アクチュエータの新材料、駆動制御、最新応用技術

第1部 アクチュエータの種類、そのメカニズム

(2020年4月16日 10:00〜11:10)

　アクチュエータは、「縁の下の力持ち」的なデバイスとして、生活や産業等、至る所で活躍している。自家用車では1台に100以上のモータが搭載される。一家庭にあるモータ数は文化レベルのバロメータとも言われる。代表的なアクチュエータとそのメカニズムを紹介する。

1. アクチュエータとは
2. 電磁アクチュエータ
3. 油圧アクチュエータ
4. 空圧アクチュエータ
5. 圧電アクチュエータ
6. SMAアクチュエータ
7. 静電アクチュエータ
8. 高分子アクチュエータ
9. その他のアクチュエータ
10. まとめ
• 質疑応答

第2部 アクチュエータの各種エネルギー ハーベスト向け新部材、デバイスへの応用

(2020年4月16日 11:20〜12:30)

　光、振動、熱 (温度差) 、電波など、環境中に希薄に存在する様々な形態のエネルギーを電気エネルギーに変換する技術がエネルギーハーベスティング技術である。得られる電力はマイクロワット～ミリワット、せいぜい数ワットだが、無線センサなど小型電子機器の自立電源への用途展開が期待されている。メカニカルなエネルギーからのハーベスティング技術 (力学的エネルギーから電気エネルギーへの変換原理) は、全て、その逆作用がアクチュエータ技術として利用されている。ところが、エネルギーハーベスティング技術の中には、アクチュエータを内部に含むものもある。本講演では、そのようなエネルギーハーベスティング技術の事例と可能性を紹介する。

1. 力学的エネルギーからのハーベスティング技術におけるアクチュエータの活用
   1. 力学的エネルギーハーベスティングとアクチュエータを組み合わせる意義
   2. アクチュエータによる自動周波数チューニング
   3. ジャイロ発電
   4. 磁歪・圧電複合材料の利用
2. 熱エネルギーからのハーベスティング技術におけるアクチュエータの活用
   1. 熱電発電の課題
   2. バイメタル利用熱発電
   3. 熱音響発電
   4. 形状記憶合金利用熱発電
3. その他のハーベスティング技術におけるアクチュエータの活用
   1. 電磁波・電磁場からの発電
   2. 湿度差からの発電
   3. 心筋細胞を利用した発電、他
• 質疑応答

第3部 刺激応答性超分子を用いたアクチュエータとその応用について

(2020年4月16日 13:10〜14:20)

1. 可逆性・可動性を有する結合から形成された超分子材料の動向
2. 分子認識を利用した超分子材料
   1. シクロデキストリンの分子認識
   2. シクロデキストリンを利用した超分子材料の歴史的背景
   3. シクロデキストリンを用いたゾル – ゲル材料
3. 分子マシンを利用した超分子アクチュエータ
   1. 可逆性の結合による光刺激応答性材料
   2. 可逆性の結合による酸化還元応答性材料
   3. 分子マシンを利用した光応答性超分子アクチュエータ
4. 刺激応答性超分子材料の用途展開
   1. 刺激応答性自己修復性材料
   2. ゾル-ゲル材料
   3. その他
• 質疑応答

第4部 ロール to ロールのウエブ搬送技術におけるテンション (張力) 制御用アクチュエータの選び方

(2020年4月16日 14:30〜15:40)

　アブストラクト (パンフレット掲載用・50～100文字・任意) 各種ウエブの製造条件は多様で条件に応じたテンションの制御方法やアクチュエータの使い分けが必要となる。 　本講座では、テンション制御用各種アクチュエータについて解説する。

1. ロールTOロールの世界
   1. ロールTOロール制御
   2. ロールTOロールとウエブ
   3. ロールTOロールの特徴
2. 張力制御の概要
   1. 張力制御とは
   2. 張力制御導入による効果
3. 張力制御の基礎
   1. 張力とは
   2. 巻き軸のトルクと力の関係
   3. 慣性モーメントの影響
   4. メカロスの影響
   5. 巻き軸のトルクと三種類の力
4. 張力制御の方法
   1. トルク制御と速度制御
      1. トルク制御のしくみ
      2. 速度制御のしくみ
   2. ダンサロール
   3. トルク制御と速度制御の使い分け
   4. 速度制御の例
5. トルク制御用アクチュエータ
   1. 巻出し軸制御と巻取り軸制御
   2. パウダクラッチ・ブレーキとモータの比較
   3. パウダクラッチ・ブレーキの特徴
   4. モータ制御の方法
      1. 巻出し制御と回生オプション
      2. 巻出し制御時の注意
   5. トルク制御用アクチェータとしての比較
6. . 速度制御用アクチェータ
   1. ベクトルインバータとACサーボ
      1. モータのトルク特性の違い
      2. ベクトルインバータとACサーボの使い分け
7. テンション制御システムの基礎
   1. 各部の名称と役割
   2. 主軸の設定
   3. 基本のテンション制御システム
   4. アクチュエータ比較 使い分け
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第5部 誘電性ポリマーアクチュエータ材料とその駆動特性

(2020年4月16日 15:50〜17:00)

～膨潤ゲルから、可塑化高分子、エラストマー、結晶性ポリマーフィルムまで～

　誘電ポリマーアクチュエータ材料を膨潤ゲルから結晶性ポリマーフィルムまでを概観し、汎用高分子材料が広く駆動素子として利用可能な特性を持つことを紹介する。特に、電場応答性素材としての特性とその応用の可能性を述べる。

1. 膨潤ゲル
   1. PVA – DMSOゲル
      1. PVA – DMSOゲルの電場印加による変形
      2. 屈曲変形
   2. PVA – DMSOゲルの電場による変形の機構
2. 可塑化高分子
   1. ポリ塩化ビニル (PVC) の場合
   2. アメーバの偽足様変形 (可逆的クリープ変形)
   3. 偽足様クリープ変形の応用
      1. 光学デバイスへの応用
      2. 折りたたみ変形 (屈曲変形の一種)
      3. PVCゲルの直流電場による振動
   4. PVCゲルの電場変形の機構
3. エラストマー
   1. ポリウレタン
   2. トリブロックコポリマー
4. 結晶性ポリマーフィルム
   1. ポリエチレンテレフタレート (PET)
   2. ポリ塩化ビニリデン (PVDC)
5. 電気機械変形以外の機能
   1. 電気光学効果
• 質疑応答