2002 Fiscal Year Annual Research Report
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12355011
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
樋口 俊郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10111569)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清原 正勝 東陶機器株式会社, 総合研究所, グループリーダ
山本 晃生 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (40313035)
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| Keywords | 静電モータ / リニアモータ / 非接触浮上 / 静電浮上 / 浮上モータ / 真空 / アクチュエータ / 電子ビーム |
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| Research Abstract |
本年度は,前年度に開発した真空環境用静電リニアモータに関して,サーボ制御を実現するための内蔵型位置検出センサを開発した.また,前年度に考案した静電浮上リニアモータの駆動原理に基づき,試作機を製作し,高真空環境下での浮上駆動の実験に成功した.
前年度において,高出力静電リニアモータを真空環境中に導入する手法について検討を行い,通常環境下と同レベルの性能を発揮可能なモータを実現した.このモータを用いて位置決め等のサーボ制御を行うためには,位置検出を行うセンサをあわせて開発することが必要であった.そこで,モータの駆動用電極にセンサ用信号を重畳して電圧印加を行うことで位置検出を行うモータ内蔵型の位置センサを開発した.このセンサに関し,詳細な原理の解析を行い,設計手法を明らかとし,さらに,試作したセンサを用いて真空環境下でモータの位置決め制御を実現した.試作したセンサは,最大で19μmの直線性誤差を有したが,出力校正曲線に基づき出力を校正することで高精度な位置決め制御も十分に可能であると考えられる.
本研究の最大の目標である静電浮上リニアモータについて,前年度に考案した原理に基づき,試作機を製作した.試作機においては,原理検証を目的とするため,浮上方向1自由度,推進方向1自由度の計2自由度に動作を限定して実験を行った.その結果,移動子を固定子下200μmの位置に静電気力で浮上させ,浮上状態を維持したまま,推進方向へのモータ動作を行うことに成功した.さらに,推進方向の推力についてサーボ制御を試み,位置決め制御を行うことにも成功した.実験で得られた最大推進速度は20mm/sであり,推進時のギャップ変動は最大で20μmであった.これにより,提案した浮上モータの原理の妥当性を確認した.
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[Publications] H.YASUI, A.YAMAMOTO, T.HIGUCHI: "Development of High-Power Electrostatic Linear Motor for Vacuum Environment"Proc. 8^<th> International Conference on new Actuator(ACTUATOR2002). 652-655 (2002)
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[Publications] H.YASUI, A.YAMAMOTO, T.HIGUCHI: "Non-Contact Levitation Control System for Electrostatic Motor"Proc. 8^<th> International Symposium on Magnetic Bearings. 175-180 (2002)
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[Publications] A.YAMAMOTO, H.YASUI, N.SHIMIZU, T.HIGUCHI: "Development of Electrostatic Levitation Motor for Vacuum Condition"Proc. 2003 IEEE International Symposium on Industrial Electronics. (発表予定). (2003)
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[Publications] A.YAMAMOTO, H.YASUI, T.NISHIJIMA, T.HIGUCHI: "Electrostatic Linear Servo Motor with Built-in Position Sensor for Vacuum Environment"Proc. 2003 IEEE International Symposium on Industrial Electronics. (発表予定). (2003)
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[Publications] 保井秀彦, 山本晃生, 西嶋隆, 樋口俊郎: "真空環境用静電リニアモータの開発"精密工学会誌. (掲載決定済み). (2003)
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[Publications] 山本晃生, 保井秀彦, 清水直茂, 樋口俊郎: "真空環境用静電浮上リニアモータ(第一報)"2003年精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. (発表予定).
