| 研究課題/領域番号 |
20K04215
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18020:加工学および生産工学関連
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| 研究機関 | 金沢工業大学 |
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研究代表者 |
森本 喜隆 金沢工業大学, 工学部, 教授 (00290734)
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| 研究分担者 |
林 晃生 金沢工業大学, 工学部, 准教授 (50734430)
大島 政英 公立諏訪東京理科大学, 工学部, 教授 (70233103)
加藤 秀治 金沢工業大学, 工学部, 教授 (90278101)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 工作機械 / 主軸 / 歳差運動 / 章動運動 / 外乱オブザーバ / 軌跡制御 / 電磁力 / 軸心位置制御 / 非円形加工 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ボウリング加工による非円形加工法の確立を目的に，モータの半径方向発生力を利用して，ロータとステータ間のクリアランスを二次元位置制御し，歳差運動を発生させつつ．主軸回転位置制御と同期させながら内径工具の軸心を制御することにより，これまで不可能であった内筒形状の非円形・非軸対称加工を可能とする世界初の高機能工作機械用主軸を開発し，マシニングセンタに実装し，その有効性を検証する．
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| 研究成果の概要 |
自動車の基幹部品であるEVモータ用ケーシング，自動車内燃機関の部品であるシリンダ，EVモータ用ケーシングでは，熱変形等により真円度が数十μm程度に，自動車用内燃機関もヘッド，シリンダ間を締結する際の弾性変形と熱変形で数十μm程度の非円形断面形状となる．本研究では，電磁力により主軸とモータステータが非接触支持され，かつラジアル方向力と回転トルクを同時に発生させるベアリングレスモータを主軸にビルトインする．この主軸により，独自に算出する非軸対称非円形内筒加工によるボーリング加工を行う，EVモータや内燃機関の内筒形状を高精度に創生する世界初の高機能主軸の開発とそれを用いた加工技術の確立に挑戦する．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
この加工方法の実現により内燃機関が熱効率45％以上を達成するキーファクターとなり得る．さらに，EVモータでは，日速時のコギング現象の回避を達成することで，乗り心地の改善，運動性能の向上に寄与する．
学術的には，外乱オブザーバーを実装することにより加工状態の推定が高精度に行われ，それに基づく加工条件の適切化ならびに，高精度輪郭加工の実現により，学術的意義も極めて高い．
社会的には，この生産手法が実装されることにより，我が国自動車メーカの技術的支援を通して生産性向上に資する．
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