2005 Fiscal Year Annual Research Report
電界共役流体を用いたリニアアクチュエータの提案とその光駆動手法に関する研究
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16560231
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| Research Institution | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
中田 毅 東京電機大学, 情報環境学部, 教授 (50256632)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
一木 正聡 独立行政法人産業技術総合研究所, 機械システム研究部門, 主任研究員 (00267395)
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| Keywords | 電界共役流体 / リニアアクチュエータ / ECFポンプ / PLZTセラミックス / 基板電極 / 光起電力効果 / 光駆動 / ドーピング |
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| Research Abstract |
本研究では,正負の電極間に高電圧を与えると電極間に強い流体流れを発生する現象を有する電界共役流体(ECF)を利用した機能性リニアアクチュエータの提案と開発,およびPLZTセラミックスの有する光起電力効果を利用した光駆動手法の確立を図ることによって,無索で高い耐電磁ノイズ性を有する光駆動型リニアアクチュエータの構築を目的としている.平成17年度は当該リニアアクチュエータの改善とその評価および光駆動手法の性能評価を行った.
1.電界共役流体リニアアクチュエータの改善とその評価
当該リニアアクチュエータの駆動源である電界共役流体(ECF)ポンプとして平成16年度とは異なり,基板電極型ECFポンプを試作し,その評価を行った.その結果は以下のとおりである.
(1)これまで用いてきたコイル型電極およびメッシュ型電極と比較して基盤電極のほうが安定した性能を実現できる.
(2)基板電極の寸法により大きく特性が変化する.
(3)基板電極幅を狭め,電極対の数を増加させるとともに性能が上昇する.
(4)各電極対における流れの干渉が特性に大きく影響し,その理由を明確にした.
2.光駆動手法の評価
前年度提案した光駆動手法について実験的に評価を行うとともに光電源として用いるPLZTセラミックスの起電力効果を改善する手法について検討した.主な結果は以下のとおりである.
(1)提案した光駆動法を用いることにより,出力圧25Paで出力流量0.8mm^3/sのECFポンプを制御することが可能.
(2)光制御手法としてPWM法とPIコントローラを併用することにより,ほぼ所要の制御効果が得られる.
(3)光電源について,光照射面の最適縦横比を理論的に求め,その妥当性を実験により検証した.
(4)PLZTセラミックスの光起電力効果を改善するため各種元素のドーピングおよびセラミックス焼成条件を検討し,タングステンのドーピングと空気雰囲気中での焼成が有効であることがわかった.
3.今後の課題の取り纏めを行った.
特に,電極構造の最適化とPLZTセラミックスの一層の改善が最も重要と考えられる.
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