2026/04/28 更新

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キョウゴク　ケイジ
京極　啓史
KYOGOKU KEIJI
所属
総合研究院 未来産業技術研究所 特任教授
職名
特任教授
外部リンク

学位

  • 工学博士 （ 東京大学 ）

研究キーワード

  • Lubrication

  • Tribology

  • 接触

  • 摩擦

  • 潤滑

  • トライボロジー

  • Contact Mechanics

  • Friction

研究分野

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 機械要素、トライボロジー

学歴

  • 東京大学   大学院工学系研究科   機械工学

    - 1982年

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    国名： 日本国

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  • 東京大学   工学部   舶用機械工学科

    - 1976年

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    国名： 日本国

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経歴

  • 東京工業大学   大学院理工学研究科   教授

    2002年

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  • 東京工業大学   大学院理工学研究科   助教授

    2000年

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  • 東京工業大学   工学部   助教授

    1993年

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  • 東京工業大学   工学部   助手

    1982年

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所属学協会

論文

  • Kyogoku Laboratory, Tokyo Institute of Technology

    Keiji Kyogoku, Satoshi Momozono

    Toraibarojisuto/Journal of Japanese Society of Tribologists   60 ( 6 )   379 - 380   2015年

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Japanese Society of Tribologists  

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  • Effects of interfacial free energy on adhesive friction behavior of elastomer surfaces under wet conditions

    Satoshi Momozono, Yoji Iguchi, Kazuya Oshikiri, Kenya Nakamura, Keiji Kyogoku

    5th World Tribology Congress, WTC 2013   4   3208 - 3211   2013年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：Politecnico di Torino (DIMEAS)  

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  • Dissipation characteristics of adhesive kinetic friction on amorphous polymer surfaces 査読

    Satoshi Momozono, Hiroyuki Takeuchi, Yoji Iguchi, Kenya Nakamura, Keiji Kyogoku

    TRIBOLOGY INTERNATIONAL   48   122 - 127   2012年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.triboint.2011.11.016

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  • A Boundary Friction Model with Attachments of Molecular Chains and Interfacial Failure for Amorphous Polymers 査読

    Satoshi Momozono, Kenya Nakamura, Keiji Kyogoku

    JOURNAL OF JAPANESE SOCIETY OF TRIBOLOGISTS   55 ( 11 )   827 - 835   2010年

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Measurement of lubricant film thickness on rolling contact track

    Naohide Miyamoto, Hiroyuki Takeuchi, Satoshi Momozono, Keiji Kyogoku, Tsunamitsu Nakahara, Shingo Obara

    World Tribology Congress 2009 - Proceedings   769   2009年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Influence of parameters on the transient traction of wheel/rail contact under low-speed and wet conditions

    Koan-Sok Baek, Keiji Kyogoku, Tsunamitsu Nakahara

    Japanese Journal of Tribology   52 ( 3 )   245 - 256   2007年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Influence of parameters on the transient traction of wheel/rail contact under low-speed and wet conditions 査読

    Koan-Sok Baek, Keiji Kyogoku, Tsunamitsu Nakahara

    JOURNAL OF JAPANESE SOCIETY OF TRIBOLOGISTS   52 ( 5 )   359 - 366   2007年

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Measurements of temperature distributions around longitudinally grooved rough surfaces in sliding elastohydrodynamic point contacts 査読

    Kazuyuki Yagi, Keiji Kyogoku, Tsunamitsu Nakahara

    TRIBOLOGY TRANSACTIONS   49 ( 4 )   482 - 489   2006年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1080/10402000600843778

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  • The effect of interaction between neighboring asperity contacts on wear mode transition in sliding contact of rough surfaces

    Tomohisa Tanaka, Chikara Yamanaka, Keiji Kyogoku, Tsunamitsu Nakahara

    Proceedings of the World Tribology Congress III - 2005   109 - 110   2005年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：American Society of Mechanical Engineers  

    DOI： 10.1115/wtc2005-63617

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  • Mechanism of dimple formation under elastohydrodynamic conditions 査読

    K Yagi, K Kyogoku, T Nakahara

    TRIBOLOGICAL RESEARCH AND DESIGN FOR ENGINEERING SYSTEMS   111 - 120   2003年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • 2624 湿式摩擦材用繊維の摩擦特性

    桃園 聡, 倉掛 元仁, 京極 啓史, 中原 綱光

    年次大会講演論文集   2003   125 - 126   2003年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会  

    Investigation on friction coefficient between steel and fibers as a part of paper-based clutch facing was carried out under different normal loads and sliding velocity using friction tester that steel rods nipped fibers in dry or lubricated condition. Fibers are made of cotton, aramid and carbon. Base oil is mineral oil. Lubricant additives are oleic acid, ZDTP, Ca-sulfonate and succinimides. Friction coefficient under dry conditions show lower than that under lubricated conditions. Friction coefficient show large value under small load and lubricated conditions, and the "μ-v" slope show almost constant in all conditions.

    DOI： 10.1299/jsmemecjo.2003.4.0_125

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  • Temperature measurements of both sliding surfaces and estimation of temperature profile across film thickness under EHL conditions 査読

    K Yagi, K Kyogoku, T Nakahara

    JOURNAL OF JAPANESE SOCIETY OF TRIBOLOGISTS   47 ( 4 )   321 - 328   2002年

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Experimental verification of oil whirl of piston in axial piston pump and motor 査読

    K Tanaka, T Nakahara, K Kyogoku

    JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES C-MECHANICAL SYSTEMS MACHINE ELEMENTS AND MANUFACTURING   44 ( 1 )   230 - 236   2001年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Temperature measurements of oil film and surface in point contact EHL under high slip ratio conditions

    Kazuyuki Yagi, Keiji Kyogoku, Tsunamitsu Nakahara

    Japanese Journal of Tribology   46 ( 5 )   290 - 291   2001年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Identification of boundary friction coefficient under mixed lubrication in block-on-ring friction tester with aid of partial EHL analysis

    Shinji Tanaka, Tsunamitsu Nakahara, Keiji Kyogoku, Satoshi Momozono

    ASTM Special Technical Publication   ( 1404 )   210 - 220   2001年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：American Society for Testing and Materials  

    DOI： 10.1520/stp10510s

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  • The effect of slip on critical contact pressure causing wear mode transition based on Burwell-Strang's concept - Analysis by slip line field theory 査読

    T Tanaka, T Nakahara, K Kyogoku

    JOURNAL OF JAPANESE SOCIETY OF TRIBOLOGISTS   46 ( 4 )   339 - 345   2001年

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Temperature measurements of oil film and surface in point contact EHL under high slip ratio condition 査読

    K Yagi, K Kyogoku, T Nakahara

    JOURNAL OF JAPANESE SOCIETY OF TRIBOLOGISTS   46 ( 9 )   725 - 732   2001年

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Identification of boundary friction coefficient under mixed lubrication in block-on-ring friction tester with aid of partial EHL analysis 査読

    S Tanaka, T Nakahara, K Kyogoku, S Momozono

    BENCH TESTING OF INDUSTRIAL FLUID LUBRICATION AND WEAR PROPERTIES USED IN MACHINERY APPLICATIONS   1404   210 - 220   2001年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • The effect of slip on critical contact pressure causing wear mode transition based on burwell-strang's concept: Analysis by slip line field theory

    Tomohisa Tanaka, Tsunamitsu Nakahara, Keiji Kyogoku

    Japanese Journal of Tribology   46 ( 2 )   122 - 124   2001年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Stochastic analysis on critical pressure in concept of mode transition from mild to severe wear by Burwell-Strang 査読

    T Tanaka, T Nakahara, K Kyogoku

    JOURNAL OF JAPANESE SOCIETY OF TRIBOLOGISTS   45 ( 11 )   832 - 838   2000年

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Stochastic analysis of critical pressure in the concept of mode transition from mild to severe by burwell-strang

    Tomohisa Tanaka, Tsunamitsu Nakahara, Keiji Kyogoku

    Japanese Journal of Tribology   45 ( 6 )   490 - 491   2000年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Lubrication characteristics of refrigerating/air conditioning rotary compressor (Part 2): Experimental verification of mixed lubrication analysis of vane tip

    S. Tanaka, K. Kyogoku, T. Nakahara

    Japanese Journal of Tribology   45 ( 4 )   323 - 333   2000年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • 2226 カム・フォロワ間摩擦力の近似解析

    久米 洋道, 京極 啓史, 中原 綱光

    年次大会講演論文集   2000   351 - 352   2000年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会  

    Friction characteristics between cam and follower are numerically calculated using an approximate method. The model is based on partial EHL theory which consists of a film thickness formula[Ref.1] modified from Pan-Hamrock's formula[Ref.2]) considering surface roughness and the mean contact pressure-compliance relationship (GW model[Ref.3]). The effects of non-Newtonian behavior of lubricant and surface temperature rise are taken into account for the calculation of friction force. The result of this approximate method is compared with the previous study (Tanaka et al. [Ref.4]) which solved simultaneously Reynolds equation, elasticity equation, etc. and the experimental results obtained by a made apparatus similar to the system. The validity of approximate method is also examined, for mainly the effects of amplitude and directional properties of surface roughness.

    DOI： 10.1299/jsmemecjo.2000.4.0_351

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  • Lubrication characteristics on sliding surfaces between piston and cylinder in a piston pump and motor - (Effects of running-in, profile of piston top and stiffness) 査読

    K Tanaka, K Kyogoku, T Nakahara

    JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES C-MECHANICAL SYSTEMS MACHINE ELEMENTS AND MANUFACTURING   42 ( 4 )   1031 - 1040   1999年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Experimental Verification of Oil Whirl of Piston in Axial Piston Pump and Motor 査読

    Kazuhiko Tanaka, Tsunamitsu Nakahara, Keiji Kyogoku

    Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, C Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part C   65 ( 637 )   3811 - 3817   1999年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1299/kikaic.65.3811

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  • Lubrication characteristics on sliding surfaces between piston and cylinder in a piston pump and motor: (Effects of running-in, profile of piston top and stiffness) 査読

    Kazuhiko Tanaka, Keiji Kyogoku, Tsunamitsu Nakahara

    JSME International Journal, Series C: Mechanical Systems, Machine Elements and Manufacturing   42 ( 4 )   1031 - 1040   1999年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Japan Society of Mechanical Engineers  

    DOI： 10.1299/jsmec.42.1031

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  • Nakahara and Kyogoku Laboratory, Tokyo Institute of Technology 査読

    T Nakahara, K Kyogoku, S Momozono, S Tanaka

    JOURNAL OF JAPANESE SOCIETY OF TRIBOLOGISTS   44 ( 8 )   594 - 594   1999年

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Lubrication characteristics on sliding surfaces in a piston pump and motor during running-in tests

    Kazuhiko Tanaka, Keiji Kyogoku, Tsunamitsu Nakahara

    ASTM Special Technical Publication   ( 1339 )   46 - 58   1999年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：American Society for Testing and Materials  

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  • Effect of surface roughness on friction loss between cam and follower 査読

    T Nakahara, M Yamaji, K Kyogoku

    TRIBOLOGY FOR ENERGY CONSERVATION   34   301 - 308   1998年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Mixed lubrication analysis with adsorbed boundary lubricant film .1. Basic formulation and rigid-isoviscous analysis 査読

    S Momozono, K Kyogoku, T Nakahara

    JOURNAL OF JAPANESE SOCIETY OF TRIBOLOGISTS   41 ( 4 )   348 - 355   1996年

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Lubrication characteristics of refrigerating/air conditioning rotary compressor: Mixed lubrication analysis on vane tip

    Shinji Tanaka, Keiji Kyogoku, Tsunamitsu Nakahara

    Japanese Journal of Tribology   41 ( 3 )   252 - 267   1996年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Mixed lubrication analysis with adsorbed boundary lubricant film: (Part 1): Basic formulation and rigid-isoviscous analysis

    Satoshi Momozono, Keiji Kyogoku, Tsunamitsu Nakahara

    Japanese Journal of Tribology   41 ( 4 )   408 - 421   1996年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Piston rotation and frictional forces between piston and cylinder of piston and motor

    Tanaka Kazuhiko, Nakahara Tsunamitsu, Kyogoku Keiji

    Proceedings of the JFPS International Symposium on Fluid Power   1993 ( 2 )   235 - 240   1993年

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    記述言語：英語   出版者・発行元：The Japan Fluid Power System Society  

    The influence of the piston rotation on the frictional forces between the piston and the cylinder has been studied experimentally for a swash plate type piston pump and motor. In order to measure the rotational speeds of the piston, the capacitance detecting method have been employed for the piston with the slits. The frictional forces have been measured by means of Piezo-type load washers connecting with the floating cylinder and the rotational speeds of the piston have been measured at the same time. The relations between them are discussed.

    DOI： 10.5739/isfp.1993.235

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  • LUBRICATION OF OIL-HYDRAULIC PISTON PUMP MOTOR .2. MEASUREMENT OF OIL FILM THICKNESS BETWEEN PISTON AND CYLINDER 査読

    K KYOGOKU, T NAGANUMA, Y HAMAMURA, T NAKAHARA

    JOURNAL OF JAPANESE SOCIETY OF TRIBOLOGISTS   36 ( 1 )   28 - 35   1991年

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • PHASE INVERSION REGION IN O W TYPE EMULSION LUBRICATION 査読

    T NAKAHARA, S SHIOKAWA, K KYOGOKU

    JOURNAL OF JAPANESE SOCIETY OF TRIBOLOGISTS   35 ( 12 )   907 - 913   1990年

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • 油圧ベーンポンプにおけるベーン先端部の潤滑モード

    中原 綱光, 鄭 材錬, 京極 啓史

    日本機械学会論文集 B編   56 ( 521 )   79 - 87   1990年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：The Japan Society of Mechanical Engineers  

    The lubrication modes of line contacts between vane and camring in oil hydraulic vane pumps with and without intravanes have been investigated. First, the variations of the radial acting force of a vane were calculated on the basis of the results measured for the dynamic internal pressure in the four chambers surrounding a vane in addition to the results in the previous paper(4). Next, distinctions of the lubrication modes were made with Hooke's chart which represents an improve-ment over Johnson's. Finally, the influence of the boundary conditions in the lubrication region on the fluid film lubrication was examined by calculating the film pressure distributions. The results show that the high-frequency pressure ripple acts as the force causing separation of vanes from the camring, that the lubrication mode of the vane tip is the rigid-variable-viscosity region, and that discharge pressure higher than 7 MPa exerts a great influence on the oil film pressure in the large arc section because of the Piezo-viscous effect.

    DOI： 10.1299/kikaib.56.79

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  • LUBRICATION OF OIL-HYDRAULIC PISTON PUMP MOTOR .1. 査読

    K KYOGOKU, Y HAMAMURA, T NAGANUMA, T NAKAHARA

    JOURNAL OF JAPANESE SOCIETY OF TRIBOLOGISTS   35 ( 12 )   914 - 921   1990年

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • OBSERVATIONS OF LIQUID DROPLET BEHAVIOR AND OIL FILM FORMATION IN O/W TYPE EMULSION LUBRICATION 査読

    T NAKAHARA, T MAKINO, K KYOGOKU

    JOURNAL OF TRIBOLOGY-TRANSACTIONS OF THE ASME   110 ( 2 )   348 - 353   1988年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • 油圧ベーンポンプのベーン周囲の非定常圧力測定

    鄭 材錬, 京極 啓史, 中原 網光

    日本機械学会論文集 B編   54 ( 504 )   2047 - 2054   1988年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：The Japan Society of Mechanical Engineers  

    Measurements of the dynamic internal pressures near the vane of a pressure balance type of an oil hydraulic vane pump with intravanes have been made to provide essential information for the study of the pump dynamics and control, the pump design and the analysis of tribological problems in the sliding components. The influences of the discharge pressure and rotating speed of the vane on the dynamic pressure in four chambers surronding a vane have been investigated. The results indicate that the surge pressures of the chambers at the instant of the start of discharge and closure are affected by the rotating speed, and the pressure in the intravane chamber maintains approximately constant values with marked effect of pulsating discharge pressure.

    DOI： 10.1299/kikaib.54.2047

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  • ESTIMATION OF RUNNING-IN PROCESS BY MEANS OF FRICTION PATTERNS 査読

    H SATO, K KYOGOKU, SY CHAO, T NAKAHARA

    JOURNAL OF JAPAN SOCIETY OF LUBRICATION ENGINEERS   31 ( 2 )   102 - 109   1986年

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • 潤滑油膜における気ほう発生・成長機構

    京極 啓史, 染谷 常雄

    日本機械学会論文集 B編   51 ( 461 )   66 - 73   1985年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：The Japan Society of Mechanical Engineers  

    潤滑油膜中に発生する気泡について,油中に浮遊する気泡核のほかに,壁面に付着して存在する気泡核をも考慮する必要のあることを実験的に明らかにし,理論的考察を加えた.次に,発生した気泡が,潤滑油膜中に存在するせん断速度場の中で成長する機構について,気泡周りの流れを考慮した拡散理論を適用することによって考察を加え,Sh数はPe数によらないことを明らかにし,実験的に確かめた.

    DOI： 10.1299/kikaib.51.66

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書籍等出版物

  • 潤滑のからくり：流体潤滑

    日本機械学会講習会教材 新・役に立つトライボロジー  2001年 

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  • 潤滑のからくり：流体潤滑

    日本機械学会講習会教材 新・役に立つトライボロジー－基礎から応用まで－  2000年 

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MISC

  • 基本現象編 : 流体潤滑への導入

    京極 啓史

    トライボロジスト   57 ( 3 )   150 - 151   2012年3月

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    記述言語：日本語  

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  • スイング圧縮機吸入側ブッシュ/ブレード間の接触状態計測

    田中 真二, 伊藤 安孝, 中原 綱光, 京極 啓史

    日本冷凍空調学会論文集   28 ( 1 )   43 - 50   2011年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本冷凍空調学会  

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  • Theoretical model for adhesive friction between elastomers and rough solid surfaces (vol 132, 114105, 2010)

    Satoshi Momozono, Kenya Nakamura, Keiji Kyogoku

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   133 ( 7 )   2010年8月

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  • Theoretical model for adhesive friction between elastomers and rough solid surfaces

    Satoshi Momozono, Kenya Nakamura, Keiji Kyogoku

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   132 ( 11 )   114105   2010年3月

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  • Theoretical model for adhesive friction between elastomers and rough solid surfaces

    Satoshi Momozono, Keiji Kyogoku, Kenya Nakamura

    The Journal of Chemical Physics   132 ( 11 )   114105   2010年

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  • An experimental study of transient traction characteristics between rail and wheel under low slip and low speed conditions

    Koan-Sok Baek, Keiji Kyogoku, Tsunamitsu Nakahara

    WEAR   265 ( 9-10 )   1417 - 1424   2008年10月

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  • An experimental investigation of transient traction characteristics in rolling-sliding wheel/rail contacts under dry-wet conditions

    Koan-Sok Baek, Keiji Kyogoku, Tsunamitsu Nakahara

    WEAR   263 ( 1-6 )   169 - 179   2007年9月

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  • ウェット状態での低速域における車輪／レール間の過渡的トラクションに及ぼす諸因子の影響

    白官錫, 京極啓史, 中原綱光

    トライボロジスト   52 ( 5 )   359 - 366   2007年

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  • An experimental investigation of transient traction characteristics in rolling-sliding wheele/rail contacts under dry-wet conditions

    Koan-Sok BAEK, Keiji KYOGOKU, Tsunamitsu NAKAHARA

    Wear   263 ( 1-6 )   169 - 179   2007年

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  • 低速域・低すべり率域におけるレール／車輪間の過渡的粘着特性（トラクション係数に及ぼす雰囲気の影響）

    白官錫, 京極啓史, 中原綱光

    日本機械学会論文集(C編)   73 ( 726 )   611 - 618   2007年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会  

    This paper describes an experimental investigation on transient traction coefficient using a twin disc rolling-sliding frictional machine, which simulates the actual contact condition of rail and wheel under the low slip ratio and low velocity. The experimental results show the effects of temperature, relative humidity (RH), water, surface roughness and hardness, which have important influence, on the traction characteristics. As a result, with increasing temperature around test discs, traction coefficient decreased under constant RH condition. Increasing RH resulted in a decrease of traction coefficient under constant temperature condition. Furthermore, with increasing sliding distance under dry condition, traction coefficient increased linearly at first and reached to a peak, and then decreased a little and became steady. Up to traction coefficient reaches a peak after a test start, surface roughness and hardness decreased a little, and during traction coefficient decreased after the peak, surface roughness and hardness increased rapidly due to wear. On the other hand, as sliding distance increased under wet condition, traction coefficient increased linearly at first gradually and became steady. Until reaching maximum traction coefficient after a test start, surface roughness increased a little and hardness decreased a little. After then, surface roughness decreased a little, and hardness increased due to work hardening. Moreover, the primary factors, which traction coefficient increased immediately after a test start, were associated with surface roughness, hardness, and such boundary films as oxide film, reaction film.

    DOI： 10.1299/kikaic.73.611

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  • 斜板式ピストンポンプ・モータにおけるスリッパ軸受の運動特性

    田中嘉津彦, 中原綱光, 京極啓史, 藤田克志

    日本機械学会論文集(C編)   73 ( 728 )   1236 - 1244   2007年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本機械学会  

    The motion characteristics of a slipper bearing in the swash plate type piston pump and motor have been investigated experimentally and theoretically. The motion of the slipper bearing has been measured by means of eddy current displacement sensors. The mathematical model of the slipper bearing has been indicated considering asperity contacts of surface roughness, comparing experimental results. It is found that (1) the numerical calculation results correspond to experimental ones, (2) the slipper bearing may swing at the same cycle as rotation of the swash plate, (3) the motion of the slipper bearing in pumping action differs greatly from that in motoring action, and (4) the friction phenomena between the cylinder and the piston, and on the spherical bearing affect on the motion of the slipper bearing.

    DOI： 10.1299/kikaic.73.1236

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    その他リンク： http://hdl.handle.net/10461/4699

  • 2407 湿潤状態で低速におけるレール/車輪間の過渡的トラクション特性 : 諸因子の影響(OS9 接触問題とトライボロジ,OS9 接触問題とトライボロジ,TRANSLOG 2006)

    白 官錫, 京極 啓史, 中原 綱光, 陳 樺, 石田 誠

    交通・物流部門大会講演論文集   2006 ( 15 )   397 - 400   2006年12月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会  

    An experimental study on the transient traction coefficient of wheel/rail contact under wet conditions has been carried out by means of a twin disc type of rolling-sliding frictional machine under the low slip ratio and low speed. It is shown that the traction coefficient has been affected by various parameters such as rolling speed, contact pressure, slip ratio, surface roughness and hardness. Consequently, the traction coefficient increased linearly and gradually at first and then became steady and finally slowly decreased as sliding distance increased under wet conditions. With increasing rolling speed, the traction coefficient decreased. However, the traction coefficient was not nearly changed by an increase in the contact pressure. With an increase in low slip ratio, the traction coefficient increased slowly and then became steady. Although sliding distance increased, visible adhesive wear has not arisen under water lubrication in the boundary lubrication regime.

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  • 2408 レール/車輪間の過渡的トラクション特性と表面性状との関係(OS9 接触問題とトライボロジ,OS9 接触問題とトライボロジ,TRANSLOG 2006)

    黒崎 祐樹, 白 官錫, 桃園 聡, 京極 啓史, 中原 綱光

    交通・物流部門大会講演論文集   2006 ( 15 )   401 - 402   2006年12月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会  

    This paper describes an experimental investigation on relationships between transient traction characteristics and hardness distribution in the direction of the depth of roll-slide surface of twin discs. Hardness was measured using a nanoindentation tester as well as a micro Vickers hardness tester to cover wide range of indent depth. The experimental results show that hardness of worn surface under dry condition was higher than that of virgin surface. Hardness of worn surface under wet condition, however, changed little.

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  • Experimental investigation of effects of slip ratio on elastohydrodynamic lubrication film related to temperature distribution in oil films

    K. Yagi, K. Kyogoku, T. Nakahara

    PROCEEDINGS OF THE INSTITUTION OF MECHANICAL ENGINEERS PART J-JOURNAL OF ENGINEERING TRIBOLOGY   220 ( J4 )   353 - 363   2006年6月

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  • Measurements of temperature distributions around longitudinally grooved rough surfaces in sliding elastohydrodynamic point contacts

    Yagi Kazuyuki, Kyogoku Keiji, Nakahara Tsunamitsu

    TRIBOLOGY TRANSACTIONS   49 ( 4 )   482 - 489   2006年

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  • 低速域・低すべり率におけるレール/車輪間の過渡的粘着特性（乾燥状態における実験）

    白官錫, 京極啓史, 中原綱光

    日本機械学会論文集(C編)   72 ( 721 )   3001 - 3008   2006年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会  

    Transient traction characteristics between rail and wheel have been investigated with a rollingsliding contact type of frictional machine under dry condition. The experimental results show the effects of contact pressure, rolling velocity, slip ratio, surface roughness and hardness, which have important influence, on the traction characteristics. Until traction coefficient reaches the peak after a test start, surface roughness and hardness decrease. During traction coefficient decrease after the peak, surface roughness and hardness increase rapidly by wear on the rolling-sliding contact surface. Moreover, it is thought that the primary factors, which traction coefficient increase immediately after a test start, are based on surface roughness, hardness, and boundary films (oxide film, reaction film, adsorbed film).

    DOI： 10.1299/kikaic.72.3001

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  • Measurements of temperature distributions around longitudinally grooved rough surfaces in sliding elastohydrodynamic point contacts

    Yagi Kazuyuki, Kyogoku Keiji, Nakahara Tsunamitsu

    TRIBOLOGY TRANSACTIONS   49 ( 4 )   482 - 489   2006年

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  • Relationship between temperature distribution in EHL film and dimple formation

    K Yagi, K Kyogoku, T Nakahara

    JOURNAL OF TRIBOLOGY-TRANSACTIONS OF THE ASME   127 ( 3 )   658 - 665   2005年7月

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  • 回転を伴って往復滑り運動するピストンとシリンダ間の摩擦特性に及ぼす端部剛性の影響

    田中嘉津彦, 中原綱光, 京極啓史

    日本機械学会論文集(C編)   70 ( 700 )   3597 - 3604   2004年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本機械学会  

    A piston of swash-plate type of axial piston pump and motor, rotates as well as reciprocates in a cylinder. and uneven contact may easily occur in the sliding part between them due to oblique reaction force against the cylinder axis. The effects of annular grooves at both ends of cylinder and piston top on the friction characteristics have been investigated from viewpoint of the stiffness of the sliding part ends for the cylinder and the piston top, following the previous paper. It is clarified that the annular groove of the cylinder end affects the friction characteristics more greatly than that of the piston top in the case of the annular groove depth of 5 mm. There is an optimized depth of the annular groove for the decreased friction force when the annular groove is installed at either the cylinder end or the piston top.

    DOI： 10.1299/kikaic.70.3597

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    その他リンク： http://hdl.handle.net/10461/4700

  • Measurements of two-dimensional distribution of refrigerant concentration in EHL film using micro FT-IR and effect of variation of concentration on oil film thickness

    S Tanaka, T Nakahara, K Kyogoku

    TRIBOLOGY LETTERS   14 ( 1 )   9 - 15   2003年1月

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  • The Measurement of two-dimensional distribution of refrigerant concentration in EHL film using FT-IR and effect of variation of concentration on film thickness

    S. Tanaka, K, Kyogoku, T. Nakahara

    Tribology Letters   14 ( 1 )   9 - 15   2003年

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  • The Measurement of two-dimensional distribution of refrigerant concentration in EHL film using FT-IR and effect of variation of concentration on film thickness

    S. Tanaka, K, Kyogoku, T. Nakahara

    Tribology Letters   14 ( 1 )   9 - 15   2003年

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  • 低速域のレール／車輪間の粘着力特性に及ぼす水の影響 －二円筒試験による錆の考察－

    高平敬, 中原綱光, 京極啓史, 陳華 石田誠

    第10回鉄道技術連合シンポジウム（J-Rail 2003）講演論文集   2003年

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  • Measurements of EHL film temperature between sapphire disk and Longitudinally grooved steel ball under high slip ratioconditions

    K. Yagi, K, Kyogoku, T. Nakahara

    Synopses of 30th Leeds-Lyon Symposium on Tribology   2003年

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  • Half-frequency whirl of pistons in axial piston pumps and motors under mixed lubrication

    K Tanaka, T Nakahara, K Kyogoku

    PROCEEDINGS OF THE INSTITUTION OF MECHANICAL ENGINEERS PART J-JOURNAL OF ENGINEERING TRIBOLOGY   217 ( J2 )   93 - 102   2003年

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  • Measurements of two-dimensional distribution of refrigerant concentration in EHL film using micro FT-IR and effect of variation of concentration on oil film thickness

    Shinji Tanaka, Tsunamitsu Nakahara, Keiji Kyogoku

    Tribology Letters   14 ( 1 )   9 - 15   2003年

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  • Measurements of EHL film temperature between sapphire disk and Longitudinally grooved steel ball under high slip ratioconditions

    K. Yagi, K, Kyogoku, T. Nakahara

    Synopses of 30th Leeds-Lyon Symposium on Tribology   2003年

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  • Half-frequency whirl of pistons in axial piston pumps and motors under mixed lubrication

    K. Tanaka, T. Nakahara, K. Kyogoku

    Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology   217 ( 2 )   93 - 102   2003年

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  • 125 弾性流体潤滑下におけるディンプル発生について : すきま方向温度分布計測による考察

    八木 和行, 佐藤 哲也, 京極 啓史, 中原 綱光

    機素潤滑設計部門講演会講演論文集   2002 ( 2 )   187 - 190   2002年4月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会  

    This paper describes an explanation based on temperature variations across oil film of the dimple mechanism in EHL conditions. Experiments were carried out with a ball-on-disk type apparatus and temperatures of both the sliding surfaces and the oil films were measured by an improved infrared technique with two kinds of the infrared transmitting disk. Measuring the temperature of the disk surface, a disk coated by Cr layer on the contact surface was used in order to radiate infrared by itself as well as cut off the radiation from the ball surface and the oil film. When the temperature of the ball surface and the oil film, a disk which was not coated was used. Film thickness was measured by the optical interferometry technique. The temperature of the dimple was sometimes above 300K. The dimple formation can be explained by the viscosity wedge action estimated by the measured temperature differences between both the sliding surfaces.

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  • EHL下における両すべり面の温度計測および油膜内温度分布の推定

    八木和行, 京極啓史, 中原綱光

    トライボロジスト   47 ( 4 )   321 - 328   2002年

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  • 油圧機器におけるしゅう動部端部剛性と摩擦特性の関係

    田中嘉津彦, 吉崎保夫, 中原綱光, 京極啓史

    日本機械学会論文集(C編)   68 ( 666 )   601 - 606   2002年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本機械学会  

    Effects of stiffness of sliding part end between piston and cylinder on the friction characteristics have been investigated experimentally for rotating-swash plate type piston pump and motor. The friction forces were measured by means of Piezo-type load washers under several stiffness of the sliding part end and forcing the piston to rotate. Since the oil whirl phenomena may occur on the piston for certain working conditions, the friction forces were evaluated during two rotations of the swash plate. The friction losses were estimated on the basis of the experimental results. It was clarified that the maximum friction forces and the mean friction losses decreased markedly with decreasing the stiffness, and that the maximum friction forces were almost independent of supply pressure, rotational speed of the swash plate and overhang ratio (bearing width) with low stiffness of the sliding part end.

    DOI： 10.1299/kikaic.68.601

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    その他リンク： http://hdl.handle.net/10461/4708

  • 機械工学年鑑 14.4 トライボロジー

    京極啓史

    日本機械学会誌   105 ( 1005 )   547   2002年

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  • 112 FTIRによる潤滑領域のその場観察

    上原 匠, 田中 真二, 京極 啓史, 中原 綱光

    機素潤滑設計部門講演会講演論文集   2001 ( 1 )   35 - 36   2001年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会  

    The film thickness and the concentration of thickener of grease which is composed by two phases has been measured in rolling point contacts by using FTIR microscope spectrometer under fully flooded condition because of the limit of film thickness by measuring range of FTIR. The results show that rolling speed, bulk concentration of thickener, and base oil viscosity influence film thickness and concentration of thickener.

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  • Lubrication characteristics on sliding surfaces in a piston pump and motor during running-in tests

    K Tanaka, K Kyogoku, T Nakahara

    HYDRAULIC FAILURE ANALYSIS: FLUIDS, COMPONENTS, AND SYSTEM EFFECTS   1339 ( 1339 )   46 - 58   2001年

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    記述言語：英語  

    Web of Science

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  • Experimental verification of oil whirl of piston in axial piston pump and motor

    Kazuhiko Tanaka, Tsunamitsu Nakahara, Keiji Kyogoku

    JSME International Journal, Series C: Mechanical Systems, Machine Elements and Manufacturing   44 ( 1 )   230 - 236   2001年

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    記述言語：英語  

    DOI： 10.1299/jsmec.44.230

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  • Burwell-Strangの概念による摩耗モード遷移臨界圧力に及ぼす滑りの影響－二次元すべり線場理論による解析－

    田中智久, 京極啓史, 中原綱光

    トライボロジスト   46 ( 4 )   339 - 345   2001年

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  • 高滑り率・点接触EHL下での油膜温度と表面温度の計測

    八木和行, 京極啓史, 中原綱光

    トライボロジスト   46 ( 9 )   725 - 732   2001年

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  • Lubrication characteristics of refrigerating/air conditioning rotary compressor (part 2) - Experimental verification of mixed lubrication analysis of vane tip

    S Tanaka, K Kyogoku, T Nakahara, K Kawahara

    JOURNAL OF JAPANESE SOCIETY OF TRIBOLOGISTS   45 ( 7 )   554 - 561   2000年

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    記述言語：日本語  

    Web of Science

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  • Burwell-Strangによる軽－重摩耗遷移の概念に基づく遷移臨界圧力の統計的解析

    田中智久, 京極啓史, 中原綱光

    トライボロジスト   45 ( 11 )   832 - 838   2000年

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  • 冷凍・空調用ロータリ圧縮機の潤滑特性（その２）－ベーン先端部混合潤滑解析の実験的検証－

    田中真二, 京極啓史, 中原綱光, 河原克己

    トライボロジスト   45 ( 7 )   554 - 561   2000年

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  • ロッド駆動方式斜軸式ピストンポンプにおける球面弁板の混合潤滑解析 (第2報,数値計算結果)

    田中 嘉津彦, 京極 啓史, 桃園 聡, 中原 綱光

    日本機械学会論文集. B編   65 ( 634 )   2047 - 2055   1999年6月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本機械学会  

    The paper, part 1, has proposed a mathematical model of rotor motion for piston rod driving type bent axis type axial piston pump in order to study lubrication characteristics between rotor and spherical valve plate. The numerical calculations have been carried out under operating conditions and specifications. The calculation results have been compared with experimental ones given by previous papers. It is found that (1) the rotor moves to delivery area and its axis tilts to one with its rotation, (2) film thickness between the rotor and the spherical valve plate minimizes at inside sealing part and the center of fluctuation locates near neutral point of the delivery area, and (3) the minimum film thickness and friction moment are greatly influenced by rotational speed, viscosity and dimension of sealing part on the spherical valve plate.

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    その他リンク： http://hdl.handle.net/10461/4710

  • ロッド駆動方式斜軸式ピストンポンプにおける球面弁板の混合潤滑解析 (第1報,数学モデル)

    田中 嘉津彦, 京極 啓史, 桃園 聡, 中原 綱光

    日本機械学会論文集. B編   65 ( 634 )   2038 - 2046   1999年6月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本機械学会  

    In order to investigate lubrication characteristics between rotor and spherical valve plate, a mathematical model of rotor motion has been presented for a piston rod driving type bent-axis-type axial piston pump. The forces and the moments acting on the rotor through the piston rod have been derived from geometric analysis of rotor driving mechanism with the piston rod. An analysis model on mixed lubrication between the rotor and the spherical valve plate has been shown using Average-Flow-Model by Patir-Cheng and the contact theory by Greenwood-Tripp, respectively. In addition, bearing part between the rotor and shaft, supporting element of the rotor, has been regarded as squeeze film bearing. The simulation for the lubrication characteristics, such as minimum film thickness, its occurring position and friction loss between the rotor and the spherical valve plate, will be demonstrated in the paper, part 2.

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    その他リンク： http://hdl.handle.net/10461/4714

  • 冷媒雰囲気下の混合潤滑状態における境界摩擦係数の推定

    田中真二, 桃園 聡, 京極啓史, 中原綱光

    トライボロジスト   44 ( 5 )   358 - 365   1999年

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  • Estimation of Coefficient of Boundary Friction under Mixed Lubrication in Refrigerant Atmosphere

    Shinji TANAKA, Satoshi MOMOZONO, Keiji KYOGOKU, Tsunamitsu NAKAHARA

    Journal of Japanese Society of Tribologists   44 ( 5 )   358 - 365   1999年

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  • ピストンポンプ・モータにおけるピストンとシリンダ間しゅう動部の潤滑特性(なじみ, ピストン頂部形状および剛性の影響)

    田中 嘉津彦, 京極 啓史, 中原 綱光

    日本機械学会論文集. C編   64 ( 626 )   3959 - 3967   1998年10月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本機械学会  

    Running-in tests have been carried out for piston and cylinder in a piston pump and motor and the lubrication characteristics have been investigated. The friction characteristics on the sliding surfaces have been studied before the tests. The running-in tests have been done according to results of the friction tests. The running-in condition has been decided after considering parameters such as friction force, separation voltage, roughness, roundness and cylindricity. The results are summarized as follows: (1) The rate of running-in of the cylinder with low hardness and low stiffness is lower than that of the piston with high hardness and high stiffness. (2) Optimum taper angle at the piston top for friction force is found. (3) The friction force decreases with decreasing stiffness of the piston.

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    その他リンク： http://hdl.handle.net/10461/4715

  • ピストンポンプ・モータにおけるピストンのオイルホワール (混合潤滑を考慮した数値計算)

    田中 嘉津彦, 中原 綱光, 京極 啓史, 桃園 聡

    日本機械学会論文集. C編   64 ( 618 )   653 - 661   1998年2月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本機械学会  

    A mathematical model of the piston in the cylinder on axial piston pump and motor has been indicated considering asperity contacts of surface roughness. The load carrying capacities by fluid film and asperity contacts acting on the piston have been calculated on the basis of Average-Flow-Model proposed by Patir-Cheng and the contact theory derived by Greenwood-Tripp, respectively. The calculations of the equations of motion have been performed by using Newton-Raphson method. It is clarified that whirling of the piston occurs for the narrow clearance between the piston and the cylinder and a long sealing part, similar to the oil whirl phenomena in journal bearing. The stability criterion of the motion has been examined according to Routh Hurwitz conditions.

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    その他リンク： http://hdl.handle.net/10461/4716

  • 和弓発射の運動力学(第3報)多関節リンクモデルによる手の内の解析

    小林 弘二, 京極 啓史, 中原 綱光

    ジョイント・シンポジウム   97 ( 10 )   152 - 155   1997年7月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本機械学会  

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  • 和弓発射の運動力学：リンクモデルによる角見の解析

    小林弘二, 京極啓史, 中原綱光

    スポーツ産業学研究   7 ( 2 )   19 - 32   1997年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：Japan Society of Sports Industry  

    This paper describes the dynamics of Japanese bows and arrows. In "kyudo" (Japanese archery), archers twist the grip at the moment of shooting, to avoid the "archers' paradox" which is a change of trajectory of the arrow caused by the structure of the bow and the arrow. To investigate the relation between the trajectory of an arrow and the twisting force on the grip, we proposed a dynamic model simplifying three rigid limbs and two elastic hinge. And we made an experimental apparatus that can give a force to twist the grip, and performed a shooting experiment. We measured with a strain gauge the twisting force on the grip, the tension of the string, bending moment at the center of arrow, and the compressive force of the neck. After that, we performed a computer simulation with the model we suggested and compared its result with the result of the experiment. As a result of comparison we proved that the tendency of computer simulation is consistent with the experiment. Then using this model, we investigated the relation between the twisting force and the trajectory of an arrow. As a result of simulation, twisting force is shown to be specially important during the term from taking a stance to the beginning of the shooting.

    DOI： 10.5997/sposun.7.2_19

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    その他リンク： https://jlc.jst.go.jp/DN/JALC/00382736924?from=CiNii

  • 和弓発射の運動力学(第2報 リンクモデルによる計算と実験の比較)

    小林 弘二, 京極 啓史, 中原 綱光

    ジョイント・シンポジウム   96 ( 20 )   98 - 102   1996年10月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本機械学会  

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  • 冷凍・空調用ロータリ圧縮機の潤滑特性 －ベーン先端部の混合潤滑解析－

    田中真二, 京極啓史, 中原綱光

    トライボロジスト   41 ( 3 )   247 - 254   1996年

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  • 乱流摩擦抵抗の低減に関する研究(壁面植毛の効果)

    京極啓史

    日本機械学会論文集(B編)   62 ( 596 )   1383 - 1387   1996年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会  

    In the present paper, drag reduction in turbulent pipe flow of water by means of implanting microfibers, instead of injecting or premixing them, has been investigated. Experiments using FRP pipes with microfibers implanted on the inside wall have been conducted at various Reynolds numbers (2000-40000), as well as with various types of microfibers. A maximum drag reduction of about 50% has been obtained using one type of microfiber, and the most effective length of microfibers in terms of the law governig the wall variables has been determined to be 6-8 wall units. The direction of implanted microfibers also was found to have an effect on the drag reduction of pipe flow.

    DOI： 10.1299/kikaib.62.1383

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  • Lubrication Characteristics of Refrigerating/Air Conditioning Rotary Compressor

    Shinji TANAKA, Keiji KYOGOKU, Tsunamitsu NAKAHARA

    Journal of Japanese Society of Tribologists   41 ( 3 )   247 - 254   1996年

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  • 球面弁板を有する斜軸式ピストンポンプのロ-タ挙動の測定

    田中 嘉津彦, 京極 啓史, 中原 綱光

    日本機械学会論文集 B編   60 ( 569 )   p201 - 207   1994年1月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本機械学会  

    The motion behavior of a rotor for a spherical valve plate has been measured in a bent-axis-type axial piston pump. The behavior of the rotor is represented in two-dimensional polar form and by the minimum film thickness between the rotor and the spherical valve plate. In the case of a pressurizing suction port, (1) the attitude angle of the rotor and the azimuth angle of the rotor increase as the operating conditions become severe, (2) the minimum film thickness is related to bearing modulus, and (3) the behavior of the rotor is quasi-static motion. In the case of a reducing suction port, the minimum film thickness increases as the pump delivery pressure increases.

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    その他リンク： http://hdl.handle.net/10461/4717

  • ピストンポンプ・モ-タにおけるピストンの回転運動と摩擦力

    田中 嘉津彦, 中原 綱光, 京極 啓史

    日本機械学会論文集 C編   59 ( 560 )   p1192 - 1197   1993年4月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本機械学会  

    The influence of the piston rotation on the frictional forces between the piston and the cylinder has been studied experimentally for a swash plate type piston pump and motor. In order to measure the rotational speeds of the piston, the capacitance detecting method has been employed for the piston with the slits. The frictional forces have been measured by means of Piezo-type load washers connected to the floating cylinder. The results show that the piston rotates even under severely lubricated conditions, that the maximum rotational speed of the piston is almost the same as that of the swash plate, and that the piston rotation may influence the frictional forces in low sliding velocity of the piston.

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    その他リンク： http://hdl.handle.net/10461/4718

  • Analysis of Elastohydrodynamic Lubrication under High Speed and High Load

    SUGITA Takeshi, NAKAHARA Tsunamitsu, KYOGOKU Keiji, JUNG Jae-Youn

    JSME international journal. Ser. 3, Vibration, control engineering, engineering for industry   34 ( 2 )   278 - 285   1991年6月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会  

    A numerical analysis of the elastohydorodynamic lubrication under high speed and high load has been made for a line contact using a modified Houpert-Hamrock method in order to examine the characteristics of the lubrication region which is called "rigid-variable viscosity" in Hooke's chart. Further, the influence of inlet pressure on the lubrication characteristics has been investigated. The results show that the effect of elastic deformation on the film is significant, and thus the film thickness in the region is more insensitive to the load than the film thickness formulated by Hamrock and Jacobson from numerical solutions in the usual elastic-variable viscosity (E-V) region where it is insensitive to the load. It is also shown that the inlet pressure in the examined region exerts a marked influence on the lubrication characteristics in comparison to that in the typical E-V region, and that the pressure spike point moves to the inlet direction, unlike in the case of the typical E-V region, as the load increases. Therefore, the E-V region in Johnson's chart can be divided further into the two regions.

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  • ジャ-ナルすべり軸受の摩擦特性に及ぼす油中懸濁MoS2粒子の影響--摩擦低減効果の出現条件について

    中原 綱光, 牧田 敏之, 京極 啓史

    トライボロジスト   36 ( 4 )   p289 - 295   1991年4月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本トライボロジ-学会  

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  • 油圧ピストンポンプ・モ-タの潤滑特性-2-ピストン・シリンダ間の油膜厚さ測定

    京極 啓史

    トライボロジスト   36 ( 1 )   p28 - 35   1991年1月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本トライボロジ-学会  

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  • 高速・高荷重下の弾性流体潤滑の解析〔含 討論〕

    杉田 壮志, 中原 綱光, 京極 啓史, 鄭 材錬

    日本機械学会論文集 C編   56 ( 523 )   p768 - 775   1990年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会  

    A numerical analysis of the elastohydrodynamic lubrication under high speed and high load has been made for a line contact using a modified Houpert-Hamrock's method in order to examine the characteristics of the lubrication region which is called 'rigid-variable viscosity' in Hooke's chart. Further, the influence of inlet pressure on the lubrication characteristics has been investigated. Results show that the effect of elastic deformation on the film is significant and thus the film thickness in the region is further insensitive to the load than the film thickness formulated by Hhmrock-Jacobson from numerical solutions in the usual elastic variable viscosity (E-V) region. Also, the inlet pressure in the examined region exerts a marked influence on the lubrication characteristics in comparison to that in the typical E-V region and the pressure spike point moves to the inlet direction contrary to the case of the typical E-V region as the load increases. Therefore, the E-V region in Johnson's charts can be separated further into the two regions.

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  • 油圧ベ-ンポンプベ-ン先端部の潤滑特性の解析〔含 討論〕

    中原 綱光, 京極 啓史, 鄭 材錬

    日本機械学会論文集 C編   56 ( 523 )   p776 - 782   1990年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会  

    The elastohydrodynamic lubrication characteristics of an oil hydraulic vane tip contact with a cam ring have been analyzed numerically under various conditions using a modified Houpert-Hamrock's calculation method provided in the previous paper. Results show that the minimum film thickness in the suction port section is differs little from that in the small arc section and the minimum film thickness in the large arc section is greater than that in the small arc section. Nevertheless the contact load in the suction port section is 2.5 times that in the small arc section for the case of an intravane type and the load in the large arc section is greater than that in the small arc section. The combination of inlet pressure and nonlinear piezoviscous effect causes the increase in oil film thickness in the large arc section. Therefore, it is suggested that the elevating discharge pressure will not cause any lubrication trouble if mineral oil is used as the hydraulic fluid ; the water-based hydraulic fluids present an extreme disadvantage to the vane tip lubrication.

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  • 油圧ピストンポンプ・モータの潤滑特性(第1報)－ピストン・シリンダ間の摩擦力測定

    京極啓史

    トライボロジスト   35 ( 12 )   1990年

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  • TODAYS STATE OF LUBRICATION (TRIBOLOGY) EDUCATION IN JAPAN

    K KYOGOKU, T SHIBATA, T NAKAHARA

    JOURNAL OF JAPAN SOCIETY OF LUBRICATION ENGINEERS   33 ( 12 )   880 - 886   1988年

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    記述言語：日本語   掲載種別：書評論文，書評，文献紹介等  

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  • せん断流中における油中気泡の成長機構

    京極啓史

    日本機械学会論文集(B編)   54 ( 497 )   19 - 22   1988年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：The Japan Society of Mechanical Engineers  

    The growth of bubble in shear flow and uniform flow is studied numerically (with F. E. M.) and experimentally. The calculated results indicate that the growth rate of bubble in shear flow is not influenced by the condition of flow, and in the case where the bubble viscosity ratio is approximately one, the growth rate of bubble is equal to that of rigid gas-liquid interface. The experimental results show that the growth rate of bubble in shear flow is lower than that in uniform flow; and in shear flow and uniform flow the interfacial resistance against gas diffusion increases with decreasing the interfacial area of bubble.

    DOI： 10.1299/kikaib.54.19

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  • 潤滑油中における気泡の成長機構

    京極啓史

    日本機械学会論文集(B編)   50 ( 456 )   1888 - 1894   1984年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：The Japan Society of Mechanical Engineers  

    潤滑油中における単一気泡の,溶解空気の拡散による径変化について.同心二重円筒形装置を用いて,実験を行った.静止した潤滑油中を気泡が浮上する場合には,径変化についてのSh数はPe数の1/2乗に比例し,せん断流れ中に気泡があるときは,Sh数はPe数によらないことが示された.また,気体・液体の粘度比λについては,気液界面の吸着物を考慮した「みかけの粘度比」を用いる必要のあることが示された.

    DOI： 10.1299/kikaib.50.1888

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講演・口頭発表等

  • カム・フォロワ間摩擦力の近似解析

    2000年 

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  • FTIRによる混相流体潤滑膜の成分測定

    2000年 

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  • 弾性流体潤滑油膜の赤外放射による温度計測

    2000年 

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  • Mixed Lubrication Analysis of Vane Tip in Rotary Compressor

    2000年 

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  • Mixed Lubrication Analysis of Vane Tip in Rotary Compressor

    2000 International Compressor Engineering Conference at Purdue  2000年 

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  • カム・動弁系の潤滑

    1999年 

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  • Rheological Charactoristics of Boundary Lubrication Film in a Four-Ball Friction Tester

    2001年 

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  • The Measurement of Refrigerant Concentration in Lubrication Film under Refrigerant Atmosphere by FT-IR

    2001年 

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  • Identification of Boundary Friction Coefficient Under Mixed Lubrication in Block-on-Ring Friction Tester with Aid of Partial EHL Analysis

    2001年 

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  • Identification of Boundary Friction Coefficient Under Mixed Lubrication in Block-on-Ring Friction Tester with Aid of Partial EHL Analysis

    Symposium on Bench Testing of the Lubrication and Wear Properties of Industrial Fluids Used in Machinery Applications  2001年 

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  • Mixed Lubrication Analysis of Vane Tip in Rotary Compressor

    2000年 

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  • Mixed Lubrication Analysis of Vane Tip in Rotary Compressor

    2000 International Compressor Engineering Conference at Purdue  2000年 

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  • The Effect of Shear on Transition of Load Condition in 2D Contact of Rough Surfaces

    2001年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Temperature Measurement of Oil Film and Sureface in Point Contact EHL under High Slip Ratio Condition

    2001年 

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  • An Estimation of Threshold of Mild and Severe Wear basedon BURWELL-STRANG's Concept by Elastic-Plastic Analysis on Rough Surface Contact

    2001年 

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  • FTIRによる潤滑領域のその場観察

    2001年 

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  • The Effect of Shear on Transition of Load Condition in 2D Contact of Rough Surfaces

    2001年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Temperature Measurement of Oil Film and Sureface in Point Contact EHL under High Slip Ratio Condition

    2001年 

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  • An Estimation of Threshold of Mild and Severe Wear basedon BURWELL-STRANG's Concept by Elastic-Plastic Analysis on Rough Surface Contact

    2001年 

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  • 円すいころ軸受のころ大端面とつば面間の混合潤滑解析

    2001年 

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  • 点接触EHL下での温度上昇が油膜形成能力に与える影響

    2001年 

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  • スイング式冷媒圧縮機のブッシュ・ブレード間の潤滑特性（その１-混合潤滑解析）

    2001年 

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  • スイング式冷媒圧縮機のブッシュ・ブレード間の潤滑特性（その２-油膜厚さの測定）

    2001年 

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  • Identification of Boundary Friction Coefficient Under Mixed Lubrication in Block-on-Ring Friction Tester with Aid of Partial EHL Analysis

    Symposium on Bench Testing of the Lubrication and Wear Properties of Industrial Fluids Used in Machinery Applications  2001年 

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  • 微小すべり下のマイルドからシビア摩耗への遷移判別 -凝着観察による-

    2001年 

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  • EHL油膜の温度分布の推定-赤外放射温度計測に基づく-

    2001年 

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  • 小型エンジンのピストンピンの接触解析

    2001年 

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  • 摩耗モード遷移モデルの基礎的検証

    2003年 

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  • Lubrication Characteristics Between Bush and Blade of Swing Compressor

    2002 International Compressor Engineering Conference at Purdue  2002年 

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  • 弾性流体潤滑下におけるディンプル発生について－すきま方向温度分布計測による考察－

    2002年 

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  • Lubrication Characteristics Between Bush and Blade of Swing Compressor

    2002 International Compressor Engineering Conference at Purdue  2002年 

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  • Rheological Charactoristics of Boundary Lubrication Film in a Four-Ball Friction Tester

    2001年 

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  • The Measurement of Refrigerant Concentration in Lubrication Film under Refrigerant Atmosphere by FT-IR

    2001年 

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  • Identification of Boundary Friction Coefficient Under Mixed Lubrication in Block-on-Ring Friction Tester with Aid of Partial EHL Analysis

    2001年 

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  • 温度計測に基づく弾性流体潤滑作用の評価

    2002年 

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  • 高すべり率・EHL下における油膜厚さの減少率と油膜温度の関係

    2002年 

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  • 湿式ペーパ摩擦材用繊維の摩擦特性

    2002年 

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  • 点接触グリース潤滑膜内の増ちょう剤濃度分布測定

    2002年 

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  • 真実接触面積に及ぼす接線力の影響

    トライボロジー会議 東京2005  2005年 

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  • Mesurement of true contact area by means of elliptical polarized light reflection under slip condtion

    2005年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Measurement of CO2 refrigerant concentration in EHL film under high CO2 refrigerant pressure by micro FT-IR

    2005年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • テクスチャリング表面を有する摩擦面の流体潤滑特性

    2004年 

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  • Mechanism of Dimple Formation under Elastohydrodynamic Conditions

    2003年 

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  • 平行溝を有する表面を用いたＥＨＬ下における油膜温度計測

    2003年 

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  • Mechanism of Dimple Formation under Elastohydrodynamic Conditions

    2003年 

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  • Measurement of CO2 refrigerant concentration in EHL film under high CO2 refrigerant pressure by micro FT-IR

    the International Tribology Conference Kobe, 2005  2005年 

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  • 金属ベルトCVTのエレメント・プーリ間の摩擦特性に及ぼす粗さの影響

    2004年 

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  • レール／車輪間のトラクション特性におけるdryとwetの違い

    2004年 

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  • 全反射光を利用した粗さ面すべり接触部の真実接触面積測定

    2004年 

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  • レール/車輪間の過渡的トラクション特性と表面性状との関係

    TRANSLOG 2006  2006年 

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  • Mesurement of true contact area by means of elliptical polarized light reflection under slip condtion

    2005年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Measurement of CO2 refrigerant concentration in EHL film under high CO2 refrigerant pressure by micro FT-IR

    2005年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Measurement of CO2 refrigerant concentration in EHL film under high CO2 refrigerant pressure by micro FT-IR

    the International Tribology Conference Kobe, 2005  2005年 

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  • TRANSIENT CHARACTERISTICS OF TRACTION IN WHEEL/RAIL CONTACT UNDER WET CONDITIONS

    3rd Asia Int. Conf. on Tribology  2006年 

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  • レール/車輪間の過渡的トラクション特性と表面性状との関係

    日本機械学会第15回交通・物流部門大会（TLANSLOG2006）  2006年 

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  • 湿潤で低速におけるレール/車輪間の過渡的トラクション特性

    TRANSLOG 2006  2006年 

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  • Measurement of lubricant film thickness on rolling contact track

    World Tribology Congress 2009 Kyoto  2009年 

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  • An experimental investigation of transient traction characteristics in rolling-sliding wheel/rail contacts under dry-wet conditions

    16th International Conference of Wear of Materials  2007年 

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  • An Experimental Study of Transient Adhesion Characteristics Between Rail and Wheel under low Slip and Low Velocity

    7th International Conference on Contact Mechanics and Wear of Rail/Wheel Systems (CM2006), Brisbane, Australia, September  2006年 

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  • TRANSIENT CHARACTERISTICS OF TRACTION IN WHEEL/RAIL CONTACT UNDER WET CONDITIONS

    3rd Asia Int. Conf. on Tribology  2006年 

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  • 低速域・低すべり率におけるレール/車輪間の過渡的トラクション特性

    J-RAIL 2005  2006年 

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  • Measurement of lubricant film thickness on rolling contact track

    World Tribology Congress 2009 Kyoto  2009年 

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  • Effect of wetting on frictional characteristics of elastomers

    JAST Tribology Conference Nagoya, September 2008  2008年 

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  • エラストマーの凝着摩擦特性に及ぼす濡れの影響

    トライボロジー会議 名古屋 2008-9  2008年 

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  • An experimental investigation of transient traction characteristics in rolling-sliding wheel/rail contacts under dry-wet conditions

    16th International Conference of Wear of Materials  2007年 

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  • An Experimental Study of Transient Adhesion Characteristics Between Rail and Wheel under low Slip and Low Velocity

    7th International Conference on Contact Mechanics and Wear of Rail/Wheel Systems (CM2006), Brisbane, Australia, September  2006年 

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受賞

  • 日本トライボロジー学会論文賞

    2004年  

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    受賞国：日本国

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  • 日本トライボロジー学会論文賞

    1994年  

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    受賞国：日本国

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  • 日本機械学会奨励賞

    1988年  

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    受賞国：日本国

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 微量潤滑時に顕在化する凝着による摩擦増大を抑制する手法の開発

    研究課題/領域番号：24560155  2012年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    桃園 聡, 京極 啓史

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    配分額：5070000円 （ 直接経費：3900000円 、 間接経費：1170000円 ）

    液体中の固体間の摩擦力を制御することを目的として，接触部の液体と固体の界面自由エネルギーが及ぼす影響を理論によるモデル化および実験によって調べた．理論では接触部の分子の運動とマクロな凝着部の破壊とを結びつけてモデル化し，摩擦時の凝着部の観察と比較し考察した．
    本モデルは平均的な摩擦特性は説明可能であるが，実際の摩擦時には凝着が強くなるに従い摩擦力の変動が観察され，そのような条件においては凝着に伴う変形状態を考慮に入れた動的なモデルを作成する必要があり，それが今後の課題である．

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  • 粗面の接触モデルに基づくすき間内流動特性の解明

    研究課題/領域番号：23560153  2011年4月 - 2015年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    京極 啓史, 桃園 聡

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    配分額：5070000円 （ 直接経費：3900000円 、 間接経費：1170000円 ）

    独立した粗さ突起部の変形を統計的に重ねあわせた従来の混合潤滑理論は，荷重増加等により実現象と乖離することが課題となっている．そこで本研究では高接触率条件での粗面接触問題とすき間内流れの解明を目的とし，実粗さに近い非ガウスランダム粗面の接触に対し，解析的にはランダム粗さの非線形接触構造解析とすき間内流れの潤滑流れ解析を、実験的には全反射法による接触率測定・色素濃度法によるすき間測定および流量測定を行った．その結果，非ガウス粗面の高さ分布パラメータのスキューネスが，接触部の干渉による接触部合一や隙間流れの流量に影響し，突起部が摩耗した状態に相当する負の値では流量が大きく減少すること等が判明した．

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  • 摩擦理論構築のためのナノメートルスケール境界膜を含めた表面近傍の強度測定

    研究課題/領域番号：19360072  2007年 - 2008年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    中原 綱光, 京極 啓史, 桃園 聡

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    配分額：13260000円 （ 直接経費：10200000円 、 間接経費：3060000円 ）

    摩擦係数に及ぼす粗さの影響は3つの粗さパラメーターの内の突起密度Dsumだけで決まることを理論的に明らかにした. また, エンジン油に酸化防止と摩耗防止のために用いられているZnDTPの添加剤を用いて, ボール・オン・ディスク摩擦試験機によりしゅう動させて数十ナノメートルの摩擦反応被膜を形成させ, その薄膜のせん断強度測定を行い, プライマリZnDTPの反応膜の方がセカンダリの反応膜よりせん断強度が高いことを明らかにした.

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  • 拡散電気二重層を使ったナノメートルスケール液体潤滑膜の負荷能力測定

    研究課題/領域番号：18560127  2006年 - 2007年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    桃園 聡, 京極 啓史

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    配分額：3860000円 （ 直接経費：3500000円 、 間接経費：360000円 ）

    マクロな系においては,流体潤滑は表面間の摩擦を最も小さくする方法として知られているが,分子間引力(van der Waals力など)が支配的な系においては,表面同士のすべり速度がごく低速だと,十分な動圧効果による負荷能力が得られず,分子間力に打ち勝つことができない.しかし,流体潤滑の優れた特徴を考えると,液体中で動作するMEMSを発達させるためにも,このような系でも成立するような新しい原理に基づく流体潤滑機構が必要となる.その機構のひとつとして,研究代表者らが提案した拡散電気二重層による潤滑機構では,表面間の反発力が数nmから10nmの範囲で発生するvan der Waals引力にも十分打ち勝つのに十分な力を発生させることが計算で確認されている.
    そこで,走査型プローブ顕微鏡(SPM)を用い,液中でプローブの曲率や相手表面・プローブへの電位,イオン種およびイオン濃度,プローブと表面との間の距離などをパラメータとして,表面間の斥力すなわち軸受負荷能力を測定し,拡散電気二重層によるナノオーダ液体潤滑の可能性を検討することが本研究の目的である.
    まず,研究室に既存のSPMを液中で測定できるように改良した.市販のプローブに,数μmの樹脂球を接着し,接着層付近の導電性を保つため公称20nmの金膜をスパッタした.潤滑剤としてはイオン種として単独でも潤滑剤としての利用が検討されているイオン液体を用いた.プローブ・電極間に10mV〜150mVの電圧をかけた場合の反発力(=静的な軸受負荷能力)の測定を行い,イオン反発力が発生することを詳細に検討した.

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  • 粗さ面接触解析による摩耗モード遷移モデルの作成

    研究課題/領域番号：14550120  2002年 - 2003年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    京極 啓史, 桃園 聡, 田中 智久

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    配分額：3600000円 （ 直接経費：3600000円 ）

    本テーマは,「粗さを持つすべり接触面の摩耗率の急激な上昇が,表面下の降伏領域のオーダが微小突起レベルから見かけの接触部のレベルへと移るためである」としたBurwell-Strangの摩耗状態の遷移に関する仮説を実験的に検証することを目的とし、下記の試みを行った。
    1.まずBurwell-Strangの概念に基づくすべり線場理論解析と比較するため、単一突起に着目し、市販の金属顕微鏡を用いて断面方向の変形を観察する装置を開発した。硬い面にある粗さ突起を模した硬質くさびを軟らかい平滑面に押しつけ,荷重をかけながら相対すべりを行うことにより変形させ、あらかじめ軟かい面の側面にきっておいた格子の変形を観察した。
    2.申請者らによるすべり線場モデルによる数値解析結果と有限要素解析結果との比較を行い、モデルによる予測結果と良い一致を示すことがわかった。有限要素解析結果との比較により理論を補正し、遷移圧力条件の推定の高精度化を行った.また垂直応力およびせん断応力がかかる場合の真実接触点分布を数値解析で見積もった。
    3.ランダムな粗さ面の接触における遷移圧力を実験的に見積もることを目的に,全反射顕微鏡を用いた真実接触点観察装置を製作した.また,本装置は荷重をかけた状態ですべり運動が可能であるが,まず予備的な実験として,ブラスト加工によるランダムな粗さ面の接触における垂直荷重のみの増加による真実接触点の成長・増加の様子を観察し,遷移圧力推定のための理論の検証実験に用いる性能を十分に持つことを確認した.
    なお,今後は,本年度に製作した観察装置を用いて,垂直荷重や粗さやすべりの影響による真実接触点の変化の様子を詳細に調べ,幅広い接触状態に対応できる摩耗状態遷移圧力の推定理論の構築を試みていく.

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  • 宇宙環境下における表面エネルギー勾配を利用した極微量給油法の提案

    研究課題/領域番号：14655064  2002年 - 2003年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  萌芽研究

    中原 綱光, 田中 真二, 桃園 聡, 京極 啓史

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    配分額：2800000円 （ 直接経費：2800000円 ）

    本研究では、宇宙環境下の摺動部へ、最小限必要な液体潤滑を給油する方法の一つとして、液体潤滑剤と給油系材料表面との間の表面エネルギーの勾配、例えば濡れ性の局所的な違い、を利用した液体輸送法について提案し、その成立条件、給油量、実用化する場合の問題点を把握し、本給油法の実現可能性を評価することを目的として、本年は大気圧下において表面エネルギー勾配をもった表面を試作し、宇宙環境下で使用されている潤滑剤をその表面に滴下したときに油膜が広がる様子の測定を行うことを目標とした。
    第一の目標である「表面エネルギー勾配をもった表面の試作」では、平成14年度の研究結果より「表面コーティング」が最も現実的という結論に達したので、今年度はそのコーティグ膜の試作を行った。コーティング膜としては、DLC(Diamond Like Carbon)が強度も十分にあり、製膜時に原料ガスのメタン以外にフッ化炭素ガスを添加して、その濃度によって膜中のフッ素量を制御できるので、それを選択した。ここでは、さらに表面エネルギーを制御するために、アルゴンと酸素のプラズマに暴露した。その結果、濡れ性の異なる表面を作成することができた。そこで、試験用の表面として、表面エネルギーの異なる薄膜を帯状に配置した表面を準備した。
    第二の目標である「給油状態評価」では、液滴界面の広がり状態の把握に光学顕微鏡による「気液界面観察」を,給油状態の確認にレーザー誘起蛍光法および白色光源と分光計を用いた光干渉法による「油膜厚さ計測」を試みた。その結果、液滴が試料表面を広がる様子が観察されたとともに、高分解能で表面に付着した油膜厚さを数μmから10nmの広い範囲にわたって計測することができ、表面エネルギーの異なる薄膜を帯状に配置した表面でも、液体輸送に有効であることが確認できた。

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  • せん断応力下の真実接触面点の観察による軽荷重から重荷重への遷移点の測定

    研究課題/領域番号：12650137  2000年 - 2001年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    京極 啓史, 桃園 聡

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    配分額：900000円 （ 直接経費：900000円 ）

    本研究は,摩耗がマイルド摩耗から,シビア摩耗へと遷移していく現象を明らかにするため,BurwellとStrangの遷移モデルを取り上げ,直接観察によるモデルの検証を試みた.すなわち,ランダムな分布の表面粗さを持つ表面が接触した際,垂直・接線荷重の変化に伴って粗さ突起の真実接触点や見かけの接触点がどう変形するのかを測定することによりモデルを検証し,摩耗形態理論の基礎を構築することを意図した.
    まず,BurwellとStrangの概念に基づき,ChangとEtsionらの粗さ面弾塑性接触理論とJohnsonの剛体球による弾塑性平面押し込みモデルを組み合わせた臨界圧力の推定を行った.更に相対すべりによる影響についても検討した.
    次に様々な条件下で接触部を微小送りさせながらせん断荷重を付加し,粗さ突起レベルの変形を測定し,真実接触点のみが降伏状態にある軽荷重から見かけの接触面全体が降伏状態にある重荷重へ遷移する点を測定するために十分な送り機構と測定法について評価を行った.当初,ピエゾステージによりnmオーダで微小送りさせる方針であったが,静的に接触させたときに発生する突起変形と,微小送りさせたことによる突起変形の分離を行うことが当該期間内にできなかったため,モータによって400μmすべらせたのち,凝着観察することとした.
    試験において,垂直力と接線力を同時に測定し,観察結果と計算結果を比較した.また,摩耗形態の遷移条件におよぼす面圧,せん断応力,材料のヤング率,硬さといった力学的な特性,表面粗さや形状といった幾何学的な状態,表面のせん断強さの影響について,調べた.なお,ナノ送り機構を用いた接触点の変形の直接観察については,測定まで至らなかったため,今後引き続いて行う予定である.

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  • 大変形弾性流体潤滑を考慮した混合潤滑特性

    研究課題/領域番号：09450067  1997年 - 1998年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    中原 綱光, 田中 嘉津彦, 桃園 聡, 京極 啓史

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    配分額：6900000円 （ 直接経費：6900000円 ）

    本研究は,すべり軸受や油圧機器のピストン・シリンダ間などでみられる,摺動部の片当りによる変形部の接触問題について,実用的な混合潤滑特性の解析手法を確立するために,表面粗さを無視したときの高精度の大変形3次元弾性接触解析,表面粗さを考慮した微視的接触解析,および油膜圧力と弾性変形の相互作用の計算法,更に上記全てを連立させた場合の計算の収束性の改良法を見出すことを目的として行われた.
    解析はピストンポンプ・モータを想定したピストン-シリンダ間を対象としておこなった.まず,油膜のない状態での接触点すなわち応力集中域のメッシュを細かくとったFEM解析を,荷重のつりあいに基づいて行い,接触応力,接触領域,弾性変形後の形状を得た.それを元に,接触点の形状が円筒などの従来のEHL膜厚式が使えるものは膜厚式を用い,使えない場合はErtel-Grubinの近似理論を適用し,油膜厚さを計算した.混合潤滑については荷重分担比から油膜厚さを求めなければならないが,近似理論では荷重分担比の影響が計算できないため,近似理論により得られた膜厚さから等価半径を求めて従来のEHL膜厚式を使った.これにより,弾性変形量が油膜厚さの10倍を越える場合においても混合潤滑解析が実用的に行えるようになった.
    さらに,解析で用いたモデルにおいて,ピストン-シリンタの変形を静電容量法を用いて測定を行った.また,接触点を特定するために赤外線放射温度計により,非接触で測定するためモデル実験を行ったが,弾性変形の測定と同時に行うまでには至っておらず,今後の課題として残った.

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  • 冷媒雰囲気下境界潤滑膜のレオロジー特性

    研究課題/領域番号：09650158  1997年 - 1998年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    京極 啓史, 桃園 聡

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    配分額：3800000円 （ 直接経費：3800000円 ）

    冷媒雰囲気下では,冷媒分子がしゅう動面に吸着膜あるいは反応膜を形成し,しゅう動面を保護している場合のあることが知られている.しかしその反応膜の特性,とくに摩擦特性についてはあまり知られていないのが現状である.そこで,本研究は,混合潤滑状態での境界摩擦特性に及ぼす添加剤の反応膜の影響を定量的に求めることを目的として行った.まず,混合潤滑における荷重分担比を正確に見積もるために,冷媒が混合した潤滑油の粘度特性を知る必要がある.このため,ボールオンディスク型の摩擦試験機を用い,顕微型フーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)によって潤滑面を直接測定し,得られた冷媒と油の吸光度の比から冷媒の溶解度を求めた.同時に潤滑膜の厚さを測定し,冷媒溶解度と潤滑状態や,冷媒の粘度との相関を求めた.その結果,粘度については鉱油同士の混合の場合によく用いられているSo-Klusの式が冷媒の溶解に対しても成立することを確認した.次に,冷媒雰囲気下摩擦試験機を用いて摩擦試験を行い,また,上記粘度特性を用いた混合潤滑解析も行って境界潤滑摩擦係数を同定した.境界摩擦係数については,混合潤滑域での推定値と,境界摩擦域における値が一致しない場合があり,潤滑状態によっては一定値となるとは限らないことが確かめられた.ただし,境界摩擦係数の各種パラメータ(速度,温度,荷重,雰囲気圧力など)に対する影響や定量的な推定については今後の課題である.

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  • 代替冷媒対応のための冷媒雰囲気摩擦摩耗試験機の開発

    研究課題/領域番号：08555040  1996年 - 1997年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    中原 綱光, 河原 克己, 桃園 聡, 京極 啓史

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    配分額：12600000円 （ 直接経費：12600000円 ）

    本研究は,冷媒圧縮機の設計開発に有効な実験データを効率良く収集できる標準的試験機の確立を目的として,行われた.
    平成8年度には,まず,冷媒雰囲気中の接触部の混合潤滑特性を模擬できる数値解析プログラムの作成を行った.こののプログラムでは,弾性流体潤滑と固体接触が混在した部分弾性流体潤滑状態での基油の高圧粘度特性と非ニュートン粘性特性および添加剤の境界潤滑特性を定量的に評価するために,表面あらさを考慮した流体潤滑方程式,弾性方程式,すきまと接触荷重の関係の接触方程式を連立させ,さらに,接触部と粘性せん断の発熱及び非ニュートン粘性を考慮している.次に作成したプログラムと従来型試験機を用いた予備実験により冷媒(代替フロン)中のしゅう動面間の摩擦特性を測定するための標準的試験機に必要な仕様の策定を行い策定された仕様に基づいた試験機の設計・製作をおこなった.
    平成9年度は,製作した試験機を用いて,現在候補に挙がっている代替冷媒と潤滑剤(基油/添加剤)の代表的な組み合わせと,比較のため従前の規制冷媒と鉱油との組み合わせについて混合潤滑領域の全域をカバーする廣井範囲について摩擦特性の試験を行った.また,試験結果を混合潤滑解析結果と比較して境界摩擦係数を推定する方法を確立した.
    その結果,冷媒と基油の組み合わせについて,代替冷媒のR134aとエステル系,グリコール系基油との組み合わせでは,規制冷媒R22とナフテン系鉱油という従前の組み合わせに比べ境界摩擦係数が高いこと,混合潤滑状態で固体接触割合が少ない領域と,接触割合の高い領域とで,境界潤滑係数が異なる傾向があること,があきらかになった.
    これらの結果をもとに,今回開発した試験機がどの程度実機の状態を模擬しいるか,従来の試験機と比較した結果,従来の試験機は固体接触割合の高い境界潤滑状態しか模擬できないのに対し,固体接触割合の低い状態も模擬できる点で優れていることが明らかになった.従って,本試験機で得られたデータは冷媒圧縮機で問題となる運転条件全体に適用できるものであり,本試験機より得られたデータを用いることで設計コストを削減することが見込まれる.

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  • 混合潤滑状態下における表面粗さ形状の境界摩擦に及ぼす影響

    研究課題/領域番号：08650166  1996年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    京極 啓史, 桃園 聡

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    配分額：2500000円 （ 直接経費：2500000円 ）

    混合潤滑を解析する上で、流体潤滑寄与分と境界潤滑寄与分の両者は同等の精度で取り扱わなければならないが、従来の解析においては、流体潤滑部分と比較して境界潤滑部分の評価が不十分である.特に表面粗さの形状による接触状態およびそれに伴う摩擦力のモデル化が十分でない.このため,製作した高精度スピンドル装置を用いたボール・オン・ディスク型摩擦試験機を用い,磁気記録装置用ディスクの平滑面に対し,いくつかの粗さ形状のもった軸受鋼球を接触させることによってによって摩擦特性測定し,粗さ形状によって実験結果を整理した.
    まず,粗さ形状を,統計分布のみで表し,整理した.なお,吸着膜の特性については,被覆率をLangmuir吸着式から,せん断強さをEyring粘性モデルから導かれるBriscoeのLangmuir膜のモデルを用いる申請者らのモデルを用いた.
    実験においては,ボール・オン・ディスク摩擦試験機による実験結果が上記モデルと定性的に一致し,定量的にも近い値が得られた.また,さらに既存の実験装置の改造によりボールオンディスク型の実験装置を製作したが,本年度は実験装置の動作確認と,特性評価に終わった。解析に関しては,実験結果と比較して満足される結果は得られず,ボールオンディスク摩擦試験機による実験とともに今後の課題である.

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  • 混合潤滑状態下における境界摩擦の定量的評価-分子力学を用いた吸着膜の被覆率計算-

    研究課題/領域番号：07650168  1995年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  一般研究(C)

    京極 啓史, 桃園 聡

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    配分額：2200000円 （ 直接経費：2200000円 ）

    混合潤滑を解析する上で、流体潤滑寄与分と境界潤滑寄与分の両者は同等の精度で取り扱わなければならないが、従来の解析においては、流体潤滑部分と比較して境界潤滑部分の評価が不十分であるため,本研究では境界潤滑膜のせん断特性のうち、境界膜の被覆率と膜自身のせん強さに着目し、境界潤滑を含む一般的な混合潤滑モデルの構築、および数値シミュレーションを行ない、混合潤滑下での境界潤滑膜の吸着特性、とくに吸着膜の被覆率とせん強さを定量的に評価し,二円筒式摩擦試験機および今回改造によって製作されたボールオンディスク式摩擦試験機によって測定される摩擦特性と比較,検討した.
    まず,油性添加剤の吸着膜について,被覆率をLangmuir吸着式から,せん断強さをEyring粘性モデルから導かれるBriscoeのLangmuir膜のモデルを用いて定量化した。また,その吸着膜モデルを,申請者らの提案している混合潤滑解析モデルに組込み,計算した結果,油膜温度,すべり速度,および荷重の影響を定性的に説明することが出来た。
    実験においては,二円筒試験機による実験結果が上記モデルと定性的に一致し,定量的にも近い値が得られた。また,さらに既存の実験装置の改造によりボールオンディスク型の実験装置を製作したが,本年度は実験装置の動作確認と,特性評価に終わった。分子力学を用いた吸着膜の被覆率およびせん断強さの計算は,解析モデルおよび実験結果と比較して満足される結果は得られず,ボールオンディスク摩擦試験機による実験とともに今後の課題である。

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  • 非定常部分弾性流体潤滑の定量的理論とその実験的検証

    研究課題/領域番号：06452166  1994年 - 1995年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  一般研究(B)

    中原 綱光, 京極 啓史

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    配分額：1000000円 （ 直接経費：1000000円 ）

    本研究は集中接触する機械要素の動的な混合潤滑特性を定量化する理論モデルを構築し,数値解析を行い、解析結果を実験と比較することで実用的な解析モデルを確立することを目的として行われた.
    そのためまず,従来の混合潤滑と弾性流体潤滑計算に用いる諸式に加えて,エネルギー方程式も連立させて解くことにより,まず定常状態において流体の粘弾性に及ぼす温度の影響と固体接触部の発熱を加えた熱弾性混合潤滑(TEHML)解析を行った.その結果,従来の弾性混合潤滑(EHML)計算により得られる膜厚と比較すると,TEHML解析では熱の発生が非常に大きいために,従来の計算結果と比較すると,特に,低いすべり率の状態でも薄い膜厚となり,そのために,固体接触による摩擦力が全体の摩擦力の9割以上を占める結果となり,厳密な熱解析が特に接触部の摩擦力の見積もりに必要であることがわかった.
    つぎに,この非定常混合潤滑の例としてカムとフォロワ間の潤滑について、上述のTEHML解析にカムの運動方程式と油膜のスクイズ効果を加えて解析を行った.計算の結果,カムのノ-ズ部のような急激に圧力の変化する部分では,流体の断熱圧縮,膨張による温度の変動も無視できないこともわかった.さらに,この計算結果の妥当性を検証するために,カム摩擦試験機を製作し,摩擦力測定試験を行った.計算結果との比較では定性的な一致はしたが,試験機の剛性不足により,測定結果に装置の固有振動が影響してしまい,実験データの信頼性が十分ではなかった.そこで,さらに装置の全面的な見直しを行って改良を施した.この改良後の装置では,装置の固有振動の影響が大幅に改善され,測定結果の信頼性が向上し,回転数の測定範囲が広くなり,高い回転数での測定も可能となっていたが,装置の改良に手間がかかったため計算結果と比較出来るデータを得る時間はなかった.

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  • 低沸点の凝縮液体を溶解した潤滑油による混相流の流体潤滑問題

    研究課題/領域番号：04650127  1992年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  一般研究(C)

    中原 綱光, 京極 啓史

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    配分額：2100000円 （ 直接経費：2100000円 ）

    本研究は、実際の冷媒圧縮器における潤滑油膜の観察を行ってキャビテーション状態を把握する、と同時に、稼働状態での潤滑油粘度と冷媒溶解度を測定することにより、軸受特性を予測できる潤滑流れの理論モデルを構築することを目的として行った。
    1.そのために先ず、市販の冷媒圧縮器の下部軸受を透明な石英製軸受に変え、装置外部から観察用円筒を貫通し、さらに底部より照明用円筒を軸受端面まで挿入して照射することにより、軸受内流れが観察できるように改造した実験装置を用いて軸受内油膜を観察し、その画像データを本補助金により購入した画像処理用計算機によって処理した。
    2.次に、圧縮器下部に設置した電磁ピストン駆動式オンライン粘度計を用いて稼働状態での冷媒混合潤滑油の粘度を測定した。
    3.さらに、圧縮器の一部に透明な窓を設けて潤滑油中に比重ボールを浮べることにより、圧縮器稼働中の潤滑油密度を測定し、予め求めた潤滑油密度と冷媒溶解度の関係から稼働中の冷媒溶解度を求めた。
    以上の実験より、(1)実際の圧縮器内においては、冷凍機油と冷媒は完全には撹伴されていない、(2)圧縮器軸受内部では大きなキャビテーション領域が観察され、分散した小気泡は観察されない、(3)これらのキャビテーション現象は空気の溶解した鉱油における潤滑油膜の状態とほぼ同様である、ことなどが明らかになった。
    4.これらの実験結果を考察することにより、軸受特性を予測するための、相変化を伴う潤滑流れの理論モデルを構築することができた。
    5.その理論モデルに基づいて軸受特性に及ぼす圧縮器内の圧力、回転速度の影響などについて数値計算を試みたが、研究期間内に実験結果と定量的に一致する結果を得るまでにはいたらなかった。

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  • 境界潤滑モ-ドにおける表面粗さの流体潤滑効果

    研究課題/領域番号：02650111  1990年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  一般研究(C)

    中原 綱光, 京極 啓史

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    配分額：2000000円 （ 直接経費：2000000円 ）

    本研究は,理論上流体潤滑作用が生じない等速逆回転が可能な2円筒摩擦試験機により,荷重ならびにすべり速度を自由に変化できる境界潤滑モ-ドを作り出し,その状態において表面粗さによる流体潤滑作用の影響を実験的に明らかにすることを目的として行なった。 1.試験装置の設計・製作:予算の関係上,現在保有している2円筒ころがり・すべり試験機を,試験円筒の交換が容易でかつ運転中に接触部の観察が容易なように改造し,また摩擦力の測定には測定系の検出感度を下げずに剛性を高めるために,ピエゾ圧電式の荷重変換器に変更した。その結果安定した再現性のよいデ-タが得られるようになった。 2.実験結果表面粗さの高さと方向が異なる数種類の試験片の組合せについて,潤滑油の温度・荷重・すべり速度を変えて,摩擦係数とすべり率の関係を調べた結果,(1)見掛け上流体潤滑作用が生じない等速逆回転すべり状態において,摩擦系数は油温・相対すべり速度および荷重の影響を受けること,(2)すべり率があまり大きくなければ粗さが小さい方が摩擦係数は小さいが,すべり率が大きくなると逆に粗さが大きい方が摩擦係数は小さくなること,(3)粗さの大小を組合せた場合には,粗い方の円筒を高速側にした方が摩擦係数は小さくなり,逆回転時に両者の差が最も大きくなること,(4)充分なじんでいれば,クロスハッチ粗さの場合の方が円周方向粗さの場合より摩擦係数は小さくなるが,充分になじんでいなければ逆になること,などがわかった。3.反省:装置の改造ならびに試験片の準備に予想以上の時間を要したため,当初の計画にあった「付着油膜量の影響」については実行できず,境界潤滑モ-ドにおいて表面粗さによる流体潤滑効果の存在を実証するまでには致らなかった。なお今後の実験については,この実験専用のより高精度の実験装置並びによく管理された表面粗さをもった試験片を用いて行う必要がある。

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  • 潤滑特性におけるエッジ効果

    研究課題/領域番号：01550111  1989年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  一般研究(C)

    中原 綱光, 京極 啓史

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    配分額：1800000円 （ 直接経費：1800000円 ）

    本研究では、従来の弾性流体潤滑理論を拡張して、滑り運動する機械要素のエッジ曲率半径の影響を数値計算によって求め、潤滑特性に及ぼすエッジ曲率半径ならびにエッジ部の摩耗形状の影響を明らかにすることを目的として以下のことを行なった。
    1.解析方法 計算モデルを無限幅の直方体の両端に小さな曲率半径をもたせた形状にし、この形状の代表寸法による無次元化と離散値化メッシュの取りかた以外は従来の線接触EHLの数値計算法と同じである。計算の初期値としては、断面が四次曲線の端面をもつ直方体を平面に固体接触させたときの圧力分布を用い、油膜厚さは適当な値を用いた。
    2.計算結果 まず、エッジ曲率を一定にし荷重と速度の影響を調べたところ、速度を小さく荷重を大きくすると油膜厚さが薄くなり、エッジ付近での応力集中が起こりやすくなることがわかった。平坦部では凹面状の弾性変形が起こっているが、圧力が低いためにその変形量は小さく、従来のハ-ドEHLとは異なった結果になった。次に、この形状で傾けて滑らせた場合を調べたところ、正のくさび状態はエッジでの応力集中がなくなり、油膜厚さが厚くなっているのに対し、負のくさび状態では入口側のエッジ付近だけに応力がさらに集中し、油膜厚さが極端に薄くなっているのがわかった。この時、荷重を支えている部分では、弾性変形により油膜厚さがほとんど平行になった。最後に、エッジの曲率の影響を調べたところ、油膜厚さにおよぼすエッジ曲率半径の影響が曲率半径の小さいところで顕著であることが明らかになった。
    3.今後の展開 本研究で調べた条件のうち、最も厳しい負のくさび状の潤滑状態について詳しく研究する予定。

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  • 境界潤滑の薄膜レオロジー特性に及ぼす濡れ性の影響

    研究課題/領域番号：63550117  1988年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  一般研究(C)

    中原 綱光, 京極 啓史

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    配分額：2100000円 （ 直接経費：2100000円 ）

    本研究では、濡れ性の異なる種々の材料と潤滑剤の組合せに対して流体潤滑の限界条件を測定し、また固体と液体の界面で濡れ性に比例したすべり率を与えた潤滑理論を作り、その理論と実験結果を比較することにより濡れ性と流体潤滑との相関を明らかにし、境界潤滑のメカニズム解明に寄与することを目的として以下のことを行った。
    1.実験装置の改造
    補助金の削減により、現在保有する部分ジャーナル試験機を、濡れ性の異なる種々の軸及び軸受が交換できるように改造し、また、なじみ運転の良否が本実験の成否の鍵を握っているので、なじみ運転条件を良好にする手段として負荷に振動を加えることを試みるための改造を施した。
    2.流体潤滑限界条件の測定
    まず、流体潤滑限界条件に材料の濡れ性以外の影響が少なくなるような実験法を確立するために、まず標準的な金属性のホワイトメタル、アルミニウム合金及び燐青銅につい、再現性ある摩擦特性が得られるなじみ運転法ならびになじみ条件を探した。負荷に振動を加えることを試みた結果、加振しない時よりもよくなじむこと、再現性の良い摩擦特性が得られることが分かった。次に、それらと濡れ性が非常に異なる軸受材料としてセラミックスを用い、鉱油を潤滑剤として実験を行ったが、上記の実験準備と予備実験に大半の時間を取られてしまったので、僅かな結果しか得られず、従って断定はできないが、濡れ性の悪いセラミックスの方が流体潤滑の範囲が狭かった。
    3.理論との比較
    ここで提案した理論は、従来のレイノルズ方程式において、粘生係数を修正するもので、形の上では希薄気体潤滑論に類似している。しかし、修正係数を実験から求められるものであるので、その係数を求めるまでには至らなかった。
    4.反省
    この研究専用の単純高精度な装置で実験を行う必要があった。

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  • 油膜破断部の境界条件に及ぼす濡れ性の影響

    研究課題/領域番号：62550106  1987年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  一般研究(C)

    中原 綱光, 京極 啓史

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    配分額：2000000円 （ 直接経費：2000000円 ）

    本研究は, 漏れ性が最も関係し, しかも流体潤滑の境界条件となる油膜破断部に着目して, その気液界面の挙動に及ぼす漏れ性の影響を調べることを目的とし, 本年度は一環の研究を行なった.
    1.円筒・平板型実験装置を用いた実験・・・金属性円筒とガラス平板を用いた実験装置を作製し, ガラス表面に, 透明なFEP(4ふっ化エチレン6ふっ化プロピレン)樹脂, PUdF(ふっ化ビニリデン)樹脂のコーティングを施し, 円筒平板間の隙間, 円筒回転速度を変化させて, 油膜破断気液界面の位置, 形状(すじ状流れの間隔, すじ長さ)を測定した.
    2.ジャーナル軸受型実験装置を用いた実験・・・ステンレス製軸とガラス円筒製軸受を用いた実験装置を作製し, 軸表面とガラス円筒内面にそれぞれFEP樹脂のコーティングを施したものと, 施していないものとを使用して, 軸受の偏心立, 軸回転速度を変化させて, 油膜破断位置, 形状及びその安定性を測定した.
    以上の研究より本年度に得られた結果をまとめると以下の通りである. 1.軸受(固定面)の漏れ性は油膜破断部に及ぼす影響力が大きく, 軸(移動面)の漏れ性は影響力が小さい.
    2.漏れにくい軸受面(固定面)を持つ軸受を用いると, 軸回転速度(すべり速度)の変化に対して, 油膜破断部の挙動にはヒステリシス現象が現れる.
    3.漏れにくい軸受面では, 油膜破断部は安定化する傾向にある.
    本年度の成果を踏まえて, 今後の展開としては以下の事が考えられる.
    1.漏れにくさの度合い(漏れ角など)を用いて, 定量的な扱いを考える.
    2.漏れ性の影響がより強く現れると考えられる, 動荷重下の軸受特性に及ぼす油膜破断部の挙動について, 漏れ性の影響を考慮した取扱いを考える.

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  • 表面粗さによって発生するミクロキャビテーションと流体潤滑の限界の関係

    研究課題/領域番号：60550104  1985年 - 1986年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  一般研究(C)

    中原 綱光, 京極 啓史

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    配分額：1900000円 （ 直接経費：1900000円 ）

    本研究では、流体潤滑の限界付近、すなわち流体潤滑から境界潤滑へ遷移する付近での、粗さのある二面間でのキャビテーションを含めた流体力学的作用を把握するため、表面粗さのあるピボット支持スライダーをしゅう動させ気泡発生の実験を行い、キャビテーションの発生する条件,及び発生状態の潤滑特性に対する影響を調べた。
    その結果、以下のことがわかった。
    1,粗さが大きい場合では、完全に流体潤滑域でも気泡が発生することがわかったが、粗さが小さいときになると接触する直前まで生じない。
    2,流体潤滑域で生ずる気泡は、軸受後端部の圧力の低いところで発生する。
    3,スライダーと回転円板が接触するときは、中央部からも気泡が生じ後流へ広がる。4,微小気泡が発生しても摩擦係数に対してほとんど影響がない。
    次に、表面粗さによって、油膜破断部がどのように変化し、その結果軸受特性にどのような影響を及ぼすかについて調べるために、表面粗さのあるパッドとローラーをしゅう動させる実験を行い、油膜破断部の観察を行なった。
    その結果以下のことがわかった。
    5,表面粗さによって、流体潤滑下の油膜破断領域に違いがみられる。
    6,表面粗さの異なるパッドを用いると、流体潤滑下でも摩擦力は異なる。

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