地球環境と技術その３

３）クルマのエンジンの説明
学生諸君へ
どこかで習ってきたと思うけれども、細かな部品の名前まで覚えていないだろうから、ここでおさらい。エンジンそのものが頭に描けると、最初のメモをみて、部品ごとにピンとくるのだが、そうでないと調べることから始めないとならない。これが仕事の速さに結びつく。
エンジン全体の構造　http://www.bikeillust.gin-hp.com/bikeillust/2sutoenjinnosikumi.html
シリンダー回りの構造
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0801/30/news143.html　ピストンヘッド、ピストンリング溝、ピストンピン、ピストンスカート

ここまでみて、部品同志が常に摩擦するところはどこか、見つけてみよう？部品の摩擦が小さくなれば燃費向上につながるし、摩耗が抑えられれば信頼性向上につながる。ＤＬＣコーティングがこのような問題を解決する。

学生ならびにその他の方々へ
多くの大学では、学生の自動車通学を制限していて、学生がクルマに触れる機会が少ない。長岡技術科学大学の場合、よほど大学に近いところから通っていなければクルマの通学が可能だ。そのため、たくさんの学生がクルマで通学している。こういう授業をやってわかりやすく説明すると、すぐに自分のクルマに直結するので、学生のモチベーションはどんどんあがる。学生が２００人もいればだれてしまい、講義の最初の１０分はぼーっとしていた学生あるいは内職のやる気最高潮の学生が多かったのだが、１０分を経過したあたりから、そういった学生たちが斎藤ワールドに引き込まれ始めた。

地球環境と技術その２

学生諸君ならびにそのほかの方々へ

全学科から２００人が受講しているので、直接関係ない学科もあり、こういった自動車部品の話をしてもピンとこないだろうということで、講義中に挙手でいくつかのキーワードについて聞いたところ、次のような結果になった。

ショックアブソーバを知っている　ＹＥＳ　２％
バルブリフターを知っている　　　ＹＥＳ　０．５％
電磁クラッチを知っている　　　　ＹＥＳ　０．５％
ピストンリングを知っている　　　ＹＥＳ　１０％

中型以上のバイクに乗っていればショックアブソーバくらいは知っているはずだが、そもそも３ない運動の影響が多大でバイクに無縁の学生が多く、ショックアブソーバは全滅に近かった。ピストンリングくらいは知っているだろうと思いきや、全体の１０％。クルマに乗っている学生はそれなりにいると思うが、やはり、こんなもん。技術者を養成する高専―大学ラインにいる学生が多くても、これが現実。

そもそも、今のクルマにクラッチがないから、電磁クラッチといっても学生はピンとこない。だから、電磁クラッチに最先端のＤＬＣ膜が使われていると話しをしてもその価値はわからない。こういうすごい発明をしたというＴ社のすごさもわからないし、技術でＴ社にあこがれるという学生は、少なくとも学部３年生の時点では限られる。

だからこそ、大学の教養科目でこういう講義をするという意味がある。実物は見せられないけれども、文章と写真と、とにかく観点を教えてあげる。たとえば、同じＤＬＣ膜なのに、一方では低摩擦係数、他方では高摩擦係数。低摩擦のＤＬＣ開発の歴史において、高摩擦ＤＬＣが得られたとしても、それをゴミとしてとらえず、それを使って新たな用途開発をするという感性をぜひもってほしい。

地球環境と技術その１

受講者諸君へ

１１月２５日に地球環境と技術についての講義を行いました。
講義の時に使用した資料をそのままインターネットで公開できないため、次のような形で補足説明を行います。

１）本日のタイトル　摩擦との戦い―ダイヤモンド様炭素膜―

２）就職して、ある日ふと机の上をみたら、次のようなタイトルのメモが載っていた。（あるいは電子メール回覧で回ってきた）技術者としてのあなたは、どのような行動を起こすべきか。
(1)何もしない→給料をもらって働いているのだから、こういう選択肢はあり得ない
(2)読んでみる→普通
(3)観点をもって読んでみる→観点は、これまでの知識がないと作ることができない。つまり、文章を読むときに、その文章のどこに重みがあるのか（価値があるのか）が判定できないといけない。それは大学時代からどんどん積み重ねてほしい。

観点を持つだけでは、まだ足りない。文章の中の技術用語について、読みながら調べるか、頭の中の知識を使って読み進んでいくか、同じ仕事をするにしても、使う時間が違う。少なくとも後者では、仕事が速くなる。

自動車部品へのDLCコーティングの応用展開
自動車部品では、信頼性、量産性、低コストが重視されている。DLCコーティングはこのような要求に応えることのできる技術に育ってきたため、バルブリフター、電磁クラッチ、ピストンリング、燃料噴射ポンプ、ショックアブソーバ、シャフトなどで実用化されている。
バルブリフター：水素フリーDLCコーティングが応用されている。水素フリーDLCは部品同志の接触する界面において油潤滑下で低い摩擦係数を示す。そのため、エンジン部品として過酷な潤滑環境下で動作するバルブリフター表面にコーティングされ、部品の摩擦・摩耗を抑制している。
電磁クラッチ： Si含有DLCが応用されている。Si含有DLCはある種類の油で高い摩擦係数を示す。特に、速度に対する摩擦の正相関特性を利用するばかりでなく、DLCそのものの耐摩耗特性を利用することで、動力のオン・オフを繰り返しても損傷しにくいクラッチを開発することができた。

電子材料と物性

３年生の電子材料と物性の試験結果について、明日火曜日の１限、３限以外であれば、教授室にいますので、気になる学生は聞きにきてください。

木材がダイヤモンドになる日

ちょっと過激なタイトルのニュースです。

１か月前にも取り上げた「リグニン」が主人公です。

木材の成分で、いわゆるゴミです。このリグニンからプラスチックのような成形品を作る研究が進んでいます。プラスチックは形が変えられるという意味だから、成型できなければ意味がありません。最新の研究成果で、石油由来のプラスチック原材料と同じように溶かして自在に形を変えられるようになったという報告です。

記事の中で「リグニンは黒いダイヤモンドなんです」と紹介されているので、ダイヤモンドになる日と来ているようです。通常、この手のものは人間の胃袋に入るものを変えたという話が多いのですが、リグニンは食べられないので、競合しません。

リグニン由来のコンクリート化学混和剤や活性炭繊維も開発されています。私の研究室ではリグニンを原料とした水素吸蔵材料を開発して利用しています。様々な形でエネルギーを蓄えることのできる材料の原料として注目されているのです。

リグニン　ぜひ覚えたい名前ですね。