| 研究課題/領域番号 |
23560112
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| 研究機関 | 秋田大学 |
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研究代表者 |
奥山 栄樹 秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80177188)
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| キーワード | 精密位置決め / 加工計測 |
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| 研究概要 |
近年加工技術の進歩によりアスペクト比の高い深穴や深溝の加工が行われているが、その内部の粗さ等の形状の測定は困難である。そこで、細管内の粗さを測定することを目的として、従来の粗さ計の差動トランスに代わる先端加工ファイバと円柱状反射鏡を使用した新しいセンサを開発した。接触式のスタイラスのチップ部の上に円柱状反射鏡を取り付け、これに先端加工ファイバからのレーザ光を照射し、チップ部の上下変位を検出できるようにした。現在のところ測定範囲は５ミクロン、ノイズを基に考えると分解能は１３ナノメートルである。
また、このスタイラスをキャリッジに取り付け、円柱内部の粗さを測定しようと試みた。キャリッジは円柱の軸方向の移動と軸周りの回転の自由度を残すように４点拘束とした。キャリッジの寸法はφ1、全長が30mmとし、材質にPLAを用い、３Dプリンタで製作した。製作したキャリッジ下部にSUS304φ0.3mmのステンレス球を取り付けた。長さ5mm、高さ0.5mm、幅0.5mmのスタイラスに光ファイバーを約１ｍｍに切り取ったものを接着し,それをスパッタリング法でクロム（Cr）を光ファイバーに製膜した。このスタイラスをキャリッジに取り付け、これをφ2.5の細管の中に入れて軸方向に動くことを確認した。
しかし、現在のキャリッジの製作方法では微小、かつ高精度の形状を製作することが困難でスタイラスの取り付けが難しい、剛性が低いという問題があることが明らかになった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
申請書の「研究計画・方法」では平成２４年度以降の部分で、「２）細管内の粗さの測定の試作を行う」「３）スキッド等を試作する」「４）スタイラス退避機構等を試作する」と計画している。
２年目の現在、「スキッドの試作」の中の「細管内粗さ測定に適した形にする」という部分を行っており、所期の目的の７０％程度を達成し、おおむね順調といえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在行っているキャリッジの製作方法では微小、かつ高精度の形状を製作することが困難でスタイラスの取り付けが難しい、剛性が低いという問題があることが明らかになったため、これを微細機械加工（外注）で行う予定である。形状は、当初の予定通り４点拘束の２自由度のキャリッジであり、細管の軸方向の移動と軸周りの回転ができるようにする。
これに反射鏡付きのスタイラスと先端加工ファイバを取り付け細管内の粗さ測定を行う。また、細管を切断し、既存の粗さ計で細管内の粗さを測定し試作機と比較検討する。
さらに、スタイラスを細管内の適当な測定位置に持っていく際には、スタイラスが被測定面に接触せずに移動することが望ましいため、スタイラスの退避機構を試作する。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
キャリッジの機械加工を外注する予定である。また、先端加工ファイバ、スタイラスを含む、光学部品、電子部品が主な消耗品である。
他に、研究協力者との打ち合わせ旅費、円筒形反射鏡の蒸着のための研究補助に科研費を使う予定である。
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