2004 Fiscal Year Annual Research Report
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16560223
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
辺見 信彦 信州大学, 工学部, 助教授 (80256669)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 道彦 信州大学, 工学部, 教授 (20021024)
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| Keywords | 圧電ポンプ / 圧電アクチュエータ / 小型ポンプ / 進行波 |
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| Research Abstract |
昨年度までの準備研究の結果を基礎に対象の圧電ポンプを高性能化するための基礎的検討を実施した。まず始めに、FEM解析ソフトにより圧電駆動解析し、提案している新駆動原理の正当性を確認した。
シミュレーション解析では、計算機と解析ソフトでバイモルフ圧電アクチュエータの動特性を解析し、駆動電極の位置と数、保持位置と保持方法について最適な値を導出した。本圧電ポンプの振動板の動きを模擬し、境界壁を進行波状に振動させ管路内流体をどの程度搬送可能かという基礎事項を明らかにした。
実験解析では、圧電素子をシム材の両面に等間隔で4組並べて貼付した4連式とシム材の両端部に1組ずつ合計2組の圧電素子を貼付した2連式の振動板試料を作成した。各方式共にシム材の厚さが0.1mmと0.05mmのものを製作した。まず空気中で駆動したときの振動板先端付近の搬送方向に沿った3箇所の変位の振幅と位相のずれを調べ、進行波を発生させるための印加電圧の位相差のつけかたと周波数との関係を調べた。その結果をもとに流動実験を行なった。振動板を組み込むためのケースは、流れの観察が可能となるように透明なアクリル樹脂で製作した。搬送流体には水を使用し流れを可視化するため墨汁を用いて、まずは目視により流れの状況を確認し、微小流量計により流量を測定した。その結果4種類とも緩やかではあるがいくつかの駆動条件で流れが発生することがわかり、搬送の原理については有効性が確認できた。さらに、圧電素子の防水のためのコーティング材についても問題があることを発見し、複数種類の被覆材について実験により優劣を調査し、良好なコーティング材を見出した。以上により実用化を目指すための次年度以降の検討事項を明らかにした。
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