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本研究では筋収縮の原理を応用し、無機物質からなるバイオモ-タとしての集積形微小静電モ-タの開発を目標として、静電アクチュエ-タの基本素子を提案し、その性能について検討し実用レベルの推力を得る方法を見いだすことを目的とした。
本年度はモ-タの出力増強のため、まずどのように単一素子を集積するか検討を行った。電極間隔を詰めすぎると電極一つ当りの推力は低下するため、出力を最大にする最適な電極間隔について検討した。二対の電極を用いた基礎実験と、それに基づくコンピュ-タシミュレ-ションにより、電極の最適間隔は対向する一対の電極間の距離によって影響され、電極間隔は電極間距離の2倍とするのが良いことが分かった。また電極どうしの間に接地部分を設けることにで、より稠密に電極を配列できることが分かった。
さらに理論式を詳細に検討した結果、推力を飛躍的に増加させる手段として、ステ-タとスライダ間のギャップを、比較的誘電率が高く絶縁性も高い液体で満たすのがきわめて有効であることが分かった。この方法によればギャップが数10μm程度と比較的大きな場合、推力を一挙に100倍程度増大させることができるのを静推力特性試験の結果からも確認した。
一方、静電モ-タを実用化するに当たって、大きな問題となるのは摩擦力である。この摩擦力を低減する方法として、1)スライダとステ-タの間で転がり接触する機構を設ける、2)空気潤滑や液体潤滑機構を設ける、等について検討した。この結果、液体潤滑が適していることが分かった。
以上の検討にをもとに、現在の技術で加工可能な素子でも十分実用レベルの推力を出し得ることが分かった。
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