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鶏卵リゾチームの甘味発現機構に関する研究

一般的に精製されたタンパク質は味を呈さないが、例外的に甘味を呈するタンパク質が知られている。熱帯植物由来のソーマチン、モネリンは古くから甘味を呈することが知られており、ソーマチンは食品素材、風味増強剤として食品業界で利用されている。鶏卵卵白中に存在する溶菌酵素リゾチームもまた甘味を呈する。鶏卵卵白リゾチームは分子量14,500、分子内にリジン残基6残基、アルギニン残基11残基を有する等電点11の塩基性タンパク質であり、その甘味閾値は約7μMである。しかしながら、リゾチームのどの部位が甘味発現に重要な役割を担っているのかの知見はほとんどない。そこで本研究は、リゾチームの塩基性アミノ酸残基である、リジン及び、アルギニン残基にターゲットを絞り、化学修飾法、および遺伝子工学的手法を用いてリゾチームの甘味発現機構を明らかにすることを目的とした。まず化学修飾はリジン残基側鎖のε-アミノ基のグアニジル化(Gua)、アセチル化(Ac)、ホスホピリドキサール化(PLP)により行った。またAc化、PLP化したリゾチームについては、SP陽イオン交換カラムを用いて精製を行い、修飾度合いの異なる修飾体を得た。PLP化したリゾチームについては、再び脱リン酸化を行った。これらリゾチームの甘味特性評価は人による三点識別法にて行い、その甘味閾値を求めた。Guaリゾチームは甘味閾値にほとんど影響を与えなかったが、Ac及びPLPリゾチームの甘味閾値は修飾度合いが高まるにつれ顕著に増大した。また閾値の上昇したPLPリゾチームの脱リン酸化を行ったところ、再び甘味閾値が減少したことから、リゾチームの甘味発現にはリジン残基側鎖の構造的要因ではなく、塩基性度が重要であることが明らかになった。化学修飾法の結果を考慮し、メタノール資化性酵母Pichia pastorisを用い、部位特異的変異にて詳細に甘味発現に係わる残基を検討した。その結果、Lys13,Lys96,Arg14,Arg21,Arg73の5残基が甘味発現に重要な役割を果たすことが明らかとなった。リゾチームは等電点11の塩基性タンパク質であり、分子内にリジン残基6残基、アルギニン残基11残基もつ。タンパク質の塩基性度の違いが味刺激を誘発することを確認した。そこで化学修飾法によりリジン残基がリゾチームの甘味発現に寄与しているかを塩基性度の観点から検討した。リジンをホモアルギニンに変換するグアニジル化ではリゾチームの甘味活性にほとんど影響を与えなかったが、リジンのアミノ基をブロックするアセチル化を行うと修飾度合いが増加するにつれ甘味閾値が増大した。より詳細にリゾチームの塩基性度と甘味の関連を検討すべく、リジン残基をpyridoxal-5'-リン酸(PLP)にて負電荷を導入した分子種を作成し、SP陽イオン交換カラムを用いてPLPが3残基、2残基、1残基修飾されたリゾチームを分取し、各々を官能検査に供した。その結果、リゾチームの甘味閾値はリジン残基のPLPの修飾度合いが高まるにつれ増加した。この傾向はアセチル化の場合より顕著であった。リゾチームの甘味発現はリジン残基側鎖の塩基性度と相関があることが示唆された。リゾチームの甘味閾値10μMであるため甘味特性評価には多くのサンプル量が必要である。高分泌発現で知られているメタノール資化性酵母Pichia pastorisを用いたリゾチームの発現を試みた。温度、溶存酸素,pH,消泡ユニット,酸素発生装置で制御されたジャーファーメンターを用いて培養条件の検討を行い、培地上清1リッターあたり300mgのリゾチームを発現させることに成功した。また塩基性アミノ酸であるリジン、アルギニン残基に対して様々な変異体を取得することを試みた。既に取得しているリゾチーム遺伝子を鋳型にし、アルギニンをアラニンに置換した変異体を、またリジン残基をアルギニン残基に置換した変異体をメタノール資化性酵母Pichia pastorisにて発現を試み培地中に変異タンパク質の発現を確認した。現在これら変異体の甘味特性評価を行っている。一般的にタンパク質は無味であるが、例外的に甘味を呈するタンパク質が存在する。ソーマチン、モネリンなどは古くから甘味を呈することが知られているが、それら以外にも塩基性タンパク質の中には甘味を呈するタンパク質が存在することを見出した。そこでより詳細に塩基性度と甘味特性の関連を検討するため、甘味タンパク質リゾチームや、無味であるα-ラクトアルブミン、オボアルブミンを用い化学修飾を行うことで、その等電点を変化させることにより甘味に対してどのような影響を与えるのか検討した。pIが10.5以上である1残基、2残基修飾PLPリゾチームの甘味閾値は未修飾リゾチームとほぼ同等であったが、pIが8.7である3残基修飾PLPリゾチームの甘味閾値は上昇した。またグリシンメチルエステル化し等電点を増加させたα-ラクトアルブミン、オボアルブミンも甘味を呈し、そのpIはそれぞれ、9.7、9.5であった。また、タウリン化したオボアルブミンは甘味を呈さなかったが、そのpIは6前後であった。

このことからタンパク質の塩基性度と甘味発現には相関があることが示唆された。これらの結果を踏まえリゾチームの甘味発現に関わる部位を特定するために、各種変異体を系統的に作成し甘味発現に対する影響を検討した。卵白リゾチームは等電点11の塩基性タンパク質であり、分子内にリジン残基6残基、アルギニン残基11残基もつ。そこでこれらリジン、アルギニン残基を他のアミノ酸残基に置換した変異体を作製し、甘味に与える影響を検討した。まずArg45,Arg68が含まれる面のArgにAlaの変異を施しても甘味閾値に影響を与えなかった。一方、Arg14,Arg21,Arg73,Lys13,Lys96,Lys97が含まれる面のLysにArgの変異を施しても甘味閾値に影響を与えなかったが、ArgにAla, LysにAlaの変異を導入することにより、甘味閾値が上昇したことから、この領域に含まれる塩基性アミノ酸残基がリゾチームの甘味発現に深い影響を与えることが示唆された。一般的に精製されたタンパク質は味を呈さないが、例外的に甘味を呈するタンパク質が知られている。熱帯植物由来のソーマチン、モネリンは古くから甘味を呈することが知られており、ソーマチンは食品素材、風味増強剤として食品業界で利用されている。鶏卵卵白中に存在する溶菌酵素リゾチームもまた甘味を呈する。鶏卵卵白リゾチームは分子量14,500、分子内にリジン残基6残基、アルギニン残基11残基を有する等電点11の塩基性タンパク質であり、その甘味閾値は約7μMである。しかしながら、リゾチームのどの部位が甘味発現に重要な役割を担っているのかの知見はほとんどない。そこで本研究は、リゾチームの塩基性アミノ酸残基である、リジン及び、アルギニン残基にターゲットを絞り、化学修飾法、および遺伝子工学的手法を用いてリゾチームの甘味発現機構を明らかにすることを目的とした。まず化学修飾はリジン残基側鎖のε-アミノ基のグアニジル化(Gua)、アセチル化(Ac)、ホスホピリドキサール化(PLP)により行った。またAc化、PLP化したリゾチームについては、SP陽イオン交換カラムを用いて精製を行い、修飾度合いの異なる修飾体を得た。PLP化したリゾチームについては、再び脱リン酸化を行った。これらリゾチームの甘味特性評価は人による三点識別法にて行い、その甘味閾値を求めた。Guaリゾチームは甘味閾値にほとんど影響を与えなかったが、Ac及びPLPリゾチームの甘味閾値は修飾度合いが高まるにつれ顕著に増大した。また閾値の上昇したPLPリゾチームの脱リン酸化を行ったところ、再び甘味閾値が減少したことから、リゾチームの甘味発現にはリジン残基側鎖の構造的要因ではなく、塩基性度が重要であることが明らかになった。化学修飾法の結果を考慮し、メタノール資化性酵母Pichia pastorisを用い、部位特異的変異にて詳細に甘味発現に係わる残基を検討した。その結果、Lys13,Lys96,Arg14,Arg21,Arg73の5残基が甘味発現に重要な役割を果たすことが明らかとなった。
親の教育権の法的構造に関する日独の比較法制的研究

親は公教育制度の全体構造のなかでいかなる位置を占め、その子の学校教育についてどのような権利を有しているのか。この問題は公教育法制の基本構造にふれる問題だと見られるが、わが国においてはこれについての法制は著しく不備であるし、研究もほとんどなされていない状況にある。本研究は、この領域の教育法制が既にかなりの整備を見ているドイツとの比較において、(1)親の教育権の法的構造、(2)親の公教育運営への参加制度とその運用実態を、理論的・実証的に分析・検討し、学校教育における親の法的地位の明確化とその制度的現実化のための法制論を構築しようとするものであり、報告書の目次は以下の通りである。序章今、なぜ親の教育権なのか1忘れられた要素ー親2親の教育権(教育の自由)の空洞化第1章明治憲法下における親の教育権と学校教育1国家の学校教育独占と教育の自由2旧民法における親の教育権と教育義務3就学義務と親の権利義務4公法上の学校特別権力関係論と子ども・親の権利5学校の不法行為責任と親の権利第2章親の教育権の法的性質1自然権としての親の教育権2憲法上の基本権としての親の教育権3親の教育権の法的効力第3章ドイツにおける親の教育権の法的構造1公教育内容をめぐる親の教育権と国家の学校教育権2西ドイツにおける親の学校教育参加親は公教育制度の全体構造のなかでいかなる位置を占め、その子の学校教育についてどのような権利を有しているのか。本研究は、この領域の教育法制が既にかなりの整備を見ている西ドイツとの比較において、(1)親の教育権の法的構造、(2)親の公教育運営への参加制度とその運用実態を、理論的・実証的に分析・検討し、学校教育における親の法的地位の明確化とその制度的現実化のための法制論を構築しようとするものであり、本年度は以下のような研究を行った。1.親の教育権の法的構造に関する比較法制的考察親の教育権の法制史をロ-マ法から現代法に至るまで実証的に把握した。そして現行法制下における親の教育権について、その法的性質・内容、国の教育権能や学校の教育権限との関係、公教育法制における位置づけなどについて、わが国と西ドイツの教育法制・学説・判例を検討し、考察した。2.西ドイツの父母会(Elternbeirat)の法的構造に関する調査研究西ドイツ11州の学校参加法、父母会の組織・運営に関する法律、学校父母会規程など各種の親の教育参加関係法を収集し、分析した。また各州の文部省、州・県父母会、校長会、教員組合、研究者に質問紙を郵送して、親の教育参加の法的構造と運用実態・課題等について調査し、分析した。3.わが国のPTAの制度現実に関する調査研究日本PTA全国協議会、全国PTA問題研究会を訪問し、親の教育権との関連で、PTAの制度現実と課題についてヒアリングを実施した。本研究は、この領域の教育法制が既にかなりの整備を見ているドイツとの比較において、(1)親の教育権の法的構造、(2)親の公教育運営への参加制度とその運用実態を、理論的・実証的に分析・検討し、学校教育における親の法的地位の明解化とその制度的現実化のための法制論を構築しようとするものであり、以下のような研究を行った。1)親の教育権の法制史的考察親の教育権の法制史をロ-マ法から現代法に至るまで実証的に把握した。

そして特に明治憲法下における親の教育権の法的構造を、就学義務、国家の学校教育独占、教育の自由、公法上の特別権力関係論等との関係で検討し、明らかにした。2)親の教育権の法的構造に関する比較法制的考察現行法制下における親の教育権について、その法的性質・内容、国の教育権能や学校の教育権限との関係、公教育法制における位置づけなどについて、わが国とドイツの教育法制・学説・判例を検討し、考察した.3)ドイツの父母会の法的構造に関する調査研究ドイツ各州の学校参加法、父母会の組織・運営に関する法律、学校父母会規程など各種の親の教育参加関係法を収集し、分析した.また各州の文部省、州・県父母会、校長会、教員組合、研究者に質問紙を郵送して、親の教育参加の法的構造と運用実態・課題等について調査し、分析した。4)わが国のPTAの制度現実に関する調査研究日本PTA全国協議会、全国PTA問題研究会を訪問し、親の教育権との関連で、PTAの制度現実と課題についてヒアリングを実施した。
空気膜と弾性梁からなるハイブリッド展開構造物の概念検討と基本特性の把握

インフレータブル膜面構造の大変位展開挙動の再現性を向上させるために,大変形可能な弾性梁を組み込んだ構造物を提案している.具体的な構造様式として,円筒空気膜と弾性梁とを基本構成要素とする伸展マスト構造,インフレータブルコイラブルマストを考案し,その基本特性を把握するための調査を行った.製作模型を用いた展開収納実験,新たに確立した数値解析技術を用いた数値計算により,提案概念の利点を確認し,展開収納可否や構造性能に影響を与える要因を明らかにした.インフレータブル膜面構造の大変位展開挙動の再現性を向上させるために,大変形可能な弾性梁を組み込んだ構造物を提案している.本研究ではこれまで,円筒膜の試験体の収納展開試行実験により,提案概念が実現可能であることを示している.展開構造物の大変位挙動を予測するために,数値解析技術は重要であるが,無ひずみ大変位を生じる膜構造においては,非線形有限要素法における接線剛性行列が特異になり解析が進まないなどの困難を伴う.そこで本年度は,川口等が提案した膜構造大変位解析手法を,弾性梁大変形も扱えるよう発展させた.本手法では,膜を不安定トラス構造で,弾性梁を回転ばねで繋がった一連のロッド部材でモデル化し,収束計算により大変位追跡を行う.単純な構造物を対象とした数値解析により本手法の有用性を検証した後に,円筒膜を対象とした変位制御による収納・展開挙動の数値解析を行った.その結果,円筒膜のみの場合に比べ,弾性梁を付与する方が収納展開時の形状再現性が良くなることが分かった.また,本手法により,膜の状態を簡易的に推定可能であることが分かった.膜の大変位挙動を,すべての領域において常に安定化させることは困難である.膜の一部分の,不定性による可動領域をある範囲に収めるよう設計する方が現実的と考えられる.そのための簡易解析手法として本手法は有用である.一方,展開構造物の使用フェーズを展開過程・運用過程に分けると,異なるフェーズに一貫して対応可能な数値解析技術は有用である.本年度の研究成果により,数値解析技術の確立の見通しを得ることができた.インフレータブル膜面構造の大変位展開挙動の再現性を向上させるために,大変形可能な弾性梁を組み込んだ構造物を提案している.具体的な構造様式として,円筒空気膜,弾性梁(ロンジロン),ラジアルスペーサ,伸展制御装置からなる伸展マスト構造,インフレータブルコイラブルマスト(Inflatable Coilable Mast)を考案した.本研究実施以前において,簡単な原理模型で提案構造物の展開収納ができる見通しは得ていた.本研究では,インフレータブルコイラブルマストの基本特性を把握するために以下の調査を行った.本研究ではまず,ラジアルスペーサの有無と間隔,およびロンジロン展開後のマスト伸展方向に対する傾斜角をパラメータとする長尺マスト模型を複数製作し,展開収納試行実験を行った.その結果,展開収納可否やマスト展開後の剛性に影響を与える要因を特定することができた.続いて本研究では,川口等が提案した膜構造大変位解析手法を発展させ,弾性梁の大変形挙動も同時に扱える数値解析技術を構築した.円筒膜を対象とした変位制御による収納・展開挙動の数値解析を行い,弾性梁を付与する方が収納展開時の形状再現性が良くなるという,提案構造物の利点を確認することができた.研究実施最終年度では,構築した数値解析技術を用いてパラメータスタディを行った.その結果,展開収納可否に大きく影響を与えるロンジロン数やラジアルスペーサ間隔などの幾何学的パラメータの影響を明らかにした.また,展開経路における弾性エネルギーを追跡することにより,展開構造物としての利点となる展開過程の局在化が実現可能であることを明らかにした.インフレータブル膜面構造の大変位展開挙動の再現性を向上させるために,大変形可能な弾性梁を組み込んだ構造物を提案している.具体的な構造様式として,円筒空気膜と弾性梁とを基本構成要素とする伸展マスト構造,インフレータブルコイラブルマストを考案し,その基本特性を把握するための調査を行った.製作模型を用いた展開収納実験,新たに確立した数値解析技術を用いた数値計算により,提案概念の利点を確認し,展開収納可否や構造性能に影響を与える要因を明らかにした.本研究で提案する新概念の伸展マスト構造物であるインフレータブルコイラブルマストについて,まず本年度の検討では,安定的な展開収納を実現するための検討を行った.本マストの現時点での基本構成要素は,円筒空気膜,ロンジロン(弾性梁),ラジアルスペーサ,伸展制御ケーブルである.本年度は,伸展制御ケーブルを用いずに,内圧のみでマストの展開収納操作ができるかを検討した.インフレータブル構造物を宇宙空間で利用する場合,宇宙環境はほぼ真空であり,減圧による可逆的形態制御は困難と考えられる.しかし,大気圧下での内圧制御による収納に再現性を持たせることができれば,開発の効率化や展開信頼性向上などの利点を見いだすことができる.ラジアルスペーサの有無と間隔,およびロンジロンのマスト伸展方向に対する展開時傾斜角をパラメータとする4種類の長尺マストの模型を製作し,展開収納試行実験を行った結果,以下の知見が得られた.まず,展開時ロンジロン傾斜角を大きくし螺旋形を形成すると,収納過程における円筒空気膜の半径方向の潰れを抑制することができ,ラジアルスペーサを省略できることが分かった.

一方,ラジアルスペーサの使用により,展開時ロンジロン傾斜角を小さくすることができ,これによりマストの軸剛性・曲げ剛性は向上する.ただし,収納時に円筒空気膜の気道閉塞により収納が完了しない場合があることが分かった.製作した4種類の模型のうち,ロンジロンの変形が弾性範囲に収まり,円筒空気膜内の残留気体がほとんど無い状態まで収納できる模型が存在した.収納効率は伸展長で約1/10であり,展開も行うことができた.本検討結果より,展開収納の可否と収納効率を決定する主要な設計パラメータを選定することができた.これらは今後の,展開時剛性試験や構造数学モデルでの検証において活用される.提案している概念構造物の設計にあたっては,展開時の挙動推定技術および展開後の構造特性推定技術が重要である.一方,提案概念を試験体実験で検証するには,パラメータ設定のために何らかの指標が欠かせないことが明らかになってきた.そこで本年度は,試験体実験より先に解析技術の確立を行うこととした.研究実績の概要にて述べているように,本手法により展開過程における膜の状態を簡易的に推定可能である.数値計算例より,例えば,大変位過程でひずみエネルギーの極大値を経る,いわゆるスナップ・スルー現象が観察されるなど,新たな知見も得られている.本研究の目的の一つである解析理論の確立がおおむね達成できていると考えられる.マストの展開状態における静的載荷試験を平成23年度に実施予定であったが,内圧付与時の試験体の破損により実施することができなかった.これは空気膜密閉部の接着が問題であることが分かっており,改善できる見通しは得ている.本年度の研究成果を受けて,今後はまず数値解析技術の性能向上を目指す.具体的にはより精細な構造モデルを実用的な時間で数値解析できるよう,プログラムの改良を行う.また,展開後の構造物の静解析・動解析を実施する.続いて,数値解析によるパラメータスタディを実施し,それを確認するための試験体実験を行う.次年度は研究計画最終年度でもあることから,研究成果の総括を行う.平成23年度に実施予定であったマストの展開状態における静的載荷試験を実施する.その後,当初の研究実施計画に従い構造数学モデルの構築を行う.数値解析を行うための商用ソフトウェアのサポート料を支払う.実験を行うため,試験体材料と実験治具を購入する.研究成果公表のため,学会発表と論文投稿,および報告書を作成する.構造解析を行うため,商用数値解析プログラムのライセンス購入を行う.また,実験を継続的に実施するため,試験体材料と実験治具を購入する.研究成果公表のため,学会発表と論文投稿を行う.
母親退院から産後６か月間における母乳育児継続要因－母親の視点からみた検討－

母親退院から産後6か月までにおける母乳育児継続の要因を母親の視点から明らかにするために、全国の保健センター・保健所から無作為抽出によって選定した478施設の1歳6か月児健診・歯科健診を受診した子どもの母親5610人に質問紙調査を実施し、643人から回答が得られた。その結果、母親入院中の支援、および、退院後の継続支援の充実の必要性が示唆された。また、母親が心身の健康を維持するための専門家や家族からの支援の重要性も示唆された。平成24年度は、母親退院から産後6か月までの母乳育児の具体的、かつ詳細な現状を明らかにするために、面接調査を実施するための準備を行った。その具体的内容は、研究計画の修正、倫理審査手続きに向けての準備である。文献検討により抽出された、促進要因である育児休暇期間と未就業、および阻害要因である職場復帰の有無・時期・復帰後の勤務時間を踏まえて、研究参加者を専業主婦10名程度、および有職者の母親10名程度とし、リクルート方法の再検討、および調整を行った。また、文献検討の結果、母親の自己効力感を高めることが産後1か月までの母乳育児の継続には必要であることが明らかにされた。そこで、産後6か月までの母親の自己効力感と母乳育児継続の阻害および促進要因との関連についても探索するために、面接内容として母親の自己効力感について追加することとした。なお、自己効力感の項目については、母乳育児自己効力感スケール(14項目)、Breastfeeding personal efficacy beliefs inventory(5因子)を参考に作成した。今後、本面接調査の結果を質問紙作成のための基礎資料とし、郵送法による半構成型質問紙調査を全国の産科施設、保健センター、認可保育所において実施し、退院から産後6か月までの母乳育児継続の要因(促進・阻害)を明らかにすることとする。平成25年度は、質問紙調査を実施するための準備を行った。その具体的内容は、質問紙作成のための文献検討、質問紙調査対象とサンプル数の決定、倫理審査手続きに向けての準備である。文献検討の結果、促進要因(育児休暇期間と未就業など)、および阻害要因(職場復帰の有無・時期・復帰後の勤務時間など)が抽出できた。しかし、母親は母乳育児の悩みや困難感を抱え、それに対処しながら母乳育児を継続、または母乳育児継続を断念していると考えられるが、その実態は明らかにされていない。そこで今後は、母乳育児継続に向けた支援への示唆を得るために、わが国における産後6か月までの母乳育児の現状を明らかにすることを目的に、郵送法による半構成型質問紙調査を実施する予定である。質問紙調査は、1歳半健診を実施している全国の保健所・保健センターにおいて実施する予定である。なお、調査対象の選定においては、都市規模ごとの出生数を反映するよう層化二段無作為抽出法を採用し、調査施設は563施設(指定都市・特別区183施設、中核市・特例市81施設、市201施設、町村98施設)、質問紙配布人数は5000人(指定都市・特別区1,464人、中核市・特例市1,134人、市2,010人、町村392人)を予定している。平成23年度は、母親退院から産後6か月までの母乳育児の具体的、かつ詳細な現状を明らかにするために、産後6か月までの母親を対象に面接調査を実施するための準備を行った。その具体的内容は、文献検討による母乳育児継続のための促進要因・阻害要因の抽出、面接調査のための資料作成、倫理審査手続きに向けての準備である。文献検討の結果、促進要因として抽出されたのは、母親の母乳育児の計画・意志・希望、夫の母乳育児の希望、過去の授乳経験、出産経験、母乳育児に関する自己効力感、家事や育児のサポート、育児の助言(助産師/看護師、育児サークル、夫)、育児休暇期間、未就業などであった。阻害要因として抽出されたのは、離乳開始時期、職場復帰の有無・時期・復帰後の勤務時間、家事や育児のサポート、子どもの背景(多胎児、低出生体重児、NICU入院、体重が標準体重の20%タイル)、母親と同居家族の喫煙習慣などであった。文献検討の結果、母親の母乳育児体験を通して、何が母乳育児を支え、阻害しているかを明らかにすることの重要性、すなわち本研究の意義を再確認することができた。面接調査のための資料は、文献検討によって明らかとなった促進要因・阻害要因を活かすとともに、母親自身がどのような母乳育児体験をしているか、という点に重点をおき作成した。平成26年度は、わが国における産後6か月までの母乳育児の現状を明らかにすることを目的とした質問紙調査を実施するための準備を行った。その具体的内容は、プレテストの実施、質問紙の修正、質問紙調査対象とサンプル数の決定である。主な調査内容は、母乳育児に関する考えとその理由、産後6か月までの栄養法とその状況、母乳育児を継続できた理由(母乳育児に対する考え、母乳育児を行う自信、子どもとの関係、専門家・ピア・家族の支援、など)、母乳育児を継続するうえで経験した困難(母親に関する内容、子どもに関する内容、など)とその時の対処法、母乳育児を継続できなかった理由とその時の対処法、母乳育児を継続するうえで必要と考える支援、などである。次年度は、1歳半健康診査を実施している全国の保健所・保健センターに、郵送法による半構成型質問紙調査を実施する予定である。調査施設は460施設(指定都市・特別区77施設、中核市・特例

市60施設、市214施設、町村109施設)、質問紙配布人数は5316人(指定都市・特別区1540人、中核市・特例市1200人、市2140人、町村436人)を予定している。本研究の目的は母親退院から産後6か月までにおける母乳育児継続の要因を母親の視点から明らかにすることであり、郵送法による無記名自記式質問紙調査を行った。研究協力施設は都道府県と都市規模を層化基準とした層化二段無作為抽出法によって選定した保健センター・保健所478施設、研究協力者は1歳6か月児健診・歯科健診受診児の母親5610名。調査内容は妊娠中に希望していた栄養方法、「人工乳の使用を考えたが使用しなかった時(以下、未使用時)」及び「人工乳を使用した時(以下、使用時)」の理由と対処など。理由と対処は母親退院時、以後1ヶ月ごとの間隔で7ヶ月未満までについて理由ごとに対処(複数回答)の回答を求めた。データは記述的に分析し記述統計を算出した。回収率は11.5%(644人)、研究協力者に該当しない者を除く643人を分析対象とし、欠損値は分析ごとに処理を行った。人工乳使用を考えた人の各時期の割合は、母親退院時が55.2%と最多で、以後減少し67ヶ月未満は25.7%であった。このうち人工乳使用者は全時期において9割以上であった。人工乳使用を考えた人の妊娠中に希望していた栄養方法は、各時期においてできれば母乳のみが最多で約4割以上であった。人工乳使用を考えた各時期の最多理由は、未使用時は母乳不足感かその他、使用時は母乳不足感か専門家による母乳不足の判断であった。母乳不足感が理由で人工乳使用を考えた時の各時期の最多対処は、未使用時は病院等の施設で専門家の支援を受けたか経験者に相談したであった(最多対処が1件の場合を除く)。使用時は母親退院時は病院等の施設で専門家の支援を受けた、母親退院1ヶ月未満は対処していない、既得の知識や技術を用いて対処した、以後は対処していないであった。以上より、母親が利用しやすい支援の拡充や必要とする支援の情報を容易に入手できるシステム整備などの必要性が示唆された。母親退院から産後6か月までにおける母乳育児継続の要因を母親の視点から明らかにするために、全国の保健センター・保健所から無作為抽出によって選定した478施設の1歳6か月児健診・歯科健診を受診した子どもの母親5610人に質問紙調査を実施し、643人から回答が得られた。その結果、母親入院中の支援、および、退院後の継続支援の充実の必要性が示唆された。また、母親が心身の健康を維持するための専門家や家族からの支援の重要性も示唆された。産育休取得のため、当初の予定に比べて研究の進行が遅れた。医歯薬学わが国における産後6か月までの母乳育児の現状を明らかにすることを目的に、1歳半健康診査を実施している全国の保健所・保健センターに、郵送法による半構成型質問紙調査の実施、質問紙の回収、データ入力、分析を行う。得られた結果を取りまとめ、研究成果の発表を行う。面接調査において、研究参加者のリクルート方法の再検討および調整に時間を要したため、当初の予定に比べて研究の進行が遅れた。面接調査の結果をもとに質問紙を作成する予定であったが、面接調査の実施にあたり、専門家からの指摘を受け、研究方法を見直す必要が生じ、当初の予定に比べて研究の進行が遅れた。本研究計画調書作成後に採択された長期海外派遣のため、当初の予定に比べて研究の進行が遅れた。
高赤方偏移における宇宙の構造形成

本年度は初期宇宙での構造形成の数値計算を行い、さらに放射輸送計算を組み合わせて、初期天体から放射される紫外光により銀河間物質が電離される過程を詳細に研究した。1.はじめに、構造形成シミュレーションに用いる初期条件を作るため、宇宙初期に放射の相互作用によりバリオン物質の密度揺らぎの成長が抑制される効果を考慮した新しい方法を提案し、従来の方法との比較を行い、新しい方法によれば時間発展させた密度場が正しく表現されることを示した(次ページ論文2)。2.次に、標準的な理論から支持されている3つの宇宙モデルを選定し、初期宇宙構造形成のシミュレーションを行った。計算結果の比較・検討により、密度揺らぎのパワースペクトルが波数の大きい側(長さスケールの小さい側)で単純べき則からずれている場合には、初期天体の出現時期が著しく遅れるために、最近の宇宙マイクロ波背景放射の偏光の観測から示唆される最電離の時期と整合しないと結論した(論文1)。ただし、物質密度の揺らぎがガウシアン統計からずれる場合には、もっとも小さい質量スケール(星団程度)の物体が出現する時期が早まるために、早期再電離を達成できるという可能性も理論モデルを用いて指摘した(論文4)。別の可能性として、宇宙初期のガス雲に生まれる星が選択的に大質量である場合には放射される紫外光の量がいちじるしく増加するために早期再電離を達成できることを放射輸送計算を行って示した(論文3)。3.一連の数値計算の結果をもとに、ビッグバン以降3億年の間の宇宙全体での星形成率を求める準解析モデルを発展させた。その結果を用いて、宇宙初期にできる金属欠乏星の多くが太陽の100倍以上の大質量を持つ場合には、その超新星爆発によって銀河間空間に撒き散らされる重元素の量がその後の星間ガス冷却の効率を著しく増加させるほど、具体的には太陽金属量の0.01パーセント以上、になりうると示した(論文5)。
阿蘇地域における入会権粉争の調整過程に関する研究

1阿蘇郡南小国町の黒川部落を舞台に裁判で争われた二つの入会権紛争は、牧野組合員による草原の古典的な畜産的利用と、入会地上の天然木に対する町(地盤所有権者)・黒川部落住民の貨幣経済的な分配利益への期待との調整に関わるもので、入会慣行の変容過程で生じる普遍的な性格をもつ紛争であったことがわかった。2判決で入会権者と認められた原告(部落住民)らが訴訟終結後に野焼き等の管理行為に参加するようになったことによって、畜産農家がわずかに2戸になった現在においても、草原が維持管理されていることがわかった。3畜産農家の減少および草原の畜産的利用の衰退により、入会地の維持管理が困難になりつつある牧野組合が増加している反面、NPO(阿蘇グリーンストック)に組織された都市住民(野焼き支援ボランティア)の参加が拡大し、草原の多面的活用のために草資源の事業化が試み始められたことが明らかになった。4草原の多面的な価値、とりわけその景観価値や水源酒養的・環境保全的機能が評価され、草原維持コストの都市住民による一部負担の仕組みも考え始められていることがわかった。入会集団によっては、ルールを守る都市住民には入会地を開放してもよいという意識も生まれつつあり、一定の負担を前提に都市住民にも入会地=草原に対するアクセス権をみとめてはどうかという考え方も登場してきている。5平成の町村合併の過程で町有入会地の帰属と管理負担をめぐって自治体と入会集団との間で協議が重ねられた。阿蘇市の誕生の過程では、阿蘇町と一の宮町の町有入会地については、入会集団との協議により多様な入会権調整の仕方がみられることがわかった。1阿蘇郡南小国町の黒川部落を舞台に裁判で争われた二つの入会権紛争は、牧野組合員による草原の直接的利用と地盤所有者・部落住民の求める貨幣経済的な配分利益との調整に関わるものであったが、広くは入会慣行の変容過程で生じた入会権者の範囲と入会権の権利と義務(負担)の内容をめぐる紛争として現代の入会慣行に普遍的にみられる性格のものであることがわかった(この入会権紛争当事者へのヒアリングは次年度に計画している)。2畜産農家の減少、草原の畜産的利用の衰退により、入会地の維持・管理が負担になりつつある牧野組合が増加している半面、地元のNPO(阿蘇グリーン・ストック)の活動による都市民の野焼きボランティアへの参加の拡大と草原の畜産的利用の活性化のための連携協力とがみられた。3阿蘇地域の175の牧野組合に対する調査票の集計はまだ終わっていないが、この調査結果を従来のそれと比較することにより、阿蘇の入会地(とくに草原)の利用・管理状況がどのように変容しているかを明らかにすることができるはずである。4草原の景観価値や水源涵養的・環境保全的機能が評価されるとともに、草原維持コストの都市による一部分担の仕組みも考え始められている。入会集団によっては、都市民がルールを守るならば入会地を開放してもよいという意識も生まれつつあり、都市民がコモンズとしての入会地=草原に、一定の負担を前提にアクセス権をもつという考え方も出てきている。5町村合併の動きに呼応して町村有入会地の扱いをどうするかが検討されていることもわかった。1南小国町黒川部落における訴訟において、牧野組合以外の部落住民のなかでも、その後入会地を利用していないが、黒川部落に居住している非畜産農家や、入村金を払って黒川部落に移住し旅館業を営むようになった非農家なども、入会権者であると認められたために、訴訟後には、入会権者の義務として野焼き等に参加していることがわかった。現在の黒川牧野管理組合の入会権者は45戸、そのうち農家は15戸、畜産農家は2戸、牛の飼育頭数はわずかに6頭である。

2平成15年度の牧野組合意向調査の結果と平成10年度の阿蘇グリーンストックによる調査結果の比較により、この5年間で、阿蘇地域の牧草地は8%、入会権者は5%、有畜農家は実に36%、放牧頭数も17%減少していることがわかった。牧野組合ないし入会集団だけでの草原の維持管理が困難になりつつあるため、阿蘇グリーンストックが組織している都市住民の野焼き支援ボランティアを受け入れる牧野組合が増加しつつある。草原維持のために草資源の流通の事業化をめざすNPOも立ち上がっている。利害調整を外部から支援する動きが注目される。3平成の町村合併の過程では、町村有入会地をめぐる政策的な利害調整がなされているが、阿蘇町、一宮町、波野村の合併による阿蘇市の誕生過程では、入会権調整の仕方は町村によって異なることがわかった。他方、小国町と合併しなかった南小国町へのヒアリング調査によれば、両町のそれまでの入会政策の違いや入会権調整の仕方の対立が合併を阻んだ要因ではないこともわかった。4環境社会学・人類学・経済学の分野で展開されている「コモンズ」論は、共用資源のひとつである入会草原の新しい理論的基礎づけに有効であることがわかった。地域社会における自然資源の「共同」利用・管理は、都市地域における共同管理のあり方にも示唆を与えるものであり、この研究により、地域社会における「共同性」のあり方を再検討する見通しが立った。
始原生殖細胞におけるエピゲノムリプログラミングが保証する生命機能の同定

DNAメチル化などの後成的化学修飾が細胞の遺伝子発現パターンを確立・維持し、細胞運命は決定・維持される。胚発生過程においてDNAメチル化酵素であるDNMT3A/3Bの働きにより、ゲノム全体のメチル化レベルが上昇するが、卵・精子の元になる始原生殖細胞では、DNMT3A/3Bの発現が特異的に抑制される。本研究では、始原生殖細胞特異的なDnmt3bの発現抑制の生理機能を解明するために、始原生殖細胞でDnmt3bを人為的に発現させるマウスの作製および解析を行った。恒常的に発現するCAGGSプロモーターでloxp-DsRed-終止コドン-loxp-Dnmt3b1を発現させるトランスジェニックマウスと、形成期の始原生殖細胞で発現するBlimp1の発現制御下の下流にCreリコンビナーゼを挿入したトランスジェニックマウスを交配し、Dnmt3b高発現始原生殖細胞の挙動を追跡した。その結果、野生型始原生殖細胞は胎生8.5に胚において120個程度存在していたのに対して、二重トランスジェニック胚では始原生殖細胞が30個程度しか観察されなかった。この結果は、始原生殖細胞特異的なDnmt3bの発現抑制が、始原生殖細胞の初期分化に必須であることを示している。現在、ES細胞から始原生殖細胞へのin vitro分化誘導系を用いて、始原生殖細胞の形成・初期分化を制御する遺伝子カスケードとDnmt3bの発現抑制の階層性の理解を試みている。細胞の運命は、DNAやヒストンと呼ばれるタンパク質の化学修飾(エピゲノム)により決定・維持される。精子・卵子のもとになる始原生殖細胞ではゲノム全体のエピゲノム情報が初期化されるが、その詳細な分子機構及び生理的役割は良く分かっていなかった。本研究では、始原生殖細胞特異的なエピゲノムネットワークを制御する分子基盤を同定し、ES細胞で再構築および始原生殖細胞で破綻させることで、エピゲノムネットワークが保証する生命機能の同定を試みた。始原生殖細胞特異的に発現し、かつ初期分化に必須の因子であるPRDM14をES細胞に高発現させ、遺伝子発現変化をマイクロアレイで解析した結果、生殖細胞特異的遺伝群の発現誘導が観察された。発現誘導が観察された生殖細胞特異的遺伝群の多くはDNAメチル化酵素であるDnmts TKO ES細胞でも発現誘導が観察されたことから、PRDM14がDNA脱メチル化を介して生殖細胞特異的遺伝群の発現誘導を保証していることが示唆された。次にPRDM14によるDNA脱メチル化機構を解明するために、5-メチルシトシン(5mC)の酸化酵素であるTET1との機能的及び物理的相互作用の検討を行った結果、PRDM14とTET1の物理的かつ機能的な相互作用の存在が確認できた。また、PRDM14によるDNA脱メチル化は塩基除去修復阻害剤で抑制されたことから、PRDM14がTET1による5mCから5hmCへの変換を促進し、塩基除去修復経路を介して能動的に脱メチル化を誘導していることが明らかとなった。研究開始当初は、PRDM14がDnmt3bの転写を抑制することでDNA脱メチル化を誘導していると予想していたが、その後の解析の結果PRDM14はDnmt3bの抑制だけではなくTET1を介した能動的脱メチル化に関与していることが分かり、さらなる研究の発展が期待できる。今後は、PRDM14がどのような分子機構でTET1-塩基除去修復経路を活性化しているのか検証する必要がある。また、始原生殖細胞特異的なエピゲノムネットワークを破綻させる系をin vivoの解析だけではなく、ES細胞から始原生殖細胞への分化誘導系を用いたin vitroの解析も同様に行う予定である。具体的にはES細胞にDnmt3b,Glp,Uhrf1を高発現させた細胞を樹立し、それらの細胞を用いて始原生殖細胞へ分化させ、その影響を解析する。
台湾大地震と阪神大震災における外傷・疾病構造の特徴ならびに災害救急対応の比較検討

(平成12年度の研究計画)台湾大地震に際し、神戸大学は災害救援医療チームを派遣したが、その際出会った台湾各関係機関の共同・研究者の協力のもとに、初年度はまず台湾で初期対応についてのデータを収集することに主眼を置いた。(平成12年度の研究成果)1.台湾大地震の規模はMagnitude7.6と阪神・淡路大震災のMagnitude7.2に比べ大であったが、人的被害は死者2329名、負傷者8722名とむしろ少なかった。地域別の死亡者数では台中県の1170名、南投県の889名と続くが、死亡者数の人口に対すや比率では、台中県0.08、南投県0.16で、阪神・淡路大震災の神戸市における0.26に比較し小さかった。2.この最大の要因として、阪神・淡路大震災が都市直下型であったのに対し、台湾大地震が都市、山間部型であったことがあげられる。3.しかし町、村単位で見ると、中寮郷では0.99、東勢鎮では0.54と死亡者数の人口に占める割合は神戸市の場合より高く、激震地での被害の大きさを示していると考えられた。4.災害時における初期医療対応の観点から傷病者の転送について調査したところ、例えば東勢鎮の農会病院では、地震当日に受け入れた730名の傷病者のうち半数金超える367名を当日に、それ以後9日間にわたり総計553名を転送していたが、死亡例は地震当日の80例のみにとどまっていた。これは阪神・淡路大震災時被災地外への転送例がわずかであったことと対照的である。5.以上の結果から、台湾大地震での初期災害医療対応は、山間部の激震地を除けば、阪神・淡路大震災に比し迅速な初期対応がなされたと評価できる。6.その要因として、被災地の行政機能の被害が少なく災害対策本部の早期立上げが可能であったこと、軍隊組織を含め指揮命令系統の一元化がはかれたこと、またそれにより傷病者、物資搬送にヘリコプターの有効活用ができたこと、ボランティア組織による早期からの自主的な医療救援活動などが指摘できる。Utstein Templateは、外傷での重症度評価法におけるAISのように、災害による医療対応能力への被害のひどさをスコアリングする方法で、各項目の最高点は75点で、最も被害甚大であることを表す。本年度行いえた分析はあくまで災害初期に的を絞ったpreliminaryなものではあるが、このtemplateを実際に使った災害分析の試みは史上初めてで、以下のことき興味深い結果を得た。すなわち、医学(医療)的指標におけるスコアを、公衆健康面、医療機関への影響、災害への準備、災害対応能力の低下の面からつけると、阪神・淡路大震災ではそれぞれ75点,25点,17点,48点,41点、台湾集集地震ではそれぞれ48点,13点,6点,12点,9点で、それぞれの平均点は前者で41.2点、後者で17.6点を示した。以上より、Utstein Templateを用いた科学的なスコアリングによっても、震災直後の医療対応において上記のいずれの観点からも、阪神・淡路大震災の場合のほうが、台湾集集地震におけるそれに比して被害甚大であったことが客観的に示され、前年度での解析結果と矛盾しない結果であった。当初の計画では時相を災害初期だけでなく、より長期にわたっての分析を加える予定であったが、さまざまな事情から残念ながら台湾を訪れての現地調査とデータ収集を実施することが本年度は不可能であった。そこで本年度は、平成13年度までの研究成果で用いたWADEM(World Association for Disaster and Emergency Medicine)の提唱するUtstein Template(外傷での重症度評価法におけるAISのように、災害による医療対応能力への被害のひどさをスコアリングする方法で、各項目の最高点75点が最も被害甚大である)を用いた分析を、対象を拡大して、阪神・淡路大震災以後の2000年に日本で発生したもう一つの地震鳥取県西部地震を加えて行った。すなわち、阪神・淡路大震災と台湾集集大地震のみに限定せずに、ほぼ同じマグニチュードという共通項を有する3つの震災において、災害の程度と初期災害医療対応についてUtstein Templateをもちいて評価比較した。その結果、3者の医学(医療)的指標におけるスコアを、医学医療面、公衆健康面、医療機関への影響、災害への準備、災害対応能力の低下の5つの項目別に計算すると、それぞれ順に、阪神・淡路大震災では75点,34点,17点,48点,41点(平均43点)、台湾集集地震では48点,17点,6点,12点,9点(平均18.4点)、鳥取西部地震では6点,2点,8点,57点,4点(平均15.4点)となった。以上より、地震直後の災害医療対応において上記のいずれの観点からも、阪神・淡路大震災、台湾集集地震鳥取西部地震の順に被害甚大、対応不十分であったことを客観的に数値化して示すことができた。また、残念ながら、日本における災害へのpreparednessが台湾のそれより劣り、かつ阪神・淡路大震災以後に起こった鳥取西部地震においても災害準備への改善傾向が認められなかったことが特筆すべきこととして指摘できた。2.最新のMadison versionのUtstein Templateを本研究の分析に応用するため、Templateに関するWADEMワークショップに参加した。3.より客観性を備えた評価実施を目的として、2003年9月台湾の被災地を訪れて資料の再収集を行った。

4.それらの資料をもとに阪神・淡路大震災と台湾集集大地震、加えて2003年7月の宮城県北部連続地震を対象に、Madison versionのUtstein TemplateによるHealth Disaster Severity Score解析を実施した。(2)以上より、地震直後の災害医療対応において、阪神・淡路大震災、台湾集集地震、宮城北部連続地震の順に被害甚大、対応不十分であったことが数値化して確認できた。また、わが国において阪神・淡路大震災以降も災害準備への改善傾向を認めるとはいえない。以上の要旨とUtstein Template分析の有用性について、2004年2月第9回日本集団災害医学会総会で発表した。
局所パルス加熱法による磁性体の３次元形状・機能の制御に関する研究

機能性材料の一つである永久磁石に対して,非接触熱エネルギ加工である放電加工やレーザ照射を用いて,磁石の「形状」ならびに「磁束密度」の制御を試みた.放電突き当て加工により,放電条件で決まる磁石内部温度が,加工後の表面磁束密度と関係することが明らかとなり,各種手法で磁石内部温度を制御できれば表面磁束密度の制御が可能であることが予測された.磁石の一部に底付き穴加工を施すと,加工対向面の未加工面においても磁束密度変化が生じ,磁気パターニングが可能であった.この場合も,磁石内部温度が影響すること,加工磁石自身からの磁界中で形状変化が生じることが重要であることが明らかとなった.平成24年度は,前年の加工結果を踏まえ以下の内容を実施した.1)放電加工中の磁石内部温度の計測・・・これまでの基礎実験により,平均入力エネルギの大きな放電条件で永久磁石を突き当て加工すると,加工後の表面磁束密度の低下が大きいことがわかっている.逆にエネルギを小さくした仕上げ加工条件では,磁石形状が変化した影響での磁束密度低下は見られるが,放電条件に起因した磁束密度低下は発生していない.そこで,両者の違いは永久磁石の温度特性による磁力の低下と考えられ,実際に放電加工中の磁石内部温度の計測を試みた.直径10mm,高さ10mmのネオジウム磁石の上面より下2mm,3mm,4mm,5mmの位置に,磁石側面から中心までの横穴(直径1mm)を空け,K型熱電対を埋めこんで温度測定を行った.放電条件を変化させた結果,入力エネルギが大きいと,磁石内部温度が高くなり,放電条件20A,パルス幅128マイクロセックでは,加工面2mm下で200度弱程度まで高温になる.一方,5A,32マイクロセックの条件では,同じ位置で80度程度であり,磁石の推奨使用温度85度以下であった.このように,放電加工後の磁束密度の変化は,基本的には磁石内部温度に依存することが確認された.2)未着磁磁石素材への形状加工後の着磁状態・・・前年には,角10mm,高さ5mmの磁石中央部に直径3mmの底付き穴加工を行うと,加工面の対向面では,中央部が転極する現象が確認された.これは,穴直径と穴深さに密接に関係があると想像された.そこで,同様の形状で着磁前の磁石素材を入手し,放電加工により穴加工を行ってから,着磁メーカにて着磁処理を行った.その結果,穴対向面は着磁磁石を加工した場合のように転極することは無く,形状に依存した磁力の低下が観察された.これより,着磁磁石に形状加工することの意味が見いだされた.非接触熱エネルギ加工である放電加工やレーザ照射を用いて,永久磁石の形状加工と磁気特性,特に表面磁束密度を同時にあるいは個別に制御する手法の確立を目的に研究を進めてきた.はじめに,円筒形磁石の高さを減じる放電加工では,放電条件に依存する磁石内部温度の違いにより加工後の表面磁束密度が決定されることが明らかとなった.ただし,表面温度は同等であっても磁石内部温度の分布状態によっては磁束密度の値は異なることが予想された.次に,角形磁石のN極中央部に底付き穴加工を施す放電加工では,加工穴深さに対応して穴対抗面(S極)面の表面磁束密度が変化し,S極面の中央に穴直径に対応したN極部位が発現し,磁気パターニングが生じる.その際,着磁前の磁石に穴加工を行い,その後着磁したサンプルと,着磁後の磁石を放電加工で底付き穴加工したサンプルでは最終形状は同一であってもS極面の磁気パターンは全く異なる.これより,着磁磁石の形状加工では,磁石自身が発する磁界中で磁石形状が変化していることが重要であると推察された.レーザ照射実験においても,磁石表面温度と内部温度の分布により表面磁束密度が決定されるが,放電加工とは異なり磁石全体の温度上昇が大きいため,磁気パターニングのためには磁石本体を冷却するなどの工夫が必要である.上記の結果より,永久磁石の形状および表面磁束密度パターンの制御においては,形状変化に伴う磁束密度変化は必然的に生じる.ただし,放電加工条件を仕上げ条件のように入力エネルギの小さな条件で行えば,放電加工に起因する熱的な影響による低減はほとんど発生せず,形状変化による影響のみとする加工が可能である.一方,荒加工条件のように入力エネルギの大きな条件を用いれば,形状変化に加え熱的な影響による磁束密度の低減が相加的に現れることが明らかとなった.機能性材料の一つである永久磁石に対して,非接触熱エネルギ加工である放電加工やレーザ照射を用いて,磁石の「形状」ならびに「磁束密度」の制御を試みた.放電突き当て加工により,放電条件で決まる磁石内部温度が,加工後の表面磁束密度と関係することが明らかとなり,各種手法で磁石内部温度を制御できれば表面磁束密度の制御が可能であることが予測された.磁石の一部に底付き穴加工を施すと,加工対向面の未加工面においても磁束密度変化が生じ,磁気パターニングが可能であった.この場合も,磁石内部温度が影響すること,加工磁石自身からの磁界中で形状変化が生じることが重要であることが明らかとなった.本研究は,着磁後の永久磁石に対して放電やレーザ光を用いて局所的な加熱を行い,3次元的な形状の制御と磁化の制御とを「同時に」,あるいは「個別に」行うことのできる永久磁石の複合的な機能制御法の確立を目的としている.

そのために本年度は,永久磁石の中でも磁力の強いネオジウム磁石を対象とした突き当て放電除去加工において,各種電気条件と加工後の表面磁束密度の変化を調べた.D.F.を50%と一定とし,電流値,パルス幅を変化させ入力エネルギを変化させた各種条件では,基本的にエネルギが大きくなると表面磁束密度の低下が大きいことがわかった.一方,あるエネルギ以下のでは磁石形状(高さ)が減少したことによる磁束密度低下のみで,放電加工に起因する減少は発生しない.さらに,エネルギの大きな条件で突き当て除去加工した後の,磁石内部方向の磁束密度変化を実験的に計測した.直径10mm,高さ10mmのネオジウム円柱磁石を電流値20A,パルス幅128マイクロセック,休止時間128マイクロセックの条件で初期1mmの除去加工を行い,その後1mmずつ,放電による磁束密度低下が発生しない条電流値5A,パルス幅32マイクロセック,休止時間32マイクロセックの条件で除去を繰り返すし,その都度表面磁束密度を機上で計測した.その結果,磁石高さが6mmになるまで磁石高さが減少しているにもかかわらず表面磁束密度は上昇した.これはエネルギの大きな条件で放電加工した磁石内部は,加工面よりした数mmの厚さに磁束密度の低下が発生している層が生成されており,それらの層を介した表面磁束密度を計測するとその値は大きく減少することによる.上記20Aの条件では加工面よりした3mmの厚さにおいて磁束密度の低下が発生していた.本研究の目的は,永久磁石を熱加工することにより,磁石形状およびその磁束密度を同時にあるいは個別に制御することを目的としている.これまでの結果より,放電加工で磁石高さを減少させるだけの突き当て加工を行う実験より,放電条件と磁石内部温度およびその加工後の表面磁束密度の変化の関係を把握することができている.これより,加工後に所望する磁束密度を得るためには,どの程度の放電条件を用いればよいか予測が可能となった.一方,磁石の中央に穴加工を行う形状変化を伴う加工においては,着磁磁石の形状が,徐々に変化する工程が重要であることがわかった.つまり,着磁前に形状加工を行い,その後着磁した磁石とは磁束密度の分布が大きく異なり,着磁している磁石の形状が徐序に変化する際には,磁石自身の発生する磁界の中で形状変化することによる磁束密度変化が発生すると推察された.これより,着磁磁石の熱エネルギ加工の意義が見いだされ,レーザ照射等の実験でも確認する必要が生じた.永久磁石の3次元的な形状の制御と磁化の制御とを,「同時に」あるいは「個別に」機能制御する加工法を確立するために,平成23年度は,永久磁石の放電加工およびレーザ加工による加工特性の把握とそれにともなう磁束密度変化の調査を主目的として実験を進めてきた.放電加工については,各種電気条件および各種加工形状に対する実験を繰り返し,それぞれの実験における加工面および加工裏面の表面磁束密度の測定を繰り返した.その中で,磁石表面の全面における磁束密度分布を調べるために,2次元マッピング測定が可能な,2次元表面磁束密度測定装置を試作した.当初の予定では,細穴や細溝の内部を計測できる測定装置あるいは測定プローブの開発であったが,研究を進めるに当たり,まずは2次元マッピングの把握が重要と考え,上記装置の試作に至っている.