JPH0661541A

JPH0661541A - 傾斜体

Info

Publication number: JPH0661541A
Application number: JP5022778A
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: 1992-02-10
Filing date: 1993-02-10
Publication date: 1994-03-04
Also published as: US5283497A; EP0555828A1; CA2082081A1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】単一方向勾配電気的剪断可能物質を具備する
傾斜用電気的変形可能アクチュエータを提供する。【構成】傾斜体２は電気的傾斜可能物質から構成され
ており、それは、例えばピエゾ電気セラミックなどのよ
うな電気的剪断可能物質から構成されている。活性化電
気信号に応答して、表面２６を傾斜させる。垂直方向の
トラクション力１６と結合されて傾斜動作が、ローラ１
２を強制的に移動させる。ローラは傾斜パワーをモータ
シャフト１４などと牽引接触状態にある物体１４へ伝達
させる。支持表面７において零の傾斜を与える検知及び
傾斜勾配１０の交互の活性化が、応力が無視可能な状態
で剛性を与える。光学要素の位置決めを行なうため、ダ
クト内の流体の流れ抵抗を変化させるため、荷電粒子を
集群させるために傾斜を使用する。アクチュエータの傾
斜可能表面２６は、放射エネルギが該要素と相互作用を
行なう角度を変化させるべく取付けた光学又は音響要素
５２を有している。傾斜位置センサを有する変形例は正
確な角加速度計を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大略、アクチュエータ
に関するものであって、更に詳細には、単一方向勾配電
気的剪断可能物質を具備する傾斜用電気的変形可能アク
チュエータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】１９８８年４月５日付で発行された「ピ
エゾ電気ミラー及びグレーチング（Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃ
ｔｒｉｃＭｉｒｒｏｒａｎｄＧｒａｔｉｎｇ）」
という名称の米国特許第４，７３６，１３２号は、印加
した電圧に応答して機械的剪断により回転する表面部分
を具備するピエゾ電気本体セグメントを有する光学的位
置決め装置を記載している。この装置のピエゾ電気セグ
メントは一様に剪断を発生する。なぜならば、これらの
ピエゾ電気セグメントは一様に分極されるからである。
本体全体の回転は通常は中央の電極である電極の延長部
による剪断本体セグメントを支持することを必要とす
る。この様な支持は各ピエゾ電気セグメント及びそれに
取付けた光学要素部分の自重により課される比較的小さ
な力に対しては適切なものであるが、産業用のアクチュ
エータ及びモータに関する比較的大きな力にとっては適
切なものではない。

【０００３】１９９１年８月２７日付で発行された米国
特許第５，０４３，６２１号及び１９９０年５月２２日
付で発行された「ピエゾ電気アクチュエータ（Ｐｉｅｚ
ｏｅｌｅｃｔｒｉｃＡｃｔｕａｔｏｒ）」という名称
の米国特許第４，９２８，０３０号は、一方の剪断面が
対向する剪断面と相対的に並進運動を行なう方向と平行
な方向に強制的に動作する剪断ピエゾ電気装置を記載し
ている。剪断作用により回転するピエゾ電気剪断本体セ
グメントの表面部分は、剪断変形に対して必要とされる
機械的コンプライアンスを与えるため以外に使用される
ことはない。ほとんどの強誘電体セラミックピエゾ電気
物質の剪断弾性係数はその他の全ての弾性係数よりも低
い。

【０００４】１９９１年７月２日付で出願した本願出願
人に譲渡されている「二軸トランスデューサ（Ｂｉａｘ
ｉａｌＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ）」という名称の米国特
許出願第０７／７２６，４４１号は、接着したか又は一
体的に製造した物体間の面、例えば剪断ピエゾ電気部材
と厚さモードピエゾ電気部材との間の接続部において無
視可能な応力を有する相対的な歪を与える方法を記載し
ている。その特許出願によれば、軸から半径方向に且つ
軸からの距離に関して直線的にピエゾ電気剪断応答性を
変化させる方法を記載している。更に、不均一な電気的
特性を持った電極及び熱勾配、放射エネルギ勾配、物質
特性勾配を使用してピエゾ電気剪断セグメント内に半径
方向に異なる応答性を与える方法も記載されている。

【０００５】１９９１年５月３１日付で出願した本願出
願人の「ツイスト用アクチュエータ（Ｔｗｉｓｔｉｎｇ
Ａｃｔｕａｔｏｒ）」という名称の米国特許出願第０
７／７０８，６４３号は、本発明の直線的応答性勾配と
は明らかに異なる応答性の半径方向勾配を使用すること
により広い表面に平行な軸の周りに電気的変形可能物体
の広い表面の回転を与える手段を記載している。更に、
１９９１年１２月９日付で出願した本願出願人の米国特
許出願第０７／８０３，８０４号（米国特許出願第０７
／７０８，６４３号の分割）は、広い表面上に作用する
角加速度と直線加速度の複合加速度を測定するために位
置センサを使用することを記載している。この測定技術
は、本発明による角加速度のみの測定とは明らかに異な
るものである。

【０００６】１９９２年２月１１日付で米国特許第５，
０８７，８５２として発行される１９９０年３月１３日
付で出願した本願出願人の「ＤＣ進行波モータ（ＤＣ
ＴｒａｖｅｌｉｎｇＷａｖｅＭｏｔｏｒ）」という
名称の米国特許出願第０７／４９２，１５２号は、ステ
ータのピエゾ電気ライニングの面剪断波を使用する直流
進行波モータを記載している。ピエゾ電気ライニングと
転動接触したローラが存在するために、電界強度を高め
ることにより波が発生される。剪断波の勾配は、最も高
い電界強度の領域において最も高い。従って、ローラ
が、局所的に剪断が発生するライニングの面上において
「下方向」に転動し、且つ半径方向圧縮を介してのトラ
クション即ち牽引作用によりシャフトの回転に影響を与
える。大きな進行波は、厚いピエゾ電気物質を必要と
し、且つ同時に高い活性電圧を必要とする。本発明の新
規性は、電極により低い電圧を集中させ、その際に比較
的高い電界強度を発生させて、それが対応するより大き
な機械的波振幅を誘発させる点である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の電気的傾斜可
能物質即ち傾斜体（ｔｉｌｔｅｒ）の主目的とするとこ
ろは、印加した活性信号に応答して、電気的剪断可能物
質における単一方向勾配の方向に垂直な表面の軸の周り
に物質の表面を強制的に傾斜させることである。本発明
傾斜体の別の目的とするところは、一体的に結合され且
つ反対に活性化される二つ又はそれ以上の傾斜体の間の
界面において応力が零で且つ大きな歪を持って表面の強
制的傾斜動作を行なわせることである。

【０００８】本発明の更に別の目的とするところは、傾
斜体により発生される転動トラクション（牽引）により
例えばモータシャフトなどの物体の強制的位置決めを行
なうことである。

【０００９】本発明によれば、物体と転動接触している
一つ又はそれ以上のローラの直線的な強制的位置決めを
行ない、従って物体を移動させ且つ位置決めすることが
可能である。更に、本発明によれば、物体と転動接触し
ている一つ又はそれ以上のローラの強制的な回転位置決
めを行ない、従って該物体を移動し且つ位置決めさせる
ことが可能である。本発明によれば、摩擦を発生するこ
となしに位置決めを行なうことが可能であり、比較的高
い電気的及び機械的効率が得られ、高速で位置決め動作
を行なうことが可能である。更に、汚染を発生すること
なしに真空中において潤滑なしでの動作及び活性化を行
なうことが可能であり、且つ冷却を行なうことなしに動
作することが可能である。又、従来の軸受の必要性を取
除き、零重力及び微小重力環境下において動作すること
が可能である。又、機械的エネルギから電気的エネルギ
への変換器（発電器）として動作することが可能であ
り、厳しい環境条件下において動作することが可能であ
る。更に、摺動する電気的コミュテータを除去すること
を可能とし、多様な電気的パワーのタイプで動作するこ
とが可能である。又、放射エネルギ相互作用表面を傾斜
動作させることが可能であり、その場合に放射エネルギ
としては、光、電磁放射、音響波、流体の流れ、プラズ
マ及び集合した粒子などがある。本発明によれば、角加
速度を正確に測定することが可能であり、静電荷を移動
させ、流体の流れ抵抗を制御し、且つ流体の正確な制御
のためにバルブを制御することが可能である。

【００１０】

【実施例】図１を参照すると、電気的傾斜可能アクチュ
エータ本体２、支持手段１８、ローラ１２、強制的に位
置決めされる物体１４を有する電気的傾斜可能物質のリ
ニアアクチュエータ適用例の零入力（即ち、電気的に不
活性な状態）状態を概略斜視図で示してある。このアク
チュエータは、オプションとして、位置検知手段２２，
２５を有している。

【００１１】電気的剪断可能アクチュエータ本体２は、
更に、電極６により分離されており以後傾斜体４として
呼称する複数個の電気的傾斜可能本体セグメントを有し
ている。この実施例においては、傾斜体４は、ピエゾ電
気的特性を有しており且つ膜電極６に平行な単一方向の
電気的剪断勾配を有する電気的傾斜可能物質から構成さ
れている。一つの例としてピエゾ電気物質に関連して説
明するが、本発明はその様な特定の物質にのみ限定され
るべきものではなく、本発明の傾斜体は、ピエゾ電気的
に得られるものと類似した強制的変形を発生する電気的
変形可能物質から構成することが可能である。

【００１２】ピエゾ電気実施例についての説明を続ける
と、各傾斜体４は矢印１０で示した方向に分極Ｐされ、
尚、これらの矢印の寸法は傾斜表面２６からの距離に関
しての応答性の変化を表わしており、矢印の方向は単一
方向の応答性勾配の方向を表わしている。傾斜体４の間
の電極６はリード８により可変電源（簡単化のために省
略してある）の別々の電源へ接続されている。電気的傾
斜可能アクチュエータ本体２は、支持手段の表面７に接
着することにより又は一体的構成とすることにより支持
手段１８へ固定されている。図示した実施例では電気的
に非導電性のローラ１２と電気的に非導電性の支持手段
１８とを使用している。最適な実施例では、例えば傾斜
表面２６上に絶縁性コーティング５などの一つ又はそれ
以上の絶縁性シートを有するものであり、それは電気的
傾斜可能アクチュエータ本体２と支持手段１８とを設け
ることにより、例えば金属、サーメットなどの電気的導
電性物質を使用して構成することを可能とする。支持手
段１８は空間において固定されていると仮定し、一方位
置決めされる物体１４及びローラ１２はそれに対して相
対的に移動可能である。傾斜表面２６、ローラ１２及び
物体１４のトラクション（牽引）表面１５は、垂直方向
の力１６によりトラクション接触即ち牽引的接触状態に
ある。位置決めされる物体１４はローラ１２の転動方向
２９と平行な方向３０（図２）に並進運動すべく拘束さ
れている。センサ２２がリード２３を介してセンサ信号
条件付け器３６（図７）及び次いでコントローラ３１へ
物体１４の位置に関する位置信号を供給する。センサの
一実施例においては、光学的グレーチングの形態の基準
マーク２０を使用する。ローラ位置センサ２５はリード
２７を介して、センサ信号条件付け器３８へ及び次いで
コントローラ３１へローラ１２の位置を表わす信号を供
給する。センサ２５はローラ１２のエッジ即ち端部が通
過する回数を表わすことが可能である。

【００１３】図２はリード８へ印加される正電圧＋Ｖ及
び負電圧−Ｖにより図１の装置の活性された状態を表わ
している。これらの電圧は、電極６の面に対して垂直な
矢印２４で表わした方向に、膜電極６の間において電界
強度Ｅを与える。再度、ピエゾ電気実施例を使用する
と、各傾斜体４において、電界Ｅ及び単一方向分極勾配
Ｐの方向は互いに直交している。共働的に作用する分極
及び電界は、傾斜体４内に剪断変形勾配を発生し、傾斜
表面２６の勾配を変化させる。所定の電圧が傾斜表面を
交互に変化する勾配とさせ、ローラ１２と接触するトラ
クション表面が強制的にローラを矢印２８で示した方向
に回転させ、従って矢印２９で示した方向に移動させ、
その際に物体１４を転動トラクション（牽引）作用によ
り矢印３０で示した方向に移動させる。物体１４が図面
中において矢印３０で示した方向に進行すると、傾斜表
面の勾配が所望の方向においてのさらなる位置決め動作
を永久的に支持するようにリード８に印加される電圧が
調節される。

【００１４】印加電圧を調節することにより、この勾配
は、零勾配から最大勾配に滑らかに調節させることが可
能である。その時の力は勾配及び垂直方向の力に比例す
る。速度は、電圧が変化される割合に比例する。機械的
パワーは力及び速度に比例する。

【００１５】リード８に印加される電圧の順番及びタイ
ミングが逆にされると、傾斜勾配が逆にされ、図面に示
したものと反対の方向に物体１４を移動させる。

【００１６】注意すべきことであるが、隣接する傾斜体
は、同じ大きさの剪断を発生する共通の側部表面接触面
積を有し且つ反対の勾配を持つように制御され、その際
に競合する応力を取除き且つ比較的大きな歪が発生する
ことを可能としている。共働的に活性化されることのな
い傾斜体は、かなりの部分の電気機械的変換を内部応力
へ帰趨させ、それは完全な破壊でないにしても、疲労に
より装置の障害を発生させる場合がある。

【００１７】図３を参照すると、図２の装置の一連の動
作における六つの部分が示されている。任意のサイクル
が位置３ａにおいて開始し、その場合に、ローラ１２は
傾斜表面上に零勾配が存在する時刻において二つの傾斜
体の間の接続部に位置している。ローラ１２の端部に示
した矢印はこのシーケンス期間中における相対的な回転
位置を表わしている。位置３ａはローラ１２及び物体１
４のそれぞれの前の運動２９及び３０を反映している。
位置３ｂ及び３ｃにおいて、傾斜体電極上の電圧が上昇
してトラクション（牽引）表面の勾配を変化させ、従っ
てローラ１２が継続的に転動し且つ物体１４が移動す
る。位置３ｄにおいて、電圧がそれらのほぼ最大値に増
加し且つ傾斜トラクション表面の勾配は最大である。位
置３ｅ及び３ｆにおいて、電圧は最小値に近付き、傾斜
勾配も最小値に近付き、１サイクルが終了し位置３ａに
おいて新たなサイクルが開始する。

【００１８】尚、説明の便宜上、これらの図において機
械的な動作は著しく誇張して示されている。１個又は数
個のローラが示されているに過ぎないが、装置により供
給されるパワーは使用されるローラの数に比例する。な
ぜならば、全体的なパワーは各ローラにより担われるパ
ワーの和だからである。実際上、傾斜体は、それらの幅
広寸法と比較して印加される電界の方向（図２）におい
て比較的薄いものである。通常、単一のローラ又はその
他の移動される物体の投影幅内に多数のセグメントが設
けられている。ローラ１２と傾斜表面２６との間の転動
接触幅は傾斜体４の幅よりも小さい。

【００１９】図４を参照すると、本発明の回転型実施例
の一端部を斜視図で示しており、それは、この場合には
回転シャフトである位置決めされる物体１４と、ローラ
１２と、傾斜体４と、支持手段乃至はハウジング１８と
を有している。図４のモータは矢印３０で示した方向に
回転するシャフト１４を有している。位置測定用センサ
及び電気的接続は簡単化のために省略してある。

【００２０】図５を参照すると、図４のモータの断面が
示されており、その部品間の相互関係が示されている。
更に、ピエゾ電気実施例の単一方向電気的剪断勾配の方
向も示されており、矢印「ｒ」の方向において応答性
「ａ」が減少している。

【００２１】図６を参照すると、距離「ｒ」の関数とし
ての応答性「ａ」がグラフの状態で示されており、
「ｒ」は以下の説明の文脈に依存して一つを超えた意味
を与えられる。応答性はトラクション（牽引）表面２６
（図１参照）近くにおいて最大値Ａを有しており、且つ
支持表面７（図１参照）における位置Ｒにおいて零の応
答性へ直線的に減少する。支持表面７において応答性が
零となるので、図２に示した如く、傾斜表面２６が完全
に傾斜した場合であっても、支持手段１８に対する取付
け面において傾斜が発生することはない。隣接する傾斜
体間の結合応力を前述した如くに除去したことに加え
て、支持表面７において傾斜が存在しないことは、応力
が存在しない固体作動物体の予定される強度及び剛性を
与える。

【００２２】図７を参照すると、図５の回転モータ用の
電気的活性システム５０が概略的に示されており、それ
は本発明の電気的傾斜可能物質を使用する装置を動作さ
せる。活性化システム５０は、コントローラ３１と、セ
ンサ信号条件付け器３６，３８とを有している。コント
ローラ３１は、活性化命令用の入力ポート３２、電力用
ポート３３、ステータスデータ出力端３４を有してい
る。センサ２２及び２５はそれぞれの位置信号をそれぞ
れの接続体２３，２７を介して信号条件付け器３６及び
３８へ供給する。信号条件付け器３６，３８はそれぞれ
の位置信号４０，４２をコントローラ３１へ供給する。
コントローラ３１は、活性化命令３２内に含まれるもの
と位置とを比較し、ｎ個の駆動信号３５を調節すること
によりコントローラ３１においてエラーが補正される。
タイミングと、振幅と、スリュレートとを包含する駆動
信号３５は、本装置の効率的で且つ滑らかな動作を与え
るために所定の態様でコントローラ３１により調節され
る。

【００２３】本発明の別の実施例では、各ローラに対し
て二つのトラクション（牽引）表面を提供するように位
置決めされる物体乃至はシャフトに取付けた付加的な電
気的傾斜可能アクチュエータ物体を有しており、その際
に作動力を倍化させている。静止及び回転傾斜本体の両
方を有する回転実施例は、より複雑な制御手段を必要と
し、且つ電気的な通信を必要とする。そうでない場合に
複数個の傾斜本体実施例から得られる作動力を効果的に
与えるために、セグメントの寸法が僅かに増加されてい
るステータのみの実施例が好適である。

【００２４】好適な制御ループ方法は、図面理解される
如く、傾斜体自身からの電気信号を使用する。例えば、
例示的なピエゾ電気傾斜体は、電気機械的に可逆的であ
り、電気エネルギを機械的な仕事へ変換し且つその逆も
可能である。従って、ピエゾ電気傾斜体は、例えば通過
するローラの力などの傾斜表面に付与される外部的な力
に電気的に応答する。ローラ力応答は、動作期間中、リ
ード３５における駆動信号の印加電圧上に重畳される。
ローラ電気的応答は、フィードバック信号において使用
するためにコントローラ３１により抽出され、そのこと
はより効率的なシステム動作を可能とする。

【００２５】本傾斜体の電気機械的に可逆的な実施例を
使用することにより、例えば機械的エネルギを電気的エ
ネルギに変換する発電器などの多様な装置の動作を行な
うことを可能とする。一例として、外部的な機械的パワ
ー源により与えられる矢印３０で示した方向における強
制的な動作（図２）は、リード８内に双極性の交番する
電圧を発生する。発生された電気的パワーの周波数は、
ローラ速度、ローラ間隔、転動経路に沿っての傾斜体間
隔に比例する。発生された電圧は、垂直方向の力１６及
び傾斜体物質の実効的応答性に比例する。発生されたパ
ワーはその電圧及び周波数に比例する。

【００２６】勾配電気的剪断可能物質を製造する場合に
距離Ｒに関して応答性Ａを変化させるのに多数の方法が
存在しており、その幾つかについては、１９９１年５月
２８日付で出願した本願出願人の米国特許出願である
「ツイスト型アクチュエータ（ＴｗｉｓｔｉｎｇＡｃ
ｔｕａｔｏｒｓ）」という名称の米国特許出願第０７／
７０８，６４３号に記載されている。

【００２７】勾配剪断ピエゾ電気本体セグメントは、該
本体が最大の一様なピエゾ電気剪断感度を有する方法に
よって製造することが可能である。次いで、該セグメン
トを所定時間の間図６における如くＲに関して変化する
放射エネルギ強度ａの直線的勾配に露呈させ、その結果
その剪断応答性の直線的変化を発生させる。

【００２８】別の方法においては、最大の一様なピエゾ
電気剪断応答性を有するピエゾ電気本体セグメントを製
造し、次いで所定時間の間図６における如く直線的な温
度勾配ａに露呈させ、その結果直線的な剪断感度を発生
させることが可能である。

【００２９】更に別の製造方法を使用する場合には、ピ
エゾ電気剪断セグメントは、最大の一様な剪断感度で製
造し、次いで勾配を付けた膜電極と共に組立てる。各勾
配を付けた電極の電気的導電度ａは図６においてＲの関
数として変化する。零の導電度を有する支持される本体
表面においての電極端部は、安定性のために電気的に接
地させることが可能であり、支持手段乃至はハウジング
１８を電気的導電性物質から構成することを可能として
いる。実際上、勾配の付けた電極インピーダンス及びそ
れに付随する電界強度分布は純粋に抵抗性の場合よりも
複雑である。従って、電界強度の勾配は、所定の電気的
活性化の周波数範囲に関してのみ直線的である。

【００３０】別の製造方法では、一様で最大の剪断感度
強誘電体セグメントを非一様な分極電界強度で処理し、
その結果直線的に変化する剪断感度を与える。更に別の
方法では、前述した方法の種々の組合わせがある。

【００３１】位置に依存して変化する分極即ち電界の大
きさを有するピエゾ電気物質を製造することに関しての
更に詳細な説明は、例えば、１９９１年７月２日付で出
願した「二軸トランスデューサ（ＢｉａｘｉａｌＴｒ
ａｎｓｄｕｃｅｒ）」という名称の本願出願人の米国特
許出願第０７／７２６，４４１号に記載されている。電
気的傾斜可能物質の別の使用方法は、例えばミラーやグ
レーチングなどの光学要素の位置決めに関するものであ
る。傾斜表面に取付けた光学要素は、耐久性のある支持
手段を有する基本的に堅牢な構造体ユニットの前述した
利点を維持しながら角度方向に関する位置決めを与え
る。この点に関しては、１９８８年４月５日付で発行さ
れた「ピエゾ電気ミラー及びグレーチング（Ｐｉｅｚｏ
ｅｌｅｃｔｒｉｃＭｉｒｒｏｒａｎｄＧｒａｔｉ
ｎｇ）」という名称の米国特許第４，７３６，１３２号
を参照するとよい。

【００３２】図８を参照すると、図２に関して説明した
ものと同様の傾斜体の放射エネルギ相互作用型実施例が
概略斜視図で示されており、それは、長尺の傾斜体に隣
接した短寸の傾斜体と、支持手段１８と、該長尺の傾斜
体に取付けた放射エネルギ相互作用要素５２とを有して
いる。短寸傾斜体は、長尺傾斜体に対し応力を発生する
ことのない横方向の支持を与えている。図示した実施例
の放射エネルギ相互作用要素５２は、傾斜表面積の大部
分をカバーすべく延在している。不活性状態とされると
（図１に対応）、放射エネルギ相互作用要素５２は、こ
の実施例において、それから利点が得られる面内に位置
する。

【００３３】放射エネルギ相互作用要素５２は放射エネ
ルギ相互作用表面５８を有しており、そこに放射エネル
ギが入射される。放射エネルギとしては、特にそれに限
定するわけではないが、特定の適用例に従って、電磁放
射エネルギ、レーザからなどのコヒーラント光、赤外線
及び紫外線放射エネルギ、ＲＦ、マイクロ波、ミリメー
タ波、移動流体、波状の擾乱を有する流体、プラズマ、
集合された粒子及び音響波などがある。相互作用の態様
としては、特定の適用例に依存して、放射エネルギ相互
作用表面５８の形態及び物質の選択に基づいて、フォー
カッシング（焦点合わせ）、バンチング（集群）、バル
ブ動作、脈動、方向変化、吸収、反射、屈折及び回折の
組合わせなどがある。図８に示した如く、第一極性の電
圧で活性化されると、放射エネルギ相互作用要素５２は
矢印６０で示した方向に傾斜され、一方反対極性の電圧
を印加すると矢印６０で示したのと反対の方向に要素を
傾斜させる。例えばピエゾ電気勾配剪断物質などの双極
応答性電気的傾斜可能物質は、単極活性信号のみに応答
する物質の２倍の傾斜角度を与える。

【００３４】各時刻において、長尺傾斜体４は、全ての
相互作用要素５２が同一の角度で入射する放射エネルギ
と相互作用を行なうように、同一の角度に傾斜させるこ
とが可能である。各放射エネルギ相互作用要素５２がグ
レーチングのストライプである実施例の場合、この傾斜
動作は該ストライプの角度方向の調節を与える。

【００３５】変形例としては（不図示）、図２のものと
同様の電気的変形可能物体を有するものがあり、その場
合に、傾斜体は同一の高さであり且つ傾斜表面２６は、
例えばミラー又はグレーチングのストリップなどの同一
の寸法の放射エネルギ相互作用要素が被着されている。
この変形例は、偶数番号の相互作用セグメントを一方向
へ傾斜させ且つ奇数番号のセグメントを反対方向へ傾斜
させ、電気的に調節可能なブレーズ角度を有するブレー
ズグレーチングを与える。不活性な状態においては、放
射エネルギ相互作用表面５８は一般的な傾斜面と相対的
に所定の角度に位置しており、この角度は、放射エネル
ギ相互作用要素が不活性状態にある場合の面内に位置
し、その場合にグレーチングを平面ミラーへ変化させる
零の角度を包含している。完全に被着された変形例で
は、相互作用要素を完全に支持し、図８に示したような
片持ち梁要素端部をなくすことにより装置の強度を高め
る利点を有している。一様な高さを有する傾斜体は、完
全な相互的な側部の支持から利点が得られ、且つ相互作
用表面は不活性状態における面に位置し、損傷を与える
蓋然性を減少した状態で研削、研摩及びコーティングな
どを積極的に行なうことを可能とする。この様にして構
成された電気的に調節可能なブレーズグレーチング（ｂ
ｌａｚｅｄｇｒａｔｉｎｇ）は、０乃至２０ミリラジ
アンの角度範囲において比較的浅い傾斜角度を与え、例
えば非常に高いパワーのレーザレゾネータ光学要素など
のグレーズ入射角即ち「かすめ角」を必要とする適用例
において実際的なブレーズグレーチング性能を与える。
更に、電気的剪断可能本体セグメントへ別個の異なった
電圧を印加すると、ゆっくりと変化するブレーズ角度及
び要素の傾斜の空間的分布を与え、その場合に発生する
内部応力は無視可能なものである。

【００３６】本傾斜体の更に別の実施例では、例えば図
８の長尺要素などの単一の傾斜体を使用するものがあ
り、それは傾斜表面５８に近接して位置センサ２２を有
している。要素５２を傾斜軸の周りの角加速度に露呈さ
せると、表面５８に慣性傾斜動作が発生する。センサ２
２のうちの一つが表面５８に対してのより短い距離を検
知し、一方他のセンサはより大きな距離を検知する。本
体寸法が前もって分かっている場合に、これらの距離の
差の測定及び傾斜軸周りの角加速度の大きさが、本装置
を単軸角加速度トランスデューサとしてキャリブレート
（較正）する手段を与える。

【００３７】角加速度センサとしての本傾斜体の一実施
例においては、電気信号を本傾斜体に印加して不活性状
態における傾斜量を維持し、そのことは零の値において
の測定した位置の差を維持することと等価である。所定
の範囲の角加速度でキャリブレーションを行なった後
に、傾斜を零とさせる傾斜体本体へ印加した電圧の値を
測定することにより、興味のある角加速度に対応する測
定が得られる。この好適な測定方法は、正確な精度を与
える。なぜならば、傾斜体は歪のない状態に維持され、
傾斜応答において及びセンサ２２によりなされる距離測
定において非線形性を取除いているからである。

【００３８】角加速度の測定精度は位置センサ２２の感
度を増加すると共に増加する。好適な位置検知手段は、
センサ２２と表面５８（図８）との間の量子エレクトロ
ントンネル動作を発生する。エレクトロントンネル電流
はセンサ２２と表面５８との間の距離と共に変化するの
で、表面５８の位置は、原子距離の一部により境界が決
められる確実性で零の位置に維持され、その際に多様な
慣性反作用力測定適用例に対し適切な感度を与えてい
る。更に、零の傾斜位置は角加速度測定期間中に維持さ
れるので、ギャップ、従って予測されるトンネル電流も
一定状態を維持し、位置に関してのトンネル電流の非線
形性の影響を回避している。

【００３９】角加速度を測定するための傾斜体の製造方
法の１方法は、電気的傾斜可能物質及び電極をエピタキ
シャル的に付着形成し、絶縁性支持層を付着形成し、次
いで表面５８の近傍に位置検知器２２を配設させる。更
に、位置検知器２２及び電気的傾斜可能物体への電気的
接続体２３を設ける。

【００４０】傾斜体の加速度計変形実施例においては、
傾斜体の支持体１８は、例えば１９９１年１２月９日付
で出願した「ツイスト型アクチュエータ加速度計（Ｔｗ
ｉｓｔｉｎｇＡｃｔｕａｔｏｒＡｃｃｅｌｅｒｏｍ
ｅｔｅｒ）」という名称の本願出願人の米国特許出願第
０７／８０３，８０４号に記載されているような多軸位
置決めアクチュエータである。位置決め可能な支持体
は、当業者にとって明らかな、システム精度及び感度を
悪化させるような位置検知器２２のドリフト及びその他
の変動に起因するエラーを補正するために、製造上のエ
ラーを補正するために、表面５８と位置検知器２２との
間の平均距離を電気的に且つ確実に調節する手段を与え
ている。

【００４１】位置決め可能な支持手段１８を有する変形
実施例は、剪断勾配の方向と相対的に任意の方向に直線
加速度の影響を相殺する手段を与えている。例えば、傾
斜表面に垂直な、例えば表面５８の下方（図８）、直線
加速度は、表面５８とセンサ２２との間の距離を減少さ
せる。トンネル電流センサ実施例においては、この直線
加速度は両方のセンサのトンネル電流を減少させる。距
離に関してのトンネル電流の固有の非線形性に応答する
アルゴリズムが、位置決め支持手段１８へ適宜の信号を
印加することにより、表面５８をその零の位置（図８に
おいて垂直）へ復帰させる手段を与えている。この後者
のステップは、角加速度の明確な測定値を与え、且つ、
支持手段１８へ印加された補正信号の測定値を使用し
て、直線加速度を測定する手段を与える。当業者にとっ
て明らかな如く、傾斜体を多軸慣性測定ユニット（ＩＭ
Ｕ）として実現することは容易である。

【００４２】一般的に、強誘電体ピエゾ電気物質は、剪
断感度に逆比例する弾性剛性を有している。剪断感度が
勾配方向に沿って変化すると、層形成方法は、所定の応
答性勾配を与えながら各セグメントが動作応力をよりよ
く維持することが可能であるように弾性特性を調節する
ことを可能とする。回転アクチュエータ及びモータ実施
例のセグメントとしての傾斜体は、傾斜表面２６におけ
るよりも支持表面７において一層寸法が大きい。従っ
て、半径方向外側において非等方的に減少する構造セグ
メント強度は、全体的なセグメント負荷担持能力を減少
させることなしにより効率的な動作を可能とし、一方与
えられた傾斜値でのピークの活性信号の大きさを減少し
ている。

【００４３】勾配電気的剪断可能物体の体積はそれに印
加される電圧とは独立的である。電界Ｅの方向における
セグメントの厚さ（図２）は、励起期間中に変化するこ
とはなく、例えばハウジング（図３における１８）など
の支持手段における圧縮性のセグメントパッキング即ち
一体化を可能としている。分極方向（図１における１
０）に平行な正味のセグメント測定値は変化することが
なく、動作期間中に転動用トラクション表面の一定の平
均間隔を維持することを可能としている。ローラ軸に平
行な方向における測定値は変化することはなく、その際
に支持表面７における結合応力を回避している。この一
定な測定値は、更に、ローラとトラクション表面との間
における接触点での軸方向の摺擦を除去している。

【００４４】図１及び２を参照すると（ローラ１２と物
体１４とを無視する）、傾斜表面２６を有する複数個の
単一方向勾配電気的剪断可能物質セグメント４が流体が
流れる流体ダクト（支持手段１８）の内側表面部分を構
成することが可能である。この傾斜表面は、静止状態に
ある場合に、流れに対して滑らかな表面を提供し、それ
は流れの障害となることはない。これらの傾斜体が活性
化されると、傾斜表面は流体のより乱れた流れを発生さ
せ、その際に傾斜角度を増加させると共に流れ抵抗を増
加させる。前述した如く、活性化された場合にセグメン
トは体積を変化させることがないので、平均流体ダクト
断面積は傾斜角度に関して不変のまま維持することを可
能としている。しかしながら、同一の大きさの一対の傾
斜表面の内側に面した頂点端部がダクト面積の一部を閉
塞し、更に流れに対する抵抗を増加させる。

【００４５】別の実施例においては、所定の速度を有す
る選択した流体内に周期的な乱れを励起させるためにセ
グメント幅を所定のものとすることが可能である。逆
に、所定の周期的なエネルギ成分を有する流体が、発電
機又はセンサとして作用する勾配電気的剪断可能セグメ
ントからなるアレイにより運動エネルギから電気エネル
ギへの変換においてそのエネルギの一部を放棄すること
が可能である。後者は、例えば乱れた挙動を明らかにす
るための公知な装置における所定の臨界周波数などの狭
い範囲の周波数に応答することが可能である。

【００４６】図１及び２を参照すると（ローラ１２を無
視する）、傾斜表面２６は、例えばダクト又は管壁１５
などの物体に近接して配置させることが可能である。傾
斜表面２６と壁１５との間において矢印２９で示した方
向に流れる流体は、頂点が壁１５と近接するか又はそれ
と接触するように傾斜体２６を活性化即ち動作させるこ
とにより遅滞化させるか又は停止させることが可能であ
る。

【００４７】別の実施例においては、互いに対面してお
り且つそれらの近接した傾斜表面間に流体が流れる二つ
の傾斜体を、それらの頂点が互いに近付くか又は接触す
るように両方とも活性化即ち動作させ、その際に流体の
流れを減少させるか又は停止させるようにすることが可
能である。

【００４８】活性化即ち動作される勾配電気的剪断可能
アレイ傾斜表面の電極端部は、例えば自由エレクトロン
レーザにおける集群した電子などの集群した荷電粒子に
作用する交番する極性を有している。二つの近接して対
面する傾斜表面は集群を発生するものとして知られる交
番する方向の電界を与える。ビーム方向における空間周
波数は所定の幅のセグメントを組立てることにより実現
され、一方電界強度は集群の特性に関する集約的効果に
関して、傾斜先端頂点間隔及び印加電圧の所定の効果に
従って、各電極上の電圧の大きさを変化させることによ
り沿革的に且つ電気的に調節される。

【００４９】典型的に鉛、ジルコニウム、チタン及びバ
リウムの酸化物であるピエゾ電気セラミックスは、比較
的高い圧縮強度を有するものであるがその引張り強度は
比較的低く、その比は高々１００：１であることが知ら
れている。転動期間中、且つ転動トラクション（牽引）
のために必要な印加される接触力のために、ピエゾ電気
セグメントにより担持される応力は多くが圧縮性のもの
である。支持手段（ハウジング）における干渉組立体も
傾斜本体を環状方向に圧縮する。好適な組立て方法はロ
ーラベアリング技術に従ったものであり、その場合に、
全てのローラが電気的剪断可能本体とシャフトとの間の
片側に挿入され、次いで等間隔になるまで漸次的に移動
される。比較的堅いローラの位置を変えることは、部品
を差動的加熱及び冷却により行なうことが可能である。

【００５０】単一方向勾配電気的剪断可能物質の好適な
物質は、所定の温度範囲内の予め定めた境界内に接触力
が維持されるように選択される。理想的な物質の選択
は、直線的な熱膨張及び長さの全体的な和が零であり、
少なくとも熱勾配が存在しない場合に、全ての温度範囲
に亘り一定の接触力を与える。全てが非常に小さな熱膨
張を有する装置物質の選択は、接触力を所定の境界内に
維持しながら所定の温度差及び部品の温度勾配が存在す
ることを許容する。

【００５１】差動的熱膨張に起因する残留応力は、アク
チュエータ内に二軸トランスデューサの要素を組込むこ
とにより補償することが可能であり、それは、１９９１
年７月２日付で出願した本願出願人の米国特許出願第０
７／７２６，４４１号に記載されている応力緩和要素で
ある。二軸トランスデューサは電気的に制御される円形
勾配剪断により表面の膨張を与える。この膨張は、本発
明のアクチュエータと二軸トランスデューサとの間の接
着面内において内部応力を発生することなしに実質的に
歪を吸収する。

【００５２】図３，４，５，７，８において、図示した
実施例が露出された剪断本体を示している。別の実施例
は、例えば図１及び２における層５などの電気的絶縁性
物質でコーティングした剪断本体表面を有している。剪
断本体のものと等しいか又はそれより大きな弾性限界を
有するコーティング物質が好適である。なぜならば、亀
裂及び層剥離を防止することが可能だからである。例え
ば自動車のエンジンにおいて使用される高強度組成物な
どのセラミックを有するコーティングがトラクション表
面にとって好適であり、特に導電性のローラが使用され
る場合にはそうである。コーティングは、例えば低圧に
おけるガス、海水又は導電性粒子を含有する流体などの
導電性液体などの導電性媒体中における動作期間中に電
気的なリークの発生を防止する。コーティングは、更
に、接触表面における最大応力から本体とコーティング
の界面近傍における傾斜本体内の実質的に低い値へ転動
接触応力を分布させる。ピエゾ電気強誘電体物質は、０
乃至２０ミリラジアンの範囲内のピーク−ピークエッジ
角度を与える。蠕動剪断モータのほとんどの実施例が自
己始動型であるが、長い休止時間の後に、ローラコンタ
クトが一時的に変形される場合がある。電気機械的技術
分野における当業者にとって付属的な始動手段が公知で
あり、それをここにおいても使用することが可能であ
る。

【００５３】本発明の寿命を短くするメカニズムはほと
んど存在しない。図示した実施例は、ローラを使用して
いるが、ボールを使用することも可能である。ボールを
有する回転実施例はボールガイドとしてロータ及びステ
ータの溝（不図示）を使用する。しかしながら、ボール
は集中した接触応力（ヘルツ型又はハーチヤン接触とも
呼ばれる）を発生し、それは、典型的に、小さな円形状
又は楕円状の接触面積を有するものである。ハーチヤン
接触は、応力が高く且つ剛性が低いという特徴を有して
いる。ハーチヤン接触の剛性は比較的大きな指数にとっ
た垂直方向の接触力に比例している。低い垂直方向の力
に対しては、剛性は低い。例えばボールベアリングなど
の転動ボールの多くの適用例においては、接触応力がベ
アリングの寿命を短くさせるか又は即座に破壊する値を
超えて上昇する前に、剛性が所望の高い値に到達するこ
とはない。

【００５４】転動ボールと対照的に、円筒状のローラは
ハーチヤン接触ではない線接触を有している。垂直方向
の力は線接触の比較的広い区域に亘って分布され、接触
応力が減少されることとなる。転動線接触の剛性は本質
的に高く、比較的低い値の垂直方向の力の下での初期的
な接触においてもそうである。その後の剛性は垂直方向
の力が増加すると共に比較的ほとんど変化することはな
い。所定の垂直方向の力が与えられた場合に、複数個の
ローラを使用することにより応力は更に減少される。

【００５５】ローラとトラクション表面との間の線接触
の直下において、ピエゾ電気物質内の圧縮応力は最大値
に到達する。この圧縮応力と関連して剪断応力が存在し
ており、それは圧縮応力の約３分の１に等しい。

【００５６】転動要素の損傷はマイクロ摺擦及び疲労に
より開始される。マイクロ摺擦は、転動接触表面の部分
の相対的な小さな摺擦である。マイクロ摺擦の量は、接
触部分における変形に依存し、それは、更に、印加され
る垂直方向の力の大きさ及び接触表面の曲率に依存す
る。ローラは、垂直方向の力及び転動直径が与えられた
場合に、ボールよりもかなり長い寿命を有している。疲
労は複雑な態様で垂直方向の力及び歪の付与及び除去の
繰返し率に依存する。与えられた垂直方向の力から発生
する接触歪が比較的低いのでローラが好適である。

【００５７】１９９０年３月１３日付で出願した「ＤＣ
進行波モータ」という名称の本願出願人の米国特許出願
第０７／４９２，１５２号において、剪断を受けるピエ
ゾ電気ライナの勾配を決定する電界強度は、ローラの半
径に依存し、その勾配はローラの半径を減少すると共に
増加する。これと対照的に、本発明は、アクチュエータ
本体の幾何学的形状により電界強度を決定し、応答性は
ローラ半径とは独立的である。従って、本発明は、転動
接触応力を所定の最大値以下の値とさせるのに十分に大
きなものであるように予め決定したローラを使用するこ
とを可能とする改良点を提供している。

【００５８】本傾斜体の実施例及び変形例は、潤滑剤が
使用されない場合に一層効率的に動作する。従来の意味
におけるベアリングは本発明においては使用されない。
なぜならば、垂直方向のトラクション力に露呈される位
置決めされる物体は常に万力のような態様でグリップ即
ち把持されているからである。高い相対的な剛性と結合
された転動接触により、従来のクリアランスを有する転
動要素ベアリングにより与えられるものよりもより高い
精度で位置決めされる物体を拘束する。比較的長いモー
タはローラの完全な案内を与える。なぜならば、進行す
る傾斜は、ローラを減少された位置エネルギを発生する
位置へローラを移動させるからである。短寸のモータは
ローラ安定器（リテーナとも呼ばれる）を使用し、それ
は転動要素ベアリング技術において公知のものである。

【００５９】ピエゾ電気剪断トランスデューサは、１９
９０年５月２２日付で発行された「ピエゾ電気アクチュ
エータ」という名称の米国特許第４，９２８，０３０号
及び１９９１年８月２７日付で発行された米国特許第
５，０４３，６２１号に記載される如く、対称的な双極
性信号で駆動される場合に最も効率的に動作を行なう。
印加電界と分極方向との直交性は、ピエゾ電気実施例に
おける滅極の発生を排除する。一方、厚さ又は拡張モー
ドピエゾ電気トランスデューサへ印加される分極方向と
逆平行な比較的小さな電圧は偏向した分極を発生する。
双極性の電気的駆動は、厚さ及び拡張ピエゾ電気モード
装置と比較して、剪断トランスデューサの機械的応答を
実効的に２倍とし、これらの後者のものは基本的に単極
電気駆動に制限されている。更に、ピエゾ電気剪断応答
係数及び電気機械的結合ファクタは、通常、他のモード
のものよりも一層高く、それはより効率的なパワー変換
に貢献する。

【００６０】ピエゾ電気剪断は二次元変形であり、一方
全てのその他の公知の変形モードは三次元的である。二
次元変形は、過剰な加熱を発生することなしに比較的高
いエネルギ密度においての剪断動作をある程度可能と
し、その際にほとんどの適用例において強制冷却の必要
性を取除いている。基本的に低温の動作は例えば宇宙空
間などの真空中での適用例において有効である。しかし
ながら、一つ又はそれ以上の部品において強制冷却チャ
ンネル（不図示）を有する実施例は本発明の技術的範囲
内に含まれるものである。

【００６１】以上の説明において、電気的剪断可能物質
の実施例としてピエゾ電気アクチュエータについて説明
したが、電気的活性化に応答して強制的に剪断を発生す
る任意の物質を本発明の変形例において使用することが
可能なものである。磁歪物質、前述した勾配ピエゾ電気
剪断の電気機械的作用を与えるような形態とした転動導
体と、透磁性部材と永久磁石との組立体は、ピエゾ電気
剪断物質を機能的に置換することが可能である。更に、
磁気的勾配電気的剪断物質及び熱膨張性勾配剪断物質を
使用することも可能である。

【００６２】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】本傾斜体の直線的実施例が非活性状態にある
状態を示した概略斜視図。

【図２】本傾斜体の直線的実施例が活性された状態に
ある状態を示した概略斜視図。

【図３】図２の装置の一連の動作状態を示した概略斜
視図。

【図４】本傾斜体の回転モータ実施例を示した概略斜
視図。

【図５】図４の装置の断面を示した概略断面図。

【図６】傾斜表面からの距離と共に変化する活性パラ
メータを示したグラフ図。

【図７】本傾斜体の電気的制御システムを示した概略
図。

【図８】角加速度検知実施例を構成する傾斜位置検知
器に近接して取付けられた傾斜可能な放射エネルギ相互
作用表面を有する傾斜体を示した概略斜視図。

【符号の説明】

２電気的傾斜可能アクチュエータ本体４傾斜体８リード１２ローラ１４物体１５トラクション表面１８支持手段２０基準マーク２２，２５位置検知手段２６傾斜表面３６，３８センサ信号条件付け器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】勾配方向に対して垂直な軸を有する傾斜
表面を具備する単一方向勾配電気的剪断可能物質を有し
ており、前記傾斜表面が印加された活性信号に応答して
前記軸の周りに傾斜自在であることを特徴とする傾斜
体。
【請求項２】請求項１において、前記単一方向勾配電
気的剪断可能物質が支持された表面を有しており、且つ
前記傾斜表面における最大剪断から前記支持された表面
における最小剪断へ傾いた態様で剪断を発生することに
より前記活性信号に応答し、その際に前記支持された表
面が静止状態のままで前記傾斜表面を強制的に傾斜させ
ることを特徴とする傾斜体。
【請求項３】請求項２において、前記単一方向勾配電
気的剪断可能物質が前記活性信号を印加するための膜電
極を有しており、前記活性信号が前記電極に対して垂直
な電界強度を発生し、且つ前記単一方向勾配電気的変形
可能物質が前記電極に対して平行に勾配分極されること
を特徴とする傾斜体。
【請求項４】請求項３において、前記単一方向勾配電
気的剪断可能物質が勾配剪断応答性を有しており、且つ
前記電界強度が一様であることを特徴とする傾斜体。
【請求項５】請求項３において、前記単一方向勾配電
気的剪断可能物質が一様な剪断応答性を有しており、且
つ前記電界強度が勾配を有していることを特徴とする傾
斜体。
【請求項６】請求項３において、前記単一方向勾配電
気的剪断可能物質がピエゾ電気物質を有することを特徴
とする傾斜体。
【請求項７】請求項６において、前記ピエゾ電気物質
が強誘電体であることを特徴とする傾斜体。
【請求項８】請求項６において、前記ピエゾ電気物質
が結晶状態変化により剪断を発生することを特徴とする
傾斜体。
【請求項９】請求項３において、前記単一方向勾配電
気的剪断可能物質が磁気的勾配電気的切断可能物質を有
することを特徴とする傾斜体。
【請求項１０】請求項３において、前記単一方向勾配
電気的剪断可能物質が熱膨張性勾配剪断物質を有するこ
とを特徴とする傾斜体。
【請求項１１】請求項３において、前記単一方向勾配
電気的切断可能物質が少なくとも二つの側部を有する物
体を有しており、複数個の前記物体がそれぞれの間に前
記膜電極を挟み込んで取付けられており、且つ前記物体
は互いに平行に分極され且つ一つおきの電極が逆極性を
有しており、前記物体が隣接する側部表面において等し
い大きさで剪断を発生し且つ傾斜表面が反対の勾配で傾
斜することを特徴とする傾斜体。
【請求項１２】請求項１１において、前記活性信号が
前記物体を所望の勾配に傾斜させるためにコントローラ
において発生されることを特徴とする傾斜体。
【請求項１３】請求項１２において、前記物体に関す
る位置データを前記コントローラへ送給する手段が設け
られていることを特徴とする傾斜体。
【請求項１４】請求項１１において、更に、前記傾斜
表面に対して押圧されたローラが設けられており、前記
傾斜表面の傾斜が、前記傾斜表面とローラとの間の牽引
的転動接触により前記ローラを強制的に転動させること
を特徴とする傾斜体。
【請求項１５】請求項１３において、更に、前記ロー
ラに押圧して位置決め可能な物体が設けられており、前
記傾斜運動が前記ローラと物体との間の転動牽引的接触
により前記物体を強制的に位置決めさせることを特徴と
する傾斜体。
【請求項１６】請求項１５において、更に、前記勾配
電気的剪断可能物体を収容する円筒状のハウジングが設
けられており、前記物体は円筒状に隣接する傾斜トラク
ション表面を有しており、前記支持された表面は前記ハ
ウジングに取付けられており、前記位置決め可能な物体
が円筒シャフトであることを特徴とする傾斜体。
【請求項１７】請求項１６において、前記活性信号
が、前記ローラによって強制的に前記シャフトを動かす
ために前記物体を所望の勾配へ傾斜させるためにコント
ローラにおいて発生されることを特徴とする傾斜体。
【請求項１８】請求項１７において、前記物体に関す
る位置データを前記コントローラへ送給する手段が設け
られていることを特徴とする傾斜体。
【請求項１９】請求項１７において、前記ローラに関
する位置データを前記コントローラへ送給する手段が設
けられていることを特徴とする傾斜体。
【請求項２０】請求項１において、前記単一方向勾配
電気的剪断可能物質が双方向性であり、入力機械エネル
ギから電気的パワーへの変換を与え、その際に前記傾斜
表面を傾斜させる力がそれに関連した電気的出力を発生
させることを特徴とする傾斜体。
【請求項２１】請求項１１において、前記単一方向勾
配電気的剪断可能物質が双方向性であり、入力機械エネ
ルギの電気的パワーへの変換を与え、その際に前記傾斜
表面を傾斜させる力がそれと関連する電気的出力を発生
することを特徴とする傾斜体。
【請求項２２】請求項１５において、前記単一方向勾
配電気的剪断可能物質が双方向性であり、入力機械エネ
ルギの電気的パワーへの変換を与え、その際に、前記物
体が移動される場合に、それが前記ローラを動かし、前
記ローラが本傾斜体を傾斜させ、その際に前記物体に印
加された力に関係した電気的出力を発生することを特徴
とする傾斜体。
【請求項２３】請求項１１において、前記支持された
表面と傾斜表面との間において一つおきの物体がより短
い長さのものであり、より長い物体は前記傾斜表面に取
付けた放射エネルギ相互作用表面を有していることを特
徴とする傾斜体。
【請求項２４】請求項２３において、前記放射エネル
ギ相互作用表面がそれを取付けた前記物体の傾斜表面を
超えて延在しており且つ隣接する物体の傾斜表面の一部
の上側に延在していることを特徴とする傾斜体。
【請求項２５】請求項２３において、前記放射エネル
ギ相互作用表面が反射表面であることを特徴とする傾斜
体。
【請求項２６】請求項２３において、前記放射エネル
ギ相互作用表面が屈折表面であることを特徴とする傾斜
体。
【請求項２７】請求項２３において、前記放射エネル
ギ相互作用表面が回折表面であることを特徴とする傾斜
体。
【請求項２８】請求項２３において、前記放射エネル
ギ相互作用表面が吸収表面であることを特徴とする傾斜
体。
【請求項２９】請求項２３において、前記放射エネル
ギ相互作用表面が電磁放射エネルギに対するものである
ことを特徴とする傾斜体。
【請求項３０】請求項２３において、前記放射エネル
ギ相互作用表面が音響放射エネルギに対するものである
ことを特徴とする傾斜体。
【請求項３１】請求項１において、更に、前記傾斜表
面近傍に位置決めセンサが設けられており、回転加速度
が前記軸の周りに前記傾斜可能表面を傾斜させ、その傾
斜動作がセンサにより検知され且つ活性信号の印加によ
り電気傾斜的に零とされ、その大きさが本傾斜体により
経験した回転加速度の大きさであることを特徴とする傾
斜体。
【請求項３２】請求項３において、更に、前記傾斜表
面近傍に位置センサが設けられており、回転加速度が前
記軸の周りに前記傾斜可能表面を傾斜させ、その傾斜動
作がセンサにより検知され且つ活性信号の印加により電
気傾斜的に零とされ、その大きさが本傾斜体により経験
する回転加速度の大きさであることを特徴とする傾斜
体。
【請求項３３】請求項３において、更に、前記傾斜可
能表面を傾斜させる回転加速度を検知し且つ測定するた
めに前記傾斜表面近傍に位置センサが設けられているこ
とを特徴とする傾斜体。
【請求項３４】請求項１２において、活性化される物
体の間の電極が変位され、従って静電力に応答し且つそ
れに関して仕事を行なう近接した物体に関して前記電極
により担持される静電荷を移動させることを特徴とする
傾斜体。
【請求項３５】請求項３４において、前記静電的に応
答する物体が電子ビームであり、それは前記電極上の静
電荷により偏向されることを特徴とする傾斜体。
【請求項３６】請求項１２において、前記傾斜表面が
傾斜される場合に一方のエッジが上昇され且つ一方のエ
ッジが下降されるように前記傾斜表面がエッジを有する
ことを特徴とする傾斜体。
【請求項３７】請求項３６において、前記傾斜表面の
エッジに対して垂直に流体が流れ、前記流体の流れの抵
抗は、前記傾斜表面が零の勾配を有する場合に低く、且
つ前記流体の流れの抵抗は、前記傾斜表面の勾配が増加
するにつれて増加することを特徴とする傾斜体。
【請求項３８】請求項３６において、前記傾斜表面に
近接してダクト壁が設けられており、本傾斜体が完全に
活性化された場合に前記傾斜表面の一つおきのエッジが
前記壁へ延在し、その場合にその活性化の大きさを調節
することにより流体の流れを調節することを特徴とする
傾斜体。
【請求項３９】請求項３６において、第一傾斜表面と
第二傾斜表面とを具備するダクトが設けられており、前
記第一及び第二傾斜表面は平行な近接した面であり、流
体が前記傾斜表面のエッジに対して垂直な方向に流れ、
且つ前記エッジの相対的な位置により調節されることを
特徴とする傾斜体。
【請求項４０】請求項１において、前記傾斜表面が流
体ダクトの対向壁に近接した流体ダクトの一方の壁に取
付けられており、前記傾斜表面の傾斜により流体の流れ
が調節されることを特徴とする傾斜体。
【請求項４１】請求項１において、第一傾斜表面が流
体ダクトの第一壁に取付けられており、前記第一壁は前
記流体ダクトの第二壁に取付けられている対向する第二
傾斜表面に近接しており、前記傾斜表面の傾斜動作によ
り流体の流れが調節されることを特徴とする傾斜体。
【請求項４２】傾斜体の製造方法において、最大単一
方向一様応答性電気的剪断可能物質からなる物体を、前
記物体の一端から他端への距離の関数として前記物体内
の応答性を変化させる放射エネルギ強度の直線勾配に露
呈させることを特徴とする方法。
【請求項４３】傾斜体の製造方法において、最大単一
方向一様応答性電気的剪断可能物質からなる物体を、前
記物体の一端から他端への距離の関数として前記物体内
の応答性を変化させる直線温度勾配に露呈させることを
特徴とする方法。
【請求項４４】傾斜体の製造方法において、最大単一
方向一様応答性電気的剪断可能物質からなる物体を、前
記物体の一端から他端への距離の関数として前記物体内
の応答性を変化させる分極性電界強度の直線的勾配に露
呈させることを特徴とする方法。