| 研究課題/領域番号 |
18K03918
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| 研究機関 | 近畿大学 |
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研究代表者 |
東崎 康嘉 近畿大学, 理工学部, 教授 (60610540)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | はすば歯車 / 動的熱電対法 / 表面温度 / 軸方向すべり / 異種金属 / ねじれ角 |
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| 研究実績の概要 |
地球環境問題への対応から自動車などの燃費向上が強く求められ，歯車装置の小型軽量化や潤滑油の低粘度化が進み，歯面の温度上昇を高面圧下で知ることが要求されている．自動車に良く使用されるはすば歯車では，ねじれの影響で軸方向のすべり速度や歯の軸方向での同時かみ合いが生じる．異種金属を用いて歯車自体を熱電対とする動的熱電対法による温度測定は熱電対を歯車に埋めこむ方法と異なり反応時間が短く，瞬間的な歯面の温度変化を知るには最も適切な方法である．本研究の目的は，異種金属でかつ硬化したはすば歯車を用いて熱電対とし，軸方向すべり速度を有する歯面上の瞬間的な温度上昇を実機条件に相当する1GPa以上の高面圧条件下で計測する手法を確立し，歯車潤滑理論に基礎的寄与を与えることである．SUS316に真空浸炭による硬化処理，さらにはS55Cには高周波焼入れを実施することで，面圧1GPa以上での計測が可能となり，実際の自動車等の運転条件と同一な面圧状態での温度を知ることが可能となる．はすば歯車の場合，ねじれ角の影響で多数の歯がかみ合うことが想定されるために，ねじれ角を小さくし，正面かみ合い率と重なりかみ合い率の和が2以下になるような条件での試験を計画した．かみ合い率が2以下でも，歯車が同時に2枚以上かみ合うと発熱部が2箇所で発生する．それを避けるために，同一歯を軸方向にずらしてもう一つ設置した後，1歯飛びに歯を切り取った2つの交互欠歯車を絶縁された状態で製作する．異種金属とするために，真空浸炭による硬化処理を施したSUS316歯車，交互欠歯車とする高周波焼き入れS55Cの歯車の製作は終了し，歯車精度の計測も完了している．
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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
自動車を始めとする産業機器で多く用いられているはすば歯車の歯面温度評価手法作成を目的とし，硬化した異種金属で作製した歯車の動的熱電対法による歯面温度計測に関する研究の現在までの進捗状況は下記の通りである．
（1）歯車が同時に2枚かみ合うと発熱部が2箇所発生する．それを避けるために，同一歯を軸方向にもう一つ設置した後，1歯飛びに歯を切り取った2つの交互欠歯車を精度良く製作するために，絶縁材をセラミックスとし，2つの歯車を製作後，セラミックスの絶縁材を挿入後組み立てた後，歯車の研作を行った．予備実験にて平歯車を用いて行った結果，2枚かみ合った場所での発熱を同時に精度良く計測することができた．はすば歯車に関しても，同様の手法を適用した高周波焼入れS55C歯車の製作を完了し，精度計測も完了し問題の無いことを確認している．
（2）トルク100Nmで試験が可能な試験装置の設置が完了し，運転試験を行い想定している最大スペック120rpm100Nmで問題なく運転が可能なことを確認した．
（3） S55C歯車とかみ合う真空浸炭による硬化処理を行ったSUS316歯車の製作および精度確認も完了している．
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| 今後の研究の推進方策 |
トルク100Nmで試験が可能な試験装置の製作及び試運転が完了している．同一歯を歯を軸方向にずらしてもう一つ設置した後，1歯飛びに歯を切り取った2つの交互欠歯車を絶縁された状態で製作する歯車の製作と精度確認も終了している．交互欠歯車の製作と製作も終了している．2020年度当初は計測配線作業を行っていく．研究計画の変更は現状ない。目標の1GPa以上での条件下で歯車表面温度を計測し，歯形方向のすべりだけではなく，軸方向すべりも有し，かつ平歯車とは異なり接触線の長さが，かみ合いの進行とともに変更する場合の温度変化を世界で初めて計測する．異種金属を用いて歯車自体を熱電対とする動的熱電対法による温度測定を用いて，とロコイド干渉と呼ばれる歯先，歯元での干渉による異常かみ合い時の温度計測も取り組む予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
（次年度使用額が生じた理由）トルク100Nmで試験が可能な試験装置の検収が完了し，他の試験装置に関係する部品の計上も完了している．次年度使用額はごく僅かである．
（使用計画）2020年度では計測配線に関する費用及び論文発表などの費用を計上する予定である．
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