hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
介護家族のSense of Coherenceおよび関連要因に関する研究

1.介護者の介護状況およびSOCの実態把握(質問紙調査)N県内の2つの市に在住する、主に居宅サービスおよび地域密着型サービスを利用している要介護・要支援認定者の家族のうち、平成1718年度に市および社会福祉協議会が主催した合計6回の「介護者の会」に出席した63名に質問紙調査を実施し、49名より回答を得た(回収率77.8%)。介護対象者の平均年齢は84.8±9.1歳、介護者の平均年齢は69.6±7.8歳であった。介護者の性別は男性14.9%、女性85.1%であり、平均介護年数は5.8±4.5年であった。介護者のSOCの測定は、SOC29項目スケール日本版の簡易版13項目を用いて行ったところ、スコアの平均は42.5±8.0であった。Zarit介護負担尺度日本語版22項目の平均スコアは42.3±8.0であった。2.SOCの背景要因としての心理社会的汎抵抗資源の検討(面接調査)質問紙調査の最後に、面接調査への協力の可否を尋ね、了解が得られた10名のうち9名(男性2名、女性7名)の介護者の家庭に出向いて、介護体験内容や介護に関する認識・対処、介護に関する知識やソーシャルサポート等について半構成的面接を行い、質問紙調査の内容と関連させながら詳細に把握した。1名あたりの面接時間は約40分2時間であった。SOCに影響する要因として「介護対象者との続柄」「要介護状態になる前の介護対象者との人間関係」「介護や家事の家族内での分担」「家族による精神的なサポート」「信頼できるケアマネージャーの存在」「介護者の会への参加」「介護以外の趣味や生きがい」等が抽出された。1.介護家族のSense of Coherence(SOC)の実態把握および、介護に関する認識に及ぼす影響の検討(質問紙調査)N県内市町村在住の要介護・要支援認定者のうち、在宅サービスのみ利用している者の家族で、主たる介護者を対象とした。N県内市町村の介護支援担当課長および係長に調査研究の趣旨を説明、承諾を得た後、各市町村で開催される「介護者の会」に出向いて対象者に調査研究の趣旨を説明し、質問紙と返信用封筒を配布した。介護家族のSOCの測定は、山崎によって作成されたSOC29項目スケール日本版の簡易版13項目を用いた。また、SOCの強弱によって介護に関する認識がどのような影響を受けているかを把握する必要があるため、これまでの研究の中で開発した介護に関する認識についての22の質問項目を用い、さらに、基本的属性として主介護者の性別、年齢、介護対象者との続柄、介護対象者の介護度、年齢を調査することにより、SOCの効果を検討した。現在、質問紙の回収中であり、結果の分析を行っている。2.SOCの構成感覚の検討および、背景要因としての心理社会的汎抵抗資源の検討(面接調査)1.の質問紙調査の最後に、面接調査への協力の可否を尋ねる一文を加え、協力が可能である場合には連絡先および氏名を記入してもらった。連絡先が記入されている者に電話連絡をとって調査研究への協力を口頭で依頼した後、対象者の都合のよい日時および場所に出向いて調査研究の趣旨を説明し、同意書を用いて研究の承諾を得た。介護体験内容や介護に関する認識を明らかにするために半構成的面接を行い、SOCの強弱により、その仮説的な構成感覚である把握可能感・処理可能感・有意味感の差異の有無を質的に検討し、介護に関する知識やソーシャルサポート、保健予防志向性等の心理社会的汎抵抗資源の背景を明らかにした。現在、3件の面接調査を行っている。
ルチル型酸化チタンが拓くナトリウムイオン電池の負極活物質創製

Liの資源は情勢不安定な南米に偏在しているため,将来的な価格高騰が懸念されている.これに対し,Naは海水中に多量に存在し資源的な制約がなく安価なため,Naの吸蔵ー放出により動作するナトリウム二次電池(NIB)が注目を浴びてきている.われわれはNIB負極活物質としてc軸方向に沿った一次元的なNa+拡散経路を有するルチル型TiO2に着目している.これまでに,TiO2へNbをドープすることでその電子伝導性を向上させ,さらに粒径を減少させつつ結晶性を高めることでNa+が粒子の内部にまで到達しやすくなり負極性能が向上することを見出してきた.一方,その調製方法として水熱合成法を用いると,より結晶性の高いNb-doped TiO2が得られるが同時に粒径も大きくなり過ぎてしまう問題があった.そこで本研究では,原料に界面活性剤を添加して水熱合成することにより粒径が小さく,かつ,高結晶性のNb-doped TiO2を調製しそのNIB負極特性を調べた.水熱合成法を用いて調製したNb-doped TiO2粒子のSEM観察の結果,長さ400 nm程度の四角柱状の粒子を確認した.TEM観察を行うことで,四角柱状粒子の長軸がルチル型TiO2のc軸方向,すなわちNa+の拡散方向であることが明らかとなった.また,界面活性剤(SDS)を加えることで粒子の長軸方向の成長が抑制され,その長さを200 nm以下に縮小できることがわかった.充放電試験の結果,期待通り,粒子の長軸を短くすることにより放電(Na脱離)容量が改善され,800サイクル後においても200 mA h g-1を維持する優れた性能が得られた.これは,長軸を短くすることにより粒子の両端から中心までのNa+拡散距離を短くでき,Na+の吸蔵ー放出が容易になったためと考えられる.これまで研究代表者は,特異なLi拡散能(c軸異方性)を有し,圧倒的に低コストでもあるルチル型酸化チタン(Rutile TiO2)に着目してきた.その合成にはゾルーゲル法を用いており,粒子サイズに対する結晶子サイズの割合を高めること,およびNbをドープすることで,実用化された実績を有するLi4Ti5O12負極をしのぐ高速充放電性能を引き出せることを見出してきた.これは,TiO2負極の電子伝導性が向上したことに加え,その粒子の内部にまでLiが容易に拡散できるようになったためと考えられる.他方,このNb-doped TiO2はLIBだけでなくナトリウムイオン電池(NIB)の負極としても良好な性能を示すことを発見している.そこで,本年度の研究では,より高い結晶性の試料を得るために水熱合成法を採用し,調製した試料のNIB負極特性を調べた.その結果,ゾルーゲル法の場合の3倍以上の結晶子サイズ(結晶性)を有する試料が得られ,特に,反応時間が6 hの場合に最も結晶性が高くなることがわかった.一方,粒子サイズは3 hから6 hにかけて増大し,それ以上の反応時間では変化が見られなかった.反応時間6 hの試料からなる電極が最も良好な性能を示した.反応時間が3 hのときはTiO2へのNbのドープ量が少ないため,6 hの場合の電極に劣る性能を示すことがわかった.他方,反応時間を12 hに延ばした場合においても性能の改善は見られなかった.これは,TiO2の結晶性が低下し,粒子の内部にまでNaが拡散しにくくなったためと考えられる.反応時間6 hで合成した場合の電極は,Nbが充分にドープされ,結晶性と粒子サイズのバランスが最も良かったため,良好な性能を示したものと推察される.本研究課題の最重要項目である,『TiO2の結晶構造の制御による負極性能の改善』について極めて重要な知見を得ることができたため.この成果を既に論文や学会等で発表している.ルチル型TiO2は,電気自動車や定置用蓄電池に実用化されているリチウムイオン電池負極材料であるチタン酸リチウム(Li4Ti5O12)の1/10以下の低いコストで入手でき,その結晶のc軸方向にLi+移動に非常に適した拡散経路を有する.この特異なLi+拡散能は他のチタン酸化物には見られない特徴である.しかしながら,ab面内方向のLi+拡散が遅いうえ,電子伝導性も低いため,そのままでは乏しい性能しか得られず,リチウムイオン電池の負極材料としてはこれまで注目されてこなかった.この問題に対し,研究代表者はゾルーゲル法を用いて種々のサイズ・結晶性を有するTiO2を合成し,その負極特性を調べた結果,TiO2の粒子サイズに対する結晶子サイズの割合を高めることで,潜在的な高いLi+拡散能を引き出すことに成功してきた.さらに,TiO2にNbをドープすることで電子伝導性の低さも改善した.これら2つの工夫により,通常の50倍もの大電流密度(50C)においてもルチル型TiO2が充放電を行え,実用のLi4Ti5O12を上回る性能を発揮できることを見出した.また,このNb-doped TiO2はナトリウムイオン電池負極としても動作が可能であり,100回以上のNa+の挿入ー脱離に対してその構造を安定に維持できることを発見してきた.当該年度は一層の性能向上を目指して,高い結晶性の試料が得られる水熱合成法を用いてNb-doped TiO2試料の調製を行った.

また,性能向上を達成するためには,TiO2の粒子サイズや結晶性が負極性能に与える影響を詳しく調査する必要がある.そこて,水熱合成法で調製したNb-doped TiO2試料に対して高分解能透過型電子顕微鏡観察を行い,その微細構造を解析した.本研究課題の最重要項目は『TiO2の結晶構造の制御による負極性能の改善』であり,今回の研究ではどのような結晶構造が最適であるかを調べ,その微細構造の解明に成功したため.Liの資源は情勢不安定な南米に偏在しているため,将来的な価格高騰が懸念されている.これに対し,Naは海水中に多量に存在し資源的な制約がなく安価なため,Naの吸蔵ー放出により動作するナトリウム二次電池(NIB)が注目を浴びてきている.われわれはNIB負極活物質としてc軸方向に沿った一次元的なNa+拡散経路を有するルチル型TiO2に着目している.これまでに,TiO2へNbをドープすることでその電子伝導性を向上させ,さらに粒径を減少させつつ結晶性を高めることでNa+が粒子の内部にまで到達しやすくなり負極性能が向上することを見出してきた.一方,その調製方法として水熱合成法を用いると,より結晶性の高いNb-doped TiO2が得られるが同時に粒径も大きくなり過ぎてしまう問題があった.そこで本研究では,原料に界面活性剤を添加して水熱合成することにより粒径が小さく,かつ,高結晶性のNb-doped TiO2を調製しそのNIB負極特性を調べた.水熱合成法を用いて調製したNb-doped TiO2粒子のSEM観察の結果,長さ400 nm程度の四角柱状の粒子を確認した.TEM観察を行うことで,四角柱状粒子の長軸がルチル型TiO2のc軸方向,すなわちNa+の拡散方向であることが明らかとなった.また,界面活性剤(SDS)を加えることで粒子の長軸方向の成長が抑制され,その長さを200 nm以下に縮小できることがわかった.充放電試験の結果,期待通り,粒子の長軸を短くすることにより放電(Na脱離)容量が改善され,800サイクル後においても200 mA h g-1を維持する優れた性能が得られた.これは,長軸を短くすることにより粒子の両端から中心までのNa+拡散距離を短くでき,Na+の吸蔵ー放出が容易になったためと考えられる.これまでの研究成果をもとにして,さらなる負極性能の向上を目指すとともに,他の試料調製法や不純物元素のドーピングについても検討したい.これまでの研究成果をもとにして,ナトリウムイオン電池負極としての性能をより一層向上させるとともに,リチウムイオン電池負極としての評価も行う.Li+とNa+の吸蔵ー放出特性の違いを調べることで,どのような構造が性能向上に有効かを見極めていきたい.情報収集を予定していた学会等に招待講演として招かれたため,当初予定していた金額よりも少ない旅費で学会出張を行えたため.また,実験を順調に進めることができたことで,試薬費用の節約に成功したため.(理由)昨年度と本年度において,情報収集を予定していた学会等に招待講演として参加したことで,旅費等を節約できたため.また,実験が順調に進み,試料調製のための試薬代を切多岐出来たことにもよる.(使用計画)次年度の試薬代や国際学会の旅費等に使用したいと考えている.次年度の試薬代や国際学会の旅費等に使用したいと考えている.
日本の児童生徒における他者との相違及び他者の相違の認知と受容に関する発達的検討

日本・中国・米国の小学校4学年、中学校1学年、高校1学年の児童生徒、計1288名を対象に、「自己と相違する他者の諸特徴」及び「他者と相違する自己の諸特徴」の認知と受容に関する調査を実施し、比較文化的発達的検討を行った。日本においては、幼児と大学生対象の調査を追加した。主な結果は次の通りであった。1.一般に、相違する他者の諸特徴の受容は、日本の児童生徒の方が他国より容易であるのと対照的に、他者と相違する自己の諸特徴の受容においては、日本の児童生徒の方が他国より困難である。2.日本では、自己と相違する他者の諸特徴の受容は、年長になるに伴って、次第に容易になる一方、他者と相違する自己の諸特徴の受容は容易にならないが、対照的に、他国では、他者と相違する自己の諸特徴の受容が年長になるに伴って容易になる。3.自己と相違する他者の諸特徴の受容について、個人水準では、日本が他国より容易であるが、集団水準では、日本が他国より容易であるとは言えない。4.日本では、他国と異なり、自己と相違する他者が集団外にいる場合よりも集団内にいる場合の方が、受容が困難である。5.男性よりも女性の方が、自己と相違する他者の諸特徴の受容が容易であり、他者と相違する自己の諸特徴の受容が困難である傾向が認められる。これらの結果は、集団主義対個人主義という従来のステレオタイプのみによっては説明できないことを示しており、日本の児童生徒の「希望」の喪失、複雑な文化の影響、集団的活動の経験の文脈で討論され得る。「自己の他者と相違する諸側面」及び「他者の自己と相違する諸側面」の認知と受容に関する文献的研究を行うと同時に、米国・中国の研究者との意見交換を行った。これにもとづいて、「自己の他者と相違する諸側面」及び「他者の自己と相違する諸側面」の認知と受容を測定するための日本版の調査用具を作成して、小学生・中学生・高校生を対象に、調査を実施した。また、次年度の調査のために、米国版と中国版の調査用紙を作成し、中国版については、既に発送した。加えて、次年度の幼児と小学校低学年児童を対象とする面接調査のために、幼児を対象とする予備的調査を実施し、面接調査用の図版の作成について検討した。現在、既実施分の調査を分析中であるが、結果の一端を示すと、次のような事実が得られている。1)「自己の他者と相違する側面」と「他者の自己と相違する側面」として、身体的特徴、性格、行動的特徴、能力、好悪、考え方、物質的基盤、所属等があげられた。2)「自己の他者と相違する側面」において、性格よりも、能力や身体的特徴が、より意識されていた。3)発達的には、年長になるに従い、(1)能力や身体的特徴の指摘から性格の指摘へ、他者の自己と相違する側面の受容が容易になる方向へ、変化する。4)日本人においては、「他者の自己と相違する諸側面」の受容の方が「自己の他者と相違する諸側面」の受容よりも容易である。この傾向は、女子において顕著である。すなわち、女子の方が「他者の自己と相違する諸側面」の受容は容易であるが、逆に「自己の他者と相違する諸側面」の受容は困難である。昨年わが国で実施した「自己の他者と相違する諸側面」及び「他者の自己と相違する諸側面」の認知と受容に関する調査を、米国と中国の小学生・中学生・高校生を対象に実施した。現在基礎資料の整理をほぼ終了し、それぞれの文化における発達的変化にとどまらず、たとえば放課後における集団的活動の展開などとの諸関連を明らかにするなど、その規定因の検討を行い、さらに、比較文化的検討へと歩を進めている。

最終的な結果ではないが、わが国においては、とりわけ女子において「自己の他者と相違する諸側面」の受容が中国や米国の資料に比較してかなり困難であるのに対して、逆に、「他者の自己と相違する諸側面」の受容については、中国や米国より容易であるなどの結果が得られ、その要因を探究しているところである。また、自己と異なる特徴を持つ他者として、身体障害者や知的障害者を取り上げた、新たな調査を開発し、わが国の大学生を対象にして実施し、障害者との接触経験がその受容に果たす効果に関する検討を行った。そこでは、単なる接触経験は、必ずしも受容に積極的な貢献をするわけではなく、接触経験の質が重要であり、それが障害者へのイメージを変化させることを介して、障害者の受容に影響することを示唆する資料も得た。そこでは、自己を障害者として想定した場合(すなわち他者と異なる特徴を持つ自己の受容)の結果をも収集し、両場面の比較検討を進めているが、前述した一般的調査結果とほぼ同様な傾向が示されている。平成10年度と平成11年度においては、文献的研究及び米国・中国の研究者との相互討論にもとづき、日本版・中国版・米国版の測定用具を開発し、日本・中国・米国の小学生、中学生、及び高校生を対象に、「自己と相違する他者の諸特徴」及び「他者と相違する自己の諸特徴」の認知と受容に関する調査を行ってきたが、これらをもとに、平成12年度においては以下の研究を行った。1.米国と中国の研究者と得られた結果について意見交換を行い、日本における他者の受容と自己の受容の特質について、1)他者の受容の容易さと対照的な自己の受容の困難さ、2)個人水準での受容の容易さと対照的な集団水準での受容の困難さ、3)外集団に比して、内集団における受容の困難さなどを明らかにした。2.得られた研究結果を、ストックホルムで開催された国際心理学会議、北京で開催された国際行動発達学会、日本教育心理学会などで発表し、各国の多数の研究者と相互討論を行い、日本の児童生徒の特質をもたらす諸要因についての検討を深めた。3.過去3年間に渡って行ってきた研究成果を報告書という形で公表した。この過程で、ここで得られた結果は、従来のステレオタイプ的枠組み、すなわち集団主義対個人主義という枠組みのみでは説明できず、日本の児童生徒における「希望」の喪失、複雑な文化的影響、集団的活動の体験などの要因を組み込んださらなる研究の方向について着想を得た。4.日本において、幼児を対象とする半構造的面接及び大学生を対象とする質問紙調査を実施した。これらの結果については、現在もなお、分析の途上にある。
高機能性テトラピロール化合物の合成に有用な高効率・高選択的新規合成反応の開発

植物内に存在する光受容タンパク色素フィトクロムは、特定波長の光で可逆的に相互変換する二つの幾何異性体で存在し、いわゆる「赤・近赤外光可逆的反応」により、植物の発生や成長、分化などの形態形成を調節する重要な役割を果たしている。本研究では、この色素タンパク質の本質を担うフィトクロモビリンをはじめとする高機能性テトラピロール化合物の新規一般合成法の開発を目的として研究し、以下のような成果を得た。1.異なる四種のピロール誘導体、A、B、C及びD環の新合成法ならびに、それらの新規カップリング反応を開発した。2.光ラベリング基を分子内に有するフィトクロモビリン誘導体を合成することに成功した。この化合物は、関連の生化学者が長年待ち望んでいたものであり、今後、アポタンパク質と結合させた後、特定波長の光(フィトクロモビリンの場合660nmおよび730nm)で可逆的に相互変換する二つの幾何異性体、即ち、P_R型ならびにP_<FR>型の状態でそれぞれ光ラベル化反応を行ない、色素分子の近傍に位置するアポタンパク質のアミノ酸を特異的にラベルし、ラベルされたアミノ酸を特定することにより、それぞれの状態(P_R型及びP_<FR>型)での色素分子とアポタンパク質との相対配置ならびに相互作用を解明することができる。3.種々の2-トシルピロール誘導体のトシル基が、酸性条件下で5位へ転位するという、極めて興味深い反応を見出した。この反応は、今後、種々の高機能性テトラピロール化合物を合成する際に、その構成要素としてのピロール誘導体の優れた合成法となる。
ダルタチオントランスフェラーゼP遺伝子の発現を負に制御する因子の解析

正常肝においては胎盤型グルタチオントランスフェラーゼ(GST-P)は全く発現していない。GST-P遺伝子において、発現を負に制御するサイレンサーが存在すること、この領域には複数のシスエレメントが存在し、3種類の転写因子(Silencer Factor-A,-B,-C : SF-A,-B,-C)が結合すること、また、SF-Bの塩基配列は転写因子C/EBPβと一致することをこれまでに明らかにしている。転写不活性化因子としてC/EBPファミリーのひとつC/EBPβを単離したにもかかわらず、C/EBPβは活性化因子としての報告が多い。そこで、C/EBPファミリーの機能の違いを認識配列から検討した。ランダムサイトセレクション法により、C/EBPファミリーの認識配列を同定した結果、C/EBPファミリーの結合コンセンサス配列および結合性の傾向も類似していた。そして、C/EBP結合配列の機能にかかわらず、コンセンサス配列に近いほど高い結合性を示すことが明らかとなった。サイレンサーに結合する因子の中で最も重要であるSF-Aを精製した結果、SF-AはNF1ファミリーに属するNFI-A、NFI-Bであることが明らかとなった。サイレンサー中のSF-A結合配列は完全には一致していないので、SF-Aの結合コンセンサス配列を決定したところ、中央に任意の3塩基を含む5′-TTGGCA-3′をハーフサイトとするパリンドローム様の配列であった。さらに、単離した4種類のNFI-Aスプライシングアイソフォームを用いたトランスフェクション実験により、すべてのNFI-AのC末端領域は転写不活性化領域として機能することが示された。今後は、NFI-Aの抑制領域の限定およびそこに作用する因子の解析、また、SF-Cを単離することにより、GST-P遺伝子の転写抑制機構を明らかにする予定である。
カワヤツメ松果体における紫外光受容システムを中心とした波長識別機構の生理的役割

下等脊椎動物の松果体には、緑色光で興奮性、UV光で抑制性応答する感色性神経節細胞があり、それらは波長識別を行うと考えられる。本研究は、カワヤツメ松果体を用いて、眼外の波長識別機構の解明を目的とする。これまでに、波長識別の光入力を担うUV色素パラピノプシンを同定し、UV光受容細胞からの伝達経路を明らかにしてきた。そこで、UV光受容システムと、引き起こされる波長識別の特性の解明を目指した。感色性神経節細胞は応答様式から波長識別を行うと考えられたが、照射光中の波長成分の違いが実際に神経応答に反映されるかは明らかではない。そこで、細胞外誘導によりUV光と緑色光の比率の変化がもたらす応答性の違いについて検証した。具体的には、背景光に緑色光、テスト光にUV光を用い、UV光強度を段階的に強くし、応答に変化が見られるかをスパイク増減の割合により評価した。まず、緑色光照射でスパイクの発火頻度が増加し、UV光を重ねて照射するとスパイクが抑制された。UV光強度を段階的に上げ、照射光中のUV光の比率を高くすると、スパイク抑制の持続時間が長くなり、感色性応答はスパイク頻度を変化させ照射光中のUV/緑色光の比率を検出して波長識別を行う事が証明された。組織学的に、UV光受容細胞と神経節細胞が直接連絡する事を明らかした。そこで実際に、シナプスを介した情報伝達がなされるかをシナプス遮断薬CoCl_2の投与により電気生理学的に検証した。すると、感色性応答が記録された後に、CoCl_2投与で神経節細胞の光反応が消失、リンガー液での洗浄後に再度記録され、感色性応答の興奮性、抑制性応答は共に光受容細胞からのシナプスを介した情報伝達により起こる反応であると示唆された。これらより、感色性応答は緑色光を基準に照射光中のUV光の比率を検出し、そのUV光情報はパラピノプシン細胞から直接シナプスを介して伝達されると考えられた。変温動物の松果体には、可視光によりインパルスを増大し、紫外光により抑制する感色性神経節細胞が存在する。感色性応答はその特性から波長識別を行っていると考えられる。本研究では、感色性応答の研究が最も進んでいるカワヤツメ松果体に着目し、眼外光受容器官の波長識別機構の解明を目的としている。これまでにカワヤツメ松果体より、紫外光受容蛋白質としてパラピノプシンを同定しているので、紫外光受容細胞から神経節細胞への神経投射について検証した。まず、紫外光受容細胞の形態的特徴を明らかにするために、パラピノプシン陽性細胞の組織学的解析を行なった。パラピノプシン陽性細胞は、松果体の天井部に多く局在していた。また、免疫反応が細胞全体に見られることから、陽性細胞の基底突起についても調べた。その結果、光受容細胞同士が広範囲に渡る神経ネットワークを形成していた。しかしながら、微細構造の観察から紫外光受容細胞も可視光受容細胞と同様に神経節細胞とリボンシナプスを形成していることが示唆された。さらに外節の構造も両者は酷似していた。次に、紫外光受容細胞から神経節細胞への投射について検証した。パラピノプシン陽性細胞は松果体天井部に多く局在するのに対し、神経節細胞は腹側に多く、天井部では数個ほどの細胞しか局在しない。そこで、パラピノプシンと神経節細胞の二重標識を行ったところ、紫外光受容細胞の神経突起は神経節細胞層に到達し、天井部や周縁部に局在する神経節細胞の神経突起と多くの部分で直接接触していた。そこで、紫外光受容細胞からの光情報は、直接的に神経節細胞へと伝達される事が示唆された。これらの結果から、パラピノプシン陽性細胞同士が神経ネットワークを形成する事で、位置的に神経投射が困難と思われる神経節細胞への連絡を可能にしていると考えられた。

すると、感色性応答が記録された後に、CoCl_2投与で神経節細胞の光反応が消失、リンガー液での洗浄後に再度記録され、感色性応答の興奮性、抑制性応答は共に光受容細胞からのシナプスを介した情報伝達により起こる反応であると示唆された。これらより、感色性応答は緑色光を基準に照射光中のUV光の比率を検出し、そのUV光情報はパラピノプシン細胞から直接シナプスを介して伝達されると考えられた。
ニホンザル血小板減少症の発症・非発症機序の解明とマカク類のリスク評価法の開発

発症個体から分離したSRV-5の分離株から作製した感染性クローン由来のSRV-5を4頭のニホンザルに投与したところ、2頭は急性の血小板減少症を発症した。残りの2頭は、血中のウイルス濃度は発症個体と同程度まで上昇したが発症せず、高いウイルス濃度を維持したまま生存した。この2頭に、免疫抑制剤を投与したが、ウイルス濃度、血小板ともに変化はみられなかった。現在、これらの個体の病理学的検査を実施している。また、SRV-4感染に対するペプチドELISAを開発した。このペプチドELISAは、高感度であるが、非特異反応が認められた。これは、内在税レトロウイルスの発現が関与していると考えられた。ニホンザルの血小板減少症は、当初京大霊長研のみで発生している疾病と考えられていたが、自然科学研究機構の繁殖施設でも類似の疾病がみられることが明らかとなった。両機関はNBRPニホンザルの供給機関であり、同疾病はNBRP事業に多大な影響を与えた。原因究明を進めた結果、霊長研で発生していた血小板減少症はサルレトロウイルス4型(SRV-4)と、自然科学研究機構で発生した同症はサルレトロウイルス5型(SRV-5)と不快感液があることが明らかとなった。しかし、それらの発症機序については不明のままである。また、SRVに感染しても発症しない個体も多くみられ、これらの無症候性のキャリアが本症の伝播に関わっている可能性が高い。本研究は可及的速やかに本疾病の流行を終息させるとともに、再発生を防止するため、同症の発症機序と持続感染メカニズムの解明を目的としている。また、京大霊長研にこのウイルスを持ち込んだのは1991年に導入された果肉ザルであることが明らかとなった。カニクイザルは、現在でも年間5000頭以上が輸入されており、これらのサルの確実な診断が野生ニホンザルを守るためには必須と考えられる。SRV感染を確実に検出できる迅速かつ簡便な診断法の開発がもう一つの目的である。2015年度は、保存サンプルを用いてウイルス学的解析、病理学的解析を実施すると共に、SRV-5のニホンザルへの感染実験を実施した。4頭のニホンザルにSRV-5を投与したところ、ウイルス投与後およそ1ヶ月で2頭のニホンザルの血小板が急激に減少したため、サンプリングのため安楽殺した。残りの2頭については、発症した個体と同程度のウイルス血症が確認されていたが、投与後2ヶ月を経ても発症しなかった。そこで、免疫抑制を投与したが、血中ウイルス量に変化はみられず、発症には至らなかった。病理学的にも、変化は認められなかった。平成27年8月、SRV-5を培養したところ、当初の予想に反し、高タイターのウイルスの培養に時間がかかり、感染実験の開始が遅れた。12月に高タイターのSRV-5ば十分量得られたため、京都大学ウイルス研究所においてニホンザル4頭にSRV-5を投与した。発症までの時間はSRV-4と同様に1ヶ月程度と考えており、実際4頭中2頭は感染1ヶ月程度で血小板が急激に減少し、発症を再現することができた。一方、残りの2頭は発症個体と同様に血中のウイルス量は増加したが、投与後2ヶ月を経ても発症しなかった。このため、研究方法を見直し月現在で生存中の個体に免疫抑制をかけて発症を誘発したが、投与後2ヶ月を経ても発症しなかったため、安楽殺を実施し、ウイルス学的検査、廟議学的検査を実施した。以上の経緯により、当初計画より4ヶ月の遅延が生じた。2016年度は、ペプチドを用いたSRV-4の免疫診断法を開発した。その結果、一部のペプチドをもちいたELISAは、これまで使用してきた市販のKitにくらべきわめて感度が高かった。一方で、明らかに感染個体がいないと考えられる第二キャンパスの個体でも、ELISAの結果が陽性とはる個体がごく少数認められた。これらは、内在性レトロウイルスの発現に起因すると考えられるため、現在解析中である。

2015年度は、SRV-5の感染実験の進行が遅れたため、年度当初は2016年度の実験計画が遅れ気味であったが、今年度より京都大学ウイルス研究所の宮沢准教授が研究分担社となったため、研究が飛躍的に進展した。ペプチドを用いたELISAの開発は、主に宮沢研が実施している。ニホンザルの血小板減少症は、当初京大霊長研のみで発生している疾病と考えられていたが、自然科学研究機構の繁殖施設でも類似の疾病がみられることが明らかとなった。両機関はNBRPニホンザルの供給機関であり、同疾病はNBRP事業に多大な影響を与えた。原因究明を進めた結果、霊長研で発生していた血小板減少症はサルレトロウイルス4型(SRV-4)と、自然科学研究機構で発生した同症はサルレトロウイルス5型(SRV-5)とがあることが原因である明らかとなった。しかし、それらの発症機序については不明のままである。また、SRVに感染しても発症しない個体も多くみられ、これらの無症候性のキャリアが本症の伝播に関わっている可能性が高い。本研究は可及的速やかに本疾病の流行を終息させるとともに、再発生を防止するため、同症の発症機序と持続感染メカニズムの解明を目的としている。また、霊長研にSRV-4を持ち込んだのはカニクイザルであることが判明しているが、現在輸入カニクイザルに対するSRV検査は実施されていない。SRV感染を確実に検出できる迅速かつ簡便な診断法の開発がもう一つの目的である。2017年度は、SRV-4について、1991年に霊長研に導入されたカニクイザルが保有していたウイルスをはじめ、第1期、第2期のウイルスRNAの塩基配列を確定した。ペプチドを用いたELISAについて多数のサンプルを用いて確認したところ、全く感染個体が見つかっていない第2キャンパスのニホンザルからも陽性サンプルが確認されたことから、特異性に問題があることが明らかとなった。内在性レトロウイルスについて解析したところ、SRVに類似した内在性レトロウイルスがゲノム中に多数存在することが明らかとなった。SRV-5については、滋賀医科大学の中村准教授の協力のもと、病理学的解析を行った。発症個体から分離したSRV-5の分離株から作製した感染性クローン由来のSRV-5を4頭のニホンザルに投与したところ、2頭は急性の血小板減少症を発症した。残りの2頭は、血中のウイルス濃度は発症個体と同程度まで上昇したが発症せず、高いウイルス濃度を維持したまま生存した。この2頭に、免疫抑制剤を投与したが、ウイルス濃度、血小板ともに変化はみられなかった。現在、これらの個体の病理学的検査を実施している。また、SRV-4感染に対するペプチドELISAを開発した。このペプチドELISAは、高感度であるが、非特異反応が認められた。これは、内在税レトロウイルスの発現が関与していると考えられた。SRV-5の感染実験で得られたサンプルについて、遺伝学的解析、病理学的解析を進める。特に、高レベルのウイルス血症が持続していたにも変わらず発症せず、さらに免疫抑制剤を投与しても症状の変化がみられなかった2個体については、詳細な検討を実施する。過去の発症例のサンプル、発症したサンプルと比較検討することにより、SRV-5による血小板減少症の発症機序を解明する。現在、SRV-4の抗体検査は市販のKitを使用しているが、抗原が不明であることに加え、結果が安定しないという問題が生じている。そこで、新たな免疫診断法としてペプチドを用いたELISAの系を開発する。
オブジェクト指向型の質点系熱・空気シミュレーション・システムの開発

建物の計画と管理に係る熱と空気のシミュレーションを行う、質点系の熱と空気についての連成シミュレーションツールの開発を行った。シミュレーション・システムは、SimCAD(CADデータの作成と読み込み)、PREBID(建物の部材の材質や、居住者や熱源のスケジュールなどの属性の設定)、TRNSYS(動的な熱計算)、COMIS(多数室の換気計算)、IISiBat(ユーザーインターフェース)からなる。シミュレーションシステムによる計算結果としては、1)夏期の試験住宅の実測とTRNSYSによる計算例:様々なパッシブクーリングシステムを施した小型実験住宅を対象として、その実測結果をもとにTRNSYSによりシミュレーションを行った。その結果、実測における室温などの変化をほぼ計算により求めることができた。2)TRNSYS/COMISによる実在住宅の換気量の計算と予測:ステップダウン法を適用して空気齢を実測すると共に、COMISならびにCOMIS-TRNSYSの連成によりケーススタディを行った。ほぼ実現象を再現できることが分かり、また一定条件のもとで換気効率の評価を簡易な実測方法で行うことができた。以上より、オブジェクト指向型の考え方に質点系の熱・空気シミュレーションを行うシステムを構築した。また実験住宅と実在住宅を用いた実験とシミュレーションを行い、ほぼ実現象を再現できることが分かった。平成12年度における具体的な実績は以下の通り。(1)質点系の熱と空気についての連成シミュレーションツールを開発することスイスのEMPAにおけるワークショップに参加して、熱計算TRNSYSと換気計算COMISの連成について検討を行い、連成するための若生組の作成と簡単な例を計算した。(2)ソフトウェアの日本語化申請者等はTRNSYSの開発者達とメール等で話合いを持ち、日本語化を行うための問題点を検討した。その結果、ヘルプファイル等の外部のファイルについては用意に対処できるが、最大の問題は計算の中にダブルバイトである日本語の文字を組み込むことであることが分かった。アルファベットが1バイトであるため、コードをどの程度書き換えなければならないかについて、検討を行っている。(3)CADデータを直接読み込んでシミュレーションを行うことSimCADによって、一般的なCADデータフォーマットであるDXFにより書かれたマンションの図面を直接読み込むことができた。またビットマップファイルを用いた簡単な日本語メニューを持つ熱のシミュレーション簡易ツールを作成した。(4)実測データの収集宮城高専に設置してある単室についての夏季に実測を行い、データを収集した。これについてはTRNSYSによるシミュレーションを行い、各パラメータの感度解析等を行っている。(5)研究成果の発表日本建築学会、空気調和・衛生工学会等でこれまでの成果を発表した。平成13年度における具体的な実績は以下の通り。(1)質点系の熱と空気についての連成シミュレーションツールを開発することスイスのEMPAにおけるウークショップに参加して、熱計算TRNSYSと換気計算COMISの連成について検討を行い、連成するためめ枠組の作成と簡単な例を計算した。また東京においてワークショップを開催して、熱計算と換気計算のデータの重複などの問題点を検討した。その結果、ヘルプファイル等の外部のファイルについては用意に対処できるが、最大の間題は計算の中にダブルバイトである日本語の文字を組み込むことであることが分かった。しかし、より多くの時間と資源を必要とするために、マニュアルの日本語化を行った。(3)CADデータを直接読み込んでシミュレーションを行うことSimCADによって、一般的なCADデータフォーマットであるDXFにより書かれた日本のマンションの図面を直接読み込むことができた。これについてはTRNSYSによるシミュレーションを行い、各パラメータの感度解析等を行った。またAMeDASによる気象データとの連携についても検討した。
菌根菌生長促進微生物が胞子生産と果樹園における土壌病原菌の生物防除に及ぼす影響

3種の細菌がアバスキュラー菌根菌の胞子から分離され、Bacillus sp.、Bacillus thuringiensis、Paenibacillus rhizospheraeと同定された。これらの細菌は、土壌病原菌Fusarium oxysporum、Rosellinia necatrix、Rhizoctonia solaniおよびPythium ultimumによる病害の防除に有効であった。また、それらがリンの可溶化、エチレン生産、ニトロゲナーゼ活性を示すとともにin vitroの菌根菌の菌糸成長を促進すことがわかった。さらに、胞子および菌糸の新鮮な試料を、in situ走査型電子顕微鏡を用いて観察したところ、いくつかの細菌性スライムが菌糸および胞子で確認された。二種類の細菌(Janthinobacterium lividum KCIGM01およびPaenibacillus polymyxa KCIGM04)をGigaspora margaritaというアーバスキュラー菌根(AM)菌胞子から分離,電気江戸,PCRおよびシケンスの方法して・同定した。形態学てきにもこの細菌はグラム背色と顕微鏡に見られった。この二つ種類は土壌病原菌(Fusarium oxysporum,RosellinianecatrixおよびRhizoctonia solani)の生長を抑えて,リンも溶かした。さらに,これらの細菌の浸出液を5つメタノール能動(0,10,20,25,50,75および100%)で分画し,それらの分画が土壌病原菌やG.margaritaの生長に及ぼす影響を調査したところ。また細菌全体の部室は菌根菌の菌糸生長の影響の実験を行った。50および100%MeOH分画はF.oxysporum.R.necatrixおよびR.solaniの生長を抑えた。しかし,P.polymyxaからの25%MeOH分画はG.margarita菌糸の生長を促進した。また,G.margaritaの生長はP.polymyxaとの共存培養でが促進された。
液体衝撃波管によるキャビテーションクラウドの力学に関する基礎的研究

本報告は上記研究課題について,主として,キャビテーションクラウドを構成する気泡群の2個の気泡の力学に関する基礎的研究成果を述べたものである.まず,非圧縮性液体中で膨張,収縮,並進運動する大きさの異なる2個の気泡に対し,気泡同志の相互作用,気泡壁の変形を考慮して運動方程式を導びいた.さらに,これを圧縮性液体の場合に拡張した.得たる成果は以下の通りである.1本理論を固体境界壁近傍での単一蒸気泡崩壊問題に通用し,結果を液体衝撃波管による実験により検証した.さらに,境界要素法に基づく直接数値計算結果と比較て本理論の適用限界を明らかにした.2.本理論を最初大きさの異なる2個の気泡の崩壊問題に適用した.その結果,初期半径の小さな気泡は,大きな気泡との相互作用により変形しつつ並進運動を行ない,収縮,膨張をくり返すごとにますます変形していく.このような気泡の変形は,気泡の収縮,膨張運動に加えて,相互作用による並進加速度運動によって引き起こされる.また,2個の気泡の適当な初期半径比及び気泡内気体初期圧力の下では,同一条件下の単一気泡の場合よりも高い衝撃圧力を発生すること等を明らかにした.3.本研究の成果を音場中における2個の球形気泡の非線形振動に応用した.一つの気泡がm周期運動をすると.他の気泡もm周期運動し, 2個の気泡が同時に音場の振動数の1/(m)倍の振動数を有するキャビテーションノイズの原因となることを明らかにした.以上の成果は,キャビテーションクラウドの力学が従来の単一気泡の力学とは全く異なったものであることを示しており,本研究を通して初めて明らかにされてきたものである.今後,更に引き続き多数個の気泡の力学を研究する計画である.本報告は上記研究課題について,主として,キャビテーションクラウドを構成する気泡群の2個の気泡の力学に関する基礎的研究成果を述べたものである.まず,非圧縮性液体中で膨張,収縮,並進運動する大きさの異なる2個の気泡に対し,気泡同志の相互作用,気泡壁の変形を考慮して運動方程式を導びいた.さらに,これを圧縮性液体の場合に拡張した.得たる成果は以下の通りである.1本理論を固体境界壁近傍での単一蒸気泡崩壊問題に通用し,結果を液体衝撃波管による実験により検証した.さらに,境界要素法に基づく直接数値計算結果と比較て本理論の適用限界を明らかにした.2.本理論を最初大きさの異なる2個の気泡の崩壊問題に適用した.その結果,初期半径の小さな気泡は,大きな気泡との相互作用により変形しつつ並進運動を行ない,収縮,膨張をくり返すごとにますます変形していく.このような気泡の変形は,気泡の収縮,膨張運動に加えて,相互作用による並進加速度運動によって引き起こされる.また,2個の気泡の適当な初期半径比及び気泡内気体初期圧力の下では,同一条件下の単一気泡の場合よりも高い衝撃圧力を発生すること等を明らかにした.3.本研究の成果を音場中における2個の球形気泡の非線形振動に応用した.一つの気泡がm周期運動をすると.他の気泡もm周期運動し, 2個の気泡が同時に音場の振動数の1/(m)倍の振動数を有するキャビテーションノイズの原因となることを明らかにした.以上の成果は,キャビテーションクラウドの力学が従来の単一気泡の力学とは全く異なったものであることを示しており,本研究を通して初めて明らかにされてきたものである.今後,更に引き続き多数個の気泡の力学を研究する計画である.本報告は上記研究課題について、主として、キャビテーションクラウドを構成する気泡群中の2個の気泡の力学の理論的成果を述べたものである。まず、液体中で収縮・膨張する大きさの異なる最初球形および非球形の2個の気泡に対して、気泡同志の相互作用,液体圧縮性,気泡壁の変形及び気泡の並進運動等を考慮して運動方程式を導いた。つぎに、得られた運動方程式を液体衝撃波管により実現できる初期条件の下でコンピューターシュミレーションを行った。得たる結果は以下の通りである。1.最初球形の2個の気泡の場合:(1)初期半径の小さな気泡は、大きな気泡との相互作用により変形しつつ並進運動を行い、収縮・膨張をくり返すごとにますます変形していく。(2)このような気泡の変形は、気泡の収縮・膨張運動に加えて、それらの並進加速度運動によって引き起される。(3)2個の気泡の適当な初期半径比及び気泡内気体初期圧力の下では、同一条件下の単一気泡の場合よりも高い衝撃的圧力を発生する可能性がある。2.最初非球形の2個の気泡の場合:崩壊前に気泡の形状が非球形の場合には、初期の変形は気泡の収縮・膨張,並進運動によりさらに増大し、その後の気泡形状は複雑となる。この結果はキャビテーションクラウドの運動を実験的に扱う際に、気泡の初期形状の設定に特に注意を払わなければならないことを示唆している。3.その他、上記の運動方程式を2個の球形気泡の非線形振動問題に応用してキャビテーションクラウドのノイズに関する貴重な成果を得た。以上3つの成果は本研究により初めて明らかにされたものであり、理論自体でさらに発展する可能性があるばかりでなく、今後実験を行うにあたって、現象に対する視点の設定の点からもきわめて意義のあるものである。
炎症性マクロファージ表面に誘導されるカルレティキュリンが持つ自己防衛効果の解析

血球貪食性リンパ組織球症(Hemophagocytic lymphohistiocytosis、HLH)は、遺伝的背景あるいは多彩な基礎疾患をベースとして発症し、過度の炎症性免疫の亢進から多臓器不全に至る致死率の高い症候群である。本研究は、HLHの病態に共通するマクロファージの炎症性極性変化(Haematologica 2017)とマクロファージ細胞表面に発現する“パーフォリン阻害因子"カルレティキュリンに着目し、活性化されたマクロファージが、生体に備わっているNK細胞やT細胞の細胞傷害顆粒(パーフォリン)を介した炎症沈静化機構から逃れて拡大していくプロセスの解明を目指すものである。研究代表者らの先行研究で、HLH病態発症におけるHIF1Aの重症性、マクロファージでのHIF1A高発現が炎症性マクロファージへの極性変化をもたらすことがわかっている。また、その後の検討結果から、血球細胞におけるHIF1Aタンパクの高発現により炎症性タイプに極性変化したマクロファージの細胞表面にカルレティキュリンの発現が誘導される結果を得ていた。マクロファージの極性変化と細胞表面へのカルレティキュリン発現誘導の関係性を明確にすることが、本年度の目標であった。HLHマウスへのHIF1A阻害剤やNOS2阻害剤の投与によるマクロファージ極性変化抑制効果は今のところ見られておらず、最適な投与量、投与スケジュールの検討が引き続き必要である。一方、非炎症性M2マクロファージ誘導に中心的な役割を担うMycを欠損させたマウスを用いて解析を行ったところ、骨髄中マクロファージの炎症性サブタイプへの誘導が促進された。この炎症性マクロファージ細胞表面にはカルレティキュリンの発現が誘導されており、マクロファージの炎症性サブタイプへの極性変化と細胞表面へのカルレティキュリン発現誘導の関連性を強く支持する結果と言える。マクロファージの極性変化と細胞表面へのカルレティキュリン発現誘導の関係性を明確にすることができたため。今後、引き続き阻害剤投与プロトコールの最適化を模索する。薬物的阻害による炎症性マクロファージへの極性変化ブロックが十分に達成できない可能性も考慮し、HIF1AノックアウトマウスやNOS2ノックアウトマウスを用いた解析を検討している。また、今年度は進められなかったマクロファージ細胞表面に発現するカルレティキュリンによるHLH病態進行阻害効果の検証も随時行っていく。当該年度は、当初予定していた薬物による炎症性マクロファージ極性変化阻害効果が十分に得られなかったことから、実験系やモデルの確立、薬物投与プロトコール最適化のための条件検討に時間を割いた。マクロファージ細胞表面に発現するカルレティキュリンによるHLH病態進行阻害効果の検証等の実験を次年度に持ち越すこととなったため、残額が生じた。新年度の配分額と合算し、使用する。
汎用システムオンチップ電源の開発

複数個のキャパシタをMOSFETスイッチによりリング状に結合する回路構成をもつリング形DC-DCコンバータを以前提案した.本コンバータは,電源投入時の突入電流や定常時の入出力電流のリプルが小さいという特長をもつ.更に,入力電圧で充電される直列キャパシタの数および出力に接続される直列キャパシタの数の双方を外部からプログラマブルに制御することによって,任意の昇降圧比の電圧が得られる.本コンバータは回路構成を変えることなく低電圧から高電圧までの広い入力電圧に対応できる.これまで,数個のキャパシタを用いた場合の特性は理論と実験によって確認されており,良好な特性が得られている.本研究では,集積化することを前提にキャパシタ数を数十個から数百個に増やした場合の特性を明らかにする.即ち,キャパシタの総容量とスイッチの総オン抵抗(すべてのスイッチを並列接続したときのオン抵抗)を限定して,キャパシタ数を増加した場合の特性限界を理論と実験によって明らかにする.リング形SC変成器のように,各キャパシタ電圧の変化が異なる場合は,キャパシタ数nが増えるとその分状態ベクトルの要素数が増える.従って,n=2や3のように具体的にキャパシタ数が与えられた場合は従来の方法でも解析的に求められるが,一般的な場合を解析することはこれまで不可能であった.本研究により,電荷転送用キャパシタの数が一般的にn個の場合におけるリング形SC変成器の出力抵抗を簡単に求められる新しい方法を確立できた.提案方法を用いて解析的に出力抵抗を求めた結果は,状態平均化法を用いた従来の場合と完全に一致した.またnが増えた場合,リング形SC変成器は昇降圧比を任意に可変できるが、昇降圧比のほぼ2乗に比例して出力抵抗が増加することがわかった.今後,キャパシタ数を増加した場合の理論的な特性を実験によって検証していく予定である.複数個のキャパシタをMOSFETスイッチによりリング状に結合する回路構成をもつリング形DC-DCコンバータを以前提案した.本コンバータは,電源投入時の突入電流や定常時の入出力電流のリプルが小さいという特長をもつ.更に,入力電圧で充電される直列キャパシタの数および出力に接続される直列キャパシタの数の双方を外部からプログラマブルに制御することによって,任意の昇降圧比の電圧が得られる.本コンバータは回路構成を変えることなく低電圧から高電圧までの広い入力電圧に対応できる.これまで,数個のキャパシタを用いた場合の特性は理論と実験によって確認されており,良好な特性が得られている.本研究では,集積化することを前提にキャパシタ数を数十個から数百個に増やした場合の特性を明らかにする.即ち,キャパシタの総容量とスイッチの総オン抵抗(すべてのスイッチを並列接続したときのオン抵抗)を限定して,キャパシタ数を増加した場合の特性限界を理論と実験によって明らかにする.リング形SC変成器のように,各キャパシタ電圧の変化が異なる場合は,キャパシタ数nが増えるとその分状態ベクトルの要素数が増える.従って,n=2や3のように具体的にキャパシタ数が与えられた場合は従来の方法でも解析的に求められるが,一般的な場合を解析することはこれまで不可能であった.本研究により,電荷転送用キャパシタの数が一般的にn個の場合におけるリング形SC変成器の出力抵抗を簡単に求められる新しい方法を確立できた.提案方法を用いて解析的に出力抵抗を求めた結果は,状態平均化法を用いた従来の場合と完全に一致した.またnが増えた場合,リング形SC変成器は昇降圧比を任意に可変できるが、昇降圧比のほぼ2乗に比例して出力抵抗が増加することがわかった.今後,キャパシタ数を増加した場合の理論的な特性を実験によって検証していく予定である.リング形スイッチトキャパシタ(SC)電源は加えるクロックのパターンを変化することによって,回路構成を変えることなく,昇降圧比を自由に変化できる.これまで,数個のキャパシタを用いた場合の特性は理論と実験によって確認されており,良好な特性が得られている.本研究では,集積化することを前提にキャパシタ数を数十個から数百個に増やした場合の特性を明らかにする.即ち,キャパシタの総容量とスイッチの総オン抵抗(すべてのスイッチを並列接続したときのオン抵抗)を限定して,キャパシタ数を増加した場合の特性限界を理論と実験によって明らかにする.直並列切換え形SC変成器のように,電荷転送用キャパシタの数nが増えても,各キャパシタ電圧の変化が同一と見なせれば,状態ベクトルの要素数は増えないようにできるので,キャパシタ数が一般的にn個の場合でも解析することができる.しかし,リング形SC変成器のように,各キャパシタ電圧の変化が異なる場合は,キャパシタ数nが増えるとその分状態ベクトルの要素数が増える.従って,n=2や3のように具体的にキャパシタ数が与えられた場合は従来の方法でも解析的に求められるが,一般的な場合を解析することは不可能である.本研究により,電荷転送用キャパシタの数が一般的にn個の場合におけるリング形SC変成器の出力抵抗を簡単に求められる新しい方法を確立できた.提案方法を用いて解析的に出力抵抗を求めた結果は,状態平均化法を用いた従来の場合と完全に一致した.またnが増えた場合,リング形SC変成器は昇降圧比を任意に可変できるが,昇降圧比のほぼ2乗に比例して出力抵抗が増加することがわかった.今後,キャパシタ数を増加した場合の理論的な特性を実験によって検証していく予定である.

リング形スイッチトキャパシタ(SC)電源は加えるクロックのパターンを変化することによって,回路構成を変えることなく,昇降圧比を自由に変化できる.これまで,数個のキャパシタを用いた場合の特性は理論と実験によって確認されており,良好な特性が得られている.本研究では,集積化することを前提にキャパシタ数を数十個から数百個に増やした場合の特性を明らかにする.即ち,キャパシタの総容量とスイッチの総オン抵抗(すべてのスイッチを並列接続したときのオン抵抗)を限定して,キャパシタ数を増加した場合の特性限界を理論と実験によって明らかにする.直並列切換え形SC変成器のように,電荷転送用キャパシタの数nが増えても,各キャパシタ電圧の変化が同一と見なせれば,状態ベクトルの要素数は増えないようにできるので,キャパシタ数が一般的にn個の場合でも解析することができる.しかし,リング形SC変成器のように,各キャパシタ電圧の変化が異なる場合は,キャパシタ数nが増えるとその分状態ベクトルの要素数が増える.従って,n=2や3のように具体的にキャパシタ数が与えられた場合は従来の方法でも解析的に求められるが,一般的な場合を解析することは不可能である.本研究により,電荷転送用キャパシタの数が一般的にn個の場合におけるリング形SC変成器の出力抵抗を簡単に求められる新しい方法を確立できた.提案方法を用いて解析的に出力抵抗を求めた結果は,状態平均化法を用いた従来の場合と完全に一致した.またnが増えた場合,リング形SC変成器は昇降圧比を任意に可変できるが,昇降圧比のほぼ2乗に比例して出力抵抗が増加することがわかった.今後,キャパシタ数を増加した場合の理論的な特性を実験によって検証していく予定である.