【公開日：2025.06.16】【最終更新日：2025.01.23】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22UT1177
利用課題名 / Title
侵食熱電対による機械加工点近傍の温度の直接計測
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）その他/Others（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
切削,CVD,PVD
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
杉田 直彦
所属名 / Affiliation
東京大学大学院工学系研究科機械工学専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
木崎 通,王 超
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
研削加工は高精度かつ高能率な加工が特徴であり，主に仕上げ加工に利用される．しかし，加工時の著しい発熱がワークの品質を低下させる．一般に高圧のクーラントを大量に供給し冷却を行うが，クーラントはコストや環境への悪影響[1]の観点から削減が求められている．しかし，加工能率を下げずに，クーラントを使用しないドライ研削は実現されていない．加工中の工作物表面の温度を計測するため，浸食熱電対を開発した．浸食熱電対は素線の周囲に絶縁薄膜を成膜した状態で，工作物中に埋め込むことにより，加工面の温度を直接計測する方法である．冷却液に起因するノイズの影響を避けるため，2極の熱電対を設置した．パリレンの特性である”熱接合”を用いることで，これを実現した．
実験 / Experimental
円筒形工作物に対する乾式研削における比研削エネルギーを求めるため, 研削面の温度と研削力の計測を行った(Fig. 1). 実験では円筒形状工作物に荒加工と仕上げ加工を行い, 荒加工ではクーラントを供給し, 仕上げ加工では乾式研削を実施した(Fig. 2). 実験では砥石の傾斜角度を変化させて, 砥石回転数4000rpmで取り代が5um - 10 umの条件で実験を行った． 実験では二極熱電対温度センサー[2]及びKistlerの回転式動力計を用いて測定を行った．この二極熱電対を製作する際にパリレンコータを使用した．浸食熱電対(Eroding thermocouple)と呼ばれるものであり，二極間の間隔を5 μmまで小さくする必要がある．素線の周囲に2.5 μmのパリレンを成膜し，その後二本の素線間を熱接合する．このようにすることで浸食熱電対を製造することが可能となった．
結果と考察 / Results and Discussion
実験では温度の取得を試みたものの，今年度は取得するには至らなかった．原因として，円筒形工作物であったため切込み深さを大きくとることが難しく，5 um - 10 umという小さな切込み深さを設定したことが挙げられる．
今後は15 um以上の大きな切込み深さを設定し，加工実験を実施したいと考えている．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
実験に用いた研削砥石と円筒形工作物の位置関係
実験の様子
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
[1] Ghosh, S. et al. International Journal of Machine Tools and Manufacture 48.11 (2008): 1242-1253.
[2] Kizaki, T., Takahashi, K., Katsuma, T., Shu, L., Sugita, N., 2020, Prospects of dry continuous generating grinding based on specific energy requirement, J. Manuf. Process., 61/June 2020:190–207.
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Toru Kizaki, On reduction of energy flow into workpiece in continuous generating grinding, CIRP Annals, 71, 277-280(2022).
DOI: https://doi.org/10.1016/j.cirp.2022.04.076
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件