マイクロ磁気軸受を用いた浮上型マイクロモータに関する研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650324
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 小森 望充 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (30195870)
• Keywords: 磁気軸受 / マイクロ軸受 / マイクロマシン / 磁気浮上

Research Abstract

マイクロ磁気軸受の評価・検討として磁気軸受の小形化に伴う質量効果を検討した。実験では,磁気浮上した幾種類かのロータ(約0.1g)の目標位置に対する追従特性を評価した。その結果,ロータは約1kHzの高速応答を示した。また,ロータに対してインパルス状の外乱を電気的に与えたときのロータの応答を評価・検討した。更に,マイクロ磁気軸受の電磁力による移動抵抗を評価・検討した。その結果,ロータは約1msの高速応答を示した。これは,先の追従実験における1kHzに相当する結果である。実験では,ロータに永久磁石(PM)を用いたものと,エアタービンを取り付けたものとを用いた。実験では,それぞれのロータを数千rpmまで回転させ,その後ロータの回転数の自然減衰を評価・検討した。タービン付ロータの空気抵抗はPM付ロータの空気抵抗より大きいと考えられたにも拘わらず,実験結果ではPM付ロータの回転減衰はタービン付ロータの回転減衰より大きかった。これは,PM付ロータの磁気的な回転抵抗によるものと結論づけられた。このことから,通常サイズでは問題にならない磁気的な回転抗力は,マイクロ磁気軸受におけるロータの運動を支配する1つのファクターであることが分かった。以上から,マイクロロータの高速回転のためには,磁気抗力に打ち勝つ回転駆動を行い,ロータは2軸あるいは4軸での磁気浮上が有効と結論づけた。

Research Products

• [Publications] M.Komori and T.Yamane: "Dynamic characteristics of a millimeter-sized magnetic bearing with a cylindrical rotor" 6th International symposium on magnetic bearings. 6巻. 152-161 (1998)
• [Publications] M.Komori and T.Yamane: "Dynamic characteristics of a millimeter-sized magnetic bearing" Proc.of the 4th Japan-France Congress & 2nd Asia-Europe Congress on Mechatronics(Kitakyushu,Japan). 4巻. 443-447 (1998)
• [Publications] M.Komori and T.Yamane: "Small magnetic levitation system with a millimeter-sized cylindrical rotor" 電気学会・センサ・マイクロマシン部門誌. (平成11年6付掲載予定). (1999)
• [Publications] M.Komori,H.Kobayashi and M.Kumamoto: "A study on high T_c superconducting magnetic bearing(SMB)system" Proc.of the 4th Japan-France Congress & 2nd Asia-Europe Congress on Mechatronics(Kitakyushu,Japan). 無. 81-84 (1998)
• [Publications] 小森望充: "非接触浮上型磁気軸受の研究・開発" 九州工業大学第2回産学官技術交流会講演要旨集(北九州テクノテクノセンター,平成10年11月). 無. 24-25 (1998)
• [Publications] M.Komori and Y.Kawano: "A levitation-type superconducting linear actuator with superconducting slider" Program & Abstract of 11^<th> International Symposium on Superconductivity(Fukuoka,Japan). 11巻. 198 (1998)