高周波振動掘削機構に関する研究

• Project/Area Number: 24656527
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Naval and maritime engineering
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 高川 真一 東京大学, 生産技術研究所, 特任教授 (60359122)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2014: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2013: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2012: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 高周波数 / 振動 / 掘削 / カム機構 / 同期 / 振動掘削 / 高周波 / ハンマリング

Research Abstract

本研究の実施に当たっては、まず掘削速度がどの程度になるか、並びに必要となる駆動源の所要入力の把握を理論解析によって行い、これに基づいて高周波数振動掘削装置本体部分の設計を実施した。そしてこの設計により部品の調達と製作を実施した。
平成24年度末までにこれらの部品の調達と製作が完了したので、組み立てて作動確認試験をしたところ、時として何かにぶつかったかのように固着して動かなくなることがあった。この原因はなかなかつかめなかったが、平成25年6月になって各部品の動きの図上解析からようやくこの原因が判明した。それは「二つのベアリングにあるコロが同期して回転していれば滑らかに運転できるが、この同期がずれると固着して動かなくなる」というものである。そこで、コロの同期が確保できる機構を考案・導入して高周波数振動掘削装置に組み入れ、常に滑らかに運転できることを確認した。
これを踏まえて実際に掘削実験を行うために必要となる外枠や掘削装置の直進ガイドなどの設計を進めたが、その際、平成26年度に予定しているコアバーレル等の延伸機構も同時に必要なことが判明したので、同予算を前倒しして掘削実験に直ちに取り掛かれる状態にまで準備した。
運転時の固着現象が原因で初年度内に掘削実験を行う計画ができなくなり、さらに全体を組み立てないと実験できないシステムであったことなどから、当初計画とは異なった研究実績となってしまった。しかし、強力な高周波振動を発生する機構が出来上がったので、今後その活用についてさらに研究を進めていく所存である。

Research Products

• [Presentation] Small High Frequency Powerful Vibrator and its Application to Underwater Sound Generator (2013)
  • Author(s): Shinichi Takagawa
  • Organizer: OMAE2013 Nantes
  • Place of Presentation: Nantes, France