JPH045711A - 静電浮遊装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、宇宙など微小重力な環境での材料実験など
に用いられる静電浮遊装置に関するものである。

［従来の技術］ 第４図はリン、「宇宙材料実験用静電浮遊炉の開発」科
学機器、５６巻、２月号、１９８５年、３０７−３１７
頁（暫、に、Ｒｈ１ｍ、　Ｍ、Ｃｏ１１ｅｎｄｅｒ、　
Ｍ、Ｔ、Ｈｙｓｏｎ、　Ｗ、Ｔ。

５１ｍｍ５．　ａｎｄ　Ｄ、Ｄ、Ｅ１］ｅｍａｎ、”Ｄ
ｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ａｎｅｌｅｃｔｒｏｓｔ
ａｔｉｃ　ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｒ　ｆｏｒ　５ｐａｃｅ
　ｍａｔｅｒｉａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　、　Ｒｅｖ
、　Ｓｃｉ、　Ｉｎｓｔｒｕｍ、、５６．　Ｆｅｂｒｕ
ａｒｙ１９８５、　ｐＰ３０７−３１７．）に示されて
いる従来装置の構成図である。図において、１は実験に
供される試料、２は試料１の位置を検出するカメラ等の
位置検出装置、３は位置検出装置２の信号によって出力
電圧の変わる可変電源、４ａ、４ｂはこの可変電源３の
両端に接続され、対向する位置に配置された一対の平面
電極、５ａ、５ｂは直流電源、６ａ、６ｂは各平面電極
４ａ、４ｂを囲むように配置され、直流電源５ａ、５ｂ
によって平面電極４ａ、４ｂより高い電圧に保たれてい
る円環状の電極である。

次に動作について説明する。

最初、試料１は図の下方の平面電極４ａ上に付着された
状態で拘束されている。この状態で可変電源３の出力電
圧を徐々に高めると、試料１は正に帯電し、この電荷に
よる電気力が試料１を付着していた力を越えた時点で、
試料１は平面電極４ａから離れ浮遊する。

この正に帯電した試料１の位置は位置検出装置２により
常時監視され、試料１が図の鉛直方向で平面電極４ａ、
４ｂ間の中央付近に浮遊状態で保持されように、可変電
源３の出力電圧が制御される。また、円環電極６ａ、６
ｂには平面電極４ａ、４ｂよりも高い電圧が印加されて
いるので、図の水平方向にも安定である。

このように保持された試料１に光などを照射し、加熱す
る実験を宇宙などで行うことができる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の静電浮遊装置は以上のように構成されていたが、
最初、試料を電極に付着する力が不確定であるために、
浮上する時の帯電量が一定せず、そのために最初の位置
制御ができずに保持に失敗することが多い、という問題
点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、試料の帯電量を一定にでき、浮遊初期の制御
不能をなくすことができる静電浮遊装置を得ることを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る静電浮遊装置は、可変電源の出力が予め
設定した値を越えたときに電極上の試料の拘束力を解除
する拘束解除手段を備えたものである。

［作用］ この発明においては、試料の拘束力を解除する拘束解除
手段を備え、可変電源の出力が所定値を越えたときに上
記拘束解除手段が始動するように設定することにより、
試料の帯電量を一定とすることができ、浮遊初期の制御
不能問題を解消した。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を第１図及び第２図について
説明する。

第１図は本発明を前記第４図に示した従来例に適用した
実施例を示す簡略構成図であり、図において、１は実験
に供される試料、２は試料１の位置を検出するカメラ等
の位置検出装置、３は位置検出装置２の信号によって出
力電圧の変わる可変電源、４ａ、４ｂはこの可変電源３
の両端に接続され、対向する位置に配置された一対の平
面電極、５ａ、５ｂは直流電源、６ａ、６ｂは各平面電
極４ａ、４ｂを囲むように配置された円環状の電極、７
ａ、７ｂは各平面電極４ａ、４ｂの中央に開けられた試
料１よりも小径の穴、８は下方の平面電極４ａに開けら
れた穴７ａに接続され、空気などの流体９を供給する管
、１０はこの管８の途中に設けられ、通常は閉じていて
可変電源３の出力が設定値を越えると開く電磁弁であり
、上記穴７ａ〜電磁弁１０により本願の拘束解除手段２
０が構成されている。なお、下方の平面電極４８に開け
られた穴７ａには、試料１が当接する上面に第２図に示
すような座ぐり１１が施されている。

次に動作について説明する。

最初、試料ｌは第１図の下方の平面電極４ａｌにあって
、その穴７ａの座ぐり１１上に付着された状態で拘束さ
れている。この状態で可変電源３の出力電圧を徐々に高
め、予め設定した値を越えると電磁弁１０が開き、流体
９が管８に進入する。この流体９の浮遊力と試料１の電
荷による電気力との合力で、試料１は平面電極４ａから
離れ浮遊する。このとき、穴７ａにある座ぐり１１のた
めに流体９が滑らかに試料１と平面電極４ａの間を流れ
るので、乱流による試料１の振動が回避される。そして
、試料１に帯電した電荷量は一定となるので、初期の浮
遊は安定に制御される・なお、この実施例では上方の平
面電極４ｂにも穴７ｂを開け、流体９の流れを更に滑ら
かにしている。

その後の浮遊については、従来の装置と同様である。

なお、上記実施例では、円環状の電極を用いているが、
本発明は皿状の電極にも適用できる。

更に、第３図は本発明を球電極に適用した実施例の要部
を示す簡略構成図である。この例では４個の球電極１２
ａ〜１２ｄを正四面体状に配置している。また、下方電
極１２ａに開けられた穴７は、図示しない可変電源（第
１図の可変電源３と同様）の出力により制御される真空
ポンプ１３に管８を介して通じている。この場合、上記
実施例とは異なり、最初は試料１を下方電極１２ａの穴
７に載置し真空ポンプ１３を動作して試料１を吸着して
拘束しておき、可変電源の出力が設定値を越えたときに
真空ポンプ１３の電源を止めることによって、吸着によ
る拘束を解除し試料１の浮遊を開始する。すなわち、こ
の実施例では、穴７゜管８．真空ポンプ１３は試料１の
拘束手段を構成するとともに、本願の拘束解除手段２０
を構成している。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、試料の帯電量を一定
にしたので、初期浮遊が安定に行なわれ、微小重力での
実験が容易となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明の一実施例による静電浮遊
装置を示す簡略構成図及び要部断面図、第３図はこの発
明の他の実施例の要部を示す簡略構成図、第４図は従来
の静電浮遊装置を示す簡略構成図である。 １は試料、２は位置検呂装置（検出手段）、３は可変電
源、４ａ、４ｂは平面電極、５ａ。 ５ｂは直流電源、６ａ、６ｂは円環電極、７ａ。 ７ｂ、７は穴、８は管、９は流体、１０は電磁弁、１１
は座ぐり、１２　ａ　〜１２　ｄは球電極、１３は真空
ポンプ、２ｏは拘束解除手段。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人　　弁理士　　宮　園　純 闇 図 ａ 第 図 ｂ 蒸 図 １２ａ　−１２ｄ　；　ｂｉ電詩 １３；真空ポ）プ ７；　　穴 手 続 補 正 書 （自発） 平成 ２年 ７月 す口 ２、発明の名称 静 浮 遊 装 置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者　志　岐　
守　哉 ４゜代理人 住所 東京都千代田区飯田橋二丁目９番４−４０５５　補正の
対象 明細書の発明の詳細な説明の欄。 ６、補正の内容 （１）明細書第３頁第８行目ｒ持されように」のを「持
されるように」と補正する。 とある 以

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　可変電源に接続された電極上に予め試料を拘束してお
   き、可変電源の出力を高めて試料の帯電量を増加させて
   いくことにより当該試料を電極上から浮遊させ、この試
   料の位置を検出する検出手段の出力に基づき可変電源を
   制御することにより、試料を浮遊した状態に保持する静
   電浮遊装置において、 上記可変電源の出力が予め設定した値を越えたときに電
   極上の試料の拘束力を解除する拘束解除手段を備えたこ
   とを特徴とする静電浮遊装置。