可逆形状記憶合金アクチュエータを用いたミクロンサイズロボットの研究

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03805021
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 栗林 勝利 山口大学, 工学部, 教授 (30081251)
• 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)
• 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

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、それを用いてミクロンサイズロボットの試作を行うものである。昨年度は6000μm長の可逆形状記憶合金薄膜について通電電流の制御を行うことにより制御の可能性を示し、さらにSi+SiO_2上にTiNi形状記憶合金薄膜の一自由度ミクロンサイズアームのパターン化を行った。本年度は昨年度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」の解決及び一自由度ミクロンサイズアームのパターン化されたものを立体化するためのエッチング条件調査の2点に絞って研究を行った。前者の問題解決のためには、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薄と(Si+SiO_2)基板との剥離問題解決の糸口を見出した。又後者のエッチング条件調査のためには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2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。

研究成果

• [文献書誌] 栗林 勝利: "マイクロマシンと新素材マイクロアクチュエータ" 化学工学会第57年会研究発表講演要旨集(第4分冊). 75-76 (1992)
• [文献書誌] 栗林 勝利: "マイクロマシニング技術とその動向" '92マイクロセンサとマイクロマシニング講座、センシング技術応用研究会. 69-90 (1992)
• [文献書誌] 栗林 勝利,西ノ原 隆行, 谷口 隆雄,吉竹 正明, 小川 倉一: "形状記憶合金のスパッタ薄膜とその応用" 日本真空協会関西支部,平成4年度第2回研究例会. 21-27 (1992)
• [文献書誌] K.Kuribayashi, T.Taniguchi,M.yoshitake & S.Ogawa: "Micron Sized Arm Using Reversible TiNi Alloy Thin Film Actuators" Mat.Res.Soc.Symp Proc.Vol.276.167-175 (1992)
• [文献書誌] K.Kuribayashi, T.Taniguchi,M.yoshitake & S.Ogawa: "Micro Flexible Robot Using Reversible TiNi Alloy Thin Film Actuators" Proc. of 1st Int.Conf. on Intelligent Materials. 253-256 (1992)
• [文献書誌] 栗林 勝利,堀川 正義 谷口 隆雄: "SMAマイクロロボット用 マイクロ温度センサ" 日本機械学会松山地方講演会 講演論文集NO.925-2. 184-185 (1992)