(57)【要約】【課題】  静電モータの固定子用フィルム型電極と移動子用フィルム型電極間のギャップを保持するガラスビーズの偏在を防止し、ギャップを所定値に保持する。【解決手段】  移動子用フィルム型電極２の固定子用フィルム型電極１との対向面に、該対向面を複数の区画に区切る隔壁２０を設ける。該隔壁２０で移動子用フィルム型電極２と固定子用フィルム型電極１間に散布されたガラスビーズ１１を囲む。移動子用フィルム型電極２が固定子用フィルム型電極１に対して相対移動しても、ガラスビーズ１１は、隔壁を越えて移動することはない。よって、ガラスビーズ１１は、移動子用フィルム型電極２の固定子用フィルム型電極１との対向面において偏ることが防止され、対向面全体に分散されて配置されることになる。これにより、移動子用フィルム型電極２と固定子用フィルム型電極１間のギャップは全体的に均一に保持される。【選択図】          図６
2005210844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム状の固定子用フィルム型電極と移動子用フィルム型電極で構成され、該固定子用フィルム型電極と移動子用フィルム型電極の対向面間に微小粒体を散布して配置し固定子用フィルム型電極と移動子用フィルム型電極間のギャップを形成した静電モータにおいて、前記固定子用フィルム型電極又は移動子用フィルム型電極のどちらか一方の対向面に、前記微小粒体の直径より低い壁で形成された隔壁を設けて、該対向面を複数の区画に区切り、前記微小粒体を隔壁で区分し、前記微小粒体の移動を各区画内の隔壁内に制限したことを特徴とする静電モータ。
【請求項２】
前記微小粒体はガラスビーズである請求項１に記載の静電モータ。
【請求項３】
前記隔壁は、固定子用フィルム型電極又は移動子用フィルム型電極の外面を形成するフィルムと一体的に製造して構成される請求項１又は請求項２に記載の静電モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電気力を駆動源とする静電モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルム状に形成された固定子と移動子を有し、該固定子と移動子の電極にそれぞれ多相交流電圧を印加して、移動子用フィルムを固定子用フィルムに対して相対移動させるようにした静電モータがマイクロマシン等の駆動源として開発されている（例えば、特許文献１等参照）。  
従来の電磁力を利用する電機モータにおいては、磁気コイルや永久磁石等の磁力を発生させる部材を必要とし、小型に形成することが難しい。しかし、静電モータは、磁気コイルや永久磁石等の質量の大きい要素を必要としないことから、超小型のモータを形成することができマイクロマシンの駆動源等に利用される。  
静電モータは磁気コイルや永久磁石等を必要とせず、電極を平面状に配置することで固定子および移動子を形成することができる。そのために電磁力型のモータと比較して、より小体積で軽量なモータとすることができる。このメリットを生かすために固定子と移動子をフィルム状に形成している。そのため、固定子用フィルム型電極及び移動子用フィルム型電極は剛性がなくその間のギャップを固定子用フィルム型電極及び移動子用フィルム型電極自体で保持することができず、固定子用フィルム型電極と移動子用フィルム型電極との間にガラスビーズ等の微小粒体を散布してギャップを保持するように構成している（非特許文献１参照）。
【０００３】
図１は、直動型の静電モータの概要説明図である。図２は直動型の静電モータにおけるフィルム状の固定子用フィルム型電極と移動子用フィルム型電極の詳細な説明図である。又、図３は図２のＡ−Ａ’断面図である。固定子用フィルム型電極１には、絶縁体４中に導電性の帯状薄膜又は細いワイヤ等で形成された各相の電極部３が埋め込まれている。移動子用フィルム型電極２においても絶縁体５中にも同様な電極部６が埋め込まれている。図１〜図３に示す例は、固定子用フィルム型電極１及び移動子用フィルム型電極２を共に３相の交流電源に接続するものとして、３相交流電源の各相の端子にそれぞれ接続される電圧入力部７ａ，７ｂ，７ｃ及び８ａ，８ｂ，８ｃを備えている。図２に示すように、固定子用フィルム型電極１においては、３相交流電源の第１の相の端子に接続される電圧入力部７ａには通電路３ａ’を介して駆動用の各電極部３ａ，３ａ…が接続され、同様に、第２の相の端子に接続される電圧入力部７ｂには通電路３ｂ’を介して駆動用の各電極部３ｂ，３ｂ…が接続され、第３の相の端子に接続される電圧入力部７ｃには通電路３ｃ’を介して駆動用の各電極部３ｃ，３ｃ…が接続されている。なお、通電路３ｃ’は他の電極部や通電路と交差し接触することを防ぐため電極部が設けられた側とは反対側に配置されており、スルーホール導電部９を介して駆動用の各電極部３ｃ，３ｃと接続されている。そのため、図２では破線で示している。
【０００４】
移動子用フィルム型電極２においても、電極部６の配設は、固定子用フィルム型電極１と同様で、３相交流電源の第１の相の端子に接続される電圧入力部８ａには通電路６ａ’を介して駆動用の各電極部６ａ，６ａ…が接続されている。なお、図２においては、移動子用フィルム型電極２を構成するフィルムの裏面に設けられた電極部６は破線で示し表側に設けられた電極部６は実線で表している。第２の相の端子に接続される電圧入力部８ｂには通電路６ｂ’を介して駆動用の各電極部６ｂ，６ｂ…が接続され、第３の相の端子に接続される電圧入力部８ｃには通電路６ｃ’、スルーホール導電部１０を介して駆動用の各電極部６ｃ，６ｃ…が接続されている。
【０００５】
図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。固定子用フィルム型電極１は、ベースフィルム４ｂに通電路３ｃ’が接着剤、エッチング処理等で形成され、又該ベースフィルム４ｂに背中合わせに接着されるベースフィルム４ｃには、駆動用の電極部３ａ，３ｂ，３ｃ及び通電路３ａ’，３ｂ’が接着剤、エッチング処理等で形成されている。そして、その外側をカバーフィルム４ａで覆って絶縁層を形成している。すなわち、固定子用フィルム型電極１は、カバーフィルム４ａの層、通電路３ｃ’と接着剤の層、ベースフィルム４ｂの層、接着剤の層、ベースフィルム４ｃの層、駆動用の電極部３ａ，３ｂ，３ｃ及び通電路３ａ’，３ｂと接着剤の層、カバーフィルム４ａの層で形成されている。
【０００６】
移動子用フィルム型電極２も同様で、ベースフィルム５ｂに通電路６ｃ’が接着剤、エッチング処理等で形成され、又該ベースフィルム５ｂに背中合わせに接着されるベースフィルム５ｃには、駆動用の各電極部６ａ，６ｂ，６ｃ及び通電路６ａ’，６ｂ’が接着剤、エッチング処理等で形成されている。そして、その外側をカバーフィルム５ａで覆って絶縁層を形成している。移動子用フィルム型電極２は、カバーフィルム５ａの層、通電路６ｃ’と接着剤の層、ベースフィルム５ｂの層、接着剤の層、ベースフィルム５ｃの層、駆動用の各電極部６ａ，６ｂ，６ｃ及び通電路６ａ’，６ｂと接着剤の層、カバーフィルム５ａの層で形成されている。  
さらに、この固定子用フィルム型電極１と移動子用フィルム型電極２間には、ガラスビーズ１１が散布され、固定子用フィルム型電極１と移動子用フィルム型電極２間のギャップを保持している。
【０００７】
固定子用フィルム型電極１及び移動子用フィルム型電極２のそれぞれの端子には、多相交流電源（図に示す例では３相の交流電源）の各相端子を各電圧入力部７ａ，７ｂ，７ｃ、８ａ，８ｂ，８ｃに接続して、それぞれ進行波電界を発生させて、その進行波電界の差によって移動子用フィルム型電極２を固定子用フィルム型電極１に対して直動させる。
【０００８】
又、図４は、回転型静電モータの概要説明図である。固定子用フィルム型電極１には、絶縁体４中に導電性の帯状薄膜又は細いワイヤ等で形成された各相の電極部３が放射状に配列されて埋め込まれている。同様に、移動子用フィルム型電極２にも絶縁体５中に各相電極部６が放射状に配列されて埋め込まれている。そして、固定子用フィルム型電極１と移動子用フィルム型電極２間には、ガラスビーズが散布され、固定子用フィルム型電極１と移動子用フィルム型電極２間のギャップが保持されるように構成されている。この回転型静電モータは、各相電極部３，６が放射状に配置されている点が図１〜図３で示した直動型静電モータと異なるのみで、他は直動型静電モータと同一の構成であり、対応する各要素に対して同一符号を付している。この回転型静電モータも、固定子用フィルム型電極１及び移動子用フィルム型電極２にそれぞれ多相交流電源を接続しそれぞれ進行波電界を発生させて、その進行波電界の差によって移動子用フィルム型電極を固定子用フィルム型電極に対して回転運動させるものである。  
さらに、大きな力を発生させるために、図１、図４に示した固定子用フィルム型電極と移動子用フィルム型電極の１組とし複数組みを積層し、固定子用フィルム型電極及び移動子用フィルム型電極をそれぞれ互いに連結して、大きな力を発生させる積層型の静電モータが形成される。
【０００９】
【特許文献１】特開平６−７８５６６号公報
【非特許文献１】山本晃生、新野俊樹、樋口俊郎「高出力静電リニアモータを用いた高精度位置決め制御」精密工学会誌Ｖｏｌ．６４．Ｎｏ．９．１９９８年，第Ａ−１５２〜Ａ−１５６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
移動子用フィルム型電極は固定子用フィルム型電極に対して移動するものであり、この固定子用フィルム型電極と移動子用フィルム型電極間のギャップを管理するためにその対向面間に散布された微小粒体のガラスビーズは、フリーの状態で固定子用フィルム型電極と移動子用フィルム型電極間に介在するものであることにより、移動子用フィルム型電極が移動することによりガラスビーズが偏り、偏在するという現象が生じるという問題があった。ガラスビーズが固定子用フィルム型電極と移動子用フィルム型電極間で偏在すると、固定子用フィルム型電極と移動子用フィルム型電極間のギャップが一様でなくなりモータの特性が変わってしまうことになる。しかし、従来は、このガラスビーズによるギャップ管理しか方法がない。また、ガラスビーズを使用しない場合には固定子用フィルム型電極及び移動子用フィルム型電極のフィルムが互いに接し摺動することになるから、フィルムが破損するという問題が生じる。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、ガラスビーズの偏在を解消し、固定子用フィルム型電極と移動子用フィルム型電極間のギャップを所定値に保持できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、フィルム状の固定子用フィルム型電極と移動子用フィルム型電極で構成され、該固定子用フィルム型電極と移動子用フィルム型電極の対向面間にガラスビーズ等の微小粒体を散布して配置し固定子用フィルム型電極と移動子用フィルム型電極間のギャップを形成した静電モータに関するもので、前記固定子用フィルム型電極又は移動子用フィルム型電極のどちらか一方の対向面に、前記微小粒体の直径より低い壁で形成された隔壁を設けて、該対向面を複数の区画に区切り、前記微小粒体を隔壁で区分し、前記微小粒体の移動を各区画内の隔壁内に制限しすることにより、微小粒体を固定子用フィルム型電極と移動子用フィルム型電極の対向面に全面的に概略均一に配置させて偏在を防止して固定子用フィルム型電極と移動子用フィルム型電極間のギャップを全体的に均一に保持するようにした。また、前記隔壁は、固定子用フィルム型電極又は移動子用フィルム型電極の外面を形成するフィルムと一体的に製造して構成する。
【発明の効果】
【００１３】
移動子用フィルム型電極が固定子用フィルム型電極に対して相対移動しても、ガラスビーズ等の微小粒体は隔壁によってその移動が制限されるから、微小粒体は常に固定子用フィルム型電極と移動子用フィルム型電極の対向面に全面に亘って概略均一に保持されることになるから、固定子用フィルム型電極と移動子用フィルム型電極間のギャップは全面的に均一に保たれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図５は、本発明の一実施形態における移動子用フィルム型電極２の正面図である。すなわち、移動子用フィルム型電極２の固定子用フィルム型電極１に対向する面を正面から見た図である。また、図６は、固定子用フィルム型電極１と移動子用フィルム型電極２の断面図である。この図５、図６に示されるように、移動子用フィルム型電極２には、該移動子用フィルム型電極２の表面から突出して壁を形成しガラスビーズ１１を囲む隔壁２０が設けられている。この隔壁２０の高さは、固定子用フィルム型電極１と移動子用フィルム型電極２間のギャップに散布されるこのガラスビーズ１１の直径よりも低い壁で形成されるものである。この隔壁２０によって固定子用フィルム型電極１と移動子用フィルム型電極２のギャップ空間は複数の区画に区切られ、ガラスビーズ１１は、各区画の隔壁２０内で自由に移動できるが、この隔壁２０を越えて移動することはできない。
【００１５】
図７は、本発明の実施形態と比較するための従来の静電モータにおける固定子用フィルム型電極１及び移動子用フィルム型電極２の断面図である。この図７と本発明の実施形態である図６と比較して明らかのように、固定子用フィルム型電極１と移動子用フィルム型電極２間に散布されたガラスビーズ１１は、図７においては、その移動を制限するものがなく、移動子用フィルム型電極２が固定子用フィルム型電極１に対して相対移動するにつれて、ガラスビーズ１１も移動し偏在する可能性が大きい。
【００１６】
しかし、図６に示すように本発明の実施形態では、隔壁２０によって、ガラスビーズ１１の移動が規制されていることから、移動子用フィルム型電極２が移動し、該移動によってガラスビーズ１１が移動しようとしても、隔壁２０によってその移動範囲が制限されることになるから、ガラスビーズ１１は偏ることはなく、固定子用フィルム型電極１と移動子用フィルム型電極２の対向面にほぼ均一に分散配置されることになる。その結果、固定子用フィルム型電極１と移動子用フィルム型電極２間のギャップは全面的な均一に保持されることになる。
【００１７】
なお、上述した実施形態では、隔壁２０を移動子用フィルム型電極１の固定子用フィルム型電極１との対向面側に配設したが、固定子用フィルム型電極１に設けてもよい。すなわち固定子用フィルム型電極１の移動子用フィルム型電極２との対向面に隔壁を設けても同一の作用効果を得ることができる。又、隔壁２０を本実施形態では、独立した閉鎖壁で形成したが、格子状に壁を設けて隔壁としてもよい。さらにこの隔壁２０は、固定子用フィルム型電極又は移動子用フィルム型電極の外皮となるカバーフィルム４ａ，５ａを製造する際に該カバーフィルム４ａ，５ａと共に一体的に製造しておけばよく、容易に隔壁２０を形成することができる。  
又、上述した実施形態では、固定子用フィルム型電極と移動子用フィルム型電極間にガラスビーズを散布して配置させたが、このガラスビーズに変えて、他の材質の微小粒体でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を適用する直動型静電モータの概略説明図である。
【図２】同直動型静電モータにおけるフィルム状の固定子用フィルム型電極と移動子用フィルム型電極の詳細な説明図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ’断面図である。
【図４】本発明を適用する回転型静電モータの概略説明図である。
【図５】本発明の一実施形態における移動子用フィルム型電極の正面図である。
【図６】同実施形態における固定子用フィルム型電極と移動子用フィルム型電極で構成される静電モータの断面図である。
【図７】従来の静電モータの断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  固定子用フィルム型電極
２  移動子用フィルム型電極
３，６  電極部
４，５  絶縁体
７ａ，７ｂ，７ｃ，８ａ，８ｂ，８ｃ  電圧入力部
９，１０  スルーホール導電部
１１  ガラスビーズ
２０  隔壁
【図１】
2005210844.tif 000003
【図２】
2005210844.tif 000004
【図３】
2005210844.tif 000005
【図４】
2005210844.tif 000006
【図５】
2005210844.tif 000007
【図６】
2005210844.tif 000008
【図７】
2005210844.tif 000009