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折り畳み構造の機械的特性の解明と工学応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K21422
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
機械力学・制御
研究機関明治大学

研究代表者

石田 祥子  明治大学, 理工学部, 専任講師 (40636502)

連携研究者 下坂 陽男  明治大学, 理工学部機械工学科, 教授 (10139462)
研究協力者 鈴木 昂輝  
稲本 知也  
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 *注記
2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード展開構造 / 形状モデリング / 防振・免震 / 振動解析・試験 / 折紙 / 防振・免振
研究成果の概要

本研究の目的は,折紙の展開収縮構造を工学へと応用し,日本発の産業イノベーションを創出することである.本研究では工学応用の一例として,ねじり座屈のパターンを基に得られる円筒の展開収縮構造の機械的特性を明らかにし,防振器としての機能を検証した.
数値解析により,円筒の展開収縮構造に線形ばねを付加した構造は,ばね定数がほぼ零となるような変位領域を持つばね特性を持つことが明らかになった.加振シミュレーションおよび加振実験によって,本構造を防振器とすると,広い周波数帯域で効果的に振動が低減でき,さらに鋭い共振ピークは現れないことが明らかになった.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 5件、 招待講演 11件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Design and Experimental Analysis of Origami-inspired Vibration Isolator with Quasi-zero-stiffness Characteristic2017

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Ishida, Kohki Suzuki, Haruo Shimosaka
    • 雑誌名

      ASME Journal of Vibration and Acoustics

      巻: 139(5) 号: 5 ページ: 051004-051004

    • DOI

      10.1115/1.4036465

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Design and Numerical Analysis of Vibration Isolators with Quasi-zero-stiffness Characteristics Using Bistable Foldable Structures2017

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Ishida, Hiroshi Uchida, Haruo Shimosaka, Ichiro Hagiwara
    • 雑誌名

      ASME Journal of Vibration and Acoustics

      巻: 139(3) 号: 3 ページ: 031015-031015

    • DOI

      10.1115/1.4036096

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 折り紙の展開収縮構造を用いた防振機構2016

    • 著者名/発表者名
      石田祥子
    • 雑誌名

      日本機械学会誌

      巻: 119(1175) ページ: 554-555

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 折り畳み構造を利用した防振機構の荷重範囲の拡張と周波数特性2018

    • 著者名/発表者名
      稲本 知也, 石田 祥子
    • 学会等名
      日本応用数理学会 研究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 環状折り畳み構造の展開図作成法と剛性検証2018

    • 著者名/発表者名
      海野 真誼, 石田 祥子
    • 学会等名
      日本応用数理学会 研究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 折紙の工学応用―折紙に秘められた可能性―2017

    • 著者名/発表者名
      石田祥子
    • 学会等名
      生産システム懇談会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 折紙の数理と構造設計2016

    • 著者名/発表者名
      石田祥子
    • 学会等名
      数学と現象 in Miyazaki (MPM2016)
    • 発表場所
      宮崎
    • 年月日
      2016-11-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Principle and experimental evaluation of origami-inspired vibration isolators2016

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Ishida
    • 学会等名
      International Conference on Mathematical Modeling and Applications 2016
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-11-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 双安定な展開収縮構造の除振性能2016

    • 著者名/発表者名
      石田祥子,鈴木昂輝,下坂陽男
    • 学会等名
      日本機械学会 2016年度年次大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 双安定な展開収縮構造の除振性能2016

    • 著者名/発表者名
      石田祥子,鈴木昂輝,下坂陽男
    • 学会等名
      日本機械学会 2016年度年会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Design and Experimental Analysis of Origami-inspired Vibration Isolators with Quasi-zero-stiffness Characteristic2016

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Ishida, Kohki Suzuki, Haruo Shimosaka
    • 学会等名
      ASME 2016 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference
    • 発表場所
      Charlotte, USA
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Design and Experimental Analysis of Origami-inspired Vibration Isolators with Quasi-zero-stiffness Characteristic2016

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Ishida, Kohki Suzuki, Haruo Shimosaka
    • 学会等名
      ASME 2016 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference
    • 発表場所
      Charlotte (USA)
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 折紙の展開収縮機能を用いた産業応用2016

    • 著者名/発表者名
      石田祥子
    • 学会等名
      2016年度春期 明治大学リバティアカデミー講座「身近な数学と情報技術について楽しく学ぶ・PartⅥ」
    • 発表場所
      明治大学(東京都中野区)
    • 年月日
      2016-06-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 折紙の展開収縮機能を用いた産業応用2016

    • 著者名/発表者名
      石田祥子
    • 学会等名
      2016年度春期 明治大学リバティアカデミー 講座
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 折りたたみの数学~折紙が広げるハイテクの世界~2016

    • 著者名/発表者名
      石田祥子
    • 学会等名
      高校生のための先端数理科学見学会講演
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 折りたたみの数理で産業のイノベーションを!2016

    • 著者名/発表者名
      石田祥子
    • 学会等名
      明治大学科学技術研究所2016年度第2回公開講演会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 折紙の数理と工学への応用2015

    • 著者名/発表者名
      石田祥子
    • 学会等名
      数理工学シンポジウム2015
    • 発表場所
      武蔵野大学(東京都江東区)
    • 年月日
      2015-11-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 双安定な折り畳み円筒構造を利用した防振器の設計2015

    • 著者名/発表者名
      石田祥子
    • 学会等名
      自動車技術会 振動騒音部門委員会
    • 発表場所
      自動車技術会(東京都千代田区)
    • 年月日
      2015-11-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 部材の弾性変形を活かした折りたたみ式防振機構2015

    • 著者名/発表者名
      石田祥子
    • 学会等名
      文部科学省 現象数理学共同研究協働拠点研究集会「文理融合を目指した折紙科学研究」
    • 発表場所
      明治大学(東京都中野区)
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Folding Origami/Jongie Jupgi: From Mathematics to Engineering2015

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Ishida
    • 学会等名
      The 10th International Symposium on Mechanics, Aerospace and Informatics Engineering 2015
    • 発表場所
      Gyeongnam (Korea)
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Manufacture and Evaluation of the Vibration Proof Structure Using Bistability of Cylindrical Folding Model2015

    • 著者名/発表者名
      Kohki Suzuki, Sachiko Ishida, Haruo Shimosaka
    • 学会等名
      The 10th International Symposium on Mechanics, Aerospace and Informatics Engineering 2015
    • 発表場所
      Gyeongnam (Korea)
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 折り畳み可能な構造の機械的特性の計測とその考察2015

    • 著者名/発表者名
      石田祥子
    • 学会等名
      日本機械学会 Dynamics & Design Conference 2015
    • 発表場所
      弘前大学(青森県弘前市)
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Design Concepts and Prototypes of Vibration Isolators Using Bi-stable Foldable Structures2015

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Ishida, Hiroshi Uchida, Haruo Shimosaka, Ichiro Hagiwara
    • 学会等名
      ASME 2015 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference
    • 発表場所
      Boston (USA)
    • 年月日
      2015-08-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Approach to Design of Mechanical Devices Using Foldable Structures2015

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Ishida
    • 学会等名
      CMMA Monthly Seminar
    • 発表場所
      明治大学(東京都中野区)
    • 年月日
      2015-07-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 折りたたみ構造の双安定性を利用した防振機構モデルの製作2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木昂輝,下坂陽男,石田祥子
    • 学会等名
      日本設計工学会 2015年度春季研究発表講演会
    • 発表場所
      日本大学(千葉県船橋市)
    • 年月日
      2015-05-30
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 動画でわかる!「折紙工学」 ―折紙の構造を使って防振器を研究―

    • URL

      http://www.meiji.net/study_movie/science_and_technology/vol27_sachiko-ishida

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 明治大学理工学部機械工学科機能デザイン研究室(石田研究室)

    • URL

      http://www.isc.meiji.ac.jp/~sishida/home.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 文部科学省HP 科研費による研究成果 事例報告書「折紙が拓く未来の可能性」

    • URL

      http://www.mext.go.jp/a_menu/shinkou/hojyo/1372474.htm

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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