2017 Fiscal Year Annual Research Report
Basic research on high performance thermomagnetic servo actuator suitable for downsizing and high thrust
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15K13853
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
佐藤 海二 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00215766)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 機能要素 / 熱磁気アクチュエータ / 感温磁性体 / ハイブリッド / 電磁力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究で提案・評価しているサーボアクチュエータは，感温磁性体の温度制御により駆動力を発生する仕組みを含んでいる．そのため温度を効率よく維持管理できれば，一定推力を発生し続ける場合に，消費エネルギーを低減可能である．そこで温度制御と消費エネルギーの低減に関し，次のことを行った．
（１）熱回路切替機構による温度制御の効果の確認 熱を外部に逃がし放熱するための構造体と感温磁性体を含むユニットとの接触状態を切り替える仕組みを組み込み，その接触が感温磁性体の放熱特性に与える効果を，実験により検証した．その結果，温度低減能力が向上し，約60秒後には接触の有無で30度以上の効果の差が生じることを確認できた．
（２）一定推力を発生し続ける場合の消費エネルギー低減方法とその効果の確認 感温磁性体を用いたアクチュエータの推力は温度によって決まり，一定推力を発生し続ける場合は，放熱効果を抑える必要がある．上記（１）の熱回路切替機構と組み合わせ可能な方法として，感温磁性体があるユニットを含む部分を，外気と遮断する封止構造を採用し，ユニットの周りを真空にする，あるいは熱伝導性の悪いキセノンガスで満たして，一定推力発生時の消費エネルギーを計測した．その結果，封止しない場合と比較し，顕著な改善効果が見られた．市販のコア付電磁モータと比較し，同体格換算で発生推力を26.3Nとした場合，大気中と比較し，消費電力を約1/4まで低減させることができた．
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