精密工学会学術講演会講演論文集

工作機械の高速高精度化(1)

日本の工作機械業界の現状と開発動向（キーノートスピーチ）

一村和雄

セッションID: A01
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.1.0

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日本は切削型工作機械の生産で22年間世界のトップの座を維持しているが、韓国を始めとするアジア諸国の追い上げを受けている。強い競争力をもって世界をリードし、他の追従を許さない独自の技術·製品の開発動向について、最近の市場要求の動向も含めて紹介する。

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複合加工機による耐熱合金の高速旋削加工

インサート形状の違いによる切削状態比較

村木俊之, 奥田敏人, 山本博雅

セッションID: A03
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.3.0

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筆者らは,耐熱合金の中で最も多く使用されているNi基合金「インコネル718」の旋削加工の高速·高能率化を目的として,旋盤と5軸マシニングセンタを融合した複合加工機による新しい加工方法を提案している.本報告では,この加工方法におけるインサート形状が加工へ与える影響について検討·実験を行った結果を報告する.

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イオンコントロール複合加工機の開発

第一報加工機のコンセプトと試作

栗田恒雄, 遠藤千昭, 松井泰広, 増田博, 寺澤一広, 田中史高, 池田博通

セッションID: A04
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.5.0

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加工液のイオン濃度(電気伝導度)を自動でコントロールする機能を持たせることで切削,研削,放電,電解加工等の機械・電気単独加工及びそれらの同時,非同時複合加工を同一機上で実現する複合工作機械,「イオンコントロール複合加工機」を開発する.同機で高アスペクト比凸形状等低剛性形状の加工,小径工具を利用した微細形状加工,難削材のバリレス加工等を実現する.本稿では試作した複合工作機械,複合加工例を紹介する.

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工作機械の高速高精度化(2)

微細金型加工機VD300の開発

幸田盛堂, 椙尾茂樹, 正本和則, 熊谷幹人

セッションID: A06
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.7.0

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微細金型の精密加工機として新たにVD300を開発した。本機の開発デザインポリシーおよび加工機としての諸特性さらには加工事例について報告する。

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高精密切削加工機の開発

大下功, 大坪寿

セッションID: A07
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.9.0

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従来切削加工機は超精密加工機と高精度加工機に大別され,それらの加工精度には大きな隔たりがあった.そこで,それらの加工精度の間を埋める加工機として,新たに高精密切削加工機を提案し,油静圧案内,リニアモータ駆動を採用したマシニングセンタを開発した.開発したマシニングセンタの基本性能として運動精度の検証及び加工事例について報告する.

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高精度マシニングセンタ「Zμ3500」の加工特性

谷崎啓, 高瀬亮, 村井史朗

セッションID: A08
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.11.0

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送り軸を静圧案内、リニアモータ駆動とし、主軸軸受けを静圧+動圧を組み合わせた油ハイブリッドとした超精密マシニングセンタを開発し、従来の転がり軸受け要素をもつマシニングセンタとの加工特性の違いについて検証した。

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パラレルメカニズム工作機械の高速·高精度化

安藤知治, 松下哲也

セッションID: A09
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.13.0

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パラレルメカニズム工作機械は,主軸の位置と姿勢で機械剛性が異なるため,機械剛性の低い条件で調整した制御パラメータを使用していた.しかし,機械剛性の高い位置と姿勢では,最適な制御パラメータを使用することで高速·高精度化することができる.そこで,主軸の位置と姿勢に応じて制御パラメータを最適に変更できる機能を開発し,高速·高精度化を実現した.

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パラレルメカニズム形工作機械による高速加工を実現するための工具経路生成に関する研究

ストラット挙動シミュレータを用いた工具経路の基礎的評価

中本圭一, 森治樹, 森脇俊道

セッションID: A10
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.15.0

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高速·高精度加工を実現するためには駆動部が加減速動作を頻繁に繰り返さない工具軌跡を生成することが望まれる.しかしながらパラレルメカニズム形工作機械は,機構特有の座標系上で制御されているため,実際に加工を行う直交座標系上では予期せぬ位置姿勢で極端な加減速動作となる可能性がある.そこで本研究では,機構に適した工具軌跡を生成するために,一般的な工具軌跡の基礎的な評価を試みたので,その結果を報告する.

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工作機械の高速高精度化(3)

構造変形を考慮した工作機械の概念設計評価手法の研究

三島望

セッションID: A14
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.17.0

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これまでにロバスト設計の手法を応用した工作機械の設計評価ツールを提案し、工作機械の軸構成、寸法、機械要素の誤差などが全体性能にどのように影響するかを評価する方法を示した。今回、機械要素の幾何学的誤差だけでなく、構造部材の内部変形を簡易的な近似により導入するように変更した。変更した設計評価ツールを用いて、工作機械の形状最適化や機械要素の選定なども含めた概念設計指針の支援を行う方法について報告する。

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超精密マザーマシンの開発

精密液面計の開発

山口祥之, 小坂雄一, 加藤崇道, 堀内宰, 水上良明, 柴田隆行

セッションID: A15
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.19.0

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現在の工作機械では大きな平面を高精度に加工することは容易ではない.本研究では,高精度なフロート式液面計(以下液面計)を開発し,それらを複数繋げることによりテーブルの平面度および運動精度の精密な測定を試みた.その結果,開発した液面計は1μm以上の分解能を持ち,精密測定が可能であることが分かった.

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結合面接触剛性のFEM解析への組込み法(第2報)

結合構造体の非線形変位挙動解析による妥当性の検討

清水伸二, 城石利和, 坂本治久

セッションID: A16
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.21.0

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前報までに,非線形な接触剛性のFEM解析への導入法を提案してきた.本報では,そのFEM解析法を用いて,ボルト締結により支持された片持ちはりの曲げたわみ挙動を解析し,ボルト締結力および曲げ荷重に対するたわみの非線形な変化挙動を明らかにする.この解析に対応するモデル実験においても同様の非線形なたわみ挙動を生じたことから,本研究で提案するFEM解析およびその結果が定性的に妥当であることが確認できた.

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片側パターン電極を適用したERG微小位置調整機構とフィクスチュアに関する基礎的研究

柿沼康弘, 青山藤詞郎, 安齊秀伸

セッションID: A17
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.23.0

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ER流体をゲル化したERゲル(ERG)は電界強度に応じてせん断特性が変化する機能性材料である.本研究では片側電極上にERGを成形し,電界により摩擦特性が変化する機能性表面を開発した.対象が絶縁材料であっても電界に応じてERG表面の摩擦特性が変化し,また表面が微小伸縮することがわかった.これらの特性を利用し,微小位置調整機構を持つフィクスチュアデバイスを開発する目的で基礎的な研究を行った.

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工作機械の高速高精度化(4)

工作機械主軸剛性の測定に関する研究

杉原基之, 松原厚

セッションID: A19
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.25.0

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工作機械の主軸剛性は従来静的な試験で求められてきた.本研究では切削時の主軸剛性の測定を行うために主軸フロントベアリング近傍に変位センサを装着する.切削抵抗によって変化した主軸の半径方向の変位をセンサで測定し,動力計で測定した切削抵抗値を用いて主軸剛性を評価する.

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磁気抵抗素子を利用した主軸回転誤差の測定法

和泉真澄, 越智秋雄

セッションID: A20
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.27.0

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MR素子を利用した回転誤差の測定法について述べている.本方法は主軸端に取り付けた磁性体であるテストバーの回転誤差をMRセンサで捉えるものである.この測定法は非接触式で応答速度も速く高分解能であるとともに,静電容量形変位計やレーザ変位計を用いた他の測定法に比べて安価に構成できる特徴がある.本報告では,測定の原理の詳細と測定能力の検討結果について報告する.

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主軸パターン運転試験による工作機械熱変位の評価法

機械に固有な熱変位特性の同定法

清水伸二, 矢生晋介

セッションID: A21
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.29.0

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筆者らは,これまで主軸パターン運転試験に伴う熱変位から特性パラメータを同定することによる評価法を提案してきた.この方法は複数回転数における熱変位を同時に評価することができ高能率であるが,特性パラメータは回転数に依存しないと仮定しているため,回転数に依存した特性を評価できなかった.そこで,本報では機械に固有であり回転数にも依存する熱変位特性をも評価可能な方法を検討する.

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ナノ加工用熱変形抑制高速回転主軸の開発

Marpaung Sihar, 大久保麻友, 吉岡勇人, 橋詰等, 新野秀憲

セッションID: A22
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.31.0

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ナノ加工用主軸系には,高速·高精度の回転運動,並びに熱変形抑制構造の実現が要求される.本研究では,それらの要求を同時に満足する空気軸受スピンドルを開発した.開発した主軸系は,高機能セラミックスを主軸の構造材料に適用し,それを空気静圧軸受で非接触支持すると共に,エアタービンにより非接触駆動とした.更に,回転精度,軸受特性,並びに熱特性を評価することにより,所要の性能を具備していることを確認した.

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高速磁気軸受主軸の開発と高速切削加工への適用

中川亨, 田代功, 嘉戸寛, 丸山照雄

セッションID: A23
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.33.0

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携帯電話の精密外装モールド金型加工において,切削加工時間の90%以上が直径2mm以下のエンドミルによる加工で占められている.このような小径工具による切削加工時間の短縮や加工面品位の向上のために,最高回転数80000rpmの磁気軸受主軸を開発した.本報では、加工時の軸の振動抑制や自動工具交換への対応、さらに、精密金型の高速切削加工への適用について報告する.

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工作機械の高速高精度化(5)

自動車製造を支援するCNC円テーブル

三角進

セッションID: A31
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.35.0

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　最近の自動車部品を製造する設備は、中型大型M/C(マシニングセンタ)から小型M/CやT/C(タッピングセンタ)に移行しています。小型M/Cに移行したからと言って、加工物や治具が小さくなったわけではありません。ここでは、最近の自動車部品を加工するためのCNC円テーブルの選択方法とアプリケーションに関して説明します。

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工作機械のパフォーマンス向上のためのダイレクトドライブモータ開発とその応用

樫原圭蔵

セッションID: A32
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.37.0

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近年、工作機械の高速化、高精度化に伴い、マシニングセンタの回転テーブルにダイレクトドライブモータを搭載する傾向がある。ダイレクトドライブモータを用いることにより、ウォームギヤなどの減速機構を省くことで、低イナーシャ、高速·高加速度の回転運動を実現することが可能になる。また部品点数が少なくなると共に、ギヤのバックラッシなど精度劣化の原因を排除でき、騒音の低減も可能となる。

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工作機械案内面のロストモーション特性とそのモデル化

柴原豪紀, 幸田盛堂, 正本和則

セッションID: A33
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.39.0

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工作機械すべり案内面において、位置決め時のロストモーションは加工精度および加工品位に大きく影響する。そこで、実機のすべり案内面のロストモーション特性を測定し、誤差要因および影響因子を明らかにした。さらに測定結果に基づいて、ロストモーション特性のモデル化を行った。

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ボールねじ送り系の高精度化に関する研究

鳩崎敬, 松原厚, 茨木創一, 小川圭二

セッションID: A34
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.41.0

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工作機械送り系に用いられてきたボールねじ送り系を高精度化するための問題点を調査する.10ナノーオダーの位置決め精度とサブミクロンオーダの真直度を目標とし,外乱要因のモデル化を行った.

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工作機械の高速高精度化(6)

超微細加工プロセス用完全非接触XY運動テーブルシステムの開発

谷口浩一, 吉岡勇人, 橋詰等, 新野秀憲

セッションID: A36
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.43.0

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次世代生産環境における加工要求に対応するためには,加工誤差要因を可能な限り排除した超微細加工プロセスを実現することが必要不可欠である.本研究では,XY平面におけるナノメートル位置決めを可能とする新たな完全非接触支持·非接触駆動によるテーブルシステムを開発し,その基本特性を評価した.更に,それを用いた超微細加工を行い,開発したテーブルシステムの総合的な性能評価を行い,その有用性を確認した.

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多軸送り駆動系のロバスト輪郭制御

内山直樹, 佐野滋則, 高木章二, 山崎和雄

セッションID: A37
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.45.0

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本講演では多軸送り駆動系の新たな輪郭制御法を提案する。本方法は追従誤差の完全な座標変換に基づくものであり,目標軌道の接線方向に関する誤差と独立に,輪郭誤差の抑制性能を調整することが可能になる。さらに本方法によれば,制御対象のモデル化誤差や摩擦外乱等に対するロバスト制御系を構築することができる。実験により提案法の有効性を検証した結果についても述べる。

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交差格子スケールの自己較正法

後藤渉, 茨木創一, 松原厚, 越智玉樹, 浜村実

セッションID: A38
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.47.0

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従来の汎用加工機より高い位置決め分解能を持つ高精密加工機,超精密加工機の真直度·直角度などの2次元平面上での運動精度を測定する手法は,確立されていないのが現状である.交差格子スケールを用いてこれらの加工機の2次元平面上での運動精度を検定する手法を確立する基礎として,本研究では格子の配列誤差などに起因する交差格子スケールの測定誤差を,測定対象上で自己較正するための手法を提案する.

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工作機械の高速高精度化(7)

同期精度向上のための5軸制御マシニングセンタ送り駆動系の制御系設計法

井出裕, 佐藤隆太, 堤正臣

セッションID: A42
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.49.0

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5軸制御マシニングセンタの各サーボゲインは,応答性向上の観点から駆動軸ごとにできる限り大きな値に設定される.しかし各軸の応答特性の差は駆動軸間の同期精度を悪化させ,加工精度に影響する.本論文では速度制御系の調整に部分的モデルマッチング法を用いることで,各軸の応答特性を一致させる方法を提案する.また同時多軸制御加工を想定したシミュレーションを行い,本手法により同期精度の向上が可能であることを明らかにした.

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マシニングセンタ検査規格ISO10791-6のK6の有効性とその静的精度測定への応用

齋藤明徳, Muditha Dassanayake, 堤正臣

セッションID: A43
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.51.0

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本論文ではISO10791–6のK6に規定されている球面補間運動をボールバーで測定し,主軸頭旋回形5軸MCに特有の10個の偏差が,測定された軌跡にどのように影響を及ぼすかを明らかにし,その検査方法の有効性について述べる.さらに,K6の球面補間運動を有効に活用するために,その運動に準じた運動に既に著者らが提案した観測方程式と幾何学的な解析とを併用する方法を適用して個々の偏差を同定する方法を提案する.

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NC加工シミュレーションに基づく工具経路の生成に関する研究

切削負荷の測定

藤尾三紀夫, 安田来美, 勝俣安伸

セッションID: A44
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.53.0

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従来の工具経路は加工対象形状と工具の幾何学情報のみから生成されていたため,実加工において急激な切削負荷変動が生じ,工具破損やたわみ,振動を生じていた.本研究では,加工対象形状と工具,素材形状からNC加工シミュレーションを行いながら,切削負荷が一定となる工具経路を生成するシステムの開発を行っている.本報では試作した工具経路について実機で加工実験を行い,負荷が一定であるかを検証する.

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加工形状の測定に基づく加工誤差の同定法に関する基礎研究

細見祐介, 青山英樹

セッションID: A45
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.55.0

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実加工中に動的に発生する工作物加工形状誤差要因を同定することは,加工精度を向上させるためにも重要な課題である.本研究では,通常の工程で生産される工作物の形状測定データを基に,加工中に動的に発生している工作機械の運動誤差,工具磨耗量,工具系変形量を同定する手法を提案する.

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マシニングセンタによるセラミックスのフィードバック制御研削加工

吉澤紀子, 中川平三郎, 小川圭二, 垣野義昭, 松原厚, 角田雄介

セッションID: A46
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.57.0

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マシニングセンタによる加工にフィードバック制御を用いてアルミナセラミックスを高能率に研削する試みの報告である.本報では,外部センサおよび内部センサを用いて切削抵抗をモニタリングすることで加工現象を監視し,その結果をフィードバックして適切な加工条件に制御することで工具の長寿命化を図った.

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異形断面工作物加工によるNC旋盤の動特性計測

工作物形状の最適化による解析結果

森本喜隆, 市田良夫, 佐藤隆之介, 高橋健介

セッションID: A47
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.59.0

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断面プロファイルが正弦波状の周期的である異形断面工作物を旋削加工することにより得られる周期的な強制外力と,その時の挙動を計測することにより,工具–工作物が接触している状態におけるNC旋盤の動特性を伝達関数として求める手法の提案と,それから得られたモーダルパラメータと,ハンマリングにより得られたモーダルパラメータとを比較検討し,加工中の切削点における動特性を検討する.

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超精密マイクロ機械加工(1)

非回転工具を用いた超精密マイクロ両端止り溝加工

守屋貴雅, 石田徹, 寺本孝司, 竹内芳美, 河合知彦

セッションID: A61
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.61.0

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近年,印刷機器用の超精密部品や光学部品などの分野では,様々なマイクロ溝形状が求められており,その中でも溝の端部に全く切れ上がりのない止り溝への期待が高い.そこで本研究室では止り溝端部形状の加工を試み,溝の片端部に限定してこれに成功した.本研究では,溝の両端をそれぞれ独立した手順で加工し,止り溝端部形状とする新たな創成法を考案し,直線および曲線状の両端止り溝の創成に成功した.

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厚膜フォトレジストおよびNiメッキ構造体の超精密切削による表面仕上げ

奥田孝一, 藤原直樹, 内海裕一, 坂井信支, 服部正

セッションID: A62
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.63.0

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本研究は,超精密切削加工機を用いて単結晶ダイヤモンド工具により,ベーク後あるいは露光後の厚膜フォトレジスト層ならびにNiメッキを施した構造体を直接切削することにより,表面粗さおよび平面度の高い表面層を得ようとするものである.レジスト–Niメッキ構造体表面の超精密切削表面の粗さ,性状等を評価し,多層に重ね合わせたリソグラフィプロセスの可能性を示す.

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直下型LEDディスプレイ部品の開発

福井雅彦, 神谷渚

セッションID: A63
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.65.0

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近年、各社多様のFPDを市場に出し、その中でも小型端末にはLCDが主流となっている。しかし、LCDの光透過率が3˜4%と非常に低いため、従来のバックライトユニットで輝度を維持するのが困難になっている。本研究では電力の消費を減らす·部品点数を減らしてコストを下げることか可能な直下型に着目し、それを可能にする為の導光体を含めたバックライトユニットの開発を行う。そのために、1つのLEDでどれだけ光を広げられるかを検証する。

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マイクロ部品の製作法に関する研究(第6報)

マイクロシリンダの組立

神雅彦, 平賀陽太, 村川正夫

セッションID: A64
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.67.0

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本研究では,マイクロ機械部品として,マイクロシリンダを取り上げ,同各部品の製作法および組立法に関して検討した.まず,前報までにおいて,マイクロシリンダロッドは高アスペクト比軸加工に適した加工パスにより製作し,マイクロシリンダチューブはマイクロドリルによる最適加工条件で穴あけ加工することにより製作した.そして,本報においては,それらの部品を含むマイクロシリンダ部品を超精密機械により組みつけ,マイクロシリンダを完成させた.

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超精密マイクロ機械加工(2)

高速無反動シャトルユニットの研究

ディンプル形状の高速超精密加工

河合知彦, 蛯原建三

セッションID: A66
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.69.0

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高速に微細溝を加工するために、シャトルユニットを開発した。本ユニットは、微細溝だけでなく、工具を高速で振動させることにより、ディンプル形状を高速で超精密加工することができる。数十万個のディンプルを数分で加工した結果について報告する。

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超精密加工用3軸FTSの開発

和田紀彦, 高橋正行, 森脇俊道, 中本圭一, 田中健一

セッションID: A67
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.71.0

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筆者らは回転ステージ上に設置したワーク回転と同期して駆動する超精密加工ユニットを開発した.本ユニットは工具に対してピエゾアクチュエータを3軸直交方向に配置することで工具を任意軌跡で駆動させることができ,また静電容量センサによるフィードバックによる高精度な位置決めを実現している.本法では本加工ユニットの周波数応答特性及び加工結果について報告する.

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超音波楕円振動切削による自由曲面の創成

社本英二, 鈴木教和, 土屋英滋, 堀康徳, 稲垣浩, 吉野清

セッションID: A68
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.73.0

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焼入れ鋼の3次元自由曲面加工に対して,楕円振動切削を適用することにより,高精度な鏡面加工を実現する新しい加工技術の提案を行っている.本報では,提案手法を実現する上で必要となる高精度な運動を実現する4軸CNC加工機の開発を行った.さらに,これまでに開発している超音波楕円振動システムを開発した加工機に搭載して,焼入れ鋼の基礎的な加工実験を行い,本手法の有効性について検討を行った.

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画像フィードバックを用いたマイクロ加工機の開発

尾嶌裕隆, 齊藤勝弘, 周立波, 清水淳, 江田弘

セッションID: A69
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.75.0

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近年,様々な材料でも加工でき,3次元形状の工作物を作り出せるマイクロ機械加工の研究が行われている.それに対して,以前にSEMの真空チャンバ内での加工が可能なマイクロ旋盤を開発した.本研究では,従来の機械座標系による位置制御ではなく,画像情報をもちいた画素座標系によるより正確な位置決め制御法について提案し,その効果について考察した.

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超精密5軸制御加工用誤差補正法の開発

園真, 寺本孝司, 石田徹, 竹内芳美, 河合知彦

セッションID: A70
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.77.0

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　超精密マイクロ加工では,あらゆる種類の誤差が加工精度に多大な影響を与える.さらに最近は,要求される形状が複雑化·微小化し,寸法精度の高い工具による多軸制御加工が必要不可欠となっている.しかし,軸数が増えるほど誤差は蓄積し,加工形状が微小化するほど工具精度の影響も大きくなる.そこで本研究では超精密5軸制御加工の高精度化を目指し,加工形状測定による誤差補正法を考案し,その効果を実証した.

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マイクロ・ナノ加工とその応用(3)

高品質パターン形状ダイヤモンドCVD膜の形成技術

竹下温, 財部剛, 峠睦, 渡邉純二, 大久保誠史

セッションID: B01
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.79.0

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本研究では,CVDダイヤモンド膜の核生成位置および核生成形状を制御することにより,ダイヤモンド膜を選択的かつ特定パターンに成長させ,また,核生成密度を高め,短時間で高品質な膜を成長させることを目標とした.核生成位置を制御できる新しい技術として,ステンレス製小型球の運動に超音波振動を重畳させた新しい前処理技術を開発した.結果,点状,円状,幅数百μmの直線状でのダイヤモンド膜の形成に成功した.

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マイクロレンズアレーを利用したマイクロ光造形に関する研究

オーバーハング形状の試作

野口裕之, 安部新一, 村川正夫

セッションID: B02
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.81.0

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従来の光造形装置では,同時に多数個の製品を作る性能は有していない.この理由は,例えばレーザーなどの1つの光源を使用しているためである.一方,複数個を同時に造形するために複数個の光源を使用することは高価となる.本実験では,同時に複数個のマイクロ部品を製作するために、デジタルミラーデバイス(DMD)プロジェクターとマイクロレンズアレーを使用した.新たにマイクロレンズアレーを使用した多点光造形法を考案した.

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フェムト秒レーザによる微細加工法に関する研究

若林正毅, 池野順一, 安斎正博, 大森整

セッションID: B03
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.83.0

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近年、レーザ微細加工が盛んに行なわれるようになった。特に超短パルスレーザにおける微細加工の進展は目覚しい。本報では、フェムト秒レーザを用いた新たな微細加工法の可能性を見出したので報告する。

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レーザ割断を利用したガラス上の鏡面溝創成法に関する研究

松村孟, 池野順一, 松本崇, 鈴木章彦

セッションID: B04
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.85.0

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レーザ割断は、ガラスを熱歪みによって分断する加工法として知られている。本報では、ガラス上面に鏡面の溝を掘る技術としてレーザ割断を適用することを試みた結果について報告する。

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マイクロ・ナノ加工とその応用(4)

細胞機能制御のための圧電駆動型バイオマイクロデバイスの開発

吉田典央, 柴田隆行, 水上良明, 堀内宰, 増澤徹, 岸田晶夫, 峯田貴, 牧野英司

セッションID: B06
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.87.0

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本研究ではnmオーダの機械的振動刺激が細胞増殖や遺伝子導入を促す効果をもつというこれまでの研究成果をもとに、機械的振動刺激が細胞に及ぼす影響(周波数や振幅など)を網羅的に解析するための圧電駆動型バイオマイクロデバイスの開発を目標としている.本報では、有限要素法によるデバイスの最適設計を行った.また,アクチュエータとして利用するPZT圧電薄膜の形成を行い圧電定数を評価した.

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常温接合を用いた3次元マイクロデバイス製造装置の開発

木ノ内雅人, 後藤崇之, 田原諭, 津野武志, 浅野伸, 長谷川修, 高橋睦也, 山田高幸

セッションID: B07
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.89.0

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常温接合を用いた3次元微細加工技術(FORMULA技術)を適用した3次元マイクロデバイス製造装置の開発について報告する。本装置は、薄膜パターンの常温接合と転写積層を高真空チャンバー内で行う全自動装置である。本装置の主要構成要素である、高精度(位置決め精度50nm)、高耐荷重(1ton)、高真空対応(10^–6Pa台)の位置決めステージを中心に、積層精度150nmを達成した装置全体について報告する。

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ニッケル電鋳パターンを積層して作製した3次元マイクロ流路デバイス

田畑和章, 山田高幸

セッションID: B08
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.91.0

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Ni電鋳パターンを常温接合により積層し3次元マイクロ流路デバイスを作製した。マイクロ熱交換器の各断面パターンをステンレス基板上にNi電鋳により一括して形成し、各層を連続的に真空チャンバー内で常温接合により転写して積み上げた。これは1層25 μmのNiパターンを9層積層したものであり、100 μm以下の水平流路や垂直穴からなり、犠牲層無しに任意の3次元マイクロ流路が形成できることを検証できた。

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オンチップ細胞サージェリーシステムのためのナノニードルアレイの開発

シリコンのドライエッチング特性の評価

伊藤圭介, 柴田隆行, 水上良明, 堀内宰, 増澤徹, 峯田貴, 牧野英司

セッションID: B09
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.93.0

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本研究では,細胞への高効率·高精度な遺伝子導入や細胞の機能解明を行うためのオンチップ細胞サージェリーシステムの開発を目標としている.本報では,化学・生化学物質(遺伝子,タンパク質,薬剤など)の注入·採取を行うためのナノニードルアレイ作製のために必要となるマイクロマシニング技術として,高アスペクト比のエッチングが可能なDeep RIEおよびXeF2ガスを用いたシリコンのエッチング特性を明らかにした.

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マイクロ・ナノ加工とその応用(1)

イオン照射による化合物半導体表面の自己組織化を用いた加工

義家敏正, 新田紀子, 谷脇雅文

セッションID: B13
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.95.0

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GaSb等の化合物半導体を、60kV程度のエネルギーをもつSnイオンで150K以下の低温において照射すると、表面に数10nm程度のセル状構造が形成される。セルの壁はアモルファスである。これは照射温度や化合物半導体の種類に敏感である。この構造の生成メカシズムは、照射化における半導体表面の自己組織化として理解できる。またこのメカニズムの表面加工への応用について述べる。

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FIB加工における三次元微細構造の予測 (第2報)

イオンビーム照射角度が加工特性に及ぼす影響

松村隆, 小笠原亮介

セッションID: B14
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.97.0

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集束イオンビームによる三次元微細加工の予測シミュレーションについて論じている.ビームの照射角度が加工速度に及ぼす影響を実験によって調べ,その特性を明らかにした.これに基づいたシミュレーションを示し,その妥当性について議論する.

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SOGレジストマスクパターンのSiウエハへのイオンビーム転写

川口賢士, 大野博久, 石井良明, 谷口淳, 宮本岩男

セッションID: B15
発行日: 2005/09/15
公開日: 2006/04/18

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005A.0.99.0

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ポジ型電子線レジストであるSOG(spin on glass)は本研究室により三次元露光が行えることがわかっている。このSOGをマスクとしてアルゴンイオンビームを用いて、Si上にパターン転写を行った。本報では、マスクパターンと転写されたSi上のパターンの形状の比較、検討を行った。

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