2017 Fiscal Year Research-status Report
ソフトマター摺動材の高柔軟性を積極的に利用した新しい摩擦力チューニング手法の開拓
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17K14578
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
前川 覚 鳥取大学, 工学研究科, 助教 (90637406)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | トライボロジー / 摩擦力 / ゴム / 摩擦係数 / トライボテスター / 真実接触面積 / ソフトマター / 摩擦制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，ソフトマター（ゴムやゲル）摺動材の高柔軟性を積極的に利用するという新たなアイデアに基づいて，接触面変形能制御による摩擦力チューニング手法を開拓することである．研究で提案する新手法は，微細表面テクスチャの付与や表面改質といった従来の摺動面設計法とは一線を画す新たなコンセプトに基づくものである．本研究の成果を発展させることで，これまでの対策では解決が困難であったトライボロジー諸問題に対して異なるアプローチからの対策が可能となり，摺動面設計における技術的なブレークスルーが期待される．
研究初年度である本年度では，当初の予定に従って，ビデオカメラおよび動力計を具備したソフトマター摺動材の変形挙動可視化システムを開発した．同システムは，摺動するソフトマター材の接触面挙動およびバルク変形挙動を同時に計測することができ，さらに変形計測と同期して摩擦力変動を取得することが可能である．また，ビデオカメラにより得られた画像情報のPIV解析（濃度相関法解析）を行うことでバルク変形量の定量化を可能とした．さらには，全反射光学系の反射光輝度分布計測により見かけの接触面内における真実接触面積（接触面圧）の空間分布を定量化することも可能である．本年度の後半では，開発した本システムを実際に駆動させることで，異なるバルク形状を有するPDMS（ポリジメチルシロキサン）ブロックを摺動材とした摩擦実験を行った．その結果，軟質な摺動材料のバルク変形能は摩擦力に影響を与える重要な因子であることを実験的に明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実験装置の開発を終了するとともに，摩擦力挙動に及ぼすバルク変形能の影響の実験的検証に着手した．これにより，本研究はおおむね順調に進展していると判断する．
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| Strategy for Future Research Activity |
ソフトマター摺動材の変形挙動可視化システムの開発と実験手法が確立したことから，バルク形状や表面微細構造などに着目したデータ計測を行う．これらの実験と並行して，バルク変形と摩擦特性を考慮した物理モデルを構築することで新しい摩擦制御手法の提案を目指す．
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