(57)【要約】【課題】可動子の移動方向が変わっても特性が変わることなく動作可能な静電電動機を提供する。【解決手段】本発明に係る静電電動機１は、第１の電極５を備えた固定子２、第１の電極と対向する第２の電極６を有し固定子に対して第１の方向Ｒ１と当該第１の方向と逆方向となる第２の方向Ｒ２に移動可能な可動子３とを備え、第１の電極５と第２の電極６の間に作用する電界の切替えにより、可動子３を第１の方向と第２の方向に移動させるものであり、可動子３の移動方向Ｒが変化しても第１の電極５と第２の電極６の間に作用する電界の分布が等しくなるような形状に第１及び第２の電極５、６を形成した。【選択図】図１
2015154500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極を備えた固定子と、
前記第１の電極と対向する第２の電極を有し、前記固定子に対して第１の方向と、当該第１の方向と逆方向となる第２の方向に移動可能な可動子とを備え、
前記第１の電極と前記第２の電極の間に作用する電界の切替えにより、前記可動子を前記第１の方向と前記第２の方向に移動させる静電電動機であって、
前記可動子の移動方向が変化しても前記第１の電極と前記第２の電極の間に作用する電界の分布が等しくなるような形状に前記第１の電極と前記第２の電極とを形成した静電電動機。
【請求項２】
前記第１の電極と第２の電極は、前記可動子の移動方向に対してそれぞれ同一の形状に形成されている請求項１に記載の静電電動機。
【請求項３】
前記第１の電極又は前記第２の電極の一方は、平面形状が樽型形状であり、前記第１の電極又は前記第２の電極の他方は平面形状が前記第１の電極の外面形状に倣う糸巻形状である請求項１又は２に記載の静電電動機。
【請求項４】
前記第１の電極と第２の電極は、前記可動子の移動方向と同一平面において交差する方向に延在し、当該延在する方向にそれぞれ連続した同一形状にそれぞれ形成されている請求項１、２又は３記載の静電電動機。
【請求項５】
前記第２の電極は、エレクトレット材料で構成されている請求項１乃至４の何れか１項に記載の静電電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電電動機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁石を使用しない静電電動機の１例として静電モータが知られている。静電モータは軽い、薄い、構成が簡単といったメリットがあるが、磁石を使った電磁モータに比べトルクが小さく、高電圧を必要とする。そこで、半導体プロセス技術を使ってフィルムに複数のパターン電極を形成し、このフィルムを積層し、大トルクを取り出す方法やエレクトレットと呼ばれる永久帯電した物質を電極として使ってモータの駆動電圧を下げる方法が既に知られている。例えば可動子の移動方向と直交する方向に対して非対称な形状に電極を形成することで、駆動力が小さくなることを抑制可能とした静電電動機が提案されている。例えば特許文献１。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、移動方向と直交する方向に対して非対称な形状に電極を形成すると、可動子の移動方向によって特性が変わってしまう。すなわち、固定子の電極と可動子の電極の間に作用する電界の分布が、可動子の移動方向によって異なり、移動方向による移動速度のムラなどの発生要因となる。
本発明は、可動子の移動方向が変わっても特性が変わることなく動作可能な静電電動機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明に係る静電電動機は、第１の電極を備えた固定子と、第１の電極と対向する第２の電極を有し、固定子に対して第１の方向と、当該第１の方向と逆方向となる第２の方向に移動可能な可動子とを備え、第１の電極と第２の電極の間に作用する電界の切替えにより、可動子を第１の方向と第２の方向に移動させる静電電動機であって、可動子の移動方向が変化しても第１の電極と第２の電極の間に作用する電界の分布が等しくなるような形状に第１の電極と第２の電極とを形成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、可動子の移動方向が変化しても固定子の第１の電極と可動子の第２の電極の間に作用する電界の分布が等しくなるような形状に第１の電極と第２の電極とを形成したので、可動子の移動方向が変化しても特性が変わることなく動作することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明に係る静電電動機の第１の実施形態の概略構成を示す図。
【図２】第１の実施形態に係る静電電動機が備える固定子の構成を示す平面図。
【図３】第１の実施形態に係る静電電動機が備える可動子の構成を示す平面図。
【図４】第１の実施形態に係る固定子と可動子の対向状態と移動原理を説明する部分拡大図。
【図５】第１の実施形態における固定子と可動子の対向所帯を模式的に示す平面図。
【図６】第１の実施形態における固定子と可動子の作用を説明する図であり、（ａ）は固定子と可動子の各電極の構成と可動子の第１の方向への移動前の状態を示す図、（ｂ）は固定子と可動子の各電極の構成と可動子の第２の方向への移動前の状態を示す拡大図。
【図７】第１の実施形態における可動子の第１の方向への移動時の電極の状態を説明する図であり、（ａ）は移動直後の状態を示す平面図、（ｂ）は固定子と可動子の電極が重なった状態を示す平面図。
【図８】本発明に係る静電電動機の第２の実施形態の概略構成を示す図。
【図９】第２の実施形態に係る静電電動機が備えている固定子と可動子の構成と、可動子の移動前の状態を示す部分拡大図。
【図１０】第２の実施形態における可動子の第１の方向への移動時の電極の状態を説明する図であり、（ａ）は可動子の移動直後の状態を示す平面図、（ｂ）は固定子と可動子の電極が重なった状態を示す平面図。
【図１１】本発明に係る静電電動機の第３の実施形態における固定子と電極の概略構成を示す平面図。
【図１２】第３の実施形態に係る静電電動機が備える可動子と電極の構成を示す平面図。
【図１３】第３の実施形態における固定子と可動子の対向状態と、可動子の移動前の状態を模式的に示す平面図。
【図１４】第３の実施形態における可動子の第１の方向への移動時の電極の状態を説明する図であり、（ａ）は移動直後の状態を示す平面図、（ｂ）は固定子と可動子の電極が重なった状態を示す平面図。
【図１５】第３の実施形態における固定子と可動子の作用を説明する図であり、（ａ）は固定子と可動子の各電極の構成と可動子の第１の方向への移動前の状態を示す図、（ｂ）は固定子と可動子の各電極の構成と可動子の第２の方向への移動前の状態を示す拡大図。
【図１６】本発明に係る静電電動機の第４の実施形態の概略構成を示す図。
【図１７】第４の実施形態に係る静電電動機が備えている固定子と可動子の構成と、可動子の第１の方向への移動前の状態を示す部分拡大図。
【図１８】第４の実施形態における可動子の第１の方向への移動時の電極の状態を説明する図であり、（ａ）は可動子の移動直後の状態を示す平面図、（ｂ）は固定子と可動子の電極が重なった状態を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明に係る複数の実施形態について図面を用いて順次説明する。各実施形態において、同一の機能や構成を有するものには同一の符号を付し、重複説明は適宜し省略する。図面は一部構成の理解を助けるために、部分的に省略する場合もある。
【０００８】
(第１の実施形態)
図１に示す静電電動機としての静電モータ１は、固定子２と可動子３とを備えている。固定子２と可動子３は、互いに円板形状であって、互いに対向するように配置されている。可動子３の中心部には、可動子３の水平面と直交する方向（厚み方向）に貫通する回転軸４が固定されている。このため、可動子３が回転すると、回転軸４も一体で回転するように構成されている。円板形状の固定子２と可動子３のそれぞれの中心は同一軸線上に位置するように配置されている。なお、図中、符号Ｒは移動方向、符号Ｘは移動方向Ｒと同一平面内において直交する長手方向Ｘ（「放射方向」と記す場合もある）、符号Ｚは軸線方向をそれぞれ示す。
【０００９】
ここでは回転軸４が上下方向に延在し、円板形状の固定子２と可動子３とを水平に配置した静電モータ１の使用形態を想定している。しかし、静電モータ１の使用形態としては、回転軸４が水平方向に延在し、円板形状の固定子２と可動子３とを垂直に配置して静電モータ１を使用することもある。この場合、回転軸４は、可動子３の垂直面と直交する方向に貫通する態様となる。また、回転軸４が斜め方向に延在し、円板形状の固定子２と可動子３とを回転軸４に対して直交して配置して静電モータ１を使用することもある。この場合、回転軸４は、可動子３の傾斜した面と直交する方向に貫通する態様となる。
【００１０】
固定子２の中心上には図２に示すように、回転軸４の直径よりも径大な貫通孔２ｃが厚み方向に形成されていて、図１に示した回転軸４が貫通孔２ｃと干渉しないように構成されている。固定子２における可動子３との対向面２ａには第１の電極５が設けられている。第１の電極５は、中心に対し放射方向Ｘに延在し、移動方向Ｒに間隔を設けて配置された複数の湾曲電極５Ａで構成されている。各湾曲電極５Ａ（第１の電極５）は、導電部材からなる金属で形成されている。符号５Ａはすべての湾曲電極には付さず部分的に付している。各湾曲電極５Ａの移動方向Ｒへの幅と放射方向Ｘへの長さ及び電極間の間隔は、それぞれ一定となるように形成されて配置されている。各湾曲電極５Ａは、電圧を印加できるような図示しない配線が接続されている。第１の電極５を、磁力を通過する保護フィルムなどで覆い、電極表面の空気中への露出や傷つきを防止するようにしてもよい。これは、電極表面が傷つくことによる静電気力の低下を防止するためである。
【００１１】
図３に示すように、可動子３の回転中心上には厚み方向に貫通した固定孔３ｃが形成されていて、この固定孔３ｃに回転軸４を挿通して固定している。固定子２の対向面２ａと対面する可動子３の対向面３ａには、第２の電極６が形成されている。第２の電極６は、回転中心に対し放射方向Ｘに延在し、移動方向Ｒに間隔を設けて配置された複数の湾曲電極６Ａで構成されている。各湾曲電極６Ａ（第２の電極６）は、導電部材又はエレクトレット材料で形成されている。符号６Ａはすべての湾曲電極には付さず部分的に付している。各湾曲電極６Ａの移動方向Ｒへの幅と放射方向Ｘへの長さ及び電極間の間隔はそれぞれ一定となるように形成されて配置されている。各湾曲電極６Ａを導電部材で形成した場合、各湾曲電極６Ａに電圧を印加できるような図示しない配線の構成を設ける。各湾曲電極６Ａをエレクトレット材料で形成した場合、エレクトレット材料は、周知のように永久帯電した物質であるため、この材料で各湾曲電極６Ａを形成すると、電圧を印加するための配線が不要となる。各湾曲電極６Ａをエレクトレット材料で形成する場合、予め正極又は負極の何れかの一方の任意の電極に帯電させて各湾曲電極６Ａを形成する。本実施形態では、各湾曲電極６Ａをエレクトレット材料で形成したものとする。第２の電極６を、磁力を通過する保護フィルムなどで覆い、電極表面の空気中への露出や傷つきを防止するようにしてもよい。
【００１２】
次に図４、図５を用いて静電モータ１の動作について説明する。
このような構成の固定子２と可動子３は、第１の電極５を構成する湾曲電極５Ａが第２の電極６を構成する湾曲電極６Ａの間に位置するように、厚み方向（軸線方向Ｚ参照）に一定のクリアランス（ギャップ）を形成して重ね合わされ配置されている。
そして図４（ａ）に示すように、ここでは電圧を固定子２の湾曲電極５Ａに印加すると、湾曲電極５Ａと可動子３（回転子）の湾曲電極６Ａの間に斥力と引力が発生する。発生した、斥力と引力により、固定されていない移動子３（回転子）は、図中左方向に力を受け、図４（ｂ）になるように移動する。移動した後、図４（ｃ）に示すように、固定子２への電圧の極性を切り替えると、同様に固定子２の湾曲電極５Ａと可動子３（回転子）の湾曲電極６Ａの間に斥力と引力が発生する。そして図４（ａ）と同様に発生した、斥力と引力により、固定されていない移動子３（回転子）は図中左方向に力を受け左方向に移動することになる。この動作を繰り返すことで、回転型の静電モータ１なら回転し、後述するリニアスライド型の静電電動機なら、スライド駆動をしていく。このときの、静電電動機の推進力を求める式を下記に記載する。
【００１３】
【数１】
2015154500.tif 000003
【００１４】
ε０:空気の誘電率，Ｇ：固定子・可動子間のギャップ［ｍ］,Ｌ：電極長さ［ｍ］，Ｖ：印加電圧［Ｖ］，Ｎ:電極数，ｔ:積層数
上記式によると、静電電動機の推進力は電極長に比例することが分かる。よって、固定子と可動子の電極全長を長くすればより大きい推進力が得られる。しかし、電極全長を長くすると、固定子及び移動子（回転子）が大きくなってしまう。固定子及び移動子（回転子）が大きくなってしまうと、回転型の静電モータ１の場合はブレ等の影響が大きくなりギャップ管理が難しくなる。また、リニアスライド型の静電電動機なら、固定子の電極と移動子（回転子）電極の傾きの影響が大きくなってしまう。このため、従来構成では、可動体の移動方向に対して一方向に湾曲して電極を形成して同一平面内において電極全長を長くしている。
【００１５】
従来構成の場合、一方向（第１の方向）にのみ可動子が移動するのであれば問題にはならないが、第１の方向と反対方向となる第２の方向に可動子が移動する場合、第１の方向へ移動する場合は電極の湾曲の向きが反対となる。このため、第１の方向と第２の方向に可動子か移動する際には発生する斥力と引力が、第１の方向と第２の方向とで異なり、移動方向Ｒにおける移動速度のムラなどの発生要因となる。
【００１６】
そこで、第１の実施形態では、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、湾曲電極５Ａ（第１の電極５）と湾曲電極６Ａ（第２の電極６）の間に作用する電界の切替えにより、可動子３を第１の方向Ｒ１と第２の方向Ｒ２に移動させる静電モータ１において、可動子３の移動方向Ｒが変化しても湾曲電極５Ａ（第１の電極５）と湾曲電極６Ａ（第２の電極６）の間に作用する電界の分布が等しくなるような形状に湾曲電極５Ａ（第１の電極５）と湾曲電極６Ａ（第２の電極６）とを形成した。図６では、１組の湾曲電極５Ａ、６Ａを例示している。湾曲電極５Ａは、その長手方向に延在し、移動方向に対して湾曲電極５Ａを２等分する電極中心線Ｐ１に対して、移動方向に位置する第１の面５Ｂと第２の面５Ｃとを線対称に形成した。同様に湾曲電極６Ａも、その長手方向に延在し、移動方向に対して湾曲電極６Ａを２等分する電極中心線Ｐ２に対して、移動方向に位置する第１の面６Ｂと第２の面５Ｃとを線対称に形成した。そして、可動子３の第１の方向Ｒ１への移動時に湾曲電極５Ａと湾曲電極６Ａの互いに対向する面となる第２の面５Ｃと第１の面６Ｂを互いに同一の極率となる曲面として形成している。また、可動子３の第２の方向Ｒ２への移動時に湾曲電極５Ａと湾曲電極６Ａの互いに対向する面となる第１の面５Ｂと第２の面５Ｃを互いに同一の極率となる曲面として形成した。すなわち、第１の電極５と第２の電極６は、可動子３の移動方向Ｒに対してそれぞれ同一の形状に形成されている。
【００１７】
本実施形態において、第１の電極５（湾曲電極５Ａ）は、平面形状が樽型形状であり、第２の電極６（湾曲電極６Ａ）は、平面形状が第１の電極５（湾曲電極５Ａ）の外面形状に倣う糸巻形状としている。無論、第１の電極５（湾曲電極５Ａ）を平面形状が糸巻形状とし、第２の電極６（湾曲電極６Ａ）を、平面形状が第１の電極５（湾曲電極５Ａ）の外面形状に倣う樽型形状としてもよい。
図６（ａ）は、第１の方向Ｒ１に可動子３が移動する際に、第１の電極５（湾曲電極５Ａ）に電圧を印加すると、第２の面５Ｃと第１の面６Ｂ間に矢印で示すように引力８が発生する。このとき、第２の面５Ｃと第１の面６Ｂとは同一極率の面とされているので、長手方向（放射方向）Ｘにおいて、均一に引力８が発生する。このため、第１の電極５（湾曲電極５Ａ）と第２の電極６（湾曲電極６Ａ）は長手方向（放射方向）Ｘにぶれることなく、常に平行度を保ち続けることができる。
また、第１の電極５（湾曲電極５Ａ）と第２の電極６（湾曲電極６Ａ）は円弧形状とされているので、帯状の電極に比べて同一平面内における電極全長も長くできるので、より大きな推力が得られる。
【００１８】
可動子３が第１の方向Ｒ１へ移動すると、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、第１の電極５（湾曲電極５Ａ）上を第２の電極６（湾曲電極６Ａ）が移動し、最終的には第１の電極５（湾曲電極５Ａ）上を通過する。
図６（ｂ）は、第２の方向Ｒ２に可動子３が移動する際に、第１の電極５（湾曲電極５Ａ）に電圧を印加すると、第１の面５Ｂと第２の面６Ｃ間に矢印で示すように引力９が発生する。このとき、第１の面５Ｂと第２の面６Ｃとは同一極率の面とされているので、長手方向（放射方向）Ｘにおいて、均一に引力９が発生する。このため、第１の電極５（湾曲電極５Ａ）と第２の電極６（湾曲電極６Ａ）は長手方向（放射方向）Ｘにぶれることなく、常に平行度を保ち続けることができる。また、第１の電極５（湾曲電極５Ａ）と第２の電極６（湾曲電極６Ａ）は円弧形状とされているので、帯状の電極に比べて同一平面内における電極全長も長くできるので、より大きな推力が得られる。
【００１９】
（第２の実施形態）
この実施形態は、図８に示すように、リニアスライド型の静電電動機１１である。静電電動機１１は、固定子１２と可動子１３とを備えている。固定子１２と可動子１３は、ともに平板状であって、互いに対向するように配置されている。図８において、符号Ｒａは移動方向とスライド方向、符号Ｘは電極の長手方向をそれぞれ示す。符号Ｒａ１は、第１の方向、符号Ｒａ２は第１の方向Ｒａ１と反対方向である第２の方向を示す。
固定子１２における可動子１３との対向面１２ａには、第１の実施形態で説明した第１の電極５が設けられている。第１の電極５は、移動方向Ｒａに対して同一平面内において直交する長手方向Ｘに延在し、移動方向Ｒａに間隔を設けて配置された複数の湾曲電極５Ａで構成されている。各湾曲電極５Ａは、電圧を印加できるような図示しない配線が接続されている。第１の電極５を、磁力を通過する保護フィルムなどで覆い、電極表面の空気中への露出や傷つきを防止するようにしてもよい。これは、電極表面が傷つくことによる静電気力の低下を防止するためである。
【００２０】
固定子２の対向面２ａと対面する可動子３の対向面３ａには、第１の実施形態で説明した第２の電極６が形成されている。第２の電極６は、移動方向Ｒａに対して同一平面内において直交する長手方向Ｘに延在し、移動方向Ｒａに間隔を設けて配置された複数の湾曲電極６Ａで構成されている。各湾曲電極６Ａ（第２の電極６）は、導電部材又はエレクトレット材料で形成されている。各湾曲電極６Ａの移動方向Ｒａへの幅と放射方向Ｘへの長さ及び電極間の間隔はそれぞれ一定となるように形成されて配置されている。本実施形態では、各湾曲電極６Ａをエレクトレット材料で形成したものとする。第２の電極６を、磁力を通過する保護フィルムなどで覆い、電極表面の空気中への露出や傷つきを防止するようにしてもよい。
【００２１】
このように、リニアスライド型の静電電動機１１に、各湾曲電極５Ａ（第１の電極５）と各湾曲電極６Ａ（第２の電極６）とを適用すると、図９に示す移動前状態において、第１の方向Ｒａ１に可動子１３が移動する際に、第１の電極５（湾曲電極５Ａ）に電圧を印加すると、第２の面５Ｃと第１の面６Ｂ間に矢印で示すように引力８が発生する（図６参照）。このとき、第２の面５Ｃと第１の面６Ｂとは同一極率の面とされているので、長手方向（放射方向）Ｘにおいて、均一に引力８が発生する。このため、第１の電極５（湾曲電極５Ａ）と第２の電極６（湾曲電極６Ａ）は長手方向Ｘにぶれることなく、常に平行度を保ち続けることができる。
可動子３の第１の方向Ｒ１へ移動すると、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、第１の電極５（湾曲電極５Ａ）上を第２の電極６（湾曲電極６Ａ）が移動し、最終的には第１の電極５（湾曲電極５Ａ）上を通過する。
【００２２】
図６（ｂ）に示すように、第２の方向Ｒａ２に可動子１３が移動する際に、第１の電極５（湾曲電極５Ａ）に電圧を印加すると、第１の面５Ｂと第２の面６Ｃ間に矢印で示すように引力９が発生する。このとき、第１の面５Ｂと第２の面６Ｃとは同一極率の面とされているので、長手方向（放射方向）Ｘにおいて、均一に引力９が発生する。このため、第１の電極５（湾曲電極５Ａ）と第２の電極６（湾曲電極６Ａ）は長手方向（放射方向）Ｘにぶれることなく、常に平行度を保ち続けることができる。
また、第１の電極５（湾曲電極５Ａ）と第２の電極６（湾曲電極６Ａ）は円弧形状とされているので、帯状の電極に比べて同一平面内における電極全長も長くできるので、より大きな推力が得られる。
例えば、湾曲電極５Ａ、６Ａの第１の面５Ｂ、６Ｂと第２の面５Ｃ、６Ｃを、短軸径：長軸径＝１：１．５の楕円の湾曲面とした場合、短軸径の外から６割の円弧で直線と比べ、約１．１３倍の長さにすることができる。
【００２３】
（第３の実施形態）
この実施形態は、図１１−図１３に示すように、第１の実施形態で説明した駆動モータ１の固定子２と可動子３とに、第１及び第２の電極５、６と形状の異なる第１及び第２の電極１５、１６を有するものである。第１の電極１５は、図１１に示すように、固定子２の中心に対し放射方向Ｘに延在し、移動方向Ｒ全域に間隔を設けて配置された複数の湾曲電極１５Ａで構成されている。各湾曲電極５１Ａ（第１の電極１５）は、導電部材からなる金属で形成されている。符号１５Ａはすべての湾曲電極には付さず部分的に付している。湾曲電極１５Ａは、その一部の記載を省略している。各湾曲電極１５Ａの移動方向Ｒへの幅と放射方向Ｘへの長さ及び電極間の間隔は、それぞれ一定となるように形成されて配置されている。各湾曲電極１５Ａは、電圧を印加できるような図示しない配線が接続されている。第１の電極１５を、磁力を通過する保護フィルムなどで覆い、電極表面の空気中への露出や傷つきを防止するようにしてもよい。これは、電極表面が傷つくことによる静電気力の低下を防止するためである。
【００２４】
図１２に示すように、可動子１３の回転中心上には厚み方向に貫通した固定孔１３ｃが形成されていて、この固定孔１３ｃに回転軸４を挿通して固定している。固定子１２の対向面１２ａと対面する可動子１３の対向面１３ａには、第２の電極１６が形成されている。第２の電極１６は、回転中心に対し放射方向Ｘに延在し、移動方向Ｒ全域に間隔を設けて配置された複数の湾曲電極１６Ａで構成されている。各湾曲電極１６Ａ（第２の電極１６）は、導電部材又はエレクトレット材料で形成されている。符号１６Ａはすべての湾曲電極には付さず部分的に付している。湾曲電極１６Ａは、その一部の記載を省略している。各湾曲電極１６Ａの移動方向Ｒへの幅と放射方向Ｘへの長さ及び電極間の間隔はそれぞれ一定となるように形成されて配置されている。各湾曲電極１６Ａを導電部材で形成した場合、各湾曲電極１６Ａに電圧を印加できるような図示しない配線の構成を設ける。各湾曲電極１６Ａをエレクトレット材料で形成した場合、エレクトレット材料は、周知のように永久帯電した物質であるため、この材料で各湾曲電極１６Ａを形成すると、電圧を印加するための配線が不要となる。各湾曲電極１６Ａをエレクトレット材料で形成する場合、予め正極又は負極の何れかの一方の任意の電極に帯電させて各湾曲電極６Ａを形成する。本実施形態では、各湾曲電極１６Ａをエレクトレット材料で形成したものとする。第２の電極６を、磁力を通過する保護フィルムなどで覆い、電極表面の空気中への露出や傷つきを防止するようにしてもよい。
このような構成の固定子１２と可動子１３は、図１３に示すように、第１の電極１５を構成する湾曲電極１５Ａが第２の電極１６を構成する湾曲電極１６Ａの間に位置するように、厚み方向（軸線方向Ｚ参照）に一定のクリアランス（ギャップ）を形成して重ね合わされ配置されている。
【００２５】
第３の実施形態では、湾曲電極１５Ａ（第１の電極１５）と湾曲電極１６Ａ（第２の電極１６）の間に作用する電界の切替えにより、可動子３を第１の方向Ｒ１と第２の方向Ｒ２に移動させる静電モータ１において、可動子３の移動方向Ｒが変化しても湾曲電極１５Ａ（第１の電極１５）と湾曲電極１６Ａ（第２の電極１６）の間に作用する電界の分布が等しくなるような形状に湾曲電極１５Ａ（第１の電極１５）と湾曲電極１６Ａ（第２の電極１６）とを形成した。図１４（ａ）、図１４（ｂ）では、１組の湾曲電極１５Ａ、１６Ａを例示している。湾曲電極１５Ａは、その長手方向Ｘに延在し、移動方向Ｒに対して湾曲電極１５Ａを２等分する電極中心線Ｐ３に対して、移動方向Ｒに位置する第１の面１５Ｂと第２の面１５Ｃとを線対称に形成した。同様に湾曲電極１６Ａも、その長手方向Ｘに延在し、移動方向Ｒに対して湾曲電極１６Ａを２等分する電極中心線Ｐ４に対して、移動方向Ｒに位置する第１の面１６Ｂと第２の面５１Ｃとを線対称に形成した。そして、可動子３の第１の方向Ｒ１への移動時に湾曲電極１５Ａと湾曲電極１６Ａの互いに対向する面となる第２の面１５Ｃと第１の面１６Ｂを互いに同一の極率となる曲面として形成している。また、可動子３の第２の方向Ｒ２への移動時に湾曲電極１５Ａと湾曲電極１６Ａの互いに対向する面となる第１の面１５Ｂと第２の面１５Ｃを互いに同一の極率となる曲面として形成した。すなわち、第１の電極１５と第２の電極１６は、可動子３の移動方向Ｒに対してそれぞれ同一の形状であり、可動子３の移動方向Ｒと同一平面において交差する方向に延在し、当該延在する方向にそれぞれ連続した同一形状にそれぞれ形成されている。
【００２６】
本実施形態において、第１の電極１５（湾曲電極１５Ａ）は、平面形状が電極の延在する長手方向Ｘに連続した樽型形状であり、第２の電極１６（湾曲電極１６Ａ）は、平面形状が第１の電極１５（湾曲電極１５Ａ）の外面形状に倣う電極の延在する長手方向Ｘに連続した糸巻形状としている。無論、第１の電極１５（湾曲電極１５Ａ）を平面形状が糸巻形状とし、第２の電極１６（湾曲電極１６Ａ）を、平面形状が第１の電極１５（湾曲電極１５Ａ）の外面形状に倣う樽型形状としてもよい。
【００２７】
図１４（ａ）に示すように、第１の方向Ｒ１に可動子３が移動する際に、第１の電極１５（湾曲電極１５Ａ）に電圧を印加すると、第２の面１５Ｃと第１の面１６Ｂ間に矢印で示すように引力１８が発生する。このとき、第２の面１５Ｃと第１の面１６Ｂとは同一極率の面とされているので、長手方向（放射方向）Ｘにおいて、均一に引力１８が発生する。このため、第１の電極１５（湾曲電極１５Ａ）と第２の電極１６（湾曲電極１６Ａ）は長手方向（放射方向）Ｘにぶれることなく、常に平行度を保ち続けることができる。
また、第１の電極１５（湾曲電極１５Ａ）と第２の電極１６（湾曲電極１６Ａ）は円弧形状とされているので、帯状の電極に比べて同一平面内における電極全長も長くできるので、より大きな推力が得られる。
可動子３が第１の方向Ｒ１へ移動すると、図１５（ａ）、図１５（ｂ）に示すように、第１の電極１５（湾曲電極１５Ａ）上を第２の電極１６（湾曲電極１６Ａ）が移動し、最終的には第１の電極１５（湾曲電極１５Ａ）上を通過する。
【００２８】
図１４（ｂ）に示すように、第２の方向Ｒ２に可動子３が移動する際に、第１の電極１５（湾曲電極１５Ａ）に電圧を印加すると、第１の面１５Ｂと第２の面１６Ｃ間に矢印で示すように引力１９が発生する。このとき、第１の面１５Ｂと第２の面１６Ｃとは同一極率の面とされているので、長手方向（放射方向）Ｘにおいて、均一に引力１９が発生する。このため、第１の電極１５（湾曲電極１５Ａ）と第２の電極１６（湾曲電極１６Ａ）は長手方向（放射方向）Ｘにぶれることなく、常に平行度を保ち続けることができる。
また、第１の電極１５（湾曲電極１５Ａ）と第２の電極１６（湾曲電極１６Ａ）は円弧形状とされているので、帯状の電極に比べて同一平面内における電極全長も長くできるので、より大きな推力が得られる。
【００２９】
第１の実施形態で説明した第１及び第２の電極５、６と、第３の実施形態で説明する第１及び第２の電極１５、１６との違いは、その極率にある。
すなわち、第１の実施形態では、湾曲電極５Ａ、６Ａの第１の面５Ｂ、６Ｂと第２の面５Ｃ、６Ｃを、短軸径：長軸径＝１：１．５の楕円の湾曲面とした場合、短軸径の外から６割の円弧で直線と比べ、約１．１３倍の長さにしている。しかし、楕円の長軸径を元の電極長で、短軸径：長軸径＝１：１．５の楕円の湾曲面としてしまうと、曲率が大きく各湾曲電極が大きくなってしまい、形成できる電極本数を減らすか、設置面積が大きくなってしまう。
そこで第３の実施形態では、長手方向Ｘに長軸を短く取った、樽型と糸巻型に形成した湾曲電極１５Ａ、１６Ａを並べるようにした。また、短軸径：長軸径＝１：１．５の楕円の湾曲面で湾曲電極１５Ａ、１６Ａを形成すると、樽型の湾曲電極１５Ａと糸巻型の湾曲電極１６Ａの湾曲が強くなり、湾曲電極１５Ａと湾曲電極１６Ａ間に働く上下方向の引力１８も強く働き、湾曲電極１５Ａ、１６Ａはより平行度を保ち続けることができる。
【００３０】
（第４の実施形態）
この実施形態は、図１６〜図１８に示すように、第２の実施形態で説明したリニアスライド型の静電電動機１１の固定子１２と可動子１３とに、第３の実施形態で説明した第１及び第２の電極１５、１６をそれぞれ有するものである。
固定子１２における可動子１３との対向面１２ａには、第３の実施形態で説明した第１の電極１５が設けられている。第１の電極１５は、移動方向Ｒａに対して同一平面内において直交する長手方向Ｘに延在し、移動方向Ｒａに間隔を設けて配置された複数の湾曲電極１５Ａで構成されている。各湾曲電極１５Ａは、電圧を印加できるような図示しない配線が接続されている。第１の電極１５を、磁力を通過する保護フィルムなどで覆い、電極表面の空気中への露出や傷つきを防止するようにしてもよい。これは、電極表面が傷つくことによる静電気力の低下を防止するためである。
【００３１】
固定子１２の対向面１２ａと対面する可動子１３の対向面１３ａには、第３の実施形態で説明した第２の電極１６が形成されている。第２の電極１６は、移動方向Ｒａに対して同一平面内において直交する長手方向Ｘに延在し、移動方向Ｒａに間隔を設けて配置された複数の湾曲電極１６Ａで構成されている。各湾曲電極１６Ａ（第２の電極１６）は、導電部材又はエレクトレット材料で形成されている。各湾曲電極１６Ａの移動方向Ｒａへの幅と放射方向Ｘへの長さ及び電極間の間隔はそれぞれ一定となるように形成されて配置されている。本実施形態では、各湾曲電極１６Ａをエレクトレット材料で形成したものとする。第２の電極１６を、磁力を通過する保護フィルムなどで覆い、電極表面の空気中への露出や傷つきを防止するようにしてもよい。
【００３２】
このように、リニアスライド型の静電電動機１１に、各湾曲電極１５Ａ（第１の電極１５）と各湾曲電極１６Ａ（第２の電極１６）とを適用すると、図１７に示す移動前状態において、第１の方向Ｒａ１に可動子１３が移動する際に、第１の電極１５（湾曲電極１５Ａ）に電圧を印加すると、第２の面１５Ｃと第１の面１６Ｂ間に矢印で示すように引力１８が発生する（図６参照）。このとき、第２の面１５Ｃと第１の面１６Ｂとは同一極率の面とされているので、長手方向（放射方向）Ｘにおいて、均一に引力１８が発生する。このため、第１の電極１５（湾曲電極１５Ａ）と第２の電極１６（湾曲電極１６Ａ）は長手方向Ｘにぶれることなく、常に平行度を保ち続けることができる。
可動子１３の第１の方向Ｒ１へ移動すると、図１８（ａ）、図１８（ｂ）に示すように、第１の電極１５（湾曲電極１５Ａ）上を第２の電極１６（湾曲電極１６Ａ）が移動し、最終的には第１の電極１５（湾曲電極１５Ａ）上を通過する。
【００３３】
図１４（ｂ）に示すように、第２の方向Ｒａ２に可動子１３が移動する際に、第１の電極１５（湾曲電極１５Ａ）に電圧を印加すると、第１の面１５Ｂと第２の面１６Ｃ間に矢印で示すように引力１９が発生する。このとき、第１の面１５Ｂと第２の面１６Ｃとは同一極率の面とされているので、長手方向（放射方向）Ｘにおいて、均一に引力１９が発生する。このため、第１の電極１５（湾曲電極１５Ａ）と第２の電極１６（湾曲電極１６Ａ）は長手方向１Ｘにぶれることなく、常に平行度を保ち続けることができる。
また、第１の電極１５（湾曲電極１５Ａ）と第２の電極１６（湾曲電極１６Ａ）は円弧形状とされているので、帯状の電極に比べて同一平面内における電極全長も長くできるので、より大きな推力が得られる。
【００３４】
第４実施形態においても、長手方向Ｘに長軸を短く取った、樽型と糸巻型に形成した湾曲電極１５Ａ、１６Ａを並べるようにしている。また、短軸径：長軸径＝１：１．５の楕円の湾曲面で湾曲電極１５Ａ、１６Ａを形成すると、樽型の湾曲電極１５Ａと糸巻型の湾曲電極１６Ａの湾曲が強くなり、湾曲電極１５Ａと湾曲電極１６Ａ間に働く上下方向の引力１８、１９も強く働き、湾曲電極１５Ａ、１６Ａはより平行度を保ち続けることができる。
また、図示しないが、第３及び第４の実施形態における、湾曲電極１５Ａ、１６Ａは、共にたる型と糸巻型を交互にして形成したものであっても良い。その場合、固定子２側の湾曲電極１５Ａの樽型部と移動子３（回転子）側の湾曲電極１６Ａの糸巻型部、固定子２側の湾曲電極１５Ａの糸巻型部と移動子３（回転子）側の湾曲電極１６Ａの樽型部が合わさるように構成するのが好ましい。
【００３５】
第１〜第４の実施形態では、各湾曲電極５Ａ、６Ａ、１５Ａ、１６Ａの形状を、樽型と糸巻型の組合せを用いて説明したが、特定のパターンの繰り返しで、合わさる湾曲電極の形状が同じになるように構成されていれば、各湾曲電極５Ａ、６Ａ、１５Ａ、１６Ａの形状は樽型と糸巻型に限定されるものではない。
【００３６】
上述したように、各実施形態においては、第１の電極５、１５を備えた固定子２、１２と、第１の電極５、１５と対向する第２の電極６、１６を有し、固定子２、１２に対して第１の方向Ｒ１、Ｒａ１と、第１の方向Ｒ１、Ｒａ１と逆方向となる第２の方向Ｒ２、Ｒａ２に移動可能な可動子３、１３とを備え、第１の電極と第２の電極の間に作用する電界の切替えにより、可動子３、１３を第１の方向Ｒ１、Ｒａ１と第２の方向Ｒ２、Ｒａ２に移動させる静電電動機１、１１であって、可動子３の移動方向Ｒが第１の方向Ｒ１、Ｒａ１と第２の方向Ｒ２、Ｒａ２へと変化しても第１の電極５、１５と第２の電極６、１６の間に作用する電界の分布が等しくなるような形状に第１の電極５、１５と第２の電極６、１６とを形成したので、可動子３、１３の移動方向が変化しても、移動時の特性が変わることなく動作することができる。
【００３７】
つまり、第１の電極５、１５と第２の電極６、１６は、可動子３、１３の移動方向Ｒに対してそれぞれ同一の形状に形成しているので、可動子３、１３の移動方向が変化しても、移動時の特性が変わることなく動作することができる。
また、第１の電極５は平面形状が樽型形状であり、第２の電極６は平面形状が第１の電極５の外面形状に倣う糸巻形状としたので、固定子２の第１の電極５と移動子３（回転子）の第２の電極６の形状を同じにすることで、第１の電極５と第２の電極６との移動方向における距離が等しくなる。このため安定した動作をさせることができるとともに、より可動子３の移動方向が変化しても、移動時の特性が変わることなく動作することができる。
【００３８】
第１の電極１５と第２の電極１６は、可動子１３の移動方向Ｒと同一平面において交差する長手方向Ｘに延在し、当該延在する方向にそれぞれ連続した同一形状にそれぞれ形成したので、固定子１２と可動子１３における設置スペースを低減しながらも、可動子３の移動方向が変化しても、移動時の特性が変わることなく動作することができる。
移動子（回転子）３、１３の第２の電極６、１６をエレクトレット材料で構成した場合、移動子（回転子）３、１３に電圧を印加する必要がなく静電電動機１、１１の構成の簡素化を図ることができる。
また、移動子（回転子）３の電極となる第２の電極６の形状を糸巻型とした場合、糸巻型の細い部分で第２の電極６が断線した場合でも、移動子（回転子）３の第２の電極６を永久帯電しているエレクトレット材料で構成することで、電極としての機能を維持することが出来るので好ましい。
【００３９】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４０】
１、１１      静電電動機
２、１２      固定子
３、１３      可動子
５、１５      第１の電極
５Ａ、１５Ａ  湾曲電極
６、１６      第２の電極
６Ａ、１６Ａ  湾曲電極
Ｒ、Ｒａ      移動方向
Ｒ１、Ｒａ１  第１の方向
Ｒ２、Ｒａ２  第２の方向
Ｘ            長手方向（交差する方向）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４１】
【特許文献１】特開２００９−８９４７６号公報
【図１】
2015154500.tif 000004
【図２】
2015154500.tif 000005
【図３】
2015154500.tif 000006
【図４】
2015154500.tif 000007
【図５】
2015154500.tif 000008
【図６】
2015154500.tif 000009
【図７】
2015154500.tif 000010
【図８】
2015154500.tif 000011
【図９】
2015154500.tif 000012
【図１０】
2015154500.tif 000013
【図１１】
2015154500.tif 000014
【図１２】
2015154500.tif 000015
【図１３】
2015154500.tif 000016
【図１４】
2015154500.tif 000017
【図１５】
2015154500.tif 000018
【図１６】
2015154500.tif 000019
【図１７】
2015154500.tif 000020
【図１８】
2015154500.tif 000021