真空断熱ボトルの成型加工と構造設計に関する研究

9220000
9090000
9320000
11458000
DOSHISHA UNIVERSITY
12379000
ステンレスボトル魔法瓶生産量
21600000
20000000
19000000
ペットボトルの
普及
11172000
9947000
9489000
7473000
6320000
6020000
5280000
5370000
内層
7170000
8060000
熱
12114000
外層
5960000
熱
13785000
真空断熱ボトルの有用性向上
真空断熱構造とは...
ステンレスボトル魔法瓶生産量
真空層
近年高まる環境問題に対する意識
繰り返し使うことができる
水筒やステンレスボトルが注目されている…
1
目的
ステンレスボトルの需要拡大を受けボトルに対する様々なニーズ高まっている
軽量化
保温効力の向上
問題点
フタ
変形現象が定か
ではないため板
厚を厚くし対策し
ていた.
目的
変形現象の把握し,
軽量化に繋がる設計
の必要性
外筒
内筒
熱
熱
ボトルの各要素
の影響がわ
かっていない
目的
銅
箔
真空層
各要素の影響
を検討し,更
なる保温効力
向上を目指す
真空処理後変形ボトル
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2
取り組み①
課題として…変形の要因の解明
論文や文献で調査⇒似たようなものがあるがスケールが違う…
現場の詳細を知る必要があると考えた
工場見学を提案⇒実際の製造工程を調査,現場の方への聞き込みも行った
結果…
いくつかの変形の要因のヒントを得た
また,明確な設計指標がなく,現場のノウハウに頼っていることが見受けら
れた
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3
取り組み②
シミュレーション主体の研究
スピード・正確性・妥当性が課題
シミュレーションの運用・原理の勉強は大前提であるが…
特に工夫した点
・モデルの効率化(形状・要素・メッシュなど)
・境界条件の設定
・結果の検証
実際の現象と一致しない場
合が多い…
得た結果は
チームメンバー
と共有する
得た結果は良い結果であっても,まず疑いその結果の原因を探ることを徹底し,
正確で有用なデータを得た
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4
今後の課題
軽量化(構造設計)
結果
変形現象を把握し,それにより形状パラメータ(L/D,D/tc)によって,ボトルの設計指標の作
成に成功
今後の課題
加工による板厚のバラツキも変形に影響している可能性⇒加工を含めた設計指標
修了までに…
上記課題は達成できる.加工による影響を把握し,安全率を算出し設計指標に繋げる
保温効力の向上
結果
ボトルの各要素による保温効率への影響がわかった
今後の課題
ボトルの構造に影響しない輻射材を用いた保温効率向上を目指す
修了までに…
上記課題は達成できるが,内筒に関する新しい材料の機能性向上も行う可能性あり
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5