2011 Fiscal Year Annual Research Report
ベアリングレスモータの小形化・低消費電力化と次世代クリーンデバイスへの応用
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23686041
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
朝間 淳一 静岡大学, 工学部, 准教授 (70447522)
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| Keywords | 精密機械システム / ベアリングレスモータ / 磁気軸受 / 磁気浮上 |
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| Research Abstract |
ベアリングレスモータは，固定子に回転・磁気浮上巻線の2種類を施すことで，磁気力により回転主軸を非接触で支持するモータであり，半導体製造分野等でのポンプ，真空ステージ，バイオリアクタ等のクリーンデバイスへの応用が脚光を浴びている．しかし，既存のベアリングレスモータは，回転子の回転方向以外の5自由度運動を安定化させるために，多くのセンサ，アクチュエータ，アンプが必要となり，小形化・低消費電力化・低コスト化が普及への課題である．そこで本研究では，1自由度能動制御のみで磁気浮上回転が可能なベアリングレスモータ（SDBelM）の実現と，それを応用した既存の限界を打破する次世代クリーンデバイスの実現を目的とする．平成23年度は，以下の研究成果を得た．
【高速スピンドル用】試作した円筒形回転子を有するSDBelMにて，非制御方向の共振が，剛性から算出される共振点の半分の回転数で発生した．これは回転子永久磁石の構成が原因で，回転周期の2倍の周波数の外乱が作用したためであった．そこで，新たに改善した回転子を製作し，最大回転数の向上を図った．
【ステージ用】SDBelMのさらなる応用を見据え，円板形状の回転子を有するSDBelMを2種類提案し，試作を行った．このSDBelMには永久磁石反発形受動磁気軸受を備えているが，運動の干渉，解析値と実験値の差異等が原因で磁気浮上には至らなかった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
【高速スピンドル用】最大回転数は増加したが，共振点でタッチダウンし，高速回転には至っていないため．
【ステージ用】安定な磁気支持が実現できていないため．
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| Strategy for Future Research Activity |
【高速スピンドル用】SDBelMの非制御方向の振動低減，共振点通過，および超高速回転の実現を目指す．磁気的アンバランスが原因で振動が大きいため，現在の2極から4極に変更することでさらなる振動低減を図る．
【ステージ用】タッチダウンの原因を調査し，その改善策を講じる．
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