超小型ターボマシン用超小型・超高速動圧型空気軸受の開発

• 研究課題/領域番号: 23760140
• 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: 東京理科大学
• 研究代表者: 杣谷 啓 東京理科大学, 工学部, 助教 (70581429)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2011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: 機械要素 / 設計工学 / 動圧軸受 / 気体軸受 / フォイル軸受 / 高速安定性 / 動圧気体軸受

研究概要

本研究では、100万rpmを超える超高速回転が可能な動圧型空気軸受を実現するために動圧型空気フォイルジャーナル軸受を提案し、その回転特性について検討し、70万rpmの超高速回転が可能であることを明らかにした。また、提案する軸受を用いたターボシミュレータを設計すると同時に、それらに用いるフォイルスラスト軸受を実際に製作し、その性能について検証を行った結果、製作したフォイルスラスト軸受は回転数35万rpmにおいて最大4.9 Nの負荷を支持できることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Toru Yamashita and Shigeka Yoshimoto, Experimental and Numerical Investigation of the High-speed Instability of Aerodynamic Foil Journal Bearings for Micro Turbomachinery (2012)
  • 著者名/発表者名: Kei Somaya
  • 雑誌名: Proceedings of the ASME/STLE 2012 International Joint Tribology Conference ページ: 2012-61130
• [雑誌論文] Experimental and Numerical Investigation of the High-speed Instability of Aerodynamic Foil Journal Bearings for Micro Turbomachinery (2012)
  • 著者名/発表者名: Kei Somaya, Toru Yamashita, Shigeka Yoshimoto
  • 雑誌名: Proceedings of the ASME/STLE 2012 International Joint Tribology Conference 巻: 2012-10 ページ: 2012-61130
• [学会発表] 小型ターボ機械用気体動圧フォイルジャーナル軸受に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 大樹,杣谷 啓,吉本 成香
  • 学会等名: トライボロジ会議
  • 発表場所: 東京・国立オリンピック記念青少年総合センター
• [学会発表] Tatsuma Kishino and Shigeka Yoshimoto, Static Characteristics of Small-Sized Aerodynamic Foil Thrust Bearing, The 5th International Conference on Manufacturing (2013)
  • 著者名/発表者名: Kei Somaya
  • 学会等名: Machine Design and Tribology (ICMDT 2013)
  • 発表場所: BEXCO, Busan, Korea
• [学会発表] 小型ターボ機械用気体動圧フォイルジャーナル軸受に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡辺大樹，杣谷啓，吉本成香
  • 学会等名: トライボロジ会議 2013春 東京
  • 発表場所: 東京・国立オリンピック記念青少年総合センター
• [学会発表] Static Characteristics of Small-Sized Aerodynamic Foil Thrust Bearing (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuma Kishino, Kei Somaya, Shigeka Yoshimoto
  • 学会等名: 5th International Conference on Manufacturing, Machine Design and  Tribology (ICMDT 2013)
  • 発表場所: BEXCO, Busan, Korea