JPH0365083A - 静電モータ - Google Patents

静電モータ

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JPH0365083A
JPH0365083A JP19928589A JP19928589A JPH0365083A JP H0365083 A JPH0365083 A JP H0365083A JP 19928589 A JP19928589 A JP 19928589A JP 19928589 A JP19928589 A JP 19928589A JP H0365083 A JPH0365083 A JP H0365083A
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JP
Japan
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stator
electrodes
electrode
solid
electrostatic
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JP19928589A
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Hiroshi Shimizu
博 清水
Masafumi Yano
雅文 矢野
Hiroaki Tanaka
広明 田仲
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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、更に詳細には、複数の電極を周
期的に配置した固定子と、この固定子と所定の間隔を保
って相対的に移動可能で、固定子と同じ周期で複数の電
極を配置した可動子とを備え、固定子と可動子の電極間
に電圧を印加して発生する静電力を駆動力とする静電モ
ータに関す[従来の技術] 最近、微細技術の進歩にともないマイクロアクチュエー
タとして静電モータを利用する研究が活発に行なわれて
いる。静電モータは、周期的に配置された複数の電極を
支持する基板を可動子とし、一方、同様に周期的に配置
された電極基板を固定子として配置し、固定子と可動子
の各電極に駆動電圧を印加することにより、電極間に発
生する静電的吸引力を駆動力とするモータである。この
ような静電モータの場合、より大きなトルクを発生させ
るために、固定子と可動子の電極間に、固体の誘電体も
しくは液体の誘電体を充填したり、あるいは、固定子と
可動子の電極間をエアーギャップとする構成のものが知
られている。
例えば、特開昭62−44079号公報には、固定子と
可動子の簗蕃棲専各電極によりコンデンサを形成し、そ
のコンデンサの形状を変化させ電極間に挟まれた誘電体
が静電力により引き込まれることにより駆動力を得るモ
ータが開示されている。この場合、静電力は、固定子と
可動子の電極の間隔が狭ければ狭いほど大きな駆動力が
得られることが知られている。
また特開昭63−136978号公報には、固定子に3
相からなる複数相の電極を所定間隔隔てて配置し、固定
子と可動子の電極間に発生するクーロン引力により可動
子を駆動するようにした静電モータが開示されている。
この静電モータでは、電極間隔はエアーギャップとなっ
ている。
[発明が解決しようとする問題点] 静電モータの推力もしくはトルクは電極間に挟まれた空
間の誘電率に比例し、また、トルクを上げるために、固
定子と可動子の電極間に高電界を加える必要がある。特
開昭63−136978号公報に記載の静電モータの場
合には、トルクが小さいため固定子と可動子の電極間に
高い電圧を印加することになるが、固定子と可動子の電
極間がエアーギャップであるため、電極間に放電が起こ
るという欠点が存在する。放電が起こると、静電モータ
は駆動できなくなので、このような放電が起こらないよ
うにするため、電極間に高い絶縁耐圧を持つ5i02層
を配置する構造が考え♂Yいる。
しかし5i02の材料は、高い絶縁耐圧を持つが誘電率
は4と低く、従って、静電モータのトルクは、エアーギ
ャップ自体の誘電置板さも加わり減少することになる(
エアギャップの誘電率は1である)。また5i02層を
介しても、固定子と可動子の表面の凹凸により、それら
の間にはエアーギャップが存在することになる。このよ
うに電極間のギャップに誘電率の低い部分が存在すると
電極間の誘電率はその低い誘電率に支配されてしまい、
結局静電モータのトルクは、減少してしまうことになる
従って、本発明は、このような従来の欠点を解消するた
めになされたもので、固定子と可動子の電極間の誘電率
を高い状態に保ち、しかも放電が発生しに<<、大きな
トルクを発生できる静電モータを提供するダことを課題
とする。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、このような課題を解決するために、複数の電
極を周期的に配置した固定子と、この固定子と所定の間
隔を保って相対的に移動可能で、固定子と同じ周期で複
数の電極を配置した可動子とを備え、固定子と可動子の
電極間に電圧を印加して発生する静電力を駆動力とする
静電モータにおいて、前記固定子と可動子の各電極を固
体強誘電体層で被覆し、被覆された固体強誘電体層間を
高絶縁破壊耐圧の液体誘電体で満たす構成を採用した。
[作用1 このような構成では、固定子と可動子の各電極を固体強
誘電体層で被覆するので、電極間の誘電率を高い状態に
保つことができる。また、固体強誘電体層は、薄膜とし
て形成することができるので、固定子と可動子の電極間
隔はミクロン単位とすることができ、これにより、大き
なトルクの静電モータが得られる。また、固定子と可動
子の電極が存在する面を合わせる時、接触面に発生する
凹凸は、高い誘電率を持つ絶縁破壊耐圧の大きな液体誘
電体オイルで満たすことによりなくすことができる。
以上のような構成にすることにより、静電モータのトル
クもしくは推力の増大を計ることができ、力の大きい静
電モータを作ることができる。
[実施例] 以下、図面に示す実施例に従い本発明の詳細な説明する
第1図には、本発明の一実施例に係わる静電モータの全
体構成が図示されており、同図において符号1に示すも
のは、可動子であり、第2図に図示されているように、
よく洗浄した例えば、27mmX70mmxO,7mI
mの大きさの薄膜ガラス基板3と、その上に配置された
上部電極4から構成されている。この可動子lと所定距
離を保って相対的に移動可能な固定子2が配置され、こ
の固定子2は、下部電極6を配置した、可動子lと同様
な薄膜ガラス基板5から構成されている。
下部電極6は、第3図に詳細に図示されているように、
3相の電圧φA、φB、φCが印加される3つの櫛形の
電極6a、6b、6cからできており、20μtrr 
 (a) x6n+m  (c) 、でピッチ(b)が
60μmの単位電極6°を周期的に配置して構成されて
いる。各電極6a、6b、6Cはそれぞれ互いに所定の
位相、この実施例では、3分の1ピツチに相当する位相
ずらして周期的に配置されている。
一方、上部電極4は、第4図に図示したように電1i1
4a、4b、4Cからなる一体のパターンから形成され
ており、電極4a、4b、4Cは、それぞれ下部電極6
a、6b、6Cに対応して配置さ込れている。上部電極
の単位電極4゛も下部電極の単位電極6°と同様なサイ
ズとなっている。
また、電極4a、4b、4Cは、電極6a。
6b、6Cと異なり位相をずらすことなく周期的れ、同
じ工程により以下のようにして製作される。すなわち、
まず基板3.5にそれぞれモリブデンを約1oooa蒸
着する。続いて、レジスト剤を付着させた後、ホトマス
クを載せ、紫外線によりパターニングを行う。RrE 
(リアクチイブイオンエツチング)によりモリブデンの
エツチングを行なうことによりそれぞれ微細加工の上部
電極4及び下部電極6のパターニングを行なう。
続いて、レジスト剤を除去した後、パイロゾル法により
強誘電体物質チタン酸バリウムの約1μmの薄膜を作製
し、固体強誘電体層7.8で上部電極4並びに下部電極
6を被覆する。このようにして作製した可動子lと固定
子2を向い合わせ、その間に、例えばγ−ブチロラクト
ン、ほかに燐酸トリクレジルなどのコンデンサ用絶縁オ
イルなどの誘電率が高く絶縁耐圧が高い液体誘電体オイ
ル9を満たして、可動子lと固定子2間の誘電率を向上
させるとともに、固定子と可動子の電極が存在する面を
合わせる時、接触面に発生する凹凸を平滑にする。この
場合、電極4.6間のギャップは約IOμ慣に保持する
ようにする6なお、図示されてないが、液体誘電体オイ
ル9は、適当な手段により密封されており、液洩れがな
いように構成しておく。
第5図には、このように構成された静電モータを駆動す
る駆動回路図が図示されている。同図において、発振器
14よりクロックを送り、カウンタ15に信号を入力し
、カウンタ15より3分周された信号を得る。この信号
と発振器のクロックをシフトレジスタ16に入力し、互
いに120゜位相のずれた3相の矩形波信号を得る。そ
の後、ブースタ17をへて、第6図に図示したような3
相100V矩形波信号を得る。
このような構成において、第6図に図示したような互い
に120”位相のずれたφA、φB、φCの電圧が固定
子2の電極6a、6b、6Cの電圧供給パッド18に印
加される。印加電圧は、電圧供給ライン19を介してそ
れぞれ電極部分20に供給される。この場合、まず電極
4aと6aが重なっていると、隣接する電極が1/3ピ
ツチずつずれているので、電極4−bと6bの2つの電
極の端部が接する状態になる。ここで、上部電極4a、
4b、4cの相間を接続線23を介してアースするよう
にしておく、電極6aにもし電荷が貯っていたら放電さ
せ、電極4bと電極6bにφB相の電圧を印加する。電
極は、静電力により互いに引合い電極4bと電極6bが
重なるまで移動する。そのときこんどは電極4Cと電極
6Cの2つの電極の端部が接する状態となる。同様に電
極6bに貯った電荷を放電させ、今度は電極4cと電極
6cにφC相の電圧を印加する。以下同様の繰り返しに
より電極を動かすことによりモータとして駆動すること
ができる。
なお、上述した実施例において、電極保持基板3.5と
してガラス基板以外にシリコン基板、高分子基板も使用
できる。また、電極材料としてモリブデン以外に高融点
金属もしくは導電性高分子膜も使用できる。さらに、固
体強誘電体層としてチタン酸バリウム以外にチタン酸鉛
もしくはKTN (KNal−x Nb x 031も
使用することができる。
[発明の効果1 以上説明したように、 本発明では、固定子と可動子の
各電極を固体強誘電体層で被覆し、被覆された固体強誘
電体層間を高絶縁破壊耐圧の液体誘電体で満たすように
しているので、電極間の誘電率を高い状態に保つことが
できるとともに、固体強誘電体層が、薄膜として形成す
ることができることから、固定子と可動子の電極間隔を
極めて小さくすることができ、それにより大きなトルク
の静電モータが得られる6また、固定子と可動子の電極
が存在する面を合わせる時、接触面に発生する凹凸は、
高い誘電率を持つ絶縁破壊耐圧の大きな液体誘電体オイ
ルで満たすこと蛤なくすことができ、滑らかなモータの
駆動が保証される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の静電モータの全体の構成を示す斜視
図、第2図は、第1図の静電モータの構造断面図、第3
図は固定子の構造を示す説明図、第4図は、可動子の構
造を示す説明図、第5図は静電モータの駆動回路図、第
6図は印加電圧のタイミングチャート図である。 1・・−可動子 2・・・固定子 3・・・基板4・・
・上部電極    6−・−下部電極7.8−・・固体
強誘電体層 9−・・液体誘電体オイル 1イ卸1 第2図 J#7子の胱頭蘭 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)複数の電極を周期的に配置した固定子と、この固定
    子と所定の間隔を保って相対的に移動可能で、固定子と
    同じ周期で複数の電極を配置した可動子とを備え、固定
    子と可動子の電極間に電圧を印加して発生する静電力を
    駆動力とする静電モータにおいて、前記固定子と可動子
    の各電極を固体強誘電体層で被覆し、被覆された固体強
    誘電体層間を高絶縁破壊耐圧の液体誘電体で満たすよう
    にしたことを特徴とする静電モータ。
JP19928589A 1989-08-02 1989-08-02 静電モータ Pending JPH0365083A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0876700A (ja) * 1994-09-06 1996-03-22 Toshiba Corp 可動フィルム型表示装置
US5523639A (en) * 1993-11-25 1996-06-04 Fujitsu Limited Electrostatic actuator having ferroelectrics in which residual dielectric polarization is formed
US5818148A (en) * 1996-03-07 1998-10-06 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Electromechanical switch
JP2002084768A (ja) * 2000-09-08 2002-03-22 Toto Ltd 静電アクチュエータ
US6621191B1 (en) * 1999-05-13 2003-09-16 Matsushita Electric Industrial Co., Inc. Structure containing organic molecular layer and use thereof

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5523639A (en) * 1993-11-25 1996-06-04 Fujitsu Limited Electrostatic actuator having ferroelectrics in which residual dielectric polarization is formed
JPH0876700A (ja) * 1994-09-06 1996-03-22 Toshiba Corp 可動フィルム型表示装置
US5818148A (en) * 1996-03-07 1998-10-06 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Electromechanical switch
US6621191B1 (en) * 1999-05-13 2003-09-16 Matsushita Electric Industrial Co., Inc. Structure containing organic molecular layer and use thereof
US6891309B2 (en) * 1999-05-13 2005-05-10 Matsushita Electrical Industrial Co. Actuator having organic molecular layers
JP2002084768A (ja) * 2000-09-08 2002-03-22 Toto Ltd 静電アクチュエータ

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