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３

東京工業高等専門学校

研

究

報

43
第 45
（1）号

2011.122013.09

告書東京工業高等専門学校研究報告書

第45（1）号

目次

東京高専体育科の20年間の活動を振り返る …………………………………………… 古 屋 正 俊……
鈴 木 智 之― セレンディピティ的体験を求めて（その２）―
黒 田 一 寿1

X−Z駆動機構を用いたインチワーム式ピエゾステージの基礎的研究 ……………… 堤
村 井
山 崎

9

負荷機構を有する水晶振動子式力センサの基礎的研究……………………………… 堤
福 山
佐 藤

博
瑛

貴……
優
也

博 貴…… 15
聖 也
慶 武

ダイアフラムを応用した油圧式変位拡大機構による位置決め装置の基礎的研究……………… 堤福畠山山

博 貴…… 19
拓 也
稚 大

自動きさげ盤によるテクスチャ定盤面仕上げに関する基礎的研究………………… 堤
藤 本

博 貴…… 25
舜太朗

炭素繊維強化プラスチックによる自転車用チェーンスプロケットのシリコーンゴム型成形と実走評価……………… 木 村
堀之内
若 生

波型突き合わせ接着継手の接合部形状の最適化と引張強度向上の試み

風向急変時の翼周りの流れの挙動と流体力学的特性翔朋

南…… 29馬宏…………… 志 村
加賀見 拓
黒 崎

穣…… 35磨茂………………………………… 斉
岩
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三
高
志

翼周りの渦構造の違いが翼面上の境界層はく離と失速特性に及ぼす影響………… 斉
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村

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夫…… 39
哉
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村

夫…… 47哉
久旭穣作動流体の可視可を目的とした教材用スターリングエンジンの製作

灯油及びエタノールを代替燃料とした内燃機関の性能特性……………… 福 田 昌 了…… 57
筒 井 健太郎………………………… 青 柳 雄 大…… 61
筒 井 健太郎

Prototyping of a White Line Recognition System …………………………………… ニコ コスキマー…… 65
多羅尾進
and a Kinect Control System for Autonomus Mobile Robots

反応性スパッタリング法による太陽電池パッシベーション膜の作製と評価……… 伊 藤
川 又 由
大 山 昌

浩…… 71雄憲

生活習慣に応じた独居高齢者見守りシステムの開発と評価 ………………………… 山 口 祐 太…… 77
小 林 哲 也
― 社会実装プロジェクトの一つの試み ―青 木 宏 之キネクトセンサーを活用した自律走行ロボットの制御……………………………… 石 塚 裕 澄…… 81
ビレ シランパー
中 里 優 理青 木 宏 之土壌粒子に対する銅イオン, カルシウムイオン並びに水素イオンの ………………… 庄 司
倉 澤 裕
競争吸着のモデリング及び熱力学的解析

良…… 85己Research Reports of Tokyo National College of Technology No. 45 (1)CONTENTS
Masatoshi FURUYA …………A look back on 20 years of the Activities of Physical Education
Tomoyuki SUZUKI
at the Tokyo National College of Technology
Kazutoshi KURODA−The Serendipity Experience（Part 2）− …………………………………… 1

Hirotaka TSUTSUMI …………Basic Study of the Inch Worm Type Piezoelectric Positioning Stage
Yutaka MURAIwith X-Z Positioning Mechanisms …………………………………………… 9
Teruya YAMAZAKI

Hirotaka TSUTSUMI …………Basic Research of Quartz Crystal Type Force Sensor
Seiya FUKUYAMA
with a Load Support Mechanism ……………………………………………… 15
Yoshitake SATO

Hirotaka TSUTSUMI …………Basic Research of Positioning Stage with HydraulicTakuya FUKUYAMA
Displacement Expansion Mechanism Applied by Diaphram ……………… 19
Norihiro HATAKEYAMA

Hirotaka TSUTSUMI …………Basic Research of Finishing Method of the Textured Surface Plate
Shuntaro FUJIMOTO
Made by the Automatic Scraping Machine ………………………………… 25

Minami KIMURA ……………Development of Molding technology for Cabon Fiber
Shouma HORINOUCHI
Reinforced Plastics bicycle chain sprocket and real run evaluation ……… 29
Tomohiro WAKO

Jyo SHIMURA …………………A Trial on Improvement of Tensile Strength and Optimal
Takuma KAGAMI
Conﬁguration at Bonded Parts of Adhesively Waved Butt Joints ……… 35
Shigeru KUROSAKI

Sumio SAITO …………………Flow Behavior around the Blades and Aerodynamic Characteristics
Takuya IWAMURA
during Sudden Wind Shifts …………………………………………………… 39
Kazuya KODAMA
Junichi MIHARA
Masaaki TAKAHASHIJyo SHIMURA

Sumio SAITO …………………Eﬀects of the Diﬀerence in Vortex Structure formed aroundTakuya IWAMURAWind Turbine Blades on Boundary Layer Flow Separation
Gaku HIJIKATA
and Stall Characteristics ……………………………………………………… 47
Masaaki TAKAHASHIJyo SHIMURA

Masayoshi FUKUTA …………Production of Stirling Engine for Educational Visualization of
Kentaro TSUTSUIInternal Working ﬂuid ………………………………………………………… 57

Yudai AOYAGI ………………Performance Characteristics of an Internal Combustion Engine
Kentaro TSUTSUI
with Alternative Fuel Kerosene and Ethanol ……………………………… 61

Koskimaa NIKO ………………Prototyping of a White Line Recognition System
Susumu TARAO
and a Kinect Control System for Autonomus Mobile Robots …………… 65

Hiroshi ITO ……………………Preparation and characterization of surface passivation ﬁlm
Yoshio KAWAMATA
of silicon solar cells by reactive sputtering method ……………………… 71
Masanori OHYAMA

Yuta YAMAGUCHI …………Development and Evaluation of a Remote Monitoring System
Tetsuya KOBAYASHI
for the Single Elderly on the basis of Their Lifestyle
Hiroyuki AOKI−A Trial of Social Implementation Project− ……………………………… 77

Hirosumi ISHIZUKA …………Control of an Autonomous Mobile Robot Making Use of Kinect ………… 81
Ville SILLANPÄÄ
Yuri NAKASATO
Hiroyuki AOKIRyo SHOJI ……………………Modeling and thermodynamics analysis of adsorption of copper,
Hiroki KURASAWA
calcium and hydrogen ions to soil. …………………………………………… 85

東京工業高等専門学校研究報告書

1

第45（1）号，2013᧲੩㜞ኾ૕⢒⑼ߩ㧞㧜ᐕ㑆ߩᵴേࠍᝄࠅ㄰ࠆ
東京高専体育科の２
０年間の活動を振り返る̆ ࠮࡟ࡦ࠺ࠖࡇ࠹ࠖ⊛૕㛎ࠍ᳞߼ߡ((ߘߩ㧞)) ̆―セレンディピティ的体験を求めて（その２）―ฎደᱜବ, ㋈ᧁᥓਯ,㤥↰৻ኼ
古屋正俊*，鈴木智之*，黒田一寿*#NQQMDCEMQP[GCTUQHVJG#EVKXKVKGUQH2J[UKECN'FWECVKQP
A look backon 20 years of the Activities of Physical Education
CVVJG6QM[Q0CVKQPCN%QNNGIGQH6GEJPQNQI[at the Tokyo National College of Technology
6JG55GTGPFKRKV['ZRGTKGPEG 2CTV −The Serendipity Experience（Part 2）−/CUCVQUJK(747;#6QOQ[WMK57<7-+-C\WVQUJK-741&#
Masatoshi FURUYA, Tomoyuki SUZUKI, Kazutoshi KURODA$CUGF QPMG[YQTF̌UGTGPFKRKV[̍VJKU UVWF[RTQRQUGUVQKORTQXGCPFFGXGNQRVJG
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the Kunugida ForumNQQMKPI
which has
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practiced as extra-curricular activities through looking back on 20 years of its activities and reconﬁrming its
signiﬁcance.
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Keywords: serendipity,
extra-curricular activities, and Kunugida Forum㧝㧚ߪߓ߼ߦ

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2

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

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東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

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東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

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古屋，鈴木，黒田：東京高専体育科の20年間の活動を振り返る

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7（平成25年6月20日

受理）

8

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

東京工業高等専門学校研究報告書
第45（1）号，2013᧲੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞ⎇ⓥႎ๔ᦠ ╙45(1)ภ㧘2013

9

Ｘ−Ｚ駆動機構を用いたインチワーム式ピエゾステージの基礎的研究
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Basic Study of the Inch Worm Type Piezoelectric Stage with X−Z Positioning Mechanisms
Basic Study of the Inch Worm Type Piezoelectric Stage with X-Z Positioning Mechanisms

Hirotaka TSUTSUMI, Yutaka MURAI, Teruya YAMAZAKI             Hirotaka TSUTSUMI, Yutaka MURAI, Teruya YAMAZAKI

Inch worm type drive stage is used such as precision positioning machines in industrial application. In thisresearch, the inch worm type precious positioning stage driven by piezoelectric actuators was developed.

Inch worm type drive stage is used such as precision positioning machines in industrial application. In this research, the inch

Developedwas
composedof 4driven
positioning
mechanisms
include2 piezoelectric
actuatorsof them. And
worm type stage
precious
positioningstage
by piezoelectric
actuators
was developed.
Developed
stage each
was composedof 4
positioning
mechanism include
move theslider supported
linierguide.
The
displacement
performancepiezoelectric
positioning mechanisms
2 piezoelectric
actuatorsby
eachof them.
Andpositioning
mechanismmove the ofslidersupported
actuators
was evaluatedon the experiment.
X−Z positioning
mechanism
has parallelmechanisms,
andby linier guide.
The displacement
performanceTheof piezoelectric
actuators
was evaluatedon the linkexperiment.
The X-Z
cause
displacement
each
X and
direction. The
analysis of eachthe ofmechanism
was carriedout byusing
positioning
mechanism
has ofparallellinkZ mechanisms,
and design
cause displacement
X and Z direction.
The design
analysisthe
3 D
CAD software.
Finally,
displacement
was theperformed,
andexperiment
It was conﬁ
positioningof themechanism
was carriedout bytheusing
the 3 D CADexperimentsoftware. Finally,
displacement
wasrmedperformed,
and Itresolution
was positioning
2μm in 50resolution
micrometer
was confirmed
was stroke.
2Ǵm in 50 micrometer stroke.

Keywords::Inch
Piezoelectric
actuator,
Positioning
Keywords
Inchworm,
worm,
Piezoelectric
actuator,
Positioningߖࠆ㧚ߘߒߡ STEP㧟ߦ߅޿ߡ೎ߩ㧞ߟߩ㚟േᯏ᭴ࠍ ߪߓ߼ߦ

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Linear Motion Guide
Moving Unit

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X

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Step2

Step3

Step4

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Fig.1 Moving Principle of Inch Worm Type Positioning
System ࡇࠛ࠱ࠬ࠹࡯ࠫߩേ૞ේℂߣၮᧄ᭴ᚑ

Linear Motion Guide
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Stage Slider
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Surface Plateߚ࡝࠾ࠕࡕ࡯࡚ࠪࡦࠟࠗ࠼ࠍ㈩⟎ߔࠆ㧚േ૞ߪ STEP
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␹ᚭᄢቇ

Piezo-Electric
DeviceFig.2 Construction of Inch Worm Positioning System
include 4 Moving Mechanism

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）
᧲੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞ⎇ⓥႎ๔ᦠ 㧔╙ 45(1)ภ㧕ࠢ࡜ࡦࡊࠍߪߕߔ㧚ᦨᓟߦ STEP4 ߦ߅޿ߡ㧘ࠬ࡜ࠗ

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Theory✢ᒻ
6(Experiment)

4

Contraction
Expansion

2
0
-2

80V

-4

-20

0

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Experiment
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2

1μm

10

20
40
Applied Voltage[V]6080Fig.3 Piezoelectric Actuator Expansion Property
Correspond to Triangle wave form input ࿶㔚⚛ሶߩ․ᕈታ㛎

Xd
Z displacementⵝ⟎ࠍ㚟േߐߖࠆߚ߼ߩೋ╬Ბ㓏ߣߒߡ㧘㚟േᯏ᭴ߦౝ⬿ߐࠇࠆ࿶㔚⚛ሶߩ․ᕈࠍ⺞ߴ㧘ⶄᢙ࿁㚟േߦ߅ߌࠆ߫ࠄߟ߈⺋Ꮕ߅ࠃ߮ࡅࠬ࠹࡝ࠪࠬߦࠃࠆિ
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Fig.4 Moving Unit Mechanismߒߚ߽ߩ߇ℂ⺰ᵄᒻߢ޽ࠆ㧚ᄌ૏㊂ߪᦨᄢ 11.7μm㧘
ℂ⺰ᵄᒻߣߩ⺋Ꮕߪ 1μm ߢ޽ࠆߎߣ߇⏕⹺ߢ߈ࠆ㧚߹ߚ㧘ߎߩߣ߈ߩ㚟േᲤߩᄌ૏ߩᦨᄢ߫ࠄߟ߈ߪ
0.38μm ߢ޽ߞߚ㧚 㚟േᯏ᭴ߩ⹜૞ߣേ૞ታ㛎 ၮᧄ᭴ㅧ߅ࠃ߮⸳⸘

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㔚⚛ሶ߇㚟േߒߚ႐วߩ㚟േᯏ᭴ߩࡕ࠺࡞࿑ࠍ␜ߔ㧚࿶㔚⚛ሶ߇ Z ᣇะߦ㚟േߔࠆߣ㧘㚟േᯏ᭴ߩḴㇱಽ(a) Z Direction߇ᐔⴕ߫ߨߩᓎഀࠍߒߡ਄ᣇะ߳ᄌ૏ߔࠆߎߣ߇น
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ߣߒߡᄌ૏⸃ᨆߒߚ⚿ᨐࠍ Fig.5 ߦ␜ߔ㧚⸃ᨆߩ⚿ᨐ
߆ࠄ Z ᣇะߩᦨᄢᄌ૏ 0.08mm㧘X ᣇะߩᦨᄢᄌ૏
0.17mm ߇ᓧࠄࠇߚ㧚ߎߩߎߣ߆ࠄ⸳⸘਄ߪ਄ㅀߩᄌ
૏߹ߢ⠴߃߁ࠆߣ⠨߃ࠄࠇࠆ㧚ߐࠄߦ㚟േᯏ᭴ߩ࿕(b) X Direction᦭ᝄേᢙࠍ⸃ᨆߒߚߣߎࠈ㧘1780Hz ߢ޽ߞߚ㧚⋡ᮡ

Fig.5 Displacement Analysis Result

11堤，村井，山崎：Ｘ−Ｚ駆動機構を用いたインチワーム式ピエゾステージの基礎的研究ႇ㧘᧛੗㧘ጊፒ: 㨄-㨆㚟േᯏ᭴ࠍ↪޿ߚࠗࡦ࠴ࡢ࡯ࡓᑼࡇࠛ࠱ࠬ࠹࡯ࠫߩၮ␆⊛⎇ⓥ

ߣߥࠆ࿶㔚⚛ሶߩ㚟േ๟ᵄᢙࠍ਄࿁ࠆߎߣ߆ࠄ㧘㚟

Applied Voltage[V]

150

30

േᯏ᭴ߪ࿶㔚⚛ሶߩേ૞ߦㅊᓥน⢻ߛߣ⠨߃ࠄࠇࠆ㧚㔚࿶ࠍශടߒ㧘㔚᳇ࡑࠗࠢࡠࡔ࡯࠲ߦࠃࠅ Z㧘X ᣇะߩᄌ૏ࠍ᷹ቯߒߚ㧚ታ㛎ᣇᴺߣߒߡߪ㧘౉ജ㔚࿶ߣ಴ജ୯߇หᦼߒߡ޿ࠆ߆᷹ቯࠍߔࠆߚ߼ߦ㧘X,Z

20
50

0.02s

10

0

0

0.5

1

1.5

2

2.5

ቯߒ㧘౉ജᵄᒻߣᲧセߒߚ㧚᳇᷷ 26͠㧘Ḩᐲ 50%ߩⓨ⺞⸳஻ߐࠇߚㇱደߢታ㛎ߒߚ㧚

3

3.5

4
5

-50
0

ᣇะߩ࿶㔚⚛ሶߦ 120V㧘1Hz ߩ⍱ᒻᵄߢ⴫ߐࠇࠆ㔚࿶ࠍട߃㧘㔚᳇ࡑࠗࠢࡠࡔ࡯࠲ߢ⸘᷹ߒߚᄌ૏ࠍ᷹

15

Displacement[μm]േ૞ታ㛎ߢ㚟േᯏ᭴ߦౝ⬿ߐࠇߡ޿ࠆ࿶㔚⚛ሶߦ

Applied Voltage[V] േ૞ታ㛎

25
100

Displacement[μm]

-100

-5

Time[sec]

Fig.6 Z Direction Displacement Waveform of Moving
Mechanism in Experimentation

Fig.6 ߅ࠃ߮ Fig.7 ߦฦᣇะߩ಴ജᄌ૏⚿ᨐࠍ␜ߔ㧚ߎߩ⚿ᨐ߆ࠄ Z ᣇะ߳ 5.5μm ᄌ૏ߒߡ޿ࠆߎߣࠍ⏕⹺ߒߚ㧚߹ߚ㧘X ᣇะ߽ห᭽ߩታ㛎ࠍⴕ޿㧘3.8μm
ߩᄌ૏ࠍ⏕⹺ߒߚ㧚ߥ߅㧘࿶㔚⚛ሶߩિ߮ߦᲧߴߡ
ᄌ૏߇ዋߥ޿ߩߪ㚟േᯏ᭴ߩ೰ᕈߩᓇ㗀ߦࠃࠆ߽ߩߢ޽ࠆ㧚 ೋ╬ታ㛎ⵝ⟎ߩ⹜૞ߣേ૞⹜㛎 ၮᧄ᭴ㅧߣേ૞ේℂ೨Ბ㓏ߣߒߡೋ╬ታ㛎ⵝ⟎ߩ⹜૞ߣേ૞⹜㛎ࠍⴕߞߚ㧚ೋ╬ታ㛎ⵝ⟎ࠍ Fig.8 ߦ␜ߔ㧚ⵝ⟎ߪ㚟േᯏ᭴㧘ࠬ࡜ࠗ࠳㧘ቯ⋚㧘ࡠ࡯࡜࡯߆ࠄ᭴ᚑߐࠇࠆ㧚Z㧔ࠢ࡜ࡦࡊ㧕ᣇะߣ X㧔ࠬ࡜ࠗ࠼㧕ᣇะߦᄌ૏ࠍ⊒↢ߐߖࠆ㚟േᯏ᭴ࠍ 4 ߟਗߴࠆ㧚ߘߩ਄ߦࠬ࡜ࠗ࠳ࠍ⟎Fig.7 X Direction Displacement Waveform of Moving
Mechanism in Experimentation
Roller߈㧘ߐࠄߦ਄߆ࠄࡠ࡯࡜࡯ߢ੍࿶ࠍ߆ߌࠆ㧚ࡠ࡯࡜

Leif Spring

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Fig.9 Moving principle of Inchworm Type positioning
System in Elementary Experiment東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）
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25

15

Step4

10

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4

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8

9

10

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Experiment

20

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6

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5

Time[sec]

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Waveform

Step2

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10

Z Direction

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20

0.8μm

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X Direction

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0
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1

2

3

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4

5

6

Time[sec]

Fig.11 Piezoelectric Stage Behavior Square Wave in Slidingᵄ㚟േᤨߪࠬ࠹࠶ࡊ⁁ߦࠬ࠹࡯ࠫ߇ᄌ૏ߒߡ޿ࠆߎ

25

20

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2μm

10

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Z Direction

5

X Direction
1Hz

0
0

1

2

3

4

5

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Experiment

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15

1μm

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0.2μm

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Fig.12 Piezoelectric Stage Behavior Triangular Wave in
Sliding6

堤，村井，山崎：Ｘ−Ｚ駆動機構を用いたインチワーム式ピエゾステージの基礎的研究ႇ㧘᧛੗㧘ጊፒ: 㨄-㨆㚟േᯏ᭴ࠍ↪޿ߚࠗࡦ࠴ࡢ࡯ࡓᑼࡇࠛ࠱ࠬ࠹࡯ࠫߩၮ␆⊛⎇ⓥࡇࠛ࠱ࠬ࠹࡯ࠫࠍ⹜૞ߔࠆߎߣ߇ߢ߈ߚ㧚੹ᓟߪ㔚ᵄㆤᢿᤨߩࠢ࡜ࡦࡊᯏ᭴ߩᬌ⸛߿㚟േᯏ᭴ߩᄌ૏⺋Ꮕߩᡷༀࠍⴕ߁ᔅⷐ߇޽ࠆ㧚
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2)

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3)

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6)

Piezo Moter㧦PIEZO LEGS DATA AND USERINSTRUCTIONS㧔2003),P4

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ภ㧘P2017(1998)8)ࠗࡦ࠴ࡢ࡯ࡓ㚟േߦࠃࠆࠕࠢ࠴ࡘࠛ࡯࠲㧘․㐿 2007-116889

9)ਭᦥ␹ᾆ㧘⷏㓷ᢥ㧘⏷ㇱᶈᏈ㧘ᄢጤቁᓆ㧦㜞ಽ⸃⢻ࠗࡦ࠴ࡢ࡯ࡓᑼ⒖േᯏ᭴ߩ㜞ㅦൻ㧘♖ኒᎿቇળᄢળቇⴚ⻠Ṷળ⻠Ṷ⺰ᢥ㓸㧘1994
ภ㧦Spring 2 㧘P727(1994)10) ฎ⼱సม㧘ᄥ↰ᓼᐘ㧘ᄥ↰ൎ㧦ࠕࠩ࡜ࠪဳ 3⥄↱ᐲᯏ᭴ߩ☻േࡕ࡯࠼ߦ߅ߌࠆ૏⟎᳿߼․ᕈ㧘(2001)㧘ᣣᧄᯏ᪾ቇળ㧘No 01-251 ‫ޟ‬㔚⏛ജ㑐ㅪ࠳ࠗ࠽ࡒࠢࠬ‫⻠ࡓ࠙ࠫࡐࡦࠪޠ‬Ṷ⺰ᢥ㓸11) 㠽੗ ᤘብ㧦ࠗࡦ࠴ࡢ࡯ࡓဳᄙ⥄↱ᐲࠕࠢ࠴ࡘ
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受理）

13

14

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

東京工業高等専門学校研究報告書
第45（1）号，2013᧲੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞ⎇ⓥႎ๔ᦠ ╙45(1)ภ㧘201315

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負荷機構を有する水晶振動子式力センサの基礎的研究
ႇ ඳ⾆㧖 ⑔ጊ⡛਽㧖㧖 ૒⮮ᘮᱞ㧖㧖㧖                           堤 博貴*，福山聖也**，佐藤慶武***      
BasicResearch of Quartz Crystal Type Force Sensor with a Load Support Mechanism
Basic Research of Quartz Crystal Type Force Sensor with a Load Support Mechanism
Hirotaka TSUTSUMI, Seiya FUKUYAMA, Yoshitake SATO

Hirotaka TSUTSUMI, Seiya FUKUYAMA, Yoshitake SATO

Thevarious
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checkedthat it could
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Keywords: Quartz Crystal, Parallel Leif Springs, Force Sensor

Keywords : Quartz Crystal, Parallel Leif Springs, Force Sensor

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東京工業高等専門学校研究報告書（第45
（1）号）

16

AT ࠞ࠶࠻ߪ㧘Ᏹ᷷ઃㄭߢߩ๟ᵄᢙ᷷ᐲ․ᕈ߇Ყセ⊛ࡈ

2

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Fig.2 ߦᧄ⎇ⓥߢ↪޿ࠆ৻૕ဳᐔⴕ᧼߫ߨߣ AT ࠞ࠶࠻᳓᥏ᝄേሶߩ౮⌀߅ࠃ߮᧼߫ߨߩኸᴺࠍ␜ߔ㧚ᧄജ࠮ࡦ

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h
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Pl
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l
192EI

  (1)E ߪ❑ᒢᕈଥᢙ㧘I ߪᢿ㕙 2 ᰴࡕ࡯ࡔࡦ࠻㧘h ߪ᧼ෘ㧘b ߪ᧼᏷ߢ޽ࠆ㧚(1)ᑼߦߘࠇߙࠇߩ઒୯ߣߒߡ୯ࠍઍ౉
ߔࠆ㧚❑ᒢᕈଥᢙ E = 73.0GPa ᧚ᢱߪ A2024 ᧚ࠍ૶↪
ߒߡ޿ࠆ㧚᧼߫ߨߩኸᴺߪ Fig.2 ࠍෳᾖߔࠆ㧚ߚߛߒ᧼᏷ b ߦ߅޿ߡߪ᧼߫ߨࠍ 2 ᨎ↪޿ߡ޿ࠆߩߢ 2 ୚ߩ୯ߣߔࠆ㧚એ਄ߩ⚿ᨐ k㧩156kN/m ࠍᓧߚ㧚߹ߚ㧘(1)ᑼࠍᄌᒻ
ߒ㧘ਛᔃㇱߦ߆߆ࠆ⩄㊀ P ࠍ 1.5N ߣߔࠆߣ㧘᧼߫ߨߩࠨߪ⩄㊀ߦࠃࠅᄌᒻߒ᳓᥏ߦജࠍવ㆐ߔࠆᐔⴕ᧼߫ߨᯏ
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Z (Optic axis)㆐ߔࠆᬌ಴ㇱߩ 2 ⷐ⚛߆ࠄߥߞߡ޿ࠆ㧚⽶⩄ᯏ᭴ߦ⩄㊀ࠍട߃ࠆߎߣߢᢙ g ߩ⽶⩄ࠍ᳓᥏ߦု⋥ߦਈ߃ࠄࠇࠆ㧚ࠪࡖࡈ࠻ߣߒߡ↪޿ࠄࠇࠆࡀࠫߣ࠽࠶࠻ 2 ୘ߢ᧼߫ߨࠍ
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᧚ᢱߪࠕ࡞ࡒว㊄ A2024 ߣߒߚ㧚᳓᥏ᝄേሶߩ౒ᝄ๟ᵄ
ᢙߪ 9MHz ߢ޽ࠆ㧚AT cutYquartzb(Machined
X (Electrical axis)

Fig.1 Relationship between AT cut quartz board
and crystal axis

8.0 ᐔⴕ᧼߫ߨߩℂ⺰⊛ߥߚࠊߺߣ߫ߨ೰ᕈ

6.0

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1)⩄㊀ߦኻߔࠆᄌ૏㊂ࠍᲧセ⊛ᄢ߈ߊߔࠆ

(a) Lord mechanism(b) Crystal

2)⚂ 100gf ߩ⩄㊀ߦ߅޿ߡ႟ᕈᄌᒻߒߥ޿
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㊂ࠍᄢ߈ߊߔࠆᔅⷐ߇޽ࠆߚ߼㧘వⴕ⎇ⓥߢ↪޿ߚᐔⴕ᧼߫ߨ߇ 1.5N ߩ⩄㊀ߦኻߒ㧘ᄌ૏߇⚂ 4.8μm6)ߢ޽ߞߚ
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ߒߚ㧚ᧄ⽶⩄ᯏ᭴ߪ᧼߫ߨ 2 ᨎࠍ⚵ߺวࠊߖߚਔ┵࿕ቯߪࠅߣߒߡ⠨߃ࠆߎߣ߇ߢ߈ࠆ㧚ߘߩࡕ࠺࡞࿑ࠍ Fig.3(c) Measurements
Fig.2 Measurements of Parallel Leif Springsႇ㧘⑔ጊ㧘૒⮮㧦⽶⩄ᯏ᭴ࠍ᦭ߔࠆ᳓᥏ᝄേሶᑼജ࠮ࡦࠨߩၮ␆⊛⎇ⓥ
堤，福山，佐藤：負荷機構を有する水晶振動子式力センサの基礎的研究

17ߚࠊߺ㊂ߪǬ㧩P/k㧩9.6mm ߢ޽ࠆߎߣ߇ಽ߆ࠆ㧚ߎࠇ޿ࠆߎߣ߇ࠊ߆ࠆ㧚߹ߚ㧘᧼߫ߨߦ߆߆ࠆᦨᄢᔕജߪ

ߪ⋡ᮡߢ޽ࠆ⩄㊀ߦኻߔࠆᄌ૏㊂ࠍᄢ߈ߊߔࠆߎߣࠍ⠨39.6MPa ߢ޽ߞߚ㧚ᰴߦ⩄㊀ߩ୯ࠍᄌ߃ߡᢙᐲ⸃ᨆࠍⴕ

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ࠇࠆ㧚߹ߚ㧘ࠪࡖࡈ࠻߅ࠃ߮ᯏ᭴ࠍ࿕ቯߔࠆߚ߼㧘ਛᄩಽ߆ߞߚ㧚ߎߩߎߣࠃࠅ 100gf ߇߆߆ߞߚߣ߈ߩᦨᄢࡒ

߅ࠃ߮ਔ┵ߦǾ1.0 ߩⓣࠍ޽ߌߚ㧚ടᎿߩㇺว਄㧘ߪࠅߣ࡯࠯ࠬᔕജ߇ 26.4MPa ߢ޽ࠆߎߣ߇ಽ߆ࠅ㧘᧚ᢱߩ㒠ફߪࠅߩ㑆ߦߪ 1mm ߩ㑆㓒ࠍⓨߌߡ޽ࠆ㧚ᔕജ 75.8MPa ߦኻߒߡචಽዊߐ޿ߎߣ߇ಽ߆ࠆ㧚એ਄ߩ ᧼߫ߨߩ ('/ ⸃ᨆߎߣ߆ࠄ10Ǵmߩᄌᒻߦኻߒߡචಽߥᒝᐲࠍ᦭ߒߡ޿ࠆ
ߎߣ߇⏕⹺ߐࠇߚ㧚᧼߫ߨߩ FEM ⸃ᨆ⸃ᨆ࠰ࡈ࠻ SolidWorks2011 ࠍ↪

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ߩ⩄㊀߇߆߆ߞߚߣߔࠆ⸃ᨆ⚿ᨐࠍ Fig.4 ߦ␜ߔ㧚ታ㛎ⵝ⟎ߩ᭴ᚑࠍ Fig.5 ߦ␜ߔ㧚ታ㛎ⵝ⟎ߪ㧘᳓᥏ᝄേሶߣᐔⴕ᧼߫ߨࠍ৻૕ߦߒߚ߽ߩ㧔⩄㊀⽶⩄ㇱಽ㧕㧘ࠦ⸃ᨆ⚿ᨐ߆ࠄᐔⴕ᧼߫ߨ߇ࠪࡖࡈ࠻ߣ৻✜ߦᐔⴕᄌ૏

࡞ࡇ࠶࠷᳓᥏⊒ᝄ࿁〝㧘๟ᵄᢙࠞ࠙ࡦ࠲(DAGATORONߒߡ޿ࠆߎߣ߇ࠊ߆ࠆ㧚᧼߫ߨߩࠪࡖࡈ࠻ㇱಽߩᦨᄢᄌ

⵾ FC8030U,ᦨዊಽ⸃⢻ 0.1Hz)㧘ቯ࿶㔚Ḯߩ 4 ߟ߆ࠄߥ૏ߪ 10.2Ǵm ߢ޽ࠅ㧘వߩℂ⺰⸃ᨆ⚿ᨐߣࠃߊ৻⥌ߒߡࠆ㧚ቯ࿶㔚Ḯߦࠃࠅࠦ࡞ࡇ࠶࠷᳓᥏⊒ᝄ࿁〝ߦ㔚࿶ࠍශടߒ㧘᳓᥏ࠍ⊒ᝄߐߖࠆ㧘⊒↢ߒߚ๟ᵄᢙߪ㧘BNC ࠦࡀ

Pࠢ࠲ࠍ੺ߒ๟ᵄᢙࠞ࠙ࡦ࠲ߦ⴫␜ߐߖࠆ㧚᳓᥏ߦ⩄㊀ࠍട߃ߥ߇ࠄ㧘๟ᵄᢙߩᄌൻࠍ᷹ቯߒߚ㧚⩄㊀᷹ቯߦ㓙ߒߡߪ㔚ሶᄤ⒊ߦࠃࠅ 10-3g ߹ߢᩞᱜߒߚ߅߽ࠅࠍ↪޿ߚ㧚δl/2

 ⩄㊀᷹ቯታ㛎

l/2

Fig.3 Displacement mechanism of parallel leaf spring 㜞⩄㊀᷹ቯታ㛎ታ㛎ⵝ⟎ߦ0㨪100gfߩ⩄㊀ࠍ߆ߌߡߘߩᤨߩ಴ജ๟ᵄ
ᢙߩᄌൻࠍ⺞ߴߚ㧚ᓧࠄࠇߚࠣ࡜ࡈࠍ Fig.4 ߦ␜ߔ㧚߶߷Force 㧩 1.5N✢ᒻ⊛ߥࠣ࡜ࡈ߇ᓧࠄࠇ㧘ㄭૃᦛ✢ߩ௑߈ߪ 3.0Hz/gf ߢ

LoadFrequency Counters

Fixed point(a) Displacement

Frequency
F
OscillateO

Average element size = 0.30mm
Permissible error = 0.015mm(b) StressFig.4 Analysis of Parallel Leif Spring

5V Power
Circuit(a) System flow
Load(b) Load measuring unit
Fig.5 Crystal frequency measurement system᧲੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞ⎇ⓥႎ๔ᦠ 㧔╙ 45(1)ภ㧕
東京工業高等専門学校研究報告書（第45
（1）号）

18

޽ߞߚ㧚ߎࠇߪ N න૏ߦ⋥ߔߣ 306Hz/N ߢ޽ࠅ㧘వⴕ42)ᧄ᳓᥏ᝄേሶᑼജ࠮ࡦࠨߩᗵᐲߪ306Hz/Nߢ޽ࠅవ⎇ⓥߣᲧセߒߡ߽⦟ᅢߥᗵᐲ․ᕈࠍᓧߚ㧚ࡊࡠ࠶࠻ߪ⋥ⴕ⎇ⓥߦᲧߴ㧘⦟ᅢߥᗵᐲ․ᕈࠍᓧߚ㧚✢ߦ⷗߃ࠆ߇㧘ㄭૃᦛ✢ߣߩ⺋Ꮕࠍ⺞ߴࠆߣᦨᄢߢ1.2Hz

3)࠮ࡦࠨߩ⋥✢ᕈ߆ࠄߩ⺋Ꮕߪ 0.27gf ߢ޽ߞߚ㧚ߩ⺋Ꮕ߇⏕⹺ߢ߈ߚ㧚ℂ↱ߣߒߡ㧘᳓᥏ߪ᷷ᐲߦࠃࠆᓇ

੹ᓟߩ⺖㗴ߣߒߡ㧘ᦝߥࠆᓸዊ⩄㊀ߩ᷹ቯታ㛎ߦࠃࠅ㗀߇Ყセ⊛ᄢ߈޿ߩߢ㧘ታ㛎ᤨ㑆ߩ⚻ㆊߦࠃࠆ᷷ᐲ߿㔚ታ㓙ߦน⢻ߥ᷹ቯ⩄㊀ߩ⺞ᩏߔࠆߣߣ߽ߦ㧘᷷ᐲ⵬ఘ↪

᳇⊛ߥᓸዊߥ⺋Ꮕ㧘⩄㊀⽶⩄૏⟎ߦࠃࠆ⺋Ꮕ߇↢ߓߚߣߩෳᾖ࠮ࡦࠨࠍ↪޿ߡ⺋Ꮕૐᷫ߇น⢻ߢ޽ࠆ߆ࠍ⏕⹺ߔ⠨߃ࠄࠇࠆ㧚

ࠆ੍ቯߢ޽ࠆ㧚 ૐ⩄㊀᷹ቯታ㛎ෳ⠨ᢥ₂ⵝ⟎ߩૐ⩄㊀⽶⩄ߢߩ๟ᵄᢙ․ᕈߣ㒰⩄ᤨߩ․ᕈߦߟ
1)޿ߡߩታ㛎ࠍⴕߞߚ㧚0㨪10gf ߩ⩄㊀ࠍ⽶⩄ߒ㧘ߘߩᓟ

C.R.Mingins,et al:Effect of external force on the0gf ߦ߹ߢ⩄㊀ࠍ㒰⩄ߒߚᤨߩ๟ᵄᢙߩᄌൻࠍ⺞ߴߚ㧚ᓧfrequency of vibrating crystal plates,Proc.16th

ࠄࠇߚࠣ࡜ࡈࠍ Fig.5 ߦ␜ߔ㧚೨ㅀߣหߓߊ߶߷✢ᒻߥAnnu.Freq.Control Symp.,46/77(1972)2)ࠣ࡜ࡈ߇ᓧࠄࠇߚ㧚ㄭૃᦛ✢ߩ௑߈ߪหߓߊ 3.0Hz/gf ߢ

C.Dauwalter:The temperature dependence of the޽ߞߚ㧚ㄭૃᦛ✢ߣߩ⺋Ꮕߪ 0.7Hz ߢ޽ࠅ㧘߹ߚ㧘㒰⩄force sensitivity of AT-cut quartz crystals,ᤨߣߩ⺋Ꮕߪ 0.6Hz ߢ޽ߞߚ㧚Proc.26th

 ߫ࠄߟ߈᷹ቯታ㛎

(1972)
3)᷹ቯᤨߩ߫ࠄߟ߈ࠍ⺞ߴࠆߚ߼ߦ20gfߩ⩄㊀ࠍ⽶⩄ᤨ

Annu.Freq.control

Symp.,108/112⑔ፉ᧲ᵗㅢାᯏ(ᩣ):ੱᎿ᳓᥏࡮᳓᥏⚛᧼࡮᳓᥏ᝄേ
ሶ CRYSTAL GUIDE1,(1976.2.4)

ߩ๟ᵄᢙࠍ 20 ࿁᷹ቯߒߚ㧚߫ࠄߟ߈ߩᦨᄢ⺋Ꮕߪ 0.8Hz
4)ߢ޽ߞߚ㧚ߎࠇߪ೨▵ߩ⚿ᨐߣࠃߊ৻⥌ߒߡ߅ࠅᅷᒰߥ

ᦺୖᱠ ઁ㧦AT ࠞ࠶࠻᳓᥏ᝄേሶߦࠃࠆዊဳ⩄㊀⚿ᨐߢ޽ࠆߣ⠨߃ࠄࠇࠆ㧚એ਄ߩߎߣߣ㧘᳓᥏ߩ⩄㊀ߦ࠮ࡦࠨߩ⸳⸘ߣ⵾૞㧘ᣣᧄᯏ᪾ቇળ⺰ᢥ㓸 C ✬㧘75ኻߔࠆ๟ᵄᢙ․ᕈ߇ 3.0Hz/gf ߢ޽ࠆߎߣ߆ࠄ㧘ߎߩ࠮ࡦ

㧔755㧕pp1989~1994,20095)ࠨߩ᷹ቯಽ⸃⢻ߪ1Hzߦߟ߈0.8/3.0ѳ0.27gfߢ޽ࠆߎߣ

Zheyao Wang : Development of a High-Resolu -tion
Quartz Resonator Force and Weight Sensor With߇ࠊ߆ࠆ㧚

Increased ߹ߣ߼

Reliability,

IEEE

/

ASME

TRA

-NSACTIONS ON MECHATRONICS, VOL. 9, NO.
2, 2004ᧄ⎇ⓥߢ᭴▽ߐࠇߚ⽶⩄ᯏ᭴ࠍ᦭ߔࠆ᳓᥏ᝄേሶᑼജ
6)࠮ࡦࠨߪએਅߩᕈ⢻ࠍ᦭ߔࠆߎߣ߇ࠊ߆ߞߚ㧚1)100gf ߩ⩄㊀ߦ⠴߃ࠆߎߣ߇ߢ߈㧘1.5N ߦኻߒ૒⮮ᘮᱞ㧦⽶⩄ᯏ᭴ࠍ᦭ߔࠆ᳓᥏ᝄേሶᑼജ࠮ࡦࠨߩ․ᕈ⹏ଔ㧘 2011 ᐕᐲ᧲੩㜞ኾතᬺ⺰ᢥ

10.2μm ᒢᕈᄌᒻߔࠆᐔⴕ᧼߫ߨࠍ⸳⸘㧘⵾૞ߔࠆߎ
ߣ߇ߢ߈ߚ㧚
8.9993000

8.9991500

Load

8.9991000
8.9990500
8.9990000

Load

8.9977100
8.9977050
8.9977000
8.9976950

8.9989500

8.9976900

8.9989000
0.00

8.9976850

0.7[Hz]8.9992000

y = 3.0e-6x + 8.9976877

0.6[Hz]1.2[Hz]8.9977150
Output frequency[MHz]Output frequency[MHz]8.9992500

8.9977200

y = 3.0e-6x + 8.9989376

lodingunloading

20.00

40.00

60.00
Applied load[gf]80.00

100.00Fig.6 Relationship between applied load and frequency   (Heavy load)120.00

0.00

2.00

4.00

6.00
Applied load[gf]

8.00

10.00

12.00

Fig.7 Relationship between applied load and frequency(light load)（平成25年5月31日

受理）

東京工業高等専門学校研究報告書
第45（1）号，2013᧲੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞ⎇ⓥႎ๔ᦠ ╙45(1)ภ㧘201319࠳ࠗࠕࡈ࡜ࡓࠍᔕ↪ߒߚᴤ࿶ᑼᄌ૏᜛ᄢᯏ᭴ߦࠃࠆ૏⟎᳿߼ⵝ⟎ߩၮ␆⊛⎇ⓥ

ダイアフラムを応用した油圧式変位拡大機構による
ႇ ඳ⾆ ⑔ጊᜏ਽ ⇗ጊ⒩ᄢ 
位置決め装置の基礎的研究

Basic Research of Positioning Stage with Hydraulic Displacement堤Expansion
Mechanism Applied by
博貴*，福山拓也**，畠山稚大***Diaphram
Basic Research of Positioning Stage with Hydraulic Displacement Expansion Mechanism Applied by Diaphram
Hirotaka TSUTSUMI, Takuya FUKUYAMA, Norihiro HATAKEYAMA

Hirotaka TSUTSUMI, Takuya FUKUYAMA, Norihiro HATAKEYAMA

This
basic study
study ofof positioning
positioning systemsystem with
with hydraulichydraulic displacement
displacement expansion
expansion
This researchresearch deals
deals with
with thethe basicmechanism
of ofthethePascalas assimplepositioning
system.
The Theequipment
involvedin 2 disks
mechanismapplied
appliedthe
theprinciple
principle
Pascalsimplepositioning
system.
equipment
involved
in 2

disks diagram
called diagrameachside of adevice,cylindricaldevice, andhydraulicoil was rate
in it.iscalledon each on
input
andinput
outputandsideoutput
of a cylindricaland hydraulicoil wasin it. Expansion
Expansionrate
is dependon theanddiametersof input anddiaphragm
andhydraulicoil volume
movingdependon thediametersof input
output diaphragmandoutput
hydraulicoil volume
movingin cylinder.
Furthermore,cylinder.
Furthermore,
was enabled
to change
an extended
direction2 freely
appliedby connected2
itinwasenabledto change anitextended
direction
freely appliedby connected
expansion
cylinderwith a pipe.
expansion cylinder
withofaaroundpipe. Displacementof around 3 times was finally enabled.
Displacement
expansion
3 times was ﬁexpansion
nally enabled.
Keywords:: Micro
Micropositioning,
positioning,Displacement
Displacement
Expansion,
Diagram,Hydraulic
Keywords
Expansion,
Diagram,Hydraulicࠄ࿶㔚⚛ሶߦࠃࠅᓸዊߥᄌ૏ࠍਈ߃ࠆߣ࠳ࠗࠕࡈ࡜

1. ߪߓ߼ߦ

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ߺߢ㧘ߘࠇ⥄૕ߩિ߮㊂ߪᢙ μm㨪ᢙච μm ߢ޽ࠆ㧚␜ߐࠇࠆ㧚ߒ߆ߒታ↪⊛ߦ↪޿ࠆߚ߼ߦߪᄌ૏ࠍᢙ୚㨪ᢙච୚ߦ᜛ᄢߔࠆᔅⷐ߇޽ࠆ㧚ᓥ᧪ߩᄌ૏ߩ᜛ᄢᣇᴺߦ㧘

hout
hin

ߡߎߩේℂࠍᔕ↪ߒߚᯏ᭴߇ࠃߊ↪޿ࠄࠇࠆ߇ 1)㨪4)㧘

2

2

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߅ࠃ߮಴ജ஥ߩ࠳ࠗࠕࡈ࡜ࡓߩᄌ૏㧘Rin㧘Rout ߪ౉㔍ߢ޽ࠆ㧚ߘߎߢᧄ⎇ⓥߢߪ㧘න⚐ߥᄌ૏ߩ᜛ᄢᣇ

ജ߅ࠃ߮಴ജ஥ߩ࠳ࠗࠕࡈ࡜ࡓนേㇱߩඨᓘ㧘rin㧘

ᴺߣߒߡࡄࠬࠞ࡞ߩේℂࠍ↪޿ߚᴤ࿶ᑼᄌ૏᜛ᄢᯏ

rout ߪ౉ജ߅ࠃ߮಴ജ஥ߩ࠳ࠗࠕࡈ࡜ࡓߩട࿶ㇱඨ᭴ 5)ߩ⎇ⓥࠍⴕߞߚ㧚࠳ࠗࠕࡈ࡜ࡓߣ๭߫ࠇࠆ౞ᒻ

ᓘࠍ␜ߔ㧚ߩ᧼ࠍ౉಴ജㇱߦ៞タߒ㧘ⵝ⟎ౝߦᴤࠍኽ౉ߔࠆ㧚ߐࠄߦࡄࠗࡊߢᑧ㐳ߔࠆߎߣߢ㧘᜛ᄢᣇะࠍ⥄↱ߦ

Cylinder

Input
side

Output
side

Input
side

Outputsideᄌൻߐߖࠆߎߣࠍน⢻ߦߒߚ㧚
Fluid(oil)ᧄᯏ᭴ߪਥߦࠪ࡝ࡦ࠳㧘࠳ࠗࠕࡈ࡜ࡓ㧘૞േᵹ૕㧔ᴤ㧕㧘౞╴⁁ߩࡄࠗࡊߢ᭴ᚑߐࠇࠆ㧚౉ജ஥߅ࠃ߮಴ജ஥
ߩࠪ࡝ࡦ࠳ᄖ஥ߦ㧘࠳ࠗࠕࡈ࡜ࡓߣ๭߫ࠇࠆᒢᕈᄌ
ᒻߔࠆ᧼ࠍធ⌕ߒ㧘૞േᵹ૕ࠍኽ౉ߔࠆ㧚౉ജ஥߆
ᯏ᪾Ꮏቇ⑼

㐳ጟᛛⴚ⑼ቇᄢቇ

ᐢፉᄢቇ

Rout

rout

Rin

Fig.1 ߦᧄ⎇ⓥߩᄌ૏᜛ᄢᯏ᭴ߩേ૞ේℂࠍ␜ߔ㧚rin

2. േ૞ේℂ

h in

h out

Diaphragm
Trapezoid(a) Initial state (b) Expansion stateFig.1 Displacement expansion mechanism using hydraulic東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）
᧲੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞ⎇ⓥႎ๔ᦠ 㧔╙ 45(1)ภ㧕

3. ታ㛎ⵝ⟎߅ࠃ߮ታ㛎ᣇᴺ

2ᯏ᭴ో૕ߩ೰ᕈ߇ਇ⿷ߒߡ޿ࠆߎߣ߿࿶㔚⚛ሶ߇࠳

Fig.2 ߦᄌ૏᜛ᄢᯏ᭴ߩ᭎ⷰࠍ␜ߔ㧚߹ߚ㧘Fig.3
ߦታ㛎ⵝ⟎ߩ᭴ᚑ࿑ࠍ␜ߔ㧚࠳ࠗࠕࡈ࡜ࡓߦߪෘߐ

ࠗࠕࡈ࡜ࡓࠍု⋥ߦ౉ജߢ߈ߡ޿ߥ޿ߎߣ߇៊ᄬේ
࿃ߢ޽ࠆߣ⠨߃ࠄࠇࠆ㧚

0.1mm ߩࠬ࠹ࡦ࡟ࠬࠍ૶↪ߒ㧘౉ജ஥߅ࠃ߮಴ജ஥

5. ࡄࠗࡊߦࠃࠆ᜛ᄢᯏ᭴ߩធ⛯࠳ࠗࠕࡈ࡜ࡓߩᓘߪߘࠇߙࠇǾ36mm㧘Ǿ15mm㧘ടߕࡈࠔࡦ࡚ࠢࠪࡦࠫࠚࡀ࡟࡯࠲࡯ߢ⍱ᒻᵄࠍ⊒↢ߐࠆߎߣ߇᜼ߍࠄࠇࠆ㧚Fig.5 ߪࡄࠗࡊߢ 2 ߟߩ᜛ᄢᯏ
᭴ࠍធ⛯ߒߡᄌ૏᜛ᄢᣇะࠍ 90°ᄌൻߐߖߚ߽ߩߢ
޽ࠆ㧚Fig.6 ߦᧄⵝ⟎ߩ౉಴ജᄌ૏ߩ⚿ᨐࠍ␜ߔ㧚᜛ߖ㧘ࡇࠛ࠱࠼࡜ࠗࡃߢ㔚࿶ࠍჇ᏷ߒߡ࿶㔚⚛ሶߦශ

30ടߔࠆ㧚࿶㔚⚛ሶ߆ࠄߩ౉ജᄌ૏ࠍᧄᯏ᭴ߦ౉ജߒ㧘౉ജᵄᒻߣ಴ജᵄᒻߪ࠺ࠫ࠲࡞ࠝࠪࡠࠬࠦ࡯ࡊࠍ↪
޿ߡ᷹ቯߒߚ㧚
4. ᄌ૏᜛ᄢታ㛎ߩ⚿ᨐ߅ࠃ߮⠨ኤ

20

Input Displacement[μm]㕒㔚ኈ㊂ဳᄌ૏࠮ࡦࠨࠍ↪޿ߡ಴ജᄌ૏ࠍ᷹ቯߒߚ㧚-50

14[μm]₸ߪ 5.25 ୚ߣߥࠆࠃ߁ߦ⸳⸘ߒߚ㧚ታ㛎ᣇᴺߪ㧘߹ᧄᯏ᭴ߩ․ᓽߣߒߡߪ᜛ᄢᣇะࠍ⥄↱ߦᄌൻߢ߈

Input

-40
-30

10

0

-20

Output

-10

-10

-20

0

38.6[μm]࿶ㇱᓘߪߘࠇߙࠇǾ30mm㧘Ǿ8mm ߣߒ㧘ℂ⺰᜛ᄢ

-30

-40
-50

10

20
30
40

-60

Fig.4 ߦ౉ജᄌ૏ߣ಴ജᄌ૏ߩᒻ⁁ࠍ␜ߔ㧚᜛ᄢ₸-70

Output Displacement[μm]

20

50
0

0.5

ߪ 2.76 ୚ߢ޽ࠅ㧘ℂ⺰ߦኻߒߡ 53%ߩ᜛ᄢല₸ࠍᓧ

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Time[sec]

Fig.4 Magnitude of expansion mechanismߚ㧚߹ߚ㧘ࠣ࡜ࡈᵄᒻ߆ࠄ౉಴ജߩᔕ╵ᕈ߇⦟ᅢߢ
޽ࠅ㧘᜛ᄢᤨߩ࠲ࠗࡓ࡜ࠣ߇ዋߥ޿ߎߣ߽⏕⹺ߢ߈Pipeߚ㧚᜛ᄢല₸ߩ៊ᄬේ࿃ߦߟ޿ߡ⺞ߴߚߣߎࠈ㧘ᯏ᭴ฦㇱߦᢙ μm ߩᄌ૏߇⷗ࠄࠇߚ㧚ߎߩߎߣࠃࠅ㧘
Diaphragm

Piezo

Theoretical magnitude =5.25times

Output

Input

58

30
36

Micrometer

8

15Electric

Expansion mechanism

20

Fig.5 Photograph of expansion mechanism connected witha pipe8.7[μm]Fig.2 Photograph of expansion mechanism
20

Digital oscilloscope

Wave signal

AMP

Input wave
signalPiezo driver
0㨪50[V]
Input

Output wave
signalOutputGap sensor
Piezo actuator

Expansion mechanism

Fig.3 Constitution of the experimental device

40

0
30

Output-102024.7[μm]

Function generator

Input Displacement[μm]

10

50

Input

-20
-30

10

0

-40
-50

Output Displacement[μm]Cylinder

-10
0

5

10

15

20

25

30

35

40

Time[sec]

Fig.6 Magnitude of expansion mechanism connected witha pipe21

堤，福山，畠山：ダイアフラムを用いた油圧式変位拡大機構を用いた位置決め装置の基礎的研究ႇ㧘⑔ጊ㧘⇗ጊ㧦࠳ࠗࠕࡈ࡜ࡓࠍ↪޿ߚᴤ࿶ᑼᄌ૏᜛ᄢᯏ᭴ࠍ↪޿ߚ૏⟎᳿߼ⵝ⟎ߩၮ␆⊛⎇ⓥ

ᄢ₸ߪ 2.84 ୚ߢ㧘ℂ⺰ߦኻߒߡ 54%ߩ᜛ᄢല₸ࠍᓧ⤘ᒛߦ߅޿ߡ߽ૐᷫߐࠇߡ޿ࠆ㧚ߎߩߎߣ߆ࠄ㧘ౝߚ㧚ߎࠇߪ 1 ᰴ㧘2 ᰴ߇න૕ᯏ᭴ߦߥߞߚߎߣߢ೰

ㇱ࿶ജߪᯏ᭴ౝㇱߦ߅޿ߡ៊ᄬࠍฃߌࠆߎߣߥߊ಴

ᕈ߇ะ਄ߒߚߚ߼ߣ⠨߃ࠄࠇࠆ㧚ജ஥ߦવ㆐ߐࠇߡ޿ࠆ߽ߩߣ⠨߃ࠄࠇࠆ㧚

6. ᡷ⦟ߒߚᄌ૏᜛ᄢᯏ᭴
ᡷ⦟ߒߚᄌ૏᜛ᄢᯏ᭴

Fig.13 ߩ᷹ቯ⚿ᨐࠃࠅ㧘࿶㔚⚛ሶߩട࿶ㇱߩ௑߈ߦߟ޿ߡ⌕⋡ߔࠆߣ㧘࠳ࠗࠕࡈ࡜ࡓߩ௑߈ߦ߅޿ߡ

ᣂߚߦ⸳⸘ߒߚᴤ࿶ᑼᄌ૏᜛ᄢᯏ᭴ࠍ Fig.7 ߦ␜߽ᄢ߈ߊૐᷫߐࠇߡ޿ࠆߎߣ߇⏕⹺ߢ߈ߚ㧚ߎߩߎ

ࠍ Fig.8 ߦ␜ߔ㧚ߔ㧚߹ߚ㧘ታ㓙ߦ⵾૞ߒߚ᜛ᄢᯏ᭴ߩ

೨▵ߢߩ᜛ᄢታ㛎ߦ߅޿ߡ㧘ᯏ᭴߇࿶㔚⚛ሶߩ⊒↢ജߦࠃߞߡ௑߈߿ࠪ࡝ࡦ࠳߇⤘ᒛߒ㧘ߘߩߎߣ߇᜛

Cylinder for Piezo
Actuator

CylinderPushing board anddiaphragmᄢ₸߅ࠃ߮᜛ᄢല₸ߩ៊ᄬේ࿃ߣߥߞߡ޿ࠆߎߣࠍ
58⠨ኤߒߚ㧚ߘߎߢ㧘ߘࠇࠄߩ៊ᄬේ࿃ࠍឃ㒰ߒ᜛ᄢ

50₸ࠍะ਄ߐߖࠆߎߣࠍ⋡⊛ߣߒߡౣᐲ⸳⸘㧘⵾૞ߒߚ᜛ᄢᯏ᭴ߦߟ޿ߡ⹦⚦ࠍ␜ߔ㧚
Output pointᧄᯏ᭴ߪ࿶㔚⚛ሶࠍ Fig.9 ߦ␜ߔࠃ߁ߥᣇᑼߢ࿕
ቯߒߡ޿ࠆ㧚࿶㔚⚛ሶߪᣂߚߦ⵾૞ߒߚ౞╴ߩౝㇱߦᩰ⚊ߐࠇ㧘౞╴ߦߨߓࠍ↪޿ߡ࿕ቯߒߚ࠮࠶࠻ࠞ
࡜࡯ߦ߅޿ߡ⛮߉ᚻࠍ✦߼ઃߌࠆߎߣߢ࿕ቯߒߡ޿
ࠆ㧚࿶㔚⚛ሶ߅ࠃ߮⛮߉ᚻߪ౞╴ߦኻߒߡਛ㑆߫߼

One-Piece
Clamp Collar

Fixed metal
fittings

Input unit

Output unit

Fig.7 3D model of expansion mechanismߣߥࠆࠃ߁ߦ⵾૞ߒߚ㧚ߎߩߎߣߦࠃࠅ㧘࠳ࠗࠕࡈ࡜ࡓߦኻߒ࿶㔚⚛ሶࠍု⋥ߦ౉ജߐߖࠆߎߣߢ㧘࠳

Electric
Micrometerࠗࠕࡈ࡜ࡓߩ௑߈ࠍឃ㒰ߒߚ㧚߹ߚ㧘ࠪ࡝ࡦ࠳ߪࠕ
ࠢ࡝࡞᧚߿ࠕ࡞ࡒ᧚߆ࠄ S50C ᧚ߦ㧘࿕ቯ↪ L ሼಃౕߪࠕ࡞ࡒ᧚߆ࠄ SS400 ᧚ߥߤฦㇱㇱຠࠍᲧセ⊛೰Displacementᕈߩ㜞޿᧚ᢱߦᄌᦝߔࠆߎߣߢ௑߈߿⤘ᒛߥߤߩ៊
ᄬࠍឃ㒰ߒߚ㧚߹ߚ㧘೨᜛ᄢᯏ᭴ห᭽ߦੑߟߩ᜛ᄢ

Piezo Actuator
130ᯏ᭴ࠍࡄࠗࡊߦࠃߞߡ 90qᣇะߦធ⛯ߔࠆߎߣߢ㧘᜛ᄢᣇะߦ⥄↱ࠍᜬߚߖߚ㧚
7. ⤘ᒛ㊂߅ࠃ߮௑߈㊂ߩ᷹ቯ
Fig.10㧘12㧘14 ߩߘࠇߙࠇߦ⤘ᒛ࡮௑߈ߦࠃࠆᄌ

130૏ࠍ᷹ቯߒߚ▎ᚲࠍ⿒✢ߢ␜ߔ㧚߹ߚ㧘Fig.11㧘13㧘
15 ߦߘࠇߙࠇߩᄌ૏㊂ߦ߅ߌࠆ᷹ቯ⚿ᨐࠍ␜ߔ㧚㕍Fig.8 Overview of the experimental device

ߦ␜ߔ before ߩࠣ࡜ࡈߪᡷ⦟೨㧘⿒ߢ␜ߔ after ߩࠣ࡜ࡈߪᡷ⦟ᓟߩᣂߚߦ⵾૞ߒߚ᜛ᄢᯏ᭴ߩᄌ૏᷹ቯ
⚿ᨐߢ޽ࠆ㧚᷹ቯߦߪߡߎᑼࡑࠗࠢࡠࡔ࡯࠲ࠍ↪޿ߡ᷹ቯߒߚ㧚
Fig.11㧘15 ߩ᷹ቯ⚿ᨐࠃࠅ㧘޿ߕࠇߩ᷹ቯ▎ᚲߦ߅޿ߡ߽᜛ᄢᯏ᭴ߩ௑߈߅ࠃ߮⤘ᒛ߇ 1/10 એਅߦૐᷫ
ߐࠇߡ޿ࠆߎߣ߇⏕⹺ߢ߈ࠆ㧚߹ߚ㧘Fig.11 ߦ߅޿ߡߪ᜛ᄢᯏ᭴ߩ௑߈ߩߺߢߪߥߊ㧘ࡄࠗࡊធ⛯㕙ߩ

Fig.9 Fixation method of piezoelectric device

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）
᧲੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞ⎇ⓥႎ๔ᦠ 㧔╙ 45(1)ภ㧕

22

4

50

Line 1

12.5

22vertical line

horizontal line
56

Line 228

50

Line 3
Line 4
Line 5

input side expansion mechanism

Input side expansion mechanism

measurement line

Fig.10 Measurement part of expansion mechanism
0

Fig.14 Measurement part of cylinder

5

30

40

4

3

3

3

2.5

2.5

2

1

50

0

1

2

3

4

5

0

6

0

10

20

30

displacement[μm]width of expansion mechanism [mm]after
before(a) vertical line(b) horizontal line

after

40

50

displacement [μm]20displacement [μm]displacement [mm]

10

2

1.5

1

0.5

before

2

1.5

1

0.5

0

0
0

2.5

5

7.5

10

12.5

15

0

2.5

5

width of cylinder [mm]Fig.11 Result of inclination measurement

after

before2.5

2.5

displacement [μm]displacement [μm]

3

2

1.5

1

0.5

0

0
2.5

5

7.5

10

12.5

0

15

2.5

5

7.5

10

width of cylinder [mm]width of cylinder [mm]

after

after

beforebafore(d) Line 4

displacement [μm]

2.5

15

10

Inclination

2

1.5

1

0.5

Pushing point

5

0
0

0
0

5

10

15

20

25

diameter of diaphragm[mm]
Pushing board
[mm]
after

beforeFig.13 Result of inclination measurement

30

15

1

3

Inclination

12.5

1.5

25

20

15

2

(c) Line 3

measurement
Fig.12 Measurement
part of line
a diaphragm

12.5(b) Line 2

30Input side expansion mechanism

10

after before

0.5

Pushing point

7.5

width of cylinder [mm](a) Line 1

Pushing board

displacement [μm]height of expansion mechanism[mm]measurement line

2.5

5

7.5

10

12.5

15

width of cylinder [mm]after

before(e) Line 5
Fig.15 Result of expansion measurement

23

堤，福山，畠山：ダイアフラムを用いた油圧式変位拡大機構を用いた位置決め装置の基礎的研究ႇ㧘⑔ጊ㧘⇗ጊ㧦࠳ࠗࠕࡈ࡜ࡓࠍ↪޿ߚᴤ࿶ᑼᄌ૏᜛ᄢᯏ᭴ࠍ↪޿ߚ૏⟎᳿߼ⵝ⟎ߩၮ␆⊛⎇ⓥ

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1)ᄢႦੑ㇢㧘ဈᚭ໪৻㇢㧦࿑⸃♖ኒ૏⟎᳿߼ᯏ᭴⸳⸘㧘(1996)㧘p194-p195.

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2)

Physik Instrumente ␠㧦Catalogue Edition E.

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3)⍫㊁ஜ㧘⑔੗ᴰ:࿶㔚⚛ሶߩᝄ᏷᜛ᄢᯏ᭴㧘(1991)㧘p225.

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4)࿃ߪ㒰෰ߢ߈ߚ߽ߩߣ⠨߃ࠄࠇࠆ㧚ฎᎹᩕ৻㇢߶߆㧦࡝ࡦࠢᯏ᭴ࠍ೑↪ߒߚ࿶㔚㚟േਗㅴᯏ᭴㧘1991 ᐕᐲ♖ኒᎿቇળ⻠Ṷ⺰ᢥ

9.߅ࠊࠅߦ

㓸㧘(1991)㧘P223

ᧄ⎇ⓥߢߪᴤ࿶ᑼᄌ૏᜛ᄢᯏ᭴ࠍ⵾૞ߒ㧘ᄌ૏᜛

5)

ౝ㊁⎇ੑ㧦࿶㔚㧛㔚ᱡࠕࠢ࠴ࡘࠛ࡯࠲㧘(1986),P85

40

0

30

-10

20

-20

10

0

-30

Magnification of expansion = 3.17times
-10

-40
0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Time[sec]
Input

OutputFig.16 Experimental result of advanced expansion
mechanism

6)
Output displacement[μm]hydraulic oil

7.7[μm]1050

24.4[μm]

Input displacement[μm]20⇗ጊ⒩ᄢ㧦ᴤ࿶ᑼᄌ૏᜛ᄢᯏ᭴ࠍ↪޿ߚ૏⟎᳿߼ⵝ⟎ߩ⎇ⓥ㧘᧲੩㜞ኾᯏ᪾⑼තᬺ⺰ᢥ
(2012)㧘P3-P13㧘P37-P51（平成25年5月31日

受理）

24

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

25

東京工業高等専門学校研究報告書（1）号，2013東京工業高等専門学校研究報告書 第第4545(1)号，2013

自動きさげ盤によるテクスチャ定盤面仕上げに関する基礎的研究
自動きさげ盤によるテクスチャ定盤面仕上げに関する基礎的研究
堤 博貴，藤本舜太朗堤
博貴*，藤本舜太朗***

Basic Research of Finishing Method of the Textured Surface Plate Made

Basic Research of Finishing Method
theAutomatic
Textured Surface
PlateMachine
Made by the Automatic Scraping Machine
byoftheScraping
HirotakaTSUTSUMI,TSUTSUMI,Shuntaro
Shuntaro FUJIMOTOFUJIMOTO
Hirotaka
Thispaper
paperdeals
deals with
with basic
of offinishingmethodof thesurfacesurface
plate madethe automatic
scrapingThis
basicresearchresearchfinishingmethodof textured
the textured
platebymade
by the automatic
machine.
machineconsistsof aconsists
large sizeofXYZ
stagesizefor XYZ
tooling
and aforhand
scraper
At first
the scraped
marks
scraping Thatmachine.
Thatmachinea largestage
tooling
andtool.
a handscrapertool. At
firstsize
theandmarkmarks
shape were
3D surface
Next, textured
surfacepattern on
the surface
plate
was
scrapedsize calibrated
and markbyshapewere measuringcalibrated machine.
by 3D surface
measuringmachine.
Next,
texturedsurfacedesignedby3
dimensional
CAD.
Then,
each
of
positioning
andscraping
patternprogramingforthescraping
machinewaspattern on the surface plate was designed by 3 dimensional CAD. Then, each of positioning and scraping patternmademanually.
surface machine
plate was was
scrapedautomaticallyexperiment,
andplate
scrapedwasautomaticallycompared withinprograming
forFinally,
the scraping
mademanually. in
Finally,
surfacewassurface
scrapeddesigned
surfaceabout surface
scraped depth,mark size, withshape.designed
As a result,it wasplateappearedgood
agreement
in designexperiment,
andplate
scrapedwas comparedsurfaceabout
scrapeddepth,
mark andsize,
scraping
experiment.
shape. As a result, it was appeared good agreement in design and scraping experiment.
Keywords: Scraping, Automation, Scraped Surface

Keywords : Scraping, Automation, Scraped Surface

1. はじめにもので，加工時にはばねとともに工具自体が弾性的に変形し，被削物に適度な加工力(ばね力)を加える．

きさげ作業は平面を製作する手仕上げ作業の一つ

押し付け量を変化させることで，作用切削力ときさであり，ノミ型の工具で金属面を削って平らにしてげ痕のサイズを変えることができる．なお，実験的いくものである．高精度な平面を製作できることから現在においても必要不可欠な加工法であるが 1)，

Z axis

Y axis

わが国における熟練技能者数は減少の傾向にある.

X axis

この問題を解決する方法として，きさげ作業の自動には光明丹を用いてすり合せを行ったもの以外にも，
フライスや研削仕上げされた面にパターン状にきさげ模様（テクスチャ）を施したものがあり，安価な1800mm化が試みられてきた 2)-5)．きさげ仕上げされた定盤面

Scraping Tool

定盤としてよく用いられる．
本研究では，上述のようにきさげ加工痕をパターン状に施した定盤面の自動仕上げ方法を検討した．
三次元 CAD によって設計されたマッピングデータに基づき，所定の形状，深さの加工痕をパターン状に配置した．従来の研究で開発した自動きさげ加工機を用いて定盤を製作し，その性能を評価したので1400mm

1200mm
Fig.1 Automatic scraping machine

報告する．

160 mm2. 自動きさげ盤の構成

本研究で開発した自動きさげ盤の外観を Fig.1 に80 mm示す．本機は高精度なボールねじとサーボモータ 4)から構成された直動機構を XYZ に組み合わせたものである．工具の位置決め分解能は 10µm 以下であり，各軸方向に最高 100mm/sec の速度で駆動できる．
工具形状を Fig.2 に示す．この工具は熟練作業者が作業時に用いるきさげ工具を支持フレームで固定した*機械工学科Shank

SpringTip
Fig.2 Scraper tool

26

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）
東京工業高等専門学校研究報告書 （第 45(1)号）に検討した結果，工具のばねの強さ（ばね定数）は2
1.4 mmScraper

14N/mm とし，刃先材としては超硬チップを用いた．

Start point

加工時の工具の動きを Fig.3 に示す．加工時のモーションとしては工具を下方向に押さえつけた後，7mm

時の動きとしては工具を斜め下方向に押さえつけた

3.5mm

徐々に上方に移動するような三角形状とした．加工
後，上方に逃れるように三角形の運動をする．本研
究の加工目標は，熟練作業者が作成した定盤を参考とした．加工痕の大きさは 9×7mm・加工深さ約 15μm，加工個数約 11 個/in2，加工面積率の 40～50%程度とする．このような加工を実現するために加工力や加工

d= deflection
Work piece

深さを調整しパターン状にきさげ加工を行った．試験片としては研削加工を施した FC250 を使用した．

6.5 mmScraped surface

Fig.3 Scraping motion

3.きさげ加工力の測定
Load sensor（Horizon）

Fig.4 に加工力測定の様子を示す．ロードセル
Scraping motion（A&D 社 LCB03-K060L，最大定格容量 600N）を水(Horizontal)

平・垂直に組み合わせて２方向の加工力を測定した．
Fig.5 に加工力測定システムの構成を示す．加工力をロードセルにて取得し，ひずみアンプとブリッジボックスと A/D 変換器を介して PC で観察できるものとした．
Fig.6 はきさげの加工力と加工断面の形状を示す．

Scraping Tool

Fv は垂直加工力，Fh は水平加工力である．加工がすすむにつれて加工力は徐々に大きくなることがわ

Load sensor (Vertical)

Fig.4 Measurement system

かる．また，加工断面はくぼみ状になっており，加工初期は切り込みが急になっていることがわかる．
0.15～0.25s の間では工具を被加工物に垂直に押し付

Scrapping force

Strain AMP

Load sensor

A/D converter

Bridge box

PC

けていることから Fv>Fh となり，工具を押しつけながら横方向に切削加工が行われるため，Fv，Fh ともに増加し，Fh＞Fv となる．これらの傾向は熟練技能者の加工の傾向 6）とよく一致している．
Fig.7 は加工力と加工深さの関係であり，水平加工
力 Fh，垂直加工力 Fv をそれぞれ示した．低い荷重＞Fv となり，高荷重では食い込み量が増えるため
で加工痕深さが 15µm となり，目標のテクスチャ定盤の製作可能と考えられる．
4.加工方向による加工痕形状の変化
本装置は工具を Z 軸周りに回転させることで加工方向の変更が可能である．目標定盤を作成するのに適当な加工痕を選定するために，複数の方向から加工したときの加工痕の形状を測定した．工具回転の様子を Fig.8 に示す．それぞれの加工痕は，測定を正Scrapimg force[N]Fh＜Fv となったと考えられる．Fv，Fh ともに約 60N

180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
-20 0

25[μm

Fig.5 Measurement system

では材料に対して刃が食い込む量が小さいため Fh

tool
work

Fv

Fh

Fh

Fv

0.1

0.2

Time[sec]

0.3

0.4

Fig.6 Scraping force and surface shape

0.5

27

堤，藤本：自動きさげ盤によるテクスチャ面仕上げ法に関する研究
堤，藤本：自動きさげ盤によるテクスチャ面仕上げ法に関する研究

方向は，0°，45°，90 の 3 方向とした．試験片は研削
仕上げを行った FC250 を使用した．
Table1 に加工痕の表面形状と三次元表面形状を示す．ベース面の研削仕上げの方向性により加工痕の断面形状が各方向によって異なることがわかる．加工痕深さもそれぞれの方向で異なり，加工方向 90°
が 10µm で最も小さく，加工方向 0°が 15.5µm で最Scraping foece[N]

確に行うために十分に離れた位置に加工した．加工

160
140
120
100
80
60
40
20
0

tool

Fv

work
Fh

Fv
Fh
0

5

10

する加工痕は形状が単純であり，設計が容易である
ことから 45°方向のものを用いた．

15

20

Scraping depth[µm]も大きい値を示した．きさげ面を作成する際に使用

25

30

Fig.7 Relationship between scraping depth and force
γ axis5.きさげマッピングデータの設計
前節の加工痕の測定結果を用いて三次元 CAD ソ
フトを用いて，加工痕形状をデジタルデータとして作成した．ソフトとしては Solidworks2011 を用いた．
作成された加工痕を CAD 上でパターン状に配置す

90°

0°

ることによりきさげマッピングデータを設計する．
設計は 45°の加工方向を用いて，32×33mm の範囲で加工を行った．Fig.9 に 3DCAD でパターンマッピン

Work

Different cutting marks
Fig 8 Turning of scraping tool

グされたきさげ表面を示す．加工痕のピッチを 8.0×
6.0mm とし，全面積に占める加工痕面積率を約 40％とした．

Table1 Specification of Scraping mark0°

6.きさげ面の作成

ら垂直，水平切削加工力ともに 60N が適当と考えられる．工具ばね定数が 14N/mm であることから工具
たわみ量を 4.3mm として実験を行った．
実験によって得られたきさげ面を Fig.10 に示す．
加工痕のひとつについて大きさを測定したところ，
6.8×9.3mm となった．このきさげ面の断面形状測定
した結果を Fig.11 に示す．測定した個所は Fig.10 に示す Line A である．測定結果より，加工痕深さが38.9
Surface
Sharp[µm]

-25.6

-23.3
Scraped

10.9

-6.2

15.5

11.8

10

L [mm]

5.8

7.0

6.8

W [mm]

5.6

5.4

4.4

Area[mm²]

20.2

17.2

13.6

Depth[µm]

33mm
33mm

15µm であることが分かった．また，3 次元測定を行った結果を Fig.12 に示す．測定範囲は，1 インチ四

23.9

W

90°

L

目標定盤の加工痕深さを 15µm とすれば，Fig.7 か45°

Scraping
Scraping surface
surfaceがわかる．測定範囲内に，加工痕が 12 個あることか
ら，加工痕個数は，12 個/in²であることがわかる．
また，このきさげ面の加工面積率を，画像処理で調Base
Base surface
surface

べたところ，約 55%であることが分かった．
Table2 に設計時点での目標と実際に加工されたき
さげ面の仕様を比較したものを示す．それぞれの値がよく一致しており，設計どおりに加工がなされた

3.5mm
3.5mm

8.0mm
8.0mm

Fig.9 Textured format of scraped marks

32mm
32mm

一様で，加工痕深さもほぼ同じ値を示していること

4.0mm
4.0mm

B で示した部分である．それぞれの加工痕の形状が

6.0mm
6.0mm

方（25.4×25.4mm）とし，測定箇所は，Fig.10 の Area

28

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）
東京工業高等専門学校研究報告書 （第 45(1)号）

4と考えられる．
Base surface

7.おわりにArea B

自動きさげ加工機を用いて表面にテクスチャを有する定盤を自動的に創製することを目的とし，以下の結論を得た．
痕深さを測定することで，関係性を明らかにした．工具の押し付け量によって加工力を 20

Line A
Scraping surface
9.3mm～160N の間で変化させることができ，ひいては加工痕深さの制御が可能となった．
が分かった．
3)

数種類の加工痕形状を測定し，3DCAD で再現することによって，模様きさげ面のマッピン
グデータを作成することが可能となった．

4)

Fig.10 Scraped surface

加工痕の形状が加工方向によって異なること

実際に仕上げられた定盤は，加工痕サイズ 9.3
×6.8mm，加工痕深さ約 15μm，加工個数約 12
個/in2，加工面積約 55%の加工となり，目標に近い加工が可能であった．

Scraping depth [μm]2)40Base surface

20

Scraping surface

0
-20
-40
0

15
Length [mm]以上より，1 方向からの加工にて設計通りのテク

15μm

加工力測定システムを構築し，加工力と加工

6.8mm

1)

30

Fig.11 Profile of scraped surface

スチャを有する定盤を作成することができた．今
33.06

1) 西本 進：機械工作法(手仕上作業)，(1997)，パ
ワー社
2) 堤

博貴，久曽神煌，中村輝幸：当たり面認識

9.56
25.4mm参考文献

Surface depth

作成し，性能評価等を行うことである．

µm後の課題は，複数種類の加工痕を使用した定盤を-10.01装置を含む自動きさげ盤の開発（第 2 報）
，精
密工学会誌 62，4 (1996) 554．
3) 堤 博貴,久曽神 煌ほか: 当たり面認識装置を含む自動きさげ盤の開発(第 3 報),精密工学会
誌,71-3, (2005),358-362.

-29.5

25.4mm9

Fig.12 The surface 3D

profile4) 竹内芳美ほか：CCD ラインセンサによる当たりの認識ときさげ作業の自動化，精密工学会誌
52，12 (1986) 2087．
5) 山根八洲男ほか：定盤きさげ加工への多関節型ロボットの応用，精密工学会誌 55，10 (1989) 55．
6) 藤井洋ほか：きさげ工具に作用する力と工具の動き，日本機械学会東海支部第 41 期総会講演論文集 3(1992) 37．

Table2 Comparison of Specifications
Item

TargetResultScraping depth [µm]1515Size of marks [mm]9×7

9.3×6.8

Mark number [Number//in²]

11

12

Rate of Scrapping area [%]

40～50

55

（平成25年5月31日

受理）

東京工業高等専門学校研究報告書

29

第45（1）号，2013὇⚛❫⛽ᒝൻ䊒䊤䉴䉼䉾䉪䈮䉋䉎⥄ォゞ↪䉼䉢䊷䊮䉴䊒䊨䉬䉾䊃䈱䉲䊥䉮䊷䊮䉯䊛ဳᚑᒻ䈫ታ⿛⹏ଔ

炭素繊維強化プラスチックによる自転車用チェーンスプロケッ
トのᧁ᧛ ධ ၳਯౝ ⠍㚍 㩷 ⧯↢ ᦮ብ 㩷
シリコーンゴム型成形と実走評価
㧕



㧕



Making of Sprocket Made of CFRP for Trial Purposesand 南*，堀之内翔馬**，若生朋宏***
Running evaluation㩷 㩷 㩷 㩷 㩷 㩷 㩷 㩷 㩷 㩷 㩷 㩷 㩷 㩷 㩷 㩷 㩷 㩷 㩷 㩷 㩷
木村Minami Kimura , Shouma Horinouchi and Tomohiro Wako

Making of Sprocket Made of CFRP for Trial Purposes and Running evaluation

In order to develop lighterMinami
power transmission
bicyclesprocket was madeof
KIMURA,device,
ShoumaHORINOUCHI
and Tomohiro
WAKO
CFRP using silicone rubber mold. The filling of the carbon fiber cut into 15mm to the
In order to develop lighter power transmission device, bicycle sprocket was made of CFRP using silicone rubber
silicone rubber type was excellent. In the normal mold method was difficult to control
mold. Theﬁllingof the bycarbonﬁber cutofinto
15mm
thethickness
silicone rubber
excellent.
tooththicknessdeformation
mold,
but totooth
controltypewaswaspossiblethat In the normal moldmethod using
was diﬃ
to control
thicknessby madedeformationof mold,
but tooththickness
control was possible
splitcultmoldof toothtoothpart. The
sprocketof CFRPof VF25%
was madefor trialthat using
split moldof toothThe
sprocketmadeof CFRP
VF25%onwas
madefor trial
purposesby using
the part.
siliconerubbermold.
There
was noofproblem
teeth
thoughit purposes by using
the silicone
rubber
mold.
There
was
no
problemon
teeth
thoughit
actuallyrunupto
5000kmby installing theactually run up to 5000km by installing the sprocket made of CFRP in the bicycle.
sprocket made of CFRP in the bicycle.
: CFRP,
chain
sprocket,bicyclerunning
test, silicone
rubber molding
keyKeywords
words; CFRP,
chain
sprocket,bicyclerunning
test, silicone
rubber molding1.

✜⸒ CFRP ߪ❫⛽ߩ㈩ะߦኻߒߡᒁᒛᣇะ߇⇣ߥࠆߣ⪺ߒߊᒝ὇⚛❫⛽ᒝൻࡊ࡜ࠬ࠴࠶ࠢ㧔એਅ CFRP㧕ߪᒝᐲߦఝࠇ,ᐲ߇ૐਅߔࠆߎߣ߇⍮ࠄࠇߡ޿ࠆ.὇⚛❫⛽᧤ࠍ↪޿ߚ CFRP

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࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ࠍ⹜૞ߒߡ,ታ⿛⹜㛎⹏ଔࠍⴕߞߚ 7).
2.

੍஻ታ㛎

  Fig.2 Tensile strength test piece (JIS13 ภ)

2-1 ᧚ᢱ
3Kᐔ❱὇⚛❫⛽↢ࠢࡠࠬ(᧲㇌࠹࠽࠶ࠢࠬ)ࠍFig.1ߦ␜ߔࠃ߁ߦߪߐߺߢ৻ቯ㐳ߦಾᢿߒߡ,ࡑ࠻࡝࠶ࠢࠬߦߪࠛࡐࠠࠪ
᮸⢽(GH CRAFT ਥ೷:⎬ൻ೷=100:40)ࠍ↪޿ߚ.ࠪ࡝ࠦ࡯ࡦ
ࠧࡓ KE-12(ା⿧ࠪ࡝ࠦ࡯ࡦ)ߢᚑᒻ↪ࠧࡓဳࠍ૞⵾ߒߚ..
CFRP ߩᚑᒻ᧦ઙߪ 22͠r1͠ߢ 24 ᤨ㑆㕒⟎ߦࠃࠅ⎬ൻߐߖߚ߹ߚᚑᒻਛߦ৻ቯ࿶ജ 0.2kPa)ࠍઃਈߔࠆࠃ߁ߦࠪ࡝ࠦ
࡯ࡦࠧࡓဳߦ㋕㍝ࠍタߖߚ   Fig.3 Silicone rubber mold for tensile strength test piece of CFRP
2-3 ᒁᒛ⹜㛎⚿ᨐ

 3K ὇⚛❫⛽ᐔ❱ࠢࡠࠬࠍ㐿❫ߒߡߪߐߺߢ὇⚛❫⛽᧤㐳ߐ߇ 6mm,15mm,30mm ߦߥࠆࠃ߁ߦಾᢿߒ,ߘࠇߙࠇ
T-06,T-15,T-30 ߣߒߚ.὇⚛❫⛽ߩ૕Ⓧ฽᦭₸ vf=25%ߣߥࠆ
ࠃ߁ߦ Fig.3 ߩࠪ࡝ࠦ࡯ࡦࠧࡓဳߦߢᒁᒛ⹜㛎 ࠍ૞⵾ߒߡ
Fig.1 Cutted carbon fibser bunch (3K)ᒁᒛ⹜㛎ᯏ(ፉᵤࠝ࡯࠻ࠣ࡜ࡈ AG-100kNXplus)ߦߡ⹜㛎ㅦᐲ

2-2 ᒁᒛ⹜㛎

5mm/min ߢฦ 5 ᧄߩᒁᒛ⹜㛎ࠍⴕ޿ Fig.4 ߦ⎕ᢿ⁁ᴫࠍ␜ߒ,30

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

ઍ⴫⊛ߥᔕജ߭ߕߺᦛ✢ࠍ Fig.5 ߦ␜ߒߚ.

0qߩ႐วߦߪᒁᒛ⛮ᒝᐲ߇200MPa ߢ޽ߞߚ߇ⷺᐲ߇15q
ߦߥࠆߣ 70MPa ߦૐਅߒ,❫⛽᧤ߣᒁᒛᣇะߣߥߔⷺᐲߩჇ
ടߦ઻ߞߡᒁᒛᒝᐲ߇ẋᷫߒߡ 90qߢߪ 30MPa ߦߥߞߚ.

Fig.5 CFRP tensile test result
Fig.9 Tesile direction and carbon fiber bunch of tensile test piece
3.

CFRP ⵾࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ߩᚑᒻ

 3-1 ⌀౞ࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ߩ਄ਅಽഀဳᚑᒻ
CFRP ⵾࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ᚑᒻ↪ߩࠪ࡝ࠦ࡯ࡦࠧࡓဳ
ߪ 54 ᱤߩᏒ⽼ࠫࡘ࡜࡞ࡒࡦ⵾࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ࠍේᒻ
ߣߒߡᱤవㇱࠍหᤨᚑᒻߔࠆ਄ਅಽഀဳࠍ Fig.10 ߦ␜ߒߚ.

 Fig.6 Stress-strain curve of CFRP tensile test ὇⚛❫⛽᧤㐳 30mm ߩ T-30 ߢߪᒁᒛ⹜㛎ਛߦ❫⛽᧤ߩࡊ࡞ࠕ࠙࠻ߦࠃࠆᒝᐲૐਅ߇ⷰኤߐࠇߚ.❫⛽᧤㐳ߣᒁᒛᒝߐߩ
㑐ଥࠍ Fig.7 ߦ␜ߒߚ.30mm 㐳ߪᒁᒛᒝᐲ߇㜞޿߽ߩߩ,ᓟㅀ
Fig.10 Silicone rubber moldsߔࠆࠃ߁ߦ❫⛽᧤㐳߇㐳޿߽ߩߪᱤవ߳ߩలႯᕈ߇ૐਅߔࠆ
ߩߢࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ᚑᒻߢߪ὇⚛❫⛽᧤㐳ࠍ 15mm ߣߒߚ.

Fig.11 ߦߪ CFRP ⵾࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊࡠࠤ࠶࠻↪ߩࠪ࡝ࠦ࡯ࡦࠧ
ࡓ਄ਅಽഀဳ(LM2)ߩ૞⵾ᚻ㗅ࠍ␜ߒߚ.

   Fig.7 Tensile strength of CFRP (n=5)
 ߟ߉ߦ❫⛽᧤ߩᣇะߣᒁᒛᒝᐲࠍ⺞ߴࠆߚ߼ߦ὇⚛❫⛽᧤㐳 15mm ࠍ೑↪ߒߡ Fig.8 ߦ␜ߔࠃ߁ߦ 0q,r15q,r
30q,r45q,r60q,r75q,90qߩ 7 ⒳㘃ߩᒁᒛ⹜㛎 ࠍ
Fig.3 ߩࠪ࡝ࠦ࡯ࡦࠧࡓဳߢ vf=25%ߣߥࠆࠃ߁ߦ૞⵾ߒߚ.

 Fig.11 Molding process of CFRP chain sprocket(LM2)Ԙ☼࿯ࠍᢝ߈⹣߼ේᒻߩ࿯บߣߒ,☼࿯ㇱ߇਄ဳߣߥࠆ.

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Fig.8 Tesile direction and carbon fiber bunch of tensile test pieceԛࠬࡊ࡟࡯ߩࠅࠍᢔᏓߒ,ࡑࠬࠠࡦࠣ೷ࠍ㒰෰ߔࠆ.

Vf ࠍ 30%એ਄ߦߔࠆߎߣߪ࿎㔍ߢ޽ߞߚ.ᒁᒛ⹜㛎ߩ⚿ᨐԜࠪ࡝ࠦ࡯ࡦࠧࡓࠍᵹߒߎߺ⎬ൻߐߖ,਄ဳࠍ૞⵾ߔࠆ.

ࠍ Fig.9 ߦ␜ߒߚ.ᒁᒛ⹜㛎ᣇะߣ❫⛽᧤ᣇะߩߥߔⷺᐲ߇

ߎߩࠃ߁ߦߒߡ૞⵾ߐࠇߚࠪ࡝ࠦ࡯ࡦࠧࡓဳߢߩ᮸⢽ᚑᒻ

木村，堀之内，若生：炭素繊維強化プラスチックによる自転車用チェーンスプロケットのシリコーンゴム型成形と実走評価 31ᕈࠍ⏕⹺ߔࠆߚ߼ߦࠛࡐࠠࠪ᮸⢽(ਥ೷ 100:⎬ൻ೷ 40)ߢࠬࡊ
ࡠࠤ࠶࠻ߩᚑᒻౕวࠍ⏕⹺ߒߚ.

࡯ࡦࠧࡓࠍᵹߒㄟߺ⎬ൻߐߖࠆ.
ߣ޿߁ᚻ㗅ߢⴕߞߚ.

CFRP ⵾࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ߩᚑᒻߩߚ߼ߦ 15mm ߩ㐳 ᱤవㇱᚑᒻࠪ࡝ࠦ࡯ࡦࠧࡓဳࠍဳᨒߦ࠮࠶࠻ߒ,CFRP ᚑᒻߐߦಾᢿߒߚ 3K ὇⚛❫⛽᧤ࠍ 2 ᨎဳߩਅဳߦ,ࠛࡐࠠࠪ᮸⢽ᓟߦߪࠪ࡝ࠦ࡯ࡦࠧࡓߩᒢᕈࠍ೑↪ߒߡήℂᛮ߈߇ߢ߈

ࠍᨴߺߎ߹ߖߥ߇ࠄలႯߒ,਄ဳࠍ߆߱ߖ⎬ൻߐߖࠆ.Fig.12 ߦ

ࠆ.Fig.16 ߦ 3 ಽഀဳ(LM3)ࠍ␜ߒߚ.

లႯᤨߩ᭽ሶࠍ␜ߔ.

Fig.12 Molding of carbon fiber buncha) Male moldb) Female moldc) Teeth moldd)3 division molding structure

Fig.13 ߦ 22͠r1͠,24h ߢߩ⎬ൻຠ(vf=20%)ᄖⷰࠍ␜ߒߚ.
ᱤవ߳ߩ὇⚛❫⛽᧤ߩలႯ߇㔍ߒߊ,ߘߒߡ Fig.14 ߦ␜ߔࠃ߁
ߦ0.2kPaߩૐ࿶଻ᜬߩߚ߼,὇⚛❫⛽᧤ߩలႯ߇ਇචಽߥㇱಽ߇ሽ࿷ߔࠆߎߣ߽޽ߞߚ.

Fig.16 3 division molding using silicone rubber(LM3) Fig.17 ߦᱤవㇱᚑᒻ↪ࠪ࡝ࠦ࡯ࡦࠧࡓဳ߳ߩ὇⚛❫⛽᧤ߩలႯ⁁ᘒࠍ␜ߒ,Fig.18 ߦ㓽ဳߣ὇⚛❫⛽᧤ࠍలႯߒߚᱤవဳ
ࠍဳᨒߦขࠅઃߌߚ⁁ᘒࠍ␜ߒߡ޿ࠆ.
Fig.13 CFRP chain sprocket

Fig.14 Unfilling part(Vf=20%)3-2 ᱤవㇱ 3 ಽഀဳߦࠃࠆ CFRP ᚑᒻᱤవㇱ߳ߩ 15mm 㐳ߩ 3K ὇⚛❫⛽᧤ߩలႯ߇㔍ߒ޿ߩߢᱤ
వㇱࠍᚑᒻߔࠆ࡝ࡦࠣ⁁ߩࠪ࡝ࠦ࡯ࡦࠧࡓဳࠍ೎૕ߣߔࠆ 3ಽഀဳߩ૞⵾ᴺᎿ⒟ࠍ Fig.15 ߦ␜ߒߚ.
Fig.17 Filing to teeth silicone

Fig.18 Silicone rubber molding

rubber moldprocess

1 ᱤߕߟ὇⚛❫⛽᧤ࠍలႯߔࠆߩߢᚑᒻㅜਛߢ὇⚛❫⛽᧤߇⣕⪭ߔࠆࠃ߁ߥలႯਇ⦟߇ዋߥߊߥߞߚ.߹ߚᱤㇱᚑᒻ↪
ࠪ࡝ࠦ࡯ࡦࠧࡓဳߪ਄ਅߦಽ߆ࠇߡ޿ߥ޿ߚ߼὇⚛❫⛽ߩలႯ㊂߇ᄙߊߡ߽ᱤ᏷ࠍ৻ቯߦߔࠆߎߣ߇น⢻ߢ޽ߞߚ.

Fig.15 Making process of 3 division silicone rubber mold
 3 ಽഀဳߩ૞⵾Ꮏ⒟ߪԘ☼࿯ࠍ↪޿ߡේᒻߩᱤㇱಽએᄖࠍⷒ߁

ԙࠪ࡝ࠦ࡯ࡦࠧࡓࠍᵹߒ⎬ൻߐߖᱤㇱಽࠍᚑᒻߔࠆ.

Ԛ਄ඨಽߩ☼࿯ࠍ㒰෰ߒߚᓟ,ේᒻߩ㔺಴ߒߡ޿ࠆㇱಽߦࡑࠬࠠࡦࠣ೷ࠍႣᏓߒ, ᱤㇱಽߩࠪ࡝ࠦ࡯ࡦࠧࡓߩߺԛ   ߦ㔌ဳ೷㧔ࠬࡊ࡟࡯ߩࠅ㧕ࠍᢔᏓߔࠆ.ࠪ࡝ࠦ࡯ࡦࠧࡓ

㩷 Fig.19㩷 CFRP chain sprocket using 3 division silicone rubber moldࠍᵹߒㄟߺ⎬ൻߐߖࠆ.

Fig.19 䈮 3 ಽഀဳ䈪ᚑᒻ䈚䈢 CFRP ⵾䉼䉢䊷䊮䉴䊒䊨䉬䉾䊃䈱਄ਅ෻ォߒ,਄ඨಽߩ☼࿯ࠍ㒰෰ߒ,ਅဳߣห᭽ߦࠪ࡝ࠦ

ᄖⷰ䉕␜䈜.ᱤ᏷䈮䈧䈇䈩 Fig.20 䈮ේᒻ䈫䈭䈦䈢䉳䊠䊤䊦䊚䊮⵾

32

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

䈱Ꮢ⽼54 ᱤ䈱ᱤ᏷ 2.00mm ᱤ᏷䈫਄ਅಽഀဳ(LM2)䈫 3 ಽഀဳ࡝ࡦࠣࡠ࡯࠼ߥߤࠍߩߴ 21 ᣣ㑆ߢว⸘ 650km ࠍ.ᐔဋ(LM3)䈱ᱤ᏷䉕␜䈚䈢.LM3 䈲ේᒻ䈫䈾䈿ห৻䈱 1.91mm䌾

16.8km/h ߢ⿛ⴕߒߚ.࠴ࠚ࡯ࡦ߅ࠃ߮ࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ߦߪߎߩ㑆

2.01mm 䈱ᱤ᏷䈫䈭䉍 Vf=25%䈫䈭䈦䈢.

ήᵈᴤ⁁ᘒߢ޽ߞߚ߇ోߊ໧㗴߇ߥ߆ߞߚ.Fig.24 ߦ 650km ⿛ⴕᓟߩ CFRP ࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ߩᄖⷰࠍ␜ߔ߇ᱤవߩ᛬
ࠇᰳߌߪోߊߥ߆ߞߚ.ౝⵝᄌㅦᯏߩ႐วߦߪ࠴ࠚ࡯ࡦ࡜ࠗࡦ
ߩߕࠇߪ↢ߓߥ޿߇,ࡠ࡯࠼ࡃࠗࠢߢ૶↪ߐࠇߡ޿ࠆᄖⵝᄌㅦ
ᯏߩ႐วߪ࠴ࠚ࡯ࡦ࡜ࠗࡦࠍ⒖േߐߖߡ೨ᓟߩࠬࡊࡠࠤ࠶࠻
ߩ⚵วߖߦࠃߞߡࠡࡗᲧࠍᄌᦝߔࠆߩߢ Fig.25 ߦ␜ߔ೨ 3 Ბ
ᓟ 5 Ბߩว⸘ 15 Ბᄌㅦߢߩታ⿛࠹ࠬ࠻ࠍߐࠄߦ 600km ㅊടߒߚ߇៺⠻㊂ߪ⚂ 50mg ߣߏߊࠊߕ߆ߢ޽ߞߚ.
ࡠ࡯࠼࡟࡯ࠬෳട⠪ࠍ฽߻⥄ォゞᱧ 5 ᐕ㨪45 ᐕߩ 30 ઍ߆
ࠄ50 ઍ߹ߢߩ6 ฬߦCFRP ⵾࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ࠍขઃߌ



Fig.20 Chain sprocket tooth sizeߚ⥄ォゞߦ⹜ਸ਼ߒߡ߽ࠄߞߚߣߎࠈ‫ߺ〯ࠎߋࠎߋޟ‬ㄟߺߎ߼ࠆ‫ޠ‬‫ࡦ࡯ࠚ࠴ߩ߳࠻࠶ࠤࡠࡊࠬޟ‬༟޿ઃ߈߇⦟޿‫ޠ‬‫ోޟ‬ജ߇಴

3-3 ᬦ౞ CFRP ⵾࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ߩᚑᒻ

ߖࠆ‫ޠ‬‫ޟ‬ജ߇ㅏߍߥ޿‫ߦ߁ࠃ߁޿ߣޠ‬㕖Ᏹߦ㜞⹏ଔߢ޽ߞߚ.         ᬦ౞࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ߪࡍ࠳࡞ߩ〯ㄟജ߇ᦨᄢߣߥࠆ

CFRP ࡈ࡟࡯ࡓߩࡠ࡯࠼ࡃࠗࠢߦᬦ౞ CFRP ⵾࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊ

ࠢ࡜ࡦࠢߩ࿁ォⷺ߇45qߩߣ߈ࡇ࠶࠴౞߇ᦨᄢߣߥࠆࠃ߁ߦ

ࡠࠤ࠶࠻ࠍขઃว⸘⚂ 5000km ታ⿛ߒߡ߽໧㗴ߪߥ߆ߞߚ.

⸳⸘ߐࠇߡ޿ࠆ.2010 ᐕᐲߩ⥄ォゞ਎⇇ㆬᚻᮭߢߪఝൎ⠪߇ᬦ౞࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ࠍ૶↪ߒߚ.ߘߎߢ Fig.21 ߦ␜ߔᏒ⽼ߩࠫࡘ࡜࡞ࡒࡦ⵾ᬦ౞࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ࠍේᒻߣߒߡ, 
Fig.23  CFRP chain sprocket running test (Inner 8 speed)ᱤవㇱᚑᒻဳࠍ᦭ߔࠆ 3 ಽഀࠪ࡝ࠦ࡯ࡦࠧࡓဳࠍ૞⵾ߒߚ.
a)ROTORb)O.SYMETRIC

Fig.21 Oval sprocketsᱤవㇱ߳ߩ὇⚛❫⛽᧤ߩ㆑޿ߦࠃࠆలႯౕวߩᓇ㗀ࠍ⺞ߴ
Fig.22 ߦ Fig.21 b)O.SYMETRIC ࠲ࠗࡊߩᬦ౞࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊࡠ
ࠤ࠶࠻ᱤవㇱߩᄖⷰࠍ␜ߒߚ. a)15mm 㐳ߩ 3K ὇⚛❫⛽᧤ߩ
ߺߢⓍጀߒߚ߽ߩߣ,b)వߦ6-10mm㐳ߩ3K὇⚛❫⛽᧤ࠍⓍጀ

Fig.24 CFRP chain sprocket (after 650km running test)ߒߡ߆ࠄ 15mm 㐳ߩ 3K ὇⚛❫⛽᧤ࠍⓍጀߒߚ߽ߩߢ޽ࠆ.ߘ

ߩ⚿ᨐ,ᱤవㇱಽߦߪ⍴޿὇⚛❫⛽᧤߇లႯ₸ࠍะ਄ߐߖࠆߎߣ߇ࠊ߆ߞߚ.
          a)15mm-3K carbon fiber bunch b)6-10mm-3K carbon fiber+15mm 3K carbon fiberbunch
Fig.22 Tooth molding
4.

ታ⿛⹏ଔ߅ࠃ߮⠨ኤ㩷㩷㩷㩷㩷
Fig.25  Oval CFRP chain sprocket running test
4-3 ᦛߍ⹜㛎4-1 ታ⿛⹜㛎 ⥄ォゞߩ೨ᄌㅦᯏߩേ૞ߪࠗࡦ࠽࡯ߩዊࠡࠕ߆ࠄࠕ࠙࠲࡯ ⌀౞ߩ CFRP ࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊࡠࠤ࠶࠻(54 ᱤ)ࠍ Fig.23 ߦ␜ߔߩᄢࠡࠕߦᄌㅦߔࠆ႐วԘ೨ᄌㅦᯏࠟࠗ࠼ߩࠗࡦ࠽࡯஥߇࠴

ౝⵝ 8 Ბᄌㅦઃߩࠪࠢࡠࠢࡠࠬࡃࠗࠢߦขઃߡᄙ៺Ꮉࠨࠗࠢ

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木村，堀之内，若生：炭素繊維強化プラスチックによる自転車用チェーンスプロケットのシリコーンゴム型成形と実走評価 33࡯ࡦߩࠕ࠙࠲࡯஥߇ࠕ࠙࠲࡯ߩᄢࠡࠕߦធ⸅ߒ៺ᡂߢᄢࠡࠕ

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ߔࠆߚ߼ߦඨᓘᣇะߩ߭ߕߺߦኻߒߡ 40%⒟ᐲૐᷫߐࠇߚߣ

߁ 3 Ბ㓏ߦߥࠆ.ߘߎߢ࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ߩ೰ᕈࠍ Fig.26

ߺࠄࠇࠆ.߹ߚ࠴ࠚ࡯ࡦᒛജ߇ 1.0kN એ਄ߢߪ߭ߕߺߩૐਅ߇

ߦ␜ߔࠃ߁ߦࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ࠍᴦౕߢ᳓ᐔߦ࿕ቯߒ,ਁ⢻᧚ᢱⷰኤߐࠇߚ.࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ߢߪⶄᢙߩ⪲వ߇࠴ࠚ࡯ࡦ

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95mm ߩὐߦ 20N ߩ⩄㊀ࠍ߆ߌࠆᦛߍ೰ᕈ⹜㛎ࠍⴕߞߚ.

ࡠࠤ࠶࠻ߢߪ 6 ᱤ߹ߢ࠴ࠚ࡯ࡦᒛജࠍಽᜂߒߡ޿ࠆߣߐࠇߡ
޿ࠆ߇ታ㓙ߩ CFRP ࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ߢߪ 9 ᱤ⋡߹ߢ࠴ࠚ࡯ࡦᒛ
ജࠍಽᜂߒߡ޿ࠆߎߣ߇ CFRP ⵾ࡃࠗࠢ↪࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊࡠࠤ
࠶࠻ߩ߭ߕߺ᷹ቯ⚿ᨐ߆ࠄಽ߆ߞߚ 8).ߘߩߚ߼ 1.0kN એ਄ߢߩ߭ߕߺߩૐਅߪઁߩᱤ߇࠴ࠚ࡯ࡦᒛജࠍ⽶ᜂߔࠆߚ߼ߣ⠨߃ࠄࠇࠆ.࠴ࠚ࡯ࡦᒛജߩ⽶⩄ߪ 1.6kN ߇ᦨᄢߢߘࠇએ਄ߢߪ
࠴ࠚ࡯ࡦ߇ᄖࠇߚ߇ CFRP ᱤవߦߪᰳ៊߇ߥߊታ↪਄໧㗴ߩߥ޿ᒝᐲࠍ᦭ߒߡ޿ߚ.



  
Fig.26 Chain sprocket bending test
Fig.27 ߦᦛߍ⹜㛎⚿ᨐࠍ␜ߒߚ.ේᒻ(Prototype)ߣߒߡ
SHIMANO DURA-ACE 54T, ਄ ਅ ಽ ഀ ဳ ߢ ૞ ⵾ ߒ ߚ
LM2(Vf=20%)54T, ᱤవဳࠍ᦭ߔࠆ 3 ಽഀဳߢ૞⵾ߒߚ
LM3(Vf=25%)54T ߢߩᄌ૏ߪ ߘࠇߙࠇ 0.14mm,0.62mm,
0.38mm ߢ޽ߞߚ.ࠫࡘ࡜࡞ࡒࡦ⵾ߩ SHIMANO ߦᲧߴߡCFRP ⵾ࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ߪᦛߍ೰ᕈ߇ 1/4㨪1/3 ߢ޽ߞߚ.ታ⿛ᤨ

Fig.28 Relationship between strain and chain tensionߦᐔ࿾ߢࠢ࡜ࡦࠢߩ࿁ォᢙ߇ 70㨪90rpm ߩ႐วߦߪࠫࡘ࡜࡞
ࡒࡦ⵾,CFRP ⵾߽ࠢ࡜ࡦࠢ߇ඨ࿁ォߢᄌㅦ߇⚳ੌߒߚ߇,5%4-5 ᄌㅦᤨߩ࠴ࠚ࡯ࡦ⒖േ⒟ᐲߩ਄ࠅဈߢࠗࡦ࠽࡯߆ࠄࠕ࠙࠲࡯ߦᄌㅦߔࠆ႐วߦ,਄⸥ ࠠ࡯ࠛࡦࠬ␠ߩ㜞ㅦࡆ࠺ࠝࠞࡔ࡜ߩ VW-9000 ࠍ↪޿ߡ,ࠫԙߩᲑ㓏ߢᄌㅦᯏࠟࠗ࠼߇࠴ࠚ࡯ࡦࠍࠕ࠙࠲࡯ߩ CFRP ⵾ࠬࡘ࡜࡞ࡒࡦ⵾ࠗࡦ࠽࡯50T ߆ࠄᬦ౞ CFRP ⵾ࠕ࠙࠲࡯54T ߳ࡊࡠࠤ࠶࠻ࠍᄢ߈ߊᦛߍࠆߚ߼ߦ࠴ࠚ࡯ࡦ࡜ࠗࡦߣࠕ࠙࠲࡯

ߩᄌㅦേ૞ࠍ᠟ᓇߒ Fig.29 ߦ a)ᄌㅦ㐿ᆎ b)࠴ࠚ࡯ࡦ߇ࠕ࠙

ߩ࠴ࠚ࡯ࡦ࡜ࠗࡦ߇৻⥌ߖߕߦࠟ࡝ࠟ࡝ߣ㖸ࠍߚߡߥ߇ࠄࠢ

࠲࡯ߩᱤవߦਸ਼ࠆ c)࠴ࠚ࡯ࡦ߇ࠕ࠙࠲࡯ߩᱤవߦ෼߹ߞߚᬦ

࡜ࡦࠢࠍ 3 ࿁ォߒߡᄌㅦ߇ቢੌߔࠆߎߣ߽޽ߞߚ.

౞ࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ߪ⌀౞ࠃࠅ߽ᄌㅦߒߦߊ޿ߩߢࠫࡘ࡜࡞ࡒࡦ
ߩේᒻߦ޽ߟߚ⡺ᛮ߈ㇱಽࠍ CFRP ൻߒ೰ᕈࠍ਄ߍߚ..

a)Startb) Derailment


Fig.27 Chain sprocket bending test (20N)
4-4 ᱤవߦടࠊࠆ߭ߕߺ
 CFRP ࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ߦടࠊࠆ࠴ࠚ࡯ࡦᒛജߦࠃࠆ߭ߕߺࠍ
᷹ቯߔࠆߚ߼ߦ߭ߕߺࠥ࡯ࠫࠍᬦ౞ CFRP ࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊࡠࠤ
࠶࠻ߩᱤరߦขઃߌߡ๟ᣇะ߭ߕߺߣඨᓘᣇะ߭ߕߺࠍ᷹ቯ

c)Finishߒ Fig.28 ߦ⚿ᨐࠍ␜ߒߚ.὇⚛❫⛽᧤߇ᱤవᒻ⁁ߦᴪ߁ࠃ߁ߦ

Fig.29 Front derailer operation (CFRP oval sprocket)

ߒߥ߇ࠄ㈩ะߒߡ޿ࠆߚ߼,๟ᣇะ࡮ඨᓘᣇะߣ߽࠴ࠚ࡯ࡦᒛ

34

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

4-6 ࡄࡢ࡯᷹ቯ

ߢߪ὇⚛❫⛽᧤ࠍ೑↪ߔࠆߎߣߢᱤవㇱߢߪ࠴ࠚ࡯ࡦࡠ࡯࡜ ⥄ォゞ↪േജ⸘ࠍ↪޿ߡ⌀౞ߣᬦ౞ߩ࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊࡠࠤ࠶

ߣߩ⠴៺⠻ᕈߦఝࠇࠆࠃ߁ߦᱤవᚑᒻဳߦ὇⚛❫⛽᧤ࠍ㈩ะ

࠻ߢߩࡄࡢ࡯᷹ቯࠍ Fig.30 ߦ␜ߔታ㛎ⵝ⟎ߢ.30~60km/h ߢߒߡలႯߔࠆߎߣ߇ߢ߈ߚ.߹ߚᱤరㇱ߿ࠕ࡯ࡓㇱߢߪ࡜ࡦ࠳

100rpm ߦߥࠆࠃ߁ߦࠡࡗᲧࠍ⸳ቯߒㅦᐲࠍၮḰ(⸳ቯ୯ࡓߦ㈩ะߒߚ὇⚛❫⛽᧤߇⇼ૃ╬ᣇᕈࠍ␜ߔߚ߼ߦᱤవߩᔕ

±0.5km/h)ߣߒߡࡄࡢ࡯[W]ࠍᲧセߒߚ.

ജࠍ߁߹ߊಽᢔߒߡ޿ࠆߣ⠨߃ࠄࠇߚ.ߘߎߢ὇⚛❫⛽᧤ࠍ೑⥄ォゞ:SCOTT ADDICT ࠲ࠗࡗⓨ᳇࿶:700kPa↪ߒߚ CFRP ߩ⎕ᢿ㕙ߦߟ޿ߡ SEM ⷰኤࠍⴕߞߚ.

േജ⸘:SRM/PowercontrolV࠻࡟࡯࠽࡯:EliteParabolicRollers

SEM(⿛ᩏဳ㔚ሶ㗼ᓸ㏜)ⷰኤߒߚ⚿ᨐࠍ Fig.23 ߦ␜ߒߚ.a)৻⇟㜞޿ᒁᒛᒝᐲߩ 200MPa ߇ᓧࠄࠇߚ❫⛽᧤ᣇะߣᒁᒛᣇ

ኻ⽎:Al ⌀౞,Al ᬦ౞,CFRP ᬦ౞(ోߡᱤᢙ 52)ะ߇৻⥌ߔࠆ 0°ߩ႐วߦߪ὇⚛❫⛽߇ࡊ࡞ࠕ࠙࠻ߒߡ޿ࠆ᭽

᷹ቯᤨㅦ/ಽ : 30/2 , 40/1.5 , 50/1 , 60/0.5ሶ߇ⷰኤߐࠇߚ.b)৻ᣇ৻⇟ૐ޿ᒁᒛᒝᐲߩ30MPa߇ᓧࠄࠇߚ

᷹ቯᚻ㗅     Warm-up (1~5min)→❫⛽᧤ᣇะߣᒁᒛᣇะ߇⋥੤ߔࠆ 90°ߩ႐วߦߪ὇⚛❫⛽ߩ

30km/h,40km/h,50km/h,60km/hࡊ࡞ࠕ࠙࠻ߪ⷗ࠄࠇߕోߡߩ὇⚛❫⛽߇ߖࠎᢿߐࠇߡ޿ߚ.

a)Fiber direction=0°b)Fiber direction=90°

  Fig.30 Power measurment instrumentࡄࡢ࡯᷹ቯ⚿ᨐࠍ Fig.31 ߦ␜ߔ.CFRP ᬦ౞ߪ 50km/h~ߩ㜞ㅦᐲၞߦ߅޿ߡᦨ߽ᶖ⾌ࡄࡢ࡯߇ዋߥ޿.߹ߚ 40km/h ߹ߢߩૐㅦᐲၞߢߪAl ⌀౞ߩᶖ⾌ࡄࡢ࡯߇ዋߥ޿.CFRP ߦࠃࠆシ㊂ൻc) Random fiber directionߦࠃࠅᶖ⾌ࡄࡢ࡯ࠍᦨᄢ 3.88%⒟ᐲᛥ߃ࠆߎߣ߇ߢ߈

5.⚿⸒ࠆ.CFRP ൻߦࠃࠆシ㊂ൻߣ㜞ㅦᐲၞߦ߅ߌࠆ᦭↪ᕈ߇ಽ߆ߞ

 6㨪15mm 㐳ߩ 3K ὇⚛❫⛽᧤ࠍࠪ࡝ࠦ࡯ࡦࠧࡓဳߦ㈩⟎ߒߚ.߹ߚᬦ౞࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ߣ޿߁ߩߪ㜞ㅦᐲၞߦ߅޿

ߡࠛࡐࠠࠪ᮸⢽ࠍ฽ᶐߐߖߡ⥄ォゞ↪ CFRP ⵾࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊ

ߡ᦭೑ߢ޽ࠅ,਄⚖⠪ะߌߢ޽ࠆߣ⠨߃ࠄࠇࠆ.

ࡠࠤ࠶࠻ࠍ⹜૞ߒߚ.὇⚛❫⛽ߩ૕Ⓧ฽᦭₸ߪ 20%㨪25%ߣᲧ
セ⊛ዋߥ޿߇ήᵈᴤߢ⿛ⴕߢ߈ࠆߎߣ,࠴ࠚ࡯ࡦ߳ߩ༟޿ઃ߈
ᕈ߇⦟ᅢߢ޽ߞߚ.߹ߚᬦ౞ CFRP ⵾࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ߢ
ߪ 40km/h એ਄ߩ㜞ㅦ⿛ⴕᤨߦࡄࡢ࡯ࡔ࡯࠲⸘᷹ߢ 4%⒟ᐲߩ
ᶖ⾌ࡄࡢ࡯ૐਅ߇⷗ࠄࠇߚ.ߘߒߡ12 ߆᦬ߢ5000km એ਄ߩታ⿛ߢ߽ᱤవߩᰳ៊߽ߥߊ໧㗴߇↢ߓߡ޿ߥ޿.
⻢ㄉ㜞ㅦࡆ࠺ࠝࠞࡔ࡜ࠍ⾉ߒߡ޿ߚߛ޿ߚ(ᩣ)ࠠ࡯ࠛࡦࠬ⮣ේ᳁ߦᗵ⻢ߔࠆ.
ෳ⠨ᢥ₂1㧕᧖ᨋବ㓶ࠄ㧚ᯏ⺰㧔C ✬㧕㧚1981㧘47 Ꮞ㧘p466-473
2)㕍ጊ࡮ ጊࠄ:ᯏቇᐕᰴ⻠⺰㧘2001㧘pp.65-66

Fig.31 Power mesurment result3)ᧁ᧛ධ㧘ၳਯౝ⠍㚍:⥄ᛛળ 2011 ᤐቄ㧘No32-11㧘
㧔2011㧕
pp.9-14

4-7 CFRP ߩ⎕ᢿ㕙ⷰኤ4)ᧁ᧛ධ㧘⧯↢᦮ብ:62 ࿁႟ടㅪ⻠⺰㧘
㧔2011㧕pp555-556

 ੹࿁⹜૞ߒߚ CFRP ࠴ࠚ࡯ࡦࠬࡊࡠࠤ࠶࠻ߪ὇⚛❫⛽ߩ5)ၳਯౝ⠍㚍㧘ᐔᚑ 23 ᐕᐲ᧲੩㜞ኾኾ᡹⑼․⎇⺰ᢥ㧔2012㧕

૕Ⓧ฽᦭₸߇20%㨪25%ߣㅢᏱߩCFRPࡕࡁࠦ࠶ࠢࡈ࡟࡯ࡓ

6)⧯↢᦮ብ㧘ᐔᚑ 23 ᐕᐲ᧲੩㜞ኾතᬺ⺰ᢥ㧔2012㧕ߥߤߩVf=50㨪60%ߦᲧߴߡඨಽ⒟ᐲߢ޽ࠆ.߹ߚㆊ෰ߦ⹜૞

7)ᧁ᧛ධ,⧯↢᦮ብ,ၳਯౝ⠍㚍:ࠪࡦࡐࠫ࠙ࡓࠬࡐ࡯࠷ࠕࡦ࠼

ߐࠇߚCFRP ⵾ᐔᱤゞߪᱤゞ⹜㛎ਛߦᱤరߦ੉ⵚ߇↢ߓߚࠅࡅࡘ࡯ࡑࡦ࠳ࠗ࠽ࡒࠢࠬ⻠Ṷ⺰ᢥ(2012)pp.144-149

὇⚛❫⛽ߩጀ㑆ߢ೸㔌߇↢ߕࠆߥߤߩ໧㗴߇޽ߞߚ.ᧄ⎇ⓥ8)ᧁ᧛ධ,Ꮉฬᜣ⼾,63 ࿁႟ടㅪ⻠⺰,(2012)pp.277-278（平成25年6月16日

受理）

東京工業高等専門学校研究報告書
第45（1）号，2013᧲੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞ⎇ⓥႎ๔ᦠ ╙45(1)ภ㧘201335

ᵄဳ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮ᚻߩធวㇱᒻ⁁ߩᦨㆡൻߣᒁᒛᒝᐲะ਄ߩ⹜ߺ

波型突き合わせ接着継手の接合部形状の最適化と引張強度向上の試み
ᔒ᧛ ⓛ㧖㧘ട⾐⷗ᜏ⏴㧖㧖㧘㤥ፒ ⨃㧖㧖㧖
志村穣*，加賀見拓磨**，黒崎                               
A Trialon Improvement
andOptimalConﬁguration
A Trialon ImprovementofofTensile
Tensile Strength
Strength andOptimalConfiguration
at at
BondedParts
WavedButt
Butt
JointsBondedPartsofofAdhesively
Adhesively Waved
Joints茂***

Jyo SHIMURA, Takuma KAGAMI, Shigeru KUROSAKIJyo SHIMURA, Takuma KAGAMI, Shigeru KUROSAKIIn this study, we have newly proposed some joint conﬁgurations to optimize the bonded part of the adhesively
waved butt joint, and we named those shallow waved butt joint , double-waved butt joint and deeply doubleIn thisjoint
study,. wehave newly
proposed someconfigurations
optimize thepart of load
the adhesively
waved
waved butt
Mechanicalproperties
in thejointpresented
joints tosubjected
to bondedstatic tensile
were analyzed,
butt
joint,
and
we
named
those
“shallow
waved
butt
joint”,“double-waved
butt
joint”
and“deeply
double-waved
butt
using Finite Element Method. FEM analyses were carried out to clarify the stress field at the bonded part.
joint”.
Mechanicalproperties
inthepresented
jointssubjected
tostatictensileload
were
analyzed,
using
FiniteElement
To confirm the reliability of the analytical results, strain measurement experiments using strain gauges were
Method. FEM analyses were carried out to clarify the stress field at the bonded part. To confirm the reliability of theperformed. In addition, the eﬀects of the conﬁgurations at the bonded part on fracture load were examined byanalytical results, strain measurement experiments using strain gauges were performed. In addition, the effects of thejoint tensile experiments. As a numerical result, it was found that signiﬁcant stress concentrations occur at bothconfigurations at the bonded part on fracture load were examined by joint tensile experiments. As a numerical result, itedgeswasof thebondedpart in stressthe caseof double-waved
the joint
it was butt
also
found
that significant
concentrations
occur at butt
both joint.
edges Fromof the bonded
parttensile
in the experiments,case of double-waved
foundjoint.
that From
the fractureloadofdeeplydouble-waved
butt
joint
is
maximal
among
other
joint
specimens.
Thestrainthe joint tensile experiments, it was also found that the fracture load of deeply double-waved butt joint ismeasurement
experiments
provedthat theby analyticalis distribution
consistent withthemaximal among
other joint
specimens.
Thestrainstraindistribution
measurementobtained
experiments
proved thatresults
the strain
obtainedstrainbydistribution
measuredbythestraingauges.
analytical results is consistent with the strain distribution measured by the strain gauges.
Keywords: Adhesively
waved
conﬁguration,StressStressconcentration,
FiniteElement
Method(Keywords:
Adhesively
wavedbutt
buttjoint,
joint, Joint
Joint configuration,
concentration,
FiniteElement
Method)✜⸒ធ⌕ធวߪࡀࠫ߿࡝ࡌ࠶࠻ߥߤߩ✦⚿ⷐ⚛ߦᲧߴ⌕೷ߦࠛࡐࠠࠪ♽᭴ㅧ↪ធ⌕೷(૑෹ࠬ࡝࡯ࠛࡓ⵾㧘ߡシ㊂ߢ޽ࠅ, ⇣⒳᧚ᢱߢ߽ធวߢ߈ࠆߣ޿߁೑ὐ

Scotch-Weld 1838B/A)㧘ⵍ⌕૕᧚ᢱߦ A5052(ࠕ࡞ࡒࠍ᦭ߒߡ޿ࠆ㧚ߘߩߚ߼, ⥶ⓨᯏ߿⥄േゞߥߤߩ᭴

࠾࠙ࡓว㊄)ࠍᗐቯߒ㧘Table 1 ߩ᧚ᢱቯᢙࠍ↪޿ߚ㧚ㅧㇱಽ߿ IC ߥߤߩ㔚᳇࡮㔚ሶᯏེߩ⵾ㅧߥߤߦ↪޿⩄㊀᧦ઙߣߒߡ㧘x ゲᣇะߦ F=1000[N]ߩᒁᒛ⩄㊀ࠍ

ࠄࠇࠆ㊀ⷐߥធวᛛⴚߣߥߞߡ޿ࠆ㧚ߎࠇ߹ߢᧄ⎇Fig.1 ߩฝ┵ᢳ✢ㇱߦઃਈߒߚ㧚᜔᧤᧦ઙߪ㧘Fig.1ⓥቶߢߪ, ᣂߒ޿⛮ᚻᒻᘒߣߒߡᵄဳ⓭߈วࠊߖធ

ߩᏀ஥ᢳ✢ㇱߦ߅ߌࠆ x ゲ㧘y ゲ㧘z ゲᣇะߩਗㅴ᜔

⌕⛮ᚻࠍឭ᩺ߒ, ᓥ᧪ߩ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮ᚻߦᲧߴ㧘᧤߅ࠃ߮ x ゲ㧘y ゲ㧘z ゲਛᔃߩ࿁ォ᜔᧤ࠍਈ߃ߡ޿

1)

㧚߹ߚ㧘᦭

ࠆ㧚ࡔ࠶ࠪࡘ↢ᚑߢߪ Fig.2 ߩࠃ߁ߦਃⷺᒻⷐ⚛ࠍ㒢ⷐ⚛ᴺߦࠃࠅ㧘ฦ⻉࿃ሶ߇ᵄဳ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮↪޿㧘ធ⌕ㇱ๟ㄝࠍ⚦߆ߊ㧘ߘࠇએᄖߩㇱಽߢߪ☻

ᚻߩജቇ․ᕈߦ෸߷ߔᓇ㗀ࠍ᣿ࠄ߆ߦߒߚ 2), 3)㧚ᧄ޿ⷐ⚛ಽഀߣߒߚ㧚ⷐ⚛ᢙ߅ࠃ߮▵ὐᢙߪ 233940

ႎ๔ߪ, ᒁᒛ⩄㊀ਅߦ߅ߌࠆᵄဳ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮߅ࠃ߮ 117558 ߢ޽ࠅ㧘⸃ᨆࠦ࡯࠼ߪ NX Nastranᚻߩធวㇱᦨㆡᒻ⁁ࠍᮨ⚝ߔࠆߚ߼㧘ᣂߚߦᵷ↢ဳ

Ver.10.0.2 ࠍ↪޿ߚ㧚ߥ߅㧘ᧄ⸃ᨆߪᒢᕈ⸃ᨆߢ޽ࠆ㧚ࠍឭ᩺ߒ㧘ߘߩജቇ․ᕈࠍ᦭㒢ⷐ⚛ᔕജ⸃ᨆߦࠃࠅ

Fig.3 ߦ੹࿁ኻ⽎ߣߒߚ⛮ᚻᒻ⁁ߩ⒳㘃ࠍ␜ߔ㧚(a)⸃᣿ߔࠆߎߣࠍ⋡⊛ߣߒߡ޿ࠆ㧚ߊࠊ߃ߡ㧘⸃ᨆ⚿

ߣ(d)ߩࡕ࠺࡞ߪᵄߩ㜞ߐ h ߇ 6.25[mm]㧘(b)ߣ(c)ߩ

ᨐߩᅷᒰᕈࠍ⏕⹺ߔࠆߚ߼, ⛮ᚻߩ߭ߕߺಽᏓ᷹ቯ

ࡕ࠺࡞ߪ 3.125[mm]ߣߥߞߡ޿ࠆ㧚ߘߩઁߩኸᴺߪ

ታ㛎ߦࠃࠅ⸃ᨆ⚿ᨐߣߩᲧセ㧘ᬌ⸽ࠍⴕ߁㧚(b)ߩᄙᵄဳ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮ᚻߣหߓߢ޽ࠆ㧚ᒁᒛ⎕ᢿ⩄㊀߇ะ਄ߔࠆߎߣࠍ␜ߒߚ

l⸃ᨆᣇᴺsyFig.1 ߪᧄ⎇ⓥߢኻ⽎ߣߔࠆ⛮ᚻߩ⸃ᨆࡕ࠺࡞ߢ
޽ࠅ㧘ᄙᵄဳ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮ᚻߣ๭⒓ߔࠆ㧚ᐳᮡゲߪ⩄㊀ߩ૞↪ߔࠆᣇะࠍ x ゲߣߒ㧘x-y ⋥ⷺᐳᮡࠍW

Adherend(E1 ,ν1)

Adhesive(E2 ,ν2)
Adherend(E1 ,ν1)

o
tx

x

↪޿㧘ේὐࠍ o ߣߔࠆ㧚ⵍ⌕૕ߩਛᔃㇱߩ㐳ߐࠍ l㧘

Fig.1 Model for analysis

᏷ࠍ W ߅ࠃ߮⛮ᚻߩᵄߩඨᓘࠍ r ߣߔࠆ㧚x ゲᣇะ

Table 1 Material properties of adherend and adhesiveߩធ⌕ጀߩෘߐ tx㧘᜔᧤߅ࠃ߮⩄㊀ࠍਈ߃ࠆ㕙ߩ xゲᣇะߩ㐳ߐࠍ s ߣߔࠆ㧚ⵍ⌕૕ߩ❑ᒢᕈଥᢙࠍ E1㧘

Young’s modulus
E [GPa]Poisson’s ratioνࡐࠕ࠰ࡦᲧࠍ ν1㧘ធ⌕೷ߩߘࠇࠄࠍ E2㧘ν2 ߣߔࠆ㧚

Adherend A5052

70.0

3.40

⛮ᚻᒻ⁁ߪ l=150[mm]㧘W=25[mm]㧘r=3.125[mm]㧘

Adhesive
SW 1838B/A

0.33

0.39

tx=0.1[mm]㧘s=26[mm]ߣߒߡ޿ࠆ㧚᧚ᢱቯ⟵ߢߪធ㧖ᯏ᪾Ꮏቇ⑼ 㧖㧖ᯏ᪾Ꮏቇ⑼ቇ↢(⃻㧘NTT ࡈࠔࠪ࡝࠹ࠖ࡯࠭ਛᄩ) 㧖㧖㧖᧲੩㜞ኾฬ⹷ᢎ᝼

F

36

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）
᧲੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞ⎇ⓥႎ๔ᦠ 㧔╙ 45(1)ภ㧕෹ࠬ࡝࡯ࠛࡓ⵾㧘Scotch-Weld 1838B/A)ࠍႣᏓߒ㧘⓭߈วࠊߖߡធวߔࠆ㧚Fig.4 ߦᄙᵄဳ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮ᚻ⹜㛎

ߩኸᴺ߅ࠃ߮ᒻ⁁ࠍ␜ߔ㧚ߎࠇࠄߩኸᴺ

߅ࠃ߮ᒻ⁁ߪ Fig.1 ߩ⸃ᨆࡕ࠺࡞ߩߘࠇߣኻᔕߐߖߡ޿ࠆ㧚 ⴫㕙☻ߐ᷹ቯߦߪࡒ࠷࠻࡛⵾ዊᒻ⴫㕙☻ߐ᷹ቯེࠨ ࡯ ࡈ ࠹ ࠬ ࠻ SJ-201 ࠍ ↪ ޿ ߚ 㧚 ធ ⌕ ೷ ߪ ਥ ೷

Fig.2 An example of mesh divisions in FEM analysis(1838-B)ߣ⎬ൻ೷(1838-A)ࠍ㊀㊂Ყ 1㧦1 ߢᷙวߒ㧘

h=6.250[mm]h=3.125[mm]Bonding
Bonding area
area
235.6[mm235.6[mm22]]

Bonding area
area
Bonding
235.6[mm235.6[mm22]]ߎߎߢ㧘ኾ↪ߩ․ᱶᴦౕࠍ↪޿ߡធ⌕ጀෘߐ߇
0.1[mm]ߦߥࠆࠃ߁⺞ᢛߒߡ޿ࠆ㧚ߘߩᓟ㧘24 ᤨ㑆(b) Double-waved
Double-waved(b)(a) waved

h=3.125[mm]Bondingarea
Bonding area
181.7[mm22]]
181.7[mmᏱ᷷ߢ⎬ൻߐߖ㧘ࡗࡑ࠻⑼ቇ⵾ቯ᷷ੇ῎ᯏ DVS402

h=6.250[mm]Bonding area
Bondingarea
363.1[mm363.1[mm22]](c)
Shallow waved
waved(c) Shallowធ⌕㕙ࠍࠕ࠮࠻ࡦߢ⣕⢽㧘ੇ῎ߐߖߚᓟߦႣᏓߒߚ㧚ࠍ↪޿ߡ 80[͠]ߢ 2 ᤨ㑆㧘ടᾲ㙃↢ࠍⴕߞߚ㧚߭ߕߺಽᏓ᷹ቯታ㛎߅ࠃ߮ᒁᒛᒝᐲ᷹ቯታ㛎(d) Deeply
Deeply double-waved
double-waved(d)౒๺㔚ᬺ⵾߭ߕߺࠥ࡯ࠫ(KFG-1N-120-C1)߇⾍ઃ

Fig.3 4-joint
in thisthis study
Fig.3
4-joint configurations
configurations presented
presented instudyߐࠇߚ Fig.5 ߩធ⌕⛮ᚻ⹜㛎 ࠍᴤ࿶ࠨ࡯ࡏᑼᒝᐲ
⹜㛎ᯏߦขࠅઃߌ㧘⹜㛎߇⎕ᢿߔࠆ߹ߢߩ⩄㊀㧘ࠢࡠࠬࡋ࠶࠼ᄌ૏߅ࠃ߮߭ߕߺࠍ౒๺㔚ᬺ⵾࠮ࡦࠨ
ࠗࡦ࠲ࡈࠚ࡯ࠬ PCD-300A, 320A ࠍ੺ߒߡࡄ࡯࠰࠽
t6

 Fig.4 Dimensions and geometry of specimen
in the case of double waved butt jointy࡞ࠦࡦࡇࡘ࡯࠲ߦ⸥㍳ߒߚ㧚ߥ߅㧘ᄙᵄဳ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮ᚻࠍኻ⽎ߣߒߚ߭ߕߺಽᏓ᷹ቯታ㛎ߪ 4 ࿁㧘
Fig.3 ߦ␜ߔ 4 ⒳㘃ߩ⛮ᚻߩᒁᒛᒝᐲ᷹ቯታ㛎ߪฦ 6࿁ߕߟታᣉߒߚ㧚⚿ᨐ߅ࠃ߮⠨ኤធวㇱߩᔕജ⁁ᘒStrain gauge



o



x

(a) Glued positions of stain gauges

Fig.6 ߪ Fig.3 ߦ␜ߔ 4 ⒳㘃ߩ⛮ᚻߩធวㇱ๟ㄝߦ߅ߌࠆࡒ࡯࠯ࠬᔕജ σm ࠦࡦ࠲࡯⴫␜ߢ޽ࠆ㧚ⵍ⌕૕᧚ᢱߪࠕ࡞ࡒ࠾࠙ࡓว㊄ A5052㧘ធ⌕ጀෘߐ tx ߪ
0.1[mm]ࠍᗐቯߒߡ޿ࠆ㧚⚡߆ࠄ⿒ߦߥࠆߦߟࠇᔕജ

୯߇ᄢ߈ߊߥࠆߎߣࠍ␜ߒ㧘ᦨᄢߢ 10[MPa]㧘ᦨዊ

ߢ 5[MPa]ࠍᗧ๧ߔࠆ㧚߹ߚ㧘࿑ߩ❑߅ࠃ߮ᮮᣇะ߇



Fig.1 ߩ x ゲ㧘y ゲᣇะߦߘࠇߙࠇኻᔕߒߡ޿ࠆ㧚ߎࠇࠄߩࠦࡦ࠲࡯⴫␜ࠃࠅ㧘ᣢሽߩၮᧄᒻߢ޽ࠆ(b) Strain gauges bonded on jointing partᵄဳ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮ᚻ(Waved)ߦኻߒ㧘ᄙᵄဳ⓭߈

Fig.5 Detail of state glued strain gauges to jointing partวࠊߖធ⌕⛮ᚻ(Double-waved)߿ᷓᄙᵄဳ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮ᚻ(Deeply double-waved)ߩࠃ߁ߦ㧘ᵄߩᢙࠍታ㛎ᣇᴺჇ߿ߔߣ⚡⦡㗔ၞ߇⋡┙ߟࠃ߁ߦߥࠅ㧘ዪᚲ⊛ߦᔕ⹜㛎

ജ୯߇⧯ᐓᷫዋߔࠆ௑ะߦ޽ࠆ㧚ߎࠇߪߔߥࠊߜ㧘ᧄ⎇ⓥߢߪ⸃ᨆ⚿ᨐߩᅷᒰᕈࠍ⏕⹺ߔࠆߚ߼ߩ߭

ᔕജᄌേ߇㗼⪺ߦߥߞߡ޿ࠆߎߣࠍ␜ߒ㧘․ߦᄙᵄ

ߕߺಽᏓ᷹ቯߥࠄ߮ߦᒁᒛᒝᐲ᷹ቯታ㛎ࠍⴕ߁㧚ⵍဳ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮ᚻߢߪ㧘ធวਔ┵ㇱ y=0, 25[mm]⌕૕᧚ᢱߢ޽ࠆࠕ࡞ࡒ࠾࠙ࡓว㊄ A5052 ࠍᚲቯߩኸ

߅ࠃ߮ౝㇱߩ y=6.25, 12.50, 18.75[mm]ઃㄭߢ㜞޿ᔕ

ᴺ㧘ᒻ⁁ߦࡢࠗࡗ࡯ࠞ࠶࠻ߢಾࠅ಴ߒടᎿߒ㧘ធ⌕ജ୯ࠍ␜ߔ⿒⦡㗔ၞߩᔕജ㓸ਛ▎ᚲࠍ⏕⹺ߢ߈ࠆ㧚㕙ߩ▚ⴚᐔဋ☻ߐ Ra ߇ 2[μm]⒟ᐲߦߥࠆࠃ߁ࠨࡦ࠼

৻ᣇ㧘ᷓᄙᵄဳ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮ᚻߩ႐วߪ㧘ᵄߩࡍ࡯ࡄ࡯ߢ⎇⏴ߒߚᓟ㧘ࠛࡐࠠࠪ♽᭴ㅧ↪ធ⌕೷(૑ᢙࠍჇ߿ߒߡ߽ធวㇱߩᔕജ୯߇ᷫዋߒ㧘߆ߟ㧘ធ37

志村，加賀見，黒崎：波型突き合わせ接着継手の接合部形状の最適化と引張強度向上の試みᔒ᧛㧘ട⾐⷗㧘㤥ፒ㧦ᵄဳ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮ᚻߩធวㇱᒻ⁁ߩᦨㆡൻߣᒁᒛᒝᐲะ਄ߩ⹜ߺ

Table 2 Stress concentration factor at adhesive layer
Joint model(a) Waved(b) Double-waved

Maximum stressStress concentration factor

σxmax[MPa]

α [㧙]
0.953

Waved

6.356

Double-waved

5.753

0.863

Shallow waved

7.696

1.154

Deeply double-waved

5.541

0.831

(c) Shallow waved(d) Deeply double-waved

Fig.6 Contour of Mises stress σm at bonded partวㇱਔ┵ㇱ y=0, 25[mm]ߩᔕജ㓸ਛ߇ᛥ೙ߐࠇࠆ߽

Strain ǭx (Ǵstrain)

150$YHUDJHGH[SHULPHQWDOUHVXOWV$YHUDJHGH[SHULPHQWDOUHVXOWV
exeperimental
result average([SHULPHQWDOUHVXOW1R
exeperimental
result No.1([SHULPHQWDOUHVXOW1R
exeperimental
result No.2([SHULPHQWDOUHVXOW1R
exeperimental
result No.3([SHULPHQWDOUHVXOW1R
exeperimental
result No.4
analytial
result$QDO\WLFDOUHVXOW

100

1

8

ߩߣផኤߐࠇࠆ㧚ᔕജ㓸ਛଥᢙᔕജ㓸ਛଥᢙ ⛮ᚻᒻᘒߣᒁᒛᒝᐲߣߩ㑐ଥᕈࠍ⺞ᩏߔࠆߚ߼㧘߹ߕ㧘ធ⌕ጀߩᔕജ㓸ਛଥᢙ α ࠍ▚಴ߔࠆ㧚▚಴ᑼ

50
0

5

10
15
Position y (mm)2025ࠍએਅߦ⸥ߔ߇㧘ߎߎߢ㧘σxmax ߪធ⌕ጀߩ⛮ᚻ㐳ᚻ

Fig.7 Comparison between analytical and experimental resultsᣇ ะ ᔕ ജ ᚑ ಽ ߩ ᦨ ᄢ ୯ ߢ ޽ ࠅ 㧘 σ0 ߪ ᒁ ᒛ ⩄ ㊀㒢ⷐ⚛ࡕ࠺࡞ߦ߅޿ߡ㧘߭ߕߺࠥ࡯ࠫ߇⾍ઃߐࠇߚ

2

F=1000[N]ࠍ⛮ᚻߩᢿ㕙Ⓧ A=150[mm ]ߢ㒰ߒߚ୯ࠍ▎ᚲߦኻᔕߔࠆ x ゲᣇะߩⷐ⚛߭ߕߺ εx ࠍᗧ๧ߒ㧘␜ߒ㧘ߎࠇࠍၮḰᔕജߣߒߚ㧚V x maxDV0x ゲᣇะᒁᒛ⩄㊀ F= 1000[N]ߩᤨߩ୯ࠍ↪޿ߚ㧚
Fig.7 ߩ❑ゲߪ x ゲ(⛮ᚻߩ㐳ᚻ)ᣇะߩ߭ߕߺ
εx[μstrain]㧘ᮮゲߪ૏⟎ y[mm]ࠍ㧘࿑ਛߩ 1 ߣ 8 ߪ Fig.5

Table 2 ߦฦ⛮ᚻធ⌕ጀߩᔕജ㓸ਛଥᢙ α ࠍ␜ߔ㧚ߦ߅ߌࠆ 1 ߣ 8 ߩ߭ߕߺࠥ࡯ࠫߩ⾍ઃ૏⟎ࠍ⴫ߒߡធ⌕ጀߩᦨᄢᔕജ୯ σxmax ߪ✭ᵄဳ⓭߈วࠊߖធ⌕޿ࠆ㧚ߎࠇࠃࠅ㧘⸃ᨆ⚿ᨐߣታ㛎⚿ᨐߩਔ߭ߕߺಽ

⛮ᚻ(Shallow waved)߇ᦨ߽ᄢ߈ߊ㧘ᰴ޿ߢ㧘ᵄဳᏓߪ᭎ߨ৻⥌ߒߡ߅ࠅ㧘ᧄ⸃ᨆᣇᴺ߇ᅷᒰᕈࠍ᦭ߔ

(Waved)㧘ᄙᵄဳ(Double-waved)㧘ᷓᄙᵄဳ⓭߈วࠊࠆ߽ߩߣ⠨߃ࠄࠇࠆ㧚ߖធ⌕⛮ᚻ(Deeply double-waved)ߩ㗅ߦߥߞߡ޿ࠆ㧚ၮḰᔕജ σ0 ߪ޿ߕࠇߩ⛮ᚻ߽ 6.667[MPa]ߢหߓߢ޽

ᒁᒛᒝᐲ᷹ቯታ㛎⚿ᨐࠆߎߣ߆ࠄ㧘ᔕജ㓸ਛଥᢙ α ߩᄢ߈ߐ߽೨ㅀߣห᭽ ᣢሽߩᵄဳ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮ᚻ(Waved)߅ࠃ߮ᧄ

ߩ㗅ߣߥࠅ㧘ᷓᄙᵄဳ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮ᚻ(Deeply⎇ⓥߢᣂߚߦឭ᩺ߒߚ 3 ⒳㘃ߩ⛮ᚻ(Double-waved,

double-waved)߇ᦨ߽ዊߐߊߥߞߡ޿ࠆ㧚⛮ᚻߩ⎕ᢿ

Shallow waved, Deeply double-waved)ߦߟ޿ߡᒁᒛ⹜

߇ធ⌕ጀࠍ⿠ὐߦ↢ߓࠆ߽ߩߣߔࠇ߫㧘ធ⌕ጀߩᔕ㛎ࠍⴕ޿㧘ࠢࡠࠬࡋ࠶࠼ᄌ૏ߥࠄ߮ߦ⛮ᚻߩ⎕უ⩄ജ㓸ਛଥᢙ α ߇ᦨ߽ᄢ߈޿✭ᵄဳ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮㊀ࠍ᷹ቯߒߚ㧚ฦ⛮ᚻ 6 ࿁ߩታ㛎ࠍⴕ޿㧘ߘࠇࠄߩᚻ߇ 4 ⒳㘃ߩ⛮ᚻߩਛߢᦨ߽⎕ᢿߒ߿ߔ޿ߣផኤߐ

᷹ቯ࠺࡯࠲ࠍ߽ߣߦㄭૃᦛ✢ߦࠃࠆ⩄㊀㧙િ߮✢࿑ࠇࠆ㧚ࠍ૞ᚑߒߚ㧚Fig.8 ߦฦ⛮ᚻߩ⩄㊀ߣિ߮ߩ㑐ଥࠍ␜ߔ㧚⸃ᨆ⚿ᨐߦ߅޿ߡធ⌕ጀߩᔕജ㓸ਛଥᢙ α ߇ᦨ߭ߕߺಽᏓ᷹ቯታ㛎⚿ᨐ߽ ዊ ߐ ޿ ᷓ ᄙ ᵄ ဳ ⓭ ߈ ว ࠊ ߖ ធ ⌕ ⛮ ᚻ (Deeply Fig.7 ߦ߭ߕߺಽᏓߦ㑐ߔࠆ⸃ᨆ⚿ᨐߣታ㛎⚿ᨐ

double-waved)ߩ⎕ᢿ⩄㊀߇ᦨ߽ᄢ߈ߊ㧘ᰴ޿ߢ㧘ᵄߣߩᲧセࠍ␜ߔ㧚ታ㛎⚿ᨐߪ㧘Fig.5 ߦ␜ߔ߭ߕߺࠥ

ဳ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮ᚻ(Waved)ߩ㗅ߣߥߞߡ޿ࠆ㧚ߎ

࡯ࠫ߇⾍ઃߐࠇߚᄙᵄဳ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮ᚻ⹜㛎ߩ⚿ᨐࠃࠅ㧘ᵄߩᢙࠍჇ߿ߒߚߛߌߢߪᒁᒛᒝᐲߩ

ࠍ 4 ᧄ↪ᗧߒ㧘ᒁᒛ⩄㊀ 1000[N]ࠍ⽶⩄ߐߖߚᤨߩ

ะ਄ߦߪነਈߐࠇߕ㧘߻ߒࠈធ⌕㕙Ⓧߩᓇ㗀߇ᄢ߈ᒢᕈ߭ߕߺࠍ᷹ቯߒߚ߽ߩߢ޽ࠆ㧚⸃ᨆ⚿ᨐߪ㧘᦭޿߽ߩߣ⠨߃ࠄࠇࠆ㧚߹ߚ㧘ࠢࡠࠬࡋ࠶࠼ᄌ૏߽ᷓ

3

38

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）
᧲੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞ⎇ⓥႎ๔ᦠ 㧔╙ 45(1)ภ㧕

Deeply double waved
Double wavedߦ෸߷ߔᓇ㗀߇ᄢ߈ߊ㧘․ߦߖࠎᢿ⽶⩄ࠍฃߌࠆഀว߇ᄢ߈ߊߥࠆࠃ߁ߥធวㇱᒻ⁁ߦߔࠆߎߣ߇ᦸ߹ߒ޿㧚

Waved
Shallow waved
Bu
Butt

(4) ߭ߕߺಽᏓߦ㑐ߔࠆ⸃ᨆ⚿ᨐߣታ㛎⚿ᨐߩᲧセ߆ࠄ㧘ᧄ⸃ᨆᣇᴺߩᅷᒰᕈࠍ⏕⹺ߒߚ㧚ෳ⠨ᢥ₂⻢ㄉ1) ฦ⒳⹜㛎ᔒ᧛ ⓛ, ߩಾࠅ಴ߒടᎿߦ߅޿ߡ㧘߽ߩߠߊࠅ
⑺ጊ๺ᔀ, 㤥ፒ ⨃, ችᎹ⌬Ꮘ㧘“ᵄဳ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮ᚻߩᒁᒛᒝᐲ․ᕈ”㧘᧚ᢱ⹜㛎ᢎ⢒࠮ࡦ࠲࡯ߩ㋈ᧁႡੑ᳁ࠍೋ߼㧘╙৻ࠣ࡞࡯ࡊߩ

Fig.8 Applied load㧙Displacement diagram in each joint

ᛛⴚ, Vol.54, No.3 (2009), pp.183-189.
⊝᭽ߦᄙᄢߥᓮᡰេࠍ޿ߚߛ޿ߚ㧚ߎߎߦ⸥ߒߡ⻢2)
ᔒ᧛ ⓛ㧘☨ḩ㛁੺㧘㤥ፒ ⨃㧘ችᎹ⌬Ꮘ㧘“ᵄᗧࠍ⴫ߔࠆ㧚

5751
5196

4921
4358

4243

ဳ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮ᚻߩജቇ․ᕈߦ㑐ߔࠆ᦭㒢ⷐ⚛ᔕജ⸃ᨆߦࠃࠆᬌ⸛”㧘᧚ᢱ⹜㛎ᛛⴚ, Vol.56,
ෳ⠨ᢥ₂
pp.115-122.
1) No.3
ᔒ᧛(2011),ⓛ, ⑺ጊ๺ᔀ,㤥ፒ ⨃, ችᎹ⌬Ꮘ㧘“ᵄဳ3) ☨ḩ㛁੺㧘ᔒ᧛ⓛ㧘㤥ፒ ⨃㧘“ᵄဳ⓭߈วࠊ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮ᚻߩᒁᒛᒝᐲ․ᕈ”㧘᧚ᢱ⹜㛎ߖធ⌕⛮ᚻߩജቇ․ᕈߦ㑐ߔࠆ⸃ᨆ⊛ᬌ⸛”㧘᧲ᛛⴚ, Vol.54, No.3 (2009), pp.183-189.
No.12) ੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞ⎇ⓥႎ๔ᦠ㧘Vol.42,
ᔒ᧛ ⓛ㧘☨ḩ㛁੺㧘㤥ፒ ⨃㧘ችᎹ⌬Ꮘ㧘“ᵄ

Butt

Waved

Doublewaved

Shallow Deeply double
waved
waved

Joint configuration

Fig.9 Relationship between averaged fracture loads andjoint configurations(2010), pp.77-82.
ဳ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮ᚻߩജቇ․ᕈߦ㑐ߔࠆ᦭㒢ⷐ⚛ᔕജ⸃ᨆߦࠃࠆᬌ⸛”㧘᧚ᢱ⹜㛎ᛛⴚ, Vol.56,
No.3 (2011), pp.115-122.
3) ☨ḩ㛁੺㧘ᔒ᧛ ⓛ㧘㤥ፒ ⨃㧘“ᵄဳ⓭߈วࠊᄙᵄဳ⓭߈วࠊߖធ⌕⛮ᚻ(Deeply double-waved)߇

ߖធ⌕⛮ᚻߩജቇ․ᕈߦ㑐ߔࠆ⸃ᨆ⊛ᬌ⸛”㧘᧲ᦨ߽ᄢ߈ߊߥࠆߎߣ߇ࠊ߆ࠆ㧚ធ⌕㕙Ⓧ߅ࠃ߮⎕უ੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞ⎇ⓥႎ๔ᦠ㧘Vol.42, No.1⩄㊀ߩჇടߦߟࠇߡࠢࡠࠬࡋ࠶࠼ᄌ૏߽ᄢ߈ߊߥࠆ

(2010), pp.77-82.

௑ะࠍ⏕⹺ߢ߈ࠆ㧚߹ߚ㧘หߓធ⌕㕙Ⓧߢ߽ߖࠎᢿ
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（平成25年6月20日

受理）

東京工業高等専門学校研究報告書

39

第45（1）号，2013

風向急変時の翼周りの流れの挙動と流体力学的特性
風向急変時の翼周りの流れの挙動と流体力学的特性*
斉藤純夫*，岩村拓哉**，児玉和也***，三原純一****，高橋正旭*****，志村
斉藤純夫，岩村拓哉**，児玉和也***，三原純一****，高橋正旭*****，志村 穣******
穣******

Flow Behavior around the Blades and Aerodynamic Characteristics
Flow Behavior around
BladesandShifts
Aerodynamic Characteristics
duringthe
SuddenWindduringSudden Wind Shifts
Sumio SAITO，Takuya
IWAMURA，Kazuya
KODAMA，Junichi MIHARA，
Masaaki TAKAHASHI，Jyo SHIMURA

Sumio SAITO,

Takuya IWAMURA,

Kazuya KODAMA,

Junichi MIHARA,

Currently, there are vocal demands for the effective utilization of natural energy in addition to conventional
Masaaki TAKAHASHI and Jyo SHIMURA
energy utilization systems, resulting in the active promotion of power generation systems with wind power at a
globallevel. there
Windareturbinepower generation
systemsutilization
control thewind turbine
outputand togenerator
revolution
Currently,
vocal demands
for the effectiveof naturalenergy inadditionconventionalenergyspeed to systems,
optimizeresulting
the power
generation
performanceaccordingto thewind withcondition.
Importantchallenges
utilizationin theactive promotionof power
generation
systems
wind power
at a global
level.
includehow power
to improvetheir systems
operation
reliability
andturbine
overalloutput
systemwell as speed
how toWindturbinegeneration
control
the windandefficiency
generator as
revolution
to expandoptimizethe
theoperation
range ofperformancewind turbines.
Previous
have
exploredImportantthe aerodynamic
characteristics
thin andpower
generationaccordingto papers
the windcondition.
challenges
include howoftobasic
improvetheir
thick blades,
whichandareoverall
representative
blade types
in as
wind
in detailtheirturbines.
characteristics
Previous
operation
reliability
system efficiency
as wellhowturbines,
to expandandthe examined
operation rangeof winddependingon the bladesurface condition.
These ofpapersthe stall
phenomenon
causedblade
by large
papershave explored
the aerodynamic
characteristics
basic also
thin focusedand thickon
blades,which
are representative
types
of attackand
andexaminedevaluated
relationshipbetween depending
the stall mechanism
the condition.
flow behavior
alsoinangleswind turbines,
in thedetailtheir characteristics
on the bladeandsurface
Thesearound
papers theblades. on
Thetheeffectivenessof a simple
devicefor stall
suppression
demonstratedusing visualization
focusedstall phenomenon
causedby large
anglesof attack wasand also
evaluated
the relationshipbetween the andstallflow analysis
However,the previous
focused mainly
on evaluating
relationshipmechanismand methods.
the flow behavioraroundthe blades.studies
The effectivenessof a simple
device forthe
stall
suppressionbetween
was also
blade characteristics
and flowand
behavior
in steadyflow fields.
There
are onlystudies
a few focused
papers mainly
on changes
in theHowever,the previous
on evaluating
demonstratedusing visualization
flow analysis
methods.
characteristics
of wind blade
turbines
placed in extreme
fields inwherechangesin windvelocitywind
therelationship between
characteristics
and flowflow
behavior
steadysudden
flow fields.
There
are onlya fewand
paperson
directioncommon. Thisofpaper
examines
flow inbehavior
the where
bladessudden
and aerodynamic
characteristics
changesin arethe characteristics
wind turbines
placedextreme aroundflow fields
changes in windvelocity andduringsuddenarewind
shifts This
withpaper
the typical
airfoilsof thin andthickfor experimentsin the previous
wind
directioncommon.
examines
flow behavioraroundtheblades
bladesused
and aerodynamic
characteristics
duringpapers.wind shifts with the typical airfoils of thin and thick blades used for experiments in the previous papers.
suddenKeywords : Wind Turbine Blade , Sudden Wind Shift Aerodynamic Characteristics , Angle of Attack ,Pressure Distribution ,Distribution
Key Words :Velocity
Wind Turbine
Blade ,, Wake
SuddenDistribution
Wind Shift Aerodynamic Characteristics , Angle of Attack , Pressure Distribution ,Velocity Distribution , Wake Distribution

1.

緒 言

現在，従来のエネルギ利用システムに加え，自然エネルギの有効活用が叫ばれており，そのうち風力を利用した発電システムが地球規模で積極的に推進されている．この風力発電システムについては，風況の変化による発電量の最適化を図るた
め，風車出力および発電機回転数についての制御方式が採用されており(1)，運転上の信頼性向上とシステム全体の高効率化を図るとともに風車の運転領域を拡大させるよう考慮されている．

考えられる．しかしながら，風速や風向が急変するような過度的な流れ場に置かれた風車特性の変化についての論文は，いくつか散見されるものの(8)(9)，未だ多くの知見が得られていないのが現状である．
そこで本報では，前報(10)で写像関数を利用して系統的に生成した翼型のうち，薄翼と厚翼の二種類の代表的な翼型を対象に，風向急変時の流れ場を想定し，翼周りの流れの挙動と流体力学的特性の関連について検討を加えた．

前報までに，風車の翼型を代表する基本的な薄2.

翼と厚翼に関し，それらの流体力学的特性を把握

おもな記号

するとともに，翼面状態の違いによる特性の変化

A： 翼の代表面積 = 3.58×10-2 [m2]についても詳細に検討した(2)~(4)．さらに大きい迎

C

： 翼弦長

え角で発生する失速現象に着目し，その発生メカ

CL： 揚力係数

12
 L ( U  A)
2

CD

： 抗力係数12
 D ( U  A)
2

D

： 抗力

[N]

これまでの研究においては，定常的な流れ場に

L

： 揚力

[N]

おける翼特性と流れの挙動についての検討が主体

Re： レイノルズ数であったため，風車周りの流れが変化するようなT： 翼最大厚み

環境下での翼特性についての検討がさらに必要とU∞： 風洞出口における基準流速 [m/s]

ニズムを翼周りの流れの挙動と対応させて評価し，あわせて可視化手法および流れ解析手法も適用して，失速抑制のための簡易デバイス設置の有効性についても提案した(5)~(7)．

[mm]

[mm]

前 東京工業高等専門学校 機械工学科 ＊＊東京大学大学院 ＊＊＊㈱ＩＨＩ＊元＊＊＊＊東京工業高等専門学校専攻科 機械情報システム工学専攻 ＊＊＊＊＊横浜国立大学大学院＊＊＊＊＊＊東京工業高等専門学校 機械工学科

40

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

x：翼前縁からの距離 [mm]

α

： 迎え角

δ
ρ

： 厚み比
T C
： 空気の密度 [kg/m3]

基準となる流速 U∞の測定には，JIS ピトー管[°]

（6mmφ）⑥と傾斜マノメータ⑦を用いた．
図 2 は風向を急変させることができる装置を示したもので，風洞出口部において，風向を変化させることができる 7 枚の翼列の稼動軸と連動して

3.
3・1

おり，この翼列軸を手動で操作することにより，供試翼型と実験装置

供試翼型

風向を急変させることが可能である．

前報(10)では写像関数を利用

実験時にはこの翼列を風洞からの流れと平行して系統的に翼型を生成し，表 1 に示す四種類のになるように保持し，同時に定常時の初期の迎え翼型を東京高専翼型と称し，光造形樹脂により製角になるよう供試翼を設置した．そして風向急変

作して種々実験を行い，翼特性を評価した．

後の角度の位置にピンを設定し，翼列の角度を手

そこで本実験では，その中から薄翼として厚み動で瞬時に操作することにより，供試翼を動作さ

比 δ=11％の翼（「TNCT-11」と呼称）を，また，せずに，風向急変後の迎え角状態になるようにし厚翼として δ=30％の翼（「TNCT-30」と呼称）をた．

供試翼型として選定し，これら二種類の翼型について，風向急変時の翼周りの流れの挙動と流体力学的特性について検討を加えた．
Table 1

TNCT airfoils (10)Name

TNCT-11

TNCT-17

TNCT-23

TNCT-30

Thicknessratio δ
[%]

11.4

16.9

23.1

29.9

Shape

3・2 実験装置と方法
3・2・1

実験装置と風向急変装置

図 1 は前報(2)~(7)(10)での実験に使用したものと同
じ風洞装置である．風洞①は，縦 400[mm]，横Fig. 2300[mm]の吹き出し断面を有し，最大風速 20[m/s]Sudden wind shift deviceの風速範囲での実験が可能である．風洞吸い込み

3・2・2

口に取り付けられた②のダンパを開閉することに

図 3 は翼上面，下面および翼後方の流速分布を

翼周りの流れ場の測定方法

測定する際の熱線プローブのトラバース範囲を

より風速を調節することができる．

TNCT-11 翼を例に示したもので，TNCT-30 翼の場

供試翼型③の取り付け用軸は，翼両側の透明ア合も同様な測定範囲となっている．

クリル側板④を貫き，揚力および抗力測定用のひずみゲージ式多分力検出器⑤に接続されている．

翼上面および下面側の流速分布は，翼スパン方翼が受ける揚力 L および抗力 D は，多分力検出器

向の中心位置において，上下面ともそれぞれ翼弦⑤から較正器⑧，増幅器⑨を介して多ペンレコー

長を等分する 5 箇所の位置で，
熱線プローブ⑪（標

ダ⑩およびパソコンで記録した．

準直線プローブ，型式 0251R-T5，KANOMAX 製）
を上下方向に 5[mm]間隔で移動させ，熱線流速計⑫により測定した．
また,

翼後方の後流分布は,翼スパンの中心位置において, 熱線プローブを翼後縁より 24[mm]
後方（翼弦長の 20％）の位置に設置し，上下方向±60[mm]の範囲で移動させることにより，合計 21点測定した．
Fig.1 Experimental apparatus
2

斉藤，岩村，児玉，三原，高橋，志村：風向急変時の翼周りの流れの挙動と流体力学的特性

41

測定した流速値 u は，風洞出口部における基準数の値は大きく，また，抗力係数の値は小さく現

流速 U∞に対する比 u /U∞で表し，また，流れの乱れている．さらに α＝26°で揚力係数が急減し，れ強さ Tu については，次式により評価した．

かつ，抗力係数が急増しており，翼が失速していることがわかる．

1u2
1 1 n2Tu   u i  u  
U  U   n i 1
(1)

一方，厚み比が大きい「TNCT-30」翼の場合，揚力係数CL の低下は見られないものの，「TNCT-11」

ここで，δu ：測定流速の標準偏差翼と比べ，迎え角が約 26°以下の領域での CL の

ui ：時系列の流速測定値

値は小さい．また，抗力係数 CD は迎え角が 40°

n ：流速測定回数の範囲まで一様に大きく現れている．
4・2

である．

翼周りの流れの基本構造と風向急変時の流れの挙動前報 (10) で厚み比の異なる翼型について，揚力係数 CL および抗力係数 CD で表わされる特性曲線の傾きの変化から三つの領域に分類できることを示したが，ここでは領域Ⅱの迎え角 α＝14°の運転点から領域Ⅰの α＝6°および失速直前の迎え角状態（「TNCT-11」翼の場合は α＝24°，「TNCT-30」翼の場合は α＝28°）に風向が急変した場合を想定し，翼周りの流れの変化について検討する．
Fig. 3

4・2・1

Measurement range of velocity distribution(Example of TNCT-11)「TNCT-11」翼の翼周りの流れと

風向急変時の流れの挙動
図 5 は「TNCT-11」翼の場合について，領域Ⅱ4.

の迎え角として α＝14°から領域Ⅰの α＝6°およ

実験結果と考察

4・1

厚み比の異なる二種類の翼型の流体力学的特性

図 4 は供試翼型として選定した厚み比

び失速直前の迎え角である α＝24°まで風向を急変させた時の熱線プローブにより測定した翼周りの流速と翼後流の時間的変化の挙動をまとめて示の異なる二種類の東京高専翼型である「TNCT-11」

したものである．

と「TNCT-30」について，レイノルズ数 Re=1.4×105

図中の波形のうち，翼型より上の波形は，翼弦の条件下で，迎え角 α を 0°から 40°まで変化させ長を 5 等分する翼面上の各位置において，翼上面た時の揚力係数 CL および抗力係数 CD の変化を示

側の翼面から上方向に 5[mm]間隔の箇所におけるしたものである．

流速変化を，また，翼型より下の波形についても

厚み比 δ=11％の「TNCT-11」翼の場合，厚み比

同様に，翼下面側の翼面から下方向に 5[mm]間隔の大きい δ=30％の「TNCT-30」翼と比べ，揚力係の箇所において，迎え角を変化させた前後の流速変化を示したものである．

CL

また，後流については，翼後縁より上面側の6[mm]から 78[mm]までの範囲で，また，翼下面側

Region Ⅰ

においては，6[mm]から 36[mm]までの代表的な位

Region Ⅲ

置における流速変化を示している．図中に記載しRegion Ⅱ

た数値はそれぞれの測定箇所を表し，翼上面側をCD

プラスで，下面側をマイナスで表示した．
図 5(a)の迎え角を α＝14°から 6°に急減させた
場合についてみると，翼上面側の翼先端から後端

Fig. 4

Aerodynamic characteristics

までの各位置における流速の時間的変化は，翼先(Effect of thickness ratio of TNCT airfoils)

端に近い位置ほど，流速の減少がみられ，かつ，
3

42

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

78mm

Position fromblade uppersurface

Position of blade trailing edge

Position fromblade lower
surface（a）α=14°→6°(Attack angle decreased)
（a）

78mm

Position fromblade uppersurface

Position of blade trailing edge

Position fromblade lower
surface（b）α=14°→ 24°(Attack angle increased)
（b）

Fig.5

Temporal variation of flow behavior around the blade before and after the sudden wind shifts（TNCT-11））（TNCT-30）

4斉藤，岩村，児玉，三原，高橋，志村：風向急変時の翼周りの流れの挙動と流体力学的特性

Attackangle
decreased

43

Attackangle
increased

Steady flow behavioraround the blade

Fig. 6

Flow behavior around the blade during sudden wind shifts（TNCT-11）

その減少幅は翼表面に近づくほど大きくなっていさを図示し，あわせて前報(10)で提示した各迎え角る．

の定常状態での流速分布の結果も併記した．

一方，翼下面側については，翼先端に近い位置

迎え角を α＝14°から 6°まで急減させた場合ほど流速が急増し，その変化は翼下面より離れたに，翼上面側の後縁部において，定常状態での翼位置において大きい．また，これらの流速の変化

周りの流速値より大きく，ほぼ一様な分布となっの幅は，翼下面の下流に向かうにつれて極めて小ている．そのため，後流の部分も定常時の翼上面さくなっている．

側に近い位置より翼下面側に移動しており，過渡的状態の短時間においては，流れの状態は良好な

翼後流の時間的変化については，翼後縁での変ものとなっている．

化とほぼ同じような挙動を示しているが，翼下面

次に，迎え角を α＝14°から 24°まで急増させ側の位置において流速の絶対値の低下とともに流た場合については，定常時には翼上面側の 80％弦

速変動の大きい箇所が見られる．
次に，図 5(b)の迎え角を α＝14°から 24°まで

長の箇所で翼面近くの流れが減速しているのに対急増させた場合，翼上面側の翼先端から 60％の位

し，迎え角を急増させた過渡的変化の場合，その置を含め後縁までの範囲で流速が急減し，かつ，減速域が翼弦長の 60％の位置において生じてい流速変動が極めて大きくなっている．

る．そのため，後流の範囲も翼上面側の位置に拡

これに対し，翼下面側では，翼の先端に近いほ大しており，翼下面側の流れ状態が迎え角を急増

ど，流速がわずかながら低下しているが，翼のさせた直後では悪くなっていることがわかる．
4・2・2

80％より後縁にかけては，逆に流速が増加している．

「TNCT-30」翼の翼周りの流れと風

向急変時の流れの挙動
図 7 は「TNCT-30」翼の場合について，領域Ⅱ後流については，翼の上面側において流速が減
少し，かつ変動の極めて大きい領域が存在する．

の迎え角として α＝14°から α＝6°および α＝以上のように，風向急変時における翼周りの流28°まで風向を急変させた時の熱線プローブによ速と翼後流の時間的変化の基本的な挙動が明らかり測定した翼周りの流速と翼後流の時間的変化のになったので，これらのデータを時間的平均化処

挙動をまとめて示したものである．

理したものを図 6 に示す．図には初期状態である

図中の波形のうち，翼型より上の波形は翼上面

α＝14°から α＝6°および α＝24°の迎え角の状側の翼面から上方向に向かう位置における流速変態に急変させた場合の翼周りの流速分布と乱れ強化を，また，翼型より下の波形は翼下面側の翼面
5

44

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

78mm

Position fromblade uppersurface

Position of blade trailing edge

Position fromblade lower
surface（a）（a）α=14°→6°(Attack angle decreased)

78mm

Position fromblade uppersurface

Position of blade trailing edge

Position fromblade lower
surface（b）α=14°→ 28°(Attack angle increased)
（b）

Fig.7

Temporal variation of flow behavior around the blade before and after the sudden wind shifts（TNCT-30））（TNCT-30）

6斉藤，岩村，児玉，三原，高橋，志村：風向急変時の翼周りの流れの挙動と流体力学的特性45から下方向に向かう位置における流速変化を示し，

きい状態が風向急変後もそのまま保持されている．

後流も含め，測定位置は「TNCT-11」翼の場合とまた，翼下面側では，翼先端に近いほど，流速低下が大きいのに対し，翼後縁に近づくに従いそ同様である．
図 7(a)の迎え角を α＝14°から 6°まで急減させの流速低下の割合は小さくなっている．
これらの挙動は，前述の薄翼である「TNCT-11」た場合の流速の時間的変化をみると，α＝14°では，翼上面側の翼弦長の 60％より後縁にかけて，翼の場合と異なっている点は興味深い．

流速変動が大きいのに対し，α＝6°の状態に風向

後流については，翼後縁での流れの挙動とはぼを急変させた場合，その変動が極めて小さくなっ

同じような変化を示しており，翼上面側すべてにている．また，この時，特に翼表面付近の流速値において，風向急変前の流速値がそのまま保持さがわずかではあるが増加しており，過渡的変化のれ，かつ，流速変動の極めて大きい流動状態を示

直後では，翼周りの流れがかなり良好なものとなしている．
図 8 は以上のデータを時間的平均化処理して示っている．
一方，翼下面側においては，翼先端に近い位置したものである．図には風向急変前の初期状態でで一様に流速が増加しているが，翼下面の 80％弦ある α＝14°の状態での翼周りの流速分布と後流長より下流において，逆にわずかながら流速値が分布を乱れ強さも含めて示し，この状態から，α減少している．

＝6°および α＝28°の迎え角状態に急変させた

翼後流の時間的変化についても，翼後縁におけ

後の流速変化の結果を記載した．さらに前報(10)でる流速の変化とほぼ同様な挙動を示しているが，示した α＝6°および α＝28°の迎え角における定翼後流の幅とその流速変動の大きさは α＝14°の常状態での翼周りの流速分布と乱れ強さを後流分場合より大きく減少している．

布も含めて併記した．

次に，図 7(b)に示した迎え角を α＝14°から迎え角を α＝14°から 6°まで急減させた場合，28°まで急増させた場合，翼上面側についてみる

翼上面側の 60％から 80％において，ほぼ一様な分と，翼先端から約 40％の位置の範囲では平均流速

布となっており，定常状態での翼周りの流速値とが増加している．

異なっている．また，翼下面側における流速も各しかし，翼先端から約 60％の位置より翼後縁に位置において一様な分布となっており，風向急減

かけては，α＝14°での平均流速値と流速変動の時の過渡的な短時間においては，翼周りの流れの

大小の違いは多少あるものの，その流速変動の大状態は良好なものとなっている．

Attackangle
decreased

Attackangle
increased

Steady flow behavioraround the blade

Fig. 8Flow behavior around the blade during sudden wind shifts（TNCT-30）
7

46

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

また，迎え角をまた，迎え角をまた，迎え角をα＝14°から
α＝14°から
α＝14°から28°まで急増させ28°まで急増させ28°まで急増させ直後の状態でも翼周りの流動状態が悪くなること直後の状態でも翼周りの流動状態が悪くなること直後の状態でも翼周りの流動状態が悪くなることた場合についてみると，定常時には翼上面側のた場合についてみると，定常時には翼上面側のた場合についてみると，定常時には翼上面側のはない．これは薄翼の「TNCT-11」の場合とは大はない．これは薄翼の「TNCT-11」の場合とは大はない．これは薄翼の「TNCT-11」の場合とは大

20％から
20％から
20％から 40％弦長の箇所で翼面近くの流れが減
40％弦長の箇所で翼面近くの流れが減
40％弦長の箇所で翼面近くの流れが減いに異なる点である．
いに異なる点である．
いに異なる点である．

速しているのに対し，それらの位置における流速
速しているのに対し，それらの位置における流速
速しているのに対し，それらの位置における流速文
文
文

分布はほぼ一様で減速域が見られない．しかし，分布はほぼ一様で減速域が見られない．しかし，分布はほぼ一様で減速域が見られない．しかし，
翼弦長の
翼弦長の
翼弦長の 60％の位置において翼面近くの流れが60％の位置において翼面近くの流れが60％の位置において翼面近くの流れが減速しているものの，翼下面側の流れも含め，風
減速しているものの，翼下面側の流れも含め，風
減速しているものの，翼下面側の流れも含め，風
向急増時の過渡的変化の直後における状態でも翼向急増時の過渡的変化の直後における状態でも翼向急増時の過渡的変化の直後における状態でも翼周りの流動状態が悪化することはなく，前述の薄周りの流動状態が悪化することはなく，前述の薄周りの流動状態が悪化することはなく，前述の薄翼の「TNCT-11」の場合の挙動とは大いに異なっ翼の「TNCT-11」の場合の挙動とは大いに異なっ翼の「TNCT-11」の場合の挙動とは大いに異なっていることは注目に値する．
ていることは注目に値する．
ていることは注目に値する．
5.
5.
5. 結
結
結 言
言
言
(10)
(10)
本報では，前報
本報では，前報
本報では，前報(10)で写像関数を利用して系統的で写像関数を利用して系統的で写像関数を利用して系統的に生成した翼型のうち，薄翼の「TNCT-11」と厚に生成した翼型のうち，薄翼の「TNCT-11」と厚に生成した翼型のうち，薄翼の「TNCT-11」と厚翼の「TNCT-30」の二種類の東京高専翼型を対象
翼の「TNCT-30」の二種類の東京高専翼型を対象
翼の「TNCT-30」の二種類の東京高専翼型を対象に，風向急変時の過渡的な翼周りの流れの挙動とに，風向急変時の過渡的な翼周りの流れの挙動とに，風向急変時の過渡的な翼周りの流れの挙動と流体力学的特性について検討を加えた．
流体力学的特性について検討を加えた．
流体力学的特性について検討を加えた．
その結果，明らかになった点は，以下のとおり
その結果，明らかになった点は，以下のとおり
その結果，明らかになった点は，以下のとおり
である．
である．
である．
(1)
(1)
(1) 薄翼の「TNCT-11」については，迎え角を薄翼の「TNCT-11」については，迎え角を薄翼の「TNCT-11」については，迎え角をααα＝14°から＝14°から＝14°から 6°まで急減させた場合，翼上面側の6°まで急減させた場合，翼上面側の6°まで急減させた場合，翼上面側の後縁部において，定常状態での翼周りの流速値よ
後縁部において，定常状態での翼周りの流速値よ
後縁部において，定常状態での翼周りの流速値より大きく，ほぼ一様な分布となり，後流部分も翼り大きく，ほぼ一様な分布となり，後流部分も翼り大きく，ほぼ一様な分布となり，後流部分も翼下面側に移動しており，過渡的変化後の短時間に下面側に移動しており，過渡的変化後の短時間に下面側に移動しており，過渡的変化後の短時間に
おいては，
おいては，
おいては，
流れの状態は良好なものとなっている．
流れの状態は良好なものとなっている．
流れの状態は良好なものとなっている．
一方，迎え角を一方，迎え角を一方，迎え角をα＝14°から
α＝14°から
α＝14°から24°まで急増させ24°まで急増させ24°まで急増させ
た場合，
た場合，
た場合，
定常時に生じている翼上面側の定常時に生じている翼上面側の定常時に生じている翼上面側の80％弦長
80％弦長
80％弦長
での翼面近くの流れの減速域が，での翼面近くの流れの減速域が，での翼面近くの流れの減速域が，
翼弦長の
翼弦長の
翼弦長の60％の60％の60％の位置において生じ，後流の範囲も翼上面側の位置位置において生じ，後流の範囲も翼上面側の位置位置において生じ，後流の範囲も翼上面側の位置に拡大しており，翼下面側の流れ状態は迎え角をに拡大しており，翼下面側の流れ状態は迎え角をに拡大しており，翼下面側の流れ状態は迎え角を急増させた直後では悪化している．
急増させた直後では悪化している．
急増させた直後では悪化している．
(2)(2)(2) 厚翼の「TNCT-30」については，迎え角を厚翼の「TNCT-30」については，迎え角を厚翼の「TNCT-30」については，迎え角をααα＝14°から＝14°から＝14°から 6°まで急減させた場合，翼上面側の6°まで急減させた場合，翼上面側の6°まで急減させた場合，翼上面側の
60％から
60％から
60％から80％において，80％において，80％において，ほぼ一様な分布となってほぼ一様な分布となってほぼ一様な分布となっており，定常状態での翼周りの流速値と異なる．まおり，定常状態での翼周りの流速値と異なる．まおり，定常状態での翼周りの流速値と異なる．また，翼下面側における流速も各位置においてほぼた，翼下面側における流速も各位置においてほぼた，翼下面側における流速も各位置においてほぼ一様な分布となっており，風向急減時の過渡的な一様な分布となっており，風向急減時の過渡的な一様な分布となっており，風向急減時の過渡的な短時間においては，翼周りの流れの状態は良好な
短時間においては，翼周りの流れの状態は良好な
短時間においては，翼周りの流れの状態は良好なものとなっている．
ものとなっている．
ものとなっている．

献
献
献

(1)
(1)
(1) SAITO
SAITO
SAITO Sumio,
Sumio,
Sumio, SEKIZUKASEKIZUKASEKIZUKA Satoshi,
Satoshi,Satoshi, Performance
Performance
Performance
Comparison
Comparison
Comparison ofofof TwoTwo
Two Wind
Wind
Wind Turbine
TurbineTurbine Generator
Generator
Generator
Systems
Systems
Systems Having
HavingHaving Two
Two
Two Types
Types
Types ofofof Contro
ControContro Methods,
Methods,
Methods,
International
International
International Journal
JournalJournal ofofof Fluid
Fluid
Fluid Machinery
Machinery
Machinery andandand
Systems,
Systems,
Systems, Vol.2,No.1,
Vol.2,No.1,
Vol.2,No.1, January-MarchJanuary-MarchJanuary-March 2009,2009,
2009, pp.
pp.
pp.
92-101.
92-101.
92-101.
(2)(2)(2) SAITO
SAITO
SAITO Sumio,
Sumio,
Sumio, YAMASHINAYAMASHINAYAMASHINA Takahiro
Takahiro
Takahiro andandand
ICHIKAWAICHIKAWAICHIKAWA Tatsuya,
Tatsuya,
Tatsuya, Research
ResearchResearch ofofof Aerodynamic
Aerodynamic
Aerodynamic
Characterstics
Characterstics
Charactersticsand
andandFlow
Flow
FlowPatterns
Patterns
Patternson
ononThinThin
ThinandandandThick
Thick
Thick
BladesBladesBlades ofofof WindWind
Wind Turbines,
Turbines,
Turbines, Research
ResearchResearch Reports
Reports
Reports of
of
of
Tokyo
Tokyo
Tokyo National
National
National College
CollegeCollege ofofof Technology
Technology
Technology No.41(2),No.41(2),No.41(2),
2010,
2010,
2010,pp.19-27.
pp.19-27.
pp.19-27.
(3)(3)(3) SAITO
SAITO
SAITOSumio,
Sumio,
Sumio,YAMASHINAYAMASHINAYAMASHINATakahiro,
Takahiro,
Takahiro,Research
ResearchResearchonon
on Aerodynamic
Aerodynamic
Aerodynamic Characterstics
Characterstics
Characterstics ofofof ThinThin
Thin andandand Thick
Thick
Thick
BladesBladesBlades depending
dependingdepending on
on
onthe
the
thePresence
Presence
Presenceor
ororAbsence
Absence
Absence ofofofStreaky
Streaky
Streaky Features
FeaturesFeatures formed
formedformed ononon thethethe Blade
Blade
Blade Surface
Surface
Surfaceduringduringduring Creation
Creation
Creation ofofof WindWind
Wind Turbine
TurbineTurbine Airfoils
Airfoils
Airfoils with
with
with
Stereolithography,
Stereolithography,
Stereolithography, Research
ResearchResearch Reports
Reports
Reports ofofof Tokyo
Tokyo
Tokyo
National
National
NationalCollege
CollegeCollegeof
ofofTechnology
Technology
TechnologyNo.42
No.42
No.42(2),(2),(2),2011,
2011,
2011,pp.
pp.
pp.
77-85.
77-85.
77-85.
(4)(4)(4) SAITO
SAITO
SAITO Sumio,
Sumio,
Sumio, YAMASHINAYAMASHINAYAMASHINA Takahiro,
Takahiro,
Takahiro,
Evaluation
Evaluation
Evaluation ofofof
Inherent
Inherent
Inherent Aerodynamic
Aerodynamic
Aerodynamic
Characterstics
Characterstics
Charactersticsof
of
ofTwo
Two
TwoDifferenct
Differenct
DifferenctThick
Thick
ThickBlades
BladesBladesUsed
Used
Used
as
as
as WindWind
Wind Turbines
Turbines
Turbines Airfoils,
Airfoils,
Airfoils, Research
ResearchResearch Reports
Reports
Reports of
of
of
Tokyo
Tokyo
Tokyo National
National
NationalCollege
CollegeCollege ofofof Technology
Technology
TechnologyNo.42
No.42
No.42 (2),
(2),
(2),
2011,
2011,
2011,pp.63
pp.63
pp.63-76.
-76.
-76.
(5)
(5)
(5) SAITO
SAITO
SAITO Sumio,
Sumio,
Sumio, YAMASHINAYAMASHINAYAMASHINA Takahiro,
Takahiro,
Takahiro,
Evaluation
Evaluation
Evaluationof
ofof Aerodynamic
Aerodynamic
AerodynamicCharacterstics
Characterstics
Charactersticsof
of
ofTwo
Two
Two
Differenct
Differenct
Differenct Thick
Thick
Thick Blades
BladesBlades Used
Used
Used asas
as WindWind
Wind Turbines
Turbines
Turbines
Airfoils
Airfoils
Airfoils andandand OneOne
OneTrial
Trial
Trialofof
ofStall
Stall
StallContorol,
Contorol,Contorol,Research
ResearchResearch
Reports
Reports
Reports ofofofTokyoTokyo
Tokyo National
National
NationalCollege
CollegeCollege ofofofTechnology
Technology
Technology
No.42
No.42
No.42(1),(1),(1),2010,
2010,
2010,pp.35
pp.35
pp.35-43.
-43.
-43.
(6)
(6)
(6) SAITO
SAITO
SAITO Sumio,
Sumio,
Sumio, YAMASHINAYAMASHINAYAMASHINA Takahiro,
Takahiro,
Takahiro,
TAKAHASHI
TAKAHASHI
TAKAHASHI Masaaki
Masaaki
Masaaki andandand IWAMURA
IWAMURAIWAMURA Takuya,
Takuya,Takuya,Control
Control
Control ofofof Stall
Stall
Stall Phenomena
Phenomena
Phenomena ininin aaa Thick
Thick
Thick Wind
Wind
Wind
TurbineTurbineTurbine Blade
Blade
Blade byby
by aaa Cylindrical
Cylindrical
Cylindrical RodRod
Rod andandand thethethe
Behavior
Behavior
Behavior ofofof Flow
Flow
Flow aroundaroundaround thethethe Blade,
Blade,
Blade, Research
ResearchResearch
Reports
Reports
Reports ofofofTokyoTokyo
Tokyo National
National
NationalCollege
CollegeCollege ofofofTechnology
Technology
Technology
No.43
No.43
No.43(1),(1),(1),2011,
2011,
2011,pp.29
pp.29
pp.29-36.
-36.
-36.
(7)
(7)
(7) SAITO
SAITO
SAITO Sumio,
Sumio,
Sumio, et.al.,
et.al.,
et.al., Aerodynamic
Aerodynamic
Aerodynamic Characteristics
Characteristics
Characteristics
of
of
of an
an
an Airfoil
Airfoil
Airfoil with
withwith Vortex
Vortex
Vortex Generators
Generators
Generators andandand Flow
Flow
Flow
Conditions
Conditions
ConditionsaroundaroundaroundthethetheBlade
Blade
Blade,,,Research
ResearchResearchReports
Reports
Reportsof
of
of
Tokyo
Tokyo
Tokyo National
National
NationalCollege
CollegeCollege ofofof Technology
Technology
TechnologyNo.43
No.43
No.43 (1),
(1),
(1),
2011,
2011,
2011,pp.37
pp.37
pp.37-44.
-44.
-44.
(8)
(8)
(8) 斉藤，関塚，佐藤（健），佐藤（有），制御方
斉藤，関塚，佐藤（健），佐藤（有），制御方
斉藤，関塚，佐藤（健），佐藤（有），制御方式の異なる２種類の風力発電システムの過渡的式の異なる２種類の風力発電システムの過渡的式の異なる２種類の風力発電システムの過渡的性能，日本機械学会論文集（B
性能，日本機械学会論文集（B
性能，日本機械学会論文集（B編）71
編）71
編）71巻
巻
巻702
702
702号
号
号
（論文
（論文
（論文No.04-0362），pp.539
No.04-0362），pp.539
No.04-0362），pp.539-545.
-545.
-545.
(9)
(9)
(9) 鎌田ほか
鎌田ほか
鎌田ほか444名，変動風に対応する風車翼の実験
名，変動風に対応する風車翼の実験
名，変動風に対応する風車翼の実験
的研究，
的研究，
的研究，
日本機械学会
日本機械学会
日本機械学会20102010
2010年度年次大会講演論
年度年次大会講演論
年度年次大会講演論
文集（2），（2010-9），pp.119
文集（2），（2010-9），pp.119
文集（2），（2010-9），pp.119-120.
-120.
-120.
(10)
(10)
(10) Sumio
Sumio
Sumio SAITO,SAITO,SAITO,
Takahiro
Takahiro
Takahiro YAMASHINA,YAMASHINA,YAMASHINA,
Tatsuya
Tatsuya
Tatsuya ICHIKAWA,ICHIKAWA,ICHIKAWA, Masaaki
Masaaki
Masaaki TAKAHASHI,
TAKAHASHI,
TAKAHASHI,
TakuyaTakuyaTakuya IWAMURA,
IWAMURA,IWAMURA, Junichi
Junichi
Junichi MIHARAMIHARAMIHARA andandand
KazuyaKazuyaKazuya KODAMAKODAMA
KODAMA,Systematic,Systematic,Systematic Creation
Creation
Creation ofofof WindWind
Wind

TurbineTurbineTurbine Airfoils
Airfoils
Airfoils with
withwith Mapping
Mapping
Mapping Function
Function
Function andandand
Evaluation
Evaluation
Evaluationof
ofofAerodynamic
Aerodynamic
AerodynamicCharacteristics
Characteristics
Characteristicsof
of
ofthe
the
the
CreatedCreatedCreated Airfoils,
Airfoils,
Airfoils, Research
ResearchResearch Reports
Reports
Reports ofofof Tokyo
Tokyo
Tokyo
National
National
NationalCollege
CollegeCollegeof
ofofTechnology
Technology
TechnologyNo.44(2),No.44(2),No.44(2),20132013
2013,,,pp.
pp.
pp.
41-51.
41-51.
41-51.

一方，迎え角を一方，迎え角を一方，迎え角をα＝14°から
α＝14°から
α＝14°から28°まで急増させ28°まで急増させ28°まで急増させ
た場合，
た場合，
た場合，
定常時に生じる翼上面側の定常時に生じる翼上面側の定常時に生じる翼上面側の20％から20％から20％から40％40％
40％
弦長の箇所での翼面近くの減速域がなくなり，翼弦長の箇所での翼面近くの減速域がなくなり，翼弦長の箇所での翼面近くの減速域がなくなり，翼下面側の流れも含め，風向急増時の過渡的変化の
下面側の流れも含め，風向急増時の過渡的変化の
下面側の流れも含め，風向急増時の過渡的変化の888（平成25年6月20日

受理）

東京工業高等専門学校研究報告書

47

第45（1）号，2013

翼周りの渦構造の違いが翼面上の境界層はく離と失速特性に及ぼす影響

翼周りの渦構造の違いが翼面上の境界層はく離と失速特性に及ぼす影響**
斉藤純夫*，岩村拓哉，土方我久***，高橋正旭****，志村 穣*****
斉藤純夫*，岩村拓哉**，土方我久***，高橋正旭****，志村穣*****

Effectsof theDifferencein
in Vortex
Vortex Structure
formedaroundWind Turbine
Blades
Effectsof theDifference
Structure
formedaroundWind TurbineonBoundary
Layer
Flow
Separation
and
Stall
Characteristics
Blades on Boundary Layer Flow Separation and Stall Characteristics

Sumio SAITO, Takuya IWAMURA, Gaku HIJIKATA,
Masaaki TAKAHASHI and Jyo SHIMURA

Sumio SAITO, Takuya IWAMURA, Gaku HIJIKATA, Masaaki TAKAHASHI and Jyo SHIMURA

Previous papers focused on thin and thick blades used in typical propeller-type horizontal axis wind turbines and examined thePrevious papers focused on thin and thick blades used in typical propeller-type horizontal axis wind turbines
variation of their aerodynamic characteristics by dividing into three regions according to the angle of attack depending on theand examined the variation of their aerodynamic characteristics by dividing into three regions according to thepresence/absenceof streaky features
the blade surface ofgeneratedstereolithographic
The papersduring
also
angle
of attack dependingon the onpresence/absence
streakyduringfeatureson the bladefabrication.
surface generated
studied the basic aerodynamic
characteristics
andalsoflowstudied
conditions
blades at different
angles of attack,includingthosestereolithographic
fabrication.
The papers
thearoundbasic theaerodynamic
characteristics
and flow
conditions
ce of
before andstalls.at different
For the thickblades,clarifiedthat the thoseblade surface
includingaroundtheafterbladesanglesof theyattack,including
beforecondition,
and after
stalls. theForpresence/absen
the thick blades,
streakyfeaturesthat
generated
during surface
stereolithographic
fabrication,
significantly
affected the flowofconditions
the blades
andtheyclarifiedthe bladecondition,
includingthe presence/absence
streakyaroundfeaturesgenerated
was closely
associated with fabrication,
stall behavior.significantly
As a simple affected
and effectiveof stall suppression
throughtheandcontrolflow
duringstereolithographic
the method
flow conditions
around thebladeswasofclosely
conditions on
thestallbladebehavior.
surface, placing
a cylindricalrod in frontof the ofblade
proposed. Itthroughhas beenthe
suggestedtheassociatedwith
As a simple
and effective
methodstallwassuppression
controlthatof flow
conditions
blade
surface,a cylindrical
frontof theIt hasbeen suggested
referredcylindrical on
rodtheplacedin frontof theplacing
blade generates
vorticesrod
withinthe
vortexcore bladein the wasbladeproposed.
span direction(hereinafterthatcylindricalrod placedin front toofsignificantly
the blade improving
generatesthevortices
with thevortexcore inandtheblade span
to asthe“transverse
vortices”),
which contributeflow conditions
on theblade surface
extendingthedirectionreferred
to asangle“transverse
vortices”, whichcontributeto significantly
theoperable（hereinafter
range without stalls
to a higherof attack . By
placing a）
vortexgenerator(hereinafterreferred to as improving“VG”) directly
flowon thetheblade
andwithextendingtheoperable
range
without
stallsbytothea VG
higherangle ofattackontoconditions
the blade surface,effectssurfaceof vortices
the vortex
core
in the flow
direction
generated(hereinafterreferred. to
Byasplacing
a vortex
generator（hereinafterreferredas “VG”）directly
the bladethe effects“longitudinalvortices”)
on theblade performance
andtoflow
conditions
around onto
the blades
were surface,also examinedthroughof
vorticeswiththevortex
core
in
the
flow
direction
generatedbythe
VG（hereinafterreferredtoas“longitudinal
experiments and flow analyses .However, there is no comparative study to determine how the difference in vortex structure
vortices”）on the blade performance and flow conditions around the blades were also examined throughbetween transverse and longitudinal vortices on the blade surface affects the flow behavior around the blades and aerodynamic
experiments and flow analyses .However, there is no comparative study to determine how the difference in vortex
characteristics. Therefore, a comprehensive evaluation of their effectiveness in stall suppression may be somewhat difficult.
structure between transverse and longitudinal vortices on the blade surface affects the flow behavior aroundBasedon thefindings
from the characteristics.
previous papers, thispaper examines
in detail howevaluation
the differencein vortex
structure between
thebladesandaerodynamic
Therefore,
a comprehensiveof their
effectivenessin stalltransverse
andlongitudinalvorticesaroundthebladesaffectsflow
separation
from
the
blade
surfaceand aerodynamic
suppression may be somewhat difficult. Based on the findings from the previous papers, this paper
examines incharacteristics
associatedwithinstalls.
detailhow thedifference
vortex structure between transverse and longitudinal vortices around the blades
affects flow separation
bladeBlade,surfaceand aerodynamic
characteristics
associatedwith stalls.
Key Wordsfrom: Windthe
TurbineAerodynamic
Characteristics,
Stall Control,
Vortex Structure,
Keywords : Wind Turbine Blade, Aerodynamic Characteristics, Stall Control, Vortex Structure,
Boundary
Layer
Flow Separation,
Pressure
Distribution,
Velocity
Distribution
Boundary Layer
Flow
Separation,
Pressure
Distribution,
Velocity
Distribution1.

の作用により翼面上の流れを大幅に改善し，失速緒 言

前報(1) ～(4)では，薄翼と厚翼の代表的な翼型を対象として，光造形手法により製作した際に生ずる
翼表面上の積層痕の有無による流体力学的性能曲線の変化を，迎え角の変化に応じ三つの領域に分類して考察し，あわせて失速前後を含む迎え角における基本的な流体力学的特性と翼周りの流動状態について検討を加えた．
そのうち特に厚翼に関しては，光造形手法による製作時の積層痕の有無，すなわち，翼の表面状態の違いが翼周りの流れ状態に大きく影響し，失速特性の挙動に深く関与していることを明らかにした(3) (4)．
以上の知見から，翼の性能曲線を任意に決定するためには，翼周りの領域に何らかの簡易デバイ
スを設置することにより，翼面上の流れを制御することが有効な手法であることが推測できる．
そこで，その一方法として，翼の前方に円柱棒を設置し，これにより発生する翼のスパン方向に渦芯を持つ渦（本報では，これを「横渦」と呼ぶ）

までの迎え角の作動領域を大きく拡大できることを提示した(5)．
さらに，翼表面上にボルテックスジェネレータ
（以下，「VG」と呼ぶ）を付加し，それにより発生する流れ方向に渦芯を持つ渦（本報ではこれを「縦渦」と呼ぶ）の作用による翼の性能曲線の変化に及ぼす影響を実験的および流れ解析手法も援用して検討した(6)．
しかしながら，翼面上の横渦および縦渦発生による渦構造の違いが，翼周りの流れの挙動や特性の変化に及ぼす影響については，それぞれ個別に検討しているため，失速抑制に及ぼす渦構造の違いの影響をより詳細に評価するためには，両者の効果を対比させて把握することが必要である．
そこで前報までの知見を踏まえ，本報では，円柱棒および VG などの簡易デバイスを設置することにより発生する上述の翼まわりの横渦および縦渦の渦構造の違いが，翼面上の境界層はく離と失速時の流体力学的特性に及ぼす影響を詳細に検討した．

前 東京工業高等専門学校 機械工学科 ＊＊ 東京大学大学院 ＊＊＊ 東京水道サービス株式会社＊元＊＊＊＊ 横浜国立大学大学院＊＊＊＊）＊＊＊＊＊ 東京工業高等専門学校 機械工学科

48

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

A
A
C

2.

おもな記号

2.

おもな記号

基準となる流速 U∞の測定には，JIS ピトー管基準となる流速 U∞の測定には，JIS ピトー管
(6[mm]φ)⑥と傾斜マノメータ⑦を用いた．

： 翼の代表面積 = 3.58×10

-2

2

[m ]

(6[mm]φ)⑥と傾斜マノメータ⑦を用いた．
翼面上の流速分布は，翼スパン方向の中心位置に： 翼の代表面積
翼弦長 [mm] = 3.58×10-22

翼面上の流速分布は，翼スパン方向の中心位置において，上下面ともそれぞれ翼弦長を等分する
5箇

[m ]

おいて，上下面ともそれぞれ翼弦長を等分する 5 箇所の位置で，熱線プローブ⑪（標準直線プローブ，

C ： 翼弦長 [mm]12
CL ： 揚力係数
 L ( U  A)
CD ： 抗力係数
CD ： 抗力係数
CP ： 圧力係数
CP ： 圧力係数
D ： 抗力 [N]
D
L

： 抗力
揚力

[N]

L
PS

揚力
： 静圧

[N]
[Pa]

所の位置で，熱線プローブ⑪（標準直線プローブ，
型式0251R-T5，KANOMAX 製）
を上下方向に 5[mm]122
 L ( U  A)
212
 D ( U  A)
122
 D ( U  A)
21
2
 PS ( U  )122
 PS ( U  )2

CL ： 揚力係数

型式 0251R-T5，KANOMAX 製）
を上下方向に 5[mm]間隔で移動させ，熱線流速計⑫により測定した．
間隔で移動させ，熱線流速計⑫により測定した．
また，翼後方の後流分布は, 翼スパンの中心位置に
また，熱線プローブを翼後縁より後方
翼後方の後流分布は, 翼スパンの中心位置において,24[mm]（翼弦
おいて,
熱線プローブを翼後縁より後方 24[mm]（翼弦長の20％）の位置に設置し,上下方向±60[mm]の範囲
長の 20％）の位置に設置し,上下方向±60[mm]の範囲
内で移動させ，計21 点の位置で測定した．
内で移動させ，計
測定した流速値21u点の位置で測定した．
は，風洞出口部における基準
測定した流速値
流速
U∞に対する比uuは，風洞出口部における基準/U∞で表し，また，流れの乱
流速 U∞Tに対する比u /U∞で表し，また，流れの乱
れ強さ
u は，次式により評価した．

PS ： 静圧[Pa]
Re
レイノルズ数れ強さ Tu は，次式により評価した．
12
u1 1 n2ui  u   1

Tu 
 
n
U
  U1  1n i 1
22Tu  u   u i  u  UU   n i 1
ここで，δu ：測定流速の標準偏差：測定流速の標準偏差
ここで，δuui ：時系列の流速測定値
nui ：流速測定回数：時系列の流速測定値

Re
T ： レイノルズ数
翼最大厚み [mm]T ∞ ： 流速
翼最大厚み
U[m/s] [mm]
流速 [m/s]xU∞ ： 翼前縁からの距離

[mm]

x
α

： 翼前縁からの距離
迎え角 [°]

[mm]

α
δ

： 迎え角
： 厚み比

δ
ρ

： 厚み比
： 空気の密度

T C
T C 3ρ： 空気の密度[kg/m3]

3.
3・1

[°]

(1)
(1)

である． n ：流速測定回数[kg/m ]

である．
さらに，翼上面側の流れの状況を可視化するたさらに，翼上面側の流れの状況を可視化するため，タフトを取り付けられる冶具を用い，翼表面実験装置と供試翼型

め，タフトを取り付けられる冶具を用い，翼表面より鉛直方向に5[mm]離れた位置での流れの挙動

3. 実験装置と供試翼型
実験装置
図 1 は前報(1) ～(6)での実験

より鉛直方向に5[mm]離れた位置での流れの挙動を観察できるようにした．

(1) ～ (6)3・1 実験装置
図 1 は前報での実験に使用したものと同じ風洞装置である．
風洞①は，を観察できるようにした．
3・2 供試翼型と渦構造の分類

供試翼型(1) ～ (6)に使用したものと同じ風洞装置である．
風洞①は，
縦400[mm]，横 300[mm]の吹き出し断面を有し，3・2 供試翼型と渦構造の分類
供試翼型
としては,
前報
と同様, オランダのデルフ

縦400[mm]，横300[mm]の吹き出し断面を有し，
最大風速20[m/s]の風速範囲での実験が可能な小

(7)
としては,
前報(1) ～(6)と同様, オランダのデルフ
ト工科大学で開発された「DU97-W-300」を厚翼

最大風速 20[m/s]の風速範囲での実験が可能な小型風洞である．風洞吸い込み口に取り付けられた(7)
ト工科大学で開発された「DU97-W-300」を厚翼として選定した．翼は翼弦長
C が 120[mm]，スパ型風洞である．風洞吸い込み口に取り付けられた②のダンパを開閉することにより風速を調節するとして選定した．翼は翼弦長
C が 120[mm]，スパン方向長さが298[mm]で，光造形樹脂により製作②のダンパを開閉することにより風速を調節することが可能である．
供試翼型③の取り付け用軸は，ン方向長さが298[mm]で，光造形樹脂により製作し，その際に翼表面上に残る積層痕を除去し，流ことが可能である．供試翼型③の取り付け用軸は，翼両側の透明アクリル側板④を貫き，揚力およびし，その際に翼表面上に残る積層痕を除去し，流れ方向およびスパン方向の翼表面粗さをともに

翼両側の透明アクリル側板④を貫き，揚力および抗力測定用のひずみゲージ式多分力検出器⑤に接れ方向およびスパン方向の翼表面粗さをともに
0.7[μm]の状態に仕上 げた 翼を 基 準の翼 として抗力測定用のひずみゲージ式多分力検出器⑤に接続されている．
翼が受ける揚力 L および抗力 D は，

0.7[μm]の状態に仕上 げた 翼を 基 準の翼 として「Without」翼と称した．

続されている．翼が受ける揚力 L および抗力 D は，多分力検出器⑤から較正器⑧，増幅器⑨を介して「Without」翼と称した．
図 2 は供試翼型形状とあわせ，前報(5) (6)で明ら多分力検出器⑤から較正器⑧，増幅器⑨を介して多ペンレコーダ⑩およびパソコンで記録した．

図 2 は供試翼型形状とあわせ，前報(5) (6)で明らかにした円柱棒およびボルテックスジェネレータ

多ペンレコーダ⑩およびパソコンで記録した．

かにした円柱棒およびボルテックスジェネレータ
U
δ = T / C = 30 [%]

∞

T

T

Without
U∞(Smooth)Without(Smooth)Transverse vortex

Fig.1

Experimental apparatus

Fig.1

Experimental apparatus

Fig.2
Fig.2

2
2

DU97-W-300

C = 120 [mm]LongitudinalvortexU∞

Transverse vortex
CylindricalU∞
rod(Case1)
Cylindricalrod(Case1)

δ = T / C = 30 [%]C = 120 [mm]Vortexgenerator
Vortexgenerator

Pitch

U∞

Pitch

U∞

DU97-W-300

Longitudinalvortex12.5
mm
25.0 mm(Ty pe1)
12.5
mm
50.0
25.0 mm(Ty pe1)

Schematic diagram50.0
ofmm
transverse andlongitudinalvortices
occurrence
Schematic diagram of transverse andlongitudinal vortices occurrence斉藤，岩村，土方，高橋，志村：翼周りの渦構造の違いが翼面上の境界層はく離と失速特性に及ぼす影響

LLL

C
C
□
□
□LL
□
□
△
△
△
△
△
〇
〇
〇
〇
〇

DDD

C
D
C
D
■
■
■
■
■
▲
▲
▲
▲
▲
●
●
●
●
●

Lift
Coefficient&
Drag
Coefficient
Lift
Lift
Coefficient
CoefficientCCLLC&&LL Drag
Drag
Coefficient
Coefficient
CCDDC
Lift
CoefficientC&
Drag
Coefficient
CDD

関連し，その抑制に効果を及ぼす横渦と縦渦の影
関連し，その抑制に効果を及ぼす横渦と縦渦の影
C
CLLL
C
L
L
響について検討を加える．
響について検討を加える．
4.
4.

実験結果と考察
実験結果と考察

4・1
4・1 渦構造の違いが翼の流体力学的特性に及
渦構造の違いが翼の流体力学的特性に及
図
図33 は
は
「Without」「Without」
翼，
翼，
円柱棒設置の円柱棒設置のCase
C
CDDD CaseCDD
11 およびおよび VG
VG を
を 25[mm]ピッチで翼上面に付加した
25[mm]ピッチで翼上面に付加した
RegionRegion -Ⅲ
-Ⅲ
ぼす影響
ぼす影響

RegionRegion -Ⅱ-ⅡRegion -Ⅱ

Region -Ⅲ

Region -Ⅲ
Region
-Ⅱ20
10
10
10 12
12
12 14
14
14 16
16
16 18
18
18 20
20 22
22
22 24
24
24 26
26
26 28
28
28 30
30
30
Type1
Type1 の場合の流体力学的特性を示したものである．
の場合の流体力学的特性を示したものである．
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Angle
Angle
of
ofAttack
AttackAttackα[deg]
α[deg]
10 Angle
12 of
14
16 α[deg]
18 20
Angle
Angle ofof AttackAttack α[deg]α[deg]

22

24

26

28

30

Case
Case 11 およびおよび Type1
Type1 の結果を「Without」翼のその結果を「Without」翼のそ
Fig.3
Fig.3
Aerodynamic
Aerodynamic
characteristics
Fig.3 Aerodynamic characteristics
characteristics
れと比較すると，すべての迎え角領域で揚力係数
れと比較すると，すべての迎え角領域で揚力係数(Without,(Without, Case1
Case1 && Type1)
Type1)(Without, Case1 & Type1)が大きく，かつ，抗力係数が小さくなっている．
が大きく，かつ，抗力係数が小さくなっている．
基本的には「Without」翼の場合でも，翼のスパ
基本的には「Without」翼の場合でも，翼のスパ 33
3(8)ン方向に渦芯を持つ横渦が発生しており
ン方向に渦芯を持つ横渦が発生しており(8)
，円柱
，円柱
1.1
1.1
&
& DragDrag Coefficient
Coefficient C
CDD

1.0
1.0
0.9
0.9

DU97-W-300
DU97-W-300
Without
Without
VG
VG(Type1)(Type1)
Cylindrical
Cylindricalrodrod(Case1)(Case1)

0.8
0.8
0.7
0.7
0.6
0.6
0.5
0.5

DU97-W-300
DU97-W-300

CCLL

CCDD

□
□
△
△
〇
〇

■
■
▲
▲
●
●

C
CLL

-4
-4
-4

CoefficientC
Pressure
Pressure
PressureCoefficient
Coefficient
CPC
P
PP

-4
C
C
Cppp
Upper
Upper
Upper
Lower
Lower
Lower
より発生する縦渦の効果により，それぞれ大きくより発生する縦渦の効果により，それぞれ大きく
α=20°
α=20°
C
Upper
Lower
Cp
Upper
Lower
-3
-3

α=20°

p
Without
Without
Without

□
□
□
□
□
○
○
○
○
○
△
△
△
△
△

Without
Without-3
Cylindrical
Cylindrical
Cylindricalrod
rodrod(Case(Case(Case 1)1)1)
抑制されていることがわかる．
抑制されていることがわかる．
Cylindrical
Cylindrical rod
rod (Case(Case 1)1)
VG
VG
VG(Type(Type(Type 1)1)
1)VG
VG (Type(Type 1)
1)

-2
-2
-2

■
■
■
■
■
●
●
●
●
●
▲
▲
▲
▲
▲

-2
4・2
4・2
渦構造の違いによる翼周りの流動状態
渦構造の違いによる翼周りの流動状態
Upper
Upper

Upper
-1
-1
-1
00
0
一例として領域Ⅱにおける迎え角
一例として領域Ⅱにおける迎え角
α＝20°の場合に
α＝20°の場合に
Lower
Lower
Lower
11
1 翼面上の圧力分布を示したものが図4
ついて，
ついて，
翼面上の圧力分布を示したものが図4である．
である．
22
Case
Case
および Type1
Type1 とも翼上面側の負圧値がとも翼上面側の負圧値が2 11 および
00 10
10 20
20 30
30 40
40 50
50 60
60 70
70 80
80 90
90 100100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100「Without」翼の場合と比べ大きくなっており，図「Without」翼の場合と比べ大きくなっており，図 33
4・2・1
4・2・1 領域Ⅱにおける翼周りの流れの挙動
領域Ⅱにおける翼周りの流れの挙動

Position
Position x/Cx/C [%][%]
Position x/C [%]の流体力学的特性の結果とも対応している.
の流体力学的特性の結果とも対応している.
Fig.4
Fig.4 Pressure
Pressure distribution
distribution
Fig.4
Pressure
distribution
次に，円柱棒による横渦発生および次に，円柱棒による横渦発生およびVG
VG による縦による縦α＝20°, Without,Case1
Without,Case1 && Type1
Type1))(( α＝20°,( α＝20°, Without,Case1 & Type1)
渦発生による翼周りの流動状態に及ぼす影響を流渦発生による翼周りの流動状態に及ぼす影響を流
90
90

0.2
0.2
0.2
0.4
0.4
0.4
000000 0.2
0.2
0.2
0.4
0.4
0.4

90
速比と乱れ強さについて示したものが図
速比と乱れ強さについて示したものが図55 である．
である．
000 0.2
0.2
0.2 0.4
0.4
0.4
0.2 0.4
0.4
TTuuu 00 0.2
80
80
Tuu

00

0.2
0.2

0.4
0.4000

0.2
0.2
0.2

0.4
0.4
0.4

00

0.2
0.2

0.4
0.4

00 0.280
0.2 0.4
0.4
uu // UU TTuuu
70
70
000 0.2
0.2
0.20.40.4
0.4
Tuu0.4u0000.5/0.5U1∞1∞∞∞1∞000 0.2
70
0.2
0.2
0.4
0.4
00 0.20.5
0.2 0.4
0.4
-4
-4
60
60
0
0.5
0.2 0.4
0.4
0 0.5 11 00 0.2
000 0.2
0.2
0.2 0.4
0.4
0.40000.50.5
0.511160
CCpp 00 0.2
Upper
Upper
Lower
Lower
0.4
00 0.51α=20°50
50 α=20°
0.2
0.4
0.5 1
0000.50.5
0.511150
Without
Without
00 0.5
□
□
■
■
-3
-3
0.5 11000 0.2
0.2
0.20.4
0.4
0.4
40
40
U∞∞∞
Cylindrical
Cylindricalrod(Case(Case 1)
1) 00 0.2
○
○ 0.4
●
●
40 uuu /// U
0000.50.5
0.5111 rod
0.2
0.4
U∞∞
30
30
00 0.51
0.5
VG
VG1(Type(Type 1)
1)
△
△
▲
▲
30
-2
-2
0
0
0
0.5
0.5
0.5
1
1
1
20
20
00 0.520%
20%
0.5 1120
Upper
Upper 0000.5
20% 40%
10
10
40%
0.5
0.5111
10
40%
-1
-100
00 0.50.5 11
60%
60%
0
α=20
α=20
°
°
60%
-10
-10
α=20 °
80%
80%
-10
00
80%
-20
-20
-20
Lower
DU97-W-300
DU97-W-300
DU97-W-300
C
C
CLower
C
C
CDDD
LLL
-30
-30
100%
100%
DU97-W-300
CC
DU97-W-300-30
CC
Without
Without
Without
11
□
□
□LL
■
■
■DD
100%
-40
-40
Without□■
Without
Cylindrical
Cylindrical
Cylindricalrodrodrod(Case(Case(Case1)
1)
1)
□
■
○
○
○
●
●
●
-40
Cylindrical
rod
○
●
-50
-50
Cylindricalrod (Case
(Case
1)
VG
VG
VG(Type
(Type
(Type
1)
1)
1) 1)
○
●
△
△
△
▲
▲
▲
-50
VG
22
△
▲
VG (Type(Type 1)
1)
△
▲
-60
-60
-60 00 10
20 40
30
30 40
40
50 80
60 1007070 80
8090 140100
100
00 1020
20 20
40
60
60 50
8060
100
120
12090
140
0
20
40
60
80
100
120
140
Horizontal
Horizontal
Coordinates
Coordinates
x/C
x/C
[%]
[%]
Position
Position
x/C
x/C
[%]
[%]
Horizontal Coordinates x/C [%]Pressure
CoefficientC
VerticalCoordinatesyy [mm]
y[mm]
[mm]
VerticalVerticalCoordinates
Coordinates
P
P

1.1
1.1
DU97-W-300
DU97-W-300
1.0
1.0
1.0
Without
Without
Without
1.0
Without
1.0
Without
VG
VG
VG(Type1)(Type1)(Type1)
0.9
0.9
0.9
VG
VG (Type1)(Type1)
Cylindrical
Cylindrical
Cylindricalrod
rodrod(Case1)(Case1)(Case1)
0.9
0.9 Cylindrical rod (Case1)
0.8
0.8
0.8 Cylindrical rod (Case1)
0.8
0.8
0.7
0.7
0.7
DU97-W-300
DU97-W-300
DU97-W-300
0.7
0.7
DU97-W-300
0.6
0.6
0.6
DU97-W-300
0.6
0.6
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.1
0.1
0.1
0.1
RegionRegion -Ⅰ
-Ⅰ
0.1
0.0
0.0
0.0
Region -Ⅰ
0.0
0.0 000 222 444 666 888
00
22
44
66
88

棒を翼前方に置くことにより，この横渦の発生が棒を翼前方に置くことにより，この横渦の発生が棒を翼前方に置くことにより，この横渦の発生がさらに助長されることが予想される．
さらに助長されることが予想される．
さらに助長されることが予想される．
「Without」翼の場合に発生した迎え角の大きい「Without」翼の場合に発生した迎え角の大きい「Without」翼の場合に発生した迎え角の大きい領域（α＝26°）での失速による揚力係数の急減と領域（α＝26°）での失速による揚力係数の急減と領域（α＝26°）での失速による揚力係数の急減と抗力係数の急増は，翼前方に円柱棒を設置するこ抗力係数の急増は，翼前方に円柱棒を設置するこ抗力係数の急増は，翼前方に円柱棒を設置することにより発生する横渦による効果と，VGとにより発生する横渦による効果と，VG 付加に付加にとにより発生する横渦による効果と，VG 付加により発生する縦渦の効果により，それぞれ大きくより発生する縦渦の効果により，それぞれ大きくより発生する縦渦の効果により，それぞれ大きく抑制されていることがわかる．
抑制されていることがわかる．
抑制されていることがわかる．
4・2
4・2 渦構造の違いによる翼周りの流動状態
渦構造の違いによる翼周りの流動状態
4・2 渦構造の違いによる翼周りの流動状態
4・2・1
4・2・1 領域Ⅱにおける翼周りの流れの挙動
領域Ⅱにおける翼周りの流れの挙動
4・2・1
領域Ⅱにおける翼周りの流れの挙動
一例として領域Ⅱにおける迎え角
一例として領域Ⅱにおける迎え角 α＝20°の場合にα＝20°の場合に一例として領域Ⅱにおける迎え角
α＝20°の場合について，ついて，翼面上の圧力分布を示したものが図4
翼面上の圧力分布を示したものが図4である．
である．
ついて，
翼面上の圧力分布を示したものが図4
である．
Case
Case 111 およびおよび Type1
Type1 とも翼上面側の負圧値がとも翼上面側の負圧値が
Case
および
Type1
とも翼上面側の負圧値が棒を翼前方に置くことにより，この横渦の発生が棒を翼前方に置くことにより，この横渦の発生が「Without」翼の場合と比べ大きくなっており，図「Without」翼の場合と比べ大きくなっており，図 333「Without」翼の場合と比べ大きくなっており，図さらに助長されることが予想される．
さらに助長されることが予想される．
の流体力学的特性の結果とも対応している.
の流体力学的特性の結果とも対応している.
の流体力学的特性の結果とも対応している.
「Without」翼の場合に発生した迎え角の大きい「Without」翼の場合に発生した迎え角の大きい
次に，円柱棒による横渦発生および次に，円柱棒による横渦発生および VG
VG による縦による縦次に，円柱棒による横渦発生およびVGによる縦領域（α＝26°）での失速による揚力係数の急減と領域（α＝26°）での失速による揚力係数の急減と渦発生による翼周りの流動状態に及ぼす影響を流渦発生による翼周りの流動状態に及ぼす影響を流渦発生による翼周りの流動状態に及ぼす影響を流抗力係数の急増は，翼前方に円柱棒を設置するこ抗力係数の急増は，翼前方に円柱棒を設置するこ速比と乱れ強さについて示したものが図
速比と乱れ強さについて示したものが図55 である．
である．
速比と乱れ強さについて示したものが図 5 である．とにより発生する横渦による効果と，VGとにより発生する横渦による効果と，VG 付加に
付加に

000

111

0
0

1
1

000

111

0
0

1
1

000

0.2
0.2
0.2

0.4
0.4
0.4

00

0.2
0.2

0.4
0.4

000

111

0
0

1
1

000

0.2
0.2
0.2

0.4
0.4
0.4

00

0.2
0.2

0.4
0.4

000

111

0
0

1
1

000

0.2
0.2
0.2

0.4
0.4
0.4

00

0.2
0.2

0.4
0.4

000

111

0
0

1
1

Fig.5
Fig.5 Velocity
Velocity distribution
distribution
Fig.5
Fig.4
Fig.4 Velocity
Pressure
Pressuredistribution
distribution
distribution
α＝20°, Without,Case1
Without,Case1 && Type1
Type1))((( α＝20°,α＝20°,
Without,Case1) ))α＝20°, Without,Case1
Without,Case1&&&Type1Type1Type1(( α＝20°,

90
90
80
80
70
70
60
60
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
00
-10
-10

l Coordinates y [mm]を付加することにより発生する横渦および縦渦を付加することにより発生する横渦および縦渦を付加することにより発生する横渦および縦渦の構造を模式的に示したものである．
の構造を模式的に示したものである．
の構造を模式的に示したものである．
円柱棒設置については，翼面上の流れに及ぼす
円柱棒設置については，翼面上の流れに及ぼす
円柱棒設置については，翼面上の流れに及ぼす横渦の効果を評価するため，円柱棒を設置しない
横渦の効果を評価するため，円柱棒を設置しない
横渦の効果を評価するため，円柱棒を設置しない状態における二次失速時の迎え角状態における二次失速時の迎え角 α=26°において，
α=26°において，状態における二次失速時の迎え角 α=26°において，翼先端部が原点
翼先端部が原点（迎え角（迎え角 α=0°における翼先端部のα=0°における翼先端部の翼先端部が原点（迎え角 α=0°における翼先端部の位置）位置）から垂直方向にから垂直方向に 20[mm]で，かつ，20[mm]で，かつ，翼の前方翼の前方位置）から垂直方向に 20[mm]で，かつ，翼の前方水平方向に-10[mm]（翼の前方方向をマイナスで水平方向に-10[mm]（翼の前方方向をマイナスで水平方向に-10[mm]（翼の前方方向をマイナスで表示）の位置に，直径表示）の位置に，直径 5[mm]の円柱棒を設置した
5[mm]の円柱棒を設置した表示）の位置に，直径 5[mm]の円柱棒を設置した
(5)
(5)
Case
Case 11 を検討対象としたを検討対象とした(5)．
(5)．
Case 1 を検討対象とした(5)．
また，VG
また，VG を付加したことによる縦渦発生のデを付加したことによる縦渦発生のデ
また，VG を付加したことによる縦渦発生のデ(6)(6)
バイスの例としては，前報バイスの例としては，前報(6)で提示した VG
VG の組の組
(6)で提示したバイスの例としては，前報(6)で提示した VG の組
み合わせのうち，「Without」翼の上面側に厚み
み合わせのうち，「Without」翼の上面側に厚み
み合わせのうち，「Without」翼の上面側に厚み
0.3[mm]の0.3[mm]のVG
VG を翼前縁から翼弦長を翼前縁から翼弦長 C
Cのの 5％の位置5％の位置を付加することにより発生する横渦および縦渦を付加することにより発生する横渦および縦渦0.3[mm]のVG を翼前縁から翼弦長 C の 5％の位置（VG（VGの重心位置で定義）一列にの重心位置で定義）一列に 25[mm]ピッチで25[mm]ピッチでの構造を模式的に示したものである．
の構造を模式的に示したものである．
（VGの重心位置で定義）一列に 25[mm]ピッチで
配置した
配置した
Type1
Type1 を選定し，あわせてを選定し，あわせて VG
VG のピッチのピッチ
円柱棒設置については，翼面上の流れに及ぼす
円柱棒設置については，翼面上の流れに及ぼす配置した
Type1 を選定し，あわせて VG のピッチを変化させた場合についても検討した．
を変化させた場合についても検討した．
横渦の効果を評価するため，円柱棒を設置しない
横渦の効果を評価するため，円柱棒を設置しないを変化させた場合についても検討した．
以下の節では，「Without」翼を基準にして，領
以下の節では，「Without」翼を基準にして，領状態における二次失速時の迎え角状態における二次失速時の迎え角
α=26°において，
α=26°において，以下の節では，「Without」翼を基準にして，領域Ⅱにおける特性の違いと流動状態について評価
域Ⅱにおける特性の違いと流動状態について評価
翼先端部が原点
翼先端部が原点（迎え角（迎え角 α=0°における翼先端部のα=0°における翼先端部の域Ⅱにおける特性の違いと流動状態について評価
し，さらに迎え角の大きい領域で発生する失速にし，さらに迎え角の大きい領域で発生する失速に位置）位置）から垂直方向にから垂直方向に 20[mm]で，かつ，20[mm]で，かつ，翼の前方
翼の前方し，さらに迎え角の大きい領域で発生する失速に関連し，その抑制に効果を及ぼす横渦と縦渦の影
関連し，その抑制に効果を及ぼす横渦と縦渦の影
水平方向に-10[mm]（翼の前方方向をマイナスで水平方向に-10[mm]（翼の前方方向をマイナスで関連し，その抑制に効果を及ぼす横渦と縦渦の影
響について検討を加える．
響について検討を加える．
表示）の位置に，直径表示）の位置に，直径 5[mm]の円柱棒を設置した
5[mm]の円柱棒を設置した
響について検討を加える．
(5)
(5)
4.
4.
実験結果と考察
実験結果と考察
Case
Case 11 を検討対象としたを検討対象とした．
．
4.
実験結果と考察
また，VG
また，VG
を付加したことによる縦渦発生のデを付加したことによる縦渦発生のデ
4・14・1 渦構造の違いが翼の流体力学的特性に及
渦構造の違いが翼の流体力学的特性に及
4・1
渦構造の違いが翼の流体力学的特性に及(6)(6)
バイスの例としては，前報バイスの例としては，前報
で提示した
で提示した
VG
VG の組
の組
ぼす影響
ぼす影響
図
図333 はは「Without」「Without」
翼，
翼，
円柱棒設置の円柱棒設置の
Case
Case
ぼす影響
図
は
「Without」
翼，
円柱棒設置のCase
み合わせのうち，「Without」翼の上面側に厚み
み合わせのうち，「Without」翼の上面側に厚み
111 およびおよび VG
VG を
を 25[mm]ピッチで翼上面に付加した
25[mm]ピッチで翼上面に付加したおよびVGを25[mm]ピッチで翼上面に付加した
0.3[mm]の0.3[mm]の
VG
VG
を翼前縁から翼弦長を翼前縁から翼弦長
CCのの 5％の位置5％の位置
Type1
Type1 の場合の流体力学的特性を示したものである．
の場合の流体力学的特性を示したものである．
Type1の場合の流体力学的特性を示したものである．
（VG（VGの重心位置で定義）一列に25[mm]ピッチで25[mm]ピッチで
Case
Caseの重心位置で定義）一列に111 およびおよび Type1
Type1 の結果を「Without」翼のその結果を「Without」翼のそ
Case
および
Type1
の結果を「Without」翼のそ
配置した
配置した
Type1
Type1 を選定し，あわせてを選定し，あわせて VG
VG のピッチのピッチ
れと比較すると，すべての迎え角領域で揚力係数
れと比較すると，すべての迎え角領域で揚力係数
れと比較すると，すべての迎え角領域で揚力係数を変化させた場合についても検討した．
を変化させた場合についても検討した．
が大きく，かつ，抗力係数が小さくなっている．
が大きく，かつ，抗力係数が小さくなっている．
が大きく，かつ，抗力係数が小さくなっている．
以下の節では，「Without」翼を基準にして，領
以下の節では，「Without」翼を基準にして，領基本的には「Without」翼の場合でも，翼のスパ
基本的には「Without」翼の場合でも，翼のスパ
基本的には「Without」翼の場合でも，翼のスパ(8)(8)
域Ⅱにおける特性の違いと流動状態について評価
域Ⅱにおける特性の違いと流動状態について評価
ン方向に渦芯を持つ横渦が発生しており
ン方向に渦芯を持つ横渦が発生しており(8)，円柱(8)，円柱ン方向に渦芯を持つ横渦が発生しており(8)，円柱
し，さらに迎え角の大きい領域で発生する失速にし，さらに迎え角の大きい領域で発生する失速に
1.1
1.1
1.1
DU97-W-300
DU97-W-300
DU97-W-300
C
C
C
C
C
C

49

TTuu

0.2
0.2
0.4
0.4
0000 0.2
0.2
0.4
0.4
00
0.2 0.4
0.4
00 0.20.2
0.2 0.4
0.4

uu // UU∞∞ TTuu

0.2
0.2 0.40.4
0.40000 0.2
0.2
0.40000 0.5
0.511110.2
0.2 0.40.40000 0.2
0.2
0.4
0.4

0000 0.5
0.511110.2
0.2 0.4
0.4
00 0.2
0.2
0.4
0.4

00

uu // U
U∞∞
20%
20%

0.2 0.4
0.4
000.5
0.5 1100 0.2

000.5
0.5111100

00000.5
0.51111

40%
40%

α=20
α=20 °°

60%
60%

0000 0.5
0.51111

50

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）「Without」翼については，翼上面側の流速が小さ「Without」翼については，翼面から 5[mm]離れくなる翼先端より 40％～60％位置における乱れ強た位置における流速変動が極めて大きく，速度がさが大きく現れており，後流についてもその幅が急減しはく離しやすくなる領域で，ウェーブレッ

大きく，かつ，乱れ強さも大きくなっている．

ト解析によるパワー値が大きく現われている．

これに対し，Case 1 および Type1 についてみる

さらに，翼面より離れるに従い，流速変動は小と，60％位置において両者とも翼上面側の流速がさく，かつ，その周波数も減少している．

小さくなっているが，円柱棒により横渦を発生さ

これに対し，翼前方に円柱棒を設置した Case 1 のせた場合，VG により発生する縦渦の場合と比べ場合には，強制的に横渦発生を起こしているため，流れの乱れが多少大きくなっている．

翼面より 5[mm]および 10[mm]において，流速変動波

しかし，後流の幅については，円柱棒設置の形に約 1.3[kHz]の高周波数成分が重畳し，そのため翼Case 1 の方が，VG 設置の Type1 より小さく，か面に近いほど，そのパワー値が大きく現われている．

つ，流れの乱れも小さくなっており，翼面上に発また，翼上面に VG を付加した Type1 の場合に生した横渦の効果が翼後方において有効的に作用は，VG に近い翼上面の 5[mm]における流速変動

しているものと考えられる．

波形に縦渦発生の影響が見られるが，翼上方のそこで，「Without」翼，Case 1 および Type1 の10[mm]および 15[mm]においては，その影響は極場合について，翼周りの速度変動の挙動を明らか

めて小さくなっている．

にするため，図 6 に一例として，x/c=20%の位置以上の流速変動の挙動は，図 5 に示した乱れ強における翼上面の翼面から 5[mm]，10[mm]およびさの値の大小とも対応しており，ウェーブレット

15[mm]の 3 点について，ウェーブレット解析した解析結果からも横渦および縦渦発生の構造がより結果を示す．

詳細に把握できる．

(1) Point 15[mm](1) Point 15[mm](1) Point 15[mm](2) Point 10[mm](2) Point 10[mm](2) Point 10[mm](3) Point 5[mm](3) Point 5[mm](3) Point 5[mm](a) Without(b) Cylindrical rod (Case 1)(c) VG (Type 1)

Fig.6

Wavelet analysis of velocity distribution ( x/c=20%, Without, Case1 & Type1)
4

斉藤，岩村，土方，高橋，志村：翼周りの渦構造の違いが翼面上の境界層はく離と失速特性に及ぼす影響

4・2・2

51

これに対し，図 7(b)の円柱棒を設置した Case 1

迎え角の大きい領域における失速前の場合，翼上面側の翼先端に近い位置での実験結後の流れの挙動（a）横渦構造が翼の失速特性に及ぼす影響

果と解析結果に違いがみられるが，α＝24°におけ

図 7 は「Without」翼の場合に迎え角の大きい領る実験結果より，翼前縁から 60％の位置での翼上域において発生する失速現象に着目し，その失速面の翼面付近での流速が減少していることがわか前後の迎え角である α＝24°と 26°における翼周り

る．α＝26°の場合もその低流速域が翼前方に多少(9)の流速分布の実験結果と汎用流れ解析ソフト を拡大する程度で，後流領域も「Without」翼の場合用いて解析した結果を，円柱棒を設置した Case 1と比べ，かなり小さくなっている．

の場合の結果とあわせて示したものである．両者

図 8 は「Without」翼と Case 1 の α＝24°と α＝26°のとも，α＝26°の場合については乱れ強さについても場合について，翼スパン方向の 3 箇所の位置（75[mm]，

記載した．

149[mm]（翼スパンの中心）, 223[mm]）における流速

図 7 (a)の「Without」翼の場合，失速直前の迎え

コンタ図の解析結果を示したものである．

角である α＝24°において，翼前縁から 40％におけ

α＝24°の場合，「Without」翼と Case 1 の両者とる翼上面側の翼面付近の流速が減少している．

もそれぞれ翼スパン方向においてはほぼ同じよう失速後の α＝26°では，低流速領域が翼の前方までな挙動を示している．しかし，Case 1 の場合には拡大しており，この状態において流れの乱れ強さ Tu

翼上面側での大きな渦領域が翼の前方へ移動しては大きくなっている．さらに，翼後方の低流速域のおり，α＝26°の場合には，その領域がさらに翼の後流領域も大きく拡大していることがわかる．

前方へ移動している．

「Without」翼の場合には，失速前後の迎え角にまた，図 9 は図 7 と同じ条件での翼面上の圧力

おける流れ解析の流速分布は，実験結果とほぼ似分布の実験結果と流れ解析結果をあわせて示した

たものとなっている．

ものである．

DU97-W-300
Experiment
Without
Analysis

0 0.5 11

0 0.51 1080%

0 0.51 1

0

α=24°

100%

00 0.5 11

0 0.5 11

0 0.5 100

100 0.5 11 0 0.5 1
0

0

20

u / U∞

60%

1
0 0.5
1

0

00 0.5 11

90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60

0 0.5 140%

0

u / U∞

u /U ∞

1

40
60
80
100
120
Horizontal Coordinates x/C [%]

140

0.2
0.4
00 0.20.4
0.2
0.4
00 0.2
0.4

Tu

0.2
0.4
00 0.20.4

u / U∞

Vertical Coordinates y [mm]0 0.5 10

1

u /U ∞

90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60

u / U∞
0 0.5 140%

00 0.5 11

60%

u / U∞

0 0.51 1080%

00 0.5 11

α=24°

100%

00 0.511

0 0.5 110

0 0.5 11000 0.5 11

0 0.5 10

1

0 0.5 1
0

0

20

1

40
60
80
100
120
Horizontal Coordinates x/C [%]

Fig.7

140

(b) Case 1Tu

0.2 0.4

0.2
0.4
00 0.20.4

0 0.51 10

100 0.5 1

00 0.5 11

0 0.5 1100

0 0.511

0 0.5 110

0 0.5 110

0 0.5 11

0

0

20

40
60
80
100
Horizontal Coordinates x/C [%]0.2
0.4
00 0.20.4
00 0.2
0.2 0.4
0.4

Tu1

u / U∞

140

u /U ∞

Tuu / U∞

Tu

DU97-W-300
Experiment
Analysis

0 0.5 1 0

0.2 0.4

0.2
0.4
00 0.20.4

0 0.5 1
0120

Cylindrical rod(Case 1)

0.2 0.4
0.4
00 0.200 0.5 11

0.2
0.4
0 0.2
0.4

0

0 0.51 10

00 0.5 11α=26°

00 0.5 11

0 0.5 1100

0 0.511

0 0.5 11000 0.5 11

0 0.5 11

0

0

20

40
60
80
100
Horizontal Coordinates x/C [%]Velocity distribution ( Without & Case 1 )5

u / U∞

0 0.5 1 0

α=26°

Vertical Coordinates y [mm]20%

DU97-W-300
Experiment
Case 1Analysis

Tu

0.2
0.4
00 0.20.4

00 0.5 11(a) Without

90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60

u /U ∞

DU97-W-300
Experiment
Analysis

Without

00 0.5 11

Vertical Coordinates y [mm]20%

Vertical Coordinates y [mm]

90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60

120

140

52

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

Upper
View

Upper
View

75
149
223

75
149
223

298

298

223[mm]149[mm] 【Center】

223[mm]75[mm]

α=

α=

24°

24°

α=

α=

149[mm] 【Center】

26°

26°

(b) Case 1(a) Without
Fig.8

-3

Pressure Coefficient CP

DU97-W-300
Experiment
Without
Analysis
Cylindrical rod Experiment(Case 1)Analysis

α=24°

-2

Upper

Lower

□

■

○

●

-4

0

-2

0

10

20

30

40

50

DU97-W-300
Experiment
Analysis
Cylindrical rod Experiment(Case 1)Analysis
Without

60

70

80

90 100

Position x/C [%]

0

Lower

□

■

○

●

Lower

1
2

Upper

Upper

-1

Lower

1

α=26°

-3

Upper

-1

2

Velocity vector ( Without & Case 1 )Pressure Coefficient CP-475[mm]

0

10

20

30

40

50

60

Position x/C [%]70

80

90 100(b) α＝26°(a) α＝24°
Fig.9 Pressure distribution of experiment ( Without & Case 1 )実験結果と解析結果には違いがみられるもの

Hn が零では横渦が，±1 付近では縦渦が発生しの，α＝24°における実験結果についてみると，ており，正負の記号により，渦の回転方向が規定「Without」翼は失速直前の状態のため，翼上面側される．すなわち，＋1 は翼後方より見て左回転，の負圧値が大きく現れている．Case 1 の場合には，また，－1 は右回転の渦を示す．
図 10 は「Without」翼と円柱棒を設置した Case 1

その負圧値よりさらに大きな値となっており，図3 の特性の違いとも対応している．

の場合について，翼スパン方向の 3 箇所の位置に

α＝26°については Case 1 の場合，さらに負圧値おける無次元ヘリシティの解析結果を翼側面およが大きくなっているが，「Without」翼は，翼上面全面にわたり一定の値となっており，失速状態に

び翼上面から見た図として示したものである．
「Without」翼と Case 1 の場合とも，α＝24°と αあることがわかる．

＝26°において，翼スパン方向の 3 箇所の位置とも，翼全長にわたり翼上面近傍（図中のそこで，渦発生による翼まわりの流れの挙動を評印の箇価するため，圧縮機の渦崩壊などの評価に適用され所）での無次元ヘリシティの値がほぼ零に近いこ(10)とから，両者とも翼上面側において横渦が発生している無次元ヘリシティ により検討を加える．

ているものといえる．

無次元ヘリシティ Hn は，渦度ベクトルと速度ベクトルのなす角度の余弦値として定義され，次（b） 縦渦構造が翼の失速特性に及ぼす影響

式により表わされる．

図 11 は VG のピッチを変化させた場合の流体力
→

→

→

→

Hn ＝ (ξ ・ω) / (∣ξ ∣・∣ω∣) ＝ cosφ

学的特性を，「Without」翼の結果とあわせて比較(2)したものである．図中のプロットには，ピッチの→違いを明確にするため，番号を記載して表示した．

→

VG のピッチが 12.5[mm]および 25[mm]の場合，両ξ ：渦度ベクトル

ω：速度ベクトル

者とも「Without」翼で α＝26°において発生していφ：渦度ベクトルと速度ベクトルのなす角度6

斉藤，岩村，土方，高橋，志村：翼周りの渦構造の違いが翼面上の境界層はく離と失速特性に及ぼす影響
223[mm]223[mm]149[mm] 【Center】
149[mm] 【Center】

75[mm]
75[mm]

α=
α=
24°

53

non-dimensional helicity Hnnon-dimensional helicity Hn

0%

20%
0%
40%
20%
60%
40%

24°

80%
60%

100%
80%
100%

223

149

75

223

149

75

223

149

75

223

149

75

0%

α=
α=
26°

0%
20%

40%
20%
60%
40%

26°

80%
60%
100%
80%
100%

(a)
(a)
223[mm]223[mm]Without
Without

149[mm] 【Center】
149[mm] 【Center】

75[mm]
75[mm]

non-dimensional helicity Hnnon-dimensional helicity Hn
0%

α=
α=
24°

20%
0%
40%
20%
60%
40%

24°

80%
60%
100%
80%
100%

149

75

223

149

75

223

149

75

223

149

75

0%

α=
α=
26°

20%
0%
40%
20%
60%
40%

26°

80%
60%
100%
80%
100%

(b) Case 1(b) Case 1
Contour of non-dimensional helicity Hn
Contour of non-dimensional helicity Hn

Fig.10
Fig.10
1.1
DU97-W-300
1.1
Without
DU97-W-300
1.0
Pitch 50
Without
1.0
0.9
VG PitchPitch
25 (Type1)
50
0.9
Pitch
12.5
VG
Pitch 25 (Type1)
0.8
Pitch
12.5
0.8
0.7
0.7
0.6
Re=1.4×105
0.6
0.5
Re=1.4×105
0.5
0.4
0.4
0.3
0.3
0.2
0.2
0.1
0.1
0.0
2
4
6
8
0.0 0
0
2
4
6
8

LiftLift
Coefficient
Coefficient
CL C&L Drag& DragCoefficient
Coefficient
CD CD

223

CL
CL

CD
CD

1

1

2
1

2
1

3
2

3
2

3

3

CL
CL

CD
CD
10 12 14 16 18 20
10 Angle
12 of
14Attack
16 α[deg]
18 20
Angle of Attack α[deg]

22
22

24
24

26
26

28
28

30
30

Fig.11 Aerodynamic characteristics
Fig.11 Aerodynamic characteristics( Without & Effect of pitch of the VG )( Without & Effect of pitch of the VG )た失速が，α＝28°で生じている．この時，揚力係数た失速が，α＝28°で生じている．この時，揚力係数は大きく増加し，かつ，抗力係数は減少している．
は大きく増加し，かつ，抗力係数は減少している．
さらに，VG のピッチが 50[mm]になると，失速
さらに，VG のピッチが 50[mm]になると，失速時の迎え角が α＝30°となり，VG のピッチが小さ時の迎え角が α＝30°となり，VG のピッチが小さい 12.5[mm]および 25[mm]の場合と比べ，揚力係
い 12.5[mm]および 25[mm]の場合と比べ，揚力係数がすべての迎え角範囲で大きくなっている．
数がすべての迎え角範囲で大きくなっている．
以上のように，VG を翼上面の翼前縁付近に付以上のように，VG を翼上面の翼前縁付近に付加することにより発生する縦渦の効果により，翼加することにより発生する縦渦の効果により，翼の流体力学的特性を大きく改善することができる．
の流体力学的特性を大きく改善することができる．
77(α＝24° & 26°, Without & Case 1 )(α＝24° & 26°, Without & Case 1 )

図 12 は α＝24°と α＝26°において，VG のピッ
図 12 は α＝24°と α＝26°において，VG のピッチを変化させた 3 種類の場合について，翼周りとチを変化させた 3 種類の場合について，翼周りと翼後流の流速分布の実験結果と流れ解析結果を示
翼後流の流速分布の実験結果と流れ解析結果を示したものである．ただし，翼下面側については解したものである．ただし，翼下面側については解析結果のみを記載した．
析結果のみを記載した．
図 7 (a)の α＝24°および α＝26°の「Without」翼
図 7 (a)の α＝24°および α＝26°の「Without」翼
の結果と比較すると， VG のどのピッチの場合との結果と比較すると， VG のどのピッチの場合とも，翼の前縁に近い翼弦長の 20％の位置での流速も，翼の前縁に近い翼弦長の 20％の位置での流速の値が全体的に大きくなっており，かつ，後流のの値が全体的に大きくなっており，かつ，後流の幅も小さくなっている．
幅も小さくなっている．
以上のことから，VG のどのピッチの場合でも，以上のことから，VG のどのピッチの場合でも，VG を付加したことにより，その後端から発生す
VG を付加したことにより，その後端から発生す
る縦渦の作用により，翼特性を改善できることがる縦渦の作用により，翼特性を改善できることが
わかる．
わかる．
そこで，VG の後端から発生する縦渦の効果をそこで，VG の後端から発生する縦渦の効果を翼面全体における大局的観点から評価するため，翼面全体における大局的観点から評価するため，
図 13 に 一例として α＝24°の場合における 3 種類
図 13 に 一例として α＝24°の場合における 3 種類の VG 直上 1[mm]の断面での翼上面側全体の無次の VG 直上 1[mm]の断面での翼上面側全体の無次
元ヘリシティのコンタ図を示す．図中に表示した
元ヘリシティのコンタ図を示す．図中に表示した
数値は、翼下流側から見て翼右端からの距離を示
数値は、翼下流側から見て翼右端からの距離を示したもので，149[mm]は翼スパンの中央を表す．
したもので，149[mm]は翼スパンの中央を表す．

54u / U∞

3

0 0.5 1

60%

0

1
0 0.5
1

0 0.51 1

0

α=24°

100%

0 0.5 10

0 0.5 11000 0.5 11

0

20

1

40
60
80
100
120
Horizontal Coordinates x/C [%]20%

DU97-W-300
Experiment
Analysis140u /U ∞
3

VG Pitch 12.5

00 0.5 11

u / U∞
0 0.5 140%

00 0.5 11

u / U∞

1

00 0.5 11 0 0.5 1
060%

00 0.5 1180%

00 0.5 11α=26 °

100%

00 0.5 11

00 0.5 11
00 0.5 11

00 0.5 11

00 0.5 11 0 0.5 1
0

0

20

20%

0 0.5 11

1

40
60
80
100
120
Horizontal Coordinates x/C [%]140

0 0.51 1

0 0.5 1

60%

0

1
0 0.5
1

00 0.5 1180%

0 0.51 1

0

α=24°

100%

00 0.5 11

0 0.5 110

0 0.5 1100 0.5 11 0 0.5 1

0

0

0

90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60

20

1

40
60
80
100
120
Horizontal Coordinates x/C [%]20%

DU97-W-300
Experiment
Analysis

0 0.5 160%

00 0.5 1180%

00 0.5 11α=26 °

90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60

u / U∞

2

40%

00 0.5 11

u / U∞

140

u /U ∞VG Pitch 25.0

00 0.5 11100%

00 0.5 11

00 0.5 11
00 0.5 11

00 0.5 11

00 0.5 11 0 0.5 1
0

0

20

DU97-W-300
VG Pitch 50.0

20%

0 0.5 11

1

40
60
80
100
120
Horizontal Coordinates x/C [%]140

u /U ∞

Experiment
Analysis1

0 0.51 1

u / U∞
0 0.5 140%

0

0

u / U∞

60%

0

1
0 0.5
1

00 0.5 1180%

0 0.51 10α=24°

0 0.5 11

0 0.5 1100 0.5 11 0 0.5 1

0

0

0

20

α＝24°

100%

00 0.5 11

0

1

40
60
80
100
120
Horizontal Coordinates x/C [%]DU97-W-300

20%

VG Pitch 50.0

00 0.5 11

u /U ∞

Experiment
Analysis1

140

u / U∞
0 0.5 140%

00 0.5 11

u / U∞

60%

00 0.5 11

80%

α＝26°

00 0.5 11α=26 °

100%

00 0.5 11

00 0.5 11
00 0.5 11

00 0.5 11

00 0.5 11 0 0.5 1
00(b) Pitch 25 ( Type 1 )(a) Pitch 12.5
Fig.12u / U∞

20

u / U∞

90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60

u /U ∞

40%

0

Vertical Coordinates y [mm]00 0.5 1180%

DU97-W-300
Experiment
Analysis

VG Pitch 25.0

Vertical Coordinates y [mm]40%

0 0.51 1

0

u / U∞

90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60

Vertical Coordinates y [mm]u /U ∞

Vertical Coordinates y [mm]20%

0 0.5 110

Vertical Coordinates y [mm]

90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60

DU97-W-300
Experiment
Analysis

VG Pitch 12.5

Vertical Coordinates y [mm]

90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

20

1

40
60
80
100
120
Horizontal Coordinates x/C [%]140(c) Pitch 50

Velocity distribution with VG (α＝24° & 26°, Experiment & Analysis )
0%
20%
40%
60%

80%
100%
223

75

149

(a) Pitch 12.5
0%

0%

20%

20%

40%

40%

60%

60%

80%

80%

100%

100%
223

149

223

75

(b) Pitch 25 ( Type 1 )Fig.1314975(c) Pitch 50

Contour of non-dimensional helicity Hn

どの VG のピッチの場合とも，翼下流から見て( α＝24°, Effect of pitch of the VG )図示は省略したが，上述の挙動は，α＝26°の場

右側に位置する 75[mm]を含む範囲では，翼後方か合もほとんど同じであることを確認している．
さらに，VG の両後端から発生する渦の挙動をら見て右回りの渦が，一方，223[mm]を含む左側

微視的観点から把握するため，一例としてピッチの領域では，左回りの渦が発生している．

25[mm]の α＝24°の場合について，無次元ヘリシテ

この渦の回転領域は，VG のピッチが小さい場合にィのコンタ図を示したものが図 14 である．

は，VG 間を含めた一つの領域として現れているのに対し，VG のピッチが大きくなるにつれて，その領域

VG の右端の 144[mm]の箇所からは翼の後方よが VG の後方の限られた範囲に限定され，全体的に見り見て，左回転の渦が，また，VG の左端にあたれば，その渦領域が狭くなっていることがわかる．

る 154[mm]の箇所からは右回転の渦が発生
8

斉藤，岩村，土方，高橋，志村：翼周りの渦構造の違いが翼面上の境界層はく離と失速特性に及ぼす影響

①

①

②

②

③

③

(a) Pitch 25
Fig.14

55

Point 144[mm](b) Pitch 25

Point 154[mm]Contour of non-dimensional helicity Hn around the VG (Type 1, α＝24°)

Pitch 12.5

Pitch 12.5

Pitch 25 ( Type 1 )Pitch 25 ( Type 1 )Pitch 50(a) ExperimentFig.15

Pitch 50(b) Analysis

Flow visualization by oil film method ( α＝26°, Effect of pitch of the VG)
していることがわかる．

している．このためピッチが小さくなるにつれて，近接する VG から発生する渦が打ち消しあい，翼さらに，図 16 に「Without」翼と 25[mm]ピッチ

全体として見れば図 13 に示した結果となり，VGの VG を付加した場合の翼面上の圧力分布を，αを付加した効果が顕著に現れないものと言える．

＝24°と α＝26°の場合について示す．

以上のことから，図 11 に示したように，VG のピ

α＝24°においては，「Without」翼と 25[mm]ピッチが大きくなるほど，揚力係数が増大し，失速をッチの VG を付加した場合の両者の揚力係数およ生じる時の迎え角が大きくなるものと考えられる．

び抗力係数はほぼ同じであるため，翼面上の圧力(11)

VG 後方の流れの挙動を調べたものが図 15 である．

分布も両者ともほぼ同じである．
一方，α＝26°では，「Without」翼が失速状態に

図 15 は α＝26°の場合についての一例で，VG のあるため，翼上面の圧力は翼全体にわたり一定の3 種類のピッチの場合における翼上面の流れを可値となっているのに対し，25[mm]ピッチの VG を視化したもので，流れ解析による結果も併記した．

付加した場合には，失速しておらず，さらに揚力実験では VG の後縁からの渦による筋状の流れ係数が大きくなっているため，α＝24°の時より負上述の議論を確認するため，油膜法

により圧値の大きな値となっている．

が確認でき，解析結果もほぼ同じような挙動を示
956

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）-3

Pressure Coefficient CP

DU97-W-300
Without
VG Pitch 25 (Type1)

α=24°

Upper

-2

-4

Lower

2

2

2

2

0
1
0

10

20

30

40

50

60

70

80

90 100

Fig.16
5.

2

2

2

2

結

1
2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90 100Pressure distribution of without and VG (Experiment)

言ータ（「VG」）などの簡易デバイスを設置することにより発生する翼面上の横渦および縦渦による渦構造の違いが，翼面上の境界層はく離と失速時の流体力学的特性に及ぼす影響を詳細に検討した．
その結果，明らかになった点は，以下のとおりである．
(1) 基準となる「Without」翼に対し，翼前方に円柱棒を設置した Case 1 および VG を翼上面に付加した
Type1 の場合については，迎え角の大きい領域で発生する失速までの範囲を拡大することができ，これは翼面上に発生する横渦および縦渦の作用により，翼面上の流れが改善されることによることを明らかにした．
円柱棒を設置した Case 1 の場合，迎え角の大きい α＝24°と α＝26°の場合とも，翼スパン方向全長にわたり，翼上面近傍での無次元ヘリシティの値がほぼ零に近い値を示しており，横渦の発生が確認できる．この作用により，失速までの迎え角の範囲を拡大できることを示した．
VG のピッチ変化による流体力学的特性に及ぼす影響を明らかにし，翼上面近傍での無次元ヘリシティの値から，VG 後縁より発生する左右回
転方向の異なる縦渦構造が深く関連していることを翼周りの流速分布，圧力分布および油膜法による流れの可視化結果から明らかにした．

文0(b) α＝26°

本報では，円柱棒およびボルテックスジェネレ

(1)

Lower

Position x/C [%](a) α＝24°

(3)

Upper

-1

Position x/C [%](2)

DU97-W-300
Without
VG Pitch 25 (Type1)

-2

-1

2

α=26°

-3

Pressure Coefficient CP-4

献

SAITO Sumio, YAMASHINA Takahiro and
ICHIKAWA Tatsuya, Research of Aerodynamic
Characterstics and Flow Patterns on Thin and Thick
Blades of Wind Turbines, Research Reports of

10

Tokyo National College of Technology No.41(2),2010, pp.19-27.
(2) SAITO Sumio, YAMASHINA Takahiro, Research on
Aerodynamic Characterstics of Thin and Thick Blades
depending on the Presence or Absence of Streaky
Features formed on the Blade Surface during Creationof Wind Turbine Airfoils with Stereolithography,
Research Reports of Tokyo National College ofTechnology No.42 (2), 2011, pp. 77-85.
(3) SAITO
Sumio,YAMASHINA
Takahiro,
Evaluation of Aerodynamic Characterstics of Two
Differenct Thick Blades Used as Wind Turbines
Airfoils and One Trial of Stall Contorol, Research
Reports of Tokyo National College of Technology
No.42 (1), 2010, pp.35 -43(4) SAITO
Sumio,YAMASHINA
Takahiro,
EvaluationofInherent
Aerodynamic
Characterstics of Two Differenct Thick Blades Used
as Wind Turbines Airfoils, Research Reports ofTokyo National College of Technology No.42 (2),2011, pp.63 -76.
(5) SAITO
Sumio,YAMASHINA
Takahiro,
TAKAHASHI Masaaki and IWAMURA Takuya,
Control of Stall Phenomena in a Thick Wind
Turbine Blade by a Cylindrical Rod and the
Behavior of Flow around the Blade, Research
Reports of Tokyo National College of Technology
No.43 (1), 2011, pp.29 -36.
(6) SAITO Sumio, et.al., Aerodynamic Characteristics
of an Airfoil with Vortex Generators and Flow
Conditions around the Blade , Research Reports ofTokyo National College of Technology No.43 (1),2011, pp.37 -44.
(7) W.A.Timmer, R.P.J.O.M. van Rooij, Summary of
the Delft University Wind Turbine DedicatedAirfoils, Transaction of the ASME, Vol.125,
November 2003, pp.488-496.
(8) 西村，空力騒音の発生メカニズムとその制御，機械の研究，第 64 巻，第 9 号，（2012－9），
pp.727 -734.
(9) SCRYU/Tetra for Windows Version 10,
Software Cradle Co, http://www.cradle.co.jp/(2013).
(10) 古川，翼端漏れ渦の崩壊が圧縮機の内部流動および性能特性に及ぼす影響，ターボ機械，第 40
巻，第 11 号，（2012－11），pp.674 -679.
(11) 斉藤，岩村，流体機械の特異現象解明に対する流れ解析と実験解析手法の適用事例，油空圧技術，第 52 巻，第 3 号（通巻 646 号）（2013-3），
pp.40 -48.

（平成25年6月20日

受理）

東京工業高等専門学校研究報告書

57

第45（1）号，2013૞േᵹ૕ߩนⷞนࠍ⋡⊛ߣߒߚᢎ᧚↪ࠬ࠲࡯࡝ࡦࠣࠛࡦࠫࡦߩ⵾૞

作動流体の可視可を目的とした教材用スターリングエンジンの製作
⑔↰᣽ੌ*, ╴੗ஜᄥ㇢**福田昌了*，筒井健太郎**

Production of Stirling Engine for Educational Visualization of Internal Working fluid
Production of Stirling Engine for Educational Visualization of Internal Working ﬂuid

Masayoshi
FUKUTA, Kentaro TSUTSUITSUTSUI
Masayoshi FUKUTA，Kentaro
heatengine,engine, there
are aretwo types
the external
and an internal
combustion
engine,the
TheTheheat
there
two oftypesof thecombustion
externalengine
combustion
engineand aninternal
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engine,the internal
can lower
cost is obtainedinternal combustion
enginecan lower combustion
manufacturing engine
cost is obtained
a highmanufacturing
output is the mainstream
at present. ahigh output is the mainstream at present. However, there is a limit to the use of fuel, some
However, there is a limit to the use of fuel, some vibration and harmful eﬀects of exhaust gas, problems such as
vibrationand harmful effects of exhaust gas, problems such as noise. One of the solutions tonoise.
One of theto engine
this problem,
theexternal
Stirling engine
is an external
combustion
engine,and the like.This
thisproblem,thesolutions
Stirling
is an
combustion
engine,and thelike.This
study, inorder
tofacilitateavisualunderstandingofthe
Stirling
engine,andproducedaStirling
enginestudy, in order to facilitate a visual understanding of the Stirling engine, and produced a Stirling engine for large,forlarge, low rotation speed using a Pyrex glass cylinder, and an object of the visualization of the
low rotation speed using a Pyrex glass cylinder, and an object of the visualization of the working ﬂuid.
working
fluid.
: Stirling cycle,
cycle, Visualization,
Educational
materialsmaterials
KeyKeywords
Words: Stirling
Visualization,
Educationalߪߓ߼ߦ
ᧄ⎇ⓥߪ㧘੹߹ߢߦ⹜૞ߐࠇߡ޿ࠆᮨဳࠛࡦࠫࡦߦᲧߴ㧘ᢎ᧚↪ߣߒߡᄢဳߢૐ࿁ォߩࠬ࠲࡯࡝ࡦࠣࠛࡦࠫࡦࠍ⵾૞ߒ㧘૞േᵹ૕ߩนⷞൻࠍ⋡⊛ߣߔࠆ㧚⃻࿷㧘ේേᯏߪౝΆᯏ㑐߇ਥᵹߣߥߞߡ޿ࠆ߇㧘ౝΆᯏ㑐ߪ዁᧪ᨗᷢߔࠆߣ޿ࠊࠇߡ޿ࠆൻ⍹Άᢱࠍ૶↪ߒ㧘᦭ኂᕈߩ޽ࠆࠟࠬࠍឃ಴ߔࠆ㧚ߘࠇߦട߃㧘᭴ㅧ਄ᝄേ߇ỗߒߊ㧘⏕ታߥ࿕ቯ߇ᔅ㗇ߢ޽ࠅ㧘㛍㖸߇ᄢ߈ߊ㕒☽ᕈ߇ᔅⷐߥ႐ᚲߢ
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࡜࠶ࠢࠬߪ㧘ࠕ࡞ࡒ࠽ࠍਥᚑಽߣߒߚήᯏធ⌕೷ࠍ↪޿ߡធ⌕ߒߚ㧚

Fig.1 Finished Product







Fig.2 Sheath heating wire⸳⸘ߒߚㇱຠࠍ⵾૞ߒ㧘⚵ߺ┙ߡࠍⴕ޿ࠛࡦࠫࡦߩ૞േ⏕⹺ࠍⴕߞߚ㧚ߒ߆ߒ㧘޿ߊࠄ⺞ᢛࠍⴕߞߡ߽ࠛࡦࠫࡦࠍ૞േ
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東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

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Fig.4 Revolution-Electric Power Diagram

Fig.6 Shaft Power-Mesh Sheets Diagram⠨ኤ
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2) ጊፒ, ጊਯ: ࿖┙᧲੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞතᬺ⎇ⓥ⺰ᢥ,(2007)
3) ᾢỈ: ࿖┙᧲੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞතᬺ⎇ⓥ⺰ᢥ, (2008)

（平成25年6月20日

受理）

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東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

東京工業高等専門学校研究報告書

第45（1）号，2013Ἦᴤ෸߮ࠛ࠲ࡁ࡯࡞ࠍઍᦧΆᢱߣߒߚౝΆᯏ㑐ߩᕈ⢻․ᕈ

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灯油及びエタノールを代替燃料とした内燃機関の性能特性㕍ᩉ㓶ᄢ*, ╴੗ஜᄥ㇢**青柳雄大*，筒井健太郎**

Performance Characteristics of an Internal Combustion Engine
Performancean Internal
Combustion
with Characteristics
Alternative FuelofKerosene
andEthanol Engine
with Alternative Fuel Kerosene and Ethanol

Yudai

AOYAGI,

KentaroTSUTSUI

Yudai AOYAGI, Kentaro TSUTSUIThere
is a gasoline shortage as one of the problems in the Great East Japan Earthquake. It is
There is a gasoline shortage as one of the problems in the Great East Japan Earthquake. It is proposed that
proposed that mixed with gasoline or ethanol kerosene and stored in the house as a temporary
mixed with gasoline or ethanol kerosene and stored in the house as a temporary measure to solve this problem, tomeasure to solve this problem, to use as an alternative fuel to the fuel mixture. In thisuse as an alternativefuel to theto
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kerosene,ethanol, fuelis improvedin order kerosene,kerosene,gasoline,ethanol
thistime.
gasoline, ethanol this time.
Key Words: Kerosene, Ethanol, Gasoline
Keywords : Kerosene, Ethanol, Gasoline✜⸒
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Fig.1 Long line from the gas stationታ㛎 ታ㛎ⵝ⟎ ੹࿁ߩታ㛎ߢߪ㧘ⵍἴ࿾ߥߤߢ৻ᤨ⊛ߦⅽ␕ࠍߔࠅᛮߌߡ
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東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

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↪ߒߚ㧚߹ߚታ㛎ቶౝߢߩࠛࡦࠫࡦㆇォਛឃ಴ߐࠇࠆឃ᳇ࠟ
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ࡦࠣᤨߩ࿁ォᢙߣߩ㑐ଥࠍ␜ߔ㧚

Fig.3 idol revolution [rpm] andMixing ratio of kerosene

Fig.4 idol revolution [rpm] andMixing ratio of Ethanol ⠨ኤ (KI ߩࠣ࡜ࡈ߆ࠄἮᴤߩᲧ₸ࠍჇ߿ߔߣ࿁ォᢙ߇਄᣹ߒ㧘
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Fig.5 Insulator

青柳，筒井：灯油及びエタノールを代替燃料とした内燃機関の性能特性ࠆ㧚
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63

Fig.6 output torque and Mixing ratio

Fig.7 output power and Mixing ratio

Fig.8
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Fig.9 Fuel consumption rate and Mixing ratio

64

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

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受理）

東京工業高等専門学校研究報告書
第45（1）号，2013᧲੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞ⎇ⓥႎ๔ᦠ ╙45(1)ภ㧘2013

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1

Prototyping of a White Line Recognition System and a Kinect Control
Prototyping of a White Line Recognition System and a Kinect Control

System for Autonomous Mobile Robots
System for Autonomous Mobile Robots

Koskimaa NIKO and Susumu TARAO*

Koskimaa NIKO and Susumu TARAO*
A white line recognition system and a kinect control system for autonomous mobile robot were prototyped
in this study. The aim of those systems of autonomous mobile robot is to function in various human robot

A white line recognition system and a kinect control system for autonomous mobile robot were prototyped inthis study. The aim of those systems of autonomous mobile robot is to function in various human robot environment
interactions.
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embedded in the robot. The system developed was able to detect the white lines on the street and stop accordingly,
system developed was able to detect the white lines on the street and stop accordingly, and be controlled using
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and theresultsof someexperiments to evaluate its performance in terms of the autonomous control system and the semi-autonomousand the results of some experiments to evaluate its performance in terms of the autonomous control system andcontrol system.
environment interactions. The safety for humans was of major importance when developing those systems.

the semi-autonomous control system.

(Keywords:
Autonomous mobile robot, Human-robot-environment interaction, Kinect control system)
Keywords: Autonomous mobile robot, Human-robot-environment interaction, Kinect control system

1. Introduction
First, a white line recognition system for Takao 2 robot [1] was developed. The white line recognition system wasdeveloped for Tsukuba challenge competition [2]. One of the challenges in the competition was make the robot stop in front ofwhite lines autonomously. The methods used in the system or white line detection algorithm are all basic image processing
techniques, such as basic horizontal Sobel filter and Hough transform. No advanced methods such as machine learning or
haar-like features were used. This approach was chosen because the system of image processing should be built based on only
basic technique about image processing and should be imbedded to the robot in the short time. The system developed was able
to detect the white lines on the racing track and stop accordingly. The track was 1.4km long and the robot was able to run
around 700m before other parts of the robot failed. Meaning it only encountered few white lines on the track, but at least it
didn't have any false positives. Second, a Kinect control system for an autonomous robot was developed. It is very important touse effectively the Kinect skeleton data from OpenNI [3] library for building software of Kinect control system. In the end
controlling the robot with the Kinect was successful, but the solution used only static poses even though the purpose was tocreate a gesture recognition system and use actual gestures to control the robot.
2. Human-robot-environment interaction  The white line recognition system was developed for Tsukuba challenge, also known as the Real World Robot Challenge
or RWRC. The purpose of the challenge is to build an autonomous robot that can run through the challenge track. The track hassome simple obstacles on it that the robot should be able to avoid on its own. The challenge is arranged by New Technology
Foundation. The robot we used in the competition is called Takao 2(Fig. 1 and Fig. 2). Takao 2 is a wheelchair-like ride-able

Helsinki Metropolia University of Applied Sciences* Department of Mechanical Engineering, Tokyo National College of Technology

266

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）
᧲੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞ⎇ⓥႎ๔ᦠ㧔╙ 42(1)ภ㧕robot that can operate either autonomously, semi-autonomously or manually [4]. The robot has several sensors such as GPS,
electronic compass and web camera that are used for autonomous operation. The web camera used is a 1.3 mega pixel camera
and it is used for white line recognition. The white line recognition was one of the required features for the competition. The
competition required that the robot should be able to stop in front of white lines autonomously as a safety feature. Aftern running with or without human interaction.
stopping, the robot can either continue

Fig. 1 Development Concept of the Rideable Autonomous mobile robot TAKAO 2㩷
The project was done using a computer running Ubuntu 11.04 Natty Narwhal. This version was chosen because for some
unknown reason the newer releases failed to install properly on the laptop used for the development. The robot is running ROS(Robot Operating System) [5]. ROS is not an actual operating system even though the name might imply so. It's an open source
framework for programming robots and it is designed to work on Unix-like operating systems, but only Ubuntu is officially
supported. Some other distributions are listed under experimental. ROS contains libraries and tools to help with thedevelopment of a robot. The libraries include things such as hardware drivers, basic image processing and navigation [6].
ROS's tools include visualizers, package management tools and basic development tools such as a debugger. The ROS project
also has a repository for packages not included in the core. The project is around five years old, but still the core packages andother non-core packages are spread over multiple package repository services such as github [7] and Google code. One of the
future plans for the project is to move all of the core packages to github. The documentation about the very basics of ROS isquite well done, but that cannot be said about the other parts of the documentation. ROS can be used with either python or C++.
For most part they should work pretty much identically, they only real difference being the syntax of the languages. Besides
ROS, We used OpenNI framework indirectly with some ROS packages. It was used only to obtain image from the web
camera and to convert it to OpenCV [8] format. We used OpenCV (Open Computer Vision) library for the entire image

Koskimaa NIKO，Susumu TARAO：Prototypingof a White Line Recognition System and a Kinect Control System for Autonomus Mobile Robots᧲੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞ⎇ⓥႎ๔ᦠ
╙ 42(1)ภ㧘2010

67

3
processing part of this project. The library contains all kinds of image processing algorithms and some tools to help see theresults, mainly windowing capabilities for displaying the processed image.

Fig. 2 Rideable autonomous mobile robot TAKAO2

3. White line recognition
The methods or algorithms used in this project are limited to different basic filters, thresholding, resizing and flipping,probabilistic hough transform and few other basic techniques. These kind of basic methods were used, because our knowledge
about image processing is limited to the basics. OpenCV contains all of the necessary functionality needed by the algorithm
used in Takao 2's white line recognition system. The original image is converted to gray scale and blurred a bit with a box blurfilter to reduce the effect of the noise on filters used afterwards. The first real step is to create an average intensity mask. The
mask is used to clear definitely non-white objects from the image, as white is the most intense color in the gray scale image.
Everything in the image that is below the average should be of some other color, but some light colors might still be present in
the image even after this mask has been used. To create the mask, first the average intensity of the image is calculated. After wehave the result we use it for thresholding. Every pixel that is less intense than the average is set to zero and everything else is set
to one. The second important step is to detect horizontal lines in the image using the horizontal sobel filter. The original image isfirst filtered once and the result is stored in a temporary variable. Then the original image is flipped over its horizontal axis andthe sobel filter is used again. The flipped copy is restored to its original proportion (flipped over its horizontal axis again) andsummed (combined) with the first sobel filtered image. Running sobel only once does not find all of the horizontal edges in theimage. The filter is used twice, first on the original image and then on the flipped image to find all of the horizontal edges. After
this the sobel filtered image is masked with the average intensity mask. Now we should have an image with some white blobs,
and in case there are white lines in the original image they should be clearly visible. In this final phase we use probabilistic
hough transform on the image to recognize the lines (straight edges) in the image. As all the lines in the image should be of highintensity, they are most likely white or really brightly colored lines that are practically white. The system does not actuallydetect white lines, it detects bright edges. The detected line coordinates are then used to determine whether the robot should stopor can it still keep on moving. When the lines are detected in the bottom of the image (when the lines are physically close) the
robot was programmed to stop. Below are images of the process in the sequence, in which they are done in the white line
recognition system. The average intensity mask and the sobel filtered image could be created in the opposite order or at thesame time, because both of them use the original image, and the result would be exactly the same.
NOTE: The original “original image” (Fig3. image 3) was corrupted and thus has been replace with an edited version of
the result image (Fig3. image 7).

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東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）
᧲੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞ⎇ⓥႎ๔ᦠ㧔╙ 42(1)ภ㧕

3. 1. Considered methods
Some other method were considered, but either they were too complicated or the results were not good or at best aroundthe same as the current system. One of the tested methods was intensity mask using HSV color space. Unfortunately the HSV

Fig. 3 Image processing of white line recognition

Fig. 4 Different posescolor space worked only as well as the gray scale intensity mask. The mask created when using HSV color space was at best
almost identical to the one created in the gray scale. If instead of white lines, we had to recognize (for example) red lines or any
other real color (hue), it would have been the choice for masking out unnecessary garbage from the image. Instead of sobel
filter, laplacean filter and canny edge detection algorithms were considered. But they failed to produce good result, when the
robot was moving moderately fast. It seems that the algorithms can only detect sharp edges and moving at the normal speed
produced enough motion blur for the other two methods to miss some edges. Even the sobel filter had some problems with the
speed first. If the camera would have been place further away from the ground, it seemed that laplacean filter and the cannyedge detection algorithms would have produced good results. Some advanced methods such as haar-like features wereconsidered too.
3. 2. Results
The system was not tested excessively, but it seems to perform quite well. The testing done before the Tsukuba challenge
included testing in sunlight, near shadows, in shade and indoors both in lit and unlit hallways. The test lines were also bit
obstructed with leaves or other objects to make the lines non-continuous. The algorithm passed most of the test quite well.
Sometimes the obstructed lines were not detected and we also got few false positives from sharp shadows in outdoor testing. In
the Tsukuba challenge no false positives were detected. Unfortunately from the perspective of testing the system, there were
only two white lines on the part of the track that the robot was able to run. Both of the lines were detected. The robot was able torun around 700m, which is roughly 100m better than last year. Last year the robot failed to recognize one white line and therobot was forced to forfeit. This year the electrical compass went haywire and the robot was unable to determine the direction it
was heading to.
4. Kinect Controlled Robot
The purpose of the second project was to create a gesture controllable robot [9]. Original intent was to control Takao 2,

Koskimaa NIKO，Susumu TARAO：Prototypingof a White Line Recognition System and a Kinect Control System for Autonomus Mobile Robots᧲੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞ⎇ⓥႎ๔ᦠ
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69

5
but as the robot is a bit too big to be used for testing indoors alone and others students were still developing it a Roomba wasused instead.
4. 1. Development Environment
The development environment for this project is for most part the same as the white line recognition project's environment.
But as image processing was no longer needed in this project. OpenNI was still used for getting the skeleton data from theKinect. The robot used for this project was Roomba iRobot 500. This meant that we had to install the drivers required by the
robot. These drivers can be used in C or C++ directly.
4. 2. Methods
The robot is controlled with static poses. The method used to detect the poses is just comparing the skeleton joint
coordinates relative to each other. For example if the hands' y-coordinate is greater than head's y-coordinate the hands are up.
The poses used in the project are illustrated in Fig. 4. In the figure, Pose 1 is used to accelerate the robot. The robot accelerates
gradually as long as Pose 1 is being recognized by the Kinect. Pose 2 is for stopping the robot. It sets the current speed to zero.
The hands can be crossed in anyway the user wants to, as long as the hands’ x-coordinate is roughly the same as elbows’ x, andhands and elbows respectively have around the same y-coordinate. The robot can be turned left or right with the Pose 3. By
placing one hand on the chest area and extending the other. By extending left arm the robot turns left relative to its heading, thisworks the same way when extending the right arm. Pose 4 is for deceleration. It is quite hard to use and a better pose shouldhave been tough of. This pose requires you to touch your knees. As long as this pose is being recognized the robot decelerates.
If the speed is zero, the robot has stopped because of deceleration or has been stopped with Pose 2, the robot starts to reverse(move backwards).
4. 3. Results
The robot can be controlled using few different poses. The robot is accelerated by lifting both hands above the head,decelerated by putting both hands on knees, turning the robot with extending either right or left hand and placing the other handon chest, and stopped by crossing hands. The poses are recognized quickly and quite reliably.
5. Conclusions
As for the result of the project, We think it went quite well. The lines were recognized most of the time and the number offalse positives was low. We had some problems during the project, besides how to apply our image processing knowledge.
Most of the other problems were either compatibility problems or source code management related problems. The
compatibility problems were quite a nuisance in the beginning of the project and delayed the start of the project a bit. But mostof them were solvable quite easily. The Kinect controlled robot project didn't go. The robot was supposed to be controlled withgestures, but in the end it was controlled with poses. The pose recognition works quite well. The poses are recognized quickly
and reliably. The system doesn't have any safety features, so in case the user walks away from the kinect the robot might go outof control. This is because either the Kinect or the OpenNI driver for it tries to keep track of the user even when the user is not
visible anymore. The system might recognize some poses, if the joint points of the non-existing user are aligned like in somepose. Overall I learned some new things and got to practice C++ again. The projects were fun and interesting. I want to playaround with hardware more than ever. I will try to think of an interesting simplistic hardware project and buy the necessarycomponents before returning to Finland(Koskimaa NIKO).

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東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）
᧲੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞ⎇ⓥႎ๔ᦠ㧔╙ 42(1)ภ㧕

References[1] Akira AOKI, Minoru OMORI, Satoru SASAKI and Susumu TARAO: Prototyping for Basic Control System of Rideable
Autonomous Mobile Robot, Proc. of 2012 JSME Conf. on Robotics and Mechatronics (ROBOMEC 2012), 2A2-U10,
2012 (in Japanese).
[2] Tsukuba Challenge, http://www.tsukubachallenge.jp/[3] OpenNI: Open-source SDK for 3D sensors, http://www.openni.org/[4] Akira AOKI, Satoru SASAKI, Ayumu YAMAKAWA and Susumu TARAO: Prototyping and Driving Tests of Rideable
Autonomous Mobile Robot, Proc. of 13th SICE System Integration Division Annual Conf. (SI 2012), pp. 2651-2654,
2012 (in Japanese).
[5] Documentation – ROS Wiki, http://wiki.ros.org/[6] Morgan Quigley, Brian Gerkey, Ken Conley, Josh Faust, Tully Foote, Jeremy Leibs, Eric Berger, Rob
Wheeler and Andrew Ng, ROS: an open-source Robot Operating System, Proc. Open-Source Software Workshop ofInt. Conf. on Robotics and Automation (ICRA), 2009.
[7]GitHub, Build software better, together, https://github.com/[8] OpenCV, http://opencv.org/[9] Michael Van den Bergh, Daniel Carton, Roderick De Nijs, Nikos Mitsou, Christian Landsiedel, Kolja Kuehnlenz, Dirk
Wollherr, Luc Van Gool and Martin Buss, Real-time 3D Hand Gesture Interaction with a Robot for Understanding
Directions from Humans, Proc. IEEE Int. Symp. on Robot and Human Interactive Communication (RO-MAN), 2011.
（Received Jun 20, 2013）東京工業高等専門学校研究報告書

第45（1）号，2013෻ᔕᕈࠬࡄ࠶࠲࡝ࡦࠣᴺߦࠃࠆᄥ㓁㔚ᳰࡄ࠶ࠪࡌ࡯࡚ࠪࡦ⤑ߩ71

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obtained that the refractive index was decreasing and the velocity of film deposition was increasing at thewas decreasing and the velocity of film deposition was increasing at the hydrogen mixed plasma. The atomic
sputtering process included the hydrogen plasma. The atomic concentration of hydrogen in the SiN film wasconcentration of hydrogen in the SiN ﬁlm was similar to the sample deposited by CVD method from the SIMS
similar to the sample deposited by CVD method from the results of the SIMS depth profile. The effective
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Keywords : silicon solar cell, passivation ﬁlm, reactive sputtering, silicon nitride, carrier life time

(Keywords: silicon solar cell, passivation film, reactive sputtering, silicon nitride, carrier life time)㧝㧚ߪߓ߼ߦ
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72

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

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73

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74

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

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伊藤，川又，大山：反応性スパッタリング法による太陽電池パッシベーション膜の作製と評価

75

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東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

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[1] T. Ueno, “⚿᥏ࠪ࡝ࠦࡦᄥ㓁㔚ᳰߦ߅ߌࠆ࠮
࡞⵾ㅧ࡜ࠗࡦߩᡷ㕟,” J. Plasma Fusion Res.,
vol.85, no.12, pp.825-828 (2009).

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and M. A. Green, “22.8% efficient silicon solarcell”, Appl. Phys. Lett. Vol.55, p. 1363 (1989).

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S.Duenas, “Deposition of SiNx:H thin films by
the electron cyclotron resonance and its
application to Al/SiNx:H/Si structures”, J. Appl.
Phys., Vol.83, no.1, pp.332-338(1998).

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[4] H. Ito, Y. Kawamata and M. Ohyama, “෻ᔕᕈࠬࡄ࠶࠲࡝ࡦࠣSiNx:H⭯⤑ߩ૞⵾ߣ⹏ଔ,” ╙59࿁ᔕ↪‛ℂቇળ㑐ଥㅪว⻠Ṷળ, (2012).

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[6] S. Samukawa and T. Kubota, “ࡊ࡜࠭ࡑ⺃⿠៊்ߩࡕ࠾࠲࡝ࡦࠣߣ⿥ૐ៊்ᓸ⚦ടᎿᛛⴚ”,ᣣᧄ⌀ⓨදળ, Vol. 26, No. 3, pp. 1-11 (2011).

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（平成25年6月20日

受理）

東京工業高等専門学校研究報告書

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Development and Evaluation of a Remote Monitoring System for the Single Elderly on the basis of Their Lifestyle
the Basis of Their Lifestyle−AonTrialof Social Implementation Project−-A Trial of Social Implementation Project-

YAMAGUCHI，Tetsuya
KOBAYASHI，Hiroyuki
AOKI
Yuta Yuta
YAMAGUCHI,
Tetsuya KOBAYASHI,
Hiroyuki AOKI
Abstract:
Abstract:

One of the serious problems Japan faces now is low birthrate and aging society. Varieties of remote

One of the serious problems Japan faces now is low birthrate and aging society. Varieties of remote monitoring

monitoring system for single elderly and their family are developed by various vendors. Those aresystem for single elderly and their family are developed by various vendors. Those are needed to be lessneeded to be less stressful for elderly and provide useful information for family. This paper deals

stressful for elderly and provide useful information for family. This paper deals with a remote monitoring systemwith a remote monitoring system which consists of door sensors and an Android tablet application.

which consists of door sensors and an Android tablet application. The system was developed as a trial of Social

The system was developed as a trial of Social Implementation Project. It is necessary to test the

Implementation Project. It is necessary to test the system in actual environment to improve the quality. Therefore,system in actual environment to improve the quality. Therefore, after development, this system wasafter development, this system was tested at four single elderly's house as evaluation in actual environment. This

tested at four single elderly's house as evaluation in actual environment. This paper shows thepaper shows the eﬀectiveness and some problems which emerged from the result of evaluation.

effectiveness and some problems which emerged from the result of evaluation.
Keywords : social implementation, remote monitoring, physical condition estimation(Keywords: social implementation, remote monitoring, physical condition estimation)㧝㧚ߪߓ߼ߦ

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東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

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79

山口，小林，青木：生活習慣に応じた独居高齢者見守りシステムの開発と評価

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80

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

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（平成25年6月20日

受理）

東京工業高等専門学校研究報告書

81

第45（1）号，2013ࠠࡀࠢ࠻࠮ࡦࠨ࡯ࠍᵴ↪ߒߚ⥄ᓞ⿛ⴕࡠࡏ࠶
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Control of an Autonomous Mobile Robot Making Use of Kinect

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Hirosumi
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Hiroyuki AOKI
Abstract:
Abstract:

Humandetect function is one of the most important function for autonomous system. Kinect sensor
There have been various problems in the aged society. For example, a lack of labor force and nursing for theis possible to detect a person and measure a distance from the person easily.

Therefore, we try toelderly are critical. So transportation and delivery robots have been developed in order to solve these problems.

build up an autonomous mobile robot system equipped with a Kinect sensor under the

However, an autonomous vehicle robot, for example, is not aﬀordable because it needs a costly sensor. Meanwhile,

MATLAB/Simulink software development environment, which is very popular for Model Based

Microsoft sells a cheap sensor for a game controller. The sensor called Kinect can be used to detect and track

Design method. We developed 2 systems. “Human following system” and “Robot control using

human motions, measure the distance to the target. In this study, the Kinect sensor system is applied to ahand signal”. The systems were testing in Gym, Class room, Corridor. We found this 2 system aredevelopment of the autonomous vehicle robot. Through experiments conducted on campus, the system embedded“Safety” and “Can use anywhere in indoors” from experimental results. We propose the system canwith the Kinect sensor showed stable movement overall. Therefore, it is suggested that the system can bebe applied to “An assistant system for shopping”.

alternative to shopping support systems, especially for housewives with kids.

Keywords: Kinect, Autonomous Mobile robot, hand signal

Keywords : Kinect, autonomous mobile robot, hand signal, human motion

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東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

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3.1.

3.3.

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石塚，シランパー，中里，青木：キネクトセンサーを活用した自律走行ロボットの制御

Tracking
NID

SYNC

SYNC

NID

Tracking

Skeleton

Skeleton Viewer

Image
NID IMAQ1

NID Skeleton

Skelton33.2854
Frame Rate
Display

Skeleton Viewer

Image

Kinect ߦࠃࠅ࠺࡯࠲ࠍขᓧߔࠆࡉࡠ࠶ࠢ

To Video
Display

Skeleton Display

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Navigation information
functionrotation speed: 0 - 100

Distance

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5.

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東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

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1.http://msdn.microsoft.com/en-us/library/hh85
5347.aspx – Official site for Kinectfor Windows
SDK
2.http://www.xbox.com/xbox360/accessories/kin
ect – Official site of Kinect
3.http://openkinect.org/wiki/Imaging_Informati
on – Information aboutspesifications of Kinect࿑ 9 ੱߩᱠⴕ⒖േߦㅊᓥߔࠆᯏ⢻ታ㛎㧔ᑈਅ㧕

4.http://fi.wikipedia.org/wiki/Kinect–Information about Kinectࠬ࡯ࡄࡑ࡯ࠤ࠶࠻╬㧘ᄥ㓁శ߇ዋߥ޿ⅣႺߢ㧘ߥ

5.http://www.mathworks.co.jp/products/matlab/

߅߆ߟ޽ࠆ⒟ᐲߩᐢߐߩ޽ࠆ႐ᚲߢ޽ࠇ߫ੱߩᬌ

- Official site of MATLAB಴ߪኈᤃߦⴕ߃ࠆߣ⠨߃ࠄࠇࠆ㧚ߎߩࠪࠬ࠹ࡓߪ

6.http://www.mathworks.nl/matlabcentral/filee೑↪⠪߇ࡌࡆ࡯ࠞ࡯ࠍ᛼ߒߡ޿ࠆ႐ว߿㧘ሶଏࠍ

xchange/32318-simulink-for-naturalinteractionᛴ߈߆߆߃ߡ޿ࠆ႐วߥߤߢ㧘․ߦ೑ଢᕈ߇ᦼᓙ

-device-nid – Source of Simulink for naturalߢ߈ࠆߣᕁࠊࠇࠆ㧚interaction device（平成25年6月20日*ኾ᡹⑼㔚᳇㔚ሶᎿቇኾ᡹ **ࡋ࡞ࠪࡦࠠ ࡔ࠻ࡠࡐ࡯࡝ࠕᔕ↪⑼ቇᄢቇ ***᧲੩ㄘᎿᄢቇᎿቇㇱ****㔚ሶᎿቇ⑼受理）

東京工業高等専門学校研究報告書
第45（1）号，2013╙ 45 (1) ภ, 2012᧲੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞ⎇ⓥႎ๔ᦠ

85

土壌粒子に対する銅イオン，カルシウムイオン並びに水素イオンの競争吸着のモデリング及び熱力学的解析࿯ფ☸ሶߦኻߔࠆ㌃ࠗࠝࡦ,ࠞ࡞ࠪ࠙ࡓࠗࠝࡦਗ߮ߦ᳓⚛ࠗࠝࡦߩ
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Modeling and thermodynamics analysis of adsorption of copper,
Modeling and thermodynamics analysis of adsorption of

calcium and hydrogen ions to soil.

copper, calcium and hydrogen ions to soil.

SHOJI，Hiroki
KURASAWA
RyoRyoSHOJI,
Hiroki KURASAWA
The amount of adsorption to soil particles should be changed with the soil solution pH
The amount of adsorption to soil particles should be changed with the soil solution pH and the concentrationand the concentration of the existing ions. The objectives of this study are to examineof the co-existingions. ofThe
of this study
aretheto examine
the inﬂuencetoofsoil,
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pHobjectives
and competing
ion oncopper adsorption
andcompeting
to examinechangesof adsorptionof copper
soilofunder
different
pHs.toThecopper theadsorption
to insoil,theandheatto examine
the changes
in thetoheat
adsorptionof copper
soilamountunder diﬀerentof copper adsorption to soil becomes smaller by the addition of calcium and decreasing

pHs. The amount of copper adsorption to soil becomes smaller by the addition of calcium and decreasing in thethe soil solution pH. The heat of adsorption on the pH4 is the largest among the heat ofsoil solution pH. The heat of adsorption on the pH4 is the largest among the heat of adsorption on three diﬀerent

adsorption on three different pHs (pH4, 5, 6).

pHs（pH4, 5, 6）.

Keywords
Van’t
Hoff equation,
heavy
metal,isotherm,
adsorption
isotherm,
Soil
LigandModel
Keywords: Van t: Hoﬀ
equation,heavy metal,
adsorption
Soil Ligand
Model
（SLM）
,
(SLM),

1.

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東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）᧲੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞ⎇ⓥႎ๔ᦠ
( ╙45号）(1) ภ )

86ߘߎߢ‫⎇ᧄޔ‬ⓥߢߪ pH ෸߮౒ሽࠗࠝࡦߦࠃ
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Aqueous Model; Natural Environment
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庄司，倉澤：土壌粒子に対する銅イオン,
カルシウムイオン並びに水素イオンの競争吸着のモデリング及び熱力学的解析
ᐣม, ୖỈ : ࿯ფ☸ሶߦኻߔࠆ㌃ࠗࠝࡦ,ࠞ࡞ࠪ࠙ࡓࠗࠝࡦਗ߮ߦ᳓⚛ࠗࠝࡦߩ┹੎ๆ⌕ߩ

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東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）᧲੩Ꮏᬺ㜞╬ኾ㐷ቇᩞ⎇ⓥႎ๔ᦠ
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カルシウムイオン並びに水素イオンの競争吸着のモデリング及び熱力学的解析
ᐣม, ୖỈ : ࿯ფ☸ሶߦኻߔࠆ㌃ࠗࠝࡦ,ࠞ࡞ࠪ࠙ࡓࠗࠝࡦਗ߮ߦ᳓⚛ࠗࠝࡦߩ┹੎ๆ⌕ߩࡕ࠺࡝ࡦࠣ෸߮ᾲജቇ⊛⸃ᨆߒߚ㌃ߩ⫾Ⓧ㊂੍᷹ߩ⎇ⓥߢߪ‫⫾ߣ 𝑓ޔ‬Ⓧ㊂ߩ㑆ߦ⋥✢⊛㑐ଥ߇޽ࠅ‫ޔ‬R2 ୯߽ 0.93 ߣ㜞޿⋧㑐߇ᓧࠄࠇ‫ޔ‬BLM ߩ᭎ᔨߦၮߠ޿ߚ⸃ᨆߦ
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5. ෳ⠨ᢥ₂1) Gast R. G., Surface and colloid chemistry.
In: Dixon J. B. and Weed S. B. (Editors).
Minerals in Soil Environments. Journal of
Soil Science. SOC. AM., Wis., 27-73 1977
2) Greenland D. J. and Mott C. J. B.,
Surfaces of soil particles. In: Greenland D. J.
and Hayes M. H. B. (Editors). The Chemistryof Soil Constituents. John Wiley & Sons
Chichester. 321-353, 1978
3) Arias M., Pe´rez-Novo C., Lo´ pez E., Soto
B., Geoderma 133, 151–159, 2006
4) Xue W. B., Yi A. H., Zhang Z. Q., Tang C.
L., Zhang X. C., Gao J. M., Pedosphere, 19,251-257, 2009
Environmental
5)

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Toxicology and Chemistry㪉6) Petruzzelli G., Guidi L., Lubrano L.,㪈

Communications in Soil Science and Plant
Analysis, 16, 971–986, 1985

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Sakakibara H., Journal of Water andEnvironment Technology, 8, 339-345, 20108) Wada K. and Okamura Y., Science of Soiland Manure, Japan. Tokyo, 811-815, 1977
9) Wada K. and Okamura Y., Journal of Soil
Science, 31, 307-314, 1980
10) Wada K. and Abd-Elfattah A., Soil
Science and Plant Nutrition, 24, 417-426,
197811) Wada K. and Adb-Elfattah A., Journal of
Soil Science, 30, 281-290, 1979
12) Abd-Elfattah A. and Wada K., Journal of
Soil Science, 32, 271-283, 198113) ๺↰శผ ศ↰⒤ ጟፉ⑲ᄦ ㎓Ⴆᤘਃ࿯ფߩๆ⌕⃻⽎ ၮ␆ߣᔕ↪ ඳ෹␠㧔ᐔᚑ 25 ᐕ 6 ᦬ 20 ᣣฃℂ㧕

東京工業高等専門学校研究報告書

第45（1）号，2013

91

平成２４年度教員教育研究業績
1．研究論文・著作物・（著書・翻訳書等）
一般教育科
戦後中小企業政策における組織化政策の変容－商工協同組合法改正問題を巡る議論を中心に
浅野敬一（『市場史研究』第 32 号，2013.3，pp.1-23）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・浅野敬一「中国科学技術政策史」 の試み （その 2）
河村豊（『東京工業高等専門学校研究報告書』第 44（1）号，2012.12，pp.1-15） ・・・・・・・・・・・・・・・・・・河村豊
微分積分 I 問題集市川裕子，碓氷久，齋藤純一，佐藤志保，高遠節夫（大日本図書 2013.2）・・・・・・・・・・・・・・・新井一道，市川裕子
Comparative study of surface recombination in hexagonal GaN and ZnO surfaces（『Journal of Applied Physics』112，2012，pp.063509 1-7）
ONUMA
SAKAI，Tatsuhiro IGAKI，Tomohiro YAMAGUCHI，Atsushi A.YAMAGUCHI，
・・・・・・Takeyoshi ONUMA，Naoyuki
Tohru HONDA
Learning a Foreign Language from a Busy Person's Perspective －Part 4: Grammar Foundation Completed after 18 Months－（『東京工業高等専門学校研究報告書』第 44（1）号，2012.12，pp.17-22）・・・・・・・・・・・・・・・・ John Gates
Learning a Foreign Language from a Busy Person's Perspective －Part 5: Reading a Finnish Newspaper Article for the First Time－（『東京工業高等専門学校研究報告書』第 44（2）号，2013.3，pp.1-4） ・・・・・・・・・・・・・・・・・ John Gates
言語文化論－ 「道」 に関する考察
関根紳太郎（『東京工業高等専門学校研究報告書』第 44（2）号，2013.3，pp.17-26） ・・・・・・・・・・・・・・・・関根紳太郎
Effects of shadowing on pronunciation（井上・神崎編『21 世紀英語研究の諸相』，2012.9，開拓社，pp.240-251）・・・・・・・・・・・・・・ Tomoko HORI
「哲学的探求とは何か」 にかんする一考察－哲学教育の観点からー（『子どものための哲学教育研究（山田圭一編）』，千葉大学大学院人文社会科学研究科，千葉大学大学院人文社会科学研
究科研究プロジェクト報告書第 255 集，2013.2，pp.85-98）
村瀬智之
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・村瀬智之
商業誌における解説
日本語版解説 先生のための手引き（『中学生からの対話する哲学教室』（シャロン・ケイ，ポール・トムソン著，河野哲也監訳）玉川大学出版会，2012.4，
pp.149-159）
村瀬智之
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・村瀬智之
翻訳 （共訳）（『中学生からの対話する哲学教室』（シャロン・ケイ，ポール・トムソン著，玉川大学出版部，2012.4，1 章，4 章，7章，12 章の翻訳を担当）
村瀬智之訳
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・河野哲也監訳，安藤道夫，木原弘行，土屋陽介，松川絵里，村瀬智之「ゲームで学ぶ倫理 ・ 道徳」（『臨床哲学のメチエ』ダリル・メイサー著，19 号，2012.7，15 章，20 章，24 章，31 章，36 章，41 章の翻訳を担当）
村瀬智之訳
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・紀平知樹，楠本瑶子，高木遼，辻明典，中川雅道，村瀬智之
Polynomial upper bounds on large and moderate deviations for diffeomorphisms with weak hyperbolic product structure（『Far East J Math Sci』）69（1）2012.pp.1-25 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Jin Hatomoto
機械工学科
自転車乗車時の加速度測定－非舗装路におけるタイヤ空気圧の影響－
木村南（『東京工業高等専門学校研究報告書』第 44（1）号，2012.12，pp.85-92）・・・・・・・・・・・・・・・・・・木村南
自転車通行路におけるバリア調査－多摩川サイクリングロードの場合－
木村南（『東京工業高等専門学校研究報告書』第 44（2）号，2013.3，pp.71-78） ・・・・・・・・・・・・・・・・・・木村南
A highly sensitive and temporal visualization system for gaseous ethanol with chemiluminescence enhancer（『Luminescence』20（5），2012.9-10，pp.328-333）
Hirokazu Saito，Tomoyo
Saito Tomoyo Mitani，Mitani・・・・・・Takahiro Arakawa，Eri Ando，Xin Wang，Kumiko Miyajima，Hiroyuki Kudo，Hirokazu
Mitsuo Takahashi，Kohji
Takahashi
Mitsubayashi
マイクロ領域における摩擦特性 （第 3 報 ： 摩擦形態の遷移過程）（『東京工業高等専門学校研究報告書』第 44（2）号，2013.3，pp.59-64）
福田勝己，小林光男，鈴木健司，藺牟田桂，繁山航・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・福田勝己
材料評価のおはなし
福田勝己（一般財団法人日本規格協会，2013.3.）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・福田勝己
二軸引張応力を負荷した培養神経細胞の損傷評価（『日本機械学会論文集Ａ編』2012，Vol.78，No.791，pp.1090-1099）
角田陽，青村茂・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・中楯浩康，馬橋洋人，張月琳，角田陽
固有振動モードを利用した微小部品整列機構の設計開発

92

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）（『日本機械学会論文集Ｃ編』2013，Vol.79，No.798，pp.203-214）・・・・・・・・・舘野寿丈，角田陽
角田陽，奥井公太郎
リフレッシュエアを周期的に導入する振動流による換気（『東京工業高等専門学校研究報告書』第 44（1）号，2012.12，pp.81-84）
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・清水昭博
清水昭博，佐藤正樹，清水優史，菅原路子
各種荷重下における歯付軸締結要素の力学特性評価（『東京工業高等専門学校研究報告書』第 44（2）号，2013.3，pp.53-58）
志村穣，峯尾一幸，平間隆之，黒崎茂・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・大塚仁，志村穣
ローラチェーンの三次元有限要素応力解析と引張強度向上のための提案
志村穣，黒崎茂（『東京工業高等専門学校研究報告書』第 44（1）号，2012.12，pp.69-75）・・・・・・・・・岩元翔太，志村穣
Analysis of In-Plane Problems for an Isotropic Elastic Medium with Two Circular Inclusions（『Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering』Vol.6，No.12，2012.12，pp.1072-1087）
Jyo SHIMURA，Takuo
SHIMURASUZUKI・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Mutsumi MIYAGAWA，Takanobu TAMIYA，Jyo
Human-assisted virtual reality for a magnetic-haptic micromanipulation platform（『Microsystem Technologies』Vol.18，No.9-10，2012.6，pp.1407-1415）
Susumu TARAO，Naoaki
TARAOTSUDA，Jen-Yuan Chang・・・・・・・・・・・・ Moein Mehrtash，Mir Behrad Khamesee，Susumu
ハプティックインタフェースを利用した生体シミュレータの基礎研究－多自由度ペン型インタフェースの試作－（『東京工業高等専門学校研究報告書』第 44（1）号，2012.12，pp.77-80）
多羅尾進，佐藤政哉，小泉岳大，齊藤浩一齊藤浩一
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・多羅尾進
屋外自律走行ロボットの開発と実証実験
多羅尾進，青木宏之
青木宏之（『東京工業高等専門学校研究報告書』第 44（2）号，2013.3，pp.65-70） ・・・・・・・・・・・・多羅尾進
変位拡大機構付一体型精密直動位置決めステージの開発
堤博貴，若槻哲平，吉村靖夫（『マイクロメカトロニクス』56 巻（207）2012-12・2012，pp.22-31）・・・・・・・・・堤博貴
Microsoft Share Point を用いた研究室におけるソーシャルネットワーキングとプロジェクトコラボレーションサイトの構築
堤博貴（『東京工業高等専門学校研究報告書』44 巻（2）号，2012.pp.37-40）・・・・・・・・・・・・Rauno ROUHONEN，堤博貴
はんだの応力解析用構成モデルの調査と分類
林丈晴，海老原理徳（『東京工業高等専門学校研究報告書』第 44（1）号，2012.12，pp.57-67）・・・・・・・・・・・・林丈晴
電気工学科
きちんとわかる電験三種基本テキスト改訂版
土井淳，伊庭健二（リックテレコム，2012.5）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・佐藤勝雄，土井淳
多地域連系系統における風力発電連系可能量の評価モデルの検討
土井淳，安部清貴（『東京工業高等専門学校研究報告書』，第 44（1）号，2012.12，pp.99-106）・・・・・・・・・・・・土井淳
FRIT 法の状態フィードバック制御への応用
松井義弘，赤松駿一，木村知彦
木村知彦，中野和司（『電気学会論文誌 C』132 巻 6 号，2012.6，pp.851-859）・・・・・・・・・松井義弘
零相電圧を利用した漏えい電流低減法の提案と検証
綾野秀樹，佐藤優貴，松井義弘
松井義弘（『電気学会論文誌 D』132 巻，12 号，2012.12，pp.1141-1148）・・・・・・・・・・・綾野秀樹
インバータが発生する伝導性ノイズの低減法とその評価システムの構築
綾野秀樹，佐藤優貴，松井義弘
松井義弘（『東京工業高等専門学校研究報告書』44（1），2012.12，pp.107-112）・・・・・・・・綾野秀樹
パワーエレクトロニクス実験の教材開発
綾野秀樹（『東京工業高等専門学校研究報告書』44（2），2012.3，pp.79-84 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・綾野秀樹
インバータの設計と応用（『システム LSI 設計技術者養成講座教本』福岡システム LSI カレッジ・財団法人 福岡県産業科学振興財団，2013.3）
綾野秀樹
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・船渡寛人，伊東淳一，綾野秀樹
非晶質炭化珪素薄膜の内部応力と膜破壊パターンの非線形解析
伊藤浩，川又由雄，大山昌憲（『東京工業高等専門学校研究報告書』第 44（1）号，2012.11，pp.93-97）・・・・・・・・伊藤浩
層状化合物半導体の作製と評価
伊藤浩（『表面技術』第 63（7）号，2012，pp.462-464） ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・伊藤浩
反応性スパッタリング法を用いた酸化シリコン膜の基板バイアスの影響
伊藤浩，川又由雄（『東京工業高等専門学校研究報告書』第 44（2）号，2013.3，pp.91-94） ・・・・・・・・・・・・・伊藤浩
ヒューマンインターフェースとしての視線検出と歯クリック音に関する一考察
舘泉雄治，岡田竜太郎（『東京工業高等専門学校研究報告書』第 44（2）号，2013.3，pp.95-104）・・・・・・・・・・・舘泉雄治
INVESTIGATION OF GAZE DIRECTION AND TOOTH-CLICK SOUND AS A TOUCH-FREE HUMAN INTERFACES FOR
SMARTPHONES
Tateizumi
Okada（『ICIC Express Letters』Volume 7，Number 3（B），2013.3，pp.895–901）・・・・・ Yuji Tateizumi，Ryutaro
フォトリソグラフィを用いた MOEMS 技術の教材開発 - 第 2 報， マイクロ光電子デバイスの実現に向けた基礎特性の評価 新國広幸，伊藤浩
伊藤浩（『東京工業高等専門学校研究報告書』第 44（2）号，2013.3，pp.85-90） ・・・・・・・・・・・・・新國広幸
Design Study of a Guided-Wave Optical Microphone with a Diaphragm（IEEE SEMSORS 2012，Taipei，Taiwan，2012.8）
Hiroyuki Nikkuni，Masashi
Nikkuni
Ohkawa，Takashi Sato・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Kazuya Murata，Hiroyuki

93

電子工学科
高専ブランド力向上をめざした広報活動 「東京高専ファンづくりプロジェクト」 の試み（『工学教育』第 61 巻・第 1 号，2013.1，pp.184-189）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・大塚友彦
大塚友彦
情報工学科
ヘテロジニアスマルチホップ移動体無線通信の一検討
田中晶（『東京工業高等専門学校研究報告書』第 44（2）号，2013.3，pp.105-108） ・・・・・・・・・・・・・・・・・田中晶
スペクトル拡散を応用した長距離無線通信の研究
土居信数（電子情報通信学会論文誌（B），Vol.J95-B，11，2012.11，pp.1491-1498）・・・・・・・・・・・滝澤尚也，土居信数
マイスター及び学生教育士制度による組み込みシステム開発人材育成
松林勝志，北越大輔
北越大輔，鈴木雅人
鈴木雅人，小坂敏文
小坂敏文，吉本定伸
吉本定伸（『工学教育』61 巻・1 号，2013.1，pp.64-69）・・・・・・・・松林勝志
An Adaptation System in Unknown Environments Using a Mixture Probability Model and Clustering Distributions（『Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics』16･6，2012.6，pp.733-740）
Daisuke Kitakoshi，Hiroyuki
Kitakoshi
Shioya・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Uthai Phommasak，Daisuke
物質工学科
Superconductive CaC6 prepared from ﬂexible graphite sheet（『Solid State Communications』152，2012.pp.767-770）
Noboru Akuzawa
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・R.Matsumoto，M.Nakajima，Y.Takano，Y.Mizoguchi，Noboru
Alkali metal-graphite intercalation compounds prepared from ﬂexible graphite sheet exhibiting high air stability and electrical conductivity
Noboru Akuzawa（『Synthetic Metals』162，2012.pp.2149-2154）・・・・・・ R.Matsumoto，M.Arakawa，H.Yoshida，Noboru
カーボンフィルムへの分子吸着と電気抵抗変化
玉田耕治，阿久沢昇
阿久沢昇，竹市力（『炭素』2013.No.257，pp.141-144）・・・・・・・・・・・・・・丸山和音，塩野杏奈，玉田耕治
脱気水の家庭分野への応用
北折典之，松石早矢（『Material Technology』，Vol.31，No.2，2013.3，pp.31-38）・・・・・・・・・・・・・・・・北折典之
Forword and Backward Extraction of Methylene Blue by using AOT/Isooctane Reversed Micellar Solution（『Separation Science and Technology』Vo.47，2012，pp.1957-1962）
Takumi Kinugasa，Hiroshi
Kinugasa
Kashima，Sakura Kumeno，Shohei Tanaka，Yasuhiro Nishii
・・・・・・・・・・・・・・Takumi
Improvement of thermal stability of gold nanoparticles by synergistic interligand interactions（『Chemistry Letters』41（7），2012.7，pp.708-710.）
Shigeru MACHIDA・・・・・・・・・・・・・ Atsushi OKUMURA，Yoshitaka TSUCHIDO，Kou YAMADA，Kenji TODORI，Shigeru
Strained and Unstrained Macrocycles Composed of Carbazole and Butadiyne Units : Electronic State and Optical Properties（『The Journal of Organic Chemistry』77（10），2012.5，pp.4837-4841）
Shigeru MACHIDA・・・・・・・・・・・・・ Tomohito IDE，Sho SAKAMOTO，Daisuke TAKEUCHI，Kohtaro OSAKADA，Shigeru
Dissolution Rate of Noble Metals for Electrochemical Recycle in Polymer Electrolyte Fuel Cells（『Electrochemistry』80（11），2012.11，pp.898-903）
Shiroishi
Hayashi，Minoru Yonekawa，Ryo
Ryo Shoji，Itaru
Shoji Itaru Kato，Masayuki
Kato
Kunimatsu
・・・・・・・ Hidenobu Shiroishi，Shinjiro
NICA （non-ideal competitive adsorption） -Donnan model による銅のミカヅキモ生長阻害性に対する多摩川底質フミン酸の影響の解析
庄司良，沖田尚久，中西弘貴（『水環境学会誌』36（1），2013.1，pp.1-9）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・庄司良構造活性相関を用いた重金属の生態毒性の生物間の比較
庄司良，島袋将弥，高橋萌（『東京工業高等専門学校研究報告書』第 44（1）号，2012.12，pp.113-120）・・・・・・・・庄司良
加硫天然ゴムの架橋点の構造解析
山本祥正（『ネットワークポリマー』33（5），2012.5，pp.259-266）・・・・・・・河原成元，Oraphin Chaikumpollert，山本祥正
Fabrication of a completely continuous nanomatrix channel and its proton conductivity（『Kautschuk Gummi Kunststoffe』，65（7-8），2012.7，pp.26-29）
Yoshimasa Yamamoto，Seiichi
Yamamoto
Kawahara
・・・・・・・・・ Noriyuki Kado，Patjaree Suksawad，Keiichi Akabori，Yoshimasa
集束イオンビーム ・ 走査型電子顕微鏡を用いた EPDM パッキンの劣化解析
山本祥正，大武義人，河原成元（『成形加工』24（6），2012.6，pp.335-340）・・・・・・・・・・五野上美緒，中村勉，山本祥正
天然ゴムを原料とするプロトン伝導性高分子電解質の創製
山本祥正，河原成元（『高分子論文集』69（5），2012.5，pp.228-234）・・・・角紀行，Patjaree，Suksawad，赤堀敬一，山本祥正
Mechanical properties and cross-linking structure of cross-linked natural rubber（『Polymer Journal』44（8），2012.8，pp.772-777）
Yoshimasa Yamamoto，Krisda
Yamamoto
Suchiva，Seiichi Kawahara
・・・・・・・・・・・・・・ Oraphin Chaikumpollert，Yoshimasa
Preparation and characterization of natural rubber with soft nanomatrix structure（『Colloid and Polymer Science』，290（14），2012.9，pp.1457-1462）
Yoshimasa Yamamoto，
Yamamoto
・・・・・・Kenichiro Kosugi，Ratchaniwan Sutthangkul，Oraphin Chaikumpollert，Yoshimasa
Jitladda Sakdapipanich，Yoshinobu Isono，Seiichi Kawahara
Preparation and characterization of protein-free natural rubber（『Polymers for Advanced Technologies』，23（4），2012.4，pp.825-828）
Yoshimasa Yamamoto，Krisda
Yamamoto
Suchiva，Phan Trung Nghia，Seiichi Kawahara
・・・・・・Oraphin Chaikumpollert，Yoshimasa

94

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

Protein-free natural rubber（『Colloid and Polymer Science』，290（4），2012.2，pp.331-338）
・・・・・・・・・・・・・・ Oraphin Chaikumpollert，Yoshimasa
Yoshimasa Yamamoto，Krisda
Yamamoto
Suchiva，Seiichi Kawahara
2．学会における口頭発表
一般教育科
読書コミュニティとしての英語多読サークル
竹田恒美（平成 24 年度全国高専教育フォーラム，2012.8.）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・竹田恒美「新たな教育システムの構築と具体的な取り組みについて～東京高専の場合～ 「集え、 若きエンジニア ： All English サマースクール」
竹田恒美（平成 24 年度高専機構主催関東信越地区教員研究集会，2012.9）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・竹田恒美
東京高専の魅力再発見！－ B 級キャンパスライフの実践報告－
古屋正俊（平成 24 年度全国高専教育フォーラム 2012.8.29）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・古屋正俊
ポアソン分布のモデルについて
市川裕子（ワークショップ「効果的な統計及び数学教材の開発と利用」下関市立大学 2013.1）・・・・・・・・・・・市川裕子
数学の授業における数学教員と専門学科教員の連携
市川裕子（平成 24 年度全国高専教育フォーラム科目間連携ワークショップ 2012.8）・・・・・・・・・・・・・・・市川裕子
中学生 ・ 高校生の英語学習における動機減退要因調査
占部昌蔵，茅野潤一郎（第 38 回全国英語教育学会愛知研究大会，2012.8，pp.164-165）・・・・・・・・・・・・・・占部昌蔵
高専学生の英語学習意欲減退の特徴－大学生と比較して－
占部昌蔵（平成 24 年度全国高専教育フォーラム，2012.8，pp.25-26）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・占部昌蔵
Incident Angle Resolved Cathodoluminescence Study of ZnO Single Crystals（The 39th International Symposium on Compound Semiconductors（ISCS 2012），2012.8）
ONUMA
T.HONDA・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Takeyoshi ONUMA，T.YAMAGUCHI，and
酸化ガリウムの CL スペクトルの温度依存性
尾沼猛儀，藤岡秀平，山口智広，東脇正高，佐々木公平，増井建和，本田徹（秋季応用物理学会，2012.9）
・・・・・・尾沼猛儀
ZnO 単結晶の電子線入射角度依存カソードルミネセンス測定
尾沼猛儀，山口智広，本田徹（秋季応用物理学会，2012.9）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・尾沼猛儀
β -Ga2O3 結晶の偏光ラマンスペクトル
尾沼猛儀、藤岡秀平，山口智広，東脇正高，佐々木公平，増井建和，本田徹（春季応用物理学会，2013.3）・・・・・・尾沼猛儀
海外および国内活字メディアの東日本大震災報道にみる対日イメージ研究
関根紳太郎（日本メディア英語学会第 2 回年次大会，2012.10）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・関根紳太郎
日本語コミュニケーション教育の開発ー東京高専の挑戦ー舩戸美智子（平成 24 年度全国高専教育フォーラム教育研究活動発表会発表概要集，2012.8，電子版）・・・・・・・・舩戸美智子
第二言語スピーキングにおける発話流暢性 ： 日本人英語学習者による絵描写時の音声分析
堀智子，斉藤倫子他 8 名（第 26 回日本音声学会全国大会，2012.9，pp.280-281）・・・・・・・・・・・・・・・・・堀智子
日本人英語学習者発話産出の繰り返しが流暢性に及ぼす影響 ： 英描写課題を通して
堀智子，他 3 名
（第 38 回全国英語教育学会愛知研究大会，2012.8，pp.73-78）・・・・・・・・・・・・・斉藤倫子，堀智子
英語のリズム構造－母語話者と日本人英語学習者の相違点と共通点
堀智子（外国語教育メディア学会第 25 回全国研究大会，2012.8，pp.240-241）・・・・・・・・・・・・・・森庸子，堀智子
英語プレゼン指導の持続的発展をめざした取組み
堀智子，小嶋徹也
小嶋徹也（他 8 名）
（平成 24 年度全国高専教育フォーラム，2012.8，p.357）・・・・・・・・・・・・・・・ 堀智子
海外インターンシップとその事前研修の効果 学生の英語学習及び英語使用モチベーション ・ 異文化コミュニケーションへの態度への変化から（第 36 回全国高等専門学校英語教育学会，2012.9，『第 36 回全国高等専門学校英語教育学会プログラム』p.4）
樫村真由・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・樫村真由
Overseas internships as a motivator for learning and using English for EFL college students（The 10th Asia TEFL International Conference，2012.10，The 10th Asia TEFOL International Conference Booklet，pp.245）
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Mayu Kashimura
創造性を育む哲学教育の基礎
村瀬智之（ラウンドテーブル「子どもとともに哲学を」教育哲学会第 55 回大会，於早稲田大学，2012.9，）・・・・・・村瀬智之
小中学校での哲学対話教育の成果（哲学教育ワークショップ「小中学校における哲学教育と教員養成」の提題発表の一つ，日本哲学会第 71 回大会，於大阪大学，2012.5）
村瀬智之
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・河野哲也，土屋陽介，村瀬智之
相互評価の可能性（ワークショップ「対話型哲学教育の効果測定と評価」，応用哲学会第四回年次研究大会，於千葉大学，2012.4）
村瀬智之
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・村瀬智之
機械工学科
シリコーンゴムを利用した CFRP 成形実験

95（『平成 24 年度塑性加工春季講演会迂遠論文集子』2012.6，pp.383-384）・・・・・・・・・・・・・・・・・・木村南
木村南
Web 技術情報から見た CFRTP 成形加工技術調査（『平成 24 年度塑性加工春季講演会迂遠論文集子』2012.6，pp.385-386）・・・・・・・・・・・・・・・・・・木村南木村南
分解で学ぶ機能性材料
木村南（『平成 24 年度塑性加工春季講演会迂遠論文集子』2012.6，pp.387-388）・・・・・・・・・・・・・・・・・・木村南
CFRP 製スマートフォン筐体の試作
木村南（『マイクロメカトロニクス学術講演会論文集』2012.9，pp.1-2）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・木村南
CFRP 製チェーンスプロケットの試作と実走評価（『日本機械学会シンポジウム : スポーツ・アンド・ヒューマンダイナミクス講演論文集』2012.11，pp.144-149）
木村南・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・木村南ゴムチューブ加圧によるカート用 CFRP サンドイッチ構造パイプの試作
木村南，横関拓真（『第 63 回塑性加工連合講演会講演論文集』2012.11，pp.275-276）・・・・・・・・・・・・・・・木村南
短繊維／連続繊維を組合せた CFRP 製スプロケットの試作
木村南，川名拳豊（『第 63 回塑性加工連合講演会講演論文集』2012.11，pp.277-278）・・・・・・・・・・・・・・・木村南
炭素繊維強化プラスチック成形における繊維 / 樹脂界面の観察
木村南，亀山耕平（『第 63 回塑性加工連合講演会講演論文集』2012.11，pp.279-280）・・・・・・・・・・・・・・・木村南Transcutaneous vein imaging and venepuncture system for blood test
（RRiME-Paciﬁc Rim Meeting on Electrochemical and Solid-state Science，222nd ECS meeting，2012.10，Honolulu，
PRiME2012 meeting abstract CD-ROM，#3561）
Saito
Yamamoto，Hiroyuki Takagi
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Hirokazu Saito，Syuhei
採血支援のための静脈検出 ・ 穿刺システムに関する研究（ライフサポート学会 第 22 回フロンティア講演会，2013.3，東京，ライフサポート学会 第 22 回フロンティア講演会予稿集，36）齊藤浩一
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・髙木寛之，香川亮太，細川聖，野川雅道，田中志信，山越憲一，齊藤浩一
福祉車両用電動シートの動作制御に関する研究（ライフサポート学会 第 22 回フロンティア講演会，2013.3，東京，ライフサポート学会 第 22 回フロンティア講演会
予稿集，113）
多羅尾進，齊藤浩一
齊藤浩一
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・高田翔丸，多羅尾進
ハプティック技術を応用した磁気制御型採血シミュレータの試作（ライフサポート学会 第 22 回フロンティア講演会，2013.3，東京，ライフサポート学会 第 22 回フロンティア講演会
予稿集，119）
多羅尾進，齊藤浩一
齊藤浩一
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・細川聖，高木寛之，多羅尾進
採血支援のための静脈検出 ・ 穿刺システム（次世代センサ協議会 第二回次世代センサ研究発表会，2012.10，東京，第二回次世代センサ研究発表会講演予稿集，5）
齊藤浩一・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・髙木寛之，細川聖，齊藤浩一
採血支援システムの針制御機構に関する研究（生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会 2012（ABML2012），2012.11，名古屋，生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会 2011 講演要旨集，58 5（CD-ROM 2GS2-5-6））
齊藤浩一
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・髙木寛之，香川亮太，細川聖，野川雅道，田中志信，山越憲一，齊藤浩一
近赤外線を用いた採血支援のための静脈検出方法に関する基礎的検討（第 51 回日本生体医工学会大会，2012.5，福岡，生体医工学 50 suppl.1，221（O3-12-5））
齊藤浩一・・・・・・・・・・・・・・・・・・・髙木寛之，香川亮太，佐藤政哉，野川雅道，田中志信，山越憲一，齊藤浩一
無痛採血針の加工のための冷凍チャックに関する研究（第 51 回日本生体医工学会大会，2012.5，福岡，生体医工学 50 suppl.1，221（O3-12-4））
角田陽，齊藤浩一
齊藤浩一・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・香川亮太，髙木寛之，佐藤政哉，角田陽
微小領域におけるトライボロジー特性
福田勝己，小林光男，鈴木健司，藺牟田桂，繁山航（日本機械学会年次大会，2012.9，S115023）・・・・・・・・・・福田勝己
ねじ締結体における荷重分布 （のこ歯ねじ山の場合）（日本設計工学会 2012 年度秋季大会研究発表講演会，2012.9，pp.214-217）
福田勝己，鈴木健司
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・斉藤久，小林光男，後藤芳樹，久保田義弘，福田勝己
高圧設備における圧力円筒ねじ端の荷重分布（日本設計工学会 2012 年度秋季大会研究発表講演会，2012.9，pp.120-123
福田勝己
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・芝崎達朗，萩谷佳大，小林光男，何建梅，後藤芳樹，福田勝己
圧力円筒ねじ端の荷重分布 （テーパねじと平行ねじの比較）（日本設計工学会 2012 年度秋季大会研究発表講演会，2012.9，pp.142-143），福田勝己
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・萩谷佳大，芝崎達朗，小林光男，何建梅，後藤芳樹，福田勝己
Image Reconstruction of Defects 100mm deep within SN Sample using Inverse Problem Solving（2012 IEEE International Ultrasonics Symposium Proceedings，2012.10，pp.1726-1729）
Katsumi Fukuda，Mugito
FukudaIshii，Naoya Saito
・・・・・・・・・・・・・ Yoshihiro Nishimura，Takayuki Suzuki，Katsumi
ねじ締結体の強度に及ぼす衝撃荷重の追加軸力 （非調質ボルトの場合）（第 56 回日本学術会議材料工学連合講演会，2012.10，pp.225-226）

96

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小林光男，福田勝己
福田勝己，櫻庭健一郎，白木尚人，後藤芳樹
微小領域における摩擦特性 （第 4 報）
（第 56 回日本学術会議材料工学連合講演会，2012.10，pp.357-358）
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・福田勝己
福田勝己，小林光男，鈴木健司，藺牟田桂，繁山航
ねじ締結体の荷重分布に及ぼすナット高さの影響 （解析と実験の比較）（日本機械学会山梨講演会 2012，2012.10，pp.218-219）
福田勝己，鈴木健司
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・斉藤久，小林光男，何建梅，後藤芳樹，福田勝己
高圧設備における圧力円筒ねじ端の荷重分布 （続報）（日本機械学会山梨講演会 2012，2012.10，pp.214-215）
福田勝己
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・芝崎達朗，萩谷佳大，小林光男，何建梅，後藤芳樹，福田勝己
圧力円筒ねじ端の荷重分布 （テーパねじ構造における実験及び解析）
福田勝己（日本機械学会山梨講演会 2012，2012.10，pp.228-229）・・・・萩谷佳大，吉田淳一，芝崎達朗，小林光男，福田勝己のこ歯ねじのかみ合いにおける荷重分布の解析
福田勝己（日本機械学会北陸信越支部第 50 期総会講演会，2013.3，No.1015）・・・・・斉藤久，小林光男，後藤芳樹，福田勝己
圧力円筒テーパねじ端の荷重分布による設計への応用
福田勝己（日本機械学会北陸信越支部第 50 期総会講演会，2013.3，No.1017）・・・・萩谷佳大，小林光男，後藤芳樹，福田勝己
ねじの締付けについて（日本機械学会北陸信越支部第 50 期総会講演会，2013.3，No.1018）
福田勝己
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小林光男，吉本拓郎，生野雅也，斉藤久，福田勝己
フラーレン薄膜の機械的特性 （第 2 報）福田勝己，小林光男，尾上順，梅宮涼（日本機械学会関東支部第 19 期総会講演会，2013.3，pp.207-208）・・・・・・福田勝己
ナノインデンテーション法による薄膜のヤング率測定評価
福田勝己，小林光男，藺牟田桂，中山和樹（日本機械学会関東支部第 19 期総会講演会，2013.3，pp.217-218）・・・・福田勝己
波動逆解析による内部欠陥の可視化システムの構築 （第 3 報）
（日本機械学会関東支部第 19 期総会講演会，2013.3，pp.289-290）
福田勝己，西村良弘，鈴木隆之，石井麦人，齋藤直也
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・福田勝己
擬似骨材料のトライボロジー特性
福田勝己，小林光男，藺牟田桂，茂木創（日本機械学会関東支部第 19 期総会講演会，2013.3，pp.315-316）・・・・・福田勝己
微小領域におけるトライボロジー特性 （第 2 報）
（日本機械学会関東支部第 19 期総会講演会，2013.3），PP.323-324，
福田勝己，小林光男，鈴木健司，藺牟田桂，繁山航・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・福田勝己
Ultrasonic Vibration Stage for Microbes Alignment（Proceedings of the 5th International Conference on Positioning Technology（ICPT2012），2012，pp.81-84），
Akira Kakuta，S.Tokudome，K.Okui
Kakuta・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ T.Tateno，Akira
ひずみ及びひずみ速度に対する培養神経細胞 PC12 の衝撃耐性評価
角田陽（日本機械学会バイオエンジニアリング講演会講演論文集，2012，CD-ROM）・・・馬橋洋人，中楯浩康，青村茂，角田陽
衝撃圧が内皮機能障害における透過性変化へ及ぼす影響角田陽（日本機械学会バイオエンジニアリング講演会講演論文集，2012，CD-ROM）・・・・赤沼賢，中楯浩康，青村茂，角田陽
堆積薄膜面の機械的特性評価
角田陽（精密工学会春季大会学術講演論文集，2012，CD-ROM）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・関根優志，角田陽
異物検査のための振動を利用した粉体の操作
角田陽，舘野寿丈（精密工学会春季大会学術講演論文集，2012，CD-ROM）・・・・・・・・・・・・・・・奥井公太郎，角田陽
微細形状による PC12 の樹状突起伸長方向制御
角田陽，青村茂，中楯浩康（精密工学会春季大会学術講演論文集，2012，CD-ROM）・・・・・・・・・・・・舟木勇矢，角田陽神経突起の伸長方向に対する衝撃ひずみ損傷評価（日本機械学会バイオフロンティア講演会講演論文集，2012，pp.11-12）
角田陽・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・金子由磨，福村洋平，中楯浩康，青村茂，角田陽
伸長方向に沿ったひずみによる軸索損傷評価（日本機械学会バイオエンジニアリング講演会講演論文集，2013，pp.21-22）
角田陽・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・福村洋平，金子由磨，中楯浩康，青村茂，角田陽
衝撃圧力の振幅及び持続時間が血管内皮透過性に与える影響
角田陽（日本機械学会バイオエンジニアリング講演会講演論文集，2013，pp.23-24）・・犬塚功士，中楯浩康，青村茂，角田陽
異物検査のための振動を利用した粉体の操作 （第 2 報）
角田陽，舘野寿丈（精密工学会春季大会学術講演論文集，2013，CD-ROM）・・・・・・・・・・・・・・・・徳留昌平，角田陽
異方性エッチングによる規則的マイクロテクスチャ面の創成 （第 2 報）角田陽
（精密工学会春季大会学術講演論文集，2013，CD-ROM）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・市橋健吾，角田陽
光合成型燃料電池の性能向上に関する研究
角田陽，宿谷篤志，舘野寿丈（日本機械学会関東支部第 19 期総会講演会論文集，2013，pp.333-334）・・・・・・・・角田陽
微生物燃料電池の長期発電のための超音波による電極振動に関する研究
角田陽，高橋潤一（日本機械学会関東支部第 19 期総会講演会論文集，2013，pp.335-336）・・・・・・・・舘野寿丈，角田陽

97

呼気 ・ 吸気のツインピストンを用いた間欠振動流による生体外換気実験（日本機械学会第 25 回バイオエンジニアリング講演会講演論文集，2013.1，pp.611-612）
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内田敦士，清水昭博
清水昭博，清水優史，菅原路子
円周方向溝付管内における間欠振動流の可視化と流れ解析（日本機械学会第 25 回バイオエンジニアリング講演会講演論文集，2013.1，pp.613-614）
清水昭博，清水優史，菅原路子
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・高島綾太，清水昭博
各種荷重下における歯付軸締結要素の力学特性評価（日本機械学会関東支部第 19 期総会講演会，2013.3，pp.189-190）
志村穣，峯尾一幸，平間隆之，黒崎茂・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・大塚仁，志村穣
曲げモーメントを受ける各種重ね合わせ接着継手の強度特性
志村穣，佐藤直季，黒崎茂，宮川睦巳（日本機械学会関東支部第 19 期総会講演会，2013.3，pp.195-196）・・・・・・志村穣
ピエゾフィルムを用いた欠陥検出に関する研究（日本機械学会関東支部第 19 期総会講演会，2013.3，pp.287-288）
志村穣・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・髙松歩未，有田克也，西村大希，黒崎茂，志村穣
ピエゾフィルムを用いた組み合わせ荷重下における静ひずみ測定
志村穣（日本機械学会関東支部第 19 期総会講演会，2013.3，pp.295-296）・・・・・・・・・・・有田克也，黒崎茂，志村穣
各種耐震補強金物部材の力学特性および接合性能評価（日本機械学会関東支部第 19 期総会講演会，2013.3，pp.297-298）
志村穣，峯尾一幸，平間隆之，鈴木拓雄
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・佐藤善輝，志村穣
各種耐震補強金物部材の力学特性および接合性能評価
志村穣（第 4 回大学コンソーシアム八王子学生発表会，2012.12，pp.80-81）・・・・・・・・・・・・・・佐藤善輝，志村穣
ピエゾフィルムを用いた欠陥検出に関する研究志村穣（第 4 回大学コンソーシアム八王子学生発表会，2012.12，pp.94-95）・・・・・・・・・・・・・・髙松歩未，志村穣
ピエゾフィルムを用いたひずみ分布測定法－フィルム接触子電極形状の開発－
志村穣（山梨講演会 2012，2012.10，pp.190-191）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・西村大希，黒崎茂，志村穣
ピエゾフィルムを用いた組み合わせ荷重下における静ひずみ測定
志村穣（山梨講演会 2012，2012.10，pp.192-193）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・有田克也，黒崎茂，志村穣
ねじりモーメントを受ける歯付軸締結要素の力学特性の検討
志村穣，黒崎茂，峯尾一幸，平間隆之（山梨講演会 2012，2012.10，pp.208-209）・・・・・・・・・・・・・大塚仁，志村穣
多層偏心円形介在物が存在する媒体に各種面外荷重が作用する問題の解析（日本機械学会 M&M2012 カンファレンス，2012.9，CD-ROM（No.12-5 GS47））
志村穣・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・宮川睦巳，鈴木拓雄，田宮高信，志村穣
接合部に波型形状およびスカーフ角度を有する突き合わせ接着継手の引張強度特性
志村穣，川瀬遥平，黒崎茂，宮川睦巳（日本機械学会 2012 年度年次大会，2012.9，DVD-ROM（No.12-1 J045032））・・・志村穣
精密位置決め用複合板ばね機構について
志村穣，小堀敏男，臼田孝，吉村靖夫（2012 年度マイクロメカトロニクス学術講演会，2012.9，pp.31-34） ・・・・・志村穣
微視組織の異方性を考慮した弾性体の FEM 解析
志村穣（第 31 回数理科学講演会，2012.8，pp.51-52）・・・・・・・・・上原真大，鈴木拓雄，田宮高信，宮川睦巳，志村穣
応力勾配が応力解放法に及ぼす影響に関する研究志村穣（第 31 回数理科学講演会，2012.8，pp.53-54）・・・・・・・・・山口康介，鈴木拓雄，田宮高信，宮川睦巳，志村穣
ピエゾフィルムを用いたひずみ分布測定法 （フィルム接触子電極形状の開発）
志村穣（日本非破壊検査協会平成 24 年度春季講演大会，2012.5，pp.163-164）・・・・・・・・・西村大希，黒崎茂，志村穣
ピエゾフィルムを用いた組み合わせ荷重下における静ひずみ測定
志村穣（日本非破壊検査協会平成 24 年度春季講演大会，2012.5，pp.165-166）・・・・・・・・・有田克也，黒崎茂，志村穣
接合部に波型形状およびスカーフ角度を有する突き合わせ接着継手の強度特性に関する研究
志村穣，川瀬遥平，黒崎茂，宮川睦巳（日本設計工学会 2012 年度春季大会研究発表講演会，2012.5，pp.21-22）・・・志村穣
各種荷重下における歯付軸締結要素の力学特性に関する研究（日本設計工学会 2012 年度春季大会研究発表講演会，2012.5，pp.25-26）
志村穣，黒崎茂，峯尾一幸，平間隆之
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・大塚仁，志村穣
Development of Training Space with Visual Instruction for Crutch Walk
（2012 ASME-ISPS/JSME-IIP Joint Int.Conf.on Micromechatronics for Information and Precision Equipment（MIPE2012），2012.6，pp.23-25）
Susumu TARAO，Yoshihiko
TARAO
NOMURA，Norihiko KATO・・・・・・・・・・・・・・・ Naoaki TSUDA，Kota TOMINAGA，Susumu
Simpliﬁed measurement and visualization tool for crutch walk training（Proceedings of 2012 IEEE/ASME Int.Conf.on Advanced Intelligent Mechatronics（AIM 2012），2012.7，pp.910915）
Susumu TARAO，Norihiko
TARAO
KATO，Yoshihiko NOMURA・・・・・・・・・・ Naoaki TSUDA，Yuya SAKAI，Kosuke FUJI，Susumu
人搭乗型自律移動ロボットにおける基本制御システムの試作（日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 '12 講演論文集，2012.5，2A2-U10）
多羅尾進・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・青木彬，大森実，佐々木理，多羅尾進

98

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

重心移動機構を備えたツインロータ式小型ヘリコプタの試作（2012 年度マイクロメカトロニクス学術講演会講演論文集，2012.9，pp.3-4） ・・・・・・・・・及川峻尚，多羅尾進
多羅尾進
サービスロボットの実用化および新たな実践的エンジニア育成に向けた 「社会実装インターン」 の試行（平成 24 年度全国高専教育フォーラム教育研究活動発表会発表概要，2012.8，）
多羅尾進，浅野敬一
浅野敬一，青木宏之
青木宏之，北越大輔
北越大輔，齊藤浩一
齊藤浩一
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・多羅尾進
サービスロボットの実用化および新たな実践的エンジニア育成に向けた 「社会実装インターン」 の取り組み（日本ロボット学会第 30 回記念学術講演会予稿集，2012.9，RSJ2012AC4L2-5）
多羅尾進，浅野敬一
浅野敬一，青木宏之
青木宏之，北越大輔
北越大輔，齊藤浩一
齊藤浩一，野口健太郎
野口健太郎
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・多羅尾進
3 次元測域を念頭に置いた環境地図の作成と自己位置推定の試み
多羅尾進（第 4 回大学コンソーシアム八王子学生発表会要旨集，2012.12，pp.76-77）・・・・・・・・・・・山川史，多羅尾進
重心移動機構を備えたツインロータ式小型ヘリコプタに関する研究
多羅尾進（第 4 回大学コンソーシアム八王子学生発表会要旨集，2012.12，pp.86-87）・・・・・・・・・・及川峻尚，多羅尾進
全 6 自由度自走型モーションベース 2 号機の試作
多羅尾進（第 4 回大学コンソーシアム八王子学生発表会要旨集，2012.12，pp.88-89）・・・・・・・・・・清野大樹，多羅尾進
人搭乗型自律走行ロボットの試作と走行実験（第 13 回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会論文集，2012.12，pp.2651-2654）
多羅尾進
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・青木彬，佐々木理，山川史，多羅尾進
屋外自立走行ロボット高尾 2 号の開発とつくばチャレンジ 2012 への参加
（つくばチャレンジ 2012 シンポジウム参加レポート集，2013.1，pp.95-98）
多羅尾進，青木彬，佐々木理，山川史，コスキマー ニコ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 多羅尾進
3 次元測域による自律移動ロボット用 3D マップの作成と自己位置の推定（日本機械学会関東学生会第 52 回学生員卒業研究発表講演会講演前刷集，2013.3，pp.335-336）
多羅尾進
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・山川史，青木彬，佐々木理，多羅尾進
全 6 自由度自走型モーションベースを用いた力覚呈示に関する研究（日本機械学会関東学生会第 52 回学生員卒業研究発表講演会講演前刷集，2013.3，pp.353-354）
多羅尾進
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・清野大樹，多羅尾進
重心移動機構を備えたツインロータ式小型ヘリコプタ試作と飛行実験（日本機械学会関東学生会第 52 回学生員卒業研究発表講演会講演前刷集，2013.3，pp.365-366）
多羅尾進
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・及川峻尚，多羅尾進
ウェイポイント巡回型自律移動ロボットの目標地点に接近する一手法（日本機械学会関東支部第 19 期総会講演会講演論文集，2013.3，pp.129-130）
多羅尾進
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・佐々木理，青木彬，山川史，多羅尾進
灯油及びエタノールを代替燃料とした内燃機関の性能特性（日本機械学会関東学生会第 52 回学生員卒業研究発表講演会講演前刷集，2013.3，pp.495-496）
筒井健太郎
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・青柳雄大，筒井健太郎
LPG カセットを燃料とした小型バイクの試作（日本機械学会関東学生会第 52 回学生員卒業研究発表講演会講演前刷集，2013.3，pp.507-508）
筒井健太郎
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・吉村賢人，筒井健太郎
作動流体の可視化を目的とした教材用スターリングエンジンの製作（日本機械学会関東学生会第 52 回学生員卒業研究発表講演会講演前刷集，2013.3，pp.505-506）
筒井健太郎
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・福田昌了，筒井健太郎
Lcc 研究会事例研究調査報告公的耐用寿命の延命化について－その 3 耐用寿命の評価モデル
喜多和，夏目武（日本信頼性学会 第 25 回秋季信頼性シンポジウム，2012.11）・・・・・・・・・・・・・・・・・・喜多和
Lcc 研究会事例研究調査報告公的耐用寿命の延命化について－その 2 耐用寿命と安全寿命
喜多和，夏目武（日本信頼性学会 第 20 回春季信頼性シンポジウム，2012.6）・・・・・・・・・・・・・・・・・・喜多和
きさげ面の坪当たり計測のための簡易型画像計測システムの開発（精密工学会大会学術講演会講演論文集 Vol.2013 春季（CD − ROM），2012.3，Page.ROMBUNNO.A37）
堤博貴，福田勝己
福田勝己，山岸敬登，磯部浩已
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・堤博貴
紙飛行機作りで学ぶ小学生向け工学教育の実践（日本産業技術教育学会 第 55 回 全国大会講演要旨集，2012.9，pp.124）
堤博貴，新國広幸
新國広幸，北越大輔
北越大輔，安田利貴
安田利貴，三谷知世
三谷知世
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・堤博貴
スクレーピング加工における加工力測定
堤博貴（マイクロメカトロニクス学術講演会講演論文集 Vol.2012，2012.9，pp.41-42） ・・・・・・・・藤本舜太朗，堤博貴
負荷機構を有する水晶振動子式力センサの基礎的研究
堤博貴（マイクロメカトロニクス学術講演会講演論文集 Vol.2012，2012.9，pp.39-40） ・・・・・・・・・福山聖也，堤博貴
インチワーム式ピエゾステージの開発
堤博貴（マイクロメカトロニクス学術講演会講演論文集 Vol.2012，2012.9，pp.35-36） ・・・・・・・・・・村井優，堤博貴
油圧式変位拡大機構を用いた位置決め装置の研究
堤博貴（マイクロメカトロニクス学術講演会講演論文集 Vol.2012，2012.9，pp.27-28） ・・・・・・・・・福山拓也，堤博貴
圧電素子による X-Z 駆動機構を用いたインチワーム式ピエゾステージの開発

99（精密工学会 2013 年度春季大会 第 20 回 学生会員卒業研究発表講演会高専論文集 2013.3）・・・・・村井優，堤博貴
堤博貴
負荷機構を有する水晶振動子式力センサの特性評価（精密工学会 2013 年度春季大会 第 20 回 学生会員卒業研究発表講演会高専論文集 2013.3）・・・・福山聖也，堤博貴
堤博貴
油圧式変位拡大機構を用いた位置決め装置の研究
堤博貴（精密工学会 2013 年度春季大会 第 20 回 学生会員卒業研究発表講演会高専論文集 2013.3）・・・・福山拓也，堤博貴
自動きさげ盤の開発
堤博貴（第 4 回大学コンソーシアム八王子学生発表会要旨集，2012.12，pp.180-181）・・・・・・・・・藤本舜太朗，堤博貴
インチワーム （尺取虫） 式精密位置決めステージの開発
堤博貴（第 4 回大学コンソーシアム八王子学生発表会要旨集，2012.12，pp.182-183）・・・・・・・・・・・村井優，堤博貴
学科を越えた全新入生対象の機械系ものづくり実習としての自動車模型製作と滑走コンテスト（平成 24 年度全国高専教育フォーラム発表概要集，2012.8，pp.35）
清水昭博，角田陽
角田陽，降矢司
降矢司，鈴木塔二
鈴木塔二，藤野宏
藤野宏，中村源一郎
中村源一郎，福田勝己
福田勝己，志村穣
志村穣，堤博貴
堤博貴
・・・・・・・・・・・・・清水昭博
廃棄自転車を用いた， 人が搭乗可能な電池駆動三輪車の開発に関する研究
林丈晴，高橋良彦（第 24 回日本産業技術教育学会関東支部大会講演要旨集，2012.11，pp.49-50）・・・・・高橋和輝，林丈晴
簡単に使用できる時間依存型非弾性構成モデルの提案
林丈晴，海老原理徳（第 24 回日本産業技術教育学会関東支部大会講演要旨集，2012.11，pp.53-54）・・・・・・・・・林丈晴
歯車に生じる応力の可視化教材の提案
林丈晴，海老原理徳（第 24 回日本産業技術教育学会関東支部大会講演要旨集，2012.11，pp.55-56）・・・・・・・・・林丈晴
粘塑性 ・ クリープ分離モデルの陰的時間積分（日本機械学会関東支部第 19 期総会講演会講演論文集，2013.3，pp.263-264）
林丈晴，海老原理徳，渡邉裕彦，浅井竜彦
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・林丈晴
電気工学科『電磁波工学』 講義要目の調査研究 － MIT 等他大学を比較して－伊藤彰（平成 24 年度高専教育フォーラム 教育研究活動発表概要集，2012.8，pp.327-328）・・・・・・・・・・・・伊藤彰
FILT 法による平面回折格子からの電磁波散乱過渡応答
伊藤彰（電気学会全国大会 講演論文集，2013.3，第一分冊 p.31）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・伊藤彰
多地域連系系統における風力発電連系可能量の評価モデルの検討
土井淳（指導教員）（電気学会東京支部連合研究会学生研究発表会，2012.9，pp.3-9）・・・・・・・・・・ 安部清貴，土井淳State Feedback Gain Tuning for Inverted Pendulum in Frequency Domain Using One-Shot Transient Response Data
Matsui Tomohiko Kimura，Kazushi.Nakano
Kimura（ECTI-CON 2012，2012.5，No.1071）・・・・・・・・・・・・・ Yoshihiro Matsui，Tomohiko
Tuning of PID Controller Added to State Feedback Control for Unstable Single-Input Multivariable Plants
Matsui Hideki Ayano，Kazushi.Nakano
Ayano（SICE Annual Conference 2012，2012.9，pp.2222—2225）・・・・・ Yoshihiro Matsui，Hideki
Direct Multivariable PI Controller Tuning from Closed-Loop Response Data
Matsui Hideki Ayano，Kazushi.Nakano
Ayano（AROB 18th '13，2013.1，pp.142-145）・・・・・・・・・・・・・・ Yoshihiro Matsui，Hideki
閉ループ昇温データを用いた半導体製造装置の周波数応答推定（『SICE 制御部門第 3 回プラントモデリング・第 12 回適応学習制御合同シンポジウム資料』2012.4，pp.93-96）
松井義弘，木村知彦
木村知彦，中野和司，田中雅人
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・松井義弘
閉ループ過渡応答データを用いた不安定系のための PID 調整（『平成 24 年電気学会電子・情報・システム部門大会』2012.9，pp.213-218）
松井義弘，赤松駿一，木村知彦
木村知彦，中野和司
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・松井義弘
FRIT 法の多変数 PI 制御器調整への応用
松井義弘，綾野秀樹
綾野秀樹，中野和司（『第 55 回自動制御連合講演会』2012.11，pp.791-796）・・・・・・・・・・・・・・松井義弘
模型用 DC モータを用いた PI 制御学習教材の開発
松井義弘，綾野秀樹
綾野秀樹（『第 55 回自動制御連合講演会』2012.11，pp.1035-1036）・・・・・・・・・・・・・・・・・・松井義弘
閉ループ過渡応答データを用いた共振機械系のための制御器調整
松井義弘，綾野秀樹
綾野秀樹，中野和司（『電気学会制御研究会資料 CT-12-041』2012.12，pp.41-46）・・・・・・・・・・・・松井義弘
張力 ・ 速度制御装置へのデータ駆動型制御器調整法の応用
松井義弘（『計測自動制御学会第 13 回制御部門大会』2013.3，PS-013）・・・・・・・・・・・・・・・・・赤松駿一，松井義弘
アクロボックスの運動制御
松井義弘（『計測自動制御学会第 13 回制御部門大会』2013.3，PS-018）・・・・・・・・・・・・・・・・・松本成行，松井義弘
対地コンデンサの位置と漏えい電流低減法の効果の関係
綾野秀樹，佐藤優貴，松井義弘
松井義弘（平成 24 年度電気学会産業応用部門大会，2012.8）・・・・・・・・・・・・・・・・綾野秀樹
Evaluation of THD and Switching Loss for a New Single-phase 7-level Inverter，（ICEMS2012（International Conference on Electric Machines and Systems），2012.10）
Ayano Yoshihiro Matsui・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Hideki Ayano，Yoshihiro
回生用補助 PWM 整流器に関する検討
綾野秀樹，松井義弘
松井義弘（平成 25 年度電気学会全国大会，2013.3）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・綾野秀樹
反応性スパッタリング法による Al2O3:H 薄膜の作製と評価
伊藤浩，川又由雄，大山昌憲（応用物理学会春季学術講演会，2013.3，29a-A4-5）・・・・・・・・・・・・・・・・・伊藤浩

100

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

低学年へのマイコン実習の導入—マイコンに関する体験型一貫教育に向けて—（平成 24 年度全国高専教育フォーラム 2012.8）・・・・・・・・・木村知彦
木村知彦，新國広幸
新國広幸，佐川正人
佐川正人，羽鳥広範
羽鳥広範，松岡敏
松岡敏
東京高専における認証 VLAN の導入
舘泉雄治，溝口将吾
溝口将吾（平成 24 年度全国高専教育フォーラム，2012，8.pp.53-536）・・・・・・・・・・・・・・・・・舘泉雄治
Investigation of Gaze Direction and Tooth-Click Sound as a Touch-Free uman Interface for Smartphones（Seventh International Conference on Innovative Computing，Information and Control（ICICIC2012 Shanghai，China），2012.11））
Tateizumi
Okada
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Yuji Tateizumi，Ryutaro
アーク電圧電流特性とその測定方法－開離アークの電圧電流計算に応用する立場から－（電子情報通信学会 機構デバイス研究会，2012.12，電子情報通信学会技術研究報告 機構デバイス，pp.1-6）
須原啓一
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・須原啓一
パラジウム電極間アークの電圧電流特性測定－開離電極を使用する方法による－（電子情報通信学会 機構デバイス研究会，2012.12，電子情報通信学会技術研究報告 機構デバイス，pp.21-25）
須原啓一
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・鈴木貴和，須原啓一
タングステン電極間アークの電圧電流特性と消滅特性の測定（電子情報通信学会 機構デバイス研究会，2013.1，電子情報通信学会技術研究報告 機構デバイス，pp.21-26）
須原啓一
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・三島悠亮，須原啓一
電子工学科
学生の主体的学びを引き出すマイコンものづくり教育（平成 24 年度全国高専教育フォーラム教育研究発表概要集，2012.8，pp.49-50）
青木宏之，松岡敏
松岡敏・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・青木宏之
Advanced Ridge Flux Analysis for Fingerprint Minutiae Detection（Proceedings of IAPR 21st International Conference on Pattern Recognition，2012.6，pp.1225-1228）
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Tomohiko Ohtsuka
相模原市教育委員会と連携した中学校理科教員研修の試み（平成 24 年度全国高専教育フォーラム教育研究活動報告会概要集，2012.8，pp.403-404）
大塚友彦，前段眞治
前段眞治，尾沼猛儀
尾沼猛儀，玉田耕治
玉田耕治，永吉浩
永吉浩，一戸隆久
一戸隆久，西村亮
西村亮，石井宏幸
石井宏幸，庄司良
庄司良，中川修
中川修，津田潔
津田潔，・・・・・・大塚友彦
雑賀章浩，新田武父
雑賀章浩
新田武父
拡張流線解析法による指紋特徴点検出
大塚友彦（第 15 回画像の認識・理解シンポジウム論文集，2012.8，IS2-40）・・・・・・・・・・・・・・井関正也，大塚友彦
境界点探索法による虹彩領域検出大塚友彦（第 15 回画像の認識・理解シンポジウム論文集，2012.8，IS3-47）・・・・・・・・・・・・・・大貫量孝，大塚友彦
FPGA の有効性を実感させる比較教材の開発
小池清之，谷津智之（日本工学教育協会第 60 回年次大会・工学教育研究講演会論文集，2012.8，pp.82-83）・・・・・小池清之
国立科学博物館夏休みサイエンススクエアにおける傘ラジオ教室出展
小池清之（平成 24 年度全国高専教育フォーラム，2012.8，p.157）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小池清之
東京高専電子工学分野における新入生向け専門導入教育の授業改善（平成 24 年度全国高専教育フォーラム教育研究活動発表概要集，PO-A05，2012.8，pp.297-298）
一戸隆久，大塚友彦
大塚友彦，加藤格
加藤格，新田武父
新田武父
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・一戸隆久
RF マグネトロンスパッタ法を用いた銅アルミニウム酸化物系薄膜の作製（24th '12 SAS インテリジェントシンポジウム，H-9，2012.11）
一戸隆久，正木進，小栗和也
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・近藤朱美，野村文香，福田隆太，藤元淳，一戸隆久
金属／酸化物多層膜の形成と評価
一戸隆久（第 60 回応用物理学会春季学術講演会，28p-F2-7，2013.3，p.06-163（1 頁分））・・・後藤佑太，羽場洋輔，一戸隆久
プラズマアシスト蒸着法を用いたモリブデン酸化物薄膜の形成
一戸隆久（第 60 回応用物理学会春季学術講演会，30a-F2-4，2013.3，p.06-209（1 頁分））・・多田昂介，斉藤由希恵，一戸隆久
ポリシラザンを用いた結晶シリコン表面パッシベーション
永吉浩（応用物理学会 73 回応用物理学会学術講演会 2012.9）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・榊原裕章，永吉浩
改良型光微生物太陽電池セル
永吉浩（73 回応用物理学会学術講演会 2012.9）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・新崎晃大，永吉浩
複数センサ同時測定機能を持つ根の自動測定システム開発
永吉浩，仁木輝緒，高橋三男
高橋三男（第 37 回根の研究会 2012.11） ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・永吉浩
改良型光合成微生物太陽電池セル
永吉浩（電気化学会創立 80 周年記念大会 2013.3）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・新崎晃大，永吉浩
ポリシラザンを用いた結晶シリコン表面パッシベーションの研究
永吉浩（電気化学会創立 80 周年記念大会 2013.3）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・榊原裕章，永吉浩
単結晶 Si ナノワイヤの形成と評価
永吉浩（電気化学会創立 80 周年記念大会 2013.3）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・青柳佑海人，永吉浩
金属ナノ粒子による光増感太陽電池の効率向上に関する研究101（電気化学会創立 80 周年記念大会 2013.3）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・住村あさひ，永吉浩
永吉浩
半導体に親しむ実験授業（24 年度全国高専教育フォーラム 2012.8）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・永吉浩
永吉浩，小池清之
小池清之
ポリシラザンを用いた結晶シリコン表面パッシベーションに関する研究
永吉浩（第 4 回大学コンソーシアム八王子学生発表会 2012.12，pp.166-167）・・・・・・・・・・・・・・榊原裕章，永吉浩
光合成微生物太陽電池の研究
永吉浩（第 4 回大学コンソーシアム八王子学生発表会 2012.12，pp.164-165）・・・・・・・・・・・・・・新崎晃大，永吉浩
色素増感太陽電池における表面プラズモン効果の応用と高効率化に関する研究
永吉浩（第 4 回大学コンソーシアム八王子学生発表会 2012.12，pp.190-191）・・・・・・・・・・・・・住村あさひ，永吉浩
Si ナノ構造の形成と評価
永吉浩（第 4 回大学コンソーシアム八王子学生発表会 2012.12，pp.192-193）・・・・・・・・・・・・・青柳佑海人，永吉浩
Progress in Nanostructure Formation on Silicon Surfaces Using Pure Hydrogen Radical Etching Reaction（Workshop on Advanced Concepts in Silicon Based Photovoltaics，2012.6）・・・・・・・・・・ Hiroshi Nagayoshi
Power Conditioner with Variable Switching Frequency Control for Thermoelectric Generator Systems（31th International Conference on Thermoelectrics 2012.7）
Nagayoshi
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Hiroshi Nagayoshi，Hiroshi.Maiwa，Takenobu.Kajikawa
Surface Texturing and Nano Structure Formation on Silicon Using Pure Hydrogen Radical Etching Reaction（Proceeding on 27th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition，2012.pp.393-396）
Nagayoshi
Diplas，John Charies Walmsley，Niels Andersen，Arne Karlsson，Joachim
・・・・・・Hiroshi Nagayoshi，Spyros
Seland Graff and Alexander Ulyashin
Design of micro channel for controlling behavior of cells in vitro（Proc.16th World Multi-Conference on Systemics Cybernetics and Informatics，vol.2，pp.103-108，2012）
Toshitaka Yasuda・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ F.Saito，S.Hashimoto，T.Ooshima，K.Oya，H.Fujie，Toshitaka
細胞移植用肝実質細胞が受けるせん断流による損傷（日本機械学会 第 25 回バイオエンジニアリング講演会，p.0711，2012）
安田利貴，松野直徒，絵野沢伸，水沼博
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・隅田竜秀，小原弘道，許懐哲，安田利貴
情報工学科
猫 ・ カラス除けロボットの開発
小坂敏文，野口健太郎
野口健太郎，吉本定伸
吉本定伸（第 4 回大学コンソーシアム八王子学生発表会，2012.12，pp.28-29）・・齋藤和宏，小坂敏文
東京高専におけるくくり相当入試アンケート
小坂敏文，三谷知世
三谷知世，津田潔
津田潔，大塚友彦
大塚友彦（平成 24 年度全国高専教育フォーラム発表概要集，2012.8，pp.391-392）・・小坂敏文
部分的正規分布に基づくパタン類別法による入試採点誤り検出の検討
鈴木雅人，北越大輔
北越大輔（信学技報データ工学研究会，2012.8，DE2012-17，pp.7-12）・・・・・・・・・・・・・・・・・鈴木雅人
採点ミス誤り自動検出による入試採点支援システムの開発（第 4 回大学コンソーシアム八王子学生発表会予稿集，2012.12，pp.22-23）
鈴木雅人，北越大輔
北越大輔，西村亮
西村亮・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・市川詠一，鈴木雅人
歪度最大基準に基づく特徴選択法による低品質手書き文字認識手法の検討
鈴木雅人，北越大輔
北越大輔，松本章代（信学技報パターン・メディア理解研究会，2013.1，PRMU2012-110，pp.251-256）・・・鈴木雅人
JohnsonSU 分布を用いた異字種パタン検出に関する一検討
鈴木雅人，北越大輔
北越大輔，松本章代（情報処理学会第 75 回全国大会予稿集，2013.3，5C-1）・・・・・・・・・・・・・・鈴木雅人
JohnsonSU 分布を用いた手書き文字認識用識別関数の改良
鈴木雅人，北越大輔
北越大輔，松本章代（電子情報通信学会 2013 年総合大会予稿集，2013.3，D-12-18）・・・・・・・・・・・鈴木雅人
ヘテロジニアスマルチホップロボット制御無線通信の一検討
田中晶（2012 年電子情報通信学会ソサイエティ大会（通信）講演論文集，2012.9，B-5-40，p.404）・・・・・・・・・田中晶
ヘテロジニアスマルチホップロボット群制御無線通信の研究－身近な素材によるマルチホップ通信の応用－
田中晶（電子情報通信学会アドホックネットワーク研究会技術研究報告，AN2012-74，2013.3，pp.137-142）・・・・・田中晶
小学生に向けたインターネット講座の考案と実施（第 4 回大学コンソーシアム八王子学生発表会要旨集，2012.12，pp.26-27）
田中晶，三谷知世
三谷知世
・・・・・・・・・・・・・・・・門脇雄治，小林正崇，野崎博樹，安藤岬，木村鉄哉，林美友梨，田中晶
完全相補系列を用いた電子透かし方式の音声信号への応用～時間領域における埋め込み～（第 4 回大学コンソーシアム八王子学生発表会要旨集，2012.12，pp.146-147）
小嶋徹也，土居信教
土居信教，田中晶
田中晶・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・芦名遥風，小嶋徹也
完全相補系列を用いたステガノグラフィ方式の音声信号への応用（第 4 回大学コンソーシアム八王子学生発表会要旨集，2012.12，pp.152-153）
小嶋徹也，土居信教
土居信教，田中晶
田中晶・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・岡安滉平，小嶋徹也
可視光通信を利用した省電力照明システムの開発（『情報処理学会第 75 回全国大会』，2013.3，pp.4-703-704）
小嶋徹也，松林勝志
松林勝志
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 田畑愛実，大川水緒，赤松駿一，Tan Tun Jie，小嶋徹也
Power Saving Lighting System with Visible Light Communication

102

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）（『The 2nd International Symposium on Technology for Sustainability（ISTS2012）』，2012.11，pp.497-500）
・・・・・・Mio OKAWA，Megumi TABATA，Shunichi AKAMATSU，Tun Jie TAN，Tetsuya
Tetsuya KOJIMA，Katsushi
KOJIMA Katsushi MATSUBAYASHI
マイスター ・ 学生教育士認定による学習満足度の向上 （東京高専） －伸びこぼし防止による全体のレベルアップと高専プレゼンスの向上－
松林勝志（『九州沖縄地区国立高専教員研究集会講演資料』，2012.11，pp.1-9）・・・・・・・・・・・・・・・・・・松林勝志
人事交流について
松林勝志（『平成 24 年度全国高専教育フォーラム教育研究活動発表概要集』，2012.8，pp.7-8）・・・・・・・・・・・松林勝志
組込みシステム開発マイスター育成プロジェクトを通した人材育成（『平成 24 年度全国高専教育フォーラム教育研究活動発表概要集』，2012.8，pp.7-8）
北越大輔，野口健太郎
野口健太郎，鈴木雅人
鈴木雅人，吉本定伸
吉本定伸，小坂敏文
小坂敏文，土居信数
土居信数，田中晶
田中晶，小嶋徹也
小嶋徹也，平尾友一
平尾友一，西村亮
西村亮，・・・・・・北越大輔
松林勝志
ENGLISH VOCABULARY LEARNING SUPPORT SYSTEM BASED ON STOCHASTIC WORD PROFICIENCY MODEL ESTIMATINGELUSIVE WORDS FOR STUDENTS（Proceedings of the Second International Conference on Digital Enterprise and Information Systems，2013.3，
pp.12-20）
Daisuke Kitakoshi，Masato
Kitakoshi Masato Suzuki
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Daisuke Kitajima，Daisuke
介護予防運動における強化学習ロボットの活用に関する検討
北越大輔，鈴木雅人
鈴木雅人（生命ソフトウェアシンポジウム 2012 予稿集，2012.11，G4-1）・・・・・・・・・・・岡野卓矢，北越大輔
苦手単語を推測する単語特徴量−習得モデルを用いた英単語学習法
北越大輔，鈴木雅人
鈴木雅人（生命ソフトウェアシンポジウム 2012 予稿集，2012.11，G4-2）・・・・・・・・・・・北島大資，北越大輔
On Information Hiding Technologies Based on Complete Complementary Codes（電子情報通信学会 2012 年度第 1 回マルチメディア情報ハイディング・エンリッチメント研究会，2012.7，vol.112，
no.129，pp.17-22）
KojimaMayuzumi，Naoki Ohtani
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Tetsuya Kojima，Ryusuke
2 次元相補系列を用いた電子透かしの回転攻撃耐性（電子情報通信学会 2012 年度第 2 回マルチメディア情報ハイディング・エンリッチメント研究会，2012.8，vol.112，
no.190，pp.17-22）
小嶋徹也，松藤信哉
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・貞末克也，松元隆博，鳥井秀幸，小嶋徹也
高専における情報理論教育のかたち
小嶋徹也（平成 24 年度全国高専教育フォーラム，2012.8）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小嶋徹也
東京高専における海外インターンシップ事業の報告
小嶋徹也，青木宏之
青木宏之，竹田恒美
竹田恒美，村井三千男
村井三千男，鈴木智之
鈴木智之（平成 24 年度全国高専教育フォーラム，2012.8）・・・・・・小嶋徹也
An Improvement of Steganography Scheme Based on Complete Complementary Codes（2012 International Symposium on Information Theory and Its Applications，2012.10，pp.638-642）
Tetsuya Kojima
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Ryusuke Mayuzumi，Tetsuya
Private and Blind Digital Fingerprinting Scheme Based upon Complete Complementary Codes（2012 International Symposium on Information Theory and Its Applications，2012.10，pp.806-810）
KojimaOhtani・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Tetsuya Kojima，Naoki
回転攻撃を考慮した電子透かしの高速化手法（第 14 回 IEEE 広島支部学生シンポジウム，2012.11，B-77，pp.507-508）
小嶋徹也，松藤信哉
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・貞末克也，松元隆博，鳥井秀幸，小嶋徹也
完全相補系列を用いた電子透かし方式の防災サイレンへの応用
小嶋徹也，土居信数
土居信数，田中晶
田中晶（第 4 回大学コンソーシアム八王子学生発表会，2012.12，pp.146-147）・・・芦名遥風，小嶋徹也
完全相補系列を用いたステガノグラフィ方式の防災システムへの応用
小嶋徹也，土居信数
土居信数，田中晶
田中晶（第 4 回大学コンソーシアム八王子学生発表会，2012.12，pp.152-153）・・・岡安滉平，小嶋徹也
情報理論の入口で何を教えるか？～高専における情報理論教育～
小嶋徹也（電子情報通信学会 2012 年度ソサイエティ大会 パネルセッション招待講演，2012.9，AP-1-2）・・・・・・・小嶋徹也
完全相補系列系の情報ハイディングへの応用
小嶋徹也（山口大学理学部第 13 回理学部講演会招待講演，2012.11）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小嶋徹也
物質工学科
Thermal and electrical properties of CaC6 along the ab-plane and c-axis
Noboru Akuzawa（Carbon 2012（Krakow）2012.6）・・・・・・・・・・・・・・・・・・ R.Matsumoto，M.Nakajima，Noboru
Thermoelectric properties of graphite intercalation compounds and their Possibility for use as thermoelectric materials
Noboru Akuzawa（Carbon2012（Krakow）2012.6）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・R.Matsumoto，Y.Okabe，Noboru
乱層構造炭素へのカリウムインターカレーションとステージング（日本学術振興会炭素材料第 117 委員会第 302 回研究会（東京）2012.7，117-302-B-3）
阿久沢昇，玉田耕治
玉田耕治，松本里香，曽根田靖，押田京一
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・阿久沢昇
A unique hydrogen adsorption behavior of potassium-doped turbostratic carbons（7th Int.Conf.Surf.Coatings and Nanostr.Mater.（Prague）2012.9）
Akuzawa・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Noboru Akuzawa，R.Matsumoto，K.Oshida，Y.Soneda

103

Resistance change of carbon ﬁlm by adsorption of molecules（7th Int.Conf.Surf.Coatings and Nanostr.Mater.（Prague）2012.9）
Akuzawa
Koji Tamada，T.Takeuchi
Tamada・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Noboru Akuzawa，Y.Gotoh，Koji
カリウム－黒鉛層間化合物の空気中安定化と電子輸送特性（日本学術振興会炭素材料第 117 委員会第 304 回研究会（東京）2012.11，117-304-B-1）
阿久沢昇，後藤夢実，大和田夏美，玉田耕治
玉田耕治，藤重正嗣，竹内健治，遠藤守信，松本里香，曽根田靖，竹市力・・・・・・ 阿久沢昇
希薄なカリウムをインターカレーションしたグラファイトフィルムの電子輸送特性
玉田耕治，阿久沢昇
阿久沢昇，松本里香，曽根田靖（第 39 回炭素材料学会年会（長野）2012.11）・・・・・・・・・後藤夢実，玉田耕治
アルミナ溶融塩電解にともなうカソード黒鉛の電気抵抗率変化
玉田耕治，阿久沢昇
阿久沢昇，高見俊宏，中村順一，岡本龍也（第 39 回炭素材料学会年会（長野）2012.11）・・・栗原すみ香，玉田耕治
アルカリ金属－黒鉛層間化合物による水素吸着（第 39 回炭素材料学会年会（長野）2012.11）
阿久沢昇，玉田耕治
玉田耕治，松本里香，曽根田靖，押田京一
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・タンチャイシン，阿久沢昇
層内圧力変動の解析による循環流動層の流動化状態の研究
石井宏幸（第 18 回高専シンポジウム in 仙台 2013.1，pp.358）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・藤原由佳，石井宏幸
地元中学校との教育連携講座を通じた高専生の人間形成（平成 24 年度全国高専教育フォーラム，2012.8，PO-A22）
石井宏幸，阿久沢昇
阿久沢昇，菊地章，雑賀章浩
雑賀章浩，間瀬直子
間瀬直子，佐々由紀子
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・石井宏幸
フッ化水素酸を含まない金属の溶接に伴う変色部位の除去剤の開発
北折典之，大西則彦（2012 年材料技術研究協会討論会，2012.12，2B-02） ・・・・・・・・・・・・・・・松石早矢，北折典之
純水の直接電気分解法によるオゾン生成における電極材料の評価
北折典之（2012 年技術研究協会討論会，2012.12，2B-03） ・・・・・・・・・・・・・・・・・吉岡里紗，松石早矢，北折典之
小型オゾン水生成装置の陽極材料の検討
北折典之（2012 年技術研究協会討論会，2012.12，2B-07） ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・吉岡眞由子，北折典之
ケイ素に不純物を添加した焼結体の作製とその導電率の測定
北折典之，大西則彦（2012 年技術研究協会討論会，2012.12，2B-08） ・・・・・・・・・・・外﨑勇太朗，松石早矢，北折典之
導電性ダイヤモンド電極を用いた小型オゾン水生成装置の開発 （7）（第 36 回電解技術討論会－ソーダ工業技術討論会，2012.10，pp.9-12）
北折典之，平尾和宏，宇野雅晴，錦善則
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・吉岡眞由子，松石早矢，北折典之
小型弱酸性電解水生成装置の開発
北折典之，関戸広太，大西則彦（日本防菌防黴学会第 39 回年次大会，2012.9，12Aa-07）・・・・・・・・・前田菜花，北折典之
塩化セチルトリメチルアンモニウムによる酸性アゾ染料の抽出機構
衣笠巧（第 15 回化学工学会学生発表会，2013.3）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・大田杏，西井靖博，衣笠巧
ミキサーセトラー塔を用いたリゾチームの逆ミセル抽出
衣笠巧（第 15 回化学工学会学生発表会，2013.3）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・高橋浩二郎，西井靖博，衣笠巧
A Self-Consistent Iterative Calculation for the two Species of Charged Bosons Related to the Nuclear reaction in Solids（The 17th International Conference on Cold Fusion，2012.8，Korea） ・・・・・・・・・・・ Ken-ichi TSUCHIYA
The quantum states of the system including two species of charged bosons in ion trap I（The 13th Meeting of Japan CF Research Society，2012.12，Nagoya）
TSUCHIYAASAMI，Shinnosuke KIKUCHI
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Ken-ichi TSUCHIYA，Soichiro
The quantum states of the system including two species of charged bosons in ion trap Ⅱ（The 13th Meeting of Japan CF Research Society，2012.12，Nagoya）
Ken-ichi TSUCHIYA
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Shinnosuke KIKUCHI，Soichiro ASAMI，Ken-ichi
C60 含有金ナノ粒子の作製と基礎物性の評価（第 16 回液晶化学研究会シンポジウム，2012.5，P-15（予稿集 P25））
町田茂・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・吉澤大輔，西岡彩美，石川善恵，楠瀬尚史，舟橋正浩，町田茂
高耐熱性金ナノ粒子の粒径増大町田茂（日本化学会第 93 春季年会講演予稿集 DVD-ROM，2013.3，2A6-31） ・・奥村篤，土戸良高，山田紘，都鳥顕司，町田茂
細胞性粘菌 Dictyostellium discoideum を用いた金属バイオアッセイにおけるプロテオーム解析
伊藤篤子，三谷知世
三谷知世（化学工学会横浜大会講演要旨集，2012.8，p141）・・・・・・・・・・・・・・・・・栗原康司，伊藤篤子
阻害物質共存下における亜ヒ酸およびヒ酸の吸着特性
三谷知世，柳田友隆，江耀宗（第 4 回大学コンソーシアム八王子学生発表会要旨集，2012.12，p114）・・・・平敬史，三谷知世
PTC 水中ヒーターへのカルシウム成分の析出
三谷知世，牧野誠二，安藤磐（第 18 回高専シンポジウム講演要旨集，2013.1，A-14）・・・・・・・・・・・畠諒英，三谷知世
生活環境中における NO2 曝露に関する研究
三谷知世（第 18 回高専シンポジウム講演要旨集，2013.1，F-09）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・栗原康司，三谷知世
鉄系吸着剤の亜ヒ酸およびヒ酸除去特性
三谷知世，柳田友隆，江耀宗（第 18 回高専シンポジウム講演要旨集，2012.12，F-10）・・・・・・・・・・・平敬史，三谷知世
東京高専物質工学科の行った小学生を対象とした講座の紹介
雑賀章浩，菊地章，三谷知世
三谷知世（第 18 回高専シンポジウム講演要旨集，2012.12，G-10）・・・・・・・・・・上田恭維，雑賀章浩

104

東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

アワビの陸上人工養殖における汚染物質除去に関する基礎研究（第 15 回化学工学会学生発表会研究発表講演要旨集，2013.3，D02）・・・・上田恭維，三谷知世
三谷知世，平間隆之，峯尾一幸
競争的阻害物質共存における亜ヒ酸及びヒ酸の吸着挙動
三谷知世，柳田友隆，江耀宗（第 15 回化学工学会学生発表会研究発表講演要旨集，2013.3，D16）・・・・・・平敬史，三谷知世
PTC 水中ヒーター連続稼働時におけるスケール成分析出に関する研究
三谷知世，牧野誠二，安藤磐（第 15 回化学工学会学生発表会研究発表講演要旨集，2013.3，E18）・・・・・・畠諒英，三谷知世
Catalytic Hydrogenation of Heteroaromatic Polymers（「有機金属化学の最前線」講演会招待講演，札幌アスペンホテル，2012.11）・・・・・・・・・・・・・ Yoko Aoyama
二枚貝類アカガイ Anadara （Scapharca） broughtonii におけるトロポミオシンアイソフォームの解析
伊藤篤子（第 65 回動物学会関東支部大会，東京工業大学，2013.3）・・・・・・・・・・・・足立成美，藤ノ木正勝，伊藤篤子
マガキより検出した Crassostrea gigas における新規トロポミオシンアイソフォームについて
伊藤篤子，吉田薫，藤ノ木政勝（第 85 回日本生化学会大会，福岡，2012.12.）・・・・・・・・・・・・・・・・・・伊藤篤子
低学年学生を対象とした 「観る」 生物学実習の構築
伊藤篤子，城石英伸
城石英伸，雑賀章浩
雑賀章浩，石井宏幸
石井宏幸，庄司良
庄司良，三谷知世
三谷知世（平成 24 年度全国高専教育フォーラム，2012.8）・・・伊藤篤子
クロメート代替技術としての柿渋めっきの可能性
庄司良，新井傑也（第 10 回全国高専テクノフォーラム，2012.8，pp.46）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・庄司良
創造性を育てる PBL （Project Based Learning） 型導入教育（平成 24 年度全国高専教育フォーラム，2012.8，PO_A02）
阿久沢昇，石井宏幸
石井宏幸，北折典之
北折典之，高橋三男
高橋三男，町田茂
町田茂，三谷知世
三谷知世，衣笠巧
衣笠巧，土屋賢一
土屋賢一，庄司良
庄司良，城石英伸
城石英伸，・・・・・・阿久沢昇
中川修，伊藤篤子
中川修
伊藤篤子，山本祥正
山本祥正，中野雅之
中野雅之
植物の根組織並びに土壌粒子に対する銅イオンとカルシウムイオンおよび水素イオンの競争吸着のモデリング Biotic Ligand Model による吸着等温モデルの応用
庄司良（日本土壌肥料学会 2012 年度鳥取大会，2012.9，pp.11-12）・・・・・・・・・・・・・・・・・・倉澤祐己，庄司良
環境試料等生態毒性試験の簡便化と環境教育用教材開発
庄司良（イノベーション・ジャパン 2012 －大学見本市，2012.9，pp.27）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・庄司良NiCA-Donnan Model を用いた生成環境の異なるフミン酸の銅結合挙動の相違
庄司良（日本腐食物質学会第 28 回講演会，2012.11，pp.39-40）・・・・・・・・・・・黒川輝，沖田尚久，中西弘貴，庄司良Changes in toxicity of the leachate from the residues by low-temperature pyrolysis of industrial wastes
Ryo Shoji（SETAC North America 33rd annual meeting，2012.11，pp.47） ・・・・・・・・・・・・・・・・ N.Ota，Ryo
Effects of humic substances extracted from river sediments and soils on the algal growth inhibition induced by copper ecotoxicity
Ryo Shoji（SETAC North America 33rd annual meeting，2012.11，pp.59） ・・・H.Kurokawa，H.Nakanishi，N.Okita，Ryo
土壌粒子に対する銅イオンとカルシウムイオン並びに水素イオンの競争吸着のモデリング庄司良（2012 年度日本土壌肥料学会関東支部大会，2012.12，pp.11） ・・・・・・・・・・・・・・・・・倉澤祐己，庄司良
構造活性相関と生物種間の比較による重金属の生態毒性の解析
庄司良（第 4 回大学コンソーシアム八王子学生発表会，2012.12，pp.122-123）・・・・・・・・・・・・・島袋将弥，庄司良
水生生物に対する金属毒性の pH による相違
庄司良（第 18 回高専シンポジウム in 仙台，2013.1）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・島袋将弥，庄司良
重金属を使用する低コスト型燃料電池並びに太陽電池の環境安全性の評価
庄司良（第 15 回化学工学学生発表会，2013.3，pp.55）・・・・・・・・・・・・・・・白坂亮，太田直人，島袋将弥，庄司良
Toxicity of leachates from waste rubber tires and road dusts（3rd Thailand-Japan Rubber Symposium，2013.3，pp.138-139）
Ryo Shoji
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・Hiroki Kurasawa，Yusuke Takigami，Koichi Asano，Ryo
各種燃料電池並びに微生物燃料電池の環境影響評価
庄司良（電気化学会創立 80 周年記念大会，2013.3，1F27）・・・・・・・・・・・・・・・・・佐藤侑男，太田直人，庄司良
専攻科生の英語プレゼンテーション力強化への取り組み（H24 年度全国高専教育フォーラム，2012.08）
城石英伸，関根紳太郎
関根紳太郎，Gates
Gates John Wade，庄司良Wade 庄司良，町田茂
町田茂，三谷知世
三谷知世
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 城石英伸
ソリューションプラズマ法による白金合金担持カーボン触媒の合成
城石英伸，中島達朗，松田直樹（第 110 回触媒討論会（P074），2012.09）・・・・・・・・・・・・・・・・加藤拓海，城石英伸
Electrochemical Oxidation of Ammonia by Multi-Walled Carbon Nanotubes-Supported Pt-Core/Ir-Shell and Pt-Core/Pd-Shell
Nanoparticles
Hidenobu Shiroishi，M.Yonekawa，K.Nagai
Shiroishi（Prime 2012（62），2012.10）・・・・・・・・・・・・ S.Morita，S.Azuma，Hidenobu
A Study of Photochemical Proton Reduction and Oxidation of Water Using Pb2Ru2O7- δ Synthesized by Neutralization Method
Hidenobu Shiroishi，T.Hatai，Y.Ayato，J.Kuwano
Shiroishi（Prime 2012（63），2012.10）・・・・・・・・・・・・・ S.Hanyu，Hidenobu
Performance of Proton Conductive Intermediate Temperature Fuel Cell Using ZrO2-1.6P2O5 Electrolyte with 1% CO-H2 and Methanol as Fuels
Hidenobu Shiroishi，M.Kunimatsu，K.Matsushima，Y.Ayato，
Shiroishi（Prime 2012（64），2012.10）・・ Y.Houshi，M.Yonekawa，Hidenobu
M.Saito，J.Kuwano
コアシェル型金属微粒子担持 MWCNT によるアンモニアの電気化学的酸化城石英伸，米川穣（第 5 回新電極触媒シンポジウム & 宿泊セミナー，2012.10）・・・・・・・・・・・・森田聖太郎，城石英伸
COD の少量 ・ 迅速定量法の開発とバイオ光電池を用いた下水処理105（化学工学会学生大会，2013.03）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・野崎拓弥，堀口元規，小林昌広，城石英伸
城石英伸
中温域プロトン導電型燃料電池における ZrO2-yP2O5 電解質の薄膜化と一酸化炭素の供給時の発電メカニズム（電気化学会創立 80 周年記念大会（1F28），2013.3）
城石英伸，粛藤守弘，山際清史，綾戸勇輔，桑野潤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・安藤慶介，法師優紀，城石英伸
コアシェル型貴金属微粒子担持多層カーボンナノチューブによるアンモニアの電気的酸化（2）城石英伸，米川穣，長井圭治（電気化学会創立 80 周年記念大会（1F29），2013.3）・・・・・・工藤瑛士，森田聖太郎，城石英伸
固体高分子形燃料電池用鉄コバルト担持多層カーボンナノチューブ酸素還元触媒能の向上
城石英伸，驚藤守弘，米川穣，長井圭治（電気化学会創立 80 周年記念大会（1F30），2013.3）・・・・・・ ･ 高橋勝國，城石英伸
中和法によって合成した Pb2Ru2O7- δを用いた光化学的水の酸化ならびにプロトン還元能の研究（2）
城石英伸，山際清史，畑井健雄，綾戸勇輔，桑野潤（電気化学会創立 80 周年記念大会（1F31），2013.3）・・羽生真也，城石英伸
Synthesis of Star-Shaped Polymer with Isotactic PMMA Arms via Isotactic Block Copolymer of Methyl Methacrylate and 2- （Vinyloxy）
ethyl Methacrylate（3rd Thailand-Japan Rubber Symposium，Hachioji，Tokyo，2013.3，pp128-129）
Osamu NAKAGAWA
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Minoru Endo，Osamu
ナノマトリックスチャネル構造を有するプロトン伝導性高分子電解質膜の調製（日本ゴム協会 2012 年年次大会，2012.5，講演予稿集 pp.88）
山本祥正，河原成元
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 角紀行，Patjaree Suksawad，赤堀敬一，山本祥正
ナノマトリックスチャネル構造を有するプロトン伝導性高分子電解質膜の調製
山本祥正，河原成元（第 61 回高分子学会年次大会，2012.5，講演予稿集 3Pc053）・・・ 角紀行，Patjaree Suksawad，山本祥正
カーボンブラック配合加硫天然ゴムのモルフォロジーと物性（平成 24 年度繊維学会年次大会，2012.6，講演予稿集 pp.211）
山本祥正，河原成元，浅野敦志，岩井智昭，北居寿章，北川直之，倉本直明，齊藤武徳，竹中克彦，富永洋一，・・・・・・山本祥正
西谷要介，原英俊，渡辺訓江
水プロセスにおける陽極酸化反応による天然ゴムの臭素化
山本祥正，河原成元（第 61 回高分子討論会，2012.9，講演予稿集 3D07）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・山本祥正
Preparation of polymer electrolyte membrane with nanomatrix channel prepared by sulfonation of natural rubber grafted with polystyrene（10th Fall Rubber Colloquium，2012.11，Abstract pp.65）
Yoshimasa Yamamoto，Keiichi
Yamamoto
Akabori，Seiichi Kawahara
・・・・・・・・・ Noriyuki Kado，Patjaree Suksawad，Yoshimasa
水反応系での陽極酸化反応による天然ゴムの臭素化
山本祥正，河原成元（『第 24 回日本ゴム協会エラストマー討論会』，2012.11，講演予稿集 pp.121） ・・・・・・・・・山本祥正
Bromination of natural rubber by anodic oxidation in water process（The 28th International Conference of Polymer Processing Society，2012.12，Abstract pp.667）
Yamamoto
Kawahara
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Yoshimasa Yamamoto，Seiichi
Bromination of natural rubber and incorporation of phenyl group by Suzuki Miyaura Cross-coupling Reaction（3rd Thailand-Japan Rubber Symposium，2013.3，Abstract pp.86）
Yoshimasa Yamamoto，Katsuhiko
Yamamoto
Takenaka，Seiichi Kawahara
・・・・・・・・・・・・・・・ Shintaro Shioyama，Yoshimasa
ラマン分光の物質工学実験への導入
中野雅之，土屋賢一
土屋賢一，高橋三男
高橋三男，阿久沢昇
阿久沢昇（平成 24 年度全国高専教育フォーラム，2012.8）・・・・・・・・・・・・中野雅之
3．その他（1） 学位取得 ・ 学会賞 ・ 論文賞
博士論文 「knowing-how と傾向性－統一的理解とその意義－」（学位（博士（文学））取得，千葉大学，2012.9）
村瀬智之
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・村瀬智之
平成 24 年度 ライフサポート学会奨励賞 採血支援システムの針制御機構に関する研究齊藤浩一（指導教員）（生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会 2012，2012，11） ・・・・・・・・・・ 髙木寛之，齊藤浩一
2013 年度専攻科特別研究発表会 第 4 セッション優秀賞
ピエゾフィルムを用いた組み合わせ荷重下における静ひずみ測定志村穣（専攻科特別研究発表会要旨集，2013.2）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・有田克也，志村穣
日本機械学会関東学生会第 52 回学生員卒業研究発表講演会 Best Presentation Award
3 次元測域による自律移動ロボット用 3D マップの作成と自己位置の推定（日本機械学会関東学生会第 52 回学生員卒業研究発表講演会講演前刷集，2013.3，pp.335-336）
多羅尾進
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・山川史，青木彬，佐々木理，多羅尾進
日本機械学会関東学生会第 52 回学生員卒業研究発表講演会 Best Presentation Award
重心移動機構を備えたツインロータ式小型ヘリコプタ試作と飛行実験（日本機械学会関東学生会第 52 回学生員卒業研究発表講演会講演前刷集，2013.3，pp.365-366）
多羅尾進
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・及川峻尚，多羅尾進
学会賞 ： 優秀発表賞受賞講演 部活動におけるマネージメント導入による運営
筒井健太郎（日本工学教育協会第 60 回年次大会工学教育研究講演会 2012.8，8-217） ・・・・・・・・・・・泉侃人，筒井健太郎
平成 24 年電気学会全国大会優秀論文発表賞受賞 「電力流通における無効電力の価値評価手法」
土井淳（指導教員）（平成 24 年電気学会全国大会，No.6-043，2012.3）・・・・・・・・・・・・・・・・ 橋本拓郎，土井淳

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東京工業高等専門学校研究報告書（第45（1）号）

学会賞 ： 平成 23 年度 第 21 回日本工学教育協会賞 （論文 ・ 論説賞）
小さな失敗の積み重ねを経験させるものづくり教育の試み（日本工学教育協会，2012.8，工学教育 59 巻 1 号，2011，pp.93-99）・・・・・・・・・・・・・・・・・・小池清之
小池清之
イマジンカップ 2012 選手指導
松林勝志，小嶋徹也
小嶋徹也（文部科学大臣表彰，2012.7）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・松林勝志
電子情報通信学会基礎 ・ 境界ソサイエティ編集活動感謝状
小嶋徹也（電子情報通信学会 2012 年度ソサイエティ大会，2012.9）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小嶋徹也
2012 年度材料技術研究会討論会口頭講演賞
フッ化水素酸を含まない金属の溶接に伴う変色部位の除去剤の開発
北折典之，大西則彦（2012 年材料技術研究協会討論会，2012.12，2B-02） ・・・・・・・・・・・・・・・松石早矢，北折典之（2） 科学研究費補助金 （研究実績報告書、 研究成果報告書） 等
高専における教育の特色と高専生の気質を考慮した英語教材の開発と実用化
基盤研究（B）課題番号 22320116（平成 22 ～ 24 年度）
村井三千男，穴井孝義，青山晶子，大谷浩，西野達雄，森岡隆
・・・・・・・・・・・武田淳，亀山太一，小澤志朗，村井三千男
窒化物半導体における表面再結合過程の解明と発光効率向上に向けた基礎研究
尾沼猛儀
若手研究（B）課題番号 23760021（2011 年度～ 2012 年度）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・尾沼猛儀
部分双曲系の双曲構造とエルゴード的極限定理の関係
波止元仁
若手研究（B）課題番号 23740136（2011 年度～ 2012 年度）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・波止元仁
蚊ロボットの実現を目指した無痛自動採血用の微細柔軟針の開発
齊藤浩一，角田陽
角田陽，多羅尾進
多羅尾進
研究実績報告書 基盤研究（B）課題番号 22360110（2010 年度〜 2012 年度） ・・・・・・・・齊藤浩一
赤血球力学特性推定システム用せん断流れ場に関する研究
安田利貴（精密測定技術向上のための調査研究および研修事業，財団法人精密測定技術振興財団，2012.3）・・・・・・安田利貴
データマイニングを用いた日本語構文自己再編モデルによる手書き文章自動認識の研究
鈴木雅人，北越大輔
北越大輔，松本章代
研究実績報告書 基盤研究 (C) 課題番号 22500170（2013.3）・・・・・・・・・・・・・・・鈴木雅人
成績と授業評価データからなる満足度 ・ 習熟度関連性モデルを用いた学生への指導法提示
北越大輔
研究実績報告書 若手（B）課題番号 21700834（2012.5） ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・北越大輔
高性能なスペクトル拡散型電子透かしを防災サイレンに応用した防災無線システムの開発
小嶋徹也，松元隆博，吉本定伸
吉本定伸，土居信数
土居信数，田中晶
田中晶
基盤研究 (C) 課題番号 24510240（2012 年度～ 2014 年度）・・・・・・・小嶋徹也
環境試料や化学物質の生態毒性試験の簡便化と環境教育のための教材開発
JST 研究成果展開事業 研究成果最適展開支援プログラム A-STEP フィージビリティスタディステージ探索タイプ課題平成 24
年度報告書（2013.3）
庄司良・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・庄司良
ナノマトリックスチャネルにおけるプロトン伝導の制御機構の解明」
山本祥正
若手研究 B，課題番号 24750227（2012 年度～ 2013 年度） ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・山本祥正（3） 特許等
エレベータ 登録番号 5075947（2012.8）
綾野秀樹，大沼直人，保立尚史
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・森和久，村岡一史，深田裕紀，綾野秀樹
エレベーターシステム 登録番号 5094831（2012.9）
綾野秀樹，大貫朗，古橋昌也，深田裕紀，岸川孝生
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・村岡一史，吉川敏文，綾野秀樹
エレベーターのブレーキ装置 登録番号 5124206（2012.11）
綾野秀樹，森和久
・・・・・・・・・・大沼直人，蛭田清玄，岸川孝生，迫田友治，三田史明，保立尚史，稲葉博美，綾野秀樹
エレベーター制御システム 登録番号 5140390（2012.11）
綾野秀樹，森和久
・・・・・・・・・・三田史明，岸川孝生，大沼直人，迫田友治，蛭田清玄，保立尚史，稲葉博美，綾野秀樹
エレベータ乗りかごの電力制御装置 登録番号 5155965（2012.12）
綾野秀樹，森和久，稲葉博美，村岡一史，松原正裕，岸川孝生
・・・・・・吉川敏文，藤野篤哉，中塚康弘，荒川淳，綾野秀樹
血球細胞の力学的特性測定装置 特許第 5137129 号（2012.11，22，出願人 : 山口大学）
安田利貴
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・安田利貴
膜 - 電極接合体、 これを用いた電解ユニット、 電解水噴出装置及び殺菌方法 特許第 5098050 号（2012.10）
北折典之，関戸広太，宇野雅晴，柴田友康，錦善則，古田常人
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・北折典之
ステンレス鋼溶接部のスケール除去剤とスケールの除去方法 特許公開 2012-117116（2012.6，21）
北折典之
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・北折典之（4） 解説 ・ 研究ノート ･ エッセイ等
全国高専ハンドボール専門部
古屋正俊（日本ハンドボール協会創立 75 周年記念誌 2013.2，pp.115-116）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・古屋正俊
東京高専体育科の 20 年間の活動を振り返る－セレンディピティ的体験を求めて－
古屋正俊（第 2 回関東信越地区高専体育・スポーツ研究会報告書 2013.3）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・古屋正俊
キリンから学ぶ呼吸の秘密

107（『SEAJ Journal』Vol.140，2013.1，pp.19-21）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・清水昭博
清水昭博
ロボットを応用した福祉関連機器の開発に向けて（たましん連携協定校研究シーズ発表会 福祉関連機器の産学連携による事業化促進，2012.10）・・・・・・・多羅尾進
多羅尾進
関東工学教育協会高専部会の活動状況報告
土井淳，古屋一仁
古屋一仁（『工学教育』，61 巻 1 号，2013.1，pp.205-208） ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・土井淳
東京工業高等専門学校
伊藤浩（『表面技術』第 63（7）号，2012.7，pp.423-425） ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・伊藤浩
ImagineCup2012 世界大会参加報告（『日本高専学会誌』Vol18 No.1，2013.1，pp.35-36）
小嶋徹也，松林勝志
松林勝志
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 大川水緒，田畑愛実，赤松駿一，Tan Tun Jie，小嶋徹也
海外から見た高専教育
三谷知世（『工学教育』61 巻，1 号，2013.1，pp153-156）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・三谷知世
専攻科の軌跡と将来展望
三谷知世（『日本高専学会誌』，18 巻，1 号，2013.1，pp14-19）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・三谷知世
除草用に導入した羊の人材育成への貢献
三谷知世（『未来材料』13，2，2013.2，pp50-53）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・三谷知世
Chapter 28 : Properties and Nano-observation of Natural Rubber with Nanomatrix Structure（『Advances in Materials Science』，Oakville，ON，Canada（2013），327-343）
Yamamoto
Kawahara
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Yoshimasa Yamamoto，Seiichi

東京工業高等専門学校研究報告書
第 45（1）号
平成 25 年度
平成 25 年 9 月 25 日発行
編

集者

東京工業高等専門学校図書委員会

発

行

者

東 京 工 業 高 等 専 門 学 校
東京都八王子市椚田町 1220 の 2
TEL

八王子（042）668−5111〒193−0997
印

刷所

株式会社共同印刷所
東京都府中市寿町 3−13−8
TEL（042）368−2001

The name of the journal has been changed from “Research
Reports of Tokyo National Technical College” into “Research Reports ofTokyo National College of Technology” since the 1984 issue.