hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
誘電体加速による超高Ｑ・超高電界加速器の実証と超高輝度ビームとの融合の研究

本研究は、誘電体の持つ低誘電損失特性を利用した、常伝導加速空洞と比較して大幅に高いQ値をもつフォトニック加速空洞の開発とその原理実証を行うことが目的である。最終度は、フォトニック加速空洞の原理実証機として多セル(5セル)空洞の開発に着手した。まず、2次元有限要素法並びに3次元有限積分法による電磁場シミュレーションで原理実証機空洞の性能を最適化した。その結果、実在する低誘電損失セラミックスを用いて、既存の常伝導加速空洞の無負荷Q値より1桁高く、シャントインピーダンスも数倍高い性能を持つ高電力効率のフォトニック加速空洞の設計に成功した。次に原理実証機空洞に関する高周波設計をもとに、実際に1セラミックセル構造の製作や2入力カプラー、モードコンバーターといった原理実証機空洞に付随する高周波デバイスの設計・製作を経て、最終的には多セルタイプのフォトニック加速空洞の原理実証機を完成させた。そして、この原理実証機に対してベクトルネットワークアナライザーを用いた低電力試験を実施した。その結果、本原理実証機は電磁場シミュレーションによる設計値とほぼ同じく、既存の常伝導加速空洞の10倍以上に相当する高い無負荷Q値を持つということを実験的に証明した。また、ビードプル摂動法を用いて、空洞内に励振される軸上電場分布とシャントインピーダンスを測定した結果、電磁場シミュレーションで求められた値とほぼ同じ測定結果が得られた。最終的には、大電力高周波源としてクライストロンを用いた高電界試験を実施し、加速空洞内部にMV/mオーダーの軸上加速電界を励振させることにも成功した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、誘電体の持つ低誘電損失特性を利用した液体窒素温度で10^610^7程度の高いQ値をもつ1フォトニック加速空洞の開発と、高耐電圧特性を利用した2超高電界(>数GV/m)の誘電体誘起波加速の応用というそれぞれ異なる2つの誘電体加速方式の原理実証を行うことが目的である。本年度は1フォトニック加速空洞の原理実証に向け、最も重要な低誘電損失材料の探索とその誘電特性等を評価するための測定装置開発に取り組んだ。具体的には、所有する高温電気炉を用い、多結晶セラミックス(アルミナ等)のウィスパーリングギャラリーモード誘電体共振器を自作し、誘電体の複素誘電率測定と、将来的にフォトニック加速空洞の高電界試験も可能な真空チェンバーの設計・立ち上げを行った。そして、これらを用いて誘電特性を測定した結果、アルミナ4Nやサファイアを使用した誘電体共振器が室温で10万以上の高いQ値を示し、既存の常伝導体(高純度銅など)では、到達不可能な高いQ値の共振器の製作に成功した。次に、2誘電体誘起波加速に向けては、自作した微小誘電体管内に誘起される誘起波の放射周波数を理論的に計算し、3次元PIC法(Particleincellmethod)を用いて、誘起波の加速電界、エネルギーゲイン等の詳細な計算を行った。この計算を基に産業技術総合研究所の30MeV S-band電子ライナックからの超短パルス電子ビームを使用して、実際にチェレンコフ放射(誘起波)発生実験を行い、干渉計を用いたインターフェログラム計測を行った。その結果、設計通り数十GHz付近にピークを持つ誘起波の放射スペクトルの検出に成功した。本研究は、誘電体の持つ低誘電損失特性を利用した液体窒素温度で高いQ値をもつフォトニック加速空洞の開発と、高耐電圧特性を利用した2超高電界(>数GV/m)の誘電体誘起波加速の応用というそれぞれ異なる2つの誘電体加速方式の原理実証を行うことが目的である。フォトニック加速空洞の原理実証研究においては、特に(1)フォトニック加速空洞原理実証機の高周波設計と(2)試作機の製作・低電力試験を中心に行ってきた。本研究においてフォトニック構造の高周波設計は、加速空洞の性能、製造コスト等が直接関係する非常に重要なパーツの一つである。私は、非常にシンプルなフォトニック構造で、従来の常伝導空洞よりも数桁高い電力効率を持つ加速管構造を発見した。このコンセプトを原理実証するために3次元電磁場解析ソフトを用いた高周波設計を行い、空洞内部での電力損失が最小になるように滑降シンプレックス法を用いて空洞形状の最適化も行った。最終的には、本加速空洞の最もシンプルな構造をしたシングルセル空洞を製作し、ネットワークアナラーザーを用いて、空洞性能を評価するための低電力試験を行った。その結果、本空洞のQ値(空洞内部での電力損失の小ささを表すパラメータ)は、計算通り一般的な常伝導性空洞の加速モードのQ値の数倍高い値を実現した。誘電体誘起波加速実験においては、昨年度、産業技術総合研究所で行った実験で問題となった「ドライブビームのミスアライメントによる加速モード以外の電磁場モードが誘起」を減らすため、加速管の6軸制御機能を搭載した実験チャンバーを製作した。そして、本実験チャンバーをビームラインにインストールし、平成27年度のビーム加速実験に向けて加速管の設計等の準備を進めてきた。

その結果、実在する低誘電損失セラミックスを用いて、既存の常伝導加速空洞の無負荷Q値より1桁高く、シャントインピーダンスも数倍高い性能を持つ高電力効率のフォトニック加速空洞の設計に成功した。次に原理実証機空洞に関する高周波設計をもとに、実際に1セラミックセル構造の製作や2入力カプラー、モードコンバーターといった原理実証機空洞に付随する高周波デバイスの設計・製作を経て、最終的には多セルタイプのフォトニック加速空洞の原理実証機を完成させた。そして、この原理実証機に対してベクトルネットワークアナライザーを用いた低電力試験を実施した。その結果、本原理実証機は電磁場シミュレーションによる設計値とほぼ同じく、既存の常伝導加速空洞の10倍以上に相当する高い無負荷Q値を持つということを実験的に証明した。また、ビードプル摂動法を用いて、空洞内に励振される軸上電場分布とシャントインピーダンスを測定した結果、電磁場シミュレーションで求められた値とほぼ同じ測定結果が得られた。最終的には、大電力高周波源としてクライストロンを用いた高電界試験を実施し、加速空洞内部にMV/mオーダーの軸上加速電界を励振させることにも成功した。フォトニック加速空洞の開発においては、本研究で最も重要な加速管の加速効率が従来の常伝導加速空洞よりも数倍高くなるフォトニック構造を発見した。また、実際に試作機を製作し、低電力試験において本加速管の優位性を実験的に証明することに成功したため。27年度が最終年度であるため、記入しない。フォトニック加速空洞の開発においては、高電力試験を行った場合、加速管内部で放電が頻発する可能性がある。そのような問題が発生した場合、加速管のロウ付けや誘電体セルと銅筐体の冷やしバメによる固定等により、放電発生の低減化を目指す。誘電体誘起波加速器の研究では、最終目標である7GeVの電子ビームの加速に向けて、誘電体構造の設計・実機製作を行う。1フォトニック加速空洞の開発に向けては、本研究で最も重要となる低誘電損失材料を見つけ、かつ所有する設備で高Qウィスパーリングギャラリーモード誘電体共振器の製作に成功した。また、2誘電体誘起波加速器においても詳細な電磁場計算を行い、それに基づいて設計した微小誘電体管で実際に誘起波発生に成功した。1フォトニック加速空洞の開発においては、実際にフォトニック加速空洞の量産化等やセラミック形成方法等を考慮した加速空洞の高周波設計を行う。そして、実際にはシングルセルから数セル程度のテスト空洞を製造し、空洞の低電力試験を行う。2誘電体誘起波加速器の研究では、最終目標である8GeVの電子ビームの加速に向けて、誘電体構造の設計・製作を行う。また、本研究には精密なビームアライメントが必要であるため、それを可能にする多軸可動治具の設計・製作も並行して行う。
原索動物ホヤ類の主要組織適合抗原遺伝子の単離

1)PCR法を用いたマボヤMHC部分遺伝子増幅の試み魚、カエル、ヘビ等下等脊椎動物のMHCクラスIおよびIIのcDNA配列からよく保存されている領域を選び、PCR用のディジェネレートプライマーを作製した。マボヤ血球から総RNAを単離し、RT-PCRを行った。条件を種々検討したが、目的のサイズに相当するバンドはまだ得られておらず、さらに検討が必要である。2)マボヤ血球の自己-非自己識別反応に伴い細胞培養液中に検出されるフェノールオキシダーゼ活性の回析異個体のマボヤ血球を混合して培養すると、培養液中にフェノールオキシダーゼ活性が検出されるが同個体の血球培養液やカルシウムイオノフォアの刺激に応答してメタロプロテアーゼが遊離された血球培養液中には同酵素活性は検出されたなかった。また、本酵素活性は、酸、アルカリ、熱処理に不安定で、金属キレート剤、KCN、フェニルチオウレア等の阻害剤に強い感受性を示した。これらの性質は、昆虫の体液中に検出される活性型フェノールオキシダーゼの性質とよく類似している。現在、本酵素の精製を試みている。3)自己-非自己識別反応に関連する細胞内情報伝達系の解析自己-非自己識別反応は、異個体の血球が接触すると血球細胞膜表面で、自己と非自己の識別が行われ、非自己と認識されると、両方の血球が細胞崩壊を起こす反応である。この細胞崩壊を阻害する物質を検索したところ、細胞内カルシウム枯渇剤、いくつかのチロシンキナーゼ阻害剤により細胞崩壊が阻害された。しかし、PKC阻害剤である。H-7には阻害効果がなかった。このことから、自己-非自己識別後の細胞崩壊反応には、少なくとも細胞内カルシウムおよび、チロシンキナーゼが関与している可能性が示唆された。
高齢者の生活機能の維持及び増進を目的とした介入プログラムの開発と評価

本研究では、高齢者が自立した社会人として生活するのに必要な活動能力全般を生活機能と定義し、これらの機能の維持・増進を目的とした地域介入プログラムを開発し、その効果評価を行うことを目的としている。宮城県北の米山町を介入地区、大郷町を非介入地区として選定した。これらの両地区に居任する7084歳の高齢者を対象とした。研究は、(1)介入前調査(2003年8月)(2)介入プログラムの実施(約2年間)(3)介入後調査(2005年8月)の手順で進められた。調査は、面接調査と体力測定から成り、介入前後の両調査に応じた者は、介入地区、非介入地区それぞれ1,244人、746人であった。介入プログラムは、体操やレクリエーションの指導、健康情報の提供、低栄養予防のプログラム、役割の見直しと創出から成る。これらのプログラムの提供は、地域の高齢ボランティアによって行なわれた。非介入地区には、健康情報の提供のみを行なった.介入地区と非介入地区の介入前調査時点(2003年)での調査参加者の男女構成(4:6)や平均年齢(約75歳)は近似していた。また、生活機能を表す老研式活動能力得点の平均値にも差は見られなかった。約2年間の介入プログラムの実践により以下のような結果が示された。習慣的に体操や運動をする者の割合及び食生活における摂取食品の多様性得点の平均は、介入地区では増加、非介入地区では低下していた。体力得点(MFS得点による)、社会参加得点は、介入地区、非介入地区とも低下傾向にあったが、介入地区における低下幅(介入前-介入後)は、非介入地区のそれより少なかった。また、転倒事故の発生割合は、両地区とも低下したがその低下幅は、介入地区でより大きかった。老研式活動能力得点は、介入地区(11.3→11.2)、非介入地区(11.5→11.3)とも低下したが、非介入地区の低下は有意であった。以上のことから、地域の在宅高齢者を対象とした介入プログラムは、老化に伴う心身の機能低下を抑制し、自立した生活の維持に有効であることが示唆された。本研究では、高齢者が一人の社会人として生活するのに必要な能力である活動能力全般を生活機能と定義し、これらの機能の維持・増進を目的とした地域介入プログラムを開発し、その効果評価を行うことを目的としている。1.調査対象と方法:宮城県北の米山町、大郷町の7084歳の高齢者(各々1,709人、1,400人)を対象とし、米山町を介入地区、大郷町を対照地区として、介入前調査を行った。調査は、平成15年810月に行われた。調査内容は、面接調査(基本属性、移動能力、老研式活動能力、生活体力、体力イメージ、生活習慣、主観的健康度、転倒とその状況、外出頻度、QOL関連指標)と体力測定(握力、長座位体前屈、立ち上がり時間、片足立ち、歩行機能、UP&GO、最大ステップ長)から成る。調査への参加人数は、米山町1,504人、大郷町1,269人であった。

2.両地区の特性の比較検討:参加者の男女構成は、米山、大郷それぞれ約4:6と同様であり、平均年齢もそれぞれ75.4歳、75.7歳と近似していた。また、生活機能を表す老研式活動能力指標得点の平均も米山11.1点、大郷11.2点と差は見られなかった。これらから、両地区を本研究の介入地区、対照地区として設定することに問題なしと判断された。3.介護予防推進ボランティアの養成:104人のボランティアが選出され、平成16年1月に3回の研修会を実施した。4.要介護予防通信の発行:平成15年12月から1回/月の予定で要介護予防情報の発信を開始。5.要介護予防教室の開催:老研式活動能力指標10点以下の391人を対象として2月から計8回の予定で教室を開始した。内容は、体操、レクリエーション、介護予防情報の提供など。4月からは、集会所単位で2回/月ボランティアをリーダーとして体操・レク、情報提供等を行う予定。6.低栄養予防のためのボランティア養成:4月から開始予定。本研究では、高齢者の活動能力全般を生活機能と定義し、これらの機能の維持・増進を目的とした地域介入プログラムを開発し、その効果評価を行うことを目的としている。今年度は研究の2年目に当たり、介入プログラムの継続と評価のための追跡調査を行った。1.追跡調査:宮城県北の米山町(介入地区)、大郷町(対照地区)の70歳85歳の高齢者(各々1,758人、1,440人)を対象とし、追跡調査を行った。調査は平成16年811月に行われた。調査内容は、面接調査(移動能力、老研式活動能力、生活体力、生活習慣、主観的健康度、転倒とその状況、外出頻度、QOL関連指標、役割、社会参加など)と体力測定(長座位立ち上がり時間、開眼片足立ち、歩行機能、UP&GOなど)から成る。調査への参加人数は、米山町1,328人、大郷町1,033人であった。2.介護予防教室の開催:米山町の4地区において、それぞれ8回の要介護予防教室を開催した。また、平成16年4月から、11の集会所でモデル的に2回/月ボランティアをリーダーとして体操・レク・情報提供を行い、同年11月よりこの活動は「お楽しみ会」として12回/月(開催頻度は各集会所によって異なる)の頻度で開催されている。ボランティアリーダーへの情報提供は定例会を通じて1回/月の頻度で実施している。3.要介護予防通信の発行(1回/月):平成15年1月から開始し平成17年3月までに計15回発行している。4.低栄養予防のためのボランティア養成:平成16年12月までに計3回の食生活改善推進リーダーの研修会を実施した。今後も要介護推進リーダーとともに各集会所において、食生活改善のための情報提供を行っていく予定。5.高齢者の役割拡大に資する目的で、実施している役割の内容を分析した。次年度に反映させる予定。6.生活機能の変化:生活機能を表す老研式活動能力指標得点の平均の変化は、平成15年→16年では米山11.3→11.3点、大郷11.4→11.3点と大郷に0.1点の低下がみられたが、有意ではなかった。今年度は研究の3年目にあたり、介入プログラムの継続と評価のための追跡調査を行った。1.追跡調査:宮城県北部の登米市米山町(介入地区)、大郷町(対照地区)の7086歳の高齢者(各々1,804人、1,676人)を対象とし、追跡調査を行った。調査は平成17年8月10月に行われた。
口腔・咽頭領域の形態が嚥下運動に及ぼす影響―超音波による3次元動態解析―

【目的】摂食・嚥下時において,食塊を形成・保持する際に口腔と咽頭腔は舌と口蓋によって遮断される.臨床の場においては,顎口腔領域の形態や機能の異常により,嚥下時に舌と口蓋による遮断ができずに摂食・嚥下障害が引き起こされる場合がある.これまでの食塊形成時における舌形態の評価方法は二次元的なものが多く,舌全体を評価しているとはいい難い.そこで,舌の立体的な特徴を検討するために,三次元構築の可能な超音波画像診断装置による描出方法の検討と,規格化しやすい水分保持時の舌形態の描出を行い,食塊保持時の舌背面形態と口蓋との接触状態を明らかにすることによって,舌の運動障害や麻痺による機能不全による摂食・嚥下障害を解明することを目的とする.【対象と方法】対象者は,健康な成人男性6名(平均年齢26.0歳)である.舌形態描出に先立ち,画像精度を高めるために,モーターを用いてプローブ操作方法の規格化を行った.舌背面上に基準点としてアルミ片を貼付し,規定した量の水分を口腔内で保持させ,顎下部よりプローブを当てたまま走査することにより,舌形態の三次元画像描出を行った.さらに,舌と口蓋が接触している舌背面形態を,舌背上に貼付した基準点より,左右側方,後方,深度の3方向に計測を行い,舌背面形態の指標とした.【結果および考察】舌形態を描出する際の設定した条件は,回転半径20cm,回転速度1.6°/s,周波数6.0MHzで,移動させた場合が最も歪みが少なかった.舌背上のマーカーを基準として,左右および後方の舌と口蓋の接触部位と陥凹深度の三方向に距離の計測を行うことによって舌背面形態およびその変化を客観的に捉えられた.食塊量の変化に対しては,舌背面形態を立体的に変化させることにより対応している被験者が多かった.この三次元的な食塊形成時の舌形態観察を,臨床に応用することにより,舌の形態異常だけでなく,客観的な機能障害の評価・診断に有効であると考えられた.【目的】摂食・嚥下時において,食塊を形成・保持する際に口腔と咽頭腔は舌と口蓋によって遮断される.臨床の場においては,顎口腔領域の形態や機能の異常により,嚥下時に舌と口蓋による遮断ができずに摂食・嚥下障害が引き起こされる場合がある.これまでの食塊形成時における舌形態の評価方法は二次元的なものが多く,舌全体を評価しているとはいい難い.そこで,舌の立体的な特徴を検討するために,三次元構築の可能な超音波画像診断装置による描出方法の検討と,規格化しやすい水分保持時の舌形態の描出を行い,食塊保持時の舌背面形態と口蓋との接触状態を明らかにすることによって,舌の運動障害や麻痺による機能不全による摂食・嚥下障害を解明することを目的とする.【対象と方法】対象者は,健康な成人男性6名(平均年齢26.0歳)である.舌形態描出に先立ち,画像精度を高めるために,モーターを用いてプローブ操作方法の規格化を行った.舌背面上に基準点としてアルミ片を貼付し,規定した量の水分を口腔内で保持させ,顎下部よりプローブを当てたまま走査することにより,舌形態の三次元画像描出を行った.さらに,舌と口蓋が接触している舌背面形態を,舌背上に貼付した基準点より,左右側方,後方,深度の3方向に計測を行い,舌背面形態の指標とした.【結果および考察】舌形態を描出する際の設定した条件は,回転半径20cm,回転速度1.6°/s,周波数6.0MHzで,移動させた場合が最も歪みが少なかった.舌背上のマーカーを基準として,左右および後方の舌と口蓋の接触部位と陥凹深度の三方向に距離の計測を行うことによって舌背面形態およびその変化を客観的に捉えられた.食塊量の変化に対しては,舌背面形態を立体的に変化させることにより対応している被験者が多かった.この三次元的な食塊形成時の舌形態観察を,臨床に応用することにより,舌の形態異常だけでなく,客観的な機能障害の評価・診断に有効であると考えられた.本研究の目的は,咀嚼と嚥下機能に大きく影響すると考えられる口腔・咽頭領域の形態をデジタル超音波断層装置で観察し,さらに,探触子の位置や操作方法の開発を行い,3次元画像の構築(Fusion 3D)による口腔・咽頭領域の立体的静止画像ならびに動態画像の抽出を可能にすることである。本年度においては,新規に購入した超音波断層装置の特性を把握し,安静位における舌背の3次元画像の安定した描出のための探触子固定方法および操作方法についての検討を行った。3次元的口腔器官の描出のためには探触子を被検者の顎下部外表皮上で一定時間内(数秒)に滑走させる必要がある。まず,探触子を検査者の手指により保持・滑走させ,口腔・咽頭領域の描出可能域と描出条件設定についての検討を行った。当教室で従来行ってきた口腔咽頭領域器官の2次元的観察における描出条件では,口腔・咽頭内の空気層が低輝度で描出される。この低輝度画像が立体画像中では観察を目的とする舌背等の器官を包み込むため,明瞭な舌背・咽頭壁の立体像を得ることは困難であった。

そのため,観察を目的とする器官の輝度を確認し,その前後の輝度のみを抽出するよう設定した。さらに描出深度の設定も描出を目的とする器官がすべて含まれる最小限度に絞り込むことによって立体像の描出が可能となった。しかしながら,手指による保持では安定した探触子の滑走が困難であり,立体像に歪が生じやすく,また描出のための保持・滑走法についての規格化が不可能であった。そこで,探触子の保持と滑走を一定の条件で再現できる装置を開発し,再現性と保持・滑走法の規格化条件についての検討を行った。本年度は昨年度の結果を踏まえ,3次元超音波診断装置を用い,嚥下時食塊形成の際の舌の3次元的形態の測定を行った。まず,超音波画像の歪について,ゼリー中に埋没した金属模型を用いて検討したところ,3次元画像導出に必要なプローブ走査方法のうち走査の回転半径,回転スピードの応じて画像の歪が変化することが明らかとなった。回転半径は大きく,スピードは低速の方がプローブの走査方向に沿った画像の歪が小さくなり,5%程度の延長に歪を抑えることが可能であった。また,走査方向に直角の方向では回転方向やスピードによらずわずかな歪であった。ついで,この装置の特性を考慮した上で,ヒト嚥下に伴う食塊形成時の舌形態の観察を行った。舌の3次元構築画像作成のためのプローブ走査方向として,(1)2次元前額断画像(2)2次元矢状断画像の集積の2方法を検討した。(1)では鮮明な画像が得やすいものの,舌の前後的特に後方部の描出領域に制限を受けること,これに対して(2)では舌背の前後的描出範囲は広いが,やや鮮明度に劣ることが明らかとなった。嚥下時に形成される食塊は(1)の手法により描れる範囲に収まっており,食塊形成に限定した観察であれば,(1)の手法が最も良好な結果が得られると判断し,プローブの走査条件(速度・回転半径)と併せて食塊形成観察のための規格化を終了した。現在,被験者数を増やし,食塊形成の個人差や食塊量や姿勢の変化に伴う3次元的舌形態の変動について検討を行っている。【目的】摂食・嚥下時において,食塊を形成・保持する際に口腔と咽頭腔は舌と口蓋によって遮断される.臨床の場においては,顎口腔領域の形態や機能の異常により,嚥下時に舌と口蓋による遮断ができずに摂食・嚥下障害が引き起こされる場合がある.これまでの食塊形成時における舌形態の評価方法は二次元的なものが多く,舌全体を評価しているとはいい難い.そこで,舌の立体的な特徴を検討するために,三次元構築の可能な超音波画像診断装置による描出方法の検討と,規格化しやすい水分保持時の舌形態の描出を行い,食塊保持時の舌背面形態と口蓋との接触状態を明らかにすることによって,舌の運動障害や麻痺による機能不全による摂食・嚥下障害を解明することを目的とする.【対象と方法】対象者は,健康な成人男性6名(平均年齢26.0歳)である.舌形態描出に先立ち,画像精度を高めるために,モーターを用いてプローブ操作方法の規格化を行った.舌背面上に基準点としてアルミ片を貼付し,規定した量の水分を口腔内で保持させ,顎下部よりプローブを当てたまま走査することにより,舌形態の三次元画像描出を行った.さらに,舌と口蓋が接触している舌背面形態を,舌背上に貼付した基準点より,左右側方,後方,深度の3方向計測を行い,舌背面形態の指標とした.【結果および考察】舌形態を描出する際の設定した条件は,回転半径20cm,回転速度1.6゚/s,周波数6.0MHzで,移動させた場合が最も歪みが少なかった.舌背上のマーカーを基準として,左右および後方の舌と口蓋の接触部位と陥凹深度の三方向に距離の計測を行うことによって舌背面形態およびその変化を客観的に捉えられた.
1920 年代出版メディアに於ける「円本」戦略とその展開に関する研究

われわれは、円本全集の出版とそれに関わる宣伝活動についての全国各地での調査を行い、そこで収集した資料の分析を概ね終えた。その成果を論集として公開する準備も整えつつある。これにより、円本全集とそれに関わる出版メディアの実態をより詳細に明らかにすることが可能となった。本年度は、これまでの研究活動(科学研究費補助金基盤研究(C)「出版メディアによる〈大衆〉の獲得-1920年代の改造社の戦略と文学・映像・アジア」《課題番号17520125》、同「改造社を中心とする1920年代出版社による〈大衆〉の獲得-戦略とその展開」《課題番号19520164》)等の成果を踏まえ、研究全体の総括を行った上で新たな展開を図ることを目指した年となった。定期的に行っている勉強会は3回を実施、新潮社の歴史に詳しい高橋秀晴氏を迎えた回は、1920年代の出版メディアを考察する上で大変に有意義なものとなった。また、三重、長野、山梨、静岡等での調査と資料の収集を行い、これまでにその詳細を把握していなかった地域での踏査を進めたことにより、宣伝活動の実態を知ることができた。本研究課題には、これまでに収拾した多くの資料がある。「全集内容見本」もその一つで、その整理と分析を行うためにデータ・ベースの作成を行った。350を越えて集めた資料の詳細な情報が各自のコンピュータにより処理できるようになったことは、プロジェクトを進めてゆく上での重要な環境の一つを整備したこととなる。今後の研究活動に大きく寄与することとなるだろう。次年度以降は、勉強会と各地での調査を継続して行う。また、これまでの研究成果の公表を企図し、シンポジウムの開催や書籍の刊行、論文の発表などによる効果的な発信、利用についても検討していきたい。同様のテーマを掲げる他の研究グループとの連携をより強固なものとしながらの活動を目指したい。本研究課題は、<出版ジャーナリズム>、<作家>、<読者>としての<大衆>の3者の間に展開される関係性を明らかにするために、特に出版ジャーナリズムが行った各種の宣伝活動の実態について、各地での調査を継続してきた。今年度は、これまでの調査結果を踏まえ、より精緻な且つ巨視的な観点からその実態を明らかとすることを目指した。具体的には、これまでの調査は全国各地でその土地(地域)に関わる実態を把握することを目指して行われたものであったが、全国的な規模で韻文関連の資料を多く収集し公開をしている日本現代詩歌文学館(岩手県北上市)の協力を得ることで、詩歌に関連する総括的な形での調査を2月に行うことができた。定期的に開催している勉強会は、3月11日に起こった東日本大震災の影響で上半期は実施することが困難となり、当初に予定した通りには行えなかったが、下半期に持った勉強会では、今後に出版を計画している本研究課題にかかわる研究論文集について活発な議論を重ねた。また、外部講師を招聘して行う勉強会についても今年度は実施できなかったが、次年度にはこれまでと同様に広く公開して行うべくその人選についての検討をはじめており、勉強会では候補者それぞれのこれまでの業績について提案者より報告を受け、メンバー間で情報を共有した。次年度は、本研究課題の総括の年となる。これまでの研究活動とその成果を踏まえたシンポジウムの開催や書籍の刊行、論文の発表などによる効果的な発信、利用を積極的に計画し行ってゆきたい。本年度は、本研究課題の最終年度として、これまでの研究活動の総括を行った。昭和初期の「円本」ブームの際に重要な位置にあった新潮社を顕彰する「仙北市立新潮社記念文学館」を運営する秋田県仙北市教育委員会、本研究課題と近接する研究課題を持つ他の研究グループとの共催の形をとり、仙北市新潮社記念文学館に於いて、シンポジウム「『円本』、地域、文学」を開催した。その際、外部講師として秋田県の文学の動向に詳しく新潮社の創業者である佐藤義亮に関する著書のある髙橋秀晴氏(秋田県立大学教授)、岩手県の文学状況に詳しい松本博明氏(岩手県立大学盛岡短期大学部教授)を招聘し、他の研究グループから杉山欣也氏(金沢大学准教授)、本研究グループからは代表の庄司達也が報告者、須藤宏明が司会として参加した。この様子は、後日地元紙「秋田魁新報」に記事として紹介された。また、岩手県立図書館、富山県立図書館、金沢市立図書館、福井県立図書館、山形県立図書館などに於いて、「円本」の宣伝活動の中心にあった出版社各社の「宣伝講演旅行」の実態を調査し、これまでに埋もれていた開催記録の発掘などを行った。なお、研究協力者である和泉司氏が本研究課題に関わる著作を出版したことを受け、『ひつじ書房研究叢書〈文学編〉5日本統治期台湾と帝国の〈文壇〉ー〈文学懸賞〉がつくる〈日本語文学〉』の読書会を、メンバー以外にも呼びかけ行った。また、広く外部にも呼びかけ行う勉強会として、今年度は、近代における書籍の出版と流通の実態に詳しい柴野京子氏(上智大学研究員)を講師として招聘し、ご高著『書棚と平台ー出版流通というメディア』をめぐる講演会を主催した。

東日本大震災で被災したメンバーが複数おり、その影響もあって上半期については活発な研究活動を行うことが困難な状況であったが、各人の研究活動に関わる状況の回復とそれにともなっての積極的な活動への参加により、下半期に於いては各自が設定した研究課題への取り組みを中心とした活動が展開できた。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題に於ける研究活動の成果を書籍という形で公開すべく、研究論文集の刊行を目指している。巻末の「付録」としてこれまでに収集してきた膨大な資料の整理と分析の結果をまとめ収載することにしており、その準備を進めている。論文集の順調な刊行を果たすためにはメンバーによる研究活動の成果を束ねてゆく必要があるが、定期的に行う勉強会を通じて情報の共有化を図ってゆきたい。また、外部の講師を積極的に招聘しその優れた知見を摂取することで、全体の研究の一層の深化を期待したい。
金属錯体抗生物質・センサー蛋白質による遺伝子発現制御機構

平成10年度は、Tn5由来のブレオマイシン(Bm)耐性遺伝子産物(BLMTと命名)の性質を調査するため、先ず、大腸菌のホスト・ベクター系を用いてBLMTの大量発現系を確立した。さらに、BLMTを精製し、本蛋白質がBmを特異的に認識し、Bmに結合する蛋白質であることを明らかにした。一方、Tn5由来のBm耐性遺伝子bleを大腸菌に導入すると、非導入に比べ、宿主大腸菌が長く生存できる(survival advantageと命名)ことを見い出した。さらに、site-directed mutagenesis法を用いて、BLMTの7番目のProlineをLeucineに置換することで、Bm結合能を失わせた変異BLMTを作成した。この変異型BLMTを産生する大腸菌の生存能を調べた結果、野生型BLMTを産生する大腸菌と同等のsurvival advantageが付与された。この結果はBLMTのBm結合能とsurvival advantageを付与する能力は非依存的であることを示す。次に、BLMTのX線結晶構造解析をするため、その結晶化を行い、予備的なX線結晶構造解析を試みた。その結果、本結晶は斜方晶系に属し、空間群C222_1、格子定数はa=81.56,b=85.25,c=78.91Åであった。回折強度データの収集をPhoton FactoryのBL18Bにて波長1.0Åで行った結果、1つの結晶から2.0Å分解能での完全なデータセットを収集できた。得られたデータセットのR_<merge>は0.052、完全性は90.6%であった。BLMTの構造解析は分子置換法にて行った。その初期モデルをX-PLORを用い精密化を行った結果、2.0Å分解能での最終モデルは、水分子90個を含み、R=19.3%,R_<free>=25.8%となった。得られたBLMTの三次元構造は、主鎖のホールディングにおいて、BLMAとほぼ同じであった。
知的障害者・痴呆性高齢者に対するかかわる側の行動調節に関する研究

1.発話調節の評価に関する補足実験前年度に検討した、介護職員が認知症高齢者に話しかけている場面のVTR刺激を評価させる実験について、指標や分析方法を修正した上で補足・補正用のデータを収集した。これをもとに前年度のデータも含めて再分析を行い、介護職員の発話調節の評価傾向をまとめた。2.小集団コミュニケーション場面における介護職員の役割に関する観察研究認知症高齢者を中心に,被介護者間及び介護者-被介護者の小集団での会話場面を、通常の業務中の条件、および介護職員1名が被介護者との会話に専従できる条件の2条件において各10例記録し、発話の形式的機能とその意味的な適切性について条件間の差異を示した。3.知的機能障害者を含む小集団の形成過程に関する観察研究新設のグループホームにおける、被介護者間及び介護者-被介護者の小集団が調整・形成される経過について約2ヶ月間の追跡を行い、集団の成員間の移動、コミュニケーションパターン、表情等から集団形成に関わる要因を抽出した。4.コミュニケーション行動調節のモデルに関する検討従来行われてきた、行動調節改善のためのモデルや、改善のための介入研究に関する知見を整理した上で、前年度の結果および今年度13の結果を位置付け、独自のコミュニケーション改善のための理論モデルを示した。1.痴呆性高齢者に対して介護職員が想定する行動調節の適切性について介護職員110名に質問紙調査を実施し,痴呆性高齢者に対して介護職員が想定している,望ましい行動調節について,その「会話のコントロール」「利用者発話の強化」「理解促進」「発話の丁寧さ」「親密化」という5つの因子からなる構造と,職歴・施設形態・性別による差異を明らかにした.2.成人期以降の知的機能に障害を有する者に対する発話調節について介護職員と一般成人各24名を対象に,同世代の友人・健康な高齢者・痴呆性高齢者をそれぞれ想定して話しかける模擬会話実験を行い,先行研究の指摘と異なって,加齢及び知的機能の障害により誘発される発話調節が別個に存在すること,及び介護職員が痴呆性高齢者に特に行う,発話調節の職業的特徴を明らかにした.3.成人期以降の知的機能に障害を有する者に対する発話調節の評価について介護職員が4種の発話スタイルで痴呆性高齢者に話しかけている場面のVTR刺激を評価させ,介護職員16名・要介護者16名・家族介護者20名による評価の差異を朋らかにし,さらに,4種の高齢者側の応答方略を加味した評価を別の介護職員20名に求め,受け手への評価も含めた新たなコミュニケーション方略のあり方について明らかにした.4.小規模施設内における介護職員の会話マネジメントについて痴呆性高齢者を中心に,小規模な施設内における被介護間及び介護者-被介護者の小集団での会話場面各10例を比較検討し,実験やテスト場面で確認されていた被介護者に潜在するコミュニケーション能力を,実際の会話内で確認し,それを活用しマネジメントするための介護者の発話方略について明らかにした.また介護者-被介護者2者間の会話場面14例も別に分析し,質問の多用など介護者側が陥りがちな過剰な発話方略についても明らかにした.1.発話調節の評価に関する補足実験前年度に検討した、介護職員が認知症高齢者に話しかけている場面のVTR刺激を評価させる実験について、指標や分析方法を修正した上で補足・補正用のデータを収集した。
アミノ基特異的誘導体化LC-MS分析による川崎病のバイオマーカー検出

KD血清でHCAECを刺激したところ,炎症性サイトカインを産生した.3期間に採取したKD血清をLC-MSで分析,脂溶性分画に特異的分子を同定した.第1期の特異的分子はin vitroのバイオフィルム由来のMAMPs(セレウス菌,偽結核菌と黄色ブドウ球菌)と,第2,3期はin vivoで形成されたバイオフィルム由来のMAMPs(第2期:セレウス菌,第3期:枯草菌/セレウス菌/偽結核菌と黄色ブドウ球菌)と同じパターンであった.セレウス菌,枯草菌,偽結核菌と黄色ブドウ球菌のバイオフィルム抽出物もHCAECから炎症性サイトカインを産生した.これらのKD特異的分子の一部はIgGに結合した.NOD1のリガンドであるFK565を0, 10, 50 pmol/mlの濃度に振り,それぞれ高感度"TNBSアミノ基誘導体化LC-MRM-MS/MS法を用いて測定した.結果, NOD1リガンドの濃度とarea rationはきれいな標準直線が書けた.まずは, TNBSアミノ基誘導体化せずに川崎病患者(n=117)血清中の特異的物質を質量分析計を用いて検索したところ, m/z=1531.8, 1414.3, 790.9, 779.8, 695.0 (以上第1期間), 1171.4,1169.4, 906.8, 695.0 (以上第2期間), 667.4, 619.4と409.3 (以上第3期間)の複数の特異的物質を見つけ出した.コントロールは疾患コントロール(n=101)と正常コントロール(n=5)を用いた.但し,それぞれの特異的物質の感度は9.381.8%とばらつきが大きかった.特異度は100%であった.また,これらの物質はバイオマーカーの候補にはなるが,一定期間を過ぎると検出されなくなった.この事は,本疾患がそれぞれの流行毎に類似した臨床症状を示す報告と一致している.加えて,各々の特異的物質と臨床情報(有熱期間と眼球結膜充血・四肢硬性浮腫・皮疹・非化膿性頚部リンパ節腫脹・いちご舌の有無, WBC, CRP, ALT, γ-GTP,総ビリルビン)との関連を調べたが,明らかな関連性は見いだせていない.質量分析計を用いて、前年度に見つけた川崎病特異的物質(m/z 1531.8, 1414.3, 790.9, 779.8, 695.0, 1171.4, 1169.4, 906.8, 695.0, 667.4, 619.4, 409.3)に関し、バイオフィルムとの関連を調べた。すると、B. cereus, B. subtilis, Y. pseudotuberculosis由来のバイオフィルムから抽出した脂溶性成分からも同一物質が検出された。また川崎病患者自身から採取したバイオフィルム(鼻腔・舌・歯表面・便)からも一部に同一物質が検出され、川崎病発症とバイオフィルムとの関連が示唆された。更には、B. cereus, B. subtilis, Y. pseudotuberculosisを含む川崎病との関連が言われている菌を用い形成したバイオフィルム、その抽出物の脂溶性成分でヒト冠動脈内皮細胞(HCAEC)を刺激すると、有意に多くの炎症性サイトカイン(IL-6, IL-8)を産生した。またその炎症性サイトカインは、バイオフィルム形成の際に培地にバターを入れることで有意に増加した。尚、上記の川崎病特異的物質と臨床所見もしくは血液検査データ、並びに冠動脈病変形成には有意な関連を見いだせなかった。上記より、川崎病発症には宿主に栄養状態や温度等、バイオフィルム形成等に関する何らかの至適条件があり、そしてそこから産生されるMAMPs (microbe-associated molecular patterns)による自然免疫受容体を介する経路の関与が考えられる。KD血清でHCAECを刺激したところ,炎症性サイトカインを産生した.3期間に採取したKD血清をLC-MSで分析,脂溶性分画に特異的分子を同定した.第1期の特異的分子はin vitroのバイオフィルム由来のMAMPs(セレウス菌,偽結核菌と黄色ブドウ球菌)と,第2,3期はin vivoで形成されたバイオフィルム由来のMAMPs(第2期:セレウス菌,第3期:枯草菌/セレウス菌/偽結核菌と黄色ブドウ球菌)と同じパターンであった.セレウス菌,枯草菌,偽結核菌と黄色ブドウ球菌のバイオフィルム抽出物もHCAECから炎症性サイトカインを産生した.これらのKD特異的分子の一部はIgGに結合した.川崎病特異的物質を検出した.新生児検出した特異的物質の感度にばらつきが大きく, TNBSアミノ基誘導体化を用いて再検討する.更に症例数を増やし,臨床症状や血液検査データとの関連性も調べる.
銅酸化物人工格子のNMRによる研究

本研究の当初の目的は,銅酸化物人工格子の研究であったが,その人工格子を構成する酸化物高温超伝導体のいくつかの性質をさきに究明する必要があったので,平成7年度は主にその研究を行い,人工格子の研究は現在進行中で,成果は間もなく発表する予定である。以下,酸化物高温超伝導体Tl_2Ba_2Ca_2Cu_3O_<10>(T12223)について研究成果を述べる。T12223の超伝導転移温度T_cは125Kで,YBa_2Cu_3O_7(Y123,T_c=92K)に比べて3割以上も高い。その原因の究明は高温超伝導の発現機構の解明に重要な手がかりを与えるものと考えられる。本研究では^<63>Cu,^<17>O及び^<205>TIのNMRを行い,スピンゆらぎの特性を解析した。その結果,Y123に比べて,スピン相関長ξは同程度であるが,スピンゆらぎのスペクトルウエートが高エネルギー側に移っていることが判明した。具体的に,反強磁性スピンゆらぎの特性エネルギーГ_Qは4割ぐらい大きいことが明らかになった。スピンゆらぎによる超伝導の機構では,T_cはГ_Qξ^2に比例する。したがって,この実験結果は高温超伝導がスピンゆらぎによって実現していることを示唆するものである。
赤痢菌の粘膜感染を決定するエフェクター蛋白質と宿主因子の相互関係の解明

赤痢菌をはじめとするグラム陰性病原細菌の粘膜感染成立には、III型分泌装置を通じて宿主細胞へ分泌される一群の機能性蛋白質(エフェクター)が重要な役割を果たしている。本研究では、赤痢菌のエフェクター候補蛋白質をゲノムデータベースおよびプロテオミックスにもとづき推定し、エフェクターとその標的宿主因子の機能相関を明らかにして、エフェクターの感染成立に果たす役割を明らかにすることを目的とした。本研究では、赤痢菌の二つのエフェクター(IpgB1とVirA)が、各々細胞侵入および細胞内・細胞間拡散に重要な役割を果たしていることを示すとともに、新たな感染現象を見いだした。IpgB1は宿主のELM0と特異的に結合して、Rac1の活性化を通じてマクロピノサイトーシスを誘導した。赤痢菌の細胞内移動で微小管ネットワークがその障害となることを示すとともに、その障害を克服するために菌はVirAを分泌して周囲の微小管を破壊しつつ移動していることを明らかにした。赤痢菌の感染により宿主には強い炎症応答が誘導される。これに対して細胞内で増殖する赤痢菌はあらたなエフェクター(IpaH9.8)を分泌して炎症応答を抑制することを見いだした。IpaH9.8は核内へ移行し、スプライシング因子の一つ、U2AF^<35>へ結合して、炎症に関わる遺伝子をはじめ宿主遺伝発現を抑制した。赤痢菌が細胞内で増殖する過程でオートファジーを誘導することを見いだした。オートファジーが赤痢菌のVirG(アクチン重合誘導に必要な外膜蛋白)を標的に誘導されることを示すとともに、菌はこれを回避するためにIcsBエフェクターを分泌していることを明らかにした。本研究では、赤痢菌のエフェクターが、菌の感染を促進する役割とともに、炎症抑制、オートファジー回避など自然免疫を回避する、二つの重要な側面で中心的な役割を果たしていることを明らかにした。赤痢菌の粘膜感染にはタイプIII分泌装置を通じて分泌される多くの(20数個)エフェクターが関与している。しかしながら、感染の各過程に関わるエフェクターの役割は多くが不明である。icsBは30-kbの病原性遺伝子塊の遺伝子の一つであり、IpaBCDAエフェクターをコードするipaBCDAの上流にある。そこで、IcsBの感染に果たす役割を推定するために、IcsBのタイプIII依存的な分泌性およびicsB非極性変異の上皮細胞感染に与える影響を調べた。その結果、IcsBはタイプIII分泌機構から分泌されるエフェクターであり、上皮細胞へ侵入直後の赤痢菌から分泌されていることが明かとなった。また、icsB遺伝子の3'-末端から始まるipgA遺伝子産物であるIpgAは、IcsB蛋白の安定性およbびタイプIII分泌装置からの分泌に必要なIcsBに特異的シャペロンであることが判明した。興味あることに、icsBの終止コドンはamber-suppresiveであり、その直後のipgに向かってread-throughが行われ、約70-kDaのIcsB-IpgA融合蛋白が産生されていた。その融合蛋白もタイプIII分泌装置を通じて菌体外へ分泌されるが、病原性に果たす役割は確定できなかった。一方、icsB破壊株によるモルモット角膜結膜炎惹起試験によりIcsBが病原性因子であることを確認するとともに、上皮細胞内に侵入直後のIcsB破壊株は多層のラメラ構造を持つリソソームに囲まれることを見い出した。リソソーム膜上に存在するv-ATPase阻害剤であるバフィロマイシン

A1を培地に添加すると、icsB破壊株も野生株と同様の細胞内拡散を回復した。さらに、オートファゴゾームに特異的なマーカーLC3がicsB破壊株の菌体の周囲に局在することを認めた。したがって、IcsBは赤痢菌の上皮細胞への侵入後オートファジーによる捕捉を回避するために働くエフェクターであることが強く示唆されるとともに、宿主細胞内へ侵入した菌の新たな防衛機構が存在することが明らかとなった。赤痢菌の感染成立における、IcsBとIpaHエフェクターの役割を明らかにする目的で以下の研究を行った。宿主細胞内でicsB変異株の周囲にはオートファゴゾームのマーカーが集積する一方、3-MA、ワートマニン、バフィロマイシンA1により菌体周囲へのマーカーの集積は阻害された。さらに、オートファジーを亢進させた細胞内のオートファジーに捕捉されるicsB変異株の割合は増加していた。以上からIcsBは、赤痢菌のオートファジー貪食からの回避に関わるエフェクターであることが示唆された(論文準備中)。IpaH9.8は細胞内に侵入した赤痢菌から分泌され核内に移行する。ipaH9.8変異株をマウス肺に感染させると、ipaH野生株に比べ炎症が著しく亢進した。two-hybrid法を利用して、IpaH9.8の標的宿主因子をスクリーニングした結果、スプライシング因子の一つU2AF35と結合した。U2AF35によるIgM遺伝子スプライシングへのIpaH9.8の影響を調べると、その反応はIpaH9.8濃度依存的に阻害された。HEK293T細胞にIpaH9.8発現プラスミドとNF-κB-luciferaseレポータープラスミドあるいはIL-6-luciferaseレポータープラスミドを導入したところ、NF-κBの転写量は変わらなかったが、IL-6の転写量は低下した。一方、RNAiによりU2AF35発現をノックダウンすると、ikki遺伝子発現は低下し、C/EBPδの活性化が抑制されるとともに、IL-6、RANTES、IL-1β遺伝子の発現量も抑制されていた。これらの結果は、IpaH9.8が宿主細胞の核内でU2AF35と結合し、ikki遺伝子のpre-mRNAのスプライシング異常を引き起こす結果、一連の炎症性サイトカインの産生を菌自ら抑制する能力を有していることが明らかとなった(論文投稿中)。赤痢菌の感染成立におけるエフェクターの役割を解明する目的で、IcsBとIpgB1の機能解析を行った。IcsB変異株のオートファジー標的分子を検索した結果、赤痢菌の運動に必要な外膜タンパク質VirGがオートファジーの標的となることが示された。赤痢菌がオートファジーに認識される理由は、オートファジーの初期形成に関わるAtg5がVirGへ結合することに起因したが、野生型赤痢菌では、細胞内で分裂・増殖・運動する過程で、Atg5の標的となるVirG領域にIII型分泌装置を通じて分泌されるIcsBが競合的に結合することにより、オートファジー形成を阻止していることが判明した(Science 2004)。IpgB1は、赤痢菌の感染初期にIII型分泌装置を通じて分泌されるエフェクターであるが、その役割は不明であった。IpgB
制御モデルと計測基準を内在する高精密加工機に関する研究

本研究では,高精度マシニングセンタと超精密加工機の中間の位置決め体積を持ち,さまざまな材料の精密金型や試作部品をサブミクロンオーダの加工精度で高能率かつ柔軟に加工できる高精密加工機を実現するために,制御モデルと計測基準を内在させた新しい加工機の設計・制御および応用・評価を行うことを目的としている.具体的には,XYテーブル上に設置したミラーとZ軸に実装したレーザ変位計を用いて,XY運動時の平面度を測定して,平面運動誤差の学習・補正を行うシステムを構築した.本研究の主な研究成果は以下の通りである.(1)Z軸の送りには高精密ボールねじと軸受を圧電素子で駆動する高速サーボ系のデザインを行い,100Hzの応答性と数10nmの位置決め分解能を得ることができた.(2)真直度のモデル化と熱変位の測定測定基準(ミラーバーとミラープレート)と工具端に取り付けた変位センサを用いて送りの真直度の測定を行い.その結果をフーリェ変換することで真直度のモデルを構築する運動誤差学習アルゴリズムを構築した.同じ測定システムを用いて,加工機の熱変位を測定し,通常温度環境での熱変位を予想できるようにした.(3)高精密加工実験真直度モデルを用いたXY-Z同期制御システム構築し,計測・学習・補正アルゴリズムを実証するための高精密加工実験を行った.ダイヤモンドバイトを用いたアルミの高速平面加工を行い,加工プロファイルを触針式粗さ計で測定した結果,真直度が0.4μmまで改善できることが分かった.同時に,加工機の振動が加工面に転写されることも確認できた.本研究では,高精度マシニングセンタと超精密加工機の中間の位置決め体積を持ち,さまざまな材料の精密金型や試作部品をサブミクロンオーダの加工精度で高能率かつ柔軟に加工できる高精密加工機を実現するために,制御モデルと計測基準を内在させた新しい加工機の設計・制御および応用・評価を行うことを目的としている.具体的には,XYテーブル上に設置したミラーとZ軸に実装したレーザ変位計を用いて,XY運動時の平面度を測定して,平面運動誤差の学習・補正を行うシステムを構築した.本研究の主な研究成果は以下の通りである.(1)Z軸の送りには高精密ボールねじと軸受を圧電素子で駆動する高速サーボ系のデザインを行い,100Hzの応答性と数10nmの位置決め分解能を得ることができた.(2)真直度のモデル化と熱変位の測定測定基準(ミラーバーとミラープレート)と工具端に取り付けた変位センサを用いて送りの真直度の測定を行い.その結果をフーリェ変換することで真直度のモデルを構築する運動誤差学習アルゴリズムを構築した.同じ測定システムを用いて,加工機の熱変位を測定し,通常温度環境での熱変位を予想できるようにした.(3)高精密加工実験真直度モデルを用いたXY-Z同期制御システム構築し,計測・学習・補正アルゴリズムを実証するための高精密加工実験を行った.ダイヤモンドバイトを用いたアルミの高速平面加工を行い,加工プロファイルを触針式粗さ計で測定した結果,真直度が0.4μmまで改善できることが分かった.同時に,加工機の振動が加工面に転写されることも確認できた.本研究では,高精度マシニングセンタと超精密加工機の中間の位置決め体積を持ち,さまざまな材料の精密金型や試作部品をサブミクロンオーダの加工精度で高能率かつ柔軟に加工できる高精密加工機を実現するために,制御モデルと計測基準を内在させた新しい加工機の設計と制御技術の開発を目的としている.本年度は高精密な送り系の調査と,高精密送り系を用いた運動誤差の計測・学習・補正システムの構築を目標とした.まず,(1)油静圧案内とリニアモータを組み合わせた送り系,(2)空気静圧案内・高精密ころがり案内と高精度ボールねじを組み合わせた送り系について,XY平面での運動精度の調査を行った.その結果,(1)については高速送り時に過渡応答に再現性がない運動誤差が存在することがわかった.この誤差は案内方式に起因していると考えられるが,具体的な対策を講じることができなかった.(2)についてはボールねじのふれまわりによる周期誤差が運動誤差に現れるが,再現性があるために計測・補正が可能なレベルであることがわかった.そこで,運動誤差の学習と補正を行うためのテストスタンドを(2)の送り系で設計・製作した.ただし,補正軸であるZ軸の10ナノメータの送り機能は,圧電素子で軸受を駆動する装置を導入した.このテストスタンドにて,テーブル上に設置したミラーとZ軸に実装したレーザ変位計を用いて,XY運動時の平面度を測定して,平面運動誤差の学習・補正を行うシステムを構築した.この結果,1.5μmオーダの運動誤差を0.5μm程度まで減少させることができた.本研究では,高精度マシニングセンタと超精密加工機の中間の位置決め体積を持ち,さまざまな材料の精密金型や試作部品をサブミクロンオーダの加工精度で高能率かつ柔軟に加工できる高精密加工機を実現するために,制御モデルと計測基準を内在させた.本年度の成果は以下の通りである.(1)昨年度に設計を行い,一部製作を完了した高精密加工評価用テストスタンドを完成させた.特に,Z軸の送りとして高精密ボールねじと軸受を圧電素子で駆動する高速サーボ系のデザインを行い,100Hzの応答性と数10nmの位置決め分解能を得ることができた.

(2)真直度のモデル化と熱変位の測定測定基準(ミラーバーとミラープレート)と工具端に取り付けた変位センサを用いて送りの真直度の測定を行い,その結果をフーリエ変換することで真直度のモデルを同定する運動誤差学習アルゴリズムを構築した.同じ測定システムを用いて,加工機の熱変位を測定し,通常温度環境での熱変位を予想できるようにした.(3)高精密加工実験真直度モデルを用いたXY-Z同期制御システム構築し,計測・学習・補正アルゴリズムを実証するための高精密加工実験を行った.ダイヤモンドバイトを用いたアルミの高速平面加工を行い,加工プロファイルを触針式粗さ計で測定した結果,真直度が0.4μmまで改善できることがわかった.同時に,加工機の振動が加工面に転写されることも確認できた.