(57)【要約】      （修正有）【課題】塵軽減、特に、導電繊維を用いた塵軽減システムを提供する。【解決手段】多目的塵軽減システム（「MDMS」）が開示される。MDMSは、指セクション３０２、指セクションに物理的に取り付けられた手セクション３０４、指セクションと手セクションの両方の範囲内の生地材料、生地材料の範囲内の複数の導電繊維、及び生地材料に略隣接した複数の入力ノードを含む。生地材料は、前面と裏面を含む。複数の導電繊維は、生地材料に沿って略平行であり、生地材料の前面に略隣接している。複数の入力ノードは、複数の導電繊維と信号で通信し、入力信号源から交流（「AC」）電圧信号を受信するように構成されている。複数の導電繊維は、複数の入力ノードが入力信号源からAC電圧信号を受信したことに応答して、生地材料の前面上に電場を生成するように構成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多目的塵軽減システム（「MDMS」）であって、
指セクション（３０２、５０２）、
前記指セクションに物理的に取り付けられた手セクション（３０４、５１０）、
前記指セクションと前記手セクションの両方の範囲内の生地材料であって、前面（１３０４）と裏面（１３０６）を含む生地材料、
前記生地材料の範囲内の複数の導電繊維（１３０８）であって、前記生地材料に沿って略平行であり且つ前記生地材料の前記前面に略隣接している複数の導電繊維、及び
前記生地材料に略隣接した複数の入力ノード（１３１０）であって、前記複数の導電繊維（１３０８）と信号で通信し且つ入力信号源（１３１８）から交流（「AC」）電圧信号（１３１６）を受信するように構成されている複数の入力ノードを備え、
前記複数の導電繊維（１３０８）が、前記複数の入力ノードが前記入力信号源から前記AC電圧信号を受信したことに応答して、前記生地材料の前記前面上に電場を生成するように構成されている、MDMS。
【請求項２】
前記複数の導電繊維が、複数のカーボンナノチューブ（「CMT」）繊維である、請求項１に記載のMDMS。
【請求項３】
前記手セクションが、手のひらセクション（３１０、５１０、７１０）と手背セクション（４００、６００、８００、９００）を含み、
前記指セクションが、内側指表面（３１２、５１２、７１２）と外側指表面を含み、
前記生地材料内の前記複数の導電繊維（１３０８）が、前記手のひらセクション（３１０、５１０、７１０）及び前記内側指表面、前記手背セクション及び外側指表面（４０２、６０２、８０２）、又は前記手のひらセクション及び前記内側指表面と前記手背セクション及び前記外側指表面との両方の範囲内に位置付けられている、請求項１又は２に記載のMDMS。
【請求項４】
前記複数の導電繊維（１３０８）が、第１の方向において前記生地材料に沿って略平行であり、
前記複数の導電繊維が、前記第１の方向を略横切る第２の方向において前記生地材料の前記前面に沿って移動する進行波を前記電場（１３２２）から生成するように構成されているか、又は
前記複数の導電繊維（１３０８）が、前記第１の方向を略横切る前記第２の方向において前記生地材料の前記前面に沿った定常波を前記電場から生成するように構成されている、請求項３に記載のMDMS。
【請求項５】
前記複数の導電繊維（１３０８）が、前記手セクション（３０４、５０４）内に位置付けられた第１の下位複数の導電繊維（３２２、５２５、７２２、９００）、及び前記指セクション（３０２、５０２）内に位置付けられた第２の下位複数の導電繊維（３２４、５２６、７２４）を含み、
前記指セクション（５０２）が、第１の指セクション（５１４）及び第２の指セクション（５１６）を有するミトンとして構成され、又は５つの指サブセクションを含む、請求項３に記載のMDMS。
【請求項６】
前記第２の下位複数の導電繊維（３２４、５２６、７２４）が、前記指セクション（３０２、５０２、７０２）に沿って略平行であり、
前記第１の下位複数の導電繊維（３２２、５２５、７２２、９００）が、前記手セクションに沿って略平行であり又は略平行な螺旋（１１０２）である、請求項５に記載のMDMS。
【請求項７】
前記手のひらセクション（３１０、５１０、７１０）が、上部手のひらセクション（３１４、５１８、７１４）、中間手のひらセクション（３１６、５２０、７１６）、及び側部手のひらセクション（３１８、５２２、７１８）を含み、
前記第１の下位複数の導電繊維（３２２、５２５、７２２）が、
前記上部手のひらセクション内に位置付けられ且つ第１の方向に沿って略平行な前記下位複数の導電繊維の第１の部分、
前記中間手のひらセクション（３１６、５２０、７１６）内に位置付けられ且つ前記第１の方向に沿って略平行な前記下位複数の導電繊維の第２の部分、及び
前記側部手のひらセクション（３１８、５２２、７１８）内に位置付けられ且つ前記第１の方向に沿って略平行な前記下位複数の導電繊維の第３の部分（１００６）を含む、請求項６に記載のMDMS。
【請求項８】
前記手のひらセクション（３１０、５１０、７１０）が、上部手のひらセクション（３１４、５１８、７１４）、中間手のひらセクション（３１６、５２０、７１６）、及び側部手のひらセクション（３１８、５２２、７１８）を含み、
第１の複数の導電繊維が、
前記上部手のひらセクション内に位置付けられ且つ第３の方向に沿って略平行な第１の下位複数の導電繊維（３２２、５２５、７２２、９００）、
前記中間手のひらセクション内に位置付けられ且つ第４の方向に沿って略平行な第２の下位複数の導電繊維（３２４、５２６、７２４）、及び
前記側部手のひらセクション（３１８）内に位置付けられ且つ第５の方向に沿って略平行な第３の下位複数の導電繊維を含む、請求項６に記載のMDMS。
【請求項９】
前記手のひらセクション（７１０）が、上部手のひらセクション（７１４）、中間手のひらセクション（７１６）、及び側部手のひらセクション（７１８）を含み、
第１の複数の導電繊維が、
前記上部手のひらセクション内に位置付けられ且つ略平行な第１の螺旋である第１の下位複数の導電繊維（７２２）、
前記中間手のひらセクション内に位置付けられ且つ略平行な第２の螺旋である第２の下位複数の導電繊維（７２４）、及び
前記側部手のひらセクション内に位置付けられ且つ略平行な第３の螺旋である第３の下位複数の導電繊維（１００６）を含む、請求項６に記載のMDMS。
【請求項１０】
前記手のひらセクションが、上部手のひらセクション、中間手のひらセクション、及び側部手のひらセクションを含み、
第１の複数の導電繊維が、
前記上部手のひらセクション内に位置付けられ且つ第１の方向に沿って略平行な第１の下位複数の導電繊維（１００２）、
前記中間手のひらセクション内に位置付けられ且つ略平行な螺旋（１１０２）である第２の下位複数の導電繊維、及び
前記側部手のひらセクション内に位置付けられ且つ略平行（１００６）な第３の下位複数の導電繊維（１００３）を含む、請求項６に記載のMDMS。
【請求項１１】
前記生地材料（１３０２）の織物（１４００）であって、前記生地材料が、
複数の生地材料の横糸（１４０４）、
複数の生地材料の縦糸（１４０２）、及び
複数の絶縁糸（１４０６）を含む、前記生地材料の織物と、
前記生地材料の前記織物の部分織物（１４０８）であって、
前記複数の導電繊維（１３０８）、
前記複数の絶縁糸、及び
前記複数の生地材料の横糸を含む、前記生地材料の前記織物の部分織物とを更に含み、
前記複数の絶縁糸が、前記複数の導電繊維間で間隔を空けて配置されている、請求項１から１０のいずれか一項に記載のMDMS。
【請求項１２】
前記複数の導電繊維が、第１の方向（１３１４）において前記生地材料に沿った一連の略平行な複数の導電繊維として構成されている、請求項１１に記載のMDMS。
【請求項１３】
前記複数の導電繊維と信号で通信する入力信号源（１３１８）を更に含み、前記入力信号源が多相入力信号源である、請求項１から１２のいずれか一項に記載のMDMS。
【請求項１４】
前記入力信号源（１３１８）と信号で通信するMDMSコントローラ（２８０１）を更に含み、前記MDMSコントローラが、定常波を生成するために前記複数の導電繊維に送信される単相AC信号を選択的に前記入力信号源に生成させ、又は進行波を生成するために前記複数の導電繊維に送信される多相信号を選択的に前記入力信号源に生成させるように構成されている、請求項１３に記載のMDMS。
【請求項１５】
前記MDMSコントローラが、多相信号、可変電圧波形を有する多相信号、及び前記複数の導電繊維内の個別の導電繊維用の可変位相を有する多相信号における可変位相シフトを選択的に前記入力信号源（１３１８）に生成させるように更に構成されている、請求項１４に記載のMDMS。
【請求項１６】
前記複数の導電繊維が、
第１の下位複数の導電繊維（３２２、５２５、７２２、９００）、
第２の下位複数の導電繊維（３２４、５２６、７２４）、及び
第３の下位複数の導電繊維（１００６）を含み、
前記MDMSコントローラ（２８０１）が、
前記第１の下位複数の導電繊維、第２の下位複数の導電繊維、及び第３の下位複数の導電繊維の間に約１２０度の位相シフト、及び
前記第１の下位複数の導電繊維と前記第３の下位複数の導電繊維の間に約１８０度の位相シフトを、選択的に前記入力信号源（１３１８）に生成させるように構成されている、請求項１５に記載のMDMS。
【請求項１７】
前記入力信号源（１３１８）が、前記複数の入力ノード（１３１０）に送信される複数のAC位相信号を有する前記AC電圧信号（１３１６）を生成するように構成され、
前記複数のAC位相信号の各AC位相信号の電圧、周波数、及び位相が、MDMSコントローラ（２８０１）によって固定され又は個別に変更される、請求項１３に記載のMDMS。
【請求項１８】
前記生地材料内に複数のセンサ（２５０４、２８０２、２８０４）を更に含み、
前記複数のセンサが、複数のセンサデータ信号（２８１２、２８１４）を生成し、
前記複数のセンサが、前記MDMSコントローラ（２８０１）と信号で通信し、
前記MDMSコントローラが、前記複数のセンサデータ信号を受信し、それに応答して、前記複数のAC位相信号の各AC位相信号の電圧、周波数、及び位相を調整するように構成されている、請求項１７に記載のMDMS。
【請求項１９】
前記生地材料内に複数のアクチュエータ（２６００、２６０１、２８０６）を更に含む、請求項１８に記載のMDMS。
【請求項２０】
前記アクチュエータが、前記MDMSコントローラ（２８０１）と信号で通信し、
前記MDMSコントローラが、前記MDMSが前記複数のセンサデータ信号（２８１２、２８１４）を受信したことに応答して、前記複数のアクチュエータ（２６００、２６０１、２８０６）に送信される作動信号（２８２０）を生成するように構成されている、請求項１９に記載のMDMS。
【請求項２１】
多目的塵軽減システム（「MDMS」）を用いた塵軽減のための方法（３１００）であって、
前記MDMSが、指セクション、手のひらセクション、前記指セクションと前記手のひらセクションの両方の範囲内に前面と裏面を含む生地材料、前記生地材料に沿った第１の方向に前記生地材料内の複数の導電繊維、及び前記複数の導電繊維と信号で通信する複数の入力ノードを含み、前記方法が、
前記複数の入力ノードにおいて入力信号源から交流（「AC」）電圧信号を受信すること（３１０４）、
前記複数の導電繊維を用いて前記生地材料の前面上に電場を生成すること（３１０６）、及び
前記第１の方向を略横切る第２の方向において前記生地材料の前記前面に沿って移動する進行波を前記電場から生成すること（３１０８）を含む、方法。
【請求項２２】
前記AC電圧信号を受信することが、
前記生地材料内の少なくとも１つのセンサから、前記MDMSのシールド上に任意の塵粒子が存在するかどうかを示す少なくとも１つのセンサデータ信号を受信すること、及び
前記少なくとも１つのセンサデータ信号を受信したことへの応答に基づいて、前記AC電圧信号を生成することを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記少なくとも１つのセンサデータ信号に基づいて、前記生地材料上に振動を生成することを更に含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
多目的塵軽減システム（「MDMS」）を用いた粒子収集のための方法（３２００）であって、
前記MDMSが、指セクション、手のひらセクション、前記指セクションと前記手のひらセクションの両方の範囲内に前面と裏面を含む生地材料、前記生地材料内の複数の導電繊維、及び前記複数の導電繊維と信号で通信する複数の入力ノードを含み、前記方法が、
前記複数の入力ノードにおいて入力信号源から交流（「AC」）電圧信号を受信すること（３２０４）、
前記複数の導電繊維を用いて前記生地材料の前面上に電場を生成すること（３２０６）、及び
複数の粒子をキャプチャするために前記生地材料の前記前面に沿った定常波を前記電場から生成すること（３２０８）を含む、方法。
【請求項２５】
前記複数の導電繊維が、
第１の下位複数の導電繊維、
第２の下位複数の導電繊維、及び
第３の下位複数の導電繊維を含み、
前記複数の導電繊維を用いて前記生地材料の前記前面上に前記電場を生成することが、前記第１の下位複数の導電繊維、前記第２の下位複数の導電繊維、及び前記第３の下位複数の導電繊維の間に約１２０度の位相シフトを生成することを含む、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、塵軽減、特に、導電繊維を用いた塵軽減システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人間及び無人探査機の両方によって実施される月での探査活動は、月面表土として知られる未固結砕屑岩物質からなる惑星表面において行われる。月面は、高速の流星塵の衝突によって形成された幾つかの厚い表土層に覆われ、太陽と星からの帯電原子の粒子の一定の衝撃によって特徴づけられる。月面表土は、岩石破片と、主に、一般的に月面土壌と呼ばれるより小さい粒子とを含む。月面土壌と最初に接した時点から、NASAアポロの宇宙飛行士らは、月面土壌が「月塵」（又は単に「塵」）と呼ばれるたくさんの微細粒子を含有していると報告してきた。月塵のまとまる、付着する、又はそれ以外に船外活動（「EVA」）オペレーションで用いられた機器の表面を汚染する強い傾向を持つこの塵が原因で、アポロのミッションにおいて幾つかの異常が生じた。今日、月塵は正式には直径が２０μm未満の「月面土壌」粒子と定義されるが、本開示の目的において、「月塵」、「月面土壌」、又は「塵」という語は相互交換可能に用いられ得る。
【０００３】
更に、アポロミッションでは、月塵が宇宙服を急速に劣化させる作用があり、ミッションのオペレーションに影響を与えることも明らかとなった。一例として、アポロの技術班の報告及びミッション後の報告では、アポロの乗務員が、月面オペレーション中のシステム及び乗務員の活動範囲に対する月塵の影響についてかなり多く言及していることが伺える。EVAシステムの中でもとりわけ月塵の潜在的な影響について乗務員が頻繁に言及したのは、月面オペレーション中に摩耗したアポロ宇宙服であった。これらの影響には、１）宇宙服の生地とシステムに塵が付着し損傷を起こす、２）衣服の圧減衰の原因となる衣服層の適合性及び摩耗に伴う問題を含む月塵に関する機械的問題、３）視覚的障害、４）塵がセンサの入口に詰まったことに起因する測定器の値の間違った読み取り、５）熱制御の問題を引き起こす塵によるコーティング及び汚染、６）トラクションの喪失、７）接合機構の詰まり、８）摩耗、９）密閉不良、及び１０）吸入及び炎症が含まれる。
【０００４】
一例として、図１に、EVAオペレーション後に月塵１０２でコーティングされた宇宙服１０４を着ている、アポロ１７号のミッション中のNASAの宇宙飛行士１００の画像を示す。同様に、図２に、月塵に起因した摩耗によって生じた、宇宙服２００の膝部分の穴（又は破れ）２０２を有する宇宙服２００の画像を示す。このように、人間を月面、又はその他同様の惑星表面のいずれかに再び送る前に、塵を軽減（すなわち除去又は最小化）するシステム及び方法が必要である。更に、例えば、塵によって詰まりが生じ得る可撓性太陽電池パネル及び他の可撓性システムなどの塵に曝露されるシステムのために、地上において塵を軽減する必要もある。
【０００５】
現在、太陽電池パネル、光軸面、ガラス構造及び熱放射体などの硬い面への利用に主に限定されてきた能動的及び受動的な方法の両方を用いる、試みの解決法が提案されている。残念なことに、宇宙服の塵の除去にこの技術を適用することは、宇宙服の不規則な外形、宇宙服の柔らかいエリアの可撓性構造、及びポリテトラフルオロエチレン（一例として、デラウェア州ウィルミントンのChemours社によって製造されたTEFLON（登録商標））でコーティングされた宇宙服材料を含む宇宙服の設計の複雑さが原因で、未だ課題のままである。このため、宇宙服（例えばオルト生地又は新たに生まれた可撓性材料）に用いるための既存の生地材料と互換性のある塵を軽減するシステム及び方法、又は例えば宇宙居住船、膨張性構造体、可撓性及び／又は展開可能アンテナ、並びに可撓性太陽電池パネルなどの生地材料を用いた他のデバイス／システムも必要である。
【発明の概要】
【０００６】
多目的塵軽減システム（「MDMS」）が開示される。MDMSは、指セクション、指セクションに物理的に取り付けられた手セクション、指セクションと手セクションの両方の範囲内の生地材料、生地材料内の複数の導電繊維、及び生地材料に略隣接した複数の入力ノードを含む。生地材料は、前面と裏面を含む。複数の導電繊維は、生地材料に沿って略平行であり、生地材料の前面に略隣接している。複数の入力ノードは、複数の導電繊維と信号で通信し、入力信号源から交流（「AC」）電圧信号を受信するように構成されている。複数の導電繊維は、複数の入力ノードが入力信号源からAC電圧信号を受信したことに応答して、生地材料の前面上に電場を生成するように構成されている。
【０００７】
動作の一実施例では、MDMSが、複数の入力ノードにおいて入力信号源からAC電圧信号を受信すること、複数の導電繊維を用いて生地材料の前面上に電場を生成すること、及び生地材料に沿った第１の方向を略横切る第２の方向において生地材料の前面に沿って移動する進行波を電場から生成することを含む、塵軽減のための方法を実施する。
【０００８】
動作の一実施例では、MDMSが、複数の入力ノードにおいて入力信号源からAC電圧信号を受信すること、複数の導電繊維を用いて生地材料の前面上に電場を生成すること、及び、複数の粒子をキャプチャするために、生地材料の前面に沿って定常波を電場から生成することを含む、粒子収集のための方法も実施する。
【０００９】
本開示の他のデバイス、装置、システム、方法、特徴、及び利点は、下記の図面及び詳細な説明を精査することにより当業者に明らかであるか、または明らかになる。こうした付加的なシステム、方法、特徴、及び利点は全てこの説明中に含まれ、本開示の範囲内であり且つ添付の特許請求の範囲によって保護されることが意図されている。
【００１０】
本開示は、以下の図面を参照することによって、より深く理解することができる。図面における構成要素は必ずしも正確な縮尺で描かれておらず、むしろ本発明の原理を示すことに重点が置かれている。図面において、同様の参照番号は、異なる図面を通して対応する部品を指すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】EVAオペレーション後の月塵で宇宙服が汚染されたNASA宇宙飛行士の画像である。
【図２】月塵に起因する摩耗によって生じた宇宙服の膝部分の穴が開いている宇宙服の画像である。
【図３】本開示による、手袋の形態を採る多目的塵軽減システム（「MDMS」）の例示的な一実施態様の正面図である。
【図４】本開示による、（図３で示された）手袋の形態を採るMDMSの背面図である。
【図５】本開示による、ミトンの形態を採るMDMSの例示的な一実施態様の正面図である。
【図６】本開示による、（図５で示された）ミトンの形態を採るMDMSの背面図である。
【図７】本開示による、手袋の形態を採るMDMSの更に別の例示的な一実施態様の正面図である。
【図８】本開示による、（図７で示された）手袋の形態を採るMDMSの背面図である。
【図９】本開示による、（図５で示された）ミトンの形態を採るMDMSの別の例示的な一実施態様の背面図である。
【図１０】本開示による、手袋の形態を採るMDMSの更に別の例示的な一実施態様の正面図である。
【図１１】本開示による、手袋の形態を採るMDMSの更に別の例示的な一実施態様の正面図である。
【図１２】本開示による、手袋の形態を採るMDMSの更に別の例示的な一実施態様の正面図である。
【図１３Ａ】本開示による、MDMSの例示的な一実施態様のシステムブロック図の側面図である。
【図１３Ｂ】本開示による、（図１３Ａで示された）MDMSの実施態様のシステムブロック図の上面図である。
【図１４】本開示による、（図１３Ａ及び図１３Ｂで示された）複数の導電繊維を有する生地材料の織物の一実施態様の上面図である。
【図１５Ａ】本発明による、複数の導電繊維を有するオルト生地材料の、図１４で示された織物の例示的な一実施態様の拡大正面図である。
【図１５Ｂ】本発明による、複数の導電繊維を有するオルト生地材料の、図１５Ａで示された織物の拡大率の低い拡大正面図である。
【図１５Ｃ】本開示による、図１５Ａ及び図１５Ｂで示された織物の背面図である。
【図１６】本開示による、２つの導電繊維の一部分の例示的な一実施態様の傾斜した側面図である。
【図１７Ａ】本開示による、生地材料の前面の複数の導電繊維の絶縁の例示的な一実施態様の拡大正面図である。
【図１７Ｂ】本開示による、生地材料の（図１７Ａで示された）前面の絶縁層の例示的な一実施態様の拡大正面図である。
【図１７Ｃ】本開示による、生地材料の（図１７Ａ及び図１７Ｂで示された）前面の上端層コーティングの例示的な一実施態様の拡大正面図である。
【図１８】本開示による、第１の複数のカーボンナノチューブ（「CNT」）繊維と第２の複数のCNT繊維とを有するオルト生地材料の別の例示的な一実施態様の拡大正面図である。
【図１９】本開示による、第１の複数のCNT繊維と第２の複数のCNT繊維とを有するオルト生地材料の例示的な更に別の一実施態様の拡大正面図である。
【図２０】本開示による、第１の複数のCNT繊維と第２の複数のCNT繊維とを有するオルト生地材料の例示的な更に別の一実施態様の正面図である。
【図２１】本開示による、複数の電気波形で起動する、複数のCNT繊維を有するオルト生地材料の例示的な一実施態様の正面図である。
【図２２】本開示による、別の種類の複数の電気波形で起動する、複数のCNT繊維を有するオルト生地材料の例示的な一実施態様の正面図である。
【図２３】本開示による、複数のCNT繊維を有する非オルト生地材料の例示的な一実施態様の正面図である。
【図２４】本開示による、複数のCNT繊維を有する非オルト生地材料の例示的な一実施態様の正面図である。
【図２５】本開示による、複数のCNT繊維及び複数のセンサを有するオルト生地材料の例示的な一実施態様の正面図である。
【図２６】MDMSの塵反発作用を強化するために機械的作用と電場とを組み合わせた、生地材料内又はCNT繊維内に埋め込まれたマイクロ振動センサとアクチュエータの例示的な一実施態様を示すシステムブロック図の上面図である。
【図２７】本開示による、生地材料内又はCNT繊維内に埋め込まれたマイクロ振動センサの、図２６で示されたシステムブロック図の正面図である。
【図２８】本開示による、MDMSコントローラ、並びに、図２６及び図２７で示されたマイクロ振動センサとアクチュエータを有する、MDMSの例示的な一実施態様のシステムブロック図の側面図である。
【図２９Ａ】本開示による、MDMSと共に使用する、プリントされた可撓性導体及び導電繊維パターンの例示的な第１の実施態様の正面図である。
【図２９Ｂ】本開示による、MDMSと共に使用する、プリントされた可撓性導体及び導電繊維パターンの例示的な第２の実施態様の正面図である。
【図２９Ｃ】本開示による、MDMSと共に使用する、プリントされた可撓性導体及び導電繊維パターンの例示的な第３の実施態様の正面図である。
【図２９Ｄ】本開示による、MDMSと共に使用する、プリントされた可撓性導体及び導電繊維パターンの例示的な第４の実施態様の正面図である。
【図３０】本開示による、MDMSの電極の例示的な一実施態様の回路図である。
【図３１】本開示による、動作でMDMSによって実施される塵軽減の方法の例示的な一実施態様を示すフローチャートである。
【図３２】本開示による、動作でMDMSによって実施される粒子収集の方法の例示的な一実施態様を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
多目的塵軽減システム（「MDMS」）が開示される。MDMSは、指セクション、指セクションに物理的に取り付けられた手セクション、指セクションと手セクションの両方の範囲内の生地材料、生地材料内の複数の導電繊維、及び生地材料に略隣接した複数の入力ノードを含む。生地材料は、前面と裏面を含む。複数の導電繊維は、生地材料に沿って略平行であり、生地材料の前面に略隣接している。複数の入力ノードは、複数の導電繊維と信号で通信し、入力信号源から交流（「AC」）電圧信号を受信するように構成されている。複数の導電繊維は、複数の入力ノードが入力信号源からAC電圧信号を受信したことに応答して、生地材料の前面上に電場を生成するように構成されている。
【００１３】
動作の一実施例では、MDMSが、複数の入力ノードにおいて入力信号源からAC電圧信号を受信すること、複数の導電繊維を用いて生地材料の前面上に電場を生成すること、及び生地材料に沿った第１の方向を略横切る第２の方向において生地材料の前面に沿って移動する進行波を電場から生成することを含む、塵軽減のための方法を実施する。
【００１４】
動作の一実施例では、MDMSが、複数の入力ノードにおいて入力信号源からAC電圧信号を受信すること、複数の導電繊維を用いて生地材料の前面上に電場を生成すること、及び、複数の粒子をキャプチャするために、生地材料の前面に沿って定常波を電場から生成することを含む、粒子収集のための方法も実施する。
【００１５】
例示的な一実施態様では、MDMSが、導電繊維を電極として用いることによって生地材料又は他の可撓性材料を用いた宇宙服、手袋、ミトン、又は他のデバイス若しくはシステム（例えば、可撓性宇宙居住船、展開構造など）の中に活性電極を有する動電型塵シールド（「EDS」）を実装する。この実施例では、活性電極が、可撓性導電繊維であるカーボンナノチューブ（「CNT」）繊維であってよい導電繊維である。一般に、EDS技術は、表面に近づく塵粒子をはじく、且つ／又は材料の表面から堆積された塵粒子を運び去るために、静電及び／又は動電及び／又は誘電泳動力を用いる。塵粒子をはじくことは、近づく塵粒子を表面から離れるように浮揚させる電場を生成することによって達成される。堆積された塵粒子を、静電気又はファン・デル・ワールス力による塵と表面の間の付着力を破壊することによって運び去り、次いで材料の表面から離れるように塵を浮揚させる。塵粒子をはじく、浮揚させる、及び運び去る力の大きさは、塵粒子の誘電特性、基板（この場合、可撓性構造）、塵粒子のサイズ、及び印加される入力AC電圧信号の特性に応じる。MDMSを用いた一実施例として、約１．２ミリメートル（「mm」）〜２．０mmの間隔を空けて配置された約１８０μm〜２００μmの厚さの非絶縁CNT繊維を用いて、約８００ボルト（「V」）〜１２００Vの範囲のAC電圧信号を印加することによって、約１０ミクロン（「μm」）〜７５μmのサイズを有する塵粒子をはじくのに要する通常の動電力が生成され得る。
【００１６】
この実施例では、MDMSが、上端面を有する生地材料を含み、上端面（本明細書では、上端面の一部分に関連付けられた「シールドエリア」を有する「シールド」とも称される）の一部分が、一連の（すなわち複数の）略平行な又はわずかにずれた（例えば、約１５〜２０度のずれ）導電繊維を含み、導電繊維を通して、高電圧のAC電圧信号（例えば約５〜１００ヘルツの周波数において約８００V〜１２００V）が印加され、その結果シールドに沿って電場の進行波が生成される。
【００１７】
複数の導電繊維の各導電繊維は、隣接する導電繊維に対して略平行に、又はわずかにずれて位置決めされ得る。更に、生地材料の表面は異なる部分に分割され得る。その場合、生地材料の各部分は、シールドの他の部分に対して平行でない異なる導電繊維パターンを有するように構成することができる。例えば、シールドは、シールドの他のセクションから略９０度までの角度を成すセクションを含み得る。複数の導電繊維の位置及び間隔は用途によって変化して、シールドに沿った電場の進行波の再構成を可能にする。この実施例では、結果的に得られる電場の進行波によりシールドの塵粒子がはじかれ、塵粒子の誘電特性及び塵粒子の帯電（及び誘電電荷）次第で、はじかれた塵粒子は進行波の方向に沿った方向に、又は進行波の方向とは反対の方向に進行する。この方法により、シールド上の塵粒子が更に蓄積されることが防止され、シールドから大半の帯電塵粒子が除去される。一般的に、導電繊維は、多相信号源であり得る入力信号源によって生成された単相又は多相AC電圧信号又は直流（「DC」）電圧信号の何れかを用いることによって起動され得る。
【００１８】
一般的に、MDMSは、例えば、MDMSの製造におけるMDMSの初期構成及び／又は動作中のMDMSの起動後の再構成を含む、複数のやり方で動作するように構成され得る。具体的には、一実施例として、デバイス（例えば、宇宙服、手袋、ミトン、宇宙居住船、膨張性構造体、生地ベースアンテナ、ブランケット、可撓性材料デバイス、又は他の同様なシステム、デバイス、若しくは構成要素など）上にMDMSを製作するときに、導電繊維の配向は、MDMSの塵反発特性を最適化するようにMDMSが実装される生地材料の様々な外形、可撓性、又はそれらの両方が可能になるように設計され構成され得る。更に、生地材料の種類は、MDMSの動作を最適化する電気及び機械特性を有するように選択され得る。一実施例として、生地材料内の導電繊維の配置及び幾何学的配列の両方の構成、並びに生地材料又は可撓性材料の表面特性の最適化は、MDMSの物理的ロバスト性及び塵反発（すなわち、塵軽減）機能に直接的に関連している。
【００１９】
更に、動作中の再構成の実施例として、MDMSは、生地材料又は可撓性材料の何れかのシールドエリアに関連する又はシールドエリア内のセンサから入力を受け取る、生地材料又は可撓性材料内の（或いは生地材料又は可撓性材料内に関連付けられた）フィードバック制御電子機器（図２６〜図２８に関連して後に説明する）、電気機械デバイス、又はそれらの両方を含み得る。センサの実施例は、生地材料又は可撓性材料のシールドエリアに、或いはシールドエリア内、或いはシールドエリアとは遠く離れているが、生地材料又は可撓性材料のシールドエリアに関連付けられた何れか場所に位置付けられ得る光学又は容量センサを含み得る。したがって、これらのセンサは、生地材料又は可撓性材料内、導電繊維自体内、或いはそれらの両方に埋め込まれたシールドエリア内のローカルセンサであってよい。更に、センサは、例えば、宇宙服又はシールドエリアにおいてMDMSに関連付けられた他のデバイス若しくはシステムの異なるエリアに位置付けられたセンサなどの、シールドエリアから遠く離れて位置付けられたリモートセンサであってよい。更なる一実施例として、これらのセンサのうちの幾つかは、MDMSの動作を調整して、シールド上の塵軽減を更に最適化するために、MDMSへ塵データを提供する気象衛星（又は衛星）上のセンサなど、シールドエリアから完全に遠く離れていてよい。
【００２０】
これら全てのセンサの実施例では、センサが、MDMSのMDMSコントローラへ（個々のセンサによって生成されたセンサデータ情報を有する情報信号である）センサ出力信号を提供する。MDMSコントローラは、MDMSの塵軽減特性を最適化するように、受信したセンサ出力信号に基づいて、導電繊維に提供されるAC電圧信号の波形及び周波数を変更するように構成されている。MDMSコントローラは、入力信号源と信号で通信することができ、受信したセンサ出力信号に応答して、入力信号源によって生成された個々のAC電圧信号の電圧、周波数、及び位相を調節又は調整することができる。この実施例では、MDMSコントローラが、マイクロコントローラ、中央処理装置（「CPU」）ベースのプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（「DSP」）、特定用途向け集積回路（「ASIC」）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（「FPGA」）、又は他の同様なデバイス若しくはシステムを含み得る、任意の一般電子コントローラであってよい。
【００２１】
センサに加えて、MDMSは、シールドエリアの下の生地材料又は可撓性材料の裏面に位置付けられ得る複数のアクチュエータも含み得る。これらのアクチュエータは、シールド上の塵粒子を取り除く、移動させる、及びはじくことにおいて助けとなる、移動、揺動、振動、又は他の種類の機械的作業を実行することができる、電気機械デバイスであってよい。アクチュエータは、MDMSコントローラと信号で通信し、MDMSコントローラは、シールドにおけるMDMSの塵軽減特性を最適化するように、受信したセンサ出力信号に基づいて、アクチュエータの動作を制御するようにも構成されている。センサ、アクチュエータ、又はそれらの両方を用いて、MDMSコントローラは、生地材料又は可撓性材料の特性（例えば、層、コーティング、誘電特性など）及び塵の特性（例えば、サイズ、質量、誘電特性、分布など）に基づいてMDMSの塵軽減を最適化するために、入力信号源からのAC電圧信号を調整するように構成されている。したがって、MDMSコントローラは、MDMSの動作モードを調整するために、AC電圧信号を変更するように構成されている。
【００２２】
第１の動作モード（すなわち、動的塵移動モード）の一実施例として、生地材料のシールド上に塵が落ち着く前に塵をはじくために、MDMSによって、第１の波形及び第１の周波数値を有する第１の最適化されたAC電圧信号が用いられ得る。代替的に、生地材料のシールド上に静的塵が落ち着いている（すなわち、MDMSの起動前にシールドに塵がすでにたまっている）第２の動作モードの一実施例として、生地材料のシールド上に落ち着いた塵をはじくために、MDMSによって、第２の波形及び第２の周波数値を有する第２の最適化されたAC電圧信号が用いられ得る。
【００２３】
例えば、シールド上に塵が落ち着く前にMDMSが起動した場合、約９０％以上の塵が低電圧のAC電圧信号（例えば、約８００V〜９００V）を用いてはじかれ、一方で代替的に、MDMSを起動する前にシールド上に塵がすでに落ち着いている場合、MDMSは、シールドから塵をはじくために高電圧のAC電圧信号（例えば、１０００V〜１２００V）を用いる必要があるだろう。更に、シールド上に塵が落ち着くと、MDMSは、シールドから落ち着いた塵を取り除くために、最大約２００Hzであり得る高いスペクトル帯域幅を有するAC電圧信号を用いる必要があり得る。これらの実施例では、MDMSコントローラが、シールド上の塵の汚染状況を提供し得るセンサからの入力データに基づいて、MDMSで利用する又は調整するAC電圧信号の種類（すなわち、信号波形、周波数、電圧、位相のなどの種類）を決定し、シールド上に落ち着きつつある又は落ち着いた塵を取り除く、はじく、又はそれらの両方を行うために、記憶ユニット（すなわち、メモリユニット又はモジュール）の検索データベースを用いることができる。検索データベースは、MDMSと信号で通信するセンサ又は他の供給源に基づく値を含み得る。記憶ユニットは、MDMSの部分であってよく、又はMDMSから遠隔であってよいがMDMSと信号で通信することができる。一実施例として、生地材料内の導電繊維に伝達されるAC電圧信号を生成する駆動及び制御電子機器（例えば、入力信号源など）の場所は、局所的に生地材料内に埋め込まれ、中央に位置付けられる且つ／若しくはMDMSから遠く離れ、又はMDMS及び他のデバイスと同一場所に位置付けられてよく、MDMSは、例えば、宇宙服のシステム及び電子機器などに実装される。この実施例では、DC電圧信号も、シールド上にこびり付いた可能性がある塵粒子を取り除くために用いられ得る。この実施例では、DC電圧信号が、低電圧AC電圧信号を用いる前に最初に印加され得る。
【００２４】
別の例示的な一実施態様では、MDMSが、やはり導電繊維を電極として用いることによって、生地材料又は他の可撓性材料を用いる宇宙服、手袋、ミトン、又は他のデバイス若しくはシステム内に、活性電極を有する粒子仕分けデバイス（「PSD」）又はサンプル収集デバイス（「SCD」）も実装する。この実施例では、MDMSが、塵を洗浄し、粒子を仕分け、サンプルを収集し、塵並びに帯電した粒子及び帯電していない粒子を精密なやり方で移動させるように機能することができる。この実施例では、MDMSは、（上述した塵をはじく特性を用いて）塵で汚染された表面を洗浄するために、粒子を仕分けするために、又はそれらの両方のために、生地材料内に埋め込まれた導電繊維を有する専用の手袋若しくはミトン（又は他の同様なデバイス）の中へ組み込まれ得る。
【００２５】
この実施例では、手袋又はミトンの手のひら側及び指に、予め規定された間隔を空けられた導電繊維ベースの糸（又は同様な導電性の糸）及び絶縁糸から作成された電極が埋め込まれている。それらの電極は、塵をはじくように且つ粒子を仕分けるマルチse（マルチスピンエコー）機能用に最適化するために、予め規定された時間シーケンスで、AC若しくはDC高電圧又はそれらの両方を印加するのに適している。MDMSベースの手袋又はミトンは、粒子を仕分けるツール、サンプルを収集するツール、及び他の関連する実施態様として使用するために最適化され得る。一般的に、導電繊維は、電場の範囲内で粒子を浮揚させ浮かせるが移動しないように、シールドに沿って電場の定常波を生成するように印加される位相信号を有することができる。
【００２６】
手袋又はミトンの実施例では、MDMSが、塵を洗浄するように構成された手のひらセクション及び粒子を仕分け又は収集するように構成された指セクションを有することができる。
【００２７】
具体的には、図３の手袋の中に組み込まれているMDMSの実施例では、本開示による手袋の形態を採るMDMS３００の例示的な一実施態様の正面図が示されている。MDMS３００は、指セクション３０２及び指セクション３０２に物理的に取り付けられた手セクション３０４を含む。手セクション３０４は、前腕セクション３０８の部分である手首セクション３０６にも物理的に取り付けられている。この実施例では、手セクション３０４が、（手袋の前側に）手のひらセクション３１０、及び手背（すなわち、手の裏側）セクション（図示せず）を含み、指セクション３０２が、（手袋の前側に）内側指表面３１２、及び手袋の裏側に外側指表面（図示せず）を含む。指セクション３０２は、ユーザから５つの指を受け入れるように構成された５つの指サブセクションを含む。手のひらセクション３１０は、人間の手の手のひらセクションに対応した、上部手のひらセクション３１４、中間手のひらセクション３１６、及び側部手のひらセクション３１８を含むことができる。その場合、中間手のひらセクション３１６は、上部手のひらセクション３１４と側部手のひらセクション３１８との間に位置付けられている。上部手のひらセクション３１４は、中間手のひらセクション３１６と指セクション３０２との間に位置付けられており、側部手のひらセクション３１８は、中間手のひらセクション３１６と親指セクション３２０との間に位置付けられている。人間の手と同様に、上部手のひらセクション３１４、中間手のひらセクション３１６、及び側部手のひらセクション３１８は、手袋が人間の手と同じ物理的な方法で開閉することを可能にする。
【００２８】
この実施例では、MDMS３００が、指セクション３０２と手セクション３０４の両方の範囲内に生地材料を含む。手首セクション３０６と前腕セクション３０８も、生地材料を含むことができる。生地材料は、任意選択的に生地材料の全体を通して又は生地材料の特定のセクション内に位置付けられ得る複数の導電繊維を含む。例えば、図３で示されているように、（複数の導電繊維の）第１の下位複数の導電繊維３２２は、手袋の手のひらセクション３１０内に位置付けられた生地材料内に位置付けられ得る。この実施例では、第１の下位複数の導電繊維３２２が、上部手のひらセクション３１４、中間手のひらセクション３１６、及び側部手のひらセクション３１８の全体を通して延在し得る。更に、内側指表面３１２は、複数の導電繊維の第２の下位複数の導電繊維３２４を含むことができる。更に、この実施例では示されていないが、（複数の導電繊維の）別の下位複数の導電繊維は、任意選択的に、手首セクション３０６、前腕セクション３０８、又はそれらの両方の範囲内に位置付けられ得ることに留意されたい。
【００２９】
この実施例では、第１の下位複数の導電繊維３２２が、手袋の第１の方向３２６に沿った略平行な手のひらセクション３１０内の生地材料に沿って通っている。第２の下位複数の導電繊維３２４は、手袋が静止位置にあるときに第１の方向３２６に略沿ってばらついている方向の指セクション３０２内の生地材料に沿って通っている。この実施例では、第２の下位複数の導電繊維３２４が、指セクション３０２の第１の下位部分３３０、第２の下位部分３３２、第３の下位部分３３４、第４の下位部分３３６、及び第５の下位部分３３８用の、第２の下位複数の導電繊維の更なる下位部分を含む。指セクション３０２の第１の下位部分３３０、第２の下位部分３３２、第３の下位部分３３４、第４の下位部分３３６、及び第５の下位部分３３８内の第２の下位複数の導電繊維３２４の対応する下位部分のそれぞれは、指セクション３０２の対応する下位部分内で互いに略平行であり、手のひらセクション３１０から、指セクション３０２の対応する下位部分の先端（すなわち、端部）まで延在する。この実施例では、第１の下位部分３３０、第２の下位部分３３２、第３の下位部分３３４、第４の下位部分３３６は、指セクション３０２の第１の指セクションと称され、ユーザの親指に対応する第５の下位部分３３８は、指セクション３０２の第２の指セクションと称され得る。複数の導電繊維は、複数のカーボンナノチューブ（「CNT」）繊維であってよく、複数のCNT繊維は、生地材料に織り込まれてよい。
【００３０】
生地材料は、前面と裏面を含む。その場合、裏面は、ユーザの手、手首、及び前腕に隣接した手袋の範囲内にある。前面は、内側指表面３１２、手のひらセクション３１０の外側表面、手袋の裏側の外側指表面、手背セクションの外側表面、手首セクション３０６の外側表面、及び前腕セクション３０８の外側表面を含む。この実施例では、複数の導電繊維が、内側指表面３１２と手のひらセクション３１０の外側表面とに沿った生地材料の範囲内にある。それによって、複数の導電繊維は、生地材料に沿って略平行であり、生地材料の前面と略隣接している。この実施例では、生地材料の前面が、内側指表面３１２と手のひらセクション３１０の外側表面とを含む。
【００３１】
MDMS３００は、生地材料の裏面に沿って生地材料に略隣接する複数の入力ノード（図示せず）も含む。複数の入力ノードは、複数の導電繊維と信号で通信し、入力信号源からAC電圧信号を受信するように構成されている。複数の導電繊維は、複数の入力ノードが入力信号源からAC電圧信号を受信したことに応答して、生地材料の前面上に電場を生成するように構成されている。この実施例では、生地材料の前面の部分が、任意選択的に、内側指表面３１２、手のひらセクション３１０の外側表面、又はそれらの両方において位置付けられた、生地材料の前面の第１の部分であってよい。
【００３２】
この実施例では、複数の導電繊維が、手袋に沿った第１の方向３２６において生地材料に沿って略平行である。動作の一実施例では、複数の導電繊維が、第１の方向３２６を略横切る手袋に沿った第２の方向３２８において生地材料の前面に沿って移動する進行波を電場から生成するように構成されている。動作の別の一実施例では、複数の導電繊維が、これもまた第１の方向３２６を略横切る第２の方向３２８において生地材料の前面に沿った定常波を電場から生成するように構成されている。
【００３３】
この実施例では、第１の下位複数の導電繊維３２２と第２の下位複数の導電繊維３２４が、洗浄、粒子の仕分け、及びサンプル収集用に構成されている。MDMSコントローラは、入力信号源を用いて、進行波を生成するために多相AC信号を提供し、定常波、可変位相シフト信号、又は可変電圧波形を生成するために単相AC信号を提供するように構成されている。
【００３４】
言い換えると、MDMSコントローラは、定常波を生成するために複数の導電繊維に送信される単相AC信号を選択的に入力信号源に生成させ、又は進行波を生成するために複数の導電繊維に送信される多相信号を選択的に入力信号源に生成させるように構成されている。MDMSコントローラは、多相信号、可変電圧波形を有する多相信号、及び複数の導電繊維内の個別の導電繊維用の可変位相を有する多相信号における、可変位相シフトを選択的に入力信号源に生成させるように更に構成されている。
【００３５】
動作の一実施例として、MDMSコントローラは、手のひらセクション３１０を用いて塵を洗浄し、又は指セクション３０２を用いて粒子を仕分けするために、手のひらセクション３１０と指セクション３０２の両方に対して、手のひらセクション３１０と指セクション３０２を構成することができる。動作の別の一実施例では、MDMSコントローラが、塵を洗浄し、粒子を仕分けし、サンプルを収集するために、手のひらセクション３１０と指セクション３０２を構成することができる。この実施例では、MDMSコントローラが、MDMS内の電極を再構成し、入力信号源を用いて異なる波形信号で電極を起動する。この実施例では、入力信号源からの特定の波形信号を用いて、特定の粒子サイズを有する特定の粒子を浮揚させる（すなわち、「ピックアップする」）ために、電極の一部分が用いられ得る。特定の粒子は、電極からの波形信号によって給電される導電繊維上の定常波パターンを用いて浮揚され得る。一実施例として、サンプル収集のために、定常波パターンが、特定のサイズの粒子を浮揚させ、次いでそれらを収集容器の中へ落とすことができる。これは、MDMSコントローラを用いて、電極にエネルギーを供給し（すなわち、与え）、特定のサイズの粒子を浮揚させる導電繊維上の定常波パターンを生成し、次いで電極に対するエネルギー供給を止め（すなわち、停止し）て、導電繊維上の定常波パターンを取り除き、特定のサイズの粒子を収集容器の中へ落とすことによって実現される。この実施例では、より低い駆動電圧で浮揚させることができる偏極粒子を除き、浮揚される粒子が重くなればなるほど、MDMS内の電極を駆動するのに必要な電圧が高くなる。洗浄用に、MDMSコントローラは、多相信号を受信するようにMDMSを構成し、多相信号を生成するように入力信号源を構成する。
【００３６】
更に、動作のこの実施例では、指（すなわち、第１の下位部分３３０、第２の下位部分３３２、第３の下位部分３３４、第４の下位部分３３６、及び第５の下位部分３３８）を広げること、又は指セクション３０２内で指の姿勢を形作ることが、特定の作業又は機能向けに指セクション３０２内で生成される電場の分布を最適化する。具体的には、個々の指を指すことが、電場を集中させる。指がより近づいたときに、指セクション３０２は、より小さい粒度の粒子の仕分け、洗浄、又はそれらの両方のために用いられ得る増強された電場を生成する。指は、より広く広げることもできる。それによって、指セクション３０２は、より大きなエリアを洗浄することができる電場を生成する。
【００３７】
この実施例では、指セクション３０２と手のひらセクション３１０の両方が洗浄用に構成され得る一方で、指セクション３０２は、利用可能な動きの範囲（すなわち、指をより近づける又は指（すなわち、先端）を指すように移動させる構成）のおかげで、所与のサイズの特定の粒子を仕分けし、キャプチャするために有用であり得ることに留意されたい。指セクション３０２内の指は、クラウド（cloud）内に分散された粒子をキャプチャするためにも使用され得る。しかし、表面上で粒子がより分散している場合、手のひらセクション３１０を用いて、洗浄のためにより大きな表面を覆うことができる。
【００３８】
図４では、本開示による、MDMS３００の例示的な一実施態様の背面図が示されている。この実施例では、手袋の裏側に、手セクション３０４が、手背セクション４００を含み、指セクション３０２が、外側指表面４０２を含む。図３で示されている実施例と同様に、外側指表面４０２と手背セクション４００も、生地材料内に複数の導電繊維を有することができる。この実施例では、手背セクション４００内の手セクション３０４が、（複数の導電繊維の）第１の下位複数の導電繊維４０４を含み、指セクション３０２が、複数の導電繊維の第２の下位複数の導電繊維４０６を含み得る。
【００３９】
この実施例では、第１の下位複数の導電繊維４０４が、第１の方向３２６沿った略平行な手背セクション４００内の生地材料に沿って通っている。第２の下位複数の導電繊維は、手袋が静止位置にあるときに第１の方向３２６に略沿ってばらついている方向の指セクション３０２内の生地材料に沿って通っている。この実施例では、第２の下位複数の導電繊維４０６が、指セクション３０２の第１の下位部分３３０、第２の下位部分３３２、第３の下位部分３３４、第４の下位部分３３６、及び第５の下位部分３３８用の、第２の下位複数の導電繊維４０６の更なる下位部分を含む。指セクション３０２の第１の下位部分３３０、第２の下位部分３３２、第３の下位部分３３４、第４の下位部分３３６、及び第５の下位部分３３８内の第２の下位複数の導電繊維４０６の対応する下位部分のそれぞれは、指セクション３０２の対応する下位部分内で互いに略平行であり、手背セクション４００から、指セクション３０２の対応する下位部分の先端まで延在する。前述したように、この実施例では、第１の下位部分３３０、第２の下位部分３３２、第３の下位部分３３４、第４の下位部分３３６は、指セクション３０２の第１の指セクションの部分であり、ユーザの親指に対応する第５の下位部分３３８は、指セクション３０２の第２の指セクションの部分である。
【００４０】
図３及び図４で示されている実施例に基づいて、生地材料内の複数の導電繊維は、手のひらセクション３１０及び内側指表面３１２、手背セクション４００及び外側指表面４０２、又は手のひらセクション３１０及び内側指表面３１２と手背セクション４００及び外側指表面４０２との両方の範囲内に位置付けられ得ることに留意されたい。更に、この実施例では示されていないが、（複数の導電繊維の）別の下位複数の導電繊維は、任意選択的に、手首セクション３０６、前腕セクション３０８、又はそれらの両方の範囲内に位置付けられ得ることに留意されたい。
【００４１】
図３に関連して手袋の前側に関して説明された実施例と同様に、この実施例では、第１の下位複数の導電繊維４０４と第２の下位複数の導電繊維４０６も、洗浄、粒子の仕分け、及びサンプル収集用に構成され得る。やはり、MDMSコントローラは、入力信号源を用いて、進行波を生成するために多相AC信号を提供し、定常波、可変位相シフト信号、又は可変電圧波形を生成するために単相AC信号を提供するように構成されている。
【００４２】
図５を参照すると、本開示による、ミトンの形態を採るMDMS５００の別の例示的な一実施態様の正面図が示されている。MDMS５００は、指セクション５０２及び指セクション５０２に物理的に取り付けられた手セクション５０４を含む。手セクション５０４は、前腕セクション５０８を含む手首セクション５０６にも物理的に取り付けられている。この実施例では、手セクション５０４が、（ミトンの前側に）手のひらセクション５１０、及び手背セクション（図示せず）を含み、指セクション５０２が、（ミトンの前側に）内側指表面５１２、及びミトンの裏側に外側指表面（図示せず）を含む。指セクション５０２は、ユーザから４つの指を受け入れるように構成された第１の指セクション５１４、及びユーザから親指を受け入れるように構成された第２の指セクション５１６を含む。手のひらセクション５１０は、人間の手の手のひらセクションに対応した、上部手のひらセクション５１８、中間手のひらセクション５２０、及び側部手のひらセクション５２２を含むことができる。その場合、中間手のひらセクション５２０は、上部手のひらセクション５１８と側部手のひらセクション５２２との間に位置付けられている。上部手のひらセクション５１８は、中間手のひらセクション５２０と指セクション５０２との間に位置付けられており、側部手のひらセクション５２２は、中間手のひらセクション５２０と親指セクション５２４との間に位置付けられている。人間の手と同様に、上部手のひらセクション５１８、中間手のひらセクション５２０、及び側部手のひらセクション５２２は、ミトンが人間の手と同じ物理的な方法で開閉することを可能にする。
【００４３】
この実施例では、MDMS５００が、指セクション５０２と手セクション５０４の両方の範囲内に生地材料を含む。手首セクション５０６と前腕セクション５０８も、生地材料を含むことができる。前述したように、生地材料は、任意選択的に生地材料の全体を通して又は生地材料の特定のセクション内に位置付けられ得る複数の導電繊維を含む。例えば、図５で示されているように、（複数の導電繊維の）第１の下位複数の導電繊維５２５は、ミトンの手のひらセクション５１０内に位置付けられた生地材料内に位置付けられ得る。この実施例では、第１の下位複数の導電繊維５２５が、上部手のひらセクション５１８、中間手のひらセクション５２０、及び側部手のひらセクション５２２の全体を通して延在し得る。更に、内側指表面５１２は、（複数の導電繊維の）第２の下位複数の導電繊維５２６を含むことができる。
【００４４】
この実施例では、第１の下位複数の導電繊維５２５が、第１の方向３２６沿った略平行な手背セクション５１０内の生地材料に沿って通っている。第２の下位複数の導電繊維５２６は、ミトンが静止位置にあるときにミトンに沿った第１の方向３２６に略沿った方向において指セクション５０２内の生地材料に沿って通っており、手のひらセクション５１０から、指セクション５０２の第１の指セクション５１４及び第２の指セクション５１６の先端まで延在する。やはり、複数の導電繊維は、複数のCNT繊維であってよく、複数のCNT繊維は、生地材料に織り込まれてよい。
【００４５】
やはり、生地材料は、前面と裏面を含む。その場合、裏面は、ユーザの手、手首、及び前腕に隣接したミトンの範囲内にある。前面は、内側指表面５１２、手のひらセクション５１０の外側表面、ミトンの裏側の外側指表面、手背セクションの外側表面、手首セクション５０６の外側表面、及び前腕セクション５０８の外側表面を含む。この実施例では、複数の導電繊維が、内側指表面５１２と手のひらセクション５１０の外側表面とに沿った生地材料の範囲内にある。それによって、複数の導電繊維は、生地材料に沿って略平行であり、生地材料の前面と略隣接している。この実施例では、生地材料の前面が、内側指表面５１２と手のひらセクション５１０の外側表面とを含む。
【００４６】
前述したように、MDMS５００は、生地材料の裏面に沿って生地材料に略隣接する複数の入力ノード（図示せず）も含む。複数の入力ノードは、複数の導電繊維と信号で通信し、入力信号源からAC電圧信号を受信するように構成されている。複数の導電繊維は、複数の入力ノードが入力信号源からAC電圧信号を受信したことに応答して、生地材料の前面上に電場を生成するように構成されている。この実施例では、生地材料の前面の部分が、任意選択的に、内側指表面512、手のひらセクション510の外側表面、又はそれらの両方において位置付けられた、生地材料の前面の第１の部分であってよい。
【００４７】
この実施例では、複数の導電繊維が、第１の方向３２６において生地材料に沿って略平行である。動作の一実施例では、複数の導電繊維が、第１の方向３２６を略横切るミトンに沿った第２の方向３２８において生地材料の前面に沿って移動する進行波を電場から生成するように構成されている。動作の別の一実施例では、複数の導電繊維が、これもまた第１の方向３２６を略横切る第２の方向３２８において生地材料の前面に沿った定常波を電場から生成するように構成されている。
【００４８】
図３に関連して手袋の前側に関して説明された実施例と同様に、この実施例では、第１の下位複数の導電繊維５２５と第２の下位複数の導電繊維５２６も、洗浄、粒子の仕分け、及びサンプル収集用に構成され得る。やはり、MDMSコントローラは、入力信号源を用いて、進行波を生成するために多相AC信号を提供し、定常波、可変位相シフト信号、又は可変電圧波形を生成するために単相AC信号を提供するように構成されている。
【００４９】
図６では、本開示による、ミトンの形態を採るMDMS５００の例示的な一実施態様の背面図が示されている。この実施例では、ミトンの裏側に、手セクション５０４が、手背セクション６００を含み、指セクション６０２が、外側指表面６０２を含む。図５で示されている実施例と同様に、外側指表面６０２と手背セクション６００も、生地材料内に複数の導電繊維を有することができる。この実施例では、手セクション５０４が、（複数の導電繊維の）第１の下位複数の導電繊維６０４を含み、指セクション５０２が、複数の導電繊維の第２の下位複数の導電繊維６０６を含み得る。
【００５０】
この実施例では、第１の下位複数の導電繊維６０４が、第１の方向３２６沿った略平行な手背セクション６００内の生地材料に沿って通っている。第２の下位複数の導電繊維は、手袋が静止位置にあるときに第１の方向３２６に略沿った方向の指セクション５０２内生地材料に沿って通っている。この実施例では、第２の下位複数の導電繊維６０６が、指セクション５０２の第１の指セクション５１４及び第２の指セクション５１６用の、第２の下位複数の導電繊維６０６の更なる下位部分を含む。指セクション５０２の第１の指セクション５１４及び第２の指セクション５１６内の第２の下位複数の導電繊維６０６の対応する下位部分のそれぞれは、指セクション５０２の対応する第１の指セクション５１４及び第２の指セクション５１６内で互いに略平行であり、手背セクション６００から、指セクション５０２の対応する第１の指セクション５１４及び第２の指セクション５１６の先端まで延在する。
【００５１】
図５及び図６で示されている実施例に基づいて、生地材料内の複数の導電繊維は、手のひらセクション５１０及び内側指表面５１２、手背セクション６００及び外側指表面６０２、又は手のひらセクション５１０及び内側指表面５１２と手背セクション６００及び外側指表面６０２との両方の範囲内に位置付けられ得ることに留意されたい。
【００５２】
図３に関連して手袋の前側に関して説明された実施例と同様に、この実施例では、第１の下位複数の導電繊維６０４と第２の下位複数の導電繊維６０６も、洗浄、粒子の仕分け、及びサンプル収集用に構成され得る。やはり、MDMSコントローラは、入力信号源を用いて、進行波を生成するために多相AC信号を提供し、定常波、可変位相シフト信号、又は可変電圧波形を生成するために単相AC信号を提供するように構成されている。
【００５３】
図７は、本開示による、手袋の形態を採るMDMS７００の更に別の例示的な一実施態様の正面図である。図３に関連して示された実施例と同様に、MDMS７００は、指セクション７０２及び指セクション７０２に物理的に取り付けられた手セクション７０４を含む。手セクション７０４は、前腕セクション７０８の部分である手首セクション７０６にも物理的に取り付けられている。この実施例では、手セクション７０４が、手のひらセクション７１０、及び手背セクション（図示せず）を含み、指セクション７０２が、内側指表面７１２、及び手袋の裏側に外側指表面（図示せず）を含む。指セクション７０２は、ユーザから５つの指を受け入れるように構成された５つの指サブセクションを含む。手のひらセクション７１０は、人間の手の手のひらセクションに対応した、上部手のひらセクション７１４、中間手のひらセクション７１６、及び側部手のひらセクション７１８を含むことができる。その場合、中間手のひらセクション７１６は、上部手のひらセクション７１４と側部手のひらセクション７１８との間に位置付けられている。上部手のひらセクション７１４は、中間手のひらセクション７１６と指セクション７０２との間に位置付けられており、側部手のひらセクション７１８は、中間手のひらセクション７１６と親指セクション７２０との間に位置付けられている。人間の手と同様に、上部手のひらセクション７１４、中間手のひらセクション７１６、及び側部手のひらセクション７１８は、手袋が人間の手と同じ物理的な方法で開閉することを可能にする。
【００５４】
この実施例では、MDMS７００が、指セクション７０２と手セクション７０４の両方の範囲内に生地材料を含む。手首セクション７０６と前腕セクション７０８も、生地材料を含むことができる。生地材料は、任意選択的に生地材料の全体を通して又は生地材料の特定のセクション内に位置付けられ得る複数の導電繊維を含む。例えば、図７で示されているように、（複数の導電繊維の）第１の下位複数の導電繊維７２２は、手袋の手のひらセクション７１０内に位置付けられた生地材料内に位置付けられ得る。この実施例では、第１の下位複数の導電繊維７２２が、上部手のひらセクション７１４、中間手のひらセクション７１６、及び側部手のひらセクション７１８の全体を通して延在し得る。更に、内側指表面７１２は、複数の導電繊維の第２の下位複数の導電繊維７２４を含むことができる。更に、この実施例では示されていないが、（複数の導電繊維の）別の下位複数の導電繊維は、任意選択的に、手首セクション７０６、前腕セクション７０８、又はそれらの両方の範囲内に位置付けられ得ることに留意されたい。
【００５５】
前の実施例とは異なり、この実施例では、第１の下位複数の導電繊維７２２が、略平行な螺旋として手のひらセクション７１０内の生地材料に沿って通っている。第２の下位複数の導電繊維７２４は、手袋が静止位置にあるときに第１の方向３２６に略沿ってばらついている方向の指セクション３０２内の生地材料に沿って通っている。この実施例では、略平行な螺旋が、上部手のひらセクション７１４、中間手のひらセクション７１６、及び側部手のひらセクション７１８の範囲内に位置付けられている。
【００５６】
図３に関連して手袋の前側に関して説明された実施例と同様に、この実施例では、第１の下位複数の導電繊維７２２と第２の下位複数の導電繊維７２４も、洗浄、粒子の仕分け、及びサンプル収集用に構成され得る。やはり、MDMSコントローラは、入力信号源を用いて、進行波を生成するために多相AC信号を提供し、定常波、可変位相シフト信号、又は可変電圧波形を生成するために単相AC信号を提供するように構成されている。
【００５７】
図８では、本開示による、MDMS７００の例示的な一実施態様の背面図が示されている。この実施例では、手袋の裏側に、手セクション７０４が、手背セクション８００を含み、指セクション３０２が、外側指表面８０２を含む。図３で示されている実施例と同様に、外側指表面８０２と手背セクション８００も、生地材料内に複数の導電繊維を有することができる。この実施例では、手背セクション８００内の手セクション７０４が、（複数の導電繊維の）第１の下位複数の導電繊維８０４を含み、指セクション７０２が、複数の導電繊維の第２の下位複数の導電繊維８０６を含み得る。
【００５８】
この実施例では、第１の下位複数の導電繊維８０４が、略平行な手背セクション８００内の生地材料に沿って螺旋方向に通っている。第２の下位複数の導電繊維８０６は、手袋が静止位置にあるときに第１の方向３２６に略沿ってばらついている方向の指セクション７０２内の生地材料に沿って通っている。この実施例では、第２の下位複数の導電繊維８０６が、指セクション７０２の指下位部分用の、第２の下位複数の導電繊維４０６の下位部分を更に含む。前述されたように、第１の指セクション７０２の指下位部分内の第２の下位複数の導電繊維８０６の対応する下位部分のそれぞれが、指セクション７０２の対応する下位部分内で互いに略平行であり、手背セクション８００から、指セクション７０２の対応する下位部分の先端まで延在する。
【００５９】
図３に関連して手袋の前側に関して説明された実施例と同様に、この実施例では、第１の下位複数の導電繊維８０４と第２の下位複数の導電繊維８０６も、洗浄、粒子の仕分け、及びサンプル収集用に構成され得る。やはり、MDMSコントローラは、入力信号源を用いて、進行波を生成するために多相AC信号を提供し、定常波、可変位相シフト信号、又は可変電圧波形を生成するために単相AC信号を提供するように構成されている。
【００６０】
図７及び図８で示されている実施例に基づいて、生地材料内の複数の導電繊維は、手のひらセクション７１０及び内側指表面７１２、手背セクション８００及び外側指表面８０２、又は手のひらセクション７１０及び内側指表面７１２と手背セクション８００及び外側指表面８０２との両方の範囲内に位置付けられ得ることに留意されたい。更に、この実施例では示されていないが、（複数の導電繊維の）別の下位複数の導電繊維は、任意選択的に、手首セクション７０６、前腕セクション７０８、又はそれらの両方の範囲内に位置付けられ得ることに留意されたい。
【００６１】
図９では、図５に関連して示された実施例に戻って、本開示による、MDMS９００の別の例示的な一実施態様の背面図が示されている。この実施例では、MDMS９００が、図５で示されたMDMS５００として示されているミトンの裏側の代替的な実施態様である。この実施例は、第１の下位複数の導電繊維９００が手背セクション９０２内に位置付けられた略平行な螺旋であるということを除いて、図５で示された実施例と同様である。
【００６２】
図３に関連して手袋の前側に関して説明された実施例と同様に、この実施例では、第１の下位複数の導電繊維９００と第２の下位複数の導電繊維６０８も、洗浄、粒子の仕分け、及びサンプル収集用に構成され得る。再び、MDMSコントローラは、入力信号源を用いて、進行波を生成するために多相AC信号を提供し、定常波を生成するために単相AC信号を提供し、可変位相シフト信号を提供し、又は可変電圧波形を提供するように構成されている。
【００６３】
図３及び図５に関連して示された実施例に戻って参照すると、手セクション３０４又は５０４並びに指セクション３０２及び５０２は、上部手のひらセクション３１４及び５１８、中間手のひらセクション３１６及び５２０、側部手のひらセクション３１８及び５２２、並びに指セクション３０２の下位部分３３０、３３２、３３４、３３６、３３８、５１４、及び５２４の範囲内で、第１の下位複数の導電繊維３２２及び５２５並びに第２の下位複数の導電繊維３２４及び５２６用の、異なる種類の配向を有することができる。
【００６４】
図１０では、本開示による、手袋の形態を採るMDMS１０００の更に別の例示的な一実施態様の正面図が示されている。この実施例では、手袋が、上部手のひらセクション３１４、中間手のひらセクション３１６、及び側部手のひらセクション３１８のそれぞれが、異なる配向で構成された第１の下位複数の導電繊維の部分を有するということを除いて、図３に関連した実施例で説明されたものと同じである。この実施例では、第１の下位複数の導電繊維が、上部手のひらセクション３１４内に位置付けられ且つ第１の方向３２６に沿って略平行な下位複数の導電繊維の第１の部分１００２、中間手のひらセクション３１６内に位置付けられ且つ第１の方向３２６に沿って略平行な下位複数の導電繊維の第２の部分１００４、及び側部手のひらセクション３１８内に位置付けられ且つ第１の方向３２６に沿って略平行な下位複数の導電繊維の第３の部分１００６を含む。この実施例では、下位複数の導電繊維の第１の部分１００２、第２の部分１００４、及び第３の部分１００６が、手袋に沿った第１の方向３２６に略沿って方向付けられているが、第１の方向３２６に略沿って、それらはそれぞれ互いから所定の角度だけばらつき得る。
【００６５】
図１１は、本開示による、手袋の形態を採るMDMS１１００の更に別の例示的な一実施態様の正面図である。MDMS１１００は、中間手のひらセクション３１６が、図１０で示されている直線的な略平行の導電繊維の代わりに略平行な螺旋である第１の下位複数の導電繊維の第１の部分１１０２を含むということを除いて、図１０に関連して説明され示されたMDMS１０００の実施例と同様である。
【００６６】
図１２は、本開示による、手袋の形態を採るMDMS１２００の更に別の例示的な一実施態様の正面図である。MDMS１２００は、上部手のひらセクション３１４、中間手のひらセクション３１６、及び側部手のひらセクション３１８が、図１０及び図１１で示されている直線的な略平行の導電繊維の代わりに略平行な螺旋である第１の下位複数の導電繊維の第１の部分１２０２、第２の部分１２０４、及び第３の部分１２０６用の略平行な螺旋を含むということを除いて、図１０及び図１１に関連して説明され示されたMDMS１０００及び１１００の実施例と同様である。
【００６７】
図１０から図１２に関連して説明された同じアプローチが、MDMSが手袋の代わりにミトンである場合の手セクション５０４に用いられ得ることは、当業者に理解されるであろう。
【００６８】
略平行な直線又は螺旋の導電繊維の配向が示されたが、導電繊維用の他の配向も用いられ得ることに更に留意されたい。例えば、同心の矩形、同心の三角形、ジグザグ、又は他の変形の配向も、導電繊維用に用いられ得る。
【００６９】
図１３Ａを参照すると、本開示による、MDMS１３００の例示的な一実施態様のシステムブロック図の側面図が示されている。MDMS１３００は、前面１３０４と裏面１３０６とを有する生地材料１３０２、生地材料１３０２内の複数の導電繊維１３０８、及び生地材料１３０２内の第１の複数の信号経路１３１２を介して複数の導電繊維１３０８と信号で通信する生地材料１３０２の裏面１３０６上の複数の入力ノード１３１０を含む。
【００７０】
複数の導電繊維１３０８は、前面１３０４に略隣接する（すなわち、前面上又は前面近くの何れかに）生地材料１３０２に沿った一連の（すなわち複数の）略平行な導電繊維１３０８として構成され、複数の入力ノード１３１０は、生地材料１３０２の裏面１３０６に略隣接する一連の入力ノードとして構成され、複数の入力ノードからの各入力ノードは、第１の複数の信号経路１３１２の対応する信号経路を介して複数の導電繊維１３０８からの対応する導電繊維と信号で通信する。複数の導電繊維１３０８は、MDMS１３００のシールド１３１３を画定する前面１３０４（生地材料１３０２の上端面とも称される）の一部分であるシールドエリア１３１１内に位置付けられる。
【００７１】
この実施例では、複数の導電繊維１３０８が、図１３Ａの側面図のページに向かう或いはページから飛び出す（シールドエリア１３１１内の）生地材料１３０２のシールド１３１３に沿った第１の方向１３１４に略平行となるように且つ第１の方向１３１４に方向付けられるように図示されている。例示のために、第１の方向１３１４をページに向かう方向として示したが、当業者には、本開示内容を限定することなく、第１の方向１３１４が代替的にページから飛び出す反対の方向であってよいことが分かるだろう。複数の導電繊維１３０８が平行でない場合、複数の導電繊維１３０８は、例えば複数の導電繊維１３０８が平行から約１５〜２０度ずれ得るなど、わずかにずれていてよい。
【００７２】
この実施例では、複数の導電繊維１３０８が、シールド１３１３において、（例えば、織られた（若しくは編まれた）生地材料、可撓性材料、又はそれらの両方であり得る）生地材料１３０２の前面１３０４に織り込まれ又は編み込まれる。更に、複数の導電繊維１３０８の各導電繊維は、CNT繊維であってよい。更に、複数の入力ノード１３１０の各入力ノードは、電極であってよい。更に、複数の導電繊維１３０８の各導電繊維も、電極であってよい。
【００７３】
この実施例では、複数の導電繊維１３０８が、（第２の複数の信号経路１３２０、複数の入力ノード１３１０、及び第１の複数の信号経路１３１２を介して）入力信号源１３１８からAC電圧信号１３１６を受信するように構成され、入力信号源１３１８は、第２の複数の信号経路１３２０を介して複数の入力ノード１３１０と信号で通信する。動作の一実施例では、複数の導電繊維１３０８が、AC電圧信号１３１６を受信すると、複数の導電繊維１３０８の各導電繊維は、通電されて生地材料１３０２の前面１３０４に沿って（又は略隣接して）電気放射素子として作用し、この結果、生地材料１３０２の前面１３０４に沿って電場１３２２が生じる。電場１３２２は、生地材料１３０２の前面１３０４に沿って第１の方向１３１４を横切る第２の方向１３２４に進行波を生成する。第２の方向１３２４は、任意選択的に、電場１３２２の性質に基づいて又は横方向に対する既定の角度において、左から右又は右から左であってよい。
【００７４】
この実施例では、入力信号源１３１８は、AC電圧信号１３１６を、第１の位相信号１３２６、第２の位相信号１３２８、及び第３の位相信号１３３０を含む、複数のAC位相信号を有する三相AC電圧信号１３１６として生成し得る、三相電力供給信号源であってよい。三相AC電圧信号１３１６を生成する三相入力信号源１３１８である入力信号源１３１８の代わりに、他の多相入力信号源を用いることができ、例えば、二相AC電圧信号又は四相AC電圧信号をそれぞれ生成する二相信号源又は四相信号源も用いることができることは、当業者に理解される。三相AC電圧信号１３２６、１３２８、及び１３３０がMDMS１３００に印加されると、生地材料１３０２の前面１３０４上の任意の塵粒子１３３２が、はじかれ、生地材料１３０２の前面１３０４から第２の方向１３２４に平行な反発方向１３３４に移動する。図１３Ｂを参照すると、本開示による、MDMS１３００（図１３Ａに示す）の実施態様のシステムブロック図の上面図が示されている。
【００７５】
裏面１３０６に略隣接した複数の入力ノード１３１０を図示したが、これは例示のためであり、複数の入力ノード１３１０は、生地材料１３０２に隣接する様々な位置に位置付けられ得ることに留意されたい。一実施例として、複数の入力ノード１３１０は、裏面１３０６に隣接するがその直下の生地材料１３０２内で裏面上に、前面１３０４に隣接するがその直下の生地材料１３０２内で前面１３０４上に、前面１３０４又は裏面１３０６の何れかに対するアクセスを有する生地材料内で生地材料の側部（図示せず）に、或いは複数の導電繊維１３０８にAC電圧信号１３１６が供給されたときに、生成した電場１３２２との許容不可能な干渉をもたらさない生地材料に隣接した任意の場所に位置付けられ得る。というのも、AC電圧信号１３１６が複数の入力ノード１３１０と第１の複数の信号経路１３１２とから電磁場を誘発し、この電磁場が複数の導電繊維１３０８に近すぎると、AC電圧信号１３１６によって複数の導電繊維１３０８上に生成した誘発電流及び／又は結果的に生じた電場１３２２と相互作用し且つ／又は干渉し得るからである。入力信号源１３１８は、（前述した）多相AC源又はDC源であってよいことにも留意されたい。
【００７６】
この実施例では、MDMSコントローラが、定常波、可変位相シフト信号、又は可変電圧波形を生成するために、入力信号源１３１８に単相AC信号を生成させるようにも構成され得る。
【００７７】
MDMS１３００の、或いはMDMS１３００に関連付けられた回路、構成要素、モジュール、及び／又はデバイスは互いに信号で通信すると説明したが、信号での通信は、回路、構成要素、モジュール、及び／又はデバイス間での任意の種類の通信及び／又は接続を指し、これにより、回路、構成要素、モジュール、及び／又は装置が、別の回路、構成要素、モジュール、及び／又はデバイスと信号及び／又は情報を送受信することが可能になる。通信及び／又は接続は、１つの回路、構成要素、モジュール、及び／又はデバイスから別の回路、構成要素、モジュール、及び／又はデバイスへ信号及び／又は情報を送ることを可能にする回路、構成要素、モジュール、及び／又はデバイス間の任意の信号経路に沿ったものであってよく、これには無線又は有線信号経路が含まれる。信号経路は、例えば、導線、電磁導波管、ケーブル、取り付けられた及び／又は電磁的に若しくは機械的に結合された端子、半導体又は誘電体材料又はデバイス、或いは他の同様の物理的接続又は結合などの、物理的なものであってよい。更に、信号経路は、直接的な電磁接続を通さない様々なデジタル形式で、通信情報が１つの回路、構成要素、モジュール、及び／又は装置から別の回路、構成要素、モジュール、及び／又は装置へ送られる、デジタル構成要素を通る、自由空間（電磁伝播の場合）又は情報経路などの非物理的なものであってよい。
【００７８】
この実施例では、複数の導電繊維１３０８は生地材料１３０２内の電極として用いられる複数のCNT繊維であり、これは、従来の金属電極と比べて良好な導電体であり、機械的に強く可撓性である（すなわち疲労回復力が高い）ためである。当業者には、CNT繊維がナノテクノロジー、エレクトロニクス、材料科学、光学などに適用される高性能の技術躍進的な材料であることが認識されるだろう。一般に、CNT繊維は、ポリマー、カーボンファイバー、及び金属の最良特性を組み合わせた多機能材料であり、これはCNT繊維が分子レベルで存在する非常に優れた機械的強度及び剛性、電気伝導性、熱伝導性、及び低密度（銅の約８．９６g／cm3と比べてＣＮＴ繊維は約１g／cm３である）の特性を有するためである。具体的には、CNT繊維は、直径約１ナノメートル（「nm」＝１０−９）、直径に対する長さの比率が最大約１３２００００００：１、高い熱伝導性（約１００mWm2／kgK〜１０００mWm2／kgKの範囲）、（密度で正規化された約１kSm２／kg〜６kSm２／kgの範囲の）正規化電気伝導性、及び（１GPa〜１．３GPaおおよその範囲の引張強度の）高い機械的強度及び剛性を有する円筒状のナノ構造の炭素の同素体である。
【００７９】
現在、軽量CNT繊維は、メートル単位の長さで、学術的ソースによって最近示されるように、ポリマー及び炭素繊維の比強度、金属の高い比電気伝導性、及びグラファイト繊維の比熱伝導性に近い特性を有するように製造され得る。このCNT繊維は、例えば銅などの比較的低い強度（例えば、市販の銅製マグネットワイヤの約４９MS／m）を有する高伝導金属と比べて比較的伝導率が低い（例えば、CNT繊維については約１．１MS／m）高強度繊維である。しかしながら、このCNT繊維の電気伝導性は、銅及び他の既知の高伝導材料よりも低い場合があり、CNT繊維の利点は、質量により正規化された時に、低密度であるために金属導体よりも通電容量（「CCC」）が大幅に上がることである。
【００８０】
この特性の結果、本実施例では、CNT繊維が、電極としてMDMS１３００と金属ワイヤ又はストリップを統合するという課題を克服するため、CNT繊維は、導電繊維１３０８の代わりにMDMS１３００の複数の導電繊維１３０８として用いられてきた。具体的には、CNT繊維の機械特性は高伝導金属材料の機械特性よりも高く、CNT繊維の質量は金属電極と比べて低い。従って、CNT繊維の厚さを増して金属電極の低抵抗と一致させる必要があったとしても、CNT繊維の全体的な質量寄与は、金属電極の質量よりも小さい。当然ながら、この実施例ではCNT繊維が用いられるが、高い強度と共に高い疲労回復力、金属材料と同程度の高い伝導性、及び金属電極に比べて低い質量を有する限り、例えばLitewireなどの他の繊維も他の用途に用いることができる。
【００８１】
このように、生地材料１３０２が可撓性であり、宇宙服の生地の場合は可撓性であり且つ製造するのが複雑であるため、生地材料１３０２内の複数の導電繊維１３０８にCNT繊維を用いることが好ましい。具体的には、金属材料に疲労破損の課題があり、しばしば高サイクル疲労が起き、反復荷重下でのサイクル荷重に起因する金属材料の不具合につながるため、（例えば、銅又はインジウムスズ酸化物などの）金属材料を宇宙服の生地材料１３０２に使用することは困難となる。あいにく宇宙服は、例えば、特に宇宙服の脚又は腕部分内で宇宙服の材料（例えば、生地材料及び上記のような他の可撓性材料）を曲げる、屈曲させる、折り曲げる、又はひねるような反復した動きを経験する。このため、宇宙服の材料は、可撓性が高く、ほぼ疲労しないものである必要がある。加えて、宇宙服が不規則な外形と滑らかでない表面を有するため、これらの金属材料で宇宙服を製造することもまた課題である。この結果、宇宙服の製造材料では、例えば、スパッタリング又はインクジェットプリンティングなどの周知の技術を用いて宇宙服の生地材料表面に金属材料のワイヤを付着させることは不可能である。加えて、塵に曝露される（例えば、ベータクロス、オルト生地、又はこの両方、或いは例えばBIOSUIT（登録商標）などに使用される好適な生地材料又は可撓性材料の他の実施例、或いは宇宙居住船、膨張性構造、可撓性展開アンテナ、及びこれらの組み合わせに使用される可撓性材料など）宇宙服の生地材料は一般に、全ての電極を宇宙服の材料表面に直接接着させるために、伝導性ではないポリテトラフルオロエチレン（「PTFE」、すなわち「TEFLON（登録商標）」としても一般に知られるテトラフルオロエチレンの合成フッ素重合体）でコーティングされる。しかし、接着が好適な他の生地材料については、本開示の精神から逸脱することなく電極を接着させることができることに留意すべきである。
【００８２】
ベータクロスは、例えば、アポロ／スカイラボA7Lの宇宙服及びアポロの熱流星塵服などの宇宙服の製造に使われる種類の耐火性シリカ繊維布であることを理解すべきである。一般に、ベータクロスは、繊維ガラスと同様のPTFEでコーティングされた生地材料であり、不燃性で、摂氏６５００度を超える温度でのみ溶解する細かく織られたシリカ繊維を含む。オルト生地は宇宙服の外層に用いられ、GORE-TEX（登録商標）（すなわち、空気と水滴を通す膜を含む合成防水生地材料）、KEVLAR（登録商標）（すなわち高引張強度のパラアラミド合成繊維であるポリパラフェニレンテレフタルアミド）、及びNOMEX（登録商標）（難燃性メタアラミド合成繊維）材料が複雑に織り込まれた混合物を含む。オルト生地に加えて、生地材料は、VECTRAMTM（商標）、Teflon TEFLON（登録商標）生地、織られたKAPTON（登録商標）、ポリイミド素材、又はそれらの両方、ベータクロスなどであってよい。
【００８３】
図１４を参照すると、本開示による、複数の導電繊維１３０８（図１３Ａ及び１３Ｂに示す）を有する生地材料１３０２の織物１４００の一実施態様の上面図が示されている。図１３Ａ及び１３Ｂに示す実施例と同様に、生地材料１３０２のシールドエリア１３１１内に七（７）つの導電繊維１３０８を図示したが、当業者には、シールド１３１３の所望の反発特性に基づき、任意の複数の導電繊維１３０８を用いることができることが理解されよう。
【００８４】
この実施例では、導電繊維１３０８が、生地材料１３０２を形成するように織られたCNT繊維である。更に、この実施例では、複数の生地材料１３０２の縦糸１４０２（すなわち、複数の生地材料１３０２の水平糸１４０２）と、生地材料１３０２の前面１３０４を形成する複数の生地材料１３０２の横糸１４０４（すなわち、複数の生地材料１３０２の垂直糸１４０４）と、複数の導電繊維１３０８に隣接し且つ複数の導電繊維１３０８の間にある複数の絶縁糸１４０６と、を有する生地材料１３０２の織物１４００が示される。この実施例では、複数の生地材料１３０２の縦糸１４０２、複数の絶縁糸１４０６、及び複数の導電繊維１３０８が、織物１４００の第１の方向１３１４に沿って通り、一方で、複数の生地材料の横糸１４０４が、織物１４００の第２の方向１３２４に沿って通っている。この実施例では、生地材料１３０２は、オルト生地材料であってよく、複数の生地材料の縦糸１４０２と複数の生地材料の横糸１４０４は、生地材料１３０２の織物１４００を生産するために用いられる、一般に２層の（すなわち「２層の」糸を形成するためによりあわせられた（「層形成された」）材料の２本の糸）又は多層の（すなわち２層を上回る）布地繊維であるオルト生地材料の糸（すなわち撚糸又は布地繊維）であってよい。当業者には、生地材料１３０２が、一般に、生地材料１３０２の強度を高めるために少なくとも２層であることが分かるだろう。更に、オルト生地材料が複数の導電繊維１３０８のうちの各導電繊維を互いから電気的に絶縁することができる限り、複数の絶縁糸１４０６も、複数の生地材料の縦糸１４０２及び複数の生地材料の横糸１４０４と同じオルト生地材料であってよい。更に、複数の導電繊維１３０８の各導電繊維は、２層又は多層導電繊維であってもよい。したがって、この実施例では、生地材料１３０２が、生地材料１３０２の織物１４００の部分織物１４０８として示されている。部分織物１４０８は、複数の生地材料の横糸１４０４に沿って且つ複数の生地材料１３０２の縦糸１４０２の間に、複数の導電繊維１３０８を（複数の縦の導電繊維として）含み、部分織物１４０８は、複数の導電繊維１３０８の間に間隔を空けて配置された複数の絶縁糸１４０６を含む。
【００８５】
この実施例では、一方向（すなわち第１の方向１３１４）に一様に延びた複数の導電繊維１３０８と複数の絶縁糸１４０６を示したが、複数の導電繊維１３０８と複数の絶縁糸１４０６が、本開示に後で示すように、MDMS１３００の設計に基づいて所望の任意の順序又はパターンの縦糸及び横糸の両方に混合され得ることに留意すべきである。更に、複数の絶縁糸１４０６が、MDMS１３００によって生じた電場１３２２の進行波を大幅に減少させないような１つ以上の誘電率値を有し得ることに更に留意されたい。生地材料１３０２の織物１４００をこの実施例に示したが、その代わりに生地材料１３０２は、編まれていてもよいことに留意されたい。
【００８６】
図１５Ａ、図１５Ｂ、及び図１５Ｃを参照すると、本開示による、複数の導電繊維１３０８として用いられる複数のCNT繊維１５０２を有するオルト生地材料１５００（例えば、宇宙服の外層材料）としての生地材料１３０２の織物、又は編み物の例示的な一実施態様の正面図及び背面図が示されている。図１５Ａ及び図１５Ｂに、オルト生地材料１５００の前面１３０４（本明細書において「上端面」とも称される）を示し、一方で、図１５Ｃに、オルト生地材料１５００の裏面１３０６を示す。図１５Ａは、オルト生地材料１５００の糸（すなわち、繊維）を形成するように織られた又は編まれた（複数のCNT繊維１５０２の）単一のCNT繊維１５０４を示すオルト生地材料１５００の前面１３０４の拡大正面図であり、図１５Ｂは、オルト生地材料１５００の糸を形成するように織られた又は編まれた（複数のCNT繊維１５０２の）複数のCNT繊維を示す、オルト生地材料１５００の前面１３０４の小さ目の拡大正面図である。この実施例では、複数のCNT繊維１５０２は、オルト生地材料１５００の生地材料１３０２の全厚さを貫通しない。織り又は編みは、前面１３０４のみが、複数のCNT繊維１５０２を有するように行われる。このため、図１５Ｃには、CNT繊維１５０２がオルト生地材料１５００の裏面１３０６を全く貫通しないオルト生地材料１５００が示されている。
【００８７】
図１６に、本開示による、２つのCNT繊維１６００及び１６０２の一部分の例示的な一実施態様の斜めになった側面図を示す。（複数のCNT繊維１５０２、図１５Ａ〜図１５Ｃ）の２つのCNT繊維１６００及び１６０２には、組織的に又はランダムに配向され得る、CNT繊維１６００及び１６０２においてわずかにほつれた撚糸によって形成された側面フィブリル１６０４及び１６０６（すなわち一般にCNT繊維の「髪」として知られる）が含まれ得る。一般的に、側面フィブリル１６０４及び１６０６を用いることにより、電場１３２２（図１３Ａ）に不規則性を生じさせることによって、MDMS１３００の塵反発効果が増す。
【００８８】
図１７Ａ、図１７Ｂ、及び図１７Ｃでは、本開示による、オルト生地材料１５００の前面１３０４における複数のCNT繊維１５０２（図１５Ａ、図１５Ｂ、及び図１５Ｃに示す）の絶縁の例示的な一実施態様の正面図を示す。この実施例において、複数の熱可塑性繊維１７００がオルト生地材料１５００の製造中に装着される。この実施例では、組み立てられたオルト生地材料１５００と複数の熱可塑性繊維１７００が高温でアニールされ、熱可塑性繊維１７００が溶けて、塵粒子１３３２をはじく電場１３２２の低下を最小限に抑えながら（例えば、約１０％未満の低下）、オルト生地材料１５００と複数のCNT繊維１５０２の組み合わせの安全性を高めるミクロンサイズの絶縁層１７０２が作製される。図１７Ｃに、オルト生地材料１５００の前面１３０４及び複数のCNT繊維１５０２を完全に覆う上端層コーティング１７０４を示す。上端層コーティング１７０４は、電場１３２２を局所的に強化するために電気的に絶縁されていてよく或いは偏光されてよい。複数のCNT繊維１５０２とオルト生地材料１５００の前面１３０４のアセンブリが完了した後に、上端層コーティング１７０４が塗布され得る。一実施例として、（例えば、NASA GRCにおいて開発された仕事関数のように）上端層コーティング１７０４は、シールド１３１３の複数のCNT繊維１５０２のバンドギャップを、塵粒子の典型的なバンドギャップと等しくするために、疎水性が最大となる表面特徴パターンを有する疎水性材料（例えばNASA GSFCによって開発されたLotusコーティング）、及び／又はアセンブリ（すなわち、コーティングとCNT繊維）の電子帯構造を曲げる材料などであってよい。
【００８９】
図１８を参照すると、本開示による、第１の複数のCNT繊維１８０２と第２の複数のCNT繊維１８０４とを有するオルト生地材料１８００の別の例示的な一実施態様の拡大正面図が示されている。この実施例では、多方向のパターンを有する第１の複数のCNT繊維１８０２と第２の複数のCNT繊維１８０４が示される。一実施例として、オルト生地材料１８００の２つのエリア１８０６及び１８０８が示され、第１のエリア１８０６は、「垂直」方向（すなわち垂直織り）に配向された第１の複数のCNT繊維１８０２を有し、第２のエリア１８０８は、「水平」方向（すなわち水平織り）に配向された第２の複数のCNT繊維１８０４を有する。
【００９０】
同様に、図１９に、本開示による、第１の複数のCNT繊維１９０２と第２の複数のＣＮＴ繊維１９０４とを有するオルト生地材料１９００の更に別の例示的な一実施態様の正面図を示す。この実施例では、第１の複数のCNT繊維１９０２と第２の複数のCNT繊維１９０４が、絶縁材料又は生地材料の薄膜によって絶縁される「垂直」織り及び「水平」織りに重ね合わされる。重ね合わせられた織りは、電場１３２２を強化するために可変であってよく且つ／又は異なるものであってよい。第１の複数のCNT繊維１９０２と第２の複数のCNT繊維１９０４の個々のCNT繊維は、個々のCNT繊維の何れかの側が絶縁されてよい。
【００９１】
図２０に、本開示による、第１の複数のCNT繊維２００２と第２の複数のＣＮＴ繊維２００４とを有するオルト生地材料２０００の更に別の例示的な一実施態様の正面図を示す。この実施例では、第１の複数のCNT繊維２００２と第２の複数のCNT繊維２００４は、可変の間隔と寸法とを有し得る。第１の複数のCNT繊維２００２と第２の複数のCNT繊維２００４の個々のCNT繊維の幅（例えば、直径）は、９０度に限定されない。第１の複数のCNT繊維２００２と第２の複数のCNT繊維２００４の個々の隣接するCNT繊維間の距離は変化し得る。更に、第１の複数のCNT繊維２００２と第２の複数のCNT繊維２００４のクラスタリングは、広い間隔２００６と狭い間隔２００８とを有する繊維間の距離により変化し得る。
【００９２】
図２１に、本開示による、複数の電気波形で駆動される複数のCNT繊維２１０２を有するオルト生地材料２１００の例示的な一実施態様の正面図を示す。この実施例では、複数のCNT繊維２１０２は、６つのCNT繊維の中で３つの位相（第１の位相２１０６、第２の位相２１０８、及び第３の位相２１１０）を有する、低周波（例えば、１０Hzの）AC多相正弦波信号２１０４によって駆動される。同様に、図２２に、本開示による、別の種類の複数の電気波形で駆動される複数のCNT繊維２１０２を有するオルト生地材料２１００の例示的な一実施態様の正面図を示す。この実施例では、複数のCNT繊維２１０２が、４つのCNT繊維の中で２つの位相（第１の位相２２０２と第２の位相２２０４）を有する、低周波（例えば１０Hzの）AC多相正弦波信号２２００によって駆動される。これらの実施例では、CNT繊維２１０２のクラスタの中に分散された（０．１Hz〜１００Hzの範囲の）ランダムスペクトル成分を有する広いスペクトル波形が可能である。
【００９３】
図２３に、本開示による、複数のCNT繊維２３０２を有する非オルト生地材料２３００の例示的な一実施態様の正面図を示す。
【００９４】
図２４に、本開示による、複数のCNT繊維２４０２と２４０４を有する非オルト生地材料２４００の例示的な一実施態様の正面図を示す。非オルト生地材料２３００及び２４００は、マトリックスにおいて所定の間隔空けて埋め込まれたCNT繊維２３０２、２４０２、及び２４０４を有する（非導電ポリマーなどの）非導電繊維の配向繊維である柔軟性繊維を有するリボンを有する基板であってよい。リボンは、マトリックス硬化材料で作成された裏地で安定化され得る。代替的に、非オルト生地材料２３００及び２４００は、アセンブリの複雑な幾何学的輪郭の電場１３２２を局所的に強めることを可能にする帯電ポリマーを用いた帯電生地繊維であってよい。非オルト生地材料２３００及び２４００はまた、生地材料が１本の２層導電撚糸及び１本の絶縁撚糸等の２つの異なる種類の繊維で構成される、CNT繊維が埋め込まれた導電性ポリマーであってもよい。一般に、１層撚糸、及び２層撚糸の第１の（すなわち非導電）側に使用される材料は、生地材料の第１の（すなわち、非導電）側にある電場１３２２の進行波が大幅に減少しないような誘電率を有するべきである。更に、非導電撚糸と導電撚糸との間隔、順序、及びパターン、また入力信号源１３１８の位相及び周波数は、生地材料の第１の（非導電）面の反発及び分散効果を調整するように設計され得る。例えば、月面条件において約５〜３００μmサイズの塵粒子をはじくためには、導電繊維の幅の範囲が約０．５〜４００μm、導電繊維の間隔が約０．３〜４mm、電圧が約５００〜２０００V、周波数が約５〜２００Hz、そして単一入力信号から多相入力信号であることが予測される。これらのパラメータ値は、地上用途において、重力、湿度、及び大気条件の影響を考慮して、約３〜５倍増加する場合がある。
【００９５】
図２５を参照する。図２５に、本開示による、複数のCNT繊維２５０２と複数のセンサ２５０４を有するオルト生地材料２５００の例示的な一実施態様の拡大正面図を示す。センサ２５０４は、オルト生地材料２５００に取り付けられた、あるいは複数のCNT繊維２５０２内に埋め込まれたマイクロセンサであってよい。センサ２５０４は、塵による被覆量を特定するように構成され、次に予め規定した塵による最小被覆率の値に基づいて、AC電圧信号１３１６でMDMS１３００を起動させることができる。センサ２５０４は、オルト生地材料２５００の前面２５０６上の光反射率、質量の変化などを検出し得る。
【００９６】
図２６に、MDMS１３００のシールド１３１３の塵反発動作を促進するために、機械的動作を電場１３２２と結合させる生地材料２６０２内又は（生地材料２６０２に織り込まれた）CNT繊維２６０４内に埋め込まれたマイクロ振動センサ２６００とアクチュエータ２６０１の例示的な一実施態様のシステムブロック図の上面図を示す。
【００９７】
図２７では、本開示による、生地材料２６０２又は複数のCNT繊維２６０４内に埋め込まれた複数のマイクロ振動センサ２６００と複数のアクチュエータ２６０１の図２６で示されたシステムブロック図の正面図（平面Ａ‐Ａ’２６０６に沿って）が示されている。この実施例では、複数のCNT繊維２６０４（すなわち、一連の略平行するCNT繊維）が、宇宙服のオルト生地材料であってよい生地材料２６０２に織り込まれる。生地材料２６０２は最外層２７００を有し、最外層２７００の上端部は仕事関数コーティング２７０２である。生地材料２６０２はまた、最外層２７００の下の生地材料２６０２の下位層２７０４も含む。複数のマイクロ振動センサ２６００と複数のアクチュエータ２６０１は、最外層２７００と下位層２７０４との間に位置付けられる。この実施例では、MDMS１３００が、シールド１３１３から塵をはじくために、受動的、静電的、及び振動機械的動作を組み合わせる。
【００９８】
図２８を参照すると、本開示による、MDMSコントローラ２８０１並びにマイクロ振動センサ及びアクチュエータ２６００（図２６及び図２７に示す）を有するMDMS２８００の例示的な一実施態様のシステムブロック図の側面図が示されている。この実施例は、図１３Ａに示す実施例と同様であるが、マイクロ振動センサとアクチュエータ２６００内に第１のセンサ２８０２、第２のセンサ２８０４、及びアクチュエータ２８０６、及びMDMSコントローラ２８０１の追加要素を有する。この実施例では、前述したように、MDMSコントローラ２８０１が、マイクロコントローラ、CPUベースのプロセッサ、DSP、ASIC、FPGA、又は他の同様なデバイス若しくはシステムを含み得る、任意の一般電子コントローラであってよい。第１のセンサ２８０２及び第２のセンサ２８０４は、シールド１３１３上の塵粒子１３３２による被覆量を特定して、次いで、それぞれ信号経路２８０８と２８１０を介して第１及び第２のセンサ２８０２及び２８０４と信号で通信するMDSMコントローラ２８０１へその情報を提供することができるデバイスである。第１及び第２のセンサ２８０２及び２８０４は、MDMS電源（図示せず）によって、あるいはMDMS２８００の装着者の動きから機械エネルギーを収集することによって電力供給されるマイクロセンサであってよい。第１及び第２のセンサ２８０２及び２８０４は、シールド１３１３の塵粒子１３３２による被覆量を決定し、それぞれ信号経路２８０８及び２８１０を介してMDMSコントローラ２８０１へ送信されるセンサデータ信号２８１２及び２８１４を介してMDNSコントローラ２８０１へその情報を提供する。MDMSコントローラ２８０１は受信すると次に、シールド１３１３上の塵粒子１３３２を除去するために、シールド１３１３上の電場１３２２の特性を変化させてAC電圧信号１３１６を調整する必要があるかどうかを決定する。AC電圧信号１３１６を調整する必要がある場合、MDMSコントローラ２８０１は信号経路２８１８を介して調整信号２８１６を入力信号源１３１８へ送信する。受信すると、入力信号源１３１８は、MDMS２８００の塵軽減特性を最適化するために（調整信号２８１６に応じて）複数の導電繊維１３０８に提供されるAC電圧信号１３１６の波形及び／又は周波数を修正する。更に、MDMSコントローラ２８０１は、信号経路２８２２を介して作動信号２８２０をアクチュエータ２８０６へ提供し得る。受信すると、アクチュエータ２８０６は、シールド１３１３から塵粒子１３３２を取り除き易く且つ／又は除去し易くするために、生地材料２６０２の最外層２７００に機械的作用（例えば、振動エネルギー）を付与し始めるようになる。この実施例では、アクチュエータ２８０６が、圧電デバイス（例えば、マイクロ振動デバイス）又は幾つかの導電繊維１３０８内の幾つかの撚糸（図示せず）であってよい。アクチュエータ２８０６は、第１及び第２のセンサ２８０２及び２８０４からの入力からMDMSコントローラ２８０１又はMDMS２８００の外部の他の制御装置の制御下で動作し得る。第１及び第２のセンサ２８０２及び２８０４と同様に、アクチュエータ２８０６は、MDMS電源（図示せず）によって、又はMDMS２８００の装着者の動きから機械エネルギーを収集することによって電源供給され得る��
【００９９】
この実施例においては便宜上、図２８に２つのセンサ２８０２及び２８０４と１つのアクチュエータ２８０６のみが示されることに留意されたい。これは限定するものではなく、MDMS２８００は、非限定的に生地材料２６０２の最外層２７００の下に複数のセンサと複数のアクチュエータを含み得ることに留意されたい。
【０１００】
１以上のアクチュエータを用いたMDMS２８００の別の用途は、生地材料２６０２の前面から全ての犠牲コーティングを剥がしやすくするために複数のアクチュエータで高周波振動又は低周波カービング（curving）を発生させることによって、犠牲コーティング（例えば、一時的又は剥離可能な太陽光生地、迷彩生地、光学特性に必要なコーティング、撥水、対レーダーなど）を除去する機能である。
【０１０１】
センサ及びアクチュエータに加えて、MDMS２８００はまた、塵軽減プロセス又は身体の暖房を支援するために用いられる１以上のマイクロヒータ（図示せず）も含み得る。マイクロヒータは、複数の導電繊維１３０８の抵抗率を上げるために、或いは複数の導電繊維１３０８の加熱を介してMDMS２８００の装着者に熱を提供するために用いられ得る。複数の導電繊維１３０８用のCNT繊維の実施例では、マイクロヒータが、生地材料２６０２の最外層２７００上の、或いは生地材料２６０２の下位層２７０４の二次的な複数の導電繊維（図示せず）としての何れかで実装され得る、複数の導電繊維１３０８の一部分として実装され得る。マイクロヒータは、MDMSコントローラ２８０１によって、或いは生地材料２６０２内のセンサからの直接入力によって制御され得る温度を、生地材料２６０２上或いは中に生じさせるように構成される。マイクロヒータは、MDMS電源によって電力供給され得る。
【０１０２】
複数の導電繊維１３０８はまた、MDMS２８００の放射線防護にも用いられ得ることを更に留意すべきである。この実施例では、複数の導電繊維１３０８の織りパターンが最適化され、入力信号源１３１８が、電子、陽子、又はそれらの両方をはじく電場を生成するAC電圧信号１３１６を生成する。この用途では、MDMS２８００の塵反発用途よりも高い周波数を用いて、複数の導電繊維１３０８に重ね合わせ、二重用途の実施態様においてより広いスペクトル範囲の複数の種類の波形を生成することができる。一実施例として、導電繊維のパターンを変更して、導電繊維の異なるゾーンの空間パターンを生成することができる。その場合、導電繊維の空間的分離は、ゾーンごとに変化し、AC電圧信号の印加される波形の空間的な分離が、ゾーンごとに変化する。
【０１０３】
更に、複数の導電繊維１３０８はまた、MDMS２８００が、宇宙服、登山用衣類、及び登山用具、並びに政府及び軍の服及びデバイスの生地材料に組み込まれ得る、エネルギー収集にも用いられ得る。一般的に、複数の導電繊維１３０８は、塵軽減用の周波数、及び受信電力として整流され且つ収集され得る環境電磁エネルギーを受け取るための（１以上の）第２の周波数で動作するように調整され得る。更に、導電繊維用のCNT繊維の場合、装着者の動きから機械的エネルギーを収集して、それを電力に変換するために、CNT繊維又は生地材料内に圧電素子を埋め込むことができる。更に、CNT繊維は、熱電変換器として作用するCNT繊維を介して電力に変換される環境熱エネルギー（例えば、外部熱エネルギー、太陽からの放射線、装着者の身体からの熱）を受けるように構成され得る。
【０１０４】
更に、複数の導電繊維１３０８は、装着型通信システム、又は例えば生地材料を用いたアンテナなどの生地材料を用いたシステムの対妨信用途にも用いられ得る。この場合、生地材料と複数の導電繊維は、導電繊維にCNT繊維を用いることによって、装着型通信システムの一部分であり得る生地ベースのアンテナシステムと組み合わせて用いられ得る。この実施例では、CNT繊維は、妨害信号を検出することができるセンサとして動作することができ、MDMS２８００はまた、妨害信号を検出することができる埋め込み電場センサも含むこともできる。妨害信号が検出されると、MDMS２８００は、シールドからの塵を軽減するために、MDMS２８００によって生成された周波数より高い周波数の対妨信AC電圧信号を発生させることができる追加の装置、構成要素、又はシステムを含み得る。この対妨信ＡＣ電圧信号を発生させるために、MDMSコントローラ２８０１は、外部の通信システムと信号で通信し得る。
【０１０５】
図２９Ａ、図２９Ｂ、図２９Ｃ、及び図２９Ｄを参照すると、本開示による、MDMS１３００と共に使用するための、プリントされた可撓性導体及び／又は導電繊維パターンの異なる例示的な実施態様の正面図が示されている。塵反発動作をより良く制御するために、何らかのパターンが生地材料上に配置され、アクティブなコントローラ（すなわち、MDMSコントローラ）と信号で通信することができる。様々な形状により、様々な最適化された塵反発及び粒子収集動作が提供される。プリントされたパターンが次に、適切な誘電特性の可撓性材料、生地材料、及び／又は表面に取り付けられ得る。これらの実施例では、図２９Ａは略平行な螺旋を示し、図２９Ｂは略平行な同心の矩形を示し、図２９Ｃは略平行な同心の三角形を示し、図２９Ｄは略平行なジグザグを示す。この実施例では、指（すなわち、セクション３３０、３３２、３３４、３３６、及び３３８）の先の尖った角で電場を強くするために、図２９Ｃで示されている略平行な同心の三角形が、（指セクション３０２の）指の先端に実装され得る。更に、導電繊維の（図２９Ｄで示されている）平行なジグザグ配向も、内側指表面３１２上に用いられ得る。
【０１０６】
本開示の実施例のほとんどは宇宙服に焦点を当てたものであるが、当業者には、本開示が、電気柵、装着型通信手段用の塵防護システム、放射線防護、熱保護、傘形アンテナ、テント、天蓋表面、適応型太陽熱収集器、適応型太陽電池、自己洗浄式アンテナ、展開構造、膨張性の物体、登山用の圧電性機械的動作を伴うCNT繊維埋め込みデバイスなどの、可撓性材料又は生地材料を用いた他の種類のデバイスにも適用されることが理解されるだろう。
【０１０７】
動作の一実施例として、CNT繊維の電極としての使用と、電極に多相ＡＣ電圧信号が印加された結果として得られる塵除去能力の試験を行うために、約３インチ×３インチのオルト生地材料のテストクーポンが幾つか、MDMS１３００の複数の構成に適用された。
【０１０８】
図３０は、本開示による、MDMS１３００の電極の例示的な一実施態様の回路図である。この実施例では、３つの電極が、電極A３０００、電極B３００２、及び電極C３００４として示されている。電極のそれぞれは、生地材料１３０２上の下位複数の導電繊維と信号で通信することができる。一実施例として且つ説明を簡単にする目的で、電極A３０００は、３つの導電繊維３００８、３０１０、及び３０１２として示されている第１の複数の導電繊維と信号で通信するように示されている。同様に、電極B３００２は、３つの導電繊維３０１４、３０１６、及び３０１８として示されている第２の複数の導電繊維と信号で通信するように示されており、電極C３００４は、３つの導電繊維３０２０、３０２２、及び３０２４として示されている第３の複数の導電繊維と信号で通信するように示されている。この実施例では、所与のサイズの塵粒子を除去するか又はそれらの粒子を収集するかの何れかのために、個別の導電繊維の位置が、入力信号源と組み合せて用いられ得る。個別の導電繊維の位置は、粒子のサイズ間の区別のために用いられ得る個別の導電繊維の間隔をもたらす。この実施例では、電極A３０００と電極B３００２の導電繊維の間隔が、距離ｘ３０２６である。更に、電極B３００２と電極C３００６の導電繊維の間隔も、距離ｘ３０２６である。電極A３０００と電極C３００６の導電繊維の間隔が、距離ｙ３０２８である。この実施例では、粒子のサイズ間の区別のために、距離ｘ３０２６とｙ３０２８を用いることができる。一実施例として、約距離ｘ３０２６のサイズを有する粒子が所望であるときに、MDMSコントローラは、三相（すなわち、１２０度だけ位相シフトされた）信号で３つの電極を駆動するように入力信号源１３１８に指示することによって、３つの電極（すなわち、電極A３０００、電極B３００２、及び電極C３００４）に電力供給することができる。その代わりに、約距離ｙ３０２８のサイズを有する粒子が所望である場合、MDMSコントローラは、二相（すなわち、１８０度だけ位相シフトされた）信号で電極A３０００と電極C３００４を駆動するように入力信号源１３１８に指示することによって、電極A３０００と電極C３００４のみに電力供給することができる。代替的に、定常波電場が所望である場合、MDMSコントローラは、正弦波信号で電極A３０００を駆動するように入力信号源１３１８に指示することによって、例えばVpsin（ωt）と等しい信号で電極A３０００を駆動するように入力信号源１３１８に指示することによって、電極A３０００のみに電力供給することができる。但し、Vpは（前述したように）印加される信号の振幅であり、ωはラジアンにおける信号の角周波数であり、tは時間である。この実施例では、電極B３００２と電極C３００４はゼロに設定される。
【０１０９】
この実施例では、電極A３０００、電極B３００２、及び電極C３００４は、種々の入力信号及び導電繊維の構成に基づいて変動し得る位相シフトされた信号を、入力信号源から受信することができる。例えば、入力信号源は、三相信号用に１２０度の位相シフト、四相信号用に９０度の位相シフト、二相信号用に１８０度の位相シフトなどを生成することができる。
【０１１０】
図３１では、本開示による、動作中にMDMS１３００によって実施される塵軽減の方法３１００の例示的な一実施態様のフローチャートが示されている。この実施例では、MDMS１３００が、図１３で示されたMDMS１３００であるものと仮定する。
【０１１１】
方法３１００は、複数の入力ノードで入力信号源からAC電圧信号を受信すること（３１０４）、及び複数の導電繊維を用いて生地材料の前面上に電場を生成すること（３１０６）によって開始する（３１０２）。方法３１００は、第１の方向を略横切る第２の方向において生地材料の前面に沿って移動する進行波を電場から生成すること（３１０８）を更に含み（すなわち、進行波は、導電繊維の長さの方向に対して直角に移動する）、その後、方法３１００は終了する（３１１０）。
【０１１２】
この実施例では、AC電圧信号を受信すること（３１０４）が、生地材料内の少なくとも１つのセンサから（MDMSのシールド上に任意の塵粒子が存在するかどうかを示す）少なくとも１つのセンサデータ信号を受信すること、及び、少なくとも１つのセンサデータを受信したことへの応答に基づいて、AC電圧信号を生成することを含む。更に、方法３１００は、少なくとも１つのセンサデータ信号に基づいて生地材料上に振動を生成することを更に含むことができる。
【０１１３】
図３２を参照すると、本開示による、動作中にMDMSよって実施される粒子収集の方法３２００の例示的な一実施態様のフローチャートが示されている。再び、この実施例では、MDMS１３００が、図１３で示されたMDMS１３００であるものと仮定する。
【０１１４】
方法３２００は、複数の入力ノードで入力信号源からAC電圧信号を受信すること（３２０４）、及び複数の導電繊維を用いて生地材料の前面上に電場を生成すること（３２０６）によって開始する（３２０２）。方法３２００は、複数の粒子をキャプチャするために生地材料の前面に沿って電場から定常波を生成すること（３２０８）を更に含み、その後、方法３１００は終了する（３２１０）。この実施例では、複数の導電繊維が、第１の下位複数の導電繊維、第２の下位複数の導電繊維、及び第３の下位複数の導電繊維を含むことができる。更に、複数の導電繊維を用いて生地材料の前面上に電場を生成すること（３２０６）は、AC電圧信号が三相信号である場合、MDMSコントローラが、第１の下位複数の導電繊維、第２の下位複数の導電繊維、及び第３の下位複数の導電繊維の間に約１２０度の位相シフトを、選択的に入力信号源に生成させることを含み得る。MDMSコントローラは、第１の下位複数の導電繊維と第３の下位複数の導電繊維との間に約１８０度の位相シフトを、選択的に入力信号源に生成させることもできる。AC電圧信号が四相信号である場合、複数の導電繊維を用いて生地材料の前面上に電場を生成すること（３２０６）は、第１の下位複数の導電繊維、第２の下位複数の導電繊維、第３の下位複数の導電繊維、及び第４の下位複数の導電繊維の間に約９０度の位相シフトを生成することを含むことができる。
【０１１５】
更に、本開示は以下の条項による実施例を含む。
条項１
多目的塵軽減システム（「MDMS」）であって、指セクション、前記指セクションに物理的に取り付けられた手セクション、前記指セクションと前記手セクションの両方の範囲内の生地材料であって、前面と裏面を含む生地材料、前記生地材料の範囲内の複数の導電繊維であって、前記生地材料に沿って略平行であり且つ前記生地材料の前記前面に略隣接している複数の導電繊維、及び前記生地材料に略隣接した複数の入力ノードであって、前記複数の導電繊維と信号で通信し且つ入力信号源から交流（「AC」）電圧信号を受信するように構成されている複数の入力ノードを備え、前記複数の導電繊維が、前記複数の入力ノードが前記入力信号源から前記AC電圧信号を受信したことに応答して、前記生地材料の前記前面上に電場を生成するように構成されている、MDMS。
条項２
前記複数の導電繊維が、複数のカーボンナノチューブ（「CMT」）繊維である、条項１に記載のMDMS。
条項３
前記手セクションが、手のひらセクションと手背セクションを含み、前記指セクションが、内側指表面と外側指表面を含み、前記生地材料内の前記複数の導電繊維が、前記手のひらセクション及び前記内側指表面、前記手背セクション及び外側指表面、又は前記手のひらセクション及び前記内側指表面と前記手背セクション及び前記外側指表面との両方の範囲内に位置付けられている、条項１又は２に記載のMDMS。
条項４
前記複数の導電繊維が、第１の方向において前記生地材料に沿って略平行であり、前記複数の導電繊維が、前記第１の方向を略横切る第２の方向において前記生地材料の前記前面に沿って移動する進行波を前記電場から生成するように構成されているか、又は、前記複数の導電繊維が、前記第１の方向を略横切る前記第２の方向において前記生地材料の前記前面に沿った定常波を前記電場から生成するように構成されている、条項３に記載のMDMS。
条項５
前記複数の導電繊維が、前記手セクション内に位置付けられた第１の下位複数の導電繊維、及び前記指セクション内に位置付けられた第２の下位複数の導電繊維を含み、前記指セクションが、第１の指セクション及び第２の指セクションを有するミトンとして構成され、又は５つの指サブセクションを含む、条項３に記載のMDMS。
条項６
前記第２の下位複数の導電繊維が、前記指セクションに沿って略平行であり、前記第１の下位複数の導電繊維が、前記手セクションに沿って略平行であり又は略平行な螺旋である、条項５に記載のMDMS。
条項７
前記手のひらセクションが、上部手のひらセクション、中間手のひらセクション、及び側部手のひらセクションを含み、前記第１の下位複数の導電繊維が、前記上部手のひらセクション内に位置付けられ且つ第１の方向に沿って略平行な前記下位複数の導電繊維の第１の部分、前記中間手のひらセクション内に位置付けられ且つ前記第１の方向に沿って略平行な前記下位複数の導電繊維の第２の部分、及び前記側部手のひらセクション内に位置付けられ且つ前記第１の方向に沿って略平行な前記下位複数の導電繊維の第３の部分を含む、条項６に記載のMDMS。
条項８
前記手のひらセクションが、上部手のひらセクション、中間手のひらセクション、及び側部手のひらセクションを含み、第１の複数の導電繊維が、前記上部手のひらセクション内に位置付けられ且つ第３の方向に沿って略平行な第１の下位複数の導電繊維、前記中間手のひらセクション内に位置付けられ且つ第４の方向に沿って略平行な第２の下位複数の導電繊維、及び前記側部手のひらセクション内に位置付けられ且つ第５の方向に沿って略平行な第３の下位複数の導電繊維を含む、条項６に記載のMDMS。
条項９
前記手のひらセクションが、上部手のひらセクション、中間手のひらセクション、及び側部手のひらセクションを含み、第１の複数の導電繊維が、前記上部手のひらセクション内に位置付けられ且つ略平行な第１の螺旋である第１の下位複数の導電繊維、前記中間手のひらセクション内に位置付けられ且つ略平行な第２の螺旋である第２の下位複数の導電繊維、及び前記側部手のひらセクション内に位置付けられ且つ略平行な第３の螺旋である第３の下位複数の導電繊維を含む、条項６に記載のMDMS。
条項１０
前記手のひらセクションが、上部手のひらセクション、中間手のひらセクション、及び側部手のひらセクションを含み、第１の複数の導電繊維が、前記上部手のひらセクション内に位置付けられ且つ第１の方向に沿って略平行な第１の下位複数の導電繊維、前記中間手のひらセクション内に位置付けられ且つ略平行な螺旋である第２の下位複数の導電繊維、及び前記側部手のひらセクション内に位置付けられ且つ略平行な第３の下位複数の導電繊維を含む、条項６に記載のMDMS。
条項１１
前記生地材料の織物であって、前記生地材料が、複数の生地材料の横糸、複数の生地材料の縦糸、及び複数の絶縁糸を含む、前記生地材料の織物と、前記生地材料の前記織物の部分織物であって、前記複数の導電繊維、前記複数の絶縁糸、及び前記複数の生地材料の横糸を含む、前記生地材料の前記織物の部分織物とを更に含み、前記複数の絶縁糸が、前記複数の導電繊維間で間隔を空けて配置されている、条項１から１０のいずれか一項に記載のMDMS。
条項１２
前記複数の導電繊維が、第１の方向において前記生地材料に沿った一連の略平行な複数の導電繊維として構成されている、請求項１１に記載のMDMS。
条項１３
前記複数の導電繊維と信号で通信する入力信号源を更に含み、前記入力信号源が多相入力信号源である、条項１から１２のいずれか一項に記載のMDMS。
条項１４
前記入力信号源と信号で通信するMDMSコントローラを更に含み、前記MDMSコントローラが、定常波を生成するために前記複数の導電繊維に送信される単相AC信号を選択的に前記入力信号源に生成させ、又は進行波を生成するために前記複数の導電繊維に送信される多相信号を選択的に前記入力信号源に生成させるように構成されている、条項１３に記載のMDMS。
条項１５
前記MDMSコントローラが、多相信号、可変電圧波形を有する多相信号、及び前記複数の導電繊維内の個別の導電繊維用の可変位相を有する多相信号における可変位相シフトを選択的に入力信号源に生成させるように更に構成されている、条項１４に記載のMDMS。
条項１６
前記複数の導電繊維が、第１の下位複数の導電繊維、第２の下位複数の導電繊維、及び第３の下位複数の導電繊維を含み、前記MDMSコントローラが、前記第１の下位複数の導電繊維、第２の下位複数の導電繊維、及び第３の下位複数の導電繊維の間に約１２０度の位相シフト、及び前記第１の下位複数の導電繊維と前記第３の下位複数の導電繊維の間に約１８０度の位相シフトを、選択的に前記入力信号源に生成させるように構成されている、条項１５に記載のMDMS。
条項１７
前記入力信号源が、前記複数の入力ノードに送信される複数のAC位相信号を有する前記AC電圧信号を生成するように構成され、前記複数のAC位相信号の各AC位相信号の電圧、周波数、及び位相が、MDMSコントローラによって固定され又は個別に変更される、条項１３に記載のMDMS。
条項１８
前記生地材料内に複数のセンサを更に含み、前記複数のセンサが、複数のセンサデータ信号を生成し、前記複数のセンサが、前記MDMSコントローラと信号で通信し、前記MDMSコントローラが、前記複数のセンサデータ信号を受信し、それに応答して、前記複数のAC位相信号の各AC位相信号の電圧、周波数、及び位相を調整するように構成されている、条項１７に記載のMDMS。
条項１９
前記生地材料内に複数のアクチュエータを更に含む、条項１８に記載のMDMS。
条項２０
前記アクチュエータが、前記MDMSコントローラと信号で通信し、前記MDMSコントローラが、前記MDMSが前記複数のセンサデータ信号を受信したことに応答して、前記複数のアクチュエータに送信される作動信号を生成するように構成されている、条項１９に記載のMDMS。
条項２１
多目的塵軽減システム（「MDMS」）を用いた塵軽減のための方法であって、前記MDMSが、指セクション、手のひらセクション、前記指セクションと前記手のひらセクションの両方の範囲内に前面と裏面を含む生地材料、前記生地材料に沿った第１の方向に前記生地材料内の複数の導電繊維、及び前記複数の導電繊維と信号で通信する複数の入力ノードを含み、前記方法が、前記複数の入力ノードにおいて入力信号源から交流（「AC」）電圧信号を受信すること、前記複数の導電繊維を用いて前記生地材料の前面上に電場を生成すること、及び前記第１の方向を略横切る第２の方向において前記生地材料の前記前面に沿って移動する進行波を前記電場から生成することを含む、方法。
条項２２
前記AC電圧信号を受信することが、前記生地材料内の少なくとも１つのセンサから、前記MDMSのシールド上に任意の塵粒子が存在するかどうかを示す少なくとも１つのセンサデータ信号を受信すること、及び、前記少なくとも１つのセンサデータ信号を受信したことへの応答に基づいて、前記AC電圧信号を生成することを含む、条項２１に記載の方法。
条項２３
前記少なくとも１つのセンサデータ信号に基づいて、前記生地材料上に振動を生成することを更に含む、条項２２に記載の方法。
条項２４
多目的塵軽減システム（「MDMS」）を用いた粒子収集のための方法であって、前記MDMSが、指セクション、手のひらセクション、前記指セクションと前記手のひらセクションの両方の範囲内に前面と裏面を含む生地材料、前記生地材料内の複数の導電繊維、及び前記複数の導電繊維と信号で通信する複数の入力ノードを含み、前記方法が、前記複数の入力ノードにおいて入力信号源から交流（「AC」）電圧信号を受信すること、前記複数の導電繊維を用いて前記生地材料の前面上に電場を生成すること、及び複数の粒子をキャプチャするために前記生地材料の前記前面に沿った定常波を前記電場から生成することを含む、方法。
条項２５
前記複数の導電繊維が、第１の下位複数の導電繊維、第２の下位複数の導電繊維、及び第３の下位複数の導電繊維を含み、前記複数の導電繊維を用いて前記生地材料の前記前面上に前記電場を生成することが、前記第１の下位複数の導電繊維、前記第２の下位複数の導電繊維、及び前記第３の下位複数の導電繊維の間に約１２０度の位相シフトを生成することを含む、条項２４に記載の方法。
【０１１６】
当然ながら、本開示の範囲から逸脱しない限り、実装態様の様々な態様又は詳細を変更することが可能である。実装態様は包括的なものではなく、主張された開示内容を開示された正確な形態（複数可）に限定するものではない。更に、前述の説明は単なる例示のために過ぎず、限定するものではない。修正及び変更は、上述の説明を踏まえた上で可能である、あるいは本開示を実行することによって得ることができる。特許請求の範囲、及びその均等物により、本開示の範囲が規定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図２９Ｃ】
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【図２９Ｄ】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【外国語明細書】
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