横浜国立大学 新技術説明会
日時：2018年06月19日(火) 13:25～16:00
会場：JST東京本部別館1Fホール（東京・市ケ谷）
参加費：無料
主催：科学技術振興機構、横浜国立大学
後援：特許庁、関東経済産業局
発表内容一覧
発表内容詳細
- 機械
1）人に優しい省エネルギーロボットアクチュエータ
横浜国立大学 大学院工学研究院 知的構造の創生部門 教授 藤本 康孝
新技術の概要
高効率で逆駆動が可能な高減速ギヤを備えたアクチュエータ。3K複合遊星歯車と呼ばれる機構において動力伝達効率を最適化することで、順方向効率、逆方向効率ともに90%を超えるギヤを開発した。1/100を超える減速比でも負荷側から容易に駆動できる。
従来技術・競合技術との比較
従来のロボット用減速機と比較して、順方向駆動効率が20%以上、逆方向駆動効率が30%以上高く、逆駆動起動トルクが1/100以下であり、負荷側から容易に駆動が可能である。このため、トルクセンサを用いることなく協働ロボットやパワーアシストロボットに適用できる。
新技術の特徴
・高バックドライバビリティ
・高いエネルギー効率
・小型、高減速
想定される用途
・協働ロボット
・パワーアシストロボット
・産業用ロボット
関連情報
・サンプルあり
・外国出願特許あり
- 材料
2）常温での高結晶配向性セラミックス積層材料の形成技術
横浜国立大学 大学院工学研究院 システムの創生部門 准教授 長谷川 誠
新技術の概要
本新技術は、エアロゾルデポジション（AD）法が持つ、常温で、原材料粉体と全く同じ組成・結晶構造のセラミックス積層材料が得られるという特徴に加えて、原材料の表面エネルギーの最も低い結晶面が、基板と平行に高度に配向性した積層材料を得る事ができる技術である。
従来技術・競合技術との比較
本技術はAD法に属する。AD法は、高温での焼結無しで緻密なセラミックス積層材料が得られる優れた技術であるが、結晶配向性を制御する技術は確立されていない。本技術では、AD法の特徴を備えたまま、原料粉体を低温（100℃程度）で予熱するという新しい制御パラメタを導入することで、高い結晶配向性を実現するものである。
新技術の特徴
・原材料の表面エネルギーの最も低い結晶面が基板と平行に高度に配向性した積層材料を得る事ができる。
・原料粉体を低温予熱することを追加するのみであり、従来のAD法と同様に、低消費エネルギーな技術である。
・従来のAD法と同様に、積層させる対象物は常温で良く、熱応力による割れ等が無い。
想定される用途
・プラズマや強酸などの過酷な化学的アタックに対する防食膜
・被切削材の移着抑制に優れる切削用工具表面皮膜
・摺動用部材
関連情報
・展示品あり
- デバイス・装置
3）エレクトロスプレー型2Dアレイ高電流密度イオン源
横浜国立大学 大学院工学研究院 システムの創生部門 准教授 鷹尾 祥典
新技術の概要
本技術は、電界放出電子源の製作技術を応用することで高電流密度化を図ったエレクトロスプレー型イオン源技術である。サブミクロンサイズの開口径を持つエミッタ電極とゲート電極を数ミクロンピッチで配置することにより、多数のイオン引き出し電極対を2次元アレイ状に製作し、イオン原料となるイオン液体から正負両イオンを引き出す。
従来技術・競合技術との比較
従来のアレイ状エレクトロスプレー型イオン源におけるイオン引き出し電極対と比較し本技術では4桁増の高密度化が可能である。またエミッタとゲートの両電極をボトムアップで製作するため電極間位置合わせが自動化できる。さらにガスをプラズマ化するイオン源に必要な高圧ガス系が不要となり劇的なシステム小型化が可能である。
新技術の特徴
・超小型・軽量、かつ、高電流密度のイオン源。
・セルフアライメントとなるプレーナー製造プロセスであり、２次元的に高密度な集積化が可能。
・低電圧で引き出し可能。低ダメージでのイオン加工を行うイオン源として利用が可能。
想定される用途
・10 kg級以下の超小型衛星にも搭載可能な推進機。
・集束イオンビーム（FIB）加工等のMEMSプロセス微細加工装置や分析装置等に用いられるイオン源。
関連情報
・サンプルあり
- 製造技術
4）マイクロ流体素子に適する高性能なプレーナー渦流ミキサー
横浜国立大学 大学院工学研究院 システムの創生部門 准教授 酒井 清吾
新技術の概要
本技術は、平面円盤型の混合チャンバーに、同一方向に旋回流を生じさせる複数の流体流入口を設け、流出口はチャンバー中央に流れ方向と直角に設けたフロー型の流体ミキサーである。機械的可動部や邪魔板などを持たないシンプルな構造でありながら、遠心二次流れと旋回流を同時に用いる事で、高混合性能を実現した。
従来技術・競合技術との比較
従来のマイクロミキサー・リアクタは、機械的可動部や邪魔板を持つもの、或いは旋回流型でも円筒形状チャンバーが必要であったりするものが殆どであり、高混合性能化や小型化に課題が有る。本技術は、シンプルな構造のプレーナー型チャンバーという小型化に適した構造で且つ高混合性能を有する。
新技術の特徴
・遠心二次流れと旋回流れを同時に利用した高混合性能
・マイクロ流体素子への応用に適する、機械的可動部や仕切り板などを持たないシンプルな構造
・食品、化粧品などの製造において、混合に要する消費エネルギーが小さいこと
想定される用途
・マイクロリアクタを用いた精密化学合成に用いるマイクロミキサー
・μ-Tas（微小化学分析システム）、Lab-on-a-chipなどのマイクロ化学分析システムのマイクロミキサー
・気体の完全混合による予混合燃焼器
関連情報
・サンプルあり
- 製造技術
5）高効率・高選択化を実現する革新的反応プロセスの構築
横浜国立大学 大学院環境情報研究院 人工環境と情報部門 教授 跡部 真人
新技術の概要
本技術は、エネルギー多消費型プロセスからの脱却、すなわち熱消費を大幅に低減させるための革新的生産プロセスに資する固体高分子電解質電解ユニットに関するものである。
燃料電池等で開発が進んでいる固体高分子電解ユニットを化学反応のプロセスに適用できる条件を開発した結果、従来技術では想定できない選択性の向上やスケール収率の改善に繋がる反応技術となることが確認できた。
従来技術・競合技術との比較
従前の化学産業は、エネルギーを大量に消費する重厚長大な重化学工業製造に依存してきたが、パリ協定の本格実施を見据え、熱消費を大幅に低減させるための生産プロセスの革新が期待されている。本基盤技術となる固体高分子電解質電解技術は電気化学反応に立脚していることから、重金属を含む試薬や触媒を必要とせず、常温・常圧で反応が実施でき、高収率化かつ省エネ化も期待できる「革新的反応技術」となる。
新技術の特徴
・燃料電池等で開発が進んでいる固体高分子電解ユニットを化学品製造に適用する。
・反応の基質・位置・立体選択性を電圧、電位、電流の操作で精密に制御できる。
・支持電解質の添加が不要であり、反応物の適用範囲が極めて広い（ガス状反応物も可能）。
想定される用途
・マスプロダクトからファインケミカルズ（医薬、農薬、香料等の中間原料）に至る幅広い化学品製造。
・再生可能エネルギー利用による起動停止の追従性に優れるオンデマンド、オンサイトでの化学品合成。
・移設容易な固体高分子電解ユニット利用のため、一極集中型から分散型を実現する社会構築にも貢献。
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