精密工学会学術講演会講演論文集

マイクロ／ナノシステム (旧マイクロメカニズム)(2)

小型自走機械群による超精密生産機械システム

第100報これまでの成果の総括と今後について

青山尚之

セッションID: L07
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.901.0

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広範囲にわたる微細な加工や計測を実現させる方法として1990年から提案し、実施してきた超小型自走機械群による精密生産システムに関する研究の成果が100報になり、本報ではこの間に得られた成果や知見を総括するととに未解決の問題を整理するとともに、今後の展開について述べる。

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小型自走機械群による超精密生産機械システム

第101報　最小二乗法と逐次学習機能を用いたXYθ型移動機構の動作補正

田中哲治, 淵脇大海, 見崎大悟, 臼田孝, 青山尚之

セッションID: L08
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.903.0

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本研究室では、様々な微細作業ツールを搭載した精密移動機構(XYθ型小型自走機械)による生産機械システムの構築を目指しており、その実用化に向けて、動作補正を効率的に行うための学習機能の開発が望まれている。本研究では、自走機械のアクチュエータとなる圧電素子変位の特性を最小二乗法で近似することで、従来よりも効率的な補正を行うことに成功した。また、圧電素子変位の特性を逐次学習することで、方位誤差、姿勢変化を抑えたまま歩幅を逐次変更できることを確認した。

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小型自走機械群による超精密生産機械システム

第102報　インチワーム式球面3自由度マニピュレータの搭載

伊藤曉, 淵脇大海, 見崎大悟, 臼田孝, 青山尚之

セッションID: L09
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.905.0

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本研究では、XYθ型小型自走機械を応用した球面3自由度アクチュエータを開発した。このアクチュエータは鋼球を磁力で吸着しながら回転させるため非常に高トルクであり、マイクロツールの位置決めや試料の回転用の機構として最適である。この球面3自由度アクチュエータとXYθ型小型自走機械、マイクロツールを組み合わせることで、従来の微細作業システムより省スペース·多自由度なシステムを構築することに成功した。

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小型自走機械群による超精密生産機械システム

第103報 FB制御とFF制御を用いた作業システムの開発

川井崇史, 鈴木義明, 渕脇大海, 青山尚之, 見崎大悟, 臼田孝

セッションID: L10
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.907.0

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本研究では、小型自走機械による生産作業システムの作業効率の向上を目的としている。今までに様々な作業システムや加工システムの開発や、小型自走機械の補正作業による移動精度の向上が行なわれている。今回は、別々に行なわれていた補正システムと加工システムの統合を行ない、FB制御とFF制御を用いた作業システムを開発した。本稿では、今までの加工システムとの作業効率を比較し、この作業システムの有効性を証明する。

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小型自走機械群による超精密生産機械システム

第104報ピペット振動による局所流動を用いた新しい細胞操作方法の提案

千葉直人, 淵脇大海, 朴炳湖, 見崎大悟, 臼田孝, 青山尚之

セッションID: L11
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.909.0

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　本研究では、XYθ小型自走機械を用いた顕微作業システムの開発をしており、これまでにピペット振動を用いた卵細胞の非接触回転位置決め方法を報告した。今回、受精卵の核移植作業中にピペット振動による回転作業を行い、培養をした結果、卵細胞の分割が正常に起きることを確認できた。本報では、XYθ小型自走機械とピペット振動を用いた従来より効率の良い顕微作業方法を提案する。

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マイクロ／ナノシステム (旧マイクロメカニズム)(3)

液体内封膜を用いた進行波型マイクロフィーダの挙動

小泉邦雄, 小林正利

セッションID: L16
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.911.0

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　角断面金属棒を等間隔に接着した薄膜で密封した水槽を搬送面とする。面両端に固有振動数の合ったバイモルフ型片持ちピエゾアクチュエータを配置し、その先端で搬送下流側を駆動して波を送出する。進行波が他端に到達する時間だけ位相をずらせて他端を駆動すると反射波が抑えられ、搬送されるが、本報では、搬送面上に水を張った場合も含めて、フィルム状物体とゲル状物体の搬送を試みた。

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のこぎり歯形状を有する表面によるマイクロパーツの輸送

のこぎり歯のピッチが輸送に及ぼす影響

三谷篤史, 菅野直人, 平井慎一

セッションID: L17
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.913.0

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のこぎり歯形表面を有するマイクロパーツフィーダは,振動式フィーダの表面にのこぎり歯形状の溝加工を施し,マイクロパーツとフィーダの接触条件を正負方向で変化させることで,対称な平面振動による一方向輸送を実現する.本報では,マイクロパーツの表面とのこぎり歯の接触状態を解析する.また,マイクロパーツのダイナミクスを導出し,それらのモデルを用いて,のこぎり歯表面による振動輸送のシミュレーションを行う.

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ピンセットを用いた微小物把持を対象としたロボットハンドシステムの開発

原真悟, 小林義和, 白井健二

セッションID: L18
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.915.0

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マイクロメートル単位の微小物を把持可能なロボットハンドと,それを制御し,容易に操作が行えるマニピュレーションシステムの開発を行った.ハンド部には顕微鏡下での作業用の超精密ピンセットを用いることにより,微小物体の把持を可能とした.また,操作インタフェース上にカメラ画像や把持補助機能を付け加えることにより,ロボットハンドの位置決めや,微小物体の把持を容易にした.

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消化管内走行カプセルの研究(第三報)

伊藤高廣, 岩本雄介, 林輝

セッションID: L19
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.917.0

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消化管の手術後に行う導通試験の時間短縮のため、慣性反力走行による滑らかな表面を持つ走行カプセルを提案し、基礎実験と理論解析を行ってきた。その結果、カプセルと走行面間に乾性摩擦が存在する場合には、適正な条件を与えれば順調に走行することがわかった。今回はカプセルの更なる小型化を行い、走行実験により動作を確認した。また、入力波形の検討を行い、より少ないエネルギーでより速く走行する条件を、シミュレーションと実験により求めるとともに、カプセルの温度上昇についても調べ、実用化の可能性について検討した。

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小型移動ロボットを用いた災害現場の情報収集

半澤編理, 伊藤高廣

セッションID: L20
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.919.0

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狭い空間でも活動が出来るマイクロロボットの利点を活かし、地震やテロなどの災害現場等人が入り込めない危険な空間で、的確なレスキュー活動のための情報収集を行うロボットの開発を目指す。カメラやセンサを搭載し映像やデータをPCに送り、離れた場所からロボットを操作する人間のサポートや被災者の位置の表示、調査した現場の状況の分析等にデータを活用する。

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マイクロ／ナノシステム (旧マイクロメカニズム)(4)

垂直型静電櫛歯アクチュエータを用いた傾斜および垂直駆動が可能なMEMSミラー

井上大輔, 大平文和, 細木真保, 石丸伊知朗, 橋口原

セッションID: L22
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.921.0

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高精度、高分解能にミラー部を傾斜駆動および平行度を保ったまま垂直駆動できるMEMSミラーを提案し、マイクロファブリケーション技術を用いて製作を行った。構成は垂直型静電櫛歯アクチュエータとヒンジ部をミラー周辺部にそれぞれ3箇所に配置した。製作したミラーデバイスの特性評価を行い、平行度を保ったまま垂直方向に約4μmの変位および傾斜駆動が可能であること、また、0.1μm/Vの分解能を確認した。

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微小磁性柔軟体の形状制御

小図子武弘, 渕脇大海, 見崎大悟, 臼田孝, 青山尚之

セッションID: L23
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.923.0

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近年微細加工技術の発達に伴い、精密機械や医療器具におけるデバイスとしてMEMS技術が応用されている。前報で我々は微小磁性柔軟体を作製し、アメーバ型マイクロマシンとして人工授精の支援作業を提案した。今回はこの微小磁性柔軟体をマイクロアクチュエータとして利用し、多自由度マニピュレータや二次元マイクロミラーとしての応用を試みた。本報ではその基礎検討について述べる。

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ビルトインセンサによる静電マイクロアクチュエータの変位制御

林健彦, 福重孝志, 秦誠一, 下河邊明

セッションID: L24
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.925.0

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先細り形状の基板電極を採用した,カールドアップ型静電マイクロアクチュエータはオープンループでフルストロークのアナログ的変位が可能であるが,外乱の影響が大きい.そこで本研究では,ビルトインセンサによる変位計測を行い,クローズドループ制御を適用することで,外乱の影響を抑制し,変位を制御する.基板上に設けたセンシング用電極と,可動電極間の静電容量を計測することによって,変位情報を取得する.

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回転型マイクロアクチュエータ

形状,駆動方法の検討

秦誠一, 赤松宏明, 福重孝志, 下河辺明

セッションID: L25
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.927.0

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回転軸が基板面に平行で固定された回転中心を有し,連続回転可能な回転型マイクロアクチュエータについて研究している.本アクチュエータの回転軸は,軸両側より対向した片持ばり形状の可動電極先端部で支持され,静電力により片側の可動電極を振動させ,回転軸を一定方向に回転させる.前報では,その原理確認を行った.本研究では,可動電極の形状,駆動方法の検討を行い,回転方向制御や,より低電圧での駆動の実現をめざす.

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マイクロ化を目指した新しい磁気軸受構造の提案と試作(第3報)

センサレスマイクロ磁気軸受モータ

進士忠彦, 黒木次郎, 下河辺明, 李黎川

セッションID: L26
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.929.0

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ロータの軸方向変位のみをフィードバックすることで非接触浮上可能な1自由度制御型マイクロ磁気軸受に,軸受内の静電容量変化を利用して軸方向変位を計測する機能,および,インダクションモータ機能を統合したセンサレスマイクロ磁気軸受モータを設計,試作した.軸径6mmロータの完全非接触浮上と10,000rpmでの回転に成功している.

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マイクロ／ナノシステム (旧マイクロメカニズム)(5)

半導体レーザ用ビーム形状整形コリメータレンズの製作と評価

岡田和志, 大平文和, 細木真保, 橋口原, 三原豊, 小川一文

セッションID: L32
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.931.0

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半導体レーザ用のビーム形状整形コリーメータレンズを新たに提案し、その設計·製作方法の検討を行った。レンズ製作法として、優れた撥水性を持つ化学吸着単分子膜を用いた新たなプロセスを提案する。レンズ材料を撥水性領域に囲まれた親水性領域に、滴下量を制御し滴下させることにより曲率半径を任意に制御したレンズ形状形成を可能とした。また、製作したレンズ形状にメッキを施すことで金型を製作し、転写成型を行った。また、製作したレンズの光学特性の評価を行った。

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液体の表面張力を利用したマイクロ部品のセルフアライメント

接着剤を用いたセルフアライメントと部品の固定

李根旭, 西村雅彦, 奥津和俊, 佐藤海二

セッションID: L33
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.933.0

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本研究の目的は液体の表面張力を利用したマイクロ部品のセルフアライメント技術を確立することである。マイクロ部品はその表面に濡れ性の異なる領域を持ち、大気中でアライメントされる。本報では、液体として接着剤を用いることにより、アライメントと同時にマイクロ部品を固定し、その性能と特性を評価した。

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ベルト式高速水晶ブランク研磨装置の研究

濱野尚, 初澤毅, 柳田保子

セッションID: L34
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.935.0

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小型水晶振動子の副振動を抑制し周波数特性を向上させる手法として,バレル研磨を用いたブランクの両面コンベックス加工が行われている.しかし加工に2&tile;300時間程度の長時間要するため,加工時間の短縮が必要となる.そこで,水晶振動子を真空チャックにより整列固定させ,ベルト研磨により加工を行うベルト式研磨装置を提案し,1分間で良好な片面シリンドリカル形状を得ることができた.

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タングステンナノワイヤを用いたフィールドエミッション素子の開発

小嶋祐輔, 糟谷圭吾, 大井健, 中尾政之

セッションID: L35
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.937.0

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本研究はフィールドエミッション素子のエミッタとして、タングステンを加熱した際に生成するナノワイヤを用いることを目的とする。酸化具合、加熱条件に対するタングステンナノワイヤの生成の変化を調査し、各条件下で生成したナノワイヤに電界を印加することで、最もフィールドエミッタに適したナノワイヤの生成条件を決定する。

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マイクロ／ナノシステム (旧マイクロメカニズム)(6)

レーザマニピュレーションと界面相互作用を用いた微粒子の基板固定方法の開発

伊東聡, 山本龍二, 岩田太, 佐々木彰

セッションID: L37
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.939.0

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レーザマニピュレーション技術はマイクロマシンなどの分野において組立て技術への応用が注目されている。我々は液中でレーザマニピュレーションにより微粒子を基板上に配列させ、界面相互作用を用いて強固に固定する方法を開発した。界面相互作用による粒子の固定方法は液中で配列したパターンを維持した状態で大気中に取り出すことが可能であり、マイクロマシンの組立てや光導波路などの光学デバイスの作成への応用が期待される。

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光線追跡法を用いた光トラッピングの動力学シミュレーション(第2報)

NURBS曲面に基づくトラッピング力計算

三橋郁, 高橋秀智

セッションID: L38
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.941.0

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マイクロ·ナノ組立技術の分野では,光トラッピング法が有効であると期待されており,複雑な形状を有する微小物体の操作も増えてきた.これらのシミュレーションも提案されているが,正確な形状表現や挙動解析までには至っていない.本研究では,任意形状物体をNURBS曲面で表現し,光トラッピング時の正確な動的挙動のシミュレーションが可能な手法の開発を目的とする.

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光熱効果による微小構造の駆動

龍崎晋, 伊藤来, 辻裕一

セッションID: L39
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.943.0

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光熱効果による微小構造の駆動を検討している。微小構造として最も単純な構造であるマイクロカンチレバーについて、変調させた半導体レーザを照射することで駆動を行いnm&tile;μmオーダの駆動を得てきた。今回、カンチレバーの構造と製作方法を改良することで数百倍の駆動を得たので報告する。また、同一材料においてアーチ型の微小構造を製作し駆動を行った。

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フォトサーマル効果によるマイクロマニピュレータ(第2報)

平井祐治, 水谷康弘, 大谷幸利, 梅田倫弘

セッションID: L40
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.945.0

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　バイオや医療の分野における細胞の把持は電磁波の影響を受けないマイクロマニピュレータの要求がある.本研究は3本または2本の光ファイバーを用いたマイクロマニピュレータを開発した.光ファイバーアクチュエータは下端を斜めに研磨し,研磨面を黒塗装したものである.今回,有限要素法を用いてマイクロマニピュレータに最適なアクチュエータの形状を導出した.実際にマイクロガラスビーズの捕捉及び操作を行った.

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転がり機械要素(1)

ボールねじの基本動定格荷重と寿命式

清水茂夫, 下田博一

セッションID: L62
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.947.0

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ボールねじの定格荷重計算法は現在ISOで規格化されようとしているが,単位走行寿命は100万revに対する定格荷重で表現されていて,ボールスプラインやリニアベアリングではなくアンギュラ玉軸受の理論を踏襲したものである.したがって,ボールねじのストロークの影響やリード,条数,列数,巻数ならびにスラスト荷重作用方向の影響に対する明確な区別が定格荷重式に反映されていない.本報告では,このようなボールねじの定格荷重式をリニアベアリングの定格荷重算出法に準拠して整理し,幾つかの代表的計算例について検討を加えた結果を報告する.

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深溝玉軸受の信頼性に関する研究(第1報)

転がり疲れ寿命試験

淡島裕樹, 下田博一, 吉岡武雄, 清水茂夫, 諸星裕一

セッションID: L63
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.949.0

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本研究の目的は,転がり軸受の寿命試験を多数実施し,その寿命と信頼性を求めて,データベースを構築することである.本研究では,転がり軸受寿命試験機を試作し,単列深溝玉軸受をグリース潤滑の下で寿命試験を実施して,寿命分布,基本動定格荷重の推定を行った.また荷重の水準を2通りに変化して,荷重が寿命に及ぼす影響についても検討した.

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深溝玉軸受の信頼性に関する研究(第2報)

転がり疲れ損傷

吉岡武雄, 淡島裕樹, 諸星裕一, 下田博一, 清水茂夫

セッションID: L64
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.951.0

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グリース潤滑下での玉軸受の寿命試験において,新しい形態の転がり疲れ損傷の発生が観察された.この損傷は,軌道表面の一部が数十ミクロンの深さでくぼみ,その中に玉の公転方向と直行する方向に進展した複数の疲れクラックが存在することが外観的な特徴である.この損傷位置が負荷帯に対して広く分布する.また,AEと振動の観測からくぼみの発生とクラックの発生が同時に起こっていると推定される.

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深溝玉軸受の信頼性に関する研究(第三報)

転がり疲れ過程におけるAEと振動

諸星裕一, 吉岡武雄, 大滝厚, 清水茂夫, 淡島裕樹

セッションID: L65
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.953.0

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本研究では,単列深溝玉軸受をグリース潤滑の下で寿命試験を実施して,破損過程までのAE及び振動について複合診断システムを用いて同時測定した。この複合診断システムは,AEと振動について平均値、標準偏差、歪み度、尖り度の統計値など12種類のパラメータを出力する。この測定結果を元に,破損を判断するための最適なパラメータを検討することが本研究の目的である。

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転がり機械要素(2)

平歯車の歯形誤差による動荷重について

小笠原宏臣, 前田憲次, 林輝

セッションID: L67
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.955.0

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筆者らは平歯車の歯形誤差による振動の数値解析を行い、歯形誤差の形状と振動変位の関係の一端を明らかにしてきた。今回は更に進めて歯にかかる動荷重との関係を検討した。ここではかみ合い率と新たに定義した共振点係数をパラメータとし、振動変位または動荷重との関係を三次元カラーグラフで表示することにより振動特性、振動変位と動荷重との関係、共振点とかみ合い率との関係などの全容とその詳細を明らかにすることができた。

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小型玉軸受の電食に関する基礎研究

赤松洋孝, 野口昭治

セッションID: L68
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.957.0

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近年、小型玉軸受の電食が問題となる現象が多く見られるようになってきた。電食に関する研究は、鉄道車両用軸受を対象に多く行われてきたが、小型玉軸受を対象とした研究はほとんどない。そこで本研究では、小型玉軸受608を対象に電食の基礎実験を行い、過去の研究にて電食発生の目安とされていた電流密度以下でも電食が発生することを明らかにした。

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小型玉軸受の揺動における耐フレッチング性向上に関する研究

松尾和昭, 出口純一, 野口昭治

セッションID: L69
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.959.0

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HDDのスイングアーム支持軸受は,潤滑剤でフレッチングを防止していた.本研究は,揺動でも玉を公転させることができればフレッチングを防止することが可能と考え,揺動における転動体公転の観察を行った.その結果,転動体はかなり不規則に公転していることが明らかとなった.

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加工機械のマイクロ化(1)

小型多軸複合加工機の開発

加藤勝, 赤上陽一, 佐藤祐吉, 小松順, 吉野雅彦, 松村隆

セッションID: L73
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.961.0

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臨床用DNAチップやマイクロTAS等の医療機器部品や、微細加工を必要とする機械部品·金型等の効率的な加工システムの創製を目的に、小径エンドミルによる切削加工、電界砥粒研磨加工、微小押し込み加工(ナノフォーミング)の3種類の加工法が1台で可能な小型多軸複合加工機を開発した。本報では、試作した装置の基本仕様や各種加工法の加工事例について報告する。

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機上微細軸瞬時成形を備えたマイクロ放電加工機の開発

浅野孝平, 武沢英樹, 毛利尚武, 柳田大祐

セッションID: L74
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.963.0

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マイクロ放電加工では,微細電極の成形が重要である.現在行われている手法では,精度は良いが成形時間がかかる.開発機では単発放電による微細軸成形法を用いて,瞬時に微細電極を成形する.小型化を最優先として,XY軸にはステッピングモータステージを用いた.また,極間制御が必要なZ軸にはステッピングモータステージと圧電素子を組み合わせたデュアルサーボ方式を検討した.本報では,試作機の性能と加工結果を報告する.

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小型アブレイシブ·ジェット加工装置の開発

天羽優, 吉原信人, 野地美代子, 長田公子, 閻紀旺, 厨川常元

セッションID: L75
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.965.0

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アブレイシブ·ジェット加工法とは砥粒を高速で噴射しワークを除去加工する加工法である.アブレイシブ·ジェット加工法にはバリ取りや微細加工などの工業的用途や,歯科用砥粒による口腔清掃及び虫歯の選択除去のような歯科的用途などがある.近年,アブレイシブ·ジェット加工装置には小型化,安定化が求められている.本報は噴射ユニットと分散タンクユニットからなる小型装置を開発し,その加工性能の評価を行った.

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加工機械のマイクロ化(2)

ねじ締付けトルク伝達形状の評価(第2報)

伝達可能トルクに対するクリアランスの影響

藤武大亮, 吉川浩一, 水垣善夫, 松原真也, 小竹毅

セッションID: L77
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.967.0

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前報では、干渉体積と干渉角度によって決まる幾何パラメータ(V/θ)によるトルク伝達形状最大伝達可能トルク評価式を提案した。この幾何パラメータはクリアランス変化によって簡単に変動する。幾何パラメータが変動しにくいことが望まれる。そこで、六角、楕円、四角各形状についてクリアランス変化による干渉集中、幾何パラメータの変動を評価した。その結果、楕円形状がその3種類の中では最適な形状であると提案する。

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マイクロスピンドル用光学式回転精度測定装置の開発

測定回路の改良および微小ターゲット球の適用

藤巻研吾, 佐瀬浩史, 三井公之

セッションID: L78
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.969.0

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スピンドルに取り付けたターゲット球にレーザ光を照射し,その反射光の動きから回転軸の触れを評価する測定装置の開発を行い,さらに測定精度の低下を招くターゲット球の反射むらの影響の除去方法について提案してきた.今回,測定回路において応答速度の向上および低ノイズ化を図り,微小ターゲット球を高速スピンドルに取り付けて,よりマイクロスピンドルに近い環境における測定を可能にしたので報告する.

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超小型精密CNC加工機「MTS」による加工例

林亮, 村中克行, 島田和裕, 安川晋, 飯島大典, 山中将

セッションID: L79
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.971.0

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微細部品専用の超小型精密CNC加工機「NANOWAVE MTS」シリーズを用いて行った、これまでのテストカットの報告をする。ワークの材種は、鉄鋼材、チタン、アルミ合金、銅合金、樹脂、骨を扱い、硬度ではHRC55までの切削性を確認した。加工の種類では、数ミクロンオーダーの微細段付きピンや、面粗度0.4s程度の中ぐり、微細ディンプル(20μm程度)加工などを行い、いずれも良好な加工性能が確認された。

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マイクロ旋盤の機械特性と加工品質の関係

高能率加工の試み

山中将, 林亮, 伊藤寿美夫, 飯島大典, 井上克己

セッションID: L80
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.973.0

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開発したA6(はがき)サイズのマイクロ旋盤の機械特性と加工性能の関係を評価している.本機の加工能率は,工作主軸のトルク容量に制限されることがわかった.できるだけ加工能率を上げるための方策とそのときの粗さ,真円度などの測定結果について述べる.実験範囲では,切り込み深さ0.36mm(直径),送り40mm/minで良好な加工が実現できた.

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設計とサービス工学(1)

販売カタログ品質の設計を可能とする要求挙動とプロダクトの統合モデル

古賀毅, 青山和浩

セッションID: M05
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.975.0

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顧客の製品に対する価値評価は、製品が使用局面において顧客の生活をどれだけ変化させるかに依存する。この情報を販売カタログに記述し、高い品質を持つ販売カタログを設計し、これを実現する製品の開発を支援可能な設計支援手法を取り組んだ。この結果、使用局面(シーン)·環境·ユーザ·製品の構造·属性·挙動情報による、製品挙動および使用局面のモデルが得られ、設計の各段階における製品情報の獲得支援を実装·確認した。

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誤差を含む機構挙動の品質評価

李忠星, 木村文彦

セッションID: M06
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.977.0

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製品の寸法に対する製造誤差は製品の品質に影響を与える.製品の高品質化を追求するためには,製造誤差に起因する製品属性変化が製品品質に及ぼす影響を評価することは重要である.製品の寸法と製造誤差により要求挙動と要求されない挙動の領域を求め,二つの領域を最適化することによって品質を評価する.

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設計知識の体系化に基づくDR支援システムの構築

湯田晋也, 崎村茂寿

セッションID: M07
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.979.0

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製造業では開発効率向上が必要となっている。このためデザインレビュー(DR)が重要になるが、設計検討項目の抽出は、設計者の経験の差に依存しやすい。本報告ではベテラン設計者の設計知識を製品の機能展開に基づいて体系化した設計意図モデルを使い、設計検討項目を検索するシステムを構築した。このシステムでは製品仕様または部品緒元の変更で影響が及ぶ範囲について検索できる。

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生産性設計技法の研究

組立信頼性評価法の適用

上野裕美子, 高田雅人, 鈴木辰哉, 石田慎二

セッションID: M08
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.981.0

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組立形製品の組立コスト低減·組立品質向上を目的とし、設計情報から部品毎の組立不良率と組立時間などの定量指標を提供する組立信頼性評価法を開発し、社内製品へ適用推進中である。上記定量指標を用いた設計改善プロセスを定義し、これまで社内25事業所、50製品種に適用した結果、短時間での組立性改善案の創生·選定に効果があることを確認した。

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生産性設計技法の研究

組立性改善構造創出支援技法の開発

佐藤博司

セッションID: M09
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.983.0

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製品開発期間の短縮、組立時間の短縮を目的として、製品設計の初期の段階で組立性の改善を支援する技法を開発した。本技法は2つのツールにより構成されている。第1のツールは、製品構成部品、各部品の組付動作、これらの組付動作に伴う組立性を阻害する属性を入力することにより、その中から改善が必要な部品、動作、属性等の組付要素を選択する。第2のツールは、選択した組付要素に対して組立時間を短縮する改善指針を生成する。これにより、設計者は組付要素を入力するだけで、組立時間を短縮する改善指針を得られるので、容易に組立性改善構造を創出することができる。

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設計とサービス工学(2)

サービス工学に基づくサービスCADシステムの構築(第20報)

サービスのモデル概念の整理

原辰徳, 新井民夫, 下村芳樹

セッションID: M13
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.985.0

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著者らはこれまでに,サービスを捉える視点·視野を与えるモデル概念を提案するとともに,それらに基づいたサービスの設計手法を提案している.本報では,前報までに提案したサービスCADシステムの構成案を念頭に,個々のモデル概念ならびにモデル概念間の関係を再整理する.その中で,サービス設計における種々のモデル操作を,グラフ理論の演算をベースに定式化するとともに,設計の観点から,その目的·意味を明らかにする.

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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21報)

知識再利用性向上のための事例操作手法

後藤洋平, 森本憲悟, 原辰徳, 下村芳樹, 新井民夫

セッションID: M14
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.987.0

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サービス設計の質と効率を改善する一つの方法は,既存のサービス事例を設計知識として再利用することである.著者らはUniversal Abduction Systemと呼ぶ統合推論環境を開発し,類推による領域知識の統合方法を提案している.本稿では,サービスの実現構造に対して,類推に基づくサービスの設計事例の計算機による利用支援を実現することを目的とし,機能の展開関係を利用した類似解探索法を提案する.

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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22報)

カラーペトリネットに基づくサービスフローシミュレーション

林智治, 原辰徳, 新井民夫, 下村芳樹

セッションID: M15
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.989.0

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フローモデルとは,サービスの流れ,およびそこに介在する人や組織などのエージェントを表現するサブモデル概念である.本稿ではフローモデルを拡張し,その表現能力を強化する.フローモデル上のエージェントの構造と,エージェント構造内における論理的操作を定義することにより,サービスの流れをより詳細かつ客観的に表現する方法を提案する.またその結果に基づき実装したサービスシミュレータについて述べる.

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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23報)

場面遷移ネット手法に基づくサービスフローシミュレーション

鈴木遼, 下村芳樹, 新井民夫, 川田誠一

セッションID: M16
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.991.0

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場面遷移ネットは,微分方程式を導入することによりペトリネットを拡張した,離散·連続混合システムのモデル化ツールである.本稿では,これまでのサービス工学に関する議論において,サービスの動的側面を表現するサブモデル概念として提案されているフローモデルに対して,場面遷移ネットを用いることにより時間概念を含むサービス評価を可能とする方法を提案する.また,実装した計算機シミュレータについて述べる.

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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24報)

受給者視点による実現構造評価

吉光陽平, 原辰徳, 下村芳樹, 新井民夫

セッションID: M17
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.993.0

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高価値なサービスを開発するためには、設計解に対する受給者視点の評価が必要である。これまで、受給者の要求に対してサービス解が与える充足度の把握は設計者に委ねられていた。受給者の要求に対する充足度を評価するためには、要求の充足度と設計解の実現構造が有する定量的情報の関係を定義することが必要である。本稿では、要求とその実現構造の関係を近似関数化し、受給者視点による実現構造の評価を実現する方法を提案する。

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設計とサービス工学(3)

サービス工学に基づくサービスCADシステムの構築(第25報)

価値構造概念に基づく顧客価値変化モデル

木見田康治, 下村芳樹, 新井民夫

セッションID: M19
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.995.0

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産業界においてサービスが一層重要視され始めている中,サービス工学では,顧客が要求する価値を充足可能な解を創出することをサービス設計上の基本目的としている.顧客価値の将来変化を予測し,それに対応可能な設計解を創出することにより,より高レベルな価値充足,市場の先読みによる高い競争力を得ることが可能となる.本研究では,顧客の価値構造が変化する要因について検討し,その変化予測モデルを提案する.

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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26法)

価値/コストバランスモデルに基づくサービス設計解評価

常田明良, 下村芳樹, 新井民夫

セッションID: M20
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.997.0

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サービス工学の一つの目的は、受給者の立場に立った価値定義に基づき、当該価値を提供するためのサービスの設計手法を構築することにある.しかし設計したサービスがビジネスとして成立するか否かも、サービスの成立条件として重要である.本研究では,サービス設計解に対して、受給者が受け取る価値と供給者側コストのバランスを計ることにより,ビジネスとしての成立可能性をサービス解評価に取り入れる方法を提案する.

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Universal Abduction Studioの開発(第8報)

創造的設計支援のためのオントロジー構造

中西雅俊, 森本憲悟, 下村芳樹, 武田英明, 吉岡真冶

セッションID: M21
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.999.0

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創造的設計においては対象固有の設計知識のみを用いるのではなく,異なる領域の知識を統合することにより新たな設計知識を得ることが求められる.本研究では創造的設計を総合的に支援する計算機環境の構築を目指し,多様な語彙を内包する各領域知識を統一的に利用可能とするオントロジーを構築している.本稿では創造的設計を支援するためのオントロジーの構造を再整理し,これに基づく知識類似性判定手法の実装例について述べる.

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