パノスコピック形態制御高性能希土類磁石を用いた磁気マイクロマシンの設計と試作

本研究の目的はパノスコピック形態制御により高エネルギー積が誘起された希土類永久磁石を用いて磁気マイクロマシンを設計・試作し、電磁アクチュエータの特長を活かした新規なデバイスを開発する事である。希土類磁石微細加工技術:Siの高周波プラズマエッチングを利用して希土類磁石の微細加工法を開発している。SF6によるエッチングとSiO2による側壁保護膜形成を交互に繰り返す事により直径6μm、アスペクト比8程の円柱群の微細加工法を実現した。これを使用して磁気繊毛を得平面アクチュエータへの展開が可能となった。磁気マイクロポンプ:胎児水頭症の治療への応用を想定して高吐出圧力が期待できるネジ型磁気マイクロポンプの開発を進めた。従来の弾性板の揺動を利用したタイプに比べて数倍の高い圧力が得られた。高圧力発生の機構はネジの回転ではなく、軸方向の微小な振動が関与している事が判明した。振動の解析を行った結果、圧力発生は上下振動の非対称性に起因しておりその方向は振動速度が遅い方向と一致することが明らかとなった。この事から本ポンプの圧力発生は液体の粘性・摩擦が関与する新規なマイクロポンプ機構として期待される事が判明した。泳動魚型マイクロロボット:交流磁界に直流バイアス磁界を重畳する事でスラローム泳動を行うアミューズメント用泳動マイクロロボットに、磁界印加で作動する重心移動機構を内蔵させて潜航、浮上の機能を付与させる事に成功した。これによりロボットは3次元の泳動が可能となりより実際の魚を模倣した動きが出来るようになった。歩行型マイクロロボット:2足脚と希土類永久磁石を組み合わせて閉管内移動用の歩行型マイクロロボットを考案した。構造が非常にシンプルである事が特長である。歩行をさらに安定に行う為に新たに4足歩行機構を開発した。安定性に優れた歩行が可能となり運搬物の搭載が期待される。

本研究の目的はパノスコピック形態制御により高エネルギー積が誘起された希土類永久磁石を用いて磁気マイクロマシンを設計・試作し、電磁アクチュエータの特長を活かした新規なデバイスを開発する事である。希土類磁石微細加工技術:Siの高周波プラズマエッチングを利用して希土類磁石の微細加工法を開発している。SF6によるエッチングとSiO2による側壁保護膜形成を交互に繰り返す事により直径6μm、アスペクト比8程の円柱群の微細加工法を実現した。これを使用して磁気繊毛を得平面アクチュエータへの展開が可能となった。磁気マイクロポンプ:胎児水頭症の治療への応用を想定して高吐出圧力が期待できるネジ型磁気マイクロポンプの開発を進めた。従来の弾性板の揺動を利用したタイプに比べて数倍の高い圧力が得られた。高圧力発生の機構はネジの回転ではなく、軸方向の微小な振動が関与している事が判明した。振動の解析を行った結果、圧力発生は上下振動の非対称性に起因しておりその方向は振動速度が遅い方向と一致することが明らかとなった。この事から本ポンプの圧力発生は液体の粘性・摩擦が関与する新規なマイクロポンプ機構として期待される事が判明した。泳動魚型マイクロロボット:交流磁界に直流バイアス磁界を重畳する事でスラローム泳動を行うアミューズメント用泳動マイクロロボットに、磁界印加で作動する重心移動機構を内蔵させて潜航、浮上の機能を付与させる事に成功した。これによりロボットは3次元の泳動が可能となりより実際の魚を模倣した動きが出来るようになった。歩行型マイクロロボット:2足脚と希土類永久磁石を組み合わせて閉管内移動用の歩行型マイクロロボットを考案した。構造が非常にシンプルである事が特長である。歩行をさらに安定に行う為に新たに4足歩行機構を開発した。安定性に優れた歩行が可能となり運搬物の搭載が期待される。