JP2979569B2 - 静電アクチュエータ - Google Patents
静電アクチュエータInfo
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- JP2979569B2 JP2979569B2 JP2069947A JP6994790A JP2979569B2 JP 2979569 B2 JP2979569 B2 JP 2979569B2 JP 2069947 A JP2069947 A JP 2069947A JP 6994790 A JP6994790 A JP 6994790A JP 2979569 B2 JP2979569 B2 JP 2979569B2
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- electrodes
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は静電力を用いて可動子を移動させる静電アク
チュエータに関するものである。
チュエータに関するものである。
従来、静電アクチュエータは電磁式の可変リラクタン
ス形ステッピングモータと同様に多相の電源の切り替え
で動作させることができる。静電力は電磁力にくらべて
発生エネルギが小さいので、一般には出力を向上させる
ために一定のピッチで同相の電極を並列に連結して多極
化を図っている。
ス形ステッピングモータと同様に多相の電源の切り替え
で動作させることができる。静電力は電磁力にくらべて
発生エネルギが小さいので、一般には出力を向上させる
ために一定のピッチで同相の電極を並列に連結して多極
化を図っている。
静電アクチュエータの従来例として特開昭63−95868
号および特開昭63−95866号が開示されている。
号および特開昭63−95866号が開示されている。
前者では、基板上に電極を相毎に積層する構造とし、
異なる相が交差する点で短絡しないようにしてあるが、
積層の厚さ分だけ固定子と可動子電極との距離が大きく
なるため、静電力の発生が低下する。
異なる相が交差する点で短絡しないようにしてあるが、
積層の厚さ分だけ固定子と可動子電極との距離が大きく
なるため、静電力の発生が低下する。
また、後者では固定子電極パターンを円心円状に形成
し、電極の径を各相毎に変えて同一平面上に形成してお
り、前者の欠点を除いているが、出力は電極は径方向の
長さに比例するため、内側の相になるにしたがって出力
が小さくなり、各相毎の出力がバランスしないという欠
点が依然としてあった。
し、電極の径を各相毎に変えて同一平面上に形成してお
り、前者の欠点を除いているが、出力は電極は径方向の
長さに比例するため、内側の相になるにしたがって出力
が小さくなり、各相毎の出力がバランスしないという欠
点が依然としてあった。
これらに対して、本出願人は特願平１−133554号で、
可動子に対向する固定子の表面に所定の順序で配列され
た１サイクルの電極が同一ピッチで複数組形成され、多
相の給電口と前記電極とを平面上で交差することなく連
続して連結した静電アクチュエータを提案している。
可動子に対向する固定子の表面に所定の順序で配列され
た１サイクルの電極が同一ピッチで複数組形成され、多
相の給電口と前記電極とを平面上で交差することなく連
続して連結した静電アクチュエータを提案している。
ところが、異なる相の電極が多数隣接していたり、連
続した電極により一方向に給電を行っているため、パタ
ーンの製作過程で、ゴミの付着やその他の原因により短
絡・断線が発生すれば、所望の給電が行えないといった
致命的な欠点を有している。
続した電極により一方向に給電を行っているため、パタ
ーンの製作過程で、ゴミの付着やその他の原因により短
絡・断線が発生すれば、所望の給電が行えないといった
致命的な欠点を有している。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、
上記短絡・断線によるパターン製作過程への影響を軽減
し、歩留まりを向上できる静電アクチュエータを提供す
ることを目的とするものである。
上記短絡・断線によるパターン製作過程への影響を軽減
し、歩留まりを向上できる静電アクチュエータを提供す
ることを目的とするものである。
本発明は、誘電率が無限大の金属部と低誘電率の絶縁
体部とが交互に等間隔のピッチで移動方向に配設され、
前記金属部と前記絶縁体部のそれぞれの表面が絶縁性の
強誘電体薄膜で被覆され、かつ可動自在に支持された可
動子（２）と、前記可動子（２）に空隙を介して対向す
るように設けられ、絶縁基体の表面に複数の電源相から
なり移動方向に対して直角方向に細長い電極が同一ピッ
チで配列した固定子とから構成された静電アクチュエー
タにおいて、前記固定子（３）の電源相は３相からな
り、このうち、第１相の電極（８）および第２相の電極
（８′）は、前記絶縁基体の両端に移動方向と平行に設
けた給電電極（９）（９′）からお互いの方向に向けて
交互に伸延した電極（８）（８′）を有し、第３相の電
極（８″）は、前記第１相の電極（８）と第２相の電極
（８′）との間を給電電極（９″）を介して連続してジ
グザグ状に配設されたパターン形状からなり、前記各相
の電極（８）（８′）（８″）は、前記各相の電極
（８）（８′）（８″）の長手方向の両端にそれぞれ連
結電極（11）（11′）（11″）を介して分岐した複数の
電極からなる電極群（81）（81′）（81″）を構成して
いる。また、絶縁体部および前記絶縁基体の少なくとも
一方の材料が単結晶シリコーンとしてもよい。
体部とが交互に等間隔のピッチで移動方向に配設され、
前記金属部と前記絶縁体部のそれぞれの表面が絶縁性の
強誘電体薄膜で被覆され、かつ可動自在に支持された可
動子（２）と、前記可動子（２）に空隙を介して対向す
るように設けられ、絶縁基体の表面に複数の電源相から
なり移動方向に対して直角方向に細長い電極が同一ピッ
チで配列した固定子とから構成された静電アクチュエー
タにおいて、前記固定子（３）の電源相は３相からな
り、このうち、第１相の電極（８）および第２相の電極
（８′）は、前記絶縁基体の両端に移動方向と平行に設
けた給電電極（９）（９′）からお互いの方向に向けて
交互に伸延した電極（８）（８′）を有し、第３相の電
極（８″）は、前記第１相の電極（８）と第２相の電極
（８′）との間を給電電極（９″）を介して連続してジ
グザグ状に配設されたパターン形状からなり、前記各相
の電極（８）（８′）（８″）は、前記各相の電極
（８）（８′）（８″）の長手方向の両端にそれぞれ連
結電極（11）（11′）（11″）を介して分岐した複数の
電極からなる電極群（81）（81′）（81″）を構成して
いる。また、絶縁体部および前記絶縁基体の少なくとも
一方の材料が単結晶シリコーンとしてもよい。
上記手段により、固定子電極パターン上で異なる相の
電極が隣接する数が、同相の電極が隣接する数より少な
くなり、異なる相の電極パターン間で短絡が発生しにく
くなる。また、各相毎の電極群の両端の接続に使用され
る電極パターンが断線しにくくなり、各電極群には、そ
の両端から並列に２方向から給電され、断線の影響は受
けにくくなる。
電極が隣接する数が、同相の電極が隣接する数より少な
くなり、異なる相の電極パターン間で短絡が発生しにく
くなる。また、各相毎の電極群の両端の接続に使用され
る電極パターンが断線しにくくなり、各電極群には、そ
の両端から並列に２方向から給電され、断線の影響は受
けにくくなる。
本発明を図に示す実施例について説明する。
第１図は本発明の実施例を示す斜視図で、１は静電ア
クチュエータで、低誘電率の単結晶シリコンからなる可
動子２と、可動子２の両面に対向して設けられた、同じ
く低誘電率の単結晶シリコンからなる固定子３、３′
と、可動子２と固定子３および３′との間に微小空隙
４、４′を形成して可動子を支持する軸受５、５′とか
ら構成されている。固定子３、３′の可動子２との対向
面31、31′には第２図（ａ）に示す電極パターンが、可
動子２の固定子３、３′との対向面21、21′には第２図
（ｂ）に示す誘電率が無限大の金属の電極パターンが形
成され、その電極パターンは絶縁性のPZTなどからなる
強誘電体薄膜６で被覆されている。
クチュエータで、低誘電率の単結晶シリコンからなる可
動子２と、可動子２の両面に対向して設けられた、同じ
く低誘電率の単結晶シリコンからなる固定子３、３′
と、可動子２と固定子３および３′との間に微小空隙
４、４′を形成して可動子を支持する軸受５、５′とか
ら構成されている。固定子３、３′の可動子２との対向
面31、31′には第２図（ａ）に示す電極パターンが、可
動子２の固定子３、３′との対向面21、21′には第２図
（ｂ）に示す誘電率が無限大の金属の電極パターンが形
成され、その電極パターンは絶縁性のPZTなどからなる
強誘電体薄膜６で被覆されている。
固定子３、３′の対向面31、31′には第２図（ａ）に
示すように、長手方向の一方端部にそれぞれ３相の電源
に接続するＲ相給電口７、Ｓ相給電口７′、Ｔ相給電口
７″が設けられている。さらに一方端部から互いに平行
に間隔をあけて長手方向に対し直角方向に伸びた短冊状
のＲ相電極８、Ｓ相電極８′、Ｔ相電極８″が、その両
端をその電極より４〜５倍以上幅の広い各相の連結電極
11、11′、11″で並列に接続されて、Ｒ相電極群81、Ｓ
相電極群81′、Ｔ相電極群81を形成し、それら電極群が
移動方向に所定のピッチずらして、R,S,T相の順に複数
組設けられている。Ｒ相の給電口７には長手方向の一方
の辺縁部に伸びるＲ相給電電極９が接続され、さらに複
数のＲ相電極群81の連結電極11に接続されている。Ｓ相
の給電口７′には長手方向の他方の辺縁部に給電電極
９′が接続され、さらに複数のＳ相電極群81′の連結電
極11′に接続されている。Ｔ相の給電口７″には長手方
向の前記Ｒ相と同じ方の辺縁部にＴ相給電電極９″が接
続され、さらに長手方向辺縁部が交互に伸びながら複数
のＴ相電極群81″の連結電極11″に接続される。固定子
３、３′の各相電極群81、81′、81″の電極８、８′、
８″の間隔のピッチは、第２図（ｂ）に示す可動子２の
可動子電極10のものと等しく、また、可動予電極10の長
手方向の電極配置長の範囲において対向する各相につい
ての電極８、８′、８″の総数が等しくなるように、さ
らに各相電極群81、81′、81″の数が少なくとも２つ以
上になるように配置される。
示すように、長手方向の一方端部にそれぞれ３相の電源
に接続するＲ相給電口７、Ｓ相給電口７′、Ｔ相給電口
７″が設けられている。さらに一方端部から互いに平行
に間隔をあけて長手方向に対し直角方向に伸びた短冊状
のＲ相電極８、Ｓ相電極８′、Ｔ相電極８″が、その両
端をその電極より４〜５倍以上幅の広い各相の連結電極
11、11′、11″で並列に接続されて、Ｒ相電極群81、Ｓ
相電極群81′、Ｔ相電極群81を形成し、それら電極群が
移動方向に所定のピッチずらして、R,S,T相の順に複数
組設けられている。Ｒ相の給電口７には長手方向の一方
の辺縁部に伸びるＲ相給電電極９が接続され、さらに複
数のＲ相電極群81の連結電極11に接続されている。Ｓ相
の給電口７′には長手方向の他方の辺縁部に給電電極
９′が接続され、さらに複数のＳ相電極群81′の連結電
極11′に接続されている。Ｔ相の給電口７″には長手方
向の前記Ｒ相と同じ方の辺縁部にＴ相給電電極９″が接
続され、さらに長手方向辺縁部が交互に伸びながら複数
のＴ相電極群81″の連結電極11″に接続される。固定子
３、３′の各相電極群81、81′、81″の電極８、８′、
８″の間隔のピッチは、第２図（ｂ）に示す可動子２の
可動子電極10のものと等しく、また、可動予電極10の長
手方向の電極配置長の範囲において対向する各相につい
ての電極８、８′、８″の総数が等しくなるように、さ
らに各相電極群81、81′、81″の数が少なくとも２つ以
上になるように配置される。
第３図は他の実施例を示す固定子３の電極パターンで
ある。
ある。
このパターンは、Ｓ相電極群81′を１個単独に給電す
るようにＳ相給電口７′を２個設けたもので、小ストロ
ークのリニア形の静電アクチュエータに適用することが
できる。すなわち、Ｔ相電極群81″による静量力が可動
子全体に長手方向に平均して発生するように第２図
（ａ）の電極パターンの両端のＴ相電極群81″を中心部
の３か所のＴ相電極群81″にまとめて配置させることに
より、異なる相の電極群が相隣り合う箇所を減少させて
電極を高密度化することが可能である。
るようにＳ相給電口７′を２個設けたもので、小ストロ
ークのリニア形の静電アクチュエータに適用することが
できる。すなわち、Ｔ相電極群81″による静量力が可動
子全体に長手方向に平均して発生するように第２図
（ａ）の電極パターンの両端のＴ相電極群81″を中心部
の３か所のＴ相電極群81″にまとめて配置させることに
より、異なる相の電極群が相隣り合う箇所を減少させて
電極を高密度化することが可能である。
以上説明した第１図の本実施例の静電アクチュエータ
１は、固定子３、3Iの各相給電口７、７′７′に３相電
源（図示せず）を接続し、Ｒ、Ｓ、Ｔ相（あるいはＲ、
Ｔ、Ｓ相）の相順で電源を順次切替えることにより、各
相毎に固定子の電極８、81、８″と可動子電極10の間に
静電力を発生させ、可動子を駆動することができる。
１は、固定子３、3Iの各相給電口７、７′７′に３相電
源（図示せず）を接続し、Ｒ、Ｓ、Ｔ相（あるいはＲ、
Ｔ、Ｓ相）の相順で電源を順次切替えることにより、各
相毎に固定子の電極８、81、８″と可動子電極10の間に
静電力を発生させ、可動子を駆動することができる。
本実施例では、主に３相のリニア形静電アクチュエー
タについて述べたが、多相のリニア形静電アクチュエー
タや回転形静電アクチュエータについても同様に適用で
きる。
タについて述べたが、多相のリニア形静電アクチュエー
タや回転形静電アクチュエータについても同様に適用で
きる。
以上述べたように、本発明によれば、電極パターンの
製作過程におけるゴミ付着等による短絡・断線の影響を
著しく軽減することができ、電極パターンの製作過程に
おける歩留まりが向上し、製作時間が短くコストの低い
静電アクチュエータを提供できる効果がある。
製作過程におけるゴミ付着等による短絡・断線の影響を
著しく軽減することができ、電極パターンの製作過程に
おける歩留まりが向上し、製作時間が短くコストの低い
静電アクチュエータを提供できる効果がある。
第１図は本発明の実施例を示す斜視図、第２図は固定子
および可動子の電極パターンの説明図、第３図は他の実
施例の固定子の電極パターンの説明図である。 1:静電アクチュエータ、2:可動子、3:固定子、6:強誘電
体薄膜、7:R相給電口、７′:S相給電口、７″:T相給電
口、8:R相電極、８′:S相電極、８″:T相電極、81:R相
電極群、81′:S相電極群、81″:T相電極群、9:R相給電
電極、９′:S相給電電極、９″:T相給電電極、10:可動
子電極、11:R相連結電極、11′:S相連結電極、11″:T相
連結電極
および可動子の電極パターンの説明図、第３図は他の実
施例の固定子の電極パターンの説明図である。 1:静電アクチュエータ、2:可動子、3:固定子、6:強誘電
体薄膜、7:R相給電口、７′:S相給電口、７″:T相給電
口、8:R相電極、８′:S相電極、８″:T相電極、81:R相
電極群、81′:S相電極群、81″:T相電極群、9:R相給電
電極、９′:S相給電電極、９″:T相給電電極、10:可動
子電極、11:R相連結電極、11′:S相連結電極、11″:T相
連結電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−95863（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−311186（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02N 1/00 H02N 11/00
Claims (2)
- 【請求項１】誘電率が無限大の金属部と低誘電率の絶縁
体部とが交互に等間隔のピッチで移動方向に配設され、
前記金属部と前記絶縁体部のそれぞれの表面が絶縁性の
強誘電体薄膜で被覆され、かつ可動自在に支持された可
動子（２）と、前記可動子（２）に空隙を介して対向す
るように設けられ、絶縁基体の表面に複数の電源相から
なり移動方向に対して直角方向に細長い電極が同一ピッ
チで配列した固定子とから構成された静電アクチュエー
タにおいて、 前記固定子（３）の電源相は３相からなり、このうち、
第１相の電極（８）および第２相の電極（８′）は、前
記絶縁基体の両端に移動方向と平行に設けた給電電極
（９）（９′）からお互いの方向に向けて交互に伸延し
た電極（８）（８′）を有し、第３相の電極（８″）
は、前記第１相の電極（８）と第２相の電極（８′）と
の間を給電電極（９″）を介して連続してジグザグ状に
配設されたパターン形状からなり、前記各相の電極
（８）（８′）（８″）は、前記各相の電極（８）
（８′）（８″）の長手方向の両端にそれぞれ連結電極
（11）（11′）（11″）を介して分岐した複数の電極か
らなる電極群（81）（81′）（81″）を構成したことを
特徴とする静電アクチュエータ。 - 【請求項２】前記絶縁体部および前記絶縁基体の少なく
とも一方の材料が単結晶シリコーンからなる請求項１記
載の静電アクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2069947A JP2979569B2 (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | 静電アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2069947A JP2979569B2 (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | 静電アクチュエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03270682A JPH03270682A (ja) | 1991-12-02 |
| JP2979569B2 true JP2979569B2 (ja) | 1999-11-15 |
Family
ID=13417359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2069947A Expired - Fee Related JP2979569B2 (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | 静電アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2979569B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2638717B2 (ja) * | 1992-08-11 | 1997-08-06 | アスモ株式会社 | 透光調整装置 |
| JP3414467B2 (ja) * | 1993-12-28 | 2003-06-09 | 財団法人神奈川科学技術アカデミー | 静電モータ |
| JP2010104068A (ja) * | 2008-10-21 | 2010-05-06 | Dainippon Printing Co Ltd | 静電アクチュエータ |
-
1990
- 1990-03-19 JP JP2069947A patent/JP2979569B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03270682A (ja) | 1991-12-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070917 Year of fee payment: 8 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080917 Year of fee payment: 9 |
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