(57)【要約】  本発明に係る、ワークピース（５３；５４；６４）を保持する電気吸着グリッパ（６０ａ；６０ｂ）は、第１の電極（４１；５１）および第２の電極（４２；５２）を含み、前記電極（４１，４２；５１，５２）は、当該電極（４１，４２；５１，５２）の平面視において相互に係合するように形成されており、少なくとも前記電極（４１，４２；５１，５２）の平面視における一部領域において、第１の電極（４１；５１）および第２の電極（４２；５２）は、２次以上の２次元フラクタル空間充填曲線の境界線に対応して形成されている。本発明は、吸着面と平行に、ワークピースに対して、方向に依存しない大きな保持力を確実に与えることができる電気吸着グリッパを提供する。
2019514221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークピース（５３；５４；６４）を保持する電気吸着グリッパ（６０ａ；６０ｂ）であって、
第１の電極（４１；５１）および第２の電極（４２；５２）を含み、
前記電極（４１，４２；５１，５２）は、当該電極（４１，４２；５１，５２）の平面視において相互に係合するように形成されており、
少なくとも当該電極（４１，４２；５１，５２）の平面視における一部領域において、前記第１の電極（４１；５１）および前記第２の電極（４２；５２）は、２次以上の２次元フラクタル空間充填曲線の境界線に対応して形成されており、
前記境界線は、特に、前記空間充填曲線のグリッドに対して半分のグリッド距離だけ各グリッド方向にオフセットされた補助グリッドにおける前記空間充填曲線の軌跡の両側の取り囲みによって生じる、
電気吸着グリッパ（６０ａ；６０ｂ）。
【請求項２】
前記第１の電極（４１；５１）および前記第２の電極（４２；５２）は、前記空間充填曲線の前記境界線の第１の部分（Ｔ１）および第２の部分（Ｔ２）に対応して形成されており、前記境界線の前記第１の部分（Ｔ１）および前記第２の部分（Ｔ２）は、前記空間充填曲線の始端領域（Ａ）と終端領域（Ｅ）とにおいて、相互に分離されている、請求項１に記載の電気吸着グリッパ（６０ａ；６０ｂ）。
【請求項３】
前記空間充填曲線は、３次以上であり、好ましくは４次以上である、請求項１または２に記載の電気吸着グリッパ（６０ａ；６０ｂ）。
【請求項４】
前記空間充填曲線は、ヒルベルト曲線（１１；３１）である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の電気吸着グリッパ（６０ａ；６０ｂ）。
【請求項５】
前記電気吸着グリッパ（６０）は、厳密に２つの電極（４１，４２；５１，５２）、詳細には、前記第１の電極（４１；５１）および前記第２の電極（４２；５２）を有している、請求項１から４までのいずれか１項に記載の電気吸着グリッパ（６０ａ；６０ｂ）。
【請求項６】
前記第１の電極（４１；５１）および前記第２の電極（４２；５２）は、それらの各境界線の終端および／または角が丸み付けされて形成されている、請求項１から５までのいずれか１項に記載の電気吸着グリッパ（６０ａ；６０ｂ）。
【請求項７】
前記電極（４１，４２；５１，５２）の平面視において、前記第１の電極（４１；５１）と前記第２の電極（４２；５２）との間の最小距離（ＡＢ）は、３．０ｍｍ以下であり、好ましくは１．０ｍｍ以下であり、特に好ましくは０．３ｍｍ以下である、請求項１から６までのいずれか１項に記載の電気吸着グリッパ（６０ａ；６０ｂ）。
【請求項８】
前記電極（４１，４２；５１，５２）の平面視における一部領域において、前記第１の電極（４１；５１）および前記第２の電極（４２；５２）は、均一な幅（Ｂ）で形成されている、請求項１から７までのいずれか１項に記載の電気吸着グリッパ（６０ａ；６０ｂ）。
【請求項９】
前記電極（４１，４２；５１，５２）の平面視における一部領域において、前記第１の電極（４１；５１）および／または前記第２の電極（４２；５２）は、誘電体絶縁フィルム（６１）上に印刷され、前記フィルム（６１）は、ホルダ構造体（６２）に接着されている、請求項１から８までのいずれか１項に記載の電気吸着グリッパ（６０ａ；６０ｂ）。
【請求項１０】
前記一部領域において、前記第１の電極（４１；５１）および前記第２の電極（４２；５２）は、共通の平面（ＧＥ）内に配置されている、請求項１から９までのいずれか１項に記載の電気吸着グリッパ（６０ａ；６０ｂ）。
【請求項１１】
前記一部領域において、前記第１の電極（４１；５１）は、第１の平面（ＥＢ１）内に配置され、前記第２の電極（４２；５２）は、第２の平面（ＥＢ２）内に配置されており、前記第１の平面（ＥＢ１）および前記第２の平面（ＥＢ２）は、共平面であり、かつ、相互に離間されて配置されている、請求項１から９までのいずれか１項に記載の電気吸着グリッパ（６０ａ；６０ｂ）。
【請求項１２】
２つの前記電極への分割のための取り囲みが少なくとも２箇所において中断されており、特に前記空間充填曲線の始端と終端とが不完全に取り囲まれている、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の電気吸着グリッパ（６０ａ；６０ｂ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の電極と第２の電極とを含み、前記電極が、当該電極の平面視において相互に係合して形成されている、ワークピースを保持するための電気吸着グリッパに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気吸着グリッパは、ワークピースを吸着面に保持するために使用され、例えば、工場生産プロセス、特にリンクされた生産プロセスにおいて、ワークピースの搬送に使用される。
【０００３】
高電圧が印加される少なくとも１つの電極が吸着面に形成されると、電極と周囲との間は強い電界が支配する。吸着面に当接するワークピースは、電界のスイッチオンの際に当該ワークピース内で誘起される逆電荷への静電吸引に基づき、吸着面に吸着したままである。電極は、薄い絶縁フィルムによってワークピースとの直接接触から保護することができる。導電性ワークピースの場合には、さらに典型的には、交互に高電圧が印加される２つの電極が使用される。
【０００４】
電気吸着グリッパ用の典型的な電極は、櫛状構造を有する。したがって、吸着面に平行なワークピースに対する保持力は、好ましい方向を有しており、すなわち、櫛の歯に平行な保持力は、歯に垂直な保持力よりも著しく小さい。この異方性は、特に、係合すべきワークピースの配向が変化する場合には、望ましくない。なぜならば、保持力は、望ましくない状況下においては、非常に小さくなるまで落ち込む可能性があり、特に、確実なグリップのためには小さすぎる可能性があるからである。典型的な電気吸着グリッパは、例えば、国際公開第２００７／１４３６６２号（ＷＯ２００７／１４３６６２Ａ２）、独国特許発明第６９５２３３９３号明細書（ＤＥ６９５２３３９３Ｔ２）または独国特許発明第１０２０１４２１５３３３号明細書（ＤＥ１０２０１４２１５３３３Ｂ３）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００７／１４３６６２号
【特許文献２】独国特許発明第６９５２３３９３号明細書
【特許文献３】独国特許発明第１０２０１４２１５３３３号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第２４１３３４７号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１４／０２７２２７２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明の課題
本発明が基礎とする課題は、吸着面と平行に、ワークピースに対して、方向に依存しない大きな保持力を確実に与えることができる電気吸着グリッパを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の簡単な説明
前記課題は、本発明によれば、第１の電極および第２の電極を含み、前記電極が、当該電極の平面視において相互に係合するように形成され、ここで、少なくとも当該電極の平面視における一部領域において、第１の電極および第２の電極が、２次以上の２次元フラクタル空間充填曲線の境界線に対応して形成されている、ワークピースを保持する電気吸着グリッパによって、解決される。
【０００８】
本発明は、電気吸着グリッパの電極を、フラクタルパターンに基づいて形成することを提案している。このフラクタルパターンによれば、吸着面に平行な保持力のもとでの優先方向を良好に回避することが可能になる。このことは、電極の中心以外で把持されるかまたは電気吸着面よりも著しく小さいワークピースにとっても当て嵌まる。
【０００９】
さらに、第１の電極および第２の電極は、２次元フラクタル空間充填曲線の境界線（すなわち、囲み線）または境界線（囲み線）の各部分に従って形成されている。したがって、２つの電極は、空間充填曲線自体をシミュレートしない。これによって、電極間の絶縁幅を特に小さくしたり、または、電極間の絶縁面の割合を吸着面全体に比較して特に少なくしたりして管理することが可能になる。これは、より大きな電界強度および／またはより長い電極長を可能にさせ、このことは、より大きな保持力のために使用することができる。バイポーラ電極幾何学形状は、本発明の枠内における電気吸着に対して非常に好適である。
【００１０】
本発明に係る電気吸着グリッパは、様々なワークピースサイズ、ワークピース幾何学形状およびワークピース配向に対して汎用的に使用することができ、特に（フレキシブル絶縁層、場合によってはフレキシブル支持構造体も有する）フレキシブル電気吸着グリッパに汎用的に使用することができる。
【００１１】
電極幾何学形状は、基本的には（空間充填曲線の相応に高い寸法によって）任意に小さくスケーリングすることができる。これらの電極は、規則的な大規模スケールパターンを有していない。電極の介在空間の電界は、最大限に異なるように配向されている。電気吸着グリッパを用いて取り扱われる典型的なスタンピング／レーザ部品は、１．３〜１．６のフラクタル寸法を有し、ひいては、グリッパの電極（寸法２）とは大きく異なる寸法を有する。最大数の電極介在空間は、全方向においてワークピースによって均一に覆われ得る。
【００１２】
境界線は、空間充填曲線のグリッドに対して半分のグリッド距離だけ各グリッド方向にオフセットされた補助グリッドにおける空間充填曲線の軌跡の両側の取り囲みによって生じる。この取り囲みは、２つの電極への分割のために（少なくとも）２箇所において中断されており、好ましくは、ここでは、空間充填曲線の始端（第１の端部）と終端（第２の端部）とが不完全に取り囲まれている。これにより、２つの電極に対して関連する境界線の２つの別個の構造体が生じる。境界線はまた、空間充填曲線の最大の拡幅によっても生じ、そのため、これは直線上で空間充填曲線の外側輪郭から自身に当接する。この場合、例えば空間充填曲線の始端および終端には、それぞれ中断が設けられる。
【００１３】
フラクタル空間充填曲線は、一般に、グリッド上の直線的な連続で相互接続された複数の点を介して定義されている基準要素（基準曲線、ジェネレータ）に基づいている（例えば１つのヒルベルト曲線の場合、「Ｕ」字型の２×２グリッド配列）。次の高次に移行する場合、基準要素の各グリッド点は、縮小された基準要素によって置き換えられる。縮小された基準要素は、ここでは、次のように配向されている。すなわち、置き換えられる（より大きな）基準要素のグリッド点の接続に対応するように、その始端と終端とが相互接続のために隣接して存在するように配向される。この基準要素は専ら空間充填曲線の１次（反復）を表す。縮小された基準構造体によるこれらのグリッド点の置き換えの後では、２次（反復）が得られる。さらに、縮小された基準構造体のグリッド点の置き換えによれば、３次（反復）が直ちに得られる。
【００１４】
フラクタル基本構造は、例えば、以下の文献：欧州特許出願公開第２４１３３４７号明細書（ＥＰ２４１３３４７Ａ１）、米国特許出願公開第２０１４／０２７２２７２号明細書（ＵＳ２０１４／０２７２２７２Ａ１）に記載されている。
【００１５】
フラクタル空間充填曲線の境界線（境界構造体）に対応する電極の軌跡は、当該電極の平面視（投影）において、電気吸着グリッパのワークピースに面する吸着面から、当該吸着面に垂直な方向において形成される。この平面視（投影）においては、電極も相互に係合する。ここでは、これらの電極が、共通の平面内に配置されてもよいし、あるいは、異なる平面内に配置されてもよいことに留意されたい。また、所望の場合には、複数の平面への各電極の分配も同様に可能である。
【００１６】
発明の好ましい実施形態
本発明に係る電気吸着グリッパの好ましい実施形態においては、第１の電極および第２の電極は、空間充填曲線の境界線の第１の部分および第２の部分に対応して形成されており、ここで、境界線の第１の部分および第２の部分は、空間充填曲線の始端領域と終端領域とにおいて、相互に分離されていることが想定される。空間充填曲線の始端および終端における境界線が中断している場合、空間充填曲線の境界線（または囲み線）は、簡単な方法で単に２つの電極に分割することができ、それによって、全部で２つだけの端子も２つの電極のために必要になる。空間充填曲線の各区間は、その２つの両側が始端および終端においても異なる電極によって取り囲まれているので、局所的電界の方向の変化は最小限の空間で起こり得る。
【００１７】
好ましくは一実施形態においては、空間充填曲線が３次以上であり、好ましくは４次以上である。これにより、電極に比較して非常に小さい構造体も確実に把持することができる。
【００１８】
好ましくは、さらに一実施形態においては、空間充填曲線は、ヒルベルト曲線である。このヒルベルト曲線に基づく電極設計は、計画と置き換えが比較的容易である。代替的に、本発明の枠内では、他のタイプのＦＡＳＳ曲線、例えばペアノ曲線を空間充填曲線として使用することができる。一般には、その基準要素が２×２または３×３グリッド上に表示可能である空間充填曲線が好ましい。
【００１９】
同様に好ましくは、一実施形態においては、電気吸着グリッパは、厳密に２つの電極、詳細には第１の電極および第２の電極を有している。これにより、電気吸着グリッパの構造は特に簡単に維持される。特に、単に２つの端子が電極の共通の平面内に必要である。
【００２０】
好ましい実施形態においては、第１の電極および第２の電極は、それらの各境界線の終端および／または角が丸み付けされて形成されている。このことは、高電圧の際の電極における電界強度ピークまたは電圧降下を回避させる。好ましくは、丸み付けにおける曲率半径は、電極の局所的な幅の１／１０より大きく、特に好ましくは、電極の局所的な幅の１／４よりも大きい。
【００２１】
好ましくは、さらに一実施形態においては、電極の平面視において、第１の電極と第２の電極との間の最小距離は、３．０ｍｍ以下であり、好ましくは１．０ｍｍ以下であり、特に好ましくは０．３ｍｍ以下である。短い（最小）距離により、高い電界強度、ひいては高い保持力を達成することができる。上述した距離は、金属シートを把持するような典型的な用途に対して好適である。
【００２２】
同様に好ましくは、一実施形態においては、電極の平面視における一部領域において、第１の電極および第２の電極は、均一な幅で形成されている。このことは、構造を簡素にさせて、吸着面における保持力の均一な分布を提供する。局所的な電流ピークは回避される。
【００２３】
好ましくは、別の一実施形態でも、電極の平面視における一部領域において、第１の電極および／または第２の電極は、誘電体絶縁フィルム上に印刷され、このフィルムがホルダ構造体に接着されている。この製造方法は実際に実証されており、本発明による電極構造体と良好に置き換え可能である。このホルダ構造体は、典型的には、（例えばロボットアームを備えた）自動化ユニットに取り付けられる。
【００２４】
好ましくは、一実施形態においては、一部領域において、第１の電極および第２の電極は、共通の平面内に配置されている。このことは製造を容易にさせ、大きな保持力のために特に強い電界強度を生成することができる。
【００２５】
同様に好ましくは、一実施形態においては、一部領域において、第１の電極は第１の平面内に配置され、第２の電極は第２の平面内に配置されており、ここで第１の平面および第２の平面は共平面であり、かつ、相互に離間されて配置されている。この構造形態においては、電極間の絶縁を特に簡単に保証することができ、さらに、その構造は比較的簡素である。これらの平面に垂直に測定された２つの平面間の距離は、典型的には１０μｍ〜２００μｍにすぎず、多くの場合、プラスチックフィルムの厚さによって決定される。
【００２６】
本発明の対象のさらなる利点は、明細書および図面から明らかとなる。また、上述した特徴およびさらに別の構成の特徴は、本発明によればそれぞれそれ自体単独でも、あるいは任意に複数組み合わせたものでも利用することができる。図示し、説明した実施形態は、完結したリストとして理解されるべきではなく、むしろ本発明を示すための例示的性質を有している。
【００２７】
発明および図面の詳細な説明
本発明は図面に示されており、以下においては、本発明を実施例に基づき、より詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による電極幾何学形状の構造体を説明するための、境界線を有する１次のヒルベルト曲線の概略図。
【図２】本発明による電極幾何学形状の構造体を説明するための、境界線を有する２次のヒルベルト曲線の概略図。
【図３】本発明による電極幾何学形状の構造体を説明するための、境界線を有する３次のヒルベルト曲線の概略図。
【図４】本発明に係る電気吸着グリッパの図３に由来する電極幾何学形状の概略図。
【図５】図４の電極幾何学形状であるが、丸み付けされた終端および角を有しているケースでの電界説明を伴った概略図。
【図６】本発明に係る電気吸着グリッパに対する４次のヒルベルト曲線に基づく電極幾何学形状の概略図。
【図７】複数の同心の環状構造体を有するワークピースによって覆われている図６の電極幾何学形状の概略図。
【図８】規則的なグリッド構造体を有するワークピースによって覆われている図６の電極幾何学形状の概略図。
【図９ａ】共通の平面内に第１および第２の電極を有する、ワークピースを把持する際の本発明に係る電気吸着グリッパの概略的断面図。
【図９ｂ】共平面内に第１および第２の電極を有する、ワークピースを把持する際の本発明に係る電気吸着グリッパの概略的断面図。
【図１０】本発明による電極幾何学形状の構造体を説明するために、境界線を有する１次のペアノ曲線の概略図。
【図１１】係数３だけ縮小させた図１０のペアノ曲線の概略図。
【図１２】本発明による電極幾何学形状の構造体を説明するための、境界線を有する２次のペアノ曲線の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１乃至図３においては、本発明の枠内で電気吸着グリッパのための電極幾何学形状をどのように見出すことができるかをヒルベルト曲線に基づき例示的に説明する。
【００３０】
図１は、まず（白抜きのバーによって）１次のヒルベルト曲線１（基準曲線、ジェネレータ）を示している。次数は反復とも称される。
【００３１】
（黒の太線で示された）グリッド２には、４つのグリッド点Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４が矩形の配列で存在している（いわゆる２×２配列）。（白抜きの矩形で示された）これらのグリッド点Ｇ１〜Ｇ４は、ヒルベルト曲線１によって直線的な連続で接続されている。この１次のヒルベルト曲線１は、Ｕ字型の（ここでは、回り込んだ）形状を有している。この１次のヒルベルト曲線１は、グリッド点Ｇ１の始端Ａから始まって、グリッド点Ｇ４の終端Ｅで終わっている。
【００３２】
（黒の細線で示された）補助グリッド３には、矩形のパターンで、ここでは全部で９つの（黒の矩形で示された）補助グリッド点Ｈ１〜Ｈ９が存在している。補助グリッド３は、絶対値の点でグリッド２と同じ大きさのグリッド距離ＧＡを有するが、グリッド２に対して、半分のグリッド距離だけグリッド２の２つのグリッド方向（すなわち、右および上）にオフセットされている。
【００３３】
１次のヒルベルト曲線１の軌跡は、ここでは、補助グリッド３の境界線によって取り囲むことができる。ここでは、前述のグリッドのグリッド点Ｇ１〜Ｇ４に（対角線上で）隣接して存在する補助グリッド点Ｈ１〜Ｈ９のみが必要であることに留意されたい。境界線は、ここでは、補助グリッド３内のすべてが直線上で（左右または上／下方向にも）相互に隣接する補助グリッド点Ｈ１〜Ｈ９を相互接続し、それらの各接続は、ヒルベルト曲線１と交差しない。しかしながら、ここでは、少なくとも１つの縁部接続部４は、（グリッド点Ｇ１における）始端Ａにおいて、および縁部側接続部５は（グリッド点Ｇ４における）終端Ｅにおいて開かれたままにされる。ここでは代替的に、接続部４ａ，５ａも、接続部４，５の代わりに開かれたままにされてもよく、あるいはすべての接続部４，４ａ，５，５ａが開かれたままにされてもよいことに留意されたい。
【００３４】
次いで取り囲みにより、境界線の（斜線で示された）第１の部分Ｔ１が生じ、この第１の部分Ｔ１は、ここでは、補助グリッド３に沿って補助グリッド点Ｈ１，Ｈ２，Ｈ６，Ｈ９，Ｈ８，Ｈ７を接続している。さらに取り囲みにより、境界線の（点線で示された）第２の部分Ｔ２が生じ、この第２の部分Ｔ２は、ここでは、補助グリッド３に沿って補助グリッド点Ｈ４，Ｈ５を接続している。
【００３５】
２次のヒルベルト曲線１１に達するために、ここでは、図１からの各グリッド点Ｇ１〜Ｇ４が、対応して（ここでは、係数２だけ）縮小された１次のヒルベルト曲線１ａ〜１ｄによって置き換えられる。これについては図２参照。縮小された１次のヒルベルト曲線１ａ〜１ｄは、それらの始端Ａａ〜Ａｄおよび終端Ｅａ〜Ｅｄを介して接続部１２，１３，１４によって次のように接続される。すなわち、反復前の最初に配向された１次のヒルベルト曲線１（図１参照）におけるグリッド点Ｇ１〜Ｇ４が接続されていたように接続される。それぞれ縮小された１次のヒルベルト曲線１ａ〜１ｄの配向は、それに合わせて例えば回転および／または鏡映（この場合、ここでは回転で十分である）によって対応して選択されている。具体的には、ヒルベルト曲線１ａ（以前のグリッド点Ｇ１）は、接続部１２を介してヒルベルト曲線１ｂ（以前のグリッド点Ｇ２）に接続されている。さらに、ヒルベルト曲線１ｂ（以前のグリッド点Ｇ２）は、接続部１３を介してヒルベルト曲線１ｃ（以前のグリッド点Ｇ３）に接続されている。最後に、ヒルベルト曲線１ｃ（以前のグリッド点Ｇ３）は、接続部１４を介してヒルベルト曲線１ｄ（以前のグリッド点Ｇ４）に接続されている。ここでは、２次元フラクタル空間充填曲線（ヒルベルト曲線など）の反復的な構造体は、そのように既知であることに留意されたい。
【００３６】
それらの全部で１６個のグリッド点（例示的にＧ１で示されている白い矩形参照）も（黒の太線による）グリッド２上に存在している２次のヒルベルト曲線１１については、ここでも境界線が補足可能である。この目的のために、グリッド２に対して半分のグリッド距離だけ各グリッド方向にオフセットされた（黒の細線による）補助グリッド３が、複数の補助グリッド点（例示的にＨ１で示されている黒の矩形参照）と共に使用される。境界線の構造体に対して、相互に（直線上で）隣接するすべての補助グリッド点は、それらの接続部がヒルベルト曲線１１と（その接続部１２，１３，１４も含めて）交差しない限り、相互接続される。ヒルベルト曲線１１の始端Ａおよび終端Ｅのグリッド点に隣接して、それぞれ少なくとも１つの外部接続部１５，１６は開かれたままであり、代替的にまたは付加的に、接続部１５ａ，１６ａも開かれたままであってもよい。
【００３７】
ここでは、（斜線で示されている）境界線の第１の部分Ｔ１および（点線で示されている）境界線の第２の部分Ｔ２が生じており、これらは相互に分離されている。２次のヒルベルト曲線１１に対する境界線のこれらの部分Ｔ１およびＴ２は、既に電気吸着グリッパの電極構造体のために使用することができる。しかしながら、多くの場合、少なくとも３次の空間充填曲線が電極構造体のための基礎として用いられる。
【００３８】
１次から２次への場合と同様の方法によって、ヒルベルト曲線の２次から３次への（および相応にさらにより高次への）構造体に対しても処理することができる。図３は、３次のヒルベルト曲線３１の構造体を示し、ここではそれぞれ、２次のヒルベルト曲線１１のグリッド点（図２の白抜きの矩形参照）が１次の縮小されたヒルベルト曲線によって置き換えられており、これは２次のヒルベルト曲線１１に設けられた接続部を引き継ぐのに適するように配向されている。３次のヒルベルト曲線３１は、空間を充填するように全部で６４個のグリッド点（例示的にグリッド点Ｇ１で示されている白い矩形参照）上を延在している。
【００３９】
３次のヒルベルト曲線３１のグリッド２に対して各方向に半分のグリッド距離だけオフセットされた補助グリッド３とその補助グリッド点（例示的に補助グリッド点Ｈ１で示された黒の矩形参照）とを介して、２つの別個の部分Ｔ１，Ｔ２を伴う境界線を得ることができる。（直線的に）隣接するこれらの補助グリッド点はヒルベルト曲線８１と交差することなく接続され、この場合、ここでは、始端Ａおよび終端Ｅにおける接続部１５，１６は開かれたままにされる。
【００４０】
ここでは、部分Ｔ１上の各補助グリッド点は、少なくとも１つの対角線上または直線上で隣接する部分Ｔ２上の補助グリッド点を有し、その逆も成り立つことに留意されたい。
【００４１】
図４においては、より良好に分かり易くするために、図３の境界線の部分Ｔ１（斜線部分）および部分Ｔ２（点線部分）のみが示されている。これらは、本発明に係る電気吸着グリッパに対する第１の電極４１および第２の電極４２の幾何形状のためのひな型として使用することができる。電極４１，４２は、ここでは、電気吸着グリッパのワークピースに面する接着面からの平面視で示されており、２つの電極４１，４２は、ここでは、共通の平面内に存在している（しかしながら、電極は、代替的に例えば相前後して存在する平面内に配置されてもよい）。電極４１，４２間の空間は、電極間の電気的絶縁に用いられる、例えば、絶縁プラスチックで充填することもできるし、あるいは、単純に空けたままにすることも可能である。電極４１，４２は、多くの場合、銅、金もしくは銀またはこれらの金属を含む合金からなる。ここでは、これらの電極４１，４２の幅Ｂは、基本的には（これらの電極４１，４２間の所要の絶縁が保証されている限り）任意に選択することができることに留意されたい。しかしながら、典型的には、これらの電極４１，４２の幅Ｂは、２つの電極４１，４２のもとでも、それぞれの電極４１，４２の内部でも同じである。それに応じて、電極４１，４２の平面視においても、電極４１，４２間の（最小）距離ＡＢは、典型的にはどこでも同じである。
【００４２】
電極４１，４２間に高電圧を使用することにより、電極４１，４２の角を（電極４１，４２端部における角も含めて）丸み付けして形成することができる。図４の構造形態に十分に対応する図５に示されている構造形態においては、すべての外側の角は、ここでは、半分の電極幅に相当する曲率半径で丸み付けされている。同様に、内側の角も丸み付けされて形成されている。これにより、電圧フラッシュオーバーが回避または抑制される。
【００４３】
図５は付加的に、電極４１，４２の使用の枠内で異なる電位で生じる（例示的に磁力線４３でマークされた）局所的電界の様々な配向も示している。これらの配向は非常に短い距離にわたって変化しており、そのため、遅くともほぼグリッド距離ＧＡの後に、電界方向の変化が始まる。さらに、高電圧源（図示せず）に対する電極４１，４２のまだ２つの電気的端子４４，４５が示されている。これらの端子４４，４５は、電極４１，４２の共通の平面（ここでは図平面）内に（少なくとも部分的に）存在している。端子４４，４５の空間的配列は、電気吸着グリッパの幾何学的条件によるものであり、空間充填曲線またはその境界線に起因するものではない。換言すれば、端子４４，４５なしの電極４１，４２の平面視における一部領域においてのみ、ここでの電極４１，４２は、フラクタル空間充填曲線の境界線に対応する。
【００４４】
図６は、４次のヒルベルト曲線に基づく第１の電極５１および第２の電極５２を有する本発明のための電極配列を示す。図７において複数の同心の環状構造体で形成されたワークピース５３で覆われている場合、非常に多くの（例えば３０を超える）局所的電極介在空間における電界線は、すべての方向（特に左右および上下方向）でほぼ同じ割合で入射することができ、電極５１，５２の平面（ここでは、図平面）内で保持力の顕著な優先方向は存在しない。規則的な矩形のグリッド構造体を有するワークピース５４で覆われている場合でも（図８参照）、非常に多くの（例えば３０を超える）局所的電極介在空間における電界線は、すべての配向方向においてほぼ等しい割合で覆われ、それによって、ここでもすべての方向において実質的に等しい高い保持力が生じる。
【００４５】
図９ａは、本発明に係る電気吸着グリッパ６０ａの断面を概略的に示す。例えばＰＥＴ，ＰＥＮまたはＰＩからなる絶縁フィルム（誘電体フィルム）６１上には、例えば図４または図５に示すような幾何学形状を有する２つの電極４１，４２が印刷されている。各電極４１，４２は、図示の断面では多重に切断されるが、各電極４１，４２自体は関連しており、そのため、同じ電極４１，４２のすべての電極部分は同じ電位にあることに留意されたい（ここでは、電極部分の電気的接続によって示される）。電極４１，４２は、（導体線路から見て）図示の実施形態では共平面ＧＥ内に配置されている。絶縁フィルム６１は、電極４１，４２と共にホルダ構造体（支持構造体とも称する）６２に取り付けられており、ここでの絶縁フィルム６１は、電極４１，４２を外側に向かって覆う。電極４１，４２は、さらに一般に、例えばさらなる絶縁フィルム（詳細には図示せず）によって、ホルダ構造体６２に対しても電気的に絶縁されている。絶縁フィルム６１の表側は、ワークピース６４（ここでは、金属シート）を当てることができる把持面（吸着面とも称される）６３を形成する。高電圧源６５により、電極４１は、例示的に正の電位に接続され、電極４２は負の電位に接続される。電極４１，４２は、ここでは、空隙６６を超えてワークピース６４内に逆の符号を有する逆電荷を誘起し、これによって、静電吸引が電気吸着グリッパ６０ａとワークピース６４との間に生じる。それに応じて、高電圧が電極４１，４２に印加される限り、ワークピース６４は電気吸着グリッパ６０ａに保持される。電気吸着グリッパ６０ａは、ワークピース６４を搬送するために、典型的には自動化ユニット（例えばロボットアーム）と共に構成されている（詳細には図示せず）。
【００４６】
図９ｂは、代替的な本発明に係る電気吸着グリッパ６０ｂの断面を概略的に示す。図９ａからの電気吸着グリッパ６０ａとは異なり、ここでは、電極４１は、第１の平面ＥＢ１内（図示の実施形態ではホルダ構造体６２の内部）に存在し、第２の電極４２は、第２の平面ＥＢ２内に存在し、絶縁フィルム６１上に印刷されている。これらの平面ＥＢ１，ＥＢ２は、共平面に（相互に平行に）形成されており、これらの電極４１，４２は相前後して存在している。それぞれ電極４１，４２の中心から中心まで測定された、これらの平面ＥＢ１，ＥＢ２の距離ＡＥは、ここでは、電極４１，４２の厚さＤＥよりもわずかに大きい。
【００４７】
図９ａまたは図９ｂにおいて、把持面（吸着面）６３に垂直な方向において当該把持面（吸着面）６３の側から電気吸着グリッパ６０ａ，６０ｂを見れば、当該把持面（吸着面）６３の平面視または投影視において、例えば図４または図５に示されているような本発明による電極幾何学的形状が生じる。
【００４８】
図１０乃至図１２においては、ペアノ曲線に基づく本発明による電極幾何学形状の構造体を説明する。
【００４９】
図１０には、まず１次のペアノ曲線７１が示されている。この１次のペアノ曲線７１は、３×３配列グリッドの全部で９つのグリッド点（これらは白抜きの矩形で書き込まれている）に基づいており、ここでは、例示的に、１次のペアノ曲線７１の始端Ａを同時に表すグリッド点Ｇ１と、１次のペアノ曲線７１の終端Ｅを同時に表すグリッド点Ｇ２とが書き込まれている。これらのグリッド点は、ペアノ曲線によって直線的に相互接続されており、この１次のペアノ曲線７１（第１の反復）は、ほぼＳ字状の軌跡を有する。
【００５０】
半分のグリッド距離だけ各グリッド方向にオフセットさせて複数の補助グリッド点（斜線、点線および破線の矩形）を配置することができ、それらのうちから例示的に補助グリッド点Ｈ１が書き込まれている。直線上で隣接する補助グリッド点の接続部は（それらがペアノ曲線７１と交差しない限り）、ペアノ曲線７１の境界線を画定する。さらに、ここでは、始端Ａおよび終端Ｅに隣接する外部接続部は省略されている。それに応じて、境界線の部分Ｔ１（斜線部分）およびＴ２（点線部分）が生じる。
【００５１】
グリッド点を、ここでは、係数３だけ縮小させた１次のペアノ曲線７１ａによって置き換えることにより（図１１参照）、２次のペアノ曲線８１を得ることができる（図１２参照）。縮小されたペアノ曲線は、それぞれ、ここでは鏡映によって、元の１次のペアノ曲線７１の接続部が調整できるように配向される。これについては、２次のペアノ曲線８１の接続部８２（太線の囲みを有する）に留意されたい。
【００５２】
縮小された１次のペアノ曲線７１ａに属する（図１１参照）、境界線の部分Ｔ１ａ、Ｔ２ａを含めた２次のペアノ曲線８１を統合するならば、２次のペアノ曲線８１の部分Ｔ１，Ｔ２を得るために、これらの境界線も接続部８３，８４に接続させるべきである。同じ境界線またはそれらの部分Ｔ１，Ｔ２は、グリッド点（白い矩形）を半分のグリッド距離だけ各グリッド方向にシフトさせることによって生じる補助グリッド点（斜線、点線および破線の矩形）を介して、ペアノ曲線８１との交差を避けつつ、ここでは、それぞれペアノ曲線８１の始端Ａおよび終端Ｅにおける２つの外部接続部８５，８５ａ、８６，８６ａは空けたまま、直線上で隣接する補助グリッド点の接続によって得られる。
【００５３】
２次のペアノ曲線８１の境界線の２つの別個の部分Ｔ１（斜線部分）およびＴ２（点線部分）は、本発明に係る電気吸着グリッパのための電極幾何学形状として用いることができる。
【図１】
2019514221.tif 000003
【図２】
2019514221.tif 000004
【図３】
2019514221.tif 000005
【図４】
2019514221.tif 000006
【図５】
2019514221.tif 000007
【図６】
2019514221.tif 000008
【図７】
2019514221.tif 000009
【図８】
2019514221.tif 000010
【図９ａ】
2019514221.tif 000011
【図９ｂ】
2019514221.tif 000012
【図１０】
2019514221.tif 000013
【図１１】
2019514221.tif 000014
【図１２】
2019514221.tif 000015
【国際調査報告】
2019514221.tif 000016
2019514221.tif 000017
2019514221.tif 000018
2019514221.tif 000019