ICPFアクチュエータを用いた進行波駆動機構に関する基礎的研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07455113
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 高森 年 神戸大学, 工学部, 教授 (10031098)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山崎 義治 神戸大学, 工学部, 教務職員 (90174648) ; 服部 元史 神戸大学, 工学部, 助手 (00252792) ; 田所 諭 神戸大学, 工学部, 助教授 (40171730)
• Keywords: アクチュエータ / 高分子 / ICPFアクチュエータ / 進行波駆動 / 超音波モータ / 水中モータ

Research Abstract

本研究の目的は、最近発見された新しい高分子機能性材料(ICPF)の新しいアクチュエータ特性として、超音波型摩擦駆動の基本原理である、進行波発生駆動機構とその発生原理を明らかにしようとするところにある。本年度は、PFS膜(パ-フルオロスルホン酸膜)の両面に種々の白金パターンを化学メッキする方法を確立し、膜の2次元平面上及び曲面上におけるいくつかの基本的白金電極パターンに対する屈曲運動の実験と解析を行うことを目的として研究を遂行した。次の研究実績を得た。
1.PFS膜の両面に種々の白金パターンを化学メッキする方法の確立
様々なメッキ方法の比較実験の結果、ポリエチレンをコーティングしたクレープ紙のテープによりマスキングする方法がパターンの生成に適していることが明らかになった。
2.膜の2次元平面上の屈曲運動の実験と解析
ICPFの特性全体を、電気的特性・エネルギー変換特性・機械的特性に分割して1次元特性モデルを得た。これを2次元に拡張することにより、有限要素法による計算機シミュレーションを可能にした。実験により各種パラメータの同定を行った。実験結果とモデルの応答は一致し、モデルが妥当であることを示した。非線形特性を考慮したモデリングは現在進行中である。
3.膜の曲面上の屈曲運動の実験と解析
さまざまな設計形状の曲面における屈曲の動的変化を計測した。力学的平衡条件を考慮して内部応力分布のモデリングを行った。モデルと実験結果は定性的な一致を見たが、誤差の要因についてのさらなる検討が必要である。

Research Products

• [Publications] Kanno, Tadokoro, Takamori, et al.: "Modeling of ICPF (ionic conducting polymer gel film) actuator-modeling of electric characteristics" Proc. 1995 IEEE Annual Conf. on Industrial Electronics. 913-918 (1995)
• [Publications] Kanno, Tadokoro, Takamori, et al.: "Dynamic model of ICPF (ionic conducting polymer gel film) actuator" Proc. 1995 IEEE Conf. on Systems, Man & Cybernetics. 1. 177-182 (1995)