ISSN 0374-4345
新潟大学工学部
研
究
報
告
第 59 号
RESEARCH REPORT
OF
FACULTY OF ENGINEERING
NI IGATA UNIVERSITY
No. 59
新潟大学工学部
新 潟
FACULTY OF ENGINEERING, NIIGATA UNIVERSITY
NIIGATA, JAPAN
2010
―― 目
次 ――
受 賞 論 文（要約）
１．界面活性剤水溶液の動的表面張力の測定
…………………………………………唐澤 政弘，長谷川富市，鳴海 敬倫 １
２．回転するファンブレードから発生する空気力学的騒音源の可視化
…………………………梨 本
厚，藤澤 延行，中野 朋則，依 田
建 ３
３．触地図作成システムにおけるランドマーク出力機能の実装
………………………山口俊光・渡辺哲也・南谷和範・宮城愛美・渡部 謙
秋山城治・大内 進 ５
４．精密濾過膜とオンライン乳酸コントローラーを備えた培養システムを用い
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…………高屋 朋彰，飛田 和宏，堀内 將史，中山 惠理，出口 央視
田中 孝明，谷口 正之 ７
学 位 論 文（要約）
１．界面活性剤水溶液の流動挙動の解明
……………………………………………………………………天 木 桂 子
２．NPPV鼻マスク装着部の皮膚障害発生に関する基礎的研究
……………………………………………………………………二 宮 敬 一
３．発電所に大量流入したクラゲの回収・処理のためのシステム開発に関する研究
……………………………………………………………………石 川 真 也
４．矩形描画の表現法と数え上げ問題の研究
……………………………………………………………………藤 巻
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ワイヤレスシステムの高品質化および高効率化に関する研究
……………………………………………………………………吉 岡
博
６．ダイヤフラム構造を利用したガラス基板光導波型圧力センサに関する研究
……………………………………………………………………新 國 広 幸
７．ハロゲン電球の長寿命化と高効率化に関する研究
……………………………………………………………………別 所
誠
８．ハイブリッドロボット PEOPLER-衛の計算機制御に関する研究
−必要に応じた歩行と走行の双方向切換え−
……………………………………………………ヴァーグナ 田中 ボテリョ
９．トリエチレングリコール類表面含浸液体膜による空気中の VOC蒸気除去の研究
……………………………………………………………………… SuiGuo
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．触媒型求核反応の開発と多環式天然物合成への応用
……………………………………………………………………福 島 正 和
1
1
．酸化チタンの低温合成と環境対応素材への応用
……………………………………………………………………渡 辺 総一郎
1
2
．水和物の物理化学的性質を考慮したセメント系硬化体の塩化物イオン移動性状評価
……………………………………………………………………佐々木 謙 二
1
3
．乳酸菌バクテリオシンを用いた清酒の火落ち防止に関する研究
……………………………………………………………………石 山 洋 平
1
4
．ポリマーのグラフト化による C60フラーレンの機能化
……………………………………………………………………若 井 博 幸
論文抄録
著書等抄録
９
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受賞論文要約
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平成20年度 日本レオロジー学会論文賞 受賞論文
日本レオロジー学会誌，3
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巻５号，p.
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界面活性剤水溶液の動的表面張力の測定
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的表面張力の関係について論じている。具体的には
力（動的表面張力）の測定には，最大泡圧法などい
種々の溶液の細管から流出する液滴の状態を顕微鏡
くつかの方法が実用化されているが，その測定結果
観察し，動的表面張力算定式の導出時に用いた仮定
は手法に依存した部分も少なくなく，未解明の問題
の妥当性を示し，動的表面張力は液滴形成速度の増
も多い。本論文では，懸滴法における液滴について，
大と共に水の表面張力値に近づき，液滴形成速度の
運動量方程式を単純化することにより，液滴形状と
減少と共に当該溶液の静的表面張力値に近づくこと
表面張力に関する関係式を導出し，これを基に実験
を示している。さらに，本実験値を他の測定法によ
的に動的表面張力を求める方法を提案している。さ
る実験値と比較し本実験方法の優位性と信頼性を述
らに，この方法を，系統的に分子構造を変えた界面
べている。
活性剤水溶液に適用し，界面活性剤の分子構造と動
＊
新潟大学大学院自然科学研究科
現在
セイコーエプソン珂
― 1―
新潟大学工学部研究報告
― 2―
第5
8
号（2
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平成21年度 可視化情報学会技術賞 受賞論文
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」に掲載
回転するファンブレードから発生する
空気力学的騒音源の可視化
梨本
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本研究は，回転するファンブレードから発生する
流体力学的騒音分布を明らかにすることを目的と
し，先に著者らが開発したＰＩＶ（粒子画像流速計
測法）をベースにした騒音信号と速度変動の相関解
析法をこの種の流れ場に適用することで，音源分布
を可視化する方法を提案した。本研究の概要は以下
のとおりである。
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― 3―
新潟大学工学部研究報告
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第5
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HCGインタラクティブセッション 最優秀プレゼンテーション賞（電子情報通信学会）平成21年
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触地図作成システムにおけるランドマーク出力機能の実装
山口俊光・渡辺哲也・南谷和範＊・宮城愛美＊＊・渡部
謙・秋山城治・大内
進＊＊＊
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触地図作成システムとは，視覚障害者自身がスク
利便性について研究・開発を行っている。本報告で
リーンリーダを使って，自分の欲しい地域の触地図
は，視覚障害者が単独歩行する際に利用できるラン
を作成できるシステムのことである。視覚障害者自
ドマーク情報を触地図上に出力する機能の実装につ
身が操作するためのユーザインタフェース，生成さ
いて述べる。また，インタラクティブ発表で，開発
れる触地図の触察しやすさ，実際の歩行児における
中の触地図作成システムのデモを行う。
＊
大学入試センター
筑波技術大学
＊＊
国立特別支援教育総合研究所
＊＊＊
― 5―
新潟大学工学部研究報告
― 6―
第5
9
号（2
0
1
0
）
2009年度日本生物工学会論文賞 受賞論文
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）に掲載
精密濾過膜とオンライン乳酸コントローラーを備えた
培養システムを用い Pr
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ビフィズス菌特異的増殖促進物質の生産
高屋
朋彰，飛田
出口
和宏，堀内
央視，田中
將史，中山
孝明，谷口
惠理
正之
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プロピオン酸菌は，グラム陽性，胞子非形成，非
運動性，嫌気性または酸素耐性を有する桿菌であり，
数多くの有益な性質と機能を有していることから，
乳製品製造に限らず，その他の分野においても利用
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）が，極めて微量でビフィズス菌
の 増 殖 を 特 異 的 に 促 進 さ せ る 物 質（Bi
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,BGS）を産生することを報告して
おり，既にこの成分を含む商品が市販されている。
されている。すなわち，プロピオン酸菌は，各種有
用物質（プロピオン酸，ビタミン B12，ビタミン K
これまで，ビフィズス菌の増殖を促進するキノン系
バクテリオシンなど）の生産に利用されている。ま
た，腸内腐敗菌の増殖抑制，生体に有害な酵素活性
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（ACNQ）が知られてい
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（DHNA）であること
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）の抑
制，乳糖不耐症の改善などのプロバイオティクス効
果を示す微生物として利用することが検討されてい
る。さらに，金子らは，スイスタイプチーズ（エメ
ンタールチーズ）のスターターとして古来より利用
さ れ て き た プ ロ ピ オ ン 酸 菌（Pr
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物質として，1
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3
たが，プロピオン酸菌の生産する BGSの主成分は，
が報告された。
著者らは，既に BGS生産菌として報告されている
P
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i
i以外に，これまでにグルコースを炭
素源として BGSを生産するプロピオン酸菌の選抜
を行い，
数種類のプロピオン酸菌が数～数十 mg
/
L程
― 7―
新潟大学工学部研究報告
度の DHNAを生産することを報告している。そこで
本研究では，これらのプロピオン酸菌の中からビタ
ミン B12生産菌としても知られている Pr
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i
iPZ3を用いて，
著者らが開発した精密濾過膜とオンライン乳酸コン
第5
9
号（2
0
1
0
）
これらの特性をすべて備えた本システムを用い
て，BGSの連続生産を行った。炭素源である乳酸を
低濃度に維持しつつ，代謝産物であるプロピオン酸
や酢酸を除去しながら BGSを生産することに成功
した。本システムを用いることによって、従来の濾
ト ロー ラーを組み合わせた培養システムによる
BGSの効率的生産方法について検討した。
過培養システムにおいて問題であった使用培地量の
この培養システムの特徴として，以下の３点が挙
生産を，従来の回分培養，精密濾過膜を備えた培養
げられる。
システム，および乳酸濃度をコントロールした従来
①精密濾過膜によって，プロピオン酸菌の増殖や
BGS生産に対して阻害作用を示す代謝産物（プロ
ピオン酸や酢酸）を除去することが可能である。
②精密濾過膜によって，増殖したプロピオン酸菌を
バイオリアクターシステム内に循環させ，高濃度
化することが可能である。
③オンライン乳酸コントローラーによって，バイオ
リアクター内の炭素源（乳酸）をプロピオン酸菌
の増殖や BGS生産にとって最適な濃度になるよ
うに，フィードバック制御することが可能である。
増大を回避することができた。この培養による BGS
の流加培養による BGS生産と比較した。その結果、
培養時間あたりの生産性および使用した総培地量あ
たりの生産性は，大幅に向上し，回分培養の値と比
較して，それぞれ3
7
倍および2
.
1
倍高くなった。
以上のように，本バイオリアクターシステムは，
BGSの生産において非常に有用であった。また，本
システムは BGSの生産ばかりでなく，種々の有用物
質の生産手段として使用することが可能であると考
えられる。今後，本システムの汎用性・応用性につ
いて検討したいと考えている。
― 8―
学位論文要約
SUMMARI
ESOF DOCTORAL THESES
界面活性剤水溶液の流動挙動の解明
天
木
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byKe
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koAMAKI
本論文は，洗濯洗浄で広く日常的に用いられてい
らかにし，洗浄における流体力学的効果を検証する
る界面活性剤水溶液の流動挙動を，外部流と内部流
ことで，従来の界面化学作用に加えた界面活性剤水
の実験をもとに解析し，その結果をまとめたもので
溶液の洗浄に対する有効性を，より高く再評価する
ある。洗浄機構に関わる要因を考える場合，洗浄液
ことを目的とした。
の持つ界面化学的作用と，基質や汚れに与えられる
外力などの物理的作用の２点からアプローチする必
第１章では，上記の本研究の背景と目的を述べて
いる。
要がある。洗剤の主成分である界面活性剤は，この
第２章では，外部流に対する実験方法，結果およ
化学作用の寄与が非常に大きく，汚れと基質間の結
び考察を述べている。実験の概要は，縦横比の大き
合力を低下させ，除去を容易にしている。一方，機
い矩形流路の下面に汚れモデルとなるμmオーダー
械力を中心中心とする物理作用は，大きいほど汚れ
の直径を持つ微小円柱（タングステンワイヤー）を
除去を容易にするが，基質に対しても同様に作用す
張り，各種溶液のせん断流をワイヤーに直角に当て
ることから，ある程度の損傷，劣化が避けられず，
それにより生じる抗力（D）を，ワイヤー前後の圧
両者は相反する関係にある。本研究は，汚れ除去と
力損失から求めたものである。実験の結果，すべて
基質の損傷の両方を満足させることをねらいとし，
洗浄液である界面活性剤水溶液の持つ流体力に着目
して検討を行うものである。外部流（物体周りの流
れ）と内部流（狭い隙間や管内を通る流れ）を洗浄
の観点から見ると，外部流は基質上に付着した汚れ
の条件下でレイノルズ数（Re
）の増加とともに Dは
上昇し，両者の関係はほぼ１次式を示した。また，
界面活性剤水溶液の Dは水より低く抵抗減少効果が
見られたが，希薄高分子水溶液の Dは水より高かっ
た。この現象は粘度の順位とは一致していないこと
周りの流れであり，内部流は基質間に入り込んで汚
から，この流れには粘性以外の要因が関わっている
れを持ち去る流れと解釈できる。本研究では，この
ことが示唆された。一方，壁面上の円柱まわりの非
２点を実現するモデル流路をそれぞれ作製し，各種
ニュートン流体の流れに関して有限要素法により数
溶液のせん断流を当てることにより生じる抗力を測
値解析を行ったところ，Ｄが水（ニュートン流体）
定した。試料溶液は，球状ミセルおよびひも状ミセ
（Wi
<0
）である流体の場合であった。同様に揚力 L
ルを形成する数種の界面活性剤水溶液で，対象とし
て水，希薄高分子水溶液，微粒子分散液による実験
も行い，生じる抗力を比較した。これにより界面活
性剤水溶液の他の溶液とは異なる流動上の特徴を明
＊
よ り 低 く な る の は，ワ イ セ ン ベ ル ク 数 Wiが 負
について数値解析を行ったところ，Wi
<0で揚力が
高かった。このことから，水より低い Dを示した界
面活性剤水溶液は弾性を有し，しかもその値は負で
新潟大学大学院自然科学研究科
現在
岩手大学教育学部
〔新潟大学博士（工学） 平成2
1
年３月2
3
日授与〕
― 9―
新潟大学工学部研究報告
ある可能性が示唆された。
第5
9
号（2
0
1
0
）
れることが確認された。このことから，Dにはメッ
第３章では，内部流に対する実験方法，結果およ
シュの構造のほかにメッシュに当たるまでの流れに
び考察を述べている。実験の概要は，正方形断面を
も依存すると考え，これに基づいた定義式を用いて
持つ流路の中央フランジ部に，布モデルであるモノ
フィラメントメッシュスクリーンを，流れ方向に対
して直角に張り各種溶液の垂直流がメッシュ間隙を
通過する際に生じる抗力 Dを圧力損失から求めるも
のである。実験の結果，すべての条件下で第２章の
整理した結果，抗力係数 CDは Reの関数として整理
され，この仮説の妥当性が確認できた。さらに，光
学的特性の測定結果から球状ミセルは静止時と流動
時では形状や配向を変えていることが予想された。
第４章では本論文の結論として，日常的に用いら
ワイヤー実験と同様，界面活性剤水溶液の Dは水よ
れる界面活性剤水溶液は水よりも抗力を低下させる
り低く，ワイヤー実験と同様ここでも抵抗減少効果
効果を有し，これにより汚れ周りや織り糸，繊維間
が認められた。さらに，流路内流れの可視化を試み
に大きな流速をもたらし，その結果として効果的な
たところ，比較的おそい流れでは，流入口から中央
汚れ除去を行っていることを述べている。
メッシュ部までは流入口サイズの幅を保ったまま流
― 1
0―
NPPV鼻マスク装着部の皮膚障害発生に関する基礎的研究
二
宮
敬
一＊
Bi
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on caused by NPPV nasalmask
byKe
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本研究では，呼吸障害や緊急事故遭遇患者等で広
や SASについて症状とその治療法について述べ，そ
が患者にとっては“優しくない医療”になり得る，
ついて使用される機器とインターフェイスの概略を
く利用される NPPV療法における，基本的ではある
れらの治療法の一つとして適用される NPPV療法に
顔面での皮膚損傷や褥瘡防止を扱っている。この種
明示する。更には，鼻マスク適用時に生ずる循環障
の問題は，患者にとっては無意識のうちに，或いは
害や褥瘡の発生メカニズムと治療法等についてを述
全面的な信頼の下で受ける医療行為中の受傷であ
べている。他方，工学的関係部分として，顔の個人
り，医療に対する患者の不信感を増大させる一因に
対応モデルを作成するために必要な３次元形態計測
なり得ることから，鼻マスク使用による皮膚損傷や
で利用する超音波技術やゴニオメータについて詳述
褥瘡防止に資する重要且つ基礎的研究の一環として
本論文を位置づけている。現在国内で市販している
し，写像変形として Fr
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n法の基礎
知識についても明示している。
鼻マスクの多くは，欧米人の顔形状に基づいて開発
第３章「鼻マスク装着時での実験的検討」では，
された海外製，あるいはそれを規範とした製品が多
鼻マスク装着時における上下ストラップ張力と装着
く用いられている。したがって，日本人を含む東洋
部位に作用する接触圧力の関係を明らかにするため
人の顔形状を考慮して最適化した鼻マスクの実用化
に，感圧導電ゴムセンサを用いて測定を行った。荷
が望まれているものの，最適な鼻マスク形状を決定
重条件は，臼上下ストラップ張力が等しい変化した
する手法に関する研究は見当たらず，未だ汎用性を
場合，渦上部ストラップの荷重を一定とし，下部ス
有する解決方法について，提案されていない。
トラップの荷重が変化した場合，についてそれぞれ
本論文の構成は，第１章から第６章で構成されて
いる。以下に本論文の内容について述べる。
検討した。その結果，臼においては，いずれのスト
ラップ荷重値の変化においても接触圧力は額部にお
第１章「緒論」では，本研究の背景として慢性呼
ける値が最も大きく，一方で鼻根部ならびに人中部
吸不全に関する社会的状況および治療法の一つであ
が小さく作用することわかった。一方，渦は下部ス
る人工呼吸療法の課題について述べている。一方で，
トラップ荷重の増加は，主に左右頬部における接触
研究の意義として他製品における身体形状を考慮し
圧力に影響を及ぼし，下部ストラップに最も近い人
た製品設計に関する研究事例を総括した後，本論文
中領域においては変化が他の部位と比較して小さい
の目的と構成を述べている。
ことがわかった。実験で得られた結果は，実際の医
第２章「研究分野の概要」では，医療応用に関わ
る基礎知識として呼吸不全の原因疾患である COPD
＊
療現場におけるストラップ張力に関する指導と同様
の傾向を示したことから，上部ストラップに対する
新潟大学大学院自然科学研究科
現在
新潟職業能力開発短期大学校
〔新潟大学博士（工学） 平成2
1
年９月2
4
日授与〕
― 1
1―
新潟大学工学部研究報告
荷重を2
.
4
N，下部ストラップに対する荷重を2
.
2
Nで
ある場合を解析に用いる標準荷重として決定した。
さらに，外圧と血流速度の関係を明確にするため
超音波血流計を用いて実験を行った。その結果，約
.
8
k
Pa
（1
0
0
g
）の圧迫時に，圧迫により血管の断面
3
第5
9
号（2
0
1
0
）
波による脂肪や筋等の軟部組織の厚さ計測で得られ
たデータと共に標準顔 FEモデルに FFD法を適用し
てカスタムメード顔 FEモデルを決定する方法につ
いて述べた後，鼻マスク装着部の軟組織内部での応
力状態も容易に解析可能であること等を示してい
積が減少したため血流速度が増加し，その後，約
5
.
8
k
Pa
（1
5
0
g
）の圧迫で血流速度が正常時の約2
0
%
る。
に減少し，約1
5
.
4
k
Pa
（4
0
0
g
）で血流速度が完全に阻
づいて，筋等の軟部組織で褥瘡が生ずる等，幾つか
害することを示した。
の重要な結論を述べると共に今後の展望についても
第４章「顔面のモデリングと力学的解析」では，
第５章「結論」では，本論文で得られた結果に基
人体断面画像に基づいて作製した標準顔 FEモデル
示している。
域の応力状態を有限要素法により求めている。これ
たり，主指導教官である原
によって，鼻マスク装着部および周辺領域での接触
鞭撻を賜りました。また，数値計算や実験等では，
圧力分布は先行研究における実測例と定性的に一致
地域共同研究センター尾田雅文教授，大学院生の吉
ルと実測結果はほぼ定性的かつ定量的に一致するこ
グシステムズ珂 )にご支援を賜りました。ここに深
を用いて鼻マスクを装着した際の周辺部を含めた領
すること，同一の被験者によるパーソナル顔 FEモデ
とを共に確認し，本解析手法の妥当性を検証してい
謝辞：本研究の遂行ならびに学位論文の執筆に当
利昭教授に御指導，御
田祐介さん，半田俊弘さん (現キヤノンイメージン
く感謝を申し上げます。
る。更には，レーザによる顔面形状計測および超音
― 1
2―
発電所に大量流入したクラゲの回収・処理のための
システム開発に関する研究
石
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KAWA
海岸に接して建設される発電所などでは，クラゲ
また，このシステムでは，大量のクラゲ数に対して
による各種被害が発生しており，その回収・処理は
も稼動可能であり，長時間の連続運転にも耐えうる
重要な課題としてしばしば取り上げられている。本
ことが指摘された。
研究では，この課題に対し，可視化技術を駆使した
第三章では，上記のクラゲ除去システムの構成要
工学的アプローチと実機試験による検証を通して，
素であるクラゲ処理技術の開発として，クラゲが自
その解決策を総合的に考察した研究成果である。
然減量する速度に対する実験，貯留槽の開発，水質
本論文は全六章で構成されている。第一章は本研
に対する影響についての基礎実験結果が示されてい
究の背景と本論文の構成，第二章はクラゲ除去シス
る。この処理方法では，クラゲを収容後数日で事前
テムの基本構想と実機システムの説明，第三章と第
消滅させることができ，従来の輸送，加工処理など
四章はクラゲ処理技術の開発，第五章はクラゲ監視
の過程を必要としない点に新規性がある。また，水
システムの開発，そして第六章は結論である。
質に対する影響にも検討し，排水基準値および環境
第一章では，研究の背景である発電所におけるク
基準値を越えないことも示された。
ラゲ発生による被害とそれに対する従来のクラゲ対
第四章では，このようなクラゲ処理技術に対する
策装置について記述されている。特記すべき点とし
実機実験結果を示した。
このクラゲ処理システムは，
ては，発電所にクラゲが大量流入した場合には，甚
大量のクラゲ流入があっても安定した稼働が可能で
大な被害が発生し，場合によっては，発電中止に至
あり，ラボ試験と同様に５日間でクラゲを自然に消
るほどの問題であることである。
滅させることができること，試験運用期間中の水質
第二章は，本研究で提案するクラゲ除去システム
測定でも規制基準以下であることが確認された。な
のプロトタイプを示した。そのシステム構成および
お，試験を行った東北電力珂東新潟火力発電所では，
初期の実証試験についての説明が記述されている。
例年流入する全クラゲ量は約2
9
0
トンであるが，この
従来のクラゲ除去システムでは，大量のクラゲ流入
クラゲ洋上処理システムでは約8
6
％相当のクラゲ量
があると稼働率が不安定であったが，新クラゲ除去
を回収し，
廃棄物処理費の大幅な削減が可能である。
システムでは，安定した稼働が可能である点である。
第五章では，本クラゲ除去システムに導入するク
＊
新潟大学大学院自然科学研究科
現在
東北電力
〔新潟大学博士（工学） 平成1
9
年３月2
4
日授与〕
― 1
3―
新潟大学工学部研究報告
第5
9
号（2
0
1
0
）
ラゲ監視システムについての研究開発について示し
第六章は，以上の研究成果をまとめた結論である。
た。まず，クラゲ検出アルゴリズムを説明した上で，
終りに，本研究の遂行ならびに学位論文の執筆に
その有効性を疑似画像を用いて評価し，さらに実際
当り，ご指導とご鞭撻を賜りました藤澤延行教授に
のフィールド試験における計測精度についても確認
深く感謝申し上げます。
した。
― 1
4―
矩形描画の表現法と数え上げ問題の研究
藤
巻
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udy on Repr
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on and Enumer
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byRy
oFUJ
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本論文はフロアプランの研究である。フロアプラ
ンは VLSI
のレイアウト設計における自動化，布や鉄
る。良いコード化は近い解の生成を容易にし，解の
プランのクラスの１つである矩形描画についての研
列という単純なデータ構造による表現法で，すべて
板の効率的な切り出しなどに応用がある。我々は特
探索を効率的にする。
本論文では矩形描画の表現法 Fu
j
i
ma
k
i
Ta
k
a
h
a
s
h
i
に VLSI
のレイアウトの自動設計を背景とし，フロア
Sq
u
e
e
z
eを提案する。Fu
j
i
ma
k
i
Ta
k
a
h
a
s
h
iSq
u
e
e
z
eは順
究を行った。
の順列が矩形描画の1
つに対応するという特徴を持
VLSIのレイアウト設計の自動化，つまりモジュー
ルの自動配置問題の多くはＮＰ困難な問題として知
られている。すなわち，これらＮＰ困難な問題には
組合せ問題の性質上網羅的に試すアルゴリズムが明
らかに存在するが，それは現実的な時間では終わら
ない。また，現実的な時間で終わるようなアルゴリ
ズムは多くの研究者の興味のあるところであるが，
そのようなアルゴリズムが存在するかどうかは知ら
れていない。これを背景に，ＮＰ困難な問題はヒュー
リスティクスによるアプローチが成されてきた。
ヒューリスティクスは最適な解を与えられるとは限
らないが，現実的な時間で準最適解を与える。
VLSIのレイアウトの自動化の研究に限って言え
つ。すなわち，プログラミングが容易である。我々
は 論 文 中 で 矩 形 描 画 の 順 列 表 現 法 Fu
j
i
ma
k
i
Ta
k
a
h
a
s
h
iSq
u
e
e
z
eのエンコードアルゴリズム（矩形描画
から順列），デコードアルゴリズム（順列から矩形
描画），そして，その正当性の証明を与える。さら
に順列からの O
（n
）
時間-制約グラフ生成アルゴリズ
ムを与える。
表現法の研究ではどれだけ短いコードで表現する
かという問題もある。矩形描画の表現では，長さ5
n
－5
のビット列表現が提案されていた。本論文では矩
形描画の長さ4
n
－4
のビット列による表現法を提案
した。
矩形描画の個数を求める研究も成されている。矩
ば，問題独自のヒューリスティクスよりは Ge
n
e
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Al
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m法 や Si
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dAn
n
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l
i
n
g法 な ど の メ タ
形描画の個数を陽に与える式はまだ知られていない
ヒューリスティクスを用いることが多い。このとき，
間数え上げアルゴリズムが提案されている。本論文
解のコード化（表現法）は重要になる。メタヒュー
では井上らのアルゴリズムを基に矩形描画の個数の
リスティクスのいくつかは現在の解に似た（近い）
解の中に良い解が高確率で存在することを理念とす
＊
が，井上らによる矩形描画の個数を求める多項式時
上界の式1
3
.
5n－1を与えた。
新潟大学大学院自然科学研究科
現在
エルピーダメモリ株式会社
〔新潟大学博士（工学） 平成2
1
年3
月2
3
日授与〕
― 1
5―
新潟大学工学部研究報告
― 1
6―
第5
9
号（2
0
1
0
）
FMC
（Fi
xe
dMo
bi
l
eCo
n
v
e
r
ge
n
c
e
）
を考慮したブロードバンド
ワイヤレスシステムの高品質化および高効率化に関する研究
吉
岡
博＊
Resear
ch ofAdvanced Techni
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Br
oadband Wi
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ems
Empl
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ng Fi
xed Mobi
l
e Conver
gence
byHi
r
o
s
hiYOSHI
OKA
本論文では，市場に普及している固定系通信サー
地域（過疎地域）に対し，どのようにブロードバン
ビスと移動系無線通信サービスとを状況に応じて切
ドサービスを提供しディジタルデバイドを解消する
り替え，より付加価値の高いサービスを生み出す
かが課題となっている。
の要素技術について提案・検討を行った。
信システムで用いる移動端末の移動に追従した高効
FMC（Fi
x
e
dMo
b
i
l
eCo
n
v
e
r
g
e
n
c
e
）を実現するため
FMCにおいては，固定系ネットワークから移動系
ネットワークまで，効率的にデータを送信する必要
最初に，I
TSにおいて導入されているスポット通
率なデータ伝送技術を提案した。提案技術において
がある。無線 LAN，I
TSなどにおいて，移動中に大
は，移動端末からゾーン制御局へ送信される移動速
容量コンテンツを受信する場合，移動によってアク
移動端末の滞在時間を予測し，移動端末が各スポッ
セスポイントや基地局を切り替えて通信する必要が
トで受信可能と考えられるデータのみを各無線基地
生じ，送信データの流れをどのように制御するかが
局へ送信する。さらに，移動端末の速度変化に対応
重要となる。特に I
TSにおいては，高速な移動環境
においてもデータ送信の高効率化を実現しなければ
度の情報をもとに，ゾーン制御局が各スポットでの
するため，移動端末が今後通信を行うと考えられる
ならない。また FMCにおいては，ユーザの状態に
無線基地局へ前もってデータを送信せず，移動端末
応じて通信サービスを切り替えたり，移動先におい
受信状況の情報を受け取り，その受信状況にあわせ
て別の通信サービスに切り替える場合，シームレス
て次の無線基地局へデータを送信する。またゾーン
に通信を継続するために切り替え後の受信信号の変
制御局は，移動端末の速度変化に対応できるよう，
調方式を自動的に識別する必要がある。したがって，
分割データにマージンを付加して送信する。本提案
変調信号の自動識別技術が必須となる。さらに，
FMCの導入・普及を促進するためには，基盤となる
技術の妥当性を計算機シミュレーションによって確
固定系インフラの普及率を向上させる必要がある。
ゾーン制御局の間のアクセスリンクを流れるデータ
固定系インフラ（光ファイバ）の普及率は都市部と
量を大きく削減することが可能となった。また，
デー
山間地域（過疎地域）とで格差が生じており，山間
＊
が通信を終えた無線基地局から，移動端末のデータ
認し，提案技術を用いることによって無線基地局と
タ送信における Qo
Sを評価するための重要な指標
新潟大学大学院自然科学研究科大学院生
現在
NTT東日本－新潟 企画部
企画担当
〔新潟大学博士（工学） 平成2
1
年３月2
3
日授与〕
― 1
7―
新潟大学工学部研究報告
である移動端末のデータ受信時間について考察し，
データ受信時間の増加率に対して必要なマージンの
量を求めた。その結果，データ受信時間の増加を最
第5
9
号（2
0
1
0
）
の識別時間は，従来提案において6
4
0
シンボル，提案
1
0
シンボルであり，識別時間を2
0
％
技術においては5
短縮できることがわかった。本提案技術により，
小限に抑えたうえで，アクセスリンクにかかる負荷
フェージング環境においても高精度かつ短時間で
を大きく削減できることがわかった。さらに，より
ディジタル変調信号の自動識別が可能となり，シス
現実的な通信環境を想定し，スポット長およびス
テム間ハンドオーバを実現可能である。
ポット間隔長が変化する場合について提案技術の効
として導入・普及が進められている FWAシステムの
果を検証した。そして，スポット長およびスポット
間隔長が変化するシステムの送信データ量の特性
は，スポット長およびスポット間隔長の平均値を用
次に，ディジタルデバイドを解消するための手段
高品質化について検討し，6
4
QAM を使用した FWA
システムに適用するビタビ等化器において，特性劣
いて計算可能であるということがわかった。本提案
技術により，スポット通信システムを使用した I
TS
化なく演算量を大幅に削減するための２つの提案技
ネットワークにおけるデータ送信の高効率化を図る
ことが可能となり，回線負荷の軽減によるネット
BER特性を検証し，サバイバルパスを１本まで削減
しても特性劣化がほぼ生じないことを明らかにし
ワーク資源の有効活用に貢献できる。
術を示した。D/
U =1
2
d
B～2
4
d
Bにおいて得られた
た。また，信号点候補を複数のグループに分け，段
次に，システム間ハンドオーバを実現するために，
階的に候補の数を絞り込み，尤度最大の候補に隣接
現在までに導入されているディジタル無線通信シス
している候補に関して追加でレプリカを生成する手
テムにおいて採用されている基本的な変調方式の自
BER特性が改善されることを示した。本提案技術を
動識別技術を検討した。FSK信号，PSK信号，QAM
信号等のディジタル変調方式を対象とし，その識別
性能を向上するための技術に関して提案した。識別
処理技術としてパターン認識技術の一つである最近
傍決定法を適用することを提案した。また，プロト
タイプの配置方法を工夫し，ガウス雑音が印加され
たプロトタイプを特徴空間に追加する技術と，低
C/
N時への応用について検討し，提案技術の有効性
を示した。シミュレーション結果から，受信信号の
C/
Nが1
0
d
B，2
0
d
B，3
0
d
Bのいずれの場合においても，
法 に よ っ て，BER =1
0
3
点 に お い て 約１d
B程 度
用いることにより，変調方式が6
4
QAM の場合でも，
QPSKに対するビタビ等化器の1
.
3
倍程度の演算量に
おいて，通常のビタビ等化器と同等の等化特性が得
られることを明らかにした。これにより，FWAのよ
うな見通し通信という条件はつくものの，多値 QAM
変調方式に適用可能なビタビ等化器の実現可能性を
高めることができた。
最後に，FWAシステムにおいて生じるオーバリー
6
3
から1
4
8
ほどの現実的な範囲の観測シンボル数で，
チ干渉を克服するため，信号点重なりを回避する受
た。また，フェージング環境においても有効に機能
合と，２番目に尤度が大きい場合との尤度の差分が
従来得られなかった高い識別率を得ることができ
する特徴量抽出技術を提案した。観測される全シン
ボルタイミングにおいて，規定値以上の振幅値を持
つシンボルタイミングでの位相情報・振幅情報を識
別に用いる技術を提案し，全観測シンボルを計算対
象とする従来提案と比較して特性が向上することが
確認できた。また提案技術では，シンボル選択の閾
値を平均受信レベルとし，観測シンボル数4
9
0
以上で
9
9
.
9
9
%以上の識別率が得られ，本提案技術の有効性
が確認できた。さらに，高速フェージング環境にお
信アンテナ選択技術に基づく MLSE干渉キャンセラ
について提案した。MLSEにおいて，尤度最大の場
閾値を下回った場合に受信アンテナを切り替える提
案技術によって，キャンセル特性が1
0
d
B以上改善さ
れることを明らかにした。また，受信アンテナを切
り替えるための最適な閾値は0
.
0
3
～0
.
0
4
であること
を計算機シミュレーションによって明らかにした。
さらに，干渉波の位相回転に追従する APC技術につ
いて示し，大きな特性改善効果が得られることを明
らかにした。APCにはトレーニングモードとトラッ
キングモードがあり，上記受信アンテナ選択技術と
いて，シンボル選択の閾値を調節し，識別時間を短
の併用により，優れたキャンセル効果が得られるこ
縮した。計算機シミュレーションの結果，正規化最
とを計算機シミュレーションにより示すことができ
大ドップラ周波数に依存せず，閾値を平均受信レベ
広帯域 FWAシステムの高品質化に貢献できる。
ルの0
.
8
倍とすることにより，最も良好な識別特性が
得られることがわかった。識別率9
9
.
9
9
%を得るため
た。ここで示した提案 MLSE干渉キャンセラにより，
― 1
8―
謝辞：本研究を行うにあたり，主指導教員の中野敬
介准教授，仙石正和教授並びに渡邊和二氏（元客員
教授）にご指導を賜った。
― 1
9―
新潟大学工学部研究報告
― 2
0―
第5
9
号（2
0
1
0
）
ダイヤフラム構造を利用したガラス基板光導波型
圧力センサに関する研究
新
國
広
幸＊
St
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assbased gui
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agm
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r
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KKUNI
光導波型センサは，小型・軽量，光軸調整不要，
効率の高い相互作用の他，無誘導性，防爆性などの
考慮し，ダイヤフラム上に多数の光回路を形成でき
る偏光干渉型の構成を採用している。
利点をもつため，化学プラント，原子力施設，医療
第３章では，偏光干渉型ガラス基板光導波型圧力
施設などでも，防爆対策や電磁雑音対策などを施す
センサの動作解析について述べている。理論解析の
ことなく，利用することが可能である。本論文では，
結果，感度がダイヤフラム厚の２乗に反比例し，ダ
光導波型圧力センサを研究対象としているが，本研
イヤフラム辺長の３乗に比例することを明らかにし
究が行われる以前は，設計指針が十分に確立されて
た。また，ダイヤフラム辺比依存性については，ダ
いなかった。そこで，本研究では，光導波型圧力セ
イヤフラム中央付近の導波路において，辺比が約１
ンサの設計指針の確立と音響センサへの応用を目的
のときに位相感度が最大となり，辺比を１以上とす
としている。
ると感度が低下していくという結果を得ている。一
本論文は，ダイヤフラム構造を利用したガラス基
方，ダイヤフラム端付近の導波路では，ダイヤフラ
板光導波型圧力センサに関する一連の研究をまとめ
ム辺比が１以下のときは感度が単調に増加し，辺比
たものであり，以下の６章から構成されている。
が１以上の場合は感度がほぼ一定になることを見出
第１章では，本研究の背景，目的，意義および論
文の構成について述べている。
している。さらに，共振周波数がダイヤフラム厚に
比例し，辺長の２乗に反比例することを明らかにし
第２章では，光導波型圧力センサの構成法とセン
ている。
サ基板材料の選定について示している。センサ基板
これらの理論結果を基に，ダイヤフラムの辺長や
としては，実用を考えると，シリコンを利用するの
厚さを設計するためのセンサ設計線図を考案し，そ
が一般的であるが，センサ特性（感度および周波数
の使用方法について述べている。
特性）のダイヤフラムサイズ依存性について，理論
第４章では，本センサにおける位相感度および共
と実験の両面から考察するため，材料力学定数およ
振周波数のダイヤフラムサイズ依存性の検証実験に
び光学定数がよく知られているガラスを選定してい
ついて述べている。位相感度のダイヤフラムサイズ
る。また，位相検出のための干渉光回路についても，
依存性の実験では，ダイヤフラムサイズの異なるセ
マッハ・ツェンダ干渉計を利用するのが一般的であ
るが，センサ特性に導波路位置依存性があることを
＊
ンサを1
0
種類作製し，波長6
3
3
n
mの He
Neレーザで
印加圧力－出力光強度特性を測定し，位相感度を評
新潟大学大学院自然科学研究科
現在
国立東京工業高等専門学校
〔新潟大学博士（工学） 平成2
1
年３月2
4
日授与〕
― 2
1―
新潟大学工学部研究報告
価している。その結果，理論結果と一致する依存性
が得られている。共振周波数のダイヤフラムサイズ
依存性の実験ではダイヤフラムサイズの異なる６種
類のセンサを作製し，音圧２Pa
（1
0
0
d
BSPL），周波
数範囲１k
Hz～2
0
k
Hzの単一周波数の音波を印加
第5
9
号（2
0
1
0
）
能音圧が8
0
d
BSPLであると評価している。また，周
.
2
k
Hzであ
波数特性の測定から，１次共振周波数が3
り，周波数範囲１k
Hz～2
.
5
k
Hzにおいて周波数特性
が平坦である結果を得ている。
第６章では，ダイヤフラム構造を利用したガラス
し，センサの出力信号を検出して，周波数特性を測
基板光導波型圧力センサに関する一連の研究を総括
定している。周波数特性から，共振周波数を評価し，
している。
理論結果とほぼ一致する実験結果が得られている。
第５章では，光導波型圧力センサの音響センサへ
の応用について述べている。設計を基に，ダイヤフ
ラムサイズ2
0
mm×2
0
mm×0
.
1
5
mmの光マイクロホン
終わりに，本研究の遂行ならびに学位論文の執筆
に当たり，ご指導とご鞭撻を賜りました
教授に深く感謝申し上げます。
を作製し，音圧－出力特性の測定から，最小検出可
― 2
2―
大河正志
ハロゲン電球の長寿命化と高効率化に関する研究
別
所
誠＊
St
udy on i
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amps
byMa
ko
t
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ハロゲン電球は白熱放射を利用した光源で演色性
第２章では，ハロゲン電球の開発の歴史的経緯に
が高く，さらにコンパクト性，きらめき感，光束維
ついて述べ，ハロゲン電球におけるハロゲンサイク
持率の面でも優れた特徴を有する。これらの特徴か
ルの重要性について説明している。また，電圧，電
ら，デパート，飲食店等では使用頻度が高く，さら
流，消費電力，効率，寿命に関するお互いの関係に
に欧米諸国では一般照明用光源としても広く使用さ
ついて，経験式を示し，概説している。さらに，ハ
れている。しかし，白熱発光であることと，フィラ
メント温度が2
8
0
0
K前後であるため，可視放射は投
ロゲン電球の高効率化および長寿命化に有効となる
射となっている。そのため，高輝度放電ランプや蛍
ハロゲンサイクルにおけるタングステン輸送現象に
光灯などに比べて，効率のよい光源とは言えない。
着目し， 熱流体‐化学平衡複合シミュレーション
また，寿命に関しては，ハロゲンサイクルの導入で
を新規に提案している。まず，シミュレーションの
白熱電球よりは長いが，高輝度放電ランプや蛍光灯
基礎となる基本方程式から具体的なシミュレーショ
入電力の１割程度で，約７割が目に見えない赤外放
などに比べると劣る。そこで，本研究では，消費電
方策について述べている。
第３章では，高効率および長寿命を実現するため，
ン方法まで詳細に述べている。また，H2Oの量が異
力削減，CO2 削減等も念頭におき，ハロゲン電球の
なる２種類の初期組成について，数値計算結果（複
長寿命化と高効率化の実現を目的としている。その
合シミュレーションおよび従来の平衡計算）と実験
実現のため，
結果を比較し，実験におけるタングステンの析出状
① 発光管内のタングステン輸送現象の解明
況に合致するのは複合シミュレーションで，従来の
② 多層赤外反射膜の導入
化学平衡計算では実験結果を十分に説明できないこ
③ ミラー一体型電球における反射ミラー等の最
とを明らかにしている。さらに，熱流体‐化学平衡
複合シミュレーションにより，各種化合物の分圧分
適設計
の３つを研究課題として取り上げ，それらの研究成
布，その過渡的変化の様子，バルブ内温度分布，対
果を本論文の第３章～第５章にまとめている。
流の様子等を考察することが可能となり，ハロゲン
本論文は，ハロゲン電球の長寿命化及び高効率化
に関する一連の研究をまとめたものであり，以下の
第４章では，多層赤外反射膜の構成および構成材
料に求められる条件を示し，反射膜の設計法につい
６章から構成されている。
第１章では，本研究の背景，目的，意義および論
て述べている。２スタック１種類，３スタック２種
類，計３種類の赤外反射膜を設計・試作し，よりシ
文の構成について述べている。
＊
電球の設計に有用であると結論付けている。
新潟大学大学院自然科学研究科
現在
東芝ライテック株式会社
〔新潟大学博士（工学） 平成2
1
年９月2
4
日授与〕
― 2
3―
新潟大学工学部研究報告
第5
9
号（2
0
1
0
）
ンプルな２スタック構造でも8
0
0
n
mから1
7
0
0
n
mに
（フィラメント長1
0
mm）に比べて光利用率を５％向
ている。赤外反射膜は電球バルブ外面につけられる
ては，これまで市販製品には多面体ミラーが採用さ
が，反射した赤外光がフィラメントに戻り，フィラ
れていたが，各微小ミラーの境界部分が光利用率向
メントの再加熱に寄与する必要がある。そこで，バ
上の障害になっていることを指摘し，自由曲面ミ
ルブ形状を楕円体とし，帰還率とバルブの長軸半径，
ラーを提案している。実際に自由曲面ミラーを最適
短軸半径の関係について考察し，バルブ形状の設計
設計し，光利用率を2
4
％（多面体ミラー）から3
9
％（自
指針を明らかにしている。設計に基づいて電球を試
由曲面ミラー）に向上させることに成功している。
わたり十分な反射特性が得られることを明らかにし
作し，寿命一定（フィラメント温度一定）の条件で，
従来のものに比べて3
6
％の効率向上を確認してい
上させることに成功している。また，ミラーに関し
第６章では，ハロゲン電球の長寿命化および高効
率化に関する一連の研究を総括している。
る。
第５章では，ミラー一体型ハロゲン電球の調光に
終わりに，本研究の遂行ならびに学位論文の執筆
関する考察結果についてまとめている。光利用率の
に当たり，ご指導とご鞭撻を賜りました大河正志教
向上には，短フィラメントが望ましいため，７mm
授に深く感謝申し上げます。
のトリプルコイルの電球を試作し，ダブルコイル
― 2
4―
ハイブリッドロボット PEOPLER-衛の計算機制御に関する研究
−必要に応じた歩行と走行の双方向切換え−
ヴァーグナ
田中
ボテリョ＊
A St
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RobotPEOPLER-衛
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本論文は，膝関節を股関節周りに公転させる脚型
機構，モータ数，脚や腕の姿勢角を検出するセンサ
Pl
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n
e
t
a
r
yLe
g
g
e
dRo
b
o
t
；垂直に方向付けられた遊星
について取り上げ，遭遇する路上障害物によって移
脚ロボット）を車輪型としても使えるハイブリッド
ロボット PEOPLE-衛に進化させるための設計概念
て満たさねばならない腕半径，車体長，脚長，等の
と，その歩行や走行，操舵，旋回，脚型車輪型移動
４章では，移動のシミュレーションと実験に必要
方式の切換えに関する運動を解析し，また，計算機
な制御インターフェイスについて明らかにした。ハ
制御に必要な手続きについて９章にわたって述べて
イブリッドロボットの移動方式切換え，操舵，その
いる。
場旋回に重要な行動アルゴリズムを目的指向型パラ
１章では脚型ロボットと車輪型ロボットの特長と
本研究の動機を，２章ではこれまでに開発されてき
たロボットを調査し，構造の簡単さ，不整地適応面
動を阻止されずに続行させるために必要な仕様とし
相関を明らかにした。
ダイムに基づいて策定し，また，運動機構，センサ，
ソフトウェアをシステムの構成要素とし，UML
（統
一モデル言語）によって開発した。
の長所短所を明らかにした。例えば，脚型は種々の
５章では，脚型および車輪型における移動時の障
不整地に適応し車輪型は平坦地で高速な移動を可能
害物回避策について考察した。障害物を脚型で衝突
にする。ハイブリッド型は脚型に比べて複雑な構造
せずに跨ぎ越えるには歩幅の制御能力が，また，車
と 制 御 に な り，モ ー タ 数 も 多 く な る。し か し，
PEOPLER-衛は，モータ数を増やさずに機能を向上
輪型においては脚先を上方に向けた衝突回避がそれ
させ，脚で障害物を跨ぎ越え，また，車輪で高速に
半径に対する障害物高さを定義しこの線上に遊脚を
走行できる。このような結果に至る研究の背景と取
制御することにした。脚型においてはその姿勢角を
組み内容について説明した
３章 で は，２つ の ロ ボ ッ ト PEOPLER-英 と
腕の回転角の関数として定める式を使い，この線ま
PEOPLER-衛の違いを考察することで脚型とハイブ
での高さを跨ぎ越える歩行シミュレーションを繰り
リッド型の運動の違いを明確にした。例えば，運動
６章では，脚型と車輪型の移動方式の切換えが可
＊
ぞれ重要である。そこで，平地・斜地を問わず車輪
返し行えるようにした。
新潟大学大学院自然科学研究科
平成2
1
年3
月3
1
日ブラジルに帰国
〔新潟大学博士（工学） 平成2
1
年３月2
3
授与〕
― 2
5―
新潟大学工学部研究報告
能になることを実証するため，股関節回転角を変数
第5
9
号（2
0
1
0
）
を明らかにした。
とするフーリエ関数として脚の姿勢角を決定した。
８章では，採用する歩容や路面斜角の違いによっ
あわせて手計算による姿勢角を紙上に描き，また，
て移動方式切換え時のロボット姿勢が変わる状況を
腕と脚の運動を模擬する小型装置を試作し，姿勢の
シミュレートし，可視化した。姿勢遷移の観察によ
実際を確認しながら計算機により生成される姿勢角
り，切換え中の股関節軸を逆転させない，車体を後
と照合し妥当性を確認した。定めたフーリエ関数は，
戻りさせない，エネルギーを過度に使わない，等の
脚の歩幅を変える移動の繰り返しに有効なことを示
実 現 に 有 効 な 姿 勢 制 御 の 存 在 を 見 出 し た。
した。シミュレーション結果は，脚型から車輪型へ
PEOPLER-衛を使った学内廊下における実験により
の切換え，あるいは前後への進行方向の違いをも問
提案した切換え制御が有効に作動し，左右の制御が
題なく反映することを明らかにした。
協調し車体のピッチ，ヨー，ロールが発生しないこ
７章では，運動学モデルを述べた。実際に，脚型
とを確認した。斜地のモックアップを使った実験で
における股関節と膝関節の制御量決定法として２つ
は，立ち上がり，座り込み，遊脚を常時上方に待避
を提案した。１つは全エネルギーの節減，他の１つ
させる車輪移動，のスムースな運動の実現に成功し
はモータを安定に稼動させるための負荷配分に着目
た。歩幅の制御，操舵，その場旋回，等はいずれの
する。制御方式の切換え期間を座り込み／立ち上が
移動方式においてもスムースであることを確認し
り，転動過渡期の３つに分け，また，膝関節が股関
た。
節を基準にして進行方向側にあるか否かの違いによ
り2
つの歩容を定義し，考察を容易にした。さらに，路
９章では，研究全体を総括し，今後の課題を明確
にした。
面の斜角，昇降の区別，障害物の高さ，等を移動環
境の違いとして考慮し，股関節と膝関節の協調制御
終わりに，本研究の実施と論文の執筆に当たりご
として４つの存在を示し，これらの中から消費エネ
指導とご鞭撻を賜りました岡田徳次教授に深く感謝
ルギーの節約と制御量決定の簡単化に有効な制御則
いたします。
― 2
6―
トリエチレングリコール類表面含浸液体膜による
空気中の VOC蒸気除去の研究
＊
SuiGuo
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ycol
s
bySuiGuo
z
he
規な液体膜式 VOC除去装置の開発と性能について
本論文は空気中の VOCを分離・除去するための新
蒸気の除去性能」では，実用化されてい吸着法およ
述べたものである。｢
表面含浸型液体膜｣
という独自
１逢のチャンバーを作り，その空気中の親水性のエ
の液体膜構成法を開発し，これによるトリエチレン
グリコール（TEG）液体膜モジュールで空気中の微
タノール，アセトン蒸気や疎水性のベンゼン蒸気の
量 VOC蒸気の除去性能を検討した。論文は以下の５
換気除去性能を調べた。比較のためおこなった換気
章で構成される。
度に依存することから，チャンバー内は完全混合状
第１章「緒言」では本研究の背景および関連する
態であることが示された。液体膜と同構造のシリ
既往の研究に関して記述し，本研究の目的を述べた。
VOCとはベンゼン，トルエン，スチレン，アセトン
コーンゴム膜による平膜モジュールを製作し，チャ
など揮発性有機化合物の蒸気であり，大気中や屋内
対する蒸気透過係数に基づくモデルは，供給側完全
に存在し，人の健康と環境に大きな影響を与えてい
で，VOC蒸気の除去結果をほぼ予測することができ
る。最近では PRTR（Po
l
l
u
t
a
n
tRe
l
e
a
s
ea
n
dTr
a
n
s
f
e
r
Re
g
i
s
t
e
r
：環境汚染物質排出移動記録）の実施や，室
びシリコーンゴム膜による VOC除去性能を調べた。
実験の除去性能は親水—疎水性と関係なく，換気速
ンバー中の VOC蒸気除去性能を調べた。実験結果に
混合 /透過側プログフローモデルと仮定すること
た。これらの各種方法の VOC除去性能結果は，以
内空気における「化学物質過敏症」や「シックハウ
下の液体膜プロセスと比較された。
ス症候群」の問題から，その除去・回収法の開発が
は TEG類液体（TEGおよびそのエーテル類）を用
求められている。従来空気中の VOC除去法は，活
性炭吸着法，スクラバーや燃焼法が適用されている
が，それらの問題点を指摘し，膜分離法の優位性を
述べた。それをもとに，本研究で取り扱う液体膜式
VOC除去プロセスの概要と特徴を述べて緒言とし
た。
第２章「通常除去方法とシリコーンゴム膜の VOC
＊
第３章「支持液体膜の VOC蒸気の透過性能」で
いた液体膜の空気と VOC蒸気の透過係数（Ｐ）と
溶解度係数（Ｓ）を測定し，VCO蒸気透過係数を溶
解拡散説にもとづいて考察した。2
3
姶の小型膜モ
ジュールにより，TEG類液体膜の各種 VOC蒸気の透
過係数を水蒸気共存，非共存下で測定した。液体膜
は VOC蒸気を優先透過し，VOC蒸気 /空気の分離
新潟大学大学院自然科学研究科
現在
Qi
qi
ha
rUni
ve
r
s
i
t
y
〔新潟大学博士（工学） 平成2
1
年９月授与〕
― 2
7―
新潟大学工学部研究報告
第5
9
号（2
0
1
0
）
係数は2
0
0
0
であった。水蒸気の存在は VOC蒸気透過
VOC蒸気濃度の低下の経時変化を測定することで
各成分の溶解度パラメータとの相関性が示された。
種類，透過側の圧力，膜面積，チャンバー内の湿度
係数におよぼす影響が小さかった。蒸気透過係数は
TEG類液体の VOC蒸気除去用の液体膜としての性
能が証明され，測定された蒸気透過係数を以下のモ
デル解析の基礎とした。
第４章「表面含浸液体膜による VOC蒸気の除去性
能」では新規の表面含浸液体膜の構成を説明し，そ
e
pa
i
r流量，VOC蒸気の
VOC除去性能とした。Swe
が VOC蒸気の除去性能におよぼす影響が実験的に
示された。これら実験結果は３章で測定された蒸気
透過係数に基づくモデル計算と良好に一致した。ま
た，２章の換気法，吸着法，高分子膜法と比較され，
れによる VOC蒸気の除去性能をチャンバー実験に
液体膜分離プロセスの有用性が示された。水蒸気共
より測定し，解析をおこなった。表面含浸液体膜の
置の空気浄化装置としての実用化に向けての課題を
基材となる，裏表で親・疎水性の異なる多孔質膜の
挙げた。
製法と表面の接触角測定を示した。平膜モジュール
存の影響と耐久性が議論された。最後に本液体膜装
第５章は全体の総括である。本研究を通して新規
は3
0
c
m角で，上下面に厚さ約2
0
μmの液体膜を設置
な表面含浸液体膜による VOC蒸気除去装置が開発
した。チャンバー試験により，初期濃度1
0
0
0
p
p
mの
計算と比較することで，提案した液体膜プロセスの
する。この平膜モジュールを３枚並列に設置して，
真空ポンプに接続することで VOC除去装置を構成
され，その VOC蒸気除去性能が示された。モデル
設計法を確立した。
― 2
8―
触媒型求核反応の開発と多環式天然物合成への応用
福
島
正
和＊
Devel
opmentand Appl
i
cat
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oduct
byMa
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ka
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uFUKUSHI
MA
天然物の中には多様な多縮環骨格を有するものが
成を行う反応である。シクロヘキセノン類のキネ
数多く存在し，それらの合成に当たっては骨格構築
ティックエノラートと不飽和エステルとのドミノマ
と立体制御をいかに効率よく行うかが重要な課題で
イケル反応では，分子間，分子内で連続的にマイケ
ある。また近年，あらゆる産業において環境負荷の
低減が求められ有機化学分野においても大量の廃棄
ル付加が起き，En
d
o型のビシクロ［2
.
2
.
2
］オクタノ
ン化合物を与える。しかしオキソフォロン（シクロ
物・汚染物質を生みだす従来の量産優先型の化学プ
ヘキセンジオン類）を原料するドミノマイケル反応
ロセスから，グリーンケミストリーに根ざした持続
においては収率の悪さが課題であった。著者はこの
可能で環境と人体に優しい化学プロセスへの転換が
原因が塩基にあるのではないかと考え，強塩基の検
求められている。その真髄はより安全に，最小限の
討を始めた。研究を進める中で，本来化学量論量の
反応剤から効率よく製品を合成することにある。有
強塩基が必要と考えられていた本反応が触媒量の
機合成的観点から見れば化学量論反応は極力避け，
出した。
別途調製した生成物エノラートを LDAの代
触媒反応を用いる事が望ましい。またこのとき触媒
の回収，再使用性も考慮する必要がある。一方合成
LDA（強塩基）によって好収率で進行することを見
わりに用いても同様な結果が得られることから，本
プロセスに目を転じれば，一つの反応で一つの結合
反応は生成物エノラート自身が塩基となりオキソ
を形成するより，複数の結合を一度に形成した方が
フォロンエノラートを再生する特異的な反応メカニ
後処理の際生じる廃棄物を大幅に軽減することがで
ズム「自己触媒型反応」であることが明らかとなっ
きる。このような観点に基づき著者は，従来化学量
た。この反応は多置換不飽和エステルや，アクリロ
論量の試薬が必要とされたドミノマイケル反応およ
ニトリル等に対して良好な反応性を示した。またα
びアルドール反応の触媒化に向けた研究を行った。
位に置換基を持つオキソフォロンを用いても同様に
さらにその応用として天然化合物の合成研究を行っ
反応は進行した。
た。
ため，LDAに代わるリサイクル使用可能な塩基の使
次の展開として反応後の廃棄物をさらに低減する
第一章ではドミノマイケル反応の開発研究，およ
び天然物 Va
l
e
r
i
a
n
a
n
o
i
d類の全合成を行った。ドミノ
反応とは直前で発生した反応活性種を１ポットで次
の反応へと利用し，ドミノのように連続した結合形
＊
用を検討した。安価で回収容易なシリカゲルおよび
NMAPに着目し，これをブチルリチウムにより直接
アニオン化（固体ブレンステッド塩基）させ反応に
新潟大学大学院自然科学研究科
現在
旭化成株式会社
〔新潟大学博士（工学） 平成2
1
年３月2
3
日授与〕
― 2
9―
新潟大学工学部研究報告
用いたところ LDAと遜色のない反応性を示すこと
が分かった。この触媒の活性種はシリカゲル表面に
生じるシロキシドである。シリカゲルはブチルリチ
ウムと組み合わせ少なくとも６回くり返し使用した
第5
9
号（2
0
1
0
）
ルボンを出発原料とし，位置および立体制御された
アリル化を経て分子内アルドール反応を行うことに
より基本骨格となるビシクロ［3
.
2
.
1
］オクタン骨格
の構築に成功した。その後の各種官能基の導入は本
が，一貫して高収率を与えたことから連続使用にも
骨格特有の反応性を考慮することで短段階にて進め
耐えうることが明らかとなった。ここまでの研究か
は共通中間体から Pd触媒による一酸化炭素挿入反
ら，自己触媒型ドミノマイケル反応の開発により，
塩基の使用を化学量論量から触媒量へ大幅に抑える
ことができスケール合成にも対応する反応系を構築
ることができた。Dr
e
c
h
s
l
e
r
i
n
eA，および Bへの変換
応，および蟻酸還元を行うことによりそれぞれ効率
的に合成することができた。
できた。またイニシエーターにリサイクル使用可能
第三章では酸塩基複合触媒による直接的アルドー
な固体ブレンステッド塩基を用いることで反応に生
ル反応の開発を行った。アルドール反応は本質的に
じる廃棄物を極限まで低減することができた。
触媒反応であるにもかかわらず過去に報告されてい
成を目指し，
（－）Va
l
e
r
i
a
n
a
n
o
i
dA~Cの全合成を行っ
次なるステップとして本反応を利用した天然物合
るルイス酸＋アミン複合系のアルドール反応では，
た。Va
l
e
r
i
a
n
a
n
o
i
dA～ Cは中国の漢方薬として知ら
それらの試薬を少なくとも化学量論量以上必要とし
れるオミナエシ科の植物から単離構造決定されたユ
イス塩基を詳細に検討することで，アセトフェノン
ニークな骨格を有する三環性セスキテルペノイドで
ある。光学活性体合成にはビシクロ骨格のエナンチ
オ選択的構築が必要不可欠である。そこでマイケル
パートナーに光学活性なフェニルメンチルアクリ
レートを用いドミノマイケル反応を行ったところ，
過去に報告されている類似例を上回る高収率，高ジ
アステレオ面選択性にてビシクロ化合物を得ること
ていた。これに対し著者は，各種ルイス酸およびル
とp
-ニトロベンズアルデヒドとのアルドール反応
において，触媒量の酸・塩基によっても反応が進行
する反応条件をはじめて見出した。ルイス酸として
は Li
I
，塩基としてはヒドロキシル基を有するアミノ
エタノールが最適であることが分かった。また触媒
が反応途中で失活してしまう問題点は THFを添加
に成功した。これを足がかりとし（－）Va
l
e
r
i
a
n
a
n
o
i
d
することにより克服できた。この反応条件は安価で
類の全合成に着手した。三環性骨格の一部，橋かけ
以上，本研究ではドミノマイケル反応およびアル
６員環の構築にはケチルラジカルを使用した分子内
ドール反応のような有機合成化学にしばしば用いら
ケチルカップリング反応を適用した。この際ナフタ
れる求核型反応に着目し，従来化学量論量の反応剤
レンラジカルアニオンを還元剤に用いることで，報
を用いてきたプロセスを触媒化することに成功し
告されている従来法に対し収率や副反応の進行を大
た。このことは廃棄物の軽減に大きく寄与した。ま
総収率3
4
％にて Va
l
e
r
i
a
n
a
n
o
i
dAの全合成を達成でき
た，ユニークな多環式骨格を有する天然化合物の合
した。
応用することができた。
行った。Dr
e
c
h
s
l
e
r
i
n
eAおよび Bは海洋紅藻の葉カビ
謝辞：本研究をおこなうにあたり主指導教員・萩原
幅に改善することができた。以上により1
2
ステップ
た。また Va
l
e
r
i
a
n
a
n
o
i
dB，Cの全合成も同様に達成
第 二 章 で は Dr
e
c
h
s
l
e
r
i
n
eAお よび Bの 全合 成を
が作り出す二次代謝物として単離された化合物であ
る。ビシクロ［3
.
2
.
1
］オクタン骨格を基本骨格とす
るユニークな構造ゆえ，未だそれらの化学合成は達
成されておらず絶対構造も未定である。著者は d
-カ
あり，安全な上，きわめて温和な条件である。
成研究を行い，Va
l
e
r
i
n
a
n
a
n
o
i
d類の全合成においては
自己触媒型ドミノマイケル反応をその鍵反応として
久大教授，副指導教員・鈴木敏夫教授，星隆先生を
中心とした多くの皆様の御指導を賜りました。謹ん
で御礼申し上げます。
― 3
0―
酸化チタンの低温合成と環境対応素材への応用
渡
辺
総 一 郎＊
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hi
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oWATANABE
酸化チタン（Ti
O2）は，酸・アルカリに不溶で反
応性が低く，化学的に安定な物質である。
解させることを目的として，いくつかのアプローチ
がなされている。
さらには，光や温度変化に対しても非常に安定な
先の戸田らの研究により，酸化チタンを希土類酸
物質であり，屈折率が高いこと，人体に対して無害
化物，炭酸ナトリウムとともに焼成して得られる特
であることなどから，白色顔料や光触媒として広く
定の層状ペロブスカイト型構造の化合物が硝酸に溶
用いられてきた。酸化チタンには，ルチル型，アナ
解し，その溶液から低温での蒸発乾固によりルチル
ターゼ型，ブルッカイト型の三種類の結晶型がある。
型の酸化チタンが得られることが報告された。低温
この三種類の中でも，特に高温での安定型であるル
での溶液からの酸化チタンの結晶化は，酸化チタン
チル型の酸化チタンが，白色度の高さや紫外線遮蔽
の複合化や薄膜化など応用面で有利である。また，
能力に優れることから，塗料や化粧品の白色顔料と
一般にルチル型の酸化チタンを得るには高温での焼
して用いられてきた。また，最近では，電子部品用
成が必要であるが，高温での焼成は一次粒子径の増
誘電体や光触媒として用いられるチタン複合酸化物
大や表面積の減少をまねくため，低温でのルチル型
の原材料としても注目されている金属酸化物であ
酸化チタンの結晶化は，酸化チタンとしての利用は
る。
もちろんのこと，チタン複合酸化物の原材料として
酸化チタンの生成法としては，酸化チタンを約
9
5
％含有するルチル鉱石を原料として，高温で塩素
ガスおよび炭素と反応させて得られる四塩化チタン
を高温で酸化し，酸化チタンを得る塩素法，酸化チ
の応用の面でも非常に有意義である。
本 論 文 で は，特 定 構 造 の チ タ ン 酸 ナ ト リ ウ ム
Ti
O28）が，層状ペロブスカイト型化合物と同
（Na
1
6
1
0
様に硝酸に溶解し，低温でルチル型酸化チタンが結
タンを約5
0
％含有するイルメナイト鉱石を原料とし
晶化することを見出した。得られた酸化チタンの焼
て，高温で硫酸と反応させて得られる硫酸チタニル
成条件と酸化チタンの性質について検討を行った。
を加水分解し，高温で焼成することにより酸化チタ
また，この希土類を用いないチタン酸塩を硝酸に溶
ンを得る硫酸法などが挙げられる。これらの生成法
解し，酸化チタンを得るというプロセスをイルメナ
には，毒性の高い物質の取り扱いが必要であるが，
イト鉱石からの酸化チタンの精製に応用する検討を
これは，酸化チタンが化学的に安定で，酸・アルカ
行った。さらに，チタンの硝酸溶液が簡便に得られ
リに不溶であることが要因である。酸化チタンを溶
ることを利用して，チタン複合酸化物であり鉛フ
＊
新潟大学自然科学研究科
現在
株式会社コーセー
〔新潟大学博士（工学） 平成2
1
年９月2
4
日授与〕
― 3
1―
新潟大学工学部研究報告
リー圧電セラミックス素材として注目されているチ
タン酸ビスマスナトリウム（BNT）の合成への応用
第5
9
号（2
0
1
0
）
（Na
Ti
O28）の持つ，光触媒活性による水分解能に
1
1
6
0
ついて検討を行った。
について検討を行った。また，チタン酸ナトリウム
― 3
2―
水和物の物理化学的性質を考慮したセメント系硬化体の
塩化物イオン移動性状評価
佐 々 木
謙
二＊
Eval
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anspor
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cal
pr
oper
t
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es
byKe
nj
iSASAKI
コンクリート構造物の性能照査型設計・維持管理
性状評価手法の構築を目的に検討を行った。セメン
体系への移行が進み，長期性能予測手法の高精度化
ト系硬化体中における塩化物イオンの移動現象は，
が求められている。耐久性を定量的に評価し，要求
おおよそ拡散と固定化に大別されることから，本研
性能を満たす範囲内において自由な材料や工法の選
究においては拡散，固定化それぞれの現象を，水和
択を可能とすることは，コンクリート構造物への信
物の物理化学的性質を考慮することにより，材料・
頼性の向上やコンクリート分野における研究開発の
配合に関わらず一律に評価できる手法の構築を目指
促進につながるものと期待される。また産業副産物
し，実験的に検討を行った。
の有効利用や環境保全の観点から，混合セメントや
混和材など多種多様なコンクリート材料の利用が進
第１章は，序論であり，本研究の背景を述べ，本
研究の目的および構成を示した。
められている。このように材料の多様性を有し，耐
第２章は，既往の研究と問題点であり，本研究に
久性という長期性能を評価しなければならないコン
関係する既往の研究を整理し，
問題点の抽出を行い，
クリート構造物においては，各現象のメカニズムを
本研究の着眼点について示した。
解明し，モデル化を行って，劣化シミュレーション
第３章では，混和材および炭酸化がセメント系硬
により劣化予測を行うことが必要となってきてい
化体の空隙径分布に及ぼす影響について検討を行っ
る。コンクリートに関わる各現象を支配しているの
た。その結果，混和材の種類・置換率によらず，炭
は，コンクリートを形成している水和物が主たるも
酸化の影響により空隙径分布のピーク径が粗大化す
のであると考えられる。そのため水和物と各現象の
る傾向が確認された。特に，混和材を用いた場合に
関係を解明することは，コンクリート内で生じてい
は，普通セメントのみの場合に比べ炭酸化後の粗大
る現象の本質を理解することであり，劣化予測手法
化が著しい傾向が見られた。また，物質移動との関
の高精度化に資するものと考えられる。
連が深いとされている毛細管空隙量を用いて炭酸化
そこで本研究では，コンクリート構造物の主要劣
前後の空隙量の変化を検討した結果，普通セメント
化現象である塩害を対象に，水和物の物理化学的性
のみの場合には炭酸化により毛細管空隙量が減少
質を考慮したセメント系硬化体の塩化物イオン移動
し，混和材を用いた場合には炭酸化により毛細管空
＊
新潟大学大学院自然科学研究科
現在
長崎大学工学部構造工学科
〔新潟大学博士（工学） 平成2
1
年３月2
3
日授与〕
― 3
3―
新潟大学工学部研究報告
隙量が増加する傾向が見られた。
第5
9
号（2
0
1
0
）
場合の水和モデル並びに炭酸化モデルを構築するこ
第４章では，混和材および炭酸化がセメント系硬
とにより，結合材の種類，品質，置換率，材齢，異
化体の塩化物イオン拡散性状に及ぼす影響について
なる環境履歴によらず塩化物イオン拡散係数を予測
検討を行った。定常状態における塩化物イオン実効
する手法の構築が可能であると考えられる。
拡散係数を測定した結果，初期養生直後の拡散係数
第６章では，混和材がセメント系硬化体の塩化物
は，普通セメントのみの場合に比べ混和材を用いた
イオン固定性状に及ぼす影響について検討を行っ
供試体の方が小さくなった。そして，混和材置換率
た。混和材の種類・置換率，水結合材比，材齢，混
が大きくなるに従い拡散係数が小さくなる傾向が見
和材の品質により，自由塩化物イオンと固定塩化物
られた。一方，炭酸化後の拡散係数は，普通セメン
イオンとの平衡関係が異なることを明らかにした。
トのみの場合に比べ混和材を用いた供試体の方が大
これは，両者の平衡関係が塩化物イオンを固定する
きくなった。これは，初期養生直後とは逆の傾向で
あり，さらには混和材置換率が大きくなるに従い拡
水和生成物，特にモノサルフェート，CSHの生成
量と密接な関係があるためと考えられた。また，固
散係数も大きくなる傾向が見られた。結合材の種類
定塩化物イオンを固相塩化物イオンと吸着塩化物イ
ごとに毛細管空隙量と塩化物イオン拡散係数との関
オンとに分離した場合，吸着塩化物イオンの占める
係を検討した結果，混和材置換率や炭酸化の有無に
よりそれぞれ異なる関係を示した。このことより，
空隙量のみから塩化物イオン拡散係数を推定するこ
割合が大きいことを示し，CSH生成量がモノサル
フェート生成量に比べて著しく大きいことによると
考えられた。
とはできず，屈曲度や収斂度なども拡散係数に大き
第７章では，水和物の化学的性質を考慮したセメ
な影響を及ぼしていると考えられたため，塩化物イ
ント系硬化体の塩化物イオン固定性状評価について
オン拡散係数の測定結果より屈曲度や収斂度を逆算
検討を行った。そのための基礎的な検討として，
することを試みた。その結果，混和材の使用，炭酸
的に評価した。即ち，Ca
/
Si比が1
.
5
より大きい範囲
化の作用により，屈曲度，収斂度が大きく変化し，
それらの影響により拡散係数が大きく異なることが
明らかとなった。
第５章では，水和物の物理的性質を考慮したセメ
ント系硬化体の塩化物イオン拡散性状評価について
検討を行った。そのための基礎的な検討として，主
要水和物である CSHの化学組成（Ca
/
Si比）が CSHの物理的性質に及ぼす影響を定量的に評価し
た。その検討結果を踏まえ，塩化物イオン拡散係数
を空隙率，屈曲度，収斂度より推定するために，空
Ca
/
Si比が CSHの化学的性質に及ぼす影響を定量
においては Ca
/
Si比の増加により吸着塩化物イオン
量は減少し，Ca
/
Si比が1
.
5
より小さい範囲において
は Ca
/
Si比の低下により吸着塩化物イオン量は減少
することが明らかとなった。このことは，CSHの
比表面積と表面電位のバランスによるものと考えら
れた。さらに，CSHの Ca
/
Si比を考慮した固定塩
化物イオン量推定式を提案し，既往の推定式に比べ
て，精度良く評価できることを示した。
第８章は，結論であり，本研究で得られた成果を
隙率を水和物量と密度により，屈曲度を結合材体積
と比表面積により，収斂度を CSHの Ca
/
Si比によ
まとめた。
り評価し，拡散係数を推定した結果，計算値は実験
導して下さいました佐伯竜彦准教授に心より謝意を
値と概ね一致した。推定精度を向上させるためには，
表します。また，多くの有益な御教示を賜った大川
水和生成物量を正確に把握し，各水和生成物の物性
秀雄教授，泉宮尊司教授，加藤大介教授に心より謝
を明らかにする必要がある。また，混和材を用いた
意を表します。
終わりに，本研究を進めるにあたり，熱心に御指
― 3
4―
乳酸菌バクテリオシンを用いた清酒の火落ち防止に関する研究
石
山
洋
平＊
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i
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d Bact
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byYo
he
iI
SHI
YAMA
抗菌ペプチドは動物，植物，昆虫，微生物などの
造の概略について解説した。
防御機構において重要な役割を担っている。これら
また本研究の目的および本論文の構成を述べた。
のペプチドは既存の抗生物質に抵抗性を示す病原菌
菌の選抜，および清酒製造工程へのバクテリオシン
に対する新奇な抗菌物質として注目されている。こ
の応用について検討した。
のような抗菌ペプチドの１つとして，主に乳酸菌が
第一章は緒言であり，本研究の背景ならびに既往
生産する『バクテリオシン』が挙げられる。バクテ
の研究を概観し，抗菌ペプチドの構造と機能，乳酸
リオシンの多くは高温や低 pH環境下においても安
菌とバクテリオシンの有用性，清酒製造の概略につ
定であり，プロテアーゼによって分解され，近縁の
いて解説した。また本研究の目的および本論文の構
細菌だけに対して抗菌効果を示す。このような性質
成を述べた。
から，バクテリオシンは食品保存料としての利用が
培地を用いた S
t
a
p
h
y
l
o
c
o
c
c
u
ss
p
.NPSI3
8
（NPSI3
8
）
期待されている。
一方，清酒製造工程において，アルコール耐性乳
酸菌（火落菌）による腐敗現象（火落ち）が問題と
なっている。火落ちは，酸味の増加，混濁，オフフ
レーバーの発生により，清酒の品質や風味に深刻な
第二章「米タンパク質加水分解物を添加した麹汁
によるバクテリオシンの生産およびそのバクテリオ
シンの火落菌に対する増殖阻害効果」では，バクテ
リオシン生産菌 NPSI3
8
を用いて，麹汁培地中でバ
クテリオシンを生産するために必要な窒素源につい
影響を及ぼす。この火落ちを防ぐ手段として，火入
て検討した。また，生産されたバクテリオシンの火
れと呼ばれる低温での加熱殺菌や，無菌ろ過などが
落菌に対する増殖阻害効果について評価した。
行われている。しかし，現在でも火落ちを完全には
防止できていないのが現状である。
麹汁培地を用いたバクテリオシン生産において，
ポリペプトンや肉エキスの添加が有効であることを
本論文では，清酒の火落ちを防止することを目的
明らかにした。また，ポリペプトンや肉エキスの代
に，複数の乳酸菌によるバクテリオシンの生産と，
ことによって，NPSI3
8
が高活性なバクテリオシン
それらのバクテリオシンの火落菌に対する抗菌効果
について研究を行った。具体的には麹汁培地を用い
たバクテリオシンの生産，火落菌に有効なバクテリ
オシンを生産する乳酸テリオシンの有用性，清酒製
＊
替として，米タンパク質加水分解物（RPH）用いる
（1
6
0U/
ml
）を生産することを明らかにした。得ら
れたバクテリオシン含有培養上清液は，対数増殖期
あ る い は 定 常 期 の 火 落 菌 La
c
t
o
b
a
c
i
l
l
u
sh
i
l
g
a
r
d
i
i
新潟大学大学院自然科学研究科
現在
ミヤトウ野草研究所株式会社
研究部
〔新潟大学博士（工学） 平成2
1
年３月2
3
日授与〕
― 3
5―
新潟大学工学部研究報告
T
NBRC 1
5
8
8
6
の増殖を静菌的に阻害することを明
らかにした。
第３章「複数の乳酸菌によるバクテリオシン生産
およびそれらの火落菌の増殖阻害への応用」では，
火落ちした清酒から単離した火落菌を分類・同定し，
火落菌に対する複数のバクテリオシンの増殖阻害効
果について検討した。
単離した火落菌を1
6
Sr
DNAの部分配列に基づい
第5
9
号（2
0
1
0
）
の活性を維持することを明らかにした。また p
H3
，
0
°
Cの麹抽出液に C1
0
1
9
1
0
と NBRC 1
2
0
0
7
のバクテ
1
リオシン溶液をそれぞれ５％
（v
/
v
）
と１％
（v
/
v
）
の割
合で添加したとき，L.h
i
l
g
a
r
d
i
iの生菌数を検出限界
ml
）以下にまで減少できることを明ら
（1
.
0
×1
02 CFU/
かにした。一方，
乳酸と米麹を含む水麹
（p
H3
，
1
0
°
C）
にバクテリオシン溶液を添加した場合，麹抽出液の
場合と比較して，L.h
i
l
g
a
r
d
i
iに対するバクテリオシ
て 同 定 し た 結 果，火落 菌 がそ れぞ れ La
c
t
o
b
a
c
i
l
l
u
s
ンの増殖阻害効果の低下が観察された。しかし，各
に，RPHを添加した麹汁培地を用いて，いくつかの
減少することを明らかにした。
f
r
u
c
t
i
v
o
r
a
n
s
，L.h
i
l
g
a
r
d
i
iおよび La
c
t
o
b
a
c
i
l
l
u
sp
a
r
a
c
a
s
e
iの３グループに属することを明らかにした。次
乳酸菌によるバクテリオシン生産を試みた。その結
果，En
t
e
r
o
c
o
c
c
u
sd
u
r
a
n
sC1
0
2
9
0
1
（C1
0
2
9
0
1
），La
c
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c
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c
c
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sC1
0
1
9
1
（
0C1
0
1
9
1
0
）およ
び La
c
t
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c
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c
c
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sl
a
c
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s
p
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a
c
t
i
s NBRC 1
2
0
0
7
（NBRC 1
2
0
0
7
）が高活性なバクテリオシンを生産す
バクテリオシン溶液を水麹に1
0
％
（v
/
v
）
の割合で添
加したとき，L.h
i
l
g
a
r
d
i
iの生菌数は２オーダー以上
第５章「乳酸菌バクテリオシンによる生酒中での
火落菌の増殖阻害」では，C1
0
1
9
1
0
と NBRC 1
2
0
0
7
の生産したバクテリオシンを用いた，生酒中におけ
る火落菌の増殖阻害について検討した。
C1
0
1
9
1
0
と NBRC 1
2
0
0
7
のバクテリオシンは生酒
ることが明らかになった。これらのバクテリオシン
中において非常に安定であることを示した。生酒中
を含む培養上清液（バクテリオシン溶液）を添加し
c
a
s
e
iの生菌数はそれぞれ1
8
，3
5
および3
5
0U/
mlの
たときの，火落菌の増殖阻害効果について評価した。
その結果，C1
0
1
9
1
0
と NBRC 1
2
0
0
7
のバクテリオシン
を1
0
％（v
/
v
）の割合で添加したとき，L.f
u
r
c
t
i
v
o
r
a
n
s
T
2
の 生 菌 数 が 検 出 限 界（1
.
0
×1
0
NBRC 1
3
9
5
4
において，
L.h
i
l
g
a
r
d
i
i
，
L.f
r
u
c
t
i
v
o
r
a
n
sおよび L.p
a
r
a
C1
0
1
9
1
0
のバクテリオシンが存在するとき，あるい
はそれぞれ5
.
6
，5
.
6
および1
4
0U/
ml
の NBRC 1
2
0
0
7
の
バ ク テ リ オ シ ン が 存 在 す る と き，検 出 限 界 以 下
CFU/
ml
）以下まで減少することを示した。また，
2
CFU/
ml
）まで減少することを明らかにし
（1
.
0
×1
0
T
L.h
i
l
g
a
r
d
i
iNBRC 1
5
8
8
6
と H1
3
0
の増殖を殺菌的に
セイにおいて，バクテリオシンによって誘導される
C1
0
2
9
0
1
，C1
0
1
9
1
0
および NBRC 1
2
0
0
7
のバクテリオ
シンを１％（v
/
v
）の割合で添加することによって，
阻害できることを明らかにした。
第４章「乳酸菌バクテリオシンによる水麹中での
た。また，膜電位感受性色素を用いた膜脱分極アッ
火落菌細胞膜の脱分極がエタノールによって促進さ
れることを明らかにした。さらに，1
5
％のエタノー
ルを含む Mc
I
l
v
a
i
n
e緩衝液にバクテリオシンを添加
火落菌 L.h
i
l
g
a
r
d
i
iの増殖阻害」では，酒母工程にお
した場合，生酒の場合と比較して，火落菌に対する
けるバクテリオシンの利用を検討するために，バク
増殖阻害効果が低下することを示した。以上のこと
テリオシンの抗菌活性に対する麹プロテアーゼの影
から，エタノールとエタノール以外の清酒成分が火
響について検討した。さらに，麹抽出液と水麹中で
落菌に対するバクテリオシンの増殖阻害効果を高め
のバクテリオシンによる火落菌の増殖阻害効果につ
ていることが示唆された。
いて評価した。
p
H3
，1
0
°
Cの麹抽出液中において，第3
章におい
て調製した C1
0
1
9
1
0
と NBRC 1
2
0
0
7
のバクテリオシ
ン溶液は，混合後1
2
時間目にそれぞれ約5
0
％，約7
0
％
第６章は総括であり，本研究で得られた結果をま
とめた。
終わりに，指導を賜った谷口
表します。
― 3
6―
正之教授に謝意を
ポリマーのグラフト化による C60フラーレンの機能化
若
井
博
幸＊
Funct
i
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i
zat
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byHi
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ukiWAKAI
C60フラーレン （以下 C60）は，電子受容性・ラジ
カル捕捉性・生理活性などバラエティに富んだ優れ
た特性を持つほか，誘導体化すると超伝導性や強磁
性など単体には無い性質が発現するなどの特徴を有
することから近年注目を集めている。しかしながら
芳香族系溶媒にわずかに溶解するだけで，多くの汎
用な溶媒に対しては極めて難溶であり，水，THF，
及びメタノールなどの極性溶媒には全く溶解しない
という欠点を有している。さらに，C60は現在添加剤
として一部の商品で利用されているが，分子が常温
で面心立方格子の結晶構造をとり凝集するため分散
性が悪く問題となっている。
したがって，こうした点が C60を広範な分野で，大
量使用する際の障害となっている。C60へポリマーを
グラフト化すると各種溶媒に対する溶解性や樹脂中
の分散性が改善され，加工性が向上し，グラフト化
したポリマーの物性の向上し，さらに新しい機能の
発現が期待できる。
この様な背景のもと，本論文では C60への各種ポリ
マーの簡便なグラフト化について検討し，得られた
ポリマーグラフト化 C60の性質についてまとめたも
のであり，以下の６章から構成されている。
第１章では，本研究の背景および本研究の目的と
意義について述べ，最後に各章の構成内容について
説明した。
骨格に重合開始基であるペルオキシエステル基
（POE基）を導入し，導入した POE基を開始剤に用
いるスチレンのラジカルグラフト重合を行なった
（g
r
a
f
t
i
n
gf
r
o
m法）
。1
,
1
'
-ビス（t
-ブチルジオキシシ
クロヘキサン）
（BDOC）は２段階の熱分解をするこ
とが知られており，本研究室では，カーボンブラッ
クやカーボンナノチューブへの POE基の導入と導
入した POE基を開始剤に用いる各種ポリマーのグ
ラフト化について報告している。
そこで，本研究ではこの技術を C60へ応用し，新規
かつ簡便に PSt
g
r
a
f
t
e
dC60を合成することに成功し
た。さらに，PStのグラフト化により，C60の PStの
良溶媒や PStマトリックス中への溶解性や分散性が
著しく向上すること，さらに C60へのグラフト化が
PStの耐熱性の改善に寄与していることを明らかに
した。
第３章では，ポリエチレンオキサイド（PEO）グ
PEO）の合成とその性質について
ラフト化 C60（C60-
）
検討した。PEO含有マクロアゾ開始剤（Az
o
（P
- EO2
2
の熱分解によって発生する PEOラジカルを C60に捕
捉させると
（g
r
a
f
t
i
n
go
n
t
o法）
，
Az
o
（P
- EO2
0
0
0
）
（P
EO
2
u
i
n
i
tの分子量 Mn
2
0
0
0
）との反応系からは，PEO鎖
が２本グラフト化した２付加体 C60（P
- EO2
0
0
0
）
のみ
2
が生成し，PEO鎖のグラフト位置が C60の六員環の
1
,
4
位であることを明らかにした。これに対して Az
o
-
- （PEO5
（PEO u
i
n
i
tの分子量 Mn
5
5
0
）
との反応系
5
5
0
）
第２章では，ポリスチレングラフト化 C60（PSt
2
g
r
a
f
t
e
dC60）の合成とその性質について検討した。C60
＊
か ら は，
２付 加 体 C60（P
- EO5
5
0
）
と４付 加 体 C602
新潟大学自然科学研究科
現在
新潟県立直江津高等学校
〔新潟大学博士（工学） 平成2
1
年３月2
3
日授与〕
― 3
7―
新潟大学工学部研究報告
（PEO5
5
0
）
の両方が生成することを明らかにした。
4
このように，反応条件を制御することによって，
簡便にグラフトする PEO鎖の本数や構造を制御し
た C60を合成することに成功した。PEGのグラフト化
により，C6の水，THF，及びメタノールなど親水性
の極性溶媒に対する溶解性が未処理の C60と比較し
第5
9
号（2
0
1
0
）
とは異なる構造を有するポリエチ
いた Az
o
（P
- EO）
2
o
レングリコール（PEG）含有マクロアゾ開始剤（（Az
PEG）
）と C60との反応を利用した。
n
の熱分解によって発生する
すなわち，Az
o
（P
- EO）
2
（Az
o
ラジカルがモノラジカルであるのに対し，
PEG）
nから発生するラジカルはバイラジカルを発生
て著しく改善され，各溶媒１mL当たり少なくとも
する可能性がある。
（Az
o
PEG）
nの熱分解で発生する
ることによって1
0
0
℃以上向上し熱安定性が劇的に
製することに成功した。新規 PEGゲルの生成最適条
1
0
0
mg以上溶解することを明らかにした。さらに，
の熱分解開始温度が C60にグラフト化す
Az
o
（P
- EO）
2
改善できることを見出した。
バイラジカルを C60に捕捉させることにより，C60を架
橋点に持つ新規 PEGゲルを極めて簡便な方法で創
:
1
，溶媒中の C60濃度
件は，仕込モル比 PEG：C60＝5
第４章では，g
r
a
f
t
i
n
go
n
t
o法と g
r
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f
t
i
n
gf
r
o
m法を利
が3
.
5
mmo
l
/
L，反応温度と時間が7
0
℃，2
4
時間である
第３章（g
r
a
f
t
i
n
go
n
t
o法）
で合成した C60（P
- EO2
0
0
0
）
2
の破壊強度が PEGの仕込比の増加に伴って低下す
用し，PSt鎖と PEO鎖の両方をグラフト化した C60
（PSt
g
r
a
f
t
e
dC60（P
- EO）
）の合成について検討した。
2
を，第２章（g
r
a
f
t
i
n
gf
r
o
m法）で用いた BDOCで処
理することによって，C60（P
- EO）
の C60骨格上へ POE
2
基を導入した。次いで，導入した POE基を開始剤に
用いて Stをラジカルグラフト重合し，疎水性の PSt
鎖と親水性の PEO鎖の両方が直接 C60骨格にグラフ
こと，作成したゲルの膨潤度が貧溶媒中では１，良
溶媒中では膨潤度5
.
1
6
.
7
であること，膨潤したゲル
ること，さらにはゲルの耐熱性が（Az
o
PEG）
nと比
較して劇的に向上することを見出した。
第６章では，本論文の研究で得られた成果につい
てまとめ，今後期待される展望について述べた。
ト化した，新規ポリマーグラフト化 C6
0
の合成に成
功した。得られた PSt
g
r
a
f
t
e
dC60（P
- EO）
は未処理の
2
謝辞：本研究を遂行するにあたり，終始温かい御指
フラーレンと比較して溶解性，分散性，耐熱性が改
し上げます。また，青木俊樹教授，萩原久大教授，
善できた。
山内 健准教授には，本論文をまとめるにあたって，
第５章では，C60を架橋点に持つ新規 PEGゲルが創
製について検討した。ゲルの合成には，第３章で用
導・御鞭撻を賜りました坪川紀夫教授に深く感謝申
種々の御教授を賜りました。ここに深く感謝申し上
げます。
― 3
8―
論 文
抄 録
ABSTRACTSOF REPORTS
（ 論
文
抄
録 ）
（機械システム工学科）
Ac
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医学部保健学科
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（論文）
医学部保健学科
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自然科学研究科博士前期課程
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MRI
による橈骨手根関節の３次元接触領
域解析
笹川圭右・坂本 信＊・小林公一＊
吉田秀義＊・田邊裕治
日本臨床バイオメカニクス学会誌，Vo
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３次元解析し，掌背屈運動における軟骨接触面積と
（論文）
医学部保健学科
＊
株式会社ショーワ
＊＊
自然科学研究科博士前期課程
＊＊＊
― 3
9―
医学部保健学科
＊
（論文）
３次元下肢アライメント評価システムを
用いた人工股関節ステム設置管理法の開
発
３次元下肢アライメント評価システムを
用いた人工股関節カップ設置管理法の開
発
窪田陽介＊・坂本 信＊＊・小林公一＊＊
古賀良生＊＊＊・佐藤 卓＊＊＊・田邊裕治
解
晨＊＊＊＊・清徳則雄＊＊＊＊＊
武田裕也＊・田邊裕治・棚橋功佑＊＊
古賀良生＊＊＊・佐藤 卓＊＊＊・湊
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落合清秀
・清徳則雄
日本臨床バイオメカニクス学会誌，Vo
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３次 元 下 肢 ア ラ イ メ ン ト 評 価 シ ス テ ム に よ り
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日本臨床バイオメカニクス学会誌，Vo
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人工股関節全置換術において，３次元下肢アライ
メント評価システムと術中支援ジグを用いた新しい
ステム設置位置を正確に再現するステム設置管理法
手術支援法を開発し，カップ法線ベクトルの精度検
る実際の骨頭の３方向 RGB 画像を用いる方法を提
証を行った。カップ法線ベクトルの誤差は平均約２°
を開発するため，術中に CCD カメラにより得られ
案した。
＊
＊＊
強であり，臨床応用可能であることが示された。
（論文）
（論文）
新潟大学ベンチャービジネスラボラトリー
＊
医学部保健学科
自然科学研究科博士前期課程
＊＊
新潟医療センター 整形外科
新潟医療センター 整形外科
＊＊＊
＊＊＊＊
＊＊＊＊＊
東北電力株式会社
＊＊＊
自然科学研究科博士後期課程
＊＊＊＊
株式会社レキシー
新潟臨港病院 整形外科
瑞穂医科工業株式会社
＊＊＊＊＊
株式会社レキシー
＊＊＊＊＊＊
― 4
0―
ダイナミック動作における前十字靭帯損
傷用装具の制動効果
−運動学的観点による分析−
小田川健一＊・小林公一＊＊・坂本 信＊＊
谷藤 理＊＊＊・田邊裕治・古賀良生＊＊＊＊
佐藤 卓＊＊＊＊・大森 豪＊＊＊＊＊
西野勝敏 ・大森 豪 ・木村太郎
解
晨＊＊＊＊・田邊裕治・古賀良生＊＊＊＊＊
＊
＊＊
１方向Ｘ線像を用いた骨の2
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日本臨床バイオメカニクス学会誌，Vo
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日本臨床バイオメカニクス学会誌，Vo
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の安定化作用（制動性）を運動学的，生体力学的に
レーションによる骨の絶対位置推定精度と誤差要因
評価するため，我々が開発したモーション・キャプ
について調べた。輝度情報と輪郭情報を用いた評価
チャー・システムによる骨運動推定法を用いて検証
指標 −G＋Iのレジストレーションを行った結果，
膝前十字靭帯機能不全（ACLD）に対する膝装具
した。膝への荷重が小さい動作では制動効果があり，
荷重が大きい動作では大きなパフォーマンスを得た
症例や膝関節の不安定性が低減した症例が見られ
た。
pp.
4
5
7
4
6
1
.
１方向 X 線像を利用した自動イメージレジスト
その精度は輪郭情報のみを用いた評価指標 Iに大
きく依存することが分かった。今後，−G と Iに
対する重み付けについて検討が必要である。
（論文）
（論文）
＊
＊
新潟県健康づくり・スポーツ医科学セン
医学部保健学科
ター
医学部整形外科
＊＊＊
新潟大学 超域研究機構
＊＊
自然科学研究科博士前期課程
＊＊＊＊
自然科学研究科博士後期課程
新潟医療センター 整形外科
＊＊＊＊＊
新潟医療センター 整形外科
新潟大学 超域研究機構
＊＊＊
＊＊＊＊
自然科学研究科博士前期課程
＊＊
＊＊＊＊＊
MRI
モデルの３次元下肢アライメント評
価システムへの応用
笹川圭右・石谷周一＊・坂本 信＊＊
小林公一＊＊・林 豊彦・田邊裕治
佐藤 卓＊＊＊・古賀良生＊＊＊・大森 豪＊＊＊＊
日本臨床バイオメカニクス学会誌，Vo
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運動解析やアライメント解析などの３次元解析に
おいて，軟骨を考慮した解析が可能となることを目
標として，MRIモデルに中間座標系を設定する半自
動構築法を考案し，その座標系による下肢アライメ
ント評価システムへの MRIモデルの適用を検討し
た。
（論文）
＊
三菱電機インフォメーションシステムズ株式
会社
＊＊
医学部保健学科
新潟医療センター 整形外科
＊＊＊
＊＊＊＊
― 4
1―
新潟大学 超域研究機構
モーション・キャプチャー・システムを
用いた大腿脛骨関節の３次元運動推定法
の開発
−３次元下肢アライメント評価システム
の３次元運動解析への応用−
３次元下肢アライメント評価における解
剖学的座標の半自動設定による精度向上
解
佐藤
晨＊・田邊裕治・古賀良生＊＊
卓＊＊・谷藤 理＊＊＊
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日本臨床バイオメカニクス学会誌，Vo
木村太郎＊・解
晨＊＊・西野勝敏＊＊＊
大森 豪＊＊＊＊・田邊裕治・坂本 信＊＊＊＊＊
小林公一＊＊＊＊＊・清徳則雄＊＊＊＊＊＊
古賀良生＊＊＊＊＊＊＊
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人工股関節，人工膝関節手術のシミュレーション
日本臨床バイオメカニクス学会誌，Vo
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，
や運動解析などを３次元的に行う際に用いられる骨
三次元下肢アライメント評価システムとモーショ
以内であり，再現性は検者内・検者間ともに１ミリ
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.
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2
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盤および大腿骨の３次元骨形状コンピュータモデル
を対象に，評価に必要なモデル座標系の構築におけ
る自動化を目指し，開発を行った。構築時間は3
0
秒
ン・キャプチャー・システムを用いて大腿頸骨関節
１度以内の再現誤差に収まり，一貫性および客観性
相対運動を３次元的に推定する手法を開発し，精度
のある評価を可能にすると考えられた。
＊
度を有していることと，皮膚動揺による誤差の大き
＊＊
さが分かったため，これを踏まえた運動解析が行え
＊＊＊
ることが示唆された。
＊
（論文）
自然科学研究科博士前期課程
自然科学研究科博士後期課程
＊＊
新潟県健康づくり・スポーツ医科学セン
＊＊＊
ター
＊＊＊＊
新潟大学 超域研究機構
医学部保健学科
＊＊＊＊＊
株式会社レキシー
＊＊＊＊＊＊
＊＊＊＊＊＊＊
新潟医療センター 整形外科
（論文）
自然科学研究科博士後期課程
評価実験を行った。他の運動解析手法と同程度の精
新潟医療センター 整形外科
医学部整形外科
MRI
を用いた関節の接触領域の測定
吉田秀義＊・小林公一＊・坂本
信＊・田邊裕治
日本放射線技術学会雑誌，第6
5
巻，第1
0
号，2
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9
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1
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1
4
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測定者の識別能力の影響を受けない関節軟骨接触
領域測定方法開発のため，MR 画像の信号強度プロ
ファイルを利用する方法を提案した。また別に PSF
による測定を行い，両者のデータの有効性と妥当性
について比較検討した結果，同等の精度で接触領域
の評価ができる可能性があることがわかった。
（論文）
医学部保健学科
＊
― 4
2―
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新潟医療センター整形外科
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自然科学研究科博士前期課程
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側受方式車両のリンク式強制操舵による
急曲線通過性能向上の可能性
八重樫直樹・谷藤克也・相馬
仁
日本機械学会論文集（C編）
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ボルスタレス台車へのリンク式強制操舵機構の適
用は，急曲線でむしろ横圧を増加させる傾向にある
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ことが知られている。加えて，急曲線通過を前提と
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して，側受方式台車の利用も考えられるため，本報
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軸箱前後支持剛性を現状よりも低減することで，急
（国際会議）
もあることを明らかにした。また，操舵機構を付与
医学部保健学科
＊
することで低下する走行安定性は，左右動ダンパの
新潟医療センター 整形外科
＊＊
付加により改善されることが示された。
新潟大学 超域研究機構
（論文）
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アンチロールダンパを用いた空気ばね式
車体傾斜車両の振動抑制
斎藤 充・相馬
梶谷泰史＊
仁・谷藤克也・石井
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日本機械学会論文集（C編）
,7
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医学部保健学科
動増大の原因となることが確認された。次いで，車
自然科学研究科博士前期課程
体・アンチローリング装置間へのダンパの付加によ
自然科学研究科博士後期課程
る振動抑制を提案し，その効果を検討した結果，曲
新潟大学 超域研究機構
線競合区間の車体振動を低減させ，乗り心地を向上
新潟医療センター 整形外科
させる可能性が示された。
＊＊＊
＊＊＊＊
＊＊＊＊＊
用と車体傾斜による左右空気ばねのばね定数のアン
東日本旅客鉄道㈱
＊
― 4
7―
（論文）
振動解析に基づく新幹線台車の状態監視
大庭拓也＊・山田幸一＊・岡田信之＊＊
相馬 仁・谷藤克也
日本機械学会論文集（C編）
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巻,7
5
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号,
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2
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本研究では鉄道車両の重大事故に繋がりうる新幹
線台車回転駆動系部品の異常の予兆を早期に検出
し，警告を発する状態監視システムの開発を目的と
している。振動解析に基づく新幹線台車の異常検知
アルゴリズムを開発し，現車走行状態を模擬できる
車両走行試験装置で台車回転部品の異常模擬試験を
実施し，開発した解析手法の特性と有効性を検証し
た。その結果，開発した振動加速度の統計処理に基
づくピーク平均法が新幹線台車の状態監視に有効で
あることを確認できた。ピーク平均法では，適切な
空間フィルタを用いて回転成分を抽出することによ
り異常検知が可能である。
＊
東海旅客鉄道㈱
＊＊
日本車輌製造㈱
（論文）
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鉄道車両の転覆限界風速に関する静的解
析式の検証
日比野有＊・下村隆行＊・谷藤克也
日本機械学会論文集
（C編）
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巻,7
5
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鉄道車両の横風に対する安全性を評価する指標の
一つ「転覆限界風速」の計算には，国枝の式が用い
られてきた。現在，外力や外力に伴う車体変位を考
慮した詳細計算式を日比野らが提案しているが，走
行安全性の検討には転覆限界風速の推定精度が重要
であり，詳細計算式の妥当性を検証する必要がある。
これまで，その検証のために実物車両を用いた試験
は行われていなかった。今回，実物車両に横風に相
当する横力を負荷して車体姿勢および輪重の変化を
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本論文は「アンチロールダンパを用いた空気ばね
式車体傾斜車両の振動抑制」（日本機械学会論文集
（Ｃ編），7
5
巻,7
5
2
号，9
1
9
9
2
6
頁）の英訳論文であ
る。
測定し，詳細計算式を検証した結果，計算値と実測
値は概ね一致し，計算式は妥当であることが確認さ
れた。
＊
（論文）
苛鉄道総合技術研究所
― 4
8―
東日本旅客鉄道珂
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（論文）
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界面活性剤水溶液や高分子溶水は，通常，非平衡
セリン水溶液においても代表長さ1
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マイクロメー
な表面状態で使用されるため，動的表面張力が多く
トル以下のマイクロオリフィスを通過する際に，圧
は，非平衡状態から平衡状態に近づく際に液面近く
力損失が数値計算による予測値よりも低くなるとい
の界面活性剤分子が回転するという考えに基づいた
う現象が確認された。この現象について，壁面スリッ
機械的モデルを提案し，動的表面張力を表す簡便な
プや摩擦熱，キャビテーションでは説明できず，水
式を導いた。この式を実験結果と比較し，この式が
をニュートン流体として考えると説明ができないこ
現象をよく表すことを示した。さらに，本論文で取
とを示した。そして，一般にニュートン流体と呼ば
り上げた水溶液について，上記式中の未知のパラ
れる流体でも，マイクロオーダーの伸長流では非
メーターが各種溶液に関わらず溶液の重量濃度で整
ニュートン性が生じるのではないかと考え，運動量
理されることを示し，このパラメーターと濃度との
のつり合いを考えることによって水等にも弾性的な
関係式を求めた。
本研究において，ニュートン流体である水やグリ
性質があることを示した。
の工業やバイオ関連の分野で重要である。本論文で
（論文）
― 5
1―
（論文）
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数ミクロンのすきまのマイクロクエット流れにお
ける蛍光染色したDNA高分子の変形挙動を直接観
察した。高分子が単独で液中に存在する希薄系と絡
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み合いが生じる準希薄系について，一つの分子の挙
本研究において，ニュートン流体である水におい
動に対するすきまサイズの影響を比較した。その結
ても代表長さ1
0
0
マイクロメートル以下のマイクロ
果，クエット流動停止後の構造緩和過程で，希薄系
オリフィスを通過する際に，圧力損失が数値計算に
ではすきまの大きさの影響が明確に現れ，５ミクロ
よる予測値よりも低くなるという現象が確認され
ン程度の狭いすきまでは構造緩和が遅れることが明
た。また，濃度5
0
%のグリセリン水溶液についても
らかになった。さらに絡み合い系でもその効果はあ
同様の現象を確認された。この現象について，
ニュー
る程度見られるが，明確な違いは少なくなることを
トン流体の流動としては説明ができないこと示し，
明らかにした。
ミクロオーダーの流れ場では非ニュートン性が生じ
＊
＊＊
（国際会議）
トロント大学
るのではないかと推察した。そして，運動量のつり
長岡科学技術大学
合いを考えることによって水にも弾性的な性質があ
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ることを提言した。
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マイクロオリフィスを通過する界面活性剤水溶液
の圧力損失の測定において，陽イオン系と陰イオン
系の界面活性剤は，電気的な特性の違いにより電気
二重層の効果によって圧力損失に違いが表れること
を示した。また，非イオン系の界面活性剤の特性に
ついては圧力損失の変化が急変する特異な結果が得
られる事を明らかにした。この点に関しては未解決
な部分が多いが，この圧力損失の特異性に水溶液の
濃度は関係なく，圧力損失に特異性が発現し始める
レイノルズ数とオリフィス径の間に逆比例の関係が
あることが分かった。
（国際会議）
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2―
（国際会議）
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粘弾性流体をスロットダイコーティングに用いた
場合の金型内部の流れを実験的に調べ，現象を表し
うる簡易モデルを提案した。塗布液に粘弾性特性が
ある場合，塗布後の膜圧の偏差は，流量の増加に対
し，特異な挙動を示し，ニュートン流体と同じ偏差
を示した後，偏差が最も少なくなり，その後再び増
大した。この現象に対し，ダイ内のスロット入口で
の損失変化を概算し，その渦の発生によると思われ
る効果を考慮した簡易モデルを用いて定性的に表す
ことに成功した。
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（国際会議）
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球と円錐面の組み合わせで気体のシールを行う場
合，接触面の状態を観察する方法がないために，勘
と経験に頼った設計が行われてきた。しかし，低荷
重で繰り返しの動作を保証しなければならない場合
には，接触面を何らかの方法で観察しなければなら
ない。本研究では，球の表面に厚さ1
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m程度の金
薄膜をスパッタによりコーティングした。この球を
円錐内面に種々の荷重で押しつけた。真実接触部で
は金薄膜が，球から円錐面に移動する。そこで，球
表面を観察することで，真実接触面の分布を測定す
ることができた。この観察には，これまで開発して
きた広視野レーザ顕微鏡を使用した。これにより，
これまで不可能であった，気体漏れの流路を特定す
る可能性を示した。
石川高専，
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ダイヤモンドライクカーボン（DLC）膜は，DLC
膜同士のしゅう動であっても低い摩擦係数を示すこ
とから実用化が進んでいる。一つのトピックスとし
ては，エンジン動弁系に適用されて省エネルギに大
きく貢献している。さて，もう一つの特徴としては，
DLC 膜の低摩擦性が長期にわたり安定しているこ
とである。しかし，この特性が振幅の小さい往復動
でも成り立つかは，疑問とされてきた。本研究では
振幅数ミクロという極端に小さい往復すべりでも，
安定した接触を保つことのできる特別な試験装置を
作製して実験を行った。試験雰囲気としては，大気
中と窒素中とし，湿度も変化させた。その結果，こ
れまで報告されていない，環境に左右される特異な
摩擦挙動があることが明らかにされた。
太平洋工業珂
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（論文）
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3―
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脳動脈瘤クリップは，破裂しそうな脳内血管の根
本を把持して血流を止める目的を持っているが，そ
のために，血管と把持部には滑りにくいことが求め
られる。既存の脳動脈瘤クリップにはそのような工
夫がなされているが，さらに性能向上を目指して，
現状の摩擦係数をより高くする工夫について研究し
た。本研究では脳動脈瘤クリップ把持部表面に，マ
イクロテクスチャを付与により既存のクリップに対
して高い摩擦係数とすることができた。レーザマー
キングは表面テクスチャのパターンを変えるのが簡
単であることが利点である。どのような設計指針で
マイクロテクスチャを付与すればよいのかについて
考察を行い，影響の大きな因子について明らかにし
た。
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（国際会議）
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円筒面全周を，短時間でひずみなく観察すること
は非常に難しい。著者らは，シュリンクフィッタ技
術を用いて広視野レーザ顕微鏡を開発してきた。本
装置の特徴は，その視野が既存の顕微鏡と比べて格
段に広いことである。円筒面の母線方向を，広視野
レーザ顕微鏡の主走査方向に合わせることで，円筒
面全周の短時間観察が可能となる。本研究では，観
察対象として鋼製円筒，４枚刃エンドミル，および
オイレスベアリングを用いた。それぞれの直径は約
1
0
mmである。広視野レーザ顕微鏡での観察後には，
観察画像を展開図として，しかも表面にひずみを与
えることなく表示できた。４枚刃エンドミルの切れ
刃は，
展開図上では完全に直線であった。本研究は，
これまでにない観察手法を提供するものとしてその
着想が工学的に非常に有効であることを示した。
（国際会議）
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析のための個人対応FEモデルの構築
二宮敬一＊・吉田祐介＊・ 尾田雅文＊＊
原 利昭
（C編）
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日本機械学会論文集
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個々の患者に対して最適な鼻マスク形状の決定を
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支援するシステムを構築するための基礎的研究の一
り，肝臓が圧縮・損傷するケースが多いことから，
素から構成される３次元生体形態計測システムを行
予め，肝臓組織の圧縮に対する特性を把握しておく
い，個人対応の顔モデルを作成した。また，このモ
ことが，生体組織の特性解明のみならず，車両の安
デルに対して，鼻マスクを装着した際に作用する応
全設計に活かすためにも必要である。本論文では，
力状態を有限要素法により求め，実測値と比較検討
被膜に覆われた状態のブタ肝臓単体に対して，準静
した結果，実際に鼻マスクを装着した際の接触部領
的な圧縮試験を実施し，その圧縮特性を取得した。
域の応力状態を再現することが可能であることが示
その結果，肝臓を押込む物体の形状によらず，ほぼ
された。
環として，レーザ測長および超音波測長の各技術要
大学院自然科学研究科
一定の圧縮率で，荷重の降伏が発生することを明ら
かにした。
＊
（論文）
（論文）
＊
地域共同研究センター
＊＊
大学院自然科学研究科
財団法人日本自動車研究所
＊＊
社団法人日本自動車工業会
＊＊＊
義足ソケット形状決定のための下腿モデ
リングシステム
腰椎回旋可動性測定システムの開発とそ
の有用性の検討
尾田雅文＊・原 利昭
北原 恒＊・朝比奈和哉＊＊・長谷川和宏＊＊＊
原 利昭
日本機械学会論文集
（C編），Vo
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義足ソケットの適切な形状を得るためのモデリン
日本臨床バイオメカニクス学会誌，3
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巻，p
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.
グ環境を提供する目的で，外部形状のみならず骨等
腰椎力学的特性評価は，腰椎椎間板変性疾患の治
の内部組織形状を同時に計測しうる超音波法を利用
療を行う上で重要な情報をもたらす。腰椎は６自由
するとともに，本手法による計測結果と人体断面画
像に基づく標準モデルに対し FFD 法を適用するこ
度を持ち様々な運動が可能であるが，特に回旋運動
とで，個別対応モデルを作成可能なシステムを構築
ため，椎間板変性疾患の力学的評価方法の確立を目
した。さらに本システムを，下腿切断端モデルを対
象として計測して FE モデルを構築するとともに，
指し，腰椎の回旋運動の力学的評価システムの開発
基礎的な FEM 解析を行った結果を検討し，ソケッ
を行ってきた。本研究では，ブタ腰椎に対して段階
ト装着時の応力状態を予測可能な数値シミュレー
した装置を適用し，腰椎の力学的状態を評価し，そ
ション環境を提供可能であることを示した。（論文）
の有用性を示した。
＊
は，椎間板変性の進行に大きく影響を与える。その
的に損傷を与えて作製した疾患モデルに対して開発
地域共同研究センター
＊
昭和医科工業株式会社
＊＊
大学院自然科学研究科
新潟脊椎外科センター
＊＊＊
― 5
5―
（論文）
段階的損傷モデルを用いた椎間の屈曲伸展および回旋不安定性の評価
椎間関節切除モデルを用いた回旋運動時
の椎間板表面変位の測定
北原 恒＊・朝比奈和哉＊＊・長谷川和宏＊＊＊
原 利昭
北原 恒＊・長谷川和宏＊＊・朝比奈和哉＊＊＊
織部一弥＊・原 利昭
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日本臨床バイオメカニクス学会誌3
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,
日本臨床バイオメカニクス学会誌3
腰椎変性疾患に対する治療を行う場合，対象とな
回旋運動に伴う椎間板表面のひずみは，椎間板ヘ
る腰椎の力学的状態を把握する事は重要である。本
ルニアなどの椎間板の疾患の発生と強い関連性が指
研究では，屈曲−伸展運動用の椎間可動性測定シス
摘されている。本研究では，椎間板ヘルニアの発生
テムの他に，新たに開発した椎間回旋可動性測定シ
機序の解明を目指し，ブタ腰椎を用いて回旋運動中
ステムを用い，損傷を段階的に与えることにより作
の椎間板表面のひずみの測定を行った。その結果，
成したブタ腰椎不安定性モデルの可動性測定を行
片側椎間関節切除を行うと，切除側とは反対側への
い，損傷の進行により屈曲−伸展および回旋方向の
可動性がどのように変化するか比較検討した。
回旋運動に変化が生じ，ROM が増加すると共に，
椎間板表面の変位の増加が見られた。
＊
昭和医科工業株式会社
昭和医科工業株式会社
＊＊
新潟脊椎外科センター
大学院自然科学研究科
＊＊＊
（論文）
＊
（論文）
大学院自然科学研究科
＊＊
新潟脊椎外科センター
＊＊＊
脊椎固定術および制動術が隣接椎間へ及
ぼす生体力学的影響
NPPV用鼻マスク装着時に作用する応力
の計算力学的検討
北原 恒＊・長谷川和宏＊＊・朝比奈和哉＊＊＊
織部一弥＊・原 利昭
二宮敬一＊・ 吉田祐介＊・半田俊弘＊＊
尾田雅文＊＊＊・原 利昭
日本臨床バイオメカニクス学会誌3
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NPPV 用鼻マスク使用時における褥瘡等の皮膚
腰椎固定術は，腰椎変性疾患に対する治療法の１
損傷の問題を解決するための基礎的研究の一環とし
つであるが，それに伴う隣接椎間への負荷の増大は
て，人体断面画像に基づき頭部モデルを作成すると
隣接椎間障害を招く。隣接椎間障害を予防するため，
ともに，これを用いて鼻マスクを装着した際に作用
様々な術式が考案され，椎間を固定せずにある程度
する応力を有限要素法により求めた。また，感圧導
の可動性を残存させる制動術が代表的である．本研
電ゴムセンサーを用いた接触圧力の実測値と本
究では，新しい術式と従来の固定術とが隣接椎間へ
及ぼす力学的影響について比較検討した。その結果，
制動術では，制動椎間に残された可動性により，隣
接椎間への負荷が低減されることを明らかにした。
FEM 解析により得られた鼻マスク装着時の接触圧
力分布を比較した結果，両者は定性的に一致し，本
FEM 解析の結果の妥当性を示した。
（論文）
昭和医科工業株式会社
＊
＊＊
大学院自然科学研究科
キヤノンイメージングシステムズ珂
地域共同研究センター
＊
＊＊＊
新潟脊椎外科センター
＊＊
大学院自然科学研究科
＊＊＊
― 5
6―
（論文）
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骨組織の力学特性はその構造様式と材料特性に
よって決定され，骨疾患によりその特性は著しく変
化することが知られているが，骨の力学特性を非破
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壊的に評価する手法は確立されていない。そこで，
人工股関節のセメントレスステムは医師の経験則
骨組織の構造を非非破壊的に可視化するマイクロ
に基づいて患者別に様々なアライメント・位置に埋
CT 装置から得られる画像の輝度値を用いて骨の材
料特性に密接に関連のある骨石灰化度を定量評価す
る手法を開発した。本手法は測定精度において先行
手法よりも優位であり，骨疾患の機序解明のみなら
植されていが，その設置アライメント・位置によっ
て長期臨床成績が異なると予想されていることか
ら，術前・術後 CT 画像を用いて患者に埋植された
セメントレスステムの設置位置を取得する手法を考
ず，インプラント・生体材料の開発に応用可能であ
案し，その計測精度を評価した。術後患者のステム
ることを明示。
アライメント評価のみならず，術後早期の初期固定
＊
＊＊
（国際会議）
ベンチャービジネスラボラトリー
性評価や長期骨リモデリング挙動の予測にも本手法
医歯学総合研究科
が応用可能であることを明示。
＊
＊＊
ベンチャービジネスラボラトリー
自然科学研究科
大阪厚生年金病院
＊＊＊
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超域研究機構
新潟県立新発田病院
地域共同研究センター
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7―
（国際会議）
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人工股関節設置後に大腿骨骨幹部骨折に至る患者
腰痛に対する治療法には，罹患部を固定する腰椎
は少なくないが，その外科的治療法は通常の骨折と
固定術と，多少の可動性を残す制動術がある。固定
は異なり大腿骨にステムが埋植されているために，
術の場合，強固に固定するため，罹患部の変性の進
骨折部を強固に固定することは難しい。一般的に用
行を防ぐことが出来る反面，隣接部に新たな変性が
いられているプレート−ワイヤー固定法ではねじり
生じる。それに対し，制動術では，可動性を残すた
に対する安定性不足が指摘されていることから，新
め，隣接部への負荷が少なく，隣接部に新たな変性
たにロッキングプレート法が適用され始めている
は生じにくい。本研究では，固定術と制動術を比較
が，力学的根拠は示されていない。そこでワイヤー
し力学的特徴を明らかにした。
＊
いて生体力学的に評価し，ロッキングプレート法の
＊＊
有利性を定量的に示した。
（国際会議）
昭和医科工業株式会社
固定法とロッキングプレート法のねじり安定性につ
新潟脊椎外科センター
（国際会議）
ベンチャービジネスラボラトリー
＊
超域研究機構
＊＊
自然科学研究科
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腰椎の不安定性は屈曲−伸展方向だけでなく，回
不安定性を有する腰椎の力学的評価を目的とし
旋方向にも生じ，その回旋方向の不安定性は椎間板
て，腰椎の屈曲−伸展運動に加え回旋運動に関する
の疾患と関連性が指摘されている。そのため，回旋
力学的機能を評価可能な測定システムの開発を行っ
方向の可動性も評価方法の確立が望まれている。本
てきた。本研究では，ブタ腰椎を用いて，臨床での
研究では，腰椎回可動性測定システムを開発し，そ
使用を考慮した条件で測定を行う事で測定システム
の有用性をブタ腰椎を用いて明らかにした。
の有用性を明らかにすると共に，臨床での使用に耐
（国際会議）
えうることを明らかにした。
＊
昭和医科工業株式会社
＊
昭和医科工業株式会社
＊＊
新潟脊椎外科センター
＊＊
新潟脊椎外科センター
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骨折部固定術では，骨スクリュー挿入前にはドリ
み評価されている。そのため，後退性変性が腰椎に
ルによる穿孔が行われるが，ここで用いられるドリ
対してどのような力学的機能の変化をもたらしてい
ルの形状が骨穿孔に適していない場合が多い。最適
るか不明だった。そこで，我々が開発した術中腰椎
骨用ドリル形状に関する研究例は少なくないが，成
可動性測定システムを臨床で用い，実際に後退性変
性を有する腰椎を力学的に評価し，X 線像や MI
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果が製品に反映されていないように見受けられる。
所見と比較検討した。その結果，後退性変性により
の実験用ドリルを比較した。その結果，ドリルの各
腰椎の力学的機能の変化を明らかにした。
形状要素が切削抵抗及び切削熱に及ぼす影響を明ら
（国際会議）
＊
昭和医科工業株式会社
＊＊
新潟脊椎外科センター
本研究では，切削試験を行い，従来品と種々の形状
かにし，これらの低減に効果的な形状を明らかにし
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軸対称の火炎温度の非接触計測法として，ディジ
骨折部固定術等において機械加工用と類似のドリ
タルレーザースペックル法を提案した。本論文では、
ルが用いられるが，このドリルの切削抵抗及び切削
この方法の定式化ならびにその応用例として水素火
熱低減に効果的な形状について検討した。一般的に
炎の温度計測結果を示した。ただし，燃焼場に存在
ドリルは複雑な形状を有する工具であり，多くの形
するガス濃度はガスクロマトグラフィーを用いて測
状要素の効果を評価する必要があり，実験には多く
定し，計測精度を向上させた。また，本計測結果と
の時間とコストを要する。そこで本研究では，タグ
熱電対を用いた結果との比較検討も行い、本手法の
チメソッドを用いて実験を行った．その結果，実験
妥当性を示した。
回数の削減ができ，切削抵抗及び切削熱低減に効果
的な形状を明らかにした。
（国際会議）
大学院自然科学研究科
＊
オーエスジー株式会社
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瑞穂医科工業株式会社
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フィス背後の流れ場は，オリフィスの僅かな偏心の
時計測する方法を示した。ただし，２色ＬＩＦでは，
影響を強く受け，はく離流の再付着点位置が大きく
光源としてはアルゴンレーザー，染料としてはロー
変化することが明らかになった。
（論文）
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を用いた。その適用例とし
て，オリフィス背後の熱乱流の計測結果を示し，そ
の有効性を示した。
（国際会議）
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8翼を対象として，液晶コーティングに
よる方法と PI
V による方法により非接触で壁面せ
ん断応力を計測する方法の精度評価を行った。両手
法による計測結果は良く一致しており，せん断応力
液晶法によるせん断応力の計測法の有効性が明らか
になった。
（論文）
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低フルード数かつ低レイノルズ数における浮力噴
流のノズル出口近傍での噴流構造を対象に，LI
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よび PI
V とスキャニングライトシート法の組み合
わせにより３次元の濃度・速度場を計測する方法を
示した。また，実験結果によると，低フルード数の
浮力噴流では，ノズル内部への非定常な流入現象が
発生することを初めて示した。
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（国際会議）
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アルミニウム合金の超音波接合に
おける接合チップ形状の効果
渡辺健彦・宮島大輔・柳沢
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溶接学会論文集，2
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巻１号
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ローレット形状が接合部の組織に及ぼす影響に
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ついて調べた研究'
や種々の曲率半径をもつ半球状
の溶接チップを用いて超音波接合した研究もいくつ
か報告されているが,接合部の強さや組織について
の検討はほとんど行われていない。そこで，本研究
二色 LI
Fと PI
V を組み合わせて，正方形管内の
では試験片の傷が少なく,より大きな接合強さを有
オリフィス後流における温度・速度場の同時計測を
チップの試験片との接触面におけるローレット加工
行った。熱移動と物質移動の相似性より，オリフィ
の有無や曲率の有無が超音波接合部の特性や接合界
ス後流における流れ加速腐食（FAC）について評価
する超音波接合継手を作製することを目的に，接合
面組織に及ぼす影響を明らかにした。
（論文）
する方法を示し，オリフィス背後の物質輸送現象は
はく離領域において大きいことを明らかにした。
（国際会議）
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軟鋼とマグネシウム合金の抵抗スポット
溶接
渡辺健彦・鈴木悠史・柳沢
敦・佐々木朋裕
溶接学会論文集，2
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巻３号
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本研究では，大量生産が可能で自動化が容易など
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非対称の縮流流路における粘弾性流体の挙動を
金を直接溶接する場合と溶接部の温度上昇を目的に
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V による速度場計測により明らかにした。粘弾性
の効果による流れの不安定性により，縮流部におい
て非定常な渦が発生すること，その渦発生条件はワ
れている抵抗スポット溶接法を適用して，鋼と Mg
合金を溶接することを試みた。溶接は，鋼と Mg合
双方の間にインサート材として電気抵抗の大きい
SUS3
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4ステンレス鋼薄板を挿入して溶接する場合
について行い，溶接部の特性や継手の強さを調べる
ともにインサート材の効果について検討した。
なお，
イゼンベルグ数で規定されることを示した。
（国際会議）
鉄鋼と Mg合金とのスポット溶接についての実験
結果が一部報告されておりI
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）,軟鋼との接合は困難
であったが，ステンレス鋼との接合は可能であると
されている。しかし，詳細は不明である。 （論文）
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企業における先端的な技術開発と「もの
づくりの実際」を学習するプログラム「企
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岩部洋育＊ ・田邊裕治・岡 徹雄・佐藤 孝
石井 望・伊東 章＊＊・西村伸也・大川秀雄
仙石正和・丸山武男・金丸邦康＊＊＊
石井雅博＊＊＊＊
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年度まで，長崎大学および富山大学
ンケート結果より，学生の高い評価が得られたこと
および感想より，目的とした５項目の多くを満足し
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長崎大学
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富山大学
（論説）
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粒状材料の含水率による音響特性変化に
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日本機械学会論文集 Ｃ編 7
金型等の三次元輪郭形状をさらに高速・高精度に
連続した気孔を持つ多孔質体には，湿式フィルタ
加工することを目的として，近年楕円エンドミルが
のように水などの流体を用い多孔質材料を湿らせた
開発された。しかし，切れ刃形状が複雑であり，切
状態で使用するもの，接着剤を用い粒状材料を固め
削機構を解明するために３Ｄ-ＣＡＤの活用を試み
たものがある。このように，多孔質材料を湿らせた
た。工具，切れ刃および工作物をモデリングすると
ものは，含水率および多孔質材料の厚さにより吸音
ともに，切削面積を精度良く求めた。また，評価値
特性が変化する。そのため，目的とする周波数を吸
を定義して切削トルクの簡易的推定が可能であるこ
音するには，その特性を知り，条件を最適に制御す
とを示した。さらに，傾斜面加工における理論粗さ
る必要がある。本研究では，粒状材料（中実ガラス
を解析し，実験値とほぼ一致することを明らかにし
ビーズ）を層状とし，各条件における体積含水率お
た。なお，傾斜角に対応したピックフィード制御に
よび厚さにおける音響特性の変化について垂直入射
よって，最大高さを一定にする方法ならびに切削特
性に及ぼす影響についても検討を行った。
（国際会議）
自然科学研究科
＊
吸音率の測定を行った。また，Bi
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つである迷路度（To
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れにより，粒状体表面が濡れて空隙が狭まった場合
の吸音率および迷路度の変化が明らかになった。
（論文）
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新潟大学大学院生
＊
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鶴岡高専
＊＊
― 6
4―
バイオマスの細管等を応用した吸音材料
に関する研究（稲藁・籾殻およびそば殻
の測定結果）
面ブレにともなう小型軸流ファンの音質
変化
坂本秀一・高内悠揮 ・柳本憲作
渡部誠二＊＊
日本機械学会論文集 Ｃ編 7
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柳本憲作＊・渡部誠二＊・高橋政行＊＊・坂本秀一
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本報告は，回転翼の面ブレ変化に対する音質評価
の各メトリクスへの影響を明らかにした。
その結果，
連続気孔を持つ多孔質体は吸音材として有用であ
る。また，バイオマス材料の再利用は炭素の固定に
面ブレにともなうファンの回転次数音および翼通過
周波数音が，シャープネス・変動強度・調音性・TNR
繋がり，後に焼却処理されてもカーボンニュートラ
値へ及ぼす影響が明らかになった。さらに，騒音の
ルである。本研究では，バイオマスを応用した多孔
適応フィードバック制御を応用した適応信号処理手
質吸音材料として，稲藁・籾殻およびそば殻につい
法により，面ブレに対する音響診断の可能性を検討
て扱った。稲藁については，その幾何学を制御しや
した。その結果ファンの面ブレ変化に伴い，適応信
すく簡単な構造の細管で再現し，複合構造の細管の
号処理後の出力信号は翼通過周波数信号が特に強調
吸音効果について検証を行なった。実験においては，
され，逆に回転信号音は弱められることが明らかに
２マイクロホンインピーダンスチューブを用いて，
なった。
鶴岡高専
各種厚さおよび，背後空気層を有する場合について，
垂直入射吸音率を調べた。また，特定の測定結果か
ら求めた音響定数より，背後空気層がある場合など
の条件における吸音率を求め，実験値と比較した。
これらの材料において未測定の条件の吸音特性を推
定可能であることを示した。稲藁・籾殻およびそば
殻は，有用な吸音特性を持つ事が判った。
（論文）
＊
＊＊
新潟大学大学院生
鶴岡高専
（論文）
＊
オリエンタルモーター㈱
＊＊
レーザ照射による傾斜組成を持つSKD1
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田村武夫・齋藤操希
電気加工学会誌，4
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冷間ダイス鋼 SKD1
1にレーザビームを照射し，
照射面における組織や結晶粒の大きさを制御するこ
とで，同じ材料内に高硬度とじん性を合わせもつ傾
斜機能材料の創製を試みた。その結果，レーザ照射
と時効処理とを適正に組み合わせることで，表面の
ビッカース硬さ HV8
3
0から母材の HV6
8
0まで，
ほぼ直線的に硬度が低下する傾斜機能材料を創製す
ることができた。
― 6
5―
（論文）
（電気電子工学科）
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弱い相対論的エネルギー領域における冷陰極動作
特性について報告した。円筒や円錐などカソードの
形状とカソード材質およびカソード表面の粗さと電
子ビームの均一性の関係を明らかにしている。ディ
スク型の新しいカソードを用いることにより，弱い
相対論的エネルギー領域において電流密度の高い均
一な円環状電子ビームの発生が可能なことを実証し
た。
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同軸円筒遅波導波管の分散特性および遅波不安定
性について調べた。内導体あるいは外導体の管壁を
波形として遅波構造とする。波形のパラメータは
オーバーサイズではない X バンドに使用されるも
のを用いた。内外導体上の周期的波形の位相差と分
散特性との関係を明らかにした。円環状電子ビーム
の３次元擾乱による遅波サイクロトロン不安定性な
らびにチェレンコフ不安定性について数値計算によ
り調べた。
（国際会議）
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矩形コルゲート遅波導波管中の遅波不安定性を数
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値解析により調べた。矩形外側には空間的周期性に
波形に加工した内外導体を有する同軸遅波導波管
よる空間高調波が存在し，電子ビームと電磁波の相
を用いた弱い相対論的領域の後進波発振器動作の報
互作用が起きる領域である。また，矩形内側では定
告である。周波数を上げるため大口径の同軸構造と
在波の空間高調波が存在する。これら高調波および
している。中空の遅波導波管の場合と同様に，チェ
電子ビームの３次元的擾乱を取り入れた解析モデル
を開発し，X バンドの周波数帯において相対論的エ
レンコフ相互作用による発振にはスタート電圧が存
ネルギーの電子ビームによる遅波不安定性を調べ
波が存在する。ビーム径を変えることで，２つの表
た。
面波動作が制御できることを示した。内外波形の位
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（論文）
在する。内外導体の波形遅波構造による２つの表面
相差が発振特性へおよぼす影響はほとんど確認でき
なかった。
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（国際会議）
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符号化対象ビットの近傍画素の復号期待値を計算
し，これの大小から符号化コンテクストを形成する
非可逆圧縮からロスレス圧縮まで段階的に圧縮可
ことによる段階的ビットプレン画像符号化方式を提
能な高機能画像圧縮符号化方式を単純なビットプレ
案した。通常1
2
ビット程度のコンテクストを生成す
ン符号化で実現した。代表的機能には選択的タイル
る。既存のコンテクストモデリングでは６ビット程
分割，段階的伝送，任意形状関心領域伝送，ビット
度に制限するが，これはビットプレン上のビットパ
深度可変制御性などである。また，受信復号品質を
タンの空間相関が弱いこと，もしくはコンテクスト
符号化に先立って推定することが可能である。また，
総数の指数関数的上昇にともない十分な統計情報が
既存の国際標準方式では画像のカテゴリーに応じて
得られなくなることが理由であった。本方式では
符号化方式を選択し，したがって異なるフォーマッ
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トで記録伝送されるが，本方式によれば８ビット濃
クストモデリングを考案し，既存方式では解決困難
淡画像，2
4
ビットカラー画像，８ビットハイカラー
な問題を解消した。
画像，図面等のドキュメント画像，ハーフトン画像，
その他のバイレベル画像のすべてを同一の方式で圧
縮符号化することを可能とした。符号化性能は，そ
れぞれの画像で最良の方式であるところの J
PEG-
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G2と同等以上である。
（国際会議）
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全階調のそれぞれに対する理想的青色雑音スペク
トラムを最良近似する誤差拡散フィルタを最適化設
計し，これによるディジタルハーフトーニング手法
を提案した。近似青色雑音スペクトラムが階調周波
数でピークを有すること，それ以下の低周波数帯域
で減衰すること，スペクトラムが円環対称性を有す
ることを規準として最小２乗誤差規範で探索した。
その結果，オストロモーコフによる誤差拡散ハーフ
トーニングを凌ぐ視覚特性が得られた。（国際会議）
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周辺画素の復号期待値から符号化対象ビットのコ
ンテクストを形成するビットモデリングを提案し，
これと２値適応算術符号化の組み合わせによる高品
質画像のための高性能高機能画像符号化方式を考案
した。高品質画像とは，将来の高階調画像，多原色
カラー画像を想定している。
（国際会議）
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環境保護のために導入された無鉛はんだでは高融
点化と光沢劣化が問題となり，はんだ付け自体の信
頼性が低下すると同時に，加熱による回路基板のゆ
がみ等が発生し，電子製品の信頼性確保に重大な支
障となった。このため，外観検査工程が複雑化し，
省力化が困難となっている。本研究では無鉛はんだ
づけの欠陥検出を自動化する欠陥認識画像解析シス
テムにおける有効特徴量の定義について検討した。
特徴量総数を増加すれば欠陥記述能力が向上するも
のの，その組み合わせが指数関数的に増大し，いわ
ゆる「次元の呪い」に落ち込むことが知られている
が，本報告では高次元有効特徴ベクトルを適切に定
義することにより，正常，過剰，不足，つらら，孔
の５種類の欠陥を9
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％程度の精度で検出できること
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点余の製作標本について実験的に確認した。
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口腔境界悪性腫瘍の病理診断支援を目的として組
織病理画像の解析手法を提案した。病巣過程の抽出
とその形状認識，ならびに基底細胞配列における細
胞計数を行った。とくに距離変換を適用し，細胞や
小物体の重なりを弁別し，高精度な細胞分離を行っ
た。その結果，診断困難な d
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uを定量的特長づけの可能性に道を拓くこと
ができた。
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（国際会議）
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（国際会議）
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口腔悪性腫瘍は中央アジア・西アジア・アフリカ
圏における腫瘍による最高の死因である。本研究で
は WHO の診断基準見直しを念頭において，病理境
界類別を目的とする病理画像解析手法を提案した。
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全階調のそれぞれに対する理想的青色雑音スペク
病巣過程を色彩変換，広角縁素摘出，形態学的処理，
トラムを最良近似する誤差拡散フィルタを最適化設
連鎖符号化によって抽出した。つぎに，悪性腫瘍細
計し，これによるバイレベルハーフトーニング手法
胞の発生と細胞分裂のメカニズムを考慮した点検モ
を提案した。近似青色雑音スペクトラムが階調周波
デルとして病巣対解析と称する手法を提案した。病
数でピークを有すること，それ以下の低周波数帯域
巣を単体として診断することが困難な場合でも対と
で単調減衰すること，スペクトラムが円環対称性を
して解析しその形状類似度を定義することによっ
有することを規準として最小２乗誤差規範で探索し
て，病理専門医の診断感覚に近い病巣部位の特定が
た。その結果，明部と暗部における条紋効果が抑制
可能であることを確認し，診断困難な上皮形成異常
され，従前の３係数誤差拡散ハーフトーニングを凌
と非侵襲的上皮性悪性腫瘍を区別できる可能性を指
ぐ視覚特性が得られることを実験的に確認した。
摘した。
＊
（国際会議）
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正弦波状に光位相あるいは光波長を時間的に変調
することによって，従来にない新しい特性を有する
高機能のレーザ干渉法を実現できる。この干渉法を
用いた計測として，機械的振動の影響を受けない表
面形状計測，光波長以上の大きな形状変化をもつ鏡
面および粗面の形状計測，薄膜の表面および裏面の
同時計測について解説した。
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（論文）
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任 意 の パ ル ス 波 形 を 用 い た DSCDMA の 仲 上
フェージング通信路における誤り率特性の解析を
動圧流体軸受の内面形状を高精度かつ短時間で測
定する測定装置が必要とされている。そこで，本論
文では斜め入射レーザ干渉計を用いる方法で内面形
状測定を行った。線状の平行レーザ光を円筒内面に
行った。多元接続干渉を評価する簡易なモデルと特
性関数を用いた精密な理論式を開発した。同様に精
密な理論式の表現に用いられる改良ガウス近似より
も用意に誤り率特性の評価が可能になった。
（レター）
入射し特定方向の反射光だけを取り出すことによっ
＊
（独）
情報通信研究機構
て，反射光の位相分布が内面形状に比例するように
した。また，６μm程度の深さを持つ形状を測定す
るために異なる２つの波長を用いた。 （国際会議）
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広い光スペクトル帯域を持つ白色光源であるハロ
ゲンランプと音響光学波長可変フィルターを用い，
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m程度の大きな波長走査幅を有する正弦波状波
長走査干渉計を構築した。この干渉計で検出した干
渉信号に対して信号推定処理法を用いることによっ
て，従来は困難であった厚さ5
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m程度の薄膜の表
面と裏面の形状を測定することができた。
（国際会議・招待講演）
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直接スペクトル拡散とマルチバンド変調を組合せ
たハイブリッドウルトラワイドバンド（UWB）通信
方式を提案した。マルチパス通信路と狭帯域干渉を
想定した場合の多元接続時の誤り率特性の理論式を
示した。またマルチバンド UWB において特定のバ
ンドのパルスの出力を抑えることで，狭帯域干渉の
影響を抑える手法について検討し，その有効性を示
した。
＊
（独）
情報通信研究機構
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（論文）
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本論文では，周波数選択性仲上フェージング通信
路における最大比合成ダイバーシチ受信の誤り率の
理論式を導出した。符号間干渉，隣接チャネル及び
他局からの干渉を考慮している。これまでは近似式
やシミュレーションにより求められていたが，特性
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パルス型直接拡散 UWB（DSUWB），およびハイ
ブリッド直接拡散／時間ホッピング UWB（DS/
TH-
UWB）伝送におけるシンボル間／フレーム間干渉の
解析を行った。周波数選択性仲上フェージング通信
関数法を用いて正確な理論式を導出した。数値計算
路を想定した。異なるパルス繰り返し速度及びマル
による評価の結果，少ないマルチパスでフェージン
チパスフェージングの遅延プロファイルにおける
グの影響が小さい場合，高い SN 比において近似解
よりもはるかに正確な誤り率特性が得られることを
示した。
（論文）
DSUWB と DS/
THUWB の性能を評価し，DS/
TH-
UWB の方が遅延プロファイルの違いによる影響を
受けにくいことを見出した。
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周波数選択性仲上フェージング通信路における最
大比合成ダイバーシチ受信の誤り率の理論式を導出
した。符号間干渉，隣接チャネル及び他局からの干
渉を考慮し，特性関数法を用いて正確な理論式を導
出した。特性評価の結果，マルチパスフェージング
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DSCDMA システムの仲上フェージング通信路
における最大比合成受信を考慮した誤り率の理論式
を導出した。符号間干渉と他局間干渉を特性関数を
用いてモデル化した。従来の近似による方法に比べ
て正確でありながら，簡易かつ少ない計算量で性能
評価が可能である。
の影響が少ない場合，高い SN 比において近似解よ
りもはるかに正確な誤り率特性が得られることを示
した。
（国際会議）
＊
（独）
情報通信研究機構
＊
（独）
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（国際会議）
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直接拡散型ウルトラワイドバンド（UWB）伝送に
おける簡易なノンコヒーレント Ra
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案した。 Ma
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y符号シフトキーイングを前提とし
て，受信側における整合フィルタ出力の同相／直交
成分のうち，大きい方を選択することにより，性能
の改善とシステムの簡略化をねらったものである。
マルチパス通信路を想定した計算機シミュレーショ
ンにより性能評価を行い，提案技術の有効性を示し
た。
（国際会議）
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ヘルツ帯干渉計型重
力波天文台は，ブラックホールなどの宇宙規模の現
象を重力波の検出を通して観測する手段である。こ
の DECI
GO では周波数が安定化されたレーザを光
源としたレーザ干渉計が用いられる。本論文では，
この周波数が安定化されたレーザ光源を半導体レー
ザで実現するための３つの周波数安定化法について
検討を加えて，飽和吸収分光法と呼ばれる精密な周
1
2
の安定
波数基準信号を得る方法を用いて，1
.
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度が実現できたことを報告している。
京都大学
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精密に周波数安定化された半導体レーザは，白色
雑音を除く雑音を抑制して物理乱数を生成する。し
かしながら，この白色雑音は，Ｒｂセルを用いて周
波数安定化がなされた２つのレーザの干渉により取
り出され，物理乱数に変換することが可能である。
本論文では，生成された物理乱数が乱数の評価に良
く用いられている NI
ST の FI
PS_1
4
0
2で乱数と
して認められるレベルのものであったことを報告し
ている。
＊
国立天文台
＊＊
（論文）
京都大学
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2―
（論文）
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対速度変化を精密に測定することで，重力場変動を
本論文では，過去1
5
年間のドイツ・マグデブルグ
測定できる。本研究ではその測定をレーザ干渉計で
大学の工学系学部との交流を通じてドイツと日本の
行なうための光源の開発について述べている。半導
大学における工学教育の相違について述べている。
体レーザは，レーザ干渉計の光源として使用するに
ドイツと日本の大学における工学教育の相違は，特
はその周波数安定度に問題がある。そこで，ファブ
に目標の設定において大きく，日本の大学がスペ
リ・ペローエタロンや Rb原子の吸収線を用いて，
半導体レーザの注入電流に直接変調を加える方式が
シャリストの養成を目標としているのに対し，ドイ
良く用いられている。本論文では，Rb原子の吸収
ツの大学ではジェネラリストの養成を目指してい
線の磁気光学効果を用いた間接変調方式による半導
取り除くことにより可能な新たな工学教育の目標設
体レーザの周波数安定化を行っている。間接変調方
定の必要性について論じている。
る。そこでここでは，双方の利点を取り入れ欠点を
式は通常の直接変調方式とは異なり，安定化する対
象である発振周波数を変調し発振幅を広げることが
ないため，広い応用範囲が期待できる。（国際会議）
＊
国立天文台
（国際会議）
ドイツ・マグデブルグ大学
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た半導体レーザを光源として用い，回折格子とス
リットで構成した折り返し型の光学系で所望のスペ
クトルを切り出すことのできる光学系を構築した。
これにより，スペクトルの本数すなわちコヒーレン
スが制御可能であることを示すとともに，その特性
を明らかにした。
― 7
3―
（国際会議）
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適応制御を用い，位相シフト半導体レーザ干渉計
同軸型半導体レーザ干渉計を構成し，実時間での
高精度な変位計測を実現した。半導体レーザ内部で
発生するセルフミキシング効果を１/
４波長板を用
いて抑制できることを実証するとともに，実時間変
位計測に関する実験を行い，分解能１n
m程度の計測
が行えることを示した。
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（国際会議）
に外乱除去のためのフィードバックループを設ける
ことにより，外乱を大幅に低減する手法を提案した。
通常，位相シフト法は，位相を0
,π/
2
,π,3
π/
2
と
４段階にシフトさせ，画像処理を行うが，このとき
フィードバック制御を行うと正帰還となる場合が生
じ，制御系が不安定になるという問題があった。本
論文では，干渉信号の位相を反転する信号処理を施
すことにより，この問題を回避する手法を提案し，
実験によってその有効性を確認した。
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従来型のミラーを回転させる光外部共振器型波長
走査光源は，ミラー回転機構のヒステリシスや応答
速度に問題があった。これに対し，超音波偏向器を
用いてミラーを静止させた状態で波長走査を行う波
長走査光源を構築した。波長走査した光を用い，干
渉信号の観測を行った結果，連続的で高速な波長走
査が実現できていることを確認した。
（国際会議・招待講演）
（論文）
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H を調整することにより金微粒子の２次元的な
制御が可能となり，また，金微粒子の密度の変化に
伴う局在表面プラズモンの影響による複素誘電率の
変化を表面プラズモン共鳴分光法，原子間力顕微鏡
により詳細に評価を行った。
東工大
＊
― 7
4―
（論文）
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水晶振動子微量天秤（QCM）上に局所表面プラズ
モン
（LSP）励起できる金微粒子薄膜を形成し，QCM・
LSPによる同時センシングを試みた。これにより，
本素子で有機薄膜の堆積を複合的にその場評価でき
ることが明らかとなった。またガスセンシングも
行ったところ，QCM と LSP変化量の関係はガス種
に依存しており，これを用いてガスの識別も可能で
あることが示唆された。
（論文）
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銅フタロシアニン（Cu
Pc
）薄膜トランジスタにお
いて，酸化バナジウム（V2O5）層を挿入することに
よりオン電流が増大する様子を観測した。さらに，
挿入位置により動作時のゲート電圧極性やオンオフ
比が変わることが明らかとなり，Cu
Pcと V2O5 の電
荷移動錯体がこの現象に寄与していると考えられ
た。
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）
Al
qおよび TPD を用いた有機電界発光素子を作
製し，電気伝導の温度依存性を調べた。これより，
室温付近では空間電荷制限電流，低温領域ではシ
ョットキー電流が支配的であることがわかった。
Al
q
，TPD 単層素子についても同様に検討を行った。
（レター）
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水晶振動子微量天秤（QCM）上にポリマー導波路
を形成し，QCM と光導波路分光（OWGS）法の複
合測定素子を作製した。塩化コバルト層を導波路上
に堆積し，QCM 周波数と導波光の湿度依存性を調
べた。本素子は種々のガスセンシングに利用できる
他，
薄膜堆積プロセスの評価にも有用と考えられた。
（論文）
（論文）
日立化成工業
＊
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5―
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−ヘキシルチオフェン）
（P3
HT）の電気化
学−表面プラズモン（SP）共鳴特性と SP放射光特
性を調べた。ドーピング・脱ドーピングによる P3
HT
薄膜の誘電率変化などによる SP共鳴特性の可逆
的な変化と P3
HT 薄膜の発光強度の変化による SP
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電気化学堆積法によりパラジウム微粒子をカーボ
ンナノチューブ上に堆積を試みた。また，パラジウ
ム微粒子-カーボンナノチューブからなる光検出型
水素センサーへの応用の検討も行った。
放射光強度の可逆的な変化が観測された。 （論文）
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有機半導体とカーボンナノチューブの分散体をデ
ィップペンナノリソグラフィ法，マイクロコンタク
トプリンティング法，ファウンテンペンナノリソグ
ラフィ法により平面基板上に移しとることにより初
めてマイクロ／ナノパターニングを試みた。（論文）
＊
産総研
（国際会議）
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単一の導波路コア上に，異なる波長で表面プラズ
モン（SP）を励起するように金属／誘電体薄膜を複
数形成し，マルチチャネル SPセンサを構築した。
出射光スペクトルを測定したところ，各チャネルに
おいて用いた誘電体材料に依存したガス応答特性を
示した。
日立化成工業
＊
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（国際会議）
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CDR のグレーティングを利用して比較的格子間
隔の広いグレーティング上で白色光り照射グレーテ
ィングカップリング表面プラズモン共鳴特性の検討
を行い，有機薄膜からの増強された蛍光の検出も
行った。
（国際会議）
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機能性導電性高分子薄膜を電界重合法により作製
し，媒体としてバイオセンサーに用いるための基礎
物性の評価を行った。また，免疫センサーへの応用
を行い，導電性高分子を電気化学的に制御しながら
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G の検出を行うことで検出感度の向上に成
功した。
（国際会議）
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エレクトロスピニング法により非共役系ポリカル
バゾールファイバーを作製した後，電化移住合法に
より共役系導電性ファイバーに変換をおこなった。
また，その後ドーピング−脱ドーピングや，金微粒
子複合ファイバーを作製することによりによりファ
イバーの色の制御を行った。
（国際会議）
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異なる波長で表面プラズモン（SP）を励起する複
数の金属／誘電体薄膜構造を単一の導波路コア上に
形成し，マルチチャネル SPセンサを構築した。湿
度吸着における誘電体薄膜の膜厚依存性を観測し，
応答時間および感度について検討した。（国際会議）
日立化成工業
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に，電圧印加時の表面近傍とバルクでの液晶分子の
独特なエレクトロクロミズムを持つ鉄錯体高分子
配向変化の時間特性を，表面プラズモン共鳴法と導
を合成し，交互吸着法により超薄膜化を試み，その
波モードにより同時に評価を行った。 （国際会議）
電気化学・光学特性の評価を行った。 （国際会議）
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電荷発生層としての機能が期待される V2O5 層を
挿入したポリ−３ヘキシルチオフェン（P3
HT）薄膜
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トランジスタを作製した。V2O5 膜厚１n
m
ンジスタ特性の向上が見られたが，V2O5 膜厚５n
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高分子溶液を保持したテフロン細管中に銅ワイ
では電界効果が無く非常に低抵抗の素子となった。
ヤー電極を挿入することで，高分子の電界紡糸を試
考えられた。
高分子ファイバーを低電圧で形成できることがわ
これより，P3
HT と V2O5 は強い相互作用を示すと
（国際会議）
みた。この電極構造を用いることで，直径の小さい
かった。これは，従来の電極構造に比べて高分子溶
液表面に電界がかかりやすくなったことが原因と考
えられた。
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（国際会議）
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液晶ディスプレイの残像現象を解明するために，
電圧印加時の表面近傍とバルクでの液晶分子の配向
変化の時間特性を，表面プラズモン共鳴法と導波
モードにより同時に評価を行い，残留イオンによる
残像現象の影響の検討を行った。
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CDRのグレーティングを利用して比較的格子間
隔の広いグレーティング上で白色光照射グレーティ
ングカップリング表面プラズモン共鳴特性の検討を
行いドーパミン検出のためのバイオセンサーへの応
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グレーティングカップリング表面プラズモン（Ｓ
Ｐ）励起とＳＰ共鳴特性について詳細に検討した。
また，グレーティングカップリングＳＰ励起の有機
デバイスへの応用についても述べた。 （国際会議）
（国際会議）
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真空トリガギャップ（TVG）を用いた繰り返し高
電圧大電流パルスの形成技術について報告した。真
空トリガギャップは印加電圧極性により始動特性が
異なる極性効果があるが，両主電極にトリガ電極を
付けたダブル TVG にすることで極性効果をなく
し，２つのコンデンサとコイルからなる振動回路の
スイッチとして使用することで繰り返しパルスを得
る。電流波高値約1
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，パルス間
隔約１秒を得た。
（国際会議）
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現在，エアコンは代替フロンを冷媒として使用し
本論文は，先に本研究室で提案した多次元直線位
ている。しかし，代替フロンは地球温暖化ガスであ
相パラユニタリフィルタンクのラティス構成を利用
るため，近い将来使用できなくなる。エアコンのノ
し，二次元直交対称ウェーブレット変換の新たな設
ンフロン技術として新しい冷媒が必要となる。我々
計法を提案している。二次バニッシングモーメント
は，環境負荷の少ない冷媒として水に着目する。
制約の導出過程を示し，同制約を用いた最適化によ
本研究は，学生が企業技術者の指導を受け，新し
る設計例を示している。標準的な画像に対する符号
い装置を開発する過程を学ぶ教育プログラムの一環
化実験を通して提案する設計手法の有効性を確認し
として取り組まれる。製作された水冷房システムに
ている。
（論文）
より空冷効果が得られ，性能が評価された。室温約
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℃ の 冷 風 が 得 ら れ た。COP
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空ポンプ（エンジン真空ポンプ）で排気速度
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最終的に，エンジン真空ポンプと冷房システムを組
み合わせたときの実験を行い，能力特性が示された。
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本論文では，スケーラブル映像符号化のための新
たな動き補償時空間フィルタ（MCSTF）を提案して
いる。提案するフィルタは既存の動き補償時間フィ
ルタ（MCTF）に代わる技術で，非分離サブサンプ
リングを導入する点が異なる。提案法はインタレー
ス映像に対応する他，更新リフティングステップを
除いた簡便な 1
/
3変換構成において，既存法で生じ
るフレーム毎の PSNR の揺らぎを高い平均 PSNR
を維持しつつ抑圧している。非分離サブサンプリン
グ格子として時空間 Qu
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x格子と FCO 格子の
二つの場合について検討し，符号化実験により本提
案手法の有効性を確認している。
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（論文）
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本論文では，混合ガウス分布に基づくパターン分
類の高速判別アルゴリズムを提案し，判別性能の評
価と組込み実装による評価検証を行っている。統計
的パターン分類では，必ずしも高精度な確率計算は
必要とされない。確率分布モデルとして混合ガウス
分布を採用した場合，指数関数演算が必要となるが，
本研究では，パターン分類問題の特徴を利用し，指
数関数演算を簡便な区間計算に帰着させている。結
果として，指数関数演算を定数乗算，ビットシフト
演算，加減算で実現し判別を高速化している。さら
に，計算精度を高めるための洗練化処理も提案して
いる。提案法を用いた色判別器を FPGA と DSPへ
実装し，その評価をとおして本提案法の有効性を確
認している。
（論文）
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本論文では，混合ガウス分布に基づくパターン分
類の高速判別アルゴリズムを提案し，判別性能の評
価と処理速度の見積りを行っている。統計的パター
ン分類では，必ずしも高精度な確率計算は必要とさ
れない。確率分布モデルとして混合ガウス分布を採
用した場合，指数関数演算が必要となるが，本研究
では，パターン分類問題の特徴を利用し，指数関数
演算を簡便な区間計算に帰着させている。結果とし
て，指数関数演算を定数乗算，ビットシフト演算，
加減算で実現し判別を高速化している。さらに，計
算精度を高めるための洗練化処理も提案している。
提案法を用いた肌色判別のシミュレーションによ
り，判別性能の評価を行い，処理速度の見積もりを
とおして本提案法の有効性を確認している。
（国際会議）
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本論文では，先に本研究室で提案した混合ガウス
分布に基づく判別器の区間計算アルゴリズムを修正
し，洗練化処理部の高速化を行っている。提案する
洗練化処理では，事前計算とルックアップテーブル
を活用し，処理中の乗算を省くことで小面積化と高
速化を実現している。提案手法を FPGA に実装し，
実験を行うことで回路面積の削減と高速化の効果を
確認している。
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構成において，指向性を有するフィルタ設計手法を
光パルスシンセサイザーと高非線形分散シフトフ
示すと共に，そのブロック実現法について提案して
ァイバを用いた新しいスーパーコンティニウム
いる。提案するブロック実現法は，全体の直交性に
影響を与えることなく局所的に基底を変えられるた
め，結果としてサイズ制限のための新たな境界処理
法が与えられる。また，既存の画像符号化方式で採
（SC）光生成手法を提案した。光パルスシンセサイ
ザーは種パルスを再生成し広帯域 SC 光生成に最
適化することができる。生成されたパルスを高非線
形ファイバに伝搬させることで繰り返し周波数2
5
用される二次元ブロック離散コサイン変換（DCT）
GHzと1
2
.
5GHzの広帯域コムを生成することが
るテクスチャ画像の符号化実験により本提案手法の
を調べた。更に，生成された SC 光源を用いてマイ
との互換性が容易に実現可能となる。指向性を有す
有効性を確認している。
（国際会議）
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できた。我々は種パルスの形状，ピークパワー，繰
り返し周波数が SC 光のスペクトルに及ぼす影響
ケルソン干渉計による干渉計測を行い，干渉ピーク
幅を測定した。干渉ピークはガウス型パルスのピー
クパワーが7
.
9Wのとき3
5
.
5
μmまで向上した。ま
た，数値シミュレーション結果は実験結果にほぼ一
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型パルスの SC 生
致した。ガウス型パルスと s
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成へ及ぼす影響の違いについてもシミュレーション
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本論文では，二次元非分離直線位相直交パラユニ
タリフィルタバンクの新たな設計法を提案してい
る。先に本研究室で提案した２×２分割構成に対す
る二次バニッシングモーメント制約の議論をより一
般的な偶数×偶数分割構成へ拡張している。導出し
た制約はラティス構成のパラメータ行列に対して直
接適用できるため，直線位相特性と直交性が構造的
に保証される。本提手法により設計パラメータの削
減と滑らかな低域通過フィルタの実現が可能とな
る。いくつか設計例を示すことで，導出した制約の
有効性を確認している。
（国際会議）
― 8
2―
東京農工大学工学部電気電子工学科
＊
（論文）
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広帯域周波数コム光源を用いた干渉法を提案し形
状計測を行った。位相変調器によって生成した３
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mの狭帯域のコム光を AWG で構成されたパルス
シンセサイザーによって数ピコ秒のパルスに成形
し，高非線形ファイバによる自己位相変調効果に
よって8
0n
mに広帯域化した。このコム光源の周波
数間隔を掃引し，３次元表面形状計測を行った。干
渉 ピ ー ク 幅 は4
4μmで あ っ た。測 定 速 度 は3
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であった。数1
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0MHz
に渡って自由に掃引可
能なコムの発生が実現でき，干渉計測への応用が可
能であることが示された。
＊
（国際会議）
東京農工大学工学部電気電子工学科
― 8
3―
（情報工学科）
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の移動により頻繁に周囲の状況が変化する。複数イ
ンタフェース・複数チャネルによる通信性能の向上
が VANET でも期待できるものの，頻繁な周囲の状
況変化に適応できなければならない。本論文では
VANET のための複数インタフェース・複数チャネ
ルを利用するシステムとして，周辺ノードからの干
渉を考慮した動的チャネル選択 I
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ンタフェースを扱うことで周辺の状況変化に適応す
リックを導入することで，
スループット向上を図る。
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ADCSの性能を評価し，
チャネル数の増加以上にスループットを向上できる
ことを示す。
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に参加した全員に向
載レーダの観測結果と比較し，季節ごとの散乱特性
けて講演したもので，内容は人工衛星による地球観
の変動原因を検証した。水面と植生の幹による２回
測の偏波画像を示したものである。マイクロ波の散
散乱現象は植生の成長に伴い変化すること，そして
乱形態を画像の RGB 色として割り当て，視覚的に
分かりやすい画像として提示した。
枯れるにしたがって減少することが解析と実験に
よって確かめられた。
（国際会議 招待講演）
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（国際会議）
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円偏波相関係数や物理的な散乱モデルによって植
生の正確な分類方法について検討した結果を示し
た。物理的な散乱モデルによる手法で，展開モデル
中国西安で行われたアジア太平洋合成開口レーダ
会議にて， 日本の人工衛星 ALOSPALSAR によっ
て撮影された中国四川省の地震後の偏波データ画像
に一致するように測定された偏波行列を回転し，そ
を紹介した。土砂崩れ，冠水地域などが偏波画像に
の後に行列分解する方法を紹介した。 （国際会議）
よって識別できることを示した。
（国際会議）
イリノイ大学
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年１月
近年，アレーアンテナを用いた高分解能到来方向
インド工科大学にて行われた（インド国内の）リ
モートセンシングとその応用セミナーで，偏波情報
の利用とその応用と題して招待講演を行った。日本
の人工衛星 ALOSPALSAR によって撮影されたイ
ンド各地の偏波データ画像を紹介した。（招待講演）
推定手法である MUSI
C 法などの応用が注目され，
多数の分野において用いられている。しかし，実際
の環境では，素子間相互結合やアレー素子の位置誤
差などが生じるため，高分解能な手法の到来方向推
定性能は著しく劣化する。そのため，高分解能な推
定を実現するには，誤差要因の影響を取り除くため
の校正を施す必要がある。本論文では，仮想アレー
の概念を用いた校正法を提案する。本手法は，実際
のアレーアンテナに，本来存在しない素子を仮定し
て仮想的にアレー素子数を増加している点に特徴が
ある。本論文では，シミュレーションによって提案
手法の有効性を検証している。
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（論文）
高分解能到来方向推定のためのアレー
キャリブレーション手法
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アダプティブアレーアンテナやディジタルビーム
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MO など近年の無線通信方式では，マルチパス
フォーマにおける指向性制御，アレーアンテナによ
伝搬特性を効率よく利用し，高い無線通信容量を実
る高分解能到来方向／端末位置推定など，近年，ア
現している。これらの方式を活用するには，送信側，
レーアンテナにおける様々な信号処理手法の実用化
受信側双方での電波伝搬特性の把握が不可欠であ
が精力的に進められている。ハードウェア面におい
ても，車載レーダや無線 LAN の MI
MO システム
など，アレーアンテナは我々の身近なものとなり，
今後，さらに幅広いアプリケーションへ展開される
ことが期待される。これはビーム／ヌルスティアリ
ング，および信号／雑音部分空間の概念を用いた信
号分離アルゴリズムの研究が進んだ成果と言える。
しかしながら，これらの信号処理アルゴリズムの多
くは，実際のアレーアンテナにおいて不可避な素子
間相互結合を無視しているばかりでなく，素子のば
らつきなどの製作に伴う誤差が考慮されていない。
高い分離能力も持つことは，すなわち，誤差に対し
ても敏感であることを意味する。手法本来の性能を
実現するには，誤差の補償，すなわち，キャリブレー
ションが不可欠である。この論文では，様々なキャ
リブレーション手法を概説し，筆者等による仮想ア
レーを用いたキャリブレーション手法の特徴を明ら
かにする。さらに残された課題と今後の展望を論じ
る。
（論文）
る。本稿では，SAGE 法を用いた送受信側での伝搬
特性の把握，特に送信側での電波出射方向，受信側
での到来方向，および伝搬遅延時間という３つの重
要なパラメータの分離推定を通して，SAGE 法にお
けるパラメータ推定精度，初期値設定方法などに関
して考察した。
（国際会議）
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アレーアンテナを用いた高分解能到来方向推定で
は，アレー校正が不可欠である。ダイポールのよう
なシングルモード素子を用いた場合であっても，完
全なシングルモード素子ではないため校正パラメー
タの角度依存性が存在する。ここでは，特に仰角方
向の角度依存性に着目し，仮想アレーの概念を用い
た校正行列の仰角依存性の校正方法に関して考察
し，実験により，提案手法の有効性を実証した。
（国際会議）
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口レーダ画像）データ解析手法として用いられてい
る散乱モデル分解手法を Po
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るには，伝搬チャネル行列の推定が不可欠である。
リックインターフェロメトリ合成開口レーダ）画像
ニングシンボルを伝送するなどの方法が用いられ，
解析へと拡張するコンセプトを提案している。特に
体積散乱成分の推定に着目し，ESPRI
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そのためスループットにおいいてはオーバーヘッド
SAR 解析に導入することにより，導出される複素固
ばれる信号処理手法が注目されている，この手法で
有値の大きさから，従来法では不可能であった領域
は，入力信号における独立な成分を既知信号
（トレー
に応じた体積散乱成分の散乱行列の推定が可能とな
ニングシンボル）無しで分離できるという特徴があ
この報告では，POLSAR（ポーラリメトリ合成開
ることを明らかにした。
＊
（国際会議）
教育学部
MI
MO 伝送において，高い無線通信容量を実現す
通常，伝搬チャネル行列の推定には，既知のトレー
が生じる。一方，近年，I
CA（独立成分分析）と呼
る。本稿では，
MI
MO 伝送において I
CA によるチャ
ネル分離を適用し，トレーニングシンボル無しのブ
ラインド伝送が可能となることを明らかにした。
（国際会議）
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無線端末の位置推定法の一つとして位置指紋法が
アレーアンテナを用いた高分解能電波到来方向推
ある。この手法はマルチパス環境下におけるアレー
定を実現するためのアレー校正法の一つとして，仮
の受信データ自体を特徴量とした位置推定法であ
想アレーを用いた校正手法を提案している。この手
る。高精度な位置推定が可能となる半面，事前の実
法では，位置誤差などを仮想的な素子との結合とみ
測データベースが必要，データベース取得時との変
なして校正することにより，角度依存性のない校正
化に敏感など，実用化する上で克服すべき問題点が
行列を導くことを可能としている。本稿では，ダイ
多い。本稿では，主要素波の張る信号部分空間との
ポールアレーを用いた方位角推定の際の校正行列の
マッチングに着目し，レイトレーシングなどの伝搬
仰角依存性に着目し，アレーエレメント上に仮想点
シミュレータからデータベースを構築する手法を提
を設けることにより提案手法の拡張が可能であり，
案した。提案手法では，位置推定誤差はやや増加す
仰角依存性も良好に補正可能であることを確認し
るが，環境変化に対してロバスト性が高いなど，従
た。
来法に対して有利な点が多数存在することを示し
た。
（国際会議）
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マルチホップ無線ネットワークにおいて，送信元
端末から宛先端末への経路の選び方によって，通信
品質は異なる。ネットワーク設計のためには，通信
品質が最も高い経路（最適経路）の特徴づけが重要
である。このため，1
次元ランダムネットワークにお
いて，通信品質の評価指標として ETX（e
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元格子状ネットワークにおいて，リンクの ETX 関
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）干渉キャンセラを提案す
る。従来の MLD 干渉キャンセラでは，大きく２つ
の劣化要因が存在する。一つは，多値 QAM 変調方
式の使用に関し，希望波成分と干渉波成分とを識別
する際の，信号点重なりによって生じる判定誤りで
ある。提案する干渉キャンセラにおいては，受信ア
ンテナ切り替え技術によって信号点重なりの影響を
の最適経路の理論的な特定および最適経路の ETX
小さくし，補償特性を向上させている。二つめの劣
の厳密な理論解析を行った。これらの条件を満たし
レプリカ精度の劣化である。提案する干渉キャンセ
よく近似できることを，シミュレーション結果との
によって干渉波の位相回転を推定し，これを補償す
数がある３つの条件を満たしていると仮定した場合
ていないときも，導出した式は最適経路の ETX を
比較により示した。また，端末密度が高いとき，上
記の式により２次元ランダムネットワークにおける
最適経路の ETX をよく近似できることを示した。
（論文）
＊
化要因は，干渉波の位相回転によって生じる干渉波
ラにおいては，APC
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得ている。計算機シミュレーションの結果，提案す
る干渉キャンセラが従来の干渉キャンセラよりBER
特性を向上できることがわかった。
中央大学
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（論文）
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マルチホップ無線ネットワークにおいて，送信元
無線マルチホップネットワークは無線端末と無線
端末から宛先端末への経路の選び方によって，通信
リンクによって構成される。このネットワークにお
品質は異なる。ネットワーク設計のためには，通信
いて，送信元端末と宛先端末をつなぐ経路の候補と
品質が最も高い経路（最適経路）の特性を明らかに
して複数の経路が存在する場合がある。これらの経
することが重要である。このため，２次元正方形格
路はリンクの品質を表す指標を用いることにより評
子状ネットワークにおいて，通信品質の評価指標と
して ETX（e
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）を用いたと
価することができ，その結果，通信品質が最も高い
きの最適経路の理論的な特定が既に行われており，
最適経路の特性に着目し，最適経路およびその通信
端末密度が高いときこの結果を２次元ランダムネッ
品質の特徴づけを行うことの意味を考え，端末が規
トワークに適用できることが示されている。しかし，
この解析を行うために，リンク ETX 関数はある３
則的に並んでいるネットワークにおける最適経路の
つの条件を満たしているという仮定を用いている。
理論式に関する最近の結果を紹介した。また，端末
また，最適経路のホップ数については取りうる範囲
がランダムに分布しているネットワークにおける最
だけが示されており，１つの値には特定されていな
適経路の理論的な特徴づけに関する最近の結果を紹
い。本報告では，上記の３つの条件を排除し，２次
介した。最後に，今後の展開を含めた関連の問題に
元平行四辺形格子ネットワークにおける最適経路の
ついて述べた。
経路（最適経路）を選ぶことができる。本論文では，
理論的な特定および最適経路の通信品質を計算する
理論的な特定を行った。また，最適経路のホップ数
を理論的に１つの値に特定した。
＊
（国際会議）
中央大学
― 9
8―
中央大学
＊
（招待論文）
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マルチホップ無線ネットワークにおいて，送信元
端末から宛先端末への経路の選び方によって，通信
品質は異なる。ネットワーク設計のためには，通信
品質が最も高い経路（最適経路）の特性を明らかに
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移動マルチホップ無線ネットワークにおいて連結
性の解析は重要な問題であり，送信元端末 Sから宛
先端末 D へのメッセージ M の伝達時間の解析は
することが重要である。このため，１次元ネットワー
クにおいて，通信品質の指標として ETX（e
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連結性の解析と深く関係している。このため，１次
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）を用いたときの最適経路の特徴
元道路状ネットワークにおいて，２つの基本的な
づけが既に行われており，この場合の最適経路は互
間の理論解析が既に行われており，メッセージ伝達
いに近い長さのリンクにより構成されることが示さ
手法とメッセージ伝達時間との関係が考察されてい
れている。この解析において，リンクの ETX は距
メッセージ伝達手法における平均メッセージ伝達時
る。本論文では，１次元道路状ネットワークにおい
を用いている。しかし，MTM（me
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て，メッセージ伝達時間を最小にする手法を用いた
のように，距離に対して下に凸な単調増加関数では
案し，この手法の有効性を示した。また，２次元道
ないような指標も存在する。本論文では，通信品質
の指標として MTM を考え，最適経路の特徴づけに
路状ネットワークにおいて起こり得る要素として交
上記の結果を用いることはできないことを示し，新
られる。そこで本論文では，交差点におけるシャド
しい特徴づけの方法を提案した。
ウイングと端末の流入出を考慮したときの最小メッ
離に対して下に凸な単調増加関数であるという仮定
＊
中央大学
（論文）
ときの平均メッセージ伝達時間の理論解析手法を提
差点におけるシャドウイングと端末の流入出が考え
セージ伝達時間の理論解析を行い，計算結果より，
これらの要素が最小メッセージ伝達時間に与える影
響を考察した。
三菱電機
＊
中央大学
＊＊
― 9
9―
（論文）
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マルチホップ無線ネットワークにおいて，送信元
端末から宛先端末への経路の選び方によって，通信
品質は異なる。ネットワーク設計のためには，通信
品質が最も高い経路（最適経路）の特徴づけが重要
である。このため，１次元ランダムネットワークに
おいて，通信品質の評価指標として ETX（e
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）を用いたときの最適経路の理論
的な特徴づけおよび最適経路の ETX の理論近似解
析が既に行われている。また，２次元格子状ネット
ワークにおける最適経路の理論的な特定および最適
経路の ETX の厳密な理論解析も行われている。本
論文では，２次元ランダムネットワークにおける最
適経路の ETX の理論近似解析手法を提案した。こ
の手法は，上記の１次元ランダムネットワークにお
ける解析手法を２次元に拡張したものである。シ
ミュレーション結果との比較により，提案手法の有
効性を示した。
＊
（国際会議）
中央大学
―1
0
0―
（福祉人間工学科）
光導波型圧力センサにおける共振周波数
のダイヤフラムサイズ依存性
熱流体-化学平衡複合モデルによるハロ
ゲン電球タングステン輸送現象の検証
中島瑞季・新國広幸・大河正志・佐藤 孝
別所
電気学会論文誌 E,1
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巻,1
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号,p
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（2
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9
）
ガラス基板光導波型圧力センサにおけるダイヤフ
ラムの共振周波数について実験的考察を行った。セ
ンサは感圧部のダイヤフラムとその上を通る光導波
路からなる。本研究では，ダイヤフラム形状を正方
形とし，ダイヤフラム厚およびダイヤフラム辺長の
異なる６種類のセンサを作成して，周波数特性と共
振周波数を測定した。共振周波数の測定値は，ダイ
ヤフラム厚に比例し，ダイヤフラム辺長の２乗に反
比例して，理論と一致する結果が得られた。（論文）
誠・大河正志
照明学会誌,9
3
巻,1
1
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本研究では，熱流体－化学平衡複合モデルを利用
して，バルブ内のハロゲンサイクルに関するシミュ
レーションを行った。このシミュレーション結果と，
寿命試験による観察結果および従来の化学平衡計算
による解析結果との比較を行い，タングステンとハ
ロゲン化合物の輸送過程について考察した。タング
ステンの析出点に関して，従来の化学平衡計算より
も実際に近い結果が得られた。我々が提案した複合
シミュレーションは，ハロゲン電球の信頼性向上お
よび設計の適正化に有効な手段であることが分かっ
た。
ハロゲン電球におけるタングステン輸送
現象の解析のための熱流体-化学平衡複
合モデル
別所
（論文）
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ハロゲン電球の高効率化には，タングステン輸送
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）
現象，ハロゲンサイクルの理解と制御が不可欠であ
ハロゲンサイクルは，ハロゲン電球の高効率化お
る。本研究では，熱流体場の解析と化学平衡解析を
よび長寿命化において，
大きな役割を果たしている。
組み合わせた複合シミュレーションを新規に提案し
本研究では，電球点灯時のハロゲンサイクルのメカ
た。また，予備実験結果を基にシミュレーションの
初期条件を決定し，封入物質として，Kr
，N２，CH２Br
２
ニズムについて考察するため，熱流体解析と化学平
および不純物としてバルブ内に残存する微量の水と
提案し，開発した。また，通常の作成条件とは異な
酸素を初期封入物質として想定しシミュレーション
る電球を試作し，シミュレーション結果の妥当性を
を行った。その結果，フィラメントの点灯により
CH２Br
２が分解し，各種化合物を生成する様子と，そ
評価した。その結果，従来の化学平衡解析を基にし
の後対流や拡散によりバルブ内に輸送されながら定
ション結果の方が，実験結果とよく一致することが
常状態に至る過程を再現することできた。 （論文）
分かり，複合シミュレーションの有効性が明らかに
衡解析を組み合わせた複合シミュレーション手法を
たシミュレーション結果に比べて，複合シミュレー
なった。
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（国際会議）
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シリコン基板光導波型流量センサは，小孔付ダイ
ヤフラムとその上を通る光導波路からなる。流体が
小孔を通過すると，流速が変化して，ベルヌーイの
定理に従ってダイヤフラムに圧力差が生じ，この圧
力差に伴うダイヤフラムのひずみを光波の位相変化
として検出する。本研究では，位相感度の光導波路
位置，ダイヤフラム厚，小孔サイズ依存性について，
実験的考察を行った。その結果，感度は，光導波路
がダイヤフラム端に位置するとき最も高く，またダ
イヤフラム厚，小孔面積に反比例することが分かっ
た。
（国際会議）
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光導波型マイクロホンはダイヤフラムと単一モー
ド光導波路からなる。感度および周波数帯域はマイ
クロホンにおける重要な特性であり，これらはダイ
ヤフラムサイズに依存することが理論的に知られて
いる。本研究では，周波数帯域を制限するダイヤフ
ラムの共振周波数について，ダイヤフラムサイズ依
存性を実験的に考察した。ダイヤフラム厚の異なる
３種類のマイクロホン，ダイヤフラム辺長の異なる
３種類のマイクロホンを試作したところ，共振周波
数の測定値は，理論通り，ダイヤフラム厚に比例し，
ダイヤフラム辺長の２乗に反比例した。
（国際会議）
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ガラス基板光導波型マイクロホンのセンサ特性に
ついて実験的考察を行った。ダイヤフラムサイズ
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柔軟ビーム磁気浮上系が有する受動性に着目し，
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mmのマイクロホンを作成し，音
これに基づくコントローラを設計する。これにより，
圧－出力特性，周波数特性を測定した。その結果，
非線形かつコントローラ設計に有限次元近似を必要
音圧と出力には比例関係があり，検出可能最小音圧
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BSPL であることが分かった。また，ダイヤ
としない直接実装可能なコントローラを得ることが
フラムの共振周波数はほぼ理論通りの3
.
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Hzで
できるものと期待できる。これまでに，柔軟ビーム
あった。
ントローラを導出し，数値シミュレーションにより
（国際会議）
を対象とした磁気浮上系に対する受動性に基づくコ
その有効性を示したことから，そこで得られたコン
トローラの安定性の理論的証明を与え，また，実験
での有効性を検討した。
（論文）
岐阜大学工学部人間情報システム工学科
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４脚移動ロボット PEOPLEのC++オブジェクト
指向プログラミングによる運動シミュレーションを
行った。このシミュレータは，脚先の摩擦係数と脚
先荷重の影響を受ける移動の運動解析を容易にす
る。また，平地面を移動する時の軌道半径を推定す
る方法を提案する。遺伝的アルゴリズム（GA）と最
小２乗法を使うことからこの方法を GALSM と呼
ぶ。歩幅を違えて歩行する際のロボットの挙動をこ
の GALSM によって明らかにし，指定された軌道に
沿わせるロボットの操舵が可能になることを明らか
にした。
（論文）
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PEOPLERI
Iは，股関節軸を中心とする回転車輪
のリムに膝関節を備え，４つの車輪と各膝関節につ
ながる８つの脚を持ち，脚型にも車輪型にも切換え
られるハイブリッド型移動ロボットである。これは，
歩行に支障のある人を乗せて移動させる支援装置と
して開発された。このロボットを指定される軌道に
沿わせるには移動環境中の路面摩擦係数が制御に大
きな影響を与える。そこで，これまでに開発した
C++によるオブジェクト指向シミュレータを発展
させ，PEOPLERI
Iの車輪型移動モデルを提案し，
仮想仕事の原理を適用して移動に必要なエネルギー
を導出し，これを最小にすることを検討した。実際
に，路面の傾斜角と左右車輪の回転速度比が軌道の
形や大きさの推定に与える影響を，シミュレーショ
ンと実験の両面から明らかにした。これらの結果を
比較し，モデルに基づくシミュレーションの有効性
を実証した。
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歩行機械として十分機能する全動作自由度数４の
脚型ロボット（PEOPLER1
）に車枠を付加するだけ
で，これを車輪型にも兼用可能なハイブリッド移動
装置に進化させる制御技術を明らかにする。また，
搭乗者の単純な指令一つで脚型と車輪型の双方向切
換えをスムースにする腕と脚の協調制御アルゴリズ
ムについて述べる。とくに，股関節の回転方向，車
体の後戻りを含む上下動軌跡，所要エネルギーのい
ずれを重視するかによって異なる制御アルゴリズム
の 存 在 を 明 ら か に す る。後 半 で は 進 化 さ せ た
PEOPLERI
Iを実際に制御し，動画の時系列写真を
使って提案する切換え制御の有効性を実証する。
（論文）
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脚型ロボットの移動軌道を推定するプログラムを
これまでに開発したが，搭載した荷物や搭乗した人
互いに独立に駆動される車輪で斜面を含む平坦地
の位置が動的に変わる場合の軌道は明らかでなかっ
をハンドル操作なしに移動するロボットの滑り運動
た。そこで，路面の斜角や摩擦係数の他に車体全体
について解析する。具体的に，地面の摩擦係数や車
の荷重中心位置が歩行中に変わる場合の軌道推定に
輪への荷重配分の影響を考慮し，車輪軸配置を固定
するロボットの移動に必要なエネルギーを直線状と
回転状の滑動成分和として仮想仕事の原理を用いて
導く。そして，仕事の総和を最小化する条件を見出
ついて検討した。実際に，木質や Pタイルの床面
や斜面に関する摩擦係数，そして荷重中心の移動範
囲を想定し，ロボット PEOPLERI
Iの運動を模擬
し，車体の中心と前方の位置がそれぞれ遷移する点
す。また，この条件を満たす運動をシミュレーショ
を結び一連の軌道としてパソコン画面に表示させ
ン に よ っ て 可 視 化 す る。ハ イ ブ リ ッ ド ロ ボ ッ ト
PEOPLERI
Iを使い，車輪を速度制御して操舵やそ
た。また，ロボットを歩行させて床面に描かせた軌
の場旋回の運動を実験で観測した結果，提案する仮
状になることを確認し，荷重中心位置の変化が軌道
想仕事の総和を最小化する方法が実際の滑り運動を
生成法に反映されていることを実証した。
道と比較検討した。その結果はよく似る大きさと形
よく表わすことを確認した。この方法は，車輪を個
（国際会議）
別に速度制御する車両に幅広く応用できる。
（国際会議）
マルチ時間スケールの運動機能評価によ
るアシスト付自転車でのアシスト評価プ
ロセスの提案
坂口正和・本多直孝・木竜
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アシスト付自転車は,便利で手軽であるが,利用
者がどれくらい疲労しているかという客観的情報
や，ペダリング対する印象（主観的情報）を全く活
用していない.そこで，トライアル毎に自律神経系
活動を，また，ストローク毎に筋活動を取り扱うこ
とで，複数の時間スケール（マルチ時間スケール）
からなる運動機能評価を行った。その結果，どの時
間スケールで評価すべきかが明らかとなり，アシス
ト制御プロセス構築の際の評価方法を確立する手掛
かりを得ることができた。
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（論文）
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本論文は，ビール飲み込み時における嚥下動作を
本論文は，嚥下動作計測システムを用いて，ビー
計測するシステムの開発について述べたものであ
ルの喉越し感覚，ビールの芳香と嚥下運動との関係
る。本計測システムでは，喉頭の上下運動，舌上筋
について述べたものである。８種類のビールを用い
群の活動，嚥下音を，それぞれ３個の圧力センサ列，
て1
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名の被験者で実験を行った。その結果，喉頭運
表面筋電図，小型マイクロフォンで同時測定できる。
動周期および舌上筋活動は，官能検査の結果と負の
３種類のビールを用いて1
0
名の被験者で実験を行っ
相関が認められ，軽いビールの方が運動周期が短く
た結果，ビールの種類によって喉頭運動の周期，筋
なり，かつ筋活動も少なくなった。
（学術論文）
活動量，嚥下音の発生周期に有意な差が認められた。
（学術論文）
Ope
nMRI
を用いた肩甲骨面内上腕挙上
における鎖骨の姿勢計測
米谷直樹・田中 洋・林 豊彦・中村康雄
駒井正彦・信原克哉・二宮裕樹
臨 床 バ イ オ メ カ ニ ク ス,Vo
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3
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.
本論文は，ヒトの生体内における鎖骨運動の姿勢
本論文は，日本における嚥下機能のセンシングに
を無侵襲に３次元計測する方法について述べたもの
関する先端研究について包括的にレビューしたもの
である。測定装置には Op
e
n
MR 装置を用い，上腕
である。
を少しずつ挙上して，肩関節と鎖骨を撮像した。
3
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3
Dr
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nを用いた測定原理および測定精
度について述べた。
（学術論文）
―1
0
5―
（学術論文）
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3
.
本論文は，コミュニケーション障害をもつ子ども
に対して，音声出力型コミュニケーションエイド
（VOCA）を広範囲に用いて発達支援した成果につい
て述べたものである。独自に開発した VOCA は，
使用場面や使用目的に合わせて多様にカスタマイズ
できるため，多様な利用者に対して長期間使用する
ことができた。その結果，すべての利用者において
使用場面の拡大，語彙の増加，コミュニケーション
能力の発達が認められた。
（国際学会）
マイクロ波による早期乳がんの診断と温熱治療の
実験に用いることを目的に，日本人女性の乳房の物
理モデル（ファントム）を開発し，チャープパルス
マイクロ波CTによる撮像実験を行い，所望の性能を
確認することができた。開発したファントムは生体
組織と等価な電気特性を備えるだけでなく，形状・
サイズとも標準的な日本人女性の乳房を模擬でき，
構造的にも皮膚，脂肪，胸壁筋肉の構造を三次元的
に模擬し，任意の三次元位置に腫瘍を配置すること
も可能である。当該ファントムを構成する皮膚，乳
房脂肪，筋肉，腫瘍の4
種の模擬生体材料（シミュレー
タ）は，水，TX1
5
1
，ポリエチレンパウダー，イ
ソ・パラフィン，デキストラン，食塩，砂糖，界面
活性剤から構成されており，４種のシミュレータと
も，各材料を独立に調整することによって，１～
５GHz
の周波数帯で電気特性（複素比誘電率）を生
体等価に調整することができる。自重に抗して乳房
の形状を保つことができる硬さを有しているが，マ
イクロ波イメージングや加温実験ではインピーダン
ス整合のため食塩水中に浸した状態で用いられるた
め，最後にその表面を極めて薄い高分子膜で覆い，
保護した。複素比誘電率は生体組織のそれに対して
±５％の範囲に収まっており，作製後2
0
日間の特性
変化，
組織境界における各シミュレータの特性変化，
温度係数など，実験に役立つその他の物理特性も実
測し，公表した。
―1
0
6―
（国際会議論文）
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（
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0
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）
.
生体各部の運動に関与している多くの筋肉間の協
調動作状態を非観血的に画像で観測する手段を開発
するため，我々の開発したチャープパルス・マイク
ロ波 CT
（CPMCT）及び，産総研の光拡散イメージ
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（
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0
9
）
.
本研究はマイクロ波 CT による筋活動の可視化
状態を検証する手段の一つとして，筋活動時の酸素
ング装置を用いて，グリッピング負荷を掛けた場合
代謝情報可視化を目的として実施した。使用した拡
の前腕の筋活動画像化実験を行った。本報告では，
7
5
9
，7
9
9
，8
3
4
n
m，平均パワーが0
.
2
5
mW（レーザー
主としてマイクロ波イメージングに関する実験結果
について述べている。CPMCT は２～３GHzで帯
域１GHz
，掃引時間2
0
～2
0
0
ms
のチャープパルスマ
イクロ波を測定に用いており，約５分ほどの測定時
間で前腕の断層撮像を行う。初めに無負荷状態で前
散光トモグラフィ装置は，パルス幅約1
0
0
p
s
，波長
クラス１相当）のパルスレーザダイオードと，最大
3
2
c
h同時計測が可能で2
5
p
s
の時間分解能を持つ高
速光検出器
（CFDTACシステム）から構成される。送
受光には送光および受光ファイバを同軸に配置した
腕の測定を行い，次に，一定の力でグリップ運動を
3
2
本のバンドルファイバのうち 1
6
本を用いた。対象
行わせ，同一前腕部位で同様な撮像を行う。この実
部位は健常な2
0
代男性２名の前腕である。対象が比
験に先立ち，MRI撮像下で同様なグリッピング状態
と無負荷状態の前腕断層撮像を行い，筋活動による
前腕断面の形状変化を Ma
t
l
a
bによるレジストレー
較的小さいためファイバを放射状に配置して透過型
の測定を行った。同時に主な筋肉２箇所を選んで筋
電計測プローブを設置，拡散光トモグラフィと同時
メータを用いて運動前後の CPMCT 画像の差分演
測定を行った。測定時間は1
6
点照射の1
6
点受光で
算を行い，運動に伴う筋活動状態の画像化計測を試
モグロビン，デオキシ・ヘモグロビン，トータル・
みた。得られた差分画像からは，橈骨と尺骨の回り
ヘモグロビン，酸素飽和度のいずれも，インナーマ
を中心とした前腕中心領域と,
表層部に優位な濃度
ッスルと呼ばれる内側領域で運動による変化の大き
差が認められた。乳酸の生成を含めた解糖過程にお
いことが確認された。個の事実は，グリップ運動時
ける化学的変化が画像化されたとの仮説を実証すべ
の負荷を分担するのが主としてインナー・マッスル
く，近赤外光による光拡散イメージング実験を同一
であり，表面筋は手首の回転を抑える働きをしてい
条件で行って得た酸素代謝画像と比較実験を行った
るに過ぎないという良く知られた事実を示すものと
結果との対比を行った。
考えられた。
ション・パラメータとして解析しておく。このパラ
（国際会議論文）
３～５分である。得られた光拡散画像はオキシ・ヘ
―1
0
7―
（国際会議論文）
インタフェース・コンソールの使い易さ
とボタン数の関係について
マイクロ波を用いた果実内糖度分布非破
壊撮像の試み
宮川道夫・小山 望・前田義信
渡邊正和・宮川道夫
電気学会論文誌 C，Vo
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）
.
（2
日常生活で使用する機器のＩＴ化やデジタル化の
進展に伴い，ＴＶ，音楽プレイヤー，携帯電話，券
売機やＡＴＭなど，ヒトの操作を求める情報機器が
溢れている。これらの機器は，高齢者や障害者など
を含む多様なユーザに使用されるため，コスト低減
ばかりでなく，本質的に高い操作性(
使いやすさ)
が
求められる。他方，機器の種類や製造企業などによっ
てインタフェース設計は異なる場合が多い。この違
いがユーザの扱い難さを生む原因ともなるため，ユ
ニバーサルリモートコントローラ（ＵＲＣ）等の開
発や，その規格化が進められている。しかしながら
規格化・共通化は通信プロトコル等が主であり，
URC 個々の取扱い易さを議論の対象とはしていな
い。しかし，ユーザ個々にとって，ＵＲＣなどイン
タフェース・デバイスの使い易さは，操作性にこそ
依っている。インタフェース・デバイスにも，ジョ
イスティックやダイヤル，スライドスイッチなど操
作性向上を目指した多くの種類があるが，これまで
はボタンスイッチが多く使われてきた。そこで，本
研究では，ボタンスイッチを用いたインタフェース・
デバイスの使い易さを，そのボタン数との関係にお
いて考察した。ボタンの数を４から8
0
まで変えた1
3
種類の仮想コンソールを PC モニタ上に構築し，ア
ルファベット６文字で表現される日本人姓を入力す
るタスクを被験者一人あたり3
0
題実施した。この結
果，入力時の平均操作時間はボタン数1
8
で極小値を
取ることが分かった。また，課題あたりの平均操作
数，及びクリックあたりの平均操作時間とボタン数
の関係から，上記“最適ボタン数”が「操作作業負
電気学会論文誌 C，Vo
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2
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（2
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0
9
）
.
果実の組成が生体組織のそれと非常によく似てい
る事実に着目し，ヒト計測用のマイクロ波 CT を用
いた断層撮影により，果実の糖度分布が非破壊計測
できることを，日本ナシとリンゴを例に採り，実証
した。果実も8
0
％以上が水であり，糖に変わる炭水
化物と合わせると9
0
％を越える。この他，微量の蛋
白，脂質も含まれるが，成熟に伴う主な変化は，葉
から果実への糖分の移行と，
デンプンの糖化であり，
その他の成分にほとんど変化はない。糖は溶液の電
気特性（複素比誘電率）を変えるため，対象の複素
比誘電率の分布を画像計測するマイクロ波 CT に
より，果実内部の糖度分布を画像計測することがで
きる。リンゴ３種類，日本ナシ２種類の，それぞれ
各1
0
個をチャープパルス・マイクロ波 CT
（CPMCT）
により断層撮像した。撮像後，撮像断面で切断し，
約1
0
mm刻みで果実を切り出し，屈折率で評価する
糖度計により，全サンプルの糖度を Br
i
x％で計測
し，実測糖度分布画像を得た。CT 画像のグレース
ケールと糖度計による糖度値の関係をプロットし，
両 者 の 相 関 解 析 を 行 っ た と こ ろ，リ ン ゴ で 平 均
0
.
7
9
3
，最大で0
.
9
2
0
の相関係数を，また，日本ナシ
で平均0
.
6
8
1
，最大で0
.
8
4
0
の相関係数を得た。比較
的低い相関値も観測されたが，品種による差という
より，個々のサンプル果実の不整形，空洞などによ
る電磁波散乱の結果と考えられた。果実糖度を非破
壊計測する技術は，ミカンなどに光を照射，反射光
の計測から一点で内部の糖度を推定する手法が実用
化されているが，非破壊的に糖度分布を計測する技
術は本研究が最初の報告である。
荷」と「認知(
探索）負荷」により決まることを示し
た。
（学術論文）
―1
0
8―
（学術論文）
イオン泳動法の開発とリハビリテーショ
ンへの応用
秋本眞喜雄・宮崎道雄・菊田敏輝・西村朋史
田村 睦・宮川道夫
l
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,
バイオフィリア・リハビリテーション研究，Vo
No
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9
2
（
32
0
0
9
）
.
イオン化された水溶性薬物の経皮吸収を電界を印
加して物理化学的に改善するイオントフォレーシス
療法は，多汗症の治療など，皮膚の比較的広い範囲
にわたる薬剤吸収が必要とされる用途に適用されて
きた。しかし導入可能な薬物の分子量は2
0
0
程度以下
に限られ，用途は限られたものであった。本研究で
用いた手法は，直流パルス印加により導入皮膚領域
にマイクロポーラスを形成することで分子量の大き
な薬剤を導入可能としているほか，イオン導入に
当っては皮膚の電気特性が最も低損失となる繰り返
し周波数の直流パルスを用いることで刺激の少ない
薬剤導入を可能としている。本研究では，この特長
を利用して，日光角化症５例とボーエン病２例の治
療 を 試 み た。長 期 間 に わ た る 紫 外 線 被 曝 に よ る
DNA損傷に起因する日光角化症も，皮膚癌の一種で
あるボーエン病，いずれも中高年層に多発する皮膚
病変であるが，光感受性薬剤 5
ALA の2
0
％水溶液
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Pr
等面積分割法による無線端末模擬装置からの全放
射電力の評価について論じている。携帯電話をはじ
めとするモバイル無線端末からの全放射電力は，従
来の等角度分割法では，角度間隔を1
5
度とすること
で評価可能とされているが，等面積分割法では，同
程度の角度間隔を持つように単位球面を等面積分割
することにより，測定ポイント数を減らすことが可
能であることを明らかにした。
（国際会議）
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分間かけて導入，洗い流した後遮光
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PDT 治療を行った。各治療とも１週間間隔で３回実
ラー法および改良型ウィラー法による放射効率の不
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mのエキシマレーザを用いて
2
施し，１週間後，組織生検により病変細胞の消失を
確認した。短時間で比較的広い範囲にわたる病変を
治療でき，何より患者の負担が小さいことが特長で，
高齢者も適用可能な治療法と言える。高齢者に皮膚
がんなど表在性腫瘍患者が多いことを考えれば，福
祉分野に役立つ技術と考えられる。
小形アンテナの簡易放射効率測定法であるウィ
確かさについて，モンテカルロ法によりシミュレー
ションを行った結果を示した。これにより，筆者ら
が以前に導出した効率式から解析的に導いた不確か
さが妥当であることが確認された。
（学術論文）
―1
0
9―
（国際会議）
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直流結合眼電図を用いたポインティング
デバイスの開発
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直流結合増幅眼電図を用いたポインティングデバ
5
.
2
GHz帯における SAR プローブ較正を実現す
イスシステムを試作し，その評価を行った。主要誤
るために，使用液剤中における基準アンテナとして
ドリフトに注目し，対策を行った。また眼電図から
サンドウィッチダイポールアンテナを採用した場合
眼球変位角度を推定し，システムを構築した。瞬目
における液剤中における遠方界利得を推定する方法
アーチファクトには時系列対応型の中央値フィルタ
について論じている。利得推定は，液剤中における
を適用し，電極の位置ずれによる誤差電位を補正す
近傍界利得を理論曲線に当てはめることにより実施
るシステムを取り入れた。ドリフトに対しては、そ
するが，液剤の比誘電率および導電率の温度依存性
の時間特性と前庭動眼反射に注目して対策を行っ
を考慮して，当てはめを行う際に液剤の減衰定数を
た。結果、頭部を動かせる条件下では操作精度，操
未知パラメータとする手法について提案している。
作速度が向上した。
＊
NTTAT
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差と考えられる瞬目アーチファクト，
電極位置ずれ，
（国際会議）
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SAR 評価液剤中において動作するアンテナの近
傍界利得を評価するにあたり，近傍界利得をアンテ
ナと観測点までの距離の逆数のべき級数と表現した
場合について，次数を増やした場合に生じる問題点
について不確かさとべき級数を決定するための正規
方程式の条件数に着目して考察を行った。数値プロ
グラムが扱える桁数により次数が制限されるととも
に，次数を増やすと不確かさが大きくなることを明
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脳波から脳皮質ダイポールイメージングを推定す
るための空間逆フィルタを検討した。雑音に関する
統計情報を逆問題に組みこむことによる効果を確認
するため，パラメトリック射影フィルタを頭部モデ
ルに適用した。独立成分分析を頭皮電位に適用する
ことによって，
雑音共分散行列を推定した。さらに，
雑音共分散行列算出のための雑音情報の抽出法につ
いて検討した。イメージング時の分離雑音を含み、
SN 比に応じてサンプル数を調整することによっ
て，雑音の影響を抑圧し，かつ空間分解能を改善で
きた。
らかにした。このことから，べき級数は従来通り２
次とするのが妥当であることが確認された。
＊
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（論文）
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（国際会議）
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脳電気的活動の３次元イメージング実現のため，
球面ならびに正中面ダイポール信号強度分布を推定
した。従来の頭部モデルでは，脳表面に平行な球面
ダイポールイメージングを用い，脳内信号源を等価
的に表現した。本研究では，３次元信号源推定を実
現するため，正中面ダイポール強度分布を導入した。
シミュレーションの結果，提案法より信号源の深さ，
方向の情報を得ることができた。さらに，視覚誘発
脳波に適用し，生理学的知見と一致した結果が得ら
れた。
（国際会議）
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DC 結合型眼電図を用いたポインティングデバイ
スシステムを開発した。瞬目アーチファクト，電極
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位置ずれ，ドリフトの影響を抑え，眼電図信号から
眼球変位角度を推定することで，システムを構築し
た。ドリフト対策のため，頭部固定状態より，頭部
を自由に動かせる状態で前庭動眼反射を用いること
で，操作精度，操作速度が向上した。 （国際会議）
―1
1
1―
（論文）
歩行パターンの生成に関する相互抑制型
電子回路ニューラルネットワークの設計
惣塚拓也・金子怜史・前田義信・林 豊彦
生体医工学，v
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生器（CPG）の存在が仮定されている。CPGは歩行
リズムを周期的に発生させ，両脚の屈筋と伸筋へ交
互にリズムを伝えている。このシステムによって哺
乳類は不随意的に歩行を行うことができる。Ry
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と運動ニューロン複合ネットワークを構成した。こ
れにより，自発的に活動を停止した後に出現するリ
ズムのリセット現象とノンリセット現象を再現し
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やバースト放電，シナプス後電位といったニューロ
ンやシナプスの電気活動を再現する回路システムを
用 い て，Ry
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レ ー シ ョ ン で 再 現 し た。本 論 文 で は 新 た に 運 動
ニ ュ ー ロ ン 群 を ハ ー ド ウ ェ ア 的 に 構 成 し，運 動
ニューロンについても同様の現象が発生することを
示した。また，設計した回路システムの実装も行い，
同様の結果が得られた。その際，リズムのリセット
については駆動電圧の微小な変化でもリズムがリセ
ットされる（位相が平均して0
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2
秒進む）ことを示し
た。
（論文）
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1
2―
（国際会議）
視覚障害者用スクリーンリーダのフォネ
ティック読みに関する研究
—中学生の語彙特性を考慮した説明用英
単語の選択—
渡辺哲也・佐々木朋美＊・青木成美＊＊
永井伸幸＊＊
電 子 情 報 通 信 学 会 論 文 誌 D,Vo
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視覚障害者用スクリーンリーダソフトには，アル
ファベットを１文字ずつ正しく聞き取らせるため，
当該アルファベットを頭文字に持つ単語で説明する
「フォネティック読み」が装備されている。既存の
スクリーンリーダの多くは，NATO p
h
o
n
e
t
i
ca
l
p
h
a
-
b
e
tをフォネティック読みに採用している。しかし，
その単語の中には，日本人の子どもには馴染みが低
いと思われる単語や，発音だけからでは日本人が綴
りを正確に想起できないと考えられる単語などがあ
る。スクリーンリーダのユーザとして中学生を想定
し，現在のフォネティック読みを彼らが理解できる
かどうか，改良するならどのような単語を使うのが
よいかを，中学生を対象とした英単語頭文字筆記及
び親密度評定調査を通じて検討した。その結果をも
とに，中学生の利用に適したフォネティック読み単
語の一覧を提案した。
＊
＊＊
（論文）
仙台市立岩切小学校
宮城教育大学
―1
1
3―
（化学システム工学科）
He
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1
0
,7
1
7
7
2
（
72
0
0
9
）
二つの水酸基と種々の鎖長のアルキル鎖を持つ
フェニルアセチレンを合成し，らせん選択重合を
行った。最適なアルキル鎖長があることがわかった。
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7
3
6
（2
0
0
8
）
日本産イチイより誘導された，イチイ培養細胞の
なお、本論文は当該誌の表紙に掲載された。
（論文）
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2
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7
1
（
92
0
0
9
）
二つの水酸基と種々の L-バリノール残基を持つ
フェニルアセチレンを合成し，キラルあるいはあキ
ラル触媒を用いて不斉重合を行った。このモノマー
はらせん選択重合と不斉誘起重合の両方に適するモ
ノマーであることがわかった。
Pr
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g
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s
（速報論文）
標準培地に異なる添加物を加えた７種類の培養条件
（１．暗所 NAA 0
.
5
mg添加;２．暗所 NAA 0
.
5
mg
,
ジャスモン酸メチルエステル1
0
0
mM/
L 添加;３．暗
所 フ ェ ニ ル ア ラ ニ ン0
.
2
3
6
g
/
L,酢 酸 1
mL/
L 添 加;
４．暗所 NAA 0
.
5
mg
,
ジャスモン酸メチルエステル
1
0
0
mM/
L,フ ェ ニ ル ア ラ ニ ン0
.
2
3
6
g
/
L,酢 酸 1
mL/
L 添 加;５．明 所 NAA 1
mg添 加;６．暗 所,
成長の悪い培養細胞;
７．暗所NAA 0
.
5
mg
,β-シク
ロデキストリン 1
0
mM/
L添加）での生成物を検討し
た。生 成 物 は，1
4
-オ キ シ タ キ サ ン 類７種 類
［t
a
x
u
y
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n
n
n
a
n
i
n
eC
（1
）
とその類縁体；グループ A］
，
制癌剤パクリタクセル［タキソール
（1
6
）
］ 生合成前
駆体８種類（グループ B）
，制癌剤パクリタクセル
（1
6
）とその類縁体５種類（グループ C）
，アビエタ
ン類７種類［ヒノキオール
（2
1
）
など；グループ D］
，
B-環がトロポン骨格に転位した，アベオアビエタン
類５種類（タキサマリン Aなど；グループ E）であっ
た。条件１は，生成物の種類が単純でグループ Aが
５種類，グループ Cが４種類であった。条件２では，
グループ Aの化合物の収量が著しく向上し（条件１
の５倍），タキソールの収量が２倍に向上した。条
件５では，グループ Aの化合物のみ生成し，タキ
ソールの生成は，認められなかった。条件６の生育
の悪い培養細胞では，生成物の種類は，2
1
種類と増
加し，グループ D，グループ Eのアビエタン類の種
類と生成量が，著しく増加した。これらの結果を解
―1
1
4―
析し，日本産イチイのジテルペン類の生合成過程が，
タキサン類とアビエタン類に至る２種類の独立の生
合成から成り立っていることを明らかにした。また
1
4
-オキシタキサン類からタキソール類への生合成
生合成過程を明らかにした。また，t
a
x
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n
n
n
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n
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C
（1
）
とその類縁体を利用し，新たな制癌剤および耐
性癌克服剤の合成を行った。
（論文）
新潟大学自然科学研究科
＊
斎斎哈尓大学（中国黒龍江省）
＊＊
神戸天然物化学珂
＊＊＊
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1
1
6
（
62
0
0
9
）
腫瘍壊死因子（TNF）αやインターロイキン1
の
ような炎症サイトカインは細胞接着分子（I
CAM1
）
を含む多くの遺伝子の発現を引き起こす転写因子
NFκB の活性化の引き金となっている。オドロシ
ドAは，血管内皮細胞モデルであるヒト腫瘍細胞
A5
4
9に TNFαや I
L1により誘起される I
CAM1の生成を殆ど同じ濃度で阻害する。この研究にお
いては，A5
4
9細胞表面に TNFαにより発現する
+
/
K+ATPa
s
e阻
I
CAM1分子のオドロシド A と Na
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9
,
害剤であるo
u
a
b
a
i
nによる阻害反応の分子機構解明
体内の炎症反応は，TNFαおよびインターロイキ
ン（
1I
L1
）により血管内皮細胞の表面に誘起される
κB の核への移動と転写のいずれの段階も阻害し
に誘導されたマクロファジーが炎症部位の組織細胞
これらの結果から，オドロシド A と o
u
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b
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nは原
4
0
8
4
4
0
8
（
72
0
0
9
）
内皮細胞接着分子（I
CAM1
）と接着誘導で，血管外
を攻撃する事により拡大，重症化する。ペペロミン
E と2
,
6
-ジデヒドロペペロミンは，I
CAM1生産阻
害により，抗炎症作用を示する。転写因子,n
u
c
l
e
a
r
のための研究を行った。オドロシドAとo
u
a
b
a
i
nは
TNFα により引き起こされる I
κBαの分解とNF-
ない。オドロシドAとo
u
a
b
a
i
nは I
CAM1mRNA の
誘導には効果がないが，TNFαにより引き起こされ
る I
CAM1の発現を，蛋白合成の段階で阻害する。
形質膜を通してのナトリウムイオン依存のアミノ酸
f
a
c
t
o
rκB
（NFκB） は，一般的な NF-κB 信号過
の移動を阻害する事で新しい蛋白合成を著しく減少
号過程において TNFαおよびインターロイキン1
害する。これらの結果より，オドロシド A と o
u
a
-
ドロペペロミンは，TNFαにより誘起された I
κB
を阻害している。
程において，種々の炎症遺伝子の発現を誘起する。
ペペロミンEと2
,
6
-ジデヒドロペペロミンは，この信
により誘起される I
κB の分解過程を阻害する。こ
れらの事実と一致して，ペペロミン E と2
,
6
-ジデヒ
キナーゼ の活性化を阻害するが I
κB キナーゼの
させるが，翻訳段階を阻害することは無い。直接の
分子標的としては，オドロシド A は o
u
a
b
a
i
nと同
+
/
K+ATPa
s
eの ATP-加水分解活性を阻
程度に，Na
b
a
i
nは，ナトリウムイオン依存のアミノ酸輸送を阻
害する事によりNFκBにより誘起される蛋白発現
活性を直接阻害する事は無い。我々の今回の結果は，
ペペロミン E と 2
,
6
-ジデヒドロペペロミンが I
κ
B キナーゼの活性化過程を阻害する事に寄り NF-
κB 信号過程を阻害する事を明瞭に示した。
（論文）
＊
京都工芸繊維大学
＊ ＊
新潟大学自然科学研究科
―1
1
5―
＊
＊＊
東京工業大学
京都繊維工芸大学
新潟大学自然科学研究科
＊＊＊
（論文）
A NEW CARDENOLI
DE TRI
GLYCOSI
DE FROM STEMS AND TWI
NGS
OF NERI
UM OLEANDER
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HETEROCYCLES,Vo
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0
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9
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3
6
1
2
3
6
7
.
新しいカルデノリド三配糖体である，カルデノリ
ド B（
31
）
を夾竹桃（Ne
l
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mo
l
e
a
n
d
e
r
）より単離した。
SPE電解法におけるトリチウム分離係数
への磁場と温度の影響
高橋洋輔＊・関谷喜史・今泉 洋
斎藤正明＊＊・福井 聡・狩野直樹
d
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,4
6
9
4
7
（
52
0
0
9
）
Ra
環境水中のトリチウム濃度を測定するための手法
である SPE 電解濃縮法には，その効率を示すもの
としてトリチウム分離係数がある。その係数は磁場
カルデノリド B3
（1
）の構造は，スペクトルデーター
の影響を受けることは以前報告したが，電解時の温
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2
（
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2
）e
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l
i
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eで
結果，ある極大値のあることがわかった。
（ノート）
の解析により，3
βO[
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（1
- 串6
）β
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（1
- 串4
）βDdi
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o
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yl
]
7
β,
あると決定した。
＊
（論文）
度の影響も受けることが定量的にわかった。従って，
電解時の磁場と電解温度との関係を定量的に調べた
新潟大学大学院自然科学研究科
＊
東京都立産業技術研究センター
＊＊
斎斎哈尓大学（中国黒龍江省）
新潟大学自然科学研究科
＊＊
神戸天然物化学珂
＊＊＊
＊＊＊＊
東北大学工学部
Tf
o
r
H交換反応における芳香族アミノ酸
の速度論的反応解析
吉田
陽＊・今泉
洋・佐藤貴之・狩野直樹
固体高分子電解における陰極側と陽極側
のトリチウム濃度比較
斎藤正明＊・今泉 洋・加藤徳雄＊＊
石井吉之＊＊＊・関谷喜史
Ra
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4
,1
2
1
1
2
（
82
0
0
9
）
トリチウム（T）が生態系に及ぼす影響を定量評価
するために，各アミノ酸と HTO 蒸気との間の水素
El
e
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y
,7
7
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.
5
,3
7
0
3
7
（
22
0
0
9
）
固体高分子電解トリチウム濃縮において，陰極と
同位体交換反応を観測した。A″Mc
Ka
yプロット法
陽極でのトリチウムが濃縮される割合について調べ
を得られたデータに適用することで，この反応にお
た。その結果，以下のことがわかった。茨陽極での
ける各官能基の速度定数を求め，相互比較した結果，
茨NH2 基の反応性に及ぼす置換基の影響は COOH
濃縮は起こらない。芋試料水量や濃縮後の水量（濃
基に比べ大きい，芋マスク剤等を使わないで，Tが
濃縮水が陰極で得られる。鰯本実験での方法を用い
物質に取り込まれる挙動の実態的，定量的解析が可
ることで，多段型の電解装置開発の可能性がある。
能である，などがわかった。
＊
縮水）および電解時間に関係なく，一定濃縮倍率の
（Co
mmu
n
i
c
a
t
i
o
n
）
（論文）
新潟大学大学院自然科学研究科
＊
＊＊
東京都立産業技術研究センター
愛媛県立医療技術大学保健科学部
北海道大学低温科学研究所
＊＊＊
―1
1
6―
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（
44
）
,2
3
9
2
4
6
（2
0
0
9
）
本研究では，孔径サイズが3
.
0
μm,0
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4
5
μmおよび
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土壌環境中における希土類元素
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μmの濾紙を順次用いたサイズ分布による分
（Th
），ウラン
（U）
の動態を把握するため，農耕地に
た。さらに,Crの形態別存在量に影響を及ぼすと考
行った。その結果，主として以下のことが明らかに
別，ならびにイオン交換法を用いて，新潟県の環境
水中のクロム（Cr
）
の形態別分析（化学種分析）を行っ
えられるフミン物質の定量も行った。その結果，主
として以下のことが明らかになった。茨平常時の環
境水中においては，全 Cr中の5
0
8
0
％が溶存態とし
て存在する。芋湖沼水中の Crは，概して河川水中
の Crと比べて，懸濁態やコロイド態の分布割合が
大きい。鰯降雨後の Crの濃度分布（サイズ分布）
おける土壌，作物，肥料中のこれらの元素の定量を
なった。茨土壌中の REE,Th
,U は，大部分がケイ
酸塩の形態で存在している。芋農耕地における土壌
中の U 濃度は，非耕作地に比べて高濃度（約２倍）
を示す。鰯作物および肥料における希土類パターン
は，土壌におけるパターンと概ね似ている。（論文）
新潟大学大学院自然科学研究科
＊
は，懸濁態の割合が上昇する。これは降水による土
壌成分の流入によるものが大きいと考えられる。允
佐 潟 の 環 境 水 に お け る フ ミ ン 酸 濃 度 は，平 均
1
0
p
p
m 程度で，他の湖沼・河川水に比べて大きい値
を示す。
＊
チチハル大学化学＆化学工程学院
＊＊
（論文）
新潟大学大学院自然科学研究科
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近年，希土類元素（REEs
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新潟県の代表的湖沼でラムサール条約登録湿地で
要が高まっており，環境中の挙動把握は重要である。
ある佐潟において，湖沼水の水質や汚染実態，汚染
一方，環境中の金属元素の挙動を支配する配位子と
要因を把握するため，試料中の溶存有機炭素濃度
して，フミン物質（腐植物質；HS）が挙げられる。
（DOC）
，栄養塩，クロロフィル濃度および酸素安定
ル実験および環境水中の金属の存在形態を把握する
ためのモデル計算（WHAM Ⅵ）により，両者の相
以下のことが明らかになった。茨佐潟の地点１（本
互作用について検討した。その結果，主として以下
のことが明らかになった。茨希土類元素とフミン物
フィルa
およびδ18Oの結果から，生物活動の影響を
最も顕著に受けている場所と推察される。芋佐潟の
本研究では，REEsと HSの相互作用に関するモデ
質との相互作用において，Laから Luに進むにつ
れ，コロイド態と溶存態の占める割合が増加する。
重希土類の方が軽希土類より安定な HSREEs錯体
を形成しやすいと推測される。芋希土類元素と結合
するフミン物質の錯体の量は，p
H の増加とともに
概して増加する。
＊
＊＊
新潟大学大学院自然科学研究科
（国際会議）
を測定した。その結果，主として
同位体比（δ18O）
潟から水が流出する地点）では，DOC，p
H，クロロ
地点２（本潟と上佐潟を結び本潟に流入する地点）
では，アンモニア酸化菌および硝化細菌によって，
アンモニア性窒素から亜硝酸塩および硝酸塩になる
硝化作用が盛んである。鰯佐潟の環境水中のδ18O
が大きい要因として，甲殻類プランクトンによる同
位体交換による影響の他，周辺地下水による涵養が
考えられる。
チチハル大学化学＆化学工程学院
＊
新潟大学大学院自然科学研究科
＊＊
新潟大学災害復興科学センター
（国際会議）
チチハル大学化学＆化学工程学院
＊＊＊
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近年，希土類元素
（REEs
），トリウム
（Th
），ウラン
（U）
は，最先端分野や原子力分野での需要が高まっ
ている。ところが，貴金属の枯渇への懸念から，海
水などの環境水中や工業廃水等からの資源回収が重
要である。本研究では，貝殻による REEs
,Th
,U
吸着剤としての有効性を検証するため，REEs
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ラムサール条約登録湿地である中国・黒竜江省の
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g湿地の水質汚染状況を評価するため，全窒
素（TN）
・リン濃度（TP），化学的酸素要求量（COD）
，
生物化学的酸素要求量（BOD）をはじめ，p
H，電気
伝導度（EC），溶存酸素（DO）の水質基本項目を
1
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9
年から2
0
0
8
年にかけて測定した。その結果，
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g湿地内では，栄養塩も有機物質も環境基準を超
えている地点もあり，同様に行った他の周辺のモニ
U 含有の標準液を用いてオオエッチュウバイ（Bu
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タリング地点と比較しても，汚染がある程度進んで
た。その結果，主として以下のことが明らかになっ
種々の方策が必要であると思われる。 （国際会議）
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m）の殻による除去回収実験を行っ
た。茨貝殻は，REEsにおいて非常に良い吸着剤と
なりうる。芋焼成により，貝殻は，結晶構造の変化
とともに BET 表面積も大幅に減少する。
いることが明らかになった。肥料・殺虫剤の削減，
植物を利用した環境修復など水資源を守るための
チチハル大学化学＆化学工程学院
＊
（国際会議）
＊
新潟大学大学院自然科学研究科
＊＊
新潟大学大学院自然科学研究科
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新規な機能材料の基礎骨格として期待されている
安定ラジカル構造を有するフェニルアセチレン誘
特異な構造を持つ高分子構造体として，トリメチル
導体について，光学活性なフェニルエチルアミン存
シリル基またはオリゴジメチルシロキサン鎖を置換
したフェニレンエチニレンユニットを繰り替えし単
在下 Rh錯体触媒を用いてらせん選択重合させる
ことで，光学活性ならせんポリ（フェニルアセチレ
位とする，構造の厳密に規制されたマクロサイク
ン）型ポリラジカルが得られることを明らかにした。
リック化合物を合成した。これを重合することで形
また，そのらせん構造の有無によって磁気的性質が
状明確な巨大側鎖を持つポリマーを合成した。対応
制御できることを明らかにした。
するモノマーの末端アセチレンを Rh錯体触媒で
重合することで高分子量のポリマーを得ることに成
功した。NMR および AFM からシス構造の主鎖を
持つロッド状のポリマーであることを明らかにし
た。また，ポリマー固体のトルエンに対する高い吸
着性を明らかにした。
＊
＊＊
（論文）
新潟大学超域研究機構
新潟大学大学院自然科学研究科
―1
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＊
＊＊
＊＊＊
新潟大学超域研究機構
新潟大学大学院自然科学研究科
新潟大学VBL
（速報論文）
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タイト（HAp
）壁をもつマイクロカプセルはインプ
ヒドロガルビノキシル残基を有するジヨードベン
オッセオインテグレーションを改善することが期待
ゼンモノマーと光学活性なビナフチル構造からなる
ラント材料として用いたとき感染症を防ぐと同時に
される。この研究はカルシウム欠損型 HApミクロ
ジエチニルアリーレンモノマーとの重縮合により，
スフィアをチタン上に付着させる場合，チタンの表
光学活性なポリ（アリーレンエチニレン）を合成し
面形態を変化させるためにフッ酸によるエッチング
た。クロロホルム溶液中でポリマー中のビナフチル
構造に由来するＣＤスペクトルが観測された。得ら
の効果を調査することにある。温度を3
0
3
Kと3
2
3
Kの
間で変化させると付着量が増大する傾向が示され
れたポリマーを化学酸化することで対応するポリラ
た。
ジカルが生成し，そのベンゼン溶液において同様の
＊
ＣＤシグナルが観測された。一方，ＭＣＤスペクト
ルにはガルビノキシル発色団に由来するシグナルも
観測された。
新潟大学超域研究機構
＊
新潟大学大学院自然科学研究科
＊＊
新潟大学ＶＢＬ
＊＊＊
（論文）
（論文）
新潟大学大学院医歯学研究科
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ヒドロキシアパタイトミクロスフィアが複合エマ
ルション中での界面反応法によって調製された。マ
グネシウムあるいは炭酸種がおのおのの原料溶液に
加えられた。均一溶液中での湿式化学析出法も実施
された。得られた生成物は粉末 X 線回折，フーリ
エ変換赤外分光法，誘導結合プラズマ原子吸光分光
法，走査型電子顕微鏡によって特性付けされた。調
製法による違いが比較された。
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（論文）
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）
高温太陽熱をプロセス熱とする天然ガス
（メタン）
あるアパタイト型けい酸ランタンは，緻密体を得る
のソーラー改質反応の太陽集光の受光体触媒とし
ためには高温および長時間の焼結が要求される。そ
て，金属ルテニウム担持金属発泡体の改質反応速度
れゆえ，できるだけ低温でのより高い物質移動を可
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能にするエネルギー効率プロセシングの開発が望ま
（
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O2 の
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9
.
3
3 S
6
焼結特性が試験され，低温焼結における緻密化と制
御された微細構造を導くために適切なふっ化物添加
剤が見出された。
＊
＊＊
を調査した。Ba
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0
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0
℃における金属受光体触媒の改質反応を最
も精度良く表すことができることを明らかにした。
（国際会議）
（論文）
北海道大学大学院工学研究科
新潟大学超域研究機構
＊
北見工業大学
新潟大学大学院自然科学研究科
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高温太陽集光熱をプロセス熱とする2
段階水熱分
解サイクルの反応媒体である単斜晶ジルコニア担持
マグネタイトについて，熱還元反応温度1
4
0
0
1
6
0
0
℃
からのクエンチにより，高温生成相の結晶系を調査
した。また，熱還元反応温度1
4
0
0
1
6
0
0
℃における水
分解活性，反応率および水素生成速度の温度依存性
を調査した。
＊
＊＊
（論文）
新潟大学超域研究機構
新潟大学大学院自然科学研究科
―1
2
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高温太陽集光熱をプロセス熱とする２段階水熱分
解サイクルについて，単斜晶ジルコニアにニッケル
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）
高温太陽熱をプロセス熱とする天然ガス
（メタン）
フェライトもしくはマグネタイトを担持した反応媒
のソーラー改質反応の新規反応管として，２重管構
体の反応活性を調査した。ジルコニア担持ニッケル
造の溶融塩蓄熱型改質管の改質性能を検討した。内
フェライト粉体とジルコニア担持マグネタイト粉体
管には改質触媒としてルテニウム触媒を充填し，内
について水分解活性と反応性について調査した結
管と外管の間には，アルカリ溶融塩（炭酸ナトリウ
果，どちらも酸素発生と水素発生がほぼ化学両論比
ム）とマグネシアセラミックをコンポジットした高
で進行することを明らかにした。さらに，ジルコニ
温蓄熱材を充填した。日射が雲により遮られた際に
ア担持ニッケルフェライト粉体をスピンコート法に
高温蓄熱がより効果的に使用できるよう，内管を外
よりジルコニア発泡体に担持した反応デバイスを作
管に内接させた構造を採用した。短時間十分な太陽
製し，サンシミュレーターによるキセノン光照射に
集熱が得られない場合においても，触媒温度の急激
より反応デバイスのサイクル反応性を調査した。
な温度変化を軽減できることを示した。
新潟大学超域研究機構
（論文）
＊
＊＊
新潟大学超域研究機構
＊
新潟大学大学院自然科学研究科
＊＊
新潟大学大学院自然科学研究科
―1
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（論文）
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高温太陽集光熱をプロセス熱とする金属酸化物を
反応媒体とした２段階水熱分解サイクルの新規反応
高温太陽熱をプロセス熱とする天然ガス（メタン）
器として，内循環流動層ソーラー水分解反応器の熱
のソーラー改質反応の新規反応管として，２重管構
還元・水分解の連続反応を検討した。金属酸化物微
造の改質反応管を検討した。内管には改質触媒とし
粉体を予備加熱9
0
0
℃で内循環流動させ，サンシミュ
てルテニウム触媒を充填し，内管と外管の間には，
レーターによる2
.
6
ｋWキセノン集光を反応器上部
溶融塩（炭酸ナトリウム）とマグネシアセラミック
より石英窓を通じて流動層に直接照射することで，
をコンポジットした高温蓄熱材を充填した。炭酸ナ
熱還元・水分解の連続反応を行った。本研究では，
ウム/
1
0
wt
％MgO が放熱・蓄熱性能に優れた高温蓄
流通ガスを窒素から窒素/
水蒸気の混合ガスに切り
トリウムの組成を検討した結果，9
0
wt
％炭酸ナトリ
替えることで水素が生成することを示した。
（論文）
新潟大学超域研究機構
熱材であることを実証した。また放熱・蓄熱モード
の連続運転を検討した結果，改質ガスの HHV の変
＊
新潟大学大学院自然科学研究科
＊＊
動が大きく抑制できることを明らかにした。（論文）
＊
新潟大学超域研究機構
新潟大学大学院自然科学研究科
＊＊
韓国・インハ大学工学部
＊＊＊
高温太陽熱を利用したソーラー水素の製
造
児玉竜也・郷右近展之＊
太陽エネルギー，Vo
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1
（
42
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0
9
）
サンベルト地域を中心に高温太陽集熱をプロセス
熱とする水素製造研究に関するこれまでの世界の研
究動向を概説し，水熱分解サイクルによる水素製造
の研究の進展と著者らの研究成果について紹介し
た。２段階水熱分解サイクルについては，反応媒体
として酸化亜鉛系とフェライト系を中心に解説し，
将来有望な反応体であることを示した。
新潟大学超域研究機構
＊
―1
2
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（論文）
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高温太陽熱をプロセス熱とする天然ガス
（メタン）
ルコニア発泡体にコーティングした水熱分解反応デ
のソーラー改質反応の新規反応管として，２重管を
バイスを，高温太陽集光熱による２段階水熱分解サ
金属板で接続した金属架橋構造の改質反応管を検討
イクルに適用した。サンシミュレーターによるキセ
した。内管には改質触媒としてルテニウム触媒を充
ノン集光で高温熱還元および水分解反応を交互に６
填し，内管と外管の間には，溶融塩（炭酸ナトリウ
サイクルに渡って連続して行い，水熱分解活性およ
ム）とマグネシアセラミックをコンポジットした高
びデバイスの反応性を評価した。
＊
＊＊
新潟大学超域研究機構
新潟大学大学院自然科学研究科
（国際学会）
温蓄熱材を充填した。炭酸ナトリウム/
MgOの高温蓄
熱が金属架橋を通じて内管の改質触媒に伝熱し，吸
熱反応である改質反応に熱供給できることを明らか
にした。
＊
＊＊
新潟大学超域研究機構
新潟大学大学院自然科学研究科
韓国・インハ大学工学部
＊＊＊
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（国際学会）
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器として，内循環流動層ソーラー水分解反応器の熱
新潟大学工学部化学システム工学科（児玉・郷右
還元・水分解の連続反応を検討した。反応媒体とし
近研究室）と韓国・インハ大学工学部機械工学科
フェラ
て Ni
フェライト/
mZr
O2 粒子と非担持の Ni
（Ta
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o教授）とで実施している高温太陽熱
度の水素が流通ガスの切替で生成することを実験的
について最新の研究結果を報告した。このプロジェ
に明らかにした。反応後の粒子は，著しい焼結も確
クトでは、新潟大学側がジルコニア発泡体を基盤と
イト粒子を調査した結果，どちらもおよそ1
0
0
0
ml
程
認されず粉末状の形態を有していたことから，サイ
クル反応が十分可能であることを見出した。
（国際学会）
＊
＊＊
による水素製造に関する国際共同研究プロジェクト
した直径８c
mのフェライト担持反応デバイスをス
ピンコート法で作製し、韓国・インハ大学の５k
Wth
太陽集光システムと石英窓型ソーラー反応器で２段
新潟大学超域研究機構
階水熱分解反応のソーラーフィールド実験を行なっ
新潟大学大学院自然科学研究科
た。フェライト系反応媒体による太陽集光による水
熱分解水素製造は世界で２例目の成功である。
（国際学会）
＊
＊＊
新潟大学超域研究機構
新潟大学大学院自然科学研究科
韓国・インハ大学工学部機械工学科
＊＊＊
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加圧流動層燃焼における石灰石磨耗速度が粒子径
の２乗に比例することから，磨耗損失を減らしつつ
なおかつ飛び出し損失を減らすことのできる最適粒
乾燥下水汚泥の循環流動層燃焼では汚泥灰の蓄積
により NOx排出が増加した。下水汚泥の供給を停
子径があることが分かった。しかし，ボトムからの
止して石炭供給に切り替えても灰による NOx増加
粒子抜き出し量を抑えること，また供給粒子径の幅
炉内流動媒体の量を多くすると NOx増加効果の低
た。同一の粉砕機を使った場合，必要な粒子径成分
は残ったが，徐々に NOx増加効果は少なくなった。
を狭くすることの効果もかなり大きいことが分かっ
減は加速された。このことから，灰の磨耗による飛
耗抑制の効果について論じた。
を篩い分けることによる粒子損失と，それによる磨
（国際会議）
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び出しが影響していると考えられる。炉内の灰粒子
＊
磨耗のモデルを提案し，ライザーとループシールで
の灰の配分に及ぼす粒子径の影響を考慮すること
で，NOx排出変化が説明できた。
（国際会議）
Ci
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9
乾燥肉骨粉の循環流動層燃焼を小型循環流動層燃
焼装置で行った。骨灰を流動媒体として用いたとき，
骨灰の炉内蓄積に伴って NOx排出が減少した。こ
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9
）
クリック反応は，C（
uI
）触媒により有機アジドと
アセチレンとから1
,
2
,
3
-トリアゾール環を合成する
反応である。シートベルトをしめる時のように，素
の機構を明らかにするために，他の燃料（石炭，大
早くかつ確実に結合形成がなされ，医薬品あるいは
豆）を骨灰流動媒体で燃焼したが，骨灰の炉内蓄積
に伴った NOx減少は見られなかった。次に，不活
電子材料の素材合成分野で用いられる有用な反応で
性流動媒体である緻密アルミナ流動媒体で乾燥肉骨
残基をグラフトした無定形シリカゲルの細孔内に取
減少は見られなかった。従って，肉骨粉燃焼時に見
室温で5
0
％水-アルコール中，クリック反応の触媒
粉を燃焼したが，流動媒体の炉内量増加に伴う NOx
られた骨灰の炉内蓄積に伴っての NOx減少は，こ
ある。イオン液体に溶解した Cu
Brをチオプロピル
り込ませ，固定化した
（Cu
SI
LC）
。この担持触媒は
として高い活性を示し，酸あるいは塩基に弱い置換
の燃料と流動媒体の組み合わせに特有の現象である
基や様々な電子状態を持つ基質に対応した。また簡
ことが分かった。
単な濾過のみで回収でき，平均收率9
5
％で少なくと
（国際会議）
も６回使用できた。
新潟大学大学院自然科学研究科
＊
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（論文）
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nA は，５つの酸素官能基と７つの不斉
中心を持ち，既存の有機化合物の中で最強の幻覚作
用を示す化合物である。チッソ原子を含まないため
習慣性がなく，また脳内のκオピオイド受容体との
み相互作用する。そのため，アルツハイマー病など
のリード化合物として期待がもたれている。化学合
成は我々と Ev
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sのグループにより独立になされ
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）
ナノサイズ粒子が新しい固体触媒担体として注目
されている。直径約1
2
n
mのシリカゲル表面に，末端
にアミノ基を持つ第３世代のデンドリマーを伸長さ
せた（n
a
n
o
PAMAM o
rPAMDMAM）。これらは，
活性メチレン化合物とアルデヒドとの脱水縮合反応
である Kn
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l反応の触媒として威力を発揮
たが，工程が長く総収率に問題があった。そこで，
した。電子欠損あるいは豊富な芳香族アルデヒドの
合成ルートの再検討を行い，これまで逐次的に導入
みならず脂肪族アルデヒドにおいても高收率で生成
されていたエステル官能基群を，Pd触媒を用いる
ダブル一酸化炭素挿入反応により導入した。その結
果，より工程数の少ない効率的な Sa
l
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nA の第
二世代合成に成功した。
＊
＊
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（論文）
新潟大学大学院自然科学研究科
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合反応であり，生成物のニトロオレフィンは有用な
有機合成素材である。アミノプロピル残基をグラフ
トした直径 〜1
2
n
mのナノシリカゲル
（n
a
n
o
NAP）
は，ニトロメタンに均一に分散した。n
a
n
o
NAPを
触媒とし，ニトロメタン中芳香族アルデヒドと加熱
することにより，ニトロオレフィンを高收率で得た。
反応はベンゼン環上の置換基に影響されることなく
進行し，酸や塩基に弱い置換基も脱離することはな
かった。触媒は簡単な遠心分離操作により回収され，
平均収率7
6
％で３回のリサイクル使用が可能であっ
（論文）
新潟大学大学院自然科学研究科
収率7
6
％でリサイクル使用することが出来た。
＊
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＊
弱い官能基も，そのまま保持された。本触媒は平均
（論文）
新潟大学大学院自然科学研究科
た。
物を与えた。反応条件は温和で，酸あるいは塩基に
有機合成化学協会誌,6
（
71
1
）
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中枢神経系に作用する２つの高酸化型ジテルペノ
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nおよび Fo
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nの化学合成につい
て，総合論文として我々の成果をまとめた。メキシ
コ 産 の サ ル ビ ア 属 の 植 物 よ り 単 離 さ れ た Sa
l
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n
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nAは，既存有機化合物の中で最強の幻覚作用を
示し，中枢神経系の疾病のリード化合物として期待
がもたれている。Wi
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rケトンを出発原
料として，新規合成法とその第二世代合成法を開発
した。Fo
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nはインド産のシソ科植物より単離さ
れ，中枢神経系に作用する薬剤として知られている。
日本産のシダレゴヘイゴケより単離された
Pt
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nを出発原料として，光学活性 Fo
r
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nの
合成とその第二世代合成法を開発した。
（総合論文）
新潟大学大学院自然科学研究科
＊
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（GSCAON2
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）
,
実に結合形成がなされる反応をクリック反応とい
酸性イオン液体が，エステル化反応やニトロ化反
応は，その代表例である。生成物は医薬品あるいは
Be
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応に触媒として有効であることを，我々は示して来
た。この酸性イオン液体の耐久性とリサイクル性を
向 上 さ せ る べ く，シ リ カ ゲ ル 上 に グ ラ フ ト し た
（I
LI
S）。このI
LI
Sは，インドールの1
,
2
-および1
,
4
-付
加反応の触媒として威力を発揮した。生成物は医薬
う。C（
uI
）により触媒され有機アジドとアセチレン
とから1
,
2
,
3
-トリアゾール環を合成する[
3
+2
]
付加反
電子材料の素材として重要である。イオン液体に溶
解した Cu
Brをチオプロピル残基をグラフトした
無定形シリカゲルの細孔内に取り込ませ，固定化し
た（Cu
SI
LC）。この担持触媒は室温で5
0
％水-アル
コール中，クリック反応の触媒として高い活性を示
品などの合成中間体として有用な物質群である。こ
し，また簡単な濾過のみで回収でき，平均收率9
5
％
れら触媒反応は温和な条件で進行し，酸あるいは塩
で少なくとも６回使用できた。
（国際学会）
新潟大学大学院自然科学研究科
基に弱い官能基も影響を受けなかった。また，簡単
＊
な濾過のみで触媒は回収可能であった。（国際学会）
＊
＊＊
新潟大学大学院自然科学研究科
東北大学多元物質科学研究所
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イオン液体を用いて酢酸パラジウム，臭化銅，
Gr
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sルテニウム錯体などの有機金属触媒をシリ
カゲル細孔内に固定化した。これらの固定化触媒は，
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アゾ染料 AO7を含む有機廃水を抽水植物を植え
溝呂木He
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k反応，鈴木-宮浦反応，クリック反応
た上向流式人工湿地により処理した。抽水植物とし
に威力を発揮した。均一系触媒を液相担体を用いて
てヨシ，マコモを用い植物の効果，湿地内部を好気
固体内に固定化することにより，元の均一系よりも
的に保持するために補助的通気の効果をあわせて検
高い活性と耐久性を発現させることができた。また
討した。いずれの人工湿地でも有機物は十分に処理
いずれの場合も，簡単な濾過のみで触媒はリサイク
ル使用が可能であった。これらの成果を総合的に講
演した。
＊
できた。補助的通気は硝化と AO7分解生成物の無
機化に効果的であることを明らかにした。 （論文）
（国際学会）
新潟大学大学院自然科学研究科
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上向流式人工湿地を用いてアゾ染料含有廃水の処
理を行った。アゾ染料の微生物処理では，嫌気微生
物によりアゾ結合を開裂させ，その後好気微生物に
より中間生成物を無機化する必要がある。嫌気-好
気処理を行うため，人工湿地での廃水の流れを上向
ナトリウム，希土類
（I
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）から なる 配位ポ リマ ー Na
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7
H2O（Ln=Eu
，Gd
，Eu
）を水熱法で合成
（d
p
i
c
）
2
した。同形である三つの化合物の結晶構造を単結晶
X 線回折により決定した。Euおよび Tb化合物は
それぞれ，赤および緑の強い発光を示した。（論文）
流とした。また，好気条件を確保するために人工湿
地内部で補助的な通気を行った場合についても処理
を行った。アゾ染料は通気の有無にかかわらず良好
に除去されたが，通気を行いことにより中間生成物
の無機化を促進できることを明らかにした。また，
有機物，栄養塩類の除去も効果的に行えることがわ
かった。
（論文）
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膜通気による汚泥の好気消化
山際和明・小嶋涼太・西澤基広・石塚祥也
多島秀男
浄化槽研究
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（
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0
0
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）
疎水性多孔質膜あるいはシリコン膜を通して汚泥
沈積層に酸素を供給することにより汚泥の好気消化
を促進できることを明らかにした。また，膜通気消
化ではバルク液中に有機物や窒素化合物はほとんど
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）そして n
=7
.
7
5
か
可溶化せず，バルクの有機物処理に負荷を与えない
らなる一次元の配位ポリマーである希土類-バナジ
ことを明らかにした。
ウム錯体の水熱法による合成を報告する。一次元の
（論文）
鎖構造は，水分子を収納できるオープンチャンネル
を与える。水分子は2
0
0
℃での加熱と室温での湿潤雰
囲気への曝露により可逆的に除去および再吸着でき
る。
―1
3
0―
（論文）
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0
9
）
白色長残光を示す単一相の Mg
Sn
O4 を固相反応
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0
9
）
3
+
新規な赤色蛍光体 Na
YSi
O7:
Eu
を通常の固相
3
2
反応により合成した。このケイ酸塩蛍光体は近紫外
により合成した。この蛍光体は逆スピネル構造に結
光により効率的に励起され，強い赤色発光を示す。
光を示す。長残光は，2
5
4
n
mの励起で観察された。
近紫外の励起の下で，発光強度は市販の赤色蛍光体
晶化し，3
5
0
から7
0
0
n
mの領域にブロードなバンド発
O4 は，ドープしない試料よ
Liをドープした Mg2Sn
りも強い蛍光強度と残光時間を示した。
（論文）
（論文）
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（2
0
0
9
）
3
+
Eu
をドープしたものとドープしていない Y
（P,
V）
O4 蛍光体を2
.
4
5
GHzで駆動するマルチモー
ドおよびシングルモードのマイクロ波オーブンを用
いて合成した。マイクロ波加熱法において，蛍光体
粒子は凝集していない。Euイオンの均一な分布が
観察された。
3
+
Eu
よりも高い。
Y2O2S:
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9
）
チタン酸塩前駆体 Na
Ti
O28 を HNO3 水溶液に
1
6
1
0
溶解させることで Ti
O2 超微粒子を合成した。結晶
性のルチル型酸化チタンは溶液の1
0
0
℃以下での還
流により得られる。
（論文）
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3
1―
（論文）
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（2
0
0
9
）
新規な光触媒 Na
Ti
O28 による水分解を研究し
1
6
1
0
Ti
O28 は容易に水和し，水和した
た。合成した Na
1
1
6
0
Na
Ti
O28 は助触媒なしに水からの水素発生を示し
1
1
6
0
た。
（論文）
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は空孔を示す）
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1
2
2
9
合成し，水分解に対する光触媒活性を評価した。こ
の触媒は，UV 照射の下で水分解に対して高い活性
（水素発生2
1
3
μmo
l
/
h
，酸素発生8
2
μmo
l
/
h
）を示し
た。
（論文）
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A2BO4 タイプの複合酸化物（AA'
）
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（A
=Sr
,
2
4
2
+
3
+
3
+
3
+
,A'=La
,Gd
,Y3+,Eu
,B =Al
）
をアークイ
Ca
メージング炉を用いた溶融合成法により合成した。
3
+
固相よりも拡散が早いために，Eu
ドーパントを含
む均一な試料が数秒で得られる。
（論文）
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白色 LED 用の新規なアルカリ土類ケイ酸塩系蛍
2
+
光 体 と し て Ba
Sc
Si
O24:
Eu
と Ba
Sc
i
O24-3δN3δ:
9
2
6
9
2
+δS
6
2
+
Eu
を合成した。両方の試料とも青色光で励起で
2
+
き，緑（Ba
Sc
Si
O24:
Eu
）お よ び 黄 色（Ba
Sc
9
2
6
9
2
+δ
2
+
Si
O24-3δN3δ:
Eu
）に発光する。
6
―1
3
2―
（論文）
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）
炭素還元により，市販の電子レンジを用いて2
.
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3
+
+
O4:
Eu
,Dy
蛍光
GHz
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0
0
Wで3
0
分の条件で Sr
Al
2
体を合成した。カーボンは熱源としてだけでなく，
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）
母体が発光する結晶性の Rb
（P,
V）
O3 蛍光体を室
温での固相反応によって合成することに成功した。
原料粉末を接触させて空気中に数時間放置するだけ
で固相反応が生じ，結晶が形成された。
（招待講演）
還元雰囲気を作るためにも働く。合成した試料は長
残光を示した。
（論文）
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AND GLASSTECHNOLOGY
バンクーバー
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9
母体が発光する結晶性の Rb
VO3 蛍光体を室温で
の固相反応によって合成することに成功した。原料
である粉末 Rb
CO3 と V2O5 を接触させて空気中に
2
数時間放置するだけで固相反応が生じ，生成物であ
る Rb
VO3 が合成された。
（国際会議）
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6
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（
22
0
0
9
）
任意の角度で周期的に方向を変えながら回転する
角振動翼をもつ邪魔板無し攪拌槽についてニュート
ン性液相の混合の進行を，翼の動力特性との関連に
おいて実験的に研究した。６枚平羽根ディスクター
ビン翼を異なる振幅で角振動させた場合の結果を同
型式の一方向回転翼での結果と比較した。乱流混合
には角振動翼による大きい振幅での攪拌が効果的で
あった。層流混合には角振動翼による小さい振幅で
の攪拌が効果的であった。乱流と層流それぞれの流
動域における混合特性を，翼の動力数が反映する流
れ場の特徴に基づき考察した。
自然科学研究科
＊
＊＊
珂島崎製作所
―1
3
3―
（論文）
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76
）
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3
2
8
3
（
82
0
0
9
）
加速，減速，静止逆転を繰り返しながら回転する
往復動翼をもつ邪魔板無し攪拌槽において液の流れ
を可視化と PTV による計測を通して研究した。６
枚平羽根ディスクタービン翼を，取付高さを変えて
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-窒素混合系から HFC1
3
4
aを回収す
用いた場合の翼領域での流れは翼槽底間隔と往復動
のサイクルの過程により特徴付けられた。大小の間
る方法として，平衡回収率の観点から２つのガス分
隔で結果として生じる槽内のフローパターンは，同
離法（液化法およびガスハイドレート生成法）を比
型式の一方向回転翼によるパターンに類似した２つ
較した。平衡回収率は，平衡条件において，気相に
のループと単一のループでそれぞれ描かれた。吐出
対 す る 濃 縮 相（液 相 ま た は ハ イ ド レ ー ト 相）の
流は翼槽底間隔にかかわらず同程度の周期的円周方
向速度成分を含むことを明らかにした。
＊
＊＊
自然科学研究科
珂島崎製作所
（論文）
HFC1
3
4
a成分モル比と定義した。平衡回収率は，気
−液および気体-ハイドレートの相平衡データを基
に決定した。HFC1
3
4
a平衡回収率は，常にハイド
レート法のほうが高いことがわかった。すなわち，
ハイドレート法は，液化法に比べてより HFC1
3
4
a
を回収できる。この結果は，相平衡関係に基づいた
単純な代数解析で説明することができる。液化法と
ハイドレート法を組み合わせた二段分離法は，圧力
条件を減少させて高純度の HFC1
3
4
aを回収するこ
とができる。
＊
筑波大学
＊＊
成蹊大学
（独）
産業技術総合研究所
＊＊＊
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3
4―
（論文）
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我々が最近開発した新規配位子が配位した Pd錯
体が，重要な炭素-炭素結合形成反応である鈴木‐
光 学 活 性 な D− メ ン チ ル 基 を 有 す る ポ リ
（1
,
3
-
宮浦反応を，従来にない高い触媒回転数，触媒回転
速度，基質一般性，および穏やかな反応条件で進行
フェニレンエチニレン）を合成し，トルエン溶液か
させる優れた触媒として機能する事を明らかにし
らキャストすることで，片巻き優先らせん構造の
た。
フォルダマーからなる自己支持膜を調製した。本研
＊
究ではこのポリマー膜を膜状態でアルカリ処理し，
脱置換基反応することにより光学活性基を除去する
ことに成功し，反応後の膜の円偏光二色性（CD）測
定より，光学活性置換基除去後も片巻き優先らせん
構造が維持され，主鎖のコンフォメーションのみに
起因するキラルポリマーが合成できたことが確かめ
られた。
（論文）
新潟大学大学院自然科学研究科
＊
新潟大学自然科学系環境材料ナノ化学教育セ
＊＊
ンター
新潟大学超域研究機構
＊＊＊
＊＊＊＊
新潟大学ベンチャービジネスラボラトリー
（論文）
新潟大学大学院自然科学研究科
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かさ高く反応性の低い臭化物を基質に用いる鈴
木-宮浦反応を，最近開発した新規配位子が配位し
たPd
触媒を用いる事で，従来にない高い触媒回転
数，触媒回転速度，基質一般性，および穏やかな反
応条件反応させ，目的とするビフェニル誘導体を高
収率で得る事に成功した。
新潟大学大学院自然科学研究科
＊
―1
3
5―
（国際会議）
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最近開発した新規配位子が配位した Pd触媒を用
いる事で，かさ高く反応性の低いハロゲン化物を基
質に用いる鈴木‐宮浦反応が従来にない高い触媒回
転数，触媒回転速度，基質一般性，および穏やかな
反応条件反応で進行し，目的とするビフェニル誘導
体が高収率で得られる事を見い出した。（国際会議）
＊
新潟大学大学院自然科学研究科
―1
3
6―
（建 設 学 科）
レール温度座屈時の分岐過程に関する一
考察
佐成屋淳＊・阿部和久・紅露一寛＊＊
阿部和久・田中洋介 ・西宮裕騎
紅露一寛＊＊＊
＊
走行車輪と軌道系の定常連成応答解析
計算数理工学論文集，Vo
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鉄道力学論文集，No
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離散支持された無限軌道と走行車輪との定常連成
応答解を求めた。具体的には，周期定常性の下，時
ロングレールの温度座屈時に発生する軌道変形過
程について考察した。レールを離散支持された無限
周期構造としてモデル化し，座屈発生過程をその局
所化現象として捉えた。まず，座屈発生の瞬間にお
間方向に Fo
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r変換し，像空間で求めた解を逆変
換する手順によった。なお，像空間における解は
Fo
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r級数により構成し，Ti
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るたわみ角の不連続性を適切に表現した。解析例を
けるモード波数を理論的に導出した。さらに，それ
通し，構成手法の妥当性を確認し，走行速度が定常
により得られる周期性に基づき，増分変位の波数と
応答に及ぼす影響などについて考察した。 （論文）
温度増分およびたわみ振幅により与えられる空間に
おける分岐集合を求めた。また，この結果に基づき，
自然科学研究科博士前期課程
＊
自然科学研究科
＊＊
たわみの成長過程を理論的に求め，無限周期構造の
局所化がレール座屈形状を決定していることを明ら
かにした。
（論文）
自然科学研究科博士前期課程
＊
＊＊
苛鉄道総合技術研究所
自然科学研究科
＊＊＊
半無限周期構造を対象とした表面波モー
ド解析法の改善
軸力を受けるレールの波動伝播解析
阿部和久・笠原祐樹＊・紅露一寛＊＊
清水紗希＊・阿部和久・相川
紅露一寛＊＊＊
明＊＊
応用力学論文集，Vo
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計算数理工学論文集，Vo
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2
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半無限周期構造における表面波モードの分散特性
軸力を受ける無限長レールの波動伝播モードの分
を求めるための効率的手法の構成を試みた。具体的
散曲面を解析により求め，軸力に対する感度を調べ
には，周期場を構成するユニットセルの固有モード
た。その結果に基づき，振動モードの振動数や波数
スペクトルに基づき，ユニットセル上下端のイン
の変化に基づく軸力測定の可能性について検討し
ピーダンス行列を導出する方法を採った。表面波
た。構成した数値モデルに関する限り，まくらぎ支
モードは，波数-周波数空間における当該行列の特
持点間で半波長を与える定在波モードが各種未知物
異点集合として定義できる。解析例を通し，バンド
性値の影響を受けず，感度においても最適との結論
ギャップの存在や，介在物の剛性比の影響などにつ
を得た。
いて調べた。また，表面波のモード形状についても
具体的に求める方法を示した。
＊
＊＊
（論文）
自然科学研究科博士前期課程
＊
＊＊
自然科学研究科博士前期課程
苛鉄道総合技術研究所
自然科学研究科
＊＊＊
自然科学研究科
―1
3
7―
（論文）
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一部に他の構造を有する無限周期軌道の加振応答
析を試みた。積雪はこれまでに著者らが構成してき
た VOF法に基づく FEM 解析法によった。構造物
解析法を構成した。
左右に伸びる半無限周期軌道は，
や積雪周りの風の流れは安定化有限要素法により解
果，当該問題は有限部分構造領域の離散化方程式に
析し，それに基づき降雪の移流拡散解析を行った。
インピーダンス行列を組み込むことで完全に再現可
簡易な着雪モデルの下に相関問題を解く方法を構成
した。解析例を通し，提案手法の妥当性を検証し，
幾つかの解析結果を示した。
＊
＊＊
（国際会議）
自然科学研究科博士前期課程
等価なインピーダンス行列により表現した。その結
能となる。解析例を通し，提案手法の妥当性を検証
した。また，一般に用いられる有限軌道解析モデル
による結果との比較により，従来法では軌道長によ
らず適切な解析が不可能であることを示した。
（国際会議）
自然科学研究科
新潟市
＊
自然科学研究科
＊＊
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紅露一寛＊・五十嵐和希＊＊・阿部和久＊＊＊
計算数理工学論文集，
第９巻，p
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地下鉄トンネル周辺地盤を対象とした数値解析に
基づく地盤振動の評価・予測を試みた。解析におい
て，軌道・トンネル・地盤連成系は有限要素により
離散表現した。解析モデルの軌道に実測値を入力し，
地盤での応答を解析した結果と実測結果との比較を
通し，本手法の妥当性について検証した。
（国際会議）
＊
＊＊
日本工営珂
苛鉄道総合技術研究所
拡散問題を対象とした時間域境界積分方
程式法における wa
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t基底の適用とそ
の計算効率
拡散問題を対象とした時間域境界積分方程式法に
おいて，非直交 wa
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tを適用し，その計算効率の
改 善 効 果 に つ い て 検 討 し た。適 用 し た 非 直 交
wa
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tは，境界値関数の近似基底，および Ga
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法における重み関数として用いた。解析結果から，
係数行列の疎行列化の効果がより顕著となるのは，
過去の時刻歴応答との畳み込み積分に用いる係数行
列であることがわかった。定常解に漸近する基本解
の性質もあり，解析時間の経過とともに計算効率の
向上効果が高まることが確認できた。また，wa
v
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t
の次数を高次化することにより，計算効率がより改
善されることがわかった。
＊
＊＊
ジェコス㈱
（研究当時 新潟大学工学部建設学
科学生）
工学部建設学科
＊＊＊
―1
3
8―
（論文）
大学院自然科学研究科
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エーライトが生成する CSH の組成に
関する基礎的研究
須田裕哉＊・佐伯竜彦・佐々木謙二＊＊
コンクリート工学年次論文集，Vo
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本研究では，セメントの水和によって生成する C-
SHの組成についての基礎的な検討を加えるため，
エーライトを合成し，配合条件および養生条件を変
化させたペーストを作製した。ペースト供試体の結
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合水量，水酸化カルシウム生成量を測定し，それら
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の経時変化から，両者の比を求め，反応式を仮定す
ることによって CSH の C/
S比，H/
S比を算出し
その結果，C/
S比，H/
S比は材齢の経過とともに
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変化することが明らかとなった。また，結合水量増
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（国際会議論文）
大学院自然科学研究科
＊
大学院自然科学研究科博士前期課程
＊＊
工学部建設学科
＊＊＊
加速度，水酸化カルシウム生成速度を求め，それら
の結果を用いて，C/
S比および H/
S比を推定するモ
（論文）
自然科学研究科博士前期課程
＊
長崎大学工学部構造工学科
＊＊
CSHの密度に関する基礎的検討
田中洋介＊・佐伯竜彦・佐々木謙二＊＊
須田裕哉＊
セメント・コンクリート論文集,No
.
6
（
32
0
0
9
）
7
0
7
6
本研究では，セメント硬化体中の空隙量の評価を
より精度良く行うために，セメント系材料の主要水
和物である CSH の密度について検討を行った。
C/
Sモル比を変化させた CSH を純薬合成し，
密度
を測定した。また，CSH の Siの一部を Alで置
換した CSH も合成し，測定を行った。さらに，
エーライトや高炉スラグ微粉末に水酸化カルシウム
を添加したものを水和させた硬化体の密度，相組成
から硬化体中の CSH の密度を算出した。
その結果，
CSH の密度は C/
Sモル比によって評
価できた。また，生成条件の異なる CSH におい
ても，
その密度と C/
Sモル比の関係は同一であるこ
とを明らかにした。
自然科学研究科博士前期課程
＊
長崎大学工学部構造工学科
＊＊
―1
3
9―
（論文）
CSH の組成が塩化物イオン拡散性状に
及ぼす影響に関する基礎的検討
菊地道生＊・佐々木謙二＊＊・須田裕哉＊
佐伯竜彦
.
6
（
32
0
0
9
）
3
5
4
3
6
1
セメント・コンクリート論文集,No
セメントの主要な水和物である CSH に着目
し，C/
S比による CSH の電気的性質および物理的
性質が，セメント硬化体中の塩化物イオン拡散性状
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9
本論文では，セメント系硬化体中の塩化物イオン
に及ぼす影響について検討した。
その結果，CSHのゼータ電位は C/
S比に依存
拡散係数を結合材の種類，品質，置換率，材齢，環
し，C/
S比が低いほど，電気的に塩化物イオンの拡
境履歴などによらず一律に評価可能な手法の構築を
CSH 比表面積の変化を考慮した単位体積当たり
性質により，塩化物イオン拡散係数を評価する手法
CSH 表面積および硬化体のゼータ電位により，結
の検討を行った。その結果，塩化物イオン拡散係数
合材の種類に関わらず，各種固化体の塩化物イオン
水和物の物理的性質を考慮した指標により評価する
透過阻止性能を評価することができた。
ことにより，塩化物イオン拡散係数を概ね精度良く
散が抑制されると考えられた。また，C/
S比による
＊
＊＊
（論文）
自然科学研究科博士前期課程
目指し，硬化体中の相組成および各水和物の物理的
を支配している空隙率，屈曲度，収斂度それぞれを
推定可能であることを示した。
（国際会議論文）
長崎大学工学部構造工学科
長崎大学工学部構造工学科
＊
シリカフュームコンクリートの塩分浸透
抵抗性
嶋
毅＊・佐伯竜彦・吉澤啓典＊＊
山本佳城＊＊＊
セメント・コンクリート論文集,6
（
32
0
0
9
）
4
1
4
4
2
0
コンクリートの塩分浸透抵抗性に対するシリカ
フ ュ ー ム の 効 果 を 明 ら か に す る た め に，シ リ カ
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フュームコンクリートの塩化物イオンの実効拡散係
コンクリートを固相と移動相とからなる多孔質媒
数を電気泳動法により測定した。さらに，そのひび
体としてモデル化した。移動相中を物質が移動する
割れ抵抗性を明らかにするために，断熱温度上昇量
ものとして，格子ボルツマン法を用いて，
コンクリー
および自己収縮ひずみも測定した。
ト中の気体およびイオンの移動を計算した。
その結果，シリカフュームの混和により，塩化物
その結果，透気係数が空隙率の対数に比例すると
イオンの実効拡散係数が小さくなることが確認され
いう実際の試験結果と同様の結果が得られた。
また，
た。また，塩分浸透抵抗性を確保しつつ，水結合材
塩化物イオンと水酸化物イオンとの電気的なイオン
比を大きくすることができ，断熱温度上昇量および
交換を考慮することによって，コンクリート表層部
自己収縮が小さくなることもわかった。
における塩化物イオンの濃縮現象を再現することが
住友大阪セメント㈱
＊
（論文）
できた。
エルケム・ジャパン㈱
住友大阪セメント㈱
＊＊
＊
大成建設㈱
＊＊＊
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4
0―
（国際会議論文）
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フランスにおける区分所有建物管理制度
の概要，直面する課題と法改正
寺尾
日本不動産学会誌
フランスの区分所有法制が直面している，
「荒廃区
化策と公権力の介入に分けて分析する。
シュの水和について検討するため，これらの混和材
に水酸化カルシウムを添加したペーストを作製し，
ペーストの結合水量と水酸化カルシウム量の経時変
化を測定した。測定結果を用い，仮定した反応式に
より CSH の C/
S比を算出した。その結果，C/
S
比は材齢とともに変化すること，各材齢において生
成する CSH の C/
S比は結合水量と未反応水酸化
カルシウム量に依存することがわかった。またそれ
らの結果を利用して，混和材を含むセメント系材料
の水和進行モデルを構築した。モデルによる C/
S比
の算出結果は実験の傾向を再現できることを確認し
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分所有建物」対策を，区分所有者による予防・正常
本研究は，高炉スラグ微粉末およびフライアッ
た。
仁
（国際会議論文）
長崎大学工学部構造工学科
―1
4
1―
（論文）
（機能材料工学科）
HOTDI
Pすずめっき材の中間合金層成長
および密着性評価
大木基史・石橋達弥・鈴木 亘＊・荒井実里＊＊
材料試験技術,Vo
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3
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衝突実験によるシート座面変形とシート
ベルト損傷に関する研究
−シート座面強度に関する安全規準の提
案−
本宮嘉弘＊・石橋達弥・山内春夫＊＊・大木基史
HOTDI
P法によって施工されたすずめっき材に
日本交通科学協議会誌,Vo
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お い て，施 工 中 に 形 成 さ れ る 金 属 間 化 合 物 ¯Sn
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℃ 程度の熱的負荷に
Cu
6
5 層，および施工後の1
Sn層の２種の中間
より生じる金属間化合物εCu
3
ベルトを装着しエアバッグが展開したにもかかわら
合金層の存在が報告されている。これらは加熱温度
および時間の増大に伴い成長し，また高硬度である
という事例が散見され，その中でシート座面が下方
事から過度の中間合金層成長は HOTDI
Pすずめっ
へ大きく変形している場合がある。この変形の原因
因する接触面間の電気的抵抗の増大，または接触に
による，座面前方での下向きの荷重の作用等が考え
き材が本来有している可塑性の低減およびそれに起
伴う中間合金層でのき裂発生およびはく離・脱落を
導く可能性がある。一方，J
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SH8
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4
：めっきの密着
性試験方法が規定されているが，一般的なめっき皮
膜の基材－めっき間の密着性を評価するためのもの
であり，上述した中間合金層成長に伴う密着性の低
下への考慮はなされていない。
そこで本論文では，中間合金層成長後のHOTDI
P
すずめっき材における密着性評価方法の確立を目的
として，まず各種熱処理による中間合金層成長挙動
の定量化を行った。加えて，中間合金層成長後の
HOTDI
Pすずめっき材に対するスクラッチ試験方
式の適用および曲げ試験方式との比較，スクラッチ
試験による HOTDI
Pすずめっき材損傷メカニズム
の解明，等を検討した。
その結果，中間合金層成長挙動に対する熱処理温
度および雰囲気の影響，スクラッチ試験結果に及ぼ
す表面すず層厚さの影響，等の知見を得るとともに，
スクラッチ試験によるすずめっき寿命予測への適用
の可能性を示した。
＊
＊＊
（和論文）
東北エプソン株式会社
新潟大学大学院
自然科学研究科
自動車前面が衝突する交通事故において，
シート
ず前席乗員が内臓損傷により死亡または重傷を負う
として，衝突時の乗員の前方移動に際してラップベ
ルトにより腰部が下方に引張られる状態となること
られる。この変形によりラップベルトが上方にずれ
る，いわゆるサブマリン現象が生じる可能性があ
る。
本論文では，ダミーを乗せた実車による衝突実験
を実施し，衝突時の車両の変形，ダミーの挙動，シー
ト座面の変形などを車内外に設置した高速度カメラ
により撮影記録した。その結果，衝突時のダミーの
挙動，シート座面の変形挙動，車体とダミーの減速
度，シートベルトの延伸状況，ハンドルの変形状況，
ダミーの損傷状況等を確認した。また映像記録の詳
細な解析および既報のシート座面の静的圧縮試験結
果から，座面の変形原因とサブマリン現象の有無に
関して推定するとともに，本実験条件におけるフ
ォースリミッターおよびエアバッグの有効性に関し
て考察した。
得られた上述の知見に基づき，自動車アセスメン
トで実施されているフルラップ前面衝突実験の実験
条件追加，およびシート座面強度に関する新たな安
全規準の作成を提言した。
新潟県警察本部
科学捜査研究所
新潟大学大学院
医歯学総合研究科
＊
＊＊
―1
4
2―
（和論文）
弾性接触近傍を含む超微小押込み深さ領
域における各種マイクロビッカース硬さ
基準片
（HMV）
の特性
シート座面強度とシートベルト損傷との
関係
吉川裕輔 ・石橋達弥,片山繁雄 ・大木基史
高木智史＊＊＊
自動車技術会論文集,Vo
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材料試験技術,Vo
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－8
4
本宮嘉弘＊・石橋達弥・山内春夫＊＊・大木基史
ここ数年の交通事故鑑定時において，前席でシー
トベルトを装着しエアバッグが展開したにもかかわ
超微小押込み試験用の標準試料として，
均一性に
らず，乗員が内臓損傷により死亡または重傷を負う
優れ弾性回復の割合が高い特性を有する非晶質かつ
という事例が散見される。このような事例において
透明なガラス系試料（溶融石英やガラス）が主に用
は，シート座面が下方に変形することによる乗員の
いられているが，マクロレンジ荷重における割れの
サブマリン現象（通常，骨盤前上部にかかっている
発生や光学的くぼみ測定の困難さという問題もあ
３点式シートベルトの腰ベルト部分が，何らかの原
る。一方，金属製硬さ基準片においては光学的くぼ
因により骨盤から外れて上方にずれる現象）が生じ，
み測定が比較的容易であり，また従来のマイクロ
ビッカース硬さ（MHV）やビッカース硬さ（HV）
シートベルトが腹部に食い込む原因となっている可
本論文では，マイクロビッカース圧子による極超
亡または重傷を負った衝突事故事例の紹介から，
との連続評価性という利点を有している。
微小領域（1
0
n
m未満）〜マイクロ領域（数mm程度）
に至る広範囲な押込み深さ領域において，市販のマ
能性が考えられる。
本論文ではまず，実際に乗員が内臓損傷により死
シート座面の下方への変形が実際に生じていること
イクロビッカース硬さ基準片の（HMV）特性を，既
を示した。加えて，自動車シートの座面強度に関す
報の相当球直径理論による圧子形状係数の決定およ
の違いを明らかにするために，メーカー・年式・車
び 弾 性 接 触 理 論 曲 線 と の 比 較，マ ル テ ン ス 硬 さ
HM・HM の変動係数 C.
V.
・インデンテーション硬
種の異なる運転席シートについてシート座面の準静
（HIT）
の各パラ
さ HIT からの換算ビッカース硬さ HV
的強度試験を行った。その結果，事故事例車シート
メータ算出，により定量的に解析・把握することで
の関係，シート構造と強度の関係，シート重量と強
検討した。
度の関係，等に関する知見を得た。
その結果，HMV9
0
0
，7
0
0
および4
0
0
の各金属製硬
る基礎的知見を得るとともに車種や年式による強度
と他車種シートとの強度の相違，年式の相違と強度
得られた知見に基づき，サブマリン現象の発生を
さ基準片において，計装化押込み試験における極超
防止するためにシート座面前部が耐えうるべき最低
微小領域からマイクロ領域に対応可能な試験片とし
荷重を推定するとともに，自動車メーカーおよび
ての可能性が確認された。
シートメーカーへの提言を行った。
（和論文）
株式会社原田伸銅所
株式会社フィッシャー・インストルメンツ
＊＊
産業技術総合研究所
＊＊＊
新潟県警察本部
科学捜査研究所
新潟大学大学院
医歯学総合研究科
＊
＊
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計量標準研究部門
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4
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（和論文）
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歯周病菌が分泌するプロテアーゼであるアルギニ
ンジンジバインを阻害する成分を，精白米から抽出
乳酸菌が生産するバクテリオシンを用いて，火落
菌の一種である La
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iを殺菌した。
まず，3
0
℃，p
H３における水麹抽出液中でのバクテ
するための方法について検討した。p
H６のクエン酸
緩衝液を用いて室温で3
0
分間抽出することによっ
て，
多くの阻害成分を回収することができた。また，
リオシンの安定性を明らかにした。次に，バクテリ
抽出液を9
0
℃で3
0
分間加熱することによって，阻害
オシンの水麹抽出液中および水麹中での殺菌効果を
活性が２〜３倍向上することを明らかにした。さら
明らかにした。また，水麹抽出液中と水麹中での殺
に，阻害成分の分子量をゲル濾過クロマトグラフ
菌効果の差は，バクテリオシンおよび火落菌が麹に
3
0
k
Daであることがわかった。
吸着するためであることを明らかにした。 （論文）
＊
＊＊
新潟県醸造試験場
ィーと SDS電気泳動によって測定した結果，1
4
（国際会議）
新潟県農業総合研究所
＊
山梨大学ワイン科学研究センター
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ウナギの表皮の粘液から新たに２種類のシステイ
米中に含まれる酵素タンパク質の部分配列，すな
ンプロテアーゼインヒビターを，各種クロマトグラ
わち1
2
のアミノ酸から構成されるペプチドが，歯周
フィーと二次元電気泳動によって精製した。これら
病菌に対して抗菌活性を有することを発見した。こ
した結果，1
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であった。また，
または２つ削除したペプチドを合成し，それらのア
ノ酸組成は，ウナギのレクチンである AJ
L1と非常
ルギニンが，抗菌活性に大きく寄与していることが
の成分の分子量を MALDI
/
TOFMSによって測定
7
Mと
パ パ イ ン に 対 す る 阻 害 定 数 は，1
.
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のペプチドの N-または C末端のアミノ酸を１つ，
7
M であった。さらに，これらの成分のアミ
1
.
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0
ミノ酸の抗菌活性に対する寄与を検討した。その結
によく類似していた。
明らかとなった。
＊
＊＊
（論文）
果，C末端のアミノ酸に比べて，N末端の２つのア
新潟工科大学工学部
新潟県農業総合研究所
＊
日本歯科大学口腔生命学部
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4
4―
（国際会議）
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シリカナノ粒子表面への抗菌性ポリマーのグラフ
ト化について検討した。シリカ表面への抗菌性ポリ
マーのグラフトは，粒子表面へグラフトしたポリク
ロロメチスチレンを長鎖アルキルホスフィンで処理
することにより行った。ついで，得られたシリカを
シリコーンゴムと複合化し，その表面の抗菌性を評
価した。その結果，抗菌性ポリマーをグラフトした
シリカを配合したシリコーンゴム表面は大腸菌や黄
色ぶどう球菌に対して，強力な抗菌性を示すことが
明らかになった。
（論文）
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親水性と疎水性のグラフト鎖の両方を持つ新規
C60フラーレンの合成について検討した。まず，C60フ
ラーレンをポリエチレングリコール（PEG）の高分
子アゾ開始剤で処理することにより，PEG グラフト
PEG）を合成した。ついで，C60PEG をパー
C（C
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ヘキサCで処理することにより，ペルオキシエステ
ル基を持つ C60PEG
（C60PEGPOC）を合成した。つ
PEGPOC を開始剤に用いてスチレンの重
いで，C60-
合を行うことにより，C60PEG へのポリスチレンの
グラフトに成功した。
（論文）
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シリカナノ粒子表面へグラフトした多分岐ポリア
ミドアミン（PAMAM）のアミノ基と臭素系難燃剤
のエポキシ基との反応により，シリカ表面へ難燃剤
を固定化した。この様な難燃剤を固定化したシリカ
C60フラーレンのラジカル捕捉性を利用した，ポリ
エチレングリーコールゲルの簡便な調製法について
検討した。その結果，C60フラーレンを PEG の高分
子アゾ開始剤（Az
o
PEG）で処理すると，Az
o
PEG
の熱分解で生成した PEG ラジカルが，C60フラーレ
ンで捕捉され，C60フラーレンを架橋点とする PEG
ゲルが生成することを明らかにした。さらに，この
様なゲル化反応に及ぼす反応温度，C60／Az
o
PEG
を複合化したエポキシ樹脂の難燃性を酸素指数で評
仕込み比，仕込み濃度の影響について詳細に検討し
価した。その結果，この様なシリカは有効な難燃剤
た。また，得られたゲルの水に対する膨潤度や機械
として機能することが分かった。また，シリカナノ
強度についても検討した。
粒子のアンカー効果により，エポキシ樹脂からの難
燃剤の溶出が防止できることを見い出した。（論文）
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（論文）
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シリカナノ粒子表面へグラフトした多分岐ポリア
ミドアミン（PAMAM）末端のアミノ基をイソシア
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ポリクロルメチルスチレングラフトシリカをトリ
ネート基に変換した後，カプサイシンの水酸基と反
アルキルホスフィンで処理すると，四級ホスホニウ
応させると，粒子表面へカプサイシンが容易に固定
ム塩基含有ポリマーグラフトシリカが得られること
化できることを見出した。この様にして得られたカ
を見出した。この様なシリカとシリコーンゴムやポ
プサイシン固定化シリカは辛みを有し，皮膚に対す
リプロピレンとの複合体表面は大腸菌や黄色ブドウ
る刺激性を持つことが分かった。また，マウスを用
いた Pa
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g試験や腸管収縮試験により，シリカ
球菌に対して強力な抗菌性を持つことを明らかにし
表面へ固定化してもカプサイシンは，その刺激性を
抗菌ポリマーの溶出を防止でき，抗菌性が保持され
保持することを確認した。
ることを確認した。
（国際会議）
た。また，この様な複合体は繰り返し使用しても，
（国際会議）
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ナノダイヤモンド（ND）表面の縮合芳香族環と
（MWCNT）にフェロセン含有ポリマーを反応させる
と，MWCNT 表面の縮合芳香族環とポリマーのフェ
フェロセン含有ポリマーとの配位子交換反応による
表面へ対応するポリマーがグラフトすることが明ら
リマー（ビニルフェロセンとビニルモノマーの共重
ロセン部位との配位子交換反応が進行し，MWCNT
か と な っ た。ま た，ポ リ マ ー を グ ラ フ ト し た
MWCNT はグラフト鎖の良溶媒中へ安定に分散す
ることが分かった。さらに，ポリN-イソプロピルア
クリルアミドをグラフトした MWCNT は3
2
℃以下
の温度では水中へ安定に分散性するが，3
2
℃以上の
温度では分散性を失うことを見出した。（国際会議）
グラフト反応について検討した。その結果，塩化ア
ルミニウム触媒存在下で，ND にフェロセン含有ポ
合体）を反応させると，ND 表面の縮合芳香族環と
ポリマーのフェロセン部位との配位子交換反応が進
行し，ND 表面へ対応するポリマーがグラフトでき
ることが明らかとなった。さらに，ポリマーのグラ
フト化により，ND の有機溶媒中への分散性が著し
く向上することも見出した。
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4
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（国際会議）
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シリカナノ粒子表面へグラフトしたポリクロロメ
エストロゲンとそのグルクロン酸抱合体の酵素処
チルスチレンをトリブチルホスフィンで処理する
理条件の検討を行った。エストロゲンは酸化酵素
と，四級ホスホニウム塩含有ポリマーグラフトシリ
ラッカーゼにて，グルクロン酸抱合体は大腸菌の -
カが得られることを見出した。また，天然の抗菌剤
グルクロニダーゼをセルフクローニングして発現さ
である
せた酵素を用いて加水分解後，ラッカーゼにより処
-グルカンやヒノキチオールのシリカナノ
粒子表面への固定化についても検討した。この様な
理できることを示した。
（論文）
抗菌物質を固定化したシリカとシリコーンゴムや発
泡ポリスチレンとの複合体表面は大腸菌，黄色ブド
ウ球菌，さらには緑膿菌に対して強力な抗菌性を持
つことを明らかにした。
（国際会議）
非対称型デプスフィルターによる非圧縮
性粒子懸濁液の精密濾過
田中孝明・三村朋也＊・古賀光雄＊・吉田政晴＊
谷口正之・中西一弘＊
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膜内粒子捕捉型の非対称デプスフィルターによる
非圧縮性粒子ラテックス懸濁液の精密濾過特性につ
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いて検討した。表面阻止型のスクリーンフィルター
熱誘起相分離法を用いて生分解性・生体吸収性プ
と比較して高い濾過速度が得られることを示した。
ラスチック多孔質体を作製し，その力学的特性を評
（論文）
＊
岡山大学
価した。相対ヤング率が相対密度の2
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乗に比
例することを示した。
テキサス大学オースチン校
＊
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（国際会議）
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カーボンナノチューブ懸濁液の濾過特性とバッ
キーペーパーの作製方法を検討した。
濾過膜の孔径，
濃度，
圧力の濾過速度への影響を示した。
（国際会議）
生分解性プラスチック製濾過膜で各種ミネラルの
資源となる海水の濾過を行った。圧力センサを用い
たポンプ速度の制御による定圧濾過を行い，ポリブ
チレンサクシネート製濾過膜により海水中の微生物
が除去できることを示した。
＊
（国際会議）
テキサス大学オースチン校
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抗生物質アンピシリンを放出する多孔質膜の作製
を検討した。界面活性剤とポリ乳酸を加えて複合化
非溶媒誘起相分離法と熱誘起相分離法を組み合わ
せて用いて生分解性バイオマスプラスチックである
することにより抗菌性を有する多孔質膜を作製でき
た。
ポリブチレンサクシネート製の濾過膜を作製した。
ポリマー溶液の濃度・温度を最適化することにより
バクテリアの阻止が可能な生分解性濾過膜を作製す
ることができた。
＊
（国際会議）
テキサス大学オースチン校
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（国際会議）
（工学力教育センター）
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岡 徹雄・田邊裕治・阿部和久・石井 望
丸山武男・岩部洋育・原田修治・大川秀雄
佐藤 孝・西村伸也・今泉 洋・仙石正和
日本工学教育協会，工学教育，第5
7
巻，第５号，平
成2
1
年９月号，7
3
−7
7
極低温に冷却された超伝導バルク体に静磁場を印
加する際の温度変化を測定し，ピン止め損失による
発熱から磁場侵入挙動を評価した。パルス磁場によ
る励磁過程での磁束運動速度の理想的な極限と考え
られるゼロ磁場冷却で，量子化された磁束の侵入挙
動を明らかにしたもの。
企業連携による実践的工学キャリア教育
プログラムの開発
（論文）
2
0
0
6
年に文科省において採択された補助金によっ
て，３年間にわたって実施した実践的工学キャリア
教育の結果と問題点について報告する。本論文では
大学外の支援組織である1
0
0
人力ネットワークに
よってサポートされたインターンシップの過程の評
価を試みる。今年，我々はそれぞれが組み合わさっ
た３種類のインターンシップ・プログラムの構築を
完遂した。これらの実践的なインターンシップ・プ
ログラムを通じ，学生の専門学習への強い動機付け
が得られることと確信している。
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対向設置した高温超伝導バルク磁石をパルス着磁
によって同極に励磁し，発生する磁場と磁極間の距
離を変化させた場合の磁場分布を，実測と数値計算
によって評価した。
＊
足利工業大学
（論文）
（論文）
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対向型に配置した高温超伝導バルク磁石装置とこ
れに交替型磁気分離配管を用いることで，工場排水
の処理によってできる沈殿を連続的に除去する開発
研究。
イムラ材料開発研究所
＊
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（論文）
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冷凍機を用いて冷却した希土類１２３系高温超伝
導バルク磁石を強力なパルス磁場によって励磁する
ために構成した強磁場発生装置の開発研究。（論文）
＊
＊
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系超伝導バルク磁石による超小型磁場発生装置にお
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回にわたるパルス着磁により，直径6
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足利工業大学
磁石においては世界最高の2
.
7
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Tの磁場捕捉に成功
岩手大学
した。
（国際会議）
足利工業大学
＊
岩手大学
＊＊
準静的磁場による磁化過程における溶融
超伝導バルク磁石の温度変化と磁場特性
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徹雄・横山和哉＊・藤代博之＊＊・能登宏七＊＊
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高温超伝導バルク磁石の励磁方法として超伝導ソ
レノイドの準静的な磁場を用いた発熱と，侵入する
磁束の挙動を冷凍機冷却した低温領域で測定評価し
た。
＊
＊＊
（論文）
足利工業大学
岩手大学
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高温超伝導バルク磁石による磁気分離装置が焼却
炉の燃焼器の冷却水に使う地下水の浄化の中で評価
された。研究は新たに開発した交替型磁気分離装置
によってなされた。細かい酸化鉄粉末を含む強磁性
沈殿の分離率は水配管内の小鉄球を用いた高勾配型
磁気分離を適用することで測定された。沈殿に作用
する磁気力は粒子の磁化と磁気の勾配の積で与えら
れる。強磁性ステンレス球は強磁場中で急峻な磁気
勾配を発生するため，少ない酸化鉄含有量のフロッ
クの分離率は５リットル／分以下の流量で9
0
％を保
持した。この研究は三条清掃センターとの共同で進
められた。著者らは彼らの貢献に感謝する。
（国際会議）
超伝導機構
＊
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工学キャリア教育に関して平成1
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年度から実施し
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高温超伝導バルク磁石を使って三条地域の地下水
てきた日本の文科省の現代 GPプログラムによる
におおく含有される鉄分の磁気分離を行った。三条
取り組み成果について報告する。われわれは３種類
市のごみ焼却場では2
4
時間体制で炉の運転を行うが
の異なる性格のインターンシッププログラムを新た
その燃焼ガスの冷却のために井戸水を利用してお
に作成し，この中でも最も特徴的なのがマーケット・
り，これに含まれる鉄分から発生するさびによる閉
インターンシップである。ここでは将来学生が直面
塞が炉の冷却系に悪影響を及ぼすからである。凝集
する市場と企業との間で工学のもつ問題点と魅力を
剤や沈澱生成材により生成したフロックを交替型の
ユーザーの立場で見つけ出す作業をチームで行い，
磁気分離配管とバルク磁石の発生する２T以上の磁
これを学外支援者組織である1
0
0
人力ネットワーク
場により，５リットル／分までの処理量にたいして
の協力のもとに行うものである。
9
0
％以上の優秀な浄水性能を得ることができた。協
（国際会議）
力を下さった三条市クリーンセンターの関係者の
方々にお礼申し上げます。
足利工業大学
＊
超電導機構
＊＊
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5
1―
（国際会議）
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永久磁石の着磁には通常，パルス着磁が一般的で
あるが，鉄のヨークを使った多極着磁ではその磁気
飽和により現実的には２T以上の磁場印加は不可能
である。モータや発電機に利用され広まりつつある
希土類の完全な着磁には３T近い磁場が必要であっ
て，今後の機器設計の自由度を制限しかねないこと
から新たな着磁方法が求められる。３T級の静磁場
を捕捉できる超伝導バルク磁石による静磁場着磁に
よる方法はこれまでに例がない新たな方法である。
超伝導磁極の走査による永久磁石板への磁場暴露に
よって励磁分布が制御可能なことを実験的に示した
結果を報告する。
＊
（国際会議）
イムラ材料開発研究所
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強磁場を発生することができる高温超伝導バルク
磁石をもちいて小型でコンパクトな磁場発生装置が
構成できる。この装置の特徴は冷凍機による7
7
K以
下の温度域への冷却にあり，液体窒素などの寒剤を
使うことによる特殊な技能や寒剤そのものの調達に
係る作業から解放され，一般産業に受け入れやすい
ものである。対向して配置された磁極間に発生する
磁場は３−４テスラに及ぶため，これを磁気分離に
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応用する際には磁性の弱い物質や沈澱でも有効に吸
着できることが知られる。報告では三条市の地下水
に含まれる鉄分を除去して工業用水としての品質向
上をねらった結果を示す。わずかな酸化鉄の添加に
よって担磁された沈澱が有用な処理流量で有効に分
離できることを示した。
足利工業大学
＊
高温超伝導バルク磁石を対向型に設置し，パルス
を変化させた場合の磁場分布と磁場により磁極間に
働く磁気力の実測と計算値を評価した。（国際会議）
＊
超電導機構
＊＊
着磁によって励磁し，発生する磁場と磁極間の距離
＊＊
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我々のプロジェクトでは誘導機のかご型ケージ部
分を超伝導線材に置き換えた構造とし，誘導機と同
期機の双方の性質を兼ね備えた高トルク高出力密度
の電気自動車搭載用の高温超伝導誘導同期モータ
我々は溶融法による高温超伝導バルク磁石 RE- （HTS/
I
SM）の研究を行っている。高性能は臨界電流
永久磁石の着磁工程の研究を行っている。7
7
Kより
Ba
Cu
O（REは希土類） が発生する強磁場を用いた
密度をもった短尺の超伝導線材を通常の交流誘導
低温に冷却されて着磁されたこの磁場発生機は３T
りトルク向上と，エネルギー密度の向上を狙い，
モー
を超える磁場性能をもち，鉄の飽和磁束密度によっ
タ全体の小型化を図った。自動車に搭載するモータ
て２T程度に制限される永久磁石の着磁をはるかに
としては小型化によるエネルギー消費の低減，広い
超える性能によって新たな磁場印加方法による着磁
範囲の回転動作域での高い効率の維持などの課題に
が可能となる。この磁極を永久磁石に走査して磁場
ついて報告した。
モータの二次巻き線に利用して誘導電流の性能によ
を暴露することによって，磁場の反転など自由に着
磁パターンが得られることを示した。 （国際会議）
＊
イムラ材料開発研究所
＊
＊＊
京都大学
イムラ材料開発研究所
応用科学研究所
＊＊＊
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5
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（国際会議）
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永久磁石の着磁にはこれまでパルス着磁が使われ
てきた。この過程で連続工程で起こる発熱は生産性
を下げ，安全な操業を妨げ，モータや発電機の設計
の自由度を下げてきた。鉄による磁極の発生する磁
場は２Tで制限されることをわれわれは知ってお
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高温超伝導誘導同期モータの開発状況について講
演する。このモータの特徴は，従来の交流モータに
比べて，すべりモードでの運転と同期モードでの運
転の両方が可能であり，過負荷運転でのかご型モー
り，Nd
Fe
B で構成される希土類磁石を着磁する新
タと同じ堅牢さを併せ持つ。自動車用としての駆動
を搭載し３Tの磁場を発生する磁極が磁石試料の上
ており，講演ではそのエネルギー効率について述べ
たな方法が望まれる。実験では高温バルク超伝導体
を走査し，その静磁場によって磁石が完全に着磁さ
れることが見出された。ここでは高温超伝導バルク
モータとして応用するため，広い範囲の速度域で高
いトルク密度をもつことから，大幅な改良がなされ
る。
（国際会議）
＊
京都大学
磁石間の隙間を変化させ，磁石板を逆向きに着磁す
＊＊
るため走査した際の磁場分布の測定を行い，その磁
＊＊＊
場分布とその性質を報告する。
＊
イムラ材料開発研究所
応用科学研究所
（国際会議）
イムラ材料開発研究所
び っ く り！浮 い て 走 っ て 不 思 議 な 磁 石
（新潟大学工学部）
朝日新聞（平成2
1
年1
2
月1
7
日，別刷り特集２頁）
超伝導磁石を使い，磁場の吸引・反発減少を体感。
渡辺康弘君（1
1
）は「磁石って，見えない力があっ
てすごい」
。
―1
5
4―
（新聞記事）
著 書 等 抄 録
ABSTRACTSOF BOOKSAND OTHERS
（ 著書等抄録 ）
（機械システム工学科）
マルチボディソフトを利用したシミュ
レーションによる走行安全性の検討
各種乳化技術ノウハウ・事例集
鳴海敬倫（共著：他6
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名）
石井清貴・谷藤克也
珂情報機構，全8
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頁の内，pp.
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近年，マルチボディソフト（MBS）と呼ばれる市
販のツールが機構の運動解析に利用されている。
MBSのひとつである SI
MPACK は鉄道に特化した
「第６章，第４節，種々のレオメーターの違いと
特色」にて，レオメーターの概要と特徴について記
した。
（著書）
ツールボックスを有し，車輪／レール間の相互作用
力を実態に即して模擬することが可能である。本稿
では，現車による確認が困難な曲線通過時の走行安
全性について，SI
MPACK を利用した数値シミュ
レーションで検討した内容が紹介される。 （著書）
プロが教える電車の運転としくみがわか
る本
熱流体計測技術の最近の発展
藤澤延行
谷藤克也
高圧ガス，Vo
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ナツメ社,2
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1
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2
3
頁
熱流体技術の最近の研究動向を概説した。また，
J
R 特急列車・私鉄ローカル線・地下鉄それぞれ
最近の主要な研究成果として，トモグラフィックＰ
の運転技術をはじめ，運行システムの全体像，車両
ＩＶによる時系列３次元速度場計測法，燐光を用い
や走行のしくみといった電車を支える技術が豊富な
た温度場・速度場の同時計測法，速度場・圧力場の
写真・イラストとともに詳しく解説される。（監修）
複合計測法としてＰＩＶと圧力場の数値計算を組み
合わせた方法を詳しく説明した。
―1
5
5―
（解説）
アルミニウム合金およびマグネシウム合
金の超音波ろう接
渡辺健彦
溶接技術，5
7
巻
（2
0
0
9
）
,
６号，6
7
7
2
エンドミルに魅せられ，その切削特性の
解明と高速・高精度加工の実現を目指し
て
岩部洋育＊
アルミニウムを対象に，亜鉛や錫 ― 亜鉛合金は
んだを用いた超音波はんだ付に関する基礎的な研究
は多数行われており，その接合機構や接合部の特性
等に関して種々検討されている。一方，融点が4
5
0
℃
以上の硬ろうを用いる超音波ろう付の研究はあまり
行われていない。いわゆる，硬ろうを用いることか
ら，そのろう付部の機械的性質が向上することが期
待される。本講では，アルミニウムの超音波はんだ
付およびその接合過程についての知見とこれまでに
高強度のろう付継手を得ることが困難であった5
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系アルミニウム合金の純銀を用いた超音波ろう付お
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精密工学会誌，Vo
学会誌の内容をより充実させる目的で，数年前よ
り「研究所・研究室紹介」が加わった。産官学の研
究室から研究内容・産官学連携への取り組み等を紹
介を行なっている。筆者は編集員会の依頼を受け，
標記の題目で執筆した。内容は,
工学部の前身および
現在の組織,
研究室の名称（製造学研究室）および由
来を述べるとともに，これまで一貫して行なってき
たエンドミル加工に関する研究内容の概略に加え，
新たに取り組んでいる研究内容および今後の課題に
ついても解説・紹介した。
よびマグネシウム合金の超音波ろう付についての研
究例を紹介した。
（解説）
3
DCAD を用いたボールエンドミル加工
の切削特性評価
岩部洋育
（解説）
自然科学研究科
＊
液層材料の相変化状態検出装置
坂本秀一
＊
特許第4
3
7
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3
号（2
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9
年９月1
1
日）
2
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9
年度精密工学会秋季大会シンポジューム資料
集，（2
0
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9
）
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超音波の伝搬は，固体中より液体中の方が減衰が
大きくなる場合が多い。このことを利用して，物質
2
0
0
9
年度精密工学会秋季大会において，シンポ
が液体なのか固体なのかを知ることが出来た。この
ジューム「ボールエンドミルによる切削機構の解明
減衰の変化は相変化に伴い連続的に変化するので，
と加工技術に関する最近の動向」を企画した。著者
例えば固まる途中でゲル状になっている状態も捉え
は標記の題目を担当し，複雑な切れ刃形状をもつ
ボールエンドミルによる加工を，3
DCAD を活用し
ることが出来た。ゲル状物体の硬さの判別にも使用
て解析を行なった結果について解説した。先ず，モ
また波形を正弦波ではないもの（矩形波）を用いる
デリングおよび切削の進行に伴って変化する切削面
ことで基準周波数より高い周波数成分を同時に発生
積の計算方法を述べ，その結果を用いて簡易的に切
させた。それにより複数の周波数に関する情報が同
削特性を推定するために評価値を提案した。評価値
時に得られ，測定の情報量が増した。
できる。正弦波による一つの周波数でも判別できた。
は実験結果とほぼ傾向が一致することから，妥当性
も明らかにした。なお，良好な切削特性が期待でき
る切削条件についても言及した。
＊
（解説）
自然科学研究科
―1
5
6―
（特許）
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坂本秀一（他8
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n編,全1
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7
6
頁,
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（2
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9
）
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機械工学全般に関する内容のハンドブックについ
て，第８章 Ma
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7
8
1
8
頁を執筆した。
（著書）
―1
5
7―
（電気電子工学科）
物理乱数生成方法及び物理乱数生成装置
斉藤義明＊・佐藤
出願番号
孝
特願2
0
0
7
5
5
4
8
1
0
加藤景三（共著：他3
0
名）
周波数ゆらぎのあるレーザー光を周波数弁別フィ
ルタで強度信号に変換，光検出し，各信号を数値変
換することで，超高速に物理乱数を生成することが
できる。そのため，本発明は，I
T 分野での秘密保持
に利用される超高速物理乱数の生成方法および装置
に関する技術である。暗号を解読する場合も同じ乱
数で XOR を取ると原文が現れるので，簡単であり
ながら解読が非常に難しいと言う利点がある。
（特許）
＊
有機デバイスのための界面評価と制御技
術
新潟工業短期大学
7
7
頁（2
0
0
9
）
シーエムシー出版，全2
有機デバイスに関連した研究が活発であるが，い
まだ有機材料本来の機能を活かしきれていないのが
実状である。有機材料の持つ機能を使い切るために
は，有機材料のみならず，電極と有機半導体，有機
半導体と絶縁体など，デバイス中にある界面の機能
についてもあわせて理解する必要がある。有機デバ
イスの研究開発では，さらに，有機分子の幾何形状，
界面のトポロジー，分子集合体の構造，フレキシブ
ルな構造などの特徴や作成プロセスの違いなども踏
まえる必要がある。本書では，これらに関する最近
の研究の状況や話題について記述している。（著書）
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私の研究開発ツール（第24回）MATLAB
でユニットテスティング
村松正吾
映像情報メディア学会誌，Vo
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3
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7
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（6
5
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年６月
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4
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0
9
本解説記事では，簡便なユーザインタフェースを
備 え た 数 値 計 算 ツ ー ル で あ る MATLAB 上 で ユ
ニット・テストを行うためのツール ml
Un
i
tについ
て紹介している。ユニット・テストの有用性と具体
新潟大学のグローバルサーカス事業について説明
した。本事業では国際共同研究を基盤に院生が他の
例をとおした ml
Un
i
tの利用法について解説してい
る。
大学でも学位取得を目指すことや院生の生活環境支
援について報告した。
＊
（報告）
副学長（プロジェクト推進・国際担当）
―1
5
8―
（解説）
（情報工学科）
ALOSPALSAR Qua
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バーチャル・ロケーションハンティング
＊
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菅原彩子＊・山本正信
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9
年４回 発 行 さ れ る I
EEE Ge
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画像ラボ，Vo
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2
0
，No
.
1
，pp.
1
1
1
5
（2
0
0
9
）
映画制作時のロケーションハンティング（ロケハ
ン）は，映画の出来栄えを左右する重要な作業であ
るが，試行錯誤を繰り返すことが多く，多くの手間
Se
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gSo
c
i
e
t
yのニュースレター原稿で，人工衛星
と費用がかかっていた。そこで，映画制作者が撮影
ALOSPALSAR によって取得された偏波データの
前に映画を評価できるように，ＣＧによるロケハン
利用方法とその有効性を述べた。偏波によるカラー
撮影されたロケ地の画像から，ロケ地を立体的に復
画像の作成方法，光学写真との比較，季節による環
元し，仮想空間上で俳優の演技やカメラワークをシ
境変動を示し，光学画像以上の情報量をもつことを
ミュレーションすることにより，ロケ地の評価を
示した。
行っている。
＊
（著書）
システムを紹介した。このシステムは，あらかじめ
イリノイ大学
新潟大学自然科学研究科
＊
動作測定方式
山本正信
特許番号：特許第4
4
2
7
6
8
4
号
身体の動作を動画像から測定する方式である。最
初の画像における身体の姿勢，最後の画像における
身体の姿勢及び連続する画像間の動作を測定し，初
期姿勢に姿勢の変位とその修正変位を累積した新た
な最終姿勢を計算したとき，その最終姿勢が測定し
た最終姿勢と一致するように修正変位を求めて，姿
勢の変位を修正することを特徴とする動作測定方
式。
（特許）
―1
5
9―
（解説）
（福祉人間工学科）
脚型ロボットの安定歩行法，歩幅制御法，
操舵法，およびその装置
岡田徳次
） 特許第4
3
0
4
2
4
0
号
特許公報（B2
要点がわかる電磁気学
石井
望
コロナ社 2
0
0
9
年４月2
5
日
2
0
0
9
年７月2
9
日
電気系の学生を対象とする電磁気学の教科書であ
る。与えられた問題を，イメージに流されることな
股関節を中心として連続回転する腕先に軸支され
く，数学的な知識を駆使して，電磁気学の基本法則
る棒を脚とする歩行ロボットにおいて，地面に対す
から自力で計算できるようになることが本書のねら
る荷台の高さを一定に保持し，同時に，荷台を含め
いである。「過去のＱ＆Ａ」では，理解しづらい点
る積載荷重でロボットの自立に必要な股関節トルク
やつまづきやすい点が紹介されている。
を補償し，よって荷台の上下動を解消し，股関節の
駆動エネルギーを小さくしたことを特徴とする脚型
ロボットの安定歩行法，また，左右脚の全てを内閉
じ，あるいは外開きに制御することで前後への歩幅
を変更可能にする歩幅制御法，さらに，左右脚の全
てを内閉じ，あるいは外開きに制御することで前後
への歩幅を変更可能にしたことを特徴とする歩幅制
御法，操舵法，およびこれらに関する安定歩行装置
を提供した。
（特許）
―1
6
0―
（著書）
（化学システム工学科）
多段式トリチウム濃縮装置及びトリチウ
ム濃縮方法
水熱分解による水素製造法及び水素製造
装置
斎藤正明＊・今泉
児玉竜也・郷右近展之＊
0
0
8
1
6
7
5
1
1
号
特願2
洋
特願2
0
0
9
2
7
5
8
3
7
本発明は，簡易な構造を持ち試料水中のトリチウ
ム濃度を効率的に，望む濃度率にまで高めることが
可能な多段式トリチウム濃縮装置およびトリチウム
濃縮方法を提供するものである。
＊
（特許）
東京都立産業技術研究センター
高温太陽集熱をプロセス熱とする水熱分解水素製
造用のソーラー反応器として，反応性セラミック粉
体による内循環流動層反応器の新しいコンセプトを
提案した。
キラル共役ポリラジカルの合成と磁性・
不斉光学機能
白色LED用蛍光体
戸田健司
金子隆司＊
次世代共役ポリマーの超階層制御と革新機能，赤木
和夫監修，シーエムシー出版，東京，第I
I
編，第８
章，pp.
1
6
4
1
7
（
02
0
0
9
）
.
片巻き優先のらせん構造を有するポリラジカルを
光学（発行 日本光学会（応用物理学会））3
8
巻３号
1
3
2
～1
3
7
頁（2
0
0
9
）
照明およびディスプレイ用としての白色 LED 用
蛍光体の開発動向について解説した。
合成する方法として，安定ラジカル構造を有するモ
ノマーと光学活性基を有するモノマーとの共重合，
キラル触媒を用いたアキラルモノマーのらせん選択
重合，光学不活性ポリマーの光学活性溶媒中でのら
せん誘起について解説した。また，その磁気的性質
に関してらせん構造との相関ついても言及した。
（著書）
＊
（特許）
新潟大学超域研究機構
＊
新潟大学超域研究機構
―1
6
1―
（著書）
アルコール濃度センサ
蛍光体およびその製造方法
上松和義・佐藤峰夫・戸田健司・前野起男
戸田健司・上松和義・佐藤峰夫・伊藤
梅田 鉄
長谷川由
特許公開 2
0
0
9
7
9
9
7
4
特許公開 2
0
0
9
2
2
7
7
0
1
携帯電子機器搭載用のダイレクト型燃料電池に用
いることができる，小型かつ低価格のアルコール濃
度センサを提供する。
演色性を主とする発光特性をさらに改善すること
のできる発光装置を与え得る蛍光体を提供する。
（工業所有権）
（工業所有権）
近紫外線励起発光素子用蛍光体
蛍光体
戸田健司・上松和義・佐藤峰夫・伊藤 豊
梅田 鉄
戸田健司・上松和義・佐藤峰夫・伊藤
梅田 鉄
特許公開 2
0
0
9
2
2
7
7
0
0
発光強度の高い近紫外線励起発光素子およびそれ
に好適な新規蛍光体を提供する。
豊
（工業所有権）
豊
特許公開 2
0
0
9
2
5
6
5
9
6
高い発光輝度を示すことのできる蛍光体の提供。
―1
6
2―
（工業所有権）
植物油からつくる自動車燃料
−バイオディーゼル燃料−
多島秀男
化学工学，7
（
32
0
0
9
）
3
7
0
3
7
2
地球温暖化防止や循環型社会の形成など，環境・
エネルギー分野におけるバイオマス利用への期待が
大きい。最近では，各省庁でさまざまな補助事業を
展開しつつある。なかでもバイオディーゼルやバイ
オエタノールといった植物由来の液体燃料は，その
使い易さや生成反応の容易さから，循環型社会・低
炭素社会形成のアイテムとして注目を集めており，
国内においても各所で利用され始めている。北海道
洞爺湖サミットに合わせた取り組みも記憶に新し
い。しかし，バイオマス由来であるが故の課題も多
い。本稿では，特にバイオディーゼル燃料に注目し
て簡潔に紹介した。
（解説）
―1
6
3―
（建 設 学 科）
フランスにおける荒廃区分所有建物の処
分に関する法制度とその運用の研究
−区分所有者間での合意が形成できない
マンションの処分の円滑化に向けて−
マンション学の構築と都市法の新展開
−丸山英氣先生古稀記念論文集−
寺尾
プログレス，2
0
0
9
.
1
，6
7
4
頁
仁・檜谷美恵子＊
第一住宅建設協会，2
0
0
8
.
6
，5
6
頁
荒廃した区分所有建物に対して，区分所有者自ら
介入するシステムについて，フランスを例に法制度
の概要とその運用を調査した。寺尾は「第１章
フ
ランスにおける荒廃区分所有建物処理法制」で，9
0
年代半ば以降，都市再生の一環として整備されてき
＊
仁（共著：他5
5
名）
（報告書）
賀するために，親しく教えを受けた研究者が執筆し
た論文集である。
寺尾は，
「フランスにおける荒廃区分所有建物の正
常化・処理法制」の中で，フランスの同法制は，一
方で都市再生の一環として整備され，他方では区分
所有法の展開の中では管理組合の整理策として位置
づけられるとする。
（著書）
創価大学
＊
大阪市立大学
格差社会の居住貧困
−住宅白書2
0
0
9
2
0
1
0
−
日本住宅会議編
国際比較・住宅基本法
海老塚良吉＊・寺尾
本間義人＊＊＊
寺尾
区分所有法の泰斗である丸山英氣教授の古稀を祝
が正常化のための意思決定ができない場合に行政が
た法制度を検討した。
藤井俊二＊ 編集代表
仁・尹 載善＊＊
寺尾
信山社，2
0
0
8
.
1
2
，2
0
8
頁
近年，住宅法制の大改革を実施したアメリカ，フ
ランス，韓国，日本の４カ国の住宅法制を，国民の
居住権の保障，実現のあり方比較検討した。 寺尾
仁（共著：他5
1
名）
ドメス出版，2
0
0
9
.
1
0
，3
5
5
頁
日本における格差社会の居住の貧困を多面的に分
は，「フランス住宅人権法・DALO法」の中で，2
0
0
7
析し，その問題解決策を検討し，すでに行なわれて
を定め，社会の統合のための様々な措置に関する法
で，住宅困窮者の社会住宅への優先入居制度を紹介
年３月５日に制定された「請求可能な住宅への権利
律」の意義を，社会住宅への入居を司法上請求可能
な権利とした点に見出している。
（著書）
いる取組みを紹介している。
寺尾は「フランスの住宅困窮者の改善施策」の中
している。
都市再生機構
＊
翰林聖心大学
＊＊
法政大学名誉教授
＊＊＊
―1
6
4―
（著書）
2
0
0
7
年新潟県中越沖地震災害調査報告書
地盤工学会編，保坂吉則 他著
地盤工学会，2
0
0
9
年２月，p
p
.
3
4
1
～3
4
8
，p
p
.
5
2
1
～5
2
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，p
p
.
6
3
1
～6
4
1
2
0
0
7
年７月1
6
日に発生した新潟県中越沖地震に際
して，地盤工学会では災害調査委員会を組織して被
害調査を実施した。著者はその委員として参画し，
第３章の液状化に関する報告の一部を執筆するとと
もに，第５章の建物の被害，ならびに第６章の個別
被害についてのとりまとめと執筆を分担した。第３
章では，刈羽村正明寺・下高町地区の液状化と緩傾
斜斜面の宅地被害，および鯖石川改修記念公園，県
立アクアパーク周辺の液状化についての報告を行っ
た。第５章では住宅の被害の全体概要を報告すると
ともに，地形・地質条件と宅地被害の関連について
言及した。第６章では，地盤の沈下隆起に関する特
異な現象について扱った。
（著書）
―1
6
5―
（機能材料工学科）
乳酸菌バクテリオシンを用いた清酒の火
落ち防止技術の開発
グラフト化によるナノ粒子表面への機能
付与
石山洋平・田中孝明・谷口正之
坪川紀夫
1
巻，第７号，p
.
8
ニューフードインダストリー，第5
1
（
52
0
0
9
）
.
日本接着学会誌,4
5
巻,２号,6
3
6
9
（2
0
0
9
）
ポリマーのグラフト化によるシリカなどの無機ナ
乳酸菌が生産するバクテリオシンを用いて，火落
ノ粒子表面への機能付与について筆者らの最近の研
ちを防止する方法について解説した。酒造工程にお
究成果を中心に概説した。まず，ナノ粒子表面への
いて使用できる成分を含んだ培地を用いて，バクテ
ポリマーのグラフト化の方法論について述べ，溶媒
リオシンを生産する方法を開発した。また，腐敗し
を用いない乾式系における表面グラフト化の具体例
た清酒から火落菌を単離し，その属種を16
Sr
RNA
を紹介した。さらに，ポリマーのグラフト化により，
遺伝子の配列に基づいて同定した。さらに麹抽出液
ナノ粒子の有機溶媒中やポリマー中への分散性が著
中および水麹中でのバクテリオシンの火落菌に対す
しく改善できることを示した。また，ナノ粒子表面
る殺菌効果を解説した。バクテリオシンの抗菌活性
のグラフト鎖への抗菌性，生物忌避性，さらには難
が，水麹中に比べて，麹抽出液中で高くなる理由を
燃剤の固定化についてまとめた。さらに，上記の機
実験的に示した。
能性を付与したナノ粒子を複合化した樹脂はグラフ
（解説）
ト鎖の特性を保持することを示した。
（総説）
食品微生物を用いた有用生理活性物質の
生産
ポリマーのグラフト化によるナノカーボ
ンの機能化
高屋朋彰・田中孝明・谷口正之
坪川紀夫
ニューフードインダストリー，第5
1
巻，第1
1
号，p
.
2
3
3
（
32
0
0
9
）
.
炭素,No
.
2
3
8
,9
6
1
0
（
82
0
0
9
）
ポリマーのグラフト化によるナノカーボン表面へ
乳酸菌やプロピオン酸菌などの食品微生物を用い
の機能付与について，筆者らの最近の研究成果を中
て，有機酸，酵素，バクテリオシン，ビフィズス菌
心に概説した。
まず，ナノカーボン表面へのポリマー
増殖因子などの有用物質を生産した結果について解
のグラフト化の方法論について述べた。ついで，ナ
説した。特に，乳酸菌とプロピオン酸との混合培養
ノカーボンのラジカル捕捉性を利用した，グラフト
による抗菌性がある有機酸混合物の生産およびラク
化について紹介した。さらに，ナノカーボンの縮合
トースを炭素源としたビフィズス菌増殖因子の生産
芳香族環とフェロセン含有ポリマーの配位子交換反
について，詳しく報告した。また，精密濾過膜とオ
応を利用したグラフト反応について紹介した。
また，
ンライン乳酸コントローラを組み込んだバイオリア
ポリマーのグラフト化により，ナノカーボンの有機
クターシステムを用いて，ビフィズス菌増殖因子を
溶媒中やポリマー中への分散性が著しく改善できる
効率よく生産した結果も報告した。
ことを示した。最後にポリマーグラフトナノカーボ
（解説）
ンの新しい応用展開について述べた。
―1
6
6―
（総説）
ナノ微粒子表面への機能付与と機能性複
合材料への応用
ナノ・マイクロ粒子の表面改質による機
能化技術と応用
坪川紀夫
坪川紀夫（共著：他1
3
名）
Po
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（
eポリファイル）
,4
6
巻 No
.
5
4
0
,1
8
2
5
（2
0
0
9
）.
シーエムシー出版，2
0
0
9
年５月，全3
3
9
頁
溶媒を用いない乾式系，およびイオン液体を用い
ナノ・マイクロ粒子を巧みに使いこなすには，こ
るナノ粒子表面へのグラフト反応の特徴についてま
れらの粒子表面特性を精密に制御する必要がある。
とめ，乾式系は溶媒系と比較して環境負荷が少なく，
本書は粒子表面の機能化技術と応用技術をまとめた
ポリマーグラフトナノ粒子の大量合成に適している
ものである。坪川は第８章「ポリマー表面改質層形
ことを指摘した。ついで，ナノ粒子表面のグラフト
成技術」
（1
2
1
頁～1
4
3
頁）を担当した。ここでは，ま
鎖への抗菌性，生物忌避性，さらには難燃性の固定
ず表面グラフト化の方法論について概説した。つい
化についてまとめた。また，この様な機能性ナノ粒
で，乾式系やイオン液体を用いるポリマーグラフト
子を高分子と複合化すると，グラフト鎖の機能を複
化ナノ粒子の大量合成法について概説した。さらに，
合材料表面へ付与することができ，様々な新しい機
ナノ粒子表面への抗菌性，生物忌避性，さらには難
能性複合材料が得られることを述べた。
燃性の付与について記述した。
（総説）
（著書）
Hy
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抗菌剤固定化シリカナノ粒子
No
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（共著：他1
6
名）
坪川紀夫
プラスチックス，6
0
巻９号，4
6
4
（
72
0
0
9
）
本総説では，シリカナノ粒子表面へのホスホニウ
Sp
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w Yo
r
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0
0
9
ム塩基含有ポリマーのグラフト化とその大腸菌や黄
本書はナノテクノロジー技術に関連して重要な位
色ブドウ球菌に対する抗菌特性について概説した。
置を占めるナノコンポジット材料の合成法やその
また，これらの抗菌性ポマーグラフトシリカとシリ
キャラクタリゼーションについてまとめたものであ
コーンゴム，発泡ポリスチレン，さらにはポリプロ
Ch
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ピレンとの複合体表面も強力な抗菌性を示すことを
示した。さらに，抗菌性ポリマーグラフトシリカを
複合化したシリコーンゴムの抗菌性は水中で4
8
時間
煮沸後も維持されることを示した。これは，シリカ
る。坪川は Pa
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”（p
p
8
7
1
2
9
）を担当した。ここでは，
溶媒を用いない乾式系におけるポリマーグラフト化
ナノ粒子のアンカー効果によるものであることを指
ナノ粒子の合成方についてまとめた。また，グリー
摘した。
ン溶媒として注目されるイオン液体中におけるラジ
（総説）
カルグラフト反応についても概説した。
―1
6
7―
（著書）
クイック水素センサーの開発と実験への
応用
原田修治
固体物理
産業用酵素の応用技術と最新動向
井上國世監修，田中孝明・谷口正之，他4
3
名
シーエムシー出版,2
0
0
9
.
Vo
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.
4
4
（2
0
0
9
）5
4
3
5
5
0
.
第2
3
章リグニン（バイオマス資源の有効利用）を
本学で開発されたクイック水素センサーについて
担当し，植物に含まれるフェノール系生体高分子リ
紹介した。本センサーの特徴である，水素ガスに対
グニンと白色腐朽菌の生産するリグニン分解酵素の
する高速応答性（数十ms
以内）
，１％以下の低濃度
応用について解説した。
（著書）
水素ガス領域における高い検出能力や水素ガスの選
択性，水素ガスが存在しない状態でも固有の EMF
値を示すことによるセンサーの故障や異常が常にモ
ニターできる自己診断機能などの特徴の紹介とセン
サーの動作原理を解説した。また，金属-水素系の
物性研究への応用例として，金属中に固溶した水素
量を検知できることを利用し，金属中に水素が固溶・
拡散する現象に応用した事例を示した。
（解説）
多孔質膜材料の開発と応用
カーボンナノチューブの精製・前処理と
分散・可溶化技術
田中孝明
NEI
A NEWS,第2
7
3
号，p
.
5
田中孝明，他5
1
名
著者らの研究している多孔質膜材料の開発につい
技術情報協会,2
0
0
9
.
て紹介した。相分離法による高分子多孔質膜の作製
第２章第４節カーボンナノチューブの濾過技術を
法と濾過法によるカーボンナノチューブ堆積膜の作
担当し，カーボンナノチューブの濾過特性および濾
製法，さらにこれらの多孔質膜の応用の可能性につ
過を用いたカーボンナノチューブ膜の作製について
いて解説した。
解説した。
（解説）
―1
6
8―
（著書）
（工学力教育センター）
ニッケル含有水溶液からのニッケルなら
びに亜燐酸の回収方法とその装置
岡
徹雄・寺澤俊久＊
0
0
7
2
9
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6
8
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特願 2
H1
9
.
1
1
.
1
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特開 2
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1
2
0
9
2
0
H2
1
.
6
.
4
磁気分離装置
岡
徹雄
特願 2
0
0
7
2
9
8
6
8
2 H1
9
.
1
1
.
1
6
0
0
9
1
1
9
4
2
1 H2
1
.
6
.
4
特開 2
液体中の磁性粒子を磁力で吸着する磁気分離に関
使用済みめっき液からニッケルを効率よく回収す
するものであって，高温超伝導によるバルク磁石装
ることができ，回収したニッケルを再利用すること
置の強く急峻な磁場の利用によって，磁性の強い物
のできる，新規のニッケル含有水溶液からのニッケ
質だけでなく弱い物質に対しても工業的に有効な分
ルの回収方法とその装置を提供する。亜燐酸を含有
離が可能な技術を開示するものである。磁場空間内
するニッケル含有水溶液の水素イオン濃度を調整す
で磁化する磁性媒体の磁気吸着によって磁気分離
ることで亜燐酸ニッケルを析出させる反応水槽と，
を，磁場空間外では磁化を失った磁性媒体から付着
反応水槽で析出した亜燐酸ニッケルを磁場に吸着さ
物の脱離を，その磁気分離配管の位置関係を相互に
せて分離する沈殿水槽と，沈殿水槽において亜燐酸
交替して行うことを特徴とする。この機構により全
ニッケルを吸着させる磁場を発生する磁場発生手段
体として連続的に磁気分離を行う装置である。配管
とを備えた。
内に磁性媒体を充填した高勾配磁気分離と，配管に
＊
（特許）
㈱イムラ材料開発研究所
磁性媒体を充填しないでそのままで使う開放勾配磁
気分離が実行される。この際，従来の磁性フィルタ
と違って，磁場の変化によってその充填密度が大き
ニッケル含有水溶液からのニッケルの回
収方法とその装置
岡
く変わらない磁性球粒を充填設置してあり，これに
非磁性媒体を混合すること，あるいは非磁性体で表
面を被覆することにより，磁性媒体の相互の距離を
徹雄
保って，統計的にわずかに離反させる効果により，
磁性媒体間の急峻な磁場空間を広げることで，結果
特願 2
0
0
7
2
9
8
6
8
1 H1
9
.
1
1
.
1
6
的に吸着性能を向上させ，磁気分離効率を向上する
特開 2
0
0
9
1
2
0
9
2
1 H2
1
.
6
.
4
ことができる。
電解あるいは無電解で行われるニッケルめっき直
後の加工品を洗浄した後に出る希薄なニッケルイオ
ンを含む洗浄廃液に，トリアジンチオールを反応さ
せて，トリアジンチオールとニッケルからなる有機
金属の沈殿物をつくって，廃水中で水と相分離させ
る。この沈殿物は磁性をもつため，強磁場を発生す
る磁極に吸着させて磁気分離することで，巨大な沈
殿槽を用いず，連続形態で，高速かつ省スペースを
特徴とする排水処理をおこなうもの。トリアジンチ
オールに反応吸着したニッケルは洗浄廃液から分離
後に加水分解によって遊離させ，めっき液として再
利用する一方，トリアジンチオールも再利用する。
このサイクルによって低コストで廃棄物の少ない浄
水，再利用システムが可能となる。
（特許）
―1
6
9―
（特許）
磁気浮上回転装置
永久磁石の着磁方法
岡
岡
徹雄
徹雄
特願 2
0
0
7
3
2
9
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1
7 H1
9
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1
2
.
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0
特願2
0
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8
1
3
5
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0 H2
0
.
5
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2
3
特開 2
0
0
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1
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0
9 H2
1
.
7
.
9
特開2
0
0
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2
8
3
7
5
5 H2
1
.
1
2
.
3
非接触攪拌機の攪拌翼を容器の壁内面に接触する
モータや発電機にくみこまれる永久磁石をその材
ことなく，簡便かつ安定に磁気浮上により支持し，
料性能に応じた励磁を可能とし，その磁気回路に関
被攪拌液体に汚染や不純物混入の問題なく，密閉下
する設計の自由度を向上する。あるいは急峻な磁場
で攪拌できることを特徴とする非接触攪拌機を提供
反転領域を得ることによって異極界面の領域を低減
する。被攪拌液体を格納する非磁性の容器と，容器
して永久磁石の利用効率を向上する。高温超伝導バ
外部にあり真空容器内の超電導バルク体を冷凍機で
ルク磁石による磁場発生源を用い，これを対向に配
冷却する構造の磁極構成物と，容器内の受動磁石に
置させて磁極の軸方向に垂直な面内の磁場を絞って
外部から回転を伝達する磁気カップリングとからな
その強度を向上し，リング状の永久磁石にそのラジ
り，超電導バルク体に対向して設置され容器内の内
アル方向の磁場に印加することによって，その材料
壁からある間隙をもって磁気浮上させる浮上磁石を
性能まで有効に励磁する。つぎにこのようにしてラ
包含する構造の攪拌翼をもち，攪拌翼を構成するあ
ジアル方向に均一に励磁されたリング磁石に，同様
らゆる回転部分が容器内壁に接触することなく回転
の高温超伝導バルク磁石による磁場発生源を用いて
することを特徴とした非接触攪拌機において，容器
これを対向させてリング磁石の外形に近接させてこ
外の一方に超電導バルク体による磁極構成物とこれ
の磁場を印加して，外周上の一部の磁化方向を反転
に組み合わせた磁気カップリングをもち，容器内の
させることによって，強磁場の励磁と，急峻な磁場
攪拌翼が，磁気カップリングの受動磁石と，リング
反転領域を得ることによって異極界面の領域を低減
状でその中心軸方向に単極に磁化した浮上磁石を合
して永久磁石の利用効率を向上する。
わせもち，攪拌翼の中央に磁気カップリングを配置
し，これより周辺に同心円状に浮上磁石を配置し，
磁気カップリングの回転軸方向と，リング状の浮上
磁石の磁化方向が平行となるように配置したことを
特徴とする非接触攪拌機。
（特許）
―1
7
0―
（特許）
平成22年２月発行
〒950−2181 新潟市西区五十嵐２の町8050番地
編集兼発行者 新
潟 大 学 工 学 部
印 刷 者 小
林 則 夫
新潟市中央区東湊町通３ノ町2569番地
印 刷 所 株式会社 小 林 印 刷 所

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