磁性流体アクチュエ-タの試作に関する研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63850038
• Research Institution: TOHOKU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 神山 新一 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (80006171)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松村 雄介 タイホー工業(株), 研究第二部, 次長 ; 橋本 弘之 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (10006174) ; 小山 忠正 東北大学, 流体科学研究所, 助手 (80006189)
• Keywords: 磁性流体 / 磁場 / 振動流 / アクチュエ-タ / ピストン

Research Abstract

磁性流体を用いたアクチュエ-タの試作に関する研究として、前年度に引き続き、U字管内に一定の磁性流体とこれと混合しない作動流体(水)を封入し、磁性流体部分に非一様交流磁場を作用させて、管内振動流を誘起させる実験を行った。さらに作動流体の上部にバネで拘束されたピストンを設置し、ピストンへの駆動力伝達機構の検討を行った。特に、ピストンの振動変位に及ぼす諸因子の影響を明かにするために、磁場分布(定常磁場及び変動磁場)、磁性流体プラグの長さと初期位置、ピストンの質量とバネ定数を種々に変えてピストンの振動特性を求めた実験結果より磁性流体アクチュエ-タの良好な特性をえるためには与える磁場分布の設計が重要であることを明かにした。
また、ピストンの振動の共振周波数はピストン-バネ系の固有振動数とU字管内の流体のみの振動の固有振動数との中間に位置し、バネ定数には強く依存するが磁性流体プラグの長さおよび初期位置にはあまり依存しないことを明かにした。以上の基礎実験の結果を参考に、アクチュエ-タへの応用に向けて、印加磁場分布に対しピストンの振動振幅を大きくとることが可能なようにコイルの改良を施し、良好な性能がえられることを実証した。さらに、理論的考察の上から以上のアクチュエ-タの動特性の実験結果を十分説明しうる管摩擦係数及びピストンの粘性減衰係数の補正係数の決定を行った。

Research Products

• [Publications] 佐藤彰,小山忠正,小池和雄,神山新一: "U字管内の磁性流体プラグの振動特性(管径の影響)" 磁性流体連合講演会講演論文集. 7-9 (1989)
• [Publications] 神山新一,島田邦雄,佐藤彰: "磁性流体の体積変化に及ぼす磁場の影響" 磁性流体連合講演会講演論文集. 48-50 (1989)
• [Publications] 神山新一,島田邦雄: "磁性流体の管内振動流に関する研究(粒子の凝集を考慮した場合の理論解析)" 日本機械学会電磁力関連のダイナミックス講演論文集. (1990)
• [Publications] 神山新一,渡辺純: "磁性流体を利用したアクチュエ-タの基本特性" 日本機械学会全国大会講演論文集. (1990)
• [Publications] 神山新一: "磁性流体の製法・特性とその応用 第15章 磁性流体アクチュエ-タへの応用" 応用技術出版社, 13 (1989)