| 研究課題/領域番号 |
20K04248
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18040:機械要素およびトライボロジー関連
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| 研究機関 | 関西大学 |
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研究代表者 |
廣岡 大祐 関西大学, システム理工学部, 准教授 (10634016)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | 流体制御機器 / 圧電素子 / アクチュエータ / 空気圧 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者は，空気アクチュエータの制御機器への応用を目指し，小型，軽量で連続的な流量制御が可能な，流量制御弁の開発を行っている．この制御弁は空気管路内部に弁体として封入した微粒子に，圧電素子の共振を利用し外力を加え，弁の開度を変化させ，連続的に流量を制御することが可能である．本研究では，この制御弁の駆動原理を発展させ，圧電素子による振動条件を最適化し，振動条件を調整することで，オリフィス上の微粒子の微小な運動を制御し，高応答で微細流量の制御が可能な流量制御弁の駆動原理を提案して小型軽量の流量制御機器を開発する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，空気圧アクチュエータ制御用に連続的な微小流量の調整が可能な小型流量制御弁の開発を行っている．開発している制御弁では，空気管路内部に弁体として微粒子を封入した制御弁であり，圧電素子によりオリフィス上の微粒子の微小な運動を制御することで，高応答で微細流量の制御が可能となる．研究期間において，制御弁内部が観察可能なシステムを作成し，制御弁の流量特性の評価を行った．さらに，制御弁の実用化を目指し，小型化に最適な振動モードを明らかにし，そのモードでの流量制御に必要な条件を明らかにした，
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
空気圧機器の特徴として小型軽量であるが，制御性が低いという問題点がある．この問題の解決のために新たな制御弁の開発が行われている．申請者は以前より，制御性の高い機器として微粒子励振型流量制御弁を開発している．本研究では，開発している制御弁の応答性の改善と制御流量の微細化が可能な駆動原理を提案し，その有効性を評価した．この結果より，今までの駆動原理では実現できなかった微小流量の連続制御が可能となり，空気圧機器の応用分野の拡大の可能性を示した．
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