(57)【要約】【課題】電極へ電力を供給するための電極取出部を駆動方向に交差する方向に設けた場合であっても、正常な動作を行える静電アクチュエータを提供すること。【解決手段】固定子４０は、固定子枠４１，４２と、固定子枠４１，４２間の距離を所定距離に維持するスペーサ４３とを有し、可動子５０は、固定子枠４１，４２間に配置されその表面に電極基板５１ａ，５１ｂを有する可動子本体５１と、可動子本体５１から駆動方向Ｃ及び挟持方向Ｚに対して直交する幅方向Ｙに延設され固定子４０から突出し、電極基板５１ａ，５１ｂに駆動信号を供給するための電極取出部５２を備え、可動子５０が固定子４０に対し幅方向Ｙへの移動を規制する保持部４３ａ及び側面部５１ｃ、側板部５２ｂが設けられている。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、この固定子に案内されて所定の駆動方向に往復動自在で、かつ、相対向する一対の表面に電極が形成された可動子とを備え、
上記固定子は、上記可動子の移動空間を挟んで上記駆動方向に直交する所定の挟持方向において相対向する一対の固定子板体と、
これら固定子板体との間であって、少なくとも上記可動子の上記駆動方向における前後方向に配置され、上記固定子板体間の距離を所定距離に維持するスペーサとを有し、
上記可動子は、上記固定子板体間に配置されその表面に駆動電極を有する可動子本体と、この可動子本体から上記駆動方向及び上記挟持方向に対して直交する幅方向に延設され上記固定子から突出し、上記駆動電極に駆動信号を供給するための電極取出部を備え、
上記固定子又は上記可動子の少なくとも一方には、上記可動子が上記固定子に対し上記幅方向への移動を規制するガイド部が設けられていることを特徴とする静電アクチュエータ。
【請求項２】
上記ガイド部は、上記スペーサに設けられ、上記駆動方向に延設されるとともに、上記延設部の上記駆動方向への移動を許容する開口部を有する保持部と、
上記可動子本体又は電極取出部に設けられ、上記保持部に対向配置された被保持部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の静電アクチュエータ。
【請求項３】
上記ガイド部は、上記固定子に取付けられるとともに、上記延設部の側面に沿って配置されている案内板を備えていることを特徴とする請求項１に記載の静電アクチュエータ。
【請求項４】
上記ガイド部は、上記固定子に上記駆動方向に沿って形成されたストライプ電極と、
上記可動子に設けられ、上記ストライプ電極に沿って対向して形成された凸条部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の静電アクチュエータ。
【請求項５】
上記ガイド部は、上記固定子の外周縁に上記駆動方向に沿って延設された凸条部と、
上記可動子本体と上記電極取出部との間に上記駆動方向に沿って形成された溝部と備え、
上記凸条部先端と上記溝部底部との間隔は、上記可動子及び上記固定子の電極間よりも広い間隔をもって配置されていることを特徴とする請求項１に記載の静電アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電気力で駆動される静電アクチュエータに関し、特に可動子の駆動方向におけるサイズを小型化するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の静電アクチュエータの一例を示す横断面図である。静電アクチュエータ１０は、固定子１１と可動子１２とを備えている。固定子１１は、板状の一対の固定子枠１１ａ，１１ｂ（１１ｂは不図示）と、これら固定子枠１１ａ，１１ｂの間に挟まれたスペーサ１１ｃとを備えている。このスペーサ１１ｃは後述するように側板の機能を有している。また、固定子枠１１ａ，１１ｂの内壁面には凹凸面１１ｄ，１１ｅ（１１ｅは不図示）が形成されている。
【０００３】
可動子１２は、凹凸面１１ｄ，１１ｅの間を数ミクロンのギャップをもって所定の方向Ｃに沿って往復動可能となるように配置された矩形状の可動子本体１２ａを備えている。可動子本体１２ａの凹凸面１１ｄと対向する一対の面に凸状ストライプ電極からなる電極基板１２ｂ，１２ｃ（１２ｂは不図示）が形成されている。
【０００４】
このように構成された静電アクチュエータにおいては、可動子１２の電極基板１２ｂ，１２ｃの電極に所定の順序で電圧を供給することで、可動子１２を静電気力で駆動するようにしている。なお、スペーサ１１ｃは、固定子１１と可動子１２との間に配置されるものであり、側板としての機能を有している。すなわち、可動子１２は電極基板１２ｂに接した状態から一旦離れて電極基板１２ｃに接した状態に移る際（又はその逆）に所定の方向Ｃに移動する。このいずれの電極基板１２ｂ，１２ｃからも離れた状態を維持する機能を有している。
【０００５】
可動子１２の電極基板１２ｂ，１２ｃへの電力供給は引出線１３によって行われている。引出線１３は、可動子本体１２ａに駆動方向Ｃに沿って延設された電極取出部１２ｄにワイヤボンディング技術等を用いて接合されている。
【０００６】
このような静電アクチュエータ１０においては、電極取出部１２ｄが駆動方向に延設されているため、静電アクチュエータ全体における駆動方向のサイズを小型にすることが困難である（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
このため、駆動方向に大きさの制約がある場合には、図７及び図８の（ａ）〜（ｃ）に示すような構成の静電アクチュエータ２０を用いる必要がある。静電アクチュエータ２０は、固定子２１と可動子２２とを備えている。固定子２１は、板状の一対の固定子枠２１ａ，２１ｂと、これら固定子枠２１ａ，２１ｂの間に挟まれたスペーサ２１ｃとを備えている。また、固定子枠２１ａ，２１ｂの内壁面には凹凸面２１ｄ，２１ｅが形成されている。
【０００８】
可動子２２は、凹凸面２１ｄ，２１ｅの間を数ミクロンのギャップをもって所定の方向Ｃに沿って往復動可能となるように配置された矩形状の可動子本体２２ａを備えている。可動子本体２２ａの凹凸面２１ｄと対向する一対の面に凸状ストライプ電極からなる電極基板２２ｂ，２２ｃが形成されている。このように構成された静電アクチュエータ２０においては、可動子２２の電極基板２２ｂ，２２ｃの電極に所定の順序で電圧を供給することで、可動子２２を静電気力で駆動するようにしている。
【０００９】
なお、可動子２２への電力供給は引出線２３によって行う。引出線２３は、可動子本体２２ａに駆動方向Ｃに直交する方向に沿って延設された電極取出部２２ｄにワイヤボンディング技術等を用いて接合されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した静電アクチュエータであると次のような問題があった。すなわち、電極取出部２２ｄを設けるためには、スペーサ２１ｃに駆動方向に沿って開口部を設ける必要があり、側板としての機能が低下する。したがって、可動子２２は駆動方向に対して直交する方向に規制されず、駆動方向Ｃに沿って真っ直ぐに移動できなくなる。このずれを防ぐための機構が別途必要になるという問題があった。
【００１１】
そこで本発明は、駆動方向に関し限られた空間の中で、電極へ電力を供給するための引出線を取り付けるための電極取出部を駆動方向に対し交差する方向に設けた場合であっても、横ずれを防止し、正常な動作を行える静電アクチュエータを提供することを目的としている。
【００１２】
【特許文献１】
特開平８−１４０３６７号公報（図１）
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の静電アクチュエータは次のように構成されている。
【００１４】
（１）固定子と、この固定子に案内されて所定の駆動方向に往復動自在で、かつ、相対向する一対の表面に電極が形成された可動子とを備え、上記固定子は、上記可動子の移動空間を挟んで上記駆動方向に直交する所定の挟持方向において相対向する一対の固定子板体と、これら固定子板体との間であって、少なくとも上記可動子の上記駆動方向における前後方向に配置され、上記固定子板体間の距離を所定距離に維持するスペーサとを有し、上記可動子は、上記固定子板体間に配置されその表面に駆動電極を有する可動子本体と、この可動子本体から上記駆動方向及び上記挟持方向に対して直交する幅方向に延設され上記固定子から突出し、上記駆動電極に駆動信号を供給するための電極取出部を備え、上記固定子又は上記可動子の少なくとも一方には、上記可動子が上記固定子に対し上記幅方向への移動を規制するガイド部が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
（２）上記（１）に記載された静電アクチュエータであって、上記ガイド部は、上記スペーサに設けられ、上記駆動方向に延設されるとともに、上記延設部の上記駆動方向への移動を許容する開口部を有する保持部と、上記可動子本体又は電極取出部に設けられ、上記保持部に対向配置された被保持部とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
（３）上記（１）に記載された静電アクチュエータであって、上記ガイド部は、上記固定子に取付けられるとともに、上記延設部の側面に沿って配置されている案内板を備えていることを特徴とする。
【００１７】
（４）上記（１）に記載された静電アクチュエータであって、上記ガイド部は、上記固定子に上記駆動方向に沿って形成されたストライプ電極と、上記可動子に設けられ、上記ストライプ電極に沿って対向して形成された凸条部とを備えていることを特徴とする。
【００１８】
（５）上記（１）に記載された静電アクチュエータであって、上記ガイド部は、上記固定子の外周縁に上記駆動方向に沿って延設された凸条部と、上記可動子本体と上記電極取出部との間に上記駆動方向に沿って形成された溝部と備え、上記凸条部先端と上記溝部底部との間隔は、上記可動子及び上記固定子の電極間よりも広い間隔をもって配置されていることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１の（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施の形態に係る静電アクチュエータ３０を示す図である。なお、図１において矢印ＸＹＺは互いに直交する三方向を示している。静電アクチュエータ３０は、固定子４０と、可動子５０とを備えている。固定子４０は、可動子の取り出し部は駆動方向に垂直に置かれている。側板はスペーサの一部を使って実現している。
【００２０】
固定子４０は、板状の一対の固定子枠４１，４２と、これら固定子枠４１，４２の間に挟まれたスペーサ４３とを備えている。このスペーサ４３は後述するように側板の機能を有している。また、固定子枠４１，４２には、その内壁面にそれぞれ取り付けられた凸状ストライプ電極からなる凹凸面４１ａ，４２ａ（４２ａは不図示）が形成されている。
【００２１】
スペーサ４３は可動子５０の駆動方向Ｃの前後に設けられたスペーサ本体４３ａと、固定子枠４１，４２の外縁部に駆動方向Ｃに沿って設けられた保持部４３ｂとを備えている。この保持部４３ｂには開口部Ｋが形成されている。
【００２２】
可動子５０は、電極面４１ａ，４２ａの間を数ミクロンのギャップをもって所定の駆動方向Ｃに沿って往復動可能となるように配置された矩形状の可動子本体５１と、この可動子本体５１から駆動方向Ｃに直交するＹ方向に延設された電極取出部５２とを備えている。
【００２３】
可動子本体５１の電極面４１ａ，４２ａと対向する一対の面に凸状ストライプ電極からなる電極基板５１ａ，５１ｂ（５１ａは不図示）が形成されている。このように構成された静電アクチュエータ３０においては、可動子５０の電極基板５１ａ，５１ｂの電極に所定の順序で電圧を供給することで、可動子５０を静電気力で駆動するようにしている。
【００２４】
電極取出部５２は、可動子本体５１側であってＸ方向の長さが開口部ＫのＸ方向の長さより十分に短い延設部５２ａと、この延設部５２ａの外側に設けられＸ方向の長さが開口部Ｋより長い側板部５２ｂとを備えている。また、側板部５２ｂの表面側には引出線５３がワイヤボンディング技術等を用いて接合されている。
【００２５】
一方、可動子本体５１の前後左右の側面部（被保持部）５１ｃはスペーサ４３の保持部４３ａとの間で、また側板部（被保持部）５２ｂは保持部４３ａとの間で、保持されることとなる。したがって、可動子５０は駆動方向Ｃに沿って真っ直ぐに往復動されることになり、正確な駆動を行うことができる。
【００２６】
このように構成された静電アクチュエータ３０においては、スペーサ４３が側板の機能を発揮するので、可動子５０の駆動方向に対する横ずれを防止することができる。したがって、正確に静電アクチュエータ３０を駆動することができる。
【００２７】
また、側板部５２ｂのＸ方向の長さを長くすることで、開口部Ｋへの隙間が狭くなり、固定子３０内部への異物の混入を防ぐことが可能となり、信頼性を高めることが可能となる。
【００２８】
上述したように本発明の第１の実施の形態に係る静電アクチュエータ３０によれば、駆動方向に寸法の規制があって電極取出部を設けることができない場合であっても、駆動方向に交差する方向に延設された電極取出部により、可動子５０に駆動電力を供給することができる。このとき、可動子本体５１の前後左右の側面部５１ｃはスペーサ４３の保持部４３ａとの間で、また側板部５２ｂは保持部４３ａとの間に配置されていることから、可動子５０を駆動方向Ｃから横ずれすることなく往復動させることが可能となり、高精度の位置決めが可能となる。
【００２９】
図２は上述した静電アクチュエータ３０の変形例に係る静電アクチュエータ６０を示す図である。なお、図２において図１と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。本変形例によれば、可動子５０の代わりに可動子６１を用いている。可動子６１は電極取出部６２を有している。電極取出部６２には、側板部が設けられていない。したがって、可動子６１の前後左右の側面部（被保持部）がスペーサ４３の保持部４３ａとの間で、保持されることになる。
【００３０】
本変形例に係る静電アクチュエータ６０の場合には、上述した静電アクチュエータ３０と同様の効果が得られるとともに、可動子６１の形状が上述した可動子５０の形状に比較して単純なとなることから加工が容易となり、製造コストを低減することが可能となる。
【００３１】
図３は本発明の第２の実施の形態に係る静電アクチュエータ７０を示す図である。静電アクチュエータ７０は、固定子８０と、可動子９０と、側板部材１００とを備えている。
【００３２】
固定子８０は、板状の一対の固定子枠８１，８２（８２は不図示）と、これら固定子枠８１，８２の間に挟まれたスペーサ８３とを備えている。また、固定子枠８１，８２の内壁面にそれぞれ取り付けられた凹凸面８１ａ，８２ａ（８２ａは不図示）が形成されている。
【００３３】
可動子９０は、凹凸面８１ａ，８２ａの間を数ミクロンのギャップをもって所定の方向Ｃに沿って往復動可能となるように配置された矩形状の可動子本体９１を備えている。可動子本体９１のＹ方向の幅寸法は固定子８０のＹ方向の幅寸法よりも大きく形成されていることから、そのＹ方向の両端部は固定子８０から突出され、電極取出部９１ａが形成されている。可動子本体９１の電極面８１ａ，８２ａと対向する一対の面に凸状ストライプ電極からなる電極基板９２，９３（９２は不図示）が形成されている。可動子９０への電力供給は引出線９４によって行う。引出線９４は、電極取出部９１ａにワイヤボンディング技術等を用いて接合されている。
【００３４】
側板部材１００は、接着剤Ｓを用いて、その長手方向が駆動方向Ｃと平行となるように配置されており、その壁面１０１が電極取出部９１ａの側面９１ｂと僅かな距離をおいて対向している。なお、側板部材１００は樹脂成型技術を用いて形成されている。
【００３５】
このように構成された静電アクチュエータ７０においては、可動子９０の電極基板９２，９３の電極に所定の順序で電圧を供給することで、可動子９０を静電気力で駆動するようにしている。このとき、側板部材１００の壁面１０１と電極取出部９１ａの側面９１ｂとが対向する。したがって、可動子９０は駆動方向Ｃに対し横ずれすることなく、真っ直ぐに往復動することになり、正確な駆動を行うことができる。
【００３６】
また、可動子９０の形状が単純な矩形状とすることができるため、例えば半導体加工技術を用いることによって製作が可能である。したがって、ダイシング等の加工方法を利用でき量産に適していることから、製造コストを低減できる。
【００３７】
なお、側板部材１００は、固定子８０や可動子９０等のような高い加工精度や高い寸法精度を要求されず、可動子９０の駆動方向の駆動を妨げない程度の加工精度でよい。そのため、樹脂成型技術を用いることができ、製造コストを低減することが可能である。
【００３８】
本第２の実施の形態に係る静電アクチュエータ７０によれば、上述した静電アクチュエータ３０と同様の効果が得られるとともに、製造コストを低減できる。
【００３９】
図４の（ａ），（ｂ）は本発明の第３の実施の形態に係る静電アクチュエータ１１０を示す図である。静電アクチュエータ１１０は、固定子１２０と、可動子１３０とを備えている。固定子１２０は、板状の一対の固定子枠１２１，１２２と、これら固定子枠１２１，１２２の間に挟まれたスペーサ（不図示）とを備えている。また、固定子枠１２１の内壁面には、凸状ストライプ電極１２１ａが形成されている。さらに、固定子枠１２２の内壁面には、凹凸面１２２ａが形成されている。
【００４０】
可動子１３０は、凸状ストライプ電極１２１ａの間を数ミクロンのギャップをもって所定の駆動方向Ｃに沿って往復動可能となるように配置された矩形状の可動子本体１３１を備えている。可動子本体１３１のＹ方向の幅寸法は固定子１２０のＹ方向の幅寸法よりも大きく形成されていることから、そのＹ方向の両端部は固定子１２０から突出され、電極取出部１３１ａが形成されている。可動子本体１３１の凸状ストライプ電極１２１ａと対向する面には凹溝１３２が形成されている。また、可動子本体１３１の凹凸面１２２ａと対向する面には電極基板１３２が形成されている。なお、可動子１３０への電力供給は引出線１３３、固定子１２０への電力供給は引出線１２３によって行う。
【００４１】
このように構成された静電アクチュエータ１１０においては、凸状ストライプ電極１２１ａの電極に所定の順序で電圧を供給することで、可動子１３０を静電気力で駆動するようにしている。また、駆動方向Ｃに平行な凸状ストライプ電極１２１ａが形成されており、電力が供給されることにより、可動子１３０が矢印Ｙ方向に移動することを規制することが可能となる。
【００４２】
本第３の実施の形態に係る静電アクチュエータ７０によれば、上述した静電アクチュエータ３０と同様の効果が得られるとともに、製造コストを低減できる。
【００４３】
図５の（ａ），（ｂ）は本発明の第４の実施の形態に係る静電アクチュエータ１４０を示す図である。静電アクチュエータ１４０は、固定子１５０と可動子１６０とを備えている。固定子１５０は、板状の一対の固定子枠１５１，１５２と、これら固定子枠１５１，１５２の間に挟まれたスペーサ１５３とを備えている。また、固定子枠１５１，１５２の内壁面には凹凸面１５１ａ，１５２ａが形成されている。さらに、固定子枠１５１，１５２の外縁部には、駆動方向Ｃに沿って凸条部１５４，１５５が延設されている。
【００４４】
可動子１６０は、凹凸面１５１ａ，１５２ａの間を数ミクロンのギャップをもって所定の方向Ｃに沿って往復動可能となるように配置された矩形状の可動子本体１６１と、この可動子本体１６１から駆動方向Ｃに直交するＹ方向に延設された電極取出部１６２とを備えている。また、可動子本体１６１と電極取出部１６２との間には駆動方向Ｃと平行に凹溝１６３，１６４が形成されており、前述した凸条部１５４，１５５と対向している。なお、凹溝１６３，１６４の深さは、固定子１５０の凹凸面１５１ａ，１５２ａと可動子１６０の電極基板１６５，１６６のギャップより大きい寸法に形成されている。
【００４５】
可動子本体１６１の凹凸面１５１ａと対向する一対の面に凸状ストライプ電極からなる電極基板１６５，１６６が形成されている。このように構成された静電アクチュエータにおいては、可動子１６０の電極基板１６５，１６６の電極に所定の順序で電圧を供給することで、可動子１６０を静電気力で駆動するようにしている。
【００４６】
可動子１６０への電力供給は引出線１６７によって行う。引出線１６７は、電極取出部１６２にワイヤボンディング技術等を用いて接合されている。
【００４７】
このように構成された静電アクチュエータ１４０においては、凸状ストライプ電極１６５，１６６の電極に所定の順序で電圧を供給することで、可動子１６０を静電気力で駆動するようにしている。また、固定子１５０に凸条部１５４，１５５が設けられ、可動子１６０に凹溝１６３，１６４が設けられているので、側板の機能が発揮され、可動子１６０が矢印Ｙ方向に移動することを規制することが可能となる。
【００４８】
本発明の第４の実施の形態に係る静電アクチュエータ１４０によれば、上述した静電アクチュエータ３０と同様の効果が得られる。
【００４９】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、駆動方向に関し限られた空間の中で、電極へ電力を供給するための引出線を取り付けるための電極取出部を駆動方向に対し交差する方向に設けた場合であっても、横ずれを防止し、正常な動作を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る静電アクチュエータを示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線で切断し矢印方向に見た断面図。
【図２】同静電アクチュエータの変形例を示す横断面図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る静電アクチュエータを示す横断面図。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る静電アクチュエータの要部を示す図であって、（ａ）は一部切欠して示す平面図、（ｂ）は縦断面図。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る静電アクチュエータの要部を示す図であって、（ａ）は（ｂ）におけるＣ−Ｃ線で切断して矢印方向に見た断面図、一部切欠して示す平面図、（ｂ）は縦断面図。
【図６】従来の静電アクチュエータの一例を示す横断面図。
【図７】従来の静電アクチュエータの別の例を示す斜視図。
【図８】同静電アクチュエータを示す図であって、（ａ）は横断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ線で切断して矢印方向に見た断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＥ−Ｅ線で切断して矢印方向に見た断面図。
【符号の説明】
３０，７０，１１０…静電アクチュエータ
４０，８０，１２０…固定子
５０，９０，１３０…可動子
４１，４２…固定子枠
４３…スペーサ
４３ａ…保持部
５１…可動子本体
５１ａ，５１ｂ…電極基板
５１ｃ…側面部
５２…電極取出部
５２ｂ…側板部
１００…側板部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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