(57)【要約】【課題】移動子および／または固定子の帯状電極同士、もしくは帯状電極上の絶縁膜同士がぶつかりあわない静電アクチュエータおよびそれを用いた搬送装置を提供する。【解決手段】基材表面に複数の帯状電極が形成されている固定子と、基材表面に複数の帯状電極が形成されている移動子とを対向させてなる静電アクチュエータにおいて、上記帯状電極同士がぶつかり合わないように、固定子および／または移動子の上記帯状電極部以外の表面部分に凸部が形成されている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材表面に複数の帯状電極が形成されている固定子と、基材表面に複数の帯状電極が形成されている移動子とを対向させてなる静電アクチュエータにおいて、固定子および／または移動子の上記帯状電極部以外の表面部分に凸部が形成さ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】
基材表面に複数の帯状電極が形成され、かつ該帯状電極が絶縁膜により被われている固定子と、基材表面に複数の帯状電極が形成され、かつ該帯状電極が絶縁膜により被われている移動子とを対向させてなる静電アクチュエータにおいて、固定子および／または移動子の上記帯状電極部以外の表面部分に凸部が形成されていることを特徴とする静電アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の静電アクチュエータを用いた搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電気力で駆動する静電アクチュエータ、およびそれを用いた搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
交流駆動両電極形静電アクチュエータと呼ばれるものを、図８に示す。本静電アクチュエータは、固定子１と移動子２の２つから構成される。固定子１、移動子２ともに、３相に結線された多数の帯状電極３を持ち、表面は絶縁膜４で覆われている。１つの３相正弦波を、固定子１、移動子２の両者に、それぞれ接続順が逆向きになるようにして印加する。これにより、固定子１、移動子２上には、それぞれ逆向きに進行する正弦波状の電位分布５が発生する。これら２つの電位分布の間に働く静電気力により、アクチュエータは駆動される。
【０００３】
従来、複数の帯状電極を配列した移動子と、複数の帯状電極を配列した固定子から成る静電アクチュエータを用いた搬送装置としては、前記移動子を被搬送物の移送部とすると共に、一端側を移動子側に取り付けてあり且つ他端側を固定子に対して移動可能に当接させてある接触子と、前記固定子に対する移動子の移動経路を電極配列方向の特定軌跡に規制するガイドと、前記固定子に作用する接触子を介した移動子側の重量を軽減させるべく、前記移動子に空気を吹き付ける移動子浮上手段とを具備させることが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、移動子と固定子の間の摩擦を軽減するために、移動子または／および固定子に凹凸パターンを設けるか、孔を設けた静電アクチュエータが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２０６２０４号公報（第４頁、第２図）
【特許文献２】
特開平４−３４０３７１号公報（第３―７頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１記載の静電アクチュエータを用いた搬送装置では、空気によって移動子を浮上させる浮上手段に異常が生じた場合、移動子と固定子とがぶつかり合う可能性がある。移動子および／または固定子の帯状電極上に絶縁膜がない場合、ぶつかり合うことにより、回路の短絡が発生する。移動子および／または固定子の帯状電極上に絶縁膜があった場合でも、ぶつかり合うことにより、移動子と固定子表面の絶縁膜に傷が入り、それが原因で絶縁破壊が生じる可能性がある。また、特許文献２記載の静電アクチュエータでは、移動子が移動する際に固定子と移動子が擦れ合うため、長期間使用していると絶縁膜が損傷する可能性があるという課題があった。特に移動子の重量が大きい場合には問題になると考えられる。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、移動子および／または固定子の帯状電極同士、もしくは帯状電極上の絶縁膜同士がぶつかりあわない静電アクチュエータおよびそれを用いた搬送装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明では、基材表面に複数の帯状電極が形成されている固定子と、基材表面に複数の帯状電極が形成されている移動子とを対向させてなる静電アクチュエータにおいて、固定子および／または移動子の上記帯状電極部以外の表面部分に凸部が形成されていることを特徴とする静電アクチュエータを提供する。
ここで凸部は線状に設けられていてもよいし、点状のものが設けられていてもよい。線状であれば、両端に設けることが好ましく，点状であれば少なくとも四隅に設けることが好ましい。仮に移動子と固定子とがぶつかり合った場合でも、帯状電極同士がぶつかり合うことが防止できる。また、絶縁膜が不要となるため、低コスト化に寄与することが出来る。
【０００８】
本発明の別の態様においては、基材表面に複数の帯状電極が形成され、かつ該帯状電極が絶縁膜により覆われている固定子と、基材表面に複数の帯状電極が形成され、かつ該帯状電極が絶縁膜により覆われている移動子とを対向させてなる静電アクチュエータにおいて、固定子および／または移動子の上記帯状電極部以外の表面部分に凸部が形成されていることを特徴とする静電アクチュエータを提供する。
仮に移動子と固定子とがぶつかり合った場合でも、絶縁膜同士がぶつかり合うことが防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好ましい態様につき、図に基づいて説明する。
図１は本発明にかかる実施例１の静電アクチュエータの正面図を示す図であり、図２はそのＡ視断面図である。図１において固定子１は、帯状電極３が形成されており、帯状電極３は絶縁膜４により覆われている。移動子２も同じように、帯状電極３が形成されており、帯状電極３は絶縁膜４により覆われている。移動子２は、更に外周部の表面両端に、線状の凸部６が設けられている。固定子１の絶縁膜４と移動子２の絶縁膜４とは、数μｍ〜数十μｍのギャップを介して配置されている。
また、凸部６は、前記ギャップよりも小さい数μｍ〜数十μｍの高さにしてある。この凸部６が設けられているため、固定子１と移動子２とがぶつかり合ったとしても、固定子１と移動子２に形成された絶縁膜４同士がぶつかり合うことがないため、絶縁膜４に傷が入ることはなく、絶縁破壊を生じることがない。
【００１０】
図３は本発明にかかる実施例２の静電アクチュエータの正面図を示す図であり、図４はそのＢ視断面図である。図３において固定子１は、帯状電極３が形成されている。移動子２も同じように、帯状電極３が形成されている。移動子２は、更に外周部の表面両端に、線状の凸部６が設けられている。この凸部６が設けられているため、固定子１と移動子２とがぶつかり合ったとしても、固定子１と移動子２に形成された帯状電極３同士がぶつかり合うことがないため、回路が短絡することはない。
図５は本発明にかかる実施例３の静電アクチュエータの正面図を示す図であり、図６はそのＣ視断面図である。図５において固定子１は、帯状電極３が形成されている。移動子２も同じように、帯状電極３が形成されている。移動子２は、更に外周部の表面４カ所にドット状の凸部６が設けられている。この凸部６が設けられているため、固定子１と移動子２とがぶつかり合ったとしても、固定子１と移動子２に形成された帯状電極３同士がぶつかり合うことがないため、回路が短絡することはない。
【００１１】
固定子１および移動子２の基材の材質としては、セラミックス、ガラスなどの剛性体を使用する。厚みは、数十μｍから数十ｍｍまで、要求される剛性等により、必要に応じて変更する。
帯状電極３の材質としては、金、銀、白金、銅、アルミニウム、チタン、クロム、タングステン、モリブデン、ＴｉＣ、ＩＴＯなどの電極材料を使用する。製法としては、メッキ、ＰＶＤ、ＣＶＤ、印刷、転写など、材料に応じた製法を採用する。厚みは、０．数μｍから数十μｍまで、材料や製法に合わせて調整する。
絶縁膜４の材質としては、セラミックス、ガラス、ポリイミドなどの絶縁材料を使用する。製法としては、ＰＶＤ、ＣＶＤ、印刷、ゾルゲル法、溶射法など、材料に応じた製法を採用する。厚みは、数μｍ〜数百μｍまで、材料や製法に合わせて調整する。
凸部６の形成方法としては、固定子１および／または移動子２の基材に、予め研削加工等により、帯状電極形成部が凹部になるようにしておくか、固定子１および／または移動子２の帯状電極部以外の部分、例えば外周部に、金属、セラミックス、ガラス、樹脂などの板材を貼り付けるか、ＰＶＤ、ＣＶＤ、印刷、ゾルゲル法、溶射法などで凸部６を形成する。凸部６の高さは、帯状電極３または絶縁膜４の厚さよりも大きく、固定子１と移動子２のギャップよりも小さい範囲で０．数μｍ〜数百μｍまで、材料や製法に合わせて調整する。固定子および移動子の両方に凸部を設け、かつ移動子と固定子がぶつかるときに両凸部が確実に接触する場合は両凸部合わせて上記の範囲に入ればよい。
【００１２】
図７は、本発明にかかる実施例１の静電アクチュエータを用いた搬送装置の側面図である。固定子１は、土台１０の上に固定されており、移動子２は、ガイド軸８に支えられたステージ７に固定されている。
図８は交流駆動両電極形静電アクチュエータの側面図である。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、万が一、移動子と固定とがぶつかり合ったとしても、移動子および／または固定子の帯状電極同士、もしくは帯状電極上の絶縁膜同士がぶつかりあわないので、回路の短絡や、絶縁破壊を防止する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる実施例１の正面図
【図２】本発明にかかる実施例１のＡ視断面図
【図３】本発明にかかる実施例２の正面図
【図４】本発明にかかる実施例２のＢ視断面図
【図５】本発明にかかる実施例３の正面図
【図６】本発明にかかる実施例３のＣ視断面図
【図７】本発明にかかる実施例１の静電アクチュエータを用いた搬送装置の側面図
【図８】交流駆動両電極形静電アクチュエータの側面図
【符号の説明】
１…固定子、２…移動子、３…帯状電極、４…絶縁膜、
５…正弦波状の電位分布、６…凸部、７…ステージ、
８…ガイド軸、９…支柱、１０…土台
【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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