誘電エラストマー膜によって駆動される空圧バルブの開発と実験的特性評価

軽量かつ低エネルギー消費などの多くの特徴により、誘電エラストマー（DE）膜アクチュエータは、ポンピングシステムやバルブ制御ユニットなど、多くの産業用途で関心を集めています。特に、バルブ制御ユニットにおけるDEの使用は、従来のソレノイドバルブと比較して、消費電力が少なく、比例制御を比較的容易に達成できるなどの利点があります。さらに、DEは熱放散が少なく、実質的に静音での動作が可能です。本研究の貢献は、線形ばねでプリロードされた円形DE膜に基づく新しいバルブシステムの開発です。このバルブは圧縮空気用に設計されており、流出口を開閉するレバー機構を作動させることで機能します。動作原理とシステム設計を提示した後、いくつかの圧力差および関連する体積流量について、アクチュエータの力、ストローク、および散逸エネルギーを比較するための複数の実験が示されます。DE駆動バルブは、大幅に少ない入力エネルギーを必要としながらも、ソレノイドベースのバルブと同様の性能を達成することが観察されました。さらに、DE膜バルブはアクチュエータ電圧を調整するだけで比例制御できることが示されています。