| 研究概要 |
ER流体は、電場の印加によって粘性を数ミリ秒のオーダーで可逆的に変化できる機能性流体であり、その特徴によりER流体を作動流体とする流体回路では、全く可動部を持たない電極部だけからなるERバルブを用いて流量や圧力を制御することが可能となる。すでに、粒子分散系ER流体を用いたERバルブのPWM波電圧による流量制御を提案し、Duty比によって全閉状態から全開状態まで連続的に流量を制御できることを示している。本研究では、PWM制御されたマイクロERバルブを用いて駆動されるER流体マイクロアクチュエータによる高精度サーボ系の構築を目的に、まず0.5mmから0.1mmまでの電極間隔をもつ二枚のガラス電極からなる基本的なマイクロERバルブを対象に、PWM制御時の平行電極間の流動特性の分散粒子径による変化をマイクロスコープシステムを用いて観察,記録し、分散粒子による電極間での流れの閉塞などの特異な現象と分散粒子径やPWM制御パラメータとの関係を明らかにして、分散系ER流体のマイクロ流動特性を明確にした。また、PWM波の振幅、キャリア周波数、Duty比、さらにはERバルブ間の差圧などを変化して、マイクロERバルブのPWM波による流量制御特性を実験的に明らかにし、マイクロERバルブの設計と制御法に対する指針を提示した。さらに、2つのマイクロERバルブから成る3ポートのERバルブで駆動される小型のベローズアクチュエータを試作し、2つのERバルブをPWM制御するときのその制御方法と制御特性について実験的に検討するとともに、PID制御の位置フィードバックサーボ系を構成しその制御特性を明らかにしている。
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