| 研究課題/領域番号 |
17560219
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械力学・制御
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| 研究機関 | 豊田工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
近藤 尚生 豊田工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (30178420)
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| 研究分担者 |
山口 健二 豊田工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (10043192)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2006年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2005年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 高推力 / バルブアクチュエータ |
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| 研究概要 |
最初に、従来の比例弁を操作する比例ソレノイドの特性を、有限要素法を用いて磁場解析により解析した。その結果、磁路中の三角形状がソレノイドのコイル電流と推力を比例関係にすることが分かった。そして、この市販の比例ソレノイドは、定格電流1Aの時、約120Nの推力が得られた。
次に、従来の比例ソレノイドと、新しいアクチュエータの磁気特性を自動計測するシステムを、パソコン、AD、DA変換器を用いて製作した。そして、この計測システムで、比例ソレノイドの特性を測定し、この測定値が上述の解析値と一致した。そのため、この研究の比例ソレノイドに関する有限要素解析とこの計測システムを検証することができた。
その後、高推力なリニアバルブアクチュエータの設計資料を得るために、4個の矩形突極を持つ円筒状のリニアアクチュエータを考案した。そして、このアクチュエータを製作し、試験した。同時に、考案したアクチュエータの磁場解析を行った。その結果、このアクチュエータの測定値は、解析値と良く一致した。そして、試作アクチュエータの力は、定格電流において、従来の比例ソレノイドの3倍近い推力が得られることが分かった。
最後に、新しい構造のアクチュエータを考案し、アクチュエータの動作範囲を広げる試みを行った。さらに、歯の間隔を磁極形状を変えることにより小さくし、アクチュエータ長さを小さくした。新しく考案したアクチュエータの推力特性を測定した。その結果、アクチュエータの動作範囲は、最初の試作品よりもほぼ2倍大きいことが分かった。また、このアクチュエータは、市販のソレノイドに比較して、弁本体への取り付け面積を同じにして、長さをより小さくできることを実証した。
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