レジリエンス低下の兆候を検知できるスマートギヤの開発

• Project/Area Number: 24K00790
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 18040:Machine elements and tribology-related; Basic Section 18030:Design engineering-related; Sections That Are Subject to Joint Review: Basic Section18030:Design engineering-related , Basic Section18040:Machine elements and tribology-related
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 射場 大輔 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 教授 (10402984)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 島崎 仁司 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 准教授 (20226202) ; 本宮 潤一 鳥取大学, 工学研究科, 講師 (80781690)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,330,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥4,230,000); Fiscal Year 2026: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2025: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2024: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
• Keywords: 歯車 / 損傷予兆検知 / スマートギヤ / マイナー則センサ

Outline of Research at the Start

本研究では，導電性インクを樹脂表面に印刷してセンサとアンテナ機能を付与したスマートギヤの疲労による歯元近傍の樹脂材料の分子構造の変化をFT-IR によって分析し，分子構造によって決まる誘電率の影響を受けるスマートギヤのアンテナ周波数特性の変化との相関を明らかにすることにより，樹脂歯車の歯元疲労損傷の予兆検知が可能なシステムを実現する．また，金属歯車の歯元疲労損傷の予兆検知のために，歯元曲げ応力の大きさに依存して液体金属であるガリンスタンを輸送するマイクロ流路を歯車表面に用意し，負荷の繰り返し数に依存してアンテナ長が変化するマイナー則アンテナセンサを開発する．