| 研究課題/領域番号 |
07650061
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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 |
応用物理学一般
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
中村 健太郎 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教授 (20242315)
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| 研究分担者 |
石井 孝明 東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (40262323)
上羽 貞行 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (90016551)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1996
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| キーワード | ステッピングモータ / 超音波モータ / 定在波 / 節円 / 位置決め / リニアモータ |
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| 研究概要 |
本研究は、研究代表者らが提案している定在波振動の節を利用したステッピング超音波モータの実用化のために、(1)ステ-タの強固な支持の実現、(2)ステップの微小化、(3)薄型化、(4)機械出力の増大、などをめざして行われた。得られた成果は以下のとおり。
(1)支持に適したステ-タ構成として、節円モードの利用を検討した。有限要素法によって実際にステ-タを設計・試作し、この原理によって節部での強固な支持が可能であることを確認した。
(2)ステ-タ・ロータの接触機構について実験的に検討し、ロータ突起部の幅がステ-タ振動の波長の1/4のときに位置決め精度が最も高くなることがわかった。
(3)この結果を応用して、従来よりもステップ角の小さい4.5°ステップのモータを試作し、繰り返し精度も向上させた。
(4)粗位置決めを低次モードで高速に行い、目標角度位置近傍では高次モードで精密な位置決めを行う運転方式を考案し、位置決め時間を従来の2/3に短縮した。
位置決め精度をさらに向上するためには、ステ-タ振動子の工作精度を高める必要があることが分かったが、その実施が今後の課題である。一方、大きな機械出力を得るためには、さらに大きな振動振幅が必要であることがわかったので、それを実現するステ-タ構造を設計する必要がある。
また、このような回転型のモータに対して、
(5)直線運動でステップ動作をするリニア型の原理を新たに考案した。これは、棒のたわみ振動の節を利用するもので、駆動周波数を変えることで励振するモードを切り替えて節を移動させる。この原理に基づいて試作を行い、スパン50mm程度で10ステップ以上の動作を実現した。
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