| 研究課題/領域番号 |
03650220
|
|---|
| 研究種目 |
一般研究(C)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 研究分野 |
機械力学・制御工学
|
|---|
| 研究機関 | 岐阜工業高等専門学校 |
|---|
研究代表者 |
稲葉 成基 岐阜工業高等専門学校, 電気工学科, 助教授 (30110183)
|
|---|
| 研究分担者 |
羽根 一博 名古屋大学, 工学部・電子工学科, 助教授 (50164893)
奥田 健一 岐阜工業高等専門学校, 電気工学科, 助手 (10214058)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
1991 – 1993
|
| 研究課題ステータス |
完了 (1993年度)
|
| 配分額 *注記 |
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1993年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1992年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1991年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
|
|---|
| キーワード | マイクロマシニング / 超小型真空ポンプ / 光学式アクチュエータ / 形状記憶合金 / レーザダイオード / 光熱効果 / 超小型片持ばり / 水流ポンプ / 真空ポンプ / レーザ真空計 / 光熟効果 / 液中振動 / レ-ザ |
|---|
| 研究概要 |
超小型真空ポンプの開発には、超微小領域の真空計測を含めた複合的な研究が必要である。本研究では以下の四点にしぼり基礎的な研究を行った。
1.超小型真空計の開発 真空ポンプを超小型化した場合、真空測定子も超小型化する必要がある。マイクロマシニングにより超小型の片持ち梁を製作し、これを用いた光学式振動形圧力センサーを開発した。理論的な検討を加え、よい一致をみた。気体以外にも液体の密度計に光熱効果を適用できるという新たな知見が得られた。
2.駆動機構の開発 非接触で駆動できるアクチュエータが開発できればマイクロメカトロニクスの分野に与える影響も大きいと考えられる。本研究では半導体レーザを用いた光学式アクチュエータを開発し、これをポンプの駆動に使用した。形状記憶合金の光熱変位を利用することによって、300mWのレーザ照射によって、3mmの変位、180gwの発生力が得られた。
3.マイクロマシニング アクチュエータの駆動部分およびポンプ本体にマイクロフォトリソグラフィにより金属の薄板を加工しこれを積み上げる方法を適用し、Siの異方性エッチングを利用したマイクロマシニングは真空計用の超小型振動子の製作のみに用いた。
4.ポンプの製作 ダイアフラム式ポンプを試作し、本研究で開発した光学式アクチュエータを用いて駆動した。レーザ出力300mWで1.5mの吐出圧力と、1mの揚水能力で流量が140μl/minの特性が得られた。逆止弁が気体には適していないので真空ポンプとしては動作しなかったが、ポンプの片側に気体を入れた部屋をつくりこれを封止しておけば、この空間を1000mmH_2Oの圧力だけ140μl/min程度で気体を排気することができる。
マイクロマシニングによる超小型モーターが実用的なものになれば、ターボ分子ポンプの翼の部分等もマイクロマシニングで作ることによって1mm以下のスケールでの真空ポンプが可能であると考えられる。この場合は非接触での回転が必要であるので、例えばレザーマイクロマニピュレーション等の手法を取り入れることが有効であると考えられる。
|
