1 0 0 0 高信頼性鉛フリーはんだの開発
【目的】鉛フリーはんだ合金候補としてSn-3.5Ag-X系が有力視されている.しかしその実用化に際しては,動的負荷のみならず静的負荷に対する信頼性を確保する必要がある.静的変形の代表がクリープであるが,鉛フリーはんだのクリープ特性に関する既往の研究は多くない.そこで本研究ではSn-3.5Ag-X系合金バルク体のクリープ挙動を,クリープ速度,延性および破断寿命の観点から検討した.【方法】供試材は以下の合金である:(1)Sn-3.5mass%Ag,(2)Sn-3.5mass%Ag-xBi(x=2,5,10mass%),(3)Sn-3.5mass%Ag-xCu(x=1,2mass%).金型大気鋳造により得たインゴットからゲージ部φ4.5×15mmの丸棒試験片を切出した後,373Kで1hrのひずみ取り焼鈍を施し,温度298K,348Kおよび398Kにおいて肩掛けチャック方式の定荷重引張クリープ試験に供した.組織観察にはSEMを用いた.【結果】(1)Sn-3.5Ag合金では,微細に分散したAg_3Sn粒子の強化作用により,すべての温度と応力域でクリープ速度は強い応力依存性(n≒10)を示す.(2)Sn-3.5Ag合金にCuを添加するとクリープ速度は微減するにとどまる.またクリープ速度の応力および温度依存性はSn-3.5Ag合金のそれと同じである.(3)Sn-3.5Ag-xBi合金の場合,x≦2mass%ならば主としてBiの固溶体強化作用によってSn-3.5Ag合金よりも高応力域でのクリープ強度が上昇する.しかしx≧5mass%の高濃度合金では様相が大きく変り,高温では広い応力域で,また室温では低応力域でクリープ強度がSn-3.5Ag合金よりもかえって低くなる.これは,クリープ変形中のBi粒子の粗大化が低応力ほど顕著となることと,変形温度が高いほどBi固溶量が増し逆にBi粒子体積率が減ることによる.【総括】Sn-3.5mass%Ag系にCuを微量添加するのはクリープ信頼性の面でも得策だが,Bi添加は信頼性を大きく損なうので推奨できない.この結果は別途得ている疲労試験結果とも対応する.
1 0 0 0 OA アプリオリ・セグメンテーションを可能とする潜在クラスモデルの開発
1 0 0 0 OA 災害仮設住宅のための自助建設可能な木質系ボックスユニット構造の開発
- 著者
- 小澤 雄樹
- 出版者
- 芝浦工業大学
- 雑誌
- 研究活動スタート支援
- 巻号頁・発行日
- 2011
本研究は、災害発生時に仮設住宅として利用可能な木質系ユニット構造の開発を目的としている。ユニットタイプとしては、ボックス型、ラーメン型の2種類を想定し、これらを組み合わせて用いることで必要な容積を確保する計画である。建設方法を極力単純化し、入手しやすい材料を用いることで被災者自身により自助建設可能なシステムとすることを目指している。構造的検討が特に重要となるラーメン型を中心に、(1)システムの提案、(2)実大ユニット建設による施工性確認実験、(3)柱梁接合部の耐力実験、(4)数値解析等を通して検討を進め、その実現可能性を確認することが出来た。
1 0 0 0 月の地盤構造の解明および月面構造物に及ぼす月震の影響の研究
1.月土壌の採取法及び地球への持ち帰り法の研究月面での特殊環境下での作業性に関する研究を中心に進めた。月環境と地球環境との相違の主なものは,(イ)月重力は地球の約1/6,(ロ)高真空状態,(ハ)無水状態,(ニ)遠隔・無人操作,などである。このような問題に対し,どのような対処法があるかを中心に研究を行った。2.月面構造物の初期設計月面構造物は,熱や宇宙線などを遮断するためにかなり頑丈に建設されると予想される。月面構造物の応答解析を行うのに先立ち,具体的な月面構造物の初期設計を検討した。アポロ計画での月震の観測記録から,月震計の計器特性を取り除くことにより,変位波形を求めた。その結果,浅発月震,隕石月震においてはM2〜4の規模で起こっていることがわかった。さらに隕石月震では,構造物により近い地点への隕石の落下により,さらに大きな地震動の可能性が考えられる。初期設計では,これらの要素を考慮した。3.月面構造物の月震応答解析月震の時刻歴波形は,地球の地震波形と大きく異なる。そこで,上記2で設計した構造物に対して,月震による応答特性を調べた。解析の対象とした月面構造物は月地盤の表面から深さ5mの地点に一辺が3m,厚さ1mの正方形のコンクリート構造物である。月を想定する場合は構造物内に1気圧の圧力をかける必要がある。なお,今回の解析はすべて線形で行った。地球と月で同じ規模の地震,月震が起きた場合,重力の違いのみに関しての比較であれば揺れ方は同じであるが,減衰を考慮すると差が出るという解析結果が得られた。
1 0 0 0 神仏分離による社寺景観の変容に関する研究
1.京都市東山区の長楽寺・安養寺を中心に近世期と近代の景観を比較し以下の点を明らかにした。(1)東山山麓に立地し、京都市街を一望におさめる景観を十分意識した建築が立てられていた。(2)すぐれた景観のため、古くから和歌・漢詩・連歌などに詠まれることがおおく、文人墨客の集うところであったこれが近世から近代にいたる、この地域の性格を方向づけることになった。(3)近世において、宗教施設としてではなく貸座敷・旅館などの遊興施設として機能した面があった。(4)明治期の神仏分離・廃仏毀釈・上知などにより、存続が危ぶまれたが、安養寺の一部は遊興施設としての性格を前面にだして、日本で最初の外人向け洋風ホテルに変貌した。(5)上知された境内は、京都初の近代的公園、円山公園に変貌をとげた。円山公園の発足に関しては、近世期の長楽寺・安養寺の遊興施設的側面がもたらしたこの地域の性格が大きく関与している。2.京都府城陽市内の神社の景観を調査し、以下の点を明らかにした。(1)城陽市内には常楽寺(荒見神社)・若王寺(久世神社)・薬師院(天満宮社)・神福寺(賀茂神社)などの宮寺があったが、明治の神仏分離・廃仏毀釈によって廃絶した。(2)荒見神社は近世期においては、常楽寺境内にまつられる天神社(天満宮)であり、明治になって常楽寺を廃し、仏教建築を撤去して、神社建築中心に境内を再構成し、社名も荒見神社と改称した。
1 0 0 0 OA 自律移動ロボット群によって構築する無線通信網を介したネットワークベース制御
自律的に移動する複数の移動ロボットによって無線通信を中継することで、無線ネットワーク網を構築し、探索ロボットの活動範囲を拡張すると共に、探索ロボットの移動に追従して動的に配置を最適化するための制御系の開発を目的に研究を行った。このなかで、中継を行う各ロボットの最適な配置位置に制御するため、電波強度とロボットの位置関係を考慮した手法を考案した。また、中継時に発生する遅延を含むシステムの性能を向上するため、性能劣化の要因となる保守性を軽減した制御法を考案した。本研究において製作した複数の移動ロボットを使用し、電波が阻害される屋内環境において検証実験を行い提案手法の有効性を確認した。
1 0 0 0 OA 無線ネットワークを通信経路とする触覚フィードバック型ロボットの遠隔制御
執務空間温熱環境評価のため、床吹出空調方式が採用されている環境配慮オフィスと既存のオフィスの比較検討のために、執務空間の温熱環境、空気質環境、光環境や、音環境の室内環境の調査を行った。滞在する執務者に対して温熱環境調査や行動調査を実施し、この環境配慮オフィスの各環境が、建築基準法等で定められた基準値を満たしているか、また、滞在する執務者の快適性や生産性への影響があるかを執務者にアンケート調査を行った。温熱環境評価として行ったSET^*の算出では、既存オフィスで最大で26.5℃まで上昇し快適域を0.9℃上回っていたが、新オフィスでは、24.1℃〜25.6℃であった。光環壌評価として行った照度分布測定では、既存オフィスでは、JISZ9110の基準値を下回り期間中の変動範囲は259lx〜1225lxと約1000lxもの差があり、室中央は基準の下限値である750lxを満たすことはなかった。新オフィスでは、期間中を通して基準値の範囲内に収まっていた。音環境評価として行った等価騒音測定では、室内騒音の設計推奨値は43dB_A〜55dB_A程度とされており、既存オフィスは53.3dB_A〜65.2dB_Aと10:30の測定では推奨値を満たしていたが、その後の測定では13dB_A以上増加し推奨値を大幅に超えていた。空気質環境評価として行ったCO_2濃度測定では、既存オフィスで基準値である1000ppmを下回っていたものの最大で733ppmとなり、新オフィスは勤務時間中に平均で483ppm程度であった。知的生産性に関しては、自覚症状しらべで訴え率は新オフィスで若干増えたもののその絶対数は少なく、眼精疲労しらべにおいては既存オフィスでは出勤後から退勤前にかけて訴え率は増加し、新オフィスでは減少傾向にあることから、新オフィス環境において作業性が向上したものと推察される。
1 0 0 0 OA スピン格子結合系の機能制御と臨界現象
ロボット・フィールド上方に般若したビデオカメラ(グローバルビジョン),ホストPC1台(画像処理サーバ,通信中継サーバ,リモートブレイン用プログラム),ホストPCに内蔵された画像キャプチャーボード,ロボット5台から構成されるロボットシステムを構築し,次の4つの研究を行った.第1に,ロボットのマーカ認識において,照明条件に頑健な色抽出法の研究を行った.この目的のために,背景色(床画の緑色)とマーカの色(黄と青の2色),ボールの色(オレンジ)の閥値データベースを利用した方式を考案し,評価実験を行った.特に,濃い影の領域を人工的に生成し,影の存在するロボット・フィールド上での3色の抽出も試みた.実験では,商い正抽出率と,低い誤抽出率が得られ,提案方式の有効性を確認することができた.第2に,ロボス社製の4輪全方向走行型ロボットを使用して,走行制御の学習法に関する研究を行った.学習法としては強化学習の一種であるQ学習を用いた.具体的な例題として,ロボット1台が静止状態から目標点へ直進するタスクを取り上げて学習実験を行った.実験の結果,直線軌道の角度誤差を半減させるという効果を得ることができた.第3に,マルチエージェント・システムにおける行動学習法として,方策勾配法を用いた学習方式を考案した.応用例として,獲物と複数ハンターとによる「追跡問題」,カーリングにおける簡単な2体力学問題の逆間題,サッカーエージェントにおけるキッカーとレシーバとの協調行動問題を取り上げて,学習実験を行い,その有効性を検証した.第4に,移動ロボットの誘導制御に用いるために指示位置情報が取得可能な小型ポインティング装置を開発した.
1 0 0 0 OA 分子テンプレート法による感応膜とその弾性表面波センサへの応用
SAWデバイスを利用したマルチチャネルセンサの構成とそのガスセンシングへの応用について示す。化学特にガスセンサでは、複数のセンサの応答よりガスの識別を行う。本研究では、同一基板に複数のSAW遅延線を並べ、入力には一個のドッグレッグIDTを用いたセンサアレイによるガスセンシングについて提案した。このセンサアレイと増幅器による自励発振器を構成したセンサシステムでは、自動的に温度補償が行え、チャネル間のクロストークも小さいことが分かった。また、ガスセンサに重要な感応膜の塗布に、簡易LB膜法を用いることにより、センサアレイの各チャネルの微小な部分に正確に再現性よく塗布することができた。応用では、このセンサを有機ガスの識別に適用し、いくつかのサンプルガスに対し、ユニークな応答パターンを得た。
1 0 0 0 OA e-Learningを活用したソフトウェア工学教育の研究
1 0 0 0 OA パラオ共和国での傾斜地におけるガリ発生・赤土流出が自然環境に及ぼす影響調査研究
観光資源が主たる資源のパラオ共和国においては、宅地造成、農地開墾(焼畑)など土地利用形態の変化に伴う赤土流出と自然環境への影響は総合的視点から検討すべき課題である。本研究ではパラオ共和国での国土管理の指針を提供することを目的とし、赤土流出量の現地観測とモデル計算とを行った。造成地からは、草地・裸地の約300倍の年間約700t/haの赤土流出量が観測された。観測値はモデル計算での推定結果とよく対応していた。また、環境保全の観点から旅行者数と環境容量についての検討も行った。
居住者の個別性や生活の変化に対応できるように開発されたKEP方式による低中層集合住宅を対象に、入居後23年を経た実態を調査し、開発意図の実現や課題を明らかにして、今後の計画の参考にしようとする研究。調査対象は、住宅・都市整備公団が1982年〜1983年にかけて多摩ニュータウンに建設したエステート鶴牧3団地内の低中層分譲集合住宅で、低層21戸、中層93戸の調査を実施。入居直後の1983年と12年後の1995年に初見学らが行った調査データと比較しながら、生活の変化や間取り変更の実態を経年的に分析している。分析の結果、低層棟には竣工当初から住み続けている居住者が多く、中層棟では、KEP方式を採用していないタイプに長期居住者が多い。間取りの変更は、低層棟で約半数の住戸が、中層棟では約3割の住戸が実施している。これら低層棟と中層棟の違いは、住戸規模やメゾネットかフラットかの違いによるものと推測した。生活の変化への対応については、子どもが小さい頃は、子ども室を広くとり、成長に伴い個室に分割する変更が多く見られる。子どもが独立した後は、空いた部屋をそのままにしている例と隣接する部屋と一体にして広くする例がある。以上の実態から、若い世帯を対象とする計画では、はじめから細かく部屋を分けずに、必要に応じて段階的に問仕切ることができる構成が相応しいこと、また間仕切の変更は、居住者自らが行うことは少なく、遮音への不満も多いことから、居住者自身による変更を重視せず、遮音性に優れた構法で計画すべきであることを指摘した。また集合住宅のインフィルリフォームにおける住性能評価手法に関する研究として、民間分譲共同住宅(築後23年)を対象として、鉄骨系工業化住宅メーカーのインフィルシステムを用いて改修する現場の実態調査、環境性能測定を行った。この改修事例をモデルとして環境性能評価手法について検証した。