hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微小血管病態に基づく抗MAG抗体関連ニューロパチーの新規治療法の探索

本研究の目的は,真に有効な治療法が確立されてない抗MAG抗体関連ニューロパチーについて,末梢神経の微小血管系の病態に着目し,研究代表者の研究室で近年確立されたヒトin vitro BNBモデルを用いて,本疾患で生じる血液神経関門(blood-nerve barrier: BNB)の破綻メカニズムを細胞レベル・分子レベルで解析することにより,本疾患の病態解明に寄与することである.初年度の検討として,IgM型抗MAG抗体関連ニューロパチー血清が,血液神経関門(BNB)の首座である末梢神経神経内膜内微小血管内皮細胞(以下,BNB構成内皮細胞)のバリア機能に与える影響の検討を行った.具体的には,BNB構成内皮細胞株をcell culture insertに単層培養してin vitro BNB modelを作成し,患者血清をinsertの上室(流血側)に作用させた後に,バリア機能の指標である電気抵抗値を,健常者血清を対照として測定した.さらに,患者血清で処理した血管内皮細胞のtight junction分子の蛋白量への影響についても,健常者を対照としてwestern blot法で評価した.患者血清は,健常者血清に比較し,単層培養したBNB構成内皮細胞の電気抵抗値を有意に低下させることが明らかとなった.また患者血清の作用により,バリア維持のために重要な複数のtight junction分子の蛋白量の低下がみられた.これらのことから抗MAG抗体関連ニューロパチー患者血清中のなんらかの因子がBNBのバリア機能を低下させることが明らかとなった.抗MAG抗体関連ニューロパチー血清が,BNBの首座である血管内皮細胞のバリア機能に直接的影響を与え,さらに,バリア構成分子であるtight junction分子の発現量への影響を明らかにした点は,初年度の検討で得られた新たな成果であり,本疾患の病理所見で認められるBNB破綻を,in vitro BNBモデルを用いることで再現できる可能性を示すことができた.培養細胞を用いた研究の利点を生かし,バリア破綻の分子レベルでの解析を引き続き行っていく.BNB構成細胞には,内皮細胞の他に周皮細胞がありBNBのバリア機能を維持するのに重要な役割を持つとされる.本研究では,BNB構成内皮細胞だけでなく,周皮細胞にも着目しており,当研究室で樹立した周皮細胞株を用いて,患者血清による周皮細胞の細胞傷害への影響について,現在検討を行っている.IgM型抗MAG抗体関連ニューロパチー患者血清から精製したIgMが,血液神経関門(BNB)の首座である末梢神経神経内膜内微小血管内皮細胞(以下,BNB構成内皮細胞)のバリア機能を低下させることを明らかにした.具体的には,cell culture insertに単層培養したBNB構成内皮細胞株(in vitro BNBモデル)を用いて,insertの上室(流血側)に患者由来IgMを作用させた後のバリア機能(電気抵抗値)を,健常者を対照として測定した.患者由来IgMは,健常者に比較し,単層培養したBNB構成内皮細胞の電気抵抗値を有意に低下させた.本疾患を特徴づける血清中のIgM単クローン抗体が,BNB構成内皮細胞のバリア機能に直接的影響を与えることを明らかにした点は,本年度に得られた新たな成果である.本年度は,類縁の免疫性ニューロパチーである慢性炎症性脱髄性多発根神経炎(以下,CIDP)でみられるBNB破綻の病態についても,in vitro BNBモデルを用いて上記と同様の解析を行い,CIDP患者血清がBNBを破綻させる作用を持つこと,バリア破綻の機序として,BNB構成内皮細胞が産生するmatrix metalloproteinase(MMPs)が関与する可能性を明らかにした.CIDPでみられるBNB破綻の病態についても,in vitro BNBモデルを用いて再現できることを示すことができた.抗MAG抗体が,BNB構成内皮細胞のバリア機能に直接的影響を与えることを示す知見が得られたが,抗体が認識するBNB構成内皮細胞中の抗原が何かという問題や,抗体が作用した後にバリア機能が低下する詳細な機序については、まだ明らかにできていないため,培養細胞を用いてバリア破綻の分子メカニズムの解析を引き続き行う必要がある.昨年度までに、血液神経関門(blood-nerve barrier: BNB)を構成する内皮細胞を用いたインヴィトロモデルを作成し、IgM型抗MAG抗体関連ニューロパチー患者血清から精製したIgM抗体をこのBNBモデルに作用させる検討を行い、本疾患のIgM抗体がBNBを直接破綻させることを明らかにした。初年度の検討で,in vitro BNBのバリア機能を低下させることが明らかとなった抗MAG抗体関連ニューロパチー血清中の液性因子の候補としては,炎症性サイトカインや免疫グロブリンなど様々な分子が考えられる.疾患を特徴づける血清中のIgM単クローン抗体(抗MAG抗体)は,候補分子の一つとして考えられるため検証を行う.方法としては,ヒトIgMの分離カラムを用いて,患者および正常血清から単クローンIgMを回収し,健常者血清由来のIgMを対照として,同濃度の患者由来の単クローンIgMを培養液に添加した条件で,BNB構成内皮細胞を一定時間培養し,バリア機能におよぼす影響やtight junction分子の定量解析を行う予定である.さらに,本疾患において流血中のIgMがBNBを越えて神経実質内に浸潤するメカニズムに関して,BNB構成内皮細胞にIgMの輸送担体が存在する可能性に着目し検討していく予定である.

患者由来のIgM型抗MAG抗体がBNB構成細胞を直接傷害する仮説(患者由来の抗MAG抗体が,血管内皮細胞や周皮細胞の持つ特定の分子を認識し,バリア機能に影響をおよぼす可能性)について引き続き細胞学的検討を行う.免疫沈降法と質量分析法を用いて,抗MAG抗体が,内皮細胞や周皮細胞中のどのような分子を認識し結合するのか特定したい.その後のBNB破綻の分子メカニズム(MMPsやVEGFの関与の可能性,tight junction分子の発現量や分布の変化等)について,遺伝子・蛋白質レベルでの詳細な解析を行う予定である.神経内科学
せん断応力を受けた培養内皮細胞が示すF-アクチンフィラメントの動的反応過程の解析

ウシ大動脈由来の血管内皮細胞をカバーガラス上に培養し、顕微鏡下でコンフル-エントになったことを確認した後、まず、細胞に色素を取り込ませる穴をあけるため、サポニン処理(0.5mg/mlの濃度でハンクス平衡塩類溶液に溶解した)を20分間施した。その後、150nMの濃度のロ-ダミンファロイジンに20分間浸し、細胞が生きたままの状態でアクチンフィラメントを染色した。この細胞を平行平板型フローチャンバにセットし、蛍光顕微鏡で観察を行いながら、2Paの定常的なせん断応力を負荷した。平行平板型フローチャンバには、10%牛胎児血清と蛍光色素の褪色防止剤であるn-プロピルガレート(0.01g/ml)を混ぜたダルベッコ改変イ-グルメディウムを灌流させた。観察と同時に高感度ビデオカメラで撮影を行い、ビデオテープに映像を記録した。1時間にわたって実験を行った結果、一部のアクチンフィラメントが徐々に成長する様子が観察されたが、流れの方向への配向などは観察されなかった。サボニン処理により、細胞を固定化せずにアクチンフィラメントを染色し、せん断応力を受けた血管内皮細胞のアクチンフィラメントの動的な反応過程の解析が可能であることは確認できた。しかし、蛍光色素であるロ-ダミンファロイジンが蛍光顕微鏡で観察中に褪色してしまい、長時間にわたった観察が不可能であるため、今後、高感度ビデオカメラをとおした映像の記録方法などを改善し、アクチンフィラメントの動的な反応過程を詳細に観察する予定である。
気分障害外来患者の再発や自殺を予防する精神科外来看護ケアガイドラインの開発

気分障害外来患者の再発や自殺予防のためのケア実施上の困難について、熟練看護師の実践を明らかにすることを研究目的とした。当該ケア実施上の困難とは、平成29年度に実施した精神科外来看護師を対象とした質問紙調査で、半数以上の回答者が困難だと回答した項目とした。研究参加者は6名の5年以上の精神科外来看護の経験を有する熟練看護師であった。研究参加者に対し、半構造的インタビューを個別に実施した。インタビュー内容は、患者-看護師関係の構築、治療の方向性や経過の把握の方法、患者とかかわる時間の確保の方法、自殺や再発のリスクアセスメントと、ハイリスクと判断した時の対応についてとした。逐語録を作成し、外来看護師が困難だと感じている項目に対する実践について語られている部分を抽出し、質的手法を用いて分析を行った。参加者の属性は、平均精神科外来看護経験年数10.8年、範囲619年)であった。分析の結果、患者-看護師関係の構築では、患者のことを気にかけている姿勢を積極的に示すこと、相談できる機会があることを示すなどの行動が示された。治療の方向性の共有については、定期的なカンファレンスの開催、把握した情報の共有などの行動が示された。患者と関わる時間の確保については、業務時間内での相談時間の設定や相談対応ができるスタッフの配置の工夫などが示された。自殺や再発のリスクアセスメントの方法については、外来受診時のさまざまな場面での観察や、患者の状態を的確にとらえられるような具体的な質問方法などが示された。自殺や再発がハイリスクと感じた時の介入方法については、院内外での多職種との連携を活かした介入や刺激を軽減するための待ち時間中の介入などが支援された。本研究の目的は気分障害外来患者の再発や自殺を予防する精神科外来看護ケアガイドラインの開発である。今年度の研究目的は、ガイドラインに含むべき気分障害外来患者の再発や自殺を予防する精神科外来看護における臨床課題を明らかにすることである。精神科病院または精神科診療所にて気分障害外来患者に対し再発や自殺の予防を目的にケアを実施している看護師で、かつ精神科外来看護の経験を3年以上有する者を対象にインタビュー調査を実施した。質的記述的手法を用いて分析を行った。気分障害外来患者に対し再発や自殺の予防を目的にケアを実施している中での困難や課題として、精神科外来看護における看護師の役割が不明確であることや、外来患者の経過や治療の方針などが共有されていないことがケアの実施を困難にさせていることが示された。その他、業務量が多い、人手が足りないなど、患者に対しケアを実施できる体制が十分に整っていないことも課題であることが示された。以上のように、気分障害外来患者に対し再発や自殺の予防を目的としたケアの実施のために、検討すべき課題が示されたが、外来看護師のケアの実施には、各施設における診療体制や人員配置、看護師のケアのスキルなども影響すると考えられる。そのため、全国的の精神科外来および精神科診療所の外来看護師を対象とした、気分障害外来患者に対する再発や自殺の予防を目的としたケアの実施状況についての調査を準備している。インタビュー調査の対象者とした、精神科病院または精神科診療所にて気分障害外来患者に対し再発や自殺の予防を目的にケアを実施している看護師で、かつ精神科外来看護の経験を3年以上有する者をリクルートすることに時間がかかった。看護相談を実施している施設や縁故などを頼りに研究依頼をしたが、外来看護師としての経験はあってもケアについて語れないことを理由に辞退されることも多かった。平成28年度中に臨床課題を特定し、それをもとにした質問調査の実施を予定していたが、リクルートに時間を割いたため、現時点では質問紙を作成する段階である。平成28年度に調査した気分障害外来患者の再発や自殺を防ぐためのケア実施における困難や課題の現状を明らかにすることを目的に、全国の精神科医療機関の看護管理者と看護師を対象とした質問紙調査を実施した。日本精神科看護協会の会員施設名簿に記載されている精神科医療機関から無作為抽出をした400施設と、名簿に記載されている全精神科診療所47施設、合わせて447施設を対象に調査を依頼し、69施設から調査への協力を得た(回収率15.4%)。外来看護管理者が感じている精神科外来看護における課題について、自由記述を求め、内容分析を行った。分析の結果、外来看護管理者が精神科外来において感じている課題として看護ケアの質の向上に関することが最も多く、その他人材育成や、多職種連携に関すること等に課題を感じていた。また69施設に所属する293名の外来看護師を対象に、看護師の属性、外来での担当業務、気分障害外来患者に対し再発や自殺を防ぐためにケアを実施する上で感じている困難、気分障害外来患者に対する感情労働測定尺度(片山ら,2005)の程度や医師と看護師の協働に対する態度(小味ら,2011)、看護師の仕事意欲測定尺度(佐野ら,2005)等について質問紙調査を実施した。当該ケアを実施する上で感じている困難として、外来患者の病名の把握や経過の把握、リスクアセスメント等10項目について困難を感じているかを質問した。外来での担当業務は先行研究(長井,2008)を参考に、対話や看護記録、多職種連携など15種の業務とし、各業務の担当の有無を質問した。

202名から回答を得、181名を分析対象とした(有効回答率61.7%)。担当業務の有無による感情労働の違いを明らかにするためにt検定を行った結果、複数の業務において、感情労働の程度に違いがあることや、当該ケアにおいて感じている困難の有無によって、感情労働や医師との協働性に違いがあることが示された。平成29年度において、気分障害外来患者の再発や自殺を防ぐためのケアの実施における困難や課題の全国の臨床の状況について明らかにすることができた。今後、当該ケアにおけるガイドラインを作成する上で、取り上げる困難や課題については特定できる結果を得たと考えている。気分障害外来患者の再発や自殺予防のためのケア実施上の困難について、熟練看護師の実践を明らかにすることを研究目的とした。当該ケア実施上の困難とは、平成29年度に実施した精神科外来看護師を対象とした質問紙調査で、半数以上の回答者が困難だと回答した項目とした。研究参加者は6名の5年以上の精神科外来看護の経験を有する熟練看護師であった。研究参加者に対し、半構造的インタビューを個別に実施した。インタビュー内容は、患者-看護師関係の構築、治療の方向性や経過の把握の方法、患者とかかわる時間の確保の方法、自殺や再発のリスクアセスメントと、ハイリスクと判断した時の対応についてとした。逐語録を作成し、外来看護師が困難だと感じている項目に対する実践について語られている部分を抽出し、質的手法を用いて分析を行った。参加者の属性は、平均精神科外来看護経験年数10.8年、範囲619年)であった。分析の結果、患者-看護師関係の構築では、患者のことを気にかけている姿勢を積極的に示すこと、相談できる機会があることを示すなどの行動が示された。治療の方向性の共有については、定期的なカンファレンスの開催、把握した情報の共有などの行動が示された。患者と関わる時間の確保については、業務時間内での相談時間の設定や相談対応ができるスタッフの配置の工夫などが示された。自殺や再発のリスクアセスメントの方法については、外来受診時のさまざまな場面での観察や、患者の状態を的確にとらえられるような具体的な質問方法などが示された。自殺や再発がハイリスクと感じた時の介入方法については、院内外での多職種との連携を活かした介入や刺激を軽減するための待ち時間中の介入などが支援された。今年度のインタビュー調査の結果から、精神科外来看護ケアについてのインタビュー調査の対象者のリクルートに困難を要することや、外来において要ケア者の特定が困難であること、看護師の役割が不明確といった、ケア実施の根本ともなる問題が抽出されたことにより、ケアガイドラインの試案の検討までは時間的に困難だと考えている。そのため、気分障害外来患者への再発や自殺の予防を目的としたケアの実施を可能にするための臨床状況に即した指針を作成することを最終目的とする。文献検討においては自殺率の低い諸国の自殺予防のための介入に関する文献を参考にすることや、学会や研修会などに積極的に参加し、気分障害患者への再発や自殺を予防するための多職種によるアプローチ方法などについても情報収集を行う。その他精神科外来に携わる多職種へのインタビューも実施する。臨床課題にそったエビデンスの収集と整理に時間をかけることで、我が国の精神科外来の状況を踏まえた指針の作成に努める。
様々な形態を持つ貴金属ナノ粒子に近接する色素会合体の分光学的特性

本研究では、色素J会合体を貴金属ナノ粒子に近接させた時に起こる特異な分光学的特性と、表面プラズモン励起に大きな影響を与える貴金属ナノ粒子の形態との関係を明らかにした。これまで、表面プラズモンの影響下に置かれた単分子の挙動は、表面増強ラマン散乱あるいは近接場光学に関連して広く研究されてきたが、色素会合体に励起されるフレンケル励起子と表面プラズモンとの相互作用について研究された例は少なく本研究は有意義である。色素会合体と貴金属ナノ粒子を近接して配置したナノ構造体では、色素会合体の励起子吸収帯の強度が、近接する貴金属ナノ粒子に誘起される表面プラズモンにより強く影響を受ける。本研究において、この特異な分光特性と表面プラズモン励起に大きな影響を与えるナノ粒子の形態との関係を明らかにするため、本年度は次のような研究を行った。(1)表面プラズモン吸収帯が可視域にある銀ナノ粒子に着目し、様々な軸比をもった回転楕円体銀ナノ粒子(本年度は、ディスク状銀ナノ粒子(銀ナノディスク))の作製を試み、その生成反応条件を詳しく検討した。その結果、単分散性は必ずしも良くないものの、望みの軸比と表面プラズモン吸収ピーク位置を持つ銀ナノディスクを作製することができた。単分散性の向上については来年度も引き続き検討する予定である。(2)表面をハロゲン化した様々な軸比をもった銀ナノディスクにシアニン色素を吸着させることによりJ会合体被覆銀ナノディスクを作製し、その吸収・発光特性を検討した。その結果、特異な分光特性の発現強度と、銀ナノディスクの軸比に依存する表面プラズモン吸収ピーク位置との間には相関関係があることを見いだした。(3)会合体を形成する他の色素で覆われた銀ナノ粒子(球状銀ナノ粒子および銀ナノディスク)を作製し、その吸収・発光特性を評価した。シアニン色素以外の色素(ポルフィリン)が会合体として吸着した場合も、シアニン色素の時と同様、特異な分光特性が現れることが明らかになった。これまで、表面プラズモンの影響下に置かれた単分子の分光学的挙動は広く研究されてきたが、表面プラモンと色素会合体に励起されるフレンケル励起子との相互作用について研究された例は少なく本研究は有意義である。この特異な分光特性と表面プラズモン励起に大きな影響を与えるナノ粒子の形態との関係を明らかにするため、本研究課題では次のような研究を行った。(1)液相において球状および様々な軸比をもった回転楕円体銀ナノ粒子(銀ナノディスクおよび銀ナノロッド)の作製を試み、単分散性は必ずしも良くないものの、望みの軸比と表面プラズモン吸収ピーク位置を持つ銀ナノディスクおよび銀ナノロッドを得ることができた。(2)球状および様々な軸比をもった銀ナノディスクおよび銀ナノロッドにシアニン色素を吸着させることによりJ会合体被覆銀ナノ粒子を作製し、その吸収・発光特性を検討した。表面プラズモン励起が起こらないJ会合体被覆有機ナノ粒子の吸収・発光特性の評価も比較のため行った。特異な分光特性の発現強度と、銀ナノ粒子の軸比に依存する表面プラズモン吸収ピーク位置との間に相関関係があることを見いだした。(3)様々な軸比をもった金ナノロッドにシアニン色素を吸着させたJ会合体被覆金ナノロッド、あるいは、ポルフィリン色素のJ会合体で覆われた様々な軸比をもつ銀ナノ粒子(球状銀ナノ粒子、銀ナノディスク、銀ナノロッド)においても、シアニン色素J会合体被覆銀ナノ粒子と同様な特異な分光特性が現れ、その分光特性の発現強度と、貴金属ナノ粒子の軸比に依存する表面プラズモン吸収ピーク位置との間に相関関係があることを明らかにした。色素会合体と貴金属ナノ粒子を近接して配置したナノ構造体では、色素会合体の励起子吸収帯の強度が、近接する貴金属ナノ粒子中に誘起される表面プラズモンにより強く影響を受ける。(1)まず、表面プラズモン吸収帯が可視域にある銀ナノ粒子(液相に分散)に着目し、球状および様々な軸比をもった回転楕円体ナノ粒子の作製を試みその生成反応条件を検討した。その結果、ナノ粒子の単分散性は必ずしも良くないものの、望みの軸比と表面プラズモン吸収ピーク位置を持つ回転楕円体銀ナノ粒子を作製することができた。

(2)表面をハロゲン化した球状および様々な軸比をもった回転楕円体ナノ粒子(液相に分散)にシアニン色素を吸着させることによりJ会合体被覆銀ナノ粒子を作製し、その吸収・発光特性の予備的評価を行った。また、J会合体被覆リポソームの吸収・発光特性の評価も行った。表面プラズモンの励起が起こらない有機ナノ粒子であるリポソーム(液相に分散)上に形成されたJ会合体は、銀ナノ粒子上のJ会合体の吸収・発光特性を評価するうえでの参照試料として有用である。これまで、表面プラズモンの影響下に置かれた単分子の分光学的挙動は広く研究されてきたが、表面プラモンと色素会合体に励起されるフレンケル励起子との相互作用について研究された例は少なく本研究は有意義である。研究の前半で、様々な軸比をもった回転楕円体銀ナノ粒子の作製を試みたところ、その作製条件の設定に想定以上の期間を要した。その結果、種々色素会合体被覆銀ナノ粒子の作製とその分光特性評価は実施できたものの、金ナノ粒子を用いた同様な系に関しては予備的な検討段階にとどまっている。また、銀ナノ粒子を用いた系に関しても、均一性を向上させる新しい方法が最近明らかになり、再評価の必要がある。以上を総合的に判断すると、当初の研究計画より遅れている。その結果、シアニン色素J会合体被覆銀ナノ粒子の作製とその分光特性評価は予備的な検討段階にある。また、回転楕円体銀ナノ粒子作製に関しては次年度も引き続き検討をする必要がある。以上を総合的に判断すると、当初の研究計画よりやや遅れている。平成2324年度に実施した、(1)様々な形態をもつ銀ナノ粒子の作製、(2)シアニン色素J会合体被覆銀ナノ粒子の作製とその吸収・発光特性の評価、(3)会合体を形成する他の色素で覆われた銀ナノ粒子の作製とその吸収・発光特性の評価を、今後も継続して行うとともに、平成25年度は、貴金属として金にも着目し、(4)様々な形態をもつ金ナノ粒子の作製、(5)シアニン色素J会合体被覆金ナノ粒子の作製とその吸収・発光特性の評価を試みる。以上の3年間の研究により、貴金属ナノ粒子に近接する色素会合体の特異な分光特性と、ナノ粒子の形態との関係を明らかにする。平成23年度に実施した、(1)様々な形態をもつ銀ナノ粒子の作製、(2)シアニン色素J会合体被覆銀ナノ粒子の作製とその吸収・発光特性の評価を、今後も継続して行うとともに、平成24年度は、貴金属として金にも着目し、(3)様々な形態をもつ金ナノ粒子の作製、(4)シアニン色素J会合体被覆金ナノ粒子の作製とその吸収・発光特性の評価を試み、更に、(5)会合体を形成する他の色素についても同様な系の作製と評価を試みる。以上の2年間の研究により、貴金属ナノ粒子に近接する色素会合体の特異な分光特性と、ナノ粒子の形態との関係を明らかにする。その結果、本年度試みる予定であった回転楕円体金ナノ粒子の作製は予備的な検討段階にとどまっており、「次年度に使用する予定の研究費」が生じた。また、銀ナノ粒子に関しても均一性を向上させる新しい方法が最近明らかになり、再評価が必要である。
過熱水蒸気雰囲気におけるプラスチック粉体燃焼の安定化機構の解明

過熱した水蒸気と酸素からなる高温の酸化剤を用いてプラスチック粉体火炎の安定燃焼範囲が拡大することを確認した.また,常温では自立火炎の形成が困難である大きな粉体や難燃性プラスチック粉体において燃焼範囲に著しい拡大がみられた.小さな粉体や高温の酸化剤温度を用いた実験では,プラスチック粉体を燃焼させた際に生じる揮炎からの発光が減少した.これは,高温酸化剤によりプラスチック粉体のガス化が促進され予混合火炎が形成されているためである.このため,燃焼ガス中の未燃物質の量が著しく減少していることが確認された.過熱した水蒸気と酸素からなる高温の酸化剤を用いてプラスチック粉体火炎の安定燃焼範囲が拡大することを確認した.また,常温では自立火炎の形成が困難である大きな粉体や難燃性プラスチック粉体において燃焼範囲に著しい拡大がみられた.小さな粉体や高温の酸化剤温度を用いた実験では,プラスチック粉体を燃焼させた際に生じる揮炎からの発光が減少した.これは,高温酸化剤によりプラスチック粉体のガス化が促進され予混合火炎が形成されているためである.このため,燃焼ガス中の未燃物質の量が著しく減少していることが確認された.対向流バーナーを用いて、粉砕したプラスチック粉体が高温に過熱された蒸気中で安定に火炎を形成することを確認した。バーナー出口直径は10mmで、バーナー間隔は火炎に与える伸長率により決定した。上部バーナーから常温の空気で搬送された粉体流を、下部バーナーから高温に過熱した酸化剤を供給した。使用したプラスチック種は、年間廃棄量を考慮し、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、PETの4種とし、5μm200μmに粉砕したものを用いた。粉体は、微量フィーダーを用いて流れに精度よく供給した。蒸気は、IHヒーターを用いて1000°Cまで加熱し、大気と同じ酸素組成となるように21%の酸素を混合した。しかし、バーナーへの熱損失や酸素の混合により、バーナー出口での蒸気温度は最大750°Cであった。よどみ面近傍の流れはPIVを用いて等方性、対称性を確認した。火炎はよどみ面近傍に形成され、輝炎の強い発光が観察されたが、径の小さな粉体では、不輝炎である平面状の予混合を観察することができた。ただし、難燃材料であるPETでは安定した火炎を形成することが困難であった。粉体の径が大きくなると火炎は不安定になる現象がみられた。酸化剤に蒸気を用いた場合、高温空気よりも消炎限界が狭くなる結果が得られたが、熱移動においてふく射熱移動が重要である粉体燃焼では、より高温の蒸気を用いることにより消炎限界の拡大を期待する。昨年度と同様に対向流バーナーを用いて,今年度は主に過熱蒸気温度,酸素濃度,粉体サイズを変化させた場合の消炎限界の測定を行った.用いた粉体はポリメチル酸メチル(PMMA)およびポリプロピレンである.昨年度,サイズの小さな粉体やポリエチレンのような安息角の大きな粉体で粉体供給に問題が生じることもあったが,エアーバイブレーターの適切な配置,バッファボックスの大型化および流れの最適化,バーナー上流速度の上昇でより長時間安定な流れを形成させることが可能となった.直径5μmのPMMA粉体では,常温から750°Cの過熱蒸気温度の変化に対し,消炎限界が著しく(10倍以上)上昇することが分かった.これは,気体燃料の場合と同様,主に気体温度の上昇によるものであるが,低温域では,画像の観察から粉体の気化が促進されていることが確認され,その影響も消炎限界拡大に寄与していることがわかった.また5μmのPMMAを用いた過熱蒸気温度500°C,火炎の伸長率300 1/sにおいて,酸素濃度の低下により火炎は不安定になり,消炎限界が急速に低下してしまうことが確認できた.これは,火炎の安定性において,伸長率や温度よりも酸素濃度の影響は大きく,消炎限界を著しく変化させるためである.また,粉体の搬送気体を空気から窒素に変えた実験では,どの酸化剤温度においても消炎限界の大きな変化は確認できなかった.粉体の消炎限界濃度が当量比の表現でおおよそ等しいPMMA,ポリプロピレン,ポリエチレンにおいて,過熱蒸気温度,酸素濃度に対する消炎限界の変化に大きな違いを確認することができなかった.また,ふく射の再吸収に対する消炎限界の影響も,温度変化による影響と切り分けすることが困難であり,今後の課題であろう.
履帯上での進行波生成により任意方向移動を可能とする超柔軟無限軌道メカニズムの研究

無限軌道と進行波の双方を駆動させることによる任意方向移動を実現し,高い走破性を有する進行波生成クローラの具現化目指す.このために,第一に進行波生成式クローラの基盤技術の確立として基本要素である進行波生成アクチュエータの推進機構を構築し,第二に駆動システム全体の実装と移動体のモデル化,制御手法の構築,第三に模擬環境への導入と実験的検証を行う.本研究では,履帯上での進行波の生成により任意方向移動を可能とする超柔軟無限軌道メカニズムを構築し,高い不整地踏破性を示す移動機構の実現を目的とする.本年度は進行波を生成クローラの履帯の構成要素となる進行波生成装置・アクチュエータの開発を主に行った.まず,進行波生成装置として柔軟性や耐衝撃性に優れる流体駆動アクチュエータに着目した.複数の圧力室を順次加圧することで各節が伸縮運動を行い,蠕動運動を生成するユニットを開発した.試作実験により,簡素な構成で実現できることがわかったが,応答の遅れから推進速度が十分得られないことが明らかとなった.続いて,進行波を機構的に生成する機械装置を2つ開発した.第1の装置は,チェーン状のリンク内に単一の螺旋状の駆動軸を配置した機構である.大きな推進速度が得られるものの,構造上耐荷重性に限界があることや,コンパクトな設計が困難な点が明らかとなった.次の第2に装置は,メッシュチューブ内に螺旋状の駆動軸を円周配置した蠕動運動生成機構である.軸対称構造で連続的な波を生成可能,全周囲に推進力を生成可能という特徴を有する.それぞれ試作した結果,モータの回転数によって速度を制御しやすいこと,地面に対して駆動力を伝達しやすいこと,剛体部品で構成されるため履帯との取り付けがしやすいなどの製作上のメリットがあることが明らかとなった.以上の進行波により1軸方向に推進するユニットに関して,その推進原理の検証を達成したことが,本年度の成果である.本研究の目的である進行生成式全方向移動機構の実現で最も重要で主要な構成要素となる進行波生成装置を試作し,推進原理を実機により検証することができた.特に,螺旋を用いた機械的な進行波生成装置は,軸対称構造で連続的な波を生成可能,全周囲に推進力を生成可能という,これまでに類の無い機構であり,本研究は当然ながら移動機構,搬送機構など様々に応用可能な構造を実現することができた.以上のように成果はおおむね当初の計画通りであり,本研究は進展していると考える.目的である進行波による全方向移動可能なクローラ機構の構築ため,今年度に開発した進行波生成装置をクローラ履帯に統合する.また,そのクローラの推進速度やペイロード,移動効率,段差乗り越え性能などの基本的な移動特性を明らかにするための実験を行い,設計手法を明らかにする.また,最終的には自律走行可能な全方向クローラを凹凸のある応用模擬環境へ導入し,走行面の軟弱さ,空間の狭さを含めた性能の評価を行い,得られた知見をフィードバックすることで研究を進める.無限軌道と進行波の双方を駆動させることによる任意方向移動を実現し,高い走破性を有する進行波生成クローラの具現化目指す.このために,第一に進行波生成式クローラの基盤技術の確立として基本要素である進行波生成アクチュエータの推進機構を構築し,第二に駆動システム全体の実装と移動体のモデル化,制御手法の構築,第三に模擬環境への導入と実験的検証を行う.本研究では,履帯上での進行波の生成により任意方向移動を可能とする超柔軟無限軌道メカニズムを構築し,高い不整地踏破性を示す移動機構の実現を目的とする.本年度は進行波を生成クローラの履帯の構成要素となる進行波生成装置・アクチュエータの開発を主に行った.まず,進行波生成装置として柔軟性や耐衝撃性に優れる流体駆動アクチュエータに着目した.複数の圧力室を順次加圧することで各節が伸縮運動を行い,蠕動運動を生成するユニットを開発した.試作実験により,簡素な構成で実現できることがわかったが,応答の遅れから推進速度が十分得られないことが明らかとなった.続いて,進行波を機構的に生成する機械装置を2つ開発した.第1の装置は,チェーン状のリンク内に単一の螺旋状の駆動軸を配置した機構である.大きな推進速度が得られるものの,構造上耐荷重性に限界があることや,コンパクトな設計が困難な点が明らかとなった.次の第2に装置は,メッシュチューブ内に螺旋状の駆動軸を円周配置した蠕動運動生成機構である.軸対称構造で連続的な波を生成可能,全周囲に推進力を生成可能という特徴を有する.それぞれ試作した結果,モータの回転数によって速度を制御しやすいこと,地面に対して駆動力を伝達しやすいこと,剛体部品で構成されるため履帯との取り付けがしやすいなどの製作上のメリットがあることが明らかとなった.以上の進行波により1軸方向に推進するユニットに関して,その推進原理の検証を達成したことが,本年度の成果である.本研究の目的である進行生成式全方向移動機構の実現で最も重要で主要な構成要素となる進行波生成装置を試作し,推進原理を実機により検証することができた.

特に,螺旋を用いた機械的な進行波生成装置は,軸対称構造で連続的な波を生成可能,全周囲に推進力を生成可能という,これまでに類の無い機構であり,本研究は当然ながら移動機構,搬送機構など様々に応用可能な構造を実現することができた.以上のように成果はおおむね当初の計画通りであり,本研究は進展していると考える.目的である進行波による全方向移動可能なクローラ機構の構築ため,今年度に開発した進行波生成装置をクローラ履帯に統合する.また,そのクローラの推進速度やペイロード,移動効率,段差乗り越え性能などの基本的な移動特性を明らかにするための実験を行い,設計手法を明らかにする.また,最終的には自律走行可能な全方向クローラを凹凸のある応用模擬環境へ導入し,走行面の軟弱さ,空間の狭さを含めた性能の評価を行い,得られた知見をフィードバックすることで研究を進める.
迷走神経系活動の刺激による脳‐免疫機能関連の修飾

安静時心拍変動が大きい個人はストレス制御能力が高い。そこで本研究では、人為的に心拍変動を高めることでストレス制御能力が促進するのではないかという仮説に基づき、呼吸統制に基づいたバイオフィードバック訓練により心拍変動を高め、その後に時間圧を伴う暗算課題により急性ストレスを負荷してストレス反応性への影響を検討した。実験群では10分間のバイオフィードバック訓練を、休憩を挟んで2回行うことにより、心拍変動の低周波成分が頑健に増強した。また実験群では、訓練を行わなかった統制群と比較し、主観的ストレス反応と炎症性サイトカイン反応が減衰しており、心拍変動上昇がストレス制御能力を促進することが検証された。本年度は、心拍変動性のバイオフィードバックの最適な方法を確立するために約10名の被験者を対象として、予備的実験を繰り返した。その結果、呼吸を1分間6回のペースに統制することにより、10分間のバイオフィードバックを休憩を挟んで2回繰り返すことで、心拍変動性の低周波成分が顕著に増加することを確認した。この現象はほぼ全員の被験者において認められ、頑健なものであることが確認された。これにより、本研究課題の独立変数部分である実験操作に関しては、方法が確立された。さらに、本研究課題の目的である、バイオフィードバックにより心拍変動性を増すことで急性ストレス反応からの回復性が促進されるか否かを検討するために、3名の被験者を対象として予備的実験を行った。心拍変動性バイオフィーバック条件と、これを行わない統制条件を設け、急性ストレス課題としては時間圧を負荷した連続暗算課題を使用した。急性ストレス反応としては、心拍、皮膚伝導反応を測定し、また唾液検体を採取して代表的なストレス・ホルモンであるコルチゾールを測定した。その結果、心拍変動性バイオフィードバックにより、急性ストレス負荷後の心拍がより早くベースラインに回帰する傾向が認められた。被験者が3名と少数なため、この結果についてはまだ評価することは難しい。今後さらに例数を増やして頑健な成果が得られるよう努力すると共に、神経画像研究を行って、神経メカニズムについての探索を行う。本研究では、バイオフィードバックの手法により心拍変動性を高め、これにより迷走神経系活動を亢進することにより脳と免疫系のストレス反応性を抑制することが可能か否かを検討することを目的としていた。平成25年度には、まず10名の参加者を対象とした予備的実験を行い、心拍変動性バイオフィードバックの最適な方法を確立した。呼吸を1分間6回のペース(吸気4秒、呼気6秒)に統制し、参加者自身の心拍変動性をリアルタイムで観察する、10分間のバイオフィードバック訓練を、休憩を挟んで2回繰り返すことで、心拍変動性の低周波成分を頑健に増強できることが確認された。平成26年度には、上記の知見に基づき、前年度に確立した方法による心拍変動性バイオフィードバック訓練を行う群(BF群)とこの訓練を行わないで安静状態を保つ統制群を設け、その期間の前後に、連続加算課題により急性ストレスを負荷し、そこにおける主観的ストレス感、心拍、皮膚伝導水準、唾液中コルチゾールと炎症性サイトカイン(IL-6)を測定する実験を、24名の参加者を対象として行った。その結果、バイオフィードバック訓練あるいは安静期間の前の急性ストレス負荷では、いずれの指標にも群間差はみられなかった。一方、バイオフィードバック訓練あるいは安静期間の後の2回目の急性ストレス負荷に対しては、BF群では統制群と比較して、主観的ストレスと炎症性サイトカインの反応性が有意に低減された。さらに、訓練あるいは安静期間中の心拍変動性低周波成分のパワー値が高いほど、2回め負荷に対する主観的ストレス感、炎症性サイトカインの値はいずれも低くなった。これらの結果は、心拍変動性バイオフィードバック訓練により一過性に亢進された迷走神経系活動が心理的・生理的ストレス反応を抑制する効果があったことを示している。生理心理学心拍変動性バイオフィードバックの最適な方法について検討を重ね、方法を確立できたことで、本年度の目的の半分は達成された。しかし、このために時間を要したために、心拍変動性バイオフィードバックが急性ストレス反応からの回復を促進する効果については、十分な検討を行うことができなかった。現在行っている実験を継続し、今後さらに例数を増やして心拍変動性バイオフィードバックが急性ストレス反応からの回復を促進する効果について、頑健な成果が得られるよう努力する。上記の効果について頑健な結果が得られたならば、fMRIによる神経画像研究を行って、神経メカニズムについての探索を行う。予備的実験研究に時間を要し、予定していた実験が全て終了しなかったため。平成26年度に行う実験研究において必要な物品費として使用する。
貝類における還元環境への進出と適応に関する進化学的研究

1.沖縄県石垣島、同西表島、北海道知床半島、小樽市忍路の各地において潮間帯還元環境の生物相調査を行い、多数のユキスズメ科貝類を採集した。これらのサンプルには、これまでに確認されていない未記載種が少なくとも2種含まれていた。また、海洋科学技術センター調査船なつしまNT03-06航海に乗船し、小笠原諸島海域の明神海丘および海形海山において深海熱水噴出域固有生物群の調査を行ったが、ここでも多数のユキスズメ科貝類を観察、採集することができた。2.これまでに生体が得られているユキスズメ科貝類の24種47個体について、アルコール保存した組織からtotal DMAを抽出、PCR法を用いミトコンドリアDMA (COI,16S,12S)の約2500塩基対配列を決定した。最節約法ならびにベイズ法により系統樹を構築した結果、検討した24種は深海の種群と浅海の種群の2群に大別されることがわかった。このうち、浅海の種群は属レベルの4単系統群を形成したが、既存の属レベルの分類体系とは全く異なる結果となった。また、同種内個体群間の遺伝的差異はいずれもごく小さいことが判明した。3.干潟潮間帯に生息するミヤコドリの成熟雌個体を室内水槽にて観察し、産卵行動ならびに同種の初期発生について検討した。その結果、同種が1日平均約8個の卵カプセル(各々のカプセルには平均25個の卵が含まれる)を産み付ける多産小卵型であることがわかった。孵化には約4週間を要し、孵化幼生はプランクトン栄養型であった。飼育下では2ヶ月で着底サイズにまで成長したが、腹足の発達などの変態や着底行動は見られず、その後死亡した。本科貝類が長期浮遊幼生期をもつことを初めて飼育により示したが、これは上述の地域個体群間の遺伝的均一性をよく説明する。
ミトコンドリア機能強化による抗メタボリックシンドローム機能性食品の開発

筋肉細胞を用いたミトコンドリア機能培養細胞評価系を構築しミトコンドリア機能亢進効果の検討を行った。(1) 5'-AMP-activated protein kinase、およびAcetyl-CoA carboxylaseの活性化を介した筋肉細胞のエネルギー代謝亢進効果、(2)細胞内でのミトコンドリア生合成に関与するPeroxisome proliferator-activated receptor-γcoactivator-1α分子のmRNA発現量増加、(3)細胞の呼吸活性の亢進効果、に代表される発酵乳ケフィアのミトコンドリア機能強化を介した抗メタボリックシンドローム効果を見いだした。平成24年度は前年度に構築した培養細胞評価系を用い、細胞のエネルギー代謝機能亢進効果の検討を行った。主な検討項目として筋肉細胞におけるミトコンドリア呼吸能の増強効果と肝細胞におけるエネルギー代謝亢進効果に関して検討を行った。筋肉細胞のモデルとして、マウス骨格筋由来筋芽細胞株C2C12細胞を用いて筋肉細胞のエネルギー代謝を亢進する機能性を有する食品に関して検討を行った。細胞のミトコンドリアにおける呼吸活性を定量化できるテトラゾリウム塩の一種であるWST-1を用いて調べたところ、C2C12筋管細胞に対して発酵乳ケフィア処理を48時間行った結果、細胞ミトコンドリアの呼吸活性の亢進効果が確認された。発酵乳ケフィアの4時間処理において脂肪酸β酸化経路活性化が前年度に確認されており、これらを併せて筋肉細胞へのエネルギー代謝亢進効果が強く示唆される結果を得た。肝細胞のモデルとして、ヒト肝ガン由来HepG2細胞、またはマウス初代肝細胞を用いて、細胞のエネルギー代謝への機能性を有する食品に関して検討を行った。発酵乳ケフィア処理により肝細胞モデルにおけるパルミチン酸β酸化の亢進が確認された。発酵乳ケフィア処理は細胞内でエネルギー代謝に大きく関与している5'-AMP-activated protein kinaseを活性化することが確認され、また同時にエネルギー代謝制御における上流因子の一つであるperoxisome proliferator-activated receptor-αのmRNA発現量の上昇が確認された。以上のことから発酵乳ケフィア処理はこれらのシグナル経路を介してエネルギー代謝亢進効果を生じさせていると考えられた。本研究の遂行にあたり、筋肉細胞を用いてミトコンドリア機能培養細胞評価系を構築し、ミトコンドリア機能亢進効果の検討を行った。その結果、発酵乳ケフィア処理を行うことで、細胞のミトコンドリアでのエネルギー代謝制御に関与する5'-AMP-activated protein kinase (AMPK)、および脂肪酸酸化に関与するAcetyl-CoA carboxylaseのリン酸化増強が確認されたことから筋肉細胞のミトコンドリア機能活性化が示唆された。また、細胞内でのミトコンドリア生合成に関与しているPeroxisome proliferator-activated receptor-γcoactivator-1α分子のmRNA発現量増加が確認された。また、テトラゾリウム塩の一種であるWST-1を用いて筋肉細胞のミトコンドリアにおける呼吸活性を調べたところ、発酵乳ケフィア処理を48時間行った結果、細胞のミトコンドリア呼吸活性の亢進効果が確認された。以上の結果を併せて、発酵乳ケフィアのミトコンドリア機能強化を介した筋肉細胞のエネルギー代謝亢進効果が強く示唆された。肝細胞モデルを用いて、エネルギー代謝への機能性を有する食品に関して検討を行ったところ、発酵乳ケフィア処理により肝細胞モデルにおける脂肪酸β酸化の亢進が確認された。また、発酵乳ケフィア処理は肝細胞でAMPKを活性化することが確認され、また同時にエネルギー代謝制御に関わる上流因子の一つであるperoxisome proliferator-activated receptor-αのmRNA発現量の上昇が確認された。メタボリックシンドロームモデルマウスを用いて検討したところ、発酵乳ケフィア投与による血中アディポネクチン量の変化は見られなかったが、耐糖能の改善と血中インスリン量の低下が認められ2型糖尿病症状の改善が強く示唆された。平成23年度は主に筋肉細胞を用いてミトコンドリア機能培養細胞評価系を構築し、ミトコンドリア機能亢進効果の検討を行った。主な検討項目として、筋肉細胞の脂肪酸燃焼機能の制御、およびグルコース取り込み機能の制御に関して研究を遂行した。マウス由来C2C12筋管細胞に4時間以上の発酵乳NKGケフィア処理を行うことで、ミトコンドリアにおける脂肪酸β酸化に関与している5'-AMP-activated protein kinase(AMPK)およびAcetyl-CoA Carboxylase(ACC)のリン酸化の増強が確認されたことより、ミトコンドリア機能の活性化が生じていると考えられた。さらに、脂肪細胞が分泌するホルモンの一種アディポネクチンは骨格筋に対して運動と同様の効果を示すことが知られている。このアディポネクチンの受容体であるAdipoR1の発現量が発酵乳NKGケフィア処理時間依存的に増加していた。

また、ミトコンドリア生合成に関与しているPeroxisome proliferator-activated receptor-γcoactivator-1α(PGC-1α)のmRNA発現量は比較対照群において12時間以上の時点で減少していくのに対し、ケフィア処理群においてはmRNA発現量が維持されていることが確認された。以上のように、NKGケフィアが筋肉のエネルギー代謝向上効果を持つことが強く示唆された。一方で、細胞外のグルコースを筋肉細胞内に取り込むことは筋肉の重要な機能の一つである。そこでグルコースの細胞内取込み活性を増強する食品成分の探索を行ったところ、発酵乳NKGケフィアに加え、還元水においても増強活性が確認された。さらにこの細胞内グルコース取込み増強効果はインスリン刺激の有無にかかわらず増強することが確認された。おおむね研究開始時に立案した研究実施計画に基づき研究を遂行できている。平成24年度は研究初年度に構築した培養細胞による機能評価系を利用し、ミトコンドリア呼吸活性と細胞のエネルギー代謝亢進を指標としたミトコンドリア機能亢進効果を有する機能性食品の検討を行い、次年度の研究につながる成果が挙げられた。研究開始時に立案した研究実施計画に基づき研究を遂行できている。平成23年度は研究初年度として研究遂行の柱となる機能性培養細胞を用いたミトコンドリア機能評価系構築を行うことが第一の目的であり、その構築したミトコンドリア機能評価系を用い、ミトコンドリア機能亢進効果を有する機能性食品の検討を行うことが第二の目的であった。平成23年度は順調にこの二つの目的を達成でき、次年度以降の研究につながる成果が挙げられた。培養細胞評価系により筋肉細胞・肝細胞のそれぞれにおける脂肪酸燃焼機能制御、細胞へのグルコース・脂質取込み機能制御、エネルギー代謝機能制御などの抗メタボリックシンドローム効果を有する機能性食品成分の単離・同定、加えて活性成分の作用点を明確にするための検討を行う。また、タンパク質品質管理機能増強、DNA修復機能増強が抗メタボリックシンドロームに寄与する効果の検討を行う。さらに、メタボリックシンドロームのモデル動物を使用した動物実験により包括的な抗メタボリックシンドローム機能を有する機能性食品の評価を行う。今後は構築されたin vitro培養細胞評価系により筋肉・肝細胞それぞれにおける脂肪酸燃焼機能制御、細胞へのグルコース・脂質取込み機能制御、エネルギー代謝機能制御などの抗メタボリックシンドローム効果を有する機能性食品成分の単離・同定、加えて活性成分の作用点を明確にするための検討を行う。
プレス加工に依る自在な結晶方位制御法の検討

プレス加工を利用し鋼板の結晶方位を制御する方法を検討した。まず繰り返し剪断応力を加えるためのプレス加工実験装置を開発した。純鉄板を試験片として繰り返し剪断応力を加えた後、種々の条件で焼鈍した。試験片の断面をEBSDで分析し、結晶粒の方位分布を求めた。その結果特定の方位の結晶粒が粗大化することが確認された。これにより繰り返し剪断応力の付与により結晶方位を制御する可能性が示された。H25年度は、昨年度開発した振動プレス加工実験装置を用いて、プレス加工条件が熱処理後の静的再結晶組織に及ぼす影響を調べた。純鉄板より試験片を切り出し、ひずみ取り焼鈍を行った後、振動プレス加工実験に用いた。平均プレス荷重は試験片が剪断変形を起こし始める値に設定し、ピエゾアクチュエータにて十分大きい振幅で荷重振動を与えた。荷重振動を18000回加えたのち、700°C900°C×1時間の条件で焼鈍を行った。それらの試験片の断面を研磨し、EBSD分析により結晶粒の分布およ結晶方位分布を調べた。その結果、1焼鈍温度700°C800°Cの試験片において、プレスで剪断ひずみを加えた部分に大きな結晶が成長している試験片が見られた。2これらの大きく成長した結晶粒はRD穂軸方向に対して<111>方向が10度以内の方位を有していた。3同条件で加工・熱処理しても結晶粒が粗大化しなかった試験片の結晶方位は2とは大きく異なる方位を有していた。これらの結果から、剪断変形を加えたことにより特定方向の結晶が大きく成長したことが推察される。すなわち変形域内の結晶は結晶方位によって変形し易さが異なるため、結晶法によって転位の蓄積量が異なるはずであり、その後試験片を焼鈍したときこれらの転位の蓄積量の違いにより、粒成長のし易さが異なったものと推察される。そのため、剪断域内に適当な結晶方位の粒が存在した場合、優先的にその粒が成長し、一方、そのような粒が存在しない場合、粒成長が見られなかったものと説明できる。以上より、本手法により再結晶粒の方位を制御する可能性が示された。小型モーターは自動車、家電、情報機器など多くの工業製品に多数用いられており、そのエネルギー効率の向上は世界レベルでの電力消費量削減ならびにCO2排出量削減に非常に大きな効果がある。小型モーターの効率向上には、ローターやステーターなどモーターの鉄芯の磁気特性の向上が有効であることから、本研究ではモーターの鉄芯のプレス加工を利用し、鉄芯中の磁力線の経路・分布に沿って鋼板の結晶の磁化容易軸(<100>方位)を揃えることが出来れば、各種小型モーターの効率を向上させることができると期待される。そこで本研究では純鉄板を試験材料とし、剪断塑性ひずみ付与による結晶方位制御の可能性を明らかにし、その原理を検討することを目的としている。平成24年度は試験片に種々の剪断ひずみを与えるためにプレス装置を模擬した実験装置を開発した。本装置は鉄板の剪断加工を行いながら同時に工具に微細な振動を加える装置であり、パンチとダイのクリアランス部に繰返し剪断応力を与えることが出来る。さらにこの試験片を焼鈍し再結晶を起こさせる。焼鈍前後の試験片についてEBSD装置で分析し、結晶粒径、結晶方位分布などの違いを検討した。H24年度の目標であった実験装置の開発が完了し、また一連の実験手順およびEBSD装置による分析方法も確立した。この実験により、再結晶による結晶方位分布変化が検討できることが確認できた。今後はプロセス条件を変え、それが結晶方位分布にどの様な影響を与えるかを定量的に検討する予定である。よって当初目標を達成しており、順調に進んでいると考えている。H24年度で実験方法が確立できたので、H25年度はプレス加工条件、応力振動条件、熱処理条件を様々に変化させ、EBSD分析により再結晶粒の結晶方位分布を調べ、加工条件・熱処理条件が結晶方位分布にどの様に影響するかを定量的に検討する。再結晶粒方位と加工条件との間に相関が見つかれば、結晶方位を任意に制御することが可能になる。H25年度は実験結果について学会等で積極的に発表して行く予定である。H24年度は、実験装置の開発に研究費の多くを使用する予定であったが、装置開発のコストを低く抑えることができ、また国内旅費および人件費が予定より少なかったため、未使用額が生じた。次年度は、未使用額も含めて実験経費(消耗品、工具、素材、装置使用料)、旅費、学会参加費などに用いる。