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技術研究会等参加報告
技術研究会等参加報告 はじめての LabVIEW 体験セミナー 参加報告 内山 裕二* 1. 概要 LabVIEW とは，主に計測や制御を行うアプリ ケーション開発ソフトであり，その他のソフト ウェア言語とは違い，用途に合わせたブロック を配置し，ブロックとブロックを配線すること で容易にプログラムを作ることが可能である． 仕事を行う上で，今後は機器制御という観点 から機器開発・試作を行っていくことを目標と し，その準備段階として LabVIEW の基礎的な 知識及び操作について学ぶことを目的とする． 2. セミナー概要 セミナーは LabVIEWを提供している National Instruments 社（以下 NI）が開催しており，今回 は 5/22 に石川で行われたセミナーに参加した． セミナーでは，LabVIEW とはどのようなもの かと説明から始まり，実際に PC 上で LabVIEW を操作し，また制御機器として NI が提供して いる DAQ（図 1）と呼ばれるデバイスとそれに 組み込む I/O モジュール(図 2－図 4)を制御し， 温度センサからのデータ収録や任意波形の出力 及び計測・表示・解析といった一連の流れを通 して，基礎的な知識・操作を学ぶ． ? 熱電対入力モジュール 熱電対を取り付け，温度測定を可能とする． 図 2 I/O モジュール(NI 9211) ? アナログ出力モジュール 4ch のアナログ出力を可能とする． 図 3 I/O モジュール(NI 9263) ? アナログ入力モジュール 4ch のアナログ入力を可能とする． 図 4 I/O モジュール(NI 9215) ? レガシーNI CmpactDAQ シャーシ シャーシに I/O モジュールを組み込む． 8 つの I/O モジュールを組み込むことができ る． 図 1 DAQ(NI cDAQ-9172) * 第 1 技術室 機器開発・試作班 3. セミナー内容 3.1 LabVIEW とは LabVIEW は NI より提供されている設計・ 試作・実装・テストシステムの開発に最適な システム開発ソフトウェアである．様々な業 界で取り扱われており，それは多種のハード ウェアへの優れた統合性，及びソフトウェア 設計の容易性があるためと考えられる．ハー ドウェアについては，NI より提供されている デバイス類はもちろんのこと，他社から出て - 41 - またアナログ出力を行い，SIN 波を出力し， そのままアナログ入力に接続して，信号の解 析までを行う．アナログ出力は，信号出力の ためのブロックを配置するだけで出力するこ とができた．アナログ入力は，信号入力ブロ ックとスペクトル解析ブロックを配線するだ けで信号処理を行うことができた．(図 6 参照) 信号解析ブロックは他にもフィルタや統計， 振幅レベル計測，タイミング計測，歪み測定， トーン計測，カーブフィット等多くの信号解 析のためのブロックが用意されている． いるハードウェアに対しても，10000 種類以 上の LabVIW 用の計測器ドライバが用意され ている．その為，一般的な計測器に対しては， 即座に LabVIEW で開発が可能となる．また， ソフトウェア設計について，他のソフトウェ アとは違い，用途に応じたブロックを配置し， それを配線するだけというグラフィカルな設 計が可能である．その為，直感的に設計を行 うことができ，言語を学ぶよりは簡単に使用 することが可能となる． 3.2 LabVIEW 操作 まずは LabVIEW を用いて，簡単なプロジ ェクトを設計する．LabVIEW には，データ収 録に関する関数や解析に関する関数，または テキスト出力に関する関数，グラフ表示に関 する関数等，多くの汎用的な関数に対するブ ロックがすでに用意されている．そのため， 用途に合わせたブロックを配置・配線するだ けで，簡単に目的のソフトウェアを作ること ができる．(図 5 参照) 図6 図5 LabVIEW プログラム 次に図 1－図 4 で示したデバイスを用いて， 実際に計測を行う．デバイスと PC は USB で 接続する．最初に熱電対入力モジュールを用 いて外気温の測定を行う．モジュールには指 定の端子に熱電対センサを取り付ける．後は LabVIEW 上で，集録した気温をグラフ表示出 来るように設計した．実際に動作させたとこ ろ，ほぼリアルタイムでグラフが変動してお り，ある程度のサンプリング数ならば処理速 度的にも問題は無かった．しかし，サンプリ ング数を多くすれば必然的に処理速度も遅く なり，グラフ表示も時間が掛かるようになっ た．LabVIEW を使う上で PC の性能が大きく 関わってくることを感じた． アナログ入出力解析グラフ 4. セミナーを終えて LabVIEW のメリットとして大きく感じるの は，容易性が挙げられる．ブロック配線という 視覚的なプログラムなので，他の言語とは違い 導入部に入りやすい．また，LabVIEW 自体に多 種のブロックがあり，目的とする用途のブロッ クを使えば，簡単にプログラムを作成すること ができる．また，LabVIEW は様々なソフトと連 携することも可能であり，それは開発の汎用性 に繋がり，複雑な処理も容易に行うことが可能 となる．これは，少ない経験ではあるが私の行 ってきた組み込みシステムの中では，一番利便 性があると感じる．LabVIEW を使いこなすこと ができるようになれば，それは非常に大きな力 になるので，今後も積極的に取り組んでいきた い． - 42 - アナログ新世代ソリューションと回路設計セミナー in 北陸 受講報告 小林 英一* 1. 目的 近年，電子情報通信機器内での信号処理にお いてはデジタル化が顕著に進んでいるが，電源， 高周波，ノイズ対策，各種センサ，アンプ，AD コンバータ（以下 ADC）といった多くのアナロ グ技術によって支えられていることに変わりは ない．重要技術であるにも関わらず，近年のデ ジタル偏重の世相を反映してか，アナログ設計 技術者の数が減ってしまっていると思う．特に 大学教育では不十分と感じる設計・試作の機会 を実験・実習等で設けたいと考えているが，そ の前に技術者として自身の能力を高めなければ ならない． 今回リニアテクノロジー株式会社（以 下 LTC）主催で本セミナーが石川県金沢市で開 催される通知あり，新しい技術に触れることに よる技術力向上を期待し，受講した． 2. セミナー概要 日 時：平成 26 年 6 月 11 日（水） 会 場： ANA クラウンプラザホテル金沢 中宴会場「瑞雲」 主 催：LTC 共 催：株式会社アルティマ（以下 ALTIMA）， 株式会社横山商会 講 師：亀元政秀様，野口和彦様（LTC） ， 仁井康夫様（ALTIMA） 受講者：約 30 名 受講料：無料 プログラム： 1. リニアテクノロジーとは ? ・仕様書に書かれていない 5 つの顧客価値 2. 産業機器向けソリューション ・高精度アナログ信号処理ソリューション ・設計がますます簡易に!最新絶縁電源・課題に 応えるパーフェクトスイッチャとμModule ・産業機器の新しい要求に向けたソリューショ ン * 第 3 技術室 システム制御班 3. 製品付加価値向上に先端(とんがり)製品を！ ・Power System Management と開発製造コスト 低減 ・Power over Ethernet とケーブルコスト低減 ・切れない無線 Dust Networks 4. アナログ回路設計の勘所と LTSpice の使い方 ・最新のアナログ回路設計のコツをアドバイス ・アナログ回路シミュレータ LTSpice の使い方 5. FPGA 電源マネージメント設計手法 ・電源マネージメントの必要性 ・Power System Management (PSM)で可能な事 ・評価用ボードを用いたデモ Pic.1 セミナー会場 3. 受講内容 3-1. LTC について LTC は高性能アナログ製品に特化した企業で ある．日本市場における割合は産業・計測・医 療・車載の分野で計 82%，通信分野で 10%とな っており，その反面で価格競争の厳しいデジタ ルコンシューマ（テレビ，レコーダといった民 生機器）分野では僅か 1%となっている．日本 以外の世界的に見ても 90%のビジネスがコンシ ューマ以外の市場にあり，製品価格よりも高性 - 43 - 能や高付加価値で勝負している．IC を採用した 場合の回路／レイアウト設計，デバッグ，シミ ュレーション等無償サポートの他，ダイバンク 方式というウエハ在庫を３拠点に持ち，急なト ラブルに強い体制で，短納期と安定供給を実現 している．また製品の製造中止をしないという 原則は非常に珍しく，高信頼性かつ長寿命製品 を設計する担当者にとっては大きなメリットと 考える． 3-2. 産業向けソリューション まず高精度 ADC と OP アンプの紹介があった． ADC についてはΔΣ（デルタシグマ）変調と SAR（逐次変換）の製品それぞれの特徴を知っ た．OP アンプについては低ノイズ品，IV 変換 （トランスインピーダンス・アンプとも言う） 向けや ADC 前段向け（ADC ドライバ）等の紹 介あり．ただ製品ラインアップを一見すると高 速化の面では最高級でも 320MHz 付近にあり， 競合する Analog Devices 社の製品に比べて見劣 りする．ADC や OP アンプはアナログインター フェイスとして計測技術には欠かせない存在で ある．簡易計測器については学内からの設計相 談も多く，今後の役に立つと思われる． SOT23-5pin パッケージのマイクロパワー（数 W 級）絶縁電源フライバックコントローラの紹 介あり，フォトカプラ（フィードバック回路） 不要，変圧器の 3 次巻線不要とされる．高耐圧 が要求されるピンには絶縁距離が考慮されてい るが，最大入力電圧は+72V のため，商用電源 向け AC/DC コンバータ（例：AC アダプタ）内 部の整流平滑回路に直結して使用はできない． μModule 降圧 DC/DC については入力+12V， 4 出力（+3.3V, +2.5V, +1.8V, +1.5V）で 1ch あた り 4A も出力可能ながら 1.4cm2 という超小型 BGA パッケージの製品があり，とても驚いた． 3-3. 先端(とんがり)製品 LTC の講師は先端的な高付加価値のある製品 を「とんがり」製品と呼んでいた． Power over Ethernet（以下 PoE）は LAN ケー ブルでネットワークに接続されたデバイスに電 力を供給する技術で既に情報・通信分野におい てはかなり浸透しており，監視カメラ等での採 用が多い．車載・FA 分野では今後が期待されて おり，モチベーションはケーブルコストの低減 である．従来の PoE+（IEEE 802.3at）では最大 供給電力は 25W までだったが，LTC が開発した LTPoE++では 90W まで拡張されている．この LTPoE++はまだ IEEE 化されていないものの既 に 業 界 標 準 に な り つ つ あ り ， ま た LTC は IEEE802.3xx PoE に関するタスクフォースメン バーで IEEE 標準化を進めている．尚，LTC は IEEE802.3 車載 PoE に関する勉強会のチェアマ ンでもある． 切れない無線技術 dust networks は 99.999%の 高い接続性と，同規格の他社と比較して 1/8 と いう超低消費電力が特徴のワイヤレス・ネット ワーク技術．高い接続性はチャネル・ホッピン グ（周波数冗長性）とメッシュ構造（空間冗長 性）で実現しており，低消費電力は送受信機双 方に正確な時計を積み，通信時間を決めて（例 えば 4ms に 1 回通信する等）消費電力を節約し ている．各種センサと組み合わせ，高い接続性 を有しながら手軽で様々な応用例が想像できる． 3-4. アナログ回路設計の勘所と LTspice スイッチング電源（以下 SW 電源）を例に説 明があった．SW 電源の種類，データシートの 見方，コイルやダイオードの選定方法等，かな り具体的な内容で非常に参考となった． LTspice の使い方では入力コンデンサの選定 によっては過電圧トランジェント（過渡応答） が引き起こされる例を用いて解析をしていた． その他，多層（4 層，6 層）基板における好ま しい層配置や電源パターンレイアウトについて の説明もとても参考になった． 3-5. FPGA 電源マネージメント設計手法 Altera 社 Cyclone V SoC (ARM) Helio ボードを 搭載した LTC PSM 評価キットの紹介あり，価 格は 31,800 円である．電源の出力電圧・電流を モニタしたり，出力電圧を動的に可変したりす る等，動作実演をされていた． 4. まとめ 内容は盛り沢山で，業務に繋がる内容も多く， とても良い刺激となるセミナーだった，LTC の 製品群は開発および製造単価が高い少量生産品 や非常に高い性能と信頼性が要求される製品・ 用途に向いており，対する本学内からの需要も 汎用製品より特殊な要求が多いという印象あり， 相性が良いように思われる．尚，今回紹介あっ た製品は全て表面実装パッケージの部品（SMD） であり，これら小型部品の実装技術修得は今後 避けては通れない要素であるとも感じた． - 44 - 能力開発セミナー 参加報告 ～ ＮＣ旋盤技術（プログラム～加工編） ～ 峠 正範* 1. 目的 先端科学技術育成センターの主業務のひとつ である機器開発や試作において，軸物（フランジ など）の加工は日常的に要求されている．軸物の 加工には， 汎用旋盤や NC 旋盤（Numerically Controlled Lathe）が多く使用される．NC 旋盤は， 加工プログラムを繰り返し使用することで均一 な部品を製作でき，加工プログラムの交換により 多種類の部品を製作できるという特徴を持つこ とから多用されている． 現在，加工プログラムは対話型プログラミング により作成しており，各種機能の詳細は要点のみ を理解している．そこで，プログラミング法の基 礎を習得し，軸物加工（旋盤作業）の基礎技能の 向上を目的としてセミナーを受講した． そのプログラムは，人と機械が互いに分かる記号 （アルファベット）と数値を動作順序に従って並 べたものであり，汎用旋盤を操作する動作順序と 同じように記述することで，NC 旋盤を動かすこ とができる．表 2 にプログラムの基本パターンを 示す．左側にプログラム，右側に解説を示す．■ および▲には，各機能で指定された桁数の数字が 入力される．プログラムは，初期設定，加工工程， 終了操作の 3 工程に分けられ，加工工程は，図面 により異なる． 2. 能力開発セミナー概要 セミナーは，ポリテクセンター福井（福井県越 前市行松町 25-10）で開催された在職者訓練（能力 開発セミナー）の加工・組立コースの NC 旋盤技 術を受講した．実施日程は，2014 年 6 月 24 日～ 27 日の 4 日間で，合計 24 時間であった． 概要は，図面要求を満足するための，プログラ ム作成及び各種補正の設定・調整方法等について 課題加工実習を通して習得することである．1) 3. 受講内容 セミナーは，県内企業の NC 旋盤加工未経験～ 10 年の 6 名で開催された．表 1 にカリキュラムを 示す．第 1 日目に 3 時間程度の NC 旋盤の概要に 関する講義があり，以降は NC 旋盤の基本的な機 能，言語の表し方および動作に必要な工具位置の 表し方（座標値）について習得した． NC 旋盤は，工作物と工具との相対運動を位置， 速度などの数値情報により制御し，加工にかかわ る一連の動作をプログラムで指令することによ り，円筒形状の部品を加工できる工作機械である． * 第 1 技術室 機器開発・試作班 - 45 - 表1 1. 概要 2. 各種機能と 応用 3. ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾐﾝｸﾞ 課題実習 4. 加工実習 5. まとめ カリキュラム 1) (1)NC 旋盤概要 (2)切削加工概要 (3)安全上の留意事項 (1)主軸・送り・工具・準備・ 補助機能 (2)荒加工用ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑ 作成方法及び注意点 (3)仕上げ加工用ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑ 作成方法及び注意点 (4)ﾉｰｽﾞ R 補正 (5)単一固定ｻｲｸﾙ・ 複合固定ｻｲｸﾙ (1)課題提示及び注意点 (2)加工工程の検討 (3)疑問点，問題点の抽出 (4)ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾐﾝｸﾞ (1)加工作業の確認と検討 ｲ．段取り作業の確認と 検討 ﾛ．ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑﾁｪｯｸ 方法の確認と検討 ﾊ．ﾃｽﾄｶｯﾄ方法の 確認と検討 ﾆ．課題加工 (1)質疑応答 (2)訓練ｺｰｽ内容のまとめ (3)講評・評価 初期設定では工具の準備を行い，加工工程では 工具の移動により加工を行い，終了操作では工具 を安全な位置に移動させ停止する． 初期設定は NC 旋盤の仕様に依存し，終了操作 は作業環境に依存するため，適宜プログラムの修 正を行う． 表 2 プログラムの基本パターン O■■■■ (P-NAME); プログラム番号 N■■ (S-NUMBER1); シーケンス番号 G50 S■■■■; 主軸最高回転叡設定 工具選択， G00 T■■▲▲ 補正番号選択 周速一定制御 （回転数一定制御）， G96(G97) S■■■ M03; 切削速度（回転数） 指定， 主軸正回転 X■■.■ Z10.0; 加工物へのアプローチ 切削送り速度 1.0 mm/rev で G01 Z■■.■ F1.0 (M08); 加工開始点へ アプローチ （切削油 ON） 加工工程（加工経路） 加工物より工具逃がし G00 U1.0 Z10.0 (M09); （切削油 OFF） 工具交換位置へ復帰 X200.0 Z150.0 (M05) （主軸回転停止） M01; オプショナルストップ N■■ (S-NUMBER2) シーケンス番号 G50 S■■■■; 主軸最高回転数設定 省略 工具交換位置へ復帰 X200.0 Z150.0 (M05); （主軸回転停止） M01; オプショナルストップ N■■(S-NUMBER3); シーケンス番号 G50 S■■■■; 主軸最高回転数設定 省略 (最後の工具) 工作物より工具逃がし G00 U1.0 Z10.0 (M09); （切削油 OFF） 工具交換位置へ復帰， X200.0 Z150.0 M05 主軸回転停止 最初の工具選択， T■■00; 補正キャンセル M30; プログラム終了 図1 加工実習用 NC 旋盤（中村留製；SC-250） 図2 プログラミング課題 図 1 に本セミナーで使用した NC 旋盤（中村留 製；SC-250）を示す．NC 装置は，FANUC 21i-TB である．図 2 にプログラミング実習の課題を示す． プログラムは，表 2 の基本パターンを基礎とし， 提示された工具とその切削条件を用いて，加工工 程を記述した．最後に，NC 旋盤を用いて，機械操 作・段取り・加工作業の実習を行った． 4. まとめ これまで，NC 旋盤のプログラムは対話型プロ グラミングにより作成していたため，プログラミ ング法を基礎から学ぶことにより各種機能の理 解が深まった．対話型プログラミングでは対処で きない形状の軸物加工を行う際には，習得した技 能を活用したいと考える． 文献 1）ポリテクセンター福井，NC 旋盤技術（プログ ラム～加工編），在職者訓練コースガイド， (2014)，pp. 25. - 46 - 能力開発セミナー 参加報告 ～ フライス盤精密加工技術 ～ 峠 正範* 1. 目的 先端科学技術育成センターの主業務のひとつ である機器開発や試作において，フライス盤加工 は基本作業として行っている．しかし，フライス 盤加工は，平面加工，側面加工，段加工，溝加工 など多岐にわたり，加工物の精度を出すためには 技能の向上が不可欠である．そこで，フライス盤 作業の技能向上として，精密加工を行うための加 工条件や手順の習得を目的としてセミナーを受 講した． 2. 能力開発セミナー概要 セミナーは，ポリテクセンター福井（福井県越 前市行松町 25-10）で開催された在職者訓練（能力 開発セミナー）の加工・組立コースのフライス盤 精密加工技術を受講した．実施日程は，2014 年 7 月 8 日～11 日の 4 日間で，合計 24 時間であった． 概要は，フライス盤による精密な加工をするた めの加工条件や手順，そして注意すべき安全作業 について実習を通して習得することである．1) 3. 受講内容 セミナーは，県内企業のフライス盤加工未経験 （他の工作機械は経験あり）～9 年の 6 名で開催 された．表 1 にカリキュラムを示す．研修は，第 1 日目の午前中にフライス盤の一般知識，切削作 用と条件に関する講義があり，以降はフライス盤 （ヒラオカ製／イワシタ製）による加工実習を行 った．加工実習は，正面フライスによる六面体加 工，エンドミルによる段付削りおよび直溝削りの 順に行い，工程毎に講師による実演指導が行われ た． 図 1 に実習で使用したフライス盤（ヒラオカ製） を示す．フライス盤は，テーブル上に工作物を取 り付け，主軸に取り付けた切削工具（フライス） を回転させて加工する機械である． * 第 1 技術室 機器開発・試作班 - 47 - 表1 1.切削加工概論 2. 高精度部品の 加工工程 3.精密加工実習 4.製品評価 5.統括討議及び 評価 カリキュラム 1) (1)切削加工概論 (2)切削の 3 条件 (3)切削工具及び被削材 (1)主軸･送り･工具･準備･ 補助機能 (2)加工工程の検討 (3)切削条件の検討 (4)切削工具の検討 (5)測定器の選択 (1)精密六面体の加工 (正面ﾌﾗｲｽ加工) (2)段付削り(ｴﾝﾄﾞﾐﾙ加工) (3)直溝削り(ｴﾝﾄﾞﾐﾙ加工) (1)寸法精度 (2)形状精度 (3)あらさの規格 (4)あらさの評価 (1)質疑応答 (2)訓練ｺｰｽ内容のまとめ (3)講評･評価 主軸 切削工具 テーブル 図1 工作物 加工実習用フライス盤 （ヒラオカ製） 図 2 に精密加工実習の課題図面を示す．加工の 工程は，六面体加工→段および溝加工→勾配部加 工の 3 工程に分けて行った．六面体加工は，支給 された材料を直方体（50×50×30 mm）に仕上げる 加工であり，正面フライスおよび各種冶具を使用 し六面を実演指導に習い加工した．重要な点は， 材料の固定に丸棒（軟質材）を使用することや場 合によって材料と平行台を密着させないことと 感じた．段および溝加工は，六面体加工で製作し た材料を凸型（図 3 上側凸部）および凹型（図 4 上側凹部）に仕上げる加工である．図面を参考と して，材料に凸型および凹型のケガキ線を描き， 線を目安としてエンドミルにより加工した．重要 な点は，加工の条件と仕上げの手順と感じた．勾 配部加工は，バイスを図面指定の角度に傾けて材 料を固定する方法で行った．角度の調整は，基準 長さに対する傾き度合をダイヤルゲージにより 調整した．傾き度合いは，部品①の場合 50 mm で 5 mm（27mm－22 mm）の勾配のため，ダイヤルゲ ージにより 10 mm で 1 mm の勾配となるようにバ イスを調整した．バイスの調整手順が重要な点で ある． 図 5 に習得した成果を示す．左側に課題①と課 題②の段および溝加工部のはめ合せ，右側に勾配 加工部のはめ合せを示す． 精密加工実習課題① 図4 精密加工実習課題② 課題② 課題① 図5 図 2 フライス作業実習課題 2) 図3 課題② 課題① 精密加工実習課題のはめ合せ 4. まとめ 業務では，NC 工作機械による加工や，六面体 加工済みの材料を使用することが多いため，基礎 的な加工法を習得できたことは今後の実習指導 に役立つと感じた． 文献 1）ポリテクセンター福井，フライス盤精密加工技 術，在職者訓練コースガイド，(2014)，pp. 24. 2）ポリテクセンター福井，フライス盤，フライス 盤作業実習課題② - 48 - SolidWorks＆Simulation 夏期講習会 受講報告 青山 直樹* 1. 目的 機器開発・試作班の主業務である装置試作業 務において，設計支援ソフトウェアである 3D-CAD SolidWorks を使用し，試作支援を行 っている．SolidWorks では，3D のパーツモデル やアセンブリモデルを容易に作成することが可 能であり，さらに，3D モデルから 2D の組立図 や加工図に展開することも容易に行うことがで きる．他にも CAE(Computer Aided Engineering) と呼ばれている線形解析・非線形解析・振動解 析・熱流動解析等といった，様々な解析機能が 備わっており，構造体の強度解析や流体の流動 解析も可能だ．しかし，現時点では解析機能を 十分に活かしきれておらず，高度の設計依頼に 関しては手が出ない状況である．そこで，高度 な設計依頼に対応できる設計・解析技術を習得 することを目的とし，SolidWorks 社が開催して いる講習会を受講した． 2. SolidWorks Simulation 講習会 本講習会は，教育機関における 3 次元 CAD 及び CAE による授業・実習を支援することを目 的とし，教育機関に在籍する教職員対象で行わ れた．開催期間は 2014 年 9 月 1 日～4 日までの 計 4 日間で開催され，CAD 初級・中級・実践編 及び CAE 基礎・実践編が行われた．会場は，ソ リッドワークス・ジャパン株式会社（東京都品 川区大崎 2-1-1）の本社で開催された．今回は， 後半に開催された 2 日間の CAE 基礎・実践編を 受講した．CAE 基礎・実践編の参加者は，2 日 間で 12 名の参加があり，大学・高専・工業高校・ 職業能力開発学校等の幅広い分野から教職員が 受講されていた． 素法（FEM：Finite Element Method）に関する概 要，及び本ソフトで解析する際に用いられる計 算手法である Mises 応力の説明が行われ，その 後，実際に CAD 操作や実験に取り組むという 内容で行われた．以下，講習テーマ及び日程を 示す． [1 日目] ①SolidWorks Simulation で実験と CAE-強度編 ＜概 要＞ フックに荷重をかけ，解析で求められた結果と の違いを検討する． ＜内 容＞ CAE を用いて４種類のフックの線形静解析を 行い，どのフックが最良な設計かを判断する． 図 1 に４種類のフックを示す．実験は，3D プリ ンタで製作された ABS 樹脂のフックを使用し， 引張り試験を行って強度破壊させる．その後， PC でシミュレーションをした解析値と破壊が 行われた実験値を比較し，解析方法の妥当性の 評価を行う． 3. 講習内容 講習は，線形静解析・振動解析・熱流体解析 の 3 つのテーマで行われた．はじめに，有限要 図1 * 第 1 技術室 機器開発・試作班 - 49 - 線形静解析モデル [2 日目] ②SolidWorks Simulation で実験と CAE-振動編 ＜概 要＞ 手計算や解析で求めた固有値を実験機で再現し， 共振現象を体験する． ＜内 容＞ CAE を用いて長さの違う 3 種類の板バネの固有 値解析を行い，それぞれの板バネの固有値を求 める．図 2 に 3 種類の板バネを示す．振動実験 機を用いて，解析により算出した固有値で板バ ネを振動させて，共振させた様子と，固有値以 外の振動数で板バネを振動させたときの様子を 観察する． 図2 固有値解析モデル及び振動実験機 ③SolidWorks Simulation で実験と CAE-熱流体編 ＜概 要＞ 簡易的な基板と筐体を使用し，温度測定および 熱流体解析を行う． ＜内 容＞ 電子機器を使用した時に発生する熱を測定する． 図 3 に実験で用いる簡易的基板のモデルを示す． CAE を用いて簡易的な基板に一定温度を与え， 筐体のあるエリアの温度解析および筐体内の流 体解析を行う．熱電対を用いて筐体内温度を実 測し，実測値と解析値を比較する． 図3 4. 所感 講習会は，前述のとおり PC 上でのシミュレ ーションおよび実機にて現象を体験するという 内容で構成され，PC 操作だけでなく実践も行わ れたことで，とても理解しやすかった．ここで は，複数の講習の中で特に印象に残った講習テ ーマの感想を述べる．それは，線形静解析の講 習で，3D プリンタを用いて製作した製作物を用 いて，解析値および実験値の評価を行ったとい うことだ．昨今，社会で 3D プリンタが注目さ れるようになり，パーソナルユースの 3D プリ ンタの普及が著しくなった．しかしながら，パ ーソナルユースの 3D プリンタは熱溶解積層法 （FDM：Fused Deposition Modeling，以下 FDM） という手法を用いて，熱可塑性樹脂を造型し， 物を製作するためいくつか問題が存在する．そ れは，製作精度および強度に難があるというこ とである．これらが原因で，FDM のパーソナル ユース 3D プリンタの使用用途はフィギュアや ホビー部品等の製作にとどまっており，実用的 な活用がなされていないのが現状である．講習 では，FDM の短所をきちんと把握し，CAE の 講習にうまく使われているところに感心した． 教育支援において 3D プリンタを活用する機会 があれば，取り入れたいと思う． 今回の講習では，CAE 解析を行う時に必要で ある荷重方向・拘束方法・要素数などのパラメ ータの設定方法や，導き出された解析結果が本 当に正しいかを判断する方法を得ることができ た．CAE は，操作することは然程難しくなく， 誰にでも操作することは可能である．しかし， 導き出された結果をきちんと判断できなければ， 設計媒体に解析結果を反映させて設計を行うこ とはできない．もし，間違った解析結果を設計 媒体に反映させて，ものを製作した場合，もの が破損して大きな事故につながってしまう恐れ がある．つまり，CAE という便利なツールは使 用者の数学・力学の知識や経験によって，良く も悪くもなるツールということである．今後， CAE で得られた解析結果を判断できる能力を 育むために日々の自己研鑽に努めたい．また， CAE の活用の幅をひろげて，CAE を用いた教育 支援ならびに技術支援としての高度な設計依頼 に対応していきたい． 熱流体解析モデル - 50 - 平成 26 年度 北海道大学 総合技術研究会 報告 宮川しのぶ＊ 1. はじめに 平成 26 年 9 月 4 日から 5 日の 2 日間，北海道大学に おいて総合技術研究会が開催された．この総合技術研 究会は文部科学省所管の大学共同利用機関法人，国立 大学法人および独立行政法人国立専門学校機構に所属 する技術系職員が技術研究発表，討論を通じて技術の 研鑽，向上を図りさらには相互の交流と協力により技 術の伝承をもふまえ，わが国の学術振興における技術 支援に寄与することを目的としている．今回は機器分 析研究会と実験実習技術研究会を合わせた総合技術研 究会となっており，北海道大学名誉教授でノーベル賞 を受賞された鈴木章先生が特別講演された．その他， 口頭発表とポスター発表が行われた．分野としては機 械・建築・生物・化学など 12 分野に分けられており， 今回は派遣先で行った研究内容を基に，機器・分析技 術分野でポスター発表を行った． 的に使用されている粘度計である．中でも回転式粘 度計の回転数を自在にコントロールできる装置は 総称してレオメーターと呼ばれている． 昨年度，レオロジー特性評価が可能なレオメータ ーが導入された．そこで，身近な試料を用いてレオ メーターの測定操作から解析までを行ったので報 告する． 2．実験 2.1 実験装置 レオメーターは当大学大学院工学研究科繊維先 端工学専攻に設置されている MCR302 レオメータ ー（Anton Paar 社製）を使用した（図 1） ．装置の コントロールは附属パソコンの専用ソフトから行 った．装置の温調システムはオーブンとペルチェ の 2 種類あるが，今回は室温で測定を行ったため 全てペルチェを使用した．治具はコーンプレート CP50-1 及びコーンプレート CP25-2 を使用した． 2. 発表概要 発表題目： 「レオメーターによる粘度評価」 発 表 者：宮川 しのぶ 発表要旨： 1．はじめに レオロジーとは物質の変形や流動性を取扱う研 究分野である．ペンキなどの塗料改良分野では基本 的なレオロジー特性を評価することが多い．また， レオロジー特性を応用している分野が高分子の成 形加工分野である．このようなレオロジー特性を評 価するためによく測定されるのは，定常せん断粘度， 動的粘弾性，クリープ等である．これらの測定は粘 度計を用いて行う．粘度計には様々な種類があるが， 測定原理で分けると細管式・落球式・回転式などが 挙げられる．細管式粘度計は流体が細管内を流れる 時間などを測定し粘度を求めるため，低粘度のニュ ートン流体の測定に用いられる．落球式粘度計は鉄 球が液体中を落下する速度から粘度を求める．その ため低粘度から高粘度までニュートン流体の高精 度測定が可能である．回転式粘度計は二重円筒，B 型，E 型など様々な種類があり，ニュートン流体か ら非ニュートン流体まで測定できることから，一般 ＊ 第 2 技術室 物理計測班 - 51 - 図 1 MCR302 レオメーター（Anton Paar 社製） 2.2 測定 今回使用した MCR302 レオメーターはトルク制 御モーターが 2 つのエアベアリングで支えられて いることから，装置を立ち上げる前に，エアーを供 給するコンプレッサーを起動しなければならない． エアーの供給後，装置本体，サーキュレータ，PC の 電源を入れる．装置本体の液晶パネルで Status を確 認し，PC で装置の初期化を行う．ヘッドカバーを 外し，測定治具を接続すると自動認識されるので， ゼロギャップ，キャリブレーションを行った．温度 設定を行い，ペルチェ部分にサンプルを適量のせ， プレートを測定位置まで下ろし，上下からサンプル ケチャップは低速度では粘度が高く，高速度では 粘度が低いことがわかる．応力とひずみ速度の関 係（図 3）より，ケチャップはある応力を境に流 れ方が大きく変わることがわかる．これらの結果 の解釈についてはポスターで報告を行った． を挟み込み測定準備完了となる．その後，PC 附属 のソフトから測定条件を設定し測定を行う． 本実験ではレオメーターの基本操作から解析を 習得するために，身近なサンプルを使用して測定し た．測定サンプル及び測定条件について下記に示す． サンプル：ケチャップ（チューブ） ，ケチャップ（デ ィップ） ，マヨネーズ（チューブ） ，シリコンオイル 測定モード：定常粘度 測定条件：温度；25（℃） せん断速度；0.01～1000（1/s） 2.3 結果 各種ケチャップの粘度とせん断速度の関係を図 2 に示す．比較のためにニュートン流体であるシ リコンオイルも合わせて示す．シリコンオイルの 粘度がせん断速度に対して一定であるのに対し， 104 10 3. 会 会 3 102 101 100 10-1 10-2 10-1 100 ・ 101 102 103 -1 γ / s 図 2 定常粘度曲線 10 3 102 ■ケチャップ（ディップ） ▲ケチャップ（チューブ） 101 ◆シリコンオイル 10-2 10-1 100 ・ 101 102 -1 γ / s 図 3 応力-ひずみ曲線 103 研究会概要 期：平成 26 年 9 月 4 日（木）～5 日（金） 場：北海道大学 札幌キャンパス（北海道札 幌市北区北 17 条西 8 丁目） 登 録 者 数：782 名（口頭；178 名 ポスター；227 名 聴講；377 名） プログラム： 9 月 4 日（木）13：00～17：00 特別講演 「人類の進歩に役立つ科学の例 ―有機ホウ素化合物を利用する有機合成―」 北海道大学 名誉教授 鈴木章 先生 ポスターセッション A/B 9 月 5 日（金）9：00～15：40 企画講演（機器・分析技術分野） 「機器・分析技術研究会―20 年の歩み―」 口頭発表 セッションⅠ～Ⅴ ※分野 01：機械・材料系，製作技術分野 02：特殊・大型実験，自然観測技術分野 03：電気・電子・通信系技術分野 04：極低温技術分野 05：情報系技術分野 06：生物・農林水産系技術分野 07：生命科学技術分野 08：機器・分析技術分野 09：実験・実習技術分野 10：建築・土木・資源系技術分野 11：施設管理・安全衛生管理分野 12：地域貢献・技術者養成活動分野 - 52 - 平成 26 年度 北海道大学 総合技術研究会 報告 井波 真弓* 1. 研究会概要 日 時： 平成 26 年 9 月 4 日（木）～ 5 日（金） 会 場： 北海道大学 札幌キャンパス 北海道大学 高等教育推進機構・体育館（札幌 市北区北 17 条西８丁目） 主 催： 国立大学法人 北海道大学 参加登録者数： 782 名（口頭発表：178 名， ポスター発表；227 名，聴講；377 名） 2. 目的 本研究会は全国の大学，高等専門学校及び 大学共同利用機関の技術職員が，日常業務で 携わっている広範囲な技術的教育研究支援活 動について発表する研究会である．発表内容 も通常の学会とは異なり，日常業務から生ま れた創意工夫や失敗事例なども重視し，参加 者の技術交流と技術向上を図ることを目的と している． 今回は，研修先研究室で行った酵母におけ る遺伝子組み換え実験について報告した．以 下にその発表概要を示す． 3. 発表概要 発表題目： 「酵母における相同組換え技術の 発展と応用」 発表概要： 酵母は優れたモデル生物として広 く研究に用いられている．特に，相同組換え 効率が高く，ゲノムに正確に変異を導入でき ることは最大の利点となっている．本発表で は，出芽酵母における遺伝子組換え技術につ いて，99.9％の相同性をもつ２つの遺伝子それ ぞれの破壊株作製法を報告する．また，この 技術を応用してゲノム内に蛍光タンパク質を コードする遺伝子を挿入し，遺伝子の発現状 態変化を蛍光顕微鏡により観察する方法を紹 介する． *第 2 技術室 3.1. モデル生物としての酵母 酵母はパンや酒（日本酒，ビール，ワイン） の製造に用いられる身近な微生物である．一 方で，より高等な生物における生命現象を理 解するための重要なモデル生物である．細胞 単位で起こる基本的な生命現象は酵母からヒ トまで広く保存されており，もっとも単純な 真核生物である酵母で解析し，そこで明らか になったことが高等生物でも保存されている か確かめるという戦略により多くの発見がも た ら さ れ た ． 出 芽 酵 母 （ Saccharomyces cerevisiae）は以下に示す特徴から，モデル生 物としてよく用いられている [1,2] ． ・実験室で簡単に扱える． ・増殖が早い（約 2 時間）． ・安定した 1 倍体と 2 倍体が存在する． ・外部 DNA により効率よく形質転換される． ・相同組換え効率が高い． ・ゲノムへの変異導入が簡便である． ・遺伝学的解析が容易に行える． さらに，全ゲノム配列が決定され（12 Mb; 約 6,000 遺伝子），データベースとして公開さ れたことは非常に重要である．これにより出 芽酵母の遺伝子機能解析が飛躍的に進み，ヒ トを含む多くの生物種の遺伝子機能の解明に 貢献している． 3.2. 遺伝子破壊株の作製 先に述べたように，分子生物学的解析にお いて酵母を用いる最大の利点は，染色体上の 標的遺伝子を自由に操作できることである． 化学計測班 - 53 - 本発表では，99.9％の相同性をもつ２つの遺伝 子（DDI2/3）を，酵母の選択マーカー遺伝子 URA3 に置換することにより破壊する方法を 紹介する． 最初に，形質転換用プラスミドを作製する． 標的遺伝子の上流相同領域（pro）および下流 相同領域（ter）を，酵母ゲノム DNA を鋳型 にした PCR 法により増幅し，プラスミドに 挿入した（図 1a）．続いて，URA3 遺伝子（プ ロモーター，URA3 遺伝子コード領域，ター ミネーター）を別のプラスミドから切り出し， 先に作製したプラスミドの pro と ter の間に挿 入した（図 1b）．通常，標的遺伝子の上流・下 流の相同領域は 100 bp ほどでよいとされる が [1]，DDI2/3 は付近の配列も 10 kb にわた って類似しており，プロモーターでは 365 bp のうち 363 bp ，ターミネーターでは 610 bp のうち 608 bp が DDI2 と DDI3 で相同で ある．このような場合，標的遺伝子から離れ た二つの遺伝子間で配列が異なる領域でプラ イマーを設計し，組換えに必要な相同領域を 長くすることで，選択的に形質転換させるこ とができる．DDI3 については pro を 560 bp， ter を 1570 bp とした． 次 に ， 作 製 し た プ ラ ス ミ ド か ら （pro-URA3-ter）断片を制限酵素処理し，宿主 に形質転換した（図 1c）．宿主細胞内で染色体 上の標的遺伝子と導入断片の両端との相同部 分の間で組換えを起こし（図 1d），DDI3 を URA3 に置換することができる（図 1e）．形質 転換体を選択培地（YMD（ura-））に塗布し， 約 2 日後，複数の形質転換体が観察された． 3.3. 蛍光タンパク質を用いた遺伝子発現の観 察 遺伝子の相同組換え技術を応用し，標的遺 伝子内に蛍光タンパク質をコードする遺伝子 を挿入することで，遺伝子の発現状態を蛍光 顕微鏡下で観察することができる． 出芽酵母において性を決定する HML 領域 では，遺伝子発現抑制機構が働くことが知ら れている．今回はこの HML 領域近隣の遺伝子 発現を観察する．まず，HML 領域にレポータ ー遺伝子 URA3 を相同組換えにより挿入し （図 2a），形質転換体を選択培地（YMD（ura-）） に塗布し，URA3 が挿入された株を選択する （図 2b）．続いて，URA3 を蛍光タンパク質 EYFP をコードする遺伝子と置換し（図 2c）， 5-フルオロオロト酸（5-FOA）により形質転換 体を選択する（図 3d）．URA3 をもつウラシル 非要求性株は 5-FOA 培地に生えることはでき ないため，5-FOA 耐性株を選択すれば URA3 と EYFP が置換された株を得ることができる． また，EYFP と蛍光波長が異なる蛍光タンパク 質 m-Cherry をコードする遺伝子を，染色体上 の恒常的に発現する領域に挿入し，m-Cherry の蛍光を内部標準として用いる．このように して作製した株では，HML 領域で遺伝子が発 現していれば EYFP の蛍光が観察され，遺伝 子発現抑制機構が働くと EYFP は新たに合成 されなくなり蛍光は観察されない． 図2 蛍光タンパク質発現株の作製方法 この方法は，様々な遺伝子に適用可能で各 遺伝子の発現状態を顕微鏡で生細胞観察する ことができる．酸や熱などの刺激に対する応 答や世代間の発現調節の変化など多様な研究 への応用が考えられる． 図 1 遺伝子破壊株の作製方法 単離を行った後ゲノム抽出を行い，4 組のプラ イマーセットを用いて PCR 法により DNA 断片を 増幅し，電気泳動法により断片の大きさを確認し た ． そ の 結 果 ， 作 製 し た 株 は ddi3 破 壊 株 （ddi3Δ）であることが確認された． 図3 - 54 - 蛍光タンパク質挿入株 平成 26 年度 北海道大学 総合技術研究会 報告 伊藤 雅基＊，内山 裕二＊＊，山口 1. はじめに 平成 26 年 9 月 4 日，5 日に北海道大学で総合 技術研究会が開催された．本研究会は，全国の 大学，高等専門学校及び大学共同利用機関の技 術職員が，日常業務で携わっている広範囲な技 術的教育研究支援活動について発表する研究会 となっており，日常業務から生まれた創意工夫 や失敗事例なども重視し，参加者の技術交流と 技術向上を図ることを目的としている． 本研究会では，2 日間を通してポスター発表 及び口頭発表が行われ，特別講演ではノーベル 化学賞を受賞された鈴木章先生による講演が行 われた． 本研修は，新人研修の一環として研究会に参 加し，情報収集を目的にポスター発表及び口頭 発表の聴講を行ったので，その聴講内容を報告 する． で，異性体ができることもなく，なおかつ水や 空気に安定で，ホウ素を含む副生成物が水溶性 で無毒であることから様々な利点を持っている． これらの特徴を有する鈴木クロスカップリング 反応は，高血圧治療薬や抗がん剤といった医薬 品，農薬，液晶や発光ダイオード等，幅広い分 野で使用されており，一つの合成法が様々な分 野で活躍できるという凄さに感銘を受けた． この画期的な合成法を編み出した鈴木先生は 2010 年にノーベル化学賞を受賞され，講演では 上に述べた鈴木クロスカップリングの説明以外 にも，先生ご自身の経緯やノーベル受賞時の様 子についてもお話された．ノーベル賞について のお話では，受賞決定時の体験談や受賞のとき に頂くメダルや賞状に関する大変貴重なお話も 聴くことができた． 3. ポスター発表・口頭発表 「RasberryPi による A-D 変換システム」 RasberryPi とは，ARM を搭載したコンピュー タボードであり，サイズが 85mm×56mm と非常 に小さく，安価である．また Linux ベースの OS を起動することが可能で，汎用コンピュータと して活用することができる．その他ではマイコ ンのように組み込みシステムとしても使用する ことができる．今回，分子化学研究所より発表 された RasberryPi による A-D 変換システムの概 要は RasberryPi の導入を考える上で非常に参考 になった． 分子科学研究所では，ある機器からの信号を 取得したいという要望があり，RasberryPi を利 用した AD 変換システムを作成した．（図 1） RasberryPi 自体には A-D 変換の機能は無いため A-D 変換の IC を使い，RasberryPi からは SPI 通 信により IC の制御及びデータの取得を行うと いうものであった．A-D 変換にはマイコンを使 うという手法もあるが，分子科学研究所の方は Linux の取扱いに長けていたため，組み込みシ ステムとして RasberryPi を使用されていた． RasberryPi の使用は今回が初めてであるといわ れていたが，簡単に扱うことができ，また安価 2. 特別講演 「人類の進歩に役立つ科学の例 －有機ホウ 素化合物を利用する有機合成－」 北海道大学名誉教授 鈴木 章 先生 クロスカップリング反応とは，2 つの異なる 物質の炭素原子と炭素原子を結合させる反応の ことで，有機化合物をつくるうえで大変重要な 反応である．ベンゼン環化合物同士のクロスカ ップリング反応では，鈴木クロスカップリング が発明される以前はウルマン反応と呼ばれる銅 を用いてハロゲン化アリール同士をカップリン グ反応させることによりビフェニルを合成する 方法がよく用いられていたが，この反応は高温 条件を必要とし，また生成物についても異性体 ができてしまうといった欠点があった．鈴木先 生が発明した鈴木クロスカップリング反応は， パラジウム触媒を用いて有機ホウ素化合物と有 機ハロゲン化合物を塩基性条件下でクロスカッ プリングさせる方法であり，比較的温和な条件 * 第 2 技術室 ** 第 1 技術室 ***第 2 技術室 綾香＊＊＊ 物理計測班 機器開発・試作班 化学計測班 - 55 - であることを推されていた． 今後，RasberryPi は組み込みシステムの観点 や多様的な面(サーバーとしても使用すること が出来る，カメラを取り付けることにより画像 処理を行うこともできる等)から，また小型なの で持ち運びが容易であることから，場所を問わ ずデータの取得解析を行う等，多方面にて研究 にも使用可能であると考える．その為にも RasberryPi を扱うことができるように取り組ん でいく． 図1 することにより各色素成分の同定を行った．身 近にある野菜を試料として用いる点，実験の簡 便さや安全性の点から中高生に好評であったよ うだ．また，簡単に外部で実験が行える点から も大変有用性があると考えられる．そして，実 験についての実験テキストを提供し，大学でど のような実験を行っているのか?どのような原 理で分離・分析しているのか?等の説明も行い， 難しい専門用語に対して理解しやすい簡単な言 葉で言い換えることにより中高生の実験に対す る理解を深め，それに対する興味を更に高める ことが可能になったと報告された． 「工作機械による地形図模型の製作-3Dプリン ターと比較」の紹介 近年，異常豪雨による山沿い付近の土砂災害 が全国各地で発生しており，土石流による家屋 流出をはじめ数多くの被害をもたらしている． 今後の防災対策として，土石流発生メカニズム の解明と土砂崩れを未然に防ぐ安全な防災対策 の開発が急務となる． そこで，本報告では，室内における防災実験 用の模型開発の情報収集として，山沿いの斜面 や地形を3D模型により再現できるNC（数値制 御）工作機械について紹介する． 国土地理院が電子地図の 3 次元（3D）画像と CAD データを公開したことで，3D プリンター で地形図の模型を作ることが可能となっている が，NC 工作機械を使用した模型（図 2 参照）に おいても 3D プリンターと同様にデータさえあ れば製作することができる．加工用プログラム を 3DCAD/CAM で作成して NC 工作機械に読み 込ませ自動運転させる．NC 工作機械を駆使し， 25000 分の 1 の地形図模型を製作することがで き，複雑で判読が難しい等高線や山の高さ・標 高差が高精度で製作できる．3D 模型を使うこと で，複雑な地形も再現でき，精度の高い実験が できると考える． RasberryPi を利用した AD 変換システム 「アウトリーチ活動の報告（野菜などの色の 分離実験）」 京都大学理学研究科技術部はアウトリーチ活 動として，学生実験の課題である「生体関連物 質の光吸収とクロマトグラフィーによる分離」 を基に中高生を対象とした野菜の色素成分の分 離実験を行っている． 学生実験では，身近な野菜類から色素成分を 抽出し，シリカゲルカラムクロマトグラフィー によって精製し，そして精製後に回収した各サ ンプルについて吸収スペクトル測定を行い標準 物質のスペクトルと比較することで物質の同定 を行う．アウトリーチ用では，実験を簡便化さ せるために野菜類から抽出が完了している色素 成分を薄層クロマトグラフィー（TCL）で分離 図2 NC 工作機械 3D 模型の活用例 - 56 - 第 73 回全国産業安全衛生大会 安藤 1．はじめに 平成 26 年 10 月 23 日（木）から 24 日（金） （分 科会）にかけ，中央労働災害防止協会主催による 「全国産業安全衛生大会 2014in 広島」が広島国際 会議場・広島市文化交流会館・アステールプラザ で開催された．大会では全国の事業所等から安全 衛生への改善事例や取り組みについて報告が行 われるため，安全衛生に対する意識向上及び情報 収集を目的として参加した． 2．聴講内容 分科会は 9 テーマあり，主に「安全衛生教育」 を聴講してきた．研究報告は質疑応答も含め 1 件 20 分であった．聴講してきた発表は以下の通りで ある． 安全衛生教育 ・関電プラント火力部門「職長と作業者の役割分 担を明確にした KY 活動」の改善例 関電プラント㈱／長友審 ・異常時に備えた教育・訓練の取り組み 東日本旅客鉄道㈱／渡瀬清隆 ・異常時対応能力の向上を目指した取り組み 西日本旅客鉄道㈱／髙田幸裕 ・リスク感度を高める安全体感室の開設と発掘し たリスクの低減に向けて 西日本旅客鉄道㈱／野上和彦 ・若手社員の安全意識向上を目的とした体験型安 全教育の取り組み 北海道旅客鉄道㈱／橋本侑弥 ・不安全行動撲滅に向けての「出前危険体感研修」 および「安パト褒める仕組み」の取り組み ㈱NTT 東日本-栃木／笠井規男 ・安全の本質を探究する教育体制の構築 東海旅客鉄道㈱／橋本圭祐 * 第 2 技術室 物理計測班 参加報告 誠* 安全管理活動 ゼロ災運動 ・今だからこそ理念・手法・実践とトップ・ライ ン・職場で推進するゼロ災運動（運動展開） 中央労働災害防止協会教育推進部／畑英志 ・組合のゼロ災活動 Back to the Basic 新潟県電気工事工業組合／服部芳和 ・安全先取り「0 からゼロへ」全員参加の KY 活 動への取り組み 中部セキスイハイム工業㈱／山下伸一 リスクアセスメント ・精密鋳造職場における危険有害要因の削除 川崎重工業㈱／池田祥平 ・飯能電気所のリスクアセスメントを用いた安全 活動の取り組み 西部鉄道㈱／村田崇 ・屑処理センター建屋内作業の安全化 ㈱ホーシン／小久保秀亮 各発表は非常に興味深いものであったが，その中 でも今後の業務に参考となったものを報告する． ●リスク感度を高める安全体感室の開設と発掘 したリスクの低減に向けて 過去 5 年間の労働災害を見ると， 「挟まれ・巻き 込まれ・切れ・擦れ」が全体の 60％を占めており， 経験年数の浅い社員がケガをしていた．ケガに対 する警戒心がない，作業前・作業中の危険予知の マンネリ化などが課題であり，解決策として「気 付き力の向上」を目指し， “疑似体験ができる教育 施設”を作った．安全体感室は「危険予知」と「体 感」に分かれており，危険予知コーナーでは DVD 教材や過去に発生した労働災害や災害発生時の 状況再現をパネル化して掲示し，一人ひとりに考 えさせるよう工夫，体感コーナーは，日常作業で ありがちな動作を触覚，視覚，聴覚によって体験・ 体感させ，その感触を自らのリスクとして感じ取 らせるようにした．初年度は保護具に重点を置き， 安全帽を落下させ衝撃音や破壊状況を体感させ， - 57 - 墜落事故の怖さを植え付けた．安全帯は着用させ てぶら下がり，体に受ける痛みを自ら感じ取らせ た．アンケートの結果では，ほぼ全員が危険予知 の感度が上がったと回答し，保護具の重要性も再 認識していた．また，新たなリスクとして「音」 「切創」が挙がり，音については耳栓着用の再指 導，切創については部品を固定して行うなど，作 業方法を変更してリスク低減を図った．成果とし て軽微な労働災害も減少し，安全意識が向上した． また，新たなリスクも発掘しリスク低減措置を行 うことが出来た． あるか，どのように防止するかを自ら考え，自 身の行動目標を設定する． 図 2．卓上ボール盤の危険体験 図 1．安全体感室 ●安全の本質を探究する教育体制の構築 近年労働災害の件数は少ないものの毎年発生 して，鉄道特有の四大災害（接触，感電，墜転落， 交通事故）である感電，墜転落も発生している． 発生原因は，知識不足，不注意，ルール違反が原 因で現行の安全教育が不十分であった．原因に対 する新たな教育を「知る」 「感じる」 「考える」教 育と称し，安全への道を構築することとした． ・「知る」教育 過去事例パネルを制作し，パネルには発生概 要，原因，対策等を記載した．「知る」教育を 通じて，発生状況と原因を考え理解し，過去の 労働災害を風化させない様にする． ・「感じる」教育 四大災害防止として 3 種類，多発災害防止と して 23 種類の体感型訓練装置を制作した． 「感 じる」教育を通じて，労働災害の恐ろしさを体 感させ，危険感受性を向上させる． ・「考える」教育 NT（なぜだろうトレーニング）活動を活用し てグループディスカッションと行動目標設定 を行う．グループディスカッションでは原因追 及と回避方法の理解，労働災害を発生させない 意識の醸成を，行動目標設定ではどこに危険が 3．まとめ 大会に参加して様々な事業所から取り組みや 教育について聴講することができ，安全に対する 意識が向上した． また，安全衛生教育では，教えるだけの教育で はなく，危険を体験させる「体験教育」の報告が 多く，今後の安全教育に取り入れたいものがいく つかあった．ゼロ災運動では， KYT や指差し呼 称の大切さを改めて学び，事前に事故防止になる ことを再確認することが出来た． 本大会で得られた知見を，今後のグループ業務 や派遣先業務に活かして，労働災害防止に努めて いきたい． - 58 - 図 3．KYT のモデル演技 第 29 回東京大学大学院理学系研究科・理学部 技術部シンポジウム聴講 報告 小林 英一* 1. 目的 東京大学大学院理学系研究科・理学部技術部 が主催する第 29 回 技術部シンポジウムに参加 し，国立天文台技術系職員の紹介，ヘリウム液 化機関係，技術部 Web サイトの改訂など現在の 業務および職種がとても近い方々が発表する内 容を聴講し交流することで，業務に対する理解 を深め，技術力を高めることができると期待し 参加した． 2. 開催日程 日 時：平成 26 年 11 月 6 日（木） 会 場：東京大学理学系研究科附属天文学教育 研究センター（東京都三鷹市大沢 2-21-1） 参加費：無料 内 容： 1. 国立天文台の技術職員について 2. ヘリウム液化機や寒剤供給体制について 3. 技術部ウェブサイトの改訂について Pic.1 集合写真 3. 内容 最初に，山内薫技術部長から開会の挨拶があ った． * 第 3 技術室 システム制御班 本シンポジウムは出野貴仁実行委員長ほか実 行委員 6 名で運営されており，中堅職員が中心 的役割を担っていると感じた．以下，当方の業 務に関係の深い内容について一部抜粋する． 3-1. 国立天文台技術系職員の紹介 国立天文台は平成 16 年度の国立大学法人化 の際，大学共同利用機関法人 自然科学研究機構 国立天文台になった．本部は三鷹キャンパス内 にある．国立天文台の職員総数は 530 名で，常 勤の技術系職員は 67 名（行政職の技術職員 36 名，教育職の研究技術職員 31 名）が在席してお り，そのうち 44 名（66 %）は三鷹勤務で実験 や装置の設計開発等を担当する職員，残る 23 名（34%）は国内の水沢観測所や野辺山宇宙観 測所，岡山天体物理観測所等に勤務（22 %）， もしくはハワイ観測所など海外（12 %）におり， 勤務地は広域にわたる．国立天文台は担当毎の プロジェクト制（フラット型）を採っているた め，年間目標の設定や出向・配置換えの希望調 査，採用時研修や語学研修等を担当する「技術 推進室」 ，ならびに全体会の開催や予算配分を受 け技術に関わるイベントの企画や実行を担当す る「技術系職員会議」といった仕組みが別に存 在する．職階は技術員（一般職）から順に，主 任技術員，技師（課長補佐級） ，主任技師（課長 級）となっており，他に裁量労働制を容れた研 究技師，主任研究技師という職階もある． 3-2. ヘリウム液化機や寒剤供給体制について 低温センター液化供給部門では，本郷地区 3 キャンパス内へ年間 43 万 L の液体窒素と年間 27 万 L の液体ヘリウムを供給している． （福井 大学内においては， 液体窒素で年間最大 15 万 L， 液体ヘリウムで年間最大 1 万 L 程の供給量） ヘリウム液化機は Linde 社製 L280 で液化率は 170 L/h（公称値） ．週に 4,5 日は稼働させている ため，低温センターにほぼ付きっきりの状態に なる．平成 23 年度中，配管が閉塞し急に液化率 - 59 - が 0～40 L/h に悪化したため，内部精製器の冷 端温度を 30→12→20 K と変化させるなど試行 錯誤し，通常運転時に取り切れていなかった不 純物を追い出すことができた．その他にも回収 用ガスバックに穴が見つかり，補修により回収 したヘリウムガスの純度を 96→99 %まで回復 し，最終的な液化率を 200 L/h にまで上げるこ とに成功した．現在の悩みは液体ヘリウム貯槽 の容量（5,000 L）である． 東京大学低温センター液化供給部門では液体 窒素用に 17,000 L の CE を備えており，容器へ の汲み出しは職員が対応している．週に 1,2 回 は CE を充填しなければならないほど消費量が 多く，専攻や研究室単位で 3,000 L 級の CE を独 自に持っているところもある．また低温センタ ーでは容器再検査が可能である． ても良いと思う．研修企画実施委員として，今 後の福井大学における技術発表会にとっても大 いに参考となった． 5. プログラム ■特別講演■ 9:45 - 10:45 ・ 「技術職員と共に前進する天文学教育研究セン ターと最先端プロジェクト」吉井譲 教授 （東 大・院理） ■交流発表■ 11:15 - 11:45 ・ 「国立天文台技術系職員の紹介」岡田則夫 先 端技術センター主任研究技師（国立天文台） 3-3. 技術部 Web サイトの改訂について 理学系研究科では 2006 年に技術部が組織さ れ Web サイトも立ち上がったが，当初の役割は 技術職員への連絡が主でありデザインはシンプ ルで，担当者が一人のため不具合が改善されに くい等の問題が多い．そこで Web サイト改訂 WG が発足し，現在も仕様策定中であるものの 現行規格と似ており，より簡潔な記述ができる HTML5 をベースとした理学系研究科技術部の Web サイト改訂を検討していた．世界中から見 られることを意識し，理学部技術部ならではの 新しいデザインとすべく，ポスター発表の場で どのデザインが良いかアンケートを取っていた． 4. まとめ 東京大学理学部技術部の技術部長，技術職員， 教員，事務職員，学生 23 名のほか，他学部から 17 名，他大学・機関から 8 名，一般参加者 1 名 の合計 49 名の参加があった． 他大学で担当業務がとても似ている方々の発 表を聞き交流を持つことができた．大学の規模 は異なるが，似た課題に直面している場合があ り，問題解決の一手として大学の枠を超えた職 員同士の連携も今後は考えていくべきと感じた． 東京大学はキャンパスだけでも 9 箇所（本 郷・浅野・弥生，小石川，駒場，中野，白金台， 田無，三鷹）あり，その他にも観測所や研究施 設が日本各地にあって構成員が分散しているた め，技術発表会でポスター発表時間を設け，普 段は会わない技術職員同士で気軽に質問や互い の業務内容を紹介し交流する機会がある点はと ■一般発表■ 13:00 - 14:30 ・「木曽観測所 105 cm シュミット望遠鏡の広視 野カメラ（KWFC）について」 樽澤賢一（東 大・院理） ・ 「物理学専攻サーバーの更新 -仮想化及びシス テム更新-」 南野真容子（東大・院理） ・ 「ホシツルランの人工繁殖」 平井一則（東大・ 院理） ・「ヘリウム液化機 内部精製器の役割と調整」 戸田亮（東大・低温センター） ■ポスター発表■ 14:40 - 15:30 ・ 「附属植物園日光分園におけるサクラ類を題材 とした社会教育活動」清水淳子（東大・院理） ・ 「JAMBIO 沿岸生物合同調査の趣旨と得られた 生物」 幸塚久典（東大・院理） ・「TAO 望遠鏡搭載近赤外線観測装置のフィル ターユニット開発」 加藤夏子（東大・院理） ・「技術部ウェブサイトの改訂」 渡辺綾子（東 大・院理） ・「真空技術学生実験の装置更新」 佐伯喜美子 （東大・院理） ・「質量分析実験室の利用者増への努力」 小林 明浩（東大・院理） ・ 「学生実験担当技術職員の交流（学外編） 」黒 岩真弓（東大・院農） ・ 「学生実験担当技術職員の交流（学内編） 」栄 慎也（東大・院工） ・「低温センター 液化供給部門 業務紹介」 阿 部美玲（東大・低温センター） ・ 「FOREST 受信機 Dewar の再設計」 和田拓也 （国立天文台） 尚，発表者連名多数の場合，代表者名のみを 発表題名と併記した． - 60 - 情報処理学会第 77 回全国大会と同時開催された ICT 関連技術講演会等の聴講 参加報告 白井 治彦* 廣木 智栄** 小澤 伸也*** 日時 ： 平成 27 年 3 月 19 日(木) 会場 ： 京都大学 吉田キャンパス(京都市左京区吉田本町) 1. はじめに 京都大学で開催された情報処理学会第 77 回全 国大会に参加し，同時開催である ICT 関連技術講 演会等を聴講し，最新の情報関連技術について動 向調査をおこなった． 大会は 3 月 17 日から 19 日までの 3 日間の日程 で開催されており，今回は 3 日目の大会スポンサ ーによる展示会と，イベント企画「無人機の最新 技術紹介」をいくつか聴講した． 2. 展示会 展示会では大会スポンサーによる情報関連技 術の展示がおこなわれていた． 展示は全部で 16 ブースあり，最新の情報関連 技術やコンピューターの歴史等，いずれも興味深 い内容であった．また，中には図 1 のように大規 模な装置の展示もあった．以下では展示会の内容 について一部紹介する． 図 1 * 第 1 技術室 ** 第 3 技術室 *** 第 3 技術室 展示会写真 システム制御班 システム設計班 2-1. 展示紹介「株式会社シー・オー・コンヴ」 株式会社シー・オー・コンヴ(CO-CONV)では， サーバーの管理を一手にになうサービスを行っ ている会社で，全国の内，京都大学を含む，全国 各地の大学を中心に，教育用端末の管理・運用シ ステムに採用される，ネットブートソリューショ ンを提供していることについての紹介を聴講さ せてもらった．起動時などでの通常のサーバーで 使用する通信にかかる負担を，端末側にキャッシ ュを残すという発想からの独自の技術でおさえ つつ，通常のサーバーと同等の動きを実現し，朝 など，集中する通信を無理なく行うことができて いるという話であった． また，無線のみの環境での大容量ファイル配信 に関する技術に関してのサービスも提供してい るとの話であった． 3. イベント企画「無人機の最新技術紹介」 イベント企画は大会と同時開催されており，第 1 から第 6 までの各イベント会場にて，あるテー マに沿って講演やパネル討論がおこなわれてい た．今回はその中から「無人機の最新技術紹介」 という表題のイベント企画に参加した． このイベント企画では，無人機システムについ て 4 人の講演者から最新無人機の技術を聞くこと ができるものであった．以下ではその中の 2 つの 講演について紹介する． 3-1. クルマの自動運転における情報処理技術 名古屋大学の加藤氏による講演で，2010 年にグ ーグルが自動運転のデモンストレーションを公 開して以来，自動運転技術の実用化は急速に進ん でいる．最近では，ソフトウェア側の認知，判断， 制御の高速化もあり，レーザーレーダー等の環境 センサを多用することで，実験場等においては， 無人運転は可能となっており，実際に無人運転に - 61 - よる走行動画の紹介もあった． また，あらかじめ取得しておいた地図データと 各種センサがリアルタイムで取得したデータを 重ね合わせるスキャンマッチングや，衛星測位シ ステム(GNSS），Pure Pursuit アルゴリズムによる 経路追従等も実用化されてきている． しかし，まだ精度が良いとは言えず，今後の課 題としては，収集した環境データにより 30 秒後 を予想し，なるべく歩行者に出くわさないルート を統計的に導き出すことや，歩行者に出くわした ときに，歩行者の情報を取得し，3 秒後を予測す ること，実際の運転者の危険回避等の運転技術の 学習とのことであった． ワイガニの調査，海底ケーブルの敷設状況調査， 氷海下での潜航試験，マッコウクジラの調査，沖 縄トラフ調査などについての話を聞くことがで きた．また，短期間で調査できるよう複数台の AUV を同時に用いた調査，AUV へ音波での命令 を中継するために AUV を自動で追尾する自走式 ブイについての研究についても聞くことができ た．今後はより効率の良い運用ができるようなシ ステムを開発する予定であるとの話であった． 図 3 図 2 講演「クルマの自動運転における 情報処理技術」 3-2. 海中ロボットの活用事例と最新技術動向 KDDI の小島氏によるこの講演は無人潜水艇の 一種で，ケーブルを用いないで制御をおこなう AUV (Autonomous Underwater Vehicle)について であった． AUV は自律した行動を目的とするため，有線で の制御に比べ，制御関係の設備に対しての投資や 制御設備自体の障害は少なくてすむ．また海底地 形調査では海底面に接近しているため高精度な 計測が可能となるなどの特徴がある． 課題は，水圧が高いため頑丈に作る必要がある ということ，そして太陽光が届かないため，ライ トで照らした狭い範囲や音波でしか地形を把握 できないということとなる．また，現在よく研究 されている AUV は外からの無線制御も行える半 制御のシステムとなる．その場合，海底まで電波 は届かないため，低周波の音波で通信をすること となる．音波は命令が届くまで遅いため，自律し た動きは依然として重要となる． 研究内容として，AUV を使用した海底のベニズ 講演「海中ロボットの活用事例と 最新技術動向」 4. まとめ 展示会とイベント企画の聴講により，最近話題 となっている最先端の自動運転技術をはじめ，最 新の情報関連技術について触れることができ，今 後の情報関連技術修得のため大変有意義であっ たと思う． また，IPSJ77NOW⤴⤴(アイピーエスジェイナナ ナナウ)という Twitter 等の投稿を用いた意見交換， 盛り上がり可視化の Web アプリ等，聴講内容以外 にも今後の参考になることが多かった． - 62 - 図 4 会場