加工負荷外乱下におけるボールねじ機構の微視的特性と超精密位置決め性能

• 研究課題/領域番号: 15K05759
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 深田 茂生 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (70156743)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: ボールねじ / 超精密位置決め / 精密加工 / 加工負荷

研究成果の概要

本研究では，工作機械の位置決め駆動要素として一般的に用いられているボールねじ機構による超高分解能の位置決めを，実際の加工負荷外乱下において実現するために，VCMによる負荷装置を備えた位置決め実験装置を用いた実験により，負荷外乱下におけるボールねじ機構の微視的特性と位置決め性能をサブナノメートルレベルで解明した．また，ボールねじ駆動機構による超精密旋削加工系を構成し，実際の加工負荷外乱下におけるボールねじ機構の位置決め性能を実験的に検証した．

研究成果

• [雑誌論文] ボールねじ駆動による精密位置決め機構と構成要素の微視的特性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 深田茂生
  • 雑誌名: 機械の研究 巻: 70 ページ: 97-108
• [雑誌論文] Microscopic behaviour of ultraprecision positioning mechanism driven by ball screw with external axial load (2017)
  • 著者名/発表者名: Shigeo Fukada, Soichiro Koike
  • 雑誌名: Proceedings of the 17th International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology 巻: - ページ: 449-450
  • 査読あり
• [雑誌論文] 負荷外乱下における予圧ボールねじ位置決め機構の微視的特性（電磁力負荷装置による準静的基礎実験） (2017)
  • 著者名/発表者名: 深田茂生，小池颯一郞，廣川 翔大
  • 雑誌名: 2017年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集 巻: - ページ: 427-428
  • NAID: 130006434400
• [雑誌論文] 負荷外乱下におけるボールねじ位置決め機構の微視的特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小池 颯一郎，深田茂生
  • 雑誌名: 2017年度精密工学会北陸信越支部学術講演会講演論文集（A15） 巻: - ページ: 1-2
• [雑誌論文] Resolution and accuracy of linear stepping actuator using coaxial differential ball screw (2016)
  • 著者名/発表者名: Shigeo FUKADA, Tetsuya MIMURA and Daisuke KOBAYASHI
  • 雑誌名: Proceedings of The 7th International Conference on Positioning Technology 巻: - ページ: 1-4
• [雑誌論文] ボールねじ駆動によるサブナノメートル位置決めの研究（停止状態の安定性と位置決め分解能に関する実験と考察） (2016)
  • 著者名/発表者名: 深田 茂生，志村 武彦，清水 英興
  • 雑誌名: 2016年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集 巻: 全1巻 ページ: 719-720
  • NAID: 130005244423
• [雑誌論文] Experimental analysis and modelling of nonlinear microscopic behavior of preloaded ball screw with offset lead for ultra-precision positioning (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigeo Fukada, Takahiro Sakurai, Takashi Yagasaki
  • 雑誌名: Proceedings of the 15th International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology 巻: 全1巻 ページ: 215-216
  • 査読あり
• [雑誌論文] ボールねじの微視的変位挙動に関する研究（第９報，オフセットリード予圧型の反転時非線形特性のモデル化） (2015)
  • 著者名/発表者名: 深田茂生， 櫻井隆広， 矢ヶ崎貴
  • 雑誌名: 2015年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集 巻: 全1巻 ページ: 849-850
  • NAID: 130005487056