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工学教育研究部 工学科機械知能プログラム担当 |
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助教 |
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関連SDGs |
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論文 【 表示 ／ 非表示 】
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Hitonobu Koike, Kiichiro Arai, Koki Ohira, Shinichiro Ejiri and Masatake Hattori
Journal of Physics 3061 ( 1 ) 2025年8月
担当区分：筆頭著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Journal of Physics Conference Series
As carbon neutrality becomes more important, submersible pump bearings are required high sliding properties and long service life in the chemical industry for decarbonizing. In this study, we conducted the sliding bearing tests using carbon graphite bearings containing resin material and five types of the stainless-steel shaft sleeves with surface treatments, in a dry environment assuming the pump start up and the cavitation occurrence. In addition, we evaluated the surface roughness and amounts of wear of carbon graphite bearings. When the value of PV (Pressure×Velocity) was 5.24 kg/cm<sup>2</sup>.m/s in the pair of the resin composite carbon graphite bearing and the shaft sleeve coated Stellite, the motor shaft rotation continued the operation for 30 minutes. On the other hand, the motor shaft rotation of the other pairs stopped within 10 minutes due to seizure on the friction surfaces over 170 ˚C. As a result of the use of Stellite as the surface treatment, the self-lubricating film by carbon graphite formed on the whole friction surface of the shaft sleeve. This self-lubricating film formation helped reduce friction between the resin composite carbon graphite bearing and the shaft sleeve, which lowered the operation temperature.
DOI： 10.1088/1742-6596/3061/1/012016
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Hitonobu KOIKE,Katsuyuki KIDA, Koshiro MIZOBE
Tribology International 172 2022年5月
担当区分：筆頭著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Tribology International
The influence of PEEK (Polyether ether ketone) composite solid lubricant film on hybrid radial polymer bearing life, consisting of PEEK ring-PTFE (polytetrafluoroethylene) /graphite retainer-alumina balls, was investigated in terms of self-lubrication properties. A PEEK/graphite film layer formed around the ‘pure rolling contact’ track in the Hertzian contact area of the PEEK ring during rolling contact under dry conditions, and then covered the whole contact track. The PEEK/graphite film growth maintained smooth rotation of the bearings, avoiding seizure. Microgrooves on the PEEK ring strongly influenced the formation of PEEK/graphite film. This result helps effective tribological design of micro grooves for polymer bearings.
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Yuto Kase, Hitonobu Koike, Koshiro Mizobe and Katsuyuki Kida
Journal of Physics 3061 ( 1 ) 012017 2025年8月
担当区分：責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Journal of Physics Conference Series
In chemical situation use, PEEK (Poly ether ether ketone) is expected as one of bearing's material. PEEK bearings are required stable performance and long lifetime for a tribological application use in chemical environment etc. However, the thermal deformation or fatigue fracture on the PEEK bearing with PEEK/graphite film is not well known. In this study, rolling contact fatigue tests were conducted on PEEK-PTFE composite bearings under dry condition, with a radial load of 260 N and a rotational frequency of 1500 min<sup>-1</sup>. The tests compared the bearing's life between cases without cooling and with cooling using a jet cooler. To evaluate the progression of damage, the bearing's raceway surface observations using a microscope and surface roughness measurements were performed every 3.0×10<sup>5</sup> cycles under each condition. As a result, in the case without cooling, the bearing temperature increased rapidly within 3.0×10<sup>5</sup> cycles. Therefore, the thermal deformation of elliptical brinelling occurred on the bearing's raceway surface. In contrast, using a jet cooler significantly improved the bearing's life by approximately 900 percent compared to the case without cooling. While the bearing using a jet cooler achieved long life for 3.0×10<sup>6</sup> cycles, the fatigue cracks and pitting occurred on the bearing's raceway.
DOI： 10.1088/1742-6596/3061/1/012017
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Measurement of Fatigue Crack on PEEK Radial Bearings Under Water and Dry Repeated Conditions 査読あり
H. Koike, F. Anis, R. Yagasaki, Y. Nakamura, K. Mizobe, and K. Kida
Proceedings of the 13th International Conference on Advanced Materials and Engineering Materials, Springer Proceedings in Physics 324 195 - 204 2025年9月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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Effect on PEEK/Graphite Film for Raceway Surface of PEEK Hybrid Ball Bearings with Surface Crack 査読あり
H. Koike, T. Harajiri, T. Haraguchi, T. Matsueda, K. Mizobe, and K. Kida
Proceedings of the 5th International Conference on Metal Material Processes and Manufacturing, Springer Nature Singapore Pte Ltd 44 11 - 19 2024年3月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
書籍等出版物 【 表示 ／ 非表示 】
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Effect on PEEK/Graphite Film for Raceway Surface of PEEK Hybrid Ball Bearings with Surface Crack
Koike H., Harajiri T., Haraguchi T., Matsueda T., Mizobe K., Kida K.（ 担当： 単著）
Springer Proceedings in Materials 2024年
To clarify effect on the composite film layer of PEEK and graphite in PEEK hybrid radial alumina ball bearings with surface fatigue cracks, rolling contact fatigue tests were performed by using the PEEK bearing’s inner rings with the surface cracks in the dry and water conditions. When applied load and rotational frequency of the bearing were 98 N and 600–1400 min<sup>−1</sup>, the number of fatigue cycles of the PEEK hybrid bearings reached 1.0E6 cycles. The PEEK composite film containing nano-sized graphite particle covered the surface cracks on the PEEK ring’s raceway after the tests. In addition, friction heat and cyclic compression caused the plastic flow in the composite film layer of PEEK and graphite. Due to effect of the PEEK/graphite film, the fusion of the cracks on the raceway surface of the PEEK inner ring occurred. The accumulation layer of PEEK/graphite film reduced the surface defects such as surface cracks on the raceway of PEEK inner ring, which improved the bearing’s performance.
MISC 【 表示 ／ 非表示 】
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Comparison of Accuracy of Backlash and Fatigue Wear of PEEK-graphite Composite and UHMWPE Bushes in Robot Joint
Hitonobu Koike, Mizuho Kiba, Kazuya Nishitani, Kenji Kanemasu, Katsuyuki Kida
FRONTIERS OF MANUFACTURING SCIENCE AND MEASURING TECHNOLOGY V 655 - 662 2015年
記述言語：英語 掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（国際会議）
講演・口頭発表等 【 表示 ／ 非表示 】
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Wear evaluation of resin composite carbon graphite bearings for canned motor pump in dry environments 国際会議
Hitonobu Koike, Kiichiro Arai, Koki Ohira, Shinichiro Ejiri, Masatake Hattori
The 10th International Conference on Mechanical Structures and Smart Materials 2025年5月17日
開催年月日： 2025年5月17日 - 2025年5月19日
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
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水中環境下の樹脂含浸カーボングラファイトベアリングのトライボロジー評価
古池 仁暢 、西川 卓見 、金丸 誠 、江尻 真一郎 、大平 康貴 、服部 雅威
日本機械学会 2025年度年次大会 2025年9月9日
開催年月日： 2025年9月7日 - 2025年9月10日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
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Effect on thermal deformation and fatigue wear on PEEK-PTFE composite bearing with a jet cooler under dry condition 国際会議
Yuto Kase, Hitonobu Koike, Koshiro Mizobe, Katsuyuki Kida
The 10th International Conference on Mechanical Structures and Smart Materials 2025年5月17日
開催年月日： 2025年5月17日 - 2025年5月19日
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
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ドライ環境下の樹脂含浸カーボングラファイトベアリングの摩耗評価
荒井, 古池, 江尻, 大平 , 服部
日本機械学会九州支部第78期総会・講演会 2025年3月6日
開催年月日： 2025年3月6日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
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音響校正器ピストンホンの性能向上に関する研究
西田 大翼，盆子原 康博，甲斐 拓海, 古池 仁暢，寺薗 信一
日本機械学会九州学生会第55回卒業研究発表講演会 2025年3月4日
開催年月日： 2025年3月4日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
受賞 【 表示 ／ 非表示 】
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BestPaperAward
2023年7月 CMPSE2023 organizing committee Effect on PEEK/graphite film for raceway surface of PEEK hybrid ball bearings with surface crack
H.Koike,T.Haraguchi,T.Harajiri , T.Matsueda , K.Mizobe , K.Kida
受賞区分：国際学会・会議・シンポジウム等の賞
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BestPaperAward
2019年10月 CMPSE2019 organizing committee Observation of Tribological Wear on PEEK Shaft with Artificial Defect under Radial Rolling Sliding Point Contact
Hitonobu KOIKE「他」
受賞区分：国際学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：タイ王国
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BestPaperAward
2019年4月 ICAMEM2019 organizing committee Observation of Tribological Fatigue Fracture on PEEK Shaft with Artificial Defect under One-point Rolling Contact by using 2.5D Layer Method
Hitonobu KOIKE「他」
受賞区分：国際学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：ホンコン(香港)特別行政区
科研費（文科省・学振・厚労省）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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微細加工面の摩擦化学反応によるハイブリッドポリマーベアリング自己潤滑膜の制御
研究課題/領域番号：23K03647 2023年04月 - 2027年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費基金 基盤研究(C)
担当区分：研究代表者
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ハイブリッドポリマー軸受の摩擦化学反応による自己修復発現メカニズムの解明
研究課題/領域番号：19K04150 2019年04月 - 2023年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費補助金 基盤研究(C)
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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ハイブリッドポリマー軸受の摩擦化学反応による自己潤滑膜の生成メカニズムの解明
研究課題/領域番号：16K06042 2016年04月 - 2019年03月
科学研究費補助金 基盤研究(C)
担当区分：研究代表者
共同研究実施実績 【 表示 ／ 非表示 】
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滑り軸受の摺動特性に関する研究
2024年04月 - 2026年03月
日機装株式会社 インダストリアル事業本部 国内共同研究
担当区分：研究代表者 共同研究区分：国内共同研究
研究・技術シーズ 【 表示 ／ 非表示 】
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軸受のトライボロジーに関する研究
機械部品の摩擦や摩耗に関する研究
樹脂機械要素に関する研究ホームページ： 宮崎大学工学部
技術相談に応じられる関連分野：樹脂軸受のトライボロジー，PEEK樹脂，自己潤滑膜
メッセージ：★共同研究を歓迎いたします．ぜひお問い合わせ下さい．卒業研究にも対応します．