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超音波モータの極低温環境における駆動

在低温环境中驱动超声波电机

基本信息

批准号：
13J07608
负责人：
山口大介
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

極低温環境内において、高速回転操作を実現するアクチュエータが求められている。本研究の目的は、狭隘な極低温環境に設置可能な超音波モータの性能向上、および駆動源であるボルト締めランジュバン型振動子における予圧特性の温度依存性の低下である。本研究で得られた成果を要約すると、以下の通りである。1、ニオブ酸リチウムについて、極低温環境に共振・反共振法を適用することにより、極低温環境における圧電定数の測定を行った。ニオブ酸リチウムの圧電定数は小さいが、温度による依存が小さいことを確認した。2、室温から極低温までの温度低下により生じる熱応力を減少させることを目的とし、構造材料に純チタン、圧電材料にマグネシウムニオブ酸・チタン酸鉛固溶体(PMN-PT)を使用したボルト締めランジュバン型振動子を試作した。有限要素法解析および、極低温環境における駆動実験を通して、熱応力に関する評価を行った。これより、温度による温度依存性が減少し、使用温度に合わせた組み立て条件の調整が不要となった。3、上記、ボルト締めランジュバン型振動子を駆動源とする超音波モータの試作・評価を行った。90K以下の温度において、駆動実験を行い、いずれの温度においても回転を確認した。これより4.5Kにおいて印加電圧100Vp-p時に、1100rpmの回転数を実現した。4.5Kにおいて1000rpmを超える回転数を有する小型駆動源はこれまでになく、固体NMR分析をはじめ様々な分析機器に適用することで、装置の小型化・高性能化などが期待される。

High temperature and high speed operation in extremely low temperature environment The purpose of this research is to improve the performance of ultrasonic transducers in a narrow and extremely low temperature environment, and to reduce the temperature dependence of the pressure characteristics of the vibration transducer. This study is based on the following results: 1. Determination of voltage and current in extremely low temperature environment by resonance and anti-resonance method The temperature of the battery is dependent on the temperature of the battery. 2, room temperature, extremely low temperature, low temperature, low thermal stress, low temperature, low temperature, high temperature, Finite Element Method Analysis and Evaluation of Thermal Stress in Extremely Low Temperature Environment The temperature dependence of the temperature is reduced, and the adjustment of the temperature combination conditions is not required. 3. The test and evaluation of ultrasonic vibration are carried out on the basis of the vibration source of ultrasonic vibration. The temperature below 90K is determined by the temperature change and operation. This is achieved at 4.5K with a voltage of 100Vp-p and a return speed of 1100rpm. 4.5K, 1000rpm, 1000rpm, 1000 rpm