2011 Fiscal Year Annual Research Report
高磁束密度を使ったローレンツ浮上モータの開発と応用
| Project/Area Number |
20360106
|
|---|
| Research Institution | Ibaraki University |
|---|
Principal Investigator |
岡田 養二 茨城大学, 名誉教授 (90007774)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
榎園 正人 大分大学, 工学部, 教授 (40136784)
増澤 徹 茨城大学, 工学部, 教授 (40199691)
近藤 良 茨城大学, 工学部, 教授 (90186867)
松田 健一 茨城大学, 工学部, 准教授 (30302326)
|
|---|
| Keywords | 磁気浮上モータ / 磁気軸受 / 非接触回転 / 高磁束密度 / 高速回転機 / 浮上制御 / 回転型人工心臓 / ロボット用モータ |
|---|
| Research Abstract |
昨年度までの結果から、磁束を強くするだけではなく、ロータを軽量化しながら強い磁界を作り出す必要性が分かったので、それらを考慮した人工心臓用の小型浮上モータを設計・製作した。このモータは浮上回転に成功し、基本特性を測定した。小型の割には強い浮上力と回転トルクを確認し,サーボモータ制御を適用して9000rpmを越える安定な浮上回転に成功した。
本年度は、磁気浮上モータを血液ポンプ用に製作し直して遠心ポンプを製作し,目標とした人工心臓ポンプを開発した。昨年度開発した浮上モータを基本として,非接触回転可能な人工心臓ポンプを製作した。遠心ポンプとして性能を確認したが,人工心臓ポンプとしては充分な性能を確認することが困難であった。最大の理由は,モータステータとロータ間で血液の入るギャップが不足しており,早急に改良して最終性能を確かめる予定である。
ロボット用モータの開発に関しては,従来はハーモニックドライブのような高減速機構を使ったために,効率の悪化と信頼性が悪い問題があった。これらの問題を解決するため,超高トルクモータを開発する必要がる。まず,磁界解析を使って磁束集束と扁平なアウターロータモータを設計し,歩行補助に使える(足の関節に付けられる)大きさで,20Nmの高トルクモータを試作した。内部に1/6の遊星歯車減速機を持たせることを前提に,歩行に充分なトルクを得られるモータである。このモータ部分のみを設計・製作したところ,回転トルクは設計値に近い値が得られていることを確認した。しかし思った以上にトルクリップルが大きく,充分な性能確認が出来ていなかった。
|
