平成２４年度 鶴岡工業高等専門学校 主催

第９回 技術発表会 プログラム
司会 ・ 進行 ：石田 克敏 （技術長）
鈴木 徹（１・３班長）

開会の挨拶

13:30

宮崎 孝雄

教授 （教育研究技術支援センター長）

基調講演

13:40 ～

本橋教授 （機械工学科長）

元『 マイクロ水力発電の可能性と実施例 』
休憩
技術発表（ 発表鈴木徹

１０分
14:35 ～

（１０分質疑 ５分））『 トラブルチケット・システムによる事案管理 』（技術第１班）

技術発表（ 発表

１５分

木村 英人

14:50 ～

『 人のハンドリングを模した揺動機構による振動測定装置の開発 』

16:10 ～『 フィードバック制御型 ANC システムの試作 』（技術第１班）鈴木 大介

質疑 ５分）（技術第２班）

休憩
矢作 友弘

（１０分）

15:40 ～『 粉末Ｘ線回折分析～定性分析と定量分析～ 』

16:00 ～

『 有限長コイル表面上における磁束密度変化 』

16:20

宮崎 孝雄

（技術第３班）

石田 克敏（技術第２班）

閉会の挨拶

教授 （教育研究技術支援センター長）

日 時

平成２４年７月２７日（金）

会 場

１号館３階

大会議室

平成２４年度 鶴岡工業高等専門学校主催
第９回 技術発表会 概要
職

名

技術専門職員

氏

名

鈴木

題

名

トラブルチケット・システムによる事案管理

徹

No.1

１．はじめに
鶴岡高専総合情報センターは、教育用電算システム、学内LANシステムなどの情報システムを維持管理している。通常業務では日々対応を迫られる様々な事案（障害など）が発生する。こうした事案への対応を記録・整理し、グループ間での情報共有を効率化するためのツールとして「トラブルチケット・システム」を導入したので報告する。
２．トラブルチケット・システムとはトラブルチケット・システムとはチケット発行システムと呼ばれるシステムの一つである。図１にトラブルチケット・システムにおける事案処理の流れを示す。
チケット発行システムは、着手すべき事案が生じた際、関係者がその概要をシステムに対しメール等で登録すると、事案ごとに固有IDを有する電子チケットを発行する。
これを「トラブルチケット」もしくは「インシデントチケット」と呼ぶ。登録された事案はその時点で担当者未定の未解決チケットとして取り扱われる。問題解決に当たる担当者はWEBブラウザでシステムにアクセスし、そのチケットを取得し「Open（着手）」する。以降、チケットに関連づけられた事案について、発生から解決に至るまでの経緯・ステータスを、「Action（行動）」を起こした都度、逐次システムに書き入れていく。書き込んだ情報は時系列にスレッド形式で連なっていき、記事を関係者がWEBブラウザで
図 1 システムによる事案処理の流れ
閲覧・コメント・記事追記できるほか、情報が更新される度に、その内容が自動的にメールで関係者に送信され情報を共有できる。事案が解決するとチケットのステータスを「Resolved（解決）」に変更し、チケットを「Close（終了）」すると関係者に同報される。一度Closeした事案はいつでも閲覧できるほか、再Openすることもできる。チケット発行システムは事案管理のグループウェアである。
３．RequestTracker
採用したシステムは米国 Best Practical Solutions が開発した Request Tracker4.0

氏

名鈴木徹

No.2（以下RTと呼ぶ）である。RTに限らずチケット発行システムは海外ではポピュラーなシステ
ムだが、国内では検索サイトで情報検索してみる限り、余り活用事例がないようである。
４．RTのセットアップ
RTはいわゆるLAMP環境（Linux, Apache, MySQL, PHP）で動作する。具体的にはCentOS5.6,Apache2.2.3, MySQL5.0.77, PHP5.1.6の環境下でセットアップした。
５．RTの評価
現場では事案が発生すると、過去の類似事例への対応を調べて対処法を練ることが多々ある。RTは過去の事案について、いつ、誰が、何を、どう対処したのかに関して、短時間に有益な情報を提供してくれる。また、RTに書き込んだ情報・状態の更新は関係者に自動的に同報されるため、別途メール連絡をする手間が省ける。問題解決の途中で担当者が代わってしまったような場合でも、それまでの対処に関する記事を丹念に読めば、問題解決のために何がなされ、どういう結果になったのかが判るので、業務引継が滞りなくできる。さらに開発元や世界中のユーザグループから種々の機能拡張ツールが提供されており、それらを活用すると、例えば記事から知識ベースを構築したり、複数のレポートを1つの特定のインシデントにまとめたり、事案の傾向分析ができたりする。これらの点で非常に有益なツールである。
一方、実際に使用してみて、RT活用上の問題点は以下のようなものである。
(1)記事登録が思いの外大変事案が発生すると担当者は対応に追われ多忙になる。特に1つの事案は他の複数の事案に発展する場合が多く、一度に複数の事案対応を余儀なくされる。そうした対応に追われている時、自分のやったことをいちいち記事登録する作業が思いの外大変で、無駄な時間を浪費しているように感じることがある。
(2)情報の価値は、記事の質に極めて左右される
複数人が記事登録する時、それぞれの記事が簡潔明瞭、要点的確、客観的情報主体で記述されていない場合があり、情報の価値・質を著しく損なってしまう場合がある。
(3)日本語の技術情報が極めて少ない
国内での活用事例が少ないせいか、日本語の技術情報が極端に少なく、筆者の能力不足と相まって性能を十二分に引き出せていない。
６．おわりに現状、RT は何とか稼働に漕ぎ着けたものの基本機能のみを使用するに留まっている。恐らく有している能力の半分も引き出せていないであろう。その原因は第一に筆者の技術力不足であり、第二は RT に関する技術情報が英語主体で、筆者の英語力が劣っているために、有用な技術情報を RT に反映できないからである。RT ほど著名で世界中に多くのユーザを獲得しているシステムであれば、その潜在能力を引き出せれば相当いろいろなことができるであろう。また、その活躍の場は職域、部署を選ばず、いろいろな現場で活用できる。
今後日本でもこうしたシステム活用が一般的となり、より多くの情報が提供され、ユーザ同士の情報交換できるようになれば、と期待している。

平成２４年度 鶴岡工業高等専門学校主催
第９回 技術発表会 概要
職名

技術職員氏

名

木村題

名

人のハンドリングを模した揺動機構による振動測定装置の開発

英人

No.1

１．緒 言
現在、パーソナルコンピュータをはじめとするIT機器等で、冷却を目的に小型軸流ファンが使用されている。小型軸流ファン製造ラインの品質検査工程では、完成品検査の合否を検査員による官能検査によって判別している。この官能検査は、ファンの微妙な音の違いや振動の違いを正確に診断するために多くの経験を必要とし、検査員の体調や精神状態によってその判断に個人差が生じてしまうことがある。これらの検査工程における問題点を改善するためには、小型軸流ファンの音響・振動レベルと品質を定量的に診断できる計測装置の開発が求められている。
本研究では、人のハンドリングを模した揺動機構を製作し、小型軸流ファンの駆動中における振動加速度の測定を行うことで検査レベルの定量化を図り、不良品の選別に応用することを目的とした。
２．実験装置および方法
２－１ 回転揺動機構について現場における検査員は小型ファンを官能検査する際に、ファンフレームの側面の二カ所を保持し、手首を回しながら耳元近くで聴感と触感により診断を行っているのが観察された。この検査員が行うハンドリングを模した揺動機構を製作し、この機構を用いたファンの振動計測を行った。図１に示す回転揺動機構では二次元のフリージンバル機構に固定されたファンの回転軸中央の一点を中心に、ボールジョイントで接続されたフリージンバル機構の揺動軸(Ｌ ２ )をモータに接続された駆動軸(Ｌ １ )でモータ軸回りに回転すること
図１ 回転揺動機構
で、検査員のハンドリングと同等の動きでファンが揺動される。計測点を固定し比較を行うため、揺動装置の駆動にはス
表１ 実験条件
テッピングモータを用いた。揺動装置に固定されたファンのθ ＝30° θ ＝45°
水平面からの傾斜角θは、駆動軸と揺動軸の寸法を適宜設計
Ｌ１[mm]
50.070.7することで決まる。本実験では表１に示したように傾斜角θ
Ｌ２[mm]
100.0
100.0
Ｌ３[mm]
86.670.7を30°と45°の2条件で行った。
２－２ 実験方法
実験に使用した小型軸流ファンはブラシレスDCモータ駆動の5枚羽根である。実験では加速度ピックアップをファンフレーム排気面中心付近とファンフレーム側面中央に取り付けて、それぞれ軸方向と径方向の振動加速度の計測を行った。計測対象には検査員によって選別された振動の大きさが異なる5つのサンプルファンを用意し、振動加速度レベルが大きくなる順に呼び番号を#9701、#9702、#9703、#9704、#9705としている。
振動測定ではステッピングモータの駆動角度を45°刻みに設定し、0°～315°まで8点を各傾斜角(30°、45°)で計測した。計測にあたり、ファンは全て定格回転数(3400rpm)に

氏

名

木村英人

No.2なるように入力電圧を調整し、また外部からの暗振動を避けるために装置は厚さ15mmの振動吸収材を敷いた鋳鉄製の定盤の上に設置されている。計測装置はリオン社製の振動計、振動加速度スペクトルおよびO.A.値を得るためのFFT解析装置には小野測器社製のFFTアナライザを使用した。
３．実験結果測定結果の比較には、計測した振動加速度信号のO.A.値、ならびに卓越周波数における振動加速度レベルを用いた。ファンの傾斜角θ＝30°、45°とした時のモータの角駆動角における各サンプルファンのO.A.値の偏差（最大値と最小値の差）、および各ピークレベルの偏差を求め、比較を行った。
図２は振動加速度レベルのO.A.値の偏差を求めてグラフにしたものである。図に示したように、#9701、#9702では偏差が傾斜角に関係なく全体的に小さい。これに比べ、#9703、#9704、#9705では傾斜角45°で軸方向、径方向ともに偏差が大きくなっている。このことから、傾斜角は30°よりも45°の方が振動加速度レベルの変化が大きいため、検査の自動化には良いと考えられる。また、#9703、#9704、#9705は、#9701、#9702に比べ振動が大きいので、本揺動装置による振動加速度レベルの偏差を比較することで、製品ファンの品質診断の判別が可能と考える。
図３は振動加速度スペクトルの第１次ピーク周波数における振動加速度レベルの偏差を示している。軸方向のレベルの偏差は、傾斜角による影響は少ない。これに比べ、径方向では傾斜角30°と45°で偏差は、ファンの振動が大きいものほど大きくなる傾向を示している。このことから、ファンのアンバランスが原因の振動については、この第１次ピークの偏差を求めることでファンの振動の大小の判定が行えると考えられる。同様に、第２次ピーク周波数、第３次周波数における振動加速度レベルの偏差を求めたが顕著な比較結果は得られなかった。

図２

O.A.値での偏差

図３ 第１次ピークでの偏差４．結 言
ファンを揺動傾斜することで振動加速度レベルに変化を与えられることを実験により数値で示した。その結果、振動加速度信号のO.A.値の偏差および径方向の回転周波数に起因した第１次ピーク周波数における振動加速度レベルの偏差とファン振動との相関が認められた。

平成２４年度 鶴岡工業高等専門学校主催
第９回 技術発表会 概要
職

名

技術職員

氏

名

鈴木

題

名

フィードバック制御型ANCシステムの試作

大介

No.1

１．はじめに
近年，企業や教育現場，家庭にもコンピュータなどの精密機械が多用されているが，それらの機械から発せられる騒音が問題となっている．このような騒音の中でも低い周波数の騒音が不眠，頭痛，イライラ感など人体へのさまざまな悪影響を及ぼしている．従来のパッシ
ブ消音器は高い周波数の騒音を低減させるには有効な手段となるが，低い周波数の騒音を低減することが困難である．このため，騒音の苦情となりやすい低い周波数の騒音は ，ANC(Active Noise Control：能動騒音制御)システムが有効な手段となる．
ANC とは騒音に対して同振幅，逆位相の制御音を作り出し，騒音と足し合わせることによって騒音が低減されるという原理を用いている． ANC は，能動的に騒音を抑えることができるため，現在では工場の排気ダクトや自動車内におけるエンジン音やロードノイズの低減などにも応用されている．本研究では，排気ダクトやパソコンなどのファン等から放射される騒音が周期音であることと，精密機器の内部に参照マイクを設置するスペースが無い場合が多いことに着目し，周期音に有効でありシステムが単純であるフィードバック制御型
ANC システムを試作し，単一周波数の周期音に対し騒音制御を行った．
２．システム概要
ANCを実現するアルゴリズムには，消音フィルタの係数を修正するFX-LMSアルゴリズムが知られている．本研究では，FX-LMSアルゴリズムと学習同定法をフィードバック制御型ANCシステムに適用した．FX-LMSのフィルタ係数修正式を(1)式に示す．

Wk (n +1) = Wk (n ) +μ• e(n )• x ′(n－k )･･･(1)

k=0,1,2,･･･,K－1
μ：ステップサイズパラメータ K：フィルタのタップ数
ここでのステップサイズパラメータμは重み係数であり，10-14 とした．この数値は実験的に求めたものとなっている．
学習同定法(FX-NLMS)のフィルタ係数修正式は(2)式に示す．

Wk (n + 1) = Wk (n ) +μ′• e(n )• x ′( n－ k )･･･(2)ただし，μ′=aS+A

S = β• S( －1) + x 2( n )β=0.999 A=10000.0 α=0.001 k=0,1,2,･･･,M－1

M：フィルタのタップ数

ここでの各パラメータβ，A，αは定数である．この数値は実験的に求めたものとなっている．

氏

名鈴木大介

No.2

３．実験方法図 1 に ANC システムのブロック図を示す．DSP ボードには，TEXAS INSTRUMENTS
社製 TMS320C6713DSK を用いた．ここで，ローパスフィルタのカットオフ周波数は2.0[kHz]である．発振器で生成した信号をスピーカに入力し，半無響音室内にあるダクトに騒音として発生させる．その騒音をマイクロフォンによって検出し，検出したエラー信号を，ローパスフィルタを通して DSK に入力する．DSP 内部では適応フィルタの計算が行われ，制御信号が生成される．DSK からの出力を再度ローパスフィルタに通し，アンプを用いて信号を増幅させ制御スピーカから出力する．マイクロフォンからの信号を PC にも入力し，Realtime Analyzer でスペクトルを確認した．また，半無響音室とダクトは自作したものとなっている．用いたダクトは長さ 1500[mm]，幅 165[mm]，高さ 155[mm]のベニヤ製の角ダクトで，外部に遮音シートを貼り付けている．サンプリング周波数は 44.1[kHz]である．

図1 ANCシステムのブロック図
４．実験結果図 2 に FX-LMS アルゴリズムを用いて，ANC を OFF にした時と ON にした時の結果を示す．

(a)
図2

ANC-OFF(b) ANC-ON

ANC 前後のスペクトル変化（300 [Hz]時）

制御前のスペクトルで最も高いピークとなっているのが 300[Hz]である．このピークが下がることによって，減音効果が確認される．ANC を OFF にした時のピーク値は，－18.57[dB]である．ON にした時のピーク値は－31.13[dB]となった．よって 12.56[dB]の減衰が確認できた．
５．まとめ
フィードバック制御型 ANC システムの試作を行った．ANC システムを実現させるために，FX-LMS アルゴリズムと FX-NLMS アルゴリズムの 2 つのアルゴリズムを用いたプロ
グラムによって音の減衰を確認した．これにより，フィードバック制御による周期音の減音効果を確認できた．

平成２４年度 鶴岡工業高等専門学校主催
第９回 技術発表会 概要
職

名

技術職員氏

名

矢作

題

名

粉末Ｘ線回折分析～定性分析と定量分析～

友弘

No.1

１．はじめに本校設備にＸ線回折(XRD)装置がある(図１)。XRD 分析は、結晶性材料の分析に広く一般的に用いられている。その分析用途は、主に結晶性成分の定性分析であるが、定量分析のニーズも増加している。元素定量分析に比べると XRD による結晶相の定量分析は定量精度が低いが、元素分析では判断できない結晶相の定量が可能である。結晶相の種類や量はそれを含有する機能性材料の特性に影響を与えることが多く、結晶相を正確に把握図１することは大変重要である。

Ｘ線回折装置。

本発表では、初めに XRD 装置の概略と定性分析例を示し、次に現在取り組んでいる XRD 定量分析を紹介する。定量分析例として、光触媒材料として関心の高い二酸化チタン(TiO2)の多形定量分析(ルチル型 TiO2－アナターゼ型 TiO2)を示す。

２．X 線回折装置
実験に使用した XRD 装置は、(株)リガクの卓上型エックス線回折装置 MiniFlexⅡで、回折側にグラファイト単結晶モノクロメーターを備えている。Ｘ線管球は銅(Cu)ターゲットで管電圧-管電流は 30kV-15mA である。

３．定性分析
わたしたちの身近にある材料、塩や砂糖などのXRD パターンを測定した。それぞれの XRD パターンを粉末Ｘ線データベース ICDD-PDF と比較し、定性分析を行った (概要では省略させて頂きます)。

４．定量分析
Wako 製アナターゼ型 TiO2 には少量のルチルが混入していることが、定性分析により明らかになった(図２）。この中のルチル成分の含有量を以下の３つの定量手法により定量し比較した。なお、XRD 用標
準物質を提供しているアメリカ国立標準技術研究所(NIST)では、その標準物質の結晶相純度を近年明らかにしており、定量にはその XRD 用標準物質を用い、その純度も考慮した。

図２

Ｘ線回折パターン。

上段：Merck 製アナターゼ型 TiO2、中段：Wako製ルチル型 TiO2、下段：Wako 製アナターゼ型TiO2。Wako 製アナターゼ型 TiO2 にはルチルのパターンが現れている。

氏名矢作友弘

No.2(a)外部標準法
被検試料とその中のルチル成分は同一の化学組成 TiO2 である。このとき、成分含有量と回折線強度は比例関係になる。すなわち、純粋なルチルの回折強度と、被検試料中のルチル成分の回折強度を比較することにより、被検試料の中のルチル含有量を定量することができる。純粋なルチルとして NIST の標準物質 SRM674b 酸化チタン（NIST SRM674b TiO2）を用い、Wako 製アナターゼ型 TiO2 の中のルチル成分と純物質のルチルの最強線回折強度を比較して定量した。結果、Wako 製アナターゼ型 TiO2 中のルチルが成分は 7.1wt%であった。

(b)標準添加法
被検試料１重量に対しルチルの純物質を X 重量を添加して回折強度を測定する。試料に含まれるルチルの最強線回折強度を Im、アナターゼの最強線回折強度を In とすると、その回折強度比 Im/In は添加量 X に比例する。その近似直線の x 切片から被検試料中のルチル成分を定量することが出来る。純粋なルチルとして NIST SRM674b TiO2 を用い、Wako 製アナターゼ型 TiO2 に純物質を 10、20、30 wt%添加した。それぞれの回折強度比 Im/In を添加量X に対しプロットし、ルチル含有量を求めた。結果、Wako 製アナターゼ型 TiO2 中のルチル成分は 7.5wt%であった。

(c)リートベルト法
Wako 製アナターゼ型 TiO2 にルチル純物質として NIST SRM 674b TiO2 を 10、20、30 wt%添加し、XRD 測定を行った。リートベルト解析プログラム RIETAN-FP を用いて、リートベルト解析を実行し、ルチル、アナターゼ、非晶質成分を計算した。リートベルト解析中は結晶構造パラメータを文献値に固定した。解析の結果、Wako 製アナターゼ型 TiO2 には、ルチルが 9.3 wt%、アナターゼが 77 wt%、非晶質が 13 wt%となった(図３)。

５．まとめNIST 標準物質を添加したリートベルト法定量分析により、被検試料中のルチル、アナターゼ、非晶質を同時に定

ルチル
9.3 wt%非晶質
13 wt%量することができた。しかし、そのルチル定量値は外部標準法や標準添加法に比べると少し異なる。この理由は、外部標準法や標準添加法では回折角度が近接しているアナターゼの最強線とルチルの最強線だけを局所的に利用するのに対し、リートベルト法では全 XRD パターンを利用するためである。リートベルト法では全回折パターンを利用して、各成分の回折プロファイルを最適化しているため、より真値に近い定量値を与えていると推測する。今後は、アナターゼ‐ルチル‐非晶質の成分量を変えた試料を作成し定量分析することで、その正確さを検証する。

アナターゼ
77 wt%

図３ リートベルト法定量分析結果。

平成２４年度 鶴岡工業高等専門学校主催
第９回 技術発表会 概要
職

名

技術専門職員

氏

名

石田

題

名

有限長コイル表面上における磁束密度変化

克敏

No.1

１．はじめに
平成２２年度の第７回技術発表会で鋼管コイルの表面上における漏洩磁束に関する報告をしたが、今回、塩化ビニル管コイルについても実験を行ったので、その結果を報告する。
２．実験目的
直管コイルの表面上の磁束密度がコイル電流やコイル内に挿入する芯材の太さでどのように変化するか、また、それらとの関係を近似式で表せないか、ということを実験目的とした。
３．実験内容・方法
長さ50㎝の直管の塩化ビニル管と薄鋼電線管にＰＥＷ線を均一に巻いてコイルを作り、コイルに電流を流してコイルの表面上の磁束密度を測定した。また、コイル内に芯材を挿入した場合についても同様に測定し、比較検討した。
・ 塩化ビニル管 ： VU76㎜（外径 76㎜，内径 71㎜） VP30㎜（外径 38㎜，内径 31㎜）
・ 薄鋼電線管 ： Ｅ31㎜（外径 31.8㎜，内径 29㎜）
・ コイル巻線： ＰＥＷ線（2.0㎜φ） ，230〔回〕（一層巻 ）・ 芯材(SC鋼) ： 5㎜φ，9㎜φ，16㎜φ，28㎜φ，40㎜φ，50㎜φ，60㎜φ，70㎜φ(長さ50㎝）
４．実験結果ⅰ） VU76㎜管コイルにおけるコイル電流とコイル表面上の磁束密度の関係を第１図に、コイル断面積に対すると挿入芯材の占有率とコイル電流-磁束密度特性曲線近似式の傾きとの関係を第２図に示す。
ⅱ） VU76㎜管コイル内に挿入した芯材中心部とコイル表面上の磁束密度との関係を第３図に、芯材の占有率と芯材中心部－コイル表面磁束密度特性曲線近似式の傾きとの関係を第４図に示す。
ⅲ） 芯材の占有率と測定点－磁束密度特性曲線の近似式係数との関係を、VP30㎜管コイルについては第５図と第６図に、Ｅ31㎜管コイルについては第７図と第８図に示す。

氏

名

石田克敏

No.2５．まとめⅰ） 塩化ビニル管コイルにおける各測定点の磁束密度は、測定点22.5㎝を基準とした時の磁束密度の相対比Bは、ほぼ指数関数的に変化し、その関係は次式で近似できた。
・・・ （１）
但し、K１:係数K２:係数

X:測定点(22.5㎝に対する相対比)ⅱ） VU76㎜管コイルについて、コイル電流とコイル表面上の測定点22.5㎝における磁束密度は、ほぼ比例関係にあり、その傾きはコイル断面積に対する芯材の占有率の累乗に比例するような結果となった（第１図，第２図）。
ⅲ） VU76㎜管コイル内に挿入した芯材中心部の磁束密度とコイル表面上の測定点22.5㎝における磁束密度は、ほぼ比例関係にあり、その近似式の傾きはコイル断面積に対する芯材の占有率の累乗で近似できる結果となった（第３図，第４図）。
ⅳ） 塩化ビニル管コイルと薄鋼電線管コイルの（１）式の係数について、コイル断面積に対する芯材の占有率が 約50％以上では両方とも約 K１≒0.14、K２ ≒2.0 となり、50％以下では占有率が減少するに従って、K１ は減少し、K２ は増加する結果となった。また、その変化率は塩化ビニル管コイルの方が薄鋼電線管コイルよりも大きい結果となった（第５図～第８図）。

６．最後に今回の追加実験により、直管のVU76㎜管コイルについては、コイル内に挿入した芯材中心部の磁束密度からコイル表面上の磁束密度を推測できる関係が解明できたが、他の管径の塩化ビニル管コイルとの関係を解明するには、もう少し実験データが必要であると考えている。