JPH06504835A - 速動駆動装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、駆動部材による被駆動部材の選択的駆動に関し、且つ斯かる選択的駆 動の可及的迅速な達成に関する。本書において使用される場合、「駆動」は連結 動作のみならず分離及び制動動作を含む。

数多くの技術において、可能な限り小さな駆動で要素を迅速に移動する必要があ る。例えば、製織においては、横方向の糸（よこ糸）が走行する毎に縦方向の糸 （たて糸）が通されるベルトを選択的に移動して織布上のパターンを変化させる ための技術が多々試されて来た。しかしながら、ベルトの緊密度及び必要とされ る操作速度により駆動装置のオーバーヒートにつながることがしばしばあり、こ の欠陥は、直動で選択的に付勢される駆動装置、選択的に操作されるクラッチま たはブレーキ等を使用するにせよ依然として改善の必要があることを意味する。

回転駆動装置も同様の問題に直面する。サーボモータやステップモータ及び制御 自在の高速ソレノイド等の装置が徹底的に発展したにも拘わらず、該装置は依然 として本質的には電磁式であり、際立った力レベルでの迅速な反応及び、しばし ばあることではあるが、特定の形状の「定形」反応を得るための必要条件を満た すことができない。

仮に電磁技術が駆動装置に使用された場合、例えば重量や渦電流損等の必要な磁 気材料の性質が動作速度を遅らせ且つ過度の加熱を生じさせる一方で、巻線が開 閉時の著しい電流サージのみならず著しいＬ／Ｒ時定数やＩ”Ｒ損を有すること になる。

本発明の目的は、磁気装置の上記及びその他の欠陥のない速動駆動装置を提供す ることである。

本発明によれば、駆動動作を行う選択的に操作自在の駆動装置であって、該装置 に駆動を入力する駆動入力部材と、前記装置から駆動動作を供給する駆動出力部 材とを含み、前記入力及び出力部材が電気的に絶縁隔置されており、更に、前記 入力及び出力部材上に電界電極を、及び前記隔置された部材間に付勢されると動 作して前記電極間の電界の影響を受ける一定の量の電界に応答する流体を含む選 択的に操作自在となって前記入力部材及び出力部材を駆動関係にする手段とを含 み、前記出力部材が前記入力部材より密度の低い材料より成り、且つ前記出力部 材が前記入力部材より低い機械時定数を有することを特徴とする選択的に操作自 在の駆動装置が提供される。

斯かる出力部材は慣性を最小限にするとともに迅速なピックアップを促進する。

前記出力部材上の前記電極は軽量の導電カバーであっても良い。前記出力部材は カップまたはその他の殻状の形状を有して慣性モーメントを低減するようにされ ても良い。前記カップまたは殻状の形状は金属製であっても良い。前記出力部材 の材料はプラスチックまたはその他の軽量材料であっても良い。前記電極自体が 導電性のプラスチック材料であっても良い。前記プラスチック類の電極はプラス チック類の出力部材上にあっても良い。前記出力部材は前記入力部材内に密に嵌 合されるが該入力部材内で隔置されていても良い。

都合上、動作中は、前記入力部材が常に駆動され、且つ前記電極が選択的に付勢 されて電気流動学的流体が硬直することにより前記出力部材を前記入力部材に連 結する。

前記流体は電気流動学的流体または液晶及び合成分極自在の分子等の電界応答伝 達力を有するその他の流体半導体であっても良い。

前記装置は選択的に操作自在となつて前記電極及び流体を電化させ且つ該電極及 び流体の電化を除去する制御手段を含んでいても良い。前記制御手段は選択的に 操作自在となって時間と共に所望の駆動テークアツプまたは制動特性を提供する ようにされても良い。前記制御は予め決められているかまたは動的であっても良 い。

前記入力部材は連続運転され且つ回転子等の前記入力部材に連結されて該入力部 材において相当の慣性（蓄積エネルギー）を提供する可動部品を有するモータに より駆動されるのが好適である。

本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。

図１及び図２は、本発明による選択的に操作自在の速動駆動装置の略図であり、 図４乃至図１０は、本発明を理解する上で有益なグラフである。

図１及び図２は、それぞれカップ形状及び板形状の駆動装置の略図である。これ らの双方の形状は、その他の形状と共に当業者に公知のそれらの固有の特性を条 件として本発明に適している。各形状とも、入力部材は回転速度ω１で連続して 駆動されるのが好適であり、低慣性出力部材は、入力部材に選択的に連結された 時に、駆動装置の「ロック」時にω１と等しい値まで上昇する回転速度ω、で駆 動される。一定の電圧Ｖが電界応答流体を含んだ間隙りに選択的に加えられて該 流体を硬直させて駆動連結を画定する。

図３は、本発明を例示する実際の駆動装置、本質的にはカップ形状のクラッチの 断面図である。

任意の適切な形状の回転駆動手段ＤＭが概ねＩＭで示された入力部材に取り付け られる。駆動が取り出される出力部材は概ねＯＭで示されている。これらの部材 は一本の軸線（Ａ−Ａ）に沿った軸であるのが都合がよ（、出力部材は入力部材 内に該入力部材から隔置されて支持されて軸受け１及び６により該入力部材に対 して自由に回転するようにされている。入力部材は出力部材の回りに組み立てら れ且つ締め付は具２３により一体に保持されてその中に出力部材を保持する２つ の金属製部品２１．２２で形成されていても良い。出力部材上の適切な肩部が入 力部材内の軸受け１及び６において出力部材を位置決めする。入力部材は駆動手 段により回転自在となる。上記に説明した全ての要素は軸線Ａ−Ａ上で円滑に回 転するように配置且つ支持されている。例えばビトン（ｖｌＴＯＮ）（ＲＴＭ） 等のオイルシール７が軸受けに設けられる。または、剪断効果がラビリンスシー ルを通してい（らかの漏れを生じるがＥＲ原流体びラビリンスをベースにしたシ ールを使用しても良い。流体、シール及びその他の材料の相容性が必要である。

軸受け１はころ軸受けであり、軸受け６は玉軸受けであるのが適切である。出力 部材は入力部材の部分２２により駆動される回転子３を含んでいる。回転子３は 本実施例ではプラスチック製であり、金属電極の形態を取る表面５を有している 。

入力部材と出力部材の相対的なサイズは電極５と部分２２の内側表面との間に間 隙４が生じるようなものである。説明した出力部材の構造では、入力部材（金属 ）より低密度で且つ薄い殻の形状にされた材料（プラスチック）が使用されて出 力部材において入力部材よりはるかに低い慣性を生じるようにされている。出力 部材速度の迅速なピックアップが生じるように慣性モーメントにおける上記の差 が存在することが重要な特徴である。出力部材は全体にプラスチック製でありて 良く、電極５には導電性プラスチックが使用できる。

電気流動学的流体または適当なタイプのその他の液圧半導体流体が間隙４内に入 れられている。電気結線（詳細な図示なし）が表面５と部分２２の内側表面にそ れぞれ設けられる。表面５への結線は電気流動学的流体の制御に必要な高電圧を 通電させるスリップリングを含んでいるのが適切である。スリップリング、結線 及びそれぞれの電極は、例えば蒸発、電気メッキまたはその他の方法により一体 の層として一回の動作で製造することが可能である。別の構成では、結線は出力 部材の軸線に沿った孔を貫通する線である。部分２２への結線は軸サポート等の 金属部分を介して連続していることが可能である。

本発明を例示し且つ図３により説明した形状を有する駆動装置の寸法は長さが約 ６０ミリメートル、回転子３の直径が６０ミリメートルで、２Ｎｍの定格装置の 場合の間隙４は０．　５ミリメートルである。間隙は特定の構成に適切なように ０．２５ミリメートルから１．０ミリメートルの範囲にあることが可能である。

明らかにその他の構造、例えば駆動装置の回りに被駆動部材のある構造や、線状 またはその他の形状の構造を使用することが可能である。また、制動には、低慣 性出力部材自体が上記の如き電界応答流体を介して別の固定された要素と協働す ることも可能である。２つ以上の部材を唯一の低慣性部材により選択的に連結し て、例えば選択的に連結可能な部材の１つ以上の部材を同期させても良い。

電気流動学的流体の制御に使用される高電圧のための電源が必要である。ＥＲ値 から上記の装置の電気特性を推定すると斯かる装置のキャパシタンスは約５乃至 １０ナノフアラドであり、抵抗は約３６０乃至４８０キロオームである。これら の値は使用する流体のタイプにより変化するが、たとえジオメトリ−が変化して も積（ＲＣ時定数）は略一定である。適切な極性の約２０００ボルトまでの電圧 が２分の１ミリメートルの間隙に適切な電位の傾きを与えるのに必要である、即 ち電圧は使用する流体により４０００ボルト／ミリメートルまで可変自在となる 。

４０００ボルト／ミリメートルの電位の傾きが間隙４に使用されるのが典型的で ある。間隙内で使用する流体によりその他の電位の傾き及び特定の極性を使用す ることが可能である。間隙としては２分の１から１ミリメートルの値の範囲が本 書に説明する実施例には適切であるが、その他の実施例にはその他の値が適切で あるのは明らかなことである。異なるサイズの間隙に対して略一定の電位の傾き を維持するように電圧が調整されるのであれば、上記に説明した如き装置の性能 は略一定であることが判明している。

１つ以上の定常電位、交番電位及び斯かる電位の組み合わせを使用することも可 能である。電圧の成度化またはパルスは流体中の時間関連効果のため有益である 。間隙中で電位がしばしば逆転することで電界中を流体材料が移動する可能性が 低減される。電位の１つの有益な形態は、ある場合には長い期間ゼロ電位で隔置 された逆電位のパルスである。

間隙のサイズは性能にある程度影響を及ぼし、高剪断率での所定の電界強度では 間隙が増加すると出力トルクが増加する。このように、電位の傾きが一定の場合 には、４分の３乃至１ミリメートルの間隙が好適である。遅延ｔ＊（下記を参照 ）は間隙のサイズにより著しく変化しない。

駆動装置のテスト構成は速度可変のモータを含んで適当な捩れ剛性のある撓み継 手により連結された駆動装置、動的トルク変換器及び粉末ブレーキダイナモメー タを提供することが可能である。タコメータ及びその他の計器類は公知の方法で 設けることが可能である。

図３に示す装置は、電気流動学的流体がシールにより内包されていることから任 意の方向にむけて使用することが可能である。垂直方向に使用する装置が所望の 場合には、入力部材ＩＭがカップの形状をしており且つ閉塞底部（部分２１）を 下方に且つ開放口を上方に向けて配置することが可能なことからシールは必要で はない。この配置では、出力部材ＯＭの回りのカップ内に配置された電気流動学 的流体は所定の位置に停まる。損失分は開放口から「一杯に満たす」ことで対応 できる。必要なら、完全なシールである必要はないが、カバーをカップの開放口 に設けることが可能である。垂直に使用する別の形態の装置では、入力部材の部 分２２の外側寄りの端部に電気流動学的流体を導入できる開口部を設けることが 可能である。この配置では、また、出力部材の軸の軸受けのサポートを設けるこ とが可能である。勿論、スリップリング接続の不要となる。例えば、軸受け６の サポートを部分２２の残りの部分またはそれに相当する部分から電気的に絶縁し て軸受けを介してモータ３との電気的な接続を形成するように配置して、スリッ プリングの必要性をなくすことが可能である。電気的な付勢により軸受けが損傷 しないように注意する必要がある。部分２１と回転子３との空間が流体溜めを提 供する。

ある状態においては、電気流動学的流体が長期使用後に分離されて粒状材料かる 成る「スラッジ」が生じる。２４で示されるような外側に向いた凹所がある場合 には、スラッジが蓄積する。これは利点であると考えられる一方で、この分離に より流体の性能が低下され、一般に外側を向いた凹所は斯かる低下をもたらす分 離を助長するものとして望ましくないものである。

図８及び図９のグラブは電気流動学的流体として誘電液中に３０％の体積分率の 湿りリチウムポリメタクリレート固体の入った流体を使用して上記の構成におい て実施したテストの結果を示している。当該技術分野で公知の如くその他の流体 を適切な変更をして使用することも可能である。上記のテストでは負荷は−切か けなかった。図８は電圧Ｖが加えられて流体が動作した時の出力速度（Ｓ）の上 昇を示している。Ｓ　（Ｖ＝Ｏ）の時間は付勢されていない時の抵抗または摩擦 のものである。図９は、電圧が十分と言える程迅速にゼロまで降下しないまでも 、電圧Ｖが切られた時の出力速度（Ｓ）の降下を示している。これは、接続イン ピーダンスのみならず電源の電源インピーダンス及びその他の媒介変数が迅速な 性能を達成する上で重要であることを示しているが、これらの必要条件は当業者 には容易に満足できるものである。

駆動装置を様々に応用するにおいて、出力駆動が必要な場合には駆動手段ＤＭ及 び入力部材ＩＭは常時駆動され、電気流動学的流体は動作状態に置かれる。

動作必要条件及び性能は装置の構造及び使用する流体により決定される。約１乃 至５ニユ一トンメートルのキャパシティを有するクラッチでは、固体体積分率を ４０％まで増加することが可能であるが、上記に述べた流体が適している。粘度 が増加することになるが、摺動接触がない場合には潤滑要求が多くありそうもな いことから誘電流体の粘度を修正することで再度粘度を低減するようにしても良 い。流体の降伏応力は、１ミリメートル当たり約４キロボルトまでの最大電位傾 きにおいて２乃至３キロパスカル乃至１０キロパスカル以上である。約２０乃至 １００ミリパスカル秒以上の粘度が許容可能である。

図１０は装置に電圧を加えた時のトルクの測定結果を示している。電圧の効果が 出た後でのトルクの立ち上がり時間は約９００乃至１０００マイクロ秒である。

トルクは出力部材ＯＭの軸上の力変換器を使用して測定した。測定は軸速度が約 １１００ｒｐ、４分の１ミリメートルの間隙に１０００ボルトの電圧を加えて実 施された。テスト結果は本発明による装置により非常に効果的な性能が達成され たことを示している。

図４は電気流動学的流体が電気電位の傾きが存在する場合にはビンガム（Ｂｉｎ ｇｈａｍ）プラスチック（ＢＰ）として動作し、斯かる電位の傾きが存在しない 場合にはニュートン流体として動作すると仮定した時のトルク対角速度差の図で 表した理想的な形態での理論的結論を示している。１つの重要な設計的特徴は電 気流動学的流体を内包する間隙に亙って感じられる程に一定の電圧及び速度を有 することである。電圧の傾きが一定で誘電破壊の危険性を低減し且つ速度の傾き が一定で図４のＥ＞０の傾きに類似の特性を生じることが効果的である。冷却に ついても考慮しておく必要があるかも知れない。例えば、外部の熱交換器を通し て流体を循環させるのはクラッチが図２に示したタイプのものである場合には有 益である。装置全体で速度差がある場合には特に内部部材を冷却する必要がある かも知れない。

以上から得られる性能は電磁装置より著しく良好に見える。１０ミリ秒乃至約２ ０ミリ秒以下のピックアップ時間は容易に達成される。これと比較して、従来の 接極子制御永久磁石モータでのピックアップ時間は２００ミリ秒であり、遥かに 高価な稀土類磁石装置では１キロワツトの電圧及び１１０００ｒｐの回転速度で 、コイル及び磁石が全「ランアップ」時間中定常トルク定格より遥かに大きな完 全許容トルクで動作可能と仮定した場合で５０ミリ秒である。

図４に基づいた分析は以下の通りである：図１に示すクラッチのトルク（Ｔ）が 回転（△ω）差に対して示されている図４中に示されたその特性の点ＰＬ（ω２ ＝Ｏ）から点Ｐ２を介して点Ｐ３（ω２＝ωＩ）までのピックアップを考える。

ω１が一定で且つ一定電圧／電界の線がＥ＝０及びＥ＞０において平行であると 仮定する。Ｔｏは点Ｐ１における粘性動作からの全摩擦（トルク）であり、その 他の摩擦源は無視する。Ｔ、。は励起のトリガに続く電子−液圧遅延ｔ＊の後で 点Ｐ２にて突然達成された全トルクである。また、回転子はｔ＊の間移動もしく は加速しないように取り出される。

ｔ＊の後の任意の時間１では、従って、Ｔ、。＝１１α、。

粘性摩擦が非常に小さくて無視でき、且つ負荷がＰ２（ω、二〇）からＰ３（ω 。

＝ω１）まで移動する時に被駆動回転子、慣性Ｉ！がα、で加速されるとすれば ：Ｔ、＝　Ｉ　、α宜、　［１］ α、は一定であり、ω５（ｔ）＝ω２＋α！ｔ　［２］被駆動回転子がＰｌで静 止状態に保持されるとすれば、ω、二〇であり、ω、（ｔ）＝α、１となる。従 って、点Ｐ３はｔ＊＊＝ω、／α８で到達される。これを第１の式に代入すると 、ランアップ時間ｔ＊＊＝ω＋−１＊／Ｔ−であり、即ちこの時にはω１＝ω雪 である。トリガに続（ピックアップに要する全時間は従ってｔ＊＋ｔ＊＊である 。Ｔｅは間隙を横断する電圧を立ち上げるのにかかる時間及び流体の温度とヒス トリーとにより決定することができる。

理論的には、Ｔｅの値が１０ニュートンメートル（Ｎｍ）で速度が（効果的には ωｘ）１０００ｒｐｍ（丸められた数字を使用し且つ電気−液圧時定数ｔ＊が１ ミリ秒以下であると仮定する）であれば：ｔ＊＋ｔ＊＊＝ｉｘｉｏ−”＋２πｔ ０００１ｘ／６００゜　［３］簡単にすると：ｔ＊（電磁装置のＬ／Ｒ。

ｔ＊＊（本来の重量材料から成る電磁装置の値その表面に非常に薄い電極を有す る中空プラスチック回転子では、Ｌ＝Ｄ＝６Ｑｍｍで、■２の値が従ってｌ０Ｘ ＩＯ−’ｋｇｍ”であれば、全体の立ち上がり時間は約２ミリ秒となる。実際、 摩擦及び粘性抵抗が存在するとすればランアップ時間は更にもっと短（なる。し かしながら、効率及び加熱の理由によりプラスチック抵抗は小さくされてなけれ ばならない。たとえそうであっても、（上記に述べた如く）キャッチと縦列に使 用されるＥＲブレーキは迅速な始動をして機構を停止することになる。該ブレー キは、また、タンデムブレーキのクラッチの制御不可能な摩擦内容により動作中 に加速される。その他の状態でのランアップ性能はるトルクの割合で乗すること により容易に推定できる。

試験の結果は上記の分析と十分に一致しており、表１及び表２に示されている。

例えば軽量、即ち薄い金属殻または軽量で比較的強度のあるバルサ等の木等のそ の他の形態の回転子が可能である。バルサ等の木には金属ペイント等の導電表面 が設けられなければならない。「青い」ポリスチレン（非粒状フオーム）等のプ ラスチックを所定の形状にして、次いで硬化させて導電表面を形成する。ラング ミュールーブロジエ（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）フィルムを使用す ることも可能である。回転子の特に適切な形態は電極５としての導電プラスチッ ク周辺層を有するプラスチックである。これにより低密度の低慣性及び低質量の 回転子が得られる。

図５、図６及び図７は出版物からのものである。図５は、電界強度値Ｅ　Ｉ＝　 ０゜６４ｋｖ／ｍｍ、Ｅｔ＝１．２７ｋｖ／ｍｍ、Ｅｓ＝２．５４ｋｖ／ｍｍ、 Ｅ、＝２．５４ｋｖ／ｍｍ及びＥ５＝３．１８ｋｖ／ｍｍに対するトルクＴ定数 剪断率γでの運動剪断試験を示している。図６及び図７は１６秒−１での電気流 動学的流体の増加（Ｉ）及び減少（Ｄ）、及び剪断応力τ、対剪断率γの増加（ Ｉ）及び減少（Ｄ）を表した擬ヒステリシス剪断応力τ、対電界強度Ｅを示して いる。図５は澱粉とオイルの流体であり、図６及び図７はジオマイト（ｄ　ｉ　 ｏｍｉ　ｔ　ｅ）とオイルである。

図８及び図９は本発明を例示する駆動連結の負荷の上昇及び降下時の過渡的挙動 であり、速度と一定のトルク負荷に対する付加電圧を示している。使用する流体 のヒストリーが斯かる結果に影響を及ぼす。例えば、降伏応力及びゼロ電圧粘度 が前の電界または剪断応用により影響される。

表１及び表２は試験結果がシール／軸受は及び粘性摩擦損を若干許容して公式［ １］乃至［３］から推定される値と良（一致（２０％以上）しているのを示して いる。表２はＴ、（図４）は実際の回転子速度に殆ど影響されないが、トルク及 び設定速度は電圧により左右されることを示している。表２のブレーキトルクは スリップなしに伝達可能な最大トルクに近かった一方で、同様の結果は回転子の 慣性の５倍までの負荷で得られる。

上記に説明した技術は連動駆動連結を提供する発明の実施例であり、例としての み示したものである。詳細及び特定の目的に対する変更は当業者には自明のこと である。幾つかの利点が所望の時には短時間で降下的に固体に成り且つ低慣性及 び低密度構造の被駆動要素を有する電気流動学的流体継手媒体を使用することで 得られる。駆動及び制動時には応答速度が貴重な利点であることは明らかなこと である。この応答は９００ミリ秒以下の完全定格トルクの係合で遅延ｔ＊を有す ることが可能である。また、液体継手は「ショック負荷」能力と必要な場合に液 体を循環させることで冷却作用を提供する。この循環は中空出力部３を介してな すことが可能である。電磁回路の大エネルギー蓄積とそれと関連した電力処理問 題と共に容量性配置を使用することで排除される。迅速な制動作用は、正確で迅 速なモータ位置決め制御が必要な場合、特に多くの装置が狭い空間で使用される 時にはステップモータ、サーボモータ及び同様の位置決め装置には非常に有益で ある。

本発明の装置を複数配置することは明らかに可能なことであり、当業者には明白 なことである。該装置は、また、当業者には明らかな適切な配置のもとに板また はその他の従来のクラッチまたは駆動装置の形態をとることも可能である。

更に、装置の挙動の制御性により動作の「定形化」が可能となって特定の駆動ま たは制動特性を生じることができる。例えば迅速に電圧により決定される媒介変 数τ、を使用して動的定形化さえも可能である。斯かる定形化は低パワー電子信 号処理回路内で行われて、装置に接続されたパワー電子回路を駆動するのに使用 される。対照的に、電磁クラッチ及びブレーキ等のＬ／Ｒ装置は制御して選択し た特性にするのが容易にできない。

加速試験 電圧ステップ「オン」　負荷　速度変化　全加速時間　温度（ボルト）　（ｒｐ ｍ）　ｔ＊＋ｔｌｋ　（ミリ秒）　θ０　Ｃ粘性抵抗のみ　０　１０００　１２ １　２７．５１２００　０　１０００　４４．６　２８．５１６００　０　１０ ００　２９　２９．５１８００　０　１０００　２４　２１．５０　０２０００ 　１８５　２７．５ １８００　０　２０００　４９．５　２５減速試験 負荷 電圧ステップ「オン」　トルク　速度変化　全減速時間　温度（ボルト）　（非 定常）　（ｒｏｍ）　（ミリ秒）　θ０Ｃ（Ｎｍ） ０　０．９２　１０００　２３ １２００　１．７　１０００　８１　２６１６００　２．１２　１０００　５６ 　２７１８００　２．４１　１０００　４３　２９．５０　０．７８　５００　 −　２２ １８００　２．５　５００　１９．６　２５Ｌ　（ミリセカンド） 、　−ＰＣＴ／Ｇｆｌ　９２１００１３ｇ国際調査報告 フ白ントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，５識別記号　庁内整理番号Ｃｌ０Ｎ　４０：１４ （７２）発明者　フィロ−ジアン、リアザライギリス国シェフイールド　ニス１ １・７ジエイユー、ダレイストーンズ・クローズ（７２）発明者　フセイニーシ アナキ、アフマッドイギリス国シェフイールド　ニス２・２イージェイ、ノーザ ン・アベニュー　１５５Ｉ （７２）発明者　ジョンソン、アンドリュー・ロバートイギリス国シェフイール ド　ニス１７・３ジ−キュー、ドアー、オールド・ヘイ・クローズ１６ （７２）発明者　メイキン、ジョン イギリス国すウス・ヨークシャー　ニス６０・５エヌジェイ、ロザーハム、プリ ンズワース、セント・ピーターズ・クローズ（７２）発明者　シャオ、シー イギリス国シェフイールド　ニス３・７ジージー、ニドワード・ストリート・フ ラッツ５９

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．駆動動作を行う選択的に操作自在の駆動装置であって、該装置に駆動を入力 する駆動入力部材と、前記装置から駆動動作を供給する駆動出力部材とを含み、 前記入力及び出力部材が電気的に絶縁隔置されており、更に、前記入力及び出力 部材上に電界電極を、及び前記隔置された部材間に付勢されると動作して前記電 極間の電界の影響を受ける一定の量の電界に応答する流体を含む選択的に操作自 在となって前記入力部材及び出力部材を駆動関係にする手段とを含み、前記出力 部材が前記入力部材より密度の低い材料より成り、且つ前記出力部材が前記入力 部材より低い機械時定数を有することを特徴とする選択的に操作自在の駆動装置 。
2. ２．前記出力部材上の前記電極が軽量の導電カバーであることを特徴とする請求 項１に記載の装置。
3. ３．前記出力部材がカップまたはその他の殻状の形状を有して慣性モーメントを 低減することを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. ４．前記カップまたは殻状の形状が金属製であることを特徴とする請求項３に記 載の装置。
5. ５．前記出力部材の材料がプラスチックまたはその他の軽量材料であることを特 徴とする請求項１に記載の装置。
6. ６．前記電極自体が導電性のプラスチック材料であることを特徴とする請求項１ に記載の装置。
7. ７．前記プラスチック製の電極がプラスチック製の出力部材上にあることを特徴 とする請求項６に記載の装置。
8. ８．前記出力部材が前記入力部材内に密に嵌合されるが該入力部材内で隔置され ていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
9. ９．前記入力部材がカップの形状を有していることを特徴とする請求項１に記載 の装置。
10. １０．前記入力部材及び前記出力部材が板の形状を有していることを特徴とする 請求項１に記載の装置。
11. １１．動作中は、前記入力部材が常に駆動され、且つ前記電極が選択的に付勢さ れて電気流動学的流体が硬直することにより前記出力部材を前記入力部材に連結 することを特徴とする請求項１に記載の装置。
12. １２．前記流体が電気流動学的流体または液晶及び合成分極自在の分子等の電界 応答伝達力を有するその他の流体半導体であることを特徴とする請求項１に記載 の装置。
13. １３．前記装置が選択的に操作自在となって前記電極及び流体を電化させ且つ該 電極及び流体の電化を除去する制御手段を含むことを特徴とする請求項１に記載 の装置。
14. １４．前記制御手段が選択的に操作自在となって時間と共に所望の駆動テークア ップまたは制動特性を提供することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
15. １５．前記制御が予め決められているかまたは動的であることを特徴とする請求 項１３に記載の装置。
16. １６．前記入力部材が連続運転され且つ回転子等の前記入力部材に連結されて該 入力部材において相当の慣性（蓄積エネルギー）を提供する可動部品を有するモ ータにより駆動されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
17. １７．入力部材と、出力部材と、附置された電極を有する該入力部材と出力部材 との間の駆動結合空間とを含み、該空間が前記電極の電気付勢結合である電気流 動学的流体を含み、且つ前記出力部材が前記入力部材に比較して略低減された慣 性を有することを特徴とする選択的に操作自在の駆動装置。
18. １８．前記電極と介して前記流体の付勢を選択的に制御する手段を含むことを特 徴とする請求項１７に記載の装置。