JP2005341675A - Electret driver - Google Patents

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雅矢 高橋
Yoshinao Shimada
義尚 島田
立男 ▲高▼梨
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electret driver, in which controllability of driving direction of a mover and controllability of the mover at the time of stopping can be enhanced. <P>SOLUTION: A pair of second electret portions 5c are provided on two end faces of a mover 2 along the driving direction, and second electrodes 4a and 4b are provided in the vicinity of the second electret portion 5c on the stator 1 side. Repulsion is generated between the second electret portion 5c and the second electrodes 4a and 4b at the time of driving the mover 2. At stopping of the mover 2, attraction is generated between the second electret portion 5c and the second electrode 4a, and repulsion is generated between the second electret portion 5c and the second electrodes 4b. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

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。   The present invention relates to an electret driving device that drives a moving element using an electret.

従来より、静電アクチュエータについての提案は成されており、例えば特許文献1では、複数の帯状の電極に印加された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アクチュエータが提案されている。   Conventionally, proposals for electrostatic actuators have been made. For example, in Patent Document 1, charges are induced in a movable element composed of a thin film by a voltage applied to a plurality of strip-shaped electrodes, and induced in the movable element. There has been proposed an electrostatic actuator that electrostatically drives a moving element using an electrostatic force between the charged electric charge and the electric charge of the electrode.

また、静電アクチュエータの中には、特許文献2の提案のように、移動子を予め帯電処理が施されたエレクトレットフィルムで構成し、このエレクトレットフィルム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エレクトレット駆動装置では、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の静電アクチュエータ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
Also, among the electrostatic actuators, as proposed in Patent Document 2, the mover is composed of an electret film that has been pre-charged, and the mover is mounted using the electric charge held on the electret film. An electret drive device for driving has also been proposed. In the electret driving device using such an electret film, it is not necessary to induce charges when driving the moving element, and driving at a lower voltage is possible as compared with the electrostatic actuator of Patent Document 1.
Japanese Patent Laid-Open No. 8-220592 Japanese Patent Laid-Open No. 4-112683

このようなエレクトレット駆動装置において、移動子を封止することで、装置内部に塵埃などが侵入しないように構成することが考えられるが、このような場合において、移動子を駆動させた時にその駆動方向が所望の駆動方向よりもずれている場合には、そのずれた方向に存在する壁面から摩擦力を受けるなどして移動子の駆動速度が低下してしまう可能性がある。   In such an electret driving device, it is conceivable that the moving element is sealed so that dust or the like does not enter the apparatus. In such a case, the driving is performed when the moving element is driven. When the direction is deviated from the desired driving direction, there is a possibility that the driving speed of the moving element is lowered by receiving a frictional force from the wall surface existing in the deviated direction.

また、移動子を高速駆動している状態から、移動子を停止させる制御を行う際に、電極と移動子との間の吸引力のみで停止させた場合には、慣性などの影響で所望の停止位置から少しずれた位置で停止してしまう可能性もある。   In addition, when control is performed to stop the moving element from a state where the moving element is driven at a high speed, if the moving element is stopped only by the suction force between the electrode and the moving element, the desired effect is obtained due to the influence of inertia or the like. There is also a possibility of stopping at a position slightly deviated from the stop position.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、移動子の駆動方向の制御性及び移動子の停止時の制御性を向上させ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。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an electret driving device capable of improving the controllability in the driving direction of the moving element and the controllability when the moving element is stopped.

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、駆動方向に沿って形成された複数の第1のエレクトレット化部位と、上記駆動方向に沿った2つの端面部に形成された少なくとも1対の第2のエレクトレット化部位とを有する移動子と、上記第1のエレクトレット化部位と対向するように配列された第1の電極と、上記2つの端面部それぞれの近傍に配置された少なくとも1対の第2の電極とを有する固定子とを具備することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an electret driving device according to a first aspect of the present invention includes a plurality of first electret portions formed along a driving direction and two end face portions along the driving direction. A movable body having at least one pair of second electret sites formed on the first electrode, a first electrode arranged to face the first electret sites, and the vicinity of each of the two end surface portions And a stator having at least one pair of second electrodes disposed on the substrate.

この第1の態様によれば、移動子を駆動するための第1のエレクトレット化部位、第1の電極のほかに、第2のエレクトレット化部位、第2の電極を設けたことにより、移動子の駆動方向の制御性及び移動子の停止時の制御性を向上させることができる。   According to the first aspect, in addition to the first electret site and the first electrode for driving the mover, the second electret site and the second electrode are provided. It is possible to improve the controllability in the driving direction and the controllability when the moving element is stopped.

本発明によれば、移動子の駆動方向の制御性及び移動子の停止時の制御性を向上させ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。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electret drive device which can improve the controllability of the drive direction of a slider and the controllability at the time of a stop of a slider can be provided.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
はじめに、エレクトレットを利用したエレクトレット駆動装置の駆動原理について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the drive principle of the electret drive device using the electret will be described.

本エレクトレット駆動装置は、基本的に固定子1と移動子2とを備えており、移動子2は固定子1に対して図1(a)及び(b)において左右方向に移動自在に構成されている。更に、この固定子1には、上記移動子2の移動方向と直交する方向に、帯状の複数の延出された第1の電極(駆動電極)4が互いに平行に所定の間隔で並設されている。   The electret drive device basically includes a stator 1 and a mover 2, and the mover 2 is configured to be movable in the left-right direction in FIGS. 1A and 1B with respect to the stator 1. ing. Further, a plurality of strip-like first electrodes (drive electrodes) 4 extending in parallel with each other at a predetermined interval are arranged on the stator 1 in a direction perpendicular to the moving direction of the moving element 2. ing.

上記移動子2は、永久分極され、延出された第1の電極4に対して平行に並べられた誘導体(第1のエレクトレット化部位)の部位を複数備えている。   The movable element 2 includes a plurality of sites of a derivative (first electretization site) that are permanently polarized and arranged in parallel to the extended first electrode 4.

このような構成において、第1の電極4に周波電圧を印加すると、第1の電極4と上述した第1のエレクトレット化部位との間に吸引力若しくは反発力が発生し、結果的に移動子2が固定子1に対して相対移動する。   In such a configuration, when a frequency voltage is applied to the first electrode 4, an attractive force or a repulsive force is generated between the first electrode 4 and the above-described first electret portion, and as a result, the moving element 2 moves relative to the stator 1.

図2は、こうしたエレクトレット駆動装置の断面を模式的に示すと共に該静電アクチュエータの駆動回路を示した図である。   FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section of such an electret driving device and a driving circuit for the electrostatic actuator.

エレクトレット駆動装置において、固定子1に並設されたそれぞれの第1の電極4には、駆動回路10からの電圧信号線が接続されている。これらの電圧信号線には、4相の電圧信号が印加されるようになっており、従って、第1の電極4には、4本毎に同一の電圧信号が印加される。図2では、第1の電極4にA、B、C、Dの符号を付してこの電圧信号を区別している。   In the electret driving device, voltage signal lines from the driving circuit 10 are connected to the first electrodes 4 arranged in parallel to the stator 1. A four-phase voltage signal is applied to these voltage signal lines. Therefore, the same voltage signal is applied to the first electrode 4 every four lines. In FIG. 2, the voltage signals are distinguished by attaching the symbols A, B, C, and D to the first electrode 4.

なお、この図は、あくまでも模式図であり、実際の第1の電極や第1のエレクトレット化部位の数や配置間隔は、装置の大きさ、開口部の面積、第1の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。また、このエレクトレット駆動装置の場合、正負の極性を有する第1のエレクトレット化部位が交互に配置されたタイプであるが、何れか一方の極性を省略しても良い。   In addition, this figure is a schematic diagram to the last, and the actual number of first electrodes and first electret sites and the arrangement interval are the size of the device, the area of the opening, and the polarity of the first electret site. These are determined as appropriate according to various factors such as the arrangement, the drive resolution required for the electret drive device, and the drive speed. Moreover, in the case of this electret drive device, although the 1st electret part which has a positive / negative polarity is a type arrange | positioned alternately, either polarity may be abbreviate | omitted.

図2の左側には、上述したエレクトレット駆動装置の構成と共に、エレクトレット駆動装置に印加する電圧信号を発生するための駆動回路10の構成が示されている。   The left side of FIG. 2 shows the configuration of the drive circuit 10 for generating a voltage signal to be applied to the electret drive device in addition to the configuration of the electret drive device described above.

パルス発生回路12で生成した矩形波列(駆動パルス信号)は、昇圧回路14及び位相器15に供給される。昇圧回路14では、入力された矩形波列が100V程度まで昇圧されると共に、2つの極性を有する電圧信号に分岐されて、第1の電極4A及び4Cに供給される。一方、位相器15に入力された矩形波列は、90°位相が遅れた波形となり、その後、昇圧回路14に入力されて、上述と同様の2つの矩形波列となり、第1の電極4B及び4Dに供給される。   The rectangular wave train (drive pulse signal) generated by the pulse generation circuit 12 is supplied to the booster circuit 14 and the phase shifter 15. In the booster circuit 14, the input rectangular wave train is boosted to about 100 V, is branched into voltage signals having two polarities, and is supplied to the first electrodes 4 A and 4 C. On the other hand, the rectangular wave train input to the phase shifter 15 has a waveform delayed by 90 °, and is then input to the booster circuit 14 to form two rectangular wave trains similar to those described above, and the first electrode 4B and Supplied to 4D.

図3は、上記駆動回路10によって作成されて、第1の電極4A〜4Dに印加される電圧信号列の例を示したタイミングチャートである。このうち、図3(a)は第1の電極4A、図3(b)は第1の電極4B、図3(c)は第1の電極4C、図3(d)は第1の電極4Dのタイミングチャートである。   FIG. 3 is a timing chart showing an example of a voltage signal sequence created by the drive circuit 10 and applied to the first electrodes 4A to 4D. 3A shows the first electrode 4A, FIG. 3B shows the first electrode 4B, FIG. 3C shows the first electrode 4C, and FIG. 3D shows the first electrode 4D. It is a timing chart.

なお、第1の電極4A〜4Dの電圧の状態は、時間t1〜t4の4つの状態が、時間経過に対応して繰り返して変化するものである。   The voltage states of the first electrodes 4A to 4D are such that the four states from time t1 to time t4 change repeatedly as time elapses.

図4(a)〜(d)は、上述したエレクトレット駆動装置の動作を説明する図である。なお、図4(a)〜(d)において、同図右側方向を移動子2の進行方向として、後方側(左側)に正極(プラス)の第1のエレクトレット化部位5a、前方側(右側)に負極(マイナス)の第1のエレクトレット化部位5bが配列されているものとする。   4A to 4D are diagrams for explaining the operation of the electret driving device described above. 4A to 4D, the right side direction in FIG. 4 is the traveling direction of the moving element 2, and the first electret portion 5a of the positive electrode (plus) on the rear side (left side) and the front side (right side). It is assumed that negative electrode (minus) first electret sites 5b are arranged.

図4(a)は、図3に示される時間t1に切り替わった直後の第1のエレクトレット化部位と第1の電極4の電圧の状態(極性)を示している。   FIG. 4A shows the voltage state (polarity) of the first electret site and the first electrode 4 immediately after switching to the time t1 shown in FIG.

この状態において、正極の第1のエレクトレット化部位5aは、第1の電極4A(正極)から反発力を受け、第1の電極4B(負極)から吸引力を受ける。また、負極の第1のエレクトレット化部位5bは、第1の電極4C(負極)から反発力を受け、第1の電極4D(正極)から吸引力を受ける。このため、移動子2は、図4(a)の右方向に力を受けて、1つの電極ピッチd分右方向に移動する。   In this state, the first electret portion 5a of the positive electrode receives a repulsive force from the first electrode 4A (positive electrode) and receives an attractive force from the first electrode 4B (negative electrode). Further, the first electret portion 5b of the negative electrode receives a repulsive force from the first electrode 4C (negative electrode) and receives an attractive force from the first electrode 4D (positive electrode). Therefore, the mover 2 receives a force in the right direction in FIG. 4A and moves to the right by one electrode pitch d.

図4(b)は、時間t2に切り替わった直後の第1のエレクトレット化部位と第1の電極の電圧の状態を示している。   FIG. 4B shows the voltage state of the first electret site and the first electrode immediately after switching at time t2.

この状態において、第1のエレクトレット化部位5aは、第1の電極4B(正極)から反発力を受け、第1の電極4C(負極)から吸引力を受ける。また、第1のエレクトレット化部位5bは、第1の電極4D(負極)から反発力を受け、もう1つの第1の電極4A(正極)から吸引力を受ける。このため、移動子2は、図4(b)の右方向に力を受けて、1つの電極ピッチd分移動する。   In this state, the first electret site 5a receives a repulsive force from the first electrode 4B (positive electrode) and receives an attractive force from the first electrode 4C (negative electrode). The first electret site 5b receives a repulsive force from the first electrode 4D (negative electrode) and receives an attractive force from the other first electrode 4A (positive electrode). For this reason, the movable element 2 receives a force in the right direction in FIG. 4B and moves by one electrode pitch d.

同様に、図4(c)は、時間t3に切り替わった直後の第1のエレクトレット化部位と第1の電極の電圧の状態を示している。   Similarly, FIG. 4C shows a voltage state of the first electret site and the first electrode immediately after switching at time t3.

この状態において、第1のエレクトレット化部位5aは、第1の電極4C(正極)から反発力を受け、第1の電極4D(負極)から吸引力を受ける。また、第1のエレクトレット化部位5bは、第1の電極4A(負極)から反発力を受け、第1の電極4B(正極)から吸引力を受ける。このため、移動子2は、図4(c)の右方向に力を受けて、1つの電極ピッチd分移動する。   In this state, the first electret site 5a receives a repulsive force from the first electrode 4C (positive electrode) and receives an attractive force from the first electrode 4D (negative electrode). The first electretized portion 5b receives a repulsive force from the first electrode 4A (negative electrode) and receives an attractive force from the first electrode 4B (positive electrode). For this reason, the moving element 2 receives a force in the right direction of FIG. 4C and moves by one electrode pitch d.

更に、図4(d)は、時間t4に切り替わった直後の第1のエレクトレット化部位と第1の電極の電圧の状態を示している。   Further, FIG. 4D shows the voltage state of the first electret site and the first electrode immediately after switching at time t4.

この状態において、第1のエレクトレット化部位5aは、第1の電極4D(正極)から反発力を受け、第1の電極4A(負極)から吸引力を受ける。また、第1のエレクトレット化部位5bは、第1の電極4A(負極)から反発力を受け、第1の電極4C(正極)から吸引力を受ける。このため、移動子2は、図4(d)の右方向に力を受けて、1つの電極ピッチd分移動する。   In this state, the first electret site 5a receives a repulsive force from the first electrode 4D (positive electrode) and receives an attractive force from the first electrode 4A (negative electrode). The first electret site 5b receives a repulsive force from the first electrode 4A (negative electrode) and receives an attractive force from the first electrode 4C (positive electrode). Therefore, the mover 2 receives a force in the right direction in FIG. 4D and moves by one electrode pitch d.

上述したように、移動子2は1つの電極ピッチd移動し、この動作が繰り返されることで、移動子2は図4(a)→(b)→(c)→(d)のように右方向(図示矢印F方向)に移動する。なお、移動子2を図の左方向に移動するためには、第1の電極4に印加する電圧の極性を逆順で切り替えれば良い。   As described above, the mover 2 moves by one electrode pitch d, and this operation is repeated, so that the mover 2 moves to the right as shown in FIG. 4 (a) → (b) → (c) → (d). Move in the direction (arrow F direction in the figure). In order to move the movable element 2 in the left direction in the figure, the polarity of the voltage applied to the first electrode 4 may be switched in the reverse order.

また、本エレクトレット駆動装置の固定子1には、図5に示すように、支持部材1aが取り付けられており、更に支持部材1aを介して保護部材1bが取り付けられている。ここで、支持部材1aは固定子1の周囲に取り付けられているものであるが、図5では紙面前側と紙面奥側の支持部材1aについては図示を省略している。このように、本エレクトレット駆動装置の移動子2は、固定子1と、支持部材1aと、保護部材1bとによって封止されており、装置内部への塵埃の侵入などが防止される構造になっている。このような移動子2が封止された構造のエレクトレット駆動装置では、移動子2の駆動方向がずれてしまうと、移動子2と支持部材1aとが接触し、このときの摩擦などの影響で移動子2の駆動速度が低下してしまうことなどが考えられる。   Further, as shown in FIG. 5, a support member 1a is attached to the stator 1 of the electret drive device, and a protective member 1b is further attached via the support member 1a. Here, although the support member 1a is attached to the periphery of the stator 1, the illustration of the support members 1a on the front side and the back side of the drawing is omitted in FIG. As described above, the mover 2 of the electret driving device is sealed by the stator 1, the support member 1a, and the protective member 1b, and has a structure that prevents dust from entering the device. ing. In the electret driving device having such a structure in which the moving element 2 is sealed, if the driving direction of the moving element 2 is deviated, the moving element 2 and the support member 1a come into contact with each other. It is conceivable that the driving speed of the moving element 2 is lowered.

図6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構成を示す図である。ここで、図6は、保護部材1bを省略して図示されている。本一実施形態では、図6に示すように、移動子2を駆動するための第1のエレクトレット化部位に加えて、移動子2の駆動方向に沿った2つの端面部に1対の第2のエレクトレット化部位5cが形成されている。更に、これら1対の第2のエレクトレット化部位5cに対応する第2の電極4a、4bが支持部材1aに設けられている。これら第2の電極4a、4bは、それぞれ移動子2の側方端面に対向するように設けられている。   FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of an electret driving device according to an embodiment of the present invention. Here, FIG. 6 is illustrated with the protective member 1b omitted. In the present embodiment, as shown in FIG. 6, in addition to the first electret portion for driving the moving element 2, a pair of second surfaces are provided on two end surface portions along the driving direction of the moving element 2. The electret portion 5c is formed. Further, second electrodes 4a and 4b corresponding to the pair of second electret portions 5c are provided on the support member 1a. The second electrodes 4a and 4b are provided so as to face the side end surfaces of the movable element 2, respectively.

図7は、図6のエレクトレット駆動装置を移動子2の駆動方向(進行方向)側から見た図である。図7のような構成とすることにより、移動子2は、第1の電極4と第2の電極4a、4bの両方から静電力を受けるようになる。   FIG. 7 is a view of the electret drive device of FIG. 6 as viewed from the drive direction (traveling direction) side of the movable body 2. By adopting the configuration as shown in FIG. 7, the movable element 2 receives electrostatic force from both the first electrode 4 and the second electrodes 4a and 4b.

図8は、図6、図7のエレクトレット駆動装置の駆動回路について示した図である。ここで、図2と同様の構成については説明を省略する。
図8において、パルス発生回路12で生成された矩形波列は、インダクタンスからなる昇圧回路14bに供給される。昇圧回路14bでは、入力された矩形波列が100V程度まで昇圧され、さらに正負2つの極性を有する電圧に分岐される。また、図8に示す昇圧回路14bの正極出力及び負極出力のそれぞれにはダイオードが直列に接続され、更に平滑コンデンサが並列に接続されている。更に、第2の電極4aと昇圧回路14bの正極出力との間にはフォトリレーなどからなるスイッチング回路14cが設けられている。
FIG. 8 is a diagram showing a drive circuit of the electret drive device of FIGS. 6 and 7. Here, the description of the same configuration as in FIG. 2 is omitted.
In FIG. 8, the rectangular wave train generated by the pulse generation circuit 12 is supplied to a booster circuit 14b made of an inductance. In the booster circuit 14b, the input rectangular wave train is boosted to about 100 V, and further branched to a voltage having two positive and negative polarities. Further, a diode is connected in series to each of the positive output and the negative output of the booster circuit 14b shown in FIG. 8, and a smoothing capacitor is further connected in parallel. Furthermore, a switching circuit 14c made of a photorelay is provided between the second electrode 4a and the positive output of the booster circuit 14b.

このような回路構成において、スイッチング回路14cのスイッチが図の実線側にあるときには、昇圧回路14bの負極出力から矩形状の交流電圧が出力された後、交流電圧の正側の成分がダイオードにおいて除去される。更に、ダイオードからの出力電圧が平滑コンデンサにおいて平滑化され、略一定の負の電圧として第2の電極4a、4bのそれぞれに供給される。一方、スイッチング回路14cのスイッチが図の破線側にあるときには、昇圧回路14bの正極出力から矩形状の交流電圧が出力された後、交流電圧の負側の成分がダイオードにおいて除去される。更に、ダイオードからの出力電圧が平滑コンデンサにおいて平滑化され、略一定の正の電圧として第2の電極4aに供給される。   In such a circuit configuration, when the switch of the switching circuit 14c is on the solid line side in the figure, after the rectangular AC voltage is output from the negative output of the booster circuit 14b, the positive component of the AC voltage is removed by the diode. Is done. Further, the output voltage from the diode is smoothed by the smoothing capacitor and supplied to each of the second electrodes 4a and 4b as a substantially constant negative voltage. On the other hand, when the switch of the switching circuit 14c is on the broken line side in the figure, a rectangular AC voltage is output from the positive output of the booster circuit 14b, and then the negative component of the AC voltage is removed in the diode. Further, the output voltage from the diode is smoothed by the smoothing capacitor, and is supplied to the second electrode 4a as a substantially constant positive voltage.

ここで、スイッチング回路14cにおけるスイッチの切り換え制御は、CPUから構成されている制御部100において行われる。即ち、移動子2の駆動開始から停止直前までの間、制御部100は、スイッチング回路14cのスイッチを図8の実線側に切り換えて第2の電極4a、4bのそれぞれに略一定の負の電圧が供給されるようにする。一方、移動子2の停止時に、制御部100は、スイッチング回路14cのスイッチを図8の破線側に切り換えて第2の電極4aのみに略一定の正の電圧が供給されるようにする。なお、制御部100では、パルス発生回路12の動作制御も行われる。   Here, the switching control of the switch in the switching circuit 14c is performed in the control unit 100 constituted by the CPU. That is, from the start of driving of the moving element 2 to immediately before stopping, the control unit 100 switches the switch of the switching circuit 14c to the solid line side in FIG. 8 and applies a substantially constant negative voltage to each of the second electrodes 4a and 4b. To be supplied. On the other hand, when the moving element 2 is stopped, the control unit 100 switches the switch of the switching circuit 14c to the broken line side in FIG. 8 so that a substantially constant positive voltage is supplied only to the second electrode 4a. In the control unit 100, operation control of the pulse generation circuit 12 is also performed.

図9は、移動子2の駆動開始から駆動停止までの処理について示すフローチャートである。
移動子2の駆動開始時において、制御部100は、第1の所定電圧を第2の電極4a、4bに印加するように、パルス発生回路12とスイッチング回路14cとに指示を送る(ステップS1)。このステップS1の第1の所定電圧とは、第2のエレクトレット化部位と第2の電極との間に反発力が発生するような電圧である。例えば、第2のエレクトレット化部位5cが負に帯電している場合には、スイッチング回路14cのスイッチを図8の実線側に切り換えるようにする。これにより、図10の矢印F1、F2のような静電力が移動子2に作用するので、移動子2の駆動方向が安定する。
FIG. 9 is a flowchart showing processing from the start of driving of the moving element 2 to the stop of driving.
At the start of driving of the mover 2, the control unit 100 sends an instruction to the pulse generation circuit 12 and the switching circuit 14c so as to apply the first predetermined voltage to the second electrodes 4a and 4b (step S1). . The first predetermined voltage in step S1 is a voltage at which a repulsive force is generated between the second electret site and the second electrode. For example, when the second electret site 5c is negatively charged, the switch of the switching circuit 14c is switched to the solid line side in FIG. As a result, electrostatic forces such as arrows F1 and F2 in FIG. 10 act on the moving element 2, so that the driving direction of the moving element 2 is stabilized.

なお、図10は、第2のエレクトレット化部位5cが負に帯電している場合の例であり、第2のエレクトレット化部位5cが正に帯電している場合には、第2の電極4a、4bにそれぞれ正の電圧を印加するようにすることは言うまでもない。   FIG. 10 shows an example in which the second electret site 5c is negatively charged. When the second electret site 5c is positively charged, the second electrode 4a, Needless to say, a positive voltage is applied to each of 4b.

ステップS1の処理の後、移動子2を駆動するために、制御部100は、第1の電極4に電圧を印加するように、パルス発生回路12に指示を送る(ステップS2)。このステップS2の処理は、図1〜図4を参照して説明したので、ここでは説明を省略する。   After the process of step S1, in order to drive the movable body 2, the control unit 100 sends an instruction to the pulse generation circuit 12 so as to apply a voltage to the first electrode 4 (step S2). Since the process of step S2 has been described with reference to FIGS. 1 to 4, the description thereof is omitted here.

ステップS2の処理の後、制御部100は、移動子2の駆動を終了するか否かを判定し(ステップS3)、移動子2の駆動を終了すると判定するまでステップS2の判定を継続する。   After the process of step S2, the control unit 100 determines whether or not the driving of the mover 2 is finished (step S3), and continues the determination of step S2 until it is determined that the driving of the mover 2 is finished.

一方、ステップS3において、移動子2の駆動を終了する場合に、制御部100は、第2の所定電圧を第2の電極4a、4bに印加するように、パルス発生回路12とスイッチング回路14cとに指示を送る(ステップS4)。このステップS4の第2の所定電圧とは、第2のエレクトレット化部位の何れか一方と、その第2のエレクトレット化部位に対応する第2の電極との間に吸引力が発生するような電圧である。例えば、第2のエレクトレット化部位5cが負側に帯電している場合には、スイッチング回路14cのスイッチを図8の破線側に切り換えるようにする。これにより、図11(a)の矢印F3、F4のような静電力が移動子2に作用するので、図11(b)のように移動子2が第2の電極4aに吸着して移動子2が停止する。即ち、この吸着によって移動子2と第2の電極4aとの間に摩擦力を生じさせ、この摩擦力により、移動子2の慣性力による運動エネルギーを消費させて、移動子2の移動を停止させる。   On the other hand, in step S3, when the driving of the moving element 2 is finished, the control unit 100 applies the second predetermined voltage to the second electrodes 4a and 4b, and the pulse generation circuit 12 and the switching circuit 14c. An instruction is sent to (step S4). The second predetermined voltage in step S4 is a voltage at which an attractive force is generated between any one of the second electret sites and the second electrode corresponding to the second electret site. It is. For example, when the second electret site 5c is charged to the negative side, the switch of the switching circuit 14c is switched to the broken line side in FIG. As a result, electrostatic forces such as arrows F3 and F4 in FIG. 11A act on the movable element 2, so that the movable element 2 is attracted to the second electrode 4a as shown in FIG. 2 stops. That is, a frictional force is generated between the movable element 2 and the second electrode 4a by this adsorption, and the kinetic energy due to the inertial force of the movable element 2 is consumed by this frictional force, and the movement of the movable element 2 is stopped. Let

なお、図11(a)、図11(b)は、第2のエレクトレット化部位が負に帯電している場合の例であり、第2のエレクトレット化部位が正に帯電している場合には、第2の電極4a、4bの極性が逆になることは言うまでもない。また、図11(a)の例では、第2の電極4aに正、第2の電極4bに負の電圧を印加することで第2の電極4aの側に移動子2を吸着させるようにするが、電圧の極性を逆にして、第2の電極4b側に移動子2を吸着させるようにしても良い。   FIG. 11A and FIG. 11B are examples when the second electret site is negatively charged, and when the second electret site is positively charged. Needless to say, the polarities of the second electrodes 4a and 4b are reversed. Further, in the example of FIG. 11A, a positive voltage is applied to the second electrode 4a and a negative voltage is applied to the second electrode 4b so that the movable element 2 is attracted to the second electrode 4a side. However, the polarity of the voltage may be reversed so that the movable element 2 is attracted to the second electrode 4b side.

以上説明したように、本一実施形態によれば、移動子2に第2のエレクトレット化部位を設け、固定子側に第2の電極を設けたことにより、移動子の駆動方向の制御性及び移動子の停止時の制御性を向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, by providing the second electret portion on the movable element 2 and providing the second electrode on the stator side, the controllability in the driving direction of the movable element and Controllability when the mover is stopped can be improved.

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。例えば、上記した一実施形態では、第2のエレクトレット化部位と第2の電極とをそれぞれ1対づつ設けるようにしているが、2対以上にしても良い。また、第2のエレクトレット化部位と第2の電極との間に静電力が発生するのであれば、両者を必ずしも対向して配置する必要はない。即ち、第2のエレクトレット化部位の近傍に第2の電極が配置されていればよい。   Although the present invention has been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are naturally possible within the scope of the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, one pair of the second electret site and the second electrode are provided, but two or more pairs may be provided. Moreover, if an electrostatic force generate | occur | produces between a 2nd electret site | part and a 2nd electrode, it is not necessary to arrange | position both facing each other. That is, it is only necessary that the second electrode be disposed in the vicinity of the second electretization site.

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。   Further, the above-described embodiments include various stages of the invention, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the column of the effect of the invention Can be extracted as an invention.

本発明に係るエレクトレット駆動装置の駆動原理について説明する図である。It is a figure explaining the drive principle of the electret drive device which concerns on this invention. エレクトレット駆動装置の断面を模式的に示すと共に該エレクトレット駆動装置の駆動回路を示した図である。It is the figure which showed the drive circuit of this electret drive device while showing the cross section of an electret drive device typically. 図2の駆動回路によって作成されて、第1の電極に印加される電圧信号列の例を示したもので、図4(a)は第1の電極4A、図4(b)は第1の電極4B、図4(c)は第1の電極4C、図4(d)は第1の電極4Dのタイミングチャートである。FIG. 4A shows an example of a voltage signal train created by the drive circuit of FIG. 2 and applied to the first electrode. FIG. 4A shows the first electrode 4A, and FIG. 4B shows the first electrode. The electrode 4B, FIG. 4C is a timing chart of the first electrode 4C, and FIG. 4D is a timing chart of the first electrode 4D. 図2に示されるエレクトレット駆動装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the electret drive device shown by FIG. 移動子及び固定子の封止構造について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the sealing structure of a needle | mover and a stator. 本発明の一実施形態に係るエレクトレット駆動装置の構成について示す図である。It is a figure shown about the structure of the electret drive device which concerns on one Embodiment of this invention. 図6のエレクトレット駆動装置をその駆動方向側から見たときの図である。It is a figure when the electret drive device of FIG. 6 is seen from the drive direction side. 本発明の一実施形態に係るエレクトレット駆動装置の駆動回路を示した図である。It is the figure which showed the drive circuit of the electret drive device which concerns on one Embodiment of this invention. 移動子の駆動開始から駆動停止までの処理について示すフローチャートである。It is a flowchart shown about the process from the drive start of a needle | mover to a drive stop. 第1の所定電圧について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 1st predetermined voltage. 第2の所定電圧について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 2nd predetermined voltage.

符号の説明Explanation of symbols

1…固定子、1a…支持部材、1b…保護部材、2…移動子、4、4A〜4D…第1の電極、4a.4b…第2の電極、5a,5b…第1のエレクトレット化部位、5c…第2のエレクトレット化部位、10…駆動回路、12…パルス発生回路、14,14b…昇圧回路、14c…スイッチング回路、15…位相器、100…制御部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stator, 1a ... Support member, 1b ... Protection member, 2 ... Mover, 4, 4A-4D ... 1st electrode, 4a. 4b ... second electrode, 5a, 5b ... first electret part, 5c ... second electret part, 10 ... drive circuit, 12 ... pulse generation circuit, 14,14b ... boost circuit, 14c ... switching circuit, 15 ... Phaser, 100 ... Control part

Claims (3)

駆動方向に沿って形成された複数の第1のエレクトレット化部位と、上記駆動方向に沿った2つの端面部に形成された少なくとも1対の第2のエレクトレット化部位とを有する移動子と、
上記第1のエレクトレット化部位と対向するように配列された第1の電極と、上記2つの端面部それぞれの近傍に配置された少なくとも1対の第2の電極とを有する固定子と、
を具備することを特徴とするエレクトレット駆動装置。
A mover having a plurality of first electret sites formed along the drive direction, and at least one pair of second electret sites formed on two end face portions along the drive direction;
A stator having a first electrode arranged so as to face the first electretization site, and at least one pair of second electrodes arranged in the vicinity of each of the two end face portions;
An electret driving device comprising:
上記移動子の第1の電極に電圧を印加して上記移動子を駆動させると共に、上記少なくとも1対の第2のエレクトレット化部位とこの第2のエレクトレット化部位にそれぞれ対応する上記第2の電極との間に反発力が発生するように上記第2の電極に電圧を印加する制御手段を更に具備す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。   A voltage is applied to the first electrode of the movable element to drive the movable element, and the at least one pair of second electret portions and the second electrode corresponding to the second electret portions, respectively. 2. The electret driving device according to claim 1, further comprising control means for applying a voltage to the second electrode so that a repulsive force is generated between the first electrode and the second electrode. 上記制御手段は、上記移動子の駆動終了時には、上記少なくとも1対の第2のエレクトレット化部位のうちの一方とこの第2のエレクトレット化部位に対応する上記第2の電極との間に吸引力が発生するように上記第2の電極に電圧を印加することを更に行うことを特徴とする請求項2に記載のエレクトレット駆動装置。   At the end of driving of the moving element, the control means draws an attractive force between one of the at least one pair of second electret sites and the second electrode corresponding to the second electret sites. The electret driving device according to claim 2, further comprising applying a voltage to the second electrode so as to generate a voltage.
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