精密工学会学術講演会講演論文集

設計とサービス工学(3)

Universal Abduction Studioの開発(第9報)

創造的設計支援のための知識表現形式の提案

伊東真樹, 森本憲悟, 下村芳樹, 武田英明, 吉岡真治

セッションID: M22
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1001.0

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設計課題に関連する領域知識を用いるだけでは,創造的な設計解を得ることは困難である.本研究では創造的設計実現のためには,設計課題に関する領域知識とそれとは異なる領域知識の統合が重要であると考え,これを総合的に支援する計算機環境の構築を目指している.本稿ではより高度な知識統合を実現するために,知識の意味的構造に基づく統合を可能とする知識表現形式とその形式に従い知識を記述するためのエディタを提案する.

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Universal Abduction Studioの開発(第10報)

対話型進化的計算法に基づく仮説的な設計知識生成手法の提案

森本憲悟, 下村芳樹, 武田英明, 吉岡真治, 上田完次

セッションID: M23
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1003.0

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既知の知識のみからでは解を導出することが困難な創造的設計においては、新たな知見の導入や発想による知識の拡張が必要である。本研究ではこのような創造的設計過程の理解、および、それを総合的に支援するための計算機環境の構築を目指している。本稿ではこの創造的設計における知識拡張に必要な仮説的知識の生成を対話型進化的計算法に基づいて行う手法を提案する。さらに機能展開の知識に適用し提案手法の有効性を検証する。

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圧電アクチュエータとその応用デバイス(1)

3個の圧電素子を用いた自走式マイクロアクチュエータの動作解析(第2報)

旋回·平行移動

池上朋幸, 鳥井昭宏, 道木加絵, 植田明照

セッションID: M32
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1005.0

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3個の積層型圧電素子を三角形状に接続したインチワームタイプのマイクロアクチュエ–タの動作を理論的に明らかにする。三角形の頂点に電磁石を配置する。電磁力による吸着と圧電素子の伸縮の制御によりアクチュエータの直進·回転動作が可能である。3個の圧電素子の伸縮量を不平衡にすることによる旋回動作,平行移動を検討し、明らかにする。

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圧電素子の変形により駆動するミニチュアロボットの回転と支持脚の動作

島田淳, 鳥井昭宏, 道木加絵, 植田明照

セッションID: M33
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1007.0

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正三角形状に組まれた3本の圧電素子と、その正三角形の頂点に位置する3個の支持脚からなるミニチュアロボットの動作と、脚の動作を計測する。入力波形は正弦波と方形波を用いる。入力波形の周波数を変化させ、ミニチュアロボットが正常に回転動作を行った時と、行わなかった時の脚の動作を比較、検討する。

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ペーストインジェクションによる圧電高分子を用いた柔軟構造センサ

神田岳文, 岩井隆義, 久禮健司, 鈴森康一

セッションID: M34
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1009.0

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ソフトアクチュエータはその柔軟性から、医療など様々な分野での使用が期待されている。本研究では、ソフトアクチュエータと一体化可能で柔軟な構造を持つセンサの実現を目的としている。圧電性高分子の柔軟性と、ペースト状の材料を用いることによる形状の自由度の高さに着目し、変位検出センサの試作·評価を行った。インジェクションシステムを使用することで、作成プロセスの簡略化と3次元曲面へのパターニングを実現した。

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電流パルスによる圧電アクチュエータの駆動(第3報)

電圧源による駆動との比較

古谷克司, 飯田克彦

セッションID: M35
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1011.0

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圧電アクチュエータを高分解能駆動するために電流パルスによる駆動法を提案している.これを用いてオープンループ制御およびPID制御により位置決め実験を行い,電流パルス駆動と電圧源駆動を比較した.指令値と測定値の直線性は電流パルス駆動のほうがよかった.フィードバック制御の性能は同等であった.

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圧電アクチュエータとその応用デバイス(2)

予圧機構を内蔵した小型高速超音波スピンドルモータ

青柳学, 川嶋伸明, 石黒稔

セッションID: M37
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1013.0

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通常の超音波モータの予圧機構はバネを用いて行われるため、ステータ振動子の他に幾つかの部品が必要であり、小型の妨げとなっている。本研究の目的は、小型化が容易な超音波モータを実現することである。ステータ振動子とバネをL字状の弾性板で一体構成とすることでシンプルな予圧と支持を実現した。試作の結果、100rps程度で高速回転する小型超音波スピンドルモータが実現できた。

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超音波モータを用いた超高真空対応回転導入器の寿命向上

摩擦材料とステータ‐ロータ接触面における磨耗の関係

船見慎太郎, 新野俊樹

セッションID: M38
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1015.0

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超高真空環境下で使用可能な機械要素として,超音波モータを用いた回転導入器の開発を行っている.これまでに10^–8Paでの駆動に成功し,超高真空中で非磁性駆動という要件は満たしたが,連続駆動時間が130時間程度であり,実用に供しうる寿命が得られていない.寿命を制限する最大の要因である振動子駆動面と回転子接触面の磨耗を抑制するために,種々の摩擦材を組み合わせ駆動試験を行った.

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セグメント構造ダイヤモンド状炭素膜を摩擦駆動面に用いた弾性表面波リニアモータ

第1報　スライダ表面への導入と駆動実験

小谷浩之, 青木佑一, 高崎正也, 大竹尚登, 水野毅

セッションID: M39
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1017.0

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弾性表面波リニアモータでは微小な突起の分布を持ったシリコンスライダの導入により,推力·速度特性を向上させてきた.本研究では,セグメント構造を持ったダイアモンド状炭素膜(S–DLC)を摩擦駆動面に導入することにより,シリコンスライダと同等の性能を確保しつつ,耐摩耗性を向上させることを提案する.本報では,S–DLCを表面に形成したシリコンウエハをスライダとして用いたモータを試作し,駆動に成功した.

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進行波超音波応用によるマイクロモータの開発

駆動原理とプロトタイプ

中嶋明平, 古川勇二, 守屋正

セッションID: M40
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1019.0

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　コイル型ステータへの進行波超音波の伝搬を利用した超音波モータについて報告する。このモータは、駆動部がステータ·ロータのみという単純な構造のため、小型化に適している。そこで直径0.8mm軸長4mmのモータを試作し、駆動性能を計測したところ、回転数11000rpm、起動トルク0.22μN·mという値が得られた。またロータへの予圧を変え回転速度を計測したところ、予圧による駆動性能の向上が確認された。

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圧電アクチュエータとその応用デバイス(3)

超音波マイクロモータ応用による微細血管内視鏡(IVUS)の開発

駆動および信号受発信原理

和田哲郎, 中嶋明平, 守屋正, 古川勇二

セッションID: M44
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1021.0

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脳血栓の検出·除去のためには外径2mm以下の回転·内部観察メカニズムの開発が不可欠である。そこで開発した超音波マイクロモータを応用して超音波血管内視鏡(IVUS)の回転駆動源とし、血管内壁観察のために別に設けた超音波マイクロ検査機構を組み合わせた原理、および第一次試作について報告する。水中、人工血液内での、トルク–回転数特性、および観察用超音波受発信原理の提案とその基礎実験を行った。

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超音波スクイーズ効果を利用した非接触チャックに関する研究

水平方向復元力発生についての検討

山崎友美, 吉本成香, 戸田和之

セッションID: M45
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1023.0

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超音波振動面上に置かれた物体は振動面上に浮上するとともに、水平方向にも保持されることが知られている。本研究では、ICチップなどの取り扱いにおいて必要とされている非接触搬送にこの超音波スクイーズ効果を利用することを考えた。ここでは、提案する非接触チャックを用いて、超音波振動の水平方向の復元力について実験および理論計算を行うことにより検討した。

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超音波音響粘性力と空気静圧力を組み合わせたフラットパネル基板の非接触搬送(第三報)

直線搬送路の構築

磯部浩已, 久曽神煌

セッションID: M46
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1025.0

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近年、平面基板や半導体ウエハの大型化が進む一方、その厚さは変わらない。そのため、基板は壊れやすく、非接触搬送技術の開発が望まれている。本研究では、空気静圧力により、基板を非接触で浮上させた状態で、その上面を覆っているステータにたわみ進行波を励起する。その結果、音響粘性力が基板に作用し、基板は非接触で移動する。ここでは、実際に搬送路を構築し、実験を行ったので報告する。

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圧電素子を用いた光学素子チルト機構の開発

永留誠一, 尾崎正昭, 北村和也

セッションID: M47
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1027.0

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近年、機器の機能向上に伴い小型モジュールの開発が望まれている。しかし、性能の向上したモジュールは外部振動により光軸がずれやすいという問題や、動作時の消費電力を小さくしなければならないという問題がある。以上の問題を解決するため、振動が発生した際に光学系を動的に傾斜させ、光軸のずれを低減することができる小型の光学系チルト機構を開発した。本稿では低消費電力駆動が可能な小型のチルト機構にピエゾアクチュエータを用いた設計について説明を行う。

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超精密マイクロ機械加工(1)

マイクロエンドミルによるガラスの切削加工

工具先端位置センシングおよび切削液の化学的影響

横尾一将, 柿沼康弘, 青山藤詞郎, 松村隆, 角野充彦

セッションID: M73
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1029.0

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ガラスの透過性や化学的特性に着目し,マイクロエンドミルによるガラスの微細切削加工に関する研究を行った.まずガラス表面にエバネッセント光を発生させることにより,非接触でワークに対する工具先端位置を検知する技術を開発した。次にガラスと切削液界面の化学的作用に着目し、切削液のpHが加工面性状に及ぼす影響を調べた.切削液として水が有効であることを実験的に示した.

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超音波楕円振動切削によるタングステン合金の超精密微細加工

基礎的な切削性能の評価

鈴木教和, 社本英二, 針谷誠, 楊積彬, 大槻真人, 浜田晴司

セッションID: M74
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1031.0

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ガラス成形用金型として優れた特性を持つタングステン合金に対して超音波楕円振動切削による超精密微細加工を試みた.基礎的な切削性能評価の結果,通常の切削ではむしれやタングステン粒子の脱落が発生して仕上げ面性状が劣化したことに対し,楕円振動切削では40nmRz程度の良好な仕上げ面性状が得られた.さらに,実際の金型を想定した超精密微細加工を行い,良好な仕上げ面性状および形状精度が得られることを確認した.

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Ni–Pの楕円振動切削加工における単結晶ダイヤモンド工具の損耗特性

宋詠燦, 中岸弘貴, 前保義人, 森脇俊道

セッションID: M75
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1033.0

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一般にフレネルレンズ金型などに施されるNi–Pメッキ層をダイヤモンド切削すると,工具は激しく損耗する.また,複雑微細形状の超精密切削加工に用いられるダイヤモンド工具は刃先ノーズ半径が非常に微小であり,チッピングが起こりやすいという問題がある.本研究では,Ni–Pメッキ層の超精密切削に超音波楕円振動切削加工を用い,これらの工具損耗を抑制,防止することを目的に基礎的な実験を行ったので報告する.

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高速無反動シャトルユニットの研究

河合知彦, 蛯原建三

セッションID: M76
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1035.0

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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、工具を高速で駆動することにより、ディンプル形状や任意の形状を加工することができる。様々な試験加工を行うことで、シャトルユニットの実用性を探ったので報告する。

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超精密加工用3軸FTSの開発(第2報)

2nd モデルの設計

和田紀彦, 高橋正行, 田代功, 森脇俊道, 中本圭一

セッションID: M77
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1037.0

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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ている.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る.前報での1stモデルにおける問題点を考慮し,センサレイアウトの変更及び圧電素子への予圧機構を追加した2ndモデルを設計した.また,アクチュエータ駆動時の工具刃先位置精度を有限要素法を用いて解析した.本報では,2ndモデルの設計と駆動評価結果及び加工結果について報告する.

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超精密マイクロ機械加工(2)

単結晶ダイヤモンドバイトを用いた等間隔プリズム加工

荒井剛, 神崎紀久, 吉田仁, 長坂昭吾

セッションID: M79
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1039.0

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近年、回折格子やフレネルレンズ等、微細で鋭利な形状を必要とするアプリケーションが増えており、それらの金型には極めて均一な(フレネルレンズの場合は可変ピッチの)プリズム形状(V溝)が必要である。しかし、加工条件によっては正常な形状が得られないため、加工パラメータと加工現象との関係を解明する必要がある。そこで本稿では、正確にV溝を形成するための各種パラメータ(主に切削速度)と、加工現象との関係についての解明を試みた。

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超精密切削加工による光通信用非球面マイクロレンズアレイ金型の開発

神崎紀久, 荒井剛, 吉田仁, 長坂昭吾, 大西徹也

セッションID: M80
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1041.0

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光インターコネクションにおいて、結合効率を高めるために高精度なマイクロレンズが求められている。本開発では、超精密切削加工による小径ボールエンドミル加工を用いることによって、光通信用非球面マイクロレンズアレイ金型を作成することを可能とした。本報では、その加工方法について説明し、作成したマイクロレンズアレイ金型のレンズ間ピッチ精度、およびレンズ形状精度について報告する。

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ダイヤモンド切削による微小レンズアレイ金型の超精密加工

ピエゾアクチュエータを用いた高速加工の検討

吉川武尚, 京井正之, 前田幸男, 太田共久, 田谷昌人

セッションID: M81
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1043.0

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液晶ディスプレイなどに用いられる光学部品には、表示画面の輝度やコントラストなどの表示性能の向上を目的に、レンズアレイ状の微細パターンの形成が求められている。本研究では、単結晶のダイヤモンドバイトを用いてレンズアレイによる微細パターン金型加工の検討を行った。その結果、ピエゾアクチュエータを用いた微小切込み機構部とNC加工機との連動制御加工により高速かつ高精度で金型加工できることを確認した。

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3次元マイクロ部品の超精密5軸制御加工

マイクロ軸流ポンプの開発

北村智和, 河合知彦, 酒井田康宏, 辻本良信, 堀口祐憲, 弓塲大輔, 竹内芳美

セッションID: M82
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1045.0

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3次元微細加工技術を用いたマイクロ部品加工技術の重要性が高まってきている.そこで,本研究では加工機の多軸化により3次元複雑形状が加工可能となりつつある超精密機械加工技術に着目し,3次元マイクロ部品を開発することを試みた.目標形状として,マイクロ軸流ポンプを取り扱い,5軸制御加工用CAD/CAMシステムを開発した.生成されたNCデータをもとに加工実験を行ったので結果を報告する.

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知的精密計測(1)

極地氷床の歪速度の精密レーザ干渉計による計測

第1報:装置の基本構想と常温での性能確認

明田川正人, 安濃一樹, 木暮貴博, 高田守昌, 東信彦

セッションID: N06
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1047.0

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地球の気候変動メカニズムを解明するために、極地氷床の氷結晶変形機構の解明が必要となっている。氷床中の歪速度は、10の–13乗(1/s)のオーダで、従来法では、この変形量の測定に1年以上を必要とする。本研究では、超精密レーザ干渉計を用い、氷の歪をサブナノメートルまで捕らえ、数時間で変位測定を行う事を目的とする。本報では、装置の基本構想を述べるとともに、常温での性能確認を報告する。

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周波数可変レーザを用いたピコメートル干渉測長法の開発

第一報:装置の原理と予備実験

松浦文生, 石下雅史, 河杉正晃, 星野雄太, 明田川正人

セッションID: N07
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1049.0

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ナノテクノロジの進展に伴い,広い範囲をサブナノメートルからピコメートル分解能で測長可能な方法が求められている.周波数可変レーザを光源とする位相変調ホモダイン干渉計と零位法を組合せ,光路差変化を周波数変化よりピコメートル精度で決定する装置の開発を目的とする.本研究では周波数可変レーザを光源とする位相変調ホモダイン干渉計を試作し,提案法の予備実験を行ったので報告する.

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リング状スリット光を用いた三次元変位測定(第5報)

小型·一体化装置の開発

臼杵深, 影山大輔, 江並和宏, 平木雅彦, 高橋哲, 高増潔

セッションID: N08
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1051.0

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我々はリング状光線とCCD画像処理を用いることで,非接触かつ一本のレーザで物体の三次元変位(位置)を柔軟かつ高精度に測定可能なシステムの開発を行っている.前報までに,装置の試作,実験による基本性能の検証,高精度なリング楕円近似式による非線形誤差の軽減等を行った.本報では課題であった熱や振動の問題を解消すべく小型·一体化装置を完成させ,測定·補正を行う.

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レーザートラッピングプローブを用いた高精度3次元座標計測に関する研究

道畑正岐, 高谷裕浩, 三好隆志, 林照剛

セッションID: N09
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1053.0

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マイクロシステムの発展にともない、マイクロ領域の計測精度向上が望まれている。本研究では、マイクロパーツの形状保証に必要な測定範囲数十mm、測定精度数nmの達成を目的として、3次元座標計測を行った。本研究で用いた装置は、強制振動型レーザートラッピングプローブにより超高感度位置検出を行い、高精度リニアスケールを搭載した3次元XYZステージによりnmオーダの位置決めを可能とする。

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知的精密計測(2)

シンクロトロン放射光用ミラーのための超精密非球面形状測定装置の開発

遠藤勝義, 森勇藏, 鷹家優一, 東保男, 久米達哉, 江並和宏

セッションID: N13
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1055.0

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　X線やEUVLに使用される高精度X線ミラー製作のための、超精密形状計測装置の開発を行った。高精度な回転運動を用いて、ミラー面上での光の入反射光を一致させることで法線ベクトルの測定を行う。これまでに、ゴニオメータの回転精度と測定中のミラー保持方法が問題となっていた。そこで今回、ゴニオメータの角度校正とミラー保持による変形シミュレーションを行い、X線集光用楕円ミラーの形状計測を行った結果を報告する。

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超長尺工具形状の精密測定に関する研究

元木健順, 高偉, 古川勝, 清野慧

セッションID: N14
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1057.0

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フィルム成形や薄膜塗布などの分野で,長さ数mに及ぶ高精度な超長尺工具が必要とされている.これらの工具の真直度やエッジ形状などが工具の性能を大きく左右している.本研究では,超長尺工具の精密形状計測を目的とする.本発表では,高精度な基準を必要としない知的計測の概念を利用して,最大8mに及ぶ超長尺工具の真直度を計測する手法に関する研究を行った.8mのストロークを持つ超長尺工具計測装置を開発し,超長尺工具の計測方法の確立を行った.反転法を用いた真直度計測では,8mの全長に渡って0.96μm(3σ)の繰り返し精度で,運動誤差を測定できることを示した.

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ステッチング法を用いた形状測定における誤差伝播

久米達哉, 江並和宏, 東保男, 上野健治

セッションID: N15
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1059.0

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測定範囲が重なる複数の真直度測定結果をつなぎ合わせることで、より長距離の形状測定を可能とするステッチング法について、個々の測定範囲における測定誤差が、全体の形状測定誤差に伝播するものと考えて誤差を見積もった。

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真円度評価における高精度化の一手法

直井一也, 渡部司, 藤本弘之, 高辻利之

セッションID: N16
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1061.0

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真円度測定装置の測定データを用いて厳密に真円度を評価する際に,測定時の回転運度誤差成分を分離する手法としてマルチステップ法がある.しかし,回転運動誤差成分と測定対象の形状成分の結果にはステップ数に依存したお互いのフーリエ成分が分離できずに含まれており,厳密な真円度の評価が出来ないでいた.本研究では,これらを分離する方法と少ないステップ数の測定データを合成することにより高精度化を図る方法を提案する.

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知的精密計測(3)

Virtual CMMによる座標測定の不確かさ推定(第1報)

校正済み円筒による検証

萩野健, 阿部誠

セッションID: N18
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1063.0

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Virtual CMMはドイツ物理工学研究所(PTB)が提案する座標測定の不確かさ推定法である.このシミュレーションによる不確かさ推定には結果の検証が難しいという課題がある.そこで別の手段で事前に校正値が入手可能な円筒ゲージを用い,CMMによる測定値と校正値を比較し、本推定法の妥当性を検証した.推定した不確かさの値は,実測値の偏差をほぼ矛盾無く説明できるものであった.

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Virtual CMMによる座標測定の不確かさ推定(第2報)

ボールプレート反転法の事例

上島泰, 萩野健, 阿部誠

セッションID: N19
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1065.0

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Virtual CMMは,ドイツ物理工学研究所(PTB)の提案している座標測定の不確かさ推定法である.本報告ではボールプレートの反転法による測定を例に,Virtual CMM法と従来のバジェット法による不確かさ推定結果とを比較した.その結果,従来困難であった球ごとの座標値の不確かさ推定が可能となり,不確かさが小さく評価された.これは、従来,過剰推定されていた量が適切に評価された結果と考えられる.

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平面パラレル型CMMの自己校正法

畠山卓也, 古谷涼秋

セッションID: N20
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1067.0

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パラレルメカニズはシリアルメカニズムに比べ,確立された校正方法が未だ数少ない.本報では,パラレル型CMM(平面パラレル型座標測定機)の自己校正法を提案し,製作した実機の校正結果を3次元座標測定機によって評価した.校正を行っていないパラレル型CMMと自己校正を行ったパラレル型CMMで機構パラメータの推定した結果を示し,3次元座標測定機の位置決めから自己校正法の有効性を報告する.

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パラレルメカニズムを用いた高速·高精度3次元座標計測システム(第19報)

冗長受動リンクを用いたキャリブレーション

大岩孝彰, 波多野佑典

セッションID: N21
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1069.0

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本研究では表記の三次元座標測定機の校正のために,リニアスケールユニットを内蔵した1本の受動直動ジョイントを用いる方法について検討してきた.本手法では,プローブを測定領域内に移動した際に取得した受動リンクの長さ誤差を最小化するように機構パラメータを推定する.本報では試作した受動ジョイントを用いた実験について報告する.

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三次元座標測定機用高感度プローブの開発(第10報)

受光素子の適切な大きさと配置

小池陽育, 古谷涼秋

セッションID: N22
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1071.0

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本研究では,光半導体素子を持つ接触式プローブに着目し開発を行ってきた.それは,スタイラスチップの変位を高速かつ高感度に検出できる可能性があるからである.我々は,3次元の精度が評価されCMMに実装可能なプローブの完成を目指し,新たなプローブの試作を行った.ここでは,プローブの検出原理を見直し,検出部における受光素子が適切な配置となるよう設計する.また,試作したプローブの感度を確認して原理を実証する.

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知的精密計測(4)

マイクロ非球面形状の精密ナノ計測に関する研究

渋谷篤史, 吉川泰生, 高偉, 清野慧

セッションID: N32
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1073.0

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マイクロ非球面形状を走査して計測するシステムにおいて,走査ステージの運動誤差補正が重要な課題である.本研究では,非球面試料を載せるスピンドルと測定プローブを載せるスライドの運動誤差を一括して高精度に計測,補正する方法を提案する.本報告では測定原理及び測定結果について述べる.

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直接駆動方式超高精度歯車測定機の開発(第3報)

アーティファクト測定

田口哲也, 青木朗子, 高橋直樹, 竹田龍平, 明愛国, 下条誠, 金森哉吏

セッションID: N33
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1075.0

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歯車の精度等級は誤差によって定められるが,近年,歯車測定機の計測値を保証するシステムが確立されつつある.そこで本研究は,計測値の不確かさが小さく,1μm以下の計測値を保証できる超高精度歯車測定機の開発を目的としている.本論文では,インボリュート歯形のアーティファクトの歯形測定を実施し,従来機での測定結果との精度比較を行った.

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レーザ干渉変位計によるインボリュート形状の精密測定法(第3報)

すべりのない駆動法の開発

竹岡郁, 小森雅晴, 久保愛三, 高辻利之, 大澤尊光

セッションID: N34
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1077.0

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歯車はその微細歯面形状が振動性能に影響するため厳しい品質管理が必要となる.このため,品質管理体制の根幹となるアーティファクトの高精度値付け技術が要求されている.本研究ではレーザー干渉変位計によるインボリュート形状の測定において,アーティファクトの駆動時のすべりが問題となることを明らかにした.そこですべりのない駆動法を提案し,これを用いることでより高精度な値付けが可能であると確認した.

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接触応力分布を用いた表面形状測定センサシステムの開発

頓所孝俊, 小林義和, 白井健二

セッションID: N35
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1079.0

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　本研究では,弾性体と剛体測定物が接触することにより発生する弾性体直下の応力分布を用いて,接触変形理論から弾性体表面の変位を算出することにより,剛体測定物を表面形状として測定するセンサシステム考案した.また,接触センサシステムと同様の原理であるシミュレーションプログラムを作成した.これは,接触センサシステムを開発する前に応力分布及び弾性体の表面変位をシミュレーションすることができる.

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知的精密計測(5)

多軸ロボットシステムによる形状計測と精度評価

飯田喜洋, 田中智久, 齋藤義夫

セッションID: N37
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1081.0

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機械加工の変種·変量生産に伴って,複雑形状加工物の評価技術が必要になっている.現在の光による非接触三次元計測は,光量不足による傾斜面や自由曲面の計測が難しいという問題点がある.本研究では,共焦点の原理を利用したレーザ変位計と6軸マニピュレータ·2軸テーブルを組み合わせた多軸形状計測システムを構築し,自由曲面を含む複雑形状に対して多軸利用の有効性と測定精度向上について実験的に評価を行った.

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PSDを用いたミニチュアロボット位置計測システムの誤差補正

井上透, 鳥井昭宏, 道木加絵, 植田明照

セッションID: N38
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1083.0

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筆者らは、PSDを用いたミニチュアロボット位置計測システムの研究を行っている。この位置計測システムの計測誤差には、PSD固有の位置検出誤差が含まれている。そこで、最小二乗法を用いた誤差補正方法を提案した。本稿では、誤差補正用の基準ステージを用いてPSDの固有誤差の影響を評価し、位置計測の精度について検討する。

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平面リニアモータの校正に関する研究

(第2報) ミラーの形状計測と直角度補正

陳欣, 高増潔, 石田敏博

セッションID: N39
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1085.0

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本研究で用いるソーヤ型の平面リニアモータは、スライダに内蔵した3軸レーザ干渉計がプラテン平面の両側に設置した反射ミラーまでの距離を測定することで、クローズドループ運転を行う。前報までには,接線法で一軸の反射ミラーの形状の測定について報告した.本報では,もう一軸の反射ミラーの形状と2つのミラーの直角度誤差の測定方法を提案し実験を行う.そして,得られたデータを補正テーブルに入れて,校正した結果を報告する.

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エンド効果を低減する自然スプラインフィルタ

沼田宗敏, 野村俊, 神谷和秀, 田代発造, 輿水大和

セッションID: N40
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1087.0

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有限長のデータにローパスフィルタを適用すると,データ端で予期しない振動が生じる.この振動(これをエンド効果という) を低減するには,残差の2乗和に曲がりエネルギーを加えた評価量を最小にしなければならず,平滑化スプラインを用いたスプラインフィルタのみがこれを実現できる.本研究では任意の振幅伝達率を指定できる自然スプラインフィルタを提案し,この評価量を最小にする.

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知的精密計測(6)

ナノメトロロジカルAFMを用いた一次元グレーティングの校正(第 3 報)

自己相関係数を用いたピッチ算出法の検証

佐藤理, 吉崎和典, 三隅伊知子, 権太聡, 菅原健太郎, 黄強先, 黒澤富蔵, 高辻利之

セッションID: N44
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1089.0

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産総研計量標準総合センター(NMIJ/AIST)は測長AFMで値付けされた面内方向スケールの認証標準物質(CRM)としての頒布を目指している.微細なピッチを持つスケールの校正では,試料の表面微細凹凸などのノイズが校正値に影響を与える.本報ではノイズロバストなピッチ算出法として自己相関係数を用いることを提案し,これまで用いてきた手法との比較を通して,提案手法の有効性について検証した結果を報告する.

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ナノメートル面内方向スケールの開発(第二報)

GaAs/InGaP超格子構造からなる面内方向スケールの検討

三隅伊知子, 権太聡, 佐藤理, 菅原健太郎, 吉崎和典, 黄強先, 黒澤富蔵, 高辻利之

セッションID: N45
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1091.0

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産総研計量標準総合センター(NMIJ/AIST)は測長AFMで値付けされた面内方向スケールの認証標準物質(CRM)としての頒布を目指している.本報では深さ方向スケールで実績のあるGaAs/InGaP超格子構造を利用した25 nmピッチの面内方向スケールの設計·試作を行った.測定及び不確かさ評価の結果,ピッチ平均値及び拡張不確かさ(k = 2)はそれぞれ25.24 nm及び0.29 nmであった.

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振動レーザトラップによる超高感度微粒子質量計測に関する研究

第2報　微粒子質量計測の実験的検証

針山達雄, 高谷裕浩, 林照剛, 三好隆志

セッションID: N46
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1093.0

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本研究では,大気中でレーザトラップされたシリカ粒子をプローブ粒子として用いる.レーザトラップされたプローブ粒子は,AODを用いてビームを回折させることによって振動させることができる.振動状態のプローブ粒子はバネ–ダンパ系に従うため,共振周波数を持つ.測定対象の微粒子をプローブ粒子に付着させると,系全体の質量の増加に伴って共振周波数がシフトし,そのシフト量から微粒子の質量を計測することが可能である.

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ビッカース硬さ圧子形状の広範囲検証に関する研究(第3報)

微小平面に対する光学的角度測定顕微鏡装置の開発

上条和之, 高木智史, 臼田孝

セッションID: N47
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1095.0

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マイクロビッカース硬さ試験に用いられるダイヤモンド圧子の検証は、試験時の押込み深さを考慮すると圧子先端近傍の数十μm 程度の微小領域における幾何形状を測定することが必要であるが、現状ではこのような小さな平面の角度を高い精度で測定する方法がない。本研究では、顕微鏡光学系にレーザ光をプローブとした角度検出機構を組み合わせた測定装置を開発し評価した結果について報告する。

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振動加速度標準における高周波数域への校正範囲拡張

第2報:発生振動の安定化

大田明博, 臼田孝, 野里英明, 青山尚之, 佐藤宗純

セッションID: N48
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1097.0

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振動加速度計の校正範囲を10kHzまでの高周波数域まで拡張するために1次校正システムの開発を行っている。高周波数域では寄生振動等により発生振動が不安定となり、校正結果に大きな影響を与える。本研究では、発生振動の安定化を図る上で必要とされる振動安定性の評価法を検討し、1次校正システムにおける寄生振動に起因する不確かさを解析したので、その結果を報告する。

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知的精密計測(7)

光反射を利用した歯石除去用スケーラの切れ味評価

切れ刃を2方向に回転する評価方法

細谷陽介, 樋口静一, 松井恭平, 加藤秀雄, 大川一也

セッションID: N61
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1099.0

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歯石の除去に使用されるスケーラの再研磨後の切れ味の評価は,熟練を要する官能検査に依存するため,客観的な評価方法が望まれている.本研究では,切れ刃の光反射を観察する方法に着目し,スケーラの切れ刃を2方向に回転して光反射を撮影した.その結果,切れ刃近傍における光反射と切れ味には密接な関係があり,切れ味の評価にあたっては,ハンドル軸回りの回転が重要な要因のひとつであることを確認した.

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