機能性流体を用いた高出力マイクロメカトロデバイス

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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.