JP2971389B2 - Electrostatic actuator - Google Patents

Electrostatic actuator

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JP2971389B2
JP2971389B2 JP5629096A JP5629096A JP2971389B2 JP 2971389 B2 JP2971389 B2 JP 2971389B2 JP 5629096 A JP5629096 A JP 5629096A JP 5629096 A JP5629096 A JP 5629096A JP 2971389 B2 JP2971389 B2 JP 2971389B2
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mover
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electrode pattern
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賀 章 浩 古
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は静電気力により駆動
される静電アクチュエータと、アクチュエータの可動子
を低摩擦で支持するための静電支持機構に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an electrostatic actuator driven by electrostatic force and an electrostatic support mechanism for supporting a movable element of the actuator with low friction.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、マイクロマシン駆動用のリニ
アアクチュエータとして、電磁力や圧電素子を利用した
モータと歯車等の機構とを組合わせたものが多く知られ
ている。しかし、このタイプのアクチュエータは、サイ
ズが小さくなってくると、十分な出力が得ずらくなると
ともに、歯車等の機構や電磁力発生源であるコイル等を
配置するスペースが十分に確保できなくなってくるた
め、コンパクトで高性能なアクチュエータを設計するこ
とが困難となってくる。このため、微小なサイズの場
合、出力の点から有利となる静電気力を利用した静電ア
クチュエータが開発されてきているが、必ずしも十分な
性能を有するに至っていない。その主な原因の一つは、
可動子と固定子との間の摩擦の問題である。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a linear actuator for driving a micromachine, a combination of a motor using an electromagnetic force or a piezoelectric element and a mechanism such as a gear has been known. However, with this type of actuator, as the size becomes smaller, it becomes difficult to obtain a sufficient output, and it is not possible to secure a sufficient space for arranging a mechanism such as a gear and a coil which is a source of electromagnetic force. Therefore, it becomes difficult to design a compact and high-performance actuator. For this reason, in the case of a small size, an electrostatic actuator utilizing an electrostatic force which is advantageous from the viewpoint of output has been developed, but does not always have sufficient performance. One of the main causes is
It is a problem of friction between the mover and the stator.

【0003】この問題に対する解決策として、可動子を
弾性体により支持して、可動子と固定子とが直接接触し
ないように構成した静電アクチュエータがある。しか
し、このような構成にした場合、弾性体により可動子が
支持されているため可動子の可動範囲が制限されてしま
う。また、可動子を軸受により支持したり、可動子の案
内機構を設けることにより、可動子の可動範囲を確保し
つつ可動子と固定子とが直接接触しないように構成する
ことも考えられる。しかし、このような構成にした場
合、軸受や案内機構において摩擦が発生するため、アク
チュエータの出力の向上の観点からは好ましくない。
[0003] As a solution to this problem, there is an electrostatic actuator in which the mover is supported by an elastic body so that the mover and the stator do not come into direct contact with each other. However, in such a configuration, since the movable element is supported by the elastic body, the movable range of the movable element is limited. It is also conceivable to provide a structure in which the movable element is supported by bearings or a guide mechanism for the movable element is provided so that the movable element does not come into direct contact with the stator while ensuring the movable range of the movable element. However, such a configuration is not preferable from the viewpoint of improving the output of the actuator because friction occurs in the bearing and the guide mechanism.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、可動
子と固定子との間の摩擦の問題を解決しつつ可動子の可
動範囲を十分に確保できる静電アクチュエータを得るこ
とは困難である。
As described above, it is difficult to obtain an electrostatic actuator that can sufficiently secure the movable range of the mover while solving the problem of friction between the mover and the stator. .

【0005】本発明はこのようなことを考慮してなされ
たものであり、可動子と固定子との間の摩擦を低減しつ
つ可動子の可動範囲を十分に確保することができる静電
アクチュエータを提供すること、および可動子の可動範
囲を制限することがなくかつ摩擦を低減することができ
る静電支持機構を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an electrostatic actuator capable of sufficiently securing a movable range of a mover while reducing friction between the mover and a stator. And an electrostatic support mechanism capable of reducing friction without limiting the movable range of the mover.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る静電アクチュエータは、内部に略円柱
状の空間を形成する所定の直径を有する内周面と、前記
内周面上に設けられた複数の固定子電極を有する固定子
と、前記固定子の内部に配置されるとともに、前記固定
子の内周面より小さな直径を有する外周面を有し、この
外周面に円周方向に延びる可動子電極を有する可動子
と、を備え、前記複数の固定子電極は、軸方向および円
周方向に所定の間隔をおいて配置されることにより全体
として螺旋状に配置され、前記複数の固定子電極に対し
て螺旋方向に沿って順次電圧を印加することにより、前
記可動子が前記固定子の内部で回転しながら軸方向に移
動するように構成されていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, an electrostatic actuator according to the present invention comprises an inner peripheral surface having a predetermined diameter forming a substantially columnar space therein, and an inner peripheral surface formed on the inner peripheral surface. A stator having a plurality of stator electrodes provided in the stator, and having an outer peripheral surface disposed inside the stator and having a diameter smaller than an inner peripheral surface of the stator. A mover having a mover electrode extending in the direction, wherein the plurality of stator electrodes are arranged spirally as a whole by being arranged at predetermined intervals in the axial direction and the circumferential direction, By sequentially applying voltages to the plurality of stator electrodes in a spiral direction, the mover is configured to move in the axial direction while rotating inside the stator. .

【0007】[0007]

【0008】[0008]

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】第1の実施の形態 以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明
する。まず、第1の実施の形態について説明する。図1
乃至図5は本発明の第1の実施の形態を示す図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a first embodiment will be described. FIG.
5 are diagrams showing a first embodiment of the present invention.

【0014】図1に示すように、静電アクチュエータ1
は、その内部に略円柱形状の空間を形成する内周面を有
し全体として円筒形状を有する固定子10と、固定子1
0の内部に配置された円柱形状の可動子30とを備えて
いる。
As shown in FIG. 1, an electrostatic actuator 1
A stator 10 having an inner peripheral surface forming a substantially cylindrical space therein and having a cylindrical shape as a whole;
And a movable element 30 having a columnar shape disposed inside the movable element 30.

【0015】このうち固定子10は、図1に示すよう
に、上部固定子10aおよび下部固定子10bとからな
り、互いに対向して配置された割り面14a,14bに
おいてそれぞれ接着剤により接合されている。また上部
固定子10aおよび下部固定子10bは各々、図1およ
び図2に示すように、電気抵抗の高い物質、例えばガラ
スまたはセラミックスからなる円筒形状の基体11と、
基体11の内周面に設けられた膜状または板状の固定子
電極パタン20a〜20hとを有している。また、図2
に示すように、基体11および固定子電極パタン20a
〜20hの上には連続的に絶縁層13が形成され、上部
および下部固定子10a,10bの内周の全表面は絶縁
層13に覆われている。
As shown in FIG. 1, the stator 10 includes an upper stator 10a and a lower stator 10b. The stator 10 is bonded to the split surfaces 14a and 14b facing each other by an adhesive. I have. As shown in FIGS. 1 and 2, the upper stator 10a and the lower stator 10b each have a cylindrical base 11 made of a substance having a high electric resistance, for example, glass or ceramic.
It has a film-shaped or plate-shaped stator electrode pattern 20 a to 20 h provided on the inner peripheral surface of the base 11. FIG.
As shown in the figure, the base 11 and the stator electrode pattern 20a
An insulating layer 13 is continuously formed on the upper and lower portions of the upper and lower stators 10a and 10b.

【0016】また、図1に示すように、可動子30は、
固定子10と同様に、電気抵抗の高い物質、例えばガラ
スまたはセラミックスからなる円柱状の基体31と、基
体31上に形成された膜状または板状の可動子電極パタ
ン40とを有している。また、図2に示すように、基体
31および可動子電極パタン40の上には連続的に絶縁
層32が形成され、可動子30の外周の全表面は絶縁層
32に覆われている。この可動子30は、固定子10の
内周の直径より小さい外径を有している。
Further, as shown in FIG.
Like the stator 10, it has a columnar substrate 31 made of a substance having a high electric resistance, for example, glass or ceramics, and a film-shaped or plate-shaped movable element electrode pattern 40 formed on the substrate 31. . As shown in FIG. 2, an insulating layer 32 is continuously formed on the base 31 and the movable element electrode pattern 40, and the entire outer peripheral surface of the movable element 30 is covered with the insulating layer 32. The mover 30 has an outer diameter smaller than the inner diameter of the stator 10.

【0017】なお、本実施の形態において、絶縁層1
3,32を固定子10および可動子30の両方に設けた
例を示したが、これに限定されるものではなく、固定子
10または可動子30の少なくともいずれか一方に設け
られていればよい。以下、基体11の内周面および基体
31の外周面には絶縁層が常に設けられているものとす
る。同様に第2の実施の形態以降の実施の形態において
も、固定子の基体の内周面および可動子の基体の外周面
には絶縁層が同様に設けられている。
In this embodiment, the insulating layer 1
Although the example in which 3, 32 is provided on both the stator 10 and the mover 30 is shown, the present invention is not limited to this, and it is sufficient if at least one of the stator 10 and the mover 30 is provided. . Hereinafter, it is assumed that an insulating layer is always provided on the inner peripheral surface of the base 11 and the outer peripheral surface of the base 31. Similarly, in the second and subsequent embodiments, insulating layers are similarly provided on the inner peripheral surface of the stator base and the outer peripheral surface of the mover base.

【0018】次に、図3(a)(b)により固定子電極
パタン20a〜20hと、可動子電極パタン40につい
て詳述する。まず、固定子電極パタン20a〜20hに
ついて説明する。図3(a)に示すように、固定子電極
パタン20a〜20hのうち固定子電極パタン20a
は、複数の固定子電極22a,23a・・・と、軸方向
に延びこれら複数の固定子電極同士を電気的に接続する
接続電極21aとから構成されている。固定子電極22
a,23a・・・は、各々固定子10の内周面の円周方
向、すなわち接続電極21aと直交する方向に延びてい
る。また、固定子電極22a,23a・・・は、軸方向
に所定の間隔をおいて配置されており、各々同一の全長
を有している。これら固定子電極22a,23a・・・
の円周方向の両端面は同一直線上にある。また、固定子
電極パタン20b〜20hも、固定子電極パタン20a
と略同一の構成を有している。
Next, the stator electrode patterns 20a to 20h and the mover electrode pattern 40 will be described in detail with reference to FIGS. First, the stator electrode patterns 20a to 20h will be described. As shown in FIG. 3A, among the stator electrode patterns 20a to 20h, the stator electrode patterns 20a
Are composed of a plurality of stator electrodes 22a, 23a,... And connection electrodes 21a extending in the axial direction and electrically connecting the plurality of stator electrodes. Stator electrode 22
a, 23a... extend in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the stator 10, that is, in the direction orthogonal to the connection electrodes 21a. Are arranged at a predetermined interval in the axial direction, and have the same overall length. These stator electrodes 22a, 23a ...
Are located on the same straight line. In addition, the stator electrode patterns 20b to 20h also correspond to the stator electrode patterns 20a.
It has substantially the same configuration.

【0019】次に、固定子電極パタン20a〜20hお
よびこれら固定子電極パタン20a〜20hを構成する
固定子電極22a〜22h,23a〜22h,・・・の
相互の関係について説明する。固定子電極パタン20a
〜20hは、順次固定子10の内周面を円周方向に8等
分した位置にそれぞれ配置されている。従って固定子電
極パタン20a〜20hを構成する固定子電極22a〜
22h,23a〜22h,・・・は、この順に固定子1
0の内周面を円周方向に8等分した位置に、すなわち、
円周方向Rに各々所定の間隔x(図3(a)(b)参
照)をおいて順次配置されている。また、固定子電極2
2a〜22h,23a〜22h,・・・は、この順に軸
方向Aに対して所定の間隔yずつずらして配置されてい
る。このように固定子電極を配置することにより、固定
子電極22a〜22h,23a〜23h,・・・は全体
として螺旋状に配列されていることになる。
Next, the mutual relationship between the stator electrode patterns 20a to 20h and the stator electrodes 22a to 22h, 23a to 22h,... Constituting the stator electrode patterns 20a to 20h will be described. Stator electrode pattern 20a
20h are sequentially arranged at positions where the inner peripheral surface of the stator 10 is equally divided into eight in the circumferential direction. Therefore, the stator electrodes 22a to 22h constituting the stator electrode patterns 20a to 20h
, 22h, 23a to 22h,...
0 at the position where the inner peripheral surface of the zero is equally divided into eight in the circumferential direction, that is,
They are sequentially arranged at a predetermined interval x (see FIGS. 3A and 3B) in the circumferential direction R. Also, the stator electrode 2
Are arranged in this order while being shifted by a predetermined interval y in the axial direction A in this order. By arranging the stator electrodes in this way, the stator electrodes 22a to 22h, 23a to 23h,... Are arranged spirally as a whole.

【0020】また、各接続電極20a〜20hの軸方向
端部には各々導線2a〜2hが接続され、これら導線2
a〜2hを介して各固定子電極パタン20a〜20hの
電位をそれぞれ独立して外部から調節することができる
ようになっている。
Conductors 2a to 2h are connected to axial ends of the connection electrodes 20a to 20h, respectively.
The potentials of the stator electrode patterns 20a to 20h can be independently and externally adjusted via a to 2h.

【0021】また、図3(b)に示すように、可動子電
極パタン40は、複数の可動子電極41a〜41iと、
各可動子電極41a〜41iを電気的に接続する接続電
極42とから構成されている。各々の可動子電極41a
〜41iは、可動子30の外周の円周方向に全周にわた
って延び、環状の形状を有している。また、可動子電極
41a〜41iは互いに平行に、かつ軸方向Aに対して
等間隔に配置されている。また、接続電極42の端部4
2aには、導線4が接続されており、この導線を介して
外部から可動子電極パタン40の電位を調節することが
できるようになっている。また、互いに隣接する可動子
電極41a〜41iの軸方向の間隔dは、互いに隣接す
る固定子電極21a〜21h、22a〜22h、・・・
の軸方向の間隔yより大きくなっている。この場合間隔
dは間隔yの1.5倍より小さいことが好ましい。な
お、本実施の形態においては間隔dと間隔yとは7.5
d=9yの関係にある(図3(a)(b)参照)。
As shown in FIG. 3B, the mover electrode pattern 40 includes a plurality of mover electrodes 41a to 41i,
And a connection electrode 42 for electrically connecting the mover electrodes 41a to 41i. Each mover electrode 41a
41i extend over the entire circumference in the circumferential direction of the outer periphery of the mover 30, and have an annular shape. The mover electrodes 41a to 41i are arranged in parallel with each other and at equal intervals in the axial direction A. Also, the end 4 of the connection electrode 42
A conductor 4 is connected to 2a, and the potential of the mover electrode pattern 40 can be adjusted from the outside via the conductor. The distance d in the axial direction between the mover electrodes 41a to 41i adjacent to each other is equal to the distance between the adjacent stator electrodes 21a to 21h, 22a to 22h,.
Is larger than the axial distance y. In this case, the interval d is preferably smaller than 1.5 times the interval y. In this embodiment, the distance d and the distance y are 7.5.
d = 9y (see FIGS. 3A and 3B).

【0022】このような構成からなる固定子電極パタン
20a〜20hおよび可動子電極パタン40は、基体1
1、31に所定の形状の金属薄膜を接着することにより
形成しても良いし、スパッタリングや蒸着等の手段を用
いて基体11、31上に導電膜を堆積し、エッチングプ
ロセス等を用いてパターニングすることによって形成し
ても良い。また絶縁層13、32は電気抵抗の高い物質
からなる薄いシートを導電膜上に接着することによって
形成しても良いし、スパッタリング法又はCVD法を用
いて酸化シリコン膜を堆積することによって形成しても
良い。また導線2a〜2h,4は導電性の接着剤を用い
て接着するか又はワイヤボンディング等の手段を用いて
接合される。
The stator electrode patterns 20a to 20h and the mover electrode pattern 40 having such a configuration
It may be formed by bonding a metal thin film of a predetermined shape to the substrates 1 and 31, or a conductive film is deposited on the substrates 11 and 31 by means such as sputtering or vapor deposition and patterned by an etching process or the like. May be formed. The insulating layers 13 and 32 may be formed by bonding a thin sheet made of a substance having a high electric resistance over the conductive film, or by depositing a silicon oxide film by a sputtering method or a CVD method. May be. The conductive wires 2a to 2h, 4 are bonded using a conductive adhesive or joined using a means such as wire bonding.

【0023】なお、本実施の形態においては、固定子1
0を上部固定子10aおよび下部固定子10bの2つに
分割した例を示したが、これに限定されるものではな
く、固定子10を3つ以上に分割して形成してもよい。
また、本実施の形態においては、固定子電極を固定子1
0の内周面を円周方向に8等分した位置にそれぞれ配置
した例を示したが、これに限定されるものではなく、例
えば円周方向に2〜7等分した位置に配置してもよい
し、9以上に等分した位置に配置してもよい。
In this embodiment, the stator 1
Although the example in which 0 is divided into two of the upper stator 10a and the lower stator 10b has been described, the present invention is not limited to this, and the stator 10 may be divided into three or more.
In the present embodiment, the stator electrode is connected to the stator 1.
Although the example in which the inner peripheral surface of 0 is arranged at a position equally divided into eight in the circumferential direction is shown, the present invention is not limited to this. For example, it is arranged at a position equally divided into two to seven in the circumferential direction. Or may be arranged at nine or more equally spaced positions.

【0024】次に、このような構成からなる本発明の第
1の実施の形態の作用について図4および図5(a)
(b)(c)により説明する。ここで、図4は固定子1
0および固定子電極22a〜22h,23a〜23h,
・・・と可動子30との放射方向の位置関係を示す図で
あり、図5は可動子電極41a〜41iと固定子電極2
2a〜22h,23a〜23h,・・・との軸方向の相
対的な位置関係を示す図である。また図4において、矢
印R1および矢印R2は可動子30の外周面の回転方向
(すなわち可動子30の自転運動の方向を)の動きを、
矢印C1および矢印C2は可動子30の中心軸の軌跡
(すなわち可動子30の公転運動の方向を)を、また図
5(a)(b)(c)において矢印A1および矢印A2
は可動子30の軸方向の動きをそれぞれ示している。
Next, the operation of the first embodiment of the present invention having such a configuration will be described with reference to FIGS. 4 and 5 (a).
This will be described with reference to (b) and (c). Here, FIG.
0 and stator electrodes 22a to 22h, 23a to 23h,
FIG. 5 is a view showing a positional relationship between the movable member 30 and the movable member 30 in the radiation direction. FIG. 5 shows the movable member electrodes 41 a to 41 i and the stator electrode 2.
It is a figure which shows the relative positional relationship of 2a-22h, 23a-23h, ... in the axial direction. In FIG. 4, arrows R1 and R2 indicate the movement of the outer peripheral surface of the mover 30 in the rotational direction (that is, the direction of the rotation of the mover 30).
Arrows C1 and C2 indicate the locus of the center axis of the mover 30 (that is, the direction of the revolving motion of the mover 30), and arrows A1 and A2 in FIGS. 5A, 5B, and 5C.
Indicates the axial movement of the mover 30.

【0025】まず、導線4を接地することにより、可動
子30の可動子電極パタン40の電位を0とし、各可動
子電極41a〜41iの電位を0とする。この場合、可
動子電極パタン20a〜20hの電位はいずれも0であ
り、可動子30は図4の実線位置および図5(a)の位
置にある。
First, by grounding the conductive wire 4, the potential of the mover electrode pattern 40 of the mover 30 is set to 0, and the potentials of the mover electrodes 41a to 41i are set to 0. In this case, the potentials of the mover electrode patterns 20a to 20h are all 0, and the mover 30 is at the solid line position in FIG. 4 and the position in FIG.

【0026】次いで、固定子10の各導線2a〜2hを
電圧印加装置35に接続し、切換スイッチ36を切換え
ることにより導線2gを介して固定子電極パタン20g
の電位を0から所定電位Vに切換える。この場合所定電
位Vは正でも負でもよい。このような所定電位Vへの切
換えによって、固定子電極パタン20gの固定子電極2
2g,23g・・・と可動子電極41a〜41iとの間
に電位差が生じ、固定子電極22g,23g・・・のと
可動子電極41a〜41iとの間に静電気力が働く。こ
の場合、静電気力は距離の2乗に反比例する力であり、
固定子電極22g,23g・・・のうち固定子電極22
g以外は可動子電極41a〜41iから十分に離れてい
るので、固定子電極パタン20gのうち固定子電極22
g以外の固定子電極の作用は無視できる。従って、固定
子電極22gと可動子電極41a〜41iとの間に働く
静電気力のみ考える。この場合、固定子電極22gに近
い位置にある可動子電極は41eおよび41fであり、
このうち固定子電極22gに最も近い位置にある可動子
電極は41fである。従って固定子電極22gと可動子
電極41fとの間に最も大きい静電気力が働き、この静
電気力により、可動子電極41fは固定子電極22gと
一致するように動き、この結果、可動子30が矢印R1
方向に回転しながら矢印A1方向に移動し、図4破線位
置および図5(b)の位置に至る。また、この動きに伴
い、可動子30の中心軸30aは矢印C1方向に移動す
る。
Next, the conductors 2a to 2h of the stator 10 are connected to the voltage applying device 35, and the changeover switch 36 is switched so that the stator electrode pattern 20g is connected via the conductor 2g.
Is switched from 0 to a predetermined potential V. In this case, the predetermined potential V may be positive or negative. By such switching to the predetermined potential V, the stator electrode 2 of the stator electrode pattern 20g is
.. And the mover electrodes 41a to 41i, and an electrostatic force acts between the stator electrodes 22g, 23g, and the mover electrodes 41a to 41i. In this case, the electrostatic force is a force inversely proportional to the square of the distance,
Among the stator electrodes 22g, 23g,.
g is sufficiently separated from the mover electrodes 41a to 41i.
The action of the stator electrodes other than g is negligible. Therefore, only the electrostatic force acting between the stator electrode 22g and the mover electrodes 41a to 41i is considered. In this case, the mover electrodes at positions close to the stator electrode 22g are 41e and 41f,
Of these, the mover electrode closest to the stator electrode 22g is 41f. Accordingly, the largest electrostatic force acts between the stator electrode 22g and the mover electrode 41f, and the mover electrode 41f moves so as to coincide with the stator electrode 22g due to the electrostatic force. R1
While moving in the direction, it moves in the direction of arrow A1, and reaches the position shown by the broken line in FIG. 4 and the position shown in FIG. 5B. With this movement, the central axis 30a of the mover 30 moves in the direction of arrow C1.

【0027】次いで、電圧印加装置35の切換スイッチ
36を切換えることにより、固定子電極パタン20gの
電位を所定電位Vから0に切換えるとともに、導線2h
を介して固定子電極パタン20hの電位を0から所定電
位Vに切換える。この場合、上記と同様の原理で、固定
子電極22hに最も近い位置にある可動子電極41g
(図5(b)参照)との間に最も大きい静電気力が働
く。この静電気力により、可動子電極41gは固定子電
極22hと一致するように動き、この結果、可動子30
がR1方向に回転しながらA1方向に移動し、図4一点
鎖線位置および図5(c)の位置に至る。また、この動
きに伴い、可動子30の中心軸30aは矢印C1方向に
移動する。
Next, by switching the changeover switch 36 of the voltage applying device 35, the potential of the stator electrode pattern 20g is switched from the predetermined potential V to 0 and the conductor 2h
, The potential of the stator electrode pattern 20h is switched from 0 to a predetermined potential V. In this case, based on the same principle as above, the mover electrode 41g located closest to the stator electrode 22h.
(See FIG. 5 (b)). Due to this electrostatic force, the mover electrode 41g moves so as to coincide with the stator electrode 22h.
Moves in the A1 direction while rotating in the R1 direction, and reaches the position shown by the dashed line in FIG. 4 and the position in FIG. 5C. With this movement, the central axis 30a of the mover 30 moves in the direction of arrow C1.

【0028】このようにして固定子電極パタン20g,
20h,20a,20b,・・・の順、すなわち符号の
末尾のアルファベットの順に順次電圧を印加してゆくこ
とにより、可動子30は固定子10内周面に沿って図4
矢印R1方向に自転しながら矢印C1方向に公転し、こ
れとともに軸方向(図5矢印A1方向)に移動してゆ
く。すなわち固定子10は螺旋状の軌跡を描きながら移
動してゆく。また、固定子電極群に対して電圧を印加す
る順序を反対にすれば、可動子30は固定子10内周面
に沿って図4矢印R2方向に自転しながら図4矢印C2
方向に公転し、これとともに軸方向(図5矢印A2方
向)に移動してゆく。なお、この作動原理はワブルモー
タの作動原理として知られているものである。
Thus, the stator electrode pattern 20 g,
By applying voltages sequentially in the order of 20h, 20a, 20b,..., That is, in the order of the alphabet at the end of the code, the mover 30 moves along the inner peripheral surface of the stator 10 in FIG.
While revolving in the direction of arrow R1, it revolves in the direction of arrow C1 and moves in the axial direction (along arrow A1 in FIG. 5). That is, the stator 10 moves while drawing a spiral trajectory. In addition, if the order of applying the voltage to the stator electrode group is reversed, the mover 30 rotates along the inner peripheral surface of the stator 10 in the direction of arrow R2 in FIG.
And revolves in the axial direction (along arrow A2 in FIG. 5). This operation principle is known as the operation principle of the wobble motor.

【0029】このように、本実施の形態によれば、可動
子30を固定子10内周面に沿って回転させながら軸方
向に移動させることができるため、可動子30と固定子
10との間の摩擦を少なくした状態で可動子30を移動
させることができる。また、固定子10の軸方向長さを
長くし、これに対応して固定子電極を多く設けることに
より可動子30の移動範囲を所望のまま拡大することが
できる。
As described above, according to the present embodiment, since the mover 30 can be moved in the axial direction while rotating along the inner peripheral surface of the stator 10, the mover 30 and the stator 10 The mover 30 can be moved in a state where the friction between them is reduced. In addition, by increasing the length of the stator 10 in the axial direction and providing a large number of stator electrodes corresponding thereto, the moving range of the mover 30 can be expanded as desired.

【0030】第2の実施の形態 次に、第2の実施の形態について説明する。図6乃至図
8は本発明の第2の実施の形態を示す図である。第2の
実施の形態は、第1の実施の形態に対して固定子電極パ
タンの配置および固定子電極パタンと可動子電極パタン
との相関関係のみが異なり、他は第1の実施の形態と略
同一である。第2の実施の形態において第1の実施の形
態と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明は
省略する。図6および図7(a)(b)に示すように、
固定子電極パタン50は、上部固定子10aに設けられ
た第1電極パタン51および第2電極パタン52と、下
部固定子10bに設けられた第3電極パタン53および
第4電極パタン54と、から構成されている。
Second Embodiment Next, a second embodiment will be described. 6 to 8 are views showing a second embodiment of the present invention. The second embodiment differs from the first embodiment only in the arrangement of the stator electrode patterns and the correlation between the stator electrode patterns and the mover electrode patterns. They are almost the same. In the second embodiment, the same portions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted. As shown in FIGS. 6 and 7A and 7B,
The stator electrode pattern 50 includes a first electrode pattern 51 and a second electrode pattern 52 provided on the upper stator 10a, and a third electrode pattern 53 and a fourth electrode pattern 54 provided on the lower stator 10b. It is configured.

【0031】このうち上部固定子10aに設けられた第
1電極パタン51は、図7(a)に示すように複数の固
定子電極51a,51b,・・・,51eと、これら複
数の固定子電極51a〜51eを電気的に接続する接続
電極51fとからなる。このうち固定子電極51a〜5
1eは上部固定子10aの内周面の円周方向に延び、各
々同じ長さを有している。また、これら固定子電極51
a〜51eは、所定のピッチpをおいて軸方向に等間隔
で配列されている。また、接続電極51fは軸方向に延
び、固定子電極51a〜51eの一方の端部において固
定子電極51a〜51eと接続されており、第1電極パ
タン51は全体として櫛型の形状を有している。
The first electrode pattern 51 provided on the upper stator 10a includes a plurality of stator electrodes 51a, 51b,..., 51e as shown in FIG. A connection electrode 51f for electrically connecting the electrodes 51a to 51e. Of these, the stator electrodes 51a-5
1e extends in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the upper stator 10a and has the same length. In addition, these stator electrodes 51
a to 51e are arranged at equal intervals in the axial direction at a predetermined pitch p. The connection electrode 51f extends in the axial direction, is connected to the stator electrodes 51a to 51e at one end of the stator electrodes 51a to 51e, and the first electrode pattern 51 has a comb-like shape as a whole. ing.

【0032】また、第2電極パタン52も、複数の固定
子電極52a〜52eおよび接続電極52fからなり、
全体として第1電極パタン51と同様に櫛型の形状を有
している。また、第2電極パタン52の固定子電極52
a〜52e間のピッチpは、第1電極パタン51の固定
子電極51a〜51e間のピッチpと同一となってい
る。
The second electrode pattern 52 also includes a plurality of stator electrodes 52a to 52e and connection electrodes 52f.
As a whole, it has a comb shape like the first electrode pattern 51. Also, the stator electrode 52 of the second electrode pattern 52
The pitch p between a to 52e is the same as the pitch p between the stator electrodes 51a to 51e of the first electrode pattern 51.

【0033】第1電極パタン51と第2電極パタン52
とは軸方向に1/2ピッチp分ずれた状態で互いに相対
し、互いの櫛の歯部分を組み合わせるように、すなわち
固定子電極が51a,52a,51b,・・・,52
d,51e,52eの順に軸方向に交互に並ぶように配
置されている。この場合、軸方向において互いに隣接す
る固定子電極51a〜51e、52a〜52eの間には
所定の間隔が設けられ、また、第1電極パタン51と第
2電極パタン52とはいずれの部位においても互いに接
触しないようになっている。
First electrode pattern 51 and second electrode pattern 52
, 52a, 52a, 51b,..., 52 so that the teeth of the combs are combined with each other in a state of being shifted by a half pitch p in the axial direction.
d, 51e, and 52e are arranged so as to be alternately arranged in the axial direction in this order. In this case, a predetermined interval is provided between the stator electrodes 51a to 51e and 52a to 52e that are adjacent to each other in the axial direction, and the first electrode pattern 51 and the second electrode pattern 52 are provided at any positions. They do not touch each other.

【0034】また、下部固定子10bに設けられた第3
電極パタン53と第4電極パタン54は、上部固定子1
0aに設けられた第1電極パタン51と第2電極パタン
52と同様の態様で配置されており、第3電極パタン5
3の固定子電極53a〜53e間のピッチpと第4電極
パタン54の固定子電極54a〜54e間のピッチp
は、ともに第1および第2電極パタン51、52の固定
子電極間のピッチpと同一となっている。
The third stator 10b provided on the lower stator 10b
The electrode pattern 53 and the fourth electrode pattern 54 are
0a are arranged in the same manner as the first electrode pattern 51 and the second electrode pattern 52 provided on the third electrode pattern 5a.
3 and the pitch p between the stator electrodes 54a to 54e of the fourth electrode pattern 54.
Are the same as the pitch p between the stator electrodes of the first and second electrode patterns 51 and 52.

【0035】また、第3電極パタン53の固定子電極5
3aは、第1電極パタン51の固定子電極51aに対し
て軸方向に1/4ピッチp分ずれて配置されており、従
って第1電極パタン〜第4電極パタンの固定子電極51
a,53a,52a,54a,51b,・・・,54
d,51e,53e,52e,54eは、軸方向に対し
てこの順に各々1/4ピッチp分ずれて配置されてい
る。
The stator electrode 5 of the third electrode pattern 53
The first electrode pattern 51 is axially displaced from the stator electrode 51a of the first electrode pattern 51 by ピ ッ チ pitch p, so that the stator electrodes 51 of the first to fourth electrode patterns are disposed.
a, 53a, 52a, 54a, 51b,..., 54
d, 51e, 53e, 52e, and 54e are each shifted by 1/4 pitch p in this order with respect to the axial direction.

【0036】また、各接続電極51f,52f,53
f,54fの軸方向端部には各々導線5a,5b,5
c,5dが接続され、これら導線5a〜5dを介して第
1〜第4電極パタン51〜54の電位をそれぞれ独立し
て外部から調節することができるようになっている。
The connection electrodes 51f, 52f, 53
conductors 5a, 5b, 5 at the axial ends of f, 54f, respectively.
c and 5d are connected, and the potentials of the first to fourth electrode patterns 51 to 54 can be independently and externally adjusted via these conductive wires 5a to 5d.

【0037】また、可動子電極パタン60は、図7
(b)に示すように、複数の可動子電極61a〜61e
と、各可動子電極61a〜61eを電気的に接続する接
続電極62から構成されている。各可動子電極61a〜
61eは、可動子30の外周の円周方向に延び環状の形
状を有している。また、可動子電極61a〜61eは互
いに平行に、かつ軸方向に対して等間隔に配置されてお
り、互いに隣接する可動子電極61a〜61eの軸方向
の間隔は、固定子10の各電極パタン51、52、5
3、54の各固定子電極間のピッチpと等しくなってい
る。また、接続電極62の端部62aには、導線6が接
続されており、この導線6を介して外部から可動子電極
パタン60の電位を調整することができるようになって
いる。
The mover electrode pattern 60 is the same as that shown in FIG.
As shown in (b), a plurality of mover electrodes 61a to 61e
And a connection electrode 62 for electrically connecting the mover electrodes 61a to 61e. Each mover electrode 61a-
Reference numeral 61e extends in the circumferential direction of the outer periphery of the mover 30 and has an annular shape. Further, the mover electrodes 61a to 61e are arranged in parallel with each other and at equal intervals in the axial direction, and the gaps in the axial direction between the mover electrodes 61a to 61e adjacent to each other are determined by the respective electrode patterns of the stator 10. 51, 52, 5
3, 54, which is equal to the pitch p between the stator electrodes. A conductor 6 is connected to the end 62 a of the connection electrode 62, and the potential of the mover electrode pattern 60 can be adjusted from outside via the conductor 6.

【0038】次に、このような構成からなる第2の実施
の形態の作用について図8(a)〜(e)により説明す
る。なお、図8(a)〜(e)において、黒色に塗り潰
されている電極は所定電位Vを有する電極を意味し、白
抜きの電極は電位0の電極を意味する。
Next, the operation of the second embodiment having such a configuration will be described with reference to FIGS. In FIGS. 8A to 8E, the electrodes that are painted black represent electrodes having a predetermined potential V, and the white electrodes represent electrodes having a potential of 0.

【0039】まず、図7(b)に示すように、導線6を
接地することにより、可動子30の可動子電極41a〜
41iの電位を0とする。この場合、固定子10の第1
〜第4電極パタン51〜54の電位はいずれも0であ
り、可動子30は図8(a)の位置にある。次に図7
(a)に示すように固定子10の各導線5a〜5dを電
圧印加装置70に接線する。
First, as shown in FIG. 7 (b), by grounding the conducting wire 6, the mover electrodes 41a to 41a of the mover 30 are moved.
The potential of 41i is set to 0. In this case, the first of the stator 10
The potentials of the fourth to fourth electrode patterns 51 to 54 are all 0, and the mover 30 is at the position shown in FIG. Next, FIG.
As shown in (a), the conductors 5a to 5d of the stator 10 are tangent to the voltage application device 70.

【0040】次いで、電圧印加装置70の切換スイッチ
71を切換えることにより、図8(a)に示すように、
導線5aを介して固定子10の第1電極パタン51の電
位を0から所定電位Vに切換える。この場合Vは正でも
負でもよい。この場合第1電極パタン51の固定子電極
51a〜51eと可動子電極61a〜61eとの間に電
位差が生じ静電気力が働く。この静電気力により、可動
子電極61a〜61eは各々最も近い位置にある固定子
電極51a〜51eに引寄せられ、これにより可動子3
0が上方に移動する(図8(b))。
Next, by switching the changeover switch 71 of the voltage applying device 70, as shown in FIG.
The potential of the first electrode pattern 51 of the stator 10 is switched from 0 to a predetermined potential V via the conductor 5a. In this case, V may be positive or negative. In this case, a potential difference occurs between the stator electrodes 51a to 51e of the first electrode pattern 51 and the mover electrodes 61a to 61e, and an electrostatic force acts. Due to this electrostatic force, the mover electrodes 61a to 61e are attracted to the closest stator electrodes 51a to 51e, respectively.
0 moves upward (FIG. 8B).

【0041】次に、図8(b)に示すように、第1電極
パタン51の第1電極パタン51の電位を0に戻すとと
もに、第3電極パタン53の電位を0から所定電位Vに
切換える。これにより第3電極パタン53の固定子電極
53a〜53eと可動子電極61a〜61eとの間に静
電気力が働き、可動子電極61a〜61eは各々最も近
い位置にある固定子電極53a〜53eに引寄せられ、
これにより可動子30が斜め下方に移動する(図8
(c))。
Next, as shown in FIG. 8B, the potential of the first electrode pattern 51 of the first electrode pattern 51 is returned to 0, and the potential of the third electrode pattern 53 is switched from 0 to a predetermined potential V. . As a result, an electrostatic force acts between the stator electrodes 53a to 53e of the third electrode pattern 53 and the mover electrodes 61a to 61e, and the mover electrodes 61a to 61e respectively contact the closest stator electrodes 53a to 53e. Attracted,
This causes the mover 30 to move diagonally downward (FIG. 8).
(C)).

【0042】次に、図8(c)に示すように、第3電極
パタン53の電位を0に戻すとともに、第2電極パタン
52の電位を0から所定電位Vに切換える。これにより
上記と同様にして可動子電極61a〜61eは各々最も
近い位置にある固定子電極52a〜52eに引寄せら
れ、これにより可動子30が斜め上方に移動する(図8
(d))。
Next, as shown in FIG. 8C, the potential of the third electrode pattern 53 is returned to 0, and the potential of the second electrode pattern 52 is switched from 0 to a predetermined potential V. As a result, in the same manner as described above, the mover electrodes 61a to 61e are attracted to the closest stator electrodes 52a to 52e, whereby the mover 30 moves obliquely upward (FIG. 8).
(D)).

【0043】次に、図8(d)に示すように、第2電極
パタン52の電位を0に戻すとともに、第4電極パタン
54の電位を0から所定電位Vに切換える。これにより
上記と同様にして可動子電極61a〜61eは各々最も
近い位置にある固定子電極54a〜54eに引寄せら
れ、これにより可動子30が斜め上方に移動する(図8
(e))。
Next, as shown in FIG. 8D, the potential of the second electrode pattern 52 is returned to 0, and the potential of the fourth electrode pattern 54 is switched from 0 to a predetermined potential V. As a result, in the same manner as described above, the mover electrodes 61a to 61e are attracted to the closest stator electrodes 54a to 54e, whereby the mover 30 moves obliquely upward (FIG. 8).
(E)).

【0044】以上のようにして、第1電極パタン51、
第3電極パタン53、第2電極パタン52および第4電
極パタン54の順に順次電位を0から所定電位Vに切換
えてゆくことにより、固定子30は可動子10の内部を
上下動しながら軸方向(図8(a)〜(e)右側)に移
動してゆく。また、電極パタン51〜54へ電圧を印加
する順序を逆にすれば固定子30を逆方向(図8(a)
〜(e)左側)へ移動させることができる。
As described above, the first electrode pattern 51,
By sequentially switching the potential from 0 to a predetermined potential V in the order of the third electrode pattern 53, the second electrode pattern 52, and the fourth electrode pattern 54, the stator 30 moves in the movable element 10 up and down in the axial direction. (FIGS. 8A to 8E). If the order of applying the voltage to the electrode patterns 51 to 54 is reversed, the stator 30 is moved in the opposite direction (FIG. 8A).
To (e) left side).

【0045】このように、本実施の形態によれば、可動
子30を固定子10の内部を上下動させながら軸方向に
移動させることができるため、可動子30と固定子10
との間の摩擦を少なくした状態で可動子30を移動させ
ることができる。また、固定子10の軸方向長さを長く
し、これに対応して固定子電極を多く設けることにより
可動子30の移動範囲を所望のまま拡大することができ
る。
As described above, according to the present embodiment, since the mover 30 can be moved in the axial direction while moving the inside of the stator 10 up and down, the mover 30 and the stator 10 can be moved.
The mover 30 can be moved in a state where the friction between the mover 30 and the moving member 30 is reduced. In addition, by increasing the length of the stator 10 in the axial direction and providing a large number of stator electrodes corresponding thereto, the moving range of the mover 30 can be expanded as desired.

【0046】第3の実施の形態 次に、第3の実施の形態について説明する。図9乃至図
13は本発明の第3の実施の形態を示す図である。図9
に示すように、静電支持機構100は、導電性物質から
なる一対の固定電極101a,101bと、一対の固定
電極101a,101b間に設けられた可動部115と
を備え、この可動部115は、固定電極101a,10
1bに対応して設けられた一対の作用部110a,11
0bと、これら一対の作用部110a,110bを相互
に連結する連結部120とを有している。
Third Embodiment Next, a third embodiment will be described. FIGS. 9 to 13 show a third embodiment of the present invention. FIG.
As shown in FIG. 1, the electrostatic support mechanism 100 includes a pair of fixed electrodes 101a and 101b made of a conductive material, and a movable section 115 provided between the pair of fixed electrodes 101a and 101b. , Fixed electrodes 101a, 10
1b, a pair of action parts 110a, 11
0b and a connecting portion 120 for connecting the pair of acting portions 110a and 110b to each other.

【0047】まず、固定電極101a,101bについ
て詳述する。図9に示すように、固定電極101a,1
01bは、各々が中心点130に対して点対称位置に配
置されている。このうち固定電極101aには、固定電
極101bと対向する側に、底面103aと、2つの側
面104a,105aとにより区画された凹部102a
が形成されている。これら2つの側面104a,105
aは、凹部102a断面形状が底面103a側にゆくに
つれて小さくなるように傾斜しており、側面104aお
よび側面105aが底面103aと成す角度は互いに等
しくなっている。また、凹部102aを区画する底面1
03aおよび側面104a,105aの表面は絶縁層
(図示せず)により覆われている。また、固定電極10
1bの構成および形状寸法は固定電極101aと同一で
あり、固定電極101aの各構成要素に付した符号の末
尾のアルファベットのaをbに替えて固定電極101b
の各構成要素に付し、詳細な説明は省略する。また、固
定電極101a,101bには、導線(図示せず)がそ
れぞれ接続されており、これら導線を介して外部から固
定電極101a,101bの電位を調整することができ
るようになっている。
First, the fixed electrodes 101a and 101b will be described in detail. As shown in FIG. 9, the fixed electrodes 101a, 1
01b are arranged at point-symmetric positions with respect to the center point 130, respectively. The fixed electrode 101a has a concave portion 102a defined by a bottom surface 103a and two side surfaces 104a and 105a on a side facing the fixed electrode 101b.
Are formed. These two side surfaces 104a, 105
“a” is inclined so that the cross-sectional shape of the concave portion 102a becomes smaller toward the bottom surface 103a side, and the angles formed by the side surface 104a and the side surface 105a with the bottom surface 103a are equal to each other. Also, the bottom surface 1 that defines the recess 102a
03a and the surfaces of side surfaces 104a and 105a are covered with an insulating layer (not shown). In addition, the fixed electrode 10
1b has the same configuration and shape dimensions as the fixed electrode 101a.
And the detailed description is omitted. Conductive wires (not shown) are connected to the fixed electrodes 101a and 101b, respectively, so that the potentials of the fixed electrodes 101a and 101b can be adjusted from outside via these conductive wires.

【0048】次に、可動部115について詳述する。前
述したように、可動部115は一対の作用部110a,
110bと連結部120とからなり、作用部110a,
110bは、固定電極101a,101bの凹部102
a,102b内に各々配置されている。このうち作用部
110aは、固定電極101aの底面103aと相対す
る側に配置された第1作用部電極111aと、連結部1
20側に配置された第2作用部電極112aと、第1作
用部電極111aと第2作用部電極112aとの間に設
けられた絶縁層113aとから構成されている。このう
ち絶縁層113aは、電気抵抗の高い物質、例えばガラ
スまたはセラミックスからなり、第1作用部電極111
aと第2作用部電極112aは膜状または板状の導電性
物質により形成されている。
Next, the movable section 115 will be described in detail. As described above, the movable portion 115 includes the pair of action portions 110a,
110b and the connecting portion 120, and the action portions 110a,
110b is a concave portion 102 of the fixed electrodes 101a and 101b.
a, 102b. The operating portion 110a includes a first operating portion electrode 111a disposed on a side opposite to the bottom surface 103a of the fixed electrode 101a, and a connecting portion 1a.
It comprises a second working portion electrode 112a disposed on the 20 side, and an insulating layer 113a provided between the first working portion electrode 111a and the second working portion electrode 112a. The insulating layer 113a is made of a material having a high electric resistance, for example, glass or ceramics.
a and the second working portion electrode 112a are formed of a film-like or plate-like conductive material.

【0049】また、作用部110aの横方向(図12X
方向)の幅は相対する固定電極101aの側面104
a,105a間の横方向(図12X方向)の距離より小
さくなっており(図12乃至14参照)、作用部110
aが垂直方向(図12Y方向)に最大限に変位した場合
でも作用部110aの側面が固定電極101aの側面1
04a,105aに当接しないようになっている。ま
た、可動部115の両端面の間の距離、すなわち作用部
110aの第1作用部電極111aの端面と作用部11
0bの第1作用部電極111bの端面との間の距離は、
固定電極101aの底面103aと固定電極101bの
底面103bとの間の距離よりも小さくなっている。
The lateral direction of the action portion 110a (FIG. 12X)
Direction) is the opposite side surface 104 of the fixed electrode 101a.
a, 105a is smaller than the distance in the horizontal direction (X direction in FIG. 12) (see FIGS. 12 to 14).
Even when a is displaced to the maximum in the vertical direction (Y direction in FIG. 12), the side surface of the action portion 110a is the side surface 1 of the fixed electrode 101a.
04a, 105a. Further, the distance between both end faces of the movable section 115, that is, the end face of the first action section electrode 111a of the action section 110a and the action section 11
0b is equal to the end face of the first working portion electrode 111b.
It is smaller than the distance between the bottom surface 103a of the fixed electrode 101a and the bottom surface 103b of the fixed electrode 101b.

【0050】また、第1作用部電極111a,111b
と第2作用部電極112a,112bには導線(図示せ
ず)がそれぞれ接続されており、これら導線を介して外
部から第1および第2作用部電極の電位を独立して調節
することができるようになっている。
The first working portion electrodes 111a, 111b
Conductors (not shown) are connected to the and the second working portion electrodes 112a and 112b, respectively, and the potentials of the first and second working portion electrodes can be independently adjusted from outside via these conducting wires. It has become.

【0051】なお、本実施の形態においては、固定電極
101a,101b全体を導電性物質により構成した例
を示したが、これに限定されるものではなく、図10に
示すように、電気抵抗の高い物質、例えばガラスまたは
セラミックスにより図9に示す固定電極101a,10
1bと略同一の形状を有する基体106を形成し、この
基体130の凹部表面の全面に膜状または板状の導電性
物質107を設けることにより固定電極を形成してもよ
い。この場合も、導電性物質107上には絶縁層108
が設けられている。
In this embodiment, an example is shown in which the whole of the fixed electrodes 101a and 101b is made of a conductive material. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. The fixed electrodes 101a, 101 shown in FIG.
The fixed electrode may be formed by forming the base 106 having substantially the same shape as 1b and providing the film-shaped or plate-shaped conductive substance 107 over the entire surface of the concave portion of the base 130. Also in this case, the insulating layer 108 is formed on the conductive material 107.
Is provided.

【0052】また、固定電極101a,101bの側面
104a,105a、104b,105bは必ずしも傾
斜している必要はなく、各々を底面103a,103b
に対して垂直に設けてもよいが、傾斜している方が好ま
しい。
Further, the side surfaces 104a, 105a, 104b, 105b of the fixed electrodes 101a, 101b do not necessarily have to be inclined, but are respectively formed on the bottom surfaces 103a, 103b.
May be provided vertically, but is preferably inclined.

【0053】次に、このような構成からなる第3の実施
の形態の作用について図11および図12により説明す
る。
Next, the operation of the third embodiment having such a configuration will be described with reference to FIGS.

【0054】まず、図11により、固定電極101a,
101bの側面104a,105a,104b,105
bが傾斜していない場合の静電支持機構100の基本的
な作用について説明する。図11に示すように、電圧印
加装置170により第1作用部電極111aおよび固定
電極101aに正の電位Vが与えられ、第2作用部電極
112aに負の電位−Vが与えられている。また、固定
電極101bおよび作用部110b(図示せず)の各電
極にも同様の態様で電位Vおよび−Vが与えられてい
る。この場合、凹部102a内における電気力線の分布
は図12において破線で示すようになっており、作用部
110aには上方向の力が働いている。また、中心点1
30に対して対称位置に設けられた作用部110bには
下方向の力が働いている。ここで、作用部110aと作
用部110bとに働く力は等しくなるため、可動部11
5は、固定電極101aの底面103aと固定電極10
1b底面103bとの間で固定電極101a,101b
に接触することなく空中に保持される。
First, referring to FIG. 11, the fixed electrodes 101a,
Side surface 104a, 105a, 104b, 105 of 101b
The basic operation of the electrostatic support mechanism 100 when b is not inclined will be described. As shown in FIG. 11, a positive potential V is applied to the first working portion electrode 111a and the fixed electrode 101a by the voltage applying device 170, and a negative potential −V is applied to the second working portion electrode 112a. In addition, the potentials V and -V are applied to the fixed electrode 101b and the electrodes of the action section 110b (not shown) in a similar manner. In this case, the distribution of lines of electric force in the concave portion 102a is as shown by a broken line in FIG. 12, and an upward force is acting on the action portion 110a. Also, the center point 1
A downward force acts on the action portion 110b provided at a symmetrical position with respect to 30. Here, since the forces acting on the action section 110a and the action section 110b are equal, the movable section 11
5 is the bottom surface 103a of the fixed electrode 101a and the fixed electrode 10
1b fixed electrodes 101a, 101b between bottom face 103b
It is held in the air without touching the surface.

【0055】次に、図12により、固定電極101a,
101bの側面104a,105a,104b,105
bが傾斜している場合の作用について説明する。なおこ
の場合も、図13に示すように、電圧印加装置180に
より第1作用部電極111a,111bおよび固定電極
101a,101bに正の電位Vが与えられ、第2作用
部電極112a,112bに負の電位−Vが与えられて
いる。
Next, referring to FIG. 12, the fixed electrodes 101a,
Side surface 104a, 105a, 104b, 105 of 101b
The operation when b is inclined will be described. Also in this case, as shown in FIG. 13, a positive potential V is applied to the first working portion electrodes 111a and 111b and the fixed electrodes 101a and 101b by the voltage applying device 180, and a negative potential is applied to the second working portion electrodes 112a and 112b. Is applied.

【0056】まず、静電支持機構100の可動部115
が平衡位置、すなわち可動部115の連結部120の中
点130aと一対の固定電極101a,101bの中心
点130が一致するような位置にある場合、作用部11
0a,110bは、図12における二点鎖線位置にあ
る。ここで、例えば可動部115の連結部120に軸方
向(図12における上下方向)の外力が加わり、可動部
115が固定電極101a側に変位したものとする(図
12実線位置)。この場合、側面104a,105a,
104b,105bが傾斜しているため、可動部115
が平衡位置にある場合と比べて作用部110aと側面1
04a,105aとの距離は小となる。静電気力は距離
の2乗に反比例する力であるため、図13において破線
で示すように電気力線密度が密となり、これにより静電
気力により作用部110aを上方に引上げる力が増大す
る。一方、作用部110bと側面104b,105bと
の距離は大となり、図12において破線で示すように電
気力線密度が疎となり、これにより作用部110aを下
方に引下げる力は減少する。従って、可動部115全体
には平衡状態に戻ろうとする力、すなわち上方への力が
作用し、可動部115は平衡位置(図12二点鎖線位
置)に戻る。
First, the movable portion 115 of the electrostatic support mechanism 100
Is in an equilibrium position, that is, a position where the midpoint 130a of the connecting portion 120 of the movable portion 115 and the center point 130 of the pair of fixed electrodes 101a and 101b coincide with each other.
Reference numerals 0a and 110b are located at the two-dot chain lines in FIG. Here, for example, it is assumed that an external force in the axial direction (vertical direction in FIG. 12) is applied to the connecting portion 120 of the movable portion 115, and the movable portion 115 is displaced toward the fixed electrode 101a (the position indicated by the solid line in FIG. 12). In this case, the side surfaces 104a, 105a,
Since the portions 104b and 105b are inclined, the movable portion 115
Is in the equilibrium position, the action portion 110a and the side surface 1
The distances from 04a and 105a are small. Since the electrostatic force is a force that is inversely proportional to the square of the distance, the density of the lines of electric force becomes dense as shown by the broken line in FIG. 13, whereby the force for pulling up the action portion 110a upward by the electrostatic force increases. On the other hand, the distance between the action portion 110b and the side surfaces 104b and 105b becomes large, and the line of electric force density becomes low as shown by the broken line in FIG. 12, whereby the force for pulling the action portion 110a downward decreases. Therefore, a force for returning to the equilibrium state, that is, an upward force acts on the entire movable portion 115, and the movable portion 115 returns to the equilibrium position (the position indicated by the two-dot chain line in FIG. 12).

【0057】このように、本実施の形態によれば、非接
触状態で可動部115を保持することができるため、摩
擦力に起因する抵抗が発生しない静電支持機構100を
得ることができる。また、とりわけ、固定電極101
a,101bの側面104a,105a,104b,1
05bが傾斜している場合には、可動部115が連結部
120の軸方向に変位した場合、可動部115には自ら
平衡状態に戻ろうとする力が作用するようになっている
ため、自己芯出し機能を有する静電支持機構100を得
ることができる。
As described above, according to the present embodiment, since the movable portion 115 can be held in a non-contact state, it is possible to obtain the electrostatic support mechanism 100 that does not generate resistance due to frictional force. Further, in particular, the fixed electrode 101
a, side surfaces 104a, 105a, 104b, 1 of 101b
When the movable portion 115 is displaced in the axial direction of the connecting portion 120 when the movable portion 05b is inclined, a force is applied to the movable portion 115 to return to the equilibrium state by itself. It is possible to obtain the electrostatic support mechanism 100 having a dispensing function.

【0058】なお、本実施の形態においては、固定電極
と作用部を各々一対ずつ設けた例を示したが、これ限定
されるものではなく、例えば図13に示すように、中心
点130を中心として二対の固定電極101a,101
bおよび101c,101dと作用部110a,110
bおよび110c,110dとを設けてもよい。この場
合、対をなす作用部110a,110bおよび110
c,110dを各々連結する2つの連結部120a,1
20bは互いに直交する関係にある。このようにすれ
ば、上下方向のみならず左右方向にも可動部115を支
持することができる。
In this embodiment, an example in which a pair of fixed electrodes and a pair of action parts are provided is shown. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. As two pairs of fixed electrodes 101a, 101
b and 101c, 101d and action parts 110a, 110
b and 110c, 110d. In this case, a pair of action parts 110a, 110b and 110
c, 110d, two connecting portions 120a, 1
20b are orthogonal to each other. In this way, the movable section 115 can be supported not only in the vertical direction but also in the horizontal direction.

【0059】第4の実施の形態 次に、第4の実施の形態について説明する。図14は第
4の実施の形態を示す図である。第4の実施の形態は第
3の実施の形態に対して固定電極が互いに電気的に独立
した2つの部分に分割されている点が異なり、他は第3
の実施の形態と略同一である。第4の実施の形態におい
て第3の実施の形態と同一部分については同一符号を付
し、詳細な説明は省略する。
Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment will be described. FIG. 14 shows a fourth embodiment. The fourth embodiment is different from the third embodiment in that the fixed electrode is divided into two parts that are electrically independent from each other.
This is substantially the same as the embodiment. In the fourth embodiment, the same portions as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.

【0060】図14に示すように、固定電極140は第
1固定電極141および第2固定電極142からなり、
第1固定電極141と第2固定電極142との間には絶
縁体143が設けられている。すなわち本実施の形態に
おける固定電極140は、第3の実施の形態における固
定電極101a,101bを中央で2つに分割した形状
を有している。第1固定電極141および第2固定電極
142にはそれぞれ導線144,145が接続されてお
り、これら導線144,145を介して外部から第1固
定電極141および第2固定電極142の電位を独立し
て調節することができるようになっている。
As shown in FIG. 14, the fixed electrode 140 comprises a first fixed electrode 141 and a second fixed electrode 142,
An insulator 143 is provided between the first fixed electrode 141 and the second fixed electrode 142. That is, the fixed electrode 140 in the present embodiment has a shape obtained by dividing the fixed electrodes 101a and 101b in the third embodiment into two at the center. Conductive wires 144 and 145 are connected to the first fixed electrode 141 and the second fixed electrode 142, respectively, and the potentials of the first fixed electrode 141 and the second fixed electrode 142 are independent from the outside via these conductive wires 144 and 145. Can be adjusted.

【0061】次に、このような構成からなる本実施の形
態の作用について説明する。まず、図14に示すよう
に、各導線144,145を電圧印加装置190に接続
し、切換スイッチ191を高速で切換える。切換スイッ
チ191を実線位置にした場合、第1固定電極141の
電位がVとなり、第2固定電極142の電位は0とな
る。この場合、凹部140a内における電気力線の分布
は破線で示すようになっており、作用部110aには作
用部110aを上方に引き上げる力と、作用部110a
を固定電極141の側面141a側に引寄せる力とが同
時に働いている。一方、切換スイッチ191を二点鎖線
位置にした場合、第1固定電極141の電位が0とな
り、第2固定電極142の電位はVとなる。この場合、
凹部102a内における電気力線の分布は二点鎖線破線
で示すようになっており、作用部110aには作用部1
10aを上方に引き上げる力と、作用部110aを固定
電極142の側面142a側に左側に引寄せる力とが同
時に働いている。すなわち、作用部110aには高サイ
クルで交互に左右方向の力が働くようになっているた
め、作用部110aが側面141aまたは側面142a
のいずれか一方に吸着されてしまうことを防止すること
ができる。
Next, the operation of the present embodiment having the above configuration will be described. First, as shown in FIG. 14, the conductors 144 and 145 are connected to the voltage application device 190, and the changeover switch 191 is switched at high speed. When the changeover switch 191 is set to the solid line position, the potential of the first fixed electrode 141 becomes V, and the potential of the second fixed electrode 142 becomes 0. In this case, the distribution of lines of electric force in the concave portion 140a is indicated by a broken line, and the acting portion 110a has a force for pulling up the acting portion 110a and a acting portion 110a.
To the side surface 141 a of the fixed electrode 141. On the other hand, when the changeover switch 191 is set to the position indicated by the two-dot chain line, the potential of the first fixed electrode 141 becomes 0, and the potential of the second fixed electrode 142 becomes V. in this case,
The distribution of the lines of electric force in the concave portion 102a is indicated by a two-dot chain line and the action portion 110a is
The force for pulling the upper portion 10a upward and the force for pulling the action portion 110a to the left side toward the side surface 142a of the fixed electrode 142 act simultaneously. That is, since the force in the left-right direction is alternately applied to the action portion 110a at a high cycle, the action portion 110a is connected to the side surface 141a or the side surface 142a.
Can be prevented from being adsorbed to any one of the above.

【0062】第5の実施の形態 次に、第5の実施の形態について説明する。図15乃至
図18は本発明の第5の実施の形態を示す図である。第
5の実施の形態は、第2の実施の形態において説明した
静電アクチュエータと略同一の作動原理を有する静電ア
クチュエータに対して第5の実施の形態において説明し
た静電支持機構と略同一の作動原理を有する静電支持機
構を設けたものである。図15および図16に示すよう
に、静電アクチュエータ200は、固定子210と、固
定子210の内部に収納された全体として円柱形状を有
する可動子230とを備えている。
Fifth Embodiment Next, a fifth embodiment will be described. FIGS. 15 to 18 are diagrams showing a fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, an electrostatic actuator having substantially the same operating principle as the electrostatic actuator described in the second embodiment is substantially the same as the electrostatic support mechanism described in the fifth embodiment. Is provided with an electrostatic support mechanism having the operation principle described above. As shown in FIGS. 15 and 16, the electrostatic actuator 200 includes a stator 210 and a movable element 230 housed inside the stator 210 and having a columnar shape as a whole.

【0063】このうち固定子210は、図16に示すよ
うに、第1固定子210a,第2固定子210b,第3
固定子210cおよび第4固定子210dからなり、隣
接する第1〜第4固定子210a〜210dは、絶縁性
の接着層211a〜211dを介して互いに固着され、
全体として円筒形状を有している。また、固定子210
の内周面の接着層211a〜211dに対応する位置に
は、軸方向に延在する凹部212a〜212dが形成さ
れている。凹部212a〜212dの表面には固定電極
213a〜213dがそれぞれ設けられており、これら
固定電極213a〜213dは第5の実施の形態と同様
に各々2つに分割されている。また、2つに分割された
固定電極213a〜213dの各々は接着層211a〜
211dにより互いに絶縁されている。
As shown in FIG. 16, the stator 210 includes a first stator 210a, a second stator 210b, and a third stator 210b.
The first to fourth stators 210a to 210d are composed of a stator 210c and a fourth stator 210d, and are fixed to each other via insulating adhesive layers 211a to 211d.
It has a cylindrical shape as a whole. Also, the stator 210
The recesses 212a to 212d extending in the axial direction are formed at positions corresponding to the adhesive layers 211a to 211d on the inner peripheral surface of the. Fixed electrodes 213a to 213d are provided on the surfaces of the recesses 212a to 212d, respectively, and these fixed electrodes 213a to 213d are each divided into two similarly to the fifth embodiment. In addition, each of the two fixed electrodes 213a to 213d is formed of an adhesive layer 211a to 213d.
Insulated from each other by 211d.

【0064】また、図16および図17(a)に示すよ
うに、固定子210の内周面には固定子電極パタンが形
成されている。固定子電極パタンは第1固定子210a
および第3固定子210cに設けられた第1電極パタン
251および第2電極パタン252と、第2固定子21
0cおよび第4固定子210dに設けられた第3電極パ
タン253および第4電極パタン254とからなる。
As shown in FIGS. 16 and 17A, a stator electrode pattern is formed on the inner peripheral surface of the stator 210. The stator electrode pattern is the first stator 210a.
The first electrode pattern 251 and the second electrode pattern 252 provided on the third stator 210c, and the second stator 21
0c and a third electrode pattern 253 and a fourth electrode pattern 254 provided on the fourth stator 210d.

【0065】図16および図17(a)に示すように、
第3固定子210cに設けられた第1電極パタン251
および第2電極パタン252は、それぞれ第1固定子2
10aに設けられた第1電極パタン251および第2電
極パタン252を固定子210の中心軸215に対して
点対称位置に移動させた位置にある。また、第4固定子
210dに設けられた第3電極パタン253および第4
電極パタン254は、それぞれ第2固定子210bに設
けられた第3電極パタン253および第4電極パタン2
54を固定子210の中心軸215に対して点対称位置
に移動させた位置にある。このように第1〜第4電極パ
タン251〜254を配置することにより、固定子21
0を移動させる際に、固定子210に軸方向の力のみが
加わるようにすることができ、固定子210が放射方向
にぶれることを防止することができる。
As shown in FIGS. 16 and 17 (a),
First electrode pattern 251 provided on third stator 210c
And the second electrode pattern 252 are connected to the first stator 2 respectively.
The first electrode pattern 251 and the second electrode pattern 252 provided on 10 a are located at a point symmetric position with respect to the central axis 215 of the stator 210. Further, the third electrode pattern 253 provided on the fourth stator 210d and the fourth
The electrode pattern 254 includes a third electrode pattern 253 and a fourth electrode pattern 2 provided on the second stator 210b.
54 is moved to a point symmetrical position with respect to the center axis 215 of the stator 210. By arranging the first to fourth electrode patterns 251 to 254 in this manner, the stator 21
When moving 0, it is possible to apply only an axial force to the stator 210, and it is possible to prevent the stator 210 from moving in the radial direction.

【0066】また、本実施の形態において、固定子の内
周面上に設けられる第1〜第4電極パタン251〜25
4は、各々が固定子210の内周面の1/4ずつをカバ
ーする点が第2の実施の形態と異なり(第2の実施の形
態においては第1〜第4電極パタン51〜54の各々が
固定子10の内周面の1/2ずつをカバーする)、他の
点、すなわち各電極パタン251〜254の構成、形
状、相互の位置関係、電極パタン251〜254を構成
する固定子電極間のピッチp等については第2の実施の
形態における第1〜第4電極パタン51〜54のものと
略同一であり、詳細な説明は省略する。
In the present embodiment, the first to fourth electrode patterns 251 to 25 provided on the inner peripheral surface of the stator are provided.
4 is different from the second embodiment in that each covers 1/4 of the inner peripheral surface of the stator 210 (in the second embodiment, the first to fourth electrode patterns 51 to 54 are different from each other). Each covers one half of the inner peripheral surface of the stator 10), and other points, that is, the configuration, shape, mutual positional relationship, and stator of the electrode patterns 251 to 254 of the respective electrode patterns 251 to 254. The pitch p between the electrodes and the like are substantially the same as those of the first to fourth electrode patterns 51 to 54 in the second embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

【0067】また、図15、図16および図17(b)
に示すように、可動子230は円筒形状の基体231
と、基体231上に形成された膜状または板状の可動子
電極パタン240とを有している。この可動子230
は、固定子210の内周の直径より小さい直径を有して
いる。また、図15および図16に示すように、可動子
230の外周を4等分する位置には、軸方向に延びる作
用部110a,110b,110c,110dが各々設
けられ、これら作用部110a〜110dはそれぞれ可
動子230に設けられた支持部160a,160b,1
60c,160dを介して可動子230に固着されてい
る。なお、作用部110a〜110dの構成は、第5の
実施の形態における作用部110aおよび110bの構
成と同一であり、同一符号を付すことにより詳細な説明
は省略する。
FIG. 15, FIG. 16 and FIG.
As shown in the figure, the mover 230 has a cylindrical base 231.
And a mover electrode pattern 240 in the form of a film or plate formed on the base 231. This mover 230
Has a diameter smaller than the diameter of the inner circumference of the stator 210. As shown in FIGS. 15 and 16, action parts 110 a, 110 b, 110 c, and 110 d extending in the axial direction are provided at positions that divide the outer circumference of the mover 230 into four equal parts, and these action parts 110 a to 110 d are provided. Are support portions 160a, 160b, 1 provided on the mover 230, respectively.
It is fixed to the mover 230 via 60c and 160d. The configurations of the operation units 110a to 110d are the same as the configurations of the operation units 110a and 110b in the fifth embodiment, and the detailed description is omitted by attaching the same reference numerals.

【0068】また、図17(b)に示すように、可動子
電極パタン240は第1電極パタン240a,第2電極
パタン240b,第3電極パタン240cおよび第4電
極パタン240dとからなり、第1〜第4電極パタン2
40a〜240dはそれぞれ第1〜第4固定子210a
〜210dに相対して設けられている。このうち第1電
極パタン240aは、複数の可動子電極241a〜24
1eと、各可動子電極240a〜240eを電気的に接
続する接続電極241fとから構成されている。各々の
可動子電極241a〜241eは各々、可動子230の
外周の円周方向に延び、各々が互いに平行に、かつ軸方
向に対して等間隔に配置されている。また、接続電極2
41fは各可動子電極241a〜241eの長手方向略
中央部を通り軸方向に延びている。
As shown in FIG. 17B, the mover electrode pattern 240 includes a first electrode pattern 240a, a second electrode pattern 240b, a third electrode pattern 240c, and a fourth electrode pattern 240d. ~ 4th electrode pattern 2
40a to 240d are first to fourth stators 210a, respectively.
To 210d. The first electrode pattern 240a includes a plurality of mover electrodes 241a to 241a.
1e and connection electrodes 241f for electrically connecting the mover electrodes 240a to 240e. Each of the mover electrodes 241a to 241e extends in the circumferential direction of the outer periphery of the mover 230, and is arranged in parallel with each other and at equal intervals in the axial direction. Also, connection electrode 2
Reference numeral 41f extends in the axial direction through a substantially central portion in the longitudinal direction of each of the mover electrodes 241a to 241e.

【0069】また、図17(a)(b)に示すように、
互いに隣接する可動子電極241a〜241eの軸方向
のピッチpは、固定子電極間のピッチpと同一となって
いる。また、第2〜第4電極パタン240b〜240d
は第1電極パタン240aと同一の形状を有しており、
第1〜第4電極パタン240a〜240dの各可動子電
極241a〜241e,242a〜242e,243a
〜243e,244a〜244eは、符号の末尾のアル
ファベットが対応するもの同士が各々可動子230の外
周面上の軸方向同一位置に配置されている。
As shown in FIGS. 17A and 17B,
The pitch p in the axial direction of the mover electrodes 241a to 241e adjacent to each other is the same as the pitch p between the stator electrodes. Also, the second to fourth electrode patterns 240b to 240d
Has the same shape as the first electrode pattern 240a,
The mover electrodes 241a to 241e, 242a to 242e, and 243a of the first to fourth electrode patterns 240a to 240d.
243e and 244a to 244e are arranged at the same axial position on the outer peripheral surface of the mover 230 as those corresponding to the alphabets at the end of the reference numerals.

【0070】なお、この場合、可動子230および可動
子に設けられた支持部160a〜160dが第5の実施
の形態における連結部120に相当し、可動子230、
支持部160a〜160dおよび作用部110a〜11
0dが第5の実施の形態における可動部115に相当す
る。
In this case, the mover 230 and the supporting portions 160a to 160d provided on the mover correspond to the connecting portion 120 in the fifth embodiment.
Support portions 160a to 160d and action portions 110a to 11
0d corresponds to the movable section 115 in the fifth embodiment.

【0071】次に、このような構成からなる本実施の形
態の作用について説明する。まず、図15に示すように
可動子230を固定子210の内部に挿入する。次に、
図18に示すように、固定電極213a〜213dおよ
び作用部110a〜110dを電圧印加装置260に接
続する。この場合、固定電極213a〜213dの電圧
印加装置260への配線は、切換スイッチ261を切換
えた場合、固定子210を回転させる力が作用しないよ
うに行われている。すなわち、図18において、例えば
切換スイッチ261を261a側に切換えた場合、作用
部110a〜110dのすべてに同一の円周方向の力F
が作用しないように配線されている。ここで、電圧印加
装置260の切換スイッチ261を高速で切換えると、
第5に実施の形態において説明したのと同様の原理で、
可動子230および作用部110a〜110dは固定子
210の内部で固定子210に接触することなく保持さ
れる。
Next, the operation of the present embodiment having the above configuration will be described. First, the mover 230 is inserted into the stator 210 as shown in FIG. next,
As shown in FIG. 18, the fixed electrodes 213a to 213d and the action parts 110a to 110d are connected to the voltage application device 260. In this case, wiring of the fixed electrodes 213a to 213d to the voltage applying device 260 is performed so that a force for rotating the stator 210 does not act when the changeover switch 261 is switched. That is, in FIG. 18, for example, when the changeover switch 261 is switched to the side 261a, the same circumferential force F is applied to all of the acting portions 110a to 110d.
Are wired so that they do not work. Here, when the changeover switch 261 of the voltage applying device 260 is switched at a high speed,
Fifth, based on the same principle as described in the embodiment,
The mover 230 and the acting portions 110a to 110d are held inside the stator 210 without contacting the stator 210.

【0072】次に、図17(b)に示すように、第1〜
第4電極パタン240a〜240dを接地し、第1〜第
4電極パタン240a〜240dの電位を0とする。さ
らに図17(a)に示すように、電圧印加装置262に
第1〜第4電極パタン251〜254を接続し、電圧印
加装置262の切換スイッチ263を263a,263
b,263c,263dの順で順次切換える。そうする
と第2の実施の形態において説明したのと同様の原理
で、可動子230は固定子210の内部で軸方向に移動
する。
Next, as shown in FIG.
The fourth electrode patterns 240a to 240d are grounded, and the potentials of the first to fourth electrode patterns 240a to 240d are set to 0. Further, as shown in FIG. 17A, the first to fourth electrode patterns 251 to 254 are connected to the voltage application device 262, and the changeover switch 263 of the voltage application device 262 is set to 263a, 263.
The switching is sequentially performed in the order of b, 263c, and 263d. Then, the mover 230 moves in the axial direction inside the stator 210 on the same principle as that described in the second embodiment.

【0073】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、可動子230を固定子210の内部で固定子210
に接触させることなく軸方向に移動させることができる
ため、可動子230と固定子210との間に接触に起因
する摩擦力が発生することはなく、可動子230を極め
てスムーズに移動させることができる。このため良好な
作動特性を有する静電アクチュエータを得ることができ
る。
As described above, according to the present embodiment, the mover 230 is mounted inside the stator 210
Can be moved in the axial direction without contacting the movable member 230, no frictional force is generated between the movable member 230 and the stator 210 due to the contact, and the movable member 230 can be moved extremely smoothly. it can. Therefore, an electrostatic actuator having good operation characteristics can be obtained.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の静電アク
チュエータによれば、可動子との固定子との間に全くま
たはほとんど摩擦力が発生しないため、良好な作動特性
を有するアクチュエータを得ることができる。また、可
動子の移動範囲を制限するような軸受けを設ける必要が
ないため、大きな可動範囲を有するアクチュエータを得
ることができる。
As described above, according to the electrostatic actuator of the present invention, no or little frictional force is generated between the mover and the stator, so that an actuator having good operation characteristics can be obtained. be able to. Further, since there is no need to provide a bearing that limits the moving range of the mover, an actuator having a large moving range can be obtained.

【0075】[0075]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態を示す図であって、
静電アクチュエータの軸方向断面図。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention,
FIG. 3 is an axial sectional view of the electrostatic actuator.

【図2】図1のA−A断面を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an AA cross section of FIG. 1;

【図3】第1の実施の形態における上部固定子および下
部固定子の内周面の展開図と、可動子の側面図。
FIG. 3 is a development view of inner peripheral surfaces of an upper stator and a lower stator in the first embodiment, and a side view of the mover.

【図4】第1の実施の形態における可動子の固定子に対
する放射方向の動きを示す軸方向断面図。
FIG. 4 is an axial sectional view showing radial movement of the mover with respect to the stator in the first embodiment.

【図5】第1の実施の形態における可動子の固定子に対
する軸方向の動きを示す模式図。
FIG. 5 is a schematic diagram showing axial movement of the mover with respect to the stator according to the first embodiment.

【図6】本発明の第2の実施の形態を示す図であって、
静電アクチュエータの軸方向断面図。
FIG. 6 is a view showing a second embodiment of the present invention,
FIG. 3 is an axial sectional view of the electrostatic actuator.

【図7】第2の実施の形態における上部固定子および下
部固定子の内周面の展開図と、可動子の側面図。
FIG. 7 is a development view of inner peripheral surfaces of an upper stator and a lower stator according to the second embodiment, and a side view of the mover.

【図8】第2の実施の形態における可動子の動きを示す
側面からの部分断面図。
FIG. 8 is a partial cross-sectional view from the side showing the movement of the mover in the second embodiment.

【図9】本発明の第3の実施の形態を示す図であって、
静電支持機構の構成を示す斜視図。
FIG. 9 is a view showing a third embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration of an electrostatic support mechanism.

【図10】固定電極の他の構成を示す断面図。FIG. 10 is a sectional view showing another configuration of the fixed electrode.

【図11】本発明の第3の実施の形態の作用を示す図。FIG. 11 is a diagram showing the operation of the third embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第3の実施の形態の作用を示す図。FIG. 12 is a view showing the operation of the third embodiment of the present invention.

【図13】固定電極および作用部を複数組設けた例を示
す図。
FIG. 13 is a diagram showing an example in which a plurality of sets of fixed electrodes and action parts are provided.

【図14】本発明の第4の実施の形態の構成および作用
を示す図。
FIG. 14 is a diagram showing the configuration and operation of a fourth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第5の実施の形態の構成を示す分解
斜視図。
FIG. 15 is an exploded perspective view showing the configuration of the fifth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第5の実施の形態の構成を示す図で
あって、軸方向に対して垂直方向の断面図。
FIG. 16 is a view showing the configuration of the fifth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view in a direction perpendicular to the axial direction.

【図17】第5の実施の形態における固定子の内周面お
よび可動子の外周面の展開図であって、固定子電極パタ
ンおよび可動子電極パタンと電圧印加装置との接続状態
を示す図。
FIG. 17 is a developed view of an inner peripheral surface of a stator and an outer peripheral surface of a mover according to a fifth embodiment, showing a connection state between a stator electrode pattern, a mover electrode pattern, and a voltage applying device. .

【図18】固定電極および作用部の電圧印加装置に対す
る接続状態を示す図。
FIG. 18 is a diagram illustrating a connection state of a fixed electrode and a working unit to a voltage application device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,210 固定子 22a〜22h,23a〜23h,・・・ 固定子電極 30,230 可動子 35,70,262 (静電アクチュエータ用)電圧印
加装置 41a〜41i,61a〜61e 可動子電極 51a〜51e,52a〜52e,・・・ 固定子電極 101a〜101d 固定電極 102a〜102d 凹部 103a,103b 底面 104a,104b,105a,105b 側面 110 作用部 111a,111b 第1作用部電極 112a,112b 第2作用部電極 113a,113b 絶縁層 115 可動部 120 連結部 170,180,190,260 (静電支持機構用)
電圧印加装置 241a〜241e,242a〜242e,・・・ 可
動子電極
10, 210 Stator 22a to 22h, 23a to 23h, ... Stator electrode 30, 230 Mover 35, 70, 262 (for electrostatic actuator) Voltage applying device 41a to 41i, 61a to 61e Mover electrode 51a to 51e, 52a to 52e,... Stator electrodes 101a to 101d Fixed electrodes 102a to 102d Recesses 103a, 103b Bottom surfaces 104a, 104b, 105a, 105b Side surfaces 110 Working portions 111a, 111b First working portion electrodes 112a, 112b Second working Part electrodes 113a, 113b Insulating layer 115 Movable part 120 Connecting part 170, 180, 190, 260 (for electrostatic support mechanism)
Voltage applying devices 241a to 241e, 242a to 242e,...

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02N 1/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H02N 1/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】内部に略円柱状の空間を形成する所定の直
径を有する内周面と、前記内周面上に設けられた複数の
固定子電極を有する固定子と、 前記固定子の内部に配置されるとともに、前記固定子の
内周面より小さな直径を有する外周面を有し、この外周
面に円周方向に延びる可動子電極を有する可動子と、を
備え、 前記複数の固定子電極は、軸方向および円周方向に所定
の間隔をおいて配置されることにより全体として螺旋状
に配置され、前記複数の固定子電極に対して螺旋方向に
沿って順次電圧を印加することにより、前記可動子が前
記固定子の内部で回転しながら軸方向に移動するように
構成されていることを特徴とする静電アクチュエータ。
An inner peripheral surface having a predetermined diameter forming a substantially cylindrical space therein; a stator having a plurality of stator electrodes provided on the inner peripheral surface; and an interior of the stator. And a mover having an outer peripheral surface having a smaller diameter than an inner peripheral surface of the stator, and having a mover electrode extending in a circumferential direction on the outer peripheral surface. The electrodes are arranged spirally as a whole by being arranged at predetermined intervals in the axial direction and the circumferential direction, and by sequentially applying a voltage to the plurality of stator electrodes along the spiral direction. An electrostatic actuator, wherein the mover is configured to move in the axial direction while rotating inside the stator.
【請求項2】前記螺旋状に配列された複数の固定子電極
に対して螺旋方向に順次電圧を印加し、これにより前記
可動子を前記固定子の内部で回転させながら軸方向に移
動させる電圧印加手段を更に備えたことを特徴とする、
請求項1に記載の静電アクチュエータ。
2. A voltage for sequentially applying a voltage to the plurality of stator electrodes arranged in a spiral in a spiral direction, thereby moving the mover in the axial direction while rotating the mover inside the stator. Characterized by further comprising an application means,
The electrostatic actuator according to claim 1.
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