JPH1042U

JPH1042U - 電界機

Info

Publication number: JPH1042U
Application number: JP006329U
Authority: JP
Inventors: シイ．ジャコブセンスティーブン
Original assignee: サーコスインコーポレイテイッド
Priority date: 1986-12-11
Filing date: 1997-06-17
Publication date: 1998-02-13
Also published as: US4736127A; JPS63186570A; EP0271108B1; ATE105119T1; EP0271108A2; DE3789704D1; DE3789704T2; EP0271108A3

Abstract

(57)【要約】【目的】電界により生ずる力を効率的に利用した電
気的動力構造を提供する。【構成】電荷による帯電をなし得る複数個の第１素
子と、第１素子の列に近接した列に配設され且つ第１素
子の列に対して相対的に移動自在の複数個の第２素子を
含む電界機。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は分離距離が低減化された電界の増加した力を利用するたため相互に近接して位置付けられた寸法の小さい多数の力発生素子を特徴とする電界機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

慣用的な電動機は典型的には導電体、磁界含有構造，電磁石，永久磁石，スリップ・リング，整流子及び他の機械的及び電気機械的要素の各種組合せと配列を含む。これらの電動機はＡＣ動力型ＤＣ動力型又はステッピング型式の作動にすることができる。一部の使用に対しては、慣用的な電動機は設計速度における効率的な作動、制御可能性、汚染の無い作動、高出力速度等といった各種所望の特性を呈する。然し乍ら、慣用的な電動機においては、サーボ制御及びロボット制御といった特定の使用分野でその効果を制限する多数の問題が存在している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

慣用的な電動機では比較的低い電解強度が発生し、その結果出力トルクは油圧システム及び空圧システムといった他の型式の励起システムに比較して低くなる。然し乍ら、既に述べた如く、高出力速度を達成出来、そのため低出力トルク及び高速度の組合せにより電動機はファン，ディスク・ドライブ，ポンプ等といった装置に充分適したものとなるが、高トルクと低出力速度が要求される分野では適していない。勿論、高トルク／低速度作動を行うためトランスミッション・システムをモーターと共に利用可能であるが、トランスミッションを追加するとモーターの出力トルクが増加するだけでなく、電機子の慣性と制動に起因するモーターの多数の望ましくない動的特性も更に増加する。換言すれば、トランスミッション・システムを伝動機と併用すればモーターの動的性能が危うくなる。その上、トランスミッション・システムを使用すると、モーターの動力損失をもたらし、その結果作動効率が低下し、モーターの重量とコスト高につながる。

【０００４】慣用的な電動機の他の欠点はモーターに対する極めて悪い動力対重量の比をもたらす高質量密度の磁性材料と、導電体の使用により生ずる。この問題は慣用的な電動機を油圧システム，空気圧システム及び燃焼を基にした動力システムと比較した場合に最も明らかである。

【０００５】最後に、慣用的な電動機内で発生した磁界力の大きさは導体の電流容量に依存しており、これは逆に導体の寸法（横断面）に依存している。こうした磁界に基づくモーターの寸法を低減化する試みは結果的に磁界力の相当の減少をもたらし、そのためモーターの利用が低減化される。

【０００６】本考案の目的は新規にして改良され且つ一層効率的な電気的機械即ちモーターを提供することにある。

【０００７】本考案の他の目的は電界により発生された力を利用する電動機を提供することにある。

【０００８】本考案の他の目的は微小幾何寸法で寸法付けが

【０００９】出来る電界型機械即ちモーターを提供することにある。

【００１０】本考案の付加的な目的は低速度にて比較的高いトルクを発生する電動機を提供することにある。

【００１１】本考案の他の目的は動力対重量の比が高い電動機を提供することにある。

【００１２】本考案の更に他の目的は半導体技術とその材料を利用して容易に製造可能な電動機を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

前掲の目的と他の目的は列状に配設され電荷による帯電をなし得る複数個の第１素子と、これも第１列に近接した列になった配設され且つ第１列に対して相対的に移動自在の複数個の第２素子を含む電界機の特定の例示的実施態様で実現される。複数個の第２素子は、また、電荷による帯電をなし得る。複数個の第１素子の選択された素子は正に帯電され、その選択された素子と共に間にはさまれている複数個の第１素子の他の素子は負に帯電される。複数個の第２素子の素子に電荷を連続的に与える電圧源も含まれ、正の電荷が素子の一部の素子に与えられ、負の電荷が素子の他の素子に与えられることから、正と負の交互の電荷のパターンが複数個の第２素子の素子に与えられ、そのパターンが列に沿って複数個の第２素子に対して相対的に移動するようにされる。正と負の交互の電荷のこの移動パターンを複数個の第２素子に適用することで結果的に複数個の第１素子の正と負に帯電された交互の素子により生ずる電気力界と相互に作用する電気力界が発生され、こうして複数個の第２素子を複数個の第１素子に対して相対的に移動させる。

【００１４】素子は円板状、平面状又は他の形状に形成される基材又は他のベース上に配設される長い導体を含むことが有利である。代替的に不動の電荷を含む不導電材料、例えばエレクトレットを使用可能である。こうした材料は所望の電界を発生する目的で作成可能である。正電荷を有する基材が動電荷を有する基材ではさまれる。基材は多数の導電体を含むのが有利であり、また、基材は他方の基材と近接して設置される寸法になっている。電荷を保存する素子のこうした位置付けは結果的に強力な電気力界を発生し、これらの電気力界は相互に作用して他方の素子に対する素子の一部の素子の相対的運動を生ぜしめる。

【００１５】

【作用】

電荷保有素子の近接により生ずる強力な電界については点電荷に対し電界力が距離の自乗に反比解出来る。モーターの電磁的要素の寸法低減化は所望の力をもたらさないが、先に掲げた理由から磁界発生要素の寸法低減化により構成要素を近接して設置することにより所望の力を発生することが出来よう。また、寸法が低減化すると、電荷の移動性が低くなり、電荷をシフトさせることによりその力を中立化させる機会が少なくなる。最後に電荷保有素子の個数を増加させる間に寸法を低減化すると電荷を小さい容積に『くくる』傾向があり、そのため素子のどの部分も（又は電荷）隣接する素子のどの部分（又は電荷）からも極めて遠い状態にならず、そのため全体的に大きい力を発生する力が蓄積することになる。

【００１６】

【実施例】

本考案の前掲の目的と他の目的，諸特徴及び諸利点については添附図面に関連して提供される以下の詳細な説明を考察することから明らかとなろう。

【００１７】図１及び図２を参照すると、本考案の１つの例示的な実施態様が図解してある。この実施態様にはディスクの形態にされ、一方が他方の上に積層された複数個の基材即ちベース部材４が含まれている。各基材上には複数個の延在する全体的に半径方向に位置付けられた導体８が配設してある。各基材４ａ及び４ｃ上には導体が４個のみ示してあるが、これより多い個数が存在し得ることを理解すべきである。基材４ａ及び４ｃ上の導体の交互の導体は正に帯電され、残りの導体は負に帯電される。図示の如く、基材４ａ及び４ｃの同様の帯電導体は垂直方向に整合している。基材はシリコーンの如き電気的に絶縁性の材料で作成され、導体は慣用的な半導体組立て技術を使用して基材上に付着又は形成されるのが有利である。導体は銅、金又は各種の他の金属、合金若しくは半導体である。導体８の代わりに例えばポリプロピレン，ポリエチレン等で作成されたエレクトレット（不動電荷を含む非導電性材料）を代替的に利用出来よう。

【００１８】中央の基材４ｂも複数個の半径方向に位置づけられた導体を支承し、この導体は基材中心附近からその外側縁部迄延在している。基材４ｂの導体の個数は基材４ａ及び４ｃの場合の３倍になっている。各導体と接触した状態で基材４ｂの縁部には接触パッド１２が配設してある。

【００１９】図２に最も良く示される如く、基材４ａ及び４ｃは静止状態にあり、一方、基材４ｂは基材４ａ及び４ｃに対して相対的に回転するよう設置されている。特に基材４ｂは軸１６の端部に設置され、当該軸は逆に軸受２０内に回転自在に設置してある。軸１６は図示の如く基材４ａ内の開口部２４を貫通している。先に説明した如く、図１及び図２の電界機は図示の３個の基材以上に多くの基材を含むのが有利であり、その場合、回転自在型基材の各基材は単一軸上に設置され、各回転自在型基材は間にはさむ様式にて一対の異なる静的基材の間に配設されよう。

【００２０】基材４ｂの接触パッド１２には２対の電気的接触ブラシ２８及び３２が接触して配設してある。接触ブラシ２８ａは負の電圧源３６に接続され、接触ブラシ２８ｂはアースに接続されている。接触ブラシ３２ａは正の電圧源４０に接続され、接触ブラシ３２ｂはアースに接続される。接触ブラシ２８ａ及び３２ａは基材４ｂ上の各々第３番目の導体接触パッドと同時的に接触するよう位置付けてあるので例えば（基材４ｂ上で直径方向に延在している）導体８が接触ブラシ２８ａと接触して負の電荷を受取ると、（これも基材４ｂ上で直径方向に延在している）導体８ａが接触ブラシ３２ａと接触して正の電荷を受取る。この時点に接触ブラシ２８ａと３２ａの間に位置付けられた２個の導体は荷電されない。これはこれらの導体の接触パッドが導体を放電させた接触ブラシ２８ｂと接触していたことによる。従って、基材４ｂの各々３番目の導体は正の電荷と負の電荷が交互に帯電される。

【００２１】前掲の説明においては、図１の実施態様（及び一時的に説明する本考案の他の実施態様において）整流子の機能を果たす『ブラシ』２８ａ，２８ｂ，３２ａ及び３２ｂを説明した。即ち、ブラシは選択された導体上の電荷を選択された時間に変更する作用がある。一部の導体の位置を検出しその導体上の電荷を制御するこの機能は導体の位置を検出してそれに対する電荷の付与を制御するソリッド・ステートの装置を含む各種の他の機構により実施されよう。付加的に、本考案に従って作成された電界機の各種電荷保有素子は例えば導体と一体化されて導体の位置の検出と電荷付与を制御するべく適合したソリツド・ステート装置により局部的に整流可能であろう。以後、『ブラシ』の使用について説明する場合はこうした用語は一般に整流を表わしており、他の各種特定の実行内容も利用可能であることを理解すべきである。導体８ｂが負に帯電されると、基材４ａ及び４ｃ上の整合した導体により発生される電気力界と相互に作用する電気力界が発生される。これらの整合した導体は、また、負に帯電されるので、導体８ｂにより発生される結果的に生ずる力の場は導体を反発させ、これが逆に基材４ｂを矢印で示される如く（積層体上で下方に見た場合）時計方向に回転させる。同様に、導体８ａがその接触パッドを通じて接触ブラシ３２ａと接触すると、導体は正に帯電され、結果的に生ずる電気力界が基材４ａ及び４ｃの整合した導体の力の場と相互に作用することから、この導体も反発される。基材４ｂが回転するのに伴ない、先に帯電していた導体が接触ブラシ２８ｂ及び３２ｂと接触し、こうして放電される。

【００２２】接触ブラシ２８及び３２の対の位置付けと寸法は基材４ｂの任意の位置に対してその導体の少なくとも１つの導体が接触ブラシ２８ａ又は接触ブラシ３２ａのいずれか一方と接触するよう選択される。この理由は電源が入れられた場合に基材４ｂがその位置とは無関係に回転し始めるようにしたことによる。接触ブラシ２８及び３２の対は例えば基材４ｂの回転に伴ない接触パッド１２と接触するよう配設された多数のワイヤ導体を含むような慣用的な設計することが出来る。負の電圧源３６と正の電圧源４０は勿論、慣用的なものであり、個々のブラシからの電圧源の接続と切り離しを選択的に行ない得るスイッチング装置を含むことも出来よう。

【００２３】既に説明した如く、導体の個数は図１に示された個数より更に多くなろう。例えば、直線が０．３ｃｍ（１／８インチ）ある基材４ｃに対してはその上に例示的に１６個の導体を設けることが出来よう。従って、実質上、直径が同じになる基材４ｂは導体を４８個含むことになろう。また、基材４ｂ上の各第３番目の導体が基材の回転に伴ない連続的に正又は負に帯電されるよう電気的接触ブラシが設けられよう。一般に、導体に対する幅は約２００ないし５０００オングストロームとなり、導体同志の間の間隔は約２００ないし５０００オングストロームであり、基材同志の間の間隔は約２００ないし５０００オングストロームとなろう。

【００２４】異なる基材上での導体の間でアークが発生する機会を低減化する目的から基材は鉱物油の如き誘電油を保有している容器４４内に収納出来よう。実際上、中央の基材４ｂはアーク防止と潤滑剤として機能し、プレートと導体を保存する油の内部で回転しよう。帯電している導体により発生される電気力界を更に増強するため誘電油には異両双極子，他の双極子若しくは多極子を含むのが有利であろう。模範的な双極子には電子を浸漬したナイロン，ポリプロピレン又はポリエステル粒子を含むことが出来よう。双極子を含ませる効果は隣接する基材の導体と連続状態にある１つの基材上の導体同志の間における電気力界と相互作用を促進し、増強させることにあろう。

【００２５】図２には、また、パッキング素子４８が示してあり、このパッキング素子を通じて軸１６がハウジングたる容器４４外へ延在している。パッキング素子４８は誘電油がハウジング内の軸１６の入口位置と出口位置から漏えいするのを防止するため設けてある。基材４ｂの設置してある端部とは反対の軸１６の端部は、或る型式の負荷５２に接続している。

【００２６】図１と図２に示された機械の説明から明らかな如く、基材と交互の基材上の導体は正と負の交互の電荷のパターンがこれらの基材に対して相対的に移動されるような様式で帯電される。図１及び図２の実施態様においては、交互に帯電される導体のパターンが静止状態にとどまっている間に移動するのが実際上この基材４ｂである。即ち、基材４ｂの正に帯電した導体と負に帯電した導体の全体的位置は基材が移動される間に静止状態にとどまる。勿論、電気的スイッチングを適当に行なうことにより、正と負の交互の電荷のパターンを１組の静的基材上で『回転』するようにし、こうして電荷が一定の導体を含む回転自在型基材を回転させることも出来よう。電気力界を発生するこの後者の方法が図３及び図４の実施態様にて適合されている。

【００２７】図３及び図４の実施態様には複数個の全体的に延在する平行な導体６８が上に位置付けられている全体的に矩形の基材６４の積層体が含まれている。最上方の基材６４上の各導体は下方の各基材上の対応する導体と垂直に整合している。図３に全体的に示される如く、全体的に矩形の基材７２の第２の積層体が第１積層体の基材６４ではさまれている。基材７２上と残りの導体及び基材６４の導体６８の両者と全体的に平行な関係を以って基材７２上には複数個の導体７６も形成してある。図１及び図２の実施態様の場合と同様、図３及び図４の実施態様においては、基材６４の導体の個数は基材７２の場合の３倍になっている。

【００２８】基材６４はプレート８０によって共に接続され当該プレートは逆に支持棒８４によって所定位置で固定されている。基材７２は同様に棒９２上に設置してあるプレート８８によって所定位置に保持されている。この棒は固定軸受９６内に摺動自在に設置してある。プレート８８の設置してある端部とは反対の棒９２の端部は利用ユニット１００に機械的に接続してある。

【００２９】基材６４の各導体６８はスイッチング装置１０４に接続され、スイッチング装置は逆に負の電圧源１０８，正の電圧源１１２及びアース電位差に接続されている。さしあたり説明すると、このスイッチング装置１０４は基材６４の導体に正と負の交互の電荷を与える。図３は最下方の基材６４の導体に対してのみスイッチング装置１０４を接続した状態を示しているが、スイッチング装置からの各線は最下方の基材上の選択された導体と他方の基材の垂直に整合された各導体に接続されることを理解するべきである。

【００３０】基材７２の導体７６の交互の導体は負に帯電され、残りの導体は正に帯電される。この場合も基材７４の垂直に整合した導体が同様の電荷を含む。基材６４の導体６８に正と負の電荷の交互のパターンを付与することで結果的に導体７６、従って基材７４を直線状に移動させる力界が発生される。換言すれば、基材７２は基材６４の間で右へ、左へ又は前後に移動されることになり、これが棒９２を同様に移動させることになる。

【００３１】図４はスイッチング装置１０４、最下方の基材６４及び次の上方の隣接している基材７２を模式的に表わしている。基材７２上の導体は円で表わされ、内部の正又は負の符号は導体上に含まれている電荷を表わしている。同様に、基材６４の導体は円で表わされている。スイッチング装置１０４には２個のかたまったロータリー・スイッチ１１６及び１２０が含まれている。ロータリー・スイッチ１１６及び１２０のワイパーは小型の慣用的なモーターにすることが出来るアクチュエーター１２４により回転される。アクチュエーター１２４はワイパーが個々の最右側の静止接点に到達する迄最初は時計方向に回転し、次にワイパーが個々の最左方静止接点に到達する迄反時計方向に回転し、次に再び反時計方向に回転させる等を行なうよう作動する。ワイパーが時計方向に回転するのに伴ない、基材６４の導体上の負と正の交互の電荷のパターンが図４において右側に向って移動され、かくして基材７２をこれも右側に移動させる移動力界を発生する。ワイパーが個々の最右方接点に到達すると、ワイパーの運動方向はアクチュエーター１２４により逆転可能とされることから負と正の交互の電荷のパターンは基材６４の導体に沿って左方へ移動され、これが逆に基材７２を左方へ移動させることになろう。この様式において、基材７２は直線状にていずれかの方向に移動可能とされる。（導体の荷電直後に基材６４の導体をアース接続するためアース用ワイパーも提供されよう。）

【００３２】図１及び図２の実施態様の場合と同様、図３及び図４の実施態様には基材６４及び７２の周わりに誘電油を設けることも出来よう。この場合も基材は単に誘電油を含んでいるハウジング内に含まれよう。

【００３３】図５は一対の円筒状基材１５０及び１５４を含む更に他の実施態様を示しており、基材１５０は基材１５４の周わりに同心的に配設してある。内側の円筒状基材１５４は静止した支持体１５８に固定され、外側の円筒状基材１５０は内側の基材１５４上に回転自在に設置され、当該基材により支承されている。基材を負荷に機械的に接続可能とするため円筒状基材１５０の外部にはプーリー１６２が設置してある。円筒状基材１５０には基材の内周縁部の周わりに平行に配列された複数個の延在する導体１６６が含まれている。円筒状基材１５４も同様に基材の外周縁部上に平行に配列された複数個の導体１７０を含む。円筒状基材１５０には導体の個数が円筒状基材１５４の３倍含まれている。円筒状基材１５０上の各導体には接触素子１７４が含まれ、当該各接触素子はその個々の導体から円筒状基材１５０の外周縁部へ延在している。そこで、接触素子１７４は円筒状基材１５０の回転に伴ない２対の電気的接触ブラシ１７８及び１８２と連続的に接触する。接触ブラシ１７８ａは負の電圧源１８６に接続され、接触ブラシ１８２ａは正の電圧源１９０に接続される。接触ブラシ１７８ｂ及び１８２ｂは各々アース接続されている。

【００３４】図５の実施態様は図１の実施態様と同様の様式で動作し、その場合、円筒状基材１５０の導体上に正と負の交互の電荷のパターンが発生されこのパターンが円筒状基材１５０を反時計方向に回転させる導体１７０により発生された電気力界と相互に作用する電気力界を発生する。任意の所定の時点に円筒状基材１５０の各々第３番目の導体１６６が交互に正又は負に帯電される。（図５には特別に示されていないが、円筒状基材１５０上の直径方向に対抗する導体が電気的に共に接続される。）円筒状基材１５０上の導体が帯電された後、この基材は接触ブラシ１７８ｂ又は接触ブラシ１８２ｂと遭遇した時点で放電される。円筒状基材１５０が回転し続けるのに伴ない当該導体は接触ブラシ１７８ａ又は１８２ａのいずれかに遭遇し、そこでその導体が以前帯電された電荷とは反対の電荷を受取る。

【００３５】基材１５４に対して導体が４個のみ示され且つ基材１５０に対して導体１２個が示してあるが、他方の基材の導体に近接して一方の基材上の導体の設置を可能にするべく典型的には更に多くの導体が設けられることを理解すべきである。図５に示された導体は対応する基材内に埋設されるが基材１５０の内周縁部又は基材１５４の外周縁部のいずれかに近接して埋設される。この構造の場合、基材自体は導体の支承用として及び導体の間のアーク防止誘電体として作用する。摩擦を低減化し且つ基材１５０の回転を容易にするため慣用的な機械油の如き或る型式の潤滑剤を基材１５０及び１５４の間に設けることが出来よう。

【００３６】図６Ａ及び図６Ｂは周わりに導体２０８が螺旋状に巻かれている複数個の棒２０４を含む本考案の別の実施態様を示す。棒２０４は各々２個の静止棒に対して１個の可動棒から成る緊密につめ込まれた構成にて配列してある。可動棒は図６Ａにおいては断面ハッチングで示してあり、ここに示してある如く、各可動棒は六角形構成型式になった６個の不動棒により包囲されている。

【００３７】棒上の導体巻線はその上に描かれた記号によって模式的に図解してあり、これらの記号は図６Ｂを参照することによって理解可能である。従って、例えば、最左方の棒２０４ａは導体２０８ａが棒の上方左側から始まって時計方向に頁に巻かれることを示している。棒２０４ｂに対する導体２０８ｂは棒の上方右側から始まり、これも時計方向に頁に巻かれる。可動棒である棒２０４ｃは棒の長さに沿って隔置されている複数個の導体で巻かれ、各導体は反時計方向に頁に巻かれる。図６Ａから理解出来る如く、可動棒の周わりに隔置されている各対の隣接する不動棒上の導体は反対方向に巻かれている。

【００３８】不動棒に周わりに巻かれている導体の螺旋角は図６Ｂから最も良く理解される如く、可動棒の周わりに巻かれた導体の螺旋角の約２倍である。即ち、不動棒上の導体は可動棒上の導体の各１回転に対して２回転する。

【００３９】作動にあたり、不動棒の各棒上の導体は負の如き或る帯電極性で荷電され、可動棒上の導体は反対極性の電荷の『移動するパターン』で荷電される。即ち、可動棒上の１個以上の導体が最初に正に帯電されて次に放電され、次にその隣接する隣りの導体又は複数の導体が正に帯電され、放電され、かくして正に帯電された導体のパターンが可動棒に沿って長さ方向に移動される。これは例えばスイッチ２２０に接続された接触ブラシ２１２及び２１６により達成可能であり、当該スイッチは逆に正電圧源２２４、負電圧源２２８及び中立の即ちアース電圧源２３２に接続されている。接触ブラシの一方のブラシはそれと接触している導体を励起する正電圧が供給され、一方、他方のブラシは以前帯電された導体を放電するため中立の即ちアース電位差２３２に接続されよう。ブラシの１つにより正電荷が導体に供給されると、これらの導体は不動棒上に巻かれた負に帯電した導体に引寄せられて可動棒を直線状に移動させる。可動棒上の正に帯電した導体が不動棒上の負に帯電した導体に接近するのに伴ない、正に帯電した導体が放電され、連続する隣接した導体は正に帯電されて導体の引寄せ過程を続行する。可動棒が直線状運動の最遠方位置に到達すると、スイッチ２２０は導体の帯電と放電の順序を逆にして可動棒を逆方向に移動させる。

【００４０】可動棒上の正に帯電した導体を単に放電させるよりむしろ、負の電荷は図６Ａと図６Ｂのアッセンブリーにおいて引寄せモードと反発モードの両者を提供するよう与えられ得ることが理解されよう。即ち、不動棒の負に帯電した導体から反発するよう可動棒上の交互の導体を負に帯電することが出来る。こうした反発力は正に帯電した導体の引寄せ力が行なうのと同じ様式にて可動棒を移動させるよう作用することになろう。

【００４１】前述の様式にて可動棒の運動は螺旋状に巻かれた棒の相当簡単且つコンパクトなアッセンブリーで達成される。勿論、不動棒は例えばその端部において共に接続され所定位置に保持され、可動棒も同様に供に接続されて両者間の隔置関係を維持するのを助けることが出来よう。図６Ａに示された如き六角状に対して、棒は螺旋状に巻いて帯電可能であるので電界の力により単にその周わりの６個の棒との接触を離れて所定位置に保持出来ることを示し得る。また、内部の不動棒の一部の棒も同じ様式にて所定位置に保持出来よう。また、他の実施態様の場合と同様、異量双極子又は多極子を含む一部の型式の誘電油内に全体的なアッセンブリーを浸漬することも出来よう。棒２０４はシリコンの如き非動電性材料で作成するのが有利であろう。

【００４２】

【考案の効果】

本考案の４種類の実施態様について特定のものを図示し且つ説明してきたが、基材及び当該基材により支承されている電荷保持素子の形状と構成は各種形態を取り得ることを理解するべきである。これらすべての実施態様に共通の特徴は相互に近接してはさまれた複数個の小寸法の電荷保有素子を利用することにある。これらの素子は電荷を有するか又は一部の素子を他方の素子に対して相対的に移動させるよう相互に作用する電気力界を発生するよう周期的に帯電及び放電される。寸法が小さいので、素子は近接した状態が原因で生じる増加した電界力を利用すべく近接して設置することが出来る。

【００４３】前述した配列は本考案の原理の適用を例示したものに過ぎないことを理解すべきである。当技術の熟知者により本考案の技術思想と範囲から逸説せずに多数の改変例と代替的配列を案出することが出来、前掲の請求の範囲はこうした改変例と配列を包含する意図があるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】電界発生用導体を支承している複数個のデイス
クを含むよう本発明の原理に従って作成された電界機の
分解斜視図である。

【図２】図１の機械の側断面図である。

【図３】１組の電界発生素子が他方の組に対して相対的
に直線状に往復動する電界機の他の実施態様の斜視図で
ある。

【図４】図３の機械と電圧源と電界発生素子の一部を
模式的に表わした図である。

【図５】相互に同心状に配設されたシリンダー状にて電
解発生素子が配設してある本考案の更に他の実施態様の
斜視図である。

【図６Ａ】本考案の付加的な実施態様の一部破断斜視図
である。

【図６Ｂ】本考案の付加的な実施態様の一部分解側面図
である。

【符号の説明】

４…基材８…導体１２…接触パッド１６…軸２０…軸受２４…開口部２８…接触ブラシ３２…接触ブラシ３０…正の電圧源３６…負の電圧源６４…導体６８…導体７２…基材７６…導体８０…プレート８４…支持棒８８…プレート９２…棒９６…固定軸受１００…利用ユニッ
ト１０４…スイッチング装置１０８…負の電圧源１１２…正の電圧源１５０，１５４…基材１５８…支持体１７０…導体１７４…接触素子１７８，１８２…接触ブラシ１８６…負の電圧源１９０…正の電圧源２０８…導体２０４…棒２１２，２１６…接
触ブラシ２２４…正の電圧源２２８…負の電圧源

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】電界機であって、或る列に配設され且つ電荷が荷電され得る複数個の第１
素子と、第１列に近接して列を以って配設され且つ第１列に対し
て相対的に移動自在で電荷が荷電され得る複数個の第２
素子と、複数個の第１若しくは第２素子のいずれかが電気的に帯
電され、一部の素子が負に帯電され且つ一部の素子の間
にはさまれている他の素子が正に帯電されること、複数個の第２素子を複数個の第１素子に対して相対的に
移動させる電気力界を発生するよう複数個の他の素子に
対し電荷を連続的に与える装置から成る電界機。
【請求項２】前記電荷付与装置が前記他の複数個の素子
の選択された素子に負の電荷と正の電荷を交互に与え且
つその選択された素子の間にはさまれている素子の他の
素子に正の電荷と負の電荷を交互に与える装置を含むよ
うにした請求項１に記載の電界機。
【請求項３】複数個の第１素子に電荷を連続的に与える
ため前記電荷付与装置が第１素子に接続してあるように
した請求項２に記載の電界機。
【請求項４】前記電荷付与装置が、複数個の第１素子に接続された導体と、正電圧源と、負電圧源及び正の電圧源と負の電圧源を導体に周期的に
接続するスイッチ装置を含むようにした請求項３に記載
の電界機。
【請求項５】電荷を素子に連続的に与えるため前記電荷
付与装置が複数個の第２素子に接続してある請求項２に
記載の電界機。
【請求項６】前記電荷付与装置が、複数個の第２素子に接続され当該素子と共に移動自在の
接点パッドと、正電圧源と、負電圧源及び電荷を電圧源からパッドに周期的に運ぶよ
う配設された装置を含むようにした請求項３に記載の電
界機。
【請求項７】第１列と第２列の素子が延在する導体を含
むようにした請求項２に記載の電界機。
【請求項８】前記一方の複数個の帯電素子の別の素子が
負に帯電され残りの帯電素子が正に帯電されるようにし
た請求項７に記載の電界機。
【請求項９】複数個の第１素子と第２素子が積層され隔
置された関係に配設してあるようにした請求項８に記載
の電界機。
【請求項１０】前記第２列が前記第１列に対して相対的
に直線状に移動するようにした請求項２に記載の電界
機。
【請求項１１】複数個の前記第１列が隔置された関係を
以って相互の上に重ねられた多数の面にて配設され前記
複数個の第２素子が複数個の第１の全体的に平行な面の
間に残されている複数個の面内に配列され、当該面に対
し平行な方向に移動可能になっており、各面内の素子が
延在する導体を含み、各導体が全体的に他の導体と平行
になっているようにした請求項１０に記載の電界機。
【請求項１２】各１対の隣接する面に対し、その面の一
方の交互の素子が正に帯電され、当該面の残りの素子が
負に帯電され、前記電荷付与装置が他の面の素子の連続
する素子に正と負の電荷を交互に与えて正と負の電荷の
パターンを他の面の素子の列に沿って広め且つ移動さ
せ、こうして一方の面を他方の面と共に移動させるよう
にした請求項１１に記載の電界機。
【請求項１３】前記一方の面内の素子の間隔が前記他方
の面内の素子の間隔の２倍以上あり、前記他方の面内の
素子の列に与えられ、その列に沿って移動する正と負の
交互の電荷が実質的に前記一方の面内の素子の間隔と同
じに隔置されているようにした請求項１２に記載の電界
機。
【請求項１４】前記素子が約２００ないし５０００オン
グストロームの幅を有し、前記他方の面の素子の間隔が
約２００ないし５０００オングストロームであり、両方
の面の間の間隔が約２００ないし５０００オングストロ
ームであるようにした請求項１３に記載の電界機。
【請求項１５】前記第２列が前記第１列に対して相対的
に回転するようにした請求項２に記載の電界機。
【請求項１６】前記複数個の第１素子が隔置された関係
を以って相互の上に重ねられる多数の面に配列され前記
複数個の第２素子が当該素子に全体的に平行な複数個の
第１素子の面の間にはさまれた多数の面を以って配列さ
れ当該第１素子に対して相対的に回転自在であり、各面
内の素子が延在する導体を含み、各導体が全体的に個々
の面の中心付近から半径方向外方に延在しているように
した請求項１５に記載の電界機。
【請求項１７】隣接する各対の面に対し当該面の１つの
面の交互の素子が正に帯電され、当該面の他の素子が負
に帯電され、前記電荷付与装置が連続する交互の正の電
荷と負の電荷を他の面の素子に与えて前記一方の面と前
記他方の面の間に電気力界を発生し他の面を回転させる
ようにした装置を含む請求項１４に記載の電界機。
【請求項１８】前記一方の面内の素子の間隔が前記他の
面内の素子の間隔の２倍以上あり、前記他方の面内の素
子の列に与えられた正と負の交互の電荷が実質上前記一
方の面内の素子の間隔と同じだけ隔置された素子に与え
られるようにした請求項１７に記載の電界機。
【請求項１９】前記電荷付与装置が面の回転に伴い前記
他方の面の摩擦と周期的に接触して電荷を当該素子に与
えるよう配設されたブラシ装置を含むようにした請求項
１８に記載の電界機。
【請求項２０】前記素子が約２００ないし５０００オン
グストロームの幅を有し、前記他方の面の素子の間隔が
約２００ないし５０００オングストロームであり、面の
間の間隔が約２００ないし５０００オングストロームで
あるようにした請求項１９に記載の電界機。
【請求項２１】前記複数個の第１素子が同心的に配設さ
れた多数の隔置されているシリンダーにて配列され前記
複数個の第２素子が複数個の第１素子のシリンダーと同
心的に配列された多数のシリンダーを以って配列され、
第１素子と相対的に回転自在であり、各シリンダー内の
素子が延在する導体を含み、各導体が全体的に他の導体
と平行であるようにした請求項２に記載の電界機。
【請求項２２】各対の隣接するシリンダーに対し、シリ
ンダーの一方のシリンダーの交互の素子が正に帯電され
当該シリンダーの他の素子が負に帯電され、前記電荷付
与装置が正と負の交互の電荷を他方のシリンダーの素子
に連続的に与えて前記一方のシリンダーと他方のシリン
ダーの間に電気力界を発生して他方のシリンダーを回転
させる装置を含むようにした請求項２１に記載の電界
機。
【請求項２３】前記一方のシリンダー内と素子の半径方
向の間隔が前記他方のシリンダー内の素子の半径方向間
隔の２倍以上あり、前記他方のシリンダー内の素子の列
に与えられた正と負の交互の電荷が前記一方のシリンダ
ー内の素子の間隔と実質上同じ間隔にて半径方向に隔置
された素子に与えられるようにした請求項２２に記載の
電界機。
【請求項２４】前記電荷付与装置がシリンダーの回転に
伴い他方のシリンダーの素子に電荷を周期的に与えるよ
うに配設された整流子装置を含むようにした請求項２３
に記載の電界機。
【請求項２５】前記素子が約２００ないし５０００オン
グストロームの幅を有し、前記他方の面内の素子の間の
間隔が約２００ないし５０００オングストロームであ
り、面の間の間隔が約２００ないし５０００オングスト
ロームであるようにした請求項２４に記載の電界機。
【請求項２６】前記第２列が前記第１列に対して相対的
に直線状に移動するようにした請求項２に記載の電界
機。
【請求項２７】更に、移動自在型延在棒及び移動自在棒
に平行で移動自在棒の周りに隔置された複数個の他の延
在棒を含み、前記複数個の第１素子が各々延在導体を含
み各導体が複数個の棒の異なる棒の周りに螺旋状に巻か
れ、複数個の第２素子が延在導体を含み、移動自在棒の
周りに螺旋状に巻かれ且つ移動自在棒に沿って隔置され
ているようにした請求項２６に記載の電界機。
【請求項２８】複数個の第１素子が或る電荷極性を荷電
され、前記電荷付与装置が複数個の第２素子の交互の素
子に他の極性の電荷を連続的に与えて電荷パターンを移
動自在棒に沿って広め且つ移動させ、移動自在棒を複数
個の棒に対して相対的に長手方向に移動させる装置を含
むようにした請求項２７に記載の電界機、
【請求項２９】複数個の棒が移動自在棒を包囲する６個
の棒を含むようにした請求項２８に記載の電界機。
【請求項３０】複数個の第１素子の螺旋角が複数個の第
２素子の螺旋角の約２倍であるようにした請求項２９に
記載の電界機。
【請求項３１】複数個の棒の隣接する棒の上の素子が反
対方向に巻かれているようにした請求項３０に記載の電
界機。
【請求項３２】移動自在棒の周りに巻かれた素子の間の
間隔が約２００ないし５０００オングストロームである
ようにした請求項３１に記載の電界機。