イオンドラグ力を応用したマイクロソーラボードの開発

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05805008
• Research Institution: Toyota Technological Institute
• Principal Investigator: 土田 縫夫 豊田工業大学, 工学部, 教授 (40023246)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 右高 正俊 豊田工業大学, 工学部, 教授 (90165994) ; 今井 孝二 豊田工業大学, 工学部, 教授 (30231161) ; 山田 陽滋 豊田工業大学, 工学部, 助教授 (90166744) ; 大澤 潤 豊田工業大学, 工学部, 助教授 (20176861)
• Keywords: イオンドラグ力 / マイクロマシン / マイクロアクチュエータ / 太陽電池

Research Abstract

マイクロソーラボードの電力源として利用するAlGaAs/GaAs系の1段Micro太陽電池を設計・試作し、本年度導入のEBIC像観察装置により、その層構造が設計通りヘテロフェイス構造になっていることを確認した。そして、光照射時に0.9Vの開放電圧を得ることができ、現在は、3Vの出力を得るため1段4連直列の構造の太陽電池の試作を進めている。1段直列形を採用したのは、当初予定したタンデム形より製作プロセスが容易なためである。また、予備実験としてMicro Solar Boatの10倍スケールの櫛形電極を設計・試作し、間隔50mumの場合30Vの電圧で、ブチルアルコール添加シリコーン油の流動が確認できた。さらに、平成6年度に予定していた太陽電池と駆動電極とを一体化するための加工技術の検討を先行して行なった結果、0.8mm×1.4mmのMicro Solar Boatの外形が形成できた。今後は直列構造Micro太陽電池の特性の向上と液体上での動作条件の検討を行い、Micro Solar Boatの完成を目指す。
一方で、マイクロソーラボードと同じ原理で駆動される直径4mmのイオンドラグDCマイクロモータを試作し、印加電圧と回転数及びモータ電流の関係、及び不純物量と回転数の関係を調べた。その結果印加電圧の増加とともにほぼ直線的にモータ電流及び回転数が増加し、理論的解析結果とほぼ一致することが確認できた。また印加電圧をパラメータとして、回転数及びトルクの関係について理論的解析を行ったので、実際にトルクの測定を行い理論との比較を行う。また同じ原理を応用し、可動部分が無く、マイクロマシンに搭載可能なイオンドラグマイクロポンプの基礎研究を開始した。

Research Products

• [Publications] 伊藤伸二: "マイクロソーラボードの開発" 電気学会全国大会予稿集. (1994)
• [Publications] 土田縫夫: "イオンドラグ力によるEHD流を応用したDCマイクロモータの研究" 電気学会論文誌 D. 113. 1142-1148 (1993)
• [Publications] 安藤,史敏: "マイクロソーラボードの開発" 電気系6学会東海支部連合大会予稿集(奨励賞受賞). 208 (1993)
• [Publications] 原田徳寿: "イオンドラグ力を応用したマイクロポンプ" 電気系6学会東海支部連合大会予稿集. 209 (1993)
• [Publications] 林信吾: "イオンドラグモータの出力トルクの解析" 電気系6学会東海支部連合大会予稿集. 210 (1993)