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集動マイクロ工作機械によるデスクトップ・マイクロマシン生産システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 09450056
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 機械工作・生産工学
研究機関東京大学

研究代表者

畑村 洋太郎  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40010863)

研究分担者 米山 猛  金沢大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (30175020)
松本 潔  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (10282675)
中尾 政之  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90242007)
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
14,000千円 (直接経費: 14,000千円)
1998年度: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
1997年度: 8,700千円 (直接経費: 8,700千円)
キーワードマイクロマシン / マイクロ工作機械 / デスクトップファクトリ / エアータービン / ボイスコイルエータ / 微小径エンドミル / 切削 / デイスクトップファクトリ / 微小径エンドル / エア3ータービン / ボイスコイルモータ
研究概要

本研究の目的は、微小部品を作るための工作機械をマイクロ化し、環境・エネルギの負荷が小さく、ボータビリティ性に優れた、デスクトップのマイクロマシン生産システムを構築することである。システムの設計指針として(a)工作機械を被工作物の回りに集中配置して、被加工物を搬送・固定するのではなく、工作機械の方を集動させること、(b)マイクロの機構としてマクロの機構を相似的に縮小したものを使うのではなく、新たにそれに適したマイクロ機構を採用すること、の2点を提唱し、実際に一辺200mmの立方体の中に、一辺1mmの立方体の被加工物を、エンドミルで5面切削加工できるマイクロショップを作成した。(a)に従って、被加工物の回りに4台の工具スピンドル、1台の被加工物ハンドリングマニピュレータ、1台の顕微鏡ポスト、とを配し、また(b)に従って、たとえば、スピンドルは回転モータではなくて、動圧軸受け付きのエアータービンを、並進テーブルはボールネジ・モータ・直動ガイドではなくて、弾性ヒンジ保持のボイスコイルモータを、それぞれ用いた。さらにこのマイクロショップを評価するために、実際に金属やプラスチックを切削して、(1)熱膨張するコラムやテーブルを空気の断熱膨張で冷却することと、弾性ヒンジに貼った歪ゲージによっで変位フィードバック制御することとで、分解能0.05μm 、繰り返し精度1μmの加工精度が得られること、(2)テーブル剛性は1N程度の加工カが働いた直後だけ10mN/μmと柔であるが、その後は変位フィードバックによって無限大となり正確な加工が可能であること、(3)角棒状の超硬または単結晶ダイヤモンド工具を用いると、マクロの加工と全く同じようにエンドミル加工ができたが、直径50μm以下と微小径でかつ刃先半径0.1μm以下と鋭利な工具が人手または自家製作できなかったので、幅30μmの角溝のような凹形状を有する微細加工は難しいこと、などがわがった。本生産システテムは人間の個性に合わせた一品生産、たとえば外科手術中に削って人体にはめ込む電極や補填材、また装身具やコンタクトレンズなどの金型加工に用いるマイクロファクトリとして有望である。

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (20件)

  • [文献書誌] 石井和久、畑村洋太郎他: "微細切削を用いたマイクロファクトリーの構築" 機械学会 IIP 講演会論文集. (1999年3月発表予定). (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石井和久、畑村洋太郎他: "マイクロファクトリの設計、製作と3次元微細部品の試作による評価" 機械学会1999年度年次大会論文集. (1999年7月発表予定). (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石井和久・中尾政之・畑村洋太郎: "縮小比1/100の小形マシニングセンタを有する集動形微細加工システムの構築" 日本機械学会1998年度通常総会講演論文集. (印刷中)98-1(iv). 3-4 (1998)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ishii,M.Nakao,Y.Halamura: "A 1/100 Machine Tool to Fabricate 1/100 Micro Parts" Proc.of ASPE'97. 521-524 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石井和久・中尾政之・畑村洋太郎: "集動形マイクロ工作機械の試み" 機構論. 97-1(iv). 314-315 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 畑村洋太郎・中尾政之: "実際の情報機器技術" 日刊工業新聞社, 492(356) (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ishii, Y.Hatamura, et.al.: "Construction of Micro Factory Using Micro Cutting" Proc.of JSME (IIP'99). (To be printed in March). (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ishii, Y.Hatamura, et.al.: "Design of Micro Factory and Its Evaluation through 3D Micro Cutting" Proc.of the 77th JSME Annual Meeting. (To be printed in July). (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ishii, M.Nakao, Y.Hatamura: "Concentrated Micro Manufacturing System Using a 1/100 micro machine Center" Proc.of the 75th JSME Spring Annual Meeting. No.98-1 (iv), (To be printed). 3-4

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ishii, M.Nakao, Y.Hatamura: "A 1/100 Machine Tool to Fabricate 1/100 Micro Parts" Proc.of ASPE'97. 521-524 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ishii, M.Nakao, Y.Hatamura: "Trial of Concentrated Motional Micro Machine Tools" Proc.of the 74th JSME Spring Annual Meeting. No.97-1 (iv). 314-315

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Hatamura, M.Nakao: Technology of Practical information Devices. Nikkan Kogyo Shimbun, 492 (no.356) (1998)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石井和久,畑村洋太郎他: "微細切削を用いたマイクロファクトリーの構築" 機械学会IIP講演会論文集. (1999年3月発表予定). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 石井和久,畑村洋太郎他: "マイクロファクトリの設計・製作と3次元微細部品の試作による評価" 機械学会1999年度年次大会論文集. (1999年7月発表予定). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuhisa Ishii,et al: "Concept and Realization of Micro Mechanical Manufacturing System" Procceding of International Workshop on Microfactories. (1999年3月発行予定). (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Yotaro Hatamura: "Nano Manufacturing World as a Desk-top Factory" Proceeding of International I Workshop on Microfactories. (1999年3月発行予定). (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 畑村洋太郎、中尾政之: "実際の情報機器技術 P.356" 日刊工業新聞社, 492 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 石井和久、中尾政之、畑村洋太郎: "縮小比1/100の小形マシニングセンタを有する集動形微細加工システムの構築" 日本機械学会1998年度通常総会講演論文集. 印刷中 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ishii, M.Nakao, Y.Hatamura: "A 1/100 Machine Tool to Fabricute 1/100 Micro Parts" Proc.of ASPE'97. 521-524 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 石井和久、中尾政之、畑村洋太郎: "集動形マイクロ工作機械の試み" 機講論. 97-1(iv). 314-315 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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