自由な研究環境の中、自分ならではの研究テーマを通じて成長したい。

2019年7月31日掲載

富山駅から路面電車に揺られて約20分。緑あふれる美しいキャンパスが、富山大学の五福キャンパスです、今回はここの「エネルギー変換工学研究室」におじゃまし、お話を伺いました。30名近い大所帯の研究室は2つのチームに分かれ、一人ひとりが自分の研究テーマに打ち込んでいます。学生の自主性を大切にする自由な雰囲気が特長の研究室です。

※2019年5月現在。文章中の敬称は略させていただきました。

将来の人生に有利と考えて電気工学の道へ

まず、皆さんが電気工学を学ぼうと思われた動機について教えてください。東さん、お願いします。

:私は、高校生の時に物理の授業で電気回路について学んだことがきっかけです。とても楽しい授業で、特に回路計算の問題を解くのが好きでした。ただ、大学に入ってからの電気回路の授業は難しくて、あまり楽しむ余裕はなく、必死になってついていきました。

現在の研究室を選ばれた理由は何でしたか。

:私はずっとファストフード店でアルバイトをしているのですが、そのアルバイト先の先輩が同じ研究室にいたことがきっかけでした。この先輩の自由な生き方にはすごく憧れていて、自分もこの人のようになりたいと考え、自然と同じ研究室を選びました。

続けて田中さん、電気工学を学ぼうと思われた動機は何でしたか。

田中:実は父が工業高校の教師をしていたことで、私も幼い頃から工学全般に関心がありました。ただ専門的な知識は何もなかったので、大学で基礎から学びたいと考え、工学部に進みました。電気工学については、将来的にものづくりに携わりたいと思ったことがきっかけです。実は化学にも興味があったのですが、就職のことを考えれば化学より電気の方がずっと有利だと思いました。

なるほど。お父様は何かおっしゃいましたか?

田中:ええ、父は「電気を勉強しておけば、一生食いっぱぐれることはないだろう」と喜んでくれました。

研究室を選ばれた理由を教えてください。

田中:エネルギー系に興味があったことと、研究室の雰囲気に惹かれたことです。先ほど東さんが先輩について“自由”ということをおっしゃっていましたが、私も研究室見学でこの研究室に足を運んだとき、とても自由な雰囲気が感じられ、ここなら自分の思ったように研究生活が送れるのでは、と考えました。先生方のお人柄も、とても優しそうでしたし。

では、松野さん、お願いします。

松野:私の動機も田中さんに近くて、電気は就職に強いと考えたことが一番の動機です。もともと高校時代は物理が得意でしたし、その延長で電気を学んでおけば就職に有利になるのではと考えました。また、昔から人の助けになるような仕事がしたいと思っていて、生活に欠かせない電気の専門家になれば、きっと社会から必要とされる仕事ができると考えました。

なるほど、就職に強いというのは確かに大きな魅力ですね。では研究室を選ばれた理由はいかがですか。

松野:私も研究室見学をしたのですが、そのとき目にした三次元移動用磁気浮上装置(※1)に驚いたことが一番のきっかけです。天井から吊された制御磁石の下で浮遊体が自由にくるくると動き回る様子を見て感動し、自分もこの研究室で勉強してみたいと思いました。

(※1)三次元移動用磁気浮上装置とは、天井から吊された電磁石の下で、永久磁石を使った浮遊体を、自由に移動させる装置のこと。

磁気浮上技術の新たな可能性を追求する

研究室に入って間もない松野さんは、「日々勉強中です」とのこと。

皆さんの研究の内容について教えてください。最初に松野さん、お願いします。

松野:はい。私の研究内容は磁気浮上を利用した運搬装置の研究です。特に車上一次式と呼ばれる磁気浮上装置を研究しています。磁気浮上というとリニアモーターカーがすぐにイメージされると思いますが、リニアは建設コストが膨大です。その点、私の研究している磁気浮上装置は線路側ではなくて車両側に磁石を設ける方式なので、大幅な低コストで浮上式の走行が可能になります。

なるほど。その磁気浮上装置のどういう点について取り組んでいらっしゃいますか。

松野:現在研究している方式ではレール側にキズがあると十分な浮力が得られないので、そのキズの影響を最低限に抑えるための研究をしています。ただ私はまだ学部4年生で研究室に配属されて間がないため、今は先輩方が残した論文を読み込むことにもっとも時間を割いています。

今後が楽しみですね。では続いて東さん、お願いします。

:現在、ベアリングレスモータ(※2)という磁気浮上技術を用いたモータの研究が盛んに行われていますが、私はその中でも、低コスト化に特化したシングルドライブ型のベアリングレスモータの研究開発に取り組んでいます。例えば、5軸制御型のベアリングレスモータはコントローラが4台、変位センサが5台必要なのに対し、シングルドライブ型のベアリングレスモータの場合、各1台ずつで動作可能です。現在は、設計したモータの実機試験を行っており、浮上回転の成功を目指しています。

東さんは、浮遊体を手にして研究テーマについて説明してくれました。

モータの研究と聞くと、機械系の研究に近い印象がありますね。

:そうですね。確かにモータですので電気だけでなく機械系の知識も必要とされる研究だと思います。シングルドライブ型のベアリングレスモータはすでに他大学で3台ほど試作されているのですが、トルクがあまり出ていないのが現状です。そこで私はそれらと差別化すべく、もっとトルクが出るようにすることを目標に研究を進めています。

(※2)従来のモータには回転軸を支持する軸受(ベアリング)が使用されているが、軸受をなくすことで機械的摩擦をなくし、効率を高めたのがベアリングレスモータ。

自分のひらめきで回路設計を進める

他大学がライバルということですね。では田中さん、研究内容について教えてください。

田中:家庭用エアコンに内蔵されている部分スイッチングコンバータ(※3)にMOS-FET(※4)の同期整流を用いることで、さらなる効率化を目指せる新型回路を研究しています。整流回路にはパッシブ素子の整流回路とスイッチングを高周波で動かす整流回路の2種類があり、それぞれの利点を併せ持った回路方式が部分スイッチングコンバータなのですが、現状はダイオードを4つ使っており、そのロスの大きいことが問題です。そこでダイオードを一切使わずにMOS-FETの制御だけで部分スイッチング回路の動きを成り立たせようとしています。

「自分の考えた回路を作って研究を進めています」と田中さん。

その新型回路をご自分で考えたわけですか。

田中:ええ、最初は先輩が残してくれた回路を引き継いでいろいろといじっていたんですが、そのうちにもっと高効率の回路ができるんじゃないかとひらめいたのです。そうしたら先生が「では自分の思ったとおりの回路で進めてみてはどうか」と言ってくれたので、今は自分で考えた回路で研究をしています。

(※3)エアコンの省エネ技術として採用されている基本技術で、パッシブ式インバータとアクティブ式インバータの長所を組み合わせた方式。
(※4)トランジスターの一種で、駆動用の定常電流が非常に低く、スイッチングも高速という点で、理想的なスイッチとされている。

英語が苦手でも国際会議の発表に挑戦

研究で印象的だったエピソードはどんなことですか?

田中:先ほど申し上げたように、自分で考えた回路を実際に動作させ、従来回路よりいい結果を出すことができたのですが、それを北海道で開催された電気学会の全国大会で発表したときは嬉しかったですね。まだ世の中にない回路を自分で考案して発表したわけですから、とても誇らしかったです。

皆さんの反応はいかがでしたか。

田中:想定外の質問も多くあって答えるのに苦労はしましたが、もっと頑張ろうというモチベーションがわきました。

東さんも会議で発表されたそうですね。

:はい。アメリカのサンディエゴで開かれたIEMDC(米国電気電子学会電気機器およびドライブ技術に関する国際会議)に出席し、ポスター発表のセッションに参加しました。私は英語が苦手で発表は本当に大変だったのですが、とても貴重な経験ができました。世界中から集まった研究者や学生から質問され、つたない英語で一生懸命に答えたところ、それでいいとばかりに「OK、OK」とうなずいてくれたのが嬉しくて、研究も英語ももっと頑張ろうという気持ちになりました。

いい経験をされましたね。松野さんは研究室に入ってまだ日が浅いので、学会などはこれからですね。

松野:ええ、今先輩のお話を聞いて、ぜひ自分も参加したいと思いました。私も英語は苦手なので、これからしっかり勉強したいですね。

部屋は3つに分かれていても気持ちは1つ

研究室には3Dプリンタが備えられており、自由に使うことができます。

では、皆さんの研究室の特徴について教えてください。

松野:とても設備が充実しています。3Dプリンタも自由に利用できるため、設計から組立まで、自分1人で納得できるまで取り組めます。

:治具なども必要なときに気軽に作れますから、3Dプリンタはありがたいですね。それにメンバー全員とてもやる気があり、モチベーションが高いので、いつも刺激を受けています。メリハリつけて取り組んでいるのですが、普段はワイワイしていても、やるときはきっちりやるという仲間ばかりです。

田中:そういう雰囲気なので、仲間とのコミュニケーションが非常に取りやすいですね。風通しはすごくいいと思います。

松野:同感です。私は学部生なのでわからないことだらけですが、先輩方がとてもフレンドリーなので、どんなことでも気軽に質問できます。

全部で30名近くいらっしゃるから、非常に大所帯の研究室ですよね。

:その通りです。とても1室には収まりきれない人数なので、学生部屋も3つに分かれています。学生は大きく「電磁応用グループ」と「パワエレシステムグループ」に分けられますが、グループごとに部屋分けされるのではなくて、あえてごちゃごちゃになって部屋に入っています。

田中:そのあたりも先生の狙いなのですが、一応自分の机はあるものの、どの部屋も出入り自由なので、自然と交流が図れるのです。学部生で固まったり、修士生で固まったりということもありません。

田中さんが先ほどおっしゃった「自由」というのも、そうした雰囲気があってのことでしょうね。飲み会なども盛んと聞きましたが。

田中:盛んというほどではないですが、全員参加の飲み会が年に4回あります。だいたい発表会の後の打ち上げですね。

:飲み会では先生もリラックスして、プライベートも含めて、いろんな話で盛り上がります。研究発表で厳しいご指摘をいただいた後ですから、その落差が余計に楽しいんです。

時間の使い方も自由ですか?

松野:一応9時半から17時半というコアタイムは決められていますが、そんなに厳しいものではないので、みんな自分の都合に合わせてきています。

田中:基本的に自由と言っていいでしょうね。私は授業のある日は午前中に授業を受け、午後から研究を始めます。TA(ティーチング・アシスタント)の日は遅くまで残ることもありますし、電験三種の勉強をすることもあります。

:自律的な研究スタイルが定着していると思います。私も研究の追い込みを駆けたいときは夜遅くまで残っているし、応力発光の研究をしている仲間は「真っ暗な方がいい」と、夜中に研究室に来ることもあるようですし。

田中:確かに深夜の電気の波形がいいから、私も夜中に研究することがあります。逆に太陽電池の研究をしている仲間は昼間じゃないとダメなようですね。

自由でアットホームな雰囲気が自慢のエネルギー変換工学研究室。一体感は抜群です。
写真前列左が大路貴久教授、前列右から2番目が飴井賢治准教授、右端が清田恭平助教。

電気の技術者はどこでも求められていると実感

電気工学を学んでいてよかったと思うのはどのような点ですか。

松野:最初にもお話ししましたが、やはり就職に強いことが一番だと感じています。私は進学予定なので就職活動はしていないのですが、友人に話を聞くとそのことを実感します。

田中:電気は生活に不可欠のものですが、以前はそんなに気にも留めませんでした。それが電気工学を学ぶようになってからは電気に対する好奇心が強くなり、もっと知りたいと思うようになりました。

:私も田中君と同じで、大学で電気工学を学ぶようになってから、電化製品の仕組みなどに興味を持つようになりました。その結果、小さなスマートフォンの中に1,000個以上も電子部品が使われていることを知り、大変驚きました。これからも電気を学ぶことで、よりよい電化製品の選択など、暮らしの中に活かしていきたいです。

東さんは就職が決まっているとのことですが。

:はい、IT系の企業で、コンピュータのハード設計の仕事に携わる予定です。

就職活動中は、電気工学出身者に対する採用ニーズが高いと感じましたか。

:ええ、確かにそれは感じました。実際にインターンシップや合同企業説明会などでは「電気系の学生を待っている」と多くの企業の採用担当者が話すのを耳にしましたし、先輩方の就職先もインフラ関係からメーカーまで、実に多岐にわたっています。電気工学の出身者は企業の規模や業種にかかわらず、どの地域でも強く求められているのではないでしょうか。

では最後に、皆さんの夢を聞かせてください。

松野:今のお話にもあったように、私は電気工学の出身者としてメーカーに就職し、ものづくりに携わりたいと考えています。社会の役に立つような製品づくりに挑戦したいですね。

:私はIT系企業でエンジニアとして働く中で、労働者人口の減少や働き方改革など、日本の社会が抱える様々な課題に対するソリューションを提供し、社会を豊かにすることに貢献したいと思います。

田中:私も電気工学を学んだことを活かし、将来はエンジニアとしてさまざまな領域のものづくりに携わりたいと思います。

皆さん、風通しのいい環境でのびのびと研究生活を楽しんでいらっしゃると感じました。本日はどうもありがとうございました。

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