hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
粉体斜面流の連続体モデルによる記述

われわれは以前、粉体の斜面流の数値実験で、斜面方向に一様な定常流が不安定化して密度波を形成することを見出した。この現象を理解するため、斜面上の粉体流の線形安定性を、非弾性剛体球の運動論に基づく流体モデルを用いて解析した。その結果、一様流が長波長の摂動に対して不安定となり密度揺らぎが増幅されるパラメタ領域が複数見出された。数値実験では、密度が低い程流れが速くなり、より不安定であるという傾向が見られたが、流体モデルで見出された不安定領域の一つが、この傾向に定性的に対応している。方程式を深さ方向に積分した一次元モデルの解析も行い、やはり密度波形成を示すことで知られる液膜流や交通流のモデルと類似した構造を持っていることがわかった。2003年10月6日から12月28日までは、アメリカ合州国コーネル大学に滞在し、なだれのモデルの統計的振舞の研究を行なった。砂山などで広く見られるなだれ現象は、サイズ分布が冪乗則に従うなど臨界的な振舞を示すことが知られている。この非平衡の臨界現象について、実験や数値実験データから、スケーリング指数やスケーリング関数を、補正やエラーバーを系統的に評価して求める手法の開発を行なった。また、高密度な斜面上の粉体流の数値実験を行ない、その内部構造を調べた。重力下の斜面流では、圧力が深さに応じて変化するにもかかわらず、密度が高さ方向に一定になり、しかもその値は流れの深さに依存せずに傾斜角だけで決まっていることが数値実験によって報告されているが、その機構は解明されていない。このときの粒子のダイナミクスを詳しく調べたところ、粒子が高密度な三角格子を組んではシアーによって壊されるため、密度が局所的、時間的に揺らいでいることがわかった。高さに依存しない密度プロファイルはこの揺らぎの時間平均により得られるが、粒子配置の揺らぎの統計をとった結果、密度が一定となる部分では、平均値だけでなく統計的な粒子配置もほぼ一致していることを見出した。粉体は巨視的な粒子の集まりで、粒子の運動への熱揺らぎの影響は無視でき、粒子間相互作用は散逸的である。粉体の流れは、分子性の流体とは全く違う振る舞いを示すことが知られている。例えば斜面上の粉体は、傾斜角が小さければ静止しているが、臨界角を超えると流れ出す。傾斜角が小さいときに実現する比較的高密度で遅い流れと、十分大きな傾斜角で実現する低密度で速い流れとでは、その性質が大きく異なる。前者は相互作用に摩擦が重要な役割を果たすために摩擦流(frictional flow)、後者は衝突が支配的であるために衝突流(collisional flow)とよばれている。今回、この2つの流れの違いを、分子動力学法を用いた数値実験により具体的に調べた。粉体の分子動力学シミュレーションで広く用いられている離散要素法は、粒子間の有限時間の接触を許す軟体球(Soft Sphere)モデルである。このモデルにおいて、粒子間の反発係数を一定に保ったまま、粒子の硬さのパラメータを大きくする剛体極限での、定常流の性質の変化を調べ、上述の2つの流れが定性的に異なる振る舞いを示すことを見出した。衝突流の剛体極限においては、粒子間の単位時間当たりの衝突回数は一定で、単位時間当たりの接触時間の割合はゼロに収束する。これは、剛体極限での粒子間相互作用が2体衝突のみで表されるということである。しかし、摩擦流においては、衝突回数は粒子の硬さのパラメータに対して冪的な発散を示した。また、それぞれの衝突を2体衝突と考えて衝突回数から見積もった接触時間はゼロに収束するが、重力と多体効果による残りの接触時間が、剛体極限でも有限に残るという結果が得られた。この結果は、高密度な流れのモデル化の際には、粒子の有限時間の接触の効果を無視できない可能性を示唆するものである。

このときの粒子のダイナミクスを詳しく調べたところ、粒子が高密度な三角格子を組んではシアーによって壊されるため、密度が局所的、時間的に揺らいでいることがわかった。高さに依存しない密度プロファイルはこの揺らぎの時間平均により得られるが、粒子配置の揺らぎの統計をとった結果、密度が一定となる部分では、平均値だけでなく統計的な粒子配置もほぼ一致していることを見出した。
若年性糖尿病患者における認知機能障害の発症・進展の原因解明

糖尿病患者の認知機能障害は血糖コントロールを悪化させるため、認知機能障害の発症進展予防は極めて重要な課題である。認知機能障害が発症する前のごく軽度の状態を見出すことは認知機能障害の発症進展予防に重要であると考えた。我々は65歳上の明らかな認知機能障害を認めていない糖尿病患者に対して臭覚テスト、認知機能テスト(MMSE)、各種採血等を実施した。ごくわずかな認知機能障害(MCI)は明らかな認知機能障害のない患者において24.4%見つかった。認知機能障害の有無と臭覚テスト、HbA1c(血糖コントロール指標)は正の相関を示し、血中アディポネクチンは負の相関を示した。若年2型糖尿病を対象に、認知症発症の前段階である軽度認知機能異常(以下MCI)の疫学研究を行った。具体的には164歳以下若年者を対象に、2型糖尿病とMCIについての関連を横断的に調べ、糖尿病が認知機能に与える因子を明らかにすること2若年2型糖尿病のMCI群の脳画像をage matchした認知機能正常者の脳画像と比較し、脳のどこの機能が低下しているのかを明らかにすることを目的とした。検査はトレーニングを受けた医師がスクリーニング検査であるMMSEとmoca testを行ない、MMSE≧24点かつmocatest ≦25点を軽度認知機能障害と定義した。対象は、前年度までの選択基準で選んだ結果90例であった,このうち、50歳から64歳においてMCIの定義を満たした患者は60%であった。目的1に関してはこの2群について比較検討した。その結果、罹病期間、教育歴がほかの交絡因子で調節後も若年2型糖尿病の認知機能低下と有意に関連していることがわかった。上記目的2に関しては、MCI群を診断された患者のうち、14名に脳MRI、脳SPECTを行った。そこで糖尿病群MCI N=14 (平均年齢62.9歳)と非糖尿病群N=14(平均年齢64歳)の2群を群間比較したところ、糖尿病MCI群において視床と帯状回と小脳に血流低下の傾向がみられ(p=0.1)、若年2型糖尿病のMCIではこれらの場所の機能が低下しやすい可能性があることがわかった。大脳皮質の血流低下は2群間で差を認めなかった。まだ画像検査まで進んだ患者の人数が少数であるため、更に人数を増やす予定である。軽度認知機能異常(以下MCI)と糖尿病との関連を若年2型糖尿病者90例を対象に横断的調査を実施し、90例中MCIの定義を満たした患者は36例、認知機能正常群が54例であった。この2群間での単変量解析では罹病期間、教育歴がMCI有と有意に相関した。MCI群の脳画像をage matchした認知機能正常者脳画像と比較した所、MCI群において視床と帯状回と小脳に血流低下の傾向を認めた(p=0.1)。MCIをMocaテストで抽出したが、Mocaテストの正当性に問題を指摘する論文が出たため現在ではMCIを抽出する方法として嗅覚検査(open essence)を利用した以下の研究を行っている。認知機能障害を指摘された事がない高齢2型糖尿病患者250人を対象に、嗅覚検査及び認知機能検査(MMSE)を施行。対象者をMMSEの点数で認知症群(D群)、軽度認知機能障害群(MCI群)、認知機能正常群(NC群)に分け、3群間における臨床背景因子を比較検討。MMSE点数と臨床背景因子との関連性を単相関解析、重回帰解析にて検討。嗅覚の点数はNC群、MCI群、D群の3群間で有意な差を認めた。年齢と尿酸はD群で有意に高値だった。単変量解析の結果、嗅覚、拡張期血圧、教育歴、葉酸、TCHO,LDLは認知機能と有意な正の相関を示し、年齢、HbA1c、AST、アディポネクチン、尿アルブミン排泄量は認知機能と有意な負の相関を示した。更に多変量解析の結果、教育歴、HbA1c、アディポネクチンに加えて嗅覚が高齢2型糖尿病の認知機能と相関する独立因子であった。(R2 = 0.478, P<0.01))以上より、高齢2型糖尿病において、嗅覚と認知機能は関連することが分かった。今後は前向き研究で嗅覚低下が認知機能障害の発症予測となるか検討予定。予測因子を明らかにし認知症発症を予防する事は超高齢者社会にとって有益と考える糖尿病患者の認知機能障害は血糖コントロールを悪化させるため、認知機能障害の発症進展予防は極めて重要な課題である。疫学研究で、糖尿病患者では一般人口より,認知症が多く発症する事が、明らかとされている。認知症発症進展阻止のため、認知症発症前段階の軽度認知症機能異常を見出し、その進展を予防する事が重要である。

日本人若年2型糖尿病と軽度認知機能障害の関連についての報告はなく不明である。本申請では、若年者(18歳64歳)を対象に、認知症発症の前段階である軽度認知機能異常の疫学研究を行う。(1)18歳59歳の比較的若い2型糖尿病と認知機能障害の関連を横断的に調べ、糖尿病が認知機能に与える因子を明らかにすること、(2)抽出された軽度認知機能障害患者を前向きに調査し若年2型糖尿病にとって何が軽度認知機能障害の進行のリスクとなっている因子なのかを明らかにすることを目的とする。【目的】若年2型糖尿病と軽度認知機能障害の関連性を横断研究で明らかにする【対象】当院糖尿病内科外来通院中の18歳59歳の2型糖尿病患者600人(目標)【方法】当院外来通院中の59歳以下の2型糖尿病患者600人に対し軽度認知機能障害のスクリーニングであるMontreal Cognitive Assessment(MoCA)を施行し認知機能障害を有する患者を抽出する。認知機能異常が疑われる者に対しては、2次検査(長谷川式認知機能検査、脳MRI、採血、嗅覚テスト等)を行い専門外来に紹介し治療開始していただく。うつ状態でも認知機能が低下することがあるため、うつ状態のスクリーニングテストであるBDI(Beck Depression inventory)を対象者に対して行い対象から除外する。対象者を認知機能低下群と非低下群の2群に分けて、その規定因子を検討する。【結果の解析】得られたデーターより、軽度認知機能を有する群における2次検査での特徴を解析する(既存の認知機能障害との違いも含めて)。また軽度認知機能障害に関与する各種因子の解析を行う。当初予定した研究で試用する経度認知機能障害を検出するテストの一つである、MOCAテストの有効性が疑問視される論文が発表されたことにより、研究方法を変更する必要性が出てきている。このことから症例リクリートをいったん停止している。一方で代わりとなるテストを模索しており、現在では嗅覚を利用した認知機能障害の検出テストを利用した方法へ変更する予定である。現在研究実施にあたり、当該施設における倫理審査委員会での審議を行っており、同時に研究補助を行う研究補助員の雇い入れを行っている。データー解析のための準備を行い、研究実施とともに順次結果を取りまとめていく方針である。MOCAテストから嗅覚を利用した認知機能障害へ変更する。【目的】2型糖尿病において嗅覚の低下と認知機能障害が関連しているかどうかを横断的に検討する。更に認知機能障害を呈していない症例に対し嗅覚低下が認知機能障害に先行しているかどうかを5年間前向きに検討する。【目標とする被験者数】250例、試験期間;平成24年10月平成29年10月【評価項目】i認知機能検査MMSE MMSE≦27点以下を認知機能障害と定義する1)嗅覚検査の結果をブラインドした状態で、静かな部屋で行うii嗅覚検査open essence 7点以下(12点満点)を嗅覚低下と定義する2)検査の1時間以内はお水以外の飲食を禁止するiii採血:血算(WBC RBC Hb Ht Plt)生化学(血糖値、HbA1cインスリンCPR)尿中Alb/尿cre FT3 FT4 TSH高感度CRP、ILー6 CuセルロプラスミンZnレプチンシスタチンC葉酸ビタミンB12)などiv身体測定身長体重BMI血圧v3大合併症(網膜症腎症神経障害)viうつ状態の評価BDIviiアンケート
Ti-Ni系金属ガラス/形状記憶合金の三次元積層造形法

本課題は非晶質時はガラス転移を示し,結晶化後形状記憶特性を示すTi-Ni系金属ガラス/形状記憶合金の過冷却液体域での粘性流動を利用した新しい三次元積層造形技術の確立を目的とした.まず,スパッタ法により作製したTi-Ni-ZrとTi-Ni-Cuの粘弾性評価を行った.その結果,いずれの合金系も結晶化温度より約10°C下で,粘性が最小になり10の10乗Pa・sオーダーであった.三次元積層造形用の合金粉末をガスアトマイズ,メカニカルアロイング法を用いて作製したが,いずれの手法でも金属ガラス粉末を作製できなかった.今後は,単ロール法で作製した非晶質リボンを用いた三次元積層造形法の検討を行う.本課題は非晶質時に非晶質時はガラス転移を示し,結晶化後は形状記憶特性を示す,Ti-Ni系金属ガラス/形状記憶合金の過冷却液体域での粘性流動特性を利用した新しい三次元積層造形技術の確立し,形状記憶合金の三次元積層造形物を作製することを目的とした.まず,本合金の過冷却液体域での粘弾性特性を評価するため,スパッタ法により,Ti-Ni-Zrと,新たに発見したTi-Ni-Cuの物性評価を行った.その結果,T-Ni-Zr系,Ti-Ni-Cu系いずれも,ガラス転移温度を超えると粘度が低下していった,但し,結晶化温度付近になると粘性は増加した.どちらの合金系でも,結晶化温度ー10から-20°Cの範囲で,粘性は最小値を取り,10の10乗オーダーであった,既存のAu系金属ガラスの粘性値(10の8乗)と比較しても非常に高いことが分かった.また,低い粘性を示した温度範囲での熱的安定性を評価した結果,100sから1000sの間に結晶化が起こる事を明らかにした.三次元積層造形法に用いるTi-Ni-Zr,Ti-Ni-Cu粉末材料の作製をガスアトマイズ法,メカニカルアロイング法を用いて行った.いかし,いずれの手法でも両合金系の非晶質状態での粉末を作製することができなかった.TiーNi系金属ガラス/形状記憶合金は,ガラス転移と結晶化温度の差で示される過冷却液体域は,従来の金属ガラスと同等の大きさを示していたが,共晶組成から大きく外れているため,ガラス形成能が低いためと考えられる.今後は粉末ではなく,作製実績のある単ロール液体急冷法で作製した非晶質リボンを用いた三次元積層造形法を検討していく.本課題は非晶質時はガラス転移を示し,結晶化後形状記憶特性を示すTi-Ni系金属ガラス/形状記憶合金の過冷却液体域での粘性流動を利用した新しい三次元積層造形技術の確立を目的とした.まず,スパッタ法により作製したTi-Ni-ZrとTi-Ni-Cuの粘弾性評価を行った.その結果,いずれの合金系も結晶化温度より約10°C下で,粘性が最小になり10の10乗Pa・sオーダーであった.三次元積層造形用の合金粉末をガスアトマイズ,メカニカルアロイング法を用いて作製したが,いずれの手法でも金属ガラス粉末を作製できなかった.今後は,単ロール法で作製した非晶質リボンを用いた三次元積層造形法の検討を行う.金属工学,MEMS
Major Urinary Proteinの脂肪蓄積・脂肪細胞分化制御機構の解明

本研究では、Major Urinary Protein 1(MUP1)のメタボリック症候群における生理学的意義の解明を、全身でMUP1を過剰発現するトランスジェニックマウスを用いて行った。その結果、MUP1の過剰発現は高脂肪食付加に対して抵抗性を示すとともに、脂肪細胞分化誘導に対して抑制的に働くことが確認された。またMUP1はproliferator-activated receptor γの発現制御を行うことで、脂肪細胞分化を制御している可能性が示された。MUP1はアンドロゲン依存的に誘導されるが、以上の結果は、MUP1がアンドロゲンによる脂質代謝制御の一端を担っている可能性を示している。メタボリック症候群の発症には性差があることが知られており、男性の場合はアンドロゲンの減少がその要因の一つであると考えられている。本研究では、アンドロゲン依存的に発現が誘導されるリポカリンファミリー分子で、尿中排泄蛋白質であるMajor Urinary Protein Type1(MUP1)に着目し、独自に作製した全身でMUP1を高発現するトランスジェニック(TG)マウスを用いて、脂肪蓄積/脂肪細胞分化におけるMUP1の詳細な作用メカニズムを解明することを最終目的としている。今年度は8週間の高脂肪食負荷によって肥満誘導を行った際の雌雄におけるMUP1の役割について解析を行った。TGマウスは雌雄共に、通常食摂取時は野生型マウスと比較して特に変化が認められなかったが、高脂肪食負荷時においては、脂肪重量の増加に起因する体重増加に対して抵抗性を示した。また野生型マウスでは高脂肪食負荷により血中トリグリセライド値が高値となるが、雌性TGマウスでは血中トリグリセライド値の上昇に対しても抵抗性を示した。一方で、雄性TGマウスでは雌性マウスで認められた効果が確認されなかった。さらに高脂肪食負荷時にMUP1は脂肪組織で急激に発現が上昇することも明らかとなった。以上の結果から、MUP1は脂肪蓄積/脂肪細胞分化に対して抑制的に働くとともに、その影響には雌雄差があることが示唆され、MUP1のようなリポカリン分子がメタボリック体質を規定している可能性も考えられた。昨年度、MUP1を高発現するTGマウスを用いて、MUP1が脂肪蓄積/脂肪細胞分化に対して抑制的に働くとともに、その影響には雌雄差があることを見いだすことができた。また次年度にMUP1の分子メカニズムを探るために、各遺伝子型の胎生繊維芽細胞(MEF)を確立し、TG-MEFでは恒常的にMUP1を高発現していることも確認しており、その準備は万端である。以上の理由から、概ね計画通り進行していると考えている。昨年度の検討では、全身でMajor Urinary Protein Type1(MUP1)を高発現するトランスジェニック(TG)マウスが、雌雄両方の性において高脂肪食負荷に耐性を示したことから、MUP1が糖脂質代謝に重要な役割を担う可能性が示された。今年度はTGマウスの胎性線維芽細胞(MEF)を用いて、脂肪細胞分化におけるMUP1の役割について詳細な検討を行った。野生型マウス(WT)由来MEF(WT-MEF)を脂肪細胞に分化誘導すると、MUP1は分化誘導初期に発現が上昇した後に一度低下し、再び上昇する二層性の発現パターンを示した。また最初からMUP1を高発現するTGマウス由来のMEF(TG-MEF)を用いて分化誘導を行ったところ、PPARγなどの各種脂肪細胞分化マーカーの発現が遅延し、細胞内の脂肪滴の蓄積も減少することから、MUP1は脂肪細胞分化を抑制することが確認された。さらにMUP1は脂肪細胞分化に伴い核に蓄積することも確認され、この核移行はアンドロゲンによって促進された。このことからMUP1は核内で働くことで脂肪細胞分化制御を行っており、その作用はアンドロゲンに依存する可能性が示された。最後に、in vivoにおけるPPARγとMUP1の関与を検証するために、PPARγヘテロ欠損マウスとTGマウスとを交配させた雌マウスを用いて高脂肪食負荷試験を行った。PPARγヘテロ欠損マウスでは脂肪組織でPPARγの発現が半減しているが、この状態ではMUP1高発現の効果が低減され、脂肪蓄積抑制効果が認められなくなった。以上の結果から、MUP1はアンドロゲンやPPARγと協調的に働くことで脂肪細胞分化を抑制し、延いては糖脂質代謝におけるホメオスタシスの維持に貢献する可能性が示された。最終年度は、確立したMEFを用いて、脂肪細胞分化過程におけるMUP1の生理学的意義を詳細に解析する。またMUP1がアンドロゲンによって誘導されることから、生殖腺ホルモンの糖質脂質代謝制御におけるMUP1の寄与度についても検討することで、MUP1の脂肪蓄積/脂肪細胞分化における役割の全容解明を行う。

毒性学本研究では独自に作成したTGマウスを自家繁殖して実験に用いるが、今年度は非常に繁殖効率がよく、また他のプロジェクトでもこのTGマウスを用いて実験を行っていることから、動物実験や維持管理における費用の大部分を節約することができた。もともと本学の実験動物の維持管理費が高額であるため、支給された研究費からすると当初の計画では使用する動物の数や実験項目が制約されていたが、予算に少し余裕ができたことから、脂肪細胞分化の主要制御因子であるPPARgamma等との関与なども調べるために、当該分子を欠損した遺伝子改変マウスと交配したMUP1-TG/遺伝子欠損マウスを用いて、さらに詳細な分子メカニズムの解明を行っていきたい。
スーパーグローバルハイスクール等にみる国際バカロレアの普及の可能性

2018年度は、国内外で国際バカロレアを中心とした国際教育の実施状況や課題について調査した。海外調査は2度行った。まず、2019年2月21日および22日に香港日本人学校を訪問した。そして、国際バカロレア認定されている国際学級の校長にインタビューするとともに、授業参観をした。また、国際バカロレアの手法に学びつつ独自の国際教育や探求型学習を行っているグローバルクラスを参観するとともに、担当者や教員らにインタビューを行った。第二の海外調査としては、2019年3月にアメリカ・デンバーを訪問し、国際バカロレア教育を中心に、国際教育の現状を調査した。7日には、国際バカロレア認定校である公立高校を訪問し、コーディネーターや生徒にインタビューするとともに、「知の理論」や言語の授業を参観した。8日には、チャータースクールと公立高校を訪問し、校長や教員にインタビューするとともに、言語や社会科、テーマ学習などを通した国際教育を参観した。国内調査としては、2018年11月に、スーパーグローバルハイスクールであるお茶の水女子大学附属高等学校の公開授業に参加して、持続可能な社会の探求をテーマとした授業を参観した。2018年11月には、玉川学園で行われた国際バカロレア教育フォーラムにおいて、国際バカロレア校の教員によるワークショップに参加した。その他、国際バカロレアに関する国内推進体制の整備事業シンポジウムや、国際バカロレア教育と教員養成に関する研究会、高校生の留学体験発表会などに参加した。とりわけ、関西地方における公立の国際バカロレア教育の推進について、関係者への聞き取り調査をすすめた。インタビューは許可を得て録音し、文字起こしして分析した。研究成果の発表としては、国際理解教育学会に寄稿し、2019年6月刊行予定である。また、2019年4月の比較国際教育学会で発表予定である。本研究では、I.国際バカロレア校での調査を踏まえ、国際バカロレアを日本の教育に導入する利点と危険性を整理した上で、II.スーパーグローバルハイスクールや海外の日本人学校における、グローバル社会に対応した教育実践を調査し、III.より多くの生徒が恩恵を受けるためには、国際バカロレア教育のどのような側面をいかに導入すべきかを明らかにすることを目的としている。Iについては、国内外の国際バカロレア校の参観や関係者への聞き取り調査、国際バカロレア関連のシンポジウムやワークショップに参加して、順調に情報を収集している。IIについては、複数のスーパーグローバルハイスクールでの授業参観や、海外の日本人学校の訪問調査を行っている。IIIについては、本年度は特に、公立の高等学校において国際バカロレアを導入することの意義や課題について、教員や教育行政関係者などにインテンシブな聞き取り調査を行った。その結果、2019年度初頭に国際学会でのポスター発表と、国内の学会誌への論文掲載が決まっている。よって、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。2019年度は本研究の最終年度であるので、I.これまで収集した調査結果を整理し、不足を補った上で、II.より多くの生徒が国際教育の恩恵を受けるためには、国際バカロレア教育のどのような側面をいかに導入すべきかについて、データ分析に基づきつつ考察をすすめ、III.学術および社会貢献の場で、調査結果を公表していく。Iについては、近年、国際バカロレア認定校が急速に増加しており、まだ訪問できていない学校がいくつか存在するので、いそぎ訪問調査をする。また、スーパーグローバルハイスクールの訪問調査が不足しているので、補足する。また、引き続き、国際バカロレアやスーパーグローバルハイスクール関連のシンポジウムやワークショップ、公開授業等に参加していく。IIについては、収集したデータが蓄積してきたので、枠組みを決めて整理する作業が必要である。これには膨大な手間が必要になるので、アシスタントの依頼も検討する。IIIについては、すでに、2019年4月の国際比較教育学会での発表と、6月の国際理解教育学会への論文掲載が決定している。くわえて、9月の異文化間教育学会での発表や、全国外国人教育研究会での講演において、研究成果を公開していく。本研究では、I.IB認定校で観察や聞き取り調査を行い、IBの利点と危険性を整理した上で、II.スーパーグローバルハイスクールや日本人学校でのグローバル対応教育の実践を調査し、III.より多くの生徒が日本に合った形でグローバル社会に対応する能力を習得するためには、IBのどのような側面をいかに導入すべきかを明らかにすることを目的としている。本年度は、Iについては、日本のIB校4校を訪問調査した。うち国立1校・私立3校、系列大学有1校・無1校、主な教授言語が英語1校・日本語3校というように、バランスを取りながら調査校を選定した。学校管理職や教員、生徒への聞き取り調査や授業や行事の参観から、IB教育が学習者主体の探求的学びを生み出しているというメリットと、少人数教育でコストが高く、生徒への言語的な負荷がかかりやすいというデメリットを整理した。IIについては、グローバル化に対応した<新しい能力>を育成する、という点でIBに類似した教育を行っている事例としてSGH指定校を取り上げ、その教育成果を調査した。その結果、従来からの日本の教育実践を応用しつつ、よりより多くの生徒を対象に探求的な学びや発信力の育成を行っていることがわかった。国内での学会参加に加えて、2018年3月にはシンガポールで行われた国際バカロレア世界大会に参加し、アジアを中心に世界の複数の国のIB校の教員とのネットワークをつくり、情報を交換することができた。

これらの研究成果について、日本子ども社会学会の学会誌に「『文化的に多様な子ども』から『国際的な視野をもつ人間』へー国際バカロレアにおける文化的多様性ー」というタイトルで寄稿し、現在最終校正中である(2018年6月刊行予定)。当初の計画では、IB校を14校調査予定であったが、現在までにそのすべてを一度以上訪問している。くわえて、SGH校を4校、日本人学校を2校を訪問予定であるが、こちらはまだ訪問できていないので、残りの2年間で訪問予定である。IBについては、世界大会に参加することで、国内外の多くの学校や教師とのネットワークができ、有効であった。また、SGH校については、成果報告会や模擬国連の大会に参加することによって情報を収集することができた。複数の学校の教育実践を比較しながら調査できる点で、学校訪問よりもすぐれているので、2年目以降も続けていく。研究成果のアウトプットに関しては、すでに学会誌に1本掲載予定であり、おおむね順調である。2018年度は、国内外で国際バカロレアを中心とした国際教育の実施状況や課題について調査した。海外調査は2度行った。まず、2019年2月21日および22日に香港日本人学校を訪問した。そして、国際バカロレア認定されている国際学級の校長にインタビューするとともに、授業参観をした。また、国際バカロレアの手法に学びつつ独自の国際教育や探求型学習を行っているグローバルクラスを参観するとともに、担当者や教員らにインタビューを行った。第二の海外調査としては、2019年3月にアメリカ・デンバーを訪問し、国際バカロレア教育を中心に、国際教育の現状を調査した。7日には、国際バカロレア認定校である公立高校を訪問し、コーディネーターや生徒にインタビューするとともに、「知の理論」や言語の授業を参観した。8日には、チャータースクールと公立高校を訪問し、校長や教員にインタビューするとともに、言語や社会科、テーマ学習などを通した国際教育を参観した。国内調査としては、2018年11月に、スーパーグローバルハイスクールであるお茶の水女子大学附属高等学校の公開授業に参加して、持続可能な社会の探求をテーマとした授業を参観した。2018年11月には、玉川学園で行われた国際バカロレア教育フォーラムにおいて、国際バカロレア校の教員によるワークショップに参加した。その他、国際バカロレアに関する国内推進体制の整備事業シンポジウムや、国際バカロレア教育と教員養成に関する研究会、高校生の留学体験発表会などに参加した。とりわけ、関西地方における公立の国際バカロレア教育の推進について、関係者への聞き取り調査をすすめた。インタビューは許可を得て録音し、文字起こしして分析した。研究成果の発表としては、国際理解教育学会に寄稿し、2019年6月刊行予定である。また、2019年4月の比較国際教育学会で発表予定である。
数理論理及びその周辺分野の総合的研究

本研究は数理論理学,証明論,帰納的関数論,集合論,模型理論,超準解析学及び論理学の計算機科学への応用の諸分野の研究者達が数理論理学の応用という視点に立ち総合的に研究することを第一の目的とした.この研究期間中,最も重要な進展は小野寛晰グループによる非標準論理学の分野の発展であった.構造に関する推論規則に関連する研究は日本においてはかなり以前よりなされていたが,近年,Giraldにより線型論理学が提唱され,それが計算機科学などへの重要な応用がなされることが認識され,日本においても再び研究が盛んになった.そのことにより小野により非標準論理の国際研究集会が企画され,第一回国際非標準論理学会NSL'94が金沢で一部当科研費援助のもとで開催され,重要な種々の成果が発表された.次に,加茂を中心とする公理的集合論のグループにおいては,Ρ_κ(λ)上のイデアルの研究が精力的に為され,イデアルのプレシピタス性や組合せ論的性質に対して多数の成果を得ている.本橋を中心とするモデル理論のグループでは坪井を中心として,モデル理論の代数への応用の研究が一定の成果をあげている.構えを中心とする超準解析学のグループにおいては関数解析への超準的手法が研究され一定の成果を得ている.また,超数学的手法を用いることによって,超準モデルを一切使用しない方法が角田によって提唱されたが,八杉はその考えを発展させ無限の長さを持つ論理式の対系の超数学として超準解析を体系づけることに成功している.角田はそれ等の成果の教育への還元という立場より,述語系の概念を基礎にした解析学の教科書を現在執筆中である。篠田を中心とする帰納的関数の研究グループはHorest polynamial time reducbilitiesについてrecursive tegreeに対地さして興味ある新しい結果を得た。小野等を中心とする数理論理学研究グループはBCA代数についての話の問題やsubitractural logicについての新しい結果及び知見を得た。又、中間論理に関する新しい結果も得えている。本橋を中心とする模型理論の研究グループは数理論理学と代数の境界領域で新しい結果を得て、現在も新しい試みがなされている。田中を中心とする構成数学の研究グループではFriedman-Simpsonの提唱する逆数学のプログラムに沿って種々の数学理定理の論理的構造を解明している。釜江、八形を中心とするノンスタンダードアメリシスの研究グループは解析学の超数学的構造を研究し、新しい知見を得ている。角田を中心とする公理的集合論研究グループはある種の組合せ論題命題のexgivconsistentの研究に一定の成果をあげている。特筆すべき成果は、集合論グルーブの加茂が自然数の集分w上で成立する組合せ論的命題を正則基数Kで成立するかどうかを検証して、その命題がKで成立するならば内的モデルで任意個の可測量数を持つものか存たする事を証明した。また、super conpact cardinalの存在より、その様な性質を満足する正側基数の存在を強制法によって示した。この結果は本研究の可算概念の解明という中心的課題に多大な寄与をするものと思われる。次に重要な成量は八杉による解析学,超数学的構造の研究に対する成果で、これは論理学の数学への応用が模型理論的のみでなく、証明論的な側面からも可能ある事を示唆している意味で重要である。様相論理及び中間論理の研究グループ(小野担当)における主要な結果は論理の構造規則を制限することによって得られるsubstructural logicのsemanticsの研究である。また,千谷は集合論のBrowerian-valued modelを考察することによって直観主義の集合論の意味論を提起した。

公理的集合論の研究グループ(角田,加茂担当)における主要な結果はelementary embeddingのKunen,結果をV〔G〕からV〔G〕へのelementary embeddingの存在を仮定すればいかになるかという鈴木の結果及び阿部のPκ(λ)のidealの関する研究である。共にlarge cardinalに関する新しい方向への知見を得る事ができた。江明論(八杉,上江洲担当)のグループにおける主要な結果は角田におけるrecursive maccessible ordinalの研究であり集合論と帰納的関数論の接点において証明論から興味あるアプローチを行った。プログラミング理論への応用のグループ(林担当)は型理論にsetの概念を付加する事により,型理論のプログラミングへの新たなる応用を提唱している。超準解析の研究グループ(釜江担当)における主要な結果はファイマン種分の超準解析的方法による定式化である。末だ一次元の時しか成功していないが特事すべきことである。本年度における研究実績において最も重要な事は,集合論的トポロジーと非標準論理学の国際研究集会が開催されたという事である。共に部分的に当総合研究からの援助が行なわれた。特に,非標準論理学会においては,数理論理学の計算機科学への深い応用等の研究発表がなされた。線形論理学に代表される部分構造推論規則を持つ論理学の研究はデータという概念の数理論理学的解明のために今後一層発展することが予想される。公理的集合論においては,加茂,松原がP_κ(λ)におけるイデアルの研究を推し進め重要なる結果を得ている。帰納的関数論においては篠田が中心となり,複雑度,特に,多項式時間度について成果を上げている。モデル理論においては坪井を中心として安定性理論の分野で成果を上げている。非標準解析の分野では釜江を中心として,小沢の関数解析への応用,中村の物理数学への応用が一定の成果を上げている。また,八杉の無限の長さを持つ理論式に関する論理の超数学的な捉え方も興味ある成果を得ている。数理論理学の分野においては,鈴木による中間値論理のクリプケモデルの研究,小野による部分構造推論規則を持つ論理のクリプケモデルの研究がある。理論的計算機論の分野において林は証明論の重要な応用を得ている。
コンクリート橋の耐用性診断システムの開発

本研究は、文部省科学研究費補助金の補助を受け、既存コンクリート橋の耐用性診断法の開発およびとのシステム化等を検討したものである。コンクリートの構造物は他分野の製品と比べて大規模で単産品となること、その耐用期間が非常に長いこと等のため、実証試験、再現試験が困難であることにより、わずかのデータ及び知識・経験に基づく維持管理が要求されることになる。特に、コンクリート橋の場合、アルカリ骨材反応あるいは塩害等の新たに加わった諸原因による損傷がマスコミに華々しく取上げられるに及んでこれらを含む適切な耐用性診断法の早急な開発が大きな社会的要請となってきている。本研究では、主にコンクリート橋を対象とし、その維持・管理の基本フロー「調査」→「診断」→「補修・補強」において、「診断」の位置付けを、「損傷程度(健全度)は?」「余寿命はあと何年?」「あと10年もたすための処置は?」という橋梁管理者の最も関心のある点に明確な回答を準備することであると定義し、「調査」結果に基づく定性的・定量的情報の組合せによって総合的な耐用性診断を実行する手法を提案するとともに、これらの出力が可能な診断システムの構築を行なっている。また、その際、このような診断法開発及び診断システム構築にあたって重要な問題の一つになっているコンクリート橋診断過程に存在する技術者の主観的あいまいさの抽出・処理に独創的な手法を考案している。さらに、構築した診断システムの出力結果を検証するための一連の現場実橋試験方法の開発を行い、耐用性診断法及びシステムの実用化をはかっている。このように、本研究は、現在、社会的関心の非常に高いコンクリート構造物の維持・管理において、その核となる耐用性診断を、コンクリート橋を具体例として理論から応用までを体系的にまとめたものであり、本報告書が今後この方面での問題解決の糸口となれば幸いである。本研究は、コンクリート橋の維持管理の基本フロー「調査」→「診断」→「補修・補強」において、「診断」の位置付けを、「損傷程度(健全度)は?」「余寿命はあと何年?」「あと10年もたすための処置は?」という、橋梁管理者の最も関心のある点に明確な回答を準備することであると定義し、これらの出力が可能なエキスパートシステムの構築を最終目標として設定し、これに必要となる種々の検討を行なったものである。従来より、このようなある意味での工学的(技術的)決定問題の現実は、いわゆる工学的判断の名のもとに、経験豊富な専門家の判断にゆだねられる場合が多く、診断結果及びその後の処置に主観的あいまいさが支配する部分が含まれることが避けられなかった。この点の解決策として、次のような2つのアプローチが試みた。すなわち、一つは、専門技術者等の有する主観的要素を合理的に処理していこうとする、いわゆるシステム化手法の応用であり、他の一つはあくまで客観的な評価・判定を行う手法の確立を追求するものである。前者に対しては、診断過程に存在する検査者、専門家の主観的あいまいさの抽出、定量化を、橋梁診断の専門家への広範なアンケート調査結果に立脚して行い、主観の取扱い及び知識べースの構築を実行することにより、これらの橋梁診断過程における資料不足、知識・経験不足を認めた上で、検査結果より得られる定性的・定量的情報の組合せにより総合的耐用性診断を可能とするコンクリート橋診断エキスパートシステムの開発を試みた。

一方、後者に対しては、従来より実橋に対して適用してきた現場非破壊試験法を実施し、TLー20荷重に対する曲げ及びせん断破壊安全率を指標とした安全性評価を行うとともに、主桁破壊試験、及び主桁構成材料試験を実施して、その評価結果を耐荷力及び耐久性の両面から検証することにより、合理的な安全性評価のための現場試験法を確立した。
輸血用血液の浄化・成分分析オンラインシステムの開発

本研究は、レーザーの有する光学力により血液中のナノサイズの粒子状不純物を非侵襲に除去でき、同時にマイクロサイズの血球成分(赤血球、白血球、血小板)の計数と色彩計測により血液成分を定量分析できる輸血用血液の浄化・成分分析システムを構築し、さらに分析結果の共有を目的とした本システムのオンライン化を目指して遂行された。平成30年度は、まず血液中の赤血球、白血球、血小板を新設の生物顕微鏡(観察倍率401000倍)と高速度カラーCCDカメラ(640×480画素、フレームレート320fps、補助照明機能付き)によりマイクロレベルの空間分解能でブレを生じずに撮影して高精度に計数し、同時に赤血球の色彩から分光計測法に基づきヘモグロビン濃度を計測できる血液成分検査用画像計測系を構成した。さらに、ウマ保存血液を対象として、上述の血液成分検査用画像計測系により各血球成分の計数試験およびヘモグロビン濃度の解析試験を実施した。前者の手順としては、まず血液を流しながら血液画像を時系列に多数枚撮影し、各画像に二値化処理を施した上で円体計測に基づき各血球成分を計数し、さらに各成分の1画像当りの平均個数を単位体積当りの個数に換算した上で、最終的に血液成分の分析結果を取得した。また後者の手順としては、血液画像中の赤血球の色彩より、分光計測法に基づきヘモグロビン濃度を算出した。以上の結果として、本画像計測系が血液成分の分析ならびにヘモグロビン濃度の計測に有効であることを確認した。まず、血液成分検査用画像計測系の構成に関しては、血液中の赤血球、白血球、血小板を新設の生物顕微鏡と高速度カラーCCDカメラによりマイクロレベルの空間分解能でブレを生じずに撮影して高精度に計数でき、同時に赤血球の色彩から分光計測法に基づきヘモグロビン濃度を計測できる血液成分検査用画像計測系を構成することができた。また、血液成分検査用画像計測系の性能試験に関しては、ウマ保存血液を対象として、上述の血液成分検査用画像計測系により各血球成分の計数試験およびヘモグロビン濃度の解析試験を実施し、本画像計測系の性能を確認することができた。従って、血球成分を生物顕微鏡と高速度カラーCCDカメラの併用により撮像し各血球成分の計数とヘモグロビン濃度計測を同時に行える血液成分検査用画像計測系の構成、ならびにウマ保存血液を対象とした本計測系の血液成分分析への有効性の確認をいずれもほぼ目的通りに実現することができたため、本研究課題はおおむね順調に進展しているものと評価した。血液成分検査用画像計測系の構成に関しては、現状では装置が比較的大型であるため、今後は汎用性を高めるために装置全体の小型化ならびに軽量化を図っていく必要があるものと考えている。また、血液成分検査用画像計測系の性能試験に関しては、特にヘモグロビン濃度計測の際に比較的大きな計算時間を要する問題があるため、今後、例えば並列計算の導入等により計算の高速化を図っていく必要があるものと考えている。本研究は、レーザー光の有する光学力により血液中のナノサイズの粒子状不純物を非侵襲に除去でき、同時にマイクロサイズの血球成分(赤血球、白血球、血小板)の計数と色彩計測に基づき血液成分を定量分析できる輸血用血液の浄化・成分分析システムを構築し、さらに分析結果の共有を目的とした本システムのオンライン化を目指して遂行された。平成29年度は、まずレーザー光の照明下にある液体中のナノサイズの微粒子の移動経路を粒子直径や周囲媒質の粘度等をパラメーターとして数値計算し、その挙動を解析することができる液中微粒子挙動解析用ソフトウェアを、科学技術計算用汎用アプリケーションMATLABを用いることにより開発した。次に、本ソフトウェアを用いた数値シミュレーションに基づき、微粒子の捕捉に必要とされる最適なレーザー光の放射照度、スペックルサイズ等の光学条件を評価し、捕捉可能な粒子直径の範囲、粒子捕捉領域サイズ、粒子捕捉時間等を定量的に評価した。さらに、本評価で得られた最適光学条件に基づき、レーザー光の有する光学力により血液からナノサイズの粒子状不純物のみを選択的に捕捉しなおかつ除去することができる微粒子操作用光学系を、高出力ファイバーレーザー光源、マイクロ流路システム、1軸可動ステージ等を用いて構成した。その上で、本光学系に基づくナノサイズの粒子径標準粒子を対象とした粒子制御実験により、本光学系がナノサイズの粒子状不純物を除去できる性能を有することを確認した。まず、レーザー照明下における液中微粒子挙動解析用ソフトウェアの開発に関しては、レーザーを光拡散性物体に照射したときに生じる粒状の光強度パターンである「スペックル」の照明下にあるナノサイズの単一微粒子の移動経路を、光学力や粒子周囲媒質の温度、粘度等をパラメータとしてシミュレーション可能なソフトウェアを開発することができた。次に、本ソフトウェアを用いた数値シミュレーションに基づき、微粒子の捕捉に必要とされる最適なレーザー光の放射照度、スペックルサイズ等の光学条件を評価した。その結果、既知の粒子直径の下で、粒子捕捉時間と粒子捕捉領域サイズがいずれもスペックルサイズに依存して変化することが明らかとなった。なお、捕捉可能な粒子径の下限はスペックルサイズの約十分の一、上限はスペックルサイズと同程度であった。さらに、一定のスペックルサイズの下で、放射照度の上昇につれて捕捉領域サイズが縮小することも明らかとなった。以上より、既知の粒子直径とスペックルサイズの下で、放射照度の調整により捕捉領域サイズを制御できることが確認された。

さらに、本評価で得られた最適光学条件に基づき、レーザーの有する光学力により血液中からナノサイズの粒子状不純物のみを選択的に捕捉し除去することができる微粒子操作用光学系を構成し、本光学系に基づきナノサイズの粒子径標準粒子を対象とした捕捉実験を実施した結果、本光学系がナノサイズの粒子状不純物を除去できる性能を有することを確認することができた。従って、レーザー照明下における液中微粒子挙動解析用ソフトウェアの開発と本ソフトに基づく微粒子捕捉のための最適光学条件の数値評価、ならびにナノサイズの粒子状不純物を捕捉し除去できる微粒子操作用光学系の構成と性能確認をいずれもほぼ目的通りに実現することができたため、本研究課題はおおむね順調に進展しているものと評価した。本研究は、レーザーの有する光学力により血液中のナノサイズの粒子状不純物を非侵襲に除去でき、同時にマイクロサイズの血球成分(赤血球、白血球、血小板)の計数と色彩計測により血液成分を定量分析できる輸血用血液の浄化・成分分析システムを構築し、さらに分析結果の共有を目的とした本システムのオンライン化を目指して遂行された。平成30年度は、まず血液中の赤血球、白血球、血小板を新設の生物顕微鏡(観察倍率401000倍)と高速度カラーCCDカメラ(640×480画素、フレームレート320fps、補助照明機能付き)によりマイクロレベルの空間分解能でブレを生じずに撮影して高精度に計数し、同時に赤血球の色彩から分光計測法に基づきヘモグロビン濃度を計測できる血液成分検査用画像計測系を構成した。さらに、ウマ保存血液を対象として、上述の血液成分検査用画像計測系により各血球成分の計数試験およびヘモグロビン濃度の解析試験を実施した。前者の手順としては、まず血液を流しながら血液画像を時系列に多数枚撮影し、各画像に二値化処理を施した上で円体計測に基づき各血球成分を計数し、さらに各成分の1画像当りの平均個数を単位体積当りの個数に換算した上で、最終的に血液成分の分析結果を取得した。また後者の手順としては、血液画像中の赤血球の色彩より、分光計測法に基づきヘモグロビン濃度を算出した。以上の結果として、本画像計測系が血液成分の分析ならびにヘモグロビン濃度の計測に有効であることを確認した。まず、血液成分検査用画像計測系の構成に関しては、血液中の赤血球、白血球、血小板を新設の生物顕微鏡と高速度カラーCCDカメラによりマイクロレベルの空間分解能でブレを生じずに撮影して高精度に計数でき、同時に赤血球の色彩から分光計測法に基づきヘモグロビン濃度を計測できる血液成分検査用画像計測系を構成することができた。また、血液成分検査用画像計測系の性能試験に関しては、ウマ保存血液を対象として、上述の血液成分検査用画像計測系により各血球成分の計数試験およびヘモグロビン濃度の解析試験を実施し、本画像計測系の性能を確認することができた。従って、血球成分を生物顕微鏡と高速度カラーCCDカメラの併用により撮像し各血球成分の計数とヘモグロビン濃度計測を同時に行える血液成分検査用画像計測系の構成、ならびにウマ保存血液を対象とした本計測系の血液成分分析への有効性の確認をいずれもほぼ目的通りに実現することができたため、本研究課題はおおむね順調に進展しているものと評価した。液中微粒子挙動解析用ソフトウェアの開発に関しては、現状ではナノサイズの単一微粒子を対象としたシミュレーションを実施しているが、実際には複数の粒子状不純物が凝集した状態で血液中に浮遊する状況も想定される。
AZ61マグネシウム合金押出し棒材における直接温間精密鍛造技術の開発

本研究はAZ61マグネシウム合金押出し材を用い,塑性加工の中でも寸法精度が高く,直接製品の最終形状が得られる温間精密鍛造に注目した.鍛造品の機械的性質と集合組織との関連性を解析し,マグネシウム合金の塑性加工に関する新たな知見を得て,今後の使用拡大への貢献に寄与することを目的とする.マグネシウム合金の鍛造においては,押出し材などの一次加工を施した供試材を用いるのが一般的であるが,本研究では生産プロセスの簡略化の観点から,押出し材だけではなく鋳造材においても鍛造を試みた.本研究では精密鍛造において研究例が極めて少なく,管継手,バルブボディなどの実部材への適用範囲が広いT型鍛造品の最適鍛造条件を見出し,さらに,温間拘束時に初期結晶方位の影響による不良現象についても考慮し,マグネシウム合金における鍛造性を評価した.その結果,以下のような知見が得られた.1)T型成形試験において,鍛造温度463K,押込み速度14mm/minで,割れ・不良現象が発生することなく成形が可能であった.2)押出し材温間拘束圧縮時における不良現象は初期集合組織状態に依存し,押出し軸方向に圧縮すると,加工面に結晶の底面が揃っている場合のみ発生した.3)鋳造材のT型成形は483Kにおいて押出し材の3倍以上の速度で成形可能であった.成形後の硬さ,圧縮強度ともに良好であるため,今後鋳造材を用いた鍛造技術が期待される.本研究はAZ61マグネシウム合金押出し材を用い,塑性加工の中でも寸法精度が高く,直接製品の最終形状が得られる温間精密鍛造に注目した.鍛造品の機械的性質と集合組織との関連性を解析し,マグネシウム合金の塑性加工に関する新たな知見を得て,今後の使用拡大への貢献に寄与することを目的とする.マグネシウム合金の鍛造においては,押出し材などの一次加工を施した供試材を用いるのが一般的であるが,本研究では生産プロセスの簡略化の観点から,押出し材だけではなく鋳造材においても鍛造を試みた.本研究では精密鍛造において研究例が極めて少なく,管継手,バルブボディなどの実部材への適用範囲が広いT型鍛造品の最適鍛造条件を見出し,さらに,温間拘束時に初期結晶方位の影響による不良現象についても考慮し,マグネシウム合金における鍛造性を評価した.その結果,以下のような知見が得られた.1)T型成形試験において,鍛造温度463K,押込み速度14mm/minで,割れ・不良現象が発生することなく成形が可能であった.2)押出し材温間拘束圧縮時における不良現象は初期集合組織状態に依存し,押出し軸方向に圧縮すると,加工面に結晶の底面が揃っている場合のみ発生した.3)鋳造材のT型成形は483Kにおいて押出し材の3倍以上の速度で成形可能であった.成形後の硬さ,圧縮強度ともに良好であるため,今後鋳造材を用いた鍛造技術が期待される.研究題目:多軸鍛造による難燃性マグネシウム合金の結晶粒微細化と機械的特性製品の軽量化,安全性の向上の観点から,難燃化マグネシウム合金が注目されているが,問題点として,難燃性Mg合金の粒界近傍のCa系晶出物残存による機械的性質の低減が挙げられる.本研究では難燃性Mg合金において最も効率よく結晶粒微細化がはかれ,機械的特性の向上が期待できる多軸鍛造法に注目した.多軸鍛造によって,難燃化マグネシウム合金におけるCaの均一分散,結晶方位ランダム化,結晶粒の微細均一化を達成し,機械的性質の向上を目的とした.実験は,AZ61,AZCa611,AZCa612鋳造材から高さ10×幅10×厚10mmの直方体を採取し,均質化処理を施してから多軸鍛造(金型で直方体の4面を拘束し,1パス毎に90°ずつ回転させながら圧縮)を行った.試験温度,パス当りの圧下率はCaの分散,結晶粒均一微細化効果を狙い,それぞれ473K,10%/passとした。試験装置は50t万能試験機,加熱炉,デジタル変位測定器を用いた.鍛造後,室温圧縮試験,組織観察,X線回折測定などにより性質を分析した.その結果,難燃性Mg合金の多軸鍛造において次の知見を得た.1)Ca-2%入りMg合金においてMg2Ca,Al2Ca,Mg固溶体による層状晶出物が粒界に残存する.2)圧下率10%,温度473Kで多軸鍛造することで内部ボイドが防がれ,Ca系晶出物が破壊・分散する.3)多軸鍛造によりランダム方位を保ちながら結晶粒を10μmまで微細化できる(相当ひずみ0.6).その効果はAZCa612において(層状組織が破壊・分散されやすいため)著しく現れる.4)多軸鍛造によりCa系晶出物が均一分散し,結晶粒の粗大化を抑制する.それにより結晶粒の均一微細化が図れ,圧縮破断強さ,伸びが増加する.本研究はAZ61マグネシウム合金押出し材を用い,塑性加工の中でも寸法精度が高く,直接製品の最終形状が得られる温間精密鍛造に注目した.鍛造品の機械的性質と集合組織との関連性を解析し,マグネシウム合金の塑性加工に関する新たな知見を得て,今後の使用拡大への貢献に寄与することを目的とする.

マグネシウム合金の鍛造においては,押出し材などの一次加工を施した供試材を用いるのが一般的であるが,本研究では生産プロセスの簡略化の観点から,押出し材だけではなく鋳造材においても鍛造を試みた.本研究では精密鍛造において研究例が極めて少なく,管継手,バルブボディなどの実部材への適用範囲が広いT型鍛造品の最適鍛造条件を見出し,さらに,温間拘束時に初期結晶方位の影響による不良現象についても考慮し,マグネシウム合金における鍛造性を評価した.その結果,以下のような知見が得られた.1)T型成形試験において,鍛造温度463K,押込み速度14mm/minで,割れ・不良現象が発生することなく成形が可能であった.2)押出し材温間拘束圧縮時における不良現象は初期集合組織状態に依存し,押出し軸方向に圧縮すると,加工面に結晶の底面が揃っている場合のみ発生した.3)鋳造材のT型成形は483Kにおいて押出し材の3倍以上の速度で成形可能であった.成形後の硬さ,圧縮強度ともに良好であるため,今後鋳造材を用いた鍛造技術が期待される.