2014 Fiscal Year Research-status Report
微量潤滑時に顕在化する凝着による摩擦増大を抑制する手法の開発
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24560155
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
桃園 聡 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (70262300)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
京極 啓史 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (70153236)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 凝着 / 摩擦 / エラストマー / 濡れ / 制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
省資源・省エネルギーおよび環境保全の観点から，潤滑油量削減や水系を含む低環境負荷潤滑剤の推奨されているが、このような状況では潤滑能力不足による表面間での直接接触が凝着を生じさせ，結果的に摩擦を増大させるため，このような状況での摩擦低減技術が望まれている。
本研究課題では，柔らかい弾性体が，接触面と液体の界面エネルギーのバランスによりしゅう動面へ液体を侵入させ，あるいは液体を封じ込める現象を利用して摩擦力の制御を行えるようにすることを目的としてしゅう動面の観察・摩擦力測定および理論構築を行っている。まず、エラストマーで作成した単一突起面と平滑平板との摺動面へへの表面エネルギーの異なる様々な液体を侵入させた観察を通じ，粘度・界面エネルギーの状態によって接触界面への液体侵入に様々なモードが存在し，そのモードが摩擦力に大きく関与していること，低速・低粘度といった流体潤滑による負荷能力の低い条件でも低い境界摩擦を示すことが可能であること，どの場合でも十分静止した後の滑り出しにおいて摩擦は固体間の摩擦力に依存するが、その後の摩擦力の平均値や摩擦力変動に違いがみられることなどが判明した。理論化モデル化においては、研究代表者らによる凝着摩擦モデルを拡張して適用させたところ、滑り出しや定常の摩擦力の定性的な説明は可能であるが、このモデルはあくまでもしゅう動面での摩擦力のみを推定するものであるため，観察でみられた接触形状が変動するような現象には不十分な点があり、制御への応用には課題を残している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
様々な液体中の単一突起によって，界面エネルギーの異なる摩擦実験を行うことにより、界面エネルギーの影響を考慮したエラストマーの境界摩擦特性を進展させることができた。しかし、実験や理論化を重点的に行ったが，動的な摩擦力の変動についてを含めた理論体系化には至っておらず、最終目標である理論を応用した摩擦の制御法に関してはまだ不十分であり当初の計画から遅れが生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今までの理論化に接触形状の動的な変化を考慮にいて拡張し、単純化を施した後摩擦要素を有する単純な運動系に対する制御モデルを完成させる。
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| Causes of Carryover |
液体侵入の測定実験・解析をより実用条件に近づけるために、装置の大きさや観察方法を変更し，さらにそれに見合う試料を作製したため，実験の実施が遅れその実験結果を取り入れた理論の拡張と応用を今後行うため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
資料作成・実験結果の解析および構築している摩擦モデルの検証と拡張を行い、その後、摩擦制御モデルへ応用する。
取りまとめた理論・モデルを国際会議または学術誌へ発表を行う。
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Research Products
(2 results)
