A-2 鉄ガリウム合金を用いた 小型リニアアクチュエータの

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
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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
E
i  (1  e
R
L

R
アクチュエータの等価回路
R
 t
L
)
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。