電界共役流体(ECF)を応用した直径φ1mmマイクロモータの開発

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本研究課題では新しい機能性流体として電界共役流体(ECF : Electro-Conjugate Fluid)に注目している.ECFは線状電極で直流高電圧を印加されると,活発な流動(ジェット)を生じる.この現象を応用し,電磁モータでは実環が困難な,直径φ1mmのマイクロモータを実現することを目的としている.本年度は主に,昨年度試作した内径φ2mmのマィクロECFモータの詳細な特性評価をしている.また,内径φ1mmのマイクロECFモータの試作に成功している.実施結果の具体的内容は以下のとおりである.試作した内径φ2mmマイクロECFモータでは,最高値として,無負荷回転速度135rad/s(1300rpm),出力トルク7.5μNm、出力パワー0.57mW,効率15%,出力トルク密度5.3×10^2Nm/m^3,出力パワー密度4.0×10^4W/m^3を得た.ついで,内径φ1mmマイクロECFモータの試作をおこなっている.マイクロECFモータでは,ブラシなどの従来の方法でロータへ通電することは不可能である.本研究では,直径φ0.2mm鋼球を軸受けとして用いるとともに,鋼球を接点としてロータへ通電する方法を考案している.また,マイクロECFモータではロータ側面に微細電極を構成する必要がある.本研究では,ロータ外形を機械加工の後,スパッタで金コーティングし,ついで,FHG-YAGレーザー加工機でアブレーション加工を施すことで電極のパターニングを行う.これにより,直径がφ0.8mmのロータ側面に微細電極を構成している.試作したマイクロECFモータの大きさは,外径2mm内径1mm),高さ4.5mmである.質量は50mgである.試作したφ1mmマイクロECFモータが無負荷回転速度140rad/s(1330rpm)で回転することを確認している.