JPH04101671A - Harmonic drive electrostatic motor - Google Patents
Harmonic drive electrostatic motorInfo
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、静電モータの一種であるハーモニックドライ
ブ型静電モータに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a harmonic drive type electrostatic motor, which is a type of electrostatic motor.
[背景技術]
ハーモニックドライブ型静電モータは、ステータに形成
された複数の駆動電極とロータとの間に駆動電圧を印加
して得られる静電容量の時間的変化を駆動のエネルギー
源とするものであり、二次元的構成であるため、小型化
が可能である。[Background Art] A harmonic drive type electrostatic motor uses a temporal change in capacitance obtained by applying a drive voltage between a plurality of drive electrodes formed on a stator and a rotor as a driving energy source. Since it has a two-dimensional configuration, miniaturization is possible.
このため実用化をめざしてハーモニックドライブ型静電
モータの研究が進められている。For this reason, research on harmonic drive type electrostatic motors is underway with the aim of putting them into practical use.
第5図(a) (b)に示すものは、現在提案されてい
るハーモニックドライブ型静電モータの構造であって、
中空円筒状をしたステータ51内に中空円筒状もしくは
中実円柱状のロータ61が内挿されている。このステー
タ51は、中空円筒状をした金属製ステータケーシング
52の内周面を絶縁接着剤からなる絶縁層53で覆い、
絶縁層53の上に湾曲した複数片の駆動電極板T1.T
2.・・・をエアーギャップ(溝)54をあけて配置し
、絶縁層53によって各駆動電極板Tl、T2.・・・
をステータケーシング52に接着固定させたものであり
、駆動電極板Tl、T2.・・・の内周面にロータ転が
り面55が形成されている。一方、ロータ61は、ロー
タ電極62の外周面に絶縁膜63を形成したものである
。What is shown in FIGS. 5(a) and 5(b) is the structure of the currently proposed harmonic drive type electrostatic motor.
A rotor 61 having a hollow cylindrical shape or a solid cylindrical shape is inserted into a stator 51 having a hollow cylindrical shape. This stator 51 covers the inner peripheral surface of a hollow cylindrical metal stator casing 52 with an insulating layer 53 made of an insulating adhesive.
A plurality of curved drive electrode plates T1. T
2. ... are arranged with an air gap (groove) 54 therebetween, and the insulating layer 53 connects each drive electrode plate Tl, T2 . ...
are adhesively fixed to the stator casing 52, and drive electrode plates Tl, T2 . A rotor rolling surface 55 is formed on the inner peripheral surface of... On the other hand, the rotor 61 has an insulating film 63 formed on the outer peripheral surface of a rotor electrode 62.
しかして、駆動電極Tl、T2.・・・とロータ電極6
2との間に印加された電圧によって働く静電吸引力によ
り絶縁膜63を介してロータ61の外周面とステータ5
1の内周面(駆動電極Tl、T2、・・・)とが接して
おり、駆動電極T1.T2゜・・・の電圧印加位置を順
次切り換えると、ロータ61がステータ51内で歳差運
動を行なう。Thus, the drive electrodes Tl, T2 . ...and rotor electrode 6
The outer circumferential surface of the rotor 61 and the stator 5 are connected to each other via the insulating film 63 by the electrostatic attraction force exerted by the voltage applied between the rotor 61 and the stator 5.
1 (drive electrodes Tl, T2, . . . ) are in contact with the inner peripheral surfaces of drive electrodes T1. When the voltage application positions of T2° . . . are sequentially switched, the rotor 61 precesses within the stator 51.
[発明が解決しようとする課題]
本発明の発案者らは、中空のロータをもつハーモニック
ドライブ型静電モータを利用し、ロータ内に隣接機器や
別な電気系統などのコートを通線させ、モータのスペー
ス利用効率を高めることを考えている。しかし、上記の
ようなインナーロータ方式のハーモニックドライブ型静
電モータにあっては、ロータ内にコードを配線すると、
コードとロータとが接触し、ロータの回転が妨げられた
り、コードの被覆が擦り切れたりする恐れがあった。[Problems to be Solved by the Invention] The inventors of the present invention utilized a harmonic drive type electrostatic motor with a hollow rotor, and wired adjacent equipment or other electrical systems through the rotor. We are thinking of increasing the space utilization efficiency of the motor. However, with the inner rotor type harmonic drive type electrostatic motor as mentioned above, when the cord is wired inside the rotor,
There was a risk that the cord and the rotor would come into contact with each other, preventing rotation of the rotor or causing the cord coating to wear out.
また、駆動電極がステータケーシングの内周面に形成さ
れているので、駆動電極のステータケーシングへの接着
や駆動電極の高精度加工なども困難であフた。Furthermore, since the drive electrode is formed on the inner peripheral surface of the stator casing, it is difficult to adhere the drive electrode to the stator casing and to process the drive electrode with high precision.
さらに、インナーロータ方式のハーモニックドライブ型
静電モータでは、紙やカードの給紙装置の送り機構等に
使用する場合、ロータの回転をカップリングによって取
り出し、ギアやリンク機構等の機構部品を介して送りロ
ーラに伝達させる必要があり、構造が複雑となる。Furthermore, when using an inner rotor type harmonic drive type electrostatic motor in a feeding mechanism for paper or card feeders, the rotation of the rotor is extracted through a coupling and transmitted through mechanical parts such as gears and link mechanisms. It is necessary to transmit the signal to the feed roller, which makes the structure complicated.
本発明は叙上の技術的背景に鑑みてなされたものであり
、その目的とするところは、ロータと接触させることな
く隣接機器等のコードを通線させることができ、駆動電
極の高精度加工も容易に行なえ、さらに簡単な機構の紙
送り機構等にも使用することができるハーモニックドラ
イブ型静電モータを提供することにある。The present invention was made in view of the above-mentioned technical background, and its purpose is to be able to route the cords of adjacent equipment without contacting the rotor, and to enable high-precision machining of drive electrodes. It is an object of the present invention to provide a harmonic drive type electrostatic motor which can be easily operated and also used in a simple paper feeding mechanism.
[課題を解決するための手段]
本発明のハーモニックドライブ型静電モータは、互いに
絶縁された複数片の駆動電極を外周面に設けられたステ
ータと、ステータを囲むようにしてステータの外周に外
挿された中空円筒状のロータ電極と、前記駆動電極とロ
ータ電極を電気的に絶縁させる絶縁膜とからなることを
特徴としている。[Means for Solving the Problems] The harmonic drive type electrostatic motor of the present invention includes a stator provided with a plurality of pieces of mutually insulated drive electrodes on the outer circumferential surface, and a plurality of mutually insulated drive electrodes arranged on the outer circumference of the stator so as to surround the stator. The rotor electrode is characterized by comprising a hollow cylindrical rotor electrode, and an insulating film that electrically insulates the drive electrode and the rotor electrode.
[作用]
本発明のハーモニックドライブ型静電モータは、ステー
タの外側にロータを配置したアウターロータ方式となっ
ているので、内側のステータを中空筒状にした場合、こ
のステータの中空空間に隣接機器等のコードを配線して
もコードとロータとが接触せず、配線によってロータの
回転が妨げられる恐れがない。また、コードもロータに
こすられて被覆切れを起こす恐れがない。[Function] The harmonic drive type electrostatic motor of the present invention has an outer rotor type in which the rotor is placed outside the stator. Therefore, when the inner stator is formed into a hollow cylinder, adjacent equipment can be placed in the hollow space of this stator. Even if a cord such as the above is wired, the cord and the rotor will not come into contact with each other, and there is no risk that the rotation of the rotor will be hindered by the wiring. Further, there is no possibility that the cord will be rubbed by the rotor and the coating will break.
さらに、駆動電極がステータの外周面に設けられている
ので、駆動電極のステータ外周面への接着作業を容易に
でき、また駆動電極の加工も容易になり、駆動電極の高
精度加工が可能になる。Furthermore, since the drive electrode is provided on the outer circumferential surface of the stator, it is easy to bond the drive electrode to the outer circumferential surface of the stator, and the processing of the drive electrode is also facilitated, enabling high-precision processing of the drive electrode. Become.
さらに、ロータがステータの外側で回転するので、この
ロータを給紙装置の紙送りローラ等として直接使用する
といった使用方法も可能になり、回転コーラを駆動する
機構などを単純な構造で構成することができる。Furthermore, since the rotor rotates outside the stator, it is possible to use the rotor directly as a paper feed roller in a paper feeder, etc., and the mechanism for driving the rotating collage can be configured with a simple structure. I can do it.
[実施例] 以下、本発明の実施例を添付図に基づいて詳述する。[Example] Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
第1図(a) (b)は、本発明の一実施例のハーモニ
ックドライブ型静電モータAの概略構成を示している。FIGS. 1(a) and 1(b) show a schematic configuration of a harmonic drive type electrostatic motor A according to an embodiment of the present invention.
このモータAは、ステータ1、ロータ11及び駆動制御
部21から構成されている。This motor A is composed of a stator 1, a rotor 11, and a drive control section 21.
ステータ1は、中空円筒状をした金属製のステータケー
シング2の外周全面を絶縁接着剤からなる絶縁層で覆い
、絶縁層の表面に複数極(図示例では、8極)の駆動電
極P1〜P8を互いに離間させて周方向に一定ピッチご
とに配置したものであり、駆動電極P1〜P8の外周面
にロータ転がり面5が形成されている。さらに、駆動電
極21〜28間の各ギャップ4に樹脂製の絶縁スペーサ
6を埋め込んでいる。こうして、各駆動電極P1〜P8
は、絶縁層3の接着力によってステータケーシング2の
外周面に接着され、同時に、絶縁層3によってステータ
ケーシング2と駆動電極P1〜P8の間の絶縁性を確保
されており、さらに、絶縁ヌベーサ6によ1て駆動電極
21〜28間の絶縁性を向上させられている。The stator 1 has a hollow cylindrical metal stator casing 2 whose entire outer periphery is covered with an insulating layer made of an insulating adhesive, and a plurality of drive electrodes P1 to P8 (in the illustrated example, 8 poles) are provided on the surface of the insulating layer. The drive electrodes P1 to P8 are spaced apart from each other and arranged at regular pitches in the circumferential direction, and a rotor rolling surface 5 is formed on the outer peripheral surface of the drive electrodes P1 to P8. Further, insulating spacers 6 made of resin are embedded in each gap 4 between the drive electrodes 21 to 28. In this way, each drive electrode P1 to P8
are adhered to the outer peripheral surface of the stator casing 2 by the adhesive force of the insulating layer 3, and at the same time, the insulating layer 3 ensures insulation between the stator casing 2 and the drive electrodes P1 to P8. As a result, the insulation between the drive electrodes 21 to 28 is improved.
このステータ1の外側には、ステータ1を囲むようにし
て、内径がステータ1の外径よりも少し大きな中空円筒
状をしたロータ11が外挿されており、ロータ11は、
ステータ1とほぼ同じ長さを有している。ロータ11は
、金属製のロータ電極12と絶縁膜13とからなってお
り、駆動電極PI−P8とロータ電極12とが電気的に
導通しないよう、ロータ電極12の内周面もしくは全表
面は、絶縁性もしくは誘電性の絶縁膜13によって被覆
されている。もちろん、絶縁膜13をロータ11に設け
ず、ステータ1の外周面に設けても差し支えない。ロー
タ電極12は、支持部(図示せず)を介して常時接地さ
れている。A hollow cylindrical rotor 11 whose inner diameter is slightly larger than the outer diameter of the stator 1 is inserted outside the stator 1 so as to surround the stator 1.
It has approximately the same length as the stator 1. The rotor 11 consists of a metal rotor electrode 12 and an insulating film 13, and the inner circumferential surface or the entire surface of the rotor electrode 12 is It is covered with an insulating or dielectric insulating film 13. Of course, the insulating film 13 may not be provided on the rotor 11 but may be provided on the outer peripheral surface of the stator 1. The rotor electrode 12 is always grounded via a support portion (not shown).
一方、ハーモニックドライブ型静電モータAの駆動制御
部21は、第2図に示すように、直流電源23、発振器
22及びスイッチング回路24からなっている。各駆動
型t!Pi〜P8には、駆動電極用ケーブル25を介し
てスイッチング回路24が接続されており、スイッチン
グ回路24は、発振器22からの信号に同調して直流電
源23からの駆動電圧Vを印加する駆動電極P1〜P8
を順次切り換えている。On the other hand, the drive control section 21 of the harmonic drive type electrostatic motor A includes a DC power supply 23, an oscillator 22, and a switching circuit 24, as shown in FIG. Each drive type t! A switching circuit 24 is connected to Pi to P8 via a drive electrode cable 25, and the switching circuit 24 applies a drive voltage V from a DC power supply 23 to the drive electrodes in tune with the signal from the oscillator 22. P1-P8
are being switched sequentially.
第S図に示すものは、スイッチング回路24によって制
御されている各駆動電極P1〜P8の電圧の変化を示す
タイムチャートである。このように、各駆動電極P1〜
P8は、スイッチング回路24により駆動電圧Vの印加
位置を周方向へ1つずつ移動させられるので、静電吸引
力によりロータ11の吸引される方向が順次反時計回り
に移動し、これによってロータ11がステータ1の内周
面を転動して反時計回りに公転し、同時に反時計回り(
第2図の矢印方向)に自転する。なお、この駆動方法は
一例であって、例えば複数の駆動電極に同時に電圧を印
加しながら、電圧印加位置をスイッチングさせてもよい
。What is shown in FIG. S is a time chart showing changes in the voltage of each drive electrode P1 to P8 controlled by the switching circuit 24. In this way, each drive electrode P1~
As for P8, since the application position of the drive voltage V is moved one by one in the circumferential direction by the switching circuit 24, the direction in which the rotor 11 is attracted by the electrostatic attraction force sequentially moves counterclockwise, and thereby the rotor 11 rolls on the inner circumferential surface of stator 1 and revolves counterclockwise, and at the same time rotates counterclockwise (
It rotates in the direction of the arrow in Figure 2). Note that this driving method is just an example, and for example, voltage application positions may be switched while applying voltage to a plurality of drive electrodes simultaneously.
このようにして、ステータ1の外周でロータ11が回転
するように構成されたアウターロータ方式のモータAを
用いれば、ローラを回転させるための機構などを簡単に
することができる。すなわち、このロータを回転ローラ
として使用することが考えられる。By using the outer rotor type motor A in which the rotor 11 is configured to rotate around the outer periphery of the stator 1 in this manner, the mechanism for rotating the rollers can be simplified. That is, it is conceivable to use this rotor as a rotating roller.
第4図に示すものは、この一応用例であり、アウターロ
ータ方式のハーモニックドライブ型静電モータAを用い
て紙送り機構Bを構成したものである。ロータ11の外
周面と対向させて従動ローラ31を配設してあり、ロー
タ11の外周面が従動ローラ31に最も接近した時にロ
ータ11の外周面と従動ローラ31の外周面とが圧接す
るように配置している。しかして、ロータ11はステー
タ1の外側で首振り回転(歳差運動)しているので、従
動ローラ31の上に紙32が供給されると、紙32は、
ロータ11が1回転する度にロータ11と従動ローラ3
1に挟まれてロータ11の回転によって送られる。こう
して紙32は、ロータ11の1回転毎に間欠的に送られ
るが、ロータ11の回転を適度な速度に設定すれば紙3
2をスムーズに送り出すことができる。なお、ロータ1
1の外周面には、滑り止めのためにゴム膜等を形成して
おくとよい。The one shown in FIG. 4 is an example of this application, in which a paper feeding mechanism B is constructed using an outer rotor type harmonic drive type electrostatic motor A. A driven roller 31 is disposed to face the outer circumferential surface of the rotor 11, so that when the outer circumferential surface of the rotor 11 approaches the driven roller 31 most closely, the outer circumferential surface of the rotor 11 and the outer circumferential surface of the driven roller 31 come into pressure contact. It is located in Since the rotor 11 is oscillating (precessing) outside the stator 1, when the paper 32 is fed onto the driven roller 31, the paper 32 is
Each time the rotor 11 rotates once, the rotor 11 and the driven roller 3
1 and is sent by the rotation of the rotor 11. In this way, the paper 32 is fed intermittently every rotation of the rotor 11, but if the rotation of the rotor 11 is set to an appropriate speed, the paper 32
2 can be sent out smoothly. In addition, rotor 1
It is preferable to form a rubber film or the like on the outer peripheral surface of 1 to prevent slipping.
[発明の効果]
本発明のアウターロータ方式のハーモニックドライブ型
静電モータでは、ステータを中空筒状にすれば、ステー
タ内に隣接機器のコード等を通線させることができ、モ
ータのヌベーヌ利用効率を向上させることかできる。し
かも、モータにコード等を通線させても、コード等とロ
ータとが接触せず、配線によってロータの回転が妨げら
れる恐れがなく、また、コード等もロータにこすられて
被覆切れを起こす恐れがない。[Effects of the Invention] In the outer rotor type harmonic drive electrostatic motor of the present invention, if the stator is made into a hollow cylinder, cords of adjacent equipment can be routed through the stator, which improves the motor's nuvene utilization efficiency. can be improved. Moreover, even if a cord or the like is routed through the motor, the cord or the like will not come into contact with the rotor, so there is no risk that the rotor's rotation will be hindered by the wiring, and there is also a risk that the cord or the like will be rubbed by the rotor and cause the coating to break. There is no.
さらに、駆動電極がステータの外周面に設けられている
ので、駆動電極の加工が容易になり、駆動電極の高精度
加工が可能になる。このため、ロータの回転がスムーズ
になり、モータの出力損失が低減される。Furthermore, since the drive electrode is provided on the outer circumferential surface of the stator, the drive electrode can be easily machined, and the drive electrode can be machined with high precision. Therefore, the rotor rotates smoothly and motor output loss is reduced.
さらに、ロータがステータの外側で回転するので、この
ロータを給紙装置等の紙やカードの送りローラ等として
直接使用するといった使用方法も可能になり、例えば回
転ローラを駆動する機構などを単純な構造で構成するこ
とかできる。Furthermore, since the rotor rotates outside the stator, it is also possible to use the rotor directly as a paper or card feeding roller in a paper feeder, etc., making it possible to simplify the mechanism that drives the rotating roller. Can be composed of structures.
第1図(a) (b)は本発明の一実施例を示す斜視図
及び正面図、第2図は同上のモータの駆動方法を示す概
略構成図、第3図は同上の各駆動電極の印加電圧の変化
を示すタイムチャート、第4図は同上のモータの使用例
を示す図、第5図(a) (b)は背景技術の欄で説明
したハーモニックドライブ型静電モータの斜視図及び正
面図である。
]・・・ステータ
P1〜P8・・・駆動電極
11・・・ロータ
]2・・・ロータ電極
13・・・絶縁膜1(a) and 1(b) are perspective views and front views showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a method of driving the same motor, and FIG. 3 is a diagram showing each drive electrode of the above. FIG. 4 is a diagram showing an example of the use of the same motor as above, and FIGS. It is a front view. ]...Stators P1 to P8...Drive electrode 11...Rotor]2...Rotor electrode 13...Insulating film
Claims (1)
けられたステータと、 ステータを囲むようにしてステータの外周に外挿された
中空円筒状のロータ電極と、 前記駆動電極とロータ電極を電気的に絶縁させる絶縁膜
とからなることを特徴とするハーモニックドライブ型静
電モータ。(1) A stator having a plurality of drive electrodes insulated from each other on its outer circumferential surface; a hollow cylindrical rotor electrode that is inserted around the outer circumference of the stator so as to surround the stator; A harmonic drive type electrostatic motor characterized by comprising an insulating film that is electrically insulated.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21952590A JPH04101671A (en) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | Harmonic drive electrostatic motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21952590A JPH04101671A (en) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | Harmonic drive electrostatic motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04101671A true JPH04101671A (en) | 1992-04-03 |
Family
ID=16736849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21952590A Pending JPH04101671A (en) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | Harmonic drive electrostatic motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04101671A (en) |
-
1990
- 1990-08-20 JP JP21952590A patent/JPH04101671A/en active Pending
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