外部振動を受ける小型流体軸受スピンドルの特性解析と最適設計に関する研究

• 研究課題/領域番号: 19760103
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 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: 東海大学
• 研究代表者: 落合 成行 東海大学, 工学部, 准教授 (40407995)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 3,660千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 360千円); 2009年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2008年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2007年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: 情報機器 / 流体軸受 / 最適設計 / 高速回転 / 振動特性 / スピンドル

研究概要

本研究では,情報機器などに用いられる小型流体軸受スピンドルの特性改善を,最適設計手法の適用により実施することを目的としている.課題の遂行に際しては,流体軸受スピンドルの振動解析モデルを構築し,本モデルを最適設計手法に適用して多数の設計諸元の最適な組合せを見出す.最適化計算の結果,軸受溝深さの公差が軸受の振動特性のばらつきに及ぼす影響は極めて大きく,寸法公差を無視した最適軸受では接触を引起こす危険性があることなどが明らかになった.また理論モデルの実験検証を行なった結果,実験と理論は良い一致を示した.

研究成果

• [雑誌論文] Optimum Design of Thrust Air Bearing for Hard Disk Drive Spindle Motor (2009)
  • 著者名/発表者名: M.D. Ibrahim, T. Namba, M. Ochiai, H. Hashimoto
  • 雑誌名: Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing Vol.4No.1 ページ: 70-70
  • NAID: 130000248829
• [雑誌論文] Application of SQP Method in Designing Thrust Air Bearing for Hard Disk Drive Spindle Motor (2009)
  • 著者名/発表者名: M.D. Ibrahim, T. Namba, M. Ochiai, H. Hashimoto
  • 雑誌名: Proceedings of the 2009 JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment No.09-204 ページ: 117-117
• [雑誌論文] Optimization of Small Size Thrust Air B earing with the Consideration of Groove Dime nsions and Geometry Variables (2009)
  • 著者名/発表者名: M.D. Ibrahim, T. Namba, M. Ochiai, H. Hashim oto
  • 雑誌名: Proceedings o f the World Tribology Congress 2009 Vol.4 ページ: 706-706
• [雑誌論文] Optimum Design of Thrust Air Bearing for Hard Disk Drive Spindle Motor (2009)
  • 著者名/発表者名: M.D.Ibrahim, T.Namba M.Ochiai. H.Hashimoto
  • 雑誌名: Journal of Advanced Mechanical Design Systems and Manufacturing Vol.4 No.1 ページ: 70-81
  • NAID: 130000248829
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of SQP Method in Designing Thrust Air Bearing for Hard Disk Drive Spindle Motor (2009)
  • 著者名/発表者名: M.D.Ibrahim. T.Namba M.Ochiai, H.Hashimoto
  • 雑誌名: Proceedings of the 2009 JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment No.09-204 ページ: 117-118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimization of Small Size Thrust Air Bearing≪ith the Consideration of Groove Dimensions and Geometry Variables (2009)
  • 著者名/発表者名: M.D.Ibrahim, T.Namba M.Ochiai, H.Hashimoto
  • 雑誌名: Proceedings of the World Tribology Congress 2009 Vol.4 ページ: 706-706
  • 査読あり
• [雑誌論文] スターブ潤滑および設置角度の変更を利用した給油溝付き小口径ジャーナル軸受の安定性の向上-実験的検討- (2007)
  • 著者名/発表者名: 落合成行,谷田貝崇史, 橋本巨
  • 雑誌名: トライボロジスト 第52巻 ページ: 57-66
  • NAID: 10019919788
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical Analysis and Optimum Design of High Speed Air Film Thrust Bearings (Application to Optimum Design Problem) (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiromu, Hashimoto・Masayuki, Ochiai・Tadashi, Namba
  • 雑誌名: Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing Vol.1 ページ: 306-318
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimization of Groove Geometry for Thrust Air Bearing to Maximize Bearing Stiffness: Optimization Method of Groove Geometry and its Experimental Verification (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiromu, Hashimoto・Masayuki, Ochiai・Hiroshi, Hara・Tadashi, Nanba
  • 雑誌名: Japanese Journal of Tribology Vol. 52 ページ: 37-55
  • NAID: 10018721400
  • 査読あり
• [学会発表] 製造誤差の影響を考慮したhddスピンドル用流体軸受の最適設計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤径, 砂見雄太, 落合成行, 橋本巨
  • 学会等名: 日本機械学iip部門講演会
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] 製造誤差の影響を考慮したHDDスピンドル用流体軸受の最適設計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤径, 砂見雄太, 落合成行, 橋本巨
  • 学会等名: 日本機械学IIP部門講演会
  • 発表場所: 東京電気大学神田キャンパス
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] 小型スピンドルモータ用流体軸受の最適設計 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤径, 砂見雄太, IBRAHIM M. Daniel, 難波唯志, 落合成行, 橋本巨
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] 小型スピンドルモータ用流体軸受の最適設計 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤径, 砂見雄太, IBRAHIM M.Daniel, 難波唯志, 落合成行, 橋本巨
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] Optimization of Small Size Thrust Air Bearing with the Consideration of Groove Dimensions and Geometry Variables (2009)
  • 著者名/発表者名: M.D.Ibrahim, T.Namba M.Ochiai, H.Hashimoto
  • 学会等名: World Tribology Congress 2009
  • 発表場所: Kyoto international Conference Center
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] Application of SQP Method in Designing Thrust Air Bearing for Hard Disk Drive Spindle Motor (2009)
  • 著者名/発表者名: M.D.Ibrahim, T.Namba M.Ochiai, H.Hashimoco
  • 学会等名: 2009 JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micromechatronics for Infomation and Precision Equipment
  • 発表場所: Tukuba Intemational Congress Center
  • 年月日: 2009-06-19
• [学会発表] HDD用スラスト空気軸受の特性解析と最適設計-パラメトリックスタディ- (2008)
  • 著者名/発表者名: ダニエルイブラヒム, 難波唯志, 落合成行, 橋本巨
  • 学会等名: 日本機械学会2008年度年次大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2008-08-05
• [学会発表] HDD用スラスト空気軸受の特性解析と最適設計-最適設計への適用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 難波唯志, ダニエルイブラヒム, 落合成行, 橋本巨
  • 学会等名: 日本機械学会2008年度年次大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2008-08-05
• [学会発表] OPTIMIZATION OF GROOVE GEOMETRY FOR THRUST AIR BEARING TO MAXIMIZE BEARING STIFFNESS (2007)
  • 著者名/発表者名: Tadashi, Nanba・Masayuki, Ochiai・Hiromu, Hashimoto
  • 学会等名: MALAYSIA-JAPAN INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ADVANCED TECHNOLOGY 2007(MJISAT 2007)
  • 発表場所: Kuala Lumpur, MALAYSIA
  • 年月日: 2007-11-14
• [学会発表] EXPERIMENTAL STUDY OF STABILISATION OF SMALL SIZE JOURNAL BEARING WITH OIL SUPPLY GROOVE BY USING STARVED LUBRICATION AND BEARING ORIENTATION ANGLE CHANGE (2007)
  • 著者名/発表者名: Masayuki, Ochiai・Hiromu, Hashimoto
  • 学会等名: STLE/ASME International Joint Tribology Conference IJTC2007
  • 発表場所: San-Diego, Californai, USA
  • 年月日: 2007-10-24
• [学会発表] OPTIMIZATION OF GROOVE GEOMETRY FOR THRUST AIR BEARING TO MAXIMIZE BEARING STIFFNESS (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiromu, Hashimoto・Masayuki, Ochiai
  • 学会等名: STLE/ASME International Joint Tribology Conference IJTC2007
  • 発表場所: San-Diego, Californai, USA
  • 年月日: 2007-10-22
• [学会発表] スターブ潤滑を利用した小口径ジャーナル軸受の安定化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 谷田貝崇史, 落合成行, 橋本巨
  • 学会等名: 日本機械学会創立110周年記念 2007年度次大会
  • 発表場所: 大阪,関西大学
  • 年月日: 2007-09-12
• [学会発表] 供給油量制御による小口径ジャーナル軸受の安定化実験 (2007)
  • 著者名/発表者名: 落合成行, 山田雅敏, 谷田貝崇史, 橋本巨
  • 学会等名: トライボロジー会議 東京 2007-5
  • 発表場所: 東京,国立オリンピック記念青少総合センター
  • 年月日: 2007-05-28
• [産業財産権] ジャーナル軸受 (2007)
  • 発明者名: 橋本巨, 落合成行
  • 権利者名: 学校法人 東海大学
  • 産業財産権番号: 2007-267252
  • 出願年月日: 2007-10-12