高負荷に耐えられる竹歯車の開発

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K03919
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分18040:機械要素およびトライボロジー関連
• 研究機関: 新居浜工業高等専門学校
• 研究代表者: 越智 真治 新居浜工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (20390388)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 機械要素 / 歯車 / 竹

研究成果の概要

平成30年度には高強度な竹粉成形体を作製するため，繊維強化により竹粉成形体の高強度化を図ることを目標としていた.その結果，成形温度180°C,繊維含有率70%の条件の成形体が曲げ強度101.4MPaと最も高い強度を示した.平成31年度には竹歯車の耐久試験を行い，より高い負荷に耐えられることを実証することであった.その結果，負荷トルク1.5Nmにおいても10の7乗回転まで耐えた. 令和2年度には歯車運転に適した竹歯車の成形条件を見いだすことであたった．繊維強化した竹歯車の騒音はPOM製歯車より小さい値を示すことを明らかにした．

自由記述の分野

機械要素

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の目的は，竹粉を母材とし竹繊維を強化材として繊維強化複合材料を作製し，高負荷に耐えられる竹歯車を開発することであった．一般的な複合材料の強度と繊維体積率の関係についての複合則は確立されているが，成形温度に影響を受ける天然植物を用いた複合材料に関する複合則は申請者の知る限り確立されていなかった．この点において本研究は学術的な意義があると考える．また，竹繊維を用いた成形材料の研究や応用，複合材料に関する新しい知見，歯車のみでなく他の機械構造物への応用の可能性も示すことができ，関連研究分野の進展および科学技術の発展に対して貢献できたと言え，社会的意義があると考える．