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電界共役流体マイクロポンプを内蔵したマイクロ液滴生成デバイスの開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 26289026
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
研究機関東京工業大学

研究代表者

金 俊完  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (40401517)

研究分担者 吉田 和弘  東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (00220632)
嚴 祥仁  東京工業大学, 精密工学研究所, 助教 (20551576)
横田 眞一  東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (10092579)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2016年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2015年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2014年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワードマイクロポンプ / マイクロチェックバルブ / リークレスバルブ / MEMS / マイクロ液滴 / 電界共役流体 / マイクロシリンジポンプ / マイクロ液滴生成デバイス / マイクロ液圧源
研究成果の概要

安価で大量生産が可能であると同時に,マイクロポンプを内蔵したマイクロ液滴生成デバイスを実現するために,直流電圧の印加により電極間に活発な流れが発生する電界共役流体(ECF)の駆動原理とマイクロマシン(MEMS)の加工技術を融合した新たな手法を開発した.このマイクロ液滴生成デバイスは,(a) オイルを駆動するECFマイクロポンプ,(b) 水溶液を駆動するECFシリンジマイクロポンプ,(c)マイクロ分岐流路で構成され,すべてをバッチプロセスのMEMS技術によりワンチップで製作できる.このマイクロ液滴生成デバイスの構成デバイスを製作し,性能を明らかにし,その有効性を確認した.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] A bio-inspired 3D-printed hybrid finger with integrated ECF (electro-conjugate fluid) micropumps2017

    • 著者名/発表者名
      Dong Han , Hongri Gu , Joon-wan Kim , Shinichi Yokota
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators A: Physical

      巻: 257 ページ: 47-57

    • DOI

      10.1016/j.sna.2017.02.002

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An MEMS-based multiple electro-rheological bending actuator system with an alternating pressure source2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Miyoshi, Kazuhiro Yoshida, Joon-wan Kim, Sang In Eom, Shinichi Yokota
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators A

      巻: 245 ページ: 68-75

    • DOI

      10.1016/j.sna.2016.04.041

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Triangular Prism & Slit Electrode Pair for ECF Jetting Fabricated by Thick Micromold and Electroforming as Micro Hydraulic Pressure Source for Soft Microrobots2016

    • 著者名/発表者名
      Joon-wan Kim, Thanh V.X. Nguyen, Kazuya Edamura, and Shinichi Yokota
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology

      巻: 10(4)

    • NAID

      130007673894

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ECF micropump fabricated by electroforming with novel self-aligned micro-molding technology2015

    • 著者名/発表者名
      D. HAN , J.W. KIM , S.YOKOTA , E.EDAMURA
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 660 ページ: 012029-012029

    • DOI

      10.1088/1742-6596/660/1/012029

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電界共役流体を用いたDroplet μTASのための液滴混合デバイスの開発2014

    • 著者名/発表者名
      小林紀穂, 倉科佑太, 竹村研治郎, 横田眞一, 枝村一弥
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 80 号: 819 ページ: MN0332-MN0332

    • DOI

      10.1299/transjsme.2014mn0332

    • NAID

      130004716715

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A review on micropumps from the viewpoint of volumetric power density2014

    • 著者名/発表者名
      Shinichi YOKOTA
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Reviews

      巻: 1 号: 2 ページ: DSM0014-DSM0014

    • DOI

      10.1299/mer.2014dsm0014

    • NAID

      130004647530

    • ISSN
      2187-9753
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic Characteristics of Hybrid 3D-printed Mini Finger Embedding ECF (Electro-conjugate Fluid) Micropump2016

    • 著者名/発表者名
      Dong HAN , Shinichi Yokota , Kazuya Edamura , Joon-wan KIM
    • 学会等名
      20th International Conference on Mechatronics Technology(ICMT2016)
    • 発表場所
      Dalian, China
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on Fabrication of High Aspect Ratio TPSE by using DRIE2016

    • 著者名/発表者名
      Misaki Shimizu , Kunio Nishioka , A. Matsutani , Kazuhiro Yoshida , Joon-wan Kim
    • 学会等名
      20th International Conference on Mechatronics Technology(ICMT2016)
    • 発表場所
      Dalian, China
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロチェックバルブを集積したECFマイクロ液圧源の提案2016

    • 著者名/発表者名
      MAO ZEBING , 吉田 和弘 , 金 俊完
    • 学会等名
      平成28年秋季フルードパワーシステム講演会
    • 発表場所
      ワ・ラッセ(青森県)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] DRIEによる高アスペクト比三角柱-スリット形電極対(TPSE)の製作に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      清水美咲 , 西岡國生 , 松谷晃宏 , 吉田和弘 , 金俊完
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部 山梨講演会 2016
    • 発表場所
      山梨大学(山梨県)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ECFマイクロ液圧源を内蔵した偏心チューブ形マイクロハンドに関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      嵯峨由彬 , 金俊完 , 横田眞一 , 枝村一弥
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] MEMS-Fabricated Needle & Ring Electrode Pair (NRE) and its Application to the Braille Cell2016

    • 著者名/発表者名
      Joon-wan Kim , Kazuyoshi Kondo , Shinichi Yokota , Kazuya Edamura
    • 学会等名
      Proceedins of The 4th Japan-China Joint Workshop on Fluid Power
    • 発表場所
      機械振興会館(東京都)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ハイブリッド3DプリンタによるミニサイズECFフィンガの動特性に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      HAN DONG , 金 俊完 , 横田 眞一 , 枝村 一弥
    • 学会等名
      平成28年春季フルードパワーシステム講演会
    • 発表場所
      機械振興会館(東京都)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ECF可変焦点形液体レンズの高速応答に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      金 俊完 , 中川 卓也 , 横田 眞一 , 枝村 一弥
    • 学会等名
      第16回 日本機械学会 機素潤滑設計部門講演会
    • 発表場所
      グランディア芳泉(福井県)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ECFジェット駆動水溶液ポンピングシステムにおける流路への水の残留に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      松原 竜也 , 金 俊完 , 横田 眞一 , 枝村 一弥
    • 学会等名
      第16回 日本機械学会 機素潤滑設計部門講演会
    • 発表場所
      グランディア芳泉(福井県)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 自己整合によるマイクロ鋳型を用いたECFマイクロポンプの提案2015

    • 著者名/発表者名
      韓冬 , 金俊完 , 横田眞一 , 枝村一弥
    • 学会等名
      平成27年秋季フルードパワーシステム講演会
    • 発表場所
      ジェイドガーデンパレス(鹿児島県)
    • 年月日
      2015-11-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Study on increasing output power density in ECF micropumps2015

    • 著者名/発表者名
      Joon-wan KIM , Seiya FURUKI , Shinichi YOKOTA , Kazuya EDAMURA
    • 学会等名
      The KSFC 2015 Autumn Conference on Drive and Control International Session
    • 発表場所
      Pusan, South Korea
    • 年月日
      2015-10-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ディフューザ形状の非対称流路とECFマイクロポンプを統合した水溶液ポンピングシステムの開発2015

    • 著者名/発表者名
      松原竜也 , 金 俊完 , 横田眞一 , 枝村一弥
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部 山梨講演会
    • 発表場所
      山梨大学(山梨県)
    • 年月日
      2015-10-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 可変焦点形液体レンズを駆動するECFマイクロポンプの検討2015

    • 著者名/発表者名
      中川卓也 , 金 俊完 , 横田眞一 , 枝村一弥
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部 山梨講演会
    • 発表場所
      山梨大学(山梨県)
    • 年月日
      2015-10-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ECFジェット駆動ディフューザ形バルブレスマイクロポンプの提案2015

    • 著者名/発表者名
      松原竜也 , 金俊完 , 横田眞一 , 枝村一弥
    • 学会等名
      日本機械学会 2015年度年次大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] DRIEを用いた三角柱ースリット型電極対の製作によるECF効果に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      清水美咲 , 金俊完 , 横田眞一 , 枝村一弥
    • 学会等名
      日本設計工学会 2015年度春季大会
    • 発表場所
      日本大学(千葉県)
    • 年月日
      2015-05-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ECFと五角柱電極アレイを用いた強制液冷システム2015

    • 著者名/発表者名
      金 俊完 , 三栗野 功大 , 横田 眞一 , 枝村 一弥
    • 学会等名
      平成27年春季フルードパワーシステム講演会
    • 発表場所
      機械振興会館(東京都)
    • 年月日
      2015-05-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] PROPOSAL OF PUMPING AQUEOUS SOLUTION USING ECF MICROPUMP WITH DIFFUSER & NOZZLE MECHANSIM2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Matsubara, Joon-wan Kim, Shinichi Yokota, Kazuya Edamura
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology (ICMDT2015)
    • 発表場所
      Ginowan City Okinawa
    • 年月日
      2015-04-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Proposal of DRIE-Fabricated Silicon Electrode Pairs for ECF Micropumps2015

    • 著者名/発表者名
      Misaki Shimizu , Joon-wan Kim , Shinichi Yokota , Kazuya Edamura
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology
    • 発表場所
      Okinawa, Japan
    • 年月日
      2015-04-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] A Novel 3D-Printed Finger Integrated with ECF Micropump2015

    • 著者名/発表者名
      Dong Han , Hongri Gu , Joon-wan Kim , Shinichi Yokota , Kazuya Edamura
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology
    • 発表場所
      Okinawa, Japan
    • 年月日
      2015-04-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 3-TRIANGULAR PRISM ELECTRODES DESIGN FOR ELECTRO-CONJUGATE FLUID MICROPUMP2014

    • 著者名/発表者名
      Hongri GU , Joon-wan KIM , Shinichi YOKOTA , Kazuya EDAMURA
    • 学会等名
      The 9th JFPS International Symposium on Fluid Power Matsue 2014
    • 発表場所
      Matsue-city, Shimane
    • 年月日
      2014-10-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] EFFECT OF ELECTRODE MATERIALS ON ELECTRO-CONJUGATE FLUID FLOW GENERATION2014

    • 著者名/発表者名
      Mika NARAKI , Kenjiro TAKEMURA , Shinichi YOKOTA , Kazuya EDAMURA
    • 学会等名
      The 9th JFPS International Symposium on Fluid Power Matsue 2014
    • 発表場所
      Matsue-city, Shimane
    • 年月日
      2014-10-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] MEMS技術による五角柱電極アレイ形ECFマイクロポンプ2014

    • 著者名/発表者名
      金俊完 , 三栗野功大 , 横田眞一 , 枝村一弥
    • 学会等名
      日本機械学会山梨講演会2014
    • 発表場所
      山梨大学(山梨県)
    • 年月日
      2014-10-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] MEMS技術を用いた集積化によるECFマイクロポンプの高圧化2014

    • 著者名/発表者名
      古木星哉 , 金俊完 , 横田眞一 , 枝村一弥
    • 学会等名
      日本機械学会山梨講演会2014
    • 発表場所
      山梨大学(山梨県)
    • 年月日
      2014-10-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] オンサガー効果によるECFジェットのシミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      田邊勇典 , 金俊完 , 横田眞一 , 枝村一弥
    • 学会等名
      日本機械学会山梨講演会2014
    • 発表場所
      山梨大学(山梨県)
    • 年月日
      2014-10-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ液圧と機能性流体ECFを用いたマイクロ液圧源2014

    • 著者名/発表者名
      横田 眞一 , 金 俊完
    • 学会等名
      第24回フルードパワー国際見本市
    • 発表場所
      東京ビックサイト(東京都)
    • 年月日
      2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ECF MICROPUMP-INTEGRATED MICRO HAND BY MEMS TECHNOLOGY2014

    • 著者名/発表者名
      Joon-wan Kim , Shinichi Yokota , Masaya Satoh , Kazuya Edamura
    • 学会等名
      Bath/ASME symposium on fluid power and motion control (FPMC 2014)
    • 発表場所
      Bath, UK
    • 年月日
      2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ECF Micro Hydraulic Power Source by MEMS-Fabricated Pentagonal Prism Electrode Arrays2014

    • 著者名/発表者名
      Joon-wan Kim , Koudai Mikurino , Shinichi Yokota , Kazuya Edamura
    • 学会等名
      World Automation Congress 2014(WAC2014)
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2014-08-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 五角柱電極アレイを用いた高出力ECF マイクロポンプの提案2014

    • 著者名/発表者名
      三栗野 功大 , 横田 眞一 , 金 俊完 , 枝村 一弥
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2014 in Toyama
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県)
    • 年月日
      2014-05-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] MEMS 技術を用いた集積化による高圧ECF マイクロポンプ2014

    • 著者名/発表者名
      古木星哉 , 金俊完 , 横田眞一 , 枝村一弥
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2014 in Toyama
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県)
    • 年月日
      2014-05-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 三角柱−テーパースリット電極対を用いたECFマイクロポンプ2014

    • 著者名/発表者名
      GU Hongri , 金 俊完 , 横田 眞一 , 枝村 一弥
    • 学会等名
      第14回 日本機械学会 機素潤滑設計部門講演会
    • 発表場所
      信州松代ロイヤルホテル(長野県)
    • 年月日
      2014-04-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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