研究者詳細 - 竹村　研治郎

論文 - 竹村　研治郎

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Integration of ECF Micro Artificial Muscle Cells

Funiya Yajima, Kenjiro Takemura, Shinichi Yokota, Kazuya Edamura

Proc. The 11th International Conference on Mechatronics Technology 434 - 439 2007年11月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 査読有り

A Micromotor using Electro-conjugate Fluid - Improvement of motor performance by using saw-toothed electrode series -

Kenjiro Takemura, Hiroto Kozuki, Kazuya Edamura, Shinichi Yokota

Sensors & Actuators A （ELSEVIER） 140 （ 1 ） 131 - 137 2007年10月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 筆頭著者, 責任著者, 査読有り, ISSN 0924-4247

直流高電圧の印加によって活発なジェット流を発生する電界共役流体（ECF）を用いると，構造がシンプルで極軽量なマイクロモータを実現できる．本研究では，円盤状ロータ上に放射状電極対を配置したDP-RE形ECFマイクロモータについて，電極形状が出力パワーに与える影響を検討した．この結果，のこぎり状電極がモータ出力の向上に有効であることを示した．また，過去の研究結果と併せて，ECFマイクロモータが133 W/kg程度の出力パワー密度を実現できることを示した．

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ECF Micro Artificial Muscle Actuator and its Application to Micro Robot Arm

Kenjiro Takemura, Shinichi Yokota and Kazuya Edamura

Proc. The 6th International Symposium on Linear Drives for Industry Applications CD-ROM 2007年09月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 筆頭著者, 査読有り

ECFジェット駆動マイクロフィンガの提案とラージモデルの特性評価

横田眞一，阿部竜太郎，竹村研治郎，枝村一弥

日本フルードパワーシステム学会論文集 38 （ 5 ） 65 - 70 2007年09月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

先端が閉じ，断面に120度ごとの扇形チャンバを有するチューブにおいて，各チャンバの内圧を変化させるとチューブ先端に多自由度運動を生成できる．本研究では，電界共役流体に発生するジェット流によってこの内圧を制御した．特に，提案した構造では各チャンバ間においてジェット発生用電極対を介して電界共役流体を移動できるため，タンクとアクチュエータ部を共用化でき，またチャンバ間の差圧を利用できる．実験によってフィンガ先端の多自由度駆動を確認するとともに，先端部での発生力を明らかにした．

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電界共役流体により駆動されるミミズ型ぜん動駆動マイクロマシン

横田眞一，洪榮杓，竹村研治郎，枝村一弥

日本ロボット学会誌 25 （ 6 ） 140 - 145 2007年09月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

ミミズは収縮する体節が直列につながった構造であり，各体節は従走筋と環状筋の働きによって軸方向へ収縮し，径方向には膨張する．本研究では，繊維強化チューブの内圧を電界共役流体に発生するジェット流を用いて変化させ，上記ミミズの体節のような変形を実現する液圧駆動セルを提案し，これを直列に配置したぜん動駆動型マイクロマシンを実現した．

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Concept of a Micro Finger using Electro-conjugate Fluid and Fabrication of a Large Mode Prototype

Ryutaro Abe, Kenjiro Takemura, Kazuya Edamura and Shinichi Yokota

Sensors & Actuators A （ELSEVIER SCIENCE SA） 136 （ 2 ） 629 - 637 2007年05月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り, ISSN 0924-4247

電界共役流体は直流高電圧の印加によって活発なジェット流を発生する機能性流体である．本研究では，電界共役流体に発生するジェット流と電極形状の関係を実験的に明らかにするとともに，断面に中心角120度の扇形チャンバ3つを有する直径4 mmのマイクロフィンガを試作し，各チャンバの内圧を上記ジェット流を用いて制御することによって先端に多自由度運動を実現するマイクロフィンガを実現した．

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DP-RE type Micromotors using Electro-conjugate Fluid

Shinichi Yokota, Hiroto Kozuki, Kenjiro Takemura, Kazuya Edamura

Proc. IEEE International Conference on Robotics and Automation （IEEE） 1566 - 1571 2007年04月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 査読有り, ISSN 1050-4729

Development of an Ultrasonic Brake

Tatsuya Koyama, Kenjiro Takemura and Takashi Maeno

Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing （JAPAN SOC MECHANICAL ENGINEERS） 1 （ 1 ） 122 - 129 2007年03月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り, ISSN 1881-3054

本研究では，超音波モータの高応答性，静粛性，単純構造，電磁ノイズレスなどの優れた特徴を有する新たなブレーキシステムを提案した．本ブレーキは超音波浮揚現象を利用してロータのロックと解放を切り替えるものである．はじめに，有限要素法を用いた振動子の振動設計および超音波浮揚理論による保持トルクの計算を行った．つぎに，プロトタイプを試作し，実験によって40Nの浮揚力と0.38Nmの保持トルクが実現可能であることを示した．

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単相駆動型多自由度超音波モータ

音川佳代，竹村研治郎，前野隆司

日本機械学会論文集（C編） 73 （ 726 ） 577 - 582 2007年02月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

多自由度超音波モータの多くは，複数の固有振動モードの固有振動数を縮退させ，これらの組み合わせによって回転子の多自由度運動を実現していた．この場合，振動設計が複雑となるため，実用上問題が多かった．本研究では，複数の振動子をマトリクス状に配置し，固有振動数が異なる複数の固有振動モードを選択的に組み合わせることによって振動子マトリクス上に置かれた移動子に多自由度運動を生成する新たな多自由度超音波モータを開発した．

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Development and Control of a Micro Artificial Muscle Cell using Electro-conjugate Fluid

Kenjiro Takemura, Shinichi Yokota, Kazuya Edamura

Sensors & Actuators A （ELSEVIER） 133 （ 2 ） 493 - 499 2007年02月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 筆頭著者, 責任著者, 査読有り, ISSN 0924-4247

軸方向に繊維強化されたシリコーンゴムチューブの内圧を電界共役流体に発生するジェット流を用いて制御し，軸方向の変位を発生する直径5 mmのマイクロ人工筋セルを提案し，実験により収縮変位および発生力を明らかにした．また，マイクロ人工筋セルの先端変位をPID制御によって制御し，少なくとも分解能0.3ｍｍで位置決め制御できることを示した．さらに，電界共役流体のタンク，ジェット発生のための電極対，繊維強化チューブを一体化したセル構造を提案した．

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Improving Output Power of ECF Micromotors with triangle electrodes

K. Takemura, H. Kozuki, H. Hayashi, S. Yokota, K. Edamura

Proc. The 10th International Conference on Mechatronics Technology CD-ROM 2006年11月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 筆頭著者, 査読有り

直流高電圧の印加によって活発なジェット流を発生する電界共役流体を用いると，単純構造で小型軽量なマイクロモータを比較的容易に構成できる．本研究では，上記マイクロモータの出力パワーの向上を目指して，ジェット発生のための電極形状を改良した．すなわち，従来の棒状電極対に代わって三角形電極を直列に配置し，より不均一な電界の形成および電極密度の向上を試みた．この結果，従来モータに比べて出力パワー密度が約3倍に向上した．

A Micro Finger using Electro-conjugate Fluid - Concept and Performance of Large Model -

S. Yokota, R. Abe, K. Takemura and K. Edamura

Proc. The 10th International Conference on Mechatronics Technology CD-ROM 2006年11月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 査読有り

電界共役流体は直流高電圧の印加によって活発なジェット流を発生する機能性流体である．本研究では，断面に中心角120度の扇形チャンバ3つを有する直径4 mmのマイクロフィンガを試作し，各チャンバの内圧を上記ジェット流を用いて制御することによって先端に多自由度運動を実現するマイクロフィンガを開発した．特に，各チャンバ間の配管にバッファを設けることによって電界共役流体に発生するジェット圧力を効率的にフィンガの変形へと変換できることを明らかにした．

ECFジェットによる発生圧力を応用したチューブ形ECFマイクロアクチュエータ

阿部竜太郎，横田眞一，竹村研治郎，枝村一弥

日本フルードパワーシステム学会論文集 37 （ 5 ） 55 - 60 2006年09月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

機能性流体の一つである電界共役流体（ECF）に生じるジェット流の圧力により駆動される新たな駆動原理のマイクロアクチュエータを提案，試作し，この駆動特性を実験的に検討した．ブルドン管と同様の原理により駆動される本アクチュエータは，6 kV印加時に設計仕様1.8 mmの178 %の出力変位および2 mNの発生力を得た．このマイクロアクチュエータは，発生力は微小であるが，印加電圧により出力変位を制御できることから，マイクロミラーの微小位置決めなどへの応用が期待できる．

A Micro Gyroscope using Electro-conjugate Fluid

Shinichi Yokota, Ryuta Nishizawa, Kenjiro Takemura, Kazuya Edamura

Proc. IEEE International Conference on Robotics and Automation 4321 - 4323 2006年05月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 査読有り

電界共役流体は直流高電圧の印加によって活発なジェット流を発生する．本流体を用いると，複数の微小な電極対を円筒チャンバ内に配置するだけで回転流を発生できる．本研究では，これに円盤を封入すると回転流によって浮揚，回転することを利用して，円盤とチャンバの相対角度から角速度を検出する新たなジャイロスコープを提案した．また，上記ジャイロスコープのプロトタイプを試作し，基礎的特性を明らかにした．

Driving Performance and Control of a Micro Artificial Muscle Cell using Electro-conjugate Fluid

Kenjiro Takemura, Shinichi Yokota, and Kazuya Edamura

Proc. IEEE International Conference on Robotics and Automation （IEEE） 1018 - 1023 2006年05月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 筆頭著者, 査読有り, ISSN 1050-4729

軸方向に繊維強化されたシリコーンゴムチューブの内圧を電界共役流体に発生するジェット流を用いて制御し，軸方向の変位を発生する直径5 ｍｍのマイクロ人工筋セルを提案し，実験により無負荷収縮率および発生力を明らかにした．また，マイクロ人工筋セルの先端変位をPID制御によって制御し，少なくとも分解能0.3ｍｍで位置決め制御できることを示した．

New microactuators using functional fluids, MEXT Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Shinichi Yokota, Kazuhiro Yoshida, Kenjiro Takemura, Joon-wan Kim

Proc. The 1st International Symposium on Next-Generation Actuators Leading Breakthroughs 35 - 38 2006年04月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著

電界共役流体（ECF）を用いたマイクロモータの高出力化

横田眞一，河村清美，竹村研治郎，枝村一弥

電気学会論文誌E 126 （ 4 ） 137 - 143 2006年04月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

本研究では微小電極対によって高電圧を印加すると活発なジェット流を発生する電界共役流体（ECF）を利用したマイクロモータの微小化および作動流体の相違に伴う性能向上について検討した．すなわち，表面に放射状電極対を持つディスクプレート(DP)ロータを積層した内径5mmのDP形ECFマイクロモータを設計，試作し，駆動特性を実験により明らかにした．この結果，小型化により出力パワー密度が向上し，作動流体の違いにより出力パワー密度が約4.5倍に向上することが確認された．

Concept of a Micro Gyroscope using Electro-conjugate Fluid (ECF) and Development of an ECF Micro Gyro-motor

Shinichi Yokota, Ryuta Nishizawa, Kenjiro Takemura, and Kazuya Edamura

Journal of Robotics and Mechatronics 18 （ 2 ） 114 - 120 2006年04月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

本研究は，高電圧の印加によって活発なジェット流が生じる電界共役流体（ECF）を利用したECFマイクロジャイロスコープの実現を目的とした．はじめに，液体中の円盤を回転軸なしで浮揚，回転できるロータ径3mmおよび1.5mmのマイクロモータを実現し，回転特性を実験的に明らかにした．つぎに，上記のモータ全体に角速度が加わると浮揚円盤が傾くことを利用した新たなジャイロスコープを提案，試作した．

ECF Micro Finger Driven by ECF-jet and Characteristics Evaluation of a Large Model

R. Abe, S. Yokota, K. Takemura and K. Edamura

Proc. The 9th International Conference on Mechatronics Technology CD-ROM 2005年12月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 査読有り

電界共役流体は直流高電圧の印加によって活発なジェット流を発生する機能性流体である．本研究では，断面に中心角120度の扇形チャンバ3つを有する直径4 mmのマイクロフィンガを試作し，各チャンバの内圧を上記ジェット流を用いて制御することによって先端に多自由度運動を実現するマイクロフィンガを実現した．本フィンガは液圧駆動であるものの，電界共役流体を用いたことにより外部に大規模なタンクやポンプを必要としない．

Development of a Micro Gyroscope using Electro-conjugate Fluid

S. Yokota, R. Nishizawa, K. Takemura and K. Edamura

Proc. The 9th International Conference on Mechatronics Technology CD-ROM 2005年12月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 査読有り

直流高電圧の印加によって活発なジェット流を発生する電界共役流体を用いると，円筒チャンバ内に容易に回転流を発生できる．この中に円盤を封入すると，回転流によって浮揚，回転する．本研究では，この出力軸を持たないモータに角速度が加わった際に円盤とチャンバの相対角度が変化することに着目し，新たなジャイロスコープを提案した．また，実際に上記モータを試作し，寸法パラメータの微小化によって回転数が著しく上昇することを明らかにし，新たなマイクロジャイロの可能性を示した．

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