| 研究課題/領域番号 |
10650149
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
設計工学・機械要素・トライボロジー
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| 研究機関 | 姫路工業大学 |
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研究代表者 |
石垣 博行 姫路工業大学, 工学部, 教授 (40081244)
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| 研究分担者 |
近藤 克哉 姫路工業大学, 工学部, 助手 (00295750)
小西 康夫 姫路工業大学, 工学部, 助教授 (40215299)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2000年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1999年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1998年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
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| キーワード | 振動 / 摩擦 / 触覚センサ / Friction coefficient / Chaos |
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| 研究概要 |
垂直振動を与えたすべり接触において、振動摩擦のメカニズムが理論的にも実験的にも明らかになった。その基本は、ヘルツの非線形接触による、振動中の接触荷重の変動とすべり摩擦の非線形性とが複雑に連動しあい、動摩擦中の接触荷重が平均荷重より減少することである。すなわち、振動摩擦の特性のほとんどは、動力学的に判断できることが明らかになった。その結果、振動による摩擦低減の周波数特性には接触部の凝着特性だけでなく変形特性も含まれており、この周波数特性を計測することにより触覚に関するマルチセンシングが可能になることも分かった。また、現にこの周波数特性に二重Kohonenネットワークフィルターを利用することにより各種材料の分類が出来ることも明らかにした。この触覚センサを進展させ、布地の特性評価といった微妙な風合い評価にまで適用できる可能性があることを実験的に示した。
さらに、理論展開を進めることにより、振動を伴うヘルツ接触には多種類の非線形問題が含まれ、カオスの発生はもとより、確率共振現象の存在する可能性まで明らかになった。カオスの発生は摩擦の大幅な低減を招き、振動摩擦による触覚センサの感度向上に繋がることが明らかになった。また、本研究のターゲットである、触覚センシングとは直接的にはつながらないかもしれないが、極微小な振動をしている表面に、ランダムな振動体を押し付けた場合に、両者の振動が非線形接触を通じて大幅に増幅される現象が起こることを見出した。これを利用すると、超高感度な振動計が開発できる可能性がある。
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