イノベーション推進機構 産学連携・URA領域

九州工業大学の研究者 -私たちはこんな研究をしています-

工学研究院

教授

奥山 圭一

おくやま けいいち

所属
工学研究院
先端機能システム工学研究系
プロフィール
1963
生まれ
2004
大阪大学工学研究科生産科学専攻博士課程終了
1998
室蘭工業大学工学研究科エネルギー工学専攻修士課程終了

航空機産業(川崎重工)、国家宇宙機関(宇宙開発事業団、ドイツ国立航空宇宙センター)に所属し、多数の航空機や宇宙機の開発に従事してきました。また、ボーイング社本社のあるシアトルの大学および航空宇宙産業と連携し人材教育を積極的に行っています。これら経験と人脈は、地域の航空宇宙機の産業育成に活かすことができると考えます。

受賞
日本航空宇宙学会技術賞受賞(2004年) 、「次世代型無人宇宙実験システム(USERS)」、USERS設計チーム

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宇宙へ

● 研究テーマ

  • 1.深宇宙小型探査機の開発
  • 2.超軽量熱防御材の開発
  • 3.熱可塑CFRP材料、プロセス開発、輸送機器・発電機器への応用開発

● 分野

宇宙工学、システム工学、材料科学

● キーワード

人工衛星、CFRP、熱防御材

● 実施中の研究概要

 現在、研究室では熱可塑CFRP(Carbon fiber reinforced plastic)を構造体材料とする超小型宇宙探査機「しんえん2」を開発しており、宇宙空間での実証実験を計画しています。この実証実験が成功すれば、航空宇宙産業のみならず、あらゆる輸送機器構造体への熱可塑CFRP材料応用が、飛躍的に拡大すると考えます。
 CFRPは比強度,比弾性が実用材料中で最大級の値を持つものの一つであるので、軽く、しなやかさが要求される自動車,宇宙機,航空機などに多用され、最近ではボーイング社の次世代中型ジェット旅客機787機の多くの部位に採用されています。
 CFRPの航空宇宙用途市場は2012年、14,000トン、航空機の機体にCFRPが50%適用されれば、20%の軽量化が可能で、CO2低減に大きく貢献すると言われています。
 CFRP用の樹脂はエポキシ、シリコーンやフェノールなどの熱硬化樹脂が一般的です。しかしながら熱硬化樹脂は以下のような問題点があります。
 1. 成形時間が長い。リサイクルが極めて難しい。
 2. 複数のCFRP材を接合時には、リベットやボルトなどの金属製の締結金具を必要とし、軽量化を阻害,部品調達コスト・設計コスト・製造コストの増大を招く。
 3. 部品点数増大による、信頼性確認のための試験増大、製造信頼度、試験信頼度および運用信頼度低下の恐れが生じ,信頼度確保のためのコストも増大する。
 これらの問題を全て解決できる熱可塑樹脂を用いた超軽量航空宇宙機や次世代自動車構体の設計・製作技術の確立を目指しています。

● 今後進めたい研究

海外の宇宙機関や大学と連携し、小型探査機の開発を続けていきます。

● 特徴ある実験機器、設備

ホットプレス、オートクレープ、超小型衛星用振動・衝撃試験装置・熱真空試験装置、帯電試験装置、電波暗室

● 知的財産権(技術シーズ)

1.特許5294609、ガスバリア性の炭素繊維強化プリプレグ及び炭素繊維強化プラスチック並びにそれらの製造方法、2013年6月21日
2.特許5263737、熱防御複合材の製造方法、2013年5月10日
3.特許4478801 、 ブレーキパッド及びその製造方法 、2010年03月26日
4.特許4112203 、 高速飛翔体フェアリングの外壁構造 、2008年04月18日
5.特許3965175 、 熱防御・耐損耗複合機能構造体及びそれを備えた高速飛しょう体 、2007年06月01日
6.特許3923890 、 姿勢制御装置及び人工衛星 、2007年03月02日
7.特許3859589 、 人工衛星 、 2006年09月22日
8.特許3840391 、 高速飛翔体フェアリングの熱応力抑制構造 、 2006年08月11日
9.特許3828072 、 推力発生方法および装置 、 2006年07月14日
10.特許3776020 、 高速飛翔体フェアリングの熱抵抗抑制構造、 2006年03月03日
11.特許3798749 、 高速飛翔体,フェアリング,及びフェアリングの製造方法 、2006年03月03日
12.特許3776021 、 高速飛翔体フェアリングの熱伝導率制御方法 、2006年03月03日
13.特許3768474 、 太陽電池パドルの展開構造及び人工衛星 、2006年02月10日
14.特許3732126 、 熱防御構造体 、2005年10月21日
15.特許3498181 、 多孔質断熱材及びその製造方法 、2004年02月16日
16. USP6663051B2 、 Thermal Protection Structure 、2004年02月16日 、 アメリカ合衆国

● 過去の共同研究、受託研究、産業界への技術移転などの実績

有機系摺動摩擦材の材料特性評価手法の研究 、 2012年12月 ~ 2013年11月 、 国内共同研究
軽量アブレータの材料特性評価手法の研究 、 2012年12月 ~ 2013年03月 、 国内共同研究
炭素繊維布を用いた複合材ブレーキライニングの開発 、 2008年07月 ~ 2011年03月 、 国内共同研究
耐震建材用,放射性廃棄物貯蔵コンクリート用の複合材開発 、 2007年11月 ~ 2009年03月 、 国内共同研究
極低温複合材水素タンクに関する研究 、 2007年04月 ~ 2011年03月 、 国内共同研究
有機系摺動摩擦材の材料特性評価手法の研究 、 2012年12月 ~ 2013年11月 、 国内共同研究

● 研究室ホームページ