研究一覧（2003年1月〜12月）
Machinability of Magnesium Alloy in Ultra-Precision Diamond Cutting
Koichi Okuda, Tsutomu Tanaka and Masayuki Nunobiki
Material Science Forum Vols.419-422, pp.975-980 (2003)
This paper deals with an experimental study of ultra-precision diamond cutting of magnesium alloy (AZ31). In order to investigate the machinability such as the cutting force and the surface integrity and understand the problems in a micro cutting, the experiments on the diamond cutting of magnesium alloy and pure aluminum with an ultra-precision turning machine has been carried out. The machinability of magnesium alloy was compared with that of pure aluminum and discussed. Consequently, both the thrust force component and the surface roughness obtained by cutting of magnesium alloy became larger than that of pure aluminum. It was also found that the inclusions or the defects in the work material caused to generate the scratches on the finished surface and influenced the integrity of mirror surface.
超精密切削加工におけるバリ
奥田孝一，谷有希子（三菱電機コントロールソフトウェア）
バリテクノロジー2003年春季号，pp.17-23 (2003)
超精密切削加工においては，主として仕上げ面の鏡面性状の良否が問題とされ，エッジ品質についてはこれまで多くの議論はなされなかった．そのため，超精密切削においてはどのようなバリが生成するのかさえも，ほとんど報告がされていない．本稿では，アルミニウムおよび黄銅試料を単結晶ダイヤモンド工具により超精密切削加工した結果を報告する．工具の被削材への食込み時（エンゲージ），離脱時（ディスエンゲージ）におけるバリの生成状態を観察測定した結果ならびに切削条件，被削材種，被削材の端面形状かバリ生成に及ぼす影響について示す．
放射光と高速原子線表面改質を用いた神経再生電極の作製
岸本武文，内海裕一（高度研），奥田孝一，満渕邦彦（東京大学），服部正（高度研）
平成15年電気学会全国大会講演論文集 No.３，pp.210 (2003)
近年，マイクロシステム技術は，情報通信技術，バイオ・医療応用技術などの分野での具体的応用を目指して，著しい進歩を遂げており，その技術的基盤となるプロセスや材料などにおいても，新たな展開が起こりつつある．特に，バイオ・医療応用分野においては，従来の治療方法・器具とはまったく異なった新たな技術が求められている．本研究では，マイクロマシニング技術の医療分野への応用として，放射光ならびに高速電子線表面改質技術を用いて神経再生電極の製作を試み，その評価を行った．
研削切断砥石作業面トポグラフィに基づく切断特性の評価
中西佑二（東京都立高専），長谷川素由（但馬技術大学校），奥田孝一
2003年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集，p238 (2003)
定荷重研削切断加工の切断特性を明らかにするために，レーザ変位計を用いた砥石作業面トポグラフィ観察装置を試作した．鋼材の研削切断に用いられる切断砥石は，比較的粗い砥粒から構成されていて，砥石作業面トポグラフィが切断特性にどのような影響を与えるか，その評価を試みた．本報では，切断砥石の粒度を変えて炭素鋼を定荷重研削切断したときの研削切断特性と切断砥石作業面トポグラフィの観察結果とを比較し，切断特性の評価を試みた.
多関節型移動ロボットの狭路踏破性能に関する研究
布引雅之，奥田孝一
2003年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集，p566 (2003)
原子力発電所などの点検ロボットには，装置や配管が入り組んだ環境を考慮すると，ヘビ型ロボットが有効であると考えられる．しかし冗長過ぎるシステムでは制御や保守が困難であり，自由度は可能な限り小さい方が望ましい．本研究でも尺取り虫型探索ロボットを開発し，わずか４自由度でも階段や大きな段差も踏破できることを実証した．しかし，ダクトのような狭路内を点検する場合，最低１箇所では壁面に骨格部材を押しつけて自重を支える必要があり，ロボットの運動自由度が大きく制限される．そのため，狭路内に存在する障害物の大きさによっては前進できなくなるという問題が生じた．そこで，新たに制作した５自由度型ロボットに関して狭路内での障害物踏破能力について検討し，その有用性および限界を明らかにする．
ロボット製作におけるものづくり技術
奥田孝一
日本機械学会機械工学振興事業資金助成事業セミナーテキスト，No.03-45，pp.1-54 (2003)
ロボット製作を通じてものづくりの一端を実際に体験することにより，次世代を担う機械技術者を目指す若人にものづくりに対する興味を喚起するとともに，多くの人に機械工学あるいはメカトロニクス技術への理解を深めてもらうことを目的に，ロボットに含まれる様々なものづくり技術，メカトロニクス技術，設計から製作までのプロセスを系統的に記したテキストである．
SU-8フォトレジストの超精密切削加工
奥田孝一，仲川周作，布引雅之
日本機械学会2003年度年次大会講演論文集(IV)，pp.277-278 (2003)
本研究は，遺伝子解析用バイオデバイスの製作を目的として，SU-8（厚膜フォトレジスタ）の超精密ダイヤモンド切削における加工特性を調べたものである．本デバイスの加工には，エッチングやリソグラフィ技術などの微細加工技術が用いられるが，表面の平面度や平滑度が悪いという問題がある．そこで，単結晶ダイヤモンド工具による超精密切削加工（SPDT）技術を組み合わせることによって，高性能なデバイス製作を目指す．SU-8の基本的な切削特性について実験的に調べた結果を報告する．
レーザ多数個取り加工における母材の熱変形に関する研究
布引雅之，奥田孝一
精密工学会2003年関西地方定期学術講演会講演論文集，pp.11-12 (2003)
本研究はレーザ切断によって多数個取り加工を行う場合に問題となる被加工母材の熱変形を扱っている．1mm厚のSUS304板を加工速度の異なる４つの良好加工条件によって切断し，それぞれの加工条件で生じた熱変形を測定した．熱変形と母材の残留熱量との関係を調べた結果，母材の熱変形は被加工材に流入する熱流速に多く影響されることが判った．
マグネシウム合金板のCO2レーザ曲げ加工に関する研究
奥田孝一，戸田吉宣，布引雅之
2003年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集，p309 (2003)
近年マグネシウム合金は，軽量化，省エネルギー化などを目的として，様々な工業製品への用途が急速に拡大している．しかしながら，これらの製品は主に鋳造やダイカスト法により成形されており，今後さらにマグネシウム合金の適用範囲が拡大するためには，塑性加工，切削加工，レーザ加工など他の加工技術の確立が必要である．本研究ではCO2レーザによる曲げ加工に着目した．レーザによる曲げ加工は，金型が不必要であるため，プレス型などに比べて多種少量生産に適しており，試作品作製などへの適用が期待される．これまでにも，主にステンレス鋼，プラスチックのレーザ曲げ加工の研究が行われているが，マグネシウム合金に関する曲げ加工に関するデータはほとんどなく，加工特性や最適な加工条件の把握は不十分である．そこで本研究ではCO2レーザによるマグネシウム合金のレーザ曲げ加工実験を行い，加工条件が板の温度変化ならびに曲げ変形量に及ぼす影響について検討する．
Study on Surface Integrity of Magnesium Alloys in Ultra-Precision Diamond Cutting
Koichi Okuda, Tsutomu Tanaka, Masayuki Nunobiki
Proceedings of the International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st
Century, pp.33-38 (2003)
This paper deals with an experimental study of ultra-precision diamond cutting of magnesium alloys. In order to investigate the cutting performance on the surface integrity and understand the problems on the generation of the good mirror surface in a micro cutting, the experiments on the diamond cutting of magnesium alloys and pure magnesium with an ultra-precision turning machine has been carried out. The surface integrity of finished surface of magnesium alloys was mainly examined and discussed the effect of inclusion and intermetallic compound in the micro structure. It was found that the inclusions (Al-Mn compounds) in the work material (AZ31, AZ61) caused to generate the scratches on the finished surface and influenced the integrity of mirror surface. The scratches were not observed on the finished surface of pure magnesium and AZ91 (cast plate).
6/4黄銅の超精密切削加工における被削性
奥田孝一，高井宏明
第43回銅及び銅合金技術研究会講演大会講演概要集，pp.129-130 (2003)
単結晶ダイヤモンド工具による超精密切削加工は，主として無酸素銅，アルミニウムの鏡面加工に適用されている．このような微小切削においては，結晶粒界，析出物など通常切削では無視しえる金属組織的な要因が仕上面生成に大きな影響を及ぼしたり，工具エッジの丸みに起因して寸法効果が生じたりするなど微小切削特有の現象が見られる．特に合金組織の及ぼす影響は大きく，ポリゴンミラーなどに用いられるアルミニウム合金については多くの報告が見られるが，黄銅に関する報告は極めて少ない．本研究では，4/6黄銅の切削による鏡面加工特性を明らかにするため，単結晶ダイヤモンド工具による超精密切削実験を行い，切削抵抗，仕上面性状，切りくず生成の被削性の評価を行った．
Plastic Bending of Magnesium Alloy Plate by Laser Forming Process
Koichi Okuda, Shogo Shimoyama and Masayuki Nunobiki
Key Engineering Materials, Vols. 257-258 (2003) pp.541-546 (2003)
Plastic bending properties and deformation mechanism of magnesium alloy plate (AZ31) by CO2 laser forming process is investigated based on experiments and FEM simulation analysis. The bending angle and the temperature of workpiece are measured by use of laser displacement sensor and thermo couples, respectively and are compared with the results of stainless steel plate (SUS304). The temperature distribution in the workpiece is also calculated using FEM thermal conduction analysis. Based on the experimental and the simulation results, it is found that the bending angle greatly depends on the surface temperature and the heating-cooling behavior such margin and frequency of temperature fluctuation.
多関節型移動ロボットによる狭路内障害の踏破に関する研究
布引雅之，奥田孝一，すぎ原 恒
精密工学会誌，Vol.69, No.11 (2003) pp.1642-1647 (2003)
In this study, an articulated mobile robot was developed for inspecting the inside of the chemical plants or the nuclear power plants. Although, it consisted of only six segments connected by five pitch joints, it was able to climb over the obstacles such as the stairs and the large block. It was also able to climb up a vertical narrow passage such as ducts and pipes, but it must continue to press both walls by making at least one triangle with two links. Because the robot supported itself using at least two links, it was limited the degree of freedom to move. This paper deals with mobility of this robot against some obstacles in the narrow passage such as projections, corners and steps. We proposed overstriding methods and analyze the maximum size of these obstacles that the robot was able to overstride.