JPH08140367A - Electrostatic actuator and its drive method - Google Patents
Electrostatic actuator and its drive methodInfo
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- JPH08140367A JPH08140367A JP27789494A JP27789494A JPH08140367A JP H08140367 A JPH08140367 A JP H08140367A JP 27789494 A JP27789494 A JP 27789494A JP 27789494 A JP27789494 A JP 27789494A JP H08140367 A JPH08140367 A JP H08140367A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は静電気力によって駆動さ
れる静電アクチュエータおよびその駆動方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic actuator driven by electrostatic force and its driving method.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体製造プロセスを利用して作
成される微小な様々なマイクロマシン駆動用静電アクチ
ュエータが発表されている。これら静電アクチュエータ
は静電気力によって駆動されるが、いずれもマイクロマ
シン駆動用としては必ずしも十分な性能を持つには至っ
ていない。その原因のひとつであり、これらのアクチュ
エータに共通する問題点として、可動子と固定子間の摩
擦の問題がある。この解決策として主に可動子を弾性
体により支持し、可動子と固定子が接触しないようにす
る、静電気力を利用して可動子を固定子より瞬間的に
反発させ、わずかな隙間を生じさせることにより摩擦力
を低減させる方法が代表的である。2. Description of the Related Art In recent years, various minute electrostatic actuators for driving a micromachine, which are produced by utilizing a semiconductor manufacturing process, have been announced. These electrostatic actuators are driven by electrostatic force, but none of them have sufficient performance for driving a micromachine. One of the causes and a common problem with these actuators is the problem of friction between the mover and the stator. As a solution to this problem, the mover is mainly supported by an elastic body so that the mover and the stator do not come into contact with each other.The mover is momentarily repelled from the stator by using electrostatic force, and a slight gap is created. A typical method is to reduce the frictional force.
【0003】の方法を用いた静電アクチュエータの代
表例を図17に示す。この静電アクチュエータは、ガラ
ス基板100a,100bに各々固定電極101,10
2,103が形成された固定子104a,104bと、
シリコン製の可動子105と、弾性支持部106a,1
06bとを備えており、固定子104a,104bの固
定電極101,102,103と可動子105間に電圧
をかけたときに発生する静電気力により可動子105を
図17に示す矢印の方向に駆動するものである。図17
に示す静電アクチュエータに弾性支持部106a,10
6bが設けられていないと、固定電極101,102,
103に位相が1/3ずつずれている電圧を順に印加し
た場合には、可動子105は固定子104aまたは10
4bに吸着され、このときに発生する摩擦力で可動子1
05の動作は困難となる。そこで図17に示す静電アク
チュエータでは弾性支持部106a,106bを設けて
可動子105を弾性支持し、固定子104a,104b
と可動子105との間の隙間を保持して駆動していた。FIG. 17 shows a typical example of an electrostatic actuator using the above method. This electrostatic actuator has fixed electrodes 101, 10 on glass substrates 100a, 100b, respectively.
Stators 104a and 104b on which 2, 103 are formed,
The mover 105 made of silicon and the elastic supporting portions 106a, 1
06b and drives the mover 105 in the direction of the arrow shown in FIG. 17 by the electrostatic force generated when a voltage is applied between the fixed electrodes 101, 102, 103 of the stators 104a and 104b and the mover 105. To do. FIG. 17
The elastic actuators shown in FIG.
If 6b is not provided, the fixed electrodes 101, 102,
When voltages whose phases are shifted by ⅓ each are sequentially applied to 103, the mover 105 moves to the stator 104 a or 10
4b is attracted to the movable element 1 by the frictional force generated at this time.
The operation of 05 becomes difficult. Therefore, in the electrostatic actuator shown in FIG. 17, elastic support portions 106a and 106b are provided to elastically support the mover 105, and the stators 104a and 104b.
The movable member 105 was driven while maintaining a gap between the movable member 105 and the movable member 105.
【0004】図18に上記の方法を用いた静電アクチ
ュエータの代表例を示す。この静電アクチュエータは電
極120a,120b,120cが形成された固定子1
21の上に高抵抗体122と絶縁体123とからなる可
動子124を置き、電極120a,120b,120c
に順に電圧を印加することにより図18(a),
(b),(c),(d)に示すように可動子124を駆
動するものである。この場合、単に電極同士を対向さ
せ、電圧を加えたのでは電極同士が接触、吸着し、摩擦
力のため動作が困難である。そこで、図18に示す静電
アクチュエータにおいては、静電気の反発力を利用する
方法をとっている。即ち、例えば可動子124が固定子
121に吸着している状態で電極120aにプラスの電
圧を印加すると、対向する可動子124の対応する箇所
Bは静電誘導によりマイナスに帯電する(図18
(a),(b)参照)。この状態で電極120aの電圧
を急速にマイナスに切替えると、B部に帯電したマイナ
ス電荷との反発力により可動子124と固定子121が
瞬間的にわずかだけ離れ、電極120bに現われている
プラス電荷との吸引力により可動子124が移動する。FIG. 18 shows a typical example of an electrostatic actuator using the above method. This electrostatic actuator has a stator 1 on which electrodes 120a, 120b, 120c are formed.
A movable element 124 including a high resistance element 122 and an insulator 123 is placed on the electrode 21, and the electrodes 120a, 120b, 120c
18 (a) by sequentially applying voltage to
As shown in (b), (c) and (d), the mover 124 is driven. In this case, if the electrodes are simply opposed to each other and a voltage is applied, the electrodes come into contact with each other and are attracted to each other, and it is difficult to operate due to a frictional force. Therefore, in the electrostatic actuator shown in FIG. 18, a method of utilizing the repulsive force of static electricity is adopted. That is, for example, when a positive voltage is applied to the electrode 120a while the mover 124 is attracted to the stator 121, the corresponding portion B of the facing mover 124 is charged negatively by electrostatic induction (FIG. 18).
(See (a) and (b)). If the voltage of the electrode 120a is rapidly switched to negative in this state, the mover 124 and the stator 121 are momentarily slightly separated due to the repulsive force with the negative charge charged in the B section, and the positive charge appearing on the electrode 120b. The mover 124 is moved by the suction force of.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】このように従来の静電
アクチュエータにおいては、可動子と固定子間の摩擦を
如何に低減するかが重要な課題であった。As described above, in the conventional electrostatic actuator, how to reduce the friction between the mover and the stator has been an important issue.
【0006】しかしながら、上述のの方法を用いた静
電アクチュエータにおいては、可動子が弾性支持されて
いるために、大きな動作範囲を実現するのが困難であっ
た。However, in the electrostatic actuator using the above method, it is difficult to realize a large operating range because the mover is elastically supported.
【0007】また上述のの方法を用いた静電アクチュ
エータにおいては、比較的複雑な物理現象を利用してい
るため、設計は必ずしも容易ではなく、また、可動子、
固定子の材料特性(誘電率、抵抗率)も必ずしも自由に
選択できなかった。また、駆動電源も切替速度等の面で
工夫が必要であった。Further, in the electrostatic actuator using the above method, the design is not always easy because a relatively complicated physical phenomenon is utilized, and the movable element,
The material properties (dielectric constant, resistivity) of the stator could not always be freely selected. In addition, the driving power source also needed some improvement in terms of switching speed.
【0008】そこで本発明は、大きな動作範囲を得るこ
とができるとともに、スムーズに吸着、剥離を繰返すこ
とのできる静電アクチュエータおよびその駆動方法を提
供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an electrostatic actuator which can obtain a large operating range and can smoothly repeat adsorption and separation, and a driving method thereof.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】第1の発明による静電ア
クチュエータの第1の態様は、本体部と、この本体部の
対向する面上に形成される複数の電極と、を各々備え、
所定の隙間をもって対向配置された一対の固定子と、前
記一対の固定子間に配置され、前記固定子の電極に所定
の電圧パルスが印加されることにより一方の端部から他
方の端部へと順次、前記一対の固定子に交互に吸着され
ながら前記隙間を進行する可動子と、を有する、ことを
特徴とする。A first aspect of an electrostatic actuator according to the first invention comprises a main body and a plurality of electrodes formed on opposite surfaces of the main body, respectively.
A pair of stators, which are arranged to face each other with a predetermined gap, are arranged between the pair of stators, and a predetermined voltage pulse is applied to the electrodes of the stator so that one end of the stator moves to the other end. And a mover advancing through the gap while being alternately attracted to the pair of stators.
【0010】また第1の発明による静電アクチュエータ
の第2の態様は、第1の本体部と、所定のピッチをもっ
て平行に配置される複数の平行電極部およびこれらの平
行電極部の一端を接続する接続用電極部を各々有する第
1、第2電極と、を有し、前記第1および第2の電極を
前記第1の本体部上に交互に形成してなる第1の固定子
と、第2の本体部と、所定のピッチをもって平行に配置
される複数の平行電極およびこれらの平行電極部の一端
を接続する接続用電極部を各々有する第3、第4の電極
と、を有し、前記第3および第4の電極を前記第2の本
体部上に交互に形成してなる第2の固定子と、本体電極
部と、この本体電極部から櫛の歯状に延びた複数の櫛の
歯状電極とを有する可動子と、を備え、前記第1および
第2の固定子は所定の隙間をもって対向配置され、前記
可動子は前記隙間に配置されることを特徴とする。In a second aspect of the electrostatic actuator according to the first invention, the first main body portion is connected to a plurality of parallel electrode portions arranged in parallel with a predetermined pitch and one end of these parallel electrode portions is connected. A first stator having first and second electrodes each having a connecting electrode portion for forming the first and second electrodes alternately formed on the first main body portion; A second main body portion, and third and fourth electrodes each having a plurality of parallel electrodes arranged in parallel with a predetermined pitch and connection electrode portions connecting one ends of these parallel electrode portions. A second stator formed by alternately forming the third and fourth electrodes on the second main body, a main body electrode, and a plurality of comb-shaped teeth extending from the main body electrode. A mover having a comb tooth-shaped electrode, and the first and second stators are Are opposed with a clearance arrangement, the mover is characterized by being disposed in the gap.
【0011】また第1の発明による静電アクチュエータ
の第3の態様は、各々が、電極および電極を覆う絶縁層
を有し、所定の隙間をもって対向配置される一対の固定
子と、電極およびこの電極を覆う絶縁層を有し、前記固
定子間の隙間に配置されてこの隙間を移動可能な可動子
と、を備え、前記固定子の絶縁層と前記可動子の絶縁層
は同一の材料から形成されることを特徴とする。In a third aspect of the electrostatic actuator according to the first invention, a pair of stators, each having an electrode and an insulating layer covering the electrode, are arranged to face each other with a predetermined gap, the electrode and the pair of stators. A movable element that has an insulating layer that covers the electrodes and that is arranged in the gap between the stators and is movable in this gap; and the insulating layer of the stator and the insulating layer of the movable element are made of the same material. It is formed.
【0012】また第1の発明による静電アクチュエータ
の第4の態様は、各々が、駆動電極を有し、所定の隙間
をもって配置される一対の固定子と、駆動電極を有し、
前記固定子間の隙間に配置されこの隙間を移動可能な可
動子と、を備え、前記固定子および可動子に、各々の駆
動電極に対となる電極を設けたことを特徴とする。In a fourth aspect of the electrostatic actuator according to the first invention, each has a drive electrode, and a pair of stators arranged with a predetermined gap, and a drive electrode,
And a movable element arranged in a gap between the stators and movable in the gaps. The stator and the movable element are provided with electrodes that form a pair with each drive electrode.
【0013】また第2の発明による静電アクチュエータ
の駆動方法は、電極を有し、所定の隙間をもって対向配
置された一対の固定子と、前記固定子間の隙間に配置さ
れ、前記電極に電圧が印加されることにより前記一対の
固定子に交互に吸着される可動子と、を備えた静電アク
チュエータにおいて、前記可動子を吸着される際に前記
電極に印加される電圧は、印加直後の電圧の絶対値がそ
の後の電圧値の絶対値に比べて高くなるように設定され
ていることを特徴とする。A method of driving an electrostatic actuator according to a second aspect of the present invention has a pair of stators having electrodes and facing each other with a predetermined gap, and a gap between the stators, and a voltage is applied to the electrodes. In the electrostatic actuator including a mover that is alternately attracted to the pair of stators by applying the voltage, the voltage applied to the electrode when the mover is attracted is It is characterized in that the absolute value of the voltage is set to be higher than the absolute value of the subsequent voltage value.
【0014】[0014]
【作用】上述のように構成された第1の発明の静電アク
チュエータの第1の態様によれば、一つの固定子に2つ
以上の電極を形成しておくと、可動子を固定子に吸着す
る際に、可動子を一度に吸着するのではなく、可動子の
片側を先に吸着、他方側をこれより遅れて吸着すること
ができる。このように可動子を吸着すると、可動子は微
小量だけ遅れて吸着される側に移動する。これを高速で
何度も繰り返すことにより、可動子は大きな範囲で移動
することができる。According to the first aspect of the electrostatic actuator of the first aspect of the invention configured as described above, when two or more electrodes are formed in one stator, the mover becomes the stator. When adsorbing, instead of adsorbing the mover at one time, it is possible to adsorb one side of the mover first and the other side later. When the mover is attracted in this way, the mover moves toward the attracted side with a slight delay. By repeating this many times at high speed, the mover can move in a large range.
【0015】また上述のように構成された第1の発明の
静電アクチュエータの第2の態様によれば、固定子のそ
れぞれに2相以上の平行パターン状電極を、その間に位
置する可動子に対して各相の電極が順番に現れる様に、
また、それぞれの固定子の電極同士は逆の位相となる様
に形成し、固定子の各相の電極に順々に電圧を印加する
ことにより、固定子の少なくとも1相の電極に対応する
様な平行パターン状電極を持つ可動子に対して、可動子
をそれぞれの対応する固定子電極への交互吸着を繰り返
すことができ、これにより微小量の移動を実現する。According to the second aspect of the electrostatic actuator of the first invention configured as described above, parallel pattern electrodes of two or more phases are provided on each of the stators on the mover located therebetween. On the other hand, so that the electrodes of each phase appear in order,
In addition, the electrodes of each stator are formed so as to have opposite phases, and voltage is applied to the electrodes of each phase of the stator in sequence so as to correspond to at least one phase of the electrodes of the stator. With respect to the mover having such parallel pattern electrodes, the mover can be repeatedly attracted to the corresponding stator electrodes alternately, thereby realizing a small amount of movement.
【0016】また上述のように構成された第1の発明の
静電アクチュエータの第3の態様によれば、固定子と可
動子の接触する箇所の電極部の絶縁層の材料を同一とす
る。これにより固定子と可動子同士が静電気による帯電
により吸着し続けることを防止し、スムーズな剥離を実
現することができる。According to the third aspect of the electrostatic actuator of the first aspect of the invention configured as described above, the materials of the insulating layers of the electrode parts at the contact points of the stator and the mover are the same. As a result, it is possible to prevent the stator and the mover from being continuously attracted to each other due to electrification due to static electricity, and to realize smooth peeling.
【0017】また、第1の発明による静電アクチュエー
タの第4の態様によれば、固定子および可動子に、各々
の駆動電極に対となる電極が設けられる。これにより発
生する電荷をできるだけ相対している駆動電極の表面に
集めることができ、各々の駆動電極に対して静電気によ
る吸引力と併せて反発力を利用することが可能となり、
大きな出力とスムーズな駆動を実現することができる。According to the fourth aspect of the electrostatic actuator of the first aspect of the invention, the stator and the mover are provided with electrodes that form a pair with each drive electrode. As a result, it is possible to collect the generated charges on the surfaces of the drive electrodes that face each other as much as possible, and it is possible to utilize the repulsive force as well as the attraction force by static electricity for each drive electrode,
Large output and smooth drive can be realized.
【0018】また第2の発明の静電アクチュエータの駆
動方法によれば、電圧印加直後には瞬間的に高い電圧を
かけ、可動子が固定子に接近してくると電圧を落とす。
これにより離れた位置にある可動子も大きな静電力で吸
着することができ、かつ、可動子と固定子が近づいてき
ても、放電あるいは電極上に形成された絶縁膜の絶縁破
壊が生ずることはない。According to the driving method of the electrostatic actuator of the second invention, a high voltage is instantaneously applied immediately after the voltage is applied, and the voltage is reduced when the mover approaches the stator.
As a result, a mover at a distant position can also be attracted by a large electrostatic force, and even if the mover and the stator approach each other, discharge or dielectric breakdown of the insulating film formed on the electrode does not occur. Absent.
【0019】[0019]
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0020】第1の発明による静電アクチュエータの第
1の実施例の構成を図1に示す。この実施例の静電アク
チュエータは向い合って配置される一対の固定子1,2
と、可動子3と、スペーサ4a,4bとを備えている。
固定子1は極めて電気抵抗の高い材料(例えばガラス)
の板からなる本体部10を有し、この本体部10の、固
定子2と向い合う面上に2個の電極11,12が形成さ
れている。また、固定子2も同様に極めて電気抵抗の高
い材料の板からなる本体部20を有し、この本体部20
の、固定子1と向い合う面上に2個の電極21,22が
形成されている。固定子1の電極11は本体部10の一
方の端部から中央部にかけて延びるように形成されてお
り、電極12は他方の端部から中央部にかけて延びるよ
うに形成されている。なお、電極11,12は、各々の
端部の側面にも延びており、これらの側部11b,12
bに各々、外部から電圧を印加するための導線15,1
6が接続されている。また、固定子2の電極21,22
も同様に各々の端部から中央部にかけて延びるように形
成されているとともに、対応する端部の側面にも延びて
いる。そしてこれらの側部21b,22bには外部から
電圧を印加するための導線25,26が各々接続されて
いる。The construction of the first embodiment of the electrostatic actuator according to the first invention is shown in FIG. The electrostatic actuator of this embodiment has a pair of stators 1 and 2 arranged facing each other.
And a mover 3 and spacers 4a and 4b.
The stator 1 is a material having extremely high electric resistance (eg glass).
Of the plate, and two electrodes 11 and 12 are formed on the surface of the body 10 facing the stator 2. Further, the stator 2 also has a body portion 20 made of a plate made of a material having extremely high electric resistance.
, Two electrodes 21 and 22 are formed on the surface facing the stator 1. The electrode 11 of the stator 1 is formed to extend from one end of the main body 10 to the center, and the electrode 12 is formed to extend from the other end to the center. The electrodes 11 and 12 also extend to the side surfaces of the respective end portions, and the side portions 11b and 12 of these electrodes 11 and 12 extend.
b, conductors 15 and 1 for applying a voltage from the outside, respectively.
6 is connected. Also, the electrodes 21, 22 of the stator 2
Similarly, it is formed so as to extend from each end portion to the central portion, and also extends to the side surface of the corresponding end portion. Conductors 25 and 26 for applying a voltage from the outside are connected to the side portions 21b and 22b, respectively.
【0021】そして、固定子1および2はその間にスペ
ーサ4a,4bを介在させることにより隙間が形成さ
れ、この隙間に可動子3が挿入される。したがって可動
子3は固定子1,2と、スペーサ4a,4bとに囲まれ
た空間に位置することになる。なお、可動子3には導線
33が接続されており、この導線33を介して外部から
可動子3の電位を調整することができる。A gap is formed between the stators 1 and 2 by interposing spacers 4a and 4b therebetween, and the mover 3 is inserted into this gap. Therefore, the mover 3 is located in the space surrounded by the stators 1 and 2 and the spacers 4a and 4b. A conductor 33 is connected to the mover 3, and the potential of the mover 3 can be adjusted from the outside via the conductor 33.
【0022】また固定子1の2つの電極11,12は図
2に示すように例えばガラスウェハからなる本体部上に
導電膜11a,12aを形成し、この導電膜11a,1
2a上に絶縁膜11c,12cが各々形成されている構
造となっている。導電膜11a,11b,12a,12
bは本体部10,20に金属薄膜を接着することにより
形成しても良いし、スパッタリングや蒸着等の手段を用
いて本体部10,20上に導電膜を堆積し、エッチング
プロセス等を用いてパターニングすることによって形成
しても良い。また絶縁膜11c,12cは電気抵抗の高
い物質からなる薄いシートを導電膜上に接着することに
よって形成しても良いし、スパッタリング法又はCVD
法を用いて酸化シリコン膜を堆積することによって形成
しても良い。また導線15,16は導電性の接着剤を用
いて接着するか又はワイヤボンディング等の手段を用い
て接合される。なお、固定子2も固定子1と同様の構造
となっている。As shown in FIG. 2, the two electrodes 11 and 12 of the stator 1 are formed by forming conductive films 11a and 12a on a main body made of, for example, a glass wafer.
The structure is such that insulating films 11c and 12c are respectively formed on 2a. Conductive films 11a, 11b, 12a, 12
b may be formed by adhering a metal thin film to the main body portions 10 and 20, or a conductive film may be deposited on the main body portions 10 and 20 by means such as sputtering or vapor deposition, and an etching process or the like may be used. It may be formed by patterning. The insulating films 11c and 12c may be formed by adhering a thin sheet made of a substance having a high electric resistance onto the conductive film, or by a sputtering method or CVD.
It may be formed by depositing a silicon oxide film by using the method. In addition, the conductive wires 15 and 16 are bonded by using a conductive adhesive or joined by means such as wire bonding. The stator 2 has the same structure as the stator 1.
【0023】一方可動子3は図2に示すように導体また
は抵抗体3aの両面に絶縁膜3b,3cを形成すること
によって構成される。したがって固定子の場合と同様に
金属薄板に絶縁シートを接着したり、スパッタリング等
により絶縁膜を形成しても良い。また導体3aとしては
例えばシリコンやシリコンの表面に金属膜を形成したも
のでも良い。On the other hand, the mover 3 is formed by forming insulating films 3b and 3c on both surfaces of a conductor or resistor 3a as shown in FIG. Therefore, as in the case of the stator, an insulating sheet may be adhered to the thin metal plate, or an insulating film may be formed by sputtering or the like. The conductor 3a may be, for example, silicon or a silicon film on the surface of which a metal film is formed.
【0024】また、シリコンウェハから半導体製造技術
を用いてスペーサ4a,4bを製造する場合は、上記シ
リコンウェハを固定子1,2の材料となるガラスウェハ
で挟んで陽極接合を用いてスペーサ4a,4bを固定子
1,2に接合させることができる。When the spacers 4a and 4b are manufactured from a silicon wafer by using a semiconductor manufacturing technique, the silicon wafer is sandwiched between glass wafers which are materials for the stators 1 and 2, and the spacers 4a and 4b are bonded by anodic bonding. 4b can be joined to the stators 1 and 2.
【0025】次に本実施例の静電アクチュエータの動作
を図3および図4を参照して説明する。図3は動作の順
序を説明する工程図であり、図4は固定子1,2の電極
11,12,21,22に印加される電位V11,V12,
V21,V22のタインミングチャートである。この動作は
各電極11,12,21,22に順次電圧を引力してゆ
き、可動子3を固定子1,2間で交互に吸着しながら図
3において左側に移動する例である。可動子3の電位は
常に0とし(導線33を介してグランドへおとしてお
く)、各電極の電位を0又は所定値Vに順次切換えてゆ
く。Vは正でも負でもよい。したがって例えばある電極
の電位をVとすると、可動子3との間に電位差が生じ、
静電気力により、可動子は電極に吸引される。図3は4
つのステップからなっている。Next, the operation of the electrostatic actuator of this embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a process diagram for explaining the order of operations, and FIG. 4 is potentials V 11 , V 12 , applied to the electrodes 11 , 12 , 21, 22 of the stators 1, 2.
Is a Tyne timing chart of V 21, V 22. This operation is an example in which a voltage is sequentially attracted to each electrode 11, 12, 21, 22 and the mover 3 is moved to the left side in FIG. 3 while being attracted alternately between the stators 1 and 2. The electric potential of the mover 3 is always set to 0 (grounded via the conductor 33), and the electric potential of each electrode is sequentially switched to 0 or a predetermined value V. V may be positive or negative. Therefore, for example, if the potential of a certain electrode is V, a potential difference is generated between the electrode and the mover 3,
The mover is attracted to the electrodes by the electrostatic force. 4 in FIG.
It consists of two steps.
【0026】まず、ステップ(a)では、電極11,1
2の電位V11,V12がV、電極21,22の電位V21,
V22が0とした状態であり(図4参照)、この時、可動
子3は固定子1に吸着されている。次にこの状態から電
極11の電位V11を0に、電極21の電位V21をVに切
替えると(図4の時刻t1 )、可動子3はステップ
(b)の状態になる。この時ステップ(a)からステッ
プ(b)への移行の際、可動子3は図示のαの点を中心
に回転し、この時可動子3の後端は図3においてδ分だ
け左側へ移動することがわかる。次に電極22の電位V
22をVに電極12の電位V12を0に切替えると(図4の
時刻t2 )、ステップ(c)に移行する。さらに、電極
11の電位V11をVに電極21の電位V21を0に切替え
ると(図4の時刻t3 )、ステップ(d)の状態に移行
し、この時、可動子3の後端は再びδ分だけ図3におい
て左側へ移動することがわかる。さらに電極12の電位
V12をVに電極22の電位V22を0にすると(図4の時
刻t4 参照)、再び可動子3は固定子1に吸着される
(ステップ(e)参照)。この4つのステップのシーケ
ンスの間に可動子3は図3において左側へ2δ分だけ移
動する。このシーケンスを繰り返すことにより可動子3
は図3において左側へ動いていく、なお、上述のステッ
プと逆の順序で電極11,12,21,22の電位を切
替えていくと、可動子3は図3において右側に移動する
ことになる。First, in step (a), the electrodes 11, 1 are
2 potentials V 11 and V 12 are V, potentials 21 and 22 of electrodes 21 and 22 are V,
V 22 is set to 0 (see FIG. 4), and at this time, the mover 3 is attracted to the stator 1. Next, when the potential V 11 of the electrode 11 is switched to 0 and the potential V 21 of the electrode 21 is switched to V (time t 1 in FIG. 4) from this state, the mover 3 enters the state of step (b). At this time, during the transition from step (a) to step (b), the mover 3 rotates around the point α shown in the figure, and at this time, the rear end of the mover 3 moves to the left by δ in FIG. I understand that Next, the potential V of the electrode 22
When 22 is switched to V and the potential V 12 of the electrode 12 is switched to 0 (time t 2 in FIG. 4), the process proceeds to step (c). Further, when the potential V 11 of the electrode 11 is switched to V and the potential V 21 of the electrode 21 is switched to 0 (time t 3 in FIG. 4), the state moves to the state of step (d), and at this time, the rear end of the mover 3 is moved. Is again moved to the left side in FIG. 3 by δ. When the potential V 12 of the electrode 12 is set to V and the potential V 22 of the electrode 22 is set to 0 (see time t 4 in FIG. 4), the mover 3 is again attracted to the stator 1 (see step (e)). During the sequence of these four steps, the mover 3 moves to the left in FIG. 3 by 2δ. By repeating this sequence, the mover 3
Moves to the left in FIG. 3, and when the potentials of the electrodes 11, 12, 21, 22 are switched in the order reverse to the above steps, the mover 3 moves to the right in FIG. .
【0027】以上述べたように本実施例によれば、従来
の場合に比べて大きな動作範囲を得ることができるとと
もに、スムーズに吸着・剥離を繰返すことができる。As described above, according to the present embodiment, it is possible to obtain a larger operation range than that of the conventional case, and it is possible to repeat suction and peeling smoothly.
【0028】なお、上記実施例においては、固定子1,
2および可動子3の両方に絶縁層が形成されているが、
固定子1,2かまたは可動子3のいずれか一方に絶縁層
が形成されていれば、本実施例と同様の効果を得ること
ができることは云うまでもない。In the above embodiment, the stator 1,
Although an insulating layer is formed on both 2 and the mover 3,
Needless to say, if an insulating layer is formed on either one of the stators 1 and 2 or the mover 3, the same effect as this embodiment can be obtained.
【0029】次に上記第1の実施例の変形例を図5を参
照して説明する。上記第1の実施例においては可動子3
は曲げ剛性が比較的高い場合、即ち可動子3が厚みを有
する場合、または比較的硬い材料でできている場合であ
ったが、この変形例においては可動子3は厚みが薄かっ
たり、または導電性ゴムや高分子フィルムのようにやわ
らかい材料で作られ、曲げ剛性が低く、曲げ変形が生じ
やすい場合の例である。この変形例において、電極1
1,12,21,22への電位の印加パターンは第1の
実施例と同じとすると、第1の実施例に比べて可動子3
の曲げ剛性が低いため、図5に示すように可動子3は曲
げ変形しながら対向電極間を移動することになる。この
変形例のように可動子3に曲げ剛性の低いものを用いた
場合は、第1の実施例のような曲げ剛性が高い場合に比
べて、固定子1,2と可動子3との接触面積が増えるた
め、固定子と可動子との静電力も増し、大きな推進力を
得ることができる。Next, a modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. In the first embodiment, the mover 3
Has a relatively high flexural rigidity, that is, the mover 3 has a thickness, or is made of a relatively hard material. In this modification, the mover 3 has a small thickness or is made of a conductive material. This is an example in the case where it is made of a soft material such as natural rubber or a polymer film, has a low bending rigidity, and is easily bent and deformed. In this modification, the electrode 1
Assuming that the pattern of applying the potentials to 1, 12, 21, 22 is the same as that of the first embodiment, the mover 3 is different from that of the first embodiment.
Since the bending rigidity is low, the mover 3 moves between the opposing electrodes while being bent and deformed as shown in FIG. When the mover 3 having a low bending rigidity is used as in this modification, the contact between the stators 1 and 2 and the mover 3 is higher than that in the case where the bending rigidity is high as in the first embodiment. Since the area increases, the electrostatic force between the stator and the mover also increases, and a large propulsive force can be obtained.
【0030】次に第1の発明による静電アクチュエータ
の第2の実施例を図6を参照して説明する。この実施例
の静電アクチュエータは曲げ剛性の低い可動子3を用
い、かつ固定子1,2の対向面に、可動子3の進行方向
に沿って多数の電極を設けたものである。Next, a second embodiment of the electrostatic actuator according to the first invention will be described with reference to FIG. The electrostatic actuator of this embodiment uses a mover 3 having a low bending rigidity, and a large number of electrodes are provided on the facing surfaces of the stators 1 and 2 along the traveling direction of the mover 3.
【0031】即ち可動子3の進行方向に沿って固定子1
には多数の電極131 ,…1310が設けられ、固定子2
には多数の電極231 ,…2310が設けられている。
今、可動子3の電位を0とし、固定子1の左側の方に位
置する電極131 ,132 ,133 および固定子2の右
側の方に位置する電極235 ,…2310にVの電圧をか
け、残りの電極134 ,…1310および231 ,…23
4 の電圧を0にしたとする。この状態では可動子3は図
6に示す実線で描いた状態にある。この状態から、固定
子1上の電極を順に左から印加してゆき、また固定子2
上の電極を左から順に0電位に接地してゆくと、可動子
はしだいに左側の方から順に、固定子1側に引きつけら
れてゆき、点線に示す状態を経て、やがて固定子1側に
完全に移動する。このように固定子1,2に多数の電極
を形成し、これを順次切替えてゆくことにより、可動子
3を変形させながら、2つの固定子間を移動させること
が確実にできるようになる。That is, the stator 1 is arranged along the traveling direction of the mover 3.
A large number of electrodes 13 1 , ... 13 10 are provided on the stator 2
Are provided with a large number of electrodes 23 1 , ... 23 10 .
Now, with the electric potential of the mover 3 set to 0, V is applied to the electrodes 13 1 , 13 2 , 13 3 located on the left side of the stator 1 and the electrodes 23 5 , ... 23 10 located on the right side of the stator 2. , The remaining electrodes 13 4 , ... 13 10 and 23 1 , ... 23
Suppose the voltage of 4 is set to 0. In this state, the mover 3 is in a state drawn by the solid line shown in FIG. From this state, the electrodes on the stator 1 are sequentially applied from the left, and the stator 2
When the upper electrode is grounded to 0 potential in order from the left, the mover is gradually attracted to the stator 1 side from the left side, and after the state shown by the dotted line, the mover moves to the stator 1 side. Move completely. By forming a large number of electrodes on the stators 1 and 2 and sequentially switching the electrodes in this manner, it becomes possible to reliably move the two stators while deforming the mover 3.
【0032】なお以上の説明では固定子2側にあった可
動子3を固定子1側に切替える例について述べたが、固
定子1側から固定子2側への切替えも全く同様であり、
これを繰り返すことにより、図5で述べたのと同じ動作
が実現できる。In the above description, the example in which the mover 3 on the side of the stator 2 is switched to the side of the stator 1 has been described, but switching from the side of the stator 1 to the side of the stator 2 is completely the same.
By repeating this, the same operation as described in FIG. 5 can be realized.
【0033】次に第2の発明による静電アクチュエータ
の駆動方法の一実施例を図7を参照して説明する。この
実施例に用いられる静電アクチュエータは図1に示す実
施例のアクチュエータであって、固定子1の電極11,
12および固定子2の電極21,22には図7に示す電
圧パターンの電圧V11,V12,V21,V22が印加され
る。この図7に示す電圧パターンは図4に示す電圧パタ
ーンにおいて、印加電圧が0から所定値Vに立上がると
きに、所定値Vよりも高い電圧V1 を時間Δt(例え
ば、所定値Vの印加時間が10msecであれば1ms
ec)だけ印加し、その後は所定値Vに低下させるもの
である。Next, an embodiment of a method for driving an electrostatic actuator according to the second invention will be described with reference to FIG. The electrostatic actuator used in this embodiment is the actuator of the embodiment shown in FIG.
Voltages V 11 , V 12 , V 21 , and V 22 having a voltage pattern shown in FIG. 7 are applied to the electrodes 12 and 22 of the stator 12 and the stator 12. In the voltage pattern shown in FIG. 7, in the voltage pattern shown in FIG. 4, when the applied voltage rises from 0 to a predetermined value V, a voltage V 1 higher than the predetermined value V is applied for a time Δt (for example, application of the predetermined value V). 1 ms if the time is 10 msec
ec) is applied and then lowered to a predetermined value V.
【0034】この図7に示す電圧パターンを図1に示す
静電アクチュエータに印加した場合の動作を図3を参照
して説明する。図3のステップ(a)においては、固定
子1の電極11,12には所定値Vの電圧が印加され、
固定子2の電極21,22は値が0の電圧が印加されて
いるため(図7の時刻t0 〜t1 の間)、可動子3は固
定子1に吸着された状態、すなわち可動子3は電極21
とは離れた位置にある。一般に静電気力は距離の2乗に
反比例するため、図3のステップ(a)の状態において
電極21の電圧を0から所定値Vに切替えても可動子3
を電極21の側に吸引する力は弱い。そこで図7の時刻
t1 に示すように電圧の切替直後(印加直後)のみに高
い電圧V1 をかけ、可動子3が電極18に接近した時点
で電極18に所定値Vの電圧をかける。The operation when the voltage pattern shown in FIG. 7 is applied to the electrostatic actuator shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. In step (a) of FIG. 3, a voltage of a predetermined value V is applied to the electrodes 11 and 12 of the stator 1,
Since a voltage of 0 is applied to the electrodes 21 and 22 of the stator 2 (between time t 0 and t 1 in FIG. 7), the mover 3 is attracted to the stator 1, that is, the mover 3. 3 is an electrode 21
It is located away from. Generally, since the electrostatic force is inversely proportional to the square of the distance, even if the voltage of the electrode 21 is switched from 0 to a predetermined value V in the state of step (a) of FIG.
The force of attracting to the electrode 21 side is weak. Therefore, as shown at time t 1 in FIG. 7, the high voltage V 1 is applied only immediately after the voltage switching (immediately after the application), and when the mover 3 approaches the electrode 18, the voltage of the predetermined value V is applied to the electrode 18.
【0035】このように一方の固定子に吸着していた可
動子を他方の固定子の電極に印加する電圧を切替えるこ
とによって他方の固定子に吸着させる場合に電圧の切替
直後のみに高い電圧を印加し、可動子が他方の固定子の
電極に接近した時点でこの電極に印加する電圧を低い電
圧に落すことにより、放電や、固定子または可動子の電
極上に形成さた絶縁膜の絶縁破壊を防ぐことができる。In this way, when the movable element adsorbed on one stator is adsorbed on the other stator by switching the voltage applied to the electrode of the other stator, a high voltage is applied only immediately after the switching of the voltage. When the voltage is applied and the mover approaches the electrode of the other stator, the voltage applied to this electrode is reduced to a low voltage to discharge or insulate the insulating film formed on the electrode of the stator or mover. You can prevent destruction.
【0036】この実施例の駆動方法においては、使用さ
れる静電アクチュエータを図1に示すものを用いて説明
したが、一般に2つの固定子に交互に吸着されながら固
定子間を進行する可動子を有する静電アクチュエータに
も適用できることは云うもでもない。In the driving method of this embodiment, the electrostatic actuator used has been described using the one shown in FIG. 1. However, in general, a movable element that advances between the stators while being attracted to two stators alternately. It goes without saying that the present invention can also be applied to an electrostatic actuator having a.
【0037】次に第1の発明による静電アクチュエータ
の第3の実施例を図8(a),(b)を参照して説明す
る。図8(a)はこの実施例の静電アクチュエータ40
の平面図であり、図8(b)は図8(a)に示す切断線
Z−Zで切断した場合の断面図である。この実施例の静
電アクチュエータ40は、2つの固定子41,42とそ
の間の可動子43で構成される。固定子41と42は同
構造であるので、固定子41について説明し、固定子4
2についての説明は省略する。Next, a third embodiment of the electrostatic actuator according to the first invention will be described with reference to FIGS. 8 (a) and 8 (b). FIG. 8A shows an electrostatic actuator 40 of this embodiment.
FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line ZZ shown in FIG. The electrostatic actuator 40 of this embodiment is composed of two stators 41 and 42 and a mover 43 between them. Since the stators 41 and 42 have the same structure, the stator 41 will be described and the stator 4 will be described.
The description of 2 is omitted.
【0038】固定子41の母材は、ガラスウェハで作ら
れ、4つの電極41a,41b,41c,41dが形成
される。これは例えば蒸着により金属薄膜をつけ、その
上に例えばスパッタリングにより酸化シリコン膜の絶縁
膜が形成される。固定子41には中央に比較的大きい穴
41iおよび4辺に小さい穴41e,41f,41g,
41hがあけられている。この4つの穴41e,41
f,41g,41hには導線45a,45b,45c,
45dが差し込まれ、導電性接着剤により固定されてそ
れぞれの電極41a,41b,41c,41dに電気的
に接合される。The base material of the stator 41 is made of a glass wafer and has four electrodes 41a, 41b, 41c and 41d. For this, for example, a metal thin film is applied by vapor deposition, and an insulating film of a silicon oxide film is formed thereon by sputtering, for example. The stator 41 has a relatively large hole 41i in the center and small holes 41e, 41f, 41g on four sides,
41h is open. These four holes 41e, 41
conductors 45a, 45b, 45c, f, 41g, 41h,
45d is inserted, fixed by a conductive adhesive and electrically connected to the respective electrodes 41a, 41b, 41c, 41d.
【0039】一方、可動子43(図8(a)上では点線
で表示)は例えばシリコンウェハで作られ、シリコンウ
ェハ両面に金属膜を形成し、その上に絶縁膜として酸化
シリコン膜が形成される。可動子43の中央には小さな
穴43hが形成され、そのまわりは絶縁膜が形成されな
い。この穴に導電性のシャフト(図示せず)を通すこと
により可動子43の動きを外部にとり出したり、またシ
ャフトを通じて、可動子43の電位を外部から調整する
ことができる(これについては後述する)。On the other hand, the mover 43 (shown by a dotted line in FIG. 8A) is made of, for example, a silicon wafer, a metal film is formed on both surfaces of the silicon wafer, and a silicon oxide film is formed as an insulating film on the metal film. It A small hole 43h is formed in the center of the mover 43, and an insulating film is not formed around it. By passing a conductive shaft (not shown) through this hole, the movement of the mover 43 can be taken out, and the potential of the mover 43 can be adjusted from the outside through the shaft (this will be described later). ).
【0040】またスペーサ44は4辺に設けられ、固定
子40,41間のギャップを保つとともに可動子43が
アクチュエータ40の外部にでないようにガイドの役目
をはたす。スペーサ44をシリコン製とすれば、一枚の
シリコンウェハから可動子43と一緒に製作することも
可能で、また固定子41,42との接合には陽極接合を
用いることができる。Further, the spacers 44 are provided on four sides to keep the gap between the stators 40 and 41 and to serve as a guide so that the mover 43 is not outside the actuator 40. If the spacer 44 is made of silicon, it can be manufactured together with the mover 43 from a single silicon wafer, and anodic bonding can be used to join the stators 41 and 42.
【0041】次に動作について説明する。このアクチュ
エータ40は2つの固定子41,42で合せて8つの電
極41a,…41d,42a,…42dをもつが、これ
を2つずつ組合せればX,Y方向へそれぞれ、第1の実
施例と同様に動作させることができる。即ち、固定子4
1の電極41aと41d,41bと41c、固定子42
の電極42aと42d,42bと42cをそれぞれ第1
の実施例における一つの電極として見れば、X方向に動
作させることができる。また、同様に電極41aと41
b,41cと41d,42aと42b,42cと42d
をそれぞれ第1の実施例における一つの電極として見れ
ばY方向に可動子を動作させることができる。このよう
にこの実施例のアクチュエータ40は、X,Y方向に自
由に駆動可能な2自由度アクチュエータとなる。Next, the operation will be described. This actuator 40 has a total of eight electrodes 41a, ... 41d, 42a, ... 42d with two stators 41, 42. If two actuators 41a, ... 41d, 42a ,. Can be operated in the same manner as. That is, the stator 4
1 electrodes 41a and 41d, 41b and 41c, stator 42
Electrodes 42a and 42d, 42b and 42c of the first
When viewed as one electrode in the above embodiment, it can be operated in the X direction. Similarly, the electrodes 41a and 41a
b, 41c and 41d, 42a and 42b, 42c and 42d
When each is regarded as one electrode in the first embodiment, the mover can be operated in the Y direction. In this way, the actuator 40 of this embodiment is a two-degree-of-freedom actuator that can be freely driven in the X and Y directions.
【0042】次に図8に示す実施例のアクチュエータ4
0をパンチルト雲台に適用した場合の例を図9を参照し
て説明する。アクチュエータ40の可動子43に設けら
れた穴43hにはシャフト50が通される。そしてアク
チュエータ40は、中央部に凹部が設けられた支持部材
51によって支持される。この支持部材51の凹部の中
央にはピボット軸受51aが形成されている。またシャ
フト50の、支持部材51側の一端にはピボット50a
が形成され、シャフト50が揺動運動可能のようにピボ
ット50aがピボット軸受51aに支持されている。ま
た、シャフト50の支持部材51側の部分50bの軸径
は可動子43の穴43hの径よりも大きくなっており、
シャフト50が、アクチュエータ40の支持部材51と
は反対の側に抜け出るのを防止している。そして、シャ
フト50のピボット50aとは反対の端部にはパンチル
ト可動部が取付けられている。Next, the actuator 4 of the embodiment shown in FIG.
An example in which 0 is applied to the pan-tilt pan head will be described with reference to FIG. The shaft 50 is passed through a hole 43h provided in the mover 43 of the actuator 40. The actuator 40 is supported by a support member 51 having a recess at the center. A pivot bearing 51a is formed in the center of the recess of the support member 51. Further, the pivot 50a is provided at one end of the shaft 50 on the support member 51 side.
Is formed, the pivot 50a is supported by the pivot bearing 51a so that the shaft 50 can swing. Further, the shaft diameter of the portion 50b of the shaft 50 on the support member 51 side is larger than the diameter of the hole 43h of the mover 43,
The shaft 50 prevents the shaft 40 from coming out on the side opposite to the support member 51 of the actuator 40. Then, a pan-tilt movable portion is attached to an end portion of the shaft 50 opposite to the pivot 50a.
【0043】このように構成されたパンチルト雲台にお
いて、アクチュエータ40を駆動し、可動子43が図9
(a)に示すX方向に動作すると、パンチルト可動部5
2はψY 方向の揺動運動を行ない、また可動子43がY
方向に動作すると、パンチルト可動部52はψX 方向の
揺動運動を行なうことになる。In the pan-tilt pan head constructed as described above, the actuator 40 is driven and the mover 43 is moved as shown in FIG.
When operated in the X direction shown in (a), the pan / tilt movable unit 5 is moved.
2 makes a swinging motion in the ψ Y direction, and the mover 43 moves in the Y direction.
When the pan / tilt movable portion 52 is moved in the direction, the pan / tilt movable portion 52 makes a swinging motion in the ψ X direction.
【0044】次に第1の発明による静電アクチュエータ
の第4の実施例を図10乃至図13を参照して説明す
る。図10はこの実施例の構成を説明する分解図であ
る。この実施例の静電アクチュエータは2つの固定子
1,2と、可動子3と、2つの固定子1,2間のギャッ
プを保持するスペーサ4a,4bとを備えている。Next, a fourth embodiment of the electrostatic actuator according to the first invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is an exploded view for explaining the configuration of this embodiment. The electrostatic actuator of this embodiment includes two stators 1 and 2, a mover 3, and spacers 4a and 4b for holding a gap between the two stators 1 and 2.
【0045】固定子1は絶縁物または極めて電気抵抗の
高い材料からなる本体部10の、固定子2と対向する面
に2つの電極13,14を設けたものである。電極13
は所定のピッチPをもって平行に配置される複数の平行
電極部13aと、これらの平行電極部13aの一端を接
続する接続用電極部13bとから構成される。また電極
14も同様に、所定のピッチPをもって平行に配置され
る複数の平行電極部14aと、これらの平行電極部14
aの一端を接続する接続用電極部14bとから構成され
る。なお、接続用電極部13b,14bの配線幅は平行
電極部13a,14aの配線幅よりも広くなるよう形成
される。そして、電極13と電極14は互い違いとなる
ように1/2ピッチずれて配置されている。接続用電極
部13b,14bには外部電源に接続する導線17,1
8が各々結線されている。The stator 1 is formed by providing two electrodes 13 and 14 on the surface of the main body 10 made of an insulating material or a material having an extremely high electric resistance, the surface facing the stator 2. Electrode 13
Is composed of a plurality of parallel electrode portions 13a arranged in parallel with a predetermined pitch P, and a connecting electrode portion 13b connecting one ends of these parallel electrode portions 13a. Similarly, the electrode 14 also has a plurality of parallel electrode portions 14a arranged in parallel with a predetermined pitch P, and these parallel electrode portions 14a.
It is composed of a connecting electrode portion 14b for connecting one end of a. The wiring width of the connecting electrode portions 13b and 14b is formed to be wider than the wiring width of the parallel electrode portions 13a and 14a. The electrodes 13 and 14 are arranged so as to be staggered from each other by 1/2 pitch. Conductive wires 17, 1 connected to an external power source are connected to the connecting electrode portions 13b, 14b.
8 are connected respectively.
【0046】また固定子2も固定子1と同様に、絶縁物
または極めて電気抵抗の高い材料からなる本体部20
の、固定子1と対向する面に2つの電極23,24が設
けられている。電極23はピッチPをもって平行に配置
される複数の平行電極部23aと、これらの平行電極部
23aの一端を接続する接続用電極部23bとから構成
され、電極24はピッチPをもって平行に配置される複
数の平行電極部24aと、これらの平行電極部24aの
一端を接続する接続用電極部24bとから構成される。
接続用電極部23b,24bの配線幅は平行電極部23
a,24aの配線幅よりも広くなるように形成されてい
る。そして電極23と電極24は互い違いとなるように
1/2ピッチずれて配置される。また接続用電極部23
b,24bには外部電源に接続する導線27,28が各
々接続されている。なお、固定子2の電極23,24は
固定子1と組合わさった際に、その平行電極部23a,
24aが固定子1の平行電極部13a,14aの間の、
電極が形成されていない部分と対向するように、固定子
1の電極13,14に対して1ピッチ分ずらした配置と
なっている。The stator 2, like the stator 1, is made of an insulating material or a material having an extremely high electric resistance.
The two electrodes 23 and 24 are provided on the surface of the stator facing the stator 1. The electrode 23 is composed of a plurality of parallel electrode portions 23a arranged in parallel with a pitch P and a connecting electrode portion 23b connecting one end of these parallel electrode portions 23a, and the electrode 24 is arranged in parallel with a pitch P. A plurality of parallel electrode portions 24a, and a connecting electrode portion 24b for connecting one end of these parallel electrode portions 24a.
The wiring width of the connecting electrode portions 23b and 24b is equal to that of the parallel electrode portion 23.
It is formed so as to be wider than the wiring width of a and 24a. The electrodes 23 and 24 are arranged so as to be staggered from each other by a 1/2 pitch. Also, the connecting electrode portion 23
Conductors 27 and 28, which are connected to an external power source, are connected to b and 24b, respectively. When the electrodes 23 and 24 of the stator 2 are combined with the stator 1, their parallel electrode portions 23a,
24a is between the parallel electrode portions 13a and 14a of the stator 1,
The stator 1 is arranged so as to be offset by one pitch from the electrodes 13 and 14 so as to face a portion where no electrode is formed.
【0047】一方可動子3は、長手方向に延びた本体部
34と、固定子1,2の電極13,14,23,24と
同一のピッチをもち上記本体部34と直交する方向に延
びた櫛の歯状の電極35とを備えている。なお、本体部
34の両端には導線39を接続するためのパッド32
a,32bが設けられている。そして、可動子3はこの
導線部を介して外部電源に接続され、これにより電位が
調節される。On the other hand, the mover 3 has the same pitch as the main body 34 extending in the longitudinal direction and the electrodes 13, 14, 23, 24 of the stators 1, 2 and extends in the direction orthogonal to the main body 34. And a comb tooth-shaped electrode 35. It should be noted that the pads 32 for connecting the conducting wires 39 are provided at both ends of the main body 34.
a and 32b are provided. Then, the mover 3 is connected to an external power source through this conductor portion, and the potential is adjusted by this.
【0048】固定子1,2はスペーサ4a,4bを介し
て接合される。このスペーサ4a,4bは組立時には、
例えば接着や陽極接合を用いて固定子1,2に密着接合
され、そしてこのスペーサ4a,4bと2つの固定子
1,2に囲まれた空間に可動子3は位置する。The stators 1 and 2 are joined via the spacers 4a and 4b. When assembling these spacers 4a and 4b,
For example, the mover 3 is tightly joined to the stators 1 and 2 by using adhesion or anodic bonding, and the mover 3 is located in the space surrounded by the spacers 4a and 4b and the two stators 1 and 2.
【0049】なお、可動子3に導線39を設ける代わり
に、可動子3の櫛の歯状電極35の外部に設けられたス
ペーサ4a,4bを外部電源もしくは接続された導線と
結線し、可動子3が固定子1,2間を接触、剥離を繰返
しながら、電極35がスペーサ4a,4bと接すること
により、電気的接合を実現しても良い。また、可動子3
は必ずしも外形をこのように加工する必要はなく、絶縁
体からなる平板の表裏に、図10に示すような形状の電
極34,35を形成しても良い。Instead of providing the conductive wire 39 on the mover 3, the spacers 4a and 4b provided outside the comb tooth-shaped electrode 35 of the mover 3 are connected to an external power source or a connected conductive wire to form a mover. Electrical contact may be realized by contacting the electrode 35 with the spacers 4a and 4b while the stator 3 repeats contact and peeling between the stators 1 and 2. In addition, the mover 3
The outer shape does not necessarily have to be processed in this way, and electrodes 34 and 35 having a shape as shown in FIG. 10 may be formed on the front and back of a flat plate made of an insulating material.
【0050】次に固定子1(固定子2も同構造)と可動
子3の構造を図11を参照して更に説明する。固定子1
の母材10には絶縁物、または極めて電気抵抗が高い物
質ならば特に制限はないが、例えば、ガラスウェハを用
いることが出来る。この固定子1の母材10の上には、
まず導電性膜13a,14aが形成される。本実施例は
アクチュエータの製造方法を限定するものではないが、
例えば、金属薄板を接着して作成してもよいし、スパッ
タ、蒸着等の薄膜形成手段と、フォトリソグラフィー、
エッチングプロセスにより形成してもよい。導電性膜1
3a,14a上には、絶縁膜19が形成される。これ
は、例えば、電気抵抗の高い物質でできた薄いシートを
接着してもよいし、また、例えば、スパッタ、各種CV
D法等による酸化シリコン膜を形成してもよい。導線は
電極の一部に、導電性接着剤を用いて接着、またはボン
ディング等の手段を用いて結線される。Next, the structures of the stator 1 (the stator 2 has the same structure) and the mover 3 will be further described with reference to FIG. Stator 1
The base material 10 is not particularly limited as long as it is an insulator or a substance having an extremely high electric resistance, but, for example, a glass wafer can be used. On the base material 10 of this stator 1,
First, the conductive films 13a and 14a are formed. Although this embodiment does not limit the manufacturing method of the actuator,
For example, it may be formed by bonding a thin metal plate, a thin film forming means such as sputtering or vapor deposition, photolithography,
It may be formed by an etching process. Conductive film 1
An insulating film 19 is formed on 3a and 14a. This may be done by adhering a thin sheet made of a material having a high electric resistance, for example, by sputtering or various CVs.
A silicon oxide film may be formed by the D method or the like. The conducting wire is connected to a part of the electrode by using a means such as bonding with a conductive adhesive or bonding.
【0051】一方、可動子3は、導体、または抵抗体3
1の電極部の上下を絶縁膜38で覆うことにより構成さ
れる。なお、絶縁体の上下に、電極のパターン形状に加
工された導電性膜を形成し、その表面を絶縁膜によって
覆うことにより可動子3を構成しても構わないし、この
両者を組み合わせて、櫛の歯状に加工した(櫛の歯状の
凹部は必ずしも貫通している必要はなく、櫛の歯状の凸
部と凹部で段差がついていればよい)。母材の表面に導
電性膜と絶縁膜を形成することにより作成してもよい。
構成の方法は上述の固定子1と同様に、金属薄板や絶縁
シートを用いたり、または、スパッタ、蒸着、CVD等
の気相成長法を用いて形成してもよい。例えば、シリコ
ン薄板の表面に導電性金属薄膜および絶縁膜を形成した
ものまたはシリコン導板の表面に絶縁膜を形成したもの
で作成してもよい。On the other hand, the mover 3 is a conductor or a resistor 3.
The upper and lower sides of the first electrode portion are covered with the insulating film 38. The mover 3 may be formed by forming a conductive film processed into a pattern of electrodes on the upper and lower sides of the insulator and covering the surface thereof with an insulating film. The tooth-shaped concave portion of the comb is not necessarily penetrated, and the tooth-shaped convex portion and the concave portion of the comb may be stepped. It may be created by forming a conductive film and an insulating film on the surface of the base material.
Similar to the above-described stator 1, the method of construction may be a thin metal plate or an insulating sheet, or a vapor phase growth method such as sputtering, vapor deposition, or CVD. For example, it may be formed by forming a conductive metal thin film and an insulating film on the surface of a silicon thin plate or by forming an insulating film on the surface of a silicon conductive plate.
【0052】スペーサ4a,4bについては、例えば、
シリコンウェハを材料として、スペーサ4a,4b、可
動子3を半導体製造技術を利用して製作し、ガラスウェ
ハ(固定子1,2)で、シリコンウェハを挟むように構
成し、3者を陽極接合すること、即ち一体成形すること
により作成してもよい。一体成形した場合は位置決め精
度が良い。また、スペーサ4a,4bを用いて、可動子
3との電気的接合を計るために、スペーサを導電性材料
で作成したり、その表面に導電性膜を形成し、導電性接
着剤やボンディング等を用いて、外部電源に接続もしく
は接地してもよい。Regarding the spacers 4a and 4b, for example,
The spacers 4a, 4b and the mover 3 are manufactured using a silicon wafer as a material by using a semiconductor manufacturing technique, and the silicon wafer is sandwiched between glass wafers (stators 1 and 2), and the three members are anodically bonded. Alternatively, it may be formed by integrally molding. Positioning accuracy is good when integrally molded. Moreover, in order to measure the electrical connection with the mover 3 by using the spacers 4a and 4b, the spacer is made of a conductive material, or a conductive film is formed on the surface of the spacer, and a conductive adhesive or bonding is used. May be used to connect or ground to an external power source.
【0053】次に、本実施例の動作を図12、および図
13を用いて説明する。この動作は固定子1,2の各電
極23,14,24,13に順次電圧を印加してゆき、
可動子3を固定子1,2間で交互に吸着を繰り返しなが
ら、図12において右側に駆動する例である。可動子3
の電位は常にマイナスもしくは0とし(常に導線39の
電位を、マイナスもしくはグランドへ落としておく)、
固定子1,2の各電極23,14,24,13順に電圧
を印加してゆく。例えば、電極23に正電圧を印加する
と、この電極23と、可動子3の電極部35との間に発
生する静電気力により、可動子3は固定子2に吸引さ
れ、ステップ(a)に示す位置関係となる。ここで、電
極23への電圧印加を止め、電極14へ正電圧を印加す
ると、可動子3は固定子2から離れ、他方の固定子1と
の間の静電吸引力により、固定子1に引き寄せられ、つ
いには接触する。この時、可動子3と固定子1それぞれ
の電極の作成位置により、可動子3は、図12において
右側に引かれながら、固定子1に吸着する。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13. This operation sequentially applies a voltage to each electrode 23, 14, 24, 13 of the stator 1, 2,
This is an example in which the movable element 3 is driven to the right side in FIG. 12 while alternately repeating attraction between the stators 1 and 2. Mover 3
The potential of is always negative or 0 (the potential of the lead wire 39 is always dropped to negative or ground),
Voltages are applied in order of the electrodes 23, 14, 24, 13 of the stators 1, 2. For example, when a positive voltage is applied to the electrode 23, the mover 3 is attracted to the stator 2 by the electrostatic force generated between the electrode 23 and the electrode portion 35 of the mover 3, as shown in step (a). It becomes a positional relationship. Here, when the voltage application to the electrode 23 is stopped and a positive voltage is applied to the electrode 14, the mover 3 separates from the stator 2 and the electrostatic attraction between the mover 3 and the other stator 1 causes the stator 1 to move. Attracted and finally touched. At this time, the mover 3 is attracted to the stator 1 while being drawn to the right side in FIG. 12 depending on the positions where the electrodes of the mover 3 and the stator 1 are formed.
【0054】例えば、固定子1と可動子3の電極部14
c,14b,35bを例にとって、もう少し詳しく説明
する。電極23から電極14に電圧を切り替えると、可
動子3の電極部35bは、固定子1の電極部14c,1
4bにより静電気力で吸引される。電極14bによる吸
引力より電極14cによる吸引力の方が大きいため、可
動子3はステップ(b)に示すような状態となる。以
降、固定子1,2の電極23,14,24,13への電
圧を順次切り替え、可動子3の固定子1,2への吸着、
剥離を繰り返すことにより、可動子は図12のステップ
(a)〜(d)に示す状態を順に取りながら、図12に
おいて右側へと駆動される。この時の固定子1,2の電
極23,14,24,13への電圧の印加パターンを図
13に示す。この電圧印加パターンを、電極23→電極
13→電極24→電極14へと変えると、可動子3は図
12において左側へと駆動される。For example, the electrode portion 14 of the stator 1 and the mover 3
This will be described in more detail by taking c, 14b and 35b as examples. When the voltage is switched from the electrode 23 to the electrode 14, the electrode portion 35b of the mover 3 becomes the electrode portions 14c, 1 of the stator 1.
4b is attracted by electrostatic force. Since the attraction force of the electrode 14c is larger than the attraction force of the electrode 14b, the mover 3 is in the state shown in step (b). After that, the voltages to the electrodes 23, 14, 24, 13 of the stators 1 and 2 are sequentially switched to attract the stator 3 to the stator 1 and 2 of the mover 3,
By repeating the peeling, the mover is driven to the right side in FIG. 12 while sequentially taking the states shown in steps (a) to (d) of FIG. FIG. 13 shows a voltage application pattern to the electrodes 23, 14, 24 and 13 of the stators 1 and 2 at this time. When this voltage application pattern is changed in the order of electrode 23 → electrode 13 → electrode 24 → electrode 14, the mover 3 is driven to the left side in FIG.
【0055】次に第1の発明による静電アクチュエータ
の第5の実施例を図14を参照して説明する。この実施
例の静電アクチュエータは図14に示すように固定子1
または2の母材61上に導電性電極61aが形成され、
この電極61aを覆うように絶縁層61bが形成されて
いる。また可動子3の母材63上に導電性電極63aが
形成され、この導電性電極63aを覆うように絶縁層6
3bが形成されている。なお、可動子3の反対面(図1
4においては下側面)にも同様に導電性電極及び絶縁層
が設けられており、またそれと対向する面には固定子が
設けられているが、それらは省略している。このような
場合に固定子1および2の絶縁層61bと可動子3の絶
縁層63bは同一の材料で形成される。もし、固定子
1,2と可動子3の電極61a,63aの絶縁層61
b,63bを異なる材料で形成したり、もしくは固定子
および可動子の一方の電極部のみに絶縁層を形成し、他
方の電極部では導電性電極を直接露出すると、固定子1
または2(図14においては省略)と可動子3が直接接
触や摩擦による帯電によって、電極に印加される電圧の
正負によらず、各々の絶縁層の材料の組合せや絶縁層と
導電性電極の材料の組合せにより、絶縁層は正もしくは
負のどちらか一方の決まった極性に帯電することにな
る。このためこの電荷により電極同士が静電気的に吸着
してしまい、剥離を困難とし、スムーズな吸着、剥離を
困難にする。Next, a fifth embodiment of the electrostatic actuator according to the first invention will be described with reference to FIG. The electrostatic actuator of this embodiment has a stator 1 as shown in FIG.
Alternatively, a conductive electrode 61a is formed on the second base material 61,
An insulating layer 61b is formed so as to cover the electrode 61a. A conductive electrode 63a is formed on the base material 63 of the mover 3, and the insulating layer 6 is formed so as to cover the conductive electrode 63a.
3b is formed. The opposite surface of the mover 3 (see FIG.
Similarly, a conductive electrode and an insulating layer are provided also on the lower side surface in FIG. 4, and a stator is provided on the surface facing the conductive electrode and the insulating layer, but they are omitted. In such a case, the insulating layers 61b of the stators 1 and 2 and the insulating layer 63b of the mover 3 are made of the same material. If the stators 1 and 2 and the electrodes 61a and 63a of the mover 3 have an insulating layer 61
b and 63b are formed of different materials, or an insulating layer is formed only on one electrode portion of the stator and the mover and the conductive electrode is directly exposed on the other electrode portion, the stator 1
Alternatively, 2 (omitted in FIG. 14) and the mover 3 are charged by direct contact or friction so that the combination of materials of each insulating layer or the combination of the insulating layer and the conductive electrode does not depend on whether the voltage applied to the electrode is positive or negative. Depending on the combination of materials, the insulating layer will be charged with a positive or negative fixed polarity. For this reason, the charges electrostatically attract the electrodes to each other, which makes peeling difficult and makes smooth adsorption and peeling difficult.
【0056】この第5の実施例は、絶縁層61b,63
bを同一の材料で形成することにより、接触や摩擦によ
る帯電によって電極部同士が吸着するのを防止すること
ができる。In the fifth embodiment, insulating layers 61b and 63 are used.
By forming b from the same material, it is possible to prevent the electrode parts from being attracted to each other due to charging due to contact or friction.
【0057】次に第1の発明による静電アクチュエータ
の第6の実施例を図15を参照して説明する。この実施
例の静電アクチュエータは、固定子1,2と可動子3の
駆動用電極部に対となる電極を設け、静電気による吸引
力と併せて反発力を利用した静電アクチュエータであ
る。Next, a sixth embodiment of the electrostatic actuator according to the first invention will be described with reference to FIG. The electrostatic actuator of this embodiment is an electrostatic actuator in which a pair of electrodes are provided in the driving electrode portions of the stators 1 and 2 and the mover 3 and the repulsive force is used in addition to the attraction force by static electricity.
【0058】固定子1,2のそれぞれの母材の表裏両面
に電極73,74を形成し、可動子3と対向する面には
電極部を覆うように絶縁層75を形成する。図15に示
すように電圧を印加すると、可動子3は、固定子1に現
れた電荷による静電気的吸引力によって、固定子1に引
張られるのに加えて、他方の固定子2の電極73に現れ
た電荷により、静電気的反発力を受け、固定子2から離
れる方向の力を得る。これは、固定子1,2、可動子3
のそれぞれの駆動用電極に、対となる電極を設けたため
に、対向する電極に現れた同極性の電荷が、その相対す
る面から遠ざかるのを妨げ、その表面に出来るだけ同極
性の電荷を残すためである。そのため、可動子3は静電
気による吸引力と併せて、反発力も得て、可動子3を駆
動することが出来る。また、駆動用電極と対となる電極
は、図15に示したように、絶縁体77を介して、設置
してもよいし、上下に位置するように固定子1,2を設
けた場合、その側面に対となる電極を設けてもよい。Electrodes 73 and 74 are formed on both the front and back surfaces of the base materials of the stators 1 and 2, and an insulating layer 75 is formed on the surface facing the mover 3 so as to cover the electrode portions. When a voltage is applied as shown in FIG. 15, the mover 3 is pulled by the stator 1 by the electrostatic attraction force due to the electric charges appearing on the stator 1, and the mover 3 is also applied to the electrode 73 of the other stator 2. Due to the appearing electric charge, an electrostatic repulsive force is received and a force in a direction away from the stator 2 is obtained. This is the stator 1 and 2, the mover 3
Since a pair of electrodes is provided on each of the driving electrodes, the electric charges of the same polarity appearing on the opposite electrodes are prevented from moving away from the opposite surface, and the electric charges of the same polarity are left on the surface as much as possible. This is because. Therefore, the mover 3 can drive the mover 3 by obtaining a repulsive force in addition to the attraction force by static electricity. Further, the electrode paired with the driving electrode may be installed via an insulator 77 as shown in FIG. 15, or when the stators 1 and 2 are provided so as to be located above and below, A pair of electrodes may be provided on the side surface.
【0059】次に第1の発明の第4の実施例の静電アク
チュエータをパンチルト雲台に応用した場合を図16に
示す。図16においては、第4の実施例での静電アクチ
ュエータ81,82,83を3個用いて、パンチルト雲
台に応用した例である。本アクチュエータを図16に示
すように、円柱85の3箇所を削り、現れた3つの平面
に配置する。それぞれの静電アクチュエータは、駆動電
極84に順次電圧を印加することにより、図16の矢印
の1方向(前進と後進)に駆動することができる。アク
チュエータ81,82,83を取り付ける部材85の中
心軸上に弾性支持部86を設け、その上にパンチルト動
作をする雲台の底部87を設置する。駆動される静電ア
クチュエータの可動子を、この弾性支持された雲台底部
87に接触させ、押すことにより、雲台を駆動する。3
つの静電アクチュエータが3方向に設置してあり、それ
ぞれは独立に動作するため、それぞれの駆動電圧パター
ンを適切に調整することにより、雲台のパンチルト駆動
を実現する。FIG. 16 shows a case where the electrostatic actuator of the fourth embodiment of the first invention is applied to a pan-tilt pan head. FIG. 16 shows an example in which three electrostatic actuators 81, 82 and 83 in the fourth embodiment are used and applied to a pan / tilt pan head. As shown in FIG. 16, this actuator is shaved at three places on a cylinder 85 and placed on the three planes that appear. Each electrostatic actuator can be driven in one direction (forward and backward) of the arrow in FIG. 16 by sequentially applying a voltage to the drive electrode 84. An elastic support portion 86 is provided on the central axis of a member 85 to which the actuators 81, 82, 83 are attached, and a pan head bottom portion 87 for pan-tilt operation is provided thereon. The movable table of the driven electrostatic actuator is brought into contact with the elastically supported platform bottom portion 87 and pushed to drive the platform. Three
Since one electrostatic actuator is installed in three directions and each operates independently, pan-tilt drive of the pan head is realized by appropriately adjusting each drive voltage pattern.
【0060】[0060]
【発明の効果】第1の発明によれば、可動子と固定子間
の摩擦の問題を解消し、大きな動作範囲を得ることがで
きる。また、接触・剥離をスムーズに行うことができ
る。また、吸引力だけではなく、反発力も利用して大き
な出力を得ることができる。According to the first aspect of the present invention, the problem of friction between the mover and the stator can be solved and a large operating range can be obtained. In addition, contact / peeling can be performed smoothly. Further, not only the suction force but also the repulsive force can be used to obtain a large output.
【0061】第2の発明によれば、接触・剥離をスムー
ズに行うことができる。According to the second invention, it is possible to smoothly carry out contact and peeling.
【図1】第1の発明による静電アクチュエータの第1の
実施例の構成を示す分解図。FIG. 1 is an exploded view showing a configuration of a first embodiment of an electrostatic actuator according to the first invention.
【図2】第1の実施例にかかる固定子と可動子の詳細な
構造を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing a detailed structure of a stator and a mover according to the first embodiment.
【図3】第1の実施例の動作を説明する動作説明図。FIG. 3 is an operation explanatory diagram illustrating an operation of the first embodiment.
【図4】第1の実施例に印加される電圧の波形図。FIG. 4 is a waveform diagram of a voltage applied to the first embodiment.
【図5】第1の実施例の変形例の動作を説明する動作説
明図。FIG. 5 is an operation explanatory diagram illustrating an operation of a modified example of the first embodiment.
【図6】第2の実施例の構成を説明する断面図。FIG. 6 is a sectional view illustrating the configuration of the second embodiment.
【図7】第2の発明による駆動方法に用いられる電圧波
形図。FIG. 7 is a voltage waveform diagram used in the driving method according to the second invention.
【図8】第1の発明による静電アクチュエータの第3の
実施例の構成を示す構成図。FIG. 8 is a configuration diagram showing a configuration of a third embodiment of an electrostatic actuator according to the first invention.
【図9】第3の実施例の静電アクチュエータを用いたパ
ンチルト雲台の構成を示す構成図。FIG. 9 is a configuration diagram showing a configuration of a pan-tilt pan head using an electrostatic actuator according to a third embodiment.
【図10】第1の発明の第4の実施例の構成を示す分解
図。FIG. 10 is an exploded view showing a configuration of a fourth embodiment of the first invention.
【図11】第4の実施例の固定子と可動子の詳細な構造
を説明する断面図。FIG. 11 is a sectional view illustrating a detailed structure of a stator and a mover according to a fourth embodiment.
【図12】第4の実施例の動作を説明する動作説明図。FIG. 12 is an operation explanatory view explaining the operation of the fourth embodiment.
【図13】第4の実施例に印加される駆動電圧波形図。FIG. 13 is a waveform diagram of a drive voltage applied to the fourth embodiment.
【図14】第1の発明の第5の実施例の構成を示す断面
図。FIG. 14 is a sectional view showing a configuration of a fifth embodiment of the first invention.
【図15】第1の発明の第6の実施例の構成を示す構成
図。FIG. 15 is a configuration diagram showing a configuration of a sixth embodiment of the first invention.
【図16】第4の実施例の静電アクチュエータを用いた
パンチルト雲台の構成を示す構成図。FIG. 16 is a configuration diagram showing a configuration of a pan-tilt pan head using the electrostatic actuator according to the fourth embodiment.
【図17】従来の静電アクチュエータの構成を示す構成
図。FIG. 17 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional electrostatic actuator.
【図18】従来の他の静電アクチュエータの構成および
動作を説明する説明図。FIG. 18 is an explanatory diagram illustrating the configuration and operation of another conventional electrostatic actuator.
1,2,41,42 固定子 3,43 可動子 3a 導体 3b,3c,11c,12c 絶縁膜 10,20,34 本体部 11,12,13,14,21,22,23,24,4
1a,…41d,42a,…42d 電極 11a,11b,12a,12b,21b,22b 導
体膜 13a,14a,23a,24a 平行電極部 13b,14b,23b,24b 接続用電極部 15,16 導線 32a,32b パッド 35 櫛の歯状電極 40 静電アクチュエータ 41e,…41h,42e,…42h 穴 44 スペーサ1, 2, 41, 42 Stator 3, 43 Mover 3a Conductors 3b, 3c, 11c, 12c Insulating film 10, 20, 34 Main body 11, 12, 13, 14, 21, 22, 22, 23, 24, 4
1a, ... 41d, 42a ,. 32b Pad 35 Comb-shaped electrode 40 Electrostatic actuator 41e, ... 41h, 42e, ... 42h Hole 44 Spacer
Claims (5)
成される複数の電極と、を各々備え、所定の隙間をもっ
て対向配置された一対の固定子と、 前記一対の固定子間に配置され、前記固定子の電極に所
定の電圧パルスが印加されることにより一方の端部から
他方の端部へと順次、前記一対の固定子に交互に吸着さ
れながら前記隙間を進行する可動子と、 を有することを特徴とする静電アクチュエータ。1. A pair of stators, each of which has a main body and a plurality of electrodes formed on opposing surfaces of the main body, and which are arranged to face each other with a predetermined gap, and between the pair of stators. And a movable electrode advancing through the gap while being attracted to the pair of stators alternately from one end to the other end by applying a predetermined voltage pulse to the electrodes of the stator. An electrostatic actuator comprising: a child.
行に配置される複数の平行電極部およびこれらの平行電
極部の一端を接続する接続用電極部を各々有する第1、
第2電極と、を有し、前記第1および第2の電極を前記
第1の本体部上に交互に形成してなる第1の固定子と、 第2の本体部と、所定のピッチをもって平行に配置され
る複数の平行電極およびこれらの平行電極部の一端を接
続する接続用電極部を各々有する第3、第4の電極と、
を有し、前記第3および第4の電極を前記第2の本体部
上に交互に形成してなる第2の固定子と、 本体電極部と、この本体電極部から櫛の歯状に延びた複
数の櫛の歯状電極とを有する可動子と、 を備え、前記第1および第2の固定子は所定の隙間をも
って対向配置され、前記可動子は前記隙間に配置される
ことを特徴とする静電アクチュエータ。2. A first main body part, a plurality of parallel electrode parts arranged in parallel with a predetermined pitch, and a connection electrode part for connecting one end of these parallel electrode parts.
A first stator having a second electrode, wherein the first and second electrodes are alternately formed on the first main body, a second main body, and a predetermined pitch. Third and fourth electrodes each having a plurality of parallel electrodes arranged in parallel and a connecting electrode part connecting one ends of these parallel electrode parts;
And a second stator formed by alternately forming the third and fourth electrodes on the second main body portion, a main body electrode portion, and extending from the main body electrode portion in the shape of a comb tooth. A movable element having a plurality of comb-teeth-shaped electrodes, and the first and second stators are arranged to face each other with a predetermined gap, and the movable element is arranged in the gap. Electrostatic actuator.
し、所定の隙間をもって対向配置される一対の固定子
と、 電極およびこの電極を覆う絶縁層を有し、前記固定子間
の隙間に配置されてこの隙間を移動可能な可動子と、 を備え、前記固定子の絶縁層と前記可動子の絶縁層は同
一の材料から形成されることを特徴とする静電アクチュ
エータ。3. A pair of stators each having an electrode and an insulating layer covering the electrode and being opposed to each other with a predetermined gap, an electrode and an insulating layer covering the electrode, and a space between the stators. An electrostatic actuator, comprising: a movable element arranged in a gap and movable in the gap, wherein the insulating layer of the stator and the insulating layer of the movable element are formed of the same material.
って配置される一対の固定子と、 駆動電極を有し、前記固定子間の隙間に配置されこの隙
間を移動可能な可動子と、 を備え、前記固定子および可動子に、各々の駆動電極に
対となる電極を設けたことを特徴とする静電アクチュエ
ータ。4. A pair of stators each having a driving electrode and arranged with a predetermined gap, and a mover having a driving electrode, arranged in the gap between the stators, and movable in this gap. An electrostatic actuator comprising: a stator and a mover, each of which is provided with a pair of electrodes for each driving electrode.
された一対の固定子と、 前記固定子間の隙間に配置され、前記電極に電圧が印加
されることにより前記一対の固定子に交互に吸着される
可動子と、 を備えた静電アクチュエータにおいて、 前記可動子を吸着する際に前記電極に印加される電圧
は、印加直後の電圧の絶対値がその後の電圧値の絶対値
に比べて高くなるように設定されていることを特徴とす
る静電アクチュエータの駆動方法。5. A pair of stators having electrodes and opposed to each other with a predetermined gap, and a pair of stators arranged in the gap between the stators and applying a voltage to the electrodes In an electrostatic actuator provided with the movers that are alternately attracted, the voltage applied to the electrodes when the movers are attracted is such that the absolute value of the voltage immediately after the application becomes the absolute value of the subsequent voltage value. A method for driving an electrostatic actuator, which is set to be higher than that of the electrostatic actuator.
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Cited By (9)
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---|---|---|---|---|
EP1139553A2 (en) * | 2000-03-30 | 2001-10-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrostatic actuator and method of driving the same |
EP1193853A2 (en) * | 2000-09-28 | 2002-04-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrostatic actuator and method of driving the same |
EP1202099A2 (en) * | 2000-10-31 | 2002-05-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrostatic actuator and camera module using the same |
JP2002517320A (en) * | 1998-06-04 | 2002-06-18 | キャベンディッシュ キネティクス リミテッド | Micro mechanical element |
EP1306966A3 (en) * | 2001-09-18 | 2005-10-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrostatic microactuator, method of activating the same, and camera module |
US7202709B2 (en) | 2004-03-31 | 2007-04-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Waveform output device and drive device |
WO2010010931A1 (en) * | 2008-07-24 | 2010-01-28 | 大日本印刷株式会社 | Controller, and electrostatic actuator |
WO2010010930A1 (en) * | 2008-07-24 | 2010-01-28 | 大日本印刷株式会社 | Electrostatic actuator |
JP2010104067A (en) * | 2008-10-21 | 2010-05-06 | Dainippon Printing Co Ltd | Electrostatic actuator |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP6044027B1 (en) * | 2016-02-08 | 2016-12-14 | Dr.JOY株式会社 | Visit notification system and visit notification program |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04285478A (en) * | 1991-03-11 | 1992-10-09 | Toshiba Corp | Electrostatic motor |
JPH04334979A (en) * | 1991-05-13 | 1992-11-24 | Seiko Epson Corp | Drive electrode shape and drive system |
-
1994
- 1994-11-11 JP JP06277894A patent/JP3095642B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04285478A (en) * | 1991-03-11 | 1992-10-09 | Toshiba Corp | Electrostatic motor |
JPH04334979A (en) * | 1991-05-13 | 1992-11-24 | Seiko Epson Corp | Drive electrode shape and drive system |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002517320A (en) * | 1998-06-04 | 2002-06-18 | キャベンディッシュ キネティクス リミテッド | Micro mechanical element |
JP4966448B2 (en) * | 1998-06-04 | 2012-07-04 | キャベンディッシュ キネティクス リミテッド | Micromechanical element |
US6784594B2 (en) | 2000-03-30 | 2004-08-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrostatic actuator and method of driving the same |
EP1139553A2 (en) * | 2000-03-30 | 2001-10-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrostatic actuator and method of driving the same |
EP1139553A3 (en) * | 2000-03-30 | 2003-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrostatic actuator and method of driving the same |
CN1330082C (en) * | 2000-03-30 | 2007-08-01 | 株式会社东芝 | Static actuator mechanism, its driving method, and camara module using it |
US6806661B2 (en) | 2000-03-30 | 2004-10-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrostatic actuator and method of driving the same |
EP1193853A3 (en) * | 2000-09-28 | 2003-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrostatic actuator and method of driving the same |
EP1193853A2 (en) * | 2000-09-28 | 2002-04-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrostatic actuator and method of driving the same |
US6680558B2 (en) | 2000-09-28 | 2004-01-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrostatic actuator and method of driving the same |
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US6717326B2 (en) | 2000-10-31 | 2004-04-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrostatic actuator and camera module using the same |
EP1202099A2 (en) * | 2000-10-31 | 2002-05-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrostatic actuator and camera module using the same |
EP1202099A3 (en) * | 2000-10-31 | 2003-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrostatic actuator and camera module using the same |
EP1306966A3 (en) * | 2001-09-18 | 2005-10-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrostatic microactuator, method of activating the same, and camera module |
US7202709B2 (en) | 2004-03-31 | 2007-04-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Waveform output device and drive device |
WO2010010931A1 (en) * | 2008-07-24 | 2010-01-28 | 大日本印刷株式会社 | Controller, and electrostatic actuator |
WO2010010930A1 (en) * | 2008-07-24 | 2010-01-28 | 大日本印刷株式会社 | Electrostatic actuator |
JP2010029041A (en) * | 2008-07-24 | 2010-02-04 | Dainippon Printing Co Ltd | Electrostatic actuator |
JP2010104067A (en) * | 2008-10-21 | 2010-05-06 | Dainippon Printing Co Ltd | Electrostatic actuator |
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Publication number | Publication date |
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