機械工学専攻 博士後期課程
「人材の育成に関する目的」及び「教育研究上の目的」
今日、われわれの豊かな生活は電気を始めとして様々な種類のエネルギーに依存している。かつては石炭や石油、あるいは原子力などを利用して発電してきたが、環境に与える影響を考慮して、現代ではより環境負荷が小さい水素エネルギーなどのグリーン・エネルギーへの転換を高める努力がなされている。一方、各種産業においてはエネルギーの有効活用という観点から、諸々の技術の高効率化が強く要請されている。また、高い性能を実現するために、より高機能な力学特性を持つ構造材料の設計・開発・新しい加工技術、自然災害を含む外部からの力学的擾乱に対する能動的および受動的制御が求められる。機械工学は生産に携わるあらゆる産業の基盤であるばかりでなく、到来しつつある高齢化社会において人々の暮らしをサポートして、豊かな生活から幸福な生活への転換を促す技術開発においても要となる分野である。
本専攻は、前述の社会的要請や高齢化社会における人々の幸福な生活の実現に対して柔軟に対応できる優れた技術者ばかりか絶えず問題意識を持ち続けて自発的に研究テーマを開拓し、先端的な技術開発に関わる研究者を養成することを目的としている。
上記の目的に照らして、従来の産業の基盤となっている熱・流体工学およびトライボロジーを母体とする「エネルギー工学教育研究分野」、材料力学、最適設計、計測制御工学および加工技術を母体とする「機械システム工学教育研究分野」の2つの教育研究分野によって、本専攻は構成されている。
本専攻は、前述の社会的要請や高齢化社会における人々の幸福な生活の実現に対して柔軟に対応できる優れた技術者ばかりか絶えず問題意識を持ち続けて自発的に研究テーマを開拓し、先端的な技術開発に関わる研究者を養成することを目的としている。
上記の目的に照らして、従来の産業の基盤となっている熱・流体工学およびトライボロジーを母体とする「エネルギー工学教育研究分野」、材料力学、最適設計、計測制御工学および加工技術を母体とする「機械システム工学教育研究分野」の2つの教育研究分野によって、本専攻は構成されている。
研究分野の特色
エネルギー工学教育研究分野
わが国の未来の繁栄の鍵を握るエネルギー・システムについて、高効率エネルギー変換技術、低エネルギー消費型・低環境負荷型輸送システム、水素エネルギー利用技術、摩擦・摩耗の低減化によるエネルギー効率改善等の最新知識の教育および研究を行う。本教育研究分野では、熱力学、流体力学、トライボロジーにかかわる研究者で組織し、エネルギー先端技術の総合的な教育研究体制を取っている。
機械システム工学教育研究分野
機械工学分野において根本的な、機械を構成する材料、それを加工するための技術、また求められる機能を発揮できる適切な構造の設計に関する最新知識の教育および研究を行う。本教育研究分野では材料力学、最適設計、加工学、機械力学、制御工学、ロボット工学を専門とする研究者から構成され、機械の設計・製作にかかわる総合的な教育研究体制を取っている。
研究指導教員及び研究指導内容
エネルギー工学教育研究分野
| 氏名 | 役職 | 研究テーマ例／研究指導内容概略 |
| 髙坂 祐顕 Kosaka Masataka 博士（工学）（佐賀大学） [詳細] |
教授 | 研究テーマ例
水素エネルギー有効利用の問題は、国のエネルギー開発の重要課題とされており、今後、更なる発展が期待される分野である。次世代エネルギーである水素エネルギーを有効に利用するための水素貯蔵・輸送法および水素利用システムの開発を目標に熱力学、伝熱工学に基づき理論的・実験的研究方法を用いて熱解析などの計算モデルを構築し、燃料電池自動車の水素充填問題や水素吸蔵合金を使用した水素貯蔵器や熱駆動型冷凍機など水素利用システム開発に係わる研究を行う。 |
| 福地 亜宝郎 Fukuchi Aporo 博士（工学）（都立科学技術大学） [詳細] |
教授 | 研究テーマ例
ロケットエンジンを含む内燃機関開発に重要な燃焼工学，実際のロケットの設計に重要な推進工学に基づいた研究を実施します。燃焼は伝熱，流れ，化学反応を伴う複雑な現象であり，それぞれのメカニズムの理解を踏まえ，ロケットの高性能化や環境対応に必要な推進薬，燃焼方式，推進方式の研究・開発を行う。 |
| 長谷 亜蘭 Hase Alan 博士（工学）（千葉大学） [詳細] |
准教授 | 研究テーマ例
トライボロジー現象（摩擦・摩耗現象）は，材料，表面，雰囲気，摩擦条件など多くの影響因子が関わり，かつナノ・マイクロスケールの現象を考慮する必要があるため，とても複雑である。そこで，走査型プローブ顕微鏡（SPM）や分子動力学法（MD）などを用いてトライボロジー現象を解明し，摩耗理論の確立を目指す研究を行っている。また，材料の変形・破壊時に生じる弾性波を利用するアコースティックエミッション（AE）技術やその場観手法であるin-situ観察法を利用し，トライボロジー現象の診断・評価を行う研究を行っている。 工作機械知能化の実現を目指し，加工状態を監視して加工状態を評価し，機械自身が最適な加工条件で加工するための基礎実験からシステム構築まで総合的な研究開発を行っている。AE技術を用いて，特に超精密加工機やマイクロ工作機械を対象とした加工状態監視・工作機械知能化の研究を行っている。 |
| 岡田 和也 Hase Alan 博士（工学）（秋田県立大学） [詳細] |
講師 | 研究テーマ例
磁性粒子分散系は、流体工学、環境工学、医用工学などの様々な工学分野への応用が期待されている。磁性粒子分散系を用いた新技術開発および新材料創製を目的として、学術的に高いレベルでの基礎研究を推進することを目指している。主に、実験的に困難な物理現象をシミュレーションにより解明する研究を行っている。 |
機械システム工学教育研究分野
| 氏名 | 役職 | 研究テーマ例／研究指導内容概略 |
| 趙 希禄 Zhao Xilu 博士（工学）（東京工業大学） [詳細] |
教授 | 研究テーマ例
コンピュータを利用して、機械分野の設計および生産現場の問題を解決するため、強度剛性、振動騒音や衝突特性などの問題解析、三次元複雑構造の形状最適設計、折紙工学を利用した高性能自動車車体構造の開発、板金プレス、樹脂射出成形やダイカスト鋳造など生産工程の最適化、複合材料からなる積層板・シェル構造の最適設計などの研究活動を行う。 |
| 上月 陽一 Kouzuki Youichi 博士（工学）（金沢大学） [詳細] |
教授 | 研究テーマ例
金属材料の加工プロセスには，その材料の塑性変形を生じていることが多い。それらはほとんどの場合，転位（結晶中の線状欠陥）のすべり運動によって担われている。ここでは特に，転位の運動に基づいた微視的な結晶塑性に関して詳細に調べる。圧縮変形中に超音波振動付加下での歪速度急変試験から得られたデータを主に分析し，得られた結果を論理的に解明することができる能力を涵養する。 |
| 福島 祥夫 Fukushima Yoshio 博士（工学）（群馬大学） [詳細] |
教授 | 研究テーマ例
日本はものづくりを主体として発展してきたことは言うまでもない。昨今では部品の軽量化に関する技術が注目を浴びていると同時に、如何に早く安く製造できるかという技術も重要である。これらに対応できるプラスチック射出成形や砂型鋳造など型を利用した部品製造、樹脂流動解析、湯流れ解析、品質工学などCAD/CAEや最適化手法を用いた効率化設計についても研究し、社会のニーズに対応できる技術者の育成を行う。 |
| 河田 直樹 Kawada Naoki 博士（工学）（群馬大学） [詳細] |
教授 | 研究テーマ例
ものづくりの現場では生産技術が重要で、製品品質の作りこみに欠かせない。 また、良い品物を継続して市場に提供するためには、最適な製造条件を作りこみ、それを維持していく必要がある。そのために、種々の生産設備が正常に稼働していることを監視する状態監視技術や完成した製品の検査技術が重要となる。 これらの技術を生産現場に効果的に導入するため、対象とする種々の加工条件の最適化、加工条件に大きく影響する状態量の計測システムの構築、ＩｏＴやＡＩ、パターン認識手法等を用いた異常検知、変化検知に関する研究を中心に展開する。 |
| 長井 力 Nagai Chikara 博士（工学）（秋田大学） [詳細] |
教授 | 研究テーマ例
人間と協調して作業を行うロボットや自動機械システム、パワーアシスト装置等を、より使いやすく使用者にとって負担の少ないシステムとすることを目的とした人間－機械システムの研究を行っている。人間の持つ構造や運動特性を計測・解析し、身体の構造や運動制御のしくみを機械システムへ応用する。得られた知見を、医療福祉機器や人間アシスト装置、新たな原理によるセンサの開発、スポーツ工学等へ応用する。 |
| 政木 清孝 Minagawa Keisuke 博士（工学）（電気通信大学） [詳細] |
教授 | 研究テーマ例
研究指導内容概略 安心・安全な社会生活のためには、機械構造部材の破壊による事故を防ぐ必要がある。機械構造部材の破壊原因の大半を占めるのが、負荷の繰り返しが原因で破壊に至る疲労破壊である。疲労破壊は巨視的に大きな変形を生じることなく部材の突然破壊に至るため、社会的に大きな影響を及ぼす大事故につながりかねない。一方で、材料の破壊を防ぐためには、実験結果に基づく事実により、その強度信頼性を確保する必要がある。本研究では企業や研究機関などと連携して、材料の破壊と予知、そして防止に関するテーマにて実験的研究を行う。ま た、材料の破壊は機械工学のみにとどまらないため、分野を横断するような異分野横断型テーマについても研究を行っている。 |
| 皆川 佳祐 Minagawa Keisuke 博士（工学）（東京電機大学） [詳細] |
准教授 | 研究テーマ例
一般に、機械構造物（機器・配管系など）の耐震設計は設置箇所の地震加速度に基づく静的荷重により行われている。他方、地震時の機械構造物の破壊モードとして、瞬間的な荷重による初通過破壊のほか、累積的な荷重による疲労破壊がある。従来の静的荷重に基づく手法では初通過破壊の評価は可能であるものの、累積的な損傷の評価は出来ない。そこで累積的な損傷を合理的に評価する手法が求められている。 以上のような背景のもと、１．の研究テーマでは累積的な損傷を評価可能なパラメータとしてエネルギーに着目し、耐震性評価手法の確立を目指す。また、２．では配管系を対象に、振動計測により経年劣化や微少な損傷をモニタリングする手法を構築することを目指す。 |
| 萩原 隆明 Hagiwara Takaaki 博士（工学）（群馬大学） [詳細] |
准教授 | 研究テーマ例
様々な要素技術の発達にともない、制御工学が対象とするシステムは、 大規模化かつ複雑化し、あらゆる製品に制御理論が使われ、制御理論や制御技術は産業の発展に多大な貢献をしている。そして、新たな制御理論や制御技術が生まれると、さらなる性能向上や付加価値の増大が見込まれる。そこで、これまでの制御理論をベースにし、新しい制御理論や制御技術の研究とそれらの実システムへの応用に関する研究を行う。 |
| 安藤 大樹 Ando Hiroki 博士（工学）（名古屋大学） [詳細] |
准教授 | 研究テーマ例
制御機械システムにおける機構系と制御系を統合的に設計することにより、両系を区別して設計する従来の設計手法の限界をブレイクスルーする設計技術の確立を目指す。特に、柔軟性を積極的に利用することにより構造に新しい機能をもたせるコンプライアントメカニズム、機能的連続体、連続体ロボットなどの機構系と制御系の統合化設計の研究を行っている。 |
博士後期課程 授業科目
エネルギー工学教育研究分野
- 熱エネルギー工学特論
- トライボロジー特論
- 燃焼工学特論
- 流体力学特論
- エネルギー工学特別研究
- エネルギー工学特別講究
機械システム工学教育研究分野
- ＣＡＥ工学特論
- 先進的設計法特論
- 材料強度学特論
- 成形加工特論
- 品質工学特論
- 生体機械工学特論
- 破壊力学特論
- 機械力学特論
- マルチボディシステム工学特論
- 制御工学特論
- 機械システム工学特別研究
- 機械システム工学特別講究
機械工学専攻・共通
- インターンシップ