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2017 年度 実績報告書

微小着磁技術を活用したマイクロ多自由度磁気アクチュエータの創成

研究課題

研究課題/領域番号 16H04254
研究機関東京工業大学

研究代表者

進士 忠彦  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (60272720)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード磁石 / 微細加工 / 微細着磁 / マイクロアクチュエータ / 位置制御
研究実績の概要

高性能磁石の代表例である焼結ネオジム磁石は,焼結体から機械加工により1mm以下の薄板に加工する場合,磁気特性劣化が顕著である.また,厚さ1mm以下の磁石を有効に使うためのサブミリオーダピッチのパルス着磁は,着磁コイルの細線化とジュール発熱によるコイルの溶断から,不可能である.これらの制限は,ネオジム磁石を用いるスマートフォンのレンズ駆動アクチュエータや情報記憶装置用アクチュエータなどの小型化や多自由度化の大きなボトルネックとなっている.本研究では,焼結磁石の低ダメージ薄板加工法,ボンド磁石やPLD(パルスレーザ堆積法)磁石の薄板成形法を検討するとともに,得られた薄板磁石の微細加工,微細着磁パターンを形成する手法の研究開発,また,それらの技術を組合せたマイクロ多自由度アクチュエータの実現を目的とし,磁石の微細加工,微細着磁,応用までを含めた総合的な研究を実施する.

平成29年度は,放電加工機によって薄板加工した焼結ネオジム磁石に対して,局所的にレーザ加熱し,磁化反転する手法で,碁盤の目の状にNS着磁された磁石アレイを作成した.これと,PCBボードに製作した2層のミアンダ状マイクロコイル,磁石アレイを支持案内するシリコン弾性案内からなる2自由度駆動マイクロアクチュエータを試作,それを用いた位置制御実験を実施した.また,シリコン・酸化シリコン上にPLDにて高速堆積した厚膜磁石に,レーザ加熱により,微細磁気パターンを形成する実験も合わせて実施した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

予定より早くマイクロアクチュエータの試作に着手できている.

今後の研究の推進方策

マイクロアクチュエータの位置決め制御の結果,高周波駆動する場合,位置決め方向以外の振動が励起されることが明らかになり,現在,マイクロ案内の再設計を進めている.また,本研究の技術に対して,数社の企業が,別の用途での利用を打診してきており,当初の計画に加え,それらのニーズを踏まえつつ,研究を進展する予定である.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] PLD-Fabricated Isotropic Pr-Fe-B Film Magnets Deposited on Glass Substrates2017

    • 著者名/発表者名
      A.Yamashita, K.Hirotaki, A.Kurosaki, T.yanai, H.Fukunaga, R.Fujiwara, T.Shinshi, M.Nakano.
    • 雑誌名

      IEEE Transaction on Magnetics

      巻: 53 ページ: -

    • DOI

      10.1109/TMAG.2016.2633362

    • 査読あり
  • [雑誌論文] レーザ蒸着法による硬磁性膜の作成2017

    • 著者名/発表者名
      中野 正基, 山下 昂洋, 柳井 武志, 板倉 賢, 藤原 良元, 進士 忠彦, 福永 博俊.
    • 雑誌名

      まぐね

      巻: 12 ページ: 26-30

  • [学会発表] レーザアシスト加熱による多極着磁磁石を用いた2自由度電磁マイクロアクチュエータ2018

    • 著者名/発表者名
      吾妻 範栄, 進士 忠彦, 鈴木 健一
    • 学会等名
      2018年度精密工学会春季大会学術講演会
  • [学会発表] A Two-DOF MEMS Actuator Utilizing a Multi-pole Magnetized Permanent Magnet2017

    • 著者名/発表者名
      Noriei AZUMA, Shunya TANAKA, Ryogen FUJIWARA, Tadahiko SHINSHI, Kenichi Suzuki
    • 学会等名
      21th International Conference on Mechatronics Technology
    • 国際学会
  • [学会発表] 酸化シリコン膜上にPDLで堆積された厚膜永久磁石のレーザ局所加熱による微細着磁2017

    • 著者名/発表者名
      吾妻 範栄, 田中 駿也, 藤原 良元, 進士 忠彦, 清水 大, 近藤 秀俊, 山口 雄太, 山下 昂洋, 柳井 武志, 福永 博俊, 中野 正基
    • 学会等名
      日本機械学会第8回マイクロ・ナノ工学シンポジウム講演会
  • [学会発表] 市松模様微細着磁磁石を用いた2自由度マイクロ電磁アクチュエータ2017

    • 著者名/発表者名
      吾妻 範栄, 田中 駿也, 藤原 良元, 進士 忠彦, 鈴木 健一, 門田 祥悟
    • 学会等名
      第29回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム

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公開日: 2018-12-17  

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