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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

研究課題

研究課題/領域番号 16080213
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関九州工業大学

研究代表者

山崎 二郎  九州工業大学, 工学研究科, 教授 (40108668)

研究分担者 本田 崇  九州工業大学, 工学研究科, 准教授 (70295004)
竹澤 昌晃  九州工業大学, 工学研究科, 助教 (20312671)
研究期間 (年度) 2004 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
38,100千円 (直接経費: 38,100千円)
2007年度: 9,900千円 (直接経費: 9,900千円)
2006年度: 9,300千円 (直接経費: 9,300千円)
2005年度: 9,400千円 (直接経費: 9,400千円)
2004年度: 9,500千円 (直接経費: 9,500千円)
キーワード磁気マイクロマシン / 磁性体微細加工 / 電磁マイクロポンプ / 魚型磁気マイクロロボット / 泳動型磁気マイクロロボット / 歩行型磁気マイクロロボット / 摩擦駆動 / 魚型マイクロロボット / 泳動マイクロロボット / 水中マイクロロボット
研究概要

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て磁気マイクロマシンを設計・試作し、電磁アクチュエータの特長を活かした新規なデバイスを開発する事である。希土類磁石微細加工技術:Siの高周波プラズマエッチングを利用して希土類磁石の微細加工法を開発している。SF6によるエッチングとSiO2による側壁保護膜形成を交互に繰り返す事により直径6μm、アスペクト比8程の円柱群の微細加工法を実現した。これを使用して磁気繊毛を得平面アクチュエータへの展開が可能となった。磁気マイクロポンプ:胎児水頭症の治療への応用を想定して高吐出圧力が期待できるネジ型磁気マイクロポンプの開発を進めた。従来の弾性板の揺動を利用したタイプに比べて数倍の高い圧力が得られた。高圧力発生の機構はネジの回転ではなく、軸方向の微小な振動が関与している事が判明した。振動の解析を行った結果、圧力発生は上下振動の非対称性に起因しておりその方向は振動速度が遅い方向と一致することが明らかとなった。この事から本ポンプの圧力発生は液体の粘性・摩擦が関与する新規なマイクロポンプ機構として期待される事が判明した。泳動魚型マイクロロボット:交流磁界に直流バイアス磁界を重畳する事でスラローム泳動を行うアミューズメント用泳動マイクロロボットに、磁界印加で作動する重心移動機構を内蔵させて潜航、浮上の機能を付与させる事に成功した。これによりロボットは3次元の泳動が可能となりより実際の魚を模倣した動きが出来るようになった。歩行型マイクロロボット:2足脚と希土類永久磁石を組み合わせて閉管内移動用の歩行型マイクロロボットを考案した。構造が非常にシンプルである事が特長である。歩行をさらに安定に行う為に新たに4足歩行機構を開発した。安定性に優れた歩行が可能となり運搬物の搭載が期待される。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2008 2007 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (20件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (14件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Cylindrical micropump driven by external magnetic field2007

    • 著者名/発表者名
      T. Honda, A. Yoshida, J. Yamasaki
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics Vo.25

      ページ: 511-516

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biomimetic study of driving beetle robot propelled by alternating magnetic field2007

    • 著者名/発表者名
      S. Sudo, K. Tsuyuki, T. Matsumoto, M. Yoshikawa, M. Watanabe, T. Honda
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics Vo.25

      ページ: 601-606

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Review of Fabrication and Characterization of Nd-Fe-B Thick Films for Magnetic Micromachines2007

    • 著者名/発表者名
      N. Nakano, S. Sato, F. Yamashita, T. Honda, J. Yamasaki, K. Ishiyama, M. Itakura, J, Fidler, T. Yanai, H. Fukunaga
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics Vol.43

      ページ: 2672-2676

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Thin-Profile Electromagnetic Micromotor Utilizing Friction Drive2007

    • 著者名/発表者名
      T.Honda, S.Hatanaka, A.Hatano, J.Yamasaki, K.I.Machida
    • 雑誌名

      Sensor Lett. 5・1

      ページ: 234-236

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Increase in Thickness of PLD-Made Nd-Fe-B Film Magnets and a New Application2007

    • 著者名/発表者名
      M.Nakano, T.Honda, J.Yamasaki, S.Sato, F.Yamashita, J.Fidler, H.Fukunaga
    • 雑誌名

      Sensor Lett. 5・1

      ページ: 48-50

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Micro-Machines for Novel Applications2007

    • 著者名/発表者名
      M.Nakano, F.Yamashita, T.Honda, J.Yamasaki, K.Ishiyama, J.Fiedler, T.Yanai, H.Fukunaga
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys. (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic swimming mechanism in a viscous liquid2006

    • 著者名/発表者名
      S.Sudo, S.Segawa, T.Honda
    • 雑誌名

      J. Intelligent Material Systems and Structures 17・8/9

      ページ: 729-736

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 若虫の遊泳解析とマイクロ泳動メカニズムの開発2006

    • 著者名/発表者名
      須藤誠一, 露木浩二, 本間義則, 前田建伍, 本田崇
    • 雑誌名

      バイオメカニズム Vol. 18

      ページ: 129-140

    • NAID

      110007325963

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 高性能希土類磁石を利用し扁平化した摩擦駆動型電磁マイクロモータの基礎特性2006

    • 著者名/発表者名
      本田崇, 畠中聡一, 山崎二郎
    • 雑誌名

      粉体および粉末協会誌 53・7

      ページ: 625-629

    • NAID

      10018005733

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 外部磁界で駆動する科学教育用水中マイクロロボットの開発2005

    • 著者名/発表者名
      榮木天, 本田崇, 山崎二郎
    • 雑誌名

      電気学会論文誌 Vol.A, No.5

      ページ: 477-481

    • NAID

      10015518724

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Turning performance of fish-type microrobot driven by external magnetic field2005

    • 著者名/発表者名
      M.Tomie, A.Takiguchi, T.Honda, J.Yamasaki
    • 雑誌名

      EEE Transactions on Magnetics Vol.41, No.10

      ページ: 4015-4017

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Cylindrical micropump driven by external magnetic fields2005

    • 著者名/発表者名
      T.Honda, A.Yoshida, J.Yamasaki
    • 雑誌名

      Proceedings of 12th International Symposium on Interdisciplinary Electromagnetic, Mechanic & Biomedical Problems ISEM2005

      ページ: 374-375

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Biomimetic study od diving beetle robot propelled by alternating magnetic field2005

    • 著者名/発表者名
      S.Sudo, K.Tsuyuki, T.Matsumoto, M.Yoshikawa, M.Watanabe, T Honda
    • 雑誌名

      Proceedings of 12th International Symposium on Interdisciplinary Electromagnetic, Mechanic & Biomedical Problems ISEM2005

      ページ: 394-395

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Domain Observation of Amorphous Wire with Large Diameter for Micro-Sensor and Micro-Motor Application2005

    • 著者名/発表者名
      M.Takezawa, T.Wada, Y.Morimoto, J.Yamasaki
    • 雑誌名

      Proceedings of 12th International Symposium on Interdisciplinary Electromagnetic, Mechanic & Biomedical Problems ISEM2005

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 外部磁界で動作する細管内微小泳動機構2005

    • 著者名/発表者名
      神頃一寛, 本田崇, 山崎二郎
    • 雑誌名

      電気学会マグネティックス研究会資料 MAG-05

      ページ: 71-71

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 球状マグネットと交流磁場を用いた泳動メカニズム2005

    • 著者名/発表者名
      須藤誠一, 瀬川真也, 本田崇
    • 雑誌名

      日本AEM学会誌 Vol.12, N o.4

      ページ: 329-334

    • NAID

      110003829055

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 電磁力を用いたマイクロ移動メカニズム2005

    • 著者名/発表者名
      須藤誠一, 市毛亮, 鹿股健一, 本田崇
    • 雑誌名

      日本AEM学会誌 Vol.12, No.4

      ページ: 335-341

    • NAID

      110003829056

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Locomotive characteristics of swimming mechanism propelled by alternating magnetic field2004

    • 著者名/発表者名
      S.Sudo, R.Orikasa, T.Honda
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Electromagnetic and Mechanics Vol.19

      ページ: 263-267

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 外部磁界で駆動可能な魚型マイクロロボットの開発2004

    • 著者名/発表者名
      瀧口篤志, 本田崇, 山崎二郎
    • 雑誌名

      第16回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム講演論文集 A112

      ページ: 29-32

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 摩擦駆動型電磁マイクロモータの回転子形状と回転特性2004

    • 著者名/発表者名
      永野傑, 本田崇, 山崎二郎
    • 雑誌名

      電気学会マグネティックス研究会資料 MAG-04-163

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [学会発表] カタツムリの腹足を規範としたマイクロ搬送デバイスの開発2008

    • 著者名/発表者名
      井上和幸、本田崇、山崎二郎
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2008-03-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 魚型マイクロロボットの外部磁界を利用した三次元運動2007

    • 著者名/発表者名
      籾木史敏、本田崇、山崎二郎
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
    • 発表場所
      つくば市
    • 年月日
      2007-12-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] DRIE装置と磁性体の微細加工2007

    • 著者名/発表者名
      上ノ段暁、竹澤昌晃、森本祐治、本田崇、山崎二郎
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
    • 発表場所
      つくば市
    • 年月日
      2007-12-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 磁石を内蔵した魚型マイクロロボットによるアミューズメントシステム2007

    • 著者名/発表者名
      小野蔵人、本田崇、山崎二郎
    • 学会等名
      電気関係学会九州支部連合大会
    • 発表場所
      沖縄県西原町
    • 年月日
      2007-09-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ねじの微小振動を利用したマイクロポンプの基礎特性2007

    • 著者名/発表者名
      瀬戸洋、本田崇、山崎二郎
    • 学会等名
      電気関係学会九州支部連合大会
    • 発表場所
      沖縄県西原町
    • 年月日
      2007-09-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 外部磁界で駆動するマイクロ4足歩行ロボット、2007

    • 著者名/発表者名
      弘嶋駿一、本田崇、山崎二郎
    • 学会等名
      電気関係学会九州支部連合大会
    • 発表場所
      沖縄県西原町
    • 年月日
      2007-09-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 磁性体の微細加工のためのDRIE装置の試作、2007

    • 著者名/発表者名
      上ノ段暁、竹澤昌晃、森本祐治、山崎二郎
    • 学会等名
      電気関係学会九州支部連合大会
    • 発表場所
      沖縄県西原町
    • 年月日
      2007-09-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 外部磁界で羽ばたき運動するマイクロ飛翔体の開発2007

    • 著者名/発表者名
      江熊修志、本田崇、山崎二郎
    • 学会等名
      電気関係学会九州支部連合大会
    • 発表場所
      沖縄県西原町
    • 年月日
      2007-09-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 摩擦駆動型電磁マイクロモータの構造と回転特性2007

    • 著者名/発表者名
      濱本章裕、本田崇、山崎二郎
    • 学会等名
      電気関係学会九州支部連合大会
    • 発表場所
      沖縄県西原町
    • 年月日
      2007-09-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 2mm厚まで扁平化した摩擦駆動型電磁マイクロモータ2007

    • 著者名/発表者名
      波多野茜、本田崇、山崎二郎
    • 学会等名
      日本応用磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      東京都豊島区
    • 年月日
      2007-09-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] カタツムリの腹足を規範としたマイクロ搬送機構の基本特性2007

    • 著者名/発表者名
      井上和幸、田根康、本田崇、山崎二郎
    • 学会等名
      日本応用磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      東京都豊島区
    • 年月日
      2007-09-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 外部磁界で駆動する魚型マイクロロボットの三次元運動2007

    • 著者名/発表者名
      籾木史敏、本田崇、山崎二郎
    • 学会等名
      日本応用磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      東京都豊島区
    • 年月日
      2007-09-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 磁界で駆動する魚型マイクロロボットの上下運動2007

    • 著者名/発表者名
      籾木史敏、本田崇、山崎二郎
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      秋田市
    • 年月日
      2007-05-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 外部磁界で駆動する魚型マイクロロボットを使ったアミューズメントシステム2007

    • 著者名/発表者名
      小野蔵人、本田崇、山崎二郎
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      秋田市
    • 年月日
      2007-05-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.climb.ele.kyutech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2004-04-01   更新日: 2018-03-28  

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