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高速in situ観察・AE計測によるブレーキ摩擦材料のトライボロジー特性評価

研究課題

研究課題/領域番号 16K18003
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
研究機関埼玉工業大学

研究代表者

長谷 亜蘭  埼玉工業大学, 工学部, 准教授 (10552953)

研究協力者 半田 裕也  
佐々木 佑  
高橋 明良  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードトライボロジー / アコースティックエミッション / ブレーキパッド / 可視化 / in situ観察 / 摩擦・摩耗特性 / 潤滑 / 高温環境 / 摩擦特性 / 摩耗特性 / 鋳鉄
研究成果の概要

ブレーキ摩擦界面で起こる複雑なトライボロジー(摩擦・摩耗)現象を直接観察した映像と同時計測した定量データを紐付けし,配合の違いによって現れる現象に対応したアコースティックエミッション(AE:材料の変形・破壊で生じる弾性波)信号の特徴を明らかにした.また,水および固体潤滑剤の介在時や高温環境下のブレーキ摩擦界面で起こる変形・破壊過程を可視化し,トライボロジー特性(摩擦・摩耗特性)とAE信号の相関関係を整理した.さらに,ブレーキ摩擦材料におけるAE信号-トライボロジー特性マップを構築した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

摩擦中のブレーキ摩擦材料の摩擦・摩耗特性を左右する諸因子(ブレーキパッド材料表層部の硬質粒子や金属繊維,ブレーキロータ材料内部の黒鉛および組織,摩擦界面に介在する水や潤滑剤など)の実挙動を可視化して得られた知見は,今後のブレーキ摩擦材料の開発に有用な情報となる.
本研究で得られたAE信号-トライボロジー特性マップなどの相関関係を活用することにより,AE計測を用いたブレーキ摩擦材料のインプロセスでの評価が可能になり,最適な配合比の決定やNV(騒音・振動)の問題解決などに応用できる.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Visualization of the Tribological Behavior of Graphite in Cast Iron by In Situ Observations of Sliding Interfaces2019

    • 著者名/発表者名
      A. Hase
    • 雑誌名

      Tribology International

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between Acoustic Emission Signals and Frictional Properties in Automotive Brake Pad Materials2017

    • 著者名/発表者名
      A. Hase, K. Mizuta, Y. Nishizawa, K. Sugimoto, K. Okayama
    • 雑誌名

      EuroBrake 2017

      巻: EB2017-VDT-005 ページ: 1-14

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Frictional Properties for Brake Pads Using High-speed In Situ Observation and Acoustic Emission Measurement Method2016

    • 著者名/発表者名
      A. Hase, K. Mizuta, Y. Nishizawa, K. Sugimoto, K. Okayama
    • 雑誌名

      EuroBrake 2016

      巻: EB2016-SVM-060 ページ: 1-9

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 摩擦界面in situ観察による鋳鉄のトライボロジー過程の可視化2016

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 雑誌名

      埼玉工業大学工学部紀要

      巻: 26 ページ: 13-18

    • NAID

      120006010633

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] In situ観察・AE計測法を用いた水分がブレーキパッド摩擦界面に与える影響の可視化2019

    • 著者名/発表者名
      高橋明良,長谷亜蘭
    • 学会等名
      2018年度自動車技術会関東支部学術研究講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] その場観察・その場計測による摺動部で生じるトライボロジー現象の見える化2018

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 学会等名
      2018年度自動車技術会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 水分がブレーキパッド摩擦界面に与える影響の可視化調査2018

    • 著者名/発表者名
      高橋明良,長谷亜蘭
    • 学会等名
      第9回トライボロジー秋の学校 in 愛知
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 摩擦界面のその場観察による摩擦・摩耗メカニズムの可視化2018

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 学会等名
      2018年度第1回高分子材料のトライボロジー研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ブレーキ摩擦面で起こるトライボロジー現象の可視化とAE計測による評価2018

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 学会等名
      第19回摩擦振動を中心とした談話会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 摩擦雰囲気の違いによるブレーキパッド表面のトライボロジー現象変化2018

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 学会等名
      第16回埼玉工業大学若手研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高温環境下での摩擦界面の高速in situ観察の試み2018

    • 著者名/発表者名
      鎌田一輝,長谷亜蘭
    • 学会等名
      第16回埼玉工業大学若手研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高速in situ観察・AE計測法を用いた移着膜形成過程に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      石井笙期,長谷亜蘭
    • 学会等名
      第16回埼玉工業大学若手研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] In situ観察・AE計測法を用いたブレーキパッド耐摩耗性の評価に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      高橋明良,長谷亜蘭
    • 学会等名
      第16回埼玉工業大学若手研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 摩耗計測の進化と可能性2018

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 学会等名
      トライボロジー会議 2018春 東京
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 潤滑状態の異なるブレーキパッド材料摩擦界面のin situ観察とAE信号計測2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木佑,長谷亜蘭
    • 学会等名
      2017年度自動車技術会関東支部学術研究講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Correlation Map for Wear State Monitoring by Acoustic Emission Technique2017

    • 著者名/発表者名
      A. Hase, H. Mishina, M. Wada
    • 学会等名
      The 21st International Conference on Wear of Materials
    • 発表場所
      Hilton Long Beach (California, US)
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of Tribological Behavior of Graphite in Cast Iron by In Situ Observation of Sliding Interface2017

    • 著者名/発表者名
      A. Hase
    • 学会等名
      ITS-IFToMM 2017 & K-TIS 2017
    • 発表場所
      Ramada Plaza Hotel (Jeju, Korea)
    • 年月日
      2017-03-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 摩擦面顕微鏡in situ観察によるブレーキパッド摩擦・摩耗メカニズムの可視化調査2017

    • 著者名/発表者名
      半田裕也,長谷亜蘭
    • 学会等名
      2016年度自動車技術会関東支部学術研究講演会
    • 発表場所
      日本大学(東京都千代田区)
    • 年月日
      2017-03-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] In situ観察・AE計測による摺動材料の摩擦界面で生じるトライボロジー現象の可視化研究2017

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 学会等名
      2017年度自動車技術会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 摩擦面in situ観察装置によるトライボロジー現象の見える化2017

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 学会等名
      イノベーション・ジャパン2017~大学見本市&ビジネスマッチング~JSTショートプレゼン
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] In situ観察・AE計測法を用いたブレーキパッド摺動面の摩擦・摩耗変化の調査2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木佑,長谷亜蘭
    • 学会等名
      第15回埼玉工業大学若手研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ピン・オン・ディスク摩擦試験機を用いた移着膜形成過程の高速その場観察2017

    • 著者名/発表者名
      石井笙期,長谷亜蘭
    • 学会等名
      第15回埼玉工業大学若手研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高速in situ観察・アコースティックエミッション計測による移着膜形成過程の評価・診断2016

    • 著者名/発表者名
      大御堂智,長谷亜蘭,三科博司,小林 晋
    • 学会等名
      第15回評価・診断に関するシンポジウム
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学(京都市左京区)
    • 年月日
      2016-12-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] In situ観察・AE計測による移着膜形成メカニズムの可視化解明と認識・評価2016

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭,大御堂智,三科博司
    • 学会等名
      第7回トライボロジー秋の学校 in 愛知
    • 発表場所
      あいち健康プラザ(愛知県知多郡)
    • 年月日
      2016-12-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] アコースティックエミッション計測による自動車用ブレーキ材料の摩擦特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭,水田和甫,西澤幸男,杉本考司,岡山勝弥
    • 学会等名
      日本機械学会 第25回 交通・物流部門大会(TRANSLOG2016)
    • 発表場所
      東京大学 生産技術研究所(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属移着膜の形成過程の認識に関する基礎研究2016

    • 著者名/発表者名
      大御堂智,長谷亜蘭,三科博司,小林 晋
    • 学会等名
      トライボロジー会議 2016秋 新潟
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] “機械の臨床医チーム”研究活動紹介―機械システムで進行する“病”(摩耗現象)の可視化とAE診断―2016

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 学会等名
      第6回おおた研究・開発フェア
    • 発表場所
      大田区産業プラザPiO(東京都大田区)
    • 年月日
      2016-10-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] トライボロジー現象可視化装置~見えない摩擦面を見る~2016

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 学会等名
      イノベーション・ジャパン2016~大学見本市&ビジネスマッチング~JSTショートプレゼン
    • 発表場所
      東京ビックサイト(東京都江東区)
    • 年月日
      2016-08-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属移着膜の形成過程のインプロセス認識2016

    • 著者名/発表者名
      大御堂智,長谷亜蘭,小林 晋
    • 学会等名
      第14回埼玉工業大学若手研究フォーラム
    • 発表場所
      埼玉工業大学(埼玉県深谷市)
    • 年月日
      2016-07-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] In situ観察・AE計測法によるブレーキパッド材料の摩擦・摩耗メカニズムの調査2016

    • 著者名/発表者名
      半田裕也,長谷亜蘭
    • 学会等名
      第14回埼玉工業大学若手研究フォーラム
    • 発表場所
      埼玉工業大学(埼玉県深谷市)
    • 年月日
      2016-07-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 高速in situ観察・AE計測法を用いたブレーキパッド材料のトライボロジー現象の可視化2016

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭,水田和甫,西澤幸男,杉本考司,岡山勝弥
    • 学会等名
      日本機械学会第16回機素潤滑部門講演会
    • 発表場所
      グランディア芳泉(福井県あわら市)
    • 年月日
      2016-04-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] 数値解析と表面分析によるトライボロジーの解明と制御2017

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭(分担執筆,他141名)
    • 総ページ数
      1192
    • 出版者
      株式会社テクノシステム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 埼玉工業大学 長谷研究室(マイクロ・ナノ工学研究室)ホームページ

    • URL

      https://www.sit.ac.jp/user/alan_hase/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 埼玉工業大学 長谷研究室(マイクロ・ナノ工学研究室)ホームページ

    • URL

      http://www.sit.ac.jp/user/alan_hase/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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