【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.15】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24TT0009

利用課題名 / Title

非線形音響力による液中推進システムの開発

利用した実施機関 / Support Institute

豊田工業大学 / Toyota Tech.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者）/Internal Use (by ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

PVD,スパッタリング/ Sputtering,膜加工・エッチング/ Film processing/etching,ダイシング/ Dicing,アクチュエーター/ Actuator,高周波デバイス/ High frequency device,MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,セラミックスデバイス/ Ceramic device

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

孔　 徳卿

所属名 / Affiliation

豊田工業大学大学院工学研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

田中　智也

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

大槻　浩,佐々木　実

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

TT-001：スパッタ（金属、絶縁体）蒸着装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

　超音波振動子と液体との境界面における微小振動を推力とし推進するシステムを検討した。高周波化による小型化が容易であり、小型化しても高推力の実現が可能である点、ヒレやスクリューといった可動部を持たない利点がある。弾性表面波素子を用いた液中ロボッ トの管内スイマーの推進システムを作製した。今後、小型化・多自由度化を進めることで、血管内や極小管内を航行する小型液中ロボットの開発が期待される。

実験 / Experimental

　スパッタにより128度回転Y板-X伝搬LiNbO₃基板にクロムとアルミニウムをそれぞれ膜厚成膜し、フォトリソグラフィにより IDT 電極を作製した。そして、液中の絶縁性を考慮し、SiO₂の絶縁膜を成膜した。ダイシング装置を用いて、弾性表面波素子による液中推進システムを作製することができた。

結果と考察 / Results and Discussion

　3×3 mm²のIDT電極と6×6 mm²のIDT電極による弾性表面波素子において、空気中と水中では19.3 MHzの共振周波数が得られた。入力電圧における推力を計測し、加える電圧が増加するにつれて推力も増加することがわかった。1 mNレベルの推力を計測した。そして、走行実験を行い、弾性表面波推進システムによるスイマーの動きも確認できた。複数の弾性表面波素子を利用し、パイプ内の走行実験も実現できた。高周波数による小型化かつ高推力の液中推進システムとして期待される。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件