JPH06315280A - 静電アクチュエータ - Google Patents
静電アクチュエータInfo
- Publication number
- JPH06315280A JPH06315280A JP12208293A JP12208293A JPH06315280A JP H06315280 A JPH06315280 A JP H06315280A JP 12208293 A JP12208293 A JP 12208293A JP 12208293 A JP12208293 A JP 12208293A JP H06315280 A JPH06315280 A JP H06315280A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrodes
- circumference
- axial direction
- peripheral surface
- electrostatic actuator
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【目的】小型で大きな駆動力を得る。
【構成】絶縁材製の芯材８により造られた第一の周面９
に電極４ａ、４ｂ、４ｃを、軸方向に亙って間欠的に設
ける。導線５ａと電極４ａ、４ａとを、導線５ｂと電極
４ｂ、４ｂとを、導線５ｃと電極４ｃ、４ｃとを、それ
ぞれ導通させる。移動素子１１に設けた第二の周面１２
を、上記第一の周面９に対向させる。
に電極４ａ、４ｂ、４ｃを、軸方向に亙って間欠的に設
ける。導線５ａと電極４ａ、４ａとを、導線５ｂと電極
４ｂ、４ｂとを、導線５ｃと電極４ｃ、４ｃとを、それ
ぞれ導通させる。移動素子１１に設けた第二の周面１２
を、上記第一の周面９に対向させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明に係る静電アクチュエー
タは、ロボット等、各種機械に組み込んで可動部を動か
すのに利用する。
タは、ロボット等、各種機械に組み込んで可動部を動か
すのに利用する。
【０００２】
【従来の技術】小型に製作出来る割合に大きな駆動力を
得られる静電アクチュエータが、例えば株式会社技術調
査会発行の雑誌『センサー技術』１９９３年１月号（vo
l.13.No.1 ）の第６８〜７２頁に記載されている様に、
従来から知られている。この様な静電アクチュエータの
原理に就いて、上記雑誌の記載に基づき、図５により説
明する。
得られる静電アクチュエータが、例えば株式会社技術調
査会発行の雑誌『センサー技術』１９９３年１月号（vo
l.13.No.1 ）の第６８〜７２頁に記載されている様に、
従来から知られている。この様な静電アクチュエータの
原理に就いて、上記雑誌の記載に基づき、図５により説
明する。
【０００３】図５に於いて１は固定子、２は移動子であ
る。固定子１は、絶縁材製の基板３に複数の電極４ａ、
４ｂ、４ｃを、上記移動子２の移動方向（図５の左右方
向）に亙り間欠的に配置して成る。そして、二つ置きに
配置された電極４ａ、４ａを導線５ａに、同じく電極４
ｂ、４ｂを導線５ｂに、同じく電極４ｃ、４ｃを導線５
ｃに、それぞれ導通させている。一方、上記移動子２
は、絶縁体６と高抵抗体７とを積層して成る（上記雑誌
に記載されている様に、絶縁体６を省略しても良
い。）。
る。固定子１は、絶縁材製の基板３に複数の電極４ａ、
４ｂ、４ｃを、上記移動子２の移動方向（図５の左右方
向）に亙り間欠的に配置して成る。そして、二つ置きに
配置された電極４ａ、４ａを導線５ａに、同じく電極４
ｂ、４ｂを導線５ｂに、同じく電極４ｃ、４ｃを導線５
ｃに、それぞれ導通させている。一方、上記移動子２
は、絶縁体６と高抵抗体７とを積層して成る（上記雑誌
に記載されている様に、絶縁体６を省略しても良
い。）。
【０００４】上述の様に構成される静電アクチュエータ
の使用時には、先ず図５（Ａ）に示す様に、電極４ａ、
４ａに導線５ａを通じて正の電圧を、電極４ｂ、４ｂに
導線５ｂを通じて負の電圧を、それぞれ印加する。導線
５ｃによる電極４ｃ、４ｃへの印加は行なわない。この
結果、同図（Ｂ）に破線で示す様に、上記移動子２の高
抵抗体７に、正負の電荷が帯電する。
の使用時には、先ず図５（Ａ）に示す様に、電極４ａ、
４ａに導線５ａを通じて正の電圧を、電極４ｂ、４ｂに
導線５ｂを通じて負の電圧を、それぞれ印加する。導線
５ｃによる電極４ｃ、４ｃへの印加は行なわない。この
結果、同図（Ｂ）に破線で示す様に、上記移動子２の高
抵抗体７に、正負の電荷が帯電する。
【０００５】次いで、上記各導線５ａ〜５ｃへの通電状
態を切り換え、同図（Ｃ）に示す様に、導線５ａ、５ｃ
を通じて電極４ａ、４ｃに負の電圧を印加すると同時
に、導線５ｂを通じて電極４ｂ、４ｂに正の電圧を印加
する。各電極４ａ〜４ｃ部分の電荷は、上記通電状態の
切り換えに基づいて瞬間的に変化するのに対して、上記
高抵抗体７に帯電した電荷の切り換わりは遅れる。
態を切り換え、同図（Ｃ）に示す様に、導線５ａ、５ｃ
を通じて電極４ａ、４ｃに負の電圧を印加すると同時
に、導線５ｂを通じて電極４ｂ、４ｂに正の電圧を印加
する。各電極４ａ〜４ｃ部分の電荷は、上記通電状態の
切り換えに基づいて瞬間的に変化するのに対して、上記
高抵抗体７に帯電した電荷の切り換わりは遅れる。
【０００６】この結果、上記各電極４ａ〜４ｃと高抵抗
体７との間に、これら各電極４ａ〜４ｃと高抵抗体７と
を離す方向（図５の上下方向）の反発力と、高抵抗体７
を図５の右方に引っ張る吸引力とが作用する。そして、
この反発力と吸引力とに基づき、前記固定子１が移動子
２と強く擦れ合う事なく、図５（Ｄ）に示す様に、上記
電極４ａ〜４ｃの１ピッチ分だけ、右方に移動する。以
下、上記作用を繰り返し行なわせて上記移動子２を移動
させる。
体７との間に、これら各電極４ａ〜４ｃと高抵抗体７と
を離す方向（図５の上下方向）の反発力と、高抵抗体７
を図５の右方に引っ張る吸引力とが作用する。そして、
この反発力と吸引力とに基づき、前記固定子１が移動子
２と強く擦れ合う事なく、図５（Ｄ）に示す様に、上記
電極４ａ〜４ｃの１ピッチ分だけ、右方に移動する。以
下、上記作用を繰り返し行なわせて上記移動子２を移動
させる。
【０００７】上述の様に構成され作用する静電アクチュ
エータは、例えば図６に示す様に、固定子１と移動子２
とを交互に配置する事で大きな駆動力を得られる様にす
る。例えば、図６に示した構造は、人工筋として、ロボ
ットの腕等を駆動する為に利用出来る。
エータは、例えば図６に示す様に、固定子１と移動子２
とを交互に配置する事で大きな駆動力を得られる様にす
る。例えば、図６に示した構造は、人工筋として、ロボ
ットの腕等を駆動する為に利用出来る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の静電
アクチュエータは、固定子１及び移動子２として平板状
のものを使用していた為、大きな駆動力を得るべく、固
定子１及び移動子２の表面積を広くすると、静電アクチ
ュエータ全体が相当に大型化する事が避けられない。こ
の為、小型化を主眼として開発された静電アクチュエー
タであるにも拘らず、小型化に限界があった。
アクチュエータは、固定子１及び移動子２として平板状
のものを使用していた為、大きな駆動力を得るべく、固
定子１及び移動子２の表面積を広くすると、静電アクチ
ュエータ全体が相当に大型化する事が避けられない。こ
の為、小型化を主眼として開発された静電アクチュエー
タであるにも拘らず、小型化に限界があった。
【０００９】本発明の静電アクチュエータは、上述の様
な事情に鑑みて発明されたものである。
な事情に鑑みて発明されたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の静電アクチュエ
ータは、軸方向に長い第一の周面を有し、且つ絶縁材に
より覆った芯材と、それぞれがこの第一の周面の周方向
に亙って設けられ、且つ軸方向に亙って間欠的に配置さ
れた複数の電極と、各電極に通じる複数本の導線と、高
抵抗体を含んで構成され、且つ上記第一の周面と対向す
る軸方向に長い第二の周面を有する移動素子とを備えて
いる。
ータは、軸方向に長い第一の周面を有し、且つ絶縁材に
より覆った芯材と、それぞれがこの第一の周面の周方向
に亙って設けられ、且つ軸方向に亙って間欠的に配置さ
れた複数の電極と、各電極に通じる複数本の導線と、高
抵抗体を含んで構成され、且つ上記第一の周面と対向す
る軸方向に長い第二の周面を有する移動素子とを備えて
いる。
【００１１】
【作用】上述の様に構成される本発明の静電アクチュエ
ータの使用時には、上記複数の電極に印加する電圧の正
負を適宜切り換える事により、上記移動素子をその軸方
向に亙って変位させる。特に、本発明の静電アクチュエ
ータの場合には、大型化する事なく、電極と第二の周面
とが互いに対抗する表面積を大きくして、駆動力の増大
を図れる。
ータの使用時には、上記複数の電極に印加する電圧の正
負を適宜切り換える事により、上記移動素子をその軸方
向に亙って変位させる。特に、本発明の静電アクチュエ
ータの場合には、大型化する事なく、電極と第二の周面
とが互いに対抗する表面積を大きくして、駆動力の増大
を図れる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の第一実施例を示している。全
体を絶縁材により丸棒状に造られた芯材８の外周面が、
軸方向に長い円筒状の第一の周面９を構成する。この第
一の周面９には複数の電極４ａ、４ｂ、４ｃを、それぞ
れ印刷、スパッタ、溶射等によって輪状に設けている。
又、隣り合う電極４ａ、４ｂ、４ｃ同士の間には間隔を
あけ、且つ、各電極４ａ、４ｂ、４ｃを軸方向に亙り等
ピッチで配置している。
体を絶縁材により丸棒状に造られた芯材８の外周面が、
軸方向に長い円筒状の第一の周面９を構成する。この第
一の周面９には複数の電極４ａ、４ｂ、４ｃを、それぞ
れ印刷、スパッタ、溶射等によって輪状に設けている。
又、隣り合う電極４ａ、４ｂ、４ｃ同士の間には間隔を
あけ、且つ、各電極４ａ、４ｂ、４ｃを軸方向に亙り等
ピッチで配置している。
【００１３】又、上記芯材８の中心孔１０内には、３本
の導線５ａ、５ｂ、５ｃを挿入している。そして、二つ
置きに配置された電極４ａ、４ａを導線５ａに、同じく
電極４ｂ、４ｂを導線５ｂに、同じく電極４ｃ、４ｃを
導線５ｃに、それぞれ導通させている。
の導線５ａ、５ｂ、５ｃを挿入している。そして、二つ
置きに配置された電極４ａ、４ａを導線５ａに、同じく
電極４ｂ、４ｂを導線５ｂに、同じく電極４ｃ、４ｃを
導線５ｃに、それぞれ導通させている。
【００１４】更に、上記芯材８の周囲には、紙、合成樹
脂、ガラス、セラミック等の高抵抗体により円管状に形
成された移動素子１１を設けている。そして、この移動
素子１１の内周面を円筒状の第二の周面１２としてい
る。この移動素子１１の内径は、上記芯材８及び電極４
ａ、４ｂ、４ｃの外径よりも少しだけ大きい。従ってこ
の移動素子１１は上記芯材８に対し、軸方向に亙って変
位自在である。
脂、ガラス、セラミック等の高抵抗体により円管状に形
成された移動素子１１を設けている。そして、この移動
素子１１の内周面を円筒状の第二の周面１２としてい
る。この移動素子１１の内径は、上記芯材８及び電極４
ａ、４ｂ、４ｃの外径よりも少しだけ大きい。従ってこ
の移動素子１１は上記芯材８に対し、軸方向に亙って変
位自在である。
【００１５】上述の様に構成される本発明の静電アクチ
ュエータの使用時には、前記第一の周面９と第二の周面
１２とが対向し、これら第一、第二の周面９、１２同士
の間に作用する反発力及び吸引力によって、上記移動素
子１１を軸方向に亙り変位させる。即ち、前述した従来
の静電アクチュエータと同様、前記図５に示した様に、
上記複数の電極４ａ、４ｂ、４ｃに印加する電圧の正負
を適宜切り換える事により、上記移動素子１１をその軸
方向に亙って変位させる。移動時には上記電極４ａ、４
ｂ、４ｃと上記移動素子１１との間に直径方向に亙って
作用する反発力に基づき、上記第一の周面９と第二の周
面１２とが擦れ合う事が防止される。
ュエータの使用時には、前記第一の周面９と第二の周面
１２とが対向し、これら第一、第二の周面９、１２同士
の間に作用する反発力及び吸引力によって、上記移動素
子１１を軸方向に亙り変位させる。即ち、前述した従来
の静電アクチュエータと同様、前記図５に示した様に、
上記複数の電極４ａ、４ｂ、４ｃに印加する電圧の正負
を適宜切り換える事により、上記移動素子１１をその軸
方向に亙って変位させる。移動時には上記電極４ａ、４
ｂ、４ｃと上記移動素子１１との間に直径方向に亙って
作用する反発力に基づき、上記第一の周面９と第二の周
面１２とが擦れ合う事が防止される。
【００１６】次に、図２は本発明の第二実施例を示して
いる。全体を絶縁材により円管状に造られた芯材８ａの
内周面を、軸方向に長い第一の周面９ａとし、この第一
の周面９ａに複数の電極４ａ、４ｂ、４ｃを設けてい
る。又、上記芯材８ａの外周面に３本の導線５ａ、５
ｂ、５ｃを配設している。そして、上記芯材８ａの内側
に、高抵抗体により丸棒状に形成された移動素子１１ａ
を挿入している。そして、この移動素子１１ａの外周面
を第二の周面１２ａとしている。この移動素子１１ａの
外径は、上記芯材８ａ及び電極４ａ、４ｂ、４ｃの内径
よりも少しだけ小さい。その他の構成及び作用は、内外
周が逆になる以外、前述した第一実施例と同様である。
いる。全体を絶縁材により円管状に造られた芯材８ａの
内周面を、軸方向に長い第一の周面９ａとし、この第一
の周面９ａに複数の電極４ａ、４ｂ、４ｃを設けてい
る。又、上記芯材８ａの外周面に３本の導線５ａ、５
ｂ、５ｃを配設している。そして、上記芯材８ａの内側
に、高抵抗体により丸棒状に形成された移動素子１１ａ
を挿入している。そして、この移動素子１１ａの外周面
を第二の周面１２ａとしている。この移動素子１１ａの
外径は、上記芯材８ａ及び電極４ａ、４ｂ、４ｃの内径
よりも少しだけ小さい。その他の構成及び作用は、内外
周が逆になる以外、前述した第一実施例と同様である。
【００１７】次に、図３は本発明の第三実施例を示して
いる。本実施例の場合、移動素子１１ｂの一部に、軸方
向に亙るスリット１３を形成して、この移動素子１１ｂ
の直径を拡縮自在としている。このスリット１３形成部
分の直径は、上記移動素子１１ｂを軸方向に移動させる
べく、電極４ａ、４ｂ、４ｃと移動素子１１ｂとの間に
反発力が作用すると弾性的に広がり、上記移動素子１１
ｂを停止させる際には弾性的に縮まる。従って、本実施
例の場合には、移動素子１１ｂの直径を厳密に管理する
必要がなくなる。その他の構成及び作用は前述した第一
実施例と同様である。
いる。本実施例の場合、移動素子１１ｂの一部に、軸方
向に亙るスリット１３を形成して、この移動素子１１ｂ
の直径を拡縮自在としている。このスリット１３形成部
分の直径は、上記移動素子１１ｂを軸方向に移動させる
べく、電極４ａ、４ｂ、４ｃと移動素子１１ｂとの間に
反発力が作用すると弾性的に広がり、上記移動素子１１
ｂを停止させる際には弾性的に縮まる。従って、本実施
例の場合には、移動素子１１ｂの直径を厳密に管理する
必要がなくなる。その他の構成及び作用は前述した第一
実施例と同様である。
【００１８】次に、図４は本発明の第四実施例を示して
いる。本実施例の場合、それぞれ同数ずつ同一配列で設
けられた芯材８、８並びに移動素子１１、１１の基端部
を第一、第二の取付板１４、１５に支持し、各移動素子
１１、１１内に各芯材８、８を挿入している。この様に
構成する結果、上記第一、第二の取付板１４、１５同士
を大きな力で遠近動させる事が可能となる。尚、移動素
子１１、１１又は第二の取付板１５をリニアガイドによ
って支持すれば、これら移動素子１１、１１及び第二の
取付板１５の伸縮運動がより安定する。
いる。本実施例の場合、それぞれ同数ずつ同一配列で設
けられた芯材８、８並びに移動素子１１、１１の基端部
を第一、第二の取付板１４、１５に支持し、各移動素子
１１、１１内に各芯材８、８を挿入している。この様に
構成する結果、上記第一、第二の取付板１４、１５同士
を大きな力で遠近動させる事が可能となる。尚、移動素
子１１、１１又は第二の取付板１５をリニアガイドによ
って支持すれば、これら移動素子１１、１１及び第二の
取付板１５の伸縮運動がより安定する。
【００１９】
【発明の効果】本発明の静電アクチュエータは、互いに
対向する第一、第二の周面の面積を確保し易く、小型で
大きな駆動力を得られる。
対向する第一、第二の周面の面積を確保し易く、小型で
大きな駆動力を得られる。
【図１】本発明の第一実施例を示す斜視図。
【図２】同第二実施例を示す斜視図。
【図３】同第三実施例を示す斜視図。
【図４】同第四実施例を示す斜視図。
【図５】静電アクチュエータの原理を示す略側面図。
【図６】従来の静電アクチュエータの使用状態の１例を
示す略斜視図。
示す略斜視図。
１ 固定子 ２ 移動子 ３ 基板 ４ａ、４ｂ、４ｃ 電極 ５ａ、５ｂ、５ｃ 導線 ６ 絶縁体 ７ 高抵抗体 ８、８ａ 芯材 ９、９ａ 第一の周面 １０ 中心孔 １１、１１ａ、１１ｂ 移動素子 １２、１２ａ 第二の周面 １３ スリット １４ 第一の取付板 １５ 第二の取付板
Claims (1)
- 【請求項１】 軸方向に長い第一の周面を有し、且つ絶
縁材により覆った芯材と、それぞれがこの第一の周面の
周方向に亙って設けられ、且つ軸方向に亙って間欠的に
配置された複数の電極と、各電極に通じる複数本の導線
と、高抵抗体を含んで構成され、且つ上記第一の周面と
対向する軸方向に長い第二の周面を有する移動素子とを
備えた静電アクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12208293A JP3475443B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 静電アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12208293A JP3475443B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 静電アクチュエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06315280A true JPH06315280A (ja) | 1994-11-08 |
| JP3475443B2 JP3475443B2 (ja) | 2003-12-08 |
Family
ID=14827216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12208293A Expired - Fee Related JP3475443B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 静電アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3475443B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7188473B1 (en) * | 2004-04-26 | 2007-03-13 | Harry HaruRiko Asada | Shape memory alloy actuator system using segmented binary control |
-
1993
- 1993-04-27 JP JP12208293A patent/JP3475443B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7188473B1 (en) * | 2004-04-26 | 2007-03-13 | Harry HaruRiko Asada | Shape memory alloy actuator system using segmented binary control |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3475443B2 (ja) | 2003-12-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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