hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
線形論理プログラミングHACLに基づく型つき並列オブジェクト指向言語の実装

本年度はまず、すでに我々が提案していた線形論理に基づく並列計算の枠組であるACLを高階に拡張したHACLを提案し、その意味論・型システム等を与え、静的に型づけされた(HACLで書かれた)並列プログラムが実行時に型エラーを起こさない等の基本的な性質を証明した。また、それに基づいたインタプリタの処理系を作成して、HACLの特徴の一つである(多相型をもった)高階プロセスが非常に有効であることをプログラミングを通して確認した。さらに、HACLの上に、インヘリタンスをはじめとする種々の機能を備えた並列オブジェクト指向言語を実現でき、かつそのようにして実現された並列オブジェクト指向言語で書かれたプログラムがHACLの型システムをとおして型推論・型チェックが行なえることを示した。その副産物として、型推論をとおして並列オブジェクトのメソッドのディスパッチが定数コストで行なえるようにコンパイルできることも示した。これらの結果に基づいて実際に、並列オブジェクト指向言語のプログラムからHACLへのトランスレータのプロトタイプも作成した。また、HACLを含めた非同期通信に基づく並列言語の効率のよい実現のために、エフェクト解析の手法を応用した並列プログラムの通信に関する解析を行なう方法を提案し、HACLを通した定式化・基本的な性質の証明・解析システムのプロトタイプの実装を行なった。将来的にはこの静的解析システムをコンパイラに組み込み、並列プログラムの最適化コンパイルに役立てる予定である。上記理論的側面の研究と並行してHACLに基づいた処理系の実装を進めており、現在シングルCPUのワークステーション用のコンパイラのプロトタイプがほぼ完成した状況である。
Hepatocyte growth factorによるリンパ浮腫軽減作用の研究

家兎耳介に透明窓を装着して血流やリンパ流が顕微鏡下に見られる可能性があるため、今までに発表されていない家兎耳介にリンパ浮腫モデルの作成を行った。しかし、耳介の基部は複雑な構造をしているためか、耳介の浮腫をコントロールすることは困難であった。浮腫が適度なものに対してHGFプラスミドを耳介基部に試験的に投与したが個体差が大きく、明らかな浮腫改善は見られなかった。今後の課題として、HGFプラスミドの投与時期や投与部位、また浮腫モデルの改善が必要であると考えられる。四肢のリンパ浮腫は難治性であり、保存的治療方法や外科的治療方法では、完全な治癒の状態に至ることは現在のところ難しい。HGF(Hepatocyte growth factor:肝細胞増殖因子)は肝細胞を増殖する因子であるが肝細胞だけではなく、さまざまな種類の細胞に対して増殖活性や形態形成活性を有することが知られており、血管新生やリンパ管新生にも重要な役割を果たしていることが明らかにされている。この研究では家兎耳介リンパ浮腫モデルを用いてHGFがリンパ浮腫に対して改善効果があるかどうかを検討する。25年度の研究では家兎耳介リンパ浮腫モデルの作成を行った。日本白色家兎を使用し、右耳をコントロールとし、左耳にリンパ浮腫モデルを作成した。モデル作成後、1週間・2週間・4週間で耳介の厚みを測定し、組織採取を行った。耳介の厚さの測定は、決められた3部位で耳介全層の厚みを測定した。組織学的検討として、同3部位から耳介組織を採取し、HE染色を行った。耳介遠位の2か所にインジゴカルミン(4mg/ml, 0.2cc)を皮内注射し耳介基部中央にある集合リンパ管を同定した。表在リンパ管を切除するために耳介基部の皮膚を3cm幅で切除し、耳介基部の集合リンパ管と血管束を温存した。血管束・リンパ管の乾燥予防に軟骨膜で被覆し保護し、皮膚欠損部は創傷被覆材で保護した。本研究では術後7日目・14日目・28日目と浮腫は増強しており耳介遠位の壊死を来したモデルも認めたことから、浮腫の程度はやや強いと考えられた。組織学的所見では、術後4週の耳介遠位組織では、表皮の肥厚・膠原線維の増生・膠原線維束間の間隙形成・リンパ管の拡張といった浮腫の特徴を認めた。今回の作成方法でリンパ浮腫の作成には成功したが、今回の観察期間では耳介の近位・中間での上記の浮腫の特徴が一致せず、さらなる観察期間が必要と思われた。Yoonらの報告に基づき1、ウサギ耳介基部の皮膚皮下組織を1.5cm幅以外の全周で切除する方法でリンパ浮腫モデルを作成した。手技の改良を加えつつ21例に手術を行った。浮腫の評価として術後12週間厚さと体積を計測した。浮腫は1週間でピークとなり緩やかに浮腫が改善していく経過をたどり、Yoonらの報告と一致していた。しかし、中には重度の浮腫のため壊死を生じる例や、逆に早期に治癒してしまう例も存在しており個体差が問題となった。このモデルに対して3例にHGFプラスミドを投与したが、1例は対照と変わらず、1例で重度の浮腫を認め、1例で壊死を生じた。このモデルでは厚さ、体積の変化に差が大きく二群間の浮腫の程度を比較することは困難であると考えられた。昨年に引き続き、Yoonらの報告に基づき1、ウサギ耳介基部の皮膚皮下組織を1.5cm幅以外の全周で切除する方法でリンパ浮腫モデルを作成した。浮腫の評価として術後4、8、12週で厚さと体積を計測した。1週間でピークとなり緩やかに浮腫が改善していく傾向は昨年と同様であった。HGFプラスミドを術直後に耳介基部に投与したが今回の実験では効果は明確ではなかったため、HGFプラスミドの投与時期の検討が必要である。さらにラット尾モデルでの浮腫評価2や、リンパ管切断後の再開通実験3なども検討すべきと考える。家兎耳介のリンパ浮腫が不安定であるため。これは動物の個体差に起因すると考えら、さらに多くの個体が必要と考えている。また、プラスミドの投与部位や投与回数についても検討が必要である。形成外科学プラスミドは筋注であることが必要とされ、同モデルでは耳介基部に筋注するために十分な組織を温存することが困難であったため、モデル作成法や他の投与も検討するべきであると思われる。今後はラット尾モデルでの浮腫評価2や、リンパ管切断後の再開通実験3なども検討している。家兎耳介リンパ浮腫モデルの作成に関して現在のところ2つの問題がある。

1つは予想より浮腫が強く、耳介の一部が壊死することである。2つ目は耳介の近位、中間位、遠位での組織学的に浮腫の所見が一致しないことである。早急にリンパ浮腫モデルを確立して、HGF投与の実験へと移行する必要がある。家兎耳介リンパ浮腫モデルの作成は現在、検討中であり、多数の動物を必要としなかったため、動物の購入が予定より少なかった。現在の家兎耳介リンパ浮腫モデルの個体数を増加して、浮腫の安定性、耳介の壊死率、長期の組織学的な観察を行う。その結果により、現行のモデルが使用できるかどうかを検討する。薬剤投与によるリンパ浮腫治療モデル作成には、中等度の持続するリンパ浮腫モデル作成が理想である。別のモデルが必要な場合には、耳介のリンパ管の位置を再検討して、切除する表在リンパ管の範囲もさらに検討する必要がある。さらにHGFの投与部位や投与量を変えながら浮腫軽減効果が得られるかの検討に入りたい。リンパ浮腫モデルを確定させるため動物の購入を増加させる計画である。使用予定であった特殊免疫染色のための抗体の購入が必要にならかかったため。また、実験動物の購入も予定よりも少なくなったため。本年度は染色のための抗体が必要になる見込みである。さらに家兎の購入も増える予定である。
ＰＩＫ３ＣＡの活性化変異を有する細胞に選択的なメトホルミンの作用機序の解明

近年提唱されたPIK3CA-related overgrowth spectrum (PROS)という疾患概念は、PI3Kの触媒サブユニットをコードするPIK3CA遺伝子の活性化変異で発症し、出生時あるいは出生直後より脂肪組織や骨格などにモザイク性の肥大が認められる過成長症候群のひとつである。我々は、出生時より下肢及び趾の肥大と合指症、下肢長差を呈するPROS症例を経験し、病変組織よりPIK3CAのヘテロ接合性モザイク変異(c.3140A>G, [p.H1047R])を同定した。治療方法の開発のため、PROSの疾患モデルとして本症例の病変部の皮膚組織から樹立し皮膚線維芽細胞株を樹立し、スクリーニングを行った。その結果、メトホルミンは正常細胞に対する毒性が低いが、PROS細胞では選択的に細胞増殖を抑制することが明らかになった。したがって、メトホルミンが成長過程にある小児でも使用可能なPROSの候補治療薬であると考えられた。しかし、メトホルミンは細胞内のシグナル伝達や代謝に及ぼす影響が未だ不明である。最も知られているメトホルミンの作用は、mTORシグナル伝達の抑制を引き起こすAMPKの活性化であるが、メトホルミンによるAMPKのリン酸化は正常細胞とPROS細胞で差が見られなかった。そこで、プロテオーム解析によって、メトホルミンによるPROS細胞に選択的な作用の解明を目指した。迅速に解析を行うために、プロテオーム解析には、メトホルミンによって増殖抑制されることを示す報告が多数あり、PI3Kの上流で働くK-RASの変異型肺癌細A549細胞を用いた。メトホルミンを投与したA549細胞は、分画処理を行い、二次元電気泳動によって解析を行ったところ、ある画分の結果から、メトホルミンの投与によって変動が認められた7種のタンパク質スポットを特定した。施設移転があったが、当初予定されていた時期よりもずれたため、計画していた通りには研究が遂行ができなかった。二次元電気泳動によりメトホルミンの投与によって変動が認められたタンパク質を単離し、トリプシンを用いたIn Gel Digestionによりフラグメント化した後、MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization)-TOF (Time of flight)-MS (Mass Spectrometry)により質量分析を行う。TOF-MSの分析プロファイルからMascotサーチを用いたペプチドマスフィンガープリンティング(PMF)解析によってタンパク質を同定する。同定した候補タンパク質がメトホルミンの作用機序に関与するかどうかを確認するために、まずメトホルミン投与の有り、無しのPROS細胞を用いたウエスタンブロット解析結果を比較することにより、候補タンパク質の変動を確認する。次に、変動が見られたタンパク質がPROS細胞に選択的なメトホルミンの作用に関与しているかどうかを調べるため、メトホルミンを投与したPROS細胞および正常細胞を用いてウエスタンブロット解析を行い、同定した候補タンパク質の動態を解析する。以上の結果から、PROS細胞に選択的にメトホルミンが影響を及ぼすことが確認されたタンパク質は、投与によって増加するタンパク質の場合はノックダウン、減少するタンパク質の場合には過剰発現させたPROS細胞を作製し、メトホルミンのPROS細胞に選択的な効果が消失するかどうか検証する。

同定した候補タンパク質がメトホルミンの作用機序に関与するかどうかを確認するために、まずメトホルミン投与の有り、無しのPROS細胞を用いたウエスタンブロット解析結果を比較することにより、候補タンパク質の変動を確認する。次に、変動が見られたタンパク質がPROS細胞に選択的なメトホルミンの作用に関与しているかどうかを調べるため、メトホルミンを投与したPROS細胞および正常細胞を用いてウエスタンブロット解析を行い、同定した候補タンパク質の動態を解析する。以上の結果から、PROS細胞に選択的にメトホルミンが影響を及ぼすことが確認されたタンパク質は、投与によって増加するタンパク質の場合はノックダウン、減少するタンパク質の場合には過剰発現させたPROS細胞を作製し、メトホルミンのPROS細胞に選択的な効果が消失するかどうか検証する。メーカーによるキャンペーンなどを利用し、計画的な物品購入を実施した結果、次年度使用額が発生した。次年度の使用計画は、物品費:868,810円、旅費:100,000円、人件費・謝金:100,000円、その他:50,000円である。
量子液晶の理論構築

近年、ナノからメゾスケールの自己組織化を伴う量子液晶状態が、様々な電子系で相次いで発見された。例えば鉄系および銅酸化物超伝導体では電荷液晶が、量子スピン系ではスピン液晶が実現する。そこで本研究では、各分野で独立に発展してきた理論手法を糾合して、多彩な量子液晶の根底にある普遍的な原理を解明する。量子液晶状態におけるマヨラナ粒子などの新種の素励起(固体中の新素粒子)や、エキゾティック超伝導など液晶揺らぎによる創発現象を研究する。また量子液晶に対する制御理論や非平衡現象の理論を発展させる。同時に第一原理的手法を駆使して、量子液晶状態を実現する物質設計の理論を構築する。
伝導冷却型金属系超伝導パルスコイルの開発研究

本研究では、低コストかつ高信頼性の金属系低温超伝導導体を用い、冷却構造材料として有機高分子繊維強化複合材の新材料を用いることにより、交流損失の低減と冷却構造の最適化を図り、パルス運転が可能な伝導冷却型超伝導コイルを開発した。伝導冷却型コイルは、冷凍機による直接冷却により、液体ヘリウムや液体窒素などの寒冷を取り扱う煩わしさと危険性を除去し、操作性や安全性の観点から従来は適用が困難であった様々な分野への超伝導コイルの応用を広げるものである。使い易く高効率な伝導冷却型金属系超伝導パルスコイルの応用範囲は非常に広く、様々な分野への適用が可能となる。本研究では、その応用の一例として、瞬時停電(瞬停)及び瞬時電圧低下(瞬低)時の電力を補償する瞬停対策SMESへの適用を想定し、実際のパルス動作条件下での伝導冷却型超伝導パルスコイルの特性を実験的に評価すると共に、その有効性を実証した。研究の最初に短尺導体試験結果及びダミーコイルによる熱特性測定結果に基づき、コイル内での交流損失及びそれによる温度上昇の正確な定量的評価とそれに基づくコイル設計が可能であることをシミュレーションにより示した。更に、その結果を反映した伝導冷却型超伝導パルスコイルの詳細設計を行い、100kJ級伝導冷却型低温超伝導パルスコイルを試作した。巻線には導体に捻りを加えながらコンピュータ制御により自動巻線が可能な巻線機を開発し、交流損失の低減と高い安定性を両立した巻線構造を実現した。100kJ級コイルと変換器を組み合わせたエネルギー取り出し実証試験を行い、コイル内の優れた排熱特性により、定格の3倍のエネルギー取り出しを行ってもコイルにクエンチが発生せず、本方式による伝導冷却型超伝導パルスコイルが高い安定性を有することを実証した。また、有限要素法を用いたコイル内の熱伝導解析を行い、本設計に基づく伝導冷却パルスコイルの安定性尤度及び性能限界を見極めると共に、より経済性を高めた最適設計の手法を確立した。次に、100KJコイルの成功を受けて1MJ級コイルの試作及び冷却励磁試験を実施した。励磁実験では定格電流lkAの通電から時定数4秒で電源を遮断した際のコイルの温度上昇を測定した。遮断時に発生する交流損失447Jにより、コイル内の温度は最大3.9Kから4.4Kまで0.5K上昇するが、コイルは安定であり、IMW、1秒間の瞬低SMES用として必要な1秒間にコイル蓄積エネルギーの半分を放出する運転モードに余裕を持って対応できることを実証した。交流損失低減と安定性確保を両立させた電流分布制御型の金属系先進超伝導導体の性能を実証し、交流損失の発生を抑制しつつコイル内の熱流特性を高度に制御することにより、信頼性及び経済性に優れた伝導冷却型金属系超伝導パルスコイルを開発することを目的としている。

低コストかつ高信頼性の金属系低温超伝導導体を用い、冷却構造材料として有機高分子繊維強化複合材の新材料(ダイニーマ)を用いることにより、交流損失の低減と冷却構造の最適化を図り、パルス運転が可能な伝導冷却型超伝導コイルを開発する。伝導冷却型コイルは、冷凍機による直接冷却により、液体ヘリウムや液体窒素などの寒冷を取り扱う煩わしさと危険性を除去し、操作性や安全性の観点から従来は適用が困難であった様々な分野への超伝導コイルの応用を広げるものである。使い易く高効率な伝導冷却型金属系超伝導パルスコイルの応用範囲は非常に広く、工場等の電力系統を安定化する瞬停・瞬低対策用SMESへの応用、磁場を利用した半導体製造などの製造装置への応用、医療用MRIやタンパク質の立体構造同定や癌治療など様々な用途に使用可能な超伝導サイクロトロン等の応用、磁気浮上列車や物流搬送システム等への応用など、様々な分野への適用が可能となる。その応用の一例として、瞬時停電(瞬停)及び瞬時電圧低下(瞬低)時の電力を補償する瞬停対策SMESへの適用を想定し、実際のパルス動作条件下での伝導冷却型超伝導パルスコイルの特性を実験的に評価すると共に、その有効性を実証している。平成16年度は開発目標である1MJ級コイルの製作に先立ち、100kJ級プロトタイプコイルを開発し冷却・励磁試験を行った。瞬低SMES用パルスコイルに必要な1秒放電に余裕をもって対応できることを示すと共に、連続パルス運転も可能であることを確認し、伝導冷却型低温超伝導パルスコイルの優れた熱特性を実証することに成功した。本研究では、低コストかつ高信頼性の金属系低温超伝導導体を用い、冷却構造材料として有機高分子繊維強化複合材の新材料を用いることにより、交流損失の低減と冷却構造の最適化を図り、パルス運転が可能な伝導冷却型超伝導コイルを開発する。使い易く高効率な伝導冷却型金属系超伝導パルスコイルの応用範囲は非常に広く、工場等の電力系統を安定化する瞬停・瞬低対策用SMESへの応用、磁場を利用した半導体製造などの製造装置への応用、MRIや超伝導サイクロトロン等の医療応用、磁気浮上列車や物流搬送システム等への応用など、様々な分野への適用が可能となる。本研究では、その応用の一例として、瞬時停電(瞬停)及び瞬時電圧低下(瞬低)時の電力を補償する瞬停対策SMESへの適用を想定し、実際のパルス動作条件下での伝導冷却型超伝導パルスコイルの特性を実験的に評価すると共に、その有効性を実証する。本研究の成果により、コイル内の詳細な熱設計に基づく新しい概念の超伝導コイルの設計指針を確立することができる。平成17年度は、平成16年度の短尺導体試験結果及びダミーコイルによる熱特性測定結果に基づき、コイル内での交流損失及びそれによる温度上昇の正確な定量的評価とそれに基づくコイル設計が可能であることをシミュレーションにより示した。更に、その結果を反映した伝導冷却型超伝導パルスコイルの詳細設計を行い、プロトタイプコイルを試作した。巻線には核融合科学研究所で開発した導体に捻りを加えながらコンピュータ制御により自動巻線が可能な巻線機を使用し、将来の量産化にも対応可能な半自動での巻線作業を行った。金属系超伝導パルスコイルの場合、温度余裕が小さいことから繰り返しパルス運転では負荷率を上げることができないが、瞬低補償動作などの1パルス運転では、コイルの比熱を利用した高負荷運転が可能となる。
糖尿病ハイリスク者(双生児糖尿病不一致例・妊娠糖尿病等)の膵内分泌機能と分析と追跡

目的:双生児糖尿病症例の不一致例を分析して糖尿病のハイリスク者におけるインスリン分泌能力を調べた。結果:(1)NIDDMの双生児の相手で糖尿病未発症者を収集しその糖忍容力をGTTで調べた。未発症者(一卵性14例、二卵性7例)でGTT正常型は各1例のみであった。正常GTTの頻度:一卵性7%(1/14)、二卵性14%(1/7)。すなわちNIDDMの遺伝素因を有するものでは、糖尿病が未発症であっても高率に糖代謝異常が見られた。(2)一卵性の未発症者のインスリン分泌能をGTTで調べた。インスリン分泌正常反応は2例、遅延反応は8例、頂値を示さない低反応は2例であった。遅延反応のうち1例は糖負荷前より89μU/mlの高インスリン血症があり、インスリン異常あるいはインスリン受容体異常の可能性がある特殊症例と推定された。(3)GTT時の早期インスリン分泌反応指数(insulinogenic index(ΔIRI/ΔRG30min))を未発症者で調べた。負荷量が一定堤でないが0.4以上の正常反応者は38%(5/13)で、0.4未満の低反応者が多かった。対照としたIDDM双生児の未発症者では、0.4以上の例は88%(7/8)と高率であった。(4)NIDDM未発症者のインスリン分泌の経年変化を一部でさかのぼって実施した。インスリン反応は経年で変動し固定した一定反応を示すものはなかった。10年以上の追跡では、初期には正常反応に近く、加齢及び糖忍容力の低下に従って低反応(糖尿病型)へ移行する傾向がみられた。結論:NIDDMのハイリスク者のインスリン分泌は糖尿病発症前に糖負荷後の早期反応は低下しているものが多いが、その際にはほとんどの例で既に糖忍容力の低下を伴っていた。インスリン反応全般としては初期には正常反応に近く保持されており経年の加齢あるいは、糖忍容力の低下に伴って低反応に変化していくものと推定される。双生児糖尿病症例161組を全国からアンケ-トで収集した。糖尿病型、卵性、糖尿病治療状況、相手方の糖尿病の有無を調査し、更に各症例に採血検査を実施して、血糖値、フルクトサミン、卵性確認、インスリン分泌能、糖尿病の病型判定のためのHLA、ICAを測定した。この結果に基づき確実な一卵性と二卵性双生児でNIDDMを発症している症例を選びだした。ついで双生児の相手方に糖負荷試験を実施して糖尿病の発症または糖忍容力異常の有無を調査した。糖尿病発症不一致例に対して糖負荷試験時のインスリン、Cーペプチド、プロインスリンを測定して膵内分泌能を比較した。主治医報告によるNIDDM症例は115組で一卵性89組、二卵性26組、糖尿病発症一致率は一卵性74%、二卵性35%で一卵性の一致率は有意に高率であった。再調査で確実となった一卵性双生児にたいして糖負荷試験で糖忍容力異常の程度を比較したところ対象者63組中糖尿病の発症不一致は11組17%ときわめて少数であった。

糖尿病発症不一致者の糖忍容力は11組ともすべてGTT境界型であった。また一致組中の内8組はGTTで糖尿病型であることが発見された症例であった。発端者が糖尿病境界型で相手型がGTT正常型が1例みられた。これらの不一致組についてインスリンとプロインスリンを測定した。インスリン反応はGTT境界型では8例中6例、GTT糖尿病型4例では4例がΔIRI/ΔPGが0.5未満のインスリン低反応者であった。プロインスリンについては現在測定中である。この結果からNIDDMでは遺伝因子が濃厚であること、NIDDMの遺伝素因を持つものは現行の糖負荷試験で異常を示すこと、インスリン分泌低反応を伴うことが多いことが判明した。目的:双生児糖尿病症例の不一致例を分析して糖尿病のハイリスク者におけるインスリン分泌能力を調べた。平成3年度は資料の分析のうちインスリン分泌能を中心に検討した。(1)一卵性の未発症者のインスリン分泌能をGTTで調べた。インスリン分泌正常反応は2例、遅延反応は8例、頂値を示さない低反応は2例であった。(2)GTT時の早期インスリン分泌反応指数(insulinogenic index(△|R|/△PG30min))(イ指数)を未発症者で調べた。対照として一卵性DDMの未発症者も調べた。NIDDMのイ指数は0.01から1.03まで分布した。負荷糖量が一定でないが、平均0.38±0.26であった。IDDMのイ指数は1.49±1.01であった。イ指数0.4以上をインスリン高反応者とするとNIDDMでは38%、IDDMでは88%であり、NIDDMで低反応者が高率にみられた。(3)NIDDM未発症者のインスリン分泌の経年変化を一部でさかのぼって実施した。インスリン反応は経年で変動し固定した一定反応を示すものはなかった。10年以上の追跡では、初期には正常反応に近く、加齢及び糖忍容力の低下に従って低反応(糖尿病型)へ移行する傾向がみられた。
高速取引時代における現物市場と派生証券市場の関係：高頻度データを利用した実証分析

本研究では(1)日経平均先物市場における高速取引がどのように価格発見能力に影響を与えるのか(2)日経平均先物市場における高速取引が、その現物市場の株式流動性に与える影響の2点に焦点を当て分析を行った。実証分析の結果、(1)高速取引は、大阪証券取引所が導入した新派生証券取引システムJ-GATE稼働後に急速に増加し、それに伴い、取引に関する価格発見能力が低下したこと(2)日経平均先物市場における高速取引は現物市場のスプレッドを縮小させ、現物株式市場の質を向上させる可能性が高いことが明らかになった。本研究の目的は、近年金融市場において台頭している高速取引が、(1)わが国証券先物市場の質に与える影響および、(2)現物-先物市場関係に与える影響という2つのテーマについて、高頻度データを利用して実証的分析することである。本年度は、テーマ(2)に関する最新研究のサーベイと、実証分析に利用するデータベースの構築・予備的分析を中心に行った。データベース構築にあたっては、研究代表者が以前に作成した現物株式用のデータベースプログラムを援用する予定であった。しかし、先行研究のレビューを詳細に行うにつれ、先物取引だけではなく、オプション取引を含めた分析を行った方が学術的な貢献が大きくなると考えるようになった。したがって、先物取引・オプション取引の取引データを包括的に取り扱うデータベースの構築に取り組んだ。データベースの構築後、大証新取引システムJ-GATEの導入前後における日経平均先物の流動性・価格発見能力をDifference in Difference(DiD)の手法を用いて分析する予定であった。しかし、DiDの対象として予定していたシンガポール取引所の先物取引データについて、現時点で必要なデータが入手できていない。これは、以前の研究では円滑であったシンガポール取引所との交渉に予定以上時間を要しているからである。したがって、現時点では大阪証券取引所の先物データに関する流動性尺度の構築と、それを利用した分析を行っているところである。基本証券と派生証券という形で関連している二つの証券市場のうち、一つの証券市場の取引システム強化による高速取引の増加が、他証券取引所にどのような影響をもたらすかという問題意識のもと実証分析を行った。具体的には、2011年2月に大阪証券取引所に導入された派生証券売買新システムJ-GATEが現物株式市場の株式流動性に与える影響について検証した。実証分析の結果、大阪証券取引所においてはJ-GATEの導入直後から気配更新回数が大幅に増加する一方、取引回数は変化がなかったことが明らかになった。高速取引の特徴として、気配値が頻繁に更新されることが知られており、この実証結果は、高速取引がJ-GATE稼働後極めて早い段階で活発に行われていることを示唆するものである。東京証券取引所の流動性については、気配スプレッド率がJ-GATE稼働後に有意に縮小し、その効果は日経平均採用銘柄に顕著であることが示された。また、実効スプレッド率は日経平均採用銘柄についてJ-GATE導入後に縮小していることが明らかになった。一方、デプスの観点からは、J-GATE導入の効果は認められず、市場の厚みについては、派生証券市場の取引システム高速化が流動性に影響を与えないことが示唆される結果となった。以上の分析により、先物市場における取引システムの高速化は現物市場の質の向上にも貢献している可能性が高い。また、証券取引市場をデザインする場合には、現物・先物市場を分離して考えるのではなく、互いの影響を考慮して総合的な制度設計が必要であることが示唆される。本研究計画は、近年金融市場において台頭している高速取引が、(1)わが国証券先物市場の質に与える影響および、(2)現物-先物市場関係に与える影響という2つのテーマについて、高頻度データを利用して実証分析を行うことを目的としている。目的(2)については、おおよその実証分析結果を得ており、現在学会報告等で得られたコメントをもとに論文完成の目途が立っている。(1)についても実証分析が計画通り進んでおり、今年度中に論文が完成する可能性は高いと考える。平成28年度は、日経225先物市場において、高速取引の増加が先物価格の価格発見能力にどのような影響を与えるのかについて分析を行った。具体的には、日経225先物市場における本格的な高速取引増加の契機となった派生商品システムJ-GATEの稼働前後15取引日において、取引と気配値価格変化の相対的な価格発見能力を推定し、その変化を検証した。価格発見能力の推定には、Hasbrouck (1991)の分析モデルを利用した。分析の結果、日経225先物においては取引の価格発見能力に変化が見られなかったものの、日経225miniにおいては、高速取引が活発化したJ-GATE稼働開始日以降、取引の価格発見能力が有意に低下したことが明らかになった。この結果は米国現物株式市場を対象に分析されたHendershott, Jonnes, and Menkveld (2011)、ドイツ取引所に関する分析を行ったRiordan and Storkenmaier (2012)の結果と整合的である。本研究計画の目的は、近年金融市場において台頭している高速取引が、(1)わが国証券先物市場の質に与える影響および、(2)現物-先物市場関係に与える影響という2つのテーマについて、高頻度データを利用して実証的分析することであった。本研究計画の遂行により、大阪取引所におけるJ-GATEの導入は、日経225先物市場における高速取引を飛躍的に増加させ、取引の価格発見能力を低下させる一方、気配値更新に起因する価格発見能力が向上したことが示された。

また、J-GATEの稼働により、基本証券市場の流動性が増加したことが明らかになった。以上の分析から、先物市場における取引システムの高速化は現物・先物両市場に影響を与えることが示された。証券取引市場をデザインする場合には、現物・先物市場を分離して考えるのではなく、互いの影響を考慮して総合的な制度設計が必要であることが示唆される。本研究では(1)日経平均先物市場における高速取引がどのように価格発見能力に影響を与えるのか(2)日経平均先物市場における高速取引が、その現物市場の株式流動性に与える影響の2点に焦点を当て分析を行った。実証分析の結果、(1)高速取引は、大阪証券取引所が導入した新派生証券取引システムJ-GATE稼働後に急速に増加し、それに伴い、取引に関する価格発見能力が低下したこと(2)日経平均先物市場における高速取引は現物市場のスプレッドを縮小させ、現物株式市場の質を向上させる可能性が高いことが明らかになった。本年度末には、1編のワーキング・ペーパーを執筆する予定であったが、データベースの拡張作業と、データ入手の遅延により、ワーキング・ペーパー完成に至っていないため。高速取引がわが国証券先物市場の質に与える影響についての実証分析をすすめ、今年度前半には研究報告を行う。そして報告でいただくコメントをもとに論文を完成し、学術雑誌に投稿する。また、高速取引が現物-先物市場関係に与える影響についての分析については、早急に完成原稿を纏め、学術雑誌に投稿する。計量ファイナンス研究連携者であるJing Yu(University of Western Australia准教授)のもとへ、分析結果の解釈と論文の構成について助言等をいただきに海外出張する予定であったが、先方とのスケジュール調整が不調に終わり、海外出張が実現できなかった。購入予定であった取引データが、取引先のと交渉が遅延したため購入に至らなかった点が最も大きな理由である。分析結果が頑健なものかどうかを検証するために、サンプル期間を延長し、追加的な実証分析を行う。そのためのデータ購入費用に充てる予定である。今後、データ購入先と積極的に交渉を進めることで、平成26年度に予定していたデータを購入する。
プロテオミクス的解析によるＧＡＢＡ合成酵素ノックアウトマウスのうつ病モデルの検討

申請者は、うつ病のモデルとして認められている慢性変動ストレス後の脳各部位での変化を検討してきた。その結果、青斑核周囲樹状突起帯でのGABA合成酵素が減少し、GABAが減少することでチロシン水酸化酵素活性が増加し、ノルエピネフリンによる扁桃体中心核でのCRH遊離の増加が促進さるれることがうつ病の発症に重要であることを、国内外で初めて発見した。そこで、siRNAによりGABA合成酵素を抑制したマウスを作製し、うつ病モデルマウスになるかを検討しようとしたが、GABA合成酵素ノックアウトマウスは作成すると胎児期に死亡することが判明した。GABA合成酵素ノックアウトマウス作成困難であったため、申請者は、ヒトでのGABA合成酵素のサーカディアンリズムの発現を測定した結果、ヒトでGABA合成酵素のサーカディアンリズムが存在することが判明した。今後、ヒトでのGABA合成酵素のサーカディアンリズムとうつ病疾患の関係を検討する予定であったが、申請者が退職にて今後の研究が困難となりった。
第二次高調波光顕微鏡を用いた有機強誘電体の分極ドメインのサブピコ秒制御

本研究は、プロトン移動型有機強誘電体の持つ強誘電特性を光で高速制御することを目的とする。最終年度では、ジメチルビピリジン(dmbp)および2,3-ジピリジルピラジン(dppz)分子をプロトンアクセプター、クロラニル酸(H2ca)分子をプロトンドナーとする二種の強誘電共結晶(H66dmbp-HcaおよびHdppz-Hca)に対し、フェムト秒レーザ光励起後の電子状態変化を時間分解分光測定から調べた。1.H66dmbp-Hca結晶に対し、波長530nmのフェムト秒パルスを用いてクロラニル酸の分子内励起を誘起し、これにより生じる第二次高調波発生(SHG)強度変化をマッピング観測した。その結果、単結晶試料表面にも関わらず光照射後にSHG強度が増大する領域と減少する領域が存在することがわかった。更に、このSHG強度が増大する領域に約1kV/cmの電界を印加した後に、時間分解SHG分光を行ったところ、最初10%増加していたSHG変化は、電界印加によって逆に10%の減少に転じることがわかった。これらのSHG強度変化の空間依存性及び電圧印加測定の結果から、光励起で見られたSHG強度の増減は試料の分極ドメイン壁の運動によって生じることが示唆された。2.Hdppz-Hca結晶に対し約40 THzにピークを持つ中赤外パルスを照射し、それに伴うSHG強度変化を観測した。このパルスは、クロラニル酸分子のC-O-伸縮振動モードを直接励起する。その結果、SHG強度は最大で18%程度増強されることがわかった。このSHG変化について非調和性を考慮したC-O-モードの運動方程式を立て解析したところ、中赤外パルスによりC-O-モードが共鳴励起され、強誘電性の起源であるプロトンの平衡点がシフトした結果SHG強度が増大する新しい非平衡状態が観測されたことがわかった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、近年開発が進んでいる水素結合による超分子構造を起源とする有機強誘電体結晶を対象とし、フェムト秒光パルスの照射によって分子中のπ電子を励起することにより、系の「強誘電性」を高速光制御することを目的としている。具体的には、プロトン化したジメチルビピリジン分子(H66dmbp)を陽イオン、脱プロトン化したクロラニル酸分子(Hca)を陰イオンとする一価のプロトン移動型共結晶([H66dmbp][Hca]結晶)を中心に研究を行った。この系はTc380Kの強誘電体で、室温で強誘電性を示すとともに、強誘電体に特有のマクロな分極ドメイン構造を有すること、および波長530nmのフェムト秒レーザパルスを照射することによりHca分子中のπ電子を励起することができることが知られている。更に申請書にも書いたとおり、この系はフェムト秒レーザ光の照射によって系のSHG強度がサブピコ秒で変化することがこれまでの我々の研究から明らかになっている。本研究年度は、この時間分解SHG変化測定を試料表面上でマッピングしながら行い、試料表面上にSHGが光で増える領域と減少する領域があることを100μm空間分解能で明らかにすることに成功した。それに加えて、光照射後SHGが増大する領域において、外部から電圧(およそ1KV/cm程度)を測定箇所に印加した後に、同じ光励起後のSHG変化の測定実験を行ったところ、印加前に光照射で増大していたSHG変化量は次第に減少していき、最後には減少へと転じることが明らかになった。この結果は、外部電圧印加が結晶中に存在する分極ドメインの方向を揃えたために起きたと考えられる。すなわち、π電子の励起でおきるフェムト秒スケールでのSHG変化の起源は、光照射が系の分極ドメインの変化を引き起こすことによるものであることを直接に示すものである。本年度は、[H66dmbp][Hca]結晶に対し集中的に研究を行い、フェムト秒レーザ光の照射によって系のSHG強度がどう変化するかを、サブピコ秒の時間分解能、100μmの空間分解能で明らかにすることができた。これは本研究の目的に直接合致する結果であると言える。また、外部電圧の印加でSHG強度を制御する実験も本研究申請書中ではっきりと謳っている研究テーマであり、申請書中で述べたようなSHG強度変化を実際に観測することがに成功した。この結果は、サブピコ秒で変化するSHG強度の成分が外部電界によって大きく影響を受けることを表しており、光によってサブピコ秒の時間スケールで系の強誘電分極ドメインが動いていることを直接の証拠であると考えられる。本研究では、近年連携研究者の堀内らによって発見、開発されてきたプロトン移動型新規強誘電体の持つ強誘電特性を、フェムト秒レーザパルスの照射によって実空間制御することが目的である。これまでの本科研費の支援の下で行われた二年間の研究では、プロトン化したジメチルビピリジン分子(H66dmbp)やジピラジニルピラジン分子(Hdppz)を陽イオン、クロラニル酸分子(Hca)分子を陰イオンとする強誘電体共結晶試料に注目し、フェムト秒レーザパルス励起による第二次高調波発生(SHG)強度変化を調べることにより系の「強誘電性」が光照射でどう変わるかを詳細に調べた。[Hdppz]

[Hca]結晶においては、530nmの可視光レーザパルスを用いてHca分子のπ-π*遷移を励起することにより、結晶から出るSHG強度が20%以上減少することを見出した。また、1MV/cmに及ぶテラヘルツ電場を照射した後のSHG強度測定にも成功し、テラヘルツ電場波形に追随するSHG変化(最大15%の増強)が観測された。[H66dmbp][Hca]結晶においては、可視光レーザパルスの照射により、結晶表面上でSHG光強度が減少する領域と逆に増大する領域が存在することを発見した。さらにこの系に外部から電圧をかけることにより、光照射で起きたSHGの増大が逆に減少に転ずることを明らかにした。この光によるSHG変化の符号が電界によって反転する結果は、試料表面上に存在する強誘電ドメインの持つ分極の方向が光照射で反転し、ドメイン状態を変化させたために生じたことを直接的に示している。本研究では、近年開発が進んでいる水素結合による超分子構造を起源とする有機強誘電体結晶を対象とし、フェムト秒光パルスの照射によって、系の「強誘電性」を高速に実空間で光制御することを目的としている。具体的には、プロトン化したジメチルビピリジン分子(H66dmbp)を陽イオン、脱プロトン化したクロラニル酸分子(Hca)を陰イオンとする一価のプロトン移動型共結晶([H66dmbp][Hca]結晶)を中心に研究を行った。この系はTcが380Kの強誘電体で、室温で強誘電性を示すとともに、強誘電体に特有のマクロな分極ドメイン構造を有すること、および波長530nmの光を照射することによりHca分子中のπ電子を励起できることが知られている。本研究では、フェムト秒レーザ光の照射によってこのπ電子を励起することにより、系の第二次高調波(SHG)光強度がどう変化するかを調べた。SHG効果は二次の非線形光学効果であり、系の反転対称性の破れを敏感に反映するため、系の強誘電性変化を調べるのに有効な測定法である。本研究年度は[H66dmbp][Hca]結晶において、可視光パルス照射後のSHG変化の測定を、試料表面上でマッピングしながら行った。その結果、試料表面上にSHGが光照射によって増大する領域と減少する領域があることを(およそ100μmの空間分解能で)明らかにすることに成功した。それに加えて、光照射後SHGが増大する領域において、外部から電圧(およそ1KV/cm程度)を印加した後に、再び光励起後のSHG変化測定を行ったところ、電圧印加前に光照射で増大していたSHG変化量は、電圧印加によって減少へと転じることが明らかになった。この結果は、外部電圧印加が結晶中に存在する分極ドメインの方向を揃えたために起きたことを端的に示すと同時に、π電子の励起でおきるフェムト秒スケールでのSHG変化の起源は、光照射が系の分極ドメインの変化を引き起こすことによるものであることを直接に示すものである。本研究は、プロトン移動型有機強誘電体の持つ強誘電特性を光で高速制御することを目的とする。最終年度では、ジメチルビピリジン(dmbp)および2,3-ジピリジルピラジン(dppz)分子をプロトンアクセプター、クロラニル酸(H2ca)分子をプロトンドナーとする二種の強誘電共結晶(H66dmbp-HcaおよびHdppz-Hca)に対し、フェムト秒レーザ光励起後の電子状態変化を時間分解分光測定から調べた。1.H66dmbp-Hca結晶に対し、波長530nmのフェムト秒パルスを用いてクロラニル酸の分子内励起を誘起し、これにより生じる第二次高調波発生(SHG)強度変化をマッピング観測した。
英語学習者のグラフィックオーガナイザー作成プロセス：概要理解を促す読解指導の提案

文章の読解では、個々の要点に加えてそれらのつながりを理解し、文章全体の概要を理解することが求められる。しかしながら、英語学習者は情報間のつながりを理解することに困難を抱えており、読解タスクによって理解を促そうとするアプローチがとられることが多い。本研究では、読解タスクの中からグラフィックオーガナイザー(文章の要点とそのつながりを図式化したもの)の作成に焦点を当て、英語学習者が作成したグラフィックオーガナイザーを評価するための方法、およびグラフィックオーガナイザーの作成に関わる認知プロセスが文章の概要理解に与える教育的な効果を検証する。本研究課題の目的は,日本人英語学習者が文章のグラフィックオーガナイザーを作成するプロセスを明らかにし,概要理解への効果を検証することである。グラフィックオーガナイザーは,文章中の情報やそれらのつながりを図式化したものであり,情報の選択や体制化への効果が期待される。1年目は最初に,実験マテリアルの作成を行った。先行研究を精査し,文章全体の内容を要約した文,各パラグラフの内容を要約した文,詳細情報などで構成された説明文を実験テキストとして収集した。これらのテキストは語彙や構文を日本人英語学習者向けに改編し,英語教育を専門とする2名でテキスト情報の階層性が適切に反映されているかを確認した。また,英語教育を専門とする2名が先行研究のグラフィックオーガナイザーを基に実験テキストの概要を図式化し,協議を経てモデルを作成した。次に,上記の実験マテリアルを用い,日本人英語学習者が作成したグラフィックオーガナイザーを採点する際の信頼性を検証した。実験では,日本人大学生がテキストを読解し,文章全体の要点,各パラグラフの要点,詳細情報の階層的なつながりを図式化した。これらのグラフィックオーガナイザーには,アイディアユニットごとによる採点と,先行研究から改編した分析的ルーブリックを用いた採点を行った。英語教育を専門とする2名が採点を行った結果,前者の採点方法に比べて後者の採点方法では評価者間信頼性が低くなる傾向が見られた。また,ルーブリックの採点では観点によって評価者間信頼性が異なり,特にテキスト情報のつながりに関しては低くなる傾向が見られた。本実験は小規模なケーススタディであったものの,以上の結果はグラフィックオーガナイザーを採点する方法や観点が評価の信頼性に影響を与える可能性を示唆しており,グラフィックオーガナイザー作成による効果を検証していく上で重要な結果だと言える。交付申請時の計画通り,先行研究から実験マテリアルを作成して妥当性の確認を行うとともに,英語学習者が作成したグラフィックオーガナイザーを採点する際の信頼性を検証する実験を実施できたため。グラフィックオーガナイザーを採点する際の信頼性に関し,本年度の研究から得られた示唆を詳細に検証するため,より多くの日本人英語学習者を対象とした実験を行う。また,その結果を基に,グラフィックオーガナイザー作成プロセスや概要理解に対する教育的効果を検証する実験を行い,それまでに得られた成果に関する学会発表や論文投稿を行う。

グラフィックオーガナイザーを採点する際の信頼性に関し,本年度の研究から得られた示唆を詳細に検証するため,より多くの日本人英語学習者を対象とした実験を行う。また,その結果を基に,グラフィックオーガナイザー作成プロセスや概要理解に対する教育的効果を検証する実験を行い,それまでに得られた成果に関する学会発表や論文投稿を行う。
次世代FMS用高度機能集積形主軸構造に関する研究

本年度が最終年度であることから,研究代表者及び分担者は平成8年度に引き続いて高度機能集積形主軸構造の構築に関する重要な基礎研究を遂行し,以下のような新たな知見を得た.(1)主軸の運転時の挙動に大きな影響を与える因子でありながらこれまでほとんど明らかにされていない軸受結合部の接触圧力に着目し,その計測に超音波を利用する方法を提案した.そして,較正実験において超音波の反射波情報から接触圧力を定量的に評価する指標を抽出し,主軸運転時において推定した接触圧力と主軸の挙動とを比較検討した結果から,本方法の有効性を明らかにした.(2)軸受結合部の接触圧力を外部から制御することを目的として,平成8年度に提案したテ-パ結合型軸受ハウジングを組み込んだ主軸系を製作するとともに,基本特性の確認及び調整実験を行った.その結果,本機構によって,軸受支持剛性の調整が可能であることを明らかにした.(3)軸受外輪カラーのひずみを利用する軸受予圧荷重のインプロセス計測方法を提案し,主軸運転時に推定した予圧荷重と主軸の軸方向変位挙動との対応関係を検討した結果から,本方法の有効性を明らかにした.また,この方法によって,これまで経験的に知られているのみであった,円すいころ軸受の「なじませ回転」の効果を定量的に評価できる可能性があることを指摘できた.(4)高度機能集積形主軸構造のプロトタイプとして多層主軸構造を指摘し,その有効性を確認するために,二層主軸を対象としてその熱的特性について実験・解析の両面から検討した.その結果,当該構造の熱的特性は,基本的に内外主軸系の熱システム間の熱的バランスにより決定されること,熱的バランスの形成には,主軸系内に存在する空隙部の温度挙動が大きく影響すること,さらに,通風冷却により熱的特性改善が望めることなどを明らかにした.以上の研究成果を総括して,次世代主軸構造の実現へ向けての重要な基礎技術を提示することができた.本年度が最終年度であることから,研究代表者及び分担者は平成8年度に引き続いて高度機能集積形主軸構造の構築に関する重要な基礎研究を遂行し,以下のような新たな知見を得た.(1)主軸の運転時の挙動に大きな影響を与える因子でありながらこれまでほとんど明らかにされていない軸受結合部の接触圧力に着目し,その計測に超音波を利用する方法を提案した.そして,較正実験において超音波の反射波情報から接触圧力を定量的に評価する指標を抽出し,主軸運転時において推定した接触圧力と主軸の挙動とを比較検討した結果から,本方法の有効性を明らかにした.(2)軸受結合部の接触圧力を外部から制御することを目的として,平成8年度に提案したテ-パ結合型軸受ハウジングを組み込んだ主軸系を製作するとともに,基本特性の確認及び調整実験を行った.その結果,本機構によって,軸受支持剛性の調整が可能であることを明らかにした.(3)軸受外輪カラーのひずみを利用する軸受予圧荷重のインプロセス計測方法を提案し,主軸運転時に推定した予圧荷重と主軸の軸方向変位挙動との対応関係を検討した結果から,本方法の有効性を明らかにした.また,この方法によって,これまで経験的に知られているのみであった,円すいころ軸受の「なじませ回転」の効果を定量的に評価できる可能性があることを指摘できた.(4)高度機能集積形主軸構造のプロトタイプとして多層主軸構造を指摘し,その有効性を確認するために,二層主軸を対象としてその熱的特性について実験・解析の両面から検討した.その結果,当該構造の熱的特性は,基本的に内外主軸系の熱システム間の熱的バランスにより決定されること,熱的バランスの形成には,主軸系内に存在する空隙部の温度挙動が大きく影響すること,さらに,通風冷却により熱的特性改善が望めることなどを明らかにした.以上の研究成果を総括して,次世代主軸構造の実現へ向けての重要な基礎技術を提示することができた.平成8年度においては,研究代表者及び分担者は所期の研究目的を達成するために以下のような基本的かつ重要な要素研究を遂行し,平成9年度において予定している,高度機能集積形主軸構造の構築のための準備を備えた.(1)これまでに実用化されている工作機械主軸構造の構造及び機能的特徴を整理し,次世代FMSに適合する高度機能集積形主軸構造の設計仕様を策定した.(2)高度機能集積形主軸構造の一形態と考えられる二重主軸構造を対象として,構成要素間の熱移動を集中熱容量法を用いて定式化することにより,各種運転条件における当該構造の複雑な熱的挙動を定性的に評価することが可能であることを明らかにした.(3)また,二重主軸の構造特性に関しては,主軸系内に存在する空隙部が本構造の熱変形挙動に影響を与える特徴的因子であることを指摘するとともに,空隙部の通風冷却を行うことにより,当該構造の熱変形を制御可能であることを実験的に明らかにした.その成果の一部は,日本機械学会全国大会にて公表した.(4)基本的に工作機械主軸系の熱的・力学的特性に大きな影響を与える因子であり,特に高速回転時にその変動が問題となる転がり軸受の予圧荷重を明らかにすることを目的として,軸受に作用する負荷荷重をインプロセス計測する方法を提案した.具体的には,軸受カラーの圧縮ひずみを計測するシステムを構築し,それによるひずみ測定値と主軸変位との対応関係を比較・検討した結果から,提案した方法の有効性を明らかにした.

(5)主軸系の回転精度に直接的に影響を及ぼす主軸受結合部の接触圧力を外部から制御することを目的として,テ-パ結合型軸受ハウジングを提案し,基本的な動作特性を確認した.その結果,この機構を用いることによりテ-パ結合部を介して軸受外輪-軸受ハウジング間の接触状態を調整可能であることを示した.本年度が最終年度であることから、研究代表者及び分担者は平成8年度に引き続いて高度機能集積形主軸構造の構築に関する研究を遂行し、以下のような新たな知見を得た。(1)工作機械主軸系、特に主軸の運転時の挙動に大きな影響を与える因子でありながらこれまでほとんど明らかにされていない軸受結合部の接触圧力に着目し、その計測に超音波を利用する方法を提案した。そして、運転時における結合部の接触圧力及び等価はめあい公差を推定した結果と主軸の挙動とを比較検討した結果から、本方法の有効性を明らかにした。(2)軸受結合部の接触圧力を外部から制御することを目的として、平成8年度に提案したテ-パ結合型軸受ハウジングを組み込んだ主軸系を製作するとともに、実験面での詳細な検討を行った。その結果、本機構によって、軸受支持剛性のアクティブ調整が可能であることを明らかにした。(3)軸受の結合部挙動の重要な役割を果たす軸受予圧に着目し、主軸運転時における軸受予圧荷重の変化をインプロセスで計測する方法を提案した。そして、これまで経験的に知られているのみであった「なじませ回転」の効果や、軸受予圧荷重と主軸の軸方向変位との対応関係を具体的に評価できたことから、提案した計測方法の有効性を明らかにした。(4)以上の基礎的研究を踏まえ、高度機能集積形主軸構造の一つと考えられる二層主軸構造を対象として、その主軸系モデルを製作するとともに、各種運転条件における構造各部の熱的・力学的特性を明らかにした。その結果、本構造の熱的・力学的特性は、基本的に内主軸系熱システムと外主軸系熱システムとの間の熱的バランスにより決定されること、またこの熱的バランスの形成には、主軸系内に存在する空隙部の温度挙動が大きく影響することを指摘し、これらの実験結果を、構成要素間の熱移動を記述した熱的相関モデルを用いて解析面からも確認することができた。
剣道具規格化にむけての面(突き垂・顎垂)の安全性に関する研究

平成11年度研究課題:剣道具(突き垂・顎垂)の形状および構造の安全規格値作成のための基礎的実験研究1.目的:前年度の突きの衝撃力の測定実験結果を踏まえて、面部の突き垂および顎垂の材質や形状さらには相互の位置関係などによる緩衝性能の相違を明らかにし、より安全性の高い剣道具の開発を行うと同時に安全性の観点からの規格値を作成する基礎的資料を収集したものである。2.方法:自製の突き力測定装置(キスラー社製3分力ロードワツシャー形式9067を使用)を使用し、突き力発生試験機を改良し、前年度成果より成人剣道選手の平均的水平分力(150kgf)と同じ条件で突き力を発生させ、一般的に普及されている合計9種類の面材料を対象とし、その材料や突き垂と顎垂の間隔、突き垂形状、突き垂の突く位置などの相違による緩衝性能について実験的に検討を行った。3.結果:(1)突き垂と喉までの間隔が突きの緩衝性能を高めていることが明らかになった。(2)突き垂の部位の突く位置により緩衝性能は異なり、中央より下部での緩衝性能はかなり劣ることが明らかとなった。(3)突き垂の厚みと硬さが突きの緩衝性を高めていることが明らかとなった。但し、突き垂の表面形状が丸みを帯びている場合には、滑って顎垂もしくは喉元に力が直接的に作用することが明らかとなった。(4)突き垂・顎垂の形状及び芯材の種類やその構成、さらには突き垂と顎垂れの位置関係が緩衝性能に及ぼす影響については今後詳細な検討を行う必要がある。平成10年度研究課題:剣道における突きの衝撃力に関する基礎的研究1.目的:最近、剣道稽古中の突きにより頸動脈壁損傷が原因で脳梗塞によって競技者が死亡するという事故が発生しており、安全性の高い剣道具の規格化を進める上で、喉元を保護する面の突き部(突き垂および顎垂)の安全性についての検討が急務となっている。そこで今年度は、剣道競技者の突きの衝撃力を測定し、剣道具の面の突き垂や顎垂の形状および構造さらには材質などの規格値を検討するための機械的実験を行うに当たっての基礎的資料を収集することを目的とした。2.方法:自製による突き力測定装置(キスラー社製3分力測定用ロードワッシャー型式9067使用で、その精度と再現性がきわめて高いことが証明されている)を使用し、日本武道館において大学生の剣道競技者(初段から4段まで)を対象として突きの衝撃力の測定を行った。3.結果:1.突き力は、相手に向かって水平・上・左方向へと作用し、水平方向に最も大きく作用する。突き力は個人差(剣道技能の差)により、かなりの相違が認められた。水平方向の最大分力値は平均値で157.2±39.01kgfであったが最大値は261.1kgf,最小値は55.0kgfであった。力積値の平均値は12.25±3.83kgf・sであり最大値は27.59kgf・s、最小値は2.72kgf・sであった。上方向の最大分力値は平均値で48.37±14.39kgfであり最大値で67.02kgf、最小値で15.52kgfであった。力積値の平均値は3.56±1.54kgf・sであり最大値は9.95kgf・s,最小値で0.76kgf・sであった。左方向の最大分力値は5.85±2.86kgf、力積値は0.55±0.43kgf・sとなり、水平方向分力と上方向分力に比較して極めて小さな値であった。