機能性流体を応用したニューアクチュエータの研究

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16078205
• 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: 東京工業大学
• 研究代表者: 横田 眞一 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (10092579)
• 研究分担者: 吉田 和弘 東京工業大学, 精密工学研究所, 准教授 (00220632) ; 金 俊完 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教 (40401517)
• 連携研究者: 竹村 研治郎 慶應義塾大学, 理工学部, 講師 (90348821)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2008
• キーワード: 機能性流体 / アクチュエータ / マイクロマシン / 流体デバイス

研究概要

本研究ではミリメートルサイズでパワー密度が高いマイクロアクチュエータの実現を目的とし, 機能性流体を用いたニューアクチュエータの具現化を行った. (1)高電圧の印加によって活発なジェット流を発生する電界共役流体(ECF)を駆動源としたマイクロアクチュエータ, (2)電圧印加による粘度変化で電気粘性流体(ERF)の流れを制御するフレキシブルERマイクロバルブとシリコーンゴムPDMSの液圧室から成るマイクログリッパ, (3)このERアクチュエータの駆動源として, マルチリードバルブを用いたマイクロポンプを開発した.

研究成果

• [雑誌論文] A liquid rate gyroscope using electro-conjugate fluid (2009)
  • 著者名/発表者名: Kenjiro Takemura, Shinichi Yokota, Mamoru Suzuki, Kazuya Edamura, Hideo Kumagai and Tsunehiko Imamura
  • 雑誌名: Sensors and Actuators A : Physical 149 ページ: 173-179
  • 査読あり
• [雑誌論文] 電界共役流体を用いたマイクロ液体レートジャイロの研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 横田眞一, 鈴木守, 竹村研治郎, 枝村一弥, 熊谷秀夫, 今村恒彦
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集. C編 75 ページ: 496-502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Integration of micro artificial muscle cells using electro-conjugate fluid (2008)
  • 著者名/発表者名: Kenjiro Takemura, Fumiya Yajima, Kazuya Edamura, and Shinichi Yokota
  • 雑誌名: Sensors and Actuators A : Physical 144 ページ: 348-353
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micro actuators by making use of jet flows due to electro-conjugate fluid (2008)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Yokota
  • 雑誌名: Mechanics Based Design of Structures and Machines 36 ページ: 330-345
  • 査読あり
• [雑誌論文] 電界共役流体(ECF)を応用した強制液冷用薄形平面ポンプ (2008)
  • 著者名/発表者名: 横田眞一, 吉田和弘
  • 雑誌名: 日本フルードパワーシステム学会誌 39 ページ: 277-280
• [雑誌論文] A micromotor using electro-conjugate fluid-Improvement of motor performance by using saw-toothed electrode series (2007)
  • 著者名/発表者名: Kenjiro Takemura, Hiroto Kozuki, Kazuya Edamura, and Shinichi Yokota
  • 雑誌名: Sensors and Actuators A : Physical 140 ページ: 131-137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Concept of a micro finger using electro-conjugate fluid and fabrication of a large model prototype (2007)
  • 著者名/発表者名: Ryutaro Abe, Kenjiro Takemura, Kazuya Edamura and Shinichi Yokota
  • 雑誌名: Sensors and Actuators A : Physical 136 ページ: 629-637
  • 査読あり
• [雑誌論文] 均一系ER流体を用いたフレキシブルERマイクロアクチュエータ (2007)
  • 著者名/発表者名: 吉田和弘, 小木曽太郎, 横田眞一
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 C 73 ページ: 2508-2513
  • 査読あり
• [雑誌論文] 電界共役流体により駆動されるミミズ型ぜん動駆動マイクロマシン (2007)
  • 著者名/発表者名: 横田眞一, 洪榮杓, 竹村研治郎, 枝村一弥
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 25 ページ: 140-145
  • 査読あり
• [雑誌論文] ECFジェット駆動マイクロフィンガの提案とラージモデルの特性評価 (2007)
  • 著者名/発表者名: 横田眞一, 阿部竜太郎, 竹村研治郎, 枝村一弥
  • 雑誌名: 日本フルードパワーシステム学会論文集 38 ページ: 65-70
  • 査読あり
• [雑誌論文] Concept of a Micro Finger using Electro-conjugate Fluid and Fabrication of a Large Mode Prototype (2007)
  • 著者名/発表者名: Ryutaro Abe, Kenjiro Takemura, Kazuya Edamura and Shinichi Yokota
  • 雑誌名: Sensors & Actuators A 136 ページ: 629-637
  • 査読あり
• [雑誌論文] A High Perfromance Planar Pump Using Electro-Conjugate Fluid with Improved Electrode Patterns (2007)
  • 著者名/発表者名: W.-S. Seo, K. Yoshida, S. Yokota and K. Edamura
  • 雑誌名: Sensors and Actuators A 134 ページ: 606-614
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development and Control of a Micro Artificial Muscle Cell using Electro-conjugate Fluid (2007)
  • 著者名/発表者名: Kenjiro Takemura, Shinichi Yokota, Kazuya Edamura
  • 雑誌名: Sensors & Actuators A 133 ページ: 493-499
  • 査読あり
• [雑誌論文] ECFジェットによる発生圧力を応用したチューブ形ECFマイクロアクチュエータ (2006)
  • 著者名/発表者名: 阿部竜太郎, 横田眞一, 竹村研治郎, 枝村一弥
  • 雑誌名: 日本フルードパワーシステム学会論文集 37・5 ページ: 55-60
  • 査読あり
• [雑誌論文] Concept of a Micro Gyroscope using Electro-conjugate Fluid (ECF) and Development of an ECF Micro Gyro-motor (2006)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Yokota, Ryuta Nishizawa, Kenjiro Takemura, Kazuya Edamura
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 18・2 ページ: 114-120
  • 査読あり
• [雑誌論文] 電界共役流体(ECF)を用いたマイクロモータの高出力化 (2006)
  • 著者名/発表者名: 横田眞一, 河村清美, 竹村研治郎, 枝村一弥
  • 雑誌名: 電気学会論文誌 E 126・4 ページ: 137-143
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Use of Liquid Crystals as Electrorheological Fluids in Microsystems : Model and Measurements (2006)
  • 著者名/発表者名: M. De Volder, K. Yoshida, S. Yokota and D. Reynaerts
  • 雑誌名: J. of Micromechanics and Microengineering 16・3 ページ: 612-619
  • 査読あり
• [雑誌論文] フェライト粒子を用いたMR流体を作動流体とした制御弁 (2006)
  • 著者名/発表者名: 吉田和弘, 高橋寛如, 朴重濠, 横田眞一, 河内仁, 枝村一弥
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(C編) 72・714 ページ: 457-463
  • 査読あり
• [雑誌論文] A High-integrated Micromotor using Electro-conjugate Fluid (ECF) (2005)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Yokota, Kiyomi Kawamura, Kenjiro Takemura, and Kazuya Edamura
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 17・2 ページ: 142-148
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of Valve-Integrated Microactuator Using Homogeneous Electro-Rheological Fluid (2005)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Yoshida, Jung-Ho Park, Hiroshi Yano, Shinichi Yokota and Sonam Yun
  • 雑誌名: Journal of Sensors & Materials 17・3 ページ: 97-112
  • 査読あり
• [雑誌論文] 電界共役流体に発生するジェット流を用いたマイクロ人工筋アクチュエータ (2005)
  • 著者名/発表者名: 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(C) 71・708 ページ: 2571-2577
  • 査読あり
• [雑誌論文] MR流体を作動流体としたマイクロバルブ (2005)
  • 著者名/発表者名: 吉田和弘, 高松 環, 米田裕一, 横田眞一
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(C) 71・708 ページ: 1355-1360
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Study on High-Output Rsonance-Driven Piezoelectric Micopumps Using Active Check Valves (2004)
  • 著者名/発表者名: J.-H. PARK, K. Yoshida, C. Ishikawa, S. Yokota, T. Seto, K. Takagi
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 16・2 ページ: 171-177
  • 査読あり
• [雑誌論文] 管路慣性を応用したマイクロポンプの最適構造 (2004)
  • 著者名/発表者名: 吉田和弘、鄭 淵午、瀬戸 毅、高城邦彦、朴 重濠、横田眞一
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(C) 70・697 ページ: 2668-2673
  • 査読あり
• [雑誌論文] 積層DP-RE形ECFマイクロモータの高集積化 (2004)
  • 著者名/発表者名: 横田眞一、桑嶋 崇、枝村一弥
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 70・693 ページ: 1463-1469
  • 査読あり
• [学会発表] A Liquid Rate Gyroscope using Electro-conjugate Fluid-Practical Design and Characterization (2009)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Yokota, Kenjiro Takemura, Mamoru Suzuki, Kazuya Edamura, Hideo Kumagai, Tsunehiko Imamura
  • 学会等名: IEEE/RSJ 2008 International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 2008)
  • 発表場所: Nice, France
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] A Liquid Rate Gyroscope Using Electro-Conjugate Fluid, Intelligent Sensors (2008)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Yokota, Tsunehiko Imamura, Kenjiro Takemura, Kazuya Edamura, Hideo Kumagai
  • 学会等名: Sensor Networks and Information Processing (ISSNIP2008)
  • 発表場所: Sydney, Australia
  • 年月日: 2008-12-17
• [学会発表] ECF Microactuator with Needle-Ring Electrodes by MEMS Technology (2008)
  • 著者名/発表者名: Joon-wan Kim, Yoshitsugu Ogawa, Shinichi Yokota, Kazuhiro Yoshida, Kazuya Edamura
  • 学会等名: 12th International Conference on Mechatronics Technology (ICMT 2008)
  • 発表場所: Sudbury, Ontario, Canada
  • 年月日: 2008-10-15
• [学会発表] A cell integrated ECF-jet driven artificial muscle actuator (2008)
  • 著者名/発表者名: Fumiya YAJIMA, Kenjiro TAKEMURA, Shinichi YOKOTA, Kazuya EDAMURA
  • 学会等名: 12th International Conference on Mechatronics Technology (ICMT 2008)
  • 発表場所: Sudbury, Ontario, Canada
  • 年月日: 2008-10-15
• [学会発表] Miniaturized and High‐Powered Micro Pump Using Functional Fluid ECF (2008)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Tanaka, Masafumi Ebisawa, Shinichi Yokota, Kazuya Edamura
  • 学会等名: 12th International Conference on Mechatronics Technology (ICMT 2008)
  • 発表場所: Sudbury, Ontario, Canada
  • 年月日: 2008-10-14
• [学会発表] Mechatronics Coined by Tetsuro Mori (2008)
  • 著者名/発表者名: Haruo Kozono, Shinichi Yokota, Tetsuro Mori
  • 学会等名: 12th International Conference on Mechatronics Technology (ICMT 2008)
  • 発表場所: Sudbury, Ontario, Canada
  • 年月日: 2008-10-14
• [学会発表] Proposition of an ER Microactuator with Inherent Position Feedback Mechanism (2008)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro YOSHIDA, Kazuhito KAMIYAMA, Joon-wan KIM, Shinichi YOKOTA
  • 学会等名: the Seventh JFPS International Symposium on Fluid Power (ISFP 2008)
  • 発表場所: Toyama, Japan
  • 年月日: 2008-09-17
• [学会発表] Earthworm type Robot driven by Electro-conjugate Fluid (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Takemura, Y. Hong, K. Edamura, S. Yokota
  • 学会等名: 17th CISM-IFToMM Symposium on Robot Design, Dynamics, and Control (RoManSy 2008)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2008-07-06
• [学会発表] Electrokinetic actuation of low conductivity dielectric liquids (2008)
  • 著者名/発表者名: Rohan Raghavan, Jiaxing Qin, Leslie Y. Yeo, James R. Friend, Kenjiro Takemura, Shinichi Yokota, Kazuya Edamura
  • 学会等名: Proceedings of the Sixth International ASME Conference on Nanochannels, Microchannels and Minichannels
  • 発表場所: Darmstadt, Germany
  • 年月日: 2008-06-25
• [学会発表] Forced Liquid Cooling System Using Thin Planar ECF Pump for High Power Electronic Chips (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Yokota, K. Yoshida, W.-S. Seo, K. Koizumi, J.-W. Kim, K. Edamura
  • 学会等名: ACTUATOR 2008
  • 発表場所: Bremen, Germany
  • 年月日: 2008-06-09
• [学会発表] Concept of a liquid rate gyroscope using an electro-conjugate fluid (2008)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Yokota, Mamoru Suzuki, Kenjiro Takemura, Kazuya Edamura, Hideo Kumagai, Tsunehiko Imamura
  • 学会等名: 2008 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA)
  • 発表場所: Pasadena, Conference Center, Pasadena, CA, USA
  • 年月日: 2008-05-21
• [学会発表] New Microactuators Using Functional Fluids (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Yokota, K. Yoshida, and J-W. Kim
  • 学会等名: MEXT Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas, The 2nd International Symposium on Next-Generation Actuators Leading Breakthroughs
  • 発表場所: APA Hotel & Resort Tokyo Bay Makuhari, Chiba, Japan
  • 年月日: 2008-04-17
• [学会発表] Micro-Actuators By Making Use Of Jet Flows Due To Electro-Conjugate Fluid (2008)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Yokota
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Multibody Systems and Mechatronics (MUSME 2008)
  • 発表場所: San Juan, Argentine
  • 年月日: 2008-04-09
• [図書] アクチュエータ工学 (2004)
  • 著者名/発表者名: アクチュエータシステム技術企画委員会(横田眞一, 吉田和弘, 他)
  • 総ページ数: 33-38, 42-51, 131-148, 186-194
  • 出版者: (株)養賢堂
• [産業財産権] 流体レートジャイロ (2008)
  • 発明者名: 横田眞一, 他
  • 権利者名: 東工大, 他
  • 産業財産権番号: 特願2008-132214
  • 出願年月日: 2008-05-20
• [産業財産権] 流体レートジャイロ (2008)
  • 発明者名: 横田眞一, 他
  • 権利者名: 東工大, 他
  • 産業財産権番号: 特願2008-138134
  • 出願年月日: 2008-05-27
• [産業財産権] 熱拡散装置 (2008)
  • 発明者名: 横田眞一, 他
  • 権利者名: 東工大, 他
  • 産業財産権番号: 特願2008-297890
  • 出願年月日: 2008-11-21
• [産業財産権] 放熱板 (2008)
  • 発明者名: 横田眞一, 他
  • 権利者名: 東工大, 他
  • 産業財産権番号: 特願2008-323661
  • 出願年月日: 2008-12-19
• [産業財産権] 流体レートジャイロ (2007)
  • 発明者名: 横田眞一, 他
  • 権利者名: 東工大, 他
  • 産業財産権番号: 特願2007-19859
  • 出願年月日: 2007-11-21
• [産業財産権] 電気粘性流体アクチュエータ (2007)
  • 発明者名: 吉田和弘
  • 権利者名: 東工大
  • 産業財産権番号: 特願2007-19859
  • 出願年月日: 2007-07-31