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2007 Fiscal Year Annual Research Report

磁界制御による複雑形状を有するマイクロ管内面の次世代型超精密研磨装置の開発研究

Research Project

Project/Area Number 18560121
Research InstitutionToyama National College of Technology

Principal Investigator

西田 均  Toyama National College of Technology, 機械工学科, 教授 (00390435)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 島田 邦雄  福島大学, 共生システム理工学類, 准教授 (80251883)
Keywords精密研磨 / 磁性 / 機械工作・生産工学 / ナノマシン / 流体工学
Research Abstract

本研究では磁性流体とMR流体を混合した新規の高機能性流体(MCF)を用いて,磁界制御によってマイクロメーターオーダーの細管や複雑形状を有する細管の内面を高精度に研磨する技術と装置について開発研究した.本手法は非磁性砥粒を混入したMCFを細管内に流動して,細管の管軸に対して垂直に回転磁界を印加して研磨を行うものである.平成19年度の研究成果は以下の通りである.
1.本研磨の特性とメカニズムの解明
本研磨のメカニズムである管内の砥粒の挙動を,砥粒の可視化実験と粒子法による数値解析の結果から明らかにした.その結果,本研磨は磁極間の中央で中心軸から最も離れたところで形成された磁気クラスターの側面に保持された砥粒によって主体的になされることがわかった.この場合は,砥粒粒子径が鉄粉粒子径より比較的大きいときである.一方,砥粒粒子径が鉄粉粒子径に比べ小さくなると,磁極の近傍のクラスターに保持された砥粒が主体的になることがわかった.
2.段差を有する管内研磨および流動式研磨のための基礎研究
流動式研磨法に対する基礎データを得るために,MCFを充填した状態で初期粗さの異なるアクリル管の内面研磨試験を行った.その結果,管軸方向に加工痕がある場合は表面粗さの低下が起こる.この結果から,ナノメーターオーダーの研磨が可能であることが明らかになった.一方,円周方向に加工痕がある場合には表面粗さが改善しないことがわかった.この原因について,磁性流体中の非磁性体砥粒の相互作用から考察した.この結果,本研磨では研磨前の内面の加工痕と砥粒の運動方向の位置関係が重要であることがわかった.従って,流動式研磨では管内面の加工痕の方向によって,流速と磁場回転数を設定する必要があることがわかった.
3.細管研磨装置開発のための研究
平成18年度の研磨装置の不具合を改良して,ダイヤフラム型ポンプを用いたMCF流動式研磨装置の試作を行った.

  • Research Products

    (11 results)

All 2008 2007

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] 磁気機能性流体による細管内面研磨の提案と技術的検討2007

    • Author(s)
      西田均, 島田邦雄, 後藤誠
    • Journal Title

      日本実験力学会論文集 7・3

      Pages: 258-263

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 磁気機能性流体による管内面研磨に対する流体力学的考察2007

    • Author(s)
      西田均, 島田邦雄, 後藤誠
    • Journal Title

      日本実験力学会論文集 7・3

      Pages: 264-270

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polishing inner capillary Walls by a magnetic compound fluid2007

    • Author(s)
      H. Nishida, K. Shimada, M. Goto
    • Journal Title

      International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics 25・1-4

      Pages: 25-29

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of magnetic field distribution on inner tube walls polishing using Magnetic compound fluid2007

    • Author(s)
      H. Nishida, K. Shimada, Y. Ido
    • Journal Title

      Proceedings of 13th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics

      Pages: 195-196

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 磁気機能性流体による管内面研磨のメカニズム2008

    • Author(s)
      西田均, 島田邦雄, 井門康司, 後藤誠
    • Organizer
      2008年度精密工学会春季大会学術講演会(講演論文集, CD)
    • Place of Presentation
      明治大学生田キャンパス
    • Year and Date
      20080300
  • [Presentation] MCFを用いた管内面研磨に及ぼす磁場の影響2008

    • Author(s)
      中田貴文, 稲場智亮, 正木達也, 西田均
    • Organizer
      日本機械学会北陸信越学生会・第37回学生員卒業研究発表講演会(講演論文集, pp.163-164)
    • Place of Presentation
      福井工業大学
    • Year and Date
      20080300
  • [Presentation] MCFを用いた管内面研磨における内部粒子挙動の数値解析2007

    • Author(s)
      山田 卓弥, 井門 康司, 山口 喬也, 西田 均
    • Organizer
      平成19年度磁性流体連合講演会(講演論文集, pp.45-48)
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学
    • Year and Date
      2007-12-06
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 磁気混合流体を用いた管内面研磨における磁場分布と圧力分布の関係2007

    • Author(s)
      西田均, 島田邦雄, 後藤誠, 井門康司
    • Organizer
      平成19年度磁性流体連合講演会(講演論文集, pp.49-51)
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学
    • Year and Date
      2007-12-06
  • [Presentation] 磁気機能性流体による管内面研磨のメカニズム2007

    • Author(s)
      西田 均
    • Organizer
      とやま産学官交流会2007(ポスター)
    • Place of Presentation
      富山国際会議場
    • Year and Date
      2007-11-21
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 磁気機能性流体による管内面研磨に及ぼす諸因子の影響2007

    • Author(s)
      田島 宏昭, 西田 均, 井澤 正樹, 島田 邦雄
    • Organizer
      砥粒加工学会・北信越ハイテク加工研究分科会・2007年度研究・開発成果発表会(講演論文集, pp.23-24)
    • Place of Presentation
      金沢工業大学
    • Year and Date
      2007-07-06
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 磁気機能性流体による管内面研磨に及ぼす圧力分布の影響2007

    • Author(s)
      西田均, 島田邦雄, 後藤誠
    • Organizer
      平成19年春季フルードパワーシステム講演会(講演論文集, pp.49-51)
    • Place of Presentation
      機械振興会館
    • Year and Date
      2007-05-27

URL: 

Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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