JPH0345988B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0345988B2 JPH0345988B2 JP61073730A JP7373086A JPH0345988B2 JP H0345988 B2 JPH0345988 B2 JP H0345988B2 JP 61073730 A JP61073730 A JP 61073730A JP 7373086 A JP7373086 A JP 7373086A JP H0345988 B2 JPH0345988 B2 JP H0345988B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrodes
- dielectric
- rotor
- voltage
- stator
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- 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、静電エネルギーを機械エネルギーに
変換する機器としての静電駆動モータに関する。
変換する機器としての静電駆動モータに関する。
（従来の技術）
この種モータの従来例の略線図を第５図に表わ
す。
す。
１０は固定子で電極１１a，１１bが間隙ｄをも
つて対向しそれらとλ／２ピツチ隔てて電極１２
ａ，１２b…を設ける。
つて対向しそれらとλ／２ピツチ隔てて電極１２
ａ，１２b…を設ける。
回転子２０は誘電率ε1，ε2の異なる誘電体２
１，２２を厚さｔとし電極間に空〓gaを介在させ
て回転自在に支承する。
１，２２を厚さｔとし電極間に空〓gaを介在させ
て回転自在に支承する。
電極１１a（１１b），１２a（１２b）…に交流
電圧を印加すれば、誘電体に発生する残留静電分
極現象により、回転子２０は矢印あるいはその逆
方向に回転する。
電圧を印加すれば、誘電体に発生する残留静電分
極現象により、回転子２０は矢印あるいはその逆
方向に回転する。
第５図に示したモデルにおいて、電極１１a〜
１１b（１２a〜１２b）に交互に電圧Ｖを加えて
電極ギヤツプ間にある複合誘電体（回転子２０）
を移動させるとき、単位面積当りの力Ｆ／Ｓは、
次の(1)式で与えられる。
１１b（１２a〜１２b）に交互に電圧Ｖを加えて
電極ギヤツプ間にある複合誘電体（回転子２０）
を移動させるとき、単位面積当りの力Ｆ／Ｓは、
次の(1)式で与えられる。
Ｆ／Ｓ＝（１／ε1−１／ε2）tV2／2λ（ｔ／ε2＋2
ga／ε0）（ｔ／ε1＋2ga／ε0）……(1) ただし、ε0は空〓gaの誘電率である。
ga／ε0）（ｔ／ε1＋2ga／ε0）……(1) ただし、ε0は空〓gaの誘電率である。
この(1)式から分るように、単位面積当りの力
Ｆ／Ｓは、誘電率の差（ε2−ε1）、ピツチ間距離
λ、電極間ギヤツプｄおよび印加電圧Ｖで決ま
る。
Ｆ／Ｓは、誘電率の差（ε2−ε1）、ピツチ間距離
λ、電極間ギヤツプｄおよび印加電圧Ｖで決ま
る。
（発明が解決しようとする問題点）
従来の静電駆動モータは電極相互間ピツチλと
電極間ギヤツプｄが大きいために、大きな推力が
出なかつた。
電極間ギヤツプｄが大きいために、大きな推力が
出なかつた。
電極間ギヤツプｄが大きいのは、回転子２０と
なる誘電体２１，２２の剛性上の問題のため、誘
電体２１，２２の厚みｔを大きくする必要があつ
た。
なる誘電体２１，２２の剛性上の問題のため、誘
電体２１，２２の厚みｔを大きくする必要があつ
た。
また、誘電体（回転子２０）と電極１１a（１
１b）または１２a（１２b）間の空〓gaが大きい。
１b）または１２a（１２b）間の空〓gaが大きい。
したがつて、従来例においては、
発生トルクが小さい
印加電圧が高い
という欠点を有している。
ここにおいて本発明は、従来例の難点を克服
し、大きなトルクが発生する静電駆動モータを提
供することを、その目的とする。
し、大きなトルクが発生する静電駆動モータを提
供することを、その目的とする。
（問題点を解決するための手段）
上記目的を達成するため、本発明は、
誘電率が異なる２つの誘電体を交互に配置した
移動子とその両側に近接させて対向させた２対以
上の駆動電極を有する固定子とからなる静電駆動
モータにおいて、 前記移動子は一方の誘電体を金属片とし、もう
一方の誘電体を絶縁体として、これらを固着し金
属片の表面を絶縁体薄膜で包皮した薄板状に形成
し、前記固定子は可撓性の駆動電極にて移動体表
面にわずかに接触する構成にした静電駆動モータ
である。
移動子とその両側に近接させて対向させた２対以
上の駆動電極を有する固定子とからなる静電駆動
モータにおいて、 前記移動子は一方の誘電体を金属片とし、もう
一方の誘電体を絶縁体として、これらを固着し金
属片の表面を絶縁体薄膜で包皮した薄板状に形成
し、前記固定子は可撓性の駆動電極にて移動体表
面にわずかに接触する構成にした静電駆動モータ
である。
（作用）
回転子の一方の誘電体を金属として誘電率を無
限大にし、 その表面を絶縁体で薄く包皮し、 固定子の空〓を介して相対向する１対の電極
は、空〓方向に可撓性を持たせ、 回転子を固定子電極に軽く接触させるようにし
て、 発生するトルクが大きく、印加交流電圧は低く
する。
限大にし、 その表面を絶縁体で薄く包皮し、 固定子の空〓を介して相対向する１対の電極
は、空〓方向に可撓性を持たせ、 回転子を固定子電極に軽く接触させるようにし
て、 発生するトルクが大きく、印加交流電圧は低く
する。
（実施例）
本発明の実施例を第１図から第３図により説明
する。
する。
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。
相当部分を表わす。
静電駆動モータで、低い印加電圧Ｖで大きなト
ルクを発生させるためには、電極１１a（１１b）
と誘電体２１，２２との間〓の距離gaを小さく
し、その誘電率を大きくするとともに、電極１１
ａ，１２a…相互のピツチ間距離λと電極間ギヤツ
プｄを小さくし、かつ二つの誘電率ε1の絶縁体よ
りなる誘電体２１、誘電率ε2の金属よりなる誘電
体２２の誘電率の差（ε2−ε1）を大きくすればよ
い。
ルクを発生させるためには、電極１１a（１１b）
と誘電体２１，２２との間〓の距離gaを小さく
し、その誘電率を大きくするとともに、電極１１
ａ，１２a…相互のピツチ間距離λと電極間ギヤツ
プｄを小さくし、かつ二つの誘電率ε1の絶縁体よ
りなる誘電体２１、誘電率ε2の金属よりなる誘電
体２２の誘電率の差（ε2−ε1）を大きくすればよ
い。
ここにおいて、次のように考えられる。
金属は誘電率が無限大の誘電体と見なせるか
ら、 ε2＝∞ とおくと、(1)式は Ｆ／Ｓ＝１／2λ・ε0／2ga・１／１＋2ga／ｔ・ε1／
ε0・V2……(2) 発生した力を外部に取出すため複合誘電体の厚
さｔは、〓間gaに対して通常 ｔ≫gaである。
ら、 ε2＝∞ とおくと、(1)式は Ｆ／Ｓ＝１／2λ・ε0／2ga・１／１＋2ga／ｔ・ε1／
ε0・V2……(2) 発生した力を外部に取出すため複合誘電体の厚
さｔは、〓間gaに対して通常 ｔ≫gaである。
一方、ε1に一般的な絶縁体を用いると、
ε1／ε0＝１〜３
となる。
ゆえに、(2)式は近似的に
Ｆ／Ｓ＝ε0／2λ・2ga・V2 ……(3)
となり、誘電体の厚さｔは問題とならず、アクチ
ユエータとして構成が容易となる。
ユエータとして構成が容易となる。
距離を隔てて相対面し相互の間に電界を形成す
る電極１１a，１１bをそれぞれ電気絶縁を施した
固定部材のフレーム３に固定され、その電極１１
ａ，１１bの〓間には金属２２の電極１１a，１１b
に対向する表面が絶縁体２１により包皮された円
盤状の回転子２０が介挿され、回転子２０はフレ
ーム３に支持される軸受４により回転自在に支承
されたシヤフト５に固着している。
る電極１１a，１１bをそれぞれ電気絶縁を施した
固定部材のフレーム３に固定され、その電極１１
ａ，１１bの〓間には金属２２の電極１１a，１１b
に対向する表面が絶縁体２１により包皮された円
盤状の回転子２０が介挿され、回転子２０はフレ
ーム３に支持される軸受４により回転自在に支承
されたシヤフト５に固着している。
電極１１a，１１bには、交流電流１から電力を
供給される駆動回路２により、調整された交流電
圧が印加される。
供給される駆動回路２により、調整された交流電
圧が印加される。
ここで、絶縁層の厚さは(3)での〓間2gaの一部
として考えればよく、誘電率ε0を誘電体２１の誘
電率ε1に置き変えれば良い。
として考えればよく、誘電率ε0を誘電体２１の誘
電率ε1に置き変えれば良い。
本発明の動作原理を第４図に示す断面展開図に
より説明する。
より説明する。
駆動回路２により、120゜位相のずれた交流電圧
をＲ、Ｓ、Ｔの順に各電極に加えると、(a)におい
て誘電率が無限大の金属からなる誘電体Ａ、Ｃ
は、電極Ｒ１１a，１１b…）の電荷により吸引力
を発生し、回転子２０は矢印の方向に移動する。
をＲ、Ｓ、Ｔの順に各電極に加えると、(a)におい
て誘電率が無限大の金属からなる誘電体Ａ、Ｃ
は、電極Ｒ１１a，１１b…）の電荷により吸引力
を発生し、回転子２０は矢印の方向に移動する。
回転子２０の移動につれて、(b)の状態になると
同時に、Ｓの電極１２a，１２b…に電圧が加わる
ようにする。この状態では、電極Ｓの電荷によ
り、誘電体Ｂが吸引され、矢印の方向に移動す
る。
同時に、Ｓの電極１２a，１２b…に電圧が加わる
ようにする。この状態では、電極Ｓの電荷によ
り、誘電体Ｂが吸引され、矢印の方向に移動す
る。
このように、電極Ｒ、Ｓ、Ｔの順にプラスまた
はマイナスの電圧を印加すると、金属からなる誘
電体２２がつぎつぎと電極１１a，１１b…の電荷
から吸引されることによつて回転子２０が移動
し、回転運動をする。
はマイナスの電圧を印加すると、金属からなる誘
電体２２がつぎつぎと電極１１a，１１b…の電荷
から吸引されることによつて回転子２０が移動
し、回転運動をする。
また、各電極１１a，１１b，１２a，１２b…に
電圧を印加すると、可撓性を持つ相対向する電極
は印加電圧によつて互に吸引され、回転子２０と
ほとんど接触同様な微小ギヤツプを形成する。
電圧を印加すると、可撓性を持つ相対向する電極
は印加電圧によつて互に吸引され、回転子２０と
ほとんど接触同様な微小ギヤツプを形成する。
さらに、誘電体（回転子２０）の回転によつて
空気の動圧が発生し、適正ギヤツプを構成する。
空気の動圧が発生し、適正ギヤツプを構成する。
なお、この発明においては、回転運動として述
べているが、固定子および回転子を直線状に形成
し、直線運動をさせてもよく、固定子および回転
子を多層に重ねて構成してもよい。
べているが、固定子および回転子を直線状に形成
し、直線運動をさせてもよく、固定子および回転
子を多層に重ねて構成してもよい。
かくして本発明によれば、誘電体として誘電率
が無限大の金属を使うことによつて、回転子の板
厚に関係なく駆動力を得ることができるので構造
の自由度が増すとともに、金属の適用によつてエ
ツチングやプレスまたは鍍金等により、微細加工
が容易であり、電極相互のピツチ間距離λも小さ
くすることができる。
が無限大の金属を使うことによつて、回転子の板
厚に関係なく駆動力を得ることができるので構造
の自由度が増すとともに、金属の適用によつてエ
ツチングやプレスまたは鍍金等により、微細加工
が容易であり、電極相互のピツチ間距離λも小さ
くすることができる。
また、可撓性電極と回転に伴う空気動圧を利用
することによつて、微小の適正ギヤツプを形成す
ることができる。
することによつて、微小の適正ギヤツプを形成す
ることができる。
これらの手段により、低い印加電圧で大きなト
ルクを発生する静電駆動モータが可能となる。
ルクを発生する静電駆動モータが可能となる。
第１図は本発明の一実施例の右半分の側断面
図、第２図、第３図は回転子の一部平面図、断面
展開図、第４図は動作原理図、第５図は従来例の
説明図である。 １……交流電源、２……駆動回路、３……フレ
ーム、４……軸受、５……シヤフト、１０……固
定子、１１a，１１b，１２a，１２b……電極、２
０……回転子（移動子）、２１……誘電率ε1の誘
電体、２２……誘電率ε2の誘電体。
図、第２図、第３図は回転子の一部平面図、断面
展開図、第４図は動作原理図、第５図は従来例の
説明図である。 １……交流電源、２……駆動回路、３……フレ
ーム、４……軸受、５……シヤフト、１０……固
定子、１１a，１１b，１２a，１２b……電極、２
０……回転子（移動子）、２１……誘電率ε1の誘
電体、２２……誘電率ε2の誘電体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 誘電率ε1，ε2が異なる２つの誘電体２１，２
２を交互に配置した移動子２０とその両側に近接
させて対向させた２対以上の駆動用の電極１１a，
１１b，１２a，１２b，…を有する固定子１０と
からなる静電駆動モータにおいて、 前記移動子２０は一方の誘電体２２を金属片と
し、もう一方の誘電体２１を絶縁体として、これ
らを固着し金属片の表面を絶縁体薄膜で包皮した
薄板状に形成し、 前記固定子１０は前記移動子２０の移動方向に
一定間隔で配置され、可撓性の複数個の前記電極
１１a，１１b，１２a，１２b，…を有し、 これらの各前記電極１１a，１１b，１２a，１
２b，…には一定の相順で電圧が加えられるとと
もに、 各前記電極１１a，１１b，１２a，１２b，…に
て移動子２０表面にわずかに接触する構成にした ことを特徴とする静電駆動モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7373086A JPS62233078A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 静電駆動モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7373086A JPS62233078A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 静電駆動モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62233078A JPS62233078A (ja) | 1987-10-13 |
| JPH0345988B2 true JPH0345988B2 (ja) | 1991-07-12 |
Family
ID=13526643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7373086A Granted JPS62233078A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 静電駆動モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62233078A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9184676B2 (en) * | 2011-10-31 | 2015-11-10 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Varying capacitance rotating electrical machine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5461604A (en) * | 1977-10-25 | 1979-05-18 | Citizen Watch Co Ltd | Electrostatic motor |
-
1986
- 1986-03-31 JP JP7373086A patent/JPS62233078A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62233078A (ja) | 1987-10-13 |
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