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.

电共轭流体， ECF）是一种通过向放置在流体中的一对电极施加高直流电压来产生主动流（喷射流）的功能流体。今年，我们将测量 C-RE 型 ECF 电机的输出特性。线状电极排列在圆柱形转子上，多个盘状转子堆叠而成，电极对呈放射状排列。我们实现了分层DP-RE型ECF电机的输出功率的提高。首先，我们研究了减小ECF微型电机直径的可能性。这是一种产生流动并从该反作用力获得扭矩的新型执行器。先前的研究表明，电机越小，输出功率就越小。因此，我们明确了内径为2mm的C-RE型ECF电机的扭矩-速度特性。此外，我们还明确了内径为2mm的C-RE型ECF电机的扭矩-速度特性。 -我们开发了RE型ECF电机。经实验证明，输出功率密度比内径9mm的8层DP-RE型ECF电机高约2.3倍。 .接下来，用于常规研究我们的目标是通过使用高性能 ECF (FF-1) 来提高电机性能，众所周知，它能够以比之前使用的 ECF（癸二酸二丁酯）更高的速度产生射流。因此，8 层 It实验表明，DP-RE型ECF电机的输出功率密度大约高出五倍。此外，对内径2毫米的C-RE型ECF电机的研究导致在台湾举行的国际会议7 ^<第>大学。获得Int.Conf.Mechatronics Technology最佳论文奖。