News理工研

第17回 理工学研究所講演会
平成30年9月20日（木）に駿河台校舎1号館１２１会議室において「IoTデバイスのための低品位な熱源を利用した超スマート発電機の研究開発」と題した講演会が開催されました。この題目のプロジェクトは、4名の理工学部の教員メンバーで遂行されており、はじめにプロジェク

トリーダーで精密機械工学科の田中勝之教授からプロジェクトについ

No.70て概要が述べられ、続いて要素研究課題について精密機械工学科の金子美泉助教から「MEMSタービン発電機の開発」と題して、機械工学科の関谷直樹助教から「MEMS機器における作動流体の流動解析」と題

vol.31 2019／3 日本大学理工学部―『自主創造』―

して、辻健太郎助手から「MEMS発電機の性能評価」と題して、進捗状
況が報告されました。最後に、招待講演として、NTTデータ経営研究所

理工学研究所長
精密機械工学科 教授

内木場

文男

日本大学は
「日本大学教育憲章」
を次のように定め、「自主創造」
を教育理念としています。

の竹内敬治氏から「IoT機器用エネルギーハーベスティング技術」と題し―日本大学は、本学の「目的及び使命」
を理解し、本学の教育理念である「自主創造」
を構成する「自ら学ぶ」、てご講演いただきました。

「自ら考える」及び「自ら道をひらく」
能力を身につけ、「日本大学マインド」を有する者を育成する―Society5.0社会の実現に向けた基盤技術として、小型発電機の開発は必要不可欠であり、本プロ
ジェクトは、そのための研究基盤を構築し、研究拠点形成につながるものとして期待されております。

「自ら学ぶ」
では、豊かな知識・教養を基に高い倫理観を高め、あわせて、世界情勢を理解し、国際社会が直面している問題を説明することができる。
「自ら考える」
では、得られる情報を基に論理的な思考、批判的な思考をすることができ、事象を注意深く観察して問題を発見し、解決策を提案することができる。
また、「自ら道をひらく」
では、あきらめない気持ちで新しいことに果敢に挑戦することができ、他者の意見を聴いて理解し、自分の考えを伝えることができ、集団のなかで連携しながら、協働者の力を引き出し、その活躍を支援することができる。
また、謙虚に自己を見つめ、振り返りを通じて自己を高めることができる。以上を掲げています。本誌で取りまとめた記事は「自主創造」の理念を研究の形で実現した一部です。是非ご一読ください。

CONTENTS■ 理工学研究所長 挨拶 ………………………………………………
■ 平成30年度 理工学部 学術賞●Vojta予想と数論的力学系の研究
（数学科

准教授

安福

悠）………………………………………

■ 平成30年度 理工学部 学術賞

1

2●水晶デバイスを用いた次世代無線通信機器用発振器とその性能評価装置の開発およびセンサへの応用

健）……………………………………

3

1.大型構造物試験センター …………………………………………

4

2.空気力学研究センター ……………………………………………

6

3.材料創造研究センター ……………………………………………

8（電子工学科助教

今池■ 研究施設紹介

ACCESS

4.先端材料科学センター …………………………………………… 10
5.環境・防災都市共同研究センター ……………………………… 12
6.マイクロ機能デバイス研究センター …………………………… 14
7.工作技術センター ………………………………………………… 16
8.交通総合試験路 …………………………………………………… 18■ 理工学研究所講演会
マイクロ機能デバイスセンターＲＦスパッタ装置

理工研 News

No.70

Vol.31 2019/03

発 行 日：平成 31 年 3 月 5 日
発
行：理工研 News 編集委員会

発行人：内木場 文男
編集長：大月 穣

日本大学理工学部研究事務課〒101-8308

東京都千代田区神田駿河台 1-8-14

TEL.03-3259-0929

FAX.03-3293-5829

http://www.kenjim.cst.nihon-u.ac.jp/
E-mail：skenkyu@adm.cst.nihon-u.ac.jp

20

開催報告 ……………………………………………………………… 20

理工学部

平成30年度

理工学部

学術賞

数学科

安福

悠

学術賞

電子工学科

助教

今池

健

数学の中でも長い歴史を持つ整数論は、1,2,3,・・・とい合成したときの漸近的かつ本研究テーマは鉱物の一つとして知られる『水晶』の圧（b）のf 0を中心として左右う自然数を研究する分野で、2000年以上に渡り人類を魅了

整数論的性質を調べる分野

電・逆圧電現象と共振現象を工学的に応用した『水晶発振に広がる裾の部分を片側にしてきました。方程式の自然数解については、フェルマーのです。力学系は物理学や天文器』の高性能化とその周波数安定度測定器の開発および、

まとめたものに相当します。

最終定理と呼ばれる「nが3以上の自然数のときx +y =z を学が発祥の分野で、1時間後

ガスセンサへの応用に関する一連の成果をまとめたもので

図３の赤線が従 来法による満たす自然数x,y,zは存在しない」という結果が有名です。

の移動を写像とすると、n重す。ここではその中から、測定時の精度低下をもたらすアナ

測 定 結 果 で、D U Tよりも

フェルマーが、ディオファントス著の「算術」に「真に驚くべに繰り返した合成はn時間後ログ要素を排除した全ディジタル型周波数安定度測定法に20dB以 上位相雑音の小さき証明を見つけたが、この余白は狭すぎる」とのコメントをの移動となりますが、整数論ついて紹介いたします。

い基準発振器を必要としま

書き込んでから300年以上のちに、ワイルズにより証明されへの応用は比較的新しい取水晶発振器はクォーツ時計の心臓部として“秒”を決めした。これに対して、開発しました。この証明では、楕円曲線と呼ばれる幾何が活躍しまり組みです。空間内の点を1

るタイミングを生成しているほか、スマートフォンやコンた手法では基 準 発 振 器にしたが、フェルマーの最終定理と関連するファルティングス

つ固定し、その点のn重合成による移動先を集めたものを軌

ピュータ等のディジタル回路を動作させるためのクロック信

DUTよりも20dB以上位相雑音の大きな発振器を使用しての定理（ファルティングスはこの論文で、「数学のノーベル

道と呼び、「軌道に含まれる整数点があまり多くない」と判

号源として必要不可欠で、我々が日頃から利用しているほといますが、相関処理を行うことで赤線と一致しており正しく賞」とも呼ばれるフィールズ賞を受賞しています）では、定定できる条件を探しています。これまでの研究で、Vojta予

んどの電子機器に搭載されています。この水晶発振器に求計測できていることが分かります。現在は基準発振器を必理の主張そのものに幾何が登場します。具体的には、「方程想を仮定した上での条件、具体的な写像においての条件をめられる性能として重要なことはその発振周波数が変動し要としない直接計測法の開発を進めています。

式の複素数解が曲面を描くとき、その曲面の穴の数が2個発見してきました。ただ、これ以外の状況で軌道上の整数ないことです。例えば、ナビゲーションに用いられるGPSは以上ならば、この方程式の整数解は本質的に有限個しかな点が少ないことも多々あるので、より幅広い条件を探索し複数の人工衛星から送信される電波を受信するまでの時間い」という主張で、「穴の数」という幾何学的な性質が整数ていきます。また、軌道の点に登場する素数の分布などにつ差を正確に計測することで地球上の位置を求めているた解を制御する形になっています。この定理をフェルマーの最いても言及できるようにしたいと思っています。現在、情報

め、電波の周波数が正確なことのほか、光速で伝搬する電終定理と関連する状況に応用すると、A,B,Cが整数なら社会のセキュリティーに広く用いられているのは楕円曲線

波の到達タイミングを高精度に測定可能な時計が必要にな

ば、Ax +By =Cz を満たす複素数解は図1のように穴が3個に基づく暗号ですが、将来的には、楕円曲線のかわりに軌ります。また、電波の位相や周波数が揺らぐと、チューニンの曲面となるので、共通の約数をもたない自然数x,y,zで道を用いた暗号が社会の安全に役立つのではないかと考えグのずれた受信機でラジオを聞くように、ノイズによって正Ax +By =Cz を満たすものが有限個と分かります（nを4以ています。

常な通信ができなくなります。図１に理想正弦波と位相揺ら（b）上記波形の周波数スペクトル
図１ 発振器の位相揺らぎ（位相雑音）の影響（イメージ図）

n

4

4

4

4

n

n

4

4

上とすればAx +By =Cz の複素数解の穴は3個以上となりぎを持つ正弦波の時間波形と周波数スペクトルを示しまます）。逆に、x 3+y3=z3の複素数解もx3+19y3=z3の複素数解

す。位相揺らぎを持つ信号のスペクトルは線スペクトルではも図2のように穴が１個となりますが、x +y =z には自然数なく裾を引いた形状になります。この位相揺らぎのスペクト解はなく、x +19y =z には（2,1,3）という解があります。

ルは位相雑音と呼ばれ、周波数安定度の指標となっていま

n

n

n

3

3

3

3

3

3

幾何学的性質が整数論を制御すると考える整数論の一す。従来、発振器の位相雑音を測定するためには測りたい分野をディオファントス幾何といい、本研究のVojta予想

発振器よりも位相揺らぎの小さい基準発振器を用意してそ（ボエタ予想）はディオファントス幾何の中でも、最も深遠の差を比較計測する必要がありました。

かつ大胆な予想の一つです。専門用語であえて述べると、本研究では被測定発振器よりも基準発振器の位相雑音「空間とその中の閉部分集合ごとに、高さ関数と呼ばれる特性が悪い場合でも、２つの基準発振器を用意し、ディジタ関数が満たすべき不等式」をVojta予想は提唱しています。

図１

穴が３個の曲面

被測定発振器の位相雑音のみを抽出するフルディジタル位

り具合により、その方程式の整数解同士がどの程度反発し相雑音計測システムを開発しました。図２にその原理図を示

あうかが決定される」というもので、ファルティングスの定します。被測定発振器（DUT）の信号と基準発振器（REF）

理や他の大定理を含む内容なのです。私は大学院生の頃か

１および２の信号はAD変換器（ADC）でディジタル信号にら、有理曲面と呼ばれる代数曲面（空間としては4次元多様変換され、DDC（Digital Down Conversion）部で位相体）におけるVojta予想の研究に取り組んでおり、少しずつに変換されます。ADCとそれを動かすクロック（CLK）も位扱う範囲を拡張しながら、最大公約数に関する新しい不等相雑音を有しているため、DDC後には3つの位相雑音(φ)

式を導く研究をしています。今後は楕円曲線の積と関連すが重畳されます。その後、減算処理をすることでCLKの位相

大公約数の性質を解明したいです。
最近は、数論的力学系の研究もしています。ある空間から自分自身に返ってくる写像を1つ固定し、それを繰り返し（a）理想正弦波（左）と位相揺らぎを持つ正弦波（右）ル演算処理により基準発振器の位相雑音を除去することでこれは、「方程式の複素数解の描く空間の接空間のつなが

図２ 開発したフルディジタル位相雑音計測の構成

雑音を除去します。最後にそれぞれをFFTし、両スペクトルる曲面上のVojta予想を示すことで、楕円曲線上の点の最

2

准教授

水晶デバイスを用いた次世代無線通信機器用発振器とその性能評価装置の開発およびセンサへの応用

受 賞 研 究 紹 介

受 賞 研 究 紹 介

Vojta予想と数論的力学系の研究

平成30年度図2

穴が１個の曲面の相関をとるよう平均化処理をすることでFFT1とFFT2の共通成分、すなわちDUTの位相雑音のみが測定できます。
図３に位相雑音の測定結果を示します。この結果は、図１

図３

位相雑音測定結果

3

理工学部

平成30年度

理工学部

学術賞

数学科

安福

悠

学術賞

電子工学科

助教

今池

健

数学の中でも長い歴史を持つ整数論は、1,2,3,・・・とい合成したときの漸近的かつ本研究テーマは鉱物の一つとして知られる『水晶』の圧（b）のf 0を中心として左右う自然数を研究する分野で、2000年以上に渡り人類を魅了

整数論的性質を調べる分野

電・逆圧電現象と共振現象を工学的に応用した『水晶発振に広がる裾の部分を片側にしてきました。方程式の自然数解については、フェルマーのです。力学系は物理学や天文器』の高性能化とその周波数安定度測定器の開発および、

まとめたものに相当します。

最終定理と呼ばれる「nが3以上の自然数のときx +y =z を学が発祥の分野で、1時間後

ガスセンサへの応用に関する一連の成果をまとめたもので

図３の赤線が従 来法による満たす自然数x,y,zは存在しない」という結果が有名です。

の移動を写像とすると、n重す。ここではその中から、測定時の精度低下をもたらすアナ

測 定 結 果 で、D U Tよりも

フェルマーが、ディオファントス著の「算術」に「真に驚くべに繰り返した合成はn時間後ログ要素を排除した全ディジタル型周波数安定度測定法に20dB以 上位相雑音の小さき証明を見つけたが、この余白は狭すぎる」とのコメントをの移動となりますが、整数論ついて紹介いたします。

い基準発振器を必要としま

書き込んでから300年以上のちに、ワイルズにより証明されへの応用は比較的新しい取水晶発振器はクォーツ時計の心臓部として“秒”を決めした。これに対して、開発しました。この証明では、楕円曲線と呼ばれる幾何が活躍しまり組みです。空間内の点を1

るタイミングを生成しているほか、スマートフォンやコンた手法では基 準 発 振 器にしたが、フェルマーの最終定理と関連するファルティングス

つ固定し、その点のn重合成による移動先を集めたものを軌

ピュータ等のディジタル回路を動作させるためのクロック信

DUTよりも20dB以上位相雑音の大きな発振器を使用しての定理（ファルティングスはこの論文で、「数学のノーベル

道と呼び、「軌道に含まれる整数点があまり多くない」と判

号源として必要不可欠で、我々が日頃から利用しているほといますが、相関処理を行うことで赤線と一致しており正しく賞」とも呼ばれるフィールズ賞を受賞しています）では、定定できる条件を探しています。これまでの研究で、Vojta予

んどの電子機器に搭載されています。この水晶発振器に求計測できていることが分かります。現在は基準発振器を必理の主張そのものに幾何が登場します。具体的には、「方程想を仮定した上での条件、具体的な写像においての条件をめられる性能として重要なことはその発振周波数が変動し要としない直接計測法の開発を進めています。

式の複素数解が曲面を描くとき、その曲面の穴の数が2個発見してきました。ただ、これ以外の状況で軌道上の整数ないことです。例えば、ナビゲーションに用いられるGPSは以上ならば、この方程式の整数解は本質的に有限個しかな点が少ないことも多々あるので、より幅広い条件を探索し複数の人工衛星から送信される電波を受信するまでの時間い」という主張で、「穴の数」という幾何学的な性質が整数ていきます。また、軌道の点に登場する素数の分布などにつ差を正確に計測することで地球上の位置を求めているた解を制御する形になっています。この定理をフェルマーの最いても言及できるようにしたいと思っています。現在、情報

め、電波の周波数が正確なことのほか、光速で伝搬する電終定理と関連する状況に応用すると、A,B,Cが整数なら社会のセキュリティーに広く用いられているのは楕円曲線

波の到達タイミングを高精度に測定可能な時計が必要にな

ば、Ax +By =Cz を満たす複素数解は図1のように穴が3個に基づく暗号ですが、将来的には、楕円曲線のかわりに軌ります。また、電波の位相や周波数が揺らぐと、チューニンの曲面となるので、共通の約数をもたない自然数x,y,zで道を用いた暗号が社会の安全に役立つのではないかと考えグのずれた受信機でラジオを聞くように、ノイズによって正Ax +By =Cz を満たすものが有限個と分かります（nを4以ています。

常な通信ができなくなります。図１に理想正弦波と位相揺ら（b）上記波形の周波数スペクトル
図１ 発振器の位相揺らぎ（位相雑音）の影響（イメージ図）

n

4

4

4

4

n

n

4

4

上とすればAx +By =Cz の複素数解の穴は3個以上となりぎを持つ正弦波の時間波形と周波数スペクトルを示しまます）。逆に、x 3+y3=z3の複素数解もx3+19y3=z3の複素数解

す。位相揺らぎを持つ信号のスペクトルは線スペクトルではも図2のように穴が１個となりますが、x +y =z には自然数なく裾を引いた形状になります。この位相揺らぎのスペクト解はなく、x +19y =z には（2,1,3）という解があります。

ルは位相雑音と呼ばれ、周波数安定度の指標となっていま

n

n

n

3

3

3

3

3

3

幾何学的性質が整数論を制御すると考える整数論の一す。従来、発振器の位相雑音を測定するためには測りたい分野をディオファントス幾何といい、本研究のVojta予想

発振器よりも位相揺らぎの小さい基準発振器を用意してそ（ボエタ予想）はディオファントス幾何の中でも、最も深遠の差を比較計測する必要がありました。

かつ大胆な予想の一つです。専門用語であえて述べると、本研究では被測定発振器よりも基準発振器の位相雑音「空間とその中の閉部分集合ごとに、高さ関数と呼ばれる特性が悪い場合でも、２つの基準発振器を用意し、ディジタ関数が満たすべき不等式」をVojta予想は提唱しています。

図１

穴が３個の曲面

被測定発振器の位相雑音のみを抽出するフルディジタル位

り具合により、その方程式の整数解同士がどの程度反発し相雑音計測システムを開発しました。図２にその原理図を示

あうかが決定される」というもので、ファルティングスの定します。被測定発振器（DUT）の信号と基準発振器（REF）

理や他の大定理を含む内容なのです。私は大学院生の頃か

１および２の信号はAD変換器（ADC）でディジタル信号にら、有理曲面と呼ばれる代数曲面（空間としては4次元多様変換され、DDC（Digital Down Conversion）部で位相体）におけるVojta予想の研究に取り組んでおり、少しずつに変換されます。ADCとそれを動かすクロック（CLK）も位扱う範囲を拡張しながら、最大公約数に関する新しい不等相雑音を有しているため、DDC後には3つの位相雑音(φ)

式を導く研究をしています。今後は楕円曲線の積と関連すが重畳されます。その後、減算処理をすることでCLKの位相

大公約数の性質を解明したいです。
最近は、数論的力学系の研究もしています。ある空間から自分自身に返ってくる写像を1つ固定し、それを繰り返し（a）理想正弦波（左）と位相揺らぎを持つ正弦波（右）ル演算処理により基準発振器の位相雑音を除去することでこれは、「方程式の複素数解の描く空間の接空間のつなが

図２ 開発したフルディジタル位相雑音計測の構成

雑音を除去します。最後にそれぞれをFFTし、両スペクトルる曲面上のVojta予想を示すことで、楕円曲線上の点の最

2

准教授

水晶デバイスを用いた次世代無線通信機器用発振器とその性能評価装置の開発およびセンサへの応用

受 賞 研 究 紹 介

受 賞 研 究 紹 介

Vojta予想と数論的力学系の研究

平成30年度図2

穴が１個の曲面の相関をとるよう平均化処理をすることでFFT1とFFT2の共通成分、すなわちDUTの位相雑音のみが測定できます。
図３に位相雑音の測定結果を示します。この結果は、図１

図３

位相雑音測定結果

3

連絡先…担当者／柳崎

テストフロアーを利用した実験

尚輝

プレストレスを与えた集成材梁の曲げ性能確認実験

電話：047-469-5362
E-mail：yanagisaki.naoki@nihon-u.ac.jp
HP：http://www.str.cst.nihon-u.ac.jp

大型構造物
試験センター●施設保有の主な装置・設備リスト
30MN大型構造物試験機、テストフロア、多入力振動試験装置、
水平加力装置（建研式加力装置）、構造物疲労試験機、棟外試験場●イベント情報
オープンキャンパス、キャンパスウォッチング

海洋建築工学科

福井研究室

集成材は大断面の部材が製造できるため、比較的規模の大きい建物の構造部材として多用されている。他構造と比べると材料が軽量であるという利点を有するが、ヤング係数がコンクリー
トの1/5程度しかないためにたわみが過大となり、大スパン構

研 究 紹 介研 究 紹 介Testing Center
for Large Structures

造に用いるときにはトラスやアーチ構造とする必要がある。本研
究が対象とするスギ集成材梁は、断面内に配置したPC鋼材の30ＭＮ大型構造物試験機を利用した実験

定着部にポリエステル樹脂を用いた
ロックドコイルロープの静的引張試験

岡田・宮里研究室（短）建築・生活デザイン学科 廣石研究室
建築学科

張力によりプレストレスを与えることでたわみをコントロール
し、スレンダーな大スパン構造の梁として用いることを目的としている。部材寸法は、幅220mm、せい570mm、全長5mとし、現在、日本における吊り橋用の主索には、主にストランドロー

去を目 的とした

これを3本並べてプレストレスにより圧着接合することで15mのプ、スパイラルロープ及びロックドコイルロープが使用され、ソケッ

プ レストレッチ

梁を構築する。プレストレス力はPC鋼材SWPR19L-φ17.8mm

トとケーブル部材を連結する定着材には、亜鉛または亜鉛銅合金

ング試験と規格を1ケーブル用いて220kNとした。載荷は単純支持2点集中荷重が多く使用されている。一方、ヨーロッパなどでは主索にロックド

破断荷重の確認により行い、耐力と変形性能を確認した。部材の材軸方向には

コイルロープを使用することが多く、耐疲労性、充填性、施工性及試 験を 行 い 、本PC鋼材を通す孔を設けているが、プレストレス力が梁の横座屈び経済性の観点から、定着部に樹脂を使用することが多い。この

試験体の伸び剛

荷重を上回っているため、PC鋼材とこの孔の遊び分程度横反り

背景から、定着部に樹脂を利用しようとする動きが見られ、定着性等の構造性能してしまうことになる。この梁では中間部2カ所でPC鋼材の遊部に樹脂を用いたケーブル部材も今後国内で増加すると考えられの確認及び載荷びをなくす細工を施しており、これにより座屈長さを短くするこる。しかし、未だ国内での樹脂の性能データの蓄積が少なく、ま時の定着材へのとで横座屈を防いでいる。本実験ではこの細工の有効性についた建築に使用する際は建築基準法を満足する必要があるため、耐

影 響について把ても併せて確認している。本実験により、施工性の高さと設計上火性の問題から樹脂を使用した実例が少ないのが現状である。

握することが で十分な耐力を確認し、想定通りの変形性状を確認することがで

きた。

きた。

以上を踏まえ、本実験は今後の性能データの蓄積を目的とし

写真1

試験体組立

写真2

加力状況

て、ヨーロッパなどで多く使用される定着部に樹脂（主成分：ポリエステル樹脂）を用いたロックドコイルロープを対象に静的引張試験を行い、その構造性能の確認を行った。実験は初期伸びの除

写真1

実験状況

多入力振動試験装置を利用した実験

滑り基礎構造建物の振動台実験

水平加力装置を利用した実験

高層RC造建物の十字形柱梁接合部の多数回繰返し載荷実験
海洋建築工学科

北嶋研究室

巨大地震から建物を守る建築構造システムの一つとして“滑り基礎構造システム”を提案している。
“滑り基礎構造システム”

高層鉄筋コンクリート(以降、RC)造建物における十字形柱梁

実験結果の比較から載荷方法と柱梁曲げ強度比の違いが構とは、コンクリート製の人工地盤と建物の基礎板の間に摩擦材接合部を対象に、多数回繰返し載荷実験を行った。実験の主要造性能に及ぼす影響を検討した。今回行った実験の範囲である(黒鉛粉末)を塗布することにより、建物への地震入力加速度が変動因子は、が、載荷方法による各試験体の構造性能に大きな差異はなかっ低減される構造システムのことである。免震・制震構造に準じた

載 荷 方 法と柱たものの、柱梁曲げ強度比が1.9と比較的大きな試験体におい高い耐震性能を、低コストかつ容易な施工で実現可能な構造シ

梁 曲げ強 度 比ても既往の研究で指摘された接合部降伏破壊が確認された。

ステムである。

海洋建築工学科

北嶋研究室の振動台実験を実施し、実大の滑り基礎構造建物の地震応答性状を把握した。縮尺1/30の模型試験体に対し2016年熊本地震の地震動を入力すると、固定基礎の建物は倒壊してしまったのに対し、同じ建物を滑り基礎の上に載せると倒壊せず建物はほとんど損傷しない結果が得られた。

本実験では、力学的相似則を適用させた滑り基礎構造建物

で あ る 。載 荷
方 法 で は 、動的 あ るい は 静
的載荷の違いと載 荷 履 歴と繰返し回数を、
また部 材 設 計に あ た って は
柱 梁 曲げ強 度
比を 変 動 させた4体 の 試 験
体である。

4

写真１

実験状況

写真２

最終破壊状況

写真１

振動台実験状況

写真２

振動台実験結果

5連絡先…担当者／柳崎

テストフロアーを利用した実験

尚輝

プレストレスを与えた集成材梁の曲げ性能確認実験

電話：047-469-5362
E-mail：yanagisaki.naoki@nihon-u.ac.jp
HP：http://www.str.cst.nihon-u.ac.jp

大型構造物
試験センター●施設保有の主な装置・設備リスト
30MN大型構造物試験機、テストフロア、多入力振動試験装置、
水平加力装置（建研式加力装置）、構造物疲労試験機、棟外試験場●イベント情報
オープンキャンパス、キャンパスウォッチング

海洋建築工学科

福井研究室

集成材は大断面の部材が製造できるため、比較的規模の大きい建物の構造部材として多用されている。他構造と比べると材料が軽量であるという利点を有するが、ヤング係数がコンクリー
トの1/5程度しかないためにたわみが過大となり、大スパン構

研 究 紹 介研 究 紹 介Testing Center
for Large Structures

造に用いるときにはトラスやアーチ構造とする必要がある。本研
究が対象とするスギ集成材梁は、断面内に配置したPC鋼材の30ＭＮ大型構造物試験機を利用した実験

定着部にポリエステル樹脂を用いた
ロックドコイルロープの静的引張試験

岡田・宮里研究室（短）建築・生活デザイン学科 廣石研究室
建築学科

張力によりプレストレスを与えることでたわみをコントロール
し、スレンダーな大スパン構造の梁として用いることを目的としている。部材寸法は、幅220mm、せい570mm、全長5mとし、現在、日本における吊り橋用の主索には、主にストランドロー

去を目 的とした

これを3本並べてプレストレスにより圧着接合することで15mのプ、スパイラルロープ及びロックドコイルロープが使用され、ソケッ

プ レストレッチ

梁を構築する。プレストレス力はPC鋼材SWPR19L-φ17.8mm

トとケーブル部材を連結する定着材には、亜鉛または亜鉛銅合金

ング試験と規格を1ケーブル用いて220kNとした。載荷は単純支持2点集中荷重が多く使用されている。一方、ヨーロッパなどでは主索にロックド

破断荷重の確認により行い、耐力と変形性能を確認した。部材の材軸方向には

コイルロープを使用することが多く、耐疲労性、充填性、施工性及試 験を 行 い 、本PC鋼材を通す孔を設けているが、プレストレス力が梁の横座屈び経済性の観点から、定着部に樹脂を使用することが多い。この

試験体の伸び剛

荷重を上回っているため、PC鋼材とこの孔の遊び分程度横反り

背景から、定着部に樹脂を利用しようとする動きが見られ、定着性等の構造性能してしまうことになる。この梁では中間部2カ所でPC鋼材の遊部に樹脂を用いたケーブル部材も今後国内で増加すると考えられの確認及び載荷びをなくす細工を施しており、これにより座屈長さを短くするこる。しかし、未だ国内での樹脂の性能データの蓄積が少なく、ま時の定着材へのとで横座屈を防いでいる。本実験ではこの細工の有効性についた建築に使用する際は建築基準法を満足する必要があるため、耐

影 響について把ても併せて確認している。本実験により、施工性の高さと設計上火性の問題から樹脂を使用した実例が少ないのが現状である。

握することが で十分な耐力を確認し、想定通りの変形性状を確認することがで

きた。

きた。

以上を踏まえ、本実験は今後の性能データの蓄積を目的とし

写真1

試験体組立

写真2

加力状況

て、ヨーロッパなどで多く使用される定着部に樹脂（主成分：ポリエステル樹脂）を用いたロックドコイルロープを対象に静的引張試験を行い、その構造性能の確認を行った。実験は初期伸びの除

写真1

実験状況

多入力振動試験装置を利用した実験

滑り基礎構造建物の振動台実験

水平加力装置を利用した実験

高層RC造建物の十字形柱梁接合部の多数回繰返し載荷実験
海洋建築工学科

北嶋研究室

巨大地震から建物を守る建築構造システムの一つとして“滑り基礎構造システム”を提案している。
“滑り基礎構造システム”

高層鉄筋コンクリート(以降、RC)造建物における十字形柱梁

実験結果の比較から載荷方法と柱梁曲げ強度比の違いが構とは、コンクリート製の人工地盤と建物の基礎板の間に摩擦材接合部を対象に、多数回繰返し載荷実験を行った。実験の主要造性能に及ぼす影響を検討した。今回行った実験の範囲である(黒鉛粉末)を塗布することにより、建物への地震入力加速度が変動因子は、が、載荷方法による各試験体の構造性能に大きな差異はなかっ低減される構造システムのことである。免震・制震構造に準じた

載 荷 方 法と柱たものの、柱梁曲げ強度比が1.9と比較的大きな試験体におい高い耐震性能を、低コストかつ容易な施工で実現可能な構造シ

梁 曲げ強 度 比ても既往の研究で指摘された接合部降伏破壊が確認された。

ステムである。

海洋建築工学科

北嶋研究室の振動台実験を実施し、実大の滑り基礎構造建物の地震応答性状を把握した。縮尺1/30の模型試験体に対し2016年熊本地震の地震動を入力すると、固定基礎の建物は倒壊してしまったのに対し、同じ建物を滑り基礎の上に載せると倒壊せず建物はほとんど損傷しない結果が得られた。

本実験では、力学的相似則を適用させた滑り基礎構造建物

で あ る 。載 荷
方 法 で は 、動的 あ るい は 静
的載荷の違いと載 荷 履 歴と繰返し回数を、
また部 材 設 計に あ た って は
柱 梁 曲げ強 度
比を 変 動 させた4体 の 試 験
体である。

4

写真１

実験状況

写真２

最終破壊状況

写真１

振動台実験状況

写真２

振動台実験結果

5連絡先…担当者／髙橋

賢一

電話：047-469-5402
E-mail：oﬃce@www.wtl.rist.cst.nihon-u.ac.jp
HP：http://www.wtl.rist.cst.nihon-u.ac.jp●施設保有の主な装置・設備リスト
大型低速風洞、3次元煙可視化風洞
6分力天秤、3分力天秤、3次元微動装置，
熱線風速計、
多点圧力計測器●イベント情報
オープンキャンパス
（8月）、キャンパスウォッチング（11月）、施設見学（随時）

空気力学
研究センター

スタジアム形状がトラック上の風速に及ぼす影響に関する解析的研究及び実験的研究
0.1秒以下の差で争われる陸上競技において、風の影響は多大である。競技場に吹く追い風は強いほど良いというわけでもな

建築学科

助教

石鍋

雄一郎

航空機模型の可視化実験

航空宇宙工学科

准教授

大竹

智久

専門教育科目を学習し始めた学生にとって、流体力学は「動際に運用されている旅客機であるBoeing 787型機の模型を使きが見えない」、「現象をイメージしづらい」などこれまでに学ん用した航空機模型まわりの流れ場の可視化実験を行った。使用

できた質点系の力学との違いが原因となり、苦手意識が比較的した模型自体は市販されている組立て式のプラスチックモデル

強く現れる科目となっている。物体まわりの流れ場は、流体の速であるが、煙風洞の測定部形状に併せて半裁模型とし、通常の度と物体の形状に依存して変化するため、実際に物体まわりの可視化実験と同様に模型表面を平滑に処理したうえで黒く塗装

流れ場の様子を「目で見える」ようにすることが、流体力学の理した。測定部に設置されている３分力風洞天秤の回転機構に模解を深めるための一助となる。単純形状の物体を用いて流れ場型を取り付け、模型の角度（迎え角）を変化させることで航空機の様子を観察することは工学的に重要なことではあるが、今回模型まわりに現れる流れ場の変化を観察することができた。

研 究 紹 介研 究 紹 介Research Center
for Aerodynamics

は航空宇宙工学工房演習Ⅱ（２年次設置科目）の一環として、実る。しかし、数値流体解析だけでなく、風洞実験などで現象を確認する必要があることを強く感じていた。

い。特に100m･200m走、100m･110mハードル、走幅跳、三段

そのため、風の流れや剥離および逆流などの現象を定性的に跳では、競技時に陸上競技ルールブックに定められた地点で風把握することを目的として、スタンド形状と屋根の有無による７速が計測され、平均風速が追い風2.0m/sを超えると各種大会

つのスタンドモデルを対象に、縮尺、風速をパラメーターとしの順位付けの記録は残るが、「公認記録」として認められないて、計42パターンの煙風洞実験を実施した。煙風洞実験結果と「追い風参考記録」として扱われてしまう。

数値流体解析結果において、スタンド廻りの風の流れ、剥離、ト

当研究室では、スタンド形状や屋根の有無および風速が、ス

ラック上の逆流などが良く一致していることを確認した。今後、タンド廻りの風の流れやトラック上の風速にどのように影響を及

さらにスタンド形状とスタンド廻りの風の流れおよびトラック上

ぼすのかを把握することを目的として数値流体解析を行っていの風速の関係について詳細に検討していきたい。

図１

図２

使用したB787型機模型

ラジコン飛行機の機体特性取得実験

航空機模型まわりの流れ場

航空宇宙工学科

助教

菊池

崇将

本実験は、日本大学と千葉工業高校の高大連携教育の一環として実施された。千葉工業高校の生徒は、高校生理科研究活動として「機動性の高い飛行機の開発」を目標にしている。特に
図１

図２

煙風洞実験の状況

主翼の平面形状に着目し、平面形状が機動性に与える影響を、再現解析の一例

実機の製作と飛行実験によって検証しようと試みた。本風洞実

小型風車の出力特性の相似性

機械工学科

助教

関谷

直樹

風車は、風の持つエネルギーをブレードにより回転運動エネができるであろう。小型風車の出力特性は、流れ場との関係性

ルギーへと変換する装置である。より多くのエネルギーを変換が強く、ブレードから放出される伴流の影響を強く受けることするためには、運転条件（風車回転速度）を最適化する必要がが明らかとなってきた。そこで、本研究はブレードの伴流干渉現ある。直径が数100mm程度の風車（図1）の出力は、低い速度

象に基づき、軸出力の相似性を見出すことを試みた。風洞実験

比の領域で最大を採る特徴がある。さらに、風 車の形状（ブより伴流スケールおよび移流速度を評価し、簡易的な伴流干渉

レード枚数、ブレード回転直径）や風速により特性曲線が異なる

モデルを作成した。図2(b)は簡易モデルから得られたパラメー（図2(a)）。この運転環境・形状により異なる性能特性を1つのタで出力特性を整理した結果である。風車の形状・風速によらカーブに整理することができれば、様々な形状・風速に対しエネず提案したパラメータで全ての結果を整理することが可能であルギー変換効率の良い最適な運転条件を簡易的に求めること

り、出力特性の相似性を見いだせた。

験では、その検証の下支えとなる空気力学的な定量データ取得が目的であった。
実験の様子を図1に示す。生徒が製作したラジコン飛行機をス
トラットにTバーを介して取り付け、縦三分力を計測した。また、主翼の上面にタフトを貼りつけ、主翼上面の流れをタフト法により可視化した。これらにより、失速特性を定性的・定量的に取得した。用意した主翼は3種類で、各種翼形状による失速特性の差異を調査した。

図2

得られた揚力特性

図2に取得した揚力を示す。失速に伴う揚力の急激な変化が確認できる。風洞実験に先立ち、実験計画の作成、ラジコン飛行機とTバーへの接続金具の強度計算と設計を高校生が担当した。実験当日には、高校生が自ら考えて作業できる体制(図1)が組まれ、大規模実験におけるチームプレイを経験する良い機会になり、高い教育効果があったと考（a）従来の整理方法
図1

6

風洞実験に用いた垂直軸風車モデル（b）提案したパラメータによる整理方法
図2

風車の出力特性えている。
図1

実験の様子と集合写真

7

連絡先…担当者／髙橋

賢一

電話：047-469-5402
E-mail：oﬃce@www.wtl.rist.cst.nihon-u.ac.jp
HP：http://www.wtl.rist.cst.nihon-u.ac.jp●施設保有の主な装置・設備リスト
大型低速風洞、3次元煙可視化風洞
6分力天秤、3分力天秤、3次元微動装置，
熱線風速計、
多点圧力計測器●イベント情報
オープンキャンパス
（8月）、キャンパスウォッチング（11月）、施設見学（随時）

空気力学
研究センター

スタジアム形状がトラック上の風速に及ぼす影響に関する解析的研究及び実験的研究
0.1秒以下の差で争われる陸上競技において、風の影響は多大である。競技場に吹く追い風は強いほど良いというわけでもな

建築学科

助教

石鍋

雄一郎

航空機模型の可視化実験

航空宇宙工学科

准教授

大竹

智久

専門教育科目を学習し始めた学生にとって、流体力学は「動際に運用されている旅客機であるBoeing 787型機の模型を使きが見えない」、「現象をイメージしづらい」などこれまでに学ん用した航空機模型まわりの流れ場の可視化実験を行った。使用

できた質点系の力学との違いが原因となり、苦手意識が比較的した模型自体は市販されている組立て式のプラスチックモデル

強く現れる科目となっている。物体まわりの流れ場は、流体の速であるが、煙風洞の測定部形状に併せて半裁模型とし、通常の度と物体の形状に依存して変化するため、実際に物体まわりの可視化実験と同様に模型表面を平滑に処理したうえで黒く塗装

流れ場の様子を「目で見える」ようにすることが、流体力学の理した。測定部に設置されている３分力風洞天秤の回転機構に模解を深めるための一助となる。単純形状の物体を用いて流れ場型を取り付け、模型の角度（迎え角）を変化させることで航空機の様子を観察することは工学的に重要なことではあるが、今回模型まわりに現れる流れ場の変化を観察することができた。

研 究 紹 介研 究 紹 介Research Center
for Aerodynamics

は航空宇宙工学工房演習Ⅱ（２年次設置科目）の一環として、実る。しかし、数値流体解析だけでなく、風洞実験などで現象を確認する必要があることを強く感じていた。

い。特に100m･200m走、100m･110mハードル、走幅跳、三段

そのため、風の流れや剥離および逆流などの現象を定性的に跳では、競技時に陸上競技ルールブックに定められた地点で風把握することを目的として、スタンド形状と屋根の有無による７速が計測され、平均風速が追い風2.0m/sを超えると各種大会

つのスタンドモデルを対象に、縮尺、風速をパラメーターとしの順位付けの記録は残るが、「公認記録」として認められないて、計42パターンの煙風洞実験を実施した。煙風洞実験結果と「追い風参考記録」として扱われてしまう。

数値流体解析結果において、スタンド廻りの風の流れ、剥離、ト

当研究室では、スタンド形状や屋根の有無および風速が、ス

ラック上の逆流などが良く一致していることを確認した。今後、タンド廻りの風の流れやトラック上の風速にどのように影響を及

さらにスタンド形状とスタンド廻りの風の流れおよびトラック上

ぼすのかを把握することを目的として数値流体解析を行っていの風速の関係について詳細に検討していきたい。

図１

図２

使用したB787型機模型

ラジコン飛行機の機体特性取得実験

航空機模型まわりの流れ場

航空宇宙工学科

助教

菊池

崇将

本実験は、日本大学と千葉工業高校の高大連携教育の一環として実施された。千葉工業高校の生徒は、高校生理科研究活動として「機動性の高い飛行機の開発」を目標にしている。特に
図１

図２

煙風洞実験の状況

主翼の平面形状に着目し、平面形状が機動性に与える影響を、再現解析の一例

実機の製作と飛行実験によって検証しようと試みた。本風洞実

小型風車の出力特性の相似性

機械工学科

助教

関谷

直樹

風車は、風の持つエネルギーをブレードにより回転運動エネができるであろう。小型風車の出力特性は、流れ場との関係性

ルギーへと変換する装置である。より多くのエネルギーを変換が強く、ブレードから放出される伴流の影響を強く受けることするためには、運転条件（風車回転速度）を最適化する必要がが明らかとなってきた。そこで、本研究はブレードの伴流干渉現ある。直径が数100mm程度の風車（図1）の出力は、低い速度

象に基づき、軸出力の相似性を見出すことを試みた。風洞実験

比の領域で最大を採る特徴がある。さらに、風 車の形状（ブより伴流スケールおよび移流速度を評価し、簡易的な伴流干渉

レード枚数、ブレード回転直径）や風速により特性曲線が異なる

モデルを作成した。図2(b)は簡易モデルから得られたパラメー（図2(a)）。この運転環境・形状により異なる性能特性を1つのタで出力特性を整理した結果である。風車の形状・風速によらカーブに整理することができれば、様々な形状・風速に対しエネず提案したパラメータで全ての結果を整理することが可能であルギー変換効率の良い最適な運転条件を簡易的に求めること

り、出力特性の相似性を見いだせた。

験では、その検証の下支えとなる空気力学的な定量データ取得が目的であった。
実験の様子を図1に示す。生徒が製作したラジコン飛行機をス
トラットにTバーを介して取り付け、縦三分力を計測した。また、主翼の上面にタフトを貼りつけ、主翼上面の流れをタフト法により可視化した。これらにより、失速特性を定性的・定量的に取得した。用意した主翼は3種類で、各種翼形状による失速特性の差異を調査した。

図2

得られた揚力特性

図2に取得した揚力を示す。失速に伴う揚力の急激な変化が確認できる。風洞実験に先立ち、実験計画の作成、ラジコン飛行機とTバーへの接続金具の強度計算と設計を高校生が担当した。実験当日には、高校生が自ら考えて作業できる体制(図1)が組まれ、大規模実験におけるチームプレイを経験する良い機会になり、高い教育効果があったと考（a）従来の整理方法
図1

6

風洞実験に用いた垂直軸風車モデル（b）提案したパラメータによる整理方法
図2

風車の出力特性えている。
図1

実験の様子と集合写真

7

連絡先…担当者／伊掛X線小角散乱法を用いたポリ-L-乳酸フィルムの精密構造解析

浩輝

電話：03-3259-0432、-0870
E-mail： ccmruser@chem.cst.nihon-u.ac.jp
HP：http：//www.cac.rist.cst.nihon-u.ac.jp●施設保有の主な装置・設備リスト

材料創造
研究センター

物質応用化学科

ガスクロマトグラフ質量分析装置、高速液体クロマトグラフ質量分析装置、
高速液体クロマトグラフ／イオントラップ飛行時間型質量分析計、フーリエ変換核磁気共鳴装置、X線小角散乱／広角回折装置、元素分析装置、電子ス
ピン共鳴装置、マトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分
析装置、熱分析装置（熱重量・示差熱分析、示差走査熱量測定、熱機械分析）、走査型プローブ顕微鏡、顕微ラマン分光装置、走査型電子顕微鏡、動的光散乱測定装置●イベント情報技術講習会、施設見学（随時）、一日体験化学教室

エナメル質に対する表面処理がアクリルレジンとの接着に及ぼす影響の評価におけるFE-SEMの活用
日本大学歯学部 歯科補綴学第Ⅲ講座 助教 野川 博史
かん ごう

歯科治療において、歯質を保存した装置の装着のために、歯度の違いによる蜂巣様構造が確認され、機械的嵌合の影響が示の表層の成分であるエナメル質と、装着する材料との接着が不唆された(図b)。プライマー処理後の表面は、プライマーに含ま可欠である。筆者らは、エナメル質に対するリン酸による酸処理

れる無水トリメリト酸4－メタクリロイルオキシエチル(4-META)(エッチング)とセルフエッチングプライマーによる表面処理が、が加水分解された4-METによる弱い脱灰が確認された(図c)。

エナメル質とアクリルレジンとの接着に及ぼす影響を評価し4-METはハイドロキシアパタイトとカルシウム塩を形成し、モノた。接着の評価の一つとして、表面処理後のエナメル質の観察

マーの浸透を促進する。また、還元剤として含まれる亜硫酸ナト(FE-SEM)を行った結果、未処理面(図a)と比較して、リン酸エッリウムがアクリルレジンの重合を促進するため、モノマーの浸透

チング後の表面は、エナメル小柱と小柱間質における脱灰の程と転化率の向上による影響が示唆された。

ているが、海洋汚染などの社会的問題から高分子は岐路に立た

図2は散乱強度I(q)と散乱波数ベクトルqの関係を次式でフーリされている。汎用高分子に比べて低環境負荷である生分解性高エ変換して得られる。

分子への転換が解決策の一つとして検討されている。
高分子の材料特性は内部構造に大きく依存する。結晶性高分
子では、結晶層の厚みや長周期、結晶部の割合(結晶化度)が物

rは実空間での距離である。図2(上部)にラメラ積層構造モデ性に関わる。このため、正確に測ることが求められ、その手法とルを示すが、曲線よりラメラ厚みdが7.4nmで、ラメラ間の長周してX線散乱(SAXS)法がある。図1はアントンパール社のX線

期Lが29.8nmである

小角散乱装置SAXSessである。

ことがわかる。また、

結 晶 性 かつ 生 分 解 性を有 する高 分 子としてポリ- L- 乳 酸

ラメラスタック内の結(PLLA)がある。

晶化度XC,L(=d/L)がPLLAは力学的、推算でき、この事例で熱的に優れるがはXC,L=24.8%である

脆弱で靱性に乏ことが わか る。前 処

し い 。これら の理 が 不 要で、詳 細 な

課題解決には共構 造 解 析 が で きる

重合や複合化な

SAXS法は有力なツー
図1. アントンパール社製SAXSess装置

ルであるといえる。

高速MS スイッチングHPLC-ESI質量分析

物質応用化学科准教授

鈴木

モードで得られたスペクトルパターンを比較することが可能であ計(LCMS-IT-TOF)は、高分解能・精密質量分析を保ちつつ、正る(data not shown)。現在、我々の研究グループでは、条件を負イオンの高速切換測定やMS n分析が同時に可能であるという変えて培養した細胞や組織などから抽出した脂質の網羅的な解特徴を有する(図1)。これまでに、生体高分子や生薬由来の成分

析を進めている。本装置は当センターに移設後、11月から本格的分析をはじめとする幅広い分野で定性分析に活用され、多くのに 稼 働した解析例が報告されている。本稿では、本装置を用いて中性スフィ

ため、これかンゴ糖脂質のMS2スペクトル測定を行った結果を紹介する(図らデ ー タの2、国立国際医療研究センター研究所、伊藤恵美博士より許可を蓄積を進め得て転載)。上記の結果から、それぞれのスフィンゴ糖脂質の非ていくところ還元末端から糖が順次脱離したピークが検出されており、糖のである。

株式会社アリミノ

岡部真也

がパーマ剤に用いられるようになった。各種還元剤は、経験的にのSS結合の還元酸化処理によって毛髪の形状変化を固定する

それぞれ毛髪に与える影響が異なると言われているが、詳細はことで成される。近年、規制緩和によって様々な種類の還元剤

不明な点が多い。
と、パーマネントセット効果との関係性について追及した。広角
X線回折を用いることで、毛髪内部コルテックス部位に存在す
る0.1nm規模のα-ヘリックス構造の情報を得ることができる(図1)。各種還元剤処理毛の広角X線回折により、α-ヘリックス構造に変化を生じた処理毛とα-ヘリックス構造に変化を生じない処理毛が確認された(図2)。α-ヘリックス構造変化とパーマネ
ントセット効果について、まとめた結果を表1に示す。還元処理によって生じるα-ヘリックス構造の変位は、縮毛矯正効果との間に関係性を持つが、パーマネントウェーブ形成効果との間には

図1. 毛髪の構造

Relative intensity（％）

チング M S n 解 析

図2. 熱処理を6時間施したPLLAフィルムの1次元電子密度相関関数
上部: PLLAラメラ積層構造

毛髪のパーマネントセット処理は、毛髪内ケラチンタンパク質佑典

高速液体クロマトグラフ/イオントラップ飛行時間型質量分析

さらに高速スイッラメラ積層構造のモデル

本研究では、各種還元剤処理が毛髪微細構造に与える影響n

種類および配列構造情報が詳細に得られていることがわかる。

浩輝

が、まずは、PLLAの内部構造を正確に知ることが重要となる。

どが 考えられる

エナメル質表面の FE-SEM 像(×1,000)。(a)未処理面、(b)リン酸エッチング後、(c)セルフエッチングプライマー処理後。

伊掛

軽量、成形性、経済性の良さから高分子材料の需要は高まっ

美容処理による毛髪内部微細構造変化

図

准教授

研 究 紹 介研 究 紹 介Center for
Creative Materials Research

関係性を持たないことが示唆された。これらの結果は、使用場面に応じたパーマ剤の製品開発に応用されている。
表1. 各種還元剤と各種還元剤処理毛についてチオ
システアミン
システイン
グリコール酸
塩酸塩

チオ
グリセリン

チオ乳酸

を 行 うことに より、セラミド部分の 構 造 情 報まで（m/z）

詳 細 に 得ら れる
ことや、また、ポジ ティブイ オ ン

8

図1

当センターに設置されているLCMS-IT-TOF

図2．
中性糖脂質のネガティブイオンモードによるMS 2スペクトル。(a)LacCer(m/z 860)、(b) Gb 3Cer (m/z 1334)、(c) Gb 4Cer (m/z 1337)、および(d)IV3αGalNAc-Gb4Cer (m/z 1540) をそれぞれプリカーサーイオンとして、（2013））。
MS2解析を行っている (Emi Ito, et al., Glycoconj. J., 30, 881-888

図2. 各種還元剤処理毛の赤道線方向における広角X線回折強度と回折角の関係

9連絡先…担当者／伊掛X線小角散乱法を用いたポリ-L-乳酸フィルムの精密構造解析

浩輝

電話：03-3259-0432、-0870
E-mail： ccmruser@chem.cst.nihon-u.ac.jp
HP：http：//www.cac.rist.cst.nihon-u.ac.jp●施設保有の主な装置・設備リスト

材料創造
研究センター

物質応用化学科

ガスクロマトグラフ質量分析装置、高速液体クロマトグラフ質量分析装置、
高速液体クロマトグラフ／イオントラップ飛行時間型質量分析計、フーリエ変換核磁気共鳴装置、X線小角散乱／広角回折装置、元素分析装置、電子ス
ピン共鳴装置、マトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分
析装置、熱分析装置（熱重量・示差熱分析、示差走査熱量測定、熱機械分析）、走査型プローブ顕微鏡、顕微ラマン分光装置、走査型電子顕微鏡、動的光散乱測定装置●イベント情報技術講習会、施設見学（随時）、一日体験化学教室

エナメル質に対する表面処理がアクリルレジンとの接着に及ぼす影響の評価におけるFE-SEMの活用
日本大学歯学部 歯科補綴学第Ⅲ講座 助教 野川 博史
かん ごう

歯科治療において、歯質を保存した装置の装着のために、歯度の違いによる蜂巣様構造が確認され、機械的嵌合の影響が示の表層の成分であるエナメル質と、装着する材料との接着が不唆された(図b)。プライマー処理後の表面は、プライマーに含ま可欠である。筆者らは、エナメル質に対するリン酸による酸処理

れる無水トリメリト酸4－メタクリロイルオキシエチル(4-META)(エッチング)とセルフエッチングプライマーによる表面処理が、が加水分解された4-METによる弱い脱灰が確認された(図c)。

エナメル質とアクリルレジンとの接着に及ぼす影響を評価し4-METはハイドロキシアパタイトとカルシウム塩を形成し、モノた。接着の評価の一つとして、表面処理後のエナメル質の観察

マーの浸透を促進する。また、還元剤として含まれる亜硫酸ナト(FE-SEM)を行った結果、未処理面(図a)と比較して、リン酸エッリウムがアクリルレジンの重合を促進するため、モノマーの浸透

チング後の表面は、エナメル小柱と小柱間質における脱灰の程と転化率の向上による影響が示唆された。

ているが、海洋汚染などの社会的問題から高分子は岐路に立た

図2は散乱強度I(q)と散乱波数ベクトルqの関係を次式でフーリされている。汎用高分子に比べて低環境負荷である生分解性高エ変換して得られる。

分子への転換が解決策の一つとして検討されている。
高分子の材料特性は内部構造に大きく依存する。結晶性高分
子では、結晶層の厚みや長周期、結晶部の割合(結晶化度)が物

rは実空間での距離である。図2(上部)にラメラ積層構造モデ性に関わる。このため、正確に測ることが求められ、その手法とルを示すが、曲線よりラメラ厚みdが7.4nmで、ラメラ間の長周してX線散乱(SAXS)法がある。図1はアントンパール社のX線

期Lが29.8nmである

小角散乱装置SAXSessである。

ことがわかる。また、

結 晶 性 かつ 生 分 解 性を有 する高 分 子としてポリ- L- 乳 酸

ラメラスタック内の結(PLLA)がある。

晶化度XC,L(=d/L)がPLLAは力学的、推算でき、この事例で熱的に優れるがはXC,L=24.8%である

脆弱で靱性に乏ことが わか る。前 処

し い 。これら の理 が 不 要で、詳 細 な

課題解決には共構 造 解 析 が で きる

重合や複合化な

SAXS法は有力なツー
図1. アントンパール社製SAXSess装置

ルであるといえる。

高速MS スイッチングHPLC-ESI質量分析

物質応用化学科准教授

鈴木

モードで得られたスペクトルパターンを比較することが可能であ計(LCMS-IT-TOF)は、高分解能・精密質量分析を保ちつつ、正る(data not shown)。現在、我々の研究グループでは、条件を負イオンの高速切換測定やMS n分析が同時に可能であるという変えて培養した細胞や組織などから抽出した脂質の網羅的な解特徴を有する(図1)。これまでに、生体高分子や生薬由来の成分

析を進めている。本装置は当センターに移設後、11月から本格的分析をはじめとする幅広い分野で定性分析に活用され、多くのに 稼 働した解析例が報告されている。本稿では、本装置を用いて中性スフィ

ため、これかンゴ糖脂質のMS2スペクトル測定を行った結果を紹介する(図らデ ー タの2、国立国際医療研究センター研究所、伊藤恵美博士より許可を蓄積を進め得て転載)。上記の結果から、それぞれのスフィンゴ糖脂質の非ていくところ還元末端から糖が順次脱離したピークが検出されており、糖のである。

株式会社アリミノ

岡部真也

がパーマ剤に用いられるようになった。各種還元剤は、経験的にのSS結合の還元酸化処理によって毛髪の形状変化を固定する

それぞれ毛髪に与える影響が異なると言われているが、詳細はことで成される。近年、規制緩和によって様々な種類の還元剤

不明な点が多い。
と、パーマネントセット効果との関係性について追及した。広角
X線回折を用いることで、毛髪内部コルテックス部位に存在す
る0.1nm規模のα-ヘリックス構造の情報を得ることができる(図1)。各種還元剤処理毛の広角X線回折により、α-ヘリックス構造に変化を生じた処理毛とα-ヘリックス構造に変化を生じない処理毛が確認された(図2)。α-ヘリックス構造変化とパーマネ
ントセット効果について、まとめた結果を表1に示す。還元処理によって生じるα-ヘリックス構造の変位は、縮毛矯正効果との間に関係性を持つが、パーマネントウェーブ形成効果との間には

図1. 毛髪の構造

Relative intensity（％）

チング M S n 解 析

図2. 熱処理を6時間施したPLLAフィルムの1次元電子密度相関関数
上部: PLLAラメラ積層構造

毛髪のパーマネントセット処理は、毛髪内ケラチンタンパク質佑典

高速液体クロマトグラフ/イオントラップ飛行時間型質量分析

さらに高速スイッラメラ積層構造のモデル

本研究では、各種還元剤処理が毛髪微細構造に与える影響n

種類および配列構造情報が詳細に得られていることがわかる。

浩輝

が、まずは、PLLAの内部構造を正確に知ることが重要となる。

どが 考えられる

エナメル質表面の FE-SEM 像(×1,000)。(a)未処理面、(b)リン酸エッチング後、(c)セルフエッチングプライマー処理後。

伊掛

軽量、成形性、経済性の良さから高分子材料の需要は高まっ

美容処理による毛髪内部微細構造変化

図

准教授

研 究 紹 介研 究 紹 介Center for
Creative Materials Research

関係性を持たないことが示唆された。これらの結果は、使用場面に応じたパーマ剤の製品開発に応用されている。
表1. 各種還元剤と各種還元剤処理毛についてチオ
システアミン
システイン
グリコール酸
塩酸塩

チオ
グリセリン

チオ乳酸

を 行 うことに より、セラミド部分の 構 造 情 報まで（m/z）

詳 細 に 得ら れる
ことや、また、ポジ ティブイ オ ン

8

図1

当センターに設置されているLCMS-IT-TOF

図2．
中性糖脂質のネガティブイオンモードによるMS 2スペクトル。(a)LacCer(m/z 860)、(b) Gb 3Cer (m/z 1334)、(c) Gb 4Cer (m/z 1337)、および(d)IV3αGalNAc-Gb4Cer (m/z 1540) をそれぞれプリカーサーイオンとして、（2013））。
MS2解析を行っている (Emi Ito, et al., Glycoconj. J., 30, 881-888

図2. 各種還元剤処理毛の赤道線方向における広角X線回折強度と回折角の関係

9

先端材料
科学センター

連絡先…担当者／芦澤

アップコンバージョン発光の極限増強を目指して

好人

電話：047-469-5600
E-mail：oﬃce@amsc.cst.nihon-u.ac.jp
HP：http://www.amsc.cst.nihon-u.ac.jp

物質応用化学科●施設保有の主な装置・設備リスト
電界放射型透過電子顕微鏡、電界放射型走査電子顕微鏡、走査プローブ顕
微鏡、薄膜作製スパッタリング装置、集束イオンビーム加工装置、電子線描
画装置、X線回折装置、X線光電子分光装置、エネルギー分散型X線分析装
置、振動試料型磁力計、分光エリプソメータ、クラスター計算機●イベント情報等
オープンキャンパス、キャンパスウォッチング等での一般施設公開、「材料科学に関する若手フォーラム」の定期開催、機器講習会の実施

シリコン系材料による発光デバイスの研究

電子工学科

教授
助手

高橋
呉

芳浩
研

准教授

須川

晃資

我々は、金属ナノ粒子に特徴的な局在型表面プラズモン共鳴

ち、増感分子／発光分子間の高速エネルギー移動過程を阻害（LSPR）現象と光機能性物質との相互作用を理解し、革新的応し、LSPRを介した銀ナノプリズムへのエネルギー移動が優位に用を目指している。最近の成果として、三重項－三重項対消滅

働 いたことを 意 味 する（ 図1）。以 上 の 結 果 は L S P R によるに基づくアップコンバージョン発光（TTA-UC発光）のプラズモ

T TA-UC発光の極限増強

ン増強について述べる。

のための指針をもたらすも当該現象は、図1の機構で駆動する、この多段階光反応過程のである。本 成 果はAC S

において、LSPRがどのような影響をもたらすか検討した。3種のPhotonics誌への掲載が異方性銀ナノプリズムを合成し、先端材料科学センター保有の決定した。

LEDなどの発光デバイスは化合物半導体が多用されている。

電子分光装置）にて膜中の元素組成比を評価した結果を示す。

透過型電子顕微鏡（TEM）にて形

これらは高い発光効率を有する反面、一般に希少金属や有害物

結果より、深さ方向に対しほぼ均一にSnが添加されていること態を観察した（図2）。これら粒子質が使用される。そこで本研究では安価で豊富かつ無害であるがわかる。また成膜後に熱処理を施すことにより、可視PL発光すはそれぞ れ、発 光 分 子 の蛍 光 波

シリコン系材料による発光を目指している。これまでに、シリコ

ることも確認した。図2には、試料に紫外線レーザを照射した際長、増感分子の光励起波長、およン酸化膜（SiO2）の表面にSnを拡散することにより、フォトルミの発光の様子を示す。結果より、蒸着温度の調整によりSn濃度

びりん光波長でLSPRを発現する。

ネセンス（PL）発光が得られるものの、Snが添加された発光層はを変化させることにより、光の三原色である赤・緑・青の発光が蛍光・光励起波長にてLSPRが発

表面付近のみにしか形成されないことを確認した。そこで本研究得られることがわかった。今後，発光強度の増大について更なる現した際は、TTA-UC発光の顕著では、深中均一な発光層の形成を目的にSnとSiOとの同時蒸着検討を行い、シリコン系発光デバイスの実現を目指す。

な 増 強 が 得られ、これら過 程 が研 究 紹 介研 究 紹 介Advanced Materials
Science Center

LSPRによって促進したことが分かによる試料作製を試みた。図1に、本センター内のESCA（X線光る（ 図1）。一方、りん 光 過 程 に
LSPRが作用した場合は、TTA-UC
発 光 が 著しく減 衰した 。す なわ

図1

TTA-UC発光の機構とLSPRによる効果

図2

電子型強誘電体のデバイス応用

3種の銀ナノプリズムのTEM像

電子工学科

助教

永田

知子

電子型強誘電体RFe2O4（R：希土類）は、電子の極性な秩序によってのみ強誘電性が発現する。この新規な強誘電性について、10年来その存在が疑問視されていたが、我々はRFe 2O 4系
図1

Sn, SiO同時蒸着膜の組成比（深さ方向分布）

図2のYbFe2O4を用いて世界に先駆けて電子型強誘電性の存在を試料のPL発光状態（Sn濃度依存性）

証明した。
電子型強誘電体では従来の強誘電体と異なりイオン変位を高濃度固液混合材料の記憶効果と破壊の制御

伴わず電子移動のみによって電気分極が反転するため、様々な一般教育（物理）

教授

中原

明生

ミクロンサイズの粉と水を混ぜた高濃度固液混合材料（ペー

この一連の研究においては、ペースト中の粉粒子や添加した磁スト）は塑性を持つゆえに己の動きを記憶し、その記憶に従って性粒子などの形状やサイズは先端科学材料センターの走査型電壊れやすい方向が決定される。例えば、ペーストが振動した場合

子顕微鏡（Fe-SEM）とイオンスパッターを用いて解析され、記憶は振動方向に垂直に割れやすくなり、一方ペーストが流れた時は効果が発現する条件の解明に活用された。

流れた方向に平行に割れやすくなる。そのため、ペーストを乾燥

図1

性がある。このような特性は次世代の革新的デバイスに不可欠

X線回折装置である。
デバイス応用のためには電子型強誘電体の薄膜化が必要で評価およびX線光電子分光による組成比分析を繰り返し行い、

このペーストに磁性粒子を混ぜて磁場を印加すると、電磁気学

化学当量性が良く異相を含まないYbFe2O4薄膜の作製に成功

的に磁化が残留するだけでなく、印加した磁場の方向に磁性粒している。

子が配向し配列することで磁場の方向に平行にペーストが割れ

10

め、その電気磁気効果は格子を介さない直接の現象である可能

レーザー堆積法による成膜とX線回折装置による結晶構造の意図的に書き換えれば割れやすい方向を制御することもできる。

研費・基盤研究(C)16K05485、学振・日英二国間共同研究）。

は、同種のイオンが電荷秩序と磁気秩序を同時に形成するたするため、薄膜化は非常に難しく例も少ない。我々は、パルスきが分かるだけでなく、逆にペーストに外力を加えてその記憶をの破壊や物性の制御は今後広く応用されることが期待される（科

速反転・超低消費型・高耐久性）などが期待されている。さらにある。しかし電子型強誘電体の特性は化学当量性に強く依存させた時に発生する亀裂パターンを見ればペーストの過去の動やすくなることも見出された。記憶効果を用いた固液混合材料

外場による容易な電気分極の制御、分極反転動作の向上（超高結晶構造の評価および 組 成比分析には先端材料科学セン
図１ 印加された磁場の方向に伝播する亀裂

図２ 磁場下でのペースト内の磁性
粒子の配列

ター所有のX線回折装置(図1)およびX線光電子分光装置(図2)
を用いた。

図2

X線光電子分光装置

11

先端材料
科学センター

連絡先…担当者／芦澤

アップコンバージョン発光の極限増強を目指して

好人

電話：047-469-5600
E-mail：oﬃce@amsc.cst.nihon-u.ac.jp
HP：http://www.amsc.cst.nihon-u.ac.jp

物質応用化学科●施設保有の主な装置・設備リスト
電界放射型透過電子顕微鏡、電界放射型走査電子顕微鏡、走査プローブ顕
微鏡、薄膜作製スパッタリング装置、集束イオンビーム加工装置、電子線描
画装置、X線回折装置、X線光電子分光装置、エネルギー分散型X線分析装
置、振動試料型磁力計、分光エリプソメータ、クラスター計算機●イベント情報等
オープンキャンパス、キャンパスウォッチング等での一般施設公開、「材料科学に関する若手フォーラム」の定期開催、機器講習会の実施

シリコン系材料による発光デバイスの研究

電子工学科

教授
助手

高橋
呉

芳浩
研

准教授

須川

晃資

我々は、金属ナノ粒子に特徴的な局在型表面プラズモン共鳴

ち、増感分子／発光分子間の高速エネルギー移動過程を阻害（LSPR）現象と光機能性物質との相互作用を理解し、革新的応し、LSPRを介した銀ナノプリズムへのエネルギー移動が優位に用を目指している。最近の成果として、三重項－三重項対消滅

働 いたことを 意 味 する（ 図1）。以 上 の 結 果 は L S P R によるに基づくアップコンバージョン発光（TTA-UC発光）のプラズモ

T TA-UC発光の極限増強

ン増強について述べる。

のための指針をもたらすも当該現象は、図1の機構で駆動する、この多段階光反応過程のである。本 成 果はAC S

において、LSPRがどのような影響をもたらすか検討した。3種のPhotonics誌への掲載が異方性銀ナノプリズムを合成し、先端材料科学センター保有の決定した。

LEDなどの発光デバイスは化合物半導体が多用されている。

電子分光装置）にて膜中の元素組成比を評価した結果を示す。

透過型電子顕微鏡（TEM）にて形

これらは高い発光効率を有する反面、一般に希少金属や有害物

結果より、深さ方向に対しほぼ均一にSnが添加されていること態を観察した（図2）。これら粒子質が使用される。そこで本研究では安価で豊富かつ無害であるがわかる。また成膜後に熱処理を施すことにより、可視PL発光すはそれぞ れ、発 光 分 子 の蛍 光 波

シリコン系材料による発光を目指している。これまでに、シリコ

ることも確認した。図2には、試料に紫外線レーザを照射した際長、増感分子の光励起波長、およン酸化膜（SiO2）の表面にSnを拡散することにより、フォトルミの発光の様子を示す。結果より、蒸着温度の調整によりSn濃度

びりん光波長でLSPRを発現する。

ネセンス（PL）発光が得られるものの、Snが添加された発光層はを変化させることにより、光の三原色である赤・緑・青の発光が蛍光・光励起波長にてLSPRが発

表面付近のみにしか形成されないことを確認した。そこで本研究得られることがわかった。今後，発光強度の増大について更なる現した際は、TTA-UC発光の顕著では、深中均一な発光層の形成を目的にSnとSiOとの同時蒸着検討を行い、シリコン系発光デバイスの実現を目指す。

な 増 強 が 得られ、これら過 程 が研 究 紹 介研 究 紹 介Advanced Materials
Science Center

LSPRによって促進したことが分かによる試料作製を試みた。図1に、本センター内のESCA（X線光る（ 図1）。一方、りん 光 過 程 に
LSPRが作用した場合は、TTA-UC
発 光 が 著しく減 衰した 。す なわ

図1

TTA-UC発光の機構とLSPRによる効果

図2

電子型強誘電体のデバイス応用

3種の銀ナノプリズムのTEM像

電子工学科

助教

永田

知子

電子型強誘電体RFe2O4（R：希土類）は、電子の極性な秩序によってのみ強誘電性が発現する。この新規な強誘電性について、10年来その存在が疑問視されていたが、我々はRFe 2O 4系
図1

Sn, SiO同時蒸着膜の組成比（深さ方向分布）

図2のYbFe2O4を用いて世界に先駆けて電子型強誘電性の存在を試料のPL発光状態（Sn濃度依存性）

証明した。
電子型強誘電体では従来の強誘電体と異なりイオン変位を高濃度固液混合材料の記憶効果と破壊の制御

伴わず電子移動のみによって電気分極が反転するため、様々な一般教育（物理）

教授

中原

明生

ミクロンサイズの粉と水を混ぜた高濃度固液混合材料（ペー

この一連の研究においては、ペースト中の粉粒子や添加した磁スト）は塑性を持つゆえに己の動きを記憶し、その記憶に従って性粒子などの形状やサイズは先端科学材料センターの走査型電壊れやすい方向が決定される。例えば、ペーストが振動した場合

子顕微鏡（Fe-SEM）とイオンスパッターを用いて解析され、記憶は振動方向に垂直に割れやすくなり、一方ペーストが流れた時は効果が発現する条件の解明に活用された。

流れた方向に平行に割れやすくなる。そのため、ペーストを乾燥

図1

性がある。このような特性は次世代の革新的デバイスに不可欠

X線回折装置である。
デバイス応用のためには電子型強誘電体の薄膜化が必要で評価およびX線光電子分光による組成比分析を繰り返し行い、

このペーストに磁性粒子を混ぜて磁場を印加すると、電磁気学

化学当量性が良く異相を含まないYbFe2O4薄膜の作製に成功

的に磁化が残留するだけでなく、印加した磁場の方向に磁性粒している。

子が配向し配列することで磁場の方向に平行にペーストが割れ

10

め、その電気磁気効果は格子を介さない直接の現象である可能

レーザー堆積法による成膜とX線回折装置による結晶構造の意図的に書き換えれば割れやすい方向を制御することもできる。

研費・基盤研究(C)16K05485、学振・日英二国間共同研究）。

は、同種のイオンが電荷秩序と磁気秩序を同時に形成するたするため、薄膜化は非常に難しく例も少ない。我々は、パルスきが分かるだけでなく、逆にペーストに外力を加えてその記憶をの破壊や物性の制御は今後広く応用されることが期待される（科

速反転・超低消費型・高耐久性）などが期待されている。さらにある。しかし電子型強誘電体の特性は化学当量性に強く依存させた時に発生する亀裂パターンを見ればペーストの過去の動やすくなることも見出された。記憶効果を用いた固液混合材料

外場による容易な電気分極の制御、分極反転動作の向上（超高結晶構造の評価および 組 成比分析には先端材料科学セン
図１ 印加された磁場の方向に伝播する亀裂

図２ 磁場下でのペースト内の磁性
粒子の配列

ター所有のX線回折装置(図1)およびX線光電子分光装置(図2)
を用いた。

図2

X線光電子分光装置

11環境・防災都市共同研究センター

連絡先…担当者／秦一平

CLT部材の重ね梁曲げ試験

電話：03-3259-0695
E-mail：hata.ippei@cst.nihon-u.ac.jp
HP：http://www.edpjrc.cst.nihon-u.ac.jp●施設保有の主な装置・設備リスト【設備】実験室、大会議室、会議室、計測制御室【装置】高速載荷アクチュエータ装置（3台）、反力壁装置、電磁式振動試験
装置、大型振動試験装置、地盤・構造物水平振動試験装置、恒温槽付二軸圧
縮振動試験装置、せん断土層装置●イベント情報
オープンキャンパス、キャンパスウォッチング

平成22年「木材利用促進法」の制定を受け、国内での木材需要を高める動きが強まっている。木材需要の拡大に期待さ

建築学科

秦研究室

ング係数が増減することが示唆された。また、L/hが小さい場
合せん断破壊が先行し、ヤング係数が低減すると言える。

れる材料として、CLTが注目されている。しかし、CLTは異方性材料であり床スラブへの適用など、用途によっては、異研 究 紹 介研 究 紹 介Research Center for
Environment-Preservation
and Disaster-Resistant City

方性を解消するため強軸面と弱軸面を重ねて使用することが考えられる。重ねられたCLTの材料特性および断面性能の評

弾塑性復元力を有するリアルタイムオンライン応答試験

価方法を検討するため、スパン2980[mm]のCLTの重ね梁曲
建築学科

秦研究室

近年では、地震動による被害を低減させる構造として免震いるコンピュータにフィードバックし、次のステップの応答

構造や制震構造といった構造が多く採用されている。これら解析を行って変位値を算出する。この一連のフローを所定のの構造には積層ゴムと呼ばれる免震装置や、オイルダンパー

刻み時間間隔で行いながら、地震波継続時間分だけリアルタ

等の制振装置が建物に設置される。実務設計ではこれらの使イムに試験を行う。これにより部材の複雑な動的特性を応答用される装置をモデル化し、時刻歴応答解析によって目標ク

解析に反映させることが可能となる。

ライテリアを満足しているかを確認する。しかし、実挙動に

現在、多種多様な装置が使用されているが、複雑な動的特

よる動的特性は複雑であり、応答解析等の数値解析結果のみ性を有する為、未解明な部分が非常に多い。その未解明な要では評価が非常に難しい。また、動的特性を把握する為に縮素の把握と応答解析の妥当性を判断する為のツールとして、

小試験体を用いた単体試験等の実験的研究も行われている

有効な試験システムの制御ツールを構築した。

が、実地震動の影響によって建物に設置した装置のげ試験および単体曲げ試験を実施した。しかし、2980[mm]のCLT重ね梁では高さに対するスパンの比が小さく、せん断破壊が顕著に確認された。そこで、スパン6000[mm]の重ね梁曲げ試験を実施する。
写真1に試験の様子を示す。曲げ試験方法は、3等分点方式とし、加力には、加力梁を介した油圧アクチュエータを使用した。試験体は、Mx60-5-7の強軸CLTとし、高さ幅は210[mm]、スパンは6000[mm]（≧14×h (=420[mm])）とした。スパン、重ねの有無の違いについて比較を行う。6000[mm]重ね梁は、中央部での曲げ破壊を確認することができた。十分なスパンを設けることで、曲げ破壊が先行すると言える。ヤング係数を算出すると、単体試験体の平均が7.22[kN/mm²]に対し、2980[mm]重ね梁は6.68[kN/mm²]、

部材特性がどのように変動し影響が出るのかを把握

6000[mm]重ね梁は8.92[kN/mm²]であった。試験条件にするのは難しい。

よってばらつきは見られていないため、スパンによって、ヤ

そこで、時刻歴応答解析と複雑な動的特性をもつ

写真1

試験の様子

部材を用いて同時並行で試験を行う「リアルタイム
オンライン応答試験システム」というものがある。

新制震システムに関する研究

これは、応答解析によって算出された変位値を実際に実験対象の部材に与え、その時の復元力を計測す

秦研究室
株式会社i2S2

建築学科

る。計測された復元力を、時刻歴応答解析を行ってリアルタイムオンライン応答試験システム

超高層建物の地震動応答を低減する方法として制振ダンパーを採用している事例が多い。粘性系ダンパーを採用した

粘弾性材の性能試験
粘弾性材には温度・ひずみ・周波数などによる依存性が存
在し、特性値が一定に定まらないという性質がある。各種依存性を抽出するために粘弾性ダンパーの単体試験を行う。
粘弾性ダンパーに1試験当たり6波の正弦波を入力し、加力

秦研究室(株)ブリヂストン

建築学科

は減少する傾向が見られた。温度が上昇するとKeqとCeq共に減少する傾向が見られた。
以上より粘弾性材が持つ各種依存性を抽出し、単体試験を通して確認することができた。

試験を行う。粘弾性ダンパーは温度依存性を有するため、試パーとダイナミックマス(以降、D.M.)を並列にしたD.M.シス
テムが提案されている。このシステムはD.M.の効果によってダンパー台数を減らすことができる一方、対象とした特定の振動モードにしか減衰は付与できず、高次モードまで最適設計をする必要がある超高層建物においてはダンパー台数が多くなり、設計が煩雑化してしまうことが予想される。これら
パー台数で高次モードまで減衰を付与できる新型制振システ

到達してから加力試験を行う。その際粘弾性ゴムに熱電対計

ムの研究を行った。

を設置し、ダンパー温度を計測した。また、ダンパー荷重を30層規模の超高層建物を想定した8層せん断縮約モデルの荷重計により、ダンパー部変形をレーザー変位計により計測

１層間に提案した新型制振システムを投入し、各周期で正弦する。

波加振試験を行い高次モードまで減衰効果があるかを確認す

加力試験から得られた粘弾性ダンパーの荷重-変位履歴図かる。試験結果から新型制振システムは少ないダンパー台数で

ら算出した等価剛性Keqと等価減衰係数Ceqが依存性によって高次モードまで減衰が付与できることが確認でき、その有用どのように変化していくか、その傾向を確認する。

性を示した。

試験結果から、ひずみ量が大きくなるとKeq、Ceqともに減

12ンパー台数を多く必要とする。その改善として粘性系ダンの既存の制振システムが持つ問題点を改善した、少ないダン験機周辺に恒温槽を設置し、設定した温度にダンパー温度が少する傾向が見られた。周期が短くなるとK eqは増加しCeq

場合は大きな粘性減衰、例えばh=0.10程度にするためにはダ

粘弾性ダンパー単体試験の様子

試験に用いた8層せん断縮約モデル

13環境・防災都市共同研究センター

連絡先…担当者／秦一平

CLT部材の重ね梁曲げ試験

電話：03-3259-0695
E-mail：hata.ippei@cst.nihon-u.ac.jp
HP：http://www.edpjrc.cst.nihon-u.ac.jp●施設保有の主な装置・設備リスト【設備】実験室、大会議室、会議室、計測制御室【装置】高速載荷アクチュエータ装置（3台）、反力壁装置、電磁式振動試験
装置、大型振動試験装置、地盤・構造物水平振動試験装置、恒温槽付二軸圧
縮振動試験装置、せん断土層装置●イベント情報
オープンキャンパス、キャンパスウォッチング

平成22年「木材利用促進法」の制定を受け、国内での木材需要を高める動きが強まっている。木材需要の拡大に期待さ

建築学科

秦研究室

ング係数が増減することが示唆された。また、L/hが小さい場
合せん断破壊が先行し、ヤング係数が低減すると言える。

れる材料として、CLTが注目されている。しかし、CLTは異方性材料であり床スラブへの適用など、用途によっては、異研 究 紹 介研 究 紹 介Research Center for
Environment-Preservation
and Disaster-Resistant City

方性を解消するため強軸面と弱軸面を重ねて使用することが考えられる。重ねられたCLTの材料特性および断面性能の評

弾塑性復元力を有するリアルタイムオンライン応答試験

価方法を検討するため、スパン2980[mm]のCLTの重ね梁曲
建築学科

秦研究室

近年では、地震動による被害を低減させる構造として免震いるコンピュータにフィードバックし、次のステップの応答

構造や制震構造といった構造が多く採用されている。これら解析を行って変位値を算出する。この一連のフローを所定のの構造には積層ゴムと呼ばれる免震装置や、オイルダンパー

刻み時間間隔で行いながら、地震波継続時間分だけリアルタ

等の制振装置が建物に設置される。実務設計ではこれらの使イムに試験を行う。これにより部材の複雑な動的特性を応答用される装置をモデル化し、時刻歴応答解析によって目標ク

解析に反映させることが可能となる。

ライテリアを満足しているかを確認する。しかし、実挙動に

現在、多種多様な装置が使用されているが、複雑な動的特

よる動的特性は複雑であり、応答解析等の数値解析結果のみ性を有する為、未解明な部分が非常に多い。その未解明な要では評価が非常に難しい。また、動的特性を把握する為に縮素の把握と応答解析の妥当性を判断する為のツールとして、

小試験体を用いた単体試験等の実験的研究も行われている

有効な試験システムの制御ツールを構築した。

が、実地震動の影響によって建物に設置した装置のげ試験および単体曲げ試験を実施した。しかし、2980[mm]のCLT重ね梁では高さに対するスパンの比が小さく、せん断破壊が顕著に確認された。そこで、スパン6000[mm]の重ね梁曲げ試験を実施する。
写真1に試験の様子を示す。曲げ試験方法は、3等分点方式とし、加力には、加力梁を介した油圧アクチュエータを使用した。試験体は、Mx60-5-7の強軸CLTとし、高さ幅は210[mm]、スパンは6000[mm]（≧14×h (=420[mm])）とした。スパン、重ねの有無の違いについて比較を行う。6000[mm]重ね梁は、中央部での曲げ破壊を確認することができた。十分なスパンを設けることで、曲げ破壊が先行すると言える。ヤング係数を算出すると、単体試験体の平均が7.22[kN/mm²]に対し、2980[mm]重ね梁は6.68[kN/mm²]、

部材特性がどのように変動し影響が出るのかを把握

6000[mm]重ね梁は8.92[kN/mm²]であった。試験条件にするのは難しい。

よってばらつきは見られていないため、スパンによって、ヤ

そこで、時刻歴応答解析と複雑な動的特性をもつ

写真1

試験の様子

部材を用いて同時並行で試験を行う「リアルタイム
オンライン応答試験システム」というものがある。

新制震システムに関する研究

これは、応答解析によって算出された変位値を実際に実験対象の部材に与え、その時の復元力を計測す

秦研究室
株式会社i2S2

建築学科

る。計測された復元力を、時刻歴応答解析を行ってリアルタイムオンライン応答試験システム

超高層建物の地震動応答を低減する方法として制振ダンパーを採用している事例が多い。粘性系ダンパーを採用した

粘弾性材の性能試験
粘弾性材には温度・ひずみ・周波数などによる依存性が存
在し、特性値が一定に定まらないという性質がある。各種依存性を抽出するために粘弾性ダンパーの単体試験を行う。
粘弾性ダンパーに1試験当たり6波の正弦波を入力し、加力

秦研究室(株)ブリヂストン

建築学科

は減少する傾向が見られた。温度が上昇するとKeqとCeq共に減少する傾向が見られた。
以上より粘弾性材が持つ各種依存性を抽出し、単体試験を通して確認することができた。

試験を行う。粘弾性ダンパーは温度依存性を有するため、試パーとダイナミックマス(以降、D.M.)を並列にしたD.M.シス
テムが提案されている。このシステムはD.M.の効果によってダンパー台数を減らすことができる一方、対象とした特定の振動モードにしか減衰は付与できず、高次モードまで最適設計をする必要がある超高層建物においてはダンパー台数が多くなり、設計が煩雑化してしまうことが予想される。これら
パー台数で高次モードまで減衰を付与できる新型制振システ

到達してから加力試験を行う。その際粘弾性ゴムに熱電対計

ムの研究を行った。

を設置し、ダンパー温度を計測した。また、ダンパー荷重を30層規模の超高層建物を想定した8層せん断縮約モデルの荷重計により、ダンパー部変形をレーザー変位計により計測

１層間に提案した新型制振システムを投入し、各周期で正弦する。

波加振試験を行い高次モードまで減衰効果があるかを確認す

加力試験から得られた粘弾性ダンパーの荷重-変位履歴図かる。試験結果から新型制振システムは少ないダンパー台数で

ら算出した等価剛性Keqと等価減衰係数Ceqが依存性によって高次モードまで減衰が付与できることが確認でき、その有用どのように変化していくか、その傾向を確認する。

性を示した。

試験結果から、ひずみ量が大きくなるとKeq、Ceqともに減

12ンパー台数を多く必要とする。その改善として粘性系ダンの既存の制振システムが持つ問題点を改善した、少ないダン験機周辺に恒温槽を設置し、設定した温度にダンパー温度が少する傾向が見られた。周期が短くなるとK eqは増加しCeq

場合は大きな粘性減衰、例えばh=0.10程度にするためにはダ

粘弾性ダンパー単体試験の様子

試験に用いた8層せん断縮約モデル

13連絡先…担当者／高橋

マイクロ機能デバイス
研究センター

電話：047-469-6193
E-Mail：oﬃce@mdc.cst.nihon-u.ac.jp
Web：http://www.mdc.cst.nihon-u.ac.jp●施設保有の主な装置・設備リスト
クリーンルーム、IPCエッチング装置、プラズマCVD装置、両面コンタクトアライナー●イベント情報
オープンキャンパス、キャンパスウォッチング

Heterogeneous Integration－究極のICパッケージを目指して－
Heterogeneous IntegrationはICパッケージングの基盤技

ゲル燃料による大気暴露型電極を用いた
バイオ燃料電池の出力向上

芳浩

精密機械工学科

内木場

文男

究センターのシリコン微細加工装置を用いて製作したシリコン

Packaging Societyにその詳部品をHeterogeneous Integration 技術を駆使して、組み立細が定義されている。環境情報など多様な情報を読み取るセンてたマイクロロボットを図に示す。ベアチップニューラルネット

サとAIなどによる情報処理を行うクラウドコンピュータの間にワークICが樹脂基板に直接搭載され、アクチュエータ材料であはIoTと呼ばれるデータ通信が介在する。いわゆる「もののインるニッケルチタン合金がシリコンと銅に電気的・機械的に接合

ターネット」とよばれ、現在のインターネットよりもけた違いにされている。歩くICパッケージとも呼べるものである。

膨大なデータ通信が行われる。IoTを支えるのは半導体ICであ

4足歩行ロボット術であり、IEEE

Electronics

るが、小型低消費電力化が重要技術となっている。ICはベアチッ

今井

精密機械工学科

郷充

バイオ燃料電池はグルコースやフルクトースなどを燃料としてものを用いた。ゲル化することでカソードの一方の面は大気暴露

酵素の作用で酸化還元を行う電池で（図１）、モバイル用医療機が可能となり、溶液中の溶存酸素のみを用いた従来の方法より器などの電源として期待されている。しかし出力の低さや寿命のも十分な酸素が供給できる。さらに酸素の供給を増やすために短さが課題である。出力の低さがカソードにおける酸素供給量

燃料ゲルに通気用の溝を設けることも検討した。ゲル燃料の製の少なさにあること、また寿命の短さは電極における酵素が溶

作においてマイクロ機能研究デバイスセンターの加工機器を使用

液中に溶け出すことによって引き起こされることから、従来の液した。図３はバイオ燃料電池における電極の単位面積あたりの電体燃料からゲル燃料(固体)を用いる方法を検討した。図２は燃料力を示す。液体燃料に比べゲル燃料は出力が約2倍に向上し、さ電池の構成を示す。フルクトースを原料とし、アガロースと混ぜらにゲルに溝を設けることで出力が向上した。また24時間後のてゲル化した。電極は炭素繊維にグラフェンをコーティングした

出力においてもゲル燃料は液体燃料を上回った。

研 究 紹 介研 究 紹 介Research Center for
Micro-Functional Devices

カソード
グラフェン皮覆

ゲル燃料

炭素繊維
（電極）

（支持部材）
アノード

プ単体で用いることができず、周辺回路とともにパッケージン

カソード

アノード

図１ バイオ燃料電池の原理(FDH, BODは酵素)

グをする必要がある。究極的にはシリコンだけを用いてすべてをICに搭載すれば、この目的に合致するが，実際には周辺回路

図２ ゲル燃料を用いたバイオ燃料電池

ゲル燃料(溝付, b2 =1 mm)を搭載することになる。そのため樹脂系の電子基板が用いら
れ 、半 田 をもち い た 搭 載 に 行 き 着く。H e t e r o g e n e o u s

ゲル燃料(溝なし)

Integrationでは、半田を用いず、直接シリコンあるいは電子基板の銅に様々な材料を接合搭載する。マイクロ機能デバイス研

図1 Heterogeneous Integration 技術を駆使して組み立てたマイクロロボット

カオスニューロチップの開発

電子工学科

佐伯

勝敏

生体のニューロンにおいてカオス発火は、ヤリイカの巨大軸索積回路技術を用い0.18μmCMOSデザインルールにて、カオスに外部刺激を加えることにより観測され、脳内において重要なニューロチップを設計し、2.5mm角のCMOS ICチップ上に構築役割を担っていると言われている。例えば、脳内のニューラル

した（図1の赤枠）。

ネットワーク（NN）をモデル化し、工学的に応用する上で、カオ集積回路化したカオスチップの動作確認は、
マイクロ機能デバスは様々なモデルに導入され、カオスNNを用いた自己想起型のイス研究センター内の半導体パラメータ装置を用い検証した。

連想記憶モデルでは、記憶させたパターンを動的に想起できるこ測定データより、再構成したアトラクタはストレンジアトラクタとが知られており、記憶検索モデルへの応用も可能である。

を示し(図2)、リアプノフ指数を算出した結果、0.301と正とな

私の研究室では、アナログ回路でNNを構築し、連想記憶なり、カオス応答が得られることを明らかにした。

どの特徴を組み込み、画像のパターン認識を行うことができる
チップの開発を目指している。NNを構築する際、カオス発火を出力する小面積なモデルの構築が重要である。そこで、今回、集液体燃料

図３ バイオ燃料電池における単位電極面積あたりの電力とゲル燃料の溝形状と寸法 (a=6 mm, b1 =12 mm, t1 =2 mm, b2 =1 mm, b3 =1 mm, t2 =0.5 mm)

Cu/ガラス異種材料積層構造の密着性向上

精密機械工学科

准教授

渡邉

満洋

電子デバイス実装技術の急速な進歩に伴い、高信頼性かつ高究センターに設置されている真空蒸着装置を用いてCu薄膜を精度なガラスインターポーザや微小電気機械システムを形成す

常温で堆積して作製したCu/ガラス構造に対して、クロスカット

るためにCu配線/ガラス基板構造の密着性向上が求められてい試験を行った後の表面像である。無処理のガラスへ直接Cu薄る。これまでに密着性向上には、Cu/ガラス界面にTiなどの活性膜を堆積した場合は全てのCu薄膜が剥離するのに対し、Cu薄金属を密着層として用いる手法や合金膜の熱処理を用いる手膜が剥離せず密着性が飛躍的に向上していることがわかる。こ法が示されているが、真空一貫プロセスや高温・長時間の熱処のように、界面高機能化のための簡便なプロセスの提案及び高理が求められる等の高精度な制限が要求されるため、より簡便機能化の起源探索によって、高信頼性デバイス構造の作製を目な手法が求められている。

指している。

我々は、ガラス基板表面へのZnドープと貴金属微粒子触媒を併用することによって、常温

（a）

（ｂ）

で界面に強固な密着層を形成し（図1）、Cu/ガラス構造の密着性を飛躍的に向上させることに成功している。図2は、Znをドー

図1 試作したカオスニューロチップ

14

プしたガラス表面にPt微粒子を
図2 測定データより再構成したアトラクタ

付与し、マイクロ機能デバイス研 図1 高密着性Cu/ガラス界面の透過型電子顕微鏡像

図2

高密着性Cu/ガラス構造のクロスカット試験後の表面像

15

連絡先…担当者／高橋

マイクロ機能デバイス
研究センター

電話：047-469-6193
E-Mail：oﬃce@mdc.cst.nihon-u.ac.jp
Web：http://www.mdc.cst.nihon-u.ac.jp●施設保有の主な装置・設備リスト
クリーンルーム、IPCエッチング装置、プラズマCVD装置、両面コンタクトアライナー●イベント情報
オープンキャンパス、キャンパスウォッチング

Heterogeneous Integration－究極のICパッケージを目指して－
Heterogeneous IntegrationはICパッケージングの基盤技

ゲル燃料による大気暴露型電極を用いた
バイオ燃料電池の出力向上

芳浩

精密機械工学科

内木場

文男

究センターのシリコン微細加工装置を用いて製作したシリコン

Packaging Societyにその詳部品をHeterogeneous Integration 技術を駆使して、組み立細が定義されている。環境情報など多様な情報を読み取るセンてたマイクロロボットを図に示す。ベアチップニューラルネット

サとAIなどによる情報処理を行うクラウドコンピュータの間にワークICが樹脂基板に直接搭載され、アクチュエータ材料であはIoTと呼ばれるデータ通信が介在する。いわゆる「もののインるニッケルチタン合金がシリコンと銅に電気的・機械的に接合

ターネット」とよばれ、現在のインターネットよりもけた違いにされている。歩くICパッケージとも呼べるものである。

膨大なデータ通信が行われる。IoTを支えるのは半導体ICであ

4足歩行ロボット術であり、IEEE

Electronics

るが、小型低消費電力化が重要技術となっている。ICはベアチッ

今井

精密機械工学科

郷充

バイオ燃料電池はグルコースやフルクトースなどを燃料としてものを用いた。ゲル化することでカソードの一方の面は大気暴露

酵素の作用で酸化還元を行う電池で（図１）、モバイル用医療機が可能となり、溶液中の溶存酸素のみを用いた従来の方法より器などの電源として期待されている。しかし出力の低さや寿命のも十分な酸素が供給できる。さらに酸素の供給を増やすために短さが課題である。出力の低さがカソードにおける酸素供給量

燃料ゲルに通気用の溝を設けることも検討した。ゲル燃料の製の少なさにあること、また寿命の短さは電極における酵素が溶

作においてマイクロ機能研究デバイスセンターの加工機器を使用

液中に溶け出すことによって引き起こされることから、従来の液した。図３はバイオ燃料電池における電極の単位面積あたりの電体燃料からゲル燃料(固体)を用いる方法を検討した。図２は燃料力を示す。液体燃料に比べゲル燃料は出力が約2倍に向上し、さ電池の構成を示す。フルクトースを原料とし、アガロースと混ぜらにゲルに溝を設けることで出力が向上した。また24時間後のてゲル化した。電極は炭素繊維にグラフェンをコーティングした

出力においてもゲル燃料は液体燃料を上回った。

研 究 紹 介研 究 紹 介Research Center for
Micro-Functional Devices

カソード
グラフェン皮覆

ゲル燃料

炭素繊維
（電極）

（支持部材）
アノード

プ単体で用いることができず、周辺回路とともにパッケージン

カソード

アノード

図１ バイオ燃料電池の原理(FDH, BODは酵素)

グをする必要がある。究極的にはシリコンだけを用いてすべてをICに搭載すれば、この目的に合致するが，実際には周辺回路

図２ ゲル燃料を用いたバイオ燃料電池

ゲル燃料(溝付, b2 =1 mm)を搭載することになる。そのため樹脂系の電子基板が用いら
れ 、半 田 をもち い た 搭 載 に 行 き 着く。H e t e r o g e n e o u s

ゲル燃料(溝なし)

Integrationでは、半田を用いず、直接シリコンあるいは電子基板の銅に様々な材料を接合搭載する。マイクロ機能デバイス研

図1 Heterogeneous Integration 技術を駆使して組み立てたマイクロロボット

カオスニューロチップの開発

電子工学科

佐伯

勝敏

生体のニューロンにおいてカオス発火は、ヤリイカの巨大軸索積回路技術を用い0.18μmCMOSデザインルールにて、カオスに外部刺激を加えることにより観測され、脳内において重要なニューロチップを設計し、2.5mm角のCMOS ICチップ上に構築役割を担っていると言われている。例えば、脳内のニューラル

した（図1の赤枠）。

ネットワーク（NN）をモデル化し、工学的に応用する上で、カオ集積回路化したカオスチップの動作確認は、
マイクロ機能デバスは様々なモデルに導入され、カオスNNを用いた自己想起型のイス研究センター内の半導体パラメータ装置を用い検証した。

連想記憶モデルでは、記憶させたパターンを動的に想起できるこ測定データより、再構成したアトラクタはストレンジアトラクタとが知られており、記憶検索モデルへの応用も可能である。

を示し(図2)、リアプノフ指数を算出した結果、0.301と正とな

私の研究室では、アナログ回路でNNを構築し、連想記憶なり、カオス応答が得られることを明らかにした。

どの特徴を組み込み、画像のパターン認識を行うことができる
チップの開発を目指している。NNを構築する際、カオス発火を出力する小面積なモデルの構築が重要である。そこで、今回、集液体燃料

図３ バイオ燃料電池における単位電極面積あたりの電力とゲル燃料の溝形状と寸法 (a=6 mm, b1 =12 mm, t1 =2 mm, b2 =1 mm, b3 =1 mm, t2 =0.5 mm)

Cu/ガラス異種材料積層構造の密着性向上

精密機械工学科

准教授

渡邉

満洋

電子デバイス実装技術の急速な進歩に伴い、高信頼性かつ高究センターに設置されている真空蒸着装置を用いてCu薄膜を精度なガラスインターポーザや微小電気機械システムを形成す

常温で堆積して作製したCu/ガラス構造に対して、クロスカット

るためにCu配線/ガラス基板構造の密着性向上が求められてい試験を行った後の表面像である。無処理のガラスへ直接Cu薄る。これまでに密着性向上には、Cu/ガラス界面にTiなどの活性膜を堆積した場合は全てのCu薄膜が剥離するのに対し、Cu薄金属を密着層として用いる手法や合金膜の熱処理を用いる手膜が剥離せず密着性が飛躍的に向上していることがわかる。こ法が示されているが、真空一貫プロセスや高温・長時間の熱処のように、界面高機能化のための簡便なプロセスの提案及び高理が求められる等の高精度な制限が要求されるため、より簡便機能化の起源探索によって、高信頼性デバイス構造の作製を目な手法が求められている。

指している。

我々は、ガラス基板表面へのZnドープと貴金属微粒子触媒を併用することによって、常温

（a）

（ｂ）

で界面に強固な密着層を形成し（図1）、Cu/ガラス構造の密着性を飛躍的に向上させることに成功している。図2は、Znをドー

図1 試作したカオスニューロチップ

14

プしたガラス表面にPt微粒子を
図2 測定データより再構成したアトラクタ

付与し、マイクロ機能デバイス研 図1 高密着性Cu/ガラス界面の透過型電子顕微鏡像

図2

高密着性Cu/ガラス構造のクロスカット試験後の表面像

15工作技術センター

渦輪を周方向に波状変形させた噴流

航空宇宙工学科

円形のノズルから噴出された流れは噴出直後に渦輪を形成と4に示す。励起を加えた噴流（図4）は励起しない自然遷移のし、その渦輪は周方向に波状に変形した後3次元的に崩壊する。

噴流（図3）と異なり、主流から離れる流れを形成している。PIV

ツボ炉、木材加工機、エンジン特性実験装置、精密平面研削盤

渦輪の周方向の変形には流れ方向に軸を持つ縦渦の影響が示（粒子画像による速度測定法）による測定結果より、渦輪の周●イベント情報
オープンキャンパス、キャンパスウォッチング

唆されている。渦輪の波状変形の位置を人為的に固定して渦輪方向の変形と縦渦が密接に関係し、図4に見られる主流から離の変形と縦渦との関係を調べようと考え、ノズル上部に孔をあれる流れも縦渦の作用によることが示された。図1、2などの流

け、そこから音波により噴流を励起して渦輪を周方向に変形されを形成する装置はすべて工作技術センターで製作して頂いてせている。図1は3個の孔をあけたノズル出口部分を示し、図2にいる。

連絡先…担当者／吉田和範

電話：047-469-5511
E-mail：yoshida.kazunori@nihon-u.ac.jp
HP：http://www.tech.cst.nihon-u.ac.jp●施設保有の主な装置・設備リスト
汎用およびNC旋盤・フライス盤、交流アーク溶接機、可傾式ル

工作機械の運動精度が及ぼす工作物の形状精度

機械工学科 教 授
准教授
助 手
短大・准教授

李
山田
内田
三浦

和樹
高三
元
浩一

工作機械は母なる機械とも呼ばれる生産用の機械で、機械部そうとするものである。この測定結果より、加工精度を向上する

品、金型、半導体等産業を支える工業製品を作り出すために欠という観点から回転する工作物の適正な把持方法を提案し、最かすことができない。一般に工作機械を用いて金属部品を加工

近広く用いられているターニングセンタの自動工作物交換装置するときには、加工される機械部品の形状・寸法精度は加工にに適用しようと考えている。

4年
教授

田中
村松

恒平
旦典

研 究 紹 介研 究 紹 介Center for
Manufacturing Technology

示すように円形ノズルの上部に取り付けて使用する。また、図1の3本の円管はビニールチューブによりスピーカーと接続される。ノズルより噴出した噴流の流れ方向断面の可視化例を図3使用する工作機械の運動精度と工具の形状精度の影響を強く受けて決められ、これらの精度を上回ることができないことが知られている。
このような観点から最も広く知られている旋盤を対象として、主軸の回転精度がどのように工作物の真円度に影響するのかについて、実験的に検討することにした。
本研究では3点法の測定原理を用いている。これは回転体の変位を3つのセンサで同時に測定し、この3つのデータから構成

図1

ノズル延長部

される3つの解、すなわち回転体の半径の変動R（θ）、回転体の振れまわり、すなわちX、Y２方向の変位X（θ）、Y（θ）を導き出

図１

アーク溶接構造の公称構造応力を用いた
疲労寿命に関する研究

三点法測定装置

図3

励起なしの自然噴流

図4

励起を加えた噴流短期大学部 ものづくり・サイエンス総合学科
助

教

准教授
機械工学科・教授

岡部顕史

で、工作技術センターの多大な協力を得て、本研究を遂行するられ、それらをスポット溶接で締結している。このスポット溶接

ことができている。疲労試験より得られた疲労データは、公称

部の疲労強度を予測するための一つの方法として、公称構造応

構造応力値を用いて狭いバンド幅内に整理することができてお力を用いた疲労寿命予測法があり、また公称構造応力を容易にり(図2)、公称構造応力による疲労寿命予測手法の有用性を示得 るため の 算 出 法

すことができている。その他、スポット溶接構造やレーザ溶接が提案された。我々

構造についても工作技術センターに製作依頼した疲労試験装置の 研 究 室 で はこのを用いて検討を行っており、工作技術センターのご協力に対し、スポット溶接の公称

心より感謝申し上げる。

構 造 応 力 算 出 法を

宮城
三浦

徳誠
浩一

短大総合学科の機械工学分野では、機械工作実習の一環とし手回し歯車増速機の分解・組立を行いながら、製作した機械のて、機械加工体験から機械部品の作成、機械装置の組み立てを改良点についてグループ討論を行い、改良点を探っていく。ここ

一貫して行う「ものづくり実習」を行っている。平成29年度からで学んだ歯車機械の考え方をもとに、二年生の設計課題であるは、実習が始まる一年後期に実習を行った。

歯車減速機の設計に取り組んでいく。

機械工作実習Ⅰでは、基本的な機械加工にテーマを絞って工このように「ものづくり実習」を通じて、部品の製作から組

作実習を行う。工作実習の後半では、手回し発電機を部品加工

立、機械製図法の修得、機構設計など、2年間の短期間で機械から組立製作をおこなう。同時に履修する基礎機械設計製図Ⅰ

工学の基礎を学ぶことができる。
最後に、実習指導に多大なご協力をいただいている工作技術

では、実習で使用

センターの皆様に感謝を申し上げます。

する図面を製図演
習の課題として使用する。試作した

アーク溶 接 部 に適部品と実際の加工用し、さまざまな検実習を 通して、図討を行っている。図

面の基本的な読み

1は 工 作 技 術 セ ン

書きを理解するこ

ターで 製 作 い た だとができる。

いたアー ク溶 接 構

二年前期の機械

造の 疲 労 試 験 装 置

工作 実習Ⅱでは、である。試験片も工一年時に製作した

作 技 術 センター に

16

孔付円形ノズル「ものづくり実習」を軸にした機械工学教育

自動車車体構造は、板厚0.6～3.0[mm]程度の薄鋼板が用い

製 作 依 頼したも の

図2

図1 アーク溶接疲労試験装置

図2 疲労試験データと公称構造応力値（S－N線図）

図１ 「ものづくり実習」
におけるキー溝加工の様子

図2

2年生ゼミナールにて製作した傘歯歯車装置

17

工作技術センター

渦輪を周方向に波状変形させた噴流

航空宇宙工学科

円形のノズルから噴出された流れは噴出直後に渦輪を形成と4に示す。励起を加えた噴流（図4）は励起しない自然遷移のし、その渦輪は周方向に波状に変形した後3次元的に崩壊する。

噴流（図3）と異なり、主流から離れる流れを形成している。PIV

ツボ炉、木材加工機、エンジン特性実験装置、精密平面研削盤

渦輪の周方向の変形には流れ方向に軸を持つ縦渦の影響が示（粒子画像による速度測定法）による測定結果より、渦輪の周●イベント情報
オープンキャンパス、キャンパスウォッチング

唆されている。渦輪の波状変形の位置を人為的に固定して渦輪方向の変形と縦渦が密接に関係し、図4に見られる主流から離の変形と縦渦との関係を調べようと考え、ノズル上部に孔をあれる流れも縦渦の作用によることが示された。図1、2などの流

け、そこから音波により噴流を励起して渦輪を周方向に変形されを形成する装置はすべて工作技術センターで製作して頂いてせている。図1は3個の孔をあけたノズル出口部分を示し、図2にいる。

連絡先…担当者／吉田和範

電話：047-469-5511
E-mail：yoshida.kazunori@nihon-u.ac.jp
HP：http://www.tech.cst.nihon-u.ac.jp●施設保有の主な装置・設備リスト
汎用およびNC旋盤・フライス盤、交流アーク溶接機、可傾式ル

工作機械の運動精度が及ぼす工作物の形状精度

機械工学科 教 授
准教授
助 手
短大・准教授

李
山田
内田
三浦

和樹
高三
元
浩一

工作機械は母なる機械とも呼ばれる生産用の機械で、機械部そうとするものである。この測定結果より、加工精度を向上する

品、金型、半導体等産業を支える工業製品を作り出すために欠という観点から回転する工作物の適正な把持方法を提案し、最かすことができない。一般に工作機械を用いて金属部品を加工

近広く用いられているターニングセンタの自動工作物交換装置するときには、加工される機械部品の形状・寸法精度は加工にに適用しようと考えている。

4年
教授

田中
村松

恒平
旦典

研 究 紹 介研 究 紹 介Center for
Manufacturing Technology

示すように円形ノズルの上部に取り付けて使用する。また、図1の3本の円管はビニールチューブによりスピーカーと接続される。ノズルより噴出した噴流の流れ方向断面の可視化例を図3使用する工作機械の運動精度と工具の形状精度の影響を強く受けて決められ、これらの精度を上回ることができないことが知られている。
このような観点から最も広く知られている旋盤を対象として、主軸の回転精度がどのように工作物の真円度に影響するのかについて、実験的に検討することにした。
本研究では3点法の測定原理を用いている。これは回転体の変位を3つのセンサで同時に測定し、この3つのデータから構成

図1

ノズル延長部

される3つの解、すなわち回転体の半径の変動R（θ）、回転体の振れまわり、すなわちX、Y２方向の変位X（θ）、Y（θ）を導き出

図１

アーク溶接構造の公称構造応力を用いた
疲労寿命に関する研究

三点法測定装置

図3

励起なしの自然噴流

図4

励起を加えた噴流短期大学部 ものづくり・サイエンス総合学科
助

教

准教授
機械工学科・教授

岡部顕史

で、工作技術センターの多大な協力を得て、本研究を遂行するられ、それらをスポット溶接で締結している。このスポット溶接

ことができている。疲労試験より得られた疲労データは、公称

部の疲労強度を予測するための一つの方法として、公称構造応

構造応力値を用いて狭いバンド幅内に整理することができてお力を用いた疲労寿命予測法があり、また公称構造応力を容易にり(図2)、公称構造応力による疲労寿命予測手法の有用性を示得 るため の 算 出 法

すことができている。その他、スポット溶接構造やレーザ溶接が提案された。我々

構造についても工作技術センターに製作依頼した疲労試験装置の 研 究 室 で はこのを用いて検討を行っており、工作技術センターのご協力に対し、スポット溶接の公称

心より感謝申し上げる。

構 造 応 力 算 出 法を

宮城
三浦

徳誠
浩一

短大総合学科の機械工学分野では、機械工作実習の一環とし手回し歯車増速機の分解・組立を行いながら、製作した機械のて、機械加工体験から機械部品の作成、機械装置の組み立てを改良点についてグループ討論を行い、改良点を探っていく。ここ

一貫して行う「ものづくり実習」を行っている。平成29年度からで学んだ歯車機械の考え方をもとに、二年生の設計課題であるは、実習が始まる一年後期に実習を行った。

歯車減速機の設計に取り組んでいく。

機械工作実習Ⅰでは、基本的な機械加工にテーマを絞って工このように「ものづくり実習」を通じて、部品の製作から組

作実習を行う。工作実習の後半では、手回し発電機を部品加工

立、機械製図法の修得、機構設計など、2年間の短期間で機械から組立製作をおこなう。同時に履修する基礎機械設計製図Ⅰ

工学の基礎を学ぶことができる。
最後に、実習指導に多大なご協力をいただいている工作技術

では、実習で使用

センターの皆様に感謝を申し上げます。

する図面を製図演
習の課題として使用する。試作した

アーク溶 接 部 に適部品と実際の加工用し、さまざまな検実習を 通して、図討を行っている。図

面の基本的な読み

1は 工 作 技 術 セ ン

書きを理解するこ

ターで 製 作 い た だとができる。

いたアー ク溶 接 構

二年前期の機械

造の 疲 労 試 験 装 置

工作 実習Ⅱでは、である。試験片も工一年時に製作した

作 技 術 センター に

16

孔付円形ノズル「ものづくり実習」を軸にした機械工学教育

自動車車体構造は、板厚0.6～3.0[mm]程度の薄鋼板が用い

製 作 依 頼したも の

図2

図1 アーク溶接疲労試験装置

図2 疲労試験データと公称構造応力値（S－N線図）

図１ 「ものづくり実習」
におけるキー溝加工の様子

図2

2年生ゼミナールにて製作した傘歯歯車装置

17連絡先…担当者／石坂哲宏

電話：03-3259-0929
E-mail：skenkyu@adm.cst.nihon-u.ac.jp
ishizaka.tetsuhiro@nihon-u.ac.jp
HP：http://www.rist.cst.nihon-u.ac.jp/shikenro/●施設保有の主な装置・設備リスト
1）交通総合試験路 幅30m、全長618m密粒アスファルト・コンクリー
ト舗装・縦断勾配なし 2）注意喚起電光掲示板3箇所（予約データにより自動点灯） 3）安全対策掲示板13個 4）運搬用組み立て式リ
アカー2台 5）
カセットガス発電機HONDA EU9iGB 900W1台
6）
バイロン（カラーコーン） 7）
スライドバー

交通総合試験路

車両接近報知音の認知性に関する実験

精密機械工学科教授

松田礼

車両接近報知音（以下、報知音）とは、走行音が小さいハイブ
リッド車等の次世代自動車から発音され、歩行者に車両の接近交通規制用品の安全性に関する研究

交通システム工学科

准教授

安井

一彦

近年、橋やトンネルなどは、供用開始から長い年月が経過してそこで、従来の規制コーンの上部、ベース部とも新しい素材

いるものが多く、維持修繕のための道路工事が多くの場所で行を採用することにし、その厚さや、ベースの形状など、様々な組

われています。首都高速道路上では同様に車線規制（規制コー

み合わせを試作し、卒業研究において交通総合試験路を使用しン）し、工事を行っています。その際に、規制コーンに車両が衝て数年にわたり車両との衝突実験を行い、車両衝突時も飛散

突し、作業員に向けて飛んだり、対向車線に飛んだり、高架下にせず、大型車に持ち去られない「ステイコーン」を完成すること落下したりする等、様々な二次災害を引き起こしてしまう危険性ができました。実験に使用した交通総合試験路のような施設を秘めています。当然、車両下に巻きこまれ持ち去られてしまうは、外部機関にはないために、非常に有用に使用させていただ

場合には、持ち去られたコーンを、すべて見つけるまで工事が終きました。

研 究 紹 介研 究 紹 介Multipurpose Test Track
for Automotive Vehicles

了できないなど、大きな課題がありました。

を認知させる音である。国土交通省は2016年に次世代自動車
への車両接近通報装置の搭載を義務付け、音量下限値や使用周波数帯域等を決めた。音量を大きくすれば認知性は向上するが騒音となり、音量が小さいと道路環境音にマスクされて車両の接近に気付きにくくなる問題が指摘されている。本研究の目的
は、歩行者が車両の接近に対して安全に回避できる認知性をもつ報知音の音響特性を明らかにすることである。交通総合試験

図1

車両接近報知音の認知距離測定実験

路において、試作した報知音を搭載したハイブリッド車を被験者の後方から接近させ、被験者が車両を認知した時の被験者と車両間の距離（認知距離）を測定した（図1）。試作した報知音

写真1は2つの卓越周波数をもつ音で、2つの卓越周波数間の音圧レ

完成したステイコーン

写真2

試験路での衝突実験（衝突されても持ち去られにくい）

写真3

ベル差や変調度を変えた複数の条件を設定した（図2）。実験の結果から、認知距離に影響を及ぼす報知音のパラメータや環境

ワイヤレスセンサシステムを用いた路面電車の測位技術に関する基礎検討

音に対する適切な音量が明らかになりつつある。近年では、歩きスマホ時の認知距離を測定しており、周囲の音に対する注意度合いが異なる環境での認知性も検討している。
図2

グライダーの曳航実験
航空宇宙工学科2年次に設置されている航空工学実験Ⅰ夏季

航空宇宙工学科

助教

齊藤

允教

態を維持し、横断歩道付近で接地します。

寛いるトロリーコンダクタと代替可能な機器を用意する必要があが大変重要です。そのような背景からZigBeeデバイスなどを用るという課題があります。

いたワイヤレスセンサシステムの応用に関する研究が盛んに行

以上のような背景から、将来的にワイヤレスセンサシステムがわれています。当研究室でも、複数のセンサユニットを用いて、駅構内や線路付近にも設置されることを前提として、これを使あるユニットの故障や異常値の測定に対してフレキシブルな構用した測位技術の確立を目指し研究を行っています。具体的に成を持つワイヤレスセンサシステムを構築し、それを鉄道システ

は、ZigBeeデバイスで取得可能な受信信号強度（Received

ムへ応用する研究を行っています。

Signal Strength Indication：RSSI）を用いた測位技術につい設計における様々な工夫等と統合的に学ぶことができるため、

学グライダー部協力のもと、航空機の一種である上級滑空機を研究のみならず教育においても非常に強みになります。また、

他方、路面電車ではメンテナンスコストや景観の改善などの利用して、機体に作用する荷重、加速度、対気速度および迎角を2017年度と2018年度は、ドローンによる空撮を学生の操縦の点から架線レス車両への期待が高まってきていますが、一方で計測し、揚力と抗力の比である揚抗比（機体ごとに固有の値で、もと実施し、機体の挙動についての理解を深めるとともに、学高いほど高性能）の算出等を行い、実験レポートとしてまとめま部のPR動画にも利用されました。実験に際して、通行規制などす。試験路の東側端に曳航用のウインチを配置し、グライダーはの影響によりご不便をおかけするかと思いますが、ご理解ご協

約120°の方位（北は0°）に向けて曳航されながら水平定常状

力の程お願い申し上げます。

ドローンによる空撮

望月現するために用いられる各制御機器の保全や周辺環境の把握を、交通総合試験路を利用して行っています。本実験は、日本大

写真2

准教授

現在、路面電車の測位に使用するために架線に複数配置されて理論だけではなく、実機に触れ観察することで、舵の動きや曳航前のグライダー

応用情報工学科

高い安全性が要求される鉄道システムにおいては、それを実集中実験のテーマとして、毎年9月上旬にグライダーの曳航実験

写真１

18

試作した報知音の音響特性の一例

強風や車両衝突時のステイコーン(上が折れてその場に留まる)

写真1

構築したワイヤレスセンサユニットの外観て提案するとともに、実際に交通総合試験路を用いて、その測位精度の検証に関する実験を行っています。

写真2

ZigBeeデバイスの受信信号強度による測位精度の検証に関する
実験の様子

19

連絡先…担当者／石坂哲宏

電話：03-3259-0929
E-mail：skenkyu@adm.cst.nihon-u.ac.jp
ishizaka.tetsuhiro@nihon-u.ac.jp
HP：http://www.rist.cst.nihon-u.ac.jp/shikenro/●施設保有の主な装置・設備リスト
1）交通総合試験路 幅30m、全長618m密粒アスファルト・コンクリー
ト舗装・縦断勾配なし 2）注意喚起電光掲示板3箇所（予約データにより自動点灯） 3）安全対策掲示板13個 4）運搬用組み立て式リ
アカー2台 5）
カセットガス発電機HONDA EU9iGB 900W1台
6）
バイロン（カラーコーン） 7）
スライドバー

交通総合試験路

車両接近報知音の認知性に関する実験

精密機械工学科教授

松田礼

車両接近報知音（以下、報知音）とは、走行音が小さいハイブ
リッド車等の次世代自動車から発音され、歩行者に車両の接近交通規制用品の安全性に関する研究

交通システム工学科

准教授

安井

一彦

近年、橋やトンネルなどは、供用開始から長い年月が経過してそこで、従来の規制コーンの上部、ベース部とも新しい素材

いるものが多く、維持修繕のための道路工事が多くの場所で行を採用することにし、その厚さや、ベースの形状など、様々な組

われています。首都高速道路上では同様に車線規制（規制コー

み合わせを試作し、卒業研究において交通総合試験路を使用しン）し、工事を行っています。その際に、規制コーンに車両が衝て数年にわたり車両との衝突実験を行い、車両衝突時も飛散

突し、作業員に向けて飛んだり、対向車線に飛んだり、高架下にせず、大型車に持ち去られない「ステイコーン」を完成すること落下したりする等、様々な二次災害を引き起こしてしまう危険性ができました。実験に使用した交通総合試験路のような施設を秘めています。当然、車両下に巻きこまれ持ち去られてしまうは、外部機関にはないために、非常に有用に使用させていただ

場合には、持ち去られたコーンを、すべて見つけるまで工事が終きました。

研 究 紹 介研 究 紹 介Multipurpose Test Track
for Automotive Vehicles

了できないなど、大きな課題がありました。

を認知させる音である。国土交通省は2016年に次世代自動車
への車両接近通報装置の搭載を義務付け、音量下限値や使用周波数帯域等を決めた。音量を大きくすれば認知性は向上するが騒音となり、音量が小さいと道路環境音にマスクされて車両の接近に気付きにくくなる問題が指摘されている。本研究の目的
は、歩行者が車両の接近に対して安全に回避できる認知性をもつ報知音の音響特性を明らかにすることである。交通総合試験

図1

車両接近報知音の認知距離測定実験

路において、試作した報知音を搭載したハイブリッド車を被験者の後方から接近させ、被験者が車両を認知した時の被験者と車両間の距離（認知距離）を測定した（図1）。試作した報知音

写真1は2つの卓越周波数をもつ音で、2つの卓越周波数間の音圧レ

完成したステイコーン

写真2

試験路での衝突実験（衝突されても持ち去られにくい）

写真3

ベル差や変調度を変えた複数の条件を設定した（図2）。実験の結果から、認知距離に影響を及ぼす報知音のパラメータや環境

ワイヤレスセンサシステムを用いた路面電車の測位技術に関する基礎検討

音に対する適切な音量が明らかになりつつある。近年では、歩きスマホ時の認知距離を測定しており、周囲の音に対する注意度合いが異なる環境での認知性も検討している。
図2

グライダーの曳航実験
航空宇宙工学科2年次に設置されている航空工学実験Ⅰ夏季

航空宇宙工学科

助教

齊藤

允教

態を維持し、横断歩道付近で接地します。

寛いるトロリーコンダクタと代替可能な機器を用意する必要があが大変重要です。そのような背景からZigBeeデバイスなどを用るという課題があります。

いたワイヤレスセンサシステムの応用に関する研究が盛んに行

以上のような背景から、将来的にワイヤレスセンサシステムがわれています。当研究室でも、複数のセンサユニットを用いて、駅構内や線路付近にも設置されることを前提として、これを使あるユニットの故障や異常値の測定に対してフレキシブルな構用した測位技術の確立を目指し研究を行っています。具体的に成を持つワイヤレスセンサシステムを構築し、それを鉄道システ

は、ZigBeeデバイスで取得可能な受信信号強度（Received

ムへ応用する研究を行っています。

Signal Strength Indication：RSSI）を用いた測位技術につい設計における様々な工夫等と統合的に学ぶことができるため、

学グライダー部協力のもと、航空機の一種である上級滑空機を研究のみならず教育においても非常に強みになります。また、

他方、路面電車ではメンテナンスコストや景観の改善などの利用して、機体に作用する荷重、加速度、対気速度および迎角を2017年度と2018年度は、ドローンによる空撮を学生の操縦の点から架線レス車両への期待が高まってきていますが、一方で計測し、揚力と抗力の比である揚抗比（機体ごとに固有の値で、もと実施し、機体の挙動についての理解を深めるとともに、学高いほど高性能）の算出等を行い、実験レポートとしてまとめま部のPR動画にも利用されました。実験に際して、通行規制などす。試験路の東側端に曳航用のウインチを配置し、グライダーはの影響によりご不便をおかけするかと思いますが、ご理解ご協

約120°の方位（北は0°）に向けて曳航されながら水平定常状

力の程お願い申し上げます。

ドローンによる空撮

望月現するために用いられる各制御機器の保全や周辺環境の把握を、交通総合試験路を利用して行っています。本実験は、日本大

写真2

准教授

現在、路面電車の測位に使用するために架線に複数配置されて理論だけではなく、実機に触れ観察することで、舵の動きや曳航前のグライダー

応用情報工学科

高い安全性が要求される鉄道システムにおいては、それを実集中実験のテーマとして、毎年9月上旬にグライダーの曳航実験

写真１

18

試作した報知音の音響特性の一例

強風や車両衝突時のステイコーン(上が折れてその場に留まる)

写真1

構築したワイヤレスセンサユニットの外観て提案するとともに、実際に交通総合試験路を用いて、その測位精度の検証に関する実験を行っています。

写真2

ZigBeeデバイスの受信信号強度による測位精度の検証に関する
実験の様子

19

News
理工研

第17回 理工学研究所講演会
平成30年9月20日（木）に駿河台校舎1号館１２１会議室において「IoTデバイスのための低品位な熱源を利用した超スマート発電機の研究開発」と題した講演会が開催されました。この題目のプロジェクトは、4名の理工学部の教員メンバーで遂行されており、はじめにプロジェク

トリーダーで精密機械工学科の田中勝之教授からプロジェクトについ

No.70て概要が述べられ、続いて要素研究課題について精密機械工学科の金子美泉助教から「MEMSタービン発電機の開発」と題して、機械工学科の関谷直樹助教から「MEMS機器における作動流体の流動解析」と題

vol.31 2019／3 日本大学理工学部―『自主創造』―

して、辻健太郎助手から「MEMS発電機の性能評価」と題して、進捗状
況が報告されました。最後に、招待講演として、NTTデータ経営研究所

理工学研究所長
精密機械工学科 教授

内木場

文男

日本大学は
「日本大学教育憲章」
を次のように定め、「自主創造」
を教育理念としています。

の竹内敬治氏から「IoT機器用エネルギーハーベスティング技術」と題し―日本大学は、本学の「目的及び使命」
を理解し、本学の教育理念である「自主創造」
を構成する「自ら学ぶ」、てご講演いただきました。

「自ら考える」及び「自ら道をひらく」
能力を身につけ、「日本大学マインド」を有する者を育成する―Society5.0社会の実現に向けた基盤技術として、小型発電機の開発は必要不可欠であり、本プロ
ジェクトは、そのための研究基盤を構築し、研究拠点形成につながるものとして期待されております。

「自ら学ぶ」
では、豊かな知識・教養を基に高い倫理観を高め、あわせて、世界情勢を理解し、国際社会が直面している問題を説明することができる。
「自ら考える」
では、得られる情報を基に論理的な思考、批判的な思考をすることができ、事象を注意深く観察して問題を発見し、解決策を提案することができる。
また、「自ら道をひらく」
では、あきらめない気持ちで新しいことに果敢に挑戦することができ、他者の意見を聴いて理解し、自分の考えを伝えることができ、集団のなかで連携しながら、協働者の力を引き出し、その活躍を支援することができる。
また、謙虚に自己を見つめ、振り返りを通じて自己を高めることができる。以上を掲げています。本誌で取りまとめた記事は「自主創造」の理念を研究の形で実現した一部です。是非ご一読ください。

CONTENTS■ 理工学研究所長 挨拶 ………………………………………………
■ 平成30年度 理工学部 学術賞●Vojta予想と数論的力学系の研究
（数学科

准教授

安福

悠）………………………………………

■ 平成30年度 理工学部 学術賞

1

2●水晶デバイスを用いた次世代無線通信機器用発振器とその性能評価装置の開発およびセンサへの応用

健）……………………………………

3

1.大型構造物試験センター …………………………………………

4

2.空気力学研究センター ……………………………………………

6

3.材料創造研究センター ……………………………………………

8（電子工学科助教

今池■ 研究施設紹介

ACCESS

4.先端材料科学センター …………………………………………… 10
5.環境・防災都市共同研究センター ……………………………… 12
6.マイクロ機能デバイス研究センター …………………………… 14
7.工作技術センター ………………………………………………… 16
8.交通総合試験路 …………………………………………………… 18■ 理工学研究所講演会
マイクロ機能デバイスセンターＲＦスパッタ装置

理工研 News

No.70

Vol.31 2019/03

発 行 日：平成 31 年 3 月 5 日
発
行：理工研 News 編集委員会

発行人：内木場 文男
編集長：大月 穣

日本大学理工学部研究事務課〒101-8308

東京都千代田区神田駿河台 1-8-14

TEL.03-3259-0929

FAX.03-3293-5829

http://www.kenjim.cst.nihon-u.ac.jp/
E-mail：skenkyu@adm.cst.nihon-u.ac.jp

20

開催報告 ……………………………………………………………… 20