| 研究課題/領域番号 |
20K04244
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| 研究機関 | 東海大学 |
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研究代表者 |
落合 成行 東海大学, 工学部, 教授 (40407995)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | トライボロジー / 気体軸受 / フォイル軸受 / 最適化 / バンプフォイル軸受 / メッシュフォイル軸受 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，極めて低摩擦である気体軸受において、自己組織化アルゴリズムを適用し，新しい軸受設計法を見出すことを目的としている．また実験装置を設計・製作し，解析モデルの妥当性の検証も実施する計画である．フォイル気体軸受は，気体を潤滑剤として用いるため，低摩擦で環境負荷が極めて小さい軸受であるが，その支持構造においては，未だ未解決な課題を多く有する．このため，支持構造に対して，形状の最適化手法を適用することにより，問題解決を試みる．
本年度は、最適化により得られた新たなフォイル形状の中から、特に重要と考えられる因子を抽出して軸受を製作し，スラスト軸受において実験を行った．実験は二種類の試験装置を用い，一方では軸受の静剛性や負荷容量，摩擦トルクなどの基礎特性について実験し，もう一方では，X線CTにより回転時のフォイル軸受の変形特性を一般的なバンプフォイル軸受と比較した．その結果，基礎特性については，通常のバンプフォイル軸受に比べて同等以上の性能が得られることが確認された．また，X線CTを用いた実験においては，軸受パッドの後縁部において変形が抑制され，軸受負荷を支持する高い圧力が発生し易いことが示唆された．
さらに，ジャーナル軸受においては，新たに高減衰ゴムを用いたフォイル軸受を考案し，基礎実験を行った．ゴムの形状の工夫により，浮上特性や負荷能力の向上が確認された．また，静的な負荷特性曲線の実験から，高い振動減衰能力が期待できることが確かめられた．今後は，振動特性を実験する計画である．
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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
全般的に概ね順調に推移しており，当初計画していなかったアイディアで有望と思われる結果が得られている．今後，引き続き理論と実験の両面から研究を継続し，それらの有効性を検証したい．
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| 今後の研究の推進方策 |
最適化により得られた新たな形状に対しては，この知見に基づいた新たな形状について実験的に検証を実施し，そのメカニズムについて，明らかにする．高減衰ゴムを用いた実験においては，特に振動特性に注目し，その有効性の検証を実施する計画である．また，理論的なアプローチとして，解析プログラムを制作し，実験との比較を実施したい．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究の継続により、試験軸受や治具の製作が必要となるため、これに使用する予定である。また、国内で行われる国際会議に採択されており、参加費用に使用する計画である。
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