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7.1 機械要素

7.1.1 伝動要素

国内会議における研究発表は、本会の関連では、2025年度年次大会（2025年9月、札幌）のOS「伝動装置の基礎と応用」にて13件の講演発表が行われた。国際会議に関しては、まず、当機素潤滑設計部門が主催する10th International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology (ICMDT 2025, JSMEとKSMEの合同開催、2025年4月、姫路)が開催され、口頭発表とポスター発表をあわせて243件、参加登録者数366名を数え大盛況であった。日本からの伝動要素関連の口頭発表22件、ポスター発表7件があった。また、International Conference on Gears 2025(VDI、2025年9月、Munich, Germany)が開催され、日本からは口頭発表5件とポスター発表1件があった。

以下、動力伝動要素技術、主として歯車分野の主だった論文を列挙する。最初に歯車加工法について述べる。表面加工に関連して、CVD-SiCの超平滑研削におけるダイヤモンド砥石と焼結円形アルミナ研磨材砥石の加工特性についての研究⁽¹⁾、ダイヤモンド粗研削によって生ずる損傷層を除去するための仕上げ加工砥石についての研究⁽²⁾、冷間鍛造歯車と歯面研削歯車の表面粗さ特性についての研究⁽³⁾、超弾性砥粒によるブラスト研磨処理を施した歯面の粗さとかみ合い摩擦損失および歯面の摩擦係数を実験的に調査した研究⁽⁴⁾が報告された。また、ギヤブランクの取り付け偏心の影響を除去するための補正ホブ加工法についての研究⁽⁵⁾、焼き戻した歯先をもつ歯先エッジ軟化歯車について相手歯車の歯底損傷を実験検証した研究⁽⁶⁾、スカイビング加工において工具に作用する切削力を調べた研究⁽⁷⁾、4軸制御加工機を用いた円すい角の小さい(円筒歯車に近い)すぐばフェースギヤのスカイビング加工法の提案⁽⁸⁾などが報告された。

歯車装置の振動については、理論モード法とDuhamel積分法の併用による歯車振動の数値解析手法とソフトウェアの開発⁽⁹⁾、歯車ポンプのボルトを制振合金製に代えた際の騒音低減効果についての検証⁽¹⁰⁾について報告された。

歯車の設計に関しては、法線極座標を用いた解析について、非インボリュート歯車を含む内歯車のトリミングの発生の議論⁽¹¹⁾、任意歯形のピニオンカッタにより創成される内歯車歯形におけるトロコイド干渉およびトリミング以外の干渉を判定する手法⁽¹²⁾について報告された。また、円筒はすば歯車とかみあう円すい形インボリュート歯車の歯面導出についての研究⁽¹³⁾、サイクロイド歯形をもつソフト材料歯車を設計し中心距離を変化させることによってトルク変換が可能なことを有限要素解析で検証した研究⁽¹⁴⁾、フェースギヤを含む任意の軸角でインボリュート円筒歯車とかみ合う共役な歯面を求める研究⁽¹⁵⁾、ステアリング用ウォームギヤ対に歯のたわみ式を用いてかみ合い解析する手法の研究⁽¹⁶⁾、高圧力角インボリュート小歯数歯車を設計し曲げ強度とかみ合い伝達誤差および振動騒音について検討した研究⁽¹⁷⁾、球面歯車対における軸角と伝達効率の関係の研究⁽¹⁸⁾、組み立て誤差のあるはすば歯車対において歯形および歯すじ修正が歯あたりに及ぼす影響をシミュレーションで検証した研究⁽¹⁹⁾、2S-C型遊星歯車機構における摩擦を考慮した荷重分担と負荷伝達誤差を評価するシステムを提案しそれをシミュレーションで検証した研究⁽²⁰⁾、2種類の正弦波形状の曲線溝とベアリングボールとの相互作用によって減速動作を実現するエリアシング式と名付けた新しい減速機の提案⁽²¹⁾などが報告された。

歯車の強度に関しては、歯面摩耗をシミュレートするための試験ローラの表面粗さについての研究⁽²²⁾、浸炭処理後の低炭素鋼S15CK製歯車に誘導加熱と焼入れの複合熱処理（CHT）を施した場合と拡張浸炭処理（ECC）を施した場合の曲げ疲労強度を比較した研究⁽²³⁾、SCM420平歯車に繰り返し浸炭処理（RCC）を施した際の熱処理サイクル数が曲げ疲労強度と衝撃強度に及ぼす影響を調査した研究⁽²⁴⁾、平歯車のかみあい摩耗試験を実施し表面粗さと摩耗特性の関係を調査した研究⁽²⁵⁾などが報告された。

計測技術に関しては、スマートギヤシステムに関する研究として、モニタリングアンテナの周波数特性の調査⁽²⁶⁾、歯車の損傷を検知する歯元亀裂センサーの感度向上のための形状設計⁽²⁷⁾が報告された。歯車形状偏差ネットワークに関する研究では、歯車の加工誤差を定量的に評価する手法⁽²⁸⁾、歯車対のかみ合い整合性を定量的に評価する手法⁽²⁹⁾が報告された。また、ステアリング用ラックの支持構造を考慮した歯面誤差測定手法を提案しバリアブルラックに適用した研究⁽³⁰⁾、運転中の歯面損傷をレーザーセンサーを用いて測定し深層学習技術によってピッチング損傷を検知する研究⁽³¹⁾、2次周期定常(CS2)信号解析を用いて高速・高負荷ギヤの歯面損傷を検出する研究⁽³²⁾、はすば歯車のかみ合い部の潤滑状態について電気インピーダンス法を用いた計測法⁽³³⁾について報告された。

プラスチック歯車に関しては、断続運転におけるプラスチック歯車の寿命を回転方向のみを変える条件において推定する研究⁽³⁴⁾、異方積層構造をもつ3Dプリント歯車の曲げ強度の推定⁽³⁵⁾、マイクロ遊星歯車減速機を3Dプリンタで試作し伝達効率と強度を調査した研究⁽³⁶⁾、射出成型PA歯車へ追加のホブ加工を施し歯面誤差を軽減する研究⁽³⁷⁾、プラスチックねじ歯車の負荷特性に及ぼすグリース添加剤（MCA）含有量の影響について検討した研究⁽³⁸⁾、JIS B 1759 に採用される内歯車の修正応力補正係数をヘルツ接触幅にわたって分布する接線荷重を受ける仮想平歯車の歯の有限要素解析に基づいて修正する研究⁽³⁹⁾が報告された。

さらに歯車以外の動力伝動要素技術として、トラクションドライブに関する研究では、高速回転用遊星ローラ式トラクション駆動減速機の開発⁽⁴⁰⁾、極低温条件で使用される高粘度油を用いて室温におけるトラクション係数と油膜厚さを実験と計算の両方から検証した研究⁽⁴¹⁾、破壊力学的手法を用いてローラ表面からのき裂進展速度を算出し転がり疲労寿命を予測する研究⁽⁴²⁾などが報告された。また、高速回転用遊星ローラ減速機を設計・試作し振動解析によって振動騒音を減少した研究⁽⁴³⁾が報告された。ローラを用いた搬送装置における研究では、湾曲軸ローラの巻き付け角を変化させた際の接触応力測定によるウエブ拡幅効果の調査⁽⁴⁴⁾、搬送ウエブにおける小さなしわの画像解析AIを用いたリアルタイム検出⁽⁴⁵⁾について報告された。ブシュチェーンにおけるピンとブシュ間の摩耗についての研究では、潤滑油粘度の影響の調査⁽⁴⁶⁾、潤滑状態の比較検証⁽⁴⁷⁾について報告された。ほかには、低圧蒸気を用いたクラウンカム式6シリンダスチームエンジンを製作し圧縮空気による運転をした結果についての報告⁽⁴⁸⁾、矩形断面コイルばねに対するシンプルな実用設計式の提案⁽⁴⁹⁾、面内ミスアライメントのある2ローラーベルト駆動システムにおけるベルトの横方向の動きとベルト幅の定量的関係についての研究⁽⁵⁰⁾、油圧機器におけるキャビテーション浸食を穴のある試料を用いて調査した研究⁽⁵¹⁾について報告された。

〔大町 竜哉　山形大学〕

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7.1.2　ねじ、軸受、案内、シール

第10回機素潤滑設計生産国際会議（ICMDT2025）兼 第24回機素潤滑設計部門講演会では、ねじ関連の発表が6件あった。2025年度年次大会講演会では、締結ねじ関連の発表が7件、ピン締結関連の発表が1件、案内関連の発表が1件あった。

7.1.2.1　ねじ

締結ねじに関する研究としては、ねじ締結用潤滑剤に関する研究⁽¹⁾、ボルト頭部の画像の分析により軸力を測定する研究⁽²⁾、などがあった。

7.1.2.2　軸受

転がり軸受に関する研究としては、工作機械の動特性評価に関する研究⁽³⁾、鉄道車両の車輪軸受の潤滑油に関する研究⁽⁴⁾、などがあった。静圧軸受に関する研究としては、静圧気体軸受の軸と軸受の間のせん断発熱の数値解析に関する研究⁽⁵⁾、などがあった。

7.1.2.3　案内

案内に関する研究としては、直動ボールガイドのウェービングの低減に関する研究⁽⁶⁾、などがあった。

7.1.2.4　その他

機械要素に関するその他の研究としては、角断面コイルばねのばね定数及び最大せん断応力の実用計算式についての研究⁽⁷⁾、などがあった。

〔岡田 学　長野工業高等専門学校〕

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7.2　トライボロジー

2025年度に開催されたトライボロジーに関係する主要な国内会議は、日本機械学会が主催した年次大会（9月7日-10日 北海道大学）^（1）および日本トライボロジー学会が主催したトライボロジー会議 春 東京（5月26日-2日 国立オリンピック記念青少年総合センター）^（2）、トライボロジー会議 秋 函館（10月8日-10月10日 函館アリーナ）⁽³⁾であった。トライボロジー会議 春 東京では、通常セッションに加えて3件のシンポジウムセッション「S1. トライボロジーのデータ計算科学」、「S2. 次世代燃料を用いた内燃機関の研究開発とトライボロジー要素部品及び開発環境に関する課題」、「S3. 環境中の摩耗粉の分析と評価」が開催されるとともに、総数約160件の講演が行われた。トライボロジー会議 秋 函館では通常セッションに加えて10件のシンポジウムセッションが開かれ、総数約350件の講演が行われた。シンポジウムのセッション名は「S1. 最新のトライボロジー実用化技術とその技術開発」、「S2. メンテナンス・トライボロジーの新展開」、「S3. ヤングトライボロジストシンポジウム」、「S4. トライボロジーにおける非定常問題」、「S5. 進化・深化する高分子トライボロジー」、「S6. 金属加工プロセスにおけるトライボロジーの最前線」、「S7. シールにおけるトライボロジー技術」、「S8. カーボンニュートラル実現に向けたトライボロジーの戦略」、「S9. e-駆動系/駆動系の変革を支えるトライボロジー －潤滑油技術と摺動部品の電動化に向けた取り組み－」、「S10. スポーツにおけるトライボロジー」であり、近年の技術トピックスをふんだんに盛り込んだ非常に活気のある会議となった。

〔平山朋子　京都大学〕

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7.3　機械設計

2025年4月に兵庫県姫路市にて開催されたICMDT2025では、セッション「Machine Design」においてアシストスーツ、自走移動機構、クランク機構による運動変換など計10件の講演があった。

8月に神奈川工科大学にて開催されたLIFE2025（日本機械学会福祉工学シンポジウム2025）では、OS「医療福祉ロボット」において、下肢アシスト機構の開発、電動アシストスーツの効果検証、内視鏡送り出し装置の力学解析、自動運転車椅子の制御、介護ロボット支援シナリオの研究、エコー検査プローブの可視化システム、VRを用いたパーキンソン病におけるすくみ足の実験的誘発と可視化、高齢者施設利用者のリスク推定モデル、行動変容を促すロボットの研究など計10件の講演があった。

9月に北海道大学にて開催された本学会年次大会では、先端技術フォーラム「ロボット機構・設計の新機軸」が開催され、「魅せる機構、隠れる機構」（法政大学・山田泰之先生）、「最適化によるシリアルリンク機構の設計とワイヤによる非線形拘束機構」（関西大学・白藤翔平先生）、「キツツキを模倣した伸縮ロボットアーム」（九州大学・金田礼人先生）、「廃炉作業用ロボットにおける創造的機構設計」（白山工業（株）・木村直人様）、「構造物の形状解析に基づくリンク機構の解析と設計」（東京科学大学・有賀嵩紘先生）といった講演があった。またOS「機械システムにおける機構の設計と要素技術」において、GAによるリンク機構の設計、可変自由度パラレルロボットの研究、歩行リハビリ装置のリンク機構、立ち上がり補助装置や安全装置の設計に関する研究など9件の講演および9件のポスター発表があった。

日本機械学会英文論文誌 JAMDSM （Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing）では、全方向移動機構の制御⁽¹⁾、変形車輪を用いた階段昇降機構の研究⁽²⁾、立ち上がり支援装置の開発⁽³⁾などの報告があった。

最後に、12月に「今日から始めるスクリュー理論」と題した講習会が開催され、基礎的な事項からMATLABを用いた解析手法に至るまでの情報交換が行われたことは特筆したい。

〔菅原 雄介　東京科学大学〕

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7.4　アクチュエータ・センサシステム

第10回機素潤滑設計生産国際会議(ICMDT2025)兼 第24回機素潤滑設計部門講演会⁽¹⁾（2025年4月23-25日）がアクリエひめじ(姫路市文化コンベンションセンター)で開催された。アクチュエータ・センサに関連したセッションとしては「Actuator Systems」が行われ、同セッションでは、超音波モータや流体駆動システムなど6件の発表が行われた。また、ポスターセッションにおいても

日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門が主催するロボティクス・メカトロニクス講演会2025⁽²⁾（2025年6月4日～6月7日）が山形で開催され、全体として1539件の発表が行われた。OS「アクチュエータの機構と制御」（発表件数34件）、OS「ソフトロボット学／フレキシブルロボット学」（発表件数72件）などのOSを中心に、アクチュエーションやセンシングに関連した研究発表がなされた。

日本機械学会2025年度年次大会⁽³⁾（2025年9月7-10日）が北海道大学札幌キャンパスで開催され、OS次世代アクチュエータ・センサシステムが企画された。同OSでは、6件の口頭発表と16件のポスター発表が行われ、流体圧や機能性材料を用いたアクチュエータが多く見られた。

また、同大会において、基調講演として法政大学 吉田 一朗 教授により、「摺動部品のための新たな摩耗解析方法の研究開発」の題目での講演が行われ、粗さパラメータの研究開発等について説明がなされた。同大会の特別行事企画である先端技術フォーラムでは「発明者が語るQRコードの原点と今後の展開」が企画され、QRコードの開発経緯や技術についての解説が行われた。

〔難波江 裕之　東京科学大学〕

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会誌掲載の参考文献一覧

(各文献番号は会誌8月号掲載の同部門記事に合致します)

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