2018 Fiscal Year Annual Research Report
Surface acoustic wave motor with sapphire wave guide
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15H03943
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
黒澤 実 東京工業大学, 工学院, 准教授 (70170090)
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2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | アクチュエータ / 超音波モータ / 摩擦駆動 / 圧電アクチュエータ / 圧電デバイス / 弾性表面波 / 進行波 / MEMS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
摩擦駆動面となるレイリー波の導波路として，耐摩耗性と機械強度の高い単結晶サファイアガラスを用いた弾性表面波デバイスを実現するため，導波路となるサファイア基板の両端部に，櫛形電極を付けたニオブ酸リチウム素子を配して，レイリー波を送波および受波する構造のトランスデューサについて実験を行った。レイリー波を励振する素子として，ニオブ酸リチウム(128°Y-cut X伝搬)基板上に，21対の駆動用IDTと32対の反射器IDTを構成し，一方向への波動を励振する弾性表面波基板を作製した。
レイリー波を励振する弾性表面波励振素子の放射端上面に，導波路となるサファイア基板の導波路面端部を，治具により静加圧することで導波路面同士を機械的に接合した。ニオブ酸リチウム基板で励振されたレイリー波は，機械的接合面において，サファイア導波路に伝搬する構造とした。
設計した一方向性電極の駆動周波数9.61MHzにおいて励振を行ったところ，サファイア導波路を装着した状態で，駆動電圧20.5Vにおいて，振動変位4.7nm，振動速度0.25m/sと，レイリー波をサファイア基板導波路面に励振することに成功した。サファイア導波路上へのレイリー波励振を実現し，耐摩耗性の高い弾性表面波モータ用トランスデューサを作製可能なことを示した。
また，この研究で作製した弾性表面波基板を水中に置いたところ，基板面に生ずる放射圧により，素子が水中で自走する現象を見いだした。水中用のアクチュエータとして作製したところ，秒速10ｃｍで自走することが分かった。駆動電圧を増減することで移動速度は変化し，速度制御可能な水中アクチュエータとして有用なことが分かった。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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