hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
表皮を介した皮膚賦活化成分の、オリーブオイル搾油残渣からの探索とメカニズムの解明

一方で、オリーブオイルの機能性に寄与するような油脂以外の果実成分の9割以上は、搾油時に排出されるオリーブオイル搾油残渣に残留してしまっている。そこで、オリーブオイル搾油残渣の化粧品原料としての有効利用を志向し、その抽出成分が肌のバリアー構造として重要な表皮角化細胞に与える影響を検討した。これまでに、表皮角化細胞が表皮形成時に用いる細胞内カルシウムイオンシグナルを誘導するか否かを評価する試験系を確立し、エタノール抽出物がシグナルを誘導することを見出していた。当該年度では、オリーブオイル搾油残渣のエタノール抽出物から活性成分の単離同定に成功した。まず、オリーブオイル搾油残渣のエタノール抽出物をヘキサンとメタノールで分配し粗分画を行った。ヘキサン画分とメタノール画分の溶媒を留去し活性を測定したところ、メタノール画分に活性成分が分配されたことがわかった。次に、メタノール画分をゲル濾過のオープンカラムで分画したところ、活性成分が分離され活性を示す画分と示さない画分に分けることができた。最後に、活性を示す画分の一つを、順相のシリカゲルカラムおよび逆相のODSカラムを用いて精製し、NMR(核磁気共鳴)およびESI-MS(エレクトロスプレーイオン化質量分析)を用いて構造解析を行った。結果、リン脂質化合物が活性成分の一つとして同定された。カルシウムイオンは細胞内の情報伝達の上流で用いられる因子である。今後、オリーブオイル搾油残渣由来の活性成分により誘導されたカルシウムイオンシグナルが表皮角化細胞の表皮形成能の維持向上に繋がることが明らかになれば、肌の保湿やシワの改善機能を有する化粧品原料としての利用に期待が持たれる。まず、表皮角化細胞の細胞内カルシウムイオンシグナル誘導成分について詳細な分析を行い同定する。次に、シグナル誘導成分が細胞のどのチャネルに働きかけ、シグナルが誘導されるのかを解明する。表皮角化細胞のシグナル誘導が化合物を添加して1分以内に発生することから、シグナル誘導成分は細胞表面の因子に作用していることが予想される。普段は細胞内のカルシウムイオン濃度は低く維持されているが、温度、衝撃、化合物などの刺激因子により細胞膜に存在する特異的なカルシウムイオンチャネルが開き、カルシウムイオンが細胞内へ流入する。異なる条件で開くカルシウムイオンチャネルからは、異なる情報が細胞内へ伝達される。そこで、シグナル誘導成分に対する細胞の応答を明らかにするため、選択的チャネル阻害剤などを用い、シグナル誘導成分が働きかけるカルシウムイオンチャネルを探索する。それと同時に、表皮角化細胞がシグナル誘導成分に長期晒された場合の、細胞増殖、形態、分化度を調査する。これらの実験により解明されるシグナル誘導成分の細胞への影響の詳細なメカニズムは、皮膚が天然物に触れた時の皮膚の応答を知る手がかりとして重要な知見である。また、抗アレルギー活性成分の探索に関しても期待以上に研究が進展した。しかし、単離された活性成分11-oxo-maslinic acidの抽出物中の濃度は、活性を示したOMWの抽出物と活性を示さなかった果肉の抽出物とで比較すると、ほぼ同じ値であった。
脳頭蓋および顎顔面頸部の発生・発達における4次元蛍光イメージング法の確立

本研究の目的は、細胞機能を可視化できる蛍光タンパク質プローブを組み込んだ遺伝子導入動物を用いて、3次元空間的および経時的なバイオ・イメージング(4次元蛍光イメージング)を行い、複雑な脳頭蓋および顎顔面頚部の発生・発達過程における細胞機能を可視化し、より統合的に可視化する方法を確立することである。本研究代表者らけ、ゼブラ魚由来のCdt1とGemininの細胞周期依存的ユビキチン修飾配列を用いて、蛍光性細胞周期プローブを開発した。さらに、この蛍光プローブを全身に発現する形質転換ゼブラ魚を作製することに成功した。蛍光ライブイメージング法も確立し、脊椎動物の胚発生過程で細胞増殖と分化か協調しながら進行する様相を、初めて生きた動物で観察することに成功した。本研究代表者は、蛍光ライブーメージングによる胚発生過程の観察法の確立の部分で貢献した。この研究成果によって、胚の発生過程で生じる細胞の形態形成運動や分化過程が細胞周期の進行とどのように相関して調節されているのかを、より統合的に探ることが可能になった(Sugiyama M et al., Proc Natl Acad Sci USA.2009)。今後は、このような観察技術をもとに、画像解析やシュミレーションによる定性的あるいは定量的なアッセイを進あることで、生物医学的に重要なメカニズムの理解を深めることが重要であると考えられた。
多成分反応とアルキンスキャニング法を基盤とする新規抗菌薬の開発研究

薬剤耐性菌に有効な新規抗菌薬の開発にあたり、天然物であるプラスバシンA3をリードとした創薬科学研究を行うことを計画し、まずはプラスバシンA3の全合成を行った。効率的な合成法開発のために、三成分縮合反応を本化合物の合成の鍵反応として選択し、この反応を2度用いることで、プラスバシンA3の高効率的な合成経路を確立した。次に、合成したプラスバシンA3の抗菌薬としての性質を評価した。合成したプラスバシンA3は、薬剤耐性菌を含む各種黄色ブドウ球菌に対して強力な抗菌活性を示した。さらに、本化合物に対する薬剤耐性がどの程度生じうるのかを実験的に調査した。その結果、プラスバシンA3に対する耐性は25日後においても約8倍に抑制されており、これは薬剤耐性が生じにくいことが知られている抗菌薬である、バンコマイシンに匹敵するものであることが明らかとなった。薬剤耐性が生じにくい抗菌薬を開発することができれれば、これまでの抗菌薬の歴史である、新薬の開発と薬剤耐性菌の出現という、いわば、いたちごっこの状況に変化をもたらすことが可能となる。すなわち、一つの抗菌薬を長期間に渡り有効な状態に保つことで、感染症の脅威から、人々を長期的に守ることができる。プラスバシンA3はそのような抗菌薬のリードとして有用であることが本研究の結果示されたため、今後さらなる研究の継続により、本化合物の誘導体が新規抗菌薬として開発されることが期待できる。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
若者・成人基礎教育保障に関する教育行政学的分析を通じた公教育論の再構築

日本の学校教育制度の内・外で生じるノンフォーマル教育の発生とその理由を歴史的に整理し、若者・成人の基礎教育を保障する公立・自主夜間中学校を対象とし、その現状とその課題を実証的に明らかにし、社会的弱者を排除しない公教育の在り方を探求する。分析の対象は、学校教育制度内外に発生した公立・自主夜間中学校に焦点化し、その成立基盤(歴史・教育政策・運動)とその構造、それを構成する諸アクターのコミュニティ観など質的な部分に踏み込んで分析し、そもそも若者・成人の学習者の学習要求を実現する公教育とは何かという問いが本研究の源泉である。
既契約の保険約款変更について

本研究は、長期の継続を前提とする既契約保険約款の内容を変更する必要がある場合の根拠について、判決による場合、法改正による場合、公的医療制度の改正による場合とに分けて検証し、変更が必要な既契約保険約款を適切な時期に、わかりやすく変更するためには、日本においてもドイツと同様の法制度が、設計されるべきことを明らかにした。(1)本研究の目的本研究は、継続中の保険契約に適用される保険約款の内容を変更する根拠、変更要件、変更内容の規制、および変更手続の実効性の確保について研究することを目的とするものである。(2)本研究において明らかにされること本研究においては、既契約の継続維持のために必要不可欠な約款変更の具体例、給付と反対給付との均衡性維持を考慮した場合の約款変更要件、適正な内容変更に必要な手段、変更の迅速性が求められる根拠、現行法の限界、および立法の必要性が明らかにされることになる。(3)本研究の特色本研究は、内容規制を受けた保険約款を迅速かつ適正に変更する必要性を研究するものであり、支払事由に関する保険約款の変更を通して、保険料の引き上げを回避するしくみを探求するものであり、またドイツ法との比較法研究を通して実効性の確保を検討するものであり、さらには消費者団体訴訟に保険約款の一部無効の場合や立法による保険約款の変更への対応が考察されるものであることにその特色がある。本年度は、ドイツにおいて現行のドイツ保険契約法172条2項による既契約の保険約款変更の適用範囲、変更手続の適法性、変更内容の妥当性、および民法典306条2項による裁判官の補充的契約解釈による既契約保険約款の内容変更について、極めて重要な連邦通常裁判所判決が下され、かっこの判決の内容がドイツ保険契約法改正法案と双方で影響を及ぼしあっている事実が明らかになったため、連邦通常裁判所2005年10月12日判決、連邦裁判所2005年7月26日判決、ならびにドイツ保険契約法の既契約保険約款変更要件、変更手続に関する法案の検討を行った。その研究成果として、2006年9月26日の保険学会関東部会で報告を行うとともに、保険学会の学会誌である保険学雑誌595号に論文を発表した。この研究を基礎として来年度以降は、特に保険契約者保護の観点から中立性に欠けるおそれがあるとされた保険監督法12b条の監査人による変更内容の適切性審査が、改正法案から削除されたことによる影響等を引き続き検討し、その成果をまとめる予定である。またドイツ保険契約法の全体像との関連を基礎から認識するために、藤岡康宏先生監訳、藤原正則先生との共訳で、ヴァイヤース=ヴァントの『保険契約法』を翻訳した。ヴァントは、既契約の保険契約約款変更に関する論文を多数発表しており、上記の判決でも引用された学者である。日本の実態調査に関しては、健康保険法等改正による平成18年10月1日の高度先進医療給付に関する約款の内容変更、および告知義務違反に因果関係要件を含める改正等の検証を行ったが、来年度以降は、不払い問題を契機に監督上要請された「わかりやすい約款」にするための変更内容に関する調査、保険法改正等に伴う変更等も視野に入れた調査を継続する予定である。本年度は、既契約約款の変更根拠に関する実態調査を行う中で、特に保険法立法過程において重要課題とされた、既契約の解約返戻金の規律のあり方、約款規制の必要性、その変更手続の実効性確保の必要性について、集中的に研究を行った。平成19年9月に生命保険論集で公表した「解約返戻金の規律に関する一考察」においては、既契約の普通保険約款で規定されている解約返戻金に関する現行法上の規律状態を検討し、現行商法に規定がない中で、消費者契約法第9条、第10条、保険業法の諸規律における規制の有効性及びその限界を明らかにした。そのうえで、法制審議会保険法部会での検討内容及び検討課題を詳細に分析し、先行するドイツでの法改正及び裁判例から導き出され得る立法のありようを提示した。さらに平成19年9月に、ベルリン自由大学法学部においてプレルス教授の下で、既契約の保険約款の内容規制の変更要件に関するドイツの判例・学説を研究し、その研究成果として、平成19年10月28日の日本保険学会全国大会において、「解約返戻金の約款規制」というテーマで個別報告を行った。前記公表論文が主として、今後の立法論のあり方、保険監督法との共同規律の方向性を探求したのに対し、本報告においては、現行保険実務で使用されている既契約保険約款の解約返戻金に関する規定及びこれに関連する情報提供方法を詳細に調査した成果を踏まえ、旧ドイツ保険契約法第172条により、適切と認められた解約返戻金の既契約保険約款の変更が、再び無効とされた事案との比較検証を行った。本報告の内容は、平成20年度に新たな研究成果を反映したうえで、論文として公表する予定である。平成20年度は、ドイツ新保険契約法の施行、日本の保険法成立、保険業法改正という大きな変化要因が加わったため、日本の法改正との関連を踏まえて、研究計画に従い、ドイツ既契約約款の変更状況の実態調査、ベルリン自由大学法学部プレルス教授との論点整理に基づく研究討論を実施した。

日本の現行約款の問題点の検討、ドイツ新保険契約法164条1項の制定経緯と最終条文の検証、裁判例によるドイツ民法306条2項の補充的契約解釈とその限界の検討、ドイツ民法307条により無効とされた保険約款の変更状況の評価、ドイツ保険契約法の規定を再現した約款の内容に変更する場合の問題点に関する研究をすすめ、保険学雑誌603号「解約返戻金の約款規制」でその成果を公表した。本年度の研究は、ドイツ法との比較研究の中で特に、任意規定が定められている場合の約款の内容変更への影響度、保険商品の特性に応じた保険監督法による規制の在り方にまで踏み込んで研究するために、解約返戻金に関する保険約款を集中的に検討した。平成21年度は、保険法施行までに、保険法に対応した既契約保険約款の変更も必要とされたため法改正および立法を理由とする既契約の保険約款変更手続の実効性確保に関する理論的研究および実務の実態調査を集中的に行った。特に、傷害疾病保険に関する規定が日本で初めて保険法で定められたことおよびドイツにおいて疾病保険契約法が大幅に改正されたことを踏まえ、疾病保険の既契約保険約款の変更に着目して、ドイツ法との比較法的検討を行った。本研究を遂行するために、ドイツのベルリン自由大学法学部において、保険契約法文献調査、判例調査、研究討論を行った。特にユルゲン・プレルス教授との共同研究を通して、締約強制や危険選択の禁止(ドイツ保険契約法193条5項)を内容とするドイツの改正疾病保険契約法の基本タリフの規定そのものが、保険者の職業の自由、結社の自由に関する基本権を侵害するか否かという重要な憲法問題と関連する研究を進めることができた。その成果として、ドイツ疾病保険契約に規定された私疾病保険契約に関する法律上の制限とそれに伴う既契約約款の変更が、日本の今後の私疾病医療保険制度改革及び現行既契約約款変更との関連でどのような学問的意義を有するかについて、保険学セミナーで研究報告を行った。この報告内容は、立法による既契約変更手続の実効性確保と判例分析による憲法上の問題点をさらに補強したうえで、論文として公表する予定である。
次世代シークエンサーによる肺胞蛋白症重症化の分子機構の解明

平成29年度では、自己免疫性肺胞蛋白症患者及び健常末梢血中に、自己抗体をB細胞受容体にもつB細胞が存在することを確認し、その細胞をソートし、抽出したRNAより、自己抗体可変部のcDNA配列データベースの作成を試みた。10人の患者で、重鎖が450万read、軽鎖が15万readの粗配列データを得、質の低いreadをbioimformatic toolにより除去し、国際免疫グロブリン情報システム(IMGT/High V-QUEST)により、偽遺伝子を排除し、V、J領域のgermline配列を推定し、かつJunction領域の配列をannotateした。非常に多くのPCR errorによる多様性について、全ての配列を1)使用しているV領域アリル2)J領域アリル3)Junction領域の塩基数でクラスターに分類し、Hamming Distance法により、PCR errorによるvariationをまとめ、全シークエンスをクローンにまとめた。自己抗体クローンは、IgG型が100400クローン、IgM型が50600クローンあることが分かった。deep sequenceにより、得られたデータベースから判明したことは、【1】体細胞超変異により生じたvariationは高々0.6%であり、ほとんどのクローンが異なるNaive B細胞に由来することがわかった。【2】重鎖では、V領域のgerm line alleleのうち、6 alleleが頻繁に用いられJ領域では、60%のクローンがJ4 alleleを用いていた。つまり、VJ領域ともにusageは偏っていた。【3】IgG型クローンは、体細胞超変異率が平均7.8%と活発に変異していたが、IgM型クローンのそれは、平均0.5%と低く、ほとんどがNaive B細胞であることが示唆された。【4】健常者のcDNA配列データベースも上記1)3)の特徴を有していることが分かった。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。自己免疫性肺胞蛋白症の血清抗GM-CSF自己抗体濃度は、低酸素血症を基準とした重症度と相関しないことが明らかとなっており、重症化には自己抗体の量ではなく、質が重要である。また、健常者血清中にも微量ながら普遍的に存在し、その大半がGM-CSFと複合体を形成し、IgG型ばかりでなく、IgM型、IgA型があるが、pathogenicなのは、IgG型であり、患者IgG型自己抗体の軽鎖は、重症になるにつれてλ鎖が増加し、低下し、結果、κ/λ比は重症度と逆相関があることが明らかとなった。自己免疫性PAPの発症と重症化には、特定の配列を持ったIgG型クローンの選択的増殖が重要なのではないかと考え、様々な重症度の患者のIgG型GM-CSF自己抗体可変部のアミノ酸配列を次世代シークエンスにより求めた。B細胞を患者から分離し、ビオチン化GM-CSFを用いてGM-CSF自己抗体陽性細胞をソートし。RNA抽出を行いSMARTer systemを使用しイムノグロブリンKappa or Lambda特異的プライマーを用いて増幅し、次世代シーケンスを行った。得られたシークエンスをIMGTを用いて解析したところ85.25%がイムノグロブリンLambda鎖の遺伝子が占めており(Fig2; k/l ratio; 0.185±0.125)、圧倒的なλドミナントの傾向を示した。B細胞を13名の患者から分離、そこにビオチン化GM-CSFを反応させ、ストレプトアビジンでGM-CSFに反応した細胞のみを採取する。RNA抽出を行いSMARTer systemを使用し、5'および3'端に特定の配列を付加して逆転写を行った後、患者ごとにID-tag配列をつけたイムノグロブリンKappa or Lambda特異的プライマーを用いて増幅し、それを次世代シーケンス用のアンプリコンとした。全180,756リードを結果として得られ、それに対してIMGTを用いて解析したところ146,351リードが抗体としての機能を持っている配列だった。(全12検体;中央値11,201.5リード,レンジ3,457-27,939リードであった。そのうちの85.25%がイムノグロブリンLambda鎖の遺伝子が占めており( κ/λratio; 0.185±0.125)、圧倒的なドミナントの傾向を示した。また、λ鎖はκ鎖に比べて体細胞変異が多く発生していること、また、特定のクローンの選択増殖が起こっていることが示された。自己免疫性肺胞蛋白症はGM-CSFに対する自己抗体がGM-CSFを中和することで発症することが知られているが、その自己抗体の性質は解明されていない。我々は、自己抗体の分子生物学的性状の解明を目指している。自己免疫性肺胞蛋白症の末梢血B細胞からGM-CSF自己抗体BCRを発現する細胞をソートし、RNA抽出後完全長cDNAライブラリ-を作製し、SMARTer systemにより、自己抗体軽鎖、重鎖の次世代シークエンス解析を行った。軽鎖は、12人の患者からトータル173,801readsのシークエンスを得て、データクリーニングにより、有効なPCR配列32,158 readsを得た。さらにバイオインフォマティクスソフトであるIMGTにより、productiveであると示された16,467 readsのシークエンスを得た。アイソタイプごとに分類した結果、Kappa鎖のシークエンスが4,082 reads、Lambda鎖のシーケンスが12,385 readsであった。

重鎖は、22人の患者からシーケンスローデータとしてトータル'9813678 'readsを得て、データクリーニングを行い、高精度の4753881 paired-readsを得た。これらをデータベースの参照配列と照合し、イムノグロブリン遺伝子の配列とマッチする4406182paired-readsを抽出後、アイソタイプごとに分類し、IgGは2056530 paired-reads、IgMは2316355 paired-readsを同定した。重鎖のシークエンスについては、ペアリングした双方向リードをマージし、抗体全長配列情報を不足無く取得できたリードをIgGは1043917 reads、IgMは1575052 readsを抽出した。さらにIMGTにより、productiveと判定されたリードデータを抽出しており、軽鎖と共通の11人の患者分のデータからIgGは321353 reads、IgMは622848 readsを抽出した。現在までに明らかとなったことは、同一患者内でも患者間でも特定のgerm line alleleから変異したクローンが大部分を占め、かつ同一のalleleからは、同じCDR配列を持つクローンが患者間で多数観られた。このことは、GM-CSFに結合する部位は、CDR配列であるが、特定のクローンが結合しやすいCDR配列を持つかどうかは、alleleの組み合わせに依存するということを示唆している。また、CDR3配列をread数の多いものから順に並べ、対応するCDR1/2の配列、FR1/2/3の配列を調べると、一意的に配列が決定されることがわかった。平成29年度では、自己免疫性肺胞蛋白症患者及び健常末梢血中に、自己抗体をB細胞受容体にもつB細胞が存在することを確認し、その細胞をソートし、抽出したRNAより、自己抗体可変部のcDNA配列データベースの作成を試みた。10人の患者で、重鎖が450万read、軽鎖が15万readの粗配列データを得、質の低いreadをbioimformatic toolにより除去し、国際免疫グロブリン情報システム(IMGT/High V-QUEST)により、偽遺伝子を排除し、V、J領域のgermline配列を推定し、かつJunction領域の配列をannotateした。非常に多くのPCR errorによる多様性について、全ての配列を1)使用しているV領域アリル2)J領域アリル3)Junction領域の塩基数でクラスターに分類し、Hamming Distance法により、PCR errorによるvariationをまとめ、全シークエンスをクローンにまとめた。自己抗体クローンは、IgG型が100400クローン、IgM型が50600クローンあることが分かった。deep sequenceにより、得られたデータベースから判明したことは、【1】体細胞超変異により生じたvariationは高々0.6%であり、ほとんどのクローンが異なるNaive B細胞に由来することがわかった。【2】重鎖では、V領域のgerm line alleleのうち、6 alleleが頻繁に用いられJ領域では、60%のクローンがJ4 alleleを用いていた。つまり、VJ領域ともにusageは偏っていた。
TiAlの固相接合に関する研究

本研究では,われわれが考案した「界面摺動を利用した固相接合法」(以下,Twest Welding法-TW法-と略記)をTiAl系の金属間化合物P/M材にはじめて適用し,接合の微視過程および継手の組織と力学特性の関連を明かにすることを目的とした.この接合方法は従来法に比べて,(1)酸化皮膜をわずかな力で効果的に除去できる,(2)融点の約1/2の低温で速やかに接合できる,(3)接合時の変形量が少ない,(4)大気中でも接合可能,などの利点を有する。供試材としてのP/M材は接合試験片に加工済み.接合装置は右図に示すような雰囲気制御とトルク測定可能な回転摺動式圧接機を試作した.この装置の主な仕様は以下の通りである.到達温度=1000°C,最大荷重=2ton,最大摺動速度=10mms^<-1>(回転数20rpm),加熱方式=高周波加熱,到達真空度=10^<-5>Torr,負荷方式=1軸圧縮(油圧制御).装置の立上げと制能チェックはほぼ順調に進捗している.現在,温度・圧力・回転速度・回転距離・雰囲気・真空度・時間・表面粗さなどのパラメータと継手性能との関係を予備的に調べ始めており,次年度からの本格的実験に備えている.対象には,LiやMgなどの活性金属を含み非常に固相接合が困難とされているIN905XLを選んだ.右表のデータと組織観察結果から以下の諸点を指摘できる.(1)温度573673K(=約0.67Tm,Tmは融点の絶対温度),圧力3040MPa,69回転において,大気中でも6070%の高い継手効率が得られる.加工歪も約1%と小さい.(2)継手の延性はしばしば母材のそれを凌ぐ.これは,本固相接合法が従来より優れることを示す.(3)表面粗さは継手強度に影響しない.(4)試料の外周部を除くと,回転摺動変位が0に近い中心軸でも良好な接合が達成される.(5)接合界面にいかなる形状の酸化膜もみられない.回転摺動により酸化膜が効果的に寸断されたためと思われる.本研究では,われわれが考案した「界面摺動を利用した固相接合法」(以下,Twest Welding法-TW法-と略記)をTiAl系の金属間化合物P/M材にはじめて適用し,接合の微視過程および継手の組織と力学特性の関連を明かにすることを目的とした.この接合方法は従来法に比べて,(1)酸化皮膜をわずかな力で効果的に除去できる,(2)融点の約1/2の低温で速やかに接合できる,(3)接合時の変形量が少ない,(4)大気中でも接合可能,などの利点を有する。供試材としてのP/M材は接合試験片に加工済み.接合装置は右図に示すような雰囲気制御とトルク測定可能な回転摺動式圧接機を試作した.この装置の主な仕様は以下の通りである.到達温度=1000°C,最大荷重=2ton,最大摺動速度=10mms^<-1>(回転数20rpm),加熱方式=高周波加熱,到達真空度=10^<-5>Torr,負荷方式=1軸圧縮(油圧制御).装置の立上げと制能チェックはほぼ順調に進捗している.現在,温度・圧力・回転速度・回転距離・雰囲気・真空度・時間・表面粗さなどのパラメータと継手性能との関係を予備的に調べ始めており,次年度からの本格的実験に備えている.対象には,LiやMgなどの活性金属を含み非常に固相接合が困難とされているIN905XLを選んだ.右表のデータと組織観察結果から以下の諸点を指摘できる.(1)温度573673K(=約0.67Tm,Tmは融点の絶対温度),圧力3040MPa,69回転において,大気中でも6070%の高い継手効率が得られる.加工歪も約1%と小さい.(2)継手の延性はしばしば母材のそれを凌ぐ.これは,本固相接合法が従来より優れることを示す.(3)表面粗さは継手強度に影響しない.(4)試料の外周部を除くと,回転摺動変位が0に近い中心軸でも良好な接合が達成される.(5)接合界面にいかなる形状の酸化膜もみられない.回転摺動により酸化膜が効果的に寸断されたためと思われる.
高齢者の体力テストバッテリーの開発

社会をあげて運動不足病などと言われてすでに久しいが、このことはまた逆の見方をすれば今日ほど健康生活ということに焦点があてられ、重んじられていることはあるまい。道路を歩いていると70歳80歳代の人のジョギング姿もみかけるし、体育館等での体力テストを受けている光景もみかける。体力テストも、以前とは違って、今では広く普及し気軽に受けられるという雰囲気が出て来た。自分の体力レベルを的確に知って、この上に立って運動処方へと結びつく、標準化された体力テストの開発が今こそ急務であると言えよう。私は、これまで7年間にわたってOBインターハイ(旧制高校卒業生)参加者の体力テストを実施し、ここから種目ごとの年齢別・身長大中小別5段階評価表を作成することができた。しかし、この対象は男性のみであり、また昔陸上競技を行っていた、同年齢の人たちに比べると体力レベルの高い人たちである。一般の人たちはどうか。女性はどうか。こうした視点から、高齢者の体力テストバッテリーの開発が本研究のねらいである。調査は、立川市の70歳以上の男女250名を抽出し、OBインターハイ体力テスト(身長、体重、垂直とび、握力、立位体前屈、肺活量)及び開眼片足立ちテストを実施した。同時に質問紙法による体力意識・スポーツ意識の調査をも合わせて実施した。これらの相関分析の結果、男女別・年齢2歳きざみ別・(身長3段階別)の5段階評価表、及び各種目得点に重みづけを施した合計得点から体力年齢表を作成するまでに至り得た。発育の旺盛な中学・高校段階のみならずこの年齢層においても、男女別・年齢別はもちろんのこと、身長の大小を考慮した評価が合理的であることが認められた。女性はどうか。
順序情報の生成・学習を説明する計算論的神経回路モデル

随意運動の生成機序の理解は、脳情報処理の動的側面に関係し高次脳機能の解明に向けて大きな一歩であると期待される。また、感覚系における特徴抽出機構のモデル研究小脳における運動制御のモデル研究に比べて、脳における随意運動のプログラミングや生成機序についての理論はこれまで十分に検討されたとは言い難い。そこで本研究では、まず随意運動生成の過程を順序情報の生成過程と要素的運動の制御とに分け、大脳皮質と大脳基底核のネットワークが関与すると考えられる前者のメカニズムのみを考察することにした。生理解剖学的データに基づいて計算論的モデルを構築し、そのモデルの解析および生理実験との対比を通して順序情報の生成機序の計算論的解明を試みた。サル補足運動野には、要素的運動だけではなく運動の順序に反応するニューロンが多数存在することが知られている。本研究では運動の順序をコードする神経回路の概念的モデルを構築した。要約すると、本モデルは(1)運動野内の側方抑制、(2)運動野から大脳基底核・視床を経て運動野に戻る遅延のある興奮性の帰還回路、(3)特定の運動系列に関係する部分ネットワークを選択するメカニズムから構成されている。(1)と(2)によって、要素的運動をコードするニューロン活動間の遷移が外界と相互作用的に遂行される。また(3)によって力学系を切り替えることが可能となり、リューヴィルの定理に抵触する事無く分岐構造をもつ運動系列の生成が可能になる。
ディジタル・アナログ混在汎用スイッチング電源システムの知能化制御技術

本研究の目的は,汎用スイッチング電源に対しディジタル制御方式を導入することにより知能化した新しい汎用電源システムを開発することである。この目的に対し,単一設計パラメータで,多チャンネルマルチレベル電圧出力が可能となる制御法を提案した。ここでは適応制御法を導入することにより,入力電圧変動や負荷変動,AD/DA分解能誤差,スイッチングによる電圧制御という非線形性に対して,制御性能劣化を適応的に補償可能であることを実験により検証した。また,ディジタル化による出力電圧のリミットサイクル振動に対し,分解能を考慮した低コストかつロバストな制御器の実現法を提案した。本研究の目的は,汎用スイッチング電源に対し,ディジタル制御方式を導入することにより知能化した新しい汎用電源システムを開発することである。この目的に対して今年度は,以下の研究項目を実施した。1前年度に実施した,AD/DA分解能に起因する出力電圧のリミットサイクル振動の補償法に対し,負荷抵抗の変化に対しても,その推定値を利用することにより,振動が最小となる目標値電圧補正手法を構築し,負荷実験によりその有効性を検証した。これにより,スイッチング電源において,入力電圧変動と負荷抵抗変動に対しても常に振動が最小となる,ロバストなディジタル制御が可能となる。2多チャンネルのマルチレベル電圧制御に対して,部分空間法に基づく多入出力同定法と本研究にて提案している多入出力系に対する外乱オブザーバ付き内部モデル制御法(DIMC)を導入し,制御帯域幅のみを設計パラメータとする実験データに基づくシステマティクな制御系設計法を提案した。また提案手法の同定法と制御法を実機に実装し,実験によりその有効性を検証した。3ディジタル制御電源の知能化技術として,上記のDIMC制御系に対してニューラルネット(NN)に基づく学習理論を導入した。これにより,(1)電源システムの負荷変動や入力電源電圧変動などの時変特性や,AD/DA分解能誤差やスイッチングによる電圧制御という非線形性に対して,適応的に制御性能を改善できる制御系が構築可能となること,また,(2)NNのニューロ結合係数の変化に着目することにより,どのパラメータがどの程度変動しているかを定量的に推定する手法を提案した。以上の成果を,Journal論文(2編)と国内外の学会(2件)にて発表した。ここでは,パワーエレクトロニクスとアナログ電源技術に先進ディジタル制御技術を導入し統合化することにより,高性能かつ高機能な知能化した汎用電源を,低消費電力でかつ低コストに実現する。この目的に対して,本年度は以下に述べる研究課題を実施した。AD/DA分解能に起因する出力電圧のリミットサイクル振動に対し,入力電圧変動と負荷抵抗変動が生じても常にその振動が最小となる,ロバストなディジタル制御法を提案しているが,本年度は提案制御法の制御アルゴリズムをFPGAに実装し,その有効性を実機により定量的に検証した。また,ここでは電源性能として要求される電圧精度(分解能)に基づき,ディジタル制御で必要となるAD/DA分解能と,制御演算における固定少数演算分解能を性能を満たす範囲でコストが最小となるよう,一意に決定する手法を併せて実現し実験によりその有効性を示した。多チャンネルのマルチレベル電圧制御に対しては,部分空間法に基づく多入出力同定法と多入出力系に対する外乱オブザーバ付き内部モデル制御法(DIMC)提案しているが,このディジタル制御法に対しても,FPGAに実装しその有効性を実験により検証した。さらにDIMCに対しては適応制御法を導入し,入力電圧変動や負荷変動の時変特性,AD/DA分解能誤差,スイッチングによる電圧制御という非線形性に対して,制御性能劣化を適応的に補償する手法を提案した。本手法の有効性も実験により検証している。本研究の目的は,汎用スイッチング電源に対し,ディジタル制御方式を導入することにより知能化した新しい汎用電源システムを開発することであり,この目的に対して今年度は,ディジタル・アナログ混在電源システムに特化した制御手法として,以下に述べる手法の構築を行った。(1)多チャンネルのマルチレベル電圧制御に対し,基礎研究により提案している外乱オブザーバに基づく内部モデル制御法(DIMC)を多入出力(MIMO)システムへ拡張し応用した。これに多入出力同定法を統合することで,単一設計パラメータ(制御帯域のみ)で,多チャンネルでマルチレベル電圧出力を有する製品ロットの公差補正の自動化が可能となる。(2)電源システムの不可変動や入力電圧変動,経年変化の制御性能保証のために,可変忘却要素を導入した適応同定法と,その同定モデルに基づく適応化DIMC制御手法を構築した。これにより,前述の変動に対する素早い適応化と,それによる制御性能の保持が可能であることを実験により検証した。同時に,本制御手法はリアルタイム同定及び制御手法であるため,DSPやFPGAなどのディジタル制御装置に,ブラックボックス化して実装することが可能である。(3) (次年度に予定していた課題である)

AD/DA分解能に起因する出力電圧のリミットサイクル振動に対し,目標値電圧の補正のみにより振動を最小化する手法を実現した。本手法により要求される電源性能が与えられることにより,必要なAD/DA分解能を一意に決定することが可能となる。また,本手法では合わせて入力電圧推定法も提案しており,入力電圧を測定することなくリミット振動の最小化が可能である。以上の研究成果を,Journal論文(2編)ならびに国内外の学会(5件)にて発表した。本課題では,大きく分けて5つの実施項目を設定しているが,今年度はディジタル制御電源の高機能化・知能化が主たる課題となっている。この課題において,実施項目1の「軌跡追従性と制約条件を考慮したディジタル制御法の確立」に関し,学習理論を用いたモデル規範型適応制御手法により,過大な制御入力を簡便に回避できる制御構成となり,高機能化に貢献している。また,項目2の「負荷変動や経年変化に対して適応的に制御性能を保持する制御法の確立」に関しても,同制御構造により時変性と非線形性を学習的に補償でき,高機能化が達成できる。項目3の「電源システムの状態監視と故障診断,寿命推定法の確立」に関しては,学習の工程で変化するニューロ結合係数に着目することで,特定のパラメータの定量変化を推定可能となる手法を提案した。以上は,当初予定通りである。また,次年度課題である項目5の「ディジタル・アナログ混在システムの低消費電力・低コスト実現法」に関しても,AD/DA変換に起因した分解能問題に対して研究に進展が見られたため,優先して取り組んでいる。今年度予定していた項目3に関連するパラメータ推定結果に基づく故障診断法と自己修復機能については,現在開発を進めている。以上より,研究の進捗状況としてはおおむね順調に進んでいるものと判断している。次年度以降に予定していた「AD/DA変換分解能と入力電圧変動を考慮した出力電圧振動の最小化」の研究が進展したため,そちらの開発を優先し,今年度に予定していた「順序起動・停止と負荷への突入電流を考慮した制約条件付き連続軌跡追従制御法」については現在,開発を進めている。このような観点から,研究進捗としてはおおむね順調に進展しているものと判断している。まずは,平成24年度に予定していた故障診断法と自己修復機能について,学習理論に基づくパラメータ推定値を応用し,その開発を進めていく。更に,提案する高性能ディジタル制御電源制御法は多入出力モデルの同定と制御となるため,現状では制御演算負荷がサンプリング時間の増大,すなわち制御性能劣化に影響している。平成25年度の課題である汎用電源への応用を視野に入れ,低コスト実装を目指し制御器実装に関する簡便化,構造の見直しを今後,遂行していくとともに,これまでに提案した高機能化・知能化手法を融合し,開発したディジタル制御電源装置で実験検証する。
温度感受性レトロウィルスを用いた腫瘍発生に伴う造血細胞分化抑制の解析

マウス白血病ウィルスにより腫瘍化した造血細胞は,主として幼若細胞の分化段階に固定され細胞因子やマイトーゲン非依存性に増殖を続ける.これらの細胞に分化を導入することはわずかの例外を除いて困難であり,この事実は腫瘍発症が幼若細胞にあらかじめプログラムされた分化・成熟の機能の発現を抑制することを示唆する.しかし分化と腫瘍化がどのような接点で相互に関連するかは不明であり,白血病ウィルスがん遺伝子発現を契機として標的細胞内に誘導される腫瘍発症の機構を知る上でこの問題の解決は重要である.この問題にアプローチするために,我々は,我々が単離したAbelsonマウス白血病ウィルス(AーMuLV)由来の温度感受性変異株(ts変異株)を用いて,幼若Bリンフォーマ株を確立した.この細胞に温度シフトによる分化を導入し,腫瘍細胞から分化可能な細胞へ変化する際にどのような遺伝子の活性・非活性が関与するか,またこの細胞の分化で誘導される免疫グロブリンの発現をモデルに,腫瘍化に伴う分化関連遺伝子の発現抑制機構の有無を検討した.更にts変異株AーMuLVの物理化学的性状を解析し,ウィルス遺伝子のクローニングと単離を試みた.この結果, 1)幼若Bリンフォーマでの脱腫瘍化と分化誘導に関連してその発現が増強する2つの遺伝子クローンを単離した.2)幼若Bリンフォーマでの免疫グロブリン(Ig)遺伝子発現の制御が遺伝子転写レベルで誘導される可能性が示唆された.3)AーMuLV由来ts変異株遺伝子産物の物理化学的性状が温度感受性に変動することが確認された.4)ts変異株ウィルス遺伝子クローンを単離し,その構造解析を開始した.また脱腫瘍化・分化に関連して非活性・活性される遺伝子クローニングの効果と効率をあげるために,新しいサブトラクション法のシステムの開発を行なっている.マウス白血病ウィルスにより腫瘍化した造血細胞は,主として幼若細胞の分化段階に固定され細胞因子やマイトーゲン非依存性に増殖を続ける.これらの細胞に分化を導入することはわずかの例外を除いて困難であり,この事実は腫瘍発症が幼若細胞にあらかじめプログラムされた分化・成熟の機能の発現を抑制することを示唆する.しかし分化と腫瘍化がどのような接点で相互に関連するかは不明であり,白血病ウィルスがん遺伝子発現を契機として標的細胞内に誘導される腫瘍発症の機構を知る上でこの問題の解決は重要である.この問題にアプローチするために,我々は,我々が単離したAbelsonマウス白血病ウィルス(AーMuLV)由来の温度感受性変異株(ts変異株)を用いて,幼若Bリンフォーマ株を確立した.この細胞に温度シフトによる分化を導入し,腫瘍細胞から分化可能な細胞へ変化する際にどのような遺伝子の活性・非活性が関与するか,またこの細胞の分化で誘導される免疫グロブリンの発現をモデルに,腫瘍化に伴う分化関連遺伝子の発現抑制機構の有無を検討した.更にts変異株AーMuLVの物理化学的性状を解析し,ウィルス遺伝子のクローニングと単離を試みた.この結果, 1)幼若Bリンフォーマでの脱腫瘍化と分化誘導に関連してその発現が増強する2つの遺伝子クローンを単離した.2)幼若Bリンフォーマでの免疫グロブリン(Ig)遺伝子発現の制御が遺伝子転写レベルで誘導される可能性が示唆された.3)AーMuLV由来ts変異株遺伝子産物の物理化学的性状が温度感受性に変動することが確認された.4)ts変異株ウィルス遺伝子クローンを単離し,その構造解析を開始した.また脱腫瘍化・分化に関連して非活性・活性される遺伝子クローニングの効果と効率をあげるために,新しいサブトラクション法のシステムの開発を行なっている.
経済統合による各国産業構造への効果と複数国結合型発展経路の実証分析

本研究では、複数錐型ヘクシャー=オリーン・モデル(HOモデル)を理論的背景とし、自由貿易地域における二国に共通した産業発展経路について実証分析を行った。ここでは分析対象として、マレーシアとシンガポールを取り上げた。その理由は、両国の経済規模が類似しており、さらに生産要素である資本と労働の比率が大きく異なるという基本的なHOモデルの前提条件を満たしているからである。特に1990年代中盤以降、相対的に労働豊富なマレーシアと資本豊富なシンガポールでは、異なる経済発展の特徴がみられる。本研究では、Schott [2003]で紹介された複数錐型HOモデルの実証分析方法を基本とし、同実証モデルを応用したKiyota [2014]の一国における時系列分析をさらに発展させることに成功した。本研究課題で研究した成果は、二国で一つの産業発展経路が存在するという仮説に基づき、パネルデータによる実証分析の結果をまとめることで、二つの論文雑誌に投稿した。一つ目の論文は、2018年5月に「日本経済政策ジャーナル」に以下の通り掲載された。土井康裕、鈴木健介、「自由貿易地域における二国の産業発展に関する実証研究ー1980年から2010年までのマレーシアとシンガポールの分析ー」、『経済政策ジャーナル』、査読有、第14巻第1・2号合併号。平成28年度の本研究課題の取り組みは、複数錐型ヘクシャー・オリーンモデル(HOモデル)を理論的背景とし、自由貿易地域における二国に共通した産業発展経路が存在するか実証的に分析することであった。その理由は、両国の経済規模が類似しており、さらに生産要素の相対的賦存量が大きく異なり、労働豊富なマレーシアと資本豊富なシンガポールという、HOモデルに即した産業特価がみられると考えられるからである。本研究では、複数錐型HOモデルに基づいたSchott(2003)の手法を用い、各国の資本ストックと労働力人口、さらに製造業17分野の付加価値のデータを使った1980年から2010年までのデータを二つの期間に分けたパネルデータ分析を行い、比較検証した。また、Kiyota(2014)による同手法を応用した一国の時系列分析を参考にし、自由貿易によって市場が統合されている二国の産業発展経路を推計することができた。結果として、1990年から2010年の分析において、より理論に即した推計結果を得ることができた。その理由は、1990年代前半にASEANによる自由貿易協定が結ばれ、マレーシアとシンガポールの間でも自由貿易が行われるようになり、財市場の統合が産業構造の連動を導き出したと考えられる。また、1990年以降の産業発展経路を見ると、分析期間の間、常にマレーシアが労働集約的な生産パターンに留まっていたのに対し、シンガポールは堅調な資本蓄積を進めたことにより資本集約的な生産パターンへと発展していったことがより理論に基づいた形で証明することができた。これまでの研究では、貿易依存型の経済成長を目指す自由貿易を互いに行っている二国において、経済政策の国際展開には多少なりとも差異がある場合の共同産業発展経路について分析を行った。また、相対的に労働人口が大きいマレーシアと政策的に資本の流入を進めたシンガポールにおける産業構造と経済発展について分析を進めた。背景として、この二国が両国間、さらに第三国と貿易の自由化を進めた結果として、マレーシアとシンガポールの経済発展にどのような効果が生まれたのか、1980年から2010年までの二国共有の産業発展経路を推計した。さらに、両国の関係をより明確にするため、1980年から2000年と1990年から2010年の二つの期間について産業発展経路を推計し、政策的な背景を踏まえて比較分析した。さらに、資本による効果を分析するのみではなく、労働に対する教育的な効果を分析することにより、二国の産業発展がどのように影響されたのかを分析した。今後の展開としては、二国から複数国に分析対象を拡大し、複数国で時系列を使った分析を進めたいと考えている。本研究課題では、複数錐型ヘクシャー・オリーンモデル(HOモデル)を理論的背景とし、自由貿易地域における二国に共通した産業発展経路が存在するか実証的に分析している。実証分析の対象として、マレーシアとシンガポールを取り上げ、理論分析の応用を行い、二国間における産業構造に関して実証的な方法論についても研究を進めている。本研究課題では、複数錐型HOモデルに基づいたSchott(2003)の手法を用い、各国の資本ストックと労働力人口、さらに製造業17分野の付加価値のデータを使った1980年から2010年までのデータを二つの期間に分けたパネルデータ分析を行い、比較検証した。また、Kiyota(2014)による同手法を応用した一国の時系列分析を参考にし、自由貿易によって市場が統合されている二国の産業発展経路を推計することができると考えている。さらに今年度はFactor-Augmenting Productivity Testを活用し、資本蓄積による産業発展の質的要素についても研究を行った。結果として、二国間の産業構造格差について、資本蓄積の結果として産業の発展が異なることがわかり、統計的にも優位な結果となった。分析期間の間ずっとマレーシアが労働集約的な生産パターンに留まっていたのに対し、シンガポールは堅調な資本蓄積を進めたことにより資本集約的な生産パターンへと発展していったことがより理論に基づいた形で証明することができた。

また、Factor-Augmenting Productivity Testでも両国が同様の産業発展経路を共有しながら、追加的な要素も含めた発展レベルの違いが現状を表す結果となっていることが分かった。本研究課題に関しては、概ね予定通りに研究を進めることができている。既に予定していた実証分析の応用における結果が概ね統計的に有意なレベルで出ており、これを論文にすることで本研究の目標は達成される。論文については、基本的な概念を踏まえた研究成果について、平成28年度に学会報告したものを修正し、平成29年度に論文としてジャーナルに投稿した。この論文が既に学会ジャーナルに採択され、平成30年度に出版されることとなった。また、実証分析の内容を改善し、さらにFactor-Augmenting Productivity Testを加えた論文を作成し、海外のジャーナルに投稿した。この論文は、エディター段階の初期審査を通過し、現在も審査中である。本研究では、複数錐型ヘクシャー=オリーン・モデル(HOモデル)を理論的背景とし、自由貿易地域における二国に共通した産業発展経路について実証分析を行った。ここでは分析対象として、マレーシアとシンガポールを取り上げた。その理由は、両国の経済規模が類似しており、さらに生産要素である資本と労働の比率が大きく異なるという基本的なHOモデルの前提条件を満たしているからである。特に1990年代中盤以降、相対的に労働豊富なマレーシアと資本豊富なシンガポールでは、異なる経済発展の特徴がみられる。本研究では、Schott [2003]で紹介された複数錐型HOモデルの実証分析方法を基本とし、同実証モデルを応用したKiyota [2014]の一国における時系列分析をさらに発展させることに成功した。本研究課題で研究した成果は、二国で一つの産業発展経路が存在するという仮説に基づき、パネルデータによる実証分析の結果をまとめることで、二つの論文雑誌に投稿した。一つ目の論文は、2018年5月に「日本経済政策ジャーナル」に以下の通り掲載された。土井康裕、鈴木健介、「自由貿易地域における二国の産業発展に関する実証研究ー1980年から2010年までのマレーシアとシンガポールの分析ー」、『経済政策ジャーナル』、査読有、第14巻第1・2号合併号。これまでの二国間の産業発展経路に加え、今後は分析対象国数を増やし、複数国間における産業発展経路の分析を進めることを計画している。先進国は資本集約財と中間財、後進国では労働集約財と中間財を生産すると設定することにより、国家間の格差とキャッチアップ効果について分析できると考えている。このモデル設定により、両国で中間財を生産している反面、それぞれの国でしか生産しない財があり、その違いは産業構造の根本的な格差を生み出し、経済発展の違いが明確になる可能性がある。この生産性の格差と分業が経済統合地域内で明確に把握することこそ本稿の最も大きな課題である。さらに、EUやアセアンの経済統合を進めている地域ごとに産業構造の生産量、生産性の比較を行う。Krugman-indexを使い、域内の最先進国や平均を基準とした産業構造の分業化を相対的に計算する。
磁性流体アクティブダンパの試作的研究

以下の5項目についての研究が行われた。1.磁性流体アクティブダンパの試作に関する研究磁性流体アクティブダンパの基本特性を究明するための試験装置を試作した。すなわち、振動する円筒容器(シリンダ)内に磁性流体を満たし、その中にバネーマス系でシリンダと連結させた非磁性の円筒(ピストン)を浸し、ピストンの上下端に非一様交流磁場を印加し、ピストンに加わる磁気圧力を制御してピストンの振動を抑制するシステムの構築である。その制御系としては、制御対象の非線形性を考慮して、ニューラルネットワークを用いた制御法を採用した。なお、振動系の共振振動数は、ケロシンベース磁性流体(マグネタイト粒子濃度50%)を用いた場合に約5Hzになるように設定した。作動流体としては、マグネタイト粒子ケロシンベース磁性流体と窒化鉄粒子磁性流体を用いている。2.磁性流体アクティブダンバの制御特性に関する研究磁性流体アクティブダンパの制御特性を上記の試験装置を活用して検討した。実験はシリンダへの外乱を振幅1mm、振動数を1.125から7Hzまで変化させて与え、制御系としては、直列型及び並列型のニューロコントローラ(NC)を用いてピストンの制振効果を検討した。その結果、系の共振振動数よりも小さい振動数域での制振には、並列型NCの採用が効果的であることを明らかにした。また、共振振動数以上の外乱に対しては、比例制御に基づく最適レギュレータを用いた場合でも効果があり、非線形性の強い低振動数領域で、本制御系は有効に作動することが判明した。さらに、窒化鉄粒子磁性流体の使用で、より強い制振効果が得られることを確証した。3.磁性流体アクティブダンバの動特性に関する理論的研究上記のアクティブダンパとしての性能試験結果を参考に、ダンパの開発に必要な動特性解析を行い、制振特性に及ぼす諸因子の影響を理論的に明らかにした。4.磁性流体アクチュエータとしての特性に関する研究静止状態にあるシリンダ内の磁性流体に非一様交流磁場を印加し、流体に加わる磁気圧力を利用してピストンの振動運動を誘起させ、その振動振幅の周波数依存性への最大磁場強さの影響を検討した。5.窒化鉄粒子磁性流体中での平板の振動特性に関する研究磁性流体アクティブダンパの基本特性を明らかにするために、解析の容易な平板を用いて性能の優れた窒化鉄粒子磁性流体中の振動特性に及ぼす磁場の影響を理論と実験の両面から検討し、振動平板に働く流体抵抗の磁場依存性を明らかにした。以下の3項目についての研究が行われた。

すなわち、振動する円筒容器(シリンダ)内に磁性流体を満たし、その中にバネ-マス系でシリンダと連結させた非磁性の円筒(ピストン)を浸し、ピストンの上下端に非一様交流磁場を印加し、ピストンに加わる磁気圧力を制御してピストンの振動を抑制するシステムの構築である。その制御系としては、制御対象の非線形性を考慮して、ニューラルネットワークを用いた制御法を採用した。なお、振動系の共振振動数は、ケロシンベース磁性流体(マグネタイト粒子濃度50%)を用いた場合に約5Hzになるように設定した。2.磁性流体アクティブダンパの制御特性に関する研究磁性流体アクティブダンパの制御特性を上記の試験装置を活用して検討した。実験は、シリンダへの外乱を振幅1mm、振動数を1.125Hzから7Hzまで変化させて与え、制御系としては、直列型及び並列型のニューロコントローラ(NC)を用いて、ピストンの制御効果を検討した。その結果、系の共振振動数よりも小さい振動数領域での制振には、並列型NCの採用が効果的であることを明らかにした。また、共振振動数以上の外乱に対しては、比例制御に基づく最適レギュレータを用いた場合でも効果がある。したがって、非線形性の強い低振動数領域で本制御系は、有効に作動することが判明した。3.磁性流体アクティブダンパの動特性に関する理論的研究上記のアクティブダンパとしての性能試験結果を参考に、ダンパの開発に必要な動特性解析を行い、制振特性に及ぼす諸因子の影響を理論的に明らかにした。以下の3項目についての研究が行われた。1.磁性流体アクティブダンパの制御特性に関する研究前年に引き続き試作した磁性流体アクティブダンパの制御特性を中心に実験的検討を行った。制御系としては、直列型及び並列型のニューロコントローラ(NC)を用いて、ピストンの制御効果を検討した。特に、系の共振振動数よりも低振動数の領域でNC制御は、比例制御系に対して制振効果は優れているが、制振達成までの学習時間が長くかかる場合もあるので、短時間での制振効果を達成するためのパラメータの選択が重要であることを確認した。2.窒化鉄粒子磁性流体を用いた場合の制御特性次に、磁気力の大きくとれる窒化鉄粒子磁性流体を作動流体として用いた場合の制振特性の検討を行った。窒化鉄粒子磁性流体は、空気にさらされた状態に置くと、粒子の酸化により磁化特性が劣化してしまうので、測定部全体をアクリル板製のケースの中に設置し、窒素ガスを封入した状態で測定を行った。実験に用いた窒化鉄粒子磁性流体の飽和磁化の強さは、通常のマグネタイト粒子磁性流体の場合の約2倍の大きさである。ただし、粘度は約10倍の大きさである。したがって、磁場印加によるアクチュエータとしての駆動力は、従来のものより約2倍の強さが得られることになる。ダンパとしての制御特性の実験結果は、マグネタイト粒子の場合と比較して、低振動数域での制振効果が優れているという結果が得られた。3.窒化鉄粒子磁性流体中での平板の振動特性に関する基礎研究窒化鉄粒子磁性流体のダンパへの応用の基礎研究として、磁性流体中での平板の振動特性に及ぼす非一様磁場印加の影響を理論及び実験の両面から検討した。その結果、窒化鉄粒子磁性流体の場合は、マグネタイト粒子を含む水ベース及びケロシンベース磁性流体の場合に比べて、磁場による振動抑制力が大きく作用することを明らかにした。また、磁場による窒化鉄粒子磁性流体の見かけの粘度増加割合を実験で得られた粘性減衰率より推定すると、約1.78倍であることを明らかにした。