JP3306157B2 - 電動伸縮装置 - Google Patents
電動伸縮装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は伸縮装置、特に電動で
伸縮するロボットの筋肉の伸縮に関するものである。
伸縮するロボットの筋肉の伸縮に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ロボット等を動かすためにはモ−
タ等で直接駆動したり、外部の駆動装置からワイヤ、油
圧又は空気圧により駆動する等の機械的な駆動を行って
いた。
タ等で直接駆動したり、外部の駆動装置からワイヤ、油
圧又は空気圧により駆動する等の機械的な駆動を行って
いた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、モ−タ
で直接駆動する場合、ロボットに内蔵可能なモ−タでは
トルクが足りず、十分なトルクを得るためにはモ−タを
大きくしていたが、モ−タを大きくすると重量が増し装
置が大きくなる。外部の駆動装置からワイヤ等で引っ張
ったり、油圧又は空気圧を介して駆動する場合、外部の
駆動装置が大きくなり、且つ、稼動部単体で駆動できな
い。
で直接駆動する場合、ロボットに内蔵可能なモ−タでは
トルクが足りず、十分なトルクを得るためにはモ−タを
大きくしていたが、モ−タを大きくすると重量が増し装
置が大きくなる。外部の駆動装置からワイヤ等で引っ張
ったり、油圧又は空気圧を介して駆動する場合、外部の
駆動装置が大きくなり、且つ、稼動部単体で駆動できな
い。
【０００４】また、ロボットの用途が多様化するに従い
その動きも複雑になり、人間のような複雑な動きに対応
する伸縮装置が望まれている。
その動きも複雑になり、人間のような複雑な動きに対応
する伸縮装置が望まれている。
【０００５】この発明はかかる短所を解消するためにな
されたものであり、人間の筋肉の大きさで、且つ、単体
で動作し、ロボットの稼動部に取り付けることで人間の
筋肉の複雑な動きを伸縮動作により再現する電動伸縮装
置を得ることを目的とするものである。
されたものであり、人間の筋肉の大きさで、且つ、単体
で動作し、ロボットの稼動部に取り付けることで人間の
筋肉の複雑な動きを伸縮動作により再現する電動伸縮装
置を得ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電動伸縮
装置は、ピストン状電極と、シリンダと、電極と、電解
質溶液又は導電性液体と、空気溜りとを有し、ピストン
状電極は、角柱上に形成され、端部に開口部を有し、先
端が封止された複数の細長い穴を有する電極本体と、電
極本体の複数の細長い穴の開口部を有する端面と複数の
細長い穴の表面に形成された酸化皮膜とを有し、シリン
ダはピストン状電極の複数の細長い穴の開口部側と嵌合
し、ピストン状電極が滑動するシリンダ胴を有し、電極
は平板からなりシリンダ胴の封止面に取り付けられ、電
解質溶液又は導電性液体はシリンダ胴に嵌合したピスト
ン状電極と電極を有するシリンダ胴の封止面との間に封
止され、一部がピストン状電極の複数の細長い穴に入り
込み、空気溜りはピストン状電極の複数の細長い穴に入
り込んだ電解質溶液又は導電性液体と複数の細長い穴の
先端封止部との間に設けられ、電解質溶液又は導電性液
体により圧縮された空気を有し、電極本体と電極の間に
直流電圧を印加して静電力によりピストン状電極を平衡
状態から電極側に吸引し、電極本体と電極を同電位にし
て空気溜りの空気圧によりピストン状電極を平衡状態に
戻すことを特徴とする。
装置は、ピストン状電極と、シリンダと、電極と、電解
質溶液又は導電性液体と、空気溜りとを有し、ピストン
状電極は、角柱上に形成され、端部に開口部を有し、先
端が封止された複数の細長い穴を有する電極本体と、電
極本体の複数の細長い穴の開口部を有する端面と複数の
細長い穴の表面に形成された酸化皮膜とを有し、シリン
ダはピストン状電極の複数の細長い穴の開口部側と嵌合
し、ピストン状電極が滑動するシリンダ胴を有し、電極
は平板からなりシリンダ胴の封止面に取り付けられ、電
解質溶液又は導電性液体はシリンダ胴に嵌合したピスト
ン状電極と電極を有するシリンダ胴の封止面との間に封
止され、一部がピストン状電極の複数の細長い穴に入り
込み、空気溜りはピストン状電極の複数の細長い穴に入
り込んだ電解質溶液又は導電性液体と複数の細長い穴の
先端封止部との間に設けられ、電解質溶液又は導電性液
体により圧縮された空気を有し、電極本体と電極の間に
直流電圧を印加して静電力によりピストン状電極を平衡
状態から電極側に吸引し、電極本体と電極を同電位にし
て空気溜りの空気圧によりピストン状電極を平衡状態に
戻すことを特徴とする。
【０００７】この発明に係る第２の電動伸縮装置は、ピ
ストン状電極と、シリンダと、電極と、電解質溶液又は
導電性液体と、空気溜りとを有し、ピストン状電極は、
角柱上に形成され、両端に開口部を有し、先端が封止さ
れた複数の細長い穴を有する電極本体と、電極本体の両
端面と複数の細長い穴の表面に形成された酸化皮膜とを
有し、シリンダは長手方向の中央に封止面を有し、封止
面の両側にピストン状 電極の複数の細長い穴の開口部側
と嵌合し、ピストン状電極が滑動するシリンダ胴を有
し、電極は平板からなりシリンダの中央の封止面の両側
に互いに絶縁して取り付けられ、電解質溶液又は導電性
液体はシリンダ胴に嵌合したピストン状電極と電極を有
するシリンダ胴の封止面との間に封止され、一部がピス
トン状電極の複数の細長い穴に入り込み、空気溜りはピ
ストン状電極の複数の細長い穴に入り込んだ電解質溶液
又は導電性液体と複数の細長い穴の先端封止部との間に
設けられ、電解質溶液又は導電性液体により圧縮された
空気を有し、電極本体と電極の間に直流電圧を印加して
静電力によりピストン状電極を平衡状態から電極側に吸
引し、電極本体と電極を同電位にして空気溜りの空気圧
によりピストン状電極を平衡状態に戻すことを特徴とす
る
ストン状電極と、シリンダと、電極と、電解質溶液又は
導電性液体と、空気溜りとを有し、ピストン状電極は、
角柱上に形成され、両端に開口部を有し、先端が封止さ
れた複数の細長い穴を有する電極本体と、電極本体の両
端面と複数の細長い穴の表面に形成された酸化皮膜とを
有し、シリンダは長手方向の中央に封止面を有し、封止
面の両側にピストン状 電極の複数の細長い穴の開口部側
と嵌合し、ピストン状電極が滑動するシリンダ胴を有
し、電極は平板からなりシリンダの中央の封止面の両側
に互いに絶縁して取り付けられ、電解質溶液又は導電性
液体はシリンダ胴に嵌合したピストン状電極と電極を有
するシリンダ胴の封止面との間に封止され、一部がピス
トン状電極の複数の細長い穴に入り込み、空気溜りはピ
ストン状電極の複数の細長い穴に入り込んだ電解質溶液
又は導電性液体と複数の細長い穴の先端封止部との間に
設けられ、電解質溶液又は導電性液体により圧縮された
空気を有し、電極本体と電極の間に直流電圧を印加して
静電力によりピストン状電極を平衡状態から電極側に吸
引し、電極本体と電極を同電位にして空気溜りの空気圧
によりピストン状電極を平衡状態に戻すことを特徴とす
る
【０００８】上記電動伸縮装置を複数段直列に接続する
と良い。
と良い。
【０００９】
【作用】この発明の電動伸縮装置は、先端が封止された
複数の細長い穴があり表面に酸化皮膜を有するピストン
状電極と、ピストン状電極の複数の細長い穴の開口部側
と嵌合し、ピストン状電極が滑動するシリンダ胴を有す
るシリンダと、シリンダ胴の封止面に取り付けられた電
極と、ピストン状電極とシリンダとの間にはさみ込んだ
電解質溶液又は導電性液体と、ピストン状電極の複数の
細長い穴の先端封止部と電解質溶液又は導電性液体の先
端部に形成された空気溜りを有する。このピストン状電
極とシリンダの電極に異なった電圧を加えると、シリン
ダの電極に接している導電性液体が帯電し、酸化皮膜が
誘電体として働き、ピストン状電極との間に引力が働
く。導電性液体が引力により先端が封止された細長い穴
の奥に入り、ピストン状電極を平衡状態から電極側に吸
引する。この状態でピストン状電極と電極を同電位にす
ると、空気溜りの空気圧によりピストン状電極を平衡状
態に戻す。
複数の細長い穴があり表面に酸化皮膜を有するピストン
状電極と、ピストン状電極の複数の細長い穴の開口部側
と嵌合し、ピストン状電極が滑動するシリンダ胴を有す
るシリンダと、シリンダ胴の封止面に取り付けられた電
極と、ピストン状電極とシリンダとの間にはさみ込んだ
電解質溶液又は導電性液体と、ピストン状電極の複数の
細長い穴の先端封止部と電解質溶液又は導電性液体の先
端部に形成された空気溜りを有する。このピストン状電
極とシリンダの電極に異なった電圧を加えると、シリン
ダの電極に接している導電性液体が帯電し、酸化皮膜が
誘電体として働き、ピストン状電極との間に引力が働
く。導電性液体が引力により先端が封止された細長い穴
の奥に入り、ピストン状電極を平衡状態から電極側に吸
引する。この状態でピストン状電極と電極を同電位にす
ると、空気溜りの空気圧によりピストン状電極を平衡状
態に戻す。
【００１０】この電動伸縮装置を複数組直列に接続する
ことにより伸縮距離を長くすることができる。
ことにより伸縮距離を長くすることができる。
【００１１】また、同一シリンダ又は同一ピストン状電
極に互いに対称となるように絶縁された二つの電極を有
し、ピストン状電極と対向するシリンダの電極とを互い
に別々に接続することにより、並列的な結合となり、そ
の結合に比例して収縮力を増大できる。
極に互いに対称となるように絶縁された二つの電極を有
し、ピストン状電極と対向するシリンダの電極とを互い
に別々に接続することにより、並列的な結合となり、そ
の結合に比例して収縮力を増大できる。
【００１２】さらに、ピストン状電極と対向するシリン
ダの電極とに互いに極性が逆な電圧をかけるよう接続し
たので、収縮力を増大できる。
ダの電極とに互いに極性が逆な電圧をかけるよう接続し
たので、収縮力を増大できる。
【００１３】
【実施例】図１はこの発明の一実施例を示す電動伸縮装
置の構成図である。図に示すように、電動伸縮装置はピ
ストン状電極１ａ〜１ｄ、シリンダ２ａ〜２ｃ、シリン
ダ２ａ〜２ｃに装着された電極３ａ〜３ｆ、電解質溶液
又は導電性液体４ａ〜４ｆと、仕切板５ａ〜５ｃ、シリ
ンダ２ａ，２ｃに装着された電極３ｂ，３ｅに接続する
導線６、シリンダ２ａ〜２ｃに装着された電極３ａ，３
ｃ，３ｄ，３ｆ接続する導線７、ピストン状電極１ａ〜
１ｄに接続する導線８、シリンダ２ａ〜２ｃを固定する
シリンダホルダ９ｂ及びピストン状電極１ａ〜１ｄを固
定するピストンホルダ１０ａ，１０ｂを有する。
置の構成図である。図に示すように、電動伸縮装置はピ
ストン状電極１ａ〜１ｄ、シリンダ２ａ〜２ｃ、シリン
ダ２ａ〜２ｃに装着された電極３ａ〜３ｆ、電解質溶液
又は導電性液体４ａ〜４ｆと、仕切板５ａ〜５ｃ、シリ
ンダ２ａ，２ｃに装着された電極３ｂ，３ｅに接続する
導線６、シリンダ２ａ〜２ｃに装着された電極３ａ，３
ｃ，３ｄ，３ｆ接続する導線７、ピストン状電極１ａ〜
１ｄに接続する導線８、シリンダ２ａ〜２ｃを固定する
シリンダホルダ９ｂ及びピストン状電極１ａ〜１ｄを固
定するピストンホルダ１０ａ，１０ｂを有する。
【００１４】ピストン状電極１ａ〜１ｄは例えば純粋な
アルミニュ−ムで形成されたものを酸化液に浸し、表面
に数十Åの酸化皮膜を形成し絶縁体としたもので、図２
の斜視図に示すように、先端が封止された複数の細長い
穴１１を持ち、図１に示すように左右対称な二組の電極
を持ち、矢印Ｂ方向に滑動自在になっている。ピストン
状電極１ａ〜１ｄの先端が封止された細長い穴１１の奥
の部分には、例えば少量の空気が入っている空気溜りを
有し、導電性液体４ａ〜４ｆが奥まで入らないようにな
っている。シリンダ２ａ〜２ｃはピストン状電極１ａ〜
１ｄの一部を囲むように取り付けられ、内部に電極３ａ
〜３ｆ、仕切板５ａ〜５ｃを有する。電極３ａ〜３ｆは
ピストン状電極１ａ〜１ｄに対応する位置で、各シリン
ダ２ａ〜２ｃに互いに対になった位置に取り付けられて
いる。導電性液体４ａ〜４ｆはそれぞれピストン状電極
１ａ〜１ｄとシリンダ２ａ〜２ｃの間に詰められ、ピス
トン状電極１ａ〜１ｃの先端が封止された細長い穴１１
の中に入ったりして装置を伸縮させる。仕切板５ａ〜５
ｃはシリンダ２ａ〜２ｃの中央に位置し、各シリンダ２
ａ〜２ｃの対になった位置にある電極３ａ〜３ｆの間を
絶縁するように配置されている。シリンダホルダ９ｂは
隣接する３組のシリンダ２ａ〜２ｃに固定されている。
ピストンホルダ１０ａはピストン状電極１ｂとその左側
２つ計３つの連続するピストン状電極に固定されてい
る。ピストンホルダ１０ｂはピストン状電極１ｃとその
右側２つ計３つの連続するピストン状電極に固定されて
いる。図５のシリンダホルダ及びピストンホルダの接続
図に示すように、シリンダホルダ９ａ及びピストンホル
ダ１０ａ，１０ｂは互いにシリンダ２ａ〜２ｃ及びピス
トン状電極１ａ〜１ｄを鎖のように交互になるように支
え、電動伸縮装置の直線性を保っている。
アルミニュ−ムで形成されたものを酸化液に浸し、表面
に数十Åの酸化皮膜を形成し絶縁体としたもので、図２
の斜視図に示すように、先端が封止された複数の細長い
穴１１を持ち、図１に示すように左右対称な二組の電極
を持ち、矢印Ｂ方向に滑動自在になっている。ピストン
状電極１ａ〜１ｄの先端が封止された細長い穴１１の奥
の部分には、例えば少量の空気が入っている空気溜りを
有し、導電性液体４ａ〜４ｆが奥まで入らないようにな
っている。シリンダ２ａ〜２ｃはピストン状電極１ａ〜
１ｄの一部を囲むように取り付けられ、内部に電極３ａ
〜３ｆ、仕切板５ａ〜５ｃを有する。電極３ａ〜３ｆは
ピストン状電極１ａ〜１ｄに対応する位置で、各シリン
ダ２ａ〜２ｃに互いに対になった位置に取り付けられて
いる。導電性液体４ａ〜４ｆはそれぞれピストン状電極
１ａ〜１ｄとシリンダ２ａ〜２ｃの間に詰められ、ピス
トン状電極１ａ〜１ｃの先端が封止された細長い穴１１
の中に入ったりして装置を伸縮させる。仕切板５ａ〜５
ｃはシリンダ２ａ〜２ｃの中央に位置し、各シリンダ２
ａ〜２ｃの対になった位置にある電極３ａ〜３ｆの間を
絶縁するように配置されている。シリンダホルダ９ｂは
隣接する３組のシリンダ２ａ〜２ｃに固定されている。
ピストンホルダ１０ａはピストン状電極１ｂとその左側
２つ計３つの連続するピストン状電極に固定されてい
る。ピストンホルダ１０ｂはピストン状電極１ｃとその
右側２つ計３つの連続するピストン状電極に固定されて
いる。図５のシリンダホルダ及びピストンホルダの接続
図に示すように、シリンダホルダ９ａ及びピストンホル
ダ１０ａ，１０ｂは互いにシリンダ２ａ〜２ｃ及びピス
トン状電極１ａ〜１ｄを鎖のように交互になるように支
え、電動伸縮装置の直線性を保っている。
【００１５】次に、このように構成された電動伸縮装置
の動作を説明する前に、図３に示す細長い穴１１の奥の
拡大図を参照して動作原理を説明する。
の動作を説明する前に、図３に示す細長い穴１１の奥の
拡大図を参照して動作原理を説明する。
【００１６】図３では空気による影響を小さいものとし
て考える。シリンダ２ａの電極３ａをプラス極にして、
ピストン状電極１ａをマイナス極にして電圧Ｖを掛ける
と、シリンダ２ａの電極３ａに接している導電性液体４
ａはプラスに帯電する。ここで、ピストン状電極１ａを
被っている酸化皮膜１２は誘電体としての働きをするの
で、酸化皮膜１２の比誘電率をε、真空での有伝率をε
０、酸化皮膜１２の厚さをｄ、導電性液体４ａの先端の
表面積をＳとすると、その静電容量Ｃはほぼ（εε
０Ｓ）／ｄとなる。ＣＶ２／２ｄの引力が働くでの、ピ
ストン状電極１ａとシリンダ２ａの電極３ａとの間にε
ＳＶ２／２ｄ２に近似した引力が働く。ここで、ｄ＝５
０Å、ε＝８として、図１のピストン状電極１ａの先端
が封止された細長い穴１１の断面の一辺が１０μｍの正
方形で、２０μｍ毎に並んでいるとし、ピストン状電極
１ａの断面の一辺が２ｃｍの正方形とすると、Ｖ＝１０
（ｖ）で１０〜３０Ｎの引力が発生する。
て考える。シリンダ２ａの電極３ａをプラス極にして、
ピストン状電極１ａをマイナス極にして電圧Ｖを掛ける
と、シリンダ２ａの電極３ａに接している導電性液体４
ａはプラスに帯電する。ここで、ピストン状電極１ａを
被っている酸化皮膜１２は誘電体としての働きをするの
で、酸化皮膜１２の比誘電率をε、真空での有伝率をε
０、酸化皮膜１２の厚さをｄ、導電性液体４ａの先端の
表面積をＳとすると、その静電容量Ｃはほぼ（εε
０Ｓ）／ｄとなる。ＣＶ２／２ｄの引力が働くでの、ピ
ストン状電極１ａとシリンダ２ａの電極３ａとの間にε
ＳＶ２／２ｄ２に近似した引力が働く。ここで、ｄ＝５
０Å、ε＝８として、図１のピストン状電極１ａの先端
が封止された細長い穴１１の断面の一辺が１０μｍの正
方形で、２０μｍ毎に並んでいるとし、ピストン状電極
１ａの断面の一辺が２ｃｍの正方形とすると、Ｖ＝１０
（ｖ）で１０〜３０Ｎの引力が発生する。
【００１７】次に、電動伸縮装置の一つの構成要素の動
きを図４の工程図を参照して説明する。
きを図４の工程図を参照して説明する。
【００１８】図４（ａ）の状態では導電性液体４ａ，４
ｂはそれぞれピストン状電極１ａ、１ｂの先端が封止さ
れた細長い穴１１に毛細管現象により入り込み、その細
長い穴１１に存在している空気溜りの空気を圧縮して平
衡状態になっている。
ｂはそれぞれピストン状電極１ａ、１ｂの先端が封止さ
れた細長い穴１１に毛細管現象により入り込み、その細
長い穴１１に存在している空気溜りの空気を圧縮して平
衡状態になっている。
【００１９】シリンダ２ａの電極３ａをプラス極にし、
ピストン状電極１ａ、１ｂ、シリンダ２ａの電極３ｂを
マイナス極にして電圧を加えると、シリンダ２ａの電極
３ａに接している導電性液体４ａはプラスに帯電する。
ここで、ピストン状電極１ａ、１ｂを被っている酸化皮
膜１２は誘電体の働きをするので、導電性液体４ａとピ
ストン状電極１ａの間に引力が発生する。図４（ｂ）に
示すように、導電性液体４ａに働く引力と毛細管内空気
の反発力が平衡になるまで導電性液体４ａは空気溜りの
空気を圧縮し、導電性液体４ａの先端が封止された細長
い穴１１に入り込む。ピストン状電極１ａとシリンダ２
ａの電極３ａは近づき全体の長さは短くなる。
ピストン状電極１ａ、１ｂ、シリンダ２ａの電極３ｂを
マイナス極にして電圧を加えると、シリンダ２ａの電極
３ａに接している導電性液体４ａはプラスに帯電する。
ここで、ピストン状電極１ａ、１ｂを被っている酸化皮
膜１２は誘電体の働きをするので、導電性液体４ａとピ
ストン状電極１ａの間に引力が発生する。図４（ｂ）に
示すように、導電性液体４ａに働く引力と毛細管内空気
の反発力が平衡になるまで導電性液体４ａは空気溜りの
空気を圧縮し、導電性液体４ａの先端が封止された細長
い穴１１に入り込む。ピストン状電極１ａとシリンダ２
ａの電極３ａは近づき全体の長さは短くなる。
【００２０】元の長さに戻すときには、シリンダ２ａの
電極３ａとピストン状電極１ａに同電圧を加えると、シ
リンダ２ａの電極３ａに接している導電性液体４ａは放
電し、導電性液体４ａとピストン状電極１ａの間の酸化
皮膜１２による引力が消滅する。ピストン状電極１ａの
細長い穴１１の先端の圧縮されていた空気溜りの空気は
元に戻ろうとするため、最初の平衡状態の位置まで導電
性液体４ａを押し戻す。ピストン状電極１ａとシリンダ
２ａの電極３ａの間隔は初期状態に戻り、全体の長さは
元の長さまで伸びる。
電極３ａとピストン状電極１ａに同電圧を加えると、シ
リンダ２ａの電極３ａに接している導電性液体４ａは放
電し、導電性液体４ａとピストン状電極１ａの間の酸化
皮膜１２による引力が消滅する。ピストン状電極１ａの
細長い穴１１の先端の圧縮されていた空気溜りの空気は
元に戻ろうとするため、最初の平衡状態の位置まで導電
性液体４ａを押し戻す。ピストン状電極１ａとシリンダ
２ａの電極３ａの間隔は初期状態に戻り、全体の長さは
元の長さまで伸びる。
【００２１】次に、この構成要素を複数つないだときの
動作を図５の構成図を参照して説明する。
動作を図５の構成図を参照して説明する。
【００２２】電動伸縮装置を縮めるときには、導線６、
８を同電位にして、導線７を異なった電位にする。導電
性液体４ａ，４ｃ，４ｄ，４ｆは帯電し、ピストン状電
極１ａとシリンダ２ａ、ピストン状電極１ｂとシリンダ
２ｂ、ピストン状電極１ｄとシリンダ２ｄ、ピストン状
電極１ｅとシリンダ２ｅの間が縮み、電動伸縮装置全体
が縮む。このとき、各ピストン状電極１ａ〜１ｄはそれ
ぞれ一つの電極を左右二つの電極であるかのような形状
をしているため、収縮する力は単純に直列に接続した場
合の二倍になる。
８を同電位にして、導線７を異なった電位にする。導電
性液体４ａ，４ｃ，４ｄ，４ｆは帯電し、ピストン状電
極１ａとシリンダ２ａ、ピストン状電極１ｂとシリンダ
２ｂ、ピストン状電極１ｄとシリンダ２ｄ、ピストン状
電極１ｅとシリンダ２ｅの間が縮み、電動伸縮装置全体
が縮む。このとき、各ピストン状電極１ａ〜１ｄはそれ
ぞれ一つの電極を左右二つの電極であるかのような形状
をしているため、収縮する力は単純に直列に接続した場
合の二倍になる。
【００２３】縮んだ電動伸縮装置を伸ばすときには、導
線７、８を同電位にして、導線６を異なった電位にす
る。導電性液体４ｂ，４ｅは帯電し、ピストン状電極１
ｂとシリンダ２ａ、ピストン状電極１ｃとシリンダ２ｃ
の間が縮む。導電性液体４ａ，４ｃ，４ｄ，４ｆは自然
放電に比べ素早く放電し、縮んでいたピストン状電極１
ａとシリンダ２ａ、ピストン状電極１ｂとシリンダ２
ｂ、ピストン状電極１ｃとシリンダ２ａ、ピストン状電
極１ｄとシリンダ２ｃの間の引力がなくなり、圧縮され
ていた空気が膨張し、その間隔が広がる。二個所縮み四
個所伸びるので装置全体が伸びる。
線７、８を同電位にして、導線６を異なった電位にす
る。導電性液体４ｂ，４ｅは帯電し、ピストン状電極１
ｂとシリンダ２ａ、ピストン状電極１ｃとシリンダ２ｃ
の間が縮む。導電性液体４ａ，４ｃ，４ｄ，４ｆは自然
放電に比べ素早く放電し、縮んでいたピストン状電極１
ａとシリンダ２ａ、ピストン状電極１ｂとシリンダ２
ｂ、ピストン状電極１ｃとシリンダ２ａ、ピストン状電
極１ｄとシリンダ２ｃの間の引力がなくなり、圧縮され
ていた空気が膨張し、その間隔が広がる。二個所縮み四
個所伸びるので装置全体が伸びる。
【００２４】なお、ピストン状電極１ａ〜１ｄの先端が
封止された細長い穴１１の径を小さくし、密度を高める
と、伸縮の力は大きくなる。
封止された細長い穴１１の径を小さくし、密度を高める
と、伸縮の力は大きくなる。
【００２５】なお、上記実施例では、対向するピストン
状電極３ａ，３ｂ及び３ｅ，３ｆに加える電圧を変えた
が、極性を変えるようにしても良い。この場合、放電の
時間を短くすることができる。
状電極３ａ，３ｂ及び３ｅ，３ｆに加える電圧を変えた
が、極性を変えるようにしても良い。この場合、放電の
時間を短くすることができる。
【００２６】また、上記実施例でシリンダホルダあるい
はピストンホルダの形状を変えることにより曲線に対応
することができる。
はピストンホルダの形状を変えることにより曲線に対応
することができる。
【００２７】また、シリンダ２ａ〜２ｃの電極３ａ〜３
ｆを絶縁したが、シリンダ２ａ〜２ｃの電極３ａ〜３ｆ
をそれぞれシリンダ２ａ〜２ｃの内部で接続して、ピス
トン状電極１ａ〜１ｄをそれぞれ二つの電極に分けて絶
縁するようにしても良い。
ｆを絶縁したが、シリンダ２ａ〜２ｃの電極３ａ〜３ｆ
をそれぞれシリンダ２ａ〜２ｃの内部で接続して、ピス
トン状電極１ａ〜１ｄをそれぞれ二つの電極に分けて絶
縁するようにしても良い。
【００２８】
【発明の効果】この発明は以上説明したように、ピスト
ン状電極とシリンダの電極に電圧を加えると、シリンダ
の電極に接している電解質溶液や導電性液体が帯電し、
ピストン状電極との間に引力が働く。電解質溶液や導電
性液体が引力により先端が封止された細長い穴の奥に入
り、ピストン状電極がシリンダの中に入り装置が収縮す
るので、小型で単体で動作することができる。また、液
体でピストン状電極の酸化皮膜に接しているので、静電
容量が大きく、電気的雑音に強い。さらに、導電性の液
体で高電場を作っているので、固体のような突起による
放電破壊を発生しにくくすることができる。
ン状電極とシリンダの電極に電圧を加えると、シリンダ
の電極に接している電解質溶液や導電性液体が帯電し、
ピストン状電極との間に引力が働く。電解質溶液や導電
性液体が引力により先端が封止された細長い穴の奥に入
り、ピストン状電極がシリンダの中に入り装置が収縮す
るので、小型で単体で動作することができる。また、液
体でピストン状電極の酸化皮膜に接しているので、静電
容量が大きく、電気的雑音に強い。さらに、導電性の液
体で高電場を作っているので、固体のような突起による
放電破壊を発生しにくくすることができる。
【００２９】さらに、ピストン状電極と、ピストン状電
極の一部を囲みピストン状電極と互いに滑動自在に取り
付けられたシリンダと、ピストン状電極とシリンダとの
間にいれられた導電性液体を複数組直列に接続したの
で、伸縮距離を長くすることができる。接続する数によ
り伸縮距離を自由に変えることができるので、汎用性が
増す。
極の一部を囲みピストン状電極と互いに滑動自在に取り
付けられたシリンダと、ピストン状電極とシリンダとの
間にいれられた導電性液体を複数組直列に接続したの
で、伸縮距離を長くすることができる。接続する数によ
り伸縮距離を自由に変えることができるので、汎用性が
増す。
【００３０】さらに、同一シリンダ又は同一ピストン状
電極に互いに対象となるように絶縁された二つの電極を
有し、各々のピストン状電極と対向するシリンダの電極
とを互いに別々に接続したので、並列的な結合となり、
その結合に比例して収縮力を増大できる。
電極に互いに対象となるように絶縁された二つの電極を
有し、各々のピストン状電極と対向するシリンダの電極
とを互いに別々に接続したので、並列的な結合となり、
その結合に比例して収縮力を増大できる。
【００３１】また、ピストン状電極と対向するシリンダ
の電極とに互いに極性が逆な電圧をかけるよう接続した
ので、収縮力を増大し、また、放電時間を短くできるの
で、伸びる時間を短くできる。
の電極とに互いに極性が逆な電圧をかけるよう接続した
ので、収縮力を増大し、また、放電時間を短くできるの
で、伸びる時間を短くできる。
【００３２】また、ピストン状電極の表面を酸化して酸
化皮膜を形成し、酸化皮膜が誘電体として作動するの
で、製作が容易になり、製作費用を低く抑えることがで
きる。
化皮膜を形成し、酸化皮膜が誘電体として作動するの
で、製作が容易になり、製作費用を低く抑えることがで
きる。
【図１】この発明の実施例を示す電動伸縮装置の構成図
である。
である。
【図２】ピストン状電極及びシリンダの斜視図である。
【図３】ピストン状電極の拡大図である。
【図４】工程図である。
【図５】シリンダホルダ及びピストンホルダの接続図で
ある。
ある。
１ ピストン状電極 ２ シリンダ ３ 電極 ４ 導電性液体 ５ 仕切板 ６ 導線 ７ 導線 ８ 導線 ９ シリンダホルダ １０ ピストンホルダ １１ 穴 １２ 酸化皮膜
Claims (3)
- 【請求項１】 ピストン状電極と、シリンダと、電極
と、電解質溶液又は導電性液体と、空気溜りとを有し、 ピストン状電極は、角柱上に形成され、端部に開口部を
有し、先端が封止された複数の細長い穴を有する電極本
体と、電極本体の複数の細長い穴の開口部を有する端面
と複数の細長い穴の表面に形成された酸化皮膜とを有
し、 シリンダはピストン状電極の複数の細長い穴の開口部側
と嵌合し、ピストン状電極が滑動するシリンダ胴を有
し、 電極は平板からなりシリンダ胴の封止面に取り付けら
れ、 電解質溶液又は導電性液体はシリンダ胴に嵌合したピス
トン状電極と電極を有するシリンダ胴の封止面との間に
封止され、一部がピストン状電極の複数の細長い穴に入
り込み、 空気溜りはピストン状電極の複数の細長い穴に入り込ん
だ電解質溶液又は導電性液体と複数の細長い穴の先端封
止部との間に設けられ、電解質溶液又は導電性液体によ
り圧縮された空気を有し、 電極本体と電極の間に直流電圧を印加して静電力により
ピストン状電極を平衡状態から電極側に吸引し、電極本
体と電極を同電位にして空気溜りの空気圧によりピスト
ン状電極を平衡状態に戻すことを特徴とする電動伸縮装
置 。 - 【請求項２】 ピストン状電極と、シリンダと、電極
と、電解質溶液又は導電性液体と、空気溜りとを有し、 ピストン状電極は、角柱上に形成され、両端に開口部を
有し、先端が封止された複数の細長い穴を有する電極本
体と、電極本体の両端面と複数の細長い穴の表面に形成
された酸化皮膜とを有し、 シリンダは長手方向の中央に封止面を有し、封止面の両
側にピストン状電極の複数の細長い穴の開口部側と嵌合
し、ピストン状電極が滑動するシリンダ胴を有し、 電極は平板からなりシリンダの中央の封止面の両側に互
いに絶縁して取り付け られ、 電解質溶液又は導電性液体はシリンダ胴に嵌合したピス
トン状電極と電極を有するシリンダ胴の封止面との間に
封止され、一部がピストン状電極の複数の細長い穴に入
り込み、 空気溜りはピストン状電極の複数の細長い穴に入り込ん
だ電解質溶液又は導電性液体と複数の細長い穴の先端封
止部との間に設けられ、電解質溶液又は導電性液体によ
り圧縮された空気を有し、 電極本体と電極の間に直流電圧を印加して静電力により
ピストン状電極を平衡状態から電極側に吸引し、電極本
体と電極を同電位にして空気溜りの空気圧によりピスト
ン状電極を平衡状態に戻すことを特徴とする電動伸縮装
置。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の電動伸縮装置を複
数段直列に接続したことを特徴とする電動伸縮装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06480993A JP3306157B2 (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | 電動伸縮装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06480993A JP3306157B2 (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | 電動伸縮装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06254791A JPH06254791A (ja) | 1994-09-13 |
| JP3306157B2 true JP3306157B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=13268951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06480993A Expired - Fee Related JP3306157B2 (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | 電動伸縮装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3306157B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102477310B (zh) * | 2010-11-25 | 2014-06-18 | 邵素英 | 一种煤焦油制燃料油的方法 |
-
1993
- 1993-03-02 JP JP06480993A patent/JP3306157B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06254791A (ja) | 1994-09-13 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080510 Year of fee payment: 6 |
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