フェムト秒レーザ加工表面を用いた対称振動輸送における微小物体のダイナミクスの解明

• 研究課題/領域番号: 20760150
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機械力学・制御
• 研究機関: 札幌市立大学
• 研究代表者: 三谷 篤史 札幌市立大学, デザイン学部, 講師 (70388148)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2009年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2008年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: フェムト秒レーザー / モデル化 / トライボロジー / マイクロ・ナノデバイス / 輸送機器 / マイクロパーツフィーダ / 非対称性 / フェムト秒レーザ加工 / 振動輸送 / トライボロジ / フェムト秒レーザ / モデリング

研究概要

フェムト秒レーザの斜め照射を用いて,3種類の非対称形状表面を開発した.これらの表面を用いて微小物体の輸送実験を行い,微小物体が一方向に輸送されることを確認した.各表面の非対称性を計測に基づいて検証すると共に,微小物体との接触を定式化し,凝着力を含むダイナミクスを導出した.ダイナミクスを用いて輸送シミュレーションを行い,実験結果と比較することにより,導出したダイナミクスの妥当性を検証した.

研究成果

• [雑誌論文] フェムト秒レーザ・ダブルパルス加工による非対称表面を用いたマイクロパーツの輸送 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三谷篤史, 平井慎一
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(C編) Vol.75,No.760 ページ: 3267-3275
  • 査読あり
• [雑誌論文] のこぎり歯形形状を有する表面によるマイクロパーツの輸送(計測データに基づく接触モデルの定式化と凝着力の解析) (2009)
  • 著者名/発表者名: 三谷篤史, 平井慎一
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(C編) Vol.75,No.752 ページ: 942-949
  • 査読あり
• [雑誌論文] Submillimeter Micropart Feeding Along an Asymmetric Femtosecond-Laser- Microfabricated Surface (2009)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Mitani, Shinichi Hirai
  • 雑誌名: International Journal of Automation Technology Vol.3,No.2 ページ: 151-156
  • 査読あり
• [雑誌論文] のこぎり歯形状を有する表面によるマイクロパーツの輸送(計測データに基づく接触モデルの定式化と凝着力の解析) (2009)
  • 著者名/発表者名: 三谷篤史
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(C編) Vol.75 ページ: 942-949
  • 査読あり
• [雑誌論文] Submillimeter Micropart Feeding Along an Asymmetric Femtosecond-Laser-Microfabricated Surface (2009)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Mitani
  • 雑誌名: International Journal of Automation Technology Vol.3 ページ: 151-156
  • 査読あり
• [雑誌論文] フェムト秒レーザ・ダブルパルス加工による非対称表面を用いたマイクロパーツの輸送 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三谷篤史
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(C編) Vol.75 ページ: 3267-3275
  • 査読あり
• [雑誌論文] Submillimeter Micropart Feeding Along an Asymmetric Femtosecond- Laser- Microfabricated Surface (2009)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Mitani
  • 雑誌名: International Journal of Automation Technology Vol. 3, No. 2 ページ: 151-156
  • 査読あり
• [学会発表] のこぎり歯形状を有する表面によるサブミリサイズマイクロパーツの水平対称振動輸送～ 輸送方向の周波数依存性に関する検証～ (2009)
  • 著者名/発表者名: 三谷篤史, 平井慎一
  • 学会等名: 精密工学会2009年度秋季大会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] のこぎり歯形状を有する表面によるサブミリサイズマイクロパーツの水平対称振動輸送 ～輸送方向の周波数依存性に関する検証～ (2009)
  • 著者名/発表者名: 三谷篤史
  • 学会等名: 精密工学会2009年度秋季大会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] Evaluation of Tribology Characteristics of Asymmetric Surfaces Fabricated by Femtosecond Laser Process for Microparts feeding (2009)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Mitani, Shinichi Hirai
  • 学会等名: World Tribology Congress 2009
  • 発表場所: 京都国際会館
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] 非対称な形状を有する表面によるサブミリサイズマイクロパーツの水平対称振動輸送-フェムト秒レーザ加工表面を用いた輸送におけるダイナミクスの解析- (2009)
  • 著者名/発表者名: 三谷篤史, 平井慎一
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2009(ROBOMEC2009)
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2009-05-26
• [学会発表] Evaluation of Asymmetric Microfabricated Surfaces Using Femtosecond Laser Process for Microparts Feeding (2009)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Mitani, Shinichi Hirai
  • 学会等名: International Conference on Mechatronics 2009
  • 発表場所: Malaga, Spain
  • 年月日: 2009-04-16
• [学会発表] フェムト秒レーザ加工を用いた非対称表面によるマイクロパーツの輸送 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三谷篤史, 平井慎一
  • 学会等名: 第14回ロボティクス・シンポジア
  • 発表場所: 北海道登別市
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] 非対称形状表面によるマイクロパーツの対称振動輸送(第7報:フェムト秒レーザ加工表面の最適化に関する検証) (2008)
  • 著者名/発表者名: 三谷篤史, 平井慎一
  • 学会等名: 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2008)
  • 発表場所: 岐阜市長良川国際展示場
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] 非対称形状表面によるマイクロパーツの対称振動輸送第7報:フェムト秒レーザ加工表面の最適化に関する検証 (2008)
  • 著者名/発表者名: 三谷篤史
  • 学会等名: 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2008)
  • 発表場所: 岐阜市長良川国際展示場
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] Application of Asymmetric Surface Fabricated by Femtosecond Laser Process for Microparts Feeding (2008)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Mitani, Shinichi Hirai
  • 学会等名: SPIE International Symposium on Optomechatronic Technologies (ISOT2008)
  • 発表場所: San Diego, CA, USA
  • 年月日: 2008-11-18
• [学会発表] Application of Asymmetric Surface Fabricated by Femtosecond Laser Process for Micronarts Feeding (2008)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Mitani
  • 学会等名: SPIE International Symposium on Optomechatronic Technologies (ISOT2008)
  • 発表場所: San Diego, CA, USA
  • 年月日: 2008-11-18
• [学会発表] Feeding of Submillimeter-sized Microparts along an Asymmetric Surface Using Only Horizontal Vibration: Evaluation of Micro-Fabricated Surface Using Femtosecond Laser Process (2008)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Hirai, Atsushi Mitani
  • 学会等名: IEEE/RSJ 2008 International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2008)
  • 発表場所: Nice, France
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] Feeding of Submillimeter-sized Microparts along an Asymmetric Surface Using Only Horizontal Vibration: Evaluation of Micro- Fabricated Surface Using Femtosecond Laser Process (2008)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Hirai
  • 学会等名: IEEE/ RSJ 2008 International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2008)
  • 発表場所: Nice, France
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] Feeding of Submillimeter Microparts Along an Asymmetric Fabricated Surface by Double-Pulsed Femtosecond Laser Process (2008)
  • 著者名/発表者名: Toshiatsu Yoshimura, Atsushi Mitani, Shinichi Hirai
  • 学会等名: Third Asia International Symposium on Mechatronics (AISM2008)
  • 発表場所: Hokkaido University
  • 年月日: 2008-08-29
• [学会発表] Feeding of Submillimeter Microparts Along an Asymmetric Fabricated Surface by Double- Pulsed Femtosecond Laser Process (2008)
  • 著者名/発表者名: Toshiatsu Yoshimura
  • 学会等名: Third Asia International Symposium on Mechatronics (AISM2008).
  • 発表場所: Hokkaido University
  • 年月日: 2008-08-29
• [学会発表] Feeding of Submillimeter-sized Microparts along an Asymmetric Surface Using Only Horizontal Vibration ( Analysis of Contact between Feeder Surface and Microparts Based on Measurements) (2008)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Mitani, Shinichi Hirai
  • 学会等名: IEEE Conference on Automation Science and Engineering 2008 (CASE 2008)
  • 発表場所: Washington D.C., USA
  • 年月日: 2008-08-26
• [学会発表] 非対称な形状を有する表面によるサブミリサイズマイクロパーツの水平対称振動輸送 (2008)
  • 著者名/発表者名: 三谷篤史, 平井慎一
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2008
  • 発表場所: 長野市
  • 年月日: 2008-06-07