hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
膜タンパク質Na^+, K^+-ATPaseの基本構造体とその2量体の機能的差異

Na^+, K^+-ATPase(酵素)の基本構造体(αβ-プロトマー, P)とその2量体((αβ)_2-ダイプロトマー, D)について比較し,以下の結果が得られた.(1)ATPase活性について-C_<12>E_8と活性発現に必要なリガンド(ATP, Na^+, K^+, Mg^<2+>)の他に,精製ホスファチジルセリン(60μg/ml)を含んだ溶出緩衝液でHPLCカラム(TSK-gel G3000SW)を平衡化し,そこに種々の量の可溶化酵素を負荷して,クロマトグラフィーを行い,溶出する蛋白質成分の分子量とATPase活性を同時に測定した.分子量は低角レーザー光散乱法,活性は溶出液中のPi濃度測定で行った.溶出した成分は,負荷量に依らず常に1つで,その分子量は高負荷量時の22万から,低負荷量時の15.8万へと連続的に変化した.これは,可溶化酵素は2P【.dblbarw.】Dの解離・会合平衡系にあり,低蛋白濃度でP状態で,高濃度ではPとDの混合状態となることを示した.一方, ATPase活性値は,蛋白質負荷量に依存せず一定で,膜結合型酵素の64%を示した.従って, DとPの構造体間には, ATPase活性に差がないと結論した.(2)ATP結合-0.1M NaClと10μM^<14>C-ATPを含む溶出緩衝液を用い,上記のカラムを使ったHummel-Dreyerの方法でATPの結合を測定した.Dに大して1.5で, Pに1.3molATP/1.5×10^5g蛋白質の結合量で,有意な差はなかった.(3)カチオン結合-同じ手法で^<204>Tl^+の結合を測定した.DとPへの結合量は, 4μMTl^+でそれぞれ1.1と0, 16μMTl^+で1.9と1.2mol/1.5×10^5g蛋白質であった.DとP間に, Tl^+に対する親和性の差が認められた.以上の結果は, PとDの間には, Tl^+結合に対する親和性以外に差は認められず, Pが機能の最小構造単位であることを示した.しかし, (1)で得られた解離曲線の蛋白質濃度依存性は,膜ではD以上のオリゴマー構造で存在することを示した.Na^+, K^+-ATPase(酵素)の基本構造体(αβ-プロトマー, P)とその2量体((αβ)_2-ダイプロトマー, D)について比較し,以下の結果が得られた.(1)ATPase活性について-C_<12>E_8と活性発現に必要なリガンド(ATP, Na^+, K^+, Mg^<2+>)の他に,精製ホスファチジルセリン(60μg/ml)を含んだ溶出緩衝液でHPLCカラム(TSK-gel G3000SW)を平衡化し,そこに種々の量の可溶化酵素を負荷して,クロマトグラフィーを行い,溶出する蛋白質成分の分子量とATPase活性を同時に測定した.分子量は低角レーザー光散乱法,活性は溶出液中のPi濃度測定で行った.溶出した成分は,負荷量に依らず常に1つで,その分子量は高負荷量時の22万から,低負荷量時の15.8万へと連続的に変化した.これは,可溶化酵素は2P【.dblbarw.】Dの解離・会合平衡系にあり,低蛋白濃度でP状態で,高濃度ではPとDの混合状態となることを示した.一方, ATPase活性値は,蛋白質負荷量に依存せず一定で,膜結合型酵素の64%を示した.従って, DとPの構造体間には, ATPase活性に差がないと結論した.(2)ATP結合-0.1M NaClと10μM^<14>C-ATPを含む溶出緩衝液を用い,上記のカラムを使ったHummel-Dreyerの方法でATPの結合を測定した.Dに大して1.5で, Pに1.3molATP/1.5×10^5g蛋白質の結合量で,有意な差はなかった.(3)カチオン結合-同じ手法で^<204>Tl^+の結合を測定した.DとPへの結合量は, 4μMTl^+でそれぞれ1.1と0, 16μMTl^+で1.9と1.2mol/1.5×10^5g蛋白質であった.DとP間に, Tl^+に対する親和性の差が認められた.以上の結果は, PとDの間には, Tl^+結合に対する親和性以外に差は認められず, Pが機能の最小構造単位であることを示した.しかし, (1)で得られた解離曲線の蛋白質濃度依存性は,膜ではD以上のオリゴマー構造で存在することを示した.
溶解セルロースの分子構造の解析

溶解セルロースの分子構造の解析について、本年度はまず溶解の原因の解明をすることを第1の目標としていた。さらに、溶解セルロースの分子の状態について手がかりとなるデータの集積を行うことを考えた。1.セルロースの溶解原因の検討セルロース多系のうちIV型のみが溶解することが確認されていたが、溶解・非溶解の原因についてX線広角・小角散乱、13C-NMRスペクトル、IRスペクトルを用いて検討を行った。その結果、セルロースの結晶構造に生じたわずかな歪が格子エネルギーの低下を生み出して、セルロースの溶解・非溶解の原因となっているのではないかと考えられた。2.溶解セルロースの構造解析セルロースの溶解過程を、偏光顕微鏡によって試料の状態を確認しながら、X線及び光散乱という波長域が大きく異なる2つのプローブを用いて検討を行った。分子が結晶構造を維持している状態では、既存のX線広角及び小角散乱を用いて、また分子が溶解を開始した状態ではX線小角を用いて実験を行った。更に溶解した分子の状態では分子の形状・大きさ等の検討が求められるため、X線装置より長い波長域で実験が可能な光散乱による測定を行った。そこで本年度新たに購入したレーザー装置・CCDカメラ・データ集積ボード等を光散乱測定装置として組み立てて実験を行った。年度の前半は主に装置が順調に作動することを確認するための実験を行っていたが、現在はセルロースの溶解溶液の光散乱測定を順調に行っているところである。
妊婦の携帯端末の使用による妊婦と新生児の健康への影響評価

本研究では、出生時体重を低下させる既存の要因との関連もふまえて、より詳細な検討を行うことで、「妊娠中の携帯端末の過剰使用」が母体健康及び胎児の発育・発達、出生時健康状態に影響を与える新たなリスク要因となることを科学的な根拠をもって実証し、どのようなメカニズムでどのような影響を与えるかを明らかにしたい。そのため、H29年10月現在、熊本県内協力医療機関の産婦人科で同意の得られた妊婦およびその出生児を対象し、出産直前の妊婦健診で協力医療機関の看護師から研究の概要説明を受け、同意を得た妊婦に自記式質問票を配布し、調査を行う。今のところ順調に進展して、合計300人ぐらいのサンプルを回収できて、パイロット解析もしている。現段階の解析によると、妊娠中の携帯電話の依存度と微弱陣痛との間に、有意な関連が見られた。携帯電話の依存度が高い人は、微弱陣痛になるりリスクが上がり、さらに分娩所要時間も長かった。今から、交絡因子の影響を考慮しながら、サンプルサイズを増やして、仮説を検討していきたいと考えている。熊本地震の影響で、協力医療機関の出産人数が一時的に減少したが、今は少しずつ回復しているため、続きましてサンプルの収集を頑張りたいと思います。本研究では、「妊娠中の携帯端末の過剰使用」が、妊婦自身の健康状態と出産時状況、胎児の発育・発達、出生時の健康状態に対し、どのようなメカニズムでどのような影響を与えるかを明らかにする。そのため、妊娠中の携帯端末の使用状況、抑うつ・不安のようなリスク因子を評価するための調査票を用いて、疫学研究を行う。「妊娠中の携帯端末の過剰使用が、1抑うつや不安の増加など、母体の精神状態の悪化や、2睡眠の質の低下、さらには3流産・早産や低体重児の出産などを引き起こし、妊婦・母親・新生児の緊急搬送の増加を導く」ことを明らかにし、4妊婦の携帯端末の使用方法に関するリーフレットを作成する。初年度に関して、地震の影響で協力医療機関の患者数が減少したため、予定より取集したサンプル数が少し少なかったが、今少しづつ患者数は回復している。そのため、前年度のサンプル回収にかかる費用を今年で使いたいと考えている。さらに、今年は研究の2年目になり、結果を解析するため、統計ソフトの購入、データ管理用のハードディスクの追加、中間結果を学会で発表するなど、前年度の助成金と合わせて、研究を進めたいと考える。
建設作業現場における安全性確保に関する研究

外足場を想定し,身体装着可能な小型の三次元加速度計を用いた階段昇降実験を行った。得られた加速度波形を対象にフラクタル解析とスペクトル解析とを行い,加速度の絶対値・フラクタル次元・ゆらぎ値を用いて墜落の主要因と考えられる人体の不安定さを客観的な物理量として定量化するとともに,実験と同時に行った感性評価による主観的データをも鑑みながら,回避すべき行為の特定,ならびに作業環境の評価手法を提案した。文献や購入書籍に基づいて,建設業における労働安全に関する諸規定,ならびに労働災害発生の実例と対策などについて調査した。その結果,災害発生防止のための規定は過去の災害からの教訓を踏まえつつかなり詳細に整備されていることがわかった。しかしながら,建設業における労働災害の発生は未だに撲滅されていない現状を鑑みると,法律や規定の記述内容と実態との間には相当な乖離があることが示唆された。災害発生防止には作業現場組織おける体制の確立もさることながら,最終的には作業当事者の意識に委ねられている部分があるのではないかとも考えられることから,法律、規定や作業体制以外の請負体制や雇用形態などの外見からは顕在化しにくいソフトの部分にも問題が潜んでいるようにも思われる。また,施工現場責任者からの聞取り調査と併せて予備実験として被験者に実際の施工現場で歩行して貰い,被験者の属性(性別・身長・年齢)、作業足場の地上からの高さ、同足場の幅を変化させ,歩行速度との関係をみた。その結果,転落などの災害発生は踏み板上の歩行においてよりも足場壁面寄りの作業,すなわち身体の重心が踏み板から壁面と踏み板との空間にある作業における場合が多いこと,歩行速度には作業者の歩行空間が無限の場合(頭上の踏み板なし)は属性による影響はないが,歩行踏み板と頭上踏み板との空間高さが一定の場合には上背があると頭上部空間が狭くなり歩行速度は減少すること,足場側面の転落防止ネットの存在は作業者への不安軽減に大きく寄与していることなどがわかった。さら,荷物の上げ下ろし作業時の加速度測定結果に基づいてフラクタル次元の算出を行った。昨年度の続く更なる調査から,建設分野における災害発生要因は「転落・墜落」が今日においても最多であること,その内訳をみると法規制にもかかわらず物理的対策を取りにくい「窓・階段・開口部・床の端から」・「屋根・屋上から」・「足場から」の上位3位で全体の約4割を占めていることなどが判明した。そこで,今年度は施工行為のうち不可欠であり,且つ転落事故が多く発生している階段昇降を対象とした実験を行うこととし,それに先立ち実験条件設定のための調査および予備実験を行った。まず,25件の文献調査では,実験計画の策定にあたり不可欠となる昇降速度・踏面寸法・蹴上寸法の表記の有無を重点調査項目とした。続いて,加速度計を装着した被験者を仕様の異なる数種の外階段において昇降させ,昇降速度と段差(蹴上げ寸法差)を変化させた実験を感性評価と併せて行なった。その結果,実験対象は「踏面150300mm,蹴上150230mmの階段」とし,昇降速度は「ストライド時間0.51.7秒で0.1秒刻み」とした。実験はシリーズ1(昇降速度変化)とシリーズ2(蹴上げ寸法変化)とから成る。小型三次元加速度計を臍・膝・足首に装着し加速度波形を得た。得られた加速度波形から,物理量としての加速度の振幅(身体にかかる力)・フラクタル次元(身体の安定性)・ゆらぎ値(変化の急激性と予測の難易)を求め,感性評価との比較検討を行なった。その結果,災害発生防止のためには適切な昇降速度があること,ならびに蹴上げ寸法差よりも昇降速度のほうが重要であることなどが明らかとなった。さらに,安全性確保からみた作業環境の評価手法を提案し,本実験で得られた結果を対象に同手法に基づく評価を行った。その結果同手法の有効性を示唆する結果が得られた。なお,評価手法の有効性の確認のためには,他の施工行為についての同様な実験を行うことが必要である。
真核生物染色体DNA複製開始領域における複製因子集合の分子機構

真核生物染色体の複製開始領域には、サイクリン依存性キナーゼ(CDK)活性の低いM期後期からG1期にpre-Replicative Complex(pre-RC)が形成される。次に、CDKが活性化するG1期後期に、多数の複製タンパク質がpre-RCに集合し、複製が開始する。しかし、CDKに依存した複製タンパク質の集合機構は殆ど分っていなかった。それは、複製開始におけるCDK基質及びCDK依存の素過程の同定が不十分であったためである。そこで本研究では、まず複製開始における必須なCDK基質が酵母ではSld2とSld3であることを明らかにした。CDKにリン酸化されたSld2とSld3は、ともにDpb11に結合する。この結合が複製開始に必須であり、両結合をバイパスするとCDK非依存的に複製が開始する。Sld2は11ヶ所のCDKリン酸化モチーフを持ち、その中でThr84のリン酸化がDpb11との結合に必須であった。そしてSld2の他のリン酸化は,Thr84のリン酸化レベルを調節し、複製開始の微調整に働くことが分った。一方Sld3は、新規因子Sld7と複合体を形成して働くことが分かった。次ぎに、CDKに依存した過程としてpre-Loading Complex(pre-LC)の形成を見つけた。pre-LCはDNAポリメラーゼε、GINS、Sld2、Dpb11を含む新たな複合体で、その形成はCDK活性に依存するが、複製開始領域への結合やpre-RCには依存しない。以上のことから、1)CDKによりリン酸化されたSld2がDpb11と結合するとpre-LCが形成する、2)Sld3はG1期から複製開始領域に結合しているので、開始領域上でCDKによりリン酸化される、3)リン酸化されたSld3はDpb11との結合を介してpre-LCを開始領域に引き寄せる、ことにより複製が開始すると考えている。出芽酵母の染色体DNA複製開始に関わる因子の集合に関して以下のような結果を得た。1,これまでdpb11-1変異と合成致死になる変異としてsld変異を分離した。これらの変異を相補する遺伝子が新規の複製開始因子をコードするものが多かった。しかし、合成致死になることが他の研究から明らかになっているにも関わらず、分離されていない遺伝子の変異もあった。そこで、既に分離していた新たなdpb11変異を用いてsld変異のスクリーニングを再度行った。先のスクリーニングでは分離されなかった既知のMCM3,MCM10遺伝子に加えて、新規の遺伝子の変異を1つ分離できたが、この新規の遺伝子は細胞増殖には必須ではなく、DNA複製に関与しているものでは無かった。2,複製開始に関与するSld3,GINSの大腸菌および昆虫細胞からの発現系を確立した。ここで発現したものを、今後精製し解析に用いる予定である。Dpb11,Sld2についても、両者の結合に必要な領域を限定し、その領域を大腸菌で発現し精製する系を確立した。精製したタンパク質のみで、両者の結合がCDKによるリン酸化に依存して制御されていることが分かった。3,2-ハイブリッド法と遺伝学的手法を組み合わせることにより、Sld3のN末がCdc45とC末がGINSのサブユニットであるPsf1と相互作用することが明らかになった。4,Sld2には11個のCDKリン酸化部位(SP/TP)が存在するが、その全ての部位をリン酸化型に近いDPに変えた変異を作成した。この変異株は増殖でき、複製開始にはCDK活性が必要である。

従って、複製の開始にはSld2に加えて、他の因子のCDKによるリン酸化が必要であると結論できる。出芽酵母の染色体DNA複製開始に関わる因子の集合に関して以下のような結果を得た。1,複製の開始には,多数の複製因子が開始領域に結合しなければならない。これら因子の結合に必要なGINSと複合体を作る因子を調べた。弱い結合により作られる複合体を調べる目的で,ホルマリンによりクロスリンクさせた後,GINS複合体と共免疫沈降する因子を調べた。その結果,DNAポリメラーゼε(Polε)とGINS複合体が細胞周期を通じて結合していること,S期に入るとこの複合体にDpb11,Sld2が加わることを明らかにした。2,GINSの昆虫細胞の発現系から,Polε,Dpb11,Sld2は酵母から精製する系を確立したが,酵母からの精製量が少なく今後の課題である。これらタンパク質を用いて,1で同定した複合体の再構築を試みる予定である。3,Dpb11はCDKによりリン酸化されたSld2と効率よく結合する。Sld2は11ヶ所のCDKによるリン酸化部位を持つが,結合にはその内1ヶ所のリン酸化が必須であるを明らかにした。他の部位のリン酸化は,結合に必須なリン酸化部位のリン酸化レベルを調節しているようである。4,我々が分離したSld3は,Cdc45と結合して複製開始に必要である。Sld3も12ヶ所のCDKによるリン酸化部位を持つ。これらのリン酸化部位に変異を導入することによりSld3の機能に影響を与えるか調べた。その結果,2ヶ所のリン酸化部位を同時に変異させると,細胞増殖に欠損を持つことが明らかになった。このことは,Sld3もCDKによるリン酸化の基質であることを示唆する。真核生物の複製開始領域には、サイクリン依存性キナーゼ(CDK)活性の低いM期後期からG1期にpre-Replicative Complex(pre-RC)が形成し、CDK活性がG1期後期に増加すると多数の複製タンパク質がpre-RCに集合して、複製が開始する。この集合に関して本年度は以下の点を明かにした。1.この集合反応には、Sld2とDpb11タンパク質の結合が必須である。この結合には、CDKによるSld2のリン酸化が必須である。Sld2は11個のCDKリン酸化モチーフを持つが、このうち84番目のスレオニン(Thr84)のリン酸化がDpb11との結合に必須であり、他のCDKによるリン酸化はThr84がリン酸化されることに必要である。この制御により、Dpb11とSld2との結合には高いCDK活性が必要となるが、このことが複製開始制御には重要である。2.CDK活性に依存して形成されるpre-LandingComplex(pre-LC)を同定している。pre-LCはDNAポリメラーゼε(Polε)、GINS、Sld2、Dpb11を含むが、それぞれの因子の変異を用いることにより、GINS-Polε-Sld2-Dpb11の順に結合していることを示唆した。また、この複合体形成がCDKには依存するがDDKには依存したいことを示した。3.Sld2のリン酸化型変異を導入しても、CDK非依存的に複製を開始することはできない。これは、Sld2以外にもCDKのターゲットがあるためである。
キャピラリー電気泳動による超高速SNP分析法の開発

本研究課題の研究経過および成績は以下に示すとおりである。ABO式血液型、HLA-DRB1型、Y染色体上のSNP座位等の複数の多型DNA部位をPCRにより増幅し,それらの産物の一部を鋳型として、蛍光ラベルddNTPと各塩基置換部位(SNP)に対応した塩基長の異なる10本程度の非蛍光ラベルプライマーを用いた一塩基プライマー伸長反応により複数座位のSNPの同時分析を行った。次いで、プライマー伸長反応により得られた蛍光ラベルDNAフラグメントを、キャピラリー電気泳動装置(ABI PRISM 310 Genetic Analyzer)を用いて検出し、GeneScan Analysis Softwareを用いて解析することにより各SNP座位の塩基配列を決定した。ABO式血液型遺伝子内の7個のSNPを本法により同時分析し、遺伝子型を明確に判定することが可能であった。また、この方法を法医学上の実際例に応用する際に問題となる検出感度、正確さ、加熱の影響等について検討し、良好な成績を得た。Y染色体上の15座位のSNPを本法により同時の検出し、そのハプロタイプ解析が可能であった。なお、HLA-DRB1遺伝子座のSNP検出については、DRB1座の各対立遺伝子を大きく3つのグループに分け、それぞれのグループ毎に複数のSNP部位を検出してHLA-DRB1遺伝子型をタイピングする方法について検討し、主要なDRB1対立遺伝子を総てのタイピングできる分析系をほぼ確立した。さらに、ヒトの各染色体上の合計38個のSNP座位を5つの検出グループに分け、それぞれのグループ毎に一塩基プライマー伸長反応を行った後、時間差連続インジェクション法を採用したキャピラリー電気泳動により同時検出して38座位のSNPの遺伝子型を一度の電気泳動でタイピングする方法をほぼ確立した。本年度の研究経過および成績は以下に示すとおりである。ABO式血液型、HLA-DRB1型、Y染色体上のSNP座位等の複数の多型DNA部位をPCRにより増幅し,それらの産物の一部を鋳型として、蛍光ラベルddNTPと各塩基置換部位(SNP)に対応した塩基長の異なる10本程度の非蛍光ラベルプライマを用いた一塩基プライマー伸長反応により複数座位のSNPの同時分析を行った。また、本法により、Y染色体上の15座位のSNPが同時の検出され、そのハプロタイプ解析が可能であった。なお、HLA-DRB1遺伝子座のSNP検出については、DRB1座の各対立遺伝子を大きく3つのグループに分け、それぞれのグループ毎に複数のSNP部位を検出してHLA-DRB1遺伝子型をイピングする方法について検討し、現在までにDR4グループの対立遺伝子をタイピングする分析系をほぼ確立した。次いでDR3,5,6,およびDR8を含むグループの分析法につき検討を行っている。ABO式血液型、HLA-DRB1型、Y染色体上のSNP座位等の複数の多型DNA部位をPCRにより増幅し、それらの産物の一部を鋳型として、蛍光ラベル

ddNTPと各塩基置換部位(SNP)に対応した塩基長の異なる10本程度の非蛍光ラベルプライマーを用いた一塩基プライマー伸長反応により複数座位のSNPの同時分析を行った。次いで、プライマー伸長反応により得られた蛍光ラベルDNAフラグメントを、キャピラリー電気泳動装置(ABI PRISM 310 Genetic Analyzer)を用いて検出し、GeneScan Analysis Softwareを用いて解析することにより各SNP座位の塩基配列を決定した。ABO式血液型遺伝子内の7個のSNPを本法により同時分析し、遺伝子型を明確に判定することが可能であった。また、この方法を法医学上の実際例に応用する際に問題となる検出感度、正確さ、加熱の影響等について検討し、良好な成績を得た。Y染色体上の15座位のSNPを本法により同時の検出し、そのハプロタイプ解析が可能であった。なお、HLA-DRB1遺伝子座のSNP検出については、DRB1座の各対立遺伝子を大きく3つのグループに分け、それぞれのグループ毎に複数のSNP部位を検出してHLA-DRB1遺伝子型をタイピングする方法について検討し、主要なDRB1対立遺伝子を総てのタイピングできる分析系をほぼ確立した。さらに、ヒトの各染色体上の合計38個のSNP座位を5つの検出グループに分け、それぞれのグループ毎に一塩基プライマー伸長反応を行った後、時間差連続インジェクション法を採用したキャピラリー電気泳動により同時検出して38座位のSNPの遺伝子型を一度の電気泳動でタイピングする方法をほぼ確立した。本年度の研究経過および成績は以下に示すとおりである。ABO式血液型、HLA-DRB1型、Y染色体上のSNP座位等の複数の多型DNA部位をPCRにより増幅し,それらの産物の一部を鋳型として、蛍光ラベルddNTPと各塩基置換部位(SNP)に対応した塩基長の異なる10本程度の非蛍光ラベルプライマーを用いた一塩基プライマー伸長反応により複数座位のSNPの同時分析を行った。
NC工作機械用サ-ボスピンドルの2相PLL制御に関する研究

近年,工作機械は急速にNC化されつつあるが,その中でNC化が困難とされているものに,歯車加工機が挙げられる.例えば,数年前までは,NCホブ盤は機械式ホブ盤と比較して高精度加工は困難であるとされていた.本研究では,これを解決するため,歩行ロボットの研究を通して得られたダイレクト・ドライブ技術をもとに,歯車加工機に搭載可能な高精度高速サ-ボスピンドルの実現を試みた.このサ-ボスピンドルの制御には,研究代表者が1981年に提案した2相PLL(Phase Locked Loop)が応用されており,高精度かつ高剛性な同期回転を得ることを可能にするものである.本研究は平成2年度と平成3年度の2年間に亘って行われたものであり,本研究実績は次のようである.まず,ビルドインモ-タと磁気スケ-ルを組み込んだ歯車研削盤用サ-ボスピンドルを試作した.これには最高12,000rpmの回転速度を実現するために必要となる動バランシング機構が搭載されている.さらに,2相PLL回路とサ-ボアンプを製作し,必要とされる高速応答性が実現されていることを確認した.制御系には,繰り返し制御を導入し,周期的外乱に対する適応性の向上を図った.また,実際に歯車研削盤をNC化する場合,歯車の研削時に回転中の工具とワ-クが正しい相対位置関係にあるかどうかを判定して,ずれている場合にはそれを補正する機構が必要となるが,この初期歯合わせを行うために,ビデオカメラを用いた画像処理を導入した新しい手法を提案し,その有用性を明らかにした.本研究で試作したサ-ボスピンドルを用いたNC歯車研削盤で研削実験を行った結果,累積ピッチ誤差が10"以内の高精度な歯車を極めて高速に加工することが可能であることが実証された.近年,工作機械は急速にNC化されつつあるが,その中でNC化が困難とされているものに,歯車加工機が挙げられる.例えば,数年前までは,NCホブ盤は機械式ホブ盤と比較して高精度加工は困難であるとされていた.本研究では,これを解決するため,歩行ロボットの研究を通して得られたダイレクト・ドライブ技術をもとに,歯車加工機に搭載可能な高精度高速サ-ボスピンドルの実現を試みた.このサ-ボスピンドルの制御には,研究代表者が1981年に提案した2相PLL(Phase Locked Loop)が応用されており,高精度かつ高剛性な同期回転を得ることを可能にするものである.本研究は平成2年度と平成3年度の2年間に亘って行われたものであり,本研究実績は次のようである.まず,ビルドインモ-タと磁気スケ-ルを組み込んだ歯車研削盤用サ-ボスピンドルを試作した.これには最高12,000rpmの回転速度を実現するために必要となる動バランシング機構が搭載されている.さらに,2相PLL回路とサ-ボアンプを製作し,必要とされる高速応答性が実現されていることを確認した.制御系には,繰り返し制御を導入し,周期的外乱に対する適応性の向上を図った.また,実際に歯車研削盤をNC化する場合,歯車の研削時に回転中の工具とワ-クが正しい相対位置関係にあるかどうかを判定して,ずれている場合にはそれを補正する機構が必要となるが,この初期歯合わせを行うために,ビデオカメラを用いた画像処理を導入した新しい手法を提案し,その有用性を明らかにした.本研究で試作したサ-ボスピンドルを用いたNC歯車研削盤で研削実験を行った結果,累積ピッチ誤差が10"以内の高精度な歯車を極めて高速に加工することが可能であることが実証された.サ-ボスピンドルとは,NC工作機械のスピンドルにサ-ボ性能を持たせたものであり,例えば,歯車の加工に使用されるNCホブ盤やNC歯車研削盤等に用いられている。このサ-ボスピンドルの回転精度は,歯車の加工精度を左右する重要な因子であるため,可能な限り高いことが望ましい。また,重加工においては,高い動剛性も要求される。ところが,現在一般に用いられているサ-ボスピンドルには,精度および動剛性とも十分に満足できるものは無い。そこで,本研究は,高精度,高剛性で高速回転を行うサ-ボスピンドルを,研究代表者が1981年に提案した2相PLL(Phase Locked Loop)を応用することにより実現しようとするものである。本研究の完成により,4,000rpm以上の高速回転において,10"程度の回転精度を有するサ-ボ機構が実現されることになり,NC工作機械用サ-ボスピンドルの飛躍的性能向上をはかることが可能となる。本研究は平成2年度と平成3年度の2年間に亘って行われるものであり,平成2年度の研究実績は次のようである。すなわち,サ-ボスピンドルを試作するために必要な部品類は,大学内の工作機械を使用して出来上がっており,ビルドインモ-タと磁気スケ-ルも既に組み込み済みである。現在,高速回転のためのバランスィングの作業を行っている。2相PLL回路とサ-ボアンプはほぼ出来上がっており,回路の調整中である。繰り返し制御の基礎実験もほぼ完了し,実際のサ-ボスピンドルに応用できる日を心待ちにしている。新たに得られた知見として,歯車の研削時に工具とワ-クの正しい相対位置関係を回転中に与えねばならず,位置関係が正しいかどうかの判定をビデオカメラを用いて行っているが,この画像入力の手法に多くの知見が得られた。

近年,工作機械は急速にNC化されつつあるが,その中でNC化が困難とされているものに,歯車加工機が挙げられる.例えば,数年前までは,NCホブ盤は機械式ホブ盤と比較して高精度加工は困難であるとされていた.本研究では,これを解決するため,歩行ロボットの研究を通して得られたダイレクト・ドライブ技術をもとに,歯車加工機に搭載可能な高精度高速サ-ボスピンドルの実現を試みた.このサ-ボスピンドルの制御には,研究代表者が1981年に提案した2相PLL(Phase Locked Loop)が応用されており,高精度かつ高剛性な同期回転を得ることを可能にするものである.本研究は平成2年度と平成3年度の2年間に亘って行われたものであり,本研究実績は次のようである.まず,ビルドインモ-タと磁気スケ-ルを組み込んだ歯車研削盤用サ-ボスピンドルを試作した.これには最高12,000rpmの回転速度を実現するために必要となる動バランシング機構が搭載されている.さらに,2相PLL回路とサ-ボアンプを製作し,必要とされる高速応答性が実現されていることを確認した.制御系には,繰り返し制御を導入し,周期的外乱に対する適応性の向上を図った.また,実際に歯車研削盤をNC化する場合,歯車の研削時に回転中の工具とワ-クが正しい相対位置関係にあるかどうかを判定して,ずれている場合にはそれを補正する機構が必要となるが,この初期歯合わせを行うために,ビデオカメラを用いた画像処理を導入した新しい手法を提案し,その有用性を明らかにした.本研究で試作したサ-ボスピンドルを用いたNC歯車研削盤で研削実験を行った結果,累積ピッチ誤差が10"以内の高精度な歯車を極めて高速に加工することが可能であることが実証された.
遺伝性皮質性小脳萎縮症(SCA6と非SCA6)の発現機序の解明と原因遺伝子の同定

他施設から診断以来のあったものを含め、多数のSCA6症例について、その臨床症状の詳細な解析を行い、やはりほぼ純粋な小脳症状が主体であることを明らかにした。また、ヒト脳におけるα1A-Caチャンネル遺伝子の発現を検討し、mRNAは広く神経系に発現しているものの小脳に圧倒的に多く発現しており,かつそれはとくにプルキンエ細胞に多いことを初めて明らかにし、SCA6がプルキンエ細胞に優位の細胞死を来たし、ほぼ純粋な小脳失調症をきたすことをよく説明できることを示した。さらに、α1A-Caチャンネ蛋白に対する特異抗体を作製して、この蛋白の中枢神経系各部位での発現状況を明らかにするとともに、SCA6における特徴的な異常を初めて明らかにした(論文投稿中)。培養細胞系を用いた研究では、HEKやPC12などにCAGリピートが正常および異常に伸長したα1A-Caチャンネル遺伝子を導入し、そのチャンネル機能をパッチクランプ法により検討している。また、この系における細胞死の有無やその機序、異常蛋白の発現パターンを明らかにした(論文投稿中)。さらに異常α1A-Caチャンネル遺伝子を導入したマウスを作製しており、今後解析の予定である。すでに、我国には臨床・病理所見がSCA6とほぼ同一ながら原因の異なる症例(non-SCA6)が、SCA6とほぼ同様に多数存在することを指摘してきたが、現在候補遺伝子を含め連鎖解析を進めており原因となる遺伝子座を見出し(論文投稿中)、さらに原因遺伝子の同定に向けて研究を進めている。
一般座標変換に不変なｇ像の特徴抽出手法に関する研究

一部、予定を早めて、一般座標変換に不変なスムージング手法のアルゴリズムを開発した。このアルゴリズムは最終目標である一般座標変換に不変な特徴抽出方法を実現するベースとなるものである。一般座標変換とは画像処理の分野で通常使われるアフィン変換の上位概念であり、連続で微分可能な座標変換の総称である。画像の任意のひずみを表現できる座標変換である。例えば、円柱や球などの曲面上の画像を異なる視点から観測すると、二つの画像は一般座標変換によって関係づけられる。一般座標変換に不変な画像処理が実現すれば、このような視点の移動に影響されない画像処理が実現できる。この一般座標変換に対する不変性を実現するために、一般座標変換に対して適切な変換性を持つ位置に依存する計量テンソルを利用する。今回、このような計量テンソルをを用意することが出来れば、一般座標変換に不変なスムージングを実現できることをリーマン幾何学の枠組みの中で数学的に証明するkとができた。また、計算機で作成した画像を用いたシミュレーション実験によって、一般座標変換に不変なスムージングが実現していることを確認した。残されている問題は1この方法を一般座標変換に不変な特徴抽出法に拡張すること、2今回前提とした一般座標変換に対して適切な変換性を持つ位置に依存する計量テンソルを実際に構成することである。1の課題はほぼ解決しており、今後2の課題の実現に力を尽くす。なお、この成果は画像処理に関する国際会議で発表した。スムージングを例として一般座標変換に対する不変性を実現する枠組みができたことは、当初の予定に比べて先行している。只、理論が先行しており、評価実験が必ずしも順調に進んでいない点が問題である。最終的には予定通り終了できることが見込まれる。残る課題が認識できているので、それを力強く実行することが重要である。特に、評価実験はデータ量と計算量が多いので、効率的に遂行するために環境整備などの工夫が必要である。本研究の目標は画像から一般座標変換に不変な特徴を抽出する方法を開発することである。その1ステップとして、画像からアフィン変換に不変な一連の特徴を抽出する方法について研究した。今回の研究において最も重要なポイントは、アフィン変換に対して適切な変換性を持つ計量テンソルを導入したこと、そして、アフィン変換に不変な評価関数を利用してそれを導き出す方法を見出したことである。アフィン変換に対して適切な変換性を持つ計量テンソルを利用すれば、アフィン変換に不変なスムージングや、アフィン変換に不変な微分演算が可能となる。一般に、画像からの特徴抽出は、低周波数成分と高周波数成分を抑制することで行われる。中間的な周波数成分に本質的な特徴が含まれることが多いからである。スムージングは高周波数成分を抑制する処理であり、微分演算は低周波数成分を抑制する処理である。これを組み合わせることで画像の特徴が抽出されることが期待できる。このことを利用し、アフィン変換に不変なスムージングを画像に施した後、アフィン変換に不変な一連の微分演算子をカスケード的にその画像に適用することで、アフィン変換に不変な一連の特徴を抽出するようにした。合成画像を使って開発した手法の妥当性を定量的に評価し、アフィン変換に対する不変性が達成されていることを確認した。また、実画像を用いた実験により、所望の結果が得られていることを確認した。なお、本研究ではアフィン変換に対する不変性を達成したが、この方法を発展させることで、最終的な目標である一般座標変換に不変な特徴抽出方法を開発できることを期待している。1年目に予定していた「一般座標返還に不変なスムージング手法の開発」をスキップして、2年目に計画していた「アフィン変換に不変な特徴抽出手法の開発」を初年度に達成した。この目標を達成するためのアイデアに思い至ったので、こちらを先に着手することとした。そのため、理論面での研究は予想以上に進んだが、一方、実画像による系統的な評価が必ずしも十分でない。しかし、今後の研究の道筋がかなり明瞭になってきており、全体としては、おおむね順調に進展していると判断する。

スムージングを例として一般座標変換に対する不変性を実現する枠組みができたことは、当初の予定に比べて先行している。只、理論が先行しており、評価実験が必ずしも順調に進んでいない点が問題である。最終的には予定通り終了できることが見込まれる。2年目に予定していた「アフィン返還に不変な特徴抽出手法の開発」を達成したので、1年目に予定していた「一般座標返還に不変なスムージング手法の開発」はスキップして、直接に最終年度の目標である「一般座標返還に不変な特徴抽出手法の開発」に取り組む。そのためには、アフィン変換に対して所定の変換性を有する計量テンソルを一般化して、一般座標変換に対して所定の変換性を有する計量テンソルを導入する必要がある。それを達成するために最も重要なことは一般座標変換に不変な評価関数を見出すことである。その評価関数を最小化することで一般座標変換に対して望ましい変換性を有する計量テンソルが定まる。1年目に導入したアフィン変換に不変な評価関数を一般化することになるが、ヒントとして、物質やエネルギーなどの空間的な分布に応じて重力場を表す計量テンソルが定まる一般相対性理論における理論的枠組み利用できないかについて検討する。特に、評価関数に相当する汎関数最小化のアプローチによる定式化の方法を参考にする。残る課題が認識できているので、それを力強く実行することが重要である。特に、評価実験はデータ量と計算量が多いので、効率的に遂行するために環境整備などの工夫が必要である。初年度は理論面での研究が中心となったため、消耗品などの支出を要しなかった。また、発表にかかる経費がやや予想より下回った。2年目においても、当面取り組むべきは、理論面での研究を完成させることであり、初年度の繰り越し分の一部は3年目に繰り越される見込みである。3年目は、実画像を用いた系統的な評価を行うことを予定しているので、実験に伴う経費が発生する見込みである。評価実験用の機器、研究発表費(旅費含み)に使用予定。
シナプス伝達機序に対するATPのフィードバック修飾の細胞生理学的解析

1.孵卵14-15日のニワトリ胚を断頭し、動眼神経と毛様体神経節を同定した。蛍光Ca^<2+>指示薬のFura-2を結合したdextran(fura-dextran)を動眼神経の断端に投与することにより、杯状シナプス前終末を選択的に標識した。1個のシナプス前終末から、活動電位各々に応答する細胞内Ca^<2+>濃度の変化が捉えられた。シナプス前終末のCa^<2+>濃度は、静止状態で20-60nM(n=10)、単一活動電位により、10-20nM上昇した。2.ATPは、興奮性シナプス電流(EPSC)を抑制すると同時に活動電位に伴うシナプス前終末のCa^<2+>上昇を著明に抑制した。これらのATPの作用は、アデノシンA1受容体特異的な阻害薬の8-cyclopentyltheophylline(CPT、1μM)により拮抗された。また、アデノシンにより、EPSCおよびシナプス前終末のCa^<2+>上昇が抑制され、CPTにより拮抗された。以上により、ATPは速やかにアデノシンに分解され、アデノシンA1受容体を活性化することにより、シナプス前終末のCa^<2+>上昇が抑制され、その結果、伝達物質の放出が抑制されることが分かった。3.杯状シナプスには、ω-コノトキシン感受性と抵抗性の2種類のCa^<2+>チャネルサブタイプが存在している。アデノシンは、ω-コノトキシン感受性のCa^<2+>流入を抑制するのに対し、ω-コノトキシン抵抗性のCa^<2+>流入を抑制しない。すなわち、ω-コノトキシン感受性のCa^<2+>チャネルが、アデノシンにより選沢的に修飾されることが示された。アデノシンの作用の大部分がCa^<2+>チャネルの抑制により説明される。4.アデノシンがω-コノトキシン感受性のCa^<2+>チャネルを特異的に抑制することから、アデノシン受容体とこのCa^<2+>チャネルが近接していることが考えられる。他の可能性として、ω-コノトキシン抵抗性のCa^<2+>チャネルには、A1受容体の情報伝達系と反応するような分子ドメインが存在しないことが考えられる。
透過光光電脈波を用いた無痛的歯髄診断法に関する研究

光電脈波の検出感度を向上するために、照射光および光検出器に関する検討を行った。ヒト抜去歯及びヒト末梢血に白色光を照射し、光検出器にはCdS-CdSe光導電セルを用い、可視領域における透過光スペクトラムの測定を行った。その結果、ヒト末梢血は歯に比較して、600nm以下の波長域において、波長の短縮に伴い光透過性が低下すること、および550nm付近に極値が存在することがわかった。次いで、ヒト健全上顎中切歯に、白色光、565nmあるいは695nmに強度ピークを有するLEDを光源として用い、脈波の導出を試みた。光検出器にはCdS-CdSe光導電セル、フォトダイオードおよび光電子増倍管を用いた。その結果、565nmにピークを有するLEDと光導電セルの組み合せが有効であった。透過光スペクトラム測定の結果と併せて考察してみると、透過光光電脈波の導出のための光源としては、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとの吸光度の差は小さくとも、ヘモグロビンの吸光度の高い波長領域の光が適当あることが示唆された。フォトダイオードあるいは光電子増倍管を検出器として用いた場合に比べ、光導電セルを検出器として用いた場合は、対象とする波長領域が比較的広範囲であるため変化量を大きく検出でき、脈波導出に適していると考えられた。更に本方法による血流観察が、特に歯根歯髄のどの範囲までの血流を反映しているのか、抜去歯を用いてシミュレーションを行った。その結果、照射及び採光部から約4mm程度根尖方向、即ちエナメルセメント境より約2mm程度根尖方向までの範囲を透過した光を、本方法によって検出できることが示唆された。1.歯髄透過光スペクトラムに関する研究歯髄透過光光電脈波を容易に行うために、照射光および光検出器に関する検討を行った。まず、ヒト抜去歯及びヒト末梢血に白色光を照射し、可視領域における透過光スペクトラムの測定を行った。光検出器にはCdS-CdSe光導電セルを用いた。2.ヒト歯髄およびネコ歯髄からの光電脈波の導出ヒト健全上顎中切歯に、白色光、565nmあるいは695nmに強度ピークを有するLEDを光源として用い、脈波の導出を試みた。光検出器にはCdS-CdSe光導電セル、あるいは光電子増倍管を用いた。その結果、565nmにピークを有するLEDと光導電セルの組み合わせが有効であった。透過光スペクトラム測定の結果と併せて考察してみると、透過光光電脈波の導出のための光源としては、550nm付近に強度ピークを有するような帯域の波長の光が適当あることが示唆された。現在、ネコ歯髄からの光電脈波の導出に努めているけれども、再現性の高い脈波の導出はまだ得られていない。この原因としては主として、現在使用している測定子に比して、ネコの歯が小さすぎるためと考えられる。今後は測定子の小型化につとめるとともに、場合によっては実験動物をイヌに変えることも検討する。昨年度の研究により、光電脈波の導出に適切な照射光および光検出器を選択し、ヒト歯髄光電脈波の導出が可能となった。今年度は本方法による血流観察が、特に歯根歯髄のどの範囲までの血流を反映しているのかを知るために、抜去歯を用いてシュミレーションを行った。

歯冠がintactなヒト抜去歯の根尖部を切断し、そこから根管内容物を除去した。抜去歯はマグネチックランプに固定し、根尖方向から透明なビニルチューブをマイクロマニピュレータを用いて挿入し続け、その際の透過光量の推移を観察した。565nmに強度ピークを有するLEDを光源に、光検出器には565nmに検出ピークを有するCdS-CdSe光導電セルを用い、光の照射および透過光の検出はin situの場合と同様の配置にした。ビニルチューブ先端が根尖部付近に位置している場合は、チューブの歯冠方向への移動に関わらず、透過光量に変化は見られなかった。ビニルチューブを更に歯冠方向に進めて行き、チューブ先端が、照射部及び採光部から約4mm程度根尖方向、即ちエナメルセメント境より約2mm程度根尖方向の位置から透過光量が減少し始め、チューブの挿入につれ、更に減少が続いた。その後、光量の減少は停止し、光量は一定値を維持した。これは本方法において、エナメルセメント境より約2mm程度根尖方向までの歯根歯髄を含んで光が透過し、この範囲に歯髄血流が存在すればその変化を脈波として検出できることを示唆している。このような根管内の空間は臨床的には通常歯髄が存在する部位であり、本方法の歯髄血流観察法としての臨床応用の可能性を示している。
完全並進不変性を有する複素ウェーブレットパケット変換の実現

本研究での成果は以下のように纏められる.(1)章らの提案した完全並進不変複素離散ウェーブレット変換(PTI-CDWT)をそのままウェーブレットパケットへ拡張できないことを明らかにした.この場合,多重解像度的構成を省けば,構成可能となる.(2)ここでは,多重解像度的構成を行い,近似的構成ではあるが,新たに置換型複素ウェーブレットパケット変換と位相補正型複素ウェーブレットパケット変換を開発した.(3)提案した近似並進不変複素ウェーブレットパケット変換(ATI-CWPT)を,線形システムの入出力関係の解析に応用し,線形時変伝達特性解析へのツールとしての基礎を築いた.(4)さらに,提案したATI-CWPTを,削岩音の異常信号解析,および地中レーダによる埋設物(金属管)の標評問題に適用し,産業応用における有用性を示した本研究での成果は以下のように纏められる.(1)章らの提案した完全並進不変複素離散ウェーブレット変換(PTI-CDWT)をそのままウェーブレットパケットへ拡張できないことを明らかにした.この場合,多重解像度的構成を省けば,構成可能となる.(2)ここでは,多重解像度的構成を行い,近似的構成ではあるが,新たに置換型複素ウェーブレットパケット変換と位相補正型複素ウェーブレットパケット変換を開発した.(3)提案した近似並進不変複素ウェーブレットパケット変換(ATI-CWPT)を,線形システムの入出力関係の解析に応用し,線形時変伝達特性解析へのツールとしての基礎を築いた.(4)さらに,提案したATI-CWPTを,削岩音の異常信号解析,および地中レーダによる埋設物(金属管)の標評問題に適用し,産業応用における有用性を示した平成21年度においては,完全並進不変複素離散ウェーブレット変換(PIT-CDWT)のウェーブレットパケットへの拡張(完全並進不変性を実現する置換型不変複素ウェーブレット変換の開発),およびシステム解析への応用を行った.まず,章らの提案した完全並進不変複素離散ウェーブレット変換(PTI-CDWT)をそのままウェーブレットパケットへ拡張した場合,並進不変性が満足されないことを明らかにした.次いで,完全並進不変性を実現する置換型複素ウェーブレットパケット変換アルゴリズムを考案した.ウェーブレットパケットの構成可能条件は,分割技法と呼ばれる補題によるものである.この分割技法において注目すべきは,ウェーブレット関数に関係ない任意のツースケール数列p(k),q(k)を用いても成立するという点である.これより,従来のツースケール数列を用いても,ウェーブレットパケットと同様な変換が行えることがわかった.ここでは,従来とは違う新しいツースケール数列に置き換えて並進不変性を保存することを考えた.この複素ウェーブレットパケットを置換型複素ウェーブレットパケットと呼ぶことにする.これの具体的応用として,音声分離の劣決定問題や電磁波の雑音分離問題を検討した.特に後者については,ウェーブレット変換による地中レーダ受信信号の強調問題に対して日本信号株式会社との共同研究を開始した.これについては特許申請を行う予定で準備中である.ウェーブレットパケット変換は離散ウェーブレット変換の一般化であって,離散ウェーブレット変換に対して多重解像度解析(MRA)と似たやり方で実行される.その違いは,ウェーブレットパケット信号分解では各レベルにおいて近似係数と詳細係数両方ともに分解されるということである.MRAでは,分解されるにつれて配置されるウェーブレット係数の数はダウンサンプリングにより減少するが,全体としての情報量は元の信号と同じになるように設計されている.これは,いわば情報論的に冗長性が無い状態にあるわけで,このことにより並進不変性が欠如してしまう.例えば,異常信号の検出問題に対して並進不変性をもたないまま信号解析すると,その信号の発生時刻を安定して検出することはできなくなる.昨年度において,置換型複素ウェーブレットパケット変換につづき,位相補正型複素ウェープレットパケット変換の開発を行った.これは6つのツースケール数列を用意することにより簡単に変換尾が行えるが,一部が直交でないため完全に再構成することができないことを証明した.これらウェーブレットパケット変換の工学応用については,クロータドリルにおける切削音の基づく異常診断に適用した.さらに企業と共同でリアルタイム処理を可能にするためにDSPによるハードウェア実現を行った.ウェーブレットパケット変換は離散ウェーブレット変換の一般化であって,離散ウェーブレット変換に対して多重解像度解析(MRA)と似たやり方で実行される.その違いは,ウェーブレットパケット信号分解では各レベルにおいて近似係数と詳細係数両方ともに分解されるということである.MRAでは,分解されるにつれて配置されるウェーブレット係数の数はダウンサンプリングにより減少するが,全体としての情報量は元の信号と同じになるように設計されている.このことにより並進不変性が欠如してしまう.例えば,異常信号の検出問題に対して並進不変性をもたないまま信号解析すると,その信号の発生時刻,あるいは発生位置を安定して検出することはできなくなる.最終年度では,昨年度までの開発の成果である,置換型複素ウェーブレットパケット変換および位相補正型複素ウェーブレットパケット変換についての工学応用について検討した.具体的には,章らの手法を比較対象として,提案するウェーブレットパケット変換手法を(1)クロータドリルにおける切削音に基づく異常検知・診断,(2)地中レーダによる地下埋蔵物(金属管)の標定に応用し,その有用性を確認した.
ECAEと低温焼きなましの組合せプロセスによる高機能性材料の創製

各種炭素鋼を用いて室温においてECAE加工(くり返しせん断変形加工)を行い、超塑性ひずみ(Severe Plastic Strain)を試料内に与え、結晶粒を超微細化することにより引張強さを高くした材料およびその高強度化した材料に低温度・短時間の熱処理を行うことにより延性を向上させた材料を創製することにより超マイクロボルト用の素材を作製することを試みた。平成17年度は材料として現在マイクロボルト用の素材であるSWCHとほぼ同じ炭素含有量のS15Cの低炭素鋼を用いた。両方の材料とも、室温においてルートCでそれぞれの材料を4回までECAE加工を施すことにより引張強さを高くし、マイクロボルトの製造を行った。つづいて、4回までECAE加工した材料を600°Cで短時間の熱処理を行い延性を向上させた材料を用いてマイクロボルトの製造を行った。平成18年度は材料として炭素鋼の炭素含有量を変化させたS25C、S35CおよびS45Cの3種類の炭素鋼を用いた。それぞれの材料とも、室温においてルートCでそれぞれの材料を4回までECAE加工を施すことにより引張強さを高くし、マイクロボルトの製造を行った。マイクロボルトを製造するために設計した中島田鉄工所製造のマイクロヘッダーを用いて、マイクロボルトの製造を行った。マイクロボルトの製造に際して、用意した各種材料が加工できたか、できなかったかにより、それぞれの材料の特性の最適化を行った。これらの知見から直径1mm以下の超マイクロボルト創製用の素材の最適化を行った。平成17年度の材料としては現在マイクロボルト用の素材であるSWCHとほぼ同じ炭素含有量のSI5Cの低炭素鋼を用いた。両方の材料とも、室温に置いてルートCでそれぞれの材料を4回までECAE加工を施すことにより引張強さを高くし、マイクロボルトの製造を行った。つづいて、4画までECAE加工した材料を600°Cで短時間の熱処理を行い延性を向上させた材料を用いてマイクロボルトの製造を行った。一方、超マイクロボルトを製造するためのマイクロヘッダーの設計を行い、中島田鉄工所において製造して、実験室に設置した。設置と同時に素材を加熱して超マイクロボルトを製造するためのマイクロヘッダー用抵抗加熱器の設計を行い、同じく中島田鉄工所において製造して、実験室に設置した。設置した装置についてその機械特性についての検討を行った。

つづいて、4回までECAE加工した材料を600°Cで短時間の熱処理を行い延性を向上させた材料を用いてマイクロボルトの製造を行った。平成18年度は材料として炭素鋼の炭素含有量を変化させたS25C、S35CおよびS45Cの3種類の炭素鋼を用いた。それぞれの材料とも、室温においてルートCでそれぞれの材料を4回までECAE加工を施すことにより引張強さを高くし、マイクロボルトの製造を行った。マイクロボルトを製造するための中島田鉄工所製造のマイクロヘッダーを用いて、マイクロボルトの製造を行った。マイクロボルトの製造に際して、用意した各種材料が加工の可否およびそれらのTEM組織により、それぞれの材料の特性の最適化を行った。これらの知見から直径1mm以下の超マイクロボルト創製用の素材の最適化を行った。