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大面積しゅう動面への高強度テクスチャリングを実現する超音波応用転写加工技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K03890
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分18020:加工学および生産工学関連
研究機関東京都立産業技術高等専門学校

研究代表者

青木 繁  東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 名誉教授 (20106610)

研究分担者 田中 智久  東京工業大学, 工学院, 准教授 (70334513)
酒井 康徳  芝浦工業大学, システム理工学部, 助教 (70774769)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード振動利用技術 / 超音波振動 / ローレット加工 / テクスチャ / 押付力 / 摩擦力 / 超音波 / 転写加工 / 圧縮力 / 塑性加工 / 転写 / 超音波応用加工 / 摩擦制御 / しゅう動面 / テクスチャリング
研究成果の概要

物体表面へ数マイクロメートルから数百マイクロメートル間隔のテクスチャを創成することで摩擦制御ができる.これを大型産業機械のしゅう動面に適用して低摩擦化を達成できれば,その機械効率は飛躍的に向上する.本研究では転写ローレット加工に着目し、超音波を複合することで,既存加工技術の問題点を打開し,大面積のしゅう動面へテクスチャを創成可能な加工技術を開発することを目的とした。超音波振動を加えながら圧子を用いて溝を加工する実験およびテクスチャ工具を用いて試験片に格子状の平面テクスチャを転写する実験を行い、超音波振動を加えながら加工すると,加工効率がよくなることを確認することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

超音波振動を加えながら溝を加工する実験で押付力および摩擦力を測定し,超音波振動を加えながら加工すると,押付力および摩擦力が低減されることが明らかになった.また、テクスチャ工具を用いて試験片に格子状の平面テクスチャを転写する実験により,超音波振動を加えながら加工すると,加えない場合と比較して広い範囲にはっきりとした圧痕が形成され,より深い圧痕が形成されていることが明らかになった。この結果から、超音波振動を加えると、効率的なテクスチャの創成が可能であることが示された。また、このことによって、大型産業機械のしゅう動面の低摩擦化を実現することが可能で、機械効率を飛躍的に向上させることができる.

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Reduction of Pressing Force and Friction Force in Micro Ultrasonic Knurling Technology Creating High precision Texture2021

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Aoki, Yasunori Sakai, Tomohisa Tanaka
    • 雑誌名

      Information

      巻: 24-2 ページ: 117-122

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Fundamental Experiment for Micro Ultrasonic Knurling Technology Creating High Precision Texture on Sliding Surface2020

    • 著者名/発表者名
      Shugeru Aoki, Yasunori Sakai, Tomohisa Tanaka
    • 雑誌名

      Information

      巻: 23-3 ページ: 205-212

    • NAID

      40022400649

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on Application of Ultrasonic Vibration to Manufacturing (Examples of Application and Future Aspect)2020

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Aoki, Yasunori Sakai, Tomohisa Tanaka
    • 雑誌名

      Information

      巻: 22-1 ページ: 25-32

    • NAID

      40022216304

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] テクスチャ転写技術への超音波振動の応用2022

    • 著者名/発表者名
      青木繁,酒井康徳,田中智久
    • 学会等名
      電子情報通信学会超音波研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Micro Ultrasonic Knurling Technology Creating High Precision Texture on Sliding Surface in Mechanical System (Fundamental Experiment)2021

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Aoki, Yasunori Sakai, Tomohisa Tanaka
    • 学会等名
      ASME 2021 Pressure Vessels & Piping Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高精度テクスチャを創成する超音波応用転写加工技術の開発(加振振動数の影響)2021

    • 著者名/発表者名
      青木繁,酒井康徳,田中智久
    • 学会等名
      山梨講演会2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Reduction of Pressing Force and Frictiom Force in Miro Ultrasonic Knurling Techmology Creating High Precision Texture2021

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Aoki, Yasunori Sakai, Tomohisa Tanaka
    • 学会等名
      The Tenth International Conference on Information
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高精度テクスチャを創生する超音波応用転写加工技術の開発 (押付力と摩擦力の低減)2020

    • 著者名/発表者名
      青木繁、酒井康徳、田中智久
    • 学会等名
      山梨講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 超音波応用転写加工技術を用いた格子状平面テクスチャの転写2020

    • 著者名/発表者名
      青木繁、酒井康徳、田中智久
    • 学会等名
      電子情報通信学会超音波研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 高精度テクスチャを創生する超音波応用転写加工技術の開発(格子状平面テクスチャの転写)2020

    • 著者名/発表者名
      青木繁 酒井康徳 田中智久 劉士豪
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越支部第57期総会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 高精度テクスチャを創生する超音波応用転写加工技術の開発(基礎的実験)2019

    • 著者名/発表者名
      青木繁,酒井康徳,田中智久,劉士豪
    • 学会等名
      日本機械学会Dynamics and Design Conference2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Micro Ultrasonic Knurling Technology for Creating High Precision Teture on Sliding Surface (Fundamental Experiment)2019

    • 著者名/発表者名
      青木繁,酒井康徳,田中智久
    • 学会等名
      International Conference on Mechanical, Electrical and Medical Intelligent System 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超音波振動を利用した転写加工技術のための基礎研究2019

    • 著者名/発表者名
      青木繁 酒井康徳 田中智久 劉士豪
    • 学会等名
      電子情報通信学会超音波研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 超音波応用加工例と塑性加工への応用の展望2019

    • 著者名/発表者名
      青木繁
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越支部第56期総会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械加工における超音波振動の応用例と今後の展望2018

    • 著者名/発表者名
      青木繁
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告会 強力超音波
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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