| 研究課題/領域番号 |
21K03827
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18040:機械要素およびトライボロジー関連
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| 研究機関 | 室蘭工業大学 |
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研究代表者 |
成田 幸仁 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90431519)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 機械要素 / トラクションドライブ / 疲労強度 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
信頼性の高いトラクションドライブの転がり疲労強度予測式の導出を目的として，三か年に渡って以下の研究を行う．
一年目は表面と内部に既知寸法の人工欠陥を設けたローラで疲労試験を行い，表面き裂と転がり疲労強度の関係式および，内部介在物と寿命（き裂進展速度）の関係式を導出する．
二年目は表面のみに人工欠陥を導入したローラで疲労試験を行い，トラクションドライブの疲労損傷の起点となる表面き裂発生のクライテリオンと転がり疲労損傷メカニズムを明確にする．
三年目はこれまでに得られた実験結果から任意繰り返し数における転がり疲労強度とそのばらつきを予測する式を導出し，多数個試験と比較して精度を確認する．
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| 研究成果の概要 |
EV用モータの高速化に対応可能な減速機の構成要素としてポテンシャルがあるトラクションドライブの転がり疲労強度設計の信頼性を高めるために，疲労損傷メカニズムを分析した．疲労試験途中のローラ内部を観察した結果，これまで非金属介在物等の内部起点損傷と考えられてきた原因が，ローラ表面からのき裂発生とローラ内部への進展であることが分かった．そこで，破壊力学のParis則と疲労寿命予測手法をトラクションドライブに適用したところ，予測寿命と疲労試験結果がおおむね一致した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
トラクションドライブには歯車等の他の伝動要素と比較して高速回転に適するという利点がる．これに破壊力学の疲労寿命予測式を適用した例は見られず，結果もおおむね一致したことは，良い成果と言える．ただし，精度向上の余地はあり，また，介在物がき裂進展速度に及ぼす影響も未解明である．これらをさらに解決出来れば，トラクションドライブの疲労強度設計の信頼性が高まり，EV用モータの高速化に対応可能な減速機の実現が可能となると思われる．
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