Institutional Repository of Kyoto Institute of Technology
Not a member yet
1100 research outputs found
Sort by
緩衝空間のある環境型住宅の設計研究 入れ子形式による住宅設計を通して
Get PDF京都工芸繊維大学博士（学術）本論文は、環境型住宅の緩衝空間に焦点を当て、本稿で定義する「入れ子形式」による実作品の検証を通して建築プロセスやその展開について分析し、一連の過程を考察することによって形式のもつ多様で柔軟性のある潜在的機能を明確にすることにより、今後の普及を示唆する応用活用ための研究である。本論文では、入れ子形式の空間形態を環境型住宅に適した新たな設計手法として考え、１）建築環境（社会・自然・都市）への適応性、２）建築的表現性、３）熱環境緩和への利用、４）サスティナブル性、といった利点に着目し論述した。 本論文は、以下の４章で構成されている。 第１章では、研究の背景として、現代の住まいを取り巻く環境の変化を示し、従来の建築機能の高性能化での対応の限界に触れ、新たな選択肢としての設計手法の必要性を述べた。また、緩衝空間の建築手法と構成を分類し、効果を整理した上で、設計手法を定義し直し、その緩衝空間の建築事例と特徴をまとめている。 第２章では、開放型入れ子形式の手法を応用した住宅作品「石見の家」（2005）を対象に、従来の住宅建築との相違点、問題点とその解決方法の抽出を目的として、建築プロセスにおける構想・設計・法対応・施工の各側面での過程の分析を行った。分析の結果から、建物内空間が外部に開放された入れ子形式は、一般的な住宅と比べ、建築諸制度との乖離と、各工程における設計細部の検討事項の増加が明らかとなった。 第３章では前章での考察を踏まえ、比較対象として、異なる立地環境の都市での展開について分析した。対象は、第２章の住宅と同様の空間形態をもつ住宅作品「喜連の家」（2009）である。まず、喜連の家での建築表現の特質を複数の主要な視点から横断的に分析を行い、石見の家と比較することで、その特徴と傾向を考察した。これによって、入れ子形式の建築手法では単層空間構成の住宅と比較して、表現に対する自由度が高くなることが明らかとなった。次に、実建物に於いて緩衝空間、内外部及び比較空間の熱性能を一年間継続して実測し、温湿度と建物各部の表面温度の測定結果結果をまとめ、入れ子形式の空間効果を考察した。主な特徴としては、温度および湿度の変動幅の緩和と夏期の遮熱に有効であり、断熱性は期待できないことが明らかとなった。また、蓄熱性については夏期と冬期において出現する効果の異なることがわかった。 第４章では、入れ子形式の生活空間としての特質を施主及び建築専門家の実体験による視座に基づいて考察した。そこでは、入れ子形式と日本の住文化との合致性が確認され、さらには空間的余白が住人の精神的余裕へ寄与することが認められた。また、建築空間が、人と環境との関連を必然的に孕みながらも折り合っていく機能が求められるべきであることが示され、入れ子形式の住宅では住空間と環境とが切り離されること無く、相互に関係を持ちながら生活空間の質を規定する新たな設計手法として利用できることが明らかとなった。各章で得られた知見の総括として、開放型入れ子形式の住空間における造形的表現性と生活空間との親和性を明示し、本研究の結論とした。また、今後の研究継続の課題を提示している
中学校教育における学業成績を構成する要素についての研究 学習習慣・学習意欲および学習環境ならびに道徳観に着目した分析
Get PDF京都工芸繊維大学博士（学術）中学校教育において、生徒の状況を理解することは重要なことである。しかしながら、中学生という期間は、内面的にも外面的にも多くの変化が起こる時期であり、また、その変化の影響で様々な事象が生じる。中学校教育は、このような生徒を対象とする教育活動であり、そこでは生徒理解が特に重要といえる。しかしながら、中学生の変化やその影響についての研究は多くない。本研究の目的は、中学校教育における生徒の変化という状況について、生徒の状態を可視化する尺度を開発し、中学校という期間における中学生の変化の実態を明らかにし、さらに学業成績との関係性を示すことによって、中学校教育における生徒理解、学校（学級）運営、教材開発の改善を促進する視点を提供することである。本論文は、第1章において、上記研究の目的の詳細を示し、第2章において、学習習慣尺度を開発した。第3章においては、学習習慣尺度を用いて、3年間の縦断分析をおこない、学習習慣の変化、学業成績との関係を明らかにした。第4章においては、学習習慣尺度を用いて、中国の中学校についての調査をおこない、中国の中学校教育における学習習慣の状況を分析した。この調査では、中国の中学生の学習習慣が低下しない傾向が明らかになり、そして、その要因について具体的な取り組みを示すことができた。また、第5章、第6章において、数学、英語の教科に対する意識を可視化する意識項目を開発し、3世代に対する3年間の縦断分析から数学、英語に対する意識の変化の傾向を示し、そして、学業成績との関係性を示すことができた。さらに、第7章、第8章において、学習習慣および中学生の道徳観に焦点を当て、学業成績に与える影響としての学校環境、そして、学校環境に与える影響としての道徳観についての分析をおこなった。第9章において、本研究としての考察をおこない、中学生の学業成績に対する学習習慣・学習意欲および学習環境ならびに道徳観の重要性についての提言をおこなった
Der Esstisch in den Filmen von Ozu Yasujirō
Get PDF本論は、小津安二郎の映画作品、主として《秋日和》を取り上げ、彼の映画の主たるモチーフの一つでもある食卓の表現に注目し、物と人間との原本的な関係である「食べる」という行為の本質を探ろうとした試みである。本論は、まず小津映画の画面構成、いわゆる「小津調」を、ローポジ、格子状の構図、空間の閉鎖性の三点をもって特徴づけた上で、是枝裕和が「斜め」という標語で差異化した同時代の監督・成瀬巳喜男の画面構成と対比して見せた。その上で、小津作品に出てくる食卓の映像が、その頻度にもかかわらず、食事内容をほとんど示さない点に着目し、これまた成瀬の場合とのちがいを際立たせた。その上で、なぜ小津が料理そのものや食べる行為の映像化を避けたのかに考察を進めた。筆者はその理由を、食べるという物との原初的な接触のもつ、一種の野蛮さに対する小津の直観に求め、《生まれてはみたけれど》における野生の雀の卵を巡る子供たちの態度や《早春》や《秋日和》に見られる食事と人間関係の脆さの重ね合わせのシーンなどを挙げて、解釈の補強を試みた
Mullins Effect in Filled Elastomers Revealed by Stretching Measurements with Various Geometries
Get PDF京都工芸繊維大学博士（工学）In this thesis, the Mullins effect and induced anisotropy by stress-softening in filled elastomers are characterized by the stretching measurements in various geometries. The present study reveals the influences of (1) degree and type of deformation, (2) filler content, (3) filler-polymer interaction, and (4) crosshead speed on the Mullins effect, and the anisotropy in energy dissipation, and directional energy dissipation, respectively. The dissipated energy (D), residual strain (εr), and dissipation factor (Δ; the ratio of D to input strain energy) in the loading-unloading cycles for silica filler-reinforced elastomers were evaluated as a function of the maximum stretch in cyclic loading (λm) using various modes of stretching. Both D and εr increase with an increase in λm for each type of deformation. When compared at the same λm, D and εr increase in the order of equibiaxial, planar, and uniaxial extension. The λm dependences of Δ in various geometries of extension fall into a single curve when the first invariant of deformation tensor (I1,m) is employed as a variable. Δ steeply increases with an increase in I1,m in the small deformation regime of I1,m 3.5, which is caused by the friction between the fillers and the rubber matrix after the inherent structures are fully destroyed. Δ also increases with an increase in the filler content and the introduction of silane coupling agent as a result of an increase in friction loss at the filler-polymer interfaces. In the investigation of anisotropy induced by stress-softening, the following important features of the anisotropic Mullins effect have been revealed: (1) The damage in the direction of the larger pre-strain (x-direction) (D0, directional energy dissipation with θ = 0°) was governed only by the maximum stretch in the corresponding direction, and it was independent of the degree of the pre-strain in the other direction (y-direction); (2) The damages in the directions unparalleled to the x-direction (Dθ, directional energy dissipation with θ = 45° or 90°) were influenced by the degrees of the pre-strains in both x- and y-directions; (3) Dθ was generally expressed as a sum of the contributions of the strains in the two directions, i.e., the quadratic effect of the pre-strain in x-direction, and the linear effect of that in y-direction. (4) The anisotropy of damage in Mullins effect (fθ; the ratio of D0 to Dθ) increased with an increase in the anisotropy in the pre-strain field. The values of Dθ and fθ increased with an increase in the volume fraction of the silica (Φ), and Dθ and fθ for the specimens without silane coupling agent (SCA) were considerably lower than those for the specimens with SCA
ゲート酸化膜欠陥に起因する集積回路の信頼性と実測評価
Get PDF京都工芸繊維大学博士（工学）本学位論文は，半導体集積回路におけるゲート酸化膜中欠陥に起因するBTI (Bias Temperature Instability)，アンテナダメージ，RTN (Random Telegraph Noise)の信頼性問題を回路レベルで評価している．BTIは経年劣化現象の1つであり，時価経過に伴い集積回路素子の特性が劣化するため，対策が必須である．アンテナダメージは製造時におけるプラズマによる損傷であり，配線加工工程では避けられない問題である．RTNは特性が動的にランダムに変動する現象であり，モデル化と実測が重要である．これらの信頼性問題の評価をするために，リングオシレータを搭載したチップを試作し，実測評価を行った． NBTIの方がPBTIよりも影響が大きいことを利用した設計時の対策を提案し，NANDのみのリングオシレータにより対策することで，時間経過によって発振周波数が劣化しないことを確認した．動作時のBTI対策として発振停止時に逆方向基板バイアスを印加することを提案し，逆方向基板バイアスを1 V印加したときの発振周波数劣化率は0 Vのときと比べて約77%減少したことを実測により確認した． アンテナ比によるアンテナダメージの影響を検証し，設計ルール上限値以下では，アンテナ比によらず発振周波数は一定であったが，上限値を超えると，アンテナ比増加に伴って発振周波数が減少した．設計ルールの上限値であるアンテナ比500 と比べて，アンテナ比1,000での発振周波数は2.2%減少した．しきい値電圧の劣化傾向は通常のバルクと SOIで同じであるため，SOIでも同様の設計余裕を考慮するべきであるが，設計余裕をバルクと SOIで変える必要はないことを明らかにしている．配線層によるアンテナダメージの影響も評価し，PMOSでは，上層アンテナほど初期周波数が減少するが，NMOSではアンテナダメージにより発振周波数が増加し，上層アンテナほど減少することを実測により明らかにしている．CMOS 構造において，アンテナダメージによる周波数変動は，下層アンテナではPMOSとNMOSで相殺されるが，上層アンテナでは回路性能が悪化するため， 上層アンテナほど設計時にアンテナダメージの影響を考慮する必要がある． RTNを再現できるモデルの構築と測定回路の提案を行った．ゲート酸化膜欠陥のキャリア捕獲と放出による物理現象に基づいたモデルを構築し，そのモデルを用いて回路シミュレーションを行った．リングオシレータにおいて発振周波数の時間変化をシミュレーションした結果，発振周波数が時間にランダムに変動することを確認した．構築したRTNモデルは回路シミュレーションに適用可能であることを示した．抵抗素子を用いたNMOS のみ，またはPMOSのみのリングオシレータを設計し，それぞれのみのRTNを評価可能な測定回路を提案した．NMOSの方が約1.5倍RTNの影響が大きいことを実測で確認した
自然光による建築空間の設計研究 実作品の開口部デザインをとおして
Get PDF京都工芸繊維大学博士（学術）本論文は第1 章から第5 章で構成される。第1 章では、ほりの深い窓枠をもつ開口部から室内に取り込まれる自然光が空間におよぼす影響について、主にヨーロッパの組積造に見られる厚い壁に穿たれた孔としてある開口部を実例にあげて論を始めた。これは筆者が留学時代から現在に至るまで、このような開口部が空間におよぼす力に感銘を受け、調査を重ね、筆者自身が建築を設計するにあたって窓辺空間の拡張といった仮説をたてて実施設計を行ってきたためであり、今回、このような開口部が室内空間におよぼす影響について、より精度の高い、普遍性をもった設計研究を行いたいと考えたためである。第2 章では、ほりの深い開口部から取り入れられた自然光が室内にどのような影響をおよぼすかについて比較検討するため、第1 章の実例をモデルとした模型を作成して、模型内（室内）各所の輝度を測定する実験を行った。実験は2016 年8 月、ドナウ大学クレムス校建物環境学科（オーストリア）の昼光研究所において行われた。さらに模型内部の写真を撮影し、この画像全体の光の分布をヒストグラムを用いて表し、分析した。ヒストグラムは横軸に輝度、縦軸に各輝度を示すピクセルの個数をとった輝度分布図であり、画像内のピクセルの明るさのみに着目し、ピクセルの位置情報（二次元情報）が除かれるため、画像を空間の形状と切り離して分析することができる。開口部から取り込まれた自然光によっておこる現象を、光の粒子群としていったん抽象化し、分布を表す波形に置き換えたうえで、波形の特性を見いだし比較・解析することで、印象論的な空間論と異なる、開口部の機能についての一つの評価方法になるのではないかと考え、以降の章でも主要な分析手法とすることとした。第3 章では、第１章で述べたようなほりの深い開口部を応用した具体的な建築の事例を3 例とりあげた。これらは筆者がこれまで実際に設計、実施してきたものの中から特に、開口部の特性が「壁・床・天井全体に反射させて自然光をとりこむ開口部−室の開口部化」としてまとめられるものである。これらはまた、建築専門誌への掲載あるいは建築に関わる賞をうけたことで空間表現として一定の価値が認められており、同時に自然光に関わる要素について言及されているものから選択した。各事例について、設計要件、開口部の特徴の解説を行った上で、主要な開口部から取り入れられた自然光がどのように分布するかを図示した。そしてこれらをふまえて、開口部を含む代表的な内観写真について、画像内の輝度分布を示すヒストグラムを作成、画像と波形の関係について検討を行った。第4 章では、開口部の特性として「高所から天井に反射させて自然光をとりこむ開口部−ハイサイドライト」としてまとめられる具体的な建築の事例を4 例あげ、第3 章と同様に論をすすめた。4 例それぞれについて、開口部を含む代表的な内観写真の輝度分布を表すヒストグラムを作成し、画像とヒストグラムの波形の関係について検証した。第5 章では、ここまでに取り上げた様々な形状の開口部の写真画像から得られたヒストグラム群を分析した。まず、第3、4 章でとりあげた事例を章ごとにまとめて比較することで、その間に開口部の特徴に通ずる共通したヒストグラムの波形の特徴が見られることがわかった。次に7 例すべてを重ね合わせることで、そこには全体に通底するほりの深い開口部という特徴に対応する一定の波形が見られることが確認された。それは一定の傾きや滑らかな曲線によって構成されたものでなく、抑揚が大きく、いくつかの頂点から構成されるものである。これは、近代建築が是としていた均質性や効率性、一定の輝度分布とは異なっており、このような分析が、自然光が空間にもたらす影響の機能的側面とは異なる価値についての考察の端緒となりうることを示している。また今後、本論でのヒストグラムを用いて一定の空間的様相を再現するような設計手法への応用の可能性について考察を深められればと考えている
Spin-Trapping Analysis and Characterization of Thermal Degradation Reaction of Poly(butylene terephthalate) and Poly(ether-ester) Elastomer
Get PDF京都工芸繊維大学博士（工学）本論文は序論、第1章および第2章から構成される。序論では、高分子材料の劣化とその解析についての歴史，本研究で用いた手法である電子スピン共鳴（ESR）およびスピントラップ法について記載した。第1章では、スピントラップ法によるポリブチレンテレフタレート（PBT）の熱劣化によって生じるラジカル種を検出，同定するため，スピントラップ法を適用した研究内容を記載した．スピントラップ剤として2-メチル-2-ニトロソプロパン（MNP）を添加し，まず分子量が数万以上のPBTポリマーの熱劣化により生成するラジカルの検出および同定をESR測定により試みた．その結果，100 °C付近から劣化によるラジカルのシグナルが現れ，昇温と共にその強度が増加することを確認した．しかし，予想通り，スペクトルの大部分は強い異方性を示し，分子構造解析が不可能であった．次に分子量が数千程度のPBTオリゴマーを合成し，モデル化合物として用いた．その結果，異方性を示す成分のほか，ベンゾイルラジカル由来の狭い0.8 mT間隔の3本線，およびMNPの熱分解に由来する1.5 mT間隔の3本線の，計3成分のラジカル種が出現した．スペクトルシミュレーションにより成分分離したのち，各スピンアダクトの分子構造の帰属と濃度の算出を行い，それらの経時変化から，PBTの熱劣化過程は，主鎖?炭素上の水素引き抜きによって第二級炭素ラジカルが生成することで始まり，ここから主鎖エステル結合のβ切断が起こると推察した．さらに，PBTの低分子モデル化合物であるジブチルテレフタレート（DBT）を用い，加熱によって生成する反応中間体からのスピンアダクトを検出すると共に，高速液体クロマトグラフ－イオントラップ型質量分析法（HPLC-ESI-MS）を用いてプロダクトアナリシスを実施した．ESRスペクトルは，MNPの熱分解に由来する3本線のほか，第二級炭素ラジカルの6本線およびベンゾイルラジカル由来の狭い3本線が観測された．一方で，HPLC-ESI-MSにおいては，DBTの水素引き抜きによって生成したラジカルに由来するスピンアダクトの質量数m/z 364（酸化型）および365（ラジカル型）のイオンを検出した．以上の結果を合わせることにより，PBTの熱劣化反応は，主鎖α炭素の水素引抜に始まり，続くエステル結合部位のβ切断によってベンゾイルラジカルとアルデヒド末端が生じる分解反応であると結論付けた． 第2章では，ハードセグメントとしてPBT，ソフトセグメントとしてポリエチレンオキサイド（PEO）を有する熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマー（PBT-co-PEO）を対象材料とした．組成の異なるPBT-co-PEOを用いて，加熱によって生じるラジカル種をスピントラップ法によって同定を行ってラジカル反応機構を推測し，さらにゲルパーミエイションクロマトグラフィ（GPC）や動的粘弾性測定（DMA），熱重量分析（TGA）を用いて，加熱による分子量分布，動的粘弾性特性，ならびに重量の変化を測定し，それらの結果も合わせて劣化反応機構を多面的に考察した．PBT-co-PEOの熱劣化過程はTGA測定によって4つの重量減少段階に分けられた．第1段階は室温から120 °Cであり，スピントラップ法によって，第二級炭素ラジカル（O-?CH-CH2）および第一級炭素ラジカル（?CH2-）を検出，同定した．PBT-co-PEOの初期の分解はPEO部位におけるOCH2-CH2O結合で起こると考えられる．GPC測定の結果より，120 °C一定加熱において，PBT-co-PEOはランダムな主鎖切断が起こる一方で，PBT成分多いほど，ゲル化が見られ，PBT-PEO-PBTの構造に由来する特徴的な生成物が存在することが分かった．ゲル化はPBT部位の二つのO-?CH-CH2の間で架橋したことに起因すると考えられる．120 °C一定加熱におけるDMA測定から，ゲル化に由来する弾性率の上昇も観測することができた．第2段階は120 °Cから340 °Cの範囲であり，PEOセグメントの熱酸化劣化が起こるとともに，スピンアダクト量の増加が観測された．第3段階はPBT成分の熱酸化劣化が観測された
電子顕微鏡法を用いたワイドバンドギャップ半導体の結晶欠陥解析に関する研究
Get PDF京都工芸繊維大学博士（工学）我々が直面しているエネルギー問題や環境問題解決のため、パワーデバイスを用いた電力制御・高効率利用が期待されている。パワーデバイス材料として期待されているワイドバンドギャップ（WBG）半導体は、性能向上のために結晶欠陥低減やウエハ品質向上という問題を抱えている。本研究の目的は、電子顕微鏡法を用いたWBG半導体の結晶欠陥構造解析の高度化である。本論文では、多方向走査透過電子顕微鏡法による表面モフォロジーと転位に関する一貫解析法、トリプルビーム®機能による低損傷薄膜試料作製技術を確立した。両手法がWBG半導体結晶欠陥解析に有効であることを確認した。以上の結果、本研究で目的とした電子顕微鏡法を用いたWBG半導体の結晶欠陥構造解析の高度化を達成することができた。社会発展に必要とするエネルギー消費を電力供給源の増加に求めることなく、省エネルギーや環境問題などの社会問題解決の一助をもたらすことが期待できる
CHANICAL PROPERTIES AND INITIAL FRACTURE BEHAVIOR OF WOVEN FABRIC REINFORCED COMPOSITES
Get PDF京都工芸繊維大学博士（工学）This research is conducted on the mechanical properties and initial fracture behavior of woven fabric reinforced composites. Several kinds of woven fabrics in different structures, such as plain woven fabric, twill woven fabric, multi-axial knit fabric, were used as reinforcement in this study. In chapter 2, glass woven cloth reinforced composite was fabricated by hand lay-up molding method. Tensile test was carried out on specimens cut in 6 degrees. After that the tensile property was discussed and a basic FEM model was built according to the geometric parameters. On the basis of this work, several effecting factors of interface were put forward and the following researches were conducted. In chapter 3, a typical thermoplastic resin, polyamide 6 (PA6) was used as matrix and carbon twill cloth as reinforcement to fabricate CF/PA6 by hot compression molding. Their failure behaviors and mechanical properties were investigated. In chapter 4, investigation on the initial fracture behavior was carried out on two kinds of roving glass woven fabric reinforced composites manufactured by the hand lay-up method. Two kinds of roving glass woven fabrics of different FAW (Fabric Area Weight) were adopted in this study. A model, of which the intersection part was improved was built on the consideration of the observation results. By combining the experimental results and simulation analyses, the initial behavior of fracture progression in glass-carbon hybrid composite materials are discussed and predicted. In chapter 5, carbon/glass intra-hybrid woven fabric as reinforcement and vinyl ester resin as matrix, CF/GF composite was manufactured through hand lay-up method. Then, the investigation on the mechanical property and initial fracture behavior was carried out. Initial fracture stress was the main factor of initial damage which discussed with AE characteristics during mechanical test. Simulation by software Marc was carried out to analyze the initial fracture behavior. In chapter 6, multi-axial warp knitted fabrics were adopted as reinforcement and the initial fracture behavior was investigated and analyzed. At last, a summary of the whole thesis was presented in Chapter 7