hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高温超電導限流変圧器(HTc-SFCLT)の開発に関する研究

高温超電導限流変圧器(HTc-SFCLT)の実用化に向けて,大容量化・最適化設計・絶縁設計などが必要である.Phase-3 HTc-SFCLTを大容量化するためにはBi2212/CuNi複合バルクコイルの大型化が不可欠であるが,大型バルクコイルの製作は均一性や臨界電流密度などの技術的な点および経済的な点から困難であると考えられる.一方,次世代超電導テープ導体の性能(臨界電流密度,n値,交流損失,製作長さなど)は電力機器への適用が可能なレベルになりつつある.そこで,HTc-SFCLTの大容量化を目指し,大容量化,限流特性の向上,将来の低コスト化,コイル化の容易さなどを考慮した上,次世代超電導テープ線材を用いた高温超電導限流変圧器(Phase-A:2G HTc-SFCLT,6600V/210V;100kVA)の設計を行った.まず,3種類の超電導テープサンプルの基礎特性を取得するとともに限流特性を比較・検討し,2G HTc-SFCLTへの適用可能性を評価した.また,2G HTc-SFCLTの変圧器巻線の一部を限流器巻線とすることとし,変圧器設計と限流器設計の自由度を高めることを試みた.次に,2G HTc-SFCLTの単相分を製作して,超電導変圧器としての基礎特性を有することを検証した.また,限流動作・超電導復帰特性試験を通じて超電導限流器機能を実験的に明らかにした.さらに,HTc-SFCLTの高電圧化に伴う絶縁設計のために,液体窒素/エポキシ複合絶縁構成における沿面ストリーマ放電の測定を行った.その結果,液体窒素中におけるnsオーダの沿面ストリーマのステップ進展過程を時間的・空間的に分解測定でき,沿面ストリーマのステップ進展速度および内部電界はほぼ一定であることを示した.高温超電導限流変圧器(HTc-SFCLT)の実用化に向けて,大容量化・最適化設計・絶縁設計などが必要である.Phase-3 HTc-SFCLTを大容量化するためにはBi2212/CuNi複合バルクコイルの大型化が不可欠であるが,大型バルクコイルの製作は均一性や臨界電流密度などの技術的な点および経済的な点から困難であると考えられる.一方,次世代超電導テープ導体の性能(臨界電流密度,n値,交流損失,製作長さなど)は電力機器への適用が可能なレベルになりつつある.そこで,HTc-SFCLTの大容量化を目指し,大容量化,限流特性の向上,将来の低コスト化,コイル化の容易さなどを考慮した上,次世代超電導テープ線材を用いた高温超電導限流変圧器(Phase-A:2G HTc-SFCLT,6600V/210V;100kVA)の設計を行った.まず,3種類の超電導テープサンプルの基礎特性を取得するとともに限流特性を比較・検討し,2G HTc-SFCLTへの適用可能性を評価した.また,2G HTc-SFCLTの変圧器巻線の一部を限流器巻線とすることとし,変圧器設計と限流器設計の自由度を高めることを試みた.次に,2G HTc-SFCLTの単相分を製作して,超電導変圧器としての基礎特性を有することを検証した.また,限流動作・超電導復帰特性試験を通じて超電導限流器機能を実験的に明らかにした.さらに,HTc-SFCLTの高電圧化に伴う絶縁設計のために,液体窒素/エポキシ複合絶縁構成における沿面ストリーマ放電の測定を行った.その結果,液体窒素中におけるnsオーダの沿面ストリーマのステップ進展過程を時間的・空間的に分解測定でき,沿面ストリーマのステップ進展速度および内部電界はほぼ一定であることを示した.
積層型反芳香族化合物による三次元芳香族性の発現と機能化

4n個のパイ電子を持つ平面共役化合物は反芳香族化合物と区分される。一般的に、反芳香族化合物は反応性が高く、不安定であるため、これまでその研究例は多くはない。未解明な反芳香族化合物の興味深い性質の一つに積層した反芳香族化合物が三次元的な芳香族性を示すという研究例がある。しかし、そもそも反芳香族化合物の合成自体が困難であるため、積層した反芳香族化合物の合成はこれまで達成されてこなかった。一方、報告者の所属する研究室で合成されたノルコロールニッケル錯体は明確な反芳香族化合物を示すにもかかわらず、高い安定性を示す。報告者はこれまでに積層したノルコロールニッケル錯体の合成に成功し、積層したノルコロールニッケル錯体においてその反芳香族性が大きく低下することを見出した。この結果より、三次元的な芳香族性の発現の兆候をつかむことができた。そこで、本年度において、報告者は明確な三次元的な芳香族性の発現を初めて実感的に明らかにすることを計画し、ノルコロールシクロファンの合成を目指した。ニッケル反応剤を用いたカップリング反応により、ノルコロール同士が短い距離で積層したノルコロールシクロファンの合成に成功した。さらに、X線結晶構造解析により、その構造を明らかにした。加えて、国際共同研究によりこのノルコロールシクロファンにおいて特異的な環電流が発生していることを明らかにした。最終的に、報告者は本研究内容を国内学会において口頭発表した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。4nπ共役系を有する反芳香族化合物は反応性が高く、非常に不安定であるため、これまでその研究例は多くない。未解明な反芳香族化合物の興味深い性質の一つに、シュライアーらが2007年に提唱した積層型反芳香族シクロブタジエンにおける三次元芳香族性の発現がある。しかし、反芳香族化合物自体が合成困難であるため、積層した反芳香族化合物の合成は未だに達成されていない。一方、報告者の所属する研究室で合成されたノルコロールニッケル錯体は明確な反芳香族性を示し、空気中でも安定で、取扱容易な化合物である。報告者は、これまでにこの化合物を用いてこのようなノルコロールが積層した分子の合成に成功し、この分子においてその反芳香族性が大きく低下することを見いだした。この結果より、三次元芳香族性の発現の兆候をつかむことができた。そこで、本年度において報告者は明確な三次元芳香族性の発現を初めて実験的に明らかにすることを計画し、下に示す積層型ノルコロール二量体の合成を目指した。この分子は以前合成した分子より短い距離で積層し、また、対面積層しており、分子軌道計算より強い軌道間相相互作用の存在が示唆されている。そのため、この分子は明確な三次元芳香族性を発現する初めての分子になると予想される。実際に低原子価ニッケルによるカップリング反応により、対面積層型ノルコロール二量体の合成に成功した。NMR測定より、反芳香族ノルコロールが対面積層することにより、より強い三次元芳香族性が発現することを明らかにした。積層した反芳香族化合物は三次元芳香族性が発現することが理論計算により予言されているが、これまでその合成の困難さのため、実験的に三次元芳香族性を実証した報告例はない。本課題で報告者は反芳香族化合物であるノルコロールを用いて、三次元芳香族性に関する研究を精力的に進めている。特に、ノルコロールのシクロファン型二量体の合成に成功し、積層した反芳香族化合物を合成に達成したことは大きな成果である。合成したこの二量体は、理論計算により弱い芳香族性を発現していることを明らかにし、それら物性の起源についても詳細に解析を進めている。報告者はこれらの成果を国際学会を含む多くの学会で発表している。以上のように本研究課題では外部にも一定のインパクトを与える成果が得られていることから、「当初の計画以上の進展」があったと考える。

今後もノルコロールの積層体の合成とそれによる物性の変化について明らかにする。積層様式により発現する三次元芳香族性が変化するため、様々なリンカーを有する二量体を合成し、依然として未解明な点が多い反芳香族化合物の性質について明らかにしていく。また、これらノルコロールの導電性に関する研究を行い、反芳香族化合物を用いた有機半導体の開発を目指す。これらの研究結果は、反芳香族化合物における応用研究に貢献できると考える。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
近代東海地域能楽史の研究-能楽資料の調査・収集とデータベース化

本研究では、東海地域の近代の能楽資料を収集・整理し、それをデータベース化する。そこから東海地域の近代能楽史を構築することを目的とした。そのため、「能楽番組のデータベース化」「能面資料など画像資料のデータベース化」「戦前の能楽界を知る能楽師への聞き書き」の三点を柱として行った。まず、能楽番組の番組データベース化は、明治以降現在までの東海地域の能番組について、筧鉱-師所蔵の番組を中心に入力した。そして番組一覧と、人名索引・曲名索引を作成した。プライバシーの面に考慮し今回の公開は昭和26年までとした。次に、画像データベースについては、故内藤泰二師が撮影された能面写真の提供を受け、現在それらの写真を預かっていらっしゃる保田紹雲氏の御協力をいただいて、それらの写真を整理して画像データベースとしようと試みた。今回は、そのデータベース化に必要なソフトの開発に研究の重点をおいた。今後は資料の入力と内藤師のされた調査の再調査に取り組みたいと考えている。さらに、戦前を知る能楽師への聞き取り調査として、井上礼之助師のお宅に伺い、戦前の狂言界に関する話を伺った。同師よりは同師御所蔵の『和泉流狂言六儀抜書』(甲乙二冊組帳末に「和泉流家元山脇之章」という角印あり。)の閲覧・写真撮影も許可頂いた。また、新城在住の大原紋三郎氏より、明治後期・大正初期に新城で行われた和泉祐三郎一座の「今様能楽」に関する資料の提供を受けた。大原紋三郎氏は幼年期にこの今様能狂言を実際に見ておられる。今後大原氏にも当時の今様能楽に関して聞き書きを行いたいと考えている。1、戦前の東海地域能楽界に関する資料調査・整理・筧鉱一師のもとにあった戦前の名古屋で行われた催しの番組をコピーさせて頂いた。・筧鉱一師を通じて豊橋の宝生会が収集した番組をコピーさせて頂いた。・新城へ富永神社祭礼奉納能の調査に行き、大原紋三郎氏に江戸時代以降の番組集を閲覧させて頂いた。・能面作家の保田紹雲氏が所蔵される、故内藤泰二師(元能楽協会名古屋支部長)撮影の能面の写真(ネガ150本、4000枚程度)を閲覧させて頂いた。この写真について、分類・整理とデータ入力を行っている。・長田驍師の協力を頂き、伊勢の大鷲ゴルフクラブ能楽堂において行われた能「田村」他を録画した。またその折に、笛・小鼓・大鼓など、個々の楽器の音についても少しづつ単独に採取した。使われた能装束・楽屋の光景などは写真に収めた。2、戦前能楽番組データベースの作成・上記の筧鉱一師所蔵の番組をアルバイト学生・業者を用いてデータ入力した。3、画像データベースの形成・能面写真を整理し、項目を定めて、文字部分の入力を行った。(1000枚程度)・写真についてもスキャナを用いて入力を始めている。4、戦前の名古屋能楽界を知る古老への聞き書き本研究では、東海地域の近代の能楽資料を収集・整理し、それをデータベース化する。まず、能楽番組の番組データベース化は、明治以降現在までの東海地域の能番組について、筧鉱一師所蔵の番組を中心に入力した。次に、画像データベースについては、故内藤泰二師が撮影された能面写真の提供を受け、現在それらの写真を預かっていらっしゃる久保田紹雲氏の御協力をいただいて、それらの写真を整理して画像データベースとしようと試みた。

今回は、そのデータベース化には必要なソフトの開発に研究の重点をおいた。今後は資料の入力と内藤師のされた調査の再調査に取り組みたいと考えている。さらに、戦前を知る能楽師への聞き取り調査として、井上札之助師のお宅に伺い、戦前の狂言界に関する話を伺った。同師よりは同師御所蔵の『和泉流狂言六儀抜書』(甲乙二冊組帳末に「和泉流家元山脇之章」という角印あり。)の閲覧・写真撮影も許可頂いた。また、新城在住の大原紋三郎氏より、明治後期・大正初期に新城で行われた和泉祐三郎一座の「今様能楽」に関する資料の提供を受けた。大原紋三郎氏が幼年期にこの今様能狂言を実際に見ておられる。今後大原氏にも当時の今様能楽に関して聞き書きを行いたいと考えている。
二酸化チタンによる皮膚の酸化ストレス障害と天然抗酸化物質による予防

二酸化チタン(TiO2)は、紫外線を吸収すると同時に励起状態となり、活性酸素種(ROS)を生成する。日焼け止め等の多くの化粧品に配合されているTiO2粒子は水酸化アルミニウム等で被覆することにより皮膚に有害なROSの生成を防いでいるが、完全ではないことが報告されている。本研究では、TiO2のUV照射によって誘導される皮脂およびタンパク質の酸化反応メカニズムをin vitro実験で明らかにするとともに、これを抑制するポリフェノール等の天然抗酸化物質を探索する。さらに、培養細胞および実験動物を用いて高活性化合物の皮膚障害抑制作用を解明する。
肝硬変患者の栄養管理法に関する研究

従来肝硬変患者の食事は「高エネルギー、高蛋白、高ビタミン」が原則であるが、肝硬変患者は糖尿病を合併することが多く、一律に高エネルギー食摂取は肝臓に負担となり、耐糖能異常をさらに悪化させるので、食事量や摂取方法について新しい工夫が必要である。肝硬変患者ではグリコーゲン蓄積が困難なため短期間の空腹で、蛋白異化による糖新生と脂肪分解により血糖を維持していると考えられている。少量頻回食とくに夜食を加えた食事が肝硬変患者の新しい食事療法として適当と考えられる。そこで、少量頻回食の効果を明らかにする目的で通常の3回食に1日総摂取エネルギー量を同様にし、空腹時間が短くなるように200kcalの夜食を加えた1日4回食の肝機能およびエネルギー代謝に及ぼす効果について検討した。1.外来受診中の患者に対し繰り返し栄養指導を行うことにより、夜食を継続する症例がみられた。2.早朝空腹時の呼吸商は前日の夜食に影響を受け、長期的に夜食を継続することによって、短期間よりさらに呼吸商は改善しない。よって、夜食を継続していくことが重要であった。3.長期的な夜食により、空腹時の血糖が正常化し食後の血糖上昇も軽度であるインスリン抵抗性を改善した症例が見られた。栄養指導を繰り返し継続して行うことにより、体重を変化させず夜食を行え、エネルギー代謝の正常な状態を継続させ、インスリン抵抗性を改善する可能性が示唆された。今後、肝硬変患者に対し夜食を継続し、夜食の量、内容および時間に関するさらに詳細な検討を行う予定である。肝硬変患者は代謝障害のために一晩の絶食で、飢餓状態の代謝パターンを示す事が知られている。そこで、我々は空腹時間を短くする食事摂取法、すなわち「夜食」の効果について検討したので報告する。対象は肝硬変を伴わない患者15名を対照群とし朝、昼、夕の3回食を施行した。そして、肝硬変患者10名に、従来の朝、昼、夕の3回食での検討後、総摂取量を変えないで約160kcalのパンかおにぎりの夜食(蛋白質:3.5g、脂肪:1.3g、炭水化物:32.8g)を含む4回食、平均10.7±6.5日間行った。肝硬変群の測定前日の1日のエネルギー量は肝硬変(3回食)群では、朝、昼、夕で614、631,687kcalとなった。また肝硬変(4回食)群では603、622,615kcalで夜食の157kcalを含めて合計1997kcalとなった。肝硬変(3回食)群では早朝空腹時の基礎エネルギー消費量(BEE)に対する安静時エネルギー消費量(REE)である%REE(REE/BEEx100)は100.5%と代謝亢進がみられたが、肝硬変(4回食)群は87.8%と減少し、さらに対照群と似た代謝パターンを示した。RQは肝硬変(3回食)群では0.674と対照群の0.806に比し有意に低値を示していた。4回食を実施したところ肝硬変(4回食)群の早朝空腹時RQは0.728と有意に上昇がみられた。また、血中遊離脂肪酸濃度は肝硬変(3回食)群は542mEq/L、4回食群は439mEq/Lと低下傾向がみられた。肝硬変(4回食)群は肝硬変(3回食)群に比し早朝空腹時の代謝パターンは対照群と似たパターンを示した。以上の結果から、夜食を加えることで肝硬変患者において夜間空腹時の蛋白質異化と脂肪組織分解が抑制されたと考えられる。このように、肝硬変の代謝パターンが4回食を行うことにより、対照に近づくことが本研究で示された。このことが、肝硬変患者の予後やQOLに影響するかを示すことが今後の課題であり、夜食の長期的な効果を検討するため今後も、本研究を継続する必要がある。
高磁場MRIによる含鉄タンパク質フェリチンの定量化と分子イメージングへの適用研究

B_1磁場分布が不均一になる高磁場MRIにおいてもヒト脳組織水の横緩和速度を正確に測定できる測定法(MASE法)を開発した。本法を用いて測定したヒト脳内各部位の見かけの横緩和速度(R_2^†)は局所鉄濃度([Fe])と高分子量分画(f_M)の線形結合(R_2^†=α[Fe]+βf_M+γ,α,β,γは定数)で記述できることを見いだした。この関係を用いて観測したR_2^†から脳内フェリチン鉄濃度を正確に測定できるようになった。In vivoスピンエコー画像測定において、スライス選択やエコー信号の不完全なリフォーカスによる信号損失を防止し、マルチエコー法により正確なT_2緩和時間を測定できるMASE(Multiecho Adiabatic Spin Echo)法を構築した。今年度、シムコイル電源を強化した4.7T高磁場MRI装置を用いて、男女それぞれ6名、計12名の健常被験者の大脳基底核部位を含む軸位断面においてMASE法を用いて、1×2mmの分解能を有する良好なT_2マップを得ることができた。皮質で得られたT_2値は淡蒼球の38±2msから前頭葉皮質の64±2msと部位により大きな変化を示した。各部位で得られた横緩和速度(1/T2)を文献上に報告されたそれぞれの部位の非ヘム鉄濃度に対してプロットするときれいな線形相関が得られ、その比例係数は0.551(s・mg Fe/100g f.w.)^<-1>、y切片は14.1s^<-1>、その相関係数は0.997ときわめて高い相関を示した。y切片の逆数より得られるT_2=71.3msは、鉄をほとんど含まないとされる視放線部位の白質で実測されたT_2値、69±2msときわめて良い一致を示した。この結果は、健常者のin vivo脳組織で観測されるT_2値は組織内に含有される非ヘム鉄(大部分がフェリチンに結合したFe^<3+>)濃度により支配的に決定されることを示している。さらに、線形相関の比例係数0.551を、これまで0.051.5Tの低磁場で摘出組織で測定された値と比較すると、これまでで最大の値であり、その大きさは観測磁場B_0に比例する(相関係数0.99)ことが明らかになった。この結果はフェリチン分子内の鉄ポリマー核が示す超常磁性と良く一致する。以上の結果は、ヒト脳組織T_2を正確に測定することにより脳組織内のフェリチン鉄濃度をin vivoで定量できる可能性を示す。MRIの緩和速度を用いてヒト脳内におけるフェリチン鉄を定量できる可能性を検証するためにさらに多数の健常被験者において基底核部位を含む軸位断の4.7Tの磁場強度でのT_2マップの集積を行った。被験者は男性26名(21-71歳、mean±SD=41.8±16)、女性28名(20-64歳、mean±SD=39.8±12)の計54名である。前頭皮質、尾状核、被殻、淡蒼球、視床の5部位で得られた見かけの横緩和速度R_2^†(=1/T_2^†)より、昨年の12名集団で得られたR_2^†と非ヘム鉄濃度([Fe])との線形相関関係(R_2^†=0.551[Fe]+14.1)を用いて個人ごとの各部位の[Fe]を推定した。この結果、各部位の推定値はHallgrenらが死後脳で実測した値とよく一致するのみならず、年齢依存変化も実測の結果を再現することがわかった。すなわち、視床部位では鉄は年齢とともに減少、それ以外の4部位では年齢とともに増大する傾向が見られた。増大についてはHallgrenらの指数関数的増大に従ってフィットを行うと中程度の相関係数(0.30.4)を有する有意な相関が得られた。さらに脳内[Fe]値の推定精度をあげるために、組織中における大分子量成分の存在比(f_M=1-水の存在比)が横緩和速度に対する寄与を考慮にいれた多重相関解析を試みた。この結果、R_2^†=0.470[Fe]+24.9f_M+9.53なる相関式が得られ、相関係数は0.99に上昇した。この新しい相関式を用いて推定された[Fe]の30歳以上の健常者での平均推定値と実測値との誤差はどの部位においても±2mg/100g組織湿重量に納まり、単純比例式では推定不能であった白質部位においても実測値と良く一致した推定値が得られることがわかった。これによりヒトin vivo脳における非ヘム鉄濃度の無侵襲定量法が確立できた。

昨年までに確立されたヒトin vivo脳における非ヘム鉄濃度の無侵襲定量法の基盤は、脳組織水の見かけの横緩和速度R2†が局所の非ヘム鉄濃度[Fe]と、高分子量成分の存在比(fM=1-水の存在比)の線形結合α[Fe]+βfM+γで表される(α,β,γは定数)という概念である。今年度は、この概念の普遍性を確認するために観測磁場強度を変えてヒト脳の横緩和時間の測定を行った。我々の開発したmase法をそのまま適用するために、これまで測定を行ってきた4.7T MRI装置の超伝導磁石の永久電流を約40%に下げ、1.9Tでの測定を試みた。男性7名(45.4±17歳)、女性3名(41.7±12歳)の計10名の測定結果の重相関解析からR2†=0.178[Fe]+23.4fM+6.62が得られ、重相関係数r=0.99で4.7Tと同様に[Fe]とfMを用いてR2†が良く説明されることがわかった。また、4.7Tでの結果と比較するとβ,γがさほど変化しないのに対し、αは観測磁場に比例して減少しており、この項が超常磁性を示すフェリチン鉄コアの緩和効果によるものであることを示している。重相関係数が0.99と4.7Tに劣らず高い点は、R2†への寄与として[Fe]のみを考慮した場合と好対照をなし、低磁場臨床機の可能性拡大を示唆する。さらに、上記のin vivoでの解析結果をモデル系でも確認するために、ウマ脾臓より精製されたフェリチン(鉄ローディングファクター1000)の水溶液とアガロースゲル試料を用いてT2測定を実施した。この結果、観測したR2と[Fe]は比例し、R2はin vivoの場合と同様フェリチン鉄濃度とアガロース濃度の線形結合でよく説明できることがわかった。
妊娠出産経験の語りの分析による女性セラピストのライフサイクルにおける成長過程解明

本研究では、出産前後の女性心理援助職8名(臨床心理士、精神保健福祉士、精神科医)を対象として、分析テーマを「妊娠出産子育てという体験の中で、女性心理援助職がセラピストとしての自分を見つめ直していくプロセス」と設定し、事前の質問紙と1回30分から1時間の半構造化面接のべ41件により、セラピストの妊娠出産子育て経験やクライエントとの関係等を尋ねた。得られたデータを逐語化し、修正版グラウンデッド・セオリー(木下, 2017)の方法に従い分析し、15の概念と5カテゴリーを生成した。結果図とストーリーラインから、女性心理援助職はまず自身の妊娠を知り,自責感を抱きつつ,セラピストとしての<不十分さに直面する>。そのプロセスのひとつの流れとして,【親であることの体験活用】においては<親であることの還元期待>や<親であることの還元> <子育て経験からの現実感覚活用><Clの母親の視点をもつ>という自らの経験をクライエント理解へと還元しようという積極的な動きが見られた。さらにセラピストの内面では【関係性の変化】により<Cl主体の視点>という広がりや,<Clとの距離感への気づき><これまでより一歩踏み込む感覚>を抱くなど,出産前のセラピストとしての自分やクライエントとの関係を現在のそれと照らし合わせるかのような振り返りが生じていた。これらのプロセスにより,さらに【受容感】として<こうあるべきという感覚のゆるみ><Clとゆっくり向き合う>という変化が生じたが,こうした一連の流れを促進したのが,【子育ての現実】における<被援助者として自分を見直す><被援助者の持つ能動性>という経験であった。これらのプロセスを進めつつ復職したセラピストは,【Thであることの主体性】をもち<子育てと臨床の切り替えと集中><臨床の方向性の明確化>を経験しつつ,<不十分さを受け入れる>という終点へと進んでいった。研究計画に基づき、妊娠中の女性セラピスト(臨床心理士等援助職)に対して面接を行い、半構造化面接において得られた語りを検討することを通じて、妊娠出産を通したクライエントとの関係の変化についての気づきやセラピストの女性性と職業継続についての意識の関係を明らかにすることを目的として、1クライエントとの関係性2妊娠・出産を通してのセラピスト自身の女性性の発達3女性職業人としての成長プロセスを明らかにする方向で研究を進めている。すでに学会報告、研究会報告、論文投稿などの過程において、1と3についてはほぼ計画通りに進んだと考えられるが、2については今後さらに分析方法を工夫し、協力者を追加した形で再分析を行うことを考えている。本研究においては質的研究法のM-GTA法を分析方法として選択して分析を行ったが、分析結果をM-GTA研究会報告した際に受けたいくつかの技法上の重要な指摘を生かす形での再分析を計画している。具体的には、すでに分析を行った8名分(臨床心理士、精神保健福祉士、精神科医の妊娠前と出産後、復職前後を含む)のインタビューの中から1部(臨床心理士の出産後復職後のみ)と新たな復職後の追加インタビューを分析対象とし、分析テーマを「妊娠出産子育てという体験の中で、女性心理援助職が母親としての自分を見つめ直していくプロセス」として再分析を行う予定である。この再分析により、セラピストの女性性についても言及した考察が可能となり、先に挙げた3点の研究計画が達成される予定である。M-GTA法の分析方法をより的確に用いることで、リサーチクエスチョンに則した結果を得ることを目的として、新たな協力者のインタビューデータの追加と、すでに分析を行ったインタビューデータのうち、再分析の対象に適したデータのみ抽出して分析を行う。具体的には、本研究のインタビューデータの中から、8名分のインタビュー中6名(臨床心理士の復職後のみ)と新たな協力者のインタビューを追加して合計10名分を分析対象とし、分析テーマを「妊娠出産子育てという体験の中で、女性心理援助職が母親としての自分を見つめ直していくプロセス」(「妊娠出産子育てという体験の中で、女性心理援助職がセラピストとしての自分を見つめ直していくプロセス」からの修正)としてM-GTA法による再分析を行う予定である。この再分析から得られた結果をもとに、2妊娠・出産を通してのセラピスト自身の女性性の発達という研究目的に対応した結果を得られることを目指し、最終的には「心理臨床における母性の働き」という研究テーマに則した考察を進める。これらの目的を得るための再分析の課題としては、技法上の問題を修正していくためのM-GTA法の熟練者によるスーパーヴィジョンを受ける機会の確保、それに伴う分析焦点者と分析テーマの再設定の妥当性の検証、さらに分析焦点者として適した協力者の確保などである。これらの課題に対応するため、今後も引き続き研究会に参加しながら、本研究への協力を求めていく予定である。妊娠中の女性セラピスト(臨床心理士等援助職であり、個別のケース担当を条件とする)に対して面接を行い、半構造化面接において得られた語りを検討することを通じて、1クライエントとの関係性2妊娠・出産を通してのセラピスト自身の女性性の発達3女性セラピストとしての成長プロセスを明らかにする。方法平成29年度における調査協力者は、妊娠中の女性心理援助職(臨床心理士、精神科ソーシャルワーカー、精神科医8名であり、それぞれ妊娠中から出産後復職後の期間にかけて、出産後は状況に応じて頻度が異なったが、2回から10回、事前の質問紙で調査協力者の臨床経験や妊娠出産の状況などを尋ねた上で、妊娠前後のクライエントとの関係の変化や母親となった体験、復職前後の臨床に対する気持ちなどについて、半構造化面接を行った。

面接は調査協力者の了承を得て録音したものを逐語に起こし、修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチ(以下、M-GTAとする)(木下, 2007)を援用して分析を行った。M-GTAの手続きに従って、ワークシートを作成し、概念生成と概念間検討を行い、結果図からストーリーラインを作成した。データの分析を進める中で、分析テーマの設定上、大きく2つのテーマに分けて研究を進めることとした。そのため、現在の分析は「妊娠出産という体験の中で,女性心理援助職がセラピストとしての自分を見つめ直していくプロセス」と設定し、その分析の終了後、同データでの第2の分析テーマを設定し、妊娠出産経験と女性性について焦点化する予定である。妊娠中の女性セラピスト(臨床心理士等援助職であり、個別のケース担当を条件とする)に対して面接を行い、半構造化面接において得られた語りを検討することを通じて、1クライエントとの関係性2妊娠・出産を通してのセラピスト自身の女性性の発達3女性セラピストとしての成長プロセスを明らかにすることを目的として、継続してデータ収集と分析を進めている。現在中間報告としてこれらのデータを中間報告としてまとめ、日本心理臨床学会で報告予定である。そのため妊娠中の女性心理援助職(臨床心理士、精神科ソーシャルワーカー、精神科医)8名の調査協力者中、7名分の結果を中間的にまとめた。妊娠出産前後の計39回のインタビューを行い、録音データ20件分を逐語に起こし、15件分のワークシートを作成した。それぞれ妊娠中から出産後復職後の期間にかけて、出産後は状況に応じて頻度が異なったが(2回から5回)、事前の質問紙で調査協力者の臨床経験や妊娠出産の状況などを尋ねた。さらに妊娠前後のクライエントとの関係の変化や母親となった体験、復職前後の臨床に対する気持ちなどについて、半構造化面接を行った。M-GTA(木下, 2007)を援用して分析を行ったが、M-GTAの分析指導を受けながら、分析テーマを再設定し再分析を行うこととした。8月末までに再分析を終え、学会発表後、さらに修正を加えた上で年内に論文投稿を行う予定である。本研究では、出産前後の女性心理援助職8名(臨床心理士、精神保健福祉士、精神科医)を対象として、分析テーマを「妊娠出産子育てという体験の中で、女性心理援助職がセラピストとしての自分を見つめ直していくプロセス」と設定し、事前の質問紙と1回30分から1時間の半構造化面接のべ41件により、セラピストの妊娠出産子育て経験やクライエントとの関係等を尋ねた。得られたデータを逐語化し、修正版グラウンデッド・セオリー(木下, 2017)の方法に従い分析し、15の概念と5カテゴリーを生成した。結果図とストーリーラインから、女性心理援助職はまず自身の妊娠を知り,自責感を抱きつつ,セラピストとしての<不十分さに直面する>。そのプロセスのひとつの流れとして,【親であることの体験活用】においては<親であることの還元期待>や<親であることの還元> <子育て経験からの現実感覚活用><
畑地における耕うん法の相違が雑草生態および土壌動物相に及ぼす影響

海浜砂丘地における,1988年から不耕起(NT),ロータリ耕(RT),プラウ耕(PT)の3種耕うん法で管理を継続した圃場を供試し,不耕起栽培圃場更新前後において雑草や土壌動物相の種類組成・バランスがどのように変化するのかを明らかにするために試験を行った(以下,雑草生態の結果を中心に述べる).一斉耕うん処理(1996年夏)前のNT区のオオムギ地上部生育量はPT区の約84%であったが,処理後のNT区のクロタラリア,エンバクおよびソバでは各々120%,108%,125%と生育量はPT区に対して増加した.しかし処理後4作目のライコムギの地上部乾物重では両区に差はなくなり,更新による作物生育量の回復効果は消失した形となった.なお,葉面積指数は作物生育量と高い相関関係を示した.一方NT区の雑草地上部乾物重は,処理前後を通じて約230g/m^2を保ち,PT区に比べて常に高い値を示したが,その差は徐々に縮小した.発生草種や全出現草種数は,全調査期間を通じてNT区とPT区で大きな差はなかったが,草種ごとの被度や優占度に相違がみられた.とくに多年生雑草の被度は,処理前後を通じてPT区は常に低値で推移したのに対して,NT区ではイヌムギが6%→0.4%に,ヨモギが20%→0.7%にともに大きく減少した.NT区の主な雑草の優占度変化に注目すると,まずネズミムギ等は処理前後でほぼ一定の値を維持した(一定型).これに対してイヌムギは徐々に,ヨモギは急激に優占度を減少させたが(下降型),その原因として栄養繁殖器官が耕うん処理により地表面に露出し,乾燥や温度変化により死滅したことが予想された.逆に風散布種子や自動的に種子をはじく仕掛けをもつカラスノエンドウ等は優占度が増えた(上昇型).このように雑草の生活型(生育型・繁殖型等)の違いが耕うん処理に伴う被度や優占度の大小に影響を及ぼすことが考えられた.試験は海浜砂丘地における,88年から不耕起(NT),ロータリ耕(RT)およびプラウ耕(PT)の3種の耕うん法で管理を継続してきた圃場を供した.オオムギ収穫後の96年夏に全試験区を一斉に耕うん処理(プラウ耕)し,夏秋にクロタラリア,冬翌97年春までエンバクを,夏秋までソバを栽培した.本試験開始以前のNT区の作物収量はRT・PT区と比較して低い傾向が続き,一斉耕うん処理前のNT区のオオムギ地上部生育量もPT区の約84%だった.しかし処理後のNT区のクロタラリア,エンバク,ソバは各々120%,108%,125%で,収量が回復した形となった.その大きな要因としてNT区では処理後の雑草地上部乾物重の減少があげられ,またソバ栽培時のLAIもNT区はRT・PT区よりも有為に高かった.つぎに草種ごとにみると,処理前のNT区では全般的に雑草(ヨモギ等)の占める被度やSDRが他の試験区に比べて高かったが,処理後は全試験区においてキク・タデ科の多年生・冬1年生雑草がほぼ消失し,全出現草種数も減少した.NT区の多年生雑草の被度に注目すると,処理前には約21%と高かったが,処理後はヨモギが低被度で残存しているのみだった.また,高草丈のイネ科雑草(ネズミムギやイヌムギ)は部分的に群落を形成し,作物生育に対して負の影響を及ぼしていることが予想されたが,その他比較的優占した雑草(マメ・ナデシコ・アブラナ科等)は草丈も低く,雑草害が生じるような問題をもつ草種ではなかった.以上のように前歴が不耕起である圃場において,2度の耕うん処理により発生雑草が作物生育に望ましい種類・バランスへと変遷したことが確認された.均一栽培の結果が安定した97年11月に上記3試験区を各々2分割しロータリ耕と不耕起の処理を組み合わせた全6試験区を決定し,現在ライコムギを栽培中である.海浜砂丘地における,1988年から不耕起(NT),ロータリ耕(RT),プラウ耕(PT)の3種耕うん法で管理を継続した圃場を供試し,不耕起栽培圃場更新前後において雑草や土壌動物相の種類組成・バランスがどのように変化するのかを明らかにするために試験を行った(以下,雑草生態の結果を中心に述べる).一斉耕うん処理(1996年夏)前のNT区のオオムギ地上部生育量はPT区の約84%であったが,処理後のNT区のクロタラリア,エンバクおよびソバでは各々120%,108%,125%と生育量はPT区に対して増加した.しかし処理後4作目のライコムギの地上部乾物重では両区に差はなくなり,更新による作物生育量の回復効果は消失した形となった.なお,葉面積指数は作物生育量と高い相関関係を示した.一方NT区の雑草地上部乾物

重は,処理前後を通じて約230g/m^2を保ち,PT区に比べて常に高い値を示したが,その差は徐々に縮小した.発生草種や全出現草種数は,全調査期間を通じてNT区とPT区で大きな差はなかったが,草種ごとの被度や優占度に相違がみられた.とくに多年生雑草の被度は,処理前後を通じてPT区は常に低値で推移したのに対して,NT区ではイヌムギが6%→0.4%に,ヨモギが20%→0.7%にともに大きく減少した.NT区の主な雑草の優占度変化に注目すると,まずネズミムギ等は処理前後でほぼ一定の値を維持した(一定型).これに対してイヌムギは徐々に,ヨモギは急激に優占度を減少させたが(下降型),その原因として栄養繁殖器官が耕うん処理により地表面に露出し,乾燥や温度変化により死滅したことが予想された.逆に風散布種子や自動的に種子をはじく仕掛けをもつカラスノエンドウ等は優占度が増えた(上昇型).このように雑草の生活型(生育型・繁殖型等)の違いが耕うん処理に伴う被度や優占度の大小に影響を及ぼすことが考えられた.
直径10cmの気相合成ダイヤモンド透明薄板の研磨に関する研究

本研究は,直径最大10cmの大面積気相合成ダイヤモンド薄板を熱化学研磨法により平面研磨するため,装置を設計,試作し,その研磨特性を評価したものである.従来の方法では,加熱した鉄板とダイヤモンド膜を均一に接触させることが不可能であったため,研磨できる面積が限られていた.そこで,ダイヤモンド膜上で小面積の鉄を摺動させることにより直径最大10cmのダイヤモンド薄板を熱化学研磨するものである.研磨装置は,棒状の鉄の加熱・直径往復運動機構,ダイヤモンド薄板の加熱・回転運動機構,真空チャンバおよび真空排気系からなる.棒状の鉄の先端は最高830°Cに加熱され,摺動速度は最高0.17mm/sである.また,ダイヤモンド薄板は最高700°Cに加熱され,回転速度は0.365.6rpmである.試料のダイヤモンド薄板はアーク放電プラズマジェットCVD法により合成した.あらかじめ♯400のダイヤモンド砥石によりダイヤモンド薄板の表面凹凸を粗仕上げし,その後,試作した装置により0.1Paの真空中で研磨を行った結果,残された表面凹凸が除去されることを確認した.この方法は,鉄とダイヤモンド薄板の接触時間が短いためダイヤモンド薄板の面積が大きくなるにしたがって長い研磨時間を必要とするが,低荷重で薄板全面を均一に研磨することができることがわかった.本研究は,直径最大10cmの大面積気相合成ダイヤモンド薄板を熱化学研磨法により平面研磨するため,装置を設計,試作し,その研磨特性を評価したものである.従来の方法では,加熱した鉄板とダイヤモンド膜を均一に接触させることが不可能であったため,研磨できる面積が限られていた.そこで,ダイヤモンド膜上で小面積の鉄を摺動させることにより直径最大10cmのダイヤモンド薄板を熱化学研磨するものである.研磨装置は,棒状の鉄の加熱・直径往復運動機構,ダイヤモンド薄板の加熱・回転運動機構,真空チャンバおよび真空排気系からなる.棒状の鉄の先端は最高830°Cに加熱され,摺動速度は最高0.17mm/sである.また,ダイヤモンド薄板は最高700°Cに加熱され,回転速度は0.365.6rpmである.試料のダイヤモンド薄板はアーク放電プラズマジェットCVD法により合成した.あらかじめ♯400のダイヤモンド砥石によりダイヤモンド薄板の表面凹凸を粗仕上げし,その後,試作した装置により0.1Paの真空中で研磨を行った結果,残された表面凹凸が除去されることを確認した.この方法は,鉄とダイヤモンド薄板の接触時間が短いためダイヤモンド薄板の面積が大きくなるにしたがって長い研磨時間を必要とするが,低荷重で薄板全面を均一に研磨することができることがわかった.
高機能化による鏡面研削加工のプロセス制御性向上技術に関する研究

本研究は,砥石作業面状態の客観的評価・形成を可能にし,その作業面状態を長期にわたり保ち続けるために有効な手段を提供することにより鏡面研削加工のプロセス制御性を向上させることを目的に行った.まず,ドレッシングによる砥石作業面の創成プロセスを切れ刃分布状態に基づいて検証した.その結果,ドレッシング切込みには,脱落形ドレッシングと微小破砕形ドレッシングを分ける臨界値が存在することが明らかになった.また,ドレッシングにおけるスパークアウトが仕上げ面粗さを向上する重要なプロセスであることがわかった.スパークアウトを行うと,仕上げ面におけるスクラッチを低減でき,顕著に仕上げ面粗さを向上できる.しかしながら,過剰なスパークアウトはチップポケットを不足させ,目づまりを生じやすくするため,切れ刃密度を高めるにも関わらず仕上げ面粗さを悪くしてしまう.次に超音波重畳クーラントによる仕上げ面粗さ向上効果について検討した.クーラントにMHzオーダの超音波を重畳すると,スクラッチの頻度と深さを顕著に低減できることが明らかになった.そこで,その作用メカニズムをクーラント供給状態および作業面状態の観察・評価に基づいて検討した.その結果,超音波重畳クーラントは砥石に連れ回る空気流に打ち勝って研削点に到達しやすいことがわかった.このことにより,クーラントが安定して作用し,切りくずの堆積や溶着を抑制しさらには砥石摩耗を低減する.以上を踏まえて,高硬度焼入れ鋼SCM435に対して鏡面研削を試みた.その結果,合理的で定量的な作業面状態の創成により仕上げ面粗さRz<0.4μmを満たす鏡面研削加工を実現することができた.さらに,超音波重畳クーラントを用いることにより,仕上げ面粗さがRz<0.2μmまで向上するとともに,より長期にわたりその良好な状態を維持できることを確認することができた.本研究は,砥石作業面状態の客観的評価・形成を可能にし,その作業面状態を長期にわたり保ち続けるために有効な手段を提供することにより鏡面研削加工のプロセス制御性を向上させることを目的に行った.まず,ドレッシングによる砥石作業面の創成プロセスを切れ刃分布状態に基づいて検証した.その結果,ドレッシング切込みには,脱落形ドレッシングと微小破砕形ドレッシングを分ける臨界値が存在することが明らかになった.また,ドレッシングにおけるスパークアウトが仕上げ面粗さを向上する重要なプロセスであることがわかった.スパークアウトを行うと,仕上げ面におけるスクラッチを低減でき,顕著に仕上げ面粗さを向上できる.しかしながら,過剰なスパークアウトはチップポケットを不足させ,目づまりを生じやすくするため,切れ刃密度を高めるにも関わらず仕上げ面粗さを悪くしてしまう.次に超音波重畳クーラントによる仕上げ面粗さ向上効果について検討した.クーラントにMHzオーダの超音波を重畳すると,スクラッチの頻度と深さを顕著に低減できることが明らかになった.そこで,その作用メカニズムをクーラント供給状態および作業面状態の観察・評価に基づいて検討した.その結果,超音波重畳クーラントは砥石に連れ回る空気流に打ち勝って研削点に到達しやすいことがわかった.このことにより,クーラントが安定して作用し,切りくずの堆積や溶着を抑制しさらには砥石摩耗を低減する.以上を踏まえて,高硬度焼入れ鋼SCM435に対して鏡面研削を試みた.その結果,合理的で定量的な作業面状態の創成により仕上げ面粗さRz<0.4μmを満たす鏡面研削加工を実現することができた.さらに,超音波重畳クーラントを用いることにより,仕上げ面粗さがRz<0.2μmまで向上するとともに,より長期にわたりその良好な状態を維持できることを確認することができた.本研究は,砥石作業面状態の客観的評価・形成を可能にし,その作業面状態を長期にわたり保ち続けるために有効な手段を提供することにより鏡面研削加工のプロセス制御性を向上させることを最終的な目的としている.本年度は,本研究の主な検討課題のうち,「鏡面研削加工への超音波重畳クーラント適用技術」に関する検討を行った.まず超音波重畳クーラントによる仕上げ面粗さ向上効果を実験的に検証した.その結果,クーラントに超音波を重畳すると,仕上げ面粗さに決定的な影響を及ぼすスクラッチの頻度と深さを顕著に低減できることが明らかになった.次にクーラントへの超音波重畳によるこの効果の作用メカニズムについて,クーラント供給状態および砥石作業面状態の観察および評価に基づいて検討した.その結果,超音波を重畳すると,クーラントは砥石に連れ回る空気流に打ち勝って砥石表面あるいは加工点に到達しやすくなることがわかった.このことは,加工点においてより安定してクーラントの各種作用を生じさせることになると考えられる.また,砥石作業面上においては,研削に伴う切りくずの堆積や溶着を効果的に抑制でき,さらに砥石摩耗を低減することが確認できた.これらにより砥石作業面状態は,より長期に渡り良好な状態に保たれ,仕上げ面粗さを向上すると考えられる.以上を踏まえて,高硬度焼入れ鋼SCM435に対して準鏡面研削,すなわち仕上げ面粗さの最大高さRz<0.4μmを満たす研削加工を行うことを試みた.その結果,超音波重畳クーラントを用いると全ての研削条件において仕上げ面粗さが向上するとともに,より長期にわたりその良好な状態を維持しつづけることが確認できた.

今後は,まず仕上げ面粗さRz<0.1μm以下の鏡面研削に超音波重畳クーラント技術を適用し,そのプロセスをより合理的かつ安定なものとするよう技術的に改善を図っていく.本研究は,砥石作業面状態の客観的評価・形成を可能にし,それを長期にわたり保つことにより鏡面研削のプロセス制御性向上を目指している.本年度は,主な検討課題のうち,「鏡面研削加工を可能にする作業面状態の創成技術」に関する検討を主に行った,まずドレッシング切込みによる砥石作業面の創成プロセスを切れ刃分布状態に基づいて検証した.切込みには臨界値が存在し,それより大きい条件では砥粒の脱落により新しい切れ刃が生じる脱落形ドレッシングが起こり,逆に小さい場合には砥粒の微小破砕により切れ刃密度が高まる微小破砕形ドレッシングが起きることが明らかになった.鏡面研削を行うためには,仕上げドレッシングとして微小破砕形ドレッシングを行うことが必須であり,切れ刃密度を高めることにより仕上げ面粗さを向上することができる.次にドレッシングにおけるスパークアウトの仕上げ面粗さ向上効果について検討した.スパークアウトを行うと,仕上げ面におけるスクラッチを低減でき,顕著に仕上げ面粗さを向上できる.このことから,スパークアウトによりドレッシング時にダメージを受けた砥粒が除去され,研削中の目こぼれが抑制されることがわかった.さらに,ドレッシング回数の増加は,一様に切れ刃密度を高めることが確認できた.しかしながら,スパークアウト回数にも臨界条件が存在し,過剰なスパークアウトはチップポケットを不足させ,目づまりを生じやすくするために,切れ刃密度が高いにも関わらず仕上げ面粗さは悪くなることがわかった.以上により,良好な砥石作業面を得るためには,ドレッシングの切込みおよびスパークアウト回数の臨界条件を考慮することが重要であることがわかった.これを考慮して砥石作業面を創成して高硬度焼入れ鋼SCM415を研削した結果,仕上げ面粗さRz<0.4μmを満たし,光学的に映りの良い鏡面仕上げを実現することができた.
３Ｄプリンタを利用した能動的変形機能を有するスマートサーフェスの創製と評価

本研究は,表面が変形するという申請者が開発した新しい構造を用いることで,これまでにない能動的な摩擦制御を可能とするスマートサーフェス材料の創製を目的として実施されている.2018年度の研究成果として,これまでの樹脂材料に代わる薄肉金属による変形性表面を開発することに成功した.今までは樹脂材料が油に溶解してしまうという点が課題であったが,この成果により一般的な潤滑油中での使用が可能となり,潤滑状態におけるスマートサーフェス材料の摩擦特性を明らかにすることが可能となった.結果として,特定のすべり速度条件下において,変形部形状を凹にすることでフラット試験片の摩擦係数よりも摩擦係数を小さくし,また,変形部形状を凸にすることでフラット試験片の摩擦係数よりも大きくするという摩擦の能動的制御が可能であることが明らかとなった.スマートサーフェスを用いることで摩擦係数を変化させることは研究当初より期待していた効果であるが,従来の表面よりも摩擦係数を低下させることも可能であることが示されたことで,開発中のスマートサーフェスの優れた性能が示された.「多数の変形部の独立制御による摩擦制御」に関しては,遺伝的アルゴリズムを基としたプログラムの作成を完了した.この新規開発したプログラムは,相手平面に損傷部が存在する状況において,その部分を回避するように変形部を制御するものである.このプログラムを用いることで相手平面上に存在する損傷部が1つの場合には,学習が進むにつれて完全に損傷部を回避することが可能になり,さらに平均的な摩擦係数自体を低下させることにも成功した.2018年度の研究では,油潤滑中においても実用に耐えうる薄肉金属スマートサーフェスの開発を達成した.これにより流体潤滑中におけるスマートサーフェスの摩擦挙動を明らかにすることに成功した.結果として,特定のすべり速度条件下において,変形部形状を凹にすることでフラット試験片の摩擦係数よりも摩擦係数を小さくし,また,変形部形状を凸にすることでフラット試験片の摩擦係数よりも大きくするという摩擦の能動的制御が可能であることが明らかとなった.フラット試験片の摩擦係数を含んだ範囲での摩擦係数の制御は,かなり挑戦的な目標であったが,変形部形状や加える圧力を工夫することでそれが達成された意義は非常に大きい.従って,当初計画と比較して十分な目標が達成されている.当初は2018年度に製作・試験を実施する予定であった「多数の変形部の独立制御による摩擦制御」に関しては2017年度より開発に着手できていた状態であった.2018年度中の開発完了を目標に進めていたが当初の計画よりも早く開発が完了し,その摩擦制御性の解明および改善方法の考案まで着手できている状況である.摩擦制御性に関しては,相手面損傷部が一つの場合にはそれを完全に回避し,摩擦係数を安定化させるアルゴリズムをすでに完成させることに成功した.加えて,「学習の収束性」や「摩擦係数または損傷部回避どちらを重視するか」などの設定パラメータが結果にどのような影響を表すかなどの基礎データの取得をすでに開始している状況である.2018年度の大きな成果は,「薄肉金属スマートサーフェスの開発の達成」「流体潤滑中において変形部形状を制御することで幅広い摩擦係数に制御することが可能であることが示された」ことと「相手面の損傷部回避および摩擦の安定化のための変形部の独立制御プログラムを完成させ,損傷部が一つの場合には完全な回避に成功した」ことの3点である.まず,流体潤滑中においては幅広い範囲での摩擦制御可能性が示された.一方で,それがどのようなメカニズムによりもたらされたかは現在不明である.本研究における摩擦条件における潤滑状態は境界潤滑から混合潤滑の状態であると考えられる.また,得られたストライベック曲線より考察するとスマートサーフェスを用いることにより基本的には境界潤滑状態側に遷移することが考えられる.従って,固体同士の直接接触の度合いを測定することにより実際の潤滑状態を明らかにすることが可能であると考えられる.今後は,スマートサーフェスの変形時の真実接触面積の変化を測定することにより摩擦制御メカニズムの解明に挑戦する.「多数の変形部を有するスマートサーフェスの変形部独立制御による摩擦制御手法の確立」に関しては,今後複数の損傷部が相手面に存在する場合における回避性能や学習の収束性を明らかにする.具体的には,損傷部を二ヵ所,三ヵ所と増やすことにより,そもそも現状のプログラムで完全な回避が可能であるのかを確認する.完全な回避が可能である場合には,損傷部が増えることにより学習にかかる時間がどのように変化するかを明らかにし,それを短縮するための最適パラメータ設定の指針を得る.また,完全回避が現状のプログラムで難しい場合には,統計的な接触確率の数学的な計算を実施し,発散してしまう原因を明らかにする.その結果を用いた収束性に優れたアルゴリズムパラメータや適応条件の見直しにより完全回避可能性を示すことを目標とする.本研究は,表面が変形するという申請者が開発した新しい構造を用いることで,これまでにない能動的な摩擦制御を可能とするスマートサーフェス材料の創製を目的とする.また,評価・計測を通じた摩擦変化メカニズムの解明を通じて最適設計指針の提案を行う.2017年度の研究成果として,3Dプリンタを用いて試作したスマートサーフェスを用いることで摩擦係数を0.3から1.0まで能動的に変化させることに成功した.また,変形量を調整することで摩擦係数を多段階に変化させることができることが明らかとなった.スマートサーフェス変形部の凸変形量が増加するに従い,相手ガラス面との接触面積が減少する傾向が明らかとなった.これは,表面形状測定の結果より,凸変形量が大きくなるにつれ接触部の曲率が低下することに起因することが明らかとなった.

加えて,この接触面積の減少とともに摩擦係数が増加するという関係も明らかにされた.この摩擦係数の増加現象は「摩擦係数は見かけの接触面積に影響されない」というアモントン・クーロンの法則とは異なる結果である.一方で,3Dプリンタで用いられた樹脂材料の摩擦係数は温度上昇による材料強度,粘弾性特性の遷移により変化することが知られている.測定された接触面積及び摩擦係数を用いて摩擦温度を計算した結果,高摩擦係数1.0を示した条件では,接触部温度がガラス転移温度まで上昇していることが確認され,3Dプリンタで作られたスマートサーフェスの摩擦制御メカニズムが温度変化によるものと示唆された.これらの研究成果は,2017年度に独自開発したスマートサーフェス用摩擦中接触状態その場観察装置を用いることにより初めて得ることが可能となった.本研究では,摩擦の能動的制御を行っただけでなく,そのメカニズム解明も進んでおり,他の摩擦制御手法開発指針や効率的なスマートサーフェス設計指針の提案を行うことが可能である.2017年度の研究成果により,0.3 MPaの圧縮空気を用いても破壊が生じず,表面が変形するというスマートサーフェスの設計を達成した.具体的には,有限要素法によって示唆された変形に最適な寸法を基に,実際に3Dプリンタを用いて様々な寸法の試験片を試作した.これらの試験片の実際の変形量を測定することにより,変形部の形状がφ6 mm,肉厚0.2 mm,曲率25 mmであるものが最適であると明らかにした.この設計を用いることで最大700マイクロメートルの表面変形を達成した.2017年度には,スマートサーフェス用摩擦中接触状態その場観察装置を申請者が独自に開発・製作した.当初の予定では年度内に本摩擦状態その場観察装置の製作完了・試運転を目指していたが,完成後の実験および接触面測定結果により,スマートサーフェスの摩擦制御性が明らかにされた.加えて,摩擦部温度による摩擦制御メカニズムまで示唆された.これらの実験は短時間に行われたにも関わらず,メカニズムの考察まで達成するなど非常に優れた成果を上げることができた.そのため,今後も優れた研究成果の達成に本摩擦試験機が大いに貢献すると考えられる.当初は2018年度に製作・試験を実施する予定であった「多数の変形部の独立制御による摩擦制御」に関して既に装置の開発に着手している状態である.Labviewを用いた制御プログラムの開発にも着手しているため当初計画以上に進展がみられる.加えて,当初は予想していなかった流体中の摩擦においてもスマートサーフェスによる摩擦制御特が可能性であるという実験結果を既に取得している.この結果は,一般的に生じうる「乾燥」または「潤滑」のどちらの接触表面であってもスマートサーフェスが摩擦を制御することが可能であると示唆するものであり,本研究テーマの工学的な重要性をさらに示すことができた.本研究は,表面が変形するという申請者が開発した新しい構造を用いることで,これまでにない能動的な摩擦制御を可能とするスマートサーフェス材料の創製を目的として実施されている.2018年度の研究成果として,これまでの樹脂材料に代わる薄肉金属による変形性表面を開発することに成功した.