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浸炭鋼の転動疲労寿命向上に対応した水中キャビテーションピーニングの構築

研究課題

研究課題/領域番号 15K05775
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
研究機関岡山理科大学

研究代表者

關 正憲  岡山理科大学, 工学部, 准教授 (10314650)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード機械要素 / 疲労 / 表面処理 / キャビテーション / 壊食 / 質量損失 / 転動疲労
研究成果の概要

キャビテーションピーニング処理時間30minまでは,キャビテーションピーニング処理時間が長くなるほど浸炭硬化鋼試験片の転動疲労寿命が向上する傾向となった.特に30minの条件でキャビテーションピーニングを施した浸炭硬化鋼試験片の転動疲労寿命は,キャビテーションピーニング未処理の場合に比べて約7倍向上した.また,最大噴射圧力35MPaのプランジャーポンプを用いたキャビテーションピーニング装置を構築した結果,噴射圧力20MPaの場合に比べ,噴射圧力35MPaの条件下でのキャビテーションピーニングの加工能力は約3倍に達した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果として,浸炭硬化鋼の転動疲労寿命がキャビテーションピーニングによって向上することを初めて実証した.すなわち,軸受の転動疲労寿命向上にキャビテーションピーニングを適用することができることを明らかにした.さらに噴射圧力20MPaの場合に比べ,噴射圧力35MPaの条件下でのキャビテーションピーニングの加工能力は約3倍に達したことから,キャビテーションピーニングが転動疲労寿命を飛躍的に向上させることができると期待される.

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 学会発表 (17件) 備考 (1件)

  • [学会発表] キャビテーションピーニングにおけるノズル形状の最適化に関する基礎的研究2019

    • 著者名/発表者名
      森本達也,永田航平,關 正憲,祖山 均
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部第57期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] キャビテーションピーニングを施した浸炭硬化鋼の転動疲労寿命に関する基礎的研究2018

    • 著者名/発表者名
      關 正憲,祖山 均
    • 学会等名
      平成30年度 ショットピーニング技術協会 学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] キャビテーションピーニングにおけるノズル形状の最適化に関する基礎的研究2018

    • 著者名/発表者名
      永田航平,森本達也,關 正憲,祖山 均
    • 学会等名
      日本設計工学会 2018年度秋季大会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] キャビテーションピーニングのノズル形状最適化に関する基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      﨑山昭宏ジュニア,笠原宗一郎,宮田崇生,關 正憲,祖山 均
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国学生会 第47回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      広島工業大学(広島県広島市)
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] キャビテーションピーニングを施した浸炭硬化鋼の転動疲労寿命に関する基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      關 正憲,山西利幸,野際公宏,三津石大貴,祖山 均
    • 学会等名
      トライボロジー会議2017 秋 高松
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] キャビテーションピーニング条件の最適化に関する基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      關 正憲,渡部翔万,中野誠也
    • 学会等名
      岡山理科大学OUSフォーラム2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] キャビテーションピーニングを施した浸炭硬化鋼の転動疲労寿命に関する基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木健斗,井水大志,中村亜門,室山 遼,關 正憲,祖山 均
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国学生会第48回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] キャビテーションピーニングのノズル形状最適化に関する基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      渡部翔万,中野誠也,關 正憲
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国学生会第48回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] キャビテーションピーニングを施した浸炭硬化鋼の転動疲労寿命に関する基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      勝田恭平,笠原宗一郎,谷川圭宏,丸岡 航,關 正憲,祖山 均
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国学生会 第47回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      広島工業大学(広島県広島市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 最適化されたキャビテーションピーニングを施した浸炭硬化鋼の転動疲労寿命に関する基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      笠原宗一郎,﨑山昭宏ジュニア,勝田恭平,宮田崇生,谷川圭宏,丸岡 航,關 正憲,祖山 均
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部 第54期総会・講演会
    • 発表場所
      広島工業大学(広島県広島市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 水中キャビテーション噴流による壊食とノズル形状の関係2016

    • 著者名/発表者名
      笠原宗一郎,岡田貴士,山本晃平,關 正憲,祖山 均
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部 第54期総会・講演会
    • 発表場所
      愛媛県松山市
    • 年月日
      2016-03-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 水中キャビテーション噴流による壊食に関する基礎的研究(ノズル形状の影響)2016

    • 著者名/発表者名
      笠原宗一郎,關 正憲,﨑山昭宏ジュニア,宮田崇生,祖山 均
    • 学会等名
      日本設計工学会中国支部 平成28年度講演会
    • 発表場所
      広島工業大学広島校舎(広島県広島市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 水中キャビテーション噴流による壊食量とノズル穴形状の関係2016

    • 著者名/発表者名
      笠原宗一郎,關 正憲,﨑山昭宏ジュニア,宮田崇生,祖山 均
    • 学会等名
      日本設計工学会 2016年度秋季研究発表講演会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県北九州市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] キャビテーションピーニング条件の最適化に関する基礎的研究2016

    • 著者名/発表者名
      關 正憲,笠原宗一郎,﨑山昭宏ジュニア,宮田崇生
    • 学会等名
      岡山理科大学OUSフォーラム2016
    • 発表場所
      岡山プラザホテル(岡山県岡山市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] キャビテーションピーニング条件の最適化に関する基礎的研究2015

    • 著者名/発表者名
      關 正憲,笠原宗一郎,岡田貴士,山本晃平
    • 学会等名
      岡山理科大学OUSフォーラム2015
    • 発表場所
      岡山県岡山市
    • 年月日
      2015-11-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Fatigue Strength of Steel Rollers and Gears Treated by Cavitation Peening with a Processing Time of 1 minute and 5 minutes2015

    • 著者名/発表者名
      Masanori Seki, Hitoshi Soyama
    • 学会等名
      Twelfth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      宮城県仙台市
    • 年月日
      2015-10-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 水中キャビテーション噴流による壊食に関する基礎的研究(スタンドオフ距離の影響)2015

    • 著者名/発表者名
      笠原宗一郎,關 正憲,岡田貴士,山本晃平,祖山 均
    • 学会等名
      日本設計工学会中国支部 平成27年度講演会
    • 発表場所
      広島県広島市
    • 年月日
      2015-06-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 岡山理科大学 工学部 機械システム工学科 機械設計研究室ホームページ

    • URL

      http://ww41.tiki.ne.jp/~mmk-seki/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書 2015 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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