hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水素可視化のための走査型レーザー電解顕微鏡の開発

この研究では,実際に高強度鉄鋼材料を使用する際に問題となる水素脆化現象をより詳細に検討するために,金属材料表面に局在化した水素分布を可視化する手法である,局部水素検出用走査型レーザー電解顕微鏡を開発することを目的とする.この方法は,溶液中で金属材料に侵入・脱離する水素の挙動をin-situに検出できることにその特徴がある.本装置の特徴を次に示す.光ファイバーを通して光学顕微鏡に導入し,対物レンズで集光したArレーザーを反応槽に設置した試料に水溶液層を通して照射する.試料は二つの反応槽ではさまれている.ひとつの反応槽には酸もしくは中性溶液を導入し,電気化学反応によって水素を試料に導入する.他方の反応槽にはアルカリ溶液を導入し,試料にアノード電位を印加することにより,試料内を拡散した水素がこの面で酸化されるときの電流を測定する.集束されたレーザーが水素検出面に照射されると,その部位の水素酸化反応が熱活性化され,反応電流増分として観測される.反応電流増分がその部位の水素濃度に依存する場合,集束レーザーを試料面に二次元走査させると,対応した反応電流増分の二次元分布すなわち水素濃度分布が可視化される.本研究では,このシステムを構築し,次のことを明らかにした.レーザー光を光ファイバー端面から水素検出面全面に照射した場合,水素検出面での水素到達量に対応する水素検出電流の増加とともに,レーザー光照射による応答電流が増加し,動的な水素侵入状態での水素検出面での水素量を定量的に把握できることを明らかにした.さらに,レーザー光を顕微鏡に導入し,集束させた状態で水素検出面に照射すると,レーザースポット径が数十μmであるにも関わらず,レーザー応答電流が観測され,水素検出電流の増加とともに増加することが確認された.試料の水素検出面の一部に遮蔽材を設置し,遮蔽材と水素検出面との境界近傍に対してレーザー光の一次元走査を行うと,遮蔽材上に対して水素検出面上でのレーザー応答電流が増加し,水素分布の一次元分布の可視化が可能であることを明らかにした.この研究では,実際に高強度鉄鋼材料を使用する際に問題となる水素脆化現象をより詳細に検討するために,金属材料表面に局在化した水素分布を可視化する手法である,局部水素検出用走査型レーザー電解顕微鏡を開発することを目的とする.この方法は,溶液中で金属材料に侵入・脱離する水素の挙動をin-situに検出できることにその特徴がある.本装置の特徴を次に示す.光ファイバーを通して光学顕微鏡に導入し,対物レンズで集光したArレーザーを反応槽に設置した試料に水溶液層を通して照射する.試料は二つの反応槽ではさまれている.ひとつの反応槽には酸もしくは中性溶液を導入し,電気化学反応によって水素を試料に導入する.他方の反応槽にはアルカリ溶液を導入し,試料にアノード電位を印加することにより,試料内を拡散した水素がこの面で酸化されるときの電流を測定する.集束されたレーザーが水素検出面に照射されると,その部位の水素酸化反応が熱活性化され,反応電流増分として観測される.反応電流増分がその部位の水素濃度に依存する場合,集束レーザーを試料面に二次元走査させると,対応した反応電流増分の二次元分布すなわち水素濃度分布が可視化される.本研究では,このシステムを構築し,次のことを明らかにした.レーザー光を光ファイバー端面から水素検出面全面に照射した場合,水素検出面での水素到達量に対応する水素検出電流の増加とともに,レーザー光照射による応答電流が増加し,動的な水素侵入状態での水素検出面での水素量を定量的に把握できることを明らかにした.さらに,レーザー光を顕微鏡に導入し,集束させた状態で水素検出面に照射すると,レーザースポット径が数十μmであるにも関わらず,レーザー応答電流が観測され,水素検出電流の増加とともに増加することが確認された.試料の水素検出面の一部に遮蔽材を設置し,遮蔽材と水素検出面との境界近傍に対してレーザー光の一次元走査を行うと,遮蔽材上に対して水素検出面上でのレーザー応答電流が増加し,水素分布の一次元分布の可視化が可能であることを明らかにした.この研究では,実際に高強度鉄鋼材料を使用する際に問題となる水素脆化現象をより詳細に検討するために,金属材料表面に局在化したした水素分布を可視化する手法である.水素可視化走査型レーザー電解顕微鏡を開発することを目的とする.この方法は,溶液中で金属材料に侵入・脱離する水素の挙動をin-situに検出できることにその特徴がある.本年度は,現有のレーザー入射機構を装備した光学顕微鏡にポテンシオスタット,コンピューター,ロックインアンプなどからなる電気化学測定・制御系を考察・試作した.一方,この顕微鏡に装着可能な水素透過試験用小型電解槽を設計し,試作している段階である.この小型電解槽からの試験片の電気化学信号を正確に検出するために,各装置の最適条件の確立を早急に行う予定である.試験装置の開発と並行して,炭素鋼の水素透過試験をおこない,炭素鋼の水素透過挙動に及ぼす水素導入側溶液のphの影響,ならびに水素導入電流の影響を詳細に測定した.その結果,水素導入側溶液のphの上昇とともに水素透過係数が減少すること,ならびに水素導入電流の増加とともに水素透過係数が増加することが認められ,水素導入電流の対数と水素透過係数の対数は直線関係を示し,導入側溶液のphに依存しないことが明らかになった.

この結果を基に,水素透過試験における小型試験槽の性能を確認し,局部位置にレーザー光を照射することによる加速される水素の酸化反応の電気化学信号を検出することにより,金属材料の水素分布可視化を行う予定である.この研究では,実際に高強度鉄鋼材料を使用する際に問題となる水素脆化現象をより詳細に検討するために,金属材料表面に局在化した水素分布を可視化する手法である,局部水素検出用走査型レーザー電解顕微鏡を開発することを目的とする.この方法は,溶液中で金属材料に侵入・脱離する水素の挙動をin-situに検出できることにその特徴がある.本年度は,昨年度試作中であった水素透過試験用小型電解槽を作製し,本装置を完成させた.また,水素透過試験中の炭素鋼を用いて,その水素検出面にArレーザー光を照射し,その応答電流特性を検計した.レーザー光を顕微鏡に導入せず,光ファイバー端面から集束させずに,水素検出面全面に照射した場合,水素検出面での水素到達量に対応する水素検出電流の増加とともに,レーザー光照射による応答電流が増加し,このシステムにより,動的な水素侵入状態での水素検出面での水素量を定量的に把握できることが明らかになった.さらに,レーザー光を顕微鏡に導入し,集束させた状態で水素検出面に照射すると,レーザースポット径が数十μmであるにも関わらず,レーザー応答電流が観測され,水素検出電流の増加とともに増加することが確認された.試料の水素検出面の一部に遮蔽材を設置し,遮蔽材と水素検出面との境界近傍に対してレーザー光の一次元走査を行い,その応答電流分布を測定した.その結果,遮蔽材上に対して水素検出面上でのレーザー応答電流が増加したことから,この装置によって少なくとも数十μmの分解能で水素検出面での水素分布の可視化が可能であることが分った.この一次元のレーザー応答電流分布の検出に対する水素検出電流,対物レンズの倍率,レーザー強度,各照射位置での照射時間の影響を検討し,電流分布検出に対するこれらの各因子の最適値を得た.
アセチレン骨格を有するかご型化合物の合成とπ電子-カチオン相互作用の研究

始めにアセチレンを含むマクロサイクルをメタキシリレンジアミンとブチンジオールジメシレートの一段階反応により合成した。予想した構造のかご型化合物のほかに、その結合異性体が得られた。一度に2種類の、しかも互いにゲスト作用部位の幾何が異なる化合物が得られたことで本研究の幅が広がった。つまり、ゲスト作用部位の空間的配置がゲストとの相互作用に及ぼす影響をはっきりと確認できることになる。一回の反応の収率が低いので、十分な量を確保できなかったが、NMRによる研究をある程度行うことができた。結合異性体については、ドイツのGleiterらが本研究遂行中にその合成を発表しており、Ag^+イオンとの錯形成を観測できなかったと報告しているが、実際にAg^+イオンとの反応を確かめてみると、合成した2種類の化合物両方ともに、Ag^+イオンとゆっくりと反応して錯体を生成することがわかった。Ag^+イオンと相互作用している部位が窒素原子なのかあるいは、アセチレン単位の寄与がどのくらいあるのかを知るために、この錯体の単離と結晶構造解析を準備中である。さらに液-液抽出法による、アルカリ金属、NH_4^+カチオンとの相互作用の検討、π塩基性度の見積りに向けて、目的物の量の確保を急いでいる。別に提示したメチルアミンとプロパルギルブロミドから出発するチューブ型マクロサイクルの合成は計画通りに進めたが、途中で分離が困難な生成物を与えた。目的物には至っていないが、現在別ルートでの合成を進めている。本研究課題はいままでのところ、2種類のアセチレンを含む大環状化合物の合成法を確立し、それらが、当初予想したとおり、Ag^+イオンと相互作用する事を確かめた。
異文化間相互学習型授業構築のための実践研究

本研究は、日本人学生及び中国系留学生を対象とした、異文化間コミュニケーション能力を養成するための異文化間相互学習型授業のコース設計を目的としている。コース設計に必要な認知・行動の学びとして、語用論的コミュニケーション・ストラテジーやステレオタイプ、コミュニケーション・スキルを学ぶ3つの教室活動の考案・実践を行った。また、学習者の情意について、従来型の会話授業との比較調査を行い、異文化間相互学習型授業が学習者の情意(WTC)に影響を及ぼすことを明らかにした。本研究は、異文化間コミュニケーション能力養成のための教室活動の考案・実施を通じ、中国語を学ぶ日本人学生と中国系留学生が協働学習を行うという形態の授業(異文化間相互学習型授業)に見られる教育効果について質的・量的調査を行い分析することを目的としている。教室活動は学習言語能力のレベルアップを図るための言語運用トレーニングだけではなく、異文化間語用論を援用した日中両語の談話の比較・対照分析による言語行為における日中の文化・社会背景の特徴理解、メタ異文化理解のための異文化間コミュニケーションを阻害する要因を扱う協働学習等、異文化間コミュニケーション理論に基づき、文化・社会背景の異なる人々との円滑なコミュニケーションに必要な情意・認知・行動レベルの各要素を取り込み考案する。13年度は日本人学生と中国系留学生との協働学習が、日本人学生の学習言語によるコミュニケーション活動意欲にもたらす変化を明らかにするために、コミュニケーション意欲(Willingness to communicate)に影響を与える情意要因についての調査・分析を行った。調査は異文化間相互学習型授業と従来型会話授業の履修者を対象とし、授業開始時及び終了時にコミュニケーション意欲に関わる複数の情意要因について行い、得られた分析結果は論文の形にまとめ発表した。2014年度は、日本における中国語教育において試みられてきた日本人中国語学習者と中国系留学生との協働学習の先行実践例や中国における教室の内外を結んだ中国語授業の実践例を踏まえ、2008年より実施している異文化間相互学習型授業のコース設計と13年度秋学期に行った異文化間語用論を援用した教室活動の実践について2本の論文にまとめた。授業実践は、異文化間コミュニケーション能力の認知・行動に関わる教室活動を試みた。前期は学習言語圏及び学習言語母語話者に対するイメージ形成についての教室活動を実施し、学習者が学習言語圏及び学習言語母語話者に対し持っている無意識で多面的なイメージを意識化し、それらがどのように形成されたのか、対象のどのような側面にスポットを当て形成されたイメージであるのかなどについて考察した。後期は異文化間コミュニケーション行動の比較・分析を行う教室活動を実施した。円滑なコミュニケーション活動を行い、良好な人間関係を構築する際に必要な非言語行為や初対面の場面で取り上げる話題についての日中比較・検討を行った。これらについては15年度に分析・考察を行う予定である。2015年度は、前年度に行った2つの教室活動の考案・実践のうち、異文化間コミュニケーション能力を構成する認知的要素に関わる教室活動の考案・実践について、論文の形にまとめた。異文化間相互学習型授業のコース設計には、異文化間コミュニケーション能力を構成する情意・認知・行動レベルの諸要素を、教室活動に学生主体の学びとして取り入れることが必要である。今回の認知レベルの学びには、異文化間問題として、異文化間コミュニケーション活動の阻害的要因となるステレオタイプを取り上げた。学習者が異文化間問題自体を理解することで、今後のコミュニケーション活動におけるステレオタイプ形成の抑止力とすることを狙いとし、教室活動を考案・実践した。教室活動は、学習者自身の持つ対人・対集団イメージを九分割統合絵画法により整理することを出発点とし、各学習者から出されたイメージを対象とし、その形成要因、再構築の可能性や低減方法について、グループ及びクラス全体の発表や意見交換を通じ、考察を行った。教室活動実践時は、政府等の調査により、日中両国の互いの国に対するイメージはかつてないほどに悪化していることが示されていた。教室での考察では、現実世界の縮図としての日本人学生・留学生から成る内集団・外集団から、各人の持つ外集団に対するイメージと外集団構成員の持つ自らのイメージとのギャップだけでなく、同一集団内での同一ターゲットに対するイメージの相違についても指摘がなされ、さらに人間の認知作用により形成されるイメージに共通する性質・特徴やステレオタイプに対する有効な低減方略が考察結果として出された。14年度後期に実施した行動レベルの学びに焦点を当てたソーシャル・スキルとしてのより円滑なコミュニケーション活動を考察する教室活動の考案・実践については、16年度以降にまとまった形にしたいと考えている。異文化間語用論を援用し、日中の依頼に対する「断り」の談話構成について分析・考察し、論文の形にまとめたものが学会誌に掲載されたので、予定していた研究目的を達成できたといえる。授業では、異文化間コミュニケーション能力養成の認知レベルに関係する九分割統合絵画法を援用した教室活動と行動レベルに関係するコミュニケーション活動について考察する教室活動が実施できている。

ともに学習者自身の意識・行動様式をメタ認知するワークが含まれており、偏見・ステレオタイプやコミュニケーション活動全般を客観的に捉えることにより、異文化リテラシーの養成を図る点に特徴がある。人文学14年度に実施した教室活動の詳細な分析・考察を行うために、関連の書籍・先行研究にあたり、最終的に論文の形にまとめることを目指す。同時に、この3年間に試みた異文化間相互学習型授業を更に発展させられるような新しい教室活動を考案できるよう、外国語教育に関する研究についての研究者交流や研究会・学会発表に参加し、かつ関連する論文・書籍を収集していきたいと考えている。13年度は予定していた異文化間相互学習型授業履修の日本人学生及び従来型会話授業の日本人履修学生を対象としたコミュニケーション活動に対する意欲や言語不安・上達感・自己効力感等の変化について、授業開始時及び終了時の調査を通じ、従来型会話授業との比較分析を行った。調査は13年度前半の授業に行い、8月にオーストラリアで開催された「第五届亜太地区国際漢語教学学会年会」において研究発表を行った。年度後半に論文の形にまとめたものを投稿した。また年度後半に日中の依頼に対する断り方の相違を学ぶ教室活動を当該授業において実施しデータを収集した。分析は14年度に行う予定である。書籍や航空券に割引がきき、見積もりより安く購入できたため。14年度は前年度に調査した日中の依頼に対する断りの談話構成について先行研究資料にあたり、履修者が作成した談話に見られる私的領域、FTA等の日中の相違や教室活動に見られた学習効果、問題点等について分析を行う。同時に異文化コミュニケーションに不可欠なメタ異文化理解のための教室活動の考案に着手する。異文化間コミュニケーションを阻害する要因としての偏見・先入観等を扱い、グループワークによるディスカッションを通じ、母語話者の持つイメージとの相違から対人・対グループイメージの形成要因を考え、多文化理解・多文化受容のためにはどのようなことが必要かについて考察できる教室活動考案のために関連資料を収集する。次年度の書籍代や旅費に使用する。差額が生じた理由には、当初購入を予定していた書籍が品切れ等の理由で手に入らなかったり、書籍が届くまで時間がかかることが予想されたものを一部自費購入したことや、旅費申請の航空券が当初予定していたよりも安く手に入ったこと等が挙げられる。書籍代や旅費に使用する。
生体膜内在性酵素のリポソーム膜における反応機構の解析

膜酵素の反応系のモデルとして副腎皮質ミクロソームのステロイド水酸化電子伝達系を取り上げ、それぞれ精製されたNADPHシトクロムP-450還元酵素,シトクロムP-【450_(c21)】,及びシトクロムP-【450_(17α,lyase)】をリポソーム膜に定量的に組み込み、膜酵素の反応の解析を行なった。リポソーム膜内に膜蛋白質を組み込む最も効率のよい方法は、コール酸で可溶化したリン脂質に膜蛋白質を混合し透析法によりコール酸濃度を除々に下げ、最後に高速ゲルロ過により完全にコール酸をのぞく方法であった。調整されたプロテオリポソームは平均直径600【A!゚】であり、それぞれの膜酵素の80%は外側に配向していることが蛋白分解酵素の作用等で明らかとなった。基質ステロイドの膜への分配速度及びP-【450_(c21)】への結合速度をストップドフローを用い測定した。ステロイド基質の膜への分配速度は【10^(-3)】秒以下であり、又P-【450_(c21)】への結合速度の解析より、P-【450_(c21)】の基質結合部位は膜面内に向いており、P-【450_(c21)】は膜内に分配しているステロイド基質と反応していることが判明した。NADPHシトクロムP-450還元酵素はその調整方法により、2つの様式で膜に結合することが実験的に証明された。その2つの様式の還元酵素は膜内のP-【450_(c21)】に対して同じ速度で電子を伝達することができ、又P-【450_(c21)】によるステロイド水酸化反応における電子伝達能においても差異がなかった。P-【450_(c21)】とP-【450_(17α,lyase)】とP-450還元酵素を含むリポソームを調整し、二種のP-450間での還元酵素に対する競争反応を測定した。P-【450_(c21)】の方が還元酵素に強い親和性をもっていることが明らかとなった。この結果は副腎皮質ミクロソームにおいても還元酵素と相互作用しているP-450がステロイドの代謝経路を決定している可能性を示している。
翻訳開始因子パラログによる選択的翻訳の網羅的解析

翻訳開始因子であるeIF4Aパラログ、eIF4A1とeIF4A2が選択的に翻訳を行っているか、を検証するために、HEK293細胞からCRISPR-Cas9法を用いeIF4A1及びeIF4A2それぞれがノックアウトされた細胞株を樹立した。OP-puro法によって翻訳全体量を計測したところ、eIF4A1およびeIF4A2ノックアウト細胞で翻訳量が減少していることが明らかになった。また、eIF4A2ノックアウトに比べ、eIF4A1ノックアウトの方がより翻訳減少量が大きかった。同時に細胞の増殖能を調べたところ、翻訳の減少量と相関し、eIF4A1とeIF4A2ノックアウト細胞において細胞増殖の減少が観察された。これらの細胞を使い、ribosome profiling法を用いその翻訳変化を網羅的に解析した。その結果、eIF4A1、eIF4A2それぞれのノックアウトで特異的に翻訳が減少するmRNA群を同定することができた。さらにその選択性の詳細を解明するために、eIF4A1及びeIF4A2にストレプトアビジン結合ペプチドタグが付与されたタンパク質をHEK293細胞で発現させ、ストレプトアビジンビーズにより精製しeIF4A1及びeIF4A2に結合するRNAを次世代シークエンサーにより解析した(RIP-Seq)。その結果、RNA-タンパク質結合においてもeIF4A1およびeIF4A2が選択的にmRNAに結合していることが明らかになった。また、eIF4Aパラログによる選択的mRNA結合と、eIF4Aパラログをノックアウトした際に生じる選択的翻訳減少は逆相関の関係にあることが明らかとなった。これらの実験から、eIF4Aパラログはそれぞれ選択的にmRNAに結合し、選択的に翻訳を促進することが明らかになった。本年の研究により、eIF4A1、eIF4A2が非常に相同性の高いタンパク質でありながらも選択的にmRNAへ結合し翻訳を促進していることが明らかになりつつある。これらの研究成果は当初概ね予想していた通りに進行している。eIF4A1をノックアウトすると、eIF4A2が過剰発現するという当初予想されなかった研究結果も観察されている。eIF4A1およびeIF4A2の選択性を決めるRNA領域の同定は難航しているが、更に詳細なバイオインフォマティクスによる解析によって絞り込みを行うことで対応できると考える。
シナプシンIのMAPキナーゼによるリン酸化の伝達物質放出とその制御における役割

我々は数年来、エレクトロスプレー質量分析計を用いたLC/MS法を開発し、脳特異的リン酸化蛋白質の生体内での(in vivo)のリン酸化の解析を行っている。本研究では伝達物質放出の制御に重要な役割を果たしているシナプシンI、MARCKS、及び神経突起の伸長、シナプス形成に重要な役割を果たしていると思われるGAP-43、MAP1Bなどに注目し、それらのプロリン指向性キナーゼ、Cキナーゼによるリン酸化の果たす役割、種々のキナーゼ間の相互作用を明らかにすることを目的としている.2年度にわたり、イオン源の微小化による高感度化や、リン酸基特異的検出法の検討を行い、微量試料(ピコモルからフェムトモル)を用いて生体内でのリン酸化部位を詳細に解析するアッセイ系を確立した。これを用いて脳特異的リン酸化タンパク質を解析した。その結果多くのタンパク質でプロリンの直前のセリン、スレオニンがリン酸化されていることが明らかとなった。このことから、MAPキナーゼやCdk5キナーゼなど、脳に大量に発現しているいわゆるプロリン指向性キナーゼが、これらの蛋白質をリン酸化し、そのリン酸化が伝達物質の放出の制御、シナプス形成に必須であると考えられる.単離したMAP1BをMAPキナーゼによりMAPキナーゼによりリン酸化すると、微小管から解離することが見いだされ、また、MAPキナーゼがMAP1Bの微小管結合部位の近傍をリン酸化することが分かった。これらの結果から、MAPキナーゼによるMAP1Bのリン酸化は,MAP1Bの機能調節に重要な役割を果たしていることが明らかになった。我々は数年来、キャピラリー高速液体クロマトグラフィーにエレクトロスプレー質量分析計を直結したLC/MS法を開発し、これを用いて、脳特異的リン酸化蛋白質の生体内での(in vivo)のリン酸化の解析を行っている。本研究では伝達物質放出の制御に重要な役割を果たしているシナプシンI、MARCKS、及び神経突起の伸長、シナプス形成に重要な役割を果たしていると思われるGAP-43、MAP1Bに注目し、それらのプロリン指向性キナーゼ、Cキナーゼによるリン酸化の果たす役割、種々のキナーゼ間の相互作用を明らかにすることを目的としている。上記のLC/MS法を用い、これら蛋白質の生体内でのリン酸化部位を詳細に解析した結果多くの部位でプロリンの直前のセリン、スレオニンがリン酸化されていることが明らかとなった。このことから、最近注目を浴びているMAPキナーゼやCdk5キナーゼなど、脳に大量に発現しているいわゆるプロリン指向性キナーゼが、これらの蛋白質をリン酸化し、そのリン酸化が伝達物質の放出の制御、シナプス形成に必須であると考えられる。今後、単離した成長円錐画分よりGAP-43、MAP1B、チューブリン等を精製し、それらの翻訳後修飾を解析すること、また、海馬初代培養ニューロンを用い、PAFを初めとする逆行性メッセンジャーによるMAPキナーゼの活性化、それに伴う、シナプシンI、MARCKSなどのリン酸化を解析することなどを通じて、神経突起伸展、シナプス形成、神経伝達物質放出等の過程におけるプロリン指向性プロテインキナーゼの役割を明らかにして行く。本研究では伝達物質放出の制御に重要な役割を果たしているシナプシンI、MARCKS、及び神経突起の伸長、シナプス形成に重要な役割を果たしていると思われるGAP-43、MAP1Bなどに注目し、それらのプロリン指向性キナーゼ、Cキナーゼによるリン酸化の果たす役割、種々のキナーゼ間の相互作用を明らかにすることを目的としている.本年度は、イオン源の微小化による高感度化や、リン酸基特異的検出法の検討を行い、微量試料(ピコモルからフェムトモル)を用いて生体内でのリン酸化部位を詳細に解析するアッセイ系を確立した。

これを用いて脳特異的リン酸化タンパク質を解析した。その結果多くのタンパク質でプロリンの直前のセリン、スレオニンがリン酸化されていることが明らかとなった。このことから、MAPキナーゼやCdk5キナーゼなど、脳に大量に発現しているいわゆるプロリン指向性キナーゼが、これらの蛋白質をリン酸化し、そのリン酸化が伝達物質の放出の制御、シナプス形成に必須であると考えられる.単離したMAP1BをMAPキナーゼによりMAPキナーゼによりリン酸化すると、微小管から解離することが見いだされ、また、MAPキナーゼがMAP1Bの微小管結合部位の近傍をリン酸化することが分かった。これらの結果から、MAPキナーゼによるMAP1Bのリン酸化は,MAP1Bの機能調節に重要な役割を果たしていることが明らかになった。
新しい膵癌のstage分類に関する研究-癌遺伝子,癌抑制遺伝子,細胞増殖因子などの分子生物学的因子を加味して-

研究実施計画とその実施1.膵癌切除標本約100例をparaffin包理保存し、これより、切片を作成し、キシレンを用いて脱パラを行い、フェノール抽出法にてゲノムDNAを分離しえた。さらに、各種癌遺伝子および癌抑制遺伝子のプライマーを用いて、RT-PCR法により、これら遺伝子を増幅濃縮後、-80°Cにて冷凍保存した。現在、増幅遺伝子に対するprobeを用いて、dot blotting hybridization法やSSPC、またはdirect sequence法などにより、Ki-ras、p53などの癌遺伝子や癌抑制遺伝子の変異、Thymidine phosphorylase(TdRTase)などのDNA合成関連酵素の活性などを検索した。2. paraffin包理標本よりスライドガラス上に切片を作製し、各種の癌遺伝子や癌抑制遺伝子蛋白、また各種の細胞増殖因子に対するモノクローナル抗体を用いてこれらの発現を、strepto-avidin-biotin法により免疫組織染色を行った。3.以上の結果をコンピューターを用いて統計学的に解析して、膵癌患者の予後に及ぼす意義を検討した。研究結果1. Ki-rasおよびその機能蛋白p21に関しては、膵癌ではGAT変異が最も頻度が高い異常であったが、これらと予後との関連はなかった。しかし、double mutationのある場合は予後不良であった。2. fibronectinなどの接着因子は、膵癌の進展にともない様々な変化が見られ、一定の傾向はなかった。3. p53蛋白の発現は膵癌では有意の予後不良因子であった。4. EGFおよびEGF-receptorの同時発現も膵癌の予後不良因子であった。5. TdRTaseの発現は膵癌患者の予後とは直接関連していなかったが、原発巣と転移巣とで発現の程度異なり、転移巣での活性が低く、原発巣と転移巣とでDNA合成の経路が異なることが推測された。この所見は膵癌の化学療法に対する抵抗性の1因と考えられた。以上,これらの分子生物学的因子を臨床病期分類の中に組み入れることでより正確な病期分類が可能となると考えられた。平成8年度に予定していた実験で、ほぼ予定の成果が得られた.1.当科において切除した膵癌標本をparaffin包埋し、保存し、これより、切片を作成し、キシレンを用いて脱パラを行い、フェノール抽出法にてゲノムDNAを分離しえた。現在、増幅遺伝子に対するprobeを用いて、dot blotting hybridization法やSSPC、またはdirect sequence法などにより、Ki-ras、p53などの癌遺伝子や癌抑制遺伝子の変異を検索中である。現在の段階では、膵癌の予後に関係する因子としては、Ki-ras突然変異のdouble mutation、p53蛋白の発現などが、予後と有意に相関することが判明し、学会、雑誌等に報告している。したがって、今後の解析において、膵癌の予後に関与する因子が出現する可能性が高いものと思われる。平成9年度に予定していた実験で、ほぼ予定の成果が得られた.本年度の研究実施計画1.当科において切除した膵癌標本をparaffin包埋し、保存し、これより、切片を作成し、キシレンを用いて脱バラを行い、フェノール抽出法にてゲノムDNAを分離しえた。

現在、増幅遺伝子に対するprobeを用いて、dotblotting hybridization法やSSPC、またはdirect sequence法などにより、Ki-ras、p53などの癌遺伝子や癌抑制遺伝子の変異を検討中である。2.膵癌のparaffin包埋標本よりスライドガラス上に切片を作製し、各種の癌遺伝子や癌抑制遺伝子蛋白、または各種の細胞増殖因子に対するモノクローナル抗体を用いてこれらの発現を、atrepto-avidin-biotin法により免疫組織染色を行う。平成8年度においてはKi-rasおよびその機能蛋白p21、fibronectinをはじめとする接着因子の染色を行い、膵癌の予後に関係する因子としては、Ki-ras突然変異のdouble mutation、p53蛋白の発現などが、予後と有意に相関することが判明し、学会、雑誌等に報告している。本年度においては、p53、RB、bcl-2、WAF/1などの癌抑制遺伝子蛋白、TGF-α、EGF、erbB2などの細胞増殖因子とそれらのreceptor、PCNA、Ag-NORsなどの細胞増殖抗原、estrogenやprogensteroneなどのホルモンのreceptorなどの染色を行ったが、p53およびWAF/1の発現が膵癌の予後ならびに制癌剤の効果と相関していることが判明し、学会、雑誌等に報告した。
化学合成と酵素合成の反応集積化によるトリテルペノイド中分子の高効率合成

紅藻が生産するトリテルペノイド中分子には臭素原子を含む特徴的な構造が見られ、生物活性としては細胞毒性を示す。しかしながら分子レベルでの作用機構等に関する研究は進展していない。その原因は、天然から得られる量が微量であること、また構造が複雑なため化学合成自体が難しく作用機構研究に必要な分子の供給が十分でないことが最大の原因である。これを解決するためには高効率合成による分子の供給法を開発する必要がある。含臭素トリテルペノイド中分子の生合成は最近の研究から、バナジウム(V)を活性部位にもつバナジウム依存型ブロモペルオキシダーゼ(VBPO)が触媒していると考えられている。本研究では、全合成が報告されていない細胞毒性含臭素トリテルペノイド中分子を合成標的として、我々が蓄積して来た化学合成法とVBPO酵素合成との反応集積化による高効率合成法を開発し、その後の作用機構研究に貢献することを目的とする。細胞毒性含臭素トリテルペノイド中分子デヒドロチルシフェロール、22-ヒドロキシ-15(28)-デヒドロベヌスタトリオール、ユーボールの化学合成を行った。その結果、22-ヒドロキシ-15(28)-デヒドロベヌスタトリオールの報告されているNMRデータに一致する化合物を合成することに成功した。また、ユーボールの提出構造式は間違っており、化学合成によりC22位エピ体が正しい構造であることを明らかにした。問題のA環部のブロモエーテル化反応であるが、やはり化学合成では望む6-endo環化体の収率はせいぜい35%程度となり、副生物である5-exo環化体が同程度の収率で得られる結果となった。計画していたブロモエーテル化基質前駆体のソゾ属由来のVBPO酵素による酵素反応をユーボールの化学合成前駆体を使って行ったところ、ほとんど反応せず原料の前駆体をMSスペクトルで検出するに留まった。本年度は、最初に細胞毒性含臭素トリテルペノイド中分子デヒドロチルシフェロール、22-ヒドロキシ-15(28)-デヒドロベヌスタトリオール、ユーボールの化学合成を行った後、最終段階であるA環部のブロモエーテル化反応をソゾ属由来のVBPO酵素により天然物の化学合成前駆体を使って行う計画であった。しかしながら、これらの化合物の化学合成により22-ヒドロキシ-15(28)-デヒドロベヌスタトリオールとユーボールの提出構造式が間違いであることが判明した。その結果、22-ヒドロキシ-15(28)-デヒドロベヌスタトリオールについては4種類の立体異性体を、ユーボールについては6種類の立体異性体を合成することにより、初めて両化合物の正しい構造を明らかにすることができた。このことが本研究課題の進捗状況がやや遅れている一番の原因である。もう一つの原因は、VBPO酵素によるA環部のブロモエーテル化反応である。本年度はユーボールの化学合成前駆体を使って本酵素反応を行ったところ、ほとんど反応せず原料の前駆体をMSスペクトルで検出するに留まった。これは当初から予想されていたことではあるが、VBPOによる酵素の基質認識が非常に厳密であるため反応させようとしている合成分子が酵素本来の基質ではないことが考えられる。従って今のままの化学合成前駆体ではVBPO酵素によるA環部のブロモエーテル化反応は非常に困難であり、化学合成と酵素合成の反応集積化が計画通りに行っていないことによる。ターゲットとしている細胞毒性含臭素トリテルペノイド中分子のうち、デヒドロチルシフェロール、22-ヒドロキシ-15(28)-デヒドロベヌスタトリオール、ユーボールの化学合成法自体は確立できた。しかしながら、ユーボールの化学合成前駆体を使ったVBPO酵素によるA環部のブロモエーテル化反応は進行しなかった。本研究で扱う含臭素トリテルペノイド中分子の生合成仮説において、VBPO酵素の生合成基質はスクアレンポリエポキシドであることが提唱されている。従って今後の研究の推進方策としては、環化基質により近いと考えられるスクアレンポリエポキシドを化学合成して酵素反応に付してみることが考えられる。我々の研究室では上記の仮想生合成前駆体と思われるようなスクアレンテトラエポキシドやペンタエポキシドの立体選択的化学合成法を報告している(Morimoto, Y.; Takeuchi, E.; Kambara, H.; Kodama, T.; Tachi, Y.; Nishikawa, K. Org. Lett. 2013, 15, 2966ー2969)。まずはこのスクアレンテトラエポキシドを用いて酵素反応を行うことを考えている。もしこの生合成仮説のような反応が進行すれば、これら含臭素トリテルペノイド中分子に共通する骨格であるABC環部が一挙に構築可能となることから、当初計画よりもより効率性の高い化学合成と酵素合成の反応集積化による高効率合成法が開発できる可能性がある。

含臭素トリテルペノイド中分子の生合成は最近の研究から、バナジウム(V)を活性部位にもつバナジウム依存型ブロモペルオキシダーゼ(VBPO)が触媒していると考えられている。本研究では、全合成が報告されていない細胞毒性含臭素トリテルペノイド中分子を合成標的として、我々が蓄積して来た化学合成法とVBPO酵素合成との反応集積化による高効率合成法を開発し、その後の作用機構研究に貢献することを目的とする。細胞毒性含臭素トリテルペノイド中分子デヒドロチルシフェロール、22-ヒドロキシ-15(28)-デヒドロベヌスタトリオール、ユーボールの化学合成を行った。その結果、22-ヒドロキシ-15(28)-デヒドロベヌスタトリオールの報告されているNMRデータに一致する化合物を合成することに成功した。また、ユーボールの提出構造式は間違っており、化学合成によりC22位エピ体が正しい構造であることを明らかにした。問題のA環部のブロモエーテル化反応であるが、やはり化学合成では望む6-endo環化体の収率はせいぜい35%程度となり、副生物である5-exo環化体が同程度の収率で得られる結果となった。計画していたブロモエーテル化基質前駆体のソゾ属由来のVBPO酵素による酵素反応をユーボールの化学合成前駆体を使って行ったところ、ほとんど反応せず原料の前駆体をMSスペクトルで検出するに留まった。本年度は、最初に細胞毒性含臭素トリテルペノイド中分子デヒドロチルシフェロール、22-ヒドロキシ-15(28)-デヒドロベヌスタトリオール、ユーボールの化学合成を行った後、最終段階であるA環部のブロモエーテル化反応をソゾ属由来のVBPO酵素により天然物の化学合成前駆体を使って行う計画であった。しかしながら、これらの化合物の化学合成により22-ヒドロキシ-15(28)-デヒドロベヌスタトリオールとユーボールの提出構造式が間違いであることが判明した。その結果、22-ヒドロキシ-15(28)-デヒドロベヌスタトリオールについては4種類の立体異性体を、ユーボールについては6種類の立体異性体を合成することにより、初めて両化合物の正しい構造を明らかにすることができた。このことが本研究課題の進捗状況がやや遅れている一番の原因である。もう一つの原因は、VBPO酵素によるA環部のブロモエーテル化反応である。本年度はユーボールの化学合成前駆体を使って本酵素反応を行ったところ、ほとんど反応せず原料の前駆体をMSスペクトルで検出するに留まった。これは当初から予想されていたことではあるが、VBPOによる酵素の基質認識が非常に厳密であるため反応させようとしている合成分子が酵素本来の基質ではないことが考えられる。従って今のままの化学合成前駆体ではVBPO酵素によるA環部のブロモエーテル化反応は非常に困難であり、化学合成と酵素合成の反応集積化が計画通りに行っていないことによる。ターゲットとしている細胞毒性含臭素トリテルペノイド中分子のうち、デヒドロチルシフェロール、22-ヒドロキシ-15(28)-デヒドロベヌスタトリオール、ユーボールの化学合成法自体は確立できた。しかしながら、ユーボールの化学合成前駆体を使ったVBPO酵素によるA
左右脳協働機構のチュー空間による数理的解明

2項関係(チュー空間)が定める完備束(以下「ガロア束」)が持つ二元論的描像に着目し、神経心理学的知見を構造化する数理的枠組としてそれを利用できないかを調べることが研究の目的であった。チュー空間に伴う閉包作用素(ガロア動作と呼ぶ)を二層相互抑制型神経回路網の動作として実現し計算機実験を行うことにより、浅い巨大な完備束が、脳の認識様式のいくつかの特徴を数理的に記述することがわかった。抑制性結合の多いことが知られている大脳内にはガロア動作を近似的に行う部分があることが予想される。ガロア動作を持つ神経回路網の位相は無向二部グラフで与えられる。ニューロンは、結合しているニューロンが発火したとき抑制を受け、ある時点で抑制が全くかからないとき発火する。一層は同期して地層に作用する。認識パターン(個定点)は、各層のパターンで冗長に規定される。感覚に近い方の層の小さなパターンは個別的認識を表し、大きいパターンは普遍的認識を表すと考えられる。動作の特徴は、比較的小さな数κ<K(例、各層のニューロン数が百万、各ニューロンの仮想結合数が1万のとき、κ=2.7,K=3)があり、κ個以下の発火パターンは例外を除き閉じているが、K個以上の発火パターンは無意味なパターンを表わすが、例外的に大きなパターンが引きだされる。この認識モデルでは、複数の認識パターンを持てば、共通する部分パターンを自動的に認識できるが、部分的パターンを組合わせても新しいパターンを生成する機能は持っていない。これは、実例を通して学ぶことが学習で代替不能な重要性を持っていることの神経生理学的説明を与える点が注目に値する。(1)理論的側面の進展チュー空間理論と同様の方向で研究を進めている2学派の研究--米国のバーワイズによる情報流の研究、と独国ダルムシュタット大学の形式概念解析研究--について調査した。さらに、後者の中心的研究者の一人のガンター教授と共同研究を行った結果、複数定義されるチュー空間のテンソル積概念の間の関係が明確になるとともに、チュー空間の間のBondと呼ばれる準同型を射とすることにより、チュー空間がSlat-enriched圏となること(2対象間の射全体が上半束となる)が明らかになった。(2)応用面の準備状況(i)半側空間無視(USN)に関するサーベイ。脳の非侵襲測定技術の進展で、USNに関するデータの質が飛躍的に改善されているが、言語的説明での説が大半であり、障害の本質とその機序に関して意見が分かれている。数理的説明としては、種々の視覚の神経回路網モデルを用いた説明が試みられているが、半側空間無視のある症状の「再現」に成功しているMozer,M.C.等の実験が注目される。しかし、数学的構造を伴ったモデルの提案はこれまでのところないように思われる。(ii)チュー空間理論の適用レベルの多様性についての予備的考察:神経回路網レベルでの適用と概念レベルでの適用との両極がある。前者については、二層型のリカレント網で一層の活動度に応じて他層の閾を高めるものはチュー空間の動作を模倣するものとなるが、この閾の調整法を変化させることによりチュー空間の概念自身が修正される極端な場合としてことがわかった。後者については、非単調推論が自然に組み込まれている点で実際の推論についての有効な分析法が見いだされる可能性がでてきている。(iii)計算機実験の準備。チュー空間の変形による概念束の変化が観察できるプログラムを試験的に作成した。
木質構造の動的強度に関する基礎研究

本研究は、1995年の阪神淡路大震災における木造住宅の大被害、その後の実大実験による被害の検証、及び新しい耐震設計のための研究や設計法と法的整備の中から想起されたものである。震災直後には実大振動実験が多く行われ、震災調査から接合部や壁配置の偏心が注目され、2000年に建築基準法等により新しい耐震設計法が確立された。しかしながら耐震の原点である動的な強度については十分な検討がなされなかった。本研究は木質構造の動的強度に関する基礎研究を行った。その概要は以下のとおり。1.震災直後から行われた実大振動実験結果を分析し、各部の最大応答速度を明らかにした。神戸海洋波(地動速度が90cm/sec程度)であっても、層間変位の速度は1050cm/sec、柱脚の浮き上がり変位の速度は310cm/sec、合板耐力壁の釘接合部のすべり変位の速度は28cm/secである。2.柱の土台めり込みや合板釘打ち接合部の加力実験では、加力速度が上がると剛性と耐力の上昇が認められた。3.合板釘打ち耐力壁の動加力実敦でも、初期荷重領域では剛性の上昇が僅かではあるが認められた。4.荷重速度の影響は寧ろ、耐震性能評価に関する加力実験に問題が起きやすい。従来相当遅い加力実験であったが、近年加力装置が高性能・高速化されている。加力実験をどれくらいの速度で行ったかと設計法への適用方法も含め総合的に評価すべきで、設計での安全のクライテリアで荷重と耐力の設定が同じ加力速度に基づいている必要がある。5.本研究の当初の主目的である高速加力の対局にある長期載荷の問題も近年注目されるようになった。このため、本研究期間の後半からは接合部の長期載荷実験を開始した。現在開始1年半程度であるが、その時間変動変形特性を把握しつつある。本研究課題は2000年度科研費として追加採択されたものであり、今年度は研究着手が遅れているため、研究成果のとりまとめ中である。今年度は以下の研究を行った。(1)実大振動実験における履歴特性に関する研究過去に行った実大住宅の振動実験より、層間変位及び各接合部における塑性率、等価粘性減衰定数、層せん断力分布及び履歴特性の分析を行い、静的実験との比較検討を行った。(2)接合部の動的加力実験木材同士のめりこみと釘接合部の動加力実験を行ない、加力速度の影響を調べた。剛性、降伏強度及び終局強度について速度依存性か確かめられた。(3)軸組工法柱脚部のめりこみ加力実験軸組工法の柱脚部はめりこみが問題になるところである。長期荷重時の方が問題となりやすいが、動加力についても確認がなされていない。そのため今年度は静的加力実験を行い、次年度動的実験を行う。(4)面材耐力壁の動的加力実験面面材耐力壁の動的水平加力実験を行ったが、現在分析中である。本研究課題は2000年度科研費として追加採択されたものであり、今年度の研究実績概要は以下のとおりである。(1)実大振動実験における各部変位及び応力速度に関する調査研究実際の木質建物が地震動を受けたとき、各部の変位や応力速度がどの程度であるかを知ることが、本研究では重要な課題である。

主に研究代表が主体として過去に行った実大住宅の振動実験より、層間変位と各接合部の変位速度及び接合部や合板の応力速度を調べた。その結果、各層の絶対水平変位や層間変位は4090cm/sec^2に達するが、各接合部の変位は110cm/sec^2程度であることが明らかになった。(2)接合部の動的加力実験今年度も木材同士のめりこみと釘接合部の追加動加力実験を行ない、加力速度の影響を調べた。剛性、降伏強度、終局強度及び等価粘性減衰定数について速度依存性が確かめられた。(3)軸組工法の柱脚部及び梁端接合部のめりこみ加力実験軸組工法の柱脚部及び梁端の接合部はめりこみが問題になるところである。長期荷重時の方が問題となりやすい。今年度は、ほぼ静的と見なせるかなり遅い速度をパラメーターとして静的加力実験を行ない、速度依存性を明らかにした。(4)面材耐力壁の動的加力実験面材釘打ち耐力壁の動的水平加力実験を行った。速度依存性が現れたものとそうでないものがあり、まだ定性的な結論を導くに至っていない。本研究課題は2000年度科研費として追加採択され2003年度で終了するものであり、今年度の研究実績概要は以下のとおりである。(1)実大振動実験における各部変位及び応力速度に関する詳細分析研究実際の木質建物が地震動を受けたとき、各部の変位や応力速度がどの程度であるかを知ることが、本研究では重要な課題である。今年度は昨年度に続き詳細な検討を行い、この研究の最終結論とする。各層の絶対水平変位が60160cm/sec^2で、層間変位は4090cm/sec^2に達するが、柱脚接合部の浮き上がり変位は110cm/sec^2、合板釘打ち接合部は28cm/sec^2程度であることが明らかになった。(2)面材耐力壁の動的加力実験昨年度に引き続き面材釘打ち耐力壁の動的水平加力実験を行った。昨年度の実験では、速度依存性が現れたものとそうでないものがあり、定性的な結論を導くに至っていなかった。今年度は4体の実験を行い。速度依存性及びエネルギー吸収特性について、一定の性状を把握することができた。
非円形歯車・無段変速機構を用いた高出力垂直軸風力発電機の開発

本研究では,垂直軸小型風力発電機の出力向上機構の開発に取り組んでいる。この中で,次に示す2つの機構の有効性を明らかにした。1つ目は,発電機用モーターのコギングトルクを低減するために,非円形歯車を組み込んだ機構である。結果として,25%以上のトルク低減を図れるケースがあった。2つ目は,風車の回転数に応じて位置制御ができる遠心調速機を操作方式とする無電力メカニカルな無段変速機構である。結果として,従来の固定速増速機に比べ,15%以上の出力向上を得られた。また,この改善研究から,新たな方式の無段変速機構を考案できた。本研究では,垂直軸小型風力発電機の出力向上に取り組んでいる.この中で,本年度は発電機に発生するコギングトルク(発電機の磁気吸引力から起こる回転ムラ)を低減する1つの対策として,非円形歯車を組み込んだ機構の有効性を確認する実験を行った.実験方法は,自作のコギングトルク測定装置で対象とする発電機のコギングトルクを測定し,発生した最大トルクを低減する非円形歯車を設計製作し,組み込み実験から有効性を確認するものである.まず,コギングトルクの測定装置は,トルク検出器の左軸に接続した駆動モーターを回転すると,トルク検出器の右軸に接続した発電機のコギングトルクをトルク検出器が計測する構成である.なお,トルク検出器が取得したトルク値と回転速度は,トルク演算表示器を経由してデータロガーに蓄積される.実験の結果,対象とする発電機(津川製作所KMB77-0712)のコギング回数は,1回転12回で理論計算値と一致し,最大トルクは1rpm時28.2[mN・m]であった.この結果から,軸間距離80mmの非円形歯車のピッチ曲線最大半径値と最小半径値の差は±0.5mmと算出された.算出結果があまりにも微小変化値であったことから,傾向を把握するために,±0.5[mm]のほか,±1.0[mm]と±2.0[mm]についても実験した.非円形歯車を組み込んだ結果,±0.5[mm]の最大トルク平均値は22.0[mN・m]となり,計算結果とほぼ同じ結果で22%のトルク低減となった.一方,±1.0[mm]の場合は,32.1[mN・m]で14%のトルク増加となり,±2.0[mm]の場合は測定レンジを振り切ってしまった.結論として,非円形歯車の機構が有効であることを確認した.しかし,コギングの発生タイミングと非円形歯車の回転位置を合わせることが難しく,接続軸などに位置合わせの仕掛けが必要であることが分かった.本研究では,垂直軸小型風力発電機の出力向上に取り組んでいる.この中で,今年度は前年度の成果(非円形歯車機構によるコギングトルクの低減)を日本機械学会年次大会と日本設計工学会秋季大会で発表した.また,垂直軸小型風力発電機に組み込む新たな無段変速機構の開発を行った。無段変速機構は,連続可変トランスミッションCVTの原理を利用し,その変速制御は風車の回転数に合わせた遠心力を利用するものである。当初,CVTの方式として,トロイダル式を設計製作し,その可能性を模索したが,オイルレスの場合,予想以上にパワーローラで入出力ディスクを制御することが困難であった。そこで,市販のリングコーン式CVT(日本電産シンポ株式会社RXL-90,変速比01/1.8)を試用した。このCVTは変速機ではあるが,基本的に減速機であり,増速ができない。しかし,メカニカルなレバーで変速制御ができるため,組込み機構として実験する装置としては適していた。このレバー操作を遠心調速機構で制御できる方式を設計製作した。この実験装置は,疑似風車として,0300rpm以上出力可能なACモーターを上部に搭載し,その下部に今回開発した遠心調速機を接続している。ACモーターの回転は,直軸を介して遠心調速機とその下部にあるCVTへ接続されている。遠心調速機は上部固定のパンタグラフ式の構造であり,上下スライドする下部板に並行リンクしたアームがCVTのレバーを動作させる仕掛けである。実験方法は,最初に遠心調速機だけをモーター駆動し,その上下スライドの動作確認を行った。結果として,負荷なしの場合は理論計算と同等の動作を得た。続いて,装置全体を組み立て,風車の回転数が0300rpm回転した場合のCVT出力軸の回転数を計測した。90rpmくらいから遠心調速機が情報へスライドし,300rpmでレバーMAXの位置へ制御できる構造となった。今年度は前年度の成果(遠心調速機とリングコーン式CVTを組み合わせた無段変速機構の開発)を日本機械学会年次大会と日本機械学会第1回イノベーション講演会で発表した。最初に,初年度に研究した非円形歯車機構の成果について,トルク振幅が予想以上に平滑化しなかった原因について解明するため,歯車のかみ合い精度に的を絞った実験を行った。今回の実験では,従来のマシニングセンタによる歯車製作ではなく,高精度な形状出力ができる光造形方式の3Dプリンタ(3DSYSTEMS製Projet1200)を用いて歯車を製作した。この実験から,駆動歯車と被動歯車間のバックラッシ間隔が大きく影響していることが分かった。非円形歯車間のバックラッシを限りなく0に近づけた時,トルク振幅は円形歯車に比べ25%以上減少できた。

次に,過去2年間に研究した機構を組み込んだ垂直軸小型風力発電機を製作し,出力(風速と回転数の関係)を測定した。風車には当初,高回転を得られる直線翼垂直軸風車を用いたが,一般的なカットイン風速である5m/s以下で,リングコーン式CVT(日本電産シンポ株式会社RXL-90,変速比01/1.8,出力軸トルク7.00.7N・m)の始動トルクを得られず,直径600mm,高さ400mmのサボニウス風車に変更して測定した。CVTの出力軸トルクが10倍違うため,最高値を通常増速機,最小値を本無段変速機の始動トルクとして測定した結果,風速3.8m/sで回転する通常増速機に対し,本無段変速機構は3.2m/sで回転し始め,15%程度の向上を得られた。しかし,リングコーン式CVTは始動トルクが大きすぎるため,これ以下の風速では回転しない。そこで,始動トルクの小さな新たな無段変速機構を考案した。この機構は,立体確動カムとラック&ピニオン,フリーホイールクラッチ,歯車列を用いており,試作段階では予想どおりの動作をした。本研究では,垂直軸小型風力発電機の出力向上機構の開発に取り組んでいる。この中で,次に示す2つの機構の有効性を明らかにした。1つ目は,発電機用モーターのコギングトルクを低減するために,非円形歯車を組み込んだ機構である。結果として,25%以上のトルク低減を図れるケースがあった。2つ目は,風車の回転数に応じて位置制御ができる遠心調速機を操作方式とする無電力メカニカルな無段変速機構である。結果として,従来の固定速増速機に比べ,15%以上の出力向上を得られた。また,この改善研究から,新たな方式の無段変速機構を考案できた。平成26年度の研究は,垂直軸小型風力発電機に組み込む無段変速機構の構造を確立し,試作機を製作して各要素パラメータが変速比に及ぼす影響を明らかにするものであった。当初予定していたトロイダル式CVTが組込み困難となったが,代替方式となるリングコーン式CVTを用いた制御機構を確立でき,その動作結果はほぼ満足できるものであった。試行錯誤の繰り返しではあるが,装置全体の構成要素技術が揃い,おおむね順調に進展している状況である.設計工学・機械機能要素平成27年度は,平成26年度の研究成果発表と過去2年間に研究した新たな機構を垂直軸風力発電機に組込み,その出力係数を計測する内容である。まず,学会発表であるが,予定通り日本機械学会年次大会と日本設計工学会秋季大会を希望している.次に,垂直軸風力発電機への新機構の組込み実験であるが,非円形歯車機構は精度向上のために高精度3次元プリンタによる部品製作を検討している。従来のマシニングセンタによる歯車工作では,誤差が大きく正確な位置合わせが不可能であったためである。無段変速機構は,現在のリングコーン式CVTを用いた制御機構を暫定方式として出力係数の変化を計測する。時間的に余裕があれば,新たなCVTとして,立体カムとワンウェイクラッチを用いた方式を検討しているため,その実現性も検討する。本研究では,平成25年度に対象とする発電機のコギングトルクを計測し,その最大トルクを低減させる非円形歯車の形状を探究するものであった.研究は計画どおり行うことができ,結果もほぼ満足できるものであった.実験結果,新たな課題の抽出や考察も行え,おおむね順調に進展している状況である.平成25年度の研究の中で,非円形歯車機構の組込み実験で,理論と合わない結果があり,今年度その原因探究も行っていたが,結論として,歯車精度が疑われた。