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2021 年度 実績報告書

摩擦振動を誘発する電動工具に対する手腕振動低減化技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K04275
研究機関宮崎大学

研究代表者

盆子原 康博  宮崎大学, 工学部, 准教授 (10294886)

研究分担者 近藤 孝広  九州大学, 工学研究院, 教授 (80136522) [辞退]
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード自励振動 / 乾性摩擦 / 振動制御 / 動吸振器 / 安定判別 / 接触回転系 / 手腕振動障害 / 日振動ばく露量
研究実績の概要

本研究では,グラインダーやサンダーといった摩擦に起因する振動が発生する電動工具を対象として,工具に生じる振動の発生メカニズムの解明を行うとともに,新しい手腕振動低減化技術を開発することを目的とする.本年度は,主に電動サンダーを対象として,装置の把持部に発生する振動の発生原因について実験的に調べるととるとともに,解析モデルの構築および動吸振器による振動抑制効果の検証を行った.
まず,電動サンダーで木材を研磨する際に把持部に生じる振動を測定し分析した.その結果,手腕振動の発生要因はグラインダーと同様に主に3種類あることを確認した.それぞれ,ディスクの不釣り合いによる振れ回り振動,モータの特性に起因した振動,および被削材と旋回板間に働く摩擦力に起因した振動である.この中で,摩擦振動は日振動ばく露量を増大する大きな原因となっていた.
摩擦振動の特徴は,グラインダーの場合とは増大する振動数帯域が異なっていたものの,乾性摩擦に起因した自励振動である可能性が高い.そこで,グラインダーと同様に動吸振器による振動抑制効果について検証を行った.まず,乾性摩擦の影響を考慮した解析モデルの構築を試みた.その結果,振動が増大する振動数帯域が異なり,現象を定量的に再現することはできなかったものの,動吸振器により乾性摩擦を抑制できることは確認できた.次に,実際にサンダーに動吸振器を設置して手腕振動測定実験を行った.その結果,動吸振器の固有振動数を特定の範囲に設定することで,摩擦力の作用しない空転時と同程度まで振動を抑制することができた.ただし,動吸振器の固有振動数と振動抑制効果が高かった振動数帯域には大きな乖離があった.この原因についてはまだ解明できておらず,現象を再現できる解析モデルを構築して詳しく検証する必要がある.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Three-dimensional navigation scheme for robot swarms capable of adapting to environmental constraints2021

    • 著者名/発表者名
      Kouki Ogata, Geunho Lee, and Yasuhiro Bonkobara
    • 雑誌名

      Proc. the SICE Annual Conference 2021

      巻: 1 ページ: 792-795

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geometric deployment scheme for robot swarms capable of adapting to unknown borders2021

    • 著者名/発表者名
      Kouki Oata, Geunho Lee, and Yasuhiro Bonkobara
    • 雑誌名

      Proc. JSME International Conference on Design and Concurrent Engineering 2021 & Manufacturing Systems Conference 2021

      巻: 1 ページ: 50(1-3)

    • 査読あり
  • [学会発表] 非線形ばねを利用したレシプロ圧縮機用防振支持脚の開発2022

    • 著者名/発表者名
      内田仁志,盆子原康博,古賀涼介,濵畑貴之
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部第75 期総会・講演会
  • [学会発表] 電動サンダーに生じる振動の発生要因とその低減対策2022

    • 著者名/発表者名
      宮野俊亮,盆子原康博,勝木広太,山崎明光,濵畑貴之
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部第75 期総会・講演会
  • [学会発表] 短周期ボアホール地震計に搭載する 3 成分速度センサの試作2022

    • 著者名/発表者名
      上井雄輝,盆子原康博,上岡野歩,濵畑貴之,寺薗信一
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部第75 期総会・講演会
  • [学会発表] 振動を利用した茶生葉萎凋機の開発2022

    • 著者名/発表者名
      橋木謙仁朗,盆子原 康博,片木優乃,高嶋和彦,濵畑貴之
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部第75 期総会・講演会
  • [学会発表] 動吸振器による電動サンダーに生じる摩擦振動の抑制に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      勝木広太,盆子原康博,宮野俊亮,山崎明光,濵畑貴之
    • 学会等名
      日本機械学会 九州学生会第53回学生員卒業研究発表講演会
  • [学会発表] 圧縮機から冷蔵庫への振動伝達を抑制するための防振支持脚の開発2022

    • 著者名/発表者名
      古賀涼介,盆子原康博,内田仁志,濵畑貴之
    • 学会等名
      日本機械学会 九州学生会第53回学生員卒業研究発表講演会

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公開日: 2022-12-28  

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