JPH0866057A - コイルばね型静電アクチュエータおよびその製造方法 - Google Patents
コイルばね型静電アクチュエータおよびその製造方法Info
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- JPH0866057A JPH0866057A JP21213194A JP21213194A JPH0866057A JP H0866057 A JPH0866057 A JP H0866057A JP 21213194 A JP21213194 A JP 21213194A JP 21213194 A JP21213194 A JP 21213194A JP H0866057 A JPH0866057 A JP H0866057A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 螺旋状絶縁部材の弾性率を小さくすると共
に、螺旋状絶縁部材の形状設定の自由度を向上させ、ア
クチュエータとしての実用範囲の拡大を図る。 【構成】 コイルばね型静電アクチュエータ１は、螺旋
状に形成されかつ弾性力を有し伸縮可能な螺旋状絶縁部
材２と、螺旋状絶縁部材２の上側面２Ａ上，下側面２Ｂ
上に螺旋方向に沿ってそれぞれ設けられ、電圧が印加さ
れることによって静電力を生じ、螺旋状絶縁部材２を収
縮させる一対の電極３，４とからなり、電極３，４には
リード線等を介して外部電源５が接続されている。そし
て、前記アクチュエータ１の螺旋状絶縁部材２は弾性率
の小さな感光性樹脂によって形成されているため、比較
的小さな電圧を電極３，４に印加することにより、螺旋
状絶縁部材２を応答性よく圧縮変形させることができ
る。
に、螺旋状絶縁部材の形状設定の自由度を向上させ、ア
クチュエータとしての実用範囲の拡大を図る。 【構成】 コイルばね型静電アクチュエータ１は、螺旋
状に形成されかつ弾性力を有し伸縮可能な螺旋状絶縁部
材２と、螺旋状絶縁部材２の上側面２Ａ上，下側面２Ｂ
上に螺旋方向に沿ってそれぞれ設けられ、電圧が印加さ
れることによって静電力を生じ、螺旋状絶縁部材２を収
縮させる一対の電極３，４とからなり、電極３，４には
リード線等を介して外部電源５が接続されている。そし
て、前記アクチュエータ１の螺旋状絶縁部材２は弾性率
の小さな感光性樹脂によって形成されているため、比較
的小さな電圧を電極３，４に印加することにより、螺旋
状絶縁部材２を応答性よく圧縮変形させることができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、静電吸引力でアクチュ
エータを駆動させるコイルばね型静電アクチュエータお
よびその製造方法に関する。
エータを駆動させるコイルばね型静電アクチュエータお
よびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】いわゆるマイクロメカトロニクス技術の
分野において、静電気力による電気−機械エネルギ変換
を利用したコイルばね型静電アクチュエータは、例え
ば、実開平１−１６６４９０号の公開実用新案公報等に
よって知られている。
分野において、静電気力による電気−機械エネルギ変換
を利用したコイルばね型静電アクチュエータは、例え
ば、実開平１−１６６４９０号の公開実用新案公報等に
よって知られている。
【０００３】この従来技術によるコイルばね型静電アク
チュエータは、弾性力を有する絶縁材料によってコイル
ばねの如く螺旋状に形成され、伸縮可能な螺旋状絶縁部
材と、該螺旋状絶縁部材の伸縮方向両面に位置し、該螺
旋状絶縁部材の一端側（螺旋の巻始め端側）から他端側
（螺旋の巻終り端側）に亘って螺旋方向に沿って成膜さ
れた一対の電極とから大略構成され、前記各電極のう
ち、一方の電極は外部電源の陽極側に接続され、他方の
電極は外部電源の陰極側に接続されている。
チュエータは、弾性力を有する絶縁材料によってコイル
ばねの如く螺旋状に形成され、伸縮可能な螺旋状絶縁部
材と、該螺旋状絶縁部材の伸縮方向両面に位置し、該螺
旋状絶縁部材の一端側（螺旋の巻始め端側）から他端側
（螺旋の巻終り端側）に亘って螺旋方向に沿って成膜さ
れた一対の電極とから大略構成され、前記各電極のう
ち、一方の電極は外部電源の陽極側に接続され、他方の
電極は外部電源の陰極側に接続されている。
【０００４】また、前記螺旋状絶縁部材には絶縁材料と
してシリコン材料が用いられ、このシリコン材料を反応
性イオンエッチングによってエッチング加工することに
より螺旋状に形成されている。さらに、前記各電極は蒸
着によって螺旋状絶縁部材に着膜形成されている。
してシリコン材料が用いられ、このシリコン材料を反応
性イオンエッチングによってエッチング加工することに
より螺旋状に形成されている。さらに、前記各電極は蒸
着によって螺旋状絶縁部材に着膜形成されている。
【０００５】ここで、従来技術によるコイルばね型静電
アクチュエータの動作について説明するに、前記外部電
源から電圧が印加されると、該各電極間に発生する静電
吸引力によって対向する各電極が引きつけ合い、前記螺
旋状絶縁部材が収縮するように弾性変形する。このこと
に基づいて、前記各電極間に印加する電圧を増減させる
ことにより、前記螺旋状絶縁部材が弾性変形する度合い
（変位量）を制御するようになっている。
アクチュエータの動作について説明するに、前記外部電
源から電圧が印加されると、該各電極間に発生する静電
吸引力によって対向する各電極が引きつけ合い、前記螺
旋状絶縁部材が収縮するように弾性変形する。このこと
に基づいて、前記各電極間に印加する電圧を増減させる
ことにより、前記螺旋状絶縁部材が弾性変形する度合い
（変位量）を制御するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、シリコン材料を反応性イオンエッチングに
よってエッチング加工することにより螺旋状絶縁部材を
形成している。
来技術では、シリコン材料を反応性イオンエッチングに
よってエッチング加工することにより螺旋状絶縁部材を
形成している。
【０００７】しかし、シリコン材料によって形成された
螺旋状絶縁部材は、弾性率が大きいため、該螺旋状絶縁
部材を弾性変形させるのに大きな静電吸引力を発生させ
なければならない。この結果、前記螺旋状絶縁部材を弾
性変形させてアクチュエータとして駆動させるために
は、各電極間に印加する電圧を大きくしなければならな
いという問題がある。
螺旋状絶縁部材は、弾性率が大きいため、該螺旋状絶縁
部材を弾性変形させるのに大きな静電吸引力を発生させ
なければならない。この結果、前記螺旋状絶縁部材を弾
性変形させてアクチュエータとして駆動させるために
は、各電極間に印加する電圧を大きくしなければならな
いという問題がある。
【０００８】また、シリコン材料を反応性イオンエッチ
ングによって加工して螺旋状絶縁部材を製造する方法で
は、シリコン部材を螺旋状に形成するのが困難なため、
螺旋状絶縁部材の形状の設定，変更の自由度が低いとい
う問題がある。
ングによって加工して螺旋状絶縁部材を製造する方法で
は、シリコン部材を螺旋状に形成するのが困難なため、
螺旋状絶縁部材の形状の設定，変更の自由度が低いとい
う問題がある。
【０００９】さらに、前記従来技術による製造方法で
は、複雑な製造工程や製造装置が必要なため、製造にコ
ストがかかり、量産が困難であるという問題がある。
は、複雑な製造工程や製造装置が必要なため、製造にコ
ストがかかり、量産が困難であるという問題がある。
【００１０】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明の目的は、小さな駆動電圧で制御
することができるコイルばね型静電アクチュエータを提
供することにある。
されたもので、本発明の目的は、小さな駆動電圧で制御
することができるコイルばね型静電アクチュエータを提
供することにある。
【００１１】また、本発明の他の目的は、任意の形状を
有するコイルばね型静電アクチュエータを容易に製造す
ることができるコイルばね型静電アクチュエータの製造
方法を提供することにある。
有するコイルばね型静電アクチュエータを容易に製造す
ることができるコイルばね型静電アクチュエータの製造
方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１または２の発明によるコイルばね型静
電アクチュエータは、螺旋状に形成され、かつ弾性力を
有して伸縮可能な螺旋状絶縁部材と、該螺旋状絶縁部材
の伸縮方向両面に螺旋方向に沿ってそれぞれ設けられ、
電圧が印加されることによって静電力を生じ該螺旋状絶
縁部材を収縮させる一対の電極とからなる構成を採用し
ている。
ために、請求項１または２の発明によるコイルばね型静
電アクチュエータは、螺旋状に形成され、かつ弾性力を
有して伸縮可能な螺旋状絶縁部材と、該螺旋状絶縁部材
の伸縮方向両面に螺旋方向に沿ってそれぞれ設けられ、
電圧が印加されることによって静電力を生じ該螺旋状絶
縁部材を収縮させる一対の電極とからなる構成を採用し
ている。
【００１３】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、前記螺旋状絶縁部材を樹脂材料で形成したこと
にある。
特徴は、前記螺旋状絶縁部材を樹脂材料で形成したこと
にある。
【００１４】また、請求項２の発明が採用する構成の特
徴は、前記螺旋状絶縁部材を光硬化樹脂で形成したこと
にある。
徴は、前記螺旋状絶縁部材を光硬化樹脂で形成したこと
にある。
【００１５】さらに、請求項３の発明によるコイルばね
型静電アクチュエータの製造方法は、液状の光硬化樹脂
に光ビームを照射しつつ、該光硬化樹脂を光硬化反応に
よって硬化させることにより螺旋状に加工して螺旋状絶
縁部材を造形する光造形工程と、前記螺旋状絶縁部材の
伸縮方向両面に位置し螺旋方向に沿うように導電膜を成
膜することにより一対の電極を形成する電極形成工程と
からなる構成を採用している。
型静電アクチュエータの製造方法は、液状の光硬化樹脂
に光ビームを照射しつつ、該光硬化樹脂を光硬化反応に
よって硬化させることにより螺旋状に加工して螺旋状絶
縁部材を造形する光造形工程と、前記螺旋状絶縁部材の
伸縮方向両面に位置し螺旋方向に沿うように導電膜を成
膜することにより一対の電極を形成する電極形成工程と
からなる構成を採用している。
【００１６】
【作用】上記請求項１または２の構成によれば、螺旋状
絶縁部材を樹脂材料で形成したことにより、螺旋状絶縁
部材の弾性率をシリコン材料で形成した従来の螺旋状絶
縁部材と比較して大幅に小さくすることができる。これ
により、前記螺旋状絶縁部材を各電極間の静電力によっ
て圧縮変形させるために該各電極間に印加する電圧を減
少させることができる。
絶縁部材を樹脂材料で形成したことにより、螺旋状絶縁
部材の弾性率をシリコン材料で形成した従来の螺旋状絶
縁部材と比較して大幅に小さくすることができる。これ
により、前記螺旋状絶縁部材を各電極間の静電力によっ
て圧縮変形させるために該各電極間に印加する電圧を減
少させることができる。
【００１７】特に、請求項２の構成によれば、螺旋状絶
縁部材を光硬化樹脂としたことにより、螺旋状絶縁部材
を光造形によって造形することができるから、螺旋状絶
縁部材の形状の設定，変更が容易となり、コイルばね型
静電アクチュエータの形状設定の自由度が増す。
縁部材を光硬化樹脂としたことにより、螺旋状絶縁部材
を光造形によって造形することができるから、螺旋状絶
縁部材の形状の設定，変更が容易となり、コイルばね型
静電アクチュエータの形状設定の自由度が増す。
【００１８】また、請求項３の構成によれば、光造形工
程において、光造形法、即ち、液状の光硬化樹脂に光ビ
ームを照射し、該光硬化樹脂を光硬化反応によって硬化
させて所望の形状の部材を造形する方法を用いて、螺旋
状絶縁部材を形成するようにしたから、該螺旋状絶縁部
材の螺旋形状を容易に造形することができ、該螺旋状絶
縁部材の寸法や外観形状の設定，変更が容易となる。
程において、光造形法、即ち、液状の光硬化樹脂に光ビ
ームを照射し、該光硬化樹脂を光硬化反応によって硬化
させて所望の形状の部材を造形する方法を用いて、螺旋
状絶縁部材を形成するようにしたから、該螺旋状絶縁部
材の螺旋形状を容易に造形することができ、該螺旋状絶
縁部材の寸法や外観形状の設定，変更が容易となる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例によるコイルばね型静
電アクチュエータおよびその製造方法について図１ない
し図１０を参照しつつ説明する。
電アクチュエータおよびその製造方法について図１ない
し図１０を参照しつつ説明する。
【００２０】まず、図１および図２において、１はコイ
ルばね型静電アクチュエータ（以下、静電アクチュエー
タ１という）、２は該静電アクチュエータ１の基材をな
す螺旋状絶縁部材をそれぞれ示し、該螺旋状絶縁部材２
は、弾性力を有する樹脂材料によって形成されている。
ルばね型静電アクチュエータ（以下、静電アクチュエー
タ１という）、２は該静電アクチュエータ１の基材をな
す螺旋状絶縁部材をそれぞれ示し、該螺旋状絶縁部材２
は、弾性力を有する樹脂材料によって形成されている。
【００２１】ここで、本実施例による螺旋状絶縁部材２
は、後述する光造形法によって造形するため、例えばト
リエチレングリコールジメタクリレート、ジ（メタクリ
ロキシエチル）トリメチルヘキサメチレンジウレタン等
の可視光硬型化樹脂によって形成されている。
は、後述する光造形法によって造形するため、例えばト
リエチレングリコールジメタクリレート、ジ（メタクリ
ロキシエチル）トリメチルヘキサメチレンジウレタン等
の可視光硬型化樹脂によって形成されている。
【００２２】また、該螺旋状絶縁部材２はコイルばねの
如く螺旋状に形成され、矢示Ａ方向に伸縮可能となって
いる。さらに、該螺旋状絶縁部材２は、図２に示す如
く、断面長方形状に形成され、螺旋状絶縁部材２の各表
面のうち、長辺側に対応する各表面が上側面２Ａ，下側
面２Ｂとなり、短辺側に対応する各表面が外周面２Ｃ，
内周面２Ｄとなっている。
如く螺旋状に形成され、矢示Ａ方向に伸縮可能となって
いる。さらに、該螺旋状絶縁部材２は、図２に示す如
く、断面長方形状に形成され、螺旋状絶縁部材２の各表
面のうち、長辺側に対応する各表面が上側面２Ａ，下側
面２Ｂとなり、短辺側に対応する各表面が外周面２Ｃ，
内周面２Ｄとなっている。
【００２３】３，４は螺旋状絶縁部材２に設けられた電
極を示し、該電極３，４は導電性を有する薄膜であり、
前記螺旋状絶縁部材２の伸縮方向両面、即ち、上側面２
Ａ上，下側面２Ｂ上にそれぞれ位置し、該螺旋状絶縁部
材２の上端側（螺旋の巻始め端側）から下端側（螺旋の
巻終り端側）に亘って螺旋方向に沿ってそれぞれ設けら
れている。
極を示し、該電極３，４は導電性を有する薄膜であり、
前記螺旋状絶縁部材２の伸縮方向両面、即ち、上側面２
Ａ上，下側面２Ｂ上にそれぞれ位置し、該螺旋状絶縁部
材２の上端側（螺旋の巻始め端側）から下端側（螺旋の
巻終り端側）に亘って螺旋方向に沿ってそれぞれ設けら
れている。
【００２４】また、前記電極３は外部電源５の陽極側
に、前記電極４は外部電源５の陰極側にリード線を介し
てそれぞれ接続され、該外部電源５によって各電極３，
４間に電圧を印加することにより当該静電アクチュエー
タ１を駆動制御するようになっている。
に、前記電極４は外部電源５の陰極側にリード線を介し
てそれぞれ接続され、該外部電源５によって各電極３，
４間に電圧を印加することにより当該静電アクチュエー
タ１を駆動制御するようになっている。
【００２５】本実施例による静電アクチュエータ１は上
述のような構成を有するものであり、次に、その製造方
法について図３ないし図９を参照しつつ説明する。ここ
で、本実施例による静電アクチュエータ１の製造方法
は、螺旋状絶縁部材２を光造形法によって造形する光造
形工程と、前記螺旋状絶縁部材２に電極３，４を着膜形
成する電極形成工程とから大略構成される。
述のような構成を有するものであり、次に、その製造方
法について図３ないし図９を参照しつつ説明する。ここ
で、本実施例による静電アクチュエータ１の製造方法
は、螺旋状絶縁部材２を光造形法によって造形する光造
形工程と、前記螺旋状絶縁部材２に電極３，４を着膜形
成する電極形成工程とから大略構成される。
【００２６】まず、光造形工程について図３ないし図５
を参照しつつ説明するに、図３中、１１は光造形装置を
示し、該光造形装置１１は、上部が開口し底面に穴が設
けられたケース１２と、該ケース１２底面の穴を閉塞す
るように設けられ、光ビームをケース１２内に透過させ
る窓１３と、円板状のステージ１４と、該ステージ１４
の中央部に固着され、該ステージ１４を図３中の矢示Ｚ
方向（上下方向）に移動させる軸１５と、前記ケース１
２の下側に離間して設けられ、窓１３に向けて光ビーム
を照射する光源（図示せず）から大略構成されている。
また、図４に示す如く、光ビーム１７は、前記光源を移
動させることにより、窓１３の範囲内でＸ−Ｙ平面上に
おいて回転方向Ｒをもって回転移動（走査）するように
なっている。
を参照しつつ説明するに、図３中、１１は光造形装置を
示し、該光造形装置１１は、上部が開口し底面に穴が設
けられたケース１２と、該ケース１２底面の穴を閉塞す
るように設けられ、光ビームをケース１２内に透過させ
る窓１３と、円板状のステージ１４と、該ステージ１４
の中央部に固着され、該ステージ１４を図３中の矢示Ｚ
方向（上下方向）に移動させる軸１５と、前記ケース１
２の下側に離間して設けられ、窓１３に向けて光ビーム
を照射する光源（図示せず）から大略構成されている。
また、図４に示す如く、光ビーム１７は、前記光源を移
動させることにより、窓１３の範囲内でＸ−Ｙ平面上に
おいて回転方向Ｒをもって回転移動（走査）するように
なっている。
【００２７】そして、該光造形装置１１を用いて静電ア
クチュエータ１の螺旋状絶縁部材２を造形するために、
まず、図３に示すように、前記ケース１２内に液状の光
硬化樹脂１６を貯留し、ステージ１４を窓１３の近傍に
位置させる。
クチュエータ１の螺旋状絶縁部材２を造形するために、
まず、図３に示すように、前記ケース１２内に液状の光
硬化樹脂１６を貯留し、ステージ１４を窓１３の近傍に
位置させる。
【００２８】次に、図４に示すように、ケース１２の下
側から窓１３に向けて光ビーム１７を照射し、照射した
部位の光硬化樹脂１６を光硬化反応により硬化させる。
そして、光ビーム１７を走査し、螺旋状絶縁部材２の第
１層目を形成する。
側から窓１３に向けて光ビーム１７を照射し、照射した
部位の光硬化樹脂１６を光硬化反応により硬化させる。
そして、光ビーム１７を走査し、螺旋状絶縁部材２の第
１層目を形成する。
【００２９】次に、光ビーム１７をＸ−Ｙ平面上で回転
方向Ｒをもって円を描くように走査しながら、ステージ
１４を徐々に上向きに移動させる。これにより、光硬化
樹脂１６が、図５に示すような螺旋状に硬化し、螺旋状
絶縁部材２が造形される。
方向Ｒをもって円を描くように走査しながら、ステージ
１４を徐々に上向きに移動させる。これにより、光硬化
樹脂１６が、図５に示すような螺旋状に硬化し、螺旋状
絶縁部材２が造形される。
【００３０】次に、前記光造形工程に続く電極形成工程
について図６ないし図９を参照しつつ説明するに、該電
極形成工程は、レジスト膜形成工程，導電膜形成工程，
レジスト膜除去工程から構成されている。なお、図６，
図８および図９は当該工程における螺旋状絶縁部材２等
を示す図２と同様位置の断面図である。
について図６ないし図９を参照しつつ説明するに、該電
極形成工程は、レジスト膜形成工程，導電膜形成工程，
レジスト膜除去工程から構成されている。なお、図６，
図８および図９は当該工程における螺旋状絶縁部材２等
を示す図２と同様位置の断面図である。
【００３１】まず、図６に示すレジスト膜形成工程で
は、螺旋状絶縁部材２の外周面２Ｃおよび内周面２Ｄの
みにレジスト膜１８を塗布する。即ち、図７に示す如
く、螺旋状絶縁部材２の上側面２Ａと対向する下側面２
Ｂとが当接するまで螺旋状絶縁部材２を弾性変形させて
収縮させ、この状態のままで、該螺旋状絶縁部材２の表
面にレジスト膜１８を塗布するようにすれば、外周面２
Ｃおよび内周面２Ｄにのみレジスト膜１８を塗布するこ
とができる。
は、螺旋状絶縁部材２の外周面２Ｃおよび内周面２Ｄの
みにレジスト膜１８を塗布する。即ち、図７に示す如
く、螺旋状絶縁部材２の上側面２Ａと対向する下側面２
Ｂとが当接するまで螺旋状絶縁部材２を弾性変形させて
収縮させ、この状態のままで、該螺旋状絶縁部材２の表
面にレジスト膜１８を塗布するようにすれば、外周面２
Ｃおよび内周面２Ｄにのみレジスト膜１８を塗布するこ
とができる。
【００３２】次に、図８に示す導電膜形成工程では、レ
ジスト膜１８が塗布された前記螺旋状絶縁部材２の全表
面に導電膜１９を形成する。即ち、前工程で図７の如く
弾性変形させた螺旋状絶縁部材２を弾性変形していない
伸長状態にもどし、ＣＶＤ法，イオンプレーティングま
たは無電界メッキ等の手段により導電膜１９を形成す
る。
ジスト膜１８が塗布された前記螺旋状絶縁部材２の全表
面に導電膜１９を形成する。即ち、前工程で図７の如く
弾性変形させた螺旋状絶縁部材２を弾性変形していない
伸長状態にもどし、ＣＶＤ法，イオンプレーティングま
たは無電界メッキ等の手段により導電膜１９を形成す
る。
【００３３】次に、図９に示すレジスト膜除去工程で
は、レジスト膜１８を溶融させ、螺旋状絶縁部材２の外
周面２Ｃおよび内周面２Ｄの導電膜１９を除去する。こ
れにより、螺旋状絶縁部材２の上側面２Ａ上に電極３
が、下側面２Ｂ上に電極４がそれぞれ形成される。
は、レジスト膜１８を溶融させ、螺旋状絶縁部材２の外
周面２Ｃおよび内周面２Ｄの導電膜１９を除去する。こ
れにより、螺旋状絶縁部材２の上側面２Ａ上に電極３
が、下側面２Ｂ上に電極４がそれぞれ形成される。
【００３４】そして最後に、該電極３，４を外部電源５
にリード線を介して接続することにより、静電アクチュ
エータ１は完成する。
にリード線を介して接続することにより、静電アクチュ
エータ１は完成する。
【００３５】このように、本実施例による静電アクチュ
エータ１の製造に光造形法を用いたため、光造形工程に
おいて、光ビームの照射総量や走査パターン等の設定次
第で、螺旋状絶縁部材２の形状、即ち、軸方向寸法（高
さ），外径寸法，内径寸法，断面形状，ピッチ等の細部
形状、または円錐コイルばね型，鼓型コイルばね型等の
外観形状を容易に設定，変更することができる。
エータ１の製造に光造形法を用いたため、光造形工程に
おいて、光ビームの照射総量や走査パターン等の設定次
第で、螺旋状絶縁部材２の形状、即ち、軸方向寸法（高
さ），外径寸法，内径寸法，断面形状，ピッチ等の細部
形状、または円錐コイルばね型，鼓型コイルばね型等の
外観形状を容易に設定，変更することができる。
【００３６】また、当該静電アクチュエータ１の基本的
動作については、従来技術によるものと格別差異がな
く、外部電源５から電圧が印加されると、該各電極３，
４間に発生する静電吸引力によって空間を隔てて対向す
る各電極３，４が引きつけ合い、この結果、螺旋状絶縁
部材２は、上側面２Ａと下側面２Ｂとが接近するように
弾性変形して収縮する。一方、外部電源５からの電圧の
印加を減少させると螺旋状絶縁部材２は弾性力によって
伸長する。このことに基づいて、前記各電極３，４間に
印加する電圧を増減させることにより、前記螺旋状絶縁
部材２の変位量を制御する。
動作については、従来技術によるものと格別差異がな
く、外部電源５から電圧が印加されると、該各電極３，
４間に発生する静電吸引力によって空間を隔てて対向す
る各電極３，４が引きつけ合い、この結果、螺旋状絶縁
部材２は、上側面２Ａと下側面２Ｂとが接近するように
弾性変形して収縮する。一方、外部電源５からの電圧の
印加を減少させると螺旋状絶縁部材２は弾性力によって
伸長する。このことに基づいて、前記各電極３，４間に
印加する電圧を増減させることにより、前記螺旋状絶縁
部材２の変位量を制御する。
【００３７】然るに、本実施例では、螺旋状絶縁部材２
を樹脂材料によって形成されているため、螺旋状絶縁部
材２の弾性率が、従来技術で述べたシリコン材料からな
る螺旋状絶縁部材と比較して大幅に小さくなる。
を樹脂材料によって形成されているため、螺旋状絶縁部
材２の弾性率が、従来技術で述べたシリコン材料からな
る螺旋状絶縁部材と比較して大幅に小さくなる。
【００３８】従って、本実施例によれば、螺旋状絶縁部
材２を樹脂材料によって形成する構成としたから、螺旋
状絶縁部材２の弾性率を、従来技術で述べたシリコン材
料からなる螺旋状絶縁部材と比較して大幅に小さくする
ことができる。これにより、小さな外力で螺旋状絶縁部
材２を圧縮変形させることが可能となるため、静電アク
チュエータ１を駆動制御するために必要な印加電圧を大
幅に低減させることができ、静電アクチュエータ１の応
答性を向上、消費電力の低減化を図ることができる。
材２を樹脂材料によって形成する構成としたから、螺旋
状絶縁部材２の弾性率を、従来技術で述べたシリコン材
料からなる螺旋状絶縁部材と比較して大幅に小さくする
ことができる。これにより、小さな外力で螺旋状絶縁部
材２を圧縮変形させることが可能となるため、静電アク
チュエータ１を駆動制御するために必要な印加電圧を大
幅に低減させることができ、静電アクチュエータ１の応
答性を向上、消費電力の低減化を図ることができる。
【００３９】また、本実施例によれば、静電アクチュエ
ータ１の製造に光造形法を用いたため、螺旋状絶縁部材
２の形状を容易に設定，変更することができ、静電アク
チュエータ１の寸法や外観形状の選択範囲が大幅に広が
ると共に、静電アクチュエータ１の形状に基づく駆動特
性（弾性率等）を自由に設定することができ、静電アク
チュエータ１の実用範囲を大幅に拡大することができ
る。
ータ１の製造に光造形法を用いたため、螺旋状絶縁部材
２の形状を容易に設定，変更することができ、静電アク
チュエータ１の寸法や外観形状の選択範囲が大幅に広が
ると共に、静電アクチュエータ１の形状に基づく駆動特
性（弾性率等）を自由に設定することができ、静電アク
チュエータ１の実用範囲を大幅に拡大することができ
る。
【００４０】なお、前記実施例では、静電アクチュエー
タ１の螺旋状絶縁部材２を可視光硬型化樹脂によって形
成したが、本発明はこれに限るものでなく、紫外線型硬
化樹脂等の他の光硬化樹脂を用いてもよい。
タ１の螺旋状絶縁部材２を可視光硬型化樹脂によって形
成したが、本発明はこれに限るものでなく、紫外線型硬
化樹脂等の他の光硬化樹脂を用いてもよい。
【００４１】また、前記実施例による光造形工程では、
光ビーム１７をＸ−Ｙ平面上で回転方向Ｒをもって回転
移動（走査）させつつ、ステージ１４を引き上げるもの
として述べたが、図１０に示す如く、光ビーム１７を固
定し、軸１５を介してステージ１４を回転方向Ｒをもっ
て回転させつつ、Ｚ方向に引き上げるようにしてもよ
い。
光ビーム１７をＸ−Ｙ平面上で回転方向Ｒをもって回転
移動（走査）させつつ、ステージ１４を引き上げるもの
として述べたが、図１０に示す如く、光ビーム１７を固
定し、軸１５を介してステージ１４を回転方向Ｒをもっ
て回転させつつ、Ｚ方向に引き上げるようにしてもよ
い。
【００４２】さらに、前記実施例では、静電アクチュエ
ータ１の螺旋状絶縁部材２を光造形法によって形成する
ものとしたため、螺旋状絶縁部材２の材料に光硬化樹脂
を用いたが、本発明はこれに限るものでなく、他の樹脂
材料を用いてもよく、この場合には、射出成形等によっ
て螺旋状絶縁部材２を形成するようにすればよい。
ータ１の螺旋状絶縁部材２を光造形法によって形成する
ものとしたため、螺旋状絶縁部材２の材料に光硬化樹脂
を用いたが、本発明はこれに限るものでなく、他の樹脂
材料を用いてもよく、この場合には、射出成形等によっ
て螺旋状絶縁部材２を形成するようにすればよい。
【００４３】
【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１または２の
発明によれば、螺旋状絶縁部材を樹脂材料で形成する構
成としたから、前記螺旋状絶縁部材の弾性率をシリコン
材料で形成した従来の螺旋状絶縁部材と比較して大幅に
小さくすることできる。これにより、前記螺旋状絶縁部
材を圧縮変形させるために各電極間に印加する電圧を大
幅に減少させることができるため、当該コイルばね型静
電アクチュエータの応答性を向上させることができると
共に、消費電力の低減化を図ることができる。
発明によれば、螺旋状絶縁部材を樹脂材料で形成する構
成としたから、前記螺旋状絶縁部材の弾性率をシリコン
材料で形成した従来の螺旋状絶縁部材と比較して大幅に
小さくすることできる。これにより、前記螺旋状絶縁部
材を圧縮変形させるために各電極間に印加する電圧を大
幅に減少させることができるため、当該コイルばね型静
電アクチュエータの応答性を向上させることができると
共に、消費電力の低減化を図ることができる。
【００４４】特に、請求項２の発明によれば、螺旋状絶
縁部材を光硬化樹脂で形成する構成としたから、螺旋状
絶縁部材を光造形によって造形することができ、螺旋状
絶縁部材の形状の設定，変更が容易となる。これによ
り、コイルばね型静電アクチュエータの形状の選択範囲
が大幅に広がると共に、コイルばね型静電アクチュエー
タの形状に基づく駆動特性を自由に設定することがで
き、コイルばね型静電アクチュエータの実用範囲を拡大
することができる。
縁部材を光硬化樹脂で形成する構成としたから、螺旋状
絶縁部材を光造形によって造形することができ、螺旋状
絶縁部材の形状の設定，変更が容易となる。これによ
り、コイルばね型静電アクチュエータの形状の選択範囲
が大幅に広がると共に、コイルばね型静電アクチュエー
タの形状に基づく駆動特性を自由に設定することがで
き、コイルばね型静電アクチュエータの実用範囲を拡大
することができる。
【００４５】また、請求項３の発明によれば、光造形工
程において、光造形法、即ち、液状の光硬化樹脂に光ビ
ームを照射しつつ、該光硬化樹脂を光硬化反応によって
硬化させることにより所望の形状の部材を造形する方法
によって螺旋状絶縁部材を形成するようにしたから、該
螺旋状絶縁部材の形状の設定，変更が非常に容易とな
る。これにより、コイルばね型静電アクチュエータの形
状の選択範囲が大幅に広がると共に、コイルばね型静電
アクチュエータの形状に基づく駆動特性等を自由に設定
することができ、コイルばね型静電アクチュエータの実
用範囲を大幅に拡大することができる。
程において、光造形法、即ち、液状の光硬化樹脂に光ビ
ームを照射しつつ、該光硬化樹脂を光硬化反応によって
硬化させることにより所望の形状の部材を造形する方法
によって螺旋状絶縁部材を形成するようにしたから、該
螺旋状絶縁部材の形状の設定，変更が非常に容易とな
る。これにより、コイルばね型静電アクチュエータの形
状の選択範囲が大幅に広がると共に、コイルばね型静電
アクチュエータの形状に基づく駆動特性等を自由に設定
することができ、コイルばね型静電アクチュエータの実
用範囲を大幅に拡大することができる。
【図１】本発明の実施例によるコイルばね型静電アクチ
ュエータを示す外観図である。
ュエータを示す外観図である。
【図２】図１に示すアクチュエータの要部を拡大して示
す横断面図である。
す横断面図である。
【図３】光造形工程に用いる光造形装置を示す断面図で
ある。
ある。
【図４】光造形工程において螺旋状絶縁部材の第１層目
を形成した状態を示す断面図である。
を形成した状態を示す断面図である。
【図５】光造形工程において螺旋状絶縁部材を形成した
状態を示す断面図である。
状態を示す断面図である。
【図６】電極形成工程のうちレジスト膜形成工程を示す
断面図である。
断面図である。
【図７】レジスト膜形成工程において螺旋状絶縁部材を
収縮させた状態を示す外観図である。
収縮させた状態を示す外観図である。
【図８】レジスト膜形成工程に続く導電膜形成工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図９】導電膜形成工程に続くレジスト膜除去工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図１０】光造形工程による螺旋状絶縁部材の形成方法
の変形例を示す図４と同様の断面図である。
の変形例を示す図４と同様の断面図である。
１ コイルばね型静電アクチュエータ ２ 螺旋状絶縁部材 ３，４ 電極 １１ 光造形装置 １２ ケース １３ 窓 １４ ステージ １５ 軸 １６ 光硬化樹脂 １７ 光ビーム
Claims (3)
- 【請求項１】 螺旋状に形成され、かつ弾性力を有して
伸縮可能な螺旋状絶縁部材と、該螺旋状絶縁部材の伸縮
方向両面に螺旋方向に沿ってそれぞれ設けられ、電圧が
印加されることによって静電力を生じ該螺旋状絶縁部材
を収縮させる一対の電極とからなるコイルばね型静電ア
クチュエータにおいて、前記螺旋状絶縁部材を樹脂材料
で形成したことを特徴とするコイルばね型静電アクチュ
エータ。 - 【請求項２】 螺旋状に形成され、かつ弾性力を有して
伸縮可能な螺旋状絶縁部材と、該螺旋状絶縁部材の伸縮
方向両面に螺旋方向に沿ってそれぞれ設けられ、電圧が
印加されることによって静電力を生じ該螺旋状絶縁部材
を収縮させる一対の電極とからなるコイルばね型静電ア
クチュエータにおいて、前記螺旋状絶縁部材を光硬化樹
脂で形成したことを特徴とするコイルばね型静電アクチ
ュエータ。 - 【請求項３】 液状の光硬化樹脂に光ビームを照射しつ
つ、該光硬化樹脂を光硬化反応によって硬化させること
により螺旋状に加工して螺旋状絶縁部材を造形する光造
形工程と、前記螺旋状絶縁部材の伸縮方向両面に位置し
螺旋方向に沿うように導電膜を成膜することにより一対
の電極を形成する電極形成工程とからなるコイルばね型
静電アクチュエータの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21213194A JPH0866057A (ja) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | コイルばね型静電アクチュエータおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21213194A JPH0866057A (ja) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | コイルばね型静電アクチュエータおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0866057A true JPH0866057A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16617415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21213194A Pending JPH0866057A (ja) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | コイルばね型静電アクチュエータおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0866057A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1178597A1 (en) * | 1999-04-14 | 2002-02-06 | NUNUPAROV, Martyn Sergeevich | Electrostatic devices for mechanical blocking |
| JP2006280180A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Yamaguchi Univ | 静電アクチュエータ |
| CN114362583A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-04-15 | 东莞市元则电器有限公司 | 一种基于电场力的继电器驱动用电机及其使用方法 |
-
1994
- 1994-08-12 JP JP21213194A patent/JPH0866057A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1178597A1 (en) * | 1999-04-14 | 2002-02-06 | NUNUPAROV, Martyn Sergeevich | Electrostatic devices for mechanical blocking |
| EP1178597A4 (en) * | 1999-04-14 | 2010-08-04 | Martyn Sergeevich Nunuparov | Electrostatic device for mechanical clamping |
| JP2006280180A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Yamaguchi Univ | 静電アクチュエータ |
| JP4660758B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2011-03-30 | 国立大学法人山口大学 | 静電アクチュエータ |
| CN114362583A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-04-15 | 东莞市元则电器有限公司 | 一种基于电场力的继电器驱动用电机及其使用方法 |
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