弾性表面波モータによるサブナノステップトラッキング型ステージの研究

基于声表面波电机的亚纳米步进跟踪平台研究

• 批准号: 03J03515
• 负责人: 重松 隆史
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J03515/
• 关键词: 小型アクチュエータ; 超音波モータ; MEMS; 摩擦駆動; コンタクトメカニクス; トライボロジー; 弾性表面波; 2軸偏向; マイクロエラー; サブナノメートル; ステップ駆動; アクチュエータ; リニアモータ; メカニクス

弾性表面波モータの摩擦駆動のダイナミクスを解明するために昨年度に行った摩擦駆動面での垂直・水平方向の変位の測定結果に対して,コンタクトメカニクスの考え方を用いることで摩擦駆動により発生した力を推定する手法を提案した.この手法を用いることで,摩擦駆動の詳細に関してより多くの知見を得ることが出来た.水平方向への力は原理的に垂直抗力に摩擦係数をかけた最大摩擦力以上発生しないが,コンタクトメカニクスの手法で測定結果の解析を行うとそれ以上の力となっていることが分かった.摩擦力以上の力は物理的に発生しない為,1摩擦駆動が機械的共振と関連している,2.摩擦係数は以前に報告されている値よりも大きい,3垂直方向の力は機械的な変形のみで発生するのではなくその他の現象による追加の力がはたらいている,という3つの可能性が考えられた.1つ目の可能性について,接触面の機械的な応答を動的なコンタクトメカニクス解析を行うことで検討し,共振が生じていないことからこの可能性ではないことを示した.2つ目の可能性について,さまざまな摩擦駆動面の形状を有するスライダとステータ間の摩擦試験を行い,摩擦係数はスライダの表面形状により変化する結果を得た.この結果は3つ目の可能性の機械的な変形以外の力がはたらいているため,同じ垂直方向の負荷の条件では等価的に摩擦係数が増大しているように測定されると考察し,接触面間の静電力等の相互作用について検討すべきとの方針を得た.相互作用のメカニズムはまだ明らかとなっていないが,透過的に摩擦係数が大きな値となっていると想定することで,摩擦駆動面での変位の測定結果を摩擦駆動モデルで十分にシミュレートすることが出来た.この結果を用いることでより高精度の摩擦駆動モデルが実現でき,今後の設計に役立てることができるようになった.

Friction surface wave 弾 sex モ ー タ の 駆 dynamic の ダ イ ナ ミ ク ス を interpret す る た め に yesterday annual line に っ た dynamic surface friction 駆 で の の vertical, horizontal direction - a の determination results に し seaborne て, コ ン タ ク ト メ カ ニ ク ス の tested え party を with い る こ と で friction 駆 dynamic に よ り 発 raw し た presumption force を す る technique proposed を し た. こ の gimmick を with い る こ と で, The details of the 駆 movement <s:1> are に related to the てよ and てよ, and many く and く opinions are を to る, る and とが come out た. Horizontal へ の force は に vertical resistance に を friction coefficient of the principle of か け た born more than maximum friction 発 し な い が, コ ン タ ク ト メ カ ニ ク ス の gimmick で determination results の parsing line を う と そ れ above の force と な っ て い る こ と が points か っ た. Above the frictional force, the に occurrence of the に in the <s:1> physics is な な に as follows: 1. The resonance of the 駆 moving が machinery is と related to <s:1> て る る,2. Friction coefficient は に report before さ れ て い る numerical よ り も big き い, 3 vertical force の は mechanical な - shaped の み で 発 raw す る の で は な く そ の の phenomenon に he よ る additional の force が は た ら い て い る, と い う 3 つ の possibility が exam え ら れ た. 1 つ の possibility に つ い て, contact の mechanical な 応 answer を moving な コ ン タ ク ト メ カ ニ ク ス parsing line を う こ と で 検 for し, resonance が raw じ て い な い こ と か ら こ の possibility で は な い こ と を shown し た. 2 つ の possibility に つ い て, さ ま ざ ま な dynamic surface friction 駆 の shape を す る ス ラ イ ダ と ス テ ー タ の friction test を い, coefficient of friction は ス ラ イ ダ の surface shape に よ り variations change す る results を た. こ の results は 3 つ mesh の mechanical な の possibility - form outside force の が は た ら い て い る た め, vertical direction with じ の の load conditions で は 価 に が friction coefficient raised such as big し て い る よ う に determination さ れ る と し, の electrostatic force between contact の interaction に つ い て beg す 検 べ き と の policy を た. Interaction の メ カ ニ ズ ム は ま だ Ming ら か と な っ て い な い が, through に が friction coefficient is big き な numerical と な っ て い る と scenarios す る こ と で, dynamic surface friction 駆 で の - a の determination results を friction 駆 dynamic モ デ ル で very に シ ミ ュ レ ー ト す る こ と が た. こ の results を い る こ と で よ り high-precision dynamic モ の friction 駆 デ ル が be At present, で で, and in the future, <s:1> design に will be established at てる とがで るようになった るようになった るようになった.

项目成果

Miniaturized SAW Motor with 100 MHz Drive Frequency

驱动频率为 100 MHz 的小型 SAW 电机

• 发表时间: 2006
• 期刊: 電気学会論文誌E 126-E・4(掲載決定)
• 作者: Takashi Shigematsu;Minoru K.Kurosawa
• 通讯作者: Minoru K.Kurosawa