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2016 年度 実績報告書

作動油中の気泡の分離除去による油圧動力伝達システムの高強度化

研究課題

研究課題/領域番号 26420086
研究機関法政大学

研究代表者

田中 豊  法政大学, デザイン工学部, 教授 (70179795)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード油圧 / 気泡 / キャビテーション / 流れの可視化 / CFD / 旋回流 / スパイラル係数 / 無次元気泡径
研究実績の概要

本研究では,無動力の油中気泡分離除去技術を開発し,建設機械や自動車,重作業機械等に用いられる油圧による動力伝達システムを高強度化,長寿命化する.提案する気泡分離除去装置には旋回流れが利用されている.この旋回流を生成する機構を最適化することで,油中気泡の分離除去技術を高性能化し,油圧駆動システムへの気泡混入による動力伝達ロスや騒音,作動油の劣化を低減する.また,気泡分離除去装置を中心としたシステム化により,油圧動力伝達システムの小形化,高圧・高性能化と,トータルメンテナンスコストの極小化を同時に実現する.
平成28年度は,装置の設計指針に基づく実回路に適用可能な気泡分離除去装置を製作し,自動車のテストベンチに適用した.また実験室において,高精度な測定が可能なコリオリ式流量計を用いて油中気泡の分離除去性能を詳細に測定し,装置の性能を定量的に示した.さらに油中気泡の除去がキャビテーションの発生や騒音,油の劣化に与える影響を把握するため,前年度に制作した可視化用高圧容器を用いてキャビテーション噴流の様子を可視化し,装置の分離除去性能の騒音や油劣化に与える影響を測定した.また気泡分離除去回路内のキャビテーション流れの数値解析モデルの構築を行い,作動油や気泡の流れの詳細な数値解析も実施した.
測定実験や数値解析の結果を定量的に比較分析し,自動車のベンチ実験の結果なども踏まえ,製作した気泡の分離除去装置は,非常に高性能な油中気泡の分離除去効果を発揮し,キャビテーションの発生を大幅に抑え,騒音を抑制できることが定量的に確認された.また気泡除去装置は油圧システムにおける作動油中の気泡量を制御できることを見出し,新たなアクチュエータや気泡量計測手法に関する研究テーマへの発展を検討した.
研究成果の一部は,1編の査読付き解説論文,4件の国内学会と1つの展示会において発表・報告された.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 油中気泡による故障の原因と対策2017

    • 著者名/発表者名
      田中 豊,坂間 清子
    • 雑誌名

      油空圧技術

      巻: 56巻第4号 ページ: pp.26-32

  • [雑誌論文] 油圧作動油と気泡2016

    • 著者名/発表者名
      坂間 清子,田中 豊
    • 雑誌名

      フルードパワーシステム

      巻: 47巻第4号 ページ: pp.174-177

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 気泡除去装置の形状パラメータの最適化(気泡含有率の高い条件における設計と評価)2017

    • 著者名/発表者名
      増原 伊織,坂間 清子,田中 豊
    • 学会等名
      日本フルードパワーシステム学会 平成29年春季フルードパワーシステム講演会
    • 発表場所
      機械振興会館(東京都港区)
    • 年月日
      2017-05-25
  • [学会発表] Optimal Design of Shape Parameters for Bubble Eliminator with CFD2017

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Funachi, Sayako Sakama, Yutaka Tanaka
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology
    • 発表場所
      チェジュ(韓国)
    • 年月日
      2017-04-20
    • 国際学会
  • [学会発表] 油中気泡が油圧アクチュエータの特性におよぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      坂間 清子,五嶋 裕之,田中 豊
    • 学会等名
      日本機械学会 山梨講演会
    • 発表場所
      山梨大学(山梨県甲府市)
    • 年月日
      2016-10-22
  • [学会発表] 油圧動力伝達システムにおける微細気泡の除去方法の提案2016

    • 著者名/発表者名
      坂間 清子,田中 豊
    • 学会等名
      日本フルードパワーシステム学会 平成28年秋季フルードパワーシステム講演会
    • 発表場所
      ねぶたの家ワラッセ(青森県青森市)
    • 年月日
      2016-10-19
  • [学会発表] 気泡除去装置の形状パラメータの最適化(流入部長さの影響)2016

    • 著者名/発表者名
      舟知 亮介,坂間 清子,田中 豊
    • 学会等名
      日本フルードパワーシステム学会 平成28年秋季フルードパワーシステム講演会
    • 発表場所
      山梨大学(山梨県甲府市)
    • 年月日
      2016-10-19
  • [学会発表] 油圧ロボットのための油中気泡の分離除去装置とその効果2016

    • 著者名/発表者名
      坂間 清子,増原 伊織,田中 豊
    • 学会等名
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-06-09
  • [備考] 法政大学大学院 先端モーションシミュレータ技術研究所

    • URL

      http://hams.ws.hosei.ac.jp/

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公開日: 2018-01-16  

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