| 研究課題/領域番号 |
02452111
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
機械要素
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
山本 穰 京都大学, 工学部, 助手 (50026100)
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| 研究分担者 |
森 淳暢 関西大学, 工学部, 教授 (80026202)
池内 健 京都大学, 生体医療工学研究センター, 教授 (30026223)
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| 研究期間 (年度) |
1990 – 1991
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| 研究課題ステータス |
完了 (1991年度)
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| 配分額 *注記 |
5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
1991年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1990年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
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| キーワード | 混合潤滑 / 弾性流体潤滑 / 人工関節の潤滑 / キャビテ-ション / 平行平面の潤滑機構 |
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| 研究概要 |
1.柔らかい弾性体と硬い透明体で転がり・すべり面を構成し、作動条件と摩擦力の関係を調べるとともに、染色した潤滑剤を用いて潤滑状態を観察した結果次のようなことが分かった。(1)正弦波状の荷重を加えた場合の潤滑膜を観察し、荷重減少時に接触域の周辺に環状のキャビテ-ションの発生するのを認めた。そして、その領域はサイクルを重ねる毎に広がっていく。これにより荷重減少時において負圧が減少する。そのため接触圧力が減少し潤滑膜厚さが大きくなるので潤滑状態にはプラスの働きをする。(2)半径すきまが大きいときには、中央に大きな接触圧力が発生する。これに対して半径すきまが小さいと広い範囲に潤滑膜が形成し、接触圧力は小さいが、最大圧力は周辺部に現われる。良好な潤滑状態を保つためには、半径すきまを適切に決定するとともに、端面に面取りを施すのが有効であると考えられる。(3)等価流れモデルを導入して求めた潤滑膜圧力、膜厚さ、接触圧力を併せて検討した結果、キャビテ-ションによって生じた気泡の挙動を説明することができた。気泡界面が動く場合にも等価流れモデルが適用できることが確かめられた。
2.あらさのある硬い材料同士の平行平面すべりにおける混合潤滑状態をピン/円板型摩擦試験機を用いて調べて次のような結果を得た。(1)平行平面すべりにおいて摩擦特性をストリベック線図に整理した結果、混合潤滑から流体潤滑への遷移が認められた。理論解析によるとあらさの小さいときは、微小な熱変形により発生する負荷容量は大きく、実験結果をよく説明できる。しかし、あらさの大きいときには実験結果ほどの大きな負荷容量は説明できない。(2)荷重が大きいときに、流体潤滑域ヘの移行が早く起こるのはあらさの突起が塑性変形を起こして小さくなることと摩擦熱の増加により熱変形が大きくなることを起因する。
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