電界共役流体(ECF)を応用した直径φ1mmマイクロモータの開発

使用电场共轭流体（ECF）开发直径1mm的微电机

基本信息

批准号：
12875031
负责人：
横田眞一
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では新しい機能性流体として電界共役流体(ECF : Electro-Conjugate Fluid)に注目している.ECFは線状電極で直流高電圧を印加されると,活発な流動(ジェット)を生じる.この現象を応用し,電磁モータでは実環が困難な,直径φ1mmのマイクロモータを実現することを目的としている.本年度は主に,昨年度試作した内径φ2mmのマィクロECFモータの詳細な特性評価をしている.また,内径φ1mmのマイクロECFモータの試作に成功している.実施結果の具体的内容は以下のとおりである.試作した内径φ2mmマイクロECFモータでは,最高値として,無負荷回転速度135rad/s(1300rpm),出力トルク7.5μNm、出力パワー0.57mW,効率15%,出力トルク密度5.3×10^2Nm/m^3,出力パワー密度4.0×10^4W/m^3を得た.ついで,内径φ1mmマイクロECFモータの試作をおこなっている.マイクロECFモータでは,ブラシなどの従来の方法でロータへ通電することは不可能である.本研究では,直径φ0.2mm鋼球を軸受けとして用いるとともに,鋼球を接点としてロータへ通電する方法を考案している.また,マイクロECFモータではロータ側面に微細電極を構成する必要がある.本研究では,ロータ外形を機械加工の後,スパッタで金コーティングし,ついで,FHG-YAGレーザー加工機でアブレーション加工を施すことで電極のパターニングを行う.これにより,直径がφ0.8mmのロータ側面に微細電極を構成している.試作したマイクロECFモータの大きさは,外径2mm内径1mm),高さ4.5mmである.質量は50mgである.試作したφ1mmマイクロECFモータが無負荷回転速度140rad/s(1330rpm)で回転することを確認している.

该研究主题是电轭（ECF）作为我们关注流体的新功能流体。当用线性电极施加高直流电压时，ECF是一个主动流（JET）。通过应用这种现象，目的是实现直径为φ1mm的微型运动，这很难用电磁电动机实现真实环。今年，我们主要评估MicroECF电动机的详细特性，其内径为φ2mm，该直径是去年生产的。我们还成功地生产了一个MicroECF电动机，内径为φ1mm。实验结果的具体细节如下。生产的原型MicroECF电机作为最高值获得，无负载旋转速度为135 rad/s（1300 rpm），输出扭矩为7.5μnm，输出功率为0.57 mW，效率为15％，输出转矩密度为5.3 x 10^2 x 10^2nm/m^3，和4.0 x 10^4.0 x 10^4 W. 4.0^4.0^4W。然后，执行了一个内径为1 mm的MicroECF电动机的原型。e英语：使用Microecf电动机，不可能使用传统的方法（例如刷子）来为转子供电。在这项研究中，设计一种方法是将直径为0.2mm的钢球用作轴承，并且用作接触点的钢球用于为转子供电。在这项研究中，有必要在转子侧配置优质电极。在这项研究中，在加工了转子外形后，将其涂有溅射，然后使用FHG-YAG激光处理机进行消融以进行电极进行模式。这使得直径为0.8mm的转子侧的细性电极。原型MicroECF电动机的大小为2mm外径内径1mm）和4.5mm的高度。质量为50mg。证实原型φ1mmmicroECF电动机以140rad/s（1330rpm）的无载旋转速度旋转。