JPH03159584A - 静電気力を利用した動力発生装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、静電モータや静電アクチュエータのような静
電気力を利用した動力発生装置に関するものである。

従来、この種の動力発生装置としては種々の形式のもの
が提案されており、例えば、特開昭６２４４０７９号公
報には、対を成して対向して配列された固定子電極の間
に回転子又は直線運動子を設け、固定子電極と回転子又
は直線運動子との間の静電誘導により電気的エネルギを
機械的回転又は直線運動エネルギに或いは機械的回転又
は直線運動エネルギを電気的エネルギに変換する装置が
開示されている。

また所定の間隔をおいて複数の電極を備えた固定子の電
極配設面に対して一定の間隔をおいて相対的に移動可能
な誘電体材料から成る可動子を設け、固定子の電極に順
次電圧を印加して電極より発生する電界の移動により可
動子を動かすように構威された静電アクチュエー夕や静
電モータは、例えば特開昭６３−　９５８５８号、特開
昭６３　−　９５８５９号、特開Ｒ／｛６３−９５８６
０号の各公報に記載されているように公知である。

このような公知の装置においては添附図而の第２図に示
すように、所定の間隔をおいて複数の電極＾ｌ〜＾５を
備えた固定子Ａに対して、所定の間隔の複数の電極８１
〜ｒ３４を備えた可動子Ｂがそれぞれの電極を対向させ
て設けられており、固定子Ａと可動了Ｂとの間は空隙と
なっており、すなわち比誘電串（εｓ−１）の空気が入
っている。

図示状態において固定子の電極＾２と可動Ｔ−Ｂの電極
Ｂ２との間に電圧を印加すると、発牛される静電気力に
よりこれら二つの電極が引き合い、それにより可動−Ｔ
−１３は図面の左方向へ移動し、固定子の電極＾２と可
動子Ｂの電極１１２とが向かい０う位置間で移動する。

この状態では固定子の電極＾３と可動子Ｂの電極Ｂ３と
が半分向かい合うことになり、続いて電圧印加を電極Ａ
２と電極Ｂ２との間から電極＾３と電極Ｂ３との間へ切
換えることにより可動子Ｂは更に左方向へ移動する。こ
のようにして固定子Ａと可動子Ｂにおける一部向い合っ
ている相の電極間に順次電圧を印加することにより可動
子Ｂは動かされ得る。

［発明が解決しようとする課題コ ところで、上述のような従来提案された公知の装置にお
いて、電極間に作用する静電吸引力は、Ｆ−εｓ　・ε
ｏ　ＳＶ２／２ｄ２ で表わされ、この式でεＳは比誘電率、ε０は真空の誘
電串、Ｓは電極面積、■は電極間の印加電圧、ｄは電極
間鉗離である。

この式からわかるように、電極面積Ｓを一定とした場合
、固定子と可動子との電極間距離ｄをできるだけ小さく
し、電極間の印加電圧Ｖを大きくすれば７’Ｂｈ間に作
用する静電吸引力は大きくなる。

しかしながら、実隙には電極間の誘電体が空気であるた
め、十分なトルクを発生させ得る程度まで電極間距Ｍｄ
を小さくし印加電圧Ｖを大きくすることは空気の絶縁耐
圧により制限されることになる。

一方電極而積Ｓをできるだけ大きく取ればある捏度改善
されるが、その半面装置自体が大型化されることになり
、この種の装置の本来の特徴である小型である点が損な
われることになる。

従って、電極間の誘電体として誘電率及び絶縁耐圧の比
較的低い空気を使用している従来構造のものでは十分な
トルクを得ることはできず、実用的な静電アクチュエー
夕や静電モータは実現されてない。

そこで、本発明は、このような問題点を躬決して実川に
供し得る十分なトルクを発生できる静電気力を利用した
動力発生装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達或するために、本発明による静電気力を
利用した動力発生装置は、各々多数の電極を備えた二つ
の固定子を間隔をおいて対向させて設け、これら二つの
固定子間に、各固定子における隣接電極間隔とは異なる
間隔で交互に陀列した誘電率の異なる二種類の誘電体か
ら成り、それぞれの固定子の各電極との間の静電誘導に
より動く可動子を配置し、各固定子と可動子との間の隙
間にトリクレジルホスフェイトから成る液体誘電体を充
填して構成される。

好ましくは、各固定子と可動子との間に入れられる液体
誘電体は、ほぼ６．５の比誘電率及びほほ１４ＫＶ／ａ
ｌｌの絶縁耐圧とをもつ。

［作　　用］ 以上のように構成した本発明による静電気力を利用した
動力発生装置においては、各固定子と可動子とめ間の隙
間にトリクレジルホスフェイトから成る液体誘電体を充
填しているので、各固定子と可動子との間の隙間におけ
る誘電率及び絶縁耐圧が高くなり、そのため電極間の距
離を小さくししかも電極間の印加電圧を大きくすること
ができ、それにより十分に実用に供せる程度の大きなト
ルクを発生することができる。

［実　施　例］ 以下添附図面の第１図を参照して本発明の実施例につい
て説明する。

第１図には、本発明を静電リニャモー夕として実施した
例の構成の要部を概略的に示し、１は図而の左右に長く
延在し互いに間隔をおいて対向して設けられた固定子で
、各固定子１の対向面には所定の間隔を置いて多数の電
極２が固定子１の長手方向に沿って突設されている。二
つの固定子１の間にはそれぞれの固定子１と対向して可
動子を成す直線運動子３が各固定子１に対して相対直線
運動できるように配置されており、直線運動子３は、固
定子１の各々における隣接電極間隔とは異なる所定の間
隔で誘電串の穴なる二種類の誘電体４、５を交互に配列
して成っている。異なる所疋の間隔で多数の電極４が突
設されている。

各固定′ｒ−１における各電地２は図示してない駆動電
源にそれぞれ接続され、予定の順序で電圧を印加できる
ようにされている。

各固定子１と直線運動子３との間にはｎ号６で示すよう
にほほ６．５の比誘電率とほぼ１４ＫＶ／＋１１１１の
絶縁耐圧とをもつトリクレジルホスフェイトから成る液
体誘電体が充填されている。

ところで、通常誘電率の高い物質は高電Ｗ内では分角ｌ
ｌシてしまうことが知られている。そこで本発明者らは
既汗の様々な液体誘電体を静電モータやアクチュエー夕
に使用してその時の誘電率及び絶縁耐圧のａＰ１定と発
生トルクの測定を行った結果、静電気力を利用した動力
発生装置に最適な液体誘電体はほほ６．５の比誘電率と
ほぼ１４ＫＶ／一■の絶縁耐圧とをもつトリクレジルホ
スフェイト［分子式（ＣＨ３　Ｃ６　Ｈ４　０）ｓ　Ｐ
Ｏ］であることを見出した。

このような特性をもつトリクレジルホスフェイトを各固
定子１と直線運動子３との間の誘電体として使用するこ
とにより長時間安定してその特性を維持てき、非常に高
いトルクを発生できることが認められた。

このように溝威された図示装置の動作においては、各固
定子１におけるそれぞれの電極２に電圧を所定の順序で
順次印加することによって、第２図に示した従来装置の
場合と同様に直線運動子３は図面の左方向又は右方向へ
動かされ得る。

ところで、図示実施例では直線運動を得る静電リニアモ
ータについて説明してきたが、当然回転運動を得る四転
モータや上記で揚げた公開公報に記載されたような種々
の静電アクチュエータ又はエネルギ変換装置にも同等に
適用できることは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、各々多数の
電極を備え、間隔をおいて対向配置した二つの固定子間
に可動子を対向させて設け、それら相亙間の隙間にトリ
クレジルホスフェイトから成る液体誘電体を充填した構
或としているので、各固定子と可動子との間の隙間にお
ける誘電率及び絶縁耐圧が高くなり、そのため電極間の
距離を小さ＜シシかも電極間の印加電圧を大きくするこ
とができ、それにより十分に実用に供せる程度の大きな
トルクを発生できる動力発生装置を堤供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による動力発生装置の要部を
示す概略線図、第２図は従来の装置の一例を示す概略線
図である。 中 １：固定子 ２：電極 ３：直線運動子 ４；誘電体 ５：誘電体 ６：液体誘電体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、多数の電極を備えた固定子と、固定子の各電極との
   間の静電誘導により動く可動子とを間隔をおいて対向さ
   せて配置した静電気力を利用した動力発生装置において
   、二つの固定子を間隔をおいて対向させて設け、これら
   二つの固定子間に、各固定子における隣接電極間隔とは
   異なる間隔で交互に配列した誘電率の異なる二種類の誘
   電体から成る可動子を配置し、各固定子と可動子との間
   の隙間にトリクレジルホスフェイトから成る液体誘電体
   を充填したことを特徴とする静電気力を利用した動力発
   生装置。 ２、各固定子と可動子との間に入れられる液体誘電体が
   ほぼ６．５の比誘電率とほぼ１４ＫＶ／ｍｍの絶縁耐圧
   とをもつ請求項１に記載の静電気力を利用した動力発生
   装置。