JPH08237964A - 静電アクチュエータ - Google Patents
静電アクチュエータInfo
- Publication number
- JPH08237964A JPH08237964A JP6178695A JP6178695A JPH08237964A JP H08237964 A JPH08237964 A JP H08237964A JP 6178695 A JP6178695 A JP 6178695A JP 6178695 A JP6178695 A JP 6178695A JP H08237964 A JPH08237964 A JP H08237964A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- phase
- movable body
- electrodes
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- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 摩擦抵抗がなく、駆動力の大きい低コストの
静電アクチュエータを得る。 【構成】 絶縁体３１の両表面に移動方向に短冊状の電
極３２を所定のピッチで複数個配置させた可動体３と、
可動体と微小空隙を介して対向し、絶縁体１１の一表面
に可動体の電極のピッチと所定の関係を持つピッチで配
置させた電極１２を有する二つの固定体とを備え、可動
体を二つの固定体の間に配置した静電アクチュエータに
おいて、二つの固定体の電極ピッチをλとし、第１の固
定体１の電極位置と第２の固定体２の電極位置とをλ／
２ずらして配置し、可動体の電極ピッチを２λにした構
成にしている。
静電アクチュエータを得る。 【構成】 絶縁体３１の両表面に移動方向に短冊状の電
極３２を所定のピッチで複数個配置させた可動体３と、
可動体と微小空隙を介して対向し、絶縁体１１の一表面
に可動体の電極のピッチと所定の関係を持つピッチで配
置させた電極１２を有する二つの固定体とを備え、可動
体を二つの固定体の間に配置した静電アクチュエータに
おいて、二つの固定体の電極ピッチをλとし、第１の固
定体１の電極位置と第２の固定体２の電極位置とをλ／
２ずらして配置し、可動体の電極ピッチを２λにした構
成にしている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、静電気を用いて可動体
を移動させる静電アクチュエータに関する。
を移動させる静電アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、静電アクチュエータは電磁アクチ
ュエータに比べ発生力が小さく実用に適さないとされて
いた。しかし、静電力は面積比例であることや構造が簡
単であること等から微小なアクチュエータへの適用が有
望視されている。微小なアクチュエータの領域では移動
する際の摩擦がモータ出力に大きな影響を与えるため、
低摩擦の支持機構が必要になる。ころがり玉を用いて軸
受とし、可動体と固定体Ｂの間に電圧を印加して駆動さ
せる静電アクチュエータが特開昭６３−９５８６３号に
開示されている。これは固定体と可動体の端部に設けた
溝にボールを挿入し軸受とした静電アクチュエータであ
り、３相の固定体の各相電極に順次パルス状の駆動電圧
を印加することにより、固定体の正の電圧か印可されて
いる駆動電極と可動体の負の電圧が印加された駆動電極
が静電力により吸引され、可動体は相順に駆動されるも
のである。
ュエータに比べ発生力が小さく実用に適さないとされて
いた。しかし、静電力は面積比例であることや構造が簡
単であること等から微小なアクチュエータへの適用が有
望視されている。微小なアクチュエータの領域では移動
する際の摩擦がモータ出力に大きな影響を与えるため、
低摩擦の支持機構が必要になる。ころがり玉を用いて軸
受とし、可動体と固定体Ｂの間に電圧を印加して駆動さ
せる静電アクチュエータが特開昭６３−９５８６３号に
開示されている。これは固定体と可動体の端部に設けた
溝にボールを挿入し軸受とした静電アクチュエータであ
り、３相の固定体の各相電極に順次パルス状の駆動電圧
を印加することにより、固定体の正の電圧か印可されて
いる駆動電極と可動体の負の電圧が印加された駆動電極
が静電力により吸引され、可動体は相順に駆動されるも
のである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、静電吸
引力を用いる場合、摩擦力増大による駆動力の低下の問
題やボールによる転がりを支持機構に用いた場合、高精
度で小型なボールが必要であるためコストが高いといっ
た問題があった。そこで、本発明では、可動体の支持機
構をなくし、可動体を２つの固定体によって交互に吸引
するようにすることにより、摩擦抵抗がなく、駆動力の
大きい低コストの静電アクチュエータを提供することを
目的とする。
引力を用いる場合、摩擦力増大による駆動力の低下の問
題やボールによる転がりを支持機構に用いた場合、高精
度で小型なボールが必要であるためコストが高いといっ
た問題があった。そこで、本発明では、可動体の支持機
構をなくし、可動体を２つの固定体によって交互に吸引
するようにすることにより、摩擦抵抗がなく、駆動力の
大きい低コストの静電アクチュエータを提供することを
目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明では絶縁板の両表面に移動方向に短冊状の電
極を所定のピッチで複数個配置させた可動体と、前記可
動体と微小空隙を介して対向し、絶縁体の一表面に前記
可動体の電極のピッチと所定の関係を持つピッチで配置
させた電極を有する二つの固定体とを備え、前記可動体
を前記二つの固定体の間に配置した静電アクチュエータ
において、前記二つの固定体の電極ピッチをλとし、前
記第１の固定体の電極位置と前記第２の固定体の電極位
置とをλ／２ずらして配置し、前記可動体の電極ピッチ
を２λにした構成にしている。
め、本発明では絶縁板の両表面に移動方向に短冊状の電
極を所定のピッチで複数個配置させた可動体と、前記可
動体と微小空隙を介して対向し、絶縁体の一表面に前記
可動体の電極のピッチと所定の関係を持つピッチで配置
させた電極を有する二つの固定体とを備え、前記可動体
を前記二つの固定体の間に配置した静電アクチュエータ
において、前記二つの固定体の電極ピッチをλとし、前
記第１の固定体の電極位置と前記第２の固定体の電極位
置とをλ／２ずらして配置し、前記可動体の電極ピッチ
を２λにした構成にしている。
【０００５】
【作用】上記手段により、可動体は一方の固定体と他方
の固定体に交互に吸引されて一方向に移動するので、摺
動する部分が不要となり摩擦力がなくなり、駆動力が増
加する。また、構造が簡単であるため、低コスト製作で
きる。
の固定体に交互に吸引されて一方向に移動するので、摺
動する部分が不要となり摩擦力がなくなり、駆動力が増
加する。また、構造が簡単であるため、低コスト製作で
きる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は本発明を用いたリニア型の静電アクチュエー
タの概観を示す斜視図、図２はその電極部の断面図であ
る。図において、１は第１の固定体、２は第２の固定
体、３は可動体、４は二つの固定体を空隙をもって保持
するスペーサである。第１の固定体１は絶縁体１１の表
面に短冊状の電極１２を移動方向にピッチλで配置して
いる。そして電極１個毎に共通の導線ＡおよびＢの２相
に接続されている。すなわち、電極１２１、１２３、１
２５をＡ相、電極１２２、１２４、１２６をＢ相として
いる。第２の固定体２も同様に絶縁体２１の表面に短冊
状の電極２２をピッチλで配置し、電極１個毎に共通の
導線ＣおよびＤの２相に接続されている。すなわち、電
極２２１、２２３、２２５をＣ相、電極２２２、２２
４、２２６をＤ相としている。Ａ〜Ｄの各相は図示しな
い駆動回路に接続されている。絶縁体１１、２１はガラ
ス、電極は銅からなる。可動体３は絶縁体３１の表面に
短冊状の電極３２を移動方向にピッチ２λで配置してい
る。可動体３の電極は有機材料からなる基板の表面に金
属膜を成膜し、フォトリソグラフィのエッチング技術を
用いて製作した。電極部分は図３に示すようにスルーホ
ール３３により接続されている。静電アクチュエータの
組立は第１の固定体１と第２の固定体２とを、スペーサ
４によりギャップを保持し、電極がピッチλ／２ずれる
ように位置決めされ固定されている。この後、可動体３
を第１の固定体１と第２の固定体２の間に挿入して組立
てられる。つぎに、動作について図４を用いて説明す
る。図４は各相への電圧印加の順序示している。いま、
図２のように可動体３の電極３２が第２の固定体の電極
２２Ｃ相に整列し接触している状態でＣ相に正の電圧
（＋Ｖ）を印加する。そうすると可動体３の電極３２に
は正の電荷が帯電する。Ｃ相に正の電圧を印加した状態
で第１の固定体１の電極Ａ相に負の電圧（−Ｖ）を印加
すると、可動体３の電極３２は第１の固定体１の電極Ａ
相の方に静電力により吸引され接触する。すなわち、図
２の右方向に移動する。ここでＣ相の電圧をゼロにす
る。つぎに、第２の固定体２の電極Ｄ相に正の電圧（＋
Ｖ）を印加すると、可動体３の電極３２は第２の固定体
２の電極Ｄ相に静電力で吸引され可動体３は第２の固定
体２の方向に移動するとともに図において右方向に移動
する。ここでＡ相の電圧をゼロにする。つぎに、第１の
固定体１の電極Ｂ相に負の電圧（−Ｖ）を印加すると、
可動体３の電極３２は第１の固定体１の電極Ｂ相の方に
静電力により吸引され、図２の右方向にさらに移動す
る。ここでＤ相の電圧をゼロにする。このように４つの
電圧相に印加する電圧を順次繰り返すことにより可動体
３を駆動することができる。また、可動体３の移動方向
を変えるには、４つの電圧相に印加する電圧の順序を逆
にするとよい。る。なお、本実施例においては、リニア
型を用いたが、電極の配置を変えれば回転型に用いるこ
ともできる。また、電極の材質は金属であれば何でもよ
いし、絶縁体の材質もガラス以外の無機材料を用いても
よい。
る。図１は本発明を用いたリニア型の静電アクチュエー
タの概観を示す斜視図、図２はその電極部の断面図であ
る。図において、１は第１の固定体、２は第２の固定
体、３は可動体、４は二つの固定体を空隙をもって保持
するスペーサである。第１の固定体１は絶縁体１１の表
面に短冊状の電極１２を移動方向にピッチλで配置して
いる。そして電極１個毎に共通の導線ＡおよびＢの２相
に接続されている。すなわち、電極１２１、１２３、１
２５をＡ相、電極１２２、１２４、１２６をＢ相として
いる。第２の固定体２も同様に絶縁体２１の表面に短冊
状の電極２２をピッチλで配置し、電極１個毎に共通の
導線ＣおよびＤの２相に接続されている。すなわち、電
極２２１、２２３、２２５をＣ相、電極２２２、２２
４、２２６をＤ相としている。Ａ〜Ｄの各相は図示しな
い駆動回路に接続されている。絶縁体１１、２１はガラ
ス、電極は銅からなる。可動体３は絶縁体３１の表面に
短冊状の電極３２を移動方向にピッチ２λで配置してい
る。可動体３の電極は有機材料からなる基板の表面に金
属膜を成膜し、フォトリソグラフィのエッチング技術を
用いて製作した。電極部分は図３に示すようにスルーホ
ール３３により接続されている。静電アクチュエータの
組立は第１の固定体１と第２の固定体２とを、スペーサ
４によりギャップを保持し、電極がピッチλ／２ずれる
ように位置決めされ固定されている。この後、可動体３
を第１の固定体１と第２の固定体２の間に挿入して組立
てられる。つぎに、動作について図４を用いて説明す
る。図４は各相への電圧印加の順序示している。いま、
図２のように可動体３の電極３２が第２の固定体の電極
２２Ｃ相に整列し接触している状態でＣ相に正の電圧
（＋Ｖ）を印加する。そうすると可動体３の電極３２に
は正の電荷が帯電する。Ｃ相に正の電圧を印加した状態
で第１の固定体１の電極Ａ相に負の電圧（−Ｖ）を印加
すると、可動体３の電極３２は第１の固定体１の電極Ａ
相の方に静電力により吸引され接触する。すなわち、図
２の右方向に移動する。ここでＣ相の電圧をゼロにす
る。つぎに、第２の固定体２の電極Ｄ相に正の電圧（＋
Ｖ）を印加すると、可動体３の電極３２は第２の固定体
２の電極Ｄ相に静電力で吸引され可動体３は第２の固定
体２の方向に移動するとともに図において右方向に移動
する。ここでＡ相の電圧をゼロにする。つぎに、第１の
固定体１の電極Ｂ相に負の電圧（−Ｖ）を印加すると、
可動体３の電極３２は第１の固定体１の電極Ｂ相の方に
静電力により吸引され、図２の右方向にさらに移動す
る。ここでＤ相の電圧をゼロにする。このように４つの
電圧相に印加する電圧を順次繰り返すことにより可動体
３を駆動することができる。また、可動体３の移動方向
を変えるには、４つの電圧相に印加する電圧の順序を逆
にするとよい。る。なお、本実施例においては、リニア
型を用いたが、電極の配置を変えれば回転型に用いるこ
ともできる。また、電極の材質は金属であれば何でもよ
いし、絶縁体の材質もガラス以外の無機材料を用いても
よい。
【０００７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、可
動体が２つの固定体間を交互に移動しながら駆動される
ため可動体と固定体に摺動する部分が無く、摩擦抵抗に
よる出力低減のない静電アクチュエータを提供できる効
果がある。
動体が２つの固定体間を交互に移動しながら駆動される
ため可動体と固定体に摺動する部分が無く、摩擦抵抗に
よる出力低減のない静電アクチュエータを提供できる効
果がある。
【図１】本発明の静電アクチュエータの斜視図である。
【図２】本発明の静電アクチュエータの断面図である。
【図３】本発明の可動体の部分断面図である。
【図４】本発明の電圧印加の順序を示すタイムチャート
である。
である。
１：第１の固定体 １１：絶縁体 １２、１２１〜１２６：第１の固定体の電極 ２：第２の固定体 ２１：絶縁体 ２２、２２１〜２２６：第２の固定体の電極 ３：可動体 ３１：絶縁体 ３２、３２１〜３２４：電極 ４：スペーサ
Claims (2)
- 【請求項１】絶縁体の両表面に移動方向に短冊状の電極
を所定のピッチで複数個配置させた可動体と、前記可動
体と微小空隙を介して対向し、絶縁体の一表面に前記可
動体の電極のピッチと所定の関係を持つピッチで配置さ
せた電極を有する二つの固定体とを備え、前記可動体を
前記二つの固定体の間に配置した静電アクチュエータに
おいて、 前記二つの固定体の電極ピッチをλとし、前記第１の固
定体の電極位置と前記第２の固定体の電極位置とをλ／
２ずらして配置し、前記可動体の電極ピッチを２λにし
たことを特徴とする静電アクチュエータ。 - 【請求項２】前記固定体の電極および前記可動体の電極
が直線的に配置されていることを特徴とする請求項１記
載の静電アクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06178695A JP3183319B2 (ja) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | 静電アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06178695A JP3183319B2 (ja) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | 静電アクチュエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08237964A true JPH08237964A (ja) | 1996-09-13 |
| JP3183319B2 JP3183319B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=13181130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06178695A Expired - Fee Related JP3183319B2 (ja) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | 静電アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3183319B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100376636B1 (ko) * | 2000-10-12 | 2003-03-19 | 강삼정 | 정전유도 발전기 |
-
1995
- 1995-02-24 JP JP06178695A patent/JP3183319B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100376636B1 (ko) * | 2000-10-12 | 2003-03-19 | 강삼정 | 정전유도 발전기 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3183319B2 (ja) | 2001-07-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090427 Year of fee payment: 8 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |