JPH10174460A - 浮上型静電アクチュエータ - Google Patents
浮上型静電アクチュエータInfo
- Publication number
- JPH10174460A JPH10174460A JP35268996A JP35268996A JPH10174460A JP H10174460 A JPH10174460 A JP H10174460A JP 35268996 A JP35268996 A JP 35268996A JP 35268996 A JP35268996 A JP 35268996A JP H10174460 A JPH10174460 A JP H10174460A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- stator
- mover
- electrostatic actuator
- pitch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 出力が高く製造コストの安価な静電アクチュ
エータを得る。 【解決手段】 絶縁基板２１の表面に一定のピッチで配
置された駆動用の固定子電極２２を有する固定子２と、
固定子電極２２と微小な空隙を介して対向しかつ絶縁基
板３１の表面に固定子電極と所定の関係を持つピッチで
配置された駆動用の可動子電極３２を有する可動子３と
を備えた静電アクチュエータの固定子を鉛直線の上側
に、可動子を鉛直線の下側に配置し、固定子電極２２ま
たは可動子電極３２のいずれか一方の電極に電気的に接
続された突極電極３３を配置し、他方の電極表面の突極
電極３３と対向する部分に絶縁膜２３を配置した構成に
している。
エータを得る。 【解決手段】 絶縁基板２１の表面に一定のピッチで配
置された駆動用の固定子電極２２を有する固定子２と、
固定子電極２２と微小な空隙を介して対向しかつ絶縁基
板３１の表面に固定子電極と所定の関係を持つピッチで
配置された駆動用の可動子電極３２を有する可動子３と
を備えた静電アクチュエータの固定子を鉛直線の上側
に、可動子を鉛直線の下側に配置し、固定子電極２２ま
たは可動子電極３２のいずれか一方の電極に電気的に接
続された突極電極３３を配置し、他方の電極表面の突極
電極３３と対向する部分に絶縁膜２３を配置した構成に
している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロマシン等
に用いられる静電アクチュエータに関する。
に用いられ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の微小ギャッ
プを保持する構造として図３に示すようなものがある
（たとえば特開昭６４−１２８７７号）。これはフレー
ム５に固定された固定子６、７と回転軸９に取り付けら
れた可動子８をギャップと同寸法の直径をもつ誘導体の
ボール１０もしくは円筒ころを配置して一定のギャップ
を保持したものである。
プを保持する構造として図３に示すようなものがある
（たとえば特開昭６４−１２８７７号）。これはフレー
ム５に固定された固定子６、７と回転軸９に取り付けら
れた可動子８をギャップと同寸法の直径をもつ誘導体の
ボール１０もしくは円筒ころを配置して一定のギャップ
を保持したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
では数多くのボールが可動子に接触しているため、ころ
がり摩擦抵抗が大きくなりモータ出力の低下が大きくな
る。また、複数個の微小なボールの直径が同じでない
と、すべり摩擦の発生や摩擦抵抗の増加がおこる。この
ため、高精度なボールが必要とされコストが著しく高く
なるといった問題があった。そこで、本発明は摩擦抵抗
となる機械的な支持機構を無くすことにより、出力が高
く製造コストの安価な静電アクチュエータを提供するこ
とを目的とする。
では数多くのボールが可動子に接触しているため、ころ
がり摩擦抵抗が大きくなりモータ出力の低下が大きくな
る。また、複数個の微小なボールの直径が同じでない
と、すべり摩擦の発生や摩擦抵抗の増加がおこる。この
ため、高精度なボールが必要とされコストが著しく高く
なるといった問題があった。そこで、本発明は摩擦抵抗
となる機械的な支持機構を無くすことにより、出力が高
く製造コストの安価な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】上記問題点を解決するた
め、本発明は絶縁基板の表面に一定のピッチで配置され
た駆動用の固定子電極を有する固定子と、前記固定子電
極と微小な空隙を介して対向しかつ絶縁基板の表面に前
記固定子電極と所定の関係を持つピッチで配置された駆
動用の可動子電極を有する可動子とを備えた静電アクチ
ュエータにおいて、前記固定子を鉛直線の上側に、前記
可動子を鉛直線の下側に配置し、前記固定子電極または
前記可動子電極のいずれか一方の電極に電気的に接続さ
れた突極電極を配置し、他方の電極表面の前記突極電極
と対向する部分に絶縁膜を配置した構成にしている。こ
のように構成することにより、駆動用の電極間に発生す
る静電吸引力によって可動子が固定子に接近すると、接
触直前に突形電極と絶縁膜間でコロナ放電が起こり、反
発力が発生して可動子は固定子に接触せず鉛直線の下方
に移動する。反発力が発生したと同時に固定子の駆動電
圧を切り替えると１ピッチ分進むことになる。
め、本発明は絶縁基板の表面に一定のピッチで配置され
た駆動用の固定子電極を有する固定子と、前記固定子電
極と微小な空隙を介して対向しかつ絶縁基板の表面に前
記固定子電極と所定の関係を持つピッチで配置された駆
動用の可動子電極を有する可動子とを備えた静電アクチ
ュエータにおいて、前記固定子を鉛直線の上側に、前記
可動子を鉛直線の下側に配置し、前記固定子電極または
前記可動子電極のいずれか一方の電極に電気的に接続さ
れた突極電極を配置し、他方の電極表面の前記突極電極
と対向する部分に絶縁膜を配置した構成にしている。こ
のように構成することにより、駆動用の電極間に発生す
る静電吸引力によって可動子が固定子に接近すると、接
触直前に突形電極と絶縁膜間でコロナ放電が起こり、反
発力が発生して可動子は固定子に接触せず鉛直線の下方
に移動する。反発力が発生したと同時に固定子の駆動電
圧を切り替えると１ピッチ分進むことになる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１は本発明のリニアタイプの浮上
型静電アクチュエータの断面図、図２は図１のＡ−Ａ’
断面における側断面図である。図において、１はフレー
ム、２は固定子、３は可動子、４はガイドである。本発
明の構成は固定子２を鉛直線の上側に設け、鉛直線の下
側に微小間隔を介して可動子３を配置し、図示しない
が、両電極ともそれぞれ２つ置きにグループ化して接続
する３相配線にして電源回路に接続された構成である。
固定子２は絶縁基板２１の表面に短冊状の固定子電極２
２がピッチｐで直線的に（紙面に対して垂直方向に）複
数個配置されている。さらに固定子電極２２の表面の幅
方向の両側にそれぞれ絶縁膜２３がもうけられている。
可動子３は絶縁基板３１の表面に固定子電極２２と同様
にピッチｐの３／４倍のピッチで可動子電極３２がもう
けられている。そして、さらに可動子電極３２の幅方向
の両側に可動子電極３２と電気的に接続された突形電極
３３がもうけられている。突形電極３３は三角形状とし
て先端が線状になるようにしたが、点状になるように角
錐、円錐でもよい。つぎに動作方法について説明する。
可動子電極３２と固定子電極２２に電圧を印加すると、
電圧を印加した相の固定子電極２２と可動子電極３３と
の間に吸引力が働き整列しようとし、ギャップが縮ま
る。すなわち、可動子３は移動方向に移動しながら固定
子２に接近する。固定子電極２２と可動子電極３３とが
接近すると、突形電極３３の部分では線（または点）で
対向しているので、電界が集中しやすくなっている。こ
のため、突形電極３３が絶縁膜２３に接触する前に突形
電極３３と絶縁膜２３との間でコロナ放電が起こる。コ
ロナ放電によって電荷が移動すると互いに極性の等しい
電荷になるためこの部分ではクーロン反発が発生する。
したがって、固定子電極２２と可動子電極３３との間の
ギャップは再び広がり放電は止まる。ここで、電圧印加
を中止すると可動子３は下側に移動する。つぎに、固定
子電極２２の電圧をつぎの相に切り替えることにより、
可動子３は移動方向に動きながら固定子２の固定子電極
２２に接近する。以後順次、電源を印加する相を切り替
えることにより、可動子３は上下しながら固定子電極２
２に接触することなく一方向に移動していく。したがっ
て、従来のようにころがり摩擦抵抗が大きくなりモータ
出力の低下を起こすことがないので高出力のアクチュエ
ータを得ることができる。また、高精度なボールも必要
なくなるので、製造コストを著しく引き下げることがで
きる。なお、本発明の静電アクチュエータは平行に一方
向に移動するリニア型に限ったものではなく、固定子電
極および可動子電極を絶縁円板の表面に放射状に配置す
ることによって、回転型アクチュエータとしても利用可
能である。
基づいて説明する。図１は本発明のリニアタイプの浮上
型静電アクチュエータの断面図、図２は図１のＡ−Ａ’
断面における側断面図である。図において、１はフレー
ム、２は固定子、３は可動子、４はガイドである。本発
明の構成は固定子２を鉛直線の上側に設け、鉛直線の下
側に微小間隔を介して可動子３を配置し、図示しない
が、両電極ともそれぞれ２つ置きにグループ化して接続
する３相配線にして電源回路に接続された構成である。
固定子２は絶縁基板２１の表面に短冊状の固定子電極２
２がピッチｐで直線的に（紙面に対して垂直方向に）複
数個配置されている。さらに固定子電極２２の表面の幅
方向の両側にそれぞれ絶縁膜２３がもうけられている。
可動子３は絶縁基板３１の表面に固定子電極２２と同様
にピッチｐの３／４倍のピッチで可動子電極３２がもう
けられている。そして、さらに可動子電極３２の幅方向
の両側に可動子電極３２と電気的に接続された突形電極
３３がもうけられている。突形電極３３は三角形状とし
て先端が線状になるようにしたが、点状になるように角
錐、円錐でもよい。つぎに動作方法について説明する。
可動子電極３２と固定子電極２２に電圧を印加すると、
電圧を印加した相の固定子電極２２と可動子電極３３と
の間に吸引力が働き整列しようとし、ギャップが縮ま
る。すなわち、可動子３は移動方向に移動しながら固定
子２に接近する。固定子電極２２と可動子電極３３とが
接近すると、突形電極３３の部分では線（または点）で
対向しているので、電界が集中しやすくなっている。こ
のため、突形電極３３が絶縁膜２３に接触する前に突形
電極３３と絶縁膜２３との間でコロナ放電が起こる。コ
ロナ放電によって電荷が移動すると互いに極性の等しい
電荷になるためこの部分ではクーロン反発が発生する。
したがって、固定子電極２２と可動子電極３３との間の
ギャップは再び広がり放電は止まる。ここで、電圧印加
を中止すると可動子３は下側に移動する。つぎに、固定
子電極２２の電圧をつぎの相に切り替えることにより、
可動子３は移動方向に動きながら固定子２の固定子電極
２２に接近する。以後順次、電源を印加する相を切り替
えることにより、可動子３は上下しながら固定子電極２
２に接触することなく一方向に移動していく。したがっ
て、従来のようにころがり摩擦抵抗が大きくなりモータ
出力の低下を起こすことがないので高出力のアクチュエ
ータを得ることができる。また、高精度なボールも必要
なくなるので、製造コストを著しく引き下げることがで
きる。なお、本発明の静電アクチュエータは平行に一方
向に移動するリニア型に限ったものではなく、固定子電
極および可動子電極を絶縁円板の表面に放射状に配置す
ることによって、回転型アクチュエータとしても利用可
能である。
【０００６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば浮上
型として機械的な支持機構をなくしたので、出力が高
く、かつ製造コストの安価な静電アクチュエータを静電
アクチュエータを得る効果がある。
型として機械的な支持機構をなくしたので、出力が高
く、かつ製造コストの安価な静電アクチュエータを静電
アクチュエータを得る効果がある。
【図１】 本発明の浮上型静電アクチュエータを示す断
面図である。
面図である。
【図２】 本発明を示す図１のＡ−Ａ’断面における側
断面図である。
断面図である。
【図３】 従来の静電アクチュエータを示す断面図であ
る。
る。
１、５：フレーム ２、６、７：固定子 ２１：絶縁基板 ２２：固定子電極 ２３：突形電極 ３、８：可動子 ３１：絶縁基板 ３２：可動子電極 ３３：絶縁膜 ４：ガイド ８：可動子 ９：回転軸 １０：ボール
Claims (3)
- 【請求項１】 絶縁基板の表面に一定のピッチで配置さ
れた駆動用の固定子電極を有する固定子と、前記固定子
電極と微小な空隙を介して対向しかつ絶縁基板の表面に
前記固定子電極と所定の関係を持つピッチで配置された
駆動用の可動子電極を有する可動子とを備えた静電アク
チュエータにおいて、 前記固定子を鉛直線の上側に、前記可動子を鉛直線の下
側に配置し、前記固定子電極または前記可動子電極のい
ずれか一方の電極に電気的に接続された突極電極を配置
し、他方の電極表面の前記突極電極と対向する部分に絶
縁膜を配置したことを特徴とする浮上型静電アクチュエ
ータ。 - 【請求項２】 前記固定子電極および可動子電極が直線
状に配置されている請求項１記載の浮上型静電アクチュ
エータ。 - 【請求項３】 前記固定子電極および可動子電極が放射
状に配置されている請求項１記載の浮上型静電アクチュ
エータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35268996A JPH10174460A (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 浮上型静電アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35268996A JPH10174460A (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 浮上型静電アクチュエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10174460A true JPH10174460A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=18425770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35268996A Pending JPH10174460A (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 浮上型静電アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10174460A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130134830A1 (en) * | 2010-01-14 | 2013-05-30 | Omron Corporation | Electrostatic induction power generator |
-
1996
- 1996-12-13 JP JP35268996A patent/JPH10174460A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130134830A1 (en) * | 2010-01-14 | 2013-05-30 | Omron Corporation | Electrostatic induction power generator |
| US9496807B2 (en) * | 2010-01-14 | 2016-11-15 | Omron Corporation | Electrostatic induction power generator |
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