2026/03/13 更新

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セキグチ　ユウ
関口　悠
SEKIGUCHI YU
所属
総合研究院 未来産業技術研究所 准教授
職名
准教授
ホームページ
https://www.adhesion.first.iir.isct.ac.jp/
外部リンク

学位

  • 博士（工学） （ 2013年3月   東京工業大学 ）

  • 修士（工学） （ 2011年3月   東京工業大学 ）

研究キーワード

  • 機械工学、材料力学、接合工学

  • 表面・界面

  • 材料力学

  • 破壊力学

  • 接着接合

  • 接合工学

  • 生体模倣工学

  • 凝着現象

研究分野

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 材料力学、機械材料

学歴

  • 東京工業大学   大学院理工学研究科   国際開発工学専攻

    2011年4月 - 2013年3月

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    国名： 日本国

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  • 東京工業大学   大学院理工学研究科   国際開発工学専攻

    2009年4月 - 2011年3月

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    国名： 日本国

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  • 東京工業大学   工学部   開発システム工学科

    2006年4月 - 2009年3月

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    国名： 日本国

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経歴

  • 東京科学大学   総合研究院   准教授

    2024年10月 - 現在

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    国名：日本国

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  • 東京工業大学   科学技術創成研究院   准教授

    2024年4月 - 2024年9月

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  • 東京工業大学   科学技術創成研究院   助教

    2016年4月 - 2024年3月

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    国名：日本国

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  • 東京工業大学   精密工学研究所   助教

    2013年5月 - 2016年3月

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    国名：日本国

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  • 独立行政法人日本学術振興会   特別研究員

    2012年4月 - 2013年4月

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    国名：日本国

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所属学協会

  • 一般社団法人 溶接学会

    2024年3月 - 現在

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  • 公益社団法人 自動車技術会

    2018年11月 - 現在

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  • 公益社団法人 高分子学会

    2017年1月 - 現在

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  • 公益社団法人 日本材料学会

    2014年4月 - 現在

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  • 一般社団法人 日本機械学会

    2013年6月 - 現在

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  • 一般社団法人 日本接着学会

    2012年4月 - 現在

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委員歴

  • 1st Japan-Germany Frontiers of Engineering (JAGFOE) Symposium   Session Co-Chairs  

    2025年11月   

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  • 一般社団法人日本接着学会   全国接着若手の会 代表幹事  

    2025年6月 - 現在   

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  • 一般社団法人日本接着学会   構造接着・精密接着研究会 副会長  

    2025年5月 - 現在   

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  • 一般社団法人 溶接学会   界面接合研究委員会 幹事  

    2024年3月 - 現在   

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  • 一般社団法人日本接着学会   構造接着・精密接着研究会 幹事  

    2023年5月 - 現在   

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  • 一般社団法人日本接着学会   コンテンツ委員会  

    2022年6月 - 現在   

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  • 一般社団法人日本接着学会   HP改定委員会  

    2021年6月 - 2022年5月   

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  • Materials [MDPI]   Reviewer Board Member  

    2020年3月 - 現在   

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  • 一般社団法人日本接着学会   評議員  

    2016年7月 - 現在   

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  • 一般社団法人日本接着学会   関東支部幹事  

    2014年12月 - 現在   

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  • 一般社団法人 日本接着学会   関東支部 若手交流会 代表幹事  

    2014年4月 - 現在   

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論文

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書籍等出版物

  • 粘着製品・技術の最新動向と将来展望 〜半導体・電子材料・車載・医療用途、環境 カーボンニュートラル・SDGs・MI〜

    山崎 義弘, 山口 哲生, 島津 彰, 関口 悠, 島本 一正, 秋山 陽久, 堀内 伸, 田嶌 一樹, 柏原 徹也, 川嶋 徹, 山田 紘子, 田中 隆佑, 橋本 雅彦, 春田 一成, 岡部 年孝, 日下 康成, 田久 真也, 廣井 良一, 野村 伸吾, 山本 敏幸（ 担当： 分担執筆 範囲: 第1章 粘着メカニズムと最新の信頼性（劣化・寿命）の分析・解析事例 第5節 ヤモリの接着・剥離メカニズムの解析）

    株式会社AndTech  2025年5月  （ ISBN:9784909118806 ）

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    総ページ数：202   担当ページ：10   記述言語：日本語   著書種別：学術書

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  • 接着工学 第2版: 接着剤の基礎、機械的特性・応用

    若林 一民, 秋山 陽久, 大久保 雄司, 高橋 佑輔, 髙橋 明理, 関口 悠, 島本 一正, 長谷川 剛一, 佐藤 千明, 北條 恵司, 内藤 公喜, 小熊 博幸, 石川 敏之, 堀 成人, 泉水 一紘, 岩田 知明, 上山 幸嗣, 武田 一朗（ 担当： 共訳 範囲: 第2部 機械的特性 第6章 接着接合部の応力解析, 第10章 接着接合部の破壊力学, 第13章 同種材料および異種材料の接合）

    (株)エヌ・ティー・エス  2024年11月  （ ISBN:9784860439071 ）

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    総ページ数：702   記述言語：日本語   著書種別：学術書

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MISC

  • ヤモリの足裏構造にインスピレーションされた凝着デバイス

    関口悠

    砥粒加工学会誌   68 ( 12 )   658 - 661   2024年12月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

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  • 高分子の粘弾性挙動に伴う長期的観点での接着強度低下

    関口悠

    日本接着学会誌   59 ( 12 )   420 - 429   2023年12月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

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  • 接着接合を知る：信頼性の高い接着接合部の設計のために

    関口悠

    強化プラスチックス   68 ( 9 )   336 - 341   2022年9月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

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  • 数値解析のための結合力モデル

    関口悠

    日本接着学会誌   56 ( 11 )   447 - 455   2020年11月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

    DOI： 10.11618/adhesion.56.447

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講演・口頭発表等

  • Dynamic strength of joints bonded with acrylate adhesive

    Chiaki Sato, Masato Katano, Yu Sekiguchi

    Proceedings of the JSME 2014 International Conference on Materials and Processing  2014年6月 

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  • 接着接合部の低温における衝撃強度

    服部広基, 村上翔, 関口悠, 佐藤千明

    日本機械学会M&M材料力学カンファレンス(CD-ROM)  2014年7月 

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    記述言語：日本語  

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  • 接着接合部の高温における衝撃強度の変化

    佐藤千明, 服部広基, 関口悠

    日本材料学会学術講演会講演論文集  2014年5月 

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    記述言語：日本語  

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  • DCB試験における接着層の弾塑性変形の影響

    関口悠, 佐藤 千明

    日本接着学会第57回年次大会講演要旨集  2019年6月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Impact deformation of adhesive layer measured with tensile split-hopkinson bar apparatus

    Chiaki Sato, Asuka Hayashi, Yu Sekiguchi

    Book of abstracts of the 12th European Adhesion Conference (EURADH2018)  2018年9月 

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  • 構造用接着剤におけるCAE破断予測手法に関する研究（第1報）

    堀内伸, 関口悠, 石橋慶輝, 岡村昌浩, 黒田一平, 若松顕都, 手塚翔太, 玉置健二, 岩本光宏, 玉置秀行, 渡辺晋太郎, 太田垣良, 古沢透流, 近澤亮介, 伊原涼平

    自動車技術会2019年度春季大会学術講演会講演予稿集  2019年5月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Thermal deformation of dissimilar materials bonded adhesively

    Nei Ga, Chiaki Sato, Yu Sekiguchi

    Book of abstracts of the 12th European Adhesion Conference (EURADH2018)  2018年9月 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Observation of phase separation structure in adhesive

    Asuka Hayashi, Yu Sekiguchi, Chiaki Sato

    Book of abstracts of the 12th European Adhesion Conference (EURADH2018)  2018年9月 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Winkler foundationモデルを利用したDCB試験におけるひずみ速度の解析的検討

    関口悠, 佐藤千明

    日本接着学会年次大会講演要旨集(CD-ROM)  2018年6月 

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    記述言語：日本語  

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  • 温度が第二世代アクリル系接着剤のモードI破壊エネルギーに及ぼす影響

    林明日香, 関口悠, 佐藤千明

    日本接着学会第56回年次大会 講演要旨集  2018年6月 

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  • Verification of thin DCB specimens for measurements of mode I fracture toughness

    Masato Katano, Yu Sekiguchi, Chiaki Sato

    Abstracts of 5th World Congress on Adhesion and Related Phenomena  2014年9月 

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  • 大変形を考慮した弾性梁と剛体間の凝着

    奈良泰彦, 関口悠, PASOMPHONE Hemthavy, 高橋邦夫, 齋藤滋規

    精密工学会大会学術講演会講演論文集  2014年3月 

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    記述言語：日本語  

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  • An experimental evaluation of Mode I fracture energy of adhesive joint by DCB test

    Asuka Hayashi, Yu Sekiguchi, Chiaki Sato

    6th World Congress on Adhesion and Related Phenomena (WCARP), in conjunction with 41th Annual Meeting of the Adhesion Society  2018年2月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Analytical prediction of bending stiffness of honeycomb sandwich panels bonded adhesively

    Kazuyoshi Seto, Yu Sekiguchi, Hiroshi Suto, Hayato Miyazaki, Kosuke Haraga, Chiaki Sato

    Proceedings of the Short Abstracts EURADH 2014 10th European Adhesion Conference  2014年4月 

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  • 繊維強化ポリプロピレンの接着接合部の破壊強度に及ぼす大気圧低温プラズマ処理の影響

    渡邉俊介, 守屋翔平, 関口悠, 沖野晃俊, 佐藤千明

    日本機械学会M&M材料力学カンファレンス(CD-ROM)  2018年6月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 側面が凝着する弾性梁の剥離手法が凝着力に及ぼす影響

    関口悠, 齋藤滋規, 高橋邦夫

    日本接着学会年次大会講演要旨集(CD-ROM)  2013年6月 

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    記述言語：日本語  

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  • Evaluation of surface treatments for adhesion of thermoplastic composites for automotive use

    Sato C, Sekiguchi Y, Okamoto H, Shimamoto K, Katano M, Naito K, Kuratani Y, Okayama T, Takano A, Hamaguchi Y, Fukumoto T, Furukawa K

    16th European Conference on Composite Materials, ECCM 2014  2014年 

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  • Mode I energy release rate measurement for low bending stiffness adherend bonded with a high toughened adhesive

    Katsuo Komatsu, Yu Sekiguchi, Chiaki Sato

    6th World Congress on Adhesion and Related Phenomena (WCARP), in conjunction with 41th Annual Meeting of the Adhesion Society  2018年2月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Peeling of Adhered Elastic Tape

    Y. Sekiguchi, P. Hemthavy, Shigeki Saito, Kunio Takahashi

    Proceedings of the 4th Multidisciplinary International Student Workshop  2012年8月 

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  • 弾性梁と剛体面の間の凝着に梁の形状や材質分布が及ぼす影響

    矢崎健彦, 関口悠, HEMTHAVY Pasomphone, 高橋邦夫

    Symp Microjoining Assem Technol Electron  2013年1月 

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    記述言語：日本語  

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  • Optimum Duty Ratio of Boost Switching Regulator for Charging Tiny Electric Energy to Capacitor

    Y. Honda, M. Tanaka, Y. Sekiguchi, P. Hemthavy, K. Takahashi

    Proceeding of ECO-MATES 2011  2011年11月 

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  • 平面基板に凝着した薄膜の剥離過程における剥離力の理論解析

    関口悠, HEMTHAVY Pasomphone, 齋藤滋規, 高橋邦夫

    日本接着学会年次大会講演要旨集(CD-ROM)  2012年6月 

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    記述言語：日本語  

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  • 弾性体・剛体間の凝着における剛体表面の欠陥の影響

    関口悠, HEMTHAVY Pasomphone, 齋藤滋規, 高橋邦夫

    Symp Microjoining Assem Technol Electron  2011年2月 

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    記述言語：日本語  

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  • Possibility of Reversible Adhesive Joining Using an Elastic Body with Variable Elastic Modulus

    Y. Sekiguchi, P. Hemthavy, S. Saito, K. Takahashi

    Proceeding of ECO-MATES 2011  2011年11月 

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  • 動的DCB試験における破壊じん性の測定

    林明日香, 山形勇樹, LU Xi, 関口悠, 佐藤千明

    日本機械学会M&M材料力学カンファレンス(CD-ROM)  2017年10月 

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    記述言語：日本語  

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  • Deformation of constitutive equation of an adhesive for car body structure

    Norihide Abe, Yu Sekiguchi, Chiaki Sato

    6th World Congress on Adhesion and Related Phenomena (WCARP), in conjunction with 41th Annual Meeting of the Adhesion Society  2018年2月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 複合負荷下における接着剤の材料構成式の検討

    阿部徳秀, 山形勇樹, 関口悠, 佐藤千明

    日本機械学会M&M材料力学カンファレンス(CD-ROM)  2017年10月 

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    記述言語：日本語  

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  • 応力発光塗料を用いた1/10車体モデルにおける応力分布の可視化

    小松勝男, 関口悠, 寺崎正, 藤尾侑輝, 佐藤千明

    日本機械学会M&M材料力学カンファレンス(CD-ROM)  2017年10月 

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    記述言語：日本語  

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  • Possibility of manipulation with gecko-inspired reversible adhesives

    Yu Sekiguchi, Chiaki Sato

    19th International Conference on Electronics Materials and Packaging (EMAP2017)  2017年9月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 難接着材料への表面改質の処理量による化学的変化と接着強度に関する研究

    関口悠, 佐藤千明

    高分子学会予稿集(CD-ROM)  2017年9月 

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    記述言語：日本語  

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  • ヤモリ模倣異方性凝着デバイスの剥離速度が凝着力へ及ぼす影響

    関口悠, 佐藤千明

    日本接着学会年次大会講演要旨集(CD-ROM)  2017年6月 

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    記述言語：日本語  

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  • Manipulation by Adhesion Force between Elastic body and Rigid Object

    Y. Sekiguchi, P. Hemthavy, K. Takahashi

    Proceedings of the 5th AOTULE International Postgraduate Student Conference on Engineering  2010年11月 

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  • Surface curvature effect on adhesion of gecko inspired asymmetric adhesive devices

    Yu Sekiguchi, Chiaki Sato

    Book of abstracts 4th International Conference on Structural Adhesive Bonding  2017年7月 

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  • Constitutive relation of adhesive layer under combined loading conditions

    Norihide Abe, Yuki Yamagata, Yu Sekiguchi, Chiaki Sato

    Proceedings of the JSME 2017 International Conference on Materials and Processing  2017年6月 

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  • 梁集合体による把持と脱離機構の試作

    WANG Miaomiao, 関口悠, 高橋邦夫, 齋藤滋規, HEMTHAVY Pasomphone

    Symp Microjoining Assem Technol Electron  2010年2月 

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    記述言語：日本語  

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  • デジタル画像相関法を用いた塗り分け接着継手の応力分布の評価

    川崎翔大, 関口悠, 中島剛介, 原賀康介, 佐藤千明

    日本接着学会年次大会講演要旨集(CD-ROM)  2017年6月 

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    記述言語：日本語  

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  • Manipulation by Adhesion Force between Elastic Beam and Rigid Object

    Y. Sekiguchi, P. Hemthavy, K. Takahashi

    Proceedings of 2nd Multidisciplinary International Student Workshop in Tokyo Tech 2010  2010年8月 

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  • 梁集合体による把持と脱離機構の設計

    WANG Miaomiao, 関口悠, HEMTHAVY Pasomphone, 高橋邦夫

    溶接学会全国大会講演概要  2009年8月 

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    記述言語：日本語  

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  • 梁集合体による把持と脱離機構の設計

    王苗苗, 関口悠, 高橋邦夫, ヘムタピーパソムポーン

    溶接学会全国大会講演概要  2009年9月 

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  • Mechanisms for adhesive grip-and-release using material with variable elasic modulus

    Y.Sekiguchi, L.Lei, P.Hemthavy, K.Takahashi

    Proceedings of The 3rd International Conference on Advanced Computational Engineering and Experimenting  2009年6月 

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  • 微小構造凝着デバイスの断面形状が凝着異方性に及ぼす影響

    岩田英之, 関口悠, 佐藤千明

    日本機械学会M&M材料力学カンファレンス(CD-ROM)  2016年10月 

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    記述言語：日本語  

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  • 衝撃負荷下における構造用接着剤のモードI破壊じん性の評価

    山形勇樹, 関口悠, 佐藤千明

    日本機械学会M&M材料力学カンファレンス(CD-ROM)  2016年10月 

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    記述言語：日本語  

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  • 表面処理を施した繊維強化熱可塑性樹脂の接着接合部における限界エネルギー解放率

    倉永裕貴, 関口悠, 佐藤千明

    日本機械学会M&M材料力学カンファレンス(CD-ROM)  2016年10月 

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    記述言語：日本語  

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  • Strain and stress field measurement in functionally graded adhesive joints bonded by honeymoon adhesion using two types of second generation acrylic adhesives

    shota kawasaki, Yu Sekiguchi, Nakajima Gosuke, kosuke haraga, chiaki sato

    Abstract of the 6th Asian Conference on Adhesion  2016年6月 

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  • Effect of cross-section shape of micro-pillar on anisotropic adhesive property

    iwata hideyuki, Yu Sekiguchi, chiaki sato

    Abstracts of EURADH2016 Adhesion '16 conference  2016年9月 

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  • Evaluation of Surface Treatment Methods for Adhesive bonding of Fiber Reinforced Polypropylene

    yuki kuranaga, toru ohnishi, Hiroshi Okamoto, Yu Sekiguchi, chiaki sato

    Book of abstracts of the 1st International Conference on Materials Design and Applications 2016  2016年6月 

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  • Strength of Joints Bonded with Polyurethane Adhesives under Static or High-Rate Conditions of Combined Loading

    Yuki Yamagata, Yu Sekiguchi, Chiaki Sato

    Book of abstracts of the 1st international Conference on Materials Design and Applications 2016  2016年6月 

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  • Effect of tip structure on adhesion strength of gecko inspired adhesive devices

    Yu Sekiguchi, chiaki sato

    Abstracts of the 6th Asian Conference on Adhesion  2016年6月 

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  • Creep rupture of adhesively bonded butt joints subjected to variable loading

    ramli mizah, teruaki negishi, Yu Sekiguchi, chiaki sato

    Abstract of the 6th Asian Conference on Adhesion  2016年6月 

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  • Experimental investigation of mode I fracture toughness of adhesives under impact loading conditions

    Lu Xi, Yu Sekiguchi, Chiaki Sato

    Proceedings of 39th Annual Meeting, The Adhesion Society  2016年2月 

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  • アクリル系構造用接着剤の疲労き裂進展

    関口悠, 佐藤 千明

    第70回高分子討論会  2021年9月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • レオメータを用いた接着接合された板の曲げ剛性評価の検討

    関口悠, 佐藤 千明

    日本接着学会第６０回年次大会 講演要旨集  2022年6月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 構造用接着剤におけるCAE破断予測手法に関する研究（第2報）

    堀内伸, 関口悠, 石橋慶輝, 岡村昌浩, 黒田一平, 若松顕都, 手塚翔太, 玉置健二, 岩本光宏, 玉置秀行, 渡辺晋太郎, 太田垣良, 古沢透流, 近澤亮介, 伊原涼平

    自動車技術会2019年度秋季大会学術講演会講演予稿集  2019年10月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 構造用アクリル系接着剤のDCB試験における表面凹凸の影響

    関口悠, 佐藤 千明

    日本接着学会第59回年次大会 講演要旨集  2021年6月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • EVALUATION OF SURFACE TREATMENT METHODS FOR PA6 FRP BONDING WITH ADHESIVES

    toru ohnishi, Hiroshi Okamoto, kazumasa shimamoto, Masato Katano, chiaki sato, Yu Sekiguchi

    ICCM20 Proceedings  2015年7月 

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  • Thermal buckling of hybrid joints with adhesive and mechanical fasteners

    Noriaki Okada, Yu Sekiguchi, Chiaki Sato

    14th International Triennial Conference on the Science and Technology of Adhesion and Adhesives  2019年9月 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Residual stress determination in SGA layer caused in curing process

    Minori Nakanouchi, T Yajima, K Haraga, H Uno, Yu Sekiguchi, Chiaki Sato

    14th International Triennial Conference on the Science and Technology of Adhesion and Adhesives  2019年9月 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • ヤモリ凝着現象の脱離機構を利用したマニピュレーション

    関口悠, 佐藤千明

    日本接着学会年次大会講演要旨集(CD-ROM)  2015年6月 

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    記述言語：日本語  

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  • アクリル系構造用接着剤の接着厚さがエネルギー解放率へ及ぼす影響の実験的検討

    関口悠, 佐藤 千明

    日本機械学会材料力学部門M&M若手シンポジウム２０１９講演論文集  2019年8月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • ガラス繊維強化ポリアミド6と金属の熱溶着接合部における限界エネルギー解放率

    島本一正, 関口悠, 佐藤千明

    日本接着学会年次大会講演要旨集(CD-ROM)  2015年6月 

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    記述言語：日本語  

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  • Experimental investigation of curing condition effect on adhesive joints bonded with second generation acrylic adhesives

    Asuka Hayashi, Yu Sekiguchi, Chiaki Sato

    14th International Triennial Conference on the Science and Technology of Adhesion and Adhesive  2019年9月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Strength of welded joints between FRTP and metal with thermal stress

    Kazumasa Shimamoto, Yu Sekiguchi, Chiaki Sato

    Abstracts of 5th World Congress on Adhesion and Related Phenomena  2014年9月 

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  • Constitutive relation of a thin adhesive layer subjected to high-rate combined loads

    Sho Murakami, H Hattori, Yu Sekiguchi, Chiaki Sato, T Furusawa, T Shimamiya, E Yokoi, K Sato

    Abstracts of 5th World Congress on Adhesion and Related Phenomena  2014年9月 

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  • ガラス繊維強化プラスチックの接着Tジョイント強度に及ぼす形状の影響

    村上翔, 関口悠, 佐藤千明

    日本機械学会M&M材料力学カンファレンス(CD-ROM)  2014年7月 

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    記述言語：日本語  

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  • Reliability evaluation of adhesively bonded joints and application to structural parts 招待

    関口悠

    第73回高分子学会年次大会  2024年6月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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受賞

  • オープンイノベータ功労賞

    2024年3月   東京工業大学 オープンイノベーション機構  

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    受賞国：日本国

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  • 奨励賞

    2018年6月   一般社団法人日本接着学会  

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  • 手島精一記念研究賞（博士論文賞）

    2014年2月   国立大学法人東京工業大学  

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 生体模倣型の液架橋形成と氷による可逆接合を併用した把持力制御による物体操作技術

    研究課題/領域番号：21K03747  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    関口 悠

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    配分額：4160000円 （ 直接経費：3200000円 、 間接経費：960000円 ）

    本研究の目的は，液滴サイズ調整機構と冷凍機構を備え持つプローブを開発し，凍結現象によるマニピュレート手法を実現することである．既に液滴プローブを用いたマニピュレーションも存在するが，液架橋力は非常に小さいため，把持対象は小さいものに限られていた．液状の高分子が化学反応により硬化することで接着強度を発現するのと同じように，水は氷になることで接着剤として機能する．したがって，液架橋形成後に水・氷の相変化を起こせば，非常に大きな把持力を得られると考えられる．また，一般的な接着剤と異なり，水・氷の相変化は可逆であるため，脱離も可能である．水を使うことで，対象物を傷つけることがない点も魅力的である．一方で，確実なマニピュレートを実現するための課題も多い．そこで本研究では，最終目標の実現へ向け，液滴のサイズを調整する機構をマニピュレータ先端に持たせることで供給レスな液架橋形成システムを検討する，凍結現象による接着力変化の評価法を確立するなど様々な課題の解決を目指す．初年度は，凍結現象への理解を深めるために，様々な対象物に対して氷との界面の強度を測定する装置を作成し，被着体の種類や表面状態による強度変化の測定を行える環境を整えた．対象物の種類やサイズが異なると，熱伝導率の差で氷の形成時間に違いが生まれたり，液滴のサイズによっても破壊モードが変化したりするなど，氷を用いて物体を把持する際の課題が明らかにされた．

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  • 凝着力制御を利用した微小物体操作手法の確立

    研究課題/領域番号：18K13656  2018年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究  若手研究

    関口 悠

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    配分額：4290000円 （ 直接経費：3300000円 、 間接経費：990000円 ）

    本研究の目的は物体をPick&Placeするマイクロマニピュレータに凝着力制御を利用した手法を取り入れることである．重力が支配的なスケールにおいて凝着力はほとんど問題となることはないが，物体が小さくなるほど重力よりも凝着力のほうが支配的となり，接触問題において凝着力が無視できなくなる．宇宙空間などの無重力状態においても同様のことが言える．剥がすことが出来ず問題視されている凝着力を上手く制御できるようになれば，把持・脱離に凝着力を応用できるようになる．凝着力制御の手法として，微細毛構造を利用した異方性可逆接着を利用しているヤモリの足裏構造に着目し，そのメカニズムを応用したPick&Placeを目指す．ヤモリの足裏には，マイクロオーダーの微細構造であるセタとその先端に生えるナノオーダーのへら状微細構造であるスパチュラから成る階層構造の微細毛が密に生えている．この微細構造によってヤモリは天井や壁を登ったり移動したりできる．本研究では，ヤモリ足裏の微細構造の中でも特にセタの役割に着目し，その着脱性能を物体操作へ応用できないか検討を行う．実際のヤモリ足裏の微細毛構造は非常に複雑であり，完全なる模倣には革新的な製造技術の進歩が必要である．一方で，構造物の各階層の役割を理解し，目的とする役割に大きく寄与する構造を選択的に取り入れることは，より洗練されたデザインへとつながる．30年度は，形状が凝着力へ及ぼす影響を実験的に明らかにしてきた．その結果、様々な条件での実験から把持・脱離に有効な形状の傾向が明らかにされた．

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  • ヤモリ模倣凝着デバイスの形状傾斜化による着脱機能・表面粗さ吸収機能の両立

    研究課題/領域番号：15K17933  2015年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(B)  若手研究(B)

    関口 悠

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    配分額：4290000円 （ 直接経費：3300000円 、 間接経費：990000円 ）

    本研究では，ヤモリの足裏構造に見られる微細毛の特徴を取り入れた可逆接合型凝着デバイスの構造傾斜化による影響を理論・実験の両面から明らかにするとともに，凝着デバイスを用いた物体マニピュレーションの可能性について議論した．具体的には，始めにデバイス表面の微小構造を傾斜構造とする製造プロセスの検討を提案した．提案手法により，様々な先端形状の凝着デバイスが作成可能となった．これらのデバイスを用い，凝着力の測定実験を行うことで，傾斜構造が凝着力の変化へ及ぼす影響，先端形状が表面粗さへ及ぼす影響などが調査された．またこれらの結果を元に，作製された凝着デバイスを用いた物体マニピュレーションに成功した．

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  • 生物の微細毛構造に学ぶ凝着接合型把持・脱離デバイスの開発

    研究課題/領域番号：25889020  2013年8月 - 2015年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 研究活動スタート支援  研究活動スタート支援

    関口 悠

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    配分額：2730000円 （ 直接経費：2100000円 、 間接経費：630000円 ）

    本研究では，粗さのある表面に自在に凝着でき，素早く着脱できるヤモリの微細毛構造に着目し，その凝着メカニズムと脱離メカニズムを理論・実験の両面から理解を深めるとともに，把持脱離デバイスへのメカニズムの応用を行った．具体的には，梁近似モデルを用いた解析および実験によって剛毛の側面が凝着する際の凝着力解析および脱離メカニズムの解析が行われ，水平方向と垂直方向の力制御により用意な着脱が行われていることが示された．また，把持・脱離検証実験によりその実現可能性が示された．

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  • 弾性梁の凝着による把持・脱離システムの最適設計と試作

    研究課題/領域番号：12J07674  2012年 - 2013年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費  特別研究員奨励費

    関口 悠

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    配分額：1800000円 （ 直接経費：1800000円 ）

    本研究課題は, 生物の優れた特徴からヒントを得た凝着モデルによる把持脱離メカニズムの解明とその応用を目的としている. ヤモリなどの生物は, 手足の微細毛構造が物体表面に凝着することにより自身の体重を支えるのに十分な把持力を得ている. 微細毛構造による凝着現象の理解は, 凝着力を利用した把持脱離デバイスの設計の上で非常に有用であるとされる. ヤモリの手足先端に生えるSpatulaと呼ばれるナノサイズの毛はヘラ状であり, 毛の側面が凝着していると考えられている. ヤモリのSpatulaをヒントにし, 片持ち弾性梁の側面が平面基盤に凝着する梁側面凝着モデルを考案し, 理論・実験による検討を行った. 表面界面の自由エネルギーと弾性エネルギーの平衡条件より梁側面が凝着している状態で梁に働く力が導出され, 着脱時のヒステリシスが凝着力へ及ぼす影響が議論された. 更に, 弾性梁着脱プロセスの工夫による凝着力制御の可能性を検討するために梁の動きに注目し, 検討が行われた. ヤモリは素早い動きの中で把持脱離を繰り返すために複雑な足の動きをしていると考えられるが, 動きの中で微細毛に働く摩擦の向きをうまく利用し着脱しているとされる. 本研究では, 梁構造物に働く摩擦の向きが凝着力へ及ぼす影響を理論的に評価した. 摩擦の有無により, 梁の変形が影響を受ける. その結果, 弾性梁に働く摩擦が圧縮方向の場合に比べ引張方向の場合基盤垂直方向に働く凝着力が増大することが示された.

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