JPH02239432A - 静電形多次元アクチュエータ - Google Patents
静電形多次元アクチュエータInfo
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- JPH02239432A JPH02239432A JP5773689A JP5773689A JPH02239432A JP H02239432 A JPH02239432 A JP H02239432A JP 5773689 A JP5773689 A JP 5773689A JP 5773689 A JP5773689 A JP 5773689A JP H02239432 A JPH02239432 A JP H02239432A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は微小位置決め用アクチュエー夕に係り、特に超
小形光ヘッドなどを多次元方向に精密位置決めするのに
好適な静電力応用の多次元アクチュエータに関する． 〔従来の技術〕 従来の微小位置決め用小形アクチュエータとしては特開
昭６２ − ２６２２３３号に記載のように、チタン酸
ジルコン酸鉛などのような圧電物質に電圧を印加する時
に変位が発生する圧電効果を利用したものが主であった
． 一方静電力を応用したアクチュエー夕としてはセンサー
ズ アンド アクチュエーターズ，１１巻，第２号，（
１９８７年）１８９頁から２０６頁（Ｓｅｒ＋ｓｏｒｓ
ａｎｄ Ａｃｔｕａｔｏｒｓ， Ｖｏｕ １ １ ，
Ｎａ ２（１９８７）ｐｐ．１８９〜２０６）におい
て論じられてる． 〔発明が解決しようとするＩＩ！７１）上記従来技術の
うち圧電素子応用のものは圧電素子の変位量が極めて小
さく，精密位置決め許容範囲が小さい問題があった．市
販されている圧電素子の例では１０μｍの変位をさせる
ためには，１０■程度の長さが必要であり，アクチュエ
ータ全体の大きさは圧電素子の寸法の２倍程度必要なこ
とを考慮すると大きすぎて１■程度の寸法を目標として
いる超小形光ヘッドのアクチュエータとしては大きすぎ
る． 一方，静電アクチュエータの例では回転モータヘ適用し
ており，２次元方向へ負荷物体を駆動するための２次元
アクチュエータや更に高次元のアクチュエータへの適用
する場合については配慮されていない．また摩擦力の影
響を排除する点についても配慮されていない． 本発明の目的は，光ヘッド等の精密位置決めに十分な変
位を発生させることのできる摩擦のない小形軽董の多次
元アクチュエータを提供することにある． 〔課題を解決するための手段〕 上記目的のうち多次元方向の変位は平面上に複数の電極
を設けた平板を小さな間隔を隔てて平行に対向して配誼
し，一方を固定、一方を柔らかなばね部材で可動に支持
し、対向する固定電極を可動電極の対の間に電圧を印加
する構造とし，Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸のうち必要な方向の正
，負方向に上記電極の対を配置し，各電極対に印加する
電圧を制御することにより、任意の方向へ可動部を変位
させることができる，上記静電力発生用の電極は極めて
酵い金属膜で構成できるため力発生部の重量はほとんど
無視できる．また電極の変位方向の寸法を必要な変位よ
り少し大きくすることにより必要変位を取ることができ
る．以上の手段を組合わせることにより達成される． 〔作用〕 第６図に示すように四一形状の短冊状電極２ｂ，３ｂが
あり，電極２ｂがＸ方向に少しず才している場合，電極
３ｂに作用する力は下記の式で表わされる，ここでΩは
Ｙ方向の電極が重なった部分の長さ、ＷはＸ方向の電極
が重なった部分の長さ、ｈは電極間のＺ方向の間隔、■
は電極間に作用している電圧、Ｃは電極間の空間の誘電
率である．Ｘ方向の力をＦｘ．Ｚ方向の力をＦＸで表わ
す．２ｈ Ｆｘ．Ｆｚのいずれも電圧によって力の方向を変えるこ
とはできない．電極３ｂにＸの負方向の力を作用させる
には，対向する電極が第６図とは逆にＸの負方向にずれ
ていることが必要である．また電極３ｂにＺの負方向の
力を作用させるには電極２ｂが電極３ｂよりもＺの負方
向に配置されていることが必要である。
小形光ヘッドなどを多次元方向に精密位置決めするのに
好適な静電力応用の多次元アクチュエータに関する． 〔従来の技術〕 従来の微小位置決め用小形アクチュエータとしては特開
昭６２ − ２６２２３３号に記載のように、チタン酸
ジルコン酸鉛などのような圧電物質に電圧を印加する時
に変位が発生する圧電効果を利用したものが主であった
． 一方静電力を応用したアクチュエー夕としてはセンサー
ズ アンド アクチュエーターズ，１１巻，第２号，（
１９８７年）１８９頁から２０６頁（Ｓｅｒ＋ｓｏｒｓ
ａｎｄ Ａｃｔｕａｔｏｒｓ， Ｖｏｕ １ １ ，
Ｎａ ２（１９８７）ｐｐ．１８９〜２０６）におい
て論じられてる． 〔発明が解決しようとするＩＩ！７１）上記従来技術の
うち圧電素子応用のものは圧電素子の変位量が極めて小
さく，精密位置決め許容範囲が小さい問題があった．市
販されている圧電素子の例では１０μｍの変位をさせる
ためには，１０■程度の長さが必要であり，アクチュエ
ータ全体の大きさは圧電素子の寸法の２倍程度必要なこ
とを考慮すると大きすぎて１■程度の寸法を目標として
いる超小形光ヘッドのアクチュエータとしては大きすぎ
る． 一方，静電アクチュエータの例では回転モータヘ適用し
ており，２次元方向へ負荷物体を駆動するための２次元
アクチュエータや更に高次元のアクチュエータへの適用
する場合については配慮されていない．また摩擦力の影
響を排除する点についても配慮されていない． 本発明の目的は，光ヘッド等の精密位置決めに十分な変
位を発生させることのできる摩擦のない小形軽董の多次
元アクチュエータを提供することにある． 〔課題を解決するための手段〕 上記目的のうち多次元方向の変位は平面上に複数の電極
を設けた平板を小さな間隔を隔てて平行に対向して配誼
し，一方を固定、一方を柔らかなばね部材で可動に支持
し、対向する固定電極を可動電極の対の間に電圧を印加
する構造とし，Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸のうち必要な方向の正
，負方向に上記電極の対を配置し，各電極対に印加する
電圧を制御することにより、任意の方向へ可動部を変位
させることができる，上記静電力発生用の電極は極めて
酵い金属膜で構成できるため力発生部の重量はほとんど
無視できる．また電極の変位方向の寸法を必要な変位よ
り少し大きくすることにより必要変位を取ることができ
る．以上の手段を組合わせることにより達成される． 〔作用〕 第６図に示すように四一形状の短冊状電極２ｂ，３ｂが
あり，電極２ｂがＸ方向に少しず才している場合，電極
３ｂに作用する力は下記の式で表わされる，ここでΩは
Ｙ方向の電極が重なった部分の長さ、ＷはＸ方向の電極
が重なった部分の長さ、ｈは電極間のＺ方向の間隔、■
は電極間に作用している電圧、Ｃは電極間の空間の誘電
率である．Ｘ方向の力をＦｘ．Ｚ方向の力をＦＸで表わ
す．２ｈ Ｆｘ．Ｆｚのいずれも電圧によって力の方向を変えるこ
とはできない．電極３ｂにＸの負方向の力を作用させる
には，対向する電極が第６図とは逆にＸの負方向にずれ
ていることが必要である．また電極３ｂにＺの負方向の
力を作用させるには電極２ｂが電極３ｂよりもＺの負方
向に配置されていることが必要である。
以上より可動電極３をｘ，ｙ，ｚのそれぞれ正，負方向
に任意に変位させる事は固定電極を，可動電極３のＸ，
Ｙ，Ｚ方向の正，負両側に配置し、変位させたい方向の
固定電極と可動？！極の間に電力を印加することにより
可能となる． （２）式によれば電極仮間の吸引力により可動電極が変
位すると電極板間の間隔ｈが小さくなるため，発生する
力ＦＺ ｔｉ−電圧だけでは制御できない．一方（１）
式により横方向の駆動力ＦＸは電圧Ｖのみで決定できる
ので、Ｍ密な制御を行なうには横方向の駆動力を用いた
方がやり易い．しかし、一般に電極重なりｉｋｗより間
隔ｈを小さく取るので、力の大きさは吸引力Ｆｚの方が
横方向駆動力Ｆｘより大きい．横方向駆動力ＦＸは電極
重なり量Ｗに依存しないことを利用して．ｉｔｔ極重な
り量ｗを必要最小限とし．第６図と同様の電極対を複数
組設ければ．一定面積内で発生する横方向駆動力を大き
くすることが可能となる． 〔実施例〕 以下，本発明の一実施例を第１図により説明する． 第１図は１チップ形の光ヘッドをＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向
に駆動する３次元アクチュエータを示す．可動電極３の
中央部に絶縁体９の上に光ヘッド４が固定されている，
可動電極３の上側には小さな間隔を隔てて平行に上部固
定電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが設けられ，これらの電
極は絶縁体で作られたホルダ１の上部下面に固定されて
いる．第３図の中央断面図に示すごとくホルダ１の上部
中央には光ヘッドが当たらない様に六８が設けられてい
る．同様に可動電極３の下面には，上面側と同じ間隔を
隔てて、上部固定電極２ａ〜２ｄと同一形状の下部固定
電極５ａ〜５ｄがホルダ１の下部上面に固定されている
．上部電極２，下部電極５および可動電極３はいずれも
Ｘ軸およびＹ軸に対し対称であり，Ｚ軸である上下方向
にも対称の形状である．上部固定電極２８〜２ｄ，下部
固定電極５８〜５ｄの電圧はそれぞれ個別に制御器７に
よって制御される．可動電極３は柔軟な導体によって制
御器７に接続され、電圧Ｏに保たれている．可動電極３
はｘ，ｙ，ｚ軸方向に低い剛性を持つ支持ばね１０ａ，
１０ｂにより、光ヘッド４が六８のほぼ中央に位置する
ように支持されている． 次に本実施例の動作を説明する．可動電極３をＺ軸方向
へ駆動する場合は上部固定電極２ａ，２ｃと２ｂ，２ｄ
の２組のいずれかまたは全てに同一の電圧を印加する．
逆にＺ軸下方へ可動電極３を駆動する時は下部固定電極
５ａ，５ｃと５ｂ，５ｄの２組のいずれかまたは全てに
同一の電圧を印加する．Ｘ，Ｙ平面内の駆動については
，上部固定電極２ａとそれに対向する下部固定電極５ａ
，同様に２ｂと５ｂ．２ｃと５ｃ，２ｄと５ｄの各組の
いずれか１組あるいは隣接する２組に電圧を印加するこ
とにより，可動電極３を第２図に示す８方向に駆動する
ことができる２たとえば２ａ，５ａに電圧を印加すると
Ｙ軸の正方向に駆動し、２ ａ ＋ ５ ａ ｒ ２
ｂ ＊ ５ ｂの電極に電圧を印加するとＸ軸正方向，
Ｙ軸正方向の中間方向に駆動する．駆動力は２ａ，５ａ
，２ｂ，５ｂに電圧を印加する方が２ａ，５ａだけの場
合より大きい．以上の様に可動電極３の上部，下部の両
側から均等に力を加えることによりＸ，Ｙ平面内の動き
とすることが可能となる．可動電極３と、上部固定電極
２ａ〜２ｄの間ＩｉＩｌｈ ｓと可動電極３と下部固定
電極５ａ〜５ｄの間隔ｈ２が異なる場合は上部固定ｔｉ
側の印加電圧と下部固定ｆ１１ｐｉの印加電圧を変える
ことにより、可動電極に作用する上ｓｌｉｌ定電極から
の吸引力と下部固定電極からの吸引力を相殺させること
ができる．以上、述べた基本動作の駆動力を変えて組合
わせることによりｘ，ｙ，ｚ空間の任意の方向に可動電
極３を駆動することが可能である． 第４図はＸ，Ｙ平面内の２次元アクチュエータに本発明
を適用した実ＩＭ例の説明図である．本実施例では組立
や加工を容易にするため、固定電極を上部固定ｗ！．極
２ａ〜２ｄのみとし，それに対応して可動電極３を上面
側のみに設けている，可動ホルダ１１の端面に絶縁体９
を介して光学ヘッド４を搭載する．可動電極３は可動体
ホルダ１１の上面に絶縁暦１２を介して設けられている
，可動体ホルダはＺ軸方向に剛性が高＜，ｘ，ｙ方向の
剛性が低い等しい特性の支持ばねｌｏａ〜１０ｄでホル
ダｌに固定されている．そのため可動体ホルダは上部固
定電極２８〜２ｄと可動電極３の間に吸引力が作動して
もＺ軸方向に変位することはな＜．ＸＹ平面内のみで変
位する５本実施例の駆動［１方式は下部固定ｆｆｔ極が
ない点の他は第１の実施例のＸ，Ｙ方向駆動制御と同一
である，第４ｖｉの実施例では、上部固定電極および可
動電極のいずれもが、複数の細長い短冊状となっている
．第５図はＺＩ１１上方より見た説明図で，中立状履の
上部固定電極２と可動１１３の関係を示している．上部
同定電極２８〜２ｄは，対向する可動１！極部分と狭い
方向が互いに半分ずつ重なっている．そしてＸ軸方向に
配された２ｂと２ｄはずれる方向が逆になっており、Ｙ
軸方向に配された２ａと２０も可動電極とのずれる方向
が互いに逆になっている． 対向する固定電極と可動電極が少しずれていることによ
り吸引力のみではなく横方向にずらす力を発生させて、
可動電極をＸ．Ｙ平面内に変位させることは第１の実施
例と同じ原理を用いているが、第２の実施例においては
、横方向の力を発生させための有効部分である電極端部
長さを長くとるために複数の細長い短冊状電極としてい
る。これにより一定電圧のもとて同一面積でより大きな
横方向駆動力を発生させることができる．また第２の実
施例では２方向の変位はほとんどないから可動電極３と
上部固定電極２ａ〜２ｄの間隔も小さくすることができ
、その点からも横方向駆動力（ｘ，ｙ方向駆動力）を大
きくすることができる．第７図は第２の実施例と同様に
Ｘ，Ｙ平面内の２次元アクチュエータに本発明を適用し
た実施例の斜視図である．可動電極３の端面に絶縁体９
を介して光ヘッド４が固定されている．可動電極３のＸ
，Ｙ方向周囲には４つの固定電極１３ａ，１３ｂ，１３
ｃ，Ｌ３ｄが絶縁体６ａ，６ｂ，６ｃ，ａｄを介して固
定されており，可動電極３も含めＸ軸およびＹ軸に対し
対称に配設されている．可動電極３は、Ｚ軸方向には剛
性が高く、Ｘ，Ｙ方向の剛性が低い等しい特性の支持ば
ね１０ａ，１０ｂ．１０ｄ，１０ｄで絶縁体６ｂ，６ｄ
と一体化されているホルダ１に固定されている．そのた
め可動電極３と固定電極１３ａ〜１３ｄの間に吸引力が
作用してもＺ＃方向に変化することはなく、ＸＹ平面の
みで変位する．第８図は，第７図のＩ−１断面図を示す
．図のように固定電極１３ｂ，１３ｄは、可動電極３に
向かう方向が、逆に可動電極３は固定電極１３ｂ，１３
ｃｌに向かう方向が，くし書状になっており微小すき間
ｈ保って互いに噛み合うように配設されている．Ｙ−Ｚ
断面についても同様である．各電極をくし書状にするこ
とによりＸＹ平面の力を発生させるための電極有効部分
を多く得ることができる．固定電極１３ａ〜１３ｄの電
圧はそれぞれ個別に制御器７によって制御される．可動
電極３は柔軟な導体によって制御ｓＩ７に接続され電圧
Ｏに保たれている．次に本実施例の動作を説明する．第
９図は，第７図におけるホルダ１を取除いた時の平面図
を示す．図において固定電極６８〜６ｄの１つあるいは
隣接する２つに電圧を印加することにより．図中の矢印
で示した８方向ａ＝ｄ，ａｂ−ｄａに可動電極３を駆動
することができる．例えば６ａに電圧を印加するとＹ軸
正方向に駆動力が発生し，６ａ，６ｂに電圧を印加する
とＸ軸正方向とＹ軸正方向の中間方向に駆動力が発生す
る．駆動力は６ａ，６ｂに電圧を印加したほうが６ａだ
けの場合より大きい． 以上．述べた基本動作を組合せることによりＸ，Ｙ平面
内の任意の方向に可動電極３を駆動することが可能であ
る． 第１の実施例および第２の実施例ともに電極は平面状の
ものであり，半導体製造技術を応用することにより高精
度のものを製作することは容易である利点がある．又、
第３の実施例においては、Ｘ−Ｙ面内の面積が小さく，
かつ駆動力が大きいアクチュエータが得られる利点があ
る．〔発明の効果〕 本発明によれば、小形でかつ非常に薄形の多次元アクチ
ュエータが半導体製造技術を応用して容易に製作するこ
とができる．
に任意に変位させる事は固定電極を，可動電極３のＸ，
Ｙ，Ｚ方向の正，負両側に配置し、変位させたい方向の
固定電極と可動？！極の間に電力を印加することにより
可能となる． （２）式によれば電極仮間の吸引力により可動電極が変
位すると電極板間の間隔ｈが小さくなるため，発生する
力ＦＺ ｔｉ−電圧だけでは制御できない．一方（１）
式により横方向の駆動力ＦＸは電圧Ｖのみで決定できる
ので、Ｍ密な制御を行なうには横方向の駆動力を用いた
方がやり易い．しかし、一般に電極重なりｉｋｗより間
隔ｈを小さく取るので、力の大きさは吸引力Ｆｚの方が
横方向駆動力Ｆｘより大きい．横方向駆動力ＦＸは電極
重なり量Ｗに依存しないことを利用して．ｉｔｔ極重な
り量ｗを必要最小限とし．第６図と同様の電極対を複数
組設ければ．一定面積内で発生する横方向駆動力を大き
くすることが可能となる． 〔実施例〕 以下，本発明の一実施例を第１図により説明する． 第１図は１チップ形の光ヘッドをＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向
に駆動する３次元アクチュエータを示す．可動電極３の
中央部に絶縁体９の上に光ヘッド４が固定されている，
可動電極３の上側には小さな間隔を隔てて平行に上部固
定電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが設けられ，これらの電
極は絶縁体で作られたホルダ１の上部下面に固定されて
いる．第３図の中央断面図に示すごとくホルダ１の上部
中央には光ヘッドが当たらない様に六８が設けられてい
る．同様に可動電極３の下面には，上面側と同じ間隔を
隔てて、上部固定電極２ａ〜２ｄと同一形状の下部固定
電極５ａ〜５ｄがホルダ１の下部上面に固定されている
．上部電極２，下部電極５および可動電極３はいずれも
Ｘ軸およびＹ軸に対し対称であり，Ｚ軸である上下方向
にも対称の形状である．上部固定電極２８〜２ｄ，下部
固定電極５８〜５ｄの電圧はそれぞれ個別に制御器７に
よって制御される．可動電極３は柔軟な導体によって制
御器７に接続され、電圧Ｏに保たれている．可動電極３
はｘ，ｙ，ｚ軸方向に低い剛性を持つ支持ばね１０ａ，
１０ｂにより、光ヘッド４が六８のほぼ中央に位置する
ように支持されている． 次に本実施例の動作を説明する．可動電極３をＺ軸方向
へ駆動する場合は上部固定電極２ａ，２ｃと２ｂ，２ｄ
の２組のいずれかまたは全てに同一の電圧を印加する．
逆にＺ軸下方へ可動電極３を駆動する時は下部固定電極
５ａ，５ｃと５ｂ，５ｄの２組のいずれかまたは全てに
同一の電圧を印加する．Ｘ，Ｙ平面内の駆動については
，上部固定電極２ａとそれに対向する下部固定電極５ａ
，同様に２ｂと５ｂ．２ｃと５ｃ，２ｄと５ｄの各組の
いずれか１組あるいは隣接する２組に電圧を印加するこ
とにより，可動電極３を第２図に示す８方向に駆動する
ことができる２たとえば２ａ，５ａに電圧を印加すると
Ｙ軸の正方向に駆動し、２ ａ ＋ ５ ａ ｒ ２
ｂ ＊ ５ ｂの電極に電圧を印加するとＸ軸正方向，
Ｙ軸正方向の中間方向に駆動する．駆動力は２ａ，５ａ
，２ｂ，５ｂに電圧を印加する方が２ａ，５ａだけの場
合より大きい．以上の様に可動電極３の上部，下部の両
側から均等に力を加えることによりＸ，Ｙ平面内の動き
とすることが可能となる．可動電極３と、上部固定電極
２ａ〜２ｄの間ＩｉＩｌｈ ｓと可動電極３と下部固定
電極５ａ〜５ｄの間隔ｈ２が異なる場合は上部固定ｔｉ
側の印加電圧と下部固定ｆ１１ｐｉの印加電圧を変える
ことにより、可動電極に作用する上ｓｌｉｌ定電極から
の吸引力と下部固定電極からの吸引力を相殺させること
ができる．以上、述べた基本動作の駆動力を変えて組合
わせることによりｘ，ｙ，ｚ空間の任意の方向に可動電
極３を駆動することが可能である． 第４図はＸ，Ｙ平面内の２次元アクチュエータに本発明
を適用した実ＩＭ例の説明図である．本実施例では組立
や加工を容易にするため、固定電極を上部固定ｗ！．極
２ａ〜２ｄのみとし，それに対応して可動電極３を上面
側のみに設けている，可動ホルダ１１の端面に絶縁体９
を介して光学ヘッド４を搭載する．可動電極３は可動体
ホルダ１１の上面に絶縁暦１２を介して設けられている
，可動体ホルダはＺ軸方向に剛性が高＜，ｘ，ｙ方向の
剛性が低い等しい特性の支持ばねｌｏａ〜１０ｄでホル
ダｌに固定されている．そのため可動体ホルダは上部固
定電極２８〜２ｄと可動電極３の間に吸引力が作動して
もＺ軸方向に変位することはな＜．ＸＹ平面内のみで変
位する５本実施例の駆動［１方式は下部固定ｆｆｔ極が
ない点の他は第１の実施例のＸ，Ｙ方向駆動制御と同一
である，第４ｖｉの実施例では、上部固定電極および可
動電極のいずれもが、複数の細長い短冊状となっている
．第５図はＺＩ１１上方より見た説明図で，中立状履の
上部固定電極２と可動１１３の関係を示している．上部
同定電極２８〜２ｄは，対向する可動１！極部分と狭い
方向が互いに半分ずつ重なっている．そしてＸ軸方向に
配された２ｂと２ｄはずれる方向が逆になっており、Ｙ
軸方向に配された２ａと２０も可動電極とのずれる方向
が互いに逆になっている． 対向する固定電極と可動電極が少しずれていることによ
り吸引力のみではなく横方向にずらす力を発生させて、
可動電極をＸ．Ｙ平面内に変位させることは第１の実施
例と同じ原理を用いているが、第２の実施例においては
、横方向の力を発生させための有効部分である電極端部
長さを長くとるために複数の細長い短冊状電極としてい
る。これにより一定電圧のもとて同一面積でより大きな
横方向駆動力を発生させることができる．また第２の実
施例では２方向の変位はほとんどないから可動電極３と
上部固定電極２ａ〜２ｄの間隔も小さくすることができ
、その点からも横方向駆動力（ｘ，ｙ方向駆動力）を大
きくすることができる．第７図は第２の実施例と同様に
Ｘ，Ｙ平面内の２次元アクチュエータに本発明を適用し
た実施例の斜視図である．可動電極３の端面に絶縁体９
を介して光ヘッド４が固定されている．可動電極３のＸ
，Ｙ方向周囲には４つの固定電極１３ａ，１３ｂ，１３
ｃ，Ｌ３ｄが絶縁体６ａ，６ｂ，６ｃ，ａｄを介して固
定されており，可動電極３も含めＸ軸およびＹ軸に対し
対称に配設されている．可動電極３は、Ｚ軸方向には剛
性が高く、Ｘ，Ｙ方向の剛性が低い等しい特性の支持ば
ね１０ａ，１０ｂ．１０ｄ，１０ｄで絶縁体６ｂ，６ｄ
と一体化されているホルダ１に固定されている．そのた
め可動電極３と固定電極１３ａ〜１３ｄの間に吸引力が
作用してもＺ＃方向に変化することはなく、ＸＹ平面の
みで変位する．第８図は，第７図のＩ−１断面図を示す
．図のように固定電極１３ｂ，１３ｄは、可動電極３に
向かう方向が、逆に可動電極３は固定電極１３ｂ，１３
ｃｌに向かう方向が，くし書状になっており微小すき間
ｈ保って互いに噛み合うように配設されている．Ｙ−Ｚ
断面についても同様である．各電極をくし書状にするこ
とによりＸＹ平面の力を発生させるための電極有効部分
を多く得ることができる．固定電極１３ａ〜１３ｄの電
圧はそれぞれ個別に制御器７によって制御される．可動
電極３は柔軟な導体によって制御ｓＩ７に接続され電圧
Ｏに保たれている．次に本実施例の動作を説明する．第
９図は，第７図におけるホルダ１を取除いた時の平面図
を示す．図において固定電極６８〜６ｄの１つあるいは
隣接する２つに電圧を印加することにより．図中の矢印
で示した８方向ａ＝ｄ，ａｂ−ｄａに可動電極３を駆動
することができる．例えば６ａに電圧を印加するとＹ軸
正方向に駆動力が発生し，６ａ，６ｂに電圧を印加する
とＸ軸正方向とＹ軸正方向の中間方向に駆動力が発生す
る．駆動力は６ａ，６ｂに電圧を印加したほうが６ａだ
けの場合より大きい． 以上．述べた基本動作を組合せることによりＸ，Ｙ平面
内の任意の方向に可動電極３を駆動することが可能であ
る． 第１の実施例および第２の実施例ともに電極は平面状の
ものであり，半導体製造技術を応用することにより高精
度のものを製作することは容易である利点がある．又、
第３の実施例においては、Ｘ−Ｙ面内の面積が小さく，
かつ駆動力が大きいアクチュエータが得られる利点があ
る．〔発明の効果〕 本発明によれば、小形でかつ非常に薄形の多次元アクチ
ュエータが半導体製造技術を応用して容易に製作するこ
とができる．
第１図は本発明の一実旅例の斜視図，第２図は第２図の
Ｚ方向上方より兄た駆動方向説明図、第３図は第１図の
Ｚ，Ｘ平面断面図，第４図は第２の実施例の斜視図、第
５図は第２の実施例の電極配ｌｉ！を上方より見た説明
図，第６図は電極間に作用する力の説明図、第７図は第
３の実施例の斜視図，第８＠は第７図の１−１ｊＪ断面
図、第９図は電極間に作用する力の説明図である． １・・・ホルダ，２・・・上部固定電極、３・・・可動
電極、５・・・下部固定電極、７・・・制御器．第 ｌ ■ １０・・・叉・１１・曙）ｉ”一↓電コ第 ム 巳 １ １ ・・・可′Ｉ２１ＩＴ・）レタ”）２・・・地
峰ｊ 穿２口 華 因 章 凹 第 乙 凹 第 口 平 図 １３・・・［１（虻穐 亨 図
Ｚ方向上方より兄た駆動方向説明図、第３図は第１図の
Ｚ，Ｘ平面断面図，第４図は第２の実施例の斜視図、第
５図は第２の実施例の電極配ｌｉ！を上方より見た説明
図，第６図は電極間に作用する力の説明図、第７図は第
３の実施例の斜視図，第８＠は第７図の１−１ｊＪ断面
図、第９図は電極間に作用する力の説明図である． １・・・ホルダ，２・・・上部固定電極、３・・・可動
電極、５・・・下部固定電極、７・・・制御器．第 ｌ ■ １０・・・叉・１１・曙）ｉ”一↓電コ第 ム 巳 １ １ ・・・可′Ｉ２１ＩＴ・）レタ”）２・・・地
峰ｊ 穿２口 華 因 章 凹 第 乙 凹 第 口 平 図 １３・・・［１（虻穐 亨 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、一直線に対し対称で電気的絶縁体上に設けられた第
１の平面電極と、これに対向し、かつ前記電極に対し前
記直線の正方向および負方向にずれ、それぞれは前記直
線に対し対称な形状の第２、第３の電極を電気的絶縁体
上に備えたものを電極対とし、第１の電極と平行でかつ
前記直線とは方向の異なる第２の直線方向に、前記電極
対を設け、第１および第２の電極対の第１の平面電極同
志を、ばね部材で支持された可動体上に設け、対向する
各電極間の電圧を個別に制御することを特徴とする静電
形多次元アクチュエータ。 ２、可動体上の電極を第１の電極対の第１の平面電極と
第２の電極の第２、第３の電極にした前記第１項記載の
静電形多次元アクチュエータ。 ３、１つの電極の形状を前記直線に対し直角方向に幅が
広く、前記直線方向に幅が狭い形状として複数組備えた
ものとしたことを特徴とする前記第１項記載の静電形多
次元アクチュエータ。 ４、可動体の第１面に対し前記第１項記載の構成とし、
第１面と平行な第２面に対し、前記第１項と対称な構成
とし、可動体第１面の法線方向の制御も可能とした静電
形多次元アクチュエータ。 ５、前記直線に対し直角方向に幅が広く、前記直線方向
に幅が狭い形状とした電極をくし歯状に配置したことを
特徴とする前記第１項記載の静電形多次元アクチュエー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5773689A JPH02239432A (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | 静電形多次元アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5773689A JPH02239432A (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | 静電形多次元アクチュエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02239432A true JPH02239432A (ja) | 1990-09-21 |
Family
ID=13064202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5773689A Pending JPH02239432A (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | 静電形多次元アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02239432A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980083237A (ko) * | 1997-05-13 | 1998-12-05 | 이우복 | 빗살형 일렉트로스테틱 마이크로 액츄에이터 |
-
1989
- 1989-03-13 JP JP5773689A patent/JPH02239432A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980083237A (ko) * | 1997-05-13 | 1998-12-05 | 이우복 | 빗살형 일렉트로스테틱 마이크로 액츄에이터 |
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