内視鏡用極細高出力・高トルク・マイクロ超音波モータ

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12875054
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 上羽 貞行 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (90016551)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石井 孝明 東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (40262323) ; 中村 健太郎 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教授 (20242315)
• Keywords: 超音波モータ / 摩擦材料 / 摩擦 / 伝送線 / トルク / 振動速度 / 振動モード / マイクロ

Research Abstract

研究の目的
本研究の目的は「直径1mm、長さ1m程度の内視鏡用超音波モータを実現する」ことである。
本年度の研究実施計画
1.マイクロ超音波モータの形状の決定
(1)駆動に必要な振動モードを得るための、振動子の形状、伝送線の形状を改良・設計した。
(2)先端部分の回転部分の設計を行う。直線的な超音波振動を回転力に変換する機構や、押さえ機構、動力を取り出す機構などの具体的な設計を行った。
(3)より小型のモータの設計を行った。直径0.5mmの伝送線を用いた。
2.マイクロ超音波モータの試作
(1)超音波振動子の試作、伝送線の接続
設計に従って、圧電セラミックス、金属部品を購入した。
(2)超音波振動子の先端に直径1mmの超音波伝送線、および直径0.5mmの超音波伝送線を接続した。
(3)提案するマイクロモータを試作した。
3.動作の確認
(1)組み上がったモータの先端部の振動を計測し、所望の振動が得られているかどうか、レーザ変位計を用いて確認した。
(2)伝送線には可撓性があるため、フレキシブルなアクチュエータになった。曲げても先端の動作に変化はなかった。
4.振動変換機構および回転部分の検討
(1)振動変換機構(直線運動から回転運動へ)については、今後も常に改良を心がけ、よりよい構造になるようにする。