ISSN

旭川工業高等専門学校

研究報
第 48 号

JOURNAL
OF THEASAHIKAWA NATIONALCOLLEGE OF TECHNOLOGY
NO.48

目

次

／

CONTENTS

平成 23 年 3 月／March，2011

文

0389-9306

目

次

学術論文
ヘルムホルツコイルを利用した力学的振動実験装置―学生による複数の専門領域に関連したものづくり―

大根収穫機の自動化に関する研究

曽

直

吉

江

口

篤

史

川

江

修

鈴

木

利結樹

大

柏

哲

治

石

井

誠

士

長

岡

裕

子

三

島

結

花

小

川

泰

代

富

樫

永

井

亀

田

土

田

富

樫

宮

崎

1

第２報

－小型モデルによる実験結果－

酵母と細菌に対するスパークリングワインの凍結殺菌能

木材腐朽菌に対するトリコデルマ属菌 59 菌株の攻撃性評価

教職員研究業績目録

木

平成 21 年 11 月～平成 22 年 10 月

巌
一

15

35

輝
剛

義

之
巌

貞

44

之

51

CONTENTS
PapersApparatus for Mechanical Vibration using Helmholtz Coils-Making an apparatus related to some technological regions as the student studyNaokichi KISO

1

Atsushi EGUCHI
Osamu KAWAE
Toshiyuki SUZUKI

A Study on Automatic Control of the Japanese White Radish Harvester (2)-Experiments Using Small Proto-type Models-

Tetsuji OKASHIWA

15

Seiji ISHII
Yuko NAGAOKA
Yuka MISHIMA
Yasuyo OGAWA

Possibility of Freezing Sterilization to Yeast
and Bacteria in Sparkling Liquor

Iwao TOGASHI

35

Kazuki NAGAI
Tsuyoshi KAMEDA
Yoshiyuki TSUCHIDA

Evaluation Tests of Antagonistic Effects with
59 Isolates of Trichoderma spp. to Wood Decay Fungi

Iwao TOGASHI

44

Sadayuki MIYAZAKI
A list of other papers and lectures by the Facultiesof this college.(Nov.,2009～Oct.,2010)51

ヘルムホルツコイルを利用した力学的振動実験装置―学生による複数の専門領域に関連したものづくり―*
木 曽 直 吉**江 口 篤 史**川 江修**
鈴 木 利結樹

Apparatus for Ｍechanical Vibration using Helmholtz Coils－Making an apparatus related to some technological regions as the student study－
Naokichi KISO
Atsushi EGUCHI
Osamu KAWAE
Toshiyuki SUZUKI
Abstract

An apparatus for the generation of mechanical vibration was fabricated , using Helmholtz
Coils as a tool of student study. By using the apparatus, the vibration of a coil spring with adamper, the flexural vibration of beams and the torsional vibration of metals had been examined.
Experimental data on examination of frequency resonance curve were good consistent withtheoretical solution. Damping ratios of vibrations were also measured by two methods , using the
bandwidth of the resonance curve and the logarithmic decrement of a free decay, the numericalvalues of those were approximately in agreement each other, and were in good concistency withthe previously reported results.
Keyword:apparatus for mechanical vibration, Helmholtz Coils, frequency response , dampingratio
1. はじめに最近の技術者は，科学・技術の専門分野が高度化・細分化されたためか，その分野では相当優れた能力であると評価されるがいろいろな分野の知識を関連づけ総合化する能力が尐し不足しているという指摘がなされる事がある。以前から，境界領域の必要性が言われてきているが，それらと関連がある事と思われる。工業高専における卒業研究はさまざまな形態で行われているが，いろいろな知識の総合化の機会として実施することも可能と思われる。本論文では，本校の本科の卒業研究と専攻科の特別研究にて，学生が****機械システム工学科准教授（平成 22 年 11 月 9 日受理）

技術創造部

-1-

力学的振動実験装置を，複数分野の基礎的な法則や知識を確認し，自ら作成した過程とその装置について検討した。装置は基礎的知識や自然法則の確認がしやすい構造になるよう工夫した。
振動は自然界によくみられる現象であり，人間の日常生活や工業的な分野において重要な事柄である。
これらの振動現象は一般に複雑である。振動発生の原因は，力学的な力のほかに，流体・電磁気などに関連したものもあり，いろいろな学問領域と関係している。また，本稿では振動の減衰の原因として，粘性と内部減衰を主に考えたが，その他にもいろいろな原因がある。大学・高専における座学においては，微分方程式で表わされる運動方程式から演繹的にいろいろな現象を示す数式が導かれるが，それからすぐに現象を思い浮かべることは一般に難しい。それらの理解を助けるために多くのソフトウェアも用意されているが，それを有効に使うためには，振動に関する概念をよく理解しておくことが必要である。座学における学習をさらに深めるために，多くの現象を実際に観察・計測・分析することにより，「学生実験」がカ
リキュラム内に用意され，実施されている。
本報告で扱ったのは三種類の基本的な一自由度振動である。複雑な振動の解析には，これらの理解が必ず必要となり，場合によってはそれらの組み合わせによって表現される。具体的内容は，「コイルバネの弾性力と液体の粘性抵抗力によって生じる振動」，「材料の弾性力と内部減衰によって生じるねじり振動」および「材料の弾性力と内部減衰によって生じるはりの振動」である。この装置により，自由減衰振動と強制振動の実験ができる。強制振動現象を観察するとき必要な外力は，自ら作成したヘルムホルツコイルと市販の永久磁石を利用した。 一部分改良した後，試作された装置は学生実験で使用されており，十分な精度で振動現象を計測することが可能である。

2. 粘性力が作用するときの機械的振動 1)2)3)
2.1 自由減衰振動
粘性減衰力が作用する系の自由振動は，ばねとダンパーからなる力学モデルで表わされる。ｍ，ｃ，ｋ
を，それぞれ物体の質量，粘性減衰係数，ばね定数とすると運動方程式は次式で表わされる。

mx  cx  kx  0(1)

この振動は，臨界減衰係数 cc ，減衰比  を次式のように定めて現象を整理することが多い。

cc  2 mk

,



c
cc

(2)

ζ≧1 の場合，初期変位があっても時間とともに変位が減尐していくだけで，周期的運動は生じない。
ζ＜1 の場合，初期変位があると徐々に減衰する振動となり，一般解は A，B を定数として次式が導かれる。

x  e0t Acosnt  B sin nt (3)

ここで，ωn は減衰振動の固有角振動数，ω0 はｃ=0 のときの固有角振動数であり，次式で表わされる。

n  0 1  2 ,

0 

m
k

(4)

実際の振動系ではζの値は小さいので 0とn の値の違いはわずかである。減衰していく波形の，隣り合う極大値の間には，次の式で示される関係が成り立つ。

-2-

 x 2  ln n  1  2
 xn 1 (5)

このΔを対数減衰率という。ζが十分に小さいと仮定すると，次式が導かれる。

  2

(6)

2.2 強制振動
前節でふれたような，1 自由度系の質量ｍに加振力 P0 sin t が作用している系の運動方程式はmx  cx  kx  Po sin t(7)で示される。この式の一般解は右辺をゼロとした自由振動の解と，強制力が作用する場合の特解の和で与えられるが，時間の経過とともに自由振動は減衰して，次式で表される定常振動だけになる。

x  A0 sin(t  )

(8)

Ａ0 は定常振動の振幅，  は位相角を示しており，それぞれ次式で表わされる。

P0

A0 

(9)

(k  m 2 )2  (c)2c  tan1k  m 2(10)以下のように，振動数比λと，力Ｐ0 による静たわみＡst を定義すると，Ａ0 と  を無次元式に置きかえる
ことができ，以下のように整理され，有用である。



n
,
0

A

A0

Ast

  tan1

Ast 

P0
k

(11)

1

(12)

1     2 
2 2

2

2 
1  2(13)

Ａは静たわみに対する強制振動の振幅倍率であり，(12)式の分母は， 2  1  2 2のとき最小となる。

これより，振幅倍率の最大値は次式で表わされる。

Amax 

1
2 1   2(14)

通常の振動では，ζ=0.01～0.05 程度であることが多く，（14）式は近似的に次のように表わされる。

Amax 

1
2

また，ζが小さい時は，Ａが(15)

1
Amax の値のときの共振曲線の幅をΔλとすると次式が成り立つ。
2

  2(16)減衰振動におけるζ と共振曲線におけるζ は同じ式で定義されており，正確に実験すれば同じ値になる。

-3-

3. 内部減衰 4)5)6)7)
3.1 複素弾性率
通常，物体の変形はひずみの変化が応力に瞬時に対応すると仮定している。時間のスケールを小さくす
ると，時間的ずれが応力とひずみのあいだにあり，それは結晶欠陥などの運動などに起因する。時間的ずれはわずかなため，ほとんどの場合，それを考慮する必要はないが，材料の減衰振動を考えるときには，そのことを考慮に入れなければならない。これは内部摩擦あるいは内部減衰と呼ばれている。応力とひずみが正弦的に変化する時，二つの間に小さな値の位相差δであり，その関係は周波数によって変わると仮定すると，添字ωをつけ，次のように表わされる。

     eit ,    ei t  
0

(17)

0

*

応力とひずみの比は複素弾性率Ｅ*と呼ばれ，その大きさ E は振幅比となり，次式で定義される。


E*  


E* 

(18)

0

(19)

0

Ｅ*は次式にて示されることがあり，Ｅ’は貯蔵弾性率，Ｅ”は損失弾性率と呼ばれる。

E*  E'iE"(20)

この場合次式が成り立つ。

E tan
E

(21)

δ が小さい時は，近似して，次式で表わされる。

tan  (22)

静的弾性率をＥとすると E'  E となり，式(22)が成り立つ範囲では，次の二式が導かれる。

E *  E(1  i )(23)

E*  E(1   2 )(24)

3.2 位相差δを求める方法
3.2.1 共振曲線から求める方法
物体が弾性域の範囲で変形する強制振動の状態にある場合，変位をθ，慣性を I，外力を Fa  F0eit ，物~

体内部に生じる弾性的および擬弾性的な力を Fe  k  とすると運動方程式は，次式で表される。

I  Fa  Fe

(25)

~

ここで， k は，複素弾性率を用いて求められ次式のような形で表される。

~k  k (1  i )

(26)

-4-

k

2
~
  0eit と仮定し，(25)式に代入すれば， 0  I

~

0 

として，次式が導かれる。

F0 / I     i 
2

(27)

2

2

0

0

また，振幅の変化は次のように表される。

F0 / I ~

0 

      
2 2

2

4

0

(28)

2

0

  0 で共振が起こり，  1、2 を ~0  1 ~02のときの値とすると，δ が小さい時は次式が成立する。
max

2  1

0

(29)

3.2.2 自由減衰振動の対数減衰率から求める方法(25)式の外力 Fa をゼロとすると，運動方程式は次式で表わされる。

~
I  k 
ここで  0e

~t
i

(30)

とおき，   1 とすると，次式が導かれる。


~＝

1  i 
1
2



(31)



ここで，ωは次式で表される。



k
I

(32)

これより，解は次式で示される。




t

  0e 2 eit(33)

変位は次第に減衰し，式（33）で ω=ｎπ，(n+1)πとすると，対数減衰率Δとして次式が導かれる。

  lnmaxn  ln 0en  maxn1 0e(n1)

(34)

3.3 粘性減衰系と内部減衰系の比較
自由減衰粘性減衰系の理論と内部減衰系の理論から求めた対数減衰率⊿の値が等価だとすると，式(6)と式(34)より 2   となり，次式が成立する。

  2

(35)

この式を(24)式に代入すると複素弾性率は減衰比を用いて，次のように表される。

E*  E 1  4 2



(36)

-5-

4. ねじり振動 1)2)3)
一端を固定，他端に変形しない円板を有する弾性軸をねじった場合を考えてみる。固定端に対して角度
だけねじられた円板には，その角度に比例する大きさの復元トルクが働く。弾性軸を単位の角度（１rad）だけねじるのに必要なトルクを軸のねじりこわさといい，その大きさは次式で表わされる。

kt 

Gd 4
32L

(37)

ここで，ｄは軸の直径，L は軸の長さで，Ｇは材料の横弾性係数を表わす。円板の中心軸に関する慣性モー
メントを I とすれば，弾性軸の慣性モーメントは円板に比べ小さいとすると円板のねじり振動の方程式はI  kt  0（38)となる。θが小さいと円板は単振動をし，角振動数ω，周波数ｆは次式で表わされる。

kI

2  t
f 

1
2

(39)

Gd 4
32IL

(40)

自由振動させたとき，弾性軸の材料内部に存在する内部摩擦や大きさの小さい外部抵抗により振動は次第に減衰する。強制振動させたときも，2.2 で述べたダンパーがある時と似た現象となる。この場合，複素弾性率を使うと，前の節と同様に考えることができるが，その他の外部抵抗についても検討を要する。

5. はりの振動 1)2)3)
5.1 運動方程式と固有振動数
はりの軸方向に x 座標をとり，x におけるたわみを y とする。断面積を A，断面二次モーメントを I，棒の材料の弾性率をＥ，密度をρとすると，はりの曲げ振動の運動方程式は次式で表される。

EI

4 y
2 y
 A 2  0
4
x
t

(41)

振動を与える関数として解をy( x, t )  Y ( x)( Acost  B sin t )(42)

とおいて(41)式に代入すると次式が得られる。

EI

d 4Y
  2 AY  0
dx4

(43)

ここで以下のように変数変換し整理すると，考えやすい微分方程式となる。

4 

 2 A

(44)

EI

d 4Y
 4Y  0
dx4

(45)

この式を解くと，次式が導かれる。

-6-

Y ( x)  C1 cosx  C2 sin x  C3 coshx  C4 sinh x(46)

上式のＣ1～Ｃ4 は境界条件によって決まり，これによって各境界条件に対応する主関数が決まる。長さＬのはりの一端固定・他端自由の境界条件を用いて，次式が導かれる。

1 cos cosh  0(47)

この方程式から求められるλに対応して，次の振動方程式をえる。



 
 

 
sin   sinh   cos L x  cosh L x   cos   cosh   sin L x  sinh L x  cost   y( x, t )  C1 
sin   sinh (48)
また，固有角振動数および共振周波数は，次のように導かれる。

  



2


 L

f 

EI
A

(49)


2

2 2L2

EI

(50)

A

振動の減衰や周波数特性を考える場合は，複素弾性率を用いるとともに，外部抵抗についても考慮する。

5.2 集中質量がある場合の補正
一端固定・多端自由ではりの先端に質量が集中している場合は，λを求める(47)式を補正する必要がある。先端に集中質量ｍがある場合の振動数方程式はm1  cos cosh AL(sin  cosh  cos sinh )(51)で示され，(47)式と比較すると右辺が補正の項となる。上式には，各材料についてそれぞれ異なる値である質量ｍ，密度ρ，断面積Ａ，長さＬが式に含まれている。また，式中の ρAL は，はりの振動部分の質量と同じ値になる。式(47)や式(51)からλを求める時は，表計算ソフトでグラフを書きながら求める方法が理解しやすいので，本稿ではその方法で行った。

6. ヘルムホルツコイルの特徴 2)8)ｙ

図１のように座標の原点に対象に，二つのコイルを a（図では 2d）の間隔でおくと，中心軸上のＰ点の磁界の強さは，二つのコイルの作る磁界の和となり，コイルが一巻きである場合，次式で表わされる。

H



Ia2



3

2 a2  d  dx2 2





Ia2

ａ

ｚ
O

ａ

ｘ

Ｐ



(52)

3

2 a2  d  dx2 2コイル内部のｘ軸上では，同じ大きさと向きの磁界となり，ｘ軸のまわりは対象な磁場となり，ｘ軸の近くでは，ほぼ同じ大きさと向きを持った磁場となｄdｘ

図１ ヘルムホルツコイル

る。また，周期的に変化する電流を流すと，ある広がりを持った空間内で一様に変化する磁界が発生する。
コイルの中にできる磁界が一様な空間に永久磁石をおくと，磁石の二つの極に力が働き，コイル内におけ-7-

る二つの磁極の配置により，一方向の力やトルクを生じさせることができる。また，電流の大きさに比例した磁場を発生できるので，コイルに流す電流の時間変化に応じた力やトルクを振動子に作用させることが可能である。

7. 振動実験装置の製作
7.1 製作した実験装置の概要
図２に振動を観察・計測するための機器の構成を，
電源

コイルバネの変形による場合について示した。他の波形収集ソフト振動様式の場合も，同様の構成とした。市販のファ（PC)

ンクションジェネレータにて発生させた周期的信号
を，電流の振幅が一定になるようにしたアンプを利（コイルの電流に比例する電圧）コイル

定電流増幅器

発信器

用し，周期的に変化する電流をコイルに流すと，あダンパー

る空間内で，一様に変化する磁界が発生する。その

図２ 実験装置の構成

作用によって振動系につけた永久磁石の二つの極に力が作用し，周期的な外力やトルクおよび曲げモーメントが働き振動系が振動する。振動は市販のレーザ変位計あるいは光ス
ケールセンサーとマイコンの組み合わせで電圧の時間変化に変(a)

換し，パソコンの計測ソフトあるいはデジタル・オシロスコー
プによって観察・計測した。それらのデータを表計算ソフトを利用し解析した。

7.2 実験台の製作
三本のガイドとなる支柱を作り，平行に立てるため，厚さ 15mmの塩化ビニル板に，支柱の台座がはめ込まれるくぼみを作った。
くぼみの底面と支柱の台座の底面は平滑に加工されており，支柱は互いに平行になる。また，必要な時は下部の板にボルトで固定できる。板は 4 本のねじで水平に調整することができる。

(b)

(c)

図３ 作成した実験台(a)下部の板 (b)支柱 (c)全体図

振動子の上部を固定する部分に重い板，ヘルムホルツコイルなどを置くために軽い板を取りつけた。板には三個のライナーブッシュを取り付け，お互い平行を保ちながら上下に移動させることができ，板は任意の位置で固定可能にした。これらは，アルミニウム板と透明な塩化ビニルを本校工場の NC フライスなどにて加工し組み立てた。図３にそれらを示した。

7.3 ヘルムホルツコイルの作成
ヘルムホルツコイルは，ポリ塩化ビニル板および管から作ったボビンに市販の抵抗の低い銅線を，旋盤を利用して手で巻き，二つのコイル間の磁束密度をガウスメーターで測りながら，コイル間の距離を決めた。用途に応じ４個作製したが，その中の一個を図４に示した。また，コイル間の位置を調整する時使用した計測値の一例を図５に示した。図５（a）は調整に使った中心軸上の磁束密度，図５（b）はコイル周-8-辺の磁束密度を矢印で示してある。図５(b)の中心部分が磁束一定の空間である。作成した装置では強磁性体の部品を数個使っているが，コイルによる磁場の影響がない所に配置した。
磁束密度
磁束密度（Ga）
[Gs]
50
45
40

26.5mm
27mm
25.5mm

35
30
25
20
15
10
-60

-40

-20

0

20

40

60

中心からの距離[mm]中心からの距離（ｍｍ）（a）中心軸上の磁束密度

図４ 作成したヘルムホルツコイル（b）周辺の磁束の方向と大きさ

図５ ヘルムホルツコイルの磁束中心軸上の磁束密度7.4 振動系の作成
振動系は，真鍮の丸棒および管，塩化ビニル板および棒，アクリル管，万力，アルミ板，18-8 ステンレ
ス丸棒およびボルト，ピンバイス，コイルばね，永久磁石などを購入し，旋盤，フライス盤，CNC フライス
盤などを使用して加工した。加工された部品は，材料の透磁率の大きさを調べたうえで選んだ。
図６にコイルバネによる振動実験系と組立て前の一部の部品を示した。作成した実験台の上部のアルミ板にピンバイスで一端を固定したコイルバネを固定し，コイルバネの他端に黄銅の丸棒で作成したおもりをつけた。おもりには軽い円板を取り付けレーザ変位
計で変位を測定するときに，反射源として利用した。
また，おもりは数個に分離することが可能で，ばね定数を計測するときおよび振動系の固有振動数を変化さ

(a)

(b)
(a)

(c)
(d)
(b)

図７ ねじり振動系(c)

図６ コイルバネによる振動系(a)支持部のねじれ防止用部品 (b)ねじり振動子(a)振動子の部品(b)振動子(c)振動系(c)張力調整部-9-(d)振動系

せる時に，利用できるようにした。おもりの最下部には細い棒の先端に硬い球のついたものを取り付けてあり，球を液体につけることにより粘性抵抗力を振動子に作用させることができる。おもりの中央部分には永久磁石をつけ，その極の一方がヘルムホルツコイルの中央に，ほかの極はできるだけコイルの磁場の影響のないところに配置してある。
図７に細線のねじり振動系と組立て前の一部の部品を示した。永久磁石を取り付けた黄銅製の慣性体の上下に細線を取り付けた。上の細線を実験台上部のアル
ミ板に，下の細線を実験台下部にピンバイスを利用し

図８ はりの振動系取り付けた。上下の細線は取替え可能にし，いろいろ（コイル・永久磁石は取り外してある）

な細線の実験ができるようにした。慣性体は慣性モー
メントの大きさを変えられる構造になっている。上部のアルミ板の上に取り付けたスプリングで，細線と慣性体をつないだものに適切な張力が働くように調整できるようになっている。また，振動系に適正なトルクが作用するような位置に慣性体につけた永久磁石がくるように，ヘルムホルツコイルの位置を微調整できるように工夫されている。
図８に平板状はりの振動系を示した。同じ種類の材料でも履歴によって弾性定数が微妙に変化することを考慮できるように，プーリーを利用し静的な力によりはりを曲げ，たわみを測定することにより，材料の弾性定数を計算できるように工夫してある。はりの一端は摩擦の影響が尐ないように表面粗さの小さい金属板ではさみ，それを万力で固定している。また，はりの長さによる振動の変化を計測できるように，はりの振動部分の長さに対応して，万力を平行に移動できる構造になっている。

8. 実験の測定結果と検討
8.1 コイルばねを使用した振動実験
8.1.1 ばね定数の測定と共振周波数
コイルばねの下のおもりの質量を変えたときの静的変位を測定し，ばね定数を求めた。この装置を用いた振動実験の解析には，このように求めたばね定数を用い，このばね定数とおもりの質量から理論的に求めた共振周波数は，この装置で振動実験したときの共振周波数と一致した。
8.1.2 異なる粘性力が作用するときの共振曲線の比較
次の 4 種類の減衰力が働く時の共振曲線を測定した。共振曲線を最大値と減衰がない場合の固有振動数で規格化し比較したものを，図９に示した。
①粘性抵抗が尐ない（空気抵抗小）②円板による空気抵抗がある（空気抵抗大）③おもりの下に球状の物体を固定しそれを水につける。
（水の粘性抵抗）④おもりの下に球状の物体を固定しそれをマシン油に つける。
（油の粘性抵抗）共振曲線よりもとめた減衰比は次のようになった。円板がある場合もない場合もζ=0.0045，水で減衰させ- 10 -

た場合はζ=0.0050，油で減衰させた場合はζ
=0.0140 となり，ζの値は，ダンパー部分の気振幅
比体・液体の粘性が大きい順に大きくなった。液体に入っている部分が球に近い形状のときについて，抵抗体が球であると仮定し，ζの値をス
トークスの法則から計算したが，完全な球体ではないため今回行った実験内では，実験値は計算した値より，やや大きな値となった。
8.1.3 自由減衰振動と強制振動の減衰比の比較

振動数比

図 8.1 抵抗の異なるバネによる振動の共振曲線

おもりの下に球状の物体を固定しそれをマシン油につけた場合について，自由減衰振動実験

油による抵抗水による抵抗空気による抵抗

空気による抵抗

図９ 抵抗の異なる振動の共振曲線と外力の周波数を変えながら振動振幅を測定して周波数応答曲線を得る実験を行った。自由減衰振動から対数減衰率を求めるグラフを図 10 に，強制振動の周波数応答曲線を図 11 に示した。
これら二つの実験から減衰比を求めた。
自由減衰振動からはζ=0.020，
強制振動からはζ=0.022 という値がそれぞれ得られた。
Ｌｎ Ｘ

位相差(°)

2.5
2

位相差

振幅比

振幅比

減衰比 0.0196

1.5
y = -0.1233x + 2.2443

1
0.5
0
0

5

10

15

図 8.3 ばね-ダンパー系の共振曲線

ｎ
20

振動数比

図 10 ばね-ダンパー系の振幅減衰

図 11 ばね-ダンパー系の周波数応答曲線

8.2 金属細線によるねじり振動の減衰比と共振曲線
数種類の大きさの慣性体の上部だけに細線を取り付け，自由減衰振動させることにより，細線の剛性率をｎ位相差(°)

位相差

振幅比

0
2

4

６

8

-1

-2

-3
LｎX

振動数比

図 12 自由減衰ねじり振動の振幅減衰

図 13 ねじり振動の周波数応答曲線- 11 -

振幅比

求めたり，剛性率が既知の細線を慣性体上下につけ，慣表１ 実験に使用した材料の縦弾性率の測定値

性体の慣性モーメントを求めたりすることができること

材料を確認した後，以下の実験を行った。慣性体の上部にナ

測定値

参考値

（GPａ）

（GPａ）

イロンの細線を取り付け，下部に Ni‐Ti 超弾性合金細線

黄銅

123

102～124を取り付けてねじり振動を観察した。この場合，ねじり

ステンレス

178

170～196

係数は Ni‐Ti 合金のほうが大幅に大きいので，結果は Ni

アルミニウム

73.7

69～79

ポリ塩化ビニル

2.53

1.6～3.4‐Ti 合金のねじり振動を行ったと同様となる。実験から求めた剛性率は，使用した Ni-Ti 合金の剛性率と近い値となった。自由減衰振動から対数減衰率を求めるグラフを図 12 に，強制振動の共振曲線を図 13 に示した。
これら二つの実験から減衰比を求めると，自由減衰振動からはζ=0.151，強制振動からはζ=0.131 がそれぞれ得られた。
表２ 集中質量による変化するλの値

8.3 矩形はりの振動
材料

8.3.1 静的な曲げ実験から求めた縦弾性率
矩形はりに数種類の静的力を加え，その黄銅

質量比(m/M )ときのはりの先端の変位を計測し，力と変位の関係から縦弾性率を求めた。材料は履長さ(ｍ)

歴により弾性定数が変化するので，振動実

ステンレス

アルミニウム

ポリ塩化ビニル

0.13～0.28 0.14～0.30

0.42～0.89

0.22～0.46

0.100

1.62171.6082

1.36661.51880.120

1.65311.64071.4111

1.55740.140

1.6775

1.6661

1.44781.5882

験の前に，この方法で縦弾性率を求めたほ
実験値
実験値

うがよい。実験で測定された縦弾性率を表１に示

計算値（補正後）計算値（ｍ集中補正前）

計算値（補正前）
計算値（ｍ集中補正後）

線形近似

共振周波数（Ｈｚ）

したが，関連文献にしめされている参考値と近い75.00値になった。参考値は「金属材料活用辞典」9)から

60.00

引用した。

45.00
30.00

8.3.2 測定された共振周波数

15.00

一端を固定したはりの他端に質量の小さい永久0.00

磁石をつけ，磁石の中心がヘルムホルツコイルの

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

160.0

180.0

-2

試験片長さの逆数（m ）L (m )[L ははりの長さ]

中心に来るように配置した。片持ちはりの長さを

-2

-2

(a)

決め，コイルにいろいろな周波数の電流を流し，実験値

はりを強制振動させ振幅をそれぞれの周波数ごと

黄銅

実験値計算値（補正後）計算値（ｍ集中補正前） 計算値（補正前）
計算値（ｍ集中補正後）

線形近似

共振周波数(Hz)
共振周波数に計測した。表計算ソフトを利用し，計測データ

75.00

から共振曲線を作成した。共振曲線の最大値を共60.00

振周波数とし，はりの長さに対する共振周波数の45.00

変化を調べた。実験で求めたヤング率を用い，板

（Ｈｚ）

30.00

の形状から理論的に求めた共振周波数は，この装15.00

置ではりの長さ方向を変化させながら実験的に求0.00めた共振周波数とほぼ一致した。共振周波数の計

0.0

算に使用した集中質量によるλの値は，超越方程

50.0
-2

100.0

150.0

200.0

試験片長さの逆数（m-2 ）-2L (m )[L ははりの長さ](b) オーステナイト系ステンレス式となるが，表計算ソフトを利用し値を求めた一図 14 試験片の長さによる共振周波数の変化

部を表２に示した。はりの長さの平方の逆数と共- 12 -

振周波数の関係は線形になり，それをグラフ化すると計測の正確さが判りやすくなる。それを，図 14 に示した。はりの先端に取り付けた磁石を集中質量とみなし，それを補正していない計算値と，その影響を補正した計算値を示した。これより，集中質量の影響を補正した計算値が実験値と，よく一致することがわかる。測定されたζの値から計算した複素弾性率を使用して共振周波数を計算したが，静的弾性率を使用した場合と同じ値となり，この場合にはその影響が尐ないことがわかる。
8.3.3 二つの方法から求めた減衰比
４種類のはりの自由減衰振動と強制振動の実験を行い，自由減衰振動のデータから対数減衰率を求め，それから減衰比を計算した。強制振動の実験データからは共振曲線を計測し，その広がりからから減衰比を求めた。図 15 に，材料の異なる平板の共振曲線を比較したグラフを示した。また二種類の振動実験デー
タから求めた減衰比の値を表３に示した。表中の参考値は，文献「振動のダンピング技術（日本機械学会編）」3)から引用した。振動実験のときにエネルギーが散逸する原因が，支持部や空気抵抗などの外部摩擦と材料内部の欠陥などに関係しており，実験条件により値が変動するため，参考値は広い範囲で示されていると思われる。 本実験においては，材料による減衰の原因が同じになるように，板の幅を同じくするなど工夫していることにより，各材料において二つの測定方法から求めた減衰比の値に大きな違いが現れなかったと考えられる。
表３ 測定された減衰比

振幅比

材料

振動数比

減衰振動

強制振動

参考値

減衰比

減衰比

減衰比

-3

-3

（×10 ）（×10 ）（×10-3）

黄銅

6.40

6.00

2～ 4

ステンレス

8.30

8.00

1～100

アルミニウム

7.70

6.70

0.5～ 5

ポリ塩化ビニル

11.00

10.00

―

図 15 測定された共振曲線

9. 考察およびまとめ
卒業研究にてこの装置の作成に当たってくれた学生は約 10 名である。卒業研究を始める時と終了時の学生の様子から，個人差はあるが，卒業研究の過程で初歩的な「知識の総合化」ができたと思われる。参考のために，終了後の感想の一部を以下に示した。誤解を避けるため一部表現をかえてある。
「工作実習の復習になったと共に習ってないことも分かってきた」，「振動の力学モデルの中のばねやダンパーの具体的イメージができた」，「コイルの磁束密度をガウスメーターで計測したことや，コイルの中においた磁石をつけた部分が振動したのをみて，磁場があるという実感がわいた」，「材料の磁化についての知識が深まった」，「電気機器のコードによる接続にはじめは不安があったが，接続を繰り返してするうちに発信器やアンプの意味がわかったような気がする」
・・・・・・・
なお，作成の過程で，関連した知識や法則は，[力と運動]，[摩擦（粘性，内部摩擦を含む）]，[物体の弾性
変形]，[電流と磁気]，[材料の磁気]，[機械加工]などであり，いずれもそれらの分野の初歩的なものである。
しかし，振動が減衰する原因は複雑なため，これについては内部摩擦の学習に限った。これらに関わった学生による基礎知識の総合化の度合いには個人差があるが，今後，何らかの形で役に立つと思われる。

- 13 -

作成された装置は，本科 4 年生の学生実験 および専攻科の学生実験にて，「振動の共振・減衰の基本」の理解を主目的として，現在使用している。本校卒業生が作成したものだと紹介すると，「よく観察し，装置の改良点を指摘する」，「感心する」など，市販の装置を使用した時と異なった，よい意味での影響を学生に与える事が多い。運動方程式から演繹的に現象を予測させ，現象を見せることを主たる目的にしているが，学生の学力と知的好奇心に十分対応するよう，実験内容と指導を工夫しながら使用している。たとえば，振動現象を説明なしに観察させたり，ガウスメーターを用いて磁束密度の測定をするなどの内容を加えたりすることがある。さらに，データ処理を PC の表計算ソフトを正確に利用すると便利であることを確認させること，計測に利用されているレーザの性質や，計測方法の原理を考えさせるなど，知識の幅を広げさせることも可能なときには行っている。
近年，工業界のみならず日常生活において，CPU を利用した機器やシミュレーションソフトが多くなっている。それらを利用しいろいろな知識や現象の理解を深めさせることは効率的で，必要なことと思われる。優れた性能を持った機器に関する知識や「ノウハウ」といわれる知識の豊富さも重要である。しかし，
その一方でブラックボックス化された機器が多くなり，入力と出力だけを確認する仕事が多くなっている
ため，その出力の評価や「ノウハウ」の不十分さを検討するときに，知識の豊富さに加えて広い領域の基
礎知識や自然法則から論理的に考える力も必要であるということは，以前から指摘されている。また，講義による数式上の演繹を十分にすることはできるが，それを現象に結びつけることができる能力を育てる
ことが難しいと言われる事がある。学生も私たちも，日常生活において周りにある機器の「仕組み」が解りづらい場面が多くなっていることが，この難しさをさらに大きくしている可能性があると思われる。これらの危惧が尐なくなるよう，実際の現象の基本となる知識や法則を理解しやすい実験の仕方が可能な装置を用意する事とその教育方法について，現在も検討を続けている。

10. 謝

辞

これらの装置作りは H17 年度の卒業研究から始められた。卒業研究に当たった学生は卒業しいろいろな分野で活躍していると思われる。熱心に装置づくりに励んだ学生諸君に心よりお礼申し上げます。
この一連の装置作りの当初のころ，多くのご協力とご助言を頂いた元技術室スタッフの山上登志夫氏，
田川清三氏に心から感謝の意を表わします。
この装置づくりにおける加工は，本校工場にて行われた。技術創造部のスタッフのご協力に深く感謝致します。
参 考 文 献1) 入江敏博：機械振動学通論，朝倉書店，1969
2) 小出昭一郎：物理学，裳華房，2004
3) 日本機械学会:JSME テキストシリーズ 振動学， 丸善，2005
4) Ed．R.Schaller，G.Fantozzi and G.Gremaud: Mechanical Spectroscopy Q-1 2001，Switzerland，Trans Tech Publications LTD，2001
5) 日本機械学会：:振動のダンピング技術，養賢堂，1998
6) 比企能夫：弾性・非弾性，共立出版，1972
7) 日本金属学会編：転位論，丸善，1971
8) 小黒貢，阿部修，木曽直吉：低周波領域の氷の内部摩擦Ⅰ，北海道教育大学紀要（第 2 部 A）第 42 巻，第 2 号，1993
9) 金属材料活用辞典編集委員会：金属材料活用辞典，産業調査会，2000- 14 -

大根収穫機の自動化に関する研究 第２報－小型モデルによる実験結果－*
大 柏 哲 治**石 井 誠 士***長 岡 裕 子***
三 島 結 花****小 川 泰 代A Study on Automatic Control of the Japanese White Radish Harvester (2)－ Experiments Using Small Proto-type Models －Tetsuji OKASHIWA
Seiji ISHII
Yuko NAGAOKA
Yuka MISHIMA
Yasuyo OGAWA
Abstract
This study is on the development of automatic control of the Japanese white radish
harvester used in both the KAMIKAWA area and the SHIBETSU area in HOKKAIDO. This
harvester consists of two devices for pulling radish and for loading a container with many radish.
These devices are handled by some operators. At present farmers need to reduce operators forsaving the cost of the radish harvest. We developed two small proto-type models of pulling radish
and loading devices, which were controlled by computer. We propose the way how to control
these small models automatically.
(1) The device for pulling radish is controlled by a controller using a WEB camera and an
OpenCV(Open Source Computer Vision Library) .The WEB camera captures a radish and thecontrol software using the OpenCV decides the appropriate position for pulling the radish.
(2) The device for loading a container is controlled by the Teaching-Playback method. The
indication for moving from one point to the next point is given by Laser Range Finder sensing
the loading condition of the radish.
We report that these small models are controlled successfully by the above controll methods.

* 制御情報工学科准教授（平成 22 年 11 月 9 日受理）** 石井鉄工場*** 旭川高専専攻科**** 旭川高専卒業生- 15 -

1. 緒

言北海道上川地区の大根生産は上川町と士別市で大規模に行われている。作付け面積が広いため収穫には
大根収穫機（図１）が用いられている。従来の収穫機は，折れやすく傷つきやすい大根を，1 本ずつ人手によりコンテナに収納したが，上川町大根生産組合と旭川市の石井鉄工場１）が共同で，人力によらず，大根をコンテナに積み込み収納する作業を機械的に行う大根収穫機を開発した。この収穫機は重労働を回避し人手不足を解消する画期的な収穫機である。

図１ 大根収穫機前部（石井鉄工場製 JH90）

しかし現在，農業における担い手不足とコストダウンのため大根収穫機も更なる自動化による省力化が求められている２）。本研究は前報２）に引き続き，(1) 大根引き抜き装置の自動化(2) 大根積み込み装置の自動化を行い，１～２名程度の作業者で引き抜きとコンテナへの積み込みを行う大根収穫機を開発することを目的としている。
前報では，石井鉄工場製大根収穫機 JH90 の性能を検証するとともに，上記(1)(2)を目的とした大根引き抜き装置小型モデルと大根積み込み装置小型モデルの製作を行った。
本報では，これらの小型モデルを用いて実験を行い，実機に搭載するために必要な装置の構造および制
御方法について検討することを目的とする。

2. 大根引き抜き装置の自動化
2.1 自動化の目的と大根引き抜き装置小型モデルの構成
大根引き抜き装置小型モデルの構成を図２に示す。分かりやすくするため，アームの中心線と，アームに固定されアームと共に上下するフレームの中心線を黄色で，またアーム回転方向を緑矢印で記入した。

- 16 -

アームに取り付けられたフレーム上には大根の葉をつかんで引き抜く装置が取り付けられる。その装置が大根葉を把持する適切な位置を保つようにアームの回転を制御する必要がある。 すなわち，フレーム上に取り付けた WEB カメラで大根を撮影し，画像処理により大根の位置を求めたのち，油圧シリンダを伸縮させてアームを回転させ，フレーム位置を制御する。

アームの支点メジャー

ロータリエンコーダ
アームに固定され，アームと共に上下移動するフレームアーム
アーム回転方向大根写真進行方向
油圧シリンダWEB カメラ
図２ 大根引き抜き装置小型モデル

2.2 大根引き抜き装置小型モデルによる実験
以下に，大根引き抜き装置小型モデルを用いた実験について述べる。
アームの位置センサとしてロータリエンコーダを用いた。図３(a)のようにロータリエンコーダ軸端にプーリを取り付け，図３(b)のようにメジャーのスケールとプーリの外周が接するように固定フレームに取り付けた。またスケール先端を上下移動フレームに固定した。

メジャー

ロータリ
エンコーダ
図３(a) ロータリエンコーダ軸端に取り付けた

図３(b) 固定フレームへのロータリエンコーダとプーリ

メジャーの取り付け- 17 -

アーム先端に固定されたフレームがアームと共に上昇・下降すると，スケールも伸縮するのでプーリが回転し，ロータリエンコーダで回転量を検出できるので，スケールの伸縮量を計算できる。このスケールの伸縮量を移動フレームの上下移動量とした。
実際に大根収穫機を操作して大根収穫を行っている操縦者に聞き取り調査を行ったところ，大根の胚軸（地上に現れている食用の緑白色部分の名称）先端から約 5cm 上（図４）の大根葉を引き抜き装置で把持するようにしているということであった。そこで本実験では，実際の大根収穫機で大根葉を把持する適切な位置に大根引き抜き装置を停止させることができるように，引き抜き装置小型モデル先端に取り付けられた WEB カメラの画像内の目標位置に胚軸先端が来たときに，引き抜き装置が大根葉を把持する適切な位置に到達したと仮定して，引き抜き装置の上下移動を止めることにした。
本実験におけるフレーム位置制御方法を図５に示す。また手順は以下のようである。

葉胚軸

図４ 大根葉の把持位置

図５ フレーム位置制御方法

図６ 高さの異なる３本の大根写真① 実機では土中の大根の列に沿って装置が移動するが，本実験では小型モデルに対し高さが異なる複数の大根写真を移動させることにより実機の動作を模倣する。今回は，図２の緑矢印の方向に，WEB
カメラの前を高さの異なる３本の大根写真（図６）を横切らせ，画像をパソコンへ取り込む。
② パソコンで画像処理ライブラリ OpenCV３）を利用したプログラムを実行し，大根の胚軸の先端の座標値を求めたのち，予め定めておいた WEB カメラの画像内の目標位置との偏差を計算し，その値をRS232C により制御用マイコン H8 へ送る。
③ H8 マイコンは送られてきた偏差に従ってソレノイドバルブを制御し，油圧シリンダーを伸縮させる。

- 18 -

④ アームの上下に伴うロータリエンコーダの回転量よりアームの上下移動量を計算し，②で求めた偏差との差が 2mm 以内になったら目標位置に到達したとして，油圧シリンダーの伸縮を止める。2mm以内としたのは，図３の方法による測定誤差を考慮した結果である。

2.3 大根の胚軸先端の座標値を求める方法
引き抜き装置によって大根を自動的に引き抜くためには，大根の葉の部分と胚軸の境目を自動的に検出する必要がある。 検出手順を以下に示す。パソコンの画像処理プログラム環境には Microsoft Visual C++
2008 Express Edition を使用している。

白○

図７ マスク処理後画像

図８ 設定した座標（白○）① WEB カメラから取得した画像をグレースケールに変換する。
② 画像内の処理範囲を画像の中心付近とし，範囲外をマスク処理する（図７）。
③ 処理範囲の右下付近の座標（図８における白○）の濃度値を取得。
④ 設定した座標（図８ 白○）から左側に進むにつれて x 座標を一定間隔で計 4 点の濃度値を取得する（図９の 黒○）。４点としたのは大根画像内で，汚れで暗い部分もあり，胚軸部分でも葉の部分と同程度の明るさとなることがあるためである。

Y 座標

黒○

X 座標
図９ 濃度値を取得する点- 19 -

⑤ 一番大根中心に近いと考えられる「４点の内の左端点の濃度値が 160 以上」かつ「他 3 点の濃度値が全て 160 以上」のとき，左端点が大根の中心であると判断した。濃度値を 160 としたのは，撮影した複数の大根画像において，白色部の濃度値の最低値がほぼ 160 であったためである。この条件が満たされないときは，大根が存在しないと判断して，次の画面の処理に進む。
⑥ 大根中心と想定される点が求められたときは，その点から Y 方向（上方）に向かって一定間隔毎に濃度値を取得し，連続する３点の平均濃度を求める。
⑦ 葉の部分は，胚軸より暗いため濃度値は小さい。そのため濃度値が設定値より小さくなったとき，その点を葉と胚軸の境界と見なした。得られた境界が図 10 の黒○である。
平均濃度を用いた理由は，大根の胚軸部分が影や泥により部分的に暗くなり，葉と同程度の濃度値になる場合があるため，平均濃度を利用して画素値を平均化し，誤った境界を検出しないようにするためである。

2.4 実験結果
大根写真（図６）の画像を処理して，胚軸先端を検出した結果を図 10 に示す。丸印が検出された胚軸先端である。大根の高さが異なっても胚軸先端を正しく検出していることがわかる。
胚軸先端を検出すると同時に，胚軸先端が画像内の高さ方向の定めた目標位置で止まるように油圧シリンダを制御した。そのときの画像が図 11 である。３本とも高さの異なる大根であるが，WEB カメラの画像のほぼ同じ高さに胚軸先端が表示されている。これは，大根の胚軸先端位置が異なっても，フレームの高さが適切な位置に制御されていることを示している。

黒丸

図 10 検出された胚軸先端（黒○）胚軸先端に合わせた直線

図 11 フレーム位置制御を行った時の画像- 20 -

3. 大根積み込み装置の自動化
3.1 大根積み込み装置小型モデルの構造と自動化の考え方
現在の大根積み込み装置は，操作者が油圧シリンダの手動バルブを操作し，大根が乗ったコンベアと大根を積み込むコンテナの位置と傾きを制御し，積み込み作業を行っている。本研究では，これらの操作を自動化することを最終目的としている。本報ではその第１段階として，コンテナに大根を隙間なく積み込
むためにコンテナとベルトコンベアとの適切位置を数カ所（教示点と呼ぶ）ティーチングにより記憶させ，コンテナ内の積み込み状況を確認する測域センサからの情報に従って，教示点間を移動させる手法について検討した。

コンテナ

ベルトコンベア

コンベア回転用 DC
サーボモータ

電動油圧
シリンダ C
測域センサ
電動油圧
シリンダ A

電動シリンダ B
電動油圧
シリンダ D

キャスタ

レール

図 12 大根積み込み装置小型モデル

実際の大根収穫機を参考にして製作した小型モデルを図 12 に示す。このモデルは, ①コンテナ，②ベル
トコンベア，③電動油圧シリンダ A，C，D３本(コンテナの高さ，ベルトコンベアの傾き，位置の制御)，④電動シリンダ B(コンテナの傾き制御)，⑤測域センサ(コンテナ内の積み込み状況を確認)から構成されている。また，これらの装置を制御して大根に見立てた白紙筒を教示点に移動するために，ロータリーエ
ンコーダ，制御用マイコンを使用し，ベルトコンベアを回すため DC サーボモータを使用した。小型モデ
ルの制御方法を図 13 に示す。

- 21 -

ティーチングは，手動でシリンダを動かし，コンベア上の白紙筒をコンテナ内に積載する動作をさせた
時の各シリンダロッドの伸縮量を記憶させることにより行った。プレイバックでは，記憶した伸縮量に等しく，各ロッドを伸縮させる。各シリンダの伸縮量の情報を得るためには，図３で述べた方法と同じ機構を採用している。

図 13 小型モデルの制御方法

3.1.1 コンテナの高さを変える機構

リニアブッシュ上下方向

リニアブッシュ上下方向

図 14 コンテナの高さを変化させる機構

図 14 に，コンテナの高さを変化させる機構を示す。コンテナを支える L 型鋼と電動油圧シリンダＡを 1
つのプレートで連結させ，そのプレートはリニアブッシュ（SC20，高さ 42mm，幅 54mm，長さ 50mm，- 22 -

THK(株)社製）に取り付けられている。リニアブッシュは，シャフトサポート(SK20，軸径 20mm THK(株)社製)に固定されたシャフト(SF20×800，外形 20mm，長さ 800mm，THK(株)社製)に沿って移動する。シリンダの伸縮によりプレートが上下することによりコンテナの高さが変わる。

3.1.2 コンテナの傾きを変える機構
コンテナを支える L 型鋼に電動シリンダＢを取り付け，シリンダの伸縮によりコンテナの傾きを制御する。
(図 15)

電動シリンダ
伸縮方向
コンテナ回転方向
コンテナ
回転軸

図 15 コンテナの傾きを変える機構

コンテナ傾角の測定は，コンテナの回転軸に取り付けた歯車の回転を，ロータリーエンコーダの軸に取り付けた歯車に伝えることにより行っている。

3.1.3 ベルトコンベアの傾きを変える機構
ベルトコンベアの傾きは，電動油圧シリンダＣの伸縮により，回転軸となる単管の回りにベルトコンベアを回転させて制御する(図 16)。また，ベルトコンベアのベルトは DC サーボモータにより回転させる。
コンベア回転用
DC サーボモータ
コンベア上
下方向

シリンダ伸
縮方向

図 16 ベルトコンベアの傾きを変化させる機構- 23 -

コンベア傾き変化用回転軸の単管3.1.4 ベルトコンベアの水平移動機構
ベルトコンベアの水平移動は，電動油圧シリンダＤをベルトコンベアが取り付けられているキャスタ付
き台に取り付け，シリンダの伸縮によりキャスタがレール上を動くことにより行う。(図 17)

シリンダ伸縮方向

図 17 ベルトコンベアを水平移動させる電動油圧シリンダ

3.2 小型モデルを使用したティーチングの手法作成したティーチング用基板を図 18 に示す。ティーチング用基板は，ティーチングを行うために必要なIC，スイッチ類をまとめたものであり，主に以下に示す部品で構成されている。

図 18 ティーチング用基板

・ 教示する場所を指定するプッシュスイッチ
・ 4 本のシリンダを選択するトグルスイッチ
・ 指定したシリンダの伸縮を選択するトグルスイッチ
・ ロータリーエンコーダやマイコンと接続する端子台
・ 教示点を記憶する EEPROM
使用する４本のシリンダには，図 12 に示したように A，B，C，D と記号をつけてある。ティーチングおよびプレイバックの制御は H8 マイコンで行う。プログラムは GCC Developer Lite（ベストテクノロジー社
製）の C コンパイラを使用した。ティーチング方式は Point To Point ティーチングである。
以下に，ティーチング（教示）とプレイバック（再生）の流れを示す。

- 24 -

3.2.1 教示(1) 動作させるシリンダのグループと伸縮の区別を，トグルスイッチで選択する(図 19)。シリンダは Aと B，C と D の二つのグループに分けられている(2) コンベアの位置やコンテナの傾き，高さを確認しながら，トグルスイッチの ON/OFF によりシリンダを動作させる(図 20)。グループ内のシリンダ選択は，左右のトグルスイッチのどちらを使用するかで決定される。このとき，４本のシリンダの伸縮量は，ティーチング用基板と接続されているパソコンのハイパーターミナルウィンドウ上に出力される(図 22)。
(3) 教示点に到達したら，教示スイッチ(図 21)を押し，シリンダ伸縮量をマイコンに記憶させる。
(4)(1)，(2)，(3)を繰り返し，すべての教示点を決定する。

(5) 全ての動作を教示し終えたら，パソコンからの指示により，記憶した順に教示点の情報を EEPROMに保存する。図 23 は，ハイパーターミナル画面上の表示である。

図 19 シリンダ選択,伸縮選択のトグルスイッチ

図 20 シリンダ動作選択のトグルスイッチ

図 21 教示スイッチ3.2.2 再生
(1) EEPROM に保存した教示点をマイコンに読み込む。読み込まれる際に教示点がハイパーターミナル
上に表示される(図 24)。
(2) 読み込みが終了すると動作を開始し，読み込まれた教示点へ順に移動する。全て教示点への動作を終了すると開始点に戻り，シリンダは停止する。
(3) 動作の繰り返しの有無をパソコンから指令する(図 24)。

- 25 -

図 22 シリンダの伸縮量の表示（ハイパーターミナル画面）

図 23 EEPROM への書き込み（ハイパーターミナル画面）

図 24 EEPROM からの読み込み- 26 -

作成した装置および制御ソフトウェアを用いて教示・再生実験を行ったところ，教示した通りにシリン
ダの伸縮は再生された。

3.3 測域センサによる積み込み状況の確認
3.3.1 コンテナに大根を隙間なく積載する方法
コンテナに大根を隙間なく積み込むためには，何らかのセンサを使用して大根の積込み状況を確認し，適切な位置にコンベアとコンテナを移動させる必要がある。
本報では，積み込みは以下の方法で行った。最初に，積み込み開始を行う教示点にコンベアとコンテナを移動させて大根の積込みを開始する。コンベアから大根がコンテナに山積みされ，ある程度の高さに積まれたことをセンサが検出したらコンベアを次の教示点へ移動させ，コンテナの他の位置で再び積込みを行う。この動作を繰り返すことによって大根を隙間なく積込むことができる。次の教示点までシリンダを移動させるための信号は，パソコンより RS232C を用いてティーチングプレイバック制御用の H8 マイコンに送る。

3.3.2 使用したセンサ
コンテナ内の積み込み状況を検出するためのセンサとして，測域センサ(図 25 URG-04LX 北陽電機株式
会社) ４）を使用した。使用した測域センサは，レーザ光を検出物に当て 0.36 度ピッチで 240 度スキャンす
ることにより，測域センサから検出物への距離と方向を検出できる(図 26)。測域センサは USB によりパソコンに接続され，センサからのデータ取得プログラムは Microsoft Visual C++ 2008 Express Edition で開発した。

図 25 測域センサ

図 26 測域センサの検出範囲

3.3.3 測域センサの取り付け
連続的に流れてくる大根がどのように検出されるかを調べるため，測域センサを取り付け金具を使用してコンテナの左側に取り付けた（図 27）。なお，実際の大根収穫機では，大根がコンテナいっぱいになったらコンテナを交換するため，測域センサを直接コンテナに取り付けることはできない。

- 27 -

3.3.4 測域センサによる検出結果
コンテナに取り付けた測域センサで，ベルトコンベアから連続的に流れてくる大根に見立てた白紙筒をスキャンし，どのように検出するかを確認した。 紙を流す前の状態と，紙を流してベルトコンベアが動作したさいの検出結果を以下に示す（図 28,29)。青色の点は測域センサのレーザが反射したコンテナの側面，
底面，コンベアの先端，紙筒の位置を示す。図 30 は，図 28 と 29 を同時に表示させたものである。

測域センサ

図 27 測域センサ動作中の様子

200

コンベア先端コンテナ内垂直方向[mm]

100

0
-100

0

100

200

300

400

500

コンテナ側面-100-200

コンテナ床面-300
コンテナ内水平方向[mm]

図 28 紙を流す前の状態の測域センサ検出結果

200

コンベア先端コンテナ内垂直方向 [mm]

100

0
-100

0
-100

100

200

300

400

500

紙筒
コンテナ側面-200-300
コンテナ内水平方向 [mm]

図 29 ベルトコンベア動作中の測域センサ検出結果- 28 -

コンテナ床面

200

コンテナ内垂直方向 [mm]

100

0
-100

0

100

200

300

400

500

ベルトコンベア動作中
紙を流す前の状態

-100

-200

-300
コンテナ内水平方向 [mm]

図 30 測域センサの検出結果（図 28 と図 29 をあわせたもの）

これらの実験結果より，コンテナの形状とベルトコンベアの先端の形状，またベルトコンベアから落ちてくる紙，コンテナに溜まった紙を検出していることがわかる。

3.4 測域センサを利用した教示点間移動
大根(紙筒)がコンテナに山積みされ，ある程度の高さに積まれたことをセンサが検出したらコンベアを
次の教示点へ移動させる動作を検証するため，本報では，ティーチングプレイバック時に，コンベアに取り付けた測域センサの近くに大根に見立てた紙筒を置いて，測域センサが紙筒を検出したら次の教示点に移動させ停止させることを繰り返す実験を行った。

3.4.1 測域センサの取り付けと検出結果
大根積み込み状況を検出するのに最も良いと思われるベルトコンベア先端下側に測域センサを取り付けた（図 31(a)(b)）
。図 32 はコンベア先端に取り付けた測域センサによる，検出例を示している。

コンベア

コンテナ

コンベア

測域センサ

測域センサ
図 31(a) 測域センサをコンベア先端に取り付ける- 29 -

図 31(b) コンベア下側からの様子

0
-100

100

300

0
-100

500

-200

-200

-400

-400

図 32(a)

100

300

500

図 32(b) 紙筒が入ったコンテナ内部

空のコンテナ内部

3.4.2 積み込み状況の確認と教示点間移動
紙筒がある程度の高さまで積まれたことを測域センサで検出するために，コンベア先端下側に取り付けられた測域センサから紙筒までの距離を利用する。紙筒の存在を認識させるため，以下の２つの方法を検
証した。
方法１

測域センサを中心として大小２つの円を設定し，この２円間に紙筒の存在を示す検出点が設定個数以上存在するとき，次の教示点に移動する。
方法２

測域センサ直下の方向に存在する紙筒の検出点のみ使用し，測域センサからの設定距離以内に検出点が設定個数以上存在するとき，次の教示点に移動する。

(１) 方法１を用いたコンテナ移動

図 33 ２つの設定半径と検出点の表示

図 33 は大小の設定半径内に検出点が存在することを確認するプログラムを実行中のウインドウ表示である。表示には OpenGL を用いている。

- 30 -

この方法を用いて検出実験を行ったところ，紙筒が落下することによりできる山以外の，周辺の紙筒やコンテナ形状や落下中の紙筒を検出してしまうため，紙筒の山ができる前に，次の教示点に移動しやすい
ことが分かった。

(２) 方法２を用いたコンテナ移動測域センサを取り付けたコンベアの傾きは教示点毎に変化するので，測域センサのスキャンデータの内，どのデータが鉛直下方向を示しているか判断しなければならない。そのために，コンベアの傾きを検出す
る傾斜センサを取り付けて（D5R-L02-60 オムロン製 図 34）コンベアの傾斜角を求め，測域センサの鉛直下方向の検出点のみ利用するようにした。

紙筒

傾斜センサ

傾斜センサ

コンベア
コンベア
図 34 傾斜センサの取り付け

実際には，鉛直下方向の検出点と，その前後の検出点である鉛直方向から±0.36 度ずれた２点の計３点
すべてが測域センサからの設定距離（この実験では測域センサから 130mm）以内に入ったら，次の教示点までシリンダを移動させている。
実験の様子を図 35(a)-(f)に示す。ベルトコンベアは最初，原点（図 35(a)）に置かれている。原点の位
置は，コンベアとコンテナが衝突しない限りどこにでも設定できる。教示点１は，ベルトコンベアの初期位置（図 35(b)）を示しており，コンテナへの積み込みが開始されるのは教示点２である（図 35(c)）
。教
示点２において，積み込みが行われて紙筒の山ができ，測域センサ真下の山の検出点が設定距離以内に入った時，次の教示点３に移動する。本報告では実際に紙筒の積み込みを行わず，測域センサの真下の検出距離以内に紙筒を置いて（図 35(d)），山の検出の代わりとした。紙筒は確実に測域センサにより検出され，コンベアが次の教示点へ移動したことがわかる（図 35(e)）
。これらの動作を行う教示点は，現在三カ所(教示点２～４)設定している。測域センサにより検出を行うのは，これら３個の教示点においてのみである。
積み込みが終了したら，教示点５の高さまでコンベアを上昇させてから原点まで戻る（図 35(f)）
。

- 31 -

教示点１
教示点１
に到着
原点

図 35(a) 原点から教示点１へ移動

図 35(b) 教示点１に到着

教示点２で
停止状態
教示点１から
２に到着

測域センサ

紙筒

図 35(c) 教示点１から移動し２に到着

図 35(d) 測域センサの真下に紙筒を置く

教示点５から
原点に戻る

紙筒を検出
し，教示点２から３に移動原点

図 35(e) 教示点２から３に移動後，停止

図 35(f) 教示点５から原点に復帰

4. 本研究の成果と考察
4.1 本研究の成果
本研究の成果として，（１） 大根引き抜き装置小型モデルを用いて WEB カメラで大根を撮影し，画像処理を行って大根引き抜き装置が大根葉を把持する適切な位置を求めることができた。また，小型モデルの油圧シリンダの伸縮を制御し，得られた把持位置に装置を移動させることに成功した。

- 32 -

（２） 大根積み込み装置小型モデルを用い，積み込みの自動化を行うための基礎実験として，ティーチ
ングプレイバック方式によりコンテナとベルトコンベアの位置決めを行うことが出来た。また，コンベア先端に付けられた測域センサによりコンテナ内の大根積み込み状況を検出し，大根が所定の位置まで積み込まれたら，他の場所へ移動する方法を開発した。

4.2 考察大根引き抜き装置小型モデルで WEB カメラにより大根を撮影し画像を取得するが，図９のように画像処
理範囲内に大根画像が入るのは，大根収穫機の速度によるが撮影数回に１回である。画像処理範囲内に入り胚軸と葉の境目を見つけてから，油圧シリンダの動作開始まで約 15ms であり短時間である。次の大根がWEB カメラの撮影範囲内に来るまでの時間は大根収穫機速度が最速の場合 250ms ，遅い場合 500ms かかるので，( 250ms - 15ms ) ~ ( 500ms – 15ms ) = 235ms ~ 485ms で引き抜き装置を適切な把持位置まで上下動させなければならない。引き抜き装置の上昇速度は 10cm/s なので，( 235ms ~ 485ms ) X 10cm/s = 2.35cm ~4.85cm 上昇する。これが制御限界となり，引き抜き装置の上昇速度によりほぼ決まるといえる。上昇速度を大きくするために引き抜き装置上昇用油圧シリンダの伸縮速度を上げるが，畑に生えている大根の高さの差が 5cm 程度の場合，上昇速度を２倍にすれば良い。このことから OpenCV を利用した大根引き抜き装置の自動化は実用的と言える。

5. 今後の展開
大根積み込み装置小型モデルにおいて，実際に紙筒積み込みを行っているさいの測域センサによる検出
状況，コンテナの移動の様子は，次報で報告する予定である。また 2011 年 3 月頃までに，実機への大根積
み込み装置取り付けと動作実験を行って実用化の目途をつける予定である。
今回は大根引き抜き装置小型モデルと大根積み込み装置小型モデルによる実験結果について報告した。
石井鉄工場からは，一部の実験装置の提供・貸与，加工，組み立て，取り付けなどについて多くのご協力を頂いた。これからは双方の装置について実機への搭載装置の製作と動作実験を行い，２～４年間で大根収穫機の自動化を完成させることにより，北海道農業の発展に貢献したいと考えている。

謝

辞

実験装置製作で貴重なアドバイスをいただいた実習工場の山内氏，川江氏，学生に機械加工の指導をしていただいた実習工場技術職員の皆様に感謝いたします。
本研究は平成 21 年度と平成 22 年度の校長裁量経費重点配分プロジェクトの研究促進費で行なわれたものであります。

- 33 -

参 考 文 献1) 有限会社石井鉄工場： http://www8.plala.or.jp/iron-works/index.html，2010.10
2)

大柏，石井：大根収穫機の自動化に関する研究，旭川高専研究報文，47： 23-42（2010）3) 奈良先端科学技術 Open CV プログラミングブック製作チーム： Open CV プログラミングブック，毎日コミュニケーションズ4) 北陽電機株式会社 測域センサ URG-04LX 仕様書- 34 -

酵母と細菌に対するスパークリングワインの凍結殺菌能*巌**
永 井 一 輝
***
亀 田
剛
****
土 田 義 之富 樫Possibility of Freezing Sterilization to Yeast
and Bacteria in Sparkling Liquor
Iwao TOGASHI
Kazuki NAGAI
Tsuyoshi KAMEDA
Yoshiyuki TSUCHIDA
Abstract

The freezing sterilization-performance of sparkling wine at -20 and -80℃ was evaluated,using nine strains of yeast containing Saccharomyces cerevisiae NBRC 0308 and two strains ofbacterium. The performance was discovered only for the yeast in about five days at -20℃, whilethat was not demonstrated for the yeast at -80℃ and for the bacteria. Mixed-solution of the
carbonated water and ethanol containing more than 0.05％ lactic acid had the same ability as
the wine. S. cerevisiae which survived after freezing sterilization was able to be increased. There
was no change in the fermentation-ability of S. cerevisiae which survived after the sterilization
processing.
1. 緒

言酵母の2次発酵による発泡性アルコール飲料（以下，発泡酒類）の開発を企画している企業から，同発酵を終えた発泡酒類をマイナス20℃程度で10日間程度凍結させると酵母の生菌数が激減したとの情報が寄せられ，その凍結殺菌能発現の条件確定を求められた。凍結によって溶液中の微生物がある程度の割合で死滅することは考えられるが，発泡酒類の凍結と酵母生菌数減少との関係に強い興味を抱いた。
*
**
***
****

物質化学工学科教授（平成 22 年 11 月 9 日受理）

応用化学専攻修了生（現・長岡技術科学大学大学院）
物質化学工学科卒業生（現・群馬大学工学部）
苫小牧工業高等専門学校 地域共同研究センター特命教授- 35 -

そこで寒冷地・北海道で活用できる新たな微生物制御のヒントが生まれる可能性を期待し，発泡酒類のモデル溶液として市販のスパークリングワイン，炭酸水，炭酸水・エタノール混合液等を供試し，アルコール発酵酵母，カンジダ酵母，野生酵母等に加えて細菌（枯草菌，大腸菌）に対する凍結殺能の発現の有無や発現条件，そして殺菌能のメカニズムの検討を試みることとした。

2. 実験方法
2.1 供試材料
供試菌としては，以下の 9 菌株を使用した。
カルチャーコレクション菌株酵母：2 菌株
1) Saccharomyces cerevisiae Meyen ex Hansen NBRC 0308
2) Candida albicans (Robin) Berkhout NBRC 1594
カルチャーコレクション菌株細菌：2 菌株
3) Bachillus subtilis (Ehrenberg 1835) Cohn 1872 NBRC 3134
4) Escherichia coli (Migula 1895) Castellani and Chalmers 1919 NBRC 3972
野生菌株酵母（旭川高専保存菌株）：5 菌株（表 1 参照）1)

表１

旭川高専保存菌株・酵母 5 菌株の分離原

菌株番号

分 離 源

分離年月日

ANCT-06051

旭川市内のナナカマド果実

2006.12.17

ANCT-07009

市販ドライイースト

2007.06.12

ANCT-07017

旭川市内のツツジ花弁

2007.07.04

ANCT-07018

青森県産のリンゴ皮部（ジョナゴールド）2007.07.04

ANCT-07023

深川市納内産のサクランボ果実

2007.09.10

これらの供試菌株はいずれも継代培養保存されていたもので，各種試験に用いる場合には温度 25℃において酵母については PDA 平板培地，細菌についてはブイヨン寒天平板培地にてそれぞれ 2 日間前培養したものを種菌とした。
供試したモデル溶液については，保存温度と保存期間とを併せて表２に示した。Ｎ社市販品のスパークリングワイン（アルコール分 5％，GV2.5)を含む 6 系列 10 種類を使用した。炭酸水はＳ社市販品(GV3.6)，
乳酸は食品添加物用（濃度 90％）を用い，エタノールは試薬（濃度 99.5％）を用いた。なお，GV はガス
容量を意味し，1 気圧において炭酸飲料の容量に対して何倍量の二酸化炭素が含まれているかを示す。一般
的に GV 値が 1.5～2.0 程度で微炭酸飲料に該当するとされる。

2.2 供試溶液と保存条件の殺菌能評価方法

1.5 ml 容エッペンドルフマイクロチューブに生理食塩水(0.9％)を 1 ml 分注し，それに前培養した各- 36 -

平板培地の菌体を所定量接種して供試菌株の懸濁液を調製した。一方，15 ml 容サンプル管に表 2 に示す各供試溶液を 9 ml 分注し，それに各供試菌株の懸濁液を全量接種したものを出発試料とした。それらを 1.5 ml 容エッペンドルフマイクロチューブ 1 ml ずつ分注し，表 2 に示す条件下で保存した。出
発試料の微生物濃度については，
トーマの血球版で全菌数をカウントして約 106 個/ml レベルとした。
なお，7℃（冷蔵）は冷凍冷蔵庫（㈱日立製作所製），-20℃（凍結）はアルミブロック超低温槽（㈱トミー精工製），-80℃（凍結）は小型超低温槽（日本フリーザ㈱製）をそれぞれ使用した。

表２ 発泡酒類のモデル溶液と微生物の保存条件
保存条件

モデル溶液

温度 ℃

スパークリングワイン
純

日 数

7，-20，-80

水

5，10，

炭 酸 水

15(一部)

エタノール水溶液（5，10 v/v％）-20

炭酸水・エタノール（5，10 v/v％）混合溶液
炭酸水・エタノール（5 v/v％）
・乳酸（0.01，0.05，0.1w/v％）混合溶液

5

出発試料 1 ml，および所定期間保存後に室温で融解させた試料 1 ml を生理食塩水 9 ml に投入することで順次 10，100，1000，10000 倍の希釈液を調製した。各希釈液 0.2 ml を直径 9 cm の PDA 平板培地またはブ
イヨン寒天平板培地に接種し，25℃で 2 日間培養することで供試微生物の生菌数 cfu/ml を測定した 2)。なお，各平板培地の繰り返し数は 2 枚とした。

2.3 凍結処理後に生き残ったS. cerevisiae の増殖能とガス発生能
増殖能の把握は，スパークリングワインに S. cerevisiae を接種して-20℃で 5 日間凍結処理後にその生菌数を測定すると共に，融解直後から温度 25℃で 5 日間培養したエッペンドルフマイクロチューブ中の酵母の生菌数を測定することで行なった。
ガス発生能の観察 3)は，凍結処理を施していない酵母と-20℃で 5 日凍結処理後に生菌数を測定したコロ
ニーの酵母を供試して行なった。両者と生理食塩水とを遠心分離機（7500 rpm, 1 分間）を用いて分離した
後 3 回洗浄して 100 ml の YM 培地に接種し，全菌数が 105/ml オーダーの酵母懸濁液を調製した。この懸濁液 16 ml をアインホルン発酵管に分注し，温度 25℃で培養を行って経時的にガス発生量を測定することで発酵能を把握した。同発酵管の繰り返し回数は 5 本とし，最大と最小値を除いた 3 本の値を用いて平均ガス発生量を算出した。

- 37 -

3. 結果と考察
3.1 スパークリングワインの凍結殺菌能
発泡酒類の凍結殺菌能を確認するためにスパークリングワインに 4 菌株のカルチャーコレクション菌株をそれぞれ接種し，温度 7 ，-20 ，および-80 ℃に最長 10 日間保存した。それらの生菌数を経時的に測定し，表 3～5 に各保存温度の生菌数の結果を示した。

表３ スパークリングワイン中の生菌数の経時変化（7℃･冷蔵）
単位:106 cfu/ml
保存日数

供試菌株
0

5

10

S. cerevisiae NBRC 0308

2.3

0.15

0.62

C. albicans NBRC 1594

1.2

0.60

0.62

B. subtilis NBRC 3134

1.0

0.24

0.22

E. coli NBRC 3972

＞15

12.0

2.8

表４ スパークリングワイン中の生菌数の経時変化（-20℃･凍結）
単位:106 cfu/ml
保存日数

供試菌株
0

5

10

S. cerevisiae NBRC 0308

2.3

＜0.0015＜0.0015

C. albicans NBRC 1594

1.2

＜0.0015＜0.0015

B. subtilis NBRC 3134

1.0

0.27

0.22

E. coli NBRC 3972

＞15

1.2

0.11

表５ スパークリングワイン中の生菌数の経時変化（-80℃･凍結）
単位:106 cfu/ml
保存日数

供試菌株
0

5

10

S. cerevisiae NBRC 0308

2.3

0.60

0.67

C. albicans NBRC 1594

1.2

0.19

0.24

B. subtilis NBRC 3134

1.0

0.29

0.23

E. coli NBRC 3972

＞15

＞15

＞15

供試した酵母 2 菌株について-20℃に 5 日間以上，凍結保持することで生菌数が 3 桁以上減少した。
一方，他の温度条件および細菌 2 菌株については生菌数が 1/2～1/5 程度の減少であった。この結果から，微生物- 38 -

の種類と温度の組み合わせによりスパークリングワインの殺菌能が変化することが示唆されたことになる。
次に旭川高専保存菌株の酵母5菌株を供試し，-20℃の環境に5日間投入して各生菌数の変化を測定した。
その結果を表６に示したが，5 菌株の酵母もカルチャーコレクションの酵母と同様に生菌数が 3 桁以上減少した。5 日に満たない場合の凍結期間の効果が気になるが，スパークリングワインを-20℃で一定期間（5日間程度）凍結することで多種類の酵母に対する殺菌能が発現することが明らかになった。

表６ 旭川高専保存菌株・酵母の生菌数（スパークリングワイン，-20℃･凍結）
単位:106 cfu/ml
保存日数

酵母菌株
0

5

ANCT 06051

10.6＜0.0015ANCT 07009

2.1＜0.0015ANCT 07017

18.7

0.0032

ANCT 07018

12.5

0.0018ANCT 07023

4.4＜0.0015-20℃の凍結により発現するスパークリングワインの酵母に対する凍結殺菌能の要因を把握するための第一歩として，同ワインを純水に替えて同様の試験を行った。その結果，酵母 2 菌株(S. cerevisiae，C. albicans)と細菌 2 菌株(B. subtilis，E. coli)共に，15 日間経過後においても生菌数が最大で 3 割減少したに過ぎなかった。

3.2 －20℃における炭酸水，エタノール水溶液等の酵母に対する凍結殺菌能
酵母に対するスパークリングワインの凍結殺菌能に関与する物質を明らかにするために，同ワインに含まれる二酸化炭素とエタノールに注目して S. cerevisiae および C. albicans を供試し，炭酸水，エタノール水
溶液，炭酸水・エタノール混合液を用いた-20℃の凍結試験を行った。
始めに，炭酸水と-20℃の組み合わせで 10 日間酵母を保存して生菌数の経時変化を測定した。その結果，
S. cerevisiae で最大で 6 割の減少が生じ，C. albicans で生菌数がやや増加する傾向が観察された。
次に，
5 または 10％のエタノール水溶液と－20℃の組み合わせで S. cerevisiae を 5 または 10 日間保存し，生菌数の経時変化を測定した。その結果，5 日間の保存ではほとんど変化がなく，10 日間で生菌数が最大で 1/5 程度減少した程度となり，エタノール濃度の影響は観察されなかった。従って，炭酸水単独またはエタノール単独では殺菌能が発現しないものと判断した。
スパークリングワインには二酸化炭素とエタノールが含まれていることから，炭酸水とエタノールの組合せの効果を検討した。エタノール濃度が 5 または 10％となるように調製した混合液を用いて-20℃で最大10 日間保存し，生菌数の変化を表７に示した。その結果，エタノール 10％炭酸混合液の 10 日間保存において S. cerevisiae の生菌数が一桁前後減少したものの，表 4 に示された結果とは大きく異なっており，二酸
化炭素とエタノールの組み合わせがスパークリングワインの凍結殺菌能に関与している可能性は低い。

- 39 -

3.3 炭酸水・エタノール混合液への乳酸の添加効果
清涼飲料水や清酒やワインなどの醸造酒には乳酸などの有機酸が含まれており，その有機酸濃度は清酒
で 0.2％程度，ワインで 0.5～0.7％が一般的とされる 4)。そこで，炭酸水・エタノール・乳酸の組合せによる凍結殺菌効果を検討した。エタノール濃度 5％の炭酸水に 0.01，0.05，0.1％となるように乳酸を添加した溶液に供試菌株を接種し，-20℃で 5 日間の凍結処理を行って得られた結果を表 8 に示した。乳酸の添加濃度は清涼飲料水の値（0.05～0.2％）5)を参考にしたが，清酒においても 0.1％程度の乳酸が含まれている 6)。
その結果，乳酸濃度 0.01％では両菌株の生菌数はほとんど減少しなかったが，同 0.05 と 0.1％では生菌数
が 2 桁以上減少し，スパークリングワインの場合とほぼ同様の結果となった。S. cerevisiae と C. albicans の初発生菌数がやや少なかったことで 3 桁を超える生菌数減少には至らなかったが，乳酸の存在が－20℃での凍結殺菌に大きな影響を及ぼしていることが示された。

表７ 炭酸水・エタノール混合液中の生菌数の経時変化（-20℃･凍結）
単位:106 cfu/ml
保存日数
供試菌株

エタノール濃度 v/v％

0

5

10

5

0.37

0.047

0.060

10

0.26

0.033

0.010

5

2.3

0.63

0.60

10

1.2

0.40

0.34

S. cerevisiae NBRC 0308

C. albicans NBRC 1594

表８ カルチャーコレクション菌株の生菌数（炭酸水+エタノール 5％+乳酸，-20℃･凍結）
単位:106 cfu/ml
炭酸水+エタノール 5 v/v ％+乳酸
供試菌株

S. cerevisiae NBRC 0308

C. albicans NBRC 1594

保存日数

乳酸濃度 w/v％

0

5

0.01

2.0

1.2

0.05

0.58

＜0.0015

0.10

0.69

＜0.0015

0.01

1.0

0.7

0.05

1.2

＜0.0015

0.10

0.79

＜0.0015

3.4 S. cerevisiae に対するスパークリングワインの凍結殺菌能における融解・再凍結の影響-20℃における最大 10 日間の凍結処理において，期間途中に室温での融解操作を 1 回組み込み，融解直後に再凍結を行う操作が S. cerevisiae の生菌数に与える影響を検討した。具体的には，保存期間 2 日間の場合には 1 日経過後に融解して再凍結した試験区と 2 日間連続保存した試験区，保存期間 10 日間の場合には 5日経過後に融解して再凍結した試験区と 10 日間連続保存した試験区を設けた。得られた生菌数の変化を図- 40 -

1 に示したが，凍結・融解操作が生菌数に与える影響はみられなかった。これより，酵母が凍結時や融解時に死滅するのではなく，凍結状態が維持されることで生菌数の減少が進行するものと考えられる。

生菌数 ×１０ ３ (cfu/ml)

10000
1000
連続凍結
融解操作1回

100
10
1
0

2

5

10

凍結日数
図１ S. cerevisiae の生菌数に及ぼす-20℃での凍結時間と融解操作の影響

スパークリングワインの-20℃での凍結殺菌能には乳酸が大きな役割を発揮している可能性を述べた。そこで酵母，乳酸，凍結，殺菌の 4 つをキーワードにした文献検索を行なったところ，乳酸を含む有機酸の水溶液を凍結した際に生じる有機酸の濃度上昇と有機酸と水の共晶が S. cerevisiae を死滅させる主要因であることが報告されていた 7-12)。なお，共晶の殺菌能についてはおよそ-10 から-40℃の温度範囲に限られることも指摘されている 8)。その詳細については明らかになっていないが，本試験においても同様の要因が S.
cerevisiae を始めとする供試酵母の生菌数に大きな影響を与えたものと推察できる。

3.5 凍結処理後に生き残ったS. cerevisiae の増殖能とガス発生能
凍結処理が生き残った酵母の増殖能とガス発生能にどのようなダメージを与えているかを検討した。増
殖能の観察は，スパークリングワインに S. cerevisiae を接種して-20℃で 5 日間凍結処理後にその生菌数を測定すると共に，融解直後から温度 25℃で 5 日間培養したエッペンドルフマイクロチューブ中の酵母の生菌数を測定することで行なった。その結果を表 9 に示したが，初発生菌数濃度が 108 cfu/ml レベルと高かったためか凍結処理後の生菌数は 5 桁も低下した。しかし，生菌数は 25℃で 5 日間の培養を施すことで 1011

単位:106 cfu/ml

表９ 解凍後の S. cerevisiae の増殖能

生菌数

初発生菌数

-20℃で 5 日間凍結後の生菌数

解凍後に 25℃で 5 日間培養後の生菌数

1700.0016110000- 41 -

cfu/ml レベルまで増加した。従って凍結処理が，生き残った酵母の増殖能に与えたダメージはほとんど無いものと推察された。
ガス発生能の観察は，凍結処理を施していない酵母と表 9 で-20℃で 5 日凍結処理後に生菌数を測定した
コロニーの酵母を供試して行なった。酵母の初発菌数あたりのガス発生量を図 2 に示すが，両者に顕著な違いがないことから，凍結処理が生き残った酵母のガス発生能に与えたダメージはほとんど無いものと考えられる。

初発菌数あたりのガス
発生量×１０ －５ (ml/個)

10
8
6
4

無凍結酵母
凍結処理酵母

2
0
0

20

40
60
80
培養時間 (h)100120

図２ 凍結処理が S. cerevisiae のガス発生能に及ぼす影響（25℃）

4. 結

論

市販のスパークリングワインにアルコール発酵酵母，カンジダ酵母，野生酵母等，枯草菌，および大腸菌を接種して-20℃で 5 日間程度凍結すると酵母の生菌数のみが 3 桁以上減少することを確認した。この凍結殺菌能の発現には発泡酒類に含まれる二酸化炭素とエタノールの関与は皆無に近く，乳酸が 0.05％以上
含まれる場合のみにスパークリングワインと同様の殺菌効果が生じた。
凍結温度-80℃や非凍結状態では殺菌能はみられないことから，凍結殺菌能の発現には温度域が限定される可能性が示唆された。すなわち，上述のように一定以上の乳酸濃度と凍結温度の両条件が揃う必要がある。また，今回の検討で確認された殺菌能は酵母に対してのみであることから，その他の真核微生物に対する影響が気になるところである。同時に，酵母に対する凍結殺菌の主要因は乳酸を始めとする有機酸の存在，および有機酸と水の共晶生成であることが報告されているが，細菌が影響を受けなかったことに興味が持たれる 13)。
本検討での凍結殺菌条件では酵母の生菌数を皆無にすることができず，加えて凍結後に生き残った S.
cerevisiae は増殖能とガス発生能を維持していた。凍結処理により S. cerevisiae の大多数は死滅するが，生き残った細胞に不可逆的なダメージは残っていないことが推察される。研究の発端になった 2 次発酵による発泡酒類に対して得られた結果を当てはめると，凍結処理以降においても製品の温度管理の配慮が求められる。

- 42 -

参 考 文 献
1)

永井一輝：寒冷地に分布する野生酵母の特性把握の試み・平成 19 年度卒業研究論文，旭川工業高等専門学校物質化学工学科：
1-14（2008）2)

保田仁資：食品衛生実験，東京化学同人：125-128（2005）

3)

化学実験テキスト研究会：バイオテクノロジー，産業図書，120-123（2003）4)

大場孝宏：酸味を生かした清酒，生物工学会誌，88(10)：534（2010）5)松浦寿喜：よくわかる最新食品添加物の基本と仕組み，秀和システム：64-66（2008）6)浅野忠男：清酒酵母の有機酸生成に関する研究，生物工学会誌，85(2)：63-68（2007）

7)

早川潔，佐藤光弘：食塩水の共晶生成と酵母の凍結障害，醗酵工学会誌，58(6)：415-421（1980）8)

早川潔，佐藤光弘：酵母における共晶生成による致死作用に及ぼす温度の影響，醗酵工学会誌，59(4)：289-295（1981）9)

早川潔，佐藤光弘：有機酸水溶液中における Saccharomyces cerevisiae の凍結障害，醗酵工学会誌，60(4)：191-196（1982）

10) 早川潔：糖類溶液中における酵母の凍結障害，醗酵工学会誌，63(1)：9-15（1985）
11) 早川潔：水懸濁液中における酵母の凍結障害，醗酵工学会誌，63(1)：17-21（1985）
12) 早川潔：共晶中での酵母の保存と凍結保護物質の効果，醗酵工学会誌，63(1)：23-30（1985）
13) Parish M.E.，Sadler G.D.，Wicker L.：Viability of Lactobacillus plantarum in Orange Juice under Low pH and Temperature Conditions，
J. Food Science，55(4)：1023-1025（1990）- 43 -

木材腐朽菌に対するトリコデルマ属菌 59 菌株の攻撃性評価*
巌**
宮 崎 貞 之富 樫Evaluation Tests of Antagonistic Effects with
59 Isolates of Trichoderma spp. to Wood Decay Fungi
Iwao TOGASHI
Sadayuki MIYAZAKI
Abstract

Fifty-nine isolates of Trichoderma spp., a mycoparacite-fungus, isolated mainly fromairborne fungi in some fruiting houses for bedlog cultivation of Lentinula edodes (Berkeley)
Pegler in Hokkaido were evaluated in terms of antagonistic effects against Trametes versicolor(Linnaeus) Llyod NBRC 30340 and Fomitopsis palustris (Berkeley) Teixeira NBRC 30339.
Three isolates of Trichoderma spp. (ANCT-05013，-05083，-05104) which were inoculated
individually to carbonized wood particles strongly inhibited the wood decay fungi. No mycelial
growth of the two fungi occurred on potato-dextrose-agar-plates after dual cultivation for 20 days
at 25℃ with the Trichoderma spp.- inoculated particles.
1. 緒言

木材を建築材料や土木材料として使用する場合，木材腐朽菌やシロアリ等による腐朽や食害から保護するための手立てを講じる必要がある。そのため，木材に種々の防腐・防蟻薬剤を塗布，または注入する技術が確立されてきた。一方，近年社会問題化している化学物質過敏症や揮発性有機化合物（VOC，Volatile
Organic Compounds）被害から化学薬剤を使用しない木材利用が求められつつあり，特に幼児や子どもが利用する公園等の整備において木製遊具・木製遊歩道・木柵等（以下，木製土木構造物）の薬剤処理が敬遠される場合がある。
そこで著者らは，木材防腐剤に替わる木材保存手法として菌寄生菌トリコデルマ属菌の生菌を用い，木材腐朽菌の活動をバイオロジカルコントロールによって阻害する可能性の検討に着手した。特に，木製土木構造物については地際部が腐朽し易い１）ことに注目し，木材腐朽菌に対する攻撃性に優れたトリコデル
マ属菌（Trichoderma spp.）を固定化した担持材料（以下，固定化トリコデルマ）を図１に示すように，同部に設置する利用方法をイメージしている。
***

物質化学工学科教授（平成 22 年 11 月 9 日受理）

応用化学専攻修了生（現・雪印メグミルク㈱）- 44 -

本論文では，以上の試みの第一歩として主にシイタケの原木栽培舎の落下菌から分離したトリコデルマ
属菌59菌株を供試し，木材腐朽菌に対する攻撃性評価を試みた結果を報告する。

図１ 木製土木構造物に対する固定化トリコデルマの利用イメージ

2. 実験方法
2.1 供試菌株
上川管内愛別町のシイタケ Lentinula edodes (Berkeley) Pegler の原木栽培舎の落下菌などから分離したトリ
コデルマ属菌 59 菌株（旭川高専保存菌株，表１参照），および JIS K 1571 で使用される白色腐朽菌のカワ
ラタケ（Trametes versicolor (Linnaeus) Llyod）NBRC 30340 と褐色腐朽菌のオオウズラタケ(Fomitopsis palustris(Berkeley) Teixeira) NBRC 30339 の木材腐朽菌 2 菌株を供試した。
トリコデルマ属菌，カワラタケ，オオウズラタケを各試験に用いる場合には， PDA（potato-dextrose-agar）
平板培地でそれぞれ 5，7，14 日間前培養した菌叢(コロニー，集落)からコルクボーラーで寒天培地ごと打ち抜いた直径 5 mm の円盤を接種源とした。

2.2 木材腐朽菌に対するトリコデルマ属菌の攻撃性評価
直径 9 cm の平板培地で対峙培養することで木材腐朽菌に対するトリコデルマ属菌の攻撃性を観察した。
平板培地は通常濃度の PDA 及び 1/2 濃度の PDA（寒天濃度はいずれも 1.5％）の 2 種類を用いた。対峙培養に際しては，温度 25℃でカワラタケについて 5 日間，オオウズラタケについて 15 日間予め培養し，それらの菌叢の先端から 15 mm 離れた位置にトリコデルマ属菌を接種した。対峙期間はカワラタケ 10 日間，オ
オウズラタケ 35 日間とした。そして，木材腐朽菌の菌叢に対するトリコデルマ属菌の菌叢挙動から (1)攻撃性に優れるトリコデルマ属菌（表記：＋），(2)攻撃性が中庸なトリコデルマ属菌（同：±，両者拮抗状態），(3)攻撃性に劣るトリコデルマ属菌（同：－）に区分けを行った（図２参照）。なお，いずれの場合にも平板培地の繰り返し数は 3 とした。

2.3 木材腐朽菌に対する固定化トリコデルマの攻撃性評価
表２に示す 12 菌株のトリコデルマ属菌を供試し，担持材料として 240～280℃で熱処理された市販の木材粉砕物（竹内木材工業（資）製ベイクウッド，pH=4.3２），図３参照）を使用した。同担持材料に麦芽エキ
ス 2％溶液を所定量添加して高圧蒸気殺菌した後に，トリコデルマ属菌を接種して 25℃で 20 日間培養した- 45 -

表１ Trichoderma spp.の供試菌株とカワラタケに対する攻撃性の評価結果- 46 -

図２ 木材腐朽菌に対するトリコデルマ属菌の攻撃性の評価方法（25℃ ・PDA 平板培地）

図４ 木材腐朽菌に対する固定化トリコデルマの攻撃
図３ 担持材料の熱処理木材粉砕物(pH=4.3)

性の評価方法
注：25℃・20 日間の 2 員培養後に木材腐朽菌の生死を観察．

ものを固定化トリコデルマとした。
一方，図４に示すように 200 ml 容ガラス培養瓶に 20 ml の PDA 培地を分注し，25℃でカワラタケを 7 日間，またはオオウズラタケを 28 日間予め培養した。その菌叢上に固定化トリコデルマ（コントロール区は麦芽エキス 2％溶液のみ添加して殺菌処理を施した担持材料）をガラス培養瓶当りに約 30 ml 載せ，25℃で20 日間培養を行った。その後，固定化トリコデルマを除去して木材腐朽菌の菌叢の一部を切り出し，PDA
平板培地と 0.02％ベンレート添加 PDA 平板培地に接種して 25℃で培養することで，トリコデルマ属菌と木材腐朽菌の生育状況を観察した。

3. 結果と考察
3.1 木材腐朽菌に対するトリコデルマ属菌の攻撃性
担子菌に対するトリコデルマ属菌の挙動は培地組成によって変化することが報告されている３，４）。本検討おいてカワラタケに対するトリコデルマ属菌の攻撃性は，全般的に 1/2 濃度の PDA よりも通常濃度の
PDA で強い傾向がみられた。より攻撃性に優れるトリコデルマ属菌の選抜を目指す場合には，同菌に不利な条件の 1/2 濃度の PDA で特性を評価すべきと判断した。その結果，2.2 に示した判定方法により＋が 12- 47 -

株，±が 28 菌株，および－が 19 菌株となった（表２参照）。
次に，カワラタケに対する攻撃性が＋，±，－の各区からそれぞれ 4 菌株のトリコデルマ属菌，

表２ カワラタケとオオウズラタケに対する

合計 12 菌株をランダムに選定し，同様の方法でトリコデルマ属菌（12 菌株）の攻撃性

オオウズラタケに対する攻撃性を観察した（表２参照）。オオウズラタケでは通常濃度の PDA よりも 1/2 濃度の PDA でトリコデルマ属菌の攻撃性が強い傾向が見られたことから，前者の培地で攻撃性の判定を行ったところ，＋が 3 菌株，±が 6菌株，－が 3 菌株となった。
以上の結果をまとめると，両木材腐朽菌に対して＋を示したのは ANCT-05083 と同 05100 の2 菌株，カワラタケに対して－の同 05099 はオ
オウズラタケでは＋となった。ANCT-05005，同
05013，同 05092 の 3 菌株は両木材腐朽菌に対して±であり，ANCT-05082 と同 05102 は両木材腐朽菌に対して－であった。供試したトリコデルマ
属菌 12 菌株中，半数を超える 7 菌株が腐朽タイプの異なる両木材腐朽菌に対して同一の攻撃性を示したことになる。

3.2 木材腐朽菌に対する固定化トリコデルマの攻撃性
実用化を意識した場合の担持材料としては，殺菌処理を省略してもトリコデルマ属菌が固定化できるよ
うに他の微生物が存在しないか非常に少ないものが望ましい。その解決策の一つとして 100℃を超える温度で熱処理されたものであればその要求を満たすことになる。加えて，トリコデルマ属菌の生育に適する酸性側の pH を有することも考慮して 2.3 に示した担持材料を選定した。
固定化トリコデルマを載せて培養を行ったカワラタケについて，その菌叢の一部を PDA 平板培地で培養すると，コントロール区を除いていずれもトリコデルマ属菌が発現した。これは，同菌叢に付着していた
トリコデルマ属菌がカワラタケに先んじて生育したものと考えられる。
一方，0.02％ベンレート添加 PDA 平板培地では ANCT-05013，同 05083，および同 05104 の固定化トリコ
デルマの場合にトリコデルマ属菌の菌糸が僅かに成長し，コントロール区と残りの 9 菌株ではカワラタケが生育した。これはトリコデルマ属菌と異なり，図５に示すようにカワラタケの菌糸成長が 0.02％濃度のベンレートの影響をほとんど受けないためである（データは示していないがオオウズラタケも同様）。すな
わち，この 3 菌株の固定化トリコデルマは攻撃性が高く，その結果としてカワラタケは菌糸再生が不可能な状態に至っていたものと推察される。
オオウズラタケについても同様の傾向が観察され，上述の 3 菌株の固定化トリコデルマを載せて培養した場合にのみ 0.02％ベンレート添加 PDA 平板培地にオオウズラタケが生育することがなかった。

- 48 -

ANCT-05013，同 05083，および同 05104 のトリコデルマ属菌 3 菌株は表２に示した攻撃性の区分結果と一致せず，共通点としては－でないことである。この原因は不明であるが，トリコデルマ属菌を固定化すると菌株によっては木材腐朽菌に対する攻撃性が顕著になる可能性が考えられる。

図５ カワラタケ NBRC 30340 の菌糸成長に及ぼすベンレートの影響（25℃）

4. 結

論

トリコデルマ属菌の生菌や代謝産物を利用する木材保存の試みはすでに報告されている５-８）。これらは保護したい木材にその生菌，またはその代謝産物を接種または添着させて腐朽をほぼ 100％阻止することを狙
いとしたことで，未だ実用化には至っていない。
これに対して著者らは，木製土木構造物の地際の腐朽を遅延させることを目的にして固定化トリコデル
マを同部位に配置することを想定した。本研究では，その第一歩として木材腐朽菌に対する種々のトリコ
デルマ属菌および固定化トリコデルマの攻撃性を観察した。その結果，固定化トリコデルマについては，
供試するトリコデルマ属菌の菌株によってカワラタケやオオウズラタケに大きなダメージを与える可能性を確認できた。今後においては，攻撃力の優れた固定化トリコデルマが木材腐朽菌による木材腐朽を遅延させる可能性，具体的には木材の重量減少を低減させる能力を有するか否かの把握を行う予定である。

参 考 文 献1)

森範則：屋外環境下における耐久性について考える，日本木材学会北海道支部講演集，39:35-38 (2007)2)

宮埼貞之：Trichoderma spp.生菌を用いた木材腐朽遅延技術の検討・平成 19 年度特別研究論文，旭川工業高等専門学校専攻科：
7（2008）3)

Tokimoto K.，Komatsu M.：Effect of Carbon and Nitrogen Sources in Media on the Hyphal Interference between Lentinus edodes andSome Species of Trichoderma, Ann. Phytopath. Soc. Japan, 45(2)：261-264 (1979)4)

米山彰造，瀧澤南海雄：シイタケ菌の害菌抵抗性について，日本木材学会北海道支部講演集， 24:47-50 (1992)

5)

Bruce A.，King B.：Decay Resistance of Wood Removed from Poles Biologically Treated with Trichoderma，Holzforschung，45(4)：307-311 (1991)- 49 -

6)

土居修一，山田敦：Trichoderma による木材腐朽防止， 林産試験場報，6(2)：1-5 (1992)

7)

Doi S.，Mori M.：Antifungal properties of metabolites produced by Trichoderma isolates from sawdust media of edible fungi against wood
decay fungi, Material u. Organismen , 28(2 )：143-153 (1994)

8)

Doi S.，Yamada A.，Mori M.: Antagonistic effects of Trichoderma spp. isolated from sawdust media of edible fungi against wood decay
fungi, Material u. Organismen, 28(2)：131-141 (1994)- 50 -

教職員研究業績目録
平成 21 年 11 月～平成 22 年 10 月（Nov.2009～Oct.2010）
この業績目録の論文は，本校教職員が上記期間中に他紙等へ発表した研究業績である。
＊

は本校教職員以外の共著者又は共同研究者である。

Ⅰ 著

書
著者名：書名，総頁数，発行所（西暦発行年）

[校長]
1)

H. Takahashi， M. Sakairi*， T. Kikuchi*：Anodic Oxide Films on Aluminum –Their Significance inCorrosion Protection and Micro－ and Nano－Technology－ “Modern Aspects of Electrochemistry 46 –Progress in Corrosion Science and Engineering” edited by Su-Il Pyun and Jong-Won Lee, Springer，：
59-174 (2010)[一般人文科]1)

十河克彰：英語表現アラカルトなるほどの 24 表現，24 頁，新興出版社，啓林館 (2010)

Ⅱ 学術論文
著者名：論文題名，雑誌名，巻（号）：最初頁―最後頁（西暦発行年）

[校長]
1)

M. Sakairi*，Y. Gotou*，K. Fushimi*，T. Kikuchi*，H. Takahashi：Fabrication of Cu Micro-rods with
Co-axial Dual Capillary Solution Flow Type Droplet Cell and Electrodeposition with the Cell,
Electrochemistry，78：118-121 (2010)

2)

H. Jha*，T. Kikuchi*，M. Sakairi*，H. Takahashi：Aluminum Microstructures on Anodic Alumina for
Aluminum Wiring Boards，ACS Applied Materials & Interfaces，2(3)：774-777 (2010)- 51 -

3)

Y. Hara*， T. Kikuchi*，A. Yamauchi*，M. Sakairi*，T. Yonezawa*，H. Takahashi：Corrosion of Al-Sn-Bi
Alloys in Alcohol at High Temperatures I. Effect of the Metallurgical Structure of the Alloys and the Metal
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Y. Hara*，T. Kikuchi*，A.Yamauchi*，M. Sakairi*，H. Takahashi：Corrosion of Al-Sn-Bi Alloys in Alcohol
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菊地竜也*，島口寛子*，上田幹人*，坂入正敏*，米澤徹*，高橋英明：導電性高分子を用いた再利用可能なアルミニウム製印刷板の試作，表面技術，61(9)：652-657(2010)6)

菊地竜也*，坂入正敏*，米澤徹*，高橋英明：アノード酸化皮膜を利用した新規な微細構造体作
製法，表面技術，61(2)：207 (2010)[機械システム工学科]
1)

石井悟，澤田隆充*：間接仮想境界積分法の二次元非定常動弾性問題への適用，日本機械学会論文集Ａ編，76(764)： 372-374(2010)

2)

Naomichi Yokoi，Yoshihisa Aizu*：Improvement of estimation parameters in bio-speckle blood flow
imaging ， Optical Review，17(3)：230-238(2010)[制御情報工学科]1)

阿部晶，笹森和典*：フレキシブルマニピュレータの最適軌道計画(駆動エネルギーと残留振動を最小化するためのアプローチ)，計測自動制御学会論文集，46(2)：130-132(2010)

2)

Akira Abe：Validity and Accuracy of Solutions for Nonlinear Vibration Analyses of Suspended Cables with
One-to-One Internal Resonance，Nonlinear Analysis：Real World Applications，11(4)：2594-2602(2010)3)

堀川紀孝，鮫島大湖*，中村孝*，小熊博幸*：薄肉球状黒鉛鋳鉄の疲労強度特性に及ぼす鋳肌の効果，日本機械学会論文集Ａ編，76：425-427(2010)- 52 -

[物質化学工学科]
1)

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Umeda，Katsuyuki Tsuda，Toshifumi Satoh*，Toyoji Kakuchi*：Efficient Colorimetric Anion Detection
Based on Positive Allosteric System of Urea-Functionalized Poly(phenylacetylene) Receptor ，Macromolecules，43(18)：7406-7411(2010)2)

Keita Fuchise*，Masako Sone*，Yutaka Miura*，Ryosuke Sakai，Atsushi Narumi*，Shin-Ichiro Sato*
Toshifumi Satoh*，Toyoji Kakuchi*：Precise synthesis of poly(1-adamantyl methacrylate) by atom transfer
radical polymerization，Polymer Journal，42(8)：626-631(2010)

3)

Ryohei Kakuchi*，Yosuke Tsuji*，Kaori Chiba*，Keita Fuchise*，Ryosuke Sakai，Toshifumi Satoh*，
Toyoji Kakuchi*：Controlled/Living Ring-Opening Polymerization of δ-Valerolactone Using Triflylimide
as an Efficient Cationic Organocatalyst，Macromolecules，43(17)：7090-7094(2010)4)

Keita Fuchise*，Ryosuke Sakai，Toshifumi Satoh*，Shin-ichiro Sato*，Atsushi Narumi*，Seigou
Kawaguchi*，Toyoji Kakuchi*：Group Transfer Polymerization of N，N-Dimethylacrylamide Using Novel
Efficient System Consisting of Dialkylamino Silyl Enol Ether as an Initiator and Strong Bronsted Acid asan Organocatalyst，Macromolecules，43(13)：5589-5594 (2010)

5)

Masaki Tamaki*，Tsukasa Taguchi*，Soichi Nakabayashi*，Kota Mori*，Yoshikazu Kitajyo*，Ryosuke
Sakai，Toyoji Kakuchi*，Toshifumi Satoh*：Hyper-branched 5,6-glucan as reducing sugar ball， Polymer
Chemistry，1(1):82-92 (2010)

6)

Ryohei Kakuchi*，Ryotaro Shimada*，Yasuyuki Tago*，Ryosuke Sakai，Toshifumi Satoh*，Toyoji
Kakuchi*：Pendant structure governed anion sensing property for sulfonamide-functionalizedpoly(phenylacetylene)s bearing various α-amino acids，Journal of Polymer Science，Part A: Polymer
Chemistry，48(8)：1683-1689(2010)

7)

Ryosuke Sakai，Takafumi Yonekawa*，Issei Otsuka*，Ryohei Kakuchi*，Toshifumi Satoh*，Toyoji
Kakuchi*：Host-guest complexation-triggered chiroptical change of poly(phenylacetylene)s bearing
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Chemistry，48(5)：1197-1206(2010)

8)

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9)

Zheng Li*，Samuel Oppong Kyeremateng*，Keita Fuchise*，Ryohei Kakuchi*，Ryosuke Sakai，Toyoji
Kakuchi*，Joerg Kressler, *：Aggregation Behavior of Poly(N-isopropylacrylamide) Semitelechelics witha Perfluoroalkyl Segment in Water, Macromolecular Chemistry and Physics，210(24)：2138-2147(2009)10)

Masaki Tamaki*，Tsukasa Taguchi*，Yoshikazu Kitajyo*，Kenji Takahashi*，Ryosuke Sakai，Toyoji
Kakuchi*，Toshifumi Satoh*：LCST-type liquid-liquid and liquid-solid phase transition behaviors ofhyperbranched polyglycerol bearing imidazolium salt，Journal of Polymer Science，Part A: Polymer
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Keita Fuchise*，Ryohei Kakuchi*，Sung-Tso Lin*，Ryosuke Sakai，Shin-ichiro Sato*，Toshifumi Satoh*，
Wen-Chang Chen*，Toyoji Kakuchi*：Control of thermoresponsive property of urea end-functionalizedpoly(N-isopropylacrylamide) based on the hydrogen bond-assisted self-assembly in water, Journal of
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Shigeaki Abe*，Daisuke Hayashi*，Tsukasa Akasaka*，Motohiro Uo*，Yoshinori Kuboki*，Fumio
Watari*，Tomoya Takada：Synthesis and Characterization of a Water-soluble Multi-walled Carbon
Nanotube and Its Biodistribution in Mice，Nano Biomedicine，1(2)：143-150 (2009)13)

Tomoya Takada，Shugo Ohshita*：Ab initio MO Study of Hydrogen Bonding and Spectral Characteristics
of HCN-H2O-HCN Trimer: Comparison between Dimer and Trimer, Journal of Computer Aided
Chemistry，11：36-43 (2010)[一般人文科]1)

神林勲*，森田憲輝*，木戸聡史*，木本理可，日下部未来*，内田英二*，武田秀勝*：中高年者を対象とした一過性の中強度有酸素運動が酸化ストレスと抗酸化指標に与える影響, 北方産業衛生，47：11-19(2009）2)

木本理可，神林勲*，塚本未来*，内田英二*，東郷将成*，武田秀勝*：一時的なビタミン C 経口
摂取が中高年者における中強度有酸素運動後の酸化還元状態に与える影響，北海道体育学研究，
45：11-18(2010）3)

日下部未来*，神林勲*，臼井夕貴*，高橋寿美子*，木本理可，武田秀勝*：高強度間欠的運動が血清総抗酸化能に与える影響，北海道体育学研究，44：1-7(2010）4)

倉持しのぶ：『海人娘子ありとは聞けど』―笠金村『神亀三年の印单野行幸歌』についての考察- 54 -

―，叙説，37：256-267(2010)

5)

Tadahiro Honjo：Hemingway and Africa in the 1930s: Portrayals of Africans and Hemingway's Racial
Consciousness，北海道アメリカ文学，26：44-59 (2010)6)

Yuko Mizuno： A Quantitative Analysis of Although Clauses in Naturally Occurring Discourse，北海道英語英文学，54：29-48 (英文学研究 支部統合号，2：35-54）(2009)[一般理数科]1)

長岡耕一：創造的技術者育成に関わる数学教育のあり方についての考察，論文集「高専教育」，
33:19-24(2010)

Ⅲ 学会シンポジウム（講演論文）
発表者名：演題名，学会名，シンポジウム名，開催場所：最初頁―最後頁（西暦発行年）[機械システム工学科]
1)

Makoto Miyazaki*, Kuniaki Sasaki*,Masaki Okada： Deformation process on magnetic pressure weldingof aluminum sheets, Proceedings of the 12th International Conference on Aluminium. Alloys,
Yokohama：1752-1756 (2010)2)

宮崎忠*, 佐々木邦哲*, 岡田昌樹: 電磁シーム圧接の変形過程に関するシミュレーション, 金属学会，軽金属学会第 117 回秋季大会講演概要，電気通信大学（調布市）: 73-74 (2010)3)

矢尾光*，後藤孝行：水門設計支援システムの開発，日本機械学会北海道学生会第 39 回学生員卒
業研究発表講演会，苫小牧高専：151-152 (2010)4)

松岡俊佑，日野善規*，市川周一*： Camellia 暗号回路の鍵固定によるハードウェア特殊化, 第９回情報科学技術フォーラム（FIT 2010), 九州大学伊都キャンパス：C-004 (2010)5)

横井直倫, 平田達也*, 相津佳永* : バイオスペックル血流イメージングにおける血流評価値の選
択, 日本光学会, 2009 年度日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2009), 朱鷺メッセ- 55 -

(新潟)：448-449 (2009)6)

平田達也*, 谷勝弘*, 西舘泉*, 横井直倫, 相津佳永* : 2 波長スペックル法による血流・濃度変化
同時イメージング：撮影条件の検討, 日本光学会, 2009 年度日本光学会年次学術講演会(Optics &Photonics Japan 2009), 朱鷺メッセ(新潟)： 520-521 (2009)7)

谷勝弘*，平田達也*，横井直倫，相津佳永*：近赤外バイオスペックル法による皮膚組織血流変化のイメージング，日本機械学会北海道支部，日本機械学会北海道支部第 48 回講演会講演概要
集，北海道大学：89-90(2009)8)

横井直倫，平田達也*，相津佳永*：バイオスペックル血流可視化法における時間分解能の改善，
応用物理学会北海道支部，第 45 回応用物理学会北海道支部／第 6 回日本光学会北海道支部合同
学術講演会講演予稿集，北海道大学：13(2010)9)

谷勝弘*，平田達也*，横井直倫，相津佳永*，：バイオスペックル血流イメージングによる生理学的変化の検出，応用物理学会北海道支部，第 45 回応用物理学会北海道支部／第 6 回日本光学会
北海道地区合同学術講演会講演予稿集，北海道大学：12(2010)10)

横井直倫，谷勝弘*，平田達也*，相津佳永*：バイオスペックル血流イメージングにおける空間分解能の改善，応用物理学会，第 57 回応用物理学関係連合講演会講演予稿集，3，東海大学湘单
キャンパス(平塚)：134(2010)11)

谷勝弘*，平田達也*，横井直倫，相津佳永*：スペックル血流・濃度イメージングによる経皮的
生理計測の試行，応用物理学会，第 57 回応用物理学関係連合講演会講演予稿集，3，東海大学湘单キャンパス(平塚)：130(2010)12)

谷勝弘*，前田貴章*，島谷祐一*，横井直倫，相津佳永*：スペックル血流・血液濃度変化イメー
ジングによる麻酔下ラット血行動態の計測，日本光学会，2010 年度日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2010)，中央大学：436-437(2010)[電気情報工学科]
1)

井口傑，楠悟史*：PSO を用いた発電機経済負荷配分に関する一考察，電気学会，平成 22 年度電気情報関係学会北海道支部連合大会，北海学園大学工学部，49：(2010)2)

柴山侑子*，上田瑛久*，田口健治*，柏達也*，川村武*，大島功三：ビル透過波を考慮した交差- 56 -

点における 700MHz 帯 FDTD 電波伝搬解析，電気学会，電磁界理論研究会，沖縄， EMT-09-137：
85-90( 2009)3)

柴山侑子*，上田瑛久*，田口健治*，柏達也*，川村武*，大島功三：車車間通信を目的とした交差点における 700MHz 帯 FDTD 電波伝搬解析，ITSJapan，第 8 回 ITS シンポジウム，広島：119-124(2009)

4)

松田大樹*，田口健治*，柏達也*，川村武*，大島功三：住宅地交差点における 700MHz 帯 FDTD
電波伝搬解析，電子情報通信学会総合大会(仙台)，C-1-18：(2010)5)

松田大樹*，今井卓*，田口健治*，柏達也*，大島功三，川村武*：住宅地交差点における 700MHz
帯 FDTD 電波伝搬解析，電子情報通信学会，アンテナ伝播研究会(北見)，AP2010-43：31-35( 2010)6)

森下隆司*，今井卓*，田口健治*，柏達也*，川村武*，大島功三，栗林裕*，小松覚*：UHF 帯における自動車搭載アンテナの近傍界・遠方界に関する一検討，電子情報通信学会，アンテナ伝播研究会(北見)，AP2010-44：37-40(2010)

7)

K. Taguchi*，Ｓ. Imai*，T. Kashiwa*，K. Ohshima，T. Kawamura*：FDTD Simulation of Electromagnetic
Wave Propagation in 700MHz Band at Intersection for Inter-Vehicle Communications，IWMST2010，
Paper ID 00005, Kitami：(2010)8)

S. Miyai*，K. Ohshima，M. Muramoto*，S. Imai*，K. Taguchi*，T. Kashiwa*：On the Direction of Arrival
Estimation Method Using an Genetic Algorithm，IWMST2010，Paper ID:00008，Kitami：(2010)9)松田大樹*, 今井卓*，田口健治*，柏達也*，大島功三，川村武*：FDTD 法を用いた住宅地交差点における電波伝搬特性解析， 電子情報通信学会ソサイエティ大会(大阪)，C-1-30：(2010)10)

森下隆司*，今井卓*，田口健治*，柏達也*，川村武*，大島功三，栗林裕*，小松覚*：UHF 帯自動車搭載アンテナにおける近傍界・遠方界に関する一検討，電子情報通信学会ソサイエティ大会(大阪)，C-1-34：(2010）11)

内村隼一*，大島功三，村本充*，今井卓*，田口健治*，柏達也*：MUSIC 法を用いた近傍波源における到来方向推定に関する一検討，
平成 22 年度電気･情報関係学会北海道支部連合大会(札幌)，
78(2010)

12)

池田和男*，大島功三，村本充*，今井卓*，田口健治*，柏達也*：GA を用いた近傍波源における到来方向推定に関する一検討, 平成 22 年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会(札幌) ：- 57 -

79( 2010)13)

森下隆司*, 今井卓*, 田口健治*, 柏達也*, 川村武*, 大島功三：車車間通信を目的とした自動車
搭載アンテナにおける近傍界・遠方界境界に関する一検討，平成 22 年度電気･情報関係学会北海道支部連合大会(札幌) ：98 (2010)14)

松田大樹*，今井卓*，田口健治*，柏達也*，大島功三，川村武*：住宅地交差点における 700MHz
帯 FDTD 電波伝搬シミュレーション，平成 22 年度電気･情報関係学会北海道支部連合大会(札幌)：99(2010)15)

佐藤亮人*，今井卓*，田口健治*，柏達也*，川村武*，大島功三：FDTD(2,4)法を用いた交差点
電波伝搬解析，平成 22 年度電気･情報関係学会北海道支部連合大会(札幌)：100(2010)16)

松田大樹*，小野寺翼*，今井卓*，田口健治*，柏達也*，川村武*，大島功三：レイトレーシング法を用いた交差点における電波伝搬特性解析，
平成 22 年度電気･情報関係学会北海道支部連合大会(札幌)：101(2010)17)

宮井就平*，大島功三，村本充*，今井卓*，田口健治*，柏達也*：GA を用いた到来方向推定における交叉手法の比較検討，平成 22 年度電気･情報関係学会北海道支部連合大会(札幌)：
102(2010)

18)

笹岡久行，井口傑：見える自学自習用学習教材プロジェクトの取り組みについて，高専情報処理
教育研究発表会，長岡技術科学大学，高専情報処理教育研究発表会講演論文集第 30 号：
150-152(2010)

19)

Hisayuki Sasaoka：Approach for Soccer Agent Actions' Acquiring Method of RoboCup Soccer
Simulation using Ant Colony Optimization，The 20th Symposium on Intelligent Systems & International
Symposium on Intelligent System (FAN 2010 in conjunction with iFAN2010)，首都大学東京单大沢キャ
ンパス，Proc. of The 20th Symposium on Intelligent Systems OS-9-51 (in electrical proceedings)：(2010)

20)

笹岡久行：ACO を用いたマルチエージェントにおける行動獲得手法，平成 22 年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会，北海学園大学工学部（山鼻キャンパス），平成 22 年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集（CD-ROM）：194(2010)

21)

Hisayuki Sasaoka：Proposal of Acquiring Method for Agents' Actions using Ant Colony Optimization，Joint Agent Workshop & Symposium 2010 & International Joint Agent Workshop & Symposium 2010

- 58 -

(JAWS 2010 in conjunction with iJAWS 2010)，新富良野プリンスホテル，Proc. of Joint Agent
Workshop & Symposium 2010 Session M-4 (in electrical proceedings)：(2010)22)

篁耕司，井口傑，大島功三，小山貴夫，舟木聡：「考えさせる」創成教育の取り組み－予算 1 万円での発電機の作製－，日本工学教育協会，平成 22 年度工学・工業教育研究講演会講演論文集，
仙台：164-165(2010)23)

篁耕司，沼田ゆかり，石垣剛，津田勝幸：フィードバックしやすい「学生による授業評価」アン
ケートの取り組み－6 年間の継続実施による授業改善効果－，
平成 22 年度高専教育講演論文集，
長岡：15-18(2010)[制御情報工学科]1)

阿部晶，笹森和典*：ニューラルネットワークを用いた天井クレーンの振れ止め制御, 第 10 回計測自動制御学会制御部門大会，熊本大学工学部，CD-ROM：(2010)

2)

阿部晶，伊藤周太郎*：進化計算による巻き上げ機構を有する天井クレーンの振れ止め制御，日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 2010，旭川大雪アリーナ，DVD：(2010)

3)

阿部晶，
小椋数馬*：ニューラルネットワークによるフレキシブルマニピュレータの省エネルギー
軌道計画，日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 2010，旭川大雪アリーナ， DVD：
(2010)

4)伊藤周太郎*，阿部晶：ソフトコンピューティングを用いた天井クレーンの振れ止め制御，日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2010，同志社大学京田辺キャンパス，CD-ROM：(2010)

5)

小椋数馬*，阿部晶：多目的最適化によるフレキシブルマニピュレータの省エネルギー軌道計画,
日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2010，同志社大学京田辺キャンパス，CD-ROM：(2010)

6)

阿部晶，小倉美聡*：ケーブル長の操作による振り子の振動制御，日本機械学会 Dynamics andDesign Conference 2010，同志社大学京田辺キャンパス，CD-ROM：(2010)

7)

Akira Abe，Kazuma Komuro*：Trajectory Planning for Saving Energy of a Flexible Manipulator Using
Soft Computing Methods，International Conference on Control, Automation and Systems 2010，KINTEX
4) (Korea)：1462-1467(2010)- 59 -

8)

三島結花*，小川泰代*，大柏哲治：大根積み込み装置自動化に関する研究，日本機械学会北海道支部学生会学生員卒業研究発表講演会，苫小牧高専：355-356(2010)9)長岡裕子*，小川泰代*，三島結花*，大柏哲治：大根引き抜き装置自動化に関する研究，日本機
械学会北海道支部学生会学生員卒業研究発表講演会，苫小牧高専：357-358(2010)10)

大柏哲治，石井誠士*，三島結花*：大根積み込み装置自動化に関する研究，日本機械学会北海道支部第４９回講演会，北海道工業大学：165-166(2010)11)

別役厚徳*，佐竹利文，林朗弘*，原槙真也*：生物型ロボットの運動学計算，精密工学会，精密工学会春季学術講演会講演論文集，2010S，埻玉大学：D76(2010)12)

久保稔*，富永潤*，林朗弘*，原槙真也*，佐竹利文：動力学を考慮した一軸慣性系モデルによる機械システムの制御－各軸による相互影響について－，精密工学会，精密工学会春季学術講演会
講演論文集，2010S，埻玉大学：D64(2010)13)

西本宇伸*，相田俊*，林朗弘*，原槙真也*，佐竹利文：多様な動作状況に対応できる柔軟な運動
学計算モデルの構成法，精密工学会，精密工学会春季学術講演会講演論文集，2010S，埻玉大学：
D69(2010)

14)

別役厚徳*，佐竹利文，林朗弘*，原槙真也*：生物型ロボットの運動学計算システム，機械学会，
ロボティクス・メカトロ二クス講演会１０講演論文集，2A2-G09，旭川大雪アリーナ：(2010)15)

相田俊*，林朗弘*，佐竹利文，原槙真也*：マルチエージェント概念を用いたマニピュレータの運動学計算モデルに関する研究，機械学会，ロボティクス・メカトロ二クス講演会１０講演論文集，2A2-G10，旭川大雪アリーナ：(2010)16)

西本宇伸*, 林朗弘*，原槙真也*, 佐竹利文：多様な動作状況に対応できる柔軟な運動学計算モデ
ルの構成法，機械学会，ロボティクス・メカトロ二クス講演会１０講演論文集，2A2-G11，旭川
大雪アリーナ：(2010)17)

富永潤*, 林朗弘*，原槙真也*, 佐竹利文：回動一軸慣性系モデルによるマニピュレータの制御に関する研究，機械学会，ロボティクス・メカトロ二クス講演会１０講演論文集，2A2-G12，旭川
大雪アリーナ：(2010)18)

西本宇伸*, 林朗弘*，原槙真也*, 佐竹利文：多様な動作状況に対応できる柔軟な運動学計算モデ
ルの構成法，精密工学会，精密工学会秋季学術講演会講演論文集，Vol. 2010A (2010)，K01，名- 60 -

古屋大学：（2010）

19)

相田俊*，林朗弘*，佐竹利文，原槙真也*：マルチエージェント概念を用いたマニピュレータの運動学計算モデルに関する研究，精密工学会，精密工学会秋季学術講演会講演論文集，Vol. 2010A(2010)，K19，名古屋大学：（2010）

20)

富永潤*, 林朗弘*，原槙真也*, 佐竹利文：回動一軸慣性系モデルによるマニピュレータの制御に関する研究 精密工学会，精密工学会秋季学術講演会講演論文集，Vol. 2010A (2010)，K24，名古屋大学：（2010）

21)

野村啓太*，別役厚徳*，佐竹利文，林朗弘*：局所運動学によるヒューマノイドモデルの運動学
計算，精密工学会，精密工学会北海道支部学術講演会講演論文集，北海道工業大学：65-66(2010）22)

丸山翼*, 戸村豊明 : 拡張現実感を用いた NUI アプリケーションの開発, 精密工学会, 2010 年度
精密工学会春季大会学術講演会講演論文集, 埻玉大学：339-340(2010)23)

丸山翼*, 戸村豊明 : NUI への拡張現実感の応用,日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部
門, 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 2010 講演論文集, 旭川大雪アリーナ：
2P1-B19 1-4(2010)24)

丸山翼*, 戸村豊明 : 拡張現実感と手の形状モデルを用いた NUI アプリケーションの開発, 精密工学会, 2010年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集, 名古屋大学：435-436 (2010)25)

中村基訓，アグススバギョ*，末岡和久*：エンドコンタクト型 CNTFET における電気特性評価，
第 71 回応用物理学会学術講演会，講演番号 15a-ZK-3，長崎大学：（2010）

26)

武田晴治*，福田佳祐*，惠淑萍*，中村基訓，石井睦*，武笠幸一*，末岡和久*，千葉仁志*：カー
ボンナノチューブ電極を利用した過酸化脂質の測定，日本臨床化学会 第 50 回日本臨床化学会
年次学術集会，山梨県民文化ホール：（2010）

27)

小玉翔*, 堀川紀孝：薄肉の球状黒鉛鋳鉄の組織・強度と鋳造シミュレーションによる冷却速度との相関，平成 22 年度鋳造工学会北海道支部講演会，札幌：(2010)28)

堀川紀孝, 鮫島大湖*, 中村孝*, 小熊博幸*：薄肉の球状黒鉛鋳鉄の疲労強度に及ぼす鋳肌形状の影響，日本材料学会第 59 期学術講演会，札幌：(2010)29)

小玉翔*, 堀川紀孝：薄肉の球状黒鉛鋳鉄の肉厚および鋳造方案による組織の変化とシミュレー- 61 -

ションによる冷却速度との相関，鋳造工学会第 157 回全国講演大会，札幌：(2010)[物質化学工学科]1)

島田遼太郎*，堺井亮介，佐藤敏文*，覚知豊次*：ウレア基修飾ポリ (p-フェニレン) によるアニオンの蛍光検出，第 59 回高分子討論会，札幌：（2010）

2)

Sakai, Ryosuke，Sakai, Naoya*，Satoh, Toshifumi*，Zhang, Afang*， Kakuchi, Toyoji*：“ColorimetricAnion Detection with Poly(phenylacetylene) Bearing L-Lysine-Derived Dendrons as Pendants” Molecular
Chirality 2010, Sapporo：(2010)3)

渕瀬啓太*，堺井亮介，鳴海敦*，佐藤敏文*，川口正剛*，覚知豊次*：スーパーブレンステッド酸を触媒とした N,N-ジメチルアクリルアミドのグループトランスファー重合，第 59 回高分子学会年次大会，横浜：（2010）

4)牧口孝祐*，辻洋輔*，千葉香織*，堺井亮介，佐藤敏文*，覚知豊次*：リン酸エステル触媒を用いた ε-カプロラクトンのリビングカチオン重合，第 59 回高分子学会年次大会，横浜：（2010）

5)

北門惇介*，千葉香織*，渕瀬啓太*，堺井亮介，佐藤敏文*，覚知豊次*：プロアザフォスファト
ランを触媒に用いたメタクリル酸メチルのグループ移動重合，第 59 回高分子学会年次大会，横浜：（2010）

6)

三坂英樹*，堺井亮介，佐藤敏文*，覚知豊次*：フォスファゼン塩基を用いたスチレンオキシドのアニオン開環重合，第 59 回高分子学会年次大会，横浜：（2010）

7)

佐藤敏文*，田巻匡基*，田口圭*，加我晴生*，堺井亮介，覚知豊次*：高度に分岐したポリ(2-ヒドロキシメチルオキセタン)の合成と特性，第 59 回高分子学会年次大会，横浜：（2010）

8)

柴崎拓也*，島田遼太郎*，多胡泰之*，堺井亮介，佐藤敏文*，覚知豊次*：アミノ酸由来アミド基を有するポリ (フェニルアセチレン) のアニオン比色検出能，第 59 回高分子学会年次大会，
横浜：（2010）

9)

酒井直哉*，堺井亮介，佐藤敏文*，Zhang Afang*，覚知豊次*：側鎖に L-リシン由来デンドロンを有するポリ(フェニルアセチレン)の合成とアニオン認識能，第 59 回高分子学会年次大会，横浜：（2010）- 62 -

10)

長井敦*，岡出翔太*，多胡泰之*，堺井亮介，佐藤敏文*，覚知豊次*：側鎖にウレア基を有するポリ (フェニレンブタジイニレン) の合成とアニオン検出能，第 59 回高分子学会年次大会，横浜：（2010）

11)

佐藤敏文*，伊原良介*，福岡萌*，渕瀬啓太*，三坂英樹*，堺井亮介，覚知豊次*：アセチレンおよびアジド末端を有するポリヘキシルイソシアネートの精密合成，
第 59 回高分子学会年次大会，
横浜：（2010）

12)

杉本敬祐，千田美紀*，笠井大輔*，政井英司*，福田雅夫*，千田俊哉*：Crystal structure of Extradiol
Type dioxygenase (Type II) DesB, 第 10 回日本蛋白質科学会年会, 札幌：2P-080(2010)13)

阿部薫明*，磐寺信喜*，伊藤佐智子*，大口郁子*，赤坂司*，宇尾基弘*，久保木芳徳*，亘理文
夫*，林大輔*，高田知哉，米澤徹*：各種マイクロ・ナノ粒子の体内動態の可視化と生体への影
響，ナノ・バイオメディカル学会第２回大会，大阪：17(2010）14)

阿部薫明*，林大輔*，伊藤佐智子*，大口郁子*，赤坂司*，宇尾基弘*，亘理文夫*，高田知哉：
有機マイクロ/ナノ粒子の体内循環挙動の追跡、第２２回代用臓器・再生医学研究会総会、札幌：
2(2010）15)

Shigeaki Abe*， Emi Yamatoya*， Tomoki Ishida*， Daisuke Hayashi*，Ikuko Ohguchi*， Tsukasa
Akasaka*，Motohiro Uo*， Fumio

Watari*，Tomoya Takada： Controlled Mineralization Using

Biomimetic Macromolecules with an Active Center Analogue of Carbonic Anhydrase, 6th Singapore
International Chemical Conference, Singapore：P038(2009)16)

岩原恵太*，高田知哉，宮越昭彦：エトリンガイトの加熱処理条件とリン,フッ素の吸着特性,化学系学協会北海道支部 2010 年冬季研究発表会,札幌：2B24(2010)17)

高田知哉，田地川浩人*：シリカゲル表面のメチルラジカルの電子構造：DFT 法によるアプロー
チ，化学系学協会北海道支部 2010 年冬季研究発表会，札幌：31(2010)18)

高田知哉，廣川康夫*，畑中恵*：紫外線に対する発色剤含有 PVA フィルムの応答特性，化学系
学協会北海道支部 2010 年冬季研究発表会，札幌：32(2010)19)

デーシャリン・サンティダー*，林大輔*，阿部薫明*，赤坂司*，宇尾基弘*，久保木芳徳*，亘理
文夫*，高田知哉：多層カーボンナノチューブへのカルボキシル基の導入率の評価，化学系学協会北海道支部 2010 年冬季研究発表会，札幌：34(2010)- 63 -

20)

林大輔*，阿部薫明*，デーシャリン・サンティダー*，赤坂司*，宇尾基弘*，久保木芳徳*，亘理
文夫*，高田知哉：カルボキシル基による多層カーボンナノチューブの表面修飾，親水性カーボ
ンナノチューブの作製，化学系学協会北海道支部 2010 年冬季研究発表会，札幌：33(2010)21)

藤井悠平*，楠原有紗*，大和谷恵美*，石田智毅*，阿部薫明*，赤坂司*，宇尾基弘*，亘理文夫*，
林大輔*，高田知哉：亜鉛錯体化合物による石灰化反応の制御，第５６回日本歯科理工学会学術講演会，岐阜：40(2010)22)

松本拓弥*，千葉誠，高橋英明：高温水中のアルミニウムおよびその合金の腐食挙動について，
化学系学協会北海道支部 2010 年冬季研究発表会，札幌：（2010）

23)

单任*，玉井宏和*，千葉誠：塑性応力下における銅表面の電極特性について，化学系学協会北海道支部 2010 年冬季研究発表会，札幌：（2010）

24)

馬場政也*，千葉誠：焼成ホタテ貝殻の光触媒能について，化学系学協会北海道支部 2010 年冬季
研究発表会，札幌：（2010）

25)

中山雄貴*，松本拓弥*，千葉誠，高橋英明：Cu2+ および Cl- イオンを含む高温水溶液中におけるアルミニウム合金の腐食挙動，表面技術協会第 122 回講演大会（東北大学），仙台：148(2010）26)

永井一輝*，富樫巌：凍結処理による微生物の殺菌方法の検討，化学会系北海道支部 2010 年冬季
研究発表会，講演要旨集，札幌：58（2010）27)

小野寺愛*，木下俊祐*，富樫巌：野生担子菌株の木材分解反応に対する固定化トリコデルマの阻害活性，化学会系北海道支部 2010 年冬季研究発表会，講演要旨集，札幌：108（2010）28)

本多信治*，富樫巌：旭川と留萌・増毛地域の空中浮遊糸状菌調査－環境微生物と農業用殺菌剤の関わり－，日本化学会北海道支部 2010 年夏季研究発表会，講演要旨集，函館：116（2010）29)

富樫巌：環境と人にやさしい木材保存技術の開発－木製土木資材の接地箇所の腐朽遅延を図る－，第 8 回全国高専テクノフォーラム，講演集，大分：28（2010）30)

坂田忠基*，古川英光*，沼田ゆかり：高強度化機能性バクテリアセルロースゲルの調製と物性評
価，セルロース学会第 17 回年次大会，徳島文理大学香川キャンパス：97(2010)31)

高谷勇介*，古崎睦：様々な金属薄膜の電磁波遮蔽効果，日本分析化学会北海道支部他，化学系
学協会北海道支部 2010 年冬季研究発表会，札幌：34(2010)- 64 -

32)

角幡大史*，菊池大貴*，宮越昭彦：誘電加熱を利用するメタンの高度転換プロセスの開発, 日本
化学会北海道支部夏季研究発表会，函館高専：(2010)33)

佐野良行*，淺原孔明*，宮越昭彦：メタンの直接芳香族化のための触媒開発 －触媒の水素処理と表面炭素析出種の関係について－，日本化学会北海道支部夏季研究発表会，函館高専 ：(2010)34)

黒蕨幸作*，
伊藤有加*，
宮越昭彦：マイクロ波を利用する木質素材由来活性炭の調製と吸着特性，
日本化学会北海道支部夏季研究発表会，函館高専 ：(2010)[一般人文科]1)

日下部未来*，神林勲*，北舘健太郎*，藤井創*，高橋寿美子*，臼井夕貴*，東郷将成*，木本理
可，
武田秀勝*： 低分子化ポリフェノールの経口摂取が血清一酸化窒素生成レベルに与える影響，
平成 21 年度北海道体育学会研究大会，北見工業大学：(2009)2)

塚本未来*，神林勲*，木本理可，武田秀勝*：電子スピン共鳴装置を用いた好中球活性酸素生成能の評価，第 22 回北海道スポーツ医科学研究会第 12 回日本体力医学会北海道地方会合同学術集会，北海道大学：(2010)3)

塚本未来*，神林勲*，東郷将成*，木本理可，武田秀勝*，郡俊志*，藤井博匡*：オリゴノールの基礎的特性の検討，第 18 回統合医療機能性食品国際会議，ホテルロイトン札幌：(2010)4)

木本理可，神林勲*，塚本未来*，東郷将成*，内田英二*，武田秀勝*：中強度一定負荷運動における運動中の総酸素摂取量と酸化ストレスの関係，第 65 回日本体力医学会大会，千葉商科大学：(2010)

5)

塚本未来*，神林勲*，木本理可，内田英二*，東郷将成*，武田秀勝*：動脈硬化指数（CAVI）と血清中の酸化 LDL 濃度および NO 生成レベルとの関係，第 65 回日本体力医学会大会，千葉商科大学：(2010)

6)

十河克彰：21 世紀に求められる英語，名寄地区高等学校英語研究協議会，名寄：(2010)7)

谷口牧子：高専低学年の知財教育に関する諸問題，日本知財学会第 14 回知財教育研究会，コラ
ボ産学官 in TOKYO：(2010)8)

谷口牧子：知財教育における課題の所在～法制度と行財政，日本知財学会第８回年次学術研究発- 65 -

表会知財教育分科会セッション，東京工科大学蒲田キャンパス：(2010)
谷口牧子：知財教育における技術と法の調和，日本知財学会第８回年次学術研究発表会，東京工9)科大学蒲田キャンパス：(2010)10)

根本聡：近世スウェーデン製鉄業と鉄貿易の諸問題—１７世紀スウェーデンの鉄商工業の諸形態と製鉄ブリュークの企業戦略，国際商業史研究会，京都府立大学：(2009)[一般理数科]1)

近藤真一：逆行列の計算方法の定着度について（その２），日本数学教育学会，第 92 回全
国算数・数学教育研究大会，新潟：510(2010)

2)

長岡耕一：
「問題解決型」の授業によるアポロニウスの円の指導，日本数学教育学会，第 92 回全
国算数・数学教育教育大会，新潟：497(2010)3)

川戸大輔*，野坂理仁亜*，早坂政寛*，青山陽子，梅田哲，津田勝幸：フッ素を有する新規エチ
ニルスチレン誘導体のラジカル重合特性およびポリマーの熱特性に関する研究，第 44 回高分子学会北海道支部研究発表会，札幌：O17(2010)

Ⅳ その他（総説・解説・評論等含む）[校長]
1)

高橋英明：表面技術協会創立６０周年を迎えて -アルミニウムアノード酸化研究のこれまでの足跡と将来への期待-, 表面技術, 61(2)：116-119(2010)[電気情報工学科]1)

笹岡久行：ANCT 2009 Rescue Simulation TeamDescription，The 12th International Conference on
Principles of Practice in Multi-Agent Systems（PRIMA 2009）, 名古屋国際会議場，RoboCup Games ポ
スターセッション発表：（2009）- 66 -

2)

笹岡久行：ANCT 2010 Rescue Simulation TeamDescription，RoboCup Japan Open 2010，大阪工業大学大宮キャンパス，ポスターセッション発表：（2010）

3)

笹岡久行：JICA トルコプロジェクト派遣業務報告書，トルコ国自動制御技術教育普及計画強化
プロジェクト報告書，独立行政法人国立高等専門学校機構：51-54(2010)[制御情報工学科]1)

堀川紀孝:鋳ぐるみによる異種材料の接合条件と鋳造シミュレーションの適用，日本鋳造工学会
第 157 回全国講演大会 技術講習会，札幌： (2010)[物質化学工学科]
1)

富樫巌：気軽に読める「微生物の小話講座」－その 7 冷蔵庫でキノコ栽培－，ウッディ エイ
ジ 2010 年 3 月号，679：1-4(2010）2)

沼田ゆかり：機能性バクテリアセルロースゲルの創製，Cellulose Communications, 17(2)：74-78(2010)3)

宮越昭彦：気相プラズマを利用する環境浄化材の作成とメタン高転換プロセスの開発, 第 2 回高専－技科大マテリアルサイエンスフォーラム, 豊橋技術科学大学：（2010）

4)

宮越昭彦：マイクロ波加熱特性を利用した高品位な炭素材料の作成と応用，第 2 回北海道地区高専テクノ・イノベーションフォーラム, KKR ホテル札幌：（2010）

5)

宮越昭彦：旭川高専 物質化学工学科の現状，豊橋技術科学大学平成 21 年度教育研究高専フォー
ラム, 豊橋技術科学大学：（2009）[一般人文科]1)

十河克彰：英語表現アラカルト：Do time 服役する，啓林館メールマガジン，
http://www.shinko-keirin.co.jp/koei/index.htm：(2009）2)

十河克彰：英語表現アラカルト：Leaving Japan with His Reputation Intact 大過なく日本を去る，啓- 67 -

林館メールマガジン， http://www.shinko-keirin.co.jp/koei/index.htm：(2009)
十河克彰：英語表現アラカルト：To Read between the Lines 行間を読む，啓林館メールマガジン，3)

http://www.shinko-keirin.co.jp/koei/index.htm：(2010)
十河克彰：英語表現アラカルト：Who‟s „You‟?ひと，人，ヒトの不思議，啓林館メールマガジン，4)

http://www.shinko-keirin.co.jp/koei/index.htm：(2010)
十河克彰：英語表現アラカルト：Your Chickens Come Home to Roost 身から出た錆，啓林館メール5)マガジン，http://www.shinko-keirin.co.jp/koei/index.htm：(2010)
十河克彰：英語表現アラカルト：To Chew the Cud 何度も何度も考える，啓林館メールマガジン，6)

http://www.shinko-keirin.co.jp/koei/index.htm：(2010)
十河克彰：英語表現アラカルト：It‟s Greek to Me チンプンカンプン，啓林館メールマガジン，7)

http://www.shinko-keirin.co.jp/koei/index.htm：(2010)
十河克彰：英語表現アラカルト：Lock 鍵 or 錠をかける？啓林館メールマガジン，8)

http://www.shinko-keirin.co.jp/koei/index.htm：(2010)
十河克彰：英語表現アラカルト： You Can‟t Take It with You あの世には何ももっていけない，啓9)

林館メールマガジン，http://www.shinko-keirin.co.jp/koei/index.htm：(2010)10)

十河克彰：英語表現アラカルト：You Can Cook Sashimi 刺身だって COOK することはある，啓林館メールマガジン, http://www.shinko-keirin.co.jp/koei/index.htm：(2010)11)

十河克彰：英語表現アラカルト：Cannibalize 共食いする/させる，啓林館メールマガジン，
http://www.shinko-keirin.co.jp/koei/index.htm：(2010)12)

十河克彰：英語表現アラカルト：Raise Your Pants ズボンをあげよ，啓林館メールマガジン，
http://www.shinko-keirin.co.jp/koei/index.htm：(2010)[一般理数科]1)

長岡耕一：「数学に対する学習意欲」について，数学共育会 研究集録 24：17-18(2010)- 68 -

Ⅴ 特許
出願者：出願名（西暦発行年）[物質化学工学科]
1)

Kakuchi, T.*，Satoh, T.*，Sakai, R.，Takagi, F.*，Yamanaka, M.*：Aqueous lubricant containing
hyperbranch polyglycerol PCT Int. Appl. (2010), WO 2010103681 A1 20100916.

覚知豊次*，佐藤敏文*，堺井亮介，高木史明*，山中雅巳*：水系潤滑剤特開 2010-215734(2010)2)

富樫巌：固定化トリコデルマの製造方法および木材保存方法（特願 2010-244604）(2010)- 69 -