ブース番号 14 分野新素材・ものづくり・情報通信所属・氏名大学院自然科学研究科（工学系）・五福明夫問合せ先 Tel 086-251-8022 Fax 086-251-8024 E-mail [email protected] テーマ 14-12 球面モータ基礎研究研究ステップ共同研究希望先企業 1 ○ ２３４５応用研究産業技術総合研究所，近畿大学【研究の概要と特徴】回転角に制限がなく回転角度誤差が小さな球面モータの開発を目指しており，右図に示しているような，駆動部分に永久磁石が配置された回転子を電磁石駆動する，14-12 球面モータと呼ばれる球面モータが試作されている．その球面モータの性能評価として，回転出力トルクの測定実験が行われている．その球面モータはトルクが小さく，設計パラメータの検討が行われていないことや，制御回路にマイコンを複数個用いるため，制御回路の大型化やマイコン間で制御信号にタイムラグが生じる問題がある．トルクや回転精度の向上した球面モータの設計，開発を行うためのデザインモデルを構築するために，三次元的に電磁場と運動を関連付けて高い精度で解析をすることができる MagNet7 というソフトを用いて，左下図のようなモータのモデル化を行い，回転シミュレーション等を行っている．そのシミュレーションにより，理想的な環境下においてのモータのトルクの導出まで行うことができた．また，マイコン間で制御信号にタイムラグが発生する問題を解消するために，FPGA と呼ばれる集積回路で信号を一括で生成することで，使用マイコンの数が減少し，マイコン間でのタイムラグの改善された制御回路の製作を行った．概念図を右下図に示す．【産業界へのアピールポイント】現在，一軸モータを複数組み合わせることで，多自由度を実現している．その際の問題点として挙げられるのが，制御が複雑になることや，特異点が存在するといったものがある．これを球面モータに置き換えることで，システム全体の小型化や歯車のバックラッシによる超高精度の位置決めの難しさを解消できるといった利点が考えられる．【想定される用途】多自由度が必要とされるロボットの肩，肘，手首などの関節や，移動台車の車輪等