メカトロニクス技術
◆製作・維持管理の容易な静電アクチュエータ

多静電モータは,簡単な構造で制御性が高く,原理的に低発熱です.また磁性材料よりも軽い材料を利用できるため,軽量化が容易といった様々な利点をもちます.しかし十分な推力を得るために多層構造とする必要があり,層間に良好な潤滑特性が求められます.従来は,可動範囲の狭いMEMSを除き,複雑な転がり案内が用いられていました.これは構造的な簡便さを低下させ,応用のハードルを高くする要因となります.

そこで,潤滑液と駆動信号の工夫により,単純な構造で超精密な駆動を可能とし,軽量かつ高出力で軽量なアクチュエータの実現に向けて研究を進めています.これまでに,単パルス信号を利用した駆動方法により,超精密な位置制御が可能であることを実証し,機構はそのままで,高い自己保持機能と広い範囲での超精密位置決めを実現できることを明らかにしています.

image9b.jpeg

図1 潤滑油で支持された静電微動アクチュエータ

image10a.jpg

図2 適切な駆動信号により得られる動作

主要論文

[1]
Mariam Md Ghazaly, Kaiji Sato: Characteristic switching of a multilayer thin electrostatic actuator by a driving signal for an ultra-precision motion stage, Precision Engineering, Vol.37, No.1, (2013) pp.107-116.
[2]
Mariam Md Ghazaly, Kaiji Sato: Basic Characteristics of a Multilayer Thin Electrostatic Actuator Supported by Lubricating Oil for a Fine-motion Stage, Precision Engineering, Vol.36, No.1, (2012) pp.77-83.
[3]
Mariam Md Ghazaly, Kaiji Sato: Control Performances of a Fine Motion Stage using a Multilayer Electrostatic Actuator without Precise Balls for Lubrication, Proc. of the 4th International Conference on Mechatronics Technology (ICMT2010), (Osaka, Japan), (2010.11)
[4]
Mariam Md Ghazaly, Kaiji Sato: Open-loop Characteristics of a Multilayer Electrostatic Actuator for a Fine Motion Stage, Proc. of ICMT2010, (Osaka, Japan), (2010.11)