| 研究課題/領域番号 |
03805021
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
機械力学・制御工学
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
栗林 勝利 山口大学, 工学部, 教授 (30081251)
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| 研究分担者 |
小川 倉一 大阪府立産業技術総合研究所, 材料技術部, 総括研究員
谷口 隆雄 山口大学, 工学部, 助教授 (20093966)
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| 研究期間 (年度) |
1991 – 1992
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| 研究課題ステータス |
完了 (1992年度)
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| 配分額 *注記 |
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1992年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1991年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
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| キーワード | 可逆形状記憶合金 / RSMAアクチュエータ / マイクロロボット / ミクロンサイズアクチュエータ / RTiNiアクチュエータ / RTiNi薄膜 / RSMAアクチュエ-タ / ミクロンサイズアクチュエ-タ / RTiNiアクチュエ-タ |
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| 研究概要 |
本研究計画は形状記憶合金を薄膜化してミクロンサイズのアクチュエータを作り、標記のミクロンサイズロボットの試作、駆動制御を行うものである。得られた研究成果を以下にまとめる。
(1)全長1000μmミクロンサイズのアームの設計を行い、それを制御する方法について計画を行った。
(2)次にこの種のアームの制御の可能性を知るために可逆形状記憶合金の薄膜(5μm)をマグネトロンスパッタにより作成し、入の手による組立可能な1自由度のミリサイズアーム(全長6000μm)の試作を行った。
(3)これに通電制御のためのリードワイヤをスポット溶接し、フォトダイオードを用いた角変位センサをとりつけ、さらに電流制御回路をとりつけてセンサフィールドバック制御を行った。その結果簡単なPI制御であるが容易に制御することができ、センサフィールドバック制御について目途を得た。
(4)次にこれを1自由度のミクロンサイズアーム(全長100〜400μm)のものを試作するために、シリコンウエハ上にTiNi合金薄膜、Si_3N_4薄膜、Sio_2薄膜を作成して作るアームの製造プロセスの計画を行った。
(5)この計画に基づき、TiNi合金薄膜をマグネトロンスパッタによりシリコンウエハに作成し、ウエットエッチングにより1自由度アームのパターン化を行った。
(6)(4)の研究で判明した問題点である「(800℃真空中)溶体化熱処理によるTiNiと(SiO_2+Si)基板との剥離問題」の問題解決のために、800℃以下での低温溶体化を目指し、種々の温度(500℃、600℃、700℃)等で溶体化実験を行い、500℃程度でも可能であることを発見し、TiNi膜と(Si+SiO_2)基板との剥離問題解決の糸口を見出した。(7)又立体化するためのエッチング条件調査のためにKOH、EDP(エチレンジアミンピロカテコール)によるSi基板の異方性エッチング条件を種々のレジストとエッチング温度等を変え、200μmのシャープなエッチング条件を発見し、ミクロンサイズアームの立体化の為の目途を得た。
以上の諸点を解決したことで、当初計画したミクロンサイズアームの試作の為の基礎技術を確立することができた。
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