非接触充電機能を持つ故障診断装置の開発・研究

具有非接触充电功能的故障诊断设备的开发研究

• 批准号: 14750177
• 负责人: 柴 建次
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750177/
• 关键词: 磨耗診断; 切削工具; Mn-Znフェライト; 非接触電力伝送; 入出力電圧比; インダクタンス; 開磁路; 空心コイル; 圧電ユニモルフ振動子; 鉄損; 微弱電波; 閉磁路; 磁性体

小型精密旋盤の切削工具の摩耗を原因とする不良品の生産が問題になっている.平成14年度,切削工具の摩耗を自動で検出し警告する小型の摩耗診断装置の設計・試作・評価を行った.本年度は,この装置に非接触(開磁路)で電力供給する方法について検討した.磨耗診断装置に搭載する二次電池(25mAh,3V)に1時間で充電することを目標としている.一次コイル材質と巻き数,二次コイル材質と巻き数,伝送周波数を変化させた場合の伝送効率と入出力電圧の関係を解析し,入力電圧が小さく(3V未満),かつ,高効率得られる条件を見積もり,その条件で実測を行った.トランスには,φ30mm×厚さ5mmの空心型コイル(一次用)とφ30mm×厚さ2mmの空心型コイル(二次用)を用いる方式(Type A),直径30mm×厚さ5mmの空心コイル(一次用)とφ5mm×厚さ2.7mmのフェライトコアに巻いたコイル(二次用)を用いる方式(Type B),直径30mm×厚さ5mmの空心コイル(一次用)と直径12mm×厚さ1mmの空心コイル(二次用)を用いる方式(Type C)を提案した.コイル間の間隔を5mm離した状態における伝送効率の測定実験において,いずれのTypeも1MHz(実測で可能な最大周波数)で最大効率が得られ,TypeAで81%以上,TypeBで17%,Type Cでは35%以上を得ることができた(入力電圧:0.6〜1V).バイトに二次コイルを接触させた場合においては,伝送効率は,TypeAで44%以上,TypeBとTypeCで5%程度であった.TypeAは,バイト取り付け時も二次電池を急速充電するための十分な能力を有することを確認し,小型磨耗診断装置等の小型装置への非接触電力伝送が可能であることを確認した.

The causes of wear and tear of small precision rotary disc cutting tools and production problems of defective products. Design, trial operation and evaluation of small wear diagnosis device for automatic wear detection and warning of cutting tools in Heisei 14. This year, the device is non-contact (open magnetic circuit) and power supply methods are discussed. The wear diagnosis device is equipped with a secondary battery (25mAh, 3 V), which takes 1 time to charge. The relationship between transmission efficiency and input voltage is analyzed when the first order material and the second order material and the number of transmission cycles are changed. The input voltage is small (3V). The conditions for high efficiency are integrated and measured.φ30mm× 5mm thick hollow tube (primary use) φ 30mm× 2mm thick hollow tube (secondary use) φ30mm× 5mm thick hollow tube (secondary use) φ30mm× 5 mm thick hollow tube (primary use) φ5mm× 2.7 mm thick hollow tube (secondary use) φ 30mm× 5mm hollow tube (primary use) φ 30mm× 5mm thick hollow tube (secondary use) φ 30mm× 5mm thick hollow tube (primary use) φ 30mm× 5 mm thick hollow tube (secondary use) φ 30mm× 5 mm thick hollow tube (secondary use) φ 30 mm × 5 mm hollow tube (secondary use) φ 30 mm thick tube (secondary use) φ 30 mm × 5 mm hollow tube (secondary use) φ 30 mm thick tube (secondary use) φ 30 mm thick tube (secondary use) φ 3 Diameter 30mm× thickness 5mm hollow tube (primary use) diameter 12mm× thickness 1mm hollow tube (secondary use) method (Type C) proposal. Measurement of transmission efficiency at intervals of 5mm for Type A, Type B and Type C at 1MHz(maximum possible frequency), maximum efficiency of 81% or more for Type A, 17% or more for Type B and 35% or more for Type C (input voltage:0.6 ~ 1V). In the case of secondary battery contact, the transmission efficiency is more than 44% for Type A and 5% for Type B and Type C. Type A is available for non-contact power transmission of small devices such as small wear diagnosis devices.

项目成果

柴 建次: "小型精密旋盤用ミニチュア磨耗検出装置の開発研究"日本時計学会会誌 マイクロメカトロニクス. 第46巻第2号. 8 (2002)

Kenji Shiba：“小型精密车床的微型磨损检测装置的开发和研究”日本钟表学会微机电学杂志第46卷第2.8期（2002年）。

Kenji SHIBA: "Development of a miniature abrasion-detecting device for a small precision lathe"Sensors and Actuators A. (条件付採録).

Kenji SHIBA：“小型精密车床微型磨损检测装置的开发”传感器和执行器 A.（有条件接受）。

柴 建次: "小型精密旋盤用ミニチュア摩耗検出装置の開発研究"日本時計学会会誌 マイクロメカトロニクス. 第46巻第2号. 8 (2002)

Kenji Shiba：“小型精密车床的微型磨损检测装置的开发研究”日本钟表学会微机电学杂志第 46 卷第 2.8 期（2002 年）。

Kenji SHIBA: "Development of a miniature abrasion-detecting device for a small precision lathe"Sensors and Actuators A. 109. 6 (2003)

Kenji SHIBA：“小型精密车床微型磨损检测装置的开发”Sensors and Actuators A. 109. 6 (2003)