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古銭や青銅製品の残留応力や組成の特徴から製作年・地域・集団を分類する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K01130
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分03060:文化財科学関連
研究機関函館工業高等専門学校

研究代表者

小林 淳哉  函館工業高等専門学校, 物質環境工学科, 教授 (30205463)

研究分担者 山田 誠  函館工業高等専門学校, 生産システム工学科, 教授 (20210479)
松英 達也  新居浜工業高等専門学校, 環境材料工学科, 教授 (60270352)
中村 和之  函館工業高等専門学校, 一般系, 特命教授 (80342434)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード青銅銭 / 残留応力 / 結晶成長 / 階層クラスター分析 / 非階層クラスター分析 / 機械学習 / 鋳造技術 / 結晶の粗大化 / 結晶化度 / クラスター分析 / 青銅貨 / 産地推定 / 古銭 / 元素分析 / 鋳造 / 遺物分析
研究開始時の研究の概要

出土した古銭や青銅器などの元素分析や形状の特徴から、製造当時の経済史を明らかにし ようとする研究があるが、本研究は科学分析の結果に対し、青銅器や古銭など当時の鋳造技術を反映する「残留応力」をあらたな指標として加える研究である。残留応力は、鋳型作成技術・打刻、穴あ けなどの金属加工技術・製作工程・使用工具・修復履歴などを反映して、いわば金属内部の 記録として残る。したがって、残留応力はこれらの技術を個性とするその時代・地域(技術 者集団)ごとに特徴があり、結果として当時の技術を通した地域のつながりや技術の変遷、 大陸技術と国内技術の関連等を推定する経済史のためのデータとなりうる。

研究成果の概要

青銅銭の鋳造・加工方法の違いは、金属の残留応力や金属状態(粗大化)の違いとして現れることを明らかにした。これらの情報は同一の鋳造や加工技術を持つ地域や技術者集団の特徴を分類する指標となり得る可能性を意味し、文化的・技術的交流や技術伝承など検討するためのデータを与えることが可能になる。
寛永通寶に含有する主成分および不純物元素の濃度や古銭の各所のサイズを用いて階層クラスター分析したところ、鋳造地と時代が共に近い古銭は近接するクラスターに属した。さらに、永楽通寶の非階層クラスター分析では2つのクラスターに分類でき、中国および日本を鋳造地とする違いである可能性も示唆できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

古銭の分類に当時の「鋳造・加工技術」を取り入れることができる可能性を示すものである。地域や時代により技術がどう伝承されていったかを検討する切り口となりうる。
永楽通寶は近年、中国のみならず日本でも鋳造されていた可能性が示されているが、元素分析に加え古銭の各所のサイズや質量などを加えて非階層クラスター分析(機械学習)させることで、2つのクラスターに分類でき、これらが鋳造地の違いを意味するかさらなる検討の道筋をつけることができた。結晶状態や残留応力を組み合わせることで永楽通寶の技術分類ができれば、それが中国と日本の違いということになる可能性もある

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] 鋳造古銭の加工変質層における結晶状態と残留応力評価2022

    • 著者名/発表者名
      MATSUE Tatsuya、TAKAHASHI Eko、KOBAYASHI Junya、NAKAMURA Kazuyuki、YAMADA Makoto
    • 雑誌名

      材料

      巻: 71 号: 4 ページ: 374-380

    • DOI

      10.2472/jsms.71.374

    • ISSN
      0514-5163, 1880-7488
    • 年月日
      2022-04-15
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of Crystal state amd desidual stress in the work hardened surface layer of the copper-based casting coin2021

    • 著者名/発表者名
      T.Matsue,E.Takahashi,J.Kobayashi,K.Nakamura,M.Yamada
    • 雑誌名

      Proceedings of the 55rd Symposium on X-Ray studies on Mechanical Behavior of Materials

      巻: 2021 ページ: 8-11

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Evolution of X-ray residual stress in the surface-treated layer of bronze castings2021

    • 著者名/発表者名
      E.Takahashi,T.Matsue,J.Kobayashi,K.Nakamura,M.Yamada
    • 雑誌名

      Digest (Extended abstract) for the Award for Encouragement of Research in the 31st Annual Meeting of MRS-J

      巻: 2021

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 鋳造青銅銭の鋳造地のつながりの推定のためのクラスター分析2021

    • 著者名/発表者名
      小林 淳哉,松英 達也,山田 誠,中村 和之
    • 学会等名
      日本文化財科学会第38回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 銅系鋳造銭の加工変質層における結晶状態と残留応力評価2021

    • 著者名/発表者名
      松英 達也,高橋 慧光,小林 淳哉,山田 誠,中村 和之
    • 学会等名
      日本材料化学会第55回X線材料強度に関するシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Evolution of X-ray residual stress in the surface-treated layer of bronze castings2021

    • 著者名/発表者名
      E.Takahashi,T.Matsue,J.Kobayashi,K.Nakamura,M.Yamada
    • 学会等名
      日本MRS第31回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 銅銭の結晶状態と残留応力に関するX線的検討2021

    • 著者名/発表者名
      高橋 慧光,松英 達也,小林 淳哉,山田 誠,中村 和之
    • 学会等名
      日本材料科学界第70期学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 銅系古銭の分類における残留応力の活用に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      福井彰太,松英 達也,小林 淳哉,山田 誠,中村 和之
    • 学会等名
      日本材料科学会四国支部第29回講演大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 元素分析と残留応力から見た青銅貨の分類に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      小林淳哉、松英達也、山田 誠、中村和之
    • 学会等名
      日本文化財科学会第37回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Cu 系古銭の残留応力評価に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      松英達也、小林淳哉、中村和之、山田 誠
    • 学会等名
      日本材料科学会第69期学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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