JP2005341642A - エレクトレット駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動子の高速駆動時におけるめくれや形状の変化を防止することができるエレクトレット駆動装置を提供すること。
【解決手段】移動子４の駆動用に形成した第１のエレクトレット化部位４１に加えて、移動子４の移動方向端部に第２のエレクトレット化部位４２を形成する。この第２のエレクトレット化部位４２によって移動子４の駆動時におけるめくれや形状の変化を防止することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、エレクトレットを利用して移動子の駆動を行うエレクトレット駆動装置に関する。

従来より、静電駆動装置についての提案は成されており、例えば特許文献１では、帯状に配列された電極の電圧により薄膜で構成された移動子に電荷を誘起し、移動子に誘起させた電荷と電極の電荷との間の静電力を利用して移動子を静電駆動する静電駆動装置が提案されている。即ち、図４（ａ）に示すように、移動子４の固定子１と対向する側の面の所定部位を所定の極性（図４（ａ）では負）に帯電し（この部位を帯電部位４１ａ、４１ｂとする）、固定子１上に配列された駆動電極２ａ、２ｂにそれぞれ異なる極性の電荷を与えると、移動子４の帯電部位４１ａ、４１ｂが駆動電極２ａ、２ｂからそれぞれ異なる静電力を受ける。つまり、図４（ａ）において移動子４は、駆動電極２ａから反発力を受け、駆動電極２ｂから吸引力を受けるので、図面右方向に向かって移動する。以後、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すようにして駆動電極２ａ、２ｂに与える電荷の極性を周期的に変化させることで図面右方向に向かって移動子４を移動させることができる。また、駆動電極２ａ、２ｂの極性の切り替えを逆順に行えば、移動子４を図面左方向に向かって移動させることもできる。

また、静電駆動装置の中には、特許文献２の提案のように、移動子の帯電部位をエレクトレット化部位で構成し、このエレクトレット化部位に保持された電荷を利用して移動子を駆動するエレクトレット駆動装置も提案されている。このようなエレクトレットフィルムを利用した駆動装置では、移動子の駆動時に電荷を誘起させる必要がなく、特許文献１の静電駆動装置と比較して低電圧の駆動が可能である。
特開平８−２２０５９２号公報 特開平４−１１２６８３号公報

しかしながら、従来では、移動子のエレクトレット化部位の配置については言及されていない。このため、例えば図５のように、移動子の移動方向端部にエレクトレット化部位が配置されていない場合には、移動子の駆動時における駆動電極からの静電力によって、図４（ｂ）や図４（ｃ）のように、移動子の移動方向端部がめくれたり変形したりして後の駆動に支障をきたす可能性がある。ここで、図４（ｂ）は移動子に吸引力が働くことによって移動子の移動方向端部が変形してしまう様子を示した図であり、図４（ｃ）は移動子に反発力が働くことによって移動子の移動方向端部が変形してしまう様子を示した図である。

また、駆動電極がある部分とない部分とで段差があるような場合に、移動子の移動方向端部が変形していたりすると、変形した移動方向端部が駆動電極面と非駆動電極面との段差部分にひっかかってしまうことも考えられるので、移動子の駆動時には、移動子の移動方向端部がめくれたり変形したりしないようにすることが好ましい。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、移動子の高速駆動時におけるめくれや形状の変化を防止することができるエレクトレット駆動装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様によるエレクトレット駆動装置は、複数の駆動電極を有する固定子と、上記固定子の複数の駆動電極と対向するように配置された複数の第１のエレクトレット化部位を有するフィルム状の移動子と、上記移動子の複数の駆動電極に電圧を印加して上記移動子を移動させる駆動手段とを具備し、上記移動子は、該移動子の移動方向端部の少なくとも何れかの端部に第２のエレクトレット化部位を更に有することを特徴とする。

この第１の態様によれば、移動子の移動方向端部が第２のエレクトレット化部位を有しているので、移動子の高速駆動時におけるめくれや形状の変化を防止することができる。

本発明によれば、移動子の高速駆動時におけるめくれや形状の変化を防止することができるエレクトレット駆動装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るエレクトレット駆動装置の概略図である。即ち、図１のエレクトレット駆動装置は、所定の間隔をおいて配置された互いに平行な複数の駆動電極２が設けられた固定子１と、この固定子１の複数の駆動電極２と平行して対向するように配置された互いに平行な複数の第１のエレクトレット化部位が形成されているフィルム状の移動子４と、駆動電極２に周波電圧を印加する駆動部３とから構成されている。ここでエレクトレット化部位とは、永久的に電気分極状態になっている誘電体部位のことである。即ち、このエレクトレット化部位では常に一定の電荷量が保持される。なお、実際の駆動電極やエレクトレット化部位の数や配置間隔は、装置の大きさ、エレクトレット化部位の極性、その配置形態、エレクトレット駆動装置として要求される駆動分解能やその駆動速度等の様々な要因によって適宜決定されるものである。

図１のエレクトレット駆動装置においては、駆動部３によって、上記図４（ａ）〜図４（ｃ）で説明したようにして駆動電極２に周波電圧を印加して、駆動電極２と第１のエレクトレット化部位との間に静電力を作用させて移動子４を図示矢印Ａ方向に移動させる。

ここで、図１のエレクトレット駆動装置は、図２のようにして移動子４を封止して使用するようにしてもよい。図２は、移動子４を保護部材５１と封止部材５２とで完全に封止したときの例を示す移動子方向に沿ったエレクトレット駆動装置の断面図である。この図２のように移動子４を封止しておけば、移動子４は温度、湿度、塵、及び埃等の影響を受けることがない。これにより、移動子４が持つエレクトレット化部位の電荷量が、温度、湿度、塵、及び埃等の影響を受けて減衰してしまうのを防止することができる。更に、図２の例では、駆動電極２も封止されているので、駆動電極２の性能劣化も防ぐことができる。

このような構成において、本一実施形態の移動子４では、図３に示すように、移動子４を駆動するための第１のエレクトレット化部位４１に加えて、移動子４の移動方向端部に駆動電極２と対向するような第２のエレクトレット化部位４２を形成するようにしている。これにより、移動子４の移動方向端部も、第１のエレクトレット化部位と同様に静電力を受けることになるので、移動子４の移動方向端部がめくれたり、変形したりすることがない。なお、図３では第１のエレクトレット化部位４１の極性を１つの極性としているが、第１のエレクトレット化部位４１として正負２つの極性のエレクトレット化部位を交互に形成するようにしても良い。

また、移動子４の移動方向端部に第２のエレクトレット化部位が形成されていない場合、駆動電極２によって印加された電圧の影響で、移動子４の移動方向端部に弱い電荷が誘起されてしまうことにより、移動方向端部が駆動電極に貼りつきながら移動子４の駆動が行われてしまうことも考えられる。しかしながら、本一実施形態のように、移動子４の移動方向端部に固定電荷を保持させるようにしておけば、移動子４の移動方向端部に弱い電荷が誘起されず、移動子４の移動方向端部には、吸引力と反発力とが交互に作用するようになるので、移動子４の移動方向端部が駆動電極に貼り付いてしまう可能性を低減させることもできる。

ここで、第１のエレクトレット化部位４１の極性が正負何れか一方の極性のみで形成されている場合には、第２のエレクトレット化部位もそれと同極性とすることが好ましい。一方、第１のエレクトレット化部位４１の極性が正負交互になっている場合には、第２のエレクトレット化部位４２の極性は、隣接する第１のエレクトレット化部位４１の極性と逆の極性としておくことが好ましい。また、図３では、第１のエレクトレット化部位４１と第２のエレクトレット化部位４２とを別々に図示しているが、第２のエレクトレット化部位４２を第１のエレクトレット化部位４１の一部としても良い。更に、図３では、移動子４の一方の移動方向端部のみを図示しているが、他方の移動方向端部にも第２のエレクトレット化部位４２を形成しても良いことは言うまでもない。

以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。

さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

本発明の一実施形態に係るエレクトレット駆動装置の概略図である。 エレクトレット駆動装置の移動子を封止した際の、エレクトレット駆動装置の移動子方向に沿った断面図である。 本発明の一実施形態に係るエレクトレット駆動装置におけるエレクトレット化部位の配置について示す図である。 図４（ａ）は従来例の移動子の駆動について説明するための図であり、図４（ｂ）は従来例の移動子に吸引力が働くことによって移動子の移動方向端部が変形してしまう様子を示した図であり、図４（ｃ）は従来例の移動子に反発力が働くことによって移動子の移動方向端部が変形してしまう様子を示した図である。 従来例におけるエレクトレット駆動装置におけるエレクトレット化部位の配置について示す図である。

符号の説明

１…固定子、２…駆動電極、３…駆動部、４…移動子、４１…第１のエレクトレット化部位、４２…第２のエレクトレット化部位、５１…保護部材、５２…封止部材

Claims (3)

1. 複数の駆動電極を有する固定子と、
   上記固定子の複数の駆動電極と対向するように配置された複数の第１のエレクトレット化部位を有するフィルム状の移動子と、
   上記移動子の複数の駆動電極に電圧を印加して上記移動子を移動させる駆動手段と、
   を具備し、
   上記移動子は、該移動子の移動方向端部の少なくとも何れかの端部に第２のエレクトレット化部位を更に有することを特徴とするエレクトレット駆動装置。
2. 上記第２のエレクトレット化部位は、上記複数の駆動電極と対向するように配置されることを特徴とする請求項１に記載のエレクトレット駆動装置。
3. 上記第２のエレクトレット化部位は、上記第１のエレクトレット化部位の１つであることを特徴とする請求項１に記載のエレクトレット駆動装置。

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