2018 Fiscal Year Annual Research Report
Smart Gears Featuring Prognostics as Integrity-Loss Detector
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16H04258
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
森脇 一郎 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 教授 (20157936)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
射場 大輔 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 准教授 (10402984)
曽根 彰 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 教授 (20197015)
三浦 奈々子 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 助教 (80735340)
増田 新 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 教授 (90252543)
飯塚 高志 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 准教授 (60335312)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 損傷検知 / スマートギヤ / 導電性インク / 印刷センサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯車の損傷は大きな事故に発展する恐れがあるため，その健全性をモニタリングすることは，非常に重要な課題である．この問題に対して，機械装置が，自らの完全性を高精度に「自覚」し，自身を構成する要素の損傷や劣化を「予見」する能力を持つことになれば，機械装置の可用性を高度に保ちつつ，保全を効率的に行うことが可能となる．そこで本研究では，完全性を自覚できる機械装置の具現化を目指し，機械装置に組み込まれる代表的な機械要素である歯車に，導電性インクでセンサを直接印刷し，その機能を与えた，高速回転中に歯車の状態がモニタリングできる「スマートギヤ」の開発を目的としている．
平成３０年度はモジュールが1.0mmで歯数が48の歯車に対してき裂検知センサを数種類設計し，これまでに開発した４軸レーザー印刷機を利用してPA66製歯車に印刷した．さらにそれらき裂検知センサの特性を評価するために運転試験を実施した．4歯毎の歯元を観測できるき裂検知センサの特性評価実験では，回転速度800rpm，負荷トルク2Nmの条件でき裂が発生するまで運転試験を実施した．途中，運転を停止してセンサの抵抗を測定することでかみ合い回数の増加に伴う抵抗値の変化を記録した結果，センサの抵抗値が初期状態から20%程度増加したものも見られた．センサの感度を上げるため，歯の圧縮側と引張り側で非対称形状を持つき裂検知センサも開発した．さらに，同じ歯車上に印刷可能なサイズのオープンスパイラルアンテナの設計を行った．非対称き裂検知センサとこのアンテナを繋げた“スマートギヤシステム”も設計し，1mm厚のPOM製の樹脂板に印刷した．同じ特性を有するアンテナをネットワークアナライザに接続し，そのアンテナにスマートギヤシステムを接近させると，き裂検知センサ部の状態によってリターンロス特性が大きく変化することを確認した．
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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