JPH0496671A

JPH0496671A - ハーモニックドライブ型静電モータ

Info

Publication number: JPH0496671A
Application number: JP21310490A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Hosoya; 克己細谷; Masatoshi Oba; 正利大場; Minoru Sakata; 稔坂田
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1990-08-11
Filing date: 1990-08-11
Publication date: 1992-03-30

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】［産業上の利用分野コ本発明は、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。

［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。

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。

第６図に示すものは、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、第７図に示すよ
うなステータ５１とロータ６１とから構成されている。

ステータ５１は、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ＴＩ、
Ｔ２゜・・・を絶縁用のエアーギャップ（＃）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
、駆動電極板Ｔｌ、Ｔ２．・・・の内周面にロータ転が
り面５５を形成している。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記のように駆動電極間にエアーギャッ
プを有するステータを用いたハーモニックドライブ型静
電モータにあっては、ステータのロータ転がり面をロー
タが転動する時、ロータか駆動電極板間のエアーギャッ
プに落ち込んだり、駆動電極板の角に衝突したりする時
に衝撃音が発生するので、モータの回転音が高かった。

また、駆動電極間のエアーギャップのためにロータの滑
らかな回転が妨げられるので、出力トルクや周波数応答
性などのモータ性能が低下するという欠点がある。

さらに、駆動電極をステータケーシングに接着させた後
、駆動電極に切削加工等を施して駆動電極のロータ転が
り面を真円状に仕上げる際、駆動電極間のエアーギャッ
プ内に切削屑が入り込んだり、切削屑が駆動電極から完
全に切り取られず、駆動電極間で電気的なブリッジとな
り、駆動電極間をショートさせる恐れがあった。しかも
、このエアーギャップ内に入った切削屑は取り除くのが
困難であり、ハーモニックドライブ型静電モータの製造
工程における歩留りが悪いという欠点があった。

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、ロータの回転を滑らかにで
きると共にロータの衝撃音の発生も抑制でき、さらに駆
動電極間のショートによる歩留り低下も解消できるハー
モニックドライブ型静電モータを提供することにある。

口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、ステー
タケーシングの表面に複数片の駆動電極を備えたステー
タと、ステータのロータ転がり面に沿って転動するロー
タ電極と、ロータ電極と駆動電極を電気的に絶縁させる
絶縁膜とからなるハーモニックドライブ型静電モータに
おいて、前記ステータケーシングの表面に絶縁層を介し
て複数片の駆動電極を固着させ、各駆動電極間のギャッ
プに絶縁ス。ペーサを埋め込み、絶縁スペーサの露出面
が駆動電極のロータ転がり面とほぼ面一となるようにし
たことを特徴としている。

［作用］本発明にあっては、駆動電極と駆動電極との間のギャッ
プを絶縁スペーサによって埋めているので、ステータの
ロータ転がり面をロータがヌムーズに回転でき、周波数
応答性能が向上する。

また、ロータが駆動電極間のギャップに落ち込むことが
ないので、ロータが駆動電極の角に衝突することがなく
、ロータと駆動電極の衝突音が減少し、モータの回転音
が静かになる。

さらに、ステータケーシングの表面に駆動電極を接着固
定させた後、駆動電極を切削加工してロータ転がり面を
仕上げる場合も、駆動電極間に絶縁スペーサが埋め込ま
れているので、駆動電極の切削屑が駆動電極から確実に
切り取られ、駆動電極間で電気的なブリッジとなること
を防止できる。

また、切り取られた切削屑が駆動電極間に入り込んで電
気的なブリッジとなることもない。したがって、駆動電
極の仕上げ工程等における駆動電極間のブリッジによる
ショートを防止することができ、駆動電極間のショート
による不良品率を低下させ、歩留りを向上させることか
できる。

［実施例コ以下、本発明の実施例を添付図に基づいて詳述する。

第４図は、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おり、ステータ１とロ
ータ１１と駆動制御部２１とから構成されている。

ステータ１は、第１図に示すような構造となっており、
円筒状をした金属製ステータケーシング２の内周全面に
樹脂接着剤からなる絶縁層３を形成し、絶縁層３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、駆
動電極Ｐ１〜Ｐ８間の各ギャップに例えばフェノール樹
脂やＡＢＳ樹脂等の絶縁物からなる絶縁スペーサ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
の間の絶縁性を確保されておリ、サラに、絶縁ヌベーサ
６によって駆動電極２１〜２８間の絶縁性を向上させら
れている。

第２図及び第３図は、このステータ１の製造方法を示し
ている。ステータケーシング２は、所定長さの円筒状に
形成されている。一方、駆動電極Ｐ１〜Ｐ８を得るため
の電極用ブロック７は、第２図に示すように、電極用金
属材によって略円筒状に形成されており、外周面には駆
動電極Ｐ１〜Ｐ８を分離させるための溝４が全長にわた
って切入されている。この電極用ブロック７の溝４内に
は、樹脂製棒材の圧入もしくは樹脂注入によって絶縁ス
ペーサ６が埋め込まれる。電極用ブロック７の外径は、
ステータケーシング２の内径と等しいか、わずかに小さ
くなっている。しかして、ステータケーシング２の内周
面に絶縁層３を形成するための樹脂接着剤を塗布した後
、ステータケーシング２の内周に電極用ブロック７を挿
入し、第３図に示すように、樹脂接着剤を養生硬化させ
た絶縁層３によって電極用ブロック７をステータケーシ
ング２に接着固定させる。ついで、ステータケーシング
２に固定された電極用プロ・ツク７の内周面を旋盤等の
切削機械によって円筒状に切削し、溝４及び絶縁ヌベー
サ６に達するように第３図の破線αの位置まで切削する
。この結果、電極用ブロック７が溝４の位置で分離され
て複数片の駆動電極Ｐ１〜Ｐ８がステータケーシング２
の内周面に設けられ、駆動電極Ｐ１〜Ｐ８の内周面のロ
ータ転がり面５も精度よく円筒状に仕上げられる。

しかも、この切削加工時には、＃４内に絶縁スペーサ６
が充填されていることにより、パリや切削屑の切り残し
ができす、切削屑等によって駆動電極２１〜２８間に電
気的なブリッジが生じることが防止される。また、駆動
電極２１〜２８間に絶縁スペーサ６が埋まっているので
、駆動電極２１〜２８間に切削屑が詰まることもなく、
駆動電極２１〜２８間のショートを確実に防止できる。

さらに、上記のような方法で駆動電極Ｐ１〜Ｐ８を形成
することにより、複数片の駆動電極Ｐ１〜Ｐ８を一度に
ステータケーシング２に取り付けることができ、また、
駆動電極２１〜２８間のギヤツブ精度も向上し、ロータ
転がり面５の真円度も向上する。

上記ステータ１内には、外径かステータ１の内径よりも
小さな金属製の中空円筒状もしくは中実円柱状をしたロ
ータ１１か挿入されており、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Ｐ１〜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の外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
内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。

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、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。各駆動電極Ｐ１〜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２
２からの信号に同調して直流電源２３によって与えられ
る駆動電圧■を印加する駆動電極Ｐ１〜Ｐ８を順次切り
換えている。

第５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■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、同時に時計回り（第
４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。

このようにしてロータがステータの内周面に沿って転動
する時、ロータ１１は駆動電極２１〜２８間のギャップ
に落込んだりすることなくスムーズに転勤でき、衝撃音
の発生もなく、静かに回転させることができる。また、
ロータ１１が滑らかに回転するので、周波数応答性能か
向上する。

なお、上記実施例においては、ステータケーシングの内
周面に駆動電極を設け、ステータの中空内部空間にロー
タを挿入している（インナーロータ方式）か、本発明は
、このようなタイプのハーモニックドライブ型静電モー
タに限らず、ステータケーシングの外周面に駆動電極を
設け、ステータの外周に円筒状をしたロータを外挿させ
たもの（アウターロータ方式）にも実施することができ
る。

［発明の効果］本発明によれば、駆動電極と絶縁スペーサによって滑ら
かなロータ転がり面を形成しているので、ロータがスム
ーズに回転でき、周波数応答性性能を向上させることが
できる。

また、ロータが駆動電極間のエアーギャップに落ち込ん
だり、駆動電極の角に衝突したりすることがないので、
ロータと駆動電極の衝突音が減少し、モータの回転音が
静かになる。

さらに、駆動電極のロータ転がり面を切削加工等によっ
て仕上げる場合、駆動電極の切削屑か確実に切り取られ
、また、切り取られた切削屑が駆動電極間に入り込んで
電気的なブリッジとなることもない。したかって、駆動
電極の仕上げ工程等における駆動電極間のブリッジによ
るショートな防止することかでき、駆動電極間のショー
トによる不良品率を低下させ、歩留りを向上させること
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おけるステータの正面図、
第２図及び第３図は同上のステータの製造方法を示す斜
視図、第４図は同上の実施例を示す概略構成図、第５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６図及び第７図は背景技術として説明したハー
モニックドライブ型静電モータの斜視図及びステータの
正面図である１・・・ステータ２・・・ステータケーシングＰ１〜Ｐ８・・・駆動電極４・・・ギャップ５・・・ロータ転がり面６・・・絶縁スペーサ１１・・・ロータ１２・・・ロータ電極１３・・・絶縁膜

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ステータケーシングの表面に複数片の駆動電極を
備えたステータと、ステータのロータ転がり面に沿って
転動するロータ電極と、ロータ電極と駆動電極を電気的
に絶縁させる絶縁膜とからなるハーモニックドライブ型
静電モータにおいて、前記ステータケーシングの表面に
絶縁層を介して複数片の駆動電極を固着させ、各駆動電
極間のギャップに絶縁スペーサを埋め込み、絶縁スペー
サの露出面が駆動電極のロータ転がり面とほぼ面一とな
るようにしたことを特徴とするハーモニックドライブ型
静電モータ。