先端医療機器の高度化を目的とした液晶駆動型超小型モータの開発

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22360081
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 高知工科大学
• 研究代表者: 蝶野 成臣 高知工科大学, 工学部, 教授 (20155328)
• 研究分担者: 辻 知宏 高知工科大学, 工学部, 教授 (60309721) ; 岡 宏一 高知工科大学, 工学部, 教授 (10160649)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 液晶 / モータ / マイクロ・ナノデバイス / マイクロマシン / 背流効果

研究概要

液晶に電場を印加すると棒状分子が回転して流動(背流)が発生する.この流動を利用して小型モータを開発した.寸法効果について検討するため軸径が70μm,100μm,485μmの3種類のサイズのモータを製作した.いずれにおいても回転むらの少ないスムーズな回転が得られた.本研究で開発したモータは,軸の外表面に接している液晶が発生するせん断力で回転するので,寸法が小さいほど回転数は大きい.最大回転数は最小サイズのモータに対して得られ,約30 rpmであった。

研究成果

• [雑誌論文] Development of novel microactuators driven by liquid crystalline materials (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Chonoand T. Tsuji
  • 雑誌名: Proceedings of MEMS2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] 液晶駆動型マイクロアクチュエータの開発(第5報,平板駆動の数値計算) (2011)
  • 著者名/発表者名: 蝶野成臣,辻知宏
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 巻: Vol.77 ページ: 1758-1766
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/kikaib/77/781/77_781_1758/_pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional molecular dynamics simulations of reorientation process and backflow generation in nematic liquid crystals under application of electric fields (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Sunarso, T. Tsujiand S. Chono
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: Vol.110 ページ: 044911
  • DOI: DOI:10.1063/1.3625248
  • 査読あり
• [雑誌論文] Driving performance of liquid crystalline actuators (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Zhou, T. Tsuji, and S. Chono
  • 雑誌名: Proceedings of the ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference
  • 査読あり
• [雑誌論文] ハイブリッド配向液晶セル内の背流速度分布 (2011)
  • 著者名/発表者名: 辻知宏,蝶野成臣
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 巻: Vol.77 ページ: 1420-1428
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/kikaib/77/779/77_779_1420/_pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of driving force of liquid crystalline actuators (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Zhou, T. Tsuji, and S. Chono
  • 雑誌名: Proceedings of the 5th Pacific Rim Conference on Rheology ページ: A-8-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] 液晶駆動型マイクロアクチュエータの開発(第4報,平板駆動実験) (2010)
  • 著者名/発表者名: 蝶野成臣,辻知宏
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 巻: Vol.76 ページ: 1849-1854
  • URL: http://ci.nii.ac.jp/els/110007989256.pdf?id=ART0009578765&type=pdf&lang=jp&host=cinii&order_no=&ppv_type=0&lang_sw=&no=1370513799&cp=
  • 査読あり
• [学会発表] ネマティック液晶の平行平板間流れの数値解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 蝶野成臣,辻知宏
  • 学会等名: 数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-12-18
• [学会発表] 電場が誘起する液晶ドロップレットの駆動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長谷部恭紳,辻知宏,蝶野成臣
  • 学会等名: 日本機械学会流体工学部門講演会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-11-17
• [学会発表] 配向分布関数を用いた平行平板間液晶流動の非定常解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 戸田丈浩,辻知宏,蝶野成臣
  • 学会等名: 日本流体力学会年会
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 2012-09-16
• [学会発表] 液晶駆動型小型モータの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 蝶野成臣,辻知宏,植原慎一郎,林郁昌
  • 学会等名: 日本流体力学会中四国・九州支部講演会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] 配向分布関数を用いた平行平板間液晶流れの数値解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 蝶野成臣,辻知宏
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 液晶アクチュエータの駆動性能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 蝶野成臣,辻知宏
  • 学会等名: 日本液晶学会討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-11
• [学会発表] Development of liquid crystallineactuators (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Chonoand T. Tsuji
  • 学会等名: Proceedings of 23rdInternational Liquid Crystal Conference
  • 発表場所: Poland
  • 年月日: 2010-07-12
• [備考]
  • URL: http://www.kochi-tech.ac.jp/kut/about_KUT/faculty_members/prof/chono-shigeomi.html
• [産業財産権] Liquid crystalmotor making use of flow of liquid crystal (2013)
  • 発明者名: S. Chonoand T. Tsuji
  • 権利者名: Kochi UniversityofTechnology
  • 産業財産権番号: US 8363172 B2
  • 取得年月日: 2013-01-21
  • 外国
• [産業財産権] 液体-液晶間相転移を利用した物体選別機構および物体選別方法 (2011)
  • 発明者名: 辻知宏,蝶野成臣
  • 権利者名: 高知工科大学
  • 産業財産権番号: 特願2011-188542
  • 出願年月日: 2011-08-31
• [産業財産権] 液晶欠陥を利用した液晶流動形成機構および液晶流動形成方法,並びに,液晶流動を利用した物体移動機構および物体移動方法 (2011)
  • 発明者名: 蝶野成臣,辻知宏
  • 権利者名: 高知工科大学
  • 産業財産権番号: 特許第4701415号
  • 取得年月日: 2011-03-18
• [産業財産権] Liquid crystal flow forming mechanism, method of forming same, and object movingmechanism using liquid crystal flow (2010)
  • 発明者名: S.Chonoand T. Tsuji
  • 権利者名: Kochi UniversityofTechnology
  • 産業財産権番号: US 7826029 B2
  • 取得年月日: 2010-11-02
  • 外国