| 研究課題/領域番号 |
21K11448
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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59020:スポーツ科学関連
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| 研究機関 | 公立小松大学 |
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研究代表者 |
香川 博之 公立小松大学, 生産システム科学部, 教授 (40251938)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | スキー / 雪 / マイクロ負荷試験 / 真実接触面積 / 凝着力 / 摩擦 / 硬度 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、「スキーなどの滑走面と雪粒子のミクロな結合力は、マクロな摩擦特性にどのように影響しているのか」という問いについて実験的に調べるものである。
これまでに、スキー板の開発などに必要な雪面の機械的特性のうち、雪面硬度に着目し、雪面変形モデルを構築している。また、雪面摩擦に対する雪温やスキー滑走速度の関係についても調べている。さらに、テストスキーヤーによる滑走実験を行い、マクロな実験的アプローチにより明らかにしてきた。本研究では、滑走面と雪粒子のミクロな結合力に及ぼす要因を詳細に調べ、滑走面と雪面の真実接触面積や摩擦特性との関係を明らかにしたいと考えている。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、「スキーなどの滑走面と雪粒子のミクロな結合力は、マクロな摩擦特性にどのように影響しているのか」という問に対し実験的に調べるものである。新たに開発した２軸マイクロ負荷試験装置を使って、スキー板と見なしたガラス平板に対して、雪粒子を固めて作った雪圧子を垂直に押しつけた後、ガラス板に水平に力を作用させることで、ミクロな静止摩擦力の測定を行った。それに先立ち、垂直押し込み後に、除荷することで凝着力についても評価した。なお、本装置は、実験中に２方向の力を測定しながら、真実接触面積を測定することができる。さらに、ガラス平板でできた滑走体を雪面上で牽引することで、マクロな静止摩擦力の測定も行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
スキー板を開発する上で雪面摩擦発生のメカニズムの解明が課題になっている。本研究により、真実接触面積を測定しながら押し込みおよび静止摩擦実験を行うことのできる２軸マイクロ負荷試験装置を開発することができた。これにより、滑走面の表面エネルギーと雪面の凝着力の関係が実験的に明らかになった。また、凝着力と静止摩擦の関係についても調べることができた。これらの成果は、スキー開発に限らず、冬タイヤの開発や屋根の着雪対策など研究に役立つと考えている。
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