特殊温度環境下で利用できる革新的アクチュエータの開発

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16078202
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 樋口 俊郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10111569)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2008
• キーワード: レーザ加熱 / バイメタル / 磁気浮上 / 自励振動 / 磁歪材料 / 熱駆動アクチュエータ / 極低温 / 超伝導材料

研究概要

本研究では,特殊温度環境下で利用できるアクチュエータの開発を行った.円筒状バイメタルが平坦な熱源上に置かれると熱伝導の非対称性によりトルクを発生することを発見し,これを基本とする振動子を作製,その自励振動が高温環境下でも発現することを実験的に示した.また鉄‐ガリウム磁歪アクチュエータを提案し,小型化の可能性,高温・極低温下の特性を磁歪振動子により評価し,それら実験結果と合わせ,小型リニアアクチュエータ,球面モータの製作により革新的なマイクロメカニズムの実現の可能性を示した.

研究成果

• [雑誌論文] Miniature spherical motor using iron-gallium alloy (Galfenol) (2009)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ueno, Chihiro Saito, Nobuo Imaizumi, Toshiro Higuchi
  • 雑誌名: Sensors and Actuators A (掲載予定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micro-magnetostrictive vibrator using iron gallium alloy (2008)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ueno, Eric Summers, Marilyn Wun-Fogle and Toshiro Higuchi
  • 雑誌名: Sensors and Actuators A 148 ページ: 280-284
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-DOF Micro Magnetostrictive Bending Actuator for Wobbling Motion (2008)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ueno and Toshiro Higuchi
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Magnetics 44 ページ: 4078-4080
  • 査読あり
• [雑誌論文] Miniature magnetostrictive linear actuator based on smooth impact drive mechanism (2008)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ueno, Toshiro Higuchi
  • 雑誌名: International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics 28 ページ: 135-141
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micromagnetostrictive vibrator using a U-shaped core of iron-gallium alloy (Galfenol) (2008)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ueno, Toshiro Higuchi, Chihiro Saito, Nobuo Imaizumi, Marilyn Wun-Fogle
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zero-Power Magnetic Levitation Using Composite of Magnetostrictive/Piezoelectric Materials (2007)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ueno, Toshiro Higuchi
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Magnetics 43 ページ: 3477-3482
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fe-Ga合金(Galfenol)と非磁性材料の積層型ユニモルフアクチュエータ (2007)
  • 著者名/発表者名: 上野敏幸, 樋口俊郎
  • 雑誌名: 日本応用磁気学会誌 31 ページ: 376-379
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fe-Ga合金(Galfenol)を用いたマイクロ磁歪振動子 (2007)
  • 著者名/発表者名: 上野敏幸, Eric Summers, Marilyn Wun-Fogle, 樋口俊郎
  • 雑誌名: 日本応用磁気学会誌 31 ページ: 372-375
  • 査読あり
• [雑誌論文] Machining of iron-gallium alloy for microactuator (2007)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ueno, Eric Summers, Toshiro Higuchi
  • 雑誌名: Sensors and Actuators A 137 ページ: 134-140
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Circuit for Stress-Based Magnetic Force Control Using Iron-Gallium Alloy (2007)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ueno and Toshiro Higuchi
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Magnetics 43 ページ: 2594-2596
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Modeling of Iron Yoke Levitation Using the Pinning Effect of High Temperature Superconductor (2007)
  • 著者名/発表者名: Mojtaba Ghodsi, Toshiyuki Ueno, Hidekazu Teshima, Hosei Hirano and Toshiro Higuchi
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Magnetics 43 ページ: 2001-2008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zero-Power Positioning Actuator for Cryogenic Environments by Combining Magnetostrictive Bimetal and HTS (2007)
  • 著者名/発表者名: Mojtaba Ghodsi , Toshiyuki Ueno, Hidekazu Teshima, Hosei Hirano, Toshiro Higuchi and Eric Summers
  • 雑誌名: Sensors and Actuators A 135 ページ: 787-791
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel composite of magnetostrictive material and piezoelectric actuator for coil-free magnetic force control (2006)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ueno, Toshiro Higuchi
  • 雑誌名: Sensors and actuators A, 129 ページ: 251-255
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Characteristics of Trapped Magnetic Flux inside Bulk HTS in the Mixed-mu Levitation System (2006)
  • 著者名/発表者名: Mojtaba Ghodsi, Toshiyuki Ueno, Hidekazu Teshima , Hosei Hirano and Toshiro Higuchi
  • 雑誌名: Physica C : Superconductivity and its Applications 445-448 ページ: 343-346
  • 査読あり
• [雑誌論文] High sensitive and heat-resistant magnetic sensor using magnetostrictive/piezoelectric laminate composite (2005)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ueno and Toshiro Higuchi
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Magnetics 41 ページ: 3670-3672
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of Magnetic Circuit in Levitation System Using HTS and Soft Magnetic Material (2005)
  • 著者名/発表者名: Mojtaba Ghodsi, Toshiyuki Ueno, and Toshiro Higuchi
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Magnetics 41 ページ: 4003-4005
  • 査読あり
• [学会発表] Micro Spherical motor using Iron-Gallium Alloy (Galfenol) (2008)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ueno, Toshiro Higuchi, Chihiro Saito, Nobuo Imaizumi
  • 学会等名: Actuator 2008
  • 発表場所: ブレーメン
  • 年月日: 2008-06-10
• [学会発表] Miniature Galfenol Actuator with Displacement Magnifying Mechanism for Cryogenic Environments (2008)
  • 著者名/発表者名: Mojtaba Ghodsi, Toshiyuki Ueno , Sze keat Chee, Takeshi Yano and Toshiro Higuchi
  • 学会等名: Actuator 2008
  • 発表場所: ブレーメン
  • 年月日: 2008-06-10
• [学会発表] FeCo2V(パーメンジュール)を用いたマイクロ磁歪アクチュエータの開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 上野敏幸, 山崎多聞, 樋口俊郎
  • 学会等名: 第20回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • 発表場所: 大分
  • 年月日: 2008-05-22
• [学会発表] Fe-Ga合金(Galfenol)を用いたマイクロ球面モータ (2008)
  • 著者名/発表者名: 上野敏幸, 斉藤千尋, 今泉伸夫, 樋口俊郎
  • 学会等名: 第20回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • 発表場所: 大分
  • 年月日: 2008-05-22
• [学会発表] Miniature Iron-Gallium Actuator with Displacement Magnifying Mechanism (2008)
  • 著者名/発表者名: Mojtaba Ghodsi, Toshiyuki Ueno, Sze keat Chee, Takeshi Yano and Toshiro Higuchi
  • 学会等名: IEEE International conference on Magnetics, Intermag2008
  • 年月日: 2008-05-05
• [学会発表] Translatory and Wobbling Micro Magnetostrictive Actuator (2008)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ueno, Chihiro Saito, Nobuo Imaizumi, Toshiro Higuchi
  • 学会等名: Smart structures and materials 2008
  • 発表場所: サンディエゴ
  • 年月日: 2008-03-09
• [学会発表] Miniature Spherical Motor using Iron-Gallium Alloy (Galfenol) (2008)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ueno, Chihiro Saito, Nobuo Imaizumi, Toshiro Higuchi
  • 学会等名: Smart structures and materials 2008
  • 発表場所: サンディエゴ
  • 年月日: 2008-03-09
• [学会発表] 磁歪バイメタルを利用した小型球面モータ (2007)
  • 著者名/発表者名: 上野敏幸, 斉藤千尋, 今泉伸夫, 樋口俊郎
  • 学会等名: 第50回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 2007-11-24
• [学会発表] 鉄-ガリウム合金のU字コアを用いたマイクロ磁歪振動子 (2007)
  • 著者名/発表者名: 上野敏幸, 斉藤千尋, Marilyn Wun-Fogle, 今泉伸夫, 樋口俊郎
  • 学会等名: 第16回MAGDAコンファレンスin京都
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2007-11-22
• [学会発表] 鉄-ガリウム合金(Galfenol)を用いた小型球面モータ (2007)
  • 著者名/発表者名: 上野敏幸, 斉藤千尋, 今泉伸夫, 樋口俊郎
  • 学会等名: 第16回MAGDAコンファレンスin京都
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2007-11-22
• [学会発表] Investigation of Micro Bending Actuator using Iron-Gallium Alloy (Galfenol) (2007)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ueno and Toshiro Higuchi
  • 学会等名: MHS2007 & Micro-Nano COE
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2007-11-13
• [学会発表] Micro Magnetostrictive Vibrator using U Shape Core of Iron-Gallium Alloy (Galfenol) (2007)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ueno, Chihiro Saito, Marilyn Wun-Fogle, Nobuo Imaizumi, Toshiro Higuchi
  • 学会等名: 52nd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: タンパ
  • 年月日: 2007-11-08
• [学会発表] Smooth Impact Drive Mechanism using Iron-Gallium Alloy (2007)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ueno and Toshiro Higuchi
  • 学会等名: 13th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics
  • 発表場所: ランシング
  • 年月日: 2007-09-12
• [学会発表] Fe-Ga合金(Galfenol)を用いたマイクロモータの開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 濱田亮, 上野 敏幸, 樋口俊郎
  • 学会等名: 第19回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2007-05-17
• [学会発表] Fe-Ga合金(Galfenol)と非磁性材料のユニモルフをベースにしたマイクロアクチュエータ (2007)
  • 著者名/発表者名: 上野敏幸, 樋口俊郎
  • 学会等名: 第19回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2007-05-17
• [学会発表] 鉄-ガリウム合金(Galfenol)を用いたマイクロ磁歪振動子の性能評価 (2007)
  • 著者名/発表者名: 上野敏幸, Eric Summers, Marilyn Wun-Fogle, 樋口俊郎
  • 学会等名: 第19回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2007-05-17
• [学会発表] Magnetostrictive Bending Micro Actuator using Iron Gallium Alloy (2007)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ueno and Toshiro Higuchi
  • 学会等名: Smart structures and materials 2007
  • 発表場所: サンディエゴ
  • 年月日: 2007-03-09
• [学会発表] Magnetic Circuit for Stress-based Magnetic Force Control using Iron-Gallium Alloy (2007)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ueno and Toshiro Higuchi
  • 学会等名: 10th Joint MMM/Intermag Conference
  • 発表場所: ボルチモア
  • 年月日: 2007-01-07
• [学会発表] Precise Positioning Device using Iron Gallium Micro Magnetostrictive Actuator (2006)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ueno, Ryou Hamada, Toshiro Higuchi, Eric Summers, and Marilyn Wun-Fogle
  • 学会等名: International Joint Conference of INABIO & SMEBA 2006
  • 発表場所: テジュン
  • 年月日: 2006-09-22
• [学会発表] Shape Dependency in Levitation System Using HTS and Soft Magnetic Material (2006)
  • 著者名/発表者名: Mojtaba Ghodsi, Toshiyuki Ueno, Hidekazu Teshima, Hosei Hirano and Toshiro Higuchi
  • 学会等名: 10th International Symposium on Magnetic Bearings 2006
  • 発表場所: スイス
  • 年月日: 2006-08-22
• [学会発表] Micro Magnetostrictive Vibrator Using Iron-Gallium Alloy (2006)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ueno, Eric Summers, and Toshiro Higuchi
  • 学会等名: 10th international conference on new actuator (ACTUATOR2006)
  • 年月日: 2006-06-15
• [学会発表] Behavior of Galfenol Magnetostrictive Actuator in Cryogenic Enviroment (2006)
  • 著者名/発表者名: Mojtaba Ghodsi, Toshiyuki Ueno, Toshiro Higuchi and Eric Summers
  • 学会等名: 第18回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2006-05-18
• [学会発表] Examination of Shape of Soft Magnetic Material Levitated by Pinning Effect (2006)
  • 著者名/発表者名: Mojtaba Ghodsi, Toshiyuki Ueno, Hidekazu Teshima, Hosei Hirano and Toshiro Higuchi
  • 学会等名: 第18回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2006-05-18
• [学会発表] Fe-Ga合金・非磁性材料の積層体を用いたバイメタルアクチュエータ (2006)
  • 著者名/発表者名: 上野敏幸, Mojtaba Ghodsi, 樋口俊郎, Eric Summers
  • 学会等名: 第18回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2006-05-18
• [学会発表] Fe-Ga合金を用いたマイクロ磁歪振動子 (2006)
  • 著者名/発表者名: 上野敏幸, Eric Summers, 樋口俊郎
  • 学会等名: 第18回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2006-05-18
• [学会発表] 熱変形を利用したアクチュエータの開発 (2006)
  • 著者名/発表者名: 原田優介, 末原卓也, 上野敏幸, 樋口俊郎
  • 学会等名: 2006年度精密工学会春季大会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2006-03-16
• [学会発表] 熱変形を利用した自走機構の開発 (2006)
  • 著者名/発表者名: 末原卓也, 原田優介, 上野敏幸, 樋口俊郎
  • 学会等名: 2006年度精密工学会春季大会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2006-03-16
• [学会発表] Machining of Iron-Gallium for Microactuator (2006)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ueno, Eric Summers, and Toshiro Higuchi
  • 学会等名: Smart structures and materials 2006
  • 発表場所: サンディエゴ
  • 年月日: 2006-03-09
• [産業財産権] アクチュエータ (2006)
  • 発明者名: 樋口俊郎, 原田優介, 上野敏幸
  • 権利者名: 樋口俊郎, (株)東海理研
  • 産業財産権番号: 特許2006-53165
  • 出願年月日: 2006-02-28