| 1．ニッケル基超合金の超塑性
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| 超塑性は、強くて脆い材料でも成形加工できるすばらしい特性です。当所では、新しい超塑性合金の開発という立場から、ニッケル基超合金を用いて組織論的及び機構論的に研究した結果、内部摩擦を用いると超塑性の非破壊試験が可能であることを見いだしました。また、超塑性合全の実用化という立場から現象論的にとらえ、従来とは全く異なる新しい超塑性加工法を開発しました。
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| 2．冷媒溶解潤滑油膜厚測定装置
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| オゾン層保護を目的に冷媒の代替化が進められていますが、それに伴って代替フロンによる潤滑の問題が多発しています。信頼性の高い冷凍機を開発するには、圧縮機は流体潤滑状態で運転されるよう設計する必要があります。このためには、冷媒が溶解した状態での潤滑油の特性を把握しなければなりません。本装置は、冷媒を溶解させた潤滑油の膜厚を精度良<測定することが可能で、この装置開発によりトライボロジカルな設計に必要なデータの人手が可能になりました。
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| 3．人工筋肉
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| 動物の筋肉のように軽くて力強いアクチュエータがロボットや医療福祉の分野で強く求められています。筋肉に替わり得る高分子アクチュエータ材料の研究を行い、収縮張力及び機械的出力密度がカエルの骨格筋に匹敵する高分子ゲル膜材料を開発しました。写真の人工筋モデルは溶媒を水からアセトンに交換することで先端にボールの載った腕を持ち上げます。
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| 4．骨・間接及び代替素子
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| ヒトの骨・関節においては、荷重部と非荷重部に明確な強度と剛性の差がみられ、骨と軟骨が外荷重に対し再構築によって対応していることを明らかにしました。その結果を基にヒトの骨・関節の連続体力学モデルを作り、アルミナ、ジルコニア、セラミックコーティングチタン合金やセラミック充填ポリエチレンなどの先進医用複合材料を用いて人工関節を開発しました。
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| 5．光新機能素子を用いた光学相関システム
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| 光学相関システムは非常に高速なパターン認識能力を持ち、次世代のインテリジェント生産機械などにおいて重要な役割を果たすものと期待されています。しかし、従来の光学相関システムは必ずしも生産現場での利用に適したものではありませんでした。そこで新方式の空間光位相変調素子を応用した位相マッチトフィルタを開発し、適応性に富んだ取り扱いやすい光学相関システムを実現しました。
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| 6．高効率推進ソーラ飛行船
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| 太陽光推進飛行船の推進効率を向上させるため、船体後部の溝から空気を吸い込み、後方へジェットとして噴出させる能動型境界層制御法を確立しました。この飛行船は実用化されると成層圏の比較的風の弱い高度約２０kｍに留まり、人工衛星に代わり、地球環境監視や無線中継に使うことができます。また、台風や南極オゾンホールの直接観測もできます。
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| 7．新しい超音波顕微鏡
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| 材料表面や薄膜の材質と欠陥の評価をサブミクロンの空間分解能で行うため、縦及び横方向に超音波振動する試料の表面を先端半径数10ｎｍの鋭い探針で検出する新しい方式の超音波顕微鏡を開発しました。この顕微鏡は結晶の格子欠陥の非破壊的観察や、磁気記録媒体の潤滑剤分子の特性評価などを可能にするもので、一部既に計測器メーカーにより実用化されています。
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| 8．マイクログリッパ
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| マイクロマシンやミニチュアマシンの組立で使用するマイクログリッパを開発しました。このグリッパは、多数のバネ関節とリンクを組み合わせた変位拡大機構とビエゾアクチュエータで構成されています。拡大機構は、厚さ0.15ｍｍのベリリウム銅板からエッチングで切り出したワンチップ型になっていますごグリッパの全長は23ｍｍ、重さ4gで、１g未満のマイクロ部品を把握できます。
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| 9．ディーゼル燃焼室のすす粒子計測
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| レーザ透過光の減衰からすす粒子濃度を計測する手法を開発し、さらに透過平行光を高速度撮影することで、シャドウグラフによる画像的な計測を実現しました。火炎からの光を効果的に遮蔽する工夫を加えて、燃焼中も明瞭な画像を得るとともに、火炎の直接像も同時記録することに成功しました。これにより、燃料噴霧、火炎、すす粒子の三者を同時に観察・解析する手法を完成させました。
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| 10．水素自動車
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| クリーンな燃料として期待される水素を利用する自動車を開発しました。水素吸蔵合金を貯蔵媒体とする水素燃料タンク、タンクから供給される数気圧の水素ガスをシリンダ内に直接噴射する火花点火エンジン及びエンジン出力やタンク内の水素ガス発生を制御する運転制御システムなどを開発し、これらを排気量2000ccのワンボックスカーの形にまとめて水素自動車の可能性を実証しました。
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| 11．スターリングエンジン
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| 1982年度から6年間実施されたムーンライト計画「汎用スターリングエンジンの研究開発」の中で、エンジン設計法、熱交換器、シールに関する基礎研究を行うとともにエンジン及び利用システムの評価試験を行いました。高効率性、多種燃料性、低公害性を実証し、実用化技術の確立に貢献しました。
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| 12．事象駆動型知識処理制御工作機械
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| 熟練作業者のノウハウによる問題解決に類似した機能を制御系に取り入れることにより、異常が起こっても機械自らが異常を避けながら加工が行える工作機械を実現しました。加工状態を常に監視・診断し、異常事態発生時には知識ベースを用いて対策を推論して回避制御を行います。ウェーブレット変換を用いた工具モニタリング技術など、多くのインテリジェントセンシング技術も開発しました。
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| 13．超高性能レーザ応用複合生産システム
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| 機械製品の多品種少量生産を行う自動化システムを目標として、1977年から8年間にわたって研究開発が行われ、当所が企画、開発において主導的な役割を果たしました。切削加工技術など要素技術の開発ののち、当所構内に実験プラントが建設され、総合運転が行われました。２０kwレーザ発振器、新しい形態の複合切削機構など、開発された技術は国際的にも高い評価を受けました。
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| 14．微細作業用２本指マイクロハンド
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| 微細作業への適用を目的として、２本指マイクロハンドを開発しました。その構造は、人が箸を操作する仕組みを模倣したもので、２重構造のパラレノレメカニズムで構成されており、基部のパラレル機構は2本指のグローバルな位置決め、上部の機構は2本指間の相対運動を生成する仕組みになっています。顕微鏡下において、直径２μｍのガラス球等を0.1μｍの位置決め精度で操作することなどに成功しました。
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| 15．２足歩行ロボット”Ｍｅｌｔｒａｎ Ⅱ”
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| ロボット本体の移動軌道を与えると、動的に安定な歩行を可能とする脚の関節軌道を自律的に生成することができる２足歩行の制御法を確立し、２足歩行ロボット"MeltranⅡ”においてその有効性を実証しました。この制御法により、前進歩行のみならず、後退、足踏み運動、さらには、センサで路面の状態を検出し実時間で凹凸路面上を安定に歩行するパターンを生成することなども可能になりました。
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