電界共役流体を応用した高パワー軽量な高集積化マイクロモータの開発

利用电场共轭流体开发高功率、轻量化、高集成度微电机

基本信息

批准号：
14655063
负责人：
横田眞一
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

電界共役流体(Electro-Conjugate Fluid, ECF)は,流体中に配置した電極対に直流高電圧を印加することにより活発な流動(ジェット流)を生じる機能性流体である.本研究では,このジェット流を工学的に応用した高パワーで軽量なECFマイクロモータを開発する.本年度は,円筒状ロータに線状電極を配置したC-RE形ECFモータの出力特性の測定,および電極対を放射状に配置した円盤状ロータを複数枚積層した積層DP-RE形ECFモータに関する出力パワーの向上を実現した.はじめに,ECFマイクロモータの小径化に関する検討を行った.ECFマイクロモータはステータ内部に充填した電界共役流体に,ロータ上の電極によってジェット流を発生させ,この反力でトルクを得るニューアクチュエータである.これまでの研究からECFジェットを応用したモータでは,小形化するほど出力パワー密度が上昇することがわかっている.このため,内径2mmのC-RE形ECFモータのトルク-スピード特性を明らかにした.また,内径5mm(従来モータの約1/2)の8層DP-RE形ECFモータを開発した.この結果,内径9mmの8層DP-RE形ECFモータと比較して,出力パワー密度が約2.3倍に向上することを実験的に明らかにした.つぎに,従来研究で使用していたECF(デカン二酸ジブチル)よりも高速なジェットを発生することが知られている高性能ECF(FF-1)を使用して,モータ性能の向上を目指した.この結果,8層DP-RE形ECFモータにおいて,出力パワー密度が約5倍になることを実験的に明らかにした.なお,内径2mmのC-RE形ECFモータに関する研究により,台湾大学で開かれた国際会議7^<th> Int.Conf.Mechatronics TechnologyにおいてBest Paper Awardを受賞した.

电轭流体，ECF）是一种功能流体，可通过将高直流电压施加到放置在流体中的电极对中，从而产生活性流量（JET流）。在这项研究中，我们将开发一种高功率，轻巧的ECF微型电脑，该微型电脑使用该喷气流程设计。今年，我们已经实现了C-RE ECF电动机的输出特性的测量，其线性电极放置在圆柱转子上，并提高了层压的DP-RE ECF电动机的输出功率，并具有带有电极对径向排列的多个圆盘形转子的层压DP-RE ECF电动机，并以径向形状排列的电极对。首先，我们研究了ECF微型运动直径的降低。 ECF微型电机是一种新的执行器，它通过使用转子上的电极在定子内部填充的电场结合流体产生射流流，并通过该反作用力获得扭矩。从以前的研究中，应用ECF喷射的电动机的尺寸较小，并且输出功率增加。众所周知，战争密度增加。因此，揭示了内径为2mm的C-RE ECF电动机的扭矩速度特性。此外，开发了一个8层DP-RE ECF电动机，内径为5mm（大约是常规电动机的1/2）。结果，经过实验表明，输出功率密度比8层DP-RE ECF电动机高约2.3倍，内径为9mm。接下来，使用高性能ECF（FF-1）提高了运动性能，该效果比以前的研究中使用的是比ECF快（二丁基十二烷）生成的JET的速度。结果，通过实验表明，在8层DP-RE ECF电动机中，输出功率密度大约高出5倍。此外，在台湾大学举行的国际会议7^<TH>他获得了INT.Conf.Mechatronics Technology的最佳纸张奖。