人と木材を大切にするチップソーの開発のための基礎的研究

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21760098
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 石原 正行 Osaka Prefecture University, 工学研究科, 准教授 (60283339)
• Keywords: チップソー / 腰入れ / 熱負荷 / 曲げ理論 / モード解析

Research Abstract

本研究では,木質材料の切削加工精度向上を目的として,チップソー,円形薄型圧電センサ・アクチュエータ,電極層からなる積層構造,すなわち圧電積層チップソーの振動特性および制振方法を解明することを目標とし,本年度は以下の成果を得た.板の曲げ理論を用いて,工具鋼製チップソー単体の共振周波数・振動モードを,切削加工による回転・切削抵抗・摩擦熱および,腰入れ(局所的塑性ひずみ)を想定して解析した.その結果得られた共振周波数・振動モードに対して数値実験を実行し,特に「ふれ」(不安定振動)に注目し,回転速度・チップソー形状・被削材材質・腰入れ条件が「ふれ」に及ぼす影響を検討した.その結果,切削加工による摩擦熱がチップソーの不安定性に与える影響を定性的・定量的に明らかにした.この結果はチップソーの制振対策を検討するために不可欠な基礎データである.さらに,腰入れ条件のうち,腰入れ位置・幅・強さがチップソーの安定性に与える影響を定性的・定量的に明らかにするとともに,安定性に深く関係する固有振動数を最適な状態にするための腰入れ位置・幅・強さを見出した.これらの結果はチップソーの制振対策を検討するための基礎データとなるとともに,本研究で提案する圧電積層チップソーの有用性を示唆するものである,なお,これらの成果を国際学会で発表するとともに,国際学術論文雑誌に投稿し,別紙に示す2件が掲載された他,1件が印刷中,1件が投稿中である.

Research Products

• [Journal Article] Non-Linear Dynamic Deformation of a Piezothermoelastic Laminate (2010)
  • Author(s): Ishihara, M., Watanabe, Y., Noda, N.
  • Journal Title: In : Irschik, H., Krommer, M., Watanabe, K., Furukawa, T.(eds.) Mechanics and Model-Based Control of Smart Materials and Structures Pages: 85-94
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nonlinear Dynamic Behavior of a Piezothermoelastic Laminated Beam Subjected to Mechanical, Thermal and Electrical Load (2009)
  • Author(s): Y.WATANABE, M.ISHIHARA, N.NODA
  • Journal Title: Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering 3 Pages: 758-769
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Control of Dynamic Characteristics of a Circular Saw by Axi-Symmetric Tensioning (2009)
  • Author(s): Ishihara, M., Ootao, Y., Noda, N.
  • Organizer: Asian Pacific Conference for Materials and Mechanics 2009
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama
  • Year and Date: 2009-11-14