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ゲル構造ER流体を応用したマイクロ加工用フィクスチュアデバイスの開発

Research Project

Project/Area Number 18760104
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Production engineering/Processing studies
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

柿沼 康弘  Keio University, 理工学部, 助教 (70407146)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Keywordsナノ・マイクロ加工 / フィクスチュア / 機能性材料 / ER流体 / ゲル
Research Abstract

研究目的
本研究では,片側電極を適用したERGをマイクロ切削加工用の固定機構に適用することで,電気的に固定力とアライメントを同時に調整可能なフイクスチュアデバイスを開発することを目的とした.本研究は2年間の計画で遂行され,平成19年度の計画としては,(1)最適片側電極を適用したマイクアライメント調整機能付きERGフイクスチュアの製作(2)ERGフイクスチュアの固定力とアライメントの同時制御および切削加工実験による性能評価(3)真空環境下におけるERGフイクスチュアデバイスの固定特性解析を掲げた.
研究成果
(1)に関して,対向材料を絶縁体とした条件で,有限要素法によりERゲル内の電界分布を解析し,得られる電界強度が最大となる片側電極形状を明らかにした.最適電極形状を適用したERGフイクスチュアは,従来の電極形状を適用した場合に比べ,固定力が1.5倍増加することを確認した.
(2)に関して,田の宇型ERGフイクスチュアデバイスを開発し,これをマシニングセンクに組み込みガラスのマイクロ切削加工試験を行った.ERGフイクスチュアによりガラス材料は十分に固定され,同時に印加する電界を調節することで,ガラス材料のアライメントを調整可能であることを確認した.R0.5mnのボールエンドミルによりガラス材に溝加工を行った結果,加工開始点から終点まで幅一定の溝を形成することに成功した.
(3)に関して,ERGは高真空環境下でも粘着効果を発生することを確認した.ウェハの真空搬送に応用可能であることを示唆した.
学会発表等の研究実績
本研究により得られた成果は学術論文4編,国際学会1件,国内学会1件で発表した.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2007 2006

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 4 results)

  • [Journal Article] Application of the Electro・rheological Gel to Fixture Devices for Micro Milling Processes2007

    • Author(s)
      Y. Kakinuma T.Aoyama H.Anzai
    • Journal Title

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing 1・3

      Pages: 387-398

    • NAID

      130000080553

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The influences of the material and geometrical properties of sliding plate on ER eflfect of Gel-structured ERF2007

    • Author(s)
      S. Saito, Y. Kakinuma。T. Aoyama, K. Tanaka。H. Anzai
    • Journal Title

      International Journal of Modern Physics B 21・28/29

      Pages: 4751-4757

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ERゲルに対する片側構造電極の適用とその性能評価(第二報)2007

    • Author(s)
      柿沼 康弘, 青山 藤詞郎, 安齊 秀伸, 田中 克敏
    • Journal Title

      精密工学会誌 73・7

      Pages: 792-797

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ERゲルを適用した力伝達素子における片側電極の最適設計2007

    • Author(s)
      柿沼 康弘, 渡邊 拡昭, 青山 藤詞郎, 安齊 秀伸
    • Journal Title

      日本機械学会論文集C編 73・733

      Pages: 192-199

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Application of ERG with One-sided Pattern Electrodes to Micro Alignment and Fixture Devices2007

    • Author(s)
      Y.Kakinuma, T.Aoyama, H.Anzai
    • Journal Title

      Proceedings of 10th International Conference Electro-rheological Fluids and Magneto-rheological Suspensions (in press)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] The influences of the material and geometrical properties of sliding plate on ER effect of Gel-structured ERF2007

    • Author(s)
      S.Saito, Y.Kakinuma, et al.
    • Journal Title

      Proceedings of 10th International Conference Electro-rheological Fluids and Magneto-rheological Suspensions (in press)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] ERGを用いた微小位置調整機構付きフィクスチュアデバイスの開発2006

    • Author(s)
      田中将之, 柿沼康弘他
    • Journal Title

      日本機械学会 第6回生産加工・工作機械部門講演会講演論文集

      Pages: 65-66

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] RGを適用した直動型力伝達素子における最適電極設計2006

    • Author(s)
      渡邊拡昭, 柿沼康弘他
    • Journal Title

      日本機械学会 第6回生産加工・工作機械部門講演会講演論文集

      Pages: 67-68

    • Related Report
      2006 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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