hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「地域」映像の集合化による再帰的ソーシャル・デザインの研究

現地調査としては、榎本が2016年5月より地域(福島県金山町)のフィールドワークに入り、現地での映像資料の発掘、さらにはそのためのワークショップなども行うなど、他の研究分担者と共に現地での調査を継続的に行っている。その成果の一部は、2017年2月に写真展「増山たづ子と東北の記録者たち」において公開された。また、集合された地域の映像・情報をどう教育へと利活用できるか、小中学校、関連機関の担当者向けのワークショップを北村を中心に企画し、2016年11月17日新潟県立生涯学習推進センターの協力のもと行った。さらに各地におけるデジタル映像アーカイブのあり方を検討し研究すべく、7月に大阪で研究会、9月には京都・おもちゃ映画ミュージアムでの公開研究会、3月には神戸映画資料館でのシンポジウムを開催した。2017年3月より、統合型データベースのサイト「にいがたMALUI連携地域データベース」を立ち上げ、新潟県立図書館と協力し戦前期の地域新聞をデジタル化し「郷土新聞画像データベース」と、「地域」コミュニティに関連する映像を発掘・デジタル化した新潟大学地域映像アーカイブの「にいがた地域映像データベース」とを統合し、地域メディアのコンテンツを集合化し、横断的に検索できるためのシステムを構築した。2017年度においては、システムの一部を更新し、MALUI(博物館、資料館、図書館、大学、産業界)のさまざまな機関が連携しやすいようにした。また、映像データを追加し、現時点で約5万点の映像をサイトアップした。研究成果を地域に還元するために、展覧会「村の肖像展IV」を2017年11月17日12月10日に新潟市・砂丘館など、2017年12月22日2018年1月14日に金山町・中央公民館などで開催した。また、展覧会「新潟市無形文化財〈市山流〉と新潟古町花街」を2018年3月1731日に新潟市・旧齋藤家別邸などで開催した。調査ならびに教育利用のためのワークショップを2017年7月6日に南魚沼市塩沢公民館、小学校での授業ワークショップを2018年3月7日に新潟市東曽根木小学校で開催した。また、本科研の報告書として原田健一・水島久光編『手と足と眼と耳ー地域と映像アーカイブをめぐる実践と研究』,学文社,313頁を2018年3月に刊行した。全20章のうち、研究代表者、ならびに分担者が13章分を、研究会で発表してもらった研究者に7章分執筆した。また、報告書をもとにした公開研究会を「地域と映像アーカイブ」として、2017年3月4日、神戸映画資料館(兵庫県神戸市)にて行った。地域のMALUI連携の統合型データベース「にいがたMALUI連携地域データベース」のシステムの一部を更新し、また、映像データを追加し、現時点で約5万点の映像をサイトアップした。本科研の報告書として原田健一・水島久光編『手と足と眼と耳ー地域と映像アーカイブをめぐる実践と研究』,学文社,313頁,2018年3月に刊行した。全20章のうち、研究代表者、ならびに分担者が13章分を、研究会で発表してもらった研究者が7章分を執筆した。研究成果を地域に還元するために、展覧会「村の肖像展IV」を2017年11月から2018年1月にかけて、新潟市ならびに金山町で開催した。
深層地盤におけるP・S波速度構造の推定法の確立とそれに基づく地震動予測

1.地震動を支配する地盤としては、主として沖積層からなる浅層にのみ従来注意が集中してきた。これ自体は自然なことではあるが、深層地盤の地震波特性への影響も無視できない。因みに深部の花崗岩相当層から、洪積層に至る間に、1/10ほどにS波速度は低下する。しかし深層地盤の地震波特性を直接的に探査することは、技術的にも経済的にもなお容易なことではない。そこで本研究では地震波特性として特に重要なS波速度を、他の関連情報から間接的に推定できるようにした。2.まず、多数の石油孔井の検層資料を整理し、P波速度と地質要素との関連について、経験式を提示した。これによると、砂岩・泥岩等の岩層や深度、そして可能なら地質年代を与えると、標準的なP波速度を推定できる。次に、P波速度とS波速度との関係を、既存の孔井実験資料により整理し、これを同様な意図の文献資料とも対比し、経験式を設定した。このような深層のS波の実測例はもともと乏しく、とくにP波速度資料収集地域の日本海側には存在しない。そこで、秋田県内の深層熱水実験井を利用し、深度約1300mに及ぶ測定実験を実施し、先の経験式のデータを補強した。以上を総合すると、地質要素→P波速度→S波速度の推定路が通じたことになる。3.深層地盤のS波速度分布の地震動評価における意義を明らかにするため、秋田県出羽丘陵内のいわゆるテクノポリスの立地域と目される堆積盆に於いて、ここを2次式モデルに近似し、垂直入射の地震波(SH波)に対する地表地震動けのシミュレーションを実施した。ここには先の深層熱水の実験井も立地しており、関連の地質や物理探査の資料も豊富である。この結果、堆積盆の中心域では、周辺域に比し地震動の振幅は3倍ほど大きく、震動継続時間も著しく長くなることがわかった。
胸膜と横隔膜のリンパ管とリンパ管小孔の個体発生と系統発生

我々は横隔膜と胸膜のリンパ管の分布、発生および機能、胸膜腔および腹膜腔とリンパ管を直結するリンパ管小孔の分布、微細構造および発生について研究を行い以下の成果を得た。(1)ラットの肋骨胸膜におけるリンパ管小孔は肋骨胸膜肋骨下縁にそって集族しており、特に肋骨・軟骨境界部の下方に多い。小孔の大きさは12.9±10.3μm(平均±SD)で、肋骨胸膜全体で1mm^2に及び、胸水の吸収路として重要な役割を果たしていることが示唆された。(2)横隔膜の排導リンパ幹の閉塞あるいは排導能力以上の腹水が貯留した場合、排導リンパ幹からリンパが漏出胸水を引き起こすことを明らかにした。(3)ラット横隔膜におけるリンパ管とリンパ管小孔の発生過程を5'-ヌクレオチダーゼに対する酵素組織化学、および電子顕微鏡で調べ、リンパ管小孔の発生過程を明らかにした。ラットの肋骨胸膜におけるリンパ管小孔は横隔膜とほぼ同様の様式で、生後まもなく形成される。(4)ラットにおいて、リンパ管小孔の大きさは、腹水の量に比例して大きくなることを明らかにした。(5)系統発生。カエルでは非常に広い椎骨下リンパ洞が発達している。胸腹膜腔と椎骨下リンパ洞の間の膜にはリンパ管小孔が多数ある。サルの横隔膜におけるリンパ管分布とリンパ管小孔の微細構造と分布はラットの場合とほぼ同じである。鳥類、爬虫類についてはいまだ解明されていない。(6)リンパ管新生機構の研究。(1)腹膜腔にDiI標識アセチルLDLを投与するとリンパ管内皮細胞に取り込まれ、共焦点レーザー顕微鏡下にリンパ管を観察できることが明らかとなった。これは横隔膜リンパ管研究に非常に有用である。(2)胎生期および生後1週頃までのラット横隔膜には、DiI標識アセチルLDLを取り込んだ管腔を形成していない細胞が多数遊走している。リンパ管は2つの様式、すなわち、すでに形成されたリンパ管からの発芽による形成(lymph angiogenesis)と、遊走してきた内皮細胞が集まって島状のリンパ管を形成し、それが互いに癒合する(lymph-vasculogenesis)様式である。(5)系統発生。横隔膜や胸膜のリンパ管系は腹水を伴う疾患や持続形態腹膜透析の際に合併する胸水の発生機構と深く関係しており,また癌転移や炎症の波及とも深く関わっている.我々は横隔膜と胸膜のリンパ管の分布,発生および機能,胸膜腔および腹腔とリンパ管を直接連絡するリンパ管小孔の分布,微細構造および発生について以下の研究実績を得た.1)ラットの肋骨胸膜において,胸膜腔とリンパ管を直接連絡するリンパ管小孔の微細構造を明らかにし,さらに小孔が特定の部位に集族して存在することを明らかにした.また,小孔の大きさは12.9±10.3mum^2(平均±SD)で,肋骨胸膜全体で約1mm^2に及び,胸水吸収路として重要な役割を果たしている事を明らかにした(Wang et al.,1997).

2)ラットの腹腔に墨汁等の色素を注入し,横隔膜の排導リンパ管の一つである傍胸骨リンパ幹を結紮すると,腹腔内に注入した墨汁が傍胸骨リンパ幹から間質に漏出し,胸膜腔に達することを明らかにした.すなわち,横隔膜の排導リンパ管の閉塞あるいは排導能力以上の腹水が貯留した時,排導リンパ管からリンパが漏出し胸水を引き起こすことを明らかにした(Ohtani et al.,1997).3)ラットの横隔膜を胎児期から成体に至るまで経時的に,酵素組織化学,および電子顕微鏡で調べ,リンパ管およびリンパ管小孔の発生過程を明らかにした.胎生16日には,横隔膜辺縁部の胸膜下にリンパ管が出現し,中心に向かって発芽によって延び,胸膜下と腹膜下にリンパ管網を形成すること,および腹膜下のリンパ管から中皮細胞に向かって突起が生じ,生後に中皮細胞間の孔と連絡して,リンパ管小孔が形成されることなどを明らかにした(Shao et al.,1998).4)ラットの肋骨胸膜におけるリンパ管小孔の形成過程についても論文に纏めているところである.5)サルの横隔膜におけるリンパ管小孔の分布,およびラットにおいて腹水の量によりリンパ管小孔の大きさが変化することをチルドSEMを用いて明らかにし,現在論文に纏めているところである.6)リンパ管の新生機構を解明するために,リンパ管の成長因子であるVEGF-Cに対する抗体を作成し,ラットの胎児におけるVEGF-Cおよびその受容体であるFlt4の発現について研究中である.本研究は横隔膜と肋骨胸膜の中皮下リンパ管とリンパ管小孔の個体発生と系統発生およびその機能を解明することを目的としている。前年度の研究でラット肋骨胸膜におけるリンパ管小孔の微細構造と分布を明らかにした(Wang et al.,1997)。また,横隔膜のリンパ管に吸収される腹水の量が排導リンパ管の能力を越える時,腹水が胸水に移行し得る事を明らかにした(Ohtani and Ohtani,1997)。本年度に得られた成果は以下の通りである。(1)ラットにおいて,腹水の量に比例して,リンパ管小孔が拡大する事を低真空走査電子顕微鏡観察により明らかにした。(2)ラット横隔膜におけるリンパ管の発生とリンパ管小孔の形成過程を5^1-ヌクレオチダーゼに対する酵素組織化学および電子顕微鏡観察により明らかにした。胎生16日に横隔膜外側部の胸膜中皮下にリンパ管が出現し,次第に発芽によって中心に向かって伸び,弁を持った多角形のリンパ管網を形成する。太いリンパ管は平滑筋を持つようになる。一方,胎生19日には,横隔膜腹膜中皮下にも放射状に走る不規則な形のリンパ管が出現し,これは次第に横の吻合を形成し,梯子状のlymphatic lacunaeと呼ばれる構造になる。生後数日の間に,このlymphatic lacunaeから内皮細胞が漏斗状に伸びだし,中皮細胞間の小孔と連絡し,腹膜腔とリンパ管を直接連絡するリンパ管小孔が形成される。リンパ管小孔の数は生後10日頃まで急速に増加し,成体に於けると同様になる(Shao et al.,1998)。(3)カエルの原始的な横隔膜にはリンパ管はなく,非常に広い椎骨下リンパ洞が発達している。胸腹膜腔と椎骨下リンパ洞の間の膜にリンパ管小孔が多数有り,この小孔の微細構造,その性差,および季節による違いを走査および透過電子顕微鏡により明らかにした。本研究は横隔膜と胸膜の中皮下リンパ管とリンパ管小孔の個体発生と系統発生およびその機構を解明することを目的としている.前年度までの研究で,(1)横隔膜のリンパ管に吸収される腹水の量が排導リンパ管の能力を超えるとき,腹水が胸水に移行し得すること,および腹水の量に比例してリンパ管小孔が拡大すること,
口腔癌の放射線治療における顎顔面補綴学的研究

第1の課題である放射線治療における補助装置の改良と開発については、第3回日本顎顔面補綴学会総会(昭和61年5月、大阪)において、竹田が「口腔領域悪性腫瘍におけるモールド治療の成績とその評価」、谷口が「モールド治療における装置の設計とその照射および遮蔽効果」と題して研究成果を報告した。前者は、1978年以後開発し臨床応用してきた放射性金粒子によるモールド治療の臨床成績のまとめであり、本療法による2年以上局所非再発率が扁平上皮癌と悪性黒色腫を合わせても70%を越え、扁平上皮癌症例の5年生存率は74%を示した。一方、後者の報告は今年度施行例を含めた最近の治療例における装置の製作者側からのものであり、補助装置の改良と開発およびその簡略化についての成果を示した。第2の課題における本年度の研究は、義歯装着と密接な関係にある唾液腺の問題を検討した。大山・谷口は、放射線治療を受けた患者における唾液粘度を補助金により購入した粘度計により解析し、安静時唾液における粘度が非照射群に比較し低粘度であることを明らかにした。また、刺激粘度についてはほとんど差を認めなかった。本研究の成果も昭和62年2月に関連学会で報告を行った。竹田・堀内は、密封小線源治療における顎下腺損傷に着目し、舌癌症例における検討の結果を昭和62年4月の日本医学放射線学会において報告する。今回明らかにされたことは、ラジウム針やイリジウム針による組織内照射後の閉塞性顎下腺炎の頻度が、それぞれの線源別に60%および90%前後と高頻度に生じることであった。さらに、その発症時期や治療法の相違による症状発現の相違などについても新しい知見が得られた。モールド治療の成績および組織内照射後の顎下腺損傷の2課題については、その論文化も進んでおり、近々投稿予定である。
磁場による蛋白質の極性制御とその活用

細胞が生み出す力学的作用は、生物にとって極めて重要である。例えば、生命活動の基礎となるATP合成は回転に依存していることが明らかになっている。エネルギー代謝の他にも、転写翻訳、細胞内物質輸送、そして細胞骨格再編成や細胞間接着の制御など、細胞が生み出す力が直接的な制御因子となる現象は数多い。それにもかかわらず、広義でのモーター蛋白質がどのような力を作りだし現象を制御するのか、in vitro一分子レベルでの力発生の研究は近年活発に成されたものの、細胞内では測定(定量的解析)の困難さを原因として研究は進んでいなかった。ここに、細胞内で任意にかつ定量的に力を発生させられるなら、反作用を利用して細胞内に生ずる力の測定や細胞構造の硬さ(柔らかさ)が測定可能になるだろうと発想して研究を開始した。加えて、細胞骨格に積極的な変異(破断)を導入する技術の開発も本研究の主な目的に設定した。まず、光依存的に磁場応答すると考えられる蛋白質に注目した(電場では水溶液中の培養細胞の内部構造をコントロールすることが困難、また光単独の使用では、細胞の受けるダメージや継続的かつ定量的な照射の難しさが想定された)。蛍光蛋白質を融合させた蛋白質を細胞に発現させて、顕微鏡下で周辺領域の磁場を変動させて、目的にかなう磁場応答蛋白質を選択した。続いて、それら蛋白質の光応答性に注目し、光照射による磁場応答性の制御(光で細胞の局所をコントロールする技術)の開発を行った。研究の副産物として、選択した磁場応答蛋白質が持っている活性酸素除去作用を利用する方法についても研究を進めた。本研究の成果は、有用な機能蛋白質の開発に留まらず、細胞内現象の人為的制御という細胞生物(物理)学分野の重要課題の解決に道を開くものであると考える。運動や分裂に伴う細胞骨格再編成や、転写翻訳、輸送など、細胞内のほぼすべての現象において、生み出される「力」が重要な制御因子となる。ところが(広い意味での)モーター蛋白質がどのような力を作りだし現象を制御するのか、in vitro一分子レベルでの力発生の知見は蓄積されつつあるものの、細胞内では測定が困難である。とりわけ、細胞が磁場を認識する(磁場応答する)際にも力発生が重要だと予測されるものの、そのメカニズムには謎が多い。細胞のサイズにおける測定の困難なことが、メカニズム解明の障害になっている。さらに、生体物質の応答を検出するのが困難であった。本研究ではまず、磁場に応答して細胞(特に細胞骨格)に作用を引き起こす可能性のある生体物質、および生体物質派生の物質の探索を行った。磁場と細胞の関係、候補物質(蛋白質)の磁場応答、および細胞に引き起こされる現象を、主に蛍光イメージングにより調べた。蛍光イメージングの際の標識法、および応答の分子レベルでの検出が困難であったが、実用上は問題解決し、さらにシグナルノイズ比の良い測定法を調べている。今後、磁場の変化を現在よりも効果的に引き起こせる実験装置を作製した上で、磁場応答のメカニズムと、その仕組みの応用(積極的な利用法)を探っていく。磁場応答のメカニズムは生物学に残された大きな謎の1つであり、また、幅広い発展が期待できる研究領域である。特にイメージング技術を駆使して、仕組みを明確に示していく。
加齢による末梢血免疫担当細胞でのエストロゲン受容体の質的量的変化に関する研究

末梢血単核球におけるWild typeを含む選択的splicingによる各種ERmRNAの発現をエストロゲン内分泌環境の異なる月経群、閉経群、HRT群、妊娠群について検討した。その結果末梢血単核球においてはWtERαmRNAが極めて有意に発現しており固体の置かれているエストロゲン内分泌環境をきわめて鋭敏に反映した発現量を示していることが明らかとなった。また閉経後に低下したWtERαmRNAはHRTによりその反応性を閉経前の状態にまで回復させることが可能であり、6ヶ月のHRTにてその効果はWtERαmRNAの発現量の検討からは定常状態に至っていることが確認された。末梢血単核球においてニストロゲンに対する反応性を閉経後のHRTが回復させている効果が確認出来た。HRT使用薬剤として要求されるのはERαの誘導作用の強い薬剤であり、またERαに親和性の高い薬剤が末梢血単核球を介したHRTの効果をより期待しうると考えられる。いっぽうエストロゲン依存性の強い子宮筋層、子宮内膜、脂肪組織などでのΔERmRNAの発現と比較すると、末梢血単核球はきわめてWtERmRNA以外の発現が小さく、WtERを同時に発現している細胞としはきわめて特異的な発現様式を示していることが明らかとなった。またエストロゲン依存性組織においては加齢に伴う変化とりわけ閉経前後においてWtERの変化を補完するような発現量の変化を認めるが、末梢血単核球においてはそのような変化は認められず、この点からもきわめて鋭敏なエストロゲン反応性をもつ細胞ということは出来るが、エストロゲン依存性の強い細胞とは考えにくい。閉経後の低エストロゲン状態にあってはその状態に適応した機能を発揮していると考えられるが、そこにはΔ4、Δ7ER4mRNA発現量の変化に認められるようにagingに伴う変化を生じている可能性があり、これが今後加齢と末梢血単核球の機能変化を検討して上でparameterとなりうる可能性があると考えられる。現在までにエストロゲン環境の異なる3群;正常月経周期群(n=42)、妊婦群(n=36)、閉経後群(n=36)について患者同意の下に採血し、末梢全血よりパーコール法にてリンパ球を分離し、total RNAを抽出し定量的RT-PCR法により、wile typeについてはERα、βそれぞれexon2-7までをPCR増幅領域として定量し、ERαについてはexon3,4,5,7,ERβについてはexon5をそれぞれ欠失しているmRNAをも個別に定量した。その結果,末梢リンパ球でER mRNAの発現をみとめ、子宮内膜、子宮筋層、脂肪組織などと比べてexon欠失ER mRNAの発現量が極めて低く、またその検出率も全症例にて022%と極めて低い特徴的な発現パターンを示した。またエストロゲン環境の変化や、年齢に伴う変化も認めなかった。一方wild typeの検出率は全症例でERα82%、ERβ43%であり、ERαの発現比率が有意に高かった。しかしその発現量はERα10^<-6>10^<-5>、ERβ10^<-4>10^<-2> copy/βactincopyでありER βwild typeの発現量が有意に高かった。またERβを発現している症例ではすべてERαを同時に発現していた。

しかし3群間でERαERβの発現比率、発現量についてエストロゲン内分泌環境の変化あるいは年齢変化を反映した有意な差は現在のところ認めていない。末梢リンパ球がエストロゲン反応性を有している可能性がその受容体mRNAの発現より明らかとなったが、その反応性を受容体レベルにて制御している因子について、また疾病との関係について現在症例数を増やし検討を進めている。現在までにエストロゲン環境の異なる3群;正常月経周期群(n=70)、妊婦群(n=50)、閉経後群(n=70)について患者同意の下に採血し、末梢全血よりパーコール法にてリンパ球を分離し、total RNAを抽出し定量的RT-PCR法により、目的遺伝子の発現量を定量した。その結果,末梢血単核球でERα,βmRNAの発現をみとめたが、その発現特徴としてexon欠失ER mRNAの発現量が極めて低くいことが明らかとなった。ERαにおいてはそれぞれexon3,5を欠失しているERαΔ3mRNA, ERαΔ5mRNA、ERβにおいてはERβΔ5mRNAがほとんど検出されなかった。一方ERαΔ4mRNA、ERαΔ7mRNAはそれぞれ正常月経周期群症例の82%,65%で検出されたが年齢の増加とともにその検出頻度は低下傾向を示し、閉経後群では25%,15%の症例で、極めて低いレベルにおいて発現を認めた。また閉経後HRTを実施している症例では有意差は認めなかったが僅かにそれぞれの検出頻度、発現量の増加傾向を認めた。しかし高エストロゲン状態にある妊婦で検出頻度、検出レベルは月経周期群に対して有意差を認めなかった。ERαWt mRNAは正常月経周期群が閉経群に対して有意に高値を示し、月経周期群においても年齢依存性にその発現量は低下傾向を示した。閉経後ではHRT実施群がHRTを実施しない群に対して発現量の増加傾向を認めた。ERβW1 mRNAの発現はエストロゲン環境の異なる3群間に有意差は認められなかった。以上より加齢による変化により末梢血単核球にERαWt mRNAの発現にエストロゲン依存性と考えられる変化が生じていることが明らかとなった。またERαΔ4 mRNA、mERαΔ7 mRNAの発現についても同様な変化が生じており、ERmRNAの発現からの検討ではHRT実施にて末梢血単核球に若返りとも考えられる作用が生じていることが明らかとなった。
固液系と液液系における蒸気膜崩壊機構

(1)まず,固液系における蒸気膜崩壊機構を調べるため,高温(800°C)の銀円柱試験体(直径20mm,長さ70mm)をサブク-ル度ΔT_<sub>=030Kの水中で浸漬冷却する実験を行った。最小膜沸騰温度T_<min>が高い場合(>300°C),局所的な崩壊(不整合崩壊)が伝熱面全体に伝播するが,T_<min>が高いほど蒸気膜崩壊速度vが小さくなった。この傾向は外乱によってT_<min>が高められても同様であった。そして,ΔT_<sub>が大きいほどvが大きくなった。一方、T_<min>が低い場合(<250°C),高速度ビデオカメラの1コマ(0.5ms)より速い崩壊(整合崩壊)が観測された。整合崩壊では瞬時に0.1MPa以上の鋭い圧力ピークが生じたが,不整合崩壊ではリップル状の弱い圧力変動が持続されるだけであった。(2)つぎに,液液系における蒸気膜崩壊機構を調べるため,溶融錫またはウッドメタル(5g,初期温度T_h=400800°C)をサブク-ル度ΔT_<sub>=3080Kの水中に落下する実験を行った。溶融錫の場合,ΔT_<sub>が大きく,且つ,T_hが高いほど蒸気爆発の発生確率が大きくなり,ΔT_<sub>=80K,T_h=800°Cの条件では,100%の発生確率となった。この温度条件は固液系における不整合崩壊の生じるT_<min>の場合に相当するが,液液系では,整合崩壊に似た大きな圧力波(>0.3MPa)を伴う蒸気爆発に至った。一方,ウッドメタルの場合,蒸気爆発の発生確率が小さく,また,低い圧力上昇しか生じなかった。(3)今後,蒸気膜崩壊機構を詳細に検討するため,固液界面や液液界面の局所温度を測定するとともに,蒸気膜崩壊から蒸気爆発に至る機構を説明するため,理論モデルを開発する必要がある。
超音波内視鏡下針生検による膵臓癌腫瘍内細菌叢の検出可能性の研究

近年、細菌が様々な疾患の発症や治療効果に関わる因子として注目されており、全癌腫の中でも最も予後不良な膵臓癌においても腫瘍内に細菌が存在することが報告されてきている。腫瘍内細菌の有無は化学療法の有効性に関連する可能性が示唆されつつあるが、これまでのところ臨床的に検討した研究はない。腫瘍内細菌の検出のために手術検体を用いた既報があるが、実地臨床で化学療法を行う対象である進行膵癌は手術適応外であり、検体を入手することが困難である。本研究は、これまでに報告されていない、超音波内視鏡下針生検による膵臓癌腫瘍内細菌の検出の可能性を明らかにすることを目的としている。
抗原特異的液性免疫応答におけるＤＯＣＫ２の役割とその制御

低分子量Gタンパク質Racは、B細胞の抗原受容体の下流で機能するシグナル伝達因子であることが知られている。本研究では、免疫細胞特異的に発現するRac活性化因子DOCK2が、B細胞受容体の下流におけるRac活性化に不可欠であり、DOCK2を欠損したB細胞は、免疫シナプスを正常に形成することができず、抗原刺激に応答した増殖能が低下していることを明らかにした。また、DOCK2欠損マウスは、抗原に応答した抗体産生能が障害されており、DOCK2を介したRac活性化が、液性免疫応答に重要な役割を担っていることが示された。脾臓やリンパ節などの二次リンパ組織において、B細胞は他の細胞上に提示された抗原を認識して活性化される。この際、抗原提示細胞との接触面に免疫複合体や接着因子(LFA-1/ICAM-1複合体など)が集積する免疫シナプスを形成することにより、抗原受容体を介したシグナルが効率よくB細胞に伝達される。前年度の研究において、B細胞の抗原刺激に応答したRac活性化を担う分子としてグアニンヌクレオチド交換因子DOCK2を同定した。本年度は、免疫シナプス形成におけるDOCK2の役割を検討するために、in vitroで抗原提示細胞とB細胞の相互作用における分子の動態を可視化するシステムを作出した。まず、細胞表面にニワトリ卵白リゾチーム(HEL)-GFP融合タンパクならびにICAM1を発現する構成的に発現する細胞を作製し、抗原提示細胞とした。この細胞と、HELを認識する抗原受容体を発現するマウス由来のB細胞との間に免疫シナプスを形成させ、免疫複合体や接着因子の局在を観察した。その結果、DOCK2欠損B細胞において、免疫複合体の集積が障害されていることが明らかになった。また、抗原提示細胞を介してB細胞を刺激したところ、DOCK2欠損B細胞において、野生型のものと比較して増殖応答が低下していることが示された。以上のことから、DOCK2はB細胞の免疫シナプス形成と、これを介したシグナル伝達系に不可欠な因子であることが明らかになった。B細胞は、抗原がB細胞受容体(BCR)を刺激することにより、増殖・生存シグナルを受け取る。このシグナルにおいて、Racが重要な役割を果たしている。従来、BCRの下流でRacを活性化する分子がVavであるとされてきたが、近年、Rac欠損B細胞の解析などから、これを否定する知見が得られるようになった。申請者らは、DOCK2欠損B細胞で、BCR刺激に応答したRac活性化が消失することから、Rac制御因子がDOCK2であることを見出した。そこで、野生型およびDOCK2欠損B細胞のBCR刺激に応答した増殖について検討したところ、DOCK2欠損B細胞の増殖能が顕著に低下していることを見出した。また、BCR刺激に応答した各種シグナル伝達因子のリン酸化について検討したところ、MAPキナーゼ、Akt、PLCγ、Vavのリン酸化にはDOCK2欠損の影響が認められなかった。また、個体の免疫応答について検討したところ、DOCK2欠損マウスでは、抗原特異的な抗体の産生が著しく障害されていた。前年度までに、DOCK2欠損マウスにおいて抗原刺激に応答した抗体産生が著しく低下していること、DOCK2欠損B細胞において抗原受容体を介したシグナルにおけるRac活性化が障害されており、免疫シナプスが正常に形成されないことを明らかにしてきた。本年度は、DOCK2欠損マウスにおける液性免疫応答の障害が、T細胞、抗原提示細胞、ストローマ細胞などにおけるDOCK2欠損ではなく、B細胞におけるDOCK2欠損が原因であることを明確にするために、抗原受容体トランスジェニックマウス由来のB細胞を野生型マウスに移入し、抗原刺激に応答した分化や局在の変化について検討した。その結果、DOCK2欠損B細胞において、抗原刺激によるクラススイッチや抗体産生細胞への分化や増殖が抑制されていること、胚中心への移行が抑制されていることが明らかになった。以上のことから、DOCK2はB細胞において、ケモカインシグナルと抗原受容体シグナルの双方において重要であることが示唆された。従来、B細胞におけるRac活性化はVavファミリータンパクが担うとされてきたが、DOCK2が抗原やケモカインの刺激に応答したシグナル伝達系におけるRac活性化のマスターレギュレーターとして機能していること、この機能が、抗原に応答したB細胞の分化増殖に不可欠な役割を担っていることが示された。また、DOCK2の機能を抑制することにより、液性免疫応答が顕著に低下することから、この分子がB細胞の異常に起因する自己免疫疾患の治療法開発にあたって標的分子となり得ることが示唆された。B細胞は抗体産生を担うリンパ球で、液性免疫応答において中心的な役割を担っている。これまでに、DOCK2がB細胞受容体の下流におけるRac活性化におけるマスターレギュレーターとして機能していることを明らかにした。DOCK2を欠損したB細胞は、抗原に応答した増殖や遊走が障害されていること、また、DOCK2欠損マウスにおいて、外来抗原に対する抗体産生能が大幅に抑制されていることを示してきた。本年度は、DOCK2コンディショナルノックアウトマウスを作製し、B細胞特異的にDOCK2を欠損したマウスにおける液性免疫応答について検討した。その結果、全身でDOCK2をノックアウトしたマウスと同様に、B細胞でのみDOCK2を欠損したマウスにおいても、外来抗原に応答した抗体産生能が低下していた。

このことから、B細胞の免疫応答においてDOCK2が不可欠な役割を担っていることが明らかになった。低分子量Gタンパク質Racは、B細胞の抗原受容体の下流で機能するシグナル伝達因子であることが知られている。本研究では、免疫細胞特異的に発現するRac活性化因子DOCK2が、B細胞受容体の下流におけるRac活性化に不可欠であり、DOCK2を欠損したB細胞は、免疫シナプスを正常に形成することができず、抗原刺激に応答した増殖能が低下していることを明らかにした。また、DOCK2欠損マウスは、抗原に応答した抗体産生能が障害されており、DOCK2を介したRac活性化が、液性免疫応答に重要な役割を担っていることが示された。抗原受容体トランスジェニックマウス由来のB細胞を用いた移入実験により、B細胞におけるDOCK2の発現が液性免疫応答に重要であることを明確に示すことができたため。免疫学コンディショナルノックアウトにより、B細胞特異的にDOCK2を欠損したマウスを用いて抗原刺激に応答した液性免疫応答を検討し、B細胞におけるDOCK2の役割を個体レベルで詳細に解析する。In vitroにおいて、B細胞の免疫シナプスを形成させ、この際の分子の動態を可視化する系を構築し、DOCK2が免疫シナプスにどのように関与しているのかを示すことができたため。計画調書に記載したとおり、B細胞の増殖、シグナル伝達系におけるDOCK2の役割、ならびに、抗原特異的抗体産生におけるDOCK2の意義を明らかにしたため。DOCK2が他の細胞でなくB細胞で必須であることを証明するために部位特異的ノックアウトマウスの使用が有用である。当初、このマウスの作製予定はなかったが、研究期間中に入手可能となった。しかしながら、実際に本研究に使用するためには、マウスを複数回交配する必要があり、研究期間を延長する必要が生じた。DOCK2欠損マウスにおける液性免疫応答低下が、B細胞の異常に起因するものであることを確認するために、抗原受容体ノックインマウス由来のB細胞を野生型マウスに移入し、抗原刺激に応答した増殖、分化、動態を検討する。得られた結果から、個体の液性免疫応答において、DOCK2を介したシグナルが担う役割を明らかにする。マウス個体における、抗原刺激に応答したB細胞の分化や増殖におけるDOCK2の役割について解明する。B細胞特異的にDOCK2をノックアウトしたマウスを用い、抗原を投与した際のB細胞の分化、増殖、局在、ならびに特異抗体産生について検討する。該当なし
揚力を積極的に利用するインフレータブル構造体を用いた革新的再突入飛行体の研究

本研究では、揚力を利用したインフレータブル構造体を用いた革新的再突入飛行体の開発のための空力環境の予測をCFD解析および風洞実験により行った。その結果、極超音速領域では、構造体の形状をトーラス型にした場合、衝撃波干渉を避けるように、後流がトーラス型の内側に収まるように形状を決定することができれば安定となることが明らかとなった。超音速、遷音速、亜音速領域では、トーラス型となっていれば、姿勢が安定することが明らかとなった。バルートを用いた再突入飛行体システムで揚力を発生させるためには、バルートを傾けることにより、流れに上下方向の非対称性を作り出す必要がある。そのため、上下方向にバルート部分の振動が発生する可能性がある。昨年度の研究により、振動現象は先端の宇宙機から発生する衝撃波とバルートから発生する衝撃波が干渉し、バルート表面において局所的な圧力上昇を引き起こすことが主な原因と考えられ、それを避けるために宇宙機から発生した衝撃波がバルートの内側を通過するようバルートの形状を設計すれば良いことが明らかとなった。しかしながら、マッハ数が低下し1に近づくにつれて、宇宙機から発生する衝撃波形状は垂直衝撃波に近づくため、低マッハ数環境下では、上記の条件を満たすバルート形状を作成することできない。そこで、今年度は、低マッハ数(マッハ2)における振動現象について風洞実験を行った。実験模型には、昨年度の実験において強い衝撃波干渉による振動が起きた模型形状について、傾斜角を変えて試験を行った。本研究では、空気力によるバルート変形の効果を再現するために、複数の変形した形状の模型を用意した。変形についてはバルート半径に対して10 %の振幅を持ち、周期的に変化すると仮定して作成した。また、形状を正確に再現するためにすべての試験模型は3次元プリンタを用いて作成した。実験の結果、全ても模型形状について、低マッハ数領域では、衝撃波干渉に伴う圧力上昇が比較的小さいため、極超音速領域で見られた振動現象は見られなかった。従って、低マッハ数領域では、バルートを傾けることによる衝撃波干渉などによって振動現象はみられないことが明らかとなった。バルートを用いた再突入飛行体システムでは、ドーナツ型のバルートと再突入機は複数本のケーブルで接続されるため、このケーブルの長さを調整することにより空気力を制御することができる。しかし、再突入機から発生する衝撃波がバルートから発生する衝撃波と干渉することにより、再突入飛行体システム全体にかかる空気力が大きく変化し、姿勢安定性が損なわれる可能性がある。本年度の研究では風洞実験により姿勢安定性を調べた。風洞実験では、再突入機とバルートの位置関係により発生する衝撃波干渉と姿勢安定性の関係を調べた。再突入機から発生する衝撃波の内側にバルートが入ってしまう場合、バルートが傾いていなければ姿勢が安定するものの、傾いている場合は非定常にバルートが振動する結果となった。一方、再突入機から発生する衝撃波がバルート中心部(内側)を通過する場合は、バルートの傾斜角によらずに姿勢が安定する結果となった。従って、本システムにおいて揚力を積極的に利用するためには、再突入機から発生する衝撃波がバルート中心部を通過することができるくらいバルートを大きくすることにより、バルートの姿勢が安定することが明らかとなった。本年度は、衝撃波角度が大きくなる亜音速および遷音速領域におけるバルートの姿勢安定性に関する風洞実験を行った。その結果、亜音速および遷音速領域においてもバルートの姿勢安定性は維持できることが確認できた。また、極超音速領域においては、バルートの形状変化を考慮した模型を作成し姿勢安定性を確認したところ、衝撃波干渉のみで姿勢安定性を説明できることが明らかとなった。以上の結果から、バルートの姿勢安定性については、極超音速領域における衝撃波干渉を考慮した設計を行うことによって、安定性を維持できる形状を設計できることが明らかとなった。航空宇宙工学今年度の研究成果によって、低マッハ数領域においてバルートの振動現象が起きないことが明らかとなり、次年度以降の形状設計における重要な指針を得ることができたため。今年度の研究結果により、バルート形状の設計基準を確立することができ、次年度以降の形状設計における重要な指針を得ることができたため。遷音速領域における振動現象の確認を風洞実験と数値流体シミュレーションの両方を用いて行う。また、過去の広範囲のマッハ数領域における実験・解析結果をもとに、バルート形状決定を目指す。数値流体シミュレーションによる揚力発生に関する形状最適化を実施し、そのシミュレーション結果の検証のために風洞実験を行う。風洞実験実施における学生の旅費等において補助が得られたため。衝撃波干渉に伴う振動現象の再現を目指すために、非定常流体解析を行う。そのために、ワークステーションを購入する。また、遷音速領域での振動現象確認のための風洞実験を外部設備にて行うための旅費に利用する。本成果を発表するために、国内・国外にて研究成果発表を行う。

形状最適化のためには詳細な数値流体シミュレーションが必要であるため、シミュレーション実施のためのワークステーションを購入する。また、その解析結果を検証するために風洞実験を行う。その実験に使用する模型は正確に形状を再現するために3次元プリンタを使用する。そのための材料を購入する。また、今年度の研究成果を発表するために、国際会議/国内学会に出席する。
台風による森林被害の発生要因と山地荒廃過程について

台風などの強風による森林被害の主なものは、幹折れと木が根本から転倒する根返りである。両者とも初年度と本年度にかけて研究を行った。幹折れについては、まず幹に割れが入ってその後折れが発生することが示された。つまり、縦割れによって断面が分割されると、いわゆる断面係数が小さくなり、割れずに折れるときのモーメントの約半分の大きさで折れることが示された。したがって、縦割れが発生しやすい樹種や品種ほど、幹折れが発生しやすいことになる。これは枝打ちを高くしたヶ所に多くみられた。施業としては、枝打ちを低くする必要がある。一方、根返りについては樹木の引き倒し試験を地上高60cmの樹幹を引っ張ることによって行った。引張点の移動量と引張抵抗力との測定結果によれば、移動量がわずか2cm程度に達するとピーク強度に達することが示された。したがって、単に傾斜しただけの被害木が実は風力としては倒木とほとんど同程度の力を受けていたことになることが明らかになり、傾斜木によって風向の推定が可能となる。倒木・根返りの機構に関しては、引っ張に伴う移動量と強度についてのモデルを作成し、実測値との比較を行った。このモデルによれば、樹幹が傾くよって根系も回転することを考慮しており、高さに対して約3%程度の移動量がその点に対してあれば、ピーク強度に達することが示される。風の方向は地形性(谷に沿って)の風速が大きいことが被害状況から示された。ただし、最大瞬間風速の風向もほぼ谷の方向に向いている場合も多かった。一方、谷の方向が最大風速の方向と直交する場合には、谷の底部で小規模なダウンバーストによると見られるスポット状の風害地が見つかった。台風による森林被害の主なものは、幹折れと木が根本から転倒する根返りとがあり、本年は、この二つについて主に研究を行った。幹折れについては、まず幹に割れが入ることが平成5年度までの研究で示されており、割れが入ると幹の断面形数が減少し、このため折れやすくなる。同時に、風圧の作用点つまり樹冠部の形成位置(枝下高)の上下の状態によっても幹径の大小が生じ、これが割れに効くことが示された。つまり林業施業上、上部まで枝打ちをしないことが重要である。一方根返りについては樹木の引き倒し試験を行った。この結果によれば、60cmの移動量が2cm程度でピーク強度に達することが示された。この結果によれば、単に傾斜しただけの被害木が実は風力としては倒木とほとんど同程度の力を受けていたことになることが明らかになり、傾斜木によって風向の推定が可能となる。倒木・根返りの機構に関しては、簡略なモデルを作り、日本林学会等で発表した。平成5年の樹木引き倒し試験の結果では高さに対して約3%程度の移動量が中央部から低部にかけてあればピーク強度が達することがわかり、根返りのモデルに改良を行うことができる。風の方向は地形性(谷に沿って)の風速が大きいことが、被害状況から示された。ただし、最大瞬間風速の風向もほぼ谷の方向に向いている(三重県,熊野)場合も多かった一方、谷の方向が最大瞬間風速の風向と直交する場合には、谷の低部でバーストによるとみられるスポット状の風害地が見つかった。日林中部支部大会で発表した。紀伊半島は、九州・四国と同様に良質な森林地帯であるが、共に台風の常襲地帯である。この台風による森林被害の主なものは、幹折れと木が根本から転倒する根返りとがある。

本年は、昨年に引き続いてこの二つを中心に、さらに1990年の森林被害をリモートセンシングデータを用いて解析を行った。幹折れについては、これまでの研究成果より、折れる前に幹に割れが入ることが示されている。割れによって断面が分割されると、いわゆる断面係数が小さくなり、割れずに折れるときのモーメントの約半分の大きさで折れることが示された。したがって、割れが発生しやすい品種ほど、幹折れが発生しやすいことになる。これは枝打ちを高くしたケ所で多くみられた。次に樹木が根本から転倒する根返りについて引き倒し試験を行った。その結果によれば、引き倒し力F_Tは、幹が傾き始めるとすぐにピークとなり、F_Tがピークとなる直前に土中の浅い所から根の切断音が聞こえ、土が少し盛り上がる。その後幹の傾きは増大し引き倒し力は減少する。これらの計算のための力学的モデルと根系分布の詳細を明らかにした。根返りの力学的モデルは、作用力に対する移動量と強度に関するものであり、樹幹が傾くことによる根系の回転を考慮したものである。根系分布に関してはその立体構造を示した。根返りの力学的モデルについては平成4年4月の日本林学会にて発表した。
ヒト脳由来の新規神経保護活性物質の探索

アルツハイマー病(AD)、パーキンソン病、脊髄小脳変性症、筋萎縮性側索硬化症などの神経難病に共通の解決すべき最大の問題は、神経細胞が変性し、神経細胞死に至る機序の解明とともに、この神経細胞の変性を防止し、神経細胞死を予防する方法の開拓である。本研究では、in vitroの神経細胞死モデルをスクリーニング系として用い、ヒト脳より新規の神経保護活性物質の単離を試みた。ラット初代培養中脳神経細胞を用いたスクリーニングバイオアッセイ系を確立した。培養細胞を定法により4日間維持し、その後4日間血清不含培地にヒト脳抽出物を添加した。細胞固定後ドパミン(DA)ニューロン、非DAニューロンの生存率を検定した。DAニューロン:正常ヒト脳由来試料添加群では1-3μg protein/mlの低濃度投与で生存率が低下し、10μg protein/ml以上の高濃度では生存率はほとんど低下しなかった。一方、AD脳由来試料添加群では、低濃度側で生存率が若干増加する傾向を示し、高濃度になるにつれ生存率が減少する傾向を示した。3μg protein/mlの濃度でAD脳由来試料添加群の生存率が正常ヒト脳由来試料添加群と比較して有意な高値を示した。非DAニューロン:正常ヒト脳由来試料添加群、AD脳由来試料添加群ともに1μg protein/mlの低濃度投与で生存率が低下し、濃度をあげると生存率が回復し、さらに濃度をあげると著しい生存率の低下が認められた。AD脳由来試料添加群では30μg protein/mlから生存率が低下し、正常ヒト脳由来試料添加群と有意な差が認められた。以上の結果から、培養中脳細胞において、AD脳由来抽出物中にDAニューロンに対して生存促進作用のある物質が存在する可能性が示唆された。今後、この物質を同定し、既知の脳由来神経栄養因子とは異なる新たな神経保護活性物質であるか否かの検討を要するアルツハイマー病(AD)、パーキンソン病、脊髄小脳変性症、筋萎縮性側索硬化症などの神経難病に共通の解決すべき最大の問題は、神経細胞が変性し、神経細胞死に至る機序の解明とともに、この神経細胞の変性を防止し、神経細胞死を予防する方法の開拓である。今後、この物質を同定し、既知の脳由来神経栄養因子とは異なる新たな神経保護活性物質であるか否かの検討を要する
インターネット用日本人英語学習向けインライン辞書の試作開発

本研究では、日本人英語学習者がインターネット上の英語を読む際に、どのような情報を必要しているかを調査し、オンライン辞書を試作し、オンライン語学学習ツール開発のための基礎的な研究を行った。●研究実績(1)英語WWWページの収集:名古屋大学及び国内の大学の大学生が各自のホームページからリンクを張っている英語のページを調査し,1,000ページを収集しファイルして保存した(約2MB)。57,106行、326,849単語、2,153,141文字であった。(2)語彙頻度分析:上記ファイルを頻度分析し、アルファベット順、頻度順のリストを作成した。異なり語数は24,107語であった。(3)辞書ファイルの作成:語彙頻度の多い単語上位1万語に日本語訳をつけた。これは、総単語数中の93%に該当し、頻度が一回の単語(その多くは固有名詞)10,781語(3.3%)を除くと、事実上約96.4%の単語に日本語訳をつけたことになる。(4)辞書検索プログラムの作成:本研究専用WWWサーバをたちあげ、CGIを使い、Per1により辞書検索プログラムを作成した。(5)使用実験:実際に学生に利用させ、日本語訳の不十分さと、例文の必要性が判明した。日本語訳の充実は、試作開発である本研究の範囲を越えるので今後の課題とする。(6)例文検索プログラムの作成:(1)で作成したファイルの中から例文を検索表示するプログラムをCGIを使い、Perlで作成した。(7)インターネット用日本人英語学習者向けオンライン辞書の試作完成●研究結果日本人英語学習者が読みたいと思う英語のWWWページ中の96.4%の単語の日本語訳が出る辞書検索プログラム、及び、その単語が実際に使用されている例文を表示する例文検索プログラムを統合し、目的とするオンライン辞書の試作を完成させた。本プログラムは研究代表者のホームページよりインターネット上に公開されている。
先天性心疾患における末梢肺動脈コンプライアンスと肺循環に関する研究

肺動脈のdimensionとmechanical propertiesは肺循環に大きな影響を与える因子である。今回私どもは小児(6か月16歳)の先天性心疾患患者19人のコンプライアンスCp、肺血管抵抗Rp,、時定数Tpを測走し、右肺動脈血液量、肺末梢血液量、右肺循環時間と右末梢肺循環時間を評価した。対象は心房中隔(ASD)欠損患者4例(男2例、女2例、6か月7歳)、心室中隔欠損(VSD)患者4例(男1例、女3例、6か月2歳2か月)、肺高血圧を伴う心室中隔欠損(VSDPH)患者4例(男1例、女3例、8か月9歳)、手術後Fallot四徴症(TOF)患者2例(いずれも女、2歳7か月3歳1か月)とその他の心疾患患児5例(男1例、女4例、6か月16歳)である。ASD, VSD, VSDPH,手術後TOFとその他の肺動脈コンプライアンスの平均(SD)は2.63(0.44)、1.64(0.52)、0.98(0.29)、0.75(0.06)と1.80(0.68)ml・nmHg^<-1>・m^<-2>であった。ASD, VSD, VSDPH,手術後TOFとその他の心疾患患児のTpの平均(SD)は0.20(0.06)、0.21(0.06)、0.33(0.14)、0.08(0.01)と0.28(0.18)secであった。患者の平均RPCT(SD)は1.83(0.58)sec、平均PPCT(SD)は1.59(0.56)secであった。また、PPBVとRPBVは良い相関を示した(R^2=0.745)。PPBV/RPBVとTpについても良い相関関係が認められた(R^2=0.633)。以上より、小児の先天性心疾患では原疾患により肺動脈のコンプライアンスに差が生じていることが明らかになった。特に、手術後TOF患者でCpの著しい低下とRPBVとPPBVの上昇が顕著であった。TpがPPBV/RPBVと相関する事実は、小児の先天性心疾患患児においては肺血液量における血流のクリアランスにある一定の役割があって、肺循環を維持していることを示唆しているものと思われる。
ベアリングレスモータの小形化・低消費電力化と次世代クリーンデバイスへの応用

本研究では,ベアリングレスモータの小形化・低消費電力化,およびそのクリーンデバイスへの応用を目的として,以下の研究成果を得た.2自由度制御形ベアリングレスモータを小型遠心ポンプへ適用し,揚程1.5m,流量4L/minの出力を得た.また,その固定子鉄心をバルク鉄から圧粉磁心に変更することで鉄損を85%低減した.三相巻線1組と三相インバータ1台で駆動可能なシングルドライブベアリングレスモータを提案し,テスト機により試験を行い,その有用性を示した.さらに,三相インバータの零相電流をアクチュエータ制御に用いることを提案し,ベアリングレスモータシステムのさらなる小形化・低消費電力化の可能性を示した.ベアリングレスモータは,固定子に回転・磁気浮上巻線の2種類を施すことで,磁気力により回転主軸を非接触で支持するモータであり,半導体製造分野等でのポンプ,真空ステージ,バイオリアクタ等のクリーンデバイスへの応用が脚光を浴びている.しかし,既存のベアリングレスモータは,回転子の回転方向以外の5自由度運動を安定化させるために,多くのセンサ,アクチュエータ,アンプが必要となり,小形化・低消費電力化・低コスト化が普及への課題である.そこで本研究では,1自由度能動制御のみで磁気浮上回転が可能なベアリングレスモータ(SDBelM)の実現と,それを応用した既存の限界を打破する次世代クリーンデバイスの実現を目的とする.平成23年度は,以下の研究成果を得た.【高速スピンドル用】試作した円筒形回転子を有するSDBelMにて,非制御方向の共振が,剛性から算出される共振点の半分の回転数で発生した.これは回転子永久磁石の構成が原因で,回転周期の2倍の周波数の外乱が作用したためであった.そこで,新たに改善した回転子を製作し,最大回転数の向上を図った.【ステージ用】SDBelMのさらなる応用を見据え,円板形状の回転子を有するSDBelMを2種類提案し,試作を行った.このSDBelMには永久磁石反発形受動磁気軸受を備えているが,運動の干渉,解析値と実験値の差異等が原因で磁気浮上には至らなかった.本研究では,ベアリングレスモータの小形化・低消費電力化,およびそのクリーンデバイスへの応用を目的として,以下の研究成果を得た.2自由度制御形ベアリングレスモータを小型遠心ポンプへ適用し,揚程1.5m,流量4L/minの出力を得た.また,その固定子鉄心をバルク鉄から圧粉磁心に変更することで鉄損を85%低減した.三相巻線1組と三相インバータ1台で駆動可能なシングルドライブベアリングレスモータを提案し,テスト機により試験を行い,その有用性を示した.さらに,三相インバータの零相電流をアクチュエータ制御に用いることを提案し,ベアリングレスモータシステムのさらなる小形化・低消費電力化の可能性を示した.ベアリングレスモータは,固定子に回転・磁気浮上巻線の2種類を施すことで,磁気力により回転主軸を非接触で支持するモータであり,半導体製造分野等でのポンプ,真空ステージ,バイオリアクタ等のクリーンデバイスへの応用が脚光を浴びている.しかし,既存のベアリングレスモータは,回転子の回転方向以外の5自由度運動を安定化させるために,多くのセンサ,アクチュエータ,アンプが必要となり,小形化・低消費電力化・低コスト化が普及への課題である.そこで本研究では,1自由度能動制御のみで磁気浮上回転が可能なベアリングレスモータ(SDBelM)の実現と,それを応用した既存の限界を打破する次世代クリーンデバイスの実現を目的とする.平成25年度は,以下の研究成果を得た.【高速スピンドル用】SDBelMでは,非制御方向運動はばね支持と等価なので能動制御方向と比較して振動が大きい.本年度は,4極構造SDBelMの非制御方向の振動を測定し,従来の2極構造よりも振動低減が可能であることを証明した.また,高速スピンドルへの応用を図り,新たにテスト機を製作した.【冷却ファン用】永久磁石の反発力を用いた受動磁気軸受と,アキシャルギャップコアレスモータを組み合わせ,新しい冷却ファン用SDBelMを提案,設計,試作し,磁気浮上および最大4000rpmまでの回転を実現した.また,受動磁気軸受を変更することで,回転子の振動を低減した.【ベアリングレスモータの新しい制御方法提案】三相Y結線の中点と電源中点を接続し,積極的に零相電流を流し,アクチュエータの電流を制御する新しい制御方法を提案した.これにより,三相インバータ1台で電動機のd・q軸電流,およびスラスト磁気軸受の支持電流を制御可能となる.本年度は,鉄球磁気浮上装置と永久磁石モータを三相インバータ1台で制御することに成功した.ベアリングレスモータは,固定子に回転・磁気浮上巻線の2種類を施すことで,磁気力により回転主軸を非接触で支持するモータであり,半導体製造分野等でのポンプ,真空ステージ,バイオリアクタ等のクリーンデバイスへの応用が脚光を浴びている.しかし,既存のベアリングレスモータは,回転子の回転方向以外の5自由度運動を安定化させるために,多くのセンサ,アクチュエータ,アンプが必要となり,小形化・低消費電力化・低コスト化が普及への課題である.