1990 Fiscal Year Annual Research Report
波動歯車と積層型圧電素子を組み合わせた小形軽量大容量新型モ-タの開発
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02650302
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
石田 宗秋 三重大学, 工学部, 助教授 (70135317)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
駒田 諭 三重大学, 工学部, 助手 (10215387)
堀 孝正 三重大学, 工学部, 教授 (90199521)
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| Keywords | 圧電モ-タ / 同期型圧電モ-タ / 摩擦型圧電モ-タ / 積層型圧電素子 / 圧電アクチュエ-タ / 変位変換デバイス / 波動歯車 / 圧電素子 |
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| Research Abstract |
本研究は、小型、軽量、大容量のアクチュエ-タの開発を目的に、従来の超音波モ-タとは動作原理の異なる、積層型圧電素子、変位変換機構および波動歯車の機構を組み合わせ圧電モ-タに関するものである。
本研究で得られた成果は以下の通りである。
1.変位変換デバイスを金属で試作し、購入した15μm、350kgの積層型圧電素子と組み合わせて変位、力の印加電圧特性を測定した。この結果、圧電素子の固定方法が本デバイスの特性に大きく影響することが明らかになった。
2.試作した変位変換デバイスと波動歯車装置を組合せて同期型圧電モ-タを試作し、最大15rpmの回転速度、および最大3kgf・cmのトルクが得られた。これらには、変位変換デバイスの特性が反映されており、得られたトルクは、圧電素子の特性から予想されるトルクよりまだかなり小さい値である。今後、変位変換デバイスを中心にさらに改良を進める予定である。
3.同期型圧電モ-タの特性を算定するため、モ-タの機械的構造、圧電素子の電気機械的特性から電気的等価回路を導出した。これにより、本モ-タは電磁型の同期モ-タと双対であることが明らかになった。
4.試作モ-タの入力電力および電流の駆動周波数特性を測定した結果、定性的には電気的等価回路から導出される特性と一致した。今後さらに、定量的に検討していく予定である。
5.変位変換デバイスの問題を回避する一方法として、波動歯車の歯の刻みを極めて小さくした、即ち摩擦でトルクを伝達する新しいタイプのモ-タ(摩擦型圧電モ-タ)を考案し、試作した。この結果、14kgf・cmと極めて大きなトルクを発生できることが分かった。
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[Publications] M.Ishida,J.Hamaguchi,K.Shirasuka,T.Hori: "A NEW FRICTION-TYPE PIEZOELECTRIC MOTOR UTILIZING MECHANISM OF THE STRAIN WAVE GEARING" Proceedings of 16th Annual Conference of IEEE Industrial Electronics Society(IECON'90). Vol.2. 1199-1204 (1990)
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[Publications] 石田 宗秋、堀 孝正、浜口 純一: "圧電素子と波動歯車装置を組合せた新形モ-タの原理と動作" 電気学会論文誌D. 110巻、12号. 1247-1255 (1990)
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[Publications] 白須賀 恵一、石田 宗秋、堀 孝正: "摩擦型圧電モ-タの回転速度ートルク特性" 平成3年電気学会全国大会講演論文集. (1991)
