JPH04105570A

JPH04105570A - ハーモニックドライブ型静電モータ

Info

Publication number: JPH04105570A
Application number: JP22394090A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Hosoya; 克己細谷; Masatoshi Oba; 正利大場; Minoru Sakata; 稔坂田
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1990-08-23
Filing date: 1990-08-23
Publication date: 1992-04-07

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は、静電モータの一種であるハーモニックドライ
ブ型静電モータに関する。

［背景技術］ハーモニックドライブ型静電モータは、ステータに形成
された複数の駆動電極とロータとの間に駆動電圧を印加
して得られる静電容量の時間的変化を駆動のエネルギー
源とするものであり、二次元的構成であるため、小型化
が可能である。

このため実用化をめざしてハーモニックドライブ：静電
モータの研究が進められている。

第５図及び第６図に示すものは、現在提案されているハ
ーモニックドライブ型静電モータの構造であって、中空
円筒状をしたステータ５１内に中空円筒状もしくは中実
円柱状のロータθ１が内挿されている。このステータ５
１は、中空円筒状をした金属製ステータケーシング５２
の内周面を絶縁接着剤からなる絶縁層５３で覆い、絶縁
層５３の上に湾曲した複数片の駆動電極ＴＩ、Ｔ２．・
・・をエアーギャップ５４をあけて配置し、絶縁層５３
によって各駆動電極Ｔｌ、Ｔ２．・・・をステータケー
シング５２に接着固定させたものであり、駆動電極ＴＩ
、Ｔ２．・・・の内周面にロータ転がり面５５が形成さ
れている。一方、ロータ６１は、ロータ電極６２の外周
面に絶縁膜６３を形成したものであって、ロータ電極６
２は常に接地されている。

しかして、駆動電極Ｔｌ、Ｔ２．・・・とロータ電極６
２との間に印加された電圧によって働く静電吸引力によ
り絶縁膜６３を介してロータ６１の外周面と駆動電極Ｔ
ｌ、Ｔ２．・・・の内周面とが接しており、駆動電極Ｔ
ｌ、Ｔ２．・・・の電圧印加位置を順次切り換えると、
ロータ６１がステータ５１内で歳差運動を行なう。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記のような構造のハーモニックドライ
ブ型静電モータにあっては、ロータ電極を接地させるこ
とが困難であった。すなわち、ロータが単純に回転する
のでなく、歳差運動しているため、例えばロータ電極の
外周面にブラシを接触させることによりロータ電極を接
地させようとしても、ブラシが跳ねてロータ電極から離
れてしまい確実に接地させることができなかった。また
、ロータ電極の端面にブラシを接触させることによりロ
ータ電極を接地させ、る場合も、ロータの摺動や振動の
影響によフて、確実にロータを設置させることが困難で
あった。

本発明は畝上の技術的背景に鑑みてなされたものであり
、その目的とするところは、ロータ電極を確実に接地さ
せることのできるハーモニックドライブ型静電モータを
提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明のハーモニックドライブ型静電モータは、ステー
タケーシングの表面に複数片の駆動電極を備えたステー
タと、ステータのロータ転がり面に沿って転勤するロー
タ電極と、ロータ電極の回転を取り出すための出力軸を
備えた出力器と、ロータ電極の回転を出力軸に伝達させ
るためのカップリングとからなるハーモニックドライブ
型静電モータにおいて、前記ステータのロータ転がり面
に設けられた接地用電極、前記出力器もしくはカップリ
ングを接地させ、当該接地用電極、出力器もしくはカッ
プリングを介して前記ロータ電極を接地させたことを特
徴としている。

［作用コステータのロータ転がり面に設けた接地用電極、出力器
及びカップリングは、ロータ電極と電気的に導通させる
ことが可能であり、しかも回転せず静止しているか、あ
るいはロータ電極のように歳差運動するのでなく軸心回
りで単純に回転している。

従って、これらの部材は、接地用のリード線を直接に接
続することにより、あるいはブラシやベアリング等の電
気的接触手段を用いることにより、容易かつ確実に接地
させることができる。そして、当該接地された部材とロ
ータ電極とを導通させた構造としておくことにより、ロ
ータ電極を容易に接地させることができる。

［実施例］以下、本発明の実施例を添付図に基づいて詳述する。

第１図は、本発明の一実施例のハーモニックドライブ型
静電モータの概略構成を示し、モータ本体Ａと出力器Ｂ
とからなっており、モータ本体Ａと出力器Ｂとはカッ、
ブリング２３によって接続されている。また、モータ本
体Ａは、ロータ１１とステータ１とから構成されている
。

ステータ１は、円筒状をした金属製ステータケーシング
２の内周面に絶縁接着剤からなる絶縁層３によって複数
極の駆動電極Ｐ、Ｐ、・・・を周方向に沿って固定した
ものであり、各駆動電極Ｐ、Ｐ。

・・・間はエアギャップ等によって絶縁されている。

ロータ１１は、中空円筒状をした金属製のロータ電極１
２の少なくとも外周面を絶縁性もしくは誘電性の絶縁膜
１３で被覆したものであり、ステータ１の駆動電極Ｐ、
Ｐ、・・・の内周面によって形成されるロータ転がり面
５内に内挿されている。

したがって、駆動電極Ｐ、Ｐ、・・・とロータ電極１２
とは、絶縁膜１３によって電気的に絶縁されている。も
ちろん、絶縁膜１３をロータ１１に設けず、ステータ１
の内周面に設けても差し支えない。

また、ロータ１１の外径は、駆動電極Ｐ、Ｐ、・・・の
内径よりも若干小さくなっており、ロータ１１とステー
タ１との間には遊びがある。このため、ロータ１１がス
テータ１のロータ転がり面５を転動すると、ロータ１１
は公転と同時に自転を行い、歳差運動する。

一方、出力器Ｂは、出力器ハウジング（図示せず）等の
内周面に設けられた軸受はベアリング２２によって中空
円筒状をした金属製の出力軸２１を回転自在に保持させ
たものであり、出力軸２１は、その軸心を中心として自
在に回転する。また、軸受はベアリング２２は、内側リ
ング２２ａ、鋼球２２ｂ及び外側リング２２ｃがいずれ
も金属製であって、出力軸２１に固定された内側リング
２２ａと圧力器ハウジング等に固定された外側リング２
２ｃとは鋼球２２ｂを介して電気的に導通している。

また、出力器Ｂの出力軸２１とモータ本体Ａのロータ１
１とを接続するカップリング２３は、例えば２枚の金属
製環状板２３ａ、２３ｂを金属ビン（図示せず）等によ
って連結させたものであって、両環状板２３ａ、２３ｂ
同士は、金属ビン等によって径方向で遊び持たせるよう
にして連結されている。また、両環状板２３ａ、２３ｂ
同志は連結ビン等を介して電気的に導通させられている
。

そして、一方の環状板２３ｂがロータｉＩ極１２の端部
に電気的に導通させるようにして固着され（すなわち、
絶縁膜１３によって絶縁されていない。）、他方の環状
板２３ａは出力軸２１の端部に固着されている。

したがって、ロータ１１がステータ１内で公転を伴って
回転すると、その回転がカップリング２３によって出力
軸２１に伝達されると同時にロータ１１の公転がカップ
リング２３によって吸収され、モータ本体Ａの回転が公
転を含まない回転として出力軸２１から取り出される。

また、軸受はベアリング２２の静止している外側リング
２２ｃには直接リード線８１等が接続されており、この
リード線３１等によって軸受はベアリング２２が接地さ
れている。ロータ電極１２は、カップリング２３及び出
力軸２１を介して軸受はベアリング２２と電気的に接続
されているので、結果的にロータ電極１２も接地される
ことになり、ロータ電極１２の摺動や振動の影響を受け
ることなく、確実にロータ電極１２を接地させることが
できる。

なお、モータ本体Ａのロータ１１、出力器Ｂの出力軸２
１及びカップリング２３は中空構造となっているので、
モータ全体が中空構造体となっており、例えばこのモー
タを用いてマニピュレータを構成した場合、モータ内に
視覚用の光ファイバ３２や別な電気系の制御用のコード
、ワイヤーレーザ光等を通過させることができる。また
、カップリング２３の気密性もしくは水密性な高めてお
けば、気体や液体等の物体を通過させることもできる。

しかも、その通路は接地されているので、コード等がノ
イズの影響を受けることがなく、また引火性のガスなど
も安全に輸送できる。

第２図に示すものは、本発明の別な実施例の要部断面図
である。この実施例においては、カップリング２３を介
してロータ電極１２と機械的及び電気的に接続されてい
る出力軸２１の外周面にブラシ３３を摺動自在に弾接さ
せ、このブラシ３３をリード線３４によって接地させて
いる。出力軸２１は、その軸心の回りで滑らかに回転す
るので、ブラシ３３によって確実に接地させることがで
き、ロータ電極１２もカップリング２３及び出力軸２１
を介して接地される。

第３図に示すものは、本発明のさらに別な実施例の要部
断面図である。この実施例にあっては、カップリング２
３の出力軸２１に固定された側の環状板２３ａにブラシ
３５を摺動自在に弾設させ、リード線３６を介してブラ
シ３５を接地させている。カップリング２３の出力軸２
１側の環状板２３ａは、出力軸２１と同様、公転を含ま
ないので、確実に接地させることができ、ロータ電極１
２もカップリング２３を介して確実に接地される。

第４図に示すものは本発明のさらに別な実施例を示す断
面図である。この実施例においては、円筒状をしたステ
ータケーシング２の内周面の両端部に円筒状をした接地
用電極３７ａ、３７ｂを設け、この接地用電極３７ａ、
３７ｂ間にそれぞれ短冊状をした複数極の駆動電極Ｐ、
Ｐ、・・・を配置しである。ここで、駆動電極Ｐ、Ｐ、
・・・とステータケーシング２との間は絶縁層３によっ
て絶縁されており、各駆動電極Ｐ、Ｐ、・・・同志の間
及び各駆動電極Ｐ、Ｐ、・・・と接地用電極３７ａ、３
７ｂとの間は絶縁層３もしくはエアギャップによって電
気的に絶縁されている。接地用電極３７ａ、３７ｂは、
接触によってステータケーシング２と電気的に導通して
おり、ステータケーシング２をリード、［４０によって
接地させることにより接地用電極３７ａ、３７ｂが接地
されている。あるいは、直接に接地用電極３７ａ、３７
ｂを接地させてもよい。また、各駆動電極Ｐ、Ｐ、・・
・は、例えばステータケーシング２と接地用電極３７ｂ
との間に形成された配線用通路（貫通孔）３８に通線さ
せた絶縁被覆を有するリード線３９を接続されており、
このリード線３９を介して駆動電極Ｐ、Ｐ。

・・・に駆動電圧を印加できるようになっている。

また、接地用電極３７ａ、３７ｂの内径は、駆動電極Ｐ
、Ｐ、・・・の内径よりも若干小さくなっており、ステ
ータ１内に挿通されたロータ１１の外周面は、接地用電
極３７ａ、３７ｂの内周面に接触しているが、駆動電極
Ｐ、Ｐ、・・・の内周面には接触していない。すなわち
、接地用電極３７ａ。

３７ｂの内周面がロータ転がり面５となっていて、ロー
タ１１は接地用電極３７ａ、３７ｂの内周面を転動する
。接地用電極３７ａ、３７ｂの内周面には、駆動電極Ｐ
、Ｐ、・・・間のようにエアギャップがなく、滑らかに
連続しており、しかも、接地用電極３７ａ、３７ｂは駆
動電極Ｐ、Ｐ、・・・のように分割されておらず単一材
料の加工となるので、内周面の円筒度などの加工精度も
高く、このためロータ１１はスムーズに回転でき、モー
タの周波数応答性などの性能が向上すると共にモータの
回転音も低減される。

さらに、ロータ１１の少なくとも接地用電極３７ａ、３
７ｂと接触する面には、絶縁膜１３を設けていないので
、ロータ電極１２と接地用電極３７ａ、３７ｂとは電気
的に導通しており、従って、ロータ電極１２は接地用電
極３７ａ、３７ｂを介して常に接地されている。一方、
ロータ１１の外周面と駆動電極Ｐ、Ｐ、・・・との間に
は空中放電が発生しないだけの間隙をあけているので、
ロータ１１の駆動電極Ｐ、Ｐ、・・・と対向する面にも
絶縁膜１３を設ける必要はなく、ロータ１１及びステー
タ１の内周面には全く絶縁膜１３′＋０：形成する必要
がなくなる。もっとも、絶縁をより確実にしたい場合に
は、ロータ電極１２の外周面の各駆動電極と対向する面
もしくは各駆動電極の内周面に絶縁膜１３を設けること
は差し支えない。よって、第４図には、絶縁膜１３を示
しであるが、これは無くても良いものである。

なお、上記実施例においては、ステータケーシングの内
周面に駆動電極を設け、ステータの中空内部空間にロー
タを挿入している（インナーロータ方式）が、本発明は
、このようなタイプのバー、モニックドライブ型静電モ
ータに限らず、ステータケーシングの外周面に駆動電極
を設け、ステータに限らず、ステータケーシングの外周
面に駆動電極を設け、ステータの外周に円筒状をしたロ
ータを外挿させたもの（アウターロータ方式〕にも実施
することができる。

［発明の効果］本発明によれば、ステータのロータ転がり面に設けた接
地用電極、出力器あるいはカップリングを接地させるこ
とにより、ロータ電極を確実に接地させることができ、
ハーモニックドライブ型静電モータのロータ電極の接地
構造を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明の別な実施例の要部を示す断面図、第３図は本発明の
さらに別な実施例の要部を示す断面図、第４図は本発明
のさらに別な実施例を示す断面図、第５図は背景技術の
欄で説明したハーモニックドライブ型静電モータの斜視
図、第６図は同上のステータの正面図である１・・・ステータ２・・・ステータケーシングＰ・・・駆動電極５・・・ロータ転がり面１１・・・ロータ１２・・・ロータ電極１３・・・絶縁膜Ｂ・・・出力器２１・・・出力軸２３・・・カップリング特許出願人　　オムロン株式会社代理人　弁理士　中　野　雅　房第４第２図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ステータケーシングの表面に複数片の駆動電極を
備えたステータと、ステータのロータ転がり面に沿って
転動するロータ電極と、ロータ電極の回転を取り出すた
めの出力軸を備えた出力器と、ロータ電極の回転を出力
軸に伝達させるためのカップリングとからなるハーモニ
ックドライブ型静電モータにおいて、前記ステータのロータ転がり面に設けられた接地用電極
、前記出力器もしくはカップリングを接地させ、当該接
地用電極、出力器もしくはカップリングを介して前記ロ
ータ電極を接地させたことを特徴とするハーモニックド
ライブ型静電モータ。