WO1991016757A1 - Electrostatic actuator - Google Patents

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WO1991016757A1
WO1991016757A1 PCT/JP1991/000497 JP9100497W WO9116757A1 WO 1991016757 A1 WO1991016757 A1 WO 1991016757A1 JP 9100497 W JP9100497 W JP 9100497W WO 9116757 A1 WO9116757 A1 WO 9116757A1
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WO
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strip
electrodes
shaped
resistor
electrode
Prior art date
Application number
PCT/JP1991/000497
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English (en)
French (fr)
Inventor
Toshiro Higuchi
Saku Egawa
Masao Hiyane
Katsuhide Natori
Original Assignee
Fujitsu Limited
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Filing date
Publication date
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Priority to EP91907502A priority patent/EP0482205B1/en
Priority to DE69122022T priority patent/DE69122022T2/de
Publication of WO1991016757A1 publication Critical patent/WO1991016757A1/ja
Priority to US08/340,378 priority patent/US5585683A/en

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C7/00—Separating solids from solids by electrostatic effect
    • B03C7/02—Separators
    • B03C7/04—Separators with material carriers in the form of trays, troughs, or tables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C7/00—Separating solids from solids by electrostatic effect
    • B03C7/02—Separators
    • B03C7/023—Non-uniform field separators
    • B03C7/026—Non-uniform field separators using travelling or oscillating electric fields
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H02N1/002—Electrostatic motors
    • H02N1/004—Electrostatic motors in which a body is moved along a path due to interaction with an electric field travelling along the path

Definitions

  • the present invention relates to static electricity. Background art
  • electrostatic generators are well known for converting mechanical energy into electric field energy
  • an electrostatic motor is the reverse conversion, that is, converting electric field energy into mechanical energy.
  • the principle of this induction motor focuses on the polarization of a dielectric substance placed in an electric field and uses the time delay of the polarization.
  • a desired operating force is applied between the resistor and the electrode in a direction perpendicular to the desired operating force, that is, a suction force is applied.
  • stator and a rotor It has a stator and a rotor, and consists of a rotating mechanism with a certain gap.
  • a mechanism such as a bearing is used to hold the gap. Therefore, it is difficult to narrow the gap over a large area.
  • stator and rotor must be made sufficiently thick to increase rigidity, so the mass of the members for maintaining rigidity is large and the force density (the force that can be generated per unit area) ) Will be impaired.
  • the electrostatic actuator is composed of a stator having a plurality of strip-shaped electrodes insulated from each other, and a charge pattern near the surface of the stator in accordance with the voltage pattern applied to the strip-shaped electrodes. Is induced, movement having an insulator layer and a high resistance layer JP91 / 00497
  • an electrostatic force can be generated between the solid surfaces, the distance between them can be reduced, and the surface area can be increased to obtain a larger force density.
  • the mover has a two-layer structure of an insulator layer and a high-resistance layer, and has a problem that the structure is complicated.
  • the time constant of the charge of the movable element is smaller than the time required for the movable element to move the distance to be moved in each cycle when driving the strip electrode. It had to be set long enough, and there was a problem that the initial charging time was long at the start of operation.
  • a first member having a plurality of strip-shaped electrodes insulated from each other and arranged in a predetermined direction and at a predetermined interval;
  • a second member in which a facing surface that contacts the surface of the first member is formed of a resistor;
  • Control means for changing an applied voltage to each of the plurality of strip-shaped electrodes provided on the first member
  • a static electricity configured to move the first and second members relatively in a direction orthogonal to the arrangement direction of the strip electrodes by driving the control means. Since the resistor in the second member has a time constant value mainly determined from the volume resistivity and the dielectric constant of the material constituting the resistor, the value of the time constant between the electrodes is large.
  • the distance corresponding to the length is selected so as to be at least twice as long as the time required for at least one of the first and second members to relatively move.
  • the second member is composed of only the antibody, and further, the characteristics of the resistor are such that a voltage is applied to the strip-shaped electrode provided on the first member.
  • the time constant of the charge or discharge of the charge to the resistor, which is the second member is such that the second member moves the distance to be moved in each operation cycle during operation. Is set to be at least twice the time required for
  • the resistor of the present invention has a volume resistivity of about 10 s to 10 19 Qcm, preferably from 10 13 to 10 15 Qcm.
  • This resistor is set such that, for example, one of its time constants, volume resistivity X dielectric constant, is twice or more, particularly preferably 30 times or more, the moving time. That is, according to the present invention, the second member disposed to face the first member having the strip-shaped electrode is such that the portion facing the first member has a resistor, particularly preferably, a volume resistance value of 1 as long as the 0 9 ⁇ 1 0 1 9 ⁇ cm, it is the this to occur the charge pattern on the resistor by driving the strip-shaped electrodes of the first member.
  • the second member is made in view of an experimental result that the second member can be moved by switching a voltage applied to the strip electrode.
  • the mover does not need to be formed of the insulator layer and the high-resistance layer, and the structure can be simplified.
  • the first member and the second member are in contact with each other while not being driven and are fixedly maintained.
  • the two members are separated from each other, And, since they are configured to move relatively, the mechanical elements such as bearings and bearings required in the conventional technology are not required, so that the structure is simple and the size can be reduced.
  • the second member has a resistor facing the first member, and has no insulating layer. It can effectively act on the body and can generate a charge pattern in a short time.
  • the first member and the second member are configured so as to be able to move relative to each other, so that the first member is fixedly arranged and the second member moves.
  • the first member may be configured to be movable, and the second member may be fixedly arranged.
  • the first member is mainly described as a fixed stator, and the second member is described as a movable member that moves along the stator. Is not limited to this, as described above.
  • the control means supplies a pulse voltage to the plurality of strip electrodes, and controls a pattern of the pulse voltage supplied to each of the strip electrodes. It is designed to be changed.
  • the relative movement in the present invention is essentially an intermittent operation.
  • the belt-shaped electrode is driven on the second member to induce a charge once, and then the pattern of the voltage is changed to generate a floating force and a driving force. Since the first or second member is configured to be moved by the electrode pitch before the electric charge in the second member is substantially changed, the electric charge is almost fixed in the second member, so that the Joule heat And energy loss can be reduced.
  • the application pattern of the pulse voltage in the present invention is not particularly limited, but is shown in FIG. 3 as described later. As shown in FIG. 36, a pattern formed by two phases may be used by changing a pattern formed by three phases.
  • such a resistance characteristic is specified as described above based on the time constant ( ⁇ ) at the time of charging / discharging the charge pattern to / from the resistor.
  • ⁇ time constant
  • Such a time constant is basically expressed by “volume resistivity ⁇ dielectric constant”, but when the thickness of the resistor is considerably smaller than the electrode pitch, “time constant ⁇ volume resistivity Z thickness” X electrode pitch X permittivity ”shall be used.
  • the volume resistivity is difficult to measure, so its characteristics are evaluated by the surface resistivity.
  • the volume resistivity cannot be defined. Rate X electrode pitch X permittivity ”.
  • the time constant (() is set to a distance corresponding to the length of one pitch between the electrodes by a time required for at least one of the first and second members to relatively move. It has been chosen to be twice, preferably 30 times or more.
  • the reason why the time constant (te) is set to ⁇ 2t with respect to the travel time (t) will be described.
  • the time constant (te) is sufficiently large, the voltage is switched.
  • the second When a levitation force and a driving force are applied to the movable member, which is a member of the above, the charge pattern of the movable member hardly changes, and the movable member moves by the electrode pitch while the charges are fixed on the movable member.
  • time constant (T) is less than 2 t, the moving speed generally decreases, and the charge moves in the resistor, generating Joule heat, losing energy and reducing efficiency. I do.
  • the resistor in the second member is formed of a photoconductive member, and light is irradiated to the resistor formed of the photoconductive member. Applying a predetermined pulse-like voltage pattern to the plurality of strip electrodes while the light irradiating means irradiates the resistor with light.
  • a control means configured to apply another pulse-like voltage pattern to the plurality of strip electrodes while the irradiation means stops irradiating the resistor with light. That is, as a resistor constituting the second member, the photoconductive material whose volume resistivity is reduced to 1/1000 by light irradiation is reduced to 1/1000.
  • Such a photoconductive resistor is used as, for example, a moving element, and a belt-shaped electrode is driven in a state where the resistor is irradiated with light, so that a charge pattern is generated.
  • the time can be shortened, and the time until the mover starts moving can be shortened.
  • FIG. 1 is a perspective view of an electrostatic actuator using a film showing an embodiment of the present invention
  • Figure 2 shows the configuration of the electrostatic factory.
  • FIG. 3 are explanatory diagrams of the operation of the electrostatic actuator.
  • Fig. 4 is a partial sectional view of the electrostatic actuator.
  • Fig. 5 is an illustration of the multilayer electrostatic factory.
  • FIG. 6 is an explanatory view of another configuration of the laminated electrostatic factory
  • FIG. 7 is an explanatory view of another configuration of the laminated electrostatic factory
  • FIG. 8 is a view of the laminated electrostatic factory. Explanatory drawing of the support structure of the second member
  • FIG. 9 is an explanatory view of still another configuration of the laminated electrostatic factories.
  • FIGS. 10 (a) and (b) are explanatory diagrams of an electrostatic actuator having a plurality of band-shaped electrode groups
  • FIGS. 11 (a) to (c) are explanatory diagrams of another configuration of an electrostatic actuator having a plurality of band-shaped electrode groups
  • Fig. 12 (a) to (e) show radially arranged strip electrodes. Explanatory drawing of the electrostatic activator,
  • Fig. 13A and Fig. 13B are illustrations of a multilayer electrostatic actuator with radially arranged strip electrodes.
  • ⁇ Fig. 14 is an illustration of the strip electrodes arranged in a ring and tension applied to the second member. Explanatory diagram of the configuration that gives
  • Fig. 15 shows the arrangement of strip electrodes in parallel to apply tension to the second member.
  • Fig. 16 is an illustration of the configuration of a cylindrical electrostatic actuator.
  • FIG. 17 is another structural explanatory view of the cylindrical electrostatic actuator.
  • FIG. 18 is another explanatory view of the configuration of the cylindrical electrostatic actuator.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating still another configuration of the cylindrical electrostatic actuator
  • FIG. 20 to FIG. 22 are operation explanatory views of the electrostatic actuator configured so that the second member moves like a worm.
  • FIG. 23 to FIG. 26 are explanatory views of an electrostatic actuator using an endless belt-like movable element
  • FIGS. 32 (a) and 32 (b) are wiring explanatory diagrams of strip electrodes
  • FIG. 33 is an explanatory view of another wiring method of the strip electrode.
  • FIGS. 34 (a) to 34 (c) are explanatory diagrams of a method of manufacturing a strip electrode.
  • FIG. 35 is an explanatory view of still another wiring method of the strip electrode
  • Figs. 36 (a) to 36 (c) are illustrations of other configurations relating to the first member of Electrostatic Factory.
  • Fig. 37 is an explanatory diagram of an electrostatic tactic using light
  • Fig. 38 is an explanatory diagram of another configuration of an electrostatic tactic using light
  • FIG. 39 is an explanatory view of the configuration of an electrostatic maker having a discrimination function applying the principle of the present invention.
  • FIG. 1 to FIG. 3 are illustrations of the principle of operation of the electrostatic actuator according to the present invention.
  • any one of the first member having the strip electrode and the second member formed of the resistor may be moved relative to the other members.
  • the first member is fixed and the second member is movable. Therefore, in the following, the “stator” indicates the first member, and the “mover” indicates the second member.
  • the lower stator 1 has a plurality of strip electrodes 4 embedded in an insulator 2.
  • the mover 10 is composed of a resistor layer 12 made of a thin film-like high-resistance element, and is mounted in a state of being in contact with the stator 1.
  • the width ⁇ The pitch of the thigh and the strip electrode 4 is ⁇ 2
  • the pitch of the thigh and the strip electrode 4 is 1.27.
  • the overall width ⁇ 3 is 1,26 bandits
  • the length of the strip electrode 4 is 1,755 bandages.
  • a control means / 11 for applying a predetermined voltage to each of the strip electrodes is provided.
  • the electrodes 4a, 4a, 4b which are the first electrode group embedded in the insulator 2 constituting the stator 1
  • a 4 a 2, 4 a 3 applies a positive voltage + V.
  • Negative voltage—V is applied to the electrodes 4 b:, 4 b 2, 4 b 3 of the second electrode group, and 0 V is applied to the electrodes 4 c, 4 c 2, 4 c 3 of the third electrode group Is added.
  • the first electrode group ie, the electrodes 4 a,, 4 a 2, 4 a
  • a negative voltage of 1 V a second electrode group of electrodes 4 b,, 4 b 2, 4 b 3 a positive voltage + V, and a third electrode group of electrodes 4 c,, 4 c 2, 4 c 3 Negative voltage-V is applied to each.
  • the strip electrodes 4 a!, 4 b, is 4 and the electric charge generated in a 2, 4 b 2, induction charge on the high-resistance layer 1 2 corresponding to the respective strip-like electrodes with the same sign, A repulsive force is generated, and the high-resistance layer 12 as the moving element 10 floats, or the repulsive force in the direction of the floating acts, so that the frictional force is greatly reduced.
  • the electrode 4 a is a first electrode group,, 4 a 2, 4 a 3 to 0 V
  • the second is an electrode group electrodes 4 b
  • 4 A positive voltage + V is applied to b 2 and 4 b 3
  • a negative voltage 1 V is applied to the electrodes 4 c, 4 c 2 and 4 c 3 which are the third electrode group.
  • Electrodes 4 a,, 4 a 2, 4 a 3 have a negative voltage — V
  • electrodes 2 b, 4 b 2, 4 b 3 have a negative voltage — V
  • the electrodes are positioned at the opposing position where the electric charge of the electrode and the induced electric charge have different polarities, that is, the position shifted by one pitch.
  • FIG. 3 (g) electrode 4 from a state which is the second electrode group b,, when the 4 b 2, 4 b 3 0 V, to its electrodes
  • the charge of 4 b,, 4 b 2 , 4 b 3 becomes 0, and then, as shown in FIG. 3 (i), the first electrode group, electrodes 4 a, 4 a 2 , 4 a 3 Positive voltage + V, Negative voltage of 1 V is applied to electrodes 4 b,, 4 b 2, 4 b 3 of the second electrode group, and electrodes 4 c,, 4 c 2 , 4 c 3 of the third electrode group Negative voltage-V is applied respectively.
  • the moving element 10 is levitated by the repulsive force and is driven rightward.
  • the charge of the electrode and the inductive charge are opposed to each other where they have different polarities, that is, moved by one pitch and positioned there.
  • the high resistance layer 12 as the mover 10 can be moved.
  • a first electrode group Der Ru electrode 4 a 4 negative voltage to a 2, 4 a 3 - V
  • the electrode 4 b is a second electrode group, , 4b2, 4b3, and a positive voltage + V is applied to the third electrode group, ie, the electrodes 4c, 4c2, 4c3.
  • the charge of each strip electrode and the induced charge have the same polarity, and the repulsive force causes the mover 10 to float and be driven to the left. Then, as shown in FIG. 3 (m), the electrode is positioned at a position where the charge of the electrode and the induced charge have different polarities, that is, a position shifted by one pitch.
  • the moving element 10 is sequentially moved leftward by one pitch at a time and is positioned.
  • the electrode provided on the stator is used. Is shown only in one direction, but may be arranged in various forms as described later.
  • the dimensions, pitch and number of steps of the stator It can be selected as appropriate.
  • the stator 1 has 100 strip electrodes 4 formed at intervals of 1.27 thighs on a glass epoxy substrate 3 by etching, and the epoxy resins 5 and 0, 1 thighs are formed thereon. It consists of an insulator 2 covered with two thick PET (Poly Ethylene Terephthalate) films 6 and 7.
  • FIG. 5 is a perspective view of the actuator.
  • the stator 20 has a base 21 to be fixed, and a plurality of bases branched from the base 21 and extending to form strip electrodes in the Y-axis direction. Films 22 to 25, and only a plurality of thin film resistors connected on the bases 31 constituting the mover 30 are provided on these films 22 to 25. The composed film 32 to 35 is placed O
  • the volume resistivity of the Fi Lum 3 2-3 5 is preferably 1 0 9 ⁇ 1 O HQ cm , in terms of the surface resistance 1 0 13 ⁇ 1 0 1 5 ⁇ / ⁇ .
  • a voltage is applied to the strip electrodes provided on the films 22 to 25 of the stator 20 in a form as shown in, for example, FIGS. 3 (b) to 3 (d) described above.
  • the mover 30 can be moved in the X-axis direction.
  • the laminated type actuators have one surface on each of the films 62 to 64 of the stator 60, respectively.
  • Band electrode groups 66 a to 68 a are provided in the vicinity of 62 a to 64 a, and the band electrode groups 66 b to the other surface 62 b to 64 b are provided.
  • the films 72 to 75 of the mover 70 are made of insulating thin plate members 72 A to 75 A, and one surface of the thin plate member 72 A is formed.
  • the high-resistance layers 72 a and 75 b are attached to the other side of the sheet-like member 75 A by bonding or the like, respectively.
  • the high-resistance layers 73a, 73b, 74a, 74b are attached to both sides of the thin plate members 73A, 74A by bonding or the like as described above. You may comprise.
  • the laminated type actuator may be configured as shown in FIG.
  • each of the films 81 to 84 of the stator 80 is formed of an insulating material such as PET, and as shown in FIG. 7, the films 81 to 84 are close to one surface side 81 x to 84 x.
  • the band electrode group 8 1 b ⁇ 84b is buried, and a thin-film high-resistance layer 82a to 84a is attached to the other surface side 81y to 83y.
  • each film 86 to 89 is formed of an insulating material such as PET, and a band-like electrode group is formed in close proximity to one surface side 86 X to 88 X.
  • the high resistance layers 86 b to 89 b are attached to the other surface side 86 y to 89 y.
  • each film portion of the laminated type actuator shown in FIG. 6 and FIG. 7 has a structure as shown in FIG. 8 in order to prevent wrinkles on the high-resistance body 90 as a moving element. You may comprise.
  • the movable element holds both sides 90 a, 90 b of the high-resistance body 90, and also allows the high-resistance body 90 to bend against the repulsive force against the strip-shaped electrode group 93.
  • a holding member 92 made of a rigid body having a concave portion 91 formed in an intermediate portion 90c of 90 is provided.
  • the high-resistance body 90 is always in a state in which tension is applied, so that it is possible to prevent ⁇ from approaching.
  • these laminated type actuators are not limited to the straight-moving type, and the stator 80 and the movable element 85 are configured to be curved about the center of curvature 0 as shown in FIG. Therefore, it is possible to apply to the moving type.
  • the film portions 81 to 83 extending from the base 80a side of the stator 80 are formed in an arc shape with the center point 0 as the center of curvature.
  • the film portions 86 to 88 extending from the base 85a side of the mover 85 have the same center as the stator 80 together with the thin film members 86b to 88b made of a high-resistance layer. It is formed in an arc shape with the point 0 as the center of curvature.
  • strip electrodes 41 wired in the X-axis direction and strip electrodes 42 and 43 wired in the Y-axis direction are provided on the stator 40. Constitute.
  • the movable member 44 placed thereon can be driven in the X-axis direction and the Z or Y-axis direction.
  • strip electrodes 46, 47 wired in the X-axis direction and strip electrodes 48 wired in the Y-axis direction are provided on the stator 40. You may do it.
  • strip electrodes 49a to 49b are provided on a flat stator 40, and each of the strip electrodes 49a to 49b. 49 b is configured to be capable of individually switching the voltage pattern.
  • the movable member 44 can be moved in the X-axis direction by driving only the strip electrodes 49a and 49c.
  • the mover 44 can be moved in the Y-axis direction.
  • the mover 44 is moved in the XY direction. Can be moved.
  • the strip electrodes 49z are arranged radially, and the moving element 44 is rotated by switching the voltage pattern to the strip electrodes 49z. May be.
  • the stator 50 may be formed in a disk shape, and the strip-shaped electrodes may be formed only with the radial electrodes 49 z.
  • the moving member 44a on the disk the ring-shaped moving member 44b, the fan-shaped moving member 44c, the rotation center position
  • the fan-shaped mover 44d having a central axis 44d1 rotatably supported by a bearing (not shown) and the curved flat plate 44e can be rotated or rocked in the direction of arrow A.
  • FIG. 13 is a diagram showing a case where the rotary type shown in FIG. 12 (a) is formed into a stacked type.
  • each disc 90, 92, 94, 96, 98 is a main body part 90a, 92a, 94a, 96a, 98a and a high resistance layer 90b, 92b, 94b, 96b on the lower surface side.
  • 98 b are affixed.
  • the main body portion 90a to 98a may be a high resistance layer and the portion 90b to 98b may be an insulator layer.
  • Each of the electrodes 9 9 has a strip-shaped electrode 9 1 c, 9 3 c, 9 5 c, 9 7 c,
  • the discs 90, 92, 94, 96, 98 are fixed to the axis 100, while the discs 91, 93, 95, 97, 99 are fixed to the axis.
  • a voltage from a voltage pattern switch (not shown) is individually applied to each of the belt-shaped electrodes 91 c to 99 c by using a sliding contact or the like through a hollow portion of the shaft 100.
  • the voltage is applied to the strip electrodes 91c, 93c, 95c, 97c, and 99c of the disks 91, 93, 95, 97, and 99, respectively.
  • the discs 90, 92, 94, 96, 98 are step-displaced with respect to the fixed discs 91, 93, 95, 97, 99.
  • the discs 90, 92, 94, 96, 98 rotate together, and the shaft 100 is rotationally displaced.
  • the axis 100 can be rotated by sequentially repeating the above-described operations.
  • the discs 91, 93, 95, 97, and 99 having the strip-shaped electrodes are arranged on the axis 100. It is needless to say that the shaft 100 may be rotated while being fixed to the shaft.
  • each of the strip electrodes 91c to 99c can be eliminated, and each of the discs 92, 94, 96, 98 can be removed from the outer periphery. It is attached to a fixed part (not shown).
  • annular strip electrode 51 is provided concentrically on the stator 50.
  • a wrinkled circular film (moving element) 44 is placed on the stator 50, and the film 44 is driven radially on the strip electrode 51.
  • the length of the film 44 can be extended.
  • this wrinkle extending function is such that strip electrodes 53 and 54 are provided in parallel on a stator 52 as shown in FIG. A wrinkled moving element 55 is placed on the stator 52, and a moving force in the direction of arrow A is applied to the strip electrode 53, and a moving force in the direction of arrow B is applied to the strip electrode 54 to the moving element 55.
  • a voltage pattern By applying a voltage pattern to the moving element 55, the length of the moving element 55 can be extended.
  • This wrinkle spreading function can also be realized by individually driving the strip-shaped electrodes 42 and 43 shown in FIG. 10 (a).
  • FIG. 16 is a diagram showing an example in which the stator is a cylindrical stator 56.
  • the cylindrical stator 56 has an electrode 57 as shown in FIGS. 2 and 3 inside. It is embedded along the axial direction of the cylindrical stator 56.
  • a film-shaped moving element 58 is arranged on the inner surface 56a of the cylindrical stator 56.
  • the moving element 58 is a flexible film such as PET, so that the moving element 58 can bend by itself along the inner surface of the cylindrical stator 56.
  • the electrostatic actuator shown in FIG. can be considered as a rotation factory that can rotate this shaft.
  • a large force can be generated by forming the cylindrical stator 56 and the moving member 57 as a laminated type as shown in FIG.
  • a mover 58 may be arranged on the outer peripheral side 56b of the cylindrical stator 56, or the cylindrical stator 56
  • a moving member 58 for applying the moving force of the cylindrical stator 56 may be arranged on the inner peripheral surface 56a and the outer peripheral surface 56b.
  • a strip-shaped electrode 101 is arranged on a cylindrical stator 200 along the circumferential direction thereof, and a substantially cylindrical mover 102 is replaced with a cylindrical stator. So that it closely adheres to the inner surface of 200 insert.
  • the cylindrical stator 100 is added to the cylindrical stator 200 so as to extend along the axial direction thereof, whereby 2 can also be driven to rotate.
  • the substantially cylindrical mover 102 shown in FIGS. 18 and 19 can be attached to a rotatable shaft member or the like (not shown) at its left end and Z or right end to extract its force. And a slit 102 a along the cylindrical axis direction is formed to absorb the amount of circumferential extension when receiving the repulsive force from the strip electrode 101. .
  • band-shaped electrode groups 106 a and 106 b are arranged on a plate-like stator 105, and each electrode group 106 a and 106 b is arranged.
  • a voltage pattern switch is provided so that it can be driven individually.
  • a voltage pattern similar to that shown in FIG. 3 is applied to the strip electrode groups 106a and 106b. Thereafter, the voltage pattern shown in FIG. 3 (m) is applied only to the strip electrode group 106b. As a result, as shown in Fig. 21.
  • the tip 107a of the sheet-like movable element 107 is a group of strip electrodes.
  • the voltage pattern shown in FIG. 3 (m) is applied only to the strip-shaped electrode group 106a side in the same manner as described above.
  • the rear end portion 107 b is in a state of being adsorbed on the stator 105, the front end portion 107 a is moved to the left, as shown in FIG. 21 (b).
  • the sheet-like movable member 101 is extended, and the whole comes into contact with the stator 105.
  • the sheet-like movable element 107 moves in the shape of a scale as shown in FIGS. 21 (c) and (d).
  • the sheet-like mover 107 does not require electric wiring or the like, for example, as shown in FIG. 22, the sheet-like mover 107 is placed in the hollow pipe 108.
  • the stator 105 By disposing the stator 105 outside the hollow pipe 108, it is possible to make the sheet-like movable element 107 movable within the hollow pipe 108. Become.
  • the inside of the pipe can be cleaned by attaching a blade to the sheet-like mover 107, and the transfer and extrusion of articles and the like in the pipe can be performed by attaching a pressing plate. This is possible.
  • FIG. 23 shows a mover configured in an endless belt shape.
  • an endless belt-shaped mover 110 made of a high-resistance body is passed between the rotatable rollers 109a and 109b. Then, at a position between the rollers 109a and 109b, a stator 112 on which the strip-shaped electrode groups 111 are arranged is arranged.
  • the paper held on the surface of the endless belt can be conveyed by the frictional force between the endless belt and the article and / or the attraction force of the electrostatic charge generated on the surface of the endless belt.
  • a stator 111 having strip-shaped electrode groups 111 on both sides of an endless belt-like movable member 110 composed of a high resistance layer sandwiched between insulating films. 2a and 1 12b may be arranged.
  • FIG. 26 a belt electrode group 115 composed of an insulating material and a driven roller 116 driven by a drive source (motor) (not shown) are used.
  • a drive source motor
  • FIG. 27 is a diagram showing an example in which the stator is made spherical
  • FIG. 28 is a diagram showing a cross-sectional view thereof, in the vicinity of the surface of the spherical stator 117 and along the latitudinal direction.
  • a plurality of strip-shaped electrode groups 118 a to 118 d in which the strip-shaped electrodes are embedded are arranged so as to be arranged concentrically with the vertex of the spherical body as the center.
  • the strip-shaped electrode groups 1 18 a to 1 18 d are arranged with their longitude shifted by 90 degrees (FIG. 27 shows only the strip-shaped electrode group 1 18 a).
  • the voltage patterns are individually applied.
  • FIG. 28 a pair of strip electrode groups 1 18 a and 1 18 c or a pair of strip electrode groups 1 18 b and 1 18 d are shown in FIG. 10.
  • Driving in the same manner as the band-shaped electrode groups 42 and 43 moves the moving element 119 in the state shown in Fig. 28 (a) to the right as shown in Fig. 28 (b). Or move to the left as shown in Fig. 28 (c).
  • the stator may be a mortar-shaped hemispherical stator 120.
  • the spherical mover 121 is a hollow pole made of a high-resistance body.
  • each of the strip-shaped electrode groups 120a to 120d is driven in the same manner as in FIG. 1 can be rotated and moved on a mortar-shaped stator 120.
  • the arbitrary position on the map can be located most freely without any restrictions unlike the conventional support arm of the globe. It is possible to arrange them in a position that is easy to see.
  • the spherical movable member 121 is formed.
  • the function to rotate can also be added.
  • the band-shaped electrode group provided on the stator shown in FIGS. 27 and 30 has three power supply lines 12 2 a to 12 2 b as shown in FIG. 32 (a). Embedded in a flat cable made of an insulating material with independent wiring and embedded in a flat cable. As shown in Fig. 32 (b), it is folded and the spherical or mortar-shaped stator sphere is formed. Alternatively, it may be configured by attaching to a concave surface.
  • the power supply line has a round shape, and the withstand voltage can be increased.
  • the processing for jumping over three-phase wiring can be eliminated.
  • connection lines for connecting the band-shaped electrode groups of each phase and connecting to the drive control circuit should be arranged so that they do not intersect each other by wiring in a comb shape up to two phases on one side Becomes possible.
  • the insulation distance at the intersection is short, and there is a step due to a difference in film thickness, and the insulation film is likely to have a defect, so that the insulation is easily formed. It is easy to be bad. Conversely, forming a thick insulating film to obtain sufficient insulation requires a long film formation time, and the through-hole processing is cumbersome.
  • the first phase-shift electrode 1 26a and the second phase-shift electrode 1 26b is arranged, and a third phase-shift strip electrode 126c is formed on the other surface side.
  • the third phase-shifted strip electrode 1 26 c has a thickness of the insulator 125. Since the distance to the mover is longer than other phase shifts, the amount of charge that can be induced on the surface of the mover is small and the power generated is small.
  • the difference in the moving force can be suppressed to a range without any inconvenience.
  • the processing for the three-phase wiring jump is performed by attaching the first and second power supplies to the upper surface of the flexible sheet-like insulating material 125.
  • Lines (for example, + V power line and 0 V power line) 1 26 a and 1 26 b are attached, and a third power line (for example, 1 V power line) 1 26 c is attached to the lower surface.
  • the pressing to Rukoto from both sides as shown in 3 Figure 4 (c)
  • the + V power supply line 126a and the -V power supply line 126c can be separated by the deformed insulating material 125.
  • the insulating material 125 is preferably softened by a heat treatment before the pressing force is applied.
  • the configuration on the stator side for moving the mover is not limited to the three-phase wiring strip electrodes as shown in FIG.
  • a third phase-shifting electrode is uniformly formed on the other surface of the insulator 140, and a voltage applied to the first to third phase-shifting electrodes. Change the pattern sequentially as described above By moving the actuator, the moving element mounted on the stator can be moved.
  • an electrode 126 c uniformly formed on the entire other surface of the insulator 140 is grounded.
  • the voltage is applied to the first phase-shift electrode group 1 26 a and the second phase-shift electrode group 1 26 b by sequentially switching to + V, 0, and ⁇ V, and moving.
  • Child 150 can also be moved.
  • a voltage of + V is applied to the first phase-shifting electrode group 126a and the second phase-shifting electrode group 126b is applied.
  • a voltage of 1 V is applied to As a result, as described with reference to FIG. 3, electric charges are induced on the movable element 150 made of a high-resistance body at positions facing the electrodes 126a and 126b.
  • a voltage of 0 V is applied to the first phase-shift electrode group 1 26a, and the second phase-shift electrode group 1 26b is applied. Apply a voltage of 1 V.
  • 1 V is applied to the first phase-shift electrode group 1 26a, and the second phase-shift electrode group 1 26 b Apply 0 V to
  • the mover 150 moves by one phase-shift pitch of the electrode group to be in the same state as in FIG. 36 (a).
  • Fig. 37 is an illustration of static electricity factory using light.
  • the mover 135 is made of a photoconductive resistive antibody, and the insulator is a transparent or translucent insulator 136.
  • the light source 130 is provided below 1 36.
  • the light source 130 is composed of a plurality of individual light emitting elements 130a to 130f such as LED elements and discharge fluorescent lamps, and the individual light emitting elements 130a to 130f and the insulator 1 36 and a diffusion plate 13 1 provided between them.
  • the light source 130 is driven, and the light emitted from the light source 130 is irradiated onto the entire surface of the photoconductive mover 135 through the diffuser plate 131.
  • the electric resistance of the photoconductive mover 135 is greatly reduced by light irradiation, and the electric charge can be easily moved.
  • the driving of the light source 130 is stopped, the light irradiation to the photoconductive movable element 135 is stopped, and the surroundings are darkened. Therefore, the photoconductive mover 135 becomes an extremely good antibody.
  • the mover 135 can be moved rightward as shown in FIGS. 3 (c) and (d).
  • the voltage pattern shown in FIG. 3 (e) is applied in a state where the light is irradiated, and thereafter, the same operation as described above is repeated. Can be moved. The same applies to the case where the mover 135 is moved to the left.
  • the light source is not limited to the local light emitter as described above, and a surface light emitting element may be used.
  • the light source is placed above the moving element.However, as shown in FIG. 37, it is assumed that the light source is placed below the strip electrode 4 so that a shadow portion of the strip electrode occurs. However, the conductive property is required in the portion where the electric charge moves and is not in the shadow of the electrode, so that it can be sufficiently used practically. Further, in FIG. 37, since both the strip electrode and the light source can be arranged on the stator side, the power can be supplied on the stator side.
  • a member 1338 is used to sequentially diverge the light from the light source 1337 arranged on the end face thereof in the direction perpendicular to the plane due to the diffraction of light or the shape of the surface.
  • the movable element 135 can be irradiated with light from its side.
  • the length of the mover needs to be at least a length extending over a plurality of strip electrodes.
  • the minimum length of the movable element that can be used is determined according to the interval pitch between the strip electrodes.
  • a comb-shaped electrode 16 1 to which a first phase voltage is applied and a comb-shaped electrode 16 3 to which a third phase voltage is applied are mounted on the insulating substrate 16.
  • a band-shaped electrode group 162 is mounted between the comb-shaped electrodes 16 1 and 16 3.
  • the strip-shaped electrode group 162 is connected on the back side through a through hole 16a formed at one end so that a voltage of the second phase can be applied.
  • the interval pitch between the electrodes is gradually widened in the upper left direction of the figure.
  • the electrodes are arranged so as to be insulated from each other.
  • the movable element there are paper and plastic as the movable element, which can be classified according to the size.
  • the amount of movement differs depending on the electric resistance of the movable element, it can also be separated from the electric resistivity.
  • discrimination based on the specific gravity can be performed based on the relationship between the moving time of the mover and the internal electric time constant.Therefore, it has been difficult to perform conventional electromagnetic separation. Dust can be greatly expanded by adding this station of the discrimination device.
  • the stator is inclined and only the movable element that generates a large force (proportional to the area) moves with respect to the gravity of the movable element, the weight area ratio can be discriminated.
  • Whether or not the article has moved depends on the position between the strip electrodes. It is possible to use a photoelectric sensor whose detection optical axis passes through the device. Then, all of the photoelectric sensors are arranged between the strip electrodes, and the movement of the moving element can be detected from a change in the detection output of each photoelectric sensor.
  • the stator a well-known insulating material having good transparency or good transparency may be used.
  • a mover of a type in which a high resistance layer is laminated on a body layer may be used.
  • the contact surface between the stator and the moving member has a smooth surface on one side and irregularities on the other side, so that friction between the two can be reduced.
  • the mover receives a force in the direction in which it floats due to the repulsive force of the induced charge and the charge of the strip electrode on the stator side, air can quickly flow between the two, and the floating operation can be performed quickly. Can be done.

Description

明 細 書 静電気ァクチユエ一夕 技術分野
本発明は、 静電気ァクチユエ一夕に関するものである。 背景技術
従来から、 機械的エネルギーを電界エネルギーに変換する ものとして静電発電機が良く知られており、 それとは逆の変 換、 つまり電界エネルギーを機械的エネルギーに変換するの が静電モータである。
このような静電モータの歴史は古く、 1 8世紀頃から既に研 究されており、 例えば 「静電気ハン ドブック」 、 静電気学会 編、 オーム社発行、 第 6 6 4頁〜 6 7 5頁に詳細に記載され ている。
上記文献中には、 誘電体の分極の遅れを利用した誘導モー 夕が示されている。
この誘導モータの原理は、 電界内に置かれた誘電体が分極 することに着目し、 その分極の時間遅れを利用したものであ る。
すなわち、 回転子としての誘導体が固定子内部の回転電界 内に置かれた場合、 誘電体の誘導負荷は、 時間遅れのために 回転電界とは角度のずれた形になる。
その電荷と回転電界との間の相互作用が回転力となる。 また、 誘電体の代わりに抵抗体を用いたモ一夕も存在して いる。 このモータは、 回転電界内で抵抗体内に誘導される電 荷が、 電界の向きに対して遅れることを利用している。
しかしながら、 従来の静電モータは、
( 1 ) 抵抗体と電極の間に所望の動作力とは方向が直交す る力即ち吸引力が働くので、 フィルム化することが困難であ る o
( 2 ) 固定子と回転子を具備し、 ある程度のギャ ップを有 する回転機構からなっている。 そして、 そのギャ ップを保持 するために軸受等の機構を用いている。 そのため、 広い面積 に渡ってギャ ップを狭くすることは困難である。 また、 それ を実現するために、 固定子、 回転子を十分に厚く して剛性を 高く しなければならないので、 剛性を保っための部材の質量 が大き く力密度 （単位面積当たりに発生できる力） が損なわ れてしまう。
従って、 上記装置をコンパク トに構成するには難があり、 そ の力密度も低いものであった。
このため、 平成元年電気学会全国大会の講演論文集論文番 号 （ 7 3 7 ) 題名 「移動子に抵抗体を用いた静電ァクチユエ 一夕」 等にて、 前述した問題点を解決可能な静電ァクチユエ 一夕が提案されている。
この静電ァクチユエ一夕は、 互いに絶縁された複数の帯状 電極を有する固定子と、 固定子と対向して配置され、 帯状電 極に加えられた電圧パターンに応じてその表面付近に電荷パ ターンが誘起される、 絶縁体層及び高抵抗体層を有する移動 JP91/00497
子と、 帯状電極への電圧の切り換えにより移動子を駆動する 制御手段とを含んで構成されている。
この静電ァクチユエ一夕によれば、 固体表面の間で静電力 を発生させ、 その間隔を小さ くすると共に、 表面積を増大し てより大きな力密度を得ることができる。
また、 一旦移動子を固定子から浮上させる方向の反発力を 作用させるので、 自らが摩擦抵抗を減少させており、 発生し た力を駆動力に有効に変換することができている。
しかしながら、 前述した従来の静電ァクチユエ一夕では、 移動子は、 絶縁体層と高抵抗体層との 2層構成であり、 構成 が複雑であるという問題があった。
また、 抵抗体を利用しているため、 帯状電極への駆動時に 移動子が各周期に移動すべき距離を移動するのに要する時間 に比べて、 移動子への電荷の充電の時定数を、 十分に長く設 定する必要があり、 その動作開始時に最初の充電時間が長い という問題があつた。
本発明の目的は、 前述した従来の問題に鑑み、 構成が簡単 化でき且つ充電時間を短縮できる静電気ァクチユエ一夕を提 供するこ とにある。 発明の開示
本発明によれば、 上記した目的は以下に示す技術構成を採 用することにより達成されるものである。
即ち互いに絶縁され、 所定の方向で且つ所定の間隔を設け て配置された複数の帯状電極を有する第 1 の部材と、 該第 1 の部材の表面と接触する対向面が抵抗体で構成され ている第 2の部材と、
該第 1 の部材に設けられた複数の帯状電極のそれぞれに対 する印加電圧を変化させる制御手段
とから構成されており、 該制御手段を駆動させる事によつ て、 該第 1 と第 2の部材を該帯状電極の配列方向と直交する 方向に相対的に移動させる様に構成された静電気ァクチユエ 一夕で有って、 該第 2の部材に於ける該抵抗体は、 当該抵抗 体を構成する材料の体積抵抗率、 誘電率から主として定めら れる時定数の値が、 該電極間の長さに相当する距離を該第 1 若しく は第 2の部材の少なく とも一方が相対的に移動するに 要する時間の 2倍以上となる様に選択されるようにするもの である。
つまり本発明においては、 基本的には上記第 2の部材は抵 抗体だけで構成されるものであって更に上記抵抗体の特性は、 前記第 1 の部材に設けた帯状電極に電圧を印加、 あるいは電 圧を除いた際の、 該第 2の部材である抵抗体への電荷の充電 あるいは放電の時定数が、 前記第 2の部材が動作時に各動作 周期に移動すべき距離を移動するのに要する時間の 2倍以上 となるように設定している。
本発明における前記抵抗体はその体積抵抗率が略 1 0 s 〜 1 0 1 9 Q c mであり好ましく は 1 0 1 3〜 1 0 1 5 Q c mである。 この抵抗体は、 例えばその時定数の 1つである体積抵抗率 X誘電率が移動時間の 2倍以上、 特に好ましく は、 3 0倍以 上となるように設定されている。 すなわち、 本発明は、 帯状電極を有する第 1 の部材に対向 して配置される第 2の部材は、 第 1 の部材と対面する部分が 抵抗体、 特に好ま しく は、 その体積抵抗値が 1 0 9 〜 1 0 1 9 Ω c mのものであれば、 第 1 の部材側の帯状電極を駆動する ことにより抵抗体に電荷パターンを生起させるこ とができる。 そして、 該第 2の部材は、 帯状電極に与える電圧の切り換 えにより移動させることが可能であるという実験結果に鑑み なされたものである。
従って、 本発明においては、 従来のように、 移動子を絶縁 体層と高抵抗体層とで構成する必要がなく、 構成を簡単化す ることができる。
又、 本発明においては、 第 1 の部材と第 2の部材とは、 そ れを駆動させない間は互に面接触して固定的に維持される力 駆動時には、 両部材は互に離反し、 そして相対的に移動する 様に構成されるので、 従来の技術において必要とされていた ベアリ ング、 軸受等の機械要素は必要でなく なるので、 構造 が簡単で小型化が可能となる。
更には、 本発明においては第 2の部材は、 第 1 の部材と対 向する部分が抵抗体であり、 絶縁層が形成されていないため、 帯状電極を近接せしめることが可能となり強い電場を抵抗体 に有効に作用させることができ、 電荷パターンを短時間に生 起させることができる。
本発明においては、 上記第 1 の部材と第 2の部材は互に相対 的に移動しえる様に構成されるものであるから第 1 の部材が 固定的に配置され、 第 2の部材が移動可能に配置構成される ものであっても良く、 又その逆に、 第 1 の部材が移動可能に 構成され、 第 2の部材が固定的に配置されるようにしたもの であっても良い。 以下に示す本発明の具体例においては、 主 に第 1 の部材を固定された固定子、 第 2の部材を該固定子に 沿って移動する移動子として説明してあるが、 本発明におい てはこれに限定されるものでないことは上記した通りである。 本発明における技術上の特徴は、 上述した構成に加えて、 該制御手段は、 該複数の帯状電極にパルス電圧を供給するも のであり、 且つそれぞれの帯状電極に供給されるパルス電圧 のパターンを変化せしめられる様に構成されているものであ る。
即ち、 本発明においては、 第 1 と第 2の部材との間に浮上 力を発生させると共に相対的な移動力を発生させるためには 実質的に不連続なパルス電圧を使用することが必要であると の知見から上記の様な技術を採用したものであり、 そのため 本発明における上記相対的移動は本質的には間欠動作である。 又本発明においては、 第 2の部材に帯状電極を駆動して一旦、 電荷を誘起させた後、 当該電圧のパターンを変化させて、 浮 上力と駆動力を発生させ、 該第 2の部材における電荷が殆ど 変化しないうちに該第 1 もしく は第 2の部材を該電極ピッチ 分動かす様に構成するものであるから、 電荷が第 2の部材内 にほとんど固定されているので、 ジュール熱の発生が少なく、 従って、 エネルギーロスを少くすることが出来る。
本発明における上記パルス電圧の印加パターンは、 特に限定 されるものではないが、 後述するように第 3図に示されるよ うに 3相で形成されるパターンを変化を利用するものであつ ても良く、 第 3 6図に示される様に 2相で形成されるパター ンを利用するものであっても良い。
次に、 本発明においては、 上記の作用を達成するため第 2の 部材を構成する抵抗体の抵抗特性を特定の値に制限すること が必要である。
従って本発明においては、 かかる抵抗特性を抵抗体に電荷パ ターンを充放電する際の時定数 （ て ） を基に上記のように特 定したものである。 かかる時定数は基本的には 「体積抵抗率 X誘電率」 で表わされるが、 抵抗体の厚さが電極ピッチと比 較してかなり薄い場合には、 「時定数-体積抵抗率 Z厚さ X 電極ピッチ X誘電率」 を用いるものとする。
また、 塗布膜のように極めて薄い抵抗体の場合には、 体積 抵抗率は測定困難なので、 その特性は表面抵抗率で評価され る。 特に、 一般的な帯電防止材のような、 空気中の水分を吸 着して表面で導電性を発揮する材料の場合は、 体積抵抗率を 定義できないのでその場合には 「時定数 =表面抵抗率 X電極 ピッチ X誘電率」 を用いるものとする。
そして本発明においてはかかる時定数 （ て ） を該電極間の 1 ピツチの長さに相当する距離を該第 1若しく は第 2の部材の 少なく とも一方が相対的に移動するに要する時間の 2倍好ま しく は 3 0倍以上となる様に選択されたものである。
次に、 本発明において、 上記時定数 （ て ） を前記移動時間 ( t ) に対して ≥ 2 t とした理由を説明すると、 該時定数 ( て ） が十分大きい場合には、 電圧を切り替えて例えば第 2 の部材である移動子に浮上力と駆動力を与えた時に、 該移動 子の電荷パターンは殆ど変化せず、 電荷が移動子の上に固定 されたまま、 移動子は電極ピッチ分動く。
一方該時定数 （ て ） が t と同等程度まで小さ くなると、 移 動子の 1 ピツチの動きが完了する前 （ t以前） に電荷が動く ようになる。 てがさらに小さ くなると、 移動子が 1 ピッチ動 く前に、 電荷が動いて浮上力と駆動力が失われ、 移動子は短 い距離で停止してしまう。
又、 時定数 （ て ） が 2 t より小さい場合には、 移動速度が一 般に小さ くなり又、 抵抗体内で電荷が動く ことになりジユ ー ル熱が発生するためエネルギーを失い効率が低下する。
以上のことから時定数 （ て ） を 2 t以上とすることにより抵 抗体内の電荷を移動させることなく高速度に相対移動が実行 され、 しかもエネルギーロスを最小限となし効率を高めるこ とが可能となる。
又、 本発明における他の態様としては、 該第 2の部材に於け る抵抗体を光導電性の部材で構成し更に該光導電性の部材で 構成されている抵抗体に光を照射して該抵抗体の抵抗率を低 下させる光照射手段と該光照射手段が該抵抗体に光を照射し ている間にある所定のパルス状電圧パターンを該複数の帯状 電極に印加し、 該照射手段が該抵抗体に光の照射を停止して いる間に別のパルス状電圧パターンを該複数の帯状電極に印 加する様に構成された制御手段とを含んでいるものである。 即ち、 第 2の部材を構成する抵抗体として光照射により体積 抵抗率が 1 / 1 0 0 0 Ι Ζ Ι Ο Ο Ο Οに低下する光導電性 の材料は容易に入手できるので、 このような光導電性の抵抗 体を例えば移動子として用い、 この抵抗体に光照射した状態 で帯状電極を駆動することにより、 電荷パターンを生起させ るための時間を短縮するこ とができ、 移動子の移動開始まで の時間を短縮できる。 図面の簡単な説明
第 1図は本発明の実施例を示すフィルムを利用した静電ァ クチユエ一夕の斜視図、
第 2図はその静電ァクチユエ一夕の構成図、
第 3図の （ a) 〜 （ t ) はその静電ァクチユエ一夕の動作 説明図、
第 4図はその静電ァクチユエ一夕の部分断面図、
第 5図は積層型静電ァクチユエ一夕の説明図、
第 6図は積層型静電ァクチユエ一夕の他の構成の説明図、 第 7図は積層型静電ァクチユエ一夕の別の構成の説明図、 第 8図は積層型静電ァクチユエ一夕における第 2の部材の 支持構造の説明図、
第 9図は積層型静電ァクチユエ一夕の更に別の構成の説明 図、
第 1 0図 （ a ) 及び （b) は複数の帯状電極群を有する静 電ァクチユエ一夕の説明図、
第 1 1図 （ a ) 乃至 （ c ) は複数の帯状電極群を有する静 電ァクチユエ一夕の他の構成の説明図、
第 1 2図 （ a ) 乃至 （ e ) は帯状電極を放射状に配置した 静電ァクチユエ一夕の説明図、
第 1 3 A図及び第 1 3 B図は放射状に帯状電極を配置した 積層型の静電ァクチユエ一夕の説明図、 Λ 第 1 4図は帯状電極を環状に配置して第 2部材に張力を付 与する構成の説明図、
第 1 5図は帯状電極を並列配置して第 2部材に張力を付与
する構成の説明図、
第 1 6図は円筒状静電ァクチユエ一夕の構成説明図、
第 1 7図は円筒状静電ァクチユエ一夕の他の構成説明図、
第 1 8図は円筒状静電ァクチユエ一夕の別の構成説明図、
第 1 9図は円筒状静電ァクチユエ一夕の更に別の構成説明 図、
第 2 0図乃至第 2 2図は第 2の部材が尺取虫状に移動する よう構成された静電ァクチユエ一夕の動作説明図、
第 2 3図乃至第 2 6図は無端ベルト状移動子を用いる静電 ァクチユエ一夕の説明図、
第 2 7図乃至第 3 1図は球状静電ァクチユエ一夕の説明図、 第 3 2 ( a ) 図及び第 3 2 ( b ) 図は帯状電極の配線説明 図、
第 3 3図は帯状電極の他の配線方法の説明図、
第 3 4 ( a ) 及至第 3 4 ( c ) 図は帯状電極の製造方法の 説明図、
第 3 5図は帯状電極の更に別の配線方法の説明図、
第 3 6 ( a ) 及至第 3 6 ( c ) 図は静電気ァクチユエ一夕 の第 1 の部材に関する他の構成の説明図、 第 3 7図は光を利用した静電気ァクチユエ一夕の説明図、 第 3 8図は光を利用した静電気ァクチユエ一夕の他の構成 の説明図、
第 3 9図は本発明の原理を応用した弁別機能を有する静電 気ァクチユエ一夕の構成説明図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明に係る静電ァクチユエ一夕の実施例を図面を 用いて詳細に説明する。
第 1 図乃至第 3図は本発明に係る静電気ァクチユエ一夕の 動作原理の説明図である。
尚前記した通り本発明においては帯状電極を有する第 1 の部 材と抵抗体から構成される第 2の部材のいづれを他に対して 移動させるように構成しても良いが、 以下の説明においては 簡単のため、 第 1 の部材を固定し、 第 2の部材を可動しえる ように構成する例を中心に説明を行う。 従って、 以下におい て 「固定子」 とは第 1 の部材を示し、 「移動子」 とは第 2の 部材を示すものである。
すなわち、 第 1 図及び第 2図に示すように、 下部の固定子 1 は、 絶縁体 2に複数の帯状電極 4を埋め込んだものである。 一方、 移動子 1 0は、 薄膜状の高抵抗体からなる抵抗体層 1 2からなり、 固定子 1 の上に接触した状態に載置されてい 因みに、 例えば、 帯状電極 4の幅^ , は、 0 . 4 腿、 帯状 電極 4のピッチ ^ 2 は、 1 . 2 7 腿、 帯状電極 4が配置され る全体の幅 ^ 3 は、 1 2 6匪、 帯状電極 4の長さは 1 7 5匪 、ある。
一方上記各帯状電極に所定の電圧を印加するための制御手段 / 1 1 が設けられている。
次に、 この静電気ァクチユエ一夕の動作について第 3図を 参照しながら説明する。
まず、 第 3図 （ a ) に示すように、 固定子 1 を構成する絶 縁体 2に埋め込まれた第 1 の電極群である電極 4 a , ，
4 a 2 , 4 a 3 に正電圧 + Vを印加する。 第 2の電極群であ る電極 4 b : , 4 b 2 , 4 b 3 には負電圧— V、 第 3の電極 群である電極 4 c , ， 4 c 2 , 4 c 3 には 0 Vをそれぞれ印 加する。
すると、 初めは、 電荷の存在していなかった高抵抗体層
1 2の帯状電極 4 と対向する位置に形成される電場により、 高抵抗体層 1 2に電荷が集中する。
そして、 高抵抗体層 1 2 と帯電電極 4間に静電吸引力が作 用すると共に、 両者間の摩擦により停止した状態となってい る
ところで、 高抵抗体層 1 2に誘導された電荷は、 仮想的に 第 3図 （b ) の点線で示した位置に存在するとみなすことが できるので、 以下の説明ではこの仮想電荷を誘導電荷と称す る o
次に、 第 3図 （ c ) に示すように、 各電極に印加する電圧 を切り換える。
つまり、 第 1 の電極群である電極 4 a , ， 4 a 2 , 4 a に負電圧一 V、 第 2の電極群である電極 4 b , , 4 b 2 , 4 b 3 に正電圧 + V、 第 3の電極群である電極 4 c , , 4 c 2 , 4 c 3 に負電圧— Vをそれぞれ印加する。
すると、 各電極内の電荷は瞬時に移動するが、 高抵抗体層 1 2に誘導された電荷は、 高抵抗体層 1 2の抵抗値が高いた め、 すぐには移動することができない。
従って、 帯状電極 4 a ! , 4 b , , 4 a 2 , 4 b 2 の発生 する電荷と、 各帯状電極に対応する高抵抗体層 1 2の上の誘 導電荷は同じ符号となって、 反発力が発生し、 移動子 1 0で ある高抵抗体層 1 2は浮上、 あるいは浮上する方向の反発力 が作用し摩擦力が大幅に低減される。
また、 電極 4 c , の一電荷と電極 4 b！ の上の誘導 +電荷 は吸引し、 電極 4 c , の一電荷と電極 4 a 2 の上の誘導—電 荷は反発するので、 移動子 1 0は右方向に移動する。
そこで、 移動子 1 0が右方向へ 1 ピッチ移動すると、 第 3 図 （ d ) に示すように、 電極の電荷とその上の誘導電荷とが 異極性となるので、 吸引力が働き、 移動子 1 0である高抵抗 体層 1 2はその位置で停止する。
次いで、 第 3図 （ e ) に示すように、 第 1 の電極群である 電極 4 a , ， 4 a 2 , 4 a 3 に 0 V、 第 2の電極群である電 極 4 b , ， 4 b 2 ， 4 b 3 に正電圧 + V、 第 3の電極群であ る電極 4 c , , 4 c 2 , 4 c 3 に負電圧一 Vを印加する。
これによつて、 移動子 1 0が帯状電極間つまり 1 ピッチ分 移動する間に拡散した誘導電荷を再び誘導 （充電） する。 次いで、 第 3図 （ f ) に示すように、 第 1 の電極群である 電極 4 a , ， 4 a 2 , 4 a 3 に負電圧— V、 第 2の電極群で ある電極 4 b , ， 4 b 2 , 4 b 3 に負電圧— V、 第 3の電極 群である電極 4 C i ， 4 c 2 , 4 c 3 に正電圧 + Vを印加す
^ o
すると、 前記第 3図 （ c ) において述べたように、 電極の 電荷と誘導電荷とは同極性となり、 その反発によって移動子
1 0は右方向へ駆動される。
そして、 第 3図 （g) に示すように、 電極の電荷と誘導電 荷とが異極性となる対向位置、 つまり 1 ピッチ移動した位置 に位置決めされる。
次いで、 第 3図 （h) に示すように、 第 3図 （g) の状態 から第 2の電極群である電極 4 b , , 4 b 2 , 4 b 3 を 0 V、 にすると、 その電極 4 b , , 4 b 2 ， 4 b 3 の電荷は 0 とな 次いで、 第 3図 （ i ) に示すように、 第 1の電極群である 電極 4 a , ， 4 a 2 , 4 a 3 に正電圧 + V、 第 2の電極群で ある電極 4 b , ， 4 b 2 , 4 b 3 に負電圧一 V、 第 3の電極 群である電極 4 c , ， 4 c 2 , 4 c 3 に負電圧— Vをそれぞ れ印加する。
すると、 前記第 3図 （ c) において述べたように、 移動子 1 0は反発力により浮上して右方向へ駆動される。
そして、 第 3図 （ j ) に示すように、 電極の電荷と誘導電 荷とが異極性となる対向位置、 つまり、 1 ピッチ移動してそ こに位置決めされる。
次いで、 第 3図 （k) に示すように、 第 3図 （ j ) の状態 から第 3の電極群である電極 4 c ! ， 4 c 2 , 4 c 3 を 0 V にすると、 その電極 4 c , ， 4 c 2 , 4 c 3 の電荷は 0 とな る o
ここで、 同様の方法で、 移動子 1 0である高抵抗体層 1 2 を動かすこともできる。
すなわち、 第 3図 （ ^ ) に示すように、 第 1 の電極群であ る電極 4 a , ， 4 a 2 , 4 a 3 に負電圧— V、 第 2の電極群 である電極 4 b , , 4 b 2 , 4 b 3 に正電圧 + V、 第 3の電 極群である電極 4 c , , 4 c 2 , 4 c 3 に正電圧 + Vを印加 する。
これにより、 各帯状電極の電荷と誘導電荷とは同極性にな り、 その反発力によって移動子 1 0は浮上して左方向へ駆動 される。 そして、 第 3図 （m) に示すように、 電極の電荷と 誘導電荷とが異極性となる位置、 つまり、 1 ピッチ移動した 位置に位置決めされる。
ここで、 移動子 1 0が右方向へ移動しょう としても、 第 3 の電極 4 c , の—電荷と第 1 の電極 4 a 2 上の誘導一電荷と は反発し合うので、 移動子 1 0が右側へ移動することはない。 以下、 第 3図 （ n ) 乃至第 3図 （ t ) に示すように、 移動 子 1 0 は、 順次左方向へ 1 ピッチずつ移動し、 位置決めされ なお、 上記説明において、 固定子に設けられる電極は、 一 方向にのみ配置したものについて示したが、 後述するように 種々の形態で配置することもできる。
また、 固定子 · 移動子の寸法やピッチやステップ数などは 適宜選定することができる。
ここで静電気ァクチユエ一夕の具体的構成例について、 第 4図を用いて説明する。
この図に示されるように、 固定子 1 は、 ガラスエポキシ基 板 3上にエツチングにより、 帯状電極 4を 1 . 2 7 腿間隔で 100本形成し、 その上をエポキシ樹脂 5 と 0 , 1 腿厚の P E T (Po ly Ethyl ene Terephthalate) フィ ルム 6 , 7の 2枚で 覆った絶縁体 2で構成される。
移動子 1 0 として、 市販の普通紙を用いた。
そして、 帯状電極に電圧を与える電圧源は、 V = l ( K V ) のものとした。 尚、 充電時間 （電荷を誘導するのに必要な時 間） は、 初回のみ数秒程度必要であるが、 2回目以降は、 前 回充電した電荷を利用することができ、 1秒以下にするこ と ができる。
そして、 各帯状電極に対して電圧源からの電圧を、 第 3図 を用いて説明したように順次切り換えて与えたところ、 固定 子 1上に載置された普通紙を移動させることができた。
以下に、 前述した静電気ァクチユエ一夕を積層した積層型 ァクチユエ一夕について説明する。
第 5図はそのァクチユエ一夕の斜視図であり、 固定子 2 0 は、 固定される基部 2 1 と、 この基部 2 1から分岐されて延 び、 Y軸方向に帯状電極が形成された複数のフィ ルム 2 2〜 2 5を具備しており、 これらのフィ ルム 2 2〜 2 5上に、 移 動子 3 0を構成する基部 3 1 において結合される複数の薄膜 状の抵抗体のみで構成されるフイルム 3 2〜 3 5が載置され る o
このフィ ルム 3 2〜 3 5 の体積抵抗値は、 好ましく は 1 0 9 〜 1 O HQ c mであり、 表面抵抗で言えば 1 0 13〜 1 0 1 5Ω /□である。
こ こで、 固定子 2 0 のフィ ルム 2 2〜 2 5 に設けられる帯 状電極に、 例えば前記した第 3図 （b ) 乃至第 3図 （ d ) に 示すような形態で電圧を印加することにより、 移動子 3 0を X軸方向へ移動させることができる。
また、 この積層型ァクチユエ一夕は、 第 6図に示すように、 固定子 6 0 のフィ ルム 6 2〜 6 4 には、 夫々、 一方の面
6 2 a〜 6 4 aに近接して帯状電極群 6 6 a〜 6 8 aを設け、 他方の面 6 2 b〜 6 4 bに近接して帯状電極群 6 6 b〜
6 8 bを設ける。
一方、 移動子 7 0 のフィ ルム 7 2〜 7 5は、 第 6図に示す ように、 絶縁性の薄板状部材 7 2 A〜 7 5 Aとし、 薄板状部 材 7 2 Aの一方の面側、 薄板状部材 7 5 Aの他方の面側には 夫々高抵抗体層 7 2 a , 7 5 bを接着等により取付ける。
また、 薄板状部材 7 3 A, 7 4 Aには、 その両面に夫々前 述と同様に高抵抗体層 7 3 a， 7 3 b , 7 4 a , 7 4 bを接 着等により取付けて構成しても良い。
さらに、 この積層型ァクチユエ一夕は、 第 7図に示すよう に構成しても良い。
すなわち、 固定子 8 0 の各フィ ルム 8 1 〜 8 4 は、 P E T 等の絶縁性材料で形成すると共に、 第 7図に示すように、 一 方の面側 8 1 x〜 8 4 Xに近接して帯状電極群 8 1 b〜 8 4 bを埋め込み、 他方の面側 8 1 y〜 8 3 yには、 薄膜状 の高抵抗体層 8 2 a〜 8 4 aを貼付する。
一方、 移動子 8 5側も同様に、 各フィ ルム 8 6〜 8 9 は、 P E T等の絶縁性材料で形成すると共に、 一方の面側 8 6 X 〜 8 8 Xに近接して帯状電極群 8 6 a〜 8 8 aを埋込み、 他 方の面側 8 6 y〜 8 9 yには、 高抵抗体層 8 6 b〜 8 9 bを 貼付する。
第 6図及び第 7図に示す構成の積層型ァクチユエ一夕とす ることにより、 第 5図の積層型ァクチユエ一夕に比べてより 力密度を高めることが可能となる。
また、 第 6図、 第 7図に示す積層型ァクチユエ一夕の各フ ィ ルム部分は、 移動子である高抵抗体 9 0に皺が寄るのを防 止するため、 第 8図のように構成しても良い。
すなわち、 高抵抗体 9 0 の両側 9 0 a , 9 0 bを保持し、 また、 帯状電極群 9 3に対する反発力に抗して高抵抗体 9 0 が撓むこ とが可能となるよう移動子 9 0の中間部 9 0 cに凹 部 9 1 が形成された剛体で構成ざれる保持部材 9 2を設ける。
これにより、 高抵抗体 9 0は、 常に張力が付与された状態 となるので、 鈹が寄るのを防止することができる。
尚、 これらの積層型ァクチユエ一夕は、 直進移動型のみで はなく、 第 9図に示すように、 固定子 8 0及び移動子 8 5を、 曲率中心 0を中心として湾曲させて構成することにより、 摇 動型にも適用することが可能である。
この場合、 固定子 8 0の基部 8 0 a側から延びるフィ ルム 部分 8 1〜 8 3は、 中心点 0を曲率中心とする円弧状に形成 され、 また、 移動子 8 5の基部 8 5 a側から延びるフィ ルム 部分 8 6〜 8 8 は高抵抗体層から成る薄膜部材 8 6 b〜 8 8 b と共に、 固定子 8 0 と同様に中心点 0を曲率中心とす る円弧状に形成される。
また、 固定子に X軸及び Y軸方向に配線される帯状電極を 形成するように構成することも可能である。
例えば、 第 1 0図 （ a ) に示すように、 固定子 4 0上に、 X軸方向に配線される帯状電極 4 1、 Y軸方向に配線される 帯状電極 4 2 , 4 3を設けて構成する。
そして、 各帯状電極 4 1〜4 3への電圧の切り換えを個別 に行なう ことにより、 そこに載置される移動子 4 4を X軸方 向及び Z又は Y軸方向に駆動することができる。
また、 第 1 0図 （ b ) に示すように、 固定子 4 0上に、 X 軸方向に配線される帯状電極 4 6， 4 7、 Y軸方向に配線さ れる帯状電極 4 8を設けるようにしても良い。
また、 第 1 1 図 （ a )， （ b )， ( c ) に示すように、 平板の 固定子 4 0上に帯状電極 4 9 a〜 4 9 bを設け、 且つ各帯状 電極 4 9 a〜 4 9 bは、 夫々個別に電圧バタ一ンの切り換え を可能に構成する。
これにより、 帯状電極 4 9 a , 4 9 cのみを駆動すること により X軸方向に移動子 4 4を移動することができる。
そして、 帯状電極 4 9 b , 4 9 dのみを駆動するこ とによ り Y軸方向に移動子 4 4を移動することができる。
また、 帯状電極 4 9 a , 4 9 cおよび帯状電極 4 9 b , 4 9 dの両方を駆動することで、 移動子 4 4を X Y方向に移 動させることができる。
更には、 各帯状電極 4 9 a〜4 9 dを夫々矢印 V〜Z方向 に駆動するよう電圧パターンを切り換えることにより、 移動 子 4 4を回転させることも可能である。
尚、 第 1 1 図 （ c ) に示すように、 帯状電極 4 9 zを放射 状に配列し、 この帯状電極 4 9 zへの電圧パターンの切り換 えにより移動子 4 4を回転させるようにしても良い。
また、 第 1 2図に示すように、 固定子 5 0を円盤状に形成 し、 帯状電極を放射状電極 4 9 zのみとしても良い。
この場合、 第 1 2図 （ a ) 〜 （ e ) に示すように、 円板上 の移動子 4 4 a、 リ ング状の移動子 4 4 b、 扇形の移動子 4 4 c、 回転中心位置で図示しない軸受により回転可能に支 持される中心軸 4 4 d 1 を有する扇形の移動子 4 4 d、 及び 湾曲した平板 4 4 eを矢印 A方向に回転あるいは揺動させる ことができる。
第 1 3図は第 1 2図 （ a ) に示す回転型のものを積層型に した場合を示す図である。
図において、 P E T等の絶縁性で且つ可撓性を有する材料 で構成された複数の円板 9 0〜9 9が積層されており、 各円 板 9 0 , 9 2， 9 4 , 9 6 , 9 8は、 本体部分 9 0 a , 9 2 a， 9 4 a , 9 6 a , 9 8 a と、 その下面側に高抵抗体 層 9 0 b, 9 2 b , 9 4 b , 9 6 b , 9 8 bが貼付されてい る。 又別の態様としては、 上記本体部分 9 0 a〜9 8 aを高 抵抗体層とし、 又 9 0 b〜 9 8 bの部分を絶縁体層としたも のであっても良い。 一方各円板 9 1， 9 3， 9 5， 9 7 , 9 9のそれぞれには、 前述の高抵抗体層と対向して接触する 面に近接して帯状電極 9 1 c , 9 3 c , 9 5 c , 9 7 c ,
9 9 cが放射状にそれぞれ配設されている。
又、 上記円板 9 0， 9 2 , 9 4 , 9 6， 9 8 は軸 1 0 0 に固 定されており、 一方円板 9 1， 9 3， 9 5， 9 7， 9 9 は軸
1 0 0に対しては回動自在に支持されているが図示されてい ない適宜の固定部材により固定されている。
各帯状電極 9 1 c〜 9 9 cは軸 1 0 0の中空部を介して摺 動接点等を用いることにより図示しない電圧パターン切り換 え器からの電圧が個別に印加される。
このように構成することで、 各円板 9 1， 9 3， 9 5 , 9 7， 9 9の帯状電極 9 1 c , 9 3 c , 9 5 c , 9 7 c , 9 9 cに印加する電圧パターンを切り換えるこ とにより、 固 定円板 9 1 , 9 3， 9 5 , 9 7 , 9 9に対して円板 9 0， 9 2， 9 4， 9 6， 9 8をステツプ変位させる。 この時、 円 板 9 0， 9 2 , 9 4， 9 6， 9 8は一緒に回動し、 軸 1 0 0 を回転変位させる。
次いで、 帯状電極 9 1 c , 9 3 c , 9 5 c , 9 7 c ,
9 9 cに印加する電圧パターンを切り換えることで、 固定円 板 9 1 , 9 3， 9 5 , 9 7 , 9 9に対して回動可能円板 9 0 , 9 2 , 9 4， 9 6 , 9 8をステップ変位させる。 前述した動 作を順次繰り返すこ とにより、 軸 1 0 0を回転させるこ とが できる。
本発明における上記具体例においては、 前述した様に帯状 電極を有する円板 9 1， 9 3， 9 5 , 9 7 , 9 9を軸 1 0 0 に固定して、 軸 1 0 0を回転させるようにしても良いことは 云うまでもない。
この場合は、 各帯状電極 9 1 c〜 9 9 cに電圧を印加する ための摺動接点を削除することができ、 また、 各円板 9 2， 9 4 , 9 6 , 9 8 はその外周部で図示しない固定部に取付け られる。
更に、 第 1 4図に示すように、 固定子 5 0上に同心状に環 状の帯状電極 5 1 を設ける。
この固定子 5 0上に、 図示しないが、 例えば、 皺が寄った 円形のフィルム （移動子） 4 4を載置し、 その帯状電極 5 1 にフィ ルム 4 4を放射方向に駆動するような電圧を供給する とフィルム 4 4の鈹を延ばすことができる。
また、 この皴延ばし機能は、 第 1 5図に示すように、 固定 子 5 2上に帯状電極 5 3 , 5 4を平行に設ける。 この固定子 5 2上に皺の寄った移動子 5 5を載置し、 帯状電極 5 3には 矢印 A方向、 帯状電極 5 4には矢印 B方向の移動力を移動子 5 5 に与えるように電圧パターンを印加することで、 移動子 5 5 の縱鈹を延ばすことができる。
この皺延ばし機能は、 第 1 0図 （ a ) に示される帯状電極 4 2， 4 3を個別に駆動可能とすることでも実現することが できる。
第 1 6図は、 固定子を円筒状の固定子 5 6 とした例を示す 図であり、 円筒状固定子 5 6はその内部に第 2図及び第 3図 に示すような電極 5 7が円筒状固定子 5 6の軸方向に沿って 埋め込まれている。 そして、 円筒状固定子 5 6 の内面側 5 6 aにはフィ ルム状 の移動子 5 8を配置する。 この移動子 5 8 は前述したように P E T等の可撓性のフィルムであり、 これにより移動子 5 8 は円筒状固定子 5 6 の内面に沿うように自ら撓むことが可能 である。
このように構成し、 第 3図を用いて説明したように、 各電 極 5 7へ印加する電圧パターンを切り換えすることにより、 移動子 5 8を円筒状固定子 5 6 の内面に沿って移動させるこ とができる。
また、 この移動子 5 8 の一端部を、 回転可能に支持された 軸 （図示しない） に貼付又はねじ等により締結して構成する ことにより、 第 1 6図に示される静電ァクチユエ一夕は、 こ の軸を回転させることが可能な回転ァクチユエ一夕とするこ とができる。 尚、 この回転ァクチユエ一夕を構成する場合も、 円筒状固定子 5 6及び移動子 5 7を第 5図に示されるような 積層型とすることにより、 大きな力を発生させることができ o
更にまた、 第 1 7図に示されるように、 円筒状固定子 5 6 の外周面側 5 6 bに移動子 5 8を配置するように構成しても 良いし、 円筒状固定子 5 6 の内周面側 5 6 a及び外周面側 5 6 bに、 この円筒状固定子 5 6 の移動力を作用させる移動 子 5 8を配置しても良い。
第 1 8図に示すように、 円筒状固定子 2 0 0にその円周方 向に沿うように帯状電極 1 0 1 を配置し、 略円筒形状の移動 子 1 0 2を、 円筒状固定子 2 0 0の内面側に密着するように 挿入する。
この構成とすることにより、 帯状電極 1 0 1への電圧バタ —ンの切り換えにより、 円筒状移動子 1 0 2を円筒の軸方向 に沿って往復移動させることが可能となる。
また、 第 1 9図に示されるように、 円筒状固定子 2 0 0 に 対して、 その軸方向に沿うように帯状電極 1 0 4を追加して 配置することにより、 円筒状移動子 1 0 2を回転駆動させる ことも可能となる。
尚、 第 1 8図及び第 1 9図に示される略円筒形状の移動子 1 0 2は、 その左端及び Z又は右端にて図示しない回転可能 な軸部材等に取付けられてその力を取り出し可能に設けられ ていると共に、 円筒軸方向に沿ったスリ ッ ト 1 0 2 aが形成 されており、 帯状電極 1 0 1からの反発力を受けた際の円周 方向の延び量が吸収される。
また、 第 2 0図に示すように、 平板状の固定子 1 0 5上に 帯状電極群 1 0 6 a, 1 0 6 bを配置し、 各電極群 1 0 6 a , 1 0 6 bを個別に駆動可能となるように電圧パターン切換器 を設ける。
この構成において、 まず、 帯状電極群 1 0 6 a及び 1 0 6 bに第 3図で示したと同様の電圧パターンを印加する。 この 後、 帯状電極群 1 0 6 bに対してのみ第 3図 （m) に示す電 圧パターンを印加する。 これにより、 第 2 1 図に示すように. シー ト状の移動子 1 0 7の先端部 1 0 7 aは帯状電極群
1 0 6 a側に吸着した状態で停止しているので、 その後端部 1 0 7 bが第 3図 （n ) に示すように左方向に移動させられ るため、 その中央部 1 0 7 cが上方に浮き上がった状態とな 0
次いで、 帯状電極群 1 0 6 a側にのみ前述と同様に第 3図 (m) に示す電圧パターンを印加する。 これにより、 後端部 1 0 7 bは固定子 1 0 5上に吸着した状態にあるので、 その 先端部 1 0 7 aが左方向に移動させられるため、 第 2 1 図 (b ) に示すように、 シー ト状移動子 1 0 1が延ばされて、 その全体が固定子 1 0 5に接触する。
そして、 前述した動作を繰り返して実行するこ とにより、 第 2 1 図 （ c ) ， （ d ) に示すように、 シー ト状移動子 1 0 7は尺取り虫状に移動する。
また、 シー ト状移動子 1 0 7には、 電気配線等が不要であ るため、 例えば、 第 2 2図に示すように、 中空配管 1 0 8内 にシ一 ト状移動子 1 0 7を配置し、 中空配管 1 0 8の外側に 固定子 1 0 5を配置して構成することで、 シー ト状移動子 1 0 7を中空配管 1 0 8内で移動自在とすることが可能とな る。 この場合、 シー ト状移動子 1 0 7にブレー ドを取付ける ことで、 配管内の清掃を行なう ことができ、 また、 押圧板を 取付けるこ とで、 配管内の物品等の搬送、 押出しを行なう こ とが可能となる。
また、 第 2 3図は、 移動子をェン ドレスベル ト状に構成し たものである。
図に示すように、 回動自在なローラ 1 0 9 a， 1 0 9 b間 に内側に高抵抗体から成る無端ベルト状の移動子 1 1 0を掛 渡す。 そして、 ローラ 1 0 9 a , 1 0 9 b との間の位置に、 帯状 電極群 1 1 1 を配列した固定子 1 1 2を配置する。
この構成とすることにより、 無端ベルト状移動子 1 1 0上 に載置された物品を搬送させることが可能となる。
また、 無端ベルトと物品との摩擦力及び/又は無端ベルト の表面上に生起された静電荷の吸引力により、 その表面に保 持した用紙を搬送することもできる。
更には、 第 2 3図に示す機構を 2組設け、 無端ベルト状移 動子 1 1 0が互いに近接 ， 接触するように配置し、 両者間で シー ト状の物品、 例えば力ッ ト状の用紙を挟持して搬送させ ることも可能となる。
また、 第 2 4図に示すように、 高抵抗体層を絶縁性のフィ ルムで挟んで構成した無端ベルト状移動子 1 1 0の両側に、 帯状電極群 1 1 1 を有する固定子 1 1 2 a， 1 1 2 bを配置 しても良い。
また、 第 2 5図に示すように、 固定配置された絶縁性材料 で構成される円筒部材 1 1 3， 1 1 4に帯状電極群 1 1 3 a , 1 1 4 aを埋め込むことにより、 無端ベルト状移動子 1 1 1 を回転駆動させることも可能である。
更には、 第 2 6図に示すように、 図示しない駆動源 （モー 夕） により回転駆動される、 絶縁性材料で構成されるローラ 1 1 5 と従動ローラ 1 1 6 とに帯状電極群 1 1 5 a， 1 1 6 aを埋め込むことにより、 図示しない駆動による送り動作と 帯状電極群による微小送り動作とを行なわせることができる, 次に、 本発明における他の具体例として第 1 と第 2の部材の 一部に球面状部を形成した構造を用いる例を以下に示す。 第 2 7図は固定子を球状にした例を示す図であり、 第 2 8 図はその断面図を示す図であり、 球状の固定子 1 1 7の表面 に近接して緯度方向に沿って、 即ち球状体の頂点を中心とし て同心円状に配設するように帯状電極を埋込んだ複数の帯状 電極群 1 1 8 a〜 1 1 8 dを配置する。 尚、 帯状電極群 1 1 8 a〜 1 1 8 dは、 夫々 9 0度毎に経度をずらして配置 (第 2 7図は帯状電極群 1 1 8 aのみを図示） しており、 夫 々個別に電圧パターンを印加可能に設けている。
また、 この球状の固定子 1 1 7上には、 絶縁性材料とその 上に積層された高抵抗体層からなる半球形状の移動子 1 1 9 が被せられている。
そして、 第 2 8図に示すように、 一対の帯状電極群 1 1 8 a と 1 1 8 c、 または一対の帯状電極群 1 1 8 b と 1 1 8 d とを、 第 1 0図に示す帯状電極群 4 2， 4 3 と同様にして駆 動することによって、 第 2 8図 （ a ) に示す状態の移動子 1 1 9を、 第 2 8図 （b ) のように右方に移動させたり、 第 2 8図 （ c ) のように左方に移動させたりすることが可能と る。
尚、 一対の帯状電極群 1 1 8 b と 1 1 8 dのみを、 第 2 9 図に示すように、 経度方向つまり頂点から放射状方向に沿つ て延びるように配置することにより、 半球形状の移動子 1 1 9を回転させる機能も追加することが可能となる。
また、 第 3 0図に示されるように、 固定子を擂鉢型の半球 形状の固定子 1 2 0 としても良い。 そして、 擂鉢形状の固定子 1 2 0の凹部の表面に近接して- 第 2 7図と同様に、 緯度方向に沿って延びるように帯状電極 を埋込んだ複数の帯状電極群 1 2 0 a〜 1 2 0 dを埋込む。 そして、 この擂鉢形状の固定子 1 2 0上に球状の移動子
1 2 1 を載置する。 この球状の移動子 1 2 1 は、 高抵抗体か ら成る中空ポールとするのが好ましい。
そして、 各帯状電極群 1 2 0 a〜 1 2 0 dを第 3 1 図の断 面図に示すように、 第 2 8図と同様にして駆動することによ り、 球状の移動子 1 2 1 を擂鉢形状の固定子 1 2 0上で回転 移動させることができる。
従って、 例えば、 球状の移動子 1 2 1 の表面に地球の地図 模様を形成することで、 従来の地球儀の支持アームのように 何らの制約を受けることがなく、 地図上の任意の位置を最も 見易い位置に配置することが可能となる。
また、 一対の帯状電極群 1 2 0 b と 1 2 0 dのみを、 第 2 9図に示す経度方向に沿って延びるような帯状電極群とす ることにより、 球状の移動子 1 2 1 を回転させる機能も追加 することが可能となる。
尚、 第 2 7図及び第 3 0図に示される固定子に設けられる 帯状電極群は、 第 3 2図 （ a ) に示すように、 3本の電源線 1 2 2 a〜 1 2 2 bを独立して配線した絶縁性材料で構成さ れる平板状のケーブル 1 2 3内に埋め込んで形成したものを. 第 3 2図 （b ) のように折り込み、 球状あるいは擂鉢状の固 定子の球面あるいは凹面に貼り付けて構成しても良い。
この場合は、 電源線が丸形状であり、 耐圧を高めることが できると共に、 3相の配線の飛び越しに対する処理も不要に できる。
ところで、 第 3図を用いて説明したように、 固定子に設け られる帯状電極は少なく とも 3相配線しておけば移動子を移 動させる力を発生させることが可能となる。 また、 各相の帯 状電極群を連結して、 駆動制御回路に接続するための接続線 は、 片面で 2相までは互いに櫛歯状に配線することで互いに 交差するこ となく配置することが可能となる。
しかし、 3相全てを片方の面に配線する場合には、 異なる 相の配線が交差するため、 交差点で絶縁を取る必要がある。
また、 帯状電極を薄膜形成技術を用いた微細パターンに形 成する際には、 この交差部分での絶縁距離が短かく、 且つ膜 厚の違いによる段差があって絶縁膜に欠陥が生じ易く絶縁不 良となり易い。 逆に充分に絶縁を取るために厚い絶縁膜を形 成するこ とは、 長い膜生成時間を必要とし、 そのスルーホー ル加工工程も厄介である。
これらの問題を解決するため、 第 3 3図に示すように、 絶 縁体 1 2 5の片方の面に第 1 の移相の帯状電極 1 2 6 a と第 2の移相の帯状電極 1 2 6 bを配置し、 他方の面側に第 3の 移相の帯状電極 1 2 6 cを形成する。
そして、 これらの第 1 〜第 3の移相の帯状電極 1 2 6 a〜 1 2 6 cに、 それぞれ + V , 0， 一 Vの電圧を、 順次切り換 えて印加することにより、 この固定子 1 4 0上に対向して配 置される移動子を移動させることができる。
尚、 第 3の移相の帯状電極 1 2 6 cは、 絶縁体 1 2 5の厚 さ分だけ他の移相より も移動子までの距離が大きいため、 移 動子の表面に誘導できる電荷が少く発生力が小さい。
しかし、 例えば、 第 3の移相の帯状電極 1 2 6 cに与える 電圧を、 第 1及び第 2の移相の帯状電極 1 2 6 a， 1 2 6 b に与える電圧より も高くすることにより、 その移動力の差を 不都合の無い範囲に抑えることができる。
また、 この 3相の配線の飛び越しに対する処理は、 第 3 4 図 （ a ) に示すように、 フレキシブルなシー ト状の絶縁性材 料 1 2 5の上側の面に第 1 と第 2の電源線 （例えば、 + V電 源線と 0 V電源線） 1 2 6 a , 1 2 6 bを貼付け、 下側の面 に第 3の電源線 （例えば、 一 V電源線） 1 2 6 cを貼付ける c そして、 第 3 4図 （b ) に示すように、 その両側から押圧す ることで、 第 3 4図 （ c ) に示すように、 各電源線 1 2 6 a 〜 1 2 6 c、 特に、 +V電源線 1 2 6 a と— V電源線 1 2 6 c とが変形した絶縁性材料 1 2 5で分離された状態とするこ とができる。 尚、 絶縁性材料 1 2 5は、 押圧力を付与する前 に加熱処理により軟化させておく と良い。
また、 移動子を移動させるための固定子側の構成は、 第 3 図に示されるような 3相配線の帯状電極に限られるものでは ない。
このように構成することにより、 第 1〜第 3の移相の電極 群と移動子との間の距離を一定にすることが可能となる。
また、 第 3 5図に示すように、 第 3の移相の電極を、 絶縁 体 1 4 0の他方の面に一様に形成し、 第 1〜第 3の移相の電 極に与える電圧パターンを前述したように順次切り換えて与 えることにより固定子上に搭載される移動子を移動させるこ ともできる。
また、 第 3 6図に示すように、 絶縁体 1 4 0の他方の面に 全面に一様に形成した電極 1 2 6 cをアース接地する。
そして、 第 1 の移相の電極群 1 2 6 a と第 2の移相の電極 群 1 2 6 b とに印加する電圧を + V, 0， — Vに順次切り換 えて印加することにより移動子 1 5 0を移動させるこ ともで きる。
すなわち、 第 3 6図 （ a ) に示すように、 まず、 第 1 の移 相の電極群 1 2 6 aに + Vの電圧を印加すると共に、 第 2の 移相の電極群 1 2 6 bに一 Vの電圧を印加する。 これにより、 第 3図を用いて説明したように、 高抵抗体から成る移動子 1 5 0上の各電極 1 2 6 a， 1 2 6 b と対向する位置に電荷 が誘導される。
次いで、 第 3 6図 （ b ) に示すように、 第 1 の移相の電極 群 1 2 6 aには 0 Vの電圧を印加し、 第 2の移相の電極群 1 2 6 bには一 Vの電圧を印加する。
すると、 第 1 の移相の電極群 1 2 6 aの電荷は消滅し、 第 2の移相の電極群 1 2 6 bにはただちに +電荷が誘導される が、 移動子 1 5 0上に誘導された電荷は移動子 1 5 0が抵抗 体であるためにただちに移動することはできない。
これにより、 第 2の移相の電極群 1 2 6 bの +電荷と移動 子 1 5 0上の +電荷との間に反発力が作用し、 移動子 1 5 0 が浮上する方向の力を受けて、 移動子 1 5 0が固定子 1 4 0 から浮上する、 あるいは固定子 1 4 0 と移動子 1 5 0間の摩 擦を大き く低減することができる。
また、 第 1 の移相の電極群 1 2 6 aにより移動子 1 5 0上 に生起された一電荷と第 2の移相の電極群 1 2 6 bの +電荷 との吸引力が作用するため、 第 3 6図 （ c ) に示すように、 移動子 1 5 0を図の右方向に移動させることができる。
更に、 移動子 1 5 0を図の右方向に移動させるためには、 第 1 の移相の電極群 1 2 6 aに一 Vを印加し、 第 2の移相の 電極群 1 2 6 bに 0 Vを印加する。
これにより、 移動子 1 5 0上に生起されている +電荷と第 1 の移相の電極群 1 2 6 aに生起された一電荷との吸引力が 作用するため、 移動子 1 5 0が図の右方に移動する。
そして、 第 3 6図 （ a ) のように電圧を印加することで、 移動子 1 5 0 は電極群の 1移相ピッチ分移動して第 3 6図 ( a ) のと同じ状態となる。
従って、 前述した動作を繰り返すことにより、 移動子を順 次右方向に移動させることが可能となる。
他方、 移動子 1 5 0を図の左方向へ移動させる場合には、 第 1 と第 2の移相の電極群 1 2 6 a， 1 2 6 bに与える電圧 を前述したのとは逆に与えることが可能である。
つまり、 第 3 6図 （ a ) の状態において、 第 1 の移相の電 極群 1 2 6 aに一電圧を印加し、 第 2の移相の電極群 1 2 6 bに 0 Vを印加することで、 移動子 1 5 0は図の左方向に移 動する。
第 3 7図は光を利用した静電気ァクチユエ一夕の説明図で
¾ Ό o 図中、 第 3図と異なる点は、 移動子が光導電性を有する抵 抗体から成る移動子 1 3 5であり、 絶縁体が透明あるいは半 透明な絶縁体 1 3 6であり、 その絶縁体 1 3 6の下方に光源 1 3 0を設けた点にある。
この光源 1 3 0は、 L E D素子、 放電蛍光灯等の個別発光 素子 1 3 0 a〜 1 3 0 f を複数個配列し、 その個別発光素子 1 3 0 a〜 1 3 0 f と絶縁体 1 3 6 との間に設けられる拡散 板 1 3 1 とを含んで構成される。
この静電気ァクチユエ一夕の動作について説明する。
まず、 光源 1 3 0を駆動し、 光源 1 3 0からの発光光を拡 散板 1 3 1 を介して光導電性の移動子 1 3 5の全面に照射し た状態とする。
これにより、 光導電性の移動子 1 3 5 は、 光照射により電 気抵抗が大幅に減少しており、 電荷が容.易に移動可能な状態 となる。
この状態で、 帯状電極 4 に対して、 第 3図 （ a ) に示すよ うに電圧を印加すると、 各帯状電極 4 と対向した位置の移動 子 1 3 5中に、 対向する帯状電極 4 とは逆極性の電荷が短時 間で集中する。
次いで、 光源 1 3 0の駆動を停止し、 光導電性の移動子 1 3 5 に対する光照射を停止した状態とし、 周囲を真っ暗に する。 従って、 光導電性の移動子 1 3 5 は、 極めて良好な抵 抗体となる。
この状態で、 帯状電極 4 に印加する電圧パターンを第 3図 ( b ) のように切り換えると、 帯状電極の電荷はただちに変 化するが、 移動子 1 3 5上の電荷はただちに移動することが できない。
従って、 移動子 1 3 5は第 3図 （ c ) , ( d ) に示すよう に右方へ移動させることができる。
そして、 更に移動子 1 3 5を右方向へ移動させる場合には、 光照射を行なった状態で第 3図 （ e ) に示す電圧パターンを 印加し、 これ以後前述したと同様の動作を繰り返すことによ り移動させることができる。 また、 移動子 1 3 5を左方向へ 移動させる場合も同様である。
光源としては、 前述したように局部的な発光体に限らず、 面発光素子を用いても良い。
また、 光源は移動子の上方に配置すれば最も効率的である しかしながら、 第 3 7図に示すように、 帯状電極 4の下側に 光源を配置し帯状電極の影となる部分が生じたとしても、 導 電性を必要とするのは、 電荷が移動する部分であり、 電極の 影とならない部分であるため、 充分実用に供することができ る。 また、 第 3 7図においては帯状電極及び光源がいずれも 固定子側に配置できるので、 その給電を固定子側で行なう こ とができる。
また、 第 3 8図に示すように、 光の回折、 あるいは表面の 形状によりその端面に配置された光源 1 3 7からの光を、 面 に垂直な方向に順次発散させる部材 1 3 8を用いて、 移動子 1 3 5にその側面から光を照射することもできる。
従って、 このような光照射方法を用いれば、 第 5図〜第 7 図等に示したような積層型の静電気ァクチユエ一夕とした場 合にも適用することが可能となる。
ところで、 前述した静電気ァクチユエ一夕においては、 移 動子の長さは、 少なく とも複数の帯状電極間に跨がる長さで あることが必要である。
これを逆に言う と、 帯状電極の間隔ピッチに対応して使用 することができる移動子の最小長さが決定される。
従って、 第 3 9図に示すように、 帯状電極を間隔ピッチを 順次狭い方から広い方へ拡げてゆく配列とするならば、 移動 子はその大きさに応じた間隔ピッチの地点でそれ以上の移動 をすることがない。
つまり、 絶縁性基板 1 6 0上に第 1 の位相の電圧が印加さ れる櫛形の電極 1 6 1、 第 3の位相の電圧が印加される櫛形 の電極 1 6 3を搭載する。
また、 櫛形電極 1 6 1 ， 1 6 3 との間に帯状電極群 1 6 2 を搭載する。 帯状電極群 1 6 2は一端に形成されたスルーホ —ル 1 6 3 aを介して第 2の位相の電圧が印加可能となるよ うに裏面側で接続されている。
そして、 第 3 9図から明らかなように、 図の左上方向に行 く に従って、 各電極の間隔ピッチを徐々に拡く している。 ま た、 各電極間は互いに絶縁されて配置されている。
第 3 9図に示す構成において、 各電極に第 3図で説明した のと同様にして各電極に印加する電圧のパターンを切り換え る
すると、 固定子を構成する絶縁性基板 1 6 0 の電極ピッチ の詰まっている側の上に搭載された大小の移動子 1 6 4 a , 1 6 4 b , 1 6 4 c…は、 その表面に誘導される電荷パター ンと帯状電極の電荷との作用により図の左方向に移動する。 ところで、 この静電気ァクチユエ一夕においては、 少なく とも移動子上に 3相の電荷パターンが形成される必要がある ため、 小さいサイズの移動子 1 6 4 x， 1 6 4 y , 1 6 4 z …は絶縁性基板 1 6 0の右端側に留まつたままであり、 また- 大きいサイズの移動子 1 6 4 a， 1 6 4 b…は絶縁性基板 1 6 0左端側へまで移動する。
従って、 移動子の大きさを分別することが可能となる。
また、 移動子としては、 紙やプラスチックがあり、 これら を大きさで分別できる他、 移動子の電気抵抗に応じて移動量 が異なるので、 電気抵抗率からでも分別できる。
また、 移動子の移動時間と内部電気時定数との関係から比 重による弁別もできるので、 従来の電磁的分別では困難であ つた、 非磁性、 絶縁体に近い材料、 複合材料等の種類の塵も 弁別装置のこのステーショ ンを付加することにより、 弁別対 象を大幅に拡大できる。
尚、 弁別に際しては、 帯状電極の隣接間隔ピッチの他、 駆 動周波数、 駆動方向と重力の方向との関係、 駆動方向と風の 方向等の外力による関係を考慮することで、 移動子側の比重. 電気伝導度、 比誘電率等も弁別することができる。
また、 固定子を傾斜させた状態とし、 移動子の重力に対し て発生力 （面積に比例） が大きい移動子のみが動く ので、 重 量面積比も弁別できる。
物品が移動したか否かについては、 帯状電極の電極間の位 置にその検出光軸が通過するような光電センサを用いるこ と ができる。 そして、 この光電センサを各帯状電極間に全て配 置し、 各光電センサの検出出力の変化から移動子の移動を検 知することができる。 この場合、 固定子としては、 周知の透 明あるいは透過性の良好な絶縁性材料を用いればよい。
尚、 第 9図乃至第 3 8図の説明では、 移動子として高抵抗 体のみを用いる場合について説明しているが、 第 9図乃至第 3 8図のように構成されるものにおいては、 絶縁体層上に高 抵抗体層を積層した形式の移動子としても良い。
また、 絶縁性のフィルムとして P E Tフィルムを用いた場 合についてのみ説明しているが、 本発明はこれに限定される ものでなく、 絶縁性を有する可撓性の薄膜であれば良いこと は言うまでもない。
更に、 固定子と移動子との接触面は、 一方側を平滑面とし、 他方側に凹凸を形成することで、 両者間の摩擦を減らすこ と ができる。 また、 移動子が誘導電荷と固定子側の帯状電極の 電荷との反発力により浮上する方向の力を受ける際に、 両者 間に空気が速やかに流れ込ませることができ、 その浮上動作 を迅速に行なわせることができる。
なお、 本発明は上記実施例に限定されるものでなく、 本発 明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、 これらを本発 明の範囲から除外するものではない。
〔発明の効果〕
本発明によれば、 構成が簡単化でき且つ充電時間の短い静 電ァクチユエ一夕を実現することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 互いに絶縁され、 所定の方向で且つ所定の間隔を設け て配置された複数の帯状電極を有する第 1 の部材と、
該第 1 の部材の表面と接触する対向面が抵抗体で構成さ れている第 2の部材と、
該第 1 の部材に設けられた複数の帯状電極のそれぞれに 対する印加電圧を変化させる制御手段
とから構成されており、 該制御手段を駆動させる事によつ て、 該第 1 と第 2の部材を該帯状電極の配列方向と直交する 方向に相対的に移動させる様に構成された静電気ァクチユエ 一夕で有って、 該第 2の部材に於ける該抵抗体は、 当該抵抗 体を構成する材料の体積抵抗率、 誘電率から主として定めら れる時定数の値が、 該電極間の長さに相当する距離を該第 1 若しく は第 2の部材の少なく とも一方が相対的に移動するに 要する時間の 2倍以上となる様に選択されたものである事を 特徴とする静電気ァクチユエ一夕。
2 . 該第 1 の部材に設けられた複数の帯状電極に電圧を供 給する為の該制御手段を駆動させることにより、 第 1 と第 2 の部材間の相互の接触を解消させると共に該第 1 と第 2の部 材を相対的に移動させる様に構成された事を特徴とする請求 範囲第 1項に記載された静電気ァクチユエ一夕。
3 . 該制御手段は、 該複数の帯状電極にパルス電圧を供給 するものであり、 且つそれぞれの帯状電極に供給されるパル ス電圧のパターンを変化せしめられる様に構成されている事 を特徵とする請求範囲第 1項記載の静電気ァクチユエ一夕。
4 . 該第 2の部材に於ける抵抗体の体積抵抗率は 1 0 s 〜 1 0 1 3 Ω c mである事を特徵とする請求範囲 1 乃至 3記載の 静電気ァクチユエ一夕。
5 . 該第 2の部材に於ける抵抗体の体積抵抗率は 1 0 1 3〜 1 0 1 5 Ω c mである事を特徵とする請求範囲 1乃至 4記載の 静電気ァクチユエ一夕。
6 . 該第 2の部材に於ける抵抗体は光導電性の部材で構成 されている事を特徴とする請求範囲 1乃至 5記載の静電気ァ クチユエ一夕。
7 . 該光導電性の部材で構成されている抵抗体に光を照射 する光照射手段と該光照射手段が該抵抗体に光を照射してい る間に 1 の電圧パターンを該複数の帯状電極に印加し、 該照 射手段が該抵抗体に光の照射を停止している間に別の電圧パ ターンを該複数の帯状電極に印加する様に構成された制御手 段とを含んでいる事を特徴とする請求範囲 6記載の静電気ァ クチユエ一夕。
8 . 該複数の帯状電極を 3組に区分して 3相配線すると共 に、 第 1 と第 2の移相に相当する第 1 と第 2の帯状電極を該 第 1 の部材の一方の面に配設し、 第 3の移相に相当する第 3 の帯状電極を該第 1 の部材の他方の面に配設した事を特徴と する請求範囲 1乃至 7記載の静電気ァクチユエ一夕。
9 . 複数個の該第 1 の部材と複数個の該第 2の部材とが、 当該帯状電極と抵抗体とが対向する様に交互に積層されてい る事を特徴とする請求範囲 1 乃至 8記載の静電気ァクチユエ 一夕。
1 0 . 該第 1 の部材と該第 2の部材とは何れも矩形であり - それぞれの部材群の一端部は互いに一体的に接合されている 事を特徵とする請求範囲 9記載の静電気ァクチユエ一夕。
1 1 . 該第 1 の部材と該第 2の部材とは何れも円弧状、 若 しく は扇形状であり、 それぞれの部材群の一端部は互いに一 体的に接合されている事を特徵とする請求範囲 9記載の静電 気ァクチユエ一夕。
1 2 . 該第 1 の部材と該第 2の部材とは何れも円板状、 若 しく はリ ング状である事を特徵とする請求範囲 9記載の静電 気ァクチユエ一夕。
1 3 . 円板状、 若しく はリ ング状である該第 1 の部材に配 設される複数の帯状電極は該部材の中心部から放射状に配設 されているものである事を特徵とする請求範囲 1 2記載の静 電気ァクチユエ一夕。
1 4 . 該第 1 の部材に配設される該複数の帯状電極を複数 の組に分割し、 1 の組の当該帯状電極の配列方向と他の組に 於ける当該帯状電極の配列方向とを互いに異ならせた事を特 徵とする請求範囲 1記載の静電気ァクチユエ一夕。
1 5 . 当該 1 の組の当該帯状電極の配列方向と他の組に於 ける当該帯状電極の配列方向は互いに直交している事を特徴 とする請求範囲 1 4記載の静電気ァクチユエ一夕。
1 6 . 当該各組の帯状電極は、 該制御手段により個別に又 は同時に駆動される様に構成されているもので有る事を特徵 とする請求範囲 1 4乃至 1 5記載の静電気ァクチユエ一夕。
1 7 . 該複数に分割した複数の帯状電極群を該制御手段に より同時に駆動することにより、 該第 1若しく は第 2の部材 の何れか一方は、 他方に対して相対的に、 該複数の帯状電極 のそれぞれが配列されている配列方向とは異なる方向に移動 若しく は回転する様に構成されている事を特徵とする請求範 囲 1 6記載の静電気ァクチユエ一夕。
1 8 . 該第 1 の部材に配設される該複数の帯状電極を複数 の組に分割し、 第 1 の組の当該帯状電極の配列方向を第 1 の 方向とし、 第 2の組に於ける当該帯状電極の配列方向を第 1 の方向と直交する第 2の方向とし、 更に第 3の組の当該帯状 電極の配列方向を環状で且つ放射方向とした事を特徵とする 請求範囲 1 4記載の静電気ァクチユエ一夕。
1 9 . 円板状に構成されており、 複数の帯状電極が該円板 の中心に対して放射状に配設されている複数枚の第 1 の部材 と、 円板状に構成された抵抗体からなるか、 該抵抗体を支持 する適宜の部材を伴った円板状の抵抗体から構成された複数 枚の第 2の部材とが、 該抵抗体部と該帯状電極とが接触する 様に対向せしめて同軸的に積層されており、 且つ該第 1 と第 2の部材の なく とも一方は中心部に位置する回転軸に固定 されている事を特徴とする請求範囲 9、 1 2、 1 3のいづれ かに記載の静電気ァクチユエ一夕。
2 0 . 互いに絶縁された複数の帯状電極を有する平板状の 第 1 の部材と、
該第 1 の部材と対向配置される抵抗体を有する薄膜部材 と該薄膜部材の両端部を支持し且つ該薄膜部材の中間処部の 撓みを許容する凹部を有する支持部材とから構成される第 2 の部材と、
該帯状電極への電圧の切り換えにより該第 1及び第 2の 部材を互いに相対的に移動させる制御手段とを含んでいる事 を特徴とする静電気ァクチユエ一タ。
2 1 . 互いに絶縁された複数の帯状電極を有する平板状の 第 1 の部材で有って、 該帯状電極の各々を該第 1 の部材の中 心に対して同心円状に配設してなる第 1 の部材と、
該第 1 の部材と対向して接触配置されている薄膜部材か らなる抵抗体で構成された第 2の部材と、
該帯状電極への電圧の切り換えにより該第 1及び第 2の 部材を互いに相対的に移動させる制御手段、
とから構成されており、 且つ該制御手段は該帯状電極を駆 動する事により、 該第 2の部材に張力を付与する様に構成さ れている事を特徵とする静電気ァクチユエ一タ。
2 2 . 互いに絶縁された所定の方向で且つ所定の間隔を設 けて配置された複数の帯状電極を有する平板状の第 1 の部材 で有って、 該帯状電極を少なく とも 2つの組に分割した第 1 の部材と、
該第 1 の部材と対向して該第 1 の部材の当該帯状電極に 接触配置されている薄膜部材からなる抵抗体で構成された第 2の部材と、
該帯状電極への電圧の切り換えにより該第 1及び第 2の 部材を互いに相対的に移動させる制御手段、
とから構成されており、 且つ該制御手段は該異なる組の当 該帯状電極を両部材が互いに反対の方向に相対的移動を開始 する様に駆動する事により、 該第 2の部材に張力を付与する 様に構成されている事を特徴とする静電気ァクチユエ一夕。
2 3 . 円筒状の本体部分を有し、 該円筒状の本体部分の円 筒面に該本体部分の軸方向に沿って配列され、 互いに絶縁さ れた複数の帯状電極を有する第 1 の部材と
該帯状電極に対向して該円筒状の本体部分の円筒面に沿 うように配置された抵抗体からなる第 2の部材と
該帯状電極への電圧の切り換えにより該第 1 と第 2の部 材の何れかを他の部材に対して相対的に移動させる様に該帯 状電極を駆動する制御手段と、
を具備する事を特徴とする静電気ァクチユエ一夕。
2 4 . 円筒状の本体部分を有し、 該円筒状の本体部分の円 筒面に該本体部分の円周方向に沿って配列され、 互いに絶縁 された複数の帯状電極を有する第 1 の部材と、
該帯状電極に対向して該円筒状の本体部分の円筒面に沿 うように配置された抵抗体からなる第 2の部材と、
該帯状電極への電圧の切り換えにより該第 1 と第 2の部 材の何れかを他の部材に対して相対的に移動させる様に該帯 状電極を駆動する制御手段と、
を具備する事を特徵とする静電気ァクチユエ一夕。
2 5 . 円筒状の本体部分を有し、 該円筒状の本体部分の円 筒面に該本体部分の円周方向及び軸方向に沿って配列され、 互いに絶縁された複数の帯状電極を有する第 1 の部材と
該帯状電極に対向して該円筒状の本体部分の円筒面に沿 うように配置された抵抗体からなる第 2の部材と
該帯状電極への電圧の切り換えにより該第 1 と第 2の部 材の何れかを他の部材に対して相対的に移動させる様に該帯 状電極を駆動する制御手段と、
を具備する事を特徴とする静電気ァクチユエ一夕。
2 6 . 互いに絶縁された所定の方向で且つ所定の間隔を設 けて配置された複数の帯状電極を有する第 1 の部材と、
該第 1 の部材と対向して該第 1 の部材の当該帯状電極に 接触配置されている薄膜部材からなる可撓性の抵抗体で構成 された第 2の部材と、
該帯状電極への電圧の切り換えにより該第 1及び第 2の 部材を互いに相対的に移動させる制御手段、
とから構成されており、 且つ該制御手段は当該帯状電極の 内の所定の組の帯状電極を個別に且つ逐次的に操作する事に より、 該第 2の部材の移動方向に関し、 当該部材の先端部と 後端部とを交互に移動させる様に構成されている事を特徴と する静電気ァクチユエ一夕。
2 7 . 互いに絶縁された所定の方向で且つ所定の間隔を設 けて配置された複数の帯状電極を有する固定子と、
該固定子に対向して配置され、 無端ベルト状の可撓性の 抵抗体で構成された移動子と、
該移動子を回転可能に支持する支持部材と、
該帯状電極への電圧の切り換えを行うことにより該移動 子を該支持部材の回りに回動せしめる制御手段と、
を具備する事を特徵とする静電気ァクチユエ一夕。
2 8 . 外周表面に互いに絶縁された所定の方向で且つ所定 の間隔を設けて配置された複数の帯状電極が配設されている 一対の円筒状支持部材と、
該一対の円筒状支持部材の双方に延展せしめらた無端べ ルト状の可撓性の抵抗体で構成された移動子と、
該帯状電極への電圧の切り換えを行う こ とにより該移動 子を該支持部材の回りに回動せしめる制御手段と、
を具備する事を特徴とする静電気ァクチユエ一夕。
2 9 . 該円筒状支持部材の少なく とも一方が適宜の回転手 段により回転するように構成されている事を特徴とする請求 範囲 2 8記載の静電気ァクチユエ一夕。
3 0 . 球面状部分を少なく とも一部に有する本体部分で有 つて、 該本体部分の当該球面状部分に沿って配列された、 互 いに絶縁された複数の帯状電極を有する第 1 の部材と
該第 1 の部材の帯状電極に対向して配設され、 該第 1 の 部材の球面状部分と同一若しく はそれに近似した球面状部分 を少なく とも一部に有する抵抗体からなる第 2の部材と
該帯状電極への電圧の切り換えにより該第 1 と第 2の部 材の何れかを他方の部材に対して相対的に移動させる様に該 帯状電極を駆動する制御手段と、
を具備する事を特徴とする静電気ァクチユエ一夕。
3 1 . 該第 1 と該第 2の部材の何れか一方が擂鉢状の形状 を有し、 他方が球状体である事を特徴とする請求範囲 3 0記 載の静電気ァクチユエ一夕。
3 2 . 該複数の帯状電極は当該第 1 の部材に於ける球面状 部分に於いて同心円状に配設されている事を特徵とする請求 範囲 3 0乃至 3 1記載の静電気ァクチユエ一夕。
3 3 . 該複数の帯状電極は当該第 1 の部材に於ける球面状 部分に於いて放射線状に配設されている事を特徵とする請求 範囲 3 0乃至 3 1記載の静電気ァクチユエ一夕。
3 4 . 互いに絶縁された所定の方向で且つ所定の間隔を設 けて配置された複数の帯状電極を有する第 1 の部材と、
該第 1 の部材と対向して該第 1 の部材の当該帯状電極に 接触配置されている薄膜部材からなる光導電性の部材で構成 されている抵抗体で構成された第 2の部材と、
該帯状電極への電圧の切り換えにより該第 1及び第 2の 部材を互いに相対的に移動させる制御手段と、
該光導電性の部材で構成されている抵抗体に光を照射す る光照射手段と、
とから構成されており、 且つ該制御手段は該光照射手段が 該抵抗体に光を照射している間に 1 の電圧パターンを該複数 の帯状電極に印加し、 該照射手段が該抵抗体に光の照射を停 止している間に別の電圧パターンを該複数の帯状電極に印加 する様に構成されており、 更に、 該光照射手段は面状発光素 子で構成されている事を特徵とする静電気ァクチユエ一夕。
3 5 . 互いに絶縁された所定の方向で且つ所定の間隔を設 けて配置された複数の帯状電極を有する第 1 の部材と、
該第 1 の部材と対向して該第 1 の部材の当該帯状電極に 接触配置されている薄膜部材からなる光導電性の部材で構成 されている抵抗体で構成された第 2の部材と、 該帯状電極への電圧の切り換えにより該第 1及び第 2の 部材を互いに相対的に移動させる制御手段と、
該光導電性の部材で構成されている抵抗体に光を照射す る光照射手段と、
とから構成されており、 且つ該制御手段は該光照射手段が 該抵抗体に光を照射している間に 1 の電圧パターンを該複数 の帯状電極に印加し、 該照射手段が該抵抗体に光の照射を停 止している間に別の電圧パターンを該複数の帯状電極に印加 する様に構成されており、 更に、 該光照射手段は、 一つの光 源から入射された光りが当該光照射手段の側面に設けられた 複数の部位から放射されて当該抵抗体の所定の部位を個別に 照射する様に構成されている事を特徴とする静電気ァクチュ エー夕。
3 6 . 互いに絶縁された複数の帯状電極を有する第 1 の部 材と、
該第 1 の部材と対向して該第 1 の部材の当該帯状電極に 接触配置されている薄膜部材からなる抵抗体を構成する第 2 の部材と、
該帯状電極への電圧の切り換えにより該第 1及び第 2の 部材を互いに相対的に移動させる制御手段と、
から構成されており、 且つ該制御手段を駆動させる事によつ て、 当該第 1又は第 2の部材に関する情報がえられる様に構 成した事を特徵とする静電気ァクチユエ一夕。
3 7 . 互いに絶縁され、 所定の方向で且つ逐次的に相互の 間隔を変化させて配置された複数の帯状電極を有する第 1 の 部材と、
該第 1 の部材と対向して該第 1 の部材の当該帯状電極に 接触配置されている薄膜部材からなる複数種の長さをそれぞ れ有する複数の抵抗体群を構成する第 2の部材と、
該帯状電極への電圧の切り換えにより該第 1及び第 2の 部材を互いに相対的に移動させる制御手段と、
から構成されており、 且つ該制御手段を駆動させる事によつ て、 当該抵抗体群をそれぞれの抵抗体が有する長さによって 分類できる様に構成した事を特徵とする静電気ァクチユエ一 夕。
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