2014 Fiscal Year Annual Research Report
超音波振動による十字型振動体の共振を利用した六角ナットの高精度締付法の開発
| Project/Area Number |
24560176
|
|---|
| Research Institution | Nagano National College of Technology |
|---|
Principal Investigator |
岡田 学 長野工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (70249788)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | Fixing Element / Bolted Joint / Bearing Surface / Screw Thread / Ultrasonic Vibration |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
２個の超音波振動子の振動を合成するＹ字型振動体を利用したねじレンチを開発した。２個の振動子の振動を十字型振動体で合成する場合と比較して、ねじ部の摩擦係数の増加率や座面の摩擦トルクの減少率などで同等の効果を得ることができた。
十字型振動体は多数の振動子の振動を合成して出力することができるが、振動の出力方向と直角方向へ振動子が突き出すため、これを使ってナットを回転させるためにはナットの情報に広い空間が必要になるので、これが研究成果を実用化して電動工具等へ応用する場合に妨げになることが懸念された。しかし、Ｙ字型振動体であれば、振動子を振動の出力方向と平行に取り付けることができるため、回転させるときにあまり邪魔にならない。これによって、本研究の成果を実用化できる可能性が大きく高まった。
軸力のばらつきの減少については、十字型振動体のばあいと同様に「超音波振動あり」の条件で軸力のばらつき（標準偏差で評価）が増加することがわかった。
振動体は有限要素解析による振動解析で振動の様子や共振周波数等のシミュレーションを行い、形状や寸法を検討してから製作した。その駆動については、１つの基準信号に同期した２台の増幅器によって２個の振動子を駆動する駆動系を開発した。
Ｙ字型振動体も十字型振動体と同様に、取り付ける振動子の数をさらに増やすことが可能であるため、多数の振動子の振動を合成して非常に大きな効果を与える見通しも得られた。
|
