JPH0522959A - Electrostatic actuator - Google Patents

Electrostatic actuator

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JPH0522959A
JPH0522959A JP15965391A JP15965391A JPH0522959A JP H0522959 A JPH0522959 A JP H0522959A JP 15965391 A JP15965391 A JP 15965391A JP 15965391 A JP15965391 A JP 15965391A JP H0522959 A JPH0522959 A JP H0522959A
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JP
Japan
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stator
mover
electrostatic actuator
contact
insulating
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JP15965391A
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Inventor
Shinji Konno
信次 今野
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Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
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Publication date
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Publication of JPH0522959A publication Critical patent/JPH0522959A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide an electrostatic actuator improved so as to be able to generate high force density at low driving voltage. CONSTITUTION:In an electrostatic actuator composed by arranging a stator 3, in which strip electrodes 2 are disposed at regular intervals to an insulating supporter 1, and a moving body 6, in which positive and negative charges are charged to an insulating sheet body 4, so as to be brought into contact, the insulating supporter 1 positioned at the upper section of at least the strip electrode of the stator and/or the insulating sheet body 4 of the moving body is constituted of a dielectric material having a dielectric constant of four or more. A surface on the side brought into contact with the moving body of the stator 3 and/or a surface on the side brought into contact with the stator of the moving body 6 is roughened or a lubricant layer is formed on the surface in a favorable type.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、静電アクチュエータに
関するものであり、詳しくは、低い駆動電圧で高い力密
度を発生し得るように改良された静電アクチュエータに
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic actuator, and more particularly to an electrostatic actuator improved so as to generate a high force density with a low driving voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】静電アクチュエータは、絶縁性支持体に
帯状電極を所定間隔で並べた固定子と絶縁性フィルムの
ような絶縁性薄葉体に抵抗体層を設けた移動子とから成
り、当該固定子と当該移動子とが接するように配置され
て構成される。そして、静電気の作用により、移動子を
瞬間的に浮上させて摩擦を防止しながら移動させるもの
である(平成元年度電気学会全国大会講演予稿集6−1
91,日経メカニカル1989.5.29,112〜1
13ページ等)。
2. Description of the Related Art An electrostatic actuator comprises a stator in which strip electrodes are arranged at a predetermined interval on an insulating support, and a mover in which a resistive layer is provided on an insulating thin film such as an insulating film. The stator and the mover are arranged so as to be in contact with each other. Then, due to the action of static electricity, the mover is instantly levitated and moved while preventing friction (1989 Proceedings of the Annual Conference of the Institute of Electrical Engineers of Japan, 6-1).
91, Nikkei Mechanical 1989.5.29, 112-1
13 pages).

【0003】静電アクチュエータは、電極やギャップの
寸法を小さくすることにより、力密度を大きくでき、ま
た、小型化し易いという特徴を有する。そのため、静電
アクチュエータは、ワードプロセッサーやファクシミリ
等における用紙搬送機構のような小型駆動装置、その他
の微小な機械システムの駆動装置として応用されること
が期待されている。
The electrostatic actuator is characterized in that the size of the electrodes and the gap can be reduced to increase the force density and can be easily miniaturized. Therefore, the electrostatic actuator is expected to be applied as a small driving device such as a sheet conveying mechanism in a word processor or a facsimile, and as a driving device for other minute mechanical systems.

【0004】図1(a)〜(d)は、移動子を絶縁性フ
ィルムにて構成した静電アクチュエータ(静電フィルム
アクチュエータ)の駆動原理の説明図であり、図中、
(1)は絶縁性支持体、(2)は帯状電極、(3)は固
定子、(4)は絶縁性フィルム、(5)は抵抗体層、
(6)は移動子、(7)〜(9)は電線を示す。
FIGS. 1A to 1D are explanatory views of the driving principle of an electrostatic actuator (electrostatic film actuator) in which a moving element is made of an insulating film.
(1) is an insulating support, (2) is a strip electrode, (3) is a stator, (4) is an insulating film, (5) is a resistor layer,
(6) indicates a mover, and (7) to (9) indicate electric wires.

【0005】先ず、図1(a)に示すように、電線
(7)に正、電線(8)に負の電圧を印加する。これに
より、電線(7)に接続した電極に存する電荷と電線
(8)に接続した電極に存する電荷の電位差により、
抵抗体層(5)に電流が流れ、移動子(6)の絶縁性フ
ィルム(4)と抵抗体層(5)の境界に電荷が誘導され
て平衡状態となる。この電荷は、説明の便宜上、図1
(b)の点線で示した鏡像電荷で置き換えることができ
る。そして、この電荷、の極性は、それぞれ電荷
、の極性と異なるので、図1(b)の状態では移動
子(6)は固定子(3)に吸引されている。
First, as shown in FIG. 1A, a positive voltage is applied to the electric wire (7) and a negative voltage is applied to the electric wire (8). Thereby, due to the potential difference between the electric charge existing in the electrode connected to the electric wire (7) and the electric charge existing in the electrode connected to the electric wire (8),
An electric current flows through the resistor layer (5), and charges are induced at the boundary between the insulating film (4) of the mover (6) and the resistor layer (5) to reach an equilibrium state. This charge is shown in FIG.
It can be replaced by the image charge shown by the dotted line in (b). The polarities of the electric charges and the polarities of the electric charges are different from each other. Therefore, in the state of FIG. 1B, the mover (6) is attracted to the stator (3).

【0006】次に、図1(c)に示すように、電線
(7)に負、電線(8)に正、電線(9)に負の電圧を
印加する。これにより、電極内の電荷は、瞬時に移動で
きるが、移動子(6)の誘導電荷は、抵抗体層(5)の
抵抗値が高いために直ぐには移動できない。その結果、
移動子(6)と固定子(3)の間には反発力が発生す
る。反発力が発生することにより、固定子(3)と移動
子(6)の間の摩擦が減少し、電線(9)に電圧を印加
した結果生じる負の電荷と正の誘導電荷(鏡像電荷で
言えば)によって、右方向の駆動力が発生する。
Next, as shown in FIG. 1C, a negative voltage is applied to the electric wire (7), a positive voltage is applied to the electric wire (8), and a negative voltage is applied to the electric wire (9). As a result, the charge in the electrode can be instantaneously moved, but the induced charge of the mover (6) cannot be immediately moved because the resistance value of the resistor layer (5) is high. as a result,
A repulsive force is generated between the mover (6) and the stator (3). By the repulsive force being generated, the friction between the stator (3) and the mover (6) is reduced, and the negative charge and positive induced charge (image charge due to the image charge) generated as a result of applying a voltage to the electric wire (9). Speaking of), a driving force in the right direction is generated.

【0007】図1(d)は、上記の駆動力により、移動
子(6)が電極1ピッチ分右方向に移動した結果を示し
ている。移動子(6)を左方向に移動させる場合には、
電線(9)に正の電圧を印加すればよい。そして、上記
の電極1ピッチ毎の移動操作における印加電圧パターン
(図1(c)に示すパターン)は、図1(a)に示す状
態とは逆符号の電圧を電線(7)、(8)に印加するも
のであるから、図1(c)における誘導電荷(鏡像電荷
で言えば、及び)は減衰することになる。
FIG. 1D shows the result of the mover (6) moving to the right by one pitch of the electrode due to the driving force. When moving the mover (6) to the left,
A positive voltage may be applied to the electric wire (9). In the applied voltage pattern (the pattern shown in FIG. 1C) in the above-described movement operation for each pitch of the electrodes, the electric wires (7) and (8) have the voltages opposite to those in the state shown in FIG. 1 (c), the induced charge (and, in terms of the image charge) in FIG. 1C is attenuated.

【0008】従って、移動子(6)を右方向に電極1ピ
ッチ毎に連続移動させるには、電荷充電操作と移動操作
とを繰り返す次のようなパターンの電圧を繰り返し印加
することが必要である。なお、以下の[表1]に例示し
た電圧パターンは、1サイクルの電圧パターンであり、
(G)は電圧を印加してない状態を示し、(C)及び
(A)は、それぞれ、電荷充電操作、移動操作を示し、
最初の(C)は図1(a)に示す状態、最初の(A)は
図1(c)に示す状態である。
Therefore, in order to continuously move the mover (6) to the right by one electrode pitch, it is necessary to repeatedly apply a voltage having the following pattern in which the charge charging operation and the moving operation are repeated. . The voltage pattern illustrated in the following [Table 1] is a one-cycle voltage pattern,
(G) shows a state in which no voltage is applied, (C) and (A) show a charge charging operation and a transfer operation, respectively.
The first (C) is the state shown in FIG. 1 (a), and the first (A) is the state shown in FIG. 1 (c).

【0009】[0009]

【表1】 [Table 1]

【0010】そして、静電アクチュエータを電極1ピッ
チ毎に安定に連続移動させるには、移動子(6)(抵抗
体層(5))の表面固有抵抗率は、1012〜1015Ω/
□の範囲でなければならないとされている。その理由
は、次の通りである。すなわち、移動子(6)の表面固
有抵抗が大きい場合には電荷充電に比較的長い時間を要
し、小さい場合には誘導された電荷が瞬時に減衰する。
ところが、図1に示した静電アクチュエータの場合に
は、移動子を構成する絶縁性フィルムの抵抗値が大き過
ぎるために、上記のような抵抗体層を当該絶縁性フィル
ムに設けて僅かな導電性を付与する必要がある。なお、
当然ではあるが、図1に示した公知の静電アクチュエー
タにおいて、絶縁性フィルム(4)の代わりに、これと
同程度の抵抗値を有する他の絶縁性薄葉体を使用しても
よい。
In order to stably and continuously move the electrostatic actuator for each pitch of the electrodes, the surface specific resistivity of the mover (6) (resistor layer (5)) is 10 12 to 10 15 Ω /
It is said that it must be in the range of □. The reason is as follows. That is, when the surface specific resistance of the mover (6) is large, it takes a relatively long time to charge the charge, and when it is small, the induced charge is instantly attenuated.
However, in the case of the electrostatic actuator shown in FIG. 1, since the resistance value of the insulating film forming the moving element is too large, the resistance layer as described above is provided on the insulating film to reduce the conductivity. Need to be imparted. In addition,
As a matter of course, in the known electrostatic actuator shown in FIG. 1, the insulating film (4) may be replaced with another insulating thin leaf member having a resistance value similar to this.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、静電ア
クチュエータは、未だ研究段階にあり、実用化のために
は、各要素の詳細を検討しなければならない状況にあ
る。特に、駆動電圧については、500〜1000vの
高電圧を必要とし、従って、駆動電圧の低電圧化は、静
電アクチュエータの実用化上望まれるところである。本
発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的
は、低い駆動電圧で高い力密度を発生し得るように改良
された静電アクチュエータを提供することにある。
However, the electrostatic actuator is still in the research stage, and in order to put it into practical use, it is necessary to examine the details of each element. In particular, the driving voltage requires a high voltage of 500 to 1000 V, and therefore, the lowering of the driving voltage is desired for practical application of the electrostatic actuator. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an electrostatic actuator improved so as to generate a high power density with a low driving voltage.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成するために、静電アクチュエータのコンデンサー
に類似する構造に着目して種々検討を重ねた結果、静電
アクチュエータを特定の材料で構成するならば、上記の
目的を容易に達成し得るとの知見を得て本発明の完成に
到った。すなわち、本発明の要旨は、絶縁性支持体に帯
状電極を所定間隔で並べた固定子と絶縁性薄葉体に正負
の電荷を付与した移動子とが接するように配置して成る
静電アクチュエータにおいて、固定子の少なくとも帯状
電極の上部に位置する絶縁性支持体および/または移動
子の絶縁性薄葉体を比誘電率が4以上の誘電体材料で構
成したことを特徴とする静電アクチュエータに存する。
In order to achieve the above-mentioned object, the present inventor has made various studies by paying attention to a structure similar to the capacitor of an electrostatic actuator, and as a result, made a specific material for the electrostatic actuator. The present invention has been completed based on the knowledge that the above object can be easily achieved with the above structure. That is, the gist of the present invention is to provide an electrostatic actuator in which a stator in which strip electrodes are arranged at a predetermined interval on an insulating support and a moving element to which positive and negative charges are applied to an insulating thin leaf are arranged in contact with each other. And an electrostatic actuator characterized in that an insulating support located at least above the strip-shaped electrode of the stator and / or an insulating thin leaf of the mover is made of a dielectric material having a relative dielectric constant of 4 or more. .

【0013】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
静電アクチュエータの基本的構成は、図1において、移
動子(6)の構成材料が絶縁性フィルムに限定されず、
また、移動子の構成がこれに抵抗体層を設けたものに限
定されない点を除き、同図に示した公知の静電アクチュ
エータと同じである。従って、以下の説明においては、
便宜上、図1中の(4)を絶縁性薄葉体として図1を参
照する。そして、本発明の特徴は、固定子および移動子
の少なくとも一方に比誘電率が4以上の誘電体材料を使
用することにより、低い駆動電圧で高い力密度を発生し
得るようにした点にある。因に、比誘電率は、真空中の
誘電率に対する材料の誘電率の比と定義される。そし
て、誘電体は、静電場を加えると誘電分極を生じるが直
流電流を生じない物質を言い、電気絶縁体と同義であ
る。つまり、誘電体は、絶縁体を誘電分極の観点から観
た命名である。
The present invention will be described in detail below. In the basic configuration of the electrostatic actuator of the present invention, the constituent material of the moving element (6) is not limited to the insulating film in FIG.
Further, it is the same as the known electrostatic actuator shown in the figure, except that the structure of the moving element is not limited to the one provided with a resistor layer. Therefore, in the following description,
For the sake of convenience, reference is made to FIG. 1 where (4) in FIG. 1 is an insulating thin leaf body. A feature of the present invention is that at least one of the stator and the mover is made of a dielectric material having a relative dielectric constant of 4 or more, so that a high power density can be generated at a low driving voltage. . The relative permittivity is defined as the ratio of the permittivity of a material to the permittivity in vacuum. The term “dielectric material” refers to a substance that produces a dielectric polarization when an electrostatic field is applied but does not produce a direct current, and is synonymous with an electrical insulator. In other words, a dielectric is a nomenclature of an insulator in terms of dielectric polarization.

【0014】先ず、本発明において、比誘電率が4以上
の誘電体材料を使用する意義について説明する。図2
は、図1に示した静電アクチュエータの電線(7)、
(8)に対応した1ユニットの模式的説明図である。そ
して、斯かるユニットは、コンデンサーと同様に考える
ことができ、その静電容量は次の数式[数4]で表すこ
とができる。
First, the significance of using a dielectric material having a relative dielectric constant of 4 or more in the present invention will be described. Figure 2
Is a wire (7) of the electrostatic actuator shown in FIG.
It is a schematic explanatory view of 1 unit corresponding to (8). Then, such a unit can be considered in the same manner as a capacitor, and its capacitance can be expressed by the following mathematical expression [Formula 4].

【0015】[0015]

【数4】C=ε×w×l/d ε:コンデンサー間の誘電率 ε=ε0 ×εr (ε0 :真空中の誘電率、εr :比誘電
率) w:帯状電極の幅 l:帯状電極の長さ d:ギャップ長さ
C = ε × w × l / d ε: Dielectric constant between capacitors ε = ε 0 × ε r0 : dielectric constant in vacuum, ε r : relative dielectric constant) w: width of strip electrode l: length of strip electrode d: gap length

【0016】そして、上記のコンデンサーに蓄えられる
静電エネルギー(U)は、次の数式[数5]で与えられ
る。
The electrostatic energy (U) stored in the above capacitor is given by the following mathematical expression [Equation 5].

【0017】[0017]

【数5】 U=−1/2C×V2 =−ε×w×l×V2 /2d V:ギャップ間の電位[Equation 5] U = −1 / 2C × V 2 = −ε × w × l × V 2 / 2d V: potential between gaps

【0018】また、電界の強さ(E)はV/dであるか
ら、上記の数式[数5]は、次の数式[数6]で表すこ
ともできる。
Since the strength (E) of the electric field is V / d, the above formula [Equation 5] can also be expressed by the following formula [Equation 6].

【0019】[0019]

【数6】U=−ε×w×l×d×E2 /2[6] U = -ε × w × l × d × E 2/2

【0020】従って、静電アクチュエータにおいて、駆
動電圧を低減させた上で静電エネルギー(U)を大きく
するためには、比誘電率(εr )の大きな誘電体材料を
使用してコンデンサー間の誘電率(ε)を大きくする
か、または、電界強度(E)を大きくすればよい。とこ
ろで、駆動電圧を低減させた上で電界強度(E)を大き
くするためには、電極ピッチを微細化する必要がある
が、前述の通り、静電アクチュエータの帯状電極は3相
構造であるためにスルーホール加工を必要とし、従っ
て、電極ピッチの微細化には、電極加工上、数多くの問
題がある。そこで、本発明は、比誘電率(εr )の大き
な誘電体材料を使用することにより、上記のような電極
加工上の問題を惹起することなく、低い駆動電圧で高い
力密度を発生し得るようにしたのである。
Therefore, in the electrostatic actuator, in order to increase the electrostatic energy (U) while reducing the driving voltage, a dielectric material having a large relative permittivity (ε r ) is used between the capacitors. The dielectric constant (ε) may be increased or the electric field strength (E) may be increased. By the way, in order to increase the electric field strength (E) while reducing the driving voltage, it is necessary to make the electrode pitch finer. However, as described above, the strip electrode of the electrostatic actuator has a three-phase structure. Therefore, through-hole processing is required, and therefore, miniaturization of the electrode pitch has many problems in electrode processing. Therefore, according to the present invention, by using a dielectric material having a large relative permittivity (ε r ), a high power density can be generated at a low driving voltage without causing the above problems in electrode processing. I did so.

【0021】次に、本発明の静電アクチュエータにおけ
る固定子(3)及び移動子(6)について説明する。固
定子(3)は、絶縁性支持体(1)に帯状電極(2)を
所定間隔で並べて構成される。固定子(3)に配列して
設けられる帯状電極(2)は、絶縁性支持体(1)の表
面に設けても、または、絶縁性支持体(1)中に埋設し
て設けてもよい。そして、帯状電極(2)の間隔は、特
に限定されるものではないが、通常0.1〜2mmであ
り、静電アクチュエータの発生力、駆動電圧等の駆動性
能を向上させる為には帯状電極間隔の微細化が望まし
い。移動子(6)は、絶縁性薄葉体(4)に正負の電荷
を付与して構成される。絶縁性薄葉体(4)に正負の電
荷を付与する方法は、後述の方法に従って行われる。本
発明の最大の特徴は、固定子(1)および移動子(6)
の少なくと一方に比誘電率が4以上の誘電体材料(以
下、誘電体材料と略称する)を使用する点にある。
Next, the stator (3) and the mover (6) in the electrostatic actuator of the present invention will be described. The stator (3) is formed by arranging the strip electrodes (2) on the insulating support (1) at predetermined intervals. The strip electrodes (2) arranged on the stator (3) may be provided on the surface of the insulating support (1) or may be embedded in the insulating support (1). . The interval between the strip electrodes (2) is not particularly limited, but is usually 0.1 to 2 mm, and in order to improve the driving performance such as the generated force of the electrostatic actuator and the drive voltage, the strip electrodes (2) are formed. Finer spacing is desirable. The mover (6) is formed by applying positive and negative charges to the insulating thin leaf body (4). The method for applying positive and negative charges to the insulating thin leaf body (4) is performed according to the method described later. The greatest feature of the present invention is the stator (1) and the mover (6).
In at least one of them, a dielectric material having a relative dielectric constant of 4 or more (hereinafter abbreviated as a dielectric material) is used.

【0022】誘電体材料としては、例えば、ガラス繊維
入りポリエチレンテレフタート(εr =〜4.5、測定
周波数は1kHz、以下同じ)、ポリ塩化ビニリデン
(〜5)、セルロースアセテート(〜7)、ガラス繊維
入りフェノール樹脂(7)、αセルローズ入りユリア樹
脂(〜7.5)、軟質ポリ塩化ビニル(4〜8)、メラ
ミン樹脂(〜8)、ポリアクリロニトリル(8)、ポリ
ビニルフロライド(8.5)、ポリビニリデンフロライ
ド(8〜11)、ポリビニルアルコール(9)、各種の
ガラス(〜10)、セルロース(10)、ポリエチレン
オキサイド(15)等が挙げられる。そして、これらの
誘電体材料の中でも、比誘電率が5以上のもの、特に、
比誘電率が7以上のものが好ましい。そして、実用上使
用される誘電体材料は、比誘電率100以下の材料から
選択される。また、静電アクチュエータは、駆動周波数
に合わせて正負の直流電圧を交互に印加するので、アク
チュエータの誘電損失を小さくするのが好ましく、従っ
て、比誘電率と合わせて誘電正接の小さい材料を選択す
るのが好ましい。
Examples of the dielectric material include glass fiber-containing polyethylene terephthalate (ε r = ˜4.5, measuring frequency is 1 kHz, the same applies hereinafter), polyvinylidene chloride (˜5), cellulose acetate (˜7), Phenolic resin containing glass fiber (7), urea resin containing α-cellulose (up to 7.5), soft polyvinyl chloride (4 to 8), melamine resin (up to 8), polyacrylonitrile (8), polyvinyl fluoride (8. 5), polyvinylidene fluoride (8-11), polyvinyl alcohol (9), various glasses (-10), cellulose (10), polyethylene oxide (15) and the like. Among these dielectric materials, those having a relative permittivity of 5 or more, particularly,
It is preferable that the dielectric constant is 7 or more. The dielectric material used in practice is selected from materials having a relative dielectric constant of 100 or less. Further, since the electrostatic actuator alternately applies positive and negative DC voltage according to the driving frequency, it is preferable to reduce the dielectric loss of the actuator. Therefore, a material having a small dielectric loss tangent is selected in combination with the relative dielectric constant. Is preferred.

【0023】次に、固定子(1)に誘電体材料を使用す
る場合について説明する。この場合は、少なくとも、帯
状電極(2)の上部に位置する絶縁性支持体(1)を誘
電体材料で構成する必要がある。そして、帯状電極
(2)は絶縁性支持体(1)中に埋設される。具体的に
は、通常の絶縁性材料より成る絶縁性支持体(1)の表
面に帯状電極(2)を形成し、その上に、誘電体材料の
フィルム又はシートを積層する。通常の絶縁性材料とし
ては、公知の静電アクチュエータと同様に、例えば、ポ
リエチレンテレフタレート(εr =2〜3)のフィルム
又はシートが好適に使用される。
Next, the case where a dielectric material is used for the stator (1) will be described. In this case, at least the insulating support (1) located above the strip electrode (2) needs to be made of a dielectric material. Then, the strip electrode (2) is embedded in the insulating support (1). Specifically, a strip electrode (2) is formed on the surface of an insulating support (1) made of an ordinary insulating material, and a film or sheet of a dielectric material is laminated thereon. As a usual insulating material, for example, a film or sheet of polyethylene terephthalate (ε r = 2 to 3) is preferably used as in the known electrostatic actuator.

【0024】次に、移動子(6)に誘電体材料を使用す
る場合について説明する。この場合は、移動子の絶縁性
薄葉体(4)を誘電体材料で構成ればよい。絶縁性薄葉
体(4)に正負の電荷を付与する方法は、図1に示した
公知の静電フィルムアクチュエータと同様に、絶縁性薄
葉体(4)に抵抗体層(5)を設ける方法が挙げられ
る。具体的には、例えば、絶縁性薄葉体(4)の表面に
帯電防止効果の弱い帯電防止剤を塗布する方法等を使用
し得る。この場合、抵抗体層(5)の表面固有抵抗率は
1012〜1015Ω/□の範囲、好ましくは1014Ω/□
前後にすることが必要である。そして、抵抗体層(5)
設ける方向は、移動子(6)の固定子(3)と接する面
または他方の面の何れであってもよいが、後者の面上が
好ましい。
Next, the case where a dielectric material is used for the mover (6) will be described. In this case, the insulating thin leaf body (4) of the mover may be made of a dielectric material. As a method of applying positive and negative charges to the insulating thin leaf body (4), a method of providing a resistor layer (5) on the insulating thin leaf body (4) is similar to the known electrostatic film actuator shown in FIG. Can be mentioned. Specifically, for example, a method of applying an antistatic agent having a weak antistatic effect to the surface of the insulating thin leaf body (4) can be used. In this case, the surface resistivity of the resistor layer (5) is in the range of 10 12 to 10 15 Ω / □, preferably 10 14 Ω / □.
It is necessary to go back and forth. And the resistor layer (5)
The direction of installation may be either the surface of the mover (6) that contacts the stator (3) or the other surface, but the latter surface is preferred.

【0025】また、絶縁性薄葉体(4)に正負の電荷を
付与する方法は、上記の方法に限られず、当業者にとっ
て自明の各種の他の方法を採用し得る。例えば、絶縁性
薄葉体(4)を絶縁性フィルムで構成する場合には、カ
ーボンブラック等の導電性物質を練り込んで絶縁性薄葉
体(4)自体を上記と同様の抵抗率を有する抵抗体とす
る方法、絶縁性薄葉体(4)に帯状電極を設ける方法、
イオン発生装置を利用する方法、絶縁性薄葉体(4)に
エレクトレット材料を利用する方法等が挙げられる。
The method of applying positive and negative charges to the insulating thin leaf body (4) is not limited to the above method, and various other methods obvious to those skilled in the art can be adopted. For example, when the insulating thin leaf body (4) is made of an insulating film, a conductive substance such as carbon black is kneaded to make the insulating thin leaf body (4) itself a resistor having the same resistivity as above. A method of providing a strip electrode on the insulating thin leaf body (4),
Examples thereof include a method using an ion generator and a method using an electret material for the insulating thin leaf body (4).

【0026】絶縁性薄葉体(4)に帯状電極を設ける方
法は、特に図示しないが、図1において、電線(7)及
び(8)に対応する2相構造の帯状電極を固定子の帯状
電極(2)と対応させて設け、これらの電線に常時正負
の電圧を印加する方法であって、各帯状電極に存する正
負の電荷を鏡像電荷及びの代わりに利用する方法で
ある。また、イオン発生装置を利用する方法は、固定子
(3)に接して絶縁性薄葉体(4)を配置し、電線
(7)、電線(8)に正負の電圧を印加して電荷を誘導
した後、除電器として知られているイオン発生装置(針
電極に交流電圧を印加してコロナ放電を起こさせ生じた
正負のイオン風を送風機にて帯電物体に当てるようにな
された装置)からのイオン風を絶縁性薄葉体(4)の表
面に当てる方法であって、絶縁性薄葉体(4)の表面に
形成されたイオン化空気層を鏡像電荷及びの代わり
に利用する方法である。そして、イオン発生装置として
は、「静電気ハンドブック」(静電気学会偏、オーム社
出版、第1版819頁以降)に記載の各種の除電器を使
用することができる。
The method of providing the strip electrodes on the insulating thin leaf body (4) is not particularly shown, but in FIG. 1, the strip electrodes of the two-phase structure corresponding to the electric wires (7) and (8) are used as the strip electrodes of the stator. This is a method provided correspondingly to (2), in which positive and negative voltages are constantly applied to these electric wires, and positive and negative charges existing in each strip electrode are used instead of the image charge and. In addition, the method of using an ion generator is to arrange an insulating thin leaf body (4) in contact with a stator (3) and apply positive and negative voltages to the electric wires (7) and (8) to induce electric charges. After that, from the ion generator known as a static eliminator (a device designed to apply positive and negative ion wind generated by applying an AC voltage to the needle electrode to cause corona discharge to a charged object with a blower) A method of applying an ionic wind to the surface of the insulating thin leaf body (4), wherein an ionized air layer formed on the surface of the insulating thin leaf body (4) is used instead of the image charge and. As the ion generating device, various static eliminators described in "Static Handbook" (Static Society of Japan, published by Ohmsha, 1st edition, page 819) can be used.

【0027】絶縁性薄葉体(4)の厚さは、当該絶縁性
薄葉体に電荷を付与する方法によって静電アクチュエー
タの発生力が異なるために一概には決定できないが、通
常は10μm以上とされる。そして、電荷を付与する方
法として絶縁性薄葉体(4)に抵抗体層(5)を設ける
方法を採用した場合には、10〜200μmの範囲とす
るのが好ましい。また、電荷の付与が何れの方法で行わ
れる場合においても、絶縁性薄葉体(4)の厚さは、絶
縁性支持体(1)に並べた帯状電極(2)の間隔をPと
し、帯状電極(2)の表面と絶縁性薄葉体(4)と抵抗
体層(5)(絶縁性薄葉体(4)に帯状電極を設けた場
合は当該帯状電極、イオン化空気層を形成した場合はそ
れ自体)との境界面との距離をGとした場合、0.15
<G/P<0.4の関係を満足する範囲とするのが好ま
しい。
The thickness of the insulating thin leaf material (4) cannot be unconditionally determined because the force generated by the electrostatic actuator varies depending on the method of applying charges to the insulating thin leaf material, but it is usually 10 μm or more. It Then, when the method of providing the resistor layer (5) on the insulating thin leaf body (4) is adopted as the method of applying the electric charge, it is preferably in the range of 10 to 200 μm. Whatever method is used to apply the charge, the thickness of the insulating thin leaf body (4) is determined by setting the distance between the strip electrodes (2) arranged on the insulating support (1) as P and strip shape. The surface of the electrode (2), the insulating thin leaf body (4), and the resistor layer (5) (if the insulating thin leaf body (4) is provided with a strip electrode, the strip electrode is formed, and if an ionized air layer is formed, it is If the distance to the boundary surface between the
It is preferable to set the range to satisfy the relationship of <G / P <0.4.

【0028】本発明の静電アクチュエータにおいては、
固定子(1)及び移動子(6)の双方に誘電体材料を使
用することもできるが、一方のみに誘電体材料を使用し
てもよい。固定子(1)のみに誘電体材料を使用する場
合は、移動子(6)の絶縁性薄葉体(4)には、公知の
静電アクチュエータと同様に、例えば、ポリエチレンテ
レフタレートのフィルムが好適に使用されるが、これと
同程度の抵抗値を有し、比誘電率が4未満のガラス又は
セラミックス等を使用することもできる。移動子(6)
のみに誘電体材料を使用する場合は、例えば、ポリエチ
レンテレフタレートのフィルム又はシートより成る絶縁
性支持体(1)の表面に帯状電極(2)を形成して固定
子(1)を構成すればよく、この場合は、絶縁性支持体
(1)中に帯状電極(2)を埋設する必要はない。
In the electrostatic actuator of the present invention,
A dielectric material may be used for both the stator (1) and the mover (6), but a dielectric material may be used for only one of them. When a dielectric material is used only for the stator (1), for example, a film of polyethylene terephthalate is suitable for the insulating thin leaf body (4) of the moving element (6) as in the known electrostatic actuator. Although used, glass or ceramics having a resistance value similar to this and a relative dielectric constant of less than 4 can also be used. Mobile (6)
When a dielectric material is used only for the stator, for example, the stator (1) may be formed by forming the strip electrodes (2) on the surface of the insulating support (1) made of a polyethylene terephthalate film or sheet. In this case, it is not necessary to embed the strip electrode (2) in the insulating support (1).

【0029】ところで、静電アクチュエータにおいて、
特に、移動子の絶縁性薄葉体が平滑である場合は、固定
子と移動子の間に空気が十分に進入せず、両者間の摩擦
が大きくなり、移動子が円滑に移動しなくなるとの問題
がある。特に、上記の電荷充電操作においては、移動子
が固定子に吸引密着されているために両者間の摩擦は大
きい。また、特に、移動子と固定子の間の接触表面に
は、常温、常湿状態で少なくともnmオーダーの厚さで
水分が吸着されており、そして、固定子と移動子の間に
橋かけ構造を形成した上記の吸着水の表面張力により、
移動子が円滑に移動しなくなるという問題がある。
By the way, in the electrostatic actuator,
In particular, if the insulating thin leaf of the mover is smooth, the air does not sufficiently enter between the stator and the mover, the friction between them becomes large, and the mover does not move smoothly. There's a problem. In particular, in the above charge operation, the friction between the mover and the stator is large because the mover is suction-adhered to the stator. In particular, moisture is adsorbed on the contact surface between the mover and the stator at room temperature and normal humidity in a thickness of at least nm order, and a bridge structure is formed between the stator and the mover. By the surface tension of the above-mentioned adsorbed water that formed,
There is a problem that the mover does not move smoothly.

【0030】本発明においては、上記の各問題を解決し
て静電アクチュエータの円滑駆動を達成するために、以
下に説明する好ましい態様に従って、固定子(3)と移
動子(6)の接触面を粗面化するか、または、当該接触
面に潤滑剤層を設けるのがよい。勿論、粗面化を行い且
つ潤滑剤層を設けてもよい。
In the present invention, in order to solve the above problems and achieve smooth driving of the electrostatic actuator, the contact surfaces of the stator (3) and the mover (6) are conformed to the preferred embodiments described below. Is roughened or a lubricant layer is provided on the contact surface. Of course, the surface may be roughened and a lubricant layer may be provided.

【0031】先ず、粗面化について説明する。上記の粗
面化は、固定子(3)の移動子(6)と接触する側の表
面および/または移動子(6)の固定子(3)と接触す
る側の表面に、次の数式[数7]([数1]と同じ)及
び[数8]([数2]と同じ)を満足する凹凸パターン
を設けるか、または、次の数式[数9]([数3]と同
じ)を満足する孔を0.1個/cm2 以上設けることに
より達成される。
First, the roughening will be described. The above-mentioned roughening is carried out by the following mathematical expression on the surface of the stator (3) that is in contact with the mover (6) and / or the surface of the mover (6) that is in contact with the stator (3). An uneven pattern satisfying Expression 7 (the same as [Expression 1]) and [Expression 8] (the same as [Expression 2]) is provided, or the following mathematical expression [Expression 9] (the same as [Expression 3]). It is achieved by the satisfaction holes provided 0.1 pieces / cm 2 or more.

【0032】[0032]

【数7】0.01<h/t[Equation 7] 0.01 <h / t

【数8】10(μm)<t[Equation 8] 10 (μm) <t

【数9】20<D[Equation 9] 20 <D

【0033】上記の各数式中、hは凹凸パターンの凸部
の高さ(Rmax.,μm)、tは移動子の絶縁性薄葉体
(4)または固定子(3)の厚さ(μm)、Dは孔直径
(μm)を表す。そして、移動子の絶縁性薄葉体(4)
の厚さは、導電性物質を練り込んで絶縁性薄葉体(4)
自体を抵抗体とした場合は移動子(6)自体の厚さを意
味し、また、絶縁性薄葉体(4)に抵抗層(5)を設け
た場合において当該抵抗体層の厚さが無視し得るように
薄い場合も移動子(6)自体の厚さを意味する。
In the above equations, h is the height (Rmax., Μm) of the convex portion of the concavo-convex pattern, and t is the thickness (μm) of the insulating thin leaf body (4) or the stator (3) of the moving element. , D represent the pore diameter (μm). And the insulating thin leaf body of the moving body (4)
The thickness of the insulating thin foil (4)
When the resistor itself is used, it means the thickness of the mover (6) itself, and when the insulating thin leaf (4) is provided with the resistive layer (5), the thickness of the resistive layer is ignored. Even if it is as thin as possible, it means the thickness of the moving element (6) itself.

【0034】上記の粗面化によれば、固定子(3)と移
動子(6)の接触面積を減少させて摩擦を小さくでき、
移動子(6)の滑り性を向上させることができる。上記
の粗面化は、固定子(3)と移動子(6)との両者の接
触間に対して行うことができるが、一方は平坦面とし、
他方のみを粗面化することが好ましい。
According to the above roughening, the contact area between the stator (3) and the mover (6) can be reduced to reduce the friction,
The slipperiness of the mover (6) can be improved. The above roughening can be performed between the contact between the stator (3) and the mover (6), but one of them is a flat surface,
It is preferable to roughen only the other surface.

【0035】上記の凹凸パターンの形成方法は、特に限
定されず、凹凸パターンを施す面の材料の種類に応じ、
以下に例示する方法を適宜採用し得る。 (a)平滑面に無機粒子等を含む塗布液をコーティング
する方法 (b)結晶化促進処理および結晶化促進剤などを添加す
る方法 (c)二酸化珪素、二酸化チタン、炭酸カルシウム等の
無機粒子および相溶性のないポリマー等を添加する方法 (d)機械的エンボス加工、サンドブラスト加工による
方法 (e)溶剤処理、コロナ放電、プラズマ放電、電子線照
射、X線照射等の表面処理による方法 (f)グラビアコーティングにより独立セル又は溝を転
写させる方法 上記の(b)及び(c)の方法は、主として合成樹脂を
使用した場合に適用される。そして、上記の各方法のう
ち、特に、無機粒子として略均一粒径(5〜20μmの
範囲)の球状粒子(例えばガラスヒーズ)を使用した
(a)の方法は好適である。
The method of forming the above-mentioned uneven pattern is not particularly limited, and may be changed depending on the kind of material of the surface on which the uneven pattern is provided.
The methods exemplified below can be appropriately adopted. (A) A method of coating a smooth surface with a coating liquid containing inorganic particles and the like (b) A method of adding a crystallization promoting treatment and a crystallization accelerator, etc. (c) Inorganic particles such as silicon dioxide, titanium dioxide and calcium carbonate, and Method of adding incompatible polymer etc. (d) Method of mechanical embossing or sandblasting (e) Method of surface treatment such as solvent treatment, corona discharge, plasma discharge, electron beam irradiation, X-ray irradiation (f) Method of transferring independent cells or grooves by gravure coating The above methods (b) and (c) are mainly applied when a synthetic resin is used. Of the above methods, the method (a) using spherical particles (for example, glass heats) having a substantially uniform particle size (in the range of 5 to 20 μm) as the inorganic particles is particularly preferable.

【0036】また、孔の形成は、例えば、機械的パンチ
法あるいはその他の適当な方法により容易に行い得る。
The holes can be easily formed by, for example, a mechanical punching method or another suitable method.

【0037】そして、上記の凹凸パターンが固定子
(3)の表面に設けられる場合においては、凹凸パター
ンの凸部の高さ(Rmax.)を5μm以上とするのが好ま
しい。また、上記の孔は移動子に設けるのが好ましい。
When the uneven pattern is provided on the surface of the stator (3), the height (Rmax.) Of the convex portion of the uneven pattern is preferably 5 μm or more. Moreover, it is preferable to provide the above-mentioned hole in the moving element.

【0038】次に、前記の潤滑剤層の形成について説明
する。本発明に用いる潤滑剤としては、常温で固体状態
または液体状態のいずれれの潤滑剤であってもよい。
Next, the formation of the lubricant layer will be described. The lubricant used in the present invention may be either a solid lubricant or a liquid lubricant at room temperature.

【0039】固体潤滑剤としては、例えば、ステアリン
酸ナトリウム、ステアリン酸マグネシウム、パルミチン
酸マグネシウムのような脂肪酸金属塩;ステアリン酸エ
チル、パルミチン酸メチル等の脂肪酸エステル;ステア
リン酸トリグリセライド、パルミチン酸トリグリセライ
ド等の油脂;ステアリルアルコール、ヘキサデカノール
等の高級アルコール;コレステロール、シトステロール
等のステロイド化合物等が用いられ、その他、テフロ
ン、二硫化モリブデン、グラファイト等も使用可能であ
る。
Examples of the solid lubricant include fatty acid metal salts such as sodium stearate, magnesium stearate and magnesium palmitate; fatty acid esters such as ethyl stearate and methyl palmitate; triglyceride stearate and triglyceride palmitate. Fats and oils; higher alcohols such as stearyl alcohol and hexadecanol; steroid compounds such as cholesterol and sitosterol, etc. are used, and in addition, Teflon, molybdenum disulfide, graphite and the like can be used.

【0040】また、液体潤滑剤としては、通常のマシン
油やエンジンオイル等の炭化水素鉱油系潤滑油の他に、
ジメチルポリシロキサンなどのシリコンオイル、パーフ
ルオロポリエーテル等のフッ化オイル、リン酸エステル
等を使用することができる。
Further, as the liquid lubricant, in addition to the usual hydrocarbon mineral oil type lubricating oil such as machine oil and engine oil,
Silicon oil such as dimethylpolysiloxane, fluorinated oil such as perfluoropolyether, and phosphoric acid ester can be used.

【0041】上記の潤滑剤は、溶媒に溶解または分散さ
せて使用されるが、溶媒としては、例えば、アルコール
類、ケトン類、芳香族化合物、塩素系溶媒等が適宜使用
される。
The above-mentioned lubricant is used after being dissolved or dispersed in a solvent. As the solvent, for example, alcohols, ketones, aromatic compounds, chlorine-based solvents and the like are appropriately used.

【0042】潤滑剤は、溶媒に溶解または分散させた
後、ディップ法、スピンコート法、スプレー法、グラビ
ア法、ナイフコート法、ロールコート法等の方法によ
り、固定子(3)の移動子(6)と接触する側の表面お
よび/または移動子(6)の固定子(3)と接触する側
の表面に塗布されて潤滑剤層を形成する。
After the lubricant is dissolved or dispersed in a solvent, the mover (3) of the stator (3) is formed by a method such as a dip method, a spin coating method, a spray method, a gravure method, a knife coating method, a roll coating method or the like. 6) is applied to the surface of the side contacting 6) and / or the surface of the mover (6) contacting the stator (3) to form a lubricant layer.

【0043】潤滑剤層の膜厚は、1〜40nmの範囲が
好ましいが、更に好ましくは2〜10nmの範囲が望ま
しい。
The thickness of the lubricant layer is preferably in the range of 1 to 40 nm, more preferably 2 to 10 nm.

【0044】本発明の静電アクチュエータは、上記のよ
うにして構成された固定子と移動子から成り、公知の静
電アクチュエータと同様の駆動原理に従って駆動され
る。
The electrostatic actuator of the present invention comprises the stator and the mover configured as described above, and is driven according to the same driving principle as a known electrostatic actuator.

【0045】[0045]

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。なお、以下の例におい
ては、次の材料および測定方法を採用した。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to the following examples as long as the gist thereof is not exceeded. In the following examples, the following materials and measuring methods were adopted.

【0046】(1)固定子 厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム
の表面に、幅0.2mm、ピッチ0.4mmの帯状電極
を形成し、その表面に各実施例に記載のフィルムを積層
したものを使用した。
(1) A belt-shaped electrode having a width of 0.2 mm and a pitch of 0.4 mm was formed on the surface of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 125 μm, and the film described in each example was laminated on the surface. used.

【0047】(2)力密度の測定 固定子と接するように配置した移動子の大きさを10×
10cmとし、移動子に種々の錘を取り付け、垂直方向
(重力方向と反対方向)に何gの錘を引き上げ得るかを
測定した。測定は、以下の[表2]に示す駆動条件を採
用し、駆動電圧を変更して実施した。
(2) Measurement of force density The size of the moving element arranged in contact with the stator is 10 ×.
It was set to 10 cm, various weights were attached to the moving element, and how many g of weight could be pulled up in the vertical direction (direction opposite to the gravity direction) was measured. The measurement was performed by adopting the driving conditions shown in [Table 2] below and changing the driving voltage.

【0048】[0048]

【表2】<駆動条件> 初期充電時間:10s 充電時間 :450ms 移動時間 :50ms 駆動周波数 :2Hz 駆動電圧 :±800v[Table 2] <Drive conditions> Initial charging time: 10s Charging time: 450ms Travel time: 50ms Drive frequency: 2Hz Drive voltage: ± 800v

【0049】実施例1 移動子は、厚さ25μmのポリエチレンテレフタレート
フィルム(ダイアホイル(株)製、Sタイプ、εr
3)の片面に帯電防止効果の弱い帯電防止剤をスプレー
塗布して構成した(表面固有抵抗率1×1014Ω/
□)。固定子は、積層用フィルムとして、厚さ37μm
のポリビニリデンフロライドフィルム(呉羽化学工業
(株)製、KFフィルム、εr =10.7、厚さ12μ
mと25μmのものとを2枚積層)を使用して構成し
た。上記の静電アクチュエータについて、固定子と移動
子との間に、ガラスビーズ(粒径18μm、東芝バロテ
ィーニ社製、GB731M)を散布し、駆動電圧と力密
度との関係を測定した。結果は、次の[表3]に示す通
りである。なお、力密度(N/m2 )30は、30gの
錘を引き上げ得る力に相当する。
Example 1 A moving element is a polyethylene terephthalate film having a thickness of 25 μm (manufactured by Diafoil Co., Ltd., S type, ε r =).
An antistatic agent having a weak antistatic effect was spray-coated on one surface of 3) (specific surface resistivity 1 × 10 14 Ω /
□). The stator is 37 μm thick as a film for lamination.
Polyvinylidene Fluoride film (Kureha Chemical Industry Co., Ltd., KF film, ε r = 10.7, thickness 12μ
m and 25 μm one were laminated). In the above electrostatic actuator, glass beads (particle diameter: 18 μm, Toshiba Ballotini, GB731M) were dispersed between the stator and the mover, and the relationship between the drive voltage and the power density was measured. The results are shown in [Table 3] below. The force density (N / m 2 ) 30 corresponds to the force capable of lifting a weight of 30 g.

【0050】[0050]

【表3】 [Table 3]

【0051】実施例2 移動子は、厚さ25μmの上記のKFフィルムの片面に
帯電防止効果の弱い帯電防止剤をスプレー塗布して構成
した(表面固有抵抗率1×1014Ω/□)。固定子は、
積層用フィルムとして、厚さ50μmの上記のKFフィ
ルムを使用して構成した。上記の静電アクチュエータに
ついて、固定子と移動子との互いの摺動面に固体潤滑剤
のステアリン酸マグネシウムを3nmの厚さに塗布し、
駆動電圧と力密度との関係を測定した。結果は、次の
[表4]に示す通りである。
Example 2 The mover was formed by spray-coating an antistatic agent having a weak antistatic effect on one surface of the above-mentioned KF film having a thickness of 25 μm (surface specific resistance 1 × 10 14 Ω / □). The stator is
As the laminating film, the above KF film having a thickness of 50 μm was used. In the above electrostatic actuator, magnesium stearate as a solid lubricant is applied to the sliding surfaces of the stator and the moving element to a thickness of 3 nm,
The relationship between drive voltage and power density was measured. The results are as shown in the following [Table 4].

【0052】[0052]

【表4】 [Table 4]

【0053】実施例3 移動子は、実施例1で使用したと同一のポリエチレンテ
レフタレートフィルムの表面に電極幅が0.2mm、電
極ピッチが0.4mmの2相構造の帯状電極を形成して
構成した。上記り静電アクチュエータについて、固定子
と移動子との間に実施例1と同様のガラスビーズを散布
し、2相構造の帯状電極に±600vの電圧を印加した
状態で駆動電圧と力密度との関係を測定した。結果は、
次の[表5]に示す通りである。
Example 3 The mover was constructed by forming a strip-shaped electrode having a two-phase structure with an electrode width of 0.2 mm and an electrode pitch of 0.4 mm on the surface of the same polyethylene terephthalate film as used in Example 1. did. Regarding the above-mentioned electrostatic actuator, the same glass beads as in Example 1 were scattered between the stator and the mover, and a voltage of ± 600 v was applied to the strip electrode having a two-phase structure, and the driving voltage and the power density were changed. The relationship was measured. Result is,
It is as shown in the following [Table 5].

【0054】[0054]

【表5】 [Table 5]

【0055】実施例4 実施例1において、ポリエチレンテレフタレートフィル
ムのスプレー塗布を省略した他は、実施例1と同様にポ
リエチレンテレフタレートフィルムと固定子とを接する
ように配置した。そして、固定子の帯状電極(図1の電
線(7)と(8))に正負の電圧を印加した状態でポリ
エチレンテレフタレートフィルムの表面にイオン風を当
て駆動電圧と力密度との関係を測定した。結果は、次の
[表6]に示す通りである。なお、上記のイオン化装置
としては、日本スタテック社製の除電装置SH−2型を
使用した。また、連続駆動試験においては、ポリエチレ
ンテレフタレートフィルムの表面にイオン風を連続的に
当てた方が円滑に駆動することが確認された。
Example 4 As in Example 1, the polyethylene terephthalate film was placed in contact with the stator in the same manner as in Example 1 except that spray coating of the polyethylene terephthalate film was omitted. Then, with positive and negative voltages applied to the strip electrodes (electric wires (7) and (8) in FIG. 1) of the stator, ion wind was applied to the surface of the polyethylene terephthalate film to measure the relationship between the driving voltage and the power density. . The results are as shown in [Table 6] below. As the above-mentioned ionizer, a static eliminator SH-2 type manufactured by Japan Static Co., Ltd. was used. Further, in the continuous drive test, it was confirmed that the surface of the polyethylene terephthalate film was smoothly driven by continuously applying an ionic wind.

【0056】[0056]

【表6】 [Table 6]

【0057】実施例5 固定子は、実施例1と同一のものを使用した。移動子
は、次の要領に従って実施例1で使用したと同一のポリ
エチレンテレフタレートフィルムの片面を粗面化し、反
対の平滑面に帯電防止効果の弱い帯電防止剤をスプレー
塗布して構成した(表面固有抵抗率1×1014Ω/
□)。
Example 5 The same stator as in Example 1 was used. The mover was formed by roughening one surface of the same polyethylene terephthalate film used in Example 1 according to the following procedure and spraying an antistatic agent having a weak antistatic effect on the opposite smooth surface (surface specific Resistivity 1 × 10 14 Ω /
□).

【0058】<粗面化>平均粒径10μmの中空ガラス
ビーズ(東芝バロティーニ社製)を含むポリウレタン樹
脂塗布液(溶剤:テトラドロフラン、固形分濃度:15
重量%、ガラスビース濃度:約1重量%)をバーコータ
ーにて塗布して乾燥した。乾燥後の塗膜の厚さは、1〜
2μmであった。また、上記の粗面化フィルムの表面粗
度Rmax.を測定し、凸部の高さ(hμm)を求めてh/
tを計算したところ、それぞれ、Rmax.=8μm、h/
t=0.32であった。
<Roughening> Polyurethane resin coating liquid (solvent: tetradrofuran, solid content concentration: 15) containing hollow glass beads (manufactured by Toshiba Ballotini) having an average particle diameter of 10 μm.
% By weight, glass bead concentration: about 1% by weight) was applied with a bar coater and dried. The thickness of the coating film after drying is 1 to
It was 2 μm. Further, the surface roughness Rmax. Of the above-mentioned roughened film is measured, and the height (hμm) of the convex portion is calculated to obtain h /
When t was calculated, Rmax. = 8 μm, h /
It was t = 0.32.

【0059】上記の移動子と固定子とを接するように配
置し、図3の概念図に示す本発明の静電アクチュエータ
を作製した。上記の静電アクチュエータについて、固定
子と移動子との互いの摺動面に固体潤滑剤のステアリン
酸マグネシウムを3nmの厚さに塗布し、駆動電圧と力
密度との関係を測定した。結果は、次の[表7]に示す
通りである。なお、ステアリン酸マグネシウムの塗布
は、ジオキサンを溶媒として使用し、スピンコーターを
用いて行った。
By disposing the moving element and the stator so as to be in contact with each other, the electrostatic actuator of the present invention shown in the conceptual view of FIG. 3 was produced. In the above electrostatic actuator, a solid lubricant magnesium stearate having a thickness of 3 nm was applied to the sliding surfaces of the stator and the moving element, and the relationship between the driving voltage and the force density was measured. The results are shown in [Table 7] below. The magnesium stearate was applied using a spin coater using dioxane as a solvent.

【0060】[0060]

【表7】 [Table 7]

【0061】実施例6 固定子は、積層用フィルムとして、厚さ30μmの硼珪
酸ガラス(日本電気硝子(株)製、εr =6)を使用し
て構成した。移動子は、次の要領に従って実施例1で使
用したと同一のポリエチレンテレフタレートフィルムの
片面を粗面化し、反対の平滑面に帯電防止効果の弱い帯
電防止剤をスプレー塗布して構成した(表面固有抵抗率
1×1014Ω/□)。
Example 6 A stator was constructed by using, as a laminating film, borosilicate glass having a thickness of 30 μm (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., ε r = 6). The mover was formed by roughening one surface of the same polyethylene terephthalate film used in Example 1 according to the following procedure and spraying an antistatic agent having a weak antistatic effect on the opposite smooth surface (surface specific Resistivity 1 × 10 14 Ω / □).

【0062】<粗面化>平均粒径6μmのポリスチレン
ビーズ(積水ファインケミカル社製、ミクロパール)を
含むポリウレタン樹脂塗布液(溶剤:テトラドロフラ
ン、固形分濃度:15重量%、ポリスチレンビーズ濃
度:約1重量%)をバーコーターにて塗布して乾燥し
た。乾燥後の塗膜の厚さは、1〜2μmであった。ま
た、上記の粗面化フィルムの表面粗度Rmax.を測定し、
凸部の高さ(hμm)を求めてh/tを計算したとこ
ろ、それぞれ、Rmax.=4μm、h/t=0.16であ
った。
<Roughening> Polyurethane resin coating liquid containing polystyrene beads having an average particle size of 6 μm (Micropearl, manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) (solvent: tetradrofuran, solid content concentration: 15% by weight, polystyrene bead concentration: about 1% by weight) was applied with a bar coater and dried. The thickness of the coating film after drying was 1-2 μm. Further, the surface roughness Rmax. Of the roughened film is measured,
When the height (hμm) of the convex portion was obtained and h / t was calculated, Rmax. = 4 μm and h / t = 0.16, respectively.

【0063】上記の移動子と固定子とを接するように配
置し、図3の概念図に示す本発明の静電アクチュエータ
を作製した。上記の静電アクチュエータについて、固定
子と移動子との互いの摺動面に固体潤滑剤のステアリン
酸マグネシウムを3nmの厚さに塗布し、駆動電圧と力
密度との関係を測定した。結果は、次の[表8]に示す
通りである。
By disposing the moving element and the stator so as to be in contact with each other, an electrostatic actuator of the present invention shown in the conceptual view of FIG. 3 was produced. In the above electrostatic actuator, a solid lubricant magnesium stearate having a thickness of 3 nm was applied to the sliding surfaces of the stator and the moving element, and the relationship between the driving voltage and the force density was measured. The results are as shown in [Table 8] below.

【0064】[0064]

【表8】 [Table 8]

【0065】比較例1 実施例1において、固定子の積層用フィルムとして、厚
さ37μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(ダ
イアホイル(株)製、Sタイプ、εr =3、厚さ12μ
mと25μmのものとを2枚積層)を使用して固定子を
構成した他は、実施例1と同様にして静電アクチュエー
タを構成した。上記の静電アクチュエータについて、固
定子と移動子との間に、実施例1と同様のガラスビーズ
を散布し、駆動電圧と力密度との関係を測定した。次の
[表9]に示す通りである。
Comparative Example 1 In Example 1, a polyethylene terephthalate film having a thickness of 37 μm (manufactured by Diafoil Co., S type, ε r = 3, thickness 12 μm) was used as a film for laminating the stator.
The electrostatic actuator was constructed in the same manner as in Example 1 except that the stator was constructed by using two sheets of m and 25 μm. Regarding the above electrostatic actuator, the same glass beads as in Example 1 were scattered between the stator and the mover, and the relationship between the drive voltage and the power density was measured. It is as shown in the following [Table 9].

【0066】[0066]

【表9】 [Table 9]

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明した本発明の静電アクチュエー
タは、固定子の少なくとも帯状電極の上部に位置する絶
縁性支持体および/または移動子の絶縁性フィルムを比
誘電率が4以上の誘電体材料で構成したことにより、低
い駆動電圧で高い力密度を発生し得る。また、本発明の
静電アクチュエータは、著しく円滑に駆動し得る。よっ
て、本発明は、静電アクチュエータの実用化に寄与する
ところが大きい。
According to the electrostatic actuator of the present invention described above, the dielectric film having a relative permittivity of 4 or more is used as the insulating support and / or the insulating film of the mover located at least above the strip electrodes of the stator. By being made of a material, high power density can be generated with a low driving voltage. Further, the electrostatic actuator of the present invention can be driven extremely smoothly. Therefore, the present invention largely contributes to the practical application of the electrostatic actuator.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】静電アクチュエータの駆動原理の説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a driving principle of an electrostatic actuator.

【図2】図1に示した静電アクチュエータの電線
(7)、(8)に対応した1つのユニットの模式的説明
図である。
FIG. 2 is a schematic explanatory view of one unit corresponding to electric wires (7) and (8) of the electrostatic actuator shown in FIG.

【図3】本発明の好ましい態様の静電アクチュエータの
一例を示す概念図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of an electrostatic actuator according to a preferred embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1):絶縁性支持体 (2):帯状電極 (3):固定子 (4):絶縁性フィルム又は絶縁性薄葉体 (5):抵抗体層 (6):移動子 (7)〜(9):電線 (1): Insulating support (2): Strip electrode (3): Stator (4): Insulating film or insulating thin sheet (5): Resistor layer (6): Mover (7)-(9): Electric wire

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁性支持体に帯状電極を所定間隔で並
べた固定子と絶縁性薄葉体に正負の電荷を付与した移動
子とが接するように配置して成る静電アクチュエータに
おいて、固定子の少なくとも帯状電極の上部に位置する
絶縁性支持体および/または移動子の絶縁性薄葉体を比
誘電率が4以上の誘電体材料で構成したことを特徴とす
る静電アクチュエータ。
1. An electrostatic actuator comprising a stator in which strip electrodes are arranged at a predetermined interval on an insulating support and a mover in which positive and negative charges are applied to an insulating thin leaf are arranged in contact with each other. 2. An electrostatic actuator, characterized in that the insulating support and / or the insulating thin leaf of the mover located above at least the strip electrode is made of a dielectric material having a relative dielectric constant of 4 or more.
【請求項2】 固定子の移動子と接触する側の表面およ
び/または移動子の固定子と接触する側の表面に、次の
数式[数1]及び[数2]を満足する凹凸パターンを設
けるか、または、次の数式[数3]を満足する孔を0.
1個/cm2 以上設けた請求項1記載の静電アクチュエ
ータ。 【数1】0.01<h/t 【数2】10(μm)<t 【数3】20<D (上記の各数式中、hは凹凸パターンの凸部の高さ(R
max.,μm)、tは移動子の絶縁性薄葉体または固定子
の厚さ(μm)、Dは孔直径(μm)を表す)
2. A concavo-convex pattern satisfying the following formulas [Equation 1] and [Equation 2] is formed on the surface of the stator that is in contact with the mover and / or the surface of the mover that is in contact with the stator. The holes that are provided or satisfy the following formula [Equation 3] are set to 0.
The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the electrostatic actuator is provided at least 1 piece / cm 2 . ## EQU1 ## 0.01 <h / t ## EQU00002 ## 10 (.mu.m) <t ## EQU3 ## 20 <D (In the above equations, h is the height of the convex portion of the concave-convex pattern (R
max., μm), t is the thickness (μm) of the insulating thin leaf body or stator of the mover, and D is the hole diameter (μm))
【請求項3】 固定子の移動子と接触する側の表面およ
び/または移動子の固定子と接触する側の表面に潤滑剤
層を設けた請求項1又は請求項2記載の静電アクチュエ
ータ。
3. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein a lubricant layer is provided on the surface of the stator on the side of contact with the mover and / or on the surface of the mover on the side of contact with the stator.
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