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2018 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.

昨年に引き続き,レーザ着磁磁石を用いた2自由度アクチュエータの試作を実施した.昨年度の駆動方向に対して垂直方向の案内の低剛性に起因した振動問題を解決するため,新たに,シリコン基板にV溝を加工した2段式のマイクロボール案内を試作し,駆動実験を試みた.その結果,長ストロークの2自由度駆動に成功した.しかしながら,昨年度の弾性案内と比べ摩擦が大きく,安定したフィードバック位置制御の実現には至らなかった.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が,シリコン単体よりも,厚膜にした磁石が剥離しない原因を調査したところ,酸化膜が厚い方が密着力が大きくなることを見出した.これにより,磁石厚膜化の一つの指針を得ることができた.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] A Two-Degree-of-Freedom Micro Electromagnetic Actuator Utilizing a Fine Pitch and Multi-Pole Magnetized Permanent Magnet2018

    • 著者名/発表者名
      AZUMA Noriei、TANAKA Shunya、FUJIWARA Ryogen、SHINSHI Tadahiko、SUZUKI Kenichi
    • 雑誌名

      Journal of the Japan Society for Precision Engineering

      巻: 84 ページ: 289~294

    • DOI

      https://doi.org/10.2493/jjspe.84.289

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Two-DOF MEMS Actuator Employing Microball-bearings and a Multi-pole Permanent Magnet2018

    • 著者名/発表者名
      Dong HAN, Noriei AZUMA, Tadahiko SHINSHI, Kenichi SUZUKI
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Mechatronics Technology
    • 国際学会
  • [学会発表] A multi-pole magnetic MEMS energy harvester for low-frequency and two-DOF vibrations2018

    • 著者名/発表者名
      Dong Han, Makoto Kine, Tadahiko Shinshi, Shogo Kadota
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Biomedical Engineering
    • 国際学会
  • [学会発表] 2 自由度シリコン案内で支持された多極磁石を用いた 低周波振動マイクロ発電デバイス2018

    • 著者名/発表者名
      木根 諒, 韓 冬, 進士 忠彦, 門田 祥悟
    • 学会等名
      日本機械学会第 9 回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • [学会発表] 微細ピッチ・多極着磁リング磁石を用いた高トルクマイクロフラットモータ2018

    • 著者名/発表者名
      永井 慧大, 韓 冬, 進士 忠彦
    • 学会等名
      日本機械学会第 9 回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • [産業財産権] アクチュエータ (トランデューサ並びにこれを用いたアクチュエータ及びエネルギーハーベスタ)2018

    • 発明者名
      鈴木 健一 進士 忠彦 吾妻 範栄
    • 権利者名
      TDK,東京工業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2018-034551

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公開日: 2019-12-27  

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