| 研究課題/領域番号 |
19H00742
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(A)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
|---|
研究代表者 |
森脇 一郎 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 教授 (20157936)
|
|---|
| 研究分担者 |
射場 大輔 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 教授 (10402984)
増田 新 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 教授 (90252543)
飯塚 高志 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 准教授 (60335312)
三浦 奈々子 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 助教 (80735340)
曽根 彰 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 教授 (20197015)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
45,370千円 (直接経費: 34,900千円、間接経費: 10,470千円)
2021年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
2020年度: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2019年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
|
|---|
| キーワード | 損傷検知 / スマートギヤ / 導電性インク / 印刷センサ / 樹脂歯車 / 歯車 / ヘルスモニタリング / アンテナ / き裂検知センサ |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，歯車の稼働状態をin-situ（本来の場所）で測定できる機能を持たせた「スマートギア」を開発する．「スマートギヤ」とは，歯車表面に構成したセンサからひずみや振動などの情報を取得し，アンテナを介して，高速運転中に外部の受信システムによって非接触で，取得した情報をモニタリングできるものである．機械装置が，自らの「インテグリティ（完全性）」を高精度に「自覚」し，自身を構成する要素の損傷や劣化を「予見」する生物的な能力を持つことができれば，機械装置の可用性を高度に保ちつつ，保全を効率的に行うことが可能となる．この具現化を目指す研究である．
|
| 研究成果の概要 |
本研究は，歯車の状態を運転中に観測できるスマートギヤシステムの開発を目的としている．スマートギヤとは，導電性インクで印刷されたセンサ回路とアンテナ回路が表面に実装された歯車である．センサから得られた情報を外部にアンテナを介して送信することができ，歯車の状態を高速運転中に非接触で監視することが可能となる．これまでに樹脂歯車に対してき裂検知センサとアンテナを組み合わせた観測対象側システムの設計・印刷を行い，観測用アンテナとネットワークアナライザによって構成された観測用送受信システムと磁気結合させることによって，き裂センサの状態がモニタリング可能なシステムを実現した．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
機械装置が，自らの完全性自覚し，自身を構成する要素の損傷や劣化を予見する能力を持つことができれば，機械装置の可用性を高度に保ちつつ，保全を効率的に行うことが可能となる．本研究で提案するように，センサを印刷する歯車側に電池等の電源を用意することなく，無線での監視が可能となれば，歯車のみならず高速で運動する機械要素全般がモニタリング対象とすることができ，これまでにない高付加価値を機械要素に持たせることが可能となる．これにより，本研究から派生する応用研究が拡がっていくものと期待できる．
|
