| 研究課題/領域番号 |
21H01306
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
下野 誠通 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (90513292)
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| 研究分担者 |
藤本 康孝 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (60313475)
赤津 観 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (90361740)
小原 秀嶺 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50772787)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2022年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2021年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
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| キーワード | 電気機器工学 / モーションコントロール / 制御工学 / モータドライブ / パワーエレクトロニクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、一台のモータでの三次元空間における位置と姿勢の制御を実現することを目指し、Ｘ、Ｙ、Ｚの三つの方向での推力と、ロール、ピッチ、ヨーの三つの回転方向でのトルクの発生を同時かつ独立に可能とする６自由度リニアモータを新たに創製する。考案モータの数理学的なモデルを確立すると共に、電磁界解析結果から構築理論の妥当性を確認する。さらに、実際に考案モータの試作開発を行い、実験によってその有用性を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、三次元空間における位置と姿勢を制御可能な６自由度円筒リニアモータを新たに創製することを目的とした。独創的なモータ構造を考案し、数理学的なモデルを理論モデルを構築した。また、電磁界解析によるシミュレーションおよび試作モータを用いた実験により、その原理検証を行った。その結果、モータ固定子となる六組のコイル部に電流を印加することで発生するロレンツ力の合成により、三つの推力と三つのトルクを発生させることができ、６自由度モータとしての実現可能性があることを確認することができた。このように、独創的モータの設計試作から、モーションシステム応用におけるフィージビリティ検証まで達成することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、研究代表者がこれまでの研究で提案した二自由度モータの設計法を数理学的に発展させることで、多自由度リニアモータの三次元設計論の一般化という独創的な学術的知見を得られることが期待される。また得られた成果は、人間支援システム応用を指向したモータ研究という新しい学術分野を拓くことが期待される。開発モータは基本的にリニアガイドやベアリング等の機械要素を必要としないため、機械損低減によるエネルギー効率の向上や、高い制御性の獲得といった効果が得られる。したがって、工作機械や産業用ロボットなど産業機器の革新的な機能向上や、飛躍的な性能改善にも繋がるため、社会的意義も大きい。
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