和文学術誌目次
日本機械学会論文集 掲載論文Vol.92, No.962, 2026
公開日：2026年10月25日
https://www.jstage.jst.go.jp/browse/transjsme/92/962/_contents/-char/ja
＜設計工学とシステム工学のフロンティア2026（DMIMS）＞
リンクトポロジー生成のための連続潜在表現
米澤 紀男, 水野 祥宏
https://doi.org/10.1299/transjsme.26-00056
本研究ではTopology最適化における工業的実用性向上を目的として，動的なリンク構造を対象とした最適化手法の開発に取り組んでいる．従来の連続体を対象とする手法は，最小単位が離散的な機械要素で構成されるリンク構造に適用できず，離散設計空間を対象とする従来手法も動的な対象に適用できない．そこで生成型NNにより離散的な設計空間を連続表現し，微分可能シミュレータと接続することで，Topologyを含む設計変数の勾配更新を可能とした．剛体多重振り子モデルを用い検証を行ったところ，リンク数，接続Topologyおよび寸法が目的関数方向へ適切に更新され最適化手法として機能することが示された．
システム設計と安全性設計を統合する新たなフレームワークとしてのシステム安全性設計マトリクスの提案
竹内 芳樹, 小木曽 望
https://doi.org/10.1299/transjsme.26-00076
システムズエンジニアリングを用いた安全性設計は，航空機や宇宙システムなどの複雑なシステムの開発において適用されてきたが，近年では自動車をはじめとする多くの製品分野においてもその適用が重要となっている．一方で，このプロセスには高度な知識と経験が求められ，システム設計と安全性設計の関係を体系的に整理することは容易ではない．本研究では，このプロセスを支援する新たなフレームワークとして，System and Safety Design Matrix（SSDM）を提案する．SSDMは，システムの運用，機能要求，および安全性解析の結果をシステム構成要素と結び付けて整理することにより，それらの関係を統合的に可視化し，複数の視点からシステム全体構造を把握することを可能とする．SSDMの活用により，複雑なシステムの安全性設計を従来手法より容易かつ確実に進めることができる．
複雑システムのレジリエントな運用に向けた FRAMとSTPAを統合した安全性解析の適用
清水 亮佑, 小木曽 望
https://doi.org/10.1299/transjsme.26-00080
複雑なシステムは，たとえすべての構成要素が安全な状態にあっても，サブシステムや構成要素間の相互作用から生じる予期せぬ不具合により，重大なリスクをもたらすことが知られている．この複雑なシステムに対して，機能共鳴解析法（FRAM）とシステム理論的プロセス解析（STPA）という2つの安全性解析手法が提案されている．FRAMはシステムを比較的マクロな視点で捉え，入力，出力，前提条件，リソース，制御，時間の6つの側面を基に機能間の共鳴を考慮する．これらの側面により，機能間の複雑な依存関係を記述することが可能となる．一方，STPAは制御構造図を用いて機能内部のコンポーネント間の相互作用を考慮し，安全でない制御動作に続く損失シナリオを特定する．本研究では，気球搭載型超長基線干渉法（VLBI）を用いた天文観測のための提案スマートアンテナシステムのレジリエント運用を確保するため，FRAMとSTPAを組み合わせた統合安全性解析を採用した．まず，統合リスク分析ではFRAMを用いてシステムをマクロ的な視点からモデル化する．次に，STPAを適用して制御構造をモデル化し，FRAMの機能モデル内で障害シナリオを特定する．この手法により，STPA分析のみを用いた従来の研究では発見されなかった新たな損失シナリオを容易に特定できることを示した．
受注設計生産製品のレイアウト検討における設計コンフィグレーターの提案（設計思考の階層化による標準プロセスの構築と高速エレベーターへの適用）
井上 直樹, 田崎 旭, 浅井 貴行, 野形 諒太, 荒木 峻平
https://doi.org/10.1299/transjsme.26-00082
受注設計生産製品のレイアウト設計に対し，設計プロセスを「製品構成定義」「モジュール選定」「レイアウト・形状寸法定義」の三層に階層化したコンフィグレーションプロセスを提案する．ディシジョンテーブルによる製品構成の定義，Domain Mapping Matrix (DMM)を活用した類似検索を組み合わせることで，保守性と柔軟性を両立した．高速エレベーターのレイアウト設計への適用により，設計工数の削減効果や保守性を確認した．
認知負荷下の運転における視覚警告の色および点滅周波数が注意誘導に与える影響
茅原 崇徳, 大澤 諒祐, 坂本 二郎
https://doi.org/10.1299/transjsme.26-00083
本研究では，認知負荷により運転への注意配分が低下した状態において，視覚警告の色および点滅周波数が注意誘導に与える影響を検討した．評価には，正常な運転時の眼球運動とのマハラノビス距離である異常度および主観評価を用いた．ドライビングシミュレータの運転中に2-back課題を課し，異常度が閾値を超えた際に色（青，黄，赤）と周波数（1 Hz，5 Hz）の異なる視覚警告を提示した．その結果，主観的な運転への干渉は5 Hz条件で1 Hz条件より高く，青1 Hz条件では異常度が比較的安定して低下する傾向がみられた．以上より，視覚警告は過度な干渉を避けつつ，運転への注意配分を促す設計が重要であることが示唆された．
ユーザのパーソナリティとゲームデザインがクイズ形式シリアスゲームのユーザ体験に与える影響の検討
西尾 昂紘, 村上 存
https://doi.org/10.1299/transjsme.26-00086
本研究は，プレイヤーのパーソナリティ特性に応じたゲームデザインがクイズ形式のシリアスゲームのユーザ体験（UX）に与える影響を検討した．ビッグファイブおよびゲームプレイヤー特性モデルを用いてパーソナリティを評価し，英単語クイズを基調とする5種類のゲームでユーザ実験を実施した．その結果，開放性や美的志向の高い参加者はアドベンチャー要素において，また，社会志向の高い参加者はマルチプレイヤー要素において，UXの一部側面が有意に向上した．一方，アクション要素はパーソナリティ特性よりも操作性やプレイヤーのゲーム熟練度の影響をより強く受ける可能性が示された．
トランスフォーメーションを志向する構想設計のためのストーリーダイアグラムの提案
大平 昂典, 野間口 大, 藤田 喜久雄
https://doi.org/10.1299/transjsme.26-00097
本研究は，製品からサービス，経験へと価値提供の軸が移行しつつある，社会や日常生活の変容と密接に関連している点に着目する．その中心にはユーザーや介在物との相互作用の連鎖が存在し，それを実現する革新的な製品やサービスの創出が求められる．しかし従来の設計手法は製品やサービスを対象としており，経験の観点は十分に扱われていない．そこで本研究では，ストーリーダイアグラム（SD）およびモーフォロジカルチャートを組み合わせた図式的手法を用いた設計フレームワークを提案する．さらに，音楽視聴機器をケーススタディとし，製品・サービス・経験を含んだ製品展開を構想するSDの実用性を検討し，製品設計への適用可能性を示す．
設計自動化における形式知化手法（～補完的プロセス”Formation”～）
小松 愛, 皆川 幸穂, 小糸 弘之, 宮下 俊一
https://doi.org/10.1299/transjsme.26-00102
Knowledge ManagementのフレームワークであるSECIモデルと，複雑なタスク間の相互作用と依存関係を分析するDSMを統合し，設計自動化の補完的プロセスを提案します．設計自動化には従来の形式知化だけでなく，“Formation”というプロセスを導入し，デジタルツールやシステムに適用するため，視点の転換が重要です．このアプローチはKnowledge ManagementとITの統合に欠かせません．実際に，プラントの配置計画図面の設計自動化に適用しました．
製品普及のダイナミクスにおけるクチコミ効果とその創発性に関する研究
村松 勇汰, 野間口 大, 藤田 喜久雄
https://doi.org/10.1299/transjsme.26-00103
近年，製造業において製品のサービス化が主流となったことで市場環境が変化し，顧客体験全体を価値創造の中心に据えることが求められている．その結果，クチコミや購買後の満足度が製品普及の重要な原動力となっている．製品の普及プロセスにおいては，顧客数の増加に伴い，ターゲットとなる顧客の特性が次々と変化していく．そのため，製品設計者は製品を市場に出すまでの線形的かつ一方向的な設計プロセスに頼ることはできず，顧客のフィードバックを継続的に分析し，実社会での評価に基づき反復的に設計を改良しなければならない．本研究は，製品普及シミュレーションモデルを構築することにより，迅速かつ的確な設計意思決定のためのフレームワークを提供することを目的とする．対象とする事象は，多様な要因間の創発性や複雑な相互作用を伴うため，本フレームワークでは，マクロレベルのモデルとしてシステムダイナミクスを，ミクロレベルのモデルとしてマルチエージェントシミュレーションを統合した．MASを採用することで，個々のレベルにおける採用態度の分布やクチコミによる創発性を再現している．本シミュレーションでは，普及パターンを左右する支配的な要因やクリティカルな転換点を分析する．本稿では仮想的なケーススタディを提示し，その結果，設定された条件下において企業の投資比率が普及の成果に大きな影響を与えることを明らかにする．
＜熱工学，内燃機関，動力エネルギーシステム＞
圧縮比可変型スターリングエンジン出力制御システムの検討
北原 立朗, 佐藤 智明
https://doi.org/10.1299/transjsme.25-00148
本研究は，スターリングエンジンの安定した出力制御機構の開発を目的としている．スターリングエンジンは，クリーンで持続可能なエネルギーシステムとして以前から注目されているものの，確立した出力制御機構が存在しないことが課題として挙げられている．本研究では，スターリングエンジンに第3のシリンダーとピストンを接続することで，スムーズかつレスポンスの良い出力制御を実現した．また実験により，本機構は内部圧縮比を制御するとともに，エネルギー効率の面からも優位性があることが確認された．さらにガソリンエンジンやディーゼルエンジンといった内燃機関への応用の可能性も示唆された．
＜機械力学，計測，自動制御，ロボティクス，メカトロニクス＞
倉庫内における渦場を利用したAMRの障害物回避運動
太田 朋希, 宮内 光志郎, 小林 潤也, 大竹 紘平, 中沢 信明
https://doi.org/10.1299/transjsme.25-00199
本研究では，渦場を利用した倉庫内でのAMRの局所的な障害物回避運動についての研究をおこなった．障害物の検出では，2D-LiDARを用いて距離測定をおこない，点群情報を取得した．それらの点群の座標に渦場を発生させ重ね合わせることで，最終的なベクトルを算出し，そのベクトルの方向を利用し回転速度を決定した．並進速度は最大速度を設定しておき，進行方向や障害物との距離などで減速をして制御をおこなった．発生する渦場の回転方向が一種類の場合は仮想的な壁からの渦場を加えることでより効率的な回避が可能となった．
＜計算力学＞
補正熱量をモデルパラメータとした熱回路網法伝熱モデルの高速逐次データ同化
秋田 剛, 荒川 仁
https://doi.org/10.1299/transjsme.26-00067
本研究では，熱回路網法に基づく伝熱モデルを対象に熱コンダクタンス変化に伴う補正熱量をモデルパラメータとした高速逐次データ同化手法を提案する．一般的な熱コンダクタンスをモデルパラメータとする伝熱モデルの逐次データ同化では，時間更新式に温度とモデルパラメータの積の項が現れるため，状態更新式が非線形となり，計算コストの高い非線形逐次ベイズフィルタが必要とされた．提案手法では，時間更新式に加法的な項として現れる補正熱量をモデルパラメータとすることで，線形カルマンフィルタによる高速な逐次データ同化を実行可能としている．論文では，模擬モータの実測温度データを用いた検証により，提案手法が無香料カルマンフィルタや拡張カルマンフィルタと同等の推定精度を維持しつつ計算時間を大幅に短縮できることを示している．
キーボードスイッチの押し心地設計支援に向けた段階型CAEサロゲートモデルの構築
大南 弘樹, 劉 継紅
https://doi.org/10.1299/transjsme.26-00116
本研究では，キーボードスイッチ用ラバードームの押し心地設計支援を目的として，設計成立判定から性能値予測，応答曲線予測，さらに変位場・応力場予測へと段階的に詳細化するCAEサロゲートモデルの設計支援フレームワークを構築した．軸対称有限要素解析による5000件のデータを用いて学習した結果，成立判定およびクリック率予測ではDNNが高精度を示し，反力–ストローク曲線予測および場予測についても，それぞれPCAおよびPODに基づく方法により実用上有用な精度が得られた．以上より，本フレームワークがキーボードスイッチの押し心地設計支援に有効であることを示した．
粒子群最適化法を用いた拡張下負荷面モデルのパラメータ同定と高硬度ばね鋼への適用
石津 友康, 尾崎 伸吾
https://doi.org/10.1299/transjsme.26-00134
本研究では，材料モデルの一つである拡張下負荷面（SS）モデルを用いて，高硬度ばね鋼の繰返し負荷応答（引張–除荷，引張–圧縮の2種）の再現に向け，粒子群最適化（PSO）を用いた材料定数値の同定を試みた．SSモデルを用いたバーチャルテストに対し，PSOによって，応力–ひずみ関係に加え内部状態変数の発展挙動も精度良く再現する材料定数を選定することができた．ばね鋼の実試験で得た応力–ひずみ関係に対しては，SSモデルの表現能力増強のために材料パラメータを拡張したことで解空間が広がったものの，結果として，PSOによって得られた材料パラメータは実際の応力–ひずみ関係をよく再現した．
＜設計，機素・潤滑，情報・知能，製造，システム＞
部分最小二乗回帰による潤滑油全酸価予測モデルの構築
藤原 優希, 本田 知己, 今 智彦, 小島 恭子
https://doi.org/10.1299/transjsme.25-00245
PLS回帰を活用したケモメトリックスによる潤滑油劣化予測モデルの開発を目的とし，分光分析で得られた模擬酸化油のスペクトルデータを用いて，全酸価の予測モデルを構築した．結果として，FT-IRとUV-Vis-NIRスペクトルの両方により，個々の油の種類に対して全酸価の正確な予測が可能になり，FT-IRはすべての油の種類を1つのモデルに組み合わせた場合でも高い精度を示すことを見出した．また，予測精度に及ぼすスペクトル分解能と学習波数範囲の影響について調べ，それらの最適化により予測精度が向上することを示した．
NC旋盤のモータトルク指令値を用いた逃げ面摩耗のインプロセス監視
敷村 達也, 加藤 秀治, 林 晃生, 鈴木 直彦, 森本 喜隆
https://doi.org/10.1299/transjsme.26-00124
工具摩耗は安定生産を阻害する要因となっており，複合加工機の普及に伴い工具摩耗を自動的に監視する技術の確立が強く求められる．そこで，旋削加工を対象として各軸モータのトルク指令値に基づく切削抵抗（3分力）の推定手法を提案した．さらに，推定した切削抵抗（3分力）と横逃げ面摩耗幅との関係を評価し，横逃げ面摩耗のインプロセス監視への適用可能性を検討した．その結果，主分力は切削中の平均トルクから非切削時の平均トルクを差し引くことで，測定値と同等の値を示した．また，主分力と横逃げ面摩耗幅との間には高い相関が認められ，提案手法による工具摩耗のインプロセス監視の可能性が示唆された．
＜生体工学，医工学，スポーツ工学，人間工学＞
アクチュエータレス起立支援機の支援性能に関する推定値と実測値の比較評価
中村 建介, 嵯峨 宣彦, 嵯峨 拓真, 齋藤 直樹
https://doi.org/10.1299/transjsme.26-00108
我が国のリハビリ現場では，高額な導入費用と費用対効果の観点から，リハビリロボットが普及しているとは言えない．そこで本研究は，コストを抑えた3Dプリントパーツ組立式のアクチュエータレス起立支援機を開発し，健常者が装着した場合における臀部離床時の支援性能を定量評価した．その結果，本支援機による支援率は体重の20%程度ではあったものの，膝関節伸展筋活動を意図的に抑制した条件下においても支援機装着側下肢は対側と比較して大きな床反力を示した．これは本支援機が装着者下肢に代わり荷重伝達経路として外骨格の役割を担ったものと考えられ，起立動作における脳卒中患者の麻痺側下肢へ加わる体重の一部を支援できる可能性が示唆された．一方，入出力トルク比は想定よりも低値となり，支援機の構造的改善が次の課題であることが示された．
弾性接触状態下における人工関節用超高分子量ポリエチレン‐金属材料間の接触圧計算法に関する研究
大塚 宏一, 原 圭介, 木下 大
https://doi.org/10.1299/transjsme.26-00126
本研究では人工関節の摩耗予測シミュレーションに必要な接触圧計算法を検討するため, 弾性接触とみなされる条件下において弾性半無限体理論の境界平面上の力に対する変位の式をもとに接触面の変形を押し込み量と沈み込み量に分ける計算方法で超高分子量ポリエチレン（UHMWPE）‐金属材料間の接触圧力を計算し, それぞれの変形について影響を調べた. また, 計装化押し込み試験で得られたUHMWPEの材料特性をもとに粘弾性, 弾性塑性の影響に配慮した実験条件を設定し, 圧力測定フィルムおよび色素分子で求めた実測値との比較による検証を行った. その結果, 本計算結果は実測値によく一致することが示され, 各接触状態における接触面の変形や板厚などの影響が確認された.
＜交通・物流＞
レール削正形状が車輪フランジの乗り上がりに対する安全性に与える影響の考察（関節構造の台車枠を有するリニアメトロ用自己操舵台車を対象とした解析）
遠藤 柚季, 道辻 洋平, 萩原 武, 磯部 栄介, 仲田 清, 佐藤 安弘, 陸 康思, 木原 浩貴, 中居 拓自, 砥出 朋史
https://doi.org/10.1299/transjsme.26-00115
鉄道軌道の外軌ゲージコーナに生じるきしみ割れの除去にはレール削正が有効であるが，我が国では原則としてレール頭頂面から5mm以下の部分は削正が認められておらず，きしみ割れを十分に除去できない場合がある．本研究ではリニアメトロ路線を対象としてレール削正範囲の拡大が車輪の乗り上がりに対する安全性に及ぼす影響を評価するため，複数の削正形状を定義し車輪・レール接触解析と車両運動解析を行った．その結果，10mmより下を下限とする削正形状では車輪の乗り上がりまでの余裕が減少した一方で，10mmを下限とする削正形状では車輪上昇量等に顕著な悪化は見られず，安全性を確保できることが示された．
日本機械学会学術誌規定が改訂され，日本機械学会論文集に「機械工学レター」（速報に値する短い論文）が投稿できるようになりました！是非とも投稿をご検討ください．
https://www.jsme.or.jp/bulletin/news20250409.pdf
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