機能性流体を用いた高出力マイクロメカトロデバイス

使用功能流体的高功率微机电装置

• 批准号: 19016020
• 负责人: 田中 豊
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Hosei University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19016020/
• 关键词: マイクロマシン; 機能性流体; アクチュエータ; マイクロ放電加工; 電極; 電界共役流体; マイクロ光造形; マイクロルカトロデバイス; マイクロポンプ

機能性流体の一つである電界共役流体(ECF)は, 最近, その特徴的な現象が見出された新しい機能性流体で, 流体中の電極間に高電圧を印加するとジェット流が生じる. ECFが持つ極めて特徴的なこの性質は, 流体駆動形高出力メカトロデバイスの構成要素のマイクロ化に適した駆動原理である. すでにこれまで, 研究代表者の田中豊は, 当該領域の公募研究(平成17年〜18年度)の補助金を受け, この機能性流体を用いたポンプとそのポンプをパワー源とするアクチュエータを試作し, その動作特性を検討した. 本研究課題では, この機能性流体を用いたマイクロメカトロシステムの研究成果を発展させ, ポンプやバルブ, アクチュエータ構造を工夫したり, 階層化あるいは一体化したりすることにより, さらに高出力なマイクロメカトロデバイスの開発を行った.研究期間の最終年度にあたる平成21年度は,「マイクロポンプの高出力化」,「三次元マイクロ流路構造の検討と試作」および「マイクロメカトロデバイス用アクチュエータモジュールの試作」の三項目について検討した. マイクロポンプの高出力化では, マイクロ放電加工機を用いて製作した電極構造と配置を工夫することにより, 大幅なポンプの高出力化を実現した. また三次元マイクロ流路構造の検討と試作では, 管路抵抗の減少を目的とした微細流路構造とその試作方法を検討し, 一定の成果得られた. マイクロメカトロデバイス用アクチュエータモジュールの試作では, ゴム系素材を用いたマイクロ光造形法により, マイクロポンプをパワー源とするマイクロフレキシブルアクチュエータを試作した. またポンプとアクチュエータ, 管路をアレイ状一体化する検討も行い, 高出カマイクロメカトロデバイス開発の目途が立った.

A functional fluid の つ で あ る fluid (ECF) は, electricity industry total service recently, そ の な phenomenon of 徴 が shows さ れ た new し い で functional fluid, fluid に の electrodes in high electricity 圧 を Inca す る と ジ ェ ッ ト flow が raw じ る. ECF が hold つ extremely め て of 徴 な こ は の nature, Dynamic form higher force 駆 メ カ ト ロ デ バ イ ス の elements の マ イ ク ロ change に optimum し た 駆 dynamic principle で あ る. す で に こ れ ま で, research representatives の tanaka bungo は, when の public offering research in this field (pp.47-53 17 ~ 18 year) の subsidy を け, こ の functional fluid を with い た ポ ン プ と そ の ポ ン プ を パ ワ ー source と す る ア ク チ ュ エ ー タ を attempt し, そ の action features を beg し 検 た. This research topic で は, こ の functional fluid を with い た マ イ ク ロ メ カ ト ロ シ ス テ ム の research を 発 exhibition さ せ, ポ ン プ や バ ル ブ, ア ク チ ュ エ ー タ tectonic を time し た り, stratification あ る い は integration し た り す る こ と に よ り, さ ら に higher force な マ イ ク ロ メ カ ト ロ デ バ イ ス の open 発 を line っ た. During the study period の final annual に あ た る pp.47-53 21st annual は "マ イ ク ロ ポ ン プ の higher force", "three dimensional マ イ ク ロ flow structure の と 検 please try" お よ び "マ イ ク ロ メ カ ト ロ デ バ イ ス with ア ク チ ュ エ ー タ モ ジ ュ ー ル の attempt" three project に の つ い て beg し 検 た. マ イ ク ロ ポ ン プ の higher influence で は, マ イ ク ロ discharge machine を with い て making し た と electrode structure configuration を time す る こ と に よ り, sharp な ポ ン プ の higher influence を be presently し た. ま た three-d マ イ ク ロ flow structure の beg と 検 attempt で は, pipeline resistance の reduce を purpose と し た micro flow structure と そ の try methods を 検 for し, Must have の results ら れ た. マ イ ク ロ メ カ ト ロ デ バ イ ス with ア ク チ ュ エ ー タ モ ジ ュ ー ル の attempt で は, ゴ ム system material を with い た マ イ ク ロ light plastic method に よ り, マ イ ク ロ ポ ン プ を パ ワ ー source と す る マ イ ク ロ フ レ キ シ ブ ル ア ク チ ュ エ ー タ を attempt し た. ま た ポ ン プ と ア ク チ ュ エ ー タ, The pipeline is integrated in a をアレ shape, with a する検 joint and <s:1> line, and is higher than the カ カ <s:1> <s:1> <s:1> ロメカトロデバ ロメカトロデバ ロメカトロデバ ス ス ス. The development is が and the standing is った.

项目成果

Miniaturized and High-Powered Micro Pump Using Functional Fluid ECF

使用功能液ECF的小型化、高功率微型泵

• 发表时间: 2008
• 作者: Yutaka Tanaka;Satoru Tokiwa;Masafumi Ebisawa;Jindrich Ziegelheim;Yutaka Tanaka
• 通讯作者: Yutaka Tanaka

フルイディクス形マイクロバルブ

流体类型微阀

• 发表时间: 2008
• 期刊: バルブ技法 Vol.23, No.1
• 作者: 小林成貴;ら;菅原康弘;田中豊
• 通讯作者: 田中豊

Numerical Analysis of Micro and Nano Fabrication by Stereolithograpy

立体光刻微纳制造的数值分析

• 发表时间: 2008
• 作者: Yutaka Tanaka;Satoru Tokiwa;Masafumi Ebisawa;Jindrich Ziegelheim;Yutaka Tanaka;Masafumi Ebisawa;Satoshi Suzuki
• 通讯作者: Satoshi Suzuki

Design and Fabrication of Micro Pump Using Functional Fluid

功能液微型泵的设计与制作

• 发表时间: 2007
• 作者: Yutaka Tanaka;Satoru Tokiwa;Masafumi Ebisawa;Shinichi Yokota and Kazuya Edamura
• 通讯作者: Shinichi Yokota and Kazuya Edamura

流体システムの小形化に関する一考察(細管内壁面条件が流動抵抗におよぼす影響)

流体系统小型化研究（管内壁表面条件对流动阻力的影响）

• 发表时间: 2007
• 作者: 田中(信);田中豊
• 通讯作者: 田中豊