構造工学研究室

教員

大窪　和也（教授）Kazuya OKUBO

DB


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小武内　清貴（准教授）Kiyotaka OBUNAI

DB

本研究室では、主に


を中心に研究を進めている。

特にIの分野では、天然の竹を使った自然に優しい新しい複合材料（エコロジー複合材料）や、高強度または高弾性を持つ最新の機能性複合材料を開発しながら、なぜ、どのように複合材料が破壊するのかを、マイクロレベルで科学的に深く掘り下げる事により、その耐久性や信頼性を向上する技術に寄与している。またセルロースを用いた食品薄膜材料の力学特性や、マイクロマシンを想定したミクロな構造材料、ナノサイズの繊維（フィブリル化繊維）やナノサイズのカーボンチューブなどを使った最新の複合材料の特性なども構造工学の視点から研究している。さらに複合材料の考え方を福祉機器の開発に応用し、軽量で人に優しい介護（アシスト）装置への応用を研究している。

IIの分野では、高じん性あるいは温度に感応する特殊なタイプの接着剤の接着界面あるいは接着剤の凝集破壊の現象を力学面から検討し、接着剤を利用した機能性構造物の信頼性の向上に寄与している。また、マイクロ技術を応用した特殊な加工法により形成したミクロな凹凸を持つ特殊表面の接着性や反発性などを力学面から評価し、実際製品の製造技術への応用を目指している。

IIIの分野では、自動車等に使用されるCVT（無段変速機）やクラッチ用プレートなどについて、これまで解明されていない動力（パワー）の伝動機構や、性能をフルに発揮した時に発生する特殊な騒音の原因を構造工学の視点から最新の有限要素法を駆使して研究を進めている。また土木建築の分野で土砂運搬用などに使われる大型の搬送コンベアの電力ロスを解消するために、特殊な構造を持つゴムベルトの変形や変形発熱の現象を力学的に解明している。

これらの研究成果は、日本機械学会論文集、日本接着学会誌、日本複合材料学会誌、材料（日本材料学会誌）、自動車技術会論文、Journal of Composite Materials、Journal of Reinforced Plastics、ASME、 Composites、Trans. of SAE、International、J. of Adhesives and Adhesion、Composite Science and Technology、COMPOSITES等の主要な雑誌に論文として発表している。毎年の発表論文数は10〜15報である。

当研究室配属された学部生は、各自の卒業研究の成果を、必ず関連する学会の講演会または卒業研究発表会にて学会発表する。さらに、当研究室の修士及び博士課程学生は、複数回にわたり自己の研究成果を国内の専門学会で発表すると共に、海外での英語による研究発表を少なくとも年1回以上行い、自分の成果に対して自信を持って修了する。これにより、当研究室に配属された学生は、その能力と自信を得て社会に向かって卒業できるようにしている。

I．高分子系複合材料（Composite）の性能向上と新開発に関する研究

機械は、歯車、軸受、ネジ、バネなどの多くの要素に支えられて稼動しています。機械要素に関連する研究の多くは、社会のニーズに対して即戦的に対応できる必要があり、いわゆる応用研究の領域に位置付けられます。本研究室で取り組んでいる機械要素に関する主な研究を紹介します。

II．接着構造物の信頼性向上と高機能化に関する研究

1. 感温性粘着剤により一時自在に接着された薄膜ワークの最適はく離機構の開発
2. マイクロブラスト加工を用いたミクロな凹凸を持つ特殊表面性状の改善とそれによる高分子材の離型力の低減に関する研究

1. 自動車用金属VベルトタイプCVT（無段変速機）におけるブロック弾性変形に注目した変速速度予測とトルク伝達効率向上を目的とする動力損失要素の検証、および変速レスポンス向上のための開発研究
2. 自動車用ベルト式乾式高摩擦タイプCVT（無段変速機）におけるV溝中での部品変形と真の周回軌跡の把握による伝達馬力と燃費向上に関する開発研究
3. 自動車用ベルト式乾式高摩擦タイプCVT（無段変速機）の騒音発生メカニズムの解明
4. マニュアルクラッチに使用されるプレッシャープレートの高動力伝達時の熱変形に関する研究
5. 車輌の減速と解放の繰り返しに伴い発生する熱応力の繰り返しが引き起こす一体型ブレーキディスク中の微細き裂の進展に関する研究
6. 大型コンベヤのローラ接触部におけるベルトの局所変形が引き起こす動力損失とその低減技術に関する研究

研究室構成（2005年度現在）

　国際的視野に立った研究能力と競争力を得るために、当研究室の大学院の学生には、当研究室の研究に関連する海外の研究室を紹介し、積極的に海外での研究経験の機会を与えている。
　例えば過去の例では、米国のCCM、University of Delaware（3ヶ月間 Visiting Research Associate として）や、同じく米国のUniversity of Nebraska at Lincoln（1年間、高温下での複合材料の強度の時間依存性の研究）などに大学院後期課程（博士課程）の学生の派遣例がある。また現在においても、大学院後前期課程（修士課程）の学生が米国のCORNELL大学に留学中であり、本年度から次年度にかけてフランスのEcole Nationale Superieure des Mines de Paris に留学を予定している大学院後前期課程（修士課程）の学生も居る。
　さらに、現在在籍中の博士課程（後期過程）の学生のうち1名はベトナムからの留学生であり、博士課程（前期過程／修士）の学生のうちの1名はフランスからの留学生である。共に彼らには日本語でのコミュニケーションを求めず、学生同士を含めて英語による日常会話により研究室を運営している。

受託・共同研究概要