hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
崩壊発生位置と崩壊履歴から見た斜面発達過程の研究

完新世後半の仙台付近のような気候条件(年平均降水量約1,200mm,最暖月平均気温約24°C,最寒月平均気温約1°C)の下で,新第三紀層から成る丘陵斜面は,上部セグメントでの継続的な風化・匍行および低頻度の表層崩壊により準備された上層が,下部セグメントおよび上部セグメント中の特定の位置(とくに谷頭急斜面)でより高頻度に崩壊することによって発達してきた。上記の"高頻度"とは, 2次流域の単位でみて数百年に1回程度,"低頻度"とは,一つの谷頭凹地を取り巻く斜面の単位でみて2,000-3,000年に1回程度とみられるが,基岩(やその風化層)の岩質(とくに水分保持条件)によって異なる.その結果,下部谷壁斜面や谷頭急斜面が相対的にはやく発達し,それらが既存の上部谷壁斜面・頂部斜面等の占めていた領域に拡大しつつある。微地形単位の集合から成る丘陵斜面の発達過程には上記のような共通した方向性が認められるが,微地形単位間のプロポーションは,基岩の岩質(透水,保水など水文地質特性および(おそらく)侵食抵抗性)により異なる.なお,斜面のプロセスと水流のプロセスとの接点の一つである谷頭凹地は,更新世末までにその原形が形成されていたものが大半を占めると思われるが,完新世においてもまったく成長を止めているわけではなく,基岩の岩質や背後斜面の比高・傾斜によりさまざまな速さで拡大しつつ,前面から水路に開析されて縮小している.数千m^3に達する大規模な表層崩壊によって新たに"谷頭凹地"状の地形が作り出され,同時にその底部にパイプ孔が出現して,そこから水路が始まりつつある事例もある.この結論は,従来から予想されていたことの一部を定性的・定量的により明確にすると同時に,他の一部を修正したことになる。この研究を通して,温帯モンスーンアジアでの後氷期の斜面発達過程における表層崩壊の意義を明らかにするという,基礎地形学の成果を上げるとともに,斜面防災・傾斜地環境管理という応用地形学の研究の進展にもそれなりの貢献ができたと考えている.完新世後半の仙台付近のような気候条件(年平均降水量約1,200mm,最暖月平均気温約24°C,最寒月平均気温約1°C)の下で,新第三紀層から成る丘陵斜面は,上部セグメントでの継続的な風化・匍行および低頻度の表層崩壊により準備された上層が,下部セグメントおよび上部セグメント中の特定の位置(とくに谷頭急斜面)でより高頻度に崩壊することによって発達してきた。この研究を通して,温帯モンスーンアジアでの後氷期の斜面発達過程における表層崩壊の意義を明らかにするという,基礎地形学の成果を上げるとともに,斜面防災・傾斜地環境管理という応用地形学の研究の進展にもそれなりの貢献ができたと考えている.(1)丘陵地谷頭部および近年発生した表層崩壊の崩壊源において、浸透流から河流に転化する鍵となる位置での降雨-流出反応を連続観測により確かめ,斜面形状および土層構成を考慮したタンクモデルの構築を試みて,表層崩壊発生のひきがねとなる現象についての基本的知見を得ようとしている.この成果の一部はすでに公表し,さらに対象を追加して観測を継続中である.(2)富谷丘陵および高館丘陵で,それぞれ1986年および94年に大量発生した表層崩壊の分布を精査し,遷急線に着目した斜面地形分類に重ねて,GISを活用した分析を行った.その結果,富谷丘陵では下部谷壁斜面に(件数比で87:13,単位面積(km_2)あたり発生頻度で391:45),高館丘陵では上部谷壁斜面に(件数比で92:8,単位面積あたり発生頻度で91:20),それぞれ圧倒的に多数の崩壊が集中していることが明らかとなった.この成果は1997年11月に千葉大学で開かれたアジアの水文環境に関する国際シンポジウムで発表した.

(3)上記の顕著な差異をもたらした要因を解明するため,両丘陵の崩壊・非崩壊斜面で,地形・地質特性,土層構造,土性,土壌水文特性の観察・分析・測定を行った.その結果,基岩の岩質に由来する風化特性および表層物質の緩速度移動特性の違いが崩壊発生位置の差異をもたらしている可能性が明らかになりつつある.これについてはさらに考察を加え,1998年度中の成果公表をめざす.(4)より長期の崩壊発生頻度についての知見を得るため,上記両丘陵の谷頭部および谷底に残されている崩壊起源の堆積物(を覆う腐植土層)の放射性炭素年代測定を行い,富谷丘陵においては上部谷壁斜面で約2,500年,下部谷壁斜面で300400年,高館丘陵の上部谷壁斜面・谷頭急斜面で約400年という崩壊発生間隔を得た.これについてはさらに考察を加え,1998年5月の日本地形学連合大会および9月の陸域古水文学国際会議で発表する.(1)崩壊発生の引きがねとなる,浸透流の集中と浸透流から地表流・水みち流への転化の状況を把握するため,2つめ丘陵地,計5か所の谷頭部のパイプ出口で,雨量と流出量の連続観測を実施し,その転化の発生が降雨条件および谷頭部の地形・土壌特性に応じて系統的に異なる傾向を明らかにした.また,非降雨時におけるパイプ流出量逓減状況の差異と,各谷頭部の土壌・表層地質断面調査から,谷頭部の土中水保持機構を考察した.これは,昨年度の研究で詳細な崩壊分布図作成およびその統計的解析を通して明らかにした,崩壊発生の集中する地形的位置が地域的に異なるという事実を説明する一つの要因として重要な知見と考えられる.(2)崩壊発生の素因を準備する一環となる,匍行成土層の移動・集積状況を,二次林に覆われた丘陵斜面の頂部から谷底に至る複数のベルトで実施した,土壌断面と植生構造の観察に基づいて検討した.(3)形態を異にする斜面上の各位置での土壌匍行強度(平均的移動速度)を野外で実測するための装置の開発と,それを用いた試験的観測に着手した.その経緯は,上記(2)の結果とあわせて,東北大学植物園利用研究成果発表会で発表した.(4)上記(1)(2)と,昨年度研究の成果とを結びつけ,(a)表層崩壊発生の空間的・時間的頻度の差異が斜面上の位置により異なり,(b)それが斜面の形態的特性をもたらす一方で,(c)その頻度が時代により変化していて,(d)したがって斜面形特性から古(気候)水文環境の変遷を論じることが可能であることを指摘した.このうち(a)(b)(c)については日本地形学連合1998年度春季大会で,また(d)も含む内容については第3回地球陸域古水文国際会議で,それぞれ発表した.(5)研究期間中に発生した顕著な斜面崩壊事例について緊急調査を実施し,本研究の視点からさらに深く検討するための基礎資料を集積した.その中間報告を日本地すべり学会機関誌に速報した.
RNA aptamerと原子間力顕微鏡を用いた基本転写機構の解析

真核生物のあらゆる遺伝子の転写に関わっている基本転写因子は、これまで再構成系を中心にその機能が解析されてきた。しかしin vivoにおいてそれらがどのように複合体を形成し、転写を進めているかは十分に解析されていない。in vivoにおける基本転写機構の解析ツールとしてRNA aptamerに注目した。RNA aptamerとは核酸の立体構造により標的因子に特異的に結合し、標的因子の機能を阻害する機能性核酸をいう。現在までに、ショウジョウバエをモデル生物とし、基本転写因子の中で転写複合体形成の核となるTBPに対するaptamerの選別を行った。単独のTBPとDNAに結合したTBPに対する選別を行い、複数のaptamerを取得し、それらがTBPに結合することをゲルシフト法及びSPRにより確認した(解離定数=10^<-9>M程度)。また単独のTBPに対して選別したaptamerはTBPのDNA結合表面に、他方は他因子との結合表面に結合することを明らかにした。これらのaptamerを核抽出液を用いたin vitro転写系に加えると、転写を抑制又は促進することが分かった。更にaptamerが転写に与える影響は遺伝子によって異なることも明らかにした。これらの結果から選択したaptamerはin vitro転写系においてTBPに結合し、他因子との相互作用を阻害することにより転写に正または負の影響を与えたと考えられる。また遺伝子によりaptamerの影響が異なることは各遺伝子のプロモーター領域で形成される転写複合体の構成因子が異なることを示唆する。現在までに得られたaptamerはTBPに対する特異性が若干低い。今後は特異性の高いaptamerを得るため、選別を更に繰り返し、aptamerを発現するトランスジェニックショウジョウバエを用いて、in vivoにおける転写機構の解析を目指していく。ショウジョウバエHSP70遺伝子ではRNA Polymerase IIが転写を開始した後、転写開始点から約3040塩基の地点でRNA合成能を保持したまま、伸長反応を停止する。この状態のRNA Polymerase IIはPaused Polymeraseと呼ばれ、HSP26, adenosine deaminase等多くの遺伝子において観察される。Paused Polymeraseは、プロモータークリアランスと伸長反応との中間段階の状態であると考えられる。これまでPaused Polymeraseの形成機構についてシス配列の解明が中心に行われてきたが、我々は基本転写因子TBPに結合するRNA aptamerを用い、複合体の構成因子及びそれらの停止における役割の解析を試みている。TBPそのものを標的因子としてaptamerの選別を行ったところ、TBPに対して解離定数=e-9Mを示すaptamerが得られた。このaptamerはTBPのTATA配列への結合を阻害することがゲルシフトの結果から示された。またin vitro転写において、TATA配列を持つプロモーターからの転写を阻害することが分かった。これらの結果から、得られたaptamerはTBPのDNA結合表面に結合することでTBPのDNAへの結合を阻害し、転写を阻害すると考えられる(投稿準備中)。複合体の構成因子を解析するためには、TBPの他因子との結合を阻害するaptamerが必要である。TATA配列に結合したTBPに対して選別を行ったところ、得られたaptamerの中には、TBPに対して強い結合を示す(解離定数=e-8-9M)ものが含まれることをゲルシフト及びSPRにより示した。SPRによる更なる解析から、これらのaptamerはTATA配列に結合したTBPに対しても同程度の解離定数を示すことを明らかにした。興味深いことに、これらのaptamerはin vitro転写に対してごくわずかな量で影響を与え、転写を促進するものと転写を阻害するものとに大別されることがわかった。これらの結果から、我々の選択したRNA aptamerは、TATA配列に結合したTBPに特異的に結合することにより、転写を促進あるいは阻害することが考えられる(投稿準備中)。今後はこれらのaptamerがTBPに結合することで、複合体に存在するどの因子に影響を与えているのかを解析することにより、Paused Polymeraseの形成機構を解明する。

また遺伝子によりaptamerの影響が異なることは各遺伝子のプロモーター領域で形成される転写複合体の構成因子が異なることを示唆する。現在までに得られたaptamerはTBPに対する特異性が若干低い。今後は特異性の高いaptamerを得るため、選別を更に繰り返し、aptamerを発現するトランスジェニックショウジョウバエを用いて、in vivoにおける転写機構の解析を目指していく。
子どもの貧困と学習の社会的成果に関する理論的実証的研究

本科研は、子どもの貧困について「スキル・学校・地域」といった3つの複合的な視点をベースとして調査研究を行い、その解決に向けてスキル育成の方向を明らかにしようとするものである。それゆえ、3つのユニットに分けて調査研究作業を進めている。1つ目は、スクールソーシャルワークや児童養護施設などのおもに福祉的観点からの研究を行う「社会的養護ユニット」(ユニットリーダー・岩田美香法政大学現代福祉学部教授)であり、2つ目は、認知的・非認知的(社会情緒的)スキルに着目し、学校や地域の複合的な視点での研究をすすめる「学校教育ユニット」(ユニットリーダー・勝野正章東京大学教授)、3つ目は、OECDのPIAAC(成人力スキル調査)などの国際調査結果を軸に調査研究を行う「教育評価ユニット」(ユニットリーダー・笹井宏益科研代表)である。各ユニットにおいては、平成30年度、次のような活動が行われた。社会的養護ユニットにおいては、前年度のケース分析を検証するため、全国各地の養護施設において、認知的スキル及び非認知的スキル育成に関して、質問紙調査やインタビュー調査などを実施し、分析作業を行った。学校教育ユニットにおいては、認知的スキルや非認知的スキルの最新の研究状況をレビューするとともに、いくつかの学校において、社会的な格差と教科指導・生徒指導との関係について、インタビュー調査を実施した。教育評価ユニットにおいては、OECDのPIAACデータを基に様々な観点から分析を行うとともに、海外のPIAACデータにかかる研究集会等に参加し、情報収集や意見交換を行った。また、新たな分析枠組みや仮説の設定のための国内調査等を行った。本研究は3つのユニットに分かれているが、各ユニットにおいて、個々の研究分担者による調査研究作業とともに、それぞれのユニットとして掲げている研究課題に対する調査研究作業が、概ね順調に進められている。これまで、各ユニットにおける研究課題について、質問紙調査やインタビュー調査等を実施してきたため、今後は、それらの分析作業を強力に進め、成果の取りまとめを行なっていきたい。また、研究分担者の数が多いため、全体の研究会を多く開催するなどして、情報の共有化を進めていきたい。この科研は、子どもの貧困を3つの複合的な視点「スキル・学校・地域」から解決を志向するスクールソーシャルワークや児童養護施設などのおもに福祉的観点からの研究を行う「社会的養護ユニット」(ユニットリーダー・岩田美香法政大学現代福祉学部教授)、認知的・非認知的(社会情緒的)スキル、学校、地域の複合的な視点での研究をすすめる「学校教育ユニット」(ユニットリーダー・勝野正章東京大学教授)、OECDのPIAAC(成人力スキル調査)などの国際調査結果を基に研究を行う「教育評価ユニット」(ユニットリーダー・笹井宏益科研代表)、の3つのユニットで構成されている。各ユニットにおいては、平成29年度、次のような活動が行われた。社会的養護ユニットにおいては、先行研究にかかる資料・文献のレビューとともに、特定の養護施設において、認知的・非認知的スキル育成に関して、質問紙調査やインタビュー調査などを実施した。学校教育ユニットにおいては、先行研究にかかる資料・文献のレビューとともに、都立の中高一貫校である村山学園をフィールドに、社会的な格差と教科指導・生徒指導との関係についてケーススタディが実施された。また、平成30年3月には、東京大学にて、シンポジウム「子どもの貧困に、教育・福祉はどう立ち向かっているか認知的スキルと非認知的スキルのコラボレーションが子どもの未来を創る」を開催され、笹井宏益玉川大学教授による基調講演のあと、本ユニットのメンバーを中心に様々な議論が展開された。教育評価ユニットにおいては、OECDのPIAACデータを基に様々な観点から分析を行った。また、各国の分析状況にかかる情報収集とともに、専門家との意見交換を行った。さらに、新たな分析枠組みや仮説の設定のための国内調査等を行った。各研究分担者が、それぞれの問題意識に基づき調査研究を進めており、順調に推移している。各年度末に行うことになっているシンポジウムは、平成29年度は東京大学で予定どおり開催され、この科研の目標や内容等について、多くの方々のご理解を得たところである。

教育評価ユニットにおいては、OECDのPIAACデータを基に様々な観点から分析を行うとともに、海外のPIAACデータにかかる研究集会等に参加し、情報収集や意見交換を行った。また、新たな分析枠組みや仮説の設定のための国内調査等を行った。本研究は3つのユニットに分かれているが、各ユニットにおいて、個々の研究分担者による調査研究作業とともに、それぞれのユニットとして掲げている研究課題に対する調査研究作業が、概ね順調に進められている。平成29年度の調査研究において、各ユニットにおける研究課題がより具体化したので、それらを社会調査の方法を駆使して調査研究していきたい。また、研究分担者の数が多いので、研究会を多く開催するなどして、情報の共有化を進めていきたい。これまで、各ユニットにおける研究課題について、質問紙調査やインタビュー調査等を実施してきたため、今後は、それらの分析作業を強力に進め、成果の取りまとめを行なっていきたい。また、研究分担者の数が多いため、全体の研究会を多く開催するなどして、情報の共有化を進めていきたい。
運動学習時の小脳シナプス可塑性発現解析

神経細胞間の情報伝達効率が神経活動に応じて変化するシナプス可塑性は、学習や記憶の基盤であると考えられている。特に、小脳平行線維-プルキンエ細胞間(PF-PC)シナプスの可塑性は運動学習との関係が注目されている。一方で、小脳におけるノルエピネフリン(NE)などの神経修飾物質が運動学習に寄与することも報告されている。しかし、PF-PCシナプスの可塑性とNEの間にどのような関係があるかはほとんど分かっていない。本研究では、NEがPF-PCシナプスの情報伝達やシナプス可塑性に影響を与えるか否かを明らかにすることを試みた。これまでに、視機性眼球反射(OKR)の適応時に小脳片葉のPF-PCシナプスで長期抑圧(LTD)が起こっていることを示した。また、ノルエピネフリン受容体のサブタイプの一つであるβ型アドレナリン受容体(β-AR)の片葉における活性がOKR適応に寄与することを示した。そこで、ホールセルパッチクランプ法を用いて、マウス小脳片葉切片からPF-PCシナプスの興奮性シナプス後電流(EPSC)を記録し、細胞外液にβ-AR作動薬であるイソプロテレノール(iso)や内因性のリガンドであるNEを投与した。その結果、isoやNEの灌流投与によってEPSCの有意な変化は認められなかった。また、比較的弱い脱分極刺激を与えてLTDの誘導を試みたところ、コントロール液中ではLTDを誘導しない刺激であっても、isoやNEそれぞれを含む液中ではLTDが誘導されることが分かった。以上の結果により、β-ARの活性は片葉のPF-PCにおいて、シナプス伝達に直接影響を与えないが、LTDの誘導を促進することが示唆された。本研究では、片葉のPF-PCにおいて、β-ARの活性がシナプス伝達に直接影響を与えないが、LTDの誘導を促進することを明らかにした。小脳モデル運動学習の一つであるOKR適応の制御に重要な役割を果たす片葉に注目して研究を行ったことが特徴であり、先行研究のOKR適応時のLTDの発現や、OKR適応へのNEの寄与に関する報告に対して矛盾しない結果が得られている。この結果は、これまでに分かっていなかった小脳におけるLTDとNEの関係について、片葉ではβ-ARの活性がLTD誘導の閾値を制御していることを示唆する重要な研究成果である。前年度までに得られた研究結果から生じた疑問に関して、先行研究の結果を踏まえて片葉に注目し実験を行い、興味深い結果を得られたことは評価に値すると考えている。まず、これまでに明らかにした「片葉におけるβ-ARの活性は、シナプス伝達に直接影響を与えないが、LTDの誘導を促進する」という結果が片葉のみで認められるか否かを明らかにする。そのために、小脳虫部の切片を作成し、細胞外液にisoやNEを投与して、PF-PCシナプスのEPSCやLTD誘導閾値の変化を調べる。また、NEを投与したときに認められた結果が、β-ARの活性によるものか否かを確認するために、β-AR拮抗薬とNEの混合液を細胞外液に投与し、同様の実験を片葉、虫部の切片において行う。β-ARはGsファミリーに属するGタンパク質共役型受容体であるため、β-ARの下流シグナルとしてプロテインキナーゼA(PKA)の活性が予想される。細胞膜透過性のPKA阻害剤が細胞外液に存在する条件で、isoやNAを投与し、PF-PCシナプスのEPSC変化やLTD誘導閾値を調べることで、LTD誘導閾値の制御に関わる細胞内情報伝達系の分子経路を同定する。また、細胞膜非透過性のPKA阻害剤を細胞内液に加えた条件で、isoやNEの投与を行い、同様の実験を行うことで、PF-PCシナプス後細胞であるプルキンエ細胞のβ-AR活性がLTD誘導閾値制御に必要か否かを検討する。また、isoとNEで異なる傾向が認められた場合は、β-AR以外のアドレナリン受容体のサブタイプについても実験を行いう。アドレナリン受容体のサブタイプは、β-ARの他に、α1、α2アドレナリン受容体の存在が知られており、それらの受容体の特異的な作動薬を細胞外液に投与して、PF-PCシナプスのEPSCやLTD誘導閾値に与える影響を調べる。これらの実験から得られた結果を合わせて、小脳におけるLTDとNEの関係について明らかにする。滑らかな運動の制御とその学習を行う小脳に注目し、小脳運動学習の細胞的基盤と考えられている平行線維ープルキンエ細胞間シナプス(PF-PNシナプス)で起こるシナプス可塑性の運動学習時の発現に関する研究を行った。具体的には、小脳依存的運動学習モデルとして、広く用いられている視機性眼球運動(OKR)の適応をマウスに誘導し、OKR適応誘導直後のマウスから小脳切片を作成して、パッチクランプ法によりPF-PNシナプスの機能を調べた。その結果、OKR適応後のマウスでは、単位応答振幅の減少とLTD誘導の抑制が、OKR適応を制御しているとされている小脳片葉のPF-PNシナプスにおいて認められた。また、OKR適応に関与しない小脳傍片葉では単位応答振幅やLTD誘導に有意な違いは認められなかった。更に、小脳片葉における実験は一部を、動物がOKR誘導後であるか否かを電気生理学実験者が判断できない条件でデータの取得、解析を行った(ブラインド実験)。ブラインド実験であっても同様の傾向が認められ、実験者バイアスや眼球運動測定のための手術などによる変化でないことが示された。

以上の結果は、OKR適応誘導によって、その適応に関わるPF-PNシナプス特異的に情報伝達効率の減弱が起こったことを示唆し、OKR適応誘導時にLTDが発現したために追加のLTD発現が閉塞したと考えられる。したがって、運動学習モデルの一つであるOKR適応の際に、小脳PF-PNシナプスでLTDが発現していることが示唆された。「運動学習時に小脳PF-PNシナプスでLTDが発現しているか否か」という問いに対して、運動学習中のLTD発現を示唆する多方面からの結果を出すことができた。また、ネガティブコントロール実験やブラインド実験を行い結果の補強をすることができた。本年度で得られた結果は、ある種の運動学習時にその学習を制御するシナプス特異的にLTDが起こっていることを示す重要な研究成果である。この成果は、論文としてeLifeという評価の高いジャーナル誌に受理され、すでに公開されている。本年度で様々な実験を行い、論文としてまとめられたことは評価に値すると考えている。神経細胞間の情報伝達効率が神経活動に応じて変化するシナプス可塑性は、学習や記憶の基盤であると考えられている。特に、小脳平行線維-プルキンエ細胞間(PF-PC)シナプスの可塑性は運動学習との関係が注目されている。一方で、小脳におけるノルエピネフリン(NE)などの神経修飾物質が運動学習に寄与することも報告されている。しかし、PF-PCシナプスの可塑性とNEの間にどのような関係があるかはほとんど分かっていない。本研究では、NEがPF-PCシナプスの情報伝達やシナプス可塑性に影響を与えるか否かを明らかにすることを試みた。これまでに、視機性眼球反射(OKR)の適応時に小脳片葉のPF-PCシナプスで長期抑圧(LTD)が起こっていることを示した。また、ノルエピネフリン受容体のサブタイプの一つであるβ型アドレナリン受容体(β-AR)の片葉における活性がOKR適応に寄与することを示した。そこで、ホールセルパッチクランプ法を用いて、マウス小脳片葉切片からPF-PCシナプスの興奮性シナプス後電流(EPSC)を記録し、細胞外液にβ-AR作動薬であるイソプロテレノール(iso)や内因性のリガンドであるNEを投与した。その結果、isoやNEの灌流投与によってEPSCの有意な変化は認められなかった。また、比較的弱い脱分極刺激を与えてLTDの誘導を試みたところ、コントロール液中ではLTDを誘導しない刺激であっても、isoやNEそれぞれを含む液中ではLTDが誘導されることが分かった。以上の結果により、β-ARの活性は片葉のPF-PCにおいて、シナプス伝達に直接影響を与えないが、LTDの誘導を促進することが示唆された。本研究では、片葉のPF-PCにおいて、β-ARの活性がシナプス伝達に直接影響を与えないが、LTDの誘導を促進することを明らかにした。小脳モデル運動学習の一つであるOKR適応の制御に重要な役割を果たす片葉に注目して研究を行ったことが特徴であり、先行研究のOKR適応時のLTDの発現や、OKR適応へのNEの寄与に関する報告に対して矛盾しない結果が得られている。この結果は、これまでに分かっていなかった小脳におけるLTDとNEの関係について、片葉ではβ-ARの活性がLTD誘導の閾値を制御していることを示唆する重要な研究成果である。
骨芽細胞におけるオカダ酸誘導アポトーシスと核小体蛋白分解機構の解明

骨芽細胞におけるオカダ酸誘導アポトーシスと核小体蛋白分解機構を解明するために本研究を計画し,以下の研究成果を得た。(1)オカダ酸誘導アポトーシス細胞において分解される核小体蛋白の同定と細胞内局在の検討。(2)オカダ酸処理によるeIF-2α,IκBα,NF-κBのリン酸化とその部位の決定。(3)PKR変異細胞株の樹立とその性質の解明。1.オカダ酸はヒト骨芽細胞にアポトーシスを誘導した(Haneji,2005)。アポトーシス細胞では110kDaのニュークレオリンの蛋白量が減少し,分子量80kDaの蛋白質の断片が新たに出現しその発現量が増加した。正常細胞では,核小体にPP1δの局在と一致するニュークレオリンとAgNORsが検出されるが,アポトーシス細胞では,この構造物は分解されて検出されなかった(Kito et al.,2005:Haneji 2005)。ニュークレオリンは細胞周期の停止によりそのリン酸化が変化し,細胞周期により細胞内局在が変化した(Morimoto et al.,2007)。オカダ酸はp65NF-κBのSer536のリン酸化を促進し,p65NF-κBの転写活性を促進した(Ozaki et al.,2006)。2.PKRの触媒ドメインに変異を起こした遺伝子を骨芽細胞に導入し,ドミナントネガティブに発現する細胞株をヒト(MG63)とマウス(MC3T3-E1)で作製し,実験に用いることができた(Morimoto et al.,2005;Yoshida et al.,2005)。この細胞株は骨芽細胞としての特性を喪失していたのでPKRは骨の形成に必要な因子であることが判明した(Yoshida et al.,2005)。また,この変異細胞ではIκBのリン酸化を介したNF-κBの径路に変異が生じていた(Morimoto et al.,2005)。PKRはインターフェロンや2本鎖RNAによって活性化され,細胞の増殖や分化,アポトーシス,抗腫瘍作用等の広範囲な生命現象に関与する。我々は,触媒ドメインを変異したPKR(K296R)のcDNAをマウス及びヒト骨芽細胞に導入し,定常に発現している変異細胞株を樹立した。我々は,オカダ酸はこの変異細胞でIκBαのリン酸化を促進し,このリン酸化部位はチロシン残基であることを報告した(Morimoto et al.,2005)。また,骨芽細胞の石灰化にPKRが必須であり,その石灰化調節経路に転写因子STAT1やRunx2が関与することを発見し,報告した(Yoshida et al.,2005)。蛋白質脱リン酸化酵素1δ型(PP1δ)は核小体に3-7個のドット様構造物として認められる37kDaの蛋白質である。この細胞内分布はニュークレオリンとニュークレオフォスミンの細胞内局在と一致している。我々はオカダ酸により誘導される骨芽細胞のアポトーシスにおけるニュークレオリンと核小体蛋白質の動向に注目した。正常細胞では,核小体にPP1δの局在と類似するニュークレオリンが検出されるが,アポトーシス細胞では,この構造物は分解されて検出されなかった。この物質を同定するために,我々はオカダ酸処理

アポトーシス細胞から蛋白を調製し,SDS-PAGEを行い分離した蛋白を抗ニュークレオリン抗体を用いてウエスタンブロットを行った。アポトーシス細胞では分子量110kDaの蛋白の発現量が減少し,逆に分子量80kDaの蛋白が新たに出現し,その発現量は増加した。このことは,アポトーシスによりニュークレオリンは分解されて80kDaの蛋白に断片化されることを意味している(Haneji,2005;Kato et al.,2005)骨芽細胞におけるオカダ酸誘導アポトーシスと核小体蛋白分解機構を解明するために本研究を計画し,以下の研究成果を得た。(1)オカダ酸誘導アポトーシス細胞において分解される核小体蛋白の同定と細胞内局在の検討。(2)オカダ酸処理によるeIF-2α,IκBα,NF-κBのリン酸化とその部位の決定。(3)PKR変異細胞株の樹立とその性質の解明。1.オカダ酸はヒト骨芽細胞にアポトーシスを誘導した(Haneji, 2005)。アポトーシス細胞では110kDaのニュークレオリンの蛋白量が減少し,分子量80kDaの蛋白質の断片が新たに出現しその発現量が増加した。正常細胞では,核小体にPP1δの局在と一致するニュークレオリンとAgNORsが検出されるが,アポトーシス細胞では,この構造物は分解されて検出されなかった(Kito et al, 2005:Haneji 2005)。ニュークレオリンは細胞周期の停止によりそのリン酸化が変化し,細胞周期により細胞内局在が変化した(Morimoto et al, 2007)。オカダ酸はp65NF-κBのser536のリン酸化を促進し,p65NF-κBの転写活性を促進した(Ozaki et al, 2006)。2.PKRの触媒ドメインに変異を起こした遺伝子を骨芽細胞に導入し,ドミナントネガティブに発現する細胞株をヒト(MG63)とマウス(MC3T3-E1)で作製し,実験に用いることができた(Morimoto et al, 2005;Yoshida et al, 2005)。この細胞株は骨芽細胞としての特性を喪失していたのでPKRは骨の形成に必要な因子であることが判明した(Yoshida et al, 2005)。また,この変異細胞ではIκBのリン酸化を介したNF-κBの径路に変異が生じていた(Morimoto et al, 2005)。
近世中期江戸版行絵本の研究

今年度の目的は,昨年度にひきつづき,各図書館や個人文庫に散在する絵本・挿絵本の書誌調査及びそのデーターの整理に置いた。大阪・京都・天理・名古屋など比較的近距離の地域のほか,東京・川崎・横浜・川越などにも調査は及んだ。テーマは中期江戸版絵本に限定しているのだが,個人文庫などは,見せていただく機会が限定されている場合が多く,この機会に文庫全体のデーターをとらせていただくこともあり,周辺分野に多少はみ出すことはやむをえなかった。昨年度は反省としてテーマに限定しないといけないと思ったが,かえってその拘束は発見をすくなくするとさとった。従来使用のカメラがおかしくなり,新規購入し写真撮影もかなり行ったが,重い機器を持っての出張が年齢的にかなりむずかしくなってきたので,今年を最後とせざるを得ないかと思う。今後は依頼撮影など他の方法に切りかえる。撮影分の多くの部分を焼きつけすることができた。データーの整理・入力には謝金を用いて協力を得た。学年度末にも計画をたてていたが,地震により急に校務多忙となった。しかし年度内に計画はやりおえることができた。大学研究室の書架の倒壊で,調査カードが散乱したが、全く読めない状態にはならなかった。コンピューターも影響をうけずにすんだ。四月以降これらの調査をもとに重政を中心にまとめて行くことができる。今年度の作業の中心は、(1)散在する絵本・挿絵本の書誌調査(2)パソコンによるデーターベース作成の2点に置いた。まずパソコンの購入を行なった。次に調査は、近距離の京大図書館、京都府立総合資料館、大阪府立中之島図書館などを除き、遠距離の東京方面に行く時に旅費をつかった。調査は国会図書館、東京国立博物館、東洋文庫、都立中央図書館などで、時間のとれる時に2回6日間の出張になった。調査対象は、小冊子である黄表紙を含むので、調査カードはぼう大になり、これの整理分類、写真の整理分類及び年代の確認などにアルバイトを依頼して謝金をつかった。データーベース作りにも一部謝金をあてたが、何を項目としてとるかフレーム作りの検討で終った。何度も試案でインプットしてみたが、疑問が出る。本格的には来年度の仕事になるだろう。
シリコン基板上への窒化ガリウム系四元混晶半導体の結晶成長及びその素子の応用

高品質の四元混晶AlInGaNを成長する時、一番難しいことは、ふさわしい成長条件の最適化である。その理由は、三元混晶AlGaN及びInGaNの成長温度が異なるからである。本研究では、成長温度の四元混晶AlInGaN特性の影響について詳しく調べた。四元混晶AlInGaNのエピ層は、有機金属気相成長(MOCVD)装置を用いて厚さ1.3μmGaN層を持つサファイア基板上に大気圧の条件で成長した。成長温度の影響を調べるために、異なる成長温度780,820,860,900及び940°Cにおいて,計五つ試料を作成した。四元混晶AlInGaNの特性はAl及びInの含有量の強く依存しているので、その五つの試料は結晶組成が同じ(Al:9%,In:2%)ように作られている。原子間力顕微鏡(AFM)測定の結果により表面モフォロジは成長温度に強く依存している。成長モードは、成長温度の上昇にしたがって、三次元成長から二次元成長の方へ変化することが分かった。高温成長した試料表面には鮮明なフローステップ表面モフォロジ及び微弱な荒さを示しているので、高質なAlInGaN結晶が得られたことを示唆している。AlInGaN材料に関する成長モードの温度上昇による変化についての報告は、世界で初めてのことだと思う。また、AlInGaN材料のフローステップ表面モフォロジについてもほかの研究グループの公開された文献に報告されていなかった。材料性能の成長温度依存性は、PL及びXRDの評価によって証明されている。高温成長した試料はPLのFWHM値が小さく(50meV)、X線ローキング曲線が250arcsecであり、高品質な結晶を示している。したがって、AlInGaN,特にAl含有量の高い四元混晶AlInGaNの成長は高い成長温度が必要である。最適な成長温度はInの混入量により、配慮する必要がある。また、AlInGaN/AlInGaN 10周期のMQWs構造は900°Cの温度で成長した。XRDおよびPLの測定により、高品質な結晶及びMQWs領域にスムーズな界面を有することが明らかになった。平成14年11月29日JSPSの特別研究員として着任して以来、4ヶ月近くになりました。この期間中にシリコン基板上への窒化ガリウム系四元混晶半導体の結晶成長およびその発光素子への応用研究に従事し、主な研究実績は次のようになっております。まづ、有機金属気相成長(MOCVD)法を用いてサファイヤ基板上に四元混晶窒化物AlInGaNの結晶成長を行い、この結晶の評価により、Alの組成は512%であり、Inの組成は16%であり、PLの発光波長範囲は332358nmにあり、発光スペクトル半値幅は56nm、四結晶X線回折(XRD)の半値幅は250-280arcsecであり、これらのデータはそれぞれGaNの発光スペクトル半値幅4.6nm、XRD半値幅210-230arcsecに非常に近いです。これは、世界でトップレベルの高品質なAlInGaNの成長に成功したことを証明しました。さらにAlInGaN四元混晶窒化半導体材料のバンドキャップおよび格子定数が選択できるので、GaNとの格子整合ができる発光デバイスの開発成功に強く期待しております。いままでに、すでに格子定数がGaNと整合できる発光波長の異なるAlInGaNの試料を作製しました。現在、われわれは紫外線領域の発光デバイスを狙っているので、Al組成の高い結晶が必要であります。しかし、Al組成の増加と共に、材料の構造特性(XRD半値幅)が変化していないにもかかわらず、低温フォトルミネッセンスのスペクトルにAlに関係のある不純物発光ピークが現れ、その発光ピーク強度は成長温度の増加と共に著しく低下します。また、In組成の増加に従って、不純物発光ピーク強度を抑える効果があると見出しましたが、メカニズムは解明中であります。以上の結果を論文としてまとめ、Journal of Crystal Growthに投稿中であります。また一つの論文をまとめているところであります。

また、AlInGaN材料のフローステップ表面モフォロジについてもほかの研究グループの公開された文献に報告されていなかった。材料性能の成長温度依存性は、PL及びXRDの評価によって証明されている。高温成長した試料はPLのFWHM値が小さく(50meV)、X線ローキング曲線が250arcsecであり、高品質な結晶を示している。したがって、AlInGaN,特にAl含有量の高い四元混晶AlInGaNの成長は高い成長温度が必要である。最適な成長温度はInの混入量により、配慮する必要がある。また、AlInGaN/AlInGaN 10周期のMQWs構造は900°Cの温度で成長した。XRDおよびPLの測定により、高品質な結晶及びMQWs領域にスムーズな界面を有することが明らかになった。
都市社会化と「近代的食生活」の形成―ドイツを中心として―

この研究を通じて、19世紀後半から20世紀初頭にかけての、ドイツを中心としたヨーロッパの都市労働者層の食生活の実態を解明することができた。具体的には、同時代の官庁や労働組合が実施した家計調査や、その他種々の杜会調査を史料として、個別的な食品の消費量をできるだけ正確に把握しようとつとめた。その結果、ドイツについてはパン、麦粉、ジャガイモ、肉、バター、砂糖、ミルク、卵の8品目について平均の消費量を得ることができた。摂取カロリー量については、ほぼ2500kcalを越え、栄養学的には必要量は十分クリアしていることがわかった。しかし他方、社会的較差や家庭内の較差(成人男性が動物性食品を独占すること)など、より細かな数値については、今後の検討の課題として残っている。また、ドイツ国内の地域間較差も非常に大きいことがわかった。とくに、バイエルンなど南ドイツは、その他北・東・西部と比べ独特の食文化の伝統があり、ジャガイモの消費量が少なく、逆に麦粉やミルクの消費量が多いというような傾向がみられた。またイギリスについても、同様の家計調査が同時代に数多く実施されており、それを分析したいくつかの研究をもとにして、平均的な労働者層の食生活の実態を把握しようとした。それによると、カロリー摂取量はドイツより少なく、2000kcalを少し越える程度であった。また、パンの消費量はほぼドイツの労働者と同じであるが、肉と砂糖についてはイギリス労働者のほうが多く、逆にジャガイモとミルクについてはドイツ労働者の方がずっと多い。そして特徴的なことは、イギリスの労働者では家計収入の多寡による食物摂取量の較差がドイツより大きい、すなわち、社会的較差が大きいことである。以上のように、ドイツとイギリスについての都市労働者層の食生活の実態について、ある程度のことが解明できたが、今後はより緻密な分析をすることも必要だと思われる。まず、19世紀ドイツにおける都市化の進行についての大まかな概要を調べ、その後、近代ヨーロッパにおける食生活や食料供給のマクロの歴史的変遷を研究した。他方、19世紀後半から20世紀にかけて、ヨーロッパにおける平均寿命が全般的に大きく上昇していることを示し、同時期に民衆レベルでの平均的な食生活の向上・栄養水準の改善の傾向が出現することとの関連について考察した。結論的には、平均寿命の上昇は単に栄養レベルの改善の結果というより、工業化・都市化に伴う全般的な社会構造の転換と関連するというべきである。しかし、食の視点からみると、19世紀後半以降の「近代的食生活」の成立という大きな傾向の下で把握すべきであることもわかった。この「近代的食生活」は、栄養レベルの問題であるばかりでなく、世界史的にはヨーロッパ人が世界を政治・経済的に、或いは環境・生態学的レベルでも支配してゆくプロセスの一環として捉える必要がある(砂糖や茶の生産、等)。と同時に、食品工業の発達による新しいタイプの食品が家庭の食卓に普及してくるという現象も考察すべきである(缶詰や種々のインスタントフード)。さらに、食をめぐる科学・法制・衛生指導など、単に食物摂取ではなく、イデオロギーも含めた幅広い側面から食生活の変化を考えてゆく必要性も明らかになった。特に、19世紀末のヨーロッパにおいて、健康というキーワードを軸に、菜食主義や禁酒運動など食をめぐる新たなディスクールが一般に受容されるようになる。そうした社会意識の面でも「近代的食生活」の形成を考察してみた。具体的には、同時代の官庁や労働組合が実施した家計調査や、その他種々の社会調査を史料として、個別的な食品の消費量をできるだけ正確に把握しようとつとめた。

その結果、ドイツについてはパン、麦粉、ジャガイモ、肉、バター、砂糖、ミルク、卵の8品目について平均の消費量を得ることができた。摂取カロリー量については、ほぼ2500kcalを越え、栄養学的には必要量は十分クリアしていることがわかった。しかし他方、社会的較差や家庭内の較差(成人男性が動物性食品を独占すること)など、より細かな数値については、今後の検討の課題として残っている。また、ドイツ国内の地域間較差も非常に大きいことがわかった。とくに、、バイエルンなど南ドイツは、その他北・東・西部と比べ独特の食文化の伝統があり、ジャガイモの消貴量が少なく、逆に麦粉やミルクの消費量が多いというような傾向がみられた。またイギリスについても、同様の家計調査が同時代に数多く実施されており、それを分析したいくつかの研究をもとにして、平均的な労働者層の食生活の実態を把握しようとした。それによると、カロリー摂取量はドイツより少なく、2000kcalを少し越える程度であった。また、パンの消費量はほぼドイツの労働者と同じであるが、肉と砂糖についてはイギリス労働者のほうが多く、逆にジャガイモとミルクについてはドイツ労働者の方がずっと多い。そして特徴的なことは、イギリスの労働者では家計収入の多寡による食物摂取量の較差がドイツより大きい、すなわち、社会的較差が大きいことである。以上のように、ドイツとイギリスについての都市労働者層の食生活の実態について、ある程度のことが解明できたが、今後はより緻密な分析をすることも必要だと思われる。
太陽熱エネルギー利用システム住宅の居住実態と温熱環境の評価

太陽熱エネルギー利用システム住宅の居住者を対象にした聞き取り調査、ならびに居住者住宅および実験住宅における温熱環境実測調査および温熱環境評価実験を行い、総合評価と住まい方提案を行った。1.居住者に対する聞き取り調査太陽熱エネルギー利用の恩恵に浴し、その心地よい暖かさに対し満足感が高かった。しかし冬季はシステムの補助暖房より従来からの開放型暖房器具を利用しているケースがみられた。2.システム住宅の実測調査および評価実験(1)夏季の場合、夜間冷却は期待できず、システム使用よりも、通風環境の方が良い評価が得られた。(2)冬季の場合、上下温度差や室間温度差が少なく快適な温熱環境が得られ易いことがわかった。(3)冬から春にかけての移行期には日射量の多くなり補助暖房や個別暖房の利用が減少しシステム稼動のみで十分な温熱環境が得られている。3.総合評価と住まい方提案および今後の課題オープンな間取りであれば、システム稼動で得られる熱を戸外に逃がすことなく住宅内で他の室内空間へ広くあたためることができるので、日射量に応じて住宅内システム対象空間を広げたり狭めたりできるような間取りとすることが望ましい。しかし、夏にはシステム住宅の性能を生かすために、その住まい方に改善の余地が認められた。今後、省エネルギー効果を研究した研究成果との比較研究を行い、居住者にとって住みやすい太陽熱利用住宅の改善に結び付けたい。太陽熱エネルギー利用システム住宅の居住者を対象にした聞き取り調査と夏季における温熱環境実測調査および夏季と冬季における実験住宅での被験者を使った温熱環境評価実験を行った。協力が得られたシステム住宅居住者に対し、住宅およびシステムの基本的条件、システム以外の冷暖房器具の使用状況、温熱的満足度等について聞き取り調査を行った。システム導入前の住宅に比較して、夏季は住宅の高断熱・高気密性と室内空気循環の良さにより、耐え難い室温上昇はなく、冷房機器を利用しても運転効率がよいとの評価が得られた。冬季はシステムに組み込まれた補助暖房よりも従来からの開放型暖房器具を利用しているケースが目立った。その理由として経済性とエネルギー消費の点が挙げられていた。中間期においては、住宅の断熱性の良さと太陽熱エネルギー利用の恩恵に浴し、満足感が高かった。調査全般を通し、設備に投資をしても、自然エネルギーを利用して生活している実感が居住者の満足感をもたらしていることが明らかになった。システムを導入している居住住宅を対象にした温熱環境の実測や実験住宅での温熱環境評価実験により以下のような結果が得られた。夏季における夜間冷却の効果はあまり期待できず、むしろ高断熱・高気密により室温上昇が抑えられていること、また冬季における晴天日の蓄熱効果は期待でき、室内空気循環の良さと床暖房方式により室温の上下温度差および室間温度差の少なさにより快適感が高いことがわかった。このようにシステム導入住宅での温熱環境は改善が見られたが、高気密・高断熱住宅であるにもかかわらず、夏季には通風を、冬季には開放型暖房器具を利用するなど、その住まい方には再考の余地がある。今後さらにデータ収集と分析を続け、住まい方も含め太陽熱エネルギー利用システム住宅における温熱的環境評価の確立を目指したい。太陽熱エネルギー利用住宅のうち空気集熱式は、高断熱高気密な構造であるために、簡単なシステムながら暖房の省エネルギー効果が期待でき、ランニングコストも低廉であることなどから、近年その普及が見られる。本年度は、昨年度の居住者への聞き取り調査において春先の居住性が評価されていたことから、特にこの時期に着目し、冬季から春季にかけて温熱環境実験を行い、人体への温熱的影響について明らかにした。京都市のシステム利用実験住宅において、平成11年2月上旬4月上旬に外気および各室温湿度、主要室の垂直温度分布、床下温湿度、空気循環吹出口温度、日射量等の実測を行うとともに、青年女性被験者の皮膚温測定、行動記録、温熱的な体感申告を採取し、これまでに行なった冬季結果とあわせて居住者の生理・心理反応について考察を行った。

その結果、2月上旬の実験日は外気温が-1.711.8°Cであり、日中のシステム稼動時のみの屋内主要室平均気温は21.3°Cで、システムが稼動していない時は床下に蓄熱する補助暖房や室内の個別暖房を行なわないと温熱的快適感は得られなかった。これが、3月中旬になると実験日の外気温は9.218.6°Cとなり、システム稼動時の主要室平均気温は27.7°Cまで上昇した。12月・1月の冬季に比べ、2月は早朝の補助暖房と日中の日射で温熱的快適性が得られ、3月になればほとんどシステム以外の暖房はなくとも温熱的快適性は得られるということが明らかとなった。これに加え、昨年度行った研究成果をもとにシステム住宅居住の特徴をまとめると、この住宅における温熱環境の満足度は高いが、高気密・高断熱住宅であるにもかかわらず、夏季には日射を招く住まい方や、冬季には開放型暖房器具を利用するなどの問題点が見られ、これら住宅の性能に見合った住まい方の必要性が示唆された。
ダイヤモンドの3次元マイクロ加工法の開発

ダイヤモンドを工具として鉄系材料に対して切削加工を施すと,ダイヤモンドが著しく摩耗してしまう現象は良く知られている.本研究は,この現象を逆に利用して,ダイヤモンドに3次元マイクロ加工を行う方法を開発することを目的としている.旋盤チャックに炭素鋼の丸棒を取り付け,工具台にダイヤモンドを取り付ける,丸棒の表面には,雄ネジ形状が施してある.送り量をねじのピッチと同じ値にして外周切削を行うことにより,ダイヤモンドの特定の部分でネジ山を切削する.この加工により,ダイヤモンドの逃げ面に相当する面が摩耗し,ダイヤモンドに雄ネジ形状を転写することができる.この方法でダイヤモンドの加工を行い,以下の成果を得た.1.いずれの結晶面方位においても,30秒手鏡の加工時間で,切削加工における切込み方向について.ダイヤモンドを0.1mm以上,加工することができた.2.加工除去量は(1,1,0)面で最も大きく,(1,1,1)面で最も小さい.3.ダイヤモンドの除去は,ダイヤモンドの黒鉛化によるものと考えられ,切削温度,すなわち加工点の温度が除去量に大きく影響する.4.本加工方法は,加工仕上げ面性状の点で,レーザー加工より優れており,除去量の点においては,鉄系材料とダイヤモンドの化学的親和性を利用した他の方法よりも優れている.このように,本加工方法の有用性を示すことができた.5.加工中にダイヤモンドに作用する切削抵抗,加工点近傍の温度変化,ダイヤモンドと鉄系材料の除去量を調べて,どのように加工が進展していくかを検討した.ダイヤモンドを工具として鉄系材料に対して切削加工を施すと,ダイヤモンドが著しく摩耗してしまう現象は良く知られている.本研究は,この現象を逆に利用して,ダイヤモンドに3次元マイクロ加工を行う方法を開発することを目的としている.旋盤チャックに炭素鋼の丸棒を取り付け,工具台にダイヤモンドを取り付ける,丸棒の表面には,雄ネジ形状が施してある.送り量をねじのピッチと同じ値にして外周切削を行うことにより,ダイヤモンドの特定の部分でネジ山を切削する.この加工により,ダイヤモンドの逃げ面に相当する面が摩耗し,ダイヤモンドに雄ネジ形状を転写することができる.この方法でダイヤモンドの加工を行い,以下の成果を得た.1.いずれの結晶面方位においても,30秒手鏡の加工時間で,切削加工における切込み方向について.ダイヤモンドを0.1mm以上,加工することができた.2.加工除去量は(1,1,0)面で最も大きく,(1,1,1)面で最も小さい.3.ダイヤモンドの除去は,ダイヤモンドの黒鉛化によるものと考えられ,切削温度,すなわち加工点の温度が除去量に大きく影響する.4.本加工方法は,加工仕上げ面性状の点で,レーザー加工より優れており,除去量の点においては,鉄系材料とダイヤモンドの化学的親和性を利用した他の方法よりも優れている.このように,本加工方法の有用性を示すことができた.5.加工中にダイヤモンドに作用する切削抵抗,加工点近傍の温度変化,ダイヤモンドと鉄系材料の除去量を調べて,どのように加工が進展していくかを検討した.ダイヤモンドは非常に高硬度であるため,その加工は非常に困難である.通常は,水平に回転させた鋳鉄円板にダイヤモンド粉と油を塗布し,ダイヤモンド粉でダイヤモンドを研磨する方法が用いられている.この方法では,ダイヤモンドを平面などの単純形状に研磨することはできるけれども複雑な形状に仕上げることはできない.さらに,研磨が不可能なダイヤモンドの結晶面が存在し,加工能率も低い.ところで,ダイヤモンドを工具として鉄系材料に対して切削加工を施すと,ダイヤモンドが著しく摩耗してしまう現象は良く知られている.本研究は,この現象を逆に利用して,ダイヤモンドに3次元マイクロ加工を行う方法を開発することを目的としている.旋盤チャックに炭素鋼の丸棒を取り付け,工具台にダイヤモンドを取り付ける.丸棒の表面には,雄ネジ形状が施してある.送り量をねじのピッチと同じ値にして外周切削を行うことにより,ダイヤモンドの特定の部分でネジ山を切削することになる.この加工により,ダイヤモンドの逃げ面に相当する面が摩耗し,ダイヤモンドに雄ネジ形状を転写することができる.本年度は,本加工の進行状態について,主に検討を行った.切削動力計をダイヤモンドに取り付けて加工中の切削抵抗を測定し,炭素鋼のネジ山形状を測定することにより,ダイヤモンドに施された加工深さの進行を検討した.加工開始直後は,ダイヤモンドの切刃に相当する部分で通常の切削加工が行われている.この間ではダイヤモンドに対する加工は行われない.数秒で切刃が摩耗するため,切削抵抗の値は高くなる.その後,ダイヤモンドの摩耗が始まり,ダイヤモンドに対する加工が行われる,このときには,単位時間当たりの加工量はほぼ一定である.今後,この結果を利用して,さらに効率的にダイヤモンドを加工する条件を検討する予定である.ダイヤモンドを工具として鉄系材料に対して切削加工を施すと,ダイヤモンドが著しく摩耗してしまう現象は良く知られている.本研究は,この現象を逆に利用して,ダイヤモンドに3次元マイクロ加工を行う方法を開発することを目的としている.旋盤チャックに炭素鋼の丸棒を取り付け,工具台にダイヤモンドを取り付ける.丸棒の表面には,雄ネジ形状が施してある.送り量をねじのピッチと同じ値にして外周切削を行うことにより,ダイヤモンドの特定の部分でネジ山を切削することになる.この加工により,ダイヤモンドの逃げ面に相当する面が摩耗し,ダイヤモンドに雄ネジ形状を転写することができる.本加工において,加工開始直後は,ダイヤモンドの切刃に相当する部分で通常の切削加工が行われている.

この間ではダイヤモンドに対する加工は行われない.数秒で切刃が摩耗するため,切削抵抗の値は高くなる.その後,ダイヤモンドの摩耗が始まり,ダイヤモンドに対する加工が行われる.このときには,単位時間当たりの加工量は,ほぼ一定である.次に,上記の研究結果をさらに進めて,ダイヤモンドに対して,より微細な形状の加工を施すための基礎的な実験を行った.このため,ダイヤモンドによって切削する際の切削幅とダイヤモンド除去量の関係を検討した.切削幅を大きくすると,除去量が急激に大きくなることが実験により確かめられた.本加工によるダイヤモンドの除去は,切削熱によるダイヤモンドの黒鉛化がその主な原因になっていると考えられる.切削中のダイヤモンド内部の温度分布を計算し,切削幅が大きいと,切削時の高温部分の領域が大きくなるため,除去量が大きくなると推定される.