JPH01259769A

JPH01259769A - 静電モータ

Info

Publication number: JPH01259769A
Application number: JP8380788A
Authority: JP
Inventors: Kiichi Tsuchiya; 土屋　喜一; Nobuyuki Kabei; 信之壁井; Masanobu Akeno; 公信明野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-04-05
Filing date: 1988-04-05
Publication date: 1989-10-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、微小な変位や微弱な力を得るときなどに用い
られる静電モータに関する。

（従来の技術）電気エネルギで動作するアクチュエータの多くは電磁力
を利用しており、静電力を利用したものはほとんどない
。その大きな理由は、同じ大きさで比較した場合、電磁
力に比べて静電力では極めて小さなエネルギしか蓄えら
れないことによる。

しかし、アクチュエータを十分に小型・軽量化でき、し
かもギャップをミクロンオーダに設定できる場合には、
静電力の利用も十分可能である。特に、最近の半導体製
造技術に見られるように、製造技術は飛躍的に進歩して
おり、たとえば幅が数ミクロンの電極を作ることも容易
である。また。

加工技術も進歩しており、数ミクロンのギャップを維持
することも不可能ではない。したがって。

現在の技術で、十分に小型・軽量化されたアクチュエー
タの製作が可能である。このようなことから、最近では
静電モータが微小作業用のアクチュエータとして注目さ
れている。

ところで、静電モータの代表的なものとしては。

従来、特開昭６２−４４０７９号公報に示されているも
のが知られている。この静電モータは、第５図に電気回
路図で示すように、複数の電極１−１　、１−２　、１
−３　。

・・・ｉｎを一定のピッチで同一平面上に配置して構成
されるとともに静止部に固定された第１の駆動体２と、
この第１の駆動体２に対向する関係に静止部に固定され
るとともに複数の電極３−１．３−２゜３−３．・・・
３−ｎを第１の駆動体２側の電極配設ピッチと等しいピ
ッチで同一平面上に配置して構成された第２の駆動体４
と、こ′れら第１．第２の駆動体２．４間に図中太夫印
５で示す方向に移動自在に配置されるとともに誘電体材
によって構成された被駆動体６とで構成されている。第
１の駆動体２と第２の駆動体４とは、それぞれに設けら
れた電極１−１　、１−２　、１３、−１−ｎと電極３
−１　、３−２　、３−３、−３−ｎとが１：１に正対
し、各対向する電極間にコンデンサが形成される関係に
配置されている。第１の駆動体２側の電極Ｌ−１、１−
２、１−３、−１−ｎは、これら電極に適当な順番で電
圧を印加する電圧印加装置７に接続される。第２の駆動
体４側の電極３−１゜３−２．３−３．・・・３−ｎは
、共通に接続されて接地される。

一方、被駆動体６には、高誘電率部分８と低誘電率部分
りとが移動方向へ交互に分布しており、その分布のピッ
チは第１および第２の駆動体２，４に設けられた電極の
配設ピッチとは異なっている。

このように構成された静電モータは、電圧印加装置７で
電極１−１．１−２．１−３．・ｌ−ｎに順次電圧を印
加することによって得られる静電力で被駆動体６を駆動
することができる。

しかしながら、上記のように構成された静電モータにあ
っては次のような問題があった。すなわち、上記構成の
静電モータの駆動力は、第１の駆動体２側の電極１１　
、　ｌ−２、１−３、−ｕｎと第２の駆動体４側の電極
３−１．３−２．３−３．・・・３−ｎとの対向位置関
係によっても左右される。第１の駆動体２側の各電極と
第２の駆動体４側の各電極とが正しく正対していないと
きには駆動力が減少する。この減少分は、電極および電
極の配設ピッチがある程度大きい場合にはさほど問題と
はならない。しかし。

電極の幅や配設ピッチが数１０ミクロンあるいは数ミク
ロンの場合には大きな問題となって現われる。

したがって、電極の幅、ピッチを微小にした場合には、
第１および第２駆動体２，４の電極を正しく対向させる
ため、数ミクロンの精度で両側動体２．４を位置合わせ
しなければならず、必然的に高価になる問題があった。

（発明が解決しようとする課８）上述の如く、従来の静電モータにあっては。

電極の幅、ピッチを微小にした場合には、極めて高い精
度で組み立てる必要があるため、全体の高価格化を免れ
得なかった。

そこで本発明は、上記の問題を解決し、容易に。

かつ安価に製作できる静電モータを提供することを目的
としている。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために１本発明に係る静電モータは
、一方の駆動体の電極を多相の電圧を印加可能な複数個
構成とし、他方の駆動体の電極を単一構成としている。

また、被駆動体は、複数個の電極を備えた駆動体に対向
する側のみに凹凸を形成し、この凹凸によって高誘電率
部分と低誘電率部分とを分布させた構成も採用できる。

（作　用）一方の駆動体の電極が単一構成であるため。

モータの組立てに際し、複数個の電極を有する駆動体と
単一の電極を有する駆動体とを高精度に位置合わせする
必要性はない。また、一方の駆動体の電極は単一構成で
よいので、電極形成の容易化も図れ、結局、モータ全体
の製作の容易化が可能となる。

被駆動体は、電極配設ピッチと異なるピッチで誘電率あ
るいは誘電体の厚さを変化させる必要があるが、このよ
うな変化を複数個の電極を有する駆動体に対向する側に
凹凸を設けることによって形成しているので、被駆動体
の製作の容易化も可能となる。

（実施例）以下１図面を参照しながら実施例を説明する。

第１図は一実施例に係る静電モータの概略構成図である
。

この静電モータは、複数の電極１１−１．ＬＬ−２゜１
１−３．・・・１１−ｎを一定のピッチで同一平面上に
配置して構成されるとともに静止部に固定された第１の
駆動体１２と、この第１の駆動体１２に対向する関係に
静止部に固定されるとともに単一の電極１３を配置して
構成された第２の駆動体１４と。

これら第１．第２の駆動体１２．１４間に回転支持機構
１５ａ、１５ｂによって図中大矢印１６で示す方向に移
動自在に配置されるとともに誘電体材によって構成され
た被駆動体１７とで構成されている。

第１の駆動体１２の各電極１１−１．１１−２．１１−
３゜・・・１１−ｎは、第２図に示すように、多相の電
源線１８．１９，２０．２１に接続されている。そして
、これら電源線１８〜２１は図示しない電圧印加装置に
接続されている。また、第２の駆動装置１４の電極１３
は、第１の駆動体１２に設けられた電極１１−１．１１
−２．１１−３．−１１−ｎの全てと対面できる面積に
形成されるとともに接地されている。−方、被駆動体１
７は、第２図に示すように高誘電率部分２２と低誘電率
部分２３とで構成されている。なお、高誘電率部分２２
と低誘電率部分２３とは電極１１−１．１１−２．１１
−３．−１１−ｎの配設ピッチとは異なるピッチで分布
している。

このように構成された静電モータでは、電圧印加装置に
よって電極１１−１．１１−２．１１−３．　＝−１１
−ｎに所定の順序に多相電圧を印加し、順次この操作を
繰返すことによって静電力で被駆動体１７を太矢印１６
で示す方向へ駆動することができる。すなわち、従来の
静電モータと全く同じ動作を行なわせることができる。

しかし、この場合には第、２の駆動体１４の電極１３と
して単一構成のものを用いているので、従来のモータに
おいて組立て時に必要であった第１の駆動体と第２の駆
動体との高精度な位置合わせは必要としない。また、第
２の駆動体１４側の電極１３を単一構成としているので
。

電極の製作も容易となる。したがって、モータ全体の低
価格化を実現できることになる。

第３図は、被駆動体１７ａの変形例を示している。この
被駆動体１７ａも高誘電率部分２２と低誘電率部分２３
とから構成されているが、高誘電率部分２２と低誘電率
部分２３とは電極１１−１゜１１−２．１１−３．・・
・１１−ｎを有する第１の駆動体１２に対向する側だけ
に分布しており、単一の電極１３を有した第２の駆動体
１４に対向する側は均一な誘電率となっている。このよ
うに構成された静電モータも第１図に示すモータと同様
な方法で駆動される。

第４図は、被駆動体１７ｂのさらに別の変形例を示して
いる。この被駆動体１７ｂは、全体が高誘電率部材によ
って構成されているが、単一の電極１３を持つ第２の駆
動体１４に対向する面を平坦とし、電極１１−１．１１
−２．１１−３．−１１−ｎを持つ第１の駆動体１２に
対向する面に凹部２４および凸部２５を設け、この凹凸
によって実質的に高誘電率部分と低誘電率部分とを形成
している。

このような構成であると、前述と同様の効果が期待でき
るとともに誘電率が一定の誘電体材で被駆動体１７ｂを
形成できるので、被駆動体１７ｂの製作の容易化も図る
ことができる。

なお、上述した６例は本発明を直動形の静電モータに適
用した例であるが１本発明は回転形、二次元形等の静電
モータにも適用できることは勿論である。

［発明の効果］以上説明したように１本発明によれば１駆動体の製作の
容易化を図れるばかりか、駆動体同志を高精度に位置合
わせする必要がないので、製作し易く、かつ安価な静電
モータを得ることができる。

また１本発明によれば、上記に加え、さらに被駆動体の
製作の容易化も実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例に係る静電モータの概略構成図、第２
図は同モータの電気回路図、第３図は変形例に係る静電
モータの電気回路図、第４図は別の変形例に係る静電モ
ータの電気回路図、第５図は従来の静電モータの電気回
路図である。１１−１．１１−２．１１−３．−−−１１−ｎ−電極
、１２−・・第１の駆動体、１３・・・電極、１４・・
・第２の駆動体。１７．　１７　ａ、　　１　”７ｂ−・・被駆動体、２
４−・−凹部。２５・・・凸部。出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）それぞれが駆動用の電極を備えて対向配置された
２つの駆動体と、これら２つの駆動体間に配置されると
ともに誘電体材で構成された被駆動体とを備えてなる静
電モータにおいて、前記一方の駆動体の電極は多相の電
圧を印加可能に複数個構成に設けられ、他方の駆動体の
電極は単一構成に設けられてなることを特徴とする静電
モータ。
（２）前記被駆動体は、複数個の電極を備えた前記駆動
体に対向する側のみに凹凸が設けられ、この凹凸によっ
て高誘電率部分と低誘電率部分とが分布されていること
を特徴とする請求項１に記載の静電モータ。