摩擦に頼らないブレーキ…曙ブレーキ、2020年実用化めざす
曙ブレーキ工業は、摩擦に頼らない「MR流体ブレーキ」の研究開発を東北大学流体科学研究所と共同で進めている。
MR流体(Magneto Rheological Fluid)とは、磁気に反応して液体から半固体へと変化する機能性材料。磁場を加えると、液体中に分散された粒径数ミクロンの強磁性体粒子(鉄粉)が磁界方向に整列して鎖状粒子クラスターを形成し、半固体化する。
MR流体ブレーキは、車両に固定した円盤と、ハブベアリングと同時回転する円盤の間にMR流体を充填する構造。ブレーキ内部に配置した電磁石のコイルに電流を流し、円盤と垂直の方向に磁界を発生させることで固定円盤と回転円盤の間に鎖状粒子クラスターができる。回転円盤は回転し続けているため、鎖状粒子クラスターがせん断変形を受け崩壊、隣のクラスターとつながり、また崩壊するという現象が繰り返され、回転円盤に抵抗力(ブレーキ力)が発生する。
MR流体ブレーキは摩耗粉が発生せず、環境負荷軽減に貢献。また、MR流体が磁場に数msという速さで反応するため、俊敏かつ安定した制御が可能となる。さらに、電子制御装置で電圧(起磁力)を直接コントロールするため、あらかじめ設定した効きのパターンの中から、ユーザーが好みのブレーキフィーリングを選べるようになる。
同社は約2年前から、超小型モビリティを対象に研究開発し、2015年3月に試作品を完成。スマートシティやスマートモビリティに適合したスマートブレーキとして、2020年の実用化を目指し、試験と改良を重ねている。
【新技術】曙ブレーキが摩擦を使わない「MR流体ブレーキ」を開発!
自動運転車への対応で2020年に実用化を目指す
曙ブレーキが従来とはまったく異なる新技術のブレーキを開発していると発表した。「MR流体ブレーキ」と呼ばれるこちらは、摩擦に頼らないという点で、これまでのブレーキとは考え方が異なる。目的としては2020年に実用化を目指す自動運転車への対応、及び環境への配慮だという。
そもそもブレーキは、ディスクをパッドで挟むなど、摩擦力を発生させて運動エネルギーを熱に変換して減速していた。
今回開発しているブレーキに使われるMR流体は、磁気に反応して液体が半固体に変化する流体のこと。磁場を加えることで、液体中に分散している、わずか数ミクロンの径の強磁性体粒子(鉄粉)が整列し鎖状粒子クラスターを形成する。
このMR流体を、車体側に固定された円盤と、ハブベアリングと一緒に回転する円盤との間に充填し、減速時は磁場を発生させて円盤の垂直方向にクラスターを形成する。すると鎖状クラスターがせん断変形を受けて崩壊→隣のクラスターと繋がる→崩壊という現象が続く。この抵抗力が減速エネルギーになるという仕組みだ。
このブレーキのメリットとしては
(1)ブレーキダストといわれる摩擦粉が発生せず、ノイズも出ないため環境負荷が軽減できること。
(2)磁場に対してMR流体が反応する速度が1000分の数秒という速さのため、安定かつタイムラグのない減速が可能となること。
(3)電子制御で磁力をコントロールするために、ユーザーがあらかじめ設定された減速パターンから好みのブレーキフィーリングを選べる。
などが挙げられる。
すでに2015年3月には試作品を完成。2020年の製品化を目指すとのことだ。
曙ブレーキ 磁性流体を利用した新ブレーキシステムを開発
2016年8月10日、曙ブレーキは自動車の電動化への対応と地球環境に配慮した製品として、摩擦に頼らない「MR流体ブレーキ」の研究開発を東北大学流体科学研究所(中野政身教授)と共同で進めていることを発表した。
曙ブレーキは2020年代に普及するとされている自動運転車への対応や、ブレーキからの摩耗粉やノイズを出さないといった環境への配慮の実現のため、MR流体を用いた技術により、摩擦ブレーキとは大きく異なる構造のブレーキを新たに提案している。
MR流体(Magneto Rheological Fluid)とは、磁気に反応して、特性が液体から半固体へと変化する磁性流体のことで、1960年代から研究されてきた機能性材料だ。磁場を加えると、液体中に分散された粒径数ミクロンの強磁性体粒子(鉄粉)が磁界方向に整列して鎖状粒子クラスターを形成し、半固体化する特性を持つ。
MR流体ブレーキは、車両に固定された円盤と、ハブベアリングと一緒に回転する円盤が交互に配置されている間にMR流体が充填されるという構造で、ブレーキ内部に配置された電磁石のコイルに電流を流し、円盤と垂直の方向に磁界を発生させることで固定円盤と回転円盤の間に鎖状粒子クラスターができる。
回転円盤は回転し続けているため、鎖状粒子クラスターがせん断変形を受け崩壊され、隣のクラスターとつながり、また崩壊されるという現象が繰り返されることで、回転円盤に抵抗力が発生する。この抵抗力がブレーキ力となるわけだ。
摩擦しないため摩耗粉が発生せず、環境負荷軽減への貢献につながる。また、MR流体が磁場に数ms(ミリセカンドは1000分の1秒)という速さで反応するため、俊敏かつ安定した制御が可能となる。さらに、電子制御装置で電圧(起磁力)を直接コントロールするため、あらかじめ設定された効きのパターンの中から、ユーザーが自分の好みのブレーキフィーリングを選べる。
曙ブレーキは約2年前から、超小型モビリティ車を対象に研究開発し、2015年3月に試作品を完成した。スマートシティやスマートモビリティに適合したスマートブレーキとして、2020年の実用化を目指し、実走、台上試験を行ないながらと改良を重ねているという。
ホイールを汚す粉塵が発生しない!摩擦を使わない「MR流体ブレーキ」を曙ブレーキ工業が開発
曙ブレーキ工業は、現状のブレーキと作動原理が異なる新発想の、摩擦を使わない「MRブレーキ」を東北大学流体科学研究所と共同で開発しました。
摩擦を使わないブレーキでは磨耗粉が発生しないので、アルミホイールの磨耗粉による汚れも無くなります。
この「MRブレーキ」は、車体側に固定された円盤とハブ側の円盤とを交互に対向して配置し、両方の円盤の間にMR流体を充填し、内部に磁場を発生させる電磁石を配置した構造になっています。
MR流体とは、磁気に反応して流体から半固体に特性が変化する流体のことで、1960年台から研究が続けられてきました。MR流体に磁場が働くと、MR流体中に分散された粒径が数ミクロンの鉄粉が磁界方向に整列して、流体中に鎖状粒子クラスターが形成され、流体が半固体化します。
「MRブレーキ」では、車体側とハブ側の両円盤の間に充填されたMR流体に、電磁石から磁界を働かせると、両円盤の間に鎖状粒子クラスターが発生します。このときハブ側の円盤は回転し続けるので、鎖状粒子クラスターがせん断力を受けて崩壊し、隣のクラスターとつながり、また崩壊されるという現象が繰り返されて、ハブ側の円盤に抵抗力が生まれます。この抵抗力がブレーキ力となって、タイヤの回転を止めることになるのです。
「MRブレーキ」のメリットは、?摩擦を使わないので、磨耗粉が発生しない、?MR流体は数ミリセカンド(1,000分の1秒)の短時間で反応し、ごく短時間でブレーキ力を発生できる、?電磁石による磁界の発生パターンを電子的に制御して、好みのブレーキ・フィーリングに調整できるという点が挙げられます。
曙ブレーキ工業では「MRブレーキ」を超小型モビリティ用のブレーキとして研究開発を開始し、2015年3月に試作品を完成しました。今後は2020年に実用化することを目指して、台上試験と実走試験による改良を重ねる、としています。
(山内 博・画像:曙ブレーキ工業)
曙ブレーキはコレをモノにできるかな
F1にもブレーキ供給されている事だしそっちとかでもトライアルしたりするのかな?
もしくはEVとかとの相性は良さげかな
Posted at 2016/08/10 21:19:02 | |
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