| 研究課題/領域番号 |
19K14874
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分18040:機械要素およびトライボロジー関連
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| 研究機関 | 岡山大学 (2020-2021)
埼玉大学 (2019) |
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研究代表者 |
山口 大介 岡山大学, 自然科学学域, 助教 (00735657)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | アクチュエータ / ポリイミド / 極限環境 / モータ / 空圧 / 溶着 / 熱間圧空成型 / 空圧モータ / メカトロニクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
極限環境下で駆動を実現するポリイミド（PI）製アクチュエータおよび空圧ステッピングモータの開発を通して，従来困難とされてきた空圧駆動源の極限環境への適用を実現する．金型の平行度・表面粗さに大きく依存せず，高い位置決め精度を有する前処理・添加剤レスPIフィルム溶着装置を開発し，溶着強度および製作した空気室の耐圧について明らかにする．また本溶着技術とこれまでに開発したPIフィルム成型技術を組み合わせる事で，3次元構造を有する極限環境用空気室・ソフトアクチュエータを製作し，さらに空気室を駆動源とするステッピングモータを開発する．
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| 研究成果の概要 |
ポリイミド（PI）は，高い機械的特性や耐熱性を有する樹脂材料であるが，一方で，その高すぎる耐熱性・耐薬品性から，溶着が困難であり，優れた特性を活かしきれていなかった．本研究では，溶着用金型の接触部における平行度・表面粗さに大きく依存しない，PIフィルム同士の前処理・添加剤レス溶着を実現した．本溶着技術によって，複雑な立体形状を有するPIフィルムを溶着し，3次元構造を有するPI製空気室を実現した．また製作した気室を駆動源に適用することで，回転型の空圧モータを製作した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，従来困難とされてきたポリイミドフィルム同士の溶着について，一定の知見を得た．開発した溶着技術を利用することで，任意形状のポリイミド製気室が製作可能となり，エアバッグやインフレータブル構造体に高い耐極限環境性を付与することが可能となる．また他の溶着が困難な樹脂材料に本技術を適用することで，金属部品の樹脂化による軽量化や，より軽量・高性能な樹脂の利用を促進し，排出ガス問題，エネルギ問題解決への一助となる．また開発したモータは，耐極限環境性の高い構成材料のみで構成されていることから，宇宙環境などの極限環境内において曝露状態で使用可能な駆動源である．
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