2004 Fiscal Year Annual Research Report
パノスコピック形態制御高性能希土類磁石を用いた磁気マイクロマシンの設計と試作
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16080213
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山崎 二郎 九州工業大学, 工学研究科, 教授 (40108668)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本田 崇 九州工業大学, 工学研究科, 助教授 (70295004)
竹澤 昌晃 九州工業大学, 工学研究科, 助手 (20312671)
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| Keywords | 磁性体微細加工 / 磁気マイクロマシン / 泳動マイクロロボット / 電磁マイクロポンプ / 水中マイクロロボット / 魚型マイクロロボット |
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| Research Abstract |
本研究の目的はパノスコピック形態制御により高エネルギー積が誘起された希土類永久磁石を用いた磁気マイクロマシンを設計・試作し、これを使用した全く新規な応用デバイスを開拓する事である。この目的遂行のため、今年度は、Siの反応性イオンエッチングと射出成形によりパノスコピック形態制御希土類磁石のμm-微細加工成形技術、パノスコピック形態制御希土類磁石と弾性板を組み合わせた揺動機構磁気マイクロマシン、に関して検討した。
揺動機構マイクロマシンとしては、配管内泳動マイクロロボット、電磁マイクロポンプ、科学教材用水中マイクロロボット、魚型マイクロロボットを設計試作した。泳動ロボットは直径5mmの永久磁石にフレキシブルな尾びれを付けた簡単な姿態のもので、外部交流磁界による磁気トルクで磁石が回転すればこれに反応して尾びれが揺動をおこす。この運動を液体中で実行させれば、扇ぎ運動により液体が後方に押しやられロボットは前進する。駆動磁界の周波数を共振周波数に選ぶ事で、70m/secの泳動速度を実現した。また、尾びれを十分に長くすれは進行波型の泳動が得られ、負荷を運搬させる事も可能となる事を確認した。このロボットの前進を止めれば、ロボットは電磁ポンプとして動作する。また、磁気トルクにより回転運動する磁石に回転軸を取り付ける事で教材用のイルカ型ロボットを開発し、これを使用して小中学校で科学工作実験教室を実施した。更に、尾びれの揺動運動の方向を水平方向にする事で、アミューズメント用魚型ロボットを開発し磁界制御で旋回泳動も可能である事を実証した。
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