JPS63136978A - 静電アクチユエ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は静電力を用いて可動子を８ｉＩｌｌさせる静電
アクチュエータに関するものである。

［従来の技術］ 従来のアクチュエータは主として電磁力を利用したもの
であり、その特質上電磁コイルや永久磁石等を備えなけ
ればならず、構造が複雑で、また消費電力も非常に大き
く、アクチュエータからの発熱量も大きかった。そこで
、小型で効率のよいアクチュエータとして静電力を用い
るものが提案されている。

この従来のアクチュエータの構成例を第４図に示す。

第４図において、従来のアクチュエータはφＡ１１．１
７、φＢ１５、φＣ１３の３相の電極を所定の間隔で配
設した固定子１と、その固定子１の電極配設面と対向す
る面に所定間隔で不図示の電極が配設され、固定子１と
一定間隙を保ち相対的移動が可能な可動子３から構成さ
れている。

固定子１の各電極は可動子３の移動方向に平行に配設さ
れた電極幹線と、該電極幹線より、可動子３の移動方向
に直交する方向に配設した電極支線とからなり、駆動回
路４により信号線５，６゜７を介してφＡ、φＢ、φＣ
の３組の電圧を印加し、順次切換えていくことにより、
可動子３を移動させる。

［発明が解決しようとする問題点コ ここで、φＡ、φＢ、φＣの各電極は可動子３の進行方
向（図示の矢印Ａ又はＢ方向）の中心線に対して、対称
に配置されていないため、例えばφＢ相に電圧が印加さ
れた場合、駆動力は可動子３の中心に作用しないので、
可動子３を回転させるモーメント成分が生じる。そのた
め、可動子３の案内支持が堅固でないと円滑な移動が出
来ないという不都合が生じていた。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上述の問題点を解決し、より円滑な穆勤が可
能な静電アクチュエータを提供することを目的として成
されたものである。

上述の目的を達成するために、本発明の一実施例は以下
の構成を備える。

即ち、少なくともφＡ、φＢ、φＣの３相からなる複数
相の電極を所定の間隔で配設した固定子と、該固定子と
所定の間隔を保って相対的に移動可能な可動子とにより
構成され、固定子の電極は該電極部長手軸を中心として
対称に配設され同相の電極は互いに電気的に接続されて
おり、各相毎に順次電圧を印加して該固定子と可動子間
に発生する静電力により可動子を移動させる構成より成
る。

［作用］ 以上の構成において、可動子の進行方向以外に発生する
駆動力は相殺され、結果として駆動力は可動子の進行方
向のみに作用するので、円滑な移動が可能となる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明に係る一実施例を詳細に説
明する。

本発明に係る一実施例は、上述の第４図に示した構成よ
り成り、固定子１の電極パターンを第１図に示す様に可
動子３の移動方向の中心線に対して対称なパターンとし
たものである。このため、第１図と共に第４図も参照し
て以下説明する。

駆動回路４の３相の駆動出力であるφＡ５を第１図の２
１．２４．２７の各電極に、φＢ６を２２．２８の各電
極に、φＣ７を２３．２５の各電極にそれぞれ接続する
。第１図図示の如く本実施例の電極パターンは、１点鎖
線で示す長手軸（可動子３の移動方向中心線）に対して
左右対称になるようバターニングされている。この様に
左右対称にバターニングしたのは、固定子１の各相の電
極に順次電圧を印加し、静電力により固定子と可動子の
電極間に発生する吸引力によって可動子を移動させる際
、可動子３の進行方向以外に発生する駆動力を相殺する
ためであり、結果として駆動力は可動子の進行方向のみ
に作用するので、円滑な移動が可能となる。このため、
従来の如く可動子３がふらつき、例えば不図示の固定子
１の側壁に接触する等して、うまく移動できない等の不
具合を除去することができる。

また、第４図の他の構成において、１は固定子でその表
面に電極２が形成されている。固定子１にはガラスを使
用し、その表面に電極パターンを蒸着して形成している
。この電極のバターニングはエツチング等、種々の方法
を取ることができる。また、固定子１はガラスに限るも
のではなく、絶縁性のあるものであればプラスチックス
やセラミックス等であってもよい、なお、電極にはＣｒ
を用いているが、Ａｇ、Ａｕ、ＡＪＩ、Ｃｕ等の各種導
電性金属やＴｉ、Ｔａ　（タンタル）等の高融点金属を
用いてバターニングしてもよい。

また、３は固定子１の対向面に電極を備えた可動子であ
り、本実施例では可動子３としてガラスを用いている。

この可動子３はガラスに限るものではなく、絶縁性を有
するものであればよくフェノール樹脂等のプラスチック
スやセラミックス等で形成することもできる。

可動子３の電極パターンの例を第２図に示す。

可動子３の電極９は図示の如く一定の間隔を有するスリ
ット状に形成されている。なお、８はこの電極９を所定
電位に保つためのリード線である。

この可動子３と固定子１間は、不図示の両者を所定間隙
に保持するための保持手段により一定間隙に保たれ、第
４図の矢印Ａ又は矢印Ｂ方向に移動可能に構成されてい
る。

なお、本実施例においては、可動子３の電極９はリード
線８により接地電位に保持されている。

この駆動回路４による可動子１の電極への電圧印加タイ
ミングを第３図（ａ）、（ｂ）に示す。

ここで第３図（ａ）は、各相（各電極）に（０／＋Ｖ）
Ｖのパルス状電圧を印加した場合、第３図（ｂ）は（＋
Ｖ／−Ｖ）Ｖの交流電圧を印加した場合を示している。

φＡ（５）、φＢ（６）、φＣ（７）の各相に第３図（
ａ）に示すようなパルス状の電圧（横軸は時間ｔを表わ
す）を加えると、固定子１の＋Ｖの電圧のかかつている
電極と、可動子３の電極９との間に吸引力が働き、可動
子３は印加電圧の相順の方向（今の場合、第１図の矢印
Ａの方向）に印加電圧の周波数に同期して駆動される。

第３図（ｂ）に示す交流電圧を印加しても同様である。

また、相順は、Ａ、で、Ｂ、λ、Ｃ１百、Ａ・・・（−
は１８０°位相のずれたものを意味する）とすれば、よ
り円滑な駆動が可能である。逆方向（矢印Ｂ方向）に可
動子３を動かすには、印加電圧の相順を逆にしてやれば
よく、実施例の場合、３相のうちの２相を入れ換えてや
ればよい。

また、相数は３相に限るものではなく、移動電界を発生
させられるものであれば何相でも構わない。

また、本発明に係る他の実施例として、固定子１の他の
電極パターン形状の例を第５図に示す。

第１図と同様に電極は、可動子１の電極長手軸（１点鎖
線図示軸）を中心として対称に配置されている。電極形
状は、電極幹線３７から電極支線３８が矢羽根状に一方
向にのみ出ており、隣接する電極とは互いに独立してい
るので、隣接電極との位相のずれ量や電極支線の幅等も
独立に変えられるという利点がある。

以上の説明は、電極への印加電圧は３相の例について説
明したが、本発明はこれに限るものではなく、３相以上
の複数相で駆動する場合にも、同様に固定子電極を対称
に配設することにより、可動子の傾きがなく円滑な駆動
が可能になる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、固定子の電極パタ
ーンを長手軸に対して対称に配置することにより、常に
可動子の８動方向のみに駆動力が傾き、可動子の傾き等
が生ずることなく、円滑な駆動ができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る一実施例の固定子電極パターン例
を示す図、 第２図は本実施例の可動子電極パターンを示す図、 タイミングチャート、 第４図は一般的な静電アクチュエータの斜視図、 第５図は本発明に係る他の固定子電極パターン例を示す
図である。 図中、１・・・固定子、２．９・・・電極パターン、３
・・・可動子、４・・・駆動回路、３７・・・電極幹線
、３８・・・電極支線である。 特許出願人　　　　　キャノン株式会社−沃 一〕 」 プ 第２図 （ａ　）　　　　　　　　　　　　（ｂ）第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくともφＡ、φＢ、φＣの３相からなる複数
   相の電極を所定の間隔で配設した固定子と、該固定子と
   所定の間隔を保つて相対的に移動可能な可動子とにより
   構成され、前記固定子の電極は該電極部長手軸を中心と
   して対称に配設され同相の電極は互いに電気的に接続さ
   れており、各相毎に順次電圧を印加して該固定子と前記
   可動子間に発生する静電力により前記可動子を移動させ
   ることを特徴とする静電アクチュエータ。
2. （２）可動子の固定子電極対向面に所定間隔で電極を配
   設し、固定子と該可動子の電極間に発生する吸引力によ
   り前記可動子を移動させることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の静電アクチュエータ。