ディスクブレーキの面外鳴きと面内鳴きの簡易な解析モデルおよび鳴き試験機と抑制法
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19K04259
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
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| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
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Principal Investigator |
大浦 靖典 滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (60512770)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 昂 滋賀県立大学, 工学部, 講師 (60759273)
栗田 裕 大阪産業大学, 工学部, 教授 (70275171)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 面内鳴き / ディスクブレーキ / 固有振動 / 自励振動 / 鳴き対策 / 連成振動 |
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| Outline of Research at the Start |
ディスクブレーキの面内鳴きの発生メカニズムを解明し，面外鳴きと面内鳴きの両方を理論的に抑制する方法を提案する．まず，面外鳴きと面内鳴きの発生に必要な要素のみで構成した鳴き試験機を作成し，鳴きの発生条件を明確にする．次に，低自由度の解析モデルを用いて，面内鳴きが発生するメカニズムを解明する．従来では，面外と面内の独立した座標で考えられていた鳴き振動を，斜め方向の1自由度という本質で捉え直すことで，面内鳴き現象を簡単に説明できる．さらに，鳴き発生メカニズムに基づいた鳴き対策を鳴き試験機に施し，効率的かつ確実に鳴きを抑制できることを示す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，鳴きを安定して発生させることができる鳴き試験機を開発し，鳴きの発生メカニズムの検証を実施してきた．理論で裏付けられた鳴き対策を提案するために，鳴きに影響が大きいと考えられる要素をぬき出した構造とした．この試験機では，ディスクに摩擦材を押し付ける圧力などの実験条件を，面外鳴きと面内鳴き，それぞれの鳴き発生メカニズムに基づいて管理することによって，面内鳴きと面外鳴きのどちらかを任意に発生できる．理論モデルで検討してきた鳴き発生メカニズムが正しいことを示す試験結果が得られている．また，鳴き試験機において発生する面内鳴きの振動モードと鳴きの周波数は，ディスクの固有振動モードと固有振動数に類似していることを確認した．
以上の結果から，面内鳴きの対策として，ディスクの固有振動の管理が有効であると考えられる．しかしながら，鳴き試験機において，実機のディスクに近い形状を維持したままでは，実験的検証のために固有振動を大きく変更することが難しいという問題があった．また，面内鳴きの原因となる固有振動に対策を実施しても，その結果として，固有振動が全体的に変化し，別の鳴き（面外鳴き）が発生する場合がある．このため，鳴き対策の効果の検証にも困難性があった．
そこで，鳴き試験機のディスクについて，実機とは異なる構造に変更することにした．その結果，面内方向に大きく振動し，面外方向にも振動するという，面内鳴きの原因となる固有振動モードの特徴を再現しつつ，固有振動を調整することも可能となった．現在，固有振動モードを管理することが鳴きに与える影響を検討中であり，鳴き対策の提案をめざしている．また，再び，実機に近い構造のディスクを用いた鳴き試験機により，提案する鳴き対策の効果と実用性を確認する準備をしている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
コロナウイルス感染症対策のために研究実施体制を調整した影響により，当初の予定より研究の進捗に遅れが生じている．
また，実験装置について，信頼できる実験結果を得るために必要であるという判断から，構造を変更した．この実験装置の改良は，当初の計画にはなかったが，本研究の学術的な価値を保証するために，適切な計画の変更であったと考えている．
しかしながら，目的としていた，具体的かつ新規性のあるディスクブレーキの鳴き対策の提案には至らなかった．よって 当初の予定に対する進捗としては，「遅れている．」と判断する．
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| Strategy for Future Research Activity |
鳴き試験機による実験は，鳴き発生メカニズムの検証において，期待していた成果を上げている．これらの成果をまとめることで，簡易な解析モデルで示された面内鳴き発生メカニズムについては，実際のブレーキで発生している鳴きにも適用できることが，実証できると考えている．引き続き，具体的な鳴きの抑制方法の提案と効果の実証に取り組む．
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Report
(4 results)
Research Products
(5 results)
