JPH09247961A - 静電アクチュエータおよび静電支持機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可動子と固定子との間の摩擦を低減しつつ可
動子の可動範囲を十分に確保することができる静電アク
チュエータを提供する 【解決手段】 静電アクチュエータ１は円柱形状の固定
子１０と、固定子１０内部に固定子１０の内周面と所定
の間隙をおいて配置された円柱形状の可動子３０とを有
している。固定子１０の内周面上には円周方向に延びる
複数の固定子電極２２ａ〜２２ｈ，２３ａ〜２３ｈ，・
・・が設けられ、可動子３０の外周面上には円周方向に
延びる可動子電極４１ａ〜４１ｉが設けられている。固
定子電極２２ａ〜２２ｈ，２３ａ〜２３ｈ，・・・は、
全体として螺旋状に配列されている。可動子電極４１ａ
〜４１ｉを接地するとともに、固定子電極に螺旋方向に
沿って順次電圧を印加することにより、可動子電極は静
電気力により固定子電極２２ａ〜２２ｈ，２３ａ〜２３
ｈ，・・・に順次吸着され、これにより可動子３０は固
定子１０の内部で回転しつつ軸方向に移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は静電気力により駆動
される静電アクチュエータと、アクチュエータの可動子
を低摩擦で支持するための静電支持機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、マイクロマシン駆動用のリニ
アアクチュエータとして、電磁力や圧電素子を利用した
モータと歯車等の機構とを組合わせたものが多く知られ
ている。しかし、このタイプのアクチュエータは、サイ
ズが小さくなってくると、十分な出力が得ずらくなると
ともに、歯車等の機構や電磁力発生源であるコイル等を
配置するスペースが十分に確保できなくなってくるた
め、コンパクトで高性能なアクチュエータを設計するこ
とが困難となってくる。このため、微小なサイズの場
合、出力の点から有利となる静電気力を利用した静電ア
クチュエータが開発されてきているが、必ずしも十分な
性能を有するに至っていない。その主な原因の一つは、
可動子と固定子との間の摩擦の問題である。

【０００３】この問題に対する解決策として、可動子を
弾性体により支持して、可動子と固定子とが直接接触し
ないように構成した静電アクチュエータがある。しか
し、このような構成にした場合、弾性体により可動子が
支持されているため可動子の可動範囲が制限されてしま
う。また、可動子を軸受により支持したり、可動子の案
内機構を設けることにより、可動子の可動範囲を確保し
つつ可動子と固定子とが直接接触しないように構成する
ことも考えられる。しかし、このような構成にした場
合、軸受や案内機構において摩擦が発生するため、アク
チュエータの出力の向上の観点からは好ましくない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、可動
子と固定子との間の摩擦の問題を解決しつつ可動子の可
動範囲を十分に確保できる静電アクチュエータを得るこ
とは困難である。

【０００５】本発明はこのようなことを考慮してなされ
たものであり、可動子と固定子との間の摩擦を低減しつ
つ可動子の可動範囲を十分に確保することができる静電
アクチュエータを提供すること、および可動子の可動範
囲を制限することがなくかつ摩擦を低減することができ
る静電支持機構を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
内部に略円柱形状の空間を形成する内周面と、内周面上
に設けられた複数の固定子電極とを有する固定子と、前
記固定子の内部に配置され、前記固定子の内周面との間
に所定の間隙が形成される外周面を有し、前記外周面上
の円周方向に延びる可動子電極を有する可動子と、を備
え、前記複数の固定子電極は、軸方向に所定間隔をもっ
て配列されるとともに円周方向に延び、これら複数の固
定子電極に独立して電圧を印加することができるように
構成されていることを特徴とする静電アクチュエータで
ある。請求項１記載の発明によれば、固定子電極の配列
方向に沿って固定子電極に順次電圧が印加される。これ
により静電気力により可動子電極が固定子電極に順次吸
着され、可動子は軸方向に移動する。

【０００７】また、請求項２記載の発明は、前記複数の
固定子電極が、互いに隣接する固定子電極が軸方向およ
び円周方向に所定の間隔をおいて配置されることにより
全体として螺旋状に配列されていることを特徴とする静
電アクチュエータである。請求項２記載の発明によれ
ば、固定子電極が配列される螺旋方向に沿って固定子電
極に順次電圧が印加される。これにより静電気力により
可動子電極が固定子電極に順次吸着され、可動子は回転
しながら軸方向に移動する。

【０００８】請求項３記載の発明は、前記複数の固定子
電極に対して配列方向に沿って順次電圧を印加し、これ
により前記可動子を前記固定子の内部で軸方向に移動さ
せる電圧印加手段を更に備えたことを特徴とする静電ア
クチュエータである。請求項３記載の発明によれば、電
圧印加手段により各固定子に順次電圧が印加され、固定
子が軸方向に移動する。

【０００９】請求項４記載の発明は、前記螺旋状に配列
された複数の固定子電極に対して螺旋方向に順次電圧を
印加し、これにより前記可動子を前記固定子の内部で回
転させながら軸方向に移動させる電圧印加手段を更に備
えたことを特徴とする静電アクチュエータである。請求
項４記載の発明によれば、電圧印加手段により各固定子
に螺旋方向に沿って順次電圧が印加され、固定子が回転
しながら軸方向に移動する。

【００１０】また、請求項５記載の発明は、所定の中心
点に対して点対称位置に配置され、底面および２つの側
面を有する凹部が形成された少なくとも一対の固定電極
と、前記固定電極の凹部内に各々配置されるとともに前
記中心点に対して点対称位置に配置された少なくとも一
対の作用部と、前記一対の作用部を相互に連結する連結
部とを有する可動部と、を備え、前記作用部は、前記底
面側に前記底面と所定の間隔をおいて設けられた第１作
用部電極と、絶縁体を介して前記第１作用部電極と反対
側に配置された第２作用部電極とを有していることを特
徴とする静電支持機構である。請求項５記載の発明によ
れば、固定電極およびこれに対応する第１作用部電極に
同一の極性の電圧が印加されるとともに、第２作用部電
極に第１作用部電極と反対の極性の電圧が印加される。
静電気力により第２作用部電極は固定電極に引き寄せら
れ、これにより一対の作用部は対応する固定電極から各
々等しい中心点方向の力を受ける。これにより可動部は
一対の固定電極間において非接触状態で保持される。

【００１１】また請求項６記載の発明は、各固定電極お
よびこれに対応する作用部の第１作用部電極に同一の極
性の電圧を印加し、第２作用部電極に第１作用部電極と
反対の極性の電圧を印加する電圧印加手段をさらに備
え、この電圧印加手段により各固定電極およびこれに対
応する作用部に電圧を印加することにより、前記一対の
作用部が各々対応する固定電極から前記中心点方向の作
用を受け、前記可動部が一対の固定電極間において非接
触状態で保持されることを特徴とする静電支持機構であ
る。請求項６記載の発明によれば、電圧印加手段により
固定電極と作用部の第１および第２作用部電極とにそれ
ぞれ所定の電圧が印加され、可動部が一対の固定電極間
において非接触状態で保持される。

【００１２】また、請求項７記載の発明は、前記固定電
極の凹部の断面形状が前記底面側に向って小さくなるよ
うに形成されていることを特徴とする静電支持機構であ
る。請求項７記載の発明によれば、可動部が中心位置か
ら一方の固定電極側に移動した場合、固定電極に近づい
た方の作用部が受ける中心点方向の力が大きくなり、固
定電極から離れた方の作用部が受ける中心点方向の力が
小さくなる。これにより可動部は中心位置に戻る。

【００１３】

【発明の実施の形態】第１の実施の形態 以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明
する。まず、第１の実施の形態について説明する。図１
乃至図５は本発明の第１の実施の形態を示す図である。

【００１４】図１に示すように、静電アクチュエータ１
は、その内部に略円柱形状の空間を形成する内周面を有
し全体として円筒形状を有する固定子１０と、固定子１
０の内部に配置された円柱形状の可動子３０とを備えて
いる。

【００１５】このうち固定子１０は、図１に示すよう
に、上部固定子１０ａおよび下部固定子１０ｂとからな
り、互いに対向して配置された割り面１４ａ，１４ｂに
おいてそれぞれ接着剤により接合されている。また上部
固定子１０ａおよび下部固定子１０ｂは各々、図１およ
び図２に示すように、電気抵抗の高い物質、例えばガラ
スまたはセラミックスからなる円筒形状の基体１１と、
基体１１の内周面に設けられた膜状または板状の固定子
電極パタン２０ａ〜２０ｈとを有している。また、図２
に示すように、基体１１および固定子電極パタン２０ａ
〜２０ｈの上には連続的に絶縁層１３が形成され、上部
および下部固定子１０ａ，１０ｂの内周の全表面は絶縁
層１３に覆われている。

【００１６】また、図１に示すように、可動子３０は、
固定子１０と同様に、電気抵抗の高い物質、例えばガラ
スまたはセラミックスからなる円柱状の基体３１と、基
体３１上に形成された膜状または板状の可動子電極パタ
ン４０とを有している。また、図２に示すように、基体
３１および可動子電極パタン４０の上には連続的に絶縁
層３２が形成され、可動子３０の外周の全表面は絶縁層
３２に覆われている。この可動子３０は、固定子１０の
内周の直径より小さい外径を有している。

【００１７】なお、本実施の形態において、絶縁層１
３，３２を固定子１０および可動子３０の両方に設けた
例を示したが、これに限定されるものではなく、固定子
１０または可動子３０の少なくともいずれか一方に設け
られていればよい。以下、基体１１の内周面および基体
３１の外周面には絶縁層が常に設けられているものとす
る。同様に第２の実施の形態以降の実施の形態において
も、固定子の基体の内周面および可動子の基体の外周面
には絶縁層が同様に設けられている。

【００１８】次に、図３（ａ）（ｂ）により固定子電極
パタン２０ａ〜２０ｈと、可動子電極パタン４０につい
て詳述する。まず、固定子電極パタン２０ａ〜２０ｈに
ついて説明する。図３（ａ）に示すように、固定子電極
パタン２０ａ〜２０ｈのうち固定子電極パタン２０ａ
は、複数の固定子電極２２ａ，２３ａ・・・と、軸方向
に延びこれら複数の固定子電極同士を電気的に接続する
接続電極２１ａとから構成されている。固定子電極２２
ａ，２３ａ・・・は、各々固定子１０の内周面の円周方
向、すなわち接続電極２１ａと直交する方向に延びてい
る。また、固定子電極２２ａ，２３ａ・・・は、軸方向
に所定の間隔をおいて配置されており、各々同一の全長
を有している。これら固定子電極２２ａ，２３ａ・・・
の円周方向の両端面は同一直線上にある。また、固定子
電極パタン２０ｂ〜２０ｈも、固定子電極パタン２０ａ
と略同一の構成を有している。

【００１９】次に、固定子電極パタン２０ａ〜２０ｈお
よびこれら固定子電極パタン２０ａ〜２０ｈを構成する
固定子電極２２ａ〜２２ｈ，２３ａ〜２２ｈ，・・・の
相互の関係について説明する。固定子電極パタン２０ａ
〜２０ｈは、順次固定子１０の内周面を円周方向に８等
分した位置にそれぞれ配置されている。従って固定子電
極パタン２０ａ〜２０ｈを構成する固定子電極２２ａ〜
２２ｈ，２３ａ〜２２ｈ，・・・は、この順に固定子１
０の内周面を円周方向に８等分した位置に、すなわち、
円周方向Ｒに各々所定の間隔ｘ（図３（ａ）（ｂ）参
照）をおいて順次配置されている。また、固定子電極２
２ａ〜２２ｈ，２３ａ〜２２ｈ，・・・は、この順に軸
方向Ａに対して所定の間隔ｙずつずらして配置されてい
る。このように固定子電極を配置することにより、固定
子電極２２ａ〜２２ｈ，２３ａ〜２３ｈ，・・・は全体
として螺旋状に配列されていることになる。

【００２０】また、各接続電極２０ａ〜２０ｈの軸方向
端部には各々導線２ａ〜２ｈが接続され、これら導線２
ａ〜２ｈを介して各固定子電極パタン２０ａ〜２０ｈの
電位をそれぞれ独立して外部から調節することができる
ようになっている。

【００２１】また、図３（ｂ）に示すように、可動子電
極パタン４０は、複数の可動子電極４１ａ〜４１ｉと、
各可動子電極４１ａ〜４１ｉを電気的に接続する接続電
極４２とから構成されている。各々の可動子電極４１ａ
〜４１ｉは、可動子３０の外周の円周方向に全周にわた
って延び、環状の形状を有している。また、可動子電極
４１ａ〜４１ｉは互いに平行に、かつ軸方向Ａに対して
等間隔に配置されている。また、接続電極４２の端部４
２ａには、導線４が接続されており、この導線を介して
外部から可動子電極パタン４０の電位を調節することが
できるようになっている。また、互いに隣接する可動子
電極４１ａ〜４１ｉの軸方向の間隔ｄは、互いに隣接す
る固定子電極２１ａ〜２１ｈ、２２ａ〜２２ｈ、・・・
の軸方向の間隔ｙより大きくなっている。この場合間隔
ｄは間隔ｙの１．５倍より小さいことが好ましい。な
お、本実施の形態においては間隔ｄと間隔ｙとは７．５
ｄ＝９ｙの関係にある（図３（ａ）（ｂ）参照）。

【００２２】このような構成からなる固定子電極パタン
２０ａ〜２０ｈおよび可動子電極パタン４０は、基体１
１、３１に所定の形状の金属薄膜を接着することにより
形成しても良いし、スパッタリングや蒸着等の手段を用
いて基体１１、３１上に導電膜を堆積し、エッチングプ
ロセス等を用いてパターニングすることによって形成し
ても良い。また絶縁層１３、３２は電気抵抗の高い物質
からなる薄いシートを導電膜上に接着することによって
形成しても良いし、スパッタリング法又はＣＶＤ法を用
いて酸化シリコン膜を堆積することによって形成しても
良い。また導線２ａ〜２ｈ，４は導電性の接着剤を用い
て接着するか又はワイヤボンディング等の手段を用いて
接合される。

【００２３】なお、本実施の形態においては、固定子１
０を上部固定子１０ａおよび下部固定子１０ｂの２つに
分割した例を示したが、これに限定されるものではな
く、固定子１０を３つ以上に分割して形成してもよい。
また、本実施の形態においては、固定子電極を固定子１
０の内周面を円周方向に８等分した位置にそれぞれ配置
した例を示したが、これに限定されるものではなく、例
えば円周方向に２〜７等分した位置に配置してもよい
し、９以上に等分した位置に配置してもよい。

【００２４】次に、このような構成からなる本発明の第
１の実施の形態の作用について図４および図５（ａ）
（ｂ）（ｃ）により説明する。ここで、図４は固定子１
０および固定子電極２２ａ〜２２ｈ，２３ａ〜２３ｈ，
・・・と可動子３０との放射方向の位置関係を示す図で
あり、図５は可動子電極４１ａ〜４１ｉと固定子電極２
２ａ〜２２ｈ，２３ａ〜２３ｈ，・・・との軸方向の相
対的な位置関係を示す図である。また図４において、矢
印Ｒ１および矢印Ｒ２は可動子３０の外周面の回転方向
（すなわち可動子３０の自転運動の方向を）の動きを、
矢印Ｃ１および矢印Ｃ２は可動子３０の中心軸の軌跡
（すなわち可動子３０の公転運動の方向を）を、また図
５（ａ）（ｂ）（ｃ）において矢印Ａ１および矢印Ａ２
は可動子３０の軸方向の動きをそれぞれ示している。

【００２５】まず、導線４を接地することにより、可動
子３０の可動子電極パタン４０の電位を０とし、各可動
子電極４１ａ〜４１ｉの電位を０とする。この場合、可
動子電極パタン２０ａ〜２０ｈの電位はいずれも０であ
り、可動子３０は図４の実線位置および図５（ａ）の位
置にある。

【００２６】次いで、固定子１０の各導線２ａ〜２ｈを
電圧印加装置３５に接続し、切換スイッチ３６を切換え
ることにより導線２ｇを介して固定子電極パタン２０ｇ
の電位を０から所定電位Ｖに切換える。この場合所定電
位Ｖは正でも負でもよい。このような所定電位Ｖへの切
換えによって、固定子電極パタン２０ｇの固定子電極２
２ｇ，２３ｇ・・・と可動子電極４１ａ〜４１ｉとの間
に電位差が生じ、固定子電極２２ｇ，２３ｇ・・・のと
可動子電極４１ａ〜４１ｉとの間に静電気力が働く。こ
の場合、静電気力は距離の２乗に反比例する力であり、
固定子電極２２ｇ，２３ｇ・・・のうち固定子電極２２
ｇ以外は可動子電極４１ａ〜４１ｉから十分に離れてい
るので、固定子電極パタン２０ｇのうち固定子電極２２
ｇ以外の固定子電極の作用は無視できる。従って、固定
子電極２２ｇと可動子電極４１ａ〜４１ｉとの間に働く
静電気力のみ考える。この場合、固定子電極２２ｇに近
い位置にある可動子電極は４１ｅおよび４１ｆであり、
このうち固定子電極２２ｇに最も近い位置にある可動子
電極は４１ｆである。従って固定子電極２２ｇと可動子
電極４１ｆとの間に最も大きい静電気力が働き、この静
電気力により、可動子電極４１ｆは固定子電極２２ｇと
一致するように動き、この結果、可動子３０が矢印Ｒ１
方向に回転しながら矢印Ａ１方向に移動し、図４破線位
置および図５（ｂ）の位置に至る。また、この動きに伴
い、可動子３０の中心軸３０ａは矢印Ｃ１方向に移動す
る。

【００２７】次いで、電圧印加装置３５の切換スイッチ
３６を切換えることにより、固定子電極パタン２０ｇの
電位を所定電位Ｖから０に切換えるとともに、導線２ｈ
を介して固定子電極パタン２０ｈの電位を０から所定電
位Ｖに切換える。この場合、上記と同様の原理で、固定
子電極２２ｈに最も近い位置にある可動子電極４１ｇ
（図５（ｂ）参照）との間に最も大きい静電気力が働
く。この静電気力により、可動子電極４１ｇは固定子電
極２２ｈと一致するように動き、この結果、可動子３０
がＲ１方向に回転しながらＡ１方向に移動し、図４一点
鎖線位置および図５（ｃ）の位置に至る。また、この動
きに伴い、可動子３０の中心軸３０ａは矢印Ｃ１方向に
移動する。

【００２８】このようにして固定子電極パタン２０ｇ，
２０ｈ，２０ａ，２０ｂ，・・・の順、すなわち符号の
末尾のアルファベットの順に順次電圧を印加してゆくこ
とにより、可動子３０は固定子１０内周面に沿って図４
矢印Ｒ１方向に自転しながら矢印Ｃ１方向に公転し、こ
れとともに軸方向（図５矢印Ａ１方向）に移動してゆ
く。すなわち固定子１０は螺旋状の軌跡を描きながら移
動してゆく。また、固定子電極群に対して電圧を印加す
る順序を反対にすれば、可動子３０は固定子１０内周面
に沿って図４矢印Ｒ２方向に自転しながら図４矢印Ｃ２
方向に公転し、これとともに軸方向（図５矢印Ａ２方
向）に移動してゆく。なお、この作動原理はワブルモー
タの作動原理として知られているものである。

【００２９】このように、本実施の形態によれば、可動
子３０を固定子１０内周面に沿って回転させながら軸方
向に移動させることができるため、可動子３０と固定子
１０との間の摩擦を少なくした状態で可動子３０を移動
させることができる。また、固定子１０の軸方向長さを
長くし、これに対応して固定子電極を多く設けることに
より可動子３０の移動範囲を所望のまま拡大することが
できる。

【００３０】第２の実施の形態 次に、第２の実施の形態について説明する。図６乃至図
８は本発明の第２の実施の形態を示す図である。第２の
実施の形態は、第１の実施の形態に対して固定子電極パ
タンの配置および固定子電極パタンと可動子電極パタン
との相関関係のみが異なり、他は第１の実施の形態と略
同一である。第２の実施の形態において第１の実施の形
態と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明は
省略する。図６および図７（ａ）（ｂ）に示すように、
固定子電極パタン５０は、上部固定子１０ａに設けられ
た第１電極パタン５１および第２電極パタン５２と、下
部固定子１０ｂに設けられた第３電極パタン５３および
第４電極パタン５４と、から構成されている。

【００３１】このうち上部固定子１０ａに設けられた第
１電極パタン５１は、図７（ａ）に示すように複数の固
定子電極５１ａ，５１ｂ，・・・，５１ｅと、これら複
数の固定子電極５１ａ〜５１ｅを電気的に接続する接続
電極５１ｆとからなる。このうち固定子電極５１ａ〜５
１ｅは上部固定子１０ａの内周面の円周方向に延び、各
々同じ長さを有している。また、これら固定子電極５１
ａ〜５１ｅは、所定のピッチｐをおいて軸方向に等間隔
で配列されている。また、接続電極５１ｆは軸方向に延
び、固定子電極５１ａ〜５１ｅの一方の端部において固
定子電極５１ａ〜５１ｅと接続されており、第１電極パ
タン５１は全体として櫛型の形状を有している。

【００３２】また、第２電極パタン５２も、複数の固定
子電極５２ａ〜５２ｅおよび接続電極５２ｆからなり、
全体として第１電極パタン５１と同様に櫛型の形状を有
している。また、第２電極パタン５２の固定子電極５２
ａ〜５２ｅ間のピッチｐは、第１電極パタン５１の固定
子電極５１ａ〜５１ｅ間のピッチｐと同一となってい
る。

【００３３】第１電極パタン５１と第２電極パタン５２
とは軸方向に１／２ピッチｐ分ずれた状態で互いに相対
し、互いの櫛の歯部分を組み合わせるように、すなわち
固定子電極が５１ａ，５２ａ，５１ｂ，・・・，５２
ｄ，５１ｅ，５２ｅの順に軸方向に交互に並ぶように配
置されている。この場合、軸方向において互いに隣接す
る固定子電極５１ａ〜５１ｅ、５２ａ〜５２ｅの間には
所定の間隔が設けられ、また、第１電極パタン５１と第
２電極パタン５２とはいずれの部位においても互いに接
触しないようになっている。

【００３４】また、下部固定子１０ｂに設けられた第３
電極パタン５３と第４電極パタン５４は、上部固定子１
０ａに設けられた第１電極パタン５１と第２電極パタン
５２と同様の態様で配置されており、第３電極パタン５
３の固定子電極５３ａ〜５３ｅ間のピッチｐと第４電極
パタン５４の固定子電極５４ａ〜５４ｅ間のピッチｐ
は、ともに第１および第２電極パタン５１、５２の固定
子電極間のピッチｐと同一となっている。

【００３５】また、第３電極パタン５３の固定子電極５
３ａは、第１電極パタン５１の固定子電極５１ａに対し
て軸方向に１／４ピッチｐ分ずれて配置されており、従
って第１電極パタン〜第４電極パタンの固定子電極５１
ａ，５３ａ，５２ａ，５４ａ，５１ｂ，・・・，５４
ｄ，５１ｅ，５３ｅ，５２ｅ，５４ｅは、軸方向に対し
てこの順に各々１／４ピッチｐ分ずれて配置されてい
る。

【００３６】また、各接続電極５１ｆ，５２ｆ，５３
ｆ，５４ｆの軸方向端部には各々導線５ａ，５ｂ，５
ｃ，５ｄが接続され、これら導線５ａ〜５ｄを介して第
１〜第４電極パタン５１〜５４の電位をそれぞれ独立し
て外部から調節することができるようになっている。

【００３７】また、可動子電極パタン６０は、図７
（ｂ）に示すように、複数の可動子電極６１ａ〜６１ｅ
と、各可動子電極６１ａ〜６１ｅを電気的に接続する接
続電極６２から構成されている。各可動子電極６１ａ〜
６１ｅは、可動子３０の外周の円周方向に延び環状の形
状を有している。また、可動子電極６１ａ〜６１ｅは互
いに平行に、かつ軸方向に対して等間隔に配置されてお
り、互いに隣接する可動子電極６１ａ〜６１ｅの軸方向
の間隔は、固定子１０の各電極パタン５１、５２、５
３、５４の各固定子電極間のピッチｐと等しくなってい
る。また、接続電極６２の端部６２ａには、導線６が接
続されており、この導線６を介して外部から可動子電極
パタン６０の電位を調整することができるようになって
いる。

【００３８】次に、このような構成からなる第２の実施
の形態の作用について図８（ａ）〜（ｅ）により説明す
る。なお、図８（ａ）〜（ｅ）において、黒色に塗り潰
されている電極は所定電位Ｖを有する電極を意味し、白
抜きの電極は電位０の電極を意味する。

【００３９】まず、図７（ｂ）に示すように、導線６を
接地することにより、可動子３０の可動子電極４１ａ〜
４１ｉの電位を０とする。この場合、固定子１０の第１
〜第４電極パタン５１〜５４の電位はいずれも０であ
り、可動子３０は図８（ａ）の位置にある。次に図７
（ａ）に示すように固定子１０の各導線５ａ〜５ｄを電
圧印加装置７０に接線する。

【００４０】次いで、電圧印加装置７０の切換スイッチ
７１を切換えることにより、図８（ａ）に示すように、
導線５ａを介して固定子１０の第１電極パタン５１の電
位を０から所定電位Ｖに切換える。この場合Ｖは正でも
負でもよい。この場合第１電極パタン５１の固定子電極
５１ａ〜５１ｅと可動子電極６１ａ〜６１ｅとの間に電
位差が生じ静電気力が働く。この静電気力により、可動
子電極６１ａ〜６１ｅは各々最も近い位置にある固定子
電極５１ａ〜５１ｅに引寄せられ、これにより可動子３
０が上方に移動する（図８（ｂ））。

【００４１】次に、図８（ｂ）に示すように、第１電極
パタン５１の第１電極パタン５１の電位を０に戻すとと
もに、第３電極パタン５３の電位を０から所定電位Ｖに
切換える。これにより第３電極パタン５３の固定子電極
５３ａ〜５３ｅと可動子電極６１ａ〜６１ｅとの間に静
電気力が働き、可動子電極６１ａ〜６１ｅは各々最も近
い位置にある固定子電極５３ａ〜５３ｅに引寄せられ、
これにより可動子３０が斜め下方に移動する（図８
（ｃ））。

【００４２】次に、図８（ｃ）に示すように、第３電極
パタン５３の電位を０に戻すとともに、第２電極パタン
５２の電位を０から所定電位Ｖに切換える。これにより
上記と同様にして可動子電極６１ａ〜６１ｅは各々最も
近い位置にある固定子電極５２ａ〜５２ｅに引寄せら
れ、これにより可動子３０が斜め上方に移動する（図８
（ｄ））。

【００４３】次に、図８（ｄ）に示すように、第２電極
パタン５２の電位を０に戻すとともに、第４電極パタン
５４の電位を０から所定電位Ｖに切換える。これにより
上記と同様にして可動子電極６１ａ〜６１ｅは各々最も
近い位置にある固定子電極５４ａ〜５４ｅに引寄せら
れ、これにより可動子３０が斜め上方に移動する（図８
（ｅ））。

【００４４】以上のようにして、第１電極パタン５１、
第３電極パタン５３、第２電極パタン５２および第４電
極パタン５４の順に順次電位を０から所定電位Ｖに切換
えてゆくことにより、固定子３０は可動子１０の内部を
上下動しながら軸方向（図８（ａ）〜（ｅ）右側）に移
動してゆく。また、電極パタン５１〜５４へ電圧を印加
する順序を逆にすれば固定子３０を逆方向（図８（ａ）
〜（ｅ）左側）へ移動させることができる。

【００４５】このように、本実施の形態によれば、可動
子３０を固定子１０の内部を上下動させながら軸方向に
移動させることができるため、可動子３０と固定子１０
との間の摩擦を少なくした状態で可動子３０を移動させ
ることができる。また、固定子１０の軸方向長さを長く
し、これに対応して固定子電極を多く設けることにより
可動子３０の移動範囲を所望のまま拡大することができ
る。

【００４６】第３の実施の形態 次に、第３の実施の形態について説明する。図９乃至図
１３は本発明の第３の実施の形態を示す図である。図９
に示すように、静電支持機構１００は、導電性物質から
なる一対の固定電極１０１ａ，１０１ｂと、一対の固定
電極１０１ａ，１０１ｂ間に設けられた可動部１１５と
を備え、この可動部１１５は、固定電極１０１ａ，１０
１ｂに対応して設けられた一対の作用部１１０ａ，１１
０ｂと、これら一対の作用部１１０ａ，１１０ｂを相互
に連結する連結部１２０とを有している。

【００４７】まず、固定電極１０１ａ，１０１ｂについ
て詳述する。図９に示すように、固定電極１０１ａ，１
０１ｂは、各々が中心点１３０に対して点対称位置に配
置されている。このうち固定電極１０１ａには、固定電
極１０１ｂと対向する側に、底面１０３ａと、２つの側
面１０４ａ，１０５ａとにより区画された凹部１０２ａ
が形成されている。これら２つの側面１０４ａ，１０５
ａは、凹部１０２ａ断面形状が底面１０３ａ側にゆくに
つれて小さくなるように傾斜しており、側面１０４ａお
よび側面１０５ａが底面１０３ａと成す角度は互いに等
しくなっている。また、凹部１０２ａを区画する底面１
０３ａおよび側面１０４ａ，１０５ａの表面は絶縁層
（図示せず）により覆われている。また、固定電極１０
１ｂの構成および形状寸法は固定電極１０１ａと同一で
あり、固定電極１０１ａの各構成要素に付した符号の末
尾のアルファベットのａをｂに替えて固定電極１０１ｂ
の各構成要素に付し、詳細な説明は省略する。また、固
定電極１０１ａ，１０１ｂには、導線（図示せず）がそ
れぞれ接続されており、これら導線を介して外部から固
定電極１０１ａ，１０１ｂの電位を調整することができ
るようになっている。

【００４８】次に、可動部１１５について詳述する。前
述したように、可動部１１５は一対の作用部１１０ａ，
１１０ｂと連結部１２０とからなり、作用部１１０ａ，
１１０ｂは、固定電極１０１ａ，１０１ｂの凹部１０２
ａ，１０２ｂ内に各々配置されている。このうち作用部
１１０ａは、固定電極１０１ａの底面１０３ａと相対す
る側に配置された第１作用部電極１１１ａと、連結部１
２０側に配置された第２作用部電極１１２ａと、第１作
用部電極１１１ａと第２作用部電極１１２ａとの間に設
けられた絶縁層１１３ａとから構成されている。このう
ち絶縁層１１３ａは、電気抵抗の高い物質、例えばガラ
スまたはセラミックスからなり、第１作用部電極１１１
ａと第２作用部電極１１２ａは膜状または板状の導電性
物質により形成されている。

【００４９】また、作用部１１０ａの横方向（図１２Ｘ
方向）の幅は相対する固定電極１０１ａの側面１０４
ａ，１０５ａ間の横方向（図１２Ｘ方向）の距離より小
さくなっており（図１２乃至１４参照）、作用部１１０
ａが垂直方向（図１２Ｙ方向）に最大限に変位した場合
でも作用部１１０ａの側面が固定電極１０１ａの側面１
０４ａ，１０５ａに当接しないようになっている。ま
た、可動部１１５の両端面の間の距離、すなわち作用部
１１０ａの第１作用部電極１１１ａの端面と作用部１１
０ｂの第１作用部電極１１１ｂの端面との間の距離は、
固定電極１０１ａの底面１０３ａと固定電極１０１ｂの
底面１０３ｂとの間の距離よりも小さくなっている。

【００５０】また、第１作用部電極１１１ａ，１１１ｂ
と第２作用部電極１１２ａ，１１２ｂには導線（図示せ
ず）がそれぞれ接続されており、これら導線を介して外
部から第１および第２作用部電極の電位を独立して調節
することができるようになっている。

【００５１】なお、本実施の形態においては、固定電極
１０１ａ，１０１ｂ全体を導電性物質により構成した例
を示したが、これに限定されるものではなく、図１０に
示すように、電気抵抗の高い物質、例えばガラスまたは
セラミックスにより図９に示す固定電極１０１ａ，１０
１ｂと略同一の形状を有する基体１０６を形成し、この
基体１３０の凹部表面の全面に膜状または板状の導電性
物質１０７を設けることにより固定電極を形成してもよ
い。この場合も、導電性物質１０７上には絶縁層１０８
が設けられている。

【００５２】また、固定電極１０１ａ，１０１ｂの側面
１０４ａ，１０５ａ、１０４ｂ，１０５ｂは必ずしも傾
斜している必要はなく、各々を底面１０３ａ，１０３ｂ
に対して垂直に設けてもよいが、傾斜している方が好ま
しい。

【００５３】次に、このような構成からなる第３の実施
の形態の作用について図１１および図１２により説明す
る。

【００５４】まず、図１１により、固定電極１０１ａ，
１０１ｂの側面１０４ａ，１０５ａ，１０４ｂ，１０５
ｂが傾斜していない場合の静電支持機構１００の基本的
な作用について説明する。図１１に示すように、電圧印
加装置１７０により第１作用部電極１１１ａおよび固定
電極１０１ａに正の電位Ｖが与えられ、第２作用部電極
１１２ａに負の電位−Ｖが与えられている。また、固定
電極１０１ｂおよび作用部１１０ｂ（図示せず）の各電
極にも同様の態様で電位Ｖおよび−Ｖが与えられてい
る。この場合、凹部１０２ａ内における電気力線の分布
は図１２において破線で示すようになっており、作用部
１１０ａには上方向の力が働いている。また、中心点１
３０に対して対称位置に設けられた作用部１１０ｂには
下方向の力が働いている。ここで、作用部１１０ａと作
用部１１０ｂとに働く力は等しくなるため、可動部１１
５は、固定電極１０１ａの底面１０３ａと固定電極１０
１ｂ底面１０３ｂとの間で固定電極１０１ａ，１０１ｂ
に接触することなく空中に保持される。

【００５５】次に、図１２により、固定電極１０１ａ，
１０１ｂの側面１０４ａ，１０５ａ，１０４ｂ，１０５
ｂが傾斜している場合の作用について説明する。なおこ
の場合も、図１３に示すように、電圧印加装置１８０に
より第１作用部電極１１１ａ，１１１ｂおよび固定電極
１０１ａ，１０１ｂに正の電位Ｖが与えられ、第２作用
部電極１１２ａ，１１２ｂに負の電位−Ｖが与えられて
いる。

【００５６】まず、静電支持機構１００の可動部１１５
が平衡位置、すなわち可動部１１５の連結部１２０の中
点１３０ａと一対の固定電極１０１ａ，１０１ｂの中心
点１３０が一致するような位置にある場合、作用部１１
０ａ，１１０ｂは、図１２における二点鎖線位置にあ
る。ここで、例えば可動部１１５の連結部１２０に軸方
向（図１２における上下方向）の外力が加わり、可動部
１１５が固定電極１０１ａ側に変位したものとする（図
１２実線位置）。この場合、側面１０４ａ，１０５ａ，
１０４ｂ，１０５ｂが傾斜しているため、可動部１１５
が平衡位置にある場合と比べて作用部１１０ａと側面１
０４ａ，１０５ａとの距離は小となる。静電気力は距離
の２乗に反比例する力であるため、図１３において破線
で示すように電気力線密度が密となり、これにより静電
気力により作用部１１０ａを上方に引上げる力が増大す
る。一方、作用部１１０ｂと側面１０４ｂ，１０５ｂと
の距離は大となり、図１２において破線で示すように電
気力線密度が疎となり、これにより作用部１１０ａを下
方に引下げる力は減少する。従って、可動部１１５全体
には平衡状態に戻ろうとする力、すなわち上方への力が
作用し、可動部１１５は平衡位置（図１２二点鎖線位
置）に戻る。

【００５７】このように、本実施の形態によれば、非接
触状態で可動部１１５を保持することができるため、摩
擦力に起因する抵抗が発生しない静電支持機構１００を
得ることができる。また、とりわけ、固定電極１０１
ａ，１０１ｂの側面１０４ａ，１０５ａ，１０４ｂ，１
０５ｂが傾斜している場合には、可動部１１５が連結部
１２０の軸方向に変位した場合、可動部１１５には自ら
平衡状態に戻ろうとする力が作用するようになっている
ため、自己芯出し機能を有する静電支持機構１００を得
ることができる。

【００５８】なお、本実施の形態においては、固定電極
と作用部を各々一対ずつ設けた例を示したが、これ限定
されるものではなく、例えば図１３に示すように、中心
点１３０を中心として二対の固定電極１０１ａ，１０１
ｂおよび１０１ｃ，１０１ｄと作用部１１０ａ，１１０
ｂおよび１１０ｃ，１１０ｄとを設けてもよい。この場
合、対をなす作用部１１０ａ，１１０ｂおよび１１０
ｃ，１１０ｄを各々連結する２つの連結部１２０ａ，１
２０ｂは互いに直交する関係にある。このようにすれ
ば、上下方向のみならず左右方向にも可動部１１５を支
持することができる。

【００５９】第４の実施の形態 次に、第４の実施の形態について説明する。図１４は第
４の実施の形態を示す図である。第４の実施の形態は第
３の実施の形態に対して固定電極が互いに電気的に独立
した２つの部分に分割されている点が異なり、他は第３
の実施の形態と略同一である。第４の実施の形態におい
て第３の実施の形態と同一部分については同一符号を付
し、詳細な説明は省略する。

【００６０】図１４に示すように、固定電極１４０は第
１固定電極１４１および第２固定電極１４２からなり、
第１固定電極１４１と第２固定電極１４２との間には絶
縁体１４３が設けられている。すなわち本実施の形態に
おける固定電極１４０は、第３の実施の形態における固
定電極１０１ａ，１０１ｂを中央で２つに分割した形状
を有している。第１固定電極１４１および第２固定電極
１４２にはそれぞれ導線１４４，１４５が接続されてお
り、これら導線１４４，１４５を介して外部から第１固
定電極１４１および第２固定電極１４２の電位を独立し
て調節することができるようになっている。

【００６１】次に、このような構成からなる本実施の形
態の作用について説明する。まず、図１４に示すよう
に、各導線１４４，１４５を電圧印加装置１９０に接続
し、切換スイッチ１９１を高速で切換える。切換スイッ
チ１９１を実線位置にした場合、第１固定電極１４１の
電位がＶとなり、第２固定電極１４２の電位は０とな
る。この場合、凹部１４０ａ内における電気力線の分布
は破線で示すようになっており、作用部１１０ａには作
用部１１０ａを上方に引き上げる力と、作用部１１０ａ
を固定電極１４１の側面１４１ａ側に引寄せる力とが同
時に働いている。一方、切換スイッチ１９１を二点鎖線
位置にした場合、第１固定電極１４１の電位が０とな
り、第２固定電極１４２の電位はＶとなる。この場合、
凹部１０２ａ内における電気力線の分布は二点鎖線破線
で示すようになっており、作用部１１０ａには作用部１
１０ａを上方に引き上げる力と、作用部１１０ａを固定
電極１４２の側面１４２ａ側に左側に引寄せる力とが同
時に働いている。すなわち、作用部１１０ａには高サイ
クルで交互に左右方向の力が働くようになっているた
め、作用部１１０ａが側面１４１ａまたは側面１４２ａ
のいずれか一方に吸着されてしまうことを防止すること
ができる。

【００６２】第５の実施の形態 次に、第５の実施の形態について説明する。図１５乃至
図１８は本発明の第５の実施の形態を示す図である。第
５の実施の形態は、第２の実施の形態において説明した
静電アクチュエータと略同一の作動原理を有する静電ア
クチュエータに対して第５の実施の形態において説明し
た静電支持機構と略同一の作動原理を有する静電支持機
構を設けたものである。図１５および図１６に示すよう
に、静電アクチュエータ２００は、固定子２１０と、固
定子２１０の内部に収納された全体として円柱形状を有
する可動子２３０とを備えている。

【００６３】このうち固定子２１０は、図１６に示すよ
うに、第１固定子２１０ａ，第２固定子２１０ｂ，第３
固定子２１０ｃおよび第４固定子２１０ｄからなり、隣
接する第１〜第４固定子２１０ａ〜２１０ｄは、絶縁性
の接着層２１１ａ〜２１１ｄを介して互いに固着され、
全体として円筒形状を有している。また、固定子２１０
の内周面の接着層２１１ａ〜２１１ｄに対応する位置に
は、軸方向に延在する凹部２１２ａ〜２１２ｄが形成さ
れている。凹部２１２ａ〜２１２ｄの表面には固定電極
２１３ａ〜２１３ｄがそれぞれ設けられており、これら
固定電極２１３ａ〜２１３ｄは第５の実施の形態と同様
に各々２つに分割されている。また、２つに分割された
固定電極２１３ａ〜２１３ｄの各々は接着層２１１ａ〜
２１１ｄにより互いに絶縁されている。

【００６４】また、図１６および図１７（ａ）に示すよ
うに、固定子２１０の内周面には固定子電極パタンが形
成されている。固定子電極パタンは第１固定子２１０ａ
および第３固定子２１０ｃに設けられた第１電極パタン
２５１および第２電極パタン２５２と、第２固定子２１
０ｃおよび第４固定子２１０ｄに設けられた第３電極パ
タン２５３および第４電極パタン２５４とからなる。

【００６５】図１６および図１７（ａ）に示すように、
第３固定子２１０ｃに設けられた第１電極パタン２５１
および第２電極パタン２５２は、それぞれ第１固定子２
１０ａに設けられた第１電極パタン２５１および第２電
極パタン２５２を固定子２１０の中心軸２１５に対して
点対称位置に移動させた位置にある。また、第４固定子
２１０ｄに設けられた第３電極パタン２５３および第４
電極パタン２５４は、それぞれ第２固定子２１０ｂに設
けられた第３電極パタン２５３および第４電極パタン２
５４を固定子２１０の中心軸２１５に対して点対称位置
に移動させた位置にある。このように第１〜第４電極パ
タン２５１〜２５４を配置することにより、固定子２１
０を移動させる際に、固定子２１０に軸方向の力のみが
加わるようにすることができ、固定子２１０が放射方向
にぶれることを防止することができる。

【００６６】また、本実施の形態において、固定子の内
周面上に設けられる第１〜第４電極パタン２５１〜２５
４は、各々が固定子２１０の内周面の１／４ずつをカバ
ーする点が第２の実施の形態と異なり（第２の実施の形
態においては第１〜第４電極パタン５１〜５４の各々が
固定子１０の内周面の１／２ずつをカバーする）、他の
点、すなわち各電極パタン２５１〜２５４の構成、形
状、相互の位置関係、電極パタン２５１〜２５４を構成
する固定子電極間のピッチｐ等については第２の実施の
形態における第１〜第４電極パタン５１〜５４のものと
略同一であり、詳細な説明は省略する。

【００６７】また、図１５、図１６および図１７（ｂ）
に示すように、可動子２３０は円筒形状の基体２３１
と、基体２３１上に形成された膜状または板状の可動子
電極パタン２４０とを有している。この可動子２３０
は、固定子２１０の内周の直径より小さい直径を有して
いる。また、図１５および図１６に示すように、可動子
２３０の外周を４等分する位置には、軸方向に延びる作
用部１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄが各々設
けられ、これら作用部１１０ａ〜１１０ｄはそれぞれ可
動子２３０に設けられた支持部１６０ａ，１６０ｂ，１
６０ｃ，１６０ｄを介して可動子２３０に固着されてい
る。なお、作用部１１０ａ〜１１０ｄの構成は、第５の
実施の形態における作用部１１０ａおよび１１０ｂの構
成と同一であり、同一符号を付すことにより詳細な説明
は省略する。

【００６８】また、図１７（ｂ）に示すように、可動子
電極パタン２４０は第１電極パタン２４０ａ，第２電極
パタン２４０ｂ，第３電極パタン２４０ｃおよび第４電
極パタン２４０ｄとからなり、第１〜第４電極パタン２
４０ａ〜２４０ｄはそれぞれ第１〜第４固定子２１０ａ
〜２１０ｄに相対して設けられている。このうち第１電
極パタン２４０ａは、複数の可動子電極２４１ａ〜２４
１ｅと、各可動子電極２４０ａ〜２４０ｅを電気的に接
続する接続電極２４１ｆとから構成されている。各々の
可動子電極２４１ａ〜２４１ｅは各々、可動子２３０の
外周の円周方向に延び、各々が互いに平行に、かつ軸方
向に対して等間隔に配置されている。また、接続電極２
４１ｆは各可動子電極２４１ａ〜２４１ｅの長手方向略
中央部を通り軸方向に延びている。

【００６９】また、図１７（ａ）（ｂ）に示すように、
互いに隣接する可動子電極２４１ａ〜２４１ｅの軸方向
のピッチｐは、固定子電極間のピッチｐと同一となって
いる。また、第２〜第４電極パタン２４０ｂ〜２４０ｄ
は第１電極パタン２４０ａと同一の形状を有しており、
第１〜第４電極パタン２４０ａ〜２４０ｄの各可動子電
極２４１ａ〜２４１ｅ，２４２ａ〜２４２ｅ，２４３ａ
〜２４３ｅ，２４４ａ〜２４４ｅは、符号の末尾のアル
ファベットが対応するもの同士が各々可動子２３０の外
周面上の軸方向同一位置に配置されている。

【００７０】なお、この場合、可動子２３０および可動
子に設けられた支持部１６０ａ〜１６０ｄが第５の実施
の形態における連結部１２０に相当し、可動子２３０、
支持部１６０ａ〜１６０ｄおよび作用部１１０ａ〜１１
０ｄが第５の実施の形態における可動部１１５に相当す
る。

【００７１】次に、このような構成からなる本実施の形
態の作用について説明する。まず、図１５に示すように
可動子２３０を固定子２１０の内部に挿入する。次に、
図１８に示すように、固定電極２１３ａ〜２１３ｄおよ
び作用部１１０ａ〜１１０ｄを電圧印加装置２６０に接
続する。この場合、固定電極２１３ａ〜２１３ｄの電圧
印加装置２６０への配線は、切換スイッチ２６１を切換
えた場合、固定子２１０を回転させる力が作用しないよ
うに行われている。すなわち、図１８において、例えば
切換スイッチ２６１を２６１ａ側に切換えた場合、作用
部１１０ａ〜１１０ｄのすべてに同一の円周方向の力Ｆ
が作用しないように配線されている。ここで、電圧印加
装置２６０の切換スイッチ２６１を高速で切換えると、
第５に実施の形態において説明したのと同様の原理で、
可動子２３０および作用部１１０ａ〜１１０ｄは固定子
２１０の内部で固定子２１０に接触することなく保持さ
れる。

【００７２】次に、図１７（ｂ）に示すように、第１〜
第４電極パタン２４０ａ〜２４０ｄを接地し、第１〜第
４電極パタン２４０ａ〜２４０ｄの電位を０とする。さ
らに図１７（ａ）に示すように、電圧印加装置２６２に
第１〜第４電極パタン２５１〜２５４を接続し、電圧印
加装置２６２の切換スイッチ２６３を２６３ａ，２６３
ｂ，２６３ｃ，２６３ｄの順で順次切換える。そうする
と第２の実施の形態において説明したのと同様の原理
で、可動子２３０は固定子２１０の内部で軸方向に移動
する。

【００７３】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、可動子２３０を固定子２１０の内部で固定子２１０
に接触させることなく軸方向に移動させることができる
ため、可動子２３０と固定子２１０との間に接触に起因
する摩擦力が発生することはなく、可動子２３０を極め
てスムーズに移動させることができる。このため良好な
作動特性を有する静電アクチュエータを得ることができ
る。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の静電アク
チュエータによれば、可動子との固定子との間に全くま
たはほとんど摩擦力が発生しないため、良好な作動特性
を有するアクチュエータを得ることができる。また、可
動子の移動範囲を制限するような軸受けを設ける必要が
ないため、大きな可動範囲を有するアクチュエータを得
ることができる。

【００７５】また、本発明の静電支持機構によれば、固
定電極と可動部の作用部との間に働く静電気力を利用し
て可動部を非接触状態で保持することができるので、固
定電極と可動部との間に接触に起因する摩擦力が発生す
ることはない。このため、可動部を移動させるために必
要とされる力を大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図であって、
静電アクチュエータの軸方向断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面を示す図。

【図３】第１の実施の形態における上部固定子および下
部固定子の内周面の展開図と、可動子の側面図。

【図４】第１の実施の形態における可動子の固定子に対
する放射方向の動きを示す軸方向断面図。

【図５】第１の実施の形態における可動子の固定子に対
する軸方向の動きを示す模式図。

【図６】本発明の第２の実施の形態を示す図であって、
静電アクチュエータの軸方向断面図。

【図７】第２の実施の形態における上部固定子および下
部固定子の内周面の展開図と、可動子の側面図。

【図８】第２の実施の形態における可動子の動きを示す
側面からの部分断面図。

【図９】本発明の第３の実施の形態を示す図であって、
静電支持機構の構成を示す斜視図。

【図１０】固定電極の他の構成を示す断面図。

【図１１】本発明の第３の実施の形態の作用を示す図。

【図１２】本発明の第３の実施の形態の作用を示す図。

【図１３】固定電極および作用部を複数組設けた例を示
す図。

【図１４】本発明の第４の実施の形態の構成および作用
を示す図。

【図１５】本発明の第５の実施の形態の構成を示す分解
斜視図。

【図１６】本発明の第５の実施の形態の構成を示す図で
あって、軸方向に対して垂直方向の断面図。

【図１７】第５の実施の形態における固定子の内周面お
よび可動子の外周面の展開図であって、固定子電極パタ
ンおよび可動子電極パタンと電圧印加装置との接続状態
を示す図。

【図１８】固定電極および作用部の電圧印加装置に対す
る接続状態を示す図。

【符号の説明】

１０，２１０ 固定子 ２２ａ〜２２ｈ，２３ａ〜２３ｈ，・・・ 固定子電極 ３０，２３０ 可動子 ３５，７０，２６２ （静電アクチュエータ用）電圧印
加装置 ４１ａ〜４１ｉ，６１ａ〜６１ｅ 可動子電極 ５１ａ〜５１ｅ，５２ａ〜５２ｅ，・・・ 固定子電極 １０１ａ〜１０１ｄ 固定電極 １０２ａ〜１０２ｄ 凹部 １０３ａ，１０３ｂ 底面 １０４ａ，１０４ｂ，１０５ａ，１０５ｂ 側面 １１０ 作用部 １１１ａ，１１１ｂ 第１作用部電極 １１２ａ，１１２ｂ 第２作用部電極 １１３ａ，１１３ｂ 絶縁層 １１５ 可動部 １２０ 連結部 １７０，１８０，１９０，２６０ （静電支持機構用）
電圧印加装置 ２４１ａ〜２４１ｅ，２４２ａ〜２４２ｅ，・・・ 可
動子電極

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に略円柱形状の空間を形成する内周面
   と、内周面上に設けられた複数の固定子電極とを有する
   固定子と、 前記固定子の内部に配置され、前記固定子の内周面との
   間に所定の間隙が形成される外周面を有し、前記外周面
   上の円周方向に延びる可動子電極を有する可動子と、を
   備え、 前記複数の固定子電極は、軸方向に所定間隔をもって配
   列されるとともに円周方向に延び、これら複数の固定子
   電極に独立して電圧を印加することができるように構成
   されていることを特徴とする静電アクチュエータ。
2. 【請求項２】前記複数の固定子電極は、互いに隣接する
   固定子電極が軸方向および円周方向に所定の間隔をおい
   て配置されることにより全体として螺旋状に配列されて
   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。
3. 【請求項３】前記複数の固定子電極に対して配列方向に
   沿って順次電圧を印加し、これにより前記可動子を前記
   固定子の内部で軸方向に移動させる電圧印加手段を更に
   備えたことを特徴とする請求項１記載の静電アクチュエ
   ータ。
4. 【請求項４】前記螺旋状に配列された複数の固定子電極
   に対して螺旋方向に順次電圧を印加し、これにより前記
   可動子を前記固定子の内部で回転させながら軸方向に移
   動させる電圧印加手段を更に備えたことを特徴とする請
   求項２記載の静電アクチュエータ。
5. 【請求項５】所定の中心点に対して点対称位置に配置さ
   れ、底面および２つの側面を有する凹部が形成された少
   なくとも一対の固定電極と、 前記固定電極の凹部内に各々配置されるとともに前記中
   心点に対して点対称位置に配置された少なくとも一対の
   作用部と、前記一対の作用部を相互に連結する連結部
   と、を有する可動部と、を備え、 前記作用部は、前記底面側に前記底面と所定の間隔をお
   いて設けられた第１作用部電極と、絶縁体を介して前記
   第１作用部電極と反対側に配置された第２作用部電極と
   を有していることを特徴とする静電支持機構。
6. 【請求項６】各固定電極およびこれに対応する作用部の
   第１作用部電極に同一の極性の電圧を印加し、第２作用
   部電極に第１作用部電極と反対の極性の電圧を印加する
   電圧印加手段をさらに備え、 この電圧印加手段により各固定電極およびこれに対応す
   る作用部に電圧を印加することにより、各固定電極が対
   応する作用部に対して前記中心点方向の力を与え、前記
   可動部が一対の固定電極間において非接触状態で保持さ
   れることを特徴とする請求項５記載の静電支持機構。
7. 【請求項７】前記固定電極部の凹部は、その断面形状が
   前記底面側に向って小さくなるように形成されているこ
   とを特徴とする請求項５または６記載の静電支持機構。