大移動量を可能とする対向面磁石列配置によるパラメカの高速高精度位置決め装置の開発

磁気歯車と磁石プレートを組み合わせた非接触動力伝達を行う直動ジョイントの特性把握試験を実施した．ACサーボモータによって磁気歯車を回転させ，磁気歯車の上下に配置した磁石プレートを非接触に直動させる．その直動変位をレーザ変位計にて測定し，サーボモータのトルク，回転角度との比較検討を行った．その結果，予想されていたとおりに，磁気歯車と磁石プレートが非接触であるため剛性および減衰性が悪いことが確認できた．また，磁気歯車と磁石プレートの間に強い非線形性があることも確認できた．実際のパラメカでのジョイント配置を模擬して土台に対して斜めに配置したことによって自重の影響を大きく受けることも確認できた．一方で，磁気歯車と上下配置の磁石プレートの極数が一致するとコギングが大きな影響を及ぼすことが明らかとなったため，対策を検討する必要がある．また，非接触駆動のパラメカの応用として，減速比３の軸方向磁場磁気歯車を用いて低温真空の宇宙環境への適応を検討した．常温大気圧・常温低真空・低温低真空下において最大2.5Nm，最大回転速度2500rpmで動力実験を実施した．トルクが増加すると伝達効率は増加するものの，常温大気圧で最大75％程度の伝達効率を示したが，常温真空では約13％程度低下し，さらに低温真空下では15％程度低下し37％程度まで低下した．真空による磁石の温度上昇が比較的増加するために磁束密度の低下，ベアリングの摩擦トルクの増加などの影響と考えられた．

磁気歯車と磁石プレートを組み合わせた非接触動力伝達を行う直動ジョイントの特性把握試験を実施した．ACサーボモータによって磁気歯車を回転させ，磁気歯車の上下に配置した磁石プレートを非接触に直動させる．その直動変位をレーザ変位計にて測定し，サーボモータのトルク，回転角度との比較検討を行った．その結果，予想されていたとおりに，磁気歯車と磁石プレートが非接触であるため剛性および減衰性が悪いことが確認できた．また，磁気歯車と磁石プレートの間に強い非線形性があることも確認できた．実際のパラメカでのジョイント配置を模擬して土台に対して斜めに配置したことによって自重の影響を大きく受けることも確認できた．一方で，磁気歯車と上下配置の磁石プレートの極数が一致するとコギングが大きな影響を及ぼすことが明らかとなったため，対策を検討する必要がある．また，非接触駆動のパラメカの応用として，減速比３の軸方向磁場磁気歯車を用いて低温真空の宇宙環境への適応を検討した．常温大気圧・常温低真空・低温低真空下において最大2.5Nm，最大回転速度2500rpmで動力実験を実施した．トルクが増加すると伝達効率は増加するものの，常温大気圧で最大75％程度の伝達効率を示したが，常温真空では約13％程度低下し，さらに低温真空下では15％程度低下し37％程度まで低下した．真空による磁石の温度上昇が比較的増加するために磁束密度の低下，ベアリングの摩擦トルクの増加などの影響と考えられた．