ISSN 1340-6639

Materials and Processing
Division Newsletter October 2011

NO.42
日本機械学会
機械材料・材料加工部門ニュースレター
テンションスティール，CFRP は，軽量化に貢献できる期待

巻頭言が大きい材料である．構造材の軽量化を目指す材料開発の方
向性はより軽くて強い材料を創製することになるが，一般的「低環境負荷技術」に材料は強くなるとともに，加工が難しくなる，接合が難し

科学技術振興機構

くなる．また，切欠き感受性や疲労特性，応力腐食割れ性な村井 勉

どの安全，安心，信頼性に関する特性が悪くなる等の問題が発生しやすくなる．これまで人類は，材料の革新があるたび

東日本大震災以来，皆様にはにこれらの課題を克服して，新しい材料を使いこなしてきた．

多かれ少なかれ節電を意識してマグネシウム合金は，軽量で比強度が大きい利点があるが，過ごされているのではないだろう

その展伸材は室温成形性が良くないことからくるコスト高のか．その結果，電力供給に大きな支障が生じたというニュー

問題，さらなる高強度材料への要望等の課題，接触腐食等のスも聞かないし，実際，東京電力の電力消費量は昨年比 17％

耐久性に関わる課題があり，実用化に向けて活発な研究開発減であったことが報じられている．しかしながら，街の灯りがなされている．ハイテンションスティールは加工が難しい，

が多少暗くなったからといって，エスカレータが何本か止まっスプリングバックが大きい等の欠点がある等の課題を克服しているからといって，生活にそんなに不便を感じた方はおらながら実用材料として活躍している．CFRP は，主要材料とれなかったのではないだろうか．我々のちょっとした節電のして使われたボーイング 787 が，予定より遅れたものの実意識とライフスタイルの変革で，エネルギー消費を大きく削際の就航に至り，20% の燃費の向上が期待されるとして注目

減できることが実証されたと言える．かといって，ライフスを集めている．また，最近 CFRP を使ったコンセプトカーのタイルの変革をもっと推し進めて自動車や航空機を使わない発表もあり，今後の輸送機器への展開の動向が大いに注目さ生活に逆戻りしようというのは，ちょっと無理な話である．

れている所である．CFRP については，加工性改善のための

我々が享受している現代文明の利便さを維持しつつ，人類が熱可塑性樹脂の利用，他材料との接合方法などの課題が積生き残っていくためには，これらの便利な道具のエネルギー

極的に検討されている．

消費を科学技術の力で削減していく努力がますます重要にな

機械材料・材料加工部門の強みは，金属材料，非鉄金属

る．エネルギー低減に対する意識の改革によるライフスタイ

材料から樹脂材料まであらゆる材料の素材開発から加工，表ルの変革と，科学技術の進歩に基づいた省エネルギーの実現

面処理，組み立てさらには信頼性評価まで，物づくりの視点のどちらも重要な課題であり，いずれかにかたよった極端なから総合的に取り扱っている点にある．今回の企画は，その議論に走ることなく，バランスのとれた運用が必要であろう．

特長を生かした企画である．それぞれの材料を担当されていさて今回のニュースレターは，低環境負荷技術がテーマでる方にとっては，ライバル材料の利点，欠点を知ることは，あり軽量化材料と燃料電池についてご寄稿をいただいた．ま自分が取り扱っている材料の改善点を客観的に把握する上さにタイムリーな企画である．現在，我が国のエネルギー消で非常に重要である．また，ライバル材料がその欠点を克服

費量の全体に占める輸送機器の割合は，約 24% である．ししてきた手法を学ぶことが，材料の改良を考える際に，ヒンたがって，自動車，鉄道車両，航空機等の軽量化による燃料

トになるアイデアを与えてくれることもあると思う．今回の費の削減は，我が国全体のエネルギー消費の低減に大きな効

ニュースレターが，そういった意味で皆様の参考になれば幸果が見込める．今回とりあげられたマグネシウム合金，ハイ

甚である．
–1–

No.42 October 2011Materials and Processing Division Newsletter■特集 : 低環境負荷技術□

特集 1

マグネシウム合金を使用した超軽量マイクロ EV の試作□

群馬大学大学院
松村

修二

1．はじめに電気自動車はガソリンエンジン車に代わる交通手段として，有力視されているがバッテリーをはじめ多くの課題を含んでいる．実際，最近売り出された電気自動車は軽自動車でも 400 万円以上の価格であり補助金を含めても 300 万円以上である．そのほとんどがバッテリー代と言っても過言ではない．そこで使い方を通勤やタウンユースに限定した軽量の超小型電気自動車（マイクロ EV）を提案し普及の可能性を探る．マイクロ EV は原動機付自転車の扱いとなるため出力が定格 600W に制限されている．この制限された出力で機敏かつ安全に走るには軽量化は必須条件である．

図2

ステアリングホイールの製作

ここではマグネシウム合金を使って超軽量のマイクロ EV
また溶接に際しては，熱変形が大きいため図 3 に示すようを製作したので紹介する．

に部材をしっかりと架台に固定する必要がある．
図 4 は MagE-1 のフレームであるが 18kg という超軽量に

2．マイクロ EV「MagE-1」の試作
著者らが提案するマイクロ EV を「MagE-1」と命名し，「マ

仕上げることができた．このフレームに足廻り，ステアリン

ギーワン」と読む．Mag= マグネシウム，E= 電気，1=1 号機

グ系，ペダル類を組み付けると図 5 に示すシャシーとなる．

を意味する．以下，この車を MagE-1 と呼ぶ．

車輪以外は難燃性マグネシウムを用いたため，既存品は使うことができず全て手作りである．

軽量化手段としてシャシーを構成する材料（図 1 に示す部分）に難燃性マグネシウムを用いることにした．
側面図

2200

2100

2000

1900

1800

1700

1600

1500

1400

1300

1200

1100

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

0

-100

-200

-300

-400

-500

X

1300
1200
1100
1000
900
800
700

500

Ｚ

600

400
300
200
100
0
-100
-200
-300

図3

図 1 「MagE-1」シャシー構想図

フレームの溶接

マグネシウムはアルミニウムに対し約 70% の比重であるが引張り強さとヤング率を考慮すると実使用においては約16% の軽量化が見込まれる．ここで用いた難燃性マグネシウム（AZX912）は従来のマグネシウム合金にカルシウムを添加することで発火点を 200℃〜 300℃上げている．しかし，アルミニウムに比べ伸びが少なく，プレスや曲げなどの塑性加工がやり難いという難点もある．
図 2 はステアリングホイー
ルの製作風景であるが曲率の大きい部位には割れが発生し失敗を繰り返した．
図4–2–

超軽量フレーム（18kg）

Materials and Processing Division Newsletter

No.42 October 2011
3．今後の課題
3.1

安全性マイクロ EV は安全性を問題視されることが多い．バリア
衝突性能では一般自動車に比べさほど劣らないが，車対車衝
突では軽量の分，明らかに不利である．今後構造的な安全性向上やIT 技術を駆使した安全技術の導入が必要と思われる．
3.2

低価格化

快適性で比較すると軽自動車より安くなければならない．
少量生産で如何に生産コストを下げるかが大きな課題である．
図5

シャシーの完成

3.3

最低 2 人乗り

マイクロ EV の制約である乗車定員一名に対し，最低 2 人
次に構造系における軽量化技術としていくつかの工夫を凝は乗れるようにとの要望が強い．法律改正への働きかけが必らした．車体はフレーム構造とし，シートを車体の補剛部材

要となる．

として活用した（図 1 参照）．このことによりシートをスライドさせることができないと言う不都合が生じたが，ブレーキ

3.4

快適性

ペダルとアクセルペダルを可動式とすることで解決した．つ

軽量・低価格化を実現しようとすると快適性を犠牲にせざ

まり，大きい人でも小さい人でもペダル類を移動することでるを得ない．雨風をしのぐため，ドアを付けてクローズドタ

最適な位置で運転できる．

イプにするとエアコンが必要になる．燃費向上（=CO2 排出量低減）と快適性をどう両立させるかが課題である．

パワーユニットはモーターとコントローラ，バッテリーだ
けである．駆動方式は後輪のインホイルモータによるダイレクトドライブであるためトランスミッションやデファレン

4．今後の展望シャルギヤが要らない非常にシンプルで軽量な構造である．

今後，高齢化が進み，手軽なコミュニティカーの需要は増

車体外板は GFRP（ガラス繊維強化プラスチック）とした．

していくと思われる．環境問題と両立しながら社会の需要に応えるには MagE-1 のような EV が最適と思われる．

以上のような工夫を重ねた結果，車体重量を 200kg 以下に抑えることが出来た．図 6 は完成車である．
試作した MagE-1 は究極のシンプル構造で軽量のため，走5．おわりに行時の CO2 排出量が少ないだけでなく，トータルライフでの

この MagE-1 は富士重工業（株）OB および三洋電機（株）OB

CO2 排出量も少ない．

らが休日を使って設計製作したものである．その製作過程はURL http://www.otv.ne.jp/˜fukadaj/ に掲載されているので詳細を知りたい方は参照されたい．

図 6 「MagE-1」の完成–3–

No.42 October 2011Materials and Processing Division Newsletter

□

特集 2

鉄鋼材料の高強度化の現状と展望
早稲田大学

□

基幹理工学部

機械科学・航空学科

1．緒

浅川

基男

図２

髪の毛と比較したテグスの外観，およびその断面

言

おいしい料理はレシピだけではまねできない．同じ食材でも産地・新鮮度で，天と地ほどの差があり，その選択眼が問われる．その食材も加熱，冷却，保熱のタイミング，順番，
調理方法で味は大きく変わる．鉄鋼材料の高強度化はまさに
この料理法と重なる．単なる摺り合わせ技術の領域を超え，基盤技術に裏打ちされた先進の「ワザ」が蓄積された世界である．これを日本の鉄鋼業は世界標準より 20 〜 30% 低い製
造エネルギー原単位で生み出す圧倒的な競争力を持っている．

（鈴木金属工業（株）提供）

ここでは，軽量化策の一つである高強度化について著者ら
直径 10mm 以上では合金鋼ベースの高力ボルトにおいての研究も含め，線材から薄板，厚板における高張力鋼の現状は引張強さ 1,200MPa 以上が実用化されている．自動車のエと今後の課題を紹介する．

ンジンまわりでは 40 〜 50 本が使用されており，ボルトの高強度化は軽量化には必須である．ただし，水素脆性が懸念

2．線材の高強度化

され 1,500 MPa では未だ実用化されていない．

極限強度を追求する直径 0．
2 mm のタイヤ用スチールコー
ドは 4,000MPa が達成され 4,500MPa がターゲットとなっている．これは冷間加工が困難とされてきた 0.96%C の過共析

3．薄板の高強度化鋼（ベアリング鋼に近い炭素量）の熱処理と真ひずみ 5 に省資源・省エネルギーのハイライトは自動車構造用材料の近い伸線加工がその核心技術であり，セメンタイトとフェラ

高強度化である．ほとんどがフェライト，ベイナイト，マル

イト層間を制御するナノテク技術の成果である 1）．高炭素鋼

テンサイト組織で強化した冷延鋼板を直接プレス加工して成の伸線では遅れ破壊とも無縁である．また半導体や太陽光用形される．図 3 には著者らが開発に携わった 1,200MPa 級レ

シリコンウエハーの切断用としてソーワイヤー（図 1）など

インフォースバンパーの実用化例を示す．強度が高まるにつ

100µm 以下の共析鋼で 4,000MPa 超える技術への挑戦も始れ，スプリングバック，加工性の低下，遅れ破壊が顕在化すまっている．実現できれば，ウエハーの歩留まり向上など大るため高い技術力が求められる 2）．

きなコストダウンにつながる．

図３

1,200 MPa 級レインフォースバンパー（ユニプレス（株）提供）

図１

ソーワイヤーによるウエハー切断装置
また 1,500MPa 級は，これらの難点を避け形状凍結性（設共析鋼も 16µm まで伸線強化すると 5,400MPa に達する．

計・型どおりの形状を得ること）を図るため高温域のオース

これを応用して 7 本撚りの釣り糸（テグス）が開発，実用化

テナイト域でプレス加工し型内冷却でマルテンサイト化するされている（図 2）．

技術も実用化され始めた．
図 4 に示すように曲率部を有する長尺フレーム材はプレス
後のねじれ変形に悩まされる．図 5 の左側に示すように絞り–4–

Materials and Processing Division Newsletter

No.42 October 2011

深さが小さい成形品では，成形が進行すると縮みフランジで設計により 25mm 〜 100mm の 490MPa 級高張力鋼が使用は直線部側に押し出され，または逆に伸びフランジでは引きされ，より大胆な設計が可能になってきた．話題のスカイツ込まれるため負方向にねじれが発生する．一方，絞り深さがリーは，板厚 100mm，降伏強度 630MPa 級の厚板を管状

大きい右側の成形品では，スプリングバックによる縦壁開きに成形し，骨格を支えている．最上部に板厚 60 〜 70mmにともないねじりモーメントが負方向に反転することが確認の 780MPa 級鋼管が使用されている 5）．試験的ではあるが，されている．この現象を利用して，加工技術によりねじれを

1,000MPa 級の建築用鋼材も使用され始めている．

最適化する方策のヒントも得られる 3），4）．

図６

スパイラルタワーおよびスカイツリー

6．まとめ
図４

鐵は「金属の王なる哉」と表現されるように，マルテンサ

曲率を有する長尺ハット形成形品のねじれ

イト変態と多様な強化機構を有し他の金属追随を許さない点が大きな特長である．アルミニウム合金，チタン合金，樹脂
系複合材料がその強度比を高めるにつれ，鉄鋼技術者の開発インセンティブが高まり，強度アップが図られてきた．し
絞り深さH
10mm

かし，理想強度に比べれば，まだ 3 割ほどにしか届いていな
20mm

30mm

40mm

50mm

い．残る 7 割をどのように料理するか，
まだまだアイアンシェ

60mm

フの楽しみはつきない．

ねじれ φ/deg.

12.0

実験結果

8.0

参考文献

4.0

1） 西田世紀，“ 過共析鋼を用いたスチールコードの高強度

0.0化 ”，ふぇらむ，13（2008），141-146．

-4.0
-8.0

2） 浅川基男・桑山勲・浜孝之・細田寛之・藤城良夫・林

数値解析

郁彦 : 塑性と加工，43-502（2002），1093-1097．

-12.0
0

図５

10

20

30

40

絞り深さ H /mm

503） Takamura, M., Sakata, M., Fukui, A., Hama, T., Miyoshi, Y.,

60

Sunaga, H., Makinouchi, A. & Asakawa, M.: Int. J. Mater.
Form., 3（Suppl. 1）（2010），131 – 134.

ハット形成形品の絞り深さによるねじれの変化

4） 浅川基男：塑性と加工，52-606，（2011），787-792．
5） 鉄鋼技術編，“ 東京スカイツリー向け高強度円形鋼管 ”，

4．厚板・建設部材の高強度化
肉厚の大きくなる厚板ではサイズ効果により薄板を超える

鉄鋼技術，（2010-9），47．

強度を実現することは難しい．しかし，近年建築分野においても図 6 に示すスパイラルタワーのように，制御圧延と成分–5–

No.42 October 2011□Materials and Processing Division Newsletter

特集 3

連続繊維強化熱可塑性樹脂複合材料の引抜成形技術
京都工芸繊維大学□

工芸科学研究科

先端ファイブロ科学専攻
仲井

朝美

説する．

1．はじめに現在，地球温暖化や石油枯渇問題の観点から環境・エネル

2．熱可塑性樹脂複合材料の引抜成形システム

ギー問題への対策が必要不可欠である．特に温室効果ガスで2.1

システムの構成ある二酸化炭素（CO2）の排出量は，2005 年の年間約 280

熱可塑性樹脂複合材料の引抜成形システムの模式図を億トンから，2030 年には年間 430 億トンまで拡大すること

図 11）に示す．基本的には，プリフォーム誘導システム（図が予想されており，陸上輸送燃料に起因する CO2 排出量は

1 中では Creel と Guidance device に相当）
，予備加熱装置

約 15% を超えることが見込まれている．このような背景にお（Preheater），加熱・冷却金型（Heated and Cooled die）
，引いて，自動車業界への CO2 削減の取り組みに対しての期待は取り機（Pulling mechanism）から構成される．

大きく，各国は高い燃費基準目標値を設定している．自動車

成形には，強化繊維および樹脂繊維から構成される長繊業界では，燃費改善効果を目指して車体の軽量化に精力的に維強化熱可塑性複合材料作製のための種々の中間材料が取り組んでおり，中でも比強度・比剛性に優れていて軽量化使用される．中間材料には，一方向プリプレグを短冊状にに大きく貢献できる CFRTP（炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合したプリプレグテープ，強化繊維と混合した Commingled材料）への期待は大きい．熱可塑性樹脂を母材樹脂とし，連Yarn2），母材樹脂を粉末化し強化繊維に付着した Powder

続繊維を強化繊維とした連続繊維強化熱可塑性樹脂複合材料

Impregnated Yarn3）などがある．

は，熱硬化性樹脂複合材料に比べリサイクル性能や 2 次加工

プリフォーム誘導システムとしては，クリールおよび張力性能を有し，繊維が連続しているため強化繊維の強度を最大装置を用いて 1 方向繊維あるいはテープを導入する方法，に活かすことが出来ることから，自動車や航空機向け構造材

フィラメントワインディングと引抜成形を組み合わせた Pull-

料として，大幅な需要の拡大が期待されている．さらに，成Winding，組物作製機械と引抜成形を組み合わせた Pull-

形において化学変化を伴わないため，短時間で成形可能であBraiding4）がある．

るため，
高速成形加工が可能な材料としても注目を浴びている．

中間材料を用いた熱可塑性樹脂複合材料の引抜成形シス

しかしながら，熱可塑性樹脂の溶融粘度は，硬化前の熱硬テムにおいて重要なのは予備加熱装置である．引抜速度を向化性樹脂と比較して，極めて高い．熱硬化性樹脂としてエポ上させるためには，材料が加熱金型に入る直前に予備加熱をキシ樹脂，熱可塑性樹脂としてナイロン（PA6）樹脂を例におこない，融点付近まで材料を加熱する必要がある．予備加取ると，前者は数十 Pa·s であるのに対して，後者は数百〜数熱装置が無い場合には，金型に材料が導入されてすぐに設定

千 Pa·s である．そのために，熱可塑性樹脂を強化繊維束に含温度に達することが不可能であり，引抜速度および金型長さ浸させることが困難である．特に，連続繊維強化複合材料にから予測される成形時間が確保されない．

おいては，繊維を流動させず，繊維集合体に浸み込ませる成金型部の模式図を図 2 に示す．加熱金型および冷却金型

形形態をとることから，より含浸が困難であり，含浸不十分から構成されている．加熱金型の役割は，成形温度まで材の成形品では，力学的特性の低下が起こる原因となる．そこで，
長繊維強化熱可塑性複合材料作製のための種々の中間材料および成形方法が開発されている．
また，成形において化学変化を伴わないため短時間で成形可能であるとはいうものの，樹脂を溶融含浸させるため成形温度まで金型温度を上昇，成形品を取りだすために融点以下
図1まで金型温度を冷却する必要があり，金型の加熱 ･ 冷却時間

連続繊維強化熱可塑性複合材料のための引抜成形機の模式図 1）が長く，量産化する場合には，予備加熱装置や多段の成形金型などが必要である．このような背景において，金型を加熱･ 冷却せず，加熱金型および冷却金型内を，材料を連続的に引き抜くことで成形が可能な引抜成形法は，連続繊維強化熱可塑性樹脂複合材料の高速成形加工技術の 1 つとなる可能性
を十分に有している．本システムにおいては，金型の加熱・冷却を繰り返す必要が無く，含浸と成形を同時に行うので，
低エネルギーな成形方法であるといえる．本稿では，連続繊
図2

維強化熱可塑性複合材料作製のための引抜成形法について概–6–

加熱金型および冷却金型

Materials and Processing Division Newsletter

No.42 October 2011

料を加熱し，含浸に必要な圧力を付加することである．加熱
金型入口にはテーパ部が設けてあり，これによって材料を最終成形品の断面積よりも多く充填することが可能であり，含浸に必要な圧力を付加することが可能となる．テーパ角度は2°から 5°であり，その後ストレート部が設けてある．冷却金型の役割は，そりやボイドの発生を抑制するために複合材料
を型内冷却し，また，結晶化を制御することである．製品の表面状態にも大きく影響を及ぼす．金型の断面形状は一定である．加熱金型および冷却金型ともに複数の領域に分割して温度制御が可能であり，各領域における成形温度の設定が重
要である．
2.2

図3
2.4

含浸機構

金型テーパ部における樹脂の流れと含浸機構 2）

組物強化熱可塑性複合材料の引抜成形

金型テーパ部における樹脂の流れと含浸機構を図 32）に示

図 4 に，組物強化熱可塑性樹脂複合材料の引抜成形装す．予備加熱装置において，強化繊維および樹脂繊維から構置（Pull-Braiding 装 置 ）を示す．組 物は，組 糸（braiding

成される中間材料は融点付近まで加熱される．加熱金型入口

fiber）と呼ばれる繊維束が切断することなく連続して配向し，にはテーパ部が設けられており，金型断面積は徐々に減少す

組物長手方向に中央糸（middle end fiber）と呼ばれる繊維

るため，余剰な熱可塑性樹脂が後方に流動する（バックフロー

束を組糸間に挿入できる．さらに配向角度を任意に変更可能という）．後方への樹脂流動は，型内における樹脂圧力を誘であるため，要求性能に応じて複合材料を設計することが可

導し，繊維集合体への樹脂の含浸の要因となる．

能である．

ここで樹脂流動は，巨視的な流れと，微視的な流れの，２つの流動に分類することが出来る．巨視的な樹脂流動は，
繊維軸方向に沿った軸方向の流れを指し，バックフローや繊維束周りの樹脂流動がこれに相当する．一方，微視的な樹脂
流動は，繊維束内への樹脂流動を指し，いわゆる繊維束への樹脂の含浸を意味する．圧力が付加されると，強化繊維束周りの溶融樹脂は，強化繊維束へと含浸する．
樹脂の特性，金型形状，成形条件によってこれら二つの樹
脂流動が大きく変化するため，熱可塑性樹脂複合材料の引抜成形のモデル化においては考慮する必要がある．
2.3

図4

組物強化熱可塑性樹脂複合材料の引抜成形装置

3．おわりに引抜成形条件

引抜速度は 2mm/s から 300mm/s まで達成した文献があ

熱可塑性樹脂複合材料の成形においては，化学変化を伴るが，含浸および力学的特性の観点からは，低速（2mm/s

わないため短時間で成形可能であるとはいうものの，金型温から 4mm/s）の場合に良い結果が得られているのが現状で度を成形温度まで上昇，融点以下まで冷却する必要があり，ある．予備加熱温度は融点以下で融点に近い方が望ましく，従来の加熱圧縮成形法では量産化が困難であった．このよう

融点の 98% 程度に設定されている．金型のテーパ角は 5°

な背景において，金型を加熱 ･ 冷却せず，加熱金型および冷以下となっている．成形時に重要なパラメータとして充填

却金型内を，材料を連続的に引き抜くことで成形が可能な引率（filling ratio）が挙げられる．充填率とは，金型出口断面

抜成形法は，連続繊維強化熱可塑性樹脂複合材料の高速成積に対する中間材料の総面積として定義される．充填率が形加工技術の 1 つとなる可能性を十分に有している．

100% 以下の場合，中間材料に圧力が加わらず，含浸が未完

一方，成形サイクルの短縮のためには，以下の三つの観点了となる．一方で，充填率が高すぎる場合には，テーパ部をから取り組む必要がある．①繊維状中間材料の開発（含浸距

利用しても材料が充填されない，引抜抵抗が大きく材料が引離の短縮），②繊維 / 樹脂界面の最適化（界面特性と濡れ性

き抜けない等の問題が発生する．充填率 100% から 130% のの両立），③ハイサイクル成形技術の開発．これらの観点か間で成形をおこなうのが一般的である．

ら総合的に取り組むことによって，連続繊維強化熱可塑性複合材料の応用展開は大幅に拡大するものと期待する．

引抜成形条件は，中間材料に対して，含浸に必要な成形温度・成形圧力・成形時間を付与することができるように設定する必要がある．含浸に必要な成形温度・成形圧力・成形時

参考文献

間は，繊維状中間材料の含浸距離に依存するため，中間材料

1） Andreas Carlsson and B. Tomas Åström: Composites
Part A: Applied Science and Manufacturing, 29, 5-6の開発も同時に行う必要がある．
–7–

No.42 October 2011Materials and Processing Division Newsletter（1998），585-593.

A: Applied Science and Manufacturing, 28, 7（1997），

2） Dae-Hwan Kim, Woo Il Lee and Klaus Friedrich,637-646.

Composites Science and Technology, 61, 8（2001），
1065-1077

4） W. Michaeli and D. Jürss, Composites Part A: Applied
Science and Manufacturing, 27, 1（1996），3-7.

3） Giuseppe Sala and Domingo Cutolo: Composites Part

□

特集 4

形状記憶合金ハニカムを用いた自己修復可能なサンドイッチパネル□

東京大学 生産技術研究所
岡部

1．はじめに洋二

2．SMA ハニカムサンドイッチパネル

現在，航空宇宙分野等の軽量化が要求される構造におい

SMA ハニカムは，厚さ約 45 μ m の SMA 箔（Ti-50.2%Ni）て，軽量かつ曲げ剛性の高い構造材料 1）として，コアがアを半六角形の連なっている金型に挟み，400oC で１時間保持

ルミハニカム，表皮が炭素繊維強化プラスチック（CFRP）することで形状を記憶させた後，SMA 箔同士を接着するこ

積層板のサンドイッチパネルが使用されている．しかしながとで作製している．

ら，運用中での小石等の衝突や整備中での工具落下等の低速完 成した SMA ハ ニカム（ セ ル サ イズ :1/4 イン チ ）を衝撃荷重が加わると，表皮に若干のくぼみが発生する．これ

図 2（a）に示す．この SMA ハニカム単体に衝撃荷重を与え，は図 1 に示すように，ハニカムコア壁面の座屈によって表皮中央付近のコア壁面を座屈させた結果が図 2（b）である．

が下方に引っ張られることで生じており，この表皮の変形にその後，このハニカムを SMA の逆変態終了温度以上まで加よって，パネルの力学的特性の低下を引き起こす．そのため熱して形状回復させた状態が図 2（c）である．きれいに壁

航空機では，微小なくぼみが検出された場合でも，損傷領域をくり抜いた後に健全なコアを埋め込んで修理しており，その修復作業に労力と時間・コストを要する．

（a）初期状態

図1

衝撃損傷

そこで著者らは，ハニカムを構成しているアルミを形状記（b）衝撃負荷後憶合金（SMA）に置き換えることで，加熱によってコア壁面の座屈を修復させ，それによって表皮が弾性的に平面状態に戻ることで，パネルの力学的特性も回復させることを試み
た 2）．これにより修復が簡便になり損傷耐久性も向上すると，
サンドイッチパネルの適用可能な部材が増え，構造体のさらなる軽量化につながるとともに燃費が向上し，環境負荷の低減が期待できる．
（c）加熱による形状回復後
図2–8–SMA 箔から作製したハニカムコア

Materials and Processing Division Newsletter

No.42 October 2011

面の座屈が消え，衝撃負荷前の状態に回復していることがわ
かる．そこで，SMA ハニカムの上下面に CFRP 表皮（東レ，T700S/2500，[0/90]s）を接着することで，SMA ハニカム
サンドイッチパネルを作製した（図 3）．同様に，中央に衝撃エネルギーを与えて衝撃損傷を発生させ，その後に加熱して形状回復を試みているが，壁面の座屈が修復されることで，

図4

四点曲げ試験の構成

表皮が弾性的に平板に戻り，表面のくぼみが消えていることがわかる．

（a）初期状態

図5

試験片中央下面での下方変位の比較

面内方向に圧縮荷重を与えた．試験片の固定方法は図 6 に示す通りで，試験片表面においてジグで固定されている部
分を白い点線で示してあり，各面に 2 ヶ所ずつひずみゲー
ジを貼り付けてある．そして，0.5mm/min の負荷速度で試（b）衝撃負荷後

験片が破壊するまで圧縮し，試験中の荷重と各点のひずみを計測した．

（c）加熱による形状回復後
図 3 SMA ハニカムと CFRP 表皮によるサンドイッチパネル
3．力学的特性の回復性能評価
以上の形状修復に伴い，衝撃損傷によって低下した力学的特性も回復させられるかどうか，定量的に評価を行った 3）．
まず初めに，曲げ剛性の回復性能を評価するため，216 ×
10 × 5mm3 の試験片を作製し，衝撃損傷を模擬した表皮のくぼみを押し込み負荷によって与え，その後，SMA の逆変

図6

面内圧縮試験の構成

態終了温度以上の 80oC まで加熱し，試験片の形状を回復させた．そして，その押し込み損傷を与える前後と形状回復後

試験片は全部で 3 体用意し，1 体は健全状態のまま，2 体の各段階において，図 4 に示す四点曲げ試験を実施し，同じ

目は押し込み負荷を中央に与えて損傷を付与したもの，そし

荷重下での下面中央点の下方変位を計測して，サンドイッチて 3 体目は損傷付与後に加熱して形状回復させたものであ

パネル全体の曲げ剛性の変化を比較した．

る．各試験片の幅方向中央で縦方向に沿ってレーザ変位計で表面形状を計測した結果，2 体目は負荷点で約 0.8mm のく

上記の各段階における表面形状を，レーザ変位計（キーエンス，LK-30）で測定したところ，損傷付与後には負荷点

ぼみが残留しているが，3 体目は完全に回復していた．さら付近で約 0.8mm のくぼみが残留していたが，加熱をするこに，これら 3 体の試験片について，面内圧縮試験で得られたとで表皮のくぼみが消え，形状が修復されていた．そして，

圧縮荷重 – ひずみ曲線を図 7 にプロットする．損傷を有する

4N 負荷した状態での，試験片下面の中央点における下方変試験片は，圧縮強度が健全時の約 60% 程度まで低下してい位を比較した結果を図 5 に示す．ここで縦軸は，損傷付与前

るが，形状回復を行った試験片では，ほぼ元の強度まで回復の初期状態での下方変位量で正規化した値を示している．損していることがわかる．これは，表皮にくぼみがあると，そ傷が生じた状態では，パネルの等価曲げ剛性が低下し，試験れを起点として圧縮荷重下でくぼみが成長しパネルの破壊に

片中央の変位が大きくなっているが，加熱によって形状を修至るが，形状が修復されていると，くぼみが生じずに表皮の復することで，低下した曲げ剛性が初期状態に回復している

面内圧縮破壊によってパネルの最終破壊に至るためである．

ことがわかる．
次に，もう一つの重要な力学的特性である面内圧縮強度についても，同様に回復性能の評価を行った．用いた試験片
サイズは 94 × 75 × 14mm3 で，万能材料試験機を用いて–9–

No.42 October 2011Materials and Processing Division Newsletterて，曲げ剛性と面内圧縮強度も修復できることがわかった．
今後，種々の自己修復材料が開発されていくことで，様々な構造体の軽量化と損傷耐久性向上が進めば，さらなる環境負荷の低減が期待できる．
参考文献
1） 先端材料技術協会（監修），佐藤孝（編）: ハニカム構造
材料の応用，シーエムシー出版，東京（2002）
2） Y. Okabe, S. Minakuchi, N. Shiraishi, K. Murakami,
and N. Takeda, “Smart honeycomb sandwich panelswith damage detection and shape recovery functions,”

Advanced Composite Materials , 17（1），41-56（2008）
図73） 岡部洋二，“ 損傷検知・形状回復能力を有する知的ハ

各試験片の圧縮荷重 - ひずみ曲線

ニカムサンドイッチパネルの構築 – 続報 : 衝撃損傷の動的検知と力学的特性回復 –，” 日本複合材料学会誌，

4． おわりに
本稿では，SMA でハニカムコアを作製したサンドイッチ（Accepted）

パネルを構築した．その結果，衝撃損傷の特徴である表皮のくぼみは加熱によって修復でき，さらにその形状回復に伴っ

□

特集 5

  金属粉末焼結多孔体流路による燃料電池の発電性能向上
首都大学東京□大学院理工学研究科

首藤 登志夫
アノードのできるだけ全体を液体の燃料で満たしながら気体

1． はじめに
固体高分子型燃料電池（PEFC）は高効率でクリーンな発の CO2 をスムーズに排出することが求められる．カソードに電システムとして期待されている．PEFC の燃料としては水

おいては，反応による生成水をスムーズに排出し，酸素をで素が代表的であるが，他にもアルコールやエーテルなど様々

きるだけ一様に供給する必要があることは水素 PEFC と同様でな燃料を直接利用することができる．中でも直接メタノールある．このように，DMFC ではとくにアノードでの反応物と生燃料電池（DMFC）は，構造が簡単であるとともに，燃料の成物排出への要求が非常に厳しいが，固体高分子型燃料電池

エネルギー密度および取り扱いの点で水素 PEFC に比べて有で一般に使用される溝型流路ではリブ部の電極に反応物が供利であり，携帯機器電源等への普及が期待されている．しか給されにくいことも発電性能向上を阻む要因となっている．な

し DMFC は，水素 PEFC と比べて出力密度の点で劣っており，

お，発電性能の向上は電極触媒担持量の低減につながり，コ

普及のために出力の向上が求められる．この背景に対して，

ストの点でも重要である．

著者らは反応物流路を金属多孔体で構成することで電極全外部回路面への反応物供給を可能とする方式を提案している．本稿では，球状金属粉末の焼結多孔体の採用による DMFC の発電性能向上について紹介する．
DMFC では，図 1 のようにメタノール水溶液が燃料としてCO2供給され，以下の反応がアノード（燃料極）とカソード（空（1）

カソード : 3/2O2 + 6H+ + 6e- → 3H2O

（2）

6e-

6H+

6H+

3/2O2
3H2O

CH3OH + H2O気極）で生じる．
アノード : CH3OH + H2O → 6H+ + 6e- + CO2

6e-

アノード
(燃料極)

カソード
(空気極)
電解質膜

カソード反応は水素 PEFC と同じであるが，アノードでは
メタノールが水と反応してプロトンと同時に CO2 を生成す

図1

直接メタノール型燃料電池

る．水素 PEFC のアノードでは気体の水素が供給され反応生成物は生じないが，DMFC のアノードでは燃料のメタノール

2．金属粉末焼結多孔体による全面供給型流路

水溶液が液体で供給され，メタノール消費量に対して数 10 倍

DMFC の発電性能向上のためには，流路と電極の間の接触の体積の CO2 が気体状態で排出される．このため DMFC では，抵抗を低く維持しながら電極への反応物の供給を促進するこ– 10 –

Materials and Processing Division Newsletter

No.42 October 2011とが有効であることが分かっている 1）．電極との間の低い接図 4 より，球状金属粉末焼結多孔体を流路に用いることで触抵抗と高い物質拡散性の両立を目的として，これまで筆者

DMFC の発電電圧が増加するとともに，より高い電流密度でらは種々の金属多孔体を流路に用いることによる発電性能向の運転が可能となっており，最大出力密度が同条件で約 3 倍

上効果を検討しているが 2），3），4），5），図 2 はその一例であまで向上していることが分かる．また，セル温度およびカソーる．この多孔体は球状の金属粉末を焼結したものであり，粉ド流量を増加することで，さらに発電性能が向上し，新エネ

末の材質は SUS316L ステンレス鋼（Fe-19Cr-12Ni-2Mo），

ルギー産業技術総合開発機構 NEDO が設定している DMFC 開

粒度分布は 350-500µm，その焼結体の空孔率は約 48% で発目標値0.1W/cm2 を約4割上回る発電出力密度が得られる．

ある．これによりリブを持たない全面供給型の流路を形成しこのように球状金属粉末焼結多孔体を流路に使用することている．なおこの流路は，反応物供給と同時に電極との間ので DMFC の発電性能が大きく向上するが，その発電時の交流

電子の授受を行うために導体である必要があり，また酸性のインピーダンスを計測した結果が図 5 である．図より，金属

電解質膜と共に使用するために高い耐腐食性が要求される．

多孔体流路を用いた場合にはプロットの弧が小さく，またプ
ロットと横軸の最初の交点の値が小さいことが分かる．このコールコールプロットの弧の直径は反応抵抗に対応しており，金属多孔体による全面供給型流路を用いた場合には，電極における反応物供給状態が改善されることで物質拡散に関る反
応抵抗が低減されていることが推察される．また，プロットと横軸の最初の交点は電解質膜などを含むセル抵抗に対応するが，両者の電池構成には流路部材以外に相違点が無いことから，金属多孔体流路を使用した場合には流路表面と電極との接触抵抗が低く抑えられていることが示される．平面で電極に接触する溝型流路に比べて，表面に凹凸を有する金属粉末
焼結多孔体流路では金属表面が 3 次元的に電極と接触するた
めに接触抵抗が低く抑えられたことが考えられる．なお，このことは両部材を用いた基礎実験によっても確認している．

図2

供試金属粉末焼結多孔体の表面形状
1.0

3． 金属粉末焼結多孔体流路による発電性能向上効果
多孔体による全面供給型流路を用いた DMFC の発電性能を評価した実験結果が図 4 である．比較にはストレート溝型流路を用いており，その材質は金属多孔体流路と同一の SUS316L

0.8

Cell voltage [V]

図 3 のような試験用単セルを使用して，球状金属粉末焼結もほぼ同一である．電解質膜には Nafion117 を用い，アノー

恒温槽を使用した．

Power density [W/cm2]

常温の酸素を用い，電池およびアノード燃料の温度管理には

MEA
Anode outlet

0.4

0.15

ド触 媒には Pt-Ru を 1.0mg/cm2，カソード触 媒には Pt を
5wt% のメタノール水溶液を用いた．カソードガスには無加湿Porous flow field(Sintered metal powder)

0.6

0.2

である．両流路ともに流路深さは 2mm であり，流路空間体積

1.0mg/cm2 使用した．電極面積は 25cm2 である．燃料にはAnode feed: 10cc/min

Cathode feed: 2000cc/min
Cell temp.: 80deg.C

0.138W/cm2
NEDO target

0.10

Cathode 1000cc/min
60deg.C

0.05

0Cathode inlet

Grooveflow field

Cathode 1000cc/min
80deg.C
0

0.2

0.4

0.6

0.8

Current density [A/cm2]
Carbon paper

Carbon paper
Separator

Separator

Collector

Collector

End plate

End plate

Anode inlet

図4

Cathode outlet
Gasket

図3

供試単セルの構成– 11 –

球状金属粉末焼結多孔体流路による発電性能向上

No.42 October 2011Materials and Processing Division Newsletterの増加，反応物供給と生成物排出の改善による反応抵抗の低5040-jX [mΩ]減，ならびに流路表面と電極の接触抵抗の低減によるものでCell temperature: 60deg.C
Anode feed: 10cc/min
Cathode feed: 1000cc/min
Current density: 0.2A/cm2

Z = R + jX

ある．

30

参考文献

20
10
0

0

10

20

30

1)

Groove flow field(Straight channel)

Porous flow field(Sintered metal powder)

2)
40

50

60

首 藤 登 志 夫，直 接メタノー ル 燃 料 電 池，工 業 材 料，
Vol.56, No.1, pp.94-95,（2008）
．

70

3)

R [mΩ]

図5

首藤登志夫，DMFC におけるセパレータ流路形状と出力の関係，マテリアルステージ，Vol.2, No.10,（2003）．

首藤登志夫，直接メタノール燃料電池における球状金属粉末焼結多孔体流路の利用による発電性能向上，燃料電池，Vol.8, No.4, pp.61-65,（2009）．

交流インピーダンス測定結果
4)

T. Shudo, K. Suzuki, Performance improvement in direct
methanol fuel cells using a highly porous corrosion-

4． まとめ
球状の金属粉末を焼結成形した多孔体を直接メタノール燃

resisting stainless steel flow field, International Journal

料電池（DMFC）の反応物供給流路に使用することで，同一of Hydrogen Energy , Vol.33, No.11, pp.2850-2856,の流路深さおよび流路体積を持つストレート溝型流路に比べ（2008）．
5)て約 3 倍の発電出力密度が得られる．

首藤登志夫，自動車における水素利用の意義と技術的課題，日本機械学会誌，Vol.112, No.1085,（2009）．

この発電性能向上は，全面供給型流路による有効電極面積2010 年度部門賞・部門表彰の受賞者決定○部門賞（特別功労賞）:1 件

特別功労賞を受賞して日本大学名誉教授
大谷利勝

日本機械学会機械材料・材料加工部門創設 20 周年に特別

4 力の中で材料力学部門の隣に設けられており，本部門は功労賞をいただき，大変光栄に存じ，大竹尚登部門長はじめ

会員数が少なくやがて材力部門に吸収されるであろうとい会員の皆様に御礼申し上げる次第です．

う予想を聞かされました．部門に交付される予算が会員数

この度の東日本大震災により逝去された方々のご冥福をおによることもあり，創設したばかりの本部門の存続をはか祈りするとともに被災された方々に心からお見舞い申し上げることに努めました．その対策を検討する際会員数を見るます．

と大学関係の会員は大きな大学でも 100 名程度でありまし

部門発足の頃を振り返ってみますと日本機械学会では会員たが大企業には 1000 名近い会員を擁する企業があること

数が増加して総会・研究発表会の会場確保が困難となる情が解りました．そのため企業会員の獲得に努めた結果，全勢にあり，69 期から部門制に移行することになりました．そ部門中 4 位となり会員数では上位の部門としてスタートす

れまでの研究委員会ならびにすでに部門となっていたところることができました．その後しばらくはこの順位が維持さが統合をはかり 18 の部門となることになりました．いずれ

れてきましたが次第にこの順位が低下し，最近では中位とも統合が不調となっていた機械材料委員会松原清委員長，塩なっていると聞いており，部門のさらなる活性化とともに

谷義副委員長と材料加工委員会大谷利勝委員長，菅泰雄副

会員数の堅持を願っております．

委員長が話し合いの結果統合に異存がなく，松原清委員長が研究発表大会 M&P については 2 代目塩谷部門長時代に企固辞され，初代部門長に材料加工委員会の大谷利勝委員長，画され，3 代目菅部門長時代に実現しました．機械材料，材副部門長に機械材料委員会の塩谷義副委員長が就任し 1 年

料加工ともそれぞれ専門の学会，日本金属学会，日本鉄鋼協

後 2 代部門長となることが合意されました．この結果をそれ

会，軽金属学会等ならびに日本鋳造工学会，日本塑性加工学

ぞれの委員会に持ち帰って承認を得て機械材料・材料加工会，溶接学会等があり，本部門の会員はこれ等の学会にも所部門が発足の運びとなりました．

属する場合が多く本部門を主たる研究発表の場としていない

部門長会議の通知を受け出席したところ本部門の席が会員が少なくなかったところからいかにして機械学会の本部– 12 –

Materials and Processing Division Newsletter

No.42 October 2011

門を研究発表の場として活用される会員を増やすかに努力し部門賞についても次第に整備されるようになりましたが企ました．今日の盛況を見るにつけ歴代の部門長をはじめ会員

業の新技術開発についてはその時点で完成した技術よりも受各位の努力に敬意を表します．

賞を契機にして将来業績が伸びると思われる技術開発の選定

運営委員会が設置され，部門全体の企画運営方針を決定に努め，受賞後業界で特筆されるような業績をあげ大きな賞することになり，運営委員会のもとに総務委員会，技術委員に繋がるものも生じました．一方，中小企業の技術開発にも会，広報委員会，分科会が設けられました．

留意するよう努めました．

運営委員会において部門長の任期を 1 年とし，副部門長

本部門のみの問題ではありませんが一般に機械あるいは機は 1 年務めた後に部門長となり，副部門長は選挙により選出

械的ということばが用いられるときはどうもよい意味でないされることを決定しました．

場合が多いのではないかと思っています．
「あの人は機械的総務委員会は予算編成，財務管理庶務事項の処理を担当に仕事をしている」というときは能率よくとか的確にというし，技術委員会は調査・研究の統括，行事の企画等を担当し，いい意味よりも心をこめずに右から左へといった悪い意味に

広報委員会はニューレターの発行，活動の広報を担当しまし使われている場合が多いと思われます．電気的にとか建築的た．また，分科会としては研究委員会時代からの継続，部門にという言い方は一般にはほとんど用いられませんので機械となってからの新規のものが加わることになりました．

に対するイメージの改善，悪いイメージの払拭を願っており1991 年 6 月機械材料・材料加工部門のニュースレター

ます．

No. 1 が発行されました．部門のカラー緋色は灼熱した金属，加工の火にちなんだもので 4 桁のカラー番号を定め，他の部

日本機械学会機械材料・材料加工部門が創設 20 周年を機にさらに発展を続けるよう祈念します．

門との重複を避けました．

機械材料・材料加工部門「部門賞・一般表彰」公募のお知らせ
機械材料 ･ 材料加工部門では，第 89 期部門賞および部門一般表彰候補を下記の要領で公募します．
自薦他薦を問わず奮ってご応募下さい．
＊公 募 締 切: 2011 年 12 月 2 日（金）厳守＊推 薦 書 類: 日本機械学会・各賞推薦書に準じます．
（推薦・申請用紙を部門ホームページよりダウンロードしてお使い下さい．
）＊被推薦者資格: 各賞とも日本機械学会会員であることが受賞資格となります．
＊書 類 提 出 先: 日本機械学会 機械材料・材料加工部門 （担当者 石澤 章弘）〒 160-0016 東京都新宿区信濃町 35 信濃町煉瓦館 5 階
電話（03）5360-3502，E-mail: ishizawa@jsme.or.jp
推薦された候補者は第 3 技術委員会で審査され，部門運営委員会で受賞者を決定します．結果は，今年度中に本人に連絡し，次期（2012 年度）のニュースレターに掲載します．また，受賞者は，2012 年度年次大会開催時に表彰する予定です．なお，本件に関するご質問 ･ お問合せ等は，第 3 技術委員会委員長（服部敏雄，電話（058）293-2503，E-mail: hattori@gifu-u.ac.jp）までお願いします．
（4）部門表彰（優秀講演論文部門）: 当該年度に開催された各賞の概要（1）功績賞 : 機械材料・材料加工分野に関する学術，教育，本部門企画，担当，主催または共催の講演会において発出版など諸般の活動において，本部門の発展と進歩に積表された機械材料・材料加工分野の講演論文中，学術 ･極的な貢献または顕著な業績のあった者に授与する．

技術の進歩発展に寄与し，特に優秀と認められる論文の（2）業績賞 : 機械材料 ･ 材料加工分野に関する研究または技術開発において，顕著な業績のあった者に授与する．

著者を対象とする．
（5）部門表彰（新技術開発部門）: 機械材料 ･ 材料加工分野（3）国際賞 : 機械材料 ･ 材料加工分野における学術，教育，において本部門企画，担当，主催または共催の集会，出出版などに関する国際的な活動を通し，本部門の発展と版物等において発表された新技術，新製品の開発者中，進歩に積極的な貢献または顕著な業績のあった者に授工業技術の進歩発展に特に貢献した者を対象とする．

与する．

（6）部門表彰（国際貢献部門）: 本部門の国際会議や国際交流に関し，特に優れた貢献のあった者を対象とする．

– 13 –

No.42 October 2011Materials and Processing Division Newsletter2011 年度年次大会「機械工学が牽引するイノベーション」in 東京工業大学の報告
第 88 期第一技術委員会（年次大会担当）
秦2011 年度年次大会が 2011 年 9 月 11 日（日）
〜 15 日（木），
東京工業大学大岡山キャンパスにて開催されました．会

共同企画，19 件）[J043]

期中は晴天に恵まれすぎ残暑厳しい中での開催となりましたが，当初心配された電力事情は改善し，大きな混乱もなく無高分子基複合材料の加工と評価（材料力学部門との共同企画，17 件）[J044]

事に開催することができました．これも一重に，変則的なセッション構成にご協力頂いた皆様に感謝申し上げます．また，誠一（東京工業大学）

知的材料・構造システム（材料力学部門，
機械力学・
計測制御部門，宇宙工学部門との共同企画，40 件）[J111]

マイクロナノ理工学 :nm から mm までの表面制

例年の部門同好会に替えて，震災で延期となった「機械材料・

御とその応用（情報・知能・精密機器部門，生産

材料加工部門 20 周年記念講演会・懇談会」を明治記念館で加工・工作機械部門，機械力学・計測制御部門，

開催いたしました．式典は，部門創立にご尽力頂いた大谷利材料力学部門との共同企画，12 件）勝初代部門長はじめ，佐藤順一会長，小林敏雄第 79 期会長，

[S041]

粉末成形とその評価（7 件）田口裕也第 83 期会長のご臨席のもと盛大に行われ，大谷先[S042]

セラミックスおよびセラミックス系複合材料（15

生への特別功労賞贈賞など，表彰もいつにもまして華やかに行われましたことをご報告いたします．

件）[S043]

環境調和型の表面改質および薄膜コーティング（11 件）[G040]

機械材料・材料加工部門一般セッション（34 件）[J041]

工業材料の変形と強度特性及びそのモデル化（材注）G: 一般セッション，J: 部門横断セッション，S: 当部門単料力学部門との共同企画，19 件）[J042]

独セッション

超音波計測・解析法の新展開（材料力学部門との第 4 回 JSME/ASME 機械材料・材料加工技術国際会議（ICM&P2011）報告
大会委員長
武藤
第 4 回 JSME/ASME 機 械 材 料・ 材 料 加 工 技 術 国 際 会
議（ICM&P2011 Fourth JSME/ASME 2011 International

睦治（長岡技術科学大学）

表彰者・内容等については後日ニュースレターで第 3 技術委
員会（表彰担当）より報告されます．

conference on Materials and Processing） は，2011 年 6

また，会議に先立ち，当部門の研究会が主催する「知的材月 13 日（月）から 17 日（金）まで，アメリカ合衆国オレ料・構造システムに関する国際ワークショップ」も開催され，ゴン州コーバリス市のオレゴン州立大学において，米国機60 名以上の参加者がありました．

械 学 会（ASME） 製 造 工 学 部 門 国 際 会 議（MSEC, Sixth

最後になりますが，本会議の準備・実行を中心となって担Annual ASME International Manufacturing Science and当していただきましたプログラム委員会の浅沼博委員長，岸Engineering Conference） お よ び 製 造 技 術 協 会（SME）

本哲副委員長をはじめ，各委員会委員長・委員の皆様，さら北 米 製 造 技 術 会 議（NAMRC, 39th Annual SME Northにはシンポジウムオーガナイザー等，全ての方々に，この場American Manufacturing Research Conference）と合同でを借りて厚く御礼申し上げます．

開催されました．全体の講演論文数は 400 件近くを数え，材料・加工分野の研究者・技術者間の国際的交流の場として世界最大スケールの国際会議になりました．
ICM&P2011 の日本からの発表件数はテクニカルペーパー
94 件，ポスター発表 11 件，プレゼンテーションのみ 6 件の合計 111 件でした．16 日にはキーノート講演として長岡技
術科学大学

福澤

康教授に放電加工に関する最新のご研究を，弘前大学 古屋泰文教授からは自動車用磁気トルクセ
ンサー用の最新のスマート材料・技術についてご講演いただ
きました．
バンケットは，オレゴン州立大学に付属するヒューレット
パッカードの研究施設内の研究ブースで，いつもとは異なった雰囲気の中で行われました．バンケットでは，部門表彰（国バンケット会場にて際貢献部門 4 件，
優秀ポスター発表部門 1 件）も行われました．

（MSEC および NAMRC のメンバーと M&P の実行委員会メンバー）– 14 –

Materials and Processing Division Newsletter

No.42 October 2011

Come See Symposium in Madras!

ASMP2012 開催案内
The 3rd Asian Symposium on Materials and Processing（ASMP2012）（主催 : 本会機械材料・材料加工部門，共催 : 本会材料力学部門）

開催日 :2012 年 8 月 30 日，31 日

会 場:

インド工科大学マドラス校（インド，チェンナイ市）

本部門主催の国際シンポジウム（ASMP2012）がインドのチェンナイにおいて開催されます．これはタイのバンコク（2006 年），
マレーシアのペナン（2009 年）に続く 3 回目のシンポジウムで，今回はインド工科大学マドラス校を会場として，
機械材料・加工・評価などの各分野の研究者や技術者に国際交流の場を提供するものです．チェンナイ（旧マドラス）はインド有数の国際都市であり，インド洋沿岸の風光明媚な観光地としても知られています．皆様のご参加をお待ち致しております．詳しい情報は部門 HP（http://www.jsme.or.jp/mpd/）にて随時掲載いたします．
主要なトピックス

実施体制（日本側のみ記載，順不同）– Advanced Materials

Symposium Chair:– Metals, Ceramics, Polymers and Composites– Smart Materials and Structures, Functional Materials

武藤睦冶（長岡技術科学大学）
General Chair:– Surface Engineering, Thin Films and Coatings– Materials Processing, Forming, Casting and Machining

井原郁夫（長岡技術科学大学）
Co-General Chair:– Powder Metallurgy, Adhesion and Interface, Welding
and Bonding

秦誠一（東京工業大学）
International Advisory Committee:– Nanofabrication and Nano/Micro/Meso Manufacturing
Processes

大竹尚登（Chair）（東京工業大学），浅沼博（千葉大学），
林眞琴（千葉県）– Advanced Manufacturing

Scientific & Program Committee:– Micro and Nano Technology in Materials andProcessing

佐藤千明（Chair）（東京工業大学），板橋正章（諏訪東京
理科大学），
金子堅司（東京理科大学），
京極秀樹（近畿大学），– Mechanical Properties, Fracture and Reliability

日野隆太郎（広島大学），
久保田祐信（九州大学），
武田展雄（東– Dynamic Behavior of Materials and Structures京大学），
鈴村暁男（東京工業大学），
川田宏之（早稲田大学），– Materials Characterization and Measurement

服部敏雄（岐阜大学），三浦秀士（九州大学），藤本浩司（東Techniques京大学），村井 勉（科学技術振興機構），福本昌宏（豊橋技– Non-Destructive Testing and Evaluations, Monitoringand Sensing Technology– Modeling, Analysis and Simulation in Materials andProcessing

術科学大学），大津雅亮（福井大学），小林秀敏（大阪大学），
荻原慎二（東京理科大学），
品川一成（香川大学），
若山修一（首都大学東京），岸本哲（物質・材料研究機構），松本 良（大阪大学），
北村憲彦（名古屋工業大学），
村岡幹夫（秋田大学），
楊明（首都大学東京），岡部洋二（東京大学），中尾 航（横浜国立大学），高橋 学（愛媛大学）

重要な日程
講演概要締切：2012 年 2 月 29 日

講演採択通知：2012 年 3 月 31 日

Conference Secretary:
宮下幸雄（長岡技術科学大学）

講演原稿（Extended abstract）
締切：2012 年 4 月 30 日
参加登録締切：2012 年 6 月 30 日

問合せ先ASMP2012 開催： 2012 年 8 月 30 − 31 日

井原郁夫（長岡技術科学大学）
0258-47-9720，E-mail: ihara@mech.nagaokaut.ac.jp
秦誠一（東京工業大学）

参加登録費（予定）
一般 30,000 円（早期申込 4 月 30 日まで）

045-924-5745，E-mail: shata@pi.titech.ac.jp

一般 35,000 円（通常申込 6 月 30 日まで）

宮下幸雄（長岡技術科学大学）

学生 15,000 円（4 月 30 日まで）

0258-47-9704，E-mail: miyayuki@mech.nagaokaut.ac.jp– 15 –

No.42 October 2011Materials and Processing Division Newsletter2012 年度年次大会開催の御案内と特別企画のご提案のお願い
第一技術委員会委員長
米山

猛（金沢大学）2012 年度の年次大会は，2012 年 9 月 9 日（日）～ 12 日（水）の日程で，金沢大学角間キャンパス
において開催されます．2005 年に機械工学系が角間町に移転し，新しいキャンパスで皆様をお迎えできるのは，関係者全員の大きな喜びです．
機械材料・材料加工部門では，例年と同様に，以下のオーガナイズドセッションを企画しています．
①摩擦・摩耗制御のための材料及び表面改質②マイクロナノ理工学：nm から mm までの表面制御とその応用③知的材料・構造システム④工業材料の変形特性と強度およびそのモデル化⑤溶射・コールドスプレー皮膜とその評価⑥超音波計測・解析法の新展開⑦環境調和型の表面改質および薄膜コーティング⑧粉末成形とその評価⑨セラミックスおよびセラミックス系複合材料⑩高分子基複合材料の加工と評価⑪締結・接合部の力学と評価⑫安全安心の先進デバイス設計に向けたマイクロ・ナノ材料プロセス工学のイノベーション
本年次大会では，『日本再生に向け新たな未来を切り拓く機械工学』をキャッチフレーズに「エネルギー」「クオリティオブライフ」「オープンイノベーション」をテーマとして広くセッションを募集しました．
さらに，例年の通り，下記の特別企画も募集中です．
①基調講演，②先端技術フォーラム，③ワークショップ，④部門同好会，⑤新技術開発リポート，⑥新企画行事
締切は 2011 年 12 月 22 日です．奮ってご提案下さい．
企画のご提案と，皆様多くの御参加をお待ちしております．ご提案やお問い合わせがございましたら，第１技術委員会の米山（E-mail: yoneyama@t.kanazawa-u.ac.jp）まで御連絡ください．講演会，同好会等々，
各種の行事にぜひ御参加下さいますよう御案内申し上げます．

編集後記
M&P 部門ニュースレター No. 42 をお届けします．御多忙の中，またきわめて限られた時間にもかかわらず執筆を引き受けていただきました先生方には心より感謝申し上げます．また，編集にあたっては，宮下委員長・長谷川委員をはじめ広報委員会委員の皆様の多大なる御支援・御協力を頂きました．御礼申し上げます．今号のニュースレターは，低環境負荷技術について焦点を当ております．内容としては，軽量化へ向けた軽合金の成形技術や昨今注目されている長繊維系複合材料・自己修復性材料のような構造材料だけでなく，エネルギー分野における材料の利用例についても取り入れてみました．多くの方々にとって役立つ情報提供となりましたら幸いです．本ニュースレターに関する御意見，お問い合わせ等は，広報委員会幹事（小林 : koba@tmu.ac.jp）までお願いいたします．

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発行

発行日 2011 年 10 月 31 日

〒 160-0016 東京都新宿区信濃町 35 信濃町煉瓦館
一般社団法人 日本機械学会 機械材料・材料加工部門
第 89 期部門長

大竹 尚登

広報委員会委員長

宮下 幸雄

Tel． 03-5360-3500 Fax． 03-5360-3508