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作動油に含有する気泡量の高精度制御に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K03916
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分18040:機械要素およびトライボロジー関連
研究機関法政大学

研究代表者

田中 豊  法政大学, デザイン工学部, 教授 (70179795)

研究分担者 坂間 清子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究員 (70773539)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード気泡 / 作動油 / 油圧動力伝達システム / 油の剛性 / 気泡分離装置 / 旋回流 / 気泡分離除去装置 / 気泡含有量 / 体積弾性係数 / 油圧システム / 油圧 / 気泡分離除去 / 流れの数値解析 / 油圧回路
研究成果の概要

油圧動力伝達システムの作動油に気泡が混入すると,システムの動的特性の劣化,要素機器の壊食,作動油劣化の促進,放熱の減少,騒音振動の発生等,悪影響をおよぼす. 本研究では,作動油の旋回流による気泡含有量の高精度制御方法を提案・開発した. 旋回流を用いた気泡分離装置から流出する作動油中の気泡の量は,装置の放気側の弁の開閉を制御することによって調整される. 気泡分離装置の出力ポートからの気泡含有量は、放気弁の開放時間によって正確に制御された. 提案手法の妥当性は実験的および数値的に検証された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

油圧動力伝達システムの作動油に気泡が混入すると油の剛性を低下させ,振動・騒音や機器破損の原因となる.しかし作動油中にどの程度の気泡量が含有すると機器の性能を損ない故障に至るかの定量的な指標は明らかとなっていない.これは現状では,作動油中の気泡含有量を実時間で精度よく測定したり,調整したりすることが極めて難しいためである.
申請者らが本研究で独自に開発した作動油中の気泡含有量を高精度で任意に調整できる手法を用いて,気泡を含む作動油が原因となる機器の劣化や故障に至る定量的な評価が可能となり,その社会的意義は大きい.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Estimating the Air Volume Fraction in Hydraulic Oil by Measuring the Effective Bulk Modulus2018

    • 著者名/発表者名
      Sayako Sakama, Yuki Kitazawa, Yoshiki Sugawara, Yutaka Tanaka
    • 雑誌名

      11th IFK International Conference Proceedings

      巻: 3 ページ: 79-85

    • DOI

      10.18154/RWTH-2018-224357

    • NAID

      130007864858

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Selective Separation of Air Bubbles from Working Oil by Bubble Elimination Device2021

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Tanaka, Yusuke Kishi, Sayako Sakama
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Fluid Power Transmission and Control
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 気泡を含む油の加圧減圧過程における挙動2020

    • 著者名/発表者名
      田中豊,岸優介,駒屋耕大,坂間清子
    • 学会等名
      2020年秋季フルードパワーシステム講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Bubble elimination technology toward high performance of hydraulic systems2019

    • 著者名/発表者名
      Yutaka TANAKA
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Fluid Power and Mechatronics (FPM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Performance Evaluation for Bubble Eliminator with CFD -Effect of Computational Model and Mesh-2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Takamizawa, Ryosuke Funachi, Sayako Sakama, Yutaka Tanaka
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology (ICMDT2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 油圧装置の気泡や水などの異物循環除去システム2019

    • 著者名/発表者名
      上西幸雄,田中豊
    • 学会等名
      2019年春季フルードパワーシステム講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 作動油と空気を動力伝達媒体とするアクチュエータの制御に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      塩田秀人,北澤勇気,坂間清子,菅原佳城,田中豊
    • 学会等名
      日本機械学会2019年度年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 気泡分離装置による油中気泡径の選択的分離に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      高見澤 諒,坂間 清子,田中 豊
    • 学会等名
      2019年秋季フルードパワーシステム講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 油の等価体積弾性係数の測定による気泡含有率の推定2019

    • 著者名/発表者名
      坂間 清子,田中 豊,菅原 佳城
    • 学会等名
      第16回「運動と振動の制御」シンポジウム (MoViC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Air Bubble Separation from Hydraulic Oils for Performance Improvement of Fluid Power Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Tanaka
    • 学会等名
      第10回中国全国流体制御学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CFDを用いた気泡除去装置の性能評価(計算モデルと計算格子の影響)2018

    • 著者名/発表者名
      高見澤 諒,舟知 亮祐,坂間 清子,田中 豊
    • 学会等名
      平成30年秋季フルードパワーシステム講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 気泡の混入による作動油の体積弾性係数の変化の実験的評価2018

    • 著者名/発表者名
      塩田秀人,坂間清子,菅原佳城,田中 豊
    • 学会等名
      平成30年秋季フルードパワーシステム講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 気泡の混入による油圧システムにおける応答性低下とサージ抑制に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      北澤勇気,坂間清子,菅原佳城,田中 豊
    • 学会等名
      平成30年秋季フルードパワーシステム講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 法政大学大学院先端モーションシミュレータ技術研究所(HAMS)

    • URL

      http://hams.ws.hosei.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 気泡含有量調整システム2019

    • 発明者名
      北村佳彬,伊藤隆,小寺康大,田中豊,坂間清子
    • 権利者名
      北村佳彬,伊藤隆,小寺康大,田中豊,坂間清子
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-239249
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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