| 研究概要 |
本研究の目的は,小型DCモータのブラシなどに広く使用されている電気しゅう動接点部の通電特性とトライボロジー特性との関係を物理的な面から明らかにするためにシンプルなモデルを用いて実験的,理論的に解析すること,また多孔質含油軸受材料を用いて電気しゅう動接点の性能向上をはかることである.
平成20年度の研究実績は以下の通りである.
1. 解析モデルと数値解析:しゅう動面が円弧状のライダ(固定側)をディスク(運動側)に押しつけて形成されるしゅう動接点でモデル化した.ライダをsolid金属(非多孔質体)とし,回転ディスクの透過率を変化させ,ライダに作用する油膜反力,摩擦係数を数値計算できるコードを作成した.
2. 実験装置,試験片の製作:ピン・オン・ディスク型の摩擦試験機を製作するとともに,ライダを製作した.またディスクには青銅系焼結金属円板を使用し,これを外注により製作した.
3. 測定系の製作:
摩擦力:ライダに取り付けた板バネのしゅう動方向のたわみを歪みゲージを用いて測定し,これによりしゅう動接点部の回転に伴う摩擦力を求めた.
しゅう動接点部の導通状態:スピンドルの先端に取り付けたスリップリングを介してライダと回転ディスク間に電圧を印加し,運転中の電圧変化を測定した.
4. 予備実験:実験装置および測定系が所定通り動作しているかを確認した.実験条件について検討した.
5. 実験結果:回転ディスクに多孔質含油材料を用いると非多孔質材料の場合に比較して,無次元軸受特性数S(=ηUB/W,η:潤滑油粘度,U:滑り速度,B:ライダ幅,W:負荷荷重)の広い範囲で,導通状態を維持できる.また,多孔質材料の透過率が大きいほど導通状態となるSの範囲は広い.
6. 上記実験結果は,1の数値解析結果と定性的に一致した.
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