スーパートライボ軸受けを持つ小型フライホイールバッテリの可能性探究

• 研究課題/領域番号: 26630112
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 滝川 浩史 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90226952)
• 研究協力者: 清原 修二 舞鶴工業高等専門学校, 電子制御工学科, 准教授 (40299326) ; 金子 智 神奈川県産業技術センター, その他部局等, 研究員 (40426359) ; 田上 英人 北九州工業高等専門学校, 電気電子工学科, 講師 (50580578) ; 須田 善行 豊橋技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (70301942) ; 針谷 達 豊橋技術科学大学, 工学研究科, 助教 (20757108)
• 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: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
• キーワード: トライボマテリアル / ダイヤモンドライクカーボン膜 / フィルタードアーク蒸着 / 積層化 / 軸受け / フライホイール / 耐摩耗性 / 相手材攻撃性 / フライホール / 中間層 / 摺動性

研究成果の概要

小型フライホイールバッテリに必要な超低摩擦軸受けを実現する方策のひとつとして，既存軸受け材への超低摩耗・超低摩擦保護膜コーティングが考えられる。軟質から硬質まで異なる膜質を持つアモルファスカーボン（DLC）膜を形成する技術を確立し，用途に応じた膜質・特性の選択を可能にした。加えて，多結晶ダイヤモンド膜上にDLCを成膜したDLC/ダイヤモンド積層膜や，膜質の異なるDLC膜を積層した多層DLC膜を作製し，これら積層膜が，単層膜を超える高い耐摩擦摩耗性と低い相手材攻撃性を有することを明らかにした。好適なコーティング保護膜の選択により，軸受けのトライボ特性向上が見込まれる。

研究成果

• [雑誌論文] Dry machining of metal using an engraving cutter coated with a droplet-free ta-C film prepared via a T-shape filtered arc deposition (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Fujii, T. Imai, Y. Miyamoto, N. Ueda, M. Hosoo, T. Harigai, Y. Suda, H. Takikawa, H. Tanoue, M. Kamiya, M. Taki, Y. Hasegawa, N. Tsuji, S. Kanekoe
  • 雑誌名: Surface & Coatings Technology 巻: 307 ページ: 1029-1033
  • DOI: 10.1016/j.surfcoat.2016.07.037
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Diamond-Like carbon microgears in room-temperature curing nanoimprint lithography using ladder-type hydrogen silsesquioxane (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Kiyohara, Y. Shimizu, I. Ishikawa, T. Harigai, H. Takikawa, M. Watanabe, Y. Sugiyama, Y. Omata, Y. Kurashima
  • 雑誌名: MRS Advances 巻: 2016 号: 16 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1557/adv.2016.126
• [雑誌論文] Fabrication of Diamond-Like carbon emitter patterns by room-temperature curing nanoimprint lithography with PDMS molds using polysiloxane (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Kiyohara, S. Yoshida, I. Ishikawa, T. Harigai, H. Takikawa, M. Watanabe, Y. Sugiyama, Y. Omata, Y. Kurashima
  • 雑誌名: MRS Advances 巻: 2016 号: 16 ページ: 1075-1080
  • DOI: 10.1557/adv.2016.49
• [学会発表] 水素フリーおよび水素化DLC膜の形成と膜質分析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 針谷達， 今井貴大， 飯島佑史， 須田善行， 滝川浩史， 神谷雅男， 金子智， 國次真輔， 新部正人， 神田一浩
  • 学会等名: 第64回応用物理学会春季
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2017-03-14
• [学会発表] 導電性ハードコーティングに向けたDLCおよび窒化DLC膜の積層 (2017)
  • 著者名/発表者名: 飯島佑史， 今井貴大， 磯野凌， 針谷達， 須田善行， 滝川浩史， 神谷雅男， 金子智， 國次真輔
  • 学会等名: 第64回応用物理学会春季
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2017-03-14
• [学会発表] フィルタードパルスアーク蒸着法を用いたタングステンカーバイド膜の作製と分析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 磯野凌， 針谷達， 飯島佑史， 出貝敏， 須田善行， 滝川浩史
  • 学会等名: 第135回表面技術協会講演大会
  • 発表場所: 東洋大学 川越キャンパス
  • 年月日: 2017-03-09
• [学会発表] Fabrication of Nitrogen-Containing DLC Film by Fliltered Arc Deposition (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Iijima, T. Imai, R. Isono, T. Harigai, Y. Suda, H. Takikawa, M. Kamiya, M. Taki, Y. Hasegawa, N. Tsuji, S. Kaneko, S. Kunitsugu, H. Habuchi, S. Kiyohara, M. Ito, S. Yick, A. Bendavid. P. Martin
  • 学会等名: ISPlasma2017
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2017-03-01
• [学会発表] フィルタードパルスアーク蒸着法を用いたDLC 膜の作製と分析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 磯野凌, 針谷達, 飯島佑史, 今井貴大, 山野将史, 須田善行, 滝川浩史, 羽渕仁恵
  • 学会等名: 第77回応用物理学会秋季
  • 発表場所: 朱鷺メッセ
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] PVD-CVD ハイブリッドプロセスによる窒素含有DLC 膜の形成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 飯島佑史, 今井貴大, 磯野凌, 針谷達, 須田善行, 滝川浩史, 神谷雅男, 瀧真, 長谷川祐史, 辻信広, 金子智, 國次真輔, サムイック, アヴィベンデイビッド, フィルマーティン,羽渕仁恵
  • 学会等名: 第77回応用物理学会秋季
  • 発表場所: 朱鷺メッセ
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] フィルタードパルスアーク蒸着装置の放電特性とDLC 膜の形成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 磯野凌，針谷達，今井貴大，山野将史，須田善行，滝川浩史，羽渕仁恵
  • 学会等名: 平成28年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
  • 発表場所: 豊田工業高等専門学校
  • 年月日: 2016-09-12
• [学会発表] T-FAD を用いたDLC:H 膜のPVD-CVD ハイブリッド成膜 (2016)
  • 著者名/発表者名: 今井貴大，飯島佑史，針谷達，須田善行，滝川浩史，神谷雅男，瀧真，長谷川祐史，辻信広，金子智，吉田健太郎，國次真輔，川口雅弘，清原修二，四戸汐里，寒河江祐介，伊藤未希雄，山田健
  • 学会等名: 平成28年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
  • 発表場所: 豊田工業高等専門学校
  • 年月日: 2016-09-12
• [学会発表] T-FAD を用いた窒素含有DLC 膜の作製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 飯島佑史，今井貴大，磯野凌，針谷達，須田善行，滝川浩史，神谷雅男，瀧真，長谷川祐史，辻信広，金子智，國次真輔，川口雅弘，羽渕仁恵，清原修二，伊藤未希雄，サムイック，アヴィベンデイビッド，フィルマーチン
  • 学会等名: 平成28年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
  • 発表場所: 豊田工業高等専門学校
  • 年月日: 2016-09-12
• [学会発表] 炭素/ 水素比の異なる雰囲気ガスを導入したT-FAD によるta-C:H およびa-C:H の形成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 今井貴大，飯島佑史，針谷達，須田善行，滝川浩史，神谷雅男，瀧真，長谷川祐史，辻信広，金子智，吉田健太郎，國次真輔，川口雅弘，清原修二，四戸汐里，寒河江祐介，伊藤未希雄，山田健二
  • 学会等名: 表面技術協会（第134回講演大会）
  • 発表場所: 東北大学、川内北キャンパス
  • 年月日: 2016-09-01
• [学会発表] Ｔ字状磁気フィルタ型真空アーク蒸着装置および高品位ＤＬＣ膜の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 滝川浩史
  • 学会等名: トライボロジー会議2016 春 東京
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター
  • 年月日: 2016-05-23
  • 招待講演
• [学会発表] ta-C/ダイヤモンド膜のカロテスト摩耗試験 (2016)
  • 著者名/発表者名: 今井貴大，藤井裕真，山野将史，針谷達，須田善行，滝川浩史，、神谷雅男.、瀧真，長谷川 祐史，辻信広
  • 学会等名: 第63回応用物理学会
  • 発表場所: 東京工業大学、大岡山キャンパス
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] フィルタードアーク蒸着法を用いた他元素添加による機能化DLC膜の形成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 針谷達，今井貴大，飯島佑史，磯野凌，藤井裕真，須田善行，滝川浩史，神谷雅男，瀧真，長谷川祐史，辻信広
  • 学会等名: 第69回応用物理学会
  • 発表場所: 東京工業大学、大岡山キャンパス
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Fabrication of Diamond-Like carbon microgears in Room-Temperature curing nanoimprint lithography using ladder-type hydrogen silsesquioxane (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Kiyohara, Y. Shimizu, I. Ishikawa, T. Harigai, H. Takikawa, M. Watanabe, Y. Sugiyama, Y. Omata, Y. Kurashima
  • 学会等名: 2015 MRS Fall Meeting & Exhibit
  • 発表場所: Boston, MA, USA
  • 年月日: 2015-11-29
  • 国際学会
• [学会発表] Fabrication of Diamond-Like carbon emitter patterns by Room-Temperature curing nanoimprint lithography with PDMS molds using polysiloxane (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Kiyohara, S. Yoshida, I. Ishikawa, T. Harigai, H. Takikawa, M. Watanabe, Y. Sugiyama, Y. Omata, Y. Kurashima
  • 学会等名: 2015 MRS Fall Meeting & Exhibit
  • 発表場所: Boston, MA, USA
  • 年月日: 2015-11-29
  • 国際学会
• [学会発表] 成膜温度制御によるフィルタードアーク蒸着DLC の膜質変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤井裕真，今井貴大，宮本優，針谷達，須田善行，滝川浩史，田上英人（北九州高専），神谷雅男（伊藤光学），瀧真，長谷川祐史，辻信広（オンワード技研），金子智（神奈川産技セ），安井治之（石川工試），國次真輔（岡山工技セ），川口雅弘（東京都産技研），三浦健一（大阪府産技研）
  • 学会等名: 平成27年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
  • 発表場所: 愛知県、名古屋工業大学
  • 年月日: 2015-09-28
• [学会発表] フィルタードアーク蒸着法を用いたF-DLC 膜の形成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 今井貴大，藤井裕真，山野将史，針谷達，須田善行，滝川浩史，神谷雅男（伊藤光学工業），瀧真，長谷川祐史，辻信広（オンワード技研）
  • 学会等名: 平成27年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
  • 発表場所: 愛知県、名古屋工業大学
  • 年月日: 2015-09-28
• [学会発表] Super DLC coating on cutter for metal nameplates by T-shaped filtered arc deposition (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Fujii, T. Imai, Y. Miyamoto, N. Ueda, M. Hosoo, T. Harigai, Y. Suda, H. Takikawa, H. Tanoue, M. Kamiya, M. Taki, Y. Hasegawa, N. Tsuji
  • 学会等名: 10th Anniversary Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering (AEPSE2015)
  • 発表場所: Korea,Jeju
  • 年月日: 2015-09-22
  • 国際学会
• [学会発表] Fabricasion of diamond-like carbon-based micro/nano device using room-temperature nanoimprint by industry-university collabotrtive reseach (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Kiyohara, I. Ishikawa, Y. Shimizu, S. Yoshida, T. Harigai, H. Takikawa, M Watanabe, Y. Sugiyama, Y. Omata Y. Kurashima
  • 学会等名: The 9th International Symposium on Advances in Technology Education
  • 発表場所: Nagaoka, Japan
  • 年月日: 2015-09-16
  • 国際学会
• [学会発表] フィルタードアーク蒸着DLC膜の100℃近傍の成膜温度依存性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤井裕真，今井貴大，宮本優，針谷達，須田善行，滝川浩史，田上英人，神谷雅男，瀧真，長谷川祐史，辻信広，金子智，安井治之，國次真輔，川口雅弘，三浦健一
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 愛知県、名古屋国際会議場
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] フィルタードアーク蒸着によって形成したフッ素含有ダイヤモンドライクカーボン膜 (2015)
  • 著者名/発表者名: 今井貴大，藤井裕真，山野将史，針谷達，須田善行，滝川浩史，神谷雅男，瀧真，長谷川祐史，辻信広
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 愛知県、名古屋国際会議場
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] フィルタードアーク蒸着法によるフッ素含有ダイヤモンドライクカーボン膜の形成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 今井貴大，藤井裕真，針谷達，須田善行，滝川浩史，神谷雅男，瀧真，長谷川祐史，辻信広
  • 学会等名: 表面技術協会（第132回講演大会）
  • 発表場所: 長野県、信州大学
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] 凹形状ドットPDMSモールド室温硬化ナノインプリントによるDLCエミッタパターンの形状 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉田健吾，清原修二，石川一平，針谷達，滝川浩史，渡邊雅彦，杉山嘉也，小俣有紀子，倉島優一
  • 学会等名: 精密工学会2015年度関西地方定期学術講演会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学 松ヶ崎ｷｬﾝﾊﾟｽ
  • 年月日: 2015-06-23
• [学会発表] ポリジメチルシロキサンを転写材料として用いた室温インプリントによるDLCピットパターンの形成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 清水友人，清原修二，石川一平，針谷達，滝川浩史，渡邊雅彦，杉山嘉也，小俣有紀子，倉島優一
  • 学会等名: 精密工学会2015年度関西地方定期学術講演会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学 松ヶ崎ｷｬﾝﾊﾟｽ
  • 年月日: 2015-06-23
• [学会発表] Dry engraving of metales nameplates using cutter with super DLC coat (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Fujii, Y. Miyamoto, Y. Suda, H. Takikawa, H. Tanoue, M. Kamiya, M, Taki, Y. Hasegawa, N. Tsuji
  • 学会等名: IS Plasma 2015
  • 発表場所: Nagoya Univ. (Aichi, Nagoya)
  • 年月日: 2015-03-27 – 2015-03-30
• [学会発表] 水素フリー超硬質ＤＬＣ薄膜に接する混合有機溶媒の構造＊ＦＭ-ＡＦＭと中性子反射率による解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 水光俊介，藤井裕真，滝川浩史，平山朋子，大西洋
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学（神奈川県・平塚市）
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] フィルタードアーク蒸着法で形成したDLC 膜の諸特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤井裕真，今井貴大，宮本優，須田善行，滝川浩史，田上英人，神谷雅男，瀧真，長谷川祐史，辻信広，金子智，安井治之，國次真輔，川口雅弘，三浦 健一
  • 学会等名: 表面技術協会第131回講演大会
  • 発表場所: 関東学院大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2015-03-04 – 2015-03-06
• [学会発表] スーパーDLCコーティングカッターを用いた金属銘板のドライ加工切削 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤井裕真，宮本 優，須田善行，滝川浩史，田上英人，神谷雅男，瀧 真，長谷川祐史，辻信広
  • 学会等名: 表面技術協会第130回講演大会
  • 発表場所: 京都大学（京都府・京都市）
  • 年月日: 2014-09-22 – 2014-09-23
• [学会発表] チタンバッファーを用いたシリコン基板上に成長したダイアモンドライクカーボン (2014)
  • 著者名/発表者名: 金子智，松永崇，池永薫，伊藤健，安井学，堀内崇弘，安原重雄，三尋木勝洋，熊谷正夫，滝川浩史，下平英二，小林昌純，須藤理枝子，松田晃史，吉本護
  • 学会等名: 第７５回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] フィルタードアーク蒸着スーパーDLC膜付カッターを用いた種々の金属のドライ切削 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤井裕真，宮本優，須田善行，滝川浩史，田上英人，神谷雅男，瀧真，長谷川祐史，辻信広
  • 学会等名: 電気・電子・情報関係学会東海支部連合会
  • 発表場所: 中京大学（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-09
• [学会発表] はしご型 HSQ を用いた室温硬化ナノインプリトソグラフィ によるDLCマイクロギヤの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 婦木 陽介 , 清原 修二 , 石川 一平，滝川浩史，渡邊 雅彦 , 杉山 嘉也 , 小俣有紀子，倉島優一
  • 学会等名: 2014年度精密工学会関西地方学術講演会
  • 発表場所: 近畿大学（大阪府・東大阪市)
  • 年月日: 2014-07-04
• [学会発表] PDMS モールド 室温硬化ナノインプリト リソグラフィ による DLC ドットアレイ の作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉田 捷吾 , 清原 修二 , 石川 一平，滝川浩史，渡邊 雅彦 , 杉山 嘉也 , 小俣有紀子，倉島優一
  • 学会等名: 2014年度精密工学会関西地方学術講演会
  • 発表場所: 近畿大学（大阪府・東大阪市)
  • 年月日: 2014-07-04
• [図書] プラズマ・核融合学会誌 (2016)
  • 著者名/発表者名: 滝川浩史
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: フィルタードアーク蒸着装置によりDLCを創る
• [図書] 潤滑経済（水素フリーDLCテトラヘドラルアモルファスカーボンの開発） (2014)
  • 著者名/発表者名: 滝川浩史
  • 総ページ数: 80
  • 出版者: 潤滑通信社
• [図書] 光技術コンタクト（レンズ金型用離型膜へのDLCの応用） (2014)
  • 著者名/発表者名: 瀧真，安井治之，神谷雅男，滝川浩史
  • 総ページ数: 50
  • 出版者: 日本オプトメカトロニクス協会
• [備考] プラズマエネルギーシステム研究室
  • URL: http://www.pes.ee.tut.ac.jp/
• [備考] プラズマエネルギーシステム研究室
  • URL: http://www.arc.ee.tut.ac.jp/