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平成 27 年度 特別研究費報告書

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日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
区 分
○
1
2
3
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
新
所属・専攻
規
○
職
継
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
研究期間は何年目か?
名
ものづくり環境学科
助教
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
氏
名
2
年目
指導教授名
桑原 拓也
注・院生のみ記入
研 究 題 目
機能性流体を利用した環境低負荷型エネルギー変換システムの基礎特性解明
研 究 組 織
氏
名
桑原 拓也
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
ものづくり環境学科
助教
現在の専門
流体工学
役 割 分 担
研究代表者(研究統括)
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
前年度に行った超臨界流動解析モデリングのプログラミングに取り組んだ。数値計算方法と
して境界条件設定の自由度が高い有限要素法を採用した。計算負荷の少ない比較的小さい計算
領域でのシミュレーションを行い、モデリングおよび解析手法の妥当性を検証した。液体状態
ならびに液体から超臨界への遷移領域での熱流動解析を行った結果、超臨界流動解析モデリン
グの妥当性が証明され、システムの吸熱部ではレイリー―テイラーの不安定性により対流が起
こり、熱が輸送されることが分かった。しかし、大きな計算領域での計算では数値的不安定性
があるため、計算プログラムの最適化を引き続き行う。一方で、超臨界 CO2 ランキンサイクルシ
ステムの構築に向け、昇圧ポンプなどの装置ならびに安全弁などの備品を購入した。システム
の耐圧実験を行い、超臨界流体の流動基礎データを得た。さらに、プラズマ-バイオ燃料ゼロ・
エミッションディーゼルシステムとの統合を踏まえ、バイオディーゼル燃料の作成とそのディ
ーゼル排ガス成分の調査実験を行った。今後、システムを完成させ、高圧認定を受ける。その
後、様々な熱流動条件で実験を行う。
研究の成果・公表(
字以内)
500
一般的に空調を含むエネルギー変換装置では、熱交換部において作動流体あるいは冷媒の相
変化を伴うことで効率よく熱交換が行える。しかし、本研究の結果として、超臨界点を少し超
えた超臨界領域では相変化を伴わない超臨界状態での流れでも熱輸送効率が高いことが分かっ
た。これは超臨界近傍で熱伝導率が極めえ高いという超臨界流体特有の性質によるものである
と考えられる。この研究成果を以下で発表した。
(招待講演)
Takuya KUWAHARA, Florian DE VUYST and Hiroshi YAMAGUCHI, “Numerical Modeling
for Analysis on Heat Transport Characteristics in Supercritical Fluid Flow and Rankine
Cycle Using Supercritical CO2”, Proceedings of the 6th International Workshop of Energy
Conversion (IWEC 2016), March 8-10, 2016, Kyoto (Japan), pp.80-86.
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
166
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
区 分
◯
1
2
3
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
◯
所属・専攻
新
規
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
名
創造システム工学科
教授
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
1
研究期間は何年目か?
氏
名
年目
指導教授名
伴雅人
注・院生のみ記入
研 究 題 目
カーボン材料によるヒト間葉系幹細胞の骨芽細胞への分化誘導に関する研究
研 究 組 織
氏
名
伴雅人
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
創造システム工学科
教授
現在の専門
プラズマ工学
役
割 分 担
研究代表者
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
本研究では、組織の再生・修復、創傷治癒などの整形外科治療や組織・臓器を再構築する再
生医療を目的に、ヒト間葉系幹細胞を効率的に短期間に骨芽細胞に分化することができる細胞
足場を構築する。具体的には、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)薄膜を利用して形成したμ
m レベルの微細凹凸構造を、デザインしたパターン状に表面に配列した細胞足場基板を作製し、
この足場が、ヒト骨髄由来間葉系幹細胞(hMSC)について、従来の分化誘導培地を利用した方
法に比べ、より短い時間で高効率に骨芽細胞に分化させる能力を有していることを明らかにす
る。
本年度は、種々のデザインにて作製したメタルマスクを使い DLC 薄膜を成膜することで得ら
れた、微細凹凸構造がパターニングされた多種類の足場基板を用いた hMSC の培養試験により、
蛍光染色法での画像にて細胞の形態変化の評価を実施した。
研究の成果・公表(
その結果、hMSC の形態変化として以下のことが推測された。
・ 微細凹凸構造領域の形状により、細胞の F-アクチンとなる仮足の伸展方向の制御が可能であ
ること(例えば三角形状の場合は、その 3 つの頂点から形状外に仮足が伸びる)。
・ 細胞を、隣り合った微細凹凸構造領域間で、その仮足を長くつなげるような形状に形成する
ことができること。
この成果は、2016 年 5 月に開催予定の世界バイオマテリアル国際会議(WBC2016)に採択され
[1]、発表の予定である。
字以内)
500
[1] M. Ban, H. Ota,“Networking of human mesenchymal stem cells by diamond-like carbon
thin film partially deposited PDMS substrates,”10th World Biomaterials Congress,
Montreal, 2016-5. (accepted)
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
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日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
区 分
○
1
2
3
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
新
所属・専攻
規
○
職
継
続
名
創造システム工学科
准教授
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
研 究 題 目
研 究 組 織
氏
名
佐野 健一
結城 翼
注・区分7の場合には記入の必要なし。
2
研究期間は何年目か?
氏
名
佐野
年目
指導教授名
健一
注・院生のみ記入
エンドソーム脱出能を備えた細胞透過性人工タンパク質の創製
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
創造システム工学科
准教授
環境共生システム専攻
修士 2 年
現在の専門
ナノバイオ工学
超分子化学
役
割 分 担
研究代表者
研究協力者
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内) 研究の成果・公表(
500
GALA17-CCPC 140 を用いた細胞内局在評価を進めた。後期エンドソーム特異的なマーカー分子
との共局在解析、高分解能顕微鏡解析の結果から、GALA17-CCPC 140 は後期エンドソーム形成よ
り早くエンドソームから脱出していることを示唆する結果が得られた。また、モデル高分子薬
として GFP(Green Fluorescent Protein; 緑色蛍光タンパク質)を GALA17-CCPC 140 に融合し
た分子を遺伝子組換えにより作製し、細胞透過性及びエンドソーム脱出能を評価した。その結
果、投与後 24 時間で細胞質全体から GFP 由来の緑色蛍光が見られた。GFP は、緑色蛍光を発す
るタンパク質であるが、酸性溶液にさらされると構造崩壊をおこし蛍光が消光する。つまり、
エンドソーム内部が酸性になる後期エンドソームを経ずして、GALA17-CCPC 140 融合 GFP は、エ
ンドソームから脱出している。このことは、各種タンパク質医薬の細胞内輸送において、
GALA17-CCPC 140 が極めて有効に機能することを意味する。
字以内)
500
本研究成果の一部から、次の論文発表(査読付き、インパクトファクター 4.457)をおこなっ
た。
Nakayama N., Hagiwara K., Yoshihito I., Ijiro K., Osada Y., Sano K. “Noncationic Rigid and
Anisotropic Coiled-Coil Proteins Exhibit Cell-Penetration Activity” Langmuir, 31, 8218-8223 (2015)
下記の国際学会での口頭発表をおこなった。
Norihisa Nakayama, Kyoji Hagiwara, Yoshihiro Ito, Kuniharu Ijiro, Yoshihito Osada, Ken-Ichi Sano
“Rigid and anistropic coiled-coil proteins exhibit superior cell-penetration activity” Pacifichem
2015, Hawaii, USA, Dec. 2015
また、4 件(高分子討論会、日本生物物理学会、ペプチド討論会、BMB2015)の国内学会での発
表をおこなった。
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
168
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
区 分
○
1
2
3
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
○
所属・専攻
新
規
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
研究期間は何年目か?
名
創造システム工学科
准教授
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
氏
1
名
年目
指導教授名
池添泰弘
注・院生のみ記入
研 究 題 目
磁気浮上を利用した物体の 3 次元非接触マニピュレーションの研究
研 究 組 織
氏
名
池添泰弘
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
創造システム工学科
准教授
現在の専門
ナノ材料化学
役
割 分 担
研究代表者
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
交付された研究費で購入した磁場分布ソフトを用いて、磁気浮上のための条件を決めることが
出来た。1 個の場合はドーナツ型の磁石を使った場合、2 個の場合は同じ極(N または S)が向
かい合った形で磁石を配置した場合に磁気浮上が可能となることがわかっているので、そこか
らスタートしたが、どちらの場合もうまく磁気浮上できることがわかった。
磁石のエッジ付近では予想以上に大きな磁場強度が得られること、また、磁石を複数個つなげ
た場合には、接合部付近で、さらに大きな磁場強度が得られることがわかった。これらは、予
想外の発見で、ガラスのような無機材料でも磁気浮上を実現できる可能性が出てきた。そうな
ると、応用範囲が一気に広がることが期待される。この 1 年の研究の展開が非常に良好なため、
現在、卒論生・3 年生総勢 6 名が、何らかの形で磁場を用いた研究に取り組むまでになった。磁
場の研究が当研究室のメインテーマとなりつつある。
研究の成果・公表(
字以内)
500
この 1 年間の成果は、第 63 回応用物理学会春季学術講演会においてポスター発表で公表した。
本会議は、応用物理関連で最大の学会で、この分野で最も権威のある学会である。口頭発表で
申し込んだが、セッション全体がポスター発表になったため、今回はポスター発表となった。
タイトルは「燐光材料の三重項状態を利用した物体の磁場中での非接触光マニピュレーション」
である。なお、上述のように研究を遂行する上で、予想外のよい結果が見つかったため、その
利点を活用して、新しいプラスチック材料の分離装置の開発し、その研究発表(タイトルは「永
久磁石を用いたプラスチック材料のシングルストリーム磁気分離システム」)も行った。ポスタ
ー会場は非常に広かったが、人があふれかえっており、どちらの発表にも多くの人が興味を持
ってくださった。2 時間の発表時間だったが、ほとんど休憩できないような状態で、他大学の先
生からも非常に好評であった。また、ソフトを販売しているアドバンストテクノロジー社のホ
ームページでは、最新の研究成果として掲載されている。さらに、最近、対外的な発表を見た
都内の某メーカーから、製品開発のための取材の申し込みも頂いた。
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
169
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
区 分
○
1
2
3
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
○
所属・専攻
新
規
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
研究期間は何年目か?
名
創造システム
准教授
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
氏
年目
名
指導教授名
福田めぐみ
注・院生のみ記入
研 究 題 目
メゾスコピック物質の巨視的吸着力評価法の開発
研 究 組 織
氏
名
福田めぐみ
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
創造システム
准教授
現在の専門
表面科学
役
割 分 担
研究代表者
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
本研究では、表面改質が与える物質の吸着力への影響の定量的評価を目的としたナノ・マイ
クロスケールのメゾスコピック物質の巨視的吸着力評価用カンチレバーを作製する。従来の原
子間力顕微鏡(AFM)があれば吸着力測定を行える汎用性を備える。この評価を達成するため、メ
ゾスコピック物質へのせん断力がかからない板状カンチレバーを作製し、定量的評価に向け、
このカンチレバーのねじればね定数測定装置の作製にも取り組む。まず、板状チップ形状の設
計・最適化をシミュレーションにより行い、微細加工技術・集束イオンビーム(FIB)を用いて板
状チップを加工する。今年度は板状チップ形状の最適化と FIB 加工条件出しを行った。今後、
FIB 加工により板状チップを作製する。そして、カンチレバーねじれバネ定数測定装置の作製の
ため、カンチレバー押し込み量制御装置も作製する。作製した板状チップ付きカンチレバーの
ねじれバネ定数を測定した後、AFM に実装し、吸着力評価の成否を検討する。検討した結果に応
じて、問題点の改善を行う。
研究の成果・公表(
字以内)
500
これまでに板状チップの設計と最適化をシミュレーションにより行い、この板状チップのね
じれバネ定数を見積もった。その結果、ねじれバネ定数 101 N/m を得ることができた。しかし、
これは板の部分の高さが 1 m であり、これ以上の高さの物質の吸着力評価には適さない。今後、
板高さが高く、且つ低いねじれバネ定数を満たす、更なる最適化が必要であることがわかった。
そして、板状チップ作製のための FIB 加工条件の検討に取り組み、ビーム強度とエッチングレ
ート、削面のなめらかさを評価し、これらの相関を明らかにし、加工条件決めを行った。また、
カンチレバーねじれバネ定数測定装置作製のための研究調査をした結果、当初の装置構成では、
得られるねじれバネ定数の正確性が乏しい可能性があることが判明したため、この問題を解決
すべく、新たな装置構成を設計した。
本年度得られた成果の一部は平成 27 年度卒業論文で発表した。
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを 必ず添付のこと。
170
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
区 分
○
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
1
2
3
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
新
所属・専攻
規
○
職
継
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
名
電気電子工学科
教授
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
3
研究期間は何年目か?
氏
名
青柳
年目
指導教授名
稔
注・院生のみ記入
研 究 題 目
ゲル化剤を用いた人体超音波ファントムの製作
研 究 組 織
氏
名
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
現在の専門
役
割
分
担
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
研究の成果・公表(
字以内)
500
医療現場において、人体の超音波特性や触感を模した超音波ファントムと呼ばれる人体模型
が使用されている。超音波ファントムは、超音波診断装置の保守管理や、医者のカーテル挿入
練習そして診断訓練等に使用される。本研究は、この超音波ファントムの材料を模索する研究
である。平成 27 年度は、一般的なアルギン酸ナトリウム(粘度 500-600cp)を用いて、人体の
軟組織の超音波特性に近いファントムの作製を試みた。その結果、アルギン酸ナトリウム、硫
酸カルシウム、三リン酸ナトリウム、グリセリン、水の混材比が、1.5:2:1:7.5:50 で、人体の軟
組織の超音波特性に近いファントムを作製することができた。ただし、水は 40℃に加熱し、薬
品を混合した後は 30℃のインキュベータに 24 時間放置してゲル化させた。平成 26 年度も同様
の薬品の組み合わせで、最適な特性の超音波ファントムを創り出せていた。しかし、使用して
いた高粘度(1000cp)のアルギン酸ナトリウムが、平成 27 年度の中旬に販売中止になってしま
った。この状況では、この研究の進展性が望めない為、平成 27 年度は一般的な粘度 500-600cp
のアルギン酸ナトリウムを用いて、超音波ファントムを作り出すことに専念した。
作製したファントムの超音波特性は、音速 1540±30 m/s、減衰定数 0.51±0.07 dB/cm/MHz、音
響インピーダンス(1.648± 0.048)×106 kg/m2/s2 で、人体軟組織に近い値が得られた。人体軟部組
織の特性は、平均音速 1530‐1600 (m/s)、減衰特性は 0.3‐1.0 (dB/MHz/cm)、音響インピーダン
ス 1.3×106‐1.7×106 (kg/m2/s2)である。作製したファントムは、2 週間程度はその超音波特性や、
人体に近い軟らかさを維持した。さらに、超音波ファントムを作製するのに必要な材料のコス
トは 1kg あたり 600 円程度であった。作製にあたって特別な装置や材料を使用していない。超
音波ファントムとして良い材料を見つけ出せたと考えている。ゲル構造の解析が今後の研究課
題である。3 年間の研究期間で、平成 25 年度と 26 年度は成果を応用物理学会で報告できたが、
平成 27 年度はできていない。平成 28 年度は成果発表をおこなう予定である。平成 25 年度と平
成 26 年度の学内特別研究費による研究により、平成 27 年度に科研費:基盤研究(C)(一般)「作
製容易な超音波ファントム材料の創出と、その構造解析に関する研究」に採択された。研究期
間は平成 27 年度から 3 年間である。この助成金を得る事ができたのも、当該学内特別研究費に
より基礎的な研究ができた結果であり、関係各位に感謝致します。
171
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
区 分
○
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
1
2
3
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
○
所属・専攻
新
規
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
研究期間は何年目か?
名
電気電子工学科
教授
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
氏
1
名
年目
指導教授名
神野 健哉
注・院生のみ記入
研 究 題 目
電力変換装置の最適化に関する研究
研 究 組 織
氏
名
神野 健哉
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
日本工業大学
教授
現在の専門
非線形工学
役
割 分 担
研究代表者
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
マトリックス・コンバータのスイッチング位相の最適化は位相を決定する連続値最適化とどの
相をどのような順番で選択するかという離散最適化を併せ持ったハイブリッド最適化と分類す
ることができる。このようなハイブリッド最適化手法の確立のため、本年度は三相交流の対称
性に着目し、設計変数の削減法を提案した。この手法によってマトリックス・コンバータの最
適化における設計変数の大幅削減に成功した。この結果は国内口頭発表、および国際会議で公
表している。また、位相のみの連続値最適化に関しては PSO と呼ばれる手法による最適化法を
論文で公表した。しかしながら、ハイブリッド最適化に関してはまだ不十分である。そこで今
後はまずはハイブリッド最適化に的を絞り、研究をすすめる。具体的には我々の研究室で現在
開発を進めている世界最高水準の確率的最適化手法を本研究に適用させ、電力変換効率の向上
を目指す。更に、ハードウェアで実装を行い、提案手法の有効性を検証する。
研究の成果・公表(
字以内)
500
以下の通り成果を公表した。
[1] Kazuya Morita, Takuya Kurihara, Takuya Shindo, Kenya Jin'no, "Harmonic
Elimination of Three phase PWM DC-AC Inverter using Particle Swarm
Optimization," NOLTA, IEICE, vol. E6-N, no. 4, pp. 512-519, 2015.
( DOI:10.1587/nolta.6.512 )
[2] Syuhei Yoneda, Takuya Kurihara, Takuya Shindo, Kenya Jin’no, "Design
variables reduction method of matrix converter using the symmetry," 2015
IEEE Workshop on Nonlinear Circuit Networks (NCN'15), pp. 44-47, 2015.
[3] 米田 周平, 栗原 拓哉, 進藤 卓也, 神野 健哉, "マトリクスコンバータの分割区間
最適化," 電子情報通信学会 非線形問題研究会 NLP2015-79, 2015.
[4] 米田 周平, 栗原 拓哉, 進藤 卓也, 神野 健哉, "マトリクスコンバータの接続相と
スイッチングタイミングの 最適化についての検討," 電子情報通信学会 2015 年
ソサイエティ大会 A-2-18
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付 のこと。
172
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
○
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください.
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
1
2
3
該当する項目に○を付けてください .
新規・継続の別
新
所属・専攻
規
○
職
継
続
注・区分7の場合には記入の必要なし.
名
電気電子工学科
教授
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
3
研究期間は何年目か?
氏
名
吉野
指導教授名
秀明
注・院生のみ記入
研 究 題 目
QoE に基づく端末・ネットワーク連携トラヒック制御方式に関する研究
研 究
氏
吉野
神野
平栗
大田
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
電気電子工学科
教授
電気電子工学科
教授
電気電子工学科
准教授
電気電子工学科
助教
組 織
名
秀明
健哉
健史
健紘
年目
現在の専門
情報通信
非線形工学
無線通信工学
信号処理
役
割 分 担
研究総括
制御アルゴリズム設計
QoE 評価法選定
シミュレーション評価
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと .
研究の取組状況(
字以内)
500
研究の成果・公表(
字以内)
500
本研究は,大きく次の 3 段階,3 か年計画で平成 25 年度から研究を進めてきた:
(1) QoE・トラヒック情報の収集・分析・可視化,
(2) トラヒック制御方式の考案・シミュレーションによる性能評価,
(3) 実験ネットワークによる実装検証.
これまでに,①QoE 評価技術・トラヒック制御の技術動向調査,②分散処理サーバによる QoE・
トラヒック収集・分析環境の構築,③予約型電話トラヒック輻輳制御方式および改善方式の提
案とシミュレーションによる特性評価,④Twitter データを用いた機械学習による需要予測手法
の検証,⑤実パケットキャプチャデータに基づく異常トラヒック検知手法の検証,などのトラ
ヒック分析・可視化・制御手法の検証を進めた.これらのうち,②災害型輻輳時においても輻
輳要因である再呼を抑え,ユーザニーズの高い双方向の通話を可能とするトラヒック制御方式
の提案と評価,ならびに,⑤高速ネットワークにおいて効率的なトラヒック監視・制御を実現
するために必須となるデータ削減技術の評価について,以下のとおり,研究成果を発表した.
トラヒック制御方式の考案・シミュレーションによる性能評価ならびに高速ネットワークに
おける異常トラヒック検知・データ削減技術に関する学会発表を以下のとおり実施した:
[1] 吉岡将道, 平栗健史, 吉野秀明, 異常トラヒック測定・分析による DDoS 攻撃検知手法の一
検討, 電子情報通信学会通信ソサイエティ大会, B-11-14, 2015 年 9 月.
[2] 吉岡将道, 平栗健史, 吉野秀明, 異常トラヒック検知におけるサンプリング法・スケッチ
法の一検討,電子情報通信学会信学技報, CQ2015-128, pp.119-122, 2016 年 3 月.
[3] 浅野大樹,高橋志学,平栗健史, 吉野秀明, 災害時の予約型電話輻輳制御方式の改善と評
価, 電子情報通信学会通信総合大会, B-11-25, 2016 年 3 月.
注・共同研究(区分3)の場合は,発表論文等のコピーを必ず添付のこと .
173
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
区 分
○
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
1
2
3
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
○
所属・専攻
新
規
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
名
氏
電気電子工学科
准教授
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
1
研究期間は何年目か?
名
年目
指導教授名
竹村暢康
注・院生のみ記入
研 究 題 目
電磁波エネルギーハーベスティングにおける電力回収率向上のための指向性切換アン
テナの研究
研 究 組 織
氏
名
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
竹村暢康
電気電子工学科
准教授
現在の専門
電波応用工学/
アンテナ工学
役
割
分
担
研究代表者
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
本研究では,相互結合を取り除いた異なる指向性を有するアンテナを用いて,屋内のマルチ
パス環境における電磁波から,より多くの再利用エネルギーを得ることを目指している.今年
度は「A) 電力回収指向性切換アンテナ構成(A-1),整流回路・DC-DC コンバータ低損失構成(A-2)」
の検討を行い,異なる指向性を有するアンテナ装置,高周波を DC へ変換する整流回路,得られ
た電圧を実用され得る電圧へ昇圧する DC-DC 変換回路を構築した.平成 28 年度および平成 29
年度は,今年度の結果を踏まえて,
「B) 伝搬環境における電力回収率評価(B-1),指向性切換ア
ンテナによる効果検証(B-2)」を行う.異なる指向性を有するアンテナにより,空間の電磁波エ
ネルギーをこれまでの単一指向性のアンテナよりも多く回収可能であることを検証する.また,
電力回収率評価により,指向性切換による効果を定量的に明らかにする予定である.
研究の成果・公表(
字以内)
500
平成 27 年度は指向性を切り換える方式のアンテナ構成を提案し,整流回路及び DC-DC コンバ
ータの構成について検討した.
(A-1) 電力回収指向性切換アンテナ構成:マイクロストリップアンテナを対称配置し,励振位
相を変える 180°ハイブリッド回路にラットレース回路を適用した.受信した信号を同位相合成
して出力するΣポートと逆位相合成して出力するΔポートから取り出すことにより指向性を切
り換えるアンテナ構成としている.各ポートの出力特性は周波数 2.4GHz において,同相および
逆相の位相特性が得られた.ラットレースを用いた位相差給電により単一指向性とモノポール
指向性の異なる 2 つの方向の指向性を切り換えることが可能である.
(A-2) 整流回路・DC-DC コンバータ低損失構成:入力電力を 10μW と想定し,整流回路及び DC-DC
コンバータについて検討した.初期検討として周波数を 10MHz としている.RF-DC 変換にはダイ
オードを用いたブリッジ型全波整流回路を適用し,DC-DC コンバータの昇圧後の出力電圧は約
1.5V の直流電圧が得られた.
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
174
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
区 分
○
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
1
2
3
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
新
所属・専攻
規
○
職
継
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
研究期間は何年目か?
名
電気電子工学科
助教
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
氏
名
大田
2
年目
指導教授名
健紘
注・院生のみ記入
研 究 題 目
楽器演奏時の筋活動と演奏音の関係に関する研究
研 究 組 織
氏
名
大田 健紘
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
電気電子工学科
助教
現在の専門
信号処理
役 割 分 担
調査・分析・実験
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
本研究では,フルート及びトランペットを対象として,口唇周辺の筋活動から吹奏に適した口
の形の作り方を明らかにする.平成27年度はフルートとトランペット吹奏時の筋活動の測定
及び演奏音の収録,口腔内形状の測定を行い,スキルレベルごとに身体制御情報(筋活動,口
腔内形状)の違いやそれに伴う演奏音の違いを明らかにした.まずフルートに関しては,プロ
奏者1名ついて1回の MRI 撮影を実施した.またフルート歴6年の奏者に関して,3回の筋活
動の測定を行った.測定した筋肉は,5カ所(①口角下制筋,②口輪筋,③口角挙筋,④頬筋,
⑤広頸筋)であり,これらの筋肉について組み合わせを変えて各筋肉間の協調性及びどの筋肉
が音高の吹き分けに重要であるかについて調査した.次にトランペットに関しては,プロ奏者
1名ついて1回の MRI 撮影を実施した.また,中級者1名について1回,初級者2名について
1回の筋活動の測定を行なった.測定した筋肉はフルートと同様である.
研究の成果・公表(
字以内)
500
フルートのプロ奏者の口角下制筋及び下口輪筋は音高が上昇しても筋活動が活発にならないこ
とと,口角挙筋,上口輪筋及び広頸筋は音高の上昇とともに筋活動が活発になることを統計的
に確認できた.トランペット吹奏の上達には,現在吹奏できる音高の筋活動を十分に低下させ,
さらに高い音高を吹奏するための余裕を作る必要があることが明らかとなった.プロ奏者の
MRI 画像を撮影できたので,今後分析を進め成果を発表する.以下の 5 件の発表を行った.
[1]川村ら,”トランペット吹奏の上達伴う口唇周囲の筋活動の変化”, MA2015-5, pp.25-30, 2015.
[2]Ota et. al,”Electromyographic activity of facial muscles in flute playing: Muscle activity and its
cooperativeness”, ISPS2015, pp.155, 2015.
[3] 川村ら,”トランペット吹奏の熟達と筋活動の変化の関係”,第 18 回日本音響学会関西支部若手
研究者交流会, 2015.
[4]Ota et. al,”Alteration of muscle activity with the improvement of the skill of trumpet playing”,
Wespac2015, pp.194-197, 2015.
[5]前田ら,”フルート吹奏時の筋活動の統計量による比較”, MA2015-58, pp.1-4, 2016.
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
175
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
区 分
○
1
2
3
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
○
所属・専攻
新
規
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
名
共通教育系
准教授
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
1
研究期間は何年目か?
氏
名
丸山
年目
指導教授名
友希夫
注・院生のみ記入
研 究 題 目
埼玉県における水需要予測に関する研究
研 究 組 織
氏
名
丸山 友希夫
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
共通教育系
准教授
現在の専門
経営情報システム
役
割 分 担
研究代表者
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
本研究の位置づけは,日本全国に適応できる上水道の 1 日の配水量について水需要予測方法
を提案する中で,先行研究における神奈川県,東京都および沖縄県の上水道の 1 日の配水量デ
ータを用いた事例研究の応用および発展である.そこで,本研究では埼玉県の上水道の 1 日の
配水量データを用いている.そして,本研究の目的は,埼玉県における 1 日の配水量データを
用い,埼玉県に特化した水需要予測方法の提案を行うことである.
埼玉県における水道事業管理は,先行研究で用いた自治体と異なり各市町村で行われている.
したがって,1 日の配水量データの取得については,各市町村からデータを取得する必要がある
ため,まずは埼玉県における主要市町村となるさいたま市から 1 日の配水量データを取得した.
そして,このデータを用いて,先行研究において提案した 3 種類の水需要予測方法が適応する
か否かについて検討を行った.
研究の成果・公表(
字以内)
500
さいたま市における 1 日の配水量データの特徴については,先行研究で用いた神奈川県およ
び東京都の 1 日の配水量とは違いがあるものの,1 年間における 1 日の配水量の推移について
は,夏場の 1 日の配水量が多く冬場のそれが少ないと共通点はある.しかし,夏場に着目する
と,さいたま市における 1 日の配水量の推移は,神奈川および東京都におけるそれと比較して
バラツキが存在している傾向がある.また,各曜日について,1 日の平均配水量に着目すると,
神奈川県および東京都におけるそれと比較して,曜日間の 1 日平均配水量の差が小さい傾向が
ある.したがって,本研究においては平日(月~金)と平日外(土,日,祝祭日)を分けるこ
となく水需要予測方法の提案を行った.そして,今回使用した 1 日の配水量データについては,
先行研究と同程度(約 2%)の予測精度を導出することができた.この結果については,2015
年 11 月に開催された日本経営工学会秋季大会にて発表を行った.
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
176
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
○
区 分
1
2
3
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
○
新
規
所属・専攻
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
研究期間は何年目か?
名
氏
共通教育系
講師
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
年目
名
芳賀
指導教授名
健
注・院生のみ記入
研 究 題 目
植物の光応答性を利用した太陽光エネルギー獲得の効率化に向けた研究
研 究 組 織
氏
名
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
芳賀
健
共通教育系
講師
現在の専門
環境化学
役
割
分
担
研究全般
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
今年度は、主な植物材料であるシロイヌナズナが生育できるかどうかを確かめた。今のとこ
ろ問題なくシロイヌナズナは栽培でき、種子を収穫することができた。同様な生育環境で、光
屈性に重要な植物ホルモン・オーキシンを輸送するタンパク質(PIN)に異常を示す突然変異体
を栽培した。シロイヌナズナには複数の PIN が存在しており、その機能を調べるためには複数
の PIN の機能を阻害させた多重突然変異体の作出が必須である。PIN タンパクの中でも光屈性に
関係する因子として、PIN3 と PIN7 が過去の自身の研究から明らかにされている(Haga and
Sakai, 2012)。そこで、これらの突然変異体を栽培し、それらを交配することによって二重突
然変異体の作出を試みた。交配直後に得られる種子(F1)、その後代の種子(F2)をすでに得て
いる。現在、F2 種子から目的の二重突然変異体を分離するために、遺伝子解析を進めている。
来年度は、これらの遺伝子解析によって分離した二重変異体を使って、その生理反応を調べる
とともに、他の PIN 突然変異体との交配を進め、多重突然変異体を作出する予定である。
研究の成果・公表(
今年度の研究成果として、国際誌の学術論文を二報(以下参照)と国内の学会において四件
の口頭発表を行った。特に植物の光寛容に関係する結果を報告した Plant Cell 誌は、植物系の学
術誌ではトップジャーナルであり、研究成果が非常に高く評価されたことを示している。
Haga, K., Tsuchida-Mayama, T., Yamada, M., and Sakai, T. (2015) Arabidopsis ROOT
PHOTOTROPISM2 Contributes to the adaptation to high-intensity light in phototropic responses.
The Plant Cell, 27 (4): 1098-1112.
字以内)
500
Gutjahr,C., Siegler, H., Haga, K., Iino, M., and Paszkowski, U. (2015) Full establishment of arbuscular
mycorrhizal symbiosis in rice occurs independently of enzymatic jasmonate biosynthesis. PLOS
ONE, 10 (4): e0123422.
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
177
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
区 分
○
1
2
3
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
新
所属・専攻
規
○
職
継
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
名
機械工学科
教授
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
2
研究期間は何年目か?
氏
名
年目
指導教授名
中野道王
注・院生のみ記入
研 究 題 目
自着火反応過程における反応中間生成物の解明
研 究 組 織
氏
名
中野道王
北川敏明
永野幸秀
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
日本工業大学
教授
九州大学
教授
九州大学
助教
現在の専門
燃焼反応
燃焼実験
燃焼実験
役
割 分 担
計画・分析
計画・実験
計画・実験
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内) 研究の成果・公表(
500
本研究では,予め燃料と酸化剤を十分に混合し,これをオイルなどの混入の心配がない定容
容器内に高温状態で保持することで反応させ,自着火前の混合気を GC×GC-TOFMS で分析する.
その際,定容器の実験は九州大学にて行うために,輸送中の汚染が問題となっていた.そこで,
本年度は,サンプリング管を密閉するための格納コンテナの製作とシール方法の検討を行った.
その結果,九州大学でのサンプリング実験を行い,汚染の影響の少ないサンプルの分析を行う
ことができた.汚染の影響が減少したことで微小なピークに対する分析結果の信頼性が向上し,
燃料性状や実験条件が反応中間生成物に及ぼす影響をより正確に評価できるようになった.そ
の上で EI 法と FI 法を併用することにより,炭素数 7 の単成分燃料からの反応中間生成物を分
析した.また,格納コンテナ内部に付着した汚染の除去に使用する焼き出し器の製作に取り組
んだ.
字以内)
500
(1)九大⇔日工大の輸送中におけるサンプリング管の汚染を防止するために,アルミ製の格納コ
ンテナを製作し,その有効性を確認した.
(2)EI 法と FI 法を併用し,低沸点成分の組成推定には FI 法が有効であることを確認した.
(3)炭素数 7 の単成分燃料の着火前反応において,炭素数 2 から 9 の含酸素炭化水素が生成され
ることを示唆する結果を得た.
(4)サンプリング管用格納コンテナの再利用に際して汚染を除去するために,加熱と窒素ガスパ
ージを併用した焼き出し器を設計し,試作を開始した.
(5)上記の成果の一部を,自動車技術会 2016 年春季大会学術講演会にて発表する予定である.
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
178
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
区 分
○
1
2
3
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
○
新
規
所属・専攻
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
研究期間は何年目か?
名
氏
情報工学科
准教授
江藤
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
名
年目
指導教授名
香
注・院生のみ記入
研 究 題 目
3DCG 映像を用いたケア技術の習得支援システムの開発
研 究 組 織
氏
名
江藤 香
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
日本工業大学
准教授
松田
1
洋
日本工業大学
准教授
高瀬浩史
日本工業大学
准教授
吉田廣子
板橋ロイヤル訪問看
護ステーション
所長
現在の専門
役 割 分 担
ケア情報処理
総括、実験、分析、評価
映像メディア工
ケア技術の 3DCG 映像化
学
通信・ネットワー 映像とノウハウの共有
ク工学
化
訪問看護・フット
実験・評価
ケア
他5名
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
第 1 段階では、3DCG 映像化により教育効果が期待できる技術として、
「横向き」
、
「平行移
動」、「起上り」「車椅子への移動」の4つの動作に絞り込んだ。
第 2 段階では、ビデオカメラ用いて、板橋中央看護専門学校の実習室にて、学生を初心者、
理学療法士の清水氏を熟達者、被験者を江藤が担当して、動作の撮影を行った。
第 3 段階では、介護動作の映像から 3DCG 映像化し、WEB システムを構築し、閲覧でき
るようにした。サイトは http://3dcg.skr.jp である。ユーザ登録すれば閲覧することができ
る。初心者、熟達者、初心者と熟達者が重なった 3DCG 映像と動画が選択できる。
第 4 段階では、3DCG 映像と WEB システムを看護師、看護学校の教員、理学療法士等が
利用し、17 名による評価を行った。その結果から 3DCG 映像の特色や教育的な効果に対し
て良好な評価を得ることができた。
研究の成果・公表(
字以内)
500
これまで開発した 3DCG 映像教材は 27 年 9 月の医療情報学連合大会で「3DCG 映像によ
る介助技術の習得支援教材の開発」と題して発表した。
江藤香、松田洋、高瀬浩史、山崎敦子、吉田廣子、伊藤きみよ、荻原美智恵、佐伯喜久子、
清水暁彦:3DCG 映像による介助技術の習得支援教材の開発、第 35 回医療情報学連合大会
論文集、pp.656-659
また、WEB システムは、28 年 3 月の電子情報通信学会総合大会で「3DCG 映像を用いた
ケア技術習得支援 WEB システムの開発」と題して発表した。
新井亮滋、鈴木佑実、高瀬浩史、松田洋、江藤香:
「3DCG 映像を用いたケア技術習得支援
WEB システムの開発」、電子情報通信学会総合大会論文集、pp.285
注・共同研究(区分3)の場合は、発表 論文等のコピーを必ず添付のこと。
179
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
区 分
○
1
2
3
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
○
所属・専攻
新
規
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
研究期間は何年目か?
名
機械工学科
教授
注・院生 の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
氏
年目
名
長坂
指導教授名
保美
注・院生のみ記入
研 究 題 目
ICT を用いたものづくり教育システムの構築と実用化
研 究 組 織
氏
名
長坂 保美
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
機械工学科
教授
現在の専門
設計・製図
役
割 分 担
総括・開発
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
本研究題目「ICT を用いたものづくり教育システムの構築と実用化」は、本学科授業「機械
CAD-J」
(1 年・必修)で実用化している 3 次元 CAD 教育システムを側面的に支援する環境構築を
実現するものである。この 3 次元 CAD 教育システムは本学が独自に開発した CAI システムで、
その一部は他教育機関でも実用化されているものの、限られた環境下での運用となっておりま
した。一方、本授業は JABEE 科目の対象のため、予習・復習ができる環境の構築が急務となっ
ておりました。
そこで、Web を用いて 3 次元 CAD 技術の予習・復習できる環境(オンライン教育システム)を
開発し、実際の授業で予習・復習用として実用化を試みましたが、その使用状況が想定外の内
容となってしまいました。
研究の成果・公表(
字以内)
500
以下、昨年度からの 3 次元 CAD 教育システム(オンライン教育システム)の使用状況を示し
たものである。
・2014 年度春学期(公開:4 月 28 日~5 月 19 日): 使用者 14 名(受講生 117 名)
・2014 年度秋学期(公開:9 月 22 日~10 月 30 日)
:使用者 35 名(受講生 117 名)
・2015 年度春学期(公開:4 月 13 日~5 月 4 日): 使用者 52 名(受講生 126 名)
・2015 年度秋学期(公開:10 月 1 日~10 月 29 日)
:使用者 47 名(受講生 126 名)
URL を印刷したテキストを渡し、その使用を何度も確認しましたが、本システムの使用者は各
セメスター50%に至らないという状況で、本格的な実用化へはほど遠い結果となってしましまし
た。それ故、本教育システムの実用化については再検討が必要と判断し、本格的な実用化への
展開(申請を含)を取り止めることとしました。
今後は、本システムの根本的なコンテンツの見直し、スマートフォンへの対応などを考慮し、
3 分の 2 以上の使用者が見込めるようになりましたら、再度、本研究費の申請を行っていきたい
と考えている。
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
180
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
1
2
3
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
○
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
新
所属・専攻
規
○
職
継
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
研究期間は何年目か?
名
生活環境デザイン学科
教授
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
氏
3
名
年目
指導教授名
波多野純
注・院生のみ記入
研 究 題 目
世界遺産をとおして国際感覚を養う建築史実習
研 究 組 織
氏
名
波多野純
野口憲治
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
生活環境デザイン学科
教授
建築学科
助手
現在の専門
建築設計・住宅史
近世町家建築
役
割 分 担
総括
学術交流の調整、予算管理
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況( 500
字以
内)
研究の成果・公表(
字以内)
500
本教育プログラムは、世界遺産に登録された歴史的な建築や町並みを対象に、本学の学生と
海外の学生(台湾・中国科技大学)が共同でスケッチに取り組み、多様な視点から歴史的建造
物を見る力を養うことを目的とする。27年度は、長崎県長崎市を中心に実施した。本学から
学生6名、教員2名、中国科技大学からは学生8名、教員5名の参加があった。主な日程は以
下の通りである。
3/8 出島オランダ商館復原建物、大浦天主堂(世界文化遺産)
、旧グラバー邸(世界文化遺産)
3/9 長崎歴史文化博物館、長崎造船所史料館(世界文化遺産)
、占勝閣(世界文化遺産)
3/10 大曽教会(県指定有形文化財)、冷水教会、青砂ヶ浦天主堂(国指定重要文化財)
頭ヶ島天主堂(国指定重要文化財、世界文化遺産の候補)
3/11 端島(通称:軍艦島、世界文化遺産)、長崎原爆資料館、崇福寺(国指定重要文化財)
今年度は、
「長崎における世界文化遺産の保存・再活用」をテーマに実施した。
長崎市には、世界文化遺産「明治に日本の産業革命遺産」や世界遺産登録に向けて申請を進
めている「長崎の教会群とキリスト教関連遺産」がある。本教育プログラムでは、これらの構
成資産を中心に見学を実施した。なお、見学前には、学生によってパンフレットが作成された。
長崎市では、現存する日本最古のキリスト教会堂である大浦天主堂(国宝、世界遺産の候補)
、
端島(通称:軍艦島、世界文化遺産、明治時代から昭和時代にかけて栄えた海底炭鉱)、旧グラ
バー邸(国指定重要文化財、世界文化遺産)を見学した。また、出島オランダ商館復原建物を
見学した。崇福寺ではスケッチを実施した。
新上五島町では、大曽教会(県指定有形文化財)
、冷水教会、青砂ヶ浦天主堂(国指定重要文
化財)、頭ヶ島天主堂(国指定重要文化財、世界遺産候補)を見学した。これらの教会は、新上
五島町出身の建築家・鉄川与助が設計した。
頭ヶ島天主堂や大浦天主堂は、世界遺産登録に向けて推薦をしていたが、国際記念物遺跡会
議(イコモス)より指摘があり、推薦が取り下げられた。今回の実習は、学生にとって、世界
遺産の保存や活用方法について実体験することができた。
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
181
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
1
2
3
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
◯
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
新
所属・専攻
規
◯
職
継
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
研究期間は何年目か?
名
建築学科
准教授
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
氏
3
名
年目
指導教授名
佐々木 誠
注・院生のみ記入
研 究 題 目
世代を超えた地域コミュニティをデザインするための学生の実践活動
研 究 組 織
氏
名
佐々木 誠
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
建築学科
准教授
現在の専門
建築計画
役
割 分 担
研究代表者
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
研究の成果・公表(
建設後 45 年以上が経過した春日部市にある武里団地は、建物の老朽化と同時に、少子高齢化
および人口減少によりコミュニティの弱体化や孤独死の問題が指摘されている。本計画は、近
未来の日本の課題を先取りしている現実の地域におけるコミュニティ再生のデザインを、本学
学生が地元住民と連携して実践的に試みることを目的とした。
春日部市官学連携団地活性化推進事業により本学から入居している学生は今年度2名で、日
頃より、春日部市官学連携団地活性化推進事業に基づき、自治会や市の要請により行事の参加
や手伝いなどをこれまで通り行ってきた。これらに加え、本プログラムにより、本学学生や他
大学学生と連携した自主企画によるものづくりのプロジェクトとして、以下の5つについて学
生が中心となって企画・実施した。①夏祭りにおける子ども神輿の練り歩き、②クレープ販売
(夏祭り)、③文化祭における学生の取組みに関する展示、④文化祭におけるミニ四駆、⑤キャ
ンドルづくりのワークショップ+キャンドルナイトのイベント。
最終的な成果はとりまとめ中だが、今年度の成果はさしあたり下記で公表された。
■朝日新聞及び同誌デジタル版(H27/12/21)
「師走点描:高齢化進む団地 心つなぐキャンドル〜春日部」25 面(埼玉東部版)
■朝日新聞及び同誌デジタル版(H28/2/19)
「団地再生 学生がアイデア〜高齢化進む春日部・武里団地 日工大生が提案」29 面(埼玉版)
字以内)
500
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
182
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
1
2
3
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
〇
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
新
所属・専攻
規
〇
職
継
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
研究期間は何年目か?
名
共通教育系
教授
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
氏
名
2
年目
指導教授名
服部邦彦
注・院生のみ記入
研 究 題 目
大学近隣の小学校に対する理科教育支援活動
研 究 組 織
氏
名
服部邦彦
瀧ヶ崎隆司
佐藤杉弥
梅谷篤史
齋藤弘雄
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
共通教育系
教授
共通教育系
教授
共通教育系
教授
共通教育系
准教授
共通教育系
講師
現在の専門
プラズマ理工学
心理学
プラズマ物理
理論核物理
天文学
役 割 分 担
統括・実験の支援
連絡調整・授業支援
実験・授業の支援
実験・授業の支援
実験・授業の支援
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内) 研究の成果・公表(
500
本プログラムは、本学近隣の小学校の理科の授業および科学クラブを支援することによって、
地元の子どもたちに理科への理解と関心を深めさせると共に小学校教諭の理科教育力の向上を
支援することで地域社会に貢献することを目的としている。理科の授業の支援だけでなく、内
容の自由度が比較的高い科学クラブにおいて、通常は小学校ではできない魅力的な実験の実施
を支援することで児童の理科への理解と関心を深めることに貢献し、同時に科学クラブを担当
している先生方の理科教育力の向上を図っている。理科の授業支援としては、本学で開発した
装置の提供と、その装置を使用する授業の参観を行った。科学クラブへの支援は、本学教員が
小学校に出向いて授業をする形式の他に、科学クラブ担当教諭に対し本学教員が実験装置の使
用方法を事前にレクチャーし、クラブ担当教諭自身に授業を行ってもらうという形式でも実施
した。また、休日に開催された小学校の行事には本学学生が参加して支援活動を行った。
字以内)
500
理科の実験支援に関しては、電球・蛍光灯・LED 演示装置の提供(杉戸小)、ものの溶け方演
示装置の提供(百間小)、ペットボトル風車(6 セット)の提供(東小)、電気の利用に関する実
験キット(20 セット)の提供(百間小)を行った。これにより宮代町内 4 小学校全てと杉戸小
に電気実験キットが行き渡った。また、電気実験キットの修理(東小、笠原小)、てこの実験装
置の修理(笠原小)も行った。
科学クラブへの支援に関しては、杉戸小で「光の実験」と「ダンシングスネークの工作」、百間
小で「真空砲の実験」
、笠原小で「星と宇宙の授業」を実施した。また、東小には電気パン装置
を提供し使用方法を担当教諭にレクチャーして科学クラブで実演してもらった。
小学校行事に関しては、杉戸小学校の WaiWai 祭りに教員の他に学生 4 名が参加して工作教室
の支援を行った。
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
183
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
1
2
3
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
○
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
新
所属・専攻
規
○
職
継
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
名
環境共生システム学専攻
博士後期課程 2 年
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
2
研究期間は何年目か?
氏
名
蝦名
年目
指導教授名
聖二
成田
健一
注・院生のみ記入
研 究 題 目
都市内緑地における夜間冷気の形成・流出に関する研究
研 究 組 織
氏
名
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
現在の専門
役
割
分
担
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
研究の成果・公表(
初年度は、静穏夜における緑地からの冷気流出が重力流的な現象であることから、周囲が斜
面に囲まれ開かれた一方向から冷気が流出しやすいと考えられるスリバチ状緑地に着目し、夜
間冷気の形成・流出の実態把握を試みた。
①実測対象エリアには、スリバチ地形を有する赤羽自然観察公園・駒場野公園・新江戸川公園
など 8 箇所、傾斜地として甘泉園・林試の森公園・清水谷公園など 6 箇所、計 14 箇所を都内の
緑地から選定した。各エリアにおいて比較をするため、気温や風向・風速の同時測定を行った。
②冷気形成と流出範囲特定のため、各緑地および周辺市街地にも温度ロガーを設置するととも
に、冷気流動把握のため風速計を冷気流出口付近に設置した。
③上記からスリバチ状緑地における夜間冷気の形成・流出に及ぼす効果の解明を行い、スリバ
チ地形が風による対流を防ぐことで、冷気が滞留しやすくなることを確認し、平坦な緑地に比
べて気温低下量が大きく、規模の比較的小さい緑地でも効率的な冷気流出がみられた。
斜面緑地における夜間冷気の形成・流出に関する研究としては、2015 度の日本建築学会大会
において、以下の発表を行った。
蝦名聖二・成田健一ほか:斜面緑地における夜間冷気の形成・流出に関する実測
-国分寺崖線沿いの緑地を対象として-
日本建築学会大会学術講演梗概集,pp.609-610 2015 年 9 月
字以内)
500
なお、スリバチ状緑地における夜間冷気の形成・流出に及ぼす効果と題して、2016 年度の日
本建築学会大会において発表予定である。
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
184
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
1
2
3
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
○
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
○
所属・専攻
新
規
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
研究期間は何年目か?
名
機械システム工学
博士後期課程1年
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
氏
年目
名
指導教授名
古賀 文雄
二ノ宮 進一
注・院生のみ記入
研 究 題 目
5軸複合加工機による駆動型ロータリ切削とその工具の機上成形に関する研究
研 究 組 織
氏
名
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
現在の専門
役
割
分
担
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内) 研究の成果・公表(
500
本研究は、5軸複合加工機による駆動型ロータリ切削に着目して、工具の機上成形法を可能と
した駆動型ロータリ切削技術を提案し、焼入れ鋼に代表される難加工材の高能率・高精度加工
の実現を目指している。現在の取り組み状況は、①超硬円筒工具による難加工材の駆動型ロー
タリ切削特性の解明と適性条件の確立、②工具のオンマシン成形法の確立とロータリ切削用工
具の最適仕様の決定に大別される。①については、超硬円筒工具を用いた駆動型ロータリ切削
による難加工材の加工特性の調査を、焼入れ鋼の端面部を中心に検討した。②については、オ
ンマシン工具成形法(修正法)の提案として、研削工具成形法と放電工具成形法の2種類の技
術を考案した。さらに、旋盤型5軸複合加工機による工具研削のための研削液供給法を検討し
て、効果的な注水ノズルの特徴を明らかにした。また、新しい試みとして、超音波援用ロータ
リ切削の実現に向けて、超音波スピンドルを用いた放電加工特性の調査を行っている。
本年度、公表した成果の一部を以下に示す。
(1)康 鎮凡,二ノ宮 進一,古賀 文雄,鈴木 清:超硬円筒工具によるロータリ切削と工具機上
成形に関する研究焼入れ鋼端面および未焼き入れ鋼外周面の加工特性,2014 年度砥粒加工学会
学術講演会講演論文集(2015)B23.
字以内)
500
(2)Fumio Koga, Shinichi Ninomiya and Kiyoshi Suzuki: Precise machining method by
combining EDM and grinding with a rotary PCD segment tool for cemented carbide,
Advanced Materials Research, Trans Tech Publications, Vol.806 (2015) pp.446-451.
(3)二ノ宮進一,古賀文雄:回転砥石表面に液膜を形成するフローティングノズルの研削液供給
特性,2016 年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集(2016)pp.215-216.
185
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
1
2
3
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
○
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
○
新
規
所属・専攻
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
名
電子情報メディア工学専攻
博士後期課程 1 年
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
1
研究期間は何年目か?
氏
名
年目
指導教授名
Issarapong Khuankrue
辻村 泰寛
注・院生のみ記入
研 究 題 目
自己組織化リスクモデルを用いた構築主義に基づくソフトウェア学習法の提案
研 究 組 織
氏
名
辻村 泰寛
粂野 文洋
大橋 裕太郎
Issarapong
Khuankrue
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
情報工学科
教授
情報工学科
准教授
情報工学科
助教
電子情報メディア
博士後期課程
工学専攻
1年
現在の専門
計算知能化
情報・メディア教育
役 割 分 担
研究指導の総括
モデル構築の指導
学習法の指導
ソフトウェア開発
研究全体の推進
ソフトウェア工学
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内) 研究の成果・公表(
500
Similar to real-world software projects, project-based software engineering courses must
consider the risks inherent to software development processes. Although research into the
risks associated with software projects have identified many different risk factors, the
factors directly related to people have been identified as particularly significant. In this
paper, we consider at-risk learners, which are a group of learners at risk of failing or
dropping out of a course, involved in software development projects. We focus on software
engineering education and the prior knowledge and behavioral actions of learners who
assume various responsibilities in software projects such as programming, debugging, and
problem solving. We consider that these factors could affect an at-risk learner’s ability to
perform successfully.
Issarapong Khuankrue and Yasuhiro Tsujimura: Risk Management using Learning
Analytics in Project-based Software Engineering Education, Proceedings of the 23rd IEEE
International
Conference
on
Software
Analysis,
(SANER2016), Osaka University, Japan (2016. 3)
字以内)
500
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
186
Evolution,
and
Reengineering
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
1
2
3
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
○
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
○
所属・専攻
新
規
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
名
電気情報メディア工学専攻
D1
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
1
研究期間は何年目か?
氏
名
年目
指導教授名
Alkhteeb Sultan
於保
茂
注・院生のみ記入
研 究 題 目
炭素繊維強化プラスチック素材の電気的特性の研究
研 究 組 織
氏
名
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
現在の専門
役
割
分
担
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内) 研究の成果・公表(
500
炭素繊維強化プラスチック(以下、CFRP)の自動車応用に関し、電気設計上の課題を研究
している。すなわち、金属車体は良導体であるのに対し、CFRP の導電性は鋼板に比べて数桁も
低い。また電気的な異方性を示すこともある。そこでまず次の諸点について CFRP 素材の電気特
性を実験検討している。
1)CFRP の導電性(導電率、温度特性、異方性)の評価
2)CFRP の誘電率評価
3)CFRP の絶縁耐圧評価
字以内)
500
CFRP の電気的特性を調べて次のことが分かった。
1)CFRP の導電率
CFRP の導電率は繊維方向でも金属と比べると約3桁小さい。また CFRP 導電率には異方性があ
り、繊維と直角方向の導電率は平行方向に比べて更に約 3 桁も小さい。
2)CFRP 板を用いた平行平板コンデンサでは炭素繊維が導体層であるため、その静電容量は見
かけの厚さに対して数倍大きくなった。
3)CFRP 板のプラスチック層は薄く、絶縁破壊電圧はアクリル板に比べて非常に低い。
今後以上の CFRP の基本電気特性を応用視点で整理し、国内外の学会で発表する予定である。
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
187
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
○
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
1
2
3
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
○
所属・専攻
新
規
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
研究期間は何年目か?
名
建築デザイン学
D1
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
氏
名
大西
郷
1
年目
指導教授名
那須
秀行
注・院生のみ記入
研 究 題 目
中大規模木造建築の実現に向けた CLT 構法の構造性能および安全性の向上
研 究 組 織
氏
名
大西 郷
那須 秀行
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
建築学科(那須研)
D1
建築学科
教授
現在の専門
木質構造
木質構造
役 割 分 担
実験・解析など
実験への指導
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内) 研究の成果・公表(
500
環境意識の高まる中、CO2 の削減及び再生可能な材料として木材の更なる活用が期待されてい
る。特に新しい木質構造材 CLT(Cross Laminated Timber)への注目度は高く、世界的に研究開発
が活発となっている。私はこれまで、CLT の接合部のせん断、壁脚部の圧壊、梁の曲げや接合部
挙動の制御に関する研究に携わってきた。H28 年度は、主に圧縮時の座屈面外変形に関する研究
により CLT 壁パネルの挙動を把握し、耐力向上を目指した。実験は主に日本工業大学の建築構
造実験研究棟(W5)にて行った。得られたデータを検証し、耐力向上のための補強の有効性を考
察し評価を行った。また、CLT の接合部性能に関して当研究室で進めてきた既往研究のデータを
基に分析と理論検証を行った。H28 年度は、CLT 壁や床の面内せん断、面外曲げの実験を行い、
H27 年度の実験結果と共に構造設計に活用できるよう検証を行う。地震国である日本での CLT
工法の普及に向けて、より有効な接合方法の確立に向けた実験、検討を進めていく。
字以内)
500
CLT 壁パネル試験体の側面に 80mm 程の長ビス補強を行い、200t 試験機を用いて圧縮した。結
果、座屈強度に対して、エネルギー吸収能力を最大で 25%程向上させることができた。また、本
試験体寸法(1000×250×90mm)での補強ピッチとして最適解は 400mm 程と検証できた。これまで
の研究同様、弱軸層は試験体の耐力に殆んど寄与していないことも検証できた。更に、接合部
を想定して行った実験では、長ビスや接合スクリューボルトにかかる木材繊維方向の割合を変
えることで、接合部特性を剛性型か靭性型か制御できる可能性があり、その割合も本研究で定
量的に検証した。以上の研究より得られた成果・公表は次に示す通りである。
・WCTE 2016(木質構造国際会議 於オーストリアウィーン 8 月)(査読済)
・AIJ 2016(日本建築学会大会 於福岡 8 月)(投稿済)
・WCTE 2014(木質構造国際会議 於カナダケベック 8 月)(現地にて発表済)
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
188
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
1
2
3
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
○
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
○
所属・専攻
新
規
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
研究期間は何年目か?
名
建築デザイン学専攻
1年
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
氏
年目
名
頼
指導教授名
俊仰
佐々木 誠
注・院生のみ記入
研 究 題 目
公設・公営住宅における維持管理および持続性に関する研究
研 究 組 織
氏
名
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
現在の専門
役
割
分
担
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
埼玉県の公設・公営住宅を対象に、まずは埼玉県住宅課から各県営住宅に関する資料を収集
し、全県内団地のデータベースを作成し、団地の使用状況と経年変化の比較・分析を行った。
また、台湾の事例も追加し、台北市の南機場公寓国営住宅これまでの変遷と不動産の権利関
係および住宅の使用現状について南機場公寓国営住宅建替えプロジェクト関係者をヒアリング
した。次に現地空間の使用現状を調査し、南機場エリアこれまでの変遷、不動産権利の関係と
住宅の使用状況および建替えにおける課題を整理した。
字以内)
500
研究の成果・公表(
字以内)
500
埼玉県営住宅は、現在、昭和60年まで築30年以上が現時点で約4割を超え、更に10年後には約
6割に達する可能性がある。狭い住戸面積や建築設備の老朽化・機能低下など問題が生じ、また、
時間の経過に伴う社会や地域環境の変化などにより、今日の利用者のニーズや、設備や構造の
安全基準に合わなくなっている。
南機場公寓国営住宅は、50年以上の住宅団地であり、住宅機能の老朽化や環境衛生、違法建
築などの問題がある。また、建替えまでの弱者の引越しのサポートや将来の仮住まいの場所の
問題、団地内の児童の就学問題、夜市将来の配置など課題が多い。特に後者は建替プロジェク
ト全体への影響が大きい。改善するためには、これまで存在しなかった自治会の設立、市と連
携、さらに国のサポートの必要性について考察した。
南機場公寓国営住宅について、2016年8月の日本建築学会大会(九州)における学術講演会研
究発表の梗概を投稿した。
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
189
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
1
2
3
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
○
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
○
所属・専攻
新
規
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
研究期間は何年目か?
名
建築学
2年
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
氏
1
名
指導教授名
武知 亜耶
波多野 純
年目
注・院生のみ記入
研 究 題 目
木子七郎を通してみた大正・昭和初期の大阪建築界における建築家の自立
研 究 組 織
氏
名
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
現在の専門
役
割
分
担
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況
(
字以内)
500
本研究は、大正から昭和初期にかけて大阪を中心に活躍した木子七郎の作品と設計思想の変
遷を明らかにすることを目的とする。多くの財界人をパトロンに得て活躍した木子は、関西の
建築家の特色をよく示している。木子を通して、大正・昭和初期の大阪建築界における建築家
の職能の確立を、自立という概念でとらえ、東京の建築界との対比を踏まえて明らかにする。
今年度は、木子の作品のうち、未調査であった松江市庁舎✕、山陰地方に建設された山陰貯蓄
銀行本店✕・松江銀行本店✕・米子銀行本店✕・簸川銀行本店✕、また、旧稲畑二郎邸○、山口萬
吉邸○、田村駒太郎邸一楽荘✕を調査した。現存する、旧稲畑二郎邸および山口萬吉邸は内観も
調査した。また、木子は、1926 年に、日本赤十字社大阪支部より命ぜられて、朝鮮・中国の大
型病院を視察した。今年度は、そのうち、満州に建設された、旧南満州鉄道大連医院の戦前の
外観や平面計画について調査した。
(○:現存 ✕:現存せず)
研究の成果・公表(
字以内)
500
山陰地方に建設された銀行は、西洋の古典主義の様式を基本としつつも、比較的早い段階か
ら、細部の装飾は簡略化され新様式への変化がみられた。ただし、簸川銀行においては、西洋
的な壁面の上に、日本的な屋根を載せた和洋折衷の外観とすることにより、日本的な印象をも
たせることで、銀行の堅実性を表現しようとした。(2015 年度日本建築学会学術講演会で発表)
山口萬吉邸は、接客中心の平面計画である。外観はスパニッシュ様式であるが、関西に建築
された新田利國邸が新しい様式としてスパニッシュ様式を採用したのに対し、アメリカ的な考
えで歴史的な様式として採用した。(2015 年度日本建築学会関東支部研究報告会で発表)
木子の洋風住宅における和室設計手法の変化を分析した。最初は、洋風住宅の内部に和室を
組み込む構成で、二重窓を用い和室の意匠が外観に露出しない手法を採用したが、1928 年の新
田利國邸では、日本におけるスパニッシュ様式の潮流に沿い、和風と洋風の意匠が融合した外
観である。その際、軒の出を深くすることにより、日本的な掃き出しの開口部を洋風住宅に適
合させた。(2016 年度日本建築学会学術講演会で発表予定)
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
190
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
1
2
3
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
○
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
新
所属・専攻
規
○
職
継
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
名
システム工学
博士後期 3 年
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
3
研究期間は何年目か?
氏
名
兪
洪欽
年目
指導教授名
八木田 浩史
注・院生のみ記入
研 究 題 目
食の持続性に関する評価手法の開発
研 究 組 織
氏
名
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
現在の専門
役
割
分
担
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
日本の食肉生産システムを、食肉の生産システムの構成、食肉の生産システムの環境負荷に
加えて、食肉の自給率、輸入率、環境効率などの観点から考察した。日本の食肉供給は、食肉
の輸入率が自給率より高く、輸入食肉すなわち海外の食肉生産システムに依存している。国産
食肉の環境効率は高いことから、持続可能な社会の構築に向けて、国産食肉に対する政府から
の支援策を改善することが必要である。食肉生産の各保護対象への影響としては、社会資産に
対する環境負荷が最も大きく、社会資産保全の対策の改善を重視する必要がある。食肉生産の
各プロセスの環境負荷は、飼料生産と糞尿処理の温室効果ガスの排出量が多く、温室効果ガス
の排出量の中でメタンの割合が一番高い。畜産部門は適切な経済的支援策により技術導入を進
め温室効果ガスの排出量を減らすことで、気候変動の緩和に重要な役割を果たすことができる。
たとえば、メタン発酵(発電)システムを導入して、発生ガスの代替エネルギー効果によって処
理経費を軽減することが考えられる。食の持続可能な社会の構築に向けて、食産業、農業、畜
産業、工業について定量的に総合評価する手法を開発すること、また飼料生産技術と糞尿処理
技術の改善、水消費量の環境負荷を考慮することは、今後の課題である。
研究の成果・公表(
本年度の研究成果に関しては、以下の報告を行った。
兪洪欽,八木田浩史, 食肉生産システムにおける環境効率と環境影響評価,
第 24 回日本エネルギー学会,(2015 年8月4日,札幌コンベンションセンター)
日本エネルギー学会大会講演要旨集 (24), 288-289, 2015-07-27
一般社団法人日本エネルギー学会
字以内)
500
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
191
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
1
2
3
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
○
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
新
所属・専攻
システム工学専攻
規
○
職
継
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
3
研究期間は何年目か?
名
氏
後期課程 3 年
名
指導教授名
Chavin Jongwannasiri
研 究 題 目
摩擦耐久性に優れる硬質炭素系積層膜の形成とその特性評価
研 究 組 織
氏
名
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
現在の専門
年目
渡部修一
役
割
分
担
研究の取組状況(
字以内)
500
Diamond-like carbon (DLC) is a metastable amorphous film that exhibits unique properties such as
chemical inertness, high hardness, low friction coefficient and high wear resistance. Boron nitride (BN) is
also an important material with its unique properties such as low friction coefficient, excellent thermal
stability and chemical inertness against oxygen and ferrous materials even at high temperatures. Thus,
these films are commonly applied in the protective coatings of cutting tools, thermal and electronic
devices. In this study, the morphological and mechanical properties of nano-scale multilayer (C/BN)n
films were investigated. Nano-scale multilayer (C/BN)n films were deposited on Si (100) wafers using an
unbalanced RF magnetron sputtering technique. High purity graphite (99.999%) and boron nitride (99%)
disks of 100 mm in diameter and 5 mm in thickness were used as targets. The RF powers of the substrate
and targets are 100 and 300 W, respectively. The BN layer was deposited first, and then the carbon layer
was deposited. In this study, 2-, 4-, 6-and 10-nm-scalemultilayer films were deposited by controlling
deposition time.
研究の成果・公表(
The hardness of the 2-and 4-nm-scale multilayer films is higher than that of 6-and 10-nm-scale multilayer
films. It is observed that the nano-scale layer influences to the hardness of the multilayer films. However,
the hardness of monolayer DLC and BN films is higher than that of the multilayer films. This may occur
due to the inclusion of Ar atoms into the interlayer of multilayer films during deposition. The conclusion
obtained from this study are as follows: The effects of nano-scale layer on nano-indentation hardness of
the films were investigated. Due to aforementioned reasons in results and discussion, it can be concluded
that the nano-scale layer influences to the nano-indentation hardness of the multilayer (C/BN)n films.
字以内)
500
“Deposition of C/BN Multilayer Films and Their Characterization”, The 132nd Conference of the Surface
Finishing Society of Japan, Shinshu University (Nagano Campus), September 2015.
192
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
1
2
3
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
○
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
新
所属・専攻
規
○
職
継
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
名
システム工学専攻
3年
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
4
研究期間は何年目か?
氏
名
進藤
貴徳
年目
指導教授名
三宅
正二郎
注・院生のみ記入
研 究 題 目
低摩擦と耐摩耗性を有する炭素系ナノ構造固体潤滑膜のトライボロジー特性に関する
研究
研 究 組 織
氏
名
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
現在の専門
役
割
分
担
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
従来の固体潤滑膜は自己犠牲型と呼ばれ,低摩擦を示すが摩擦によってせん断され,摩擦系外
に排出されやすく,比較的寿命が短い場合が多い.これに対してダイヤモンドライクカーボン
(DLC),ダイヤモンドなどは硬くて低摩擦と優れた耐久性を有する.本研究ではこれらダイヤモ
ンド,DLC 膜の優れたトライボロジー特性について境界潤滑に着目して検討する.さらに DLC
膜に Si 膜または BN 膜を加え,耐摩耗性に優れかつ低摩擦を示す新しい固体潤滑膜であるナノ
周期積層固体潤滑膜を形成し,摩擦試験による境界潤滑特性を明らかにする.
本年度は,DLC を主成分としたナノ周期積層膜のフレッチング摩擦摩耗特性を評価し,試験後
の摩擦面の分析を行い,損傷のメカニズムを明らかにした.
研究の成果・公表(
字以内)
500
DLC を主成分としたナノ周期積層膜のフレッチング摩擦を評価し積層膜の特性を明らかに
し,損傷のメカニズムを明らかにした.
以下に主な研究成果を示す.
1) Shojiro Miyake, Takanori Shindo, Masatoshi Miyake : Deposition and Tribology of
Electroconductive and Wear-Resistant Nanocomposite Solid Lubricant Films Composed of Carbon
and Silver or Gold, Tribology Letters, 61:1(2016).
2) 進藤貴徳,三宅正二郎:ダイヤモンド膜と DLC 膜のフレッチング摩擦の振幅依存性,表面
技術協会 第 132 回講演大会(信州大学),2015-9,pp52-53.
3) 金子望,三宅正二郎,進藤貴徳:ダイヤモンド膜および DLC 膜の低温吸着水による潤滑効
果,表面技術協会 第 132 回講演大会(信州大学),2015-9,pp56-57
4) T. Shindo and S. Miyake : Boundary lubrication properties of polished CVD diamond
films with sodium chloride solution, Internatlonal Tribology Conference Tokyo 2015,
2015-9, 17P-11.
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等 のコピーを必ず添付のこと。
193
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
1
2
3
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
○
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
新
所属・専攻
規
○
職
継
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
名
電気工学専攻
博士後期課程 3 年
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
2
研究期間は何年目か?
氏
名
指導教授名
栗原 拓哉
神野 健哉
年目
注・院生のみ記入
研 究 題 目
共通信号同期現象における同期現象の解析
研 究 組 織
氏
名
栗原 拓哉
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
電気工学専攻
後期課程 3 年
現在の専門
非線形工学
役
割 分 担
研究代表者
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
研究の成果・公表(
字以内)
500
複数の独立した発振器に対し共通の信号を注入することで,発振器間で同期が達成されるこ
とが知られている.また,ノイズのような非周期信号を注入することでも同期が達成されるこ
とが確認されている.しかし,非周期信号のどの要素が同期を促進するかは不明である.そこ
で,我々は解を厳密に導出できる,2値非周期信号がしきい値を駆動する区分線系弛張発振器
を用いて,同期を促進する要素を検討する.まず,我々は回路実験を行い,本発振器で同期現
象がみられることを確認した.次に,2値信号のパルス間隔が一様乱数な非周期信号を注入す
る実験を行った.結果,一様乱数の分布が広い信号がより同期を達成しやすいことを確認した.
この結果を踏まえ数値シミュレーションを行った.結果,分布が広く,期待値付近ではなく分
布の端に偏る方が同期の達成が容易であることを確認した.また特に,2つの値のみを採る乱
数が特に同期しやすいことを確認した.つまり,パルス間隔が非周期的に大きく変化すること
が同期を促進すると考えられる.
以下の通り成果を公表した。
[1] 栗原 拓哉, 神野 健哉, "非周期注入信号による弛張発振器の同期範囲の拡大,"
電子情報通信学会 和文論文誌 A, vol. J99-A, no. 8, Aug. 2016 (accepted)
[2] Takuya Kurihara, Kenya Jin'no, "Synchronization of Relaxation Oscillators
having Individual Difference by Non-periodic Signal Injection, " IEICE
Transaction on Fundamentals, vol. E99-A, no. 6, June 2016. (accepted)
[3] Takuya Kurihara, Kenya Jin'no, "Evaluation of Individual Differences in
Injection Locking of Relaxation Oscillators," 2015 International
Conference on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2015),
pp. 832-835, HongKong, China, 2015.
[4] Takuya Kurihara, Kenya Jin'no, "A study on the synchronization range
expansion by non-periodic injection," 2015 IEEE Workshop on Nonlinear
Circuit Networks (NCN'15), pp. 5-8, Tokushima, Japan, 2015.
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
194
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
1
2
3
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
◯
6 特別研究費(科研費促進経費)
注・区分 6 の場合には記入の必要なし。
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
○
所属・専攻
新
規
継
職
続
研究期間は何年目か?
名
創造システム工学科
教授
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
氏
年目
名
指導教授名
伴雅人
注・院生のみ記入
研 究 題 目
インクジェット法による間葉系幹細胞スフェロイド形成用マイクロアレイチップ
の開発
研 究 組 織
氏
名
伴雅人
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
創造システム工学科
教授
現在の専門
プラズマ工学
役
割 分 担
研究代表者
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
研究の全体構想としては、組織の再生・修復、創傷治癒などの整形外科治療や組織・臓器を
再構築する再生医療のための有力な細胞供給源となるヒト間葉系幹細胞の凝集体(スフェロイ
ド)を容易に短期間に作製することができるマイクロアレイチップを開発することである。具
体的には、本研究では、インクジェットプロセスを利用し、未分化のヒト間葉系幹細胞(hMSC)
スフェロイドが個々のマイクロウエル内に単独に接着し形成されているマイクロアレイチップ
を作製し、このスフェロイドが分化複能性を有していることを明らかにすることを目的とした。
本年度は、hMSC の培養試験までは実施できなかったものの、インクジェット装置を用いたポ
リカーボネート(PC)上へのマイクロウエルの作製およびコラーゲン溶液のパターニング成膜
試験、さらに、マスクレス露光機を用いたマイクロ流体チップの作製などの準備段階となる実
験を行った。
研究の成果・公表(
インクジェット装置を用いて PC 基板表面にアレイ状にマイクロウエルを形成することがで
き、これにマスクレス露光機を用い作製したマイクロ流路が形成された PDMS(ポリジメチルシ
ロキサン)基板を組み合わせることより、マイクロウエルを構成要素として取り入れたマイク
ロ流体チップを作製することができた。また、これによる液体導入を確認することができた。
さらに、インクジェット装置によりコラーゲンをデザインしたパターン状に付着させた PDMS
基板を作製することができた。この成果は、平成 28 年 3 月に早稲田大学で開催された表面技術
協会講演大会にて発表された[1]。
字以内)
500
[1]堀真由香、池田渉、伴雅人:
「インクジェット法によるコラーゲンのパターニング成膜」
、表
面技術協会第 133 回講演大会、2016−3、P−53.
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
195
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
1
2
3
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
○
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
○
所属・専攻
新
規
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
研究期間は何年目か?
名
創造システム工学科
准教授
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
氏
年目
名
樋口
指導教授名
勝
注・院生のみ記入
研 究 題 目
3 つの球面機構を入力とする力覚提示装置用の
大作業領域 6 自由度パラレル機構の開発
研 究 組 織
氏
名
樋口 勝
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
創造システム工学科
准教授
現在の専門
機構設計
役
割 分 担
研究代表者
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内) 研究の成果・公表(
500
本研究では、力覚提示装置への適用を想定した大作業領域のパラレル機構を提案し、その設
計・試作を行った。まず、大作業領域を実現する方法として、シリアル機構の機構と作業領域
の関係に着目し、静止節対偶を中心が一致した 3 つのユニバーサル対偶とする機構を考え、3
-USR 形パラレル機構を提案した。そして、具体的なユニバーサル対偶として、一方の静止節能
動対偶を機構の内側に配置した 2 自由度球面パラレル機構を提案し、干渉を考慮して実作業領
域の広い球面パラレル機構を設計した。特に、静止節対偶の配置方法を検討した。この配置方
法として、3つの球面機構を異なる平面に配置する方法と3つの球面機構の静止節対偶を全て
同一平面に配置する方法について検討した。そして、USR 連結連鎖の残りの部分および出力節と
してのプラットフォームの設計を行い、試作機を製作し、実験による作業領域の検討を行った。
さらに、球面機構の逆運動学解析を行い、これを用いた運動制御システムを構築した。
字以内)
500
本研究では、力覚提示装置への適用を想定した大作業領域のパラレル機構として、中心を一
致させて配置した 3 つの 2 自由度 5 節球面パラレル機構を入力とする、3-USR 形空間 6 自由度パ
ラレル機構を提案、設計、試作機の製作を行った。機構の内側に配置した静止節対偶とリンク
が干渉するため、静止節対偶は全て同一平面上に配置する方が広い実作業領域を実現できるこ
とが分かった。また、この機構の回転対偶は全て互いに直交していることに着目し、外積を利
用した逆運動学解析法を提案し、これを用いた運動制御プログラムを構築した。なお、試作機
の制御システムには本予算で購入したパーソナルコンピュータを使用した。そして、実験によ
り、試作機の 2 自由度球面パラレル機構が、ほぼ設計通りの作業領域を実現していることを確
認した。
なお、本研究成果は、平成 28 年 4 月の日本機械学会、第 16 回機素潤滑設計部門講演会およ
び、平成 28 年 6 月の日本機械学会、ロボティクス・メカトロニクス講演会 2016 で講演予定で
ある。
196
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
1
2
3
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
○
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
○
所属・専攻
新
規
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
研究期間は何年目か?
名
創造システム
准教授
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
氏
年目
名
指導教授名
福田めぐみ
注・院生のみ記入
研 究 題 目
極微部材のボトムアップ組立を目指す材料特異吸着ペプチドの吸着機構解明と最適設
計法
研 究 組 織
氏
名
福田めぐみ
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
創造システム
准教授
現在の専門
表面科学
役
割 分 担
研究代表者
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
本研究では、材料認識ペプチドを利用し、ナノスケールの金属材料を組み上げ、構造を作製
するボトムアッププロセスにおける材料認識ペプチドの設計手法を提案する。本研究は、材料
のゼータ電位測定結果に基づき、その材料認識ペプチドの配列を設計する。本手法ではアミノ
酸の電位と疎水性と、材料自身の電位と疎水性の吸着への相関のデータベース作成を行い、こ
のデータベースを参照し、材料のゼータ電位測定結果から、その材料のペプチド配列を同定す
る。これを実現するためには、正確なデータベースで且つデータ量の充実が必要となる。
本年度は、データベースの拡充に向け、求められる材料条件と、それらの評価法について検
討した。材料は酸化膜付シリコン基板を有機シラン処理表面改質したものとした。有機シラン
分子としては、正電位、負電位、疎水性をそれぞれ有するものとした。有機シラン処理表面改
質を行う母材料の違いが与える表面特性への影響の評価を行うため、ガラス基板についても同
様の実験を行った。
研究の成果・公表(
字以内)
500
有機シラン処理表面改質された酸化膜付シリコン基板とガラス基板では、母材料の違いによ
り、同じ有機シラン分子、同じ処理方法であったとしても、疎水性が異なることを水の接触角
測定により確認した。この結果には材料の表面粗さの違いも影響していると思われるが、有機
シラン分子と基板の化学結合の基となる母材料の表面水酸基状態の影響が大きいと思われる。
水酸基量の違いはゼータ電位に反映されるが、表面粗さはゼータ電位には影響しない。そこで、
データベースには表面粗さの考慮も必要となると思われる。また表面自由エネルギー解析を行
ったところ、疎水性と同様に母材料の違いによって、解析結果が異なった。有機シラン分子の
電荷を反映した違いであったため、有機シラン分子の被覆率が母材料によって異なることを確
認した。
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
197
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
○
6 特別研究費(科研費促進経費)
1
2
3
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
○
所属・専攻
新
規
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
名
電気電子工学科
教授
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
1
研究期間は何年目か?
氏
名
石川
年目
指導教授名
豊
注・院生のみ記入
研 究 題 目
ダイヤモンド結晶を起点とした金属性と半導体性単層カーボンナノチューブの選択成長
研 究 組 織
氏
名
石川 豊
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
電気電子工学科
教授
現在の専門
半導体物性
役
割 分 担
研究代表者
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内) 研究の成果・公表(
500
単層カーボンナノチューブは、そのらせん度によって、金属性または半導体性となるため、
将来の集積回路材料として期待されているが、その選択成長はできていない。本研究は、ナノ
チューブの成長温度でも固体の状態を保つダイヤモンド結晶を成長起点とすることによって、
選択成長を可能とすることを目的としている。ただし、ダイヤモンド結晶の結晶面方位を制御
するには、本来のダイヤモンド合成法の高温高圧法は用いることができない。申請者は、これ
を CVD 法により行うことにした。CVD 法であれば、合成条件によって,ダイヤモンドの結晶方位
を制御できる。2015 年度は、研究を軌道に載せるため、まずは、未だに報告のない「CVD 法で
合成されたダイヤモンド結晶を用いた単層カーボンナノチューブの成長」から着手している。
単層カーボンナノチューブの成長に成功したが、同時に問題点も明らかになった。
字以内)
500
2015 年度は、CVD 法で合成されたダイヤモンド結晶を用いて、単層カーボンナノチューブ
を成長させることに成功した。成果は(1)で発表した。しかしながら、問題点も明らかにな
った。従来の触媒金属を用いた場合よりも、高濃度の炭素原料を必要とするために、単層カー
ボンナノチューブとともにグラファイトが生成され、ナノチューブがそれらに埋もれてしまう
ために、評価に影響が生じてしまうということである。そのため、成長したナノチューブが金
属性が半導体性かの評価ができなくなってしまう。今後は、この問題を解決していく必要があ
る。
成果公表:
(1)
「CVD 法によって合成されたダイヤモンド結晶を用いた単層カーボンナノチュ
ーブ成長の試み」長谷川、清水、石川、第 63 回応用物理学会春季学術講演会予稿集、
21a-S421-3(2016).
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文 等のコピーを必ず添付のこと。
198
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
○
6 特別研究費(科研費促進経費)
1
2
3
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
○
所属・専攻
新
規
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
名
電気電子工学科
教授
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
1
研究期間は何年目か?
氏
名
於保
年目
指導教授名
茂
注・院生のみ記入
研 究 題 目
炭素繊維強化プラスチック自動車車体の電気設計の研究
研 究 組 織
氏
名
於保 茂
西村 誠介
清水 博幸
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
電気電子工学科
教授
超高電圧研究センタ
教授
超高電圧研究センタ
助教
現在の専門
電子制御工学
高電圧工学
高電圧工学
役
割 分
総括
分析
実験
担
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内) 研究の成果・公表(
500
炭素繊維強化プラスチック(CFRP)は軽量・強靭であり、自動車でも車体の構造材料として
注目されている。CFRP の機械的特性はよく調べられているが、自動車応用に際して、1)雷被
害に対する安全性、2)カーエレクトロニクス機器のグラウンド配線利用の可否、3)電磁環
境適合性(電磁シールド効果)
、等の電気的性質についてはまだ不明点が多い。また CFRP は今
後多くの電気機器に活用される可能性もある。
そこで本研究では CFRP の基本的な電気特性として導電性やインダクタンス、静電容量、また
絶縁破壊電圧を測定した。CFRP の機械的特性は炭素繊維の方向に依存するが、電気的特性にも
異方性がある。本研究では異なる組成構造の CFRP 試料を準備し、その電気的異方性についても
調べた。
字以内)
500
本研究の結果、CFRP の電気的特性について以下のことが分かった。
1)CFRP の導電率には大きな異方性があり、繊維に平行方向と直角方向とでは導電率に約3桁
の差異があった。また CFRP の導電率は繊維方向でも金属と比べると約3桁大きかった。導電率
の温度依存性は金属に比べて小さく、白金や銅の 1/4 程度であった。
2)CFRP 板を用いた平行平板コンデンサの静電容量は見かけの厚さに対して数倍大きくなった。
これは CFRP 板中の炭素繊維が導体層として働き、コンデンサの実効的な極板間隔が小さくなる
ためである。
3)CFRP 板の絶縁破壊電圧はアクリル板に比べて非常に低かった。
今後以上の CFRP の基本電気特性を応用視点で整理し、国内外の学会で発表する予定である。
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
199
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
〇
6 特別研究費(科研費促進経費)
1
2
3
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
〇
所属・専攻
新
規
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
研究期間は何年目か?
名
電気電子工学科
教授
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
氏
1
名
吉田
年目
指導教授名
清
注・院生のみ記入
研 究 題 目
スマートコミュニティの直流電源を開閉するための高電圧・大電流用電気接点の研究
研 究 組 織
氏
名
吉田 清
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
電気電子工学科
教授
現在の専門
電気材料
役
割 分 担
研究代表者
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
小形電磁コンタクタを用いて大気,窒素およびヘリウム中で開離時アークを発生させ,アー
ク放電の継続時間 ta,接触抵抗 Rc,およびアークエネルギーEa を測定した。閉成時電流 Io は
2A~25A の範囲で設定し,電源電圧は DC100V とした。実験から開離時アークを発生させた場合
の周囲雰囲気(気体と圧力)の影響を検討した。
その結果,気圧が高い 0.3MPa では,空気,窒素とヘリウムともに 0.1MPa よりアーク継続時
間は短くなること,窒素とヘリウムでは,接触抵抗は低く安定するが,空気中では接触抵抗は
非常に高くなり,閉成時電流の増加に伴って減少した。さらにアーク電圧波形にメタリック相
からガス相への移行と思われる変化が確認され,気体によってその変化は異なっていた。さら
に,実験後の表面には,窒素とヘリウムのみ陰極表面全体が白色の生成物で覆われることが明
らかになった。今後は,熱伝導率の大きい水素中での実験を計画している。
研究の成果・公表(
字以内)
500
[1] 董 学博,澤 孝一郎,吉田 清 他;“電磁コンタクトの開離時アークの諸特性に対する周囲
雰囲気の影響”,電子情報通信学会 総合大会,CS-2-4,立命館大,(2015.3)
[2] 董 学博,澤 孝一郎,吉田 清 他;電磁コンタクトの開離時アーク発生時の周囲雰囲気の影
響,電子情報通信学会 ソサイエティ大会,C-5-5,東北大学,(2015.9).
[3] 董 学博,澤 孝一郎,吉田 清 他;“電気接点の諸特性に与える周囲気体と圧力の影響に関
する実験”,電子情報通信学会 機構デ バイス研 究会, 信学技報,EMD2015-64,pp.25-30
(2015-10)
[4] 下間 秀,吉田清 他;
“Various Characteristics of Electromagnetic Contactor with Make
Arc”国際セッション IS-EMD2015, pp.1-6,東北大学,(2015.11)
[5] 下間 秀,吉田 清,他;“閉成時にアーク放電を発生しない条件での電磁コンタクタの諸特
性” 2016 年 IEICE 総合大会 九州大学伊都キャンパス,C-5-4 (2016-3)
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
200
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
○
6 特別研究費(科研費促進経費)
1
2
3
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
○
所属・専攻
新
規
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
名
電気電子工学科
准教授
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
1
研究期間は何年目か?
氏
名
年目
指導教授名
木許 雅則
注・院生のみ記入
研 究 題 目
粒子群最適化法を応用したマルチチャネル適応エコーキャンセラの開発
研 究 組 織
氏
名
木許 雅則
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
電気電子工学科
准教授
現在の専門
信号処理
役
割 分 担
研究代表者
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
研究の成果・公表(
字以内)
500
多チャネルエコーキャンセラの最重要課題である係数不定性問題に対して,従来型の適応フ
ィルタ理論とは異なるアプローチでその解決に取り組んでいる。多チャネル音響通信系では,
エコーの発生が顕著であり,この除去技術がエコーキャンセラである。ただし,これにはシス
テム特有の係数不定性と呼ばれる問題が生じ,現状の適応フィルタ理論による最適化では解決
が出来ていない。本研究では,この解決に対して近年注目される新しい最適化手法である粒子
群最適法(PSO)を応用した手法を提案し,従来とは全く異なる解法でこの解決を目指している。
昨年度はこれまでの成果を「木許,浅見,粒子群最適化法を用いたマルチチャネルエコーキャ
ンセラ,電気学会論文誌 C,vol.135, no.1, pp.37-44,2015-01」として論文にまとめた。しか
し,上記の手法は実環境での使用に際しては性能が不足しているため,今年度は「新たな評価
関数の導入」および「LMS と PSO による係数の分割推定」等の導入により,更なる推定精度・
安定性の向上を実現する。
本研究では,先行研究で用いた評価関数に加えて,入出力信号それぞれのチャネル間相関誤
差も最小化することで,現時刻の出力誤差のみを小さくするローカルミニマムへの停滞を効果
的に抑制した。また,一般的な LMS アルゴリズムの係数収束値が入力チャネル間の相関関係に
依存した値へ収束し,その一部の要素がエコーパスと必ず一致する特性を利用して,係数の一
致範囲を適応的に予測し,それらの要素を LMS,それ以外を PSO により推定を行う Hybrid
アルゴリズムを提案した。これらの成果により,7dB 程度の精度向上と収束特性の安定化が得
られた。なお,本研究に関連した成果を以下で発表した。
[1] 冨田,木許,平栗「混合音声に対する PSO-BSS の性能について」,電気学会 C 部門大会講
演論文集,pp. 1496 – 1497,2015-08 [2] 長島,木許,古川「粒子群最適化法を用いた適応フ
ィルタ」,電子情報通信学会総合大会講演論文集,ISS-P-85,2016-03 [3] 関口,米田,木許
「PSO と LMS の Hybrid 型アルゴリズムによるステレオエコーキャンセラ」,電子情報通信学
会総合大会講演論文集,ISS-P-86,2016-03
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
201
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
○
6 特別研究費(科研費促進経費)
1
2
3
区 分
特別研究費報告書
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
○
所属・専攻
新
規
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
研究期間は何年目か?
名
電気電子工学科
助教
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
氏
年目
名
木村
指導教授名
貴幸
注・院生のみ記入
研 究 題 目
高信頼・高寿命無線通信網の実現に向けた決定論的カオスによる自律分散型経路制
御法
研 究 組 織
氏
名
木村 貴幸
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
電気電子工学科
助教
現在の専門
組合せ最適化
役
割 分 担
研究代表者
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
スマートフォンやタブレット端末などの普及により,通信網内にパケット混雑が発生してい
る.パケット混雑を解消することが望まれている. 2014 年に H. Yang らにより提案された手法
は,端末間のユークリッド距離と周辺端末の保持パケット数を考慮する.この手法は動的ネッ
トワークにおいてパケット混雑を解消することが確認されている.
一方,静的ネットワークに対しては,送信履歴情報を用いた経路制御手法が提案され,その
有効性が報告されている.現在は,高信頼・高寿命無線通信網の実現を目指し,動的なネット
ワークにおける送信履歴情報を用いた経路制御手法を提案し,その性能評価を行っている.
研究の成果・公表(
字以内)
500
無線通信網に対して送信履歴情報を用いた経路制御手法を提案し,その性能を計算機実験に
より評価した.実験の結果から,提案手法は,現在使われている距離情報のみを用いた経路制
御手法よりも到着パケット数が増え,良い性能を示すことを確認した.以上の研究について下
記で研究発表を行った.
1) 佐藤徳馬,高見沢透,木村貴幸,神野健哉,“無線通信網における経路制御手法に関する一
考察”, 電子情報通信学会技術報告書 IEICE-115(CCS), No.78, pp.61-66, 2015.
2) T. Sato, T. Kimura and K. Jin’no, “Efficient routing method on the mobile
communication networks,” Proc. of the International Conference on
Nonlinear Theory and its Applications, pp. 349-352, 2015.
3) 佐藤徳馬,木村貴幸,神野健哉, ”無線通信網における送信履歴情報を用いた経路制
御手法の提案”, 電子情報通信学総合大会, pp. S115-116, 2016.
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず 添付のこと。
202
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
区 分
○
1
2
3
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
○
所属・専攻
新
規
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
研究期間は何年目か?
名
機械工学科
教授
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
氏
年目
名
神
指導教授名
雅彦
注・院生のみ記入
研 究 題 目
超音波振動を応用した次世代半導体ウエハーの精密研磨技術の開発
研 究 組 織
氏
名
神 雅彦
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
機械工学科
教授
現在の専門
精密加工学
役
割 分 担
研究代表者
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
次世代半導体基板などの超高硬度材料の平坦化研磨における加工能率と加工精度向上のため
の新しい加工手法を開発することを目的として,超音波振動を導入した新しい研磨法を提案し,
それを実現した.基礎実験に必要な超音波振動砥石を開発し,基本的研磨特性を明らかにする
ための理論解析および実験検証を行った.具体的には,FEM により周波数 38kHz で半径方向に伸
縮振動する砥石台金を設計・製作した.同砥石は,マシニングセンタの主軸に設置することに
より回転させることとし,超音波振動子に高周波電圧を与えることで,最大振幅 a:9μm で超音
波振動させることができた.研磨条件は,ダイヤモンド砥粒#1,000 とし,工作物は,錘により
定荷重 P を与え,工作物を砥粒面に押し付け,研磨実験を行うものとした.はじめに,提案法
による効果の理論的予測を行い,その後に実験を行った.その結果,以下に一例を示すように,
理論値とほぼ一致する実験結果を得ることができた.
研究の成果・公表(
字以内)
500
研究成果例として,研磨効率について検討した結果,提案法によると,研磨効率は,従来法
(慣用)と比較して,超音波振動振幅 a:6μm では慣用の 7 倍に,a:9μm では 13 倍にまで向
上することを明らかにした.この向上率は,理論予測の 2 倍以上であり,この実験結果から,理
論予測では考慮されていない別の効果が存在することが新たに予測された.
この効果に関して,さらに理論解析を行った結果,その効果は砥粒摩耗低減および目詰まり防
止効果に起因するものと解析できた.補完研究において,砥粒摩耗と目詰まりに関して追加実
験を実施した結果,提案法では,慣用に比べて砥粒摩耗機構が変化すること,切りくずが微細
化する効果が得られることなどを明らかにした.
(1)神 雅彦,渡辺 健志,後藤 隆司:高硬度脆性材料の超音波研磨加工に関する基礎的
研究,査読無,ABTEC2015 砥粒加工学会学術講演論文集,2015,A01
(3)神 雅彦,渡辺 健志,後藤 隆司:焼結ダイヤモンドの超音波研磨加工に関する基礎
的研究(第 4 報)-研磨軌跡に関する検討-,査読無,2015 年度精密工学会春季大会学術講演会
講演論文集,2015,O46 ほか数編を発表した.
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこと。
203
日本工業大学研究報告 第 46巻 第 1号 (平成 28年6月)
Report of Researches, Nippon Institute of Technology, Vol.46, No.1 (June 2016)
平成 27 年度
区 分
〇
1
2
3
特別研究費報告書
該当する項目に○印を付けてください。
学内特別研究費
4 特別プログラム支援経費
共同研究支援経費
5 研究科学生支援経費
教育プログラム支援経費
6 特別研究費(科研費促進経費)
該当する項目に○を付けてください。
新規・継続の別
〇
所属・専攻
新
規
継
職
続
注・区分7の場合には記入の必要なし。
研究期間は何年目か?
名
ものづくり環境学科
教授
注・院生の場合は専攻名を記入
注・院生は学年を記入
氏
年目
名
指導教授名
雨宮隆
注・院生のみ記入
研 究 題 目
廃プラを用いたナノサイズ有害物質の環境漏出防止に関する研究
研 究 組 織
氏
名
*雨宮 隆
安原鋭幸
*研究代表者及び研究分担者を記入
所
属
職
名
ものづくり環境学科
教授
ものづくり環境学科
准教授
現在の専門
環境循環工学
先端材料工学
役
割 分 担
研究代表者
研究分担者
注・欄が不足の場合には最後の行に「他何名」と記入のこと。
研究の取組状況(
字以内)
500
研究の成果・公表(
字以内)
500
本研究では、人体への有害性が指摘されるCNTなどのナノサイズ材料の不要物が廃棄され
る過程で環境への漏出を極力抑えるために有効な処理方法とその条件を明らかにすることを目
的としている。具体的には、最終処分場への埋立てを前提に、プラスチックとの溶解複合化に
より固形化する手法を 2 年間に亘り実証する計画である。平成 27 年度においては、以下の(a)
および(b)の研究項目を実施した。
(a)CVD法による炭化水素ガスを原料としたナノサイズカーボンの合成
気密型の縦型電気炉を用いたベンチスケールのナノカーボン合成実験装置を構築し、600℃か
ら 750℃の高温下で、アルコール原料から連続的にナノサイズカーボンを合成した。
(b) 作製したナノサイズカーボンと標準樹脂素材との混錬固形化物の試作
上記で合成したカーボンをポリカーボネート樹脂に分散混錬することによりサンプルを試作
した。
上記研究項目(a)においては、アルコール原料中のエタノール・メタノール比が異なる種々の
原料を用い、600℃から 750℃の温度条件をパラメータとしてナノカーボン合成実験をおこなっ
た結果、無水エタノール原料で、750℃条件下にて、最もカーボン合成効率(原料カーボンに対
する合成されたナノカーボン量の比)が大きいという結果が得られた。CVD反応の触媒は鉄
系を用いた。メタノール比が高いほどカーボン合成効率が低下する結果となり、原料炭化水素
組成により合成効率への影響が大きいことがわかったが、そのプロセスはまだ明らかではない。
研究項目(b)においては、ナノサイズカーボンを 5%wt 程度まではポリカーボネート樹脂に分
散混錬することができることは分かったが、廃棄する目的を考えると、さらに数 10%wt レベル
で高濃度の混練が安定してできることが必要となる。これらの課題に関しては、平成 28 年度の
研究においてより広い範囲で詳しいデータの取得を行い、解決していく予定である。
注・共同研究(区分3)の場合は、発表論文等のコピーを必ず添付のこ と。
204
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