知的クラスター創成事業(第 II 期) 信州スマートデバイスクラスター

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成果 第 II 期

柔軟性のある高分子アクチュエータを応用した微細部品ハンドリング装置の開発(グローバル型 第Ⅱ期 成果第24号)

2011/12/21 Wednesday

 信州大学繊維学部の平井利博教授は、シチズンファインテックミヨタ株式会社(本社:長野県北佐久郡御代田町)との共同研究により「柔軟性のある高分子アクチュエータを応用した微細部品ハンドリング装置」を開発しました。これは、地域イノベーション戦略支援プログラム グローバル型(第Ⅱ期)(旧知的クラスター創成事業(第Ⅱ期))の成果第24号になります。
 ポリ塩化ビニル(PVC)ゲルは電場印加により屈曲変形することが知られていました。この屈曲変形を応用し、複数の爪を持つフィンガー状高分子アクチュエータを開発しました。このフィンガー状高分子アクチュエータを応用することにより、世界で初めて柔軟な高分子材料を用いた微細部品をハンドリングする機器を開発しました。
 工場などで用いられている従来のエアチャック方式と比べ、柔軟で小型化が可能であり、従来取り扱いが困難であった、もろい微細部品の取り扱いが可能となりました。また、高いエネルギー効率を持ち、使用の際の電力が極めて小さいので、エネルギー消費量の削減に貢献すると考えられます。
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ファインセラミックススプリングの開発(グローバル型 第Ⅱ期 成果第23号)

2011/10/27 Thursday

 東京理科大学 理工学部 工業化学科・阿部 正彦教授、ならびに楊 少明研究員、陳 秀琴研究員らの研究チームは、導電性を持ちながら、ばねのように伸び縮みするファインセラミックススプリング材料「マイクロスプリング」の生産技術の開発に成功しました。これは、地域イノベーション戦略支援プログラム グローバル型(第Ⅱ期)(旧知的クラスター創成事業(第Ⅱ期))の成果第23号です。
 同材料は、ファインセラミックスの特長である高強度、高硬度、高融点特性だけでなく、金属の導電性、ばね特性、キラル・コイル特性など様々な優れた特性を併せ持つ材料で、このような多特性の材料の開発に成功したのは世界で初めてです。
 一般的にセラミックススプリングは、伸縮性がないのが特徴ですが、本学研究チームが開発した「マイクロスプリング」は、スプリング軸の長さが1.5倍以上にまで伸び、伸縮を繰り返してもほぼ完全に元の長さに戻ることができます。また、伸縮によって破断や剥離したりせず導電性は完全に保たれます。
 今後、センサ、マイクロデバイス、MEMS、電磁波吸収材などへの応用も期待でき、今後は、量産化に向けた技術開発を進めていく予定です。

撹拌によってキラル選択可能な水溶性ゲルの開発(グローバル型 第Ⅱ期 成果第22号)

2011/10/26 Wednesday

 東京理科大学 理工学部 工業化学科・岡野 久仁彦助教、山下 俊准教授、奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科高分子創成科学研究室・藤木道也教授の共同研究チームは、特別な化学反応試薬を一切使用することなく、分子が持つ利き手 (キラリティー) を自在にしかも何度も選択的に誘起することに成功しました。これは、地域イノベーション戦略支援プログラム グローバル型(第Ⅱ期)(旧知的クラスター創成事業  (第Ⅱ期))の成果第22号です。
 キラリティー発生のメカニズムは、生命ホモキラリティーの謎と呼ばれ、科学者の間では21世紀に残された解決すべき課題の一つとされていました。同研究チームは、ある仮説に基づき研究を開始し、容易に入手可能な試料のみを用いて撹拌方向の変化と室温と100度の範囲での加熱冷却だけで、分子のキラリティーを自在に制御することに成功しました。また、溶媒は水のみを使用するため、安全性、作業性にも優れています。従来の研究では、撹拌によってキラリティーを誘起するにとどまっていましたが、本研究では撹拌によってキラルな場を形成し、さらに発光特性を有する色素の分子構造にその不斉の場を転写することで光機能材料の開発にも成功しました。本成果は、生命ホモキラリティーの起源を解き明かす鍵となるばかりか、有機溶媒や強力な磁場などを必要とすることなく、高度なキラリティー制御を可能にする次世代の不斉合成の新概念、新技術となります。このような不斉場の制御は今後、医薬品、農薬、香料、調味料などの広い分野での応用が期待されます。

2軸可塑化装置搭載射出成形機の開発

2011/10/19 Wednesday

信州大学工学部(長野県) 中山昇准教授らのグループは、株式会社ソディックプラステック(石川県加賀市)との共同研究により「ナノ材料複合樹脂製造に好適な2軸可塑化装置搭載射出成形機」を開発しましたので発表しました。これは、地域イノベーション戦略支援プログラム グローバル型(第Ⅱ期)(旧知的クラスター創成事業(第Ⅱ期))の成果第21号です。

中山昇准教授が開発を進めているナノカーボン複合樹脂材料の成型においては、フィラーの分散性に加え、通常、混合押出工程と射出工程の2工程になるためコストと時間が掛かり、樹脂が成形されるまでに余分な高熱を受けることになるため劣化する課題がありました。

今回、株式会社ソディックプラステック(石川県加賀市)では、混練直後に射出成形する技術を独自開発していたので、混ぜ込み難いナノカーボン複合化に最適な新しい成形機として、2軸可塑化装置搭載射出成形機(PE100)を開発しました。この開発によりコストと時間の削減が図れるほか、熱による樹脂の劣化も防ぐことができます。

今回開発した装置は、様々な高機能・高付加価値のナノ材料複合樹脂について多品種・少ロット生産を効率的に可能とする射出成形機として、株式会社ソディックプラステックが販売を開始します。

なお、株式会社ソディックプラステックは、今月1025日より、幕張メッセにて開催される、国際プラスチックフェア(IPF2011)において、PE100を出展する予定です。

株式会社ソディックプラステック PE100

災害地対応を可能にしたコンテナ植物工場(コンファーム)の開発(グローバル型 第Ⅱ期 成果第20号)

2011/7/13 Wednesday

 信州大学繊維学部の谷口彬雄名誉教授・特任教授らのグループは、株式会社リンガーハット(東京本社:東京都大田区)、アグリウェーブ株式会社(本社:信州大学繊維学部先進植物工場研究教育センター内レンタルラボ)との共同研究により「災害地対応を可能にしたコンテナ植物工場」を開発しました。
これは、地域イノベーション戦略支援プログラム グローバル型(第Ⅱ期)(旧知的クラスター創成事業(第Ⅱ期))の成果第20号であり、経済産業省 平成21年度先進的植物工場施設整備費補助金事業の成果でもあります。
一般的な植物工場は、移動を前提としていませんが、コンテナ植物工場は、移動が可能であることが大きな優位性のコンセプトとなっています。
今般、運搬(移動)しながら栽培可能な構造であり、迅速に災害地などに運搬・設置ができる仕様のコンテナ植物工場を開発しました。
具体的には、コンテナ植物工場を簡単に移動するために以下の問題点を解決しました。
(1)運搬において道路交通法に適法させるため、コンテナ外部の突起物を完全になくす構造とした。
(2)水耕栽培用の養液がこぼれないシステムの導入を行った。
○大きな持続的な傾きに応じて水を移動させる構造
○小さなさざ波による漏れこぼれの防止など
本コンテナ植物工場は、アグリウェーブ㈱との共同開発により製造されたものです。
アグリウェーブ㈱(社長:夏井健)は、信州大学と複数の企業との共同研究開発の過程で設立されたベンチャー企業です。本社は信州大学先進植物工場研究教育センター内に設置され、本格的に信大仕様の植物工場が市場に提供されます。
本仕様のコンテナ植物工場は、㈱リンガーハットに納入されました。(今回で信州大学の関与するコンテナ植物工場は6台となります。)
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今回のコンテナ植物工場は、今後生産される多数のコンテナ植物工場のモデルとなると考えています。
また、㈱リンガーハットは、これを契機として信州大学との本格的な共同研究開発を実施する予定です。コンテナ植物工場による外食産業向け主力野菜生産は、コスト、供給量ともに見合いません。そこで、栄養成分に特徴ある野菜など、有用な機能性野菜の開発などを進めて行く予定です。これらは、例えば「付け合わせ」用の野菜などには有用だと考えており、機能性野菜の栽培研究を通して、自社内での野菜生産へと繋げて行く予定です。

広いpH域で安定な金属ナノ微粒子の合成と分散技術の開発(グローバル型 第Ⅱ期 成果第19号)

2011/3/10 Thursday

 東京理科大学理工学部の郡司 天博准教授は、「広いpH域で安定な金属ナノ微粒子の合成と分散技術」を開発しました。これは、地域イノベーションクラスタープログラム グローバル型(第Ⅱ期)(旧知的クラスター創成事業(第Ⅱ期))の成果第19号になります。
 自動車などの排ガス浄化に使われる金属触媒の性能を高めるには、金属粒子の表面積を大きくする必要がありますが、表面積を大きくした微粒子は凝集しやすいという課題がありました。この開発により、高分子安定剤で保護した凝集しない金属ナノ微粒子を簡便に合成できます。
 これにより、貴重な資源で高価な金属の使用量を低減し、より高活性で高効率な金属触媒を低価格で提供することが可能になると期待されます。
 また、強酸性や強アルカリ性でも安定に水に分散するので、環境浄化触媒や石油の改質剤,燃料電池の電極材料など、多岐にわたる産業分野での利活用が期待されます。pic.gif

自然エネルギーを利用した光電気化学蓄電池の研究(グローバル型 第Ⅱ期 成果第18号)

2011/3/4 Friday

信州大学理学部 樋上 照男 教授の研究グループは,以前から進めていた光化学分野の研究成果を基に、紀本電子工業株式会社(本社:大阪市天王寺区)との間で共同研究を行い、「光電気化学蓄電池(以下PEC)」の研究に成功しました。

本研究のPECは太陽の光を受けて発電する“太陽電池”の性質と、その電気を貯める“蓄電池”の性質を併せ持つ電池です。太陽の光エネルギーでフラーレンを還元状態の活性な物質に変換し、そこから必要に応じて電気を取り出すことができます。
 まだ,取り出せる電力はとても小さいですが、今後、PECの性能に関する多くの問題を解決し、より高い性能のPECを開発していきたいと考えております。

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無電解めっきパターン作成用高分子ナノ薄膜の開発(グローバル型 第Ⅱ期 成果第17号)

2011/3/1 Tuesday

信州大学繊維学部と大和電機工業株式会社(本社:長野県諏訪郡下諏訪町)は共同で、「無電解めっきパターン作成用高分子ナノ薄膜」とそれを利用した「次世代無電解めっきプロセス」を開発しました。

この開発は、信州大学繊維学部の木村 睦准教授グループが以前から進めてきた高分子錯体技術の研究成果を大和電機工業株式会社が専門とする機能めっきへ応用したものです。この新規な無電解めっきプロセスの特徴は、従来式と比べ、基板処理が不要、めっき後のエッチングが不要、得られるめっき膜の密着性が高いという特徴を有しています。汎用性が高くガラスやプラスチックなどの表面に導電性パターンを形成できることから、様々な次世代デバイスを支える重要な要素技術です。pattern.jpg

医療・福祉ロボット用柔軟接触型力センサーの開発

2010/10/13 Wednesday

 信州大学工学部と株式会社スズキプレシオン(栃木県)、株式会社サンコー(本社:長野県塩尻市)は共同で、「医療・福祉ロボット用柔軟接触型センサー」を開発しました。

 この開発は、信州大学工学部の中山昇准教授と株式会社スズキプレシオンが以前から進めてきたセンサーに関する研究成果に、株式会社サンコーが開発した導電性樹脂の技術を加えることで実現したものです。

 本技術は、センサを覆うスキン層に柔らかい素材を使用できるため、人に接触する部分に用いても柔らかく、加えられる力の強さと3次元の方向を高感度・高速に測定できるため、接触状態を素早くロボットにフィードバックできます。応用範囲は当初の目的であった医療・福祉だけでなく、現在ひずみゲージが使用されている産業分野全般のセンサを置き換えることが可能であるほか、構造が簡単で高性能なことから民生電子機器の操作用コントローラー等へも発展が期待できます。

 今後今回の適用目標である医療・福祉用ロボットを始め産業用やコントローラー等の幅広い分野に対して提案を進めていきます。

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収縮型PVCゲルアクチュエータの開発と小型ブレーキへの応用(グローバル型 第Ⅱ期 成果第15号)

2010/8/30 Monday

 信州大学繊維学部と株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ(本社:東京都品川区)は共同で、「収縮型高分子ゲルアクチュエータ」とそれを応用した「小型ブレーキ」を開発しました。

 この開発は、信州大学繊維学部の橋本稔・平井利博の両教授グループが以前から進めてきた高分子アクチュエータの研究成果を、株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズが専門とするモーションコントロール分野へ応用したものです。

 このアクチュエータ及びブレーキの特徴は、従来の電磁式と比べ、軽量小型、ソフト、静音、高効率という特徴を有しています。そのため、医療福祉分野のように人間の近くで可動する機器のブレーキとして適しています。

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開発した収縮型高分子ゲルアクチュエータ

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