ISSN 2189-5309

Research Reports of
National Institute of Technology, Tokyo College
No.49, Mar. 2018東京工業高等専門学校

研

究

報

第 49 号
2018.3

告書東京工業高等専門学校研究報告書 第49号

目次

車軸と車輪の間の動摩擦係数（減速係数）の測定 3－反射型光センサ(フォトリフレクタ)による実装を目的とした装置開発－

A Study Note on William Faulkner’s Sense of Place

藤井 俊介 1
横溝 仁 6スリランカのヘレニズム・ローマ文化に関する考古学的研究

鈴木 慎也 13

熱負荷を受ける単純重ね合わせ接着継手の力学特性
志村 穣、池滝 健一、後藤 隆生、黒﨑 茂

19

永久磁石モータの零速度駆動時の素子発熱集中緩和法に対するシミュレーション検証
綾野 秀樹、嶋本 椋太、松井 義弘

24

窒素ドープした TiO2 系透明導電膜の評価
伊藤 浩

30

新國 広幸、伊藤 浩

34

モーバイル広域マルチホップネットワークの一検討
田中 晶、澁田 叡知、中新井田 覚志、新井 将司、三枝 日奈子、
坂本 亮、佐々木 貴啓、佐藤 恵介、松村 岳信、溝畑 祐太

41

フォトリソグラフィを用いた MOEMS 技術の教材開発－第 7 報 専攻科特別実験への導入－

楽曲を用いた情報伝達システム Tone Code
小嶋 徹也、鎌田 寛、Udaya PARAMPALLI

47

庄司 良、岩田 孝樹

53

フミン酸の重金属吸着能力に与える共存イオンの影響

桃太郎絵巻から見えるもう一つの桃太郎像（上）舩戸 美智子 58

平成29年度教員教育研究業績

68Research Reports of National Institute of Technology, Tokyo College No.49

CONTENTS
Measurement of Deceleration Coefficient in a Simple Experimental Systemwith One Wheel and One Axis part 3－Intended for the implementation of the photo-sensing devices (photo-reflector) －Shunsuke FUJII

1

Hitoshi YOKOMIZO

6

A Study Note on William Faulkner’s Sense of Place

Archaeological studies on Hellenistic and Roman culture in Sri Lanka

Shinya SUZUKI 13

Mechanical Properties for Adhesively Bonded Single-lap Joints Subjected to Thermal Loadings
Jyo SHIMURA, Kenichi IKETAKI, Takao GOTO, Shigeru KUROSAKI 19
Simulation Verification of the Alleviation Technique for Thermal Concentration on Power Devices
in Zero-speed Driving of PMSM
Hideki AYANO, Ryohta SHIMAMOTO, Yoshihiro MATSUI 24
Preparation of Nitrogen-Doped TiO2 Transparent Conductive Thin Film
Hiroshi ITO

30Development of Teaching Materials for MOEMS Technology by Using Photolithography－7th Report, Introduction into Advanced Laboratory Work in Advanced Course－
Hiroyuki NIKKUNI, Hiroshi ITO 34
A study on mobile wide-area multihop networks
Akira TANAKA, Akitomo SHIBUTA,Satoshi NAKANIIDA, Masashi ARAI, Hinako SAEGUSA,
41
Ryo SAKAMOTO ,Takahiro SASAKI, Keisuke SATO, Takenobu MATSUMURA, Yuta MIZOBATA
Tone Code: A Communication System Based on Musical Pieces
Tetsuya KOJIMA, Kan KAMADA, Udaya PARAMPALLI 47
Effect of coexisting ions on the ability of humic acid adsorbed with heavy metals
Ryo SHOJI, Kohki IWATA
On the Image of Momotaro in Momotaro Emaki

Education and Research Activities

53

Michiko FUNATO 58

68

東京工業高等専門学校研究報告書 第 49 号, 2017

車軸と車輪の間の動摩擦係数(減速係数)の測定 3―反射型光センサ(フォトリフレクタ)による実装を目的とした装置開発―

藤井

俊介＊

Measurement of Deceleration Coefficient in a Simple Experimental System with One Wheel and One
Axis part 3－Intended for the implementation of the photo-sensing devices (photo-reflector)

Shunsuke FUJII＊
Intended for precise measurement of the velocity of a dynamical cart, its angular velocity
measurement has been investigated with the same photo-sensing device as in Fujii[2015,2016].
Instead of using the photo-interrupter, the measurement by the photo-reflector, more practical
for the implementation to the dynamical cart, is considered.
（Keywords : Physics education, kinetic friction, deceleration coefficient, photo-reflector）
ンコーダ板)が固定してあり、車輪の減速運動に合わせ１．背景
力学台車(図 1)の加速度(角速度の時間変化)の精密測て、等角度回るごとに(赤外)光の透過・遮蔽が切り替わる。

定を目的として、車輪に直接固定された自作ロータリー

この切り替わりを直接的にパルスで符号化するのが、フエンコーダを読み取る、光センサによる非接触測定を行ォトインタラプタという透過型光センサで安定動作のためにトランジスタを通した後、その出力信号を、(時間,電圧)を含んだ Excel ファイル生データ出力またはビット
マップでのグラフ出力が可能な Iwatsu DS-5104 デジタ
ルストレージオシロスコープ(以下、「オシロスコープ」と略記)で読み取る。本実験装置の第一の開発の方向性は、

図 1 台車レール上を運動する力学台車

ノイズが比較的少なく角度分解能の高い透過型光センサってきた。(藤井 2015[1],2016[2])実際に用いたモデル実を用いて、摩擦の素過程を精密に調べるということであ験の装置は図 2 のとおりで、木製の土台に台車用の軸をる。この第一の方向性で力学台車への実装を考えるため、固定し、測定したい車輪をのせ空転させる。

藤井(2016[2])においてエンコーダ板の小型化などを試みた。しかし、車輪の外側に幅 18mm ほどのアタッチメン
トを通して車輪に装着された小型エンコーダ板(直径100mm→直径 40mm)では、車輪の横揺れがデータに混車輪

ざり、精密測定データを大きく乱してしまう原因となった。そこで、実装化と精密測定を分けて考える。第二の開発の方向性として、力学台車そのものへの実装を目的とし、精度を落としてでも実装可能な形(小型化・軽量化・製造過程の簡易化・素材の再選択)を考える。特に、エンコーダ

反射型光センサの利用を念頭に置いて開発する。

透過型光センサ

ところで、車輪の摩擦過程は、純粋な「動摩擦係数」(後に反射型に変更)

として取り扱うには十分でない。いくつかの例をあげる

図 2 摩擦測定装置の図と、軸の荷重が曲面上の各点に非一様にかかる点、車輪

車輪には、運動を符号化するための金属板(ロータリーエの変形による「転がり摩擦」(抗力が垂直・接線方向の両――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――＊一般教育科 (物理)1

東京工業高等専門学校研究報告書 （第 49 号）

成分を持つ)による影響、一般の車輪ではベアリングの

本稿の構成は、以下の通りである。
2 節(1)において、内部構造に起因する摩擦、高速回転時の車輪の横揺れ

フォトリフレクタの性能評価・使用条件の実験的確認、(振動の励起)と、振動に伴う音波の放射によるエネル

2 節(2)においてフォトリフレクタを用いた実際の計測

ギー損失などが挙げられる。これらのあらゆる効果がの設定・実験結果および解析(ソフトウェア)の条件設

加速度に影響する。本実験における測定可能量は、角定の確認、3 節で将来に向けた予備実験の紹介、4 節で速度の時間変化のみであるので、実験上は要因ごとにすべてを総括する。

分類した議論は行わない。そこで、車輪の接線方向の２．実装化への試み

加速度を重力加速度 g で規格化した「減速係数」(1) 反射型光センサ(フォトリフレクタ)の分解能確認

maaeff   ・・・・(1)mgg

フォトリフレクタは、テスト時には 5V で動作させた。

(藤井(2015[1],2016[2]))を定義し、議論を進める。

2mm

今回の回路の検出装置は、図 3 のように、従来の(藤5mm

井[1][2])で用いていた透過型フォトインタラプタ
1(EESJ-5) から反射型フォトリフレクタ (RPR-220,
2mm

OMRON)に変更した。
5±0.2[mm]
真上
から

10mm

2.8[mm]

図 5 分解能のテスト
6.2[mm]

図 5(左)のような反射板を用意して、図 2 と同様の装置

4.9[mm]真横 10.2[mm]から7.2±0.2[mm]

赤外線
LED

を用いてテストしたが、オシロスコープに反応が現れ

反射光
受光部

なかった。これは反射型フォトリフレクタが、2mm 幅の障害物に反応できないことを意味している。確認のために、図 5 の(右)のような反射板(2mm,5mm,10mm幅)を紙で製作し、テストしたところ、5mm,10mm 幅

透過型光センサ

では反射光が認識できたが、2mm 幅では反射光が認識

反射型光センサ

図 3 光センサ(透過型、反射型)の概形
検出回路は、図 4 の以前([1][2])の回路と同一で、製作上は透過型光センサ(フォトインタラプタ)を反できなかった。この状況は、図 6 のように赤外線が広がりをもって伝搬・反射するためであり、透過型ではこの曖昧さはなかった。入射赤外光の広がりに対して×の場合：目の前に穴があっても反射光が届いてしまう

受
信

送
信

穴の幅1mm
壁の幅5mm

受信送
信穴の幅2mm
壁の幅2mm穴が識別可能受信送信

穴の幅5mm
壁の幅5mm

図 6 識別不可能になる状況
エンコーダ板の間隔が狭すぎる場合、光を逃がす穴が
図 6 のように、目の前にあってもどこかで反射光が生
図 4 透過型フォトインタラプタ光信号検出回路図

じてしまい受光部に届く。このため、穴が正面に来て射型光センサに置き変えたものを用いる。この検出もフォトリフレクタは反応できない。
この傾向は、90°回路を図 2 の装置に取り付けて測定を行う。

回転させて配置しても分解能は同じであった。幅にして 5mm、半径 20mm の車輪で分解能は、

1 フォトリフレクタとは、対象物に赤外線をあててその反射2  3.14  20[mm] 12.56[穴]  29[] ①式
5.0[mm]  5.0[mm]光を検出して、パルス状の信号を出力する素子のこと。フォ
トインタラプタは、光線の直線経路をさえぎりにより内部のフォトトランジスタが ON/OFF する。フォトリフレクタは反射光でフォトトランジスタが ON/OFF するとなる。つまり、12.6[穴/1 回転]以下(29°間隔以上)

2藤井：車軸と車輪の間の動摩擦係数(減速係数)の測定 3

的に処理(図 9 参照)しているが、オシロスコープから得にしないと認識できない可能性がある。
また、この光センサに加えるべき電圧についても別た 5000 行くらいの生データを貼り付けるだけで v-t グ

途測定実験を行った。結果として、センサが正常動作

ラフを自動表示できるようになった。具体的には、するのは電源電圧が 2[V]程度であり、それ以上の電圧

Microsoft Excel で、再隣接データ間の電位の差をとり、をかけて動作させると例えば図 7 のように、パルスの閾電圧値を超えたもの(≒立ち上がりパルス)を検出す立ち上がりが緩慢になり正しい測定ができなくなる。

る。それらのデータに対して、先頭の立ち上がりデー
タの選択的表示、現れたデータの行番号表示、自動並
べ替えなどの処理のあと、v-t グラフとして表示する。
(2-2)フォトリフレクタの分解能について(1)で見積もったフォトリフレクタの分解能について、エンコーダの 1 回転あたりの穴の数を増やしながら、動作電圧が高すぎる場合

v-t グラフ表示をさせてその傾向を見る。以下の図 10

立ち下がりきらない・パルスが隣と結合して区別しにくい～図 13 のデータは、オシロスコープで直接計測される
1.58[V],5穴 /1回転 (反射型 ) 低速回転、閾電圧0.1[V]

図 7 フォトリフレクタの動作(不適正な動作電圧)

速さv[m/s]以下の実験では電源電圧を全て 2[V]以下とした。

0.80

v = -0.7599t + 0.7444

0.70

減速係数 0.07764

0.60(2) 5[穴/1 回転]の簡易エンコーダの計測(反射型)

0.50
0.40

(2-1)計測の概略

0.30

5 穴(60°間隔)に白黒を精密に塗り分けて、ラベルシ

0.20
0.10

ール(A-one,72201,マット,ホワイト;以下「シール」と

時刻t[s]

0.00

0.00

略記) に印刷、車輪に貼りつけた簡易エンコーダを試

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

図 10 5 穴のエンコーダの解析結果みる。(初期モデルでは、紙印刷で試したが、紙が車輪からはがれてはためくためデータが大きく乱れた。)

1.58[V],10穴 /1回転 (反射型 ) 低速回転、閾電圧0.1[V]
速さv[m/s]
0.80

v = -0.5368t + 0.7288

0.70

減速係数 0.05484

0.60
0.50
0.40
0.30
0.20

図8

0.10

5 穴/10 穴のエンコーダ(印刷用)

時刻t[s]

0.00

0.00

以下のグラフは、図 8(左)の 1 回転あたり 5 穴(影部分

O列

P列

Q列

R列
抽出
行番号
0.713865 307
0.705159 389
0.705159 471
0.688370 555
0.680271 640
0.664633 727

1
2
3
4
5
6

0.019866
0.0391250.058383
0.078111
0.098074
0.118506

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

図 11 10 穴のエンコーダの解析結果

が穴に相当)のシールを車輪(直径 40mm)に貼りつけ、
データ番号 1メモリあたり 速度[m/s]

0.20[Excel コマンド]閾電圧立ち上がり>0.1[V]を満たすデータ番号を
データ番号の低い順に並べる。
番号 =Small(検索範囲、 順位 )①

1.58[V],15穴 /1回転 (反射型) 低速回転、閾電圧0.1[V]
速さv[m/s]
0.70
0.60
0.50

番号から、別表のデータを自動リストアップ
VLOOKUP(検索範囲, 番号 ,列番号)②②IF(R6="","",IFERROR(VLOOKUP(R6,$J$6:$M$1003,2),""))②IFERROR(VLOOKUP(R6,$J$6:$M$1003,4),"")①IFERROR(SMALL($J$6:$J$1003,O6),"")

0.40
0.30
0.20

v= -0.8943t + 0.7112

0.10※閾電圧は、ソフトウェア上で自由に変えることができる

減速係数 0.08943

時刻t[s]

0.00
0.00

図 9 自動グラフ化に用いた主なコマンド(Excel)

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

図 2 の装置につけて、減速運動を計測したものが図 10

図 12 15 穴エンコーダの解析結果のグラフである。本稿でも、生データをソフトウェア

入力電圧が 1.58[V]になるように、電源部の可変抵抗を調整した上で、それぞれ 5,10,15,30[穴/1 回転]の場合に3

東京工業高等専門学校研究報告書 （第 49 号）

ついて解析した結果である。図 10 では、動摩擦を含りながら立ち上がっている。そのため隣同士の電位のむ台車の運動でよくみられる、上に凸な形で揺らぐデ差とその閾値(閾電圧)の設定(立ち上がり電圧の定義)

ータの傾向がみられる。
図10~図12を見ても分かるが、によってはパルス間隔をソフトウェア的に読み誤る恐

ほとんど速度が変わらない領域が v-t グラフに現れている。このメカニズムの解明は、今後の課題としたい。
低速回転(接線速度 0.7[m/s]程度)では、図 10~図 12 の
5 穴、10 穴、15 穴について物理的に意味のある解析ができている。しかし、30 穴になると、図 13 のように、(1)で定性的に確認したデータのとりこぼしが多く生じ、

0[V]v-t グラフの信頼性が著しく損なわれている。
1.58[V],30穴/1回転 (反射型) 低速回転、閾電圧0.1[V]
速さv[m/s]
1.00

v = -0.7945t + 0.8093

0.90
0.80

減速係数 0.08269

0.70

図 14 計測された波形(1.58[V],反射型)

0.60

れがある。そこで、同じ生データに対して閾電圧を変0.50

えた v-t グラフの比較を行う。特に、信頼性が保たれる

0.40

閾電圧の条件について調べる。図 12 の 15 穴の低速回

0.30

転時の解析結果は物理的解釈が可能であるが、図 15 の

0.20

高速回転時には、データの揺らぎがみられ、測定限界0.10

時刻t[s]

0.00

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

に近く信頼性が下がっている。同じ生データに対して、

0.80

図 13 30 穴エンコーダの解析結果

閾電圧の依存性をみたのが図 15, 16 で、図 15 では閾

(1)における 12 穴程度で分解能に限界が来るという見1.58[V],15穴 /1回転 (反射型 ) 高速回転、閾電圧0.08[V]
速さv[m/s]

積もりは、目安としては悪くない。

2.50

また、15 穴の高速回転時(接線速度 2.2[m/s]程度)で

v = -1.052t + 2.2228

2.00

減速係数 0.1074

もデータの乱れ始めがみられる。初速度と半径から割り出す 1[s]あたりの初期回転数は図 12 で測定半径1.50

r=16.9[mm], 6.97[回転/s]、図 15 では r=16.1[mm],1.00

21.9[回転/s]であり、1[s]あたりに通過する穴の数から0.50

応答時間に必要な時間を見積もるとそれぞれ、10[ms]、時刻t[s]

0.00

3.0[ms]となる。これは、図 14 のオシロスコープから

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

図 15 15 穴高速回転時の解析結果測定できるフォトリフレクタのパルスの立ち上がり時
間が 2[ms]程度であるので、ほぼ立ち上がりパルスの2.50

短さの限界からこの分解能が決まっていると言える。
以上から、反射型光センサ(フォトリフレクタ)を用い

1.58[V],15穴/1回転 (反射型) 高速回転、閾電圧0.9[V]
速さv[m/s]v = -0.9988t + 2.063
減速係数 0.1020

2.00た場合のエンコーダの分解能は、反射光による空間分
1.50

解能の制限とパルスの立ち上がりから決まる光センサの応答速度からくる制限の 2 つの要因が考えられる。

1.00(2-3)v-t グラフの閾値電圧依存性について

0.50

パルスの立ち上がり(白→黒)で境界の通過を判定して

時刻t[s]

計測の誤りが生じたデータ
0.00

いるので、その立ち上がり電圧の差の閾電圧の取り方

0.00によって、v-t グラフのデータが異なってくる。まずは、

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

図 16 閾電圧をあげた時の信頼性の低下

パルスの時間変化を見てみる。図 14 は、15[穴/1 回転]

電圧を低く、図 16 では閾電圧を高く設定した。図 15のエンコーダ(シール)を貼りつけた車輪を回転させたで閾電圧を程よく低く設定したために、パルスの立ちときのパルスの時間変化である。このパルスの立ち上

上がり直後が測定できている。しかし、図 16 のように、がりは、同一パルスでも何段階かにパルスが積み重な

閾電圧を高く設定しすぎるとパルス時間間隔の読み誤

4

藤井：車軸と車輪の間の動摩擦係数(減速係数)の測定 3りを含んだ v-t グラフとなる。なぜなら、再隣接データの電位の差だけを見る現在の方式では第 1 回目以外の立ち上がり時刻を拾ってくる可能性があるからである。
具体的には、再隣接データの差は、0[V]から立ち上がった瞬間の時刻の電位の差を読み取ってこそ、黒い影が横切った瞬間を意味するが、実際の生データは、図14 のように、同一パルス中に第二第三の立ち上がりを

図 18 エンコーダ部分を簡略化した実験装置含む場合が多く含あり、最悪の場合、「再隣接データの電位の差>閾電圧」を満たす、隣り合っていないパルス

４．まとめ、今後の展開

間時刻を拾う恐れがある。例えば、図 14 は図 15, 16

反射型光センサ(フォトリフレクタ)の実装に向けてそと同じ 15 穴の測定波形であるが、0.2[V]くらいの電位の分解能の見積もり、Microsoft Excel を用いた生デーの差を持つパルスは同一立ち上がりパルス中でも複数

タ解析ソフトウェアの開発を行ってきた。この開発を見られ、電位差 0.2[V]は閾電圧値としては不適当であ

通して、生データの物理的解釈が難しくなる v-t グラフ

る。さらに、0.9[V]の閾電圧に対応する点は、図 14 でが現れる原因が見えてきた。第一に、再隣接データ間はパルスで見て 1 個飛ばしに現れ、その結果、図 16の電位の差＞閾電圧という条件からくる制限である。

では、加速度の大きさが 1/4～1/2 倍になった「複数の第二に、フォトリフレクタの反射に起因する分解能のv-t グラフ」が現れ、物理的解釈が不可能となる。この制限、立ち上がりパルスの応答速度に起因する制限でように、閾電圧は測定装置や測定方法に大きく依存し、あり、車輪の接線速度で数[m/s]程度までの測定に限ら現状では最適に低い値を手動で選ぶしかない。

れる。しかし、この検出可能速度の制限は、物理教育用としては全く問題ないと考えてよい。今後の力学台

1.58[V],15穴/1回転 (反射型) 高速回転、閾電圧0.02[V]
速さv[m/s]
7.00

車への実装を考えるにあたって、以下の 2 つの方法が6.00考えられる。第一は、反射型光センサ(フォトリフレクタ)の実際の台車への実装につなげること。第二は、デ

5.00

ータの信頼性が高い透過型光センサ(フォトインタラ

4.00プタ)の実装方法を新しい視点で進めることである。第3.00

二の方向性については、車輪以外の場所にエンコーダ
2.00を設置するなど多角的に装置開発を行っていく。
1.00

時刻t[s]

0.00(0.20)

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

参考文献

1.20

図 17 ノイズが多く混じった解析結果[1] 「車軸と車輪の間の動摩擦(減速)係数の測定 2―

一方で、閾電圧を低く設定しすぎると、図 15 で用い実装へ向けての拡張と装置開発―」、 藤井俊介、東京たのと同じ生データであるにも関わらず、図 17 のよう

工業高等専門学校研究報告書第 48 号、p8-p12(2016)に、電位 0[V]付近のノイズが v-t グラフに混入するた[2] 「車軸と車輪の間の動摩擦係数の測定―力学台車

め不適当である。今後は、物理的に最適な閾電圧を選と自作レールの性能評価のために―」、 藤井俊介、東ぶ方法を模索し、解析ソフトウェアの改良を進める。

京工業高等専門学校研究報告書第 47 号、p1-p5(2015)[3]「力学台車の動摩擦係数の測定―転がり摩擦を考慮

３．透過型光センサを用いた予備実験

した台車と自作レールの性能評価」, 藤井俊介、全国

従来のマシニングセンタ/NC 旋盤で精密加工された

理科教育大会兵庫大会研究発表論文（資料）集, 第 35

金属製のエンコーダ板を持った方式から、素材・製作

巻 p50-p53, 2013 年, 岩手県高等学校教育研究会理科

過程の簡易化を試みたのが図 18 である。金属板の代わ

部会 理科部会誌第 44 号, p3-p9, 2014 年

りにパターンが印刷されたOHP シート(A-one, 27054,[4] 「日本重力基準網 1975 の設定」,Journal of

モノクロ専用, PPC 用)を用いた。この分解能を金属製

Geodetic Society of Japan, Vol.22, No.2,(1976), pp.

のエンコーダをつけた場合の車輪のデータと比較する

65 -76

ことも行いたい。

（平成 30 年 1 月 12 日 受理）

5

Research Reports of National Institute of Technology, Tokyo College, No.49, 2017

A Study Note on William Faulkner’s Sense of Place
Hitoshi YOKOMIZO*
Abstract
By way of exploring William Faulkner’s sense of place, this study note critically reviews two significant studies
on Faulkner’s relationship with place: Cleanth Brooks’s William Faulkner: The Yoknapatawpha Country (1963)
and Charles S. Aiken’s William Faulkner and the Southern Landscape (2009). The former is a literary, aesthetic
analysis of Faulkner’s sense of place; the latter is a physical, geographic analysis of it. Both studies aresuggestive enough to open up a new reading of Faulkner’s South and his unique sense of place. This study note
will provide a key to finding in Faulkner’s elaborate literary expressions his subtle environmental imaginationthat resonates with the physical South of his era.
(Keywords: Faulkner, sense of place, the South)

1. Introduction
Let me begin this study note with a personal tale. Almost six years have passed since I came back from Long
Beach, California, where I studied American culture and literature for about three years. Still missing the life inLong Beach, these days, I ponder on “sense of place”: the sense of place is both of here in Japan and of Long
Beach. Before living in Long Beach, I had never been particularly aware of my hometown and its charms somuch. Surroundings were always just there and too familiar; I couldn’t seem to pay special attention to them. It
was when I lived in Long Beach that I could “discover” the surroundings that I had but I had never known I had.
This seems somewhat ironic but true. Put simply, the move between two different places led me to what is called
sense of place.
As I reflect on this, I recall William Faulkner, an American writer, and his sense of place. Although he spent
most of his life in Oxford, Mississippi, he visited and stayed in various “foreign” places: the North, the West
(Hollywood), Europe, or even Japan. It is not difficult to imagine that Faulkner, visiting and experiencing
different foreign places, saw the South in a relative way and became obsessed with his home place in a quite
ambivalent way. In this study note, by way of exploring Faulkner’s sense of place, I critically review two
significant studies that address Faulkner’s relationship with place or, to be more exact, the environment. At first, I
would like to take up Cleanth Brooks’s William Faulkner: The Yoknapatawpha Country (1963). This book is old,but it is a very fundamental study not only of Faulknerian literature but also of Faulkner’s relationship with
the Southern environment. Secondly, I pay attention to Charles S. Aiken’s William Faulkner and theSouthern Landscape (2009), which would complement Brooks’s argument in terms of the Southern
environment and geography.

* Department of Liberal Arts

6

Research Reports of National Institute of Technology, Tokyo College, No.49, 2017

2. Aesthetic analysis of Faulkner’s sense of place
In his essays “Faulkner the Provincial” and “Faulkner as Natural Poet” in William Faulkner: The
Yoknapatawpha Country, Cleanth Brooks addresses Faulkner’s relationship with the Southern environment(nature). In the opening passage of the former essay, Brooks suggests that Faulkner—like Thomas Hardy(Wessex) or William Butler Yeast (Ireland)—has “a basically agricultural economy, a life of farms, villages, andsmall towns, an old-fashioned set of values, and a still vital religion with its cult, creed, and basic norms of
conduct” (1). Brooks thinks that Mississippi “provides [Faulkner] with a vantage point from which to criticize,
directly or perhaps merely by implication, the powerful metropolitan culture” (1). Brooks considers Faulkner as aprovincial writer who makes a criticism of modernization.[1]In addition, Brooks argues that “Faulkner is preoccupied with the past and with a rural setting, and what
possible value can these have except perhaps as negative object lessons? Faulkner’s treatment of history is, then,a confirmation of our disowning the past, Faulkner’s famous county (obvious a rural slum) a way of reminding us
how far we have progressed” (3-4). In short, for Brooks, Faulkner is a nostalgic writer who is obsessed with thepast. It seems that Brooks’s observation is reasonable from a macroscopic perspective, but it seems somewhat
dubious when we pay attention to the details in his novels or public comments. Surely, for Faulkner, the past hasvery crucial meanings, but Faulkner appeared to realize that he is never free from modernization. Indeed, whilelamenting for the passing of an era, Faulkner arguably accepted the change of times, as it is suggested by hiscomment on the passing of the wilderness at the University of Virginia. It is true that Faulkner was reallyskeptical about change and progress brought by modernization, but it is also true that he realized he could not
escape from them. In my view, Faulkner is not optimistic enough to think people can escape from reality to thepast; at the same time, he is not opportunistic enough to subjugate himself to modernization without hesitation. In
one sense, Faulkner, like Thoreau, lived in the middle ground. Actually, after the Civil war, the South graduallybecame a middle ground between the modern world and the agricultural, rural world.
In the former essay, Brooks makes a significant comment regarding the importance of “location” inFaulkner’s writings. He detects Faulknerian literature’s strength in “the writer’s sense of belonging to a living
community and the special focus upon the world bestowed by one’s having a precise location in time and inhistory” (3). This statement is meaningful when we deal with Faulkner’s writings from eco- or environmental
perspectives. Brooks, however, does not necessarily have a particular interest in addressing Faulkner or his
novels in terms of actual or factual “location in time and in history.” Rather, he puts a particular emphasis on thefictionality of Faulkner’s works rather than on the factuality of them.
Brooks states: “Faulkner’s novels and stories, properly read, can doubtless tell us a great deal about the South,
but Faulkner is primarily an artist. His reader will have to respect the mode of fiction and not transgress its
limitations if he is to understand from it the facts about the South—that is, he must be able to sense what typicaland what is exceptional, what is normal and what is an aberration. He can scarcely make these discriminations
unless he is prepared to see what Faulkner is doing with his ‘facts’” (6). In Brooks’s view, important is themanner through which Faulkner sublimates the physical South to the fictional South. I do agree with Brooks’s

7

YOKOMIZO：A Study Note on William Faulkner’s Sense of Placeview, but his reading of Faulkner’s novels does not really explore the gap between the physical South and thefictional South; he is more inclined to examine the fictional South. It seems to me that more important here is to
examine carefully how Faulkner transforms the physical South into the fictional South in his writings.[2] In order
to attempt this, we need to research Faulkner’s South in terms of the environment (geography), social relations,and human subjectivity.
In the latter essay, “Faulkner as Natural Poet,” simply put, Brooks delineates Faulkner’s relationship withnature. At first, Brooks mentions Malcolm Cowley’s reference to Faulkner’s “brooding love for the land where he
was born and reared” (qtd. in Brooks 29) and suggests Faulkner’s profound attachment to the Southern naturalenvironment. Importantly, Brooks points out that “nature [in Faulkner’s writings] is often much more than mere
background and one can point to a number of functions that it performs” and continues that “Nature frequently
reflects, and may even generate, a mood in man” (30). It is significant that Brooks suggests that nature is not justa projection of human mind but it could affect human mind. But, for Brooks, nature seems not so muchsomething physical as something aesthetic, religious, or abstract.
Taking “Delta Autumn” for example, Brooks points out that “nature is not only set over against man’s restless
violence; it becomes a judgment on that impious violence” (31) and quotes a passage from the short story: “Thewoods and fields [man] ravages and the game he devastates will be the consequence and signature of his crimeand guilt, and his punishment” (Faulkner 332). Brooks also quotes another Faulkner’s voice: “Thebeauty—spiritual and physical—of the South lies in the fact that God has done so much for it and man little” (qtd.
in Brooks 32). By citing these passages, Brooks manages to suggest Faulkner’s deep attachment to nature. On theother hand, however, he refuses to see in Faulkner a “philosophy of primitivism” (32): Faulkner “is certainly nosimple follower of Rousseau, and if his villains are indeed all of them men who have in some sense denied nature,
the converse is not necessarily true. The Faulknerian hero does much more than follow his natural impulses: heachieves his virtue by disciplined effort and difficult choice” (32). While Brooks does not affirm a view that
Faulkner is a primitivist, he stresses that Faulkner’s attachment to nature is “certainly powerful and deep-seated,and on occasion it rises up into great rhapsodic hymns that celebrate the power and continuity of nature, finallychangeless through all its apparent changes” (32). Although Brooks here intends to foreground Faulkner’s deep
attachment to nature, his observation seems to become more idealistic or religious.[3]Brooks’s discussion on Faulkner’s relationship with nature gradually shifts to a problem of humansubjectivity in nature. For example, he contends: “In spite of Faulkner’s loving contemplation of nature, he
expects man to struggle with it. Nature is the necessary theater of man’s activity, the realm in which man must
prove himself” (37). In the final statement, Brooks asserts that “For Faulkner... there can be no easy subsidence
into nature. True, men run the risk of distorting themselves if they reject nature in a cold and callous asceticism,and they become monstrous if they vent their hatred of nature, if their appropriation of nature becomes a kind of
rape. But love nature though man should, and respect it though he must, he is alienated from nature and mustnever presume upon an easy union with it if he wishes to call himself a man” (46). Brooks here sees Faulkner as akind of skeptic who does not believe in human oneness with nature. It seems right that while having a deep8

Research Reports of National Institute of Technology, Tokyo College, No.49, 2017attachment to nature, Faulkner never falls into an optimistic, simple view that human beings can be one withnature.
In my view, Brook’s argument, though it was done in 1960s, still offers some important issues. For example,
suggestive is that Brooks locates Faulknerian literature’s intensity in “the writer’s sense of belonging to a living
community and the special focus upon the world bestowed by one’s having a precise location in time and inhistory” (3). Brooks does not really examine Faulkner’s sense of place (location) in time and in history; we canwork on it by taking advantage of the recent fruit of environmental criticism. Above all, as we will see later, byaddressing Faulkner’s works from geographic points of view, we could open up a new reading of Faulkner’s
sense of place. Plus, Brooks’s statement that “For Faulkner... there can be no easy subsidence into nature” isimportant for us not to fall into an easy, optimistic conclusion about Faulkner’s sense of place.
In an essay titled “Imagined Territory: The Writing of Wetlands” (1999), William Howarth pays attention to
the importance of “place” in literature. After giving a detailed explanation about the concept of place, Howarth
states: “While the ways that places look, smell, and baffle have long intrigued writers, they are of less apparent
interest to critical readers. Ecocritics could dispel that apathy by attending closely to textual places, neither
skipping irritably over pages of place-description, nor casually accepting how we think we see them” (512). In
addition, he suggests that some ideas from geography give helpful ways for ecocritics to read textual places. In
the essay, Howarth addresses briefly Faulkner’s “The Bear” from a geographical perspective. Discussing main
character Issac McCasline’s ethics of relinquishment, Howarth points out: “For him, that ethic rises from thegeographic identity of a place he found and lost. The tale strongly invokes geography because tracking andhunting, like surveying and mapping, are acts that put mind to land, trace nature’s contours to learn what it
knows” (519). Howarth’s emphasis on place in literature and his focus on geography are beneficial. His
perspective would complement aesthetic or literary-oriented approach to Faulkner’s sense of place. It seems tome, however, that Howarth’s geographic reading of “The Bear” is not so convincing in that it does not really take
into consideration that Faulkner’s place is a complex configuration of not only geography but also history, social
relations, and human subjectivity. The following Aiken’s study complements Brooks’s and Howarth’s
discussions.

3. Physical, geographic analysis of Faulkner’s sense of place
In William Faulkner and the Southern Landscape, geographer Charles S. Aiken provides a great observation
about how Faulkner transforms Oxford and Lafayette Country into the fictional Jefferson and Yoknapatawpha
Country, giving a rich geographic context for Faulknerian literature with history and social relations in mind. In
Chapter 2 titled “Geographical Fact into Fiction,” Aiken says: “Yoknapatawpha... is not an actual place but afictional mutation with certain of its geographical components drawn from a reality that was deliberately altered.
This is known, but Faulkner’s process in sublimating the actual geography has never been assessed” (24). Whenclosely exploring how and why Faulkner transforms the physical environment (geography) into his fictional
environment (geography), we can seem to open up a new way to Faulkner’s sense of place.

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YOKOMIZO：A Study Note on William Faulkner’s Sense of Place

In Chapter 7, “Geographical Interpretation of ‘The Bear’,” Aiken gives a detailed biographical andgeographical context for Faulkner’s “The Bear.” In this essay, Aiken offers much crucial, helpful information
about “The Bear,” but I mention here only a few of them. Firstly, it is worth noting that Faulkner “loved theforest” and “[a]s a child, he learned the Tallahatchie bottom where his father, Murry, hunted” (159). According to
Aiken, the location of de Spain’s camp in Yoknapatawpha is near “the location in Lafayette Country of the Cain
plantation that Murry [Faulkner’s father] liked to visit” (159). In addition, during the 1920s and the 1930s,
Faulkner’s hunting took place “at the camp of ‘General’ James Stone” (Aiken 161). Owing to the lack of gameand his financial predicament, Stone was to lose interest in his hunting territory; at that time, Faulkner, “[i]nsentimental attempt to preserve something in which he had spent so many enjoyable hours,” forms the Okatoba
Hunting and Fishing Club (Aiken 166).[4] The motto of the club was “to aid and assist in the preservation ofgame and fish on the lands on which the corporation shall acquire hunting and fishing privileges” (qtd. in Aiken
166). As de Spain sells his hunting domain, however, the Stone family, in 1937, also “disposed of the land on
which the hunting camp was located, the timber rights were sold, and the wilderness was logged” (Aiken 166).
During 1935, when he was really involved in the Okataba activism, Faulkner wrote “Lion,” which wasdeveloped into “The Bear.” There is a crucial difference between “Lion” (1935) and “The Bear” (1942). In“Lion,” Major de Spain quits visiting to the hunting camp after Old Ben is slain, but “his reason is notdeveloped”; in addition, the other hunting members like General Compson don’t think about organizing a club
(Aiken 166). As Aiken mentions, when developing “Lion” to “The Bear,” Faulkner “drew richly on his
experience and termed the fictional hunting-club scheme to arrest change ‘an invention doubtless of thesomewhat childish old General but actually worthy of Boon Hogganbeck himself’” (Aiken 166-67). It seems that
Faulkner reflects his own involvement in the Okataba in a somewhat “masochistic” way, as it is suggested by
Issac who “recognized it for the subterfuge it was: to change the leopard’s spots when they could not alter theleopard, a baseless and illusory hope” (Faulkner 301). When the Stone family sold the timber right and thewilderness was cleared, Faulkner probably realized that he had been optimistic too much about the Okataba andits purpose to preserve the wilderness and its wild animals. After the Stone Family’s selling the hunting domain,
Faulkner seemed to gradually acknowledge the passing of an era, i.e., “change.”
Indeed, Faulkner, about twenty years later, gave a retrospective, reflective comment on “The Bear” at the
University of Virginia meeting:

What the writer’s asking is compassion, understanding, that change must alter, must happen, and change isgoing to alter what was. That no matter how fine anything seems, it can’t endure, because once it stops,
abandons motion, it is dead. It’s to have compassion for the anguish that the wilderness itself may have felt
by being ruthlessly destroyed by axes, by men who simply wanted to make that earth grow something they
could sell for a profit, which brought into it a condition based on an evil like human bondage…. [B]ut they[the big woods] were obsolete and had to go. But, that’s no need to not feel compassion for them simply
because they were obsolete. (qtd. in Aiken 167)

10

Research Reports of National Institute of Technology, Tokyo College, No.49, 2017

From an ecocentric point of view, Faulkner’s acknowledgement of the passing of the wilderness or that of theunavoidable change and progress might be controversial. It seems to me, however, that Faulkner was sober
enough neither to fall into the nostalgic indulgence in the past nor to affirm the passing of an era without
hesitation. As modernist poet William Carlos William sublimated the changes brought by modernity into his
poetry, Faulkner turned the changes themselves to the literary intensity of “The Bear.” Faulkner is neither an
ecocentric writer nor a serious environmental activist, but he certainly had moderate critical, ethical eyes for thechange of the environment.
Elsewhere in the chapter on “The Bear,” Aiken provides a quite important geographic context for “The Bear”
with history of social and racial relations in mind. When Faulkner worked on “The Bear,” “the Yazoo Delta withmore than one and a half million acres in cotton was one of the most intensely farmed monoculture regions in the
United States. Eighty-nine percent of the farmland in the Yazoo Delta was in plantations worked by 58,592 tenantfamilies, 88 percent of whom was blacks” (168). More importantly, Aiken indicates how miserable the lives ofsharecroppers were:

The sharecropper was the principle type of tenant farmer in the Delta. Houses of sharecroppers dotted thefields, and cotton production was so intense that the crop was literally planted to the doorsteps. The ownersof some plantations did not permit sharecroppers to have even a small vegetable garden. More than sixty-four
thousand sharecroppers were in the Yazoo Delta in 1930. Because sharecropping was a family system that
employed even small children and because most sharecropper family were large, approximately threehundred thousand persons in the Yazoo Delta were part of the tenure system. The physical and social
isolation and the economic plight of sharecropper families are vividly revealed in documentaries of the 1930s.
Sharecroppers were among the American serfs who lived out their lives in the depths of poverty. (Aiken 168)

This information is very beneficial when we explore the sharecroppers in Faulkner’s novels, particularly Lucas
Beauchamp in “The Fire and the Hearth.” The information not only deepens our understanding of Lucas but also
might open up a new possibility of reading Go Down, Moses in terms of environmental (in)justice. “Mixed-race”
sharecropper Lucas is a very complex, significant character who embodies a tragedy of the South; he would be
the personification of the Southern racial, social, gender, and environmental problems.
To conclude, geographic perspectives exemplified by Aiken are quite beneficial to explore Faulkner’s senseof place, though he does not really analyze Faulkner’s literary manner closely. Thus it is important to synthesize
Brooksian literary, aesthetic analysis of Faulkner’s sense of place and Aikenian physical, geographic analysis. By
doing so, we can more clearly detect in Faulkner’s elaborate literary expressions, especially in Go Down, Moses,
his subtle environmental imagination that resonates with the physical South of his era.

11

YOKOMIZO：A Study Note on William Faulkner’s Sense of Place

Notes[1] Brooks also mentions that “Faulkner’s work, like that of the great Irish poet [Yeats], embodies a criticism of
the prevailing commercial and urban culture, a criticism made from the standpoint of a provincial and traditional
culture” (2).
[2] The difference between fact and fiction is controversial. As postmodern thought has revealed, there seems noclear division between fact and fiction—they seem more relative. What has been assumed as “factual” can be
fictitious or ideological. I think Faulkner knew this.
[3] As Brooks addresses the linkage between Faulkner and Wordsworth in elsewhere in the essay, Brooks seems
to detect in Faulkner a Romantic lineage. Brooks says: “In his attitude toward nature, Faulkner is in some respects
actually closer to Wordsworth.... The truth of this observation will become clear if we explore some parallels
between Faulkner and Wordsworth, especially the way in which the joy that both men take in nature springs
ultimately from a Christian base” (36). In light of Faulkner’s involvement with the Romantic poets including
Keats, Brooks’s view may be possible; nevertheless, I think that after giving up writing poetry, Faulkner seems togradually become more anti-Romantic, particularly after The Sound and Fury. For example, in Go Down, Moses,
Faulkner never simply apotheosizes nature.
[4] According to Aiken, Faulkner “advocated the preservation of objects that seemed quite undistinguished andordinary long before such efforts become fashionable” (165). In 1947, Faulkner wrote to the Oxford Eagle’s
editor and inquired “a proposal to raze the old courthouse and to erect a new one” (165). Faulkner writes in theletter: “Bravo your piece about the preservation of the courthouse. I am afraid your cause is already lost though.
We have gotten rid of the shade trees which once circled the courthouse yard and bordered the Square... all wehave left now to distinguish an old southern town from any one of ten thousand towns built yesterday from
Kansas to California are the Confederate monument, the courthouse and the jail…. Your cause is doomed. They
will go the way of the old Cumberland [Presbyterian] church.... They call this progress. But they don’t say where
it’s going; also there are some of us who would like the chance to say whether or not we want the ride” (qtd. in
Aiken 165-66).

References(1)Aiken, Charles S. William Faulkner and the Southern Landscape. The U of Georgia P, 2009.
(2)Brooks, Cleanth. William Faulkner: The Yoknapatawpha County. Louisiana State UP, 1990.
(3)Faulkner, William. Go Down, Moses. Vintage International, 1990.
(4)Howarth, William. “Imagined Territory: The Writing of Wetlands.” New Literary History, vol. 30, no. 3,
1999, pp. 509-539.
（Received January 12, 2018）12東京工業高等専門学校研究報告書

第 49 号, 2017スリランカのヘレニズム・ローマ文化に関する考古学的研究
鈴木慎也＊
Archaeological studies on Hellenistic and Roman culture in Sri Lanka
ShinyaSUZUKI＊This paper reviews the chronology and origin of glass products excavated from Mantai ruinsin Sri Lanka. Results of comparative studies suggest that those glass products can be dated fromthe 1st century A.D. to the 3rd century A.D., and are kinds of Unguentarium originating in theeastern Mediterranean.
（Keywords :The Periplus of the Erythraean Sea, Unguentarium, Mantai, Sri Lanka ）１．はじめに近年、中国の一帯一路政策の海上ルートの要として注目されつつあるスリランカは、古代においても交易の拠点として栄えた地域である。
スリランカは、インド最南端のコモリン岬東方沖のインド洋に、北西部を接するように浮かぶ島国で、その大きさは北海道よりもやや小さく、九州と四国を合わせたほどしかない（総面積約 65,607 ㎢）。しかし、狭い国土でありながら、その地形は起伏に富んでおり、島の中央部には、2500m 級の山岳地帯が広がっている。この山岳地帯がスリランカの気候帯を大きく二分している。すなわち、全土の約 4 分の3 を占める、北部から中央東部および南東部にかけての「ドライゾーン」と、中央山岳地帯から南西海岸部にかけての「ウエットゾーン」である。スリラ
ンカはいわゆる「モンスーン」と呼ばれる季節風の影響を大きく受ける、
熱帯性モンスーン気候であり、11 月～3 月には北東モンスーンが、5 月～9 月には南西モンスーンが雨雲を伴って吹き付ける。この湿った風が中央山岳地帯でぶつかることで、11 月～3月にかけてドライゾーンに雨をもたらし、
5 月～9 月にかけてウエットゾーンに雨をもたらす。
そのため、
このモンスーンは古来よりスリランカの人々にとって、恵みの雨をもたらす大変重要な風であった。
また、このモンスーンは古くからインド洋を航海する沿岸諸地域の商人に知られており、既に紀元前
1 世紀頃の古代ギリシア・ローマでは、特に南西モ
ンスーンを「ヒッパロスの風」と呼んでいたことが明らかとなっている。つまり、このモンスーンはス
リランカをはじめとする南アジア地域に恵みの雨を＊一般教育科（社会）13

もたらしていただけではなく、西方からの来訪者と彼らが携えた様々な商品をももたらしていたわけである。
スリランカは何世紀にもわたって周辺諸国の影
響を受け、その中で独自の文化的発展を遂げてきた。
紀元前 3 世紀頃から仏教国として栄え、その後は隣国のインドや東南アジア、中東、ローマ等との交流
を通じて、多民族・多宗教が共存する独特な社会が構築されていた。スリランカは、アラビア半島を中心とした中東地域とインド亜大陸との交易の拠点として古代から栄え、遠く離れたローマからも多くの商人たちがスリランカを訪問していたことが当時の文献資料から明らかとなっている。しかしながら、これまでにスリランカで行われてきた発掘調査は、
主に前３世紀以降の仏教遺跡を対象としたものばかりである。この背景には、仏教がスリランカの独立運動と密接に関係していたことと、2009 年に終結したシンハラ人とタミル人の民族紛争の際に、シンハ
ラナショナリズムと仏教が密接に関係したことに起因したものである。したがって、当該地域の歴史時
代、特に紀元前 3 世紀の仏教伝来以降の考古学的研
究は、仏教史研究からアプローチされることがほとんどであり、仏教以外の外部からの影響については捨象される傾向にあった。
そこで本稿では、筆者がこれまで研究対象としてきた東地中海におけるヘレニズム・ローマ時代の小型の香油瓶に関する知見に基づき、古代から貿易港として栄えたマンタイ遺跡出土のガラス器に注目し、その年代と起源について再考察するとともに、紀元前後の西方世界が、スリランカに与えた影響につい東京工業高等専門学校研究報告書（第 49 号）

図１ 本稿で扱った遺跡の分布図
1.ダルダノス墳墓， 2.ジュリオポリス遺跡， 3.トラレス遺跡， 4.マンタイ遺跡て、ごく大雑把な素描を試みたい。

報の欠如は、著者及びインド洋交易に従事した西方の商人が、間接的な情報しか持たなかったことを推察させる。しかしながら、そのわずか数行の中に注目すべき記述がある。

２．エリュトゥラー海案内記から見たセイロン島
エリュトゥラー海案内記は、ローマ帝政期にエジプト在住のギリシア商人によって著されたと言われており、当時の紅海、アラビア海、インド洋を舞台とした交易に従事する商人のための案内書である。その成立年代については、これまでに盛んな議論・研究がなされてきたが、現在では紀元後 1 世紀半ばから後半頃の成立とみなす諸家が大勢を占めている。
スリランカに関する直接的な記述は、本書の第61 節に見ることができる。その中で、当時のスリ
ランカはパライシムーンドゥー、タプロバネーの名称で呼ばれおり、ストラボン（Ⅰ.4.2;Ⅱ.1.14,
17;5.14,32,35;XV.1.14-15）やプリニウス（VI.23.
79-24.81;24.91;IX.54.106;XXXII.53.143）も使用
しているタプロバネーという呼称がより一般的だ
ったようである（蔀 2016）。この節の中では、ス
リランカの地理的情報と主な産物について記述されるのみで、肝心の輸入品については言及されていない。また、その地理的情報にも誤りがあり、
スリランカをアフリカ付近まで達するほどの東西に長い島として認識していた。このように、スリ
ランカに関する誤った認識や、輸入品に関する情「その向こうの地方はというと、今や航路が東に曲がると，外海の中に西に向かって（現在は）パ
ライシムーンドゥーと呼ばれ、昔の住民にはタプ
ロバネー（と呼ばれた）島が突き出している。その北側の部分（に住む人々）は開化していて、そこへの渡航は［・・・・］、そしてほとんど対岸のアザニアーまで延びている。ここでは真珠、透明（蔀勇造訳
石、上製綿布、亀甲を産する。
」（LXI）
註、2016、31 頁）。

つまり、当時のスリランカ北部が栄えていたこと、そこへ至るための情報が記述されていたことは、彼らの当地への関心の高さを窺わせるものである。また、残念ながら写本の原文が欠損しているため、あくまで推測の域を出ないが、当時の都であるアヌラーダプラの外港として栄えたマンタ
イこそが、本書の中で渡航先として想定されていた港である可能性は高いと言えるだろう。

14

鈴木：スリランカのヘレニズム・ローマ文化に関する考古学的研究

３．エリュトゥラー海案内記から見たガラス交易
マンタイ遺跡出土のガラス製品の年代・起源について再考察を行う前に、紀元後１世紀半ばから後半頃のインド洋沿岸地域における、西方からのガラス製品（素材も含む）の伝播を裏付ける記述を本書の中に求めたところ、以下のように５つの節の中において確認することができた。なお、地名の後ろに付したアルファベットは図１の地図中のアルファベットと対応している。

察する際に注意が必要となるだろう。
それらの点を踏まえた上で、
マンタイ出土のガラス製品の年代及びその起源について再考察を試みたい。

・第 6 節 アドゥリースとその周辺（A）
輸入品：多種の色ガラス、ディオスポリス製
ミッレフィオーリ・ガラス・第 17 節 ラプタまでのアザニアーの諸港（B）
輸入品：多種の色ガラス
・第 39 節 シントス川（現インダス川）河口付近に位置するバルバリコン（C）
輸入品 ガラス器・第 49 節 ラムナイオス川（現ナルマダー川）河口付近に位置するバリュガザ（D）
輸入品 加工用ガラス、精選香油（王への献上品）

図２ スリランカ 紀元前後の主要遺跡分布図
４．マンタイ遺跡出土のガラス製品の検討
マンタイ（Mantai）は、インド亜大陸南端東岸とセイロン島西岸の間に位置するマンナール湾に面しており、古代からインド洋交易において、交通の要所として栄えてきた（図２）。また、紀元前 5 世紀頃～紀
元後 11 世紀にかけてアヌラーダプラが都として栄えた時代には、その外港としての役割を担っており、マンタイを通じてスリランカ各地に様々な交易品がもたらされていた。
特に 12 世紀頃には東西海上交易において中心的な役割を担っていたとされており、それを裏付けるよ
うに大量のイスラーム陶器や中国産の陶磁器が遺跡から出土している。
同遺跡ではこれまでの調査によって、ローマ時代の金貨や青銅貨幣の出土が確認されており、何らかのかたちで西方からこれらの文物がもたらされていたことが示唆される。しかし、これまでに刊行されたマンタイの発掘報告書を確認したところ、貨幣以外に地中海世界からもたらされた考古資料の報告は見つけることができなかった。そこで再度、各報告書を精査し、搬入品として紹介されている遺物に注目したところ、
イスラームガラスとして報告されて・第 56 節 ムージリス、ネルキュンダ（E）
輸入品 加工用ガラス
先述したように、本書の中でスリランカに関する記述は僅かであり、輸入品について言及されておらず、西方からガラス製品、加工用ガラスがもたらされていたことを示す直接的な証拠は得ることができなかった。しかしながら、すでに紀元後１世紀には、西方から多種のガラス製品や加工用のガラスが南インドにもたらされていたことは、明らかであり、直接的、間接的にスリランカにそれらがもたらされていた可能性は十分にあると言える。その一方で、インドのバリ
ュガザ、ムージリス、ネルキュンダにガラス製品ではなく、加工用のガラスが輸入されていたことは、これらの地域において、
すでにガラス加工業が十分発達していたことを窺わせる。その点を考慮するならば、マンタイ遺跡から出土しているガラス製品も西方からの渡来品ではなく、これらのガラス加工業が発達していたインド産である可能性が出てくる。
特に模倣しや
すい単純な器形のガラス製品はその起源について考15

東京工業高等専門学校研究報告書

いた一群の中に、
地中海起源と考えられるガラス容器
を複数点確認することができた。

（第 49 号）

製品とササン朝のそれとを峻別することは困難である。そのため、現時点ではこの球根形ウンゲンタリウ
ムは、ローマ帝国領内で生産されたものである可能性もあり、その場合、本資料の年代はその上限が紀元前１世紀となる。

図３ 紡錘形（左），球根形（右）（Anderson-Stojanovic, V. R. 1987 より一部改変）
４－１．球根形ウンゲンタリウムについて
ウンゲンタリウム（Unguentarium）は、主に香油瓶として使用されていた小型容器である。
ヘレニズム
時代からローマ時代にかけて使用されていた非常にポピュラーな香油瓶であり、パレスチナからスペイン
にわたる地中海世界一帯に広く分布していた。
この器種はヘレニズム時代からローマ時代へ移行する時期に、材質と器形の面で大きな変化が起きたことがこれまでの研究によって明らかにされている（Anderson 1987）。材質は，ヘレニズム時代からローマ時代初期にかけて土製が中心であったのに対し、ローマ時代初期以降になると、ガラス工芸技術の向上に伴い、ガラス製が中心となる。その器形は図３に示すように２つのグループに大別されており、
ヘレニズ
ム時代には紡錘形が、ローマ時代には球根形がそれぞれ主流となる。今回、マンタイ遺跡から出土が確認されたのは、主にローマ時代に生産された球根形ウンゲ
ンタリウムである。
この型式のウンゲンタリウムが一般的に用いられるようになるのは前１世紀～後３世紀の間であり、
吹きガラスというガラスの成型技術を用いることで容易に製作することができたため、
前１
世紀以降、地中海一帯に瞬く間に広まっていった。
図４はマンタイから出土した球根形ウンゲンタリ
ウムとそれに類似するいくつかの事例をまとめたものである。完全な形で出土したものはこの 1 点だけだが、遺跡からは同様のものと見られる複数のガラス片が出土している。報告書の中では、その起源を中東地域に求めるとともに、年代については紀元後 8 世紀以前としている。これは、おそらくササン朝ペルシアの製品として解釈したものと考えられるが、ササン
朝ペルシアはローマガラスの製品を模倣することで急激にその高度な技術を吸収し発展したと考えられており、その形状からだけでは、ローマ帝国のガラス

図４ 球根形ウンゲンタリウム
1.～2.トラレス遺跡（後 1 世紀中頃）3.マンタイ遺跡
４－２．ドーム状口縁付ウンゲンタリウムについて研究者間で Domed-Mouth Unguentarium と呼ばれている型式である。その名の通り、この型式の最大の特徴は、口縁部が内側に大きく張り出す形で内湾し、ドーム型になっている点である。このように口縁部を成型することで、内容物を取り出す際に、一度、内湾する溝に内容物が留まりやすくなることから、こぼれにくい形状となっている。この特徴を有する土製のウンゲンタリウムは、前 3 世紀中頃から前 1 世紀中頃まで比較的長期間にわたって出現している。この型式の存在を最初に指摘した J.W.ヘイ
ズ(Hayes)は、その起源をパフォス（Paphos）遺跡を中心としたキプロス島である可能性が高いとしたが、その後の調査・研究により、他の地域からの出土事例が増えたことで、必ずしもキプロス島が起源であるとは言えなくなってきている。また、近年の研究では、クニドス（Knidos）遺跡とその周辺から多くの資料が出土していることから、クニドス遺跡の位置するカリア地方が起源である可能性が指摘されている（Dotterweich 1999）。この特徴的なドー
ム状口縁部は紀元前１世紀以降になると、土製やガ

16

鈴木：スリランカのヘレニズム・ローマ文化に関する考古学的研究

図５ ドーム状口縁付ウンゲンタリウム ※1.～5．はいずれも小アジアの遺跡から出土した土製品
1.～3．ダルダノス墳墓（前 3-1 世紀）,4.～5.ジュリオポリス遺跡（後 1-3 世紀）,6.～10．マンタイ遺跡
ラス製の球根形ウンゲンタリウムにも見られるようになり、小アジアやエジプトを中心に紀元後２～３世紀の遺跡からも多数出土している。
マンタイからは口縁部の破片が複数確認されている（図５）。胴部は欠損してしまっているが、頸部から胴部にかけての曲線から推察すると、いずれも球根形のウンゲンタリウムの一部であると考えられる。
先
述したように、ガラス製ウンゲンタリウムが地中海世
界において出現するのは遅くとも紀元前１世紀の中頃以降であること、
小アジア周辺で特徴的に見られたドーム状口縁付ウンゲンタリウムは紀元後２～３世
紀までは地中海各地でみられることから、
マンタイ出土のこれらの口縁部をもったガラス製品は、
前１世紀
中頃～紀元後 3 世紀に地中海世界からもたらされた搬入品である可能性が高いと言える。

ある可能性が高いと言える。特にドーム状の口縁を有するウンゲンタリウムは、インド洋交易の西の玄関口であったとされるローマ時代のエジプトの遺跡からも多数出土が確認されていることから、その時代に西方からもたらされた可能性が高い。また、その内容物については、特徴的な口縁部の形状から、粘性が弱い液体であることが分かる。粘性が弱い液体で、容量の少ない貴重なガラス容器に入れられていた物とは何か。その答えをエリュトゥラー海案内記の第 49 節の中に見出すことができる。先述したバリュガザへの輸入品の一覧の中に、加工用ガラスと並んで王への献上品として精選香油が挙げられている。貴重な香油を入れるための容器は、器そのものの美しさと保存性を兼ね備えたガラス製容器であった可能性が極めて高い。つまり、東地中海から遠く離れたインド洋沿岸地域においても、香油を入れるという同様の目的のためにこれらのガラス容器が使用されていたと考えることができるのである。

５．考察
マンタイの報告書によると、
遺跡から出土したガラ
ス製品及びその破片の実に 97%は７世紀以降のものであり、７世紀以前のものは僅かに 3%に過ぎない。
エリュトゥラー海案内記の記述にもあったように、
当時、
南インドにおいて西方のガラス製品は交易品として流通しており、高価な舶来品であった。
そのような中で、マンタイから出土した球根形ウンゲンタリウムやドーム状口縁付ウンゲンタリウム
は紀元前後に西方からもたらされた舶来品の一例で６．結論と課題
本稿では、
マンタイ遺跡出土のガラス製品に注目し、その起源を東地中海一帯で出土しているウンゲンタ
リウムという小型の香油瓶に求めた。
そこから導き出された年代は、
紀元後７世紀以前という報告書の中で提示された漠然としたものではなく、紀元前１世紀〜
紀元後３世紀というより具体的なものであった。
しか17

東京工業高等専門学校研究報告書しながら、本稿で筆者が提唱した年代及び起源はあくまでも、小アジアとスリランカという点と点を結んだ
ものに過ぎず、現時点では試論の域を出ていない。
しかしながら、
それまでのスリランカにおけるヘレニ
ズム・ローマ時代の考古資料に関する研究のほとんどが、貨幣を対象としたものであった現状を鑑みれば本研究での試みは十分に意義のあるものだと言えるだろう。
今後の課題は、大きく３つある。１つは点と点を結ぶのではなく、如何に面的な広がりの中でスリランカ
から出土した遺物と地中海世界のそれとの比較考察を行うことができるかという点である。
そのためには、
今後、小アジアとスリランカの間に位置し、インド洋交易の中で西方への玄関口であったエジプトや多くのローマ時代の遺物が出土している南インドの資料の集成を進めていく必要がある。もう１つは、点と点の直接の結びつきを明らかにするために、理化学的な手法を用いてガラス製品の成分分析を行い、その起源を明らかにするという点である。そして 3 つ目は、加工用ガラスを用いたバリュガザ、ムージリス、ネルキ
ュンダなどの南インドで生産されたのガラス製品が西方世界の影響をどの程度受けていたのかを検証し、スリランカから出土するガラス製ウンゲンタリウム
が地中海方面からの搬入品なのか、それとも現地における模倣品なのかという点について明らかにしていく必要があるという点である。特に課題２・３については理化学的な分析が必要不可欠であることから、
今
後、関連諸学との学際的な研究について検討していく
所存である。

参考文献
1) 浅香正 2001 「ローマ世界と東方交易」『ローマと地中海世界の展開』晃洋書房、2-26 項。
2) 蔀勇造 訳註 2016 『エリュトゥラー海案内記１』
平凡社。
3) 蔀勇造 訳註 2016 『エリュトゥラー海案内記２』
平凡社。
4) ウィーラー、M.（糸賀昌男訳）1957『大ローマ帝
国の膨張』みすず書房。

（第 49 号）

6) Arunraj, T. 2015 Role of satellite sites for thegrowth of Arikamedu as Indo-Roman trading
station. Delhi: Agam Kala Prakashan.

7) Carswell, John, S. U. Deraniyagala, and Alan H.
Graham. 2013 Mantai : city by the sea.
Archaeological Department of Sri Lanka Aichwald,
Germany: Linden Soft Verlag,8) Coningham,R. 2006 Anuradhapura,vol.2 :The
Artefacts(BAR International Series)1,Oxford:
Archaeopress.
9) Coningham,R. et al. 2017 “Reconstructing
Networks of Trade and Exchange in the Indian
Ocean during the Early Historic Period:Case
Studies from Anuradhapura(Sri Lanka) ,” in K.S.
Mathew (ed.), Imperial Rome, Indian Ocean

regions and Muziris : new perspectives on maritime
trade. London: Routledge, 31-52.
10) Dotterweich,U. 1999 Unguentarien mit
kuppelförmiger Muündung aus Knidos. Knidos-

Studien Band I (1999).
11) Muthucumarana, R., Gaur A.S., Chandraratne
W.M., Manders M., Ramlingeswara Rao B., Ravi
Bhushan & Khedekar V.D. and Dayananda A.M.A.
2014, “An early historic assemblage offshore of
Godawaya, Sri Lanka: Evidence for early regionalseafaring in South Asia”, Journal of Maritime
Archaeology9(1), 41-58.
12) Somasiri D.2007 “Maritime Archaeology in Srilanka” History and Archaeology Of Sri Lanka
Volume II: The Art And Archaelogy Of Sri Lanka I,
Central Cultural Fund, Miniatry of Cultural Affairs,
Colombo.
13) Walburg, R. 2008 Coins and tokens fromancient Ceylon: Being a critical survey of the coinsand coin-like objects unearthed on the island basedon a thoroughly annotated catalogue of finds, andsupplemented by an analytical part dealing with
the island's ancient economy and its trade with thewestern world,Reichert Verlag.

（平成 30 年 1 月 12 日 受理）

5) Anderson-Stojanovic, V. R. 1987 “The

Chronology and Function of Ceramic
Unguentaria”, American Journal of Archaeology,
91, 105-122.

18

東京工業高等専門学校研究報告書

第 49 号，2017

熱負荷を受ける単純重ね合わせ接着継手の力学特性
志村 穣＊，池滝健一＊＊，後藤隆生＊＊＊，黒﨑 茂＊＊＊＊Mechanical Properties for Adhesively Bonded Single-lap Joints Subjected to Thermal Loadings
Jyo SHIMURA＊, Kenichi IKETAKI＊＊, Takao GOTO＊＊＊, Shigeru KUROSAKI＊＊＊＊
In this study, we have tried to research the mechanical properties of the adhesively bonded single-lap joints subjected tothermal loads. Adherend materials for the case of similar and dissimilar joints are composed of stainless steel SUS304 only,
aluminum alloy A6063 and SUS304, respectively. To figure out deformation and stress distribution of the joints, thermal
stress analyses using FEM were performed. Furthermore, the effects of lap length, adhesive thickness on the mechanicalproperties of the joints were investigated by the simulation. In addition, experiments using strain gauges for strain
distribution and temperature measurement of the joints were carried out to confirm the validity of the analytical results. As
a numerical result, it was suggested that the stress concentrations occurred at the edges in the adhesive layer of the dissimilar
joint. It was also indicated that the stress concentrations at the edges increased as the lap length increased. Moreover, it was
expected that the stress distribution at the adhesive layer became homogeneous as the adhesive thickness increased.
(Keywords: Adhesively Single-lap Joint, Thermal Stress, Stress Distribution, FEM)
1. 緒言での使用を想定した設計思想が必須と言える．

現在主流の接合方法としてねじ締結や溶接などが挙げられるが，これらを接着接合に置き換えることしたがって，本研究では強度特性に優れる波型重で軽量化を初めとした更なる利点が得られるものとね合わせ接着継手の熱負荷時における力学特性を解期待されている．近年では自動車ボディのマルチマ明するために，まず，比較対象となる単純重ね合わ

テリアル化

において接着接合が重要な役割を果た

せ接着継手の応力および変形状態を熱応力解析によしており，今後益々その需要が高まるものと予想さり調査することを目的とする．また，被着体材料のれる．接着接合の適用拡大には，接合強度の向上や組み合わせが継手の力学特性に及ぼす影響を検討す

信頼性確保が必須であるが，未だそれらの問題点をるとともに，解析結果の妥当性を検証するためにひ孕んだまま導入され，かつ二次構造に対する適用がずみゲージを用いたひずみ分布測定実験を実施した．

1)

限界，というのが現状である．
このような背景から本研究室では，接着接合強度

2. 実験方法の向上を目的に，優れた力学状態となる接合部形状

2.1 継手形状および継手構成材料を模索している．なかでも，接合面が曲面と平滑面

本研究で取り扱う接着接合体の形状は，最も一般から成る“波型重ね合わせ接着継手”は，一般的な的である単純重ね合わせ接着継手とした．主要寸法

継手形態である単純重ね合わせ接着継手よりも顕著

は 日 本 工 業 規 格 8) を 参 考 に ， 重 ね 合 わ せ 長 さな強度の向上が確認されている 2-7)．

12.5[mm]，接着層厚さ 0.1[mm]，試験片の幅 25[mm]

接着継手に限らず，各種の機械要素や機械構造物

および板厚 3[mm]にそれぞれ設定した．被着体材料

は様々な環境負荷に対する耐久性を備え，所定の性にはアルミニウム合金 A6063(以後，A6063 と記載す

能を発揮しなければならない．しかし近年では，世る)およびステンレス鋼 SUS304(以降，SUS304 と呼界各地で気温上昇が顕著となっており，それらの使称する)を使用し，被着体が同種および異種材料の場

用温度域が上昇していることは想像に難くない．こ合を対象とすることで，線膨張係数の差異が継手のれまでとは異なる温度環境下，特に，高温度環境下

力学特性に及ぼす影響を検討する．併せて，重ね合わせ長さや接着層厚さ等の継手の寸法変更と力学特性との関係を調査する．接着剤はスリーボンド製一液性エポキシ配合樹脂 TB2222P を使用する．Fig.1 に本研究で対象とする単純重ね合わせ継手の形状およUpper adherend

び寸法を示す．なお，継手名称は“下側被着体材料
Lower adherend

名/上側被着体材料名 joint”として“SUS304/A6063

Fig.1 Dimension and geometry of adhesively single-lap joint

joint”のように呼称する．
＊機械工学科 ＊＊機械工学科卒業生(現，豊橋技術科学大学学部生) ＊＊＊株式会社スリーボンド ＊＊＊＊東京高専名誉教授
19東京工業高等専門学校研究報告書（第 49 号）

y

2.2 接着継手試験片の製作
Upper
Adherend

まず，被着体接合面をサンドペーパー(#80, 100)にxより研磨しつつ，算術平均粗さ Ra を小形表面粗さ

Lower
AdherendzoAdhesive layer

測定器(ミツトヨ製サーフテスト SJ-210)で測定し，Fig.4 An example mesh divisions used in FEM

2.0±0.3[μm]に収まることを確認する．次いで，超音Table 1 Thermal constants for each materials

波洗浄器にて 10 分間の超音波洗浄およびアセトン
による脱脂・洗浄を行い，一液性加熱硬化型エポキ
シ樹脂(スリーボンド製 TB2222P)を両被着体の接合面に塗布し重ね合わせて接着する．この際に接着層
厚さを 0.1[mm]とするために，Fig.2 のように，専用
治具と万力を用いて試験片を固定する．最後に，定3. 解析方法

温乾燥器(ヤマト科学社製 DVS402)により 1 時間加

3.1 有限要素モデルおよび境界条件

熱することで，接着継手試験片が完成する．

2.1 節で言及した継手を解析対象とし，熱負荷時の力学状態を熱応力解析により調査する．解析ソフト

2.3 ひずみ分布測定実験

ウェアは Femap with NX Nastran ver.11.1.2 を使用し，本実験は継手の熱負荷時のひずみ分布測定を行い，熱伝導解析と線形静解析を連成させた熱応力解析を解析結果の妥当性を検証するものである．Fig.3(a)に実施する．座標系は継手幅方向を x 軸，厚さ方向を示すように，接着継手試験片の重ね合わせ部側面にy 軸，長手方向を z 軸としている．FEM モデルは六

高温用ひずみゲージ(共和電業製 KFR-02-120-C1)を面体要素を用いて作成し，接着層と両被着体との境

10 枚，被着体上面および下面に温度センサ付ひずみ

界は互いの節点を共有し，各領域の要素毎に材料定ゲージ(共和電業製 KFGT-2-120-C1)を 8 枚貼付した数を設定することで接着継手をモデル化した．Fig.4

接着継手試験片を定温乾燥器(ヤマト科学社製に継手の要素分割の一例を示す．

DVS402)内に入れ，任意温度まで上昇させた際のひずみおよび温度をデータロガー(東京測器研究所製

3.2 定常熱伝導解析

TDS-530)により測定，記録する．Fig.3(b)は熱ひずみ

単純重ね合わせ接着継手が一様な高温の雰囲気温測定の実際の様子である．なお，本実験での接着継度の定温乾燥器内に置かれた状態を想定し，定常熱

手試験片は，ひずみゲージの寸法およびその貼付箇

伝導解析を行う．FEM モデルの表層サーフェスには所を鑑み，重ね合わせ長さを 25[mm]とした．

荷重条件として対流条件を設定し，その熱伝達率は
10[W/m2K]とした．また，初期条件として解析モデルの全節点に 24[℃]の温度情報を与えた．Table 1 に本解析に用いた熱的特性値 9, 10)を示す．

Vice
Joint
specimen

Jig

3.3 熱応力解析
前節の定常熱伝導解析より得られた継手の温度分
布を熱的負荷条件とし，これを線形静解析に読み込
むことで熱応力解析が可能となる．本解析ではモデFig.2 Fabrication of joint specimen

Upper adherend
Strain gauge
with thermocouple

ルの剛体変位の抑制が必須である．そのため，下側Strain gauge with thermocouple
Strain gauges
for high temperature

被着体下面重ね合わせ部の中心にある節点を完全拘束し，その接点から z 軸方向に隣接する節点の x 軸

Lower adherend

方向の並進運動を拘束した．さらに，上側被着体上(a) Schematically illustration of each glued strain gauge

面の重ね合わせ部の中心にある節点について，x, y 軸方向の並進運動をそれぞれ拘束した．これらの拘束
条件は継手の変形が妨げられないように留意している．また，本解析では Table 2 に示す材料特性値 10-12)を用いた．なお，一液性加熱硬化型エポキシ樹脂
TB2222P の縦弾性係数は動的粘弾性測定結果 10)の貯(b) Actual situation of strain measurement experiment

蔵弾性率から読み取った値を用いている．

Fig.3 Apparatus for measuring of heat strain20

志村，池滝，後藤，黒﨑：熱負荷を受ける単純重ね合わせ接着継手の力学特性25)以外の領域でほぼ横這いであるが，重ね合わせ部

Table 2 Material properties for each materials

ではひずみ値の増減が見られる．ひずみ測定と同時に熱電対による温度測定を実施した．その結果が〇プ ロ ッ ト で あ る が ， 定 温乾 燥 器 内 の 雰 囲 気 温 度
80[℃]に設定対し，継手表面温度がほぼ 80[℃]になっていることが確認できる．
Fig.5(b)は重ね合わせ部側面の接着層付近のひずみ分布である．縦軸，横軸は Fig.5(a)と同様である．
◇プロットがひずみの測定値を，実線が解析ひずみをそれぞれ示すが，測定値のプロットは継手試験片
3 本に対し各 3 回測定した結果の算術平均値である．
この図から，重ね合わせ部においても A6063 側のひずみの方が大きい値を生じていることがわかる．
以上より，実験結果と解析結果によるひずみ分布比較から，両者の数値および分布は近しいものとなっており，本解析結果は妥当性を有するものと考えられる．

(a) Strain and temperature on adherend

4.2 継手の応力および変形状態
雰囲気温度 80[℃]の熱的負荷を，被着体が同種材料で構成される SUS304/SUS304 joint に与えた場合のミーゼス応力 σm と変形のコンター表示を Fig.6(a)に示す．紫色が低応力領域で最小 0[MPa]，赤色が高応力領域で最大 0.15[MPa]を意味する．変形は実変形
量の 50 倍の拡大表示としている．両被着体のほぼ全域で応力は生じていないが，重ね合わせ部では応力(b) Strain on side of lap part

変動が顕著となっている．特に，接着層近傍で最大Fig.5 Comparison of strain εz distribution
between analytical result and experimental one

応力値を示している．継手の変形は僅かであり，こSUS304

4. 結果および考察
4.1 ひずみ分布測定実験結果と解析結果との比較
ここではまず，任意温度下における接着継手のひずみ分布測定実験結果と熱応力解析により得られた
ひずみ分布とを比較し，解析結果の妥当性を評価す
る．対象とする継手は SUS304/A6063 joint とし，ひSUS304

ずみ値の測定箇所およびそれらに対応した解析ひず(a) SUS304/SUS304 joint

みの抽出箇所は Fig.3(a)に示すとおりである．
Fig.5(a)は雰囲気温度 80[℃]における両被着体のひA6063

ずみおよび温度分布を示す．縦軸第一軸は継手長手方向の垂直ひずみ εz [µstrain]，縦軸第二軸は温度[℃]，
横軸は継手長手方向の位置 z [mm]である．△および〇のプロットがひずみおよび温度の測定値を，実線が解析ひずみ値をそれぞれ示す．ここで，測定値のSUS304

プロットは継手試験片 2 本に対し各 3 回測定した結果の算術平均値である．Fig.5(a)によると，ひずみ値(b) SUS304/A6063 joint

は A6063 側被着体の方が大きく生じている．また，Fig.6 Contour indication of Mises stress σmand deformation for whole joint

左右の被着体のひずみ分布は重ね合わせ部(z=0～21東京工業高等専門学校研究報告書（第 49 号）

20

Mises stress σm [MPa]SUS304
SUS304(a) SUS304/SUS304 joint
SUS304

SUS304/SUS304 joint
SUS304/A6063 joint

15
10
5
0

A6063

0.0

2.5

5.0

7.5

10.0

12.5

Position z [mm]Fig.8 Mises stress σm distribution at the adhesive layer for each joint(b) SUS304/A6063 joint

20

Mises stress σm [MPa]Fig.7 Contour indication from side viewof Mises stress σm and deformation at boded partの図からは確認することができない．
Fig.6(b)は被着体が異種材料である SUS304/A6063
joint の雰囲気温度 80[℃]におけるミーゼス応力 σm と変形のコンター表示である．この図では，紫色が低応力領域で最小 0[MPa]，赤色が高応力領域で最大15[MPa]を示す．前述同様，変形は実変形量の 50 倍

lap length 6.25[mm]lap length 12.50[mm]lap length 25.00[mm]

15
10
5
0
0.0

としている．前述の SUS304/SUS304 joint に比べて，

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Ratio of position z to lap length [-]重ね合わせ部上面にも高応力領域(赤色)が見られ，

Fig.9 Mises stress σm distribution at the adhesive layer for each lap length

応力状態が極めて異なることがわかる．また，継手

20

Mises stress σm [MPa]全体の形状は重ね合わせ部を中心に湾曲し，下に凸の変形状態となっている．SUS304/A6063 joint では
両被着体の線膨張係数差により変形量に差異が生じるため，これが他方の被着体の変位を拘束することになり，結果として熱応力が生じやすい状態になると考えられる．
Fig.7 は Fig.6 のコンター表示における重ね合わせ部付近を横から眺めたものである． 色合いで示され

15
10
5
0

た応力レベルは Fig.6 と同様である．両継手いずれ

0.0

2.5

5.0

7.5

10.0

12.5

Position z [mm]も接着層近傍において高応力領域が見受けられる．

Fig.10 Mises stress σm distribution at the adhesive layer for its thickness

Fig.7(a)の SUS304/SUS304 joint の応力状態はほぼ点対称分布であるが，Fig.7(b)の SUS304/A6063 joint の応力として，はく離応力およびせん断応力を用いる

場合は SUS304 側被着体接着層近傍で高応力領域がことが一般的であるが，ここではミーゼス応力 σm を生じている．これは SUS304 被着体の縦弾性係数が用いることとする．

A6063 より大きいため，同一の温度変化であれば熱Fig.8 は継手重ね合わせ部側面(x=0)の接着層中央

応力が大きく算出されることに起因する．また，形状変化に着目すると，SUS304/SUS304 joint の場合はにおけるミーゼス応力𝜎𝜎𝑚𝑚 分布である．いずれも接着

上下被着体の位置関係が平行を保持しつつ膨張する

囲気温度 80[℃]の際の結果である．縦軸にミーゼス

が，SUS304/A6063 joint では両被着体の線膨張係数

応力 σm[MPa]，横軸に重ね合わせ部の位置 z [mm]を差により，長手方向および幅方向に対して下に凸のそれぞれ採っている．両被着体が同種材料である

変形状態になることが示唆された．

SUS304/SUS304 joint では応力分布が全域にわたり

層厚さ 0.1[mm]，重ね合わせ長さ 12.5[mm]および雰

ほぼ一様であるが，異種材料被着体の SUS304/A6063
4.3 接着層の応力分布

joint では接着層両端部に近づくにつれ応力が増加す

接着継手の力学特性の評価において，接着層の応る分布を呈している．Fig.7(b)の SUS304/A6063 joint

力分布を検討することが重要である．その際の評価のコンター表示より，重ね合わせ部での顕著な応力22志村，池滝，後藤，黒﨑：熱負荷を受ける単純重ね合わせ接着継手の力学特性変動が示唆されたが，接着層内においても同様に

謝辞

SUS304/A6063 joint の方が厳しい応力状態にあると実験に御協力いただいた株式会社ホクヨーの竹田

言える．

信介氏に，ここに記して謝意を表する．

4.3.1 重ね合わせ長さが応力分布に及ぼす影響

参考文献

SUS304/A6063 joint の接着層厚さを 0.1[mm]で固1) 日刊工業新聞社, 工業材料 特集 自動車の軽量

定 し つ つ ，重 ね 合わ せ 長さ を 6.25, 12.50,お よび

化とマルチマテリアル技術の進展 (2017), No.12,

25.00[mm]に変化させた場合のミーゼス応力 σm 分布Vol.65.

を Fig.9 に示す．雰囲気温度は 80[℃]である．縦軸は

2) 前川ら,“重ね合わせ接着継手の継手形状の最適

ミーゼス応力 σm[MPa]，横軸は重ね合わせ部の位置 z

化に関する研究”，日本機械学会関東支部第 18 期を重ね合わせ長さで除した無次元量である．いずれ

総会講演会講演論文集 (2012), pp.575-576.

の場合も接着層両端部(x=0, 1.0)で最大応力値を示す

3) 志村ら,“曲げモーメントを受ける各種重ね合わ分布であるが，重ね合わせ長さが大きくなるにつれ，せ接着継手の強度特性”，日本機械学会関東支部

その最大値が増加することがわかる．これは重ね合第 19 期総会講演会講演論文集 (2013), pp.195-196.

わせ長さが大きいほど，線膨張係数差の影響を受け

4) コアら,“異種材料の被着体を有する波型重ね合る部分が増すためと考えられる．あるいは，重ね合

わせ接着接手の曲げ強度特性評価”，日本機械学

わせ部の剛性が高まり，変形が抑制される結果とし

会関東支部第 20 期総会講演会 CD-ROM 講演論て応力が増加するとも推察される．

文集 (2014), 20402.
5) 荘山ら,“引張せん断荷重下における異種材料波型重ね合わせ接着継手の強度特性評価”，日本機

4.3.2 接着層厚さが応力分布に及ぼす影響

械学会関東支部第 21 期総会講演会 CD-ROM 講

Fig.10 は SUS304/A6063 joint の接着層厚さを変えた際(0.05, 0.10, 0.20[mm])のミーゼス応力 σm 分布を演論文集 (2015), 20402.

示す．縦軸，横軸は Fig.8 と同様である．接着層厚さ6) 志村ら,“波型重ね合わせ接着継手の圧縮せん断

を大きくするほど，応力分布は均一化し，その数値

強度特性”，東京工業高等専門学校研究報告書も減少していることがわかる．この一因として，接(2010), Vol.48, pp.50-53.

着層から両被着体までの距離が短いほど，接着層が7) 伊原ら, “異種材料波型重ね合わせ接着継手の圧

両被着体の変形による影響を受けやすくなることが

縮せん断強度特性”，日本機械学会関東支部第 23挙げられる．

期 総 会 講 演 会 CD-ROM 講 演 論 文 集 (2017),
GS0202-03.
8) 日本規格協会，JIS ハンドブック 29 接着 (2004),

5. 結言
本研究では，熱負荷を受ける接着継手の力学状態

pp.194-196.
9) 日本機械学会, 伝熱工学資料 改訂第 5 版 (2009),

を熱応力解析により調査するとともに，重ね合わせ
長さ等の接着条件が応力分布に及ぼす影響を検討し

pp.284-288.

た．これまでに得られた知見を以下に記す．

10) 株式会社スリーボンド, 技術資料 スリーボンド(1) ひずみ分布に関する実験結果と解析結果との比2222P 半 田 耐 熱 性 一 液 性 エ ポ キ シ 配 合 樹 脂

較から，本解析手法の妥当性を確認した．

(2002), pp.1-3.

(2) 熱応力解析の結果，接着層およびその近傍にお11) 日本規格協会, (新版) 非鉄金属選択のポイント,

いて高応力領域となることが示唆された．

(2002), pp.47.

(3) 被着体が異種材料の場合，継手全体の変形およ12) 日本機械学会, 金属材料の弾性係数 (1980), pp.99.

び接着層応力分布の変動が顕著になると推察される．

（平成 30 年 1 月 12 日

(4) 重ね合わせ長さを大きくするほど，接着層応力分布の最大値が増加する．
(5) 接着層厚さを大きくするほど，接着層応力分布は均一化しつつその数値が減少する．

23

受理）

東京工業高等専門学校研究報告書

第 49 号, 2017

永久磁石モータの零速度駆動時の素子発熱集中緩和法に対するシミュレーション検証
綾野 秀樹＊,嶋本 椋太＊＊ ,松井 義弘＊Simulation Verification of the Alleviation Technique for Thermal Concentration
on Power Devices in Zero-speed Driving of PMSM
Hideki AYANO＊,Ryohta SHIMAMOTO＊＊,Yoshihiro MATSUI＊This paper verifies the effect of the alleviation technique, which is proposed by the authors, for the thermal
concentration on specific power devices by using thermal simulations. The feature of the proposed techniqueis that, in a three-level inverter driving a permanent magnet synchronous motor (PMSM), it is possible tochange the current path by using a zero-sequence voltage even under zero-speed and high torque condition.
The simulation is carried out under two conditions: In one case, the thermal conductivity on the surface of theheatsink is large, and in the other case, that is small. As a result, in the former case, the maximum temperatureof the power devices can be reduced by 15 ℃ compared with the conventional method, and it will be 108 ℃.
In the latter, it can be reduced by 67 ℃ compared with the conventional method and it will be 98 ℃. It canbe expected that the maximum temperature of the actual power devices will be intermediate between the two
conditions in the experiment.
（Keywords: zero-sequence voltage, three-level inverter, thermal concentration, zero-speed, PMSM）る手法を提案している 3)。近年では 3 レベルインバー
1. 諸言
近年，地球温暖化の防止などの環境問題に対応する タ用のモジュール素子が販売され，3 レベルインバー
ために，家電製品や産業機器の省エネルギー化が求め タの実装が容易になってきている。提案法では，零相られている。その一例として，高効率駆動が可能であ 電圧を利用して電流経路を変化させ，これまで解決でる永久磁石モータの利用範囲が拡大している。一般的 きなかった素子損失の均一化を図る。
本論文では，シミュレーションにより熱回路モデル
な永久磁石モータは，回転子が永久磁石であり二次銅損が発生しないため高効率である。また，ネオジム磁 から 3 レベルインバータの各素子の温度を算出する。
石など強力な永久磁石を使用することで，同じ出力の さらに，永久磁石モータの零速度・高トルク駆動時の誘導機よりも小型化できる。このため，永久磁石モー 提案手法の効果を素子温度の観点で評価する。
タは，冷蔵庫，エアコン室外機掃除機などの家電製品
から電気自動車，
エレベータなどの産業用電動機まで， ２．提案方式の原理
幅広い分野で使用されている。近年では，東京メトロ ２．１ システム構成
銀座線など鉄道にも永久磁石モータが使用されており， Fig. 1 に，提案方式のシステム構成図を示す。提案
方式では，3 レベルインバータを使用する。3 レベルイ
新幹線でも試験運転がなされている 1)。
一方，電気自動車の坂道発進時，エレベータの始動・ ンバータは各相 4 個ずつのスイッチ素子と還流ダイオ
停止時，鉄道の後退起動などの零速度で高トルクが要 ードで構成される。3 レベルインバータは，一般的な 2
求される条件では，永久磁石モータには直流の大電流 レベルインバータと比較して，部品数が多くなり制御が流れる。この場合には，インバータの特定の素子に が複雑になるが，相電圧が 3 段階で出力されるため出損失が集中し，発熱が偏る課題があり，素子寿命の低 力電圧・出力電流のひずみを低減できる。インバータ
下や冷却装置の大型化の恐れがある 2)。この課題は変 の出力には永久磁石モータ(PM モータ)を接続する。本
換器として一般的に使用される 2 レベルインバータで 評価では，20 kW 相当の永久磁石モータを定格負荷では解決できない課題である。筆者らは，新幹線などの 駆動するモデルとする。また，インバータの直流側は大容量機器で使用される 3 レベルインバータにおいて， 720 V としており，中性点を接地する構成とする。
制御回路では，一般的なベクトル制御により導出した電圧指令値に対して，零相電圧 Vz を与える。この零速度・高トルクの場合に電圧指令値に零相電圧を重畳する制御法により，特定素子での損失集中を緩和す*電気工学科 **2016 年度電気工学科卒業生(現 首都大学東京)
24

東京工業高等専門学校研究報告書

3レベルインバータ主回路

𝑆𝑆𝑢𝑢1

360V

𝑆𝑆𝑢𝑢2

𝐷𝑢𝑢𝑝

𝑆𝑆𝑢𝑢3

𝐷𝑢𝑢𝑛

360V

制御回路

𝑆𝑆𝑢𝑢4

𝐷𝑢𝑢1
𝐷𝑢𝑢2
𝐷𝑢𝑢3
𝐷𝑢𝑢4

電圧指令値
𝑣𝑣𝑢𝑢∗ , 𝑣𝑣𝑣𝑣∗ , 𝑣𝑣𝑤𝑤∗

𝑆𝑆𝑣𝑣1

𝑆𝑆𝑣𝑣2

𝐷𝑣𝑣𝑝

𝑆𝑆𝑣𝑣3

𝐷𝑣𝑣𝑛

𝑆𝑆𝑣𝑣4

𝐷𝑣𝑣1
𝐷𝑣𝑣2
𝐷𝑣𝑣3
𝐷𝑣𝑣4

𝑆𝑆𝑤𝑤1

𝑆𝑆𝑤𝑤2

𝐷𝑤𝑤𝑝

𝑆𝑆𝑤𝑤3

𝐷𝑤𝑤𝑛
𝑆𝑆𝑤𝑤4

＋
切替え
(時間割合変化)Vz—Vz（第 49 号）

Career 1
𝐷𝑤𝑤1

𝐷𝑤𝑤2 𝒗𝒖 20 kW
𝐷𝑤𝑤3
𝐷𝑤𝑤4

𝒗𝒗
𝒗𝒘 PM

𝒗∗𝒖𝒓𝒆𝒇𝒗∗𝒗𝒓𝒆𝒇𝒗∗𝒘𝒓𝒆𝒇

負荷

Career 2(a) v z = 0
ゲート信号𝒗∗𝒖𝒓𝒆𝒇𝒗∗𝒗𝒓𝒆𝒇𝒗∗𝒘𝒓𝒆𝒇

キャリア
比較器
10kHz

零相電圧

Career 1

Fig. 1 System configuration.
Career 2(b) v z >> 0
Career 1

Vz について，時間割合を変えて正負に切り替える点
が提案手法の特徴である。なお，本評価では Vz を 300
V としている。また，制御回路では，Vz を加算した指令値に対して，キャリア周波数が 10 kHz の三角波搬送波と比較し，主回路の素子にゲート信号を与える。
Fig. 2 に，提案手法により Vz を重畳させた場合の電圧指令値の特性を示す。ここで，電圧指令値は，U相指令が最大となる磁極位置を仮定する。U 相に着目∗と三角波搬送波とのした場合，U 相電圧指令値𝑣𝑣𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝒗∗𝒖𝒓𝒆𝒇𝒗∗𝒗𝒓𝒆𝒇𝒗∗𝒘𝒓𝒆𝒇Career 2(c) v z << 0Fig. 2 Characteristics of the voltage
references when the zero-sequence
voltage is added.

関係から，(1)～(4)式に示す条件に従ってゲート信号を出力する。
∗
ON (𝑣𝑣𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢≥ 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶1)
𝑆𝑆𝑢𝑢1 のゲート信号＝�
(1)∗
OFF(𝑣𝑣𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢 < 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶1)

圧指令値𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣 ∗と W 相電圧指令値𝑣𝑣𝑤𝑤𝑤𝑤𝑤𝑤𝑤𝑤 ∗ が𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶2∗
ON (𝑣𝑣𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢≥ 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶2)
𝑆𝑆𝑢𝑢2 のゲート信号＝�
(2)∗
OFF(𝑣𝑣𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢 < 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶2)と比較される。U 相素子に着目すると，指令値がキャリアよりも大きい期間は𝑆𝑆𝑢𝑢1 はオン，𝑆𝑆𝑢𝑢3 はオフとな
り，指令値がキャリアよりも小さい期間は𝑆𝑆𝑢𝑢1はオフ，
𝑆𝑆𝑢𝑢3はオンとなる。また，𝑆𝑆𝑢𝑢2は常に導通し，𝑆𝑆𝑢𝑢4は導通しない。
Fig. 2 (b)より，十分に大きい正の Vz を重畳する
場合は，各相の電圧指令値は𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶1のみと比較される。この場合の U 相では，Fig. 2 (a)と比較して𝑆𝑆𝑢𝑢1の導通時間が増加し，𝑆𝑆𝑢𝑢3の導通時間は減少する。
また，𝑆𝑆𝑢𝑢2，𝑆𝑆𝑢𝑢4は変化しない。Fig. 2 (c)より，絶対値が十分に大きい負の Vz を重畳する場合は，各相の電圧指令値は𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶2のみと比較される。この場合の U 相では，𝑆𝑆𝑢𝑢1と𝑆𝑆𝑢𝑢3はスイッチングをせず，𝑆𝑆𝑢𝑢1は常にオフ，𝑆𝑆𝑢𝑢3は常にオンとなる。また，𝑆𝑆𝑢𝑢2と𝑆𝑆𝑢𝑢4は∗ON (𝑣𝑣𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢< 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶1)
𝑆𝑆𝑢𝑢3 のゲート信号＝�
(3)∗
OFF(𝑣𝑣𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢 ≥ 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶1)∗
ON (𝑣𝑣𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢< 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶2)
𝑆𝑆𝑢𝑢4 のゲート信号＝�
(4)∗
OFF(𝑣𝑣𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢≥ 𝐶𝐶𝐶𝐶𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟2)(1)～(4)式より，𝑆𝑆𝑢𝑢1と𝑆𝑆𝑢𝑢3，𝑆𝑆𝑢𝑢2と𝑆𝑆𝑢𝑢4はそれぞれ相補の関係にある。𝑆𝑆𝑢𝑢1，𝑆𝑆𝑢𝑢2がオン，𝑆𝑆𝑢𝑢3，𝑆𝑆𝑢𝑢4がオフの場
合，出力電圧𝑣𝑣𝑢𝑢 は 360 V となり，𝑆𝑆𝑢𝑢1，𝑆𝑆𝑢𝑢2がオフ，
𝑆𝑆𝑢𝑢3，𝑆𝑆𝑢𝑢4がオンの場合，𝑣𝑣𝑢𝑢 は-360 V となる。また，
𝑆𝑆𝑢𝑢1，𝑆𝑆𝑢𝑢4がオフ，𝑆𝑆𝑢𝑢2，𝑆𝑆𝑢𝑢3がオンの場合，𝑣𝑣𝑢𝑢 は0となる。V 相，W 相の場合も同様である。
Fig. 2(a)より，Vz が零の場合(従来方式の場合)は，
U 相電圧指令値𝑣𝑣𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢 ∗が𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶1と比較され，V 相電
25綾野，嶋本，松井：永久磁石モータの零速度駆動時の素子発熱集中緩和法に対するシミュレーション検証

𝑺𝒖𝟏 : ON

𝑬
𝟐

𝑬
𝟐

𝑺𝒖𝟏

𝑺𝒖𝟐
𝑺𝒖𝟑
𝑺𝒖𝟒

𝑺𝒖𝟏 : OFF
𝑺𝒗𝟏

𝑺𝒘𝟏

𝑺𝒗𝟐

𝒗𝒖
𝑺𝒗𝟑
𝑺𝒗𝟒

𝑬
𝟐

𝑺𝒘𝟐

𝒗𝒗

PM
𝑺𝒘𝟑

𝒗𝒘

𝑬
𝟐

𝑺𝒘𝟒

Fig. 3 Current paths under zero-speed condition(conventional method).

𝑺𝒖𝟏

𝑺𝒖𝟐
𝑺𝒖𝟑

𝑺𝒖𝟏 : ON

𝑺𝒖𝟏 : OFF
𝑺𝒗𝟏

𝑺𝒘𝟏

𝑺𝒘𝟐

𝑺𝒗𝟐

𝒗𝒖
𝑺𝒗𝟑

𝑺𝒖𝟒

𝒗𝒗

PM
𝑺𝒘𝟑

𝒗𝒘

𝑺𝒘𝟒

𝑺𝒗𝟒

Fig. 4 Current paths under zero-speed condition(vz = 300V).

スイッチングし，指令値が𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶2よりも大きい期
間は𝑆𝑆𝑢𝑢2はオン，𝑆𝑆𝑢𝑢4はオフとなり，指令値がキャリア
2 よりも小さい期間は𝑆𝑆𝑢𝑢2はオフ，𝑆𝑆𝑢𝑢4はオンとなる。
このように，3 レベルインバータでは，Vz を各相に重畳することで，駆動スイッチを切替えることができる。
２．２ 零速駆動時の電流経路と発熱集中緩和の原理
Fig. 1 のシステムにおいて，永久磁石モータが回転している場合，
インバータが出力する電流は三相交流となるため，転流に伴って電流経路が変化する。しかし，永久磁石モータが零速度の場合，インバータは直流電流を出力するため，電流経路は変化せず同じ状態を継続する。Fig. 3 に，従来(Vz ＝0 V)の 3 レベ
ルインバータにおいて U 相電流が最大となる場合の，零速時の電流経路を示す。実線，点線は，𝑆𝑆𝑢𝑢1がオンの場合とオフの場合それぞれの電流経路を示す。U 相に着目すると，𝑆𝑆𝑢𝑢1がスイッチングするため，スイッ
チング損失と導通損失が発生する。さらに，𝑆𝑆𝑢𝑢2は常に導通しており導通損失は最大となる。
永久磁石モー
タの零速度時は，回転に伴う転流が発生しないため，一定の電流状態が継続する。つまり，𝑆𝑆𝑢𝑢1と𝑆𝑆𝑢𝑢2に損失が集中する。このため，永久磁石モータの零速度状態
では特定の素子に発熱が偏り，素子寿命の低下や冷却装置の大型化をもたらす恐れがある。
Figs. 4，5 に𝑉𝑉𝑧𝑧 = +300 Vを重畳した場合， 𝑉𝑉𝑧𝑧 =−300 Vを重畳した場合の電流経路をそれぞれ示す。
回転子は U 相電流が最大となる位置と仮定している。
Fig. 5 より，𝑉𝑉𝑧𝑧 = −300 Vの条件で𝑆𝑆𝑢𝑢1がオフの場合，電流は𝑆𝑆𝑢𝑢2を流れなくなる。したがって，従来方式で
26

𝑬
𝟐

𝑬
𝟐

𝑺𝒖𝟏

𝑺𝒖𝟐
𝑺𝒖𝟑
𝑺𝒖𝟒

𝑺𝒖𝟐 : OFF𝑺𝒖𝟐 : ON
𝑺𝒗𝟏

𝑺𝒘𝟏

𝑺𝒘𝟐

𝑺𝒗𝟐

𝒗𝒖
𝑺𝒗𝟑
𝑺𝒗𝟒

𝒗𝒗

PM
𝑺𝒘𝟑

𝒗𝒘

𝑺𝒘𝟒

Fig. 5 Current paths under zero-speed condition(vz = －300V).
は大きかった𝑆𝑆𝑢𝑢2の損失を低減できる。Vz は特定の時間割合で正負を切り替え，電流経路を変化させる。これにより，損失が発生する素子を切り替えることがで
3)
きる 。
3．素子温度評価のための熱回路モデル
Fig. 6 に半導体素子とヒートシンクの簡略図を示す。半導体の故障要因の 1 つに，素子内部のワイヤとチップ間の接合部の温度上昇がある。
過電流が流れる
場合など接合部温度が規格値の範囲を超えた場合は，はんだが溶解したりワイヤが焼損することで故障する。また，接合部温度が規格値の範囲内であっても，温度の増減を繰り返すことで，経年的にワイヤとチップの膨張率の差による応力で接合面に亀裂が生じ，最東京工業高等専門学校研究報告書

放熱器表面

Table 1 Thermal resistances

素子接合部

接合部温度𝑇𝑇𝑗𝑗
ケース表面

要素

素子ケース

∆𝑇𝑇𝑠𝑠

∆𝑇𝑇𝑔𝑔

条件
IGBT部

グリス

接合・ケース間放熱器

熱抵抗(1/2モジュール)記号

熱抵抗[K/W]

R ths Q

0.19

R ths R

0.35

R thg

0.07

R thf

0.29

Diode部(1/2モジュール)∆𝑇𝑇𝑢𝑢

周囲温度𝑇𝑇𝑎𝑎

Fig. 6 Schematic of the power device and heat
sink.

𝑇𝑇𝑗𝑗

𝑃𝑃

（第 49 号）

ケース放熱器間

0.9W/(m・K)

熱抵抗

のグリス

放熱器熱抵抗2m/sの強制空冷∆𝑇𝑇＝𝑅𝑅𝑡𝑡ℎ × 𝑃𝑃

𝑅𝑅𝑡𝑡ℎ_𝑠𝑠∆𝑇𝑇𝑠𝑠

𝑅𝑅𝑡𝑡ℎ_𝑔𝑔∆𝑇𝑇𝑔𝑔

𝑅𝑅𝑡𝑡ℎ_𝑢𝑢

∆𝑇𝑇𝑢𝑢

(5)

したがって，素子損失を𝑃𝑃，素子接合部とケース間の熱抵抗を𝑅𝑅𝑡𝑡ℎ_𝑠𝑠 ，グリスの熱抵抗を𝑅𝑅𝑡𝑡ℎ_𝑔𝑔 ，放熱器の熱抵抗を𝑅𝑅𝑡𝑡ℎ_𝑓𝑓 ，周囲温度を𝑇𝑇𝑎𝑎 とすると，素子接合部の温度𝑇𝑇𝑗𝑗 は，それぞれの熱伝導体の温度差∆𝑇𝑇𝑠𝑠 ，∆𝑇𝑇𝑔𝑔 ，∆𝑇𝑇𝑓𝑓を用いて，(6)式で表される。

𝑇𝑇𝑗𝑗 = ∆𝑇𝑇𝑠𝑠 + ∆𝑇𝑇𝑔𝑔 + ∆𝑇𝑇𝑓𝑓 + 𝑇𝑇𝑎𝑎
𝑇𝑇𝑗𝑗 = 𝑅𝑅𝑡𝑡ℎ𝑠𝑠 × 𝑃𝑃 + 𝑅𝑅𝑡𝑡ℎ𝑔𝑔 × 𝑃𝑃
+ 𝑅𝑅𝑡𝑡ℎ_𝑓𝑓 × 𝑃𝑃 + 𝑇𝑇𝑎𝑎

(6)

𝑇𝑇𝑗𝑗 が大きい場合には，素子は故障する恐れがあるため，

𝑇𝑇𝑎𝑎 = 25℃

素子で発生する損失と周囲環境に応じて適切な熱設計が必要になる。

Fig. 7 Thermal circuit model per one phase.

4．素子温度のシミュレーション結果
本論文では，素子損失のシミュレーション結果 3)を使用し，熱回路モデルを適用することにより素子温度を評価する。評価条件は，Fig. 1 のシステムにおいて 3 レベルインバータに使用する IGBT と還流ダイオードは 1 ケースに 2 素子ずつ内蔵された IGBT モジュ
ール CM200DY-12NF(三菱電機製)を想定する。IGBT のターンオン時間とターンオフ時間をそれぞれ
0.12 µs，0.36 µsと仮定し，IGBT の損失としてスイッチング損失と導通損失を，ダイオードの損失として導通損失をシミュレーションにより計算する 3)。
Table 1 に，各要素の熱抵抗値を示す。素子温度は定常状態のみを考え，過渡熱抵抗および熱容量による影響は無視する。放熱器は P35/250A(Semikron 社製)を想定し，風速 2m/s のファンによる強制空冷を仮定して素子温度を評価する。
熱抵抗はデータシートの値を使用し，強制空冷により放熱器の熱抵抗は 0.62 倍になると仮定する。
Fig. 8 に，想定する 3 レベルインバータ主回路の終的に接合部が剥離して素子は故障する。
この温度の増減による繰り返し故障では，接合部での温度変化幅が大きいほど素子寿命は短くなる。一般的には，素子寿命を向上させるために素子にヒートシンクなどの放熱器を設置し，接合部の温度上昇を抑制する。さらに，素子損失により発生する熱を効率よく外部に伝達するために，
素子と放熱器の間にシリコングリスを塗布し，素子と放熱器を密着させる。この場合，シリコ
ングリスや放熱器などの熱伝導体の熱抵抗が小さいほど放熱性が向上する。
Fig. 7 に，Fig. 6 に対応する熱回路モデル図を示す。素子損失にあたる熱流源 𝑃𝑃[W] を電流源 𝐼𝐼[A]に，熱抵抗 𝑅𝑅𝑡𝑡ℎ [℃/W] を電気抵抗 𝑅𝑅[Ω] に，温度∆𝑇𝑇[℃] を電圧 𝑉𝑉[V] に置き換えることで，電気回路と同様の計算が適用可能となり，オームの法則 𝑉𝑉 =𝑅𝑅 × 𝐼𝐼 に対応して，(5)式が成立する。
27

綾野，嶋本，松井：永久磁石モータの零速度駆動時の素子発熱集中緩和法に対するシミュレーション検証

各素子の損失クランプダイオード
IGBT(CM200DY-12NF)

P Su1 P Su2 PSu1 PSu2 PSu3 P Su4 PSu3 P Su4 P Dup P Dun

空冷ファン

グリスの
熱抵抗
(0.07 K/W)

RD

RD

Rg

Rg

1相分の3レベルインバータ

RS

RS

RD

RD

RS

RS

RD

CM200DY-12NF
R S : IGBT熱抵抗

Rg(0.35 K/W)

放熱器の
熱抵抗
(0.29 K/W)

Rf

放熱器(PA35/250A)

ΔT ｇ

Rg

(0.19 K/W)

R D : Diode熱抵抗

RD

Δ Tｆ

ΔTｓ

𝑇𝑇𝑎𝑎 = 25℃

Fig. 9 Thermal circuit model per one phase inthree-level inverter (condition 1).

Fig. 8 Schematic of the main circuit of the threelevel inverter.

各素子の損失概略図を示す。
熱回路モデルでの温度評価は次の 2 つの条件で実施する。
・条件 1：放熱器表面の熱伝導率が十分に大きく，
各素子ケース間でも熱伝達が発生すると仮定。
・条件 2：各素子ケース間での伝達する熱流量が放熱量と比較して十分に小さく無視でき，各素子ケース間での熱伝達は無視できると仮定。
また，条件 2 において，放熱器の放熱面積は，損失が発生している素子ケースで分割するものとし，熱抵抗値は 3 倍になるものとする。
(条件 1 と条件 2 はともに限界値の条件であり，実機では条件 1 と条件2 の間の値となると考える。)
Fig. 9 に，条件 1 の 1 相分の熱回路モデル図を示す。放熱器表面の熱伝導率が十分に大きいため，すべての素子はグリスの熱抵抗を介して 1 つの放熱器に接続される。Fig. 10 に，条件 2 の 1 相分の熱回路モデル図を示す。各素子間の熱伝達は無視される
ため，素子はそれぞれ独立した放熱器に接続される。
Figs. 11，12 に，各条件において負の零相電圧を重畳する時間割合をパラメータとした場合の素子温度評価結果を示す。
負の零相電圧を重畳する時間割合
が 0 %の場合は常に𝑉𝑉0 = +300 Vが重畳され，100 %の場合は常に𝑉𝑉0 = −300 Vが重畳されることを意味する。なお本評価では，回転子は U 相電流が最大となる位置と仮定しており，Figs. 11，12 では，温度が低い素子は記載を省略している。Fig. 11 より，条件
1 では，負電圧の重畳時間割合が約 54 %の場合に最大素子温度が最小となり，約 108 ℃となる。この場
合，従来方式と比較して素子温度の最大値を約 15 ℃低減できる。Fig. 12 より，条件 2 では，負電圧の重P Su1 P Su2 PSu1 PSu2 PSu3 P Su4 PSu3 P Su4 P Dup P Dun

グリスの
熱抵抗
(0.07 K/W)
放熱器の熱抵抗
(0.87 K/W)

RD

RD

RS

RS

RD

RD

RS

Rg

Rg

Rg

CM200DY-12NF R

Rf

Rf

Rf

Rf

R S : IGBT熱抵抗(0.19 K/W)RS

R D : Diode熱抵抗(0.35 K/W)

𝑇𝑇𝑎𝑎 = 25℃

RD
g

RD

ΔT ｇ

ΔTｓ

Δ Tｆ

Fig. 10 Thermal circuit model per one phasein three-level inverter (condition 2).

畳時間割合が約 61 %の場合に最大素子温度が最小となり，約 98 ℃となる。この場合，従来方式と比較して素子温度の最大値を約 67℃低減できる。実機においては，各素子ケース間について，条件 1 と条件 2 の中間の結果になると予想できる。したがって，永久磁
石モータの零速度・高トルク状態の場合に提案手法を用いることで，大幅に素子温度上昇を抑制することが可能となり，冷却装置の小型・軽量化に貢献できると
考える。
５．まとめ
本論文では，熱回路モデルから 3 レベルインバー
タ各素子の温度を算出し，永久磁石モータの零速度・高トルク駆動時の提案手法の効果を素子温度の観点
でシミュレーション評価した。評価は，放熱器表面の熱伝導率が十分に大きいと仮定して，各素子ケース間でも熱伝達が発生する条件(条件 1)と各素子ケース間での伝達する熱流量が放熱量と比較して十分に小さく無視できる条件(条件 2)で実施した。条件 1，2 とも，最大素子温度を十分に低減できることを示した。
実機実験を実施した場合は，2 つの条件の中間の結果

28

東京工業高等専門学校研究報告書

3) 綾野秀樹，浅井亨太，松井義弘「永久磁石モータ

130

素子温度[℃]

115
110
105
100

𝑢𝑢1

𝑆𝑆𝑢𝑢2

の零速度運転時における素子発熱集中緩和法」，

従来方式 123℃

125 𝑆𝑆120

電気学会論文誌 D，Vol.136，No. 9，pp. 646-654
15℃減
𝐷𝑣𝑣1 , 𝐷𝑣𝑣2
𝐷𝑤𝑤1 , 𝐷𝑤𝑤2

108℃

𝐷𝑢𝑢1 , 𝐷𝑢𝑢2

90
0

20

40

60

(2016)

𝐷𝑢𝑢3 , 𝐷𝑢𝑢4
𝑆𝑆𝑣𝑣4
𝑆𝑆𝑣𝑣3
𝑆𝑆𝑢𝑢3 , 𝑆𝑆𝑢𝑢4
𝐷𝑣𝑣3 , 𝐷𝑣𝑣4

95

85

𝑆𝑆𝑤𝑤2 , 𝑆𝑆𝑤𝑤280（平成 29 年 8 月 18 日 受理）

100

負零相電圧 －300Vの重畳時間割合[%]

Fig. 11 Simulation results of the temperaturesof the power devices(condition 1).
180160

素子温度[℃]（第 49 号）

従来方式 165℃

𝑆𝑆𝑢𝑢1

140 𝐷𝑢𝑢1 , 𝐷𝑢𝑢2

67℃減

100

98℃

120

𝐷𝑣𝑣1 , 𝐷𝑣𝑣2
80 𝐷𝑤𝑤1 , 𝐷𝑤𝑤2

𝐷𝑢𝑢3 , 𝐷𝑢𝑢4
𝑆𝑆𝑢𝑢3 , 𝑆𝑆𝑢𝑢4

𝑆𝑆𝑣𝑣4
𝑆𝑆𝑣𝑣3
𝐷𝑣𝑣3 , 𝐷𝑣𝑣4

60 𝑆𝑆𝑤𝑤2 , 𝑆𝑆𝑤𝑤2

𝑆𝑆𝑢𝑢2

40
20

00

20

40

60

80

100

負零相電圧 －300Vの重畳時間割合[%]

Fig.12 Simulation results of thetemperatures of the power devices(condition 2).

になると予想できる。この結果から，永久磁石モータの零速度・高トルク状態の場合に提案手法を利用することで，大幅に素子温度上昇を抑制することが可能となり，冷却装置の小型・軽量化の見込みが得られた。
謝辞
本研究の一部は，2017 年度日本学術振興会 科学研
究費補助金基盤研究(C)「零相電圧の積極活用手法による電動機駆動用電力変換器の素子発熱低減技術に関する研究」，東京工業高等専門学校の平成 28 年度
重点配分経費の援助により行われた。
参考文献
1) 村上理，白石茂智，長谷部寿郎，「環境に配慮した
鉄道車両用主電動機」，東芝レビュー，Vol.64
No.9，(2009)2) 日向敏文，加藤康司，伊東淳一，「低速運転時のイ
ンバータ素子温度の上昇回避法」，平成 21 年電気学会産業応用部門大会，1‐55 (2009)29

東京工業高等専門学校研究報告書

第 49号, 2017

窒素ドープした TiO2 系透明導電膜の評価
伊藤浩*

Preparation of Nitrogen-Doped TiO2 Transparent Conductive Thin Film
Hiroshi ITO*
In this paper, the transparent conductive thin film of nitrogen doped titanium dioxide was characterized. The
TiO2:N film were deposited by the reactive sputtering method with reactive mixture gases of oxygen and nitrogen.
At low fraction of nitrogen fN under 40%, the transmittance of the film was high and the electrical resistivity was
several Ωcm. At high fraction of nitrogen fN upper 95%, the transmittance of the film was low and electricalresistivity was about 102 Ωcm. It was suggested that the impurity-levels were formed in the TiO2 energy band at
the low nitrogen fraction about 40% and the mixture film of TiN and TiO2 were deposited at the high nitrogen
fraction about 100%. It was noted that the nitrogen doped TiO2 films deposited by the proposed method areavailable for lowering electrical resistivity in the transparent conductive thin film.
(Keywords: transparent conductive, titanium dioxide, electrical resistivity)
1.諸言
近年、スマートフォンやフラットディスプ
レイなどの普及により、光を透過する電導材料である透明導電膜が注目されている [1] 。現
在、抵抗率が 10 -4 Ωcm と低く、透明性に優れることから透明導電膜には ITO（In 2 O 3 :Sn）
膜が主に利用されている。しかし、ITO 膜の原材料にレアメタルの In を使用するため、材料価格が高く、さらに資源枯渇の問題がある。
そこで、安価で ITO 膜と同等性能の材料として TiO 2 が注目されている [2-4] 。TiO 2 の結晶構
造にはアナターゼ型とルチル型があるが、透明導電膜にはアナターゼ型が Ti の原子間距離が短く抵抗率が低くなることから用いられ
る [5] 。また、キャリアを増加させるために原子半径の大きい Nb を添加させ、抵抗率が 10 -4
Ωcm オーダまで低減できている。
そこで本研究では、簡便な成膜手法である
反応性スパッタリング法用いて、TiO 2 膜の低抵抗化を目指し、調査してきた [6-8] 。今までに、
TiO 2 膜のアナターゼ結晶化の成膜条件を調査し、基板温度 400℃で結晶化することを確認した。しかし、スパッタ膜特有の柱状構造の影響で抵抗はわずかに減少する程度で、導電膜への応用にはさらなる低減させる必要があっ た 。そ こで 、 TiO 2 薄膜 に 窒素 を添 加 させ 、
キャリアの増加による抵抗率の減少を目指すこととした。今までの研究からアニール処理
により透過率や電気伝導性が向上することが分かっていることから、本報告ではアニール
条件と窒素の添加量の関係性と、TiO 2 膜の高伝導率化について検討する。

* 電気工学科

2.

実験方法
N 2 添加 TiO 2 薄膜の製作には、反応性スパッ
タリング装置（芝浦メカトロニクス社製
CFS-4ES） を 用 い て 実 験 を 行 っ た 。 タ ー ゲ ッ
ト に は Ti（ 4N） を 用 い 、 ス パ ッ タ ガ ス に はO 2 と N 2 を用いた。ここで、通常スパッタガ
スには Ar ガスを用いるが、窒素の反応性スパ
ッタでは窒素の含有率が低く、窒化膜になりづらいことを考慮し、スパッタエネルギーの高い Ar は使用せずに成膜することにした。基板には石英基板を用い、アセトン及びアルカ
リ洗浄液（セミコクリーン 56）で超音波洗浄した。N 2 のガス流量比 f N は、100%, 95% ,90%,
50%, 40%, 20%, 0%の 7 条件とした。成膜時間
はプレスパッタを 5 分、メインスパッタを 10分および 30 分で行った。アニール処理には赤
外線ゴールドイメージ炉（アドバンス理工
RHL）を用い、5×10 -3 Pa 以下の真空中で、ア
ニール温度を T a =300, 400, 500, 800, 1000℃の5 条件でおこない、アニール時間は 30 分とした。電極には、Al をスパッタ成膜し、電極間隔 100µm のエッチング加工を行った。膜の評
価では、XPS（PHI X-tool）、分光光度計（日立計測 U-3400）、電気テスターを用い、組成比分析、透過率、抵抗率を評価した。
3.

実験結果と検討
Fig. 1 に TiO 2 薄膜の成膜速度の N 2 流量比依存性を示す。N 2 流量比 f N が 0～50％あたりまでは窒素量にあまり影響が無く成膜速度は一定であることが分かる。しかし 80％以降では30東京工業高等専門学校研究報告書（第49 号）

deposition velocity [nm/min]

6

4

2

0

0

20

40

60

80 100
Fig.2 TiO 2 :N 薄膜の組成比（アニール前）

fraction of N2 gas [%]Table 1

Fig.1 成膜速度の窒素流量比依存性

急速に成膜速度の上昇がみられた。この結果
から、50％以下の酸素が多い状態では酸素の反応性が高いため、膜の成長過程には窒素はあまり影響を与えていないことが考えられる。
しかし、f N が 80％以上では窒素がある程度支配的な量となると急速に反応し、窒化されているものと考えられる。これらのことから、
f N が 50％以下では酸素による酸化反応が支配的であり窒化反応は少なく、80％以上では逆に窒化反応が活性となり、TiN 膜と TiO 2 膜の混合膜になると考えられる。
Fig. 2 及び Table 1 にアニール前の TiO 2 薄膜の組成比を示す。この結果から、N 2 流量比が40％以下では窒素は検出されないが、50％で3％添加されていることが分かる。また、比率をみると、Ti と O は約 1:2 であり、TiO 2 膜の化学量論比となっていることが確認できる。
これは先の結果の低窒素量領域では酸化が支配的であることから推察できる。また、流量
比 100％では 27.7％の窒素を含むことから、
約 3 割が膜中に TiN 膜を含んでいることと考えられる。しかも f N が 95％と比較すると急速に組成比が上昇していることが確認できる。
一方で、Ti の組成比は 34％であることから
TiO 2 の割合を考えみると、6.3％となり、化学
量 論 比 か ら 考 え る と 酸 素 の 組 成 比 は 12％ 程度になる。しかし、酸素は 38％含んでおり、
TiO 2 と TiN からなる混合膜だけとは考えられない。酸素と窒素の反応性スパッタ膜である
ことから TiON などの非平衡の結合状態で膜

31

TiO 2 薄膜の組成比（アニール前）N 2 流量比[%]

N [%]

O [%]

Ti [%]

0

0

64.4

35.6

20

0

63.1

36.9

40

0

64.9

35.2

50

3.0

67.9

29.2

90

8.0

63

29.0

95

5.6

66.5

27.9

100

27.7

38.3

34.0

Table 2

TiO 2 薄膜の組成比（アニール後）N 2 流量比[%]

N [%]

O [%]

Ti [%]

0

0

64.3

35.7

20

0

62.8

37.2

40

0

62.8

37.3

50

4.8

67.6

27.6

90

4.1

64.3

31.6

95

3.8

66.8

29.4

100

27.3

38.7

33.9

中に取り込まれた可能性も考えられ、その成分を約 30％と考えると結果と合う。しかし、TiON 膜の形成については不明であるが、ケミ
カルシフトやより詳細なスペクトル分析の検討により明らかとなると予想されるが、本研究では窒素添加による抵抗率への影響を検討することを主な目的のため、これ以上の検討は行わないこととした。Table2 にアニール後の組成比を示す。この結果からアニール前の結果と変化がなく、アニール加熱による薄膜からの窒素や酸素の脱離等はないと考えられる。

伊藤：窒素ドープした TiO2 系透明導電膜の評価

1080electrical resistivity [ cm]

transmittance [%]

100

60
40
20
0

0

20

40

60

transmittance [%]

60

20

100%

0

500

0

20

40

60

80

100

ている。一般的に蒸着法やスパッタ法で作製した薄膜をアニールすると、基板上の急冷による非平衡状態で吸着した原子が、加熱により安定状態に遷移するよう原子が結合し、ダングリングボンドの削減、膜の緻密化などが生じ、バンドギャップが大きくなり透明性が向上する。本結果では、100％の結果でわずかに透過率の上昇が見られるものの、あまりアニール効果による透明性の向上は無いことが分る。
Fig. 5 に抵抗率の N 2 流量比依存性を示す。
流量比 f N が 0％では抵抗率は非常に高く、ア
ニール温度 400℃でも 10 6 Ωcm オーダとなっている。しかし、流量比 f N が 20％、40％では急激に減少し、アニール温度によらず数 Ωcm
オーダとなった。さらに、流量比 f N が 50％以
上 で は 抵 抗率 は 上 昇 し、 90％ 付 近で 10 9 Ωcm
オーダと高く、100％でまた 10 2 Ωcm 程度に減少する。この結果から TiO 2 薄膜の抵抗率を削減する窒素添加効果には二つの要因があると考えた。一つは、流量比 f N 20％～40％の領域
では、XPS の組成比分析の結果では窒素は検出 さ れ な か っ た が 、 XPS で は 検 出 で き な い
数％以下の微量の窒素が添加されており、TiO 2 結晶構造の酸素と置換し、窒素が不純物準位として活性化したものである。二つ目は流量比 f N 95％～100％の領域では、窒素を多く含み、TiO 2 と TiN の混合膜となっていると考えられ、アニール効果により TiN 膜成分の抵抗率が減少し、膜全体の抵抗率が減少したと推察する。ここで、一般的に TiN 膜はアニ

95%

40

10

Fig.5 抵抗率の窒素流量比依存性

50%

80

5

fraction of N2 gas [%]Fig.3 透過率の窒素流量比依存性

fN= 0%

10

0

80 100

fraction of N2 gas [%]100

non−annealing
300℃
400℃
800℃
1000℃

10

1000

annealing temperature [ ℃]
Fig.4 透過率のアニール温度依存性

Fig. 3 に透過率の N 2 流量比依存性の結果を示す。流量比 f N が 40 %まではほとんど変化がなく透過率は 90%程度と非常に高い。50％でわずかに透過率は減少し、流量比 90％以上
では急速に減少し、100％では透過率は 30％となる。この時の膜の色は黒色となり、透明とは言えない。XPS の組成比の結果から流量
比 が 50％ 以 上 で 微 量 で あ る が 窒 素 が 添 加 されることから、透過率は窒素含有量に影響していることが分かる。Fig. 4 に透過率のアニ
ール温度依存性を示す。N 2 流量比 f N が 0％～50％ではほとんど変化がなく、透過率は 90％である。流量比 f N が 95％では、わずかに減少している。また、100％では、わずかに増加し
32

東京工業高等専門学校研究報告書

ール処理することにより金属と同等の抵抗率を示すことが分かっている。
また、流量比 50％以上で抵抗率が上昇するのは XPS で窒素が検出されたことから、TiO 2結晶構造を乱す程度に窒素が添加されたため、キャリアの移動度の減少と、窒素が不純物準位として機能せず抵抗率が増加したものと思われる。
これらの結果から、流量比 f N が 20％～40％で最も抵抗率が減少したことから、TiN との混合膜による低抵抗化よりも有効であり、窒素が不純物準位として機能したことを期待できる結果を得た。
4．結論
本研究では、反応性スパッタリング法を用いて TiO 2 薄膜の低抵抗化を目指し、窒素添加による影響について検討した。この結果、N 2
流量比 f N が 50％付近を境に 2 つの効果がある
ことがわかった。流量比 40％までは XPS で検出できない程度の微量な窒素が添加され、この 窒 素 が TiO 2 結 晶 にお け る 不 純物 と し て機能して抵抗率を少させる効果と、流量比が50％以上では窒素の組成比が数十％となり、TiO 2 結晶構造に乱れが生じ一旦抵抗率が上昇
するが、抵抗率の低い TiN と TiO 2 との混合膜により抵抗率が減少する効果である。しかし、透明導電膜への応用を考えた場合には、窒素
流量比 100％では不透明であり応用できない
が、流量比 40％程度では透過率は 95％と高く、応用性に優れる。
以上のことから、反応性スパッタリング法
による窒素添加効果が、TiO 2 膜の低抵抗化に有効な手段であることを確かめることができた。

参考文献[1] ”透明導電膜の技術(改訂 2 版)” 日本学術
振 興 会 , 透 明 酸 化 物 光・ 電 子 材 料第 166委員会, オーム社, p.53 (2007).
[2] 一 杉 太 郎 , 山 田 真 臣 , 長 谷 川 哲 也 ： ”TiO 2系透明導電体のスパッタ成膜技術” 表面技術, p.799 (2007).
[3] T. L. Chen, Y. Furubayashi, Y. Hirose, T.
Hitosugi, T. Shimada, T. Hasegawa:33（第49 号）"Anatase phase stability and doping
concentration dependent refractivity incodoped transparent conducting TiO2 films"
J. Phys. D-Appl. Phys. 40, 5961-5964(2007).
[4] N. L. H. Hoang, N. Yamada, T. Hitosugi, J.
Kasai, S. Nakao, T. Shimada, and T.
Hasegawa: "Low-temperature Fabrication ofTransparent Conducting Anatase Nb-doped
TiO2 Films by Sputtering" Jpn. J. Appl.
Phys. 47, 1184-1187 (2008).
[5] S.X. Zhang, D.C. Kundaliya, W. Yu, S. Dhar,
S.Y. Young, L.G. Salamanca-Riba, S.B.
Ogale, R.D. Vispute, T. Vemlatesan :“Intrinsic Transparent metallic anatase
versus highly resistive rutile phase” J. App.
Phys. 102, 013701 (2007).
[6] 佐藤拓哉：“酸化チタン系透明導電膜の作成と評価”東京工業高等専門学校電気工学科平成 27 年度卒業論文(2015).
[7] 三浦夕人：“酸化チタン系透明導電膜の作成と評価”東京工業高等専門学校電気工学科平成 26 年度卒業論文(2014).
[8] 樫 原 巧 ：“ TiO 2 系 透 明 導 電 膜 の 作 製 と 評価”東京工業高等専門学校電気工学科平成 25 年度卒業論文(2013).
（平成 30 年 1 月 12 日

受理）

東京工業高等専門学校研究報告書

第 49 号, 2017

フォトリソグラフィを用いた MOEMS 技術の教材開発－第 7 報 専攻科特別実験への導入－
新國広幸＊，伊藤浩＊

Development of Teaching Materials for MOEMS Technology by Using
Photolithography－7th Report, Introduction into Advanced Laboratory Work in Advanced Course－
Hiroyuki NIKKUNI＊, Hiroshi ITO＊
In this report, teaching systems for MOEMS technology were introduced into the experiment class of advancedlaboratory work in advanced course. The basic MEOMS technologies of photolithography, etching, deposition andmaterials evaluation were conducted in the experiment program. To confirm the effect of these experiments, aquestionnaire survey was carried out. According to the results of the survey, the teaching systems were good fortraining up MEMS engineer. We will improve based on the results.
（Keywords : MOEMS, teaching materials, advanced laboratory work）
1. はじめにMOEMS(Micro Opto Electro Mechanical Systems)はマイクロ光電気機械システムのことで，近年の LSI
技術，マイクロマシン技術の進展に伴って，スマー
トフォン中の気圧センサ，マイクロホン，自動車エンジン圧モニタリング用圧力センサ等，様々な
MOEMS デバイスが世の中に出てきた。さらに，これからの IoT (Internet of Things) の普及でより多くの
MOEMS センサがあらゆるモノに組み込まれ，トリ
リオンセンサ時代に予想されている。
MOEMS は光学，電気工学，機械工学，化学，情報工学といった幅広い知識・技術が要求される学際領域であり，技術者には対象とする MOEMS デバイ
スに応じて様々な知識・技術が要求される。
我々は，2012 年から MOEMS 教育システムの構築に取り組んできて，MEMS 作製の基礎技術 (フォトリソグラ
フィ技術，Si エッチング技術，薄膜作製技術，物性評価技術)，理論解析，MOEMS 圧力センサの試作評
価の教育システムの基盤を構築した(1)-(6)。
本取り組みでは，構築した教育基盤を 2016 年の専攻科電気電子工学専攻の学生の電気電子工学特別実験に導入した。実験では，MEMS 作製技術の基礎
知識習得を目的としてフォトリソグラフィ，エッチ
ング，薄膜作製，材料評価の各技術を実験的に習得する。また，実験の効果についてアンケート調査，実験の結果・様子等で分析したので，その結果について報告する。

2. 実験概要
2-1 実験項目
本実験は，「MEMS 作製技術の実験」の実験テーマとして専攻科電気電子工学専攻の特別実験に導入した。まず，MEMS 実験の導入にあたって，専攻科
特別実験の時間数を検討した。特別実験では後期の15 週を 3 期に分け，4 週／期とし，6 時間／週で実験を実施している。各期 6 テーマ程度の中から選択
し，学生は特別実験として 3 テーマの実験を行うことになる。一人の教員の担当回数は 4 週となっていたため，MEMS のプロセス実験を行うには時間数が足らないと考えた。そこで，新國，伊藤の 2 名分の担当枠を一テーマとし，2 期連続の 8 日間の日程に変更した。この 8 日間で MEMS プロセスの基礎技術を実施する実験項目を考えた。これまでに教材開発として検討してきた MEMS 技術の実験では，MEMS 圧力センサなどの微細なマイクロセンサを作製し，評価することまでを想定していたが，実際にはダイヤフラム作製におけるエッチング時間だけでも 7 時間程度掛り，まだ完全にセンサ素子を完成させる実験設備，技術までは構築できていない。また，
受講学生は初めて触れる実験装置，
実験器具や，
薬品などの扱いが不慣れであることが考えられるため，本実験では MEMS 作製技術の基礎知識の習得を目的として，フォトリソグラフィ，エッチング，
薄膜作製，材料評価の各技術を実験的に学習する
MEMS 技術の各要素技術について体験する内容とした。
表 1 に実験スケジュールを示す。
実験は MEMS プ
ロセスの基礎となる Si ダイヤフラムプロセス，薄膜＊電気工学科34

東京工業高等専門学校研究報告書

作製及び，評価技術の基礎を体験的に学ぶことを考慮し設計した。

チング評価を行う際に都合がよい。実験では，ある
一定時間ごとにエッチング後の SiO2 厚をエリプソメータにて評価する。完全に SiO2 が除去されると Si
表面の疎水性により，水の弾く様子から目視で容易に確認できる。最後に保護膜のレジスト膜を剥離液に浸漬させ，除去，洗浄，乾燥を行う。この作業により SiO2 膜にダイヤフラムパターンが形成でき，Si
エッチングの保護膜が完成する。

2－2 基板カットと洗浄
実験 1 回目では，実験の説明と準備実験として，
Si ウエハをダイヤモンドカッターで 20mm 角程度の大きさにカットするところから，アセトンによる基板洗浄までをおこなう。これにより基板の扱い方等を体験する。また，Si ウエハとして酸化膜付きを用いることで，エリプソメータによる酸化膜厚の測定も容易に行うことが可能で，膜厚評価方法を学ぶことができる。

2－5 エッチング実験Ⅱ
実験 4 回目では，エッチング実験Ⅱとして，水酸化カリウム水溶液 KOH による Si の異方性エッチングを行う。KOH の濃度，温度については，今までの準備実験で得られた成果より，34wt％，70℃としている。ここでは，Si の異方性エッチングを体験してもらう目的として，実験時間の範囲内でできるエッ
チング時間（60～120 分）を設定している。一般的に，ダイヤフラム作製には数時間を要し，実験時間内では不可能なためである。実験では，30 分ごとにエッチング量を計測する。計測には，光学顕微鏡を用い，<111>面の幅を測定し，エッチング角度の 54.7度から算出する。

表 1 MEMS 作製技術の実験スケジュール
回数

内

容

1

実験ガイダンス
基板カット，基板洗浄，基板の測定

2

パターニング実験 （フォトリソグラフィ）3

エッチング実験Ⅰ （SiO2 膜のエッチング）

4

エッチング実験Ⅱ （Si 基板のエッチング）

5

薄膜作製の実験 （スパッタリング法）

6

電極作製の実験 （Al 膜のパターニング）

7

評価実験 （Si ウエハの評価）

8

成果発表会

（第 49 号）

2－6 薄膜作製の実験
実験 5 回目では，薄膜作製の実験として，スパッタリング法による Al 膜を作製する。真空装置の回転ポンプ，拡散ポンプの原理，操作を学んだ上で，装置を立ち上げ，基板をチャンバにセットした後，真空引きを開始する。この際に，真空度と時間を計測し，排気特性を確認しておく。Al のスパッタリン
グ後，試料を取り出し，成膜後の試料を観察する。

2－3 パターニング実験
実験 2 回目では，パターニング実験としてフォト
リソグラフィ技術を学ぶ。まず，クリーンルームに入室する際の準備を行い，表面活性剤による前処理，レジスト塗布，プリベーク，露光，現像，ポストベークの手順で作業を行う。フォトリソグラフィの実
験条件は十分確認できている値を用いている。フォトマスクパターンには，ダイヤフラム作製用のパターンを用い，十分目視できる程度の大きさとすることで，現像時に不良パターンを即確認できる。パターン形成の確認のため，光学顕微鏡によりパターンの状態を観察する。

2－7 電極作製の実験
実験 6 回目では，Al 膜を成膜した試料にフォトリ
ソグラフィにより電極パターンを形成する。フォト
リソグラフィの方法などは実験 2 回目で実施済みである。形成する電極パターンは透明なプラスチック
シートに油性マジックで描き作製する。フォトリソ
グラフィ後，Al エッチャント液にて Al 膜をエッチングする。その後，レジストの剥離，洗浄，乾燥を行い，電極パターンが完成する。

2－4 エッチング実験Ⅰ
実験 3 回目では，エッチング実験として，フッ化水素酸による SiO2 膜のエッチングを行う。エッチン
グ液にはフッ化水素酸とフッ化アンモニウムとの混合液であるバッファードフッ酸 BHF を用いる。BHF
はエッチング速度が HF に比べて遅く，実験でエッ

2－8 評価実験
実験 7 回目では，Si ウエハの評価を行う。評価前に，Al 電極のアニール（真空 400℃，30 秒）を行い，電極の接触特性を改善する。測定にはプローバを用いて測定する。測定した I-V 特性と電極幅の寸法か
35

新國，伊藤：フォトリソグラフィを用いた MOEMS 技術の教材開発

ら抵抗率を算出する。最後に得られた抵抗率から Si
ウエハの不純物濃度を見積もり，Si ウエハの仕様値との比較検討を行う。
2－9 成果発表会
以上の実験結果をまとめ，最後に全員で成果発表会を行う。発表する内容は，一人一テーマとして，担当を割り振る。一人 10 分程度を目安に発表し，テーマごとに質疑応答を行いより実験の理解を深めている。テーマは以下の 4 つを用意した。
・フォトリソグラフィ技術の調査と実験結果，考察・エッチング技術の調査と実験結果，考察・薄膜作製技術の調査と実験結果，考察・材料評価技術の調査と実験結果，考察(a) 50 倍(b) 400 倍
図 1 光学顕微鏡で撮影したパターニング写真

3. 実施結果
3.1 実験結果
基板カットではシリコンの結晶方位とへき開について理解してもらい，その後の洗浄工程ではアセトンによる超音波洗浄の仕方とその重要性について理解してもらった。また，Si 基板の基板厚，SiO2 膜厚をそれぞれマイクロメータとエリプソメータ ESM1 にて測定した。基板厚は 0.528 mm で，仕様の 0.5mm±mm の範囲内であることが確認できた。また，
SiO2 膜の厚さは 107 nm と評価され，公称値 100 nmと近い値が得られた。基板厚，SiO2 膜厚それぞれの測定実験を通して，学生にウェハー厚，薄膜厚の評
価方法を学んでもらうことができた。
フォトリソグラフィによるパターニング実験では，
直径 1 mm の円形ダイヤフラム，5 mm の正方形ダイ
ヤフラム，10 mm の正方形ダイヤフラムの 3 パター
ンについてリソグラフィを行った。
本実験を通して，
表面活性剤，レジスト塗布方法としてのスピンコー
ト法，露光・現像原理，プリベーク，ポストベークについてそれぞれの方法・必要性について習得・理解してもらった。実験後の直径 1 mm 円形ダイヤフ
ラムの光学顕微鏡での撮影写真を図 1 に示す。図 1(a)より円形状にパターニングされていることがわ
かるが，図 1(b)の拡大図からは，境界線が凸凹になっていることが分かった。この原因としては露光時の照射光が平行でなかったことによる干渉の影響等が考えられ，本実験を通して，学生にフォトリソグ
ラフィで実際どのように露光されるのかとその限界について理解してもらった。

36

エッチング実験Ⅰ(SiO2 膜のエッチング)では，バッファードフッ酸によるエッチング速度を評価するために，エッチング時間が 30 秒，60 秒，120 秒，210
秒，240 秒，270 秒の試料を作成し，各々の SiO2 膜厚をエリプソメータ ESM-1 で測定した。なお，フッ酸は毒物で取扱いが注意の薬液であるため，実験前には薬液の性質，用途，毒性等についてしっかり説
明し，ドラフトチャンバー内で教員の管理のもと実験を行った。
測定結果を図 2 に示す。
この結果より，
30 秒の段階ですでに SiO2 膜はすべてなくなってい
ることがわかる。エッチング前の厚さ 107 nm が 30
秒でなくなったと仮定するとエッチング速度は0.214 µm/min となり，実際のエッチング速度は 0.214µm/min 以上であることが想定される。より正確なエッチング速度を導出するためには，エッチング時間
が 0 秒から 30 秒の間の試料を作製する必要がある
ことがわかった。

図 2 バッファードフッ酸によるエッチングでの時間と SiO2 膜の関係
エッチング実験Ⅱ(Si 基板のエッチング)では，水
酸化カリウム(KOH)水溶液によるエッチング速度を評価するために，エッチング時間が 30 min，60 min，
90 min，120 min の試料を作製した。KOH 水溶液は強アルカリで劇物であるため，実験前には性質，毒性等について説明し，ドラフトチャンバー内で安全に留意して実験を行った。なお，図 3 のように，単結晶シリコン基板の<111> 面の角度は 54.7 度で一定なので，<111>面の横幅 w を光学顕微鏡で測定し，エッチング深さ d を計算により導出した。

東京工業高等専門学校研究報告書

(111)

(100)

ある。
評価実験では，先に作製した学生一人一人の試料のI-V 特性を評価した。
その結果の例を図8 に示す。
少し非線形性が見られたが，ほぼ線形となるオーミ
ック特性を得ることができた。また，測定結果からSi ウエハの抵抗率を評価した結果を図 9 に示す。この結果から，
抵抗率は6.71Ωcmと求めることができ，Si ウエハの仕様値の 6-8Ωcm と一致することを確かめることができた。

SiO2
d

Si

（第 49 号）

54.7 °w

図 3 エッチング後の Si 基板断面の概形

真空度 [Pa]2

図 4 KOH 水溶液によるエッチングでの時間とエッチング深さの関係
図 4 に測定結果を示す。30 min から 90 min の範囲
では時間に比例してエッチング深さが大きくなっていることがわかる。30 min～90 min で傾きを求めると 0.517 µm/min となり，この値がエッチング速度となる。90 min ～120 min の間での変化が大きくなっているが，この原因はエッチング温度が高くなったためだと考えられる。
薄膜作製の実験では，スパッタリング法による Al
膜の成膜については実験手順通りに実施することができた。真空排気特性について測定した結果を図 5に示す。この結果から，時間の対数に対して線形性を見ることができた。さらに，考察として排気特性の理論から，以下の関係式を調査し，結果との比較検討を行った。

 S P (t ) = P0 exp − t 
 V 

1.5

1

0.5
10

1

2

10
時間 [s]

103

図 5 排気特性の実験結果

図 6 作製したフォトマスクの例

・・・・ (1)

ここで，P(t)は真空度[Pa]，S は排気速度[L/s]，V はチャンバ体積[m3]である。この関係式から，真空度は時間の対数で変化することを理論と実験から確かめることができた。
電極作製の実験では，図 6 に作製した電極パター
ンのフォトマスクの例を示す。また図 7 に，このフォトマスクを使って Al 電極を作製した例を示す。
透明フィルムに油性マジックによって簡易的に作製ができることで，学生ごとにオリジナルのパターン
を安価で短時間に作製でき，創造力を養うよい実験
内容と思われる。ただし，油性マジックの濃度により光が透過する部分も見受けられ，実験精度的な課題があるため，ある程度大きめな寸法である必要が

図 7 Al 電極を作製した結果

図 8 I-V 特性の測定結果の例
37

新國，伊藤：フォトリソグラフィを用いた MOEMS 技術の教材開発

図 9 抵抗率の評価結果の例
3.2 発表結果
図 10 に学生が作成したパワーポイントを示す。
全学生，MEMS 技術についてよく調査が行われていて，実験結果についてもしっかりと考察が行われていた。
測定試料の写真や実際に使った実験器具の写真がなかったので，今後は，実験時，各工程前後の試料の写真と実験器具の写真を撮影して発表資料やレポートに載せるようにアドバイスしていく。質疑応答では，基本的な原理を深く質問すると上手く答えられない学生もいたので，適宜アドバイスを行った。
4. アンケート評価
実験の教育効果を確認するために，
パワーポイントでの発表後に本実験を受けた 4 名の学生にアンケートに答えてもらった。表 2，3 にアンケート項目を示し，図 11 に実際の回答結果を示す。
設問 1，2 より MEMS 技術への興味から本実験を選択し，内容について少し知っていたことが分かった。設問 3 から実験内容についてはやや難しいという意見が多く，設問 4 から進め方は適切な早さだったという回答で，設問 7 からはレポートの課題量は適切だったという意見があり，レベル・進め方・課
題量すべて適切だったと考えられる。
設問 5 では興味をもった実験内容について聞いていて，回答は全項目に跨り，学生ごとに関心のある実験が異なることが分かった。回答 5 の具体的な理由では，「写真現像技術という一見半導体とは縁のない分野を応用しているから」，「普段から使っているデバイスの MEMS 技術の精密さを改めてしることができたから」，「自分で調べ発表を行ったから」という回答があり，本取組みを通して MEMS 技術の概要について理解してもらえたと考えられる。
設問 6 では，
ほとんど学生から「役に立つと思う」という回答が得られたが，1 名の学生からは「今はどちらとも言えない」という回答があった。
設問 8，9 からは発表会が実験の理解の役にたっ

図 10 学生が作成したパワーポイント (フォトリソグラフィ技術の概要)
表 2 アンケート項目 (1)１．この実験を選択した理由は何ですか。
①MEMS 技術に興味があった②特別研究に関連するから③友人からの誘い④特にない⑤その他
２．MEMS について知っていましたか。
①知っていなかった②少し知っていた③かなり知っていた
３．この実験内容は難しかったですか。
①簡単
②やや簡単
③やや難しい
④難しい
４．実験の進め方について，どう思いますか。
①進度が早い②適切③遅い
５．この実験で興味をもった実験内容はなんですか。
①フォトリソグラフィ②異方性エッチング③等方性エッチング
④薄膜作製
⑤電極作製
⑥材料評価
⑦その他
６．この実験は将来役に立つと思いますか。
７．実験で課されたレポート課題の量はどう感じま
したか。
①適切
②少ない
③多い
８．発表会について，実験の理解の役に立ちましたか。
①すごく役にたった②役に立った③役に立たなかった
９．設問８の理由について教えてください。
①データを整理し，資料を作製することでとても理解が深まった②全員で議論することがよかった③その他
１０．他に MEMS に関してやりたい実験を教えてください。
１１．この実験で，改善した方がいいと感じたことはありますか
①実験内容
②テキスト
③発表会
④レポート
⑤なし

38

東京工業高等専門学校研究報告書（第 49 号）

表 3 アンケート項目 (2)１２．設問１１で①から④を選んだ学生に質問です。どのようにしたら，よくなるでしょうか。
１３．MEMS 技術の知識は深まりましたか。
①非常に深まった②深まった③あまり深まらなかった
１４．MEMS 技術に興味を持ちましたか。
①非常に持った②少し持った③あまり持てなかった
１５．電気電子系の授業には MEMS 技術の実験が必要だと感じましたか①とても必要である②少しは必要③必要ない
１６．この実験は，関連する専門教科の理解に役に立つか①特別研究で使うのでとても役に立つ②特別研究には関係ないが，とても役に立つと感じた③少し役に立つ④あまり役に立たない
１７．この実験の率直な感想を教えて下さい

たという回答が得られ，理由は「データの整理，資料の作成が理解を深めた」，「全員で議論するのがよかった」というものだった。設問 10 の他に MEMSに関してやりたい実験内容については，「実際にセンサを作製したい」，「自作センサを作って電子回路と連携させたい」，「評価実験に関してはもう少し深くやりたい」という回答があり，個々の実験よ
りセンサの完成やその応用実験を希望していることがわかった。
設問 11，12 では，本取組みの改善点について尋ねていて，「KOH でのエッチング実験時にエッチング
液からの取り出し方を工夫すればより精度の高いデータが得られるのでは」という意見や，「もう少し色々とデータをとったほうがよいと思った」という回答があり，今後の取り組みに活かしていきたい。
設問 13 と 14 の回答から，本実験を通して MEMSの知識が深まり，より興味をもつようになったことがわかった。
設問 15 と 16 の回答から，電気電子系の実験にMEMS 実験が必要で，この実験を通して，関連する
専門教科の理解につながるという回答があった。
設問 17 では，
「普段の実験では触ることのできない機器や技術について学ぶことができた」，「自分で手を動かしての実験は楽しかった」との回答があった。以上のアンケート評価結果については今後の特別実験にフィードバックしていく。

図 11 アンケート回答結果の例
5. まとめ
本報告では，構築した MOEMS 教育基盤を専攻科の電気電子工学特別実験に導入した。実験では，MEMS 技術の基礎としてのフォトリソグラフィ，エッチング，薄膜作製，材料評価の各技術について実施した。
実験の効果についてアンケート調査を行い，回答結果より，本教育システムは学生に対しての39

新國，伊藤：フォトリソグラフィを用いた MOEMS 技術の教材開発

MEMS 技術・知識の育成に効果的であり，学生はMEMS 作製等の物性実験に関心があることがわかった。回答では，「センサを完成させたい」，「電子回路と組み合わせて実験を行いたい」というものがあり，今後の実験内容にフィードバックしていく。
謝辞
東京大学大規模集積設計教育研究センター(VDEC) 所有の F5112+VD01 EB 描画装置 (株式会社アドバンテスト寄付)を使用してマスクの作製を行った．文部科学省ナノテクネットワークの支援を
受けた．
参考文献
(1) 伊藤 浩，新國広幸，“フォトリソグラフィを用いたMOEMS技術の教材開発” ，東京工業高等専
門学校研究報告書，第43(2)号，2012，pp.107-112.
(2) 新國広幸，伊藤 浩，“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-” ， 東京工業高等専門学校研究報告書，第44(2)号，2013，pp.85-90.
(3) 新國広幸，伊藤 浩，“フォトリソグラフィを用いたMOEMS技術の教材開発 -第3報 マイクロ光電子デバイスの設計及び基礎特性の評価-” ，東京工業高等専門学校研究報告書，第45(2)号，2014，pp.73-80.
(4) 伊藤 浩，新國広幸，“フォトリソグラフィを用いたMOEMS技術の教材開発 -第4報 ダイヤフ
ラム作製プロセスの基礎特性の評価-” ，東京工業高等専門学校研究報告書，第46(2)号，2015，
pp.50-55.
(5) 新國広幸，伊藤 浩，“フォトリソグラフィを用いたMOEMS技術の教材開発 -第5報 ダイヤフ
ラム作製プロセスの改善-” ，東京工業高等専門
学校研究報告書，第47号，2015，pp.36-39.
(6)伊藤 浩，新國広幸，“フォトリソグラフィを用い
たMOEMS技術の教材開発 -第6報 圧力センサの試作と評価-” ，東京工業高等専門学校研究報
告書，第48号，2016，pp.51-55.

（平成 30 年 1 月 12 日 受理）

40

東京工業高等専門学校研究報告書

第 49 号, 2017

モーバイル広域マルチホップネットワークの一検討
田中 晶*，澁田 叡知**，中新井田 覚志**，新井 将司*，三枝 日奈子*，
坂本 亮*，佐々木 貴啓*，佐藤 恵介*，松村 岳信*，溝畑 祐太*
A study on mobile wide-area multihop networks
Akira TANAKA*, Akitomo SHIBUTA**,
Satoshi NAKANIIDA**, Masashi ARAI*,
Hinako SAEGUSA*, Ryo SAKAMOTO*,
Takahiro SASAKI*, Keisuke SATO*,
Takenobu MATSUMURA*, Yuta MIZOBATA*
Many studies on multihop networks have provided useful results and several systems arepractically used even though in some special filed. Routing methods are very complicated, difficult
traffic control because of variety of terminal characteristics and special terminal functions are still
major challenges. On the other hand, peer-to-peer communications among many terminals
without any access points and base stations can be easily set up by multihops systems.
Collaborative group-robot or network-linked-car controls, communications with local burst traffic,
local communications in such as a school or neighborhood, combined IoT device control, are typicalusage scenes. Cognitive data transfer by wide-area mesh networks contribute a lot to such
communications. Information-communication laboratory (Tanaka Lab.) studies mobile wide-areamultihop networks with already developed “locally exploitable heterogeneous multihop networks”.
Prototype networks are developed with smartphones / microcomputer / field programmable gatearray (FPGA), visible light / infrared / WiFi / Bluetooth / UHF, robots and drones. Wider areainter-cluster communication, positioning map generation, group-drone control, virtual private
network (VPN), accurate rerouting, multimedia security, distributed database, are discussed in thisarticle.
(Keywords: mobile multihop communications, heterogeneous communications, clustering,routing, VPN, positioning, security, group drone control, database, smartphone, FPGA)
1. はじめにdrone

1.1 メッシュ構造のマルチホップ通信システム(i)

すでに実用の域に達したマルチホップネットワークも存在しているが，ルーティング機構の複雑さ，トラヒック制御の困難さ，特殊な端末機能の必要性等から現在もごく限られた用途向けにとどまっている．アクセスポイントや基地局等の基幹
ネットワークシステムを用いずに多数の端末間で通信可能な特性の活用が想定されるシーンは，複数ロボットや自動車の協調制御，局所的にバースト性を持つ通信や学校等の組織内や近隣間の情報交換，複合的な IoT 機器制御情報の伝達，等多々
存在しており，これらはとりわけ広域メッシュ構*情報工学科

Networks

Ms.A

mail

Internet

ma2

Mr.B

(ii)
ma1
ma3

i) Back bone networksii) Multihop networks
ma: mobile autonomous terminal

ma4

TV

ma5

Fig. 1 Locally exploitable multihop networks**専攻科（機械情報システム工学専攻）
41

東京工業高等専門学校研究報告書

造ネットワークを介した相互融合的なデータ交換
により大きな効果が得られる．近年の並列処理シ
ステムの発展を取り入れつつ，ネットワーク構造と一体化した通信処理と機械制御システムの設計により，これまで困難だった広域モーバイルメッ
シュ通信も実現可能になる．情報通信研究室（田中研）では，任意の場所で随時メッシュ構造のマ
ルチホップ通信システムを提供できるよう，身近に存在する端末や機材を使って図 1 のような「身近なマルチホップネットワーク」を設計してきた 1－ 9)．これは，日常非常に多くの人が携帯している
スマートフォンをマルチホップ端末とする，WiFi／Bluetooth，及び，Field Programmable Gate
Array (FPGA)を使った，可視光／赤外線／UHFのヘテロジニアスなマルチホップ通信システムであり，連接ロボット／ドローン制御，地図自動作
成，インターネット接続，クラスタ制御や最適ルーティングが実現されている 1 － 9)．
1.2 マルチホップメッシュネットワーク
至る所で多様な端末が多様な通信方式で多数接続されるこのヘテロジニアスマルチホップネット
ワーク 1 － 9)は，主に(A) Bluetooth と WiFi でメッシュ接続されるスマートフォンクラスタ構造部分，(B) UHF 帯／可視光／赤外線でメッシュ接続される FPGA 端末構造部分，及び，(C) WiFi で連接される群ドローン,さらにこれら相互のインタフェー
ス部で構成されている．(A)のクラスタはせいぜい200-300m 四方の範囲で現在は遅延も無視できず
端末台数に限界がある．(B)のクラスタにより遠距離で複数の(A)間の通信を行う．多数配備が難しい
特殊な通信装置を前提とせず，日常的或いは緊急時の即座の利用にも広域モーバイルメッシュ接続が確立できるほぼ唯一のシステム構成である．緊急時を含め想定される多くのネットワーク使用形
態では，局所的に収集され局所的な処理に用いられる情報と，広域的に収集・処理される情報が，存在する．そこで実際の応用を想定し，緊急時の避難用マップ等を３次元で自動生成する(A)型クラスタ（2 章）
，どのような場所にあっても互いの位置を高精度で推定して経路構成する(A)型のモーバイル最適ルーティングクラスタ（3 章），マル
チメディア(A)型クラスタのセキュリティシステ
ム（4 章），(A)型クラスタ収集情報の広域データベース（5 章），群ドローン制御の精度向上（6 章），
ルーティングに基づくセキュリティ（7 章），(B)
型の仮想プライベートネットワーク（8 章），等を新たに設計し，さらにネットワーク内の機能を選（第 49 号）

択結合して利用シーンの範囲・形状，位置・時間に応じた処理構造を組み込むマルチホップネット
ワークコンピューティングシステムを目指す．
2. ３次元マップデータベースの自動生成
1.2 節(A)型のマルチホップネットワークでは，
これまでに各端末間の電波強度（RSSI：Received
Signal Strength Indication）を測定して 3 点測量
により相対位置を求め，スマートフォン画面に端末位置を表示する機能が完成している 6)．本機能
は Android 端末を使用し，アプリケーションとして実装され，端末間通信は Wi-Fi／Wi-Fi-Directを使用している．端末が地図を任意の場所で途切れなく生成できる程度に高密度に分布している場合が前提のため，3 点測量に用いる 3 番目の端末を多数端末の中から最も正三角形に近くなるよう選択する機能が実装されている．加えて RSSI による距離推定は精度が低く初歩的な近似を用いて距離を求め必要に応じランドマークの位置を参考に手動補正を行う．
ところで，端末は平面上に分布しているとは限らないため，4 端末間の互いの相対位置を測定して 3 次元マップを生成し（図 2 参照），補正や絶対位置との標準ポイントに用いるランドマークをコメントとしてマップ上に自動的に追加し表示させる改良を行う 10）．ランドマークはデータベース
化するため Android 標準の SQLite を用いている．
相対地図 6)上に，子機の利用者が実際に目で見た情報をアプリケーションを用いて地図上に追記し，
相対位置座標を絶対位置座標と結びつける．
被災地等ではつい先刻までは問題なく使用できD←right above A

y

m

C←m≒n
n

almost regular triangle

A:(0,0,0)xElementary approximated 3-d triangulation
with densely distributed terminals

B:(x,0,0)

Fig. 2 Auto-generated 3D map database
た情報でも使用できなり得るが，各所のハザード情報や，近隣の避難所同士の情報共有が必要であ42

田中，澁田，中新井田，新井，三枝，坂本，佐々木，佐藤，松村，溝畑：モーバイル広域マルチホップネットワークの一検討

る．本研究では，通信端末のみで構成することが可能なマルチホップ通信を利用し，各端末の座標の履歴からリアルタイムで地図上に道を描き出し，さらに生成した地図上に施設情報やハザード情報などの必要な地図情報を追加編集して通信端末間で共有可能な実用性の高い地図が作成される．

て８字型になる場合である．ねじれを解消してリング型に再構築する機能はすでに実装済であるが，スマートフォンで測定可能な距離は精度が低く十分な機能を発揮できない．さらに，2 章記述のマップシステムと異なり端末台数は疎なので，3 点測量で用いる 3 台がどのような位置関係にあっても適切な位置関係を取得する必要がある．また，移動を前提にしているので距離精度向上のために何度も測定する方法は，時間とともに端末の位置関係が変わってしまうので不適である．加えて最近 の Android の バ ー ジ ョ ン で は ユ ー ザ がBluetooth を使って RSSI を容易に取得できない．そのため，同時に並列に端末 4（詳細は文献 11））台の距離を測定し，目視等で互いの位置関係が確認できる 2 台を結ぶ線を基準に端末内で二通りの四角形を生成し，これらの中間の位置に四角形を生成して 4 台間の相対位置について同時に誤差を縮小する方法をとる（図 3 参照）．この結果，クラスタは常に最大に近い形状を取り続けることができる．
本システム 11）により，被災地や山間部等でがれきや建物内，洞窟や地下街等，どのような場所であってもグループ内で多くの人が保持しているBluetooth 端末を使った最も効率のよい接続を維持し連絡が取りあえる状態で探索活動が行えるよ
うになり，一か所でも漏れを防ぎたい緊急時に有効な通信手段が提供できる．
標を算出し，
それらの平均値を用いる方法にする．

3. モーバイル最適ルーティングクラスタ
1.2 節(A)型のマルチホップネットワークの一つ
で，緊急時や災害時に通常の通信手段が絶たれた
場合等で，特に移動するグループ向けの通信方法として Bluetooth によるリング型クラスタを保持しながらグループメンバの追加や離脱に対応する
マルチホップ通信システムが設計されている 1 － 9)．
過年度の研究では移動に伴いクラスタ形状が非効率になった場合の検出と解消（ルート再構築）を行うシステムが設計された．これは端末間の RSSI
で端末間の距離を得てルート算出しているが，
RSSI の精度が低く最適性に欠け，手動で端末間距離を設定すると最適なルートが再構築されていた．
そこで，端末間距離の精度を向上し，全自動状態でも最適ルートが再構築されるシステムに改良する．被災地域や山間トレッキング等で移動しながらメンバやその周囲状況を共有できるように，撮RSSI measured among four terminals(partially twisted route➝ terminals closer)①②

4. セキュリティマルチホップ通信におけるマル
チメディア化
スマートフォン（Android 端末）でのマルチホッ
プ通信は，遅延が無視でないため極力内部処理時間を削減する必要がある．一方で，第三者の端末を経由する可能性があるため，セキュリティも課題となるが，キー情報自体が第三者端末を経由する方法の適用は難しい．これら両方の難点を解決するため，暗号化を行わず，転送情報をランダムな数でランダムなサイズのパケットに分割し，パケットごとに複数経路をランダムに選択して送信し，受信側で結合する機能を設計した 6 － 8)．端末
周囲の無線環境や移動状況により各径路の状況は常に異なり3 章等の経路再構築 1 － 8)も行われるため，単純な方式ながら強いセキュリティが確保される．

③① & ② : two squares described from two diagonal lines③ : intermediate position square (A-B-C-D) based on A-B

Fig. 3 Mobile optimum cluster
影と同時に端末で動画を見ることの出来る人感セ
ンサ類との連動も組み入れる．
元はリングだった
特に非効率なクラスタ形状は，
形状がグループメンバの位置の変化によりねじれ
43

東京工業高等専門学校研究報告書て広域な複合クラスタを構成できる 6 － 8)．また，(A)型クラスタ内にデータベースを保持できて，マルチホップ経由でアクセスできる 5－ 8)．そこで，(A)(B)を結合した複合広域クラスタの中で，複数の(A)クラスタにデータベースを保持しこれらに簡単なデータベース間通信機能を追加したクラスタ．(A)
間広域データベース 13)を設計する（図 5 参照）
8)
クラスタと(B)クラスタ間はアダプタチップ で結合されているが実験システムとして設計しているため速度が遅く大量のデータ転送は難しい．そこで，一か所 に集約せず，簡単な分散データベー
ス機能を用いて各(A)クラスタ内の局所データは全て当該(A)クラスタ内に留め，共有が必要な要素のみをあらかじめ特定し専用レコードに格納し同期して保持する．即ち，特定レコードへのアクセ
スは局所データベースだけでなく，タイムスタン
プとともにクラスタ間インタフェース端末へも同報され，(B)クラスタを経由して他の(A)クラスタへ送信される．

現在は文字データのみが対象であるが，
もともと
1.2 節(A)型のマルチメディアシステムは画像も送信できる 4 － 9)ため，セキュリティ機能を画像伝送
チホップ通信へ適用する 12)．画像の分割送受信するにあたっては，画像を複数ブロックに分け，空白のブロックを追加した上で各経路に同じ数のブロックが送られる固定長フレームにする．分割ブロックにはシーケンス番号を与えておき，受信側でシーケンス番号順に結合する（図 4 参照）．各
経路に送出されるブロックはランダムに決定される．現在のテキスト転送機能を共用するので画像
はテキストファイルに変換される．今後は小規模
move
move
move

④
①

②

③

④

③

③ ②

randomly

Image➝ text files ②

6 マルチホップ連接群ドローンの制御精度向上
マルチホップで連接した群ドローンは，災害時などの使用を想定しているため，入手しやすい市販のドローンを用い，当初スマートフォンの WiFi
でマルチホップ通信を行っていたが遅延の削減が困難であり，現在は汎用の小型マイコンと電池をドローンに張り付け，マイコンの WiFi で通信制御している．GPS 等も不要であり，先頭ドローンの映像を見ながら先頭のドローンだけを操作すると後続のドローンがマルチホップ中継を行いながら自動追尾するので，次々にドローンを繰り出すと理論的には無限の距離まで到達できる 6 － 8)．がれ
きや建物の中，地下や山林内等，直接電波が届かないエリアへも容易に入り込み，情報収集や作業が行える．
市販のドローン（AR.DRONE 2.06)を）自体でも姿勢制御も可能であるが目視を前提としているため，本研究で想定している非常時等の悪環境内での探索の際には，想定しているコースから外れる，後続のドローンが正確に追尾できない，等の精度上の課題が生じる．そのため，完全自律で姿勢制御し，また，各ドローンの間隔はできるだけ各ドローンの最大電波到達距離にして 14)，トータルの到達距離を最大化する 15)改良を行っている．ホバ
リング時に離陸位置と着陸位置が異なるケースがあり，9 軸のジャイロセンサを用いて静止状態の安定を初期の目的としている（図 6(a)参照）
．後続

① ④
①
move

text files➝ image

non-predicable route form, route number and relay terminals

Fig. 4 Multimedia multihop security

#+T

#+T

Wider areaclusters
IF chip (FPGA)

#+T

*

#+T

IF chip

#+T
DB
local

（第 49 号）

#+T

DB
local
*: local column access#: Shared column access (multicast)
T: time stamp

Fig. 5 Cluster distributed database
な動画への対応も行う．
5 クラスタ間広域分散データベース
1.2 節(A)型クラスタと(B)型クラスタは結合され
44

田中，澁田，中新井田，新井，三枝，坂本，佐々木，佐藤，松村，溝畑：モーバイル広域マルチホップネットワークの一検討

機が前方機の進行方向から逸れるケースは，悪環
境下では飛行時における目標姿勢を正確に把握することが難しく，ジャイロのみでは制御しきれない．そこで，現在は超音波センサを搭載して前方機の概ねの存在範囲を推定し，センサ距離から外れてしまうより十分以前に前方機に接近させる方法で対処する（図 6(b) 参照）．センサ距離がドローン間隔を支配するため，到達距離最大化には高性能センサ搭載が必要になるが，進行方向に対す
る前方機の角度もある程度取得可能になるので後続機の進行方向補正にも有効である．
7 マルチホップメッシュへの仮想プライベートネ
ットワーク導入
1.2 節(B)型クラスタは，
台数は少ないがメッシュ結合されていて，(A)型のスマートフォンクラスタ
を中継して広域化できる．緊急時の探索等では帯WiFi

Multihop
control unit

WiFi

Multihop
control unit

WiFi

Multihop
control unit

operator
WiFi

WiFi

9 axis gyro

9 axis gyro

WiFi

度にはFPGA と無線モジュールで構成された小規模なメッシュネットワークを設計しラベルスイッ
チング（MPLS：Multi protocol label switching）の基本部分を実装して簡易ルーティング動作を確認した．(A)型クラスタを中継できる広域メッシュ構造のためラベルテーブルを縮退して実装する必要があり，「到達不要な宛先へのルートに関するラベルが存在しない」構成に改良する（図 7 参照）
16)．近隣に多数端末が存在する場合にも対応可能なようにチャネルを共用しており近隣端末は同一信号を受信するため，ルート外の端末での冗長処理を削減できて効果的である．往復ルートは同一にし end-end の ack は逆方向の通信で代用する等，
簡易化を図りながらMPLSの基本部分を活用して仮想プライベートネットワークへ発展させる．多数の端末内でグループを成す端末群へラベル配信
し（現在は手動），この端末群だけで占有するルートを生成し，周囲からの高負荷に対しても帯域を確保する．さらに，(A)型クラスタのインタフェースポイントとなる端末間にラベル配信してスマートフォン端末間通信のトンネリングを提供できる．

ID=001

9 axis gyro

Terminal group(a) Stability control
ID=000

WiFi

WiFi

sensornul

generated multiple routes

ID=010

WiFi
operator

ID=011

ID=110
ID=111

sensordelayed take off

Label: source/dest./hop-number/. . .

(b) Maximized communication distanceFig. 7 VPN on multihop mesh networks

Fig. 6 Multihop linked group drone control

8 むすび
情報通信研究室（田中研）では，スマートフォン，
FPGAとマイコンを使用してWiFi／Bluetooth／可視光／赤外線／UHF によるヘテロジニアスメッシュマルチホップシステムを設計し多数の機能の動作確認を行ってきた．誰でも保持している／容易に使域保証のできない小規模なデータ転送が他トラヒ
ックに妨げられないようにする必要があり，IP 型のルーティングでは特定の(A)型クラスタからのセンシングデータがバースト的に発生する等の場
合，必要な情報が損失する．このため，仮想プラ
イベートネットワークの実装を進めている．過年
45東京工業高等専門学校研究報告書

える端末を前提にしているので，災害や緊急時，さらに身近な日常生活の中でも利用できる．商用の予測しやすい環境ではないため，
トラヒックの局所性，
小規模トラヒックの優先度，クラスタ形状の変化，
セキュリティ，ドローン等の機械協調制御，端末位
置の認識，データ集約と参照，高効率ルーティング
等の特に重視すべき特性に適応する，広域のマルチ
ホップメッシュネットワークを設計し，評価を行っている．ネットワーク機能や構成，これまでに解決した課題とそのアプローチの概要を中心に報告した．

（第 49 号）

チホップネットワークの一検討,” 東京高専研究報告書, No.48, pp.59-65, Feb. 2017.
9) 田中晶, “マルチホップ通信システムを用いた再構成可能ネットワークコンピューティングの一検討,” 2017 年信学会通信講演論文集, B-5-35,
p.284, Sep. 2017.
10) 新井将司, “マルチホップ通信を用いたマップ
データベースの自動生成の研究,” 2017 年度東京高専卒論, Feb. 2018. （予定）11) 三枝日奈子, “マルチホップリング型クラスタの形状最適化の研究の研究,” 2017 年度東京高専
卒論, Feb. 2018. （予定）12) 松村岳信, “Android 端末を用いたセキュリティマルチホップ通信におけるマルチメディア
化,” 2017 年度東京高専卒論, Feb. 2018. （予定）
13) 坂本亮, “マルチホップ通信を用いた分散デー
タベースの構築の研究,” 2017 年度東京高専卒論,
Feb. 2018. （予定）14) 佐々木貴啓, “マルチホップ通信を用いた群ドローンの飛行制御の研究,” 2017 年度東京高専卒
論, Feb. 2018. （予定）15) 佐藤恵介, “マルチホップ通信を用いたドロー
ンの安定飛行制御の研究,” 2017 年度東京高専卒
論, Feb. 2018. （予定）16) 溝畑祐太, “マルチホップメッシュへの仮想プ
ライベートネットワークの実装,” 2017 年度東京高専卒論, Feb. 2018. （予定）

謝辞
本研究の一部は，東京工業高等専門学校の平成
28 年度重点配分経費により行われた．
参考文献
1) A. Tanaka, “Locally exploitable heterogeneous multihop communications applied tocooperative-robots,” Proc. 5th Int'l Conf. on
Ubiquitous and Future Networks (ICUFN
2013), No.7A-5, pp.321-326, Da Nang,
Vietnam, Jul. 2013.
2) A. Tanaka, “Locally exploitable heterogeneous multihop communications applied tocooperative-robots with awareness,” The
Information, Vol.17, No.8, pp.3985-3998, Aug.
2014.
3) 田中晶, “マルチホップ移動体無線通信の一検討－身近な通信システムを目指して－,” 東京工業高等専門学校研究報告書, No.43(2), pp.127-133,（平成 30 年 1 月 11 日 受理）

Mar. 2012.
4) 田中晶, “ヘテロジニアスマルチホップ移動体無線通信の一検討,” 東京工業高等専門学校研究報
告書, No.44(2), pp.105-108, Mar. 2013.
5) 田中晶, “ヘテロジニアスマルチホップ通信と探索連接ロボット制御への応用,” 東京高専研究報
告書, No.45(2), pp.113-117, Mar. 2014.
6) 田中晶, 内海楽，柴田尚輝，橋本拓磨，諸星匡
吾，山野井匠，河井泰輝, “ヘテロジニアスマルチ
ホップベース IoT の一検討,” 東京高専研究報告書, No.47, pp.50-57, Mar. 2016.
7) 田中晶, “ヒューマンセントリックヘテロジニア
スマルチホップ通信の一検討,” 信学技報, Vol.
115, No. 394, IT2015-67/SIP2015-81/
RCS2015-299, pp.113-117, Jan. 2016.
8) 田中晶, 大場裕也，菊池隼人，澁田叡知，中新
井田覚志，松本 貴大，小出 瑞生, “可変領域マル46

東京工業高等専門学校研究報告書

第49 号, 2017

楽曲を用いた通信システム Tone Code
小嶋 徹也＊，鎌田 寛＊，Udaya PARAMPALLI＊＊

Tone Code: A Communication System Based on Musical Pieces
Tetsuya KOJIMA＊, Kan KAMADA＊, Udaya PARAMPALLI＊＊
Tone Code is a communication scheme based on musical pieces. In Tone Code, the message is embedded into
the components of the musical pieces, such as chord progressions, distortions, rhythms, and so on. The
embedded message is considered as one of the components of the musical pieces and harmonizes with othercomponents. It can be heard by the human ears as the sound played by the additional musical instruments while
it can transmit the secret messages. If the recorded musical pieces are stored in smart phones or tablets, thetransmitted message can be referred to anytime and anywhere. In this paper, the concept and future applicationsof Tone Code are introduced.
（Keywords : Tone Code, communication system, musical piece, data hiding）

1. QR コードと Tone Code

1. QR Code and Tone Code

みなさんも QR コードはご存知だろう。QR コー
ドとは図 1 のようなもので，これを携帯電話などのカメラで撮影すると，ウェブサイトの URL やメール
アドレス，その他の情報などを読み取ることができる。もともとは工場における部品の在庫管理，流通管You may know what QR code is. An example of QR
codes is shown in Fig. 1. If you capture such a code by yoursmartphone camera, you can get the information such as
URL of a website, e-mail address, and so on. QR codes
were originally developed for the purposes such as stock

理などのために開発されたシステムであったが，現在では２次元バーコードの一種として一般に広く利用されている。
QR コードそのものを眺めてみても，それが何を意味しているかは人間にはわからない。しかし，撮影されたコードは, 携帯電話などのアプリで意味のあるメッセージに復号することができる。QR コードは，
秘密の情報をメディアに隠すデータハイディングとcontrol in factories or logistic management, and so on. They
have been widely used as generic 2-dimensional barcodesfor general purposes these days.
If you look at QR code itself, you cannot get what itmeans. However, the code captured by a camera can be
decoded into the original message by smartphone
applications. QR code is one of the data hiding techniques
which are technologies to embed the secret information in
multimedia data1). More specifically, it can be called avisible data hiding since the code carrying the secretmessage is visible for human eyes (see the next section forthe details). QR code itself is not beautiful as an image, but
it is not annoying in the printed media or webpages since
the printed area is not very large in general. Besides, there

図 1. QR コードの例．

are some trials to print some photo images or illustrations
behind QR codes. It can improve the appearance of QR
codes.

Figure 1. An example of QR codes.

The authors have proposed a new technology called＊情報工学科＊＊The University of Melbourne
47東京工業高等専門学校研究報告書（第 49 号）

呼ばれる技術 1) の一種であり，メッセージを含んだ
コードそのものが目に見えることから可視的データ
ハイディングとも呼ばれる（後述参照）。QR コード
は見た目には決して美しいとは言えないが，
通常あま
り大きくは印刷されないため，周囲の画像などの邪魔Tone Code2), where the concept of QR code is extended tothe music data. Tone Code is a technology to encode secretmessages as one of the components of a musical piece. If
you listen to the musical piece composed by Tone Code, you
cannot find out if it conveys a secret message similarly asになるようなことはない。また，最近では，QR コー
ドの背景に写真やイラストなどを配置することで，
QR コードそのものの見た目を改善する工夫も提案されている。
著者らは，この QR コードの概念を音楽データに

QR code case. However, the message can be decoded fromthe recorded musical piece by the designated smartphone
application. In Tone Code, a message can be encoded into
the musical components such as chord progressions,rhythms, or distortion effects for the guitar sound, and so on.

応用できないかと考え，Tone Code なる技術を提案した 2)。Tone Code は伝えたい秘密のメッセージを楽曲

Such encoded musical components can be naturally
recognized by human ears as well as they can harmonize
with other components included in the musical piece. As
described above, QR code can be called a visible data hiding
while Tone Code can be called a hearable data hiding sinceの構成要素の一つとして符号化する技術である。楽
曲を聴いていても，その中に秘密のメッセージが含まれていることは人間にはわからない。しかし，専用

the encoded message can be recognized as a musicalcomponent. In the next section, the details of data hiding
technologies are introduced.

アプリを用いることで，録音された楽曲から意味のあるメッセージが復号できるというものである。メ
ッセージは，コード進行やリズム，ギターサウンドの歪み（ディストーション）などの音楽要素として符号化されるため，人間の耳には自然な楽曲の構成要素として認識され，かつ，他の音楽要素とも自然に調和するように工夫されている。QR コードが可視的なデ2. Data Hiding and Tone Codeータハイディングであったのに対し，Tone Code は符号化されたメッセージが音楽要素として聴こえるため，可聴的データハイディングと呼ぶことができる。
データハイディングについては次の節で詳しく紹介することにしよう。

2. データハイディングと Tone Code
前述の通り，Tone Code は可聴的データハイディ
ングの一種であると言える。
データハイディングとは，画像や音響信号，
映像などのマルチメディアデータの中に，人間の知覚にはわからないように秘密のメッセージを埋め込む技術のことを指す。
データハイディングの例としては，
電子透かしや電子指紋などが知られ1)ている 。
電子透かしは，マルチメディアデータの所有権や著作権を保護するために，著作者などの情報をメディアに埋め込む技術のことである。
一方，
電子指紋とは，
デジタルメディアの不正コピーの防止や追跡を目的としたものである。例えば，インターネット上で写真や音楽を売買する際に，購入者に固有の情報をメディアに埋め込んで販売する。
購入者がこの電子メディア
を不正にコピーした場合，通常，この購入者の情報が48

As described above, Tone Code can be considered as ahearable data hiding. Data hiding is a technology to embed
secret messages into the multimedia data such as images,
audio and video signals without being recognized by humanrecognition systems. The technologies such as digitalwatermarking or digital fingerprinting are included in datahiding.
Digital watermarking is a technology to embed the
copyright or ownership information into the multimedia data
to protect the intellectual property rights. On the other hand,
digital fingerprinting is a technology to avoid or track theillegal copies or distributions of the multimedia data. For
example, when photo images or musical pieces arepurchased through the internet, the consumer information isembedded into such multimedia materials. If the consumer
illegally copies the purchased material, there are pluralcopies which convey the identical consumer information
though there should be only one copy with his/her
information. Therefore, such illegal copies or distributions
can be disclosed by digital fingerprinting.
Data hiding technologies are, in general, used for the
security purposes such as protecting the copyrights or
avoiding the illegal copies. However, they can be used forthe secret communication means between two parties. For

小嶋，鎌田，PARAMPALLI：楽曲を用いた通信システム Tone Code

表 1. コードとその構成音の例.
Table 1. Examples of the chord structures and thefrequency components corresponding to each note.

埋め込まれたコピーは１個しか存在しないにも関わらず，複数のコピーが存在することとなり，不正コピーの発見や摘発が可能となる。
このように，データハイディング技術は通常，著作者の権利の保護や不正利用防止などのセキュリテ

Chordィ目的で用いられることが多い。しかし，第三者にわからないような方法で，秘密通信に使うことも可能である。例えば，テレビ放送や携帯電話は，メッセージを伝える媒体として電波を利用している。
これに対し，
電波の代わりに映像や音楽などの電子メディアをメッセージ伝達に利用することも可能なのである。
Tone
Code はまさにこれを実現したものであり，
BGM などの音楽をスピーカから放送するだけで，情報伝達が可能となる技術である。

Three notes andthe corresponding frequency components [Hz]CC / 261.73

E / 329.63

G / 392.00

FF / 349.23

A / 440.00

C / 523.25

A

A / 440.00

C# / 523.25

E / 659.26

Dm

D / 293.66

F / 349.23

A / 440.00

Bm

B / 493.88

D / 587.33

F# / 698.46

example, electro-magnetic wave is used for broadcasting,wifi networks, smartphones, and so on. In fact, the electronic
media such as photo images, music or video can be used as
a communication means instead of the electro-magnetic
waves. It can be realized by Tone Code. Tone Code can

3. Tone Code のしくみ
本節では，Tone Code を実現する方法の一つとして，文献 2)で提案されたものの概要を紹介する。この
方法は，音楽の構成要素であるメロディ，
ハーモニー，
リズムのうち，ハーモニーに相当するコード進行を用いて伝達するメッセージを表現するものである。

transmit the message only by broadcasting the musicalpieces from loud speakers.

3. How Tone Code Works
In this section, we introduce one of the methods to realize
Tone Code2). In this method, a message is encoded into the

コード，あるいは和音とは，音程が異なる複数の音が同時に響く音のことである。
三つの音による和音
は三和音，四つの場合は四和音などと呼ばれる。ここでは，三和音を利用して透かし情報を埋め込む方法を紹介する。
コードの構成音とその周波数の例を表 1 に

chord progressions of the musical piece. There are threemajor components of musical pieces, that is melody,示す。コード進行とは，楽曲のコードの移り変わりを表すものである。ロックやポップス，EDM (Electronic
Dance Music) など，現代音楽ではコード進行に則った曲作りが原則であると言える。
一つの三和音は表 1 に示すように周波数の異なる三つの音の組み合わせで構成される。
Tone Code では，
楽曲のコード進行を構成する三和音の各構成音に対応する周波数成分にメッセージ信号を配置することで，メッセージ信号のみでコード進行に対応する音響信号を構成する。これはちょうど，シンセサイザなどの電子楽器でコードを演奏し，既存の曲に重ね合わせたものに相当するため，
メッセージが作り出す音ははっきりと聴こえるが，他の音楽要素と完全に調和がとれているため，自然な１曲の楽曲として認識できるのである。文献 2)では，主観実験を通して，メッセージが埋め込まれた楽曲が自然に認識できることが示されている。
また，コード進行以外の要素を用いた方式も提案

49

harmony and rhythm. The chord corresponds to one of them,harmony.
A chord consists of multiple different harmonic notes
which are made simultaneously. A chord which has threedifferent notes is called as a triad. Here we introduce a way
to embed the secret message into the musical piece by using
triads. Table 1 shows some examples of the chords andfrequency components of each note constructing thosechords. The chord progression represents the transition of thechord in a musical piece. It is inevitable to take the chord
progression into account when one composes musical pieces
in almost all genres of contemporary music.
A triad consists of three different notes corresponding
different frequency components shown in Table 1. In Tone
Code, a message is divided into three parts in advance. Such
divided part of messages is encoded and located at threedifferent frequency components corresponding to the chord
progression of the musical piece. In other words, the audio
signal corresponding to the chord progression can becomposed only by the encoded messages. Such audio

東京工業高等専門学校研究報告書されている。文献 3)では，ロック音楽におけるギター
サウンドなどで用いられる電子的な歪み（ディストーション）
を用いてメッセージを伝達する方法が提案されている。これは，二種類のディストーション信号を用い，
このそれぞれに２進符号化されたメッセージの（第 49 号）

signals can be recognized as the sound played by additionalmusical instruments such as digital synthesizers. Therefore,
the chord progression conveying the message is hearable forhuman ears, and it also can naturally harmonize with othermusical components. It has been shown that the musicalpiece conveying the secret messages can be naturally
recognized as a kind of digital music by human ears throughsubjective assessments2).

０と１を対応させることで，メッセージを表現するというものである。さらには，メッセージを符号化した信号でスネアドラムの音を表現し，楽曲のリズムでメッセージを伝送する試みも行なわれている。

It has also been proposed that the musical components
other than the chord progression can be utilized to send thesecret messages. For example, it is shown that the messages
can be embedded into the distortion effects for the sounds of

4. Tone Code の応用と関連技術
以上で述べた通り，Tone Code は音楽を用いてメッセージを伝達するものであるため，BGM などの形
で音楽が流れている場面には応用が可能である。
例えば，商業施設などで音声アナウンスの代わりに利用することが考えられる。音声アナウンスは，はっきりと

electric guitar used in rock music3). In this method, the twodifferent distortion signals are employed to represent 0’s and
1’s in the binary-encoded messages. On the other hand, there
is another idea to embed the message into the rhythm of themusical piece. Specifically, the message is expressed by the

聞き取ることが難しいこともある上，耳の不自由な人には情報を伝達することができない。Tone Code を用いれば，音楽に埋め込まれたメッセージがスマートフ

snare-drum sounds in this method.

4. Tone Code and the Related Topics

ォンやタブレットなどで視覚的に表示できるため，
伝達する情報の格差を解消することもできる。また，美As mentioned above, Tone Code is a technology to send
the message by using the musical piece as a communication
medium. Therefore, it can be applied into various scenario

術館や博物館などでオーディオガイドの代わりとして導入することもできる。
従来のオーディオガイドでは，専用の端末上で指定された番号を入力することで展示品の説明等を聴くことができた。これに対しTone Code では，展示品の周辺で BGM さえ放送されwhere the music pieces are broadcast as the form of background music, and so on. For example, it can be used in themarket complexes instead of the conventional audioていれば，手持ちのスマートフォンなどを利用して説明を聴いたり，読んだりすることができる。
Tone Code で楽曲に埋め込むメッセージは文字情報だけではなく，音声信号や画像も２進の符号として表現されていれば，埋め込みが可能であるため，楽曲を放送するだけでさまざまな情報を伝達することが可能である。しかし実際の応用に際しては，スピーカから楽曲を放送しスマートフォンなどで受信することを想定するため，
商業施設など人が多く雑音が多い
環境下では，
正しく通信が行えないことも考えられる。
また，音響信号は距離により減衰し，反響などの影響もあるため，長距離での通信も容易ではない。一方，美術館などでは BGM を放送できたとしても音量を小さく保つ必要があるため，微弱な信号からでもメッ
セージを復号できる技術が必要であり，今後の研究開発における課題も多い。
著者らは，Tone Code にさきがけて，サイレン音に災害情報や避難経路等の情報を埋め込んで，WiFi な

50

announcements. It is often difficult to catch the audio
announcements clearly. Especially, such announcements
cannot be recognized by hearing-impaired people. In Tone
Code, such information-gap problems can be solved since
the message embedded into the musical piece can be
decoded and displayed on the screen of smartphones ortablets. Tone Code can also be employed in the art galleries
or museums instead of the audio-guide. In the conventional
audio-guides, the visitors can listen to the explanations on the
exhibits as they input the numbers of the items on thedesignated mobile terminals. Such terminals are not required
if Tone Code is applied for this purpose since the visitors canhear or see the explanations on their smartphones byrecording the back ground music broadcast from the
speakers.
In fact, the messages transmitted by Tone Code can begiven in various forms. For example, images, videos oranother audio signals as well as text messages can be小嶋，鎌田，PARAMPALLI：楽曲を用いた通信システム Tone Code

ど電波による無線通信を用いず，サイレン音のみで通信を行う防災無線システムを開発してきた 4)。実際の災害においては，
携帯電話やインターネットなどのencoded and embedded into the musical pieces. However, it
is sometimes difficult to decode the transmitted message
correctly under the noisy environments such as the market

通信網が遮断されることも予想され，サイレン音を放送するだけで情報伝達が可能である技術は極めて重places crowded with many people since the musical pieces
are broadcast from the loud speaker and received by the

要度が高いと考えられる。
この技術も Tone Code と同様に電波を用いず，音響信号のみで無線通信を実現するものであるが，音響信号はあくまでもサイレン音であるところだけが異なっている。
この場合，音質が低くても問題ないこと，

smartphones through quite noisy communication channels.
In addition, it is not easy to send the messages for long
distance because the audio signals are attenuated with the

使用する周波数帯にも自由度があることから，
長い距離でも正しい通信を行うことや雑音への耐性といっ

ground music should be suppressed, which implies that it isrequired to decode the transmitted message successfully

た技術的課題を解決することも比較的容易であると言える。
屋内においてスピーカからサイレン音を放送
し，スマートフォンを用いて受信する実験では，10mを超える距離であっても，ほとんど誤りのない通信が可能であることが報告されている 5)。Tone Code の場
合は，楽曲を放送する必要がある関係上，音質にもある程度配慮する必要があり，通信品質の向上にはさらなる工夫が必要である。

even if the recorded audio signals are weak. These problems
should be solved in the future studies.
The authors have proposed a disaster prevention

distance, and affected by echoes or ambient noise in general.
In the art galleries or museums, the volume of the back-broadcasting system using audio data hiding4) before
proposing Tone Code. In this system, the messages
including the detailed disaster information or the evacuationroute are embedded into a siren sound and broadcast fromthe loud speakers. It does not require any wifi connections or

5. 今後の展望
Tone Code は，無線通信技術としてもデータハイ
ディング技術としても，
これまでにない新しい特徴を持った技術であるが，前節で述べた通り，解決すべき
技術的課題も多い。商業施設や美術館など，応用する場面によって必要とされる条件も異なるが，いずれの場合においても通信距離をある程度に保つことと，
誤りのない通信を行なうことは最優先で解決すべき課題である。
これまでは誤り訂正などを用いずに通信実
験などを行なってきたが，実際の応用に際しては，適切な誤り訂正符号を用いることが必要である。
また，コード進行やディストーション，リズムのみならず，音楽のありとあらゆる要素にメッセージを埋め込むことで，楽曲の一部分に大量の情報を多重化
して埋め込むことも興味深い問題である。さらには，
この技術を映像などに応用し，映像として自然に視聴できるが，スマートフォンで録画することでメッセー
ジを受信できるようなシステムへと拡張することも検討されている。すなわち，デジタルサイネージなどに投影された映像を録画するだけで，そこに埋め込まれたメッセージを常に持ち運ぶことができるような日がやがて訪れるかもしれない。

51

internet access, so it can be used under the large-scaledisasters such as earthquakes or tsunamis.
This system also transmits the messages only with theaudio signals in a similar way as Tone Code. However, it isdifferent from Tone Code since siren sounds are employed
as the communication media in this system. In general, it iseasier to transmit the messages by using siren sounds thanusing musical pieces since the quality of the siren sounds is
not required to be very high, and various frequency
components can be used to embed the message. Therefore,
the performances of such broadcasting system using siren
sounds are better than those of Tone Code. In our recent
studies5), it has been shown that the messages embedded into
the siren sound and broadcast from the loud speaker can becorrectly received and decoded by the smartphones throughthe distance larger than 10 meters under an indoor
environment. In the case of Tone Code, the quality of themusical pieces should be maintained at high definition,
which implies that there are many problems to be solved to
improve the performances of the communications.

5. Future Studies
Tone Code is one of the novel technologies as datahiding techniques as well as wireless communications.

東京工業高等専門学校研究報告書

謝辞本研究の一部は，JSPS 科研費 15K01109，および東京
工業高等専門学校平成 29 年度重点配分経費の助成を（第 49 号）

However, there are many problems in the future study as
mentioned above. For example, it is quite important torealize the error-free communications for a long distanceregardless of the applied scenario such as market complexes
or museums. In the previous studies, any error correcting
codes have not been employed, but they are strongly
required to be used in the practical applications.

受けて行なわれました。
References (参考文献)
1) F. A. Petitcolas, R. J. Anderson and M. G. Kuhn,“Information Hiding — A Survey,” Proc. IEEE, vol. 87,

It is interesting to embed the messages into various
musical components other than the chord progressions,distortion effects or the rhythms. It is expected that a large
amount of message is multiplexed and embed into various
musical components such as melody lines, chords, rhythms,
and so on. It can be considered that the concept of Tone Codecan be applied into the video signals like short movies. In

no. 7, pp. 1062−1078, Jul. 1999.
2) K. Kamada, T. Kojima and U. Parampalli, “Tone Code:A Novel Method for Covert Communications Based onMusical Components,” Proc. ISITA 2016, Monterey,
CA, USA, pp. 340−344, Nov. 2016.
3) Y. Matsunaga, T. Kojima, N. Aoki, Y. Dobashi and T.
Yamamoto, “A Digital Watermarking Technique forthis case, messages are embedded into various componentsof the video signals. Such signals conveying the messages
can be recognized as a short movie by human eyes. The
messages can be decoded from the recorded video signals
by the smartphone applications in a similar way as Tone

Music Data Using Distortion Effect,” Acoustic Scienceand Technology, vol. 39, no. 1, pp.37−39, Jan. 2018.
4) T. Kojima, T. Tachikawa, A. Oizumi, Y. Yamaguchi
and U. Parampalli, “A Disaster Prevention
Broadcasting Based on Data Hiding Scheme Using
Complete Complementary Codes,” Proc. ISITA 2014,
Melbourne, Australia, pp. 45−49, Oct. 2014.
5) Y. Sada and T. Kojima, “Improvement of Emergency
Broadcasting System Based on Audio Data Hiding (inJapanese),” IEICE Tech. Rep., vol.117, no.476, EMM2017-88, pp.55−60, Mar. 2018.

Code. In our future, for example, the messages embedded
into a short movie displayed as a digital signage can be
carried anywhere if such a movie is recorded by yoursmartphone.
Acknowledgments
This work is partly supported by JSPS KAKENHI Grant
Number 15K01109, and also funded by National Institute ofTechnology, Tokyo College.
（平成 30 年 1 月 12 日 受理）

52

東京工業高等専門学校研究報告書

第 49 号, 2017

フミン酸の重金属吸着能力に与える共存イオンの影響
庄司 良*, 岩田 孝樹*

Effect of coexisting ions on the ability of humic acid adsorbed with heavy metals
Ryo SHOJI*, Kohki IWATA*
Heavy metal contamination is a serious environmental problem all over the world. Further decontamination ofheavy metals is troublesome and expensive. As one possibility, naturally-derived and low-cost humic acidadsorbs heavy metals so that easy and cost-effective improvement of soil contamination can be expected. Humicacid is a substance produced by the decomposition of microorganisms of animal and plant remains. Humic acidhas carboxyl and phenol groups that have important function of adsorption of heavy metals. On the other hand,lime is sprayed to improve pH of soil acidified in farmlands. The amount of heavy metals adsorbed by the humic
acid should be decreased by calcium interaction. In this study, changes in the adsorption amount of copper ion
to humic acid were evaluated by the NICA (Non Ideal Competitive Adsorption)-Donnan model with and without
calcium co-existing. The amount of copper ion adsorbed to the humic acid could be predicted by using the NICADonnan Model with high accuracy. The effect of calcium on the amount of copper ion adsorbed decreased dueto the increase in pH. Parameters given by the NICA-Donnan Model of phenolic groups by calcium ions havesignificantly changed than those without calcium ions. The calcium ions may therefore affect the amount ofcopper adsorption on phenol group of the humic acid substance.
（Keywords: Humic acid, copper ,calcium, NICA-Donnan Model）
1.

緒言

一方，実際の環境には様々な物質が存在している．一

硫酸銅と消石灰の混合物であるボルドー液は最も古例として農地では比較的高濃度のカルシウムが存在しい農薬とされ，現在でも幅広く用いられている．しかし，ている．農地の pH は雨などによって酸性に傾いてい

長期間ボルドー液を散布した農地は銅が蓄積する[1]るため，これの改善のために石灰が散布される．石灰の．

ボルドー液の主成分である銅は生態に有害であるため，散布により土壌の pH が上昇し，カルシウム分を作物

農地を転用する場合，銅の除染は必要になる．

に供給できる[4]．土壌の pH 改善のために石灰を散布さ他方，フミン酸という安価かつ自然由来でクリーンれる頻度は農薬と比べて多く，散布量も大きい．従って，な物質は重金属と錯形成能力があるため重金属土壌汚

農地では比較的高濃度のカルシウムの存在によってフ染の改善を期待できる．フミン酸にはカルボキシル基

ミン酸と銅の吸着を阻害することが懸念される．しかとフェノール基が存在し，プロトンが解離することでし既往の研究では，フミン酸と重金属の吸着において重金属が吸着できる．またフミン酸の粒子近傍の負電共存物質の影響を考慮している事例は少ない[5]．共存物

荷によって陽イオンの濃度が高くなる領域が存在する．

質が存在する場合，NICA-Donnan Model で得られる

この領域はドナン相と定義され，このドナン相も重金フミン酸と重金属の吸着の分子数の比や吸着量そのも属の吸着サイトである[2]．重金属のサイト別でフミン酸のも変化する可能性がある．従って，共存物質の存在のと重金属の吸着量を予測できるモデルとして有無によるフミン酸の性質を検討する必要がある．

NICA(Non Ideal competitive adsorption)-Donnan

そこで本研究では，Ca2+の共存の有無によるフミン

Model が存在する．NICA-Donnan Model はフミン酸酸(和光純薬(株))の銅吸着等温線を解析し，吸着サイト

への重金属の吸着量を予測できるモデルである[3]．フミ

別に整理し，全吸着サイトおよび各吸着サイトの Cu2+

ン酸への重金属の吸着量を NICA-Donnan Model で予の吸着量の変化を NICA-Donnan Model を用いて評価測することで，フミン酸と重金属の吸着比を定量的にすることで，pH やカルシウムによるフミン酸の銅吸着表すことができる．

に対する影響を明らかにすることを目的とした．

＊物質工学科53

東京工業高等専門学校研究報告書

2. 実験（第 49 号）

次に Ca2+存在下での Cu2+の吸着量を測定した．フミ

2.1 フミン酸の交換性プロトン容量の測定

ン酸を 5.0×10-3 mol/L の水酸化ナトリウム水溶液に溶

フミン酸のカルボキシル基とフェノール基の交換性

解させ，1g/L になるように調製した．また Ca2+が 0.01

プロトン容量とドナン相体積を算出することを目的と

mol/L になるように少量の 1 mol/L 塩化カルシウム水

して，交換性プロトン容量を測定した．フミン酸(和光溶液を加えた．0.1 mol/L の塩酸を用いて pH を 4 以下

純薬(株))を 5.0×10-3 mol/L の水酸化ナトリウム水溶液にし，窒素ガスを 30 分間曝気した．そして 0.1 mol/L

で溶解させ，1 g/L になるように調製した．この溶液にの水酸化ナトリウムを用いて pH を 5.0 にした．0.01

少量の 0.1 mol/L の塩酸を加えて pH を 4 以下にし,窒

mol/L の硝酸銅溶液を加え，Cu2+の活量が充分に上が素ガスを 30 分間曝気した．再び少量の 0.1 mol/L の塩ったところで実験を終了した．pH を 7.0, 9.0 に変更し，酸を加えて pH を 3.5 以下にした．そして 0.1 mol/L の同様の操作を行った．

水酸化ナトリウム水溶液を順次滴下して，pH の変化量

2.4 NICA-Donnan Modelを記録した．この操作を pH が 10 になるまで行った．

フミン酸はカルボキシル基，フェノール基，ドナン相

pH が 3.5 の時にイオン強度が 0.01, 0.1 mol/L になるが存在し，これらは重金属との吸着サイトと考えられように塩化ナトリウムを加えたフミン酸溶液を用いて，る．フミン酸と重金属との吸着を予測できるモデルと同様の操作を行った．

して，NICA-Donnan Model は NICA モデルと Donnan

2.2

フミン酸の Cu2+吸着量の測定モデルを組み合わせたものである．

今回の実験では Cu2+選択電極(東亜 DKK, Cu-2021)

NICA モデルはフミン酸が有するカルボキシル基とを用いた．通常の校正では Cu2+の検量線は 10-8 mol/L

フェノール基を重金属との吸着サイトと仮定し，重金まで直線性が得られる．しかし実環境中の Cu2+の活量

属との吸着をモデリングしたものである．Hill 方程式

はさらに低い．そこで Avdeef らはエチレンジアミンをを，化学種 i の局所的な吸着を表す等温式として採用し用いることによって 10-19 mol/L までの低濃度領域に検ている．そして Sips 分布を組み込むことでフミン酸の量線を作成した[6]．今回は Avdeef らの方法に従って次

不均質性，陽イオンの競争的な吸着，化学量論比を考慮のように検量線を作製した．10-4 mol/L の硝酸銅水溶液できるようになる．拡張した Hill 方程式を次に示す．

に 10-4 mol/L のエチレンジアミンを加え，起電力・pH・温度を測定した．
あらかじめ Cu2+の活量を算出し，Cu2+

Q

𝑄𝑄𝑀𝑀 = ∑𝑖𝑖 � max,iの活量と起電力をプロットして検量線を作製した．この検量線を用いて Cu2+の吸着実験における Cu2+の活

nM,i

nH,i

×

n

�KM,i 𝐶𝐶𝑠𝑠,𝑀𝑀,𝑖𝑖� M,inM,i∑�KM,i 𝐶𝐶𝑠𝑠,𝑀𝑀,𝑖𝑖�

×n�∑�KM,i 𝐶𝐶𝑠𝑠,𝑀𝑀,𝑖𝑖 � M,i �npi

1+�∑�KM,i 𝐶𝐶𝑠𝑠,𝑀𝑀,𝑖𝑖 � M,i �

pi

(1)

�

量を算出した．
次のような操作で Cu2+の吸着量を測定した．フミン

QM [mol/kg] は各吸着サイトに吸着した金属 M の総量，

酸を 5.0×10-3 mol/L 水酸化ナトリウム水溶液に溶解さQmax，i [mol/kg] はある吸着サイトに吸着した金属 M のせ，1g/L になるように調製した．少量の 0.1 mol/L の総数，nM [-] は金属 M と吸着サイトの平均的な化学量

塩酸を用いて pH を 4 以下に調整し，窒素ガスを 30 分

論比に関するパラメータ，KM [L/mol] は安定度定数の間曝気した．その後，少量の 0.1 mol/L の水酸化ナトリ

分布の中央値，CS,M,i [mol/kg] は吸着サイト近傍の金属ウムを用いて pH を 5.0 にした．0.01 mol/L の硝酸銅

M の濃度，p [-] は安定度定数の分布の幅に関するパラ溶液を順次滴下し，Cu2+の活量が充分に上がったとこ

メータである．また重金属が含まれない系の場合，フミろで実験を終了した．pH を 7.0, 9.0 に変更し，同様のン酸に吸着するイオンは水素イオンのみである．吸着操作を行った．

質が 1 つの場合，(1)式は簡略化され(2)式のように示さ

2.3 Ca2+存在下でのフミン酸の Cu2+吸着量の測定れる．

Ca2+存在下での Cu2+吸着量の測定の際，Ca2+の活量を測定するために今回の実験では Ca2+選択電極(東亜𝑄𝑄𝐻𝐻 = ∑𝑖𝑖 �Qmax,i ×

DKK，Ca-2031)を用いた．Ca2+選択電極は Cu2+選択電極のような検量線の作成方法はない．通常の校正では

mH,i

�KH,i 𝐶𝐶𝑠𝑠,𝐻𝐻,𝑖𝑖�

mH,i1+�KH,i 𝐶𝐶𝑠𝑠,𝐻𝐻,𝑖𝑖 ��(2)

Ca2+選択電極の読み値は g/l で表記されるためわずか

水素イオンのみの場合では Langmuir-Freundlich 型のな読み値で濃度がずれる．そこで今回の実験では 10-7,

吸着等温線になる．この時 QH [mol/kg] は吸着サイト

10-5, 10-3, 10-2 mol/L の濃度の Ca2+溶液の起電力と濃度の総数，Qmax,i [mol/kg]は各吸着サイトの総量，KH,i

で検量線を作製した．

[L/mol] は酸解離定数の分布の中央値，CS,H,i [mol/kg]
は吸着サイト近傍水素イオン濃度，mH,i [-] は mH,i =nｍ
54

庄司, 岩田：フミン酸の重金属吸着能力に与える共存イオンの影響

×p で表されるパラメータである．酸塩基滴定では nm

渣の総和が最も小さくなるように安定度定数などのパと p の値を算出することはできない．しかしその積でラメータの値を決定することでカルボキシル基とフェある mH,i は算出できる．nm と p の値を算出するためにノール基の Cu2+の吸着量の予測値を算出した．またド

金属の吸着実験を行う必要がある[7]．

ナン相の Cu2+の吸着量は，(4)式を用いて logVD の値を

Donnan モデルはフミン酸の吸着サイトと化学種 i

算出し，logVD，Cu2+の総濃度，ドナン相内の Cu2+を用の静電相互作用由来の親和性を考慮しており，この親

いてドナン相における Cu2+の吸着量の予測値を算出し和性によってフミン酸近傍のイオン濃度は Boltzmann

た．

因子分だけ溶液内のものと異なる．したがって静電相
3. 結果と考察

互作用の考慮が必要である．次式のようなボルツマン因子を考慮した式によって Donann 体積内部のイオン

イオン強度を変更した交換性プロトン容量の結果をNICA-Donnan Model で整理してイオン強度に依存し濃度を計算する．

ない Master curve を引いた．Fig. 1 に各イオン強度に−𝑧𝑧𝑀𝑀 F𝛹𝛹𝐷𝐷

𝐶𝐶𝑠𝑠,𝑀𝑀,𝑖𝑖 = 𝐶𝐶𝑏𝑏,𝑚𝑚,𝑖𝑖 exp(

R𝑇𝑇)

おける交換性プロトン容量と Master curve を示す．横(3)

軸の pHD とはフミン酸のドナン相内の pH を示し，縦ここで Cb,M,i [mol/L]は水溶液全体の金属イオン M の濃軸はフミン酸の交換性プロトン容量を示す．Table 1 に度，zM [-]は金属イオン M の電荷，F [C/mol]はファラ

NICA-Donnan Model によって得られるパラメータのデー定数，ΨD [V]はドナン相内の静電ポテンシャル，

吸着サイト数，酸解離定数の分布，複合的な不均質性をR [J/(mol・K)] は気体定数，T [K]は絶対温度である．

表すパラメータを示す．

(3)式を用いることでランダムな不均質性を仮定するこ

pHD を横軸に整理することで，異なるイオン強度にとができるため，平均的な分子量および性質を持つフおける滴定曲線は 1 本の Master curve に収束した．

ミン酸の近傍のポテンシャルΨD から吸着サイトの不pHD の上昇に伴いフミン酸の交換性プロトン容量が増均質性に起因する依存性を排除することができる．こ加した．また低 pH と高 pH に変曲点が存在している

れを利用してイオン強度の異なるフミン酸溶液に化学ことが Master curve からわかる．これはカルボキシル

種 i を添加した時の曲線から静電相互作用の寄与を取

基由来のおよびフェノール基由来の交換性プロトン容

り除くと，1 本の曲線に収束する．この曲線を Master量である．先行研究でも同様の結果が得られている[9]．

curve と呼ぶ．さらにΨD を解析するためにフミン酸とこの結果から得られたパラメータを用いることで Cu2+

化学種 i の静電相互作用だけでなく，フミン酸粒子内部の吸着量を NICA-Donnan Model で予測できる．

のドナン体積について検討する必要がある．イオン強度が 0.01 mol/L 以上の時のドナン体積は Benedetti ら
によって pH 依存性が低く，イオン強度の寄与が大きいという実験結果を得ている．そこから経験式として以下の式でドナン体積を求められるとしている[8]．
log𝑉𝑉𝐷𝐷 = −1 + 𝑏𝑏(1 − log𝐼𝐼)(4)

ここで VD [L/kg]はドナン体積，b [-]は Master curve を最適化した際のパラメータであり，間接的にドナン体積を示すとされる．I [mol/L]はイオン強度である．以上の NICA 方程式と Donnan モデルを組み合わせることによりフミン酸と重金属の吸着量を予測できる．
交換性プロトン容量，Cu2+の吸着量の予測値は次のように算出した．(2)式を用いて交換性プロトン容量の予測値を算出し，実測値と予測値の残渣の総和が最も小さくなるように酸解離定数などのパラメータの値をFig. 1 ドナン相内でのイオン強度の違いに決定することで交換性プロトン容量の予測値を算出しよる交換性プロトン容量の変化を表す滴定

た．(3)式を用いてカルボキシル基とフェノール基の曲線と収束した Master Curve

Cu2+の吸着量の予測値を算出し，実測値と予測値の残55

東京工業高等専門学校研究報告書

Table 1 フミン酸の交換性プロトン容量の測定結（第 49 号）

Table 2 NICA-Donnan Model から得られた
Cu2+の吸着実験における各パラメータ

果から得られた NICA-Donnan モデルのパラメータ
Qmax [mol/kg]

logK [-]

m [-]カルボキシル基

1.70

3.30

0.868

カルボキシル基

フェノール基

2.74

6.35

0.601

フェノール基Ca2+の存在の有無による

Ca [M]

カルボキシル基
フェノール基Cu2+の吸着等温データとNICA-Donnan Model によって回帰して得られた吸着

0.00
0.01

Qmax [mol/kg]
1.70

logK [-]
1.31

n [-]
0.67

2.74

1.85

0.77

1.47
2.30

2.59
5.33

0.57
1.02

等温線を Fig. 2 に示す．横軸に Cu2+の濃度を示し，縦Ca2+の影響による Cu2+の吸着量の変化を詳細に解析

軸に Cu2+の吸着量を示す．また Table 2 に NICA-

するためにカルボキシル基，フェノール基，ドナン相の各吸着サイト別の Cu2+の吸着量を Fig. 3，Fig. 4，Fig.

Donnan Model によって得られるパラメータの吸着サ

5 にそれぞれ示す．横軸に Cu2+の濃度を示し，縦軸にイト数，安定度定数，フミン酸と Cu2+の吸着比を示す．

Cu2+の吸着量を示す．Fig. 3 よりカルボキシル基におpH が上昇するに伴ってフミン酸の Cu2+の吸着量は増

ける Cu2+の吸着量は Ca2+の影響が少ない．これは全て加した．
これはフミン酸の交換性プロトン容量は pH が上昇すると増加するためである． Fig. 2 では Cu2+の吸の pH やカルシウムイオン濃度においてカルボキシル

着量は Ca2+の影響がほとんどないことがわかる．Table

基のほぼ全ての吸着サイトが利用できる状態にあることを示している．従って，Cu2+と Ca2+の競合の影響が2 からフミン酸と Cu2+が吸着した時の安定化される度小さいと考えられる．Fig. 4 より Ca2+がフェノール基

合いを示す logK の値が上昇している．これは Ca2+のにおける Cu2+の吸着量に与える影響は pH によって差添加によるイオン強度の増加が原因であると考えられる．イオン化傾向は Ca2+より Cu2+の方が小さい．したがあった．フェノール基の吸着サイト数は pH の上昇

がってイオン強度が増加することにより Cu2+の状態でに伴い増加する．pH5 では少ない吸着サイト数に対し存在するより，フミン酸と吸着した状態の方が安定化て Cu2+と Ca2+が競合するため Cu2+の吸着量は大きくされるためであると考えられる．またフェノール基に減少したと考えられる．pH9 ではフェノール基の吸着サイト数は pH5 の時よりも格段に増加するため Ca2+

関するパラメータの変化はカルボキシル基のパラメーと Cu2+との競合が起こった時の影響が減少したと考えタと比べ，カルシウムの添加による変化量が相対的にられる．Fig. 5 よりドナン相における Cu2+の吸着量は大きい．従って，Ca2+はカルボキシル基よりもフェノー

Ca2+の存在により大きく減少した．これは Ca2+がフミられる．

ン酸の負電荷を中和するためであると考えられる．

100

100

10-1

10-1

10-2

10-2
QCu [mol/kg]

QCu [mol/kg]

ル基の Cu2+吸着量に対して影響を与える可能性が考え

10-3
10-4
10-5

Ca 0 M(pH=5)
Ca 0.01 M(pH=5)
Ca 0 M(pH=7)
Ca 0.01 M(pH=7)
Ca 0 M(pH=9)
Ca 0.01 M(pH=9)

10-6
10-7
10-8
10-10 10-9

10

-8

-7

-6

10
10
CCu [M]

10

-5

10

10-3
10-4
10-5

Ca 0 M(pH=5)
Ca 0.01 M(pH=5)
Ca 0 M(pH=7)
Ca 0.01 M(pH=7)
Ca 0 M(pH=9)
Ca 0.01 M(pH=9)

10-6
10-7
10-8
10-10 10-9

-4

10-8

10-7 10-6
CCu [M]

10-5

10-4

Fig. 2 Ca2+の有無による Cu2+の吸着等温関係(プロFig. 3 NICA-Donnan Model によって予測されット)と NICA-Donnan Model から得られた Cu2+吸着

るカルボキシル基への Cu2+の吸着量

等温線(カーブ)の予測

56

庄司, 岩田：フミン酸の重金属吸着能力に与える共存イオンの影響がフミン酸の吸着能力に影響を与えることが確認でき，

100

特にフェノール基に対する銅の吸着量へのカルシウム

10-1

QCu[mol/kg]

10共存による影響が大きいことが明らかとなった．

-2

参考文献

10-3
10

[1] 庄司良，田中優也，ダイコン・キャベツを用いた迅-4

速・簡便な銅蓄積能力の評価法，東京工業高等専門学校

10-5
10-6
10

-7

10-8
10-10 10-9

研究報告書，41 (2) ，83-86 (2010)

Ca 0 M(pH=5)
Ca 0.01 M(pH=5)
Ca0 M(pH=7)
Ca 0.01 M(pH=7)
Ca 0 M(pH=9)
Ca 0.01 M(pH=9)
-8

10

-7

10
10
CCu[M]

-6

10

-5

10

[2] 庄司良，岩瀬鉄也，木材由来フミン酸と土壌由来フミン酸の NICA-Donnan Model を用いた解析による銅結合特性の評価，日本土壌肥料学会誌，87 (5) ，348355[3] Saito T., Nagasaki S., Tanaka S., Koopal L.K.,-4

Application of the NICA-Donnan model for proton,
copper,Fig. 4 NICA-Donnan Model によって予測さ

anduranylbinding

to

humic

acid,

Radiochimica Acta 92, 567-574 (2004)

2+

れるフェノール基への Cu の吸着量[4] 三枝正彦，低 pH における作物の生育：植物有害 Alと下層土のエダフォロジー，日本土壌肥料学会誌，62100(4)，451-459 (1991)[5] 庄司良，牧野春香，腐植の程度が異なる腐葉土由来

10-1の土壌フミン酸のカルシウム共存下の同との吸着作用

QCu[mol/kg]

10-2と 2，4-ジクロロフェノキシ酢酸ジメチルアミンとの吸10

着作用の変化，化学工学論文集，43 (5)，1-9 (2017)10-4[6] Avdeef A., Zabronsky J., Stuting H.H., Calibration-3of copper ion selective electrode response to pCu 19,

10-5
10

10-7
10-8
10-10 10-9Analytical Chemistry 55, 298-304 (1987)

Ca 0 M(pH=5)
Ca 0.01 M(pH=7)
Ca 0 M(pH=7)
Ca 0.01 M(pH=7)
Ca 0 M(pH=9)
Ca 0.01 M(pH=9)

-6

10-8

10-7 10-6
CCu[M]

10-5[7] 庄司良，沖田尚久，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，
水環境学会誌，36 (1)，1-9 (2013)

10-4[8] Benedetti M.F., Van Riemsdijk W.H., Koopal L.K.,
Humic substances considered as a heterogeneousFig. 5 NICA-Donnan Model によって予測さdonnan gel phase, Environmental Science andれるドナン相への Cu2+の吸着量

Technology 30, 1805-1813 (1996)[9] Kinniburgh D.G., Van Riemsdijk W.H., Koopal

4.結論

L.K., Borkovec M., Benedetti M.F., Avena M.J., Ion

フ ミ ン 酸 の 交換 性 プ ロトン 容 量 の 測 定を 行 い，

binding to natural organic matter: competition,

NICA-Donnan Model で整理してイオン強度によらなheterogeneity, stoichiometry and thermodynamic

い Master curve を引くことができた．これによってイ

consistency, Colloids Surf. A 151, 147-166 (1999)

オン強度，pH の影響を考慮してフミン酸と Cu2+の吸（平成 30 年 1 月 5 日

着量を予測することが可能になった．
Ca2+の存在の有無による Cu2+の吸着実験を行い，NICA-Donnan Model でモデル解析を行った．その結果，Ca2+の共存を考慮して NICA-Donnan Model でCu2+の吸着量を予測することができた．Cu2+の全吸着量では Ca2+の影響はほとんどなかった．しかし吸着サ
イト別に Cu2+の吸着量を整理することによって，Ca2+
57

受理）

桃太郎絵巻から見えるもう一つの桃太郎像︵上︶On the Image of Momotaro in Momotaro Emaki

＊

舩戸

美智子

Michiko FUNATO

This paper aims to analyze 34 kinds of Momotaro Emaki, the picture scrolls which were produced from the Edo era to the Meiji era.
It leads to the two assumptions as follows:

1. It can be assumed that the Japanese old tale of Momotaro─the Peach Boy─ had already been spread before the Edo era.

2. It can be assumed that the image of Momotaro is that of elegance in Momotaro Emaki ─the picture scrolls─written in the Edo era, which is different
from his image of bravery in Kusazoshi─the picture books─written in the same era.
The assumption 2 will be explained in the next paper.
( Keywords : Momotaro, Emaki )確かにこれらのくだりは、落し噺や戯作、浄瑠璃「ひらがな盛衰記」等にとあり、これにより、噺本が桃太郎話の古い形を留めているとみている。

いで此寺の先師一休和尚の放気（おどけ）咄して聞かすべし」とて今日の桃太郎の昔話がいつ頃から語られていたのかは、定かにはわかも散見する。
「山へ柴刈りに…」と言えば、誰もが桃太郎話の出だしであ一 はじめにっていない。明らかに桃太郎そのものが書物の中に現れるのは、およそにはすでに人々の間でかなり知られていたことになる。

るということが共有できていたとすれば、口承での桃太郎話が江戸初期

江戸時代に入ってからである。
小池藤五郎によれば（ 注１）、寛文八年 （一六六八 ）刊の仮名草子「一休

この頃の読み物に描かれた桃太郎話の主な特徴は、次のとおりである。

八年（一七二三）の赤小本「もも太郎」はよく知られてのとおりである。

桃太郎が絵で現れ始めるのは、草双紙という読み物の中である。享保「むかし物語をせよ」と仰せられければ、祖父（おほぢ）と祖母（うばなし」序文にはば）との咄しより知らぬ我なれば、「かしこまりたり」とは申せ共、「山へ洗濯しに、川へ柴刈りに」と申ければ、「古めかしの咄しや。

一∗般教育科58

第 49号，2017
東京工業高等専門学校研究報告書

舩戸 : 桃太郎絵巻から見えるもう一つの桃太郎像(上)（２） 宝を取りに鬼ヶ島へ向かう（１） 爺婆が桃を食べて若返り、婆の出産によって桃太郎が生まれる機会を得（ 注６）、それをきっかけに、これまであまり注目されてこなか

日本桃太郎会連合会の活動の中で、「桃太郎絵巻」三種を同時に閲覧する

浮世絵、芸能などの資料を基にすることが多かった。しかし、このたびがある。ここでは、それらを踏まえながら、管見に至った絵巻約三十種、小峯和明氏（ 注８）等による紹介と論考ては、すでに太田昌子氏（ 注７）った国内外の桃太郎の絵巻を調査することになった。桃太郎絵巻につい（３） 鬼から差し出される宝は、隠れ蓑笠、打ち出の小槌、如意宝珠など人間界にはない鬼の宝である
これらは、現代伝えられているものとはかなり異なっている。鬼が隠まずは調査した桃太郎絵巻全体の様相を概観し、そこに表れた問題をについて比較検討し、分析を行った。

、それを踏まえ志
為朝鬼ヶ島渡り伝説にあることを指摘しており（ 注２）

考察していくが、紙面の関係上、二回に分けて紹介することとする。今れ蓑笠を持っていたことは、江戸時代の滝沢馬琴が『保元物語』の中の田義秀は、桃太郎話の源流を「間接に為朝伝説に含まれてゐる鬼ヶ島宝

回扱う絵巻は、後掲の表１「桃太郎絵巻一覧」のＣ群までとした。

絵巻一覧」が示すとおり三十四種である。実際には、まだその所在が明

これまでの調査で存在が明らかになった桃太郎絵巻は、表１「桃太郎

二 桃太郎絵巻の諸本の概要。滑川取伝説の直系に属するものと見るのが妥当」と述べている（ 注３）
道夫もこれを支持し、「どことも所在のしれぬ鬼ヶ島に宝があるという伝説と結んで、宝物を得てゆたかな暮らしをしたいという庶民の夢が生きていたにちがいない」（ 注４）と捉えている。後年には、鬼が悪いことをしたという理由付けが付加され、桃太郎は鬼を征伐に行くと語られるようになるが、元の目的は宝取りにあったとみていいだろう。

これらの絵巻の第一の特徴は、絵巻間で登場人物のポーズや配置などらかにされていない絵巻もかなりの数に及ぶのではないかと考えている。

いつ頃からあるのか。私見では、明和二年（一七六五）の絵暦として描かが酷似しているものがあり、それによるグループ分けができる点である。

また、現在の桃太郎話で知られる桃から生まれる果生型の桃太郎は、れた鈴木春信の浮世絵「見立て桃太郎」（ 注５）が年代のわかるものとし

これは、絵巻を制作した絵師たちの画業が関係していると考えられる。

。今回の絵巻の比較対照では、その模写の経緯がかなり（ 武田・１９９５）て一番古いものである。二つに割れた大きな桃から、桃太郎に見立てら
ただし，江戸中期の読み物の「桃太郎」では、婆が出産する回春型のほはっきりとした形で表れている。たとえば、後掲図１・２では、桃太郎がいわゆる狩野 派の粉本主義などの絵巻 の模写による画業の継承 であるうが多い。そのことから、回春型のほうが果生型よりも早いのではない猿を従え、犬と出会う場面だが、図１の兵庫歴博本の粉本を図２の桃太

れた優美な女性が立ち姿で描かれている。

かと言われてきたが、少なくとも江戸中期には、回春型と果生型は両方

郎資料館本が写していることは明らかである。

では多くの絵図を省略せざるを得なかった。次回補填したい。

に分類して整理した。以下、詳細を述べていく。なお、残念ながら、ここ

今回は、このような模倣関係にある絵巻を大まかにＡ群からＤ群までが同時期に存在していたことになる。後年、滝沢馬琴が前述の著書（ 注２）の中で双方の桃太郎を紹介していたことも頷けるのである。しかし、なぜ同時期に混在していたのかは、今後の課題でもある。
このように書承を頼りに辿ってきた桃太郎話の研究は、主に読み物や59

では、表中の整理番号に従い、以下に概略を補足説明していく。特に記載の無いものは「回春型」である。

奥書「高嵩谷画」
７ 桃太郎絵巻 洞春美信画か

内藤記念くすり博物館蔵①

奥書「洞春美傳画〈朱印〉」

いては、まず桃を拾った婆が盥を頭に載せて帰宅する場面が特徴的であ

堀野文禄蔵

これは、滑川の桃太郎年表に記載されていたものである。現在は所在る。それと同じ姿で描かれているのが、６の公文本である。桃太郎が三１ 桃太郎絵巻 享保二〇年（一七三五）

不明で、管見には至っていないが、年代がわかるものとしては、これが従者と出会う場面までは、この５と６の絵の構図に類似性がみられる。

５については、小峯和明氏による詳細な紹介がある（ 注８）。内容につ一番古い。所蔵者の堀野文禄は、京の藁兵衛という名でも知られる明治）。桃太郎絵巻は二種あり、ここ奥書にみえる「洞春美傳画」の洞春美は、駿河台狩野家の洞春美信か。

では①と②で区別する。

にある大同薬室文庫のものである（ 注

７の絵巻は、製薬会社エーザイの創業者によって開設された博物館内

から、英派の絵師として関係性が深い。

６の絵師高嵩谷は、英一蝶の門人佐脇嵩之について画を学んでいること

英一蝶画の戯作者である。昔話好きで、蒐集も行っていたらしい。
（ 注９）
︻Ａ︼
２ 桃太郎一代記

これは、村松梢風『本朝画人伝』（中央美術社（大正一三〜一五）下巻）の中の「英一蝶」にある以下の記述に基づく。

門人で黒田家江戸詰の絵師、石里洞秀（同名父）に絵を学び、名跡を継い

福岡藩御用絵師で駿河台狩野家の四代目である。幼いときに父を失い、宝暦年間のこと、西本願寺法主が江戸へ下向の時、小田原町から法の東博本Ａの絵師洞秀美之と関だという（ 注連があると考えられるが、その絵巻とこの７の絵巻とでは類似点は少な）。この石里洞秀は、主へ献上の巻物を一蝶にかゝせると、一蝶はそれへ桃太郎一代記を描いて納めた。

い。舟上で帆の上に猿が乗っている図柄程度である。また、師の洞秀がむしろ、この７の絵巻は６の絵の特徴と一致する点が多い。例えば、描く絵巻は果生型で、洞春のものは回春型になっている。

巻を納めたことは興味深い。所在は確認できていないが、次の５立教大

桃太郎が持ち上げる石が平らで角張っていること、門破りでは、桃太郎が後ろ姿で描かれていること、宝献上場面では、桃太郎が鬼にまたがり、鬼王の側には姫と下女がいることなどである。それらの共通点により、

なお、５の立教本の後半、舟で従者たちと鬼ヶ島に向かう場面から宝︻Ａ２︼
５ 桃太郎絵巻 龍雲斎写 寛政七年（一七九五 )立教大学図書館蔵
奥書に「右英一蝶図／寛政乙卯秋 龍雲斎写」

献上までは、次の３桃太郎神社本ａ（ 図３）と絵の内容が一致している。

一蝶に関係ある５・６・７を一群としてＡ群に含めた。
公文教育研究所蔵

６ 桃太郎絵巻 高嵩谷画 天明期か

60

10

20

本では、英一蝶が描いたものを模写したといわれる絵巻が残っている。

このように狩野安信の門人でもあった英一蝶が、西本願寺へ桃太郎絵

11(第 49 号)
東京工業高等専門学校研究報告書

舩戸 : 桃太郎絵巻から見えるもう一つの桃太郎像(上)舟中で肘をついて寝そべる桃太郎、無地の帆、また鬼の城の門破りでのによれば、絵師は高嵩渓と伝えられていたようだが、次の８高松歴史資

高松市歴史資料館蔵

ドイツ リンデン民族学博物館蔵

文化一一年

料館本の高嵩渓の絵巻とは、絵の印象はかなり異なる。
︻Ａ３︼
８ 桃太郎絵巻
９ 桃太郎絵巻れない。

巻については、二、三の類似場面はあるものの、あまり影響関係は見ら

高嵩渓は、６ 公文本の高嵩谷の子または婿養子と言われるが、桃太郎絵

三井家の旧蔵といわれ、高嵩渓が請われて制作したもののようである。

奥書に「右一巻應需而画 文化十一申戌年九月 高嵩渓 朱印」とある。

これら８と９の絵巻の関係性も非常に高いと考えている。８の絵巻は、

高嵩渓画

桃太郎の見栄・その時の従者の位置、鬼との戦い時に雉子が日の丸扇をかざしながら飛んで戦う様子、宝を前にして鬼にまたがる桃太郎、鬼王の側に座す若い姫と下女、凱旋の従者の様子などの場面である。特に最桃太郎神社蔵ａ

後の戦いの場面の絵の構図は、後述の系列Ａ３とも一致するものである。
︻Ａ１︼
英 一川画
桃太郎神社蔵ｂ

奥書「英 一川 画〈朱印〉
」
不明

大寿苑 蔵

の絵巻は、愛知県犬山にある桃太郎神社が所蔵しているも

桃太郎絵巻（御巻噺桃太郎）

３ 桃源遺事

４
この３と

）である。

「桃源遺事」は、『棠陰比事』のもじりであろう。絵師英一川は、英家三る桃太郎の装束や勇ましい表情までもが酷似している。全体を比較しな

残念ながら門破りの場面のみを知るばかりだが、８の絵巻とは門破りす関連が深いと考えられるのは、９のドイツリンデン本（ 注

代目で、明和から安永にかけて活躍した。この絵巻の箱書き、蓋表にはければわからないが、印刷ではない絵巻の世界で、同じ絵師が同じ図様のである。３は一部ヤケがあるものの、豪華な作りとなっている。外題、箱裏 寛｢政六甲寅年／五月吉日」とあるが、この「御巻噺桃太郎 一軸」の絵巻については未詳。

この絵巻は、高松市鬼無町にある特別養護老人ホーム「大寿苑」の応接

チェスター・ビ

巻末奥書「武清筆」「可庵〈朱文方印〉」

伝 喜多武清筆 アイルランド

してまとめた。次のＢ群はまた異なる絵の雰囲気を持つ狩野派の系統として括った。
︻Ｂ︼
武清筆絵巻

きるよう額装されている。その制約のためか、場面最後は鬼との戦いでーティ・ライブラリー蔵

東京国立博物館蔵Ｂ

桃太郎絵巻 栄川画 狩野典信画 狩野勝川 天保八年模写終わっている。絵巻自体も豪華に制作されており、富裕層から依頼を受けて制作されたものと思われる。装幀や絵師は３とは異なるが、英派に関係する絵師が３を模写していることは間違いないだろう。４の所蔵者

11

10

間に飾られている。絵巻を六曲一双の屏風仕立てに直し、絵巻が一望で以上、ここまでの絵巻は英一蝶に関連すると思われる狩野派をＡ群とで絵巻を描くことがあったのか、興味深いところである。

の絵巻と箱が入れ替わったか。

るので、箱書きにある寛政六（一七九四）の制作はありえないことになる。
もう一つの

26

またこの３の絵巻と似ているのは、他にもある。４の大寿苑本である。

26

61

26

絵巻が一川の手になるとすれば、一川の没年は安永七年（一七七八 ）にな

12

26

。)残念

款記（写し）「白玉法眼典信〈花押〉」奥書「天保八年二月 日」「雅信」
は国文学研究資料館で調査が行われ、報告されている 注(回っていることが多かったことから、室町時代の元信が描いたというのの墨描きの絵巻は、狩野派の桃太郎絵巻の粉本として、狩野派の一は懐疑的で、江戸時代の作だろうと推定している。だが、少なくともこのの桃太郎資料館本

桃太郎がイノシシに向かって大石を投げること、舟上では桃太郎が錨を

２００３）。これらに共通するのは、爺が初めのほうで夢告を受けること、彩色してあり、模写されたことは疑いない。ただ全体を比較して異なる

江氏の旧蔵のものである。この絵巻は（ 図２）である。これは、桃太郎の研究家として知られていた故小久保桃の絵 図(１ の)構図とほぼ同じで、投げようとすること、最後に、平安貴族風の爺婆に桃太郎が宝を見せるが舟上で戦い勝利する場面があることだ。これはたいへん珍しい展開である。なお、詳細については、太田氏の前掲論文を参照されたい。
次は、やはり狩野派と思われるＣ群である。

兵庫県立歴史博物館蔵の兵庫歴博の絵巻には、上下各巻の初めに、十五行ほどの詞書きが添えられていることだ。桃太郎話が文字で綴られている。また、本にあるいくつかの場面がこの絵巻には欠けている。

内藤記念くすり博物館蔵②

個人蔵）の絵巻に も詞書きがある。 特にこれと特徴が似てい るのが、

仙台陸奥守より拝領した旨が箱書きにあり（ 注

昔物語桃太郎一代記

桃太郎絵巻

︻Ｃ２︼

この

狩野元信画か

桃太郎資料館蔵（入江コレクション）

12
以下、表１中の～の絵巻については、次回に触れることとする

三 桃太郎話の受容からみた桃太郎絵巻の特徴る。ここでの姫は、連れ去られた姫であろう。

る。これは、鬼の関連で明らかに「酒呑童子」をふまえたものになっていような鬼が縛り上げられており、側には十二単をまとった姫が座していの絵巻である。最後の宝献上の場面では、大柄で真っ赤な酒呑童子の（小久保桃江コレクション）
は絵師の名が題簽に記されている。狩野元信（一四七六〜一

15

︻Ｃ１︼
昔噺シ桃太郎絵巻

外題に「古法眼／元信之圖」
桃太郎絵巻

まず、

五五九）といえば、狩野派の画風を大成したといわれる室町時代の絵師である。その絵師がこれを描いたとすれば、これが一番古いものになる。
またこの絵巻は、墨での描写を多用し、彩色箇所の指示が書き込まれて

）

12

13

が、ここで、これらの絵巻を桃太郎話の受容という観点でもう一度見直34

いることから、観賞用ではなく、絵手本として制作されたものと考えられている。このことは、すでに井乃香樹が『紀記の神話と桃太郎』
（注

14

15

いる可能性はあるだろう。また違いとしては、のは、先にも述べたが、それを写したと思われる絵巻がつの範となっていたことは確かなようである。

12

ことなどである。これらの類似点から、双方が同じ絵巻を元に模写してらかい線で素描されており、双方の関係性もすでに指摘されている（太田・ながら、絵図は一部しか窺い知ることができないが、絵は二つともに柔

13

14

15 14

10

の中で指摘している。しかし、兵庫歴博では、元信の絵は手本として出

16

12

62

13

10
12
13

(第 49 号)
東京工業高等専門学校研究報告書

舩戸 : 桃太郎絵巻から見えるもう一つの桃太郎像(上)してみたい。
管見に入った限りにおいて桃太郎絵巻を調査した結果、前述の特徴として挙げた絵図の類似性の他、第二の特徴として見えてくるのは、詞書
きのないものが多いことである。三十四種の内、詞書きが確認できるものは、六種のみであった。つまり、これは当時、桃太郎話がいかに巷間に鬼ヶ島に着き、桃太郎が門を破る。

のもある。
９

従者たちは刀を、桃太郎は大木を振りかざして鬼たちと戦う。

鬼が降参し、桃太郎に鬼の宝を差し出す。そばに若い姫がいる。

さらに、誰もが知っていたということを前提に考えれば、絵巻が制作素である。３の村の子どもたちのからかい場面や、８の舟中で寝そべる

ここでまず気になるのは、絵巻桃太郎の中に見え隠れする別の話の要

従者に宝を持たせて、桃太郎が爺婆の家へ帰る。

された年代を遡ることよって、同時に桃太郎話がいつの時代にすでに知鬼との戦い場面では、桃太郎は大木を振り回している。それ
桃太郎、の絵巻が狩野元信の描いたものと確証が得られれば、桃太郎話がやられていたのかということも推測可能になるはずである。

膾炙していたかという証でもあろう。

12 11 10なる。しかし、ここでは、昔話の一つにすぎなかった「桃太郎」を元信がはり元信が活躍した室町時代からすでに語られていたという一証左には人物が目撃している場面も「金太郎」や「酒呑童子」によく見られる。

もある。
「金太郎」に見まがうほどだ。さらにその力自慢を修験者らしきまた、桃太郎の力自慢の場面では、小熊やイノシシを投げ飛ばすもの

さらに第三の特徴は、絵巻特有の場面のパターン化である。これは、のもあるが、よく見ると、下女に角が見えるものもあり、そばにいるの側に座しているものがある 図(４ 。)酒呑童子にさらわれた姫とみなせるもさらに、宝献上の場面では、若い姫君が乳母らしき下女とともに鬼の桃太郎話のどこを場面として描くかということだが、絵巻の場合、そのは鬼の娘である可能性も高い。読本『桃太郎物語』（注）はパロディも場面がどの絵巻もほぼ一致している。

して認知されていた、ということのほうが重要である。

描いたと信じられるほど、江戸期の「桃太郎」が狩野派の絵巻の画題とらは、昔話「寝太郎」型の要素が含まれていると考えられるのである。

10

１ 川で洗濯している婆のもとへ、桃が流れてくる。

のだが、「鬼一法眼三略巻」を下敷きにしており、鬼の娘が親である鬼王

巻でも、頭を垂れる鬼王の側に控える鬼の娘が、桃太郎に恋心を寄せてを裏切り、義経ならぬ桃太郎に協力したことを匂わせている。桃太郎絵〈果生型では、桃を割ると、中から着衣の小さい男児が現れる。〉

いるとすれば、最後に配偶者を得る「妻覓ぎ」とみなすこともできよう。

さて、これらの絵巻と同時期の草双紙の桃太郎物との大きな違いは、
婆の出産場面である。

草双紙では、『鼠の嫁入り』等でも女性が家で出産する場面はよく描かれる。回春型の桃太郎物の作品でも、出産場面を描くことが一つの常套では描かれるが、婆の出産場面を扱ったものはほとんどなかった。

６ 村の小さな祠に、安全祈願をする爺婆。
一行は、帆かけ舟で鬼ヶ島に向かう。桃太郎が寝そべっているもとなっている。しかし、これまで調査した絵巻には、爺婆が若返った姿

８

７ 猿・犬・雉子それぞれに出会い、きび団子をやって従者とする。

５ 桃太郎は菅笠に帯刀して、鬼が島に出かける。見送る村人たち。

４ 爺と婆がきび団子をつくる。桃太郎は傍らで刀を研ぐものもある。

げつけて、それを追い払う。

３ 家の前で、桃太郎をからかう村の子供たち。 桃太郎は重い臼を投２ 婆が帰宅する途中、爺と会い、若返った婆を見て爺が驚く。

15

63

12

これは何を意味しているのか。その鍵の一つは、絵巻を観る鑑賞者に

２ 滝沢馬琴『燕石雑志』文化八 （一八一一） 年刊

３ 志田義秀『日本の傳説と童話』大東出版社，昭和一六（一九四一） 年刊

４ 滑川道夫『桃太郎像の変容』東京書籍， 昭和五六（一九八一） 年刊

は、徳川家慶が幼少期に見ていたと言われている。絵巻の絵師は幕府や藩に抱えられていた御用絵師も多５ 鈴木春信「見立て桃太郎」米 ポートランド美術館蔵，『浮世絵大系』２，集英社，関係がありそうである。表１の絵巻
く、絵巻は主の求めに応じて、幼い男子に桃太郎たらんことを願いなが

昭和四八（一九七三）年刊。

史史料館本、岡山県立美術館本、小久保桃江氏旧蔵本の桃太郎絵巻の他、廣市歴史史料館では「再発見！桃太郎の世界」展が行われた。そこに高松市歴６二〇一四年四月、香川県高松市で行われた桃太郎サミットにあわせ、高松

古い例である。

画か （『近世子どもの絵本集』（上方篇）岩波書店所収）も読み物の果生型としては

また、宝暦から安永にかけて描かれたと思われる上方の絵本「桃太郎」北尾雪坑斎

ら絵巻が与えられたとすれば、男子には縁遠い出産場面は省かれても当然だったに違いない。
四 終わりに
以上の調査により明らかになったことは、絵巻の中の桃太郎は、勇まどの影響を強く受け、桃太郎は荒々しい若衆姿を意識しているのに対し、三月刊。太田氏はその中で、若武者姿の桃太郎のイメージがどこから出現し

７

栄堂蔵本（映像）、岡山シティミュージアム蔵本（映像）も展示された。

絵巻は大和絵の画風を守り、時には平安朝の公達を思わせるような雅なたのかに視点をおきながら、絵巻七点を対象に、一点ものとして制作された

しくも穏やかな桃太郎像になっているということだ。草双紙が歌舞伎な桃太郎を描いて見せている。そこには、後に時代に翻弄される桃太郎像

絵巻と芸能から影響を受けていた草双紙とに表れた桃太郎像を比較し、絵巻渡ってご協力をいただいた大久保和彦氏に心から感謝申し上げます。ま嗣氏を始めとする会員の皆様、特に情報提供や絵巻の整理など多方面に

太郎絵巻を閲覧する機会を与えて下さった日本桃太郎の会の会長松川忠正面には是真が丹青を凝らした桃太郎の絵が掲げてある。月耕その他の昔話の絵の貼記述がある。
「その店は昔話風の装飾で充たしてある。格子戸を開けて入ると、店の９ 松本道別『東京名物誌』明治三四（一九〇一）年刊。その中に文禄堂についての

８ 小峯和明「資料紹介 立」立教大学大学院日本文学--教大学図書館蔵『桃太郎絵巻』
論叢第１号，二〇〇一年三月刊にも草双紙からの影響が見られると考察している。

太田昌子「桃太郎のイメージ」『文化史の構想』吉川弘文館，二〇〇三年は見当たらない。なお、それらについての詳細な検証は、改めて別の機会に行う予定である。

た、絵巻の閲覧に際しては、東京国立博物館・国立歴史民俗博物館、岡山

交ぜがあり、それが額にもなっている。左方の楣間に、抱一の筆の「昔噺亭」とした

最後に拙稿をまとめるにあたり、まずはこの調査の過程で、様々な桃県立美術館、兵庫県立歴史博物館など諸機関にもたいへんお世話になり

額がある。
」

大同薬室文庫は、秋田出身で幕末から明治にかけて活躍した漢方の大家、中野ました。さらに、桃太郎神社、大寿苑、小川護氏他の皆様にも閲覧をご快諾下さり、心より御礼申し上げます。
︿注﹀
巻２号

石里洞秀については、福岡県立美術館ＨＰの洞秀略歴・解説及び『日本人名大康章（一八七四〜一九四七）の旧蔵コレクションよりなる。

10辞典』（講談社）を参照した。

11

64

24

１ 記録されたる桃太郎古説話の研究（上），小池藤五郎，国語と国文学

11(第 49 号)
東京工業高等専門学校研究報告書

舩戸 : 桃太郎絵巻から見えるもう一つの桃太郎像(上)『秘蔵日本美術大観

絵巻の一部所収。

ヨーロッパ蒐蔵 日本美術選』講談社，一九九四年刊

国文学研究資料館『チェスタービーティライブラリィ絵巻解題目録 図録篇』

勉誠出版，二〇〇二年三月刊
井乃香樹『記紀の神話と桃太郎』建設社出版部，昭和一六（一九四一）年刊の中で「桃太郎の熱心な研究家中田豊氏は室町時代に狩野元信の書いた古法眼元信圖昔

写真提供:兵庫県立歴史博物館︿参考文献﹀

武田恒夫『狩野派絵画史』吉川弘文館，平成七（一九九五）年刊

滑川道夫『桃太郎像の変容』東京書籍，昭和五六（一九八一）年刊

太田昌子「桃太郎のイメージ」『文化史の構想』吉川弘文館，平成一五（二〇〇三）年三月65

噺桃太郎繪巻の扮本を發見して入手せられた由、これこそは記録せられた桃太郎とし

写真提供:大久保和彦氏て最も古い物であらう」と触れている。

桃太郎資料館蔵

従者との出会い12

拙稿「翻刻『新版／繪入／桃太郎物語』」『読本研究』第７輯下套，平成五（一九九三）年九月刊

兵庫県立歴史博物館蔵
従者との出会い
図1

図2

12
13
14
15

東京工業高等専門学校研究報告書

図３ 鬼ヶ島へ向かう桃太郎一行(第 49 号)

桃太郎神社蔵ａ

写真提供:大久保和彦氏

図４ 鬼の王が降参し、桃太郎に宝を献上する場面

桃太郎神社蔵ａ

写真提供:大久保和彦氏

66舩戸 : 桃太郎絵巻から見えるもう一つの桃太郎像(上)

2

桃太郎絵巻

Ａ

｢桃太郎一代記｣

3 Ａ 「桃源遺事」

１
4

２
6

桃太郎絵巻

7

桃太郎絵巻

8 Ａ 桃太郎絵巻

３
9

桃太郎絵巻

10 Ｂ 「武清筆絵巻」

11「桃太郎絵巻 栄川画」

Ｃ
12 １ 「昔噺シ桃太郎絵巻」
13

巻数

所蔵

不明

不明

堀野文禄
(京の藁兵衛)

不明

英 一蝶
英 一川画
(-1778)

不明

不明

不明

1巻

桃太郎神社 ａ
大寿苑(高松)290×17860mm
六曲一双屏風仕立て。1曲3場
面、36場面。

1軸

立教大学図書館

表紙後補、無文紺色、表紙縦24.8cm横23.0cm、料紙楮紙、淡彩、43紙貼り継ぐ。全長
1287.7cm
16場面 紙本１巻淡彩

1巻

公文教育研究所

1巻16図 29×1360cm
紙本着色

1巻

内藤くすり博物館①

冒頭欠不明(英一蝶画)
龍雲斎写

桃太郎絵巻

5 Ａ 「桃太郎絵巻」

絵師

寛政7
1795
天明期か
-1804
江戸後期
-1797
文化11
1815
江戸後期
-1893

高嵩谷(1730-1804 )
洞春美信(17471797)か「洞春美傳画」

高嵩渓(1760－1817) 1巻
高松市歴史資料館
上下2 リンデン民族学博物館(ド
不明
イツ)
巻

文化文政写か 伝喜多武清筆 写本
1804-1829(1776-1856安政3没) 1巻

寛政2画1790 狩野典信画
天保8写1837 狩野勝川模写

室町-江戸初
期か
江戸後期

桃太郎絵巻

大きさ等

チェスター・ビーティ・ライ
ブラリー（アイルランド）

詞書 出生
不明 不明
不明 不明

305×21110mm
紙本着色 巻子上29.8×950.8cm
23 8 1085 5
紙本淡彩画・巻子1軸・27.5cm×68.7cm/表紙 27.9×45.2 全長
316.4cm表紙絹、浅葱、無文。楮
紙。
全10図(冒頭欠)
紙本淡彩
27.3×772.7cm
全10図 款記(写し)

1軸

２
15

狩野元信か(14761559)

1巻

不明

2巻

一巻 紙本着彩 巻子装
縦26.4㎝×横1600.9㎝ 全48紙
継 絵14段
印記「□□□水（朱文円印）」（紙
兵庫県立歴史博物館
継箇所）
桃太郎資料館(小久保桃 紙本着彩
上 27×7220 21面
江旧蔵)

不明

1巻

内藤記念くすり博物館②

江戸後期「昔物語桃太郎一代記」

不明
江戸中期

16

18

-天保頃
1831-1845
江戸後期「絵巻/桃太郎物語」
Ｄ２

19「桃太郎絵詞」

20

Ｄ 「桃太郎ものかたり絵巻」
３

21「桃太郎画伝絵巻」

22

不明

桃太郎絵巻

Ｄ
17 １ 桃太郎絵巻

Ｄ
４ 桃太郎絵巻

23「昔語桃太郎圖會」

24 Ｄ 桃太郎絵巻

文化4
1808
江戸中期
-1827
/明治 写

桃太郎絵巻

岡山シティミュージアム

不明

２巻

不明

円洲 円得写
手柄岡持 賛評

上下2
巻
不明

洞秀美之筆(17561827)

不明

巻中 42.3×769.5cm,天地 41.2cm 紙本着色
上 28.2×450cm
中 28.2×450cm
上中下下 28.2×460cm
3巻
紙本着色
国立歴史民俗博物館
ニューヨーク市立図書館, 紙本淡彩 上10図 下8図
スペンサー・コレクション
上31.9×893.7cm
上下2
下31.9×933cm
巻下のみ
遠野市立博物館

渡辺尚輝模写

1巻

廣栄堂

樋口探月

1巻

タリア)

不明

1軸

桃太郎神社 ｂ不明

大田南畝 模本

不明

不明

不明

冷泉為恭筆

１巻

藤澤衛彦旧蔵か

河鍋暁斎画

1巻

河鍋暁斎記念美術館

不明
紙本淡彩
320×8238mm
黄土色繍表紙,縦11.1cm,

狩野探玄画

享和-文政
11(-1828)

狩野伊川院栄信画

26(御巻噺桃太郎)

27

桃太郎絵巻

28

桃太郎絵巻

29

「桃太郎絵巻下絵」

30「日本一の物語」

31「椿岳桃太郎鬼退治絵巻」

32

桃太郎絵巻

33

桃太郎絵巻

元治元
1864
寛政6
1794
江戸中期
(-1823)
安政元
1855
江戸末期
1831-1889
江戸後期-明治
明治-1889
明治-大正か-1926
江戸後期

307mm（軸は336mm）×10910mm
紙本彩色30×1420cm
箱に墨書きあり
上300×8550mm+
下300×1350mm
上10図、下9図
奥書「右
洲並岡持賛

1巻

５
25

上 30cm×900.5cm
下 未詳 箱書あり
上巻：26.8×969.2 下巻：26.8×
978.1，紙本着色

默庵筆

文政頃か
1818-1831

江戸後期
1800年画か
安政6 写
1859

２巻
個人
上下2
巻
岡山県立美術館

1巻

桃太郎絵巻

×

回春

×

回春

×

回春

×

回春

×

回春

× (回春)

×

回春

×

回春

×

回春

○

回春

×

回春

○

回春

×

回春

○

回春

○

回春

不明 回春
か
得
×

果生

×

果生

×

果生

東京国立博物館 Ａ

27cm×約1000m
ジェノヴァ東洋美術館(キ 紙本淡彩 巻子(全１巻)
ヨッソーネ東洋美術館)(イ 15.5×916.0cm

不明

1巻

慶応大国文学研究室

淡島椿岳(-1889)

1巻

不明

4000cm余り

淡島寒月画

不明

不明

不明

不明

1巻

個人

小品絵巻

不明

1巻

個人

色紙を継いだ体裁

明治
34

回春

東京国立博物館蔵 Ｂ

江戸後期
14 Ｃ 桃太郎絵巻

×(平成三十年一月十二日 受理)
67

× (果生)
×

果生

○

果生

×

不明

○

回春

不明 回春
×

果生

○

果生

不明 不明
不明 不明
×

果生

不明 果生

凡例 :制作年が明らかなものを基準に古いものから並べた。さらに絵の構成などから類似性が高いと判断した絵巻同士については一つのグループとして括

1

年号
享保20
1735
宝暦頃
1751-1763
-安永7
-1778
江戸中期

り、ＡＢなどと示した。また同じグループ内でも酷似しているものは、さらに番号で区別した。それにより、年代が下るものでも上の方に並んでいることが系統題目ある。なお、絵師がわかっている場合は、その没年によって制作年を類推して並べている。題目は外題があるものについては「」でそれを記載し、他のもの

2018.1.20現在
整理番号との区別 化を図 った。

表１ 桃太郎絵巻一覧

平成２９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(1) Ayaka Takamoto, Mitsuo Yoshida, Kyoji Umemura, Yuko Ichikawa : Computing Information Quantity as Similarity Measure for MusicClassification Task.
The 2017 International Conference On Advanced Informatics: Concepts, Theory And Application (ICAICTA2017). 2017(2) 高本綺架, 吉田光男, 梅村恭司, 市川祐子 : 「作曲者判定タスクのために分析すべき楽曲の長さ」, 研究報告音楽情報科学(MUS), 2017MUS-116(19), 1-5(2017-08-17), 2188-8752(3) 河村豊, 多羅尾光徳, 池内了, 山崎正勝ほか（共著） : 『「軍学共同」と安倍政権』, 新日本出版社, 2017 年 6 月 27 日
(4) 河村豊 : 戦時下日本で科学者はどのように軍事研究に関わったか、シリーズ ： 安全保障と天文学, 天文月報, 第 111 巻, pp.202-211, 2018
年 3 月号(5) 樫村真由 ： 工学専攻の学生の参加する海外インターンシップにおける英語を使用するタスクの調査の試行, 全国高等専門学校英語教育学会
研究論集，第 37 号，全国高等専門学校英語教育学会, pp.21-30, 2018 年 3 月(6) 土屋結城, 樫村真由, 北和丈, 伊澤高志, 瀧口美佳, 佐藤繭香 ： コミュニケーション、経験、言葉ー文学テクストとして読む大学入試セン
ター試験, 実践英文学, 第 70 号, pp.21-38, 2018 年 3 月(7) 黒田一寿， 松尾秀樹 ： 高専教育と障害者差別解消法-平成 28 年 4 月 1 日施行の法律がもつ意味-，日本高専学会誌， Vol.22, No.3, pp.3340, 2017 年 7 月(8) 舩戸美智子 : 桃太郎絵巻から見えるもう一つの桃太郎像（上）, 東京工業高等専門学校研究報告書， 第 49 号， pp.58-67， 2018 年 3 月(9) 井口雄紀，大塚友彦 ： 社会人基礎力「前に踏み出す力」の主観的な評価手法に関する一考察，工学教育，Vol.66, No.2，pp.54-57，2018 年
3月(10) 藤井俊介 ： 車軸と車輪の間の動摩擦係数(減速係数)の測定 3―反射型光センサ(フォトリフレクタ)による実装を目的とした装置開発―,

東京工業高等専門学校研究報告書， 第 49 号， pp.1-5， 2018 年 3 月(11) 鈴木慎也 ： スリランカのヘレニズム・ローマ文化に関する考古学的研究， 東京工業高等専門学校研究報告書， 第 49 号， pp.13 -18， 2018年3 月(12) 南出大樹, 森田健 ： 統一試験から考察するミャンマーの数学教育, 独立行政法人日本学生支援機構日本語教育センター紀要(13), pp.41-53,
2017(13) 藤間貴子, 石橋裕子, 上田直子, 田内郁子, 中前真紀子, 岸本素子, 南出大樹 ： カリキュラム・教材開発報告 『留学生のための理科系専門
用語辞典[数学・物理・化学・生物]日本語-英語-アラビア語【改訂増補版】』作成報告, 独立行政法人日本学生支援機構日本語教育センター紀要 (13), pp.60-68, 2017(14) Hiroki Minamide, Shintarou Yanagida, Kota Yoshioka ： The Wall-Crossing Behavior for Bridgeland’s Stability Conditions on
Abelian and K3 Surfaces, Journal für die reine und angewandte Mathematik 735(2018), pp.1-108, Jan. 2018.
(15) Hitoshi Yokomizo : A Study Note on William Faulkner’s Sense of Place, 東京工業高等専門学校研究報告書, 第 49 号, pp.6-12, 2018
年3 月
機械工学科
(1) 多羅尾進，林丈晴，大塚友彦 ： 社会実装教育における枠組みの構築と実装活動の客観的・主観的評価手法の開発，工学教育，Vol.65, No.4,
pp.29-34, 2017 年 7 月(2) 林丈晴，多羅尾進，浅野敬一，佐藤知正，丹野浩一：科学技術イノベーション教材“社会実装イントロ講座”のカバレッジ分析とその評価，工学教育，Vol.66, No.2, pp.85-90, 2018 年 3 月(3) Hiromichi Nakadate, Kurtoglu Evrim, Masashi Koizumi, M., Hidenori Furukawa, Shigeru Aomura, Akira Kakuta : Micro groove structures
for directional control of neuronal growth for DAI investigation, Journal of Multidisciplinary Engineering Science and Technology,
Vol.4, No.5 pp.7304-7307, May. 2017(4)

Shota Shirasaki, Hiromichi Nakadate, Shigeru Aomura, Akira Kakuta : Contribution of repetitive stretching to neurite injury incortex primary neuronal cells, SB3C2017 Summer Biomechanics, Bioengineering & Biotransport Conference, Jun. 2017(5) Shota Shirasaki, Hiromichi Nakadate, Shigeru Aomura, Akira Kakuta : Development of axonal stretching device for in vitro
repetitive mild traumatic brain injury model, XXVI Congress of the International Society of Biomechanics (the 9th Asian-PacificConference on Biomechanics), July. 201768

(6) Hiromichi Nakadate, Kurtoglu Evrim, Hidenori Furukawa, Shoko Oikawa, Akira Kakuta, Yasuhiro Matsui : Strain-Rate Dependency ofAxonal Tolerance for Uniaxial Stretching, 61st Stapp Car Crash Conference, Nov. 2017
(7) Akira Kakuta, Shunsuke Kawakami : Autonomously Generating Nano-Micro Textured Ultra Flat Surfaces by Applying Molecular Beam
Epitaxy, The 7th International Conference of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology, Nov. 2017(8) Hiromichi Nakadate, Kurtoglu Evrim, Hidenori Furukawa, Shoko Oikawa, Akira Kakuta, Yasuhiro Matsui : Strain-rate dependency ofaxonal tolerance for uniaxial stretching Stapp Car Crash Journal, Vol.61, pp.53-65, Nov. 2017(9) 宮川睦巳， 吉田和将， 志村穣， 中村一史 ： 疲労き裂先端の応力解析と圧電アクチュエータを用いた破壊制御実験，日本交通科学学会誌，
Vol.17, No.1, pp.19-31, 2017(10) Toshinaka Shinbutsu, Shuichi Amano, Teruie Takemasu, Toshihiko Kuwabara, Jyo Shimura ： Thread rolling and performance evaluationsof a new anti-loosening double thread bolt combining a single thread and multiple threads, Procedia Engineering, Vol.207, pp.603608, Sept. 2017(11) 志村穣，田中孝明，町田茂，吉長和男，加藤仁士 ： 産地の異なる木材の強度に関する研究 － 第 1 報，遠赤外線低温乾燥木材の強度特性評
価 －，材料技術，Vol.35, No.4, pp.99-105, 2017(12) 志村穣， 池滝健一， 後藤隆生， 黒﨑茂 ： 熱負荷を受ける単純重ね合わせ接着継手の力学特性， 東京工業高等専門学校研究報告書，第 49号， pp.19-23， 2018 年 3 月(13) 堤博貴, 羽田千晶, 小池大地 ： 当たり面認識システムを有する自動きさげ盤の開発（第 4 報）
，精密工学会誌, Vol.83, No.5, pp.468-473,
2017 年 5 月(14) Nuorn Choothong, Kenichiro Kosugi, Yoshimasa Yamamoto, Seiichi Kawahara : Characterization of brominated natural rubber bysolution-state 2D NMR spectroscopy, Reactive & Functional Polymers (2017), 113, 6-12, Apr. 2017(15) Fumitoshi Noguchi, Yuanbing Zhou, Kenichiro Kosugi, Yoshimasa Yamamoto, Phan Trung Nghia, Masao Fukuda, Seiichi Kawahara :Effect of strain-induced crystallization on the tear strength of natural rubber/styrene butadiene rubber blend, Advances in
Polymer Technology, in Press, Jun. 2017(16) 山本祥正, 宇川仁太, 浅野敦志, 岩井智昭, 河原成元, 倉本直明, 篠原裕和, 尻池寛之, 新藤寛明, 竹中克彦, 富永洋一, 西谷要介, 平原英俊, 堀内健, 松浦亜衣, 渡辺訓江 : カーボンブラック充塡加硫天然ゴム，イソプレンゴムおよび脱タンパク質化天然ゴムのフィラーの分散構
造と物性, 日本ゴム協会誌, Vol.90, pp.470-474, 2017 年 10 月
電気工学科(1) Hideki Ayano, Kyota Asai, Yoshihiro Matsui ： Alleviation Technique for Thermal Concentration on Specific Switching Devices in
Zero-Speed Driving of PMSM, Wiley, Electrical Engineering in Japan (English translation of Denki Gakkai Ronbunshi)，Vol.200,
pp.23-32, July. 2017(2) 綾野秀樹, 石川清太郎, 松井義弘 ： 零相電圧を利用した零速度運転時のキャリア騒音拡散法，電気学会論文誌 D，Vol.137, No.4, pp.302309, 2017 年 4 月(3) Hideki Ayano, Seitaro Ishikawa, Yoshihiro Matsui ： Method for Diffusing Carrier Noise under Zero-Speed Condition using a ZeroSequence Voltage, Electrical Engineering in Japan (English translation of Denki Gakkai Ronbunshi)，Vol.202, pp.44-54, Feb. 2018(4) 綾野秀樹, 嶋本椋太, 松井義弘 : 永久磁石モータの零速度駆動時の素子発熱集中緩和法に対するシミュレーション検証, 東京工業高等専門
学校研究報告書， 第 49 号， pp.24-29， 2018 年 3 月(5) Hiroki Takamatsu, Masahito Niibe, XiaoLong Zhou, Keiji Komatsu, Hidetoshi Saitoh, Hiroki Akasaka, Akihiro Saiga, Koji Tamada,
Masahito Tagawa, Kumiko Yokota, Yuichi Furuyama, Kazuhiro Kanda : Soft X-ray irradiation effect on the fluorinated DLC film
Diamond & Related Materials, Vol.79, pp.14–20, 2017(6) Kazuhiro Kanda, Hiroki Takamatsu, Eri Miura-Fujiwara, Hiroki Akasaka, Akihiro Saiga, and Koji Tamada : Erosion of fluorinateddiamond-like carbon films by exposure to soft X-rays Japanese Journal of Applied Physics, Vol.57, pp.045501-1 ～ 045501-4, 2018(7) 松井義弘, 綾野秀樹, 増田士朗, 中野和司 ： FIR フィルタによる VRFT のためのプレフィルタの実現，電気学会論文誌 C，Vol.137, No.7,
pp.884890, 2017 年 7 月(8) Shiro Masuda, Xianda Kong, Koki Udagata, Yoshihiro Matsui : Virtual Feedback Reference Tuning Using Closed Loop Step Response
Data in Frequency Domain, ELECTRONICS AND COMMUNICATIONS IN JAPAN, Vol.100, No.10, pp.24-31, Oct. 2017(9) 荒木望, 今井慎一, 大西義浩, 大森浩充, 金子修, 上泰, 木下拓矢, 小西克己, 佐藤孝雄, 高木太郎, 高橋将徳, 日高浩一, 逸見知弘, 増田士朗, 松井義弘, 水本郁朗, 矢納陽, 山本透, 弓場井一裕, 脇谷伸 ： データに基づく性能指向型制御システム設計，電気学会技術報告，1411
号，2017 年 11 月
(10) 伊藤浩 : 窒素ドープした TiO2 系透明導電膜の評価， 東京工業高等専門学校研究報告書， 第 49 号， pp.30-33， 2018 年 3 月(11) Hiroyuki Nikkuni, Masashi Ohkawa, Takashi Sato : Design guidelines for a guided-wave optical pressure sensor based on dependencesof sensitivity and resonance frequency on diaphragm dimensions, Optical Engineering, Vol. 56(5), pp.057108-1 ～ 057108-9, May.
201769

(12) 新國広幸，伊藤浩 : フォトリソグラフィを用いた MOEMS 技術の教材開発 －第 7 報 専攻科特別実験への導入－, 東京工業高等専門学校研究報告書, 第 49 号, pp.34-40， 2018 年 3 月(13) Masahiro Kobayashi, Yuto Omae, Kazuki Sakai, Akira Shionoya, Hirotaka Takahashi, Takuma Akiduki, Kazufumi Nakai, Nobuo Ezaki,
Yoshihisa Sakurai, Chikara Miyaji： Swimming Motion Classification for Coaching System by using a Sensor Device, ICIC Express
Letters, Part B Applications, Vol.9, No.3 pp.209-217, 2018(14) Yuto Omae, Hirotaka Takahashi： Feature Selection Algorithm Considering Trial and Individual Differences for Machine Learningof Human Activity Recognition, Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics, Vol.21, No.5, pp.813824, 2017(15) Yuto Omae, Yoshihisa Kon, Masahiro Kobayashi, Kazuki Sakai, Akira Shionoya, Hirotaka Takahashi, Takuma Akiduki, Kazufumi Nakai,
Nobuo Ezaki, Yoshihisa Sakurai, Chikara Miyaji ： Swimming Style Classification Based on Ensemble Learning and Adaptive Feature
Value by Using Inertial Measurement Unit, Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics, Vol.21,
No.4, pp.616-631, 2017(16) Yuto Omae, Tatsuro Furuya, Kazutaka Mizukoshi, Takayuki Oshima, Norihisa Sakakibara, Yoshiaki Mizuochi, Kazuhiro Yatsushiro,
Hirotaka Takahashi : Machine Learning-Based Collaborative Learning Optimizer toward Intelligent CSCL System, 2017 IEEE/SICE
International Symposium on System Integration, Paper WeC1.1, pp.577-582, Dec. 2017(17) Kazutaka Mizukoshi, Tatsuro Furuya, Takayuki Oshima, Norihisa Sakakibara, Yoshiaki Mizuochi, Yuto Omae, Hirotaka Takahashi,
Kazuhiro Yatsushiro, Performance Analysis of "edulog" System, 2017 IEEE/SICE International Symposium on System Integration,
Paper WeC1.2, pp.583-588, Dec. 2017(18) 大前佑斗, 吉野華恵, 三井貴子, 高橋弘毅, 山梨英和中学校・高等学校における課題研究のルーブリック評価, 山梨英和大学紀要, Vol.15,
pp.23-30, 2017(19) 伊藤浩志, 相原伸平, 大前佑斗, 宍戸英彦, 田村尚之, スポーツデータの解析に適した数理アルゴリズムの検討, 2016 年度国立スポーツ科学
センター年報, pp.41-42, 2017 年 6 月(20) 伊藤浩志, 相原伸平, 大前佑斗, 宍戸英彦, 深尾拓生, 松村真一, 松本実 ： IT を活用したトレーニング支援システムの開発, 2016 年度国立スポーツ科学センター年報, pp.49-50, 2017 年 6 月(21) 伊藤浩志, 相原伸平, 松村真一, 澤田みのり, 松本実, 宍戸英彦, 深尾拓生, 大前佑斗, 杉山恵令奈 ： 競技会場でのサポートシステムの構
築, 2016 年度国立スポーツ科学センター年報, pp.53-54, 2017 年 6 月
電子工学科(1) 佐藤知正，林丈晴，大塚友彦 ： 科学技術イノベーション実現のための社会実装教育～社会実装コンテスト～，工学教育，Vol.65, No.4，pp.39，2017 年 7 月(2) Takahisa Ichinohe ： Silver oxide films fabricated by plasma assisted deposition, Vacuum and Surface Science, Vol.61, No.3,
pp.172-176, Mar. 2018
(3) Ryo Sakuma, Hyunho Kang, Keiichi Iwamura, Isao Echizen : Digital Watermarking Scheme Based on Machine Learning for the IHC
Evaluation Criteria, Smart Innovation, Systems and Technologies, Springer, Cham, Vol.81, pp.370-380, Aug. 2018(4) Masataka Ikeda, Hyunho Kang, Keiichi Iwamura : Direct Challenge Ring Oscillator PUF (DC-ROPUF) with Novel Response Selection,2017 IEEE 6th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE), IEEE Xplore, pp.1-2, Oct. 2017(5) Ahmad Akmal Aminuddin Mohd Kamal, Keiichi Iwamura, Hyunho Kang : Searchable Encryption of Image based on Secret Sharing Scheme,
Proceedings of APSIPA (Asia-Pacific Signal and Information Processing Association) Annual Summit and Conference, pp.1-9, Dec.
2017(6) Yufeng Yan, Hyunho Kang, Keiichi Iwamura, Isao Echizen : Efficient Image Watermarking Using the Difference Value of Two Wavelet
Filters, RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing 2018 (NCSP2018), pp.1-3, Mar.
2018(7) Shinichiro Mito, Yuki Yoshihara1, Hiroyuki Takagi, and Mitsuteru Inoue : Stress induced modulation of magnetic domain diffractionof single crystalline yttrium iron garnet, AIP Advances 8, 056439, Jan. 2018(8) Toshitaka Yasuda， Midori Fukiwake， Kenji Shimokasa, Yasuhiro Mine : Investigation of Food Characteristics Modulating Spoon
Motions in Skilled Spoon Users to Propose a Control Target for the Active Self-feeding Spoon, Advanced Biomedical Engineering,
Vol.6, pp.110-121, 2017
情報工学科
(1) Hiroshi Aoki, Takahiro Matsumoto, Tetsuya Kojima, Hideyuki Torii, Yuta Ida, Shinya Matsufuji ： Study on Rotation Attack
Tolerability of Digital Watermarking Based on Two-Dimensional Complementary Pairs, Proceedings of the 2017 International Workshop70

on Smart Info-Media Systems in Asia，pp.238-243, Sept. 2017
(2) Yuto Matsunaga, Tetsuya Kojima, Naofumi Aoki, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto ： A Study on a Digital Watermarking Techniquefor Music Data Using Distortion Effect, Proceedings of the Eighth International Workshop on Signal Design and Its Applications
in Communications，pp.131-134, Sept. 2017(3) Tetsuya Kojima, Kakeru Kato ： On the Host Signal Approximation for Image Data Hiding Scheme Based on Complete Complementary
Codes, Proceedings of the Eighth International Workshop on Signal Design and Its Applications in Communications，pp.135-139,
Sept. 2017
(4) Yuto Matsunaga, Tetsuya Kojima, Naofumi Aoki, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto ： A Digital Watermarking Technique for Music
Data Using Distortion Effect, Acoustical Science and Technology，Vol.39, No.1, pp.37-39, Jan. 2018(5) 小嶋徹也，鎌田寛，Udaya Parampalli ： 楽曲を用いた情報伝達システム Tone Code，東京工業高等専門学校研究報告書， 第 49 号， pp.4752， 2018 年 3 月(6) 田中晶, 澁田叡知，中新井田覚志，新井将司，三枝日奈子，坂本亮，佐々木貴啓，佐藤恵介，松村岳信，溝畑祐太 ： モーバイル広域マルチ
ホップネットワークの一検討，東京工業高等専門学校研究報告， 第 49 号, pp.41-46， 2018 年 3 月(7) 吉本定伸 ： 安全教育支援システムの開発と小学校との連携による社会実装，工学教育，Vol.65, No.4, pp.35-39, 2017 年 7 月(8) Daisuke Kitakoshi, Souta Noguchi, Kentarou Suzuki, Masato Suzuki ： A Study on Fall-Prevention System for Older Adults with
Communication Robot, Proceedings 2017 International Conference on Biometrics and Kansei Engineering，pp.153-157, Sept. 2017(9) Daisuke Kitakoshi, Kazuki Yanagisawa, Masato Suzuki ： Empirical Study of Student Evaluations of Research Activity Support
System for Higher Education Students in Various Fields, Proceedings of the 2017 Conference on Technologies and Applications ofArtificial Intelligence (TAAI2017)，Dec. 2017(10) Toshiki Tomihira, Akihiro Yamashita, Katsushi Matsubayashi : Estimation of user attributes using LIWC and application to SNS,
Proceedings of the First International Symposium on AI for ASEAN Development, Phuket(Thailand), 2018(11) Haruki Eguchi, Senri Yoshikawa, Akihiro Yamashita, Daisuke Kitakoshi, Yihsin Ho, Yasunari Hujimoto, Toru Yamaguchi, Tomomasa
Sato : Analysis of pyroelectric sensor data installed in the homes of elderly individuals, Proceedings of the First International
Symposium on AI for ASEAN Development, Phuket(Thailand), 2018(12) Senri Yoshikawa, Kazunori Takishima, Toshiki Tomihira, Yunosuke Sato, Akira Homma, Akihiro Yamashita, Katsushi Matsubayashi :Whitewater Slalom Pseudo Experience Device using 3-DOF Motion Base and VR Goggle, The 2017 Conf. on Technologies and Applicationsof Artificial Intelligence (TAAI 2017), Taipei (Taiwan), Dec. 2017(13) Akihiro Yamashita, Kei Sato, Syunta Sato, Katsushi Matsubayashi : Pedestrian Navigation System for Visually Impaired People
Using HoloLens and RFID, The 2017 Conf. on Technologies and Applications of Artificial Intelligence (TAAI 2017), Taipei (Taiwan),
Dec. 2017(14) Yuki Endo, Kei Sato, Akihiro Yamashita and Katsushi Matsubayashi : Indoor Positioning and Obstacle Detection for the Visually
Impaired Navigation System based on LSD-SLAM, 2017 International Conf. on Biometrics and Kansei Engineering (ICBAKE2017), OS23, Kyoto (Japan), Sept. 2017
物質工学科
(1) 石井宏幸，高井陽平, 西岡央成 ： 層内圧力変動モデルによる気泡流動層の総時速の妥当性検証，化学工学論文集，Vol.43, No.3, pp.139144, 2017 年 5 月(2) 武末早織，橋本耕佑，北折典之，大西則彦 ： ステンレススチールのレーザー加工および溶接により生じる変色部位の除去剤開発, Material
Technology, Vol.35, No.3, pp.70-76, 2017(3) 原島朋美，武末早織，北折典之，平宮健美 ： 硝酸ナトリウムの添加による次亜塩素酸ナトリウムの安定性と殺菌力の向上, Material
Technology, Vol.35, No.3, pp.77-80, 2017(4) 前野夕紀，武末早織、北折典之 ： 純水にクエン酸または界面活性剤を添加した溶液の SPE 電解によって作製されたオゾン水の特性,日本防菌防黴学会誌，Vol.46, No.2, pp.51−55, 2018(5) 高橋三男 ： 酸素が見える！楽しい理科授業 酸素センサ活用教本，日刊工業新聞社，2017 年 6 月(6) 庄司良，岩田孝樹 ： フミン酸の重金属吸着能力に与える共存イオンの影響，東京工業高等専門学校研究報告， 第 49 号, pp.53-57， 2018
年3 月
(7) Takuya Nozaki, Ryo Shoji, Yasukazu Kobayashi, Kazunori Sato ： Feasibility of macroporous CeO2 photocatalysts for removal oflead ions from water, Bulletin of Chemical Reaction Engineering & Catalysis, in press, 2018(8) 庄司良，牧野春香 ： 腐植の程度が異なる腐葉土由来の土壌フミン酸のカルシウム共存下の銅との吸着作用と 2,4-ジクロロフェノキシ酢酸ジ
メチルアミンとの吸着作用の変化，化学工学論文集，Vol.43, No.5, pp.1-9, 2017 年 9 月(9) Yasukazu Kobayashi, Ryo Kanasaki, Takuya Nozaki, Ryo Shoji, Kazunori Sato ： Improving Effect of MnO2 addition on TiO2Photocatalytic Removal of Lead Ion from Water，Journal of Water and Environment Technology，Vol.15, No.2, pp.35-42, Apr. 201771

(10) Morihiro Saito, Shinpei Kosaka, Taichi Fujinami, Yusuke Tachikawa, Hidenobu Shiroishi, D. Streich, E.J. Berg, Petr Novák, Shiro
Seki ： A New Concept of an Air-Electrode Catalyst for Li2O2 Decomposition Using MnO2 Nanosheets on Rechargeable Li-O-2 Batteries，Electrochimica Acta，Vol.252, pp.192-199, Oct. 2017(11) Naoki Matsuda, Tatsurou Nakashima, Hirotaka Okabe, Hiroshi Yamada, Hidenobu Shiroishi, Toshihiko Nagamura : Preparation of
Au nano-particle dispersed water solution without surfactant for surface-enhanced Raman scattering platform, Molecular Crystals
and Liquid Crystals, Vol.653, pp.137-143, 2017(12) Yuji Hirai, Koji Furukawa, He Sun, Yuta Matsushima, Keiji Shito, Akito Masuhara, Ryoma Ono, Yuma Shimbori, Hidenobu Shiroishi,
Matthew Schuette White, Tsukasa Yoshida : Microwave-assisted hydrothermal synthesis of ZnO and Zn-terephthalate hybrid
nanoparticles employing benzene dicarboxylic acids, Microsystem Technologies, pp.1-10, 2017(13) Yuji Sasaki, Ryo Yoshimitsu, Syouhei Nishihama, Yuma Shimbori, Hidenobu Shiroishi : Solvent extraction of metal ions using a
new extractant, biuret (C8), Separation Science and Technology, Vol.52, pp.1186-1192, May. 2017

２．学会における口頭発表
一般教教育科(1) 市川裕子 : e-ラーニング利用による数学教育の効果と課題 –確実に問題を解かせることを目指して--，第 99 回全国算数・数学教育研究（和歌山）大会, わかやま県民文化会館, 2017 年 8 月(2) 市川裕子 ： STACK 利用の実践報告 2— コンテンツ作成における考察, 数学ソフトウェアとその効果的教育利用に関する研究, 京都大学数理解析研究所 共同研究, 2017 年 9 月(3) Ayaka Takamoto, Mitsuo Yoshida, Kyoji Umemura, Yuko Ichikawa: Computing Information Quantity as Similarity Measure for MusicClassification Task, The 2017 International Conference On Advanced Informatics: Concepts, Theory And Application (ICAICTA2017).
2017(4) 高本綺架, 吉田光男, 梅村恭司, 市川裕子 : 作曲者判定タスクのために分析すべき楽曲の長さ, 第 116 回音楽情報科学研究会（夏のシンポジウム），2017(5) 奥本隼, 吉田光男, 梅村恭司, 市川裕子 : Response Collector：反転授業のための学習ツール, 第 25 回インタラクティブシステムとソフト
ウェアに関するワークショップ， 2017(6) 河村豊 : 「戦時科学史と軍事研究促進の動きについての検討」シンポジウム「軍事研究と学術体制」， 日本科学史学会年会, 香川大学， 2017年6 月3 日(7) 河村豊 :「島田・牛尾実験所跡地：歴史遺産としての価値を考える－調査の現状と展望－」，静岡県島田市主催，社会教育講座「旧海軍 島田・
牛尾実験所を語る」～最新の研究成果から島田の科学遺産を考える～， 島田市金谷公民館(みんくる)， 2017 年 12 月 3 日(8) 河村豊 :「科学技術政策の軍事化、軍民融合の動きに対抗する「軍民分離の科学技術政策」という考え方について」, 日本科学者会議東京支部主催， 第 19 回東京科学シンポジウム， 【11】分科会名：軍学共同への抵抗の現段階とこれから－日本学術会議の新声明を受けて－， 2017年 12 月 12 日
(9) HORI Tomoko, YOSHIMOTO Sadanobu, KOJIMA Tetsuya, NOGUCHI Judy ： Acoustic Features of English Oral Presentations, The Japan
Association for Language Education & Technology, The 57th National Conference，pp.144-145, Aug. 2017(10) 赤塚麻里, 堀智子, 遠山道子 ： 日本人英語学習者における英語イントネーションの発音指導の効果, 外国語教育メディア学会第 57 回全国研究大会発表予稿集, pp.146-147, 2017 年 8 月(11) 杉浦香織, 泉惠美子, 里井久輝, 平井愛, 藤原由美, 堀智子, 藪内智 : 日本人英語学習者の定型表現親密度別観点からの分析, 全国英語教育学会島根研究大会, pp.374-375, 2017 年 8 月(12) HORI Tomoko ： ALLEY Michael: Rethinking oral presentations for engineers in a global society, 2017 JSEE Annual Conference
International Session Proceedings, pp.61-64, Aug. 2017(13) 樫村真由 ： 学専攻の学生が参加するインターンシップにおける英語で課されるタスクについて ～言語を介した作業に焦点を当てて～，第40 回全国高等専門学校英語教育学会, 2017 年 9 月(14) 北和丈, 樫村真由, 伊澤高志, 佐藤繭香, 瀧口美佳, 土屋結城 ： 大学入試センター試験が映し出す英語―電子コーパスとして読む英語問題,
第 7 回日本国債教養学会全国大会, p.4, 2018 年 3 月(15) Yuki Tsuchiya, Kazutake Kita, Takashi Izawa and Mika Takiguchi, Mayu Kashimura, Mayuka Sato : Globalisation represented in
English tests: a literary view of the Japanese national center test, English Scholars Beyond Boarders, the 5th Conference andSymposium, pp.37-38(16) 黒田一寿 ： 学生支援アーカイブの構築と ICT による共有，日本学生相談学会第 35 回大会，2017 年 5 月(17) 黒田一寿 ： 高専における車いすを利用する学生の就学と課題，全国高等教育障害学生支援協議会第 3 回大会，2017 年 6 月(18) 黒田一寿 ： 共助・相互交流の仕掛けをもった健康に関する授業の展開，日本高専学会第 23 回年会講演会，2017 年 9 月
72

(19) 波止元仁 ： Relation between mixing properties and chaos in the sense of Devaney, 日本数学会, 2018 年 3 月 18 日
(20) 藤井俊介 ： 動摩擦の測定 2 －実装に向けてのいくつかの試作と摩擦の基礎実験装置として， 平成 29 年度岩手県高等学校教育研究会理科部会物理部会総会並びに研究発表会及び講演会， 岩手県花巻市， 2017 年 11 月(21) [Poster] Shunsuke Fujii and Akio Hosoya ： “Informational theory of Relativity”, Karl Schwarzschild meeting(Germany, Frankfurt),
July. 2017(22) 藤井俊介, 細谷暁夫 ： “情報論的相対論の構築とその応用”, 日本物理学会秋季大会, 宇都宮大学, 2017 年 9 月(23) Shunsuke Fujii and Akio Hosoya ： “Informational Black hole”, 特異点研究会, 大阪市立大学, 2017 年 12 月(24) 鈴木慎也 ： 小アジアのケルト人－ガラティア人の物質文化に関する一考察－， 第 67 回日本西洋史学大会, 一橋大学， pp.27，2017 年 5 月(25) 横溝仁 ： ウィリアム・フォークナーの “Pantaloon in Black”再読, 日本ウィリアム・フォークナー協会「第 6 回アメリカ南部文学読書会」, 国分寺市南町センター, 2017 年 9 月 23 日
機械工学科(1) 神山昂大, 清水昭博, 多羅尾進 : 回転翼を使わない浮遊ロボットの提案, 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
2017(ROBOMECH2017)講演論文集，資料番号 1P2-F01, 2017 年 5 月(2) 清水昭博, 清水優史, 福島吉之助 ： 円周方向溝付管内振動流による炭酸ガスの有効拡散係数に及ぼす溝内容積の影響, 日本機械学会第30回
バイオエンジニアリング講演会, 2017年12月(3) Naoaki Tsuda, Susumu Tarao, Yoshihiko Nomura, and Norihiko Kato : “Attending and Observing Robot for Crutch Users”, Proc. of
the Companion of the 2018 ACM/IEEE International Conference on Human-Robot Interaction (HRI2018), pp.259-260, Mar. 2018
(4) 橋本健太, 奥薗郁仁, 出口潤郎, 林丈晴, 高橋良彦, 多羅尾進, 綾野秀樹 ： 乗りやすさを考慮した直立乗車式買い物用電動車の開発に関する研究，日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 2017(ROBOMECH2017)講演論文集，資料番号 2A2-N02, 2017 年 5 月(5) 栁沢拓哉, 多羅尾進 ： インホイールモータを採用した中型サイズ自律移動ロボットの機構と制御，日本機械学会ロボティクス・メカトロニ
クス講演会 2017(ROBOMECH2017)講演論文集，資料番号 1P1-F07, 2017 年 5 月(6) 金子英路，多羅尾進，中島俊英 ： 全方向移動型マテリアルハンドリングロボットの機構と制御，日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 2017(ROBOMECH2017)講演論文集，資料番号 2A1-E03, 2017 年 5 月(7) 多羅尾進， 藤原康宣， 津田尚明 ： プロトタイピング協働ネットワークによる自律移動ロボットの開発，日本ロボット学会第 35 回学術講演
会予稿集，資料番号 RSJ20173H1-01, 2017 年 9 月(8) 林丈晴， 多羅尾進， 浅野敬一， 佐藤知正， 丹野浩一 ： 社会実装教材“社会実装イントロ講座”の科学技術イノベーションプロセス-段階
分析，日本ロボット学会第 35 回学術講演会予稿集，資料番号 RSJ20173H1-05, 2017 年 9 月(9) 多羅尾進， 柳沢拓哉， 伊藤善仁， 小知井秀馬， 萩原雅， Vo Van Nghia ： インホイールモータからなる駆動ユニットを備えた自律移動ロ
ボット高尾 5 号の走行制御，第 18 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(SI2017)論文集，pp.1202-1203, 2017 年 12 月
(10) 多羅尾進， 柳沢拓哉， 伊藤善仁， 小知井秀馬， 萩原雅， Vo Van Nghia ： インホイールモータ駆動式自律移動ロボット高尾 5 号の走行用
地図作成，つくばチャレンジ 2017 シンポジウム参加レポート集，pp.157-158, 2018 年 1 月(11) 多羅尾進 ： 機械工学分野における社会実装プロジェクトの取り組み手法に関する一考察，日本機械学会講演論文集（九州支部久留米講演会），
No.178-3, pp.17-18, 2017 年 10 月
(12) 井ノ口魁， 角田陽， 舘野寿丈 ： 紅色光合成細菌を用いた直接光合成型燃料電池の開発̶微細形状付与電極による高性能化の検討̶，2017 年
度精密工学会秋季大会学術講演会，2017 年 9 月(13) 中楯浩康， 白崎祥多， 青村茂， 角田陽 ： 神経軸索の方向制御技術を応用した細胞引張実験，2017 年度精密工学会秋季大会学術講演会，2017 年 9 月(14) 中楯浩康， 白崎祥多， 青村茂， 及川昌子， 角田陽，松井靖浩 ： 繰り返し衝撃ひずみ負荷による神経軸索の耐性評価，日本機械学会バイオエンジニアリング講演会，2017 年 12 月
(15) 井ノ口魁， 角田陽， 舘野寿丈 ： 紅色光合成細菌を用いた直接光合成型燃料電池の開発̶振動付加が微細形状付与電極の発電性能に及ぼす影響̶．2018 年度精密工学会春季大会学術講演会，2018 年 3 月(16) 内部銀二， 角田陽， 林丈晴， 丸田陽 ： 高分子材料を用いたマイクロ部品作製のための材料特性評価，2018 年度精密工学会春季大会学術講演会，2018 年 3 月(17) 渡部遥平， 後藤隆生， 大槻直也， 志村穣 ： 波型重ね合わせ接着継手の熱応力解析に関する研究，日本機械学会関東学生会第57回卒業研究発表講演会，915, 2018年3月(18) 笹谷雄作， 黒﨑茂， 鈴木拓雄， 志村穣 ： 応力拡大係数の解析用ひずみゲージの精度検証，日本機械学会関東学生会第 57 回卒業研究発表
講演会，1002, 2018 年 3 月(19) 柳田剛志， 田宮高信， 黒﨑茂， 志村穣 ： UD-CFRP/Metal 二重重ね合わせ接着継手の引張せん断強度特性，日本機械学会関東学生会第 57 回
卒業研究発表講演会，1005, 2018 年 3 月(20) 佐藤瑞樹， 林丈晴， 黒﨑茂， 志村穣 ： 応力聴診器と打撃加振を併用したボルト締結体の緩み検出に関する基礎研究，日本機械学会関東学生会第 57 回卒業研究発表講演会，1006, 2018 年 3 月
73

(21) 芦原直也， 宮川睦巳， 黒﨑茂， 志村穣 ： 擬似等方性 CFRP の積層構成が単純重ね合わせ接着継手の曲げ強度に及ぼす影響，日本機械学会
関東学生会第 57 回卒業研究発表講演会，1012, 2018 年 3 月(22) 芦原直也， 志村穣， 宮川睦巳， 黒﨑茂 ： 被着体に擬似等方性 CFRP を用いた単純重ね合わせ接着継手の強度特性(曲げモーメントを受ける
場合)，日本機械学会関東支部・精密工学会共催 山梨講演会 2017, 104, pp.7-8, 2017 年 10 月(23) 田村龍希， 宮川睦巳， 志村穣， 中村一史 ： せん断変形を受ける部材のエネルギ吸収に関する有効性と形状保持を目的とした座屈解析，日本機械学会 M&M2017 材料力学カンファレンス，PS25, 2017 年 10 月(24) 芦原直也，志村穣，宮川睦巳， 黒﨑茂 ： 被着体に擬似等方性 CFRP を用いた単純重ね合わせ接着継手の曲げ強度特性，日本機械学会 M&M2017
材料力学カンファレンス，OS1404, 2017 年 10 月(25) Toshinaka Shinbutsu, Shuichi Amano, Teruie Takemasu, Toshihiko Kuwabara, Jyo Shimura ： Thread rolling and performance evaluationsof a new anti-loosening double thread bolt combining a single thread and multiple threads, International Conference on theTechnology of Plasticity, Sept. 2017(26) 田村龍希， 宮川睦巳， 中村一史， 志村穣 ： せん断非線形要素を用いたラーメン構造のせん断座屈解析，日本機械学会 2017 年度年次大会，
G0300604, 2017 年 9 月(27) 新仏利仲， 天野秀一， 竹増光家， 志村穣， 坂本誠 ： 並目一条・並目多条二重ねじ機構に基づく新型緩み止めボルト締結体の開発，日本機
械学会 2017 年度年次大会，S1130303, 2017 年 9 月(28) 新仏利仲， 天野秀一， 竹増光家， 桑原利彦， 志村穣 ： 改良型並目一条・並目多条二重ねじ機構に基づく緩み止めボルト締結体の転造加工性および強度の改善，日本塑性加工学会平成 29 年度塑性加工春季講演会，pp.93-94, 2017 年 6 月(29) 小野悠太， 志村穣， 田宮高信， 黒﨑茂 ： 擬似等方性 CFRP/Metal 単純重ね合わせ接着継手の振動特性，日本設計工学会 2017 年度春季大会
研究発表講演会，pp.39-40, 2017 年 5 月(30) 伊原久美子， 志村穣， 宮川陸巳， 黒﨑茂 ： 波型重ね合わせ接着継手の圧縮せん断強度特性(被着体が異種材料の場合)，日本設計工学会 2017年度春季大会研究発表講演会，pp.43-44, 2017 年 5 月(31) 芦原直也， 志村穣， 鈴木拓雄， 黒﨑茂 ： 擬似等方性 CFRP の積層構成が接着継手強度に及ぼす影響(曲げモーメントを受ける場合)，日本
設計工学会 2017 年度春季大会研究発表講演会，pp.45-46, 2017 年 5 月(32) 中村榛希， 志村穣， 宮川睦巳， 黒﨑茂 ： バンド接着された波型重ね合わせ接着継手の引張せん断強度特性，日本設計工学会 2017 年度春
季大会研究発表講演会，pp.47-48, 2017 年 5 月(33) 山本祥正， 居石一朗， 石井宏幸， 河原成元 ： 天然ゴム製品の溶出タンパク質量と窒素含有率，日本ゴム協会 2017 年年次大会，C-13，2017
年5 月(34) 山本祥正，河原成元 ： 二酸化炭素存在下での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，第66回高分子学会年次大会，
3Pc019，2017 年 5 月(35) 山本祥正， 工藤孝也， 河原成元 ： 二酸化炭素存在下での水プロセスにおける電気分解による天然ゴムの臭素化，第 66 回高分子討論会，
1L20，2017 年 9 月(36) Yoshimasa Yamamoto, Takaya Kudo, Seiichi Kawahara : Electrochemical Bromination of Natural Rubber in Latex Stage, The 3rd Asia
Pacific Rubber Conference, RCM1, Nov. 2017(37) 山本祥正， 工藤孝也， 河原成元 ： ラテックスの状態での天然ゴムの電気化学的エポキシ化，第 28 回エラストマー討論会，D-13，2017 年
12 月
電気工学科
(1) Hideki Ayano, Shuta Oka, Yoshihiro Matsui : Verification of carrier noise diffusion technique using a zero-sequence voltage atzero-speed drive, IEEE Conference Proceedings, International Future Energy Electronics Conference and ECCE Asia (IFEEC 2017 ECCE Asia), pp.1363-1368, 2017(2) 綾野秀樹, 松井義弘 ： 零相電圧を利用した零速度運転時の伝導ノイズ低減法に関するシミュレーション評価，平成 29 年電気学会産業応用部
門大会, 1-3，2017 年 8 月(3) 綾野秀樹, 松井義弘 ： PWM インバータの過変調領域における高調波抑制方法の検討，平成 30 年電気学会全国大会，4-117，2018 年 3 月(4) 松井義弘, 岡田裕司, 綾野秀樹, 増田士朗, 中野和司 ： データ駆動極配置法の積分器を持つ動的補償器調整への応用，電気学会制御研
究会資料，2017 年 6 月(5) 松井義弘, 荻原美樹, 綾野秀樹 ： データ駆動型極配置法の 2 慣性系の状態フィードバック制御ゲイン調整への応用，電気学会電子・情報・システム部門大会講演論文集，2017 年 9 月(6) PARK Jongho, 増田士朗, 松井義弘 : 閉ループステップ応答データを用いた VRFT に基づく連続時間 I‐PD ゲイン調整, 電気学会電子・情報・システム部門大会講演論文集，2017 年 9 月(7) 岡田裕司，松井義弘， 綾野秀樹 : 閉ループデータを用いた位置決め制御系の同定と制御器調整，第 60 回自動制御連合講演会，2017 年 11 月
(8) 松井義弘, 安田航基, 綾野秀樹 : 閉ループデータを用いた不安定系の同定と制御ゲイン調整，第 60 回自動制御連合講演会，2017 年 11 月

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(9) Ryota Kajiwara, Shiro Masuda, Yosihiro Matsui : Pre-Filter Design for Non-Iterative Data-Driven Controller Parameters Tuning
Using Closed-Loop Step Response Data, 2017 Asian Control Conference, Dec. 2017(10) 増田士朗， 松井義弘

: ループステップ応答データを用いたデータ駆動型制御器調整における規範モデルの設計法，電気学会制御研究会資料， 2018 年 1 月(11) 松井義弘， 綾野秀樹 : 外乱オブザーバの実装法について，電気気学会制御研究会資料，2018 年 1 月(12) 松井義弘， 綾野秀樹， 増田士朗， 中野和司 : 雑音と外乱を考慮した位置決め制御系の閉ループ同定，計測自動制御学会第 5 回制御部門
マルチシンポジウム，2018 年 3 月(13) 梶原諒太， 増田士朗， 松井義弘 : 操作量評価を考慮した閉ループステップ応答データを用いたデータ駆動型制御器調整における規範モデルの設計法，計測自動制御学会第 5 回制御部門マルチシンポジウム，2018 年 3 月(14) 松井義弘， 綾野秀樹 : 負荷側のみのフィードバックによる 2 慣性系の位置制御系の設計，平成 30 年電気学会全国大会，2018 年 3 月(15) 伊藤浩， 新國広幸 ： TiN を用いた MEMS ガスセンサ用マイクロヒータの作製と評価， 第 34 回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム, 01pm4-PS-108, 2017 年 11 月
(16) 新國広幸， 伊藤浩 : 円形ダイヤフラムを有するシリコン基板光導波型圧力センサ, 第34回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シン
ポジウム, 01pm4-PS-152, 2017年11月(17) 新國広幸， 伊藤浩 : 光導波路用 SiC 薄膜におけるアニール昇温時間と膜特性の関係, 2018 年電子情報通信学会総合大会, 2018 年 3 月 13 日
(18) 森雅也, 秋月拓磨, 高橋弘毅, 大前佑斗 ： 身体動作の異常値検知問題における CHI-FS 評価関数の信頼性の検証，情報処理学会第 80 回全国大会，2018 年 3 月(19) 森雅也, 大前佑斗 ： 畳込みニューラルネットワークと慣性センサによる運動支援システムの構築，情報処理学会第 80 回全国大会，2018 年 3月(20) 古屋達朗, 大前佑斗, 水越一貴, 榊原範久, 八代一浩, 水落芳明 ： 同期型 CSCL システムを通した学習履歴の相互閲覧が学習のまとめレポートに与える効果に関する研究，第 16 回臨床教科教育学セミナー，2018 年 1 月(21) 榊原範久, 大島崇行, 古屋達朗, 水落芳明, 八代一浩, 水越一貴, 大前佑斗 ： 同期型 CSCL で学習状況を可視化したアクティブ・ラーニング
における教師の言動の傾向性に関する研究，第 16 回臨床教科教育学セミナー，2018 年 1 月(22) 秋月拓磨, 長澤潤, 章忠, 神尾郁好, 高橋弘毅, 大前佑斗 ： 装着型センサを用いたドライバ状態検出手法の検討，統数研・共同研究集会「複雑系の逆問題とその周辺（2）」，2017 年 12 月
(23) 長澤潤, 秋月拓磨, 神尾郁好, 高橋弘毅, 大前佑斗, 章忠 ： 生理・身体情報を用いたドライバ状態検出手法の検討，第 60 回自動制御連合講
演会（SuI1: OS019: スキルアシスト＆トレーニング), Sul1-1, 2017 年 11 月
(24) Masahiro Kobayashi, Yuto Omae, Hirotaka Takahashi ： Swimming motion classification for swimming motion coaching system by using
a sensor device, The 6th International GIGAKU Conference in Nagaoka, Oct. 2017(25) 大前佑斗, 小林幹京, 酒井一樹, 塩野谷明, 高橋弘毅, 宮地力, 櫻井義久, 中井一文, 江崎修央, 秋月拓磨 ： 深層学習と慣性センサを活用した個別ストローク動作開始タイミングの推定手法-，電子情報通信学会技術研究報告（パターン認識・メディア理解研究会）, 117(238),
pp.155-160, 2017 年 10 月
(26) 大前佑斗, 古屋達朗, 水越一貴, 大島崇行, 榊原範久, 水落芳明, 八代一浩, 高橋弘毅 ： 知能情報処理を活用した学び合い支援システム
Collaborative Learning Optimizer の提案 -モデル構造と学習者の個性に関する検討-，電子情報通信学会技術研究報告（パターン認識・メ
ディア理解研究会）, 117(238), pp.193-198, 2017 年 10 月(27) 森 雅也, 秋月 拓磨, 高橋 弘毅, 大前 佑斗 ： 身体動作の個人差に対してロバストな特徴量空間評価関数の提案，電子情報通信学会技術研究報告（パターン認識・メディア理解研究会）, 117(210), pp.1-6, 2017 年 9 月(28) Masahiro Kobayashi, Yuto Omae, Kazuki Sakai, Akira Shionoya, Hirotaka Takahashi Takuma Akiduki, Kazufumi Nakai, Nobuo

Ezaki, Yoshihisa Sakurai, Chikara Miyaji ： "Swimming Motion Classification for Coaching System by Using a Sensor Device",
The 12th International Conference on Innovative Computing, Information and Control (ICICIC2017), Aug. 2017
電子工学科(1) 青木宏之，永井翠 ： 東京高専社会実装のものづくり，難病・重度障害者支援福祉ものづくりミニシンポジウム，社会福祉法人訪問の家共催，
立正大学，2017 年 7 月(2) 青木宏之 ： 社会実装プロジェクトと高専教育， 難病・重度障害者支援福祉ものづくりシンポジウム， 立正大学主催， 2017 年 12 月
(3) Ryo Ishikawa, Tomohiko Ohtsuka ： Reliable Iris Feature Extraction by Local Thresholding with Optimum Block Size, Proceedingsof 2017 IEEE International Conference on Biometrics and Kansei Engineering, pp.60-63, Sept. 2017(4) 石川力，大塚友彦 ： 抽象化輪郭グラフ解析による虹彩検出のための瞳孔中心検出手法，2018 年電子情報通信学会総合大会予稿集，pp.D-1241, 2018 年 3 月(5) 大塚友彦，佐藤知正，林丈晴 ： 科学技術イノベーション教育としての社会実装コンテスト，第 35 回日本ロボット学会学術講演会予稿集，
3H2-01， 2017 年 9 月(6) 大塚友彦 ： 「やり抜く力」の主観評価の有効性に関する考察，平成 29 年度工学・工業教育研究講演論文集， pp.108-109， 2017 年 8 月
75

(7) Katsuki Tozawa, Riki Ishikawa, Tomohiko Ohtsuka ： Fast and Reliable Iris Detection by Boundary Tracing, Proceedings of Joint
17th World Congress of International Fuzzy Systems Association and 9th International Conference on Soft Computing and Intelligent
Systems, pp.1-4, Jun. 2017(8) 素村晃浩， 塚本貴広， 加藤格， 雑賀章浩， 須田良幸 ： 抵抗変化型不揮発性メモリダイオードの低温形成技術，第 78 回応用物理学会秋季
学術講演会，8p-PA1-9，2017 年 9 月(9) 仲山広記， 塚本貴広， 加藤格， 雑賀章浩， 須田良幸 ： CuNiSi 酸化物を用いた抵抗変化型不揮発性メモリ，第 78 回応用物理学会秋季学
術講演会，8p-PA1-10，2017 年 9 月(10) Hiroshi Nagayoshi, Hirotomo Demura, and Alexander Ulyashin “Point Contact Formation Using Nanoparticle Dispersed
SiO2“ Proceedings on 33nd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 700-702, Sept. 2017(11) 一戸隆久 ： プラズマアシスト蒸着法による銀酸化物薄膜の形成，第 58 回真空に関する連合講演会講演予稿集, 1P11，p.47，2017 年 8 月(12) T.ICHINOHE, H.SHIMIZU, T.SEKI, T.MORITOH and H.OHNO ： Properties of TiO2 Films for Photo Sensors，第 27 回日本 MRS 年次大会
Abstracts C-P6-011, 2017 年 12 月
(13) 佐久間稜, 姜玄浩, 岩村惠市, 越前功 : 画像電子透かしに対する機械学習アルゴリズムの性能評価，コンピュータセキュリティシンポジウ
ム 2017 (CSS2017), pp.465-471, 2017 年 10 月
(14) 野本和義， 姜玄浩 :顔認証のなりすまし防止に関する研究，電子情報通信学会 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（EMM），2018 年 3 月(15) 田島リオ， 姜玄浩: 加速度センサと機械学習による個人認証システムの研究，電子情報通信学会 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（EMM），2018 年 3 月(16) 竹内優哉， 姜玄浩: ウェーブレット変換を用いた撮影カメラ識別，電子情報通信学会 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（EMM），2018 年 3 月(17) 永井翠 ： 社会実装教育に参加した学生の社会人基礎力，第 65 回工学教育研究講演会，2017 年 8 月(18) 水落大生， 永井翠 ： 咀嚼カウンタによる認知症予防デバイスの検討，生体医工学シンポジウム，2017 年 9 月(19) 磯部魁， 永井翠 ： 直感的な筋電義指における遅延時間の検討，第 27 回ライフサポート学会フロンティア講演会，2018 年 3 月(20) Shinichiro Mito, Yuki Yoshihara1, Hiroyuki Takagi, and Mitsuteru Inoue : Stress induced modulation of magnetic domain diffractionof single crystalline yttrium iron garnet, 62nd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials, Pittsburgh, PA, USA,
Nov. 2017(21) 山田恭平, 水戸慎一郎 ： 人との関係性に注目した空気環境可視化デバイスの開発, 第 16 回情報科学技術フォーラム, M-008, 2017 年 9 月(22) 水戸慎一郎, 山田恭平 : ハードウェア開発能力に注目した IoT 教材の開発, 信学技報, IEICE HPB NO17, pp.6-8, 2017 年 6 月(23) 伊藤誉敏, 水戸慎一郎, 菊地颯希 : アルミニウム置換酸化亜鉛と磁性ガーネットの積層構造における磁気光学応答, 信学技報, Vol.117,
No.224, CPM2017-64, pp.25-28, 2017 年 10 月(24) 小山 諒也，水戸慎一郎 : 屋内空調制御に向けた無線風速計の開発, 信学技報, IEICE HPB NO18, pp.6-8, 2018 年 2 月(25) 伊藤誉敏, 水戸慎一郎 : スパッタリング法による酸化亜鉛/磁性ガーネット積層構造における磁気光学応答, 信学技報, Vol.117, No.461,
CPM2017-117, pp.7-10, 2018 年 3 月(26) 志村開, 伊藤誉敏, 吉原優紀, 水戸慎一郎 : 逆磁歪効果と回転磁界により制御される磁気光学光偏向器の開発, 信学技報, Vol.117, No.
461, CPM2017-127, pp.43-48, 2018 年 3 月(27) 沖田涼, 水戸慎一郎 : RF マグネトロンスパッタ法による高濃度 Bi 置換 YIG 擬単結晶膜の作製と光偏向素子への応用, 信学技報, Vol.117,
No.461, CPM2017-129, pp.53-56, 2018 年 3 月(28) 水戸慎一郎 : IoT を活用した高速ものづくりプラットフォームの開発と応用, 平成 29 年度全国高専フォーラム, 2018 年 8 月
情報工学科(1) 鎌田寛，小嶋徹也 ： Tone Code の屋内伝送性能，電子情報通信学会技術研究報告, Vol.117, No.201, EMM2017-52, pp.75-79, 2017 年 9 月(2) 小嶋徹也 ： 有限体上のアダマール型行列に関する一考察，第 40 回情報理論とその応用シンポジウム，ポスターセッション，2017 年 11 月
(3) Tetsuya Kojima ： Hadamard-type Matrices on Finite Fields and Their Applications，電子情報通信学会技術研究報告, Vol.117, No.394,
IT2017-62, pp.43-48, 2018 年 1 月(4) 佐田悠生，小嶋徹也 ： 音響データハイディングを用いた防災無線システムの改良，電子情報通信学会技術研究報告，Vol.117, No.476,
EMM2017-88, pp.55–60，2018 年 3 月(5) 小牧瑛一，鈴木将希，鈴木雅人，北越大輔, 西村亮, 高橋三男 ： 視覚しょうがい者のための理科則的実験支援システムの開発，第 9 回大学
コンソーシアム八王子学生研究発表会用紙集，pp.158-159, 2017 年 12 月
(6) 鈴木雅人，北越大輔 ： 画像の微小スケール空間を活用した特徴点抽出に基づく手書き文字認識法に関する検討，
信学技報IE2017-115，
pp.257261，2018 年 2 月(7) 田中晶，丸山充，漆谷重雄 ： 小規模無線メッシュネットワークと VPN による perceptual IoT 設計の一検討，電子情報通信学会技術研究報告，
NS2017-232，pp.363-368, 2018 年 3 月
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(8) 田中晶 ： マルチホップ通信システムを用いた再構成可能ネットワークコンピューティングの一検討, 2017 年電子情報通信学会ソサイエティ
大会（通信）講演論文集, B-5-35, 2017 年 9 月(9) 田中晶：モーバイルマルチホップメッシュネットワークの一検討, 2018 年電子情報通信学会総合大会講演論文集, B-5-55, 2018 年 3 月(10) 長田巧我， 吉本定伸， 岩永景一郎， 土肥哲也 ： 超低周波領域における窓振動を対象としたアクティブ制御の試み，電子情報通信学会 2018
年総合大会講演論文集， A-5-4，2018 年 3 月(11) 上倉颯太， 吉本定伸， 金森克浩， 佐野将大 ： タブレット PC による複数の入力手法に対応した肢体不自由者の入力評価アプリケーション，
電子情報通信学会 2018 年総合大会講演論文集，H-4-5，2018 年 3 月(12) 渥美亮祐， 丸龍之介， 三島成美， 福島シオン， 小久保奈緒美， 吉本定伸 ： Android タブレット端末を用いた認知機能検査・トレーニン
グ中の行動データ取得とフィードバック，電子情報通信学会 2018 年総合大会講演論文集，H-4-13，2018 年 3 月(13) 福島シオン， 小久保奈緒美， 渥美亮祐， 丸龍之介， 三島成美， 吉本定伸 ： Android タブレット端末を用いた認知機能検査・トレーニン
グ中の脈波推定，電子情報通信学会 2018 年総合大会講演論文集，H-4-14，2018 年 3 月(14) 長田巧我， 吉本定伸， 岩永景一郎， 土肥哲也 ： 超低周波音を対象にしたアクティブ制御システムの試作－模擬家屋における窓振動と室内音の制御－，日本音響学会，2017 年 12 月騒音・振動研究会，2017 年 12 月
(15) 石川将吾， 吉本定伸 ： Android タブレット端末を利用した小学校安全マップ活動支援アプリケーションの改良-操作性の向上を目指して-，教育システム情報学会，2017 年度第 4 回研究報告，pp.23-26, 2017 年 12 月
(16) 三島成美， 丸龍之介， 渥美亮介， 福島シオン， 小久保奈緒美， 吉本定伸 ： 認知症の評価及び維持・促進を目的とした Android アプリケーションの開発 -UI/UX の検討と実装-，教育システム情報学会，2017 年度第 4 回研究報告，pp.27-30, 2017 年 12 月
(17) 丸龍之介， 三島成美， 渥美亮介， 福島シオン， 小久保奈緒美， 吉本定伸 ： 認知機能の評価及び維持・促進を目的とした Android アプリ
ケーションの開発 –レーニングモード機能の拡充-，教育システム情報学会，2017 年度第 4 回研究報告，pp.53-56, 2017 年 12 月
(18) Ng Xin Shien， 吉本定伸， 谷本式慶 ： 肢体不自由者のための Kinect V2 センサーを用いた腕トレーニングシステムの改良，教育システム
情報学会，2017 年度第 4 回研究報告，pp.61-64, 2017 年 12 月
(19) 上倉颯太， 吉本定伸， 金森克浩， 佐野将大 ： 複数の入力手法に対応した特別支援教育における入力評価アプリケーションの開発，教育シ
ステム情報学会，2017 年度第 4 回研究報告，pp.65-68, 2017 年 12 月
(20) 青木塁，北越大輔，鈴木健太郎，鈴木雅人 ： ロボットを用いた対戦型ゲームにもとづく転倒予防システムの開発 ―システムの紹介とこれまでの成果―, 第 27 回日本保健科学学会学術集会, 2017 年 9 月(21) 鈴木健太郎，北越大輔，清水俊平，鈴木雅人 ： タブレット端末を用いた認知訓練システムの考案 ―ゲームの紹介とアンケートの回答から―,第 27 回日本保健科学学会学術集会, 2017 年 9 月(22) 鈴木健太郎，北越大輔，青木塁，野口颯太，鈴木雅人 ： 転倒予防へのロボットを用いたゲームの活用 ―考案ゲームと印象評価―, 第 14 回
東京都作業療法学会, 2017 年 6 月(23) 松林圭， 山下晃弘， 中村拓哉， 吉田優之， 川村秀憲 : 蓄積情報からの特徴語抽出に基づく自動要約・提示システムに関する研究, 5P-01，
情報処理学会第 80 回全国大会，東京，2018 年 3 月(24) 佐藤佳， 佐藤俊太， 山下晃弘， 松林勝志 : 視覚障がい者ナビゲーションのための HoloLens を用いた環境認識と障害物回避，5R-06，情報処理学会第 80 回全国大会，東京，2018 年 3 月(25) 浅妻佑弥， 山下晃弘， 松林勝志 : SNS 上への発言の特徴分析に基づくユーザの属性推定，1T-03，情報処理学会第 80 回全国大会，東京， 2018年3 月(26) 冨平準喜， 山下晃弘， 松林勝志 : LIWC を用いたユーザー属性推定手法の検討と SNS データへの応用，1T-02，情報処理学会第 80 回全国大会，東京，2018 年 3 月(27) 今野陽子， 山下晃弘， 松林圭， 松原良和， 鈴木恵二， 川村秀憲， 井上祐寛 : 特定の話題に関する対話エージェントの実現に向けた特徴
語と状態に基づく応答法, 2O1-2, 第 31 回人工知能学会全国大会, 名古屋, 2017 年 5 月(28) 石田岳志， 山下晃弘， 松林勝志 : PCANet のアンサンブル学習への適用，1K1-5，第 31 回人工知能学会全国大会，名古屋，2017 年 5 月(29) 西村亮，竹岡久慈 ： 若手技術者の学び直しのための MOOC 教材開発－電気回路教材の開発－，日本工学教育協会平成 29 年度工学教育研究講
演会講演論文集，pp.436-437，2017 年 8 月(30) 坂井良広 ：The Acoustic Echo Cancellation Using Blind Source Separation to Improve Echo Reduction Stability, 電気学会システム研
究会，ST-17-028，2017 年 9 月(31) 坂井良広 ：ブラインド信号分離を用いたエコーキャンセラの新構成, 電気学会システム研究会，ST-18-002，2018 年 1 月
物質工学科(1) 堀内夏樹，佐藤優光，石井宏幸 ： ベンチュリーノズル式マイクロバブル発生装置のスケールアップ，2017 年度材料技術研究討論会講演要旨
集，2017 年 12 月
(2) 森本喬介，小泉玲央, 石井宏幸 ： 小型気泡流動層内の圧力変動測定における限界と流動化状態の相似性，第 23 回流動化・粒子プロセッシン
グシンポジウム，2017 年 12 月
(3) 武末早織， 篠崎昌樹， 北折典之 ： 気相法による針状酸化亜鉛結晶の生成，材料技術研究協会討論会講演要旨集，2017 年 12 月
77

(4) 田辺玲太， 北折典之， 中島俊英 ： ガラス粒子とエポキシ樹脂からなる複合材料の検討，材料技術研究協会討論会講演要旨集，2017 年 12 月
(5) 前野夕紀， 北折典之， 竹越洋介， 大竹駿， 伊藤未希雄 ： 過酸化水素水を利用した木綿生地の漂白，材料技術研究協会討論会講演要旨集，2017 年 12 月
(6) 原島朋美， 北折典之， 平宮健美 ： たばこの煙とにおい除去装置の開発，材料技術研究協会討論会講演要旨集，2017 年 12 月
(7) 高橋三男，小坂敏文，羽田宜弘，川島徳道，後藤顕一，松原静郎 ： 視覚障碍者における音声化と触知化による理科教材開発，日本理科教育学会北海道支部大会研究発表要旨集，2017 年 10 月
(8) Ken-ichi Tsuchiya ：“Progress of density functional methods in LENR and their problems”, JCF18 ABSTRUCT, JCF18_08(9) 細田凌，松村賢征，中川修 ：ポリメタクリル酸2−(エチルチオ)エチルの熱分解挙動の解析，
第66回高分子学会年次大会，
高分子学会予稿集， Vol.66(1)3Pb020，2017 年5 月
(10) 小泉淳史， 益子葵音， 伊藤篤子 ： 甲殻類鰓脚綱アルテミア耐久卵形態形成過程におけるトロポミオシンアイソフォームの解析, 日本動物学会関東支部第 70 回大会，2018 年 3 月(11) 小玉智恵， 飯田佑佳， 伊藤篤子 ： 二枚貝類貝柱グリセリン筋の収縮性に関する報告，日本動物学会関東支部第 70 回大会，2018 年 3 月(12) 伊藤篤子 ： 二枚貝類アカガイを用いた血球観察実験の構築と普及の試み，日本生物教育学会第 102 回全国大会， 2018 年 1 月(13) 伊藤篤子 ： マガキ Crassostrea gigas を用いた初等・中等教育における初期発生観察実験の実践と普及，日本動物学会第 88 回富山大会，
2017 年 9 月(14) 八幡直樹， 伊藤篤子 ： アカガイ Scapharca broughtonii におけるトロポミオシンアイソフォームの解析，日本動物学会第 88 回富山大会，
2017 年 9 月(15) 伊藤篤子 ： アカガイ血球を用いた動物血球観察実験の実践と普及，日本理科教育学会第 67 回全国大会，2017 年 8 月(16) 室賀拓也, 松下悠貴, 伊藤未希雄 ： 金単結晶上の自己組織化単分子膜の構造の面方位依存性, 第 20 回化学工学会学生発表会, 東京大会,
2018 年 3 月(17) 中森省吾, 中村茜里, 一戸悠里, 金子嗣弘, 伊藤未希雄 ： 金単結晶上の自己組織化単分子膜の構造の面方位依存性, 第 20 回化学工学会学
生発表会, 東京大会, 2018 年 3 月(18) 庄司良， 江野七海， 熊谷望美 ： 炭酸ガスのばっ気によるクロレラ並びにアルテミアに対する銅の生態毒性の変化，第 23 回日本環境毒性学
会研究発表会，P-9, pp.9，2017 年 9 月(19) 佐野博昭， 小竹望， 桑嶋啓治， 尾形公一郎， 川原秀夫， 庄司良， 磯村尚子 ： 沖縄地域の赤土等流出に係る農地から海域までの総合的環
境保全・修復技術の開発，平成 29 年度赤土等流出防止交流集会発表予稿集，pp.16-21，2017 年 9 月(20) 鈴木大介， 庄司良 ： フミン酸の与える銅イオン生態毒性の緩和効果，第 9 回大学コンソーシアム八王子学生発表会要旨集，P027, pp.244245，2017 年 12 月(21) 廣田季璃，庄司良 ： 再生石膏と土壌並びに混和物の溶出試験及びフッ素溶出量の評価，第 9 回大学コンソーシアム八王子学生発表会要旨集，
P041, pp.272-273，2017 年 12 月
(22) 望月優作， 庄司良，小林靖和，佐藤一則，山内紀子 ： テンプレート法により作製した多孔質な SnO2/CeO2 光触媒を用いた排水中の重金属イ
オン処理，第 3 回 北関東磐越地区化学技術フォーラム 講演要旨集，OP-01，2017 年 12 月
(23) 岩田孝樹， 庄司良 ： カルシウムイオンの影響によるフミン酸の重金属及び農薬の吸着性能の評価，第 3 回 北関東磐越地区化学技術フォー
ラム 講演要旨集，PP-29，2017 年 12 月(24) 青山祐大, 堀切文裕, 城石英伸, 齋藤守弘, 桑野潤, 田中優実 ： Zn/Co 系 ZIF 固溶体を前駆体とする ORR 触媒の調製と活性評価，触媒討論
会討論会 A 予稿集，Vol.120th, pp.441‐442, 2017 年 9 月(25) 安藤圭祐, 白石美佳, 白石理沙, 中川清晴, 城石英伸, 安藤寿浩, 勝亦徹, 蒲生(西谷)美香 ： Ni‐Zn 二元系触媒を用いたマリモカーボンの合成に及ぼす Zn の添加効果，表面技術協会講演大会講演要旨集，Vol.136th, pp.141‐142, 2017 年 9 月(26) 刀川祐亮, 高坂晋平, 三上拳斗, 城石英伸, 齋藤守弘 ： ランタンマンガナイト空気極触媒におけるカーボン担体の酸化処理による効果とリチウム空気電池への応用，電気化学秋季大会講演要旨集(CD‐ROM)，Vol.2017, (2J17), 2017 年 9 月(27) 松平雅道, 高坂晋平, 三上拳斗, 城石英伸, 齋藤守弘 ： 非水系 Li 空気電池の正極反応に及ぼす MnO<sub>2</sub>ナノシート/KB 複合触媒の効果，電気化学秋季大会講演要旨集(CD‐ROM)，Vol.2017, (2J18), 20170828, 2017 年 9 月(28) 小野遼真, 城石英伸, 齋藤守弘, 吉田司, 宮澤薫一, 田中優実 ： "Fe/N/C 系非白金系酸素還元触媒調製時における亜鉛塩の添加効果"，電気
化学秋季大会講演要旨集(CD‐ROM)，Vol.2017, (1F10), 2017 年 9 月(29) 原田祐弥, 城石英伸, 山田晋矢, 齋藤守弘 ： Ir/MWCNT および Pt シェル‐Ir コア/MWCNT 上でのアンモニア酸化時に生成する窒素被毒種の脱離過程の解析，電気化学秋季大会講演要旨集(CD‐ROM)，Vol.2017, (1F09), 2017 年 9 月(30) 城石英伸, 伊藤篤子, 庄司良, 高橋三男, 中野雅之, 井手智仁, 金澤亮一, 石井宏幸, 雑賀章浩, 西村亮 ： "物質工学分野における多様な障害を持った学生に対応した早期技術者教育における実験実習教材の開発(1)"，電気化学秋季大会講演要旨集(CD‐ROM)，Vol.2017, (1F29),
20170828, 2017 年 9 月(31) 小笠原気八， 城石英伸， 齋藤守弘， 田中優実 ： “CsH2PO4-xPO4 プロトン導電ガラスの合成と中温作動型燃料電池の無加湿発電”, 第 7 回
CSJ 化学フェスタ 2017,(P6-022)，2017 年 10 月 17 日
(32) 小笠原気八， 城石英伸， 齋藤守弘， 田中優実 ： “リン酸水素セシウムをベースとしたプロトン伝導ガラスの合成と中温作動型燃料電池への応用”, 平成 29 年度日本太陽エネルギー学会・日本風力エネルギー協会合同研究発表会(発表番号 110), 2017 年 10 月 26 日
78

(33) 田中駿乃介， 城石英伸， 平出有吾， 小野遼真 ： “常温常圧下における電気化学的窒素還元触媒の探索（１）”, 平成 29 年度日本太陽エネ
ルギー学会・日本風力エネルギー協会合同研究発表会(発表番号 111), 2017 年 10 月 26 日
(34) 小野遼真， 城石英伸， 齋藤守弘， 吉田司， 宮澤薫一， 田中優実 ： “固体高分子形燃料電池用 Fe/N/C 酸素還元触媒前駆体に添加した亜鉛塩のカウンターアニオンの影響”, 第 10 回新電極触媒シンポジウム&宿泊セミナー(P-05)，2017 年 10 月 27 日
(35) 原田祐弥， 城石英伸， 山田晋矢， 齋藤守弘 ： “Ir/MWCNT および Pt シェルーIr コア/MWCNT 上でのアンモニア酸化時に生成する窒素被毒種のノーマルパルスボルタンメトリーによる解析”, 第 10 回新電極触媒シンポジウム&宿泊セミナー(P-21)，2017 年 10 月 27 日
(36) 原田祐弥， 城石英伸， 齋藤守弘， 山田晋矢 ： ”Pt 族ナノ粒子上でのアンモニア酸化時に生成する窒素被毒種の脱離過程のノーマルパルス
ボルタンメトリーによる解析(1)”， 電子情報通信学会 有機エレクトロニクス研究会，発表番号 2，2017 年 12 月 28 日
(37) 小野遼真， 城石英伸， 齋藤守弘， 吉田司， 宮澤薫一， 田中優実 ： ”固体高分子型燃料電池カソード触媒としての Fe/N/C 型酸素還元触媒前駆体に対する亜鉛塩の添加による影響”， 電子情報通信学会 有機エレクトロニクス研究会，発表番号 3，2017 年 12 月 28 日
(38) 山田碧悠， 飛田仰喜， 川口楓， 城石英伸 ： ”過酸化水素電解を用いた低コストヒドロキシ化法の開発”， 第 20 回化学工学会学生大会(東京大会)，E07，東京理科大学(東京)，2018 年 3 月 3 日(39) 川口楓， 飛田仰喜， 山田碧悠， 城石英伸， 平岡紘次， 遠藤可菜枝， 桑折仁， 関志朗 ： ”三相界面を利用した低温常圧下における二酸
化炭素電解還元触媒の開発”， 第 20 回化学工学会学生大会(東京大会)，E09，東京理科大学(東京)， 2018 年 3 月 3 日(40) 志田敦， 小笠原気八， 城石英伸， 齋藤守弘， 田中優実 ： ”金属酸化物の添加によるプロトン伝導性リン酸塩ガラス電解質の耐水性の向上”， 電気化学会第 85 回大会，東京理科大学(東京)，2018 年 3 月 9 日(41) 岩浪滉毅， 前文四郎， 城石英伸 ： ”半経験的分子軌道計算による電気化学的窒素還元触媒のスクリーニング ”，電気化学会第 85 回大会，
東京理科大学(東京)，2018 年 3 月 9 日(42) 前文四郎， 田中駿乃介， 小笠原気八， 城石英伸， 堀口元規， 刀川祐亮， 齋藤守弘， 平岡紘次， 遠藤可菜枝， 関志朗 ： ”W/Ru ナノ粒，東京理科大学(東京)，2018 年 3 月 9 日
子担持カーボン触媒の調製”， 電気化学会第 85 回大会，
(43) 小野遼真， 城石英伸， 笠原一生， 菅野康仁， 田中優実 ： ”ソルボサーマル法を用いたフッ化物処理による Fe/N/C 系酸素還元触媒の高耐久化”， 電気化学会第 85 回大会，東京理科大学(東京)，2018 年 3 月 9 日(44) 原田祐弥， 城石英伸， 高橋圭太朗， 関志朗， 山田晋矢， 齋藤守弘 ： ”Pt/C 上でのアンモニア酸化時に生成する窒素被毒種の脱離過程の解析”， 電気化学会第 85 回大会，東京理科大学(東京)，2018 年 3 月 9 日(45) 山納真人, 土戸良高, 井手智仁, 小坂田耕太郎 ： Dynamic Behavior of a Molecular Bevel Gear with η2-Coordinated Ag(I) Ion, CEMSupra
2018, P-98, 2018 年 1 月(46) 今野龍刀，櫻沢裕平，佐野巧真，杉田諒，井手智仁 ： 新規フェナジン系色素分子の合成，第 20 回化学工学会学生発表会(東京大会), C20,
2018 年 3 月(47) 平山裕也, 井手智仁 ： 水中溶存ホウ素の吸着除去, 日本化学会第 98 回春季年会, 2PA-205, 2018 年 3 月(48) 昌原慎悟, 井手智仁 ： 不均一系反応合成による発光性銅（Ⅰ）錯体の合成, 日本化学会第 98 回春季年会, 2PA-205, 2018 年 3 月(49) 山田錦， 井手智仁 ： 蛍光分子を取り込ませた金属有機構造体(MOF)を用いたガスセンサーの開発, 日本化学会第 98 回春季年会, 3PB-002,
2018 年 3 月(50) 山納真人, 土戸良高, 井手智仁, 小坂田耕太郎 ： 銀(I)錯体形成による傘歯車型分子ギアの回転運動の制御, 日本化学会第 98 回春季年会,
4F4-10, 2018 年 3 月

３．その他（１）学位取得・学会賞・論文賞
JAILA 第 6 回全国大会優秀発表賞「大学入試センター試験を歴史化する―文学テクストとして読む英語長文問題」（日本国際教養学会, 2017年9月15日）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・土屋結城, 伊澤高志, 樫村真由, 北和丈, 瀧口美佳
依頼講演 ： 桃太郞絵巻が語るもの, 第15回桃太郞サミットin 東京（日本桃太郞会連合会, 於東京工業高等専門学校, 2017年9月2日）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・舩戸美智子
基調講演 ： KOSEN 発“イノベーティブ・ジャパン”プロジェクトの成果と展開「科学技術イノベーション実現のための社会実装教育」（平成 29 年度全国高専フォーラム OS(教育), 於長岡技術科学大学, 2017 年 8 月 23 日）・・・・・・・・・・・・・・・・・多羅尾進
招待講演 ： - AL への戸惑いと悩みに対する解決策とは 「知能情報処理を活用した学び合い支援システム」（第 2 回高専 -技科大 AL 研究集会, 於木更津工業高等専門学校, 2018 年 3 月 7 日）・・・・・・・・・・・・高橋弘毅, 大前佑斗
情報処理学会第 80 回全国大会学生奨励賞「 身体動作の異常値検知問題における CHI-FS 評価関数の信頼性の検証」（情報処理学会, 2018 年 3 月 13 日）・・・・・・・・・・・・・・・・・・森雅也, 秋月拓磨, 高橋弘毅, 大前佑斗（指導教員）
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高専ワイヤレス IoT コンテスト採択「無給電・非侵襲・ワイヤレス電力センサを用いた中小企業の働き方改革」(総務省, 2017 年 10 月 12 日)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・山田恭平, 水戸慎一郎（指導教員）
平成 29 年度社会実装教育フォーラム 社会実装大賞「無給電電力センサを用いた操業監視と省エネ対策」(東京工業高等専門学校, 2018 年 3 月 3 日)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・山田恭平, 水戸慎一郎（指導教員）
招待講演 ： Spread-Spectrum Based Data Hiding Schemes and Beyond，Conferences of Communications Sensing and Coding（The University of Melbourne, Australia，2017 年 11 月 24 日）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・Tetsuya Kojima
情報処理学会優秀教育賞受賞「ＩＴコンテストを通じた情報教育と組み込みシステム開発マイスターの取り組み」（情報処理学会, 2017 年 6 月 2 日）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・松林勝志
第７回「ものづくり日本大賞」（内閣総理大臣賞）受賞「ものづくりの将来を担う高度な技術・技能」分野「青少年部門（大学・高等専門学校・専門学校クラス）」「リアルタイムに選手とシンクロするスポーツ観戦システム」全国高等専門学校第27回プログラミングコンテスト（課題部門）
平成28年度最優秀賞（文部科学大臣賞）受賞（首相官邸, 2018年1月22日）
・・・・・・・・・・・・・・冨平準喜, 吉川千里, 瀧島和則, 小牧瑛一, 丸龍之介, 松林勝志(指導教員）, 山下晃弘(指導教員）
情報処理学会 CDS トランザクション論文賞受賞「UHF 帯 RFID を用いた視覚障がい者向け歩行者ナビゲーションシステムの開発と展示会への適用」
情報処理学会 CDS トランザクション, Vol.7, No.1, pp.34-43(情報処理学会，2018 年 3 月 13 日)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・山下晃弘, 佐藤佳, 佐藤俊太, 川口正太郎, 松林勝志
平成 29 年度化学教育賞受賞「手作り酸素センサを用いた創造的化学教育への開拓」（日本化学会, 2018 年 3 月 21 日）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・高橋三男
日本化学会記者会見 ： ハイライトプレゼンテーションに選出「視覚障碍者の測定実験を支援するための教材開発」（化学会館, 2018 年 3 月 8 日）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・高橋三男（２）科学研究費補助金（研究実績報告書・研究成果報告書等）
社会実装能力涵養のためのコンテスト教育有効性の分析解明とその効果向上研究
研究実績報告書 基盤研究（B) 17H01987 （2017 年度～2019 年度）
・・・・・・・・・・・・・・・新保幸一, 大塚友彦, 多羅尾進
自閉症スペクトラムの特徴に対する当事者と周囲の理解－その質を高める実践研究－
研究実績報告書 基盤研究（C) 16K04858 (2016 年度～2018 年度)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・黒田一寿＜考える哲学・倫理学の授業＞の実質化のための研究
研究実績報告書 若手研究（B） 16K21571 (2016 年度～2020 年度)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・村瀬智之
社会実装指向型ロボット教育手法の深化および機械工学分野における実践的高度化の試み
研究実績報告書 基盤研究（C) 16K00984 (2016 年度～2018 年度)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・多羅尾進雰囲気制御分子線エピタキシャル結晶成長による規則的マイクロテクスチャの自律的創成
研究実績報告書 基盤研究（C) 16K06031 (2016 年度～2018 年度)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・角田陽
老朽化社会インフラのための応力聴診器を用いた欠陥及びボルト締結緩み検出技術の研究
研究実績報告書 基盤研究（C) 16K01301 (2016 年度～2018 年度)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・志村穣
零相電圧の積極活用手法による電動機駆動用電力変換器の素子発熱低減技術に関する研究
研究実績報告書 基盤研究（C) 17K06328 （2017 年度～2019 年度）
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・綾野秀樹
ディープラーニングを活用した単一の慣性センサによる競泳パフォーマンス定量化手法
研究実績報告書 若手研究（B） 17K13179 （2017 年度～2018 年度）
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・大前佑斗
知識・スキル・マインドの涵養により学生が主体的に取り組む人間中心デザイン教育
研究実績報告書 基盤研究（C) 16K01096 (2016 年度～2018 年度)・・大塚友彦，木村知彦，田中晶，金澤亮一，永井翠, 西村亮
握る強弱による動作をイメージ時の脳波と筋電位による手指の義肢製作
研究実績報告書 若手研究（B）16K21570 (2016 年度～2017 年度)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・永井翠
高速磁区制御機能を持つ光人工磁気格子の形成と固体光偏向素子への応用
研究実績報告書 若手研究（B）16K21569 (2016 年度～2018 年度)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・水戸慎一郎
80

映像への情報ハイディング技術に基づく効果的な MOOCｓ利用能動学習システムの開発
研究実績報告書 基盤研究（C) 15K01109 (2015 年度～2017 年度)・・・・・・・・・・・小嶋徹也，田中晶，土居信数，市川裕子
視覚障害者と健常者が共に快適でバリアフリーなオフィス環境を構築するシステムの開発
研究実績報告書 挑戦的萌芽研究 16K12967 (2016 年度～2018 年度)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・松林勝志，山下晃弘
ノウハウモデルを用いた知識の共有と活用・発見・創造にもとづく研究活動支援システム
研究実績報告書 基盤研究（C) 26330415 (2014 年度～2017 年度)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・北越大輔
SNS 利用におけるプライバシー保護を目的とした個人プロファイル分析手法の開発
研究実績報告書 若手研究（B）15K16092 (2015 年度～2017 年度)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・山下晃弘
多様な障害を持った学生に対応した早期技術者教育における実験実習教材の開発
研究実績報告書 基盤研究（C) 17K00995 (2017 年度～2019 年度)
・・・・・・・・・・・・・西村亮, 高橋三男, 大塚友彦, 清水昭博, 松井義弘, 一戸隆久, 城石英伸
視覚障害者の理科教育支援のための教材開発と展開研究
研究実績報告書 基盤研究（C) 15K01001 (2015 年度～2017 年度)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・高橋三男
初中等教育現場で実践可能な海産無脊椎動物を用いた実験教材の開発と普及
研究実績報告書 基盤研究（C) 16K01046 (2016 年度～2018 年度)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・伊藤篤子
窒素循環型システムのための中低温作動型窒素還元およびアンモニア酸化触媒の開発
研究実績報告書 基盤研究（C) 17K06871(2017 年度～2019 年度) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・城石英伸（３）特許等
計測装置用の電子回路、計測装置および計測方法, 特許第 6278377 号, 2018 年 1 月 26 日
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・水戸慎一郎, 山田恭平
（４）解説・研究ノート，エッセイ等
戦時科学史研究の到達点と解決すべき課題（小特集 日本戦時科学史と現代, 科学史研究, 56(282), pp.154-158, 2017 年 7 月)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・河村豊
身近な材料を使い、ゼロから始めるものづくり スチロール容器で風力発電機を作る！(おもしろイベント報告②)（日本機械学会誌，Vol.120, No.1185, p.43, 2017 年 8 月）
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・清水昭博
Hybrid Adaptive Learning System based on Reinforcement Learning and Mixture Probability(Invited Speech)（The 3rd International Conference on Fuzzy Systems and Data Mining (FSDM2017), Nov. 2017）・・・・・・・Daisuke Kitakoshi

81©東京工業高等専門学校
東京工業高等専門学校研究報告書
第49号
平成29年度
平成30年3月31日発行
編集者 東京工業高等専門学校情報・図書・広報室
発行者 東京工業高等専門学校〒193-0997 東京都八王子市椚田町1220-2
TEL (042) 668-5111

The name of this journal has been changed from “Research Reports of Tokyo National
College of Technology” into “Research Reports of National Institute of Technology,
Tokyo College” since the 2014 issue.
本研究報告書の英語表記は、2014年より“Research Reports of Tokyo National College ofTechnology” から“Research Reports of National Institute of Technology, Tokyo College”に変更いたしました。