機械設計学研究室

低炭素社会実現のため、機械システムにおいて高効率、軽量化、環境負荷低減等が要求されています。機械設計学研究室では、最先端の表面改質や解析の応用により、高トルクを伝達する機械要素の機能、性能、寿命、伝達効率を向上させる技術開発を行っています。また、宇宙などのような真空、高温の極限環境における機械要素の利用に関して実験と解析の両面から研究開発を実施しています。

ホームページhttp://mdws1.mech.okayama-u.ac.jp/

Fujii Masahiro
藤井 正浩教授

専門分野機械要素設計学・トライボロジー

E-mailfujiim@okayama-u.ac.jp

表面改質機械要素のトライボロジーに関する研究

カーボン系高機能被膜や高硬度溶射被膜などを機械要素の表面に数μmから数100μmの厚さで設けることで,機械の効率や強さが向上します.本研究では,高機能表面改質を機械要素表面に適用するための技術開発をトライボロジーの観点から進めています.

機械要素表面の高強度化に関する研究

機械要素の表面のマクロ・ミクロ形状,表面硬度や残留応力を適切に制御することで表面強度を向上させることができます.本研究では,表面の潤滑性能ならびに強度の両方を向上させる表面の創製を行っています.


図1:高機能被膜の断面観察


図2:レーザー改質表面のトポグラフィ解析

Tadashi Shiota
塩田 忠准教授

専門分野表面科学,薄膜工学

E-mailt-shiota@okayama-u.ac.jp

セラミック複合膜コーティングのトライボロジーに関する研究

硬質セラミックコーティングにより,様々な摺動部のトライボロジー特性が向上することが知られ実用化されています.一方,半導体製造装置や医療用デバイスなどの高度な機械システムでは,ゼロ摩耗や超潤滑の実現が求められています.その実現を目指し,セラミック複合膜のコーティング技術とそのトライボロジー特性を研究しています.

トライボエミッションとフラクトエミッションの発生機構と応用技術に関する研究

摩擦や摩耗,変形や破壊,のような機械的作用が物質に加えられると,光子・電子・イオンなどの粒子放出現象が見られることがあり,トライボエミッションやフラクトエミッションと呼ばれています.本研究では,未だ明らかではないトライボエミッションとフラクトエミッションの発生機構解明と摩擦・摩耗過程のその場観察技術への応用を目指した研究を進めています.


図1:RFスパッタリングによるセラミックコーティング


図2:フラクトエミッション測定装置と放出特性

Yuya Omiya
大宮 祐也助教

専門分野機械要素(ボルト締結,シーリング,応力解析)

E-mailomiya@okayama-u.ac.jp

軽量化をめざしたボルト締結の最適設計

機械の部品は,概ねボルトでつながっています.皆さんの想像以上に,ボルトはたくさんあり,機械を重くし,スペースを無駄にしています.エコでデザインのよい車やロボットを作るためには,できるだけボルトを少なく,小さくしたいのです.そのために,機械全体の力の分布を数値計算で算出し,最適な設計方法を提案しています.

各種接触表面の応力および変形挙動

物体と物体を強く押付けることで内部物質をこぼさないようにする密封方法があります.この密封方法で,核燃料のような有害物質を分子レベルで密封するために,ミクロ-ナノレベルで物体間の接触状態を明らかにする研究をしています.


図1: ボルト締結体のコンピュータ解析


図2:接合面での漏れ現象