JPS6395863A - Electrostatic actuator - Google Patents

Electrostatic actuator

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Publication number
JPS6395863A
JPS6395863A JP24124686A JP24124686A JPS6395863A JP S6395863 A JPS6395863 A JP S6395863A JP 24124686 A JP24124686 A JP 24124686A JP 24124686 A JP24124686 A JP 24124686A JP S6395863 A JPS6395863 A JP S6395863A
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JP
Japan
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stator
electrode
movable element
electrodes
guide
Prior art date
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Pending
Application number
JP24124686A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Yuasa
聡 湯浅
Masato Niibe
正人 新部
Yasuhiko Ishiwatari
恭彦 石渡
Tomoji Komata
小俣 智司
Tetsuya Yano
哲哉 矢野
Hiroshi Yoneda
弘 米田
Eigo Kawakami
英悟 川上
Nobuo Watanabe
信男 渡辺
Hiroyasu Nose
博康 能瀬
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPS6395863A publication Critical patent/JPS6395863A/en
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Abstract

PURPOSE:To make a device of a light weight and miniaturize it, by providing an electrostatic actuator with guiding electrodes, or making electrode patterns for drive serve as electrodes for guide, too. CONSTITUTION:An electrostatic actuator is provided with a stator 1 and a movable element 2, and on the surface of the stator 1, main line electrodes 3-6 and branch line electrodes 3a-6a extended orthogonally to the electrodes 3-6 are formed as patterns. In this case, guide electrodes 7-8 are arranged. Besides, in order to retain the stator 1 and the movable element 2 with a specified space between them, balls 9 are arranged in guide grooves 10 of the stator 1, and the movable element 2 is composed to be moved in the directions of A, B shown in the figure. The drive electrodes 3-6 of the stator 1 are driven by three-phase driving pulses. Then, by using an attracting force due to an electrostatic force generated between the guide electrodes 7-8, positioning at specified positions can be performed.

Description

【発明の詳細な説明】 [a業上の利用分野] 本発明は静電力を用いて可動子を移動させる静電アクチ
ュエータに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electrostatic actuator that moves a mover using electrostatic force.

[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
いものであった。このため、アクチュエータよりの発熱
量も大きかった。
[Prior Art] Conventional actuators mainly utilize electromagnetic force, and due to their characteristics, they must be equipped with electromagnetic coils, permanent magnets, etc., resulting in complex structures and extremely large power consumption. Ta. Therefore, the amount of heat generated by the actuator was also large.

この電磁力を利用したもの以外として静電力を利用した
アクチュエータも考えられるが、静電力を利用したアク
チュエータの空隙の単位面積当りに貯えられるエネルギ
ーは、電磁力と比較して約10−4〜10−5 程度と
小さいため、あまり実用化されていない。
In addition to electromagnetic force, actuators that use electrostatic force can also be considered, but the energy stored per unit area of the gap in actuators that use electrostatic force is about 10-4 to 10% compared to electromagnetic force. Since it is small at around -5, it has not been put into practical use much.

しかし、これは空隙に貯えられるエネルギーで比較した
ためで、空隙を非常に狭くした場合には静電力でも電磁
力に匹敵する出力を期待できる。
However, this is because the comparison was based on the energy stored in the air gap, and if the air gap is made very narrow, it can be expected that electrostatic force will produce an output comparable to electromagnetic force.

また、小型化にも非常に適している。これは、電磁力の
場合には磁界を空隙に導くヨーク、磁界発生のためのコ
イル等の重量比がかなり大きく、それに対して静電力の
場合は電極を用意するだけで済むため、非常に軽量化で
きるためである。
It is also very suitable for miniaturization. This is because in the case of electromagnetic force, the weight ratio of the yoke that guides the magnetic field into the air gap, the coil for generating the magnetic field, etc. is quite large, whereas in the case of electrostatic force, only the electrodes are required, so it is extremely lightweight. This is because it can be converted into

[発明が解決しようとする問題点] しかし、小型のアクチュエータを製作しようとした場合
には、固定子と可動子との相対的な位置合わせに非常な
正確さが要求される。即ち、固定子と可動子との相対位
置を静電力の発生に関してもつとも有効な関係に保つこ
とが必要である。小型化の度合の大きいものは従来の電
磁型のアクチュエータ等で用いられてきたベアリング等
のガイド機構では必要精度の位置決めはできず、また、
ガイド機構との摩擦負荷等も無視することができなかっ
た。精密用途には鉱石軸受等を用いることもできるが、
アクチュエータの特性は組み立て精度に犬ぎく依存する
ことになる。
[Problems to be Solved by the Invention] However, when attempting to manufacture a small-sized actuator, extremely high accuracy is required in the relative positioning of the stator and mover. That is, it is necessary to maintain the relative positions of the stator and mover in an effective relationship with respect to the generation of electrostatic force. If the degree of miniaturization is large, guide mechanisms such as bearings used in conventional electromagnetic actuators cannot provide the necessary positioning accuracy, and
Frictional loads with the guide mechanism, etc., could not be ignored. Although ore bearings etc. can be used for precision applications,
Actuator characteristics are highly dependent on assembly accuracy.

このため、従来は、小型高精度で相対的な位置決めする
ことが非常に困難であった。
For this reason, conventionally, it has been extremely difficult to perform relative positioning with small size and high precision.

[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、小型かつ構成の簡単
な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。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been accomplished with the object of solving the above-mentioned problems and providing an actuator that is small and has a simple configuration.

上述の目的を達成するため、本発明の一実施例は以下の
構成を備える。
In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention includes the following configuration.

即ち、複数の駆動用電極部を所定の間隔で配設した固定
子と、該固定子と所定の間隙を保って相対的に移動可能
な該固定子の駆動用電極部配設対向面に所定間隔で配設
された駆動用電極部を有する可動子とから構成される静
電アクチュエータであって、少なくとも1つの可動子と
固定子それぞれの対向面位置に該可動子の移動方向に略
平行なガイド用電極部を備える。
That is, a stator in which a plurality of drive electrode parts are arranged at predetermined intervals, and a drive electrode part of the stator that is movable relative to the stator while maintaining a predetermined gap are provided on an opposing surface. An electrostatic actuator is an electrostatic actuator comprising a movable element having driving electrode portions arranged at intervals, and at least one movable element and a stator having electrodes substantially parallel to the moving direction of the movable element on opposing surfaces of each of the stator and the movable element. Equipped with a guide electrode section.

[作用] 以上の構成において、ガイド用電極間に発生する静電力
による吸引力を利用して、固定子と可動子との相対位置
をガイド用電極パターンで決められる所定位置に位置決
めする。
[Operation] In the above configuration, the relative positions of the stator and the movable element are positioned at predetermined positions determined by the guide electrode pattern using the attractive force caused by the electrostatic force generated between the guide electrodes.

[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。
[Example] Hereinafter, an example according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[第1実施例] 第1図は本発明に係る一実施例の斜視図であり、図中、
1は固定子、2は可動子、3はφAの一方幹線1を極、
3aはφAの一方幹線電極3より直交する方向に伸びる
φA用枝線電極、4はφBの幹線電極、4aはφBの幹
線電極4より直交する両方向に伸びるφB用枝線電極、
5はφCの幹線電極、5aはφCの幹線電極5より直交
する両方向に伸びるφC用技線電極、6はφAの他方幹
線電極、6aはφAの他方幹線電極6より直交する方向
に伸びるφA用技線電極、7及び8はガイド用電極であ
る。
[First Embodiment] FIG. 1 is a perspective view of an embodiment according to the present invention, and in the figure,
1 is the stator, 2 is the mover, 3 is the main line 1 of φA as the pole,
3a is a branch electrode for φA that extends in a direction perpendicular to one main electrode 3 of φA, 4 is a main electrode for φB, and 4a is a branch electrode for φB that extends in both directions perpendicular to the main electrode 4 of φB.
5 is the main line electrode of φC, 5a is the technical line electrode for φC that extends in both directions orthogonal to the main line electrode 5 of φC, 6 is the other main line electrode of φA, and 6a is the other main line electrode for φA that extends in the direction orthogonal to the other main line electrode 6 of φA. The technical line electrodes 7 and 8 are guide electrodes.

この固定子1表面の電極パターンの構成例を第2図に示
す。このように本実施例では、固定子1の駆動電極は3
相の駆動パルスで駆動される。なお、相数はこれに限る
ものではなく、更に相数を増加させることにより、より
滑らかな動きが得られる。
An example of the structure of the electrode pattern on the surface of the stator 1 is shown in FIG. In this way, in this embodiment, the stator 1 has three drive electrodes.
Driven by phase drive pulses. Note that the number of phases is not limited to this, and smoother movement can be obtained by further increasing the number of phases.

本実施例においては、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
極のパ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、A文、Cu等の各種導電性金属や
7i、Ta(タンタル)等の高融点金属、または5n0
2、酸化インジウム錫等の無機導電体、ポリピロール、
ポリアニリン等の有機導電体等を夫々に好適な手段例え
ば蒸着、スパッタリング等用いてパターニングすればよ
い。
In this embodiment, the stator 1 is made of glass, and an electrode pattern is formed on its surface by vapor deposition. Various methods such as etching can be used for patterning this electrode. Further, the stator 1 is not limited to glass, and may be made of plastics, ceramics, or the like as long as it has insulation properties. Note that although Cr is used for the electrode, various conductive metals such as Ag, Au, A-type, Cu, high melting point metals such as 7i, Ta (tantalum), or 5n0
2. Inorganic conductors such as indium tin oxide, polypyrrole,
An organic conductor such as polyaniline may be patterned using a suitable method such as vapor deposition or sputtering.

9は固定子1と可動子3を所定の間隙に保持するための
案内溝10内に不図示の保持手段により図示の位置に転
勤自在に保持されているボールであり、これらにより可
動子2は図の矢印A又は矢印B方向に穆勤可能に構成さ
れている。
Reference numeral 9 denotes a ball which is held movably in the illustrated position by a holding means (not shown) in a guide groove 10 for holding the stator 1 and the movable element 3 at a predetermined gap. It is configured to be able to work in the direction of arrow A or arrow B in the figure.

第1図の可動子2の固定子電極対向面には電極パターン
が形成されており、本実施例では可動子2としてガラス
を用いている。この可動子2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。
An electrode pattern is formed on the surface of the movable element 2 shown in FIG. 1 facing the stator electrodes, and in this embodiment, the movable element 2 is made of glass. The movable member 2 is not limited to glass, but may be made of any insulating material, such as plastics such as phenol resin, ceramics, or the like.

可動子2の電極パターンの例を第3図に示す。An example of the electrode pattern of the mover 2 is shown in FIG.

可動子2の電極は図示の如く一定の間隔を有するスリッ
ト状の駆動電極部23、両サイドのガイド用電極部21
.22より構成されており、ガイド用電極部21.22
は固定子1のガイド用電極7.8の対向位置にパターニ
ングされている。
As shown in the figure, the electrodes of the movable element 2 include a slit-shaped drive electrode part 23 having a constant interval, and guide electrode parts 21 on both sides.
.. 22, the guide electrode part 21.22
are patterned at positions facing the guide electrodes 7.8 of the stator 1.

本実施例においては、固定子1の各幹線及びガイド用電
極のパターン幅と可動子2のガイド用電極部21.22
のパターン幅を同一とし、固定子1と可動子2との駆動
用電極のパターンピッチの比を3;4としている。これ
は、可動子2の電極のピッチを固定子1の電極のピッチ
と多少ずらしておくと始動性がよくなるためである。こ
のパターンピッチ及び間隙を微小化することにより、可
動子2上に発生するトルクはより大きなものとなる。
In this embodiment, the pattern width of each main line and guide electrode of the stator 1 and the guide electrode portion 21, 22 of the movable element 2 are
The pattern widths of the driving electrodes of the stator 1 and the movable element 2 are set to have the same pattern pitch ratio of 3:4. This is because if the pitch of the electrodes of the movable element 2 is slightly different from the pitch of the electrodes of the stator 1, startability will be improved. By making the pattern pitch and gap smaller, the torque generated on the movable element 2 becomes larger.

また、各電極面表面に、電極が露出した状態でなく、表
面保護、アクチュエータ特性の改善等の目的のために誘
電体層を設けても良い。
Furthermore, a dielectric layer may be provided on each electrode surface for the purpose of protecting the surface, improving actuator characteristics, etc., instead of leaving the electrode exposed.

以上の構成より成る本実施例の固定子1のガイド用電極
7.8を接地電位に保持し、駆動用電極である電極φA
3,6、φB4、φC5の各相に第4図に示すようなパ
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+■の電圧のかかつている電極と、可動子2の
駆動電極23との間に吸引力が働き、可動子2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。
The guide electrodes 7.8 of the stator 1 of this embodiment having the above configuration are held at ground potential, and the electrode φA which is the drive electrode
When a pulse voltage as shown in Fig. 4 (the horizontal axis represents time t) is applied to each phase of 3, 6, φB4, and φC5, the electrodes on stator 1 to which the voltage of +■ is applied and the movable An attractive force acts between the movable element 2 and the drive electrode 23, and the movable element 2 is driven in the phase sequence direction of the applied voltage (in this case, the direction of arrow A in Fig. 1) in synchronization with the frequency of the applied voltage. be done.

但し、相順はA、亡、B、λ、C1百、A・・・(−は
180°位相のずれたものを意味する)が望ましい。逆
方向(矢印B方向)に可動子2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、相数は移wJ
電界を発生させられるものであれば信相でも構わない。
However, it is preferable that the phase order is A, phase, B, λ, C100, A... (- means a phase shift of 180°). To move the movable element 2 in the opposite direction (arrow B direction), the phase order of the applied voltages may be reversed, and in the case of the embodiment, two of the three phases may be replaced. Also, the number of phases is shifted wJ
A signal source may be used as long as it can generate an electric field.

このとき、本実施例は第5図に示す等価回路の状態とな
る。ここで、C3,C4,C5,CBはそれぞれ駆動電
極3a、4a、5a、6aと電極23間のキャパシタン
ス、C7はガイド用電極7と21間のキャパシタンス、
CBはガイド用電極7と22間のキャパシタンスを表わ
している。
At this time, the present embodiment enters the state of the equivalent circuit shown in FIG. Here, C3, C4, C5, CB are the capacitances between the drive electrodes 3a, 4a, 5a, 6a and the electrode 23, respectively, C7 is the capacitance between the guide electrodes 7 and 21,
CB represents the capacitance between the guide electrodes 7 and 22.

また、SWt、SW2、SW3はそれぞれφA3φB、
φCの駆動制御回路を模式的に表わしたものである。
Also, SWt, SW2, and SW3 are φA3φB, respectively.
This is a schematic representation of the drive control circuit for φC.

第5図において、SW2が電源V側に接続された、駆動
用電極φBへの駆動電圧印加状態を例に説明すると、ア
クチュエータの合成容量成分が最大に成るように動作す
る。即ち、C4、C7、C8の合成キャパシタンスが最
大になる様な力が働く。ここで、C4の変化は主に可動
子2の駆動方向への移動が寄与するものであり、C7、
C8の変化は主に駆動方向と直交する方向(ガイド電極
配設方向)への可動子2の移動が寄与する。即ち、本実
施例の様に07、C8を形成することにより、可動体2
はガイド用電極7と21.8と22間の対向する面積が
最大になるよう駆動される。このため、固定子1と可動
子2とを機械的な横方向への(駆動方向直交方向への)
ずれ防止ガイド機構等を設けることなく、両ガイド電極
7と21.8と22間に働く静電力により、電極配設位
置により決まる所定位置に位置決めされる。
Referring to FIG. 5, taking as an example a state in which a driving voltage is applied to the driving electrode φB in which SW2 is connected to the power supply V side, the actuator operates so that the combined capacitance component of the actuator becomes maximum. That is, a force acts such that the combined capacitance of C4, C7, and C8 is maximized. Here, the change in C4 is mainly caused by the movement of the mover 2 in the driving direction, and C7,
The change in C8 is mainly caused by the movement of the movable element 2 in the direction perpendicular to the drive direction (guide electrode arrangement direction). That is, by forming 07 and C8 as in this embodiment, the movable body 2
are driven so that the opposing area between guide electrodes 7, 21, 8, and 22 is maximized. For this reason, the stator 1 and the mover 2 are moved in the mechanical lateral direction (in the direction perpendicular to the driving direction).
The electrostatic force acting between the guide electrodes 7, 21, 8, and 22 allows the guide electrodes to be positioned at a predetermined position determined by the electrode arrangement position without providing a guide mechanism for preventing displacement.

なお、第4図には矩形波の互いにオーバーラツプしない
3相パルスを示したが、駆動電圧波形は特に矩形波であ
る必要はなく、また、各相がオーバーラツプしてもよい
Although FIG. 4 shows three-phase pulses of rectangular waves that do not overlap with each other, the drive voltage waveform does not necessarily have to be a rectangular wave, and each phase may overlap.

ここでは、駆動電極各相(各電極)に(0/+V)Vの
パルス状電圧を印加した場合を説明したが、電極印加波
形はこれにかぎるものではなく、(+V/−V)Vの交
流電圧を印加しても、又、低電位VLと高電位vHとの
間を変化するような駆動波形を用いることが可能である
Here, we have explained the case where a pulse voltage of (0/+V)V is applied to each phase (each electrode) of the drive electrode, but the electrode application waveform is not limited to this. Even if an alternating current voltage is applied, it is also possible to use a drive waveform that changes between a low potential VL and a high potential VH.

なお、上述の駆ff!/J電極印加電圧波形(駆動パル
ス)をオーバラップする方法、あるいは、電極に常時V
L(VLf−0)以上の電圧を印加する制御方法は、第
5図に示すC7、C8に常時一定値以上の電圧を印加す
ることを補償するものであり、本発明の実施態様の好ま
しい形態である。
In addition, the above-mentioned Kiki ff! /J A method of overlapping the voltage waveform (drive pulse) applied to the electrode, or a method of constantly applying V to the electrode.
The control method of applying a voltage equal to or higher than L(VLf-0) is to compensate for the constant application of a voltage equal to or higher than a certain value to C7 and C8 shown in FIG. 5, and is a preferred embodiment of the present invention. It is.

[第2実施例コ 以上の説明は、固定子1側に特別のガイド電極7.8を
設けた例を説明したが、本発明はこれに限るものではな
く、第2図に示すガイド用電極7.8を省略することも
できる。
[Second Embodiment] Although the above description has been given of an example in which special guide electrodes 7 and 8 are provided on the stator 1 side, the present invention is not limited to this, and the guide electrodes shown in FIG. 7.8 can also be omitted.

この固定子1側のガイド用電極7.8を省略した場合に
は、可動子2側の電極パターンを第6図に示す電極パタ
ーンとする。
If the guide electrodes 7.8 on the stator 1 side are omitted, the electrode pattern on the movable element 2 side will be the electrode pattern shown in FIG.

第6図において、24〜27はガイド電極パターンであ
り、ガイド電極24は固定子1のφAの一方幹線電8i
3、ガイド電極25はφBの幹線電極4、ガイド電極2
6はφCの幹線電極5、ガイド電8i27はφAの他方
幹線電極6のそれぞれの対向面位置に同じパターン幅と
なるよう配設されており、駆動用電極パターン23aは
第3図に示す駆動用電g!23と同ピツチ、同パターン
幅で配設されている。そして、以上の電極パターンを有
する可動子2の各電極を接地電位に保持すればよい。こ
の接地電位への保持は、不図示の信号線を電極に接続し
て、該信号線を介して保持しても、又、第1図のボール
10を導電性材料で形成し、少なくとも溝10底部を導
電性としてここを接地電位に保ち、可動子2のボール9
接触位置にこの電極パターンを延長し、ボール9を介し
て接地電位に保持してもよい。
In FIG. 6, 24 to 27 are guide electrode patterns, and the guide electrode 24 is one of the main power lines 8i of φA of the stator 1.
3. The guide electrode 25 is the main electrode 4 of φB, and the guide electrode 2
Reference numeral 6 denotes the main electrode 5 of φC, and the guide electrode 8i 27 is arranged so that the pattern width is the same at the opposite surface position of the other main electrode 6 of φA, and the driving electrode pattern 23a is the driving electrode pattern 23a shown in FIG. Electric g! They are arranged at the same pitch and pattern width as 23. Then, each electrode of the movable element 2 having the above electrode pattern may be maintained at the ground potential. This ground potential can be maintained by connecting a signal line (not shown) to the electrode and holding it via the signal line, or by forming the ball 10 in FIG. Make the bottom conductive and keep it at ground potential, and connect the ball 9 of the mover 2.
This electrode pattern may be extended to the contact position and held at ground potential via the ball 9.

そして、固定子1の各駆動用電極には第1実施例と同様
の駆動電位、例えば第4図に示す駆動電位を与えること
により、第1図矢印A方向に横ぶれを起すことなく移動
させることができる。
Then, by applying the same drive potential as in the first embodiment, for example, the drive potential shown in FIG. 4, to each drive electrode of the stator 1, the stator 1 is moved in the direction of the arrow A in FIG. 1 without causing lateral wobbling. be able to.

この時の等価回路を第7図に示す。The equivalent circuit at this time is shown in FIG.

ここで、第5図と同様C3゜s、C4,C5は、それぞ
れ第2図に示す固定子1の駆動電極3a及び6a、4a
、5aと可動子2の各駆動用電極23a間の対向部分の
持つキャパシタンスを示す。一方、C′sea + C
’ 4 + C’ 5は固定子1のφAの一方幹線電極
3及びφAの他方幹線電極6と可動子2のガイド電極2
4と27間、φBの幹線電極4とガイド用電極25、φ
Cの幹線電極5とガイド用電極26間の各電極の対向部
分の持つキャパシタンスを示している。なお、SWI〜
SW3は第5図と同様である。
Here, as in FIG. 5, C3°s, C4, and C5 are the drive electrodes 3a, 6a, and 4a of the stator 1 shown in FIG. 2, respectively.
, 5a and each drive electrode 23a of the movable element 2. On the other hand, C'sea + C
' 4 + C' 5 is one main line electrode 3 of φA of stator 1 and the other main line electrode 6 of φA and guide electrode 2 of mover 2
Between 4 and 27, φB main electrode 4 and guide electrode 25, φ
The capacitance of the opposing portion of each electrode between the main electrode 5 and the guide electrode 26 of C is shown. In addition, SWI~
SW3 is the same as that shown in FIG.

図示の如く本例においても、主に可動子2の駆動方向へ
の8勤が寄与するC3゜a、C4,C5と、主に駆動方
向と直交する方向(ガイド電極24〜27配設方向)へ
の可動子2の移動が寄与するC′3゜a、C’ 4.C
’ 5がそれぞれ並行に入っている。このため、固定子
1側に特別なガイド電極を設けなくとも、駆動用電極の
幹線電極パターンを利用して同様の効果を得ることがで
きる。
As shown in the figure, in this example as well, C3°a, C4, and C5 mainly contribute to the 8th shift in the driving direction of the mover 2, and the direction mainly perpendicular to the driving direction (guide electrodes 24 to 27 arrangement direction). The movement of the mover 2 contributes to C'3°a, C'4. C
' 5 are in parallel. Therefore, the same effect can be obtained by using the main electrode pattern of the drive electrode without providing a special guide electrode on the stator 1 side.

[第3実施例] 以上の説明は全て可動子が直線運動を行なうものについ
て行なったが、本発明は直線運動に限るものではなく、
回転運動に応用することもできる。この可動子が回転運
動をする場合における本発明に係る他の実施例を第8図
、第9図に示す。
[Third Embodiment] Although all of the above explanations have been made regarding movable elements that perform linear motion, the present invention is not limited to linear motion.
It can also be applied to rotational motion. Another embodiment of the present invention in which the movable element rotates is shown in FIGS. 8 and 9.

第8図は固定子側の電極パターンを、第9図は可動子側
の電極パターンを示している。
FIG. 8 shows the electrode pattern on the stator side, and FIG. 9 shows the electrode pattern on the mover side.

図中31は固定子、32は固定子1の軸受3゜に回転!
i[1145により回転自在に軸支され、固定子31と
所定の間隙を持って支持されている可動子である。
In the figure, 31 is the stator, and 32 is the bearing of stator 1, which rotates 3 degrees!
It is a movable element rotatably supported by i[1145 and supported with a predetermined gap from the stator 31.

可動子32の固定子31対向面には第9図に示す如くの
ガイド電極パターン41〜44及び回転軸45を中心と
して放射上に所定ピッチで駆動電極パターン44が配設
されている。一方、固定子31の可動子32対向面には
第8図に示す如く、φAの一方電極34、φB電極35
、φC電極36、φAの他方電8i37及びガイド電極
パターン37〜40が図示の如く配設されており、各駆
動電極33〜36は軸受30を中心とした放射線上に並
ぶことなく同心円周上に所定間隔つづずれて配設されて
いる。そして、可動子32の駆動電極44は可動子32
がいずれの位置にあっても固定子31上の各駆動電極3
3〜36のいずれかと対峙する様構成されている。
On the surface of the movable element 32 facing the stator 31, guide electrode patterns 41 to 44 as shown in FIG. 9 and drive electrode patterns 44 are arranged radially at a predetermined pitch around the rotating shaft 45. On the other hand, on the surface of the stator 31 facing the movable element 32, as shown in FIG.
, φC electrode 36, φA other electrode 8i37, and guide electrode patterns 37 to 40 are arranged as shown in the figure, and each drive electrode 33 to 36 is arranged on a concentric circumference without being lined up on a radial line centered on the bearing 30. They are arranged at predetermined intervals. The drive electrode 44 of the movable element 32 is connected to the movable element 32.
Each drive electrode 3 on the stator 31
It is configured to face any one of numbers 3 to 36.

そして、可動子32の各電極を接地電位として第4図に
示すタイミングで固定子各電極に駆動電圧を印加すると
、可動子32が駆動される。
Then, when each electrode of the movable element 32 is set at a ground potential and a driving voltage is applied to each electrode of the stator at the timing shown in FIG. 4, the movable element 32 is driven.

このとき、実施例1と同様に、駆動電極44が可動子3
2の回転トルク発生に寄与し、環状のガイド電極パター
ン41.42.43の各部分がそれぞれ固定子31側の
環状のガイド電極パターンの38.39.40と対向す
ることにより、固定子31と可動子32との回転中心軸
を一致させる効果に寄与する。
At this time, similarly to the first embodiment, the drive electrode 44 is connected to the movable element 3.
2, and each part of the annular guide electrode pattern 41, 42, 43 faces the annular guide electrode pattern 38, 39, 40 on the stator 31 side, so that the stator 31 and This contributes to the effect of aligning the center axis of rotation with the movable element 32.

本実施例においては、各φA〜φCが前記実施例におけ
るφA〜φCに対応する。
In this embodiment, each of φA to φC corresponds to φA to φC in the previous embodiment.

このようにセルフアライメントに寄与する電極を複数に
分割して設けると、それらの電極間の総容量(第5図に
おいてはC,+C♂)は移動子の駆動方向以外へのズレ
に対して敏感になるので移動子の位置を安定させる効果
はより大きくなる。
When the electrodes that contribute to self-alignment are divided into multiple parts and provided in this way, the total capacitance between these electrodes (C, +C♂ in Figure 5) becomes sensitive to deviations in directions other than the drive direction of the slider. Therefore, the effect of stabilizing the position of the mover becomes greater.

第8図、第9図は、円板状の静電アクチュエータのパタ
ーン例であるが、容易に類推できるように、2重円筒に
対向面それぞれに固定子電極パターン、移動電極パター
ンを形成することにより円筒状の回転アクチュエータを
構成できる。
Figures 8 and 9 are examples of patterns for a disk-shaped electrostatic actuator, but for easy analogy, a stator electrode pattern and a movable electrode pattern are formed on each opposing surface of a double cylinder. Thus, a cylindrical rotary actuator can be constructed.

この場合、2重円筒の内側部分を固定子とし、外側部分
を可動子(ロータ)とする事も、逆に外側部分を固定子
とし、内側部分を可動子(ロータ)とすることも可能で
あるが、いずれの場合でも、本発明のセルフアライメン
ト効果は有効に機能する。
In this case, the inner part of the double cylinder can be used as a stator and the outer part can be used as a mover (rotor), or conversely, the outer part can be used as a stator and the inner part can be used as a mover (rotor). However, in either case, the self-alignment effect of the present invention functions effectively.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、静電アクチュエー
タにガイド用の電極を設ける、あるいは駆動用の電極の
パターンをガイド用電極を兼ねるものとすることにより
、固定子上を動く可動子の駆動方向以外へのズレを抑制
することができるので、メカニカルなガイド機構を省略
する事ができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, by providing the electrostatic actuator with a guide electrode or by making the drive electrode pattern also serve as a guide electrode, the area on the stator can be improved. Since it is possible to suppress the displacement of the movable element in directions other than the driving direction, a mechanical guide mechanism can be omitted.

従って、小型のアクチュエータの作製にあたり、P′!
密加工を必要としたパーツが不要となるので、軽量化、
小型化、およびコストダウンが可能である。
Therefore, when manufacturing a small actuator, P'!
Parts that require precision machining are no longer required, resulting in lighter weight and
Miniaturization and cost reduction are possible.

また、アクチュエータの可動子は、駆動時に自動的に最
適位置におさまるので、組み立て時に正確に配置する必
要が無く、作業が容易となる。
Further, since the movable element of the actuator is automatically placed in the optimum position during driving, there is no need for accurate positioning during assembly, making the work easier.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る一実施例の斜視図、第2図は本実
施例の固定子の電極パターンを示す図、 第3図は本実施例の可動子の電極パターンを示す図、 第4図は本実施例の駆動電圧のタイミングチャート、 第5図は本実施例における等価回路図、第6図は本発明
に係る他の実施例の可動子の電極パターンを示す図、 第7図は他の実施例における等価回路図、第8図は本発
明に係る更に他の実施例の固定子の電極パターンを示す
図、 第9図は更に他の実施例の可動子の電極パターンを示す
図である。 図中1・・・固定子、2・・・可動子、3〜6,3a。 4a、5a、6a、21,23,23a、33〜36.
44・・・駆動電極、7,8,21,22.24〜27
.37〜43・・・ガイド電極、9・・・ボールである
。 特許出願人     キャノン株式会社第4図 纂5図 ■の r−Qυ 手続補正書(自発) 昭和61年12月 1日
FIG. 1 is a perspective view of an embodiment according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an electrode pattern of a stator of this embodiment, FIG. 3 is a diagram showing an electrode pattern of a mover of this embodiment, 4 is a timing chart of the drive voltage of this embodiment, FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of this embodiment, FIG. 6 is a diagram showing the electrode pattern of the movable element of another embodiment according to the present invention, and FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of another embodiment, FIG. 8 is a diagram showing the electrode pattern of the stator of still another embodiment according to the present invention, and FIG. 9 is a diagram showing the electrode pattern of the movable element of still another embodiment. It is a diagram. In the figure, 1: Stator, 2: Mover, 3 to 6, 3a. 4a, 5a, 6a, 21, 23, 23a, 33-36.
44... Drive electrode, 7, 8, 21, 22. 24-27
.. 37-43...Guide electrode, 9...Ball. Patent applicant: Canon Co., Ltd. Figure 4, Figure 5 ■ r-Qυ Procedural amendment (voluntary) December 1, 1985

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複数の駆動用電極部を所定の間隔で配設した固定
子と、該固定子と所定の間隙を保つて相対的に移動可能
な該固定子の駆動用電極部配設対向面に所定間隔で配設
された駆動用電極部を有する可動子とから構成される静
電アクチュエータであつて、少なくとも1つの該可動子
と前記固定子それぞれの対向面位置に該可動子の移動方
向に略平行なガイド用電極部を備えることを特徴とする
静電アクチュエータ。
(1) A stator in which a plurality of drive electrode sections are arranged at predetermined intervals, and a drive electrode section of the stator that is movable relative to the stator while maintaining a predetermined gap on the opposing surface. An electrostatic actuator comprising a movable element having driving electrode portions arranged at predetermined intervals, the electrostatic actuator comprising at least one movable element and a movable element on opposing surfaces of each of the stator in the moving direction of the movable element. An electrostatic actuator characterized by having substantially parallel guide electrode portions.
(2)可動子側電極を接地電位とす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。
(2) The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the movable element side electrode is set to a ground potential.
(3)固定子の駆動用電極部は互いに複数相に接続され
、相毎に印加する電圧を変化させて該固定子と前記可動
子間の電極に発生する吸引力により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項又は第2項記載
の静電アクチュエータ。
(3) The driving electrode portions of the stator are connected to each other in multiple phases, and the movable element is moved by the attractive force generated in the electrodes between the stator and the movable element by changing the voltage applied to each phase. An electrostatic actuator according to claim 1 or 2, characterized in that:
(4)ガイド用電極が駆動用電極部への電圧供給パター
ンを兼ねることを特徴とする特許請求の範囲第1項より
第3項のいずれかに記載の静電アクチュエータ。
(4) The electrostatic actuator according to any one of claims 1 to 3, wherein the guide electrode also serves as a voltage supply pattern to the drive electrode section.
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