2025/12/26 更新

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タムラ　ヒデキ
田村　英樹
Tamura Hideki
所属
工学部 情報通信工学課程 教授
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研究キーワード

  • 超音波モータ

  • 圧電振動デバイス

  • 超音波エレクトロニクス

研究分野

  • ナノテク・材料 / 応用物理一般  / 圧電材料応用

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 電子デバイス、電子機器  / 超音波エレクトロニクス

学歴

  • 山形大学

    - 2001年

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  • 山形大学   工学研究科   生体センシング機能工学専攻

    - 2001年

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    国・地域： 日本国

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  • 山形大学

    - 1996年

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  • 山形大学   工学部   電子情報工学科

    - 1996年

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    国・地域： 日本国

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経歴

  • 東北工業大学   工学部 情報通信工学科   教授

    2021年4月 - 現在

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  • 東北工業大学   工学部 情報通信工学科   准教授

    2010年4月 - 2021年3月

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  • 山形大学   工学部電気電子工学科   助教

    2007年4月 - 2010年3月

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  • - Assistant Professor,Department of Electrical Engineering ,Faculty of Engineering,Yamagata University

    2007年

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  • 山形大学   工学部電気電子工学科   助手

    2004年10月 - 2007年3月

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  • 東北工業大学   ハイテクリサーチセンター   研究員

    2003年3月 - 2004年9月

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  • Researcher

    2003年 - 2004年

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職務実績

  • 人事委員会　委員

    2024年4月 - 現在

  • 大学院人事委員会　委員

    2024年4月 - 現在

  • 学生対応ハンドブックWG　委員

    2023年6月 - 現在

  • グリーン教育推進委員会　委員

    2023年4月 - 2024年3月

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    東北工業大学グリーン教育推進室運営規程にもとづく，設置委員会の構成委員(教務委員長として)

  • 未来の工大検討委員会　委員

    2023年3月 - 2024年3月

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    第35回より，教務カリキュラム関連で参加

  • 2025カリキュラム委員会　委員長

    2023年2月 - 2024年3月

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    2025カリキュラム(改組・工学部課程化，他)

  • 2023カリキュラム委員会　委員長

    2022年9月 - 2022年12月

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    2023カリキュラム(GX科目必修化)を含む検討委員会・全4回

  • 第４期改組再編検討小委員会　委員

    2022年8月 - 2023年1月

  • AI教育推進委員会　委員

    2021年9月 - 2024年3月

  • ディプロマサプリメント等検討WG　副主査

    2021年8月 - 2022年3月

  • 障がい学生支援WG

    2021年7月 - 2021年12月

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    障がい学生支援に関するガイドライン策定

  • 大学自己評価委員会　委員

    2021年4月 - 2024年3月

  • FD委員会　委員

    2021年4月 - 2022年3月

  • 教務委員会　委員長

    2020年8月 - 2024年3月

  • 障がい学生支援委員会　委員

    2020年7月 - 2024年3月

  • 教員養成審議委員会　委員

    2020年7月 - 2024年3月

  • 内部室保証推進委員会　委員

    2020年7月 - 2024年3月

  • 工大オンライン授業検討WG

    2020年6月 - 2021年3月

  • コロナウイルス感染症危機対策本部会議　メンバー

    2020年4月 - 2023年5月

  • 教務システム更改検討PT

    2019年11月 - 2023年3月

  • 大学企画室・IR推進部会

    2019年4月 - 2020年3月

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    教務委員会副委員長として

  • 学修成果の可視化専門部会

    2018年12月 - 2019年3月

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    STAC活用専門部会より移行

  • 次期(2019-2024)中期計画策定WG

    2018年9月 - 2019年3月

  • (FD)教員表彰評価指標検討WG

    2018年6月 - 2019年3月

  • FD企画部会

    2018年4月 - 2021年3月

  • 研究ブランディング事業推進WG　

    2018年4月 - 2019年3月

  • 2020カリキュラム改訂委員会　副委員長

    2017年12月 - 2019年3月

  • 減災行動・体制検討WG

    2017年4月 - 2019年3月

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    2016年度はオブザーバ参加(安否確認システム改修事案)

  • 学部・学科の改組・再編Ｐ／Ｊ(第二次)

    2017年4月 - 2018年3月

  • STAC活用専門部会

    2017年1月 - 2018年12月

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    教務委員会副委員長として。学修成果の可視化専門部会へ移行・完了

  • メンタルヘルスケア向上に向けた本学学生の実態調査チーム主査

    2017年1月 - 2018年3月

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    2018.3.22学長に答申。2018.4.20教授会報告事項(8)

  • プレースメントテスト作成委員会

    2016年12月 - 現在

  • eラーニング活用WG

    2016年10月 - 2017年11月

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    第5回WGより，主にポートフォリオ関連で参加

  • STAC機能移行WG

    2016年6月 - 2017年6月

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    2017.06.01より新システム稼働。同月，旧システムクローズ。これをもって移行完了とする。

  • 退学者低減のための全学TF

    2016年6月 - 2017年3月

  • 学長室

    2016年4月 - 2019年3月

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    教学分析(2019.04よりIR推進委員に移行)

  • COC+ 地域高度人材指標開発・評価部会

    2016年3月 - 2020年3月

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    教務委員会副委員長として

  • 教務委員会　副委員長

    2015年4月 - 2020年7月

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    教務部次長より名称変更

  • 教務システム要件定義・基本設計検討会

    2015年2月 - 2019年3月

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    ポータル及び教務サブシステム，ならびにIRシステムに関して。基本設計と年次改修諸検討

  • 学部・学科の改組・再編Ｐ／Ｊ　委員

    2014年8月 - 2015年3月

  • 2017カリキュラム改訂委員会　副委員長

    2014年7月 - 2016年3月

  • STAC幹事会　委員

    2014年6月 - 2017年6月

  • 教務部　次長

    2014年4月 - 2015年3月

  • 教務委員会　委員

    2013年4月 - 2015年3月

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    2014年度は教務部次長と，T学科教務委員の兼任

  • 教員養成審議委員会　委員

    2013年4月 - 2015年3月

  • 学科教務委員補佐

    2012年4月 - 2013年3月

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    河野委員の補佐として，業務引継および学科教務データ蓄積・共有システム構築等。

  • ISO推進リーダー　委員

    2011年4月 - 2013年3月

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論文

  • Hardening of K<sub>0.5</sub>Na<sub>0.5</sub>NbO<sub>3</sub> lead-free ceramics by adding Ag<sub>2</sub>O and CuO and crystal-orientation behavior of their powders under a high magnetic field

    Jun Li, Zhiwei Zhang, Hyo Matsui, Yutaka Doshida, Satoshi Tanaka, Hideki Tamura, Yoshiki Takano, Satoshi Demura

    Japanese Journal of Applied Physics   64 ( 3 )   03SP20 - 03SP20   2025年3月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IOP Publishing  

    Abstract

    The hardening of K<sub>0.5</sub>Na<sub>0.5</sub>NbO<sub>3</sub> (KNN) ceramics with the addition of Ag<sub>2</sub>O and CuO and the crystal-orientation behavior of KNN and CuO-added KNN powders under a high magnetic field were investigated. Ag<sub>2</sub>O reduced the degree of compositional deviation of KNN ceramics and increased their density. Additionally, the piezoelectric characteristics were improved by the addition of Ag<sub>2</sub>O. CuO functioned as a sintering aid for KNN, and the CuO-added KNN ceramics increased the grain size and mechanical quality factor by up to approximately 1200. The simultaneous addition of Ag<sub>2</sub>O (0.01 mol) and CuO (0.01 mol) to KNN resulted in hardening with a mechanical quality factor of 1400 owing to the synergistic contributions of each additive. Under a high magnetic field of 5 T, the KNN powder and CuO (0.01 mol)-added KNN powder exhibited b - and c -axes orientation parallel to the magnetic field, which is expected to enhance the piezoelectric properties through crystal orientation.

    DOI： 10.35848/1347-4065/adb7ec

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    その他リンク： https://iopscience.iop.org/article/10.35848/1347-4065/adb7ec/pdf

  • Investigation of the crystal-oriented behavior of rare earth substituted Sr<inf>2</inf>NaNb<inf>5</inf>O<inf>15</inf> lead-free piezoelectric materials under a high magnetic field

    Youneng Gao, Shota Nakagawa, Yutaka Doshida, Ruka Sugawara, Satoshi Tanaka, Hideki Tamura, Yoshiki Takano, Satoshi Demura

    Japanese Journal of Applied Physics   63 ( 4 )   2024年4月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.35848/1347-4065/ad2d03

    Scopus

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  • Hardening of (Ba<inf>0.5</inf>Na<inf>0.5</inf>)<inf>0.85</inf>Ba<inf>0.15</inf>TiO<inf>3</inf>lead-free piezoelectric ceramics by adding (Bi<inf>0.5</inf>Na<inf>0.5</inf>)MnO<inf>3</inf>

    Yutaka Doshida, Kosuke Hayakawa, Hideki Tamura, Satoshi Tanaka

    Japanese Journal of Applied Physics   61 ( SG )   2022年7月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.35848/1347-4065/ac564e

    Scopus

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  • High-power properties of (Sr,Ca)<inf>2</inf>NaNb<inf>5</inf>O<inf>15</inf> piezoelectric ceramics in a longitudinal mode

    Yutaka Doshida, Hideki Tamura, Satoshi Tanaka, Tomohiro Harada, Hiroyuki Shimizu

    Japanese Journal of Applied Physics   59 ( SK )   2020年7月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.35848/1347-4065/ab827d

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  • Increase of holding force in near-field acoustic levitation of tabular object inserted between opposing vibration sources 査読

    Kohei Aono, Manabu Aoyagi, Hidekazu Kajiwara, Hideki Tamura, Takehiro Takano

    Japanese Journal of Applied Physics   58   SGGD11-1 - SGGD11-7   2019年6月

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    記述言語：英語  

    DOI： 10.7567/1347-4065/ab2112

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  • High-power properties of crystal-oriented (Sr,Ca)<inf>2</inf>NaNb<inf>5</inf>O<inf>15</inf> piezoelectric ceramics and their application to ultrasonic motors 査読

    Yutaka Doshida, Hideki Tamura, Satoshi Tanaka

    Japanese Journal of Applied Physics   58 ( SG )   SGGA07-1 - SGGA07-5   2019年6月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Development of rotary-type noncontact-synchronous ultrasonic motor 査読

    Taiki Hirano, Manabu Aoyagi, Hidekazu Kajiwara, Hideki Tamura, Takehiro Takano

    Japanese Journal of Applied Physics   58   SGGD09-1 - SGGD09-7   2019年6月

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    記述言語：英語  

    DOI： 10.7567/1347-4065/ab1bd5

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  • Examination of High-Torque Sandwich-Type Spherical Ultrasonic Motor Using with High-Power Multimode Annular Vibrating Stator 査読

    Ai Mizuno, Koki Oikawa, Manabu Aoyagi, Hidekazu Kajiwara, Hideki Tamura, Takehiro Takano

    Actuators   7 ( 1 )   8-1 - 8-17   2018年2月

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    記述言語：英語  

    DOI： 10.3390/act7010008

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  • 球面超音波モータに用いる球状ステータの検討

    水野 愛, 青柳 学, 梶原 秀一, 田村 英樹, 高野 剛浩

    精密工学会学術講演会講演論文集   2017   195 - 196   2017年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人 精密工学会  

    通常，球面超音波モータでは球状ロータが用いられてきた。本研究では球状ステータを用いて任意形状のロータを駆動する方式について検討する。本報告では，球体および球殻に複数の振動モード回転を発生させ，球体表面上より，駆動力を発生する方法について検討した結果について述べる。球体の振動モードは表面上に設けた励振源と駆動用突起を用いることに駆動力を取り出すことができる。また，球殻では内部での励振方法を検討した。

    DOI： 10.11522/pscjspe.2017S.0_195

    CiNii Research

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  • Study on spherical stator for multidegree-of-freedom ultrasonic motor 査読

    Shuta Nakajima, Hidekazu Kajiwara, Manabu Aoyagi, Hideki Tamura, Takehiro Takano

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   55 ( 7 )   2016年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.7567/JJAP.55.07KE18

    Web of Science

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  • Development of electromagnetic and piezoelectric hybrid actuator system 査読

    Ryota Okeya, Manabu Aoyagi, Takehiro Takano, Hideki Tamura

    SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL   200   155 - 161   2013年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.sna.2012.11.045

    Web of Science

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  • Single-Phase Drive Ultrasonic Linear Motor Using a Linked Twin Square Plate Vibrator

    Yokoyama Keiji, Tamura Hideki, Masuda Kentaro, Takano Takehiro

    Jpn J Appl Phys   52 ( 7 )   07HE03 - 07HE03-7   2013年7月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：The Japan Society of Applied Physics  

    A novel linear motion ultrasonic motor, which uses a single resonance mode driven by a single phase and has the same motor characteristics for operation in reverse directions, is developed. An in-plane breathing mode in the square plate is strongly driven by the transverse effect of a piezoelectric ceramic. A stator resonator consists of twin square plates linked by V-shaped beams. Only one side of the square plate can be excited by the resonance of the breathing mode, when the other passive side plate is electrically opened so that the effective elasticities and the resonant frequencies between both plates are different; as a result, the friction edge of the resonator vibrates in a slant locus to move a load slider. The reverse operation is easily obtained by switching the driving side of the square plates. We designed the stator resonator by FEM analysis and fabricated a prototype for our experiment. The prototype motor showed good characteristics, for example, a moving slider velocity of 100 mm/s, a thrust force of 3.5 N, and an efficiency of 30% when the preload was 10 N, the input effective voltage was 5 V, and the input power was 1.2 W.

    DOI： 10.7567/JJAP.52.07HE03

    CiNii Research

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  • Investigation of high-power properties of (Bi,Na,Ba)TiO<inf>3</inf>and (Sr,Ca)<inf>2</inf>NaNb<inf>5</inf>O<inf>15</inf>piezoelectric ceramics 査読

    Yutaka Doshida, Hiroyuki Shimizu, Youich Mizuno, Hideki Tamura

    Japanese Journal of Applied Physics   52 ( 7S )   07HE01 - 07HE01-6   2013年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：The Japan Society of Applied Physics  

    We investigated why the nonlinear behaviors of (Bi,Na,Ba)(Ti,Mn)O3 (BNBTM) ceramics and (Sr,Ca) 2 NaNb 5 O 15 (SCNN) ceramics occur in comparison with Pb(Zr,Ti)O3-based (PZT) ceramics by evaluating their high-power properties with the distinction between mechanical nonlinearity and temperature dependence of properties. The equivalent stiffness of PZT decreased with increasing vibration velocity and sample temperature. However, the equivalent stiffnesses of BNBTM and SCNN did not depend on vibration velocity, they decreased and increased linearly with an increase in sample temperature, respectively. The nonlinear behavior of PZT originated from the soft-spring effect through which the mechanical nonlinearity was induced and the temperature dependence of stiffness was enhanced. On the other hand, it appeared that the nonlinear behaviors of BNBTM and SCNN originated from the apparent soft- and hard-spring effects through which the temperature dependence of stiffness was induced. The temperature characteristic of elasticity is important for controlling the high-power properties. ? 2013 The Japan Society of Applied Physics.

    DOI： 10.7567/JJAP.52.07HE01

    CiNii Research

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  • High-power properties and miniature ultrasonic motor of (Sr,Ca)<inf>2</inf>NaNb<inf>5</inf>O<inf>15</inf>piezoelectric ceramics 査読

    Yutaka Doshida, Hiroyuki Shimizu, Youichi Mizuno, Hideki Tamura

    Ceramics International   39   S721 - S727   2013年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    We investigated the high-power properties of lead-free piezoelectric ceramics with (Sr,Ca) 2 NaNb 5 O 15 (SCNN), and clarified the properties of miniature cantilever-type ultrasonic motor of array-type multilayer piezoelectric ceramics of SCNN (SCNN-A-MLPC) as the lead-free-piezoelectric application. The jump phenomena of SCNN ceramics with constant-voltage driving produced mirror-reversed images relative to those of Pb(Zr,Ti)O 3 -based (PZT) ceramics. The nonlinear behavior was caused by the hard-spring effect of SCNN ceramics which possess notable elastic properties among the piezoelectric materials. Under high vibration velocity with constant-motional-current driving, SCNN ceramics showed that the temperature rise was lower than that of PZT ceramics and the degradation of the quality factor was limited, resulting in a gradual increase in the equivalent mechanical resistance. SCNN ceramics have superior high-power properties. The cantilever-type ultrasonic motor was fabricated using SCNN-A-MLPC and the driving properties were evaluated. The output power of the motor increased linearly with increasing input power up to 110 mW without heat generation. The output power density was high in comparison with that of the commercialized motor of PZT ceramics. Furthermore, the refined motor with build in preload mechanism was fabricated and the driving properties were evaluated. The motor was able to rotate with 200 rpm and 40 μN m at 2.6 V p-p . It appeared that the motors have a high potential as an environmental friendly piezoelectric device with excellent properties, reflecting the high-power properties of SCNN ceramics. ? 2012 Elsevier Ltd and Techna Group S.r.l.

    DOI： 10.1016/j.ceramint.2012.10.169

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  • クラッチ機能を備えた超音波アクチュエータの構成（第7報）:2自由度デバイスの構成および力覚提示の試み

    桶谷 涼太, 青柳 学, 高野 剛浩, 田村 英樹

    精密工学会学術講演会講演論文集   2013   177 - 178   2013年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人 精密工学会  

    超音波アクチュエータに圧電クラッチを組み合わせることで，電気的に予圧制御可能なアクチュエータを実現している。本報告では、一軸回転型ハイブリッドアクチュエータシステム（AS）を拡張し，2自由度ハイブリッドASの試作および力覚提示例について述べる。一軸回転型ハイブリッドASを２組用いることで２自由度ハイブリッドASを実現した。また，試作したASの圧電クラッチを用いて仮想壁をなぞる動作の提示を実現した。

    DOI： 10.11522/pscjspe.2013A.0.177.0

    CiNii Research

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  • High-power piezoelectric characteristics of c-axis crystal-oriented (Sr,Ca)<inf>2</inf>NaNb<inf>5</inf>O<inf>15</inf>Ceramics 査読

    Hiroyuki Shimizu, Yutaka Doshida, Youichi Mizuno, Satoshi Tanaka, Keizou Uematsu, Hideki Tamura

    Japanese Journal of Applied Physics   51 ( 9S1 )   09LD02 - 09LD02-6   2012年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：The Japan Society of Applied Physics  

    The high-power piezoelectric characteristics of c-axis crystal-oriented (Sr,Ca) 2 NaNb 5 O 15 (SCNN) ceramics were studied by the constantmotional-current driving method, and compared with those of the randomly oriented ceramics superior to those of hard Pb(Ti,Zr)O 3 (PZT)ceramics. The c-axis crystal-oriented SCNN ceramic showed a large Lotgering factor of 0.98. The effective piezoelectric constant d33 was 260 pm/V, as large as those of hard PZT ceramics. In the 31-mode of the rectangular plate, the quality factor, Q, was five times larger than that of the randomly oriented ceramic, and almost constant at approximately 3300 up to the maximum vibration velocity of 1.84 m/s rms. The resonant frequency change was also stable up to a vibration velocity of 1.84 m/s rms. The change was approximately +0.05% in the driving range, which was much smaller than that of +0.8% of the randomly oriented ceramic. The high-power piezoelectric characteristics were also clarified by a comparison with the mechanical characteristics. Therefore, the highly c-axis crystal-oriented SCNN ceramics are good candidates for high-power piezoelectric applications in comparison with hard PZT ceramics. ? 2012 The Japan Society of Applied Physics.

    DOI： 10.1143/JJAP.51.09LD02

    CiNii Research

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  • Stress Analysis of Contact Surface in Ultrasonically Forced Insertion Process 査読

    Satoshi Ono, Manabu Aoyagi, Hideki Tamura, Takehiro Takano

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   51 ( 7 )   2012年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1143/JJAP.51.07GE08

    Web of Science

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  • Properties of miniature cantilever-type ultrasonic motor using lead-free array-type multilayer piezoelectric ceramics of (Sr,Ca)<inf>2</inf>NaNb<inf>5</inf>O<inf>15</inf>under high input power 査読

    Yutaka Doshida, Hiroyuki Shimizu, Youich Mizuno, Hideki Tamura

    Japanese Journal of Applied Physics   51 ( 7S )   07GE10 - 07GE10-6   2012年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：The Japan Society of Applied Physics  

    The properties of miniature cantilever-type ultrasonic motors using lead-free array-type multilayer piezoelectric ceramics of (Sr,Ca) 2 NaNb 5 O 15 (SCNN) developed using the design rule were investigated under high input power by comparison with the high-power properties of SCNN ceramics. The frequency dependence of the revolution speed reflected the nonlinear behavior of SCNN ceramics with the hard-spring effect and showed a mirror-reversed image relative to that of the motor of Pb(Zr,Ti)O 3 (PZT) ceramics. The output power increased linearly with increasing input power up to 110mW without heat generation, and the driving properties were almost the same as the expectations under low input power. The output power density characteristics of the motors were high in comparison with those of the commercialized motors of PZT ceramics. It appeared that the motors have a high potential as an environmental friendly piezoelectric device with excellent properties, reflecting the highpower properties of SCNN ceramics. ? 2012 The Japan Society of Applied Physics.

    DOI： 10.1143/JJAP.51.07GE10

    CiNii Research

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  • クラッチ機能を備えた超音波アクチュエータの構成（第6報）:予圧制御およびハイブリッド駆動の検討

    桶谷 涼太, 青柳 学, 高野 剛浩, 田村 英樹

    精密工学会学術講演会講演論文集   2012   89 - 90   2012年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人 精密工学会  

    超音波アクチュエータに圧電クラッチを組み合わせることで，電気的に予圧制御可能なアクチュエータを実現している．本報告では超音波モータの予圧制御と電磁モータとのハイブリッド駆動の効果について報告する．超音波モータを予圧制御により駆動することで一定速度での回転が可能であった．また，始動を超音波モータ，定常状態を電磁モータで駆動することで全体の消費電力を削減することが可能であった．

    DOI： 10.11522/pscjspe.2012A.0.89.0

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  • Prototype and Estimation an Ultrasonic Motor Using a Transmission Rod with a Stator Vibrator and a Rotor at the Both Ends 査読

    Takehiro Takano, Hideki Tamura, Daisuke Sato, Manabu Aoyagi

    INTERNATIONAL CONGRESS ON ULTRASONICS (GDANSK 2011)   1433   689 - 692   2012年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1063/1.3703276

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  • Nonlinear Behavior and High-Power Properties of (Bi,Na,Ba)TiO3 and (Sr,Ca)(2)NaNb5O15 Piezoelectric Ceramics 査読

    Yutaka Doshida, Hiroyuki Shimizu, Youich Mizuno, Keita Itoh, Seiji Hirose, Hideki Tamura

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   50 ( 9 )   09ND06   2011年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1143/JJAP.50.09ND06

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  • The consideration of effect of bending vibrations on ultrasonically forced insertion process 査読

    Satoshi Ono, Manabu Aoyagi, Hideki Tamura, Takehiro Takano

    Jpn. Jour. of Applied Physics   50 ( 7 )   07HE22-1 - 07HE22-7   2011年7月

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    記述言語：英語  

    DOI： 10.1143/JJAP.50.07HE22

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  • Software-Controlled Measurement System for Large Vibrational Amplitude Piezoelectric Resonator Using Continuous Driving Method with Numerical Equivalent Model 査読

    Hideki Tamura, Keita Itoh, Yutaka Doshida, Yasuhiro Yamayoshi, Seiji Hirose

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   50 ( 7 )   07HC11   2011年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1143/JJAP.50.07HC11

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  • Novel Transfer Method Using Near-Field Acoustic Levitation and Its Application 査読

    Ryuto Yano, Manabu Aoyagi, Hideki Tamura, Takehiro Takano

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   50 ( 7 )   2011年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1143/JJAP.50.07HE29

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  • Experimental Attempts for Deep Insertion in Ultrasonically Forced Insertion Process 査読

    Satoshi Ono, Manabu Aoyagi, Hideki Tamura, Takehiro Takano

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   50 ( 7 )   2011年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1143/JJAP.50.07HE22

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  • 細径パイプ屈曲振動伝送路形超音波モータの伝送路接続部構造について

    平野 達也, 田村 英樹, 高野 剛浩, 青柳 学

    電気関係学会東北支部連合大会講演論文集   2011   188 - 188   2011年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：電気関係学会東北支部連合大会実行委員会  

    DOI： 10.11528/tsjc.2011.0_188

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  • Investigation of miniature cantilever-type ultrasonic motor using lead-free array-type multilayer piezoelectric ceramics 査読

    Yutaka Doshida, Hiroyuki Shimizu, Taisei Irieda, Hideki Tamura, Yoshiro Tomikawa, Seiji Hirose

    Japanese Journal of Applied Physics   49 ( 7S )   07HE25 - 07HE25-6   2010年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Published by the Japan Society of Applied Physics through the Institute of Pure and Applied Physics  

    We studied the following to clarify the design rule of the miniature cantilever-type ultrasonic motor using lead-free array-type multilayer piezoelectric ceramics, which is (Sr,Ca) 2 NaNb 5 O 15 . The relationship between the motor properties and stator vibrator dimensions was investigated by the finite element method and vibration analysis. The motor properties mainly depended on the cantilever sizes. The motor properties can be especially controlled from the revolution-speed-oriented type to the torque-oriented type by adjusting the vamplate radius of the cantilever. As a result, the design rule was clarified. In accordance with the design rule, the lead-free torque-oriented motor was fabricated and its properties were evaluated. The driving properties of this motor changed to the torque-oriented characteristics, such as the ratio of the maximum torque to the maximum speed was over 1200-fold of that of the motor fabricated in a previous study. It appeared that the driving properties of the lead-free cantilever-type motor can be controlled by using the design rule. ? 2010 The Japan Society of Applied Physics.

    DOI： 10.1143/JJAP.49.07HE25

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  • Novel thin-type high-speed ultrasonic motors and gyro-moment motors 査読

    Manabu Aoyagi, Takehiro Takano, Hideki Tamura, Yoshiro Tomikawa

    Next-Generation Actuators Leading Breakthroughs   203 - 218   2010年

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    記述言語：英語   掲載種別：論文集(書籍)内論文   出版者・発行元：Springer London  

    DOI： 10.1007/978-1-84882-991-6_18

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  • Design and Characteristics of Mode-Coupling LiNbO3 Ultrasonic Motor Depended on Width-to-Length Ratio of the Stator Vibrator 査読

    Hideki Tamura, Takanori Morooka, Yasuhiro Yamayoshi, Manabu Aoyagi, Takehiro Takano, Seiji Hirose

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   49 ( 7 )   2010年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1143/JJAP.49.07HE26

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  • Examination of Sandwich-Type Multidegree-of-Freedom Spherical Ultrasonic Motor 査読

    Bo Lu, Manabu Aoyagi, Takehiro Takano, Hideki Tamura

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   49 ( 7 )   2010年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1143/JJAP.49.07HE24

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  • Sound Field Characteristics in Air Gaps of Noncontact Ultrasonic Motor Driven by Two Flexural Standing Wave Vibration Disks 査読

    Yasuhiro Yamayoshi, Jun Shiina, Hideki Tamura, Seiji Hirose

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   49 ( 7 )   2010年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1143/JJAP.49.07HE16

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  • Noncontact Ultrasonic Motor with Two Flexural Standing Wave Vibration Disks 査読

    Yasuhiro Yamayoshi, Jun Shiina, Hideki Tamura, Seiji Hirose

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   48 ( 9 )   2009年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1143/JJAP.48.09KD10

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  • Optimum Design for Noncontact Ultrasonic Motor with Flexurally Vibrating Disk Using an Equivalent Circuit Considering Viscosity of Air 査読

    Yasuhiro Yamayoshi, Hideki Tamura, Seiji Hirose

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   48 ( 7 )   2009年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1143/JJAP.48.07GM08

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  • Vibratory gyro-sensor using a flexural same-form double-mode disk resonator 査読

    H Tamura, Y Tomikawa, T Kikuchi, S Sugawara

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REVIEW PAPERS   37 ( 5B )   2859 - 2863   1998年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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MISC

  • 非鉛圧電セラミックスの材料設計と超音波応用—Material design of Lead-free Piezoelectric Ceramics and their Ultrasonic Applications

    土信田 豊, 田村 英樹, 田中 諭, 青栁 学

    足利大学総合研究センター年報 = Annual review, Collaborative Research Center, Ashikaga University   ( 24 )   19 - 24   2023年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：足利 : 足利大学総合研究センター  

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  • 非鉛圧電セラミックスの超音波応用の研究—Investigation of Ultrasonic Application using Lead-free Piezoelectric Ceramics

    土信田 豊, 田村 英樹, 田中 諭

    足利大学総合研究センター年報 = Annual review, Collaborative Research Center, Ashikaga University   ( 22 )   49 - 55   2021年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：足利大学総合研究センター  

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  • 非鉛圧電セラミックスの超音波応用の研究—Investigation of Ultrasonic Application using Lead-free Piezoelectric Ceramics

    土信田 豊, 田村 英樹, 田中 諭

    足利大学総合研究センター年報 = Annual review, Collaborative Research Center, Ashikaga University   ( 21 )   37 - 43   2020年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：足利大学総合研究センター  

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  • 3P4-9 多自由度超音波モータ用球状ステータの研究

    中島 秀太, 梶原 秀一, 青柳 学, 田村 英樹, 高野 剛浩

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   36   "3P4 - 9-1"-"3P4-9-2"   2015年11月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 3P4-10 サンドウィッチ型円環球面超音波モータの高出力化の検討

    及川 航希, 梶原 秀一, 青柳 学, 田村 英樹, 高野 剛浩

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   36   "3P4 - 10-1"-"3P4-10-2"   2015年11月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 金属パイプ内への強力音場形成の試み (超音波)

    中尾 晃大, 青柳 学, 田村 英樹

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   115 ( 207 )   57 - 60   2015年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：電子情報通信学会  

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  • パイプに励振される屈曲減衰進行波による音響流の発生と非接触搬送への応用 (超音波)

    高野 剛浩, 田村 英樹, 青柳 学

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   115 ( 207 )   51 - 56   2015年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：電子情報通信学会  

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  • 円筒の弾性振動を用いた荷重計の検討 (超音波)

    衛藤 数, 青柳 学, 田村 英樹

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   115 ( 207 )   7 - 12   2015年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：電子情報通信学会  

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    その他リンク： http://search.jamas.or.jp/link/ui/2015338020

  • 近距離場音波浮揚によるスッテピング搬送と運動制御 (特集 超音波モータおよびアクチュエータ)

    青柳 学, 田村 英樹, 高野 剛浩

    超音波techno   26 ( 2 )   49 - 53   2014年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本工業出版  

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  • 細径パイプ屈曲振動伝送路形超音波モータ (特集 超音波モータおよびアクチュエータ)

    田村 英樹, 高野 剛浩, 青柳 学

    超音波techno   26 ( 2 )   29 - 33   2014年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本工業出版  

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  • 3P4-13 圧入加工における超音波加振効果の解析的検討(ポスターセッション)

    渡邉 侑佑, 青柳 学, 田村 英樹, 高野 剛浩

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   34   455 - 456   2013年11月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 1P1-3 大振幅振動下での非鉛圧電体のハイパワー特性(ポスターセッション)

    土信田 豊, 原田 智宏, 清水 寛之, 岸本 純明, 水野 洋一, 田中 諭, 田村 英樹

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   34   19 - 20   2013年11月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 1P4-1 非鉛圧電体のハイパワー特性の調査(ポスターセッション)

    土信田 豊, 清水 寛之, 水野 洋一, 田村 英樹

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   33   75 - 76   2012年11月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 1P4-4 近距離場音波浮揚を用いた2次元非接触搬送(ポスターセッション)

    保科 壮希, 青柳 学, 田村 英樹, 高野 剛浩

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   33   81 - 82   2012年11月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • High-power properties and miniature ultrasonic motor of lead-free piezoelectric ceramics 招待

    Y. Doshida, H. Shimizu, S. Kishimoto, Y. Mizuno, H. Tamura

    The 8th Asian Meeting on Ferroelectrics (AMF-8), Pattaya, Thailand   2012年7月

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  • 電気機械結合係数の高い正方板呼吸モードを用いた単相駆動型超音波モータに関する研究

    田村 英樹, 増田 健太郎, 高野 剛浩

    Eos   24 ( 1 )   57 - 62   2012年2月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：東北工業大学新技術創造研究センター  

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  • 2Pa4-6 超音波圧入加工における接触面の応力解析(ポスターセッション)

    小野 聡, 青柳 学, 田村 英樹, 高野 剛浩

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   32   119 - 120   2011年11月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 2Pb4-5 (Sr,Ca)_2NaNb_5O_<15>圧電体セラミックスを用いた型超音波モータの高入力電力下での特性(ポスターセッション)

    土信田 豊, 清水 寛之, 水野 洋一, Irieda Taisei, 田村 英樹

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   32   241 - 242   2011年11月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 2Pa4-1 近距離場音波浮揚を用いた浮揚物体の運動制御(ポスターセッション)

    奥寺 暁大, 青柳 学, 田村 英樹, 高野 剛浩

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   32   109 - 110   2011年11月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 1A2-F07 ハイブリットアクチュエータシステムの開発とその応用(超環境ロボット・メカトロニクス)

    桶谷 涼太, 青柳 学, 高野 剛浩, 田村 英樹

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集   2011   "1A2 - F07(1)"-"1A2-F07(4)"   2011年5月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会  

    An ordinal force-feedback device mainly employs an electromagnetic motor(EMM), and it is excellent in the expression of an elastic feeling. However, it is not easy to express the sense of hardness and roughness. An actuator system(AS) using multilayered piezoelectric actuators has a characteristic which is contrary to AS using EMM. The objective of this study is the development of ideal actuator system for a haptic display. In this paper, a hybrid actuator system combining an EMM with a piezoelectric motor was proposed and examined. As a results, it was confirmed to be able to express hardness and softness by changing the combination of actuators.

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  • 1A2-F08 嵌入型円環状多自由度球面超音波モータの開発(超環境ロボット・メカトロニクス)

    盧 波, 青柳 学, 田村 英樹, 高野 剛浩

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集   2011   "1A2 - F08(1)"-"1A2-F08(4)"   2011年5月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会  

    In this paper, we propose a novel rotor embedded disk type multi-degree-of-freedom (MDOF) spherical ultrasonic motor (SUSM). The MDOF-SUSM consists of a spherical rotor and a stator vibrator with all-in-one structure, the spherical rotor is embedded in a stator vibrator with a spherical inner surface, and a motor shaft is mounted on the rotor. The stator vibrator with piezoceramic disks and plates stuck on its surfaces can excite five vibration modes, independently and simultaneously. The spherical rotor of the motor can rotate around three axes by combining two vibration modes among the five vibration modes. This paper describes the basic construction and the operating principle of the rotor embedded type MDOF-SUSM, modal analysis results about the stator vibrator, and some measurement results from the first trial manufacture to verify the operating principle and research the Z-axis rotation. The MDOF-SUSM in this study has possibilities of a simple structure, compact and small size, lightweight, and a large torque-to-weight ratio.

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  • 斜対称圧電セラミック平板振動子の縦１次-屈曲2次結合振動を利用する超音波モータ

    高野 剛浩, 田村 英樹, 青柳 学, 富川 義朗

    2011年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集   939 - 940   2011年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：精密工学会  

    Ultrasonic motors using a piezoelectric ceramic vibrator with diagonally symmetric form were proposed in this paper. The 1st longitudinal and the 2nd flexural modes in a diagonally symmetric form plate are coupled in the vibrator its size ratio about W/L=0.26 and 0.65 (W:vibrator width, L:vibrator length).In this paper, we performed a few experiments using the vibrator with the ratio in 0.65. That is, FEM simulation results of two vibration modes and resonant frequencies of the vibrator and a construction and revolution character-rustics of a trial motor are shown.

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  • クラッチ機能を備えた超音波アクチュエータの構成（第5報）電磁モータとのハイブリット化の試み

    桶谷 涼太, 青柳 学, 高野 剛浩, 田村 英樹

    2011年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集   935 - 936   2011年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：精密工学会  

    It is difficult for the ultrasonic motor to change the preload while driving. Then, an ultrasonic actuator that was able to electrically control a preload was developed by combining piezoelectric motor with clutch function in this study. In this paper, a hybrid actuator system combining an electromagnetic motor (EMM) with a piezoelectric motor was proposed and examined. The driving range can be widened by combining the both actuators with a different characteristic. As one of results, a risetime of revolution can be shortened by assisting with the ultrasonic motor at the start of an EMM driving in this system.

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  • アレイ型ステータ振動子を用いた浮揚物体の移送制御（第1報）移送と位置決めの実験的検討

    矢野 龍人, 青柳 学, 田村 英樹, 高野 剛浩

    2011年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集   933 - 934   2011年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：精密工学会  

    A levitated object above stator vibrators can be held by the acoustic viscous force generated by near-field acoustic levitation is phenomenon. The holding force yields at the edge of a vibration plate and nodes of a bending vibration mode, and it is in proportion to vibration amplitude of the vibration plate. This paper describes methods of transfer and positioning of a levitated object above many aligned stator vibrators, some experimental results and the proposition of the application as a non-contact-stepping ultrasonic motor (NCS-USM). A linear type and rotary one of a NCS-USM can be flexibly constructed. The NCS-USM has a possibility of high torque performance compared with an ordinary non-contact USM using traveling wave.

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  • 3P-38 近距離場音波浮揚を用いた浮揚物体の位置決めとその応用(ポスターセッション)

    矢野 龍人, 青柳 学, 田村 英樹, 高野 剛浩

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   31   531 - 532   2010年12月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

    The method of positioning of a levitated object above many aligned stator vibrators was proposed. From an experiment, an object moved to the next stator vibrator under the condition that the displacement of the next stator was over 1.5 times larger than that of the stator levitating the object. Hereafter, it is necessary to analyze the mechanism that the levitated object moves toward the next stator vibrator which has large displacement. Moreover, the reduction of an oscillation of the levitated object has to be considered for an accurate positioning. A rotary type NCS-USM shown in Fig. 7 can be proposed. Its operating principle is the same as NCS-USM. This motor has a possibility of high torque compared with ordinal non-contact USM using traveling wave.

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  • 1Pb-19 大振幅振動の圧電共振子の計測システムに関する検討(ポスターセッション)

    伊藤 慧太, 田村 英樹, 土信田 豊, 山吉 康弘, 広瀬 精二

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   31   179 - 180   2010年12月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 1Pb-39 超音波圧入加工における曲げ振動効果の検討(ポスターセッション)

    小野 聡, 青柳 学, 田村 英樹, 高野 剛浩

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   31   219 - 220   2010年12月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 円環形球面超音波モータの画像処理による回転位置検出と制御

    青柳 学, 藤田 泰喜, 高野 剛浩, 田村 英樹, 富川 義朗

    電子情報通信学会論文誌. A, 基礎・境界 = The transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers. A   93 ( 8 )   501 - 509   2010年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：（社）電子情報通信学会  

    筆者らが考案した球面超音波モータの回転角度検出並びに制御について報告する.従来,球状ロータの回転位置検出には3軸に組み合わせたポテンシオメータが用いられるが,検出部が大型・複雑で小型化には不利であるなどから,非接触の検出方法が望まれる.本モータは球状ロータの表面がステータの上下の2箇所に露出しており,一方を機械出力,他方をロータの位置検出に利用できる.ロータ表面にマークを貼り付け,小型CCDカメラによって撮影する方法を考案した.画像からマークのみを抽出し,その移動量を計測することで回転角を算出する.しかし,球状ロータ表面は光沢を有し,不要なものが映り込むため,画像処理によるマークだけの検出が困難である.そのため,ロータ撮影面を外光から遮光し,カメラのシャッターが閉じている間に紫外線LEDを蓄光性マークに照射し,マークの残光を撮影するように工夫した.実験の結果,マークの抽出が容易であり,使用するカメラの画素数に依存する分解能で計測が可能であった.その計測結果を用いて制御システムを構築し,PID制御により本モータの定置制御及び追従制御を行った結果,良好な動作が安定して得られた.

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    その他リンク： http://hdl.handle.net/10258/657

  • 圧電・超音波モータ/アクチュエータの変遷４ 招待

    富川義朗, 日下部千春, 広瀬精二, 田村英樹, 高野剛浩, 青柳学, 飯野朗弘, 舟窪朋樹, 高橋誠也, 宮沢修, 土信田豊, 田沼千秋, 宗石猛

    超音波TECNO   22 ( 3 )   2010年5月

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  • 圧電・超音波モータ/アクチュエータの変遷３ 招待

    富川義朗, 日下部千春, 広瀬精二, 田村英樹, 高野剛浩, 青柳学, 飯野朗弘, 舟窪朋樹, 高橋誠也, 宮沢修, 土信田豊, 田沼千秋, 宗石猛

    超音波TECNO   22 ( 2 )   2010年3月

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  • 薄型高速回転超音波モータ : 単純構成で過酷なアプリケーションへ

    青柳 学, 高野 剛浩, 田村 英樹, 富川 義朗

    日本音響学会誌   66 ( 3 )   119 - 124   2010年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本音響学会  

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    その他リンク： http://hdl.handle.net/10258/1689

  • 圧電・超音波モータ/アクチュエータの変遷２ 招待

    富川義朗, 日下部千春, 広瀬精二, 田村英樹, 高野剛浩, 青柳学, 飯野朗弘, 舟窪朋樹, 高橋誠也, 宮沢修, 土信田豊, 田沼千秋, 宗石猛

    超音波TECNO   22 ( 1 )   2010年1月

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  • サンドウィッチ型多自由度球面超音波モータ（第2報）接触面形状の検討

    盧 波, 青柳 学, 高野 剛浩, 田村 英樹

    2010年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集   449 - 450   2010年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：精密工学会  

    The purpose of this research is to increase the torque performance of sandwich-type multi-degree-of-freedom(MDOF) spherical ultrasonic motor(SUSM) by a torque composition. In this report, three kinds of SUSM with different contact surface are manufactured as a trial, the performances among three motors are drawn a comparison, and the actual contact area of spherical contact surface between the stator vibrator and the spherical rotor is studied in experiments. As a result, it was confirmed that the spherical contact surface is an important factor which results in the achievement of high torque, and by whittling away the non-effective contact surfaces, motor obtained the stablest working performance.

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  • 1J4-2 サンドウィッチ型多自由度球面超音波モータの検討(強力超音波,ソノケミストリー)

    盧 波, 青柳 学, 高野 剛浩, 田村 英樹

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   30   9 - 10   2009年11月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 1P4-7 非鉛積層圧電セラミックスを用いた屈曲2重モード小型片持ちはりモータの研究(ポスターセッション)

    土信田 豊, 清水 寛之, 入枝 泰成, 田村 英樹, 富川 義朗, 広瀬 精二

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   30   99 - 100   2009年11月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 1P4-10 モード結合型LiNbO_3単結晶モータ振動子の長さ-幅寸法比の異なる設計と特性(ポスターセッション)

    田村 英樹, 諸岡 孝憲, 山吉 康弘, 青柳 学, 高野 剛浩, 広瀬 精二

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   30   105 - 106   2009年11月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 圧電・超音波モータ/アクチュエータの変遷１ 招待

    富川義朗, 日下部千春, 広瀬精二, 田村英樹, 高野剛浩, 青柳学, 飯野朗弘, 舟窪朋樹, 高橋誠也, 宮沢修, 土信田豊, 田沼千秋, 宗石猛

    超音波TECNO   21 ( 6 )   120 - 124   2009年11月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本工業出版  

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  • 斜対称積層圧電振動子の縦1次-屈曲2次モードを利用した超音波モータの試作

    高野 剛浩, 田村 英樹, 富川 義朗, 青柳 学

    電子情報通信学会技術研究報告. US, 超音波   109 ( 213 )   19 - 23   2009年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

    薄型超音波スピンドルモータ開発の一つとして、小入力駆動可能な積層圧電セラミック平板振動子を用いた超音波モータの試作特性例を示している.斜対称形の振動子を用いることにより、縦1次-屈曲2次モードの結合振動を利用した単相駆動モータを試作した.FEMによる振動モードの解析と測定結果との対応を示し、端面の振動速度の測定から、周波数の切り替えにより両方向回転のモータが得られることを示した.特に本報告では、振動子の特徴を生かした、振動子の支持冶具を提案し超音波モータを試作した。試作モータでは2〜3Vrms、100〜300mW程度の入力で、振動子長15mmで直径1.0mmφのロータを持つ構成では9,000rpmを越す速度が得られ、振動子長30mmで直径6mmのロータのモータでは、効率が45%を越す特性が得られた.

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  • SPICEシミュレーションによる超音波アクチュエータの特性解析

    青柳 学, 瀬野 耕一, 鈴木 好夫, 高野 剛浩, 田村 英樹

    電子情報通信学会技術研究報告. US, 超音波   109 ( 213 )   1 - 6   2009年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

    電気機械等価回路は超音波アクチュエータの動作特性を直観的,巨視的に把握することができるため,これまで幾つか提案され用いられてきた。しかし,等価回路上で直接的に計算することが容易でない非線形要素を含んでいるため,解析が容易でなかった。本研究ではステータからロータへの力の伝達を表現するため,通常の回路シミュレータに用意されている電圧制御電圧源(VCVS)の使用を新しく提案する。したがって,時々刻々と変化する圧接力や摩擦力を市販の回路シミュレータで解析することができる。一例として,振動片型超音波アクチュエータについて等価回路を作製し,解析を行った。予圧制御による回転の立ち上り特性の解析は実験と良く一致した結果が得られた。

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  • モード結合型LiNbO_3単相駆動超音波モータの振動子辺比による特性について

    田村 英樹, 青柳 学, 山吉 康弘, 高野 剛浩, 広瀬 精二

    電子情報通信学会技術研究報告. US, 超音波   109 ( 213 )   7 - 12   2009年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

    圧電単結晶LiNbO_3を用いて、その結晶異方性による内部結合を用いることで単相駆動超音波モータが実現出来る。これまでは矩形板振動子の面内縦一次と屈曲二次振動の結合を得る為に縦横長さの辺比0.255付近の条件を用いていたが、二つの結合モードの振動特性ならびにモータの左右回転特性の差が大きいという問題があった。今回新たに、モード結合可能なもう一つの辺比0.8付近の条件について解析ならびにモータの試作評価を行った。これにより、電気機械結合係数の均等化などの振動子特性の改善が図られた。また辺比0.849の短辺中央でロータを駆動する構成の試作モータは、従来条件と比べて広い与圧範囲で左右回転特性を近づける事が出来た。

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  • サンドウィッチ型多自由度球面超音波モータ（第1報）3種類の振動モードの組み合わせ構成の検討

    盧 波, 青柳 学, 高野 剛浩, 田村 英樹

    2009年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集   855 - 856   2009年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：精密工学会  

    A sandwich-type multi-degree-of-freedom(MDOF) spherical ultrasonic motor is newly proposed. The motor consists of a spherical rotor which is held between two stator vibrators. The stator vibrator excites three kinds of vibration modes, and the spherical rotor can rotate on three axes. The contact surface between the spherical rotor and the stator vibrators forms the spherical surface. An experiment of making a large by a torque composition of two stators was carried out. Moreover, the displacement mechanism, with was used in the former model, to rotate the spherical rotor on the Z axis is no longer necessary, so that the freedom degree of the configuration design has been improved. This paper describes the construction and the operating principle of the MDOF ultrasonic motor, analysis results about the stator vibrator using a finite element and some measurement results from the trial manufacture. This motor has torques larger than those of former MDOF motor. The miniaturization of the MDOF motor and increase of torque were successfully realized.

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  • Development of lead-free multilayer piezoelectric ceramics and study on miniature ultrasonic motor using their ceramics 招待

    Y. Doshida, S. Kishimoto, T. Irieda, H. Tamura, Y. Tomikawa, S. Hirose

    The IUMRS International Conferane in Asia 2008, Nagoya, Japan   2008年12月

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  • 1P4-5 LiNbO_3結合モード利用モータ振動子の負荷影響に関する解析的検討(ポスターセッション)

    柴田 恭佑, 田村 英樹, 青柳 学, 高野 剛浩, 富川 義朗, 広瀬 精二

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   29   103 - 104   2008年11月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 3P8-23 高速回転超音波アクチュエータの予圧制御と等価回路解析(ポスターセッション)

    青柳 学, 関 舞子, 高野 剛浩, 田村 英樹, 富川 義朗

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   29   497 - 498   2008年11月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

    A rise time can be shorter by an electrical preload control with maintaining maximum revolution speed. The proposed equivalent circuit has possibility to easily simulate the performance of preload control.

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  • 超音波アクチュエータの予圧制御の実験的検討

    青柳 学, 武村 剛志, 秋庭 啓次郎, 高野 剛浩, 田村 英樹, 富川 義朗

    電子情報通信学会技術研究報告. US, 超音波   108 ( 212 )   41 - 45   2008年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

    接触型の超音波アクチュエータは一定の予圧下で駆動される.予圧によって負荷特性が変わることは良く知られているが,予圧を電気的に変え,制御に使用する試みは積極的にはなされていない.予圧による回転制御によって新しい動作が可能と考えられる.例えば,立ち上がり特性の改善や力触覚提示のためのトルクフリー特性の実現などである.本報告では,筆者らが考案した電気的に予圧を変えることができる超音波アクチュエータの動作特性について報告する.電気的に予圧が変えられることを確認し,予圧制御によって幅広いトルク特性が実現できることが確認された.

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  • Measurement of LiNbO3 Rectangular Plate Under Large Vibration Velocity of the First Longitudinal and Second Flexural Modes 査読

    Hideki Tamura, Masashi Iwase, Seiji Hirose, Manabu Aoyagi, Takehiro Takano, Yoshiro Tomikawa

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   47 ( 5 )   4034 - 4040   2008年5月

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  • Double-Mode Miniature Cantilever-Type Ultrasonic Motor Using Lead-Free Array-Type Multilayer Piezoelectric Ceramics 査読

    Yutaka Doshida, Sumiaki Kishimoto, Taisei Irieda, Hideki Tamura, Yoshiro Tomikawa, Seiji Hirose

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   47 ( 5 )   4242 - 4247   2008年5月

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  • Hybrid Ultrasonic Actuator for Force-Feedback Interface 査読

    Tsuyoshi Takemura, Manabu Aoyagi, Takehiro Takano, Hideki Tamura, Yoshiro Tomikawa

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   47 ( 5 )   4265 - 4270   2008年5月

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  • Single Phase Drive Ultrasonic Motor Using LiNbO3 Rectangular Vibrator

    Hideki Tamura, Kyousuke Shibata, Manabu Aoyagi, Takehiro Takano, Yoshiro Tomikawa, Seiji Hirose

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   47 ( 5 )   4015 - 4020   2008年5月

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  • Single Phase Drive Ultrasonic Motor Using LiNbO3 Vibrator

    H. Tamura, M. Aoyagi, T. Takano, Y. Tomikawa, S. Hirose

    ACTUATOR 08, CONFERENCE PROCEEDINGS   596 - +   2008年

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    記述言語：英語  

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  • クラッチ機能を備えた超音波アクチュエータ（第2報）構成と動作特性

    武村 剛志, 青柳 学, 高野 剛浩, 田村 英樹, 富川 善朗

    2008年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集   111 - 112   2008年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：精密工学会  

    There is a great possibility that an ultrasonic motor (USM) can effectively reproduce realistic feelings of hardness and roughness on a virtual object in a haptic virtual reality system due to its rapid response characteristic However, the state of torque free does exist in an ordinal USM, because a stator vibrator is preloaded to a rotor or slider and a braking force always occurs. It is hard to arbitrarily change the preload of an USM while operating. In this study an ultrasonic actuator with clutch function, which can electrically control a preload, was developed by using piezoelectric actuators and mechanical amplifier. As a result, this ultrasonic actuator was able to widely control generations of driving torque and reaction from zero to maximum.

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  • クラッチ機能を備えた超音波アクチュエータの構成（第3報）予圧制御と負荷特性

    青柳 学, 秋庭 啓次郎, 武村 剛志, 高野 剛浩, 田村 英樹, 富川 義朗

    2008年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集   939 - 940   2008年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：精密工学会  

    An ultrasonic motor (USM) has a possibility to present the roughness and hardness of a virtual object because of its rapid response and large self-holding force. In order to change the preload of USM, the authors developed an ultrasonic actuator with a clutch function which can electrically control a preload. The electrical preload control gives variable reactions. From some experiments, it was confirmed that this actuator had a holding torque over wide range by the preload control and revolution speed and torque were controllable by either the clutch or USM.

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  • Thin Ultrasonic Spindle-Motor Using Non-Axisymmetric ((1,1))-Mode of a Ring Vibrator

    M. Aoyagi, T. Takano, H. Tamura, S. Hirose, Y. Tomikawa

    ACTUATOR 08, CONFERENCE PROCEEDINGS   603 - +   2008年

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    記述言語：英語  

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  • LiNbO<SUB>3</SUB>斜対称形振動子単相駆動超音波モータ -小形化のための材料破壊限界ならびに構造の検討-

    田村英樹

    超音波TECHNO   20 ( 1 )   114 - 120   2008年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本工業出版  

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  • An Ultrasonic Actuator with Electrical Preload Control Function for Force-Feedback Interface

    T. Takemura, M. Aoyagi, T. Takano, H. Tamura, Y. Tomikawa

    ACTUATOR 08, CONFERENCE PROCEEDINGS   969 - +   2008年

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    記述言語：英語  

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  • 1-05P-23 LiNbO_3矩形板振動子の縦振動及び面内屈曲振動モードにおける大振幅励振特性の測定(ポスターセッション 1)

    岩瀬 正志, 田村 英樹, 広瀬 精二, 青柳 学, 高野 剛浩, 富川 義朗

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   28   61 - 62   2007年11月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 3-09P-42 力触覚インターフェース用複合超音波アクチュエータ(ポスターセッション 3)

    武村 剛志, 青柳 学, 高野 剛浩, 田村 英樹, 富川 義朗

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   28   441 - 442   2007年11月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 3-09P-62 非鉛系アレイ形積層圧電セラミックス駆動の屈曲2重モード片持ちはりモータ(ポスターセッション 3)

    土信田 豊, 岸本 純明, 入枝 泰成, 田村 英樹, 富川 義朗, 広瀬 精二

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   28   481 - 482   2007年11月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

    The double-mode miniature cantilever-type ultrasonic motor was fabricated using the array-type multilayer piezoelectric ceramics (array-type MLPC) of (Sr, Ca)_2NaNb_5O_<15> (SCNN) such as Pb-free piezoelectric materials, and the electrical driving properties were investigated. The array-type MLPC was arranged in a 2x2 matrix on the actuators. The ultrasonic motor of SCNN array-type MLPC started to rotate at 1.7V_<p-p,>, and showed such characteristics as revolution speed of Ω_0=1000 rpm, a torque of T_0=2.6μNm at 9V_<p-p>. On the other hand, the motor using Pb (Zr, Ti)O_3-Pnb(Zn, Nb)O_3(PZT) showed Ω_0=1000 rpm, a torque of T_0=2.6μNm at 1V_<p-p>. SCNN motor was not so different from PZT motor, however the SCNN motor needed 10 times as high voltage as the PZT motor. By using the array-type MLPC, the driving voltage was reduced by a half, and the driving properties were improved.

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  • 1-05P-24 LiNbO_3矩形板振動子の異方性による振動モード結合を利用した単相駆動超音波モータ(ポスターセッション 1)

    柴田 恭佑, 田村 英樹, 広瀬 精二, 青柳 学, 富川 義朗, 高野 剛浩

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   28   63 - 64   2007年11月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 積層圧電セラミックスを用いた斜対称平板振動子利用の超音波モータ

    高野 剛浩, 田村 英樹, 富川 義朗, 青柳 学

    電子情報通信学会技術研究報告. US, 超音波   107 ( 232 )   19 - 22   2007年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

    低電圧、小入力駆動で高速回転超音波モータの実現を目指して、積層圧電セラミックス平板振動子を用いた超音波モータの試作特性例を示している.斜対称形の振動子を用いることにより、縦1次-屈曲2次モードの結合振動を利用した単相駆動モータを試作した.FEMによる振動モードの解析と測定結果との対応を示し、端面の振動速度の測定から、周波数の切り替えにより両方向回転のモータが得られることを示した.試作したモータは、3〜5Vrms、100〜500mW程度の入力で、直径1.5mmφのロータで5000rpmを越す速度が得られ、直径3mmのロータでは、効率が35%近い特性が得られた.

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  • 円環振動子を用いた超音波リニアモータの速度制御法の検討

    青柳 学, 高野 剛浩, 富川 義朗, 田村 英樹, 広瀬 精二

    電子情報通信学会技術研究報告. US, 超音波   107 ( 232 )   7 - 12   2007年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

    円環振動子は電極を2分割し,径方向伸縮振動モード((R,1)-mode)および非軸対称屈曲振動モード(((1,1))-mode)を同時に励振することができる.2つの振動モードを独立に調整することで超音波リニアモータの速度制御が容易になるが,この励振方法では各振動モードを独立に調整することは検討されていなかった.本研究では2つの電極に印加する電圧の位相差と振幅を変化させ,(R,1)-modeの実効的な励振電圧を一定にとしながら,((1,1))-modeの実効的励振電圧を直線的に調整し,スライダの速度を位相差によって直線的に制御するための変位の独立励振が可能であることを報告する.

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  • LiNbO_3矩形板振動子による単相駆動超音波モータ : 結晶異方性によるモード結合の利用

    田村 英樹, 柴田 恭祐, 広瀬 精二, 青柳 学, 富川 義朗, 高野 剛浩

    電子情報通信学会技術研究報告. US, 超音波   107 ( 232 )   1 - 6   2007年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

    非鉛圧電材を利用した超音波モータの一つとして圧電単結晶LiNbO_3を用いた構成を研究している。小形で簡素な形状とし駆動方法についても単相駆動とするため、従来は圧電セラミックスによる構成と同様に振動子外形を斜対称とすることでモード結合を引き起こして利用していた。しかしながら斜対称構造振動子では加圧時に接触点がぶれやすい問題があり、また結晶特性を十分に生かしているとは言い難い。そこで本研究では振動子形状は対称な矩形板のまま、X回転Y板をさらに新たなy軸で回転させる事で結晶異方性を利用した結合モードを利用する。本方式について設計の為の解析ならびに実験的に得られたモータ特性を示す。

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  • Basic study of threefold rotatory symmetric form quartz vibrator for triaxial gyrosensor 査読

    Toshiaki Soneda, Hideki Tamura, Yoshiro Tomikawa, Seiji Hirose

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS   46 ( 7B )   4709 - 4713   2007年7月

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  • Diagonally symmetric form ultrasonic motor using LiNbO3 plate 査読

    Hideki Tamura, Koujiro Kawai, Takehiro Takano, Yoshiro Tomikawa, Seiji Hirose, Manabu Aoyagi

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS   46 ( 7B )   4698 - 4703   2007年7月

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  • Miniature cantilever-type ultrasonic motor using Pb-free multilayer piezoelectric ceramics 査読

    Yutaka Doshida, Sumiaki Kishimoto, Keisuke Ishii, Hiroshi Kishi, Hideki Tamura, Yoshiro Tomikawa, Seiji Hirose

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS   46 ( 7B )   4921 - 4925   2007年7月

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  • 振動ジャイロセンサの基礎と三軸検出デバイスの概要

    田村 英樹

    MATERIAL STAGE   7 ( 7 )   4 - 8   2007年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：技術情報協会  

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  • P2-32 Load Characteristics of a Diagonally Symmetric Form Ultrasonic Motor Using a LiNbO_3 Plate(Poster session 2)

    Kawai Koujiro, Tamura Hideki, Takano Takehiro, Tomikawa Yoshiro, Hirose Seiji, Aoyagi Manabu

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   27   271 - 272   2006年11月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • J-2 非鉛系積層圧電セラミックスを用いた小型超音波モータ : 片持ち張り・屈曲2重モード利用モータの試作(強力超音波)

    土信田 豊, 岸本 純明, 石井 佳輔, 岸 弘志, 田村 英樹, 富川 義朗, 広瀬 精二

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   27   351 - 352   2006年11月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

    The miniature cantilever-type ultrasonic motors were fabricated using the multilayer piezoelectric ceramics (MLPC) of PZT type piezoelectric materials and (Sr,Ca)_2NaNb_5O_<15> (SCNN) such as lead free piezoelectric materials, and investigated the properties of driving. The displacement of MLPC of PZT was 180nm at 10V and that of MLPC of SCNN was 170nm at 100V. The ultrasonic motor with MLPC of PZT was generated over 0.2 V_<p-p> and 4000rpm, 4.7μN at 6 V_<p-p>. On the other hand, the ultrasonic motor with SCNN was generated over 3 V_<p-p> and 570rpm at 20 V_<p-p>. It was confirmed that ultrasonic motor using lead free piezoelectric materials could generated at 10-fold voltage of MLPC of PZT.

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  • L字型結合振動子を用いた超音波アクチュエータ

    川嶋 伸明, 関 舞子, 青柳 学, 石黒 稔, 田村 英樹

    電子情報通信学会技術研究報告. US, 超音波   106 ( 251 )   17 - 22   2006年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

    超音波アクチュエータは、予圧機構として外付けの部品を幾つか必要とする。本研究の目的は、支持機構及び予圧機構をステータ振動子と一体構成にするにより、小型化が容易な超音波アクチュエータを実現することである。特に高速で回転する超音波スピンドルモータの実現を目標とする。具体的にはステータ振動子をL字型に折り曲げることにより、振動板の一部に板ばねを構成することにより予圧機構及び支持機構を兼ねるという構造を考案した。試作した結果、500rps近くの高速回転が得られた。

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  • 三軸ジャイロのための三回対称形水晶振動子の検討

    田村 英樹, 曽根田 敏昭, 富川 義朗, 広瀬 精二

    電子情報通信学会技術研究報告. US, 超音波   106 ( 250 )   31 - 36   2006年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

    モノリシック型三軸ジャイロ・センサの実現を目指し、複雑な形状もエッチングにより作成可能な水晶Z板を用いて、筆者らは素材の結晶対称性を考慮した三回対称形の振動子構成を提案している。しかしながら、従来提案の基本形振動子はエッチング残渣が検出軸に対する左右対称性を劣化させるために振動モードの結合が起こりやすく、加えて自励振駆動が困難な程に駆動抵抗が高いと言った問題があった。そこでエッチング残渣も左右対称に生じるようにし、さらに駆動梁に穿孔を施した改良型構造を設計した。試作振動子の駆動モードに関する電気的特性を測定したところ、改良型の等価抵抗は従来型に比べて約1/49に低下する結果となり、対称性が高く発振の容易な新型構成が得られた。

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  • LiNbO_3正方板振動子による超音波モータの試作検討

    川合 孝二郎, 田村 英樹, 富川 義朗, 高野 剛浩, 広瀬 精二, 青柳 学

    電子情報通信学会技術研究報告. US, 超音波   106 ( 250 )   37 - 42   2006年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

    環境への配慮から圧電材料の鉛フリー化が進められている。筆者らは鉛フリーの圧電材料として、ハイパワー特性に優れ、電気機械結合係数も高いLiNbO_3を用いて矩形板振動子による超音波モータを検討してきた。その結果、低消費電力で高速回転を得ることができ、LiNbO_3の超音波モータへの実用可能性が確認された。そこで本報告ではLiNbO_3を用いた別種のモータとして正方板振動子による構成を検証した。等方性材料である圧電セラミクスにおいては、設計の容易さから正方板振動子の同型縮退モードを利用しているが、LiNbO_3においてもカット角を適切にすることで同型縮退モードが利用可能である。更にLiNbO_3は異方性であるので、非共振ではあるが同型縮退モードに似た変位モードが確認され、モータとしても動作が確認できた。これら2つの駆動方式によるモータを試作、測定した結果を述べる。

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  • Triaxial quartz gyrosensor using a threefold rotatory symmetric form vibrator 査読

    H Tamura, T Takano, Y Tomikawa

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS   44 ( 6B )   4504 - 4508   2005年6月

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  • 中央部に2段の突起を持つ圧電円板振動子利用の微少量粉体供給デバイス

    高野剛浩, 田村英樹, 富川 義朗

    超音波TECHNO   17 ( 4 )   65 - 69   2005年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本工業出版  

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  • P2-15 三回対称形振動子を用いた水晶ジャイロの検討(ポスターセッション2(概要講演))

    田村 英樹, 高野 剛浩, 富川 義朗

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集   25   187 - 188   2004年10月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 中央部に2段の突起を持つ圧電円板振動子を用いた微少量粉体供給デバイスの試作

    高野 剛浩, 田村 英樹, 富川 義朗, 青柳 学

    電子情報通信学会技術研究報告. US, 超音波   104 ( 299 )   43 - 48   2004年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

    中央部に2段の突起を特つ圧電円板振動子を用いて、粒径が10μm以下の粉体を、毎秒ミリグラムオーダーで供給することを試みた。圧電円板振動子は縮退する2つの面垂直屈曲振動B_<11>-B_<11>'モードを用い、両モードを2相駆動することにより生ずる先端部の楕円運動を利用し、粉体が振動子の先端部から振るい落とされる構造となっている。粒径が2μmの白色溶融アルミナやフライアッシュ等の粉体を用いて、流量が1mg/s程度の微少量粉体を安定に供給することが出来ることを確かめた。本文では、振動子構造や振動モード解析・測定ならびに試作デバイスの粉体供給特性を報告する。

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  • 円板振動子を用いた微少量粉体の定量供給デバイスの試作(2) : 対称屈曲振動を用いたデバイスの供給特性

    高野 剛浩, 田村 英樹, 富川 義朗, 青柳 学

    日本音響学会研究発表会講演論文集   2004 ( 1 )   879 - 880   2004年3月

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    記述言語：日本語  

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  • 円板振動子を用いた微少量粉体の定量供給デバイスの試作

    高野 剛浩, 田村 英樹, 富川 義朗, 青柳 学

    日本音響学会研究発表会講演論文集   2003 ( 2 )   1051 - 1052   2003年9月

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    記述言語：日本語  

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  • FEM Studies of Gyro-Sensor Using Quartz Crystal Trident-Type Tuning Fork Resonator for Detection of Three-Axes Angular Velocities 査読

    Toshinari Ichimura, Yoshiro Tomikawa, Hideki Tamura

    17th International Congress on Acoustics   41 ( 5B )   3399 - 3402   2002年5月

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  • 2相駆動方式による3軸角速度検出ジャイロ・センサ

    田村 英樹, 市村 敏也, 富川 義朗

    超音波TECHNO   14 ( 1 )   6 - 13   2002年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本工業出版  

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  • P3-12 3軸検出・水晶3脚音さジャイロ特性の有限要素法解析(ポスターセッション3,ポスター発表)

    市村 敏也, 富川 義朗, 田村 英樹

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集   ( 22 )   303 - 304   2001年11月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 解析 - 3 軸検出・水晶3脚音さジャイロー

    市村 敏也, 田村 英樹, 富川 義朗

    日本音響学会研究発表会講演論文集   2001 ( 1 )   919 - 920   2001年3月

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    記述言語：日本語  

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  • PE07 二相駆動方式による三軸ジャイロ・センサ(ポスターセッションI)

    田村 英樹, 富川 義朗

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集   ( 21 )   139 - 140   2000年11月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 多軸検出・水晶3脚音さジャイロの考察

    市村 敏也, 田村 英樹, 富川 義朗

    電子情報通信学会技術研究報告. US, 超音波   100 ( 291 )   59 - 64   2000年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

    筆者らは水晶振動子による多軸ジャイロを検討している。この多軸ジャイロの構成に当たっては、質量要素の直交3軸方向への振動(自由度3)が要求される。すなわち、具体的ジャイロの構成にあたってはそれらに対応した複数のモードの縮退が求められる。本文はこの構成条件を水晶音さ振動子で実現することをFEMシミュレーションで検討したものである。その結果、水晶の結晶異方性に起因すると考えられるモード間結合の大きい事が判った。従って、水晶において多軸ジャイロを構成するためには、必ず結合モードを含まざるを得ない事となり、多軸ジャイロの構成は容易ではない。すなわち、本文はこの結合モードを検出に使用する方法で水晶3脚音さの多軸ジャイロ構成に関してのいくつかのFEMシミュレーション結果を報告し、この種のジャイロ構成の1参考資料とするものである。

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  • SA-5-4 二相駆動方式による三軸角速度検出ジャイロ・センサ

    田村 英樹, 富川 義朗

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集   2000   325 - 326   2000年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

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  • Simulation of multiaxial angular velocity detection using a diaphragm vibratory gyrosensor

    H Tamura, Y Tomikawa

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REVIEW PAPERS   39 ( 5B )   3064 - 3068   2000年5月

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  • Three-axes vibratory gyrosensor

    H Tamura, Y Tomikawa

    2000 IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM PROCEEDINGS, VOLS 1 AND 2   889 - 892   2000年

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    記述言語：英語  

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  • PC-18 三軸角速度検出・振動ジャイロの基礎的解析

    田村 英樹, 富川 義朗

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集   ( 20 )   77 - 78   1999年11月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • ダイアフラム型振動ジャイロの有限要素法解析 -多軸角速度の影響について-

    田村 英樹, 富川 義朗

    日本音響学会研究発表会講演論文集   1999 ( 2 )   1125 - 1126   1999年9月

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    記述言語：日本語  

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  • ダイアフラム型振動ジャイロの電極パターン

    田村 英樹, 高橋 剛, 富川 義朗

    日本音響学会研究発表会講演論文集   1999 ( 1 )   1003 - 1004   1999年3月

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    記述言語：日本語  

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  • PD9 交差指電極励振・圧電セラミックスのダイアフラム型ジャイロ・センサ(バルク波デバイス,ポスターセッション2)

    田村 英樹, 富川 義朗

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集   ( 19 )   199 - 200   1998年11月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 多軸角速度検出用のダイアフラム型振動ジャイロについて

    田村 英樹, 富川 義朗

    日本音響学会研究発表会講演論文集   1998 ( 2 )   1241 - 1242   1998年9月

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    記述言語：日本語  

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  • 同形縮退2重モード円板のダイアフラム型振動ジャイロ

    田村 英樹, 富川 義朗, 菊地 尊行, 菅原 澄夫

    日本音響学会研究発表会講演論文集   1998 ( 1 )   1105 - 1106   1998年3月

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    記述言語：日本語  

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  • Vibratory gyro-sensor using a flexural same-form double-mode diaphragm disk resonator

    H Tamura, Y Tomikawa, T Kikuchi, S Sugawara

    1998 IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM - PROCEEDINGS, VOLS 1 AND 2   ( Vol. 1 )   473 - 476   1998年

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    記述言語：英語  

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  • Vibratory gyro-sensor using a flexural same-form double-mode diaphragm disk resonator

    H Tamura, Y Tomikawa, T Kikuchi, S Sugawara

    1998 IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM - PROCEEDINGS, VOLS 1 AND 2   473 - 476   1998年

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  • OD3 同形縮退2重モード屈曲円板を用いた振動ジャイロ・センサ(バルク波デバイス)

    田村 英樹, 富川 義朗, 菊池 尊行, 菅原 澄夫

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集   ( 18 )   21 - 22   1997年11月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 同形縮退2重モード屈曲円板を用いた振動ジャイロ

    田村 英樹, 富川 義朗, 菊池 尊行, 菅原 澄夫

    電子情報通信学会技術研究報告. US, 超音波   97 ( 277 )   29 - 34   1997年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

    本文は, 円板振動子による新しい形状の振動ジャイロ・センサを提案する. 同形2重モード屈曲円板振動子に付加質量を取り付けた構成のジャイロ・センサは重心支持ができる. 更に検出回転軸に対して横置きで使用され, 薄型化が期待できる. 本文では初めに基本構成原理を述べ, 次に試作測定結果を示し, 本文提案の圧電円板振動子は振動ジャイロとして実際に動作することを報告する.

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  • 同形2重モード屈曲円板振動子利用振動ジャイロ・センサ

    田村 英樹, 富川 義朗, 菊池 尊行, 菅原 澄夫

    日本音響学会研究発表会講演論文集   1997 ( 2 )   1087 - 1088   1997年9月

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    記述言語：日本語  

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  • Basic investigation on achieving high resonance quality factor of piezoelectric vibrator

    H Tamura, Y Tomikawa, C Kusakabe, K Sakurai, K Ohnishi

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REVIEW PAPERS   36 ( 5B )   3030 - 3033   1997年5月

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  • OE2 圧電振動子のQ値制御に関する基礎実験 : NIC回路による負性抵抗を利用したQ値向上について(バルク波デバイス)

    田村 英樹, 富川 義朗, 桜井 勝利, 日下部 千春

    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集   ( 17 )   255 - 256   1996年10月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会  

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  • 圧電振動子のQ値制御に関する基礎実験 : NIC回路による負性抵抗を利用したQ値向上について

    田村 英樹, 富川 義朗, 日下部 千春, 桜井 勝利, 大西 一正

    電子情報通信学会技術研究報告. US, 超音波   96 ( 248 )   17 - 22   1996年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

    本文は圧電振動子の機能的応用に関する基礎検討結果について、特に電子回路の負性抵抗を利用したQ値向上に関する報告である。本文の方法は、圧電振動子に制御電極端子を設け、それへのNIC回路の接続により構成される。これによりQ値はオリジナルの値の50倍にもする事ができ、それに伴って、定電圧駆動において振動振幅も大きくなることが実証できた。すなわち、圧電セラミック振動子が水晶振動子のように使用できることになる。

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  • 負性素子を併用した圧電振動子について

    富川 義朗, 日下部 千春, 田村 英樹, 大西 一正, 桜井 勝利

    日本音響学会研究発表会講演論文集   1996 ( 2 )   1097 - 1098   1996年9月

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    記述言語：日本語  

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  • Thin vibrator alarm using a cantilever piezoelectric actuator

    C Kusakabe, Y Tomikawa, T Takano, H Tamura, H Okamoto

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REVIEW PAPERS   35 ( 9B )   5018 - 5022   1996年9月

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  • 圧電振動子の制動容量・消去 : セラミック・フィルタへの応用とその問題点

    田村 英樹, 富川 義朗, 日下部 千春, 大西 一正, 桜井 勝利

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   1996   327 - 327   1996年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

    筆者らはこれまで一端子対や二端子対の圧電振動子において、その制動容量を電子回路を用いて消去する方法について検討してきた。今回、この消去回路を二端子対網である圧電フィルタに応用し広帯域化の検討を行った。ここではその結果と問題点を報告する。

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  • 充電機能を有する薄形振動アラーム -自励振・片持ばり圧電アクチュエータの応用-

    日下部 千春, 富川 義朗, 高野 剛浩, 田村 英樹, 岡本 秀明

    日本音響学会研究発表会講演論文集   1996 ( 2 )   1119 - 1120   1996年3月

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    記述言語：日本語  

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Works（作品等）

  • 薄型超音波スピンドルモータの実用化に向けた高性能化と耐久性向上の研究

    2007年 - 2009年

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  • 力触覚提示に適した電磁-圧電・ハイブリッドアクチュエータシステムの開発

    2006年 - 2009年

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  • 三軸回転角速度の検出を目的としたモノリシック振動ジャイロセンサに関する研究

    2006年 - 2008年

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  • 圧電単結晶LiNbO<SUB>3</SUB>を用いた超音波モータに関する研究

    2006年 - 2007年

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  • 次世代ハードディスクドライブ用の超薄型・高速回転圧電超音波モータ

    2005年 - 2007年

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • ハイブリッド超音波浮揚システムによる６自由度アクロバティック・マニュピレーション

    研究課題/領域番号：23K20918  2021年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    青柳 学, 田村 英樹, 孔 徳卿

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    配分額：17290000円 （ 直接経費：13300000円 、 間接経費：3990000円 ）

    本研究では近距離場音波浮揚（NFAL）による６自由度非接触操作可能な安定で実用的な非接触搬送システムの構築を目的としている。本年度では，板状物体を振動面上に非接触で受け止めること，板状物体の定在波音場浮揚(SWAL)と非接触搬送を試みた。本年度の研究実績は以下の通りである。
    ●テーマ１：６自由度動作システムの開発（運動制御）
    音響放射面に窪みを適切に設けると，板状物体はNFAL状態から突然跳躍する状態に移行する。その後に板状物体を同じ振動面上に非接触で受け止めることを検討した。跳躍後の板状物体の姿勢は不安定であるため，板状物体に支持棒を付加して団扇形状にし，支持棒の片端を中心に団扇を扇ぐように回転運動するモデルで検討した。振動面と板状物体は傾いて対向した空間に定在波音場が複数の位置で形成される。それらの位置では板状物体は重力と音響放射力がつり合うため保持された。振動振幅では保持位置を大きく変化できなかった。したがって，板状物体を振動面に接近させるには保持できない程度に振動振幅を減少させ，その後に非接触でNFALに移行するように振動振幅を急増させる必要があった。板状物体の運動の再現性が高いため，振動振幅のシーケンス制御によって振動面上に非接触で捕捉することを実現した。
    ●テーマ２：板状物体の定在波音場浮揚の安定化に関する研究
    上下に対向させた振動面（振動面対）で形成される音場内に板状物体を水平に配置し，浮揚可能な定在波音場の形成条件を有限要素解析により求めた。試作した結果，板状物体の安定なSWALが実現できた。さらに，同様の振動面対を隣接させたモデルで搬送の可能性を検討した結果，振動面の振動位相を調整することでSWALでも搬送力が発生することを見出した。試作実験の結果，板状物体の姿勢の乱れのため浮揚を維持できなかった。板状物体の姿勢変化を設計時に十分に考慮する必要がある。

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  • 完全脱力モードを有するロボット関節用高出力多次元アクチュエータの開発

    研究課題/領域番号：26289023  2014年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    青柳 学, 梶原 秀一, 田村 英樹

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    配分額：16510000円 （ 直接経費：12700000円 、 間接経費：3810000円 ）

    小型ヒューマノイドの肩関節用として，積層圧電アクチュエータにより円環状ステータを強勢に励振し，高トルク・サンドイッチ型球面超音波モータ(SUSM)を考案・試作した。従来型より最大トルクは約25倍（約2N.m），トルク重量比は約20%向上した。また，球状ステータを用いたSUSMを考案し，試作により動作原理を確認した。さらに，摩擦力を制御し，トルクフリー状態を有するSUSMの可能性を検討した。サーボモータでアーム付き球状ロータを回転させ，圧電クラッチと連結された2つのステータで球を挟み込み，肩関節を模擬した。脱力したアームの振りに瞬間的に摩擦駆動力を与えることで，上肢の自然な振りが実現できた。

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  • 圧電単結晶の共振を利用する超小形ＡＣアダプタ実用化のための高効率駆動回路の実現

    研究課題/領域番号：25420239  2013年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    広瀬 精二, 田村 英樹

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    配分額：4940000円 （ 直接経費：3800000円 、 間接経費：1140000円 ）

    LiNbO3圧電トランスを用いて小形・高効率のACアダプタ実現を目指し，その駆動回路および周辺回路の検討を行った。スイッチング素子MOSFETは，その端子間容量のために圧電トランスを駆動する数百kHzにおいて効率が極端に劣化する。本研究では，原理的に端子間容量の影響が発生しにくいスイッチング駆動回路を考案し，実証試験を行って有効な成果が得られた。また，さらに効率改善や小形化をはかるために周辺回路の精査，改良を行った。

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  • ハプティックインターフェース用電磁・圧電ハイブリッドアクチュエータシステムの開発

    研究課題/領域番号：21360106  2009年 - 2011年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    青柳 学, 田村 英樹, 工藤 すばる, 広瀬 精二, 高野 剛浩, 桶谷 涼太

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    配分額：18720000円 （ 直接経費：14400000円 、 間接経費：4320000円 ）

    異なる特性を有するアクチュエータである,圧電ブレーキ(PB)と超音波モータ(USM)および電磁モータ(EMM)のハイブリッド化により,リアルで幅広い力覚提示に成功した。PC内の仮想モデルを製作し,アクチュエータの組合せや制御方法を検討した。抗力,粗さはPBのみの摩擦力制御により十分に提示できた。EMMは弾性力,USMは撃力や急加速を伴う反発力の提示に適していた。さらにインターフェースを2自由度に拡張し,平面内動作を可能にした。被験者からの評価は良好であり,研究の目的はほぼ達成できた。

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  • 圧電単結晶チップの共振を利用して電圧変換を行うコイルレス超小型ACアダプタの実現

    研究課題/領域番号：21360125  2009年 - 2011年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    広瀬 精二, 田村 英樹, 青柳 学, 高野 剛浩

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    配分額：17030000円 （ 直接経費：13100000円 、 間接経費：3930000円 ）

    圧電単結晶の機械振動を利用した圧電トランスを用い,小形軽量・高効率で巻線のないACアダプタの実現を目的とする。解析と実験により95%程度の高効率のトランスが実現できることを見出した。次に,圧電トランス駆動用MOSFETスイッチング回路を高周波で使用する方法を探索した。また,圧電トランスの実動状態において生じる非線形現象による不安定現象を制御しながら実動特性を測定する計測・制御システムを実現した。

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  • 薄型超音波スピンドルモータの実用化に向けた高性能化と耐久性向上の研究

    研究課題/領域番号：19016001  2007年 - 2008年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究

    青柳 学, 富川 義朗, 高野 剛浩, 広瀬 精二, 田村 英樹

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    配分額：5000000円 （ 直接経費：5000000円 ）

    1. 高速回転超音波スピンドルモータの回転軸の耐摩耗性の向上を検討した. 多孔性炭素系セラミックス製の回転軸に数種類のグリスを真空含浸し, 摩耗の低減効果を確認した. 動作初期に比較的大きな摩耗が存在したが, 回転軸の接触面が振動子により研磨され, 粗さが低減されたためである. その後の摩耗量は非常に少なく, 回転軸の直径が摩耗により細くなり, 横方向予圧により折れるまでを寿命とすると, 約7,000時間の寿命予測が得られた. 今後, 更に長時間の耐久試験を行い, 摩耗データの収集を行い正確な耐久性を把握する必要がある. また, 回転軸や振動片の材質を引き続き検討する.
    2. 非鉛である圧電単結晶・ニオブ酸リチウム(LiNbO3)を用いた薄型超音波モータの駆動特性を検討した. この振動子は負荷の影響を受けやすく, 駆動周波数に対して回転特性に大きな非線形象があった. また, 結晶の異方性を利用して矩形状で縦振動と曲げ振動を結合させる構成を考案し, 振動特性を明らかにした. 超音波モータのステータスとして使用した際に良好な回転特性が得られた. 更に, 電極パターンの工夫により, 2つの結合振動モードの振動特性を近接できることを見出した.
    3. 積層圧電斜対称振動子を用いて, 支持方法, 回転軸の接触位置, 回転軸直径の影響を実験的に検討し, 回転特性の改善を試みた. その結果, 少ない電力で高速回転が実象できた. また, 30%を超える高効率が得られた.
    4. 予圧用バネを内蔵したL字形超音波アクチュエータを予圧制御することで, 速い立ち上がりで高速回転が得られることを新しく考案した等価回路によって解析した. 立ち上がり時は予圧を大きくし, 高速回転時は予圧を減少させることで, 摩擦すべりが低減できる解析結果が得られた.

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  • 圧電振動子における大振幅励振特性の計測と評価

    2007年

    その他の研究制度 

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    資金種別：競争的資金

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  • 力触覚提示に適した電磁-圧電・ハイブリッドアクチュエータシステムの開発

    研究課題/領域番号：18360109  2006年 - 2008年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    青柳 学, 富川 義朗, 広瀬 精二, 高野 剛浩, 田村 英樹, 武村 剛志

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    配分額：10780000円 （ 直接経費：9400000円 、 間接経費：1380000円 ）

    高速応答に優れる超音波モータを用いて, 電磁モータによる提示が容易でない, リアルな「硬さ」, 「粗さ」の感触の再現を行う力触覚デバイスを開発した. 無感触を再現するため, ロータとステータ間の予圧力を電気的に高速に変える機能を備えた超音波アクチュエータを実現した. 無感触および「硬さ」, 「粗さ」の感触の再現を試み, リアルな感触の提示が実現できた. しかし, 「柔らかさ」の提示に課題を残し, 更なる改良が必要である.

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  • 三軸回転角速度の検出を目的としたモノリシック振動ジャイロセンサに関する研究

    研究課題/領域番号：18760050  2006年 - 2008年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    田村 英樹

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    配分額：3770000円 （ 直接経費：3500000円 、 間接経費：270000円 ）

    組込用途などの小形で低コストな回転角速度センサの利用と要求が広がっており、振動型ジャイロセンサは最も有望なタイプであるが、通常は一つのデバイスで一つ無いし二つの回転軸しか検出出来ない。小形化アプローチとして一つのモノリシック振動デバイスにおいて三軸全ての回転角速度が検出されれば有用である。本研究ではフォトリソグラフィならびにエッチング加工で量産可能な水晶Z板より得られる単一振動子を用いて三軸ジャイロ実現の可能性を示した。

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  • 次世代ハードディスクドライブ用の超薄型・高速回転圧電超音波モータ

    研究課題/領域番号：17040006  2005年 - 2006年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究

    富川 義朗, 広瀬 精二, 田村 英樹, 青柳 学, 高野 剛浩

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    配分額：2000000円 （ 直接経費：2000000円 ）

    表記申請課題について、それぞれ分担研究を行った。以下その成果について報告する。
    (1)研究総括として、具体的な超音波モータを考案し、その検討課題を明確にした。即ち、
    1)主に圧電セラミックス使用の円環振動子を用いた構成、
    2)圧電単結晶LiNbO_3材使用の構成
    (i)128°回転Y板のL_1-F_2モード矩形板・モータ、
    (ii)128°回転Y板の屈曲正方形板・モータ、
    (iii)155°回転Y板の屈曲正方形板・モータ、等を前年度に引き続いて取り上げ、また、
    3)圧電セラミックス使用の改良L_1-L_2モード・矩形板モータ(多積層構成モータ)
    4)水晶MEMSモータ、
    5)ジャイロモーメント・モータ・・・の分担研究を実施した。
    (2)具体的モータの検討成果はそれぞれをいくつかの国際コンファレンスを含む研究会で報告した。具体的論文は次ページに示すとおりで、19件に及んでいる。その他、公開シンポジウム(第3回、仙台開催)で試作モータを展示し、関心を得ることができた。
    (3)上記の成果の中では特に(1)における1),2),3),5)が有望であることが判明した。
    (4)特に(1)-5)のジャイロモーメント・モータは新しい発想につながるものであることが判った。その原理を推し進めると静電的駆動への展開ばかりでなく、光駆動モータも容易なことが確信された。
    (5)継続研究が次年度も可能であればこれらの考案モータの残された問題はライフ・タイムの延長と具体的応用へのブラッシュ・アップ対策が重要となった。

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  • LiNbO<SUB>3</SUB>を用いた超音波モータ

    2004年

    科学研究費補助金 

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    資金種別：競争的資金

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  • 水晶振動子を用いた三軸回転角速度センサに関する研究

    2003年

    科学研究費補助金 

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    資金種別：競争的資金

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  • 三軸回転角速度検出・モノリシック圧電ジャイロセンサに関する研究

    1999年

    その他の研究制度 

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    資金種別：競争的資金

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担当授業科目

  • 通信工学入門

    2024年前期

  • 電子回路I及び同演習

    2024年後期

  • 情報通信工学実験II

    2024年前期

  • 通信工学入門

    2023年前期

  • 電子回路I及び同演習

    2023年後期

  • 情報通信工学実験II

    2023年前期

  • 通信工学入門

    2022年前期

  • 電子回路I及び同演習

    2022年後期

  • 情報通信工学実験II

    2022年前期

  • 情報通信工学実験I

    2021年後期

  • 情報通信工学実験II 専任

    2021年前期

  • 通信工学入門 専任

    2021年前期

  • 電子回路I及び同演習 専任

    2021年前期

  • 電子回路II

    2021年後期

  • 電子回路I及び同演習(2020カリキュラム) 専任

    2021年後期

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教育実績

  • 令和6年度仙台城南高等学校総合進学コース2学年『探究ミニ・カレッジ』

    種別：その他教育活動上特記すべき事項  2024年4月

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    大学での学びと研究，学際分野と「超音波」領域の紹介

  • 令和4年度仙台城南高等学校1学年『テクノフォーラム』

    種別：その他教育活動上特記すべき事項  2022年10月

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    聞こえない音　超音波利用の原理と応用

  • 夢ナビライブ2019 (仙台・夢メッセみやぎ)

    種別：その他教育活動上特記すべき事項  2019年10月

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    ディジタル機器を支える超音波デバイス

  • 仙台向山高校向陵セミナー（仙台・仙台向山高等学校）

    種別：その他教育活動上特記すべき事項  2016年10月

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    聞こえない音、超音波利用の原理と応用

  • 東北工業大学・H27年度第1回FD研修会(第11回教育改善シンポジウム)

    種別：教育方法・教育実践に関する発表、講演等  2015年11月

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    カリキュラムの改訂について- 本学の初年次及び補習教育の在り方 -

教科書・教材

  • 情報通信工学実験I (2019) LMS教材の改訂 電気回路

    2019年10月

  • 情報通信工学実験III テキスト2019年度版

    2019年9月

  • 情報通信工学実験II (2019) LMS教材 電子回路

    2019年6月

  • 情報通信工学実験III テキスト2018年度版

    2018年9月

  • 情報通信工学実験I (2018) LMS教材 電気回路

    2018年9月

  • 情報通信工学実験III テキスト2017年度版

    2017年9月

  • 情報通信工学実験I テキスト2017年度版

    2017年9月

  • 情報通信工学実験III テキスト2016年度版

    2016年9月

  • 情報通信工学実験I テキスト2016年度版

    2016年9月

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