| 研究課題/領域番号 |
21K03835
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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 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
射場 大輔 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 教授 (10402984)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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| キーワード | 樹脂歯車 / 損傷予兆検知 / 形状偏差ネットワーク / 射出成形加工 / 摩耗 / 歯形勾配偏差 / ネットワーク理論 / 磨耗 / 歯車 / ヘルスモニタリング / かみ合い振動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では樹脂歯車の状態を表す諸量，特に，歯元のき裂発生前に現れる歯面摩耗や歯の倒れに伴う形状変化とかみ合い振動に関連する情報を回収して解析し，それらの関係を明らかにする．さらに，回収・解析した情報に歯車の特性を考慮した前処理を施して学習用データセットを創生し，深層構造を持つ人工知能に学習させることで歯車の振動情報のみから歯元き裂発生の「予兆」検知が可能であるか検証する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では樹脂歯車の状態を表す諸量，特に，歯元のき裂発生前に現れる歯面摩耗や歯の倒れに伴う形状変化の情報を，歯車全体で俯瞰して確認できるようにするため，形状偏差ネットワークを提案した．また，かみ合い振動に関連する情報と合わせて学習用データセットを構成し，深層構造を持つ人工知能に学習させてその状態を推定した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
動力伝達装置で用いられる代表的な機械要素である歯車が損傷すると，機械は動力を失うことになり，その機能を果たせなくなる．そのため運転中の情報を利用して健全性を評価することが重要になる．本研究の成果は歯車の振動情報からその状態を推定することができ，損傷を回避するための一つの手段として有意義な結果が得られた．また，学習用データセットを作成する際に，歯車の形状偏差の情報を，JIS規格にはなかった各歯間の関係性を表せるネットワークとして表現する手法の提案が行えた．この手法については，今後，歯車の新しい評価方法として発展する可能性があり，学術的にも大きな期待が持てる成果となった．
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