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工学部 情報通信工学科/通信系

田村英樹研究室

超音波振動デバイスの設計と応用

超音波エレクトロニクスと呼ばれる、電気と機械振動・音響を横断し、さらに圧電体という特殊な材料を使用する境界分野に属しています。
毎秒数十万回以上の振動、特に固体の共振を利用した、動きなどを感じるセンサや、モノを動かすアクチュエータなどの研究開発を行っています。

学位

博士(工学) 山形大学2001年

略歴

2003年4月 - 2004年9月 東北工業大学 ハイテクリサーチセンター 研究員
2004年10月 - 2007年3月 山形大学 工学部 電気電子工学科 助手
2007年4月 - 2010年3月 山形大学 大学院 理工学研究科電 気電子工学分野 助教
2010年4月 - 2021年3月 東北工業大学 工学部 情報通信工学科 准教授
2021年4月 - 現在 東北工業大学 工学部 情報通信工学科 教授

研究分野

超音波エレクトロニクス、圧電振動子を用いたセンサならびにアクチュエータの研究

担当科目

  • 通信工学入門
  • 電子回路I及び同演習
  • 情報通信工学実験I (電気回路テーマ)
  • 情報通信工学実験II (電子回路テーマ)

研究室所属学生の卒業研修(論文/設計/制作)

  • 正方板リンク形単相駆動超音波モータ
  • インピーダンス整合によるロッド伝送路型モータの設計
  • 円環中央での定在波による粒子トラップの解析と実測

教員からのメッセージ

何かモノをつくるとき、設計から具体化まで関わろうとすると、コンピュータシミュレーションや試作、回路や測定システム、各所で使うプログラム的な処理など多くの知識と技能が必要になってきます。またそれによって多様な改善アプローチが可能となってきます。本学科での電気・通信と情報を横断した学びは、そういった広視野の技術者になる事を希望する皆さんにとってもその一助となるでしょう。

研究テーマ

圧電共振子を用いた超音波モータの研究

圧電材料を使うと電気エネルギーを直接機械振動に変換する振動子を作ることが出来ます。それは共振を使うとは言え微小な振動ですが一秒間に数十万回もの摩擦接触でロータやスライダに押し当てる事により超音波モータが実現出来ます。単相で駆動しやすい方式・構造やその制御回路などを提案しています。

多重共振系の基礎設計と応用に関する研究

固体振動子中に生じる異なる振動モードや、固体共振と空気の共鳴など、複数の共振の周波数を一致させる縮退設計で色々な超音波デバイスを作ることが出来ます。超音波モータ設計もその一種ですが、センサの他、気中音波による非接触トラップなどにも応用できます。

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