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次世代超精密空気ばね式除振台の性能向上および省エネルギ化の実現

研究課題

研究課題/領域番号 17206021
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械力学・制御
研究機関東京工業大学

研究代表者

香川 利春  東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (50108221)

研究分担者 川嶋 健嗣  東京工業大学, 精密工学研究所, 助教授 (40300553)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
30,550千円 (直接経費: 23,500千円、間接経費: 7,050千円)
2006年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
2005年度: 20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円)
キーワード空気圧 / 除振台 / 省エネルギ化 / 省スペース化 / 流量制御 / 圧力制御 / カスケード制御 / MEMSセンサ / 流量計測
研究概要

次世代の半導体製造装置等の土台となる超精密空気ばね式除振台の性能向上および省エネルギ化実現のために研究を実施し,研究終了年度に当たる平成18年度に以下の研究成果を挙げた.
1.昨年度試作に成功した圧力の微分値が直接計測可能な新しいセンサ圧力微分計とスプール型サーボ弁を用いた空気ばね式除振台の制御方法として仮想バッファタンク法を提案した.本方法は大きな容器を接続することなく,仮想的に柔らかいばねを実現可能な方法である.1軸の空気ばねの浮上実験を行い,省スペース化と省エネルギ化が実現できることを明らかにした.
2.空気ばね式除振台の開発メーカの協力を得て,報告者が開発したセンサや制御装置を現場に持ち込み,3軸の空気ばね式除振台の浮上実験を行った.その結果,スプール型サーボ弁と流量計を用いた提案方法によって,従来のノズルフラッパ形サーボ弁を用いる方法と比較して定常排気流量を1/10以下に抑制できることを確認し,大幅な省エネルギ化の実現に成功した.また,除振性能では,低周波域において従来の方法と同等以上の性能を有することを確認した.
3.空気ばね式除振台を制御する場合に,供給圧を精密に一定に保つことが求められる.しかし,従来の減圧弁では圧力変動に対する応答が十分ではなく,バッファ用に大きな容器を取り付けるなどしてこの問題を回避していた.本研究では新たに超精密・高速応答に圧力を調整できるレギュレータを提案,試作し,空気ばね式除振台の上流に設置してその有効性を確認した.本レギュレータによって,通常30[1]程度のバッファタンクが1[1]程度にできることを示した.

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (20件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Realization of Virtual Sub Chamber on Active Controlled Pneumaticlsolation Table with Pressure Differentiator2007

    • 著者名/発表者名
      Kenji KAWASHIMA, Tomonori KATO, Koichi SAWAMOTO, Toshiharu KAGAWA
    • 雑誌名

      Precision Engineering 31

      ページ: 139-145

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 気体用の超精密高速応答圧カレギユレータの開発2007

    • 著者名/発表者名
      川嶋健嗣, 加藤友規, 山崎俊平, 香川利春
    • 雑誌名

      日本フルードパワーシステム学会論文集 38・2

      ページ: 29-34

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Realization of Virtual Sub Chamber on Active Controlled Pneumatic Isolation Table with Pressure Differentiator2007

    • 著者名/発表者名
      Kenji KAWASHIMA, Tomonori KATO, Koichi SAWAMOTO, Toshiharu KAGAWA
    • 雑誌名

      Precision Engineering Vol.31

      ページ: 139-145

    • NAID

      10018869385

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Ultra-precise High-speed Response Pressure Regulator for Air (in Japanese)2007

    • 著者名/発表者名
      Kenji KAWASHIMA, Tomonori KATO, Sunpei YAMASAKI, Toshiharu KAGAWA
    • 雑誌名

      Fluid Power System Vol.38-2

      ページ: 29-34

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Realization of Virtual Sub Chamber on Active Controlled Pneumatic Isolation Table with Pressure Differentiator2007

    • 著者名/発表者名
      Kenji KAWASHIMA, Tomonori KATO, Koichi SAWAMOTO, Toshiharu KAGAWA
    • 雑誌名

      Precision Engineering 31

      ページ: 139-145

    • NAID

      10018869385

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 気体用の超精密高速応答圧力レギュレータの開発2007

    • 著者名/発表者名
      川嶋健嗣, 加藤友規, 山崎俊平, 香川利春
    • 雑誌名

      日本フルードパワーシステム学会論文集 38・2

      ページ: 29-34

    • NAID

      10024634017

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 空気圧システムの省エネルギー化における問題と方策2006

    • 著者名/発表者名
      香川利春, 蔡茂林
    • 雑誌名

      フルードパワーシステム 37・3

      ページ: 17-22

    • NAID

      10019591451

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] スプール型サーボ弁と層流型高速流量計を用いた空圧式アクティブ除振台の制御2006

    • 著者名/発表者名
      加藤友規, 川嶋健嗣, 澤本晃一, 舩木達也, 香川利春
    • 雑誌名

      精密工学会誌 72・6

      ページ: 772-777

    • NAID

      110004729632

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Active Control of Pneumatic Isolation Table by Model Following Control using Pressure Differentiator2006

    • 著者名/発表者名
      Tomonori KATO, Kenji KAWASHIMA, Toshiharu KAGAWA
    • 雑誌名

      Proc. of 21th Annual ASPE Meeting (CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Power Assessment of Flowing Compressed Air2006

    • 著者名/発表者名
      Maolin Cai, Kenji Kawashima, Toshiharu Kagawa
    • 雑誌名

      Trans. ASME Journal of Fluid Engineering 128

      ページ: 402-405

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Plan and Problem of Energy-saving in Pneumatic System (in Japanese)2006

    • 著者名/発表者名
      Toshiharu KAGAWA, Maolin CAI
    • 雑誌名

      Fluid Power System Vol.37-3

      ページ: 17-22

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Active Control of The Pneumatic Isolation Table using Spool type Servo Valve and High-speed Flow Sensor (in Japanese)2006

    • 著者名/発表者名
      Tomonori KATO, Kenji KAWASHIMA, Koichi SAWAMOTO, Tatsuya FUNAKI, Toshiharu KAGAWA
    • 雑誌名

      Japan Society of Precision Engineering Vol.72-6

      ページ: 772-777

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Power Assessment of Flowing Compressed Air2006

    • 著者名/発表者名
      Maolin CAI, Kenji KAWASHIMA, Toshiharu KAGAWA
    • 雑誌名

      rans.ASME Journal of Fluid Engineering Vol.128

      ページ: 402-405

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 空気圧システムの省エネルギー化における問題と方策2006

    • 著者名/発表者名
      香川利春, 蔡茂林
    • 雑誌名

      フルワードパワーシステム 37・3

      ページ: 17-22

    • NAID

      10019591451

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Modern Development of Pneumatic System-Analysis and Its Applications2005

    • 著者名/発表者名
      Toshiharu Kagawa
    • 雑誌名

      Proc.of 8th FLUCOME (invited) (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of slit type pressure differentiator using an isothermal chamber2005

    • 著者名/発表者名
      K.Kawashima, T.Kato, Y.Yamazaki, M.Yanagisawa, T.Kagawa
    • 雑誌名

      Measurement Science and Technology 16

      ページ: 1150-1156

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 微細加工技術によるスリット型流路を用いた圧力微分計の開発2005

    • 著者名/発表者名
      川嶋健嗣, 五十嵐 康一, 小玉 亮太, 加藤 友規, 香川 利春
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 40・5

      ページ: 405-410

    • NAID

      10015728424

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Model of a Nozzle-Flapper Type Pneumatic Servo Valve Including The Influence of Flow Force2005

    • 著者名/発表者名
      T.Wang, M.Cai, K.Kawashima, T.Kagawa
    • 雑誌名

      International Journal on Fluid Power 6・3

      ページ: 433-444

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Active Control of Air Spring System using Pressure Differentiator2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kato, K.Kawashima, T.Kagawa
    • 雑誌名

      SICE Annual Conference

      ページ: 3064-3067

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 非定常空気流量の計測2005

    • 著者名/発表者名
      香川利春, 川嶋健嗣
    • 雑誌名

      フルードパワーシステム 36・4

      ページ: 206-210

    • NAID

      10029808693

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [産業財産権] レギュレータ及び除振装置2006

    • 発明者名
      川嶋健嗣, 香川利春
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権番号
      2006-277501
    • 出願年月日
      2006-10-11
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 圧力レギュレータ及び除振装置2006

    • 発明者名
      川嶋健嗣, 香川利春
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権番号
      2006-277501
    • 出願年月日
      2006-10-11
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] 除振装および除振方法2005

    • 発明者名
      川嶋健嗣, 香川利春
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権番号
      2005-298771
    • 出願年月日
      2005-10-31
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

URL: 

公開日: 2005-04-01   更新日: 2021-09-03  

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