ゲル構造電気粘性流体の開発とナノ位置決め機構への応用

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15360074
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 青山 藤詞郎 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70129302)
• Keywords: 精密位置決め / 電気粘性流体 / ゲル構造 / クランパ / 微動機構

Research Abstract

半導体やプラズマディスプレイなどに代表される各種電子デバイスの高密度化にともない,これらの製造装置の運動・位置決め精度にもナノメータオーダの性能が要求されている.その主要構成要素の一つであるテーブルシステムの位置決め機構には,従来から摩擦駆動や電歪素子を採用した微動機構などが提案されている.しかし,これらの機構において,位置決め機構がテーブルに及ぼす外力に起因したテーブルの運動誤差が問題となっている.本研究は,ゲル構造の電気粘性流体を開発し,これを半導体製造装置などに使用される超精密テーブルシステムのナノ位置決め機構に必要とされる,テーブル送り機構ならびにテーブルクランプ機構に適用することを目的としている.電気粘性流体を,微少単位の袋に密封してゲル構造とすることにより,これまで問題とされている,粒子の沈殿や漏れ止めシールの障害を解決することが可能となる.
平成15年度は本研究計画の初年度であり、ゲル構造電気粘性流体の開発とその基本特性の解析を行った.粒子分散系の電気粘性流体に特殊な処理を加えてゲル構造に変換するが,その際の,粒子サイズ、粒子濃度,ゲル構造単位サイズ,ゲルの硬度などが電気粘性特性に与える影響を実験的に解析し,位置決め機構用のデバイスとして,同一の電界強度で最大の性能を発揮する最適なゲル構造電気粘性流体の構成を明らかにした.ゲル構造電気粘性流体の基本特性を評価するために,負荷と変位の関係を測定を目的とした,空気静圧案内方式精密テーブルシステムを製作し、これを用いて基本特性の解析を行った.

Research Products

• [Publications] 柿沼康弘: "電気粘性ゲルの基本特性解析"2003年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 558 (2003)
• [Publications] 鶴泉隆太郎: "機械用ダンパへの電気粘性ゲルの応用"2003年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 559 (2003)
• [Publications] 柿沼康弘: "ゲル構造電気粘性流体の基本特性"平成15年秋季フルードパワーシステム講演会講演論文集. 69-71 (2003)