JPH0327783A - 静電モータの駆動方法 - 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］ 本発明は静電力を用いて可動子を移動させる静電モータ
に関するものである。

［従来の技術］ 従来の静電力を用いた静電モータは、例えば特開昭６２
−４４０７９号公報に提案されているように、一対以上
の固定子電極の間に強誘電体と絶縁体とが交互に配列さ
れた可動子が移動しつるように設けられ、多相電源によ
り固定子電極に駆動電圧を印加して、その静電力により
可動子を移動させるようにしてある。可動子の強誘電体
の部分が固定子電極の間に完全に入ったときに、瞬時に
固定子電極をトランジスタ回路を介して接地電極に接触
させ、固定子電極間に溜っていた電荷を消緘させ、次に
他の固定電極に印加して継続的な動作を行なう方法がと
られている＝ ［発明が解決しようとする課題］ ところが、トランジスタ回路によるスイッチング動作の
速度が遅いため、可動子が継続的に移動している場合、
短時間ではあるが、固定子電極と強誘電体とにそれぞれ
異符号の電荷が残り、可動子が固定子電極から出る瞬間
にも吸引力が働いて進行を妨げ、可動子の移動動作が不
安定になったり、推力が弱いなどの欠点があった。

本発明は、上記欠点を解消し、安定した推力が得られる
ように静電モータを駆動させることを目的とするもので
ある。

［課題を解決するための手段］ そこで、強誘電体からなる金属体と低誘電率の絶縁体と
が交互に等間隔のピッチで移動方向に配設され、可動自
在に支持された可動子と、微小空隙を介し前記可動子と
対向し、所定のピッチで固定子電極を配設された固定子
とを備え、多相の駆動電源を用いて前記固定子電極に順
次駆動電圧を印加し、前記可動子を駆動させる静電モー
タの駆動方法において、前記可動子の金属体の中心が固
定子電極の中心にきた時点で、前記駆動電圧が印加され
ていた電極に瞬間的に逆電圧を印加するようにしている
。

［作用］ 電圧が加えられた固定子電極間に可動子の金属体が引き
込まれた状態で、固定子電極にそれまで印加されていた
パルス状の駆動電圧と正負符号が逆の逆電圧を瞬間的に
印加すると、固定子電極の電荷と、固定子電極に対向し
ている面の金属体の電荷とが同一符号になり、固定子電
極と金属体との間で反発力が生じ、他の固定子電極と金
属体間で引き起こされている可動子２の推力が加速され
る。

〔実施例］ 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構戊図で、静電モータｌ
には平行に対向する平板状の固定子２が設けられている
。固定子２には所定のピッチで配設された固定子電極２
ｌ、２２が複数個設けられている。可動子３は等間隔で
交互に複数個配列された強誘電体からなる金属体３ｌと
、低誘電体からなる絶縁体３２とから構威され、固定子
電極２１，２２間に一定の空隙を保ちながら移動しつる
ように配置されている。固定子２には可動子３の位置を
検出する位置センサ４が可動子３に対向して設けられて
いる。

固定子電極２１，２２に加える駆動電圧は３相電１１１
［　（Ｒ，　　Ｓ，　Ｔ相）であり、第２図に示すよう
な制御回路５を備え、パソコンのＤ／Ａ変換器５１から
６チャンネルのパルス信号がゲートドライブ回路５２に
送られ、ゲートドライブ回路５２から位置センサ４から
の信号に応じてパルス信号ＲＡ，ＲＢ，ＳＡ，ＳＢ，Ｔ
Ａ，ＴＢを主回路５３の３相電源のゲートに送るように
してある。第３図に主回路５３のうち、Ｒ相のみを示し
てあるが、ゲートドライブ回路５２からのパルス信号Ｒ
Ａ，　ＲＢをうけ、抵抗５４、コンデンサ５５およびス
イッチング速度の早いパワーＭＯＳＦＥＴを使用したト
ランジスタ５６を介して静電モータｌにパルス信号ＲＡ
により＋２００■のＲ相駆動電圧を、パルス信号ＲＢに
より−ｔｏｏｖのＲ相逆電圧を加えるようにしてある。

Ｓ相、Ｔ相も同様で、Ｒ，Ｓ．Ｔ相のそれぞれが静電モ
ータＭの複数個の電極に接続されて多極に構威されてい
る。

いま、Ｒ相に正負の電圧が印加されると、第１図に示す
ように固定子電極２ｌには正の電圧、固定子電極２２に
は負の電圧が加えられ、可動子３の金属体３ｌに対向す
る固定子電極の電荷の符号と逆の静電荷が発生し、金属
体３ｌがＲ相により荷電された固定子電極２ｌ、２２の
間に静電力により引き込まれる。そして、金属体３ｌの
中心が固定子電極２ｌまたは２２の中心の位置にきたこ
とを位置センサ４により検出し、その検出信号がゲート
ドライブ回路５２に入力される。位置センサ４の検出信
号に応じてゲートドライブ回路５２からはパルス信号Ｒ
Ｂ，ＳＡが主回路５３に送られ、第４図に示すようにＲ
相からＳ相に駆動電圧を切り替えると同時に、Ｒ相にそ
れまでかけていた駆動電圧と正負符号が逆の逆電圧を瞬
間的に印加する。したがって、第５図（ａ）に示した電
荷が（ｂ）に示すように固定子電極２１，２２の電荷と
対向している面の金属体３ｌの電荷とが同一符号になり
、固定子電極２１，２２と金属体３ｌとの間で反発力が
生じ、他の固定子電極、すなわちこの場合、Ｓ相の駆動
電圧が付加された固定子電極と金属体間で引き起こされ
ている可動子３の推力が加速される。可動子３の金属体
３ｌの外表面に荷電された静電荷は瞬時に放電され、第
５図（ｃ）に示す状態となる。次のステップでは逆電圧
を零にし、第５図（ｄ）に示す電荷のない状態となり、
この時、既に次のＳ相は第５図（ａ）に示す状態になっ
ている。

以上、第５図（ａ），　　（ｂ），（ｃ）．（ｄ）に示
した充放電をＲ，Ｓ．Ｔ相の電圧を切り替えるたびに行
ない、可動子を連続して移動させる。

なお、第６図に示すように、可動子３の位置によって変
わるコンデンサ容量形の位置センサ４をそれぞれＲ，　
　Ｓ，　Ｔ相の位置を検出するように４Ｒ，４Ｓ，４Ｔ
を別々に設けてもよい。

なお、以上には３相電源により電荷を印加するものにつ
いて説明したが、電源は３相に限るものではなく、例え
ば公知の６相、８相などの多相電源によって固定子電極
に電荷を印加するものについても、本発明を適用するこ
とができる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば簡単な電源回路で電源の
相の切り替え時に、直前に印加していた駆動電圧とは逆
の電圧を固定子電極に荷電し、充放電を行なうことによ
り、可動子を連続的に駆動し、かつ推力を高めることが
できるので、高くて−安定した推力により静電モータを
駆動させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す構威図、第２図、は制御
回路のブロック図、第３図は主回路のブロック図、第４
図はタイミングチャート、第５図は状態説明図、第６図
は位置センサの配置を示す構或図である。 ｌ・・・静電モータ、２・・・固定子、２１，２２・・
・固定子電極、３・・・可動子、３１・・・金属体、３
２・・・絶縁体、４・・・位置センサ、５・・・制御回
路第１図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、強誘電体からなる金属体と低誘電率の絶縁体とが交
   互に等間隔のピッチで移動方向に配設され、可動自在に
   支持された可動子と、微小空隙を介し前記可動子と対向
   し、所定のピッチで固定子電極を配設された固定子とを
   備え、多相の駆動電源を用いて前記固定子電極に順次駆
   動電圧を印加し、前記可動子を駆動させる静電モータの
   駆動方法において、前記可動子の金属体の中心が固定子
   電極の中心にきた時点で、前記駆動電圧が印加されてい
   た電極に瞬間的に逆電圧を印加することを特徴とする静
   電モータの駆動方法。