作動油中の気泡の分離除去による油圧動力伝達システムの高強度化

• 研究課題/領域番号: 26420086
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 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: 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)
• 研究協力者: 坂間 清子 ; 五嶋 裕之 ; 鈴木 隆司
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 油圧 / 気泡 / キャビテーション / 流れの可視化 / CFD / 旋回流 / 気泡量計測 / 体積弾性係数 / スパイラル係数 / 無次元気泡径

研究成果の概要

本研究では，建設機械や自動車，重作業機械等に用いられる油圧による動力伝達システムを高強度化，長寿命化するため，旋回流れを利用した無動力の油中気泡分離除去技術を高性能化し，油圧駆動システムへの気泡混入による動力伝達ロスやキャビテーション騒音，作動油の劣化等を低減出来ることを示した．また流れの数値解析を用いた気泡分離除去装置を中心としたシステムの最適設計により，油圧動力伝達システムの小形化，高圧・高性能化と，トータルメンテナンスコストの極小化を同時に実現した．さらに気泡分離除去装置は油圧システムにおける作動油中の気泡量を制御できることを見出すとともに，新たな油中気泡量の計測手法を提案した．

研究成果

• [雑誌論文] 油中気泡による故障の原因と対策 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中 豊，坂間 清子
  • 雑誌名: 油空圧技術 巻: 56巻第4号 ページ: 26-32
• [雑誌論文] 油圧作動油と気泡 (2016)
  • 著者名/発表者名: 坂間 清子，田中 豊
  • 雑誌名: フルードパワーシステム 巻: 47巻第4号 ページ: 174-177
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mathematical model for bulk modulus of hydraulic oil containing air bubbles (2015)
  • 著者名/発表者名: Sayako Sakama, Yutaka Tanaka, Hiroyuki Goto
  • 雑誌名: Mechanical Engineering Journal 巻: 2 号: 6 ページ: 15-00347-15-00347
  • DOI: 10.1299/mej.15-00347
  • NAID: 130005114893
  • ISSN: 2187-9745
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 気泡除去装置の設計と評価に関する研究（第2報 スパイラル係数を用いた放気口径と流出口径の選定） (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂間清子，田中 豊，鈴木隆司
  • 雑誌名: 日本フルードパワーシステム学会論文集 巻: 45 ページ: 79-84
  • NAID: 130005125226
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 気泡除去装置の形状パラメータの最適化（気泡含有率の高い条件における設計と評価） (2017)
  • 著者名/発表者名: 増原 伊織，坂間 清子，田中 豊
  • 学会等名: 日本フルードパワーシステム学会 平成29年春季フルードパワーシステム講演会
  • 発表場所: 機械振興会館（東京都港区）
  • 年月日: 2017-05-25
• [学会発表] Optimal Design of Shape Parameters for Bubble Eliminator with CFD (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Funachi, Sayako Sakama, Yutaka Tanaka
  • 学会等名: The 7th International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology
  • 発表場所: チェジュ（韓国）
  • 年月日: 2017-04-20
  • 国際学会
• [学会発表] 油中気泡が油圧アクチュエータの特性におよぼす影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 坂間 清子，五嶋 裕之，田中 豊
  • 学会等名: 日本機械学会 山梨講演会
  • 発表場所: 山梨大学（山梨県甲府市）
  • 年月日: 2016-10-22
• [学会発表] 油圧動力伝達システムにおける微細気泡の除去方法の提案 (2016)
  • 著者名/発表者名: 坂間 清子，田中 豊
  • 学会等名: 日本フルードパワーシステム学会 平成28年秋季フルードパワーシステム講演会
  • 発表場所: ねぶたの家ワラッセ（青森県青森市）
  • 年月日: 2016-10-19
• [学会発表] 気泡除去装置の形状パラメータの最適化（流入部長さの影響） (2016)
  • 著者名/発表者名: 舟知 亮介，坂間 清子，田中 豊
  • 学会等名: 日本フルードパワーシステム学会 平成28年秋季フルードパワーシステム講演会
  • 発表場所: 山梨大学（山梨県甲府市）
  • 年月日: 2016-10-19
• [学会発表] 油圧ロボットのための油中気泡の分離除去装置とその効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 坂間 清子，増原 伊織，田中 豊
  • 学会等名: 日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-06-09
• [学会発表] 混入気泡径の違いを考慮した気泡除去装置の設計法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 坂間清子，鈴木隆司，田中 豊
  • 学会等名: 平成27年秋季フルードパワーシステム講演会
  • 発表場所: ジェイドガーデンパレス（鹿児島県・鹿児島市）
  • 年月日: 2015-11-26
• [学会発表] ハイスピードカメラによるキャビテーション噴流の可視化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 五嶋裕之，舟知亮介，坂間清子，田中豊
  • 学会等名: 平成27年秋季フルードパワーシステム講演会
  • 発表場所: ジェイドガーデンパレス（鹿児島県・鹿児島市）
  • 年月日: 2015-11-26
• [学会発表] Influence of Entrained Air on Effective Bulk Modulus of Hydraulic Fluid (2015)
  • 著者名/発表者名: Sayako Sakama, Hiroyuki Goto, Yutaka Tanaka
  • 学会等名: Proceedings of 2015 Autumn Conference on Drive and Control
  • 発表場所: プサン（韓国）
  • 年月日: 2015-10-22
  • 国際学会
• [学会発表] 油中気泡量の測定によるキャビテーションの評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 五嶋裕之，坂間清子，舟知亮介，田中豊
  • 学会等名: 日本機械学会山梨講演会
  • 発表場所: 山梨大学（山梨県・甲府市）
  • 年月日: 2015-10-17
• [学会発表] コリオリ流量計を用いた油中気泡量の測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 五嶋裕之，坂間清子，田中豊
  • 学会等名: 日本機械学会2015年度年次大会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] 気泡除去装置の流れ解析（気泡径の違いによる比較） (2015)
  • 著者名/発表者名: 坂間清子，鈴木隆司，田中 豊
  • 学会等名: 平成27年春季フルードパワーシステム講演会
  • 発表場所: 機械振興会館（東京都・港区）
  • 年月日: 2015-05-29
• [学会発表] Proposal on Mathematical Model for Bulk Modulus of Hydraulic Oil Containing Air Bubbles (2015)
  • 著者名/発表者名: Sayako Sakama, Yutaka Tanaka, Hiroyuki Goto
  • 学会等名: Proceedings of the 6th International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • 年月日: 2015-04-21
  • 国際学会
• [学会発表] High Efficiency Bubble Eliminator for Hydraulic Systems (2014)
  • 著者名/発表者名: Sayako Sakama, Yutaka Tanaka, Rhushi Suzuki
  • 学会等名: The 9th JFPS International Symposium on Fluid Power, Matsue
  • 発表場所: 島根県立産業交流会館（島根県松江市）
  • 年月日: 2014-10-28 – 2014-10-31
• [学会発表] 気泡を含む油の体積弾性係数モデルの比較 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡辺修平，坂間清子，五嶋裕之，田中豊
  • 学会等名: 日本機械学会山梨講演会
  • 発表場所: 山梨大学（山梨県甲府市）
  • 年月日: 2014-10-17
• [学会発表] 気泡除去装置の流れ解析（気泡混入量の違いによる比較） (2014)
  • 著者名/発表者名: 服部美月，坂間清子，田中豊，鈴木隆司
  • 学会等名: 日本機械学会山梨講演会
  • 発表場所: 山梨大学（山梨県甲府市）
  • 年月日: 2014-10-17
• [学会発表] 油中気泡の分離除去システム (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂間清子，田中豊，鈴木隆司
  • 学会等名: IFPEX2014カレッジ研究発表展示
  • 発表場所: 東京国際展示場（東京都江東区）
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] 油中気泡の分離除去による油圧システムの性能向上 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中豊，坂間清子，五嶋裕之，鈴木隆司
  • 学会等名: IFPEX2014カレッジ研究発表展示
  • 発表場所: 東京国際展示場（東京都江東区）
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] 気泡を含む油の体積弾性係数の測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 五嶋裕之，坂間清子，田中豊
  • 学会等名: IFPEX2014カレッジ研究発表展示
  • 発表場所: 東京国際展示場（東京都江東区）
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] Experimental investigation of effective bulk modulus of oil with entrained air bubbles (2014)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Tanaka, Sayako Sakama, Hiroyuki Goto
  • 学会等名: The 12th International Conference on Motion and Vibration（MoVic2014)
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2014-08-03 – 2014-08-06
• [学会発表] 気泡除去装置の形状パラメータの最適化（気泡径の違いによる比較） (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂間清子，田中豊，鈴木隆司
  • 学会等名: 平成26年春季フルードパワーシステム講演会
  • 発表場所: 機械振興会館（東京都港区）
  • 年月日: 2014-05-29 – 2014-05-30
• [学会発表] 油中気泡の除去が油の体積弾性係数におよぼす影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂間清子，田中豊，東春那，五嶋裕之
  • 学会等名: 平成26年春季フルードパワーシステム講演会
  • 発表場所: 機械振興会館（東京都港区）
  • 年月日: 2014-05-29 – 2014-05-30
• [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
  • URL: http://hams.ws.hosei.ac.jp/
• [備考] 法政大学 先端モーションシミュレータ技術研究所
  • URL: http://hams.ws.hosei.ac.jp/index.html
• [産業財産権] 気泡分離除去装置 (2015)
  • 発明者名: 坂間清子，田中豊
  • 権利者名: 田中信之
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-01-27