KU Ultra-Precision Machine Systems Laboratory
Nakao Laboratory
Mechanical Engineering, Kanagawa University
Mech_Eng

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 中尾研究室では,精密機械システムの開発と制御に関する研究を行っています.本研究室で開発している機械装置の用途は,主に超精密工作機 械と半導体製造及び洗浄装置です.これらの装置には,ナノメートルオーダーの高精度な運動が求められています.このため,本研究室では,これらの要求を満 たす機械システムの開発を行っています.

 具体的な研究活動としては,新しい装置の考案,設計用プログラムの開発,3次元CADによる設計,装置の製作,制御システムの開発,開発 した機械システムの性能評価等を行っています.一部の研究は,企業との共同研究であるとともに,特許も取得しています.以下には,代表的な研究テーマを示 します.

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   研究室のニュース
  • 2025年度 研究室メンバー博士前期課程9名,新学部生16名が加わり,研究室活動をスタートしました.

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  • 2025年度より,脇谷趣聞先生が特別助教として着任され,研究教育活動を始められました.

  • 2024年度 本研究室から,修士5名,学部生10名が修了・卒業しました.

    〜みなさん 修了および卒業おめでとう〜

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    • 石田 凌大君が日本機械学会 三浦賞を受賞しました.

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    • 石田 凌大君がアクティビティ向上プログラム 総合アクティビティ賞を受賞しました.

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  • 2025年3月17日〜19日, 2025年度精密工学会春季大会学術講演会において研究発表を行いました.

    • 大寺颯人,久米智文,宮下忠一,楠山純平,中尾陽一:動作方式の違いによる卓上研磨機用静圧軸受の性能評価

    • 巩一博,櫻井敬太,楠山純平,中尾陽一,寺島岳史:工具材質がZr基金属ガラスの溝加工におよぼす影響

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  • 2025年3月17日, 精密工学会春季大会第32回学生会員卒業研究発表講演会において研究発表を行いました.

    • 川浪春希,⽯⽥凌⼤,中尾陽⼀:ビルトインモータスピンドルの軸端熱変位制御のための熱変位予測

    • 岩本柊希,橋本有世,中尾陽⼀:単相式液浸冷却による機械システムのダイレクト冷却

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  • 2025年3月6日, 砥粒加工学会先進テクノフェア(ATF2025)において研究発表を行いました.

    • 久米智文, 大寺颯人, 宮下忠一,楠山純平, 中尾陽一:卓上研磨機用静圧軸受の性能評価

    • 櫻井敬太, 巩一博, 楠山純平, 中尾陽一:耐水研磨紙および研磨剤を使用したZr基金属ガラスの研磨加工における表面粗さとMMRの検討

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  • 2025年3月4日, 日本機械学会関東支部第31期総会・講演会において研究発表を行いました.

    • 石田凌大, 川浪春希, 中尾陽一:熱変位推定に基づいたフィードバック温度制御によるビルトインモータスピンドルの熱変位抑制

  • 2025年3月3日, 日本機械学会関東学生会第64回学生員卒業研究発表講演会において研究発表を行いました.

    • 宮津裕, 内山元喜, 長谷川凜, ◎中尾陽一:2相式液浸冷却によるモータのダイレクト冷却

  • ★ 石田 凌大君は公益社団法人精密工学会開催の「2024年度精密工学会秋季大会学術講演会」にてベストプレゼンテーション賞を受賞しました.★

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  • ★ 内山 元喜君は公益社団法人砥粒加工学会開催の「2024年度砥粒加工学会学術講演会」にて優秀講演賞を受賞しました.★

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  • 2024年11月17日~11月20日, スロベニア・ポロトロシュで開催されたISAAT2024 (The 26th International Symposium on Advaces in Abrasive Technology)において研究発表を行いました.

    • Yohichi Nakao, Ryota Ishida, Jumpei Kusuyama, and Shumon Wakiya : Consideration of temperatures of sipindle body and cooling fluid for designing feedback control system of themally induced spindle displacement

  • 2024年11月4日~11月8日,39th ASPE Annual Meeting(ASPE2024)(Houston, Texas, USA)において研究発表を行いました.

    • Genki Uchiyama, Yusei Hashimoto, and Yohichi Nakao : Direct motor cooling using liquid immersion cooling technique

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    • 佐藤豪,八木風成,中尾陽一: 機械学習によるサーボモータの熱変位予測

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  • 2024年10月23日~10月26日, The 20th International Conference on Precision Engineering (Sendai, Japan) において研究発表を行いました.

    • Ryota Ishida, Shumon Wakiya, Jumpei Kusuyama, and Yohichi Nakao : Prediction of Thermally Induced Motorized Spindle Displacement Using Cooling Fluid Temperature

    • Genki Uchiyama, Jumpei Kusuyama, and Yohichi Nakao : Feasibility study on direct immersion cooling for mechanical devices

    • Runfeng Zhao, Rin Takamizawa, Hiromitsu, Wada, Naohiko Suzuki, Yoshiyuki Kaneko, and Yohichi Nakao: Evaluation of air-cooling effect improvement using heat dissipating paint

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  • 2024年9月4日~9月6日, 2024年度精密工学会秋季大会学術講演会において研究発表を行いました.

    • 石田凌大,脇谷趣聞,楠山純平,中尾陽一: フィードバック温度制御によるビルトインモータスピンドルの熱変位抑制の効果検証

    • 佐藤豪,八木風成,中尾陽一: 機械学習による発熱体の熱変位予測における特徴量重要度の検討

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  • 2024年8月26日~8月27日, 2024年度砥粒加工学会学術講演会において研究発表を行いました.

    • 内山元喜,橋本有世,中尾陽一: 液浸冷却によるモータのダイレクト冷却システムの開発

    • 佐藤豪,八木風成,中尾陽一: サーボモータの機械学習による熱変位予測

  • 2024年6月10日〜6月14日,アイルランド・ダブリンで開催されたeuspen2024(24th International Conference of the European Society for Precision Engineering & Nanotechnology)において,研究発表を行いました.

    • Yohichi Nakao, Ryota Ishida, Shumon Wakiya, and Jumpei Kusuyama: Relationship between thermally induced shaft displacement and temperature measured on an outer surface of built-in motor spindle for developing thermal displacement feedback control system

  • 2024年度 研究室メンバー博士前期課程9名,新学部生11名,研究生1名が加わり,研究室活動をスタートしました.

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  • 2024年3月31日 楠山先生は千葉工業大学の准教授として転出されました.
    楠山先生,ありがとうございました.

  • 2023年度 本研究室から,博士1名と修士5名,学部生15名が修了・卒業しました.

    〜みなさん 修了および卒業おめでとう〜

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  • International Journal of Automation Technology Vol.17 No.5にて論文が掲載されました.

    • Shumon Wakiya, Ryota Ishida, Jumpei Kusuyama, Yohichi Nakao: Temperature Control Performance of a Built-In Motor Spindle by Developed Temperature Feedback Control System

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      ★同論文は公益財団法人 マザック財団 マザック高度生産システム優秀論文賞を受賞しました.★

  • 2024年3月12日~3月14日, 精密工学会春季大会学術講演会において研究発表を行いました.

    • 中川雄登, 山ア夏佳, 脇谷趣聞, 楠山純平, 中尾陽一: 微細パターン創成を目的にした工作機械用スピンドルの微細変位制御システムの開発

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  • 2024年3月12日, 精密工学会春季大会第31回学生会員卒業研究発表講演会において研究発表を行いました.

    • 橋本有世, 内山元喜, 田村悠, 楠山純平, 中尾陽一: 発熱体を有する機械装置の液浸冷却の検討

    • 佐藤豪, 八木風成, 楠山純平, 中尾陽一: 工作機械用スピンドルモデルの機械学習による熱変位予測

  • 2024年3月8日, 砥粒加工学会先進テクノフェア(ATF2024)において研究発表を行いました.

    • 浦井千颯, 鈴木優太, 楠山純平, 中尾陽一: 超砥粒砥石の仕様のみを用いた砥石特性の簡易的導出

    • 高見澤凛, 趙潤豊, 楠山純平, 中尾陽一: ビルトインモータスピンドルの風冷システム開発

    • 田中凜太, 巩一博, 楠山純平, 中尾陽一: 耐水研磨紙および研磨剤を使用したZr基金属ガラスの研磨加工における表面粗さとMMRの検討

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  • 2023年12月10日~12月13日,The 25th International Symposium on Advances in Abrasive Technology(ISAAT2023)(Taichung,Taiwan)において研究発表を行いました.

    • Yuta Suzuki,Jumpei Kusuyama,Yohichi Nakao:Fundamental Study on Prediction of Machining Characteristics in Rotary Grinding of Si wayfers using Design of Experiments and Machine Learning

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  • 2023年11月12日~11月17日,38 th ASPE Annual Meeting (Boston, Massachusetts, USA)において研究発表を行いました.

    • Shumon Wakiya,Jumpei Kusuyama,Yohichi Nakao,Dmytro Fedorynenko:Thermal Analysis of High-speed Aerostatic Spindle with Different Cooling Structures Based on Experimental Study

    • Fuusei Yagi,Jumpei Kusuyama,Yohichi Nakao:Thermal Displacement Prediction of Simple Mechanical Machine Tool Spindle Model Using Machine-learning Method

    • Ryota Ishida,Shumon Wakiya,Jumpei Kusuyama,Yohichi Nakao:Temperature Control of Built-in Motor Spindle and Resultant Thermal Displacement

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  • 2023年9月13日~9月15日,2023年度精密工学会秋季学術講演会において研究発表を行いました.

    • 楠山純平,中尾陽一:炭素繊維プラスチック切りくず回収装置の開発-実機モデルによる実験的検討-

    • 脇谷趣聞,楠山純平,中尾陽一:3次元熱流体解析による高速空気静圧スピンドルの内部温度分布と軸端変位の基本的評価

  • 2023年9月7日~9月8日,International Conference on Machine Design 2023(Porto,Portugal)において研究発表を行いました.

    • Shumon Wakiya, Jumpei Kusuyama, Dmytro Fedorynenko, Yohichi Nakao:Optimum design of shaft-bore cooling structure for machine tools spindle

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  • 2023年8月28日~8月30日,2023年度砥粒加工学会学術講演会(ABTEC2023)において研究発表を行いました.

    • 楠山純平, 中尾陽一:炭素繊維強化プラスチックの切削加工における切りくず回収装置の開発

    • 鈴木優太, 楠山純平, 中尾陽一:ダイヤモンド砥石における作用砥粒数および表面粗さの簡易的導出

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  • 2023年7月19日~7月21日,2023 International Symposium on Mechanical System and Artificial Intelligence(ISMSAI2023)において研究発表を行いました.

    • Shumon Wakiya, Jumpei Kusuyama, Dmytro Fedorynenko, Yohichi Nakao:Study on thermal stability of high-spped aerostatic spindle with three different cooling structures

    • Fuusei Yagi, Jumpei Kusuyama, Yohichi Nakao:thermal deformation prediction of simple mechanical machine tool spindle model using machine-learning method

    • Yuta Suzuki, Jumpei Kusuyama, Yohichi Nakao:Effect of grinding wheel and back grinding tape on rotary grinding characteristics of semiconductor materials

    • Ryota Ishida, Shumon Wakiya, Jumpei Kusuyama, Yohichi Nakao:High precision temperature control of built in motor spindle

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  • 2023年度 研究室メンバー博士後期課程1名,博士前期課程10名と新学部生15名が加わり,研究室活動をスタートしました.

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  • 2022年度 本研究室から,修士2名と学部生9名が修了・卒業しました.

    〜みなさん 修了および卒業おめでとう〜

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  • 橋 篤史君が日本設計工学会 武藤栄次賞優秀学生賞を受賞しました.

  • 2023年3月14日,精密工学会春季大会第30回学生会員卒業研究発表講演会において研究発表を行いました.

    • 石田 凌大, 中尾 陽一, 楠山 純平, 脇谷 趣聞:ビルトインモータスピンドルの高精度フィードバック温度制御

    • 内山 元喜, 中川 雄登, 脇谷 趣聞, 楠山 純平, 中尾 陽一:微細形状創成用マイクロミーリングスピンドル工具の微小変位制御システムの開発

    • 大寺 颯人, 金子 拓海, 脇谷 趣聞, 楠山 純平, 中尾 陽一:スピンドルの熱変形予測のための機械学習モデルの検討

      seimitu2023shojo2★ 大寺 颯人君は
      エクセレントプレゼンテーション賞を受賞しました.★

  • 2023年3月9日,砥粒加工学会ATF2023において研究発表を行いました.

    • 橋 篤史, 鈴木 優太, 楠山 純平, 中尾陽一:粒度と集中度を用いた最大高さ粗さの予測

  • 2022年11月28日〜12月1日,The 19th International Conference on Precision Engineering (Nara, Japan) において,研究発表を行いました.

    • Shumon Wakiya, Yuto Nakagawa, Jumpei Kusuyama, Yohichi Nakao:Fundamental analysis on thermal characteristics of micro-positioning system using piezo element for micro-milling spindle

    • 脇谷 趣聞,山口 大貴,楠山 純平,中尾陽一:高い熱的安定性を実現する超精密工作機械用高性能スピンドルシステムの開発

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  • 2022年10月10日〜14日,37 th ASPE Annual Meeting (Bellevue, WA, USA) において,研究発表を行いました.

    • Shumon Wakiya,Jumpei Kusuyama, Dmytro Fedorynenko, Yohichi Nakao:Fundamental evaluation of cooling characteristics of cooling structures of high-speed aerostatic bearing

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  • 2022年10月7日〜8日,石川で開催された日本機械学会 第14回生産加工・工作機械部門講演会において,研究発表を行いました.

    • 鈴木 優太, 楠山 純平, 中尾 陽一, 金澤 雅喜, 石川 一政, 五十嵐 健二, 余語 政輝:仕上げのロータリ研削における送り条件が加工特性に及ぼす影響

    • 高橋 直樹,楠山 純平, 中尾 陽一:炭素繊維強化プラスチックのドライ加工における新たな切りくず収集機構の開発

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  • 2022年8月29日〜31日,本学みなとみらいキャンパスで開催された2022年度砥粒加工学会学術講演会(ABTEC2022)において,研究発表を行いました.

    • 鈴木 優太, 楠山 純平, 中尾 陽一:正二十面体砥粒モデルを用いた作用砥粒数の基礎的検討

    • 脇谷 趣聞,楠山 純平, Dmytro Fedorynenko, 中尾 陽一:高速小径空気静圧スピンドル用軸心水冷構造の設計と効果

  • 2022年8月1日〜2日,新型コロナウイルス感染症対策を講じたうえ,卒業研究の中間審査を行いました.

    なお,皆さんによる投票の結果,次のようになりました.

    • ベストプレゼンテーション賞:橋 篤史 君

    • プレゼンテーション賞:内山 元喜 君

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  • 2022年度 研究室メンバー博士後期課程1名,博士前期課程7名と新学部生10名,研究生1名が加わり,研究室活動をスタートしました.

  • 2021年度 本研究室から,修士2名と学部生17名が修了・卒業しました.

    • 〜みなさん 修了および卒業おめでとう〜

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  • 山口 大貴君が日本機械学会 三浦賞を受賞しました.
  • 久保田 百喜君が日本機械学会 畠山賞を受賞しました.
  • 永田 拓海君が日本設計工学会 武藤栄次賞優秀学生賞を受賞しました.
  • 2022年3月14日,日本機械学会関東学生会第61回学生員卒業研究発表講演会で研究発表をおこないました.

    • 北出 尚也, 久保田 百喜, 金子 拓海, 脇谷 趣聞, 楠山 純平, 中尾 陽一:IoT技術による工作機械用スピンドルの熱変位リモート予測の基礎研究

    • 中川 雄登, 脇谷 趣聞, 楠山 純平, 中尾 陽一:スピンドル用微小位置決め装置の基本特性評価

    • 八木 風成, 阿部 優騎, 高橋 直樹, 楠山 純平, 中尾 陽一:炭素繊維強化プラスチックの加工における新しい切りくず収集方法の提案,異径同心軸周りの空気流れ解析

  • 2022年3月4日,砥粒加工学会ATF2022において研究発表をおこないました.

    • 鈴木 優太, 楠山 純平, 中尾 陽一, 金澤 雅喜, 石川 一政, 五十嵐 健二, 余語 政輝:新しい多段階インフィードロータリ研削の提案

  • 2021年11月30日〜12月3日,The 23rd International Symposium on Advances in Abrasive Technology(ISAAT2021) において,研究発表を行いました.

    • Naoki Takahashi, Jumpei Kusuyama and Yohichi Nakao:Proposal of new chip collecting system in cutting of carbon fiber reinforced plastics

  • 2021年11月14日〜11月18日,The 10th International Conference on Leading Edge Manufucturing in 21st Century(LEM21) において,研究発表を行いました.

    • Taiyo Koura, Jumpei Kusuyama, Yohichi Nakao, Hiromitsu Wada, Naohiko Suzuki, Yoshiyuki Kaneko:Air cooling structure design of built-in motor spindle of turning machine

    • Hiroki Yamaguchi, Takumi Kaneko, Jumpei Kusuyama and Yohichi Nakao:Thermal stabilization of machine tool spindle by feedback temperature control

  • 2021年10月6日〜8日,第26回フルードパワー国際見本市(IFPEX2021)において,研究発表を行いました.

    • 脇谷 趣聞, 楠山 純平, 中尾 陽一:高い熱的安定性を有する高速空気静圧スピンドルの開発

  • 2021年9月21日〜27日,2021年度精密工学会秋季大会学術講演会において,研究発表を行いました.

    • 古浦 太庸, 楠山 純平, 中尾 陽一, 和田 弘光, 鈴木 直彦, 金子 義幸:ビルトインモータスピンドルの冷却構造設計

  • 2021年9月7日〜9日,18th International Conference in Manufacturing Research(ICMR2021)において,研究発表を行いました.

    • Jumpei Kusuyama, Michinosuke Tanaka, Bima Kawase and Yohichi Nakao:Theoritical derivation of mean cutting-point space of grinding wheel

  • 2021年9月1日〜3日,2021年度砥粒加工学会学術講演会(ABTEC2021)において,研究発表を行いました.

    • 橋 直樹, 楠山 純平, 中尾 陽一:炭素繊維強化プラスチックの加工における新しい切りくず収集方法の開発

    • 山口 大貴,金子 拓海,楠山 純平,中尾 陽一:冷却水の高精度温度制御によるビルトインモータスピンドルの熱的安定化

    • 脇谷 趣聞,楠山 純平, Dmytro Fedorynenko, 中尾 陽一:軸心水冷構造を有する高速空気静圧スピンドルの熱的安定性に関する研究 第1報:非回転時における温度特性

    • 楠山 純平, 中尾 陽一, 金澤 雅喜, 石川 一政, 余語 政輝:SiCウェーハのロータリ研削における加工特性

  • 小高勢也,川瀬美真,楠山純平,中尾陽一が工作機械技術振興賞(論文賞)を受賞しました.

    受賞論文題目「工作機械用温度制御システムの開発と制御性能の基礎的評価」

  • 高橋直樹,楠山純平,中尾陽一が工作機械技術振興賞(奨励賞)を受賞しました.

    受賞論文題目「炭素繊維強化プラスチックの加工における新しい切りくず収集方法の提案」

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  • 2021年度 研究室メンバー大学院生5名と新学部生18名,研究生1名が加わり,研究室活動をスタートしました.

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    【2020年度以前のニュースは こちら

   構成員
【教員】
教授 中尾 陽一
特別助教 脇谷 趣聞
【院生】
M2 佐々木 健吾
M2 佐藤 豪
M2 田中 凜太
M2 橋本 有世
M1 岩本 柊希
M1 王 冠
M1 川浪 春希
M1 藤本 潤
M1 宮津 裕
【学部生】
伊藤 颯乙
大高 拓海
片山 陽依
久賀 紀武
佐藤 竹凪
佐藤 佑紀
田邊 響介
陳 佳楽
富樫 優也
戸田 陽輝
飛田 拓
原 和輝
藤田 祐成
宮澤 遼
山田 莉生
芳川 賢祐


   研究テーマ紹介 > 超精密加工システムの開発と超精密加工における加工現象の解明

Fig.1
図1 ウォータドライブスピンドル

Fig.2
図2 回転角制御機能を備えた
流体駆動スピンドル

Fig.3
図3 超精密案内システム

 超精密加工システムは,半導体デバイスや超精密光学部品の生産に用いられています.また,医療などへの応用も期待されています.マイクロマシンを開発するために必要不可欠なものです.超精密加工システムは,ナノメートルオーダの運動精度が要求されるため,超高精度の回転運動と直線運動が行える新しい機械要素の開発が必要不可欠になっています.

 そこで,本研究では,この種の加工システムの更なる高性能・高精度化を目指して,非常に精密な回転運動の創成が可能になる,スピンドルとモータを一体化した,ウォータドライブスピンドルシステムを考案・開発しています.このスピンドルの特徴は,スピンドルに供給した水の圧力でスピンドルを浮上させるのと同時に,水の動力を利用してスピンドルを高速回転させられることです.このスピンドルは半導体製造プラントで大量に使用されています.純水による駆動も可能であり,しかも水の圧力で浮上しているため,機械的接触もないため,クリーンルームにおける使用にも適しています.

 図1及び図2に開発したスピンドルを示します.なお,このようなスピンドルの研究に加えて,精密な直線運動の創成を目指して,図3に示すような,空気圧によって浮上する超精密案内システムに関する研究も行っています.これらの装置を組み合わせて開発した加工システムを用いて,超精密加工実験を行っています.また,開発したスピンドルの回転数あるいは回転角を制御するための制御系の開発ならびに性能評価実験も行っています.

また,超精密加工における加工現象は未だ多くの点において未解明です.そこで,本研究ではハイスピードカメラを用いて切りくず生成状況をとらえ,より良い加工面性状を得るための加工条件の検討を行っています.



   研究テーマの紹介 > ウォータドライブステージの開発とテーブル姿勢制御系の開発

Fig.4
図4 開発したウォータドライブ
ステージ

 ウォータドライブスピンドルの開発に加えて,ウォータドライブステージの開発を行っています.これは,水の圧力で浮上させたテーブルを水の動力を利用して,精密な直線運動を創成する装置です.これまでの研究で開発したステージを図4に示します.ステージの性能評価実験の結果,これまでにステージの真直度が,15 mmの移動に対して10 nm以下であることを確認しています.

 さらに,流量制御弁を用いて軸受への供給流量を変化させることで,テーブルの姿勢を制御するシステムを開発しています.ピッチングやヨーイング,Z軸方向の変位などの姿勢変化を抑制することで,更なるステージの運動精度向上が期待されます.



   研究テーマの紹介 > シリコンウエーハの加工/洗浄装置の開発

Fig.5
図5 シリコンウエーハ洗浄用
スピンテーブル

 マイクロプロセッサや各種メモリに代表される半導体デバイスの微細回路の線幅は,30 nmに達しようとしています.このような微細回路は,シリコンウエーハ上に創成されますが,微細回路の製造工程の40% 程度が洗浄工程といわれるほど,半導体デバイス製造において洗浄工程が重要になっています.本研究室で考案し,開発した図5に示すスピンテーブルは,半導体工場で使用される純水を用いて,回転テーブルを高速かつ精密に回転させる機械システムです.現在,開発した装置の性能評価を実施しています.



   研究テーマの紹介 > 高速高剛性水静圧スピンドルの開発と熱的安定性の検討

Fig.6
図6 高剛性水静圧スピンドル

 カメラのレンズ製作に必要なレンズ用金型を加工する超精密工作機械には,高精度のスピンドルが必要不可欠です.超精密工作機械用スピンドルには,高い回転精度が要求されるため,通常,静圧軸受が使用されます.静圧軸受の潤滑流体に水を使用することにより,高い負荷容量と剛性が期待できます.また,回転時の粘性摩擦による発熱が少なく,装置の冷却媒体としても優れているため,スピンドルの高い熱的安定性が期待できます.

 レンズ用金型の製作においては,高硬度材に超精密切削加工を行うことが望まれています.この場合,高性能な切削工具に加え,高剛性スピンドルが必要になります.そこで本研究では,高硬度材を加工して高い形状精度を持った金型製作を可能にすることを目的として,軸受に水静圧軸受を組み込んだ,高剛性スピンドルの設計,製作を行っています.図6のスピンドルは,スラスト軸受に対抗式水静圧軸受を使用し,スラスト方向の高い支持剛性を得るために開発されたものです.

また,超精密加工では熱膨張などによるスピンドルの僅かな変形も,加工精度に大きな影響を及ぼします.そこで,高速回転時における発熱を予測し,静圧軸受に供給する水の温度を制御することで熱変形を抑制するようなスピンドルの設計・開発を検討しています.



   研究テーマの紹介 > NC工作機械の省エネルギー化

Fig.7
図7 CAD/CAMシステムにより
生成される工具経路

 製品の大量生産は,製品の設計と工具経路を生成するCAD/CAMシステムと,加工を行う数値制御(NC)工作機械を中心に成り 立っています.ここで工作機械が消費するエネルギーは,材料を削る経路によって違っています.同じものをつくろうとしても,削り方や削る方向など工作機械 の動きによって,大きく消費エネルギーが異なるのです.

 そこで本研究では,消費エネルギーのシミュレーションモデルを作成し,最もエネルギーを使わない最適な動きをする経路を検討する ことで,工作機械の消費エネルギーを削減することを目的としています.将来的には,消費エネルギーを考慮した工具経路の生成が可能なCAD/CAMシステ ム・工作機械の知能化を目指しています.



   研究テーマの紹介 > 楽器演奏システムの開発

Fig..8
図8 ヴァイオリン演奏装置

 自動楽器演奏システムの開発を行っています.これまでに管弦打楽器(ウクレレ・リコーダー・グロッケン)の開発がそれぞれ行われ てきましたが,つぎにヴァイオリン演奏装置の開発に着手しました.エンターテイメントとしてだけでなく,人が楽器を練習する際の指導者の代わりなどへの応 用も期待されます.



   最近の研究成果
  • ビルトインモータスピンドルの最適冷却条件に関する研究(第1報) ビルトインモータスピンドルの温度変化シミュレーション, 砥粒加工学会誌, Vol. 64, No. 5, pp. 254-259. (2020-5).

  • 工作機械用温度制御システムの開発と制御性能の基礎的評価, 砥粒加工学会誌, Vol. 64, No. 4, pp. 208-213. (2020-4).

  • エンドミル外周刃加工における数値制御工作機械駆動系の消費エネルギ, 精密工学会誌, Vol. 81, No. 5, pp. 429-434. (2015-5).

  • ウォータドライブステージの開発と速度制御,日本機械学会論文集, Vol. 80, No. 815, p. DSM0214, (2014-7).

  • 数値制御工作機械送り駆動系の消費エネルギに基づく工具経路評価,精密工学会誌,Vol. 80, No. 7, pp. 699-704. (2014-7).

  • 送り駆動系におけるエネルギ収支の評価, 精密工学会誌, Vol. 80, No. 4, pp. 395-400, (2014-4).

  • Measurement and Simulation and of Energy Consumption of Feed Drive Systems, J. of mechanics Engineering and Automation, Vol. 4, No. 3, pp. 203-212, (2014-4).

  • Development of cam-drive type proportional valve for water hydraulics, Intl. J. of Automation Technology, Vol. 6, No. 4, pp. 450-456, (2012-7).

  • 小型流体駆動スピンドルの回転速度制御用ロータリ形流量制御弁,日本機械学会論文集(C編), Vol. 77, No. 774, pp.. 514-526, (2011-2).

  • Angular Position- Control of Fluid-Driven Bi-Directional Motor, Proc. IMechE Part C: J. Mech. Eng. Sci., Vol. 224, No. C11, pp. 2350-2362, (2010-11).

  • 回転角制御機能を備えた流体駆動スピンドルの開発と回転角制御,日本機械学会論文集(C編), Vol. 76, No. 763, pp. 749-758, (2010-3).

  • Modelling and characteristics of fluid-driven bi- directional motor for angular position-control system, Proc. IMechE Part C: J. Mech. Eng. Sci., Vol. 224, No. C4, pp. 863-876, (2010-4).

  • Development of a direct pressure-sensing pressure-reducing valve for water hydraulics, Proc. IMechE Part I: J. Syst. Control Eng., Vol. 222, No. I8, pp. 787-797, (2008-12).

  • Development of a water hydraulic pressure-compensated flow control valve, Intl. J. of Fluid Power, Vol.. 9, No. 3, pp. 25-33, (2008-11).

  • Development of a direct pressure-sensing water hydraulic relief valve, Intl. J. of Fluid Power, Vol.. 9, No. 2, pp. 5-13, (2008-8).

  • Measurements and Evaluations of Drilling Burr Profile, Proc. IMechE Part B: J. Eng. Mfr., Vol. 220, No. 4, pp. 513-523, (2006-4).


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