| 研究課題/領域番号 |
16K06045
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
西川 宏志 九州工業大学, 大学院工学研究院, 助教 (40208161)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | トライボロジー / EHL / 油膜厚さ / 粘度圧力係数 / 高圧粘度 / 増ちょう剤 / 閉じ込め / 摩擦 |
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| 研究実績の概要 |
転がり軸受や歯車などの外接的接触をする機械要素の潤滑状態である弾性流体潤滑（EHL）下における機械要素の性能向上に必要不可欠な油膜挙動を把握することを目的とし、球と円板からなるEHL接触下の膜厚分布計測・温度分布計測・圧力分布計測法の改良およびEHL油膜挙動の実験による解明を進めた。特に接触面に垂直な運動下での油膜閉込め現象による粘度圧力係数計測法、およびグリース増ちょう剤の摩擦挙動について、以下の進展があった。
1. 数百ミクロンの初期膜厚を有した状態から衝撃的に接触させた場合の閉じ込め油膜厚さと計算・計測が容易な接触物体の速度、接触球半径、油種の関係を調査し、閉じ込め油膜厚さ計算式を改良した。 2. 上記で求めた閉じ込め油膜厚さをコントロールし、接触面に微細人工溝を形成した場合の閉じ込め油膜流出挙動と油性状の関係を明らかにした。3. マイクロメートル/秒 オーダの極低垂直速閉じ込め条件下で、グリースは増ちょう剤の濃縮により厚膜を形成すること、その膜を介して滑りを行なった場合の摩擦係数は増ちょう剤種によって大きく異なることを明らかにし、転がり条件下でグリースが低速で厚膜を形成する現象との関係や、実際の軸受に使用された場合の抵抗に関連する可能性を示した。
得られた成果の発表として、平成２９年度は、国際学会での発表3件および国内学会での発表4件を行った。このうち国際学会での発表について、Best Poster Award を受賞した。また、平成３０年度に国際学会での発表２件、国内学会での発表１件を行うことが確定している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
閉じ込め油膜の挙動に関する研究は、油膜厚さ計算式確立、高圧粘度計測法および粘度圧力係数計測法について、多様な条件でのな実験結果が得られた。これは、今後の研究により一般的に多くの機械要素で使える計算式、様々な潤滑油・化学物質に対して適用可能な粘度圧力係数計測法に展開できると考えている。
膜厚分布計測・温度分布計測・圧力分布計測法については、改良を進めており一部当初計画より遅れている部分があるものの、全体としては有意義な成果を得ており、おおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
閉じ込め油膜挙動について一般化した式を確立するため、接触物体の弾性係数、剛性、広範囲な性状を持つ油種について試験を行う。研究協力者による数値計算を用いた検証を行う。また粘度圧力係数計測法の確立に向けて、接触圧力や接触面の表面形状、材料性状、広範囲な粘度や粘度圧力係数を持つ油種について調査を進め、試験法の確立を目指す。
膜厚分布計測・温度分布計測・圧力分布計測法に関しては、これまでの改良をさらに進めていく。また、接触物体の変形を独立に計測することで、変形状態や圧力の調査を進める。
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