電気粘性流体の利用による超音波モータの高効率・長寿命化に関する基礎的研究

使用电流变液提高超声波电机效率和寿命的基础研究

• 批准号: 06750061
• 负责人: 中村 健太郎
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750061/
• 关键词: 電気粘性流体; 超音波モータ; ねじり振動; 摩擦駆動; 電気等価回路モデル

本研究の目的は、効率や寿命、振動系設計の複雑さのような従来の超音波モータの欠点を根本的に解決するために、研究代表者が提案する電気粘性流体を利用した新しい超音波モータの基礎的な特性を調べ、設計法について検討することであった。本モータでは従来の超音波モータにおける振動による摩擦力制御にかわって、印加電界によって粘性が変化する流体(電気粘性流体、ERF)をロータ・ステ-タ駆動面に導入しており、従来のようにロータとステ-タが直接接触しないので、効率や寿命を改善できる可能性がある。また、振動成分は駆動力源となるもの単一でよく、振動系の設計の自由度が増大する。ERFによる「ねじり振動-ロータ回転」変換機構の基礎的性質を検討するため、電磁式ねじり振動子とロータ、ERFからなるモータを試作して、その特性を測定し、以下のような結果を得た。1)ねじり振動をロータ回転に変換することに成功した2)ねじり振動とERF印加交番電界の位相差を変化することで回転方向を制御可能である3)ねじり振動速度の5割程度のロータ回転速度が実現できたさらに、本モータの最適な動作点を検討するために、電気等価回路モデルによる数値解析を行った。その結果、1)駆動周波数が高いほどすぐれた特性が得られる2)理想的にはねじり振動速度と同程度のロータ回転速度が得られるはずである3)以上を実現するためには高速なERFの開発が必要である4)既存のERFで従来の電磁型モータと同程度の出力トルクが得られるはずであることなどが明らかになった。

The purpose of this study is to provide fundamental solutions to the problems of efficiency, lifetime and vibration system design, and to propose a new method for adjusting the characteristics of electroviscous fluids based on ultrasonic vibration system design. This paper presents the possibility of improving the friction control, electrical field and viscosity of fluid (electro-viscous fluid, ERF) due to ultrasonic vibration, direct contact, efficiency and lifetime. The freedom of design of vibration system is increased. The basic properties of ERF conversion mechanism are discussed. The electromagnetic vibration mechanism and ERF conversion mechanism are tested. The characteristics of ERF conversion mechanism are measured. The following results are obtained. 1) Vibration and ERF phase difference can be controlled; 2) Vibration and ERF phase difference can be controlled; 3) Vibration speed can be controlled; 4) Vibration and ERF phase difference can be controlled; 5) Vibration and ERF phase difference can be controlled; 6) Vibration and ERF phase difference can be controlled; 7) Vibration and ERF phase difference can be controlled; 8) Vibration and ERF phase difference can be controlled; 9) The results are as follows: 1) The number of vibration cycles is high; 2) The ideal vibration speed is high; 3) The high speed ERF is necessary; 4) The existing ERF is electromagnetic;

项目成果

丸山 周,ほか: "電気粘性流体を用いた超音波モータの試作とその基礎特性" 電子情報通信学会技術報告. US94-67. 45-52 (1994)

Shu Maruyama 等人：“使用电流变液的超声波电机原型及其基本特性”IEICE 技术报告 45-52 (1994)。

丸山 周,ほか: "構造と流体の改善と特性の向上(電気粘性流体を用いた超音波モータ(II))" 日本音響学会講演論文集(平成6年秋季). 1145-1146 (1994)

Shu Maruyama 等人：“结构、流体和性能的改进（使用电流变流体的超声波电机（II））”日本声学学会会议记录（1994 年秋季）1145-1146（1994 年）。