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形状記憶合金の温度応答性向上技術の構築と3次元位置制御システムの試作

研究課題

研究課題/領域番号 19560095
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関大分大学

研究代表者

佐久間 俊雄  大分大学, 工学部・福祉環境工学科, 教授 (10371303)

研究分担者 山本 隆栄  大分大学, 工学部・機械・エネルギーシステム工学科, 助教 (20295166)
長 弘基  大分大学, 工学部・福祉環境工学科, 助教 (00435421)
研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2009年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2008年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2007年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード形状記憶合金 / 温度応答性 / 加工率 / 熱処理 / アクチュエータ / 抵抗値フィードバック制御 / 位置制御 / SMAアクチュエータ / リボン材 / 抵抗値フィードバック / 位置精度 / 制御速度 / 3次元位置制御システム / 構成式 / 二方向形状記憶 / 電気抵抗特性 / 予ひずみ / 位置制度
研究概要

形状記憶合金(SMA)を用いたアクチュエータの温度応答性は,SMA素子の熱処理温度を高くまたは長時間の低温時効処理を施すこと,素子形状は細線よりも表面積の大きなリボン形状が有効である.通電OFF時間を導入した抵抗値制御による位置制御システムを提案し,制御特性に及ぼす制御距離,外部負荷等の影響を明らかにした.また,OFF時間を設けない新たな制御方法を提案し,10m以下の精度で位置保持が可能である.また,力学および伝熱モデルを構築し,制御システムの動作特性シミュレーション技術を確立した.これらの技術を基に,3次元位置制御システムを試作し,位置制御性や操作性等について検証した.

報告書

(4件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (24件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Transformat ion/Deformation Behavior and its Consti tutive Equation for Ti-Ni-Cu Shape Memo ry Alloy2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Takeda, T. Yamamoto, M. Uegaki, H. Cho, T. Sakuma, A. Suzuki
    • 雑誌名

      Advances in Science and Techn ology 59

      ページ: 129-134

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Control Characteristi cs of Shape Memory Alloy Actuator Using Resistance Feedback Control Method2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Takeda, H. Cho, T. Yamamoto, T. S akuma, A. Suzuki
    • 雑誌名

      Adv ances in Science and Technology 59

      ページ: 178-183

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Position Control Characteristic s of Antagonism Type SMA Actuator Based on Resistance Feedback Control2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Takeda, Y. Kudo, T. Yamamoto, T. Sakuma
    • 雑誌名

      Trans. MRSJ 33[4]

      ページ: 877-880

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Effect of Thermomechanical Cycl ic Loading Condition on Two-Way Strain in Ti-Ni-Cu Shape Memory Alloy2008

    • 著者名/発表者名
      T. Takeda, T. Yamamoto, A. Goto, T. Sakuma
    • 雑誌名

      Trans. MRSJ 33[4]

      ページ: 869-872

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Effect of Heat Treatment on Tem perature Response and Recovery Stress of Ti-Ni-Cu Shape Memory Alloy after Pr e-Deforming2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Takeda, T. Yamamoto, A. Goto, T. Sakuma
    • 雑誌名

      Transactions of the Materi als Research Society of Japan 33[4]

      ページ: 873-876

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Effect of Thermomechanical Cycle Loading Condition on Two-Way Strain in Ti-Ni-Cu Shape Memory Alloy2008

    • 著者名/発表者名
      竹田悠二
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Societyof Japan 33[4]

      ページ: 869-872

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Heat Treatment on Temperature Response and Recovery Stress of Ti-Ni-Cu Shape Memory Alloy after Pre-Deforming2008

    • 著者名/発表者名
      竹田悠二
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Societyof Japan 33[4]

      ページ: 873-876

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Position Control Characteristics of Antagonism Type SMA Actuator Based on Resistance Feedback Control2008

    • 著者名/発表者名
      竹田悠二
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Societyof Japan 33[4]

      ページ: 877-880

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transformation/Deformation Behavior and its Constitutive Equation for Ti-Ni-Cu Shape Memory Alloy2008

    • 著者名/発表者名
      竹田悠二
    • 雑誌名

      Advances in Science and Technology 59

      ページ: 129-134

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control Characteristics of Shape Memory Alloy Actuator Using Resistance Feedback Control Method2008

    • 著者名/発表者名
      竹田悠二
    • 雑誌名

      Advances in Science and Technology 59

      ページ: 178-183

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermomechanical Behavior and Electric Characteristics of Ti-Ni-Cu Shape Memory Alloy2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Takeda, T. Yamamoto, A. Goto, T. Sakuma
    • 雑誌名

      Trans. MRSJ 32[3]

      ページ: 627-630

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Effect of Bias Load on Positionig Chara cteristics of Shape Memory Alloy Actuat or Based on Resistance Feedback Control2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Takeda, T. Yamamoto, T. Sakuma
    • 雑誌名

      Trans. MRSJ 32[3]

      ページ: 635-638

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Effect of Heat Treatment Temperatu re on Thermomechanical Properties of Ti-Ni Shape Memory Alloy

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto, M. Kanda, H. Cho, T. Sak uma
    • 雑誌名

      Trans. MRSJ(in print)

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Effect of Aging Treatm ent on Transformation Temperature Diffe rence and Temperature Hystelisis of Ti-Ni-Cu Shape Memory Alloy after Pre-Defo rming

    • 著者名/発表者名
      H. Cho, K. Mutoh, Y. Takeda, T. Yama moto, T. Sakuma
    • 雑誌名

      Trans. MRSJ(in print)

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] SMAアクチュエータの位置制御における動的挙動のコンピュータシミュレーション2009

    • 著者名/発表者名
      山本隆栄
    • 学会等名
      第19回日本MRS学術シンポジウム
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2009-12-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書 2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Ti-Ni形状記憶合金の予ひずみ付与後の変態・変形挙動におよぼす時効時間の影響2009

    • 著者名/発表者名
      長弘基
    • 学会等名
      第19回日本MRS学術シンポジウム
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2009-12-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 抵抗値制御による形状記憶合金アクチュエータの位置制御2009

    • 著者名/発表者名
      長弘基
    • 学会等名
      SMAシンポジウム2009
    • 発表場所
      福島
    • 年月日
      2009-11-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] アクチュエータ用Ti-Ni-Cuリボン材の特性2009

    • 著者名/発表者名
      長弘基
    • 学会等名
      日本機械学会2009年度年次大会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2009-09-14
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書 2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Ti-Ni-Cu形状記憶合金の予ひずみ付与後の変態・変形挙動におよぼす熱処理条件の影響2009

    • 著者名/発表者名
      長弘基
    • 学会等名
      日本機械学会2009年度年次大会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2009-09-14
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Ti-Ni-Cu形状記憶合金の二方向性ひずみ発現に及ぼす予ひずみおよび熱処理の影響2009

    • 著者名/発表者名
      長弘基
    • 学会等名
      日本機械学会2009年度年次大会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2009-09-14
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ConstitutiveEquation fo r Deformation Behavior of Ti-Ni-Cu Shap e Memory Alloy under Unrestrained Strai n Condition after Pre-Deforming2008

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto
    • 学会等名
      3rd Int ernational Symposium on Advanced Fluid/Soli d Science and Technology in Experimental Me chanics
    • 発表場所
      Taiwan
    • 年月日
      2008-12-10
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Constitutive Equation for Deformation Behavior of Ti-Ni-Cu Shape Memory Alloy under Unrestrained Strain Condition after Pre-Deforming2008

    • 著者名/発表者名
      山本隆栄
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Advanced Fluid/Solid Science and Technology in Experimental Mechanics
    • 発表場所
      National Cheng Kung University, Tainan, Taiwan
    • 年月日
      2008-12-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Aging Treatment on Transformation and Deformation Behavior in Ti-Ni-Cu Shape Memory Alloy2008

    • 著者名/発表者名
      山本隆栄
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Advanced Fluid/Solid Science and Technology in Experimental Mechanics
    • 発表場所
      National Cheng Kung University, Tainan, Taiwan
    • 年月日
      2008-12-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Stress and Aging on Electric Resistivity Characteristic of Ti-Ni-Cu Shape Memory Alloy2008

    • 著者名/発表者名
      長弘基
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Advanced Fluid/Solid Science and Technology in Experimental Mechanics
    • 発表場所
      National Cheng Kung University, Tainan, Taiwan
    • 年月日
      2008-12-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic Behavior and Position Stability of SMA Actuator Using Resistance Feedback Control2008

    • 著者名/発表者名
      H. Cho
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Advanced Fluid/Solid Science and Technology in Experimental Mechanics
    • 発表場所
      Taiwan
    • 年月日
      2008-12-09
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Dynamic Behavior and Position Stability of SMA Actuator Using Resistance Feedback Control2008

    • 著者名/発表者名
      長弘基
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Advanced Fluid/Solid Science and Technology in Experimental Mechanics
    • 発表場所
      National Cheng Kung University, Tainan, Taiwan
    • 年月日
      2008-12-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Ti-Ni-Cu形状記憶合金の回復ひずみシミュレーションのための構成方程式2008

    • 著者名/発表者名
      植垣行宏
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2008材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      2008-09-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Control Characteristics of Shape Memory Alloy Actuator Using Resistance Feedback Control Method2008

    • 著者名/発表者名
      竹田悠二
    • 学会等名
      3^<rd> International Conference“Smart Materials, Structures and Systems"
    • 発表場所
      “La Perla Ionica" Via Unni 10Acireale, Catania, Italy
    • 年月日
      2008-06-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Transformation/Deformation Behavior and its Constitutive Equation for Ti-Ni-Cu Shape Memory Alloy2008

    • 著者名/発表者名
      山本隆栄
    • 学会等名
      3^<rd> International Conference“Smart Materials, Structures and Systems"
    • 発表場所
      “La Perla Ionica"Via Unni 10Acireale, Catania, Italy
    • 年月日
      2008-06-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Ti-Ni-Cu形状記憶合金の二方向性ひずみに及ぼす熱・力学繰返し条件の影響2007

    • 著者名/発表者名
      山本 隆栄
    • 学会等名
      第18回日本MRS学術シンポジウム
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2007-12-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Ti-Ni-Cu形状記憶合金の予ひずみ付与後の温度応答性と回復応力に及ぼす熱処理の影響2007

    • 著者名/発表者名
      後藤 歩
    • 学会等名
      第18回日本MRS学術シンポジウム
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2007-12-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 拮抗形形状記憶合金アクチュエータの応答特性2007

    • 著者名/発表者名
      工藤 勇樹
    • 学会等名
      第18回日本MRS学術シンポジウム
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2007-12-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Position Control Characteristics of Shape Memory Alloy Actuator Using Resistance Feedback Control Method2007

    • 著者名/発表者名
      竹田 悠二
    • 学会等名
      International Conference on Shape Memory and Superelastic Technologies
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center
    • 年月日
      2007-12-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Aging on Thermomechanical and Electric Characteristics of Ti-Ni-Cu Shape Memory Alloy2007

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto
    • 学会等名
      International Conference on Shape Memory and Superelastic Technologies
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2007-12-04
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Position Control Characteristics of Shape Memory Alloy Actuator Using Resistance Feedback Control Method2007

    • 著者名/発表者名
      T. Sakuma
    • 学会等名
      International Conference on Shape Memory and Superelastic Technologies
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2007-12-04
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Effect of Aging on Thermomechanical and Electric Characteristics of Ti-Ni-Cu Shape Memory Alloy2007

    • 著者名/発表者名
      山本 隆栄
    • 学会等名
      International Conference on Shape Memory and Superelastic Technologies
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center
    • 年月日
      2007-12-04
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Ti-Ni-Cu形状記憶合金の予ひずみ付与後の変態,変形挙動に及ぼす熱処理温度の影響2007

    • 著者名/発表者名
      後藤 歩
    • 学会等名
      日本機械学会2007年度年次大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2007-09-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 拮抗形形状記憶合金アクチュエータの応答特性2007

    • 著者名/発表者名
      工藤 勇樹
    • 学会等名
      日本機械学会2007年度年次大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2007-09-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考] ホームページ等

    • URL

      http://www2.hwe.oita-u.ac.jp/~sakumalab/

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www2.hwe.oita-u.ac.jp/~sakumalab/

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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