JP S6395868 A JPS6395868 A JP S6395868A JP 24125186 A JP24125186 A JP 24125186A JP 24125186 A JP24125186 A JP 24125186A JP S6395868 A JPS6395868 A JP S6395868A
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Landscapes
- Linear Motors (AREA)
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。
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て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。
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。
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
廉価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。
廉価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。
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
定子の電極は相毎に積層構造とする。
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
定子の電極は相毎に積層構造とする。
[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8勤させる。
、電極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8勤させる。
[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。
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、その表面には後述するφA相電極パター
ン10が形成されている。そして、該φA相電極パター
ン10の上面に、該φA相電極パターン10と他の電極
パターン(φB相電極パターン12)とを絶縁するφA
lj!m@x1を形成する。そして、φA絶縁膜11上
にφA相電極パターン10と所定位置関係と成るように
φB相電極パターン12を形成する。その上に更にφB
相電極パターン12と他の電極パターン(φC相電極パ
ターン14)とを絶縁するφB絶縁膜13を形成する。
1は固定子で、その表面には後述するφA相電極パター
ン10が形成されている。そして、該φA相電極パター
ン10の上面に、該φA相電極パターン10と他の電極
パターン(φB相電極パターン12)とを絶縁するφA
lj!m@x1を形成する。そして、φA絶縁膜11上
にφA相電極パターン10と所定位置関係と成るように
φB相電極パターン12を形成する。その上に更にφB
相電極パターン12と他の電極パターン(φC相電極パ
ターン14)とを絶縁するφB絶縁膜13を形成する。
そして、φB絶縁膜13上にφA相電極パターン10と
所定位置関係と成るようにφC相電極パターン14を形
成する。
所定位置関係と成るようにφC相電極パターン14を形
成する。
3つの相電極にはCrが用いられており、これを蒸着し
、フォトリソ・エツチングにより形成している。この電
極はCr以外にも、Ag、Au。
、フォトリソ・エツチングにより形成している。この電
極はCr以外にも、Ag、Au。
A見、Cu等の各種導電性金属を用いても、又、放電に
よりパターンがとけないようTi、Ta(タンタル)等
の高融点金属により、パターニングしてもよい。また、
絶縁膜はAJ1203(アルミナ)、5iOz、SiN
x (窒化シリコン)等の通常の薄膜絶縁物でよく、又
、有機系のポリアミド等を用いてもよい。最上相のφC
相電極パターン14は、電極剥き出しのままでもよいが
、i=極の保護のために更にその上に絶縁膜を形成する
のが望ましい。
よりパターンがとけないようTi、Ta(タンタル)等
の高融点金属により、パターニングしてもよい。また、
絶縁膜はAJ1203(アルミナ)、5iOz、SiN
x (窒化シリコン)等の通常の薄膜絶縁物でよく、又
、有機系のポリアミド等を用いてもよい。最上相のφC
相電極パターン14は、電極剥き出しのままでもよいが
、i=極の保護のために更にその上に絶縁膜を形成する
のが望ましい。
これらの各相の電極パターンは、互いに一定間隔と成る
ように積層されており、パターン幅30μm、各相のパ
ターンピッチ240μm、IW接する相とのパターンの
間隔は50μmに形成し、絶縁膜の厚さは0.5〜2μ
m程度に形成される。そして固定子1の最上面の電極と
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。
ように積層されており、パターン幅30μm、各相のパ
ターンピッチ240μm、IW接する相とのパターンの
間隔は50μmに形成し、絶縁膜の厚さは0.5〜2μ
m程度に形成される。そして固定子1の最上面の電極と
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。
本実施例においては、固定子1にはソーダ石灰、硼珪酸
、石英等の各種ガラス材料や各種セラミックス材料等を
使用すればよい。又、これ以外でも絶縁性のあるもので
あれば、フエーノール樹脂、ポリカーボネイト等の有機
材料のバルク材であってもよい。
、石英等の各種ガラス材料や各種セラミックス材料等を
使用すればよい。又、これ以外でも絶縁性のあるもので
あれば、フエーノール樹脂、ポリカーボネイト等の有機
材料のバルク材であってもよい。
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。この可動子は誘電
率6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、固定子1と同様の
材料で形成できる。
可動子3としてガラスを用いている。この可動子は誘電
率6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、固定子1と同様の
材料で形成できる。
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方向に移動可能に構成されている。
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方向に移動可能に構成されている。
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φA、φB、
φCの3相の駆動出力があり、それぞれφA相はφA相
電極パターン10に、φB相はφB相電極パターン12
に、φC相はφC相電極パターン14にそれぞれ接続さ
れている。
ための駆動回路であり、駆動回路4よりはφA、φB、
φCの3相の駆動出力があり、それぞれφA相はφA相
電極パターン10に、φB相はφB相電極パターン12
に、φC相はφC相電極パターン14にそれぞれ接続さ
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。
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。
φA、φB、φC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t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入方向に追従する
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。
ルス状の電圧(横軸は時間t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入方向に追従する
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、Q、B、λ、C1百、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。
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、ケーブル1
5を介して各相毎に1本の信号線でそれぞれ接続されて
おり、φA、−φB、φCの各相の信号電圧を印加して
いる。
5を介して各相毎に1本の信号線でそれぞれ接続されて
おり、φA、−φB、φCの各相の信号電圧を印加して
いる。
第3図に示すように各電極パターンを多層配線としない
で、各電極パターン毎に1木の信号線を割り当て、多数
の信号ケーブル8a、8b、8c等で駆動回路4と接続
した場合には、固定子1の電極数分の配線が必要であり
、信号線の構成も複雑であり、コストも高くなってしま
う、これに比し、第1図のように配線した場合には、配
線すべき信号線は電極相数分の3木で済む、また、第3
図の配線方法を避けるため、固定子1上に、信号線数を
減らすための電極パターンを配設することも考えられる
が、このためには、固定子1の大きさが大きくなるか、
可動子3駆動用の電極パターンが小さくなることは避け
られず、体積当りの出力が小さくなってしまう、これら
の場合に比しても第1図の実施例は優れているものであ
る。
で、各電極パターン毎に1木の信号線を割り当て、多数
の信号ケーブル8a、8b、8c等で駆動回路4と接続
した場合には、固定子1の電極数分の配線が必要であり
、信号線の構成も複雑であり、コストも高くなってしま
う、これに比し、第1図のように配線した場合には、配
線すべき信号線は電極相数分の3木で済む、また、第3
図の配線方法を避けるため、固定子1上に、信号線数を
減らすための電極パターンを配設することも考えられる
が、このためには、固定子1の大きさが大きくなるか、
可動子3駆動用の電極パターンが小さくなることは避け
られず、体積当りの出力が小さくなってしまう、これら
の場合に比しても第1図の実施例は優れているものであ
る。
第1図に示す固定子1と可動子3を、所定間隔に保持す
る保持手段を備えた本発明に係る他の実施例を、第4図
(A)、(B)に示す。
る保持手段を備えた本発明に係る他の実施例を、第4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。
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。
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表面の多層電
極は不図示としているが、第1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+多層電極)
分の厚みを差し引いた距離に電極表面と可動子3とのギ
ャップを保持する。
極は不図示としているが、第1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+多層電極)
分の厚みを差し引いた距離に電極表面と可動子3とのギ
ャップを保持する。
以上の構成によりボール23の良好な転勤状態を維持し
つつ固定子1上の多層電極面と可動子3との間の間隙を
狭くすることができる。この間隙はボール23の大きさ
に影響される。しかし、ボール23が良好に転勤するた
めには、ある程度の大きさがあったほうがよく、このた
め本例ではボール23の外径800μms(固定子1+
多層電極)の厚さ790μmとし、間隙10μmを実現
している。
つつ固定子1上の多層電極面と可動子3との間の間隙を
狭くすることができる。この間隙はボール23の大きさ
に影響される。しかし、ボール23が良好に転勤するた
めには、ある程度の大きさがあったほうがよく、このた
め本例ではボール23の外径800μms(固定子1+
多層電極)の厚さ790μmとし、間隙10μmを実現
している。
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。
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、固定子の電極をバターニングで作
成ししかも多層構造とし、可動子として誘電材料を用い
、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。
成ししかも多層構造とし、可動子として誘電材料を用い
、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、小型で薄形のアク
チュエータが可能となる。
と可動子のギャップの微小化により、小型で薄形のアク
チュエータが可能となる。
(2)ギャップの微小化に伴い、印加電圧が低減でき、
より消費電力の少ないアクチュエータが可能である。
より消費電力の少ないアクチュエータが可能である。
(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。
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。
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。
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1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。
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。
、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。
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(A)
は本発明に係る更に他の実施例の一部切欠斜視図、 第4図(B)は第4図(A)のA−A面断面図である。 図中、1・・・固定子、3・・・可動子、4・・・駆動
回路、8a〜8c、15・・・配線ケーブル、10・・
・φA相電極パターン、11.13・・・絶縁膜、12
・・・φB相電極パターン、14・・・φC相電極パタ
ーン、20・・・ベース、22a、22b・・・リテー
ナ、23・・・ボールである。
、(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(A)
は本発明に係る更に他の実施例の一部切欠斜視図、 第4図(B)は第4図(A)のA−A面断面図である。 図中、1・・・固定子、3・・・可動子、4・・・駆動
回路、8a〜8c、15・・・配線ケーブル、10・・
・φA相電極パターン、11.13・・・絶縁膜、12
・・・φB相電極パターン、14・・・φC相電極パタ
ーン、20・・・ベース、22a、22b・・・リテー
ナ、23・・・ボールである。
Claims (2)
- (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
定子の電極は相毎に積層構造とすることを特徴とする静
電アクチュエータ。 - (2)電極の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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24125186A JPS6395868A (ja) | 1986-10-13 | 1986-10-13 | 静電アクチユエ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24125186A JPS6395868A (ja) | 1986-10-13 | 1986-10-13 | 静電アクチユエ−タ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6395868A true JPS6395868A (ja) | 1988-04-26 |
Family
ID=17071455
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24125186A Pending JPS6395868A (ja) | 1986-10-13 | 1986-10-13 | 静電アクチユエ−タ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6395868A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02285978A (ja) * | 1989-04-24 | 1990-11-26 | Res Dev Corp Of Japan | フィルムを利用した接触型静電アクチュエータ |
JPH0659201A (ja) * | 1992-08-11 | 1994-03-04 | Asmo Co Ltd | 透光調整装置 |
US5894177A (en) * | 1990-10-19 | 1999-04-13 | Yang; Tai-Her | Segmented armature winding for a DC motor |
JP2002084768A (ja) * | 2000-09-08 | 2002-03-22 | Toto Ltd | 静電アクチュエータ |
JP2008148425A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-06-26 | Pentax Corp | 移動装置 |
WO2010010930A1 (ja) * | 2008-07-24 | 2010-01-28 | 大日本印刷株式会社 | 静電アクチュエータ |
WO2010010931A1 (ja) * | 2008-07-24 | 2010-01-28 | 大日本印刷株式会社 | コントローラおよび静電アクチュエータ |
WO2011086830A1 (ja) * | 2010-01-14 | 2011-07-21 | オムロン株式会社 | 静電誘導型発電装置 |
-
1986
- 1986-10-13 JP JP24125186A patent/JPS6395868A/ja active Pending
Cited By (16)
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