JPH02114873A - 静電モーター - Google Patents
静電モーターInfo
- Publication number
- JPH02114873A JPH02114873A JP26881388A JP26881388A JPH02114873A JP H02114873 A JPH02114873 A JP H02114873A JP 26881388 A JP26881388 A JP 26881388A JP 26881388 A JP26881388 A JP 26881388A JP H02114873 A JPH02114873 A JP H02114873A
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- Japan
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- channel
- electrode
- stator
- movable element
- electrodes
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 108091006146 Channels Proteins 0.000 description 24
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 8
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 3
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 108090000699 N-Type Calcium Channels Proteins 0.000 description 1
- 108010075750 P-Type Calcium Channels Proteins 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
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Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上利用分野〕
本発明は電荷間に働くクーロン力を利用したモーター、
すなわち静電モーターに関するものである。
すなわち静電モーターに関するものである。
ごごでいう静電モーターは、回転型モーターリニアモー
ター、アクチュエーター等、電界変化により静電的に動
くことができるすべてのものを意味する。
ター、アクチュエーター等、電界変化により静電的に動
くことができるすべてのものを意味する。
本発明の静電モーターは、それぞれ電極を有する可動体
と固定子とからなり、それぞれの電極内の電荷間に働く
クーロン力を利用して駆動するものであって、それぞれ
の電極に印加する電圧の適切な方法によって効果的に駆
動する小型のモータを提供することができる。
と固定子とからなり、それぞれの電極内の電荷間に働く
クーロン力を利用して駆動するものであって、それぞれ
の電極に印加する電圧の適切な方法によって効果的に駆
動する小型のモータを提供することができる。
従来のモーターはそのほとんどが磁気によっ°ζ駆動さ
れる電磁モーターであるが、この電磁モーターは外部磁
界の変動によって影響を受ける欠点がある。たとえば電
磁モーターを搭載した時計では、電磁調理器、リニアモ
ーターカー等の近くで外部磁界の変化によって計時精度
の低下をもたらしている。また電磁式サーボモーターも
外部磁界の変化によって角度や応答速度等に悪影響を受
ける。また、電磁モーターはコイルを必要とするため小
型化できない欠点がある。たとえば、アナログ式電子時
計がより小型化、薄型化できない最大の理由はコイルを
小型化、薄型化できない点にある。
れる電磁モーターであるが、この電磁モーターは外部磁
界の変動によって影響を受ける欠点がある。たとえば電
磁モーターを搭載した時計では、電磁調理器、リニアモ
ーターカー等の近くで外部磁界の変化によって計時精度
の低下をもたらしている。また電磁式サーボモーターも
外部磁界の変化によって角度や応答速度等に悪影響を受
ける。また、電磁モーターはコイルを必要とするため小
型化できない欠点がある。たとえば、アナログ式電子時
計がより小型化、薄型化できない最大の理由はコイルを
小型化、薄型化できない点にある。
本発明は上記問題点を解決しようとするものであり、外
部磁界に作用されず、かつ小型化を可能とし、効果的に
駆動するモーターを提供することを目的とするものであ
る。
部磁界に作用されず、かつ小型化を可能とし、効果的に
駆動するモーターを提供することを目的とするものであ
る。
本発明の静電モーターは、それぞれ電極を有する可動体
と固定子とからなり、それぞれの電極内の電荷間に働く
クーロン力を利用して駆動する静電モーターにおいて、
前記可動体および固定子の電極の一方はその周囲から絶
縁されており、かつ、その内部を動くことのできる電荷
を保有している。
と固定子とからなり、それぞれの電極内の電荷間に働く
クーロン力を利用して駆動する静電モーターにおいて、
前記可動体および固定子の電極の一方はその周囲から絶
縁されており、かつ、その内部を動くことのできる電荷
を保有している。
固定子および可動体の一方の電極が外部電源に接続され
ると、この電極端部にある電荷は他方の電極内の電荷に
作用し、これを吸引あるいは反発させ、他方の電極内を
端部まで移動させる。他方の電極はその周囲から絶縁さ
れ”ζいるため、電極端部まで移動させられた電荷はそ
れ以上この電極内を動くことができない。この移動電荷
と前記−方の電極端部にある電荷とのクーロン力による
作用によって可動体は動かされることになる。その後、
外部の電気的手段などによって電界をさらに変化させる
ことにより可動体の動きを維持することができる。さら
に外部の電気的手段などによって、前記動作と反対とな
る電界を加えることにより可動体の動きを妨げることが
できる。
ると、この電極端部にある電荷は他方の電極内の電荷に
作用し、これを吸引あるいは反発させ、他方の電極内を
端部まで移動させる。他方の電極はその周囲から絶縁さ
れ”ζいるため、電極端部まで移動させられた電荷はそ
れ以上この電極内を動くことができない。この移動電荷
と前記−方の電極端部にある電荷とのクーロン力による
作用によって可動体は動かされることになる。その後、
外部の電気的手段などによって電界をさらに変化させる
ことにより可動体の動きを維持することができる。さら
に外部の電気的手段などによって、前記動作と反対とな
る電界を加えることにより可動体の動きを妨げることが
できる。
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の実施例を示すものであり、図ａおよび
図すは本発明の静電モーターの固定子に設けた電極に加
える電圧波形である。図ａの電圧波形と図すの電圧波形
との関係は逆相にあり、どちらも零を基準にプラスとマ
イナスの電圧を間欠に同一タイミングに現すものであっ
て、図ａおよび図すでは微分波で表しているが、方形波
、正弦波、非正弦波、積分波等でもよい。波形の極性は
プラスとマイナスとが交互にある場合は可動子を可動さ
せるものであり、波形の極性がプラスの次にプラス、ま
たはマイナスの次にマイナスが現れた場合から可動子は
制動させるものである。図Ｃは固定子のチャンネルまた
は電極と可動子のチャンネルとの対向する面積を時間と
共に変化する状態を表すもので、図ａおよび図すのプラ
スまたはマイナスの波形を現すタイミングとしている説
明のためのものである。
図すは本発明の静電モーターの固定子に設けた電極に加
える電圧波形である。図ａの電圧波形と図すの電圧波形
との関係は逆相にあり、どちらも零を基準にプラスとマ
イナスの電圧を間欠に同一タイミングに現すものであっ
て、図ａおよび図すでは微分波で表しているが、方形波
、正弦波、非正弦波、積分波等でもよい。波形の極性は
プラスとマイナスとが交互にある場合は可動子を可動さ
せるものであり、波形の極性がプラスの次にプラス、ま
たはマイナスの次にマイナスが現れた場合から可動子は
制動させるものである。図Ｃは固定子のチャンネルまた
は電極と可動子のチャンネルとの対向する面積を時間と
共に変化する状態を表すもので、図ａおよび図すのプラ
スまたはマイナスの波形を現すタイミングとしている説
明のためのものである。
第２図は本発明の静電モーターにおける固定子と可動子
との関係を説明するための概略部分図である。ｌは端子
であり第１図の図ａまたは図すのいずれか片方が加えら
れる。２は端子であり第１図の図ａまたは図すのいずれ
か片方の端子１に加えた他方を加える。１０は固定子で
あり電極１１１２．１３．１４を配置するものでもあり
セラミック、真性半導体、プラスチックス等からなるが
、真性半導体が最も好ましい。電極１１と電極１３とが
端子１に接続され、電極１２と電極１４とが端子２に接
続されている。２０は可動子であり真性半導体からなり
、チャンネル２１．２２を固定子側に対向するように配
置される。チャンネル２１．２２はＮ型半導体であり、
可能な限りドナーがドープされている。複数の電極と複
数のチャンネルとには適切な間隙を設けてあり矢印Ａま
たは矢印Ｂの方向へ可動子２０は動けるものである。こ
のような構造、構成において、端子１には第１図の図ａ
の波形を、端子２には第１図の図すの波形を第１図の図
Ｃのタイミングで加える。例えば、電極１１と電極１２
の間にチャンネル２１がある対向面積雪か最小の状態に
おいて、電極１１にプラス、電極１２にマイナスが瞬時
に加わるとチャンネル２１内のドナー電子ずなわら多数
キャリアが電極１２の電界と反発し、かつ電極１１の電
界に吸引されチャンネル２１内でも電極１１に近い方に
偏ることになる。すなわち、偏ったドナー電子群のマイ
ナス電荷と電極１１との距離と、残されたドナー原子に
おける見掛は状のプラスの電荷と電極１２との距離に差
が生じ、この関係がクーロン力の差となり矢印Ａの方向
に可動子２０が動くことになる。同様な関係が電極１３
．１４とチャンネル２２でも生じ、クーロン力が加算さ
れる。次に電極１１とチャンネル２１が対向面積最大の
状態において、電極１１にマイナスが加わるとチャンネ
ル２１内のドナー電子すなわち多数キャリアが電極１１
の電界と反発しさらに矢印Ａの方向に可動子２０が動く
ことになる。同様な関係が電極１３とチャンネル２２で
も生じ、クロン力が加算される。この繰り返しが可動方
法である。可動子２０が矢印への方向に回転中にある状
態で電極１１と電極１２の間にチャンネル２１がある対
向面積雪か最小の瞬時において、電極１１にマイナス、
電極１２にプラスが瞬時に加わるとチャンネル２１内の
ドナー電子すなわち多数キャリアが電極１１の電界と反
発し、かつ電極１２の電界に吸引されチャンネル２１内
でも電極１２に近い方に偏ることにな、る。すなわら、
偏ったドナー電子群のマイナス電荷と電極１２との距離
と、残されたドナー原了における見掛は状のプラスの電
荷と電極１１との距離に差が生じ、この関係がクーしＩ
ンカの差となり矢印Ｂの方向に可動子２０が作用するこ
とになる。同様な関係が電極１３１４とチャンネル２２
でも生じ、クーロン力が加算される。これは矢印へに動
いていた可動子２０と反対の働きをするもので制動方法
となる。
との関係を説明するための概略部分図である。ｌは端子
であり第１図の図ａまたは図すのいずれか片方が加えら
れる。２は端子であり第１図の図ａまたは図すのいずれ
か片方の端子１に加えた他方を加える。１０は固定子で
あり電極１１１２．１３．１４を配置するものでもあり
セラミック、真性半導体、プラスチックス等からなるが
、真性半導体が最も好ましい。電極１１と電極１３とが
端子１に接続され、電極１２と電極１４とが端子２に接
続されている。２０は可動子であり真性半導体からなり
、チャンネル２１．２２を固定子側に対向するように配
置される。チャンネル２１．２２はＮ型半導体であり、
可能な限りドナーがドープされている。複数の電極と複
数のチャンネルとには適切な間隙を設けてあり矢印Ａま
たは矢印Ｂの方向へ可動子２０は動けるものである。こ
のような構造、構成において、端子１には第１図の図ａ
の波形を、端子２には第１図の図すの波形を第１図の図
Ｃのタイミングで加える。例えば、電極１１と電極１２
の間にチャンネル２１がある対向面積雪か最小の状態に
おいて、電極１１にプラス、電極１２にマイナスが瞬時
に加わるとチャンネル２１内のドナー電子ずなわら多数
キャリアが電極１２の電界と反発し、かつ電極１１の電
界に吸引されチャンネル２１内でも電極１１に近い方に
偏ることになる。すなわち、偏ったドナー電子群のマイ
ナス電荷と電極１１との距離と、残されたドナー原子に
おける見掛は状のプラスの電荷と電極１２との距離に差
が生じ、この関係がクーロン力の差となり矢印Ａの方向
に可動子２０が動くことになる。同様な関係が電極１３
．１４とチャンネル２２でも生じ、クーロン力が加算さ
れる。次に電極１１とチャンネル２１が対向面積最大の
状態において、電極１１にマイナスが加わるとチャンネ
ル２１内のドナー電子すなわち多数キャリアが電極１１
の電界と反発しさらに矢印Ａの方向に可動子２０が動く
ことになる。同様な関係が電極１３とチャンネル２２で
も生じ、クロン力が加算される。この繰り返しが可動方
法である。可動子２０が矢印への方向に回転中にある状
態で電極１１と電極１２の間にチャンネル２１がある対
向面積雪か最小の瞬時において、電極１１にマイナス、
電極１２にプラスが瞬時に加わるとチャンネル２１内の
ドナー電子すなわち多数キャリアが電極１１の電界と反
発し、かつ電極１２の電界に吸引されチャンネル２１内
でも電極１２に近い方に偏ることにな、る。すなわら、
偏ったドナー電子群のマイナス電荷と電極１２との距離
と、残されたドナー原了における見掛は状のプラスの電
荷と電極１１との距離に差が生じ、この関係がクーしＩ
ンカの差となり矢印Ｂの方向に可動子２０が作用するこ
とになる。同様な関係が電極１３１４とチャンネル２２
でも生じ、クーロン力が加算される。これは矢印へに動
いていた可動子２０と反対の働きをするもので制動方法
となる。
このようなことは、固定子１０に配置された電極１１．
１２，１３．１４の先にＮ型またはＰ型のチャンネルを
設けたタイプでも同様な作用をし、この場合は、固定子
のチャンネルがＮ型であればこの中のドナー電子と可動
子２０のチャンネルがＮ型であればこの中のドナー電子
との作用となりＰ型であればアクセプタとの作用である
し、固定子のチャンネルがＰ型であればこの中のアクセ
プタとｉＪ動子２０のチャンネルがＮ型であればこの中
のドナー電子との作用となりＰ型であればアクセプタと
の作用である。
１２，１３．１４の先にＮ型またはＰ型のチャンネルを
設けたタイプでも同様な作用をし、この場合は、固定子
のチャンネルがＮ型であればこの中のドナー電子と可動
子２０のチャンネルがＮ型であればこの中のドナー電子
との作用となりＰ型であればアクセプタとの作用である
し、固定子のチャンネルがＰ型であればこの中のアクセ
プタとｉＪ動子２０のチャンネルがＮ型であればこの中
のドナー電子との作用となりＰ型であればアクセプタと
の作用である。
第２図は本発明の静電モーターにおける固定子と可動子
との関係を説明するための概略部分図であって、実際に
は回転型、平板型リニア、円筒型リニア等の静電モータ
ーであって、固定子の電極またはチャンネルや可動子の
チャンネルは型や用途に応じて任意の複数で構成するも
のである。
との関係を説明するための概略部分図であって、実際に
は回転型、平板型リニア、円筒型リニア等の静電モータ
ーであって、固定子の電極またはチャンネルや可動子の
チャンネルは型や用途に応じて任意の複数で構成するも
のである。
本発明によれば、コイルを必要とせず、外部磁界に作用
されず、かつ材料構成がＣ−ＭＯＳ Ｉ Ｃと同じであ
るためＩＣ製造方法で高品質で超小型のモーターを大量
生産を可能とするモーターを提供することができる。
されず、かつ材料構成がＣ−ＭＯＳ Ｉ Ｃと同じであ
るためＩＣ製造方法で高品質で超小型のモーターを大量
生産を可能とするモーターを提供することができる。
第１図は本発明の実施例を示すものであり、図ａおよび
図すは本発明の静電モーターの固定子に設けた電極に加
える電圧波形で、図Ｃは固定子の電極またはチャンネル
と可動子のチャンネルとの対向する面積関係図、第２図
は本発明の静電モーターにおける固定子と可動子との関
係を説明するだめの概略部分図である。 １．２ ・・・・・・ 端子 ■ 固定子 １１ 。 ■ １３゜ 電極 可動子 ２１ 。 チャンネル
図すは本発明の静電モーターの固定子に設けた電極に加
える電圧波形で、図Ｃは固定子の電極またはチャンネル
と可動子のチャンネルとの対向する面積関係図、第２図
は本発明の静電モーターにおける固定子と可動子との関
係を説明するだめの概略部分図である。 １．２ ・・・・・・ 端子 ■ 固定子 １１ 。 ■ １３゜ 電極 可動子 ２１ 。 チャンネル
Claims (1)
- 外部の電荷または電圧によって作用する電荷を保有す
る可動子と、電圧によって作用する電荷を保有する固定
子からなる静電モーターにおいて、可動子のチャンネル
がＮ型半導体の場合には、可動子のＮチャンネルと対極
面積を零から最小時点となるまでの任意の時間帯に当該
する固定子部に正の電圧を印加する可動方法と、可動子
のチャンネルがＰ型半導体の場合には、可動子のＰチャ
ンネルと対極面積を零から最小時点となるまでの任意の
時間帯に当該する固定子部に負の電圧を印加する可動方
法と、可動子のチャンネルがＮ型半導体の場合には、可
動子のＮチャンネルと対極面積を零から最小時点となる
までの任意の時間帯に当該する固定子部に負の電圧を印
加する制動方法と、可動子のチャンネルがＰ型半導体の
場合には、可動子のＰチャンネルと対極面積を零から最
小時点となるまでの任意の時間帯に当該するステーター
部に正の電圧を印加する制動方法を用いる静電モーター
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26881388A JPH02114873A (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 静電モーター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26881388A JPH02114873A (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 静電モーター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02114873A true JPH02114873A (ja) | 1990-04-26 |
Family
ID=17463612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26881388A Pending JPH02114873A (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 静電モーター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02114873A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6265758B1 (en) | 1992-05-19 | 2001-07-24 | Sel Corporation | Semiconductor active electrostatic device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63154072A (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-27 | Toshiaki Watanabe | 半導体モ−タ− |
-
1988
- 1988-10-25 JP JP26881388A patent/JPH02114873A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63154072A (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-27 | Toshiaki Watanabe | 半導体モ−タ− |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6265758B1 (en) | 1992-05-19 | 2001-07-24 | Sel Corporation | Semiconductor active electrostatic device |
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