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油圧式圧電アクチュエータは、積層型圧電素子で駆動される往復運動ポンプとシリンダを組み合わせたアクチュエータであり、小型で大きな力を発生できる。この特長を生かすため、本研究では油圧式圧電アクチュエータを、ブレーキ・バイ・ワイヤーと呼ばれる新しいブレーキシステムにおいて、4輪それぞれのホイールに取り付ける動力源附きブレーキ装置へ応用することを目的とした。この装置の基本構成要素は、動力源としての圧電ポンプ、ブレーキ操作状態を切り替えるための3位置電磁弁、ブレーキ力を発生するためのカリパー及びカリパーピストンから成っている。そして、圧電ポンプ駆動電圧を制御することによって、所要のディスクパッド押付力が得られるものである。本報告書はこのブレーキ装置に関する研究結果とを取りまとめたものであり、下記の(1)、(2)、(3)の内容から成っている。
(1)積層型圧電素子を用いたブレーキ装置に関する研究:これは、ブレーキ装置の概念設計、数学モデルの作成、ディスクパッド押付力の制御方策等の内容から成っており、最終的には、直径33mm、長さ55.5mmの積層型圧電素子を用いて、ブレーキ力発生に要する時間10msec、最大ディスクパッド押付力20kNの性能が得られることを示している。また、指令信号を与えれば、ディスクパッド押付力が正確に制御できることが示されている。付録として、方程式(数学モデル)の無次元化と離散化の方法を示している。
(2)C言語によるシミュレーションプログラム
(3)国際会議での発表原稿:Hydraulic Pumps Driven by Multilayered Piezoelectric Elements--Mathematical Model and Application to Brake Device--.
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