JPH05244783A - 捩じりアクチュエータ - Google Patents
捩じりアクチュエータInfo
- Publication number
- JPH05244783A JPH05244783A JP4139528A JP13952892A JPH05244783A JP H05244783 A JPH05244783 A JP H05244783A JP 4139528 A JP4139528 A JP 4139528A JP 13952892 A JP13952892 A JP 13952892A JP H05244783 A JPH05244783 A JP H05244783A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transducer
- layer
- axis
- actuator
- vector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 104
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 114
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 82
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 69
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 claims description 39
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 36
- 241001589086 Bellapiscis medius Species 0.000 claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 9
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- 230000005021 gait Effects 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 52
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 28
- 230000008859 change Effects 0.000 description 24
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 19
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 18
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 16
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 13
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 12
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 10
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 10
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- 230000009471 action Effects 0.000 description 7
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 7
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 6
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 5
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 4
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 4
- 230000037237 body shape Effects 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 3
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 238000009828 non-uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 2
- 241001110589 Sillia Species 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011038 discontinuous diafiltration by volume reduction Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 239000002305 electric material Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 210000002683 foot Anatomy 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000028161 membrane depolarization Effects 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/108—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors around multiple axes of rotation, e.g. spherical rotor motors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/09—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by piezoelectric pick-up
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/101—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using intermittent driving, e.g. step motors
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
- H04R17/04—Gramophone pick-ups using a stylus; Recorders using a stylus
- H04R17/08—Gramophone pick-ups using a stylus; Recorders using a stylus signals being recorded or played back by vibration of a stylus in two orthogonal directions simultaneously
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
- H10N30/202—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using longitudinal or thickness displacement combined with bending, shear or torsion displacement
- H10N30/2023—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using longitudinal or thickness displacement combined with bending, shear or torsion displacement having polygonal or rectangular shape
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
- H10N30/208—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using shear or torsion displacement, e.g. d15 type devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】電気的変形可能物質から構成された単一層ツイ
スト変換器を得る 【構成】ツイストトランスデューサは性質上湾曲してい
る即ち円形状の応答性ベクトルを有しており、従って電
界がトランスデューサに印加されると、ツイスト即ち回
転して、従来のトランスデューサが直線的な力を発生し
たのと異なり角度方向の力を発生する。従って本トラン
スデューサはアクチュエータにおいて角度方向の力を与
えるために使用することが可能である。アクチュエータ
の積層体において直線的トランスデューサと結合された
場合、そのアクチュエータ積層体は自由度６で制御する
ことが可能である。従って、物体の正確な移動及び位置
決めがこの様なアクチュエータ積層体を使用することに
より達成することが可能である。
スト変換器を得る 【構成】ツイストトランスデューサは性質上湾曲してい
る即ち円形状の応答性ベクトルを有しており、従って電
界がトランスデューサに印加されると、ツイスト即ち回
転して、従来のトランスデューサが直線的な力を発生し
たのと異なり角度方向の力を発生する。従って本トラン
スデューサはアクチュエータにおいて角度方向の力を与
えるために使用することが可能である。アクチュエータ
の積層体において直線的トランスデューサと結合された
場合、そのアクチュエータ積層体は自由度６で制御する
ことが可能である。従って、物体の正確な移動及び位置
決めがこの様なアクチュエータ積層体を使用することに
より達成することが可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大略、電気機械的トラ
ンスデューサ（変換器）に関するものであって、更に詳
細には、電気信号を直接的に回転機械的運動へ変換する
トランスデューサ即ち変換器に関するものである。
ンスデューサ（変換器）に関するものであって、更に詳
細には、電気信号を直接的に回転機械的運動へ変換する
トランスデューサ即ち変換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】本願出願人の先行特許のうちの一つであ
る米国特許番号第４，９２８，０３０号においては、別
個の電気信号に応答して、応答表面に直交し且つその面
内における応答表面をそれぞれ運動するリフタ及びタン
ゼンタを結合した電気機械的アクチュエータを開示して
いる。該特許に記載したトランスデューサの機械的なス
トロークは直線的である。一つ、二つ及び三つの直線的
な運動を与えるために種々の態様でタンゼンタ及びリフ
タを結合した複合トランスデューサが記載されている。
直線、回転及び直線と回転の結合したモータなどのよう
な装置が記載されている。更に、実質的に異なった速度
でトラクション（牽引力）及びレリーズ（解放）を使用
し且つ各アクチュエータのトラクション表面（クラウ
ン）と位置決めされる物体の被歩行表面との間に摺動な
しで歩行運動を使用して、単一及び複合直線アクチュエ
ータで物体を位置決めする方法が記載されている。回転
モータは全般的に摺動運動を有するものではない。該回
転モータは転動線接触を使用しており、その場合接触圧
力は比較的高く、且つマイクロラビング即ち微小摺擦は
不可避的である。その他の記載されているモータは該ク
ラウンと位置決めされる物体のトラクション表面との間
でツイスト即ち捩じり運動による摺動を可能としてい
る。全般的な捩じり、摺動及び転動微小摺擦は使用可能
な電力の一部を摩擦熱として散逸させることにより電気
機械的効率を低下させ、且つトラクション表面を摩耗す
ることによりモータの寿命を短くする。
る米国特許番号第４，９２８，０３０号においては、別
個の電気信号に応答して、応答表面に直交し且つその面
内における応答表面をそれぞれ運動するリフタ及びタン
ゼンタを結合した電気機械的アクチュエータを開示して
いる。該特許に記載したトランスデューサの機械的なス
トロークは直線的である。一つ、二つ及び三つの直線的
な運動を与えるために種々の態様でタンゼンタ及びリフ
タを結合した複合トランスデューサが記載されている。
直線、回転及び直線と回転の結合したモータなどのよう
な装置が記載されている。更に、実質的に異なった速度
でトラクション（牽引力）及びレリーズ（解放）を使用
し且つ各アクチュエータのトラクション表面（クラウ
ン）と位置決めされる物体の被歩行表面との間に摺動な
しで歩行運動を使用して、単一及び複合直線アクチュエ
ータで物体を位置決めする方法が記載されている。回転
モータは全般的に摺動運動を有するものではない。該回
転モータは転動線接触を使用しており、その場合接触圧
力は比較的高く、且つマイクロラビング即ち微小摺擦は
不可避的である。その他の記載されているモータは該ク
ラウンと位置決めされる物体のトラクション表面との間
でツイスト即ち捩じり運動による摺動を可能としてい
る。全般的な捩じり、摺動及び転動微小摺擦は使用可能
な電力の一部を摩擦熱として散逸させることにより電気
機械的効率を低下させ、且つトラクション表面を摩耗す
ることによりモータの寿命を短くする。
【０００３】１９９０年３月１５日付に出願した本願出
願人に譲渡されている米国特許出願第０７／４８８，５
４８号では、電気的にセグメント化したトランスデュー
サの応答表面から非正弦的歩行機械的波形を引出す電気
的駆動手段を開示しており、そこに記載される利点は物
体の歩行運動位置決め期間中に全般的な摺動運動が減少
することによる機械的効率の増加、及び必ずしも電気機
械的なものではないが電気的共振に起因する電気的効率
の増加である。これらの事項は、大略、大方の電気的に
セグメント化した電気的変形可能トランスデューサに適
用可能なものであり、特に歩行用トランスデューサに適
用可能なものである。これらの事項は主に直線的ストロ
ークを発生するトランスデューサに向けられたものでは
あるが、本発明の範囲内に包含されるものと考えられ
る。なぜならば、これらの事項の利点は直線的トランス
デューサのみならず捩じりトランスデューサにも同様に
適用可能だからである。一例として、トランスデューサ
は、湾曲する経路のステップにより張られる回転で規定
される量だけその「足首」を捩じる場合に最大の効率で
湾曲した経路を歩行する。足首の故障及び足底の摩耗の
何らかの組合わせが不適切な量の捩じれから発生する。
高効率の歩行動作は、直線的及び回転の非正弦的な機械
的ストローク波形の両方により最も効果的に達成され
る。
願人に譲渡されている米国特許出願第０７／４８８，５
４８号では、電気的にセグメント化したトランスデュー
サの応答表面から非正弦的歩行機械的波形を引出す電気
的駆動手段を開示しており、そこに記載される利点は物
体の歩行運動位置決め期間中に全般的な摺動運動が減少
することによる機械的効率の増加、及び必ずしも電気機
械的なものではないが電気的共振に起因する電気的効率
の増加である。これらの事項は、大略、大方の電気的に
セグメント化した電気的変形可能トランスデューサに適
用可能なものであり、特に歩行用トランスデューサに適
用可能なものである。これらの事項は主に直線的ストロ
ークを発生するトランスデューサに向けられたものでは
あるが、本発明の範囲内に包含されるものと考えられ
る。なぜならば、これらの事項の利点は直線的トランス
デューサのみならず捩じりトランスデューサにも同様に
適用可能だからである。一例として、トランスデューサ
は、湾曲する経路のステップにより張られる回転で規定
される量だけその「足首」を捩じる場合に最大の効率で
湾曲した経路を歩行する。足首の故障及び足底の摩耗の
何らかの組合わせが不適切な量の捩じれから発生する。
高効率の歩行動作は、直線的及び回転の非正弦的な機械
的ストローク波形の両方により最も効果的に達成され
る。
【０００４】ＥＭＤＵＳＭ−８７０３「超音波モータ
（Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｍｏｔｏｒ）」という技術文
献において、パナソニックインダステゥリアルカンパニ
は、電気的効率を改善するためにその全ての公知の実施
形態は電気機械的共振を使用する多様なクラスの装置を
代表する超音波進行波モータを記載している。しかしな
がら、機械的共振の振動は特性的に正弦波的であり、楕
円状の出力ストローク（行程）を発生する。楕円状に振
動するバイブレータの波頂部とロータ表面との接触によ
り、印加された電力の半分以上が摩擦熱として散逸され
るような接触摺動を発生する。この摺擦は摩耗による比
較的短い接触表面寿命とさせる。ほとんどの超音波進行
波モータは静止共振波プレートをディスクロータの回転
する平坦表面に対して保持し、それにより捩じり摺擦を
発生し摩耗及び摩擦熱発生を楕円状接触運動から発生す
るものに付加する。
（Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｍｏｔｏｒ）」という技術文
献において、パナソニックインダステゥリアルカンパニ
は、電気的効率を改善するためにその全ての公知の実施
形態は電気機械的共振を使用する多様なクラスの装置を
代表する超音波進行波モータを記載している。しかしな
がら、機械的共振の振動は特性的に正弦波的であり、楕
円状の出力ストローク（行程）を発生する。楕円状に振
動するバイブレータの波頂部とロータ表面との接触によ
り、印加された電力の半分以上が摩擦熱として散逸され
るような接触摺動を発生する。この摺擦は摩耗による比
較的短い接触表面寿命とさせる。ほとんどの超音波進行
波モータは静止共振波プレートをディスクロータの回転
する平坦表面に対して保持し、それにより捩じり摺擦を
発生し摩耗及び摩擦熱発生を楕円状接触運動から発生す
るものに付加する。
【０００５】日本特許第６３−２７４，８９４号（ウオ
ズミ）は、トンネル電子顕微鏡ステージを三つの方向で
あるが、主にサンプルの面における二つの方向において
位置決めするために歩行動作を使用する二軸電気的変形
可能トランスデューサを記載している。この文献も交互
のグループにおいて回転されるディスクの広い平坦な表
面を歩行する１２個の同様のトランスデューサを具備す
るモータを記載している。各々の記載されているトラン
スデューサは二つの直線運動を与えており、即ちディス
クの面に対して垂直なものとディスクの軸に接線方向の
ものである。しかしながら、歩行ステップの各トラクシ
ョン部分期間中において、トランスデューサが直線運動
を実行する間にディスクの表面が回転し、従って第一の
摺擦を発生し、それは接線方向のストロークと真に環状
のストロークとの間の差である半径方向における僅かの
変化に起因して半径方向のものであり、且つ第二の摺擦
が直線トランスデューサと回転ディスク表面との間の差
分的な捩じりにより発生される。ラビング即ち摺擦は、
摩擦散逸を介して電気機械的効率を低下させ、且つ摩耗
により寿命を減少させる。
ズミ）は、トンネル電子顕微鏡ステージを三つの方向で
あるが、主にサンプルの面における二つの方向において
位置決めするために歩行動作を使用する二軸電気的変形
可能トランスデューサを記載している。この文献も交互
のグループにおいて回転されるディスクの広い平坦な表
面を歩行する１２個の同様のトランスデューサを具備す
るモータを記載している。各々の記載されているトラン
スデューサは二つの直線運動を与えており、即ちディス
クの面に対して垂直なものとディスクの軸に接線方向の
ものである。しかしながら、歩行ステップの各トラクシ
ョン部分期間中において、トランスデューサが直線運動
を実行する間にディスクの表面が回転し、従って第一の
摺擦を発生し、それは接線方向のストロークと真に環状
のストロークとの間の差である半径方向における僅かの
変化に起因して半径方向のものであり、且つ第二の摺擦
が直線トランスデューサと回転ディスク表面との間の差
分的な捩じりにより発生される。ラビング即ち摺擦は、
摩擦散逸を介して電気機械的効率を低下させ、且つ摩耗
により寿命を減少させる。
【０００６】日本特許第６０−２０，７７５号（オギ
ソ）は、交互のグループにおいてロータの円筒表面を歩
行する６個の二軸トランスデューサを具備するピエゾ電
気モータを記載している。各歩行用トランスデューサの
トラクション部材１０は、ロータ軸と相対的に第一半径
方向に強制的に位置決めされ且つロータの円筒表面に対
して接線方向の第二方向に強制的に位置決めされる平面
状のトラクション表面を有している。該モータの活性化
は電気機械的トランスデューサ共振の文脈において説明
されており、それはトラクション表面の面内の任意の点
を楕円経路に沿って位置決めするが該平面を回転させる
ことはない。そのロータは対向するトラクション部材の
間で転動され、その転動動作はトラクション部材の面と
ロータの円筒表面との間の線接触部分において発生す
る。トラクションに依存する場合、発生可能な接線方向
力は半径方向力と非摺動摩擦のトラクション係数との間
の積以下である。このタイプのモータから著しいトルク
を抽出すると比較的大きな半径方向力が発生し、それは
線接触の直ぐそばを取囲む区域において、圧縮及び剪断
応力を発生し、該応力はほとんどの物質の耐久限界に容
易に近付く。円筒ロータ型の理想的なモータはロータと
同一の曲率を持った円筒のセグメントである接触表面を
具備するトラクション部材を使用するものであり、従っ
て半径方向力に起因する圧力を全接触区域に亘り分布さ
せることとなる。明らかに、適当な嵌合を確保するため
には二つの円筒表面が一致する軸を有するものでなけれ
ばならず、且つ直線運動を結合するトランスデューサは
各歩行用ストライドの中心以外の任意の位置において一
致を与えることは不可能である。
ソ）は、交互のグループにおいてロータの円筒表面を歩
行する６個の二軸トランスデューサを具備するピエゾ電
気モータを記載している。各歩行用トランスデューサの
トラクション部材１０は、ロータ軸と相対的に第一半径
方向に強制的に位置決めされ且つロータの円筒表面に対
して接線方向の第二方向に強制的に位置決めされる平面
状のトラクション表面を有している。該モータの活性化
は電気機械的トランスデューサ共振の文脈において説明
されており、それはトラクション表面の面内の任意の点
を楕円経路に沿って位置決めするが該平面を回転させる
ことはない。そのロータは対向するトラクション部材の
間で転動され、その転動動作はトラクション部材の面と
ロータの円筒表面との間の線接触部分において発生す
る。トラクションに依存する場合、発生可能な接線方向
力は半径方向力と非摺動摩擦のトラクション係数との間
の積以下である。このタイプのモータから著しいトルク
を抽出すると比較的大きな半径方向力が発生し、それは
線接触の直ぐそばを取囲む区域において、圧縮及び剪断
応力を発生し、該応力はほとんどの物質の耐久限界に容
易に近付く。円筒ロータ型の理想的なモータはロータと
同一の曲率を持った円筒のセグメントである接触表面を
具備するトラクション部材を使用するものであり、従っ
て半径方向力に起因する圧力を全接触区域に亘り分布さ
せることとなる。明らかに、適当な嵌合を確保するため
には二つの円筒表面が一致する軸を有するものでなけれ
ばならず、且つ直線運動を結合するトランスデューサは
各歩行用ストライドの中心以外の任意の位置において一
致を与えることは不可能である。
【０００７】鋸歯状トラクション表面を持ったアクチュ
エータ装置及び歩行用モータの変形例は、鋸歯状表面の
うちの一方のみが湾曲している場合には、制限された作
動力を発生するに過ぎない。なぜならば、比較的少ない
数の歯が任意の特定の活性化のフェーズにおいて係合す
るだけだからである。より少ない数の歯が動作負荷を担
持し、その際に全ての可能な歯が係合されており且つ等
しく負荷を分担する場合よりも一層高い歯圧力及び応力
を発生させる。
エータ装置及び歩行用モータの変形例は、鋸歯状表面の
うちの一方のみが湾曲している場合には、制限された作
動力を発生するに過ぎない。なぜならば、比較的少ない
数の歯が任意の特定の活性化のフェーズにおいて係合す
るだけだからである。より少ない数の歯が動作負荷を担
持し、その際に全ての可能な歯が係合されており且つ等
しく負荷を分担する場合よりも一層高い歯圧力及び応力
を発生させる。
【０００８】米国特許第４，８６８，４４７号（Ｌｅｅ
ｅｔ ａｌ．）は、捩じりにより及び曲げにより変換
を可能とするような態様で、他の同様の層にラミネート
させるか又は別の物体へラミネートさせたポリ弗化ビニ
リデン（ＰＶＤＦ）ピエゾ電気物質から構成されるトラ
ンスデューサを記載している。そこに記載される（１欄
２７行）ポリマーフィルムは「垂直応力及び歪を発生す
るに過ぎない」。更に、上記特許は次のように記載して
いる（７欄３７行）。即ち、「しかしながら、ＰＶＤＦ
の薄膜形状に起因して、［剪断］定数ｄ15及びｄ24は未
知のままである。式（７）は、ｚ軸に沿って電界を印加
することにより、垂直歪のみが誘起されることを示して
いる。このことは、ＰＶＤＦバイモルフの従来の全ての
適用例が主に曲げモードにおいてのものであることの理
由を説明している。」Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．の特許は新
規な複合ピエゾ電気理論（７欄４３行以下）を記載して
おり、その中で（１５欄６３行）には、複合トランスデ
ューサが個別的なＰＶＤＦ層であって各々の層が引張り
モードにおいてのみ変形する場合であって且つ複合体が
全体として第一引張り層の引張りと前記第一引張り層の
引張りに対して角度方向に配置された第二引張り層の引
張りとの相関関係により複合曲げ及び捩じりを検知する
か又は動作させる場合には、「垂直応力により剪断力を
発生させることが望ましい」。Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．の
特許では、ツイスト即ち捩じりは少なくとも二つの角度
方向に配設された広い表面の延長即ち引張りに起因する
二つの曲げ変形の和であり、該広い表面の全てが変形さ
れ、即ち捩じりの期間中に、該広い表面の零入力状態が
保持されることはない。
ｅｔ ａｌ．）は、捩じりにより及び曲げにより変換
を可能とするような態様で、他の同様の層にラミネート
させるか又は別の物体へラミネートさせたポリ弗化ビニ
リデン（ＰＶＤＦ）ピエゾ電気物質から構成されるトラ
ンスデューサを記載している。そこに記載される（１欄
２７行）ポリマーフィルムは「垂直応力及び歪を発生す
るに過ぎない」。更に、上記特許は次のように記載して
いる（７欄３７行）。即ち、「しかしながら、ＰＶＤＦ
の薄膜形状に起因して、［剪断］定数ｄ15及びｄ24は未
知のままである。式（７）は、ｚ軸に沿って電界を印加
することにより、垂直歪のみが誘起されることを示して
いる。このことは、ＰＶＤＦバイモルフの従来の全ての
適用例が主に曲げモードにおいてのものであることの理
由を説明している。」Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．の特許は新
規な複合ピエゾ電気理論（７欄４３行以下）を記載して
おり、その中で（１５欄６３行）には、複合トランスデ
ューサが個別的なＰＶＤＦ層であって各々の層が引張り
モードにおいてのみ変形する場合であって且つ複合体が
全体として第一引張り層の引張りと前記第一引張り層の
引張りに対して角度方向に配置された第二引張り層の引
張りとの相関関係により複合曲げ及び捩じりを検知する
か又は動作させる場合には、「垂直応力により剪断力を
発生させることが望ましい」。Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．の
特許では、ツイスト即ち捩じりは少なくとも二つの角度
方向に配設された広い表面の延長即ち引張りに起因する
二つの曲げ変形の和であり、該広い表面の全てが変形さ
れ、即ち捩じりの期間中に、該広い表面の零入力状態が
保持されることはない。
【０００９】Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．特許は、少なくとも
二つのピエゾ電気層とサンドイッチされた不活性の詰め
物層とを必要とするラミネートした即ち積層したトラン
スデューサ（２９：４）の純粋にトージョン（捩じり）
実施例を記載している。Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．の記載に
よれば、積層体（６欄２行及び図１）の狭い端部エッジ
を含む面の法線周りにツイスト即ち捩じりが発生し、こ
の法線は最も弱い剛性の軸である。Ｌｅｅ ｅｔ ａ
ｌ．は、記載したラミネート（１２：２１）内部の応力
についてほのめかしており、即ち「それ自身の変位を有
し且つ層間境界条件により他の層の変位と関係付けるこ
とが可能な各層は…」という文章は、捩じり及び曲げの
両方の期間中に支配的な応力が加えられた層間境界条件
がそうでなければ使用可能な自由層変換の一部を自己相
殺的内部応力の発生へ委託させるので、ラミネート即ち
積層体により得られる応力は常に自由層歪よりも常に大
きさが小さい。層間応力に起因する変換損失は、補正手
段に関する文献を育むのに十分なものであり、その代表
例は米国特許第４，６４９，３１３号（Ｏｇａｗａｅｔ
ａｌ．）であり、それはピエゾ電気曲げ用トランスデ
ューサの中性ファイバにおいて又はその近くのバッファ
層を記載しており、該バッファ層は内部（曲げに起因す
る剪断）応力を所定の限界へ改善すべく作用し、その際
に該トランスデューサが一般的に自己相殺的層間応力の
ために発生するものよりもより大きな割合の変換を所望
の変位へ専用のものとすることを可能としている。
二つのピエゾ電気層とサンドイッチされた不活性の詰め
物層とを必要とするラミネートした即ち積層したトラン
スデューサ（２９：４）の純粋にトージョン（捩じり）
実施例を記載している。Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．の記載に
よれば、積層体（６欄２行及び図１）の狭い端部エッジ
を含む面の法線周りにツイスト即ち捩じりが発生し、こ
の法線は最も弱い剛性の軸である。Ｌｅｅ ｅｔ ａ
ｌ．は、記載したラミネート（１２：２１）内部の応力
についてほのめかしており、即ち「それ自身の変位を有
し且つ層間境界条件により他の層の変位と関係付けるこ
とが可能な各層は…」という文章は、捩じり及び曲げの
両方の期間中に支配的な応力が加えられた層間境界条件
がそうでなければ使用可能な自由層変換の一部を自己相
殺的内部応力の発生へ委託させるので、ラミネート即ち
積層体により得られる応力は常に自由層歪よりも常に大
きさが小さい。層間応力に起因する変換損失は、補正手
段に関する文献を育むのに十分なものであり、その代表
例は米国特許第４，６４９，３１３号（Ｏｇａｗａｅｔ
ａｌ．）であり、それはピエゾ電気曲げ用トランスデ
ューサの中性ファイバにおいて又はその近くのバッファ
層を記載しており、該バッファ層は内部（曲げに起因す
る剪断）応力を所定の限界へ改善すべく作用し、その際
に該トランスデューサが一般的に自己相殺的層間応力の
ために発生するものよりもより大きな割合の変換を所望
の変位へ専用のものとすることを可能としている。
【００１０】上記Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．特許は、フィル
ムの厚さ方向に電界を印加し、次いで分極（ポーリン
グ）期間中に支配的なものとなるものと同一の方向に電
界を誘起する電圧を印加することにより該フィルムを活
性化させることによりピエゾ電気物質の分極に関する記
載を包含している。それは、当業者にとって自明な如
く、元のポーリング用の電界と同等の強さであるが反対
方向に電界が印加されることとなるこの様な活性化電圧
の該フィルムに対する印加は、元のポーリング強度を減
少させるか、相殺させる場合があり、且つ極端な場合に
は、該ポーリングが部分的又は全部が逆とされ、その結
果もともと意図されたものとは反対の態様で応答するト
ランスデューサとなる場合がある。従って、Ｌｅｅ ｅ
ｔ ａｌ．の変換器はこれらの条件下においては基本的
に単極の電気的駆動に制限されている。
ムの厚さ方向に電界を印加し、次いで分極（ポーリン
グ）期間中に支配的なものとなるものと同一の方向に電
界を誘起する電圧を印加することにより該フィルムを活
性化させることによりピエゾ電気物質の分極に関する記
載を包含している。それは、当業者にとって自明な如
く、元のポーリング用の電界と同等の強さであるが反対
方向に電界が印加されることとなるこの様な活性化電圧
の該フィルムに対する印加は、元のポーリング強度を減
少させるか、相殺させる場合があり、且つ極端な場合に
は、該ポーリングが部分的又は全部が逆とされ、その結
果もともと意図されたものとは反対の態様で応答するト
ランスデューサとなる場合がある。従って、Ｌｅｅ ｅ
ｔ ａｌ．の変換器はこれらの条件下においては基本的
に単極の電気的駆動に制限されている。
【００１１】Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．によりクレームされ
ている（請求の範囲第１１項）は分極であり、即
ち「．．．、その場合に各層の分極分布は大きさ及び方
向が変化され層の応答特性を変化させる。」と記載され
ている。対応するＬｅｅ ｅｔ ａｌ．の記載部分で
は、層の別々の区域として分布を定義しており、任意の
一つの区域が二つの可能な方向のうちの一つにおける単
一の一様な分極を有しており、即ち、それは垂直なもの
であって上側内へ向かうものであるか、又は上側に対し
直交するものであって上側から出るものである。対応す
る記載は、この文脈における「応答」を、その層及び取
付けた構成体の特定の振動モードに対する動的応答とし
て定義しており、例えば、「モード２」を検知する（３
７：１１以下）。対応する記載部分では、その分布の特
定の区域に従って、完全に正、完全に負、又は０として
大きさが変化するものとして定義している。特定の区域
内において一つの値から別の値へ大きさが滑らかに変化
するものは示唆されておらず、且つ特定の振動モードに
応答すべく設計されたプロファイル即ち分布の文脈にお
いては何ら識別された目的を達成するものではない。上
表面と相対的に正方向に直角及び負方向に直角なもの以
外の分極方向は記載されていない。Ｌｅｅ ｅｔ ａ
ｌ．は、電気的手段と結合して機械的手段を使用するピ
エゾ電気ポリマーフィルムの分極を記載している。上述
した大きさ及び方向以外の分極の大きさ及び方向を滑ら
かに変化させる手段はＬｅｅ ｅｔ ａｌ．には記載さ
れておらず、更に、ピエゾ電気ポリマー分極プロセスの
機械的−電気的特性により禁止されている。従って、最
も一般的で且つ代表的なピエゾ電気ポリマーであるＰＶ
ＤＦは電気的変形可能トランスデューサ物質の剪断クラ
スから排除されている。
ている（請求の範囲第１１項）は分極であり、即
ち「．．．、その場合に各層の分極分布は大きさ及び方
向が変化され層の応答特性を変化させる。」と記載され
ている。対応するＬｅｅ ｅｔ ａｌ．の記載部分で
は、層の別々の区域として分布を定義しており、任意の
一つの区域が二つの可能な方向のうちの一つにおける単
一の一様な分極を有しており、即ち、それは垂直なもの
であって上側内へ向かうものであるか、又は上側に対し
直交するものであって上側から出るものである。対応す
る記載は、この文脈における「応答」を、その層及び取
付けた構成体の特定の振動モードに対する動的応答とし
て定義しており、例えば、「モード２」を検知する（３
７：１１以下）。対応する記載部分では、その分布の特
定の区域に従って、完全に正、完全に負、又は０として
大きさが変化するものとして定義している。特定の区域
内において一つの値から別の値へ大きさが滑らかに変化
するものは示唆されておらず、且つ特定の振動モードに
応答すべく設計されたプロファイル即ち分布の文脈にお
いては何ら識別された目的を達成するものではない。上
表面と相対的に正方向に直角及び負方向に直角なもの以
外の分極方向は記載されていない。Ｌｅｅ ｅｔ ａ
ｌ．は、電気的手段と結合して機械的手段を使用するピ
エゾ電気ポリマーフィルムの分極を記載している。上述
した大きさ及び方向以外の分極の大きさ及び方向を滑ら
かに変化させる手段はＬｅｅ ｅｔ ａｌ．には記載さ
れておらず、更に、ピエゾ電気ポリマー分極プロセスの
機械的−電気的特性により禁止されている。従って、最
も一般的で且つ代表的なピエゾ電気ポリマーであるＰＶ
ＤＦは電気的変形可能トランスデューサ物質の剪断クラ
スから排除されている。
【００１２】Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．の記載は、以下のよ
うな差によって本発明のものから明らかに区別すること
が可能である。
うな差によって本発明のものから明らかに区別すること
が可能である。
【００１３】Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．においては、トラン
スデューサ積層体は、エクステンジョン（延長）モード
物質、厚さモード物質、又は互いに角度方向に配設され
た少なくとも二つのエクステンジョン（延長）モード物
質から構成されている（一方、本発明においては、本体
部分は剪断電気的変形可能物質から構成されている）。
スデューサ積層体は、エクステンジョン（延長）モード
物質、厚さモード物質、又は互いに角度方向に配設され
た少なくとも二つのエクステンジョン（延長）モード物
質から構成されている（一方、本発明においては、本体
部分は剪断電気的変形可能物質から構成されている）。
【００１４】Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．においては、変形期
間中に広い表面が変形される（一方、本発明において
は、薄膜形状を有する層を包含する層は、両方の広い表
面の形状を基本的に維持しながら、対向する広い表面と
相対的に一方の広い表面の捩じりを発生させる）。
間中に広い表面が変形される（一方、本発明において
は、薄膜形状を有する層を包含する層は、両方の広い表
面の形状を基本的に維持しながら、対向する広い表面と
相対的に一方の広い表面の捩じりを発生させる）。
【００１５】Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．においては、変換の
一部は自己相殺的内部応力へ委託されており、そのこと
は前記内部応力が得ることがない場合に得ることが可能
な変換を減少させる（一方、本発明においては、単一層
の広い表面の形状は捩じりにより変形されない状態に維
持されるので、該層は他の層へ取付けられるか又は他の
剛体部材へ取付けられた一方又は両方の広い表面を有す
る層内に発生されるのと同一の完全な自由層内の変換を
発生させる）。
一部は自己相殺的内部応力へ委託されており、そのこと
は前記内部応力が得ることがない場合に得ることが可能
な変換を減少させる（一方、本発明においては、単一層
の広い表面の形状は捩じりにより変形されない状態に維
持されるので、該層は他の層へ取付けられるか又は他の
剛体部材へ取付けられた一方又は両方の広い表面を有す
る層内に発生されるのと同一の完全な自由層内の変換を
発生させる）。
【００１６】Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．においては、捩じり
は、相対的に角度的配置を持った二つ又はそれ以上のエ
クステンジョン即ち延長を結合することにより達成され
る（一方、本発明においては、捩じりは、補助的な構成
によることなしに、単一層の剪断変形により発生され
る）。
は、相対的に角度的配置を持った二つ又はそれ以上のエ
クステンジョン即ち延長を結合することにより達成され
る（一方、本発明においては、捩じりは、補助的な構成
によることなしに、単一層の剪断変形により発生され
る）。
【００１７】Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．においては、電気的
駆動は基本的に単極駆動に制限されている（一方、本発
明においては、剪断電気的変形可能物質を使用すること
により、バイポーラの電気的駆動を可能としており、従
って同等の大きさの歪及び応力の場合に少なくとも２倍
の全体的な変形が与えられる）。
駆動は基本的に単極駆動に制限されている（一方、本発
明においては、剪断電気的変形可能物質を使用すること
により、バイポーラの電気的駆動を可能としており、従
って同等の大きさの歪及び応力の場合に少なくとも２倍
の全体的な変形が与えられる）。
【００１８】Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．においては、一つの
層の分極はプロファイル即ち、一つの層の各面積部分は
分極の別々であるが一様な方向及び大きさを有する場合
がある（一方、本発明の一実施例は、別々の一様に分極
された区域からなるプロファイル即ち分布は本発明によ
り定義される目的には何ら寄与するものではないので、
一つの層の全面積に亘り分極は滑らかに変化してい
る）。
層の分極はプロファイル即ち、一つの層の各面積部分は
分極の別々であるが一様な方向及び大きさを有する場合
がある（一方、本発明の一実施例は、別々の一様に分極
された区域からなるプロファイル即ち分布は本発明によ
り定義される目的には何ら寄与するものではないので、
一つの層の全面積に亘り分極は滑らかに変化してい
る）。
【００１９】Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．においては、分極は
方向が変化されており、前記方向は上表面内に入る方向
に垂直なもの及び出る方向に垂直なものである（一方、
本発明においては、分極方向は一つの層の一つの部分に
おける一つの方向から該層の別の部分における別の方向
へ滑らかに変化している）。
方向が変化されており、前記方向は上表面内に入る方向
に垂直なもの及び出る方向に垂直なものである（一方、
本発明においては、分極方向は一つの層の一つの部分に
おける一つの方向から該層の別の部分における別の方向
へ滑らかに変化している）。
【００２０】Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．においては、分極は
大きさが変化しており、その大きさは上表面と相対的に
完全に正、完全に負及び０である（一方、本発明は、該
層の第一位置における第一値から該層の第二位置におけ
る第二値へ滑らかに変化している）。
大きさが変化しており、その大きさは上表面と相対的に
完全に正、完全に負及び０である（一方、本発明は、該
層の第一位置における第一値から該層の第二位置におけ
る第二値へ滑らかに変化している）。
【００２１】Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．においては、積層体
の幅狭端部（又は側部）を包含する面の法線の周りに捩
じりが発生し、この法線は最も捩じり剛性の小さな軸で
ある（一方、本発明の捩じりは、広い表面に対する法線
の周りに発生し、それは最も捩じり剛性の強い軸であ
る）。
の幅狭端部（又は側部）を包含する面の法線の周りに捩
じりが発生し、この法線は最も捩じり剛性の小さな軸で
ある（一方、本発明の捩じりは、広い表面に対する法線
の周りに発生し、それは最も捩じり剛性の強い軸であ
る）。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主目的とする
ところは、電気的変形可能物質内に捩じり機械的動作を
発生させることである。本発明の別の目的とするところ
は、捩じり用電気的変形可能物質からなるトランスデュ
ーサを単一及び種々の結合状態で使用して、強制的に且
つ正確に物体を高い機械的効率で位置決めさせることで
ある。本発明の別の目的とするところは、部分的に捩じ
り用トランスデューサコンポーネントから構成されてい
るトランスデューサを使用して１乃至６の運動自由度の
任意の組合わせで物体を位置決めさせることである。
ところは、電気的変形可能物質内に捩じり機械的動作を
発生させることである。本発明の別の目的とするところ
は、捩じり用電気的変形可能物質からなるトランスデュ
ーサを単一及び種々の結合状態で使用して、強制的に且
つ正確に物体を高い機械的効率で位置決めさせることで
ある。本発明の別の目的とするところは、部分的に捩じ
り用トランスデューサコンポーネントから構成されてい
るトランスデューサを使用して１乃至６の運動自由度の
任意の組合わせで物体を位置決めさせることである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明は並進運動のみな
らず回転運動を与え、応答表面の強制的な且つ正確な位
置決めを行なうことを可能とし、且つその結果１乃至６
の運動自由度の任意の組合わせで位置決め可能な物体を
位置決めさせる捩じり変換器の分野に関するものであ
る。複合捩じりトランスデューサは、各運動が独立的に
電気的にアドレス可能なものである限り、６を超える自
由度を与え、且つ任意に湾曲した経路は、例えば、軸に
対する距離及び方向が同時的に変化される場合に、軸の
周りのトレース即ち追跡可能な非円形状の回転である。
電気的変形可能物質から捩じりトランスデューサ及びそ
の複合体を製造する方法は、応答性ベクトルの位置、方
向及び大きさの非一様な分布を使用している。その他の
方法は、印加電気信号の強度の非一様な分布を使用して
いる。該方法の変形例は、製造期間中のサンプルの回
転、予め感度を持たせたセグメントの組立て、及び一様
な応答性の分布、それに続く所定の非一様性の感度の除
去などの組合わせを使用している。捩じりトランスデュ
ーサは、機械的効率を改善し、捩じり摺動、転動マイク
ロラビング（微小摺擦）、及び高い接触抵抗を除去する
ことにより、回転コンポーネントを具備する装置の寿命
を改善している。光学コンポーネント及びその他のデリ
ケートな物体は、その中の歪状態を変化させることなし
に、自由度６で位置決めされる。
らず回転運動を与え、応答表面の強制的な且つ正確な位
置決めを行なうことを可能とし、且つその結果１乃至６
の運動自由度の任意の組合わせで位置決め可能な物体を
位置決めさせる捩じり変換器の分野に関するものであ
る。複合捩じりトランスデューサは、各運動が独立的に
電気的にアドレス可能なものである限り、６を超える自
由度を与え、且つ任意に湾曲した経路は、例えば、軸に
対する距離及び方向が同時的に変化される場合に、軸の
周りのトレース即ち追跡可能な非円形状の回転である。
電気的変形可能物質から捩じりトランスデューサ及びそ
の複合体を製造する方法は、応答性ベクトルの位置、方
向及び大きさの非一様な分布を使用している。その他の
方法は、印加電気信号の強度の非一様な分布を使用して
いる。該方法の変形例は、製造期間中のサンプルの回
転、予め感度を持たせたセグメントの組立て、及び一様
な応答性の分布、それに続く所定の非一様性の感度の除
去などの組合わせを使用している。捩じりトランスデュ
ーサは、機械的効率を改善し、捩じり摺動、転動マイク
ロラビング（微小摺擦）、及び高い接触抵抗を除去する
ことにより、回転コンポーネントを具備する装置の寿命
を改善している。光学コンポーネント及びその他のデリ
ケートな物体は、その中の歪状態を変化させることなし
に、自由度６で位置決めされる。
【００２４】本発明は、更に、加速度計において使用す
ることが可能である。積層体内のそれぞれの層は自由度
６で該積層体の加速度に応答する。センサが該積層体の
運動を検知することが可能であり、且つ元の休止位置へ
整合状態となるべく戻すために電流を積層体のそれぞれ
の層へ印加させることが可能である。該積層体を元の整
合状態とさせるのに必要な電流は該積層体に付与された
加速度力に直接的に関係している。
ることが可能である。積層体内のそれぞれの層は自由度
６で該積層体の加速度に応答する。センサが該積層体の
運動を検知することが可能であり、且つ元の休止位置へ
整合状態となるべく戻すために電流を積層体のそれぞれ
の層へ印加させることが可能である。該積層体を元の整
合状態とさせるのに必要な電流は該積層体に付与された
加速度力に直接的に関係している。
【００２５】
【実施例】図１は電気信号に応答して接線方向に作用す
るトランスデューサである従来のタンゼンタを示した概
略斜視図である。該トランスデューサは、静止表面Ｓに
対向した出力表面Ｒを持った本体Ｂを有しており、静止
表面Ｓは、通常、基準のために静止状態のままである。
該トランスデューサの入力端Ｃへ電気信号を印加する
と、表面Ｒが静止表面Ｓと相対的に且つそれと平行な方
向Ｔｒに並進運動を行なう。トランスデューサ本体Ｂは
電気的変形可能物質から構成されている。該電気的変形
可能物質は剪断型のものである場合には、並進運動Ｔｒ
は通常その他の形状変化乃至は変形が伴うものではな
い。異なった電気的変形可能物質からなる本体は、一つ
又はそれ以上の形状変化又は変形と結合されて並進運動
Ｔｒに影響を与える場合がある。剪断用電気的変形可能
物質はタンゼンタにとり好適である。なぜならば、接線
方向のストローク乃至は力のどの部分もその他の変形の
ために必要とされることがないからである。図示したタ
ンゼンタは、ダイモルフ電気的形態を有しており、ダイ
モルフは本体Ｂ内部に活性な電気的部分を持っており且
つ電気的接地状態に維持される外部電気的部分を持って
いる。接地された外部表面は、電気的状態に関係なく、
その他の物体とダイモルフタンゼンタとを組立てること
を可能としている。
るトランスデューサである従来のタンゼンタを示した概
略斜視図である。該トランスデューサは、静止表面Ｓに
対向した出力表面Ｒを持った本体Ｂを有しており、静止
表面Ｓは、通常、基準のために静止状態のままである。
該トランスデューサの入力端Ｃへ電気信号を印加する
と、表面Ｒが静止表面Ｓと相対的に且つそれと平行な方
向Ｔｒに並進運動を行なう。トランスデューサ本体Ｂは
電気的変形可能物質から構成されている。該電気的変形
可能物質は剪断型のものである場合には、並進運動Ｔｒ
は通常その他の形状変化乃至は変形が伴うものではな
い。異なった電気的変形可能物質からなる本体は、一つ
又はそれ以上の形状変化又は変形と結合されて並進運動
Ｔｒに影響を与える場合がある。剪断用電気的変形可能
物質はタンゼンタにとり好適である。なぜならば、接線
方向のストローク乃至は力のどの部分もその他の変形の
ために必要とされることがないからである。図示したタ
ンゼンタは、ダイモルフ電気的形態を有しており、ダイ
モルフは本体Ｂ内部に活性な電気的部分を持っており且
つ電気的接地状態に維持される外部電気的部分を持って
いる。接地された外部表面は、電気的状態に関係なく、
その他の物体とダイモルフタンゼンタとを組立てること
を可能としている。
【００２６】トランスデューサ部分及び動作に関する参
照符号の付け方は、大略、以後の説明においては一貫性
を持ってなされている。各トランスデューサは二つの形
態で表わされ、即ち外部表面上に電気的接続部を有する
場合のある単一物体コンポーネント形態、及びトランス
デューサの活性化において電気的に関与することのない
外部表面を持った通常「モルフ」という接尾語が付けら
れた形態である。「モルフ」トランスデューサ形態は、
通常、二つの単一物体トランスデューサ要素を組立てる
ことにより構成されるものであり、従って活性化された
電気的接続部は組立てられた物体の内部に存在してい
る。
照符号の付け方は、大略、以後の説明においては一貫性
を持ってなされている。各トランスデューサは二つの形
態で表わされ、即ち外部表面上に電気的接続部を有する
場合のある単一物体コンポーネント形態、及びトランス
デューサの活性化において電気的に関与することのない
外部表面を持った通常「モルフ」という接尾語が付けら
れた形態である。「モルフ」トランスデューサ形態は、
通常、二つの単一物体トランスデューサ要素を組立てる
ことにより構成されるものであり、従って活性化された
電気的接続部は組立てられた物体の内部に存在してい
る。
【００２７】「ダイモルフ形態」という用語は「ダイモ
ルフ」という用語の使用を拡張したものであり、それ
は、接着されている物質の電気的状態とは関係なしに電
気的に中性状態に止どまり且つ機械的に接着可能な少な
くとも二つの対向する広い表面を持った直線的剪断用ト
ランスデューサ要素を記述するために本願出願人の先行
特許である米国特許第４，９２８，０３０号において最
初に使用された用語であり、本明細書においては、同様
に接合乃至は結合可能な多様なセットの捩じり及び回転
トランスデューサを包含するために拡張して使用され
る。本明細書においては、ダイモルフトランスデューサ
は、各ダイモルフの電気的に独立的なアドレス可能性を
維持しながら、任意の順番で相互に、セットの他の部材
へ及び支持手段へ結合可能な基本的なトランスデューサ
ビルディングブロックとして取扱う。図２は電気信号に
応答して広い表面に対し垂直即ち直交する方向に作用す
るトランスデューサである従来のリフタを示した概略斜
視図である。該トランスデューサは、静止表面Ｓに対向
する出力表面Ｒを持った本体Ｂを有しており、静止表面
Ｓは、通常、基準のために静止状態のままであると考え
られる。該トランスデューサの入力部Ｃへ電気信号を印
加すると、表面Ｒは静止表面Ｓと相対的に且つそれと垂
直即ち直交する方向Ｔｒに並進運動を行なう。トランス
デューサ本体Ｂは電気的変形可能物質から構成されてい
る。該電気的変形可能物質は剪断型のものである場合に
は、並進運動Ｔｒは通常、その他の形状変化又は変形を
伴うものではない。異なった電気的変形可能物質から構
成される本体Ｂは、一つ又はそれ以上の形状変化又は変
形と結合して並進運動Ｔｒに影響を与える場合がある。
リフタの場合には剪断用電気的変形可能物質が好適であ
る。なぜならば、リフト動作ストローク又は力のどの部
分もその他の変形のために必要とされることがないから
である。図示したリフタはダイモルフ電気的形態を有し
ており、該ダイモルフは本体Ｂ内部に活性な電気的部分
を持っており、且つ存在する場合には、電気的接地状態
に維持される外部電気的部分を持っている。接地された
外部表面は、電気的状態に関係なく、その他の物体とダ
イモルフリフタとの組立てを可能としている。
ルフ」という用語の使用を拡張したものであり、それ
は、接着されている物質の電気的状態とは関係なしに電
気的に中性状態に止どまり且つ機械的に接着可能な少な
くとも二つの対向する広い表面を持った直線的剪断用ト
ランスデューサ要素を記述するために本願出願人の先行
特許である米国特許第４，９２８，０３０号において最
初に使用された用語であり、本明細書においては、同様
に接合乃至は結合可能な多様なセットの捩じり及び回転
トランスデューサを包含するために拡張して使用され
る。本明細書においては、ダイモルフトランスデューサ
は、各ダイモルフの電気的に独立的なアドレス可能性を
維持しながら、任意の順番で相互に、セットの他の部材
へ及び支持手段へ結合可能な基本的なトランスデューサ
ビルディングブロックとして取扱う。図２は電気信号に
応答して広い表面に対し垂直即ち直交する方向に作用す
るトランスデューサである従来のリフタを示した概略斜
視図である。該トランスデューサは、静止表面Ｓに対向
する出力表面Ｒを持った本体Ｂを有しており、静止表面
Ｓは、通常、基準のために静止状態のままであると考え
られる。該トランスデューサの入力部Ｃへ電気信号を印
加すると、表面Ｒは静止表面Ｓと相対的に且つそれと垂
直即ち直交する方向Ｔｒに並進運動を行なう。トランス
デューサ本体Ｂは電気的変形可能物質から構成されてい
る。該電気的変形可能物質は剪断型のものである場合に
は、並進運動Ｔｒは通常、その他の形状変化又は変形を
伴うものではない。異なった電気的変形可能物質から構
成される本体Ｂは、一つ又はそれ以上の形状変化又は変
形と結合して並進運動Ｔｒに影響を与える場合がある。
リフタの場合には剪断用電気的変形可能物質が好適であ
る。なぜならば、リフト動作ストローク又は力のどの部
分もその他の変形のために必要とされることがないから
である。図示したリフタはダイモルフ電気的形態を有し
ており、該ダイモルフは本体Ｂ内部に活性な電気的部分
を持っており、且つ存在する場合には、電気的接地状態
に維持される外部電気的部分を持っている。接地された
外部表面は、電気的状態に関係なく、その他の物体とダ
イモルフリフタとの組立てを可能としている。
【００２８】「剪断」という用語は、一般的には、それ
自身に対して平行であり且つそれと平行な第二（静止状
態であると仮定する）面と相対的に平行な第一面の直線
的並進運動として定義され、両方の面が固体物質の一部
を横断するものであるが、この用語は、本明細書におい
ては、更に、曲率を持った面及び曲率を有する運動を包
含するものとして定義し、尚該曲率はゆっくりと変化す
る変数である。ゆっくりと変化する曲率という意味は、
本明細書においては、剪断の原因の顕微鏡検査の観点か
ら考えた場合に、前述した一般的に定義されている剪断
の直線的運動と同一のメカニズムの如き挙動を行ない且
つそれにより発生可能な曲率として定義する。換言する
と、曲率型剪断用固体物質の微小要素は、その曲率がゆ
っくり変化するパラメータである場合には、隣接する微
小要素と基本的には同一の程度の剪断を経験するものと
考えられる。
自身に対して平行であり且つそれと平行な第二（静止状
態であると仮定する）面と相対的に平行な第一面の直線
的並進運動として定義され、両方の面が固体物質の一部
を横断するものであるが、この用語は、本明細書におい
ては、更に、曲率を持った面及び曲率を有する運動を包
含するものとして定義し、尚該曲率はゆっくりと変化す
る変数である。ゆっくりと変化する曲率という意味は、
本明細書においては、剪断の原因の顕微鏡検査の観点か
ら考えた場合に、前述した一般的に定義されている剪断
の直線的運動と同一のメカニズムの如き挙動を行ない且
つそれにより発生可能な曲率として定義する。換言する
と、曲率型剪断用固体物質の微小要素は、その曲率がゆ
っくり変化するパラメータである場合には、隣接する微
小要素と基本的には同一の程度の剪断を経験するものと
考えられる。
【００２９】図３は電気信号に応答して広い表面と相対
的に円筒状乃至は環状方向に作用するトランスデューサ
であるシリヤの概略斜視図である。該トランスデューサ
は、静止表面Ｓに対向する出力表面Ｒを持った円筒状セ
グメント本体Ｂの層を有しており、尚静止表面Ｓは、通
常、基準に対し静止状態に維持されるものと考えられ
る。該トランスデューサの入力部（不図示）へ電気信号
を印加すると、表面Ｒから距離Ｄの位置に位置されてい
る軸Ａの周りに静止表面Ｓと相対的に方向Ｔの方向に表
面Ｒが回転される。電気的変形可能物質が剪断型のもの
である場合には、回転ストロークＴは、通常、その他の
形状変化乃至は変形が伴うものではない。異なった電気
的変形可能物質からなる本体Ｂは、一つ又はそれ以上の
形状変化乃至は変形と結合して回転ストロークＴに影響
を与える場合がある。剪断用電気的変形可能物質はシリ
ヤにとって好適である。なぜならば、円筒ストローク乃
至は力のどの部分もその他の変形のために必要とされる
ことがないからである。図示したシリヤはダイモルフ電
気的形態を有するものではなく、この様なシリヤをその
他のコンポーネントに組立てる場合には付加的な電気的
絶縁を必要とする。
的に円筒状乃至は環状方向に作用するトランスデューサ
であるシリヤの概略斜視図である。該トランスデューサ
は、静止表面Ｓに対向する出力表面Ｒを持った円筒状セ
グメント本体Ｂの層を有しており、尚静止表面Ｓは、通
常、基準に対し静止状態に維持されるものと考えられ
る。該トランスデューサの入力部（不図示）へ電気信号
を印加すると、表面Ｒから距離Ｄの位置に位置されてい
る軸Ａの周りに静止表面Ｓと相対的に方向Ｔの方向に表
面Ｒが回転される。電気的変形可能物質が剪断型のもの
である場合には、回転ストロークＴは、通常、その他の
形状変化乃至は変形が伴うものではない。異なった電気
的変形可能物質からなる本体Ｂは、一つ又はそれ以上の
形状変化乃至は変形と結合して回転ストロークＴに影響
を与える場合がある。剪断用電気的変形可能物質はシリ
ヤにとって好適である。なぜならば、円筒ストローク乃
至は力のどの部分もその他の変形のために必要とされる
ことがないからである。図示したシリヤはダイモルフ電
気的形態を有するものではなく、この様なシリヤをその
他のコンポーネントに組立てる場合には付加的な電気的
絶縁を必要とする。
【００３０】図４は電気信号に応答して広い表面と相対
的に円筒状乃至は環状方向に作用するトランスデューサ
であるシルモルフを示した概略斜視図である。該トラン
スデューサは、静止表面Ｓに対向した出力表面Ｒを持っ
た円筒状セグメント本体Ｂ１，Ｂ２からなる層を有して
おり、尚静止表面Ｓは、通常、基準のために静止状態に
止どまるものと考えられる。該トランスデューサの入力
部Ｃへ電気信号を印加すると、表面Ｒが表面Ｒから距離
Ｄの位置に位置されている軸Ａの周りに静止表面Ｓと相
対的に方向Ｄの方向の回転される。本体Ｂ１，Ｂ２は電
気的変形可能物質から構成されている。該電気的変形可
能物質は剪断タイプのものである場合には、回転ストロ
ークＴは、通常、その他の形状変化乃至は変形を伴うも
のではない。異なった電気的変形可能物質からなる本体
Ｂ１，Ｂ２は、一つ又はそれ以上の形状変化乃至は変形
と結合して回転ストロークＴに影響を与える場合があ
る。剪断用電気的変形可能物質はシルモルフにとって好
適である。なぜならば、回転ストローク又は力の何れの
部分もその他の変形のために必要とされることがないか
らである。図示したシルモルフはダイモルフ電気的形態
を有しており、該ダイモルフは本体Ｂ内部に活性な電気
的部分を持っており、且つ電気的接地状態に維持される
外部の電気的部分を持っている。接地された外部表面
は、電気的状態に拘らず、シルモルフをその他の物体に
組立てることを可能としている。一例として、ピエゾ電
気剪断物質から構成されたシルモルフトランスデューサ
は、本体部分Ｂ１とＢ２とを分離する中央電極Ｃを有す
ることが可能であり、これらの部分は該トランスデュー
サの全体的なストロークに対してのそれぞれの円筒状ス
トローク部分に貢献する。
的に円筒状乃至は環状方向に作用するトランスデューサ
であるシルモルフを示した概略斜視図である。該トラン
スデューサは、静止表面Ｓに対向した出力表面Ｒを持っ
た円筒状セグメント本体Ｂ１，Ｂ２からなる層を有して
おり、尚静止表面Ｓは、通常、基準のために静止状態に
止どまるものと考えられる。該トランスデューサの入力
部Ｃへ電気信号を印加すると、表面Ｒが表面Ｒから距離
Ｄの位置に位置されている軸Ａの周りに静止表面Ｓと相
対的に方向Ｄの方向の回転される。本体Ｂ１，Ｂ２は電
気的変形可能物質から構成されている。該電気的変形可
能物質は剪断タイプのものである場合には、回転ストロ
ークＴは、通常、その他の形状変化乃至は変形を伴うも
のではない。異なった電気的変形可能物質からなる本体
Ｂ１，Ｂ２は、一つ又はそれ以上の形状変化乃至は変形
と結合して回転ストロークＴに影響を与える場合があ
る。剪断用電気的変形可能物質はシルモルフにとって好
適である。なぜならば、回転ストローク又は力の何れの
部分もその他の変形のために必要とされることがないか
らである。図示したシルモルフはダイモルフ電気的形態
を有しており、該ダイモルフは本体Ｂ内部に活性な電気
的部分を持っており、且つ電気的接地状態に維持される
外部の電気的部分を持っている。接地された外部表面
は、電気的状態に拘らず、シルモルフをその他の物体に
組立てることを可能としている。一例として、ピエゾ電
気剪断物質から構成されたシルモルフトランスデューサ
は、本体部分Ｂ１とＢ２とを分離する中央電極Ｃを有す
ることが可能であり、これらの部分は該トランスデュー
サの全体的なストロークに対してのそれぞれの円筒状ス
トローク部分に貢献する。
【００３１】図５は電気信号に応答して広い球状セグメ
ント表面を回転させる球状セグメントトランジスタであ
るスフェリヤを示した概略斜視図である。該トランスデ
ューサは、静止表面Ｓに対向した出力表面Ｒを持った球
状のセグメント本体Ｂの層を有しており、尚、静止表面
Ｓは基準のために静止状態に残存するものと考えられ
る。該トランスデューサの入力部（不図示）へ電気信号
を印加すると、表面Ｒは、球状曲率中心又はその近傍を
介して通過する軸Ａの周りの静止表面Ｓと相対的に方向
Ｔの方向に回転される。本体Ｂは電気的変形可能物質か
ら構成されている。該電気的変形可能物質は剪断型のも
のである場合には、回転ストロークＴは、通常、その他
の形状変化又は変形が伴うものではない。異なった電気
的変形可能物質から構成される本体Ｂは、一つ又はそれ
以上の形状変化又は変形と結合して回転ストロークＴに
影響を与える場合がある。剪断用電気的変形可能物質は
スフェリヤにとって好適である。なぜならば、回転スト
ローク乃至は力のどの部分もその他の変形のために必要
とされることがないからである。図示したスフェリヤは
ダイモルフ電気的形態を有するものではなく、且つその
他のコンポーネントに組付ける場合には付加的な電気的
絶縁を必要とする場合がある。該スフェリヤの電気機械
的挙動はシリヤ（図３）のものに類似している。
ント表面を回転させる球状セグメントトランジスタであ
るスフェリヤを示した概略斜視図である。該トランスデ
ューサは、静止表面Ｓに対向した出力表面Ｒを持った球
状のセグメント本体Ｂの層を有しており、尚、静止表面
Ｓは基準のために静止状態に残存するものと考えられ
る。該トランスデューサの入力部（不図示）へ電気信号
を印加すると、表面Ｒは、球状曲率中心又はその近傍を
介して通過する軸Ａの周りの静止表面Ｓと相対的に方向
Ｔの方向に回転される。本体Ｂは電気的変形可能物質か
ら構成されている。該電気的変形可能物質は剪断型のも
のである場合には、回転ストロークＴは、通常、その他
の形状変化又は変形が伴うものではない。異なった電気
的変形可能物質から構成される本体Ｂは、一つ又はそれ
以上の形状変化又は変形と結合して回転ストロークＴに
影響を与える場合がある。剪断用電気的変形可能物質は
スフェリヤにとって好適である。なぜならば、回転スト
ローク乃至は力のどの部分もその他の変形のために必要
とされることがないからである。図示したスフェリヤは
ダイモルフ電気的形態を有するものではなく、且つその
他のコンポーネントに組付ける場合には付加的な電気的
絶縁を必要とする場合がある。該スフェリヤの電気機械
的挙動はシリヤ（図３）のものに類似している。
【００３２】図６は、電気信号に応答して広い球状セグ
メント表面を回転させるトランスデューサであるスフェ
モルフを示した概略斜視図である。該トランスデューサ
は静止表面Ｓに対向した出力表面Ｒを持った球状物体の
セグメントＢ１及びＢ２の層を有しており、尚静止表面
Ｓは、通常、基準のために静止状態に止どまるものと考
えられる。該トランスデューサの入力部Ｃへ電気信号を
印加すると、表面Ｒは、球状曲率中心又はその近傍を介
して通過する軸Ａの周りに静止表面Ｓと相対的に方向Ｔ
の方向に回転される。物体Ｂ１，Ｂ２は電気的変形可能
物質から構成されている。電気的変形可能物質が剪断型
のものである場合には、回転ストロークＴは、通常、そ
の他の形状変化又は変形が伴うことはない。異なった電
気的変形可能物質から構成される物体Ｂ１，Ｂ２は、一
つ又はそれ以上の形状変化乃至は変形と結合して回転ス
トロークＴに影響を与える場合がある。剪断用電気的変
形可能物質がスフェモルフにとって好適である。なぜな
らば、回転ストローク又は力のどの部分もその他の変形
のために必要とされることがないからである。図示した
スフェモルフはダイモルフ電気的形態を有しており、電
気的接地状態に維持される外部電気的部分を有してい
る。接地された外部表面は、電気的状態に拘らずにスフ
ェモルフをその他の物体へ組立てることを可能としてい
る。スフェモルフトランスデューサは本体を二つの部分
Ｂ１及びＢ２に分割する中央電極Ｃを有することが可能
であり、これらの部分はそれぞれの回転ストローク部分
を該トランジスタの全体的なストロークに対して貢献す
る。
メント表面を回転させるトランスデューサであるスフェ
モルフを示した概略斜視図である。該トランスデューサ
は静止表面Ｓに対向した出力表面Ｒを持った球状物体の
セグメントＢ１及びＢ２の層を有しており、尚静止表面
Ｓは、通常、基準のために静止状態に止どまるものと考
えられる。該トランスデューサの入力部Ｃへ電気信号を
印加すると、表面Ｒは、球状曲率中心又はその近傍を介
して通過する軸Ａの周りに静止表面Ｓと相対的に方向Ｔ
の方向に回転される。物体Ｂ１，Ｂ２は電気的変形可能
物質から構成されている。電気的変形可能物質が剪断型
のものである場合には、回転ストロークＴは、通常、そ
の他の形状変化又は変形が伴うことはない。異なった電
気的変形可能物質から構成される物体Ｂ１，Ｂ２は、一
つ又はそれ以上の形状変化乃至は変形と結合して回転ス
トロークＴに影響を与える場合がある。剪断用電気的変
形可能物質がスフェモルフにとって好適である。なぜな
らば、回転ストローク又は力のどの部分もその他の変形
のために必要とされることがないからである。図示した
スフェモルフはダイモルフ電気的形態を有しており、電
気的接地状態に維持される外部電気的部分を有してい
る。接地された外部表面は、電気的状態に拘らずにスフ
ェモルフをその他の物体へ組立てることを可能としてい
る。スフェモルフトランスデューサは本体を二つの部分
Ｂ１及びＢ２に分割する中央電極Ｃを有することが可能
であり、これらの部分はそれぞれの回転ストローク部分
を該トランジスタの全体的なストロークに対して貢献す
る。
【００３３】図７は電気信号に応答して広い表面をツイ
スト即ち捩じりを発生させるトランスデューサであるツ
イスタを示した概略斜視図である。該トランスデューサ
は静止表面Ｓに対向する出力表面Ｒを持った本体Ｂを有
しており、静止表面Ｓは、通常、基準のために静止状態
に止どまるものと考えられる。該トランスデューサの入
力部（不図示）へ電気信号を印加すると、例えば、表面
Ｒの質量中心などの表面Ｒの何らかの点を介して通過す
る軸Ａの周りに静止表面Ｓと相対的に方向Ｔの方向に捩
じり運動を行なう。本体Ｂは層状の電気的変形可能物質
から構成されている。該電気的変形可能物質が剪断型の
ものである場合には、ツイストストロークＴは、通常、
その他の形状変化又は変形が伴うことはない。ツイスト
動作期間中に表面Ｒは形状変化を発生することはない。
異なった電気的変形可能物質からなる本体Ｂは、一つ又
はそれ以上の形状変化又は変形と結合してツイストスト
ロークＴに影響を与える場合がある。ツイスタにとって
剪断用電気的変形可能物質が好適である。なぜならば、
ツイストストローク又は力の何れの部分もその他の変形
に必要とされることがないからである。図示したツイス
タはダイモルフ電気的形態を有するものではなく、且つ
その他のコンポーネントに組立てる場合に付加的な電気
的絶縁を必要とする場合がある。
スト即ち捩じりを発生させるトランスデューサであるツ
イスタを示した概略斜視図である。該トランスデューサ
は静止表面Ｓに対向する出力表面Ｒを持った本体Ｂを有
しており、静止表面Ｓは、通常、基準のために静止状態
に止どまるものと考えられる。該トランスデューサの入
力部（不図示）へ電気信号を印加すると、例えば、表面
Ｒの質量中心などの表面Ｒの何らかの点を介して通過す
る軸Ａの周りに静止表面Ｓと相対的に方向Ｔの方向に捩
じり運動を行なう。本体Ｂは層状の電気的変形可能物質
から構成されている。該電気的変形可能物質が剪断型の
ものである場合には、ツイストストロークＴは、通常、
その他の形状変化又は変形が伴うことはない。ツイスト
動作期間中に表面Ｒは形状変化を発生することはない。
異なった電気的変形可能物質からなる本体Ｂは、一つ又
はそれ以上の形状変化又は変形と結合してツイストスト
ロークＴに影響を与える場合がある。ツイスタにとって
剪断用電気的変形可能物質が好適である。なぜならば、
ツイストストローク又は力の何れの部分もその他の変形
に必要とされることがないからである。図示したツイス
タはダイモルフ電気的形態を有するものではなく、且つ
その他のコンポーネントに組立てる場合に付加的な電気
的絶縁を必要とする場合がある。
【００３４】図８は電気的信号に応答して広い表面をツ
イスト即ち捩じりを発生するトランスデューサであるツ
イスモルフを示した概略斜視図である。該トランスデュ
ーサは、静止表面Ｓと対向する出力表面Ｒを持った本体
Ｂ１，Ｂ２の層を有しており、尚静止表面Ｓは基準のた
めに静止状態に残存するものと考えられる。該トランス
デューサの入力部Ｃへ電気信号を印加すると、表面Ｒ
は、例えば表面Ｒの質量中心などの表面Ｒの何らかの点
を介して通過する軸Ａの周りに静止表面Ｓと相対的に方
向Ｔの方向にツイスト即ち捩じり運動を行なう。本体Ｂ
１，Ｂ２は電気的変形可能物質から構成されている。該
電気的変形可能物質が剪断型のものである場合には、ツ
イストストロークＴは、通常、その他の形状変化又は変
形が伴うことはない。図７のツイスタの場合における如
く、表面Ｒの形状はツイスト動作期間中に不変状態に維
持される。異なった電気的変形可能物質から構成される
本体Ｂ１，Ｂ２は、一つ又はそれ以上の形状変化又は変
形と結合してツイストストロークＴに影響を与える場合
がある。剪断用電気的変形可能物質はツイスタにとって
好適である。なぜならば、ツイストストローク又は力の
どの部分もその他の変形のために必要とされることがな
いからである。図示したツイストトランスデューサはダ
イモルフ電気的形態を有しており、接地状態に維持され
る外部電気的部分を持っている。接地された外部表面
は、電気的状態に拘らずにツイスモルフをその他の物体
に組立てることを可能としている。ツイスモルフトラン
スデューサは、本体を二つの部分Ｂ１及びＢ２に分割す
る中央電極Ｃを有することが可能であり、これらの部分
は該トランスデューサの全体的なストロークに対するそ
れぞれのツイストストローク部分に貢献する。
イスト即ち捩じりを発生するトランスデューサであるツ
イスモルフを示した概略斜視図である。該トランスデュ
ーサは、静止表面Ｓと対向する出力表面Ｒを持った本体
Ｂ１，Ｂ２の層を有しており、尚静止表面Ｓは基準のた
めに静止状態に残存するものと考えられる。該トランス
デューサの入力部Ｃへ電気信号を印加すると、表面Ｒ
は、例えば表面Ｒの質量中心などの表面Ｒの何らかの点
を介して通過する軸Ａの周りに静止表面Ｓと相対的に方
向Ｔの方向にツイスト即ち捩じり運動を行なう。本体Ｂ
１，Ｂ２は電気的変形可能物質から構成されている。該
電気的変形可能物質が剪断型のものである場合には、ツ
イストストロークＴは、通常、その他の形状変化又は変
形が伴うことはない。図７のツイスタの場合における如
く、表面Ｒの形状はツイスト動作期間中に不変状態に維
持される。異なった電気的変形可能物質から構成される
本体Ｂ１，Ｂ２は、一つ又はそれ以上の形状変化又は変
形と結合してツイストストロークＴに影響を与える場合
がある。剪断用電気的変形可能物質はツイスタにとって
好適である。なぜならば、ツイストストローク又は力の
どの部分もその他の変形のために必要とされることがな
いからである。図示したツイストトランスデューサはダ
イモルフ電気的形態を有しており、接地状態に維持され
る外部電気的部分を持っている。接地された外部表面
は、電気的状態に拘らずにツイスモルフをその他の物体
に組立てることを可能としている。ツイスモルフトラン
スデューサは、本体を二つの部分Ｂ１及びＢ２に分割す
る中央電極Ｃを有することが可能であり、これらの部分
は該トランスデューサの全体的なストロークに対するそ
れぞれのツイストストローク部分に貢献する。
【００３５】図９は、電気的信号に応答して広い表面に
対しトージョン即ち捩じりを付与する変換器であるトー
シヤを示した概略斜視図である。該トランスデューサ
は、静止表面Ｓと対向する出力表面Ｒを持った本体Ｂを
有しており、尚静止表面Ｓは、通常、基準のために静止
状態に維持されるものと考えられる。該トランスデュー
サの入力部（不図示）へ電気信号を印加すると、表面Ｒ
は、例えば表面Ｒの質量中心である表面Ｒの何らかの点
を介して距離Ｄにおける軸Ａの周りに方向Ｔの方向に静
止表面Ｓと相対的にトージョン即ち捩じり運動を行な
う。本体Ｂは電気的変形可能物質からなる層から構成さ
れている。該電気的変形可能物質が剪断型のものである
場合には、トージョンＴは、通常、その他の形状変化又
は変形を伴うものではなく、且つ表面Ｒの形状はトージ
ョン期間中に不変状態を維持する。異なった電気的変形
可能物質から構成される本体Ｂは、一つ又はそれ以上の
形状変化又は変形と結合してトージョンＴに影響を与え
る場合がある。剪断用電気的変形可能物質はトーシヤに
とって好適である。なぜならば、トージョンストローク
又は力の何れの部分もその他の変形のために必要とされ
ることがないからである。図示したトーシヤはダイモル
フ電気的形態を有するものではなく、その他のコンポー
ネントに組付ける場合には、付加的な電気的絶縁を必要
とする場合がある。
対しトージョン即ち捩じりを付与する変換器であるトー
シヤを示した概略斜視図である。該トランスデューサ
は、静止表面Ｓと対向する出力表面Ｒを持った本体Ｂを
有しており、尚静止表面Ｓは、通常、基準のために静止
状態に維持されるものと考えられる。該トランスデュー
サの入力部（不図示）へ電気信号を印加すると、表面Ｒ
は、例えば表面Ｒの質量中心である表面Ｒの何らかの点
を介して距離Ｄにおける軸Ａの周りに方向Ｔの方向に静
止表面Ｓと相対的にトージョン即ち捩じり運動を行な
う。本体Ｂは電気的変形可能物質からなる層から構成さ
れている。該電気的変形可能物質が剪断型のものである
場合には、トージョンＴは、通常、その他の形状変化又
は変形を伴うものではなく、且つ表面Ｒの形状はトージ
ョン期間中に不変状態を維持する。異なった電気的変形
可能物質から構成される本体Ｂは、一つ又はそれ以上の
形状変化又は変形と結合してトージョンＴに影響を与え
る場合がある。剪断用電気的変形可能物質はトーシヤに
とって好適である。なぜならば、トージョンストローク
又は力の何れの部分もその他の変形のために必要とされ
ることがないからである。図示したトーシヤはダイモル
フ電気的形態を有するものではなく、その他のコンポー
ネントに組付ける場合には、付加的な電気的絶縁を必要
とする場合がある。
【００３６】図１０は、電気的信号に応答して広い表面
へトージョン即ち捩じり運動を付与するトランスデュー
サであるトーモルフを示した概略斜視図である。該トラ
ンスデューサは、静止表面Ｓに対向する出力表面Ｒを持
った二つの層Ｂ１及びＢ２からなる本体を有しており、
尚静止表面Ｓは、通常、基準のために静止状態を維持す
るものと考えられる。該トランスデューサの入力部Ｃへ
電気信号を印加すると、表面Ｒは、例えば、表面Ｒの出
力中心である表面Ｒの何らかの点から距離Ｄにおける軸
Ａの周りに方向Ｔに静止表面Ｓと相対的にトージョン即
ち捩じれ運動を行なう。該電気的変形可能物質が剪断型
のものである場合には、トージョンＴは、通常、その他
の形状変化又は変形を伴うものではなく、且つ表面Ｒの
形状はトージョン期間中に不変状態を維持する。異なっ
た電気的変形可能物質から構成される本体は、一つ又は
それ以上の形状変化又は変形と結合してトージョンＴに
影響を与える場合がある。剪断用電気的変形可能物質は
トーモルフにとって好適である。なぜならば、トージョ
ンストローク又は力のうちの何れの部分もその他の変形
のために必要とされることがないからである。図示した
トーモルフはダイモルフ電気的形態を有しており、その
場合に、電気的入力は該本体の内部に閉込められてお
り、且つ該本体の外部表面部分は電気的接地状態を維持
し、その際に電気的状態に拘らずにその他のコンポーネ
ントへ組付けることを可能としている。トーモルフのト
ージョンストロークは本体部分Ｂ１及びＢ２のストロー
クの貢献部分の和から構成される。
へトージョン即ち捩じり運動を付与するトランスデュー
サであるトーモルフを示した概略斜視図である。該トラ
ンスデューサは、静止表面Ｓに対向する出力表面Ｒを持
った二つの層Ｂ１及びＢ２からなる本体を有しており、
尚静止表面Ｓは、通常、基準のために静止状態を維持す
るものと考えられる。該トランスデューサの入力部Ｃへ
電気信号を印加すると、表面Ｒは、例えば、表面Ｒの出
力中心である表面Ｒの何らかの点から距離Ｄにおける軸
Ａの周りに方向Ｔに静止表面Ｓと相対的にトージョン即
ち捩じれ運動を行なう。該電気的変形可能物質が剪断型
のものである場合には、トージョンＴは、通常、その他
の形状変化又は変形を伴うものではなく、且つ表面Ｒの
形状はトージョン期間中に不変状態を維持する。異なっ
た電気的変形可能物質から構成される本体は、一つ又は
それ以上の形状変化又は変形と結合してトージョンＴに
影響を与える場合がある。剪断用電気的変形可能物質は
トーモルフにとって好適である。なぜならば、トージョ
ンストローク又は力のうちの何れの部分もその他の変形
のために必要とされることがないからである。図示した
トーモルフはダイモルフ電気的形態を有しており、その
場合に、電気的入力は該本体の内部に閉込められてお
り、且つ該本体の外部表面部分は電気的接地状態を維持
し、その際に電気的状態に拘らずにその他のコンポーネ
ントへ組付けることを可能としている。トーモルフのト
ージョンストロークは本体部分Ｂ１及びＢ２のストロー
クの貢献部分の和から構成される。
【００３７】図１１は電気信号に応答して広い表面へテ
ィータ運動即ちシーソのような揺動運動を付与するトラ
ンスデューサであるティータを示した概略斜視図であ
る。該トランスデューサは、静止表面Ｓに対向する出力
表面Ｒを持った本体Ｂを有しており、尚静止表面Ｓは基
準のために静止状態を維持するものと考えられる。該テ
ィータの入力部（不図示）へ電気信号が印加されると、
表面Ｒは、例えば表面Ｒのジャイレーション即ち旋回の
軸のような表面Ｒ内に存在する軸Ａの周りに方向Ｔの方
向に静止表面Ｓと相対的に揺動運動を行なう。該電気的
変形可能物質が剪断型のものである場合には、揺動運動
Ｔは通常その他の形状変化又は変形を伴うものではな
く、且つ表面Ｒは揺動運動期間中にその形状を維持す
る。異なった電気的変形可能物質から構成される本体Ｂ
は、一つ又はそれ以上の形状変化又は変形と結合して揺
動運動Ｔに影響を与える場合がある。剪断用電気的変形
可能物質はティータにとって好適である。なぜならば、
揺動ストローク又は力の何れの部分もその他の変形のた
めに必要とされることがないからである。図示したティ
ータは、ダイモルフ電気的形態を有するものではなく、
従ってその他のコンポーネントへ組付ける場合には、付
加的な電気的絶縁を必要とする場合がある。
ィータ運動即ちシーソのような揺動運動を付与するトラ
ンスデューサであるティータを示した概略斜視図であ
る。該トランスデューサは、静止表面Ｓに対向する出力
表面Ｒを持った本体Ｂを有しており、尚静止表面Ｓは基
準のために静止状態を維持するものと考えられる。該テ
ィータの入力部（不図示）へ電気信号が印加されると、
表面Ｒは、例えば表面Ｒのジャイレーション即ち旋回の
軸のような表面Ｒ内に存在する軸Ａの周りに方向Ｔの方
向に静止表面Ｓと相対的に揺動運動を行なう。該電気的
変形可能物質が剪断型のものである場合には、揺動運動
Ｔは通常その他の形状変化又は変形を伴うものではな
く、且つ表面Ｒは揺動運動期間中にその形状を維持す
る。異なった電気的変形可能物質から構成される本体Ｂ
は、一つ又はそれ以上の形状変化又は変形と結合して揺
動運動Ｔに影響を与える場合がある。剪断用電気的変形
可能物質はティータにとって好適である。なぜならば、
揺動ストローク又は力の何れの部分もその他の変形のた
めに必要とされることがないからである。図示したティ
ータは、ダイモルフ電気的形態を有するものではなく、
従ってその他のコンポーネントへ組付ける場合には、付
加的な電気的絶縁を必要とする場合がある。
【００３８】図１２は、電気信号に応答して広い表面へ
シーソのような運動である揺動運動を付与するトランス
デューサであるティーモルフを示した概略斜視図であ
る。該トランスデューサは静止表面Ｓに対向する出力表
面Ｒを持った層Ｂ１及びＢ２からなる本体を有してお
り、尚静止表面Ｓは、通常、基準のために静止状態を維
持するものと考えられる。該ティーモルフの入力部Ｃへ
電気信号を印加すると、表面Ｒは、例えば、表面Ｒの旋
回運動の軸などの表面Ｒ内に存在する軸Ａの周りに方向
Ｔの方向に静止表面Ｓと相対的に揺動運動を行なう。本
体部分Ｂ１及びＢ２は電気的変形可能物質から構成され
ている。該電気的変形可能物質が剪断型のものである場
合には、揺動運動Ｔは、通常、その他の形状変化又は変
形を伴うものではなく、表面Ｒは形状を変化することな
しに揺動運動を行なう。異なった電気的変形可能物質か
ら構成される本体は、一つ又はそれ以上の形状変化又は
変形と結合して揺動運動Ｔに影響を与える場合がある。
剪断用電気的変形可能物質はティーモルフにとって好適
である。なぜならば、揺動運動ストローク又は力のうち
の何れの部分もその他の変形のために必要とされること
がないからである。図示したティーモルフはダイモルフ
形態を有しており、その場合、電気的入力部は該本体の
内部に閉込められており、一方該本体の外部的表面部分
は電気的接地状態に維持され、その際に電気的状態に拘
らず本ティーモルフをその他のコンポーネントへ組付け
ることを可能としている。本ティーモルフの揺動運動ス
トロークは、本体部分Ｂ１及びＢ２の貢献する部分の和
から構成されている。
シーソのような運動である揺動運動を付与するトランス
デューサであるティーモルフを示した概略斜視図であ
る。該トランスデューサは静止表面Ｓに対向する出力表
面Ｒを持った層Ｂ１及びＢ２からなる本体を有してお
り、尚静止表面Ｓは、通常、基準のために静止状態を維
持するものと考えられる。該ティーモルフの入力部Ｃへ
電気信号を印加すると、表面Ｒは、例えば、表面Ｒの旋
回運動の軸などの表面Ｒ内に存在する軸Ａの周りに方向
Ｔの方向に静止表面Ｓと相対的に揺動運動を行なう。本
体部分Ｂ１及びＢ２は電気的変形可能物質から構成され
ている。該電気的変形可能物質が剪断型のものである場
合には、揺動運動Ｔは、通常、その他の形状変化又は変
形を伴うものではなく、表面Ｒは形状を変化することな
しに揺動運動を行なう。異なった電気的変形可能物質か
ら構成される本体は、一つ又はそれ以上の形状変化又は
変形と結合して揺動運動Ｔに影響を与える場合がある。
剪断用電気的変形可能物質はティーモルフにとって好適
である。なぜならば、揺動運動ストローク又は力のうち
の何れの部分もその他の変形のために必要とされること
がないからである。図示したティーモルフはダイモルフ
形態を有しており、その場合、電気的入力部は該本体の
内部に閉込められており、一方該本体の外部的表面部分
は電気的接地状態に維持され、その際に電気的状態に拘
らず本ティーモルフをその他のコンポーネントへ組付け
ることを可能としている。本ティーモルフの揺動運動ス
トロークは、本体部分Ｂ１及びＢ２の貢献する部分の和
から構成されている。
【００３９】図１３は電気信号に応答して広い表面へス
イングモーションを付与するトランスデューサであるス
インガを示した概略斜視図である。該トランスデューサ
は静止表面Ｓに対向する出力表面Ｒを持った本体Ｂを有
しており、静止表面Ｓは、通常、基準のために静止状態
を維持するものと考えられる。該スインガの入力部（不
図示）へ電気信号を付与すると、表面Ｒは、表面Ｒから
距離Ｄの位置に存在する軸Ａの周りに方向Ｔの方向にス
イングモーションを行なう。本体Ｂは電気的変形可能物
質の層から構成されている。該電気的変形可能物質が剪
断型のものである場合には、スイング運動Ｔは通常その
他の形状変化又は変形を伴うものではなく、且つ表面Ｒ
の形状はスイング運動期間中変化することはない。異な
った電気的変形可能物質から構成される本体Ｂは、一つ
又はそれ以上のその他の変形と結合してスイング運動Ｔ
に影響を与える場合がある。剪断用電気的変形可能物質
はスインガにとって好適である。なぜならば、スイング
ストローク又は力の何れの部分もその他の変形のために
必要とされることがないからである。図示したスインガ
はダイモルフ電気的形態を有するものではなく、その他
のコンポーネントに組立てる場合には付加的な電気的絶
縁を必要とする場合がある。
イングモーションを付与するトランスデューサであるス
インガを示した概略斜視図である。該トランスデューサ
は静止表面Ｓに対向する出力表面Ｒを持った本体Ｂを有
しており、静止表面Ｓは、通常、基準のために静止状態
を維持するものと考えられる。該スインガの入力部（不
図示）へ電気信号を付与すると、表面Ｒは、表面Ｒから
距離Ｄの位置に存在する軸Ａの周りに方向Ｔの方向にス
イングモーションを行なう。本体Ｂは電気的変形可能物
質の層から構成されている。該電気的変形可能物質が剪
断型のものである場合には、スイング運動Ｔは通常その
他の形状変化又は変形を伴うものではなく、且つ表面Ｒ
の形状はスイング運動期間中変化することはない。異な
った電気的変形可能物質から構成される本体Ｂは、一つ
又はそれ以上のその他の変形と結合してスイング運動Ｔ
に影響を与える場合がある。剪断用電気的変形可能物質
はスインガにとって好適である。なぜならば、スイング
ストローク又は力の何れの部分もその他の変形のために
必要とされることがないからである。図示したスインガ
はダイモルフ電気的形態を有するものではなく、その他
のコンポーネントに組立てる場合には付加的な電気的絶
縁を必要とする場合がある。
【００４０】図１４は電気信号に応答して広い表面へス
イング運動を付与するトランスデューサであるスイング
モルフを示した概略斜視図である。該トランスデューサ
は、静止表面Ｓに対向する出力表面Ｒを持った層Ｂ１及
びＢ２からなる本体を有しており、尚静止表面Ｓは、通
常、基準のために静止状態を維持するものと考えられ
る。スイングモルフの入力部Ｃへ電気信号を印加する
と、表面Ｒは、表面Ｒから距離Ｄの位置に位置し且つそ
れと平行な軸Ａの周りに方向Ｔの方向に静止表面Ｓと相
対的にスイング運動を行なう。本体部分Ｂ１及びＢ２は
電気的変形可能物質から構成されている。該電気的変形
可能物質が剪断型のものである場合には、スイング運動
Ｔは、通常、その他の変形を伴うことはない。異なった
電気的変形可能物質から構成される本体は、一つ又はそ
れ以上の変形と結合してスイング運動Ｔに影響を与える
場合がある。剪断用電気的変形可能物質はスイングモル
フにとって好適である。なぜならば、スイングストロー
ク又は力の何れの部分もその他の変形に必要とされる場
合がないからである。図示したスイングモルフはダイモ
ルフ形態を有しており、電気的入力部は該本体の内部に
閉込められており、一方該本体の電気的表面部分は電気
的接地状態に維持され、その際に本スイングモルフを電
気的状態に拘らずにその他のコンポーネントに組付ける
ことを可能としている。本スイングモルフのスイングス
トロークＴは、部分Ｂ１及びＢ２の貢献によるものの和
から構成されている。
イング運動を付与するトランスデューサであるスイング
モルフを示した概略斜視図である。該トランスデューサ
は、静止表面Ｓに対向する出力表面Ｒを持った層Ｂ１及
びＢ２からなる本体を有しており、尚静止表面Ｓは、通
常、基準のために静止状態を維持するものと考えられ
る。スイングモルフの入力部Ｃへ電気信号を印加する
と、表面Ｒは、表面Ｒから距離Ｄの位置に位置し且つそ
れと平行な軸Ａの周りに方向Ｔの方向に静止表面Ｓと相
対的にスイング運動を行なう。本体部分Ｂ１及びＢ２は
電気的変形可能物質から構成されている。該電気的変形
可能物質が剪断型のものである場合には、スイング運動
Ｔは、通常、その他の変形を伴うことはない。異なった
電気的変形可能物質から構成される本体は、一つ又はそ
れ以上の変形と結合してスイング運動Ｔに影響を与える
場合がある。剪断用電気的変形可能物質はスイングモル
フにとって好適である。なぜならば、スイングストロー
ク又は力の何れの部分もその他の変形に必要とされる場
合がないからである。図示したスイングモルフはダイモ
ルフ形態を有しており、電気的入力部は該本体の内部に
閉込められており、一方該本体の電気的表面部分は電気
的接地状態に維持され、その際に本スイングモルフを電
気的状態に拘らずにその他のコンポーネントに組付ける
ことを可能としている。本スイングモルフのスイングス
トロークＴは、部分Ｂ１及びＢ２の貢献によるものの和
から構成されている。
【００４１】本明細書においては、応答性及び応答性ベ
クトルは、印加されたベクトル電気信号に応答してベク
トル動作を発生させる固体トランスデューサを形成する
物質のベクトル特性として定義される。該動作は、剪断
に起因する変形、厚さ変化に起因する変形、及び長さ変
化に起因する変形の任意の組合わせを包含している。本
明細書においては、トランスデューサ応答性に関連する
全てのベクトルは前に定義した如くゆっくり変化するパ
ラメータであり、且つこれらのベクトルの任意の結合が
曲線性を包含することが可能なものとする。
クトルは、印加されたベクトル電気信号に応答してベク
トル動作を発生させる固体トランスデューサを形成する
物質のベクトル特性として定義される。該動作は、剪断
に起因する変形、厚さ変化に起因する変形、及び長さ変
化に起因する変形の任意の組合わせを包含している。本
明細書においては、トランスデューサ応答性に関連する
全てのベクトルは前に定義した如くゆっくり変化するパ
ラメータであり、且つこれらのベクトルの任意の結合が
曲線性を包含することが可能なものとする。
【００４２】図１５は図３のシリヤトランスデューサの
一実施例を示した概略斜視図であり、（基準の）静止表
面Ｓと反対側の応答出力表面Ｒを有する本体Ｂを有して
おり、本体Ｂは応答性ベクトルＰを示すために想像線で
示してある。本体Ｂは図３に示した動作を与えるために
トランスデューサ応答性ベクトルＰを配列させた壁内部
の円筒の一部の形状を有している。該本体物質が剪断型
のものである場合には、該壁が薄い場合には全てのベク
トルは等しい大きさを有しており、又該壁が厚い場合に
はベクトルは半径方向に勾配を持った大きさを有してお
り、且つ各ベクトルは該円筒に対しほぼ接線方向である
各それぞれの本体軌跡における方向を有している。印加
した電気信号が応答性ベクトルと相互作用を行なって、
前述した動作を発生する。シリヤ物質がその他の変形と
結合して剪断変形を発生する場合には、該応答性ベクト
ルの方向は、図３に対して説明した動作の最大部分を発
生すべく配列され、一方最小のその他の変形を可能と
し、その際に大方の動作を該トランスデューサの所望の
ものへ帰着させる。好適な本体物質はピエゾ電気物質で
ある。
一実施例を示した概略斜視図であり、（基準の）静止表
面Ｓと反対側の応答出力表面Ｒを有する本体Ｂを有して
おり、本体Ｂは応答性ベクトルＰを示すために想像線で
示してある。本体Ｂは図３に示した動作を与えるために
トランスデューサ応答性ベクトルＰを配列させた壁内部
の円筒の一部の形状を有している。該本体物質が剪断型
のものである場合には、該壁が薄い場合には全てのベク
トルは等しい大きさを有しており、又該壁が厚い場合に
はベクトルは半径方向に勾配を持った大きさを有してお
り、且つ各ベクトルは該円筒に対しほぼ接線方向である
各それぞれの本体軌跡における方向を有している。印加
した電気信号が応答性ベクトルと相互作用を行なって、
前述した動作を発生する。シリヤ物質がその他の変形と
結合して剪断変形を発生する場合には、該応答性ベクト
ルの方向は、図３に対して説明した動作の最大部分を発
生すべく配列され、一方最小のその他の変形を可能と
し、その際に大方の動作を該トランスデューサの所望の
ものへ帰着させる。好適な本体物質はピエゾ電気物質で
ある。
【００４３】他の変形と結合して剪断応答性を使用する
シリヤ又はシルモルフトランスデューサの別の実施例
は、線又は面からの距離に比例して応答性ベクトルの方
向及び大きさが段階的に変化するものを使用することが
可能である。
シリヤ又はシルモルフトランスデューサの別の実施例
は、線又は面からの距離に比例して応答性ベクトルの方
向及び大きさが段階的に変化するものを使用することが
可能である。
【００４４】図１６は基準静止表面Ｓの反対側の応答出
力表面Ｒを有する本体Ｂを持った図７のツイスタトラン
スデューサを示した概略斜視図である。本体Ｂは応答性
ベクトルＰの環状アレイを示すために想像線で示してあ
る。各ベクトルＰは該本体の各それぞれの点において方
向及び大きさを有しており、それは、印加された電気信
号と共同して、表面Ｒを図７に関して説明した如くツイ
スト運動を起こさせる。本体Ｂが剪断物質から構成され
ている場合には、応答性はツイスト軸からの距離と共に
増加し、且つ表面Ｒは表面Ｓと相対的にツイスト軸の周
りのその他の変形なしでツイスト運動を行なう。
力表面Ｒを有する本体Ｂを持った図７のツイスタトラン
スデューサを示した概略斜視図である。本体Ｂは応答性
ベクトルＰの環状アレイを示すために想像線で示してあ
る。各ベクトルＰは該本体の各それぞれの点において方
向及び大きさを有しており、それは、印加された電気信
号と共同して、表面Ｒを図７に関して説明した如くツイ
スト運動を起こさせる。本体Ｂが剪断物質から構成され
ている場合には、応答性はツイスト軸からの距離と共に
増加し、且つ表面Ｒは表面Ｓと相対的にツイスト軸の周
りのその他の変形なしでツイスト運動を行なう。
【００４５】図１７は基準静止表面Ｓと反対側の応答出
力表面Ｒを具備する本体Ｂを持った図９のトーシヤトラ
ンスデューサを示した概略斜視図である。本体Ｂは、応
答性ベクトルＰの環状アレイを示すために想像線で示し
てある。各ベクトルは、該本体の各点において、方向及
び大きさを持っており、それは、印加した電気信号と共
同して、表面Ｒを本体Ｂから距離Ｄに位置した軸Ａの周
りにツイスト運動を行なわせる。本体Ｂが剪断物質から
構成されている場合には、応答性は最も小さな距離Ｄに
おける小さな値から軸Ａから最も離れた距離における大
きな値へ距離と共に増加し、形状を変化させることなし
に表面Ｒを軸Ａの周りに回転させる。軸Ａの周りに描か
れる円形上に存在する応答性ベクトルの大きさは、剪断
が唯一のトランスデューサ動作である場合は、等しいも
のである。剪断以外の変形が関与する場合には、応答性
ベクトルの配列は所望のトランスデューサ動作から劣化
する非剪断変形及び応力競合を最小とするために変更さ
れる。
力表面Ｒを具備する本体Ｂを持った図９のトーシヤトラ
ンスデューサを示した概略斜視図である。本体Ｂは、応
答性ベクトルＰの環状アレイを示すために想像線で示し
てある。各ベクトルは、該本体の各点において、方向及
び大きさを持っており、それは、印加した電気信号と共
同して、表面Ｒを本体Ｂから距離Ｄに位置した軸Ａの周
りにツイスト運動を行なわせる。本体Ｂが剪断物質から
構成されている場合には、応答性は最も小さな距離Ｄに
おける小さな値から軸Ａから最も離れた距離における大
きな値へ距離と共に増加し、形状を変化させることなし
に表面Ｒを軸Ａの周りに回転させる。軸Ａの周りに描か
れる円形上に存在する応答性ベクトルの大きさは、剪断
が唯一のトランスデューサ動作である場合は、等しいも
のである。剪断以外の変形が関与する場合には、応答性
ベクトルの配列は所望のトランスデューサ動作から劣化
する非剪断変形及び応力競合を最小とするために変更さ
れる。
【００４６】図１８は基準静止表面Ｓと反対側の応答出
力表面Ｒを具備する本体Ｂを持った図１１のティータト
ランスデューサを示した概略斜視図である。本体Ｂは、
軸Ａｐの周りに円筒状に配列された応答性ベクトルＰの
環状アレイの一つの代表的な面を示すために想像線で示
してある。各ベクトルは、該本体の各それぞれの点にお
いて、方向と大きさとを有しており、それは、印加した
電気信号と共同して、表面Ｒを表面Ｒの面内に位置した
軸Ａの周りに揺動運動を起こさせる。軸Ａと軸Ａｐとの
間の距離Ｄは、特定のトランスデューサ本体物質の変形
方向及び量に依存する。本体Ｂが剪断物質から構成され
ている場合には、応答性は軸Ａ及びＡｐを包含する分割
面における小さな値か又は０の値から該分割面の片側に
おける極限距離における大きな値へ距離と共に増加し、
一方同時に、応答性は軸Ａｐからの距離と共に単調的に
減少する。このことは、表面Ｒを、その他の変形なし
で、軸Ａの周りに揺動運動を起こさせる。
力表面Ｒを具備する本体Ｂを持った図１１のティータト
ランスデューサを示した概略斜視図である。本体Ｂは、
軸Ａｐの周りに円筒状に配列された応答性ベクトルＰの
環状アレイの一つの代表的な面を示すために想像線で示
してある。各ベクトルは、該本体の各それぞれの点にお
いて、方向と大きさとを有しており、それは、印加した
電気信号と共同して、表面Ｒを表面Ｒの面内に位置した
軸Ａの周りに揺動運動を起こさせる。軸Ａと軸Ａｐとの
間の距離Ｄは、特定のトランスデューサ本体物質の変形
方向及び量に依存する。本体Ｂが剪断物質から構成され
ている場合には、応答性は軸Ａ及びＡｐを包含する分割
面における小さな値か又は０の値から該分割面の片側に
おける極限距離における大きな値へ距離と共に増加し、
一方同時に、応答性は軸Ａｐからの距離と共に単調的に
減少する。このことは、表面Ｒを、その他の変形なし
で、軸Ａの周りに揺動運動を起こさせる。
【００４７】図１９は、ティータに類似した図１３のス
インガトランスデューサを示した概略斜視図であり、表
面Ｒが軸Ａの周りにスイング動作を行なうようにより大
きな曲率半径を有する応答性ベクトルが配列されてい
る。
インガトランスデューサを示した概略斜視図であり、表
面Ｒが軸Ａの周りにスイング動作を行なうようにより大
きな曲率半径を有する応答性ベクトルが配列されてい
る。
【００４８】ツイスト用トランスデューサ層は、各部材
が所定の一様な応答性の大きさ及び一様な方向を持った
部材の組合わせからなるモザイクとして組立てることが
可能であり、該モザイク部材の組付けは、全体的なモザ
イクの所望の応答性を与えるように行なわれる。従っ
て、モザイクツイスト層は、確立された技術及び方法を
使用して構成される。しかしながら、モザイク方法は、
電気的変形可能物質内の応答性の分布を簡単化するもの
であるが、層の組立てを著しく複雑化させ、且つその結
果得られる層は活性化期間中にモザイク部材境界におい
て減少されてはいるが除去されていない内部応力を有し
ている。
が所定の一様な応答性の大きさ及び一様な方向を持った
部材の組合わせからなるモザイクとして組立てることが
可能であり、該モザイク部材の組付けは、全体的なモザ
イクの所望の応答性を与えるように行なわれる。従っ
て、モザイクツイスト層は、確立された技術及び方法を
使用して構成される。しかしながら、モザイク方法は、
電気的変形可能物質内の応答性の分布を簡単化するもの
であるが、層の組立てを著しく複雑化させ、且つその結
果得られる層は活性化期間中にモザイク部材境界におい
て減少されてはいるが除去されていない内部応力を有し
ている。
【００４９】ツイストトランスデューサを製造する好適
な方法は、応答性ベクトルの所定の形態、印加した電気
信号ベクトルの所定の形態、及び初期的に所望の態様で
配列しなかった応答性ベクトルを調節する手段を結合さ
せたものである。
な方法は、応答性ベクトルの所定の形態、印加した電気
信号ベクトルの所定の形態、及び初期的に所望の態様で
配列しなかった応答性ベクトルを調節する手段を結合さ
せたものである。
【００５０】図２０は、製造の中間段階における典型的
なツイストトランスデューサセグメントを示した概略斜
視図であり、本体Ｂは入射エネルギ及び物質Ｍの結合に
より所定の応答性の分布が与えられており、そのプロセ
スは、表面Ｒが印加した電気信号に対し所定の応答を有
する場合に終了する。該エネルギ及び物質Ｍは特定のタ
イプのツイストトランスデューサにより決定される分布
を有している。軸対称のトランスデューサを製造する期
間中、本体Ｂは、例えば、軸Ａなどのような軸の周りに
回転される。軸から離れたトランスデューサは、表面Ｒ
に直交し且つそれと交差する、表面Ｒに対し直交し且つ
その外側である、表面Ｒと平行で且つその中に含まれ
る、且つ表面Ｒと平行で且つその外側にある、又は特定
のトランスデューサの条件に従ってそれらの組合わせで
ある軸の周りにおける本体Ｂの回転を必要とする。一般
的には、本体回転の軸は、その周りにトランスデューサ
動作が進行する軸からの距離に位置される。ツイストト
ランスデューサの各実施例は、製造プロセス期間中にお
いて、エネルギ−物質活性化レート、強度、方向及び本
体回転の特定の組合わせを必要とする。
なツイストトランスデューサセグメントを示した概略斜
視図であり、本体Ｂは入射エネルギ及び物質Ｍの結合に
より所定の応答性の分布が与えられており、そのプロセ
スは、表面Ｒが印加した電気信号に対し所定の応答を有
する場合に終了する。該エネルギ及び物質Ｍは特定のタ
イプのツイストトランスデューサにより決定される分布
を有している。軸対称のトランスデューサを製造する期
間中、本体Ｂは、例えば、軸Ａなどのような軸の周りに
回転される。軸から離れたトランスデューサは、表面Ｒ
に直交し且つそれと交差する、表面Ｒに対し直交し且つ
その外側である、表面Ｒと平行で且つその中に含まれ
る、且つ表面Ｒと平行で且つその外側にある、又は特定
のトランスデューサの条件に従ってそれらの組合わせで
ある軸の周りにおける本体Ｂの回転を必要とする。一般
的には、本体回転の軸は、その周りにトランスデューサ
動作が進行する軸からの距離に位置される。ツイストト
ランスデューサの各実施例は、製造プロセス期間中にお
いて、エネルギ−物質活性化レート、強度、方向及び本
体回転の特定の組合わせを必要とする。
【００５１】一例として、ツイストトランスデューサ
は、所望のツイスト変換が発生するように本体を回転さ
せながら、制御した付着速度及び付着入射角度でエピタ
キシャル的に剪断物質を付着形成することにより製造さ
れる。
は、所望のツイスト変換が発生するように本体を回転さ
せながら、制御した付着速度及び付着入射角度でエピタ
キシャル的に剪断物質を付着形成することにより製造さ
れる。
【００５２】ツイストトランスデューサ本体の制御した
エピタキシャル付着は、トランスデューサが静止状態に
止どまる間に所定の軸の周りに付着源を回転させること
を包含している。
エピタキシャル付着は、トランスデューサが静止状態に
止どまる間に所定の軸の周りに付着源を回転させること
を包含している。
【００５３】回転方向に活性なトランスデューサを製造
する別の方法は、第一応答性分布を持ったトランスデュ
ーサ物質の付着又は圧縮であり、爾後に、外部的に印加
した曲線的な影響を与えて該ベクトルを変更させること
により第一分布を所望の第二分布へ変更させる。一例と
して、図１６のツイスタは、最初に、等しい大きさの応
答性ベクトルからなる環状配列で製造し、その後に、応
答性ベクトルの大きさを減少させる外部的手段を印加し
て、回転軸に近付くに従い距離と共に応答性を減少さ
せ、最終的に軸上では０の応答性の大きさで終了する。
外部手段は、最小応答性の軸上の加熱された区域、漸次
変化する強度を有する半径方向にスキャンした照射源、
漸次変化する強度を有するゆっくりと螺旋状にスキャン
された照射源、漸次的な脱磁化、及びスキャンした電荷
供給源による漸次的な脱分極に起因して半径方向の熱勾
配を有している。外部ベクトル調節手段は、トランスデ
ューサが回転される場合に、静止状態とさせることが可
能であり、一方、該ベクトル調節手段を、該トランスデ
ューサが静止状態を維持する間、スキャン（走査）又は
その他の回転を行なうことが可能である。応答性調節方
法は、調節手段として図３のＭを考慮することにより理
解することが可能である。
する別の方法は、第一応答性分布を持ったトランスデュ
ーサ物質の付着又は圧縮であり、爾後に、外部的に印加
した曲線的な影響を与えて該ベクトルを変更させること
により第一分布を所望の第二分布へ変更させる。一例と
して、図１６のツイスタは、最初に、等しい大きさの応
答性ベクトルからなる環状配列で製造し、その後に、応
答性ベクトルの大きさを減少させる外部的手段を印加し
て、回転軸に近付くに従い距離と共に応答性を減少さ
せ、最終的に軸上では０の応答性の大きさで終了する。
外部手段は、最小応答性の軸上の加熱された区域、漸次
変化する強度を有する半径方向にスキャンした照射源、
漸次変化する強度を有するゆっくりと螺旋状にスキャン
された照射源、漸次的な脱磁化、及びスキャンした電荷
供給源による漸次的な脱分極に起因して半径方向の熱勾
配を有している。外部ベクトル調節手段は、トランスデ
ューサが回転される場合に、静止状態とさせることが可
能であり、一方、該ベクトル調節手段を、該トランスデ
ューサが静止状態を維持する間、スキャン（走査）又は
その他の回転を行なうことが可能である。応答性調節方
法は、調節手段として図３のＭを考慮することにより理
解することが可能である。
【００５４】前述した方法により達成されるツイストト
ランスデューサ運動は、応答性ベクトルの所定の配列に
起因するものであり、一方印加された電気信号は強度分
布において一様な状態を維持し、且つ必ずしも直接的に
ツイストトランスデューサ動作に貢献するものではな
い。
ランスデューサ運動は、応答性ベクトルの所定の配列に
起因するものであり、一方印加された電気信号は強度分
布において一様な状態を維持し、且つ必ずしも直接的に
ツイストトランスデューサ動作に貢献するものではな
い。
【００５５】ツイストトランスデューサを製造する別の
クラスの方法においては、トランスデューサ本体へ印加
される電気信号は一様なものではなく、例えば、特定の
軸からの距離の関数として所定の態様で変化する強度を
有するものである。例えば、ピエゾ電気剪断ツイスタト
ランスデューサは、最初に、同じ大きさの応答性ベクト
ルの環状分布で形成し、その分布は、一様な電気信号強
度で活性化された場合には配列の軸の近傍で過剰な歪及
び過剰な内部歪を発生させるようなものである。この一
定の大きさの応答性ベクトルを配列させた後に、該軸に
おいて最大の抵抗を有し且つ該トランスデューサ本体の
端部において最小の抵抗を有する該軸からの距離と共に
単調的に変化する電気抵抗を有する電極を付与する。該
電極のより低い抵抗の外側部分に印加した電圧は、該軸
のより近くの電極部分よりも一層高い電荷密度に起因し
て該トランスデューサの周辺部からより大きな応答を発
生させ、その際にツイストトランスデューサ動作の所望
の量及び分布を発生させる。
クラスの方法においては、トランスデューサ本体へ印加
される電気信号は一様なものではなく、例えば、特定の
軸からの距離の関数として所定の態様で変化する強度を
有するものである。例えば、ピエゾ電気剪断ツイスタト
ランスデューサは、最初に、同じ大きさの応答性ベクト
ルの環状分布で形成し、その分布は、一様な電気信号強
度で活性化された場合には配列の軸の近傍で過剰な歪及
び過剰な内部歪を発生させるようなものである。この一
定の大きさの応答性ベクトルを配列させた後に、該軸に
おいて最大の抵抗を有し且つ該トランスデューサ本体の
端部において最小の抵抗を有する該軸からの距離と共に
単調的に変化する電気抵抗を有する電極を付与する。該
電極のより低い抵抗の外側部分に印加した電圧は、該軸
のより近くの電極部分よりも一層高い電荷密度に起因し
て該トランスデューサの周辺部からより大きな応答を発
生させ、その際にツイストトランスデューサ動作の所望
の量及び分布を発生させる。
【００５６】一様（であるが、曲線状）の応答性ベクト
ルと結合して動作する印加された曲線電気信号は同等の
回転変換を達成する。しかしながら、本発明のサブセッ
トの実施例においては、例えば湾曲した電界などの曲線
的電気信号の発生は所望のトランスデューサ動作のみを
達成するためにはより不便な場合があるか、又は強度が
不十分な場合がある。
ルと結合して動作する印加された曲線電気信号は同等の
回転変換を達成する。しかしながら、本発明のサブセッ
トの実施例においては、例えば湾曲した電界などの曲線
的電気信号の発生は所望のトランスデューサ動作のみを
達成するためにはより不便な場合があるか、又は強度が
不十分な場合がある。
【００５７】別のサブセットの実施例においては、例え
ば電圧勾配などの非一様な電気信号（且つ、その他のト
ランスデューサ物質の場合には、均等的に非一様な電流
密度）が比較的競合のないツイスト変換に対しての貢献
するものとして又は唯一の励起源として本発明の技術的
範囲内に包含される。
ば電圧勾配などの非一様な電気信号（且つ、その他のト
ランスデューサ物質の場合には、均等的に非一様な電流
密度）が比較的競合のないツイスト変換に対しての貢献
するものとして又は唯一の励起源として本発明の技術的
範囲内に包含される。
【００５８】ツイスタトランスデューサは、制御したベ
クトル大きさ分布、制御した大きさ調整、及び電気信号
の制御した空間的又は面積的強度分布の印加の結合によ
り製造される。
クトル大きさ分布、制御した大きさ調整、及び電気信号
の制御した空間的又は面積的強度分布の印加の結合によ
り製造される。
【００５９】本発明の多様なクラスのツイストトランス
デューサは前に説明したトランスデューサの複合体を包
含している。しかしながら、前述したトランスデューサ
の「モルフ」形態は、各セグメント「モルフ」の電気的
に独立的なアドレス可能性を維持しながら、絶縁層を使
用することなしにセグメント「モルフ」（セグモルフ）
を組立てることが可能な能力により好適である。
デューサは前に説明したトランスデューサの複合体を包
含している。しかしながら、前述したトランスデューサ
の「モルフ」形態は、各セグメント「モルフ」の電気的
に独立的なアドレス可能性を維持しながら、絶縁層を使
用することなしにセグメント「モルフ」（セグモルフ）
を組立てることが可能な能力により好適である。
【００６０】図２１は２個のタンゼンタと１個のツイス
タ、又はその「モルフ」均等物を有する複合トランスデ
ューサの代表的な実施例を示した概略斜視図である。こ
のトランスデューサはタンゼンタによる直線的並進運動
Ｔｒ１及びＴｒ２、ツイスタ又はツイスモルフによる回
転Ｔ１及び全てのセグメントの共同的活性化によるトー
シヤ又はトーモルフの作用Ｔ２で表面Ｒを位置決めす
る。各トランスデューサセグメントは電気的に独立的に
アドレス可能であり、且つ別個の電気信号により活性化
される。該複合トランスデューサのストロークは、それ
ぞれのセグメントのストロークの和であり、各セグメン
トストロークは他のセグメントとは機械的に独立的であ
る（通常無視可能な電気機械的結合を除いて）。軸から
離れた回転は一つの純粋な回転と二つの並進運動の運動
成分に分解可能である。例えば、トージョンストローク
Ｔ２はツイストＴ１の増分と、半径方向調節の増分Ｔｒ
２と、接線方向の増分Ｔｒ１とに分解される。トーシヤ
又はトーモルフを図２１の動作が均等なトランスデュー
サと置換すると、一層大きな位置決め範囲が与えられ
る。なぜならば、各セグメントはその範囲全体を単一運
動へ帰着させるからである。二つの直交する直線的平行
運動及び一つの純粋な回転を与えることに加えて、複合
トランスデューサは、更に、これらの運動成分に分解可
能な任意のその他の複合運動を与える。選択した電気信
号で該セグメントを活性化すると、軸Ａ２の周りにトー
シヤ運動を与え、軸Ａ１の周りの軸Ａ２の位置を制御
し、Ａ１とＡ２との間の距離Ｄを制御し、且つ移動トー
シヤ軸Ａ２の周りの複雑な非円形運動を与える。Ｄの範
囲は０から無限大の間で電気的に制御可能である。
タ、又はその「モルフ」均等物を有する複合トランスデ
ューサの代表的な実施例を示した概略斜視図である。こ
のトランスデューサはタンゼンタによる直線的並進運動
Ｔｒ１及びＴｒ２、ツイスタ又はツイスモルフによる回
転Ｔ１及び全てのセグメントの共同的活性化によるトー
シヤ又はトーモルフの作用Ｔ２で表面Ｒを位置決めす
る。各トランスデューサセグメントは電気的に独立的に
アドレス可能であり、且つ別個の電気信号により活性化
される。該複合トランスデューサのストロークは、それ
ぞれのセグメントのストロークの和であり、各セグメン
トストロークは他のセグメントとは機械的に独立的であ
る（通常無視可能な電気機械的結合を除いて）。軸から
離れた回転は一つの純粋な回転と二つの並進運動の運動
成分に分解可能である。例えば、トージョンストローク
Ｔ２はツイストＴ１の増分と、半径方向調節の増分Ｔｒ
２と、接線方向の増分Ｔｒ１とに分解される。トーシヤ
又はトーモルフを図２１の動作が均等なトランスデュー
サと置換すると、一層大きな位置決め範囲が与えられ
る。なぜならば、各セグメントはその範囲全体を単一運
動へ帰着させるからである。二つの直交する直線的平行
運動及び一つの純粋な回転を与えることに加えて、複合
トランスデューサは、更に、これらの運動成分に分解可
能な任意のその他の複合運動を与える。選択した電気信
号で該セグメントを活性化すると、軸Ａ２の周りにトー
シヤ運動を与え、軸Ａ１の周りの軸Ａ２の位置を制御
し、Ａ１とＡ２との間の距離Ｄを制御し、且つ移動トー
シヤ軸Ａ２の周りの複雑な非円形運動を与える。Ｄの範
囲は０から無限大の間で電気的に制御可能である。
【００６１】図２２は、リフタと、タンゼンタと、ティ
ータ又はセグモルフ均等物を持った複合タンゼンタの代
表的実施例を示した概略斜視図である。このトランスデ
ューサは、リフタによる並進運動Ｔｒ１、タンゼンタに
よる並進運動Ｔｒ２、ティータによる回転Ｔ１で表面Ｒ
を位置決めする。この複合トランスデューサは、更に、
全てのセグメントの共同的な活性化によりスインガ又は
スイングモルフの動作Ｔ２を与える。各トランスデュー
サセグメントは電気的に独立的にアドレス可能であり、
且つ別個の電気信号により活性化される。複合トランス
デューサのストロークは該セグメントのストロークの和
であり、各セグメントストロークは他のセグメントのも
のとは機械的に独立的である（ほぼ無視可能な電気機械
的結合を除く）。軸からずれた回転は一つの純粋な回転
と二つの並進運動の運動成分に分解することが可能であ
る。例えば、スイングストロークＴ２はティータＴ１の
インクリメント即ち増分と、半径方向調節Ｔｒ１の増分
と、接線方向の増分Ｔｒ２とに分解される。スインガ又
はスイングモルフを図２２の動作が均等なトランスデュ
ーサで置換すると、より大きな位置決め範囲が与えられ
る。なぜならば、各セグメントはその範囲全体を単一運
動へ帰着させるからである。二つの直交する直線的並進
運動と一つの純粋な回転を与えることに加えて、この複
合トランスデューサは、更に、これらの運動成分へ分解
可能なその他の任意の複合運動を与える。該セグメント
を選択した電気信号で活性化することにより、軸Ａ２の
周りのスインガ動作を与え、軸Ａ１周りの軸Ａ２の位置
を制御し、Ａ１とＡ２との間の距離Ｄを制御し、且つ移
動スインガ軸Ａ２の周りの複雑な非円形運動を与える。
Ｄの範囲は、０から無限大に電気的に制御可能である。
ータ又はセグモルフ均等物を持った複合タンゼンタの代
表的実施例を示した概略斜視図である。このトランスデ
ューサは、リフタによる並進運動Ｔｒ１、タンゼンタに
よる並進運動Ｔｒ２、ティータによる回転Ｔ１で表面Ｒ
を位置決めする。この複合トランスデューサは、更に、
全てのセグメントの共同的な活性化によりスインガ又は
スイングモルフの動作Ｔ２を与える。各トランスデュー
サセグメントは電気的に独立的にアドレス可能であり、
且つ別個の電気信号により活性化される。複合トランス
デューサのストロークは該セグメントのストロークの和
であり、各セグメントストロークは他のセグメントのも
のとは機械的に独立的である（ほぼ無視可能な電気機械
的結合を除く）。軸からずれた回転は一つの純粋な回転
と二つの並進運動の運動成分に分解することが可能であ
る。例えば、スイングストロークＴ２はティータＴ１の
インクリメント即ち増分と、半径方向調節Ｔｒ１の増分
と、接線方向の増分Ｔｒ２とに分解される。スインガ又
はスイングモルフを図２２の動作が均等なトランスデュ
ーサで置換すると、より大きな位置決め範囲が与えられ
る。なぜならば、各セグメントはその範囲全体を単一運
動へ帰着させるからである。二つの直交する直線的並進
運動と一つの純粋な回転を与えることに加えて、この複
合トランスデューサは、更に、これらの運動成分へ分解
可能なその他の任意の複合運動を与える。該セグメント
を選択した電気信号で活性化することにより、軸Ａ２の
周りのスインガ動作を与え、軸Ａ１周りの軸Ａ２の位置
を制御し、Ａ１とＡ２との間の距離Ｄを制御し、且つ移
動スインガ軸Ａ２の周りの複雑な非円形運動を与える。
Ｄの範囲は、０から無限大に電気的に制御可能である。
【００６２】図２３は自由度６で表面Ｓと相対的に表面
Ｒを強制的に位置決めする複合トランスデューサを示し
た概略斜視図であり、ある意味においては、それは、回
転軸の周りの位置決め期間中に回転軸を再配置するため
の複合ツイストトランスデューサの前述した能力により
６を超える自由度を有する場合がある。この実施例の複
合トランスデューサは、それに制限するわけではない
が、リフタと、２個のタンゼンタと、２個のティータ
と、１個のツイスタとを有している。各セグメントの
「モルフ」形態が、必要な場合に使用されており、独立
的な電気的アドレス可能性を与えている。該リフタ及び
タンゼンタは表面Ｒの直交する直線運動Ｔｒ１，Ｔｒ
２，Ｔｒ３を与え、一方三つのツイストセグメントは三
つの回転Ｔｅ１，Ｔｅ２，Ｔｗを与える。所定の相対的
強さの６個の個別的な電気信号が該セグメントに印加さ
れると、例えばＳｗ３，Ｓｗ４，Ｓｗ６，Ｓｗ７などの
仮想軸ツイストが発生する。
Ｒを強制的に位置決めする複合トランスデューサを示し
た概略斜視図であり、ある意味においては、それは、回
転軸の周りの位置決め期間中に回転軸を再配置するため
の複合ツイストトランスデューサの前述した能力により
６を超える自由度を有する場合がある。この実施例の複
合トランスデューサは、それに制限するわけではない
が、リフタと、２個のタンゼンタと、２個のティータ
と、１個のツイスタとを有している。各セグメントの
「モルフ」形態が、必要な場合に使用されており、独立
的な電気的アドレス可能性を与えている。該リフタ及び
タンゼンタは表面Ｒの直交する直線運動Ｔｒ１，Ｔｒ
２，Ｔｒ３を与え、一方三つのツイストセグメントは三
つの回転Ｔｅ１，Ｔｅ２，Ｔｗを与える。所定の相対的
強さの６個の個別的な電気信号が該セグメントに印加さ
れると、例えばＳｗ３，Ｓｗ４，Ｓｗ６，Ｓｗ７などの
仮想軸ツイストが発生する。
【００６３】本明細書において、アクチュエータという
用語は、電気信号を有用な機械的作業へ変換する装置と
専用的にではなく一般的に関連するアクチュエータとし
て作用するトランスデューサから、一つの形態の電気信
号を別の形態の電気信号へ変換するコンバータと専用的
にではなく一般的に関連する装置であるトランスデュー
サを区別する慣例に従って本発明のトランスデューサに
対して適用する。
用語は、電気信号を有用な機械的作業へ変換する装置と
専用的にではなく一般的に関連するアクチュエータとし
て作用するトランスデューサから、一つの形態の電気信
号を別の形態の電気信号へ変換するコンバータと専用的
にではなく一般的に関連する装置であるトランスデュー
サを区別する慣例に従って本発明のトランスデューサに
対して適用する。
【００６４】図２４は、ハブシャフトとＡｃとして示し
た１２個の同様なツイストアクチュエータを具備するデ
ィスクを有するモータを示した概略斜視図である。図面
の簡単化のために、該アクチュエータをそれぞれの基準
表面（他の図面におけるＳ）により支持する構成体は省
略してある。各アクチュエータＡｃはリフタとトーシヤ
とを有しており、及び別の実施形態においては、セグモ
ルフの電気的独立性に対する条件に依存して、リフタと
トーモルフとを有している。該トーシヤとリフタとに所
定の別々の電気信号を印加すると、各脚部の歩行運動が
得られる。アクチュエータの「シュー（靴）」は該ディ
スクの平坦な表面近傍に保持されている。少なくとも二
つのグループで交互に活性化される歩行用アクチュエー
タは、歩行用アクチュエータのシューのトラクション
（牽引）により該ディスクを回転させる。各アクチュエ
ータのリフタはディスク表面へ垂直な牽引力を印加す
る。該トーシヤは円弧セグメントである経路に沿って回
転並進力を付与する。多数のアクチュエータステップが
滑らかに結合して該ディスクをＴ方向に回転させる。各
々がリフタと直線的タンゼンタとから構成される２セグ
メントアクチュエータが該ディスクを回転させるが、寿
命及び機械的効率は該シューと該ディスク表面との間の
ツイスト摺動運動により減少されている。有限数の直線
運動の任意の結合は回転表面を滑らかな歩行動作とする
ことは不可能である。
た１２個の同様なツイストアクチュエータを具備するデ
ィスクを有するモータを示した概略斜視図である。図面
の簡単化のために、該アクチュエータをそれぞれの基準
表面（他の図面におけるＳ）により支持する構成体は省
略してある。各アクチュエータＡｃはリフタとトーシヤ
とを有しており、及び別の実施形態においては、セグモ
ルフの電気的独立性に対する条件に依存して、リフタと
トーモルフとを有している。該トーシヤとリフタとに所
定の別々の電気信号を印加すると、各脚部の歩行運動が
得られる。アクチュエータの「シュー（靴）」は該ディ
スクの平坦な表面近傍に保持されている。少なくとも二
つのグループで交互に活性化される歩行用アクチュエー
タは、歩行用アクチュエータのシューのトラクション
（牽引）により該ディスクを回転させる。各アクチュエ
ータのリフタはディスク表面へ垂直な牽引力を印加す
る。該トーシヤは円弧セグメントである経路に沿って回
転並進力を付与する。多数のアクチュエータステップが
滑らかに結合して該ディスクをＴ方向に回転させる。各
々がリフタと直線的タンゼンタとから構成される２セグ
メントアクチュエータが該ディスクを回転させるが、寿
命及び機械的効率は該シューと該ディスク表面との間の
ツイスト摺動運動により減少されている。有限数の直線
運動の任意の結合は回転表面を滑らかな歩行動作とする
ことは不可能である。
【００６５】図２４のディスクモータの変形例は、回転
円筒又はシャフトの表面近傍に二つ又はそれ以上の対の
歩行用アクチュエータを保持する円筒状の支持手段を持
った回転円筒モータ（不図示）である。このタイプの歩
行用モータは、多様な複合ツイストトランスデューサ実
施例を使用することが可能である。例えば、図２２のア
クチュエータは、１個のリフタと、１個のタンゼンタ
と、１個のティータ（又はそれらのセグモルフ）とを有
しており、それらは二つ又はそれ以上のグループで交互
に該シャフトの円筒表面を強制的に歩行動作する。該タ
ンゼンタとティータとの協力した動作が該シャフトの一
連の回転並進トラクションステップを発生し、その間に
該シューを完全な接触状態に維持する。該タンゼンタ及
びティータは１個のスインガ又はそのセグモルフ等価物
で置換することが可能であるが、入力電気信号を変化さ
せることにより回転の電気機械軸を再配置させる柔軟性
が失われる。該回転軸の再配置は差分的熱膨張が本発明
のアクチュエータを組込んだ装置の幾何学的形状を変化
させる適用例において適切である。
円筒又はシャフトの表面近傍に二つ又はそれ以上の対の
歩行用アクチュエータを保持する円筒状の支持手段を持
った回転円筒モータ（不図示）である。このタイプの歩
行用モータは、多様な複合ツイストトランスデューサ実
施例を使用することが可能である。例えば、図２２のア
クチュエータは、１個のリフタと、１個のタンゼンタ
と、１個のティータ（又はそれらのセグモルフ）とを有
しており、それらは二つ又はそれ以上のグループで交互
に該シャフトの円筒表面を強制的に歩行動作する。該タ
ンゼンタとティータとの協力した動作が該シャフトの一
連の回転並進トラクションステップを発生し、その間に
該シューを完全な接触状態に維持する。該タンゼンタ及
びティータは１個のスインガ又はそのセグモルフ等価物
で置換することが可能であるが、入力電気信号を変化さ
せることにより回転の電気機械軸を再配置させる柔軟性
が失われる。該回転軸の再配置は差分的熱膨張が本発明
のアクチュエータを組込んだ装置の幾何学的形状を変化
させる適用例において適切である。
【００６６】図２５は３個の複合ツイストアクチュエー
タＡｃを取付けた光学要素Ｏｐを示した概略斜視図であ
る。要素Ｏｐはアクチュエータのシューと支持構成体
（簡単化のため省略してある）の表面との間にトラクシ
ョンにより位置決めされている。各アクチュエータＡｃ
は自由度６とすることが可能であり、例えば図２３のツ
イストアクチュエータとすることが可能である。該アク
チュエータは三つの回転方向Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の周り及
び三つの並進運動方向Ｔｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３の周りに
要素Ｏｐの電気的制御を与える。該トランスデューサは
便宜上、垂直な軸に沿って位置決めされている。底部ア
クチュエータのスイング即ち揺動運動によるＯｐの上昇
は、二つの側部アクチュエータのツイスト動作を必要と
する。好適なオプションのプラクティスにおいては、こ
れら三つのアクチュエータは、大略、要素Ｏｐの端部の
周りに等しく離隔されており、任意の回転を包含する全
ての運動を伴う複雑なアクチュエータの活性化を必要と
する。各アクチュエータの各セグメントは独立的に電気
的にアドレス可能であり、光学要素Ｏｐの完全な位置決
め動作を与えるためにアクチュエータセットへ印加され
る回転及び並進信号の電気的加算を可能としている。一
方、付加的なアクチュエータセグメントは該要素の複雑
な運動の機械的加算を与え、一方各それぞれの電気信号
は単一運動に対して必要とされる情報のみを有してい
る。後者の方法は、本発明の多様なクラスの適用例にお
いて活性化用の電気信号の発生及び制御を簡単化させ
る。
タＡｃを取付けた光学要素Ｏｐを示した概略斜視図であ
る。要素Ｏｐはアクチュエータのシューと支持構成体
（簡単化のため省略してある）の表面との間にトラクシ
ョンにより位置決めされている。各アクチュエータＡｃ
は自由度６とすることが可能であり、例えば図２３のツ
イストアクチュエータとすることが可能である。該アク
チュエータは三つの回転方向Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の周り及
び三つの並進運動方向Ｔｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３の周りに
要素Ｏｐの電気的制御を与える。該トランスデューサは
便宜上、垂直な軸に沿って位置決めされている。底部ア
クチュエータのスイング即ち揺動運動によるＯｐの上昇
は、二つの側部アクチュエータのツイスト動作を必要と
する。好適なオプションのプラクティスにおいては、こ
れら三つのアクチュエータは、大略、要素Ｏｐの端部の
周りに等しく離隔されており、任意の回転を包含する全
ての運動を伴う複雑なアクチュエータの活性化を必要と
する。各アクチュエータの各セグメントは独立的に電気
的にアドレス可能であり、光学要素Ｏｐの完全な位置決
め動作を与えるためにアクチュエータセットへ印加され
る回転及び並進信号の電気的加算を可能としている。一
方、付加的なアクチュエータセグメントは該要素の複雑
な運動の機械的加算を与え、一方各それぞれの電気信号
は単一運動に対して必要とされる情報のみを有してい
る。後者の方法は、本発明の多様なクラスの適用例にお
いて活性化用の電気信号の発生及び制御を簡単化させ
る。
【００６７】独立的な並進及び回転の別の利点は、応力
緩和、差分的熱膨張、及び応力又は歪を変化させる関連
した原因に起因する装置の構成における変化を補償する
ことである。ツイストトランスデューサは電気的に予め
決定された接触圧力及びトルクを維持し、位置決めした
物体、例えば光学要素を常に既知の応力状態とさせる。
研究室において光学要素に微細な図が与えられた場合と
同一の応力状態（圧力及びトージョンの両方を包含）が
光学要素の使用期間中に得られる場合には、多様なクラ
スの光学要素が光学的画像の所望の高い精度を維持する
ことが知られている。一つ又はそれ以上のトランスデュ
ーサにより急激なストロークが発生され、位置決め用の
トラクション力を瞬間的に解放し且つリトレースさせる
場合に、図示したアクチュエータＡｃにより光学要素Ｏ
ｐの粗い位置決め動作を達成することが可能である。一
連のこの様なトラクション及びリトレースのストローク
がアクチュエータ支持構成体（簡単化のために省略して
ある）のトラクション表面から得られる範囲へＯｐを位
置決めし、その位置決め範囲は、通常、トラクションス
トローク部分のみによって達成される位置決めよりも著
しく大きなものである。
緩和、差分的熱膨張、及び応力又は歪を変化させる関連
した原因に起因する装置の構成における変化を補償する
ことである。ツイストトランスデューサは電気的に予め
決定された接触圧力及びトルクを維持し、位置決めした
物体、例えば光学要素を常に既知の応力状態とさせる。
研究室において光学要素に微細な図が与えられた場合と
同一の応力状態（圧力及びトージョンの両方を包含）が
光学要素の使用期間中に得られる場合には、多様なクラ
スの光学要素が光学的画像の所望の高い精度を維持する
ことが知られている。一つ又はそれ以上のトランスデュ
ーサにより急激なストロークが発生され、位置決め用の
トラクション力を瞬間的に解放し且つリトレースさせる
場合に、図示したアクチュエータＡｃにより光学要素Ｏ
ｐの粗い位置決め動作を達成することが可能である。一
連のこの様なトラクション及びリトレースのストローク
がアクチュエータ支持構成体（簡単化のために省略して
ある）のトラクション表面から得られる範囲へＯｐを位
置決めし、その位置決め範囲は、通常、トラクションス
トローク部分のみによって達成される位置決めよりも著
しく大きなものである。
【００６８】図２５のトランスデューサによる懸架の変
形例は、図に示した各アクチュエータＡｃの代わりに２
個のアクチュエータを使用するものである。各対のアク
チュエータは支持表面（簡単化のために省略してある）
を歩行し、その際に単一ストロークにより達成されるも
のよりも実質的に大きな距離に亘りＯｐの粗い位置決め
動作を与える。アクチュエータＡｃのティータ及びトー
シヤは、該シューを支持表面と確実で全面積に亘る接触
を維持する。歩行動作、特に好適な非正弦的活性手段が
使用される場合には、著しく摺擦動作を減少した状態で
進行し、それは例えば高シンクなどのような厳しい環境
条件において有利であり、且つ摩耗を減少させることに
より寿命を長期化させるために重要な装置において有利
である。ツイストアクチュエータの光学的及びその他の
機械的適用例は固定されており、即ちトラクション−レ
リーズ又は歩行動作作用により粗い位置決め動作を与え
ることを必要としないリンク機構を包含している。全て
の従来技術の公知なリンクは曲げ及び回転方向において
コンプライアンスを与えるために屈曲運動及び転動運動
の何らかの組合わせに依存している。この様なリンクは
堅牢なものではなく従って、屈曲部分に起因して、又は
ハーチアン（球−面）又は直線的（円筒−面）接触のコ
ンプライアンスに起因して、基本的に中実である同一寸
法のリンクよりも実質的に剛性が低い。任意の物体の懸
垂及び位置決めは、通常、機械的に柔軟性のある要素の
直列接続を必要とする。他の要素の剛性に拘らず、柔軟
な要素は懸垂全体を柔軟なものとさせる。ツイスト複合
アクチュエータにより構成される中実リンクはリンクに
おいて使用される中実物質及びその寸法により許容され
る程度に剛性のある位置決め可能な懸垂を与える。該リ
ンクは物体内の歪を最小とするために物体の位置の変化
に従うが、該リンクは従来の意味において柔軟性を有す
るものではない。剛性があり且つ柔軟性のあるツイスタ
トランスデューサリンクは、柔軟性があり従って剛性の
ない従来のリンクと対比される。
形例は、図に示した各アクチュエータＡｃの代わりに２
個のアクチュエータを使用するものである。各対のアク
チュエータは支持表面（簡単化のために省略してある）
を歩行し、その際に単一ストロークにより達成されるも
のよりも実質的に大きな距離に亘りＯｐの粗い位置決め
動作を与える。アクチュエータＡｃのティータ及びトー
シヤは、該シューを支持表面と確実で全面積に亘る接触
を維持する。歩行動作、特に好適な非正弦的活性手段が
使用される場合には、著しく摺擦動作を減少した状態で
進行し、それは例えば高シンクなどのような厳しい環境
条件において有利であり、且つ摩耗を減少させることに
より寿命を長期化させるために重要な装置において有利
である。ツイストアクチュエータの光学的及びその他の
機械的適用例は固定されており、即ちトラクション−レ
リーズ又は歩行動作作用により粗い位置決め動作を与え
ることを必要としないリンク機構を包含している。全て
の従来技術の公知なリンクは曲げ及び回転方向において
コンプライアンスを与えるために屈曲運動及び転動運動
の何らかの組合わせに依存している。この様なリンクは
堅牢なものではなく従って、屈曲部分に起因して、又は
ハーチアン（球−面）又は直線的（円筒−面）接触のコ
ンプライアンスに起因して、基本的に中実である同一寸
法のリンクよりも実質的に剛性が低い。任意の物体の懸
垂及び位置決めは、通常、機械的に柔軟性のある要素の
直列接続を必要とする。他の要素の剛性に拘らず、柔軟
な要素は懸垂全体を柔軟なものとさせる。ツイスト複合
アクチュエータにより構成される中実リンクはリンクに
おいて使用される中実物質及びその寸法により許容され
る程度に剛性のある位置決め可能な懸垂を与える。該リ
ンクは物体内の歪を最小とするために物体の位置の変化
に従うが、該リンクは従来の意味において柔軟性を有す
るものではない。剛性があり且つ柔軟性のあるツイスタ
トランスデューサリンクは、柔軟性があり従って剛性の
ない従来のリンクと対比される。
【００６９】ツイストトランスデューサは非アクチュエ
ータ適用例において使用可能であり、その場合有用な機
能は該トランスデューサの電気機械的特性から直接に発
生する。トランスデューサとして一般的に呼ばれる多様
なクラスの電気信号条件付け装置は、これらに制限する
わけではないが、レゾネータ（共振器）、モジュレータ
（変調器）、リアクタ（反応器）、トランスフォーマ
（変圧器）などを包含する。本発明のトランスデューサ
のツイスト動作は、ツイスト動作以外に機械的動作を使
用するトランスデューサと比較してより高いエネルギ密
度の利点を与える。公知のトージョンレゾネータは、比
較的複雑な電気的接続を使用し且つ所望の性能を達成す
るために結晶の切断部を使用している。公知のトージョ
ンレゾネータは、大略、トランスデューサ本体の長軸周
りのトージョン即ち捩じりにおいて共振し、その共振モ
ードは通常比較的低い共振周波数を与え、従ってより低
いエネルギ密度を与える。単純な平面上の電極を有する
ツイスタ実施例はその最も短く且つ最も剛性のある方向
周りに、即ち該層の厚さを介して、トージョン即ち捩じ
りに関して共振する。この共振モードは、通常、比較的
高い共振周波数を与え、従って一層高いエネルギ密度を
与える。一層高いエネルギ密度は、共振周波数が上昇さ
れる場合に非ツイストトランスデューサよりも一層迅速
なトランスデューサ寸法の減少を可能とする。該レゾネ
ータの等価的な変形例は、本発明の前述した他の実施例
を使用する。
ータ適用例において使用可能であり、その場合有用な機
能は該トランスデューサの電気機械的特性から直接に発
生する。トランスデューサとして一般的に呼ばれる多様
なクラスの電気信号条件付け装置は、これらに制限する
わけではないが、レゾネータ（共振器）、モジュレータ
（変調器）、リアクタ（反応器）、トランスフォーマ
（変圧器）などを包含する。本発明のトランスデューサ
のツイスト動作は、ツイスト動作以外に機械的動作を使
用するトランスデューサと比較してより高いエネルギ密
度の利点を与える。公知のトージョンレゾネータは、比
較的複雑な電気的接続を使用し且つ所望の性能を達成す
るために結晶の切断部を使用している。公知のトージョ
ンレゾネータは、大略、トランスデューサ本体の長軸周
りのトージョン即ち捩じりにおいて共振し、その共振モ
ードは通常比較的低い共振周波数を与え、従ってより低
いエネルギ密度を与える。単純な平面上の電極を有する
ツイスタ実施例はその最も短く且つ最も剛性のある方向
周りに、即ち該層の厚さを介して、トージョン即ち捩じ
りに関して共振する。この共振モードは、通常、比較的
高い共振周波数を与え、従って一層高いエネルギ密度を
与える。一層高いエネルギ密度は、共振周波数が上昇さ
れる場合に非ツイストトランスデューサよりも一層迅速
なトランスデューサ寸法の減少を可能とする。該レゾネ
ータの等価的な変形例は、本発明の前述した他の実施例
を使用する。
【００７０】表面音響波（ＳＡＷ）を使用する公知の信
号プロセサ及びフィルタは、通常、基本的に直線的な経
路に沿って波を伝搬させるべく配列されている。ツイス
トトランスデューサの応答性ベクトルの配列、特にツイ
スタ及びツイスモルフのそれは、多様な経路における波
の伝搬を可能とする。経路は円形状、遅い及び速い螺
旋、分岐、トランク、部分的終端などとすることが可能
である。本明細書において記載した応答性ベクトルを配
列する方法は、電気機械的変換器に最もよく適合する配
列で表現されているが、表面及びゆっくり変化するパラ
メータの拘束条件が守られる限り、ＳＡＷ装置に対して
適切な基本的に任意の配列に対して良好に適合されてい
る。
号プロセサ及びフィルタは、通常、基本的に直線的な経
路に沿って波を伝搬させるべく配列されている。ツイス
トトランスデューサの応答性ベクトルの配列、特にツイ
スタ及びツイスモルフのそれは、多様な経路における波
の伝搬を可能とする。経路は円形状、遅い及び速い螺
旋、分岐、トランク、部分的終端などとすることが可能
である。本明細書において記載した応答性ベクトルを配
列する方法は、電気機械的変換器に最もよく適合する配
列で表現されているが、表面及びゆっくり変化するパラ
メータの拘束条件が守られる限り、ＳＡＷ装置に対して
適切な基本的に任意の配列に対して良好に適合されてい
る。
【００７１】本明細書の説明においては、ピエゾ電気と
いう用語は多様なクラスの電気的変形可能物質を包含す
るものとして使用されており、分極（ポーリングとも呼
ばれる）を必要とすることのない本来的なピエゾ電気物
質、ポーリングを必要とする強誘電体物質、電歪物質
（そのうちの幾つかは自己ポーリング）、結晶又は分子
レベルにおいて状態変化を経験する状態変化物質などを
包含している。電流及び電圧の組合わせを必要とする電
気信号の印加に応答するこのクラスの全ての物質が包含
される。剪断に加えて、当業者にとって明らかな如く、
本明細書に記載したトランスデューサ動作は、通常、そ
の他のトランスデューサ変形、例えば厚さ及び延長ピエ
ゾ電気変形の組合わせを使用して達成される。
いう用語は多様なクラスの電気的変形可能物質を包含す
るものとして使用されており、分極（ポーリングとも呼
ばれる）を必要とすることのない本来的なピエゾ電気物
質、ポーリングを必要とする強誘電体物質、電歪物質
（そのうちの幾つかは自己ポーリング）、結晶又は分子
レベルにおいて状態変化を経験する状態変化物質などを
包含している。電流及び電圧の組合わせを必要とする電
気信号の印加に応答するこのクラスの全ての物質が包含
される。剪断に加えて、当業者にとって明らかな如く、
本明細書に記載したトランスデューサ動作は、通常、そ
の他のトランスデューサ変形、例えば厚さ及び延長ピエ
ゾ電気変形の組合わせを使用して達成される。
【００７２】本発明のトランスデューサは、更に、それ
らに制限するわけではないが、磁気的、磁歪的、熱的及
び結晶滑り面（「形状メモリ」とも呼ばれる）の特性を
持った物質を包含しており、その場合、これらの特性に
起因して電気的に誘起された変形が主に剪断として表わ
れる。
らに制限するわけではないが、磁気的、磁歪的、熱的及
び結晶滑り面（「形状メモリ」とも呼ばれる）の特性を
持った物質を包含しており、その場合、これらの特性に
起因して電気的に誘起された変形が主に剪断として表わ
れる。
【００７３】図３乃至６のものを除いて、本発明のトラ
ンスデューサは平坦な表面を有するシート形態で製造可
能である。複合体は図３乃至６の単一又は複合曲線型層
よりもシートから製造するほうがより簡単であり且つよ
り廉価である。平坦なシートを積層させ且つ接着させる
ことが可能であり、一方、近似期間中に二つのセグメン
トの曲率を精密に一致させることを考慮せずに一体的に
製造することが可能である。図３乃至６のものに類似し
た複合トランスデューサは各層に対し異なった半径を必
要とする。
ンスデューサは平坦な表面を有するシート形態で製造可
能である。複合体は図３乃至６の単一又は複合曲線型層
よりもシートから製造するほうがより簡単であり且つよ
り廉価である。平坦なシートを積層させ且つ接着させる
ことが可能であり、一方、近似期間中に二つのセグメン
トの曲率を精密に一致させることを考慮せずに一体的に
製造することが可能である。図３乃至６のものに類似し
た複合トランスデューサは各層に対し異なった半径を必
要とする。
【００７４】図４のシルモルフは、共通の広い表面にお
いて図１５の二つ又はそれ以上のシリヤを接合させる
か、又は別法として一体的に製造することにより製造す
ることが可能である。１本体セグメントの応答ベクトル
は、他方のセグメントのベクトルの逆鏡像であり、しか
しながら、この場合には、「モルフ」本体の全てのベク
トルは円筒形状に従う。動作及び応答性の方向は平行と
することが可能であり、逆平行とすることが可能であ
り、又別法として、互いに且つ印加された電気信号の方
向に対して角度を持って配設することが可能である。シ
ルモルフがピエゾ電気物質から構成される場合には、二
つの電極は該本体内部の共通の中心活性電極により置換
され、その外側電極が接地される。
いて図１５の二つ又はそれ以上のシリヤを接合させる
か、又は別法として一体的に製造することにより製造す
ることが可能である。１本体セグメントの応答ベクトル
は、他方のセグメントのベクトルの逆鏡像であり、しか
しながら、この場合には、「モルフ」本体の全てのベク
トルは円筒形状に従う。動作及び応答性の方向は平行と
することが可能であり、逆平行とすることが可能であ
り、又別法として、互いに且つ印加された電気信号の方
向に対して角度を持って配設することが可能である。シ
ルモルフがピエゾ電気物質から構成される場合には、二
つの電極は該本体内部の共通の中心活性電極により置換
され、その外側電極が接地される。
【００７５】図６のスフェリヤ又はスフェモルフの球状
の本体形状は、そうでない場合には、等価な平行パイプ
型トランスデューサの場合に可能である場合よりも一層
密接して離隔した同心状の球状壁の間に組立てることを
可能としている。２個のスフェリヤを一体的に組立てる
ことが可能であり、且つ別法としては、絶縁層を付加し
て、共通点周りに二つの独立的に電気的に制御可能な回
転を与え、その際に球内の何らかの点と相対的に球状表
面周りの運動を構成する共通の広い界面を持って一体的
に製造することが可能である。該トランスデューサが電
気的に非導電性物質の近くに組立てる場合、及び「モル
フ」形態を使用する場合には、絶縁体は必要ではない。
の本体形状は、そうでない場合には、等価な平行パイプ
型トランスデューサの場合に可能である場合よりも一層
密接して離隔した同心状の球状壁の間に組立てることを
可能としている。２個のスフェリヤを一体的に組立てる
ことが可能であり、且つ別法としては、絶縁層を付加し
て、共通点周りに二つの独立的に電気的に制御可能な回
転を与え、その際に球内の何らかの点と相対的に球状表
面周りの運動を構成する共通の広い界面を持って一体的
に製造することが可能である。該トランスデューサが電
気的に非導電性物質の近くに組立てる場合、及び「モル
フ」形態を使用する場合には、絶縁体は必要ではない。
【００７６】図８のツイスモルフの一実施例は、共通の
広い表面により図１６の２個のツイスタセグメントを接
合することにより、又別法では一体的に製造することに
より構成され、１セグメントの応答性ベクトルの配列
は、大略、他方のセグメントのベクトルの逆鏡像であ
る。該ツイスモルフ本体が剪断物質から構成される場合
には、中間表面は共通内部電気接続部が形成され、一方
外部接続部は接地されたままである。ピエゾ電気剪断物
質からなるツイスモルフは逆鏡像応答性ベクトルと相互
作用を行なう二つの本体セグメント内に逆平行電界を形
成する共通電極へ印加される電圧を有しており、その結
果各セグメント内に同一の符号で機械的ツイストストロ
ークを発生する。従って、該セグメントにより貢献され
るストローク部分が付加され且つ表面Ｒにおいて全体的
なトランスデューサツイストストロークとして表われ
る。
広い表面により図１６の２個のツイスタセグメントを接
合することにより、又別法では一体的に製造することに
より構成され、１セグメントの応答性ベクトルの配列
は、大略、他方のセグメントのベクトルの逆鏡像であ
る。該ツイスモルフ本体が剪断物質から構成される場合
には、中間表面は共通内部電気接続部が形成され、一方
外部接続部は接地されたままである。ピエゾ電気剪断物
質からなるツイスモルフは逆鏡像応答性ベクトルと相互
作用を行なう二つの本体セグメント内に逆平行電界を形
成する共通電極へ印加される電圧を有しており、その結
果各セグメント内に同一の符号で機械的ツイストストロ
ークを発生する。従って、該セグメントにより貢献され
るストローク部分が付加され且つ表面Ｒにおいて全体的
なトランスデューサツイストストロークとして表われ
る。
【００７７】図１０のトーモルフの一実施例は、共通の
広い表面により図１７の二つのトーシヤセグメントを接
合することにより、且つ別法として一体的に製造するこ
とにより構成され、その場合に、一方のセグメントの応
答性ベクトルの配列は他方のセグメントのベクトルの逆
鏡像である。該トーモルフ本体が剪断物質から構成され
る場合には、中間表面は共通の内部電気接続部が形成さ
れ、一方外部接続部は接地されたままである。ピエゾ電
気剪断物質からなるトーモルフは、逆鏡像応答性ベクト
ルと相互作用を行なう二つの本体セグメント内に逆平行
の電界を形成する共通電極へ印加される電圧を有してお
り、その結果各セグメント内に同一の符号の機械的ツイ
ストストロークを発生する。従って、該セグメントによ
り貢献されるストローク部分が付加され、且つ表面Ｒに
おいて全体的なトランスデューサツイストストロークと
して表われる。
広い表面により図１７の二つのトーシヤセグメントを接
合することにより、且つ別法として一体的に製造するこ
とにより構成され、その場合に、一方のセグメントの応
答性ベクトルの配列は他方のセグメントのベクトルの逆
鏡像である。該トーモルフ本体が剪断物質から構成され
る場合には、中間表面は共通の内部電気接続部が形成さ
れ、一方外部接続部は接地されたままである。ピエゾ電
気剪断物質からなるトーモルフは、逆鏡像応答性ベクト
ルと相互作用を行なう二つの本体セグメント内に逆平行
の電界を形成する共通電極へ印加される電圧を有してお
り、その結果各セグメント内に同一の符号の機械的ツイ
ストストロークを発生する。従って、該セグメントによ
り貢献されるストローク部分が付加され、且つ表面Ｒに
おいて全体的なトランスデューサツイストストロークと
して表われる。
【００７８】図１２のティーモルフの一実施例は、共通
の広い表面により図１８の二つのティータセグメントを
接合することにより且つ別法として一体的に製造するこ
とにより形成され、その場合に一方のセグメントの応答
性ベクトルの配列は大略他方のセグメントのベクトルの
逆鏡像である。ティーモルフ本体が剪断物質から構成さ
れる場合には、中間接合表面は共通内部電気接続部が形
成され、一方外部接続部は接地されたままである。共通
電極に印加される電圧は該二つの本体セグメント内に逆
平行電界を発生し、それはその中の逆鏡像ベクトルと相
互作用を行ない、その結果同一の符号で機械的回転スト
ロークを発生する。従って、該セグメントにより貢献さ
れるストローク部分が付加される。トランスデューサ本
体が剪断物質から構成される場合には、ストロークの貢
献の大きさは等しいものである必要はない。なぜなら
ば、各セグメントは基本的に機械的に独立的だからであ
る。図１４のスイングモルフの一実施例は、共通の広い
表面により図１９の２個のスインガセグメントを接合す
ることにより、且つ別法として一体的に製造することに
より構成され、その場合に、一方のセグメントの応答性
ベクトルの配列は、大略、他方のセグメントのベクトル
の逆鏡像である。スイングモルフ本体が剪断物質から構
成される場合には、共通の接合表面が共通の内部電気接
続部を形成し、一方外部接続部は接地されたままであ
る。共通電極へ印加される電圧は該二つの本体セグメン
ト内に逆平行電界を発生し、それはその中の逆鏡像ベク
トルと相互作用を行ない、その結果前述した如く機械的
作用を発生する。
の広い表面により図１８の二つのティータセグメントを
接合することにより且つ別法として一体的に製造するこ
とにより形成され、その場合に一方のセグメントの応答
性ベクトルの配列は大略他方のセグメントのベクトルの
逆鏡像である。ティーモルフ本体が剪断物質から構成さ
れる場合には、中間接合表面は共通内部電気接続部が形
成され、一方外部接続部は接地されたままである。共通
電極に印加される電圧は該二つの本体セグメント内に逆
平行電界を発生し、それはその中の逆鏡像ベクトルと相
互作用を行ない、その結果同一の符号で機械的回転スト
ロークを発生する。従って、該セグメントにより貢献さ
れるストローク部分が付加される。トランスデューサ本
体が剪断物質から構成される場合には、ストロークの貢
献の大きさは等しいものである必要はない。なぜなら
ば、各セグメントは基本的に機械的に独立的だからであ
る。図１４のスイングモルフの一実施例は、共通の広い
表面により図１９の２個のスインガセグメントを接合す
ることにより、且つ別法として一体的に製造することに
より構成され、その場合に、一方のセグメントの応答性
ベクトルの配列は、大略、他方のセグメントのベクトル
の逆鏡像である。スイングモルフ本体が剪断物質から構
成される場合には、共通の接合表面が共通の内部電気接
続部を形成し、一方外部接続部は接地されたままであ
る。共通電極へ印加される電圧は該二つの本体セグメン
ト内に逆平行電界を発生し、それはその中の逆鏡像ベク
トルと相互作用を行ない、その結果前述した如く機械的
作用を発生する。
【００７９】強制的な位置決め動作は任意の大きさの力
を任意の方向に発生させることが可能である。図１２の
複合トランスデューサの構成は完全に積層した矩形状の
平行パイプから構成されている。ツイストトランスデュ
ーサを構成するために使用される多くの物質は広い応答
表面に対して圧縮性及び剪断動作負荷を支持する。図１
２のトランスデューサの形状は、表面Ｒと基本的に平行
であり且つその近傍の力で位置決めを行なう場合に、よ
り高い能力で剪断負荷を担持するために調節されてい
る。図２２のトランスデューサは、軸Ｔの周りの強制的
なツイスト位置決めから発生する本体剪断負荷を最もよ
く担持すべく形状とされており、一方図２３のトランス
デューサは同時的に多くの方向からの負荷を受付ける。
トランスデューサ本体が表面ＲとＳとの間で測定した場
合に大きくなり且つその支持表面Ｓの大きさと比較して
大きい場合には、梁の曲げに起因するＳ近傍の本体緊張
を改善する公知の手段が供給され、代表的な手段は表面
Ｒと垂直な方向にトランスデューサ本体を圧縮するスプ
リングである。
を任意の方向に発生させることが可能である。図１２の
複合トランスデューサの構成は完全に積層した矩形状の
平行パイプから構成されている。ツイストトランスデュ
ーサを構成するために使用される多くの物質は広い応答
表面に対して圧縮性及び剪断動作負荷を支持する。図１
２のトランスデューサの形状は、表面Ｒと基本的に平行
であり且つその近傍の力で位置決めを行なう場合に、よ
り高い能力で剪断負荷を担持するために調節されてい
る。図２２のトランスデューサは、軸Ｔの周りの強制的
なツイスト位置決めから発生する本体剪断負荷を最もよ
く担持すべく形状とされており、一方図２３のトランス
デューサは同時的に多くの方向からの負荷を受付ける。
トランスデューサ本体が表面ＲとＳとの間で測定した場
合に大きくなり且つその支持表面Ｓの大きさと比較して
大きい場合には、梁の曲げに起因するＳ近傍の本体緊張
を改善する公知の手段が供給され、代表的な手段は表面
Ｒと垂直な方向にトランスデューサ本体を圧縮するスプ
リングである。
【００８０】例えば歩行用トランスデューサ、ディスク
モータ、シリンダモータ、リニヤアクチュエータなどの
ような対向した対で使用される複合トランスデューサ
は、通常、位置決めした本体の表面に対し垂直な必要な
圧縮予備負荷を供給する。トランスデューサ本体の形状
は、接線力及び本体高さに起因する横転モーメントが接
線力の方向における支持された表面の幅と垂直力に起因
する直立モーメントよりも常に小さいように調節されて
おり、その際に高接線方向力及び低垂直力の最も望まし
くない条件下での物体の緊張を回避している。台形又は
ピラミッド状の本体形状は動作安定性を育むために好適
なものである。これらの形状は、更に、最も大きな加速
度を被るアクチュエータの部分が最も質量の小さい部分
であるという理由で好適であり、その際に高速活性化期
間中に慣性作用により貢献される力を減少させている。
アクチュエータ本体により構成される短い片持ち梁は、
該本体が台形又はピラミッド状である場合に、一定剪断
応力梁に最も良く近似する。台形状又はピラミッド状の
形状は、同一の幅及び長さの梁よりもより少ない屈曲で
より大きな負荷を支持することが知られているが、本体
断面積は一様である。等価な負荷を担持する能力を有す
るトランスデューサ本体はテーパー形状とされた場合に
より小さな体積を有する。より小さな体積は、通常、与
えられた内部本体応力状態及び電気的駆動手段の所定の
電力取扱い能力でより高いエネルギ密度の動作を可能と
する。ツイストトランスデューサのピエゾ電気実施例に
おいては、体積の減少はより低い電気的容量となり、そ
のことは、与えられた量の機械的作業を実施するために
循環されるリアクティブな電力の必要とされる量を減少
させる。
モータ、シリンダモータ、リニヤアクチュエータなどの
ような対向した対で使用される複合トランスデューサ
は、通常、位置決めした本体の表面に対し垂直な必要な
圧縮予備負荷を供給する。トランスデューサ本体の形状
は、接線力及び本体高さに起因する横転モーメントが接
線力の方向における支持された表面の幅と垂直力に起因
する直立モーメントよりも常に小さいように調節されて
おり、その際に高接線方向力及び低垂直力の最も望まし
くない条件下での物体の緊張を回避している。台形又は
ピラミッド状の本体形状は動作安定性を育むために好適
なものである。これらの形状は、更に、最も大きな加速
度を被るアクチュエータの部分が最も質量の小さい部分
であるという理由で好適であり、その際に高速活性化期
間中に慣性作用により貢献される力を減少させている。
アクチュエータ本体により構成される短い片持ち梁は、
該本体が台形又はピラミッド状である場合に、一定剪断
応力梁に最も良く近似する。台形状又はピラミッド状の
形状は、同一の幅及び長さの梁よりもより少ない屈曲で
より大きな負荷を支持することが知られているが、本体
断面積は一様である。等価な負荷を担持する能力を有す
るトランスデューサ本体はテーパー形状とされた場合に
より小さな体積を有する。より小さな体積は、通常、与
えられた内部本体応力状態及び電気的駆動手段の所定の
電力取扱い能力でより高いエネルギ密度の動作を可能と
する。ツイストトランスデューサのピエゾ電気実施例に
おいては、体積の減少はより低い電気的容量となり、そ
のことは、与えられた量の機械的作業を実施するために
循環されるリアクティブな電力の必要とされる量を減少
させる。
【００８１】図２３のトランスデューサは該トランスデ
ューサの特定の動作条件及びトランスデューサ本体が構
成されている物質の特性に従って、軸Ａ３と平行な下方
向における動作圧縮力を最もよく支持し、且つ別法にお
いては、表面Ｓと相対的な曲げ力及び表面Ｒに平行な剪
断力を最もよく支持することが可能なシート状又はスラ
ブ状のトランスデューサ物質から構成されている。
ューサの特定の動作条件及びトランスデューサ本体が構
成されている物質の特性に従って、軸Ａ３と平行な下方
向における動作圧縮力を最もよく支持し、且つ別法にお
いては、表面Ｓと相対的な曲げ力及び表面Ｒに平行な剪
断力を最もよく支持することが可能なシート状又はスラ
ブ状のトランスデューサ物質から構成されている。
【００８２】図２４のモータにおけるツイストアクチュ
エータは、トランスデューサシューとディスクとの間の
全接触区域に亘り基本的に一様な圧力を与えることによ
り強制的な位置決めの機械的効率における改善を与えて
いる。対照的に、公知のアクチュエータは球の一部と面
（ハーチアン接触）の間の接触に依存している。この様
な接触は、分布させた接触面積を持った接触よりも比較
的剛性が低く且つ大きな力を担持する能力が低い。その
他の公知のアクチュエータは、円筒と面との間の接触、
例えば円筒モータシャフト上の接線方向の転動作用に依
存している。球−面接触よりも剛性が高くより強いもの
であるが、円筒と面との間の線接触は一様圧力の完全な
面接触ほど強く又は剛性のあるものではない。鋸歯状位
置決め表面を使用した公知のアクチュエータはツイスト
アクチュエータにより与えられる分布した係合から利点
を得ている。なぜならば、係合した歯の何れのサブセッ
トも物体を位置決めするための全部の力を担持するもの
ではないからである。しかしながら、全ての歯は基本的
に等しく力を分担している。鋸歯状アクチュエータにお
ける負荷の分担は、歯の数が大きく且つ比較的小さい場
合、例えば、ピエゾ電気鋸歯状アクチュエータなどにお
ける場合に特に有効である。
エータは、トランスデューサシューとディスクとの間の
全接触区域に亘り基本的に一様な圧力を与えることによ
り強制的な位置決めの機械的効率における改善を与えて
いる。対照的に、公知のアクチュエータは球の一部と面
（ハーチアン接触）の間の接触に依存している。この様
な接触は、分布させた接触面積を持った接触よりも比較
的剛性が低く且つ大きな力を担持する能力が低い。その
他の公知のアクチュエータは、円筒と面との間の接触、
例えば円筒モータシャフト上の接線方向の転動作用に依
存している。球−面接触よりも剛性が高くより強いもの
であるが、円筒と面との間の線接触は一様圧力の完全な
面接触ほど強く又は剛性のあるものではない。鋸歯状位
置決め表面を使用した公知のアクチュエータはツイスト
アクチュエータにより与えられる分布した係合から利点
を得ている。なぜならば、係合した歯の何れのサブセッ
トも物体を位置決めするための全部の力を担持するもの
ではないからである。しかしながら、全ての歯は基本的
に等しく力を分担している。鋸歯状アクチュエータにお
ける負荷の分担は、歯の数が大きく且つ比較的小さい場
合、例えば、ピエゾ電気鋸歯状アクチュエータなどにお
ける場合に特に有効である。
【００８３】ツイストトランスデューサの本来的な剛性
は、例えばロボットジョイント、光学的要素、リニヤ及
び回転型アクチュエータ及びモータ、発電器（トランス
デューサセグメントが電気機械的に可逆的である場
合）、などのような機械的装置に対して実質的な精度を
与える。剛性、摺動の不存在は、分散した係合と結合し
て、歩行用ツイストトランスデューサが、例えば強度の
イオン化照射、化学的活動、強い真空空間などのような
有害性の環境において比較的高い機械的効率で動作する
ことを可能としている。一様な足の圧力は物質が溶着し
たり、相互拡散したり、又は応力腐食及び亀裂発生の傾
向を減少させる。摺動の不存在は、更に、これらの傾向
を減少させ、一方従来装置コンポーネントの比較的頻繁
な交換を必要としていた公知の寿命短縮化メカニズムの
リストから摩耗及び疲労を除去している。
は、例えばロボットジョイント、光学的要素、リニヤ及
び回転型アクチュエータ及びモータ、発電器（トランス
デューサセグメントが電気機械的に可逆的である場
合）、などのような機械的装置に対して実質的な精度を
与える。剛性、摺動の不存在は、分散した係合と結合し
て、歩行用ツイストトランスデューサが、例えば強度の
イオン化照射、化学的活動、強い真空空間などのような
有害性の環境において比較的高い機械的効率で動作する
ことを可能としている。一様な足の圧力は物質が溶着し
たり、相互拡散したり、又は応力腐食及び亀裂発生の傾
向を減少させる。摺動の不存在は、更に、これらの傾向
を減少させ、一方従来装置コンポーネントの比較的頻繁
な交換を必要としていた公知の寿命短縮化メカニズムの
リストから摩耗及び疲労を除去している。
【００８４】好適な電気的駆動手段は、非正弦的であり
且つ位置決めした物体の滑らかな歩行動作にとって適切
な波形を有する電気信号を印加する。本明細書におい
て、滑らかな歩行動作は完全にラビング即ち摺擦がない
歩行態様においての強制的な位置決め動作として定義さ
れ、且つ機械的なパワーが位置決めされる物体へ滑らか
に供給される。本発明のトランスデューサは本来的に電
気的にセグメント化されている。更に、各セグモルフ
は、本願出願人の現在継続中の出願である米国特許出願
第０７／４８８，５４８号に記載されている如く、フー
リエ励起の好適な方法により電気的駆動を可能とすべく
更に容易にセグメント化される。その場合に、各サブセ
グモルフは電気的に別個に励起されて一組の信号の対応
する一つに応答して電気的に共振し（しかし、必ずしも
電磁的に共振するわけではない）、各信号はアクチュエ
ータに所望される作用に適切な正弦的周波数、振幅、位
相及び極性を持っている。この好適な駆動手段は電気的
共振の高い電気的効率を与え、一方本発明の前述した改
良により高い機械的効率も得られる。高い電気的及び機
械的効率は高い装置システム効率を与えている。
且つ位置決めした物体の滑らかな歩行動作にとって適切
な波形を有する電気信号を印加する。本明細書におい
て、滑らかな歩行動作は完全にラビング即ち摺擦がない
歩行態様においての強制的な位置決め動作として定義さ
れ、且つ機械的なパワーが位置決めされる物体へ滑らか
に供給される。本発明のトランスデューサは本来的に電
気的にセグメント化されている。更に、各セグモルフ
は、本願出願人の現在継続中の出願である米国特許出願
第０７／４８８，５４８号に記載されている如く、フー
リエ励起の好適な方法により電気的駆動を可能とすべく
更に容易にセグメント化される。その場合に、各サブセ
グモルフは電気的に別個に励起されて一組の信号の対応
する一つに応答して電気的に共振し（しかし、必ずしも
電磁的に共振するわけではない）、各信号はアクチュエ
ータに所望される作用に適切な正弦的周波数、振幅、位
相及び極性を持っている。この好適な駆動手段は電気的
共振の高い電気的効率を与え、一方本発明の前述した改
良により高い機械的効率も得られる。高い電気的及び機
械的効率は高い装置システム効率を与えている。
【００８５】図２３の複合トランスデューサは、弾性本
体のトランスデューサの支持される表面Ｓが複雑な加速
を受ける剛性物体に取付けられている場合に、複雑な加
速度計を構成する。表面Ｓが加速されると、トランスデ
ューサ本体の部分の質量が慣性反応力を発生し本体部分
を変形させる。直線加速度は、表面Ｓの面に対して相対
的な線形加速度の方向に従って、垂直変形、剪断変形、
又は複合変形を発生させることが可能である。角加速度
は、トランスデューサ本体を捩じり方向に変形させる。
直線及び回転加速度の複雑な組合わせは、複雑な態様で
複合トランスデューサ本体を変形させる。６個のトラン
スデューサ部分、即ち直線加速度に応答する剪断変形に
対して三つ及び角加速度に応答するツイスト変形に対し
三つの各々において発生される電気信号は、６個の加速
度成分の大きさ及び方向（ベクトル）を決定するために
使用される。加速度がトランスデューサの変形感度の主
要な方向と整合していないより一般的な場合において
は、トランスデューサにより発生される６個の信号から
なる一組の信号が代数的に容易に処理されて、多数の可
能な所定の座標軸の何れか一つに関する加速度の６個の
成分に分割する。
体のトランスデューサの支持される表面Ｓが複雑な加速
を受ける剛性物体に取付けられている場合に、複雑な加
速度計を構成する。表面Ｓが加速されると、トランスデ
ューサ本体の部分の質量が慣性反応力を発生し本体部分
を変形させる。直線加速度は、表面Ｓの面に対して相対
的な線形加速度の方向に従って、垂直変形、剪断変形、
又は複合変形を発生させることが可能である。角加速度
は、トランスデューサ本体を捩じり方向に変形させる。
直線及び回転加速度の複雑な組合わせは、複雑な態様で
複合トランスデューサ本体を変形させる。６個のトラン
スデューサ部分、即ち直線加速度に応答する剪断変形に
対して三つ及び角加速度に応答するツイスト変形に対し
三つの各々において発生される電気信号は、６個の加速
度成分の大きさ及び方向（ベクトル）を決定するために
使用される。加速度がトランスデューサの変形感度の主
要な方向と整合していないより一般的な場合において
は、トランスデューサにより発生される６個の信号から
なる一組の信号が代数的に容易に処理されて、多数の可
能な所定の座標軸の何れか一つに関する加速度の６個の
成分に分割する。
【００８６】複合トランスデューサ、例えば図２３のト
ランスデューサが、トランスデューサ表面Ｓを支持する
ものと同一の剛性手段へマウント（省略）により支持さ
れている位置センサＰＳａ，ＰＳｂと関連して使用され
る場合には、一層高感度で且つ正確な複合加速度計が得
られる。好適な位置センサは各電極と対応する近接した
トランスデューサ本体表面部分との間のギャップの関数
である電子トンネル動作電流から構成される電気信号を
供給する量子トンネル動作用電極である。例示的な使用
モードにおいては、トランスデューサの６個の部分の各
々に印加される別々の電圧が、慣性空間において休止状
態において、且つ三つの角加速度及び三つの直線加速度
の任意の結合に露呈された場合に、位置センサの各々に
流れるトンネル動作電流の所定の一定値を維持する。
ランスデューサが、トランスデューサ表面Ｓを支持する
ものと同一の剛性手段へマウント（省略）により支持さ
れている位置センサＰＳａ，ＰＳｂと関連して使用され
る場合には、一層高感度で且つ正確な複合加速度計が得
られる。好適な位置センサは各電極と対応する近接した
トランスデューサ本体表面部分との間のギャップの関数
である電子トンネル動作電流から構成される電気信号を
供給する量子トンネル動作用電極である。例示的な使用
モードにおいては、トランスデューサの６個の部分の各
々に印加される別々の電圧が、慣性空間において休止状
態において、且つ三つの角加速度及び三つの直線加速度
の任意の結合に露呈された場合に、位置センサの各々に
流れるトンネル動作電流の所定の一定値を維持する。
【００８７】（簡単化した）代表的な例として、軸Ａ２
（図２３）と平行な表面Ｓの直線加速度は方向Ｔｒ２に
おいてトランスデューサ本体を弾性的に剪断する軸Ａ２
に平行な慣性反応力を誘発させる。その結果、位置セン
サＰＳａ及びＰＳｂのトンネル動作電流は僅かな量だけ
変化し、その僅かな電流変化が、トンネル動作電流がそ
れらの所定の対応する休止位置における値に復帰するこ
とにより示される如く、本体形状がそれが休止状態にお
いて有していた形状に電気的に回復されるまで、電源を
して僅かな量だけ方向Ｔｒ２において対応するタンゼン
タ２トランスデューサ部分における電圧を変化させる。
対応する電気的応答を包含する公知の力での以前の弾性
的及び動的トランスデューサ本体変形のキャリブレーシ
ョンは、この簡単化した例においては、直線加速度の正
確な測定値としてタンゼンタ２本体部分へ印加される電
圧を使用することを可能としている。
（図２３）と平行な表面Ｓの直線加速度は方向Ｔｒ２に
おいてトランスデューサ本体を弾性的に剪断する軸Ａ２
に平行な慣性反応力を誘発させる。その結果、位置セン
サＰＳａ及びＰＳｂのトンネル動作電流は僅かな量だけ
変化し、その僅かな電流変化が、トンネル動作電流がそ
れらの所定の対応する休止位置における値に復帰するこ
とにより示される如く、本体形状がそれが休止状態にお
いて有していた形状に電気的に回復されるまで、電源を
して僅かな量だけ方向Ｔｒ２において対応するタンゼン
タ２トランスデューサ部分における電圧を変化させる。
対応する電気的応答を包含する公知の力での以前の弾性
的及び動的トランスデューサ本体変形のキャリブレーシ
ョンは、この簡単化した例においては、直線加速度の正
確な測定値としてタンゼンタ２本体部分へ印加される電
圧を使用することを可能としている。
【００８８】別の（簡単化した）代表的な例において
は、軸Ａ３（図２３）周りの回転加速度が方向Ｔｗにお
けるツイスト慣性作用変形を発生する。その結果、位置
センサＰＳａ及びＰＳｂのトンネル動作電流は僅かな量
だけ異なり、その僅かな電流差が、トンネル動作電流差
がその所定の休止状態における値に復帰することにより
示される如く、本体の形状が休止位置における形状に電
気的に回復されるまで、電源をして方向Ｔｗにおける対
応するツイスタトランスデューサ部分に供給される電圧
を僅かな量だけ変化させる。従って、この簡単化した例
においては、ツイスタ本体部分へ印加される電圧は、角
加速度の正確な測定値として使用することが可能であ
る。付加的な位置センサ（簡単化のため省略してある）
は、応答表面Ｒ又はその他の適宜の本体表面部分のその
他の可能な慣性反作用運動に対応する変形トンネル動作
電流信号を供給する。各本体部分は、電気機械的結合を
直接的に減少させる実施例においては独立的な位置セン
サを有することが可能である。変形例は、トランスデュ
ーサ本体又は各本体部分と一体的に製造された位置セン
サを有することが可能である。
は、軸Ａ３（図２３）周りの回転加速度が方向Ｔｗにお
けるツイスト慣性作用変形を発生する。その結果、位置
センサＰＳａ及びＰＳｂのトンネル動作電流は僅かな量
だけ異なり、その僅かな電流差が、トンネル動作電流差
がその所定の休止状態における値に復帰することにより
示される如く、本体の形状が休止位置における形状に電
気的に回復されるまで、電源をして方向Ｔｗにおける対
応するツイスタトランスデューサ部分に供給される電圧
を僅かな量だけ変化させる。従って、この簡単化した例
においては、ツイスタ本体部分へ印加される電圧は、角
加速度の正確な測定値として使用することが可能であ
る。付加的な位置センサ（簡単化のため省略してある）
は、応答表面Ｒ又はその他の適宜の本体表面部分のその
他の可能な慣性反作用運動に対応する変形トンネル動作
電流信号を供給する。各本体部分は、電気機械的結合を
直接的に減少させる実施例においては独立的な位置セン
サを有することが可能である。変形例は、トランスデュ
ーサ本体又は各本体部分と一体的に製造された位置セン
サを有することが可能である。
【００８９】本発明の実際的な６軸加速度計実施例にお
いては、トランスデューサ本体部分間の電気的及び機械
的結合は、グループとして、６個又はそれ以下の未知の
パラメータを持った６個の伝達関数を使用して明確に取
除かれている。ほぼ実時間で繰返し可能な比較的簡単な
計算が、トランスデューサ本体の主座標と相対的に一致
するか、オフセットされるか又は回転された任意に選択
された座標系を基準として三つのツイスト（回転）及び
三つの直線加速度ベクトルを与える。
いては、トランスデューサ本体部分間の電気的及び機械
的結合は、グループとして、６個又はそれ以下の未知の
パラメータを持った６個の伝達関数を使用して明確に取
除かれている。ほぼ実時間で繰返し可能な比較的簡単な
計算が、トランスデューサ本体の主座標と相対的に一致
するか、オフセットされるか又は回転された任意に選択
された座標系を基準として三つのツイスト（回転）及び
三つの直線加速度ベクトルを与える。
【００９０】電気的に加速度弾性変形を無効とすること
によりトランスデューサの一定な弾性状態を維持するこ
との利点は、電気機械的伝達関数からのトランスデュー
サ本体歪に起因する時間に関する且つ空間的な非線形性
を排除することである。トランスデューサ本体の一定−
０−歪条件は、任意の実際のトランスデューサにおいて
本質的な電気的トランスデューサ非線形性を明確に計算
上補正することを可能とする。０−歪条件の別の利点
は、トンネル動作電流の大きさの電極ギャップに関する
本質的な非線形依存性に対する補償に対する必要性を取
除いていることである。６軸加速度計の基礎として使用
される本発明の別の利点は、直線又は角度方向の何れの
方向における加速度も剪断、特にピエゾ電気剪断による
それぞれの直線的及びツイスタ（回転）要素の層極性の
電気的活性により与えられる双方向の変換により受付け
られるという点である。
によりトランスデューサの一定な弾性状態を維持するこ
との利点は、電気機械的伝達関数からのトランスデュー
サ本体歪に起因する時間に関する且つ空間的な非線形性
を排除することである。トランスデューサ本体の一定−
０−歪条件は、任意の実際のトランスデューサにおいて
本質的な電気的トランスデューサ非線形性を明確に計算
上補正することを可能とする。０−歪条件の別の利点
は、トンネル動作電流の大きさの電極ギャップに関する
本質的な非線形依存性に対する補償に対する必要性を取
除いていることである。６軸加速度計の基礎として使用
される本発明の別の利点は、直線又は角度方向の何れの
方向における加速度も剪断、特にピエゾ電気剪断による
それぞれの直線的及びツイスタ（回転）要素の層極性の
電気的活性により与えられる双方向の変換により受付け
られるという点である。
【００９１】本発明の６軸加速度計実施例の感度はそれ
と関連して使用される電気的コンポーネントの精度及び
感度によってのみ（固体状態のブラウン撹拌を除く）決
定される境界にまで延在している。トンネル動作センサ
によるトランスデューサ本体変形測定はオングストロー
ム単位（ｅ-10 メートル）の一部の程度で実施されてい
る。これらの変形は、０−歪状態を維持するために数十
マイクロボルトを必要とする場合がある。６軸ツイスト
複合トランスデューサの加速度計実施例により測定可能
な加速度範囲は、数十マイクロボルトから数百ボルトの
範囲に対応する加速度を包含しており、その対応は特定
のトランスデューサのスケール及び形態により決定され
る。
と関連して使用される電気的コンポーネントの精度及び
感度によってのみ（固体状態のブラウン撹拌を除く）決
定される境界にまで延在している。トンネル動作センサ
によるトランスデューサ本体変形測定はオングストロー
ム単位（ｅ-10 メートル）の一部の程度で実施されてい
る。これらの変形は、０−歪状態を維持するために数十
マイクロボルトを必要とする場合がある。６軸ツイスト
複合トランスデューサの加速度計実施例により測定可能
な加速度範囲は、数十マイクロボルトから数百ボルトの
範囲に対応する加速度を包含しており、その対応は特定
のトランスデューサのスケール及び形態により決定され
る。
【００９２】当業者にとって明らかな如く、本発明の複
合加速度計実施例は、それに制限されるわけではない
が、６軸トランスデューサのサブセットを包含してお
り、一体的に製造されるか、並置されるか、別法として
装置に亘って分散される剪断部分及びツイスタ部分の全
ての組合わせを包含している。分散型加速度計部分の利
点は、変換が電気機械的に結合する程度の減少であり、
その際に直線加速度及び角加速度の別々の成分の計算を
簡単化している。装置全体に亘りトランスデューサ要素
を分散することの欠点は、応答の混在及び中間の支持構
成体と加速情報との結合である。
合加速度計実施例は、それに制限されるわけではない
が、６軸トランスデューサのサブセットを包含してお
り、一体的に製造されるか、並置されるか、別法として
装置に亘って分散される剪断部分及びツイスタ部分の全
ての組合わせを包含している。分散型加速度計部分の利
点は、変換が電気機械的に結合する程度の減少であり、
その際に直線加速度及び角加速度の別々の成分の計算を
簡単化している。装置全体に亘りトランスデューサ要素
を分散することの欠点は、応答の混在及び中間の支持構
成体と加速情報との結合である。
【００９３】本発明の６軸加速度計実施例は、好適なエ
ピタキシャル方法で小さな寸法に形成される場合、一度
に多数製造することが可能であり、従って低コストで製
造することが可能である。これらの実施例は、小さな質
量を有し好適なトンネル動作電子位置センサの小さな検
知範囲に適した付随的な変形を有する小さな加速度計を
提供する。この小さな寸法は高い共振周波数、高い周波
数応答、及び衝撃及び過剰な加速度に起因する破壊に対
する比較的大きな耐久性を与えている。この小さな寸法
は、更に、トランスデューサ本体セグメント容量を減少
し、その際に所定の高い周波数で動作することを必要と
する瞬間的な電力を減少させている。更に、小さな寸法
は宇宙船や飛行物体の通常狭い空間にとって有益であ
る。
ピタキシャル方法で小さな寸法に形成される場合、一度
に多数製造することが可能であり、従って低コストで製
造することが可能である。これらの実施例は、小さな質
量を有し好適なトンネル動作電子位置センサの小さな検
知範囲に適した付随的な変形を有する小さな加速度計を
提供する。この小さな寸法は高い共振周波数、高い周波
数応答、及び衝撃及び過剰な加速度に起因する破壊に対
する比較的大きな耐久性を与えている。この小さな寸法
は、更に、トランスデューサ本体セグメント容量を減少
し、その際に所定の高い周波数で動作することを必要と
する瞬間的な電力を減少させている。更に、小さな寸法
は宇宙船や飛行物体の通常狭い空間にとって有益であ
る。
【００９４】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
【図１】 タンゼンタダイモルフを示した概略斜視図。
【図２】 リフタ積層体を示した概略斜視図。
【図３】 シリヤを示した概略斜視図。
【図４】 シルモルフを示した概略斜視図。
【図５】 スフェリヤを示した概略斜視図。
【図６】 スフェモルフを示した概略図。
【図７】 ツイスタを示した概略斜視図。
【図８】 ツイスモルフを示した概略斜視図。
【図９】 トーシヤを示した概略斜視図。
【図１０】 トーモルフを示した概略斜視図。
【図１１】 ティータを示した概略斜視図。
【図１２】 ティーモルフを示した概略斜視図。
【図１３】 スインガを示した概略斜視図。
【図１４】 スイングモルフを示した概略斜視図。
【図１５】 シリヤにおける応答性を示した概略斜視
図。
図。
【図１６】 ツイスタにおける応答性を示した概略斜視
図。
図。
【図１７】 トーシヤにおける応答性を示した概略斜視
図。
図。
【図１８】 ティータにおける応答性を示した概略斜視
図。
図。
【図１９】 スインガにおける応答性を示した概略斜視
図。
図。
【図２０】 物質の応答性を設定するために製造期間中
に入力エネルギを受取る典型的な回転トランスデューサ
セグメントを示した概略図。
に入力エネルギを受取る典型的な回転トランスデューサ
セグメントを示した概略図。
【図２１】 二つのタンゼンタ及び１個のツイスタを持
ったトランスデューサセグメントの積層体を示した概略
斜視図。
ったトランスデューサセグメントの積層体を示した概略
斜視図。
【図２２】 １個のリフタと１個のタンゼンタと１個の
ティータとを持ったトランスデューサセグメントの積層
体を示した概略斜視図。
ティータとを持ったトランスデューサセグメントの積層
体を示した概略斜視図。
【図２３】 １個のリフタと、２個のタンゼンタと、２
個のティータと、１個のツイスタと、複合加速度計を構
成すべく設けられた位置センサとを持ったトランスデュ
ーサセグメントの積層体を示した概略斜視図。
個のティータと、１個のツイスタと、複合加速度計を構
成すべく設けられた位置センサとを持ったトランスデュ
ーサセグメントの積層体を示した概略斜視図。
【図２４】 ハブシャフトと１２個のツイストアクチュ
エータを具備するディスクを有するモータを示した概略
斜視図。
エータを具備するディスクを有するモータを示した概略
斜視図。
【図２５】 ツイストアクチュエータを持った光学要素
を示した概略斜視図。
を示した概略斜視図。
Ｂ 本体 Ｒ 出力表面 Ｓ 静止表面 Ｃ 入力部 Ｔｒ 並進運動 Ｔ 回転ストローク Ａ 軸 Ｄ 距離
Claims (43)
- 【請求項１】 応答性ベクトルと、出力表面と静止表面
と電力を受取る接続部とを具備する電気的変形可能物質
からなる一層が設けられており、前記ベクトルにより電
力が前記出力表面の強制回転及びその逆へ変換させるこ
とを特徴とするトランスデューサ。 - 【請求項２】 請求項１において、前記応答性ベクトル
が前記応答表面が歪なしで回転するように分布されてい
ることを特徴とするトランスデューサ。 - 【請求項３】 請求項１において、前記応答性ベクトル
が一点の周りに環状に分布されており、前記応答性の大
きさは前記点からの半径方向距離の関数として変化して
いることを特徴とするトランスデューサ。 - 【請求項４】 請求項１において、前記応答性ベクトル
が１軸の周りに環状に分布されており、前記応答性の大
きさが前記軸からの半径方向距離の関数として変化する
ことを特徴とするトランスデューサ。 - 【請求項５】 請求項１において、前記応答性ベクトル
が一点の周りに環状に分布しており、前記応答性の大き
さが前記点からの半径方向距離の関数として一定であり
且つ電気的影響が前記点からの半径方向距離の関数とし
て変化することを特徴とするトランスデューサ。 - 【請求項６】 請求項１において、前記応答性ベクトル
が一軸の周りに環状に分布しており、前記応答性の大き
さが前記軸からの半径方向距離の関数として一定であり
且つ電気的影響が前記軸からの半径方向距離の関数とし
て変化することを特徴とするトランスデューサ。 - 【請求項７】 請求項１において、前記応答性ベクトル
が一点の周りに環状に分布しており、前記応答性大きさ
が前記点からの半径方向距離の関数として変化しており
且つ電気的影響が前記点からの半径方向距離の関数とし
て変化することを特徴とするトランスデューサ。 - 【請求項８】 請求項１において、前記応答性ベクトル
が一軸の周りに環状に分布しており、応答性の大きさが
前記軸からの半径方向距離の関数として変化しており且
つ電気的影響が前記軸からの半径方向距離の関数として
変化していることを特徴とするトランスデューサ。 - 【請求項９】 請求項１において、前記応答性ベクトル
が一軸の周りに湾曲して分布していることを特徴とする
トランスデューサ。 - 【請求項１０】 請求項１において、電力を受取る接続
部が前記出力表面上及び前記静止表面上に配設された電
極であることを特徴とするトランスデューサ。 - 【請求項１１】 請求項１０において、二つの層がそれ
らの間に共通電極を有して積層されていることを特徴と
するトランスデューサ。 - 【請求項１２】 請求項１において、前記層が円筒の一
部であり、前記応答性ベクトルが前記円筒の軸の周りの
半径上に環状に分布していることを特徴とするトランス
デューサ。 - 【請求項１３】 請求項１１において、前記層が円筒の
一部であり、応答性ベクトルが前記円筒の軸の周りの半
径上に環状に分布していることを特徴とするトランスデ
ューサ。 - 【請求項１４】 請求項１において、前記層が球の一部
であり、応答性ベクトルが前記球の中心の周りの半径上
に環状に分布していることを特徴とするトランスデュー
サ。 - 【請求項１５】 請求項１１において、前記層が球の一
部であり、応答性ベクトルが前記球の中心の周りの半径
上に環状に分布していることを特徴とするトランスデュ
ーサ。 - 【請求項１６】 請求項１において、前記層が平坦な出
力表面及び静止表面を有しており、応答性ベクトルが前
記層の中心を介し且つ前記表面に垂直な軸の周りの半径
上に環状に分布していることを特徴とするトランスデュ
ーサ。 - 【請求項１７】 請求項１１において、前記層が平坦な
出力表面及び静止表面を有しており、応答性ベクトルが
前記層の中心を介し且つ前記表面に垂直な軸の周りの半
径上に環状に分布していることを特徴とするトランスデ
ューサ。 - 【請求項１８】 請求項１において、前記層が平坦な出
力表面及び静止表面を有しており、応答性ベクトルが前
記表面に垂直な軸の周りの半径上に環状に分布してお
り、前記軸が前記層の本体から所定の距離に配置されて
いることを特徴とするトランスデューサ。 - 【請求項１９】 請求項１１において、前記層が平坦な
出力表面及び静止表面を有しており、応答性ベクトルが
前記表面に垂直な軸の周りの半径上に環状に分布してお
り、前記軸が前記層の本体から所定距離に配設されてい
ることを特徴とするトランスデューサ。 - 【請求項２０】 請求項１において、前記層が平坦な出
力表面及び静止表面を有しており、応答性ベクトルが前
記表面に平行な軸の周りの半径上に環状に分布してお
り、前記軸が前記層の本体から所定距離に配設されてお
り且つ前記応答性ベクトルが前記層をして前記層の１表
面上の軸の周りに揺動させることを特徴とするトランス
デューサ。 - 【請求項２１】 請求項１１において、前記層が平坦な
出力表面及び静止表面を有しており、前記応答性ベクト
ルが前記表面に平行な軸の周りの半径上に環状に分布し
ており、前記軸が前記層の本体から所定距離離隔してお
り且つ前記応答性ベクトルが前記層をして各層の１表面
上の軸の周りに揺動させることを特徴とするトランスデ
ューサ。 - 【請求項２２】 請求項１において、前記層が平坦な出
力表面及び静止表面を有しており、応答性ベクトルが前
記表面に平行な軸の周りの半径上に環状に分布してお
り、前記軸が前記層の本体から所定距離離隔しているこ
とを特徴とするトランスデューサ。 - 【請求項２３】 請求項１１において、前記層が平坦な
出力表面及び静止表面を有しており、応答性ベクトルが
前記表面に平行な軸の周りの半径上に環状に分布してお
り、前記軸が前記層の本体から所定距離離隔しているこ
とを特徴とするトランスデューサ。 - 【請求項２４】 リフタ及びツイスタを具備する積層体
を有することを特徴とするアクチュエータ。 - 【請求項２５】 リフタ及びトーシヤを具備する積層体
を有することを特徴とするアクチュエータ。 - 【請求項２６】 リフタと、タンゼンタと、ティータと
を具備する積層体を有することを特徴とするアクチュエ
ータ。 - 【請求項２７】 リフタと、各々が他方に対して直交方
向に作用する少なくとも２個のタンゼンタと、ツイスタ
と、互いに直交方向に作用する少なくとも２個のティー
タとを具備する積層体を有しており、従って自由度６で
移動し且つ物体を位置決めすることが可能であることを
特徴とするアクチュエータ。 - 【請求項２８】 ツイスタと、互いに直交方向に作用す
る少なくとも２個のタンゼンタとを具備する積層体を有
することを特徴とするアクチュエータ。 - 【請求項２９】 直線運動層及び回転運動層を具備する
積層体を有することを特徴とするアクチュエータ。 - 【請求項３０】 ハブシャフトを具備するディスク、リ
フタ及びトーシヤを具備するアクチュエータ、前記アク
チュエータを支持するハウジングが設けられており、前
記アクチュエータが前記シャフトから所定の半径方向に
おいて前記ディスクに隣接して配設されており、前記ト
ーシヤが前記アクチュエータが前記シャフトから位置決
めされている半径と一致する半径において作用し、前記
アクチュエータが前記ディスクと係合し且つ前記ディス
クに対し角度方向力を与え、前記アクチュエータを活性
化させる制御器が設けられていることを特徴とするモー
タ。 - 【請求項３１】 請求項３０において、前記アクチュエ
ータが前記ディスクと係合するために歩行運動を使用す
ることを特徴とするモータ。 - 【請求項３２】 請求項３１において、前記アクチュエ
ータが滑らかな歩行運動を使用することを特徴とするモ
ータ。 - 【請求項３３】 少なくとも３個のアクチュエータが設
けられており、各アクチュエータはリフタと、少なくと
も２個のタンゼンタと、ツイスタと、少なくとも２個の
ティータとを具備する積層体を有しており、尚前記リフ
タ及び少なくとも２個のタンゼンタの三つは互いに直交
方向に作用し且つ前記ツイスタ及び少なくとも２個のテ
ィータの三つは互いに直交方向に作用し、前記アクチュ
エータはハウジングにより支持されており且つ移動され
且つ位置決めされるべき物体に隣接して位置されてお
り、各アクチュエータは自由度６で移動し且つ物体を位
置決めすることが可能であり、前記アクチュエータを活
性化させる制御器が設けられていることを特徴とする物
体位置決め器。 - 【請求項３４】 請求項３３において、前記アクチュエ
ータが前記ディスクと係合するために歩行運動を使用す
ることを特徴とする物体位置決め器。 - 【請求項３５】 請求項３４において、前記アクチュエ
ータが滑らかな歩行運動を使用することを特徴とする物
体位置決め器。 - 【請求項３６】 請求項３３において、前記アクチュエ
ータの各層内には前記制御器へ位置情報を送給する位置
センサが設けられていることを特徴とする物体位置決め
器。 - 【請求項３７】 請求項３０において、前記アクチュエ
ータの各層内には前記制御器へ位置情報を供給する位置
センサが設けられていることを特徴とするモータ。 - 【請求項３８】 リフタと、少なくとも２個のタンゼン
タと、ツイスタと、少なくとも２個のティータとを具備
しており前記リフタ及び少なくとも二つのタンゼンタの
三つは互いに直交方向に作用し且つ前記ツイスタ及び少
なくとも２個のティータの三つは互いに直交方向に作用
するアクチュエータ積層体が設けられており、前記アク
チュエータ積層体が取付けられた支持体が設けられてお
り、前記積層体の直線運動又は角度運動を検知し且つ前
記運動を表わす信号をコンピュータへ供給する少なくと
も６個の位置センサが設けられており、前記コンピュー
タは前記アクチュエータ積層体をその休止位置へ戻して
配置させるために前記アクチュエータ積層体内の前記層
へ信号を供給し、前記積層体の各層をその休止位置へ復
帰させるに必要な電流はその層上の加速度力の測定値で
あり、前記コンピュータが前記積層体の各層へ供給され
た電流に関するデータを収集し且つ前記加速度力を計算
することを特徴とする加速度計。 - 【請求項３９】 請求項３８において、前記位置センサ
が前記積層体に隣接して対の状態で位置決めされた量子
トンネル電極であることを特徴とする加速度計。 - 【請求項４０】 それぞれの運動の結合が三つの直線的
な運動自由度を表わすことが可能であるように各々が互
いに直交方向に作用する少なくとも３個の直線的に動作
するトランスデューサ層を具備すると共に、それぞれの
運動の結合が三つの角度方向の運動自由度を表わすこと
が可能であるように各々が互いに直交する方向に作用す
る少なくとも３個の角度方向に作用するトランスデュー
サ層を具備するアクチュエータ積層体が設けられてお
り、前記アクチュエータ積層体が取付けられた支持体が
設けられており、前記積層体の直線運動又は角度運動を
検知し且つ前記運動を表わす信号をコンピュータへ供給
するための少なくとも６個の位置センサが設けられてお
り、前記コンピュータは前記アクチュエータ積層体をそ
の休止位置へ戻して配置させるために前記アクチュエー
タ積層体内の前記層へ信号を送給し、前記積層体の各層
を休止位置へ復帰させるのに必要とされる電流はその層
上の加速度力の測定値であり、前記コンピュータが前記
積層体の各層へ供給された電流に関するデータを収集し
且つ前記加速度力を計算することを特徴とする加速度
計。 - 【請求項４１】 電気的変形可能物質からなる層を具備
するトランスデューサ及び位置センサを有しており、前
記層が前記層により経験される加速度に比例した電力を
付与することにより静止状態に維持され、前記位置セン
サからデータを受取り且つ前記層へ適切な量の電流を供
給し且つ前記電流データを収集し且つ解析して前記層上
の加速度を計算することを特徴とする加速度計。 - 【請求項４２】 請求項４１において、測定されるべき
角加速度力の自由度に対し一つの層及び位置センサが設
けられていることを特徴とする加速度計。 - 【請求項４３】 加速度測定方法において、電力を付与
することにより静止状態に維持することが可能な電気的
変形可能物質からなる一つの層を具備するトランスデュ
ーサを使用し、加速度力に起因して前記層の位置に応答
する位置センサを使用し、前記層を静止状態に維持する
ために必要とされる電流を測定し、且つそれから加速度
を計算する、上記各ステップを有することを特徴とする
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US70864391A | 1991-05-31 | 1991-05-31 | |
| US708643 | 1991-05-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05244783A true JPH05244783A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=24846615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4139528A Pending JPH05244783A (ja) | 1991-05-31 | 1992-06-01 | 捩じりアクチュエータ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5241235A (ja) |
| EP (1) | EP0516175A3 (ja) |
| JP (1) | JPH05244783A (ja) |
| KR (1) | KR920022635A (ja) |
| BR (1) | BR9202023A (ja) |
| CA (1) | CA2066084A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8869632B2 (en) | 2011-04-14 | 2014-10-28 | Seiko Epson Corporation | Sensor device, force detection device, and robot |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5424596A (en) * | 1992-10-05 | 1995-06-13 | Trw Inc. | Activated structure |
| EP0614087B1 (en) * | 1993-03-01 | 2000-03-29 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric vibrator and acceleration sensor using the same |
| US5726520A (en) * | 1993-08-02 | 1998-03-10 | Bonneville Scientific Incorporated | Direct drive field actuator motors |
| DE4332966A1 (de) * | 1993-09-28 | 1995-03-30 | Philips Patentverwaltung | Torsionsaktuator und ein Verfahren zu dessen Herstellung |
| IL113291A0 (en) * | 1995-04-06 | 1995-07-31 | Nanomotion Ltd | A multi-axis rotation device |
| RU2153219C2 (ru) * | 1996-06-03 | 2000-07-20 | Окатов Юрий Владимирович | Пьезоэлектрический шаговый двигатель |
| RU2156535C2 (ru) * | 1996-06-05 | 2000-09-20 | Окатов Юрий Владимирович | Пьезоэлектрический линейный шаговый двигатель |
| RU2167489C2 (ru) * | 1996-06-05 | 2001-05-20 | Окатов Юрий Владимирович | Пьезоэлектрический шаговый двигатель |
| RU2167487C2 (ru) * | 1996-06-05 | 2001-05-20 | Окатов Юрий Владимирович | Пьезоэлектрический шаговый двигатель |
| RU2101840C1 (ru) * | 1996-06-10 | 1998-01-10 | Санкт-Петербургская государственная академия аэрокосмического приборостроения | Шаговый двигатель |
| RU2161364C2 (ru) * | 1996-06-05 | 2000-12-27 | Окатов Юрий Владимирович | Пьезоэлектрический шаговый двигатель |
| RU2167486C2 (ru) * | 1996-06-05 | 2001-05-20 | Окатов Юрий Владимирович | Пьезоэлектрический шаговый двигатель |
| US5752410A (en) * | 1996-08-08 | 1998-05-19 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Tunneling sensor with linear force rebalance and method for fabricating the same |
| FR2769768B1 (fr) * | 1997-10-13 | 1999-12-31 | Sfim Ind | Actionneur amplifie a materiaux piezoelectriques ou electrostrictifs |
| ES2199412T3 (es) * | 1997-10-13 | 2004-02-16 | Sagem S.A. | Accionador amplificado de materiales activos. |
| FR2786957B1 (fr) * | 1998-12-07 | 2001-02-23 | Sfim Ind | Actionneur piezo-electrique ou electrostrictif |
| DE19938456C1 (de) * | 1999-08-13 | 2001-02-15 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Herstellung von Piezoaktoren mit einem Mehrschichtaufbau von Piezoelementen |
| WO2002063606A1 (en) * | 2001-02-09 | 2002-08-15 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Ultrasound transducer and method of manufacturing an ultrasound transducer |
| DE10148267B4 (de) * | 2001-06-08 | 2005-11-24 | Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg | Piezolinearantrieb mit einer Gruppe von Piezostapelaktoren sowie Verfahren zum Betreiben eines solchen Antriebes |
| DE20116515U1 (de) | 2001-10-09 | 2001-12-13 | FESTO AG & Co., 73734 Esslingen | Aktor und damit ausgestattetes Ventil |
| US7321185B2 (en) * | 2005-03-04 | 2008-01-22 | United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Active multistable twisting device |
| EP1753122A1 (en) * | 2005-08-12 | 2007-02-14 | Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO | Movement platform for carrier with five degrees of freedom |
| DE102006044285A1 (de) * | 2006-08-14 | 2008-02-21 | Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg | Verstelleinrichtung mit hoher Positionsauflösung, auch im Nano- oder Subnanometerbereich |
| EP2188853B1 (en) * | 2007-09-19 | 2011-03-09 | Pinanotech (Piezo Nano-technology) Ltd | Stick-slip piezoelectric motor |
| DE102009017637A1 (de) * | 2009-04-16 | 2010-10-28 | Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg | Betriebsverfahren und Ansteuereinrichtung eines Piezolinearantriebes |
| JP6501487B2 (ja) * | 2014-10-27 | 2019-04-17 | キヤノン株式会社 | 超音波モータ及び超音波モータを用いた駆動装置 |
| RU2688947C1 (ru) * | 2018-09-28 | 2019-05-23 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" | Фотоприемное устройство с затвором |
| CN113484541A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-10-08 | 哈尔滨工程大学 | 一种适合低频的宽带高灵敏度扭转型压电加速度计 |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE489589A (ja) * | 1948-06-12 | |||
| US2928069A (en) * | 1954-10-13 | 1960-03-08 | Gulton Ind Inc | Transducer |
| US3774057A (en) * | 1971-04-21 | 1973-11-20 | Nippon Electric Co | Resonator for torsional vibration |
| US3940974A (en) * | 1974-05-06 | 1976-03-02 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Electrically compensated sensor |
| SU573828A1 (ru) * | 1976-06-08 | 1977-09-25 | Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Имени 50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Пьезоэлектрический двигатель |
| US4197737A (en) * | 1977-05-10 | 1980-04-15 | Applied Devices Corporation | Multiple sensing device and sensing devices therefor |
| DE3142684A1 (de) * | 1981-10-28 | 1983-05-05 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | "elektromechanischer wandler" |
| AU540009B2 (en) * | 1982-02-16 | 1984-10-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Exhaust gas filter |
| JPS6020775A (ja) * | 1983-07-15 | 1985-02-02 | Hitachi Ltd | 回転型アクチユエ−タ |
| DE3433768A1 (de) * | 1983-09-16 | 1985-04-18 | Hitachi Maxell, Ltd., Ibaraki, Osaka | Piezo-elektrischer motor |
| JPS6066882A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-17 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電変位素子およびその分極方法 |
| JPS60204271A (ja) * | 1984-03-27 | 1985-10-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電変位素子 |
| JPS6179270A (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-22 | Olympus Optical Co Ltd | 圧電型変位装置 |
| US4728843A (en) * | 1985-11-11 | 1988-03-01 | Taga Electric Co., Ltd. | Ultrasonic vibrator and drive control method thereof |
| US4764702A (en) * | 1985-12-30 | 1988-08-16 | Taga Electric Co., Ltd. | Ultrasonic motor device |
| US4812697A (en) * | 1986-04-09 | 1989-03-14 | Taga Electric Co., Ltd. | Ultrasonic vibrator and a method of controllingly driving same |
| JPS63274894A (ja) * | 1987-05-01 | 1988-11-11 | 魚住 清彦 | 送り装置 |
| US4868447A (en) * | 1987-09-11 | 1989-09-19 | Cornell Research Foundation, Inc. | Piezoelectric polymer laminates for torsional and bending modal control |
| US4905107A (en) * | 1988-02-05 | 1990-02-27 | Klein Enrique J | Torsion transducer for magnetic storage disk drives |
| JPH01234067A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-19 | Nec Corp | 超音波モータ |
| US4928030A (en) * | 1988-09-30 | 1990-05-22 | Rockwell International Corporation | Piezoelectric actuator |
| JPH0487671A (ja) * | 1990-07-31 | 1992-03-19 | Nippon Electric Ind Co Ltd | 捩り振動子 |
-
1992
- 1992-04-15 CA CA002066084A patent/CA2066084A1/en not_active Abandoned
- 1992-05-27 BR BR929202023A patent/BR9202023A/pt not_active Application Discontinuation
- 1992-05-29 KR KR1019920009303A patent/KR920022635A/ko not_active Application Discontinuation
- 1992-05-29 EP EP19920109140 patent/EP0516175A3/en not_active Withdrawn
- 1992-06-01 JP JP4139528A patent/JPH05244783A/ja active Pending
- 1992-08-21 US US07/931,460 patent/US5241235A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8869632B2 (en) | 2011-04-14 | 2014-10-28 | Seiko Epson Corporation | Sensor device, force detection device, and robot |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5241235A (en) | 1993-08-31 |
| EP0516175A2 (en) | 1992-12-02 |
| EP0516175A3 (en) | 1993-02-03 |
| CA2066084A1 (en) | 1992-12-01 |
| KR920022635A (ko) | 1992-12-19 |
| BR9202023A (pt) | 1993-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH05244783A (ja) | 捩じりアクチュエータ | |
| US5178012A (en) | Twisting actuator accelerometer | |
| Shi et al. | Active control of nonlinear dynamic response of space-frames using piezo-electric actuators | |
| US8653719B2 (en) | Active 3D.O.F. stiffness element | |
| Bai et al. | Design and experiments of a novel rotary piezoelectric actuator using longitudinal–torsional convertors | |
| JP2014504364A (ja) | 高性能湾曲加速度計 | |
| Son et al. | An ultrasonic standing-wave-actuated nano-positioning walking robot: Piezoelectric-metal composite beam modeling | |
| US6046527A (en) | Ultrasonic positioner with multiple degrees of freedom of movement | |
| Budinger et al. | Analytical modeling for the design of a piezoelectric rotating-mode motor | |
| JPWO2002015378A1 (ja) | 折り重なり式圧電ステータ、折り重なり式圧電アクチュエータ及びそれらの応用 | |
| Bansevičius | Latest trends in the development of piezoelectric multi-degree-of-freedom actuators/sensors | |
| US10862406B2 (en) | Hybrid electroactive actuator device | |
| Bergander et al. | Development of miniature manipulators for applications in biology and nanotechnologies | |
| JP2001133476A (ja) | 加速度センサ | |
| CN113691160B (zh) | 三自由度旋转惯性压电电机 | |
| JP4327620B2 (ja) | 多自由度超音波モータ及び予圧装置 | |
| US20220209687A1 (en) | Piezoelectric Motor with Bending Travelling Wave | |
| Scuor et al. | Design and testing of a 5-degrees-of-freedom, large working range micropositioning stage | |
| Piefort et al. | Modeling of smart piezoelectric shell structures with finite elements | |
| Thompson et al. | A Note on the Experimentally-Determined Elastodynamic Response of a Slider-Crank Mechanism Featuring a Macroscopically-Smart Connecting-Rod With Ceramic Piezoelectric Actuators and Strain Gage Sensors | |
| Lentzen et al. | Nonlinear finite element modelling of composite structures with integrated piezoelectric layers | |
| Hwang et al. | Single Crystal PMN-PT Laminated Piezoelectric Scanning Micromirror for Laser Beam Scanning Applications | |
| Newton et al. | Development of a linear piezoelectric motor | |
| Thirupathi et al. | A new class of smart automotive active suspensions using piezoceramic actuation | |
| JP2000358387A (ja) | トラス型アクチュエータ |