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相手歯車を金属としたプラスチックねじ歯車の実用性(無潤滑条件)

Research Project

Project/Area Number 25917017
Research Category

Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 工学Ⅰ(機械系)
Research InstitutionKisarazu National College of Technology

Principal Investigator

高橋 美喜男  木更津工業高等専門学校, 教育研究支援センター, 技術専門職員

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2013: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywordsプラスチック歯車 / ねじ歯車 / 寿命推定
Research Abstract

研究目的 相手歯車を金属としたプラスチックねじ歯車の歯面温度上昇は, 金属の高い熱伝導性によりプラスチック同士の組み合わせのねじ歯車に比べて小さくなる. そのため, プラスチック同士の組合せのねじ歯車に比べて, 高寿命になると期待できる. これは, プラスチックと金属の利点を共に生かした実用性の高いねじ歯車である. 本研究では, 相手歯車を金属としたプラスチックねじ歯車に対して耐久試験を行い, プラスチック同士の組み合わせのねじ歯車と比較した場合の負荷能力向上の度合いを実験的に示す. さらに, 相手歯車を金属としたプラスチックねじ歯車(無潤滑条件)の寿命推定法を明らかにする.
研究成果 プラスチック歯車は自己潤滑性を有するため, 無潤滑での使用が可能である. しかし, 接触条件が過酷なねじ歯車では, 無潤滑条件のプラスチック歯車同士の組合せの場合は摩耗が急速に進行してしまい, 寿命は非常に短くなる. このプラスチック同士の組合せにグリースを塗布すると損傷形態は折損となり, 寿命は非常に長くなる。これは, グリース塗布による温度上昇量の低下と摩耗量の著しい減少によるものである。本研究で行った相手歯車を金属としたプラスチックねじ歯車では, 金属の高い熱伝導性によるプラスチック歯車の温度上昇量の低下と, 異種材の組み合わせに起因する摩耗量の減少により, 無潤滑でも高い負荷容量を示した, 許容可能な負荷トルクは, グリース潤滑のプラスチック同士の組合せのねじ歯車と同程度である. したがって, グリースが使えない状況で, プラスチックねじ歯車の寿命を延ばすには, 相手歯車を金属とすることが有効である. また, この歯車にグリースを塗布すれば, さらなる長寿命化が期待できる. 寿命推定法としては, 損傷形態が折損で同一であるプラスチックねじ歯車と同様の方法(日本設計工学会にて論文掲載済み)が適用できることを明らかにした.

Report

(1 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2014 2013

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Lifetime and meshing teeth temperature of plastic crossed helical gear : Case of no lubrication2013

    • Author(s)
      高橋 美喜男
    • Journal Title

      ICG2013 : International conference on gears 2013 (Munich)

      Pages: 1437-1442

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 相手歯車を金属にしたプラスチックねじ歯車の強度(無潤滑条件の場合)2014

    • Author(s)
      中野恵太
    • Organizer
      日本機械学会関東支部第20期総会講演会
    • Place of Presentation
      東京農工大学
    • Year and Date
      2014-03-15
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 相手歯車を金属にしたプラスチックねじ歯車の寿命に関する研究(無潤滑条件の場合)2014

    • Author(s)
      中野恵太
    • Organizer
      第16回大学等委員等による研究事例発表会
    • Place of Presentation
      千葉工業大学
    • Year and Date
      2014-03-06
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] プラスチックねじ歯車の歯面温度推定法に関する研究2013

    • Author(s)
      高橋美喜男
    • Organizer
      MPT2013シンポジウム〈伝動装置〉
    • Place of Presentation
      宮日会館
    • Year and Date
      2013-11-16
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] プラスチックねじ歯車の歯面温度(第二報 グリース潤滑条件の場合)2013

    • Author(s)
      中野恵太
    • Organizer
      日本機械学会2013年度年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2013-09-09
    • Related Report
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  • [Presentation] プラスチックねじ歯車の強度に関する研究(増減速の影響)2013

    • Author(s)
      高橋 美喜男
    • Organizer
      精密工学会射出成形プラスチック歯車研究専門委員会 第111回研究会
    • Place of Presentation
      機械振興会館
    • Year and Date
      2013-04-26
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] 日刊工業新聞 2014年4月2日 10面2014

    • Author(s)
      高橋美喜男
    • Publisher
      日刊工業新聞社
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2020-05-15  

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