JP2009050135A - 微小アクチュエータ - Google Patents

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Abstract

【課題】微小アクチュエータの板と基板間の摩擦及び駆動電圧により、摩耗が発生し部品の寿命が短くなる。
【解決手段】基板２２上に配置され、かつ、板２０とブッシング２１とを具備する微小アクチュエータに関する。板２０の後端は、先細の三角形状又は弧状に形成され、又は、少なくとも１つの突起が板２０の後端の底面上に形成される。このような構成によって、板２０の後端と基板２２が接触した際、板２０の後端と基板間の接触は非平面的となる。したがって、板２０と基板２２間の摩擦及び駆動電圧を効果的に低減でき、微小アクチュエータの部品の高寿命化を図ることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、板と基板との接触面積を低減して、従来の微小アクチュエータの問題点である短寿命と高駆動電圧を改善できる微小アクチュエータに関する。
微小ファンは、構造的に２つの部材、即ち、自己組織化技術により製造される微小ファン羽根と、回転子として用いられるスクラッチ駆動アクチュエータ（SDA）又はバウンス駆動アクチュエータ（BDA）を用いて形成される微小モータとを具備する。
図１に示すスクラッチ駆動アクチュエータ（SDA）を用いる微小アクチュエータの一例を参照して、微小アクチュエータの駆動理論を説明する。
スクラッチ駆動アクチュエータ（SDA）は、基板１２上に配置されており、板１０とブッシング１１とを具備する。
板１０とブッシング１１とによって容量構造が形成されると、板１０に静電力が生じる。板１０上に周期的に外部から静電力が与えられると、板１０は基板１２上でステップ運動（step motion）を生じる。図１(b), (c)及び (d)は、外部から矩形波が与えられた場合の板１０と基板１２との間のステップ運動を示す。
外部から正のバイアス電圧が印加されると、静電力によって、板１０が基板１２に吸着される。このような現象は、スナップ運動と呼ばれる。ところで、ブッシング１１が板１０の前部に形成されているので、板１０の全体が完全に基板にとりつけられるわけではない。したがって、電荷が板１０に一時的に保持され、板１０は弾性張力を有する。正のバイアス電圧が上昇して始動電圧に達すると、静電力によって板１０は更に変形し、その大きな領域が基板１２と接触することになる。
電圧が低下すると、弾性張力が瞬時に解除され、板１０は当初の形状を復元する。更に、電圧を解除する際に、ブッシング１１は、常時、基板１２と接触しているので、板１０は前進する。
負のバイアス電圧が更に外部から印加されると、板１０は基板１２によって吸着され、上記した運動を繰り返す。したがって板１０は連続して基板１２上で駆動される。
従来の微小アクチュエータにおいて、板１０と基板１２との間に大きな接触面積による摩擦が存在するので、板１０と基板１２との間の磨耗が相当大きく、したがって、微小アクチュエータの短命化、高駆動電圧化、大電力消費や瞬間的な逆進現象を生じることになる。したがって、板１０と基板１２との間の接触面積を低減することが、板１０と基板１２間の摩擦を低減して、駆動電圧を低下したり部品の寿命を高める上で、極めて重要となる。
特許公開２００３−２６４９９２号
本発明は上記した事態に鑑みなされたものであり、本発明は、基板上に配置されかつ板とブッシングを具備する微小アクチュエータであって、板と基板間の接触面積を効果的に低減することができる微小アクチュエータを提供することを目的とする。
板の後端を三角形状または弧状に形成し、または板の後端の底面に少なくとも１つの突起を設けることによって、板の後端が基板に接触した際、その接触を非平面的な接触とし、板と基板間の摩擦と駆動電圧を低減して、微小アクチュエータの部品の高寿命化を図ることができる。
本発明の目的、特徴及び効果の理解をより高めるために、本発明の好ましい実施例を、図面を参照して、具体的に列挙して説明する。
図２を参照して説明すると、微小アクチュエータは基板２２上に配置され、板２０とブッシング２１とを具備する。板２０は、その後端を先細の三角形状に形成している。
外部から正のバイアス電圧が印加されると、板２０は静電力によって基板２２に吸着され、その端部の先端が基板２２と接触する。ここで、板２０と基板２２との接触によって生じる摩擦は、ブッシング２１と基板２２との間に生じる摩擦より小さく、したがって、板２０の後端の極めて小さな領域が基板２２と接触している。更に、板２０と基板２２との接触によってブッシング２１が押圧変形して収縮し、弾性張力を保有する。
板２０は基板２２に対して非平面的にのみ接触し、かつ、板２０が跳ねて戻る際にブッシング２１と基板２２との間の摩擦が低減するために上方に曲がるので、本発明に係る微小アクチュエータの板２０の後端が、先細の三角形状に形成されていることと相俟って、板２０の後端と基板２２とが点接触するので、板２０と基板２２間の摩擦と駆動電圧を効果的に低減でき、微小アクチュエータの部品の高寿命化を図ることができる。
更に、図３に本発明の第２の好ましい実施例を示す。板２０の後端が弧状に形成されている。従って、板２０の後端が基板２２に接触すると、第１の好ましい実施例と同様に、板２０の後端と基板２２が点接触し、板２０と基板２２間の摩擦と駆動電圧を効果的に低減し、微小アクチュエータの部品の高寿命化を図ることができる。
図４に本発明の第３の好ましい実施例を示す。微小アクチュエータは基板２２上に配置されており、板２０とブッシング２１とを具備する。板２０の後端の底面には、少なくとも１つの突起２３が形成されている。
突起２３をこのように形成することによって、板２０の後端が基板２２に接触すると、板２０の後端と基板２２は点接触することになり、板２０と基板２２間の摩擦及び駆動電圧を低減でき、微小アクチュエータの部品の高寿命化を測ることができる。
要約すると、本発明は上記した効果を確実に奏する。上記した本発明の特徴は、同様な製品に対して、新規性及び進歩性を有するのみならず、産業上の利用性を有する。
本発明を、現時点において最も実際的で、かつ、好ましい実施例を参照して説明してきたが、本発明は上記した実施例に何ら限定されるものでないことは言うまでもない。逆に、本発明は、添付の特許請求範囲に記載の発明の要旨及び範囲内において各種の変形例と変容例が考えられるものであり、本発明はそのような変形例と変容例とを包含するように広義に解釈されるものである。
従来の微小アクチュエータの運動を示す図である。 本発明の第１の好ましい実施例における微小アクチュエータの運動を示す図である。 本発明の第２の好ましい実施例における微小アクチュエータの運動を示す図である。 本発明の第３の好ましい実施例における微小アクチュエータの運動を示す図である。
符号の説明
２０ 板
２１ ブッシング
２２ 基板
２３ 突起

Claims (6)

  1. 基板上に配置される微小アクチュエータであって、後端が前記基板と接触する際に前記基板と非平面的に接触する板と、ブッシングとを具備することを特徴とする微小アクチュエータ。
  2. 前記板の前記後端と前記基板とが線接触することを特徴とする請求項１記載の微小アクチュエータ。
  3. 前記板の前記後端と前記基板とが点接触することを特徴とする請求項１記載の微小アクチュエータ。
  4. 前記板の前記後端が先細の三角形状に形成されることを特徴とする請求項１記載の微小アクチュエータ。
  5. 前記板の前記後端が弧状に形成されることを特徴とする請求項１記載の微小アクチュエータ。
  6. 少なくとも１つの突起を前記板の前記後端の底面に形成したことを特徴とする請求項１記載の微小アクチュエータ。
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