JPH0634598B2 - 静電型二次元移動アクチユエ−タ - Google Patents
静電型二次元移動アクチユエ−タInfo
- Publication number
- JPH0634598B2 JPH0634598B2 JP108987A JP108987A JPH0634598B2 JP H0634598 B2 JPH0634598 B2 JP H0634598B2 JP 108987 A JP108987 A JP 108987A JP 108987 A JP108987 A JP 108987A JP H0634598 B2 JPH0634598 B2 JP H0634598B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- mover
- metal
- electrodes
- actuator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Micromachines (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電磁式アクチュエータに比して発塵や発ガス
が少なく、クリーン中および真空中アクチュエータとし
て使用できる静電エネルギを機械エネルギに変換する機
器としての静電型二次元移動が可能なアクチュエータに
関する。
が少なく、クリーン中および真空中アクチュエータとし
て使用できる静電エネルギを機械エネルギに変換する機
器としての静電型二次元移動が可能なアクチュエータに
関する。
ある平面内において移動子を二次元移動させたい場合、
従来技術としては、 第１例・リニアモータまたはリニアパルスモータ 第２例・圧電アクチュエータ 第３例・リニアモータまたはリニアパルスモータと圧電
アクチュエータの組み合わせ などが駆動源として使用される。
従来技術としては、 第１例・リニアモータまたはリニアパルスモータ 第２例・圧電アクチュエータ 第３例・リニアモータまたはリニアパルスモータと圧電
アクチュエータの組み合わせ などが駆動源として使用される。
第４例として、発生トルクを電磁モータ並みに出すアイ
デアとしては第５図に示す特願昭６１−７３７３０（エ
レクトレットモータ）がある。この方式は金属と絶縁体
を等間隔に配設し、これらの表面に強誘電体をコーティ
ングして成る移動子とこの移動子板の裏表から移動子表
面に僅かに接触する可撓性を具えた少なくとも２対以上
の電極を備えたことを特徴とするエレクトレットモータ
である。
デアとしては第５図に示す特願昭６１−７３７３０（エ
レクトレットモータ）がある。この方式は金属と絶縁体
を等間隔に配設し、これらの表面に強誘電体をコーティ
ングして成る移動子とこの移動子板の裏表から移動子表
面に僅かに接触する可撓性を具えた少なくとも２対以上
の電極を備えたことを特徴とするエレクトレットモータ
である。
さらに、第５例として、特開昭５０−８５８１３号がみ
られる。これは平面あるいは曲面上を任意に動ける駆動
機構であり、第６図は支持体上に接合されたエレクトレ
ットの集合体の一部の図、第７図はそのＡ−Ａ′断面
図、第８図は電極体図、第９図は駆動用電気回路ブロッ
ク図を表わす。すなわち、分割され、各々が電気的に絶
縁され、単独に電荷を与えることのできる電極群６３，
６４，６５と、分割されたエレクトレット６１の集合体
６６あるいはエレクトレット６１を支持物体６２に接合
した複合体とが相対し、分割された電極に電荷を与える
ことによって電極とエレクトレットの相対位置を移動さ
せる手段である。
られる。これは平面あるいは曲面上を任意に動ける駆動
機構であり、第６図は支持体上に接合されたエレクトレ
ットの集合体の一部の図、第７図はそのＡ−Ａ′断面
図、第８図は電極体図、第９図は駆動用電気回路ブロッ
ク図を表わす。すなわち、分割され、各々が電気的に絶
縁され、単独に電荷を与えることのできる電極群６３，
６４，６５と、分割されたエレクトレット６１の集合体
６６あるいはエレクトレット６１を支持物体６２に接合
した複合体とが相対し、分割された電極に電荷を与える
ことによって電極とエレクトレットの相対位置を移動さ
せる手段である。
しかしながら、第１例のリニアモータまたはリニアパル
スモータでは、機器の小形・軽量化、薄形化に限度があ
り、精密な位置決めが必要な場合には部品の精密加工と
複雑なコントローラを要し、高価となる欠点がある。
スモータでは、機器の小形・軽量化、薄形化に限度があ
り、精密な位置決めが必要な場合には部品の精密加工と
複雑なコントローラを要し、高価となる欠点がある。
第２例の圧電エクチュエータでは大きな発生力がある
が、変位量が小さいという欠点があり、粗動にはリニア
モータ等、微動には圧電アクチュエータの使用といった
ように組み合わせて使う第３例の場合が多い。この場合
も、電磁式モータがもつ上記の本質的な欠点は免れられ
ない。
が、変位量が小さいという欠点があり、粗動にはリニア
モータ等、微動には圧電アクチュエータの使用といった
ように組み合わせて使う第３例の場合が多い。この場合
も、電磁式モータがもつ上記の本質的な欠点は免れられ
ない。
静電気を駆動源とする最初の試みは１８世紀前半と非常
に古い。それにもかかわらず、電界のエネルギ密度の限
度が磁界のそれに比べ２万分の１程度と非常に小さいた
め、モータとしての発生トルクを出すことができず現在
まで実用化された例がない。
に古い。それにもかかわらず、電界のエネルギ密度の限
度が磁界のそれに比べ２万分の１程度と非常に小さいた
め、モータとしての発生トルクを出すことができず現在
まで実用化された例がない。
また第４例では、金属と絶縁体を等間隔で一方向に配設
しているため、電極へ印加する電圧を順次切り換えて
も、一方向のみしか移動子は移動しない。すなわち、二
次元移動源としては利用できない。
しているため、電極へ印加する電圧を順次切り換えて
も、一方向のみしか移動子は移動しない。すなわち、二
次元移動源としては利用できない。
さらに、第５例では、これは小型の駆動機構であり、実
用的な具体的ツールとしての適用に疑問が残る。
用的な具体的ツールとしての適用に疑問が残る。
ここにおいて本発明は、従来例の難点を克服し、大きな
力が発生し、粗動，微動および平面内の二次元移動が可
能な静電型アクチュエータを提供することを、その目的
とする。
力が発生し、粗動，微動および平面内の二次元移動が可
能な静電型アクチュエータを提供することを、その目的
とする。
本発明は、 移動子は板状の絶縁体に、この絶縁体と厚さがほぼ等し
い複数の金属を所定の位置に埋込み、相互に固着すると
ともに、この絶縁体を金属から成る板の表面に強誘電体
の薄膜を作成し、可動自在に支承されて形成し、 固定子は、移動子を介挿する空隙を経て相対向し、空隙
方向に可撓性を有し、移動子表面に僅かに接触する少な
くとも２対以上の電極にて構成し、移動子の金属とその
金属の裏表に相対向して金属と所定の方向にそれぞれ離
間して位置する固定子電極とから成る静電型２次元移動
アクチュエータである。
い複数の金属を所定の位置に埋込み、相互に固着すると
ともに、この絶縁体を金属から成る板の表面に強誘電体
の薄膜を作成し、可動自在に支承されて形成し、 固定子は、移動子を介挿する空隙を経て相対向し、空隙
方向に可撓性を有し、移動子表面に僅かに接触する少な
くとも２対以上の電極にて構成し、移動子の金属とその
金属の裏表に相対向して金属と所定の方向にそれぞれ離
間して位置する固定子電極とから成る静電型２次元移動
アクチュエータである。
固定子のある一つの電極に電圧を印加すると、その近辺
にある誘電率無限大の金属が吸引作用により電極と重な
り位置まで引き込まれ、移動子は移動する。
にある誘電率無限大の金属が吸引作用により電極と重な
り位置まで引き込まれ、移動子は移動する。
別の金属に印加電圧を切り換えると、同様にその近辺に
ある移動子の金属を引き込む。
ある移動子の金属を引き込む。
本発明は、このようにして、固定子の電極に順次電圧を
切り換えることによって、これら電極とあらかじめ方向
と距離が設定して離されている移動子の金属部分を電極
と重なる位置まで次々に引き込んでくるので、粗動や微
動および二次元の移動があらかじめ設定された範囲内に
おいて可能となる。
切り換えることによって、これら電極とあらかじめ方向
と距離が設定して離されている移動子の金属部分を電極
と重なる位置まで次々に引き込んでくるので、粗動や微
動および二次元の移動があらかじめ設定された範囲内に
おいて可能となる。
本発明の一実施例における移動子の側断面図，平面図を
第１図（ａ），（ｂ）、固定子の側面図，平面図を第２
図（ａ），（ｂ）、アクチュエータ側断面図を第３図
（ａ）、上面からの断面図を第３図（ｂ）に示す。
第１図（ａ），（ｂ）、固定子の側面図，平面図を第２
図（ａ），（ｂ）、アクチュエータ側断面図を第３図
（ａ）、上面からの断面図を第３図（ｂ）に示す。
すべての図面において、同一符号は同一もしくは相当部
分を表わす。
分を表わす。
そして、第４図は固定子の４つの電極７ａ，７ｂ，７ｃ
および７ｄに印加電圧を切り換えたとき移動子の移動軌
跡図を示し、第４図（ａ）は電極７ａ→７ｂ→７ｃ→７
ｄに印加電圧を切り換えた場合であり、（ｂ）はその電
極への印加電圧の順番を変えた場合つまり電極７ａ→７
ｃ→７ｂ→７ｄのときである。
および７ｄに印加電圧を切り換えたとき移動子の移動軌
跡図を示し、第４図（ａ）は電極７ａ→７ｂ→７ｃ→７
ｄに印加電圧を切り換えた場合であり、（ｂ）はその電
極への印加電圧の順番を変えた場合つまり電極７ａ→７
ｃ→７ｂ→７ｄのときである。
まず、第１図の移動子１において、アルミナセラミック
ス絶縁体２とこの絶縁体２と膨脹係数が同一の４２％Ｎ
ｉ入り炭素鋼３が４箇所（３ａ，３ｄ，３ｃ，３ｄ）絶
縁体２に厚さを同じくして埋込まれ、相互に固着されて
いる。さらにこの絶縁体２と金属３から成る板の表面
に、 Ｂａ、Ｔｉ、Ｏ３薄膜４がスパッタリングで形成されて
いる。
ス絶縁体２とこの絶縁体２と膨脹係数が同一の４２％Ｎ
ｉ入り炭素鋼３が４箇所（３ａ，３ｄ，３ｃ，３ｄ）絶
縁体２に厚さを同じくして埋込まれ、相互に固着されて
いる。さらにこの絶縁体２と金属３から成る板の表面
に、 Ｂａ、Ｔｉ、Ｏ３薄膜４がスパッタリングで形成されて
いる。
第２図の固定子においては、可撓性を有するポリイミド
またはポリエステルフィルム６の片面に、第１図の移動
子と重ね合わせたとに金属と所定の方向と距離だけ離し
た位置にて金属と同じ表面積の４つの電極（７ａ，
７ｂ，７ｃ，７ｄ）を接着もしくは蒸着などで形成す
る。
またはポリエステルフィルム６の片面に、第１図の移動
子と重ね合わせたとに金属と所定の方向と距離だけ離し
た位置にて金属と同じ表面積の４つの電極（７ａ，
７ｂ，７ｃ，７ｄ）を接着もしくは蒸着などで形成す
る。
第３図の本発明によるアクチュエータは、第４図に表わ
す動作の２例につき、それぞれの固定電極に電圧を印加
する順序を変えたときの移動子の平面内に移動する軌跡
を示す。
す動作の２例につき、それぞれの固定電極に電圧を印加
する順序を変えたときの移動子の平面内に移動する軌跡
を示す。
例えば第４図（ａ）において、まず電極７ａに電圧を印
加すると第３図（ｂ）から分かるように金属３ａは電極
７ａの電荷で吸引されて完全に電極７ａと金属３ａが重
なるまで移動子１は移動する。
加すると第３図（ｂ）から分かるように金属３ａは電極
７ａの電荷で吸引されて完全に電極７ａと金属３ａが重
なるまで移動子１は移動する。
次に電圧を電極７ｂに切り換えると同様に電極７ｂの電
荷の吸引作用で金属３ｂが重なる位置まで引き込まれ
る。
荷の吸引作用で金属３ｂが重なる位置まで引き込まれ
る。
引き続き電極７ｃおよび電極７ｄと印加電圧を切り換え
ることによって、第４図（ａ）に示す軌跡を移動子はた
どることになる。
ることによって、第４図（ａ）に示す軌跡を移動子はた
どることになる。
このように、複数の電極へ電圧を印加する順番を適当に
選定することによって、粗動，微動や、移動方向を種々
変えることができる。
選定することによって、粗動，微動や、移動方向を種々
変えることができる。
なお、この説明においては、説明を分かり易くするよう
に、電極７と吸引される金属３とは１対しか図示してい
ないが、発生力を大きくするために、第１図および第２
図に示す移動子および固定子を複数対にして、同時に電
圧を印加してもさしつかえない。
に、電極７と吸引される金属３とは１対しか図示してい
ないが、発生力を大きくするために、第１図および第２
図に示す移動子および固定子を複数対にして、同時に電
圧を印加してもさしつかえない。
また、第１図および第２図では金属３および電極７を拡
大して図示しているが、最近の超ＬＳＩにおける微細加
工技術を適用すれば、電極の大きさは１μｍまたはそれ
以下に成形することができるので、微小な位置決めも可
能である。
大して図示しているが、最近の超ＬＳＩにおける微細加
工技術を適用すれば、電極の大きさは１μｍまたはそれ
以下に成形することができるので、微小な位置決めも可
能である。
本発明の他の実施例として、電極をマトリックス状に配
列することもできる。
列することもできる。
かくして本発明によれば、あらかじめ複数の電極を移動
子の金属との距離および方向が離された範囲内におい
て、粗動，微動および二次元移動が可能な静電型アクチ
ュエータが実現され、この種装置としてその動作の確実
な信頼性の向上した、かつコストの低減された理想的な
アクチュエータを提供することができる。
子の金属との距離および方向が離された範囲内におい
て、粗動，微動および二次元移動が可能な静電型アクチ
ュエータが実現され、この種装置としてその動作の確実
な信頼性の向上した、かつコストの低減された理想的な
アクチュエータを提供することができる。
第１図は本発明の一実施例における移動子の側断面図と
上面図、第２図は固定子の側面図と上面図、第３図はア
クチュエータの側断面図と上断面図、第４図は移動子の
移動軌跡図、第５図ないし第９図は従来例の説明図であ
る。 １……移動子、２……絶縁体、３，３ａ，３ｂ，３ｃ，
３ｄ……金属、４……強誘電体、５……固定子、６……
可撓性絶縁体、７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ……電極。
上面図、第２図は固定子の側面図と上面図、第３図はア
クチュエータの側断面図と上断面図、第４図は移動子の
移動軌跡図、第５図ないし第９図は従来例の説明図であ
る。 １……移動子、２……絶縁体、３，３ａ，３ｂ，３ｃ，
３ｄ……金属、４……強誘電体、５……固定子、６……
可撓性絶縁体、７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ……電極。
Claims (1)
- 【請求項１】板状の絶縁体に複数の金属を埋込み、相互
を固着するとともに、板の表面に強誘電体の薄膜を形成
し、可動自在に支承された移動子と、 移動子を介挿する空隙を経て相対向し、空隙方向に可撓
性を有し、移動子表面に僅かに接触する少なくとも２対
以上の電極を設けた固定子と、 をそれぞれ備え、 移動子を移動させる方向と距離だけ金属と電極を予め離
間させた構成にすることを特徴とする静電型二次元移動
アクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP108987A JPH0634598B2 (ja) | 1987-01-08 | 1987-01-08 | 静電型二次元移動アクチユエ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP108987A JPH0634598B2 (ja) | 1987-01-08 | 1987-01-08 | 静電型二次元移動アクチユエ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63171173A JPS63171173A (ja) | 1988-07-14 |
| JPH0634598B2 true JPH0634598B2 (ja) | 1994-05-02 |
Family
ID=11491773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP108987A Expired - Lifetime JPH0634598B2 (ja) | 1987-01-08 | 1987-01-08 | 静電型二次元移動アクチユエ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0634598B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3021460B2 (ja) * | 1988-10-24 | 2000-03-15 | オリンパス光学工業株式会社 | 静電アクチュエータ |
| JP2700992B2 (ja) * | 1993-10-28 | 1998-01-21 | 日本メクトロン株式会社 | 平面マイクロアクチュエ−タ− |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5149283B2 (ja) | 2007-11-27 | 2013-02-20 | パナソニック株式会社 | 動画像再生装置、デジタルカメラ、半導体集積回路および動画像再生方法 |
-
1987
- 1987-01-08 JP JP108987A patent/JPH0634598B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5149283B2 (ja) | 2007-11-27 | 2013-02-20 | パナソニック株式会社 | 動画像再生装置、デジタルカメラ、半導体集積回路および動画像再生方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63171173A (ja) | 1988-07-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5453653A (en) | Ceramic motor | |
| US7061158B2 (en) | High resolution piezoelectric motor | |
| JPH05219760A (ja) | 静電式アクチュエータ | |
| EP0890216A1 (en) | Piezoelectric actuator or motor, method therefor and method for fabrication thereof | |
| JP3311446B2 (ja) | 超音波モータ | |
| US8022596B2 (en) | Guided electromechanical motor | |
| JPH06246231A (ja) | マイクロアクチュエータ | |
| JPH0634598B2 (ja) | 静電型二次元移動アクチユエ−タ | |
| JP3095642B2 (ja) | 静電アクチュエータおよびその駆動方法 | |
| JPS62298189A (ja) | 圧電アクチユエ−タ | |
| JP2839526B2 (ja) | 静電形アクチュエータ | |
| JPH06284750A (ja) | 積層静電アクチュエータ | |
| CN110546774B (zh) | 操作超声波电机的方法 | |
| JPH05252766A (ja) | 圧電アクチュエータ | |
| JP3173261B2 (ja) | 静電アクチュエータ | |
| JP3021460B2 (ja) | 静電アクチュエータ | |
| JP2607560B2 (ja) | リニアアクチュエータ | |
| JPS6026476A (ja) | 圧電体モ−タ | |
| JPH0947042A (ja) | 静電アクチュエータ | |
| JPH0724951Y2 (ja) | 駆動装置 | |
| JPH05137352A (ja) | 駆動機構 | |
| JPH0880065A (ja) | 静電アクチュエータ | |
| JP2645212B2 (ja) | インチワーム装置 | |
| JPH0736126B2 (ja) | 載置体移動アクチュエータ | |
| JPH05328702A (ja) | 平面アクチュエータの可動子支持装置 |