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工学研究科

機械工学専攻専攻・学科HP

持続可能な社会を支えるために「機械」のブレイクスルーに挑戦する

18世紀の産業革命以降、「機械」は目覚ましい進化と普及を遂げ、産業の発展の原動力となり、様々な場面で我々の社会を支えてきました。現在では情報化などの技術の進歩に伴い、ロボットに代表される知能機械やネットワークにつながる情報化機械、これまでは考えられなかった極限環境や微細空間で機能する機械など、エレクトロニクス、バイオ、医療などの関連分野とも融合しながら「機械」の概念はさらに拡大しつつあります。機械工学は、このような機械の発展を支えてきた基礎学問の体系であり、「機械」や「ものづくり」に関する様々な技術は機械工学を専攻した多くの技術者、研究者が創意工夫を重ねてきた努力の集大成です。しかし、大量生産と大量消費による産業の発展は、地球規模のエネルギー・環境問題を引き起こすことにもなりました。したがってこれからの機械工学者は、全地球的な視点に立って科学技術の社会的影響にも考慮しながら、安心・安全で環境への負荷の少ない「持続可能な社会」を実現するために、関連する諸問題を解決する使命を負っているといえます。機械工学科/機械工学専攻は、このような「持続可能な社会」を支えるために、新たな技術革新を生み出す「機械」のブレイクスルーに挑戦し続けるとともに、これからの社会の要請に応えられるような機械技術者・研究者を養成していきます。

持続可能な社会を支える「機械」の例
エネルギー機器(ガスタービン) 社会インフラ(瀬戸大橋) 次世代生産システム(セル生産ロボット)
エネルギー機器(ガスタービン)
写真提供:川崎重工業(株)
社会インフラ(瀬戸大橋)
次世代生産システム
(セル生産ロボット)
写真提供:三菱電機(株)

専攻の特徴

機械工学専攻における博士課程前期課程での学修目標は、将来機械工学の分野で先導的立場となる技術者・研究者となるために、強固な基礎知識の上に培われた高度な専門知識と研究能力、倫理観を身につけることです。さらに博士課程後期課程では、専門分野での先進的かつ卓越した学術研究を推進することで、国際感覚に富んだ高度な研究能力ならびにその基礎となる深い学識および卓越した専門的能力を修得することを目標とします。このために当専攻では、高度な専門科目のカリキュラムに加え、配属された教育研究分野において独自の研究を進め、指導教員と学生が対等の立場で未知なる対象に共に向き合いながら進める先端研究の臨場感の中で高度な研究能力を涵養します。

講座構成

機械工学専攻は、熱流体、材料物理、システム設計という機械工学の代表的な専門分野を扱う3 つの講座に、これらの専門分野での研究成果に基づいた先端的な機能の創成を目指す先端機能創成学講座を加えた4 つの講座で構成されています。また機械工学科は、専攻に所属する教職員が学部学生に対して研究教育を行う組織として位置付けられています。

また,機械工学専攻では,企業や外部研究機関と連携した研究教育のために3つの連携講座があります。

熱流体講座

人体の血流、自然環境、そして空調や発電などのエネルギーシステムでの熱・物質の移動は流体によってなされています。それら機能の改善と創出、システムの効率向上と新しいシステムの実現のため、複雑多様な熱流体現象の機構を理論的・数値的に解明し、豊かな持続可能な社会の実現に資する教育研究を行っています。本講座は、「先端流体工学」、「混相流工学」、「エネルギー変換工学」の3 つの研究分野で構成されています。

【各研究分野の構成スタッフと研究テーマ】

先端流体工学分野
教 授/今井 陽介
准教授/片岡 武
助 教/石田 駿一
生体流れの計算バイオメカニクス,消化器系の生体流体力学,細胞の計算モデルの開発,複雑粒子サスペンジョンのマイクロ流体力学,流体構造連成解析や大規模並列計算の手法の開発.水面重力波をはじめとする非線形波動現象の解明への理論的および数値的研究,格子ボルツマン法のモデル開発と応用(特に空力音の直接計算,複雑流体への適用),希薄気体特有の流れ(熱遷移流)の工学的応用に関する研究.
混相流工学分野
教 授/冨山 明男
准教授/林 公祐
助教/栗本 遼
複雑熱流動現象のマルチスケールハイブリッド数値予測技術の開発,界面を含む流れ場の詳細計算手法の開発,複雑流動現象のレーザ計測・画像計測手法の開発,気泡塔内熱流動評価技術の開発,二酸化炭素海洋貯留における素過程のモデル化,微細気泡生成手法の改良・開発,原子炉燃料集合体内流動現象のモデル化,気泡・液滴の運動と物質輸送のモデル化,気泡乱流の計測とモデル化,微細流路内二相流の可視化・計測.
エネルギー変換工学分野
教 授/浅野 等
准教授/村川 英樹
助 教/杉本 勝美
エネルギーシステムにおける気液相変化を伴う熱流動特性,沸騰伝熱促進,微小重力下および細管内気液二相流,コンパクト熱交換器内冷媒二相流, 液体金属二相流の流動評価,固体高分子形燃料電池内の水分挙動と発電特性,自励振動型ヒートパイプ,超音波流量計の高度化,中性子ラジオグラフィによる可視化と計測,地熱利用発電システムの高効率化
材料物理講座

固体の構造、組成、力学特性等をマイクロ、メゾ、ナノの階層から理論的及び実験的に解明すると共に、これらの有機的な相互作用を構築してその機能・強度・安定性の評価を行っています。また、表面及び界面の高機能化を発現させるナノテクノロジーを視野に入れた教育研究を行っています。本講座は、「構造安全評価学」、「破壊制御学」、「構造機能材料学」という3 つの研究分野で構成されています。

【各研究分野の構成スタッフと研究テーマ】

構造安全評価学分野
教 授/阪上 隆英
准教授/塩澤 大輝
助 教/小川 裕樹
客員教授/久保 司郎
材料力学分野における逆問題解析に関する研究,材料・構造物の非破壊評価,構造健全性評価に関する研究,可視・赤外およびテラヘルツ領域電磁波による非破壊評価に関する研究,散逸エネルギ計測による金属および複合材料の疲労特性評価に関する研究.
破壊制御学分野
准教授/田川 雅人
准教授/田中 拓
助 手/横田 久美子
マイクロマテリアルの疲労破壊機構の解明,TiNi形状記憶合金細線の環境強度の解明,複合材料の破壊マイクロメカニックス・シミュレーション,宇宙材料・システムの耐宇宙環境性評価と開発,宇宙環境シミュレーション技術の高度化,衛星を使った軌道上宇宙実験,大気吸入イオンエンジンに関する基礎実験.
構造機能材料学分野
教 授/田中 克志
准教授/藤居 義和
准教授/長谷部 忠司
助 教/寺本 武司
新規高温耐熱材料の合金設計と高温変形機構の解明,形状記憶合金の高機能化,実験室X線・放射光・中性子・電子顕微鏡による内部構造解析,材料の熱物性の測定と熱伝導機構の解明,マルチスケール塑性場の理論(FTMP)とそれに基づく変形・破壊のモデリング・シミュレーション,FTMPに基づく新しい材料システム設計・評価法の開発.
システム設計講座

幾つかの機械要素を統合して目的の機能を実現するシステムの設計、生産、制御、運用のために必要な基盤技術を、機械要素、機械システム、社会システムなどのミクロからマクロまでの幅広い観点から解明し、持続可能な次世代社会を支える様々なシステムの構築を目指した教育研究を行っています。本講座は、「機能ロボット学」、「センシングデバイス工学」、「生産工学」という3 つの研究分野で構成されています。

【各研究分野の構成スタッフと研究テーマ】

機能ロボット学分野
教 授/横小路 泰義
准教授/田崎 勇一
助 教/永野 光
ロボットハンドによる柔軟物操作,汎用ピッキングハンド,変種変量生産のための治具レス組立ロボット,遠隔操縦システムの基盤的研究,建設ロボットの遠隔操縦,ハプティック(力触覚)デバイスの開発,ハプティックバーチャルリアリティ,ヒトの触感性分析およびモデリング手法の開発,筋骨格モデルによる人間の手の機能解析,移動ロボットの環境認識と地図生成,二足ロボットの歩行制御と転倒回避制御.
センシングデバイス工学分野
教 授/神野 伊策
准教授/肥田 博隆
助 手/權 相曉
スパッタ法による機能性薄膜の作製および結晶構造解析、圧電薄膜の作製と圧電特性評価、センサ・アクチュエータ素子開発、振動発電、エナジーハーベスティング、全固体薄膜2次電池作製と充放電特性評価、強誘電体薄膜による光触媒技術、微小流体デバイスの作製、細胞計測.
生産工学分野
教 授/白瀬 敬一
准教授/佐藤 隆太
助 教/西田 勇
助 手/金子 和暉
工作機械の自律化・知能化,ボクセルモデルを用いた切削加工シミュレータ,フレキシブル工程設計支援システム,機上計測,5 軸制御工作機械,送り駆動系,運動精度,運動制御,数学モデル,運動シミュレーション,仕上げ加工面の解析,切削力のセンサレスモニタリング,工作機械の消費電力,消費電力シミュレーション,工具経路評価,工程設計,筋骨格モデル
先端機能創成学講座

機械工学はこれまで産業の発達の原動力となり社会を支えてきましたが、今後は医療やバイオなどの先端的な領域での貢献も期待されています。このために、機械工学の様々な研究分野からの成果を活かし、時代の要請に応じながら他に類を見ない先端的な機能を有する材料や機械システムの実現を目指した教育研究を行っています。本講座は、「ナノ機械システム工学」、「材料設計工学」という2 つの研究分野で構成されています。

【各研究分野の構成スタッフと研究テーマ】

ナノ機械システム工学分野
教 授/磯野 吉正
准教授/菅野 公二
助 教/上杉 晃生
MEMS応用デバイスの設計・試作・開発および機能評価,医療用センサの開発研究,半導体ナノワイヤの成長プロセスとMEMSデバイス応用,半導体ナノワイヤのマルチフィジックス特性評価,環境発電・センサデバイスおよび極微小物理量計測デバイス開発,金ナノ粒子プラズモニックナノ構造創製による光センシングへの応用,金ナノ粒子を用いた表面増強ラマン分光法の生体分子分析への応用.
材料設計工学分野
教 授/向井 敏司
助 教/池尾 直子
構造材料の内部組織制御ならびに形質形態制御,輸送機器構造材料の高比強度化,構造材料の高速変形応答解析,軽量金属材料の高速鉄道車両・自動車への応用,生体内分解性を有する金属バイオマテリアルの研究,血管閉鎖用インプラントの開発,軟組織締結インプラントの開発,骨固定用インプラントの開発.
連携講座

【連携講座の構成スタッフと研究テーマ】

知的製造システム講座
客員教授/楢崎博司
客員教授/西田吉晴
プロセス制御,製鉄プロセス,情報システム,生産システム,インテリジェント制御,最適化,適応システム,知識ベースシステム,自己組織化,人工ニューラルネットワークモデル,複雑システム
機能適応モデル講座
教授/井上振一郎
教授/三木茂人
ナノフォトニックデバイス,有機集積光回路,ナノ/マイクロリソグラフィ,自然言語処理,機械翻訳,テキスト分析,音声処理,音声認識,音声合成
開智型ものづくり講座
客員教授/久保田哲也
客員准教授/加賀谷博昭
デジタル製造,工場シミュレーション,設備配置計画,ロボット機構設計,ロボット機構制御,サービスロボット活用

専攻カリキュラム

本専攻では、高度に発展した機械工学の様々な学問領域に関して開講されている講義の中から、専門分野に応じてそれらを系統的に選択・受講することにより、最先端の機械工学の基礎理論から高度な応用に至る広範な知識を得ることができるようにカリキュラムを構築しています。

本専攻の博士課程前期課程の大学院生は全員いずれかの研究分野の構成員となり、それぞれがその分野に関する独自の研究を行います。指導教員と学生が未知なる対象に共に向き合い、対等の立場での討論を繰り返しながら推進する先端研究の臨場感の中で高度な研究能力を涵養します。またティーチングアシスタントや学部学生との共同研究により、教育研究指導の実際を体験します。このような研究活動の成果を修士論文としてまとめると同時に積極的に国内外に発信します。

さらに博士課程後期課程では、当該専門分野における先進的かつ卓越した学術研究を推進し、その成果を博士論文としてまとめます。

専攻カリキュラム

研究トピックス

生体内の「流れ」をシミュレートする(熱流体講座/先端流体工学研究分野)

消化管運動の異常は、嚥下障害や機能性ディスペプシアなど疾患の原因となります。口、喉(図左)、胃(図中央)、腸(図右)を計算機上に再現し、大規模数値流体力学シミュレーションによって、消化管運動と食物の流動や輸送との関係を解明します。

高輝度X 線で材料の疲労破壊過程を見る(材料物理講座/構造安全評価学研究分野)

大型放射光施設SPring-8 で発生させた高輝度X 線を用いたコンピュータトモグラフィ(CT)により、金属材料における疲労破壊機構を解明する研究を行っている。高輝度X 線は、寸法の大きい金属部材も透過でき、密度差の少ない物質界面の形状も明瞭に見ることができる。写真は、CT イメージングの撮影装置とアルミニウム合金の腐食疲労における疲労き裂の発生過程の観察例である。

複雑な形状の部品を高精度に加工する(システム設計講座/生産工学研究分野)

「工作機械関連の技術力はその国の工業力を表す」といわれ、工作機械技術とそれを支える機械要素技術や運動制御技術、ソフトウェア技術などが産業の根底を支えています。生産工学研究分野では、多軸制御工作機械のダイナミックな運動特性のモデル化と制御技術の開発を進め、加工運動中の工作機械の挙動を改善することで、ジェットエンジン用部品の高速高精度加工に成功しました。

ナノスケールのセンサを実現する(先端機能創成学講座/ナノ機械システム工学研究分野)

金属ナノ構造とマイクロ機械構造を集積した大容量情報通信用光センサ(下図)や光バイオセンサ(1 分子DNA センサなど)の研究を推進しています。ナノマイクロスケールのものづくり技術を駆使し、高性能・高感度なセンサを実現しています。

国際交流

機械工学科/機械工学専攻では、外国人教員の雇用、招聘、教員・学生の研究交流、留学生の受け入れを積極的に推進しています。また当学科・専攻には、アジア、ヨーロッパ等からの多くの留学生が在籍しており、協定によって学部の特定の講義を受講する留学生も毎年入学しています。また、本専攻の大学院生が国際会議等で研究成果を発表する件数も増加しています。さらに博士課程後期課程の学生は、工学研究科のプレミアムプログラムを利用して海外に研究留学しています。

卒業後の進路

情報化が進んだ現代でも、機械工学は産業の基盤的工学として重視され、重工業、電機、自動車関連企業はもちろんのこと、情報・通信、電力、素材、建設、食品などあらゆる産業分野において、研究、開発、設計、生産、維持・管理のための有能な機械技術者が求められており、機械工学科および機械工学専攻には毎年数多くの企業から求人の依頼があります。このような企業に就職した卒業生、修了生は、時代を牽引していく中心的な人材として活躍しています。学部卒業者の7 割超が、より高度な研究・教育を希望して大学院工学研究科博士課程前期課程に進学しており、全国的にも高い進学率を示しています。同博士課程前期課程修了者の1割程度は博士課程後期課程に進学して独創的な研究を行っています。博士課程後期課程修了者は、大学、研究機関、民間企業等で教育、研究、開発、生産など多岐にわたる分野で、その分野での指導的立場として活躍しています。海外からは多くの留学生を受け入れており、卒業・修了後は学部・大学院で得た基礎および専門知識をもとに母国の産業発展に大きく貢献しています。

主な就職先
三菱重工業日立製作所トヨタ自動車安川電機関西電力
川崎重工業三菱電機ダイハツ工業ファナック西日本旅客鉄道
IHIパナソニック日産自動車小松製作所全日本空輸
神戸製鋼所富士通マツダ島津製作所豊田自動織機
日本製鉄キヤノンスズキクボタ日揮
日立金属セイコーエプソンデンソーヤンマー
村田製作所ダイキン工業旭化成ブリヂストン京セラ
ダイヘン村田機械三井化学住友ゴム工業凸版印刷
住友電気工業

卒業生からのメッセージ

竹内 優佳子
(2016年卒業,2020年博士課程前期課程修了)

第16回レスキューロボットコンテストにて
第16回レスキューロボットコンテストにて

私は2020年3月に博士課程前期を修了しました.大学院在学時は機能ロボット学研究室に所属し油圧駆動ロボットの制御に関する研究を行っていました.また,学部生の頃にはレスキューロボットコンテストチームに所属し,機構設計や製作を行っていました.大学生活を通して感じてきたのはものづくりの楽しさと自分にできることが増える喜びです.ロボットを設計する,材料から部品を加工し組み立て形にする,動かすためのプログラムを組む,といった一連の工程には様々な分野の知識が必要です.また,知識だけでなく実際に経験して初めて理解することもあります.時には試行錯誤的な作業になることもありますがその試行錯誤も楽しいですし,思い通りに動くロボットを完成させた時には何ものにも代えがたい嬉しさを感じます.この嬉しさはロボットに限らずすべてのものづくりに関わる人が感じるものなのではないかと思います.

船橋 駿斗
(2019年3月博士課程後期課程修了)

私は2019年3月に博士課程後期課程を修了しました.後期課程ではじっくり研究に専念することができ,前期課程(修士)よりも更に高度な研究能力と物事の本質を理解する能力を育むことができました.また,英語論文執筆,国際学会での研究発表や留学支援プログラムによる研究留学などを通じて,国際的に活躍できる人材に成長できたと実感しています.

田代 元
(2012年卒業,2014年博士課程前期課程修了)

開発したコンバインWRH1200と一緒に
開発したコンバインWRH1200と一緒に

私は(株)クボタで汎用コンバインの設計・開発をしています。汎用コンバインは稲・麦・大豆など様々な作物の収穫を行い、世界中の「食」を支える機械です。近年は自動運転の開発も進めており、私が開発に携わったWRH1200はドラマ「下町ロケット」にも登場し好評を得ました。より良い機械をつくるために奮闘を続ける毎日の中で、やはり大学で得た知識や考え方は大きな財産となっています。そんな私ですが高校時代には「やりたいこと」が特になく、神戸ってオシャレで楽しそう、物理の力学は割と好き、といった程度の理由で大学を選びました。しかし、入学後は目の前の勉強や研究に精一杯向き合い続けた自負はあります。そのために必要な情報と環境は大学が十分に与えてくれました。そして、その日々の積み重ねが今に繋がっています。私と同じように「やりたいこと」が曖昧な人もいると思いますが、神戸大学の機械工学科に進む理由が何かひとつでもあればそれで十分だと私は思います。大事なのはそこで何をするか。神戸大学の機械工学科で様々な経験を積んだみなさんが私たちと一緒に社会で活躍してくれる日を楽しみにしています。

木下 裕貴子
(2007年博士課程前期課程修了)

開発した電気自動車リーフと一緒に
開発した電気自動車リーフと一緒に

こんにちは。私は2007年3月に博士課程前期課程を修了し、現在は日産自動車株式会社に勤めています。会社ではEVエネルギー開発本部に所属し、電気自動車の動力源であるリチウムイオンバッテリーの開発、設計を行っています。

2010年12月に初めて開発に携わったクルマ”LEAF” が発売されました。日産リーフは走行中にCO2を排出しない¬ 100%電気自動車です。この電気自動車の開発に携わる中で、電気や化学の様々な知識も必要でしたが、モノづくりの基礎となる力学や工学を、大学で学べた事は大変有意義だったと思っています。働きながら勉強する事もまだまだたくさんありますが、基本の考え方を身に着けておくことが重要だと感じています。

開発時、悩むことも多くありましたがリーフを発売でき、充実した気持ちです。今は、街中で走るリーフを見かける事を楽しみにしています。

皆さん自分の成りたい将来像を描いてみて下さい!

岩野 優樹
(2005年博士課程後期課程修了)

日本機械学会ROBOMEC 03講演会にて(函館)
日本機械学会ROBOMEC 03
講演会にて(函館)

私は、平成17年3月に博士課程後期課程を修了し、現在は明石高専で講師をしています。

学生時代は、機械工学科の研究室で毎日朝から晩までレスキューロボットの研究開発を行っていました。ロボットの製作には、材料を切ったり穴を開けたりする機械加工が必要不可欠ですが、機械工学科は実習工場の設備も充実していて技官の方達には親切丁寧に教えて頂きました。

学科のカリキュラムの中でも様々な機械実習があり、特に鍛造実習は他の大学ではめったに体験できないものだと思います。また、教員の専門性もバラエティに富んでいて学科の中でも様々な分野の勉強ができます。ここ数年校舎の改装も行われたので、新しく充実した設備の中で講義を受け研究に集中できるはずです。

興味のあることには積極的に挑戦し、少しでも早く自分のやりたいことを見つけて、それに没頭し、未来のエンジニア目指して頑張って下さい。

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