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薄膜コイル型マイクロモータの駆動原理と試作、性能評価

研究課題

研究課題/領域番号 19016009
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京農工大学

研究代表者

古川 勇二  東京農工大学, 大学院・技術経営研究科, 教授 (10087190)

研究分担者 遠山 茂樹  東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 教授 (20143381)
廣田 輝直  東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 講師 (60372421)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
2008年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
2007年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
キーワード超音波 / マイクロモータ / 振動計測 / 駆動原理
研究概要

平成20年度の交付申請書における研究実施計画は以下の2点である。
(1) PZT一体型超音波マイクロモータの特性評価
(2) 上記成果を取り入れた改良型モータの作成
提案のモータは、超音波発振源-導波路-コイルステーターロータから構成され、平成19年度研究において、マイクロPZT素子をコイルステータに近接し、PZTから直接ステータに超音波を与えることにより、発振器なしで、かつ導波路を極短にできることに基礎的に成功した。20年度においては、この基礎成果を基に、外形が約D=2mm、L=20mmのPZT一体型超音波マイクロモータモータを試作、その特性を実験的に解明し、さらに回転駆動原理を理論的に明らかにした。
更なるマイクロ化を目指し、ステータコイル自体をPZTで作成し、超音波発振源とモータ駆動源の一体化を試みた。このためには、薄膜コイルの外側にPZTを成膜するか、ないしはコイル自体をPZTで作成する必要がある。前者につき円筒リソグラフィー装置により薄膜コイルを作成し、蒸着法によりPZTの成膜を試みたが、目的とした機能を創出することはできなかった。理由は、成膜されたPZT薄膜が数μmと薄すぎ、かつコイル外円周上に均一に成長できなかったためである。
次に、円筒形状のPZTバルクから、ねじ切りによりコイルを加工する装置を試作し、実際に外径3mm、長さ30mm程度でピッチを種々に変えたPZTコイルを作成し、これを組み込んだモータを試作した。回転駆動試験の結果、この全く新しい方式で駆動が可能なこと、このことにより、従来にも増してマイクロかつ高性能な超音波モータを創出できる可能性を明らかにした。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Development of a Mechanical Scanning-type IVUS System Using a Miniature Ultrasound Motor2008

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Tanabe, Shangping Xie, Norio Tagawa, Tadashi Moriya, Yuji Furukawa
    • 雑誌名

      Jap. Soc. of Applied Physics 47-5

      ページ: 4262-4264

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 「直径0.95mm」世界最小級の超音波モータ血管内医療機器への応用を期待!2007

    • 著者名/発表者名
      古川勇二, 廣田輝直, 和田哲郎, 牧田賢治, 守屋正, 篠原潤, 鈴木誠, 春日政雄
    • 雑誌名

      機械設計2007 Vol.51 No.12 8 8

      ページ: 87-91

    • NAID

      40015555152

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] コイル型超音波マイクロモータの小型化に関する研究2009

    • 著者名/発表者名
      加賀智之、戸選哲尋、古川勇二
    • 学会等名
      精密工学会2009年講演発表会
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      2009-03-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 超音波マイクロモータの駆動源とステータ部の一体化-圧電ステータコイルの研削システムの開発-2009

    • 著者名/発表者名
      戸邊哲尋、加賀智之、古川勇二
    • 学会等名
      精密工学会2009年講演発表会
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      2009-03-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 薄型コイル型マイクロモーターの駆動原理と試作, 性能評価2008

    • 著者名/発表者名
      古川勇二、廣田輝直、加賀智之
    • 学会等名
      「ブレイクスルーを生み出す次世代アクチュエータ研究」第5回科研アクチュエータシンポジウム
    • 発表場所
      東大武田先端ビル
    • 年月日
      2008-12-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Development of Ultrasonic Micro Motor with a Foil Type Stator2008

    • 著者名/発表者名
      Terunao Hirota, Kenji Makita, Tomoyuki Kaga, Tadashi Moriya, Yuji Furukawa
    • 学会等名
      テクノフロンティア「ブレイクスルーを生み出す次世代アクチュエータ研究」科研アクチュエータ・国際シンポジウム
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2008-04-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Development of Ultrasonic Micro Motor with a Foil Type Sator2008

    • 著者名/発表者名
      Terunao Hirota, Kenji Makita, Tomoyuki Kaga, Tadashi Moriya, Yuji Furukawa
    • 学会等名
      テクノフロンティア「ブレイクスルーを生み出す次世代アクチュエータ研究」科研アクチュエータ・国際シンポジウム
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2008-04-17
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] フォイル型ステータを用いた超音波マイクロモータの駆動原理2008

    • 著者名/発表者名
      廣田輝直, 牧田賢治, 守屋正, 古川勇二
    • 学会等名
      精密工学会(2008)
    • 発表場所
      明治大学
    • 年月日
      2008-03-17
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Novel Ultrasonic Micro motor with Coiled Stator and its Application to IVUS2007

    • 著者名/発表者名
      Terunao Hirota, Kenji Makita, Tadashi Moriya, Yuji Furukawa
    • 学会等名
      Next-Generation Actuators Leading Breakthroughs
    • 発表場所
      沖縄宜野湾市沖縄コンベンションセンター
    • 年月日
      2007-11-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Novel Ultrasonic Micromotor with Foil-type Stator and its Application to IVUS2007

    • 著者名/発表者名
      Terunao Hirota, Kenji Makita, Tetsuro Wada, Tadashi Moriya, Yuji Furukawa
    • 学会等名
      Asian Symposium for Precision Engineering and Nanotechnology
    • 発表場所
      Gwngju Institute of Science and Technology (Korea)
    • 年月日
      2007-11-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 0.95mm超小型超音波マイクロモータの開発2007

    • 著者名/発表者名
      篠原、鈴木、春日、古川、廣田、他
    • 学会等名
      日本時計学会マイクロメカトロニクス講演会
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      2007-09-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2018-03-28  

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