| 研究概要 |
本研究では,手持ち可搬振動工具における手腕振動問題を抜本的に解決するために,手腕振動の低減化と工具の機能とを同時実現するための同期振動発生機構の開発を目的とする.本年度は,振動ランマへの応用に向けた2個の回転型自励振動子を搭載した同期振動発生機構の基本モデル(2振動子衝突モデル)を対象として,その有効性について検討を行った.この検討にあたり,まずは2振動子衝突モデルの実験装置を設計・製作するとともに,衝突振動系の定常周期解(同期解)を高精度に求めるための解析ツールの開発を行った.そして,発生する同期振動の利用可能性や機構の最適設計法について実験と数値計算の両面から調べた.得られた結果は次の通りである.
(1)2振動子衝突モデルでは,振動パターンの異なる4種類の安定な同期解が存在し,そのうち手腕支持部の制振と地面打撃部の励振とを同時に実現し得る最適な同期解が存在することを確認した.
(2)ブロックの質量やばね定数などを設計パラメータとして,それぞれの同期解の存在領域について調べた.その結果,系パラメータを適切に設定することにより最適な同期解の安定領域を広く存在させるとともに,不適切な同期解の存在領域を消滅させることが可能であることを確認した.
これらの結果から,開発した同期振動発生機構の有効性を実証することができた.そこで,上述の研究成果を基にして,4個の振動子を搭載した手持ち型実験装置(4振動子衝突モデル)の開発を行った.まだ試作の段階ではあるが,4振動子衝突モデルにおいても2振動子衝突モデルで発生した同期振動と同様の振動パターンを有する最適な同期振動の発生を確認することができた.今後,この装置を実用化するためには,手腕支持や打撃による影響に関わらず,最適な同期振動状態を安定的に持続させなければならない.また,手腕支持部の制振だけでなく実用的に十分な打撃力を達成することも課題である.
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