超精密モーションコントロールに用いるエネルギー環流駆動方式の弾性表面波モータ

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16078204
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 黒澤 実 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 准教授 (70170090)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2008
• キーワード: アクチュエータ / 超音波モータ / 圧電 / 弾性表面波 / MEMS / マイクロアクチュエータ / 超音波 / レイリー波

研究概要

弾性表面波モータのサーボシステムの基礎となる, 摩擦駆動の物理モデル構築と, 現象論としての表現モデル構築を行った。前者はコンタクトメカニクスの概念を適用してモデル化を行い, 実験結果と一致する特性シミュレーションに成功した。後者は応答を表すブロック図表現を求め, モータの過渡応答をシミュレーションすることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] 弾性表面波モータの電力密度と機械出力 (2008)
  • 著者名/発表者名: 黒澤実
  • 雑誌名: 日本機械学会 Vol. 111, No. 1074 ページ: 424-427
  • 査読あり
• [雑誌論文] 弾性表面波アクチュエータ (2008)
  • 著者名/発表者名: 黒澤実
  • 雑誌名: トライボロジスト 53巻, 2号 ページ: 82-87
  • 査読あり
• [雑誌論文] Friction Drive of an SAW motor Part V : Design Criteria (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Shigematsu and M. K. Kurosawa
  • 雑誌名: IEEE Trans. Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control vol. 55, no. 10 ページ: 2288-2297
  • 査読あり
• [雑誌論文] Friction Drive of an SAW motor Part IV : Physics of Contact (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Shigematsu and M. K. Kurosawa
  • 雑誌名: IEEE Trans. Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control vol. 55, no. 10 ページ: 2277-2287
  • 査読あり
• [雑誌論文] Friction Drive of an SAW motor Part III : Modeling (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Shigematsu and M. K. Kurosawa
  • 雑誌名: IEEE Trans. Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control vol. 55, no. 10 ページ: 2266-2276
  • 査読あり
• [雑誌論文] Friction Drive of an SAW motor Part II : Analyses (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Shigematsu and M. K. Kurosawa
  • 雑誌名: IEEE Trans. Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control vol. 55, no. 9 ページ: 2016-2024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Friction Drive of an SAW motor Part I : Measurements (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Shigematsu and M. K. Kurosawa
  • 雑誌名: IEEE Trans. Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control vol. 55, no. 9 ページ: 2005-2015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Friction Drive Simulation of Surface Acoustic Wave Motor Characteristics Based on Contact Mechanics (2008)
  • 著者名/発表者名: M. K. Kurosawa and T. Shigematsu
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. vol. 47, no. 5 ページ: 4287-4291
  • 査読あり
• [雑誌論文] 弾性表面波モータ (2007)
  • 著者名/発表者名: 黒澤実
  • 雑誌名: 電気学会誌 127(5) ページ: 285-287
  • 査読あり
• [雑誌論文] 超音波モータのマイクロ化の試み (2007)
  • 著者名/発表者名: 黒澤実
  • 雑誌名: 超音波TECHNO 19(2) ページ: 93-98
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of Scattering by Surface Acoustic Wave Motor Slider Using Finite Element Method Simulation (2007)
  • 著者名/発表者名: M. K. Kurosawa, Y. Miyazaki, and T. Shigematsu
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. vol. 46, no. 7B ページ: 4915-4920
  • 査読あり
• [雑誌論文] 不感帯を考慮した環流型弾性表面波モータの速度制御 (2007)
  • 著者名/発表者名: 黒澤実, 鈴木貴也, 浅井勝彦
  • 雑誌名: 日本AEM学会誌 vol. 15, no. 2, ページ: 125-131
  • 査読あり
• [学会発表] 定在波を用いた弾性表面波モータの微小駆動の検討(pp.1211-1212) (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡野雅樹, 黒澤実
  • 学会等名: 日音講論集
  • 発表場所: 東京・東京工業大学
  • 年月日: 20090317-19
• [学会発表] 小型弾性表面波モータにおける駆動特性評価(pp.1209-1210) (2009)
  • 著者名/発表者名: 山盛憲一, 黒澤実
  • 学会等名: 日音講論集
  • 発表場所: 東京・東京工業大学
  • 年月日: 20090317-19
• [学会発表] Low Speed Control of Surface Acoustic Wave Motor (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Okano and M. K. Kurosawa
  • 学会等名: Proc. of Int. Congr. on Ultrasonics 2009
  • 発表場所: Santiago, Chile
  • 年月日: 20090111-17
• [学会発表] Surface Acoustic Wave Motor with Flat Plane Slider (pp. 243-248) (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Sakano, M. K. Kurosawa, and T. Shigematsu
  • 学会等名: Proc. of MHS 2008
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20081106-09
• [学会発表] 弾性接触モデルによる弾性表面波モータの摩擦駆動解析(US2008-40, pp. 47-52) (2008)
  • 著者名/発表者名: 黒澤実, 重松隆史
  • 学会等名: 信学技報
  • 発表場所: 仙台・東北大学
  • 年月日: 20080925-26
• [学会発表] 駆動周波数100MHzの小型弾性表面波モータにおける駆動特性評価(pp. 1305-1306) (2008)
  • 著者名/発表者名: 山盛憲一, 黒澤実, 重松隆史
  • 学会等名: 日音講論集
  • 発表場所: 福岡・九州大学
  • 年月日: 20080910-12
• [学会発表] 平面スライダを用いた弾性表面波モータに関する研究(pp. 1303-1304) (2008)
  • 著者名/発表者名: 坂野広樹, 黒澤実, 重松隆史
  • 学会等名: 日音講論集
  • 発表場所: 福岡・九州大学
  • 年月日: 20080910-12
• [学会発表] Model Based Position Control of Surface Acoustic Wave Motor (pp. 172-175) (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Okano and M. K. Kurosawa
  • 学会等名: Proc. of 11th Int. Conf. on New Actuators, Actuator 08
  • 発表場所: Bremen, Germany
  • 年月日: 20080609-11
• [学会発表] Friction Drive Simulation of a SAW Motor with Slider Surface Texture Variation (2008)
  • 著者名/発表者名: M. K. Kurosawa and T. Shigematsu
  • 学会等名: Proc. of the 3rd Int. Conf., Smart Materials, Structures and Systems
  • 発表場所: Acireale, Sicily, Italy
  • 年月日: 20080608-13
• [学会発表] 自走型弾性表面波モータの実現に向けた検討(pp. 1357-1358) (2008)
  • 著者名/発表者名: 北村佑太, 黒澤実, 重松隆史, 高木秀樹
  • 学会等名: 日音講論集
  • 発表場所: 千葉・千葉工業大学
  • 年月日: 20080317-19
• [学会発表] モデルに基づく弾性表面波モータの位置制御に関する研究(pp. 1221-1222) (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡野雅樹, 黒澤実
  • 学会等名: 日音講論集
  • 発表場所: 千葉・千葉工業大学
  • 年月日: 20080317-19
• [学会発表] 弾性接触モデルを用いたSAWモータの動作シミュレーション(pp. 45-50) (2008)
  • 著者名/発表者名: 黒澤実, 重松隆史
  • 学会等名: 圧電材料・デバイスシンポジウム2008 講演論文集
  • 発表場所: 仙台・東北大学
  • 年月日: 20080124-25
• [学会発表] 弾性表面波モータの動的特性のモデル化(US2008-12, pp. 7-11) (2008)
  • 著者名/発表者名: 黒澤実, 岡野雅樹
  • 学会等名: 信学技報
  • 発表場所: 横浜・東京工業大学
  • 年月日: 2008-12-09
• [学会発表] Friction Drive Simulation of a Surface Acoustic Wave Motor by Nano Vibration (pp. 8-13) (2007)
  • 著者名/発表者名: M. K. Kurosawa and T. Shigematsu
  • 学会等名: Proc. the European Nano Systems 2007
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 20071203-04
• [学会発表] Friction Drive Simulation of a Surface Acoustic Wave Motor Characteristics Based on Contact Mechanics (pp. 447-448) (2007)
  • 著者名/発表者名: 黒澤実, 重松隆史
  • 学会等名: 第28回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • 発表場所: つくば・つくば国際会議場
  • 年月日: 20071114-16
• [学会発表] 抵抗接続による弾性表面波アクチュエータの低消費電力駆動(pp. 1149-1150) (2007)
  • 著者名/発表者名: 石上陽平, 桐ヶ谷昌広, 佐藤正博, 黒澤実
  • 学会等名: 日音講論集
  • 発表場所: 山梨・山梨大学
  • 年月日: 20070919-21
• [学会発表] Modeling of A Single Phase Drive Surface Acoustic Wave Motor (pp. 212-213) (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Okano and M. K. Kurosawa
  • 学会等名: Proc. the 6th Int. Symp. on Linear Drives for Industrial Applications, LDIA 2007
  • 発表場所: Lille, France
  • 年月日: 20070916-19
• [学会発表] Design Criteria for Stable friction Drive Operation of Surface Acoustic Wave Motor (AIM2007_151.pdf) (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Shigematsu and M. K. Kurosawa
  • 学会等名: Proc. 2007 IEEE/ASME Int. Conf. on Advanced Intelligent Mechatronics, AIM 2007
  • 発表場所: Zurich, Switzerland
  • 年月日: 20070904-07
• [学会発表] Conversion to mechanical linear motion from RF electric power using lithium niobate (invited) (pp. 79-80) (2007)
  • 著者名/発表者名: M. K. Kurosawa
  • 学会等名: Abst. of Int. Conf. on Electroceramics, ICE 2007
  • 発表場所: Arusha, Tanzania
  • 年月日: 20070731-0803
• [学会発表] Stability Improvement of Surface Acoustic Wave Motor Using Chemically Reduced Lithium Niobate (pp. 1163-1166) (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Shigematsu and M. K. Kurosawa
  • 学会等名: Digest of Technical Papers of the 14th Int. Conf. on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems, Transducers and Eurosensors '07
  • 発表場所: Lyon, France
  • 年月日: 20070610-14
• [学会発表] Study on Modeling of Surface Acoustic Wave Motor (pp. 1508-1513) (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Okano and M. K. Kurosawa
  • 学会等名: Proc. the 2007 IEEE Int. Symp., on Industrial Electronics, ISIE 2007
  • 発表場所: Vigo, Spain
  • 年月日: 20070604-07
• [学会発表] 弾性表面波モータの不感帯近傍での駆動に関する検討(pp. 1021-1022) (2007)
  • 著者名/発表者名: 岡野雅樹, 黒澤実
  • 学会等名: 日音講論集
  • 発表場所: 東京・芝浦工業大学
  • 年月日: 20070313-15
• [学会発表] 還元処理ニオブ酸リチウムを用いた弾性表面波モータ(pp. 123-124) (2007)
  • 著者名/発表者名: 重松隆史, 黒澤実
  • 学会等名: 圧電材料・デバイスシンポジウム2007 講演論文集
  • 発表場所: 仙台・東北大学
  • 年月日: 20070129-30
• [学会発表] 弾性表面波モータの摩擦駆動面設計(pp. 1-6) (2007)
  • 著者名/発表者名: 重松隆史, 黒澤実
  • 学会等名: 信学技報, US2006-111
  • 発表場所: 東京・オリンパス本社
  • 年月日: 2007-02-28
• [学会発表] 不感帯を考慮した環流型弾性表面波モータの速度制御(pp. 484-489) (2006)
  • 著者名/発表者名: 黒澤実, 鈴木貴也, 重松隆史, 浅井勝彦
  • 学会等名: 第15回MAGDAコンファレンス in 桐生 講演論文集
  • 発表場所: 桐生・桐生市文化会館
  • 年月日: 20061101-02
• [学会発表] 弾性表面波モータの3次元弾性論による摩擦駆動のモデル化(Friction Drive Modeling of SAW Motor using Theory of Elasticity)(pp. 217-220) (2006)
  • 著者名/発表者名: 重松隆史, 黒澤実
  • 学会等名: 第23回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
  • 発表場所: 高松・サンポート高松
  • 年月日: 20061005-06
• [学会発表] 弾性表面波モータの動的特性に関するモデル化(pp. 897-898) (2006)
  • 著者名/発表者名: 岡野雅樹, 黒澤実
  • 学会等名: 日音講論集
  • 発表場所: 金沢・金沢大学
  • 年月日: 20060913-15
• [学会発表] Control of an energy circulation type SAW motor considering dead-zone (pp. 584-587) (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Okano, T. Shigematsu, and M. K. Kurosawa
  • 学会等名: Proc. 10th Int. Conf. on New Actuators and 4th Int. Exhibition on Smart Actuators and Drive Systems, ACTUATOR 2006
  • 発表場所: Bremen, Germany
  • 年月日: 20060614-16
• [学会発表] Friction drive modeling of SAW motor using classical theory of contact mechanics (pp. 444-447) (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Shigematsu and M. K. Kurosawa
  • 学会等名: Proc. 10th Int. Conf. on New Actuators and 4th Int. Exhibition on Smart Actuators and Drive Systems, ACTUATOR 2006
  • 発表場所: Bremen, Germany
  • 年月日: 20060614-16
• [学会発表] 弾性表面波モータが有する不感帯が駆動特性に与える影響(pp. 425-426) (2006)
  • 著者名/発表者名: 岡野雅樹, 黒澤実
  • 学会等名: 第18回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム講演論文集
  • 発表場所: 神戸・神戸市国際会館
  • 年月日: 20060518-19
• [学会発表] 弾性表面波モータの摩擦駆動の計測と解析(pp. 419-424) (2006)
  • 著者名/発表者名: 重松隆史, 黒澤実
  • 学会等名: 第18回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム講演予稿集
  • 発表場所: 神戸・神戸市国際会館
  • 年月日: 20060518-19
• [学会発表] PID control of the energy circulation type SAW motor considering dead-zone (pp. 87-88) (2005)
  • 著者名/発表者名: M. Okano, T. Suzuki, T. Shigematsu, and M. K. Kurosawa
  • 学会等名: Proc. the 1st Int. Workshop on Ultrasonic Motors and Actuators
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20051114-15
• [学会発表] Surface Acoustic Wave Motor with Feedback Controller considering Dead Zone (pp. 2053-2058) (2005)
  • 著者名/発表者名: M. K. Kurosawa, T. Suzuki, and K. Asai
  • 学会等名: Proc. the 31st Annual Conf. of the IEEE Industrial Electronics Society
  • 発表場所: Raleigh, North Carolina, U.S.A.
  • 年月日: 20051106-12
• [学会発表] 不感帯を考慮した弾性表面波モータのフィードバック制御(US2005-41, pp13-18) (2005)
  • 著者名/発表者名: 黒澤実, 鈴木貴也, 重松隆史, 浅井勝彦
  • 学会等名: 信学技報
  • 発表場所: 仙台・東北大学
  • 年月日: 20050929-30
• [学会発表] Control of Surface Acoustic Wave Motor using PID Controller (pp. 326-329) (2005)
  • 著者名/発表者名: T. Suzuki, M. K. Kurosawa, and K. Asai
  • 学会等名: Proc. the Fifth Int. Symp. on Linear Drives for Industry Applications, LDIA 2005
  • 発表場所: Kobe-Awaji, Japan
  • 年月日: 20050925-28
• [学会発表] Optical Beam Steering using 2-D Surface Acoustic Wave Actuator (pp. 1255-1258) (2005)
  • 著者名/発表者名: T. Shigematsu, T. Iseki, M. Okumura, T. Sugawara, and M. K. Kurosawa
  • 学会等名: Proc. the 13th Int. Conf. on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems, Transducers '05
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20050605-09
• [学会発表] Measurements of Friction Drive Dynamic in Surface Acoustic Wave Motor (pp. 361-369) (2005)
  • 著者名/発表者名: T. Shigematsu, M. K. Kurosawa, and K. Asai
  • 学会等名: Proc. 2nd Int. Workshop on Piezoelectric Materials and Applications in Actuators, IWPMA 2005
  • 発表場所: Paderborn, Germany
  • 年月日: 20050522-25
• [学会発表] SMSA反射器を用いた環流型弾性表面波モータの駆動(pp. 907-908) (2005)
  • 著者名/発表者名: 高瀬真宏, 重松隆史, 黒澤実, 浅井勝彦
  • 学会等名: 日音講論集
  • 発表場所: 東京・東京農工大学
  • 年月日: 20050315-17
• [学会発表] 弾性表面波モータ -現状と今後の展開-(招待講演)(pp. 1189-1192) (2004)
  • 著者名/発表者名: 黒澤実
  • 学会等名: 日音講論集
  • 発表場所: 沖縄・琉球大学
  • 年月日: 20040928-30
• [学会発表] 駆動電極にDIDTを用いた環流弾性表面波モータ(pp. 1251-1252) (2004)
  • 著者名/発表者名: 鈴木貴也, 黒澤実, 浅井勝彦
  • 学会等名: 日音講論集
  • 発表場所: 沖縄・琉球大学
  • 年月日: 20040928-30
• [学会発表] 有限要素法によるレイリー波とスライダ突起の接触解析について(pp. 1213-1214) (2004)
  • 著者名/発表者名: 宮崎義人, 重松隆史, 黒澤実
  • 学会等名: 日音講論集
  • 発表場所: 沖縄・琉球大学
  • 年月日: 20040928-30
• [学会発表] 弾性表面波モータの摩擦駆動のダイナミクス(pp. 1211-1212) (2004)
  • 著者名/発表者名: 重松隆史, 黒澤実, 浅井勝彦
  • 学会等名: 日音講論集
  • 発表場所: 沖縄・琉球大学
  • 年月日: 20040928-30
• [図書] 実用精密位置決め技術事典 (2008)
  • 著者名/発表者名: 黒澤実
  • 総ページ数: 212-217
  • 出版者: (株)産業技術サービスセンター
• [図書] 未来型アクチュエータ材料・デバイス (2006)
  • 著者名/発表者名: 黒澤実
  • 総ページ数: 297-304
  • 出版者: 株式会社シーエムシー出版
• [図書] アクチュエータ工学 (2004)
  • 著者名/発表者名: 黒澤実
  • 総ページ数: 98-103
  • 出版者: 養賢堂
• [備考]
  • URL: http://www.kurosawa.ip.titech.ac.jp