茨城大学
工学部
機械工学科

准教授

松田 健一

マツダ ケンイチ
MATSUDA Ken-ichi
  • 1953年生まれ

学位

  1. 博士(工学) 東北大学

教育・研究活動状況

 授業科目としては、機械工学科において、学部では「機械工学ゼミナールI、II」「機械工学実験I, II」「設計製図I」「機械工学実習II」、大学院では「電磁応用工学特論」を担当している。
 研究関連では、日本機械学会,計測自動制御学会,日本AEM学会の会員として活動しており、電磁力を応用した能動型の制御システムである磁気浮上・磁気軸受・セルフベアリングモータに関する研究が現在の主要テーマとなっている。特に、電磁力を応用した能動型制御システムの小型化、低コスト化、さらにコロケートセンサとしても特性改善が期待できる、セルフセンシングに関する研究に注目している。最近は,磁気軸受システムの大幅な小型化と高速化が可能な5軸制御セルフベアリングモータを提案しその開発を行っている。

研究分野

  1. 機械力学・制御

研究キーワード

  1. 磁気浮上、磁気軸受、セルフベアリングモータ、セルフセンシング

研究テーマ

  1. ホモポーラ・コンシクエント統合型5軸制御セルフベアリングモータに関する研究 2015/04/01-現在
  2. コンシクエントポール型5軸制御セルフベアリングモータに関する研究 2015/04/01-現在
  3. PR型セルフベアリングモータの基本特性解析 2015/04/01-現在
  4. 磁路制御磁気軸受に関する研究 通常の磁気軸受エアギャップが1mm以下で利用されることが多い。本研究ではエアギャップが30mmという超ワイドギャップに効率よく対応可能な、磁路制御型磁気軸受の開発を行う 2013/04/01-現在
  5. ホモポーラ型ハイブリッド5軸制御セルフベアリングモータの開発 近年さまざまな特殊環境下で運用可能なセルフベアリングモータが提案されている。本研究では、人工心臓に適用可能なホモポーラ型ハイブリット5軸制御セルフベアリングモータを開発する。 2011/04-現在
  6. IPM型5軸制御セルフベアリングモータの開発 ロータに永久磁石を内蔵させることで、よりコンパクトで信頼性の高い5軸制御セルフベアリングモータを開発する 2010/04-現在
  7. 小型化と高性能化を同時に実現可能な5軸制御セルフベアリングモータの開発 磁気軸受は、2つのロータのラジアルX-Y方向とロータ軸(アキシャル)方向の5軸を能動的に浮上制御し、駆動用モータで回転トルクを与える5軸制御のシステムである。近年、磁気軸受とモータの機能を合わせ持つセルフベアリングモータが提案されているが、浮上制御がラジアルX-Y方向の2軸のみのであるため、単体での安定な運転は不可能であり十分な小型化が実現されていない。本研究では、5軸を能動制御することで単体での運転が可能な5軸制御セルフベアリングモータを開発し、磁気軸受システムの飛躍的な小型化を目的とする。 2009/07-2010/03
  8. 連続流人工心臓用小型・高性能セルフベアリングモータの開発 磁気軸受やセルフベアリングモータを利用した人工心臓用ポンプは、装置の小型化を実現するため、一部受動安定性を利用したシステムとなっている。したがって、患者が転倒しポンプに大きな加速度が加わった場合など、突然のアクシデントに対する安全性や信頼性という最も重要な問題が残っている。本研究では、単一ロータの回転を含む全自由度を能動的に制御することで、小型化と高性能化を同時に実現可能な新方式のセルフベアリングモータを開発する。 2007/04-2009/03
  9. セルフセンシングを用いた人工心臓用小型高効率セルフベアリングモータの開発 2005-2007
  10. 人工心臓用高効率セルフベアリングモータのセルフセンシング制御に関する研究 2003-2004

著書

  1. パソコン/メカトロニクス実験室 岡田養二、高橋博、永井文秀、松田健一 ラジオ技術者 1983/09/10 484430139x

論文

  1. (MISC)その他記事 共著 PR型セルフベアリングモータの基本特性解析 向井崇史、松田健一、近藤良、増沢徹 茨城講演会講演論文集 日本機械学会 157-158 2016/08/26
  2. (MISC)その他記事 共著 ワイドギャップに適用可能な磁路制御型磁気軸受 松田 健一 、宮嶋 要、近藤 良、増澤 徹 Dynamics and Design Conference講演論文集 日本機械学会 1-11 2016/08/23
  3. 研究論文(学術雑誌) 共著 片麻痺者のための手動制御脚支援システムManipulegの開発 近藤 良, 鈴木 利充, 峯岸 祐太, 岡田 養二, 松田 健一 日本機械学会論文集 日本機械学 82/ 838, 1-12 2016/06/25 DOI: 10.1299/transjsme.16-00088
  4. (MISC)その他記事 共著 ホモポーラ・コンシクエント統合型5軸制御セルフベアリングモータの開発 松田健一、鈴木力 、岡田養二,近藤良、 増澤徹 日本機械学会[No.15-7] Dynamics and Design Conference 2015 CD-ROM論文集 1-8 2015/08/26
  5. 研究論文(学術雑誌) 共著 Development of highly efficient hybrid magnetic bearing and application to ultra-low temperature fluid pump Yohji OKADA, Hironari SUZUKI, Ken-ichi MATSUDA, Ryou KONDO, Masato ENOKIZONO Bulletin of JSME Mechanical Engineering Journal 2/ 4, 1-10 2015/08/15 10.1299/mej.15-00086

研究発表

  1. 口頭発表(一般) ホモポーラ型ハイブリッド5軸制御セルフベアリングモータの提案 第24回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム 2012/05/17 本研究では,2組のロータ・ステータユニットで構成されるホモポーラ型セルフベアリングモータに着目し,小型の軸方向制御ユニットを組み込むことで,小型化と高性能化が可能なホモポーラ型ハイブリッド5軸制御セルフベアリングモータを提案する。
  2. 口頭発表(一般) IPM型5軸制御セルフベアリングモータの永久磁石配置に関する研究 Dynamics and Design Conference 2011 2011/09/07 本研究では、永久磁石をロータ内部に配置するInterior Permanent Magnet(IPM) 型5軸制御型セルフベアリングモータを提案した.IPM型はSPM型と比較し、より堅牢で信頼性が高く高効率化が可能である.まず代表的な3タイプのIPMロータ形状について、人工心臓ポンプの要求性能を目標性能とした比較解析を行い、さらに小型化実現のため、磁石の厚さや保磁力を変更した最適化解析を行う.これらの結果から、IPM 型 5 軸制御セルフベアリングモータの最適な永久磁石配置について報告した.
  3. 口頭発表(一般) IPM型セルフベアリングモータのセルフセンシング制御に関する研究 第18回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム講演論文集 2006/05/19
  4. 口頭発表(一般) セルフセンシングが可能なIPM型セルフベアリングモータの提案 第9回「運動と振動の制御」シンポジウム講演論文集 2005/08
  5. 口頭発表(一般) セルフセンシング磁気軸受の実用化研究 第17回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウムCD-ROM論文集 2005/06

知的財産権

  1. 特許 磁気軸受 特願2014-105356 2014/05/21
  2. 特許 永久磁石埋込型モータ 特願2012-254549 2012/11/20
  3. 特許 セルフベアリングモータ 特許出願2007-154525 2007/05/15 特許公開2008-289340 2008/11/27

受賞

  1. 第七回モノづくり連携大賞特別賞 次世代の電磁力応用技術開発を目指す産学官連携拠点の構築 2012/12/06

担当授業科目

  1. 設計製図I
  2. 機械工学実験I
  3. 機械工学ゼミナールII
  4. 電磁応用工学特論
  5. 機械工学実習II

所属学協会

  1. 日本機械学会
  2. 日本AEM学会
  3. 計測・自動制御学会

委員歴

  1. the International Society for Rotary Blood Pumps ISRBP2016 Local organizing Committee 2015/04/01-2016/10/31
  2. 日本AEM学会 日本AEM学会MAGDA講演会実行委員 2007/04/01-2008/12/28
  3. International Symposium on Magnetic Bearings International Symposium on Magnetic Bearings Local organizing Committee 2001/04/01-2002
  4. 日本機械学会 「運動と振動の制御」(MOVIC)実行委員 1996/04/01-現在
  5. 年度精密工学会 年度精密工学会秋季大会実行委員 1995/04/01-1996/10/31