精密工学会学術講演会講演論文集

表面機能の形成と評価(1)

真空中における無酸素銅の絶縁破壊特性

八重垣武志, 樋口誠宏, 山口智実, 島田尚一, 横溝精一, 金枝敏明

セッションID: B05
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

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

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75MV/mの加速電場における加速管の安定運転の実現が,リニアコライダーの最も重要な課題である.そのため,この高い電界に耐えうる無酸素銅の表面状態の解明が求められている.そこで本研究では,銅の絶縁破壊に及ぼす表面あらさと切削油剤の影響について検討した.その結果,絶縁破壊電界は電極の表面あらさの増加により,また電極表面に残留する切削油剤のために減少することが明らかになった.

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表面機能の形成と評価(2)

分子線エピタキシによるSi/SiC多層薄膜構造の創成と応用

土井光人, 諸貫信行, 角田陽

セッションID: B07
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

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

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MEMS部品への応用を目的に,単結晶のSiとSiCを多層薄膜構造とした従来にない機械的特性を持った材料および機械構造体の作製を試みた.(111)単結晶Si基板上に分子線エピタキシによって単結晶のSiCとSi薄膜を交互に成長可能な加工プロセスを見出すとともに,創成面の幾何形状や機械的特性と加工条件の関係を明らかにした.その結果,SiC単層と比較して優れた機械的特性をもった多層構造が作製可能となった.

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CH₄導入により形成したホウ素含有薄膜の結合状態および機械的特性の評価

神崎昌郎

セッションID: B08
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.66.0

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硬質ホウ素含有薄膜の形成を目指して,B₄Cをターゲットに用いたマグネトロンスパッタリング法により成膜を行った.その際の反応ガスとしてCH₄を導入することにより,膜中の炭素量を制御するとともに水素の添加を試みた.その結果,CH₄導入量の増加に伴い密着力が向上することがわかった.

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二層構造表面性状の解析

吉田一朗, 塚田忠夫, 川崎祐輔

セッションID: B09
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

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

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本研究は,過酷な条件下における摺動面の潤滑性能·摩耗特性の向上を目的として,二層構造表面性状の定量的な解析を行なう.ISOなどでも,二層構造表面の断面曲線に対する評価·解析手法などが提案されているが,実績はほとんど報告されていない.そこで本研究では,二層構造表面性状を測定し,その定量的な評価·解析を行ない,その結果を報告する.

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3次元表面微細形状測定データにおける異常値の処理

原精一郎, 笹島和幸, 牛島尊之

セッションID: B10
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.68.0

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測定された3次元表面微細形状データには,しばしば異常値が含まれ,表面形状の視覚的な認識や粗さパラメータの算出の妨げとなる.本研究では検出エリアの大きさを変化させながら統計処理を行うことにより異常値を精度良く検出する方法,及びそれらのデータ点に妥当な推定値を与える方法を提案する.

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マイクロ・ナノ加工とその応用(1)

シリコンモールドを用いたダイヤモンドアレイ工具の開発と応用(第3報)

ダイヤモンドアレイ工具を用いたミリング工具の作製

高野登, 岡大輔, 森田昇, 山田茂, 大山達雄, 神田一隆, 高野茂人, 小幡勤

セッションID: B13
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.70.0

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反応性イオンエッチング(RIE)や結晶異方性エッチングにより作製した単結晶シリコンウェハをモールドとして,種々の切れ刃形状と配列を有するダイヤモンド工具(ダイヤモンドアレイ工具)を開発した.ダイヤモンドアレイ工具の単刃あるいはアレイ状の複刃を回転軸に装着することにより,極微細加工が可能なミリング工具を作製した.この工具の有用性を検証するため,種々の条件でミリング加工実験を行った.

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シリコンモールドを用いたダイヤモンドアレイ工具の開発と応用(第4報)

加工用ダイヤモンドAFMカンチレバーの開発

高野登, 岡大輔, 川堰宣隆, 森田昇, 山田茂, 大山達雄, 神田一隆, 高野茂人, 小幡勤

セッションID: B14
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

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

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本研究では,既知の切れ刃形状を持つ加工用ダイヤモンドAFMカンチレバーの作製方法について検討した.その結果,単結晶シリコンの異方性エッチングにより作製したカンチレバーのレバー部先端に,既知の切れ刃形状をもつダイヤモンドアレイ工具の1刃を取出し装着することにより,加工用ダイヤモンドAFMカンチレバーの作製が可能であった.

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シリコンモールドを用いたダイヤモンドアレイ工具の開発と応用(第5報)

加工用カンチレバーによる加工実験

川堰宣隆, 岡大輔, 高野登, 森田昇, 山田茂, 大山達雄, 神田一隆, 高野茂人, 小幡勤, 芦田極

セッションID: B15
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.72.0

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本研究は,単結晶シリコンの異方性エッチングとダイヤモンドCVD技術を併用したダイヤモンドアレイ工具について検討している.本報では,ダイヤモンドアレイ工具単粒を切れ刃とした加工用AFMカンチレバーを作製した.それを用いて加工実験を行った結果,単結晶シリコン(100)に対して,切り込み数十nm単位での加工が可能であった.さらに加工部の観察より,延性モードでの切削が行われていることを示し,ナノスケール機械加工に対して有効であることがわかった.

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ナノシート(ニオブ酸カリウム)の機械的除去加工メカニズム

井原透, 新藤斎, 三杉和久, 野口大輔, 坂井高雅, 大矢鉄平

セッションID: B16
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

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

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AFM(原子間力顕微鏡)を用いて,ナノシートとして微小機械の板材としての可能性を持つニオブ酸カリウムという層状化合物の単位層1枚を除去することによって厚さ方向に2nmの精度で加工をおこなった.しかしながら,除去加工時の加工メカニズムに関しては不明であるため,本研究ではニオブ酸カリウムの物性値から延性材料であることを導きすべり面の結合力から加工メカニズムを解明する手がかりを得た.

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マイクロ・ナノ加工とその応用(2)

FFM(摩擦力顕微鏡)を用いた微小加工における切削加工と切削抵抗力の関係

齋藤健史, 小林義和, 白井健二

セッションID: B18
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

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

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微小領域における切削を行う場合、工具にかかる負荷を予測することは工具寿命と、良好な加工を行うために重要である。本研究ではFFMによる微小切削を行い、切削時の工具負荷を工具のねじれより算出した。この測定を試料別、荷重別に行い、それぞれの結果について比較検討を行った。

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ナノ研削に関する基礎研究

ナノスケール除去作用の過渡特性

市田良夫, 佐藤隆之介, 森本喜隆, 笹沼真, 山口徹

セッションID: B19
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.76.0

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ナノ研削における材料除去機構を明らかにするための基礎資料を得る目的で、原子オーダの分解能を有する原子間力顕微鏡に加工中の力をサブμNの分解能で検出可能な2軸トランスジューサを組み合わせたナノ加工装置を用いて、ナノスケール除去過程における過渡的特性を明らかにした。

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Fe3C結晶のマイクロ·ナノ構造の基礎的研究

巨大成長セメンタイト構造粒子を含むFe3C結晶の引っかき変形破壊

山本貴則, 谷山久法, 国谷紀史, 江田弘, 尾嶌裕隆, 清水淳, 周立波

セッションID: B20
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

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

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鋼中のセメンタイトは強度、不鎮静、磁性、耐熱性に富み、これを微細機械加工することができれば、様々な分野への利用が考えられる。しかしながら、その機械的性質は明らかにされておらず、加工性、デバイスの構造設計をする際に必要なデータとなってくる。本稿では、過共析鋼セメンタイトの機械的性質を明らかにするために鋼の微小引っかき実験を行った結果について報告する。

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フッ素樹脂の引っかき加工実験

平晋一郎, 吉岡正人, 伊藤勝照

セッションID: B21
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.78.0

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四フッ化エチレン樹脂(PTFE)板の表面に三角錐形状のダイヤモンド製圧子を使って、一定荷重を負荷した低速の引っかき加工実験を行った。負荷荷重や引っかき速度、引っかき方向、圧子傾斜角度を変えて引っかきを行い、形成された引っかき痕の形状をレーザー顕微鏡で測定した。その結果、面引っかきのときのほうが稜引っかきのときよりも溝深さが大きく、盛り上がり高さが小さいことなどがわかった。

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マイクロ・ナノ加工とその応用(3)

マイクロ切削加工に関する基礎研究

山下洋司, 中島克洋, 高藤和樹, 田丸雄摩

セッションID: B23
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.80.0

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マイクロメータオーダの微小切削の有様を観察するために,ストローク60×60μmの微小X-Yテーブルとサブマイクロメータの送りが出来る垂直送り装置を組み合わせ,垂直送り装置先端に三角錐ダイヤモンド圧子を装着してりん青銅,ベークライト,ガラス表面をサブマイクロメータから5μmの切り込みを与えて溝切削をした.加工後の切削痕は写真および垂直送り装置に装着した触針の走査によって得た三次元形状により観察した.

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ピックアップレンズ金型加工の基礎研究

福井雅彦, 桶屋行博, 吉田一也

セッションID: B24
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

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

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光ディスク用ピックアップレンズは大容量化に伴う高精度化が求められており,またコストダウンのため高機能化や光学系のコンパクト化が求められている.よって量産のための金型には厳しい形状精度と表面粗さに加え,複雑形状が必要となっている.我々は基礎研究として,超精密加工機を用いて様々な形状,条件,加工方法で複数のレンズ金型を作製したので,これの一部を報告する.

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ナノダイヤモンドを用いた鏡面研削砥石の開発

池野順一, 菊地覚, 澁谷秀雄, 南部洋平, 小林孝司, 大川薫, 落合一裕

セッションID: B25
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.82.0

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硬脆材料や金型材料の鏡面仕上げ用砥石として、数nmのナノダイヤモンドを用いた新しい研削砥石の開発を試みている。本報告では、製造法およびその研削性能について検討を行い、鏡面研削が可能であることを見出したので報告する。

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超音波シュー心無し研削による極小径部品の創成加工に関する研究

呉勇波, 範玉峰, 立花亨, 加藤正名

セッションID: B26
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

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

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本研究では,大アスペクト比極小径部品の創成加工技術を開発することを目的に,超音波シュー心無し研削による直径100μm以下のマイクロ加工を試みている.本方法は,従来の心無し研削における調整車ユニットの代わりに超音波楕円微振動シューを用いて加工物の支持と回転制御を行うもので,極小径部品の加工を容易にした.実験装置を設計·製作して行った研削テストによって長さ15mmで直径55μmの極細部品を得られた.

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加工機械のマイクロ化(1)

マイクロ放電加工における振動付加の影響に関する研究

加工の安定性の観察および工具電極の消耗について

遠藤隆史, 三井公之

セッションID: B30
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

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

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マイクロ放電加工において工具電極に振動を付加することで加工時間を大幅に短縮することができる.これは,電極と工具間の短絡が減少し,加工の安定性が増した結果であるものと考えられる.このため,放電加工時の電流を観察し,加振振動数·振幅と短絡の発生状態との関係,テーブルの回避動作について調べた結果について報告する.また,振動が工具電極の消耗に及ぼす影響についても述べる.

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金属薄板に対するプレス穴あけ加工における加工精度(第1報)

岡田裕介, 木部義幸, 三井公之

セッションID: B31
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.86.0

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一般に,せん断加工において最も重要な加工条件はパンチとダイ間のクリアランスであるとされており,一般作業用(適正)クリアランスが提唱されている.しかし,一般作業用(適正)クリアランスは金属薄板を対象としているとは考え難い.本研究では金属薄板に対して各種クリアランスの下,せん断加工の一種であるプレス穴あけ加工を行い,加工後の穴の切口面形状を測定し,クリアランスとの関係を明らかにした.

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インクリメンタルフォーミングによるマイクロ張出し成形(第2報)

工具先端半径の変化が表面性状に及ぼす影響

平松信也, 森田昇, 山田茂, 高野登, 大山達雄

セッションID: B32
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

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

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張出し成形における加工現象を解析するため,卓上CNCマイクロフライス盤を用いた張出し成形を行った.工具先端半径を変化させ成形後の表面を観察し,張出し成形特性に及ぼす影響について検討した.表面性状と工具先端半径との関係や,工具軌跡の重畳(オーバーラップ)との関係について考察した.また工具先端径が1mm以下の小径張出し工具を用い,微細張出し成形を試みた.

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マイクロアクチュエータを利用したマイクロ加工機の開発

直動型静電マイクロアクチュエータによる工具デバイスの試作

福村智一, 山口智美, 樋口誠宏

セッションID: B33
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.88.0

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様々な電子機器のデバイス部品を省エネルギーかつ低コストで製造するために,加工機の小型化が進められている.本研究では,μmオーダの加工機の実現を目的とする.本報では,工具の運動部分に,シリコンファブリケーションによる直動型静電マイクロアクチュエータを適用し,かつその表面に,異方生エッチングによりマイクロピラミッド群の切れ刃を形成した工具デバイスの試作を行った.

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マイクロマシニングセンタ用自動工具クランプ装置の開発

藤野健一郎, 北原時雄, 三井公之, 村中克行

セッションID: B34
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

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

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小型工作機械の分野においてはマイクロマシニングセンタの開発が求められている.マイクロマシニングセンタを実用化するためにはマイクロATCが必要であり,そのために自動工具クランプ装置が必要となる.本報告では,ワンアクションで工具の着脱が可能で,工具の振れ回り量が小さく,かつ切削抵抗による工具のスリップが生じることのない自動工具クランプ装置を3方式考案し,試作した.そして,実切削試験を行い諸特性を明らかにした.

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加工機械のマイクロ化(2)

マイクロ旋削加工における工具高さおよび被削材直径の測定

大下摩京, 三井公之, 林亮

セッションID: B36
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

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

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マイクロ旋盤による細径軸の旋削加工の際には,工具刃先の高さを工作物の中心に一致させることが必要である.高さの不一致は直径の誤差や表面粗さの劣化の原因となる.しかし,被削材が微細であるためにバイト刃先と被削材の高さの調整を目視により行うことは困難である.また,直径の測定も従来のマイクロメータによる測定が困難である.このため本研究では,工具高さおよび直径測定に画像処理技術を応用することを試みた.

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超小型精密旋盤のためのCNCソフト開発

林亮, 伊藤寿美夫, 飯島大典, 青山尚之, 山中将

セッションID: B37
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.92.0

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マイクロ部品専用の旋盤「NANOWAVE MTS 4」のためにCNCソフトウエアを開発した。オープンソースとするため動作環境はパーソナルコンピュータ(PC)とし、開発環境はMicrosoft Visual C++とした。ミクロンオーダーの寸法指定も容易に行えるようにマウスでの操作を基本とし、PCモニタ上のワーク図形にクリック入力で描画した形状をそのまま切削可能にした簡易CAD/CAM機能も設けた。

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工作機械の設計における寸法効果の検討

山中将, 廣冨真也, 井上克己

セッションID: B38
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

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

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マイクロ工作機械の設計原理に関する研究を行っている.組付精度,運動精度,加工力による変形,熱変位などが機械寸法に対してどのように変化するかを考察し,寸法効果を考慮した誤差計算方法を検討した.すでに開発したマイクロ旋盤の機械寸法とそれを拡大·縮小したモデルを用いて計算を行い,手法の妥当性を評価した.さらに各要素に生じる誤差の感度解析を行い考察する.

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マイクロ旋盤の機械特性と加工品質の関係

山中将, 林亮, 伊藤寿美夫, 飯島大典, 井上克己

セッションID: B39
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.94.0

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マイクロ旋盤用に超小型の遊星トラクションドライブ減速機を用いた工作主軸を開発した.用いたモータは外形16mmで最高回転速度は60000r/minである.振動レベルは遊星歯車式の主軸台の約半分である.2種類の主軸台と直径5mmの真ちゅうを用いて切削試験を行い,振動低減の効果が加工品質にどのような影響を及ぼすかを調べた.加工条件を変えて切削加工を行い,粗さと真円度の測定結果について考察する.

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マイクロ・ナノ加工とその応用(7)

FIB加工における3次元微細構造の予測

松村隆, 小笠原亮介

セッションID: B61
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.96.0

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FIB加工における三次元微細構造の予測モデルとそのシミュレーションについて論じている.ビームによる材料除去モデルを作成し,ビーム軌跡とそのモデルから加工後の微細構造を予測する方法を示す.二,三の加工事例を示し,提案する方法の妥当性と問題点を示す.

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高フォトンレーザアブレーションによる理論空間解像度を超えた微細加工技術

石川正純, 石丸伊知郎, 石井知彦, 井上祐介, 奥田貴啓, 藤井義樹

セッションID: B62
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

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

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我々は高フォントエネルギーを有するArFエキシマレーザを用いたレーザーアブレーション技術を提案する。本手法ではレーザ強度の高い領域のみを選択して照射することで、加工物の原子間結合を直接解離して除去加工を行う。そのため照射領域外への熱溶融の影響を抑えることができる。さらに先端を波長以下に加工した光ファイバーを通し、近接場光として用いることで理論空間解像度を超えた微細加工が可能となる。

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2ビームを用いたガラスの3次元レーザ微細割断法

松本崇, 池野順一, 鈴木章彦, 澁谷秀雄

セッションID: B63
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.98.0

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切り屑を排出せず、鏡面の切断面を創成することができる割断法は、硬脆材料の切断加工において、環境保全や高精度化という面で、今後益々重要な加工法になると考えられる。本研究では、3次元で高精度にクラックの進展方向を制御する手法として、2ビームによる割断法を試みている。本報ではその成果について報告する。

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電ビーム露光によるPDMSのパターン形成

宇敷隆昭, 谷口淳, 宮本岩男

セッションID: B64
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

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

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PDMSはマイクロチャネル等に使用されており、生物系や化学系への応用が期待されている。本研究では、PDMSをネガ型、ポジ型で使用することにより、さまざまな形状を作製できることを確認した。

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生産原論(1)

ものづくり·切削·機械（キーノートスピーチ）

上原邦雄

セッションID: B66
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.101.0

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The keynote paper presents a linguistic approach on following three words; manufacture, cutting and machine. The word “manufacture” is known as “monozukuri” in Japan and the meaning of this word is discussed. The Japanese translation of the word “cutting” is “sessaku” and the origin of this Japanese word is surveyed through an examination of old journals. Finally, the definition of the “machine” is surveyed historically.

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技術者が直面している諸問題(5)

河西敏雄, 西村一郎, 池野順一

セッションID: B67
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.102.0

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精密工学に関わる我々の倫理観、仕事上の行動における反省点、報道等で取り上げられた問題点····などを話題として提案し、技術者倫理はどうあるべきか、またそれを支えるものは何であるかを討論する。

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田口品質工学の真実と誤解:基本数理と拡張解釈

柴山忠雄

セッションID: B68
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.103.0

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組み合わせ完全配置の上の加法性および分離性に基づく省略実験は最も重要な技法であり、応答の対数分散にも適用されるが、結果は各々の課題の専門分野での吟味を要する。マハラノビス田口法/田口シュミット法は多数の不規則な処理応答対に用いる。理学/技術/工学/経済的解釈よりも課題ごとに予測と実在との一致の正確さ·精密さを専門分野で吟味する必要がある。普及目的の標準化活動は無用·有害である。

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美的設計方法に基づく創造設計論

高梨隆雄

セッションID: B69
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.104.0

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感性重視の現今、美的な設計方法論による創造的設計が必須条件になってきている。ここに、芸術を科学したレオナルド·ダ·ヴィンチのレオナルド手稿に視られる創造的原理や方法の事例などから、設計与条件を分析し、その設定条件を美的設計方法論に規定し展開した。その演習事例を構造モデル階層化により客観的に検証する。感性重視による未知の商品開発の設計方法に、有効な美的創造設計論となることを研究目的とする。

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生産原論(2)

工学設計のための新しい工学基礎ドローイング科目の実践

機械製図とのつながり

西誠, 中村純生

セッションID: B73
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.106.0

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金沢工業大学の工学実技教育ではエンジニアリング基礎能力を習得するための科目を実践している。この中の科目の1つである工学基礎ドローイングは図を使った表現(ドローイング)の技法を学ぶとともに実際にさまざまなモノを表現しコミュニケーションを行いながら、図による表現能力を向上させることを目的として実施されている。本報告では金沢工業大学で行っている工学基礎ドローイングが機械系の製図教育とどのようにつながっているかについて報告する。

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新入生への「スタディスキルズ教育」の2年目の進化

河田耕一, 山口信次, 原田淳

セッションID: B74
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.107.0

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高知工科大学では新入生に対して、スタディスキルズ教育を2003年より行ってきた。この内容および2年目の進化した内容について以下を紹介する。(1)コマ数の増加による教育指導内容の充実(2)学生の読む·書くなど9能力の具体的評価の実施(3)人間力アンケート、自己評価アンケートによる学生カルテの作成(4)実施内容の講師間での相互吸収によるレベルアップ(5)スタディスキルズ2の企画·実施。

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「ものづくり」に対する理工系学生の取り組み方の現状について(その4～燃料電池カー·チームの場合)

大会に出場するための「ものづくり」を目的とする「アドバンスト·ワークショップ」教科の効果と評価

川島忠雄, 河西敏雄, 西村一郎

セッションID: B75
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.108.0

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理工系学生の「ものづくり」に対する意識と取り組み方については、これまで2003年春季大会で一年生を対象の「ワークショップ」教科、2003年秋季大会以降、二年生以上の高学年を対象の「アドバンスト·ワークショップ」教科について講評しました。今回「アドバンスト·ワークショップ」教科の4番目として、「燃料電池カー·チーム」を取り上げて、その実績と効果について、講評してみる。

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MindStormsを用いたマスタスレーブマニピュレータの開発

ロボット·メカトロニクス技術教育への展開

青木立

セッションID: B76
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.109.0

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筆者は都立工業高専電気工学科においてロボット工学及びメカトロニクスの授業を担当しており,平成12年度よりMindStorms利用してロボットの設計,製作を実施している.本研究はMindStormsを利用した上記技術教育への展開の可能性を検討することを目的とし,4軸のマスタスレーブマニピュレータシステムを設計,製作した.物体を把持して移動させるという簡単な作業を実現することができ,技術教育への有用性が実証された.

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設計およびサービス工学(1)

幾何拘束を利用した挙動予測モデリング

李忠星, 木村文彦

セッションID: C01
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.111.0

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プロダクトのモデリングは形状情報と空間情報を取り扱っているので,設計者が意図した機能の把握が困難である.そこで,本研究の目的はプロダクトの機能予測·検証のためのモデリングの方法を提案し,支援システムを構築することである.方法としては作成した機能に対して要素の組み合わせを提供する.提供した要素の形状と形状変数の幾何拘束から,要素間の挙動の自由度を求め,要求される機能の発現を予測する.

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データ包絡分析法による製品データの解析

諸岡宏亮, 乾正知, 宮下朋之

セッションID: C02
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.112.0

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企業の利潤を追求するために、設備投資を含めた開発コストに対する利益(費用便益)の最大化が求められ、開発対象となる製品に対し、より厳しい開発環境下において同業他社に対して優位にたてる機能、性能の向上が設計者に課せられるようになってきた.同業他社の製品と自社の製品をいろいろな視点で比べ、その効率値をデータ包絡分析法を用いて算出し、比較·検討を容易にさせる。そしてより機能、性能の良い製品の開発のための指針の導出を目的としている。

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寄与度を用いたパラメータスタディツールの改善

齋藤知之, 宮下朋之, 乾正知

セッションID: C03
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.113.0

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設計において、様々な性能や条件をそのパラメータにより公式化できる場合があり、個々のパラメータが及ぼす性能や条件に対する影響力を把握するため、変数の値を変更し、検討することを繰り返し行うパラメータスタディという作業を行う.パラメータスタディを用いる際、数値データとなり直感的に把握しにくいので、3次元グラフィックスを用いたパラメータスタディツールを構築させ、更に、寄与度により変数の有意性を調べる.

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感度情報を用いたハイブリッドスワーム型最適化手法

泉井一浩, 西脇眞二, 吉村允孝

セッションID: C04
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.114.0

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Particle Swarm Optimizationに代表されるスワーム型最適化手法は,多峰性のある最適化問題の解法として注目を浴びている.しかし,制約条件を明示的に扱わないため,制約条件を多く含む問題を効率的に解くことが出来ない.そこで本研究では,スワーム型最適化手法に,設計感度情報を利用した解探索法を併用する方法を提案している.構造設計問題に本手法を適用し,有効性を確認している.

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設計およびサービス工学(2)

サービス工学に基づくサービスCADシステムの構築(第13報)

シナリオビルダーの実装

土井博貴, 原辰徳, 渡辺健太郎, 下村芳樹

セッションID: C06
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.116.0

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著者らはこれまでに、サービス設計のためのレシーバ像、及びレシーバの行動をモデル化するための手法としてペルソナ概念に基づくシナリオモデルを提案し、その記述ツールであるシナリオビルダーの要求仕様をまとめた。本報では、先に整理した要求仕様に基づいて実装したシナリオビルダーを用い、サービス設計におけるペルソナの設定からRSP決定までの一連の流れを例題を通じて記述し、提案するシナリオモデルの記述能力を検証する。

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サービス工学に基づくサービスCADシステムの構築(第14報)

設計過程モデルに基づくガイダンス機能

渡辺健太郎, 原辰徳, 坂尾知彦, 下村芳樹

セッションID: C07
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.117.0

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著者らはこれまでに、サービスCADと呼ばれるサービスの設計支援を目的とした計算機ツールの開発を行っている。また、サービスCADによるサービス設計支援の内容を拡充することを目的に、サービスの設計過程を定式化した。本稿では、計算機上への実装を前提に上記の設計過程モデルを再構成すると共に、サービス設計における入出力情報を整理し、本モデルに基づくサービスCADによる設計ガイダンス機能の要求仕様を明らかにする。さらに本ガイダンス機能のプロトタイピングにより、この有効性を評価する。

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サービス工学に基づくサービスCADシステムの構築(第15報)

カラードペトリネット技法に基づくサービス·シミュレータ

三浦泰輔, 小方博之, Tian Guohui, 渡辺健太郎, 原辰徳, 下村芳樹, 新井民夫

セッションID: C08
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.118.0

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本報では,著者らがこれまでに提案しているサービスのモデル化手法に対して,カラード·ペトリネット技法を応用することによる動的なシミュレーション機能を追加し,サービスモデル上のパラメータ間の因果関係に基づき,サービスに対するレシーバの満足度の経時的な変化を観測する方法を提案する.また,この方法により,サービスを構成する各エージェントの満足度を表現し,その結果を評価することによりサービス全体の実現可能性と供給価値のバランスを検証するための方法を構築する.さらに例題を用いて提案手法の有効性を検証する.

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サービス工学に基づくサービスCADシステムの構築(第16報)

価値/コストバランスモデルによるサービス設計

坂尾知彦, 下村芳樹

セッションID: C09
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.119.0

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本報では、著者らが提案する価値とコストをバランスさせるサービス設計の概念を基にして、設計上存在する何らかのコンフリクトを解消する際に、価値とコストの適切なバランスを実現することにより、サービスのレシーバが受け取るトータル価値を増大するための設計方法を類型により提案する。そのために環境に配慮した設計等を行なうライフサイクルエンジニアリング分野の実例を、分析対象とする。

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形状モデリング(1)

ユニフォーム有理3次B-spline曲線網を利用した同次Catmull-Clark細分割曲面の生成

柳瀬裕介, 山口富士夫

セッションID: C13
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.121.0

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Catmull-Clark細分割を4次元同次座標で処理を行う.4次元同次処理により制御点に付与されるウエイトw成分を制御することで,より表現能力の高い細分割曲面を生成することができる.w成分を制御する指標として,ユニフォーム有理3次B-spline曲線網を与え,それらを補間するような曲面を同次Catmull-Clark細分割によって生成し,形状モデリングを行うためのアルゴリズムを提案する.

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有限要素解析のための多重解像度メッシュモデリングに関する研究

非多様体メッシュの解像度制御

伊達宏昭, 金井理, 岸浪建史, 西垣一朗, 土肥高幸

セッションID: C14
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.122.0

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本研究では,高密度な三角形·四面体メッシュの低解像度化に基づく,頑強でメッシュ性質制御性の高い有限要素解析用メッシュ生成法を開発してきた.本報では,中立面シェルやアセンブリなどのより広い種類のモデルへの既提案法の適用に必要となる,非多様体メッシュを効率よく保存·処理できるデータ構造,並びに,非多様体メッシュの解像度制御法を提案し,具体的例題への適用によりその有効性を示す.

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離散ラプラシアンを用いたメッシュデータの平滑化(第3報)

特徴を考慮した平滑化手法

山口陽平, 梅谷俊治, 東正毅

セッションID: C15
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.123.0

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リバースエンジニアリングの分野では,3Dスキャナにより測定された製品から計算機内部に三角形メッシュからなる数学モデルを作成する.しかし,測定データは誤差を含んだ多量な点群で構成されている.そこで,点群は平滑化されることが必要であり,かつ曲面と曲面の交線などの特徴形状が保存されなければならない.本研究では,いくつかのセグメントに分け,境界上の点には特殊処理を行うことで,特徴形状を考慮した平滑化手法を提案する.

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メッシュ特徴稜線抽出のための曲率評価法の比較に関する研究

溝口知広, 伊達宏昭, 金井理, 岸浪建史

セッションID: C16
発行日: 2005/03/10
公開日: 2005/10/06

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2005S.0.124.0

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メッシュの曲率算出はメッシュの形状評価を必要とするメッシュ簡略化や領域分けなど多くのアプリケーションで要求され,これまでに多くの曲率算出手法が提案されてきている.本報では,本研究で提案してきたWatershed法に基づくメッシュ特徴稜線抽出法で利用可能な,既存のメッシュ頂点における曲率算出法を比較評価し,それらを応用することで,より高精度なメッシュ特徴稜線抽出を実現する.

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