JPH0653563A

JPH0653563A - 磁気アクチュエータ

Info

Publication number: JPH0653563A
Application number: JP4261411A
Authority: JP
Inventors: Gordon Walter Culp; ウォルターカルプゴードン
Original assignee: Rockwell International Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1994-02-25
Also published as: US5399930A; KR930007037A; CA2074713A1; BR9203730A; EP0535641A3; TW209921B; EP0535641A2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】電気的及び機械的効率が比較的高い、電流に
より駆動される磁気アクチュエータを提供する。【構成】個別的に制御されるレイヤ（層）から構成さ
れる磁気アクチュエータ各層は、静止シート３４と、可
動シート３０と、それらのシートの間のローラ４０とを
有している。各層は、リブ３２か又は導体を有するシー
ト部分の何れかを有すると共に、該シートを移動させる
ために該ローラに対して磁力を印加する残留部分乃至は
透磁性部分を有している。各層内のシートは平行又は垂
直の方向に移動することが可能で、該層が積層されてア
クチュエータを構成する。該アクチュエータは、対毎に
又はより大きなグループにおいて制御され、物体及びモ
ータシャフトを位置決めさせ且つ移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気アクチュエータに関
するものであって、更に詳細には、個別的に制御される
複数個の層からなる磁気アクチュエータに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】１９９０年５月２２日付で発行された本
願出願人の米国特許第４，９２８，０３０号において
は、歩行トラクション（牽引動作）によりロッド又はモ
ータシャフトなどの物体を位置決めさせる二軸及び三軸
ピエゾ電気アクチュエータが記載されている。リフタピ
エゾ電気アクチュエータ部分は、物体の表面に対して垂
直にアクチュエータのトラクション部材を位置決めす
る。タンゼンタピエゾ電気アクチュエータ部分は、物体
の表面に対して接線方向にアクチュエータのトラクショ
ン部材を位置決めする。アクチュエータのリフタ部分及
びタンゼンタ部分は一体的に構成されており且つ独立的
に電気的に制御可能である。周期的な統合されたリフタ
作用とタンゼンタ作用とがトラクション部材をして以下
に参照する超音波進行波モータのものとは異なった態様
で物体の表面を歩行動作させる。

【０００３】１９９１年８月２７日に発行された本願出
願人の米国特許第５，０４３，６２１号は、物体の表面
速度と同じ速度でタンゼンタがトラクション部材を並進
運動させながら、トラクション部材と物体との間に所定
の垂直方向の力を付与するためにリフタを活性化させる
歩行サイクルを開示している。垂直方向の力を付与し且
つ除去する期間中に、トラクション部材により物体上に
は何ら機械的な仕事がなされることはない。垂直方向の
力が付与されると、位置決めした物体上の接線方向の力
に対応する接線方向の歪がタンゼンタ部分により付加さ
れる。接線方向の力とストロークのパワー部分期間中に
移動した接線方向の距離との積は物体になされた仕事で
ある。一サイクルに亘り平均化した単位時間当りになさ
れる仕事は物体に伝達されたパワーである。

【０００４】サイクルのパワー部分の終わりに、リフタ
による垂直方向の力が除去されるので接線方向歪が除去
され、物体とトラクション部材との間にはいまだにゼロ
の相対速度が維持される。トラクション部材が物体の表
面から離れると、トラクション部材はリトレースを行な
い、即ち、それは接線方向ストロークの方向を逆にし且
つ反対側の極限の接線方向位置に到達するまで速度を変
化させ、その際に新たな歩行ストライドの準備を行な
う。スライディング即ち摺動が回避されているので、こ
れは平滑歩行サイクルである。

【０００５】複数個のアクチュエータが対になって歩行
サイクルを実施する場合には、一方のアクチュエータが
パワーストロークを行なう場合に他方のアクチュエータ
はリトレースを行なう。両方のアクチュエータのトラク
ション部材の所定の統合した位置決め動作により二足平
滑歩行運動が得られる。尚、平滑歩行運動はスライド即
ち摺動運動を伴なうことなしに中断されることなく且つ
滑らかなトラクションパワーの伝達として米国特許第
４，９２８，０３０号に記載されている。

【０００６】米国特許第４，９２８，０３０号のピエゾ
電気物質は、概略的には、電気的に分極可能な強誘電体
セラミックスである。この種類の物質は比較的脆性であ
り、引張り強度は比較的弱い。更に、通常キューリー温
度として呼称される電気的分極が不可逆的に喪失される
温度（通常室温より高い）は比較的低い。これらの物理
的特性は歩行用アクチュエータの幾つかの適用において
は障害となる。米国特許第４，９２８，０３０号は、更
に、所望により大きな機械的ストロークを達成するため
に比較的高い印加電圧を使用することを教示している。
高電圧はソリッドステート電子駆動装置においては望ま
しいものではなく、これらの装置は低電圧で比較的大き
な電流でより効率的な動作を行なうものである。

【０００７】「セグメント化したトランスデューサ用の
電気駆動（ＥｌｅｃｔｒｉｃＤｒｉｖｅｆｏｒａ
ＳｅｇｍｅｎｔｅｄＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ）」とい
う名称の１９９０年３月５日付で出願した米国特許出願
第０７／４８８，５４８号の継続出願である１９９１年
８月９日に出願した本願出願人の米国特許出願第０７／
７４３，０６９号は、平滑歩行動作のために必要な非正
弦的機械的ストローク波形の多共振発生を使用すること
を開示している。それは主にピエゾ電気アクチュエータ
に関するものであるが、ピエゾ電気アクチュエータに類
似した態様で機能する電磁アクチュエータにも関するも
のである。そこに記載される利益はアクチュエータ部分
の共振励起から派生する電気的効率が比較的高く、且つ
主にリアクティブ即ち無効な電気的負荷を駆動するパワ
ーアンプと通常関連することのない電気的安定性が比較
的高いということである。更に、同一のアクチュエータ
の誘導部分と容量部分との間においてリアクティブな電
気的パワーを分割することの利点が上げられており、そ
の結果補助的な電気的コンポーネントに依存するのでは
なく内部的なリアクティブな電力循環が行なわれる。

【０００８】超音波進行波モータとしても知られる共振
トラクションモータの従来例は多数のものが公知であ
る。例えば、技術文献ＥＭＤＵＳＭ−８７０３「超音波
モータ（ＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＭｏｔｏｒ）」、パナ
ソニックインダストリアルカンパニー、松下産業株式会
社の電気モータデビジョン、大阪、日本を参照するとよ
い。

【０００９】この種類のモータはピエゾ電気変形を使用
して、例えばリングなどの弾性機械的オシレータ内に周
期的に且つ正弦波的に共振を励起させる。該オシレータ
の一つ又はそれ以上の表面部分は楕円状又は円形状経路
内に位置決めされる。該表面部分は位置決めした物体又
はロータの表面と周期的に接触し且つトラクションによ
りそれに運動を与える。この種類のモータでは平滑歩行
動作は得られない。なぜならば、オシレータのトラクシ
ョン表面部分の速度の接線方向成分が各サイクルの高々
二つの比較的小さなセグメントにおいてロータの速度と
一致するに過ぎないからである。サイクルのその他の部
分においては、速度が一致しないので、トラクション表
面のラビング即ち摺擦を発生する。典型的な超音波進行
波モータにおいては、このラビングのために、使用可能
なパワーのうちの約６０％が熱に変換される。機械的な
弾性共振は主に正弦波的である。従って、機械的共振ト
ラクションからは比較的高い機械的効率を期待すること
は不可能である。

【００１０】１９９０年３月５日に出願した米国特許出
願第０７／４８８，５４８号の継続出願である１９９１
年９月９日に出願した本願出願人の米国特許出願第０７
／７４３，０６９号に記載されている共振は電気的なも
のである。各アクチュエータ部分により貢献されるスト
ローク即ち行程部分は正弦波的であり、電気的共振であ
るが、それは必ずしも機械的共振なものではない。各ア
クチュエータ部分の励起周波数及び振幅はフーリエ規則
により予め定められており、従ってトラクション部材に
おいて測定される機械的ストロークの波形はストローク
の貢献部分の代数和である。このことは、正弦波的でな
い所定の且つ所望の電気波形を発生するために電気的に
行なわれる伝統的なフーリエ加算と対比される。セグメ
ント化したトランスデューサ適用に対する電気的駆動は
平滑歩行動作を発生するのに必要な機械的波形を教示し
ている。平滑歩行動作は機械的効率が比較的高い。フー
リエ駆動の比較的高い電気的効率と結合して平滑歩行動
作の比較的高い機械的効率は比較的高いアクチュエータ
システム効率を与える。

【００１１】１９９１年５月９日に出願した本願出願人
の米国特許出願第０７／６９７，３６８号においては、
同様のローラを使用しているが駆動力として磁力の代わ
りに熱パルスを使用するリフタ層及びタンゼンタ層が記
載されている。

【００１２】アメリカン・インスティキュート・オブ・
フィジックス・ハンドブック（ＡｍｅｒｉｃａｎＩｎ
ｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｈｙｓｉｃｓＨａｎｄｂｏ
ｏｋ）、第３版、Ｄ．Ｅ．Ｇｒａｙ編、マクグロー
ヒルブックカンパニー、ニューヨーク５−３３頁には、
電流を担持する二つの近接した電気的導体上に相互に作
用する力の大きさ及び方向について説明がされている。
一方の導体上におけるニュートン単位での力Ｆは次式で
与えられる。

【００１３】Ｆ＝２Ｉ₁ Ｉ₂ ａ^-1×１０^-7 尚、Ｉ₁ 及びＩ₂ は電流（アンペア）であり、且つａは
導体間の距離（メートル）である。

【００１４】Ｃｕｌｐ，Ｇ．及びＫｏｌｉｎ，Ａ．
共著「動脈内インダクションゲージ（ＡｎＩｎｔｒａ
−ＡｒｔｅｒｉａｌＩｎｄｕｃｔｉｏｎＧａｕｇ
ｅ）」、ＩＥＥＥトランズアクションズ・オン・バイオ
メディカル・エンジニアリング、ｖｏｌ．ＢＭＥ−１
８、Ｎｏ．２、１９７１年３月、ｐｐ１１０−１１４の
文献は、第一ループ内の交流信号により誘起される第二
導体ループ内の電圧を測定することにより位置を比較的
正確に測定する方法を記載しており、その場合に誘起さ
れる電圧は両方のループの面積に比例している。

【００１５】Ａｔｔｗｏｏｄ，Ｓ．Ｓ．著「電界及
び磁界（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｎｄＭａｇｎｅｔｉｃ
Ｆｉｅｌｄｓ）」、第２版、ジョンワイディアンドサン
ズ、ニューヨーク、１９４１年、第１５章は、透磁性部
分に近接した電気的導体により発生される磁界のマッピ
ング方法、特に実際の導体が境界から離れた同一の距離
だけ仮想状の導体が透磁性部分の境界に対向していると
仮定することにより導体と透磁性部分との間の力が部分
的に決定されるイメージ方法を記載している。従って、
透磁性部分の機能は一つの電流のみが現実的なものであ
る場合に二つの電流に起因する力を計算する手段として
考えることが可能である。上記文献は、更に、透磁性部
分による磁束の集中に起因する磁力の増加について記載
している。そこに記載される関係は、透磁性部分が残留
性即ち残留磁気（尚、本明細書においては、残留磁気の
ことを単に残留とも表現する場合がある）の性質を有す
るものである場合を包含すべく容易に拡張される。

【００１６】「永久磁石の設計及び適用（Ｄｅｓｉｇｎ
ａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＰｅｒｍａｎ
ｅｎｔＭａｇｎｅｔｓ）」マニュアル番号６ａ、イン
ジアナジェネラルコーポレーション、キッチナー、オン
タリオ、１９６０年の文献は、力、フラックス（磁
束）、空隙リラクタンスとの間の関係を包含する永久磁
石の設計及び適用について記載している。その文献にお
いて、比較的大きな力が所望される場合には機械的なス
トロークが短いほうが有利であることについて明確に記
載されており、短いストロークでは比較的低いリラクタ
ンスからなる磁気経路を使用することを可能とし、その
ことは比較的大きな力を発生させることを可能とする。
本発明の文脈においては、短い機械的ストロークは、零
入力値状態における物理的状態に関する小さな振動に起
因するものであって、それは、一般的に大きな運動メカ
ニズムに関連する摺動運動及び完全な回転などの大きな
運動とは異なるものである。

【００１７】「ヘレノイドアクチュエータ（Ｈｅｌｅｎ
ｏｉｄＡｃｔｕａｔｏｒｓ）」、ルーカスインダスト
リーズ、Ｎ．Ｓ．Ｆ．リミテッド、イングロスワーク
ス、イングローレーン、キースリ、ヨークスＢＤ２１
５ＥＦ、ｃ．１９８０のカタログは、比較的幅広の磁気
回路を示しており、それは比較的小さな断面積の磁束経
路と、静止導体と、静止磁極面と、近接した可動磁極面
とを有しており、磁極運動は付随的な摺動軸受により容
易化されている。強制的な位置決めにおいて導体は電気
的に関与するが機械的な要素ではない。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、電流により
駆動される磁気アクチュエータを提供することである。
この様なアクチュエータとしては、残留（磁気）アクチ
ュエータ、電流アクチュエータ、透磁性アクチュエー
タ、ハイブリッドアクチュエータなどがある。残留アク
チュエータは、トラクション即ち牽引による一つ又はそ
れ以上の方向において物体を位置決めするために分極し
た「永久」磁力と関連して作用する電流の力に依存し、
この様な位置決め動作はアクチュエータの機械的なスト
ロークの長さではなく物体のトラクション表面の範囲に
よってのみ制限される。電流アクチュエータは、比較的
高い機械的及び電気的効率を持って一つ又はそれ以上の
方向において物体を位置決めさせるために近接した対の
電流に起因する磁力の相互作用に依存する。透磁性アク
チュエータは、トラクションにより一つ又はそれ以上の
方向において物体を位置決めするために基本的に非残留
（磁気）性の磁力に依存し、この様な位置決め動作はア
クチュエータの機械的ストロークの長さではなく物体の
トラクション表面の範囲によってのみ制限される。ハイ
ブリッドピエゾ電気及び電磁アクチュエータは、周期的
に統合されたトラクションにより物体を強制的に且つ精
密に位置決めさせる。

【００１９】本発明は、ピエゾ電気、強誘電体、及びそ
の他の電気的変形可能アクチュエータ物質用の好適な電
磁代替物を提供している。本発明は、位置決めする物体
に対して中程度の速度で比較的大きな力を与える。本発
明は、位置決め動作における力及び速度を独立的に電気
的に制御する。本発明は、精度が比較的高く且つ寿命を
短くするメカニズムが比較的少ない状態で軸受又はスプ
リングなしで物体を強制的に位置決めさせる。

【００２０】本発明は、回転方向において、二つの軸の
周りの回転方向において、直線方向において、二つの角
度方向に配設された直線方向において、三つの軸の周り
の回転方向において、且つ直線方向及び回転方向の組合
わせにおいて、複数個の角度方向に配設されたアクチュ
エータ動作方向の同時的且つ独立的な電気的活性化によ
り物体を強制的に位置決めさせる。本発明は、潤滑剤な
しで、潤滑剤シールなしで、且つ真空を汚染することな
しに、真空中において物体を強制的に位置決めさせる。
本発明は、宇宙空間及び化学的及び放射線的に有害な環
境の広範な種類の環境において動作することが可能であ
る。本発明は中程度の電圧を使用して物体を強制的に位
置決めすることが可能である。本発明は超伝導体を使用
することにより得られる比較的高い内部エネルギ密度を
使用して物体を強制的に位置決めさせる。本発明は固体
装置と同等の構造的剛性で物体を位置決めさせる。

【００２１】本発明は機械的パワーを電気的エネルギへ
変換する発電機として動作することが可能である。本発
明は外部的な通常の強制手段なしでアクチュエータによ
り供給される通常のトラクション力を使用してマイクロ
環境及びゼロ重力環境において物体を位置決めさせる。
本発明はアクチュエータ構成要素のマイクロ小型化によ
り比較的高い位置決めエネルギ密度が得られるアクチュ
エータ製造方法を提供している。本発明はオーミックコ
ンタクトを有することのないアクチュエータを提供して
いる。

【００２２】本発明は多種類の応力適用に従って比較的
小さなものから非常に大きなものへアクチュエータ寸法
をスケーリングすることを可能とする。本発明は導体間
間隙内において強制流体対流冷却を使用して比較的高い
エネルギ密度において動作することを可能としている。
本発明は、アクチュエータコンポーネント内部のチャン
ネルを介して強制対流冷却を使用することにより比較的
高いエネルギ密度で動作することを可能とし且つ冷却剤
を露呈させたり喪失したりすることなしに真空中での動
作及び宇宙空間での動作を行なうことを可能としてい
る。本発明は、比較的長い寿命で且つほとんど原子核転
換を伴なうことなしに強烈なイオン化放射内において動
作することを可能としている。

【００２３】本発明は比較的軽量に構成することが可能
である。本発明は透磁性部分により集中された磁束によ
り比較的高い電気的効率で動作することが可能である。
本発明は残留磁気部分と相互作用を行なう磁束により比
較的高い電気的効率で動作することが可能である。本発
明はフーリエ励起と結合して高い電気的効率で動作する
ことが可能である。本発明は平滑歩行動作により比較的
高い機械的効率で動作することが可能である。本発明は
フーリエ励起と結合した平滑歩行動作により比較的高い
システム効率で動作することが可能である。

【００２４】

【実施例】図１乃至３は、大略、電気的変形可能物体を
持った磁気的歩行用アクチュエータを示している。該ア
クチュエータは平行な線により区別された層構成体を有
している。図１を参照すると、二軸アクチュエータ２を
概略的に斜視図で示してあり、それはマウント用ベース
表面部分４と、トラクション部材８のトラクション表面
部分６と、層構成を有する電気的変形可能物体部分１０
及び１２とを有している。これらの層は集団的に作用
し、印加電流の所定の大きさ及び方向に比例して所定の
方向に運動を発生する。アクチュエータ本体乃至は物体
は層状に構成されており、各層は複数個の電磁強制要素
を有している。層と層との間の境界は線により示してあ
る（図１，２，３において）。本体部分１０は方向１６
においてトラクション部材８の位置決めを発生し、従っ
て、以下の説明においては、リフタと呼称する。本体部
分１２はトラクション部材８を方向１８において位置決
めし、従って、以下の説明においては、タンゼンタと呼
称する。本体部分１２と類似しているが所定の角度回転
した方向に作用方向を有する第三本体部分（図４９参
照）がトラクション部材を第三方向２０において位置決
めすべく組込まれており、従って三軸アクチュエータを
構成している。トラクション部材の位置決め方向１６，
１８，２０は互いに直交するものとすることが可能であ
り、一方、所定の相対的な角度方向に沿って作用するこ
とも可能である。本体部分の変形例は、例えば円弧セグ
メントなどの湾曲した経路に沿って物体を位置決めする
ものなどがある。

【００２５】図２は本発明の回転モータ適用例を部分的
に透明な状態で示したものであり、それは、シャフト２
４と、それぞれのマウント用ベース（図１における４）
によりハウジング２２に固着した例えば図１に示したも
ののような二対の二軸アクチュエータ２を有している。
アクチュエータ２に対して所定の電気信号を印加する
と、シャフト２４は方向２６の方向に回転する。図２の
別の実施例では三軸アクチュエータを使用するものであ
り、３番目の軸はタンゼンタ本体部分を構成し、それは
シャフト軸に平行な方向に作用し、従ってその本体部分
はアキシャーと呼称する。アクチュエータ対は、交互に
且つ周期的に歩行運動においてシャフト表面上で位置決
め及びリトレースを行なう。

【００２６】リフタと、タンゼンタと、アキシャーの統
合的な活性化により、シャフトはその軸の周りに回転し
且つその軸と平行に並進運動を行ない、各強制運動は独
立的に電気的に制御可能なものである。トラクションの
垂直方向の力は、好適には、リフタのみにより与えられ
る。図２の実施例のタンゼンタは、平坦な面を有するト
ラクション部材８を直線経路に沿って位置決めし、手の
平の間で鉛筆を回転させるのと類似した態様でシャフト
２４を回転させるが、図示例においては、二対の手の平
の間で回転させるものに対応している。転動線接触を介
して作用するトラクション部材８の垂直方向の力からト
ラクションが発生する。湾曲したシートを具備するタン
ゼンタの変形例では、湾曲した経路に沿ってトラクショ
ン部材８を位置決めする。位置決めすべき物体の湾曲し
た表面と相補的な湾曲経路に沿ってのトラクション部材
８の運動の利点は、全トラクション表面に亘り垂直方向
の力を均一に分布させ、その際に接触圧力を最小とさせ
ることである。転動線接触と対比して、圧力、従って接
触疲労の開始が発生する垂直方向の力は著しく減少され
ている。

【００２７】図３は図２のリニアアクチュエータ（直線
的アクチュエータ）の変形例を示しており、それはアク
チュエータのリフタ及びアキシャーへ印加される所定の
電気励起に応答して方向２６においてシャフト２４を位
置決めしハウジング２２に取付けられている二軸アクチ
ュエータ２を有している。この実施例における全ての層
は平面状の層である。

【００２８】本発明の第一実施例は、電気的及び機械的
効率が比較的高く、例えば永久磁石などの磁気残留物質
と結合した電流に依存する磁気アクチュエータに関する
ものである。

【００２９】図４は一つのタンゼンタ本体層２８の概略
断面図を示しており、層２８は、静止シート３４と、可
動シート３０と、以後ローラ（本実施例におけるローラ
は転動用の電気的導体を有している）として呼称する転
動要素４０と、固定要素（本実施例においては、例えば
以後シート３４に固定したリブ３２として呼称するスト
リップ形態の永久磁石などの磁気的残留部材である）と
を有している。本実施例におけるこれらのシートは常磁
性とすることが可能である。リブ３２とシート３０との
間のギャップ６０は、強制的な位置決め動作期間中にお
けるラビング即ち摺擦を防止している。層部分は、運動
が発生する前のローラ４０へ電流を印加した瞬間におけ
る状態を示している。印加した電流のある瞬間における
方向は記号５０で示した如く図面の表面から読者へ向か
っており且つ別の記号３８は読者から離れる方向に向い
ている。電流方向変化は、図５に示した如く、固定要素
間での転動導体のスネーク動作即ち蛇行運動に起因する
場合がある。リブ３２は交互に磁極の配向状態が異なっ
ている。電流５０は導体の電流中心周りに反時計方向に
回転する磁界を発生させる。導体の磁界は最も近いリブ
の磁界と作用し、導電性ローラ４０上に力３６を発生さ
せモーメント５６を発生する。線接触４８における転動
用のトラクション即ち牽引力と結合された導体の力は機
械的ストローク５４だけ方向６６の方向に並進可能なシ
ート３０を移動させる。単位時間当りの累積的な力・ス
トローク積は位置決めされる物体へ供給される機械的パ
ワーである。

【００３０】これらの力及び運動は、ローラと残留（磁
気）リブとの間のギャップ４４における磁束経路リラク
タンスの運動的還元の結果として考えることが可能であ
る。運動期間中、ローラ４０は、静止シート３４と相対
的に回転及び並進運動を行ない、その際にギャップ４４
を減少させる。リラクタンスは、電気回路抵抗と類似し
磁束の通過に対する抵抗として定義される。発生される
力は全経路リラクタンスに逆比例する。同様に、帰還す
るローラの電流３８及び次のリブのポール（磁極）位置
が逆になるので、その結果発生する力３６はモーメント
５６を発生し、シートの並進運動６６及びストローク５
４は電流５０の作用と全て同一の符号を有するものとな
る。定量的には、方向６６における強制的なストローク
は、アクチュエータ層の全ての活性化された導体の強制
的ストローク貢献分の和である。該導体は電流が印加さ
れた場合に１度の角度の一部にわたり回転するワイヤと
することが可能である。ローラと磁石との間のギャップ
はミクロン（μｍ）のオーダーであり、従って各層はア
クチュエータ本体を構成する複数個の層からなるスタッ
ク即ち積層体における全運動の小さな変位を与える。例
えば、１００ミクロンの半径を有するワイヤは、０．１
ラジアン（５．７度）回転する間に１０ミクロン転動し
（ワイヤの中心線において）、シートを２０ミクロン移
動させる。この力は鏡像法により推論することが可能で
あり、その方法は、例えばＡｔｔｗｏｏｄ，Ｓ．Ｓ．
著「電界及び磁界（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｎｄＭａｇ
ｎｅｔｉｃＦｉｅｌｄｓ）」、第２版、ジョンワイリ
ィ・アンド・サンズ、ニューヨーク、１９４１年、第１
５章、に説明されており、その場合、固定要素である磁
石６２を磁石の残留磁気に対して与えられた許容度を有
しておりギャップ４４から同一の距離に位置され且つ導
体４０に対して平行に位置されており且つ導体４０と同
一の方向の電流を担持する仮想的電気的導体で置換させ
ることが可能である。この装置のダイナミックモデル
は、ストローク動作期間中に相対的なコンポーネントの
位置における変化に対する補正を包含している。磁石
は、透磁性物質又は電流のみで得ることが可能なものよ
りも一層大きなアクチュエータ力を与える。

【００３１】ギャップ４２はギャップ４４よりも一層大
きなギャップであり、電流３８の周りの時計方向の磁界
に起因する磁気的反力を減少させるためにリブとローラ
との間に分離を与えている。電流３８及び５０の方向が
図示したものから逆となると、強制的位置決め動作は矢
印６６と反平行であり、双方向印加電流と共に双方向作
用を与えている。しかしながら、シートが図面の左側へ
向かって位置決めされるとギャップリラクタンス４４が
増加し、その際にストローク長に比例して力を減少させ
る。

【００３２】複数個の導体及び磁石対がアクチュエータ
層の断面を充填している。アクチュエータ歩行作用は比
較的短い繰返しのストロークを必要とする。複数個の層
からなる大型のスタック即ち積層体は、複数個の層の貢
献分を機械的に加算して所望の且つ所定の機械的な和に
よるストロークを発生する。短いストロークは比較的小
さな歩行用磁石ギャップ４４とすることを可能とする。
実際上、一定の平均歩行用ギャップリラクタンスの近似
を可能とするのに十分な程度にストロークは短いもので
ある。磁気経路長に逆比例して電気機械効率は増加す
る。

【００３３】電気モータなどの公知の電気機械的装置
は、比較的長い平均的磁気経路を有する連続的な運動を
使用する。長い経路は、通常、特定のパワーを達成する
のに必要とされる磁気回路のコンポーネントのバルクを
増加させる。回路を電気的にサイクル動作させることが
可能な周波数は回路のバルクと共に減少する。無数の小
型の磁気回路を比較的迅速にサイクル動作させることが
可能である。

【００３４】図５は図４の装置の概略平面図を示してお
り、それは転動要素（ここでは導電性ローラ４０）、固
定要素（ここでは残留リブ３２）、静止シート３４（可
動シート３０は簡単化のために省略してある）、隆起シ
ート表面部分７２、ローラ電流帰還経路７６、電気的接
続部６８，７０を有している。シート３０及び３４の両
方はローラに対するトラクション接触表面として隆起部
分を有しており、ローラ端部に対しシート間に付加的な
空間を与えている。帰還経路７６（ここでは帰還部と呼
称する）は、その他の導体の帰還部に対する空間を与え
るために平坦化されており、且つ本発明の多数の実施例
の代表例である。帰還遷移部分７４は段階的に又は漸次
的に平坦化されており、その他の導体の帰還部に対し空
間を与えており、且つローラの転動を可能とするために
予め決定された形状を有しており、一方長期的な疲労を
誘起する値よりも小さな値に捩じり応力及び曲げ応力を
制限している。複数個の導体組を使用する実施例では、
各組が図示した単一の導体の代わりに図２３に示したよ
うな直列電気的接続部を有している。該実施例は層の厚
さを増加させることなしにより大きな組の和（加算）電
流を可能とすることによりエネルギ密度を増加させる。

【００３５】図４及び５、更にその他の概略断面図及び
平面図は、明瞭化のためにコンポーネントの寸法及び間
隔を誇張して示してある。実際には、層コンポーネント
は比較的小さく且つ比較的高い電気機械効率を達成する
ために密集して詰込まれている。導体４０などのローラ
の長さも実際上のものよりも短めに示してある。導体帰
還経路７６は力の和（加算）に貢献することはない。従
って、ローラの長さと相対的に小さな帰還長さは使用可
能な電気的パワーの一部を減少させ、それは散逸され所
望の変換に貢献することはない。

【００３６】図５のローラは電気的に直列接続されてお
り、比較的高い電気的インピーダンスを有する電気的駆
動手段を使用する多様な種類の適用例を満足している。
一般的に、駆動手段のインピーダンスとアクチュエータ
本体部分のインピーダンスとが同一の値を有する場合に
トランスダクション（形質導入）パワー効率が最大であ
る。

【００３７】図４の装置の別の実施例では、部分的に透
磁性のシートを有している。部分的に透磁性シートはシ
ートと各対の隣接する残留リブとの間に部分的に磁気回
路を完成する。リブはシートを横断して交互のポール即
ち磁極配置を有しているので、各層は磁気的吸引力によ
り圧縮されて転動用線接触４８，５８（図４）の転動用
トラクションに対して必要な垂直方向の力を与える。部
分的に透磁性のシートは各リブの磁界の一部を逸らさ
せ、その際に各ローラに印加される単位電流当りの力を
減少させる。シート透磁率とローラ力との所定の組合わ
せが各特定の適用例における条件を満足する。常磁性シ
ートを有する実施例は層間に異なった磁極が最も近接す
る場合に、一つの層のリブの隣接する層のリブに対する
吸引により層を牽引するための垂直方向の力を派生させ
る。

【００３８】図６はタンゼンタ層部分２８を示してお
り、それは静止シート３４と、可動シート３０と、導電
性ローラ４０と、残留リブ３２とを有している。ローラ
４０へ電流を印加した瞬間において、且つ強制的な位置
決め動作が発生する前において、電流５０は読者に向か
って流れる。電流５０はローラ４０内に力３６を発生さ
せ、それはモーメント５６を発生させる。この層のモー
メント貢献分５６の和は機械的ストローク５４によって
矢印６６の方向に可動シート３０を強制的に位置決めさ
せる。同極性の磁極が層間において最も近接すると、シ
ートは互いに離隔され、外部的な垂直方向の力を必要と
する。

【００３９】ローラ４０が矢印６６の方向に回転し且つ
並進運動すると強制的な位置決め動作が発生し、ギャッ
プ４４の磁気的リラクタンスを減少させるがギャップ４
２の磁気的リラクタンスを増加させる。各導体はローラ
４０に近接するリブ３２の存在により発生される力の和
である力３６に応答する。磁気理論によれば、各導体が
アクチュエータの全ての磁界のベクトル和に応答する
が、隣接していないコンポーネントに起因する力成分は
距離が一層大きいために大きさが減少されており従って
説明の便宜上無視することとする。従って、この実施例
の力は、各転動用導体に近接した二つの磁石である残留
リブに起因して、図４のアクチュエータの各導体により
発生されるものよりも著しく大きなものである。前述し
た如く、逆方向の電流は強制位置決め方向を逆方向とさ
せる。

【００４０】図７は図６のアクチュエータ層の概略平面
図であり、それは静止シート３４（簡単化のために可動
シート３０は省略してある）、隆起シート部分７２、導
電性ローラ４０、残留リブ３２、電気的接続部６８，７
０を有している。

【００４１】図８はアクチュエータタンゼンタ層２８の
実施例を示しており、それは静止シート３４と、可動シ
ート３０と、ローラ（ここでは永久磁石ローラ４０）と
を有している。シートは固定要素（ここでは電流３８及
び５０を有する導体）である。反対方向における層内の
電流は磁気ローラ４０の長手方向寸法に対し直交してお
り且つ広いシート表面に平行で且つその間に存在する加
算された磁界を形成する。ローラ４０の磁界と電流の磁
界との相互作用によりモーメント５６が発生し、該モー
メントは機械的ストローク５４だけ矢印６６の方向にお
ける可動シート３０の強制的位置決め動作を発生させ
る。全ての電流の方向を逆にすると、強制位置決め動作
は図面に示した方向と反対方向となり、双方向印加電流
に応答する双方向作用を与える。

【００４２】特定の種類の適用例に対して丸い磁気的ロ
ーラ（不図示）が使用される場合には、ある好適な製造
方法を容易とさせるための好適な幾何学的形状はシート
３０及び３４の上部部分及びローラ４０の上部部分上に
のみ隆起部７８を有している。シート表面上の隆起部７
８は、該ローラが丸いローラのものと同一の態様で転動
することを可能とする予め定められた形状を有してい
る。図示した磁気的ローラの形状は同一の空間に嵌合す
る円形状のローラのものよりもより大きな量の残留（磁
気）物質を有している。図示した磁気的ローラの強度は
その面積が増加することにほぼ比例して増加する。

【００４３】図８のコンポーネントの変形例としては常
磁性のシートを有するものであり、又その代わりに半透
磁性シートを有するものである。後者のものは前述した
ローラのトラクションにとって必要な層の圧縮を完全に
与えるか又はそれに貢献する。

【００４４】図９は図８の層の概略平面図を示してお
り、それは静止シート３４（簡単化のために可動シート
３０は省略してある）、隆起シート部分７２、磁気ロー
ラ４０、電流インレット接続部６８、電流アウトレット
接続部７０とを有している。各電流シートの厚さを厚く
した端部部分（不図示）は電気的抵抗を低下させる一方
電流密度をより一様に分布させている。

【００４５】図１０はタンゼンタ層２８の概略断面図を
示しており、それは静止永久磁石シート３４、可動永久
磁石シート３０、導電性ローラ４０を有している。読者
の方向に向かう各電流５０は反時計方向の磁界を発生し
それは磁石シートの磁界と相互作用を行なって力３６及
びモーメント５６を発生させる。この層のモーメント５
６の和は機械的ストローク５４だけ矢印６６の方向に可
動シート３０を強制的に位置決めさせる。

【００４６】図１１は図１０の層の概略平面図であり、
それは静止磁石シート３４（簡単化のために可動シート
３０は省略してある）、隆起シート部分７２、導電性ロ
ーラ４０、平坦化させた捩じり柔順性帰還部７３、電流
インレット６８、電流アウトレット７０を示している。
導体及びそれらの帰還部のより小型の配列から有益的な
エネルギ密度及び磁気回路効率が得られる。従って、導
体は接触状態と同等に近接しており、導体４０の半分の
帰還部８０を第一深さ（Ａ−Ａ参照）において電流バス
６８，７０へ接続させ、一方導体４０の他の半分の帰還
部７３を電流バスのより浅い部分において終端させ、従
って上部帰還部と下部帰還部とがオーバーラップするこ
とを必要とする。この帰還部配列は、平行な電気的接続
部を有する本発明のほとんどの実施例に対して使用する
ことが可能である。

【００４７】図１２は図１０のアクチュエータ層の変形
例である。コンポーネントは、図において上方に面した
シート表面上及びローラ４０の上表面上にのみ隆起部７
８を有しており、好適方法による製造をより簡単とする
ことを可能としている。より高い程度の磁化を達成する
ためにシートをセグメント状（点線で示してある）に磁
化させることが可能であり、又図１０，１６，１７に示
した実施例のシートにおける如く、ユニットとして磁化
させることが可能である。

【００４８】図１３は図１２のコンポーネントの変形例
であり、交番するポール即ち磁極を有するセグメント
（点線で示してある）に磁化されたシートを有しており
且つそれぞれの導電性ローラ４０における電流の方向３
８及び５０は交番している。図５の帰還部及び導体を集
中させるために図１１の上下にオーバーラップした帰還
部構成をこの実施例において使用することが可能であ
る。

【００４９】図１４はリフタ層２７の部分的概略断面図
であり、それは静止シート３４と、可動シート３０と、
固定要素（ここでは残留リブ３２）と、第一回路の二つ
のロッドを有する導電性ローラ対８２と、第二回路の二
つのロッドを有する導電性ローラ対８４とを有してい
る。電流３８及び５０は互いに相互作用を行ない且つリ
ブ３２の磁界と相互作用を行なう磁界を発生し、それは
導体の力３６を発生し、その力はモーメント５６でロッ
ドを転動させる。各ロッドの転動表面は、同一空間に嵌
合する丸いロッドのものよりも一層大きな半径を有して
いる。転動期間中に、より大きな半径は、機械的リフト
ストローク５５だけ矢印６７の方向にシート３０を並進
運動させる。転動表面の形状は円筒形状のセグメントと
することが可能であり、一方、ストロークと印加電流と
の間に所望の関係を達成するために所定の形状を有する
ことが可能である。リブ３２の側部はシート近くでのリ
ブ磁石部分のギャップ長さを減少させることにより磁気
経路リラクタンスを低く維持しながら、ストロークの限
界においてロッドの角部をクリアさせるために凹状とさ
れている。図２３のものと類似した導体帰還部が使用さ
れている。両方の回路において電流の方向を逆にすると
ロッドの回転方向が逆になるが、リフタストローク５５
の同一の方向が得られる。従って、リフタの機械的スト
ロークは、印加された双方向の電流の整流したトランス
ダクション即ち形質導入乃至は変換である。図示例は本
発明のマクロ的な適用例にとって適切である。

【００５０】図１５は図１４の層の変形例の概略断面図
であって、上部コンポーネント表面上にのみ隆起部７８
が設けられている。この実施例は、適宜スケールが縮小
されており、好適なプロセスによるミクロ的なアクチュ
エータの製造を簡単化させている。

【００５１】図１６は図１４のリフタ層２７の変形例で
あり、それは中間面に関して構造上の対称性を有してい
る。対向する同極性の残留リブ磁極は反発し、その際に
シートを互いに離隔させる。特定の適用例では、リブ磁
石の対称的配列から利点が得られる好適な製造方法を有
している。例えば、リブ磁石部分が一層短いと、与えら
れた磁化装置においてより強力な磁化を得ることを可能
とし、且つ磁石を取付けた全てのシートは同様のプロセ
スにより同様に製造することが可能である。その他の方
法は、磁界を集中させるために対向する磁石部分の間に
透磁性シートを設けることから利点が得られる。

【００５２】図１７はリフタ層２７の概略断面図であ
り、それは静止磁石シート３４と、可動磁石シート３０
と、導電性ローラ対８２，８４とを有している。この実
施例は広いシート表面に対し垂直な磁界を有している。
電流３８，５０は力３６及びモーメント５６を発生し、
それらは導電性ローラを転動させ、機械的ストローク５
５だけリフタの運動６７を発生させる。磁気的なシート
間の吸引がローラに対しトラクション用の垂直方向の力
を与える。上部コンポーネントの表面は隆起部７８が設
けられており、ミクロ的な製造を簡単化させている。こ
のリフタのマクロ的な変形例（不図示）は図１６のもの
と類似したローラを使用する。

【００５３】図１４乃至１７に示した実施例は自己相殺
型のローラの慣性的反作用力を有している。反作用力の
相殺は、過剰な擾乱なしに比較的精密な位置決めを必要
とする態様な種類の適用例にとって好適である。図１７
に示したような層を包含するアクチュエータ本体部分の
全てのシートは一度に磁化可能である。

【００５４】図１８はリフタ層２７の概略断面図を示し
ており、それは静止電流シート３４と、可動電流シート
３０と、磁気ローラ対９０とを有している。電流３８及
び５０は矢印３９の方向に磁界を発生し、ローラ対９０
を転動させ、それはシート３０を機械的ストローク５５
だけ矢印６７の方向に強制的に位置決めさせる。図示し
た層の全ての磁石は、慣性反作用力相殺なしで同一の方
向に回転し且つ並進運動を行なう。別の実施例では該層
の転動用磁石の半分の磁極配列を逆にし、各層が慣性反
作用力を自己相殺型のものとさせる。この実施例のリフ
ト運動は整流される。

【００５５】図１８は同極性の対向するポール即ち磁極
を有する隣接する磁石対を示している。従って、層の磁
石対は組立て及び動作期間中に一様な横方向分離乃至は
離隔を発生する傾向となる。適宜の磁極配列が得られる
場合に、層の圧縮力は一つの層の磁石と隣接する層の磁
石との間の吸引力から得られる。ローラ対の同極性の磁
極は反発し且つ積層体の垂直方向の力により共に強制さ
れる。垂直方向に交番するＮ極及びＳ極はシート電流方
向に対し注意を必要とする。しかしながら、前述した整
流作用はリフタの機能を維持し、多層慣性反作用力を大
方相殺する、即ち一つの層が別の層の反作用力を相殺す
るか、又は一つの層の一部が同一の層の別の等しい面積
の部分の反作用力を相殺する磁極配列及び電流方向の選
択を可能としている。

【００５６】図１８に示した層の変形例は交番する磁極
で配列された磁気ローラ対を有している。この実施例は
慣性反作用力を相殺する。なぜならば、各磁石はその隣
のものと反対の態様で移動するからである。この別の実
施例は、更に、ローラのトラクションのために必要とさ
れる層の圧縮力を与える。使用される場合に半透磁性シ
ートと磁石との吸引及び一つの層の磁石と隣接する層の
磁石との間の吸引から圧縮力が得られる。しかしなが
ら、この実施例は磁石を互いに吸引させ、且つ反対方向
における運動を受付けるために対と対との間の空間がよ
り大きいためにより集積度の低い磁石配列となってい
る。

【００５７】図１９は図１８の層の変形例２７の部分的
概略断面図であり、それは好適な方法を使用してミクロ
的製造を容易とするためにコンポーネントの上表面上に
のみ隆起部７８を有している。

【００５８】図２０乃至３３に示す本発明の次の一組の
実施例は、磁気的に透磁性であるが基本的に非残留（磁
気）物質と結合した電流に依存しており比較的高い電気
的及び機械的効率を有するアクチュエータに関するもの
である。

【００５９】図２０は、タンゼンタ本体層２８の部分的
概略断面図を示しており、それは静止シート３４と、可
動シート３０と、シートと牽引接触状態にある導電性ロ
ーラ４０と、固定要素乃至はリブ３２（ここでは透磁性
物質から構成されておりコアと呼称しシート３４に固定
されている）とを有している。コア３２と可動シート３
０との間のギャップ６０は強制的位置決め動作期間中に
おけるラビング即ち摺擦を防止している。層部分はロー
ラ４０の導体へ電流を印加した瞬間で且つ運動が発生す
る前の状態を示している。ローラ４０は図２１に示した
如き帰還部を有している。印加電流の流れの瞬間的な方
向は矢印５０で示した如く読者のほうに向いており、且
つ別の方向３８は読者から離れる方向に向いている。電
流５０は導体の中心線周りに反時計方向に回転する磁界
を発生させる。コア３２は透磁性であり磁束（不図示）
をギャップ４４内に集中させる。導体４０上の力３６は
機械的モーメント５６を発生させ、それは導体４０を転
動させる。コンタクト即ち接触４８，５８による累積的
トラクション即ち牽引力が可動シート３０を機械的スト
ローク５４だけ矢印６６で示した方向に並進運動させ
る。これらの力及び運動は、前述した如く、磁束経路リ
ラクタンスの運動上の還元の結果と考えることが可能で
ある。

【００６０】この力は、鏡像法により推論することが可
能であり、その場合、コア３２は導体４０と同一方向に
電流を担持する仮想的電気的導体により置換させること
が可能である。その場合に、その仮想的電気的導体は導
体４０と平行に位置され且つギャップ４４から同一の距
離に位置される。従って、コア３２は付加的な電流なし
で付加的な転動力を与える。

【００６１】ギャップ４２はコア３２を導体４０（電流
３８の）から離隔させ、電流３８の周りの時計方向の磁
界に起因して磁気的反力を減少させる。電流３８は、電
流５０のものと同一方向及び類似した力３６及びモーメ
ント５６に遭遇し、その際に可動シート３０を更に強制
し且つ並進運動６６を行なうことに貢献する。ローラ４
０における電流の流れ方向が図２０に示したものから逆
にされると、矢印６６で示した方向における強制的な位
置決め動作は前述した如くに整流される。図２０のアク
チュエータ層の一実施例はシート３０及び３４を使用し
ており、該シートは比較的強い外部磁界における適用及
び軽量の物質を使用する構成が好適であるその他の適用
の場合には透磁性ではない。好適実施例では透磁性シー
ト物質を使用し、それは磁束経路長を更に短くさせる。
電気機械的効率は、磁気経路長に逆比例して増加する。

【００６２】図２１は図２０のコンポーネントの簡単化
した概略平面図を示しており、それは導電性ローラ４
０、コア３２、静止シート３４、隆起シート表面部分７
２、帰還部７６、電気的接続部６８，７０を示してい
る。

【００６３】図２２は図２０のタンゼンタ層２８の双方
向実施例であり、それは静止シート３４、可動シート３
０、第一導電性ローラ４０、第二導電性ローラ５１、コ
ア３２を有している。電流が第一導体４０へ印加された
時刻において且つ強制的な位置決め動作が発生する前に
おいて、電流５０は読者に向かって流れ、且つ帰還部の
後に、読者３８から離れる方向に流れる。該電流は導体
４０内に力３６を発生させ、それはモーメント５６を発
生させる。モーメント５６は累積的に可動シート３０を
機械的ストローク５４だけ矢印６６で示した方向に強制
的に位置決めを行なう。ローラ４０が図面の右側に移動
するに従い強制的位置決めが発生し、従って前述した如
く、導体とコア３２との間のギャップの磁気リラクタン
スを減少させる。ローラ５１はストローク５４の期間中
に電流を受取ることはないが、その運動と共に受動的に
転動する。ローラ４０に対して大きさが同じであるが方
向が反対の電流を印加すると、大きさ及び方向が同じ力
が発生され、その力は双方向の印加電流の整流したトラ
ンスダクション（形質導入又は変換）である。しかしな
がら、ローラ４０内の電流が終了し且つローラ５１内の
電流の流れが開始すると、可動シート３０を機械的スト
ローク５７だけ矢印６５で示した方向に位置決めし、導
電性ローラのスイッチング動作により双方向のタンゼン
タ作用が与えられる。

【００６４】タンゼンタはアクチュエータのトラクショ
ン部材により取られる経路に従って平面状又は湾曲状の
ものとすることが可能である。図２２に示したタンゼン
タは、例えばモータシャフトなどの位置決め物体の湾曲
表面に沿ってのパワーストロークを実施するのに適した
湾曲型変形例を示している。

【００６５】図２３は図２２のアクチュエータ層の簡単
化した概略平面図を示しており、それはシート３４、隆
起シート部分７２、第一回路９５の導電性ローラ４０、
第二回路９７の導電性ローラ５１、帰還部７６、透磁性
コア３２、第一及び第二回路に対するそれぞれの電流接
続部６６，６８，９６，９８を有している。帰還部７６
を平坦化させることにより、回路９５及び９７の帰還部
の間における機械的及び電気的干渉を防止している。

【００６６】図２４は図２２の双方向アクチュエータの
変形例２８を示しており、それは静止シート３４、可動
シート３０、第一回路の導電性ローラ４０、第二回路の
導電性ローラ５１、透磁性コア３２、透磁性付属物１０
０を有している。付属物３０に近接したコア３２の表面
部分は歯車の歯に類似した凹状インボリュート曲線を有
しており、一方付属物１００は同様の凸状インボリュー
ト湾曲表面を有している。例えば図面中で右側へのロー
ラ運動期間中、ギャップ１０２の磁気的リラクタンスは
基本的に一定で且つ比較的小さな値を維持し、一方ギャ
ップ１０４のリラクタンスはローラ運動と共に減少し、
その際に位置決め運動の力に貢献する。ギャップ１０２
のリラクタンスが二つの等しいギャップと比較して無視
可能なものとなると導体の磁気回路のリラクタンスは半
分となり、その際に位置決め動作用の力が２倍となる。
付属物１００は透磁性であり、作動ギャップ１０４内の
磁束を更に集中させ、電気機械的効率を更に増加させ
る。図２４の双方向層は、前述した透磁性及び常磁性シ
ートを有する実施例を包含している。

【００６７】図２５は双方向アクチュエータ層の一実施
例を示しており、それは前述し且つ一貫して参照番号を
付した構成要素を有しており、即ち、作動磁気的ギャッ
プ１０２を形成する円形状の円筒表面部分を持ったコア
３２を包含している。磁束集中用延長部１０６が静止シ
ート３４内に埋設されている。延長部１０６の表面は位
置１００に至るまで平坦であり、且つ下部転動線接触を
介して比較的小さなリラクタンスの経路を形成してい
る。図２５の実施例は、常磁性シートの場合であって
も、基本的に図２０に示した二つのギャップリラクタン
スの一方を取除いている。従って、単一ギャップ形態
は、ギャップが二つの変形例と相対的に約２倍の電気機
械的効率を有している。前述した如く、ローラ４０にお
ける電流のみが矢印６６の方向における位置決めを行な
い（図２５）、一方ローラ５１における電流のみが矢印
６５で示した方向における位置決めを行なう。

【００６８】図２６は双方向タンゼンタ乃至はアキシャ
ー層アクチュエータ部分２８を示しており、それは静止
シート３４、可動シート３０、第一回路の導電性ローラ
５１、第二回路の導電性ローラ４０を有している。シー
トは透磁性であり、且つリブ磁極１１０，１１２，１１
６，１１８などの磁束を集中させるべく構成されたリブ
磁極を有している。第一回路及び第二回路は交互に電流
で活性化される。例えば、導電性ローラ５１が読者から
離れる方向に電流３８を担持する場合に、右手の法則を
使用して、透磁性リブ磁極及びシートは主に経路１１
０，１１２，１１４，１１６，１１８，１２０を通って
１１０へ戻る磁束を確立する。ローラ５１に関して比較
的小さな反時計方向のモーメントが発生し、一方主に磁
極対１１０，１１２と１１６，１１８との間にギャップ
のリラクタンスの運動への還元から比較的大きな接線方
向の力が発生し、その際に矢印６６で示した方向におい
て可動シート３０を強制的に位置決めさせる。ローラ５
１における電流の流れの終了及び第二回路のローラ４０
における電流の流れの開始が矢印６５で示した方向にお
いて可動シート３０を強制的に位置決めさせる。該シー
トの転動接触表面の形状は、導電性ローラが運動学的に
安定化されるが比較的自由に転動するように予め定めら
れている。

【００６９】図２６の層の変形例は、導体の転動接触に
直ぐ近接した電流イメージに起因するカウンタモーメン
トを減少させるために転動接触近くに常磁性物質からな
る部分を有している。図２６の実施例は、層の厚さを減
少させ、電流密度がより高く、且つ与えられた垂直方向
の力の接触応力を更に分布させることにより転動摩擦を
減少させることによって電気機械的効率を改善させるた
めに磁極間において２個又はそれ以上のローラを有する
変形例を包含している。図２６のアクチュエータ層内に
おける電流の流れはシート間に吸引力を発生し、それは
ローラのトラクションを維持することに貢献する。大部
分の適用例では、補助的な外部的垂直強制手段を使用す
ることなしに、意図した機能のためにシート間吸引のみ
に依存している。別の種類の適用例では強制的位置決め
期間中に複数個の層を一体的に保持するために部分的に
補助的な外部的垂直強制手段を使用する。

【００７０】図２６に示した実施例の変形例（不図示）
は偶数個の磁極対を有しており、例えば矢印６６に対し
て平行な状態で磁極１１８に近接して磁極１１６を設け
る。この偶数個の磁極配列はギャップの半分のリラクタ
ンスを取除き、その際に残りの作動用（奇数）ギャップ
の効果性を２倍以上のものとさせる。別の実施例（不図
示）では動作方向に対し角度を持って位置させた偶数個
のギャップ面を有しており、その角度は力、ストロー
ク、及びストロークに関する力の変化の所望の組合わせ
を得るために予め定められている。

【００７１】図２７は図２６のアクチュエータ層の多層
変形例２８を示している。可動シート３０ａの機械的ス
トローク６６が可動シート３０ｂの同様のストロークに
付加され、そのストロークの和は矢印１２２で示してあ
る。ある時刻において、導電性ローラ５１ｂ内を読者に
向かって流れる電流５０とローラ５１ａ内を読者から離
れる方向に流れる電流３８とが共同し基本的にシート部
分１２４内に誘起させる磁束を２倍とさせる。透磁性シ
ートを飽和するものよりも実質的に低い磁束密度を仮定
すると、隣接する導体層は、基本的に、シート磁極によ
り発生される作動力を２倍とさせる。比較的大きな力及
び小さなストロークという観点において、多層アクチュ
エータ本体部分は、導体セグメント運動を減少させ、磁
束経路の長さを減少させ、使用可能な磁束を建設的に集
中させ、且つギャップ寸法を減少させることにより作動
ギャップの磁気的リラクタンスを減少させることにより
増加された電気機械的効率を提供している。

【００７２】上述したタンゼンタ実施例及びアキシャー
実施例では円形状のローラを使用している。理解すべき
ことであるが、円形以外の導体断面形状は、有益的な態
様で円形状の導体の場合に存在するものとは異なった電
流密度分布を得ることを可能とする。本発明の範囲内に
入るものとしては、正方形又は矩形状の導体の使用があ
り、これらの場合は前述した好適な方法によりより簡単
に製造することが可能である。平面状の接触表面を有す
る導体はシートに付加されたか又は一体的に形成された
湾曲した突起上を転動する。凹状転動接触表面を有する
導体も本発明の範囲内に包含され、転動運動はシート転
動表面部分の延長部上において発生する。凹状及び凸状
接触表面間の転動運動は接触応力を減少させる。

【００７３】図２８はリフタアクチュエータ層２７の電
気的に零入力値状態における断面部分の状態を示してお
り、該層は静止シート３４、可動シート３０、第一回路
の導電性ローラ対８２、第二回路の導電性ローラ対８
４、透磁性コア３２を有している。リフタ転動用導体は
図２３に示したものと同様なリターン即ち帰還部を有し
ている。シートは一つのクラスにおいては常磁性であ
り、且つ好適なクラスの実施例においては透磁性であ
る。ローラは対状態で動作し、各対部材は電流の半分を
担持する。一対の電流が反対方向に流れる。ローラ接触
表面部分は同一の空間に嵌合する円形導体の半径よりも
大きな半径を有しており、その際にリフト動作作用を与
える。

【００７４】図２９は図２８の電気的に活性化された部
分２７を示しており、その場合に、電流３８が読者のほ
うに向かって第一回路内を流れ且つ電流５０は第二回路
内を読者から離れる方向に流れる。コア３２の間の空間
において、電流対は等しく且つ方向が反対であり、対向
する相互的な磁界を有しており、従ってそれらは反発す
る。この実施例のローラは常磁性とすることが可能であ
る。透磁性コア３２は近接する実際の電流と同一方向に
仮想的に流れる誘起されたイメージ電流を有するものと
考えることが可能であり、従って近接する導体対を吸引
して転動運動に貢献する。ローラの力１３２が合体して
図示した如くコアへ向かっての対の回転を発生させる。
円形の半径より大きな転動接触表面は可動シート３０を
して矢印６７で示した方向に並進運動させ、強制的な機
械的リフトストローク５５を発生する。本発明の技術的
範囲内に含まれるものとして、透磁性シートを有する変
形例、及び透磁性ローラを有するその他の変形例があ
る。リフト動作は整流性である。なぜならば、両方の電
流方向が逆にされる場合に可動シート３０の強制的位置
決めが前述した如くに進行するからである。

【００７５】図３０は図２９のアクチュエータリフタ層
の変形例２７を示しており、その場合に、コア３２は磁
気的リラクタンスを減少させるためにローラ間にこぶ乃
至は突起１３５を有している。ローラ間の表面転動部分
は、磁束を集中させる一体的な透磁性付属物１３６を有
しており、その効果は電流密度の重心からローラの力１
３２を前記透磁性付属物近くの位置へ移動させることで
ある。再配置させた力１３２のより大きなモーメントア
ームはより大きな桿作用により作動力を増加させてい
る。コア３２内に誘起される磁極は右手法則に従いＮ及
びＳで示されている。

【００７６】図３１は図３０の導電性ローラの拡大断面
図であり、誘起された磁極Ｎ及びＳを有する透磁性付属
物１３６を示している。別の実施例においては、該ロー
ラは付属物１３６を介して電流５０ａを通過させると共
にローラ本体１２８を介して電流５０を通過させ、その
際に磁力の位置を矢印１３２近くに移動させる。力の大
きさが与えられると、図３１の下部転動接触面４８に関
するモーメントが、矢印１３２の接触面４８からの距離
に関して直線的に増加する。従って、図３０のリフト力
６７は、前述したリフタローラ実施例から予測されるも
のよりも実質的により大きな桿作用による利益を受け
る。

【００７７】図３０のローラの変形実施例では、電流５
０及び５０ａが同一方向に流れるので、導電性部分１３
６及び１２８の間に絶縁層を有するものではない。類似
した電気回路は、並列に接続されており且つそれぞれの
コンダクタンスに逆比例する電流部分を分担する２個の
抵抗からなるものである。別の実施例ではローラ部分１
３６と１２８との間に絶縁層を有しており、従って電流
５０及び５０ａは同時的に独立的に且つ電気的に制御さ
れて、透磁性部分１３６により発生される熱を制限し、
この部分は、典型的に、ローラ本体部分１２８と比較し
て比較的大きな電気的固有抵抗を有している。独立的電
流制御は、例えば、リラクタンスが大きな値を有する場
合にリフトサイクルの比較的短い開始部分期間中に、有
益的なエキストラな作動力を提供する。部分１３６にお
ける独立的電流制御は、リフトサイクル期間中に時間の
関数として、又は所定の態様で変化するリフト力及び機
械的ストロークを発生させるために導体の位置の関数と
して該力を滑らかにすることを可能とする。

【００７８】透磁性シートを有する図３０のアクチュエ
ータ層の実施例は、磁束経路のリラクタンスを減少させ
ることによりリフト力を増加させる。上部導体は可動シ
ート３０内に反時計方向の磁束を形成し、一方下部導体
は固定シート３４内に時計方向の磁束を形成する。コア
３２はシート３０へ固着されており、磁気回路全体に対
し無視可能な程度のリラクタンスを発生する。コア３２
とシート３０との間のギャップのリラクタンスは、ギャ
ップ高さを減少させることにより減少されている。コア
ギャップはリフト動作が進行するに従い増加し、その際
にリラクタンスを増加させる。変形例（不図示）では透
磁性の歯が噛み合った状態のシート及びコアこぶ（又は
突起）を使用し、コアのギャップのリラクタンスを小さ
くさせ且つ比較的リフタストロークと独立的なものとさ
せる。

【００７９】図３２は図３０のアクチュエータリフタ層
２７の変形例を示しており、それは対向するシート面か
ら等しく現出されたコア１４０及び１４４を有してお
り、そのギャップを磁気層の対称面近くに位置させてい
る。対称面を介してほとんど磁束が通過することはな
く、コアのギャップの高さ及びリフタストロークに関係
したコアのギャップ高さの変化の両方ともが基本的に独
立的である比較的効率的な作動を可能としている。

【００８０】図３３は図２８のリフタ層の変形例２７の
概略断面図であり、それはシートの湾曲した一体的な隆
起部７８上を転動する平坦なローラコンタクトを有して
いる。

【００８１】図３４乃至４７に示した本発明の更に別の
実施例では静止導電要素の電流と相互作用を行なう導電
性ローラの電流を使用するものである。

【００８２】図３４を参照すると、タンゼンタ本体層２
８の一つの層の概略断面図が示されており、それは静止
シート３４、可動シート３０、本実施例では静止シート
３４に固着した導体３２である固定要素乃至はリブ、及
びシート３０と３４との間にトラクション可能に維持さ
れた導電性ローラ４０を有している。この層は零入力値
状態で示されており、その場合に、ローラ４０はリブ３
２の間の中間に位置している。これは機械的ストローク
の中心に予め決められている。

【００８３】記号５０により示した如く読者に向かった
方向及び記号３８により示した如く読者から離れる方向
に該ローラ内を電流が流されると、各導体の周りに磁界
（不図示）が形成される。ローラの電流はその最も近い
隣のものの磁界に応答して力３６を発生し、一方隣のロ
ーラは同様の力を発生する。これらの相互的な力は電流
が平行に流れる場合にはローラ又はリブの吸引を発生
し、且つその流れが反平行である場合には反発を発生す
る。各ローラは、更に、他の近くのローラ及びリブの磁
界に応答して力を発生する。しかしながら、この力の大
きさはローラ間の距離に反比例する。従って、各ローラ
上の力は全ての近くの導体により発生される力のベクト
ル和であり、より離れたものは比較的より少ない力成分
を貢献する。転動接触４８，５８による力３６はローラ
４０の軸の周りにモーメント５６を発生させる。このモ
ーメントはモーメント５６と同一の方向において各ロー
ラの結合した回転及び並進運動を発生し、一方矢印６６
で示した方向にシート３０を機械的ストローク５４だけ
並進運動させる。矢印６６は該層の全てのローラの力の
寄与分の和である並進力ベクトルと考えることが可能で
ある。

【００８４】機械的ストローク５４は各ローラの軸によ
り移動される距離の２倍である。所定の機械的シートス
トロークが与えられると、該ローラはそのストロークの
半分だけ並進運動を行ない、その際に運動に関するメカ
ニカルアドバンテージ２を与える。導体間のギャップ４
４は力と距離との逆の関係から利点を得るために小さく
されている。狭いギャップは広いものよりもより大きな
力を発生する。ギャップ４４はローラの端部の運動にお
いてクリアさせるために必要なものよりも多少大きめに
構成されている。ギャップ６０はリブ３２のラビング即
ち摺擦動作を排除している。リブ３２の形状は、作動力
を増加させるために、磁束をローラ４０に対して可及的
に近接させている。

【００８５】図３５は図３４のタンゼンタ２８を示して
いるが、リブ内の電流の流れ方向が逆になっている。こ
の場合、ローラ４０はモーメント６３の方向に転動を発
生しストローク５７だけ矢印６５で示した方向にシート
３０を移動させる力４２を発生する。両方の導体におけ
る電流の方向を逆にさせると、機械的ストロークの方向
を逆にさせることはない。リブ内の電流方向の変化は任
意的である。なぜならば、ローラ内においてのみの流れ
方向の変化はリブ内においてのみ方向を変化させるのと
同一の効果を有しているからである。

【００８６】図３６は図３４及び３５に示した方向に電
流を流した場合の効果を示した概略平面図である。静止
シート３４及び可動シート３０はローラ４０と接触する
ための隆起シート部分７２を有している。ローラ４０及
びリブ３２は図示した蛇行経路に従っており、帰還部７
６は前述した如くに平坦な形状とされている。電流接続
部６６，６８，９６，９８は図２３に示した実施例のも
のと類似している。

【００８７】図３７は図３４のタンゼンタの多層変形例
であり、各導電性ローラ４０上の力３６は例えば力成分
３６，３６′，３６″などの最も近い導体及びそれより
離れた隣接した導体からの力の寄与分の和であることを
示している。従って、理解すべきことであるが、ローラ
上の力は、隣接する導体からの多数の力の寄与分を有し
ている。

【００８８】多数の可能な導体からなる層のうちの三つ
を図３７に示してある。底部シートは基準用に任意的に
静止状態とされている。第一可動層内の所定のストロー
ク（力）５４が第二層のストローク５４′へ加算され、
それら両方は最も上のシートのストローク５４″へ加算
される。各層は独立的に電気的にアドレスすることが可
能である。一群の層を電気的に並列状態で接続させるこ
とが可能である。一方、一群の層を、特定の適用例の条
件に依存して電気的直列状態で接続させることが可能で
ある。複数個の層の電気的相互接続状態に拘らず、上部
シートのストロークは下側に存在するそれぞれの層のス
トローク寄与分の和である。図３７において、各層が同
一のストローク寄与分を有する場合には、ストローク５
４″はストローク５４の３倍である。

【００８９】一方又は両方のシート（不図示）の隆起さ
れ絶縁された導電用バスとオーミック接触をする拡大し
た転動用端部部分を有する直線的な導電性ローラセグメ
ントを使用することにより帰還経路を除去することが可
能である。本明細書においては、オーミック接触は二つ
の別体の導電性物体の接触表面を介しての電流の通過と
して定義する。実際上、オーミック接触は使用、経年変
化、及び環境の劣化と共に電気的抵抗が増加し、究極的
には、局所的な過剰な電流密度によるか、又は電流を全
く通過させることのできないことにより機能障害を発生
する。従って、本発明の好適実施形態においてはオーミ
ック接触は使用されていない。従って、上述した好適実
施例は例えば重力又はスプリングなどの復帰力を有する
ものではない。磁界強度が一定であると仮定すると（そ
のことは、本発明の実際上の実施例においてほとんど存
在しない）、一定の導体電流の印加は一定の力を発生す
る。暫くの間ローラ及びシートの移動期間中に幾何学的
形状が変化するということを無視すると、一定の力は一
定の加速度を発生し、それは各時刻において速度を変化
させる。アクチュエータによる位置決め動作を制御する
ために、あるクラスの適用例においては、層の位置決め
されるシートが時間及び位置決め動作の力に関して所定
の位置を達成するように所定の態様で各アクチュエータ
層へ印加される電流を制御することが望ましい。

【００９０】図３８はサブセットのローラ４０（点線）
及び固定導体３２を概略示している。シートの位置を測
定するために、運動を発生する電流に加えて、該ローラ
は直流電流ＤＣで活性化され、一方固定導体は交流電流
ＡＣで励起される。図面中においては変圧器として一つ
の例が示されている結合手段が固定導体回路上へ無線周
波数信号ＲＦを重畳させることを可能としている。ある
時刻において、固定導体回路内の電流の流れ方向１５０
が読者のほうに向かってＮ極の磁極として瞬間的な磁界
Ｎを発生させ、一方Ｓ極の磁極Ｓは右手の法則及び各対
応するループの巻線方向に従って、読者から離れる方向
に指向している。ＲＦ磁界は小文字ｎ及びｓで示した転
動用導体ループ内に電圧を発生させる。転動用導体ルー
プ内に発生される各電圧は、固定ループにより交差され
る面積に比例する。図示した零入力値状態の中心とされ
た機械的位置において、内部ループ内にｎ及びｓとして
示した全ての発生された電圧は大きさが等しく且つ符号
が反対であり、従って相互に相殺する。従って、端部ル
ープはｎ磁極の正味の余剰分即ち誘起された正電圧を有
しており、それはｎとｓの記号の数によって準定量的に
示してある。例えば変圧器などの同様の結合手段が転動
用導体回路内に誘起される正味のＲＦ電圧を測定するこ
とを可能とする。

【００９１】理解すべきことであるが、ＤＣ，ＡＣ，Ｒ
Ｆにより励起される上述した実施例は上述したものと同
様の結果を達成する一つのクラスの励起配列のうちの一
つに過ぎず、且つこれらのクラスの励起配列は本発明の
技術的範囲内に包含されるものである。

【００９２】図３９は図３８の装置を概略示している
が、ローラは機械的ストローク８８だけ右側へ変位され
ている。等価な時刻において、この場合にもｎ及びｓ記
号の数により準定量的に示してあるように、再配置によ
り発生する誘起された正のＲＦ電圧の増加された大きさ
に対応して誘起されたｎ磁極の余剰分における増加が示
されている。逆に、ローラが左側に移動するとより低い
正電圧が誘起される。従って、誘起された電圧の大きさ
は相対的な層位置の目安である。完全な導体幾何学形状
を仮定すると、端部帰還経路のみがアクチュエータ層の
相対的位置の状態を実時間で決定するために使用される
誘起された電圧の変化に対し顕著に貢献する。端部帰還
部はアクチュエータ層の面積の１０００分の２乃至は３
のみを有する場合があり、一方全ての導体が位置に応答
する信号に貢献する場合により正確な位置決定を行なう
ことが可能である。

【００９３】図４０は図３８に示したものと同様のアク
チュエータ部分の概略平面図を示しており、それは点線
で示した導電性ローラ回路４０、固定導体回路３２、容
量測定手段１５２を有している。ほとんどの適用例にお
いて、固定導体と転動用導体とのセグメント間におい
て、電気的コンデンサを形成する空気ギャップ（例え
ば、図３４における４４）が存在している。ローラ間の
容量は、基本的に、それらの間の距離に逆比例する。コ
ンデンサ（仮想）１５４及び１５６は従来の記号によっ
て図面中に示されている。図示した機械的に中心とされ
た位置において、容量１５４は容量１５６と等しく、且
つこれらの容量の和は最小である。

【００９４】図４１は図４０の概略図であり、それは機
械的ストローク８８だけ右側へ変位されたローラを示し
ており、その場合には、近接度が増加しているために容
量１５８は容量１６０よりも一層大きくなっている。定
量的な表現として、より大きな容量はより大きな寸法と
して示してある。従って、ローラの変位により、容量１
５８及び１６０の和は、図４０の容量１５４及び１５６
の和よりも一層大きい。容量測定手段１５２は所定のア
クチュエータストローク又は当該技術分野において公知
のフィードバック制御（図面からは省略してある）を使
用する力を発生するために導体電流を制御するために使
用される相対的シート位置の電気的な決定を可能として
いる。フィードバックコントローラは、通常、電気機械
的結合係数が比較的大きく且つ印加電流が公差値内のも
のである場合に、アクチュエータの層により発生される
力に拘らず所定の位置決め動作を達成する。

【００９５】誘起電圧、測定した容量、又はそれらの組
合わせを使用してアクチュエータストロークを測定し且
つ制御する方法は好適である。なぜならば、付随的な内
部的及び外部的相対的位置測定装置が取除かれ、内部的
配線はアクチュエータ動作のためにのみ必要とされるも
のよりも複雑なものとなるものではないからである。し
かしながら、別のクラスの磁気アクチュエータ適用例
は、付随的な内部的又は外部的位置測定装置（不図示）
から利益を享受する場合があり、従って、これらの場合
も本発明の技術的範囲に包含されるものである。

【００９６】多くの適用例がグループの形態で電気的に
且つ機械的に接続されているアクチュエータ層から利益
を享受している。層のグループが使用される場合、上方
又は下方の固定導体、又は一つのグループの特定の層の
上方及び下方の両方における導体をＲＦで活性化させ
る。特定の層の固定導体はその中に誘起されるＲＦ電圧
を有しており、それは相対的な層位置の目安である。そ
の際に該導体の全ての部分が位置検知に関与し、感度増
加に影響を与える。特定のグループの構成員ではない隣
接した層は異なった周波数のＲＦで励起され、特定の層
又は複数個の層からなるグループの誘起されたＲＦ電圧
は混乱を回避するために周波数感受性増幅器（不図示）
により検知される。

【００９７】図４２はリフタアクチュエータ層２７の一
部を示した概略断面図であり、それは静止シート３４、
可動シート３０、導電用ローラ対８２及び８４（各対は
上部ローラと下部ローラとを有している）を有してい
る。リフタ導体は前述したのと同一の蛇行形状のループ
レイアウトを有することが可能である。前述したＡＣ及
びＤＣ回路は、それぞれ、Ｂ及びＡで示してある。図４
２は零入力値状態で機械的に中心位置決めがされたアク
チュエータの状態を示している。各導体は湾曲した下部
表面部分１２４と湾曲した上部表面部分１２６とを有し
ている。湾曲した表面部分は同一の空間に嵌合される丸
いワイヤよりも一層大きな所定の半径を有している。ロ
ーラ対は静止シートと可動シートとの間において互いに
転動する。図４３は、前述した記号法により電流が方向
５０及び３８に流れる時刻においての図４２のリフタの
状態を示している。ローラは電流の流れの相対的方向に
従って、相互的な磁気的吸引及び反発に応答して自由に
回転する。導体の力はモーメント５６を発生し、それ
は、前述した湾曲した表面部分により、可動シート３０
をして機械的ストローク５４だけリフト用の方向６７に
移動させる。一対の接触用導体が常時同一の大きさ及び
方向の電流を担持し、従って、互いに絶縁されることを
必要とするものではないが、電気的に導電性のシートと
転動線接触部において絶縁させることが可能である。明
らかなことであるが、導体対Ａ（図４２参照）は導体対
Ｂが移動する方向と反対の方向に移動し、その際に慣性
反作用力を相殺し、且つ正味の相対的な接線方向のシー
ト力を発生するリフタ導体変位の傾向を相殺する。

【００９８】図４４は図４３の装置を示しており、その
場合に、導体Ｂ内の電流の流れ方向が逆にされており、
その結果図４３におけるものと同一の変位６７及びスト
ローク５４が発生している。整流されたシート変位は、
後述するフーリエ励起の使用を幾分複雑なものとさせ
る。

【００９９】図４４のリフタを、湾曲した経路に沿って
のトラクション部材の位置決めのために使用する変形例
の一例として湾曲した状態で示してある。湾曲したリフ
タの適用例は電気的に且つ動的に制御された潤滑剤の膜
厚を有する静圧又は動圧軸受におけるものである。上部
シート３０は回転シャフトの湾曲した表面に近接して位
置しており且つ潤滑用流体を閉込めている。リフタがリ
フト即ち上昇するに従い膜厚は減少し、シート３０をし
て矢印６７の方向にシャフトへ向かって半径方向に移動
させ、シートの並進運動及びシートの湾曲における変化
を発生させる。この実施例においては半径方向の運動６
７はシャフトの軸上に収斂する。

【０１００】図４５は三つの位置、即ち零入力値状態、
左側への移動状態、且つ右側への移動状態における変形
ローラ対を示している。ローラ湾曲表面１２４及び１２
６は、例えば円柱状などの所定の非対称的形状を有して
おり、左側へのローラの運動は上方６７への可動シート
の変位を発生し、一方右側へのローラの運動は可動シー
トを下方６９へ変位させる。少なくとも円柱表面の一つ
の形状が機械的ストロークを印加電流の大きさに比例さ
せている。非対称的ローラにより発生される大きなリフ
タ力を必要とする適用例は、対向回転型ローラ対間にお
ける弾性エネルギの蓄積によりこの様なローラを運動学
的に安定なものとさせることが可能である。エネルギ蓄
積及び付随する復帰力は、例えばスポンジ状エラストマ
及び詰込んだスプリング状フィラメントなどのローラ対
間の物質の圧縮により影響を受ける場合がある。

【０１０１】図４６はアクチュエータタンゼンタ層部分
の変形例の概略断面図であり、それは静止シート３４、
可動シート３０、リブ乃至はコア３２、ローラ４０を有
している。ローラ及びリブは所定の最大電流が与えられ
た場合に、力３６及びモーメント５６を増加させるべく
予め定めた断面形状を有している。ローブ即ち耳たぶ形
状とすることにより電流又は磁束の有効な再分布により
得られる磁束集中によってより多くの大きな力及びトル
クが得られる。ローラ４０は特定の適用例により要求さ
れる場合に電流の関数として力を直線的なものとさせる
べく修正することが可能な形状を有している。直線化形
状は、対向する磁気的ギャップ表面上に所定の螺旋形状
を使用することを必要とし、その一つの例はインボリュ
ートである。従って、可動シート３０はリフト動作なし
に矢印６５及び６６で示した方向に移動させることが可
能である。零入力値状態のローラのローブ位置を１２６
で示してある。負の完全な半分のストロークを点線１２
７で示してあり、一方正の半分のストロークを点線１３
０で示してある。それにより、磁気回路のリラクタンス
を決定する幾何学的形状の変化を図形的に示してある。

【０１０２】別の導体の変形例は、非一様な電流密度を
使用することにより単位電流当りの力を向上させてい
る。断面において等方的な導体のより導電性の部分が所
定の位置に集中されており、アクチュエータの力を増強
させるために所定の位置に磁束を集中させている。

【０１０３】図４７はローラ自身の一部としてではな
く、一方又は両方のシート３０，３４と一体的な凸状の
転動用表面隆起部７８を有するアクチュエータタンゼン
タ層の変形例を示している。その結果得られる平面状の
表面により取囲まれたローラはある好適なプロセスによ
りより容易に製造することが可能である。

【０１０４】更に別の変形例（不図示）では、両方のロ
ーラ上及びシート表面部分上に凸状の転動用表面を有し
ている。更に別の変形例では、シート上又はローラ上の
何れかに凸状の転動用表面部分と結合して前述した形態
を使用しており、その目的とするところは比較的大きな
負荷を受ける適用例に対する転動用接触応力の改善であ
る。

【０１０５】電流のみを使用する本発明の変形例では強
誘電体物質を欠如している場合があるが、導体回路は小
さいが有限の電気的インダクタンスを有している。周期
的に活性化される全てのアクチュエータ実施例は主に誘
導的にリアクティブである比較的大きな量の電気的パワ
ーを循環させ、そのうちの小さな部分のみが単位時間当
りの機械的仕事へ変換されるに過ぎない。電気的駆動手
段が循環期間中にリアクティブなパワーを保存する場合
には、比較的高いアクチュエータ効率が得られる。

【０１０６】磁気的アクチュエータ用の好適駆動手段は
フーリエ励起と呼ばれるマルチ共振駆動方法であり、特
に、適用例が比較的高い電気的及び機械的効率を必要と
する場合に使用される。多層アクチュエータにおいて
は、一つのアクチュエータの複数個の層からなるサブセ
ットが別の同様のアクチュエータの対応する層と一つの
回路内に電気的に接続されている。その回路内におい
て、更に例えば容量的又は誘導的接続などの結合用及び
励起用手段が接続されている。各サブセットはフーリエ
理論の適用により決定される所定の周波数及び振幅で電
気的（必ずしも機械的ではない）共振状態において励起
される。従って、各サブセットはアクチュエータの出力
作用に対する正弦的機械的ストローク部分に貢献してい
る。従って、磁気的アクチュエータの誘導層のインダク
タンスはエネルギ蓄積コンポーネントとなり、電気的駆
動手段内における別個のリアクティブコンポーネントに
対する必要性を解消している。

【０１０７】各フーリエ励起されるアクチュエータのト
ラクション部材はサブセット寄与分の機械的ストローク
の和で位置決めされる。サブセットの周波数及び振幅
は、例えば、平滑歩行動作の場合に適した三角形状のタ
ンゼンタ波形及び矩形状のリフタ波形などの所定の非正
弦的機械的ストローク波形に対するフーリエ原理に従っ
て選択される。一時的に蓄積し且つリアクティブな電気
的パワーを循環させるための別個のリアクティブコンポ
ーネントを取除くことは装置の寸法、重量及び複雑性を
著しく減少させ、一方共振動作の高い電気的効率の保存
から派生する高いシステム効率及び平滑歩行動作の高い
機械的効率が維持される。

【０１０８】フーリエ励起は比較的柔軟性のある励起モ
ードを可能としている。各励起器の入力端へ供給される
短いパルスは、フーリエ原理及び動作条件により支配さ
れる値に各回路の振幅を維持し且つ機械的仕事へ変換さ
れるエネルギを置換させるために必要とされるエネルギ
より多くのエネルギをほとんど有するものではない。励
起用パルスはブランコに乗っている子供に対してインパ
ルスを供給する場合と類似して、各正弦（歩行用速度）
又は余弦（歩行用パワー）の上昇部分期間中に全ての箇
所へ供給される。励起パルス形状は供給されるパワーよ
りもその重要性は低く、尚パワーはパルス振幅−時間曲
線の下側の面積である。結合・励起手段の結合係数は、
例えばスイッチ型ＤＣ、スイッチ型ＡＣ、従来のパワー
メーン、船舶用及び航空機用メーン、及び軌道宇宙設備
のパワーバスなどの多様な電源を使用するアクチュエー
タを活性化するために容易に適合される。

【０１０９】通常の物質の電気抵抗は内部加熱を発生さ
せる。実効的アクチュエータエネルギ密度は、内部的に
発生される熱を除去することが可能である割合に比例し
て増加する。冷却型アクチュエータ実施例の場合、導体
間のクリアランス即ち間隙（ほとんど図面において示し
てある）を介して強制的に流体を流させる。比較的大き
な表面積対体積比のために、無数の小さな導体から熱が
より迅速に除去される。多くの適用例において導体間の
強制対流により小型の導体が十分に冷却され、より簡単
なアクチュエータコンポーネントの構成とすることを可
能としている。冷却型のマクロ的なアクチュエータ実施
例は導体内部に流体チャンネル（不図示）を有してい
る。アクチュエータが磁石、シート及び導体内部に冷却
用チャンネルを有する場合に最大のエネルギ密度が得ら
れる。冷却されたチュービングにより内部チャンネルか
ら除去され且つ内部チャンネルへ供給される冷却用流体
を有する実施例は、冷却用流体の露出又は損失を発生す
ることなしに真空内で動作することが可能である。内部
冷却用マイクロチャンネルは小型化されたアクチュエー
タ実施例においてエネルギ密度を増加させ、且つエピタ
キシャル製造の困難性が増加するにも拘らず、本発明の
技術的範囲内に包含されるものである。

【０１１０】導体間冷却の結果は、全ての転動用線接触
トラクション表面を冷却剤へ露呈させることとなる。好
適な強制対流導体間冷却用流体は、潤滑剤として作用す
るよりもトラクションを向上させる気体及び液体であ
る。例えば滑らかに可変な速度伝動装置などの産業的ト
ラクション装置を潤滑させ且つ冷却するために一般的に
使用される液体は、本発明の好適実施例において満足に
行く程度に動作するのに十分にトラクション性質を有し
ている。しかしながら、全く潤滑作用を提供することの
ない冷却剤は、アクチュエータが電気的パワーから機械
的パワーへの最大の変換を供給することを許容する。比
較的大きな面積のトラクション表面は、雨用のタイヤの
溝に類似した格子状の浅い溝（不図示）を有する場合が
あり、高速のリフタ動作期間中に流体が流出することを
許容する。

【０１１１】図４８は歩行用アクチュエータ２３４、歩
行用アクチュエータ２３６、電気的結合及び励起手段２
３８、位置測定手段２４０、電気的パワー源２４２、コ
ントローラ２４４、フーリエ係数計算器２４６を有する
アクチュエータシステムを概略的に示してある。アクチ
ュエータ層はインダクタンス２４８により模式化されて
いる。各インダクタンスは単一の層とすることが可能で
あり、一方、電気的に接続された二つ又はそれ以上の層
からなるグループとして構成することも可能である。ア
クチュエータ２３４のインダクタンスはアクチュエータ
２３６の対応するインダクタンスと及び結合及び励起手
段２３８の一つと典型的に配線２５０により一つの回路
内に接続されている。この図面中における一つのアクチ
ュエータは電気的に並列状態に接続され且つ等価な機械
的動作を実施する二つ又はそれ以上のアクチュエータを
表わす場合がある。点線２５２は、図面に示したものよ
りもより多数の回路を使用することが可能であることを
模式的に示している。

【０１１２】所望の機械的ストローク波形の近似精度
は、フーリエ和に貢献するグループの数と共に改善され
る。必要とされる波形精度は特定のアクチュエータ適用
例の条件に依存する。アクチュエータの活性化は、電気
的パワー２５４及び外部的に供給される位置決めデータ
２５６の印加を必要とする。この位置決めデータを使用
して、コントローラ２４４は電気的パワーをフーリエ係
数計算器２４６へ供給する。フーリエ係数計算器２４６
は好適な平滑歩行動作のために必要とされる信号、即ち
タンゼンタ及びリフタの回路により必要とされる周波数
及び振幅２５８，２６０を供給する。結合及び励起手段
２３８は、各ループ２５０内にアクチュエータにより機
械的仕事へ変換される電気的パワー及び存在する場合に
内部的損失に打勝つパワーの増分を供給する。

【０１１３】回路共振と関連する大きな電流は結合及び
励起手段のループ部分のみを包含するループ自身に制限
される。結合及び励起手段のループ部分の電気的抵抗
は、特定のアクチュエータ適用例の効率条件により予め
定められた低い値を有している。アクチュエータ層グル
ープ間のフーリエ周波数の協力関係は、好適には、基準
として該システム内に存在する最も高いフーリエ周波数
を使用してフェーズロックすることにより管理される。

【０１１４】位置測定手段２４０はコントローラに相対
的な層の位置を表わす信号２６２を供給する。該コント
ローラはフーリエ係数計算器により供給される励起振幅
を変化させることにより外部的に必要とされる位置で相
対的な層の位置のエラーを補正する。その際に、アクチ
ュエータの各層及び一群の層が機械的ストロークの一部
に寄与する。アクチュエータ２３４は層のストローク寄
与分の機械的和である反時計方向に示した機械的ストロ
ーク２６４を有しており、一方アクチュエータ２３６は
時計方向のストローク２６６を有している。運動経路の
方向は任意であり、一方実際のアクチュエータの運動方
向は二足（又は多足）歩行動作にとって適切に配列され
ている。該アクチュエータのうちの一つは、通常、電気
的接続を簡単化させるために半分の回転だけ回転される
位置決め装置内に据付けられている。機械的波形が対称
的なものである場合には、これら二つのアクチュエータ
又は二つのグループのアクチュエータは交互にパワース
トローク部分を実行する。例えば、アクチュエータ２３
６がリトレースしている間にアクチュエータ２３４が可
動物体に対して機械的仕事を与えることが可能である。
共同するリフタの力及びタンゼンタの力は二足平滑歩行
動作が使用される場合に位置決めされる物体に対して滑
らかに機械的パワーを伝達させる。

【０１１５】各回路内に１個のアクチュエータを使用す
る制御手段の変形例は独立的且つ電気的に制御可能なア
クチュエータ波形を有することが可能である。この変形
例は多相モータ及び位置決め器用に使用される。多相モ
ータは、より多くの割合のアクチュエータが全ての時刻
において強制用のストロークを実行することを可能とす
る。

【０１１６】理解すべきことであるが、本発明は、更
に、異なる程度の平滑歩行動作と共に使用することを意
図したものである。ラフな歩行動作は、本明細書におい
ては、所定量のスライディング即ち摺動動作及び印加力
の所定の変化性を有する物体の牽引的位置決め動作とし
て定義される。これらの別の活性化モードは、平滑歩行
動作のために使用されるものと異なった機械的ストロー
ク波形で達成される。ラフな歩行動作は、トラクション
表面の所望の寿命に適った任意の機械的歩行動作波形を
使用する。特定のラフ歩行動作適用例は、位置決めされ
る物体の弾性的擾乱及び音響的ノイズレベルに対する限
界を緩和することが可能である。

【０１１７】更に理解すべきことであるが、タンゼンタ
の全ての層は、例えばクラスＡパワーアンプ、直流電源
を使用したスイッチレギュレータなどの単一の時間変化
電源により駆動し且つ電気的に接続させることが可能で
ある。リフタは、更に、電気的ユニットとして駆動する
ことも可能である。ラフ歩行動作は、特に、比較的低い
機械的及び電気的効率の犠牲を伴なって電気的駆動回路
を比較的簡単化することを必要とするアクチュエータ適
用例にとって有益的なものである。この様な適用例の一
例は、その有用な寿命期間中に比較的強力なものは少な
いが比較的ゆっくりとしたストロークを実行する静圧シ
リンダを置換するリニアアクチュエータである。

【０１１８】本リアクティブアクチュエータ実施例へス
イッチ可能に接続された場合、定電圧又は定電流電気的
駆動手段は、時間に関して非線形的に変化する電流を発
生する。従来技術においては、定供給電圧又は定供給電
流の仮定は、回路応答の計算を簡単化していた。定電圧
又は定電流源の両方とも特別の条件下での特定の回路を
除いてほとんど全ての実際の場合に達成することが困難
なものであり、そのことは本発明の文脈においてほとん
ど関連性を有するものではない。しかしながら、実際的
な電気的駆動源の非線形的な応答は簡単な振り子に類似
した古典的な単一周波数の正弦的応答から明確に区別さ
れる多共振態様で動作するこの様な応答を滑らかにさせ
ることにより有益的な電気的効率を持って本発明におい
て使用されている。例えば、カンガルーの後ろ足はホッ
ピング期間中は非正弦的多共振システムであり、平坦な
地面をトラバースするために使用される踵及び尻尾の腱
内に実質的により多くのエネルギを一時的に格納し且つ
リサイクルさせる。サイクル動作させるエネルギ蓄積は
十分であり且つラビング即ち摺擦なしでのホッピングは
機械的に効率的であり、カンガルーはそれが存在してい
ることにより証明された生き残りの能力を与えている。

【０１１９】印加電流の大きさに応答するストロークと
力との非線形関係は、ある程度、任意の特定の構成の本
磁気アクチュエータにおいて本質的なものであり、たと
え直線的な応答を有することが意図されたものであって
も本質的なものである。なぜならば、直線性は理想的な
ものでありそれは現実的には近似されるに過ぎないもの
だからである。印加電流の大きさに関するストローク及
び力の変化は電気的活性手段の電気的特性、機械的負荷
の性質、及びアクチュエータ層の電気機械的応答に複雑
な態様で依存する。この後者は、更に、ローラの運動に
より発生される磁気経路の変化に起因する応答の変化を
包含している。更に、層の応答は、部分的に、活性及び
動作速度に依存する。

【０１２０】本発明の各実施例は、印加電流の大きさに
応答する非線形的位置決め動作及び力を有する変形例を
包含している。アクチュエータ層の運動的及び電気的特
性の形態、駆動手段の電気的特性、及びシステムの活性
化のタイミングは、特定の適用例の条件に従って非線形
的なストローク・力作用を与えるために統合的に予め決
定されている。一例として、時間に関する印加電流の予
め定められた変動が与えられると（これは通常非線形
的）、非線形的リフタ層が矩形波の形態でストロークを
発生し、一方、同様に、非線形的タンゼンタが三角形状
の波形を発生し、両方の波形は前述した如く平滑歩行動
作を発生すべく共働する。強調すべきことであるが、運
動波形、即ち電流、位置及び時間の複雑な関数、及び電
流波形、即ち時間の直接的な関数であり且つローラ位置
の間接的な関数は非線形的であると仮定され、一方所定
の組合わせは所望の機械的ストローク波形を発生する。
更に強調すべきことであるが、本発明の完全に機能的な
アクチュエータは、単一のリフタ層と単一のタンゼンタ
層のみを有する場合があり、その改良点は、構成が簡単
且つ小型であり、且つ電気的駆動手段が簡単化されてい
ることである。原理的には、最も簡単なアクチュエータ
リフタは、単一のローラを有する場合があり、且つタン
ゼンタは単一のローラ対を有する場合があり、運動学的
な安定性は外部的に与えられる。しかしながら、複数個
のローラを有する実施例は、前述した如くにアクチュエ
ータの性能を効果的に改善し、且つ運動学的な安定性を
与えるものである。単一ローラ又は二重ローラ小型の実
施例は、例えばミクロ的なロボットなどの駆動手段など
の適用例に適している。

【０１２１】図２に示した一例としてのモータ適用例
は、外側リフタ層と内側タンゼンタ層とから構成される
アクチュエータを有している。リフタはトラクション用
の垂直方向の力を付与し、それは全てのタンゼンタの力
を維持しながら取付けたタンゼンタ部材を有するタンゼ
ンタ部分の全体を移動させねばならない。適切なモータ
機能は、タンゼンタの強制運動方向において比較的大き
な構造的剛性を有するリフタを必要とする。従って、好
適なリフタローラの方向はタンゼンタの運動及び強制動
作と平行なものである。図３の実施例においては、矢印
２６で示した方向に平行なリフタローラがロッド２４上
に最も大きな並進運動力を与えている。

【０１２２】例えばリフタとタンゼンタとアキシャーと
を有する図２の実施例の如く三軸アクチュエータは少な
くともタンゼンタ又はアキシャーに平行なリフタのロー
ラを有している。三軸適用例においては、剛性は機械的
にではなく電気的に達成することが可能である。比較的
高い電気的剛性は、比較的低い電源の電気的インピーダ
ンスにより得られる。

【０１２３】トラクションの性質は、リフタが、トラク
ションの転動静止係数の逆数と同一の係数だけ最も大き
な接線方向の力よりも一層大きな垂直方向の力を付与す
ることを必要とする。多数のアクチュエータ適用例にお
いて、この垂直方向の力は比較的高く、勿論単に装置の
重量により供給されるものよりも著しく高いものであ
り、且つ一般的には、実際的なスプリングにより供給す
ることが可能なものよりも大きい。従って、好適なアク
チュエータリフタは、例えばスプリング又は重力などの
外部的条件ではなく、全ての必要なトラクション用の垂
直方向の力を供給する。上述した機能のためには重力は
必要ではなく、従って重力ゼロ又は微小重力状態での動
作を可能としている。

【０１２４】垂直方向の力は比較的大きいので、交互に
動作されるマルチ対アクチュエータは、位置決めされる
物体を常時万力のように把持している。３個のアクチュ
エータのグループが位置決めされる物体のほとんどの形
状、特にシャフト及び車軸などの円筒形状に対し運動学
的な安定性を与える。該アクチュエータのトラクション
部材作用を交互の動作とすることにより、ラビング即ち
摺擦なしでクリアランスがゼロの軸受の機能を与えてい
る。

【０１２５】本発明のアクチュエータは、好適には、ト
ラクション動作による位置決め動作において本質的な比
較的大きな力を支えるのに十分な堅牢性を持って構成さ
れる。この構成の堅牢性は、トラクション部材により充
足される軸受機能のゼロのクリアランスと結合して、比
較的高い位置決め精度を達成するのに必要な比較的高い
構造的剛性を提供している。

【０１２６】本アクチュエータによる物体の位置決め動
作の精度は、他の位置決め装置と比較して高いものであ
る。他の装置では、高々、内部的乃至は付随的な位置セ
ンサにより許容されるものよりも位置決め動作がより精
密なものであるということはない。ほとんどの位置決め
器は軸受及びリンクに依存している。これらの柔順的な
装置における任意的な精度の位置センサは、単に、軸受
及びリンクのクリアランス及びヘルツ接触に関連する弾
性コンプライアンスを部分的に補償することが可能であ
るに過ぎず、従って精々非常に精密な位置検知により与
えられる精度の一部が達成されるに過ぎない。

【０１２７】本発明を、例えば高重量の乗り物、船舶な
どに用いる原動機などの比較的に大きな寸法のものに拡
大される場合には、マクロ的コンポーネントが好適であ
る。アクチュエータのマクロ的変形例は、適宜の物質の
シート及び通常のワイヤから容易に構成される。丸い形
状以外の特別の形状の導体は適宜の形態のダイにより容
易に引抜き又は圧延される。導体物質の選択は特定の適
用例の必要性に基づいて行なわれる。例えば、中程度の
構造的剛性を持ったクラスの適用例では例えばＮａｒｌ
ｏｙｚ（ロックウェルインターナショナルコーポレー
ションの商標）などの銅合金を使用する。この合金は大
略スチールの強度を有しており、酸素を含有することの
ない高導電性の銅の電気的導電度を有しており、且つ銅
及びその合金と同等の中程度の弾性係数を有している。

【０１２８】好適な導体絶縁は、有機コーティング以外
の電気的絶縁体での表面処理によるものである。例え
ば、その場での金属酸化物は、有機膜と比較して比較的
高いトラクション性の接触耐久性を有している。アルミ
ニウム導体に対する好適な絶縁は、ディープアノダイジ
ング即ち陽極処理であり、それは、通常、約８ミクロン
の厚さの酸化物コーティングを有している。

【０１２９】シート３０及び３４は電気的に非導電体か
ら構成されている。一方、シート３０及び３４は所定の
表面処理により外部表面を電気的に非導電性とさせた電
気的導体から構成することも可能であり、その場合に、
好適には、その場での即ち現場でのセラミック金属酸化
物などが使用される。特定の実施例の必要性に従って、
適宜の電気的導電性を持った磁性物質が選択される。

【０１３０】小さく、小型で且つミクロ的な寸法に縮小
した場合の本発明の好適な製造方法は、例えばエピタキ
シャル付着、ホトリソグラフィ、化学エッチングなどの
ミクロ的寸法の一つ又はそれ以上の製造技術により比較
的小さなアクチュエータコンポーネントを形成する。ア
クチュエータ効率は、磁界強度と力との前述した距離の
逆に基づく関係に起因して、コンポーネントが小型化す
るに従い増加する。単位印加電流当りの力は、磁束回路
を短くすることに従って空気ギャップを小さくするに従
い増加する。導体の寸法が小さいことは、与えられた転
動用接触表面幅内により多くの数の導体を設けることを
可能とし、その際に機械的ストロークに対しより多くの
数の力の寄与分を付け加えることを可能とする。より密
接して配置した導体は、更に、電気機械的結合が改善さ
れることによりアクチュエータの剛性を増加させる。比
較的高い剛性を必要とする適用例は、アクチュエータの
電気機械的結合係数に相応して、電気的駆動手段の剛性
を介しての剛性の優勢を発生させる。電気的に派生され
る剛性は、電気機械的結合係数を増加させると共に増加
し、そのことはコンポーネントの寸法を減少させると共
に増加する。

【０１３１】マクロ的実施例及びミクロ的実施例の両方
において、コンプライアント即ち柔順性の物質（不図
示）を安定性及び保持性のために導体間の空間の一部に
付加させることが可能である。例示的な安定化用物質は
所定の程度の機械的コンプライアンスを有するポリマ
ー、シリコンラバー、及びラバー性リニアポリマーなど
がある。例えばポリパラキシリレンなどのような蒸気相
内で付与されるポリマーはミクロ的実施例に対して好適
である。

【０１３２】一方、ローリング即ち転動動作を制限する
ことなしに導体をトラップするシート延長部（不図示）
により導体を保持することが可能である。好適には、延
長部はシートと共に且つそれと同様の物質で一体的に製
造する。導電性の延長部物質は、所定の最小摩擦及び摩
耗片発生を伴なう初期的なアクチュエータ動作期間中に
マイクロスライディング即ち微小摺動を可能とする絶縁
組成物を使用している。初期的なアクチュエータ動作の
後に、ローラはシート間トラクションにより機械的に中
心位置決めされ且つ保持され、従って保持用延長部のさ
らなる摩擦による関与を必要とすることはない。

【０１３３】本発明の好適な電流のみの実施例は、強磁
性物質を有するものではなく、従ってヒステリシス及び
強磁性渦電流に起因する内部的損失を回避している。ヒ
ステリシスが存在しないので、アクチュエータの力は印
加電流に対して一層比例したものとなる。なぜならば、
磁気的飽和に起因する非線形性が発生することはないか
らである。本発明のアクチュエータは永久的な損傷を発
生することなしに非常に強力な磁界に繰返し露呈されて
も何ら問題を発生することはないが、ある磁界における
場合には所望の通りに機能しない場合がある。強磁性物
質はピエゾ電気物質に類似したキューリー温度を有して
おり、その温度より高い温度においては所望の機能は永
久的に又は一時的に阻害される。本発明の電流のみの実
施例においては強磁性物質が存在しないので、動作温度
を多様な種類の比較的高温の適用例に良好に適した比較
的高い温度へ上昇させる。元素の周期表の中間部分に通
常見出される強磁性物質を除去することは、比較的低い
原子番号（Ｚ）を有する元素のみを使用するアクチュエ
ータを構成することを可能としている。低い原子番号の
物質を使用することは構成物質の原子核反応を最小とさ
せ、メインテナンス及び日常の動作期間中においてのよ
り安全な環境を与えることを可能としている。

【０１３４】多様な種類の強力なラジエーション（放
射）適用例は低原子番号アクチュエータが適しており、
一つの利点は照射した後に不所望に装置を放射性のもの
とさせる原子核転換の発生頻度が比較的少ないことであ
る。例えば、銅及び銀はイオン化照射により崩壊する多
数の比較的長い寿命を有し且つ危険な娘核アイソトープ
を有しており、一方アルミニウム、マグネシウム、リチ
ウム及びベリリュウムはそうではない。比重は、通常、
低原子番号物質の場合により低く、本発明の電流のみを
実施例を使用して比較的軽量の位置決め器及び強制器を
構成することが可能である。軽量の装置は、例えば軌道
への打上げなど比較的高い輸送コストを有する適用例に
適している。

【０１３５】ある適用例では例えば銅、銀及びアルミニ
ウムなどの一般的な導体を溶融する電流より低い電流に
よってより大きなアクチュエータ力を発生することが可
能であることを必要とする場合がある。多くの比較的高
温の超伝導体は一般的なマクロ的手段により且つエピタ
キシャル付着により製造される。種々の金属酸化物から
構成される種類の超伝導体はセラミック状の物理的特性
を有している。セラミックスは、剪断応力及び引張り応
力よりも比較的高い圧縮応力に耐えることが可能であ
る。明らかなことであるが、本アクチュエータは負荷を
担持するローラ上に支配的に圧縮性の応力を課すことに
より効果が発揮される。

【０１３６】本発明の歩行用アクチュエータは、弾性コ
ンプライアンスが比較的低い場合に比較的高い機械的効
率を発生する。アクチュエータコンプライアンスは、各
強制運動ストロークの一部をアクチュエータ本体、位置
決めされる物体、及びアクチュエータ支持手段の弾性変
形に帰着させる。装置の構造的コンプライアンスが低い
ことは、特定の組の動作条件が与えられた場合に、位置
決めされる物体へ供給されるパワーが増加する。

【０１３７】転動コンポーネントとシートとの間のコン
タクト即ち接触はハーチアン（Ｈｅｒｔｚｉａｎ）即ち
ヘルツ型ではなくリニア即ち直線型である。ヘルツ型コ
ンタクト（接触）は、球を平面上に押付けた場合に発生
するような点状の接触面積を有するものとして定義され
る。ヘルツ型コンタクトの機械的剛性は、低接触力にお
ける比較的低い値から高接触力におけるより高い値へ指
数関数により増加する。所望の高い接触剛性に対して十
分な圧力において、球と面との接触表面のちょうど内部
のヘルツ型コンタクトの圧縮応力及び剪断応力はほとん
どの物質により課される許容可能限界を超える場合があ
る。安全応力レベル又はそれ以上における動作は、接触
表面の壊滅的ではないにしても漸次的な破壊を発生す
る。対照的に、本アクチュエータの非ヘルツ型のリニア
コンタクト即ち直線的接触は基本的に接触負荷とは独立
的な弾性剛性を有している。予め定められた負荷が与え
られると、非ヘルツ型コンタクトはそのコンタクトの近
傍において比較的低い圧縮応力及び剪断応力を発生させ
る。従って、図２に示した装置における転動線接触の如
く、大きな負荷は、一体的に作用し且つ負荷を分担する
多数の転動円筒−面接触により比較的容易に担持され
る。勿論、所定の垂直方向の力と相対的に十分に大きな
転動用コンダクタコンタクトの面積を構築することによ
り、接触応力が長期的な疲労が観察可能となり即ち寿命
を短縮化するものとなる値を超えることを防止してい
る。非常に大きな力を発生する適用例は、トラクション
部材の全体的な足跡に亘って垂直方向の力を一様に分布
させることから利点が得られる。例えば回転モータ及び
強制器などのように回転が歩行用トラクション部材の並
進運動成分と関連している成分を必要とする装置におい
ては、その回転成分は湾曲したタンゼンタ又はアキシャ
ーのレイヤ即ち層により容易に供給される。

【０１３８】公知の如く、見掛け強度は機械的コンポー
ネントの小型化により増加する。小型コンポーネントに
おける表面積対体積の比較的大きな比にも拘らず、物質
の弱体化に貢献する小さな欠陥を見付け出すための表面
積はより少ない。極限的な例は、比較的少ない格子欠陥
を有する単結晶から構成されたコンポーネントである。
好適なミクロ的小型製造方法は、コンポーネントが高い
応力下におかれる場合に比較的高い耐久性を与えること
により本発明に利点を与えている。更に、転動用コンポ
ーネントは、転動接触に起因するミクロラビング即ち微
小摺擦の無視可能な程度に小さい成分を除いて、ラビン
グ即ち摺擦を有するものではない。トラクションサイク
ル期間中に大きなラビング即ち摺擦が存在することのな
い滑らかな歩行動作と組合わされて、本発明アクチュエ
ータは非常に少なく且つ良性の寿命短縮メカニズムを有
するものに過ぎない。

【０１３９】スプリング及びその他の付随的復帰力コン
ポーネントは本発明の好適実施例においては使用されて
おらず、従ってスプリングの曲げに起因する疲労が発生
することは回避されている。しかしながら、多様な種類
のアクチュエータ適用例は、そうでない場合には電気的
に、透磁性により、又は残留磁気力により得ることの不
可能な復帰力を必要とする。この文脈においてスプリン
グはアクチュエータ本体圧縮の永久的な成分を与えるた
めに使用されるものを包含するものではない。しかしな
がら、復帰力スプリングはシートの端部間又は導体に固
定した付属物又は一部としてシート間に一体的に組込む
ことが可能である（不図示）。前述した如く、あるアク
チュエータ実施例は印加した双極性の電気駆動信号を機
械的に整流する転動コンポーネントを有する場合があ
り、その場合には、一方向においてのみ電気的に制御さ
れた力を供給する。これらの実施例は、弾性的反力に対
しスプリングに依存する場合がある。多くの適用例は本
アクチュエータが位置決めされる物体に対して一定の力
を供給することを必要とする。スプリングが使用されな
い場合には、一定の力を供給するために必要とされる電
流は位置決めされる物体により外部的に加えられる力を
超えることはない。対照的に、タンゼンタ又はアキシャ
ーの強制方向に作用するスプリングは、スプリングを変
形させるために電流の増分を必要とする。アクチュエー
タによる強制ストローク部分期間中、位置決めされる物
体に関して仕事が行なわれる。スプリングが使用される
場合には、スプリングを曲げることに仕事が行なわれ
る。弾性エネルギは一時的にスプリング内に蓄積される
が、リトレースのために駆動手段へ帰還されない場合が
ある。従って、スプリングを有するアクチュエータは、
通常、スプリングのないものよりも幾分大きな動作電流
を必要とし、且つ比較的低いデューティサイクルを発生
し、与えられた一組の動作条件下においてより少ない量
の有用な仕事乃至はパワーを位置決めされる物体へ供給
することが可能である。

【０１４０】比較的高い機械的効率で動作するアクチュ
エータは、トラクション部材と位置決めされる物体の表
面との間のリトレース期間中に完全なクリアランスを必
要とする。従って、スプリング又は内部的自己圧縮を有
することのないアクチュエータは、垂直方向の力が存在
しないために、リトレース期間中に本体層の厚さに関し
て比較的少ない制御を有している。アクチュエータ本体
が層シートの幅広の表面に対して垂直な方向において基
本的に自由である場合には、何らかの残留リトレース摺
擦が発生する場合がある。リトレース摺擦は、アクチュ
エータ本体へ垂直圧縮力を印加することにより回避され
る。好適実施例ではトラクション部材及びアクチュエー
タ本体が取付けられる支持手段の端部間に回転可能に又
は屈曲可能に取付けられた引張りリンク（不図示）を使
用している。引張り部材は、リトレース期間中にラビン
グ即ち摺擦を回避するために必要とされる必要な本体圧
縮を与える。該圧縮は、更に、シート間の転動用コンポ
ーネントのトラクション特性を維持している。引張りリ
ンクはリフタ作用方向に対して平行に又は小さな角度を
もって整合されており、且つ基本的に、タンゼンタ及び
アキシャー運動に対し基本的に完全な機械的コンプライ
アンスを提供している。引張りリンクの基本的に無限の
接線方向コンプライアンスは、タンゼンタ又はアキシャ
ーのパワー輸送を著しく損傷することはない。該リンク
の引張りスプリング定数は位置決め物体に対するトラク
ション部材の所望の垂直方向の接触力を付与するために
リフタが打勝たねばならない過剰な力を付加することな
しに十分な本体圧縮を与えるべく予め決定されている。

【０１４１】本アクチュエータの残留乃至は励起型実施
例は、リフタが外部的に電気的に活性化される場合に発
電機として動作し、励起を超えた電気的パワーがタンゼ
ンタ回路から抽出され、一方、励起された場合には、励
起電流がタンゼンタ導体の一つへ印加される。電気励起
とは、リサイクル励起電流が比較的高い発電機効率を与
えることを意味している。残留磁気物質を組込んでいる
もの以外であるが透磁性コンポーネントを有する実施例
を包含する本発明の実施例は、又、別の強制的に転動運
動される導体が有用な電気的パワーを抽出することが可
能な内部磁界を形成するような態様で励起電流が層導体
へ印加される場合に発電機として動作する。

【０１４２】本アクチュエータは比較的短いパワースト
ロークを行なう。しかしながら、歩行用磁気アクチュエ
ータのパワーストロークは、同等のピエゾ電気アクチュ
エータのものを容易に超える場合がある。なぜならば、
後者のものは弾性変形歪を破壊値以下に制限するからで
ある。対照的に、歩行用磁気アクチュエータの転動用コ
ンポーネントはそれらのピエゾ電気対応物よりも一桁大
きなパワーストロークを容易に達成する。ストローク用
周波数が与えられると、歩行用磁気アクチュエータによ
り達成される表面速度は、同一のファクタだけ等価なピ
エゾ電気アクチュエータのものを凌ぐものである。

【０１４３】本発明の別の実施例は、幾つかの本体部分
において例えばピエゾ電気層などの電気的変形可能物質
層を、他の本体部分における磁気アクチュエータ層と結
合してハイブリッドアクチュエータを形成している。

【０１４４】図４９は三軸アクチュエータの概略斜視図
を示しており、それは、大略、マウント用ベース表面部
分４、トラクション部材８のトラクション表面部分６、
層構成型のアクチュエータ本体部分１０，１２，１４を
有している。この実施例は、それが付加的な湾曲した層
構成本体部分１４を有するという点を除いて、図１に示
したものと同じである。電気的接続部は簡単化のために
省略してある。トラクション部材及び本体部分は、一体
的に構成することが可能である。本アクチュエータは、
所定の大きさ及び極性の別々の電気信号が対応する本体
部分へ印加されると、強制的にトラクション表面６を所
定の方向に位置決めする。本体部分１０、即ちリフタ
は、矢印１６で示した方向においてトラクション部材８
の位置決めを行なう。本体部分１２はアキシャーであ
り、それは矢印１８で示した方向においてトラクション
部材８の位置決めを行なう。本体部分１４はタンゼンタ
であって、それは湾曲した経路に沿って矢印２０で示し
た方向に作用する。層構成とされた本体構成体は平行な
線によって図面中に示してある。

【０１４５】好適実施例は多数の層からなる本体部分を
有しており、それらの層は電気的に並列接続されている
が、その部分の層の運動寄与分の和である機械的動作を
発生する。各アクチュエータ部分は、マウント用表面４
と相対的に、その和運動を各相継ぐ本体部分の運動へ加
える。部材８のトラクション表面は位置決めされる物体
の表面に適合すべく湾曲されており、且つアクチュエー
タの全ての層の運動のベクトル和でもって移動する。ト
ラクション部材位置決め方向１６，１８，２０は、直交
する直線的又は湾曲した経路とすることが可能であり、
一方、所定の相対的な角度方向に沿って作用することが
可能である。

【０１４６】図５０を参照すると、位置決め器組立体５
を部分的に想像線で概略斜視図として示してあり、それ
はハウジング２２と、図４９に示したものと同様のアク
チュエータ３と、シャフト２４とを有している。リフタ
（図４９の１０）の動作は、トラクション部材をシャフ
ト２４に対して強制させる。タンゼンタ（図４９の１
４）はシャフト２４をして矢印２６で示した方向に回転
させる。アキシャー（図４９の１２）は矢印１８で示し
た方向にシャフトの並進運動を発生させる。

【０１４７】図５１を参照すると、三軸ハイブリッドア
クチュエータ７を概略斜視図で示しており、それはベー
ス１５と、トラクション部材８と、タンゼンタ２８と、
アキシャー１２と、ローラ対８２を具備するリフタ２７
とを有している。トラクション部材８はタンゼンタ２
８、アキシャー１７、リフタ２７により、それぞれの方
向２０，１８，１６において位置決めされる。タンゼン
タ２８は磁気的であり、ローラ４０は矢印１８で示した
方向と近軸状態にある。従って、タンゼンタ２８は矢印
１８で示した方向においては本質的に運動的には堅さが
あり、且つ電気的手段により矢印２０で示した方向にお
いて剛性を派生している。アキシャー１２は、更に例え
ばアクチュエータ本体部分を形成するために強誘電体又
はピエゾ電気物質層などの電気的変形可能物質から構成
されており、それは全ての方向において本質的に剛性を
有している。リフタ２７は矢印１８で示した方向におい
て運動的な剛性を持ったローラ対８２を持った磁気的タ
イプのものであり、一方矢印２０で示した方向における
剛性は電気的に派生される。図５１のハイブリッドアク
チュエータは、図５０の実施例装置のシャフトの軸に平
行である矢印１８で示した方向において最も剛性が高
い。

【０１４８】図５１のハイブリッドアクチュエータを使
用する図５０の位置決め器は、比較的大きな力で軸方向
に位置決めを行なう。図示したピエゾ電気型のものの代
わりの磁気アキシャーは、矢印１８で示した方向に対し
垂直な転動用コンポーネントを有し、従って矢印１８で
示した方向において比較的コンプライアント即ち柔順性
を有している。図５１のハイブリッドアクチュエータ実
施例は各運動軸に対し１個の作用層を示している。その
他の変形例（不図示）は、各アクチュエータ部分の運動
方向に対して作用する二つ又はそれ以上の層を有するこ
とが可能である。

【０１４９】図５２は本発明の好適なコントローラ実施
例の概略システム図を示しており、電気的力及び磁気的
力の組合わせに応答して変形する本体部分を有するハイ
ブリッド実施例の利点を明らかとすることを目的として
いる。図５２のシステムは、コントローラ２４４、複数
個の励起器Ｓ₁ ，．．．，Ｓ_n 、複数個のインピーダン
スＺ₁ ，．．．，Ｚ_n 、電気的にセグメント化されてお
り且つ構造的に一体的なアクチュエータ７、複数個の電
気的ループＬ₁ ，．．．，Ｌ_n を有している。複数個の
インピーダンスＺ₁ ，．．．，Ｚ_n により表わされるア
クチュエータ２の電気的セグメントは独立的に電気的に
アドレスすることが可能である。ループＬ₁ は、アクチ
ュエータインピーダンスＺ₁ 、インピーダンスＺ′₁ 、
励起器Ｓ₁ のループ部分２１を接続している。励起器Ｓ
₁ の電力を受取る部分はコントローラ２４４へ接続され
ている。その他のループは同様に接続されており且つ同
様の機能を有している。

【０１５０】外部的な電気的パワーが電源２４２からコ
ントローラ２４４へ印加される。アクチュエータ２を動
作させるための外部的位置データ２５６はコントローラ
２４４へ送給される。供給される命令を使用して、コン
トローラ２４４は電気的パワーが励起器Ｓ₁ ，．．．，
Ｓ_n へ分布されるような態様で内部的に計算を行なう。
各励起器へ供給される電気的振幅は時間の周期的関数で
ある。

【０１５１】各ループはその励起器により必ずしも機械
的共振ではないが電気的な共振状態に駆動される。Ｆ
₁ ，．．．，Ｆ_n によって表わされる各ループ内の周波
数、振幅、位相及び極性は、アクチュエータ命令２５６
に従ってコントローラにより決定される。一体的なアク
チュエータ構成はアクチュエータのトラクション表面部
分６においてベクトル的に加算されたトランスダクショ
ン即ち形質導入（変換）となり、それは非正弦波形９
（本実施例においては平滑歩行用タンゼンタ波形）の形
態を有するアクチュエータ出力である。

【０１５２】各ループインピーダンスＺ′内の一時的な
電気的エネルギの蓄積により共振が援助される。インピ
ーダンスＺ′は幾つかの実施例においては別個のコンポ
ーネントとすることが可能である。その他の実施例にお
いては、励起器のループ部分２１の出力部分がＺ′で示
した別個のインピーダンスコンポーネントの代わりのエ
ネルギ蓄積インピーダンス回路部分である場合がある。
しかしながら、好適実施例においては、エネルギ蓄積用
インピーダンスＺ′₁ ，．．．，Ｚ′_n はアクチュエー
タ２の相補的な作用であるトランスダクション９′を発
生するトラクション表面部分６′を有する同様のアクチ
ュエータ２′（点線）の対応するインピーダンスセグメ
ントである。

【０１５３】各共振の周波数、振幅、位相及び極性を選
択するためにフーリエ理論を使用することが可能であ
り、Ｆ₁ ，．．．，Ｆ_n で表わしており、それはアクチ
ュエータ出力寄与分のベクトル和９を発生する。好適な
方法は複数個の正弦信号を電気的に加算することにより
所定の非正弦的電気的波形を合成する方法に類似してい
る。しかしながら、本発明はその電気的和は仮想的なも
のであって本システムの回路内のどこにおいても見出さ
れるものではないという事実により、電気的フーリエ和
とは異なっている。更に、本発明では、機械的共振が存
在しないという点が前述した電気機械的共振装置とは異
なっている。

【０１５４】本発明の変形例のコントローラ２４４はフ
ィードバック電気信号２６８を使用し、該信号はアクチ
ュエータ出力状態、即ちトラクション表面６の位置を表
わしており、且つ所望の波形をより正確に発生させるた
めに一体的な運動アクチュエータセグメントの相対的な
位置を表わすことが可能である。フィードバックは、ア
クチュエータの応答に非線形性がある場合にそれを部分
的に補正することが可能である。フィードバックは、更
に、所望の波形の剛性に対し非線形性を与えることが可
能である。電気信号２６８は、更に、一つ又はそれ以上
のループにおける励起の強度の状態に関する情報を有す
ることが可能であるが、好適実施例では、この機能を励
起器（図面の簡単化のために検知回路は省略されてい
る）において実施している。

【０１５５】共振コントローラコンポーネントとして付
随的なインピーダンスを使用することは、システムを小
型とし且つ構成を比較的簡単化することに貢献する。制
御手段の共振コンポーネントとして別の同様のアクチュ
エータの電気的セグメントである一時的なエネルギ蓄積
インピーダンスＺ′を設けることは、更に、構成を小型
化させ且つ簡単化させることに貢献する。アクチュエー
タの運動用セグメントが互いに共働する誘導的リラクタ
ンス及び容量的リラクタンスの両方を組込んでいる本発
明の変形例においては、層間電気的接続に関し更に小型
化及び簡単化が得られる。

【０１５６】尚、本発明に関しては、本願出願人の特許
である１９９０年５月２２日に発行された米国特許第
４，９２８，０３０号、１９９１年８月２７日に発行さ
れた米国特許第５０４３，６２１号、本願出願人の特許
出願である１９９１年９月５日に出願した米国特許出願
第０７／６９７，３６８号、同じく１９９１年８月９日
に出願した米国特許出願第０７／７４３，０６９号、同
じく１９９０年３月５日に出願した米国特許出願第０７
／４８８，５４８号を参照するとよい。

【０１５７】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。

【図面の簡単な説明】

【図１】層構成型本体及びトラクション部材を有する
磁気アクチュエータを示した概略斜視図。

【図２】本アクチュエータの回転モータ適用例を部分
的に想像線で示した概略斜視図。

【図３】本アクチュエータのリニアアクチュエータ適
用例を部分的に想像線で示した概略斜視図。

【図４】一方向に強制的接線方向運動を与える本アク
チュエータの一つの層の一部を示した概略断面図。

【図５】図４の一連のセグメント導体配列を示した本
アクチュエータの層を示した概略平面図。

【図６】双方向接線方向アクチュエータ層を示した概
略断面図。

【図７】導体セグメントを電気的に並列接続した状態
を示した図６の装置の概略平面図。

【図８】エピタキシャル技術によりより容易に製造す
ることが可能なコンポーネントを有する双方向強制位置
決め用アクチュエータ層部分の電流シート実施例を示し
た概略断面図。

【図９】図８の装置のローラを示した概略平面図。

【図１０】残留（磁気）シート及び密接したローラを
有する双方向接線方向強制的位置決めアクチュエータ層
部分を示した概略断面図。

【図１１】図１０の装置の詳細な構成を示した概略
図。

【図１２】エピタキシャル技術によりより容易に製造
することが可能な図１１，１１の装置の一実施例を示し
た概略断面図。

【図１３】セグメント化した残留シートを有する図１
２の装置の変形例を示した概略断面図。

【図１４】垂直に作用するアクチュエータ層部分の概
略断面図。

【図１５】より容易なエピタキシャル製造を可能とす
る図１４の装置の変形例を示した概略断面図。

【図１６】平面対称性を有する図１４の装置の変形例
を示した概略断面図。

【図１７】残留シートを使用する垂直に作用するアク
チュエータ層部分を示した概略断面図。

【図１８】電流シートを有する垂直に作用する層を示
した概略断面図。

【図１９】エピタキシャル技術により製造するのに適
した図１８の装置を示した概略断面図。

【図２０】一方向に接線方向運動及び力を与える本ア
クチュエータの一つの層の一部を示した概略断面図。

【図２１】図２０の導体配列を示した本アクチュエー
タの一つの層を示した概略平面図。

【図２２】二つの回路を有しており且つ双方向強制位
置決め動作を与えるアクチュエータ部分を示した概略断
面図。

【図２３】図２２の装置を示した概略平面図。

【図２４】インボリュート透磁性付属物を有する双方
向強制位置決め用アクチュエータ部分を示した概略断面
図。

【図２５】比較的短い磁束経路及び比較的低いリラク
タンスを有する双方向強制位置決め用アクチュエータ部
分を示した概略断面図。

【図２６】二つの回路及び相対的運動で誘起される磁
極対を有する双方向接線方向強制位置決め用アクチュエ
ータ部分を示した概略断面図。

【図２７】図２６の装置の多層変形例を示した概略断
面図。

【図２８】垂直方向に作用する（リフタ）アクチュエ
ータ部分の零入力値状態の機械的に中心位置決めされた
状態を示した概略断面図。

【図２９】電流の印加により発生する強制的垂直方向
位置決め動作を示した図２８の装置の状態を示した概略
断面図。

【図３０】透磁性導体付属物が磁束を集中させるアク
チュエータ部分を示した概略断面図。

【図３１】誘起された磁極及び透磁性付属物内の電流
の流れの効果を示した図３０の一つの導体を示した拡大
概略断面図。

【図３２】ポール（磁極）の形状構成により磁束経路
のリラクタンスを減少する状態を示した図２９の装置の
変形例を示した概略断面図。

【図３３】平坦な外側導体表面及びシートへの凸状構
成の付加を使用することによりあるクラスのプロセスで
製造を簡単化させた図２８の装置の変形例を示した概略
断面図。

【図３４】接線方向の運動及び力を与える本アクチュ
エータの一つの層の一部を示した概略断面図。

【図３５】電流の逆転による効果を示した図３４の装
置を示した概略断面図。

【図３６】一つの導体配列を示した本アクチュエータ
の一つの層を示した概略平面図。

【図３７】ストローク寄与分の機械的加算及び電流シ
ートの利点を示した本アクチュエータの三つの層を示し
た概略断面図。

【図３８】閉ループ制御用に使用される相対的層位置
を決定する誘導性手段を示した概略平面図。

【図３９】該導体の一部の変位の効果を示した図３８
の装置を示した概略平面図。

【図４０】導体間に容量を分散させた状態を示したア
クチュエータ層の一部を示した概略平面図。

【図４１】相対的容量測定により達成される相対的層
位置の検知状態を示した図４０の装置を示した概略平面
図。

【図４２】対構成としたローラを有する本アクチュエ
ータの一部の零入力値状態で機械的に中心位置とされた
状態を示した概略断面図。

【図４３】電流の印加により発生する位置決め動作を
示した図４２の装置を示した概略断面図。

【図４４】サブセットのアクチュエータ導体における
電流の逆転の効果を示した図４３の装置を示した概略断
面図。

【図４５】電流の印加の効果を示した三つの位置にお
ける一対のローラを示した概略断面図。

【図４６】変形例の導体の断面形状の有利な効果を示
した転動用及び固定導体を示した概略断面図。

【図４７】比較的容易に製造することを可能とする導
体の変形例を示した概略断面図。

【図４８】好適な電気的駆動手段を使用したアクチュ
エータシステムを示した概略図。

【図４９】層構成とした本体及びトラクション部材を
有する電気的歩行動作用アクチュエータを示した概略斜
視図。

【図５０】本発明の二軸モータ適用例の部分的に想像
線で示した概略斜視図。

【図５１】磁気的タンゼンタ、ピエゾ電気アキシャ
ー、磁気的リフタを有する三軸ハイブリッドアクチュエ
ータを示した概略斜視図。

【図５２】好適な駆動手段を使用したハイブリッドア
クチュエータ組立体制御システムを示した概略図。

【符号の説明】

２二軸アクチュエータ４マウント用ベース表面部分６トラクション表面部分８トラクション部材１０，１２層構成型電気的変形可能本体部分２４シャフト２８タンゼンタ本体層３０可動シート３２リブ３４静止シート４０転動用要素（ローラ）４４ギャップ５４ストローク６８，７０電気的接続部７２隆起シート表面部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２個のシートと１個のローラとを有する
磁気アクチュエータ層において、前記ローラが前記シー
ト間に転動線接触しており、前記転動線接触により少な
くとも一方のシートを移動させる前記ローラに作用する
磁力を発生させるために前記アクチュエータへ電流を印
加する手段が設けられていることを特徴とする磁気アク
チュエータ層。
【請求項２】請求項１において、前記ローラが少なく
とも一方のシートを他方のシートに関して平行に移動さ
せることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項３】請求項１において、前記ローラが少なく
とも一方のシートを他方のシートに関して垂直に移動さ
せることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項４】請求項１において、前記ローラが少なく
とも一方のシートを他方のシートに関して湾曲した状態
で移動させることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項５】請求項１において、前記シートが平坦状
であることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項６】請求項１において、前記シートが湾曲し
ていることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項７】請求項１において、前記電流が前記ロー
ラと少なくとも一方のシート上のリブとの間に磁力を発
生させることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項８】請求項１において、前記電流が前記ロー
ラと少なくとも一方のシートの一部との間に磁力を発生
させることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項９】請求項１において、前記シートが平坦状
であり、前記電流が前記ローラと少なくとも一方のシー
ト上のリブとの間に磁力を発生させ、前記ローラが少な
くとも一方のシートを他方のシートに関して平行に移動
させることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１０】請求項１において、前記シートが湾曲
しており、前記電流が前記ローラと少なくとも一方のシ
ート上のリブとの間に磁力を発生し、前記ローラが少な
くとも一方のシートを他方のシートに関して湾曲して移
動させることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１１】請求項１において、前記シートが平坦
状であり、前記電流が前記ローラと少なくとも一方のシ
ート上のリブとの間に磁力を発生し、前記ローラが少な
くとも一方のシートを他方のシートに関して垂直に移動
させることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１２】請求項１において、前記シートが湾曲
しており、前記電流が前記ローラと少なくとも一方のシ
ート上のリブとの間に磁力を発生し、前記ローラが少な
くとも一方のシートを他方のシートに関して直交して移
動させることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１３】請求項１において、前記シートが平坦
状であり、前記電流が前記ローラと少なくとも一方のシ
ートの一部との間に磁力を発生し、前記ローラが少なく
とも一方のシートを他方のシートに関して平行に移動さ
せることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１４】請求項１において、前記シートが湾曲
しており、前記電流が前記ローラと少なくとも一方のシ
ートの一部との間に磁力を発生し、前記ローラが少なく
とも一方のシートを他方のシートに関して湾曲して移動
させることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１５】請求項１において、前記シートが平坦
状であり、前記電流が前記ローラと少なくとも一方のシ
ートの一部との間に磁力を発生し、前記ローラが少なく
とも一方のシートを他方のシートに関して直交して移動
させることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１６】請求項１において、前記シートが湾曲
しており、前記電流が前記ローラと少なくとも一方のシ
ートの一部との間に磁力を発生し、前記ローラが少なく
とも一方のシートを他方のシートに関して直交して移動
させることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１７】請求項９において、透磁性リブが設け
られており、前記ローラが導体を有しており、前記電流
が磁力を発生し且つ前記リブ内に磁界を誘起させること
を特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１８】請求項９において、残留リブが設けら
れており、前記ローラが導体を有しており、前記電流が
前記磁力を発生させることを特徴とする磁気アクチュエ
ータ層。
【請求項１９】請求項９において、前記リブ内に導体
が設けられており、前記ローラが導体を有しており、前
記導体における電流が前記磁力を発生させることを特徴
とする磁気アクチュエータ層。
【請求項２０】請求項９において、残留ローラが設け
られており、前記リブが導体を有しており、前記電流が
前記磁力を発生させることを特徴とする磁気アクチュエ
ータ層。
【請求項２１】請求項９において、透磁性ローラが設
けられており、前記リブが導体を有しており、前記電流
が前記磁力を発生し且つ前記ローラ内に磁界を誘起させ
ることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項２２】請求項１０において、透磁性リブが設
けられており、前記ローラが導体を有しており、前記電
流が前記磁力を発生し且つ前記リブ内に磁界を誘起させ
ることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項２３】請求項１０において、残留リブが設け
られており、前記ローラが導体を有しており、前記電流
が前記磁力を発生させることを特徴とする磁気アクチュ
エータ層。
【請求項２４】請求項１０において、前記リブ内に導
体が設けられており、前記ローラが導体を有しており、
前記導体内の電流が前記磁力を発生させることを特徴と
する磁気アクチュエータ層。
【請求項２５】請求項１０において、残留ローラが設
けられており、前記リブが導体を有しており、前記電流
が前記磁力を発生させることを特徴とする磁気アクチュ
エータ層。
【請求項２６】請求項１０において、透磁性ローラが
設けられており、前記リブが導体を有しており、前記電
流が前記磁力を発生させ且つ前記ローラ内に磁界を発生
させることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項２７】請求項１１において、透磁性リブが設
けられており、前記ローラが導体を有しており、前記電
流が前記磁力を発生させ且つ前記リブ内に磁界を誘起さ
せることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項２８】請求項１１において、残留リブが設け
られており、前記ローラが導体を有しており、前記電流
が前記磁力を発生させることを特徴とする磁気アクチュ
エータ層。
【請求項２９】請求項１１において、前記リブ内に導
体が設けられており、前記ローラが導体を有しており、
前記導体内の電流が前記磁力を発生させることを特徴と
する磁気アクチュエータ層。
【請求項３０】請求項１１において、残留ローラが設
けられており、前記リブが導体を有しており、前記電流
が前記磁力を発生させることを特徴とする磁気アクチュ
エータ層。
【請求項３１】請求項１１において、透磁性ローラが
設けられており、前記リブが導体を有しており、前記電
流が前記磁力を発生させ且つ前記ローラ内に磁界を誘起
させることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項３２】請求項１２において、透磁性リブが設
けられており、前記ローラが導体を有しており、前記電
流が前記磁力を発生させ且つ前記リブ内に磁界を誘起さ
せることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項３３】請求項１２において、残留リブが設け
られており、前記ローラが導体を有しており、前記電流
が前記磁力を発生させることを特徴とする磁気アクチュ
エータ層。
【請求項３４】請求項１２において、前記リブ内に導
体が設けられており、前記ローラが導体を有しており、
前記導体内の電流が前記磁力を発生させることを特徴と
する磁気アクチュエータ層。
【請求項３５】請求項１２において、残留ローラが設
けられており、前記リブが導体を有しており、前記電流
が前記磁力を発生させることを特徴とする磁気アクチュ
エータ層。
【請求項３６】請求項１２において、透磁性ローラが
設けられており、前記リブが導体を有しており、前記電
流が前記磁力を発生し且つ前記ローラ内に磁界を誘起さ
せることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項３７】請求項１３において、透磁性リブが設
けられており、前記ローラが導体を有しており、前記電
流が前記磁力を発生し且つ前記リブ内に磁界を誘起させ
ることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項３８】請求項１３において、残留リブが設け
られており、前記ローラが導体を有しており、前記電流
が前記磁力を発生させることを特徴とする磁気アクチュ
エータ層。
【請求項３９】請求項１３において、前記リブ内に導
体が設けられており、前記ローラが導体を有しており、
前記導体内の電流が前記磁力を発生させることを特徴と
する磁気アクチュエータ層。
【請求項４０】請求項１３において、残留ローラが設
けられており、前記リブが導体を有しており、前記電流
が前記磁力を発生させることを特徴とする磁気アクチュ
エータ層。
【請求項４１】請求項１３において、透磁性ローラが
設けられており、前記リブが導体を有しており、前記電
流が前記磁力を発生し且つ前記ローラ内に磁界を誘起さ
せることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項４２】請求項１４において、透磁性リブが設
けられており、前記ローラが導体を有しており、前記電
流が前記磁力を発生し且つ前記リブ内に磁界を誘起させ
ることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項４３】請求項１４において、残留リブが設け
られており、前記ローラが導体を有しており、前記電流
が前記磁力を発生することを特徴とする磁気アクチュエ
ータ層。
【請求項４４】請求項１４において、前記リブ内に導
体が設けられており、前記ローラが導体を有しており、
前記導体内の電流が前記磁力を発生させることを特徴と
する磁気アクチュエータ層。
【請求項４５】請求項１４において、残留ローラが設
けられており、前記リブが導体を有しており、前記電流
が前記磁力を発生させることを特徴とする磁気アクチュ
エータ層。
【請求項４６】請求項１４において、透磁性ローラが
設けられており、前記リブが導体を有しており、前記電
流が前記磁力を発生し且つ前記ローラ内に磁界を誘起さ
せることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項４７】請求項１５において、透磁性リブが設
けられており、前記ローラが導体を有しており、前記電
流が前記磁力を発生し且つ前記リブ内に磁界を誘起させ
ることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項４８】請求項１５において、残留リブが設け
られており、前記ローラが導体を有しており、前記電流
が前記磁力を発生させることを特徴とする磁気アクチュ
エータ層。
【請求項４９】請求項１５において、前記リブ内に導
体が設けられており、前記ローラが導体を有しており、
前記導体内の電流が前記磁力を発生させることを特徴と
する磁気アクチュエータ層。
【請求項５０】請求項１５において、残留ローラが設
けられており、前記リブが導体を有しており、前記電流
が前記磁力を発生させることを特徴とする磁気アクチュ
エータ層。
【請求項５１】請求項１５において、透磁性ローラが
設けられており、前記リブが導体を有しており、前記電
流が前記磁力を発生し且つ前記ローラ内に磁界を誘起さ
せることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項５２】請求項１６において、透磁性リブが設
けられており、前記ローラが導体を有しており、前記電
流が前記磁力を発生し且つ前記リブ内に磁界を誘起させ
ることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項５３】請求項１６において、残留リブが設け
られており、前記ローラが導体を有しており、前記電流
が前記磁力を発生させることを特徴とする磁気アクチュ
エータ層。
【請求項５４】請求項１６において、前記リブ内に導
体が設けられており、前記ローラが導体を有しており、
前記導体における電流が前記磁力を発生することを特徴
とする磁気アクチュエータ層。
【請求項５５】請求項１６において、残留ローラが設
けられており、前記リブが導体を有しており、前記電流
が前記磁力を発生させることを特徴とする磁気アクチュ
エータ層。
【請求項５６】請求項１６において、透磁性ローラが
設けられており、前記ローラが導体を有しており、前記
電流が前記磁力を発生し且つ前記ローラ内に磁界を誘起
させることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項５７】請求項１８において、前記ローラが前
記リブ間をスネーク動作し且つ前記リブが前記磁力に起
因して一方向に一貫して力を印加するように交互に逆の
磁極を有することを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項５８】請求項５７において、前記ローラが円
形状の断面を有することを特徴とする磁気アクチュエー
タ層。
【請求項５９】請求項２３において、前記ローラが前
記リブの間をスネーク運動し且つ前記リブが磁力に起因
した力を一方向に一貫して印加するように交互に逆極性
とされた磁極を有することを特徴とする磁気アクチュエ
ータ層。
【請求項６０】請求項５９において、前記ローラが円
形断面を有することを特徴とする磁気アクチュエータ
層。
【請求項６１】請求項１８において、前記全てのロー
ラにおける電流が同一方向に流れ且つ前記リブが全て同
一方向である磁極を有することを特徴とする磁気アクチ
ュエータ層。
【請求項６２】請求項６１において、前記ローラが円
形断面を有することを特徴とする磁気アクチュエータ
層。
【請求項６３】請求項２３において、前記ローラの全
てにおける電流が同一の方向に流れ且つ前記リブが全て
同一方向である磁極を有することを特徴とする磁気アク
チュエータ層。
【請求項６４】請求項６３において、前記ローラが円
形断面を有することを特徴とする磁気アクチュエータ
層。
【請求項６５】請求項４０において、前記シートの導
体部分が前記ローラと相対的に中心に位置されており、
一方のシートの導体部分が他方のシートにおける電流の
方向と反対であり全てが同一の方向である電流を担持
し、且つ前記ローラにおける磁極が全て同一方向に整合
していることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項６６】請求項６５において、一方のシートが
隆起部を有しておりその上で前記ローラが回動し、且つ
前記ローラが他方のシートと接触する隆起部を有してお
り、従って前記ローラが両方のシート上で回動すること
を特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項６７】請求項４５において、前記シートの導
体部分が前記ローラと相対的に中心に位置しており、一
方のシートの導体部分が他方のシートにおける電流の方
向と反対であり全てが同一方向の電流を担持しており、
且つ前記ローラにおける磁極が全て同一方向に整合して
いることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項６８】請求項６７において、一方のシートが
隆起部を有しており、その上で前記ローラが回動し且つ
前記ローラは他方のシートと接触する隆起部を有してお
り、従って前記ローラが両方のシート上で回動すること
が可能であることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項６９】請求項３８において、両方のシート
が、前記ローラと相対的に中心に位置しており且つ全て
同一の態様で整合した磁極を持った残留部分を有してお
り、前記導体の全てが同一方向における電流を担持する
ことを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項７０】請求項６９において、前記転動要素が
円形断面を有していることを特徴とする磁気アクチュエ
ータ層。
【請求項７１】請求項４３において、前記両方のシー
トが、前記ローラと相対的に中心に位置しており且つ全
てが同一の態様で整合した磁極を持った残留部分を有し
ており、前記導体の全てが同一方向における電流を担持
することを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項７２】請求項７１において、前記転動要素が
円形断面を有することを特徴とする磁気アクチュエータ
層。
【請求項７３】請求項３８において、前記シートのう
ちの少なくとも一つが磁極を持った残留部分を有してお
り、前記磁極の全ては同一方向に整合しており、前記ロ
ーラは全て同一方向における電流を担持し且つ前記シー
トの残留部分と相対的に中心に位置されていることを特
徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項７４】請求項７３において、一方のシートが
隆起部を有しており、その上で前記ローラが回動し、且
つ前記ローラは他方のシートと接触する隆起部を有して
おり、従って前記ローラは両方のシート上で回動するこ
とが可能であることを特徴とする磁気アクチュエータ
層。
【請求項７５】請求項４３において、前記シートのう
ちの少なくとも一方が磁極を持った残留部分を有してお
り、前記磁極は全て同一方向に整合しており、前記ロー
ラは全て同一方向における電流を担持し且つ前記シート
の残留部分と相対的に中心に位置されていることを特徴
とする磁気アクチュエータ層。
【請求項７６】請求項７５において、一方のシートが
隆起部を有しており、その上で前記ローラが回動し、且
つ前記ローラは他方のシートと接触する隆起部を有して
おり、従って前記ローラが両方のシート上で回動するこ
とが可能であることを特徴とする磁気アクチュエータ
層。
【請求項７７】請求項３８において、両方のシートが
磁極を持ったセグメント化された残留部分を有してお
り、前記磁極は前記転動要素と相対的に中心に位置され
ており且つ交互に反対方向に整合されており、一方のシ
ートのセグメントの磁極は対応して位置された反対側の
シートにおける磁極と同一方向に整合しており、前記ロ
ーラはそれが担持する電流の方向を交互の状態としてお
り、従って全てのローラとリブとの間の力が同一方向で
あることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項７８】請求項７７において、一方のシートが
隆起部を有しており、その上で前記ローラが回動し、且
つ前記ローラは他方のシートと接触する隆起部を有して
おり、従って前記ローラが両方のシート上で回動するこ
とが可能であることを特徴とする磁気アクチュエータ
層。
【請求項７９】請求項４３において、両方のシートが
磁極を持ったセグメント化された残留部分を有してお
り、前記磁極は前記転動要素と相対的に中心に位置され
且つ反対方向に交互に整合されており、一方のシートの
セグメントの磁極は対応して位置した反対側のシートに
おける磁極と同一方向に整合しており、前記ローラはそ
れが担持する電流の方向を交互の状態としており、従っ
て全てのローラとリブとの間の力が同一方向であること
を特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項８０】請求項７９において、一方のシートが
隆起部を有しており、その上で前記ローラが回動し、且
つ前記ローラは他方のシートと接触する隆起部を有して
おり、従って前記ローラは両方のシート上で回動するこ
とが可能であることを特徴とする磁気アクチュエータ
層。
【請求項８１】請求項２８において、前記ローラは導
体を持った二対のロッドを有しており、その各対はその
一方のロッドが他方の上に配設されており、各対のロッ
ドにおいて反対方向に流れる電流は該導体を介して通流
され、その際に各対を転動させ且つ少なくとも一方のシ
ートを移動させ、前記リブは同一極性の磁極を上部及び
底部に有する３個の磁極を有する残留部分であり、且つ
全てのリブが同一の磁極整合を有することを特徴とする
磁気アクチュエータ層。
【請求項８２】請求項８１において、各ロッドが上部
表面と底部表面とを有しており、前記ロッドはそれらの
上部及び底部表面上に凸状円柱状湾曲を有しており、前
記円柱状湾曲は同一の空間内に嵌合する円筒のものより
も一層大きく、従って前記導体を介して電流が通流され
る場合に磁力により前記ロッドが変位される場合に前記
シートが離隔されることを特徴とする磁気アクチュエー
タ層。
【請求項８３】請求項８１において、各ロッドが第一
表面と第二表面とを有しており、前記ロッドがそれらの
第一表面上に凸状円柱状湾曲及び平坦な第二表面を有し
ており、一方のシートは隆起部を有しておりその上で平
坦な表面が回動し、一方のロッドからの第一表面が他方
のロッドの第二表面と接触し、前記円柱状湾曲が同一の
空間内に嵌合する円筒のものよりも一層大きく、従って
前記導体を介して電流が通流される場合に磁力により前
記ロッドが変位される場合に前記シートが離隔されるこ
とを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項８４】請求項３３において、前記ローラが導
体を持った二対のロッドを有しており、各対が一方のロ
ッドを他方のロッドの上に配設しており、各対のロッド
内を反対方向に通流する電流が前記導体を介して流され
て各対を転動させ且つ前記シートを移動させ、前記リブ
が３個の磁極が残留しており、それらは上部及び底部に
おいて同一の磁極を有しており且つ全てのリブが同一の
磁極整合を有していることを特徴とする磁気アクチュエ
ータ層。
【請求項８５】請求項８４において、各ロッドが上部
表面と底部表面とを有しており、前記ロッドがそれらの
上部及び底部表面上において凸状円柱状湾曲を有してお
り、前記円柱状湾曲が同一の空間内に嵌合する円筒のも
のよりも一層大きく、従って前記導体を介して電流が通
流する場合に前記ロッドが磁力により変位されると前記
シートが離隔されることを特徴とする磁気アクチュエー
タ層。
【請求項８６】請求項８４において、各ロッドが第一
表面と第二表面とを有しており、前記ロッドがそれらの
第一表面上に凸状円柱状湾曲を有すると共に平坦な第二
表面を有しており、一方のシートは隆起部を有してお
り、その上で平坦な表面が回動し、一方のロッドからの
第一表面が他方のロッドの第二表面と接触しており、前
記円柱状湾曲が同一の空間内に嵌合する円筒のものより
も一層大きく、従って前記導体を介して各対のロッド内
に反対方向に電流が流れる場合に前記ロッドが磁力によ
り変位されると前記シートが離隔されることを特徴とす
る磁気アクチュエータ層。
【請求項８７】請求項２８において、両方のシートに
取付けてリブが設けられており、前記リブは互いに対向
するものが同一である磁極が残留しており、且つ前記リ
ブの間にギャップが設けられており、一方のリブは他方
のものの上方に配設されていることを特徴とする磁気ア
クチュエータ層。
【請求項８８】請求項８７において、前記ローラが導
体を持った二対のロッドから構成されており、各ロッド
は上部表面と底部表面とを有しており、前記ロッドはそ
れらの上部表面及び底部表面上に凸状円柱状湾曲を有し
ており、前記円柱状湾曲は同一の空間内に嵌合する円筒
のものよりも一層大きく、従って前記導体を介して電流
が流れる場合に前記ロッドが磁力により変位されると前
記シートが離隔されることを特徴とする磁気アクチュエ
ータ層。
【請求項８９】請求項８７において、各ロッドが第一
表面と第二表面とを有しており、前記ロッドがそれらの
第一表面上に凸状円柱状湾曲を有すると共に平坦な第二
表面を有しており、一方のシートが隆起部を有しており
その上で平坦な表面が回動し、一方のロッドからの第一
表面が他方のロッドの第二表面と接触しており、前記円
柱状湾曲が同一の表面内に嵌合する円筒のものよりも一
層大きく、従って前記導体を介して各対のロッド内に反
対方向に流れる電流が通流される場合に前記ロッドが磁
力により変位されると前記シートが離隔することを特徴
とする磁気アクチュエータ層。
【請求項９０】請求項３３において、前記ローラが導
体を有する二対のロッドを有しており、各対が他方のロ
ッドの上に一方のロッドを配設しており、各対のロッド
内を反対方向に流れる電流が前記導体を介して通流し各
対を転動させ且つ前記シートを移動させ、前記リブには
３個の磁極が残留しており、上部及び底部上に同一極性
の磁極を有しており、且つ全てのリブは同一の磁極整合
を有していることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項９１】請求項９０において、各ロッドが上部
表面と底部表面とを有しており、前記ロッドがそれらの
上部及び底部表面上に凸状円柱状湾曲を有しており、前
記円柱状湾曲は同一の空間内に嵌合する円筒のものより
も一層大きく、従って前記導体を介して電流が流れる場
合に前記ロッドが磁力により変位されると前記シートが
離隔されることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項９２】請求項９０において、各ロッドが第一
表面と第二表面とを有しており、前記ロッドが前記第一
表面上に凸状円柱状湾曲を有すると共に平坦な第二表面
を有しており、一方のシートが隆起部を有しておりその
上で平坦な表面が回動し、一方のロッドからの第一表面
が他方のロッドの第二表面と接触しており、前記円柱状
湾曲は同一の空間内に嵌合する円筒のものよりも一層大
きく、従って前記導体を介して各対のロッド内に反対方
向に流れる電流が通流する場合に前記ロッドが磁力によ
り変位されると前記シートが離隔されることを特徴とす
る磁気アクチュエータ層。
【請求項９３】請求項４８において、前記ローラが導
体を持った二対のロッドを有しており、各対が他方のロ
ッドの上に一方のロッドを有しており、各対のロッド内
に反対方向に流れる電流が前記導体を介して通流される
と各対を転動させ且つ少なくとも一方のシートを移動さ
せることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項９４】請求項９３において、各ロッドが上部
表面と底部表面とを有しており、前記ロッドがそれらの
上部表面及び底部表面上に凸状円柱状湾曲を有してお
り、前記円柱状湾曲は同一の空間内に嵌合する円筒のも
のよりも一層大きく、従って前記導体を介して電流が流
れる場合に前記ロッドが磁力により変位されると前記シ
ートが離隔されることを特徴とする磁気アクチュエータ
層。
【請求項９５】請求項９３において、各ロッドが第一
表面と第二表面とを有しており、前記ロッドがそれらの
第一表面上に凸状円柱状湾曲を有すると共に平坦な第二
表面を有しており、一方のシートが隆起部を有しており
その上で平坦な表面が回動し、一方のロッドからの第一
表面が他方のロッドの第二表面と接触しており、前記円
柱状湾曲は同一の空間内に嵌合する円筒のものよりも一
層大きく、従って前記導体を介して電流が流れる場合に
前記ロッドが磁力により変位されると前記シートが離隔
されることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項９６】請求項５３において、前記ローラが導
体を持った二対のロッドを有しており、各対が他方のロ
ッドの上に一方のロッドを有しており、各対のロッド内
において反対方向に流れる電流が前記導体を介して流れ
ると、各対を転動させ且つ少なくとも一方のシートを移
動させることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項９７】請求項９６において、各ロッドが上部
表面と底部表面とを有しており、前記ロッドがそれらの
上部及び底部表面上に凸状円柱状湾曲を有しており、前
記円柱状湾曲は同一の空間内に嵌合する円筒のものより
も一層大きく、従って前記導体を介して電流が流れる場
合に前記ロッドが磁力により変位されると前記シートが
離隔されることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項９８】請求項９７において、各ロッドが第一
表面と第二表面とを有しており、前記ロッドがそれらの
第一表面上に凸状円柱状湾曲を有すると共に平坦な第二
表面を有しており、一方のシートが隆起部を有しており
その上において平坦な表面が回動し、一方のロッドから
の第一表面が他方のロッドの第二表面と接触し、前記円
柱状湾曲は同一の空間内に嵌合する円筒のものよりも一
層大きく、従って前記導体を介して電流が流れる場合に
前記ロッドが磁力により変位されると前記シートが移動
されることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項９９】請求項５０において、前記ローラが一
対の残留ロッドを有しており、一方のロッドは他方のロ
ッドの上に配設されており、同じ磁極は隣接しており、
前記シートにおける導体は前記ロッドと相対的に中心に
位置されており、電流が前記シートの各々において反対
方向に流れ、その際に各対を転動させ且つ少なくとも一
方のシートを移動させることを特徴とする磁気アクチュ
エータ層。
【請求項１００】請求項９９において、各ロッドが上
部表面と底部表面とを有しており、前記ロッドがそれら
の上部及び底部表面上に凸状円柱状湾曲を有しており、
前記円柱状湾曲は同一の空間内に嵌合する円筒のものよ
りも一層大きく、従って前記導体を介して電流が流れる
場合に前記ロッドが磁力により変位されると前記シート
が離隔されることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１０１】請求項９９において、各ロッドが第
一表面と第二表面とを有しており、前記ロッドがそれら
の第一表面上に凸状円柱状湾曲を有すると共に平坦な第
二表面を有しており、一方のシートが隆起部を有してお
りその上で平坦な表面が回動し、一方のロッドからの第
一表面が他方のロッドの第二表面と接触し、前記円柱状
湾曲は同一の空間内に嵌合する円筒のものよりも一層大
きく、従って前記導体を介して電流が流れる場合に前記
ロッドが磁力により変位されると前記シートが離隔され
ることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１０２】請求項５５において、前記ローラが
一対の残留ロッドを有しており、一方のロッドは他方の
ロッドの上に配設されており、同じ磁極は隣接してお
り、前記シート内の導体は前記ロッドと相対的に中心に
位置されており、電流が前記シートの各々において反対
方向に流れ、その際に各対を転動させ且つ少なくとも一
方のシートを移動させることを特徴とする磁気アクチュ
エータ層。
【請求項１０３】請求項１０２において、各ロッドが
上部表面と底部表面とを有しており、前記ロッドがそれ
らの上部及び底部表面上に凸状円柱状湾曲を有してお
り、前記凸状湾曲は同一の表面内に嵌合する円筒のもの
よりも一層大きく、従って前記導体を介して電流が流れ
る場合に前記ロッドが磁力により変位されると前記シー
トが離隔されることを特徴とする磁気アクチュエータ
層。
【請求項１０４】請求項１０２において、各ロッドが
第一表面と第二表面とを有しており、前記ロッドが前記
第一表面上において凸状円柱状湾曲を有すると共に平坦
な第二表面を有しており、一方のシートは隆起部を有し
ておりその上において平坦な表面が回動し、一方のロッ
ドからの第一表面が他方のロッドの第二表面と接触し、
前記円筒状湾曲は同一の空間内に嵌合する円筒のものよ
りも一層大きく、従って前記導体を介して電流が流れる
場合に前記ロッドが磁力により変位されると前記シート
が離隔されることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１０５】請求項１７において、前記ローラが
前記リブの間でスネーク運動を行ない且つ前記リブが前
記磁力に起因して一方向に一貫して力を付与するために
交互に逆極性とされた磁極を有することを特徴とする磁
気アクチュエータ層。
【請求項１０６】請求項１０５において、前記ローラ
が円形断面を有することを特徴とする磁気アクチュエー
タ層。
【請求項１０７】請求項２２において、前記ローラが
前記リブの間でスネーク運動を行ない、且つ前記リブが
前記磁力に起因して一方向に一貫して力を付与するため
に交互に逆極性とされた磁極を有することを特徴とする
磁気アクチュエータ層。
【請求項１０８】請求項１０７において、前記ローラ
が円形断面を有することを特徴とする磁気アクチュエー
タ層。
【請求項１０９】請求項１０５において、前記リブが
第一側部と反対側部とを有しており、第二ローラが前記
リブの前記ローラから反対側の固定したリブの間でスネ
ーク運動を行ない、従って前記アクチュエータに対し前
記移動可能なシートを二つの方向に並進させる能力を与
えていることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１１０】請求項１０９において、前記ローラ
が円形断面を有することを特徴とする磁気アクチュエー
タ層。
【請求項１１１】請求項１０７において、前記リブが
第一側部と反対側部とを有しており、第二ローラが前記
リブの前記ローラから反対側において固定したリブの間
でスネーク運動を行ない、従って前記アクチュエータに
対し前記移動可能なシートを二つの方向に並進させる能
力を与えていることを特徴とする磁気アクチュエータ
層。
【請求項１１２】請求項１１１において、前記ローラ
が円形断面を有することを特徴とする磁気アクチュエー
タ層。
【請求項１１３】請求項１７において、前記ローラが
付属物を有しており且つ前記リブが凹状部分を有してお
り、それら両者は前記ローラと前記リブとの間の磁気抵
抗を減少すべく共同する形状とされていることを特徴と
する磁気アクチュエータ層。
【請求項１１４】請求項１７において、前記リブが前
記ローラに対面する側部を有しており、前記側部は前記
ローラと前記リブとの間の磁気抵抗を減少する態様で凹
状に湾曲していることを特徴とする磁気アクチュエータ
層。
【請求項１１５】請求項１７において、前記リブが前
記ローラと前記リブとの間の磁気抵抗を減少するために
前記ローラの一部の下側において前記シート内に延在し
ていることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１１６】請求項２２において、前記ローラが
付属物を有しており且つ前記リブが凹状部分を有してお
り、それら両者は前記ローラと前記リブとの間の磁気抵
抗を減少するように共同すべく形状とされていることを
特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１１７】請求項２２において、前記リブが前
記ローラと対面する側部を有しており、前記側部が前記
ローラと前記リブとの間の磁気抵抗を減少する態様で凹
状に湾曲していることを特徴とする磁気アクチュエータ
層。
【請求項１１８】請求項２２において、前記リブが前
記ローラと前記リブとの間の磁気抵抗を減少するために
前記ローラの一部の下側において前記シート内に延在し
ていることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１１９】請求項３７において、前記シートが
透磁性であり且つ透磁性リブを有しており、前記第一シ
ートが第一リブと、第二リブと、第三リブとを有してお
り、前記第二シートが第一リブと、第二リブと、第三リ
ブとを有しており、前記第一リブは１個のローラの反対
側に配設されており、前記第二リブは反対側のシートの
前記第一リブと第三リブとの間に配設されており、前記
第三リブは隣接するローラに対する第一リブであり、第
一及び第二リブは電流が前記ローラに印加された場合に
前記ローラの周りの磁束接続用磁極として作用し、尚前
記電流は隣接するローラにおいて反対方向に流れること
を特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１２０】請求項４２において、前記シートが
透磁性であり且つ透磁性リブを有しており、前記第一シ
ートが第一リブと、第二リブと、第三リブとを有してお
り、前記第二シートが第一リブと、第二リブと、第三リ
ブとを有しており、前記第一リブは１個のローラの反対
側に配設されており、前記第二リブは反対側のシートの
前記第一リブと第三リブとの間に配設されており、前記
第三リブは隣接するローラに対する第一リブであり、前
記第一及び第二リブは電流が前記ローラへ印加される場
合に前記ローラの周りの磁束接続用磁極として作用し、
尚前記電流は隣接するローラにおいて反対方向に流れる
ことを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１２１】請求項１１９において、シートはそ
の各表面上に対称的なリブを有しており、従って該シー
トの両側においてローラを使用することが可能であり、
前記ローラは互いに積み重ねられており且つ反対方向に
流れる電流を有することを特徴とする磁気アクチュエー
タ層。
【請求項１２２】請求項１２０において、シートはそ
の各表面上に対称的なリブを有しており、従ってローラ
は該シートの両側において使用することが可能であり、
尚前記ローラは互いに積み重ねられており且つ反対方向
に流れる電流を有することを特徴とする磁気アクチュエ
ータ層。
【請求項１２３】請求項２７において、前記ローラは
導体を持った二対のロッドを有しており、各対は一方の
ロッドの上に他方のロッドを配設しており、各対のロッ
ドにおいて反対方向に流れる電流は前記導体を介して通
流され、各対をして転動させると共に少なくとも一方の
シートを移動させることを特徴とする磁気アクチュエー
タ層。
【請求項１２４】請求項１２３において、各ロッドは
上部表面と底部表面とを有しており、前記ロッドはそれ
らの上部表面及び底部表面において凸状円柱状湾曲を有
しており、前記円柱状湾曲は同一の空間内に嵌合する円
筒のものよりも一層大きく、従って前記シートは電流が
前記導体を介して通流される場合に前記ロッドが磁力に
より変位される場合に離隔されることを特徴とする磁気
アクチュエータ層。
【請求項１２５】請求項１２３において、各ロッドは
第一表面と第二表面とを有しており、前記ロッドはそれ
らの第一表面上に凸状円柱状湾曲を有すると共に平坦な
第二表面を有しており、一方のシートは隆起部を有して
おりその上において平坦な表面が回動し、一方のロッド
からの第一表面は他方のロッドの第二表面と接触し、前
記円柱状湾曲は同一の空間内に嵌合する円筒のものより
も一層大きく、従って前記シートは前記導体を介して電
流が流れる場合に前記ロッドが磁力により変位されると
離隔されることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１２６】請求項２７において、前記ローラは
導体を有する二対のロッドを有しており、各対は一方の
ロッドが他方のロッドの上に配設されており、各対のロ
ッドの各ロッド内に反対方向に流れる電流が前記導体を
介して通流され、各対における隣接するロッドは反対の
電流を有しており、各対をして転動させ且つ少なくとも
一方のシートを移動させることを特徴とする磁気アクチ
ュエータ層。
【請求項１２７】請求項１２６において、各ロッドは
上部表面と底部表面とを有しており、前記ロッドはそれ
らの上部表面及び底部表面上に凸状円柱状湾曲を有して
おり、前記円柱状湾曲は同一の空間内に嵌合する円筒の
ものよりも一層大きく、従って前記シートは前記導体を
介して電流が通流され前記ロッドが磁力により変位され
る場合に離隔されることを特徴とする磁気アクチュエー
タ層。
【請求項１２８】請求項１２６において、各ロッドは
第一表面と第二表面とを有しており、前記ロッドはそれ
らの第一表面上に凸状円柱状湾曲を有すると共に平坦な
第二表面を有しており、一方のシートは隆起部を有して
おりその上において平坦な表面が回動し、一方のロッド
からの第一表面は他方のロッドの第二表面と接触し、前
記円柱状湾曲は同一の空間内に嵌合する円筒のものより
も一層大きく、従って前記シートは、前記導体を介して
電流が通流される場合に前記ロッドが磁力により変位さ
れると離隔されることを特徴とする磁気アクチュエータ
層。
【請求項１２９】請求項３２において、前記ローラが
導体を有する二対のロッドを有しており、各対は一方の
ロッドが他方のロッドの上に配設されており、各対のロ
ッドにおいて反対方向に流れる電流が前記導体を介して
通流され、各対を転動させ且つ少なくとも一方のシート
を移動させることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１３０】請求項１２９において、各ロッドは
上部表面と底部表面とを有しており、前記ロッドはそれ
らの上部表面及び底部表面上に凸状円柱状湾曲を有して
おり、前記円柱状湾曲は同一空間内に嵌合する円筒のも
のよりも一層大きく、従って前記シートは、前記導体を
介して電流が流れる場合に前記ロッドが前記磁力により
変位されると離隔されることを特徴とする磁気アクチュ
エータ層。
【請求項１３１】請求項１２９において、各ロッドは
第一表面と第二表面とを有しており、前記ロッドはそれ
らの第一表面上に凸状円柱状湾曲を有すると共に平坦な
第二表面を有しており、一方のシートは隆起部を有して
おりその上において平坦な表面が回動し、一方のロッド
からの第一表面は他方のロッドの第二表面と接触し、前
記円柱状湾曲は同一の空間内に嵌合する円筒のものより
も一層大きく、従って前記シートは、前記導体を介して
電流が流れる場合に前記ロッドが磁力により変位される
と離隔されることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１３２】請求項３２において、前記ローラは
導体を有する二対のロッドを有しており、各対は一方の
ロッドが他方のロッドの上に配設されており、各対のロ
ッドの各ロッド内に反対方向に流れる電流が前記導体を
介して通流され、各対における隣接するロッドは反対の
電流を有しており、各対を転動させ且つ少なくとも一方
のシートを移動させることを特徴とする磁気アクチュエ
ータ層。
【請求項１３３】請求項１３２において、各ロッドは
上部表面と底部表面とを有しており、前記ロッドはそれ
らの上部及び底部表面上に凸状円柱状湾曲を有してお
り、前記円柱状湾曲は同一の空間内に嵌合する円筒のも
のよりも一層大きく、従って前記シートは前記導体を介
して電流が流れる場合に前記ロッドが磁力により変位さ
れると離隔されることを特徴とする磁気アクチュエータ
層。
【請求項１３４】請求項１３２において、各ロッドは
第一表面と第二表面とを有しており、前記ロッドはそれ
らの第一表面上において凸状円柱状湾曲を有すると共に
平坦な第二表面を有しており、一方のシートは隆起部を
有しておりその上において平坦な表面が回動し、一方の
ロッドからの第一表面は他方のロッドの第二表面と接触
し、前記円柱状湾曲は同一空間内に嵌合する円筒のもの
よりも一層大きく、従って前記シートは前記導体を介し
て電流が流れる場合に前記ロッドが磁力により変位され
ると離隔されることを特徴とする磁気アクチュエータ
層。
【請求項１３５】請求項２７において、前記ローラは
導体を持った二対のロッドを有しており、各対は一方の
ロッドが他方のロッドの上に配設されており、各ロッド
は他方のロッドと接触する表面上に導体を包含する一体
的な透磁性付属物を有することを特徴とする磁気アクチ
ュエータ層。
【請求項１３６】請求項３２において、前記ローラが
導体を持った二対のロッドを有しており、各対は一方の
ロッドが他方のロッドの上側に配設されており且つ各ロ
ッドは他方のロッドと接触する表面上に導体を包含する
一体的な透磁性付属物を有することを特徴とする磁気ア
クチュエータ層。
【請求項１３７】請求項２７において、前記ローラは
導体を有する二対のロッドを有しており、各対は一方の
ロッドが他方のロッドの上側に配設されており、前記リ
ブは磁気抵抗を減少させるために前記ロッド間にこぶを
有することを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１３８】請求項３２において、前記ローラは
導体を有する二対のロッドを有しており、各対は一方の
ロッドが他方のロッドの上側に配設されており、前記リ
ブは磁気抵抗を減少させるために前記ロッド間にこぶを
有することを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１３９】請求項２７において、前記ローラは
導体を有する二対のロッドを有しており、各対は一方の
ロッドが他方のロッドの上側に配設されており、両方の
シートに取付けてリブが設けられており、前記リブはギ
ャップを介して一方のリブが他方のリブの上方にあるよ
うに前記シート上に配設されていることを特徴とする磁
気アクチュエータ層。
【請求項１４０】請求項３２において、前記ローラは
導体を有する二対のロッドを有しており、各対は一方の
ロッドが他方のロッドの上側に配設されており、両方の
シートに取付けてリブが設けられており、前記リブはギ
ャップを介して一方のリブが他方のリブの上方にあるよ
うに前記シート上に配設されていることを特徴とする磁
気アクチュエータ層。
【請求項１４１】請求項１９において、前記リブは交
互に反対方向に流れる電流を有する導体を有しており、
且つ前記ローラは交互に反対方向に流れる電流を有して
おり、従って前記ローラと前記リブとの間の力が一貫し
て一方向に付与されることを特徴とする磁気アクチュエ
ータ層。
【請求項１４２】請求項１４１において、同一方向の
電流を有するリブが上下に配設されるように前記シート
が積み重ねられていることを特徴とする磁気アクチュエ
ータ層。
【請求項１４３】請求項２４において、前記リブは交
互に反対方向に流れる電流を有する導体を有しており、
且つ前記ローラは交互に反対方向に流れる電流を有して
おり、従って前記ローラと前記リブとの間の力が一貫し
て一方向に付与されることを特徴とする磁気アクチュエ
ータ層。
【請求項１４４】請求項１４３において、同一方向に
流れる電流を有するリブが上下に配設されるように前記
シートが積み重ねられていることを特徴とする磁気アク
チュエータ層。
【請求項１４５】請求項９において、前記リブから前
記ローラへ電圧を誘起し次いでその誘起された電圧を測
定して前記リブとローラとの相対的位置を表わす手段が
設けられていることを特徴とする磁気アクチュエータ
層。
【請求項１４６】請求項１０において、前記リブから
前記ローラへ電圧を誘起し次いでその誘起された電圧を
測定して前記リブとローラとの相対的位置を表わす手段
が設けられていることを特徴とする磁気アクチュエータ
層。
【請求項１４７】請求項１１において、少なくとも１
個のローラに電圧を誘起させ且つその誘起された電圧を
測定して前記ローラの位置を表わす手段が設けられてい
ることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１４８】請求項１２において、少なくとも１
個のローラ内に電圧を誘起させ且つその誘起された電圧
を測定してローラの位置を表わす手段が設けられている
ことを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１４９】請求項１３において、少なくとも１
個のローラ内に電圧を誘起させ且つその誘起された電圧
を測定してローラ位置を表わす手段が設けられているこ
とを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１５０】請求項１４において、少なくとも１
個のローラ内に電圧を誘起させ且つその誘起された電圧
を測定してローラ位置を表わす手段が設けられているこ
とを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１５１】請求項１５において、少なくとも１
個のローラ内に電圧を誘起させ且つその誘起された電圧
を測定してローラ位置を表わす手段が設けられているこ
とを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１５２】請求項１６において、少なくとも１
個のローラ内に電圧を誘起させ且つその誘起された電圧
を測定してローラ位置を表わす手段が設けられているこ
とを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１５３】請求項９において、少なくとも１個
のローラ内に電圧を誘起させ且つ前記ローラの容量を測
定してローラ位置を表わす手段が設けられていることを
特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１５４】請求項１０において、少なくとも１
個のローラ内に電圧を誘起させ且つそのローラの容量を
測定してローラ位置を表わす手段が設けられていること
を特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１５５】請求項１１において、少なくとも１
個のローラ内に電圧を誘起させ且つそのローラの容量を
測定してローラ位置を表わす手段が設けられていること
を特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１５６】請求項１２において、少なくとも１
個のローラ内に電圧を誘起させ且つそのローラの容量を
測定してローラ位置を表わす手段が設けられていること
を特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１５７】請求項１３において、少なくとも１
個のローラ内に電圧を誘起させ且つそのローラの容量を
測定してローラ位置を表わす手段が設けられていること
を特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１５８】請求項１４において、少なくとも１
個のローラ内に電圧を誘起させ且つそのローラの容量を
測定してローラ位置を表わす手段が設けられていること
を特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１５９】請求項１５において、少なくとも１
個のローラ内に電圧を誘起させ且つそのローラの容量を
測定してローラ位置を表わす手段が設けられていること
を特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１６０】請求項１６において、少なくとも１
個のローラ内に電圧を誘起させ且つそのローラの容量を
測定してローラ位置を表わす手段が設けられていること
を特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１６１】請求項１において、前記シートが平
坦であり、前記ローラが導体を持った一対のロッドを有
しており、前記対のロッドは一方のロッドを他方のロッ
ドの上側に配設しており、前記導体を介して通流される
電流は前記ロッドをして転動させ且つ少なくとも一方の
シートを移動させることを特徴とする磁気アクチュエー
タ層。
【請求項１６２】請求項１において、前記シートは湾
曲しており、前記ローラは導体を持った一対のロッドを
有しており、前記対のロッドは一方のロッドが他方のロ
ッドの上側に配設されており、前記導体を介して通流さ
れる電流は前記ロッドをして転動させ且つ少なくとも一
方のシートを移動させることを特徴とする磁気アクチュ
エータ層。
【請求項１６３】請求項１６１において、前記ローラ
は導体を有する二対のロッドを有しており、各対は一方
のロッドを他方のロッドの上側に配設しており、各対の
ロッド内を反対方向に流れる電流が前記導体を介して通
流されると各対をして転動させ且つ少なくとも一方のシ
ートを移動させることを特徴とする磁気アクチュエータ
層。
【請求項１６４】請求項１６１において、各ロッドは
上部表面と底部表面とを有しており、前記ロッドはそれ
らの上部及び底部表面上に凸状円柱状湾曲を有してお
り、前記円柱状湾曲は同一の空間内に嵌合する円筒のも
のよりも一層大きく、従って前記シートは前記導体を介
して電流が通流される場合に前記ロッドが磁力により変
位されると離隔されることを特徴とする磁気アクチュエ
ータ層。
【請求項１６５】請求項１６２において、前記ローラ
は導体を持った二対のロッドを有しており、各対は一方
のロッドを他方のロッドの上側に配設しており、各対の
ロッド内を反対方向に流れる電流が前記導体を介して通
流されると各対をして転動させ且つ少なくとも一方のシ
ートを移動させることを特徴とする磁気アクチュエータ
層。
【請求項１６６】請求項１６２において、各ロッドは
上部表面と底部表面とを有しており、前記ロッドはそれ
らの上部及び底部表面上に凸状円柱状湾曲を有してお
り、前記円柱状湾曲は同一空間内に嵌合する円筒のもの
よりも一層大きく、従って前記シートは前記導体を介し
て電流が通流される場合に前記ロッドが磁力により変位
されると離隔されることを特徴とする磁気アクチュエー
タ層。
【請求項１６７】請求項１６１において、少なくとも
一方のローラ内に電圧を誘起させ且つその誘起された電
圧を測定してローラ位置を表わす手段が設けられている
ことを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１６８】請求項１６２において、少なくとも
一方のローラ内に電圧を誘起させ且つその誘起された電
圧を測定してローラ位置を表わす手段が設けられている
ことを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１６９】請求項１６１において、少なくとも
一方のローラ内に電圧を誘起させ且つそのローラの容量
を測定してローラ位置を表わす手段が設けられているこ
とを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１７０】請求項１６２において、少なくとも
一方のローラ内に電圧を誘起させ且つそのローラの容量
を測定してローラ位置を表わす手段が設けられているこ
とを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１７１】請求項１６１において、各ロッドは
上部表面と底部表面とを有しており、前記ロッドは一方
向における回転が前記シートを上方へ変位させ且つ反対
方向における回転が前記シートを下方へ変位させるよう
な非対称的形状を有することを特徴とする磁気アクチュ
エータ層。
【請求項１７２】請求項１において、前記磁気アクチ
ュエータ層がアクチュエータを形成すべく積み重ねられ
ていることを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１７３】請求項１７２において、少なくとも
一つのシートが二つの側部を有すると共に両側に１個の
ローラを有しており、従って前記アクチュエータ層が積
層されてそれらの間に共通のシートを有することを特徴
とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１７４】請求項１７３において、一つの層が
ベースへ取付けたシートを有しており且つ別の層が物体
と係合するためのトラクション表面部分を持ったシート
を有することを特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１７５】請求項１７２において、少なくとも
一つの層がタンゼンタであり且つ少なくとも一つの層が
リフタであることを特徴とする磁気アクチュエータ。
【請求項１７６】請求項１７２において、少なくとも
一つの層がタンゼンタであり、少なくとも一つの層がリ
フタであり且つ少なくとも一つの層がアキシャであるこ
とを特徴とする磁気アクチュエータ。
【請求項１７７】請求項１７２において、少なくとも
一つの層が湾曲したアクチュエータ運動用の湾曲したシ
ートを有することを特徴とする磁気アクチュエータ。
【請求項１７８】請求項１７２において、他のタイプ
のアクチュエータの層が使用されていることを特徴とす
る磁気アクチュエータ。
【請求項１７９】請求項１７２において、使用された
他のタイプのアクチュエータの層が電気的変形可能物質
から構成されていることを特徴とする磁気アクチュエー
タ。
【請求項１８０】請求項１７２において、前記電気的
変形可能物質がピエゾ電気物質であることを特徴とする
磁気アクチュエータ。
【請求項１８１】請求項１７２において、各層の位置
を個別的に制御する手段が設けられていることを特徴と
する磁気アクチュエータ。
【請求項１８２】請求項１８１において、各層がその
位置を検知する手段を有することを特徴とする磁気アク
チュエータ。
【請求項１８３】請求項１８１において、コントロー
ラが前記アクチュエータを移動させるために前記層の機
械的フーリエ加算を使用することを特徴とする磁気アク
チュエータ。
【請求項１８４】請求項１８１において、前記アクチ
ュエータが物体と係合し位置決めするように２個又はそ
れ以上のアクチュエータが同時的に制御されることを特
徴とする磁気アクチュエータ。
【請求項１８５】請求項１８４において、前記物体を
位置決めするために平滑歩行運動が使用されることを特
徴とする磁気アクチュエータ。
【請求項１８６】物体へ力を付与する方法において、
前記物体に近接して少なくとも１個のアクチュエータ積
層体を位置決めし、前記アクチュエータ積層体は一端が
前記物体に近接して取付けたトラクション表面を有して
おり、前記アクチュエータ積層体の他端は構成体により
支持された表面を有しており、アクチュエータからなる
少なくとも一層が２個のシートと該シートの間に転動線
接触した１個のローラとを有すると共に前記転動線接触
によりシートを移動させる前記ローラ上に作用する磁力
を発生させる電流を前記アクチュエータへ印加させる手
段を有しており、前記物体と垂直及び接線方向に前記積
層体を移動させるように前記アクチュエータ積層体の運
動を発生させる電流を制御する手段が設けられており、
前記物体を移動させ且つ位置決めさせるために前記物体
へ力を付与することを特徴とする方法。
【請求項１８７】請求項１８６において、前記物体が
平滑歩行運動により前記物体を移動させ且つ位置決めす
るように複数個のアクチュエータからなる積層体により
係合されることを特徴とする方法。
【請求項１８８】請求項１８６において、前記アクチ
ュエータを制御する手段が、前記アクチュエータ積層体
内の複数個の層のフーリエ機械的加算により前記アクチ
ュエータ積層体を移動させるコントローラであることを
特徴とする方法。
【請求項１８９】請求項１８６において、複数個のア
クチュエータのうちの少なくとも一つの層が前記物体を
回転させることが可能であるように前記積層体に対して
湾曲した運動を与えることを特徴とする方法。
【請求項１９０】請求項１において、圧縮された場合
にエネルギを蓄積するスプリング状フィラメントが前記
ローラ上に設けられていることを特徴とする磁気アクチ
ュエータ層。
【請求項１９１】請求項３において、前記ローラが２
個のロッドを有しており、そのうちの一方のロッドは他
方のロッドの上側に配設されており、前記ロッドはスプ
リング状フィラメントを有する上部表面及び底部表面を
有しており、従って前記ロッドが転動する場合にエネル
ギが前記スプリング状フィラメント内に蓄積されること
を特徴とする磁気アクチュエータ層。
【請求項１９２】請求項８１において、前記ロッド上
にスプリング状フィラメントが設けられており、従って
前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリング
状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気ア
クチュエータ層。
【請求項１９３】請求項８２において、前記ロッド上
にスプリング状フィラメントが設けられており、従って
前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリング
状フィラメント内に格納されることを特徴とする磁気ア
クチュエータ層。
【請求項１９４】請求項８８において、前記ロッド上
にスプリング状フィラメントが設けられており、従って
前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリング
状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気ア
クチュエータ層。
【請求項１９５】請求項８９において、前記ロッド上
にスプリング状フィラメントが設けられており、従って
前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリング
状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気ア
クチュエータ層。
【請求項１９６】請求項９０において、前記ロッド上
にスプリング状フィラメントが設けられており、従って
前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリング
状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気ア
クチュエータ層。
【請求項１９７】請求項９１において、前記ロッド上
にスプリング状フィラメントが設けられており、従って
前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリング
状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気ア
クチュエータ層。
【請求項１９８】請求項９３において、前記ロッド上
にスプリング状フィラメントが設けられており、従って
前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリング
状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気ア
クチュエータ層。
【請求項１９９】請求項９４において、前記ロッド上
にスプリング状フィラメントが設けられており、従って
前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリング
状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気ア
クチュエータ層。
【請求項２００】請求項９６において、前記ロッド上
にスプリング状フィラメントが設けられており、従って
前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリング
状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気ア
クチュエータ層。
【請求項２０１】請求項９７において、前記ロッド上
にスプリング状フィラメントが設けられており、従って
前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリング
状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気ア
クチュエータ層。
【請求項２０２】請求項９８において、前記ロッド上
にスプリング状フィラメントが設けられており、従って
前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリング
状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気ア
クチュエータ層。
【請求項２０３】請求項９９において、前記ロッド上
にスプリング状フィラメントが設けられており、従って
前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリング
状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気ア
クチュエータ層。
【請求項２０４】請求項１０２において、前記ロッド
上にスプリング状フィラメントが設けられており、従っ
て前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリン
グ状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気
アクチュエータ層。
【請求項２０５】請求項１０３において、前記ロッド
上にスプリング状フィラメントが設けられており、従っ
て前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリン
グ状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気
アクチュエータ層。
【請求項２０６】請求項１２３において、前記ロッド
上にスプリング状フィラメントが設けられており、従っ
て前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリン
グ状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気
アクチュエータ層。
【請求項２０７】請求項１２４において、前記ロッド
上にスプリング状フィラメントが設けられており、従っ
て前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリン
グ状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気
アクチュエータ層。
【請求項２０８】請求項１２９において、前記ロッド
上にスプリング状フィラメントが設けられており、従っ
て前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリン
グ状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気
アクチュエータ層。
【請求項２０９】請求項１３０において、前記ロッド
上にスプリング状フィラメントが設けられており、従っ
て前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリン
グ状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気
アクチュエータ層。
【請求項２１０】請求項１３２において、前記ロッド
上にスプリング状フィラメントが設けられており、従っ
て前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリン
グ状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気
アクチュエータ層。
【請求項２１１】請求項１３３において、前記ロッド
上にスプリング状フィラメントが設けられており、従っ
て前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリン
グ状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気
アクチュエータ層。
【請求項２１２】請求項１６１において、前記ロッド
上にスプリング状フィラメントが設けられており、従っ
て前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリン
グ状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気
アクチュエータ層。
【請求項２１３】請求項１６２において、前記ロッド
上にスプリング状フィラメントが設けられており、従っ
て前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリン
グ状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気
アクチュエータ層。
【請求項２１４】請求項１６３において、前記ロッド
上にスプリング状フィラメントが設けられており、従っ
て前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリン
グ状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気
アクチュエータ層。
【請求項２１５】請求項１６５において、前記ロッド
上にスプリング状フィラメントが設けられており、従っ
て前記ロッドが転動する場合にエネルギが前記スプリン
グ状フィラメント内に蓄積されることを特徴とする磁気
アクチュエータ層。
【請求項２１６】請求項１において、前記ローラの安
定性及び保持のために前記ローラに隣接した空間内に柔
軟性物質が設けられていることを特徴とする磁気アクチ
ュエータ層。
【請求項２１７】請求項９において、前記ローラの安
定性及び保持のために前記ローラに隣接した空間内に柔
軟性物質が設けられていることを特徴とする磁気アクチ
ュエータ層。
【請求項２１８】請求項１０において、前記ローラの
安定性及び保持のために前記ローラに隣接した空間内に
柔軟性物質が設けられていることを特徴とする磁気アク
チュエータ層。
【請求項２１９】請求項１１において、前記ローラの
安定性及び保持のために前記ローラに隣接した空間内に
柔軟性物質が設けられていることを特徴とする磁気アク
チュエータ層。
【請求項２２０】請求項１２において、前記ローラの
安定性及び保持のために前記ローラに隣接した空間内に
柔軟性物質が設けられていることを特徴とする磁気アク
チュエータ層。
【請求項２２１】請求項１３において、前記ローラの
安定性及び保持のために前記ローラに隣接した空間内に
柔軟性物質が設けられていることを特徴とする磁気アク
チュエータ層。
【請求項２２２】請求項１４において、前記ローラの
安定性及び保持のために前記ローラに隣接した空間内に
柔軟性物質が設けられていることを特徴とする磁気アク
チュエータ層。
【請求項２２３】請求項１５において、前記ローラの
安定性及び保持のために前記ローラに隣接した空間内に
柔軟性物質が設けられていることを特徴とする磁気アク
チュエータ層。
【請求項２２４】請求項１６において、前記ローラの
安定性及び保持のために前記ローラに隣接した空間内に
柔軟性物質が設けられていることを特徴とする磁気アク
チュエータ層。
【請求項２２５】請求項１７３において、一つの層は
ベースへ取付けたシートを有しており且つ別の層はシャ
フトの周りの静圧流体に露呈される湾曲した表面部分を
持ったシートを有しており、前記層は直交方向に動作さ
れて前記シャフトと相対的に前記湾曲した表面部分の間
隔を調節することを特徴とする磁気アクチュエータ。
【請求項２２６】請求項１７４において、前記シート
が湾曲していることを特徴とする磁気アクチュエータ。
【請求項２２７】電気を発生する方法において、発電
機用の駆動源である移動物体に近接して複数個のアクチ
ュエータからなる少なくとも１個の積層体を位置決め
し、前記複数個のアクチュエータからなる積層体は一端
において前記物体に近接して取付けたトラクション表面
を有しており、前記アクチュエータ積層体の他端は構成
体により支持された表面を有しており、複数個のアクチ
ュエータからなる少なくとも１個の層が２個のシートと
該シート間に転動線接触する１個のローラとを有してお
り、前記ローラ上に作用する磁力を発生する電流を前記
アクチュエータへ印加する手段を有しており、前記ロー
ラは前記転動線接触を介して前記シートにより移動さ
れ、前記物体に関して前記積層体を直交方向及び接線方
向に移動させるために前記アクチュエータ積層体を移動
させる電流を制御する手段が設けられており、従って前
記物体を移動させ且つ位置決めするために前記物体に機
械的仕事を行ない、前記仕事は負であり従って前記複数
個のアクチュエータからなる積層体により前記物体から
電力を抽出することを特徴とする方法。