回転液体小滴マイクロベアリング

YOXALL Brian E.; CHAN Mei-Lin; HARAKE Ryan S.; PAN Tingrui; HORSLEY David A.

文献

J-GLOBAL ID：201202246203186459 整理番号：12A0929864

回転液体小滴マイクロベアリング

Rotary Liquid Droplet Microbearing

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資料名：
巻： 21 号： 3 ページ： 721-729 発行年： 2012年06月
JST資料番号： W0357A ISSN： 1057-7157 CODEN： JMIYET 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

液体小滴ボールベアリングによって支持された直径10mm単結晶シリコン回転子を持つ回転ステージについて述べる。100-300μm厚さの液滴ベアリングは,回転子表面上に保持された。この表面は,156°の接触角を示すマイクロパターン化アモルファスふっ素化高分子を基にした超疎水性(SHP)表面コーティングを持つ。液滴は,固定子表面上のレーザで荒らしたポリジメチルシロキサン(PDMS)から形成されたSHPベアリングレースウェイ上をスライドした。10°接触角ヒステリシスを達成し,その結果,すべり摩擦は低くなった。回転子上にマウントした永久磁石を通して,3μN・mのトルクまで供給できる外部磁場を回転することによって,ステージを駆動した。液体ベアリングは,回転子と固定子の間に受動摩滅フリー界面を与え,測定した抗力係数は0.94・10^-3μN・m/r/min,回転は2400r/minの速度まで,そして,平均最小動作トルクは0.3μN・mであった。ベアリング設計は,位置と先端/傾斜において安定であり,先端モード剛性は5.4μN・m/degであり,測定非繰返し回転子ゆらぎは0.3mradであった。実験的に測定したベアリング剛性,抗力係数,そして,始動時トルクを液滴ベアリング表面張力に基づく解析モデルからの予想値と比較した。

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軸受

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