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High power and high torque ultrasonic micro-motor usable for medical endoscope.

Research Project

Project/Area Number 19K04512
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
Research InstitutionUniversity of Yamanashi

Principal Investigator

Ishii Takaaki  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (40262323)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywordsレーザドップラー / マイクロ超音波モータ / 超音波 / アクチュエータ / ランジュバン振動子 / 伝送線 / 超音波モータ / ホーン
Outline of Research at the Start

超音波モータをマイクロ化しようとするとき、振動子部分も同時にマイクロ化してしまうと、どうしても駆動部分のPZT素子が小さくなり、入力電力が小さくなってしまい、出力が制限されてしまう恐れがあった。もしも駆動部分のPZT素子の大きさはそのままに、駆動部分だけマイクロ化することができれば、比較的高出力な超音波マイクロモータが実現できるのではないかと考えたのが出発点である。
そこで、通常サイズの振動子にホーンと伝送線をとりつけて、細線である伝送線に振動を集中させるアイディアを提案した。伝送線の先端に回転機構を設けることで、超音波マイクロモータを実現することが可能になる。

Outline of Final Research Achievements

We have proposed that a normal sized transducer with horn and transmission line can be used for an ultrasonic micro-motor. In this research, vibration velocity and its phase on rotation mechanism using vibration converter such as coil spring or spring washer were measured using Laser-Doppler-Vibrometer. The vibration velocity distribution can be used for designing the ultrasonic micro-motor using transmission line.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、国内学会や国際会議では類似研究はほとんど見ることができず、オリジナリティの高い研究であると考えている。医用内視鏡への応用も考えているが、工業用内視鏡など、派生の分野への応用ももちろん可能である。
従って、本研究で得られたデータに関しては、世界的にも独自で貴重なもので学術的意義があり、汎用性が見込めることからも社会的意義があると考えている。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (1 results)

All 2021

All Presentation (1 results)

  • [Presentation] 伝送線型超音波モータの基礎的特性2021

    • Author(s)
      石井 孝明、鈴木 涼太、清水 毅
    • Organizer
      日本機械学会 山梨講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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