ISSN 0389−9314

鹿 児 島 工 業高等専門学校
研

究

報

告

第 46 号

RESEARCH REPORTS
OF
KAGOSHIMA NATIONAL COLLEGE
OF TECHNOLOGY
Number 46

2011鹿児島工業高等専門学校研究報告
第４６号

２０１１
目

次

インコネル 713C の切削加工における加工面品位の向上に関する研究
引地 力男，渡邉 嘉清，宮城 貴志，
榎木 慶太

１～

鹿児島高専ソーラーカープロジェクト～中間報告～
椎 保幸，塚本 公秀，岡林 巧，植村樫根 健史，堂込 一秀，上野 孝行

７～１０

眞一郎，

噴流の拡散促進を目的としたノズルの試作および流れの可視化
田畑 隆英，高橋

勉

６

１１～１６

モデル変圧器内の部分放電による超音波伝搬特性の実験的検討
中村 格，樫根 健史，永田 亮一，小迫 雅裕， １７～１８
匹田 政幸，小出 英延

JPEG

XR

ビューア第 2 版の試行
加治佐

清光，吉田

沙央里

平成 22 年度校内教育助成に係る建築関連講座立上げに関する成果報告
岡松 道雄

１９～２８

２９～３２

小中学生のためのものづくり・科学教室「鹿児島高専の日 2010」におけるプログラムの開発
大竹 孝明，山下 俊一，日高 達也，新納 時英，鰺坂 徹郎

３３～３８

暗号Ⅱ－その数理的側面－
金光

滋，熊谷

繁

３９～４３

環境負荷の小さい新エネルギーの導入技術を養成する実験装置の開発
荒巻 勇輔，樫根 健史，永田 亮一

４５～４７

マイクロＸ線ＣＴを用いた積層流体の研究
山田 孝行，池田４９～５２

研究業績（2010 年 4 月 1 日～2011 年 3 月 31 日）

博，白坂

英幸，岡林

巧

５３～６５

RESEARCH REPORTS
OF
KAGOSHIMA NATIONAL COLLEGE OF TECHNOLOGY
№４６

２０１１

ＣＯＮＴＥＮＴＳ

Study on Improvement of Finished Surface Integrity
for Inconel 713C in Cutting
Rikio HIKIJI Yoshikiyo WATANABE
and Keita ENOKITakashi MIYAGIInterim Report on KNCT Solar Car Project
Yasuyuki SHII Kimihide TSUKAMOTO Takumi OKABAYASHI
Shinichiro UEMURA Kenji KASHINE Kazuhide DOUGOME
Takayuki UENO
Development and Flow Visualization of Circular Nozzle to Promote
Jet Diffusion
Takahide TABATA and Tsutomu TAKAHASHI

１～

６

７～１０

１１～１６

Experimental Examination of Acoustic Wave Propagation Characteristics
caused by Partial Discharge in Model Transformer
Itaru NAKAMURA Kenji KASHINE Ryouichi NAGATA １７～１８
Masahiro KOZAKO Masayuki HIKITA Hidenobu KOIDE
Feasibility Study of JPEG XR Viewer, Version 2
Kiyomitsu KAJISA and Saori YOSHIDA １９～２８
Results Report on Starting “Architecture-related” Courses
Supported by School Grant for Education in FY2010 Kagoshima
National College of Technology
Michio OKAMATSU ２９～３２

Development of an Educational Program for Manufacturing and ScientificExperimental Classes “Kagoshima National College of Technology
Day 2010” for Schoolchildren
Takaaki OHTAKE, Shunichi YAMASHITA, Tatsuya HIDAKA,
Tokihide NIIRO and Tetsuro AJISAKA

３３～３８

Cipher Ⅱ
Shigeru KANEMITU Hiroshi KUMAGAI Shigeru SHIRASAKA

３９～４３

To training the development of the experimental introduction of
new energy technologies with low environmental impact
Yusuke ARAMAKI Kenji KASHINE Ryouichi NAGATA

４５～４７

Study on granular heaps using micro X-ray CT
Takayuki YAMADA Hideyuki IKEDA Takumi OKABAYASHI

４９～５２

Extramural

５３～６５

Activities（Apr.1，2010～Mar.31，2011）

論

文

抄

録

[原著論文]

クトである．本プロジェクトの目的は，環インコネル713Cの切削加工における加工面

境に対する意識の高揚とものづくりを通し品位の向上に関する研究た技術者教育のさらなる発展を目指し，そ引地力男，渡邉嘉清，宮城貴志，の象徴的な役割を担うことである．取組み

榎木慶太

初年度の目標は，ソーラーカーの製作と鈴鹿で開催されるソーラーカーレースへの参

最近，自動車産業，航空機産業，宇宙産業，原子力産業の発展に伴い，超耐熱合金

加であり，結果としてその両者を達成することができた．

の使用が増加してきている．しかし，超耐熱合金は強度と耐熱性を追求しているため[原著論文]

加工が困難である．特に，切削加工におい噴流の拡散促進を目的としたノズルの試作ては，加工面品位や工具摩耗の点で極めておよび流れの可視化
田畑隆英、高橋 勉

困難である．そこで，本研究では，主に自動車のエンジン部品等で使用される難削材の一つであるニッケル基超耐燃合金インコ
ロネル713Cを用いて，耐腐敗性の優れたシ
ンセティックタイプの切削 油剤と従来のエマルジョンタイプとを比較しながら，外周旋削における加工面品位の向上について
実験的に検討した．その結果，シンセティ
ック油剤でも加工面品位を得られることが明らかになった．
[原著論文]
鹿児島高専ソーラーカープロジェクト～中間報告～
椎 保幸，塚本公秀，岡林 巧，
植村眞一郎，樫根健史，堂込一秀，
上野孝行
ものづくり教育の一環として，鹿児島高専ソーラーカープロジェクトを平成２２年度に立ち上げた．このプロジェクトは全学的な取り組みであり，教職員と学生との協働により進められる２ヵ年計画のプロジェ

噴流の拡散制御および方向制御に関する研究の一環として、円形ノズルから流出す
る噴流の流動特性が調べられた。小孔の空けられた円板が円管内部に取り付けられている。そして、小孔を通過した後、噴流は円形ノズルから流出する。噴流の拡散を調べるために、小孔の直径、管出口から円板までの距離、そして、小孔のオフセット量を種々、変化させながら、流れの可視化が行われた。さらに、噴流の拡散およびその方向を定量的に調べるために、流れの可視化から得られた画像情報を用いて画像処理が行われた。
その結果、噴流の拡散および方向は、小孔の直径、管出口から円板までの距離および小孔のオフセット量によって影響される
ことがわかった。
[報告]
モデル変圧器内の部分放電による超音波伝搬特性の実験的検討

中村格，樫根健史，永田亮一，

小迫雅裕，匹田政幸，小出英延[報告]平成22年度校内教育助成に係る建築関連講

これまで，筆者らは電力用変圧器の絶縁診断技術の高度化を目指し，超音波伝搬特座立上げに関する成果報告
岡松道雄

性に着目して検討してきた．本報告では，
実変圧器内で使用されている巻線のモデル

本報告では平成 22 年度、鹿児島工業高等を油中に配置してモデル変圧器を製作し，専門学校（以下鹿児島高専）都市環境デザ

油中で生じた部分放電による超音波の伝搬

イン工学科において、建築関連講座がどの特性について実験的に検討を行った．これように開始されたかについて記述している。

らの検討は，これまでにない新しい考えに

鹿児島高専では平成 22 年 4 月に土木工学科

基づくものであり，同時に，部分放電位置

を都市環境デザイン工学科と名称変更する

標定精度向上に資するものである．今後，までは、建築に関する科目は「建築概論」

変圧器上下部における超音波伝搬解析およと題する１科目のみであった。この報告書

び数値解析シミュレーションによる現象解は、１．新規５科目の講義がどのように始明を行い，測定感度向上を目指したセンサ

まったか、２．講義以外に建築に関連した

配置について検討し，部分放電位置評定精活動はどのようなものであったか、そして度向上を図っていく．

３．科目ごとにどのような準備が必要であったか、について言及している。校長裁量[原著論文]

による鹿児島高専校内教育助成によってこJPEG XRビューア第2版の試行

れらの活動は支援された。

加治佐清光，吉田沙央里[原著論文]
JPEG XR (eXtended Range) は2009年

小中学生のためのものづくり・科学教室「鹿に制定された静止画像圧縮の国際標準であ

児島高専の日 2010」におけるプログラムのる．JPEG XRの評価ツールDevice Porting

開発

KitがMicrosoft社により提供されているが，

大竹孝明， 山下 俊一， 日高達也，

コマンド形式であるため，平成22年度に評新納時英， 鰺坂徹郎

価用のWindowsアプリケーション版のJPEG XRビューアを試作した．また，その地域での創造的人材の育成と，子どもた第2版では，Gray16bpp (bits per pel)とちの理科離れを食い止めるため，鹿児島市

RGB48bppのみならず，アルファを含む

立科学館との連携により，科学実験教室等

RGBA 64bppにも対応可能とした．本研究の各種イベントを通じて科学に対する興味報告ではJPEG XRビューアの概要と，第2や関心を高め，夢や創造性を育む機会を設版によるJPEG XRの評価について報告すける事業を計画した．この事業は，独立行る．

政法人科学技術振興機構(JST)の平成 22 年

度地域の科学舎推進事業「 地 域 活 動 支 援 」

池の特性測定を実施し、学生の新エネルギに，“小中学生のためのものづくり・科学教ーに対する知識の向上を図ってきた。しか室「鹿児島高専の日 2010」”のテーマで 採し、現有の実験設備では、持続可能で高効択され， 鹿児島高専を地域へ広く PR し，率なエネルギー供給システムの実用化に向科学技術者育成を行う本校への志願者増にけて、様々な課題を見出し、それを解決す向けた広報活動の一環とも位置づけ，科学る技術力の向上までには至らないのが現状

実験教室や展示等を，平成 22 年 8 月 22 日である。そこで、太陽電池等の発電原理お（日）に鹿児島市立科学館にて実施した．

よび発電効率等について理解した後、コンバータ等を用いた電力供給システムとその[原著論文]

効率の向上についても併せて理解できる実

暗号Ⅱ－その数理的側面－

験・実習装置の開発を進める。

金光

滋，熊谷

博，白坂

繁
[ノート]

前報告では，古典的暗号の歴史的側面と構造を述べたが，本研究は，古典的暗号のマイクロX線CTを用いた積層粒体の研究
山田孝行

構造を数理的側面から詳しく述べたものである。

粉粒体の基本的な性質を解明するため,

先ず，換字式暗号は，有理整数環の剰余マイクロX線CT装置を用いて, 容器に積層

環の中での計算であることを述べ，次にフされたガラスビーズの連続断層画像を作成

ィボナッチ数列を利用した暗号の解読をし，した. 積層ガラスビーズの崩壊過程と異径アファイン変換による暗号解読の数理を述

ビーズの偏析現象について断層画像から内べた。最後に，ダイグラフを利用した暗号

部構造の解析を行った. その結果, 崩壊過の作成法と解読法を，剰余計算により説明

程においては, 床面近傍のビーズの配列のした。また，行列による計算方法も示した。

詳細が明らかとなった. また, 偏析現象に

古典的暗号の数理的構造解明は，コンピ

おいては, ビーズを積層させる容器の形状

ューターの発達により，今では学生のよいにより, 大径ビーズに隣接する小径ビーズ

演習問題として扱え，教材として研究されの分布に違いが見られた.

るべきものだと考える。
[報告]
環境負荷の小さい新エネルギーの導入技術を養成する実験装置の開発
荒巻勇輔，樫根健史，永田亮一
本校の電気電子工学科３年次に開講している工学実験において、太陽電池や燃料電鹿児島工業高等専門学校
研究報告 46（2011）
1〜6

インコネル 713C の切削加工における加工面品位の向上に関する研究
引地力男†

渡邉 嘉清†† 宮城貴志††

榎木 慶太††

Study on Improvement of Finished Surface Integrity
for Inconel 713C in Cutting
Rikio HIKIJI

Yoshikiyo WATANABE Takashi MIYAGIand Keita ENOKIIn recent years the use of a super heat-resistant alloy has increased with the development of theindustry of the auto, aircraft, space and nuclear power.

However, the super heat-resistant alloy has

a big problem with processing because of its strength and heat resistance. Especially, in cutting, it isextremely difficult in that the machined surface integrity is degraded and the tool wear is caused.
In this study, the improvement of the machined surface integrity in the external turning was
experimentally examined by using Inconel 713C, one of the hard cutting metals used chiefly for theengine parts of the car, through a comparison between a synthetic type which is very resistant toperishability and an emulsion type.

As a result, it was also clarified that the machined surface

integrity was obtained with the synthetic type.
Keywords : Super heat-resistant Alloy, Cutting fluid, Surface Integrity, Finished Surface, Cutting

1

はじめに
最近，自動車産業，航空機産業，宇宙産業，原子力産業の発展に伴い，超耐熱合金の使用が増加してきている．しかし，超耐熱合金は強度と耐熱性を追求しているため加工が困難である．特に，切削加工においては，加工面品位や工具摩耗の点で極めて困難である．
そこで，本研究では，主に自動車のエンジン部品等で使用される難削材の一つであるニッケル基超耐燃合金であるインコネル 713C を用いて，耐腐敗性の優れたシ
ンセティックタイプの切削油剤と従来のエマルジョンタイプとを比較しながら，外周旋削における加工面品
位の向上について実験的に検討した．

2

Fig.1 Valve stem of wastegate type turbo charger

インコネル 713C

図 1 に示すようにターボチャージャーのウエストゲ
Table 1 Nominal compositions of Inconel 713C

ートタイプは，過給エンジンにおいて排気ガスの一部
†

機械工学科

C

Cr

Mo

Nb

Al

Ti

Zr

B

Ni

††

大同精密工業株式会社

0.12

12.5

4.2

2.0

6.1

0.8

0.1

0.012

bal

-1-

−1−

引地

力男

渡邉

嘉清

宮城

貴志

榎木

慶太

Table 2 Physical properties of Inconel 713C
Density

Meltingrange

Specific heatAt 21℃

3

At 538℃

Mean coefficient of thermal
expansion

Thermal conductivity
At 1093℃

At 93℃

At 538℃

At 1093℃

At 93℃

At 538℃

At 1093℃-6-6[g/cm ][℃]

[J/kgK][J/kgK][J/kgK][W/mK][W/mK][W/mK][×10 /K][×10 /K][×10-6/K]

7.91

1260-1290

420

565

710

10.9

17.0

26.4

10.6

13.5

17.1

Table 3 Mechanical properties of Inconel 713C
Tensile strength

0.2 yield strength

Dynamic modulus ofeasticity

Tensile elongation

At 21℃

At 538℃

At 21℃

At 538℃

At 21℃

At 538℃

At 21℃

At 538℃

[MPa]

[MPa]

[MPa]

[MPa]

[%]

[%]

[GPa]

[GPa]

850

860

740

705

8

10

206

179

を分流させることによりタービンへの流入量を調節するバルブ機構を持つものであり，排気ガスの 900℃にも達する高温に耐えられるように，バルブステム（図中丸印）は鋳造型のニッケル基超耐熱合金であるインコネル 713C が用いられ，高品位な加工面性状を得るた
めに精密な加工が要求される．これまで，仕上げ加工
は研削でおこなわれてきたが，加工技術の発展に伴いランニングコスト削減のために，最近では切削でおこなわれるようになってきた．インコネル 713C について
表 1 に成分，表 2 に物理的性質，表 3 に機械的性質 1)
Fig.2 Cutting method

をそれぞれ示す．これらの表より，インコネル 713C
は高温強度が大きく，熱伝導率が小さいため被削材とTable 4 Cutting conditions

しては難削材の一種であり，理想的な仕上げ面品位をD[mm]Diameter

得ることが非常に困難である．

φ8.1

そこで，本研究では，シンセティックタイプを含んだ

Rake

angle γ[deg.]

0, 10, 20

複数の切削油剤を用いて実際に自動車部品として使用

Corner radius rε[mm]0.2, 0.4, 0.8

するサイズのインコネル 713C の外周旋削加工をおこ

Depth of cut a [mm]0.1, 0.5

Feed rate

験的に検討した．

3

V [m/min]Cutting speed

ない，切削条件が加工面性状に及ぼす影響について実f [mm/rev]

30
0.01, 0.05, 0.10

Table 5 Cutting fluids

実験方法

Cutting fluids

Sample A
Synthetic
solubleSample B

Density[g/cm3(15℃)]

0.98

0.938

1.012

Surface tension[mN/m(25℃)]

32.9

34

25.2

S (Sulfur)

-

○

○

P (Phosphorus)

-

-

-

い角の大きなチップが切削加工に用いられる 2)．使用

B (Boron)---

した切削油剤は表 5 に示すように，サンプル A として

pH

9.3

9.7

9.87

実験は滝澤鉄工所製 CNC 普通旋盤 TAC510 を用いて，ターボチャージャーのバルブステムとして用いられる
外径φ8.1mm，長さ 68mm のインコネル 713C の丸棒を，
図 2 に示すように突き出し量を 35mm とした片持ちの状
態で，表 4 に示す切削条件でポジタイプの PVD コーテ
ィング超硬チップを用いて外周旋削をおこなった．一般に耐熱合金の切削加工では，刃先に加工熱がこもらないように，ホーニングの小さな鋭利な切れ刃ですく

-2-

−2−

Type

Emulsion

Sample C
Synthetic
emulsionインコネル713Cの切削加工における加工面品位の向上に関する研究(a)a= 0.1 mm(b)

a= 0.5 mm(b)

a= 0.5 mm

Fig.3. Effects of cutting conditions on Ra(a)a= 0.1 mm
Fig.4. Effects of cutting conditions on Rz

シンセティックソリュブル，サンプル B としてエマル

れが 0.5mm の場合を示す．工具のすくい角γは 20°とジョンの硫黄添加型，サンプル C としてシンセティッ

一定である．
また，図の白印はコーナ半径 rεが 0.2mm，

クエマルジョンの硫黄添加型の 3 種を用い，それぞれ

黒印は 0.4mm をそれぞれ示す．これらの表示方法は図8 まで同様である．図より，切込み a が 0.1mm の場合，10 倍に希釈したものを 10L/min の割合で使用した．
切削加工後，触針式表面粗さ測定機で工具送り方向

送り量 f が小さいほど仕上げ面粗さ Ra が良好であるこの算術平均粗さ Ra と最大高さ Rz を求めた．さらに，とがわかる．また，コーナ半径 rεが大きい方が良好で三次元形状測定機にて，形状誤差，真円度，円筒度，ある．これは，送り量と切込みが同じ条件の場合，コ同軸度を求めた．そして，同じ条件で 3 回実験をおこ

ーナ半径が大きいほど理論粗さが良好であることに一ない，それぞれの項目について 3 回測定し，それらを致する．切削油剤についてはサンプル C のシンセティ

平均したものをデータとして取り扱った．

ックエマルジョンが多少良好である．なお，サンプル Cの場合，切削加工終了後チップ先端部に凝着痕が確認

4

されず，潤滑性に優れていることを示す．これは，今実験結果および考察

回用いた油剤の中でサンプル C が最も表面張力が小図 3 は送り量 f が仕上げ面粗さ Ra に及ぼす影響を示

さく，刃先近傍のチップ先端部および被削材表面の濡す．なお，図(a)は切込み a が 0.1mm の場合，(b)はそれ性が良好であったことが考えられる．しかし，切込
-3-

−3−

(a)

引地

力男

渡邉

嘉清

宮城

貴志

榎木

慶太

a= 0.1 mm(b)

a= 0.5 mm(b)

a= 0.5 mm

Fig. 5 Effects of cutting conditions on size error(a)a= 0.1 mm

Fig.6 Effects of cutting conditions on roundness
み a が 0.5mm と大きくなった場合，全体的に粗さ Ra

場合は切削抵抗も漸増し，被削材が変形したためと思は悪化したが，サンプル A のシンセティックソリュブ

われる．形状誤差が 0.1mm を超える場合は，部品組み

ルでもサンプル C と同様に良好な結果を得た．

立てに大きく影響を与えるため，切込み a と送り量 fは小さくしなければならない．

図 4 は最大高さ Rz を示すが，これも算術平均粗さ

図 6 は真円度の結果を示す．真円度の場合も，送りRa と同様な結果を得た．
図 5 は形状誤差の結果を示す．CNC 旋盤での加工時

量 f が大きくなればなるほど真円度も大きくなることにおこなう刃合わせで計測した被削材の直径値と加工がわかる．真円度の場合も，前述の形状誤差の時と同後の直径値との差を表す．図より送り量 f の影響は前様コーナ半径 rεが小さい場合が良好な結果が得られ述の仕上げ面粗さの結果と同様送り量 f が大きくなれた．また，切込み a が 0.5mm と大きくなると真円度がばなるほど形状誤差は大きくなるが，コーナ半径 rε

極端に悪化することがわかる．切削油剤については，の影響については仕上げ面粗さの場合と異なり，コー

従来のエマルジョンよりもシンセティックソリュブル

ナ半径 rεが 0.2mm と小さい方が良好な結果が得られる． やシンセティックエマルジョンの方が良好な結果が得
また，切込み a が 0.5mm と大きくなると，形状誤差がられた．真円度が 20μm を超える場合，部品組み立て

極端に悪化することがわかる．これらは，被削材を片に影響を与えるため，真円度を優先的に考慮する場合持ちで保持し切削しているため，コーナ半径の大きいも切込み a と送り量 f は小さくする必要がある．
-4-

−4−

インコネル713Cの切削加工における加工面品位の向上に関する研究(a)a= 0.1 mm(b)

a= 0.5 mm

Fig.7 Effects of cutting conditions on cylindricity(a)a= 0.1 mm(b)

a= 0.5 mm

Fig.8 Effects of cutting conditions on coaxiality
図 7 は円筒度の結果を示す．円筒度の場合も，送りによる切削力の変化について考察すると，コーナ半径量 f が大きくなればなるほど円筒度も大きくなることが大きい rε1 の場合は，コーナ半径の小さい rε2 の場がわかる．さらに，コーナ半径 rεが小さい場合が良好

合よりも切削抵抗は大きくなり，さらに，その向きがな結果が得られた．また，切込み a が 0.5mm と大きく

背分力側に変化することが予測される．すなわち，切なると円筒度も大きくなることがわかる．切削油剤に削中に工具が被削材を回転中心軸に対して直角方向については，シンセティックエマルジョンが良好な結果

押す力が増大することで，片持ち保持の被削材が切削を示す．円筒度が 30μm を超える場合，部品組み立て

中に変形したため，形状誤差等が悪化したことが考えに影響を与えるため，円筒度を優先的に考慮する場合られる．

も切込み a と送り量 f は小さくする必要がある．

これまでの結果は，コーナ半径 rεが 0.2mm と 0.4mm

図 8 は同軸度の結果を示す．同軸度についても円筒の場合で比較検討したが，それが 0.8mm とさらに大き度と同様な結果が得られた．

くなった場合の結果の一例として最大高さ Rz を図 10

図 3 の算術平均粗さおよび図 4 の最大高さの結果とに示す．切込みは 0.1mm 一定であり，図中白印は送り異なり，図 5 の形状誤差，図 6 の真円度，図 7 の円筒

量 f が 0.01mm/rev，黒印は 0.10mm/rev をそれぞれ示度，図 8 の同軸度の結果はコーナ半径 rεの大きい方がす．図より，仕上げ面粗さに関してはコーナ半径 rε悪化した．これは図 9 に示すようにコーナ半径の影響が大きいほど良好な粗さを得ることがわかる．
-5-

−5−

引地

力男

渡邉

嘉清

宮城

貴志

榎木

慶太

Fig.9 Effect of corner radius on cutting resistancevariation

Fig.11 Effects of rake angle on Rz
検討した．その結果，今回使用した切削条件の範囲では，切込みと送り量が小さい場合，仕上げ面性状に対して良好な結果が得られた．切削油剤については，シンセティックタイプも従来のエマルションと同等もし
くはそれ以上の良好な結果が得られた．しかし，コー
ナ半径が大きくなると，被削材を片持ち保持で切削す
る場合は形状誤差等に影響を及ぼすことが明らかになった．今後の課題として，インコネル 713C の外周旋削
Fig.10 Effects of corner radius on Rz

加工において，切削油剤が工具寿命及ぼす影響について検討する必要がある．

また，すくい角γの影響について調べた結果の一例
として，最大高さ Rz の結果を図 11 に示す．切込みは謝

0.1mm 一定であり，
図中白印は送り量 f が 0.01mm/rev，
黒印は 0.10mm/rev をそれぞれ示す．図より，すくい角が大きくなると，最大高さ Rz が漸減することがわかる．

5

まとめ

辞

本研究は，
平成 22 年度校長裁量経費でおこなわれたことを記し，謝意を表します．

参考文献

ターボチャージャーの部品であるバルブステムとし1)て使用されるニッケル基超耐熱鋼インコネル 713C のAMS handbook committee ： METALS HANDBOOK Vol.1.
Cleveland. AMS INTERNATIONAL, 1990. 982-985

外周旋削加工をおこない，切削条件が加工面性状に及ぼす影響について調査した．さらに，切削油剤として

2)

木曽弘隆：”難削材の切削と工具材料⑤” 機械技術
[11] (1992)

シンセティックタイプと従来のエマルションを用い，算術平均粗さ, 最大高さ，形状誤差，真円度，円筒度,
同軸度について，油剤の性能を比較しながら実験的に

-6-

−6−

98-10540鹿児島工業高等専門学校
研究報告 46（2011）7〜10

鹿児島高専ソーラーカープロジェクト～中間報告～
椎保幸†

塚本公秀† 岡林 巧†２ 植村 眞一郎†３
堂込 一秀†５ 上野 孝行†６

樫根

健史†４

Interim Report on KNCT Solar Car Project
Yasuyuki SHII Kimihide TSUKAMOTO Takumi OKABAYASHI Shinichiro UEMURA
Kenji KASHINE Kazuhide DOUGOME Takayuki UENO
The new solar car project was started by authors in 2010 as a part of engineering education ofKagoshima National College of Technology. This project goes proceeding in cooperation with faculty andstudents in a two-year plan. The aim of this project is enhancement of environmental awareness toward
students and to help for improvement a technical education in KNCT. The objective in a first year of the
project is to produce an original solar car, and realize a participation in the solar car race which be held
on SUZUKA circuit. As a result, the production of original KNCT solar car was completed in spite oflimited schedule, and it was carried out that the finish the race successfully.
Keywords: Solar power, Solar car, Alternative energy, Design and Manufacturing

1

た．本プロジェクトは学生と教職員が協働で行う２年

はじめに計画の取組みであり，初年度は，マシンを完成させ大本プロジェクトは，鹿児島高専における全学的な取会へ出場することを目標とした．

組みとして，ソーラーカーレースへの出場を目的とし

２てマシン製作を行うものである．

本プロジェクトの意義背景として，専攻科１年生の必修科目である「環境

昨今，環境に対する問題意識が高まってきている中創造工学プロジェクト」において，「ソーラーカーの設

で，産業のあらゆる分野で環境負荷をできるだけ減ら計・製作」をテーマとした取組みを平成 21 年度に行っすための新技術が開発されている．その中でも，ハイた．同授業では，学生が車体班，電装班，ボディ班のブリッドカーの発展・普及は顕著であり，それと同時

三班に分かれ，それぞれの出身学科の専門知識を生かに電気自動車の開発においても目覚ましい進展がみらしながら各部の設計を行ったが，授業が半期のみと短れる．また，自動車産業のみならず，身近なところでいことから実際の製作までには至らず，設計段階で授も再生可能な自然エネルギーを積極的に利用する動き

業が終了してしまった．

が活発となり，これまでの化石燃料を主とする大規模発電から太陽光，風力，水力などを利用した小規模発

そこで，この授業で得られた成果を引継ぎ，その知電にシフトしていこうという社会的動向がある．

識およびデータを活かしてマシンを完成させ，三重県鈴鹿市で開催される４時間耐久のソーラーカーレース

このようなことから，「環境を創造する」という本校に出場することを目的として，平成 22 年度に新たにが掲げる教育理念に鑑みれば，電気エネルギーの有効「鹿児島高専ソーラーカープロジェクト」を立ち上げ

利用に関する授業を今後は学科問わず組み入れていく必要がある．本プロジェクトは，その象徴的な役割を†

鹿児島工業高等専門学校 機械工学科

担い，あらたな教育内容を考えていく上でのモチベー†２

都市環境デザイン工学科

ション向上につながるものと思っている．また，ロボ†３電子制御工学科

コン，エコラン等に続き，一日体験入学，高専祭およ†４

電気電子工学科

び各種公開講座等の行事において教材として利用する

†５

情報工学科

ことも可能であり，本校のＰＲにも大いに貢献できる

†６

技術室
-7-

−7−

椎
植村

保幸

眞一郎

樫根

塚本

公秀

健史

巧

一秀

上野

孝行

は時間内にどれだけ多くコースを周回できるかで競わものと考えている．

３

堂込

岡林

れ，エントリーはいくつかのクラスに分けられる．表

実施体制

１にソーラーカーレース鈴鹿の競技規則の一部を示す．
今回，著者らがエントリーしたのは一般向けの ENJOY

本プロジェクトは，学生と教職員が一体となって行うものづくりに関する取組みであり，具体的には教員Ⅱクラスである．

および技術職員の指導の下，学生がマシンの設計や製マシンを製作する上で難関となるのが，ソーラーカ

作を担う．基本的には課外での取組みになるが，専攻

ーレースの技術規則である．参加車両の中でもトップ科の特別研究あるいは本科の卒業研究とリンクするこ

チームともなると，マシンの最高速度は 100km/h 近くとが可能であり，実際に取組み初年度である 22 年度は， になるため，特に車両の安全性については厳しい基準
機械工学科の専攻科生および５年生の研究テーマとしが設けられ，
車検時に細かい部分までチェックされる．

てプロジェクトを進めることができた．

また，本レースは国際基準に則った国際格式のレース

４であり，レースに出場するためには二つのライセンス

ソーラーカーレースについてが必要である．一つはエントラントライセンスと呼ば三重県鈴鹿市の鈴鹿サーキットで毎年開催されていれるもので，チーム責任者は必ずこれを取得していな

るソーラーカーレースは，正式には「DreamCup ソーラ

ければならない．また，マシンを運転する者は，国際ーカーレース鈴鹿」と呼ばれる．数年前までは，本田

ソーラーカーレースのドライバーライセンスを取得す

技研工業の主催で開催されていたが，最近は読売新聞

る必要がある．このライセンスを取得するには，決め社が主催となり，7 月末～8 月初めの頃に行われる．レ

られた日時に行われる講習会に参加し，筆記試験に合ース形式には，8 時間耐久（4 時間×2）と 4 時間耐久

格しなければならない．著者の一人も学生と共に講習の二種類があり，この二つが同時に行われる．レース会に参加し，ドライバーライセンスを取得した．

表１ ソーラーカーレース鈴鹿

競技規則概要①FIA OLYMPIA クラス（８時間耐久：４時間×２ヒート）②DREAM クラス
競技種目

（

〃

）

③CALLENGE クラス （〃）④ENJOY Ⅰクラス

（4 時間耐久×１ヒート）高校生主体のチームが対象⑤ENJOY Ⅱクラス

（

〃

コース全長

5.81km（周回方向：右回り）

車体サイズ

全長 5.0m，全幅 1.8m，全高 1.6m 以下）一般対象※①のマシンについては別・DREAM クラス：鉛（制御弁式）80kg，ニッケルカドミウム 60kg，ニッケル水駆動用バッテリー

素 41kg，リチウムイオン 17kg，リチウムイオンポリマー17kg（種類および重量） ・CHALLENGE クラス：鉛（制御弁式）80kg
・ENJOY クラス：鉛（制御弁式）80kg
・特に種類の規定はなし
・サイズは車体サイズ寸法の範囲内
ソーラーパネル・出力DREAM クラス：480W を超え制限なし
CALLENGE クラス：480W を超え 800W 以下
ENJOY クラス：480W 以下
・主ブレーキ：最低２輪のホイールを制御する油圧式制動装置の装備
・駐車ブレーキ：8%勾配の坂で有効に停止できるもの

安全装置

・安全ベルト：４点式のワンタッチ式フルハーネスタイプのシートベルト
・消化装置：内容物が１kg 以上の粉末手動式の消火器
・ロールバー：規定を満足するロールバーの取り付け

その他

バックミラー，方向指示器，ブレーキランプ，牽引フック，雨天対策
-8-

−8−

等

鹿児島高専ソーラーカープロジェクト～中間報告～

表２

５

製作マシン主要諸元
車両

車両製作

人が乗って且つ安全にスピードが出せるソーラーカ

全長
全高2713mm
1050mmーをつくるのは初めての試みであり，知識，データ共

全幅

870mm

に全くゼロの状態からのスタートであった．専攻科の重量

授業で少しは情報を集めていたものの，いざ実車を製

懸架方式

169kg
前輪：リジッド，後輪：サス有作するとなると信頼できるデータが少なく，もう一度モーター

設計からやり直す形となった．また，レース出場を決め，実際に作業に取り掛かったのがレース本番の約４ヶ月前であり，準備期間も非常に短いという厳しい状況であった．
車両製作にあたっては，設計，製作共に学生が主となって行い，教員および技術職員がこれの指導にあた

形式
重量

MITSUBA M1596C
3.0kg

制御方式

PWM 制御

定格出力

1000W

定格入力電圧

96V

使用個数

2個
ソーラーパネルった．また，車両のフレーム溶接に関しては，安全性を確保する観点から，外部の専門業者に委託した．最形式
重量

テクノエキスプレス
0.22kg

終的に車両が完成したのは，レース出場に向け車両を最大出力搬送する日の前日であり，調整のための試走もそれま

19.9W

使用枚数

12 枚

での期間に一回しかできなかった．しかし，準備期間

FT232-E

バッテリー

ことができ，無事レースにも出場することができた．

形式
重量

GS ユアサ HJ－LB20L
10.5kg

表２に製作したマシンの主要諸元を，図１に完成した

5 時間率容量

27Ah

使用個数

7個

が短かったにもかかわらず何とかマシンを作り上げるマシンの様子を示す．

６

レース結果

まず，レース前日にマシンの車検とスタート位置を決めるためのプレ走行が行われる．図２に車検の様子を示す．車検では規定どおりの仕様となっているか厳
格にチェックされるため，初参加である本校チームはビクビクしながら車検を受けた．数箇所で指摘を受けたものの，フレームの一部に強度を上げるための修正を加えるということでなんとか合格となった．プレ走行については，フレームの修正等で手間取ったため制
限時間内に１周しか走れず，結局，スタート位置は最

図１

後尾から５，６台目の位置となった．

完成したマシン

レース当日を迎え，それまで過去の大会は曇りまたは小雨の中でのレースが多かったと聞いていたため，大会の数日前までは天気がどうなるか大変心配であったが，大会二日間を通してこれまでにない快晴であった．スタート時間が近づき，チーム全員でマシンを押してコースインさせたが，Ｆ１でも使われるレーシン
グコースだけあって嫌がおうにも気持ちが高揚した．
すべての準備が整い，いよいよレースがスタートした．
４時間という長丁場の戦いの始まりである．すべりだ
しは事のほか順調で，予想を良い意味で裏切ってくれ
た．レースは７月３１日という夏真っ盛りの日に行わ

図２れるため，ドライバーの暑さ対策が必要であるが，今
-9-

−9−

車検の様子（写真は別チーム）

椎
植村

保幸

眞一郎

樫根

塚本

公秀

健史

堂込

岡林

巧

一秀

上野

孝行

回は水分補給のための水バックしか準備できなかった． ーだけで４時間を走りきれるよう速度はなるべく抑え
図３にホームストレートを走行する本校マシンの勇姿

るよう事前に戦略は立てていた．その甲斐あってか，を示す．

マシンのトラブルもなく無事に４時間を走りきること

レースが順調に進行し，途中，２度のドライバー交ができた．表３に本レースの最終結果を示す．本校チ代を行った．ドライバー交代の際にはどこか不具合は

ームは，最終的に４時間で１３周走り，
その結果から，ないか確認したが，走行に支障をきたすような大きな

平均時速は約 20km/h であったことが伺える．

問題は発生しなかった．ただし，ソーラーパネルの発電量，モーターによる電力消費量およびバッテリー残

７

おわりに

量などをモニタリングする計器類を搭載していないたレースでは無事に完走を果たすことができ，初年度

め，マシンの状態を把握することはできず，いつ止まの目標は概ね達成できた．しかし，車両フレームの強ってもおかしくない状況であった．そのため,バッテリ度の問題，モーターセッティング，ソーラーパネル発電量とバッテリー消費量の把握など，技術的には多くの課題が残っている．次年度は，今回の準備段階からレース本番までを通して得られた経験を活かし，これらの課題を少しでも改善して，より上位を狙えるようなマシンづくりを目指したい．

謝辞

本取組みは，平成２２年度校長裁量経費校内助成（教育）の支援を受け実施された．この場を借りて謝意を表す．
図３

順調に走行する本校マシン

表３ レース結果（ENJOYⅡクラス）- 10 -− 10 −

鹿児島工業高等専門学校
研究報告 46（2011）11〜16

噴流の拡散促進を目的としたノズルの試作および流れの可視化
田畑隆英†

高橋 勉††Development and Flow Visualization of Circular Nozzle to Promote Jet Diffusion
Takahide TABATA and Tsutomu TAKAHASHI
As a part of study on the diffusion control and the direction one the characteristics of the jet issuingfrom the circular nozzle has been studied. The circular plate with a microscopic hole was attachedinside of the circular pipe. After passing through a microscopic hole, the jet issues from the circular
nozzle. The flow visualization was used to investigate the jet diffusion by changing with the diameterof the microscopic hole, the distance from the pipe exit to the circular plate and the offset of the
microscopic hole, variously. Moreover, in order to investigate the jet diffusion and direction of the jet
quantitatively, the information processing was carried out using the image information obtained
from the flow visualization.
As a result, it has been found that the diffusion and the direction of the jet are affected by thediameter of the microscopic hole, the distance from the pipe exit to the circular plate and the offset ofthe microscopic hole.
Keywords : Jet, Diffusion, Flow visualization, Information processing

1

緒の円管中心軸から壁面方向へのオフセット量の 3 つの論

パラメータを種々変化させ，流れの可視化実験により噴流は，流体機械や燃焼装置など工業機器に広く応噴流の流動状態を調べた．また，得られた瞬間画像を用され，各種流体の拡散・混合などの現象と密接に関用いて画像処理を行い，噴流幅およびその流出方向の連しているため，重要な流れ場である．また，噴流は偏向も調べた．

ノズルから流出する際に，大規模組織構造である渦輪を伴っており，噴流中の渦を操作することによって，噴流の拡散・混合を制御することが可能となる．この

2

実験装置および方法

渦輪を操作する方法として，音波 1)，振動板 2)，フィ

本研究における流れ場および座標系を図 1 に示す．

ン 3)，脈動 4)などによってノズル出口直後の噴流混合

座標原点 O を円管出口中心にとり，噴流の流出方向に層に撹乱を与えることが提案されている．このような

x 軸，鉛直方向に y 軸，およびそれらと直角に z 軸を

研究の背景から，本研究では，円管出口より上流の円それぞれとる．また，プレートにあけた小孔の直径を管内に小孔をあけたプレートを設置し，そこから流体

d，円管内径を D，プレートから円管出口までの距離
を L，プレートにあけた小孔の円管中心軸からのオフ
セット量を s とする．

を円管内に流出させる．小孔は円管の中心軸から離れた位置にあけられており，ここから流出した流体の流出方向は壁面の存在により不安定となり，それが円管内で増幅された後に円管から揺動しながら流出する．
これにより，円管から流出した噴流の拡散の促進が期待される．ここでは，プレートから円管出口までの距
離，プレートにあけた小孔の直径，および，その中心†

鹿児島工業高等専門学校機械工学科准教授††

長岡技術科学大学機械系人間環境システム工学講座教授- 11 -− 11 −

図 1 流れ場および座標系

田畑

隆英

高橋

勉

本研究で用いた実験装置を図 2 に示す．作動流体である空気は，インバーターによって制御された送風機で圧送され，エルボを通り，小孔をあけられたプレー
トをその内部にもつ円管から流出する．
流 れの可 視化 のため に， 噴流の 下流 に設置 したCW:YAG レーザー(KANOMAX 製 CW-532，出力 5W)のレーザー光をシリンドリカルレンズによってシート状に広げ，それを xOy 平面に照射し，可視化された流れを噴流側方に設置した高速度カメラ(Phantom 製
V5.0)によって撮影する．得られた可視化画像のデジタ
ル情報はコンピュータに転送され，必要に応じて画像①煙発生装置 ②送風機 ③圧縮機処理を行った．なお，トレーサとして，圧縮機からの④高速度カメラ空気を煙発生装置に送り，発生したグリコールの微粒⑥コンピュータ⑤CW:YAG レーザー

図 2 実験装置概略

子をエルボ部から円管内に供給した．
ここで，円管の内径は D=31mm であり，円管内に設置するプレートにあけた小孔の直径 d，そのオフセ

ー管および精密微差圧計を用いて求めた座標(x/d, y/d,を種々，変化させて実験を行った．すなわち，幾何学用いて算出した．

ット量 s，およびプレートから円管出口までの距離 Lz/d)=(8, 0, 0)のポテンシャルコア領域における速度を的パラメータである d は，D/5，D/4，D/3 および D/2の 4 種類であり，s は，0，x 軸から下方に 0.25D，お3

よび，小孔が円管の内壁と内接する場合の 3 種類，L

実験結果および考察

は，6D，7D，8D および 9D の 4 種類とした．

３．１ 流れの可視化

d が D/5，D/4，D/3 および D/2 のそれぞれで，74，118，のシート光および高速度カメラを用いて xOy 面におまた，
力学的パラメータであるレイノルズ数 Re は，噴流の流動状態を調べるために，CW:YAG レーザー214 および 502 である．なお，本研究においてレイノ

ける流れの可視化を行った．ここで，高速度カメラの撮影速度は 500fps であり，2.0s 間の撮影を行った．

ルズ数の代表速度および代表寸法は，それぞれ，円管出口における断面平均速度 Umean および円管内径 D でなお，撮影した画像の大きさは 1024×1024pixel で，ある．ここで，断面平均速度 Umean は，小孔から流出

空間解像度は約 0.49mm/pixel である．

する流体の流量を D で除したものであり，流量は小孔

流れの瞬間画像を図 3 に示す．図 3(a)に示すように，から流体が一様速度で流出するものと仮定して，ピト噴流は下流に進むにしたがって，次第にその幅を広げ

表 1 噴流の振動および偏向
Re

74

118

D/d

0.2

0.25

214

0.33

502

0.5

s/D

L/D
6

7

8

9

0

×

×

×

×

0.25

○

○

○

○

0.34

○

○

○

○

0

○

○

○

○

0.25

△

△

○

○

0.34

△

○

○

○

0

○

○

○

○

0.25

△

○

○

○

0

×

×

×

×

0.14

×

×

×

×

○：振動有、×：振動無、△：偏向有- 12 -− 12 −

噴流の拡散促進を目的としたノズルの試作および流れの可視化(a) L/D=6, s/D=0(b) L/D=6, s/D=0.25
図 3 瞬間可視化画像(d/D=0.33, Re=214)(c) L/D=7, s/D=0.25ていくことがわかる．さらに，プレートから円管出口までの距離，小孔の直径およびそのオフセット量によって，図 3(a)から 3(c)に一例として示すように，3 つの流動状態に分類できることがわかった．すなわち，
図 3(a)に示すように，噴流が円管から x 軸に沿って流出する場合，図 3(b)に示すように噴流が y 方向に偏向して流出する場合，そして，図 3(c)に示すように，y方向に偏向して流出する噴流において L を増加させた
とき，噴流が x 軸に沿って流出するとともに噴流幅が大きくなる場合である。また，表 1 に各条件での噴流の流動状況を示す．
図 4 ２値化画像
３．２ 噴流幅および噴流の偏向の定義（１） 噴流幅
噴流の広がりおよび偏向を定量的に評価するために，流れの可視化画像を用いて画像処理を行った．すなわ
ち，流れの可視化で得られた 1019 枚の瞬間画像を重ね合わせ，図 4 に示すような２値化画像を作成した．
そして，任意の下流位置における白色部分の y 方向への距離を噴流幅 2b と定義した．ここで，種々のしきい値で 2 値化処理を行なって，求めた噴流幅の下流方向への変化，および，瞬間可視化画像でのそれを比較し，同様の傾向をもつものを最適なしきい値とした．
図 5 噴流の偏向量の定義（２） 噴流の偏向
３．１節で前述したように，噴流が偏向される場合も観察された．そこで，２値化処理を行った画像を用

レイノルズ数が噴流の偏向に及ぼす影響について考いて，噴流の偏向量の定量的な評価を行った．すなわ

察する．図 6(a)に示す Re=74 の場合について説明する．

ち，図 5 に示すように任意の下流位置における噴流幅の 1/2 の値をとる点 p を噴流の中心線上の点とし，これと x 軸との距離を偏向量 S と定義した．

s/D=0.34 で L/D=6 の噴流は大きく偏向することがわ
かる．また，s/D=0.34 で L/D=6 以外の場合は，下流へ進むにしたがって，噴流中心が上下に振動している．
さらに，振動の振幅は，オフセット量をつけた方が大３．３ 噴流の偏向

きくなる．

噴流中心線の偏向量 S の下流方向への変化を図 6(a)から 6(d)に示す．

次に，図 6(b)に示す Re=118 の場合について説明する．前述の Re=74 の場合には，噴流の中心が振動して- 13 -− 13 −

田畑

隆英

高橋

勉

(a) Re=74(b) Re=118(c) Re=214(d) Re=502
図 6 噴流中心の偏向量

いたが，レイノルズ数が増加すると，それは振動せず出した噴流が，壁面に引き寄せられ，円管の内壁に沿に偏向する場合がある．

って流れ，円管の上側にまわりこんだ後に，円管からさらに，図 6(c)に示す Re=214 の場合について説明する．前述の Re=118 の場合に比べ，レイノルズ数が増加すると，その偏向量は小さくなる．

また，図 6(d)に示す Re=502 では，その傾向はより流出したためと考えられる．
ここで，Re=74 の場合の L/D=6 で s/D=0.34，Re=118の場合の L/D=6 で s/D=0.25 および 0.31，L/D=7 で顕著になる．以上のように，レイノルズ数を増加させ

s/D=0.25，ならびに，Re=214 の場合の L/D=6 でs/D=0.25 の 5 つの条件の噴流は，その偏向量が大きい

ると，噴流中心の挙動は振動から偏向へ遷移する．さので，噴流とはみなせない．したがって，これらの場

らに，レイノルズ数が小さい場合，L/D が大きくなる合を除外して以降の考察を行うこととした．

と，噴流中心の偏向量は小さくなるが，その影響はレ
イノルズ数が増加すると小さくなることもわかる．

３．４ 噴流幅

次に，小孔のオフセット量が噴流の偏向におよぼす影響について考察する．小孔のオフセットを行うこと

３．２節で前述した方法で求めた噴流幅の下流方向への変化を図 7(a)から 7(d)に示す．
まず，図 7(a)に示す Re=74 の場合について説明する．

により，噴流中心が偏向することがわかる．

Re=74 および 118 の場合，オフセット量が最大の噴下流へ進むにしたがって，噴流幅は次第に増加する．

流より，オフセット量 0.25 の噴流は大きく偏向する．

また，オフセットのない場合より，それのある場合のこのことから，円管の内壁と小孔が内接しない場合に，噴流の拡散は促進する．オフセット量が最大の場合よ噴流は最も偏向することがわかる．また，偏向していり，それが 0.25 の噴流において，さらにその拡散は促る噴流に関しては，円管内に設置したプレート上で，進する．これは，オフセット量が最大の場合は，小孔小孔を円管の中心軸からオフセットした方向と逆の方が円管内壁に内接しており，噴流が管壁に沿って流れ向に偏向する．これは，オフセットされた小孔から流るので，円管内における小孔から流出した噴流の不安- 14 -− 14 −

噴流の拡散促進を目的としたノズルの試作および流れの可視化(a) Re=74(b) Re=118(c) Re=214(d) Re=502
図 7 噴流幅定さが抑制されるためと思われる．さらに，可視化映そして，噴流中心が偏向していたものは，L/D を 1

像の観察から噴流の振動周波数を調べた結果，オフセ

大きくすると噴流が最も広がる．これは，それぞれのット量が最大の噴流よりも，オフセット量 0.25 の噴流

レイノルズ数において，噴流が最も広がる条件と等しの周波数が高く，これは噴流の拡散がさらに促進されい．

ることを裏付けるものである．

本研究の範囲において，噴流の拡散が最も促進される

次に，
図 7(b)に示す Re=118 の場合について説明する． 条件は，噴流の中心が偏向していた条件の L/D を 1 大
この場合，前述の Re=74 の場合と同様の傾向を示すが，噴流の拡散は比較的小さい．また，図 7(c)および 7(d)に示すように，Re=214 および 502 とレイノルズ数をきくしたものである．

4

結

論

増加させると，噴流の拡散はさらに小さくなる．さら噴流の拡散を制御するために，円管の内部に小孔のに，それぞれのレイノルズ数において，L/D が増加すあけられたプレートを設置し，プレートから円管出口

ると噴流の拡散は小さくなる．そして，噴流が最も広までの距離，小孔の直径およびそのオフセット量の 3

がるのは，噴流が偏向していた条件での L/D を 1 大きつのパラメータを種々変化させて，流れの可視化およ

くしたものであることがわかる.

び可視化画像の画像処理を行い，噴流の偏向量および以上のことから，総合的に考察を行うと，すべてのその幅について調べた．

レイノルズ数で，オフセットをつけたほうが噴流の拡その結果，以下の結論が得られた．

散が促進する．また，Re=74 および 118 の場合，オフ(1)噴流には，オフセットをつけると，振動または偏セット量が最大の場合よりも，0.25 の場合において，向するものがある．
(2)オフセットをつけたほうが噴流の拡散は促進さ

噴流の拡散は促進する．
レイノルズ数が増加すると，噴流のもつ慣性力が増大し，噴流の拡散が抑制される．また，プレートから
円管出口までの距離が増加すると，噴流の拡散は抑制

れる．
(3)オフセット量が最大の場合に比べ，0.25 のほうが，さらに噴流の拡散が促進される．
(4)噴流が偏向していたものの円管の長さを，直径とされる．
- 15 -− 15 −

田畑

隆英

高橋

同じ長さだけ長くすると噴流は最も広がる．これは，それぞれのレイノルズ数において，噴流が最も広がる条件と等しい．
(5)オフセット量とレイノルズ数を一定にして比較すると，プレートから噴流までの距離を長くすると噴流の拡散は抑制される．

謝辞

本研究は，平成 22 年度高専－長岡技科大連携教育研究の推進助成，および，平成 22 年度鹿児島工業高等専
門学校校内助成による補助を受けて行われた．この場を借りて謝意を表す．

参考文献
1)

飯尾昭一郎，松原雅春，池田敏彦: “音波による発振噴流の制御と流れ特性”，日本機械学会流体工学部門講演会
論文集, p. 89, 2005.

2)

島宏樹，鈴木宏明，笠木伸英，鈴木雄二: “インテリジェ
ント・ノズルにより制御された軸対称噴流の構造”，可視化情報学会誌，Vol. 18, pp. 217－220, 1998.

3)

中島正弘，濱田廣貴，李鹿輝: “柔らかいフィンをもつ円管から流出する噴流の乱流特性”，日本機械学会論文集
B 編，74, (747), pp. 2320－2326, 2008.

4)

田畑隆英，中島正弘，李鹿輝: “平行のおかれた 2 円管から流出する脈動噴流”，可視化情報学会誌，Suppl. 28, (1),pp. 173－174, 2008.

- 16 -− 16 −

勉

鹿児島工業高等専門学校
研究報告 46（2011）17〜18

モデル変圧器内の部分放電による超音波伝搬特性の実験的検討
中村 格† 樫根 健史† 永田 亮一††
小迫 雅裕††† 匹田 政幸††† 小出 英延††††Experimental Examination of Acoustic Wave Propagation Characteristics
caused by Partial Discharge in Model Transformer
Itaru NAKAMURA† Kenji KASHINE† Ryouichi NAGATA†
Masahiro KOZAKO†† Masayuki HIKITA†† Hidenobu KOIDE†††We have so far examined paying attention to the acoustic wave propagation characteristic aiming at theadvancement of the insulation diagnostic technique of the electric power transformer. In this report, wemanufactured the model transformer which has arranged the winding model in oil. And we examined
experimentally the propagation characteristic of the acoustic wave signal which the partial discharge in oil
generated. This is based on an unprecedented new idea. Concurrently, these examinations contribute to theimprovement in precision concerning localization of partial discharge. Hereafter, we will conduct acoustic wave
propagation analysis in the upper part and the lower part of the transformer. And, we consider the sensor placement
which aimed at the improvement in sensitivity of the measurement. Then, we aim at improvement in precision of
the localization system of partial discharge.

Keywords : Insulation diagnostic technique, Power transformer, Partial discharge, Acoustic wave1

図１に実験回路を示す．絶縁油を満たした鉄製油層

はしがき

内の横 200mm，縦 250mm，高さ 158mm の位置に PD 源を

これまで，筆者らは電力用変圧器の絶縁診断技術の設置した．PD 源は棒-棒電極を使用し，電極間に厚さ高度化を目指し，超音波伝搬特性に着目して検討して1mm，一片 10mm のアクリル板を設けている．同電極に[1]きた ．しかしながら，変圧器内部の複雑な絶縁構成

交流高電圧を印加し，PD 発生に伴う超音波を外壁に設

での部分放電(Partial discharge: PD)検出に対しては， 置してある AE センサで受信する．この超音波をプリア
超音波伝搬メカニズムが未だ解明されておらず，AE セ

ンプで増幅し，オシロスコープに表示させた．また，

ンサによる PD 検出感度向上のためには変圧器内部構造物に起因した超音波伝搬特性の解明が必要である．
本報告では，実変圧器内で使用されている巻線のモデルを油中に配置してモデル変圧器を製作し，油中で生じた PD による超音波の伝搬特性について実験的に検討した結果を述べる．

2
†
††
†††
††††

実験方法

鹿児島工業高等専門学校電気電子工学科
鹿児島工業高等専門学校技術室
九州工業大学大学院工学研究院電気電子工学研究系

Fig. 1. Experimental setup(株)AE パワーシステムズ変圧器事業部企画部
−- 17
17 −
-

中村

格

樫根

健史

永田

亮一

小迫

雅裕

匹田

政幸

小出

英延

部分放電電流パルスは RC 検出回路，アンプを介して，一波ピーク値の最大 Vpmax，最小 Vpmin および平均 Vpave をオシロスコープで表示させた．巻線モデルは，銅の平表す．g を大きくすると，第一波の最大値 Vp も大きく

角線(厚さ 4.5mm，幅 10mm，長さ 160mm)に絶縁紙(厚さなる．また，g 有りと g 無し，例えば g が 10mm と 0mm

1.5 mm)を巻いたものを縦に積み重ねたものである．ことで比較すると，10mm の方が Vpmax と Vpmin の差が大きい．

れを高さ方向に 150 mm の高さになるまで並べて設置

これは 0mm では部分放電の大きさに関わらず，第一波したものを，1 層巻線モデルとした．厚さ方向に同様

がノイズレベルまで減衰してしまうため，両者にあまにして，巻線を 2 層配置したものを 2 層巻線モデル，3り差は現れていない．10mm では部分放電規模のバラツ層配置したものを 3 層巻線モデルとした．また，巻線キの影響を大きく受けている．従って，実規模変圧器のギャップ g[mm]は，各サイズのアクリル板を素線間における位置標定を行う場合，現状ではこのように第の端部に設置することにより設けている．ギャップ g

一波を捉える事が難しいため，別経路での伝搬も検討

を 0，2.5，5，10 mm，層数を 1，2，3 層に変化させた

して，比較的振幅の大きい超音波を捉える事のできる

ときの，超音波伝搬特性を検討した．

センサ位置の検討が必要である．

3

4

実験結果および考察まとめ

図 2(a)および(b)に g を 0mm とした巻線 1 層および 3変圧器内部構造物を考慮した超音波伝搬特性の検討

層のときの超音波波形を示す．層数が増えると，第一は，これまでにない新しい考えに基づくものであり，波の減衰が大きくなっている．図 3 には，巻線 1 層で同時に，部分放電位置標定精度向上に資するものであg を変化させて 10 回測定を行い，得られた超音波の第る．今後，変圧器上下部における超音波伝搬解析および数値解析シミュレーションによる現象解明を行い，測定感度向上を目指したセンサ配置について検討し，10kV

部分放電波形

部分放電位置評定精度向上を図っていく．

参考文献

100μs

超音波波形
1) 山田恭平ほか：“油中変圧器内における有限要素法
を用いた部分放電放射超音波伝搬特性の基礎的検討 ” 電 気 学 会 静 止 器 研 究 会 資 料 No.SA-09-128(2009) 51-56

100mV

謝
(a) 1 layer

辞

本研究は，共同研究（㈱AE パワーシステムズ），校内助成（研究助成）による援助を受けた．謝意を表す．

10kV

100μs

部分放電波形

超音波波形

100mV
(b) 3 layers
Fig. 3. g－Vp characteristic

Fig. 2. Acoustic wave waveform (g＝0mm)
−- 18
18 −
-

鹿児島工業高等専門学校
研究報告 46（2011）
19〜28

JPEG XR ビューア第 2 版の試行
加治佐

清光†

吉田 沙央里††Feasibility Study of JPEG XR Viewer, Version 2
Kiyomitsu KAJISA and Saori YOSHIDAJPEG XR (eXtended Range) is an international standard for compressing continuous-tone
photographic still images. Its evaluation tool, Device Porting Kit, provided by Microsoft is acommand-based tool. So, in 2010, we implemented JPEG XR Viewer which is a Windows-based
application using WIC (Windows Imaging Component) supported by .NET Framework 3.0, 3.5, 4 andso on. Also, the 2nd version of the JPEG XR Viewer supports not only Gray16bpp (bits per pixel) andRGB48bpp but also RGBA64bpp (A: Alpha, transparency). This technical paper reports outlines of
the JPEG XR Viewer and experimental results using the 2nd version of the JPEG XR Viewer.
Keywords : JPEG XR, JPEG, WIC, PSNR

1

版の概要と，第 2 版による JPEG XR の評価について

まえがき

報告する．

JPEG XR (eXtended Range)は 2009 年に制定された静止画像圧縮の国際標準 1)である．JPEG XR は highdynamic range (HDR)の写真市場向け 2)と云われてい2

JPEG XR ビューア第 1 版の概要

る．JPEG XR の符号化技術は Microsoft 社の HD

JPEG XR ビューア第 1 版には，著者の加治佐が試

Photo3), 4)（以前は Windows Media Photo）に基づい作し，その実行ファイルを平成 22 年度の卒業研究班ており，各色成分 32bpp (bits per pixel)までのビットに試作例として提示した版と，共著者の吉田らが卒業

深度(bit depth)，ロスレスとロッシーの連続性，背景研究の課題として自力で試作した版 7)がある．いずれとの透明度を示すアルファなどをその特徴とする．圧も，24bpp のカラー画像と 8bpp のグレイスケール画

縮性能は JPEG2000 に非常に近く，同程度に JPEG

像の BMP だけを入力原画像ファイルの対象としていを凌駕すると報告 2)されているが，RGBA64bpp のビる．ここでは，前者についてその要点を報告する．

ット深度などについては詳細な実験報告がない．なお，
HD Photo は，Microsoft 社の Windows Vista や

2.1

Windows 7 に標準搭載された .NET Framework 3.0

JPEG XR ビューアの特徴

JPEG XR ビューア第 1 版の実行画面の構成は図１に示した第 2 版の実行画面の構成とほぼ同じである．

以降によりサポートされている．
JPEG XR の評価ツール 5)は Microsoft 社により提供

第 2 版では，画面下部のアルファに関する三つの数値されているが，一つの試験画像の PSNR (Peak Signal-

上下コントロールと最下部の二つの BMP 保存用のボ

to-Noise Ratio)を得るためには，コマンドプロンプト

タンを追加している．

上で符号化，復号化，PSNR 評価の三つのコマンドをJPEG XR ビューアの実行画面は，過去に研究報告

入力しなければならず，非効率的であった 6)．そのたとして報告したウェーブレット画像変換(2004) 8)と２

め，平成 22 年度に Windows アプリケーション版の値算術符号化(2007) 9)の学習ソフト（シミュレータ）JPEG XR ビューアを試作した．特に，その第 2 版（図と同じく，メニュー主体でなく，必要な項目が画面上

１を参照）では，Gray16bpp と RGB48bpp のみならで全て設定でき，結果が見えることを特徴としている．

ず，アルファを含む RGBA 64bpp にも対応可能とした．

なお，圧縮率の表現には種々の形式があるが，本報

以下，試作した JPEG XR ビューアの第 1 版と第 2

告では，圧縮率は，ヘッダ情報を含む入力ファイルサ

†

情報工学科

††

（株）沖電気カスタマアドテック

イズ（PNG の場合は画像サイズ）に対する出力ファイルサイズの割合(%)である（図１の圧縮率を参照）
．
- 19
− 19
−-

加治佐

図１

2.2

清光

吉田

沙央里

JPEG XR ビューア第 2 版の実行画面の例

JPEG XR ビューアの開発環境

2.3

JPEG XR の符号化オプション

JPEG XR ビューア第 1 版と第 2 版の試作にはJPEG XR の エ ン コ ー ダ を 定 義 す る System.

Visual Studio 2008 と 2010 の C#を使用した．JPEG

Windows.Media.Imaging.WmpBitmapEncoder クラス

XR の符号器（エンコーダ）と復号器（デコーダ）のには 26 のプロパティ 10)がある．そのうち JPEG XR

API は.NET Framework 3.0 以降で WIC (Windows

Viewer で使用した 12 のプロパティを表１に示す．こImaging Component)としてサポートされている．

れらは，図１に示した画面中のチェックボックスや数WIC はディジタル画像用の API をサポートするプラ

値上下コントロールに対応し，WmpBitmapEncoder

ットフォームである．Windows Vista は.NET Frameを用いて符号化する際のパラメータとして使用される．

work 2.0 あるいは 3.0，Windows 7 は.NET Frame

なお，表１の下部分のアルファに関する三つのプロパ

work 3.0 あるいは 3.5 を標準搭載している．また，ティは第 1 版では使用していない．

Visual Studio 2008 は.NET Framework 3.0 と 3.5，

図１において，Use Options あるいは Lossless が選

Visual Studio 2010 は.NET Framework 4.0 に対応し択されていない場合は，ImageQuality だけが使用さており，.NET Framework のバージョンの切替も可能

れ る ． Use Options が 選 択 さ れ た 場 合 は ， Image

である．

Quality は使用されず，その他のオプション用の設定後述する JPEG XR ビューア第 2 版は，Visual値が使用される．

Studio におけるプロジェクトプロパティの対象とす

画面上の数値上下コントロールを設定時にどの値がるフレームワークを「.NET Framework 3.5」と設定

何を意味するかが分かりやすいように，数値上下コンして試作した．また，Visual Studio において後述する

トロール上にマウスポインタがある場合は，toolTip

System.Windows.Media や BitmapSource をビルド可

プロパティにて説明文（ツールヒント）が表示される能とするには，プロジェクトの参照設定において.NETようにした．また，表１で規定されたデフォルトの初の PresentationCore.dll を参照追加する必要がある．

期値は画面上に括弧（ ）で表示した．

また，WindowsBase.dll も参照追加した．
- 20
− 20
−-

JPEG XRビューア第2版の試行

表１

2.4

WmpBitmapEncoder のプロパティ 10)

UseCodecOptions

コーデックのオプションを使用

true: QualityLevel, OverlapLevel, SubsamplingLevel を ImageQualityLevelの代わりに使用．
false: QualityLevel, OverlapLevel, SubsamplingLevel を ImageQualityLevelに基づいて設定．

Lossless

ロスレス

true: 無損失圧縮 false:有損失圧縮

ImageQualityLevel

イメージの品質レベル

範囲は 0～1.0 (lossless)，既定値は 0.9．（実装では 0.01～1.00 とした．）

QualityLevel

メインイメージの圧縮品質

範囲は 0～255，既定値は 1．値 1 が lossless，値が高くなるにつれて圧縮率が高くなり，画像品質が下がる．（実装では 1～255 とした．）

OverlapLevel

オーバーラップ処理のレベル

0: オーバーラップ処理は無効．
1: 1 レベルのオーバーラップ処理が有効．
4x4 ブロックのエンコード値を隣接するブロックの値に基づいて変更．
2: 2 レベルのオーバーラップ処理が有効．
最初のレベルの処理に加え，16x16 マクロブロックのエンコード値を
隣接するマクロブロックの値に基づいて変更．

SubsamplingLevel

サブサンプリングレベル

0: 4:0:0，クロマを破棄，ルミナンスは保持．
1: 4:2:0，クロマ解像度をルミナンス解像度の 1/4 に下げる．
2: 4:2:2，クロマ解像度をルミナンス解像度の 1/2 に下げる．
3: 4:4:4，クロマ解像度を保持．

HorizontalTileSlices

水平分割の数値の範囲は 0～4095，既定値は 0．

VerticalTileSlices

垂直分割の数値の範囲は 0～4095，既定値は 0．

FrequencyOrder

周波数順

true: 画像を周波数順に符号化．
false: 画像をその空間的な向きにより符号化．

AlphaDataDiscardLevel

破棄するアルファ周波数デー
タのレベル

CompressedDomainTranscode（圧縮ドメイン操作（画像データをデコードせずに行われる変換操作）を使用できるかどうかを示す値，既定値はtrue）が true の場合に有効．
画像に planar または interleaved のアルファチャネルが含まれている場合にのみ有効．
0: 画像の周波数データを破棄しない．
1: FlexBits を破棄．
2: HighPass 周波数データ帯域を破棄．
3: HighPass と LowPass 周波数データ帯域を破棄．
4: アルファチャネルを完全に破棄．

AlphaQualityLevel

アルファチャネルの圧縮品質

InterleavedAlpha が false の場合のみ有効．
値の範囲は 0～255，既定値は 1．値 1 が無損失で，値が増加するにつれて圧縮率が高くなり，画像品質が下がる．

InterleavedAlphainterleved チャネルとしてエンコードするかどうか

true: 画像を追加の interleaved アルファチャネルで符号化．
false: planar アルファチャネルを使用．

とに 3 色成分の絶対値誤差の総和を求め，総画素数

PSNR (Peak Signal-to-Noise Ratio)

する．グレイスケール画像の場合，ピーク信号対雑音

MN に代わり 3 倍の画素数で割れば，カラー画像としての RMS が求められる．すなわち，カラー画像の場

比は次式により算出される．

合，ピーク信号対雑音比は次式により算出される．

画像品質は，
ピーク信号対雑音比(PSNR)により表現

RMS = sqrt((ΣΣ| fi,j - di,j |2) / MN)(1)

RMS = sqrt((ΣΣΣ| fi,j,k- di,j,k |2) / 3MN)

PSNR = 20 log10 (255 /RMS)(2)

ここで，k=0, 1, 2 は RGB の 3 色成分である．

(3)

PSNR の算出にあたり，第 1 版では原画像と復元画

ここで，f は座標(i, j) における原画像の画素値，d像の画素値の取得に原画像と復元画像の表示用のの画素数，sqrt は平方根であり，RMS は二乗平均平度の画像では処理時間が非常に長くなる欠点があり，は座標(i, j) における復元画像の画素値，M, N は縦横
方根誤差(Root Mean Square error)を示す．

Bitmap から GetPixel する手法を採用したが，高解像
これは第 2 版で改良した（3.3 で後述する）．

RGB のカラー画像の場合は，式(1)において画素ご
- 21
− 21
−-

加治佐

(a) 原画像 Cathedral の窓枠

吉田

沙央里

(b) JPEG XR, 圧縮率 0.26%
図２

2.5

清光

(c) JPEG, 圧縮率 0.57%

目視検査のための拡大表示の例 (RGB24bpp)

拡大表示

画像品質の評価として定量的に表現できる PNSR

3JPEG XR ビューア第 2 版の概要に加えて，目視による実際の画像品質の評価は重要で第 2 版では，JPEG XR の仕様に含まれる 48bpp なある．そのため，JPEG XR ビューアでは限られた画どのビット深度とアルファに対応できるように改良し像表示領域の最大 256×256 画素内ではあるが，拡た．そのため，入力原画像ファイルに，グレイスケー

大・縮小表示機能を装備した．

ルが 8bpp，カラーが 24bpp に限定される BMP に，拡大・縮小表示機能の実現には種々の方法が考えら

16bpp のグレイスケール，24bpp と 48bpp の RGBれるが，JPEG XR ビューアでは，表示された原画像

フルカラーとアルファチャネルに対応する PNG を加(bitmap1)，JPEG XR 復元画像(bitmap2)，あるいはえた．以下，それらに付随する第 2 版の要点についてJPEG 復元画像(bitmap3)のいずれかの表示画像をマ報告する．

ウスでポイントした点を中心として左ボタンのクリッ
クで縦横を順に 2 倍に拡大し，右ボタンのクリックで

3.1

処理の流れ

順に 1/2 倍に縮小する方式を採用した．縦横の 2 倍へ

図３に JPEG XR ビューア第 2 版の処理の流れを示の拡大は，1 画素をそのまま 4 画素へコピーする方式

す．太線の枠が WIC で規定されている API 関数であとした．この方式により復元画像の各画素が原画像のる．それらの API 関数の入出力となる BitmapSource

各画素に比べてどのように画質劣化しているかが目視

は画素セットを特定のサイズと解像度で表す抽象クラで確認できる．

ス, MemoryStream はメモリ使用のストリームのクラ詳細は割愛するが，具体的には，画像表示領域は最ス, Bitmap は画素データとその属性で構成するクラ

大 256×256 画素と小さいため，簡単ではあるが一般スである．第 2 版の特徴は，PSNR を算出する処理時に処理速度が遅いと云われている方法である間の短縮のため，Bitmap ではなく BitmapSource を

GetPixel と SetPixel メソッドを使用して，拡大・縮デコーダの出力としている点である．BitmapSource

小の機能を実現した．

は表示用の Bitmap へ直接に対応付けられないために，

図２に目視検査のために画像の指定部分を拡大表示

ここでは，MemoryStream へ変換して対応付けた．

した例を示す．同図中の PSNR は，拡大表示された復この図の例では原画像に PNG を使用しているが，

元画像領域だけに対する PSNR であり，圧縮率は画像

BMP も使用できる．以下，処理の流れを列記する．

全体の圧縮率である．この例では，JPEG XR はより低い圧縮率ながら PSNR も目視結果も JPEG よりも 入力原画像ファイルの BMP あるいは PNG を Bmp

良好であることが分かる．

BitmapDecoder あるいは PngBitmapDecoder でデコードし，デコードした BitmapSource を Bit

- 22
− 22
−-

JPEG XRビューア第2版の試行

表２

主なピクセル形式

PixelFormat 列挙体 *1

PixelFormats メンバ *2

for Bitmap

for BitmapSource

Format8bppIndexed
Format16bppGrayScale
Format24bppRgb
Format32bppRgb
Format32bppArgb
Format32bppPArgb
Format48bppRgb
Format64bppArgb
Format64bppPArgb

○
○
○

○

Bgr24
Bgr32
Bgra32
Bgr48
Indexed8
Gray8
Gray16
Gray32Float
Rgb24
Pbgra32
Rgb48
Prgba64
Rgba64
Rgb128Float
Rgba128Float
Prgba128Float

○
○
○
○
○
○

○
○

*1: System.Drawing.Imaging.PixelFormat*2: System.Windows.Media.PixelFormats
図３○: JPEG XR ビューア第 2 版で実際に使用JPEG XR ビューア第 2 版の処理の流れ

mapEncoder で MemoryStream へ一時保存し，MemoryStream を Bitmap へ貼り付け，原画像を画面表示する．
 デコードした BitmapSource を BitmapFrame を経
由し，ビューアの画面上で設定されたパラメータを使用して，JPEG XR 用の WmpBitmapEncoder
でエンコードし，JPEG XR の圧縮ファイルである
HDP としてファイル保存する．
 保存した HDP ファイルを JPEG XR 用 WmpBit
mapDecoder でデコードし，デコードした Bitmap
Source を BmpBitmapEncoder で Memory Streamへ一時保存し，MemoryStream を Bitmap へ貼り付け，復元画像を画面表示する．
 原画像の BitmapSource と復元画像の Bitmap
Source 間で PSNR を算出する．

てられる主なピクセル形式を表２の左欄に示す．
例えば，RGB24bpp の BMP を入力すると，Bitmap
Source と Bitmap のピクセル形式は，
Bgr24 と Format
24bppRgb となる．RGB48bpp の PNG を入力すると，それぞれ Bgr48 と Format64bppArgb，アルファ付きの RGBA64 の PNG を入力すると，Rgba64 と Format
64bppArgb となる．
表２中の○印は JPEG XR ビューア第 2 版で実際に実験で使用したピクセル形式である．表２の右欄中で末尾に Float の付くピクセル形式は浮動小数点数で画像データを表現した場合で，JPEG XR ではサポートされているが，今回の試験画像としては使用していな
い．
入力原画像ファイルがデータ圧縮された PNG の場
合，圧縮率の算出には，ここではヘッダ部を除く画像
サ イ ズ を 使 用 し た ． 具 体 的 に は ， BitmapSource.
Format.BitsPerPixel からビット深度を定め，画像サ

3.2

ピクセル形式

イズを求めた．

前述の BmpBitmapDecoder あるいは PngBitmap
Decoder でデコードする際は，BitmapCreateOptions.

3.3

PreservePixelFormat により，原画像のピクセル形式

PSNR (Peak Signal-to-Noise Ratio)

16 ビットデータ対応の PSNR を算出するプログラを保持するようにする．デコードした BitmapSource

ムの試作の前に，まず，上位バイトと下位バイトの位の Format プロパティとして割り当てられる主なピク

置の確認を行った．実験で使用した参考文献 11)のダ

セル形式を表２の右欄に示す．また，画像表示するた

ウ ン ロ ー ド 用 の 試 験 画 像 は PGM (Portable Gray

めの Bitmap の PixelFormat プロパティとして割り当Map)と PPM (Portable Pixel Map)であったので，確

- 23
− 23
−-

加治佐

清光

認にはこれらの書式を使用した．
試験画像 PGM の 16bpp のデータは Big Endian で

吉田

4

沙央里

第 2 版による JPEG XR の評価

上位バイト，下位バイトの順（例えば，0x44, 0x2A の

ここでは，試行中ではあるが，JPEG XR ビューア

順）に格納されており，BitmapSource.CopyPixels で

第 2 版を用いて得られた評価結果について報告する．

格納する配列には下位アドレスより Little Endian でアルファを除く試験画像にはコントラストの高い高解

下位バイト，上位バイトの順（例えば，0x2A, 0x44 の像度の画像 Cathedral11)（図１を参照）を使用した．

順）に格納される．
同様に，試験画像 PPM の 48bpp のデータは R, G, Bの順でそれぞれ Big Endian の 2 バイト（例えば，R:

4.1

JPEG との比較

4.1.1 RGB24bpp

0x56, 0x29; G: 0x42, 0x26; B: 0x1F, 0x82 の順）が，まず，JPEG と JPEG XR で共通に扱える RGB

BitmapSource.CopyPixels により，それぞれの色成分

24bpp のカラー画像 Cathedral.BMP を使用して実験が Little Endian で格納される（例えば，0x29, 0x56,

した結果について報告する．
JPEG では Quality を 100～5，JPEG XR では Image

0x26, 0x42, 0x82, 0x1F の順）．
JPEG XR ビューア第 1 版は 8 ビットのグレイスケール画像(8bpp)と 8 ビットの色成分の RGB カラー画

Quality を 0.99～0.01 の範囲で変化させた場合の圧縮率と PSNR の関係を図４に示す．

像(24bpp)に対応していたが，JPEG XR ビューア第 2

RGB24bpp のカラー画像で最高の高画質の復元画

版は 16 ビットのグレイスケール画像(16bpp)と 16 ビ

像を得たい場合，JPEG では Quality=100 で圧縮率がットの色成分の RGB カラー画像(48bpp)に対応する．

25.79%，PSNR が 41.2dB の復元画像しか得ることがまた，PSNR は 8 ビットおよび 16 ビットの色成分のできないが，JPEG XR では圧縮率が 51.48%でロスレ

アルファ付きの RGBA カラー画像（32bpp, 64bpp）

ス符号化が可能である．他方，JPEG XR では Imageにも対応している．PSNR 用の bpp も，
BitmapSource.

Quality を 0.99～0.90 の範囲で変化させることにより，Format. BitsPerPixel プロパティにより判定する．
具体的には，RMS の算出には，8bpp と 16bpp の場
合は前述の式(1)を，24bpp, 32bpp, 48bpp および
64bpp の場合は式(2)を適用した．また，16bpp, 48bpp
および 64bpp の場合は，BitmapSource. CopyPixels
で格納した配列を上述の 2 バイトでアクセスする方式とし，式(2)において信号 255 ではなく信号 65535 に対する PSNR を算出する．
3.4

アルファ

背景画面との透明度を制御するアルファ機能は，
JPEG ではサポートされていないが，GIF，PNG，および JPEG XR ではサポートされている．さらに，JPEG XR では，表１に示したように，WmpBitmap
Encoder のプロパティとして，AlphaDataDiscard
Level, AlphaQualityLevel, および InterleavedAlphaの三つが規定されている．
JPEG XR ビューア第 2 版の試行では，これらの三つのプロパティの設定を組み込んだが，現時点では，これらのプロパティを変化させた実験では妥当な実験結果を得ることができなかった．そのため，次の「4第 2 版による JPEG XR の評価」では，オプションの設定を除くアルファ成分を含む画像の評価に留める．
図４

- 24
− 24
−-

RGB24bpp の圧縮率と PSNRJPEG XRビューア第2版の試行

PSNR が 50.4～40.1dB の JPEG 復元画像よりも高画
質な復元画像を得ることができる．また，JPEG で最高の 41.2dB（圧縮率は 25.79%）と同じ PSNR は JPEG
XR では 11.36%と半分以下の圧縮率で可能である．
圧 縮 率 5% 以 上 で は い ず れ も 圧 縮 率 に 比 例 し て
PSNR が増加する．圧縮率に対する PSNR は JPEG
よりも JPEG XR の方が良く，同じ圧縮率ではより高画質の復元画像を得ることができる．
図４において圧縮率が同じ 5%の場合，JPEG のPSNR は約 37.5dB であるが，JPEG XR の PSNR は
約 36dB と，約 1.5dB のより高画質な復元画像が得ら

図５

Gray8bpp の圧縮率と PSNR

図６

RGB24bpp の圧縮率と PSNR

れる．また，PSNR が同じ 35dB の場合，JPEG の圧
縮率は約 3.6%であるが，JPEG XR の圧縮率は約 2.2%と，約 1.4%ほど圧縮率が低い．これは，圧縮率の別の表現で，一般に JPEG XR の圧縮率は JPEG よりも約2 倍良いと云われる根拠であると推察される．
上記の実験結果により，圧縮率対 PSNR の性能の観点からは，JPEG XR は JPEG よりも高い性能が得られることが分かる．
4.1.2 Gray8bpp
次に，JPEG と JPEG XR で共通に扱える Gray8bppのグレイスケール画像 Cathedral.BMP を使用して実験した結果について報告する．
JPEG では Quality を 100～1，JPEG XR では Image
Quality を 0.99～0.01 の範囲で変化させた場合の圧縮率と PSNR の関係を図５に示す．
全般的に同じ圧縮率では JPEG より JPEG XR の方が高画質の復元画像が得られる．圧縮率が同じ 10%の場合，JPEG の PSNR より JPEG XR の PSNR は約
2dB だけ良い．また，PSNR が同じ 35dB の場合，JPEGの圧縮率は約 3.5%であるが，JPEG XR の圧縮率は約2%と，約 1.5%ほど圧縮率が低い．これは上述の RGB
24bpp の場合と同様の結果である．
4.2

サブサンプリングRGB 24bpp のカラー画像 Cathedral.BMP を使用してサブサンプリングを変化させた場合の圧縮率とPSNR の関係を図６に示す．ここでは，Use(Codec)とができる．
1/20 の圧縮率の場合，PSNR の差はほとんどなく，

Options を選択し，サブサンプリングと MainQuality

色差成分を間引いても，画像品質はほとんど同じであ以外はデフォルトのままとした．
1/10 以上の圧縮率では，色差成分を間引く 4:2:2 とる．4:2:2 や 4:2:0 を使用する効果は見られない．1/10

4:2:0 は 40～44dB で飽和する．つまり，圧縮率を高めの圧縮率の場合も，4:4:4 は 4:2:0 より約 1dB ほど画ても，45dB 以上の高画質な復元画像を得ることはで像品質が良いが，4:2:2 や 4:2:0 を使用する効果は見らきない．他方，4:4:4 の場合は，圧縮率は犠牲になるが，れない．

ほぼリニアに 45dB 以上の高画質な復元画像を得るこ
- 25
− 25
−-

38dB の画像品質の復元画像を得るには，4:2:0 では

加治佐

清光

吉田

沙央里

圧縮率は約 6.2%だが，4:4:4 では圧縮率が約 5.5%で得られる．つまり，色差成分を間引く効果は画像品質の評価に PSNR を用いた今回の実験では観測できない．
今回の報告と同様な実験結果は，卒業研究での第 1
版と RGB 24bpp のカラー画像 lena を使用した実験でも観測された 7)．サブサンプリングは本来，人間の視覚には敏感でない色差成分を間引いて圧縮率を改善することが目的である．期待通りの実験結果が得られな
いこの問題については今後の課題としたい．
4.3

16 ビットのグレイスケール画像

Gray16bpp のグレイスケール画像 Cathedral.PNG
を使用して Image Quality を 0.99～0.01 の範囲で変化させた場合の圧縮率と PSNR の関係を，上述のGray8bpp と比較して，図７に示す．圧縮率 5%以上ではいずれも圧縮率に比例して PSNR が増加する．圧縮率に対する PSNR は Gray8bpp よりも Gray16bpp の方が極めて良く，同じ圧縮率では高画質の復元画像を得ることができる．ImageQuality = 0.99 の設定でGray8bpp は 59.84dB の画像品質しか得ることができないが，Gray16bpp は 100.8dB の高画質の復元画像を得ることができる．逆に，ロスレス符号化の場合，
Gray16bpp の圧縮率は 75.41%であるが，Gray8bpp

図７

Gray16bpp の圧縮率と PSNRの圧縮率は 51.14%と小さく圧縮できる．
図７の下のグラフから，圧縮率が同じ 10%の場合，Gray8bpp の PSNR に対して Gray16bpp の PSNR はは不明である．ここでは，上記の Gray16bpp に関す

約 4dB のより高画質な復元画像が得られることが分る実験データだけは Windows Vista (32 ビット版) 上

かる．また，PSNR が同じ 38dB の場合，Gray8bpp

で 得 た 実 験 デ ー タ （ そ れ 以 外 は 64 ビ ッ ト 版 のの約 4.6%の圧縮率に対して，Gray16bpp の圧縮率はWindows 7 上で得た実験データ）であることを付記し

約 2.2%と，約半分の圧縮率で済むことが分かる．したておく．この問題に関しては今後の検討が必要である．

が っ て ， 圧 縮 率 対 PSNR の 性 能 の 観 点 か ら は ，Gray16bpp は Gray8bpp よりも高い性能が得られる

4.4

48 ビットのカラー画像と云える．しかし，図７の下のグラフから明らかなよImage Quality を 0.99～0.01 の範囲で変化させた場

うに，Gray16bpp では Image Quality = 0.01 での合の圧縮率と PSNR の関係を図８に示す．圧縮率 5%

PSNR = 36.6dB が下限であり，それ以下の低画質な画以上ではいずれも圧縮率に比例して PSNR が増加す像を得ることはできないという欠点が現在のエンコー

る．圧縮率に対する PSNR は RGB24bpp よりもダ（WmpBitmapEncoder）のパラメータ設定に存在

RGB48bpp の方が良く，同じ圧縮率では高画質の復元する．

画像を得ることができる．ImageQuality = 0.99 の設

特記事項として，Windows 7 (64 ビット版)上の定で RGB24bpp は 50.4dB の画像品質しか得ることがVisual Studio 2010 で開発した JPEG XR ビューア第できないが，RGB48bpp は 82.8dB の高画質の復元画

2 版の実行プログラムを Windows 7 (64 ビット版と 32像を得ることができる．しかし，ロスレス符号化の圧

ビット版)上で使用すると，Gray16bpp の画像に対し縮率で比較すると，RGB24bpp の 51.48%に比べててのみ動作しなかった（ImageQuality を変化させて

RGB48bpp は 76.66%と非常に圧縮率が悪い．

も圧縮率と PSNR は異常な不変値であった）が，上述の実験結果は Gray16bpp の実験結果と同じ結Windows Vista (32 ビット版) 上では Gray16bpp の画

果である．ビット深度が深くなると圧縮率が悪くなる像に対しても期待通りに動作した．現時点では，原因原因は現時点では不明である．

- 26
− 26
−-

JPEG XRビューア第2版の試行

表３
RGB24bpp

アルファの PNG 試験画像 12)

tp0n2c08.png not transparent

RGBA32bpp tbrn2c08.png transparent + red background
RGBA64bpp tbgn2c16.png transparent + green backgroundtp0n2c08.png(a) RGB24bpp
図９tbrn2c08.png(b) RGBA32bpp

tbgn2c16.png(c) RGBA64bpp

アルファの PNG 試験画像（32×32 画素）

比べて，アルファ付きの RGBA64bpp の圧縮率対
PSNR の性能は非常に良い．アルファなしの RGBA48
bpp の試験画像がないために，正確な比較はできていないが，各色成分が 16bpp の場合は，アルファを加えることによる圧縮率対 PSNR の性能への悪影響よりも，16bpp の各色成分を使用することによる圧縮率対
図８

PSNR の性能への寄与度が全体の圧縮率対 PSNR のRGB48bpp の圧縮率と PSNR

性能を良くしていると推察される．
表４に PNG ファイルと JPEG XR による圧縮率の

図８の下のグラフにおいて，圧縮率が同じ 5%の場
合，RGB48bpp では RGB24bpp よりも PSNR が約
1dB だけ良好な復元画像が得られるが大差はない．また，PSNR が同じ 35dB の場合，RGB24bpp の圧縮率に対して RGB48bpp の圧縮率は約 0.2%だけ低いが，大差はない．したがって，通常用いられる圧縮率の領域においては，圧縮率対 PSNR の性能の観点からは大比較を示す．同表中の圧縮率は，左欄から順に，PNG
ファイルのサイズから算出した圧縮率，JPEG XR によるロスレス圧縮の圧縮率，および PSNR が 35dB 近
傍での JPEG XR による圧縮率である．PNG ファイルの圧縮率は，アルファチャネルを一つの色成分とした
画像サイズに対する PNG ファイルのサイズの割合として算出した．

差はないと云える．この実験結果は，前述の Gray16
bpp の場合とは異なる．
4.5

アルファ

“The official test-suit for
アルファの試験画像には，

PNG”サイト 12)にある transparency 用の 13 枚の試験
画像（32×32 画素）から 3 枚の試験画像を使用した（表３と図９を参照）．
この 3 枚の試験画像に対する圧縮率と PSNR の関係
を図１０に示す．アルファなしの RGB24bpp に比べて，アルファ付きの RGBA32bpp は圧縮率対 PSNRの性能が悪い．つまり，アルファチャネルを加えることにより，3 色成分の圧縮よりも効率が悪くなることを意味する．しかし，アルファなしの RGB24bpp に
- 27
− 27
−-

図１０

PNG 試験画像の圧縮率と PSNR

加治佐

表４

清光

 Gray16bpp の Windows 7 (64 ビット版と 32 ビッ

JPEG XR

ロスレス圧縮ト版)での誤動作

ロッシー圧縮圧縮率 [%]沙央里

 サブサンプリング（色差成分の間引き）の効果

PNG ファイルと JPEG XR による圧縮率の比較
PNG ファイル

吉田

試験画像[Bytes]RGB24bpp

1311

42.7

74.2

30.6

35.1

RGBA32bpp

1347

32.9

74.8

50.8

35.1

RGBA64bpp

1994

24.3

69.3

24.4

35.5

 Gray16bpp と RGB48bpp の悪いロスレス圧縮率

PSNR[dB] アルファ付き RGBA32bpp, RGBA64bpp の圧縮率
 アルファに関する三つのプロパティの評価
 Tile Slices と Overlap の効果

謝辞
ロスレス圧縮の場合を比較すると，PNG ファイルが bpp の増加につれて，42.7%, 32.9%, 24.3%と圧縮

本研究は平成 22 年度校内研究助成金（一般研究）を受けて行われたことを記して謝意を表します．

率が良くなるのに対し，JPEG XR によるロスレスの圧縮率は約 7 割と非常に悪い．これは，JPEG XR がアルファチャネルを独立したチャネルとしてのみ扱っているためではないかと推察される．
次に，ロスレス圧縮の PNG と，PSNR を 35dB 近傍とした JPEG XR によるロッシー圧縮の場合を比較

参考文献
1)

ISO/IEC FCD 29199-2 (JPEG XR image coding Specification), Sep. 2008.

2)

F. Dufaux. et. al, “The JPEG XR Image CodingStandard”, IEEE Signal Processing Magazine, vol.26,
num.6, pp.195-199, 204-204, Nov. 2009.

3)

HD Photo - Photographic Still Image File Format Feature Specification, Version 1.0, Microsoft, 2006.

4)

HD Photo - Photographic Still Image File Format Bitstream Specification, Version 1.0, Microsoft, 2006.

5)

HD Photo - Photographic Still Image File Format Device Porting Kit Specification, Version 1.0, Microsoft, 2006.

6)

馬場園智貴，平田祐也，“JPEG XR の機能調査と評価”，
卒業研究論文，鹿児島高専情報工学科，2009．

7)池田あずさ，上小川愛倫，吉田沙央里，“WIC (Windows
Imaging Component)を用いた JPEG XR の評価”，卒業研究論文，鹿児島高専情報工学科，2010．

8)加治佐清光，“ウェーブレット画像変換の学習ソフトの試作”，鹿児島工業高等専門学校研究報告，第 39 号,
pp.1-10, 2004.

9)加治佐清光，“学習ソフト：２値算術符号化シミュレー
タ BACS の試作”，鹿児島工業高等専門学校研究報告，
第 42 号, pp.9-16, 2007.

すると，JPEG XR の圧縮率は，アルファなしの RGB24
bpp では約 12%低くなるが，アルファ付きの RGBA32
bpp では逆に約 18%高くなり，アルファ付きの RGBA
64bpp ではほぼ同じ圧縮率となる（図１０中の 35dBのラインも参照）．
以上より，使用した試験画像の場合，画像品質を劣化させることにより JPEG XR でもアルファ付き画像の圧縮率を低くすることはできるが，高画像品質のア
ルファ付き画像を使用する際は PNG を使用した方が良いことになる．自然画像については今後の検討が必
要である．

5

むすび
以上，試作した JPEG XR ビューアの第 1 版と第 2版の概要と，第 2 版による JPEG XR の評価について報告した．JPEG XR ビューア第 2 版で，BitmapSource
クラスを使用することにより高速に PSNR を算出することが可能となり，入力原画像ファイルとして PNG
をサポートすることにより Gray16bpp，RGB48bpp
および RGBA64bpp を評価することが可能となった．
また，JPEG との比較評価の結果，JPEG よりも JPEG
XR が優位であることなどが確認できた．
しかし，試行的な評価用ビューアとして，あるいは試行的な評価の結果，本文でも述べたようにいくつか

10) Visual Studio 2008 / 2010 用 MSDN ライブラリ，
Microsoft，2008 / 2010.
11) Sachin Garg, The New Test Images – Image Compres
sion Benchmark, http://www.imagecompression.info/
test_images/ (Mar. 2011)12) W. Schaik, The official test-suit for PNG, http://www.

の不可解な点や未達成の点が残った．最後に，これらを今後の課題として列記する．
- 28
− 28
−-

schaik.com/pngsuite/ (Mar. 2011)鹿児島工業高等専門学校
研究報告 46（2011）29〜32

平成 22 年度校内教育助成に係る建築関連講座立上げに関する成果報告
岡松

道雄†

Results Report on Starting “Architecture-related” Courses
Supported by
School Grant for Education in FY2010 Kagoshima National College of Technology
Michio OKAMATSU
This report describes how the Architectural-related courses were started in FY2010 at Department
of Urban Environmental Design and Engineering, Kagoshima National College of Technology(KNCT). Before KNCT changed name of the Department from Civil Engineering to Urban
Environmental Design and Engineering in Aril 2010, there had been only one Architecture-related
subject titled “Introduction of Architecture”. This report includes 1. How these new subjects havestarted. 2. What kind of activities on architecture have done except the subjects. and 3. Detail of
preparations for each subjects. The education grant of KNCT by the school principal discretionsupported these activities.
Keywords : Architecture, Education, School grants, Curriculum

前半を土木工学の概論とし土木系教員が、後半を建築はじめに学の入門となる内容を筆者が担当した。

鹿児島工業高等専門学校において平成 22 年度、土中学を卒業したばかりの 15 歳の若者たちが興味を木工学科が都市環境デザイン工学科として改称され、持ち、理解しやすい内容とするよう、教材の選定に工建築系の講座を複数開設する運びとなった。本報告は、

夫し表１に示すものを採用した。大学等で採用されてそれに伴い実施した１.建築関連の講義、２.講義以外

いる堅い入門書としての「建築学概論」ではなく、まの建築・デザイン関連活動、それらの活動のための３.

た工業高校で採用される即実技的でないものを採用し準備等下地作り、についてその概要を記録し、かつ今た。とりつきやすく、建築物と身近な生活空間や都市・後の展望を加えることによりユニークで充実した学科

地域との関連を考え、さらに寸法体系から自然環境問としてゆくための基礎資料としたい。

１

講

表１

義

都市環境デザイン工学概論「建築関連教材」

種別

教材名

出版社等

平成 21 年度まで本学科において実施されていた建

①

印刷教材

図解雑学「建築のしくみ」

ナツメ社

築関連の科目は、5 年生後期の建築学概論（選択 B 群

②

印刷教材

建築の絵本「世界の建築術」

彰国社

1 単位）のみであった。22 年度において開講した建築

③

印刷教材

建築学生のハローワーク

彰国社

関連の講義には、（１）都市環境デザイン工学概論、（２）

④

印刷教材

新選 世界史Ｂ

東京書籍

基礎製図Ⅰ、（３）景観設計、（４）外書輪講および（５）工

⑤

印刷教材

図解 世界史

東京書籍

⑥

ビデオ教材

世界遺産 DVD コレクション

ディアゴス

⑦

ＰＰＴ

※

⑧

ＰＰＴ

建築と土木「普請ということ」⑨

ＰＰＴ

石の建築「積上げる工法」⑩

実物サンプル

各種建築用石材の見本

学セミナーの五つがあるが、以下（１）（２）に焦点を当て、それぞれの講義概要について報告する。
（１）都市環境デザイン工学概論
本講座は 1 年生を対象とした前期の座学（A 群１単位）であり、旧土木工学概論の延長の科目である。
†

都市環境デザイン工学科

メートル法と尺貫法※PPT：Power Point- 29 -− 29 −

岡松

道雄

題まで、建築の根源的な成り立ちや存在意義から学びのディメリットを補う意図も含んでいる。講義の最後始めることができる教材、というのが選定の方針であは、小さな別荘を題材にして、平面・立面・断面そしる。これらの教材をお互いに関連すると思われるテーて配置図を作成し、その自作の図面を利用して模型製

マごとにまとめ、適宜組合わせながら進めた。講義ス作を行った。図 5 に示す写真はその完成作品の一つでケジュールの概要は表 2 のとおりである。

ある。
特に講義に必要と感じたことは、実技のための簡潔

表2

都市環境デザイン工学概論「講義スケジュール」
表3

基礎製図Ⅰ「講義スケジュール」

回

日付

テーマ

主な内容

１

6/16

イントロダクション

自己紹介・建築の仕事・寸法など

回

日付

テーマ

２

6/23

建築の起源

建築の根源的意味を考える
土木と建築の共通点とちがいなど

１

10/7

紙コップ描画

フリーハンド図の作成

３
４

6/30
7/12

建築の「かたち」

古代エジプト・ギリシャ・ローマなど
建築のかたちの背景にあるもの

構法・材料の発達

石とコンクリート各構法の発達
材料の構造特性、意匠的特徴
現代の設計・施工の実例紹介

５

7/14

木の利用・都市６

7/21

設計・施工・環境

７

7/28

空間・デザイン

木構造のバリエーションと発達
植生・環境・風土と建築技術・都市設計・施工の役割と実務・法規
都市環境とヒートアイランドなど
内・外部空間、デザインについて

主な内容

2/3

10/14,18

線と文字の練習

ドラフターの使い方
線の練習

4

10/21

キューブ造形模型作成・立体構成

5/6

10/28,11/4

三面図と断面図

各自の立体作品を図面化

7

11/18

立体図を描く

各種投影図による立体表現

8/9

11/25,12/7

透視図の作成遠近法を用いた立体表現

10/11

12/9,1/6

平面・配置図1/100 平面・配置図の作成

12/13

1/20,27

立・断面図

1/100 立・断面図の作成

14/15

2/3,10住宅模型

1/100 住宅模型の作成（２）基礎製図Ⅰ
本科目は、1 年生を対象とした通年の実習（必修 2単位）である。前期は土木系教員が土木建築に共通する図学を担当し、後期は筆者が建築製図の基礎（実技）を担当した。講義の進捗記録を表 3 に挙げる。
各課題に対して、なるべく客観的に評価できるように、図 1 のような評価基準を用いた。また、この評価
シートは全 9 課題をとおして集計され、期末の成績として、自動計算するようにエクセルデータを作成している。
採点した課題作品は、採点内容が分かるように、
図 2 に示す様に各作品に赤ペンで講評を加えたうえで、コピーを学生に返却し、原本は研究室に保管してある。
図 3 に示すように、課題も進み徐々に内容が高度化

図 1：基礎製図Ⅰ課題評価シート（部分）

してゆくにもかかわらず、評価（平均点）は上昇している。全 9 課題をとおして図面の内容をみると、個人差はあるものの、全体的に描線が徐々に均質に、美しく、さらに細かな表現もできるようになっていることが分かる。
また、この講義で心がけたのは、2 次元表現である
図面と実在する「立体」（3 次元）との関連づけである。
さらに、図 4 のように立体で自分のイメージする「かたち」を創作し、図面化する訓練も取り入れた。このように単に製図の実技にとどまらず、自ら形を創造す
る「造形実習」としての要素を加えた。これは、学生の創作意欲を喚起すると同時に、一般の建築学科に比べ、建築の講義数が圧倒的に少ない土木建築複合学科

−- 30
30 −
-

図 2：「紙コップ課題」学生作品例（赤ペンによる講評付）

平成22年度校内教育助成に係る建築関連講座立上げに関する成果報告「芝と木のあるソーラーエコハウスをつくろう」

85（４）デザインコンペティション 2010 in 八戸（５）専攻科環境創造プロジェクト特別講義

80「椅子の歴史とデザインプロセスについて」

75（６）九州デザインシャレット協賛

70（７）都市環境デザイン動向の調査

65（８）歴史的建造物保存に関する動向調査（９）高等教育機関における建築・土木教育の現況視察（10）環境配慮型建築視察

立・断面

平面・ 配置パース（2）

パース（１）

アイソメ

キューブ図面キューブ立体

線の練習

紙コップ

60

（11）霧島市景観計画策定協議会委員（副会長）（12）建築同好会の立上げ

課題ごとの平均点の推移（時系列順）（13）土木橋梁デザイン視察

図 3：課題ごとの平均点の推移

３

講義等の準備・下地作り

この項では、基礎製図および景観設計講義の準備に要した物品等の内容を一例として記録し、今後の対策に役立てたいと考える。また、学生用の入門書として、あるいは建築学の基礎的な資料と考えられる建築関連
図書について、今年度の校内助成とは別に校内予算を充てていただいたことを付記する。その予算で購入できた主なものについては他の機会に紹介したい。
図 4：立体キューブ作品(左)とその図面化(右)（１）基礎製図
この科目に必要な教材の一覧を表 4 に示す。これまで、土木工学科で図学を行うにあたって学生たちには、入学時に基本的な製図道具の購入が義務付けられていた。今年度以降は製図のみならず「立体の認識」に力を注ぎたいため、模型作成の教材購入が必要になった。
これは上記の製図道具に含まれていないため、42 人分
を教員の教育研究費で賄った。また、これまで学生各
自の学習ノートに行っていた図学描画を、ケント紙やトレーシングペーパーなどに作図するため、それらを教員側で提供しなければならなくなった。
課題ごとに講義場所の事前連絡が必要となるだけで
図 5：自ら描いた図面で製作した別荘模型

なく、教員側で 1 クラス分の模型材料を大きな段ボー

な手順と目標を冒頭に示すことであり、教員自らが手

市環境デザイン工学科および製図室から遠いため、こルに詰め、運ぶ必要が出てくる。1 年生の教室は、都本を見せることが重要である。

２の点は大きな負担となる。一方 23 年度は 3 年生の設計演習で、同様の実習を行う予定であるが、都市環境

講義以外の建築・デザイン関連活動

デザイン工学科棟の教室が狭いため、模型材料等の置講義以外に建築に関連した活動は以下のとおりであき場などに工夫が必要である。
また、製図室にプロジェクター設備があると、写真る。詳細の説明は他の機会に譲る。
（１）建築士試験指定科目の確認申請（2 級）や映像等での講義が可能となり、製図実習の効率向上（２）一日体験入学「理想の家をつくろう」

やバリエーションが広がるといえる。

（３）鹿児島高専の日工作教室
−- 31
31 −
-

岡松

表 4

道雄

基礎製図教材一覧表

また、他の大学や高専でいわゆる「建築学科」を有

課題

教材名

している高等教育機関では、建築に関する科目を 80①

フリーハンドスケッチ

ケント紙、紙コップ②

線と文字の練習
三面図、立体投影図
透視図、平・立・断面図

トレーシングペーパー

53 単位にしかならない。その中でも純粋に建築に関す③

キューブ造形
住宅模型の作成

スチレンボード、
カッティングマット、スチのり
スプレーのり、カッター

態で、同じフィールドの建築関連の就職先を想定して、～90 単位履修するのに対して、本学科で建築士試験の指定科目として認定されたものをすべて合わせてもると考えられる科目は、28 単位である。このような状
他の建築系学科の卒業生と競い合うのは、かなり厳し
いと言わざるを得ない。

（２）景観設計

そこで、本校で「都市環境デザイン」を学んだ学生

この科目では、畳一帖大の敷地現況（地形）模型に加え、畳 1/3 のサイズの提案模型を各班（7 つ）作成

が、その能力と可能性を活かせる場を見つけ活躍できるにはどうしたらよいかを十分に検討しなければならするため、これに要する模型材料と製作準備は膨大なない。
既存領域の建築学科を有する高専においてさえ、ものになる。
例年担当教員の研究費の中から 20 万円前

社会のニーズに合わせ、高専のアイデンティティや特後の支出がなされている。
（21 年度実績：¥176,159、

色を模索し学生たちのキャリアパスをデザインしよう

22 年度実績¥201,316）このほかに大型プリンターにとしている1)。同時に、高専自体の生き残りを検討しよる地図の出力など共用費としてダイレクトに現れなている状態にある。本学科においてもより以上に、そい出費も加わっている。

の検討と方針決定に取り組まなければならない。

また、大型の模型を長時間に亘って製作することか

その為には、まず本学科シラバスにある教育方針・ら、土木演習室の占有が必要となり、同室を使用する

教育課程と教育系統図を総合的に見直す必要がある。

他の教員との調整や、清掃管理などが要求される。特学科をどのような形にしてゆくか、その中で土木建築に締切、発表会前は学生たちが遅くまで製作に追われそれぞれの科目をどう位置付けるかを明確にする必要ることから、
時間管理・安全管理の徹底も必要である。

がある。これらを考え具体的に行動することによって、

４

今後継続する少子化、高等教育機関としての選別化に今後の展開・問題提起

耐えうる学科となると考える。
結びにかえて今後の展開と問題提起を以下に述べる。

現在は、高い就職率を誇る状況にあるが、高度化す

まず講義関係に関しては、今年度行った講義内容のる社会のニーズや今回の大震災による日本社会全体の再検討・見直しと講義計画の修正、改良が不可欠であ変化を注視しながら、その社会や復興に対応できる人る。

材の育成に努めなければならない。その意味で、これさらに、考慮すべきは都市環境デザイン工学科のア
イデンティティの確立である。これは入口としての学生募集に始まり、コンテンツとしての教育課程の整備、からの 4 ないし 5 年間は、本学科の存在意義が大きく問われ、またその中でも建築科目の内容が論議される
重要な時期と考える。

そして出口としての学生の就職先・進学先の確保、というそれぞれの段階での意思決定の重要な指針となる。
これまでの土木工学科であれば、既成の学問領域と謝して多くの人が学科の様子をイメージできていたのに辞

この 1 年の建築関連講座の立上げに関して、校長裁

対し、新学科の名称で期待される内容を用意し説明す量である校内助成がなければ、本報告に記載した活動

ることは年を追って難しくなると考えられる。

は成り立たなかった。赤坂校長に心から御礼を申し上

ここ何年かは「土木工学科に建築コースが加わり、より広範囲な選択肢が用意できました」という説明でげたい。このほか多くの方々に支えられたことに謹んで謝意を表する。

も新規性があり、「不確かな期待感」による効果を期待することが出来るが、3 年たち 5 年たって都市環境デザイン工学科の 1 期生たちが就職する時点で、学科の参考文献

実像が問われることになる。この時点でユニークな教育内容とその効果によって少なくとも鹿児島地域の小1)

中学生にとって魅力的な学科とならなければならない。
−- 32
32 −
-

篠部 裕：高専建築学科におけるカリキュラムに関する一考察，論文集「高専教育」第 30 号，2007.3

鹿児島工業高等専門学校
研究報告 46（2011）33〜38

小中学生のためのものづくり・科学教室「鹿児島高専の日 2010」におけるプログラムの開発
大竹孝明†

山下 俊一†2

日高 達也†3 新納

時英†4

鰺坂 徹郎†4

Development of an Educational Program for Manufacturing and Scientific Experimental Classes“Kagoshima National College of Technology Day 2010” for Schoolchildren
Takaaki OHTAKE, Shunichi YAMASHITA, Tatsuya HIDAKA, Tokihide NIIRO and
Tetsuro AJISAKA

Kagoshima National College of Technology (KNCT) offers various manufacturing and scientific experimental
classes for elementary and junior high school students in Kagoshima in order to develop creative human resources in
the region and to raise children’s interest in science.

KNCT initiates community support activities, in partnershipwith educational institutions in the region, by holding open lectures on topics such as robot making and operation
experience.
This paper reports the results of manufacturing and scientific experimental classes held in collaboration with
Kagoshima Municipal Science Hall as one of the regional cooperation activities.

This event is regarded as a part of

KNCT’s PR activity.
Keywords : Schoolchildren, Manufacturing, Scientific Experimental Class, Regional Cooperation,
Kagoshima National College of Technology, Kagoshima Municipal Science Hall1

緒

る興味や関心を高め，夢や創造性を育む機会を設ける

言事業を計画し 2) ， 3) ，独立行政法人科学技術振興機構

鹿児島高専では，地域での創造的人材の育成と，子(JST)の平成 22 年度地域の科学舎推進事業「地域活動どもたちの理科離れを食い止めるための方策として，支援」に，“小中学生のためのものづくり・科学教室「鹿県下の小中学生を対象としたものづくり・科学講座を

児島高専の日 2010」”のテーマで，平成 21 年度に引き毎年多数開講している．これまでに，ロボットの製作・続き採択された．
本企画を，鹿児島高専を地域へ広く PR し，科学技

操作体験等の公開講座等，地域の教育界等と様々な形での連携による地域支援活動を実施してきた．

術者育成を行う本校への志願者増に向けた広報活動の鹿児島市立科学館とも，共催事業である｢鹿児島高専

一環とも位置づけ，科学実験教室や展示等を計画し，のロボットがやってきた｣という行事等を行っている．

平成 22 年 8 月 22 日（日）に鹿児島市立科学館にて実このようにして，平成 21 年度より，鹿児島市立科学

施した 1)，4)．

館との連携（共催）により，科学工作実験教室やロボットの動作説明等の各種イベントを通じて科学に対す

2

本企画の目的，周知活動と各機関の役割†

鹿児島工業高等専門学校 一般教育科理系

本企画の目的を，次のように設定した．

†2

技術室

地域での創造的人材の育成と，子どもたちの理科離

†3

総務課

れを食い止めるための方策として，小中学生の多い鹿†4

鹿児島市立科学館- 33 -− 33 −

大竹

孝明

山下

俊一

日高

新納

時英

鯵坂

徹郎

達也

広報誌への掲載によって広く案内し，より多くの参加者を募る広報を行った．鹿児島高専は，図 1 及び図 2に示すようなポスター，チラシを作成し，会場の市立
動作説明等の各種イベントを通じて科学に対する興味
科学館が位置する鹿児島市内、鹿児島高専の所在地でや関心を高め，夢や創造性を育む機会を設ける．
ある霧島市内及び学校近隣の姶良郡内の小中学校へ配
また，本企画により，工学系の高等教育機関となる
布し広く案内した．
鹿児島高専を地域へ広く PR し，科学技術者育成を行
また，鹿児島市立科学館及び鹿児島高専とも，それう鹿児島高専への志願者増に向けた広報活動の一環にぞれのホームページ上にイベント開催の案内を掲載し，位置づける．
広く一般に周知した．
これらの目的を達成するために，展示・実験及び科
なお，当日使用するテキスト，パンフレット類も，学実験教室等の企画を次のような事業内容で実施した． 学内の各学科及び技術室で検討，作成して当日配布した．
事業名：独立行政法人科学技術振興機構(JST)平成 22鹿児島高専は，平成 15 年に日本技術者教育認定機
年度地域の科学舎推進事業地域活動支援採択
構（JABEE）の認定審査「教育プログラム名：環境創
小中学生のためのものづくり・科学教室
児島市に立地する鹿児島市立科学館との連携（共催）により，工作実験教室や科学実験教室及びロボットの「鹿児島高専の日 2010」

造工学」に合格し，JABEE の認定校となっている．そ主催：鹿児島工業高等専門学校，の中で国際性を持った教養豊かな人間を育て，個性的で創鹿児島市立科学館

造性に富んだ開発型技術者を育成している．また，産業と開催日時：平成22年8月22日（日）10:00～16:00

社会を持続的に発展させていくために，地域での創造

実施場所：鹿児島市立科学館（鹿児島市）

的人材の育成と，子どもたちの理科離れを食い止める

対象者：小中学生，一般ための方策がぜひとも必要であり，地域の産業界や教担当者：鹿児島高専教職員他39名，学生30名，育界などと様々な形での連携による公開講座や人材育

鹿児島市立科学館職員10名

成事業を実施している．今回の事業については，科学
実験教室等の講師や助手等，企画及び運営全般を担当

周知活動としては，次のような事柄を行った．
イベントの開催日や実施内容及び工作教室等の応募方法については，鹿児島市立科学館により，新聞や市民

図１

した．

開催案内のポスター

鹿児島市立科学館は，各種展示物や特別イベント，

図２- 34 -− 34 −

科学実験教室受講者募集チラシ

小中学生のためのものづくり・科学教室「鹿児島高専の日 2010」におけるプログラムの開発

工作教室，実験教室を通じて，科学に対する青少年育成を行っており，会場や設備の提供及び小中学校等への周知活動を担当した．

3

科学実験教室等の活動内容と成果
活動内容(対象者,時間帯)については，表 1 に示すよ

うに，科学実験教室とロボットによる演奏・紹介や各科の科学実験，学校紹介等を企画した．
Ⅰの科学実験教室では，事前応募した小・中学生に対して，電子工作，ロボット制御プログラム操作等の六つのテーマを設定した．
なお，図 3 に示したように，各テーマをまとめて，「科学実験教室テキスト」を作成し配布した．
Ⅱのロボットによる演奏・紹介や各科の科学実験，
学校紹介等については，鹿児島市立科学館の一般来館者を対象とし自由見学・体験操作としたが，高専で製作した音楽ロボットによる演奏会，学生が製作した高専ロボコン大会参加のロボットの展示・紹介，専攻科のものづくり教育の取り組み（新聞紙製作の椅子）の展示，並びに学内の６学科による科学実験や展示と学校紹介のパネル展示や資料配付の四つの企画を実施した．

図３

科学実験教室テキスト

一般来館者の内訳は，大人 608 名，子供 626 名の合計 1,234 名であった．

学校 5，6 年及び中学生の応募者に対して実施した．

一方，六つの科学実験教室は，公開講座の形式で小表１ 活動内容と対象者及び実施時間帯
Ⅰ 科学実験教室

小学校 5,6 年生 4 名及び中学生 65 名
(事前応募)

計 69 名①ソーラーカーや電気で動く車を作ろう

中学生 10 名、10：00～11：30，②あなたも UFO キャッチャーの名手

中学生 12 名 10：00～11：30③光、音、電波を出そう！

小学校 5,6 年生及び中学生 12 名、12：30～14：00④芝生と木のあるソーラーエコハウスを作ろう

中学生 10 名、12：30～14：00⑤ライントレーサロボットを作ろう

中学生 10 名、14：30～16：00⑥風に向かって走る車を作ろう

小学校 5,6 年生及び中学生 15 名、14：30～16：00，

Ⅱ ロボットによる演奏・紹介や各科の鹿児島市立科学館の一般来館者

科学実験，学校紹介等

大人 608 名，子供 626 名，計 1,234 名①演奏ロボットによる音楽会

11：00～11：30 フルートとロボット演奏②学生が製作したロボットの展示及び紹介

10：00～16：00、ロボコン参加ロボット③ものづくり教育の取り組み（新聞紙製作の椅子） 10：00～16：00、専攻科学生説明④機械，電気電子，電子制御，情報，

10：00～16：00、水素でうごくクルマ体験！、エレク

都市環境デザインの各工学科及びトロニクスショー、体験しよう！電子制御の世界、ネッ

一般教育科(物理)による科学実験とトロボ、人が憩えるまちづくりをめざして、鹿児島発惑

学校紹介・展示

星行き～はやぶさはもどった、あかつきは旅立った～- 35 -− 35 −

大竹

孝明

山下

俊一

日高

新納

時英

鯵坂

徹郎

達也

69 名の受講者があり，小学校 5，6 年が 4 名，中学生

学生以上で若干異なっていたので，それぞれについてが 65 名であった．

集計し検討した．総数が 113 名で，小学生以下が 78

イベント終了時（16 時）に 1,234 名の入館者，三つ名，中学生以上が 35 名であった．本事業が「小中学生の科学実験教室の受講者が 69 名であり，
市立科学館及のための」ものであり，数の多い小学生の結果についび本校の担当教職員並びに学生等各方面の協力により， て検討した．
計画していたイベントは全て予定通り無事に終了する

なお，中学生以上のアンケート結果については，設ことが出来た．図 4 には科学実験教室の「ライントレ問がやや異なっているため正確には比較できないが，ーサロボットを作ろう」の受講風景，図 5 には演奏ロ

本事業の満足度等やや厳しい結果が出ているものの，ボットによる音楽会，図 6 には各専門学科による実験

ほぼ同じような結果が得られた．アンケート項目の中及び紹介「ネットロボ」，
図 7 には一般教育科物理の「鹿で重要と思われる「参加した感想」，「また参加したい

児島発惑星行き～はやぶさはもどった、あかつきは旅か」，及び「誰から聞いたか」について検討を行った．

立った～」の様子を示した．来場者も多く，小中学生

小学生以下については、アンケート数が 78 名であばかりではなく引率の保護者等も興味を示し，また，ったが、年齢に関しては、保育園と幼稚園が約 1%と少本校学生による説明等も有意義なものとなり，科学技なかったが、小学 1 年から６年までのそれぞれの学年

術教育の推進及び理科離れ対策に貢献できたと思われが 13%から 19%の範囲でほぼ同じ割合であった。科学教

る．

室の対象者については、小学生は 5,6 年生の高学年に受講者及び一般来館者へのアンケートでも，良い企画であり，来年度の継続を希望するという意見が多か限定したにも関わらず、幅広い学年層が参加していた
ことがわかる。

ったが，参加者へのアンケート用紙が小学生以下と中

図４

科学実験教室「ライントレーサ

図６

ロボットを作ろう」

図５

まず，図 8 に示したように，「活動が楽しかったか」

各専門学科による実験及び紹介「ネットロボ」

図７ 一般教育科物理の「鹿児島発惑星行き～

演奏ロボットによる音楽会

はやぶさはもどった、あかつきは旅立った～」- 36 -− 36 −

小中学生のためのものづくり・科学教室「鹿児島高専の日 2010」におけるプログラムの開発については、とてもとまあまあ楽しかったを合わせると約 99%となり、ほとんどの園児や児童が楽しいと感1%

じている。ただ、約 1%があまり楽しくなかったと回答

16%

しており、自由記述欄の内容も参考にしてその原因をとても楽しかった0%

まあまあ楽しかった

検討することが必要である。

あまり楽しくなかった

次に，「また，参加してみたいか」については，図 9

ぜんぜん楽しくなかったに示したように，とてもとまあやってみたいを合わせると約 99%となり、ほとんどの参加者が今回の催し物

83%に満足し、来年度の開催を楽しみにしているようである。

図８

参加した感想（小学生以下）

最後に，図 10 に示したように，「今日の活動のことを誰から聞いたか」との質問に対しては，家の人か

1%

らが約 61%、先生（学校）が約 14%、お友達が約 13%、

27%

0%

とてもやってみたい

その他で新聞が約 6%、来館して知ったが約 4%、インタ

まあやってみたいーネット（ホームページ）が約 3%であった。たまたまあまりやりたくない

来館して知ったのがわずか 4%と、大部分が何らかの方

72%

ぜんぜんやりたくない法で開催を知り参加しており、県内の学校へのチラ
シ・ポスターの配布や新聞への記事掲載や案内などの
図９

PR 活動の成果が出たようで、広報活動の効果が伺える。
家族からが半数以上であるが、先生（学校）と友人か

また，参加してみたいか（小学生以下）
13%

らを合わせると約 87%となり県内の学校へチラシ・ポ家のひとから

13%

スターの配布の効果が大きかったようである。新聞に学校の先生からついては約 6%ではあるが、数日前に地元ブロック紙の14%

新聞の 1 面下コラムに関連する記事、前日と当日には

60%

お友達から
その他

開催のお知らせの記事が載り、この記事を見て尋ねてきた参加者も多かった。報道機関からの発信の影響は大きく、これからも多いに活用しいく必要があると思図 10 誰から聞きましたか（小学生以下）われる。
次にやってみたいことや気づいたことについてののアンケートや担当者の意見などからも，進行方法や自由記述では、ロボット、車、ラジコンやキャラクタ

展示・実験内容等改善すべき点がまだ多かった．今後，ーゲームなどを作ってみたいとの具体的な希望も多か

担当者間で十分に検討し，さらに創意工夫することにったが（特にロボット）、実験を行いたいとの意見もあより充実した内容にすることが必要であるが，今回課

り、工作教室、科学教室の要望が強いようである。珍題となった幾つかの項目について以下に述べる．

しいものとしては、科学教室の一つとして可能である

まず，平成 21 年度は、学校行事等の関係で小中学か疑問であるが、恐竜の歯の発掘をしてみたいとの要

校の夏休み終了後の 9 月 6 日に開催したが、参加者か望があった。また、作品がすごかったや想像以上にす

らは自由課題のテーマ等にするため、小中学校の夏休

ごかったなど、十分に手応えを感じてもらえたようでみ（7 月下旬及び 8 月）中の開催希望が多く、今年度ある。

は 8 月 22 日に行った。しかしながら、準備期間が短

市立科学館等の公設の施設との連携により，それぞくなり、関係者への説明、機材の調整やリハーサル等

れの特徴を補い合いながら，お互いの強みを十分に発が十分に行えなかった。今後は、8 月最後の日曜日に揮することができ，それぞれが理科離れや科学技術教行うようにして、実験教室等のテーマを早い段階で決育の推進に大きく寄与できたことを実感した．

定し、準備の取りかかりを早めるようにする必要がある。

4

今年度は、昨年度の倍以上の 1,300 余りの入館者が今後の課題あった。しかしながら、広報については、今年度は市

今回が二回目の試みであったが，先に述べた参加者- 37 -− 37 −

大竹

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立科学館を通さず直接市内や近隣の小中学校へポスタ

域の科学舎推進事業」に採択されたこともあり、各学ーやチラシを配布したが、前述のような理由で周知の科と技術室の広報委員会委員及び企画係で実行委員会

期間を十分に確保することが出来ず通知が遅れた。予を昨年度と同じように立ち上げ、準備段階から各学科、算の確保の問題等もあるが、ポスター等の図案等を早技術室及び事務部にご協力を頂いた。

めに検討し、配布時期を早め周知を十分に行う必要が鹿児島市立科学館からの依頼もあり、来年度以降もある。また、ホームページ（インターネット）等をさ今回支援を受けた JST へ申請をしながら、開催の準備らに活用して、迅速かつ広範囲に伝達する必要がある。

を進めていくつもりである。今回 2 回目であったが問今回 2 回目の試みであったが、実験教室のテーマ等

題点もあり改善すべき点も多く、今後も学内及び市立も増え、担当者及び参加者も多くなり、一つのテーマ

科学館の協力を得ながらさらに検討していく予定であ

当たりの専有面積も狭くなり、各学科の展示及び実験る。

を行った企画展示室は非常に混み合った状況であった。
各テーマの時間調節の再検討や、科学館の通路など今回利用しなかったスペースの確保などが必要である。

謝

辞

今回も、実験教室の対象者を小学生高学年と中学生

本事業については，本学の校長を初め，各科の実行としたが、一般の参加者は小学生が圧倒的に多く、助委員（広報委員会委員）を中心とした科学実験教室，

手として担当した学生も説明などに戸惑いがあったよ

演奏，実験ならびに展示等の多くの担当者の協力，技うである。中学生への理科離れ対策も大変重要であり、術長を初めとした技術室の全面的な協力，企画係，総実験教室の対象者を中学生のみにする等、中学生の参務係及び教務係の事務部門と本学の学生並びに鹿児島加を大幅に増やす対策について再検討しなければなら

市立科学館の協力，更に JST からの財政的面等多くのない。

支援を頂いた．ここに，深く感謝の意を表します．

今年度も実行委員会を立ち上げ取り組みの充実を図ったが、先の述べたような理由で準備期間が短く、担当者も昨年度より多い７0 名近くなり、担当者への説

参考文献

明が十分でなかった面がある。そのため、会場設営も

1) 大竹孝明, 山下俊一, 日高達也, 新納時英, 鰺坂

当日の朝となり、リハーサルが十分でなく、進行が混

徹郎：“小中学生のためのものづくり・科学教室「鹿

乱した面がある。今後は、担当者の数も絞り、実務者

児島高専の日 2010」による地域連携活動”，平成会議を早期に開く等説明を十分に行い、会場設営等も

23 年度全国高専教育フォーラム

前日までに済ませリハーサルを十分に行い、進行がス

発表概要集, (2011)61－62.

教育研究活動ムーズに行くように取り組みたい。
開催場所は鹿児島市内の市立科学館で、利便性が良2) 大竹孝明, 山下俊一, 有薗俊子, 満冨昭二, 渡邊
紫, 永田淳子, 新納時英, 鰺坂徹郎：“小中学生のく、多数の参加者を集めることが出来た。
しかしながら、鹿児島市近隣の参加者が大部分で、ためのものづくり・科学教室「鹿児島高専の日」

また、本校からの機材の搬入等の問題もあった。本校に よる地 域連 携活動 ”，論 文集「 高専 教育」 ,が主催する他の理科支援行事などとの関連もあるが、(2011)625－630.

本校が位置する霧島市近隣での開催も含め、総合的な
3) 大竹孝明, 山下俊一, 有薗俊子, 満冨昭二, 渡邊

再検討が必要である。

紫, 永田淳子, 新納時英, 鰺坂徹郎：“小中学生の5

結ためのものづくり・科学教室「鹿児島高専の日」

言におけるプログラムの開発”，
鹿児島工業高等専門

平成 21 年度に引き続き、鹿児島市立科学館との共学校研究報告 第 45 号, (2011)45－50.

催事業として取り組んだ「鹿児島高専の日 2010」については、学内及び市立科学館等、各方面の協力で無事

4) 大竹孝明, 山下俊一, 日高達也, 新納時英, 鰺坂に終了することが出来た．多くの入館者、科学実験教

徹郎：“小中学生のためのものづくり・科学教室「鹿室の受講者があり、 報道機関については、地元の南日児島高専の日 2010」について”, 第 16 回高専シ

本新聞社の取材を受け、後日、記事が掲載された。本ンポジウム in 米子 講演要旨集, (2011)274.

事業は、前年度に引き続き JST の地域活動支援の「地- 38 -− 38 −

鹿児島工業高等専門学校
研究報告 46（2011）
39〜43

暗号Ⅱ─その数理的側面─
†
†††
熊谷 博
博††††， 白坂
金光 滋†
，熊谷
白坂 繁
繁†††

Cipher Ⅱ
Shigeru KANEMITU

Hiroshi KUMAGAI

Shigeshi SHIRASAKA

This paper is a continuation as well as supplement of Part Ⅰ in which we tried to avoid row
material as much as possible to make it accessible to a wider readership. In this Part Ⅱ, we try to
elucidate the underlinng mathematical principles and try to introduce some elements of calculation
modulo q. We also introduce a would-be-mathematician Dan Brown by a new clue based on Fibonacci
numbers.
In the same way the last paper, main contents are written by first author, and other authors
added amendment.
Especially, last author added his lecture content in Kagoshima National College of Technology, andKinki University.
Keywords:

enciphering, deciphering, (public)key word, substitution, Fibonacci numbers,digraph and cipher matrices.

１ 第Ⅰ部との関連・補遺(3.3)

本論文は，第Ⅰ部１）の補遺と共に暗号成立のもとにP  C  b mod 26

を使って解読してみると，意味をなすようであり，おそらく，見逃すという意味の「miss」であろうと見当なっている数理的側面を詳しく述べたものである．

がつく．

第Ⅰ部では換字式暗号(substitution)の例として，

しかし，実際にはこの程度の暗号では，多くの通信

カエサル（＝ジュリアス シーザー）式暗号等を述べた．
有理整数環の剰余環 Z / 26Z の中で計算をしているこ

文を傍受する必要も， b の値を推測する必要もなく，とになるため，加法の単位元としての剰余類 0 を入れ

単に１語ずつずらした文を作っていってみればよい．

ている．もちろん，1-26 の数字を用いて，0 を含む剰26 通りのどれかで，意味のある文が出て来る．

余類の代表元として，26 をとってもよい．

カエサル式暗号は，単純なものであるが，その中に，暗号概念のすべてが含まれているという点で非常に重要である．すなわち，原字から暗字にする暗号 法 (enciphering) ， 暗 字 か ら 原 字 に 戻 す 復 号(deciphering)，秘密の鍵語(key word)である 3 である．
スライド式の一般化は§3 以降で述べる．暗号と裏表の関係にあるものに符号(code)がある．こちらは，
情報隠匿よりむしろ，時間空間を越えて情報を正しく伝達する目的をもつ．たとえば，遺伝情報は，A, T, G,
C の 4 種類の塩基の配列によって情報を子孫に伝える．
暗号の場合と類似的に符号化(encoding)，暗字から原字に戻す復号化(decoding)とよぶ．
転置式暗号の例としてはアナグラム（Ars magna）等を述べた．その発展形は§2 で述べている．３）に関して次の注意を述べておく．p.182, l. 2↑の“for our

カエサル式暗号は，スライド式暗号(3.2)

C  P  b mod 26

で，とくに b  3 の場合である．
しかし，第三者が情報をインターセプトした場合，
この暗号が，スライド式でしかも英語であることが分
かっていれば，これはいとも簡単に破られてしまう．
常道は，頻度を調べることである．数百語からなる通信文を傍受したとして，もっとも煩雑に現れる単語がH であったとすれば，それが e に当たると考えられる．
（ポーの小説「黄金虫」２）の W. レグランドのように）そうすると，b  3 であろうと見当をつけて，Ⅰ，問 3.2の暗号 PLVVH を，復号法†

近畿大学産業理工学部†† 鹿児島工業高等専門学校†††鹿児島工業高等専門学校

−- 39
39−-

金光

滋

熊谷

slain bothers”は “for our slain brothers”のミ博繁ッツ６）を挙げておく．

ス．p.228, (The) DCII=(The) Dick and Connie II であるところをゲマトリアで解釈している．

白坂

いろは歌の暗号に関して言及した「金光明最勝王教音義」を最後に載せておく．

洋の東西を問わず，座標方式は日本でも用いられていた．それは，いろは歌を 7×7 の表に並べて，それぞれ行，列に 7 文字の和歌の下の句を付し，行，列のペア（座標）で一文字を表すものであった．付した和歌が「つれなくみへし あきのゆうぐれ」が上杉家の兵書[武経要略]にある字変四八の奥儀４）p.150 にあるそうである．元歌が何かは不明である．いわゆる三夕の歌， 「見渡せば花も紅葉も無かりけり浦の苫屋の秋の夕暮れ（藤原定家）」，「寂しさはその色としもなかり
けり真木立つ山の秋の夕暮れ（寂蓮法師）
」
，
「心なき身
にもあわれは知られけり鴫立つ沢の秋の夕暮れ（西行法師） 等も同様に用いることができる．
ポリビュオス（201?-120? BC）の座標方式は，アルファベット 25 文字を正方形に並べて，縦横の座標の組
みでそれらを表示するというものであり，デカルトが「方法叙説」において座標幾何学を創始する上でのヒントを与えたのではないかという示唆をした．ケクレ「金光明最勝王教音義」

がベンゼン環の構造を，ウロボロスの形態から夢の中で解明したと同じく，無意識下に何らかのヒントがあったと考えるべきであろう─where there is no smoke,

２ The mathematical Dan Brown
前論文７）で，

there is no fire である．その際，インディアナ ジ
ョウンズを引用し，「i と j を同一視して」と述べたが，

13-3-2-21-1-1-8-5

本来は，「j と i を同一視して」と述べるべきであった

O, Draconian devil!

─j は i の変形ヴァージョンであるから 5) 座標方式とOh, lame saint!

いう枠でヴィジュネル式暗号（およびそのヴァリエーション）等もすべて捕えられる．

P.S. Find Robert Langdon
７）

という暗号

13-3-2-21-1-1-8-5

しかし，最も興味深いのは，正方形になるように，7×７，5×５のように字母が出来上がっていることであを述べた．最初の数列

を大きさの順に並べ変えると，
1-1-2-3-5-8-13-21

ろう．

となり，フィボナッチ数列の最初の 8 項になっている．
§3 以降で用いられる法1  q  N の既約剰余類の

この数列の順序も暗号の一部に使おうと思えば使えた
筈である，と述べた．実際，ソフィーが謎解きの一部

全 体  Z / qZ  が 群 を な す ， す な わ ち ， 各としてこの操作を行っている８）．

gcd  a, q   1 なる a に逆元が存在することは，

numbers are a hint as to how to decipher the restgcd  a, q   1 と xa  yq  1 なる x, y が存在するこto tell us to apply the same concept to the text…

とと同値であり，後者は， Z が単項イデアル環である

written out of order─スクランブルされたフィボナ

「The scrambled Fibonacci sequence is a clue. Theof the message. He wrote the sequence out of orderThose lines mean nothing. They are simply letters

ことからしたがう．さらに，このことは， Z がユークリッド環であることの帰結である．

ッチ数列が鍵に違いない．数字は単に残りのメッセー

暗号の数理に関しては良書が数多くあるが，コブリのお祖父さんは，数列をスクランブルして書き残し，

ジをどう解釈するかのヒントになっているだけだ．君

−- 40
40−-

暗号Ⅱ─その数理的側面─

同じ原理を文字列にも当てはめろといっているんだ．

となっていたとする．文字数は 15 で一致していることそのままでは文章には意味がない─アナグラムになっに注意．大きさの順に並べ替えれば，ているだけだから」としているが，単にランダムに並

1-1-2-2-3-3-5-5-8-13-13-21-34-34-55

べ替えたというだけでは，根拠薄弱の感は否めない．

がえられ，ダブった項を取り去れば，数学者ダン ブラウンならこうするのではないかとい(1)-1-2-3-5-8-13-21-34-55

う，暗号鍵を以下述べる．

となって，フィボナッチ数列が出てくる．そこで，上と同様，これが転置式暗号の鍵で，数列の項の並べ替

フィボナッチ数列  Fn  は，2 次回帰数列で，生成規えに対応して文字を読んで行くことにする．読む順序

則は，3-7-6-5-10-3-4-9-5-4-7-1-8-9-2

Fn 2  Fn1  Fn .

あるいは，
3-7-6-5-10-3-4-9-5-4-7-2-8-9-1

により，初項 F0  0, F1  1 から生成される．この数と思われる（1 は 2 個あるためどうしてもアンビギュ

列は黄金比と密接に関連しており，ビネの公式はそのイティが生ずる）．最初に読む 1，2 番目のアルファベ

閉じた形を与える：

ットは，後ろの方にある e か l であり，le または el

Fn 





となる．次に 3 は 2 個あるが，o も 2 個あって整合しn
1 n
    1  , n  N .
5ている．次に 4，5，6，7（4，5，7 もアルファベット
は 2 個ずつある）と並べていくと

1 5
ここで，  1.618 は黄金比とよばれる．
2
1

1 5
2
は，特性方程式     1  0 のもう一 
2

leonard または elonardとなる．この辺までくれば大体見当はつくが，さらに，
7，8，9，10 と並べていくと，vinc となり，leonard○○○vinc○が出てきて，疑いなくレオナルドダヴィ
ンチとなる．ｌeonardo の 7 つの文字に一つの重複もないことがこの暗号鍵を可能にしている．
最後に,参考文献 10)にある Ars magna を述べる．

つの解である．最初の項は，
1-1-2-3-5-8-13-21-34-55

8-1-1-144-34-55-89-1-2-1-987-2-2584-8-13-610-987となる．この内 3+5=8 は八頭身の走りである８）．

-3-5-1-2-2584-144

Ars magna （偉大なる技法）に対応して

Oddest hand in cow vibrance.

1-13-1-8-2-1-5-3
とかいてあったとする．対応するフィボナッチ数は，を解読せよ．
解： Dan Browns the Da Vinci code

F1 , F4 , F6 , F5 , F1 , F3 , F2 , F1 であるが，これが，文字を読む順番を表すと解する．そうすると，Ars magna

３ アファイン(変換による)暗号を§1 の「平行移動」式をもう少し発展させて，アフ
1-4-6-5-1-3-2-1

ァイン(affine)型の暗号が考えられる．

の順に読むことになって，anagrams （アナグラム）が以下，一般に，原字の集合 P も暗字の集合 C も同じ q出てくる．ちなみに，ars という単語は，「Ars longa,
vita brevis─Art is long, life is short（芸術は長個の文字からなる集合とし，それをさらに Z / qZ と同

く人生は短い）」というアンソニー ポープのことばで知られていたが，英俗語では別の意味になるため，一視する．固定した a Z / qZ ,Adleman, Rivest, Shamir の開発した暗号─RSA 暗号─

り，暗号化をは ARS 暗号としていない．
ダヴィンチコードに戻って，
13-3-2-21-1-1-8-5の代りに，O, Draconian devil!に対応して
２-13-8-5-55-2-3-34-5-3-13-1-21-34-1



(3.4)

C  aP  b mod qで定義する．復号法は，
(3.5)
−- 41
41−-

P  a C  a b mod q1

1b Z / qZ によ

金光

滋

熊谷

博

白坂

となる．ここで， a 1 は，  Z / qZ  における a の逆元，

(3.5)'

すなわち，

となる．



(3.6)

aa 1  a1 a  1 mod q

繁P  13C  2  mod 25 

問 3.2. 計算を実行して，となる元である．

14 0 23 11 4 1 0 2 9が復号されることを確認せよ．

例 3.1. (i) (3.4)で a  1 のときが，(3.2)のスラ
イド型暗号である．
(ii) b  0 のときを線形変換という．それは，P1 , P2

４ ダイグラフ暗号

を原字， C1 , C2 を暗字とするとき， P1  P2 の暗字がこれは，参考文献４）にある，プレイフェア暗号におC1  C2 となるからである．

ける手順に類似している．原文を最初から 2 文字ずつ(iii) アルファベットは 25 文字からなる（j=i）とに分けて，（原文が奇数個の文字からなるときは，最後

し，それに数字（ Z / 25Z の元）を次の(3.7)のようににブランクあるいは，英語を使っているとき等は，Q対応させる．
q  25, a  2, b  21 とするとき，
原字paymeback は，とか X などのような誤解を生み出さない文字を付け加

数字で文字からなる最小単位に分割されているとする．このえて）それを暗号化する．すなわち，原字も暗字も２とき，この最小単位をダイグラフという．このダイグ

14 0 23 11 4 1 0 2 9

ラフに数値を対応させるもっとも簡単な方法は，アルファベットの数を q ，原字←→数字（0 から q  1 まで）に対応し，これらを順にC  2P  21  2P  4 mod 25

(3.4)'の対応を X  x, Y  y とするとき，ダイグラフ XYに xq  y ，すなわち， q 進展開で 2 桁の数を対応させによって暗号化する．

ることである．これにより．ダイグラフ全体の集合と
問 3.1. 計算を実行し，

0,1, , q  1  Z / q Z とが１対１に対応する．この対
2

24 21 17 18 4 23 21 0 14

2

応の下で，(3.4), (3.5)を少し修正して用いる．

が得られることを確認せよ．

(4.1)

(3.7)

C  aP  b  mod q 2 

Ａ

Ｂ

Ｃ

Ｄ

で定義する．復号法は，

０

１

２

３

(4.2)

Ｅ

Ｆ

Ｇ

Ｈ

Ｉ

Ｋ

Ｌ

４

５

６

７

８

９

10

逆元は，

Ｍ

Ｎ

Ｏ

Ｐ

Ｑ

Ｒ

Ｓ

(4.3)

11

12

13

14

15

16

17

Ｔ

Ｕ

Ｖ

Ｗ

Ｘ

Ｙ

Ｚ

18

19

20

21

22

23

24

P  a 1C  a 1b  mod q 2  ．

aa 1  a 1a  1  mod q 2 から求める．
例 4.1. 例 3.1 (iii)の場合を考える．すなわち，q  25, a  2, b  21 で， q 2  252  625 である．

対応表(3.7)により，これは，ZWSTEYAP と暗号化さ(4.1)'

れる．
復号には，(3.5)'を用いる．まず，21  13  mod 25 

また，21  313 ，すなわち，2・313≡626≡１（mod252）
であり，また，313・21≡323（mod252）だから，(4.2)に注意する．すると，は2  21  13 21  13 4  52  2 mod 251となるから，C  2 P  21  mod 625  .

(4.2)'

Ｐ≡313Ｃ－323≡313Ｃ＋302（mod252）

となる．
−- 42
42−-

暗号Ⅱ─その数理的側面─

今，no という原字は，(3.7)を使って数値で表すと， 3 2 12   10  15   15 
Ap            となり，暗 2 4  13   28   3   22 

12 13 である．これから P の数値化がP  12 15  13  313  Z / 625Z
によって，313 と分かる．これを(4.1)'で符号化する

字は，QY である．

とD  8, 8   3  24  1  mod 25  だから，定理 4.1,

C  2  313  21  647  22  mod 625 (ii)より，により，22 であることが分かる．さて，22 は，25 進 4 2 12  4 2  12 6 
A1  22     3  2 3  13 
 2 3   6 9 

法で 0 22( 22  0  25  22 )だから，再び(3.7)を使って，暗字 AX が得られた．
(4.2)'を用いて，AX の数値化 22 は，となる．
復号をおこなうと，P 313 22 302  313 211302 111302  313  mod 252 

 12 6   15   12 6   10   38   12 A1c      p
 6 9   22   6 9   3   37   13 によって，313 すなわち，no へと復号される．

５

暗号行列による暗号となり，原字が no であることが分かる．

定理 5.1. 暗号化行列

a b 
A , a, b, c, d  Z / qZc d

問 5.2. 次の問題は，Math is Fun, Emerson Books 1955にあるものである．アルファベットを数字で置き換えて，金額を求めよ．

とし，行列式 D  ad  bc とおく．次の条件は同値であ

ＳＥＮＤ

る．

＋ ＭＯＲＥ(i)g.c.d.  q, D   1(ii)

A は逆行列をもち，次で与えられる： D 1d  D 1b 
A1  ．
1
1
 D c D a (iii)

 x  0
 x  0
     のとき， A      である．す0y    y  0

べて， mod q で考える．
(iv)

ＭＯＮＥＹ

(互いに素)A は， Z / qZ  からそれ自身への 1 対１写像

参考文献
１）金光滋，熊谷博，白坂繁， 暗号─歴史的観点から，鹿児島高専紀要，2010．
２）Selected Writings of Edgar Allan Poe, Penguin
English Library, 1967, Penguin Books (Edgar
Allan Poe, The gold-bug, 1843 )３）Brown,D., Angles and Demons, Corgi Books
４）長田順行，「暗号」， 社会思想社，1985（現代
教養文庫）
．

2

５）Sacks, Letter perfect, New York, 2003,

を与える．

Broadway Books.
６）Koblitz,N., A course in number theory

例 5.1. 暗号化行列

 22 2   3 2 
A


 2 21  2 4 

and cryptography, Springer Verl., 1987
７）Brown, D., The da Vinci Code, Random
House 2003
８）Chakraborty,K., Kanemitsu,S., et alを用いて，例 3.1 のダイグラフ暗号を行なってみる．

Shapes of objects and the golden ratio,．原字 noなぜ，このように A をとるか考えよ（問 5.1）

J. Shangluo Univ., 23 (2009), 18-27

12 
を列ベクトル p    で表す．
 13 

９）Haag,M., and Haag,V., A rough guide to
the Da Vinci code (An unauthorized
guide), Rough Guides Ltd. 2004, p. 132

−
43 −
- 43
-

鹿児島工業高等専門学校
研究報告 46（2011）45〜47

環境負荷の小さい新エネルギーの導入技術を養成する
実験装置の開発荒巻勇輔†

樫根 健史†† 永田亮一†

To training the development of the experimental introduction of new energy technologies
with low environmental impact
Yusuke ARAMAKIKenji KASHINE Ryouichi NAGATA

We enforced the characteristic measurement about solar battery and fuel cell in third grade’s engineeringexperiment at the department of electrical and electronic engineering and endeavored to knowledge for the newenergy of the students. But experiment facilities of the existence couldn’t reach improvement of the technologythat find and resolve various problems toward practical use of energy supply system what sustainable and highefficiency. Then we developed experiment training device that is intelligible about power supply system using
converters and improvement of the efficiency of the power supply system after students learned generation
principle and generation efficiency about solar battery.
Keywords: Sustainable energy, Solar battery, Student experiment, Development of experimental training
system1

た後，コンバータ等を用いた電力供給システムとその効

はじめに率の向上についても併せて理解できる実験・実習装置をエネルギー資源の枯渇が懸念される一方で，エネルギ

開発して，環境に配慮した創造性豊かな開発型技術者のー需要は増大し続けており，石油等の化石燃料に代わる育成に寄与することが本研究の実施目的である．なお，

持続可能で高効率なエネルギー供給システムの実用化を本研究では太陽電池を対象として開発を進めた．

図ることは産業界において重要な課題である．このこと
は「CO2 排出量を 25%削減目標（1990 年比）の達成」等の環境問題対策における効果も大きく，次世代を担う技

2

太陽電池パネルの運用試験
表 1 の太陽電池パネルを情報工学科棟の屋上に設置し，術者において持続可能エネルギーの利用技術を身につけることは必須となっている．本校では電気電子工学科 3

一定負荷での連続電力供給試験を実施した．また，太陽年次に開講している工学実験において，太陽電池や燃料

電池パネルの設置状況を図 1 に示す．

電池の特性測定を実施することで学生の新エネルギーに対する知識の向上を図ってきた．しかし，現有の実験設

表 1 太陽電池パネルの仕様

備では持続可能で高効率なエネルギー供給システムの実

定格出力

2W

用化に向けて，様々な課題を見出し，それを解決する技

太陽電池出力10 W

術力の向上までには至らないのが現状である．そこで，（最大出力）(72 W)

太陽電池等の発電原理および発電効率等について理解し太陽電池電流0.6 A†

鹿児島工業高等専門学校 技術室††

鹿児島工業高等専門学校 電気電子工学科
−
45 −
- 45
-

（最大電流）(6 A)

サイズ

270×470×500 mm

荒巻

勇輔

樫根

健史

永田

亮一

15kg

重量

図 3 制御回路図
図 1 太陽電池パネルの設置状況
連続電力供給試験を行った際の負荷の仕様は表 2 の通りであり，試験結果は図 2 に示す．試験開始より約 11 日後まで電力の供給が可能であった．その間出力電流は0.217A から 0.185A まで徐々に落ち続けた．復旧までは5 日間を要した．

図 4 シミュレーション結果

表 2 負荷の仕様
電 力

2.4 W

電 圧

12 V

電 流

0.2 A

4

ソフトウェアによる電圧出力制御
図 5 の実験ボードには，ワンチップ・マイコンとして

dsPIC33 が使用されており，内蔵の A/D 変換モジュールと高速 PWM モジュールを使って，出力電圧の制御を行うプログラムの試作を行った．入力電圧を A/D 変換を行
い，変換された値を PWM のデューティ比として使用し，
電圧出力の制御を行った．

図 2 連続電力供給試験結果

3出力電力のシミュレート
最大動作点追従制御を確認するため，図 3 は PSIM を利用した制御回路図を作成した．図 4 に最大電力を得る方式で制御した際の出力電力をシミュレーションした結果を示す．
図 5 実験ボード

5

おわりに今回の実験装置の開発では太陽電池パネルの運用試験，

−
46 −
- 46
-

環境負荷の小さい新エネルギーの導入技術を養成する実験装置の開発

出力電力のシミュレート，実験ボードを利用したソフト
ウェアによる電圧出力制御に取り組んだが，工学実験での実験実習として取り入れるまでには至っていないので，今後も実験装置の開発を進めていき実験となるようなものにしていきたい．

謝 辞
本研究は平成 22 年度鹿児島高専校長裁量経費校内助成（教育・研究）で実施されたことを記し，この場を借りて謝意を表す．

− 47
−- 47

鹿児島工業高等専門学校
研究報告 46（2011）49〜52

マイクロ X 線 CT を用いた積層粒体の研究
山田 孝行†

池田 英幸††

岡林 巧†††

Study on granular heaps using micro X-ray CT
Takayuki YAMADA Hideyuki IKEDA Takumi OKABAYASHI

We study property of granular materials. The internal structures of granular heaps are important to elucidate
peculiar behavior that granular materials show, such as segregation, arch effects and so on. Therefore, we observed
granular heaps in section images by micro X-ray CT. As a result, 3D-models representing arrangement of granularstructures were obtained by composing the section images. We analyzed collapse processes and segregation
phenomenon, using those 3D-models. On the collapse processes, the behavior of particles near the bottom of heaps
was clarified. Meanwhile, it is observed that segregation phenomenon was affected the shape of container which
filled with the granular materials.
Keywords : Granular Material, Micro X-ray CT, Segregation, Internal Structure of Granular Heaps

1 はじめに観察することで, 内部の様子を推測することしかでき

粉粒体は工業製品の原材料から, 食品や薬品などのなかった. そこで, 我々は, 物体内部の断層写真を撮

日常生活品まで様々な場面で利用されている. これら

影するマイクロ X 線 CT を利用することで, 積層粒体

粉粒体は単体では固体であるにも関わらず, 集合体での内部構造を得ることができるのではないかと考えた.

は液体や気体のような振る舞いをすることがある. ま本研究では, 積層粒体の崩壊と偏析という 2 つの現象

た, 粉粒体はサイロや輸送管内での閉塞現象, 地盤のについて, マイクロX 線CT で内部断面を調査し, 解析

液状化現象あるいはかくはんを行う際の偏析など, 特することを目的とした.

異な性質を示し問題を引き起こすこともある. そこで,粉粒体の基本的な性質の研究は, 自然界および産業界

2 マイクロ X 線 CT システム
X 線 CT は X 線を用いて物体の内部断面の画像を得の粉粒体を取り扱う上で重要なものとなってくる.
我々はガラスビーズを用いて, 粘着力をもたいないることができるものである. 撮像する対象物を挟む形

乾燥粒の積層体の挙動について研究を行ってきた. こ

で X 線の線源と検出器があり, 対象物を透過する X 線のような粒体の挙動を詳しく解析するためには, 積層の強度を, 様々な方向から全周に渡って測定する. こ

体内部の各粒子の配列がどのようになっているか調査の時, X 線は対象物に吸収され減衰するので, それぞれすることが重要である. しかしながら, 従来の実験での方向での X 線の減衰度合いをコンピュータで解析し,は積層体の表面や透明な容器の壁に面している状態を対象物の内部断面構造を画像で再現するものである.
図 1 にマイクロ X 線 CT の概念図を示す. ステージ上†技術室††機械工学科†††都市環境デザイン工学科に撮像対象となる試料を置き, ステージを微小角度で回転ステップさせながら全周のX 線強度を計測し, 1 枚の断層画像(スライスデータ)を得る. CT(Computed

49−−- 49

山田

孝行

池田

英幸

岡林

巧

Tomography)とはコンピュータによりこの断層画像をと偏析の 2 種類の現象について, それぞれに適したマ作成することであるが, 近年の CT システムはこのス

イクロ X 線 CT 装置を用いて実験を行った.

ライスデータを試料のある高さごとに複数回作成し,崩壊現象の調査に用いた実験装置を図 2 に示す. 実

各々を重ねあわせることで, 三次元画像を合成できる

験装置はアクリルでできた直方体で, 壁の一端はモーものが多い. 図 1 の概念図に示したものは, 試料を置ターにより移動でき, 内部に粒子を積層させた後, 壁いているステージが, 1 枚のスライスデータを作成し終を外側へ移動させることで積層体の崩壊を起こす. 本

わるごとに微小上昇することで試料の上部から下部ま

実験では, 崩壊前の初期状態での装置の内寸を奥行きでの三次元的画像を合成する仕組みのものである.

55mm, 幅 60mm とし, 内部に直径 5mm のガラスビ

試料
X 線源

ーズ 1500 個を積層させた. また, ビーズの積層方法については, ある高さから落下させた場合と落下させず

検出器に積層表面へ置いた場合の 2 通りを用いた. 更に, 装置の床面の摩擦の影響を考慮するため, 床面へエメリー紙を貼り付け摩擦を大きくした場合とエメリー紙を①

貼り付けなかった場合で実験を行った. 本実験でのステージ

CT 撮影時の崩壊実験の条件を表 1 へ示す.

②
①ステージを微小ステップさせながら回転.
②ステージを微小に上昇.

図 1. マイクロ X 線 CT システムの概念図
マイクロ X 線 CT システムは, 医療用の CT 装置と比較して撮像できる試料の大きさが限られるが, 分解能が極めて高い. そのため, 積層粒体の三次元配列の図 2. 崩壊実験の装置

ような細かな試料を観察するのに適している.

表 1. 崩壊実験の条件

３ 粉粒体の偏析現象
大きさの異なる粉粒体を混合した後, それに振動を装置床面加えると, 大きな粒子が浮上する. そのため, 粉粒体

積層方法

CT 撮影時の移動壁の移動量の上部と下部とで粒度分布の不均一が起こる. この現落下
摩擦大象は, ミックスナッツで粒の大きなブラジルナッツが非落下

上部に偏ることから, ブラジルナッツ効果という名称

落下摩擦小で知られている. このように, ある因子について粉粒

非落下

0,20,40,60,70

0,20,40,60,80

体の集合内で不均一が生じることを偏析と呼び, 産業
分野などで粉粒体を取り扱う場合に問題となることがある.

崩壊過程の内部構造を調査するため, 225kV マイク
ロ X 線 CT システム(東芝ＩＴコントロールシステム株
式会社製 TOSCANER-32250μhd)で連続断層画像を

４ 実験方法作成し, 画像処理ソフト(日本ビジュアルサイエンス株

本研究では, ガラスビーズを容器の中に積層させ,マイクロ X 線 CT 装置によってその内部の連続断層画像を作成し, 三次元的な粒子の配列を解析した. 崩壊式会社製 VGStudio MAX)で三次元画像化を行った.
また, CT 撮影は, 表 1 に示している崩壊実験装置の移50−−- 50

マイクロX線CTを用いた積層粒体の研究したところ, 床面の摩擦から影響を受けていることが動壁の移動量ごとに行った.
偏析実験については, 図 3 に示すような 2 種類のサ判明した. 図 4 に崩壊過程の CT 画像の一例を示す. 図

イロ形の容器 A および B を用い実験を行った. 容器 A

4 はビーズを落下させて積層したもので, (a)は床面のの曲線部分は対数曲線となっている. 各容器の下部に摩擦が小さい場合, (b)は摩擦が大きい場合において高

直径 5mm のガラスビーズを 1 つだけ入れ, 直径 1mm

さが装置底面からおよそ 2.5mm の場所の断層写真でのガラスビーズでその周囲を充填させた. この状態である. 図 4 の上の画像は移動壁が 20mm 移動した時,

容器に振動を与えると 5mm のビーズが 1mm ビーズ

下の画像は 40mm 移動した時であるが, 図中の○で囲の中を浮上してくる. これらの容器を高分解能マイク

まれた部分に注目すると, 上図の 20mm 移動した時にロ X 線 CT スキャナ(東陽テクニカ製 SkyScan1072)

は, (a), (b)どちらもビーズの間隙が大きく, 詰まり方がに設置し, 容器を外側から叩くことによって振動を与疎であることが分かる. 一方, 図 4 下の 40mm 移動しえた後に CT 撮影するという操作を複数回行った. また時では, 摩擦の小さな(a)では広がったビーズの間隙

た, 画像処理ソフト(VGStudio MAX)にて三次元画像が埋まり密に詰まっているが, 摩擦が大きい(b)では間化を行った.

隙が大きいままである. 図 4 のビーズのほとんどは床
1414

面に接している粒子であるので, 床面の摩擦が小さい
時は, 上の層のビーズが移動する際に押されて床面上のビーズが滑り, 間隙に上の層のビーズが潜り込むことで密に詰まっているのではないかと考えられる.
偏析実験で作成した CT 画像を図 5 に示す. 容器の断面形状が曲線的な容器 A と直線的な容器 B 共に振動

6
容器 A
図 3. 偏析実験容器

6
容器 Bを与えることにより 5mm ビーズが 1mm ビーズ中を浮上している様子が観察できた. また, 容器 A は 1 度(寸法の単位は mm)

振動を加えただけではごくわずかずつしか浮上しなかったことに対し, 容器 B は容易に浮上したためそれ以

５実験結果
崩壊実験および偏析実験それぞれの CT 画像の解析

上のCT撮影は行っていない. このことから, 容器の形
状が大径粒子の浮上のしやすさ(偏析の起こりやすさ)を行った.
崩壊実験について, 底面付近のビーズの配列を調査に影響を及ぼしているこが分かった.
振動による力は, 容器の壁から垂直方向へ粒子に伝疎

疎わり, 粒子間の接触点を媒介しながら内部へ達すると

z y

初期状態

疎

密

振動 1 回目(a) 容器 Az y(a) 摩擦が小さい場合
上: 20mm 移動
下: 40mm 移動

振動 2 回目

振動 3 回目zlSx(b) 摩擦が大きい場合
上: 20mm 移動
下: 40mm 移動

初期状態

振動 1 回目(b) 容器 B

図 4. 崩壊実験の CT 画像yr(c) ビーズ分布の座標系

図 5. 偏析実験の CT 画像

51−−- 51

p

山田

孝行

池田

考えられる. そこで連続断層画像から三次元モデルを

英幸

岡林

巧

6 おわりに構築し, 5mm ビーズに隣接している 1mm ビーズの分マイクロ X 線 CT 装置を用い, 積層ガラスビーズの布を測定した. 図5(c)のように5mmビーズの中心を原

内部構造を調査し以下の結果を得られた.

点とした座標系をとり, 任意の隣接している 1mm ビ

1)崩壊実験において, 直方体容器の壁が移動して起ーズとの接触点を p とする. ｙおよび z 軸の方向は図

こるビーズの崩壊過程では, ビーズが崩壊に伴い5(a)および(b)の初期状態の写真に示すとおりである.

移動することで間隙が大きくなる.

このとき, z 軸と p とのなす角と, y 軸の負の側と球表

2)崩壊実験において, 床面の摩擦が小さい場合, 床面の交点 S から p までの弧の長さ l を計測した. ただ面付近のビーズの間隙に, 上の層からの粒子の割し, p の位置を一般化して表すため, l を 5mm ビーズのり込みが生じる.

半径で除した l/r を用いることとする. 図6 は横軸にφ,3)偏析実験において, 大径ビーズが振動により小径

縦軸に l/r をとって, プロットにより隣接ビーズの位置

ビーズ中を浮上する場合, 浮上のしやすさは容器を表現したものである. 図 6(a)は容器 A での初期状態

形状の影響を受ける.

と 1 度振動を加えた状態, (b)は容器 B での同様の状態

4)

偏析実験において, 容器形状によって大径ビーズである. (b)ではどちらの状態でも隣接ビーズが均一にに隣接する小径ビーズの分布が異なる.

分布しているが, (a)では初期状態でも隣接ビーズが少ない箇所があり, 振動を加えると更に顕著に分布が不7 謝辞

均一になっていることが分かった. この原因は容器の本研究の一部は, 平成 22 年度高専連携教育研究プロ

形状の違いであると考えられる. 均一に分布している

ジェクトによった. また, マイクロX 線CT装置は島根

容器 B の浮上が容易であることから, 容器の壁から振産業技術センターと豊橋技術科学大学, 機械工学系,

動により与えられる力が均一に 5mm ビーズにかかる

戸田研究室の設備を利用させて頂いた. ここに謝意をことで浮力が発生して いるのではないか推測される.

表する.

360

l/r

距 離(mm)

距離(mm)

360
240

l/r

120
0
0

100

200

 角度(°)
deg

240
120
0
0

300

100

200

角度(°)
deg

初期状態

初期状態

距 離(mm)

360

360

240

距 離(mm)

l/r

l/r

20
1
0
0

300

240
120

100

200

角度(°)
deg

0
0

300

振動 1 回

100200角度(°)
deg
振動 1 回(a)容器 A(b)容器 B

図 6. 偏析実験における大径ビーズまわりの最隣接小径ビーズ
52−−- 52300

鹿児島工業高等専門学校
鹿児島工業高等専門学校
研究報告
46（2011）
研究報告
46（2011）
53〜65
53～65

研

究

業

績

2010 年 4 月 1 日～2011 年 3 月 31 日
ゴシック 本校の発表者 *印 講演発表者
機 械 工 学 科
氏 名

課

題

雑誌，講演会，または発行所等

Mostafa Morovati
Hitesh Bindra
Shuji Esaki
Masahiro Kawaji*
江崎秀司*
末吉和幸
東 将史
織田健太郎
石田 崇*
久保翔史
江崎秀司
引地力男
棈松伸二
岩本才次
鎌田清孝
野澤宏大
引地力男
油田功二
原田正和
渡邉嘉清
宮城貴志
引地力男
棈松伸二
岩本才次
鎌田清孝
野澤宏大
山田孝行*
池田英幸
塚本公秀
岡林 巧
池田英幸*
岡林 巧
山田孝行
小田原悟
岩本才次

Enhancement of pool boiling andcritical heat flux in self-rewetting
fluidsatabove
atmosphericpressures
液滴分離板を通過する気流の流動特性に関する研究

CD-ROM Proceedings of the ASME/JSME 2011 8th ThermalEngineering Joint Conference
Hawaiipp.1 ～ 6(0)2011-03
冊子 第 20 回九州沖縄地区高専フォーラム講演抄録集
pp.29～ (0)2010-12

沖縄

管群の碁盤目配列における圧力損失
特性

冊子 日本機械学会九州学生会第 42 回卒業研究発表講演会
分 pp.115～116 (0)2011-03

大TA を利用したキャリア教育の検討

冊子 平成 22 年度高専教育講演論文集
2010-08(4)高クロム鋳鉄のリーマ加工における加工面品位の向上に関する研究

冊子 鹿児島工業高等専門学校研究報告2011-02

キャリア教育推進のための TA の有効活用に関する一考察

論文集「高専教育」

堆積粒体の崩壊に関する研究

粉体工学会 2010 年度春期研究発表会講演論文集
市左京区吉田河原町 15-9) pp.15～16 2010-05

積層粒体の崩壊による粒子の流れ

可視化情報学会 可視化情報全国講演会（鹿児島 2010）
霧島市 pp.203～204 2010-10

スロッシングによる圧力変動に及ぼす気体の性質の影響

冊子
30 巻

可 視 化 情 報 学 会 全 国 講 演 会 （ 鹿 児 島 2010 ） 講 演 論 文 集
2 号 pp.371～372 (2)2010-10

小田原悟
岩本才次

スロッシングによる圧力変動に及ぼす回転中心の影響

冊子(2)

日本機械学会講演論文集
2011-03

中村 彰*
宝地優輔
岩本才次
瀬戸口進太*
岩本才次

制御系設計ツールによる船舶操縦運動モデルの構築

冊子 日本機械学会九州学生会第 42 回学生員卒業研究発表講演会
大分工業高等専門学校（大分県大分市） pp.7～8 (2)2011-03

ジャイロ効果による船体横揺低減装
置の試作

冊子 日本機械学会九州学生会第 42 回学生員卒業研究発表講演会
大分工業高等専門学校（大分県大分市） pp.27～28 (2)2011-03

松元遼太*
福元 秀
岩本才次
北薗裕一
三角利之

潜水艇モデルの潜水装置の開発

冊子 日本機械学会九州学生会第 42 回学生員卒業研究発表講演会
大分工業高等専門学校（大分県大分市） pp.17～18 (2)2011-03

新たな地域連携型クラブ活動支援プ
ログラムの実施とその継続的な取組について
風レンズ風車の翼破損の原因調査

冊子 ,平成 22 年度高専教育講演論文集
2010-08
冊子(9)

九州大学応用力学研究所 所報2010-09

風レンズ風車ブレードの実働ひずみ
計測

冊子
76 巻

日 本 機 械 学 会 http://www.jsme.or.jp/publish/rbj1012c.htm
772 号 pp.3336～3342 (7)2010-12

小田原悟
大屋裕二
烏谷 隆
小田原悟

- 53 -− 53 −

34 号

pp.125～129

45 号

pp.269～274

118 巻

pp.1～9(9)

2011-03

京大会館（京都1 号

鹿児島県

pp.231～132

pp.177～180
139 号

(4)

pp.121～129

2010年4月1日~2011年3月31日

2010 年 4 月 1 日～2011 年 3 月 31 日
小田原悟
岩本才次

冊子 鹿児島高専研究報告2011-0245 号

pp.11 ～ 17

(7)

小田原悟*
岩本才次

ソーラーボートの設計・製作及び地球環境に配慮した船舶の開発に関す
る調査研究
スロッシングによる圧力変動に及ぼす気体の性質の影響

小田原悟*
岩本才次

スロッシングによる圧力変動に及ぼす回転中心の影響

冊子 日本機械学会九州支部 64 期総会講演会論文集(福岡市) pp.231～232 (2)2011-03

中島周作*
椎 保幸

下掛け水車における流れの可視化

冊子
島市

田畑隆英*
中島 仁
李鹿 輝
田畑隆英*
宇都尚哉*
李鹿 輝
田畑隆英*
宇都尚哉

往復振動流による噴流の拡散制御

可視化情報学会第 38 回可視化情報シンポジウム講演論文集
院大学新宿校舎（東京都） pp.123～124 2010-07

工学

５角形ダクトから流出する噴流

可視化情報学会第 38 回可視化情報シンポジウム講演論文集
院大学新宿校舎（東京都） pp.125～126 2010-07

工学

５角形ダクトから流出する噴流

日本機械学会２０１０年度年次大会講演論文集
名古屋工業大学御器所キャンパス（名古屋市） pp.163～164 2010-09

春園健太郎*
田畑隆英

変形するノズルから流出する噴流

可視化情報学会全国講演会（鹿児島 2010）講演論文集
霧島市国分
シビックセンター（鹿児島県霧島市） pp.63～64 2010-10

中島 仁*
田畑隆英

往復振動流による噴流の拡散制御

可視化情報学会全国講演会（鹿児島 2010）講演論文集
霧島市国分
シビックセンター（鹿児島県霧島市） pp.147～148 2010-10

田畑隆英*
堂薗 賢
李鹿 輝
宇都尚哉*
田畑隆英

５角形ダクトから流出する噴流のウェーブレット解析

可視化情報学会全国講演会（鹿児島 2010）講演論文集
霧島市国分
シビックセンター（鹿児島県霧島市） pp.301～302 2010-10５角形ダクトから流出する噴流

可視化情報学会全国講演会（鹿児島 2010）講演論文集
霧島市国分
シビックセンター（鹿児島県霧島市） pp.315～316 2010-10

田畑隆英*
宇都尚哉

5 角形ダクトから流出する噴流

日本機械学会九州・中国四国支部合同企画徳島講演会講演論文集
徳島大学工学部（徳島市） pp.229～230 2010-10

田畑隆英*
中島 仁

往復振動流による噴流の拡散制御

日本機械学会九州・中国四国支部合同企画徳島講演会講演論文集
徳島大学工学部（徳島市） pp.231～232 2010-10

田畑隆英*
中島 仁
李鹿 輝
田畑隆英*
宇都尚哉
李鹿 輝
田畑隆英*
宇都尚哉

往復振動流を付加した噴流のウェー
ブレット解析

冊子 日本機械学会第 88 期流体工学部門講演会講演論文集
形大学工学部（米沢市） pp.227～228 (2)2010-10５角形ダクトから流出する噴流のウェーブレット解析

日本機械学会第 88 期流体工学部門講演会講演論文集
学部（米沢市） pp.229～230 2010-10

山形大学工

５角形ダクトから流出する噴流

日本機械学会九州支部第 64 期総会・講演会講演論文集
伊都キャンパス（福岡市） pp.63～64 2011-03

九州大学

田畑隆英*
春園健太郎

変形するノズルから流出する噴流

日本機械学会九州支部第 64 期総会・講演会講演論文集
伊都キャンパス（福岡市） pp.65～66 2011-03

九州大学

塚本公秀
上野孝行
山本桂一郎
大渕慶史
坂本英俊
大渕慶史
坂本英俊
山岡太郎
桑原孝史
塚本公秀
塚本公秀
大渕慶史
坂本英俊
坂本英俊
大渕慶史
塚本公秀

Developing the Teaching Material
for Practical Work by Student
Dismantling and Assembly using
All Terrain Vehicle

Journal of Engineering Education Research Vol.13 No.2
pp.38-42 2010

Attempt of Mechanical Clock
Design and Making as PBL Subject

Journal of Engineering Education Research Vol.13 No.2
pp.28-32 2010

専門科目導入のための低学年実
習教材開発

日本工学教育協会平成２１年度講演会講演論文集 pp.576 - 577

赤外線サーモグラフィーを用いた呼吸センシングシステムの開発

日本実験力学学会

冊子
可 視 化 情 報 学 会 全 国 講 演 会 2010 講 演 論 文 集
http://tanakafutiwaki-lab.jp/vsj_kagoshima2010/鹿児島県霧島市 pp.371～372 (2)2010-1054−−- 54

可視化情報学会 全国講演会（鹿児島 2010）
pp.265～266 (2)2010-10

九州大学

鹿児島県霧

山

分科会合同ワークショップ 2010 pp.1-2

研

究

業

績

研 究 業 績加藤良治*
塚本公秀

バイオリンの応力解析

冊子 日本機械学会第 42 回卒業研究発表\講演会論文集
業高等専門学校 pp.61～62 (2)2011-03

別府勇貴*
渡辺 創

外乱オブザーバを用いたサーボモー
タのデジタル制御

CD-ROM 第 18 回電子情報通信学会九州支部学生会講演会
岡工業大学(福岡県福岡市)(0)2010-09

福留義隆*
渡辺 創

2 慣性系実験装置の製作と特性解析

CD-ROM 日本機械学会九州学生会第 42 回学生員卒業研究発表講演会
大分工業高等専門学校(大分県大分市)(0)
2011-03

内田翔太*
渡辺 創

マイコンを用いた制御用インターフェースボードの開発

CD-ROM 日本機械学会九州学生会第 42 回学生員卒業研究発表講演会
大分工業高等専門学校(大分県大分市)(0)
2011-03

電気電子工学科
氏 名
南出雅裕
田島大輔
本部光幸
大坪昌久
E.Sakasegawa
K.Shinohara
K.Yamamoto
M.Hombu
太崎 巧*
本部光幸
逆瀬川栄一
青山健太郎*
上床周平
米満翔太
本部光幸
嘉藤貴洋*
高橋佐衣
三宅琢磨
田島大輔
迫田達也
大坪昌久
本部光幸
中村 格
樫根健史
永田亮一
小迫雅裕
匹田政幸
小出英延
中村 格*
本部光幸
楠原良人
樫根健史
逆瀬川栄一
田島大輔
吹留博実
村山大樹*
片山知彦
山田恭平
小迫雅裕
匹田政幸
樫根健史
中村 格
小出英延
村山大樹
片山知彦
山田恭平
小迫雅裕
匹田政幸*
樫根健史
中村 格
小出英延

課

題

大分工

福

雑誌，講演会，または発行所等
宮崎大学工学部紀要

３９号

(0)

2010-08

燃料電池シミュレーションモデルにおける内部パラメータ算出に関する検討冊子

Characteristic Analysis of a Wind
Power System with Doubly Fed
Induction Generator in Cosideringof the Tower Shadow Effect
中性点クランプインバータ用昇圧チ
ョッパの制御法CD-ROM The 2010 International Power Electronics Conference
札幌 pp.3225～3229 (5)2010-06
CD-ROM 平成 22 年度電気関係学会 九州支部連合大会
市 九州産業大学 pp.7～7 (1)2010-09福岡

SiC パワー素子の直列接続技術の基
礎検討

冊子 電気学会九州支部 平成 22 年度高専卒業研究発表会
岡 県 久 留 米 市 久 留 米 工 業 高 等 専 門 学 校 pp.11 ～ 122011-03

MATLAB を用いた太陽電池のシミュレーション

CD-ROM 平成 23 年電気学会
pp.66～67 (2)2011-03

絶縁診断技術の精度向上に向けた部
分放電信号の基礎特性

冊子
(2)

大阪府

大阪大学

45 号

pp.19～20

鹿児島高専におけるものづくり分野の技術者育成の試み～新エネルギーを応用するための基盤技術を学び低炭素社会に貢献できる技術者の育成を目指して～

CD-ROM 電 気 学 会 基 礎 ・ 材 料 ・ 共 通 部 門 大 会
pp.161～166 (6)2010-09沖縄

油入変圧器内におけるＡＥ法を用いた部分放電位置標定システム開発の基礎検討

CD-ROM 電気関係学会九州支部連合大会(1)
2010-09

油入変圧器内の超音波伝搬特性を考慮した部分放電位置標定システム開発の基礎的検討

冊子 電気学会放電、誘電・絶縁材料、高電圧合同研究会
pp.39～44 (6)2011-01

−- 55
55−
-

全国大会

福
(2)

鹿児島工業高等専門学校研究報告2011-02福岡

pp.569～569

宮崎2010年4月1日~2011年3月31日

2010 年 4 月 1 日～2011 年 3 月 31 日
丸山幸輝
鍛治屋毅
中村 格
樫根健史
永田亮一
小迫雅裕
匹田政幸
小出英延
鍛治屋毅
丸山幸輝
中村 格
樫根健史
永田亮一
小迫雅裕
匹田政幸
小出英延
逆瀬川栄一*
篠原勝次
山本吉朗
本部光幸
須田隆夫*
井手口裕太
井上貴仁
井手口裕太*
岩元あゆか
須田隆夫
井上貴仁
須田隆夫*
岩田和也
束野憲人
井上貴仁
松木健太
清水勇喜
楠原良人
清水勇喜
松木健太
楠原良人

電子制御工学科
氏 名
蒲池悠介*
福添孝明
原田治行
下窪 竜*
原田治行
Shunya Odawara
Kazuhiro Muramatsu
Shogo Komori
Kiyotaka Kamata
Keita Yamazaki
Takao Yamaguchi
Mitsuru Sakakibara
Toshifumi Shinnoh
Masao Simokawa
Noboru Ishikawa
Takashi Meguro
Keita Yamazaki
Yu Haraguchi
Kazuhiro Muramatsu*
Akira Haga
Hitomi Sasaki
Koichiro Kobayashi
Shigetaka Hirosato
Kiyotaka Kamata

電力用変圧器における巻線モデルの
超音波伝搬特性の基礎的検討

CD-ROM
2011-03

電気学会全国大会

大阪

pp.212 ～ 213(2)

油入変圧器複合絶縁系を模擬した欠陥モデルの超音波放射源に関する基
礎的検討

CD-ROM
2011-03

電気学会全国大会

大阪

pp.214 ～ 214(1)

Characteristic Analysis of a Wind
Power System with Doubly Fed
Induction
Generator
inConsidering of the Tower Shadow
Effect孤立導体配置による誘電泳動を用いた細胞操作の効率改善

CD-ROMThe 2010
Conference(IPEC2010)2010-06

CD-ROM 第７１回応用物理学会学術講演会
崎市 pp.220～220 (1)2010-09

誘電泳動力を用いた細胞の流動制御における孤立平面電極配置の効果

冊子 平成 22 年度 電気関係学会九州支部連合大会 講演予\稿集
福岡市(1)2010-09

電圧可変平面電気４重極を用いた誘電泳動力による細胞の操作

CD-ROM 第 ５ ８ 回 応 用 物 理 学 関 係 連 合 講 演 会 講 演 予 稿 集
神奈川県厚木市（学会中止のため予稿集の発行を持って発表と見なされる） pp.189～189 (1)2011-03

固体高分子形燃料電池における発電
磁場分布の非接触測定法の検討

CD-ROM 平 成 22 年 度 電 気 関 係 学 会 九 州 支 部 連 合 大 会
pp.71～71 (1) 2010-09

福岡

磁気センサを用いた燃料電池磁場計
測装置の開発冊子 平成 22 年度日本産業技術教育学会九州支部大会
pp.59-60 (1) 2010-10

鹿児島

課

題

International Power Electronics
Sapporo, Japan pp.3225～3229 (6)

講演予稿集

長

雑誌，講演会，または発行所等

動画像解析を用いた入力補助システ
ムの研究開発CD-ROM 第 18 回 電子情報通信学会九州支部
福岡県(0)2010-09福岡工業大学、

随意性瞬目の眼電図をスイッチ入力に用いる基礎的研究

CD-ROM 第 18 回 電子情報通信学会九州支部
福岡県(1)
2010-09福岡工業大学、

Method for Evaluating Shielding
Factorof
DoubleLayeredMagnetically Shielded Rooms for
Uniform Magnetic Field
Using
Exciting Coils Placed on One Side

冊 子 IEEE Transactions on Magnetics
pp.2357～2360 (4)2010-06

46 巻

6 号

Design of Open-Type Magnetically
Shielded Room Combined with
SquareCylinders
Madeof
MagneticandConductive
Materials for MRI.

冊 子
CEFC(IEEE Conference on Electromagnetic
Computation)
http://www.cefc2010.org/CEFC_2010_Final_Program.pd
Chicago, Illinois, USA(4)
2010-05

Field

56−
−- 56

研

究

業

績

研 究 業 績
山﨑慶太*
小田原峻也
村松和弘
鎌田清孝
新納敏文
山口孝夫
榊原 満
下川眞男
目黒 卓
広里成隆*
山崎慶太
村松和弘
鎌田清孝
中島佑太朗*
鎌田清孝
鎌田清孝*
中島佑太朗
広里成隆
山崎慶太
榎園万沙弥*
室屋光宏
島名賢児*
芝浩二郎
河野良弘
室屋光宏
山下俊一
町田依里
吉満真一*
河野良弘
山下俊一
里中 忍
河野良弘
山下俊一
松尾征一郎*
吉満真一
島名賢児
櫻庭 肇
高松純平*
宮田千加良

情 報 工 学 科
氏 名

磁気シールドルームの遮蔽性能評価
規格

生 体 磁 気 学 会 ( さ わ や か ち ば 県 民 プ ラ ザ )http://ftp.joso.co.jp/jbbs2010/html/program_table.
千葉県(2)2010-07

磁性体角筒を用いた開放的な MRI 室用シールドルームの実用化設計と性
能評価

冊子
2010 年 度 日 本 建 築 学 会 大 会 （ 富 山 ） 学 術 講 演 会
http://www.gakkai-web.net/gakkai/aij/session10/pdf
富山大学（富山市） pp.549～550 (2)2010-09

MRI のためのエレベータに起因する変動磁場を低減するシャフト壁の遮蔽方法の検討EV シャフトの磁気遮蔽による MRI
向けの変動磁場低減技術の検討

CD-ROM 第 18 回 電 子 情 報 通 信 学 会 九 州 支 部 学 生 会 講 演 会(1)
2010-09

表計算ソフトによる電動機駆動シミュレーション

CD-ROM 平成２２年電気学会産業応用部門大会
学豊洲キャンパス pp.46～46 (1)2010-08

自動車・電子関連産業が求める「メカトロニクス技術者」の育成

第８回全国高専テクノフォーラム

画像撮影システムを用いた工具挙動の監視－第 5 報-

CD-ROM 2010 年度精密工学会秋季大会学術講演会
名古屋大
学 東山キャンパス（愛知県） pp.51～52 (2)2010-09

工作機械構造の熱変形に関する研究(第 5 報）-送り駆動系における熱変形の CAE 解析-

CD-ROM 2010 年度精密工学会秋季大会学術講演会
名古屋大
学 東山キャンパス（愛知県） pp.305～306 (2)2010-09

倒立振子に関する研究

CD-ROM 第 18 回 電子情報通信学会九州支部
福岡県(１)
2010-09

課

CD-ROM
第６３回電気関係学会九州支部連合会論文
http://www.jceee-kyushu.jp/jceee_kyushu2010/files/(1)
2010-09

題

大分

芝浦工業大

pp.41～41

2010-08

福岡工業大学、

雑誌，講演会，または発行所等
45 号

pp.22 ～ 25

(5)

榎園 茂
吉満彩佳
アムヌエイ・グントラ・
ナッスパー
萱島 献
田代里奈
長崎晋士
吉川結衣
吉元宏幸*
濱川恭央

マハラノビス距離を用いたオンライ
ン手書き漢字認識

冊子 鹿児島高専研究報告2011-02

高次自己相関モデルの連想記憶における類似度とマスキング手法

CD-ROM
第 9 回 情 報 科 学 技 術 フ ォ ー ラ ム (FIT2010)
http://www.ipsj.or.jp/10jigyo/fit/fit2010/
九州大学 伊都キャンパ
ス pp.539～540 (2)2010-09

飛佐洋平*
濱川恭央

高次微分相関型モデルの連想記憶における類似度とマスキング手法

CD-ROM
第 9 回 情 報 科 学 技 術 フ ォ ー ラ ム (FIT2010)
http://www.ipsj.or.jp/10jigyo/fit/fit2010/
九州大学 伊都キャンパ
ス pp.541～542 (2)2010-09

吉岡大貴*
入江智和

IPv6 におけるアドレス解決パケットの転送による通信相手の生存確認法の提案

CD-ROM 平成 22 年度電気関係学会九州支部連合大会（第 63 回連合大会）講演論文集
九州産業大学 pp.45～45 (1)2010-09

−- 57
57−
-

2010年4月1日~2011年3月31日

2010 年 4 月 1 日～2011 年 3 月 31 日
久木原賢治*
入江智和

CD-ROM 平成 22 年度電気関係学会九州支部連合大会（第 63 回連合大会）講演論文集
九州産業大学 pp.47～47 (1)2010-09

外部インタフェースで受信したロー
カルブロードキャストを内部側イン
タフェースに転送する NAT 拡張の提案 - 有効性と実現性の検証
アドレス解決パケットの転送による通信相手の生存確認法の提案―疑似的実現

CD-ROM 平成 22 年度電気関係学会九州支部連合大会（第 63 回連合大会）講演論文集
九 州 産 業 大 学 pp.171 ～ 171 (1)2010-09

荒巻勇輔
清水勇喜*
新徳 健
武田和大*
荒巻勇輔
永田亮一
豊平隆之
芝浩二郎
鶴 貴宏*
武田和大

技術室との連携による IT スタッフ育成への取り組みについて

冊子 第 29 回情報処理教育研究発表会
pp.221～222 (0)2010-08

長岡技術科学大学

理科教育・環境教育のための気象情報ネットワーク構築に関する試験的研究

冊子 CIEC 2010 PC カンファレンス 論文集
pp.305～306 (2)2010-08東北大学(仙台市)

オブジェクト共有空間を用いた既存
ソフトウエアの並列化

冊子 電気学会九州支部 平成 22 年度（第 1 回）高専卒業研究発表会
講演論文集
国立久留米工業高等専門学校(久留米市)(2)
2011-03

久保田耕平
塗木淳夫
玉利陽三
湯ノ口万友
内田公介
塗木淳夫
辻村誠一
玉利陽三
湯ノ口万友
福留麻理恵*
玉利陽三
湯ノ口万友
大岩孝輔*
塗木淳夫
湯ノ口万友
玉利陽三
福留麻理恵
玉利陽三*
湯ノ口万友

温熱磁気刺激による抹消血流量および体表皮温度の研究

冊子 電気学会論文誌 C
2011-01

131 巻

1 号

pp.192～193(2)

磁気刺激を用いた筋疲労回復効果の検討

冊子 電気学会論文誌 C
2011-01

131 巻

1 号

pp.122～126(5)生体磁気刺激における刺激電流分布
制御方法に関する一提案

CD-ROM 電気関係学会九州支部連合大会
学） pp.243～243 (1)2010-09

磁気刺激用ダブルコイルの配置に対する誘導電流分布の考察

冊子 電子情報通信学会技術研究報告（ME とバイオサイバネティッ
クス研究会）
鹿児島 pp.51～54 (4)2011-01

非対称形コイルを用いた生体磁気刺激における刺激電流分布の制御に関する研究

冊子 電子情報通信学会技術研究報告（ME とバイオサイバネティッ
クス研究会）
鹿児島 pp.59～63 (5)2011-01

入江智和*
川路寛隆

都市環境デザイン工学科
氏 名
Kiyoshi NISHIDOME
Aika MIZUMOTO
Akihiro UEDA
Nalumol
Vongyhanasunthon
西留 清
水元愛佳
Narumol
Vongthanasunthorn
上田明弘
中間慎也
郡山良太
田之上紘一
西留 清*
上田明弘
ナルモン
池田英幸*
岡林 巧
山田孝行
堤
隆

堤

隆

課

題

福岡（九州産業大雑誌，講演会，または発行所等

Study
of
Organic
Removal,Nitrification and Denitrification
Using
Rotating
BiologicalContactor
andFluidized-bed
Carrier
回転円板と担体を用いた有機物酸化・硝化・脱窒

冊子(10)

冊子 International Association of Lowland Technology
1 号 pp.369～372 (4)2010-08

1巻

45 号

pp.29～38

回転円板法と担体法を多槽用いた有機物酸化・硝化・脱窒素法

冊子 平成 22 年度日本水環境学会九州支部研究発表会(福岡大学） pp.1～2 (2)2011-03

福岡市

積層粒体の崩壊による粒子の流れ

可視化情報学会 可視化情報全国講演会（鹿児島 2010）
霧島市 pp.203～204 2010-10

鹿児島県

圧裂試験を用いた弾性主軸方向が既知の異方性岩石材料に対する異方性比の推定方法
弾性主軸方向が確認できる材料に対する圧裂試験による縦弾性係数異方性の決定方法CD-ROM 第 40 回 岩 盤 力 学 に 関 す る シ ン ポ ジ ウ ム 講 演 集(6)
2011-01

鹿児島工業高等専門学校研究報告2011-02

冊 子
材 料
http://www.jsms.jp/kaishi/60/paper60-3-8.htm
60 巻 3 号 pp.229～234 (6)2011-03

58−
−- 58

研

究

業

績

研 究 業 績Takashi Tsutsumi
Hiroshi Iwashita
Kagenobu Miyahara

Theoretical analysis of tensilestresses and displacement inorthotropic circular column underdiametrical compression

冊子
StructuralEngineeringandhttp://technopress.kaist.ac.kr/?page=container&jou
号 pp.333～347 (15)2011-03

Kagenobu Miyahara*
Hiroshi Iwashita
Takashi Tsutsumi
Katsumi Maeda
Keiji Sato
堤隆*

Theoretical analysis of tensilestresses in orthotropic specimens
under diametral compression tests

CD-ROM Proceedings of The First International Conference on“ AdvancesinInteraction
andMultiscale
Mechanhttp://aimm10.kaist.ac.kr/
Jeju, Korea(11)
2010-05

理論解を用いた圧裂試験下の直交異方性岩石材料に発生する引張主応力の解析

冊子
第 30 回 西 日 本 岩 盤 工 学 シ ン ポ ジ ウ ム 論 文 集
http://www.civil.nagasaki-u.ac.jp/westrock/index.h
長崎市長崎
大学工学部 pp.109～114 (6)2010-09

内谷 保
水田洋司

ハイブリッド吊床版道路橋の車両走行に伴う動的応答特性の検討

CD-ROM
2011-03

山内正仁
八木史郎
山田真義
山口昭弘
増田純雄
山口隆司
山田真義*
山内正仁

食品廃棄物を培地材料に利用することによるきのこ（ヤマブシタケ）の機能性向上効果

土木学会環境工学研究論文集

47 巻

地域資源を活かした産学官連携による本科・専攻科学生の研究意欲の向上効果甘藷焼酎粕を利用したシイタケの菌床栽培

平成 22 年度高専教育講演論文集

長岡市

pp.477～480

2010-08

土木学会第 65 回年次学術講演会

札幌市

pp.299～300

2010-09

きのこ菌糸を用いた焼酎粕・でん粉
粕由来の悪臭物質の除去に関する研究

土木学会第 65 回年次学術講演会

札幌市

pp.301～302

2010-09

食品廃棄物で栽培したヤマブシタケ
子実体の機能性成分に関する研究

土木学会第 65 回年次学術講演会

札幌市

pp.303～304

2010-09

自然環境下以外からの高温乳酸菌の分離の試みと利用方法の一考察

土木学会第 65 回年次学術講演会

札幌市

pp.327～328

2010-09

UASB-DHS システムによるフェノール廃水の連続処理

土木学会第 65 回年次学術講演会

札幌市

pp.95～96

食品廃棄物（焼酎粕・でん粉粕）を利用した地域資源循環システム

第 21 回廃棄物資源循環学会研究発表会講演集
272 2010-11

金沢市

pp.271～

焼酎蒸留粕からの高温乳酸菌の分離の試みと利用方法の一考察

第 21 回廃棄物資源循環学会研究発表会講演集
316 2010-11

金沢市

pp.315～

野元雄介*
福 彩乃
山田真義
木原正人
山内正仁
松元皓隆*
山田真義
山内正仁
八木史郎
増田純雄
大田智也*
野元雄介
山田真義
山内正仁
八木史郎
山口昭弘
山田真義*
黒田恭平
上潟口知世
山内正仁
山口隆司
八木史郎
小丸哲斉*
山田真義
山内正仁
高橋優信
山口隆司
田中秀治
長野晃弘
大田智也*
山内正仁
山田真義
大六野洋
黒田恭平*
山田真義
山口隆司
川上周司
八木史郎
山内正仁

−- 59
59−
-

構造工学論文集

57A 巻

Mechanics
38 巻 3

pp.289 ～ 297

pp.603～608(9)

2010-112010-09

2010年4月1日~2011年3月31日

2010 年 4 月 1 日～2011 年 3 月 31 日
松元皓隆
村山 陵*
山田真義
八木史郎
増田純雄
山内正仁
野元雄介*
平生志康
山田真義
木原正人
八木史郎
増田純雄
山内正仁
山口大吾*
梶原亮平
増田純雄
山内正仁
山田真義
安井賢太郎
小丸哲斉*
山田真義
山内正仁
平賀祐朝*
山田真義
宮木宏一朗
山内正仁
高橋優信
山口隆司
田中秀治
長野晃弘
黒田恭平*
山田真義
山口隆司
川上周司
八木史郎
山内正仁
小野心也*
高橋優信
幡本将史
川上周司
山口隆司
上村繁樹
多川 正
山田真義
山内正仁
八木史郎
山田真義
山口昭弘
山口隆司
上山幸雄*
増田純雄
斎藤泰男
山内正仁
山田真義
後藤洋規
山内正仁*
山田真義
八木史郎
大六野洋
松野愛子
小村洋美
大田智也*
山内正仁
山田真義
大六野洋

きのこ菌糸による食品廃棄物の悪臭
物質の動態調査

平成 22 年度土木学会西部支部研究発表会
896 2011-03

北九州市

pp.895～

甘藷焼酎粕乾燥固形物を用いたシイタケ菌床栽培技術の開発

平成 22 年度土木学会西部支部研究発表会
894 2011-03

北九州市

pp.893～

下水・畜産消化液に対するオゾン処
理効果の検討

平成 22 年度土木学会西部支部研究発表会
766 2011-03

北九州市

pp.765～

多点分散供給方式による UASB リア
クターのアルカリ度削減効果についての一考察
UASB-DHS システムによるフェノール単一廃水の連続処理に関する一考察

平成 22 年度土木学会西部支部研究発表会
876 2011-03

北九州市

pp.875～平成 22 年度土木学会西部支部研究発表会
878 2011-03

北九州市

pp.877～

焼酎蒸留粕からの高温乳酸菌の分離の試みと特性評価

第 45 回日本水環境学会年会講演集
pp.724～ 2011-03

硫 酸 塩 負 荷 変 動 に お け る
UASB/DHS システムの実下水処理
特性評価

冊子 第 45 回日本水環境学会年会講演集
開催中止） pp.394～ (1)2011-03

食品廃棄物を培地材料に利用することによるきのこ（ヤマブシタケ）の機能\性向上効果

冊子(6)

長時間曝気法による養豚排水処理水のオゾン処理に関する研究

土 木 学 会 第 65 回 年 次 学 術 講 演 会
2010-09

きのこ生産による食品廃棄物（焼酎粕・でん粉粕）の資源循環システムの構築

日本きのこ学会第 14 回大会講演要旨集
pp.91～ 2010-09

食品廃棄物（焼酎粕・でん粉粕）を利用した地域資源循環システム

第 21 回廃棄物資源循環学会研究発表会講演集
pp.271～272 2010-11

60−
−- 60

札幌市（震災により開催中止）

土木学会環境工学研究論文集
2010-11札幌市（震災により

47 巻

pp.603～608

北海道大学

pp.79 ～ 80

東京大学（東京都）

石川県金沢市

研

究

業

績

研

究

業

績
pp.603～

山内正仁
八木史郎
山田真義*
山口昭弘
山口隆司
山内正仁*

食品廃棄物を培地材料に利用することによるきのこ（ヤマブシタケ）の機能性向上効果

土木学会環境工学研究論文集608 2010-11

きのこ生産を核とした焼酎粕乾燥固
形物の循環システムの構築

第 18 回資源循環技術研究発表会
2011-01

小丸哲斉*
山田真義
山内正仁
上山幸雄*
春山豊茂
増田純雄
山内正仁
山田真義
山口大吾*
梶原亮平
増田純雄
山内正仁
山田真義
安井賢太郎
春山豊茂*
上山幸雄
増田純雄
山内正仁
山田真義
後藤洋規
中園翔太*
谷口幸江
増田純雄
山内正仁
山田真義
斎藤泰男
原口健一郎*
平生志康
山田真義
山内正仁
木原正人
八木史郎
増田純雄
米田洸一*
川上周司
幡本将史
高橋優信
山口剛士
山口隆司
山内正仁
小村洋美
長野京子
山内正仁
原田直人
堤 知子
宮園 勉
桑水郁朗
山内正仁

多点分散供給方式による UASB リア
クターのアルカリ度削減効果についての一考察
長時間曝気法による養豚排水処理の実態調査

平 成 22 年 度 土 木 学 会 西 部 支 部 研 究 発 表 会
pp.875～876 2011-03

九州工業大学平 成 22 年 度 土 木 学 会 西 部 支 部 研 究 発 表 会
pp.777～778 2011-03

九州工業大学

下水・畜産消化液に対するオゾン処
理効果の検討平 成 22 年 度 土 木 学 会 西 部 支 部 研 究 発 表 会
pp.765～766 2011-03

九州工業大学

養豚排水のオゾン処理におけるオゾン濃度と滞留時間に関する研究

平 成 22 年 度 土 木 学 会 西 部 支 部 研 究 発 表 会
pp.763～764 2011-03

九州工業大学

焼酎粕凝縮液を用いた高濃度硝酸性
窒素の生物学的脱窒に関する研究

平 成 22 年 度 土 木 学 会 西 部 支 部 研 究 発 表 会
pp.747～748 2011-03

九州工業大学甘藷焼酎粕乾燥固形物を用いたシイタケ菌床栽培技術の開発

平 成 22 年 度 土 木 学 会 西 部 支 部 研 究 発 表 会
pp.893～894 2011-03

九州工業大学実下水 U A S B + D H S システムからの嫌気/無酸素回分式 リアクターを用いた窒素・リン同時除去性能評
価

冊子
(1)

焼酎粕を用いたきのこ廃菌床の飼料化試験

鹿児島県農業総合センター研究報告（畜産） 第 4 号
2010

焼酎粕を使ったきのこ栽培を起点としたリサイクル技術の開発
焼酎粕利用で地元企業と新産業創出を目指す

文部科学省教育通信、No.253 10 月号、pp.20-21（2010）

山内正仁

一 般 理 系
氏 名
Futoshi Hayasaka
Eero Hyry課

高知工科大学（高知市）

大阪市

第 45 回日本水環境学会年会講演集
2011-03

pp.1～10(10)北海道大学（札幌市）

pp.31-38

産学官連携ジャーナル、Vol.6 No.5、pp.24-25（2010）

題

雑誌，講演会，または発行所等

On the Buchsbaum-Rim function ofa parameter module

冊 子 J. Algebra
2011-02

−- 61
61−
-

327 巻

1 号

pp.307 ～ 315(9)2010年4月1日~2011年3月31日

2010 年 4 月 1 日～2011 年 3 月 31 日
早坂太*

Asymptotic behavior of the grade
associated to multigraded modules

冊子 第 32 回可換環論シンポジウム・The 6th Japan-Vietnam Joint
Seminar on Commutative Algebra
IPC 生産性国際交流センタ
ー（葉山）
(0)
2010-12早坂太*

加群のブックスバウム・リム関数

冊 子 第 141 回 数 理 情 報 科 学 談 話 会
2010-07早坂太*

多重次数付き加群の斉次成分のgrade の漸近挙動について
Occurrence statistics and ray
tracing
studyofJovianquasiperiodic radio bursts observed
from low latitudes

冊子

明治大学可換環論セミナー

冊子(0)Journal of Geophysical Research
2010-05

Jupiter's magnetospheric change
by Io's volcanoes

冊子(4)Geophysical Research Letters
2010-06

Changes in the Jupiter's innermagnetosphere caused by Io's
volcanic activity

冊子
European Geosciences Union General Assembly 2010
Vienna, Austria(1)
2010-05

Ground-based observations of solar
ultraviolet radiation

冊子 4th International Synposium on Advances in Technology
Education
Kirishima, Kagoshima(0)
2010-09

小中学生のためのものづくり・科学
教室「鹿児島高専の日」におけるプログラムの開発冊子(6)

九州沖縄地区科学技術教育支援プロ
ジェクト

冊子 (社)日本工学教育協会工学教育
122 (5)
2011-02

小中学生のためのものづくり・科学
教室「鹿児島高専の日」による地域連携活動

冊子 独立行政法人国立高等専門学校機構論文集「高専教育」
34 号 pp.625～630 (6)2011-03

小中学生のためのものづくり・科学
教室「鹿児島高専の日」による地域連携活動

冊 子 平 成 22 年 度 高 専 教 育 講 演 論 文 集
pp.245～246 (2)2010-08新潟県長岡市地域の天然資源の活用についてー竹
炭等の自然物を利用した水質浄化ー

冊子 九州沖縄地区高専フォーラム講演抄録集
pp.17～17 (1)2010-12沖縄県名護市

Tomoki Kimura
Fuminori Tsuchiya
Hiroaki Misawa
Akira Morioka
Hiromasa Nozawa
Mizuki Yoneda
Hiromasa Nozawa
Hiroaki Misawa
Masato Kagitani
Shoichi Okano
Mizuki Yoneda*
Hiromasa Nozawa
Hiroaki Misawa
Masato Kagitani
Shoichi Okano
Hiromasa Nozawa*
Hiromasa Yamamoto
Kazuo Makita
大竹孝明
山下俊一
有薗俊子
満冨昭二
渡邊 紫
永田淳子
新納時英
鰺坂徹郎
宮内真人
平島繁紀
森 保仁
越地尚宏
吉田正道
山崎充裕
山本芳一
大河内康正
北辻安次
開
豊
森
寛
大竹孝明
松栄準治
工藤康紀
大竹孝明
山下俊一
有薗俊子
満冨昭二
渡邊 紫
永田淳子
新納時英
鰺坂徹郎
大竹孝明*
山下俊一
有薗俊子
満冨昭二
渡邊 紫
永田淳子
新納時英
鰺坂徹郎
大竹孝明*

62−
−- 62

鹿児島大学
(0)

明治大学

37 巻

59 巻

2010-09

115 巻

A5 号

11 号

pp.1～445 号

鹿児島工業高等専門学校研究報告2011-02(0)1号

pp.45～50

pp.118～

研

究

業

績

研 究 業 績
大竹孝明*
山下俊一
日高達也
新納時英
鰺坂徹郎
篠原 学

小中学生のためのものづくり・科学
教室「鹿児島高専の日 2010」について

冊 子 第 16 回 高 専 シ ン ポ ジ ウ ム in 米 子
pp.274～274 (1)2011-01

月刊天文ガイド連載記事「宇宙天気」

書籍

誠文堂新光社

pp.1～1

2010-04篠原学

月刊天文ガイド連載記事「宇宙天気」

書籍

誠文堂新光社

pp.1～1

2010-05

篠原学

月刊天文ガイド連載記事「宇宙天気」

書籍

誠文堂新光社

pp.1～1

2010-06篠原学

月刊天文ガイド連載記事「宇宙天気」

書籍

誠文堂新光社

pp.1～1

2010-07

篠原学

月刊天文ガイド連載記事「宇宙天気」

書籍

誠文堂新光社

pp.1～1

2010-08篠原学

月刊天文ガイド連載記事「宇宙天気」

書籍

誠文堂新光社

pp.1～1

2010-09篠原学

月刊天文ガイド連載記事「宇宙天気」

書籍

誠文堂新光社

pp.1～1

2010-10篠原学

書籍

誠文堂新光社

pp.1～1

2010-10篠原学

月刊天文ガイド連載記事「オーロラ予想」
月刊天文ガイド連載記事「宇宙天気」

書籍

誠文堂新光社

pp.1～1

2010-11篠原学

書籍

誠文堂新光社

pp.1～1

2010-11篠原学

月刊天文ガイド連載記事「オーロラ予想」
文部科学教育通信

書籍

ジ アース 教育新社

篠原学

月刊天文ガイド連載記事「宇宙天気」

書籍

誠文堂新光社

pp.1～1

2010-12篠原学

書籍

誠文堂新光社

pp.1～1

2010-12篠原学

月刊天文ガイド連載記事「オーロラ予想」
月刊天文ガイド連載記事「宇宙天気」

書籍

誠文堂新光社

pp.1～1

2011-01

篠原

学

書籍

誠文堂新光社

pp.1～1

2011-01

篠原学

月刊天文ガイド連載記事「オーロラ予想」
月刊天文ガイド連載記事「宇宙天気」

書籍

誠文堂新光社

pp.1～1

2011-02篠原

学

書籍

誠文堂新光社

pp.1～1

2011-02

篠原学

月刊天文ガイド連載記事「オーロラ予想」
月刊天文ガイド連載記事「宇宙天気」

書籍

誠文堂新光社

pp.1～1

2011-03篠原

学

書籍

誠文堂新光社

pp.1～1

2011-03

白坂繁*

月刊天文ガイド連載記事「オーロラ予想」
お得な不等式冊子 第６４回九州算数・数学教育研究（佐賀）大会
佐賀北高等学校(0)
2010-07

佐賀県立

白坂

繁*

お得な不等式冊子 第９２回全国算数・数学教育研究（新潟）大会
鷺メッセ(0)
2010-08

新潟市朱

白坂

繁*

冊子

数学教育論文発表会論文集

金光
熊谷
白坂

滋
博
繁

視覚化された高校教材－平面化の提案－
暗号―歴世的観点からー

冊子(6)

鹿児島工業高等専門学校研究報告2011-02

一 般 文 系
氏 名
保坂直之

保坂直之*

鞍掛哲治

課

題

pp.1～3鳥取県米子市2010-11宮崎大学(0)2010-1145 号

pp.51～56

雑誌，講演会，または発行所等

連作構造としての『夢の中のセバス
ティアン』（６）ー体験と提喩と人物
形象
比喩の枠組みモデルを用いたドイツ
詩のテキストデータベース研究冊子 高専ドイツ語教育
2011-03

ICT を活用した英語授業の試み

冊子 鹿児島英語英文学会
pp.4～5 (8)2010-09

冊子
区）

−- 63
63−
-

13 号

高専ドイツ語教育研究会(0)2010-05

pp.73 ～ 88

(16)

ドイツ文化センター（東京都港KSES NEWSLETTER

16 号

2010年4月1日~2011年3月31日

2010 年 4 月 1 日～2011 年 3 月 31 日
鞍掛哲治*

高専編入生を対象とした試験的入学
前教育

冊子
集

田中 愼 / 野崎亜紀子/ 長谷川みゆき / 中村隆文 / 丸 祐一 / 望月由紀 / 杉田秀一 / 向後
裕美子 / 登尾 章
中村隆文

ハイエク全集Ⅱ４『哲学論集』

書籍

契約論的合理性の限界―ゴティエの「ヒューム主義」の分析を通じて

冊子 法哲学年報 2009（日本法哲学会）
2010-10

動機付けと実践理性について：「ヒューム主義」の罪冊子 日本倫理学会 第 61 回大会ワークショップ
キャンパス（大学院校舎 324 教室） pp.1～4 (4)中村隆文（実施責任者）*
奥田太郎（南山大学）*
佐々木拓（京都大学）*
林 誓雄（奈良女子大
学）*

技

術

室
氏 名

河野良弘
山下俊一
松尾征一郎*
吉満真一
島名賢児
櫻庭 肇
長山昭夫

長山昭夫
谷山昌弘
川上弘次
浅野敏之
吉満真一*
河野良弘
山下俊一
里中 忍
島名賢児*
芝浩二郎
河野良弘
室屋光宏
山下俊一
町田依里
大竹孝明
山下俊一
有薗俊子
満冨昭二
渡邊 紫
永田淳子
新納時英
鰺坂徹郎
大竹孝明
山下俊一
有薗俊子
満冨昭二
渡邊 紫
永田淳子
新納時英
鰺坂徹郎
野元雄介*
福 彩乃
山田真義
木原正人
山内正仁

課

題

日本リメディアル教育学会第３回関西支部会支部大会講演論文
関西外国語大学 pp.27～27 (28)2011-03春秋社

pp.1～337

2010-07

pp.159～167(230)

慶応大学三田2010-10

雑誌，講演会，または発行所等

工作機械の熱変形に関する研究（第 5報）

CD-ROM 2010 年 度 精 密 工 学 会 秋 季 大 会
pp.305～306 (2)2010-09

Park Spatial Design and Teaching
Material Development that Used
3DCAD

CD-ROM Proceedings of the 4th International Symposium on
AdvancesinTechnology
Education2010
http://www.kagoshima-ct.ac.jp/isate2010/(0)
2010-09

知林ヶ島陸繋砂州の年間を通じた変動過程に関する研究

CD-ROM 土 木 学 会 論 文 集 B2( 海 岸 工 学 )pp.156～160 (5)2010-11

画像撮影システムを用いた工具挙動の監視－第 5 報-

CD-ROM 2010 年度精密工学会秋季大会学術講演会
名古屋大
学 東山キャンパス（愛知県） pp.51～52 (2)2010-09

自動車・電子関連産業が求める「メカトロニクス技術者」の育成

第８回全国高専テクノフォーラム

小中学生のためのものづくり・科学
教室「鹿児島高専の日」による地域連携活動

冊子 独立行政法人国立高等専門学校機構論文集「高専教育」
34 号 pp.625～630 (6)2011-03

小中学生のためのものづくり・科学
教室「鹿児島高専の日」におけるプログラムの開発冊子(6)

甘藷焼酎粕を利用したシイタケの菌床栽培

土木学会第 65 回年次学術講演会

64−
−- 64

大分

鹿児島工業高等専門学校研究報告2011-02

札幌市

名古屋大学

66 巻

pp.41～41

1 号

2010-0845 号

pp.45～50

pp.299～300

2010-09

研

究

業

績

研 究 業 績
野元雄介*
平生志康
山田真義
木原正人
八木史郎
増田純雄
山内正仁
原口健一郎*
平生志康
山田真義
山内正仁
木原正人
八木史郎
増田純雄

甘藷焼酎粕乾燥固形物を用いたシイタケ菌床栽培技術の開発

平成 22 年度土木学会西部支部研究発表会
894 2011-03

甘藷焼酎粕乾燥固形物を用いたシイタケ菌床栽培技術の開発

平 成 22 年 度 土 木 学 会 西 部 支 部 研 究 発 表 会
pp.893～894 2011-03

−- 65
65−
-

北九州市

pp.893～

九州工業大学

研 究 ・ 知 財 委 員 会 委 員
委
前

野

祐

員

二

長
地域共同テクノセンター長（都市環境デザイン工学科）

委
玉

利

陽

員

三

地域共同テクノセンター研究促進部門長（情報工学科）

中

村

村

上

江

﨑

井

隆

文

一般教育科文系

浩

一般教育科理系

秀

司

機械工学科

手

輝

二

電気電子工学科

室

屋

光

宏

電子制御工学科

濵

川

恭

央

情報工学科

山

内

正

仁

都市環境デザイン工学科

中

村

隆

文

専攻科（一般教育科文系）

今

村

文

昭

総務課長

安

楽

四

郎

総務課長補佐（総務担当）

有

川

博

幸

総務課長補佐（財務担当）

鹿児島工業高等専門学校研究報告

第４６号

平成２４年(２０１２) ２月 ２２日印刷
平成２４年(２０１２) ２月 ２２日発行
発行人

赤

坂

裕

発行所

鹿児島工業高等専門学校
Kagoshima〒899-5193
1460-1

National College of Technology

鹿児島県霧島市隼人町真孝 1460 番 1
Shinko,Hayato-cho,Kirishima-shi

Kagoshima-ken 899-5193

Japan