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A-6 スムーズインパクト駆動方式
磁歪マイクロリニアアクチュエータ
のパルス電圧駆動に関する研究
知能電気機器研究室
北川 大樹
目次
背景
スムーズインパクト駆動の説明
研究目的
アクチュエータの構成
回路の駆動原理
Duty比による移動体、摩擦部材変位の関係
まとめ
マイクロリニアアクチュエータ
携帯電話 デジタルカメラのオートフォーカスや手振れ補
正機能にマイクロリニアアクチュエータが使われている
マイクロリニア圧電アクチュエータ
コニカミノルタ
スムーズインパクト駆動機構
固定部材
移動体
圧電素子
駆動摩擦部材
•構成が単純
•位置の保持
•長ストローク
•高分解能
摩擦部材変位と移動体変位
研究目的
磁歪材料(Galfenol)を用いたスムーズ
インパクト駆動リニアアクチュエータの開発
圧電素子
•もろく加工しづらい
•高電圧駆動
Galfenol
•延性材料
•小型化が可能
•低電圧駆動
パルス電圧による簡易的な駆動回路を作製、
Duty比による移動体と摩擦部材変位の関係を調べた
アクチュエータの構成
Frictional Rod
Fe-Ga Core
Coil
3mm
9mm
Mover
アクチュエータの構成
Fixture
アクチュエータの写真
駆動原理(磁歪方式)
磁歪(変位) ∝ 電流
ロッドのノコギリ変位と移動体変位
ロッドの逆ノコギリ変位と移動体変位
アクチュエータの等価回路
1次遅れ系
R
t
E
i (1 e L )
R
L
R
アクチュエータの等価回路
ノコギリ波回路(順方向)
電流
ON
τ= L/R
ON
ノコギリ波回路
OFF
τ= L/(R+R2)
OFF
アクチュエータに流れる電流
逆ノコギリ波回路(逆方向)
τ=L2/R2
τ=(L+L2)/(R+R2)
電流
τ=L/(R+R3)
ON
OFF
アクチュエータに流れる電流
逆ノコギリ波回路
メリット
直流電源の簡単なオン、オフ制御
測定装置
Time
測定装置
スイッチ電圧1パルス
駆動条件
コイルに流れるピーク電流を0.3A(ノコギリ波)、0.5A(逆ノコギリ波)
1パルス(周期1ms)のみ
パラメータ
Duty比を5%~95%まで5%刻み
変位、電流の時間応答(順方向)
変位、電流の時間応答(Duty比=0.2)
変位、電流の時間応答(Duty比=0.8)
Duty 比と変位の関係(順方向)
1パルスにおけるDuty-移動体、摩擦部材変位(ノコギリ波)
変位、電流の時間応答(逆方向)
変位、電流の時間応答(Duty比=0.2)
変位、電流の時間応答(Duty比=0.8)
Duty 比と変位の関係(逆方向)
1パルスにおけるDuty-移動体、摩擦部材変位(逆ノコギリ波)
まとめ
パルス電圧で簡易的にノコギリ波、逆ノコギリ波電流を発生
させる回路を作製して、移動体が変位することを確認した
ノコギリ波回路において十分なDuty比をとることで変位がほ
ぼ同じになる
逆ノコギリ波回路においてDuty比によらず同じ変位を得る
Duty比を小さくし、周波数を上げる事で移動体の速度の
向上が見込める
ご静聴ありがとうございました。