hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生物現象を制御する細胞間グリコシドシグナル分子の発見と生物有機化学

"Glycosylation Switching"が、生物界に広く存在することを示すために、植物のみならず、動物における可能性を模索する。25年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度までの研究において、配糖体型生理活性物質を中心とする"Glycosylation Switching"の分子的実体解明のために必要な標的分子同定研究に大きな進展が見られた。すなわち、植物ホルモン配糖体分子は、膜上に局在する標的タンパク質とこれとは等電点の大きく異なる可溶性タンパク質(未同定)との複合体形成を促進することで機能を発現し、また強心性ステロイド配糖体とそのアグリコンが、それぞれ異なる標的タンパク質に作用することが明らかになった。最終年度となる本年度は、未同定の植物ホルモン配糖体可溶性標的タンパク質の精製と同定を進めると共に、標的のバリデーションに研究の中心をおいていきたい。バリデーションは、前者に関してはアフリカツメガエル卵母細胞系を用いたボルテージクランプ、後者に関してはノックダウン実験系の確立による。すでに予備的実験は終了しているが、機能を持ったタンパク質の発現など、実験的な困難もあり得るので、必要に応じて他の実験系の開発も行う予定である。また、おのおのの標的のリコンビナントタンパク質を発現させることで、詳細な結合データなどを取得することも必須である。これらの実験を通じて、"Glycosylation Switching"の分子的実体となる、各標的タンパク質の同定を完了したい。
2層系量子ホール状態におけるマクロ・コヒーレンスの研究

独立2層系ν=2量子ホー状態の活性化エネルギーの横磁場依存性を測定した。それぞれの層で1層系ν=1量子ホール状態を形成しているので、1層系ν=1状態特有の熱励起であるコヒーレントなスピンの集団反転であるスカーミオン励起と同じ熱励起が期待される。しかし磁場に対する勾配から励起に関わるスピン反転数を求めると、トンネルギャップが大きい試料では2倍のスピン反転数14を得た。横磁場が大きくなるとともに、スピン反転数は7,1と減少する。1層化したν=1量子ホール状態では7である。またトンネルギャップが小さい試料ではスピン反転数14の励起はない。初めて得られたこの結果は、1層系ν=1量子ホール状態のコヒーレントなスピンの集団励起であるスカーミオンがトンネル相互作用によって、2層で同時に1層系と同じスカーミオン励起が起きていることを示す。さらに、総電子密度と電子密度差を変えて2層系ν=2/3量子ホール状態の相図を作った。ヒステリシスと非量子ホール状態で分けられた3つの領域に量子ホール状態が形成されることが明らかになった。これら3つの量子ホール状態の領域は横磁場を加えた活性化エネルギーの測定からスピン偏極・擬スピン非偏極状態、スピン偏極・擬スピン偏極状態、スピン非偏極・擬スピン偏極状態として複合フェルミオンのエネルギー準位で定性的には説明することができる。ここで擬スピンは2層のどちらに電子が存在するかを擬スピンの値で示している。しかし定量的にはそれらの境界はサイクロトロンとトンネルエネルギーの競合、ゼーマンとサイクロトロンエネルギーの競合によって決まる。その結果得られるサイクロトロンエネルギーの再規格化定数は両境界で大きな不一致を示し、これまで考慮されなかった複合フェルミオンの相互作用が重要であることを実験結果は示した。2層2次元電子系の量子ホール状態に層間マクロ・コヒーレンスが存在すると、2層間を移動するジョセフソン・プラズモンと呼ばれる電子の集団励起モードが存在することが予想されている。従ってマイクロ波を照射してこのモードとの共鳴現象を観測するのがマクロ・コヒーレント性検証の最も有力な方法であると考えられる。今年度はマクロ・コヒーレント性検証の実験のために移動度の大きな良質の試料を本学学際科学研究センターで製作できるように装置を整え、新しい量子ホール状態を探す研究と独立2層量子ホール状態の励起ギャップを求める実験を行った。その結果2層系試料としては世界で最も移動度の高い試料の製作に成功した。その試料を用いた実験を行った結果、これまで我々が明らかにしたν=1,2だけではなく、3,5,6などν=4N-3、4N-2、4N-1(Nは自然数)の規則的なランダウ準位充填率の量子ホール状態においても密度差の自由度の存在することが明らかになった。従って密度差の自由度の存在するこれらの新しい量子ホール状態にも不確定性関係から層間コヒーレンスが存在しうる。また、ν=4Nでは密度差の自由度の存在する量子ホール状態は存在しないことも明らかになった。さらに、この試料の励起エネルギーの測定を行い、独立2層量子ホール状態の励起ギャップには、層間の相互作用により、スピンを同時に14個反転する新しいスカーミオン励起が存在することが明らかになった。2次元電子系の示す量子ホール状態は、非対角長距離秩序状態を表すラフリンの波動関数によって記述できることが知られている。複合ボソンモデルに立脚すると量子ホール状態を非圧縮性のボーズ凝縮状態とみなすことができる。

一方これまでの我々の実験によって、2層系量子ホール状態ν=1および低電子密度のν=2においては、密度差の自由度が存在し、量子ホール状態がボーズ凝縮状態であれば、層間マクロ・コヒーレンスの存在が期待できることを示した。今年度は、2層2次元電子系のν=2独立2層量子ホール状態における活性化エネルギーの総磁場依存性を測定した。活性化エネルギーの磁場に対する変化率からスピン反転数を求めることが可能である。ν=2独立2層量子ホール状態はスカーミオン励起の観測されている1層系のν=1状態が各層にある状態なので、同じようにスカーミオン励起が期待できる。その結果、トンネル相互作用の大きな試料の場合、スピン反転数は14であった。トンネル相互作用が小さな試料の場合や1層系のν=1量子ホール状態の場合にはスピン反転数は7個であった。この結果は層間のトンネル相互作用によって2層で同時にスカーミオン励起が生じていることを示す。また、スピン反転数は磁場の増加とともに14,7,1と不連続に変化した。このことは特定の反転数の時に励起エネルギーが低くなることを意味し、スカーミオン励起が生じる瞬間には相互作用エネルギーの低い格子が形成されていることが予想される。これは今後詳しい研究を必要とする。2層系ν=1量子ホール状態は全ての電子密度差に対して安定である。両層の電子密度差が等しい時における励起ギャップの横磁場依存性は、マクロ・コヒーレンスに起因すると考えられる整合・非整合転移を伴った特異な振る舞いを示す。また1層化した時における励起ギャップの横磁場依存性もやはりマクロ・コヒーレンスに起因すると考えられるスピンの集団励起であるスカーミオンで説明される特異な振る舞いを示す。従って、励起エネルギーの横磁場依存性が整合・非整合からスカーミオン的振る舞いに変わる臨界密度差の存在が期待できる。そこで電子密度差を変えて活性化エネルギーの横磁場依存性を測定して2層系ν=1量子ホール状態の励起ギャップの振る舞いが整合・非整合からスカーミオンに変貌する過程を調べた。2種類のトンネルギャップ1Kおよび10Kを持つの試料の活性化エネルギーの回転角依存性を密度差を変えて測定した。過去の測定と同様に等電子密度では活性化エネルギーが試料の回転とともに減少する整合・非整合的振る舞いを示し、一層化状態では増加するスカーミオン的振る舞いを示した。また途中の密度差では両方の特徴をもった活性化エネルギーの回転角依存性を示し、連続的に変化している。従って臨界密度差と言うべき密度差は存在せず、活性化エネルギーの密度差による変化は、2種類の励起エネルギーのレベルクロスではなく等電子密度と一層化状態の活性化エネルギーの合成によってほぼ説明できる。このことはスピンと擬スピンの両方の多重反転を含んだ素励起の存在を意味している。
2011年東北地方太平洋沖地震に関する総合調査

2011年3月11日、東北地方太平洋沖でM9.0の巨大地震が発生し、地震動・津波被害をもたらした。この地震の詳細を明らかにするために、各種観測研究を行った。海底地震観測と陸域地震観測により、余震活動の時空間変化を明らかにした。海底地殻変動観測及び地震波反射法構造調査から、震源断層の位置・形状を求めた。さらに、各種データを用いて、断層面滑り分布を明らかにした。現地調査により、津波の実態を明らかにし、津波発生様式を解明した。構造物被害や地盤災害の状況を明らかにするとともに、防災対策に資するデータを収集した。2011年3月11日14時46分頃、東北地方太平洋沖で日本国内観測史上最大のM9.0の巨大地震が発生し、宮城県では気象庁震度階最大である震度7を記録したことをはじめ、北海道から関東地方にかけての広範囲で極めて強い揺れが観測された。この巨大地震に伴いM7以上の余震が多数発生しているほか、日本の太平洋沿岸で高さ7mを超える津波が観測され、甚大な地震動・津波被害をもたらした。この地震は陸域のプレートとこれに沈み込む太平洋プレートとの境界で発生した地震であり、余震活動の分布は南北約500kmにも及んだ。このような巨大地震とそれに伴う現象は、世界的に見てもまれであり、日本のような観測網の充実した地域で発生した例はこれまでにない。従って、この地震の発生過程を明らかにすることが需要であるが、震源域が海域であるため、海域観測を強化する必要があった。そこで、この地震の発生およびそれに伴う現象を明らかにするために、各種観測研究を行った。震源海域に自己浮上式海底地震計を設置すると同時に、陸域の地震観測点を増強し、海陸両方のデータを統合解析することにより、地震活動の時空間変化を明らかにした。また、地震発生前から設置されていた海底局を用いた海底地殻変動観測を実施し、震源域において地震波反射法構造調査により震源域の詳細な地下構造を求めた。これらの観測により,震源断層の位置・形状が明らかとなった。また、地震波形や津波波形、地殻変動などの各種のデータを説明する今回の巨大地震の断面面滑り分布を明らかにした。今回大きな被害をもたらした津波について、津波遡上高・津波堆積物等の調査を実施し、津波の実態を明らかにした。また、これらデータより、津波発生メカニズムを解明した。建築学会・土木学会・地震工学会等の合同で、今回発生した広域大災害の現地調査を行い、構造物被害や地盤災害の状況を明らかにするとともに、防災対策に資するデータを収集した。
今日の環境被害に係る救済制度のあり方に関する研究

本研究では,環境被害の被害者らが長年にわたる療養の結果,当初の疾病から派生して多様な医療・介護ニーズを抱えるに至っており,まちづくりの視点も加味した補償・救済制度の改善が必要となっていること,また従来の補償・救済制度から漏れ落ちた多数の「未認定」患者らに緊急避難的な制度構築が必要であり,その政策効果は大きいこと,さらに各種公害・薬害・職業病等の縦割りの補償・救済制度を横断的に比較した上で改善をめざすことも有効であること等,について実証的に明らかにした。またその調査研究を元にした政策提言も行ってきている。初年度20年度は,環境被害者に対する救済制度・補償制度のあり方に関して, (1)文献等の渉猟と,さまざまな救済・補償制度の研究を通じて,各システムの特長や補償等の水準を横断的に比較・検討する研究基盤をつくったこと,(2)今日なお遅れている「未認定患者」への対策を社会保障の観点から検討して,一つの指針を示したこと,(3)環境被害の救済・補償制度のそもそもの成立過程を解明してきたこと,(4)現状の環境被害者の社会復帰に向けた対策(とくに保健面や福祉的な就労支援等)についての現地調査,を行ってきた。まず, (1)については,大気汚染だけでなく,アスベストやカネミ油症,水俣病などの補償制度について横断的な研究会を組織し,他の救済・補償制度との比較研究をするための指標を確立した。それにもとづき,本年は大気汚染に関して後掲2本目の論文を発表した。(2)については,大気汚染に関しては,国の認定制度が終了した中で,今後どのような仕組みで救済を行うのかということを,汚染状況,被害者の現状,財源等に関して総合的な調査研究を行い,その中間的な成果として後掲3本目の論文を発表した。これをたたき台に,今後さらに具体的な制度設計の議論ができるものと思われる。(3)については,都市部で最も早く大気汚染公害が広がり,国の公害健康被害補償制度の成立にも大きな影響を与えた大阪市西淀川区の調査を行い,制度の成立過程について当時の地域医療を担っていた医師等関係者からヒアリングを行うとともに資料収集を行った。来年度は,これらの成果を論文にまとめ,発表する予定である。(4)については,水俣病胎児性患者を中心とした授産施設兼生活支援施設「ほっとはうす」の現地調査(8月)を通じて,環境被害者の社会復帰のため,生活面のケアと同時に就労などを通じた社会参加を政策上後押しする施策のあり方,について研究をまとめる準備をしている。当初の「研究実施計画」通り,東京都の大気汚染ぜん息患者医療費助成条例(以下,条例)の効果を検証する大規模な調査を実施した。これは「研究の目的」で提示した問題意識から,条例施行後半年程度を目処に対象者への調査を実施することとし,条例施行前後の患者の身体面・生活面・精神面の変化を含めた動態分析を試みたものである。計画通り4月末までに協力医療機関約100院所に調査票を配布し,(患者の名簿は入手できないため)医療機関に通院してきた患者に対して,主治医または看護師,事務職員から手渡しによる配布を行った結果,8月末までに736通(有効票652通)を回収した。9月より回収票の入力作業を行い,秋以降に分析作業を行った。年度末にさしあたりの調査の分析を含めた報告書を発行することができた。調査の結果,条例の適用前と後で,大気汚染による健康障害者の「マイナス経験」(病気に起因する負の連鎖。たとえば,受診抑制による疾病の悪化など)が大きく変化したことがわかった。それはとくに,若年層や重症度の高い患者の層においてより鮮明に数値に表れている。これらの層はマイナス経験が累積して後々に膨大な格差を抱えうるため,早い段階で条例の救済を受けられたことが「負の連鎖」を断ち切る上で効果があったことを示している。また,今回の条例だけでは健康障害者の生活再建,社会復帰には必ずしも十分ではない側面もデータから読み取れた。このように,新たな救済条例の効果と限界を検証する初めての,有意義な研究ができたと考えている。平行して今年度は,他の環境被害の地域(水俣,富山,大阪,尼崎)の救済制度および健康障害者の療養支援の事例を調査研究によって特長を明らかにする基礎研究を行うとともに,公害以外の職業病,薬害での患者の補償・救済制度を横断的に比較検討する研究を行った。これについては管見の限り,同様の研究業績は見あたらない。5月には後者の研究成果をふまえたシンポジウムを行った。今年度は本助成の最終年度にあたる。そのため当初の研究実施計画通り,追加的な調査を実施する他は,これまで収集してきた情報や調査で得られた結果を分析し,アウトプットとして公表することに専念してきた。

2010年3月に,東京都の大気汚染障害者に係るぜん息医療費助成制度の「政策効果」を分析する調査をまとめた中間報告書を出したが,それをもとに医療系の業界新聞にエッセンスを発表して以来,関係の医療機関からの講演の依頼が数件入り,今年度初めはその準備に追われた。そうした中で,6月には日本環境学会において調査結果をもとにした発表を行い,関連した論文を医療団体の雑誌(7月),一般商業雑誌(10月)にて各1本公表した。最終的な調査のまとめとして,調査結果と調査協力者らの論文も含め,東京経済大学学術研究センターのワーキング・ペーパーを2011年3月に発表する予定である(総65頁予定)。また,東京以外の事例として,大気汚染被害救済の先駆的な取り組みをしてきた大阪・西淀川地域の調査をこれまで続けてきたが,その成果として,4月に反公害運動から「環境再生」を掲げたまちづくりへと運動が発展した内容をまとめた共著論文,地域医療を担う医師らが救済制度づくりにどのような影響を与えたかをまとめた2本の論文を10月と2011年3月(近刊)に発表した。大気汚染以外の事例としては,水俣病の救済制度の研究を続けてきたが,その成果を2月に共同研究者と共著で発表した。これに関連して,大気汚染や水俣病,その他の被害者救済制度を,横断的に比較・検討する取り組みが今後求められるとして,法学者や環境経済学者らによる座談会に参加してその問題意識と現状認識を発言し,発表している。以上のようなことから,さしあたりは当初予定した研究実施計画に沿った研究の遂行と,その実績の公表の責任は果たせたのではないかと考えている。今後,これらの公表成果について関係者や当事者らから批評・批判を頂き,研究内容の深化をめざさなければならない。
砕波気液混相乱流の物理機構に基づく沿岸域炭酸ガス輸送モデルの開発

砕波によって生成される気泡と流体の乱れは大気ー海中間の炭酸ガス輸送に寄与し,さらに炭酸ガスの溶解に伴う海域の酸性化は沿岸域の生態系に影響を与える.本研究では,砕波気液混相乱流の物理機構を考慮したガス輸送モデルを構築するため、PIV、LIF、Backlightシステムを用いて砕波帯のガス輸送過程を明らかにした。気泡量が多く、乱れが強い遷移領域では,溶存ガスが瞬時に拡散するためガス濃度の上昇速度は遅い.一方、水深が浅く乱れが小さいボア領域ではガス濃度が容易に上昇し、高濃度化した溶存ガスが戻り流れによって沖側へ輸送される。沿岸域の砕波帯では気泡や乱れに加えて、戻り流れがガス輸送に大きく寄与する。造波装置が設置された風洞水槽を使用して砕波下における混入気泡と飛沫の同時画像計測を行い、以下の結果を得た。(1)強風時の送風のみのケースでは静水面から上方10cm程度の範囲で飛沫が通過し、気泡は静水面から下方15cm以上の深さにまで到達する。飛沫はごく短時間で撮影領域を通過するため間欠的にカウントされる一方、砕波下の混入気泡の移流拡散速度は遅いため同程度の気泡数が比較的長い時間計測される。また、小径気泡は浮力が小さいため深部まで運ばれて時間をかけて浮上するのに対して、浮力が大きい比較的径の大きい気泡はトラフレベル付近に多く存在する。(2)強風下で波高10cm程度の規則波を造波したケースでは、送風のみのケースと比較して波高(有義値)が3割程度増加したにもかかわらず、飛沫と気泡の数や径の分布に大きな差は確認されなかった。この結果は、送風のみのケースでは水面に吹き付けていた風の状態が波高の増加に伴って波峰上方に沿うような流れへと変化し、水面に生じる抵抗が結果として送風のみのケースと大きく変わらなかったことが原因であると推察される。(3)各実験ケースで計測された摩擦速度と飛沫の総体積の関係をプロットすると、海面の不安定化が生じるときのKoga numberを境界として、この値よりも摩擦速度が小さい場合、すなわち海面が安定化している状態では、摩擦速度の増加に伴い飛沫の総体積が増加する傾向となる。また、摩擦速度が大きく海面が不安定化している状態では、摩擦速度の増加に伴い飛沫の体積は減少またはほぼ一定となることが確認された。(4)風波レイノルズ数と各実験で得られた気泡の総体積との関係をプロットすると、両者の関係はかなりバラつきがあるものの、気泡の総体積は風波レイノルズ数で近似されることが確認された。小型造波水槽の気中部に炭酸ガスを均一に供給可能な水理実験システムを構築し、種々の気中ガス濃度の条件下で砕波帯における溶存炭酸ガス濃度の時空間変動を計測した。砕波条件は巻き波砕波と崩れ波砕波とした。長時間の計測では膜式溶存ガス濃度計を使用し、瞬時の計測ではLaser Induced Fluorescence (LIF)による画像計測システムを使用した。両砕波条件とも気中の炭酸ガス濃度の増加に伴い溶存ガス濃度の溶解速度が上昇し、その傾向は大きな乱れと大量の混入気泡が生成される巻き波砕波において顕著であることが明らかとなった。LIFによる溶存炭酸ガス濃度の画像計測では、気中ガス濃度が50%程度の高濃度条件では個々の混入気泡から水中に溶解する炭酸ガスの様子を捉えることができた。また、小型水中カメラを用いて実海域において高波浪時に海中に大量の気泡が取り込まれる様子を撮影し、得られた映像から混入気泡の到達深さや輸送状況などを把握した。また、2つの海域において海水を採取し溶存ガス濃度を計測した。波浪の砕波によって海中へ輸送される炭酸ガスの量を明らかにすることは、豊富な生態系を有する沿岸域の環境変化を予測するうえで重要であり,そのためには気泡と流体が混在する砕波帯の気液混相乱流場の物理機構とガス輸送との関係を定量的に評価することが必要となる.本年度はこれまで構築した溶存炭酸ガス濃度の時空間変動を計測可能なLaser Induced Fluorescence (LIF)システムを用いるとともに、砕波下の乱流場を計測可能なParticle Image Velocimetry (PIV)システムと混入気泡の輸送過程を可視化可能なBacklightシステムを新たに用いることによって、造波水槽内の砕波帯における溶存炭酸ガス濃度と流体の乱れエネルギーおよび気泡混入強度との関係を定量的に評価した。流体の乱れエネルギーと気泡混入強度が最も高い遷移領域(砕波ジェット着水点から岸側ボア領域に至る範囲)では、気泡および流体の強い乱れが液相深部へのガス輸送に大きく寄与すること、さらに、深部へ輸送された炭酸ガスは波峰の通過後に発達する戻り流れによって沖側へ輸送されることが確認された。また、遷移領域より水深が浅い岸側ボア領域では、ガス濃度の上昇速度が遷移領域よりも速く、高濃度化した溶存ガスが戻り流れによって底面付近を経由して沖側へ輸送されることが明らかとなった。気泡や流体の乱れによるガス輸送への寄与については、外洋での風波砕波に関する研究においても指摘されていたが、沿岸域の場合、これらの寄与に加えて、砕波帯で顕著に発達する戻り流れが、溶存ガス濃度の時空間変動、とくに底面付近の変動に大きく寄与することを明らかにした。砕波によって生成される気泡と流体の乱れは大気ー

海中間の炭酸ガス輸送に寄与し,さらに炭酸ガスの溶解に伴う海域の酸性化は沿岸域の生態系に影響を与える.本研究では,砕波気液混相乱流の物理機構を考慮したガス輸送モデルを構築するため、PIV、LIF、Backlightシステムを用いて砕波帯のガス輸送過程を明らかにした。気泡量が多く、乱れが強い遷移領域では,溶存ガスが瞬時に拡散するためガス濃度の上昇速度は遅い.一方、水深が浅く乱れが小さいボア領域ではガス濃度が容易に上昇し、高濃度化した溶存ガスが戻り流れによって沖側へ輸送される。沿岸域の砕波帯では気泡や乱れに加えて、戻り流れがガス輸送に大きく寄与する。当初計画した内容の水理実験および現地観測が順調に行われ、平成27年度に実施するガス輸送モデルの構築に必要なデータを蓄積した。海岸工学研究は順調に進展しているので実施計画通り進める。平成27年度はガス輸送モデルの構築を図る。また、国内外の学会発表、学術専門誌への積極的な投稿、さらに当研究所が主催するシンポジウムを通じて研究成果を研究者、技術者および社会に広く周知する。本年度は当初計画通り、画像計測による砕波下における混入気泡の移動速度、サイズと個数の時空間変化および砕波下の流速データの取得に成功した。当研究所の規定により物品を一般競争入札で調達した結果、想定していた価格よりも安価に購入することができたため。研究は順調に進展しているので実施計画通り進める。次年度の使用額は少額であり、研究計画に大きな変更は無い。増額分については予定している海外発表および国際誌に投稿する際の英文校正に使用する。
ダイレクト・インダクション・スカル・メルティングのモデル実験と理論解析

平成3年度では誘導発熱速度を考慮した半径方向一次元の伝熱解析により,スカル厚さを理論的に求め,さらに安定したスカルを形成させる操作条件として印加電流密度,周波数,冷却条件を見積もった.NaClとKClおよびCaF_2を模擬被溶解物質として融解実験を行い,溶湯プール内では,電磁気力に比較して浮力が大きく,電磁撹拌は非常に小さいこと,溶湯上部には高温帯が,下部には低温帯が形成されることを明らかにした.NaClおよびKClを被融解物とした場合には下部低温帯形成に伴い凝固が進行したが凝固進行を防ぐために投入電力を増大すると上部においてスカルが融解し,溶湯とコイルとが接触し電気的に短絡することが分かった.NaClおよびKClの融解では,溶湯中での伝導伝熱速度に対する自然対流伝熱速度の比が大きいため上部に高温帯が形成され安定なスカルを形成することが困難であると考察した.この解決策として溶湯を機械的に撹拌する方法を提案し,それによって安定なスカル形成と共に溶湯の保持が可能であることを明らかにした.平成4年度では,塩および酸化物の多くは固体状態では電気伝導度が低く誘導加熱されないが溶融状態では電気伝導度が高くなり誘導加熱が可能の予測に基づいて被融解物質中に複数の導電性の円柱を設置し,その誘導加熱を行った.昇温を可能とする円柱の直径と電気伝導度および電源の周波数の関係を求めた.またそのときの温度分布を理論的に導出し,解析結果と実験結果が良い一致を示すことを確認した.本年度はこれら得られた結果をまとめて学会に報告すると共に,報告書の作成を行った.平成3年度では誘導発熱速度を考慮した半径方向一次元の伝熱解析により,スカル厚さを理論的に求め,さらに安定したスカルを形成させる操作条件として印加電流密度,周波数,冷却条件を見積もった.NaClとKClおよびCaF_2を模擬被溶解物質として融解実験を行い,溶湯プール内では,電磁気力に比較して浮力が大きく,電磁撹拌は非常に小さいこと,溶湯上部には高温帯が,下部には低温帯が形成されることを明らかにした.NaClおよびKClを被融解物とした場合には下部低温帯形成に伴い凝固が進行したが凝固進行を防ぐために投入電力を増大すると上部においてスカルが融解し,溶湯とコイルとが接触し電気的に短絡することが分かった.NaClおよびKClの融解では,溶湯中での伝導伝熱速度に対する自然対流伝熱速度の比が大きいため上部に高温帯が形成され安定なスカルを形成することが困難であると考察した.この解決策として溶湯を機械的に撹拌する方法を提案し,それによって安定なスカル形成と共に溶湯の保持が可能であることを明らかにした.平成4年度では,塩および酸化物の多くは固体状態では電気伝導度が低く誘導加熱されないが溶融状態では電気伝導度が高くなり誘導加熱が可能の予測に基づいて被融解物質中に複数の導電性の円柱を設置し,その誘導加熱を行った.昇温を可能とする円柱の直径と電気伝導度および電源の周波数の関係を求めた.またそのときの温度分布を理論的に導出し,解析結果と実験結果が良い一致を示すことを確認した.本年度はこれら得られた結果をまとめて学会に報告すると共に,報告書の作成を行った.ダイレクト・インダクション・スカル・メルティングは,高融点あるいは化学的に活性な材料の融解・保持を高エネルギ-効率でるつぼからの汚染を回避して行うものである.本融解法では,安定したスカルを形成させ,そのスカルにより溶湯を保持する.その装置の設計を目的として,理論解析とモデル実験を行った.誘導発熱速度を考慮した半径方向1次元の伝熱解析により,スカル厚さを理論的に求めた.さらに安定にスカルを形成させる操作条件として印加電流密度,周波数,冷却条件の関係を見積もった。NaClとKClおよびCaF_2を模擬被溶解物質として,融解実験を行った.いずれの場合も溶湯プ-ル内では,電磁気力に比較して浮力が大きく,電磁攪拌は非常に小さいことが分かった.また溶湯上部に高温帯が形成され,下部に低温帯が形成されることが分かった.特にNaclとKClを被融解物質とした時には,下部に低温帯が形成されるため凝固が進行した.そして凝固の進行を防ぐために投入電力を増大させると上部においてスカルが融解され,溶湯がコイルに接触し短絡を生じることが分かった.CaF_2を被融解物質とした場合には,短絡や下部からの凝固の進行を生ずることなく,安定なスカルを形成させ,投入電力によりプ-ル深さを制御することが可能であった。CaF_2と比較してNaclとKClでは,溶湯中での伝導伝熱速度に対する自然対流伝熱速度の比が大きいため上部に高温帯が形成され,安定なスカルを形成することが因難であると考察される.そこで,溶湯に機械的攪拌を施したところNaClとKCl共に安定なスカルを形成し,溶湯の保持が可能であることが分かった.次に半導体であるSiを被融解物質として融解実験を行ったところ,スカルを形成させることができ,溶湯を安定に保持することができた.1)導電性の円柱による初期昇温酸化物の多くは固体状態では電気伝導度が低く誘導加熱されないが,溶融状態では電気伝導が高くなり誘導加熱されることが可能となる。したがって初期においては誘導加熱可能な状態まで被融解物質を昇温させる必要がある。

ここでは被融解物質中に複数の導電性の円柱を設置し,その誘導加熱により昇温を行う場合の円柱の条件について検討を行った。その結果,円柱の総体積が一定の条件では,円柱の直径を減少させ数を増加させると,発熱速度が上昇し,到達温度が高くなることが分かった。しかし円柱の直径を減少させすぎると逆に発熱速度が下降し,到達温度が低くなることが分かった。最適な条件を円柱の直径と電気伝導度および電源の周波数の関数として求めた。またその時の温度分布を理論的に導出し,解析結果と実験結果がよい一致を示すことを確認した。2)4MHzの電源を用いた酸化物の融解・保持金属に比較して酸化物は溶融状態においても電気伝導度が非常に低く,これらの材料を加熱するには高い周波数の発振器が必要となる。そこで4MHz,40kWの発振器を用いてSiO_2-CaOの融解・保持を試みた。4MHzの電源ではコイル電圧が高いため,スカルが薄い時には溶湯とコイルとをスカルにより電気的に絶縁できず短絡を生ずる危険性が高い。そこでスリットを有する水冷銅るつぼ(コールド・クルーシブル)を用い,その中でのスカル融解を図ることとした。高周波電源の陽極電圧を一定にした場合には,安定な保持状態が続いた後,突然凝固が進行することがあり長時間安定な保持を続けることは困難であった。そこで陽極電圧と陽極電圧との積が一定となるように制御したところ長時間安定な保持を続けることが可能となった。平成3年度では誘導発熱速度を考慮した半径方向一次元の伝熱解析により,スカル厚さを理論的に求め,さらに安定したスカルを形成させる操作条件として印加電流密度,周波数,冷却条件を見積もった.NaClとKClおよびCaF_2を模擬被融解物質として融解実験を行い,溶湯プール内では,電磁気力に比較して浮力が大きく,電磁撹拌は非常に小さいこと,溶湯上部には高温帯が,下部には低温帯が形成されることを明らかにした.NaClおよびKClを被融解物とした場合には下部低温帯形成に伴い凝固が進行したが凝固進行を防ぐために投入電力を増大すると上部においてスカルが融解し,溶湯とコイルとが接触し電気的に短絡することが分かった.NaClおよびKClの融解では,溶湯中での伝導伝熱速度に対する自然対流伝熱速度の比が大きいため上部に高温帯が形成され安定なスカルを形成することが困難であると考察した.この解決策として溶湯を機械的に撹拌する方法を提案し,それによって安定なスカル形成と共に溶湯の保持が可能であることを明らかにした.平成4年度では,塩および酸化物の多くは固体状態では電気伝導度が低く誘導加熱されないが溶融状態では電気伝導度が高くなり誘導加熱が可能の予測に基づいて被融解物質中に複数の導電性の円柱を設置し,その誘導加熱を行った.昇温を可能とする円柱の直径と電気伝導度および電源の周波数の関係を求めた.またそのときの温度分布を理論的に導出し,解析結果と実験結果が良い一致を示すことを確認した.また3kHzの発振器では被融解物の自己誘導発熱は不可能でありこれら導電性発熱体の発熱によって融解させることが必要である.4MHzの発振器ではガラスおよび酸化物系融体の自己発熱による融解の確認をした.本年度はこれら得られた結果をまとめて学会に報告すると共に,報告書の作成を行った.
免疫抑制状態の解除によるがんペプチドワクチン療法の治療効果促進に関する研究

熊本大学病院歯科口腔外科において口腔癌の一次治療が終了した患者へ術後アジュバント療法として癌ペプチドワクチンを投与し、再発予防に寄与できるかどうかの検討を行っている。対象となる患者は当科を受診し、根治治療(一次治療)を行った患者で、術後再発のリスクが高いと判断された患者(術後病理検査所見で断端陽性や近接症例、脈管・神経浸潤を認める症例、頸部リンパ節転移が複数認められた症例、転移リンパ節が皮膜外浸潤をきたしている症例などである。治療のスケジュールは毎週1回、当科外来にて腋窩の皮下にURLC10、CDCA1およびIMP3のGMPグレードレートのペプチドを各1m gとIMFを混合したワクチンを投与する。毎回の投与前には採血を行い、全身的に問題がないかどうかをチェックする。4回の投与を1クールとし、2クールの投与(8週連続で8回の投与)を行う。各クールごとに通常の採血に加えて、追加で血液検体を採取し、投与したペプチドワクチンによって誘導されたと考えられる、腫瘍抗原特異的なCTL、制御性T細胞等の解析(FACSを用いた解析)等を行うことで、ワクチンを投与された患者の中での免疫動態を把握し、臨床的な効果との相関について検討する。現在エントリ-された患者の血液サンプルを解析するべく、解析項目、方法の検討を行っている。また、並行して更なる症例の追加を目的に対象患者の選定を継続している。症例の追加を行っているものの、新たに標準療法とされる化学療法薬の選択にニボルマブがあり、現時点ではニボルマブの投与の際には他の免疫療法との併用は禁忌とされているため、がんペプチドワクチン療法を当該患者に対して行うことがやや困難となってきており、症例数が伸び悩んでいることが挙げられる。がんペプチドワクチン投与患者の症例数を増やしつつ、投与後のフォローアップでTumor free Survivalの期間を検討する。また、免疫の一つの特性である免疫記憶の観点から、ワクチンによって誘導された腫瘍抗原特異的なCTLが、2クールのワクチン投与後に患者の体内でどのような動態を示すのか、例えば、腫瘍抗原特異的なCTLの絶対数の推移や、メモリー細胞となる分画がどれくらい存在するのか、またその絶対数の推移などの解析が出来ればと考えている。また、不幸にも癌が再発した患者からも採血の検体を頂いて解析することによって、再発群と非再発群とで比較検討が出来ればと考えている。研究計画の最終年度を向かえるに当たり、現時点で何らかの結論が得られるように解析を進めていく所存である。【研究の目的】我々は、HLA-A24拘束性の、3種類の腫瘍関連抗原に由来する細胞傷害性T細胞(CTL)誘導性ペプチドを用いた癌ペプチドワクチン療法の第二相臨床試験を、進行口腔癌患者を対象に施行した。その結果、ワクチン摂取患者の末梢血中にペプチド特異的なCTLが誘導できることが確認でき、ワクチン接種患者の全生存率が有意に延長することを報告している(Clin. Cancer Res. 21: 312, 2015)。本研究では、同種の腫瘍関連抗原に由来するペプチドを用いて、再発ハイリスクと定義される口腔癌患者に対して、Adjuvantペプチドワクチン療法の第II相臨床試験を施行し、その安全性と有効性を検証した。【臨床試験デザイン】口腔癌に対する一次治療後に、術後病理組織学的検討で切除断端の近接や、所属リンパ節転移を認めた患者を抽出し、HLAタイピングを施行した。このうち、HLA-A24陽性患者をワクチン接種群、陰性患者をコントロール群とした。ワクチンは、3種類の腫瘍関連抗原に由来するペプチドを含有する3種混合溶液をIFA 1mlと混合し、腋窩の皮下に投与した。投与スケジュールは、週1回で9週連続投与を行なった。【結果】ワクチン接種群10名の口腔癌患者について、主要評価項目として安全性と無再発生存率を、副次評価項目として全生存率、ペプチド特異的なCTLの誘導の有無、副作用の発現頻度と程度を評価することとした。その結果、重篤な有害事象は認めなかった。また、ワクチン投与でペプチド特異的なCTLの誘導がおきている事がワクチン患者の末梢血を用いた解析で分かった。無病生存率はコントロール群と比較してワクチン接種群でよい傾向ではあったが、有意差はなかった。上記は第55回日本癌治療学会総会で発表した。本研究においては、最終的に統計学的な解析を行うため、症例数を増やして解析を行うことが重要である。一方、本研究においてペプチドワクチン投与の対象となる症例、即ち口腔癌一次治療後の再発高リスク症例は決して多くはないのが現状である。また、その中でもワクチン投与の対象となる症例は患者本人のHLAタイピングの結果が、HLA-A2402陽性であることが条件であり、統計学的にはワクチン投与の対象となる症例の6割程度がHLA-A2402陽性となるため、実際に投与される患者数はさらに少なくなる。従って、臨床研究への登録患者数は少しずつ増加してはいるものの、十分とは言えない。また、解析に関しては症例数の増加を待つ期間に、より臨床的に意味のあるワクチン投与による患者の生体内の免疫動態を解析するために、解析対象について検討を行うこととしているが、現時点ではペプチドワクチン特異的な細胞障害性T細胞についての解析のみである。制御性T細胞や、腫瘍の免疫チェックポイント分子の発現などの項目についても検討をしたいと考えている。

熊本大学病院歯科口腔外科において口腔癌の一次治療が終了した患者へ術後アジュバント療法として癌ペプチドワクチンを投与し、再発予防に寄与できるかどうかの検討を行っている。対象となる患者は当科を受診し、根治治療(一次治療)を行った患者で、術後再発のリスクが高いと判断された患者(術後病理検査所見で断端陽性や近接症例、脈管・神経浸潤を認める症例、頸部リンパ節転移が複数認められた症例、転移リンパ節が皮膜外浸潤をきたしている症例などである。治療のスケジュールは毎週1回、当科外来にて腋窩の皮下にURLC10、CDCA1およびIMP3のGMPグレードレートのペプチドを各1m gとIMFを混合したワクチンを投与する。毎回の投与前には採血を行い、全身的に問題がないかどうかをチェックする。4回の投与を1クールとし、2クールの投与(8週連続で8回の投与)を行う。各クールごとに通常の採血に加えて、追加で血液検体を採取し、投与したペプチドワクチンによって誘導されたと考えられる、腫瘍抗原特異的なCTL、制御性T細胞等の解析(FACSを用いた解析)等を行うことで、ワクチンを投与された患者の中での免疫動態を把握し、臨床的な効果との相関について検討する。現在エントリ-された患者の血液サンプルを解析するべく、解析項目、方法の検討を行っている。また、並行して更なる症例の追加を目的に対象患者の選定を継続している。症例の追加を行っているものの、新たに標準療法とされる化学療法薬の選択にニボルマブがあり、現時点ではニボルマブの投与の際には他の免疫療法との併用は禁忌とされているため、がんペプチドワクチン療法を当該患者に対して行うことがやや困難となってきており、症例数が伸び悩んでいることが挙げられる。よりよい臨床研究のデータを得るためには、対象症例の増加と長期の経過観察期間が必須であるが、この時間の経過を待つ間に、より臨床的に意味のあるワクチン投与による患者の生体内の免疫動態を解析するために、解析対象について検討を行う。現時点ではペプチドワクチン特異的な細胞障害性T細胞についての解析のみであるが、制御性T細胞や、腫瘍の免疫チェックポイント分子の発現なども検討する。また、多様な患者の臨床情報と免疫動態との関連性などについても解析を行いたいと考えている。がんペプチドワクチン投与患者の症例数を増やしつつ、投与後のフォローアップでTumor free Survivalの期間を検討する。また、免疫の一つの特性である免疫記憶の観点から、ワクチンによって誘導された腫瘍抗原特異的なCTLが、2クールのワクチン投与後に患者の体内でどのような動態を示すのか、例えば、腫瘍抗原特異的なCTLの絶対数の推移や、メモリー細胞となる分画がどれくらい存在するのか、またその絶対数の推移などの解析が出来ればと考えている。また、不幸にも癌が再発した患者からも採血の検体を頂いて解析することによって、再発群と非再発群とで比較検討が出来ればと考えている。研究計画の最終年度を向かえるに当たり、現時点で何らかの結論が得られるように解析を進めていく所存である。臨床研究の症例数が十分でないため、必要な解析の実験を行っていないため、次年度使用額が生じた。今後の解析が進むにつれて解析に必要な試薬や、消耗品等に当てる予定である。
「システム思考のナレッジマネジメント」に関する研究

人は実践を通して自己や人格を確立しながら職務に熟達していく。そのような熟達の基盤となっている探求、学習及び暗黙の組織内の意思決定基準の再生産のプロセスについて精査した。そして自己や人格の確立と職務の熟達は、人が実践のなかでの相互作用のもと、組織に無意識に職務に内在化するプロセスであることを明らかにし、そのような能力は本研究で提案したシステム方法論の適用に沿って意識的、無意識的に育むことができることを明確にした。システムとは、互いに関係する2つ以上の要素があり、それらの特徴だけからでは説明できない全体的な特徴があるという概念で定義される。このようなシステム概念を徹底する考え方はシステム思考と呼ばれる。平成26年度の研究では、このシステム思考を研究のパラダイムとして次のような結果を得た。我々はシステム全体の特徴を変えたいという目標を持つが、要素と全体の関係は複雑で、システムの全体的特徴に直接的に作用することはできない。できることは対象であるシステムをよく観て、その結果に応じて要素及び要素間の関係に作用し、その結果としての全体の特徴の変化を観測することのみである。このような観測は意識的または無意識的になされ、原理的には、対象を徐々に知っていくことになる。これにより、人は環境のなかで、よりよい行為ができるようになっていく。このような人を波多野誼余夫は、「適応的熟達者」と呼び、そうなるためには行為の意味を常に考えることが必要であると指摘している。このような「知り方」を、Herbert Simonは「組織への一体化(identification)」と呼び、Geoffrey Vickersは「状況理解(appreciation)」と呼んだ。そしてMichael Polanyiは「暗黙的認識(tacit knowing)」と呼び、そこに機能的構造と現象的構造があることを指摘した。本研究では、この機能的構造が脳の前頭連合野、現象的構造が五感及び海馬に相当することを指摘し、Polanyiの哲学的考察からヒトの記憶に関する客観的考察にシフトできることを示した。人は対象知識(陳述記憶)を駆使し、意思決定も含めて新たな知識を創造する。その際、事実判断と価値判断を行う。価値観は非陳述記憶であり、その獲得には、組織におけるビジョン、戦略、マネジメントの方針、さらに自身の情動等が影響することを示した。平成27年度は知識が関係性の中で創られるという立場をとり、職務の熟達という視点で考察した。Laveらはアイデンティティを、「人が自分自身を理解するやり方であり、自分自身を見る見方、また他者からの見られ方であり、それは自身についての知覚であり、かなり不変的な性質をもつ」と主張した。さらに彼女らは、親方-徒弟関係を脱中心的、すなわち熟達の技というのは親方が保持しているのではなく、親方がその一部になっている実践共同体という組織の中にあると主張した。彼女らは、そのような実践共同体において、親方の技は徒弟の目標とはなるが、徒弟は親方でさえ教えることができない複雑な実践のプロセスへのアクセスを繰り返しながら、自分では気づかない実践共同体の基準に従いつつその基準を再生産しながら、アイデンティティを確立しつつ、熟達していくメカニズムを示した。このような考え方は、広く一般的な組織にも適用できるものと考えられる。そこで本研究ではまず知識を属人的な側面を超えた存在とみなす。例えばPolanyiは、人が獲得し、創造する知識の内容が、社会的かかわりに影響を受けることに力点をおいて議論した。野中らは、知は人と人、人と環境との間の関係性のなかでつくられると述べた。さらにChecklandらは、英国の行政官Vickersが記した回顧録を吟味し、マネジメントにおける関係性の保守という特徴を明示した。このように、人は実践での関係性を通して自身のアイデンティティを確立しながら、職務に熟達していく。すなわち無意識にアイデンティティを確立しながら、技術専門職であれば、主に対象技術に関する知識・スキルに熟達し、そして管理職であれば、管理に関する知識・スキル、関係性の保守能力等に熟達していくことを示した。今年度は、以上のように、研究目的であるナレッジマネジメントにおける暗黙的なメカニズムについて示した。平成27年度では、研究計画通り、研究内容で示したようにコミュニケーション・モデルを体系化し、ナレッジマネジメントの理念型を構築した。そして加賀温泉郷での集客活動に関する実践的ケーススタディおよび情報システムの保守・運用に関する実践的ケーススタディを実施し、そのモデルの妥当性を検証した。これらの結果は国際学会および国内学会で発表した。平成28年度では、「文化人類学者Laveらの徒弟制度におけるアイデンティティの確立という考え方を適用し、会社組織等のナレッジマネジメントの対象である職務熟達をアイデンティティ確立プロセスと結論づけた平成27年度の研究結果」について再考した。その結果、平成28年度の研究では、「アイデンティティの確立」ではなく、「人格(以下、パーソナリティと呼ぶ)を確立するプロセス」を考察対象とすることになった。職人が作品を作り上げる技能スキルの習得には一貫性があり、徒弟制度のような狭いコミュニティの中でのそのようなスキル習得を目指すプロセスでアイデンティティが確立されていくという考え方は受容可能であろう。一方、本研究では、徒弟制度とは異なり、コミュニケーションは多岐に渡り、さらに混沌とした情報の中での意思決定スキルを対象としている。そこでは他者からみると意思決定における一貫性を感じないことも多々ある。このように、アイデンティティの確立という収束的な結論ではなく、職務上の人格という一見発散的とも見える可能性のある対象が本研究の大きな課題のひとつとして浮上してきた。

周知のように、意思決定とはすなわち実践することである。人が意思決定する際に必要な情報が十分なことは稀で、所属組織のビジョン、戦略、上司のリーダーシップなどの影響を受けながら、自身の価値観を合わせて適用し、意思決定をする。このような実践の繰り返しに沿って、人は価値観を再生産しながらパーソナリティを形成して行くものと考えられる。以上のことから、技術などの専門職の場合は、どちらかというと徒弟制度で議論されたアイデンティティの確立と同様の考察が可能であるものと考えられるが、管理職の場合は、社会的係わりに強く影響を受けながらのパーソナリティ形成(価値観の再生産)プロセスという視点でナレッジマネジメントを再考せざるを得ないという結論を得た。本来であれば、平成28年度は研究期間の最終年度であったが、病気治療(化学療法、手術、化学放射線療法)に専念するため4月から10月まで休職し、その期間のほとんどの研究活動を休止せざるを得なかった。この理由により補助事業期間の延長が承認され(学振助ー第883号)、平成29年度を研究期間の最終年度とすることになった。平成28年11月に復職し、多少の考察はできたものの、予定していた海外出張なども含めて研究計画を遂行するに足りる体力を回復できなかったため、遅れが生じてしまった。平成29年度では、まず平成28年度の研究結果を補強し、文化人類学者Laveらが示した職人の徒弟制度のようなコミュニティの中でのスキル習得とアイデンティティの確立という考え方が、技術専門職の成長プロセスにおいても受容可能であるという結論を得た。次に管理職においてはまず、人と人との関係性に焦点を当てることが重要であり、そのための考察の枠組みとして、「複数の関連する要素がダイナミックに目的を達成している様を示すシステムという概念」を導入し、ナレッジマネジメントについて考察した。野中のナレッジマネジメントでは、知識を「個人の信念が真実へと正当化されるダイナミックな社会的プロセス」と定義した。一方、本研究では、システム概念を導入することにより、野中らの哲学的な理解の困難性を回避し、「知識=システム=プロセス」という実践的な見方を提案した。そして英国において政策立案マネジメントに官僚として携わったVickersが主張した「人が社会との係わりの中で他者や組織の真の価値を探求するアプリシエーション・プロセス」という考え方に注目した。さらに技術専門職におけるアイデンティティの確立との対比で、管理職においてはアプリシエーション・プロセスにおける経験から構築されるパーソナリティの確立に注目した。すなわち、システム概念を導入することにより、ナレッジマネジメントにおけるプロセスという視点をより明確にし、そこでの管理職の価値判断の基準である価値観の再生産がアプリシエーション・プロセスのなかでの経験に依拠していることを明確にした。
地震荷重を受けた構造用金属材料の表面粗さ測定に基づく疲労損傷評価手法の提案

本研究では,地震荷重を受けた材料の疲労損傷量を,繰返し塑性変形によって変化する材料の表面粗さに基づいて評価する手法を提案するため,地震波に含まれるひずみ速度が疲労寿命や表面粗さの変化に及ぼす影響を調査した.ひずみ速度4%/secと0.4%/secで得たオーステナイト系ステンレス鋼の疲労寿命を比較した結果,2種類のひずみ速度での疲労寿命はよく一致した.このことから,10倍程度のひずみ速度の違いは疲労寿命に影響しないことが明らかになった.また,繰返しに伴う表面粗さの変化においてもひずみ速度の違いによる顕著な差異は確認されなかった.この結果を踏まえ,表面粗さ測定に基づく疲労損傷評価手法を検討した.本研究では,地震荷重を受けた材料の疲労損傷量を繰返し塑性変形によって変化する材料の表面粗さに基づいて評価する手法の提案を目的とし,地震に含まれる様々なひずみ速度の波を考慮するため,ひずみ速度が疲労特性や表面粗さの変化に及ぼす影響を明らかにすることを目指している.平成26年度は,高いひずみ速度で低サイクル疲労試験を行うための試験システムについて検討した.具体的な検討内容を以下に示す.これまで申請者が実施したひずみ速度0.4%/secの低サイクル疲労試験では,応答周波数が0.2Hzまでの直径変位計を用い,砂時計型試験片の最小径部における直径変化を検出して負荷ひずみを制御した.しかし,地震波には周波数が数Hz以上の波形も含まれるため,ひずみ速度の影響を調べるためには応答速度が0.2Hz以上の変位計と疲労試験機が必要である.そこで本研究では,所属研究室で設計開発した応答性のよい電気油圧サーボ式軸荷重疲労試験機と,この試験機用に作製した,応答周波数60Hzまでの検出器を備えたクリップ型接触式変位計を用いる.まず,これら試験機と変位計を含む試験システムを用い,荷重制御の下で試験片に振幅300kgfの繰返し負荷を10種類の周波数(0.1,0.4,1,3,5,8,10,20,30,50Hz)で与え,システム全体の応答性を検討した.その結果,0.18Hzと20Hzで安定した応答波形が得られた.次に,ひずみ速度0.4%/secの下で径ひずみ制御疲労試験を行い,以前の試験システムで取得した結果と疲労寿命を比較し,試験結果においてシステムの違いによる差異がないことを確認した.また,同じひずみ速度だが,以前のシステムでは実施できなかったひずみ範囲0.76%,周波数0.263Hzで疲労試験を行い,表面粗さの変化を取得した.これは表面粗さ測定に基づく損傷評価の適用範囲を検討する上で重要な結果である.本研究では,地震荷重を受けた材料の疲労損傷量を繰返し塑性変形によって変化する材料の表面粗さに基づいて評価する手法の提案を目的として,地震波に含まれる様々なひずみ速度の波を考慮するため,ひずみ速度が疲労特性や表面粗さの変化に及ぼす影響を明らかにすることを目指している.本年度は,オーステナイト系ステンレス鋼SUS316NGを対象として過去に採用したひずみ速度の10倍の条件で低サイクル疲労試験を実施し,過去の試験結果と比較して疲労寿命および表面粗さの変化におけるひずみ速度の影響について検討した.具体的な検討内容を以下に示す.1.ひずみ速度が疲労寿命に及ぼす影響を明らかにするため,室温大気中において種々のひずみ範囲の下,ひずみ速度4%/secで低サイクル疲労試験を行い,疲労寿命を得た.そして,これまでの研究で取得したひずみ速度0.4%/secでの試験結果と比較した.その結果,両ひずみ速度条件で取得した疲労寿命がよく一致した.このことから,SUS316NGの室温大気中での低サイクル疲労において,10倍程度のひずみ速度の変化は疲労寿命に影響を及ぼさないことが明らかになった.2.ひずみ速度が表面粗さの変化に及ぼす影響を調べるため,2種類のひずみ範囲の下,ひずみ速度4%/secで疲労試験を実施し,試験中,定期的にレーザー顕微鏡を用いて表面粗さを測定した.その結果,表面粗さは繰返し数の増加に伴って増加し,その増加率は小さなひずみ範囲の方が小さかった.これらの結果は0.4%/secにおいても同様に確認され,2種類のひずみ速度条件における表面粗さの測定結果を比較すると,両ひずみ速度条件での増加傾向は類似した.一方,各ひずみ速度条件での測定値にはばらつきがあり,ひずみ速度の影響の有無を判定し得る明確な違いは確認できなかった.この問題については今後統計学的検討を行い,影響の有無を明らかにする.本研究では,地震荷重を受けた材料の疲労損傷量を,繰返し塑性変形によって変化する材料の表面粗さに基づいて評価する手法を提案するため,地震波に含まれるひずみ速度が疲労寿命や表面粗さの変化に及ぼす影響を調査した.ひずみ速度4%/secと0.4%/secで得たオーステナイト系ステンレス鋼の疲労寿命を比較した結果,2種類のひずみ速度での疲労寿命はよく一致した.このことから,10倍程度のひずみ速度の違いは疲労寿命に影響しないことが明らかになった.また,繰返しに伴う表面粗さの変化においてもひずみ速度の違いによる顕著な差異は確認されなかった.