超音波定在波を用いた自走式非接触リニアステージ(強力超音波)
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概要
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自走式超音波浮揚リニアステージ用の定在波型スライダについて検討する。スライダは自身が発生する音響放射圧によって浮揚し、音響流を利用することによって浮揚状態を保ちながら移動する。スライダは簡素な構造であり、一つのPZT素子と振動板であるアルミ板で構成される。スライダの外形は、その浮揚並びに推力特性向上のため、有限要素解析(FEA)結果より振動板の振動振幅が大きくなるように決定した。FEAより、スライダが浮揚した際の平面基盤・スライダ間の空気層の音場を計算し、理論式より音響流の駆動力を見積もった。FEAの計算精度の確認のため、厚さ1mmの空気層の音圧分布について、光ファイバ音圧プローブによる実測値とFEAによる計算結果を比較した。設計に基づいた試作機を用いて振動分布を測定した結果、ステータの振動板に沿ってたわみ定在波が励振され、実測値と計算結果は良く一致した。ステータはいくつかの駆動周波数において浮揚し、FEAによる計算結果に近い68kHzと69kHzで振動板長さ方向に対して非対称な振動モードが励振され、それぞれ負方向と正方向に移動した。スライダ浮揚距離が小さいほど大きな推力が得られ、最大推力19mNを得た。
- 社団法人電子情報通信学会の論文
- 2007-12-06
著者
-
中村 健太郎
東京工業大学精密工学研究所
-
上羽 貞行
東京工業大学精密工学研究所
-
小山 大介
東京工業大学精密工学研究所
-
上羽 貞行
東工大精研
-
武井 裕之
東京工業大学精密工学研究所
-
中村 健太郎
東京工業大学
-
上羽 貞行
東京工業大学
-
上羽 貞行
Precision And Intelligence Laboratory Tokyo Institute Of Technology
-
小山 大介
東京工業大学
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