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1【2014年報告】
超ワイドレンジ型ハイブリッドコントローラの開発
太陽光,風力,小水力などの複数の再生可能エネルギーにより発電した電力をバッテリーに充電し,外部へ出力するハイブリッドコントローラにおいて,より多くのユーザーニーズに対応できるように,入力電圧レンジの拡大を研究の目的として開発を進め,0〜400V までの入力が可能なコントローラを開発した。また,ハイブリッドコントローラの性能評価用テストベンチを開発し,電力変換効率計測,EMC 計測を行った。さらにマイクロ風力発電機によりフィールド試験を行い製品化を目指した。
2【2014年報告】
CFRP 用高性能ドリルの開発
CFRP用の高性能なドリルを開発することを目的とし,ドリルに施すコーティングや形状の検討・試作および試作したドリルを用いて加工試験を実施した。その結果,コーティングの違いにより工具の摩耗状態に大きな差異があることがわかった。また,ドリルの先端角を段階的に変化させ,ドリル外周面付近の先端角を小さくすることで被削材の剥離を抑制できることを明らかにした。加えて,市販の他社製ドリルと比較し,同等以上の性能を有することを確認した。
3【2014年報告】
マランゴニ流を利用した新しい簡易分離分析手法の開発
工業製品におけるトラブルや食品の混入異物の分析のスクリーニングレベルの向上を目指し,マランゴニ流でサンプル溶液を駆動して,分離をアシストする新しい簡易分離技術を開発した。イメージングシステム,ケモメトリックスを活用することによって,分離が難しい成分を分けることができた。
また,溶液を展開する基板材料は高価な金ミラーを使用しているが,代替として県内企業の技術である電解複合研磨によって鏡面化したアルミニウムやステンレス鋼の利用が可能であることが分かった。ただし,金ミラーに比べて取り扱いに注意が必要であった。
4【2014年報告】
質感の測定技術・表現技術の研究(第2報)
質感の高い製品を生産するにあたっての企画から設計・製造の流れを改善するための取り組みとしてデジタルプロトタイピング技術の開発に取り組んだ。コンピュータグラフィクスによって正確に外観上の質感を表現するための技術課題として形状のモデリングや質感のサンプリング,背景画像の取得など5 つを検証しおおむね所期の目的を満たすことができた。
5【2014年報告】
樹脂の特性に影響を及ぼす化学構造の解析技術の確立
樹脂の力学強度や表面特性は究極的には分子構造に由来していると考えられる。しかし,樹脂に対しては,局所的な官能基レベルの構造のほか,コンフォメーションや結晶性・配向性,モルフォロジーといったやや粗視的な構造も大きく影響するといわれている。すなわち,樹脂の階層構造の中でマクロな特性はどの構造と深く関係しているかを把握することが重要である。我々は,これまで工業製品のトラブル解析に利用するという観点から,樹脂の加熱段階での構造変化をデータベース化して利用してきた。
今後は,構造分析によって力学特性や耐久性などマクロな特性を予想できるようなデータベース化の構築を目指しているが,上述のような階層構造をとる樹脂に対しては,本アプローチは非常に挑戦的であり膨大な時間を要するものであると思われる。さらに,一つの評価項目でそれぞれの階層構造を俯瞰することは不可能である。
そこで,データベース化の第1 ステップとして,種々の樹脂の赤外,ラマン,X 線回折やSEM 観察を行い,マクロな特性との相関を検討することとした。本稿では,高密度ポリエチレン( HDPE) および低密度ポリエチレン(LDPE)を評価した結果を示すこととした。また,それぞれの測定においても種々のモードで測定を行っているが,本稿では,一部のデータのみを示す。
6【2014年報告】
外観検査のためのロボット動作シミュレータの開発
バラ積み状態の鋳鉄品(以下ワークと呼ぶ)の山から1 個ずつ認識してつかみあげ,ラインレーザとカメラで外観を検査する装置を,平成24 年度の共同研究事業で開発した1)。この装置
の課題は,ワークを保持するロボットに小型の6 軸多関節型を使用しているため可動範囲が限られ,ワークの大きさや形状が変わると全体を検査できなくなる場合があることで,その判断
もある程度ロボットを動かさないとわからない。また,ワークが変わるとそのロボット動作プログラムの作成に時間がかかる。
本研究では,ワークの大きさや形状が変わっても,その全体の外観を検査できるか確認するプログラムを開発した。ロボットの可動範囲を測定し,ワークの大きさと形状を入力すると検
査できるか判別できる。また,判別に使ったロボットの位置データを利用し,ロボット動作のシミュレーションが可能となり,どのようにワークを動かしたら全体を効率よく検査できるか
確認できる。さらに,このロボットの位置データを利用することで,検査用ロボット動作のプログラム作成が容易になる。
7【2014年報告】
光質の違いがリーフレタスの生育・品質に及ぼす影響
近年,世界中で頻発する異常気象により農作物の安定供給が不安視されていることから,最適環境条件下で周年計画生産が可能な完全人工光植物工場の注目が高まっている。現状で栽培
されている品目はリーフレタスなどの葉菜類が中心となっているが,将来的には栽培品目の多様化・高付加価値化だけでなく,ワクチン生産への応用など超高付加価値製品の生産も本格化
すると予測されており,国内市場だけでなく,中東や中国,ロシア向けを中心に技術の輸出も本格化すると考えられている。そのため,国策として導入推進を図っているが,施設・装置の
設置コストや空調・光照射にかかる生産コストが高いことが課題となっている。
これまで,植物工場用の光源には蛍光灯が主に使用されてきたが,消費電力が少ないため生産コストの低減が期待できるLED が新たな光源として注目されている。しかし,植物栽培用
のLED は高額である。一方で,一般家庭・店舗へのLED 照明の普及により直管型の白色LED 照明の価格は低下傾向にある。しかし,白色系LED と蛍光灯では光質が異なる。赤色
や青色LED を用いた植物栽培に関する報告はされてきたが1~3),白色LED における光質の違いが生育に与える影響は明らかにされていない。
そこで,本研究では,完全人工光リーフレタス栽培における白色系LED 光源の光質の違いが生育に及ぼす影響について検討した。
8【2014年報告】
簡易な非接触粗さ測定法の研究
表面粗さは,測定物の表面性状(“つるつる”や“ざらざら”)を表すものである。一般的に表面粗さは,先端が尖ったダイヤモンド製の触針(プローブ)で測定物の表面をならうことにより,表面の細かい凹凸を計測して求める。
しかし,樹脂のように傷がつきやすい測定物に対して上記の触針でならうと表面に傷をつけてしまう。このため,非接触による表面粗さ測定への需要が高まっており,非接触式の粗さ測定機も市販されているが,きわめて高価で普及が遅れている。
さて,物体表面に光ビームを当てたとき,その反射光は表面粗さが大きいほど広がる。この反射光の強度分布は理論上,ガウス分布(正規分布)となることが知られている。このため,反射光の強度分布をガウス曲線で近似して,その曲線の標準偏差で表面粗さを評価する方法が栗田ら1)2)により提案されている。
本研究は,上記方法により反射光の広がりから表面粗さを非接触で測定するための簡易な測定システムを試作して実験を行ったものである。
9【2014年報告】
植物工場用途を中心とした各種光源測定に関する研究
近年,上越地域では新規事業として植物工場に取り組む事例が見られ1),植物の育成に適した光源について関心が寄せられている。そこで各種光源を植物育成に使用したときの有効性について,相対分光分布の面から検討することを目的に,分光放射輝度計による測定を行った。
10【2014年報告】
蛍光X 線分析法による液体試料中の金属成分の定量分析について
当所での蛍光X 線分析による定量分析は,試料調製が容易であり,再現性の良いX 線強度が十分に得られるφ10 o以上の平面を持つ固体状の鉄鋼材料に限定している。
そのため,この条件を満たさない鉄鋼試料や非鉄試料などは,湿式分析やプラズマ発光分光分析(ICP 分析)などにより定量分析している。
また,液体試料の蛍光X 線分析では,専用のろ紙を利用し分析しているため,鉄鋼試料や非鉄試料などは、酸溶解により,液体試料に調製することにより,この分析法(以下,ろ紙法と
略す)を利用できると考えられる1)。
そこで本研究では,これまで蛍光X 線分析で,定量分析の条件を満たさずに対応できていなかった鉄鋼試料に関して,ろ紙法を利用することで,蛍光X 線分析による定量分析が可能かどう
か検討した。

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