福岡 克弘 (フクオカ カツヒロ)

FUKUOKA Katsuhiro

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職名

准教授

研究分野・キーワード

非破壊検査、超電導応用、電気計測

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プロフィール

研究課題(研究概要)
1.渦電流探傷試験の高精度化と欠陥の定量的評価に関する研究
 近年化学プラントおよび原子力発電プラントにおいて重大事故が報告されており、構造物の欠陥を精度よく検査し定量的に評価することが望まれている。そこで、電磁現象を応用した非破壊検査手法を用い、プラント構造物に発生する複雑な形状を持つ自然き裂を、高精度に探傷する手法および定量的に評価する手法の開発を検討する。
2.磁粉探傷試験における欠陥検出の定量的評価に関する研究
 磁粉探傷試験は微小なき裂を見つけることができるため、産業界の多くの分野で採用されている。しかし、現在の検査試験においては欠陥の有無とある程度の欠陥の形は把握できるものの、欠陥の形状および深さについて定量的に評価する手法は確立されていない。そこで、欠陥に付着する磁粉量の計測と数値解析を行うことにより、磁粉探傷試験における欠陥の定量的評価手法の確立を検討する。
3.高温超電導体の磁気シールドを適用した電気機器の開発
 静磁界から交流磁界まで強い磁気シールド特性を示すバルク高温超電導体を、変圧器などの電気機器の磁気シールドに適用することにより、電気機器の高効率化・省エネルギー化を検討する。
研究業績等(概要)
1.高温超電導体の磁気特性評価
 高温超電導体のマクロ的な磁気特性を評価するため、ホール素子、ピックアップコイルを用いた計測システムを構築した。開発した計測システムにより、静磁界および交流磁界下における高温超電導体のマクロ的な磁気特性の振る舞いを明らかにした。さらに、パルス磁界による高温超電導体の着磁について検討を行い、着磁方法の提案および高温超電導体の磁化分布の評価を行った。本研究で開発した磁場可視化計測による磁気特性評価手法は、高温超電導体の捕捉磁束密度測定および材料特性の評価などに有用な手法として、企業、大学、研究所等において現在採用されている。これらの研究成果により、2001年日本AEM学会賞奨励賞を受賞した。
2.高温超電導体の磁気シールドを適用した変圧器の開発
 バルク高温超電導体は強い磁気シールド特性を示す。この性質を応用し、変圧器の高効率化を検討した。変圧器特性を計測することおよび変圧器の磁路中の磁束密度分布を数値解析により明らかにすることにより、特に高周波数領域で変圧器特性を大きく改善できることを明らかにした。これらの成果については、共同研究先と共同で「磁気シールド変圧器」で特許を取得している。
3.渦電流探傷試験のプローブの開発と評価
 非破壊検査手法の一つである渦電流探傷試験におけるプローブの開発を行った。導体の広い範囲に一様な渦電流を発生させてき裂を探傷する一様渦電流プローブについて検討し、複雑な形状部分の探傷に適用するためマルチ一様渦電流プローブを開発した。開発したプローブにより、疲労割れや応力腐食割れなどの自然き裂を探傷し、十分な精度でき裂を検出できることを確認した。この研究の一部は、国プロにおける「革新的実用原子力技術開発提案公募事業」の一環として実施した。これらの研究成果により、平成18年電気学会優秀論文発表賞および平成19年度日本保全学会産学協同セッション銀賞を受賞した。
4.磁粉探傷試験における鋼材中の磁束密度および漏洩磁束密度分布の評価
 磁粉探傷試験の各種試験法における鋼材中の磁束密度分布について、有限要素法を用いた数値解析を行い明らかにした。また、き裂部分において鋼材から空間に漏れる漏洩磁束について、計測と数値解析を実施し評価した。

私の一言メッセージ 【 表示 / 非表示

  • 社会に必要とされる新しい課題を探求し、その課題解決に向け臆することなく前向きにチャレンジしていきたいと考えています。

取得学位 【 表示 / 非表示

  • 博士(工学)  東京大学  2001年09月

学内職務経歴 【 表示 / 非表示

  • 滋賀県立大学  工学部  電子システム工学科  准教授   2008年04月 ~ 現在

学外略歴 【 表示 / 非表示

  • 東京職業能力開発短期大学校 電気技術科  講師   1996年04月 ~ 1998年03月

  • 職業能力開発総合大学校 電気工学科  助手   1998年04月 ~ 2002年03月

  • 職業能力開発総合大学校 電気システム工学科  講師   2002年04月 ~ 2008年03月

所属学会・委員会 【 表示 / 非表示

  • 電気学会  

  • 日本非破壊検査協会  

  • 日本AEM学会  

委員歴・役員歴 【 表示 / 非表示

  • 日本AEM学会「ECTによる高精度欠陥診断技術に関する研究」小分科会委員   1998年05月 ~ 2001年03月

  • 日本AEM学会「溶接部の電磁応用非破壊検査に関する調査研究」分科会幹事   1998年05月 ~ 1999年03月

  • 日本AEM学会「ECTによる高精度欠陥診断技術に関する研究」分科会委員   1999年04月 ~ 2001年03月

  • 日本AEM学会「高温超電導フライホイールの高度化」に関する分科会委員   1999年04月 ~ 2001年03月

  • 国際会議 ISEM-Tokyo組織委員会委員   2000年05月 ~ 2001年05月

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研究分野(科研費分類) 【 表示 / 非表示

  • 構造工学・地震工学・維持管理工学

  • 電力工学・電力変換・電気機器

  • 計測工学

各種免許(危険物取扱者免許等)の保持 【 表示 / 非表示

  • 職業訓練指導員

 

研究テーマ 【 表示 / 非表示

  • 渦電流探傷試験におけるプローブの開発と欠陥形状の定量的評価

    非破壊検査、き裂、渦電流探傷試験、定量的評価

  • 立体形状をした強磁性体の高精度非破壊検査技術の開発と傷の定量的評価手法の検討

    非破壊検査、磁粉探傷試験、磁化器、渦電流探傷試験、定量的評価

  • 磁粉探傷試験の磁粉模様から微小欠陥のサイジングが可能な高精度非破壊検査手法の開発

    非破壊検査、磁粉探傷試験、き裂、動画像計測、高速度カメラ、定量的評価

  • 微小且つ複雑な形状をしたき裂の定量的評価が可能な非破壊検査システムの開発

    非破壊検査、磁粉探傷試験、き裂、渦電流探傷試験、定量的評価

  • 磁粉探傷試験における鋼材中の磁束密度および漏洩磁束密度分布の評価

    非破壊検査、欠陥、磁粉探傷試験、定量的評価

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論文 【 表示 / 非表示

  • Flaw detection for microcrack in spring steel and estimation of crack shape with eddy current testing

    K.Fukuoka and R.Hasegawa

     Int. J. of Appl. Electromagn. Mech.  59 (4)   1267 ~ 1274  2019年03月

    10.3233/JAE-171123  共著  共同(主担当)

  • Consideration of magnetic saturation ECT using AC magnetisation

    T.Chikami and K.Fukuoka

     Int. J. of Appl. Electromagn. Mech.  59 (4)   1331 ~ 1339  2019年03月

    10.3233/JAE-171125  共著  共同(副担当)

  • 2方向励磁型渦電流探傷プローブによる傷形状の推定評価

    長谷川諒、福岡克弘

    電気学会  電気学会論文誌A分冊  138 (10)   505 ~ 511  2018年10月

    10.1541/ieejfms.138.505  共著  共同(副担当)

  • Consideration of multi-coil type magnetization system for magnetic particle testing of omnidirectional crack in all surfaces of 3D shape test object

    Fukuoka K., Kobayashi M., Ozaki T., Oikawa Y.

    Electrical Engineering in Japan (English translation of Denki Gakkai Ronbunshi)  Electrical Engineering in Japan (English translation of Denki Gakkai Ronbunshi)  204 (4)   36 ~ 42  2018年09月

    10.1002/eej.23109  共著  

    [概要]

    © 2018 Wiley Periodicals, Inc. Mechanical parts, plants, and cross-linkages inspected with magnetic-particle testing (MT) are typically complex 3D shapes. In complex 3D shape portions, because a magnetizer often cannot be configured to inspection portions and the test object cannot be appropriately magnetized, there is a possibility of overlooking a crack in such an instance. Thus, MT system development that was successfully able to detect omnidirectional cracks in 3D shape portions was considered in this study's trials. Two multi-coil type magnetizers were hence arranged face-to-face, and the magnetization of omnidirectional scenarios for all surfaces of 3D shape test object was evaluated.

  • 立体形状試験体の全面で全方向傷の磁粉探傷試験が可能なマルチコイル型磁化システムの検討

    福岡克弘、小林正樹、尾崎智裕、及川芳朗

    電気学会  電気学会論文誌A分冊  138 (4)    2018年04月

    10.1541/ieejfms.138.141  共著  共同(主担当)

  • Consideration of Magnetic Saturation ECT using AC Magnetization

    T.Chikami and K.Fukuoka

     The 18th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics (proc. of ISEM2017)   SP_152  2017年09月

    共著  共同(副担当)

  • Flaw Detection for Microcrack in Spring Steel and Estimation of Crack Shape with Eddy Current Testing

    K.Fukuoka and R.Hasegawa

     The 18th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics (proc. of ISEM2017)   SP_148  2017年09月

    共著  共同(主担当)

  • ばね鋼中における微小傷の高感度検出と傷形状を推定するのに有利なECTプローブの開発

    福岡克弘、長谷川諒

    電気学会  電気学会論文誌A分冊  137 (5)   304 ~ 310  2017年05月

    10.1541/ieejfms.137.304  共著  共同(主担当)

  • Development of ECT probe for flaw detection of microcrack in spring steel material

    K.Fukuoka

     Int. J. of Appl. Electromagn. Mech.  52 (3-4)   1177 ~ 1183  2016年12月

    10.3233/JAE-162108  単著  

  • Measurement of magnetic particle for quantitative evaluation in magnetic particle testing

    K.Fukuoka and S.Horiike

     Int. J. of Appl. Electromagn. Mech.  52 (3-4)   1545 ~ 1551  2016年12月

    10.3233/JAE-162211  共著  共同(主担当)

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著書 【 表示 / 非表示

  • 現在講座・磁気工学5 パワーマグネティクスのための 応用電磁気学(日本磁気学会編)

    福岡克弘(他13名)

    共立出版  341p  2015年11月

    教科書  共著

  • バルク高温超電導体の材料技術と応用機器技術の現状と動向(バルク高温超電導体応用動向調査専門委員会編)

    福岡克弘(他25名)

    電気学会  102p  2006年11月

    調査報告書  共著

  • 電気工学概論 雇用・能力開発機構 職業能力開発総合大学校 能力開発研究センター編

    佐藤一郎、橋本光男、福岡克弘

    雇用問題研究会  195p  2003年03月

    教科書  共編者

総説・解説記事 【 表示 / 非表示

  • 一様渦電流マルチプローブによる自然き裂および湾曲形状部位の探傷とき裂形状の推定

    福岡克弘

    日本工業出版  検査技術  23 (5)   6 ~ 14  2018年05月

     単著  

  • 立体形状試験体の磁粉探傷試験のための3D回転磁界の発生

    福岡克弘

    非破壊検査協会  非破壊検査  66 (11)   512 ~ 517  2017年11月

     単著  

  • 磁粉探傷試験における磁粉模様からのき裂形状定量的評価への試み

    福岡克弘

    非破壊検査協会  非破壊検査  65 (11)   551 ~ 555  2016年11月

     単著  

  • 回転磁界を用いた磁粉探傷試験による非破壊検査

    福岡克弘

    静電気学会  静電気学会誌  37 (5)   79 ~ 84  2013年03月

     単著  

会議での講演 【 表示 / 非表示

  • 鋼材中の微小傷の検出と傷形状推定評価のための2方向励磁ECTプローブの検討

    日本非破壊検査協会、第22回表面探傷シンポジウム  2019年03月

  • 回転磁界を用いた複雑形状部における磁粉探傷試験の実施と数値解析による磁束密度分布評価

    電気学会、マグネティックス研究会  2019年02月

  • 磁気飽和ECTでの傷周辺における磁化分布と渦電流分布の関係評価

    電気学会、マグネティックス研究会  2018年12月

  • 電磁気現象を利用した非破壊検査における高感度化と傷形状の定量的評価

    平成30年度滋賀県立大学新シーズ発表会、県大Techサロン「機能創生サロン」の研究シーズ  2018年11月

  • 立体形状試験体の全面探傷を目的とした磁粉探傷試験用磁化システムの開発評価

    日本保全学会、第15回学術講演会  2018年07月

  • 鉄鋼材の渦電流探傷試験に適用する交流磁気飽和磁化の条件評価

    電気学会、マグネティックス研究会  2018年07月

  • 2方向一様渦電流プローブを用いた丸棒鋼材の高感度探傷とき裂形状の推定

    第30回電磁力関連のダイナミックスシンポジウム  2018年05月

  • 2方向励磁ECTプローブによる鉄鋼材における微小傷の探傷と傷形状の推定評価

    電気学会、平成30年電気学会全国大会  2018年03月

  • 交流を用いた磁気飽和ECTにおける磁化と探傷信号の関係性の検討

    日本非破壊検査協会、第21回表面探傷シンポジウム  2018年03月

  • 交流磁気飽和ECTでの探傷と磁化の同期条件における探傷信号の評価

    日本非破壊検査協会、平成29年度秋季講演大会  2017年10月

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知的財産権 【 表示 / 非表示

  • 被検査体の磁化方法、被検査体の磁化装置、磁粉探傷装置

     特願2013-217507  特開2015-078954  特許6289857

  • 被検査体の磁化装置の調整方法

     特願2013-127879  特開2013-178280  特許5465803

  • マルチヨーク型磁化器

     特願2012-205512  特開2014-059258

  • 分割型ヨーク磁化器

     特願2011-254078  特開2013-108844  特許5401528

  • 被検査体の磁化装置、磁粉探傷装置、被検査体の磁化装置の調整方法

     特願2011-061993  特開2012-198087  特許5403828

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受賞学術賞 【 表示 / 非表示

  • 平成18年 電気学会優秀論文発表賞

     一様渦電流マルチプローブのSCC検出特性評価  学会誌・学術雑誌による顕彰  電気学会  単独  2007年08月

  • 平成19年度 第4回学術講演会 第1回「産学協同セッション」銀賞

     回転および直交一様渦電流を用いた表面き裂診断法の開発  国内学会・会議・シンポジウム等の賞  日本保全学会  共同(副担当)  2007年07月

  • 2001年 日本AEM学会賞奨励賞

     磁場可視化計測による高温超電導体の周波数応答特性  国内学会・会議・シンポジウム等の賞  日本AEM学会  単独  2001年03月

研究シーズ 【 表示 / 非表示

  • 電磁現象を利用した高精度な非破壊検査技術の開発

 

競争的資金(科学研究費補助金・振興調整費・JSPS等) 【 表示 / 非表示

  • 磁気と電流の方向・強度を考慮した立体複雑形状部の定量的電磁非破壊検査手法の構築

    日本学術振興会  学術研究助成基金助成金(基板研究(C))   2019年04月 ~ 2020年03月

  • 磁気と電流の方向・強度を考慮した立体複雑形状部の定量的電磁非破壊検査手法の構築

    日本学術振興会  学術研究助成基金助成金(基板研究(C))   2018年04月 ~ 2019年03月

  • 立体形状部全面における全方向傷の高感度な探傷システムの確立と傷の高精度サイジング

    日本学術振興会  学術研究助成基金助成金(基板研究(C))   2017年04月 ~ 2018年03月

  • 複雑形状部における磁粉探傷試験の信頼性を高めることを目的とした磁化システムの開発

    科学技術振興機構  平成28年度マッチングプランナープログラム、企業ニーズ解決試験   2016年06月 ~ 2017年03月

  • 立体形状部全面における全方向傷の高感度な探傷システムの確立と傷の高精度サイジング

    日本学術振興会  学術研究助成基金助成金(基板研究(C))   2016年04月 ~ 2017年03月

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受託研究・共同研究・技術開発センタープロジェクト 【 表示 / 非表示

  • 磁粉探傷試験における各所磁束密度分布の可視化シミュレーション

    ジェイテクト  共同研究   2018年07月 ~ 2019年03月

  • マルチヨーク磁化器による複雑形状試験体の磁粉探傷試験の検討

    電子磁気工業  共同研究   2018年05月 ~ 2019年03月

  • マルチヨーク磁化器における発生磁界の数値解析評価

    電子磁気工業  共同研究   2017年04月 ~ 2018年03月

  • 分極型ヨーク磁化器における発生磁界の数値解析評価

    電子磁気工業  共同研究   2011年04月 ~ 2012年03月

  • 磁粉探傷試験における定量評価手法の基礎的検討

    電子磁気工業  共同研究   2010年04月 ~ 2011年03月

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学部講義等担当 【 表示 / 非表示

  • 卒業研究(電子システム)

  • 電子システム工学実験Ⅳ

  • 電気電子計測Ⅰ

  • 電磁気学Ⅱ

  • 電子システム工学実験Ⅰ

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大学院講義担当 【 表示 / 非表示

  • 電磁応用工学

  • 電子システム特論

 

学会等における役職 【 表示 / 非表示

  • 日本非破壊検査協会  試験委員会 M部会長   2018年07月 ~ 現在

  • 電気学会  「高密度エネルギー変換システムのための磁気応用技術調査専門委員会」委員   2018年04月 ~ 現在

  • 日本非破壊検査協会  「標準化委員会 磁粉専門別委員会」委員長   2017年06月 ~ 現在

  • 日本非破壊検査協会  「標準化委員会」委員   2017年06月 ~ 現在

  • 日本非破壊検査協会  「試験片表面部会」委員   2016年09月 ~ 現在

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学外の社会活動 【 表示 / 非表示

  • 日本溶接協会 2019年度前期「CIW研修会」講師   2019年04月

  • 日本溶接協会 2018年度後期「CIW研修会」講師   2018年10月

  • 日本溶接協会 2018年度前期「CIW研修会」講師   2018年04月

  • 研究内容新聞掲載(読売新聞)   2017年08月

  • 日本溶接協会 2017年度前期「CIW研修会」講師   2017年04月

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