研究室紹介
弾塑性力学研究室
講師：今村 仙治
主な研究テーマ
- 知能型万能試験機による弾性一塑性遷移点の測定
- 疲労限と弾性一塑性遷移点との関係
- 知能型万能試験機による材料固有の機械的性質の測定
- 機械的性質に及ぼす断面形状と寸法効果
- 知能型万能試験機における新しい材料力学の構築
メッセージ
新しく開発した知能型万能試験機では応力、ひずみ及び時刻の３軸空間としての量を計測出来ることから、粘弾性体や弾塑性体の固有の機械的性質の測定が可能となり、新しい材料力学についての研究を行っています。
新しい材料試験法による材料の定量化
当研究室では、安全で経済的な機械や構造物を作るときの材料の正確な機械的性質を計測し、これらの数値を理論化することを目的として研究を行っています。計測法の特徴は、力と変形のみならず微小荷重区間における変形停止時刻を測定することにあります。荷重－変形－時刻の３次元空間を解析することにより、これまで測定出来なかった種々の機械的性質や、疲労による材質の劣化状態等を正確に知ることが出来るようになりました。測定対象は流体以外の粘性体、弾性・塑性体です。
材料工学研究室
教授：橋本 純 助教：中村 理恵
主な研究テーマ
- 亀裂進展を利用したセラミックスの分割法に関する研究
- セラミックスからなる破壊力学用試験片への予亀裂付与法に関する研究
- 雨水浄化再使用に関する研究
- 天然繊維を強化材とした複合材料に関する研究
メッセージ
耐熱性、耐腐食性、耐摩擦性などにおいて、優れた特徴をもつセラミックスは幅広く利用されています。しかし加工効率が悪いことから省エネ型の環境にやさしい加工技術の開発などを試み、ロハスについて議論しています。
セラミックス加工技術の開発とロハスを考える
一般に鋼や銅などの金属材用の切断は、鋸刃により行われています。この場合、刃幅分の切屑が発生するので、環境問題の１つに挙げられ、さらに大きな材料では、切断までに多くの時間と多量のエネルギーを使用するという問題も抱えています。一方、耐熱性、耐腐食性、耐摩耗性などにおいて、優れた特徴を持つセラミックスは、ロケットの耐熱タイルやエンジン、さらには半導体から人工骨まで幅広く利用されています。一般にセラミックスの切断も、ダイヤモンド砥石や鋸刃などの刃物により行われています。しかしセラミックスの特徴が逆効果となり、刃物の損傷は著しく、切断までの時間とエネルギーは、金属の場合よりもより多く必要となるため、さらに環境に負荷がかかります。このためセラミックスの切断などにおける問題を解決するように、次の研究テーマを設けて、省エネ型の環境にやさしいセラミックス加工の技術開発を試みるとともに、ロハスについて議論しています。
サステナブルシステム研究室
教授：柿崎 隆夫 助教：遠藤 央
主な研究テーマ
- ロハスのための再生可能エネルギー蓄積および制御の研究
- 移動ロボットによるライフサポート・ヘルスケアの研究
- ロハスのための水中ロボット環境センシングの研究
- 放射性物質除染のための群ロボットの研究
- コンピュータ人間モデルによる災害避難シミュレーションの研究
メッセージ
情報デバイス、センサロボティクス、ホームＩＣＴ、ウェアラブルセンシングそしてヒューマンライフログなど、 幅広い世界とテクノロジとインタラクトしながら、１０年後の世界をリードするイノベーションを目指した研究開発を推進していきます。
サステナブルな世界のデザインを目指して
日本大学工学部においては未来に向けたロハスイノベーションが始動しつつあります。本研究室では、世界に先駆けたこのプロジェクトの一翼を担うべく、
地域から人間まで包含した持続型システムのデザイン規範を研究していきます。このためロハス環境内外のセンシング情報をからシステムの基本構造を同定、
ついでロハスダイナミクスモデルを構築し、最終的には関連するエネルギ、コントロール、ロボティクス、ヒューマンインタフェース
そしてホームネットワーク等の各要素技術を統合、ロハス社会実現に向けた重要基盤の一つとなるサステナブルシステムデザイン技術として確立します。
スタッフ陣は学生諸君が研究を通じて骨太な技術を体得できるよう明るくそして熱く指導していきます。
バイオメカニクス研究室
教授：西本 哲也
主な研究テーマ
- 自動車のアクティブ・パッシブ制御への生体情報の応用
- 自動車へ救命機能を搭載するための研究
- 安全な機械システムを設計するための人体の衝撃特性に関する研究
- 人体傷害のコンピュータシミュレーション
メッセージ
どうすればケガをしない自動車が作れるかを目標にした研究を実施している研究室です。これは機械工学のなかでバイオメカニクスと呼ばれる新しい分野の研究です。機械のみならず医学分野を学んで研究を進めていきます。
より安全な自動車社会を目指して
当研究室では自動車の安全性能に関する研究を実施しています。現在の自動車の安全性能の評価は、衝突実験用ダミーによって加速度等の物理量を測定し、それより傷害の程度へと換算して行っています。しかし、近年では人体モデルを用いたコンピュータシミュレーションにより新型車の安全性能を解析し、迅速な車両開発を目指す方向にあります。ところが、この人体モデルに必要なヒトの力学特性がよく分かっていないですし、また人体モデルも怪我を適切に評価できるようにさらに開発を行っていく必要があります。私たちは交通事故による被害を最小限にとどめるための研究を行い、より安全な自動車造りを支援していきます。
熱機関研究室
教授：森谷 信次
主な研究テーマ
- 石油代替燃料のディーゼルエンジンへの適用
１．アルコール燃料
２．廃プラスチック熱分解油
３．植物油
４．動物油
５．廃食油
６．石炭液化油
７．木質熱分解油等の利用 - バイオエタノールの生成
メッセージ
石油などの化石燃料に代わる燃料の開発に取り組んでいます。NOxや黒煙の排出が少ないエタノールと軽油の混合燃料やプラスチックから採取される廃プラスチック熱分解油、あるいは大学の食堂からの廃食油を使った研究とそれらの実用化を目指しています。
化石燃料に代わる新時代の燃料の実用化を目指す
私たちは、石油などの化石燃料に代わる燃料の開発に取り組んでいます。NOxや黒煙の排出が少ないエタノールと軽油の混合燃料やプラスチックから採取される廃プラスチック熱分解油あるいは大学の食堂からの廃食油を使った研究とそれらの実用化を目指しています。また、排気ガスの熱の再利用を目的とした熱再生内燃機関（スターリングエンジンと内燃機関を合体させたエンジン）を考案し、研究開発を進展させることで、環境に良い循環型資源リサイクル社会の実現を目指しています。
ｻｽﾃﾅﾌﾞﾙｴﾈﾙｷﾞｰ研究室
研究所教授：小川 清
主な研究テーマ
- 吸収冷凍機の高性能化に関する研究
- クラスレート水和物による冷熱蓄熱に関する研究
- LiBr水溶液による冷媒吸収促進効果に関する研究
- 各種熱媒体の熱および輸送的性質の研究
メッセージ
快適な生活空間を維持するために空調システムは欠かせません。吸収冷凍機は従来の冷凍機と比べ省エネルギーであり、さらなる性能向上を図る目的でその作業媒体である溶液に界面活性剤を添加し、冷媒の吸収促進を図る研究を行っています。また、夏場の消費電力のピークをカットするため安価な夜間電力を利用してクラスレートを生成させ、昼間の空調の冷熱源として利用する研究も行っています。
CO2削減のために省エネルギーシステムの開発と冷・温蓄熱の推進を目指して
ものづくりには多くのエネルギーが消費されます。その大半は化石燃料と原子力エネルギーによって得られる電気エネルギーです。いま地球は化石燃料の枯渇、CO2やフロンによる環境破壊、また世界の人口増加による食料不足など解決しなければならない多くの問題を抱え、それらはお互いにリンクしています。快適な生活環境を維持するためには、さらなる省エネルギー機器の開発とその高性能化、またエネルギーの有効利用が必要不可欠となります。
ｻｽﾃﾅﾌﾞﾙｴﾈﾙｷﾞｰ研究室
准教授：佐々木 直栄
主な研究テーマ
- 水冷媒の吸収および吸着促進に関する研究
- 蓄熱促進に関する研究
- 単相流の伝熱促進に関する研究
- 各種冷媒の沸騰・蒸発および凝縮促進に関する研究
- 電子機器の冷却促進に関する研究
メッセージ
われわれの研究テーマは、有効なエネルギー資源を持たないわが国にとっても重要なテーマであり、無尽蔵な新エネルギー資源が開発されない限り“永遠のテーマ”と言えるものである。
持続可能社会実現の基盤となるエネルギー有効利用技術
わが国が独自に開発したヒートポンプ式給湯システム（エコキュート）に代表されるように、わが国のヒートポンプシステムは世界No.1の効率を誇っています。世界に誇れるヒートポンプ技術の更なる高効率化に寄与する研究だけでなく、さまざまな熱源（空気、水、地中など）に対応するための研究にも取り組み、有限なエネルギー資源を持続的に活用できる社会の実現に貢献していきます。
流体システム工学研究室
教授：清水 誠二
主な研究テーマ
- アブレシブ・インジェクション・ジェットの流動構造と加工特性
- アブレシブ・サスペンション・ジェットによる水中切断
- キャビテーションジェットの有効利用
- ファンジェットによる表面処理
メッセージ
ウォータージェット技術の有用利用法とそれに関わる流体現象について、高速ビデオなどを利用した可視化手法によって実践的に研究しています。
水で切る！
「ウォータージェット」という言葉を耳にしたことがありますか？ウォータージェット技術とは、3000から4000気圧ほどに加圧した水を小さなノズルから噴出させ、それを材料に衝突させることで切断や穴あけを行う技術です。水に研磨材を混ぜることで、金属やコンクリートなどの硬い材料も加工することができます。加工時に温度の上昇がないことや粉塵の発生がないなど、他の加工方法にない利点があります。当研究室では、ウォータージェット技術に関する研究の他、液体が高速で流動する場合にともなう色々な現象を明らかにするための研究も行っています。
流体システム工学研究室
准教授：彭 國義
主な研究テーマ
- 高速度ウォータージェット流のCFD解析
- CFD解析による水噴流ノズルの設計に関する研究
- キャビテーション流の実用的解析手法の研究開発
- 微細気泡の可視化計測と有効利用に関する研究
メッセージ
水を高速度で噴射する「ウォータージェット」技術は、様々な分野で幅広く利用されていますが、その流れは未知の点が多く、特にキャビテーション・ジェットの場合、可視化手法で流れの内部を観察することは困難です。当研究室では、CFDの手法を用いてジェット流れの構造を解明し、噴流ノズルの最適設計などに関する研究を行っています。
コンピュータで流体の流れをシミュレートする
流体工学とは、流れ現象を「工学的」に取り扱い解明することで流れを扱うシステムの効率化を図ったり、そのための新技術を開発したりする学問分野です。水を高速で噴射する「ウォータージェット」は、新しい加工技術として様々な分野で幅広く利用されていますが、その流れは未知の点が多く、特にキャビテーションを伴うウォータージェットの場合、数多くの気泡が含まれているので可視化手法を用いて流れの内部を観察することは困難です。当研究室では、CFD の手法を用いることでジェット流れをシミュレートし、ウォータージェット流れの解明、さらに流れの最適化による噴流ノズルの設計などに関する研究を行っています。
流体工学研究室
講師：岡 憲治
主な研究テーマ
- 分岐・合流管のエネルギー損失
- 合流管の速度分布
- 合流管の流れの可視化
メッセージ
分岐合流管内の複雑な流動とそのエネルギー損失を、実験により定量的に解明し、理論研究の成果と対比することにより、流動機構の解明、エネルギー損失公式の誘導など、未知の領域について基礎的研究を行い、流体工学の進展に寄与するのが目的です
空気や水、血液の流れまで研究し人類に貢献する
さまざまな管の中を流れていく水や空気などの流体のメカニズムは未だに解明されておらず、私たちはその研究に取り組んでいます。１本の管から２本、３本へと分岐したり、逆に複数の管が１本の管に合流したとき、また違う物質が混流した時の流体の速度や流動状況はどうなっているのか、配管のモデルを作ってさまざまな実験をします。トンネルや地下鉄も大きな管だと考えれば、その中の換気をどうすればよいのかという方法にもつながるでしょう。そしてさらに、当研究室では人間の血管のような生体流体力学に至るまで研究の進展を目指しています。
計測・診断システム研究室
教授：横田 理
主な研究テーマ
- レプリカ法による表面粗さの測定及び評価
- スクラッチ試験による溶射皮膜のアコースティック・エミッション特性
- コンクリート構造物の健全性評価
- 生体機能計測機器の開発と評価
メッセージ
本研究室は、身の回りの現象を利用した科学的な考えや工学の面白さの実体験と創造的な知見の提供を考えています。これを踏まえたモットーは、好奇心、忍耐力、判断力を養うことに重点を置き、楽しい雰囲気の中で研究しています。
安全性・信頼性を高め生体にも優しい計測技術を目指して
金属材料に特定の機能性を持たせるためには、例えばホーロー鍋のように、その表面を被覆（コーティング）することがあります。当研究室では、主にアルミナやジルコニアのようなセラミックスを取り上げ、その被膜の強度、摩耗、寿命の研究を進めています。その他、材料を分離したり、破壊しないで内部の状態の特性を調べる電磁誘導法、アコースティック・エミッション等を用いて、材料の性能を測定、評価なども行っています。また、ゴム、テニスボールなどの弾性体、ゼリー、こんにゃくなどの軟体物、生体部位の柔らかさを測定できるプローブの開発に取り組んでいます。これからはいずれも、材料や、生体の安全性、信頼性をより高め、環境に優しい構造物、人間に無侵襲な計測機器にしていくことが大切だと考え、研究を行っています。
計測・診断システム研究室
准教授：齋藤 明徳
主な研究テーマ
- マイクロ工作機械の機上計測方法
- 非接触センサを用いた工作機械の運動精度測定方法
- 多関節ロボット型ウォータジェット加工機の応用
- 小型風力発電用翼形加工支援システム
メッセージ
工作機械は機械を構成する部品を作る機械であるため，母なる機械と呼ばれています。その工作機械を中心に，より良い生産システムの開発を目指して，加工と計測に関する研究に取り組んでいます。
「ものづくり」をしっかりと支えるために
皆さんは粘土細工をしたことがあるでしょうか？粘土の塊から人や動物など様々な造形を作り出すことができます。その工程で、私たちは、自分が作業しやすい角度に粘土を置き直したり、その逆に、粘土に対して体の向きを調整したりしながら、作業を進めて行きます。複雑な形状の機械部品を加工するために、これと同じような動作を行う多軸工作機械という機械があります。多軸工作機械は、マリンプロペラや自動車のボディの金型など複雑で美しい曲面を金属材料から工具を用いて削り出します。私たちの研究室では、その性能を向上させるために、1.機械がもつ誤差を評価する方法、2.付加価値を生む加工方法について研究を行っています。
計測・診断システム研究室
准教授：長尾 光雄
主な研究テーマ
- 生体の柔らかさ及び発生信号の計測と診断
- 生体の骨開孔切削支援制御装置の開発
- 機械からの発生騒音の低減予測手法と評価方法
- 環境に優しいバルブレス流体機械の開発
メッセージ
人体の硬さ柔らかさ及び剛性を診断する際の客観化計測装置の開発、機械からの異常音や発生騒音の制御技術に関する研究や、また自然環境・人体に有害な固液混相流体安全移送ポンプの研究、他に機械設計製図教材開発なども行っております。
生体センシング・快適な音空間・人と自然に優しいポンプの創造を目指して
●臨床医療技術を支援する生体計測方法の提案と試験装置の開発を目指して、靱帯の張力や剛性計測プローブ、生体部位の柔かさやこり計測プローブ、脊椎計測プローブなどに取り組んでいます。●生活環境に氾濫している音には快適・不快・情報といった音環境があり、不快・ストレスと感じる騒音を静音化する技術に取り組んでいます。●人の健康や自然環境に有害な汚染物質・放射線物質・産業廃棄物などが混入した液体を安全に移送するポンプシステムの設計開発に取り組んでいます。
創成学研究室
教授：加藤 康司
主な研究テーマ
- ロハス機械の開発研究（自然共生技術の開拓）
- ヘルスマシンの研究（健康と仕事の合体）
- 機械と大システムの異常検出故障予知の研究（大事故による環境汚染の防止）
- 機械の水潤滑の研究（環境汚染の原因となる油の使用量の減少）
メッセージ
発達した強力で強大な機械と多様な新物質は、地球環境を破局へと追い込んでいます。生物の種は自然の1000倍の速さで激減しております。21世紀の若者にはそのような地球を破局から救う新しい生き方としてのロハスの確立とそのための新しい技術の開拓が求められます。これに貢献できる機械技術を研究しております。
地球を救う技術とロハス
（LOHAS：Lifestyles of Health and Sustainability）
1750年代に始まった産業革命と1900年代の２度の世界大戦の時期に発達した強力で強大な機械と多様な新物質は、人の生活を便利にする一方で、地球環境を破局へと追い込んでいます。すなわち天然資源は日々涸渇しつつあり、生物の種は自然に起きる速さの約1,000倍で絶滅しております。21世紀の若者にはそのような地球を破局から救う新しい生き方としてのロハスの確立とそのための新しい技術の開拓が求められます。そのために摩擦・摩耗・潤滑に関する科学技術（トライボロジー）を通してこれに貢献しようと考えて次の研究テーマを設定しております。
創成学研究室
准教授：伊藤 耕祐
主な研究テーマ
- 現代社会のニーズに即応する「低摩擦材料と水および油による潤滑システムの基礎と応用の研究」
- 近未来のニーズを先取りする「導電性摩擦システムの基礎研究」および「摩擦誘起による新材料創成の基礎研究」
- LOHASのためのトライボロジーの基礎と応用の研究
メッセージ
学生の自主性を尊重し適性を考慮した課題設定と指導を心がけています（上記テーマは一例です）。健康で持続可能なライフスタイル「LOHAS」の実現のために、トライボロジーができることは何かを共に学び、考え、研究しましょう。企業の方からの技術相談や受託研究も行っております。お気軽にご相談下さい。
LOHASのためのトライボロジー
トライボロジーとは、摩擦、摩耗、潤滑に関する科学技術です。摩擦が大き過ぎればエネルギーの無駄となり、
小さすぎればブレーキは効かず、滑って歩くことすらできません。
摩耗が大き過ぎれば故障や資源の無駄となり、小さすぎれば切削加工（＝意図的に摩耗させること）ができません。
潤滑油は摩擦・摩耗の最適化に不可欠ですが環境汚染の原因にもなり得ます。自動車などの「動く機械」や
我々の健康維持・増進に役立っている医療器具等、ほぼすべての機械にとってトライボロジーの最適化は不可欠です。
それらの機械を作るための工作機械も同様です。当研究室では、現代社会ニーズ即応型の応用研究や近未来ニーズ対応型の基礎研究等を通じて、
100年先を見据えた環境適合型社会のあり方とLOHASのための技術を提案することを最終目標としています。
創成学研究室
助教：武樋 孝幸
主な研究テーマ
- 地中熱抽出の研究
- 家のエネルギー自立システムの研究
- 家の温熱環境制御の研究
メッセージ
化石資源は枯渇しつつあり、地球環境は再生不可能に陥ろうとしています。この現状をロハスの考え方と技術によって解決することを目指しています。具体的には、自立共生の家とコミュニティづくりをテーマとして、エネルギー自立、環境共生、健康増進のための機械を研究しています。
世界を救うロハスの家
石油を得た人類は森を消し、山を掘って重金属を地表に流し、二酸化炭素を大気に放出し続けてきました。このような現状を「家」に基づくライフスタイルから
解決するために、エネルギー自立、廃棄物ゼロ、健全な生活を実現するロハスの家の研究をしています。
私たちの生活に必要な電気を作り出すための「風車」や水道水の圧力利用する「水道発電」の研究、二酸化炭素排出源の多くを占める冷暖房の問題を解決する
ための「ヒートポンプ」の研究、等に取り組んでいます。
バイオマテリアル研究室
准教授：田村 賢一
主な研究テーマ
- CAD/CAMによるTMA真空焼結体製の再生骨部品の開発
- 新しい光触媒材料の開発
- 光触媒効果を利用した水質浄化の研究
メッセージ
TMA（チタン・メディカル・アパタイト）は新しい生体用アパタイトです。骨は生体用アパタイト、コラーゲンおよび体液で構成されています。当研究室では、TMA真空焼結体を製作し、CAD/CAM加工による再生する代用骨部品の製作およびpHの影響を調べています。また、TMA真空焼結体についてアメリカの特許を取得しました。
からだに優しい生体材料を開発する
近年、病気や事故が原因で人工関節や人工歯根を使用する場合があります。この材料には軽くて強いチタン合金が多用されていますが、、残存骨との融合不良、骨摩耗によるゆるみが生じて再手術となることもあります。このためヒトの骨や歯などの構成物質：「生体用アパタイト」という粉末材料をチタン合金と複合使用して再生反応を促進させています。そこで当研究室では、アパタイト単体の代用骨の製作を目指して、「チタン・メディカル・アパタイト（TMA）」という新しい生体用アパタイトの真空焼結体を作製し、焼結体の力学特性、切削加工性、動物実験による再生能力などについて検討しています。
設計研究室
准教授：岡部 宏
主な研究テーマ
- 福祉機器の試作的研究
- 圧電素子を用いた小形モータの研究
- レオナルド・ダ・ヴィンチの機械の復元
メッセージ
私の研究室ではものづくりを通して機械工学を学びます。福祉機器や工場等での作業環境改善に必要とされる“もの”の具現化をテーマに、調査や設計・製作、性能試験等を行い、一連のものづくりの過程を学びます。
現代社会に求められる新しいモノづくり
当研究室では、材料力学と材料工学を重視しています。そして、社会のニーズに基づいたモノづくりを目指し、パソコンのプリンタや一眼レフカメラなど、さまざまな分野で実用化されている圧電素子を利用して、リニアモータの開発を行っています。構造を簡略化・小型化することを目標に、モノレール式のリニアモータを試作し、新しい駆動方式の駆動原理や特性について研究を重ねています。その他にも、安定して移動できる車椅子の試作や人力ヘリコプタの構造研究、ダ・ヴィンチの機械を復元し、その構造について研究するなど、実際に材料を応用しながらモノづくりのノウハウを学び、独自の研究につなげています。
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