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形状記憶合金アクチュエータを利用した高トルクマイクロマニュピュレータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 10750195
研究種目

奨励研究(A)

配分区分補助金
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関日本工業大学

研究代表者

中里 裕一  日本工業大学, 工学部, 講師 (90265372)

研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1999年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
1998年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードマイクロメカニズム / マイクロアクチュエータ / 形状記憶合金 / マイクロマニピュレータ / 通電加熱 / 弾性ヒンジ / マニピュレータ / マイクロマシン / 微小機械 / PWM制御
研究概要

マイクロメカニズムの研究は半導体加工技術の応用により飛躍的に発展したが、半導体加工技術はマスクパターンを用いて行う2次元の加工であるため、これにより生産されたメカニズムは基本的に2次元運動を行うものがほとんどである。このため、各要素を3次元的に組み合せ、動力を取り出しうるにほどにメカニズム機構を構成した例をほとんど見ない。本研究はマイクロメータサイズの微小部品を正確かつ高トルクで把持できる微小機械(=マイクロマニピュレータ)を製作することで、微細な部品を三次元的に組み上げるシステムを構築し、上記問題点の解決を行うものである。
そのため、本研究ではまずマイクロマニピュレータに用いるアクチュエータとして形状記憶合金に注目した。形状記憶合金は出力重量比に優れ、マイクロメカニズム用のアクチュエータとして近年注目を浴びている。そこで本研究では形状記憶合金の微細化にともなう諸問題の抽出を行い、微小化した場合の加熱方法の検討を行った。この結果、微小化した場合、形状記憶合金の加熱には直接通電加熱が有効で、ほぼ均一に加熱を行うことが可能であることが実験的に確認でき、マイクロマニピュレータのアクチュエータに形状記憶合金を採用することの有効性が確認された。
さらに、実際に形状記憶合金アクチュエータを使ったマイクロマニピュレータの開発に着手した。マイクロマニピュレータは更なる微小化にも対応できるように、回転対偶となる継ぎ手部分に軸や軸受けなどを用いず、弾性ヒンジ機構を採用する設計を行った。この結果、約20μm〜30μmの物体の把持が可能なマイクロマニピュレータを開発に成功した。現在このマニピュレータの特性や定量的な性能の評価を行っている。

報告書

(2件)
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (6件)

  • [文献書誌] 渡邉剛寿、有賀幸則、中里裕一: "シート状形状記憶合金を用いたマイクロメカニズム用アクチュエータの開発"1998年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. 549-549 (1998)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 渡邉剛寿、有賀幸則、中里裕一: "形状記憶合金ばねを用いたマイクロマニピュレータの開発"1999年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. 298-298 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Yuichi NAKAZATO, Taketoshi WATANABE, Yukinori ARIGA: "STUDY ON HEATING METHOD OF SHAPE MEMORY ALLOY SHEET FOR MICROACTUATOR"TENTH WORLD CONGRESS ON THE THEORY OF MACHINE AND MECHANISMS. Vol.2. 880-885 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 菊地直人、中里裕一、宮沢肇、有賀幸則: "マイクロメカニズムを意識したシート状形状記憶合金の加熱方法の検討"1999年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 120-120 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 中里裕一、他: "形状記憶合金ばねを用いたマイクロマニピュレータの開発" 1999年度精密工学会春季大会講演論文集. 298-298 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Yuichi NAKAZATO: "STUDY ON HEATING METHOD OF SHAPE MEMORY ALLOY SHEET FOR MICROACTUATOR" Proc.of“TENTH WORLD CONGRESS ON THE THEORY OF MACHINE AND MECHANISMS". 発表予定. (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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