超硬合金の金型を製造するための切削加工技術が求められている．超硬合金の切削では，粉末状の微細な切りくずが工具と工作物の界面に入り込み工具摩耗を促進する．そこで，本研究では，切りくず排出性を向上させるために，工具逃げ面に微細溝テクスチャを施した切削工具を提案し，これを用いて超硬合金の楕円振動切削試験を行った．テクスチャ形状と切りくず排出性の関係を実験的に調べ，提案工具の耐摩耗性を評価した．

スラスト方向に超音波振動を援用したドリル加工においては，適切な振動数や振幅の設定が未だに明らかになっていない．本研究では，ドリルの主切れ刃における摩耗現象に注目し，Ti-6Al-4Vに対し直径0.3 mmの超硬ドリルで穴あけを行った．また，逃げ面が被削材の押しつぶしを生じる条件を理論的に求めた．その結果，押しつぶしを生じる両振幅2 μm以上の加工では，刃先に初期損傷を生じることを明らかにした．

前報では，ステンレスの円柱外周⾯上に超⾳波振動旋削でテクスチャを創成した。本研究では，先端形状の異なる切削⼯具で加⼯することでカスプ⾼さの異なる試料を作製し，トライボロジー特性との関係について評価した。試料は旋盤上に構成した簡易しゅう動試験装置で起動摩擦特性を評価した。その結果，カスプ⾼さが⼩さくなると，送り⽅向，周⽅向の摩擦係数の差異が少なくなった。

研削加工では，工作機械や砥石の剛性と加工条件の組み合わせが悪い場合，びびり振動が発生してしまう．本研究では，砥石と工作物間の接触剛性に着目し，ドレッシング条件を変えることで，砥石の接触剛性の違いがびびり振動発生におよぼす影響を評価した．その結果，砥石の接触剛性を小さくすることで，びびり振動を抑制できることがわかった．また，ナイキスト線図を用いることで，びびり振動の発生を定量的に評価できた．

現在のチェアサイドCAD/CAMシステムは、リチウムメタシリケート/ジシリケートガラスセラミック（LMGC/LDGC）から作られた歯科修復物で満足のいく表面品質を生み出しません。このペーパーでは、Φ500 μm＃320および＃600ダイヤモンド工具を使用した1–5 μmの切削深さでのこれら2つの材料の微研削加工について報告します。それらは最も低い3D平均粗さは、LMGCおよびLDGCで234±12 nmおよび168±11 nmを達成します。現在の歯科プロセスよりもそれぞれ79％と97％低く、健康な人間の歯に匹敵します。材料除去メカニズムには、局所的な延性除去と脆性破壊の両方が含まれます。これは、微研削加工によってこれらの材料で完全に延性のある除去が可能であり、現在の歯科製造を進歩させる可能性があることを意味します。

研削加工に対して高能率化が要求される一方，加工精度に影響を与える砥石表面状態は作業者の経験に基づいて管理しているため，効率化及び知能化の観点から自動化が求められている．本研究では計測した研削力から砥石表面状態の変化を推定することを目的としている．具体的には砥石1回転毎の研削力の大きさおよび周波数スペクトルから特徴量の抽出し，その時間変化をベクトルとして表した砥石状態の推定手法を提案している．

著者らは，水溶性加工液中に直径1μm以下のウルトラファインバブルを発生させた加工液(クーラント)を除去加工に適用する研究を行っている．本研究では，微細多孔質体式ウルトラファインバブル発生器を用い，冷却作用と研削性能を調べた．

粗粒で小径の電着ダイヤモンド軸付砥石では，作用砥粒数が著しく少なく，砥石のツルーイングも困難なため，良好な研削面性状を得ることが難しい．そこで，本研究では，超音波を付与し砥石回転軸を傾斜させて研削する超音波ヘリカルスキャン研削を適用し，少ない砥粒の運動軌跡を制御することによる研削面性状への影響を調査してきた．今回はこれらに加え，超音波の振動振幅の大きさが研削面性状にどのように影響するか調査した．

焼結ダイヤモンド(PCD)工具は、ガラスレンズの成形用金型の加工用工具として有望視されている。しかし、PCDは極めて硬度が高いため、回転振れの修正(ツルーイング)が困難である。一方、石英ガラスをダイヤモンド切削した場合、ダイヤモンドが良く摩耗することが知られている。そこで、石英ガラスを用いた焼結ダイヤモンド工具の新たなツルーイング手法について検討したので、その結果を報告する。

砥粒と被削材表面との接触状態は加工性能に影響する重要な要素であり，本報告では切削-バニシング複合加工方法を提案します，砥粒の上部の増分面積を利用して被削材表面への機械的作用を低減し，応力集中と表面硬化現象を緩和するのに。従来の砥粒加工と比較して，残留圧応力は280 MPa低下し，表面硬化値は109 HV低下した。これは，切削−バニシング複合加工により，研磨加工に近い硬質鋼表面を直接得ることができることを意味する。

本研究では、構造体のボルト締結部の緩みを検知するため、モーダルパラメータの変化からボルト締結部の軸力を推定する技術の開発を行った。ボルト軸力を変化させたときの固有振動数および固有ベクトルの変化をFEM解析から求め、ボルト軸力とモーダルパラメータの関係を応答曲面法による近似式で表した。求めた近似式を用いて、実験でボルト軸力が推定できることを確認した。

In machining operations, elevated cutting temperature accelerates the tool wear and have a negative impact on the geometry precision and surface integrity of the workpiece. Thus, it’s necessary to monitor the tool temperature by in-process measurement techniques. However, due to the extreme environment with great pressure and high temperature in the tool-chip contact area, previous cutting temperature measurement methods were lack of flexibility, durability and precision. In this paper, we introduce an improved cutting temperature method with wireless embedded sensors which can continuously measure the tool edge temperature in high-speed manufacturing process featured by high precision and fast response. For the purpose of reducing the sensor response time and minimize the influence on temperature field on the tool surface, the sensors have extremely small dimensional size as well as thinner hot junctions. Turning experiments have conducted to investigate the performance of sensor integrated insert in monitoring the cutting temperature. Consequently, the integrated sensors not only function well within a long duration but also show good sensitivity and improved response time during the cutting tests.

省スペースで多自由度の動作が可能であるパラレルリンク機構の一つである2自由度の球面運動機構の実機において、理論的な位置決めの逆関数により位置決めをしたとしても機体固有の組立誤差やたわみなどがその位置決め精度に影響を与える。そこで、実機の位置決め誤差を低減するため、機体固有の位置決め誤差を考慮して、実機のモータ指令値を多項式で補間し、その位置決め精度の向上を図ることを試みる。

従来のルールベースによる異常検知の限界や，機械学習モデルの構築に必要な教師データとしての異常データの不足などの問題に対する異常検知モデルとして，機械学習（オートエンコーダによる特徴量の自動抽出とLOFによる異常検知）を用いた方法を提案し，実測データへ適用した．工作機械に取り付けたセンサからAE信号や音等を取得し，正常時データのみでモデルを学習し，新規データに対して正常と異常の高精度判別に成功した．

精密加工のデジタルトランスフォーメーションの観点から, 射出成形においてもデータ活用が進められている. 本研究では, データ駆動による成形品質安定化を目的とした, 金型内圧データと機械学習を用いた成形品の良否判定方法について検討する. 金型内圧データの収集に際しては, ダンベル試験片用の金型のエジェクタピン背面にロードセルを設置した. 金型内圧波形から生成した特徴量から学習させた良否判定モデルの精度を評価した.

省スペースで多自由度の動作が可能であるパラレルリンク機構の一つである2自由度の球面運動機構について、ダイレクトティーチングによる制御を行うことを目的とする。本研究では、そのために、まず、本機構の効果器にかかる負荷がかかった場合、その負荷と関節にかかるトルクの関係から能動関節の微小変位と先端の微小変位の関係式を導出し、これを用いて機構の姿勢制御を行うことを検討する。

It is believable that the discharge reaction force waveform coincides with the behavior of the bubble generated in the interelectrode gap in electrical discharge machining. As to the discharge reaction force in wire electrical discharge machining (WEDM), it was found that there are two main peaks for each discharge reaction force waveform. The interval time between these two peaks is employed to establish the relationship between discharge reaction force and behaviors of bubble. In this study, firstly the relationship between the interval time and bubble behavior was clarified. Then, a series of experiments were performed to explore a setup for measuring the discharge reaction force acting on the wire electrode.

As it is known that in EDM discharge does not occur immediately after the application of open voltage, there is always a certain discharge delay time. This discharge delay time can reflect the dielectric breakdown strength of the gap between the tool electrode and the workpiece. In this work, the influence of flushing fluid on discharge delay time was selected to do further study. With a series of experiments, the average discharge delay time and Laue plot under each condition were obtained. As the result, it was known that higher flushing speed can make the discharge delay time increase. Furthermore, the computational fluid dynamics model was built and the corresponding simulation was finished for exploring the reason for the occurrence of this phenomenon. This relative analysis is useful to better understand the discharge conditions and at the same time, it can be helpful for improving the configuration of machining parameters in future works.

ワイヤ放電加工では、ワイヤ電極に放電反力をはじめとした様々な力が作用する。その中でも加工液流体による力がワイヤ振動に与える影響はいまだ解明されていないことが多い。今回は、ワイヤ放電加工において、加工溝内の流体がワイヤ電極に与える影響および形成されるカーフ幅に与える影響について調査した。

Ｘ－ＹおよびＵ－Ｖ軸の４軸制御が可能なワイヤ放電加工機のテーブル上に回転及びチルトが可能な２軸回転軸を追加し，円筒工作物を把持させ，その外周部に溝幅が変化するスパイラル溝加工を行った．この形状加工においては，①ｘ，ｕ軸および回転軸を同期させる手法と，②ｘ軸および回転・チルト軸を同期させる手法があり，ＮＣプログラムの生成手法の違いを含め，溝幅および溝深さの形状精度比較を行った．

金属球を銅箔でつり下げた構造の電極（つり下げ電極）を用いた曲がり穴放電加工法の開発を進めている．これまで，直角などの屈折曲がり穴形状については，筒状の箔ガイドを使用することで比較的高い形状精度で加工できることを示してきた．しかし，屈曲曲がり穴については穴の形状精度に課題を残していた．本発表では，屈曲曲がり穴の形状精度改善を目的として，タンデムガイドと称する銅箔ガイドを用いた加工法を提案する．

著書らは，ダイヤモンド合成時にホウ素(ボロン)をドープし導電性を付与したダイヤモンド粒子（ボロンドープダイヤモンド）を原料とする PCD(ボロンドープダイヤPCD)に着目し，放電加工を利用した精密加工用工具の製造および加工に応用してきた．本研究では，ボロンドープダイヤPCDを精密部品に適用することを目的に，放電加工による微細穴あけを行ったときの加工特性および加工精度を調べた．

During the single pulse discharges in electrical discharge machining (EDM), the electrode materials are melted and evaporated. The vapor jets generated from the electrode surfaces influence the fluid flow inside the discharge gap as well as the melt pool dynamics. In this study, a multi-physics coupling simulation model based on FEM was built to solve the fluid flow inside the melt pool and discharge gap simultaneously. The mass flux from the melt pool surface was transferred to the boundary of the gap domain and the normal and shear stress generated by the fluid dynamics in the gap were applied to the melt pool surface. By this way, a more physics-based results on the melt pool dynamics can be obtained, which promotes the understanding of the gap phenomena in EDM.

Al-Cu合金は軽量かつ高強度を有し，自動車産業などに広く用いられているが，銅などで構成された金属間化合物（IMC）の含有による耐食性の低下が報告されている．一般的な防食方法として陽極酸化処理が行われるが，合金中のIMCにより陽極酸化皮膜に欠陥が生じ，充分な耐食性や意匠性が得られない．本研究では，大面積電子ビーム照射によりAl-Cu合金表面近傍のIMCを固溶または微細化することで，陽極酸化処理後の皮膜特性の向上を試みた．

大面積電子ビーム照射法を用いたEBポリッシングでは，均一なエネルギー密度の電子ビームにより金属材料の極表面を瞬時に溶融し，高能率な表面平滑化が可能であるが，平滑化メカニズムについては明らかにされていない．本研究では，切削加工により微細凹凸形状を付与したチタン合金に対してEBポリッシングを行い，ビーム照射時における溶融金属の流動，再凝固を再現した熱流体解析により表面平滑化メカニズムの解明を試みた．

本研究の目的は金属表面に低電流密度での電解液ジェット加工によるテクスチャリングを施すことで抗菌性を付与することである。元々抗菌性を持つ銅表面に対してこの加工を行いその表面構造と抗菌性を調べた。また予めマクロなうねり構造を施したステンレスに対して上述のテクスチャリングにより微細構造を与えることで生じるマルチレイヤー構造はより大きな抗菌性を持つ可能性があり、その構造についても調べた。

材料表面に微細な構造を生成することで、菌の付着や増殖を抑制することができる。本研究では、固体高分子電解質を用いた電解酸化とエッチングによって半導体表面にマイクロスケールの構造を作製する新規方法を提案する。提案するパターニング方法では、エッチング前の工程を常温かつ大気圧下で行うことが可能であり、大規模な装置を必要としない。また電解溶液やレジストが不要なためコストを削減でき、環境にも優しい方法である。

Scraping, as a useful processing method, is widely used in the processing of obtaining high-precision sliding surfaces in industrial production. At the same time as scraping processing, it can also get small grooves that can be used as oil pockets on the sliding surface. In this study, in order to replace the scraping operation to process oil pockets, based on the electrochemical machining method using porous solid balls as electrolyte absorption materials, by controlling the moving trajectory of the porous solid ball and the power on/off of the circuit during ECM processing, some grooves seem like oil pockets of scraping are obtained on the workpiece surface.

電解加工の加工領域を制限するため，保水機構を用いてあらかじめ電解液域を制限しつつ，保水機構の電解液を循環させる持続的な加工法を提案する．加工実験を行い，液量や加工条件が液域限定電解加工の特性に及ぼす影響を調査した結果を報告する．

超硬合金の高速高精度加工を目指して、電解加工と切削加工との複合加工の研究を行っている。工具の導電性本体を通して電流を流して超硬合金の成分であるコバルトを溶出させ、脆くなった材料を効率的に除去加工する方法である。本報告では、電解の作用を大きくするために半径方向の切込み量を大きくした場合の加工現象について調べた。

タービンブレードの冷却穴の電解加工において，冷却穴入口のエッジが丸くなるダレ現象や電解液の流量による形状変化が発生し，加工精度の悪化に繋がる特徴を持つ．本研究では，冷却穴の加工精度を向上させるため，数値解析により電解加工後の穴形状を求め，加工条件がダレや形状変化に及ぼす影響を調査する．

本研究では，電解加工の1種である電解液ジェット加工(EJM)を用いてパイプ内面を加工する装置を設計及び製作し，その装置を用いて，様々なパラメータが表面性状に与える影響について調べ，最終的にはパイプの内面に溝やテクスチャリングを施すことを目的とする．実験の結果，装置と工作物のギャップ長が小さいときに溝の加工深さが大きくなることや，装置の走査速度が大きいときに表面粗さが小さくなることがわかった．

放電加工により作られた金型の仕上げ加工に電解加工を用いることを検討する。金型形状を模擬した加工形状において、シミュレーション技術を用いて、電解液の流速を調べ、加工位置毎の流速と除去速度の関係を調べた。その上で、シミュレーション技術を用いて、効率的に金型の仕上げ加工を行う方法を提案する。

労働者の作業におけるストレスの軽減・ポジティブな心理の向上は検討すべきであるが，この二つを同時に解析した研究はあまり蓄積されていない．そこで，作業難易度と金銭的報酬に着目し，作業中のストレスとポジティブな心理に与える影響をアンケートと生理信号を用いた計測実験により，解析した．作業難易度と金銭的報酬の対応関係（正相関・負相関・無相関）による効果も検討した．

運転手の運動主体感が低いと重大な事故につながる危険性があるため，運転手の運動主体感を損なわない運転支援システムの開発が重要である．本研究では，運転手の意図とシステムの支援が一致しない状況において，システムの判断を運転手に提示することが運転手に与える影響を調査した．その結果，音声によるシステムの意図の提示は運転手の運動主体感，システムへの信頼性，さらに運転成績とその主観的評価を向上させた．

本研究は，ハウス用バイオマス燃料である木質ペレットを燃料とした加温機を開発している．昨年度の試作機は，燃料供給供量の制御不良および燃料後のガス漏れの問題があり，本報は，燃料コントロールユニットの設計製作およびガス漏れの対策を行い，燃料供給の安定化および装置密閉性の向上の対策について報告する．

機械工学の教育において，実践力と創造力の養成を目指す同時に，近年のIT技術と伝統的な教授の融合を実現する必要がある．小型電動レーシングカーの製作において,幅広い工学知識,3次元ツールでの設計,解析及び加工方法の内容を含む．本研究は，考案， 3次元設計，加工，組立などの製作活動から，機械工学の教育内容，方法および得られる効果について検討する.

小型競技用電動自動車はバッテリーの容量と走行時間は一定とし,長距離の走行を求める.十分な強度を持つと同時に,車体の軽量化,電気エネルギーの利用効率を高めるのが開発のキーポイントである.今回は差動装置を小型化にし,回転部の軽量化によって走行性能の向上を目指す．

近年若年層のものづくり離れが問題となっており,その原因の一つとして初等教育時におけるものづくり体験の不足,また昨今の感染症による情勢から校外における学びの減少などが考えられる.そこで筆者らはオンラインを用いたものづくり啓発活動を目的として,デザインから製造までの生産工程を体験するプログラムの構築を行っている.本報告では,「オンラインを利用したものづくり教室」の実施内容と結果について報告する.

著者らは窒化された鋼の組織と被削性の関係を明らかにしてきた．本報では，窒化前の各種鋼材にショットピーニング処理を行い，窒化後の窒化層のミクロ組織及び工具摩耗抑制効果，工具形状転写性に及ぼす影響を調査した．その結果，オーステナイト系ステンレス鋼において，従来よりも切削可能な窒化層の領域が増加した．一方，窒化によるダイヤモンド工具の摩耗抑制効果及び形状転写性に関しては，従来と同程度の結果が得られた．

難削材であるNi基超合金Alloy718の積層造形中の介在物や空孔等の内部欠陥を三次元計測するために，単結晶ダイヤモンド工具を楕円振動させる超精密切削法を開発し，表面粗さRa 7.8 nmの鏡面加工を達成した．被加工面を光学顕微鏡で逐次撮影し，内部欠陥の分布と三次元形状を得ることが出来た．さらに電子顕微鏡によるエネルギー分散型X線分析観察を組み合わせることで酸化物系介在物と空孔の存在を確認した．

低エネルギー中性子ビームを集束させる中性子集光ミラーは，高精度曲面に金属多層膜を成膜したものであり，Ni-Pメッキを施した金属はこれに適した基板であるが，メッキと母材の線膨張係数の差によってはバイメタル効果による反りが問題となる場合がある．本研究では，Ni-Pと線膨張係数の近いAl-Si合金に着目し，これによって温度変化に強い中性子ミラーが実現可能であることを有限要素法と実験で確認した．

X線天文衛星ひとみのHXT多層膜鏡に用いられたAl基板を軽量・高強度のCFRPに換え，大型化し集光性能を向上させることが期待される．軽量なX線反射鏡の製作法として，無電解NiPめっきを施したAl板をCFRP基板に接着しAlだけを超精密切削および研磨により除去する手法を提案する．本手法で約50mm角平面鏡を製作しRa0.2nmの鏡面を得たものの固定時の弾性変形に起因する354µmの反りが残存した．

大面積で薄い鏡の研削加工において、保持治具からの予測不能な応力による鏡の変形は深刻な問題である。そこで、鏡を３点で支持することでこれによる加工誤差を抑えることを試みた。さらに、切れ味の良いビトリファイドボンドの砥石を用いて加工を行うことで研削抵抗を抑えて、鏡の変形による加工誤差をおさえ、P-V = ～1.5μmの加工精度を達成した。

近年，工業製品の高性能化にともない，ミリング加工による金型にも高精度な3次元形状が求められるようになってきた．しかし，従来行われていた工具長と工具径の2次元補正では，工具の輪郭誤差が，そのまま加工物に転写され形状精度の低下を引き起こしている．そこで，高精度に機上測定された工具輪郭形状を用い，加工パスを最適化する高精度補正加工プロセスを開発し，3次元形状加工の高精度化について検証した．

本研究では，サファイアの高効率・高品位加工を目的とし，ラジアス形状の多結晶ダイヤモンド(PCD)エンドミルの有効性について検討した．更に，ツルーイングの有無により工具刃部の表面性状が異なる2種類の工具を用いて加工した．切削後，加工面性状を評価し，適切な工具を比較検討した．その結果，ツリーイング無しの工具で加工した際，一部で算術平均粗さSa 8.9 nmと高品位な加工面が得られ，提案した工具の有効性を示すことができた．

現在、細胞培養の需要が高まってる。それに伴い細胞の配向性を制御することができ、繰り返し利用できる細胞培養器の開発が求められている。本研究ではCo-Cr合金の表面に多結晶ダイヤモンドボールエンドミルを用いて微細溝加工を行うことで、細胞の配向性を制御することが可能な金属性細胞培養器を開発するという手法を提案し、多結晶ダイヤモンドボールエンドミルに対する基礎実験及び本手法の有効性を検証した。

金型加工の高精度化・高能率化を行うために，レーザ光を用いて単結晶ダイヤモンドに三次元加工を施し，多数の切刃を有するマイクロフライス工具を試作し，超硬製非球面金型の超精密切削を試みて実用レベルの切削加工の可能性を検証した．単結晶ダイヤモンドを用いてマイクロフライス工具を試作し，CVD-SiC製非球面型の鏡面切削加工実験を行い，形状精度と表面粗さの検証を行った．

高能率加工を行うために変形加工である「ナノインデンテーション」に着目し，(1)レーザ加工を応用した単結晶ダイヤモンド等のマイクロインデンテータ（圧子）を創成し，(2)超音波振動援用のナノインデンテーションシステムを開発し，(3)超音波振動を付加することによる無電解Ni-Pなどのアモルファス金属材料の高精度・高能率塑性変形メカニズムを解明し，加工条件を最適化し，(4)微細で構造的な超精密形状の創成の高精度・高能率加工を実現することを提案し，実施した．

これまでに，我々が開発した潤滑性を有する導電性ラバーボンド砥石を用い，純チタンに対して二酸化炭素ファインバブルを含有した研削液を用いたELID研削（CO₂FB-ELID）を行うと極端に除去効率が低下するという特異な現象を確認した．これに関し本研究では，ゴムの種類および組成の異なる砥石を作製し，それぞれの砥石を用いて純チタンに対する加工を行い，ゴムのガス透過性に起因して被削材の除去量に差異が出ることを明らかにした．