マイクロ振動輸送 Heads: 平井 慎一 Contact: 三谷 篤史 Date: 2002 - 2014 Mailing address: 立命館大学ロボティクス学科 〒525-8577 滋賀県草津市野路東1-1-1 Supported by: Associated lab/group: 杉山研究室(マイクロ機械システム工学科)

研究内容

本プロジェクトの目的は，チップコンデンサやチップ抵抗などのマイクロパーツの振動輸送を実現することである．非対称な表面(のこぎり歯表面)と対称な振動(正弦波)により，マイクロパーツの一方向の輸送を実現する．慣性力，摩擦力，凝着力，静電力を考慮したマイクロパーツのダイナミクスの解析を進める． ポータブル電子機器に用いられるマイクロパーツは小型化が進んでおり，2012型(長さ2.0mm，幅1.2mm)から近年は0402型(長さ0.4mm，幅0.2mm)が使われている．従来の非対称振動や楕円振動を用いた振動輸送は，マイクロパーツにおいて効率が低下する．そこで非対称な表面(のこぎり歯表面)と対称な振動(正弦波)により，マイクロパーツの一方向の輸送を実現する．慣性力，摩擦力，凝着力，静電力を考慮したマイクロパーツのダイナミクスの解析を進める．

マイクロパーツの輸送

選択的輸送 (あるパーツは動き，それ以外は動かない)

担当

	名前	学年	学位
	三谷　篤史	札幌市立大学	工学博士
	吉村　俊厚	Graduated	工学修士
	菅野　直人	Graduated	工学修士
	三浦　江哉	Graduated
	内田　光	Graduated
	辻　秀也	Graduated

研究発表

• Phuong Hoai Le, Thien Xuan Dinh, Atsushi Mitani, and Shinichi Hirai, Effect of Geometry Parameters of Saw-tooth Surface on the Feeding Velocity of Micro-parts, IEEJ Trans. on Electrical and Electronic Engineering, Vol.8, Issue S1, pp.S102-S105, 10.1002/tee.21925, Sept., 2013
• Phuong Hoai Le, Thien Xuan Dinh, Atsushi Mitani, and Shinichi Hirai, A Study on the Motion of Micro-Parts on a Saw-Tooth Surface by the PTV Method, Journal of System Design and Dynamics, Vol.6, No.1, pp.73-80, 10.1299/jsdd.6.73, Feb., 2012
• Phuong Hoai Le, Thien Xuan Dinh, Atsushi Mitani, and Shinichi Hirai, Experiment and Simulation of Micro-part Dynamics with Roughness Effect, IEEJ Trans. on Electrical and Electronic Engineering, Vol.7, Issue S1, pp.S173-S178, 10.1002/tee.21820, Dec., 2012
• Atsushi Mitani and Shinichi Hirai, Submillimeter Micropart Feeding Along an Asymmetric Femtosecond-Laser-Microfabricated Surface, Int. J. of Automation Technology, Vol.3, No.2, pp.151-156, 10.20965/ijat.2009.p0151, Mar., 2009
• 三谷 篤史, 平井 慎一, のこぎり歯形形状を有する表面によるマイクロパーツの輸送 (計測データに基づく接触モデルの定式化と凝着力の解析), 日本機械学会論文誌C編, Vol.75, No.752, pp.942-949, 10.1299/kikaic.75.942, Sept., 2009
• 三谷 篤史, 平井 慎一, フェムト秒レーザ・ダブルパルス加工による非対称表面を用いたマイクロパーツの輸送, 日本機械学会論文集C編, Vol.75, No.759, pp.3267-3275, 10.1299/kikaic.75.3267, Dec., 2009
• 三谷 篤史, 菅野 直人, 平井 慎一, のこぎり歯形形状を有する表面によるマイクロパーツの輸送 (マイクロパーツの輸送におけるダイナミクスの定式化), 日本機械学会論文誌C編, Vol.73, No.725, pp.114-121, 10.1299/kikaic.73.114, Jan., 2007
• Atsushi Mitani, Toshiatsu Yoshimura, and Shinichi Hirai, Feeding of Submillimeter-sized Microparts along a Saw-tooth Surface using only Horizontal Vibration: Effects of saw-tooth pitch, vibration frequency and humidity, International Journal of Automation Technology, Vol.1, No.1, pp.27-34, 10.20965/ijat.2007.p0027, Sept., 2007
• Atsushi Mitani, Naoto Sugano, and Shinichi Hirai, Microparts Feeding by a Saw-Tooth Surface, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, Vol.11, No.6, pp.671-681, 10.1109/TMECH.2006.886197, Dec., 2006
• 三谷 篤史, 菅野 直人, 平井 慎一, のこぎり歯形形状を有する表面によるマイクロパーツの輸送, 日本機械学会論文誌C編, Vol.71, No.704, pp.1169-1176, 10.1299/kikaic.71.1169, Apr., 2005

• Phuong Hoai Le, Thien Xuan Dinh, Atsushi Mitani, and Shinichi Hirai, Experiment of Micro-parts Feeding on Saw-tooth with the Effect of the Surface Geometry Parameters, Int. Conf. on Material, Mechatronics and Automation (ICMMA2013), pp.99-104, Singapore, Apr. 21-22, 2013
• Phuong Le, Thien Dinh, Atsushi Mitani, and Shinichi Hirai, Simulation Model for Sub-Millimeter Part Feeding on the Asymmetrical Saw-Tooth Surface with Air Drag, 2013 IEEE/ASME Int. Conf. on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM 2013), pp.608-611, 10.1109/AIM.2013.6584159, Wollongong, Australia, July 9-12, 2013
• Atsushi Mitani, Phuong Le, Yasutaka Matsuo, and Shinichi Hirai, Improvement of Sawtooth Shape Generated By Anisotropic Etching Process of Single-Crystal Silicon For Microparts Feeding Using Horizontal and Symmetric Vibrations, 2013 IEEE/ASME Int. Conf. on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM 2013), pp.967-972, 10.1109/AIM.2013.6584219, Wollongong, Australia, July 9-12, 2013
• Paul Umbanhowar, Thomas H. Vose, Atsushi Mitani, Shinichi Hirai, and Kevin M. Lynch, The Effect of Anisotropic Friction on Vibratory Velocity Fields, Proc. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, pp.2584-2591, 10.1109/ICRA.2012.6225273, St. Paul, U.S.A., May 14-18, 2012
• Phuong Le, Xuan Thien Dinh, Atsushi Mitani, and Shinichi Hirai, Experiment and Simulation of Micro-parts Dynamics with Roughness Effect, 2012 IEEE/ASME Int. Conf. on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM 2012), pp.586-591, 10.1109/AIM.2012.6265939, Kaohsiung, Taiwan, July 11-14, 2012
• Atsushi Mitani and Shinichi Hirai, Feeding Submillimeter Microparts Using An Asymmetric Fabricated Surface With Symmetric Vibrations: Effects of Feeder Surface Materials on Feeding, Int. Conf. on Material, Mechatronics and Automation (ICMMA2011), pp.1297-1302, 10.4028/www.scientific.net/KEM.467-469.1297, Melbourne, Australia, Jan. 16-17, 2011
• Atsushi Mitani and Shinichi Hirai, Evaluation of Feeder Surface Materials for Microparts Feeding Using an Asymmetric Fabricated Surface With Symmetric Vibrations, Proc. IEEE Int. Conf. on Mechatronics (ICM2011), pp.13-18, 10.1109/ICMECH.2011.5971277, Istanbul, Turkey, Apr. 13-15, 2011
• Phuong Hoai Le, Thien Xuan Dinh, Atsushi Mitani, and Shinichi Hirai, Measurement of the Motion of Micro-Parts on a Vibratory Surface, International Tribology Conference, Hiroshima, Japan, Oct. 30 - Nov. 3, 2011
• Phuong Hoai Le, Thien Xuan Dinh, Atsushi Mitani, and Shinichi Hirai, A Study on the Motion of Micro-parts on a Saw-tooth Surface by the PTV Method, Proc. ASME 2011 Int. Mechanical Engineering Congress & Exposition (IMECE2011), Vol.7, pp.985-990, 10.1115/IMECE2011-64689, Denver, Colorado, U.S.A., Nov. 11-17, 2011
• Atsushi Mitnai and Shinichi Hirai, Evaluation of Asymmetric Surfaces by Femtosecond Laser Process for Microparts Feeding, Proc. World Tribology Congress 2009, Kyoto, Japan, Sept. 6-11, 2009
• Atsushi Mitani and Shinichi Hirai, Analysis of Contact between Feeder Surface and Microparts Based on Measurements for Microparts Feeder Using an Asymmetric Surface, 2008 IEEE Conf. on Automation Science and Engineering, pp.720-725, 10.1109/COASE.2008.4626469, Washington D.C., U.S.A., Aug. 23-26, 2008
• Atsushi Mitani, Toshiatsu Yoshimura, and Shinichi Hirai, Feeding of Submillimeter Microparts Along an Asymmetric Fabricated Surface by Double-Pulsed Femtosecond Laser Process, Third Asia International Symposium on Mechatronics (AISM2008), Sapporo, Japan, Aug. 27-31, 2008
• Atsushi Mitani and Shinichi Hirai, Application of Asymmteric Surface Fabricated by Femtosecond Laser Process for Microparts Feeding, SPIE International Symposium on Optomechatronic Technologies (ISOT 2008), San Diego, CA, U.S.A., Nov. 17-19, 2008
• Atsushi Mitani, Toshiatsu Yoshimura, and Shinichi Hirai, Feeding of Submillimeter-sized Microparts along a Saw-tooth Surface using only Horizontal and Symmetric Vibration, JSME-KSME Joint International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology (ICMDT2007), Sapporo, Japan, July 1-4, 2007
• Atsushi Mitani, Toshiatsu Yoshimura, and Shinichi Hirai, Feeding of Submillimeter-sized Microparts along a Saw-tooth Surface using only Horizontal Vibration: Effects of saw-tooth pitch, vibration frequency, and humidity, 2007 IEEE/ASME Int. Conf. on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM2007), 10.1109/AIM.2007.4412424, ETH Zurich, Switzerland, Sept. 4-7, 2007
• Atsushi Mitani, Toshiatsu Yoshimura, and Shinichi Hirai, Feeding of Submillimeter-Sized Microparts Along a Saw-Tooth Surface Using Only Horizontal Vibration: Analysis of Convexities on the Surface of Microparts, The 3rd annual IEEE Conference on Automation Science and Engineering (CASE 2007), pp.69-76, 10.1109/COASE.2007.4341707, Scottsdale, Arizona, U.S.A., Sept. 22-25, 2007
• Atsushi Mitani, Naoto Sugano, and Shinichi Hirai, Micro-Parts Feeding by a Saw-tooth Surface, Proc. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, pp.825-831, 10.1109/ROBOT.2005.1570219, Barcelona, Spain, Apr. 18-22, 2005

• Phuong Hoai Le, Thien Xuan Dinh, Atsushi Mitani, and Shinichi Hirai, 非対称表面を用いたマイクロパーツの対称振動輸送 - 振動振幅および表面形状が輸送速度に及ぼす影響の解析, ロボティクス・メカトロニクス'13講演会予稿集CD-ROM, つくば国際会議場, May 22-25, 2013
• Phuong Le and Shinichi Hirai, Investigation of the Effect of Dimensionless Geometry of Saw-tooth Surface on the Micropart Motion, International Workshop on Soft and Flexible Micro/Nano System Technology (SF-MINAS 2013), Griffith University, Gold Coast Campus, Australia, July 12-14, 2013
• 三谷 篤史, 平井 慎一, 非対称形状表面によるマイクロパーツの対称振動輸送 第8報 フィーダ表面の材質が輸送特性におよぼす影響の検証, 計測自動制御学会システムインテグレーション部門学術講演会, pp.2016-2019, 仙台, Dec. 23-25, 2010
• 三谷 篤史, 平井 慎一, フェムト秒レーザ加工を用いた非対称表面によるマイクロパーツの輸送, ロボティクスシンポジア予稿集, 登別, Mar. 16-17, 2009
• 三谷 篤史, 平井 慎一, 非対称形状表面によるマイクロパーツの水平対称振動輸送 -フェムト秒レーザ加工表面を用いた輸送におけるダイナミクスの解析-, ロボティクス・メカトロニクス'09講演会予稿集CD-ROM, 福岡, May 24-26, 2009
• 三谷 篤史, 辻 秀也, 平井 慎一, 非対称な形状を有する表面によるサブミリサイズマイクロパーツの水平対称振動輸送 - フェムト秒レーザ・ダブルパルス加工表面とマイクロパーツの接触解析 -, ロボティクス・メカトロニクス'08講演会予稿集CD-ROM, 長野, June 5-7, 2008
• 三谷 篤史, 吉村 俊厚, 平井 慎一, のこぎり歯形状を有する表面によるサブミリサイズマイクロパーツの水平対称振動輸送 - フィーダ表面における摩擦の方向性に関する検証 -, 精密工学会秋季大会, 仙台, Sept. 12-14, 2008
• Atsushi Mitani, Hideya Tsuji, Toshiatsu Yoshimura, and Shinichi Hirai, Feeding of Submillimeter Microparts Along an Asymmetric Surface Microfabricated by Femtosecond Laser Process, IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS 2008), Nice, France, Sept. 22-26, 2008
• 三谷 篤史, 平井 慎一, 非対称形状表面によるマイクロパーツの対称振動輸送 第7報:フェムト秒レーザ加工表面の最適化に関する検証, 計測自動制御学会システムインテグレーション部門学術講演会, pp.195-196, 長良川国際会議場, Dec. 5-7, 2008
• 三谷 篤史, 吉村 俊厚, 平井 慎一, のこぎり歯形状を有する表面によるマイクロパーツの対称振動輸送 - パーツサイズの違いが輸送に及ぼす影響 -, 精密工学会春季大会学術講演会予稿集, pp.423-424, 2007
• 三谷 篤史, 吉村 俊厚, 平井 慎一, のこぎり歯形状を有する表面によるサブミリサイズマイクロパーツの水平対称振動輸送 - パーツの回転による輸送速度の低下に関する解析 -, ロボティクス・メカトロニクス'07講演会予稿集CD-ROM, 秋田, May 10-12, 2007
• 三谷 篤史, 吉村 俊厚, 平井 慎一, 二宮 孝文, 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 - 第６報　フェムト秒レーザ加工表面を用いた微小パーツの輸送に関する検討 -, 計測自動制御学会システムインテグレーション部門学術講演会, pp.1310-1311, 広島国際大学 国際教育センター, Dec. 20-22, 2007
• 三谷 篤史, 菅野 直人, 平井 慎一, 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 -, 精密工学会春季大会学術講演会予稿集, pp.913-914, 2006
• 三谷 篤史, 菅野 直人, 平井 慎一, のこぎり歯表面による振動輸送におけるマイクロパーツのダイナミクス, 第24回日本ロボット学会学術講演会予稿集CD-ROM, 2006
• 三谷 篤史, 吉村 俊厚, 平井 慎一, 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 - 第5報　より微小なワークの輸送における駆動条件の検討 -, 計測自動制御学会システムインテグレーション部門学術講演会, pp.796-797, 2006
• 菅野 直人, 三谷 篤史, 平井 慎一, 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, ロボティクス・メカトロニクス'05講演会予稿集CD-ROM, 神戸, June 9-11, 2005
• 三谷 篤史, 菅野 直人, 平井 慎一, 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 - 第3報　輸送のダイナミクス -, 計測自動制御学会システムインテグレーション部門学術講演会, pp.253-254, 2005
• 菅野 直人, 三谷 篤史, 平井 慎一, 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 - 第4報　輸送条件の最適化に関するシミュレーション -, 計測自動制御学会システムインテグレーション部門学術講演会, pp.255-256, 2005
• 三谷 篤史, 菅野 直人, 平井 慎一, 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　第1報　一方向輸送の原理, 計測自動制御学会システムインテグレーション部門学術講演会, pp.695-696, 2004
• 菅野 直人, 三谷 篤史, 平井 慎一, 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　第2報　マイクロパーツの振動輸送実験, 計測自動制御学会システムインテグレーション部門学術講演会, pp.697-698, 2004

参考資料

アルバム	フェムト秒レーザ加工表面上の輸送 (wmv 2.6MB)	2012チップコンデンサの輸送 (正方向) (mpg 0.7MB)	2012チップコンデンサの輸送 (負方向) (mpg 0.9MB)	選択的輸送 (左:コンデンサ 右:シリコン) (mpg 1.6MB)
選択的輸送 (左:コンデンサ 右:シリコン) (mpg 1.1MB)

関連サイト

• (株)ディスコ
• キヤノンマシナリー(株)