hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非損傷時船舶復原性模型実験法の標準化に関する国際共同研究の企画

本研究では、まず国内での復原性に関わる模型実験法の現状について、他機関の模型実験の見学も含めて調査を行った。それを踏まえて、英国エディンバラで行われた国際試験水槽会議やトルコ・イスタンブールでの国際船舶復原性ワークショップ、オランダ・ワーゲニンゲンでの国際試験水槽会議波浪中復原性研究委員会、英国ロンドンでのEUプロジェクトSAFEDOR公開ワークショップに出席し、その機会に海外の研究者との研究情報の交換や今後の国際共同研究の企画について打ち合わせを行った。その結果、米国のアイオワ大学のスターン教授とは、CFDによる復原性評価の検証のための模型実験を含む共同研究の実施で合意し、現在アメリカ側の研究費の内諾を得て、来年度の科研費申請(基盤B:代表者梅田)に成功した場合にはこの国際共同研究がスタートする。また、イタリアのトリエステ大学のフランシスクート教授とは、同大学のポスドク研究員を外国人特別研究員制度を利用して大阪大学に招へいしての共同研究をスタートさせることができた。この課題は不規則波中のパラメトリック横揺れの推定である。さらに、国際試験水槽会議波浪中復原性研究委員会が2006年2月に発足し、本研究の代表者の梅田がその議長を務め、研究分担者の石田、海外共同研究者のオランダ、イタリアの研究者、さらに英国、米国、ギリシャ、中国の研究者による、復原性評価のための模型試験法と数値計算法についての国際的な共同研究の枠組みを実現した。特にパラメトリック横揺れと生存時間の推定がその主要課題である。このようにして、所期の目的である国際共同研究の企画はほぼ達成されたと考える。
骨化石のアミノ酸を用いた高精度14C年代測定による日本人の起源の研究

本研究では,滋賀県琵琶湖の粟津湖底遺跡から採取された縄文時代の獣骨化石および愛媛県宇和島の海底から採取されたナウマン像の臼歯化石から硬蛋白質コラーゲンを抽出し,更にコラーゲンからアミノ酸の分離を実施した.コラーゲンおよびアミノ酸の回収率をチェックすると共に,これらの炭素,窒素含有率,炭素安定同位体比,さらに^<14>C年代測定を実施した.その結果,以下のことが明らかになった.(1)粟津湖底遺跡の獣骨化石(^<14>C年代値は約4600yrBP)では,ゼラチンコラーゲンの収率は0.563.80%と,かなり高い値を示した.それらのC/N比は3.03.2の値を持ち,試薬コラーゲンの範囲3.2±0.5に入る.しかし,^<14>C年代は,収率が0.56,0.62%と悪い2点の試料については,明らかな若返りが検出された.この2点は,他の試料より風化が進んでおり,若い炭素の混入があったと推察される.コラーゲンの炭素含有率は38.644.8%と高い値を示した.(2)アミノ酸の^<14>C年代値はゼラチンコラーゲンのそれより古い値を示し,同じ地層の木片について得られた^<14>C年代値に近くなる傾向を示す.このことから,ゼラチンコラーゲンは年代の若い有機不純物(フルボ酸,フミン酸,など)が完全には除去できていないことが推察される.(3)回収されたアミノ酸は,純粋なアミノ酸単体ではなくアミノ酸集合体である.液体クロマトグラフィを用いて,アミノ酸集合体の種類文理を行った。粟津湖底遺跡の獣骨化石のアミノ酸試料では、ごく通常のアミノ酸の存在が確認できたが,愛媛県採取のナウマン象臼歯(1.2%の収率で回収されたゼラチンコラーゲンを用いて29,200±870yrBPの年代値が得られた)から採取したアミノ酸では,ごく数種のアミノ酸単体が確認されたにすぎない.ナウマン象化石は,風化が進んでアミノ酸の一部が分解され失われていることがわかる.本研究では,滋賀県琵琶湖の粟津湖底遺跡から採取された縄文時代の獣骨化石および愛媛県宇和島の海底から採取されたナウマン像の臼歯化石から硬蛋白質コラーゲンを抽出し,更にコラーゲンからアミノ酸の分離を実施した.コラーゲンおよびアミノ酸の回収率をチェックすると共に,これらの炭素,窒素含有率,炭素安定同位体比,さらに^<14>C年代測定を実施した.その結果,以下のことが明らかになった.(1)粟津湖底遺跡の獣骨化石(^<14>C年代値は約4600yrBP)では,ゼラチンコラーゲンの収率は0.563.80%と,かなり高い値を示した.それらのC/N比は3.03.2の値を持ち,試薬コラーゲンの範囲3.2±0.5に入る.しかし,^<14>C年代は,収率が0.56,0.62%と悪い2点の試料については,明らかな若返りが検出された.この2点は,他の試料より風化が進んでおり,若い炭素の混入があったと推察される.コラーゲンの炭素含有率は38.644.8%と高い値を示した.(2)アミノ酸の^<14>C年代値はゼラチンコラーゲンのそれより古い値を示し,同じ地層の木片について得られた^<14>C年代値に近くなる傾向を示す.このことから,ゼラチンコラーゲンは年代の若い有機不純物(フルボ酸,フミン酸,など)が完全には除去できていないことが推察される.(3)回収されたアミノ酸は,純粋なアミノ酸単体ではなくアミノ酸集合体である.液体クロマトグラフィを用いて,アミノ酸集合体の種類文理を行った。粟津湖底遺跡の獣骨化石のアミノ酸試料では、ごく通常のアミノ酸の存在が確認できたが,愛媛県採取のナウマン象臼歯(1.2%の収率で回収されたゼラチンコラーゲンを用いて29,200±870yrBPの年代値が得られた)から採取したアミノ酸では,ごく数種のアミノ酸単体が確認されたにすぎない.ナウマン象化石は,風化が進んでアミノ酸の一部が分解され失われていることがわかる.
進化型分子生物工学手法の導入による新規金属資源回収技術の実現

現代産業に必要不可欠なレアメタル等の金属資源を廃棄物・排水から効率的かつ経済的に回収する技術の開発に向け、申請者らは生物学的な金属回収に着目し、「合成生物学」というゲノムのデザイン・部分的操作を可能にする進化型分子生物工学手法を取り入れる。本研究は、日本側研究者が把握する金属結合生物資源(遺伝子情報)と海外研究協力者らが有する“部分的に遺伝子操作を可能にする「合成生物学」の技術力"を融合することで、新規金属資源回収技術を確立すること、また環境資源工学分野における両国間の人材育成と新しい共同研究の基盤を形成することを図る。
ラット呼吸調節におけるプロトン感受性神経細胞の分子生物学的解析

研究実施を計画していたAcid-Sensing Proton Channelの抗体作製が困難であることが明らかとなった。そこで今年度は、研究の方向を転換した。本年度は、プロトン感受性ニューロンを同定する代わりに発達期におけるストレス感受性ニューロンの同定を目指した。目的は異なるものの、本年度の交付申請書の研究実施計画に記載した実験手法を用いて研究を進めることができると考えたためである。当講座で飼育中の妊娠ラットから誕生したラットにストレス胃潰瘍と同様の症状を誘発する薬物である鎮痛解熱剤シンコフェンの腹腔内注射を行った。中枢神経系のストレス耐性獲得の臨界期を調査する目的で、生後7日(P7)、15日(P15)および60日齢(P60)のラットを用いた。海馬、視床下部および扁桃体に着目し、これらの神経核群が被刺激神経細胞となるかどうかをc-Fos抗体を用いた免疫組織化学によって検討した。また、脳内のグルココルチコイド受容体(GR)の発現に日齢差があるかどうかを同様の手法にて調べた。P7では、いずれの核群においてもこのストレス刺激によるc-Fosの発現はみられなかった。視床下部においてGRの発現が確認された。P15では、視床下部および扁桃体においてこのストレス刺激によるc-Fosの発現およびGRの発現が確認された。P60では、視床下部および扁桃体においてこのストレス刺激によるc-Fosの発現およびGRの発現が確認された。視床下部および扁桃体において、このストレス刺激によるc-Fosの発現およびGRの発現に日齢差が確認された。海馬では、このストレス刺激によるc-Fosの発現に日齢差はみられなかった。しかしながら、GRの発現そのものに日齢差があることが確認された。以上の結果は、中枢神経系のストレス耐性獲得に臨界期がある可能性を示唆する新たな知見である。今後さらに研究を続ける必要性があると考えられる。中枢化学受容器の存在する腹側延髄表面細胞から、Differential Display法により1回膜貫通型蛋白質Rhombex-40をコードしている遺伝子(rhombex-40)を単離した。この遺伝子の中枢神経系における発現部位の同定をalkaline phosphatase標識ジゴキシゲニンを用いたin situハイブリダイゼーションによって試みた。Rhombex-40 mRNAの強い発現が以下に示す脳幹の領域でみられた。1.疑核、2.迷走神経背側運動核、3.舌下神経核、4.外側網様核、5.被蓋網様核、6.橋網様核、7.縫線核、8.前庭神経外側核、9.前庭神経内側核、10.顔面神経核、11.三叉神経運動核、12.三叉神経中脳路核、および13.青斑核。また、rhombex-40の中程度の発現が以下に示す間脳及び小脳の領域でみられた。1.視床下部室傍核、2.視索上核、3.脳弓下器官、4.赤核、5.不確帯、6.内側中隔核、および7.小脳プルキンエ細胞層及び顆粒細胞層。さらに、rhombex-40の弱い発現が海馬CA1領域及びCA3領域でみられた。以上の成果はrhombex-40が中枢神経系内で広範囲に分布することを示しており、本研究課題を遂行する上での重要で新しい知見である。
学生のメンタルヘルスにおける栄養・睡眠および酸化ストレス

健常学生54名(男性24名、女性30名)を対象にした試験で、『抑うつ傾向』のある者、また日中思うように活動ができていない者において、血中の酸化ストレスが高いことが明らかとなった。健常女子学生7名を対象にした試験では、『抑うつ傾向』のある者は血中不飽和脂肪酸が低いことが示された。本試験を通じて、『抑うつ傾向』と睡眠習慣や食習慣の乱れが関係することを、限定的ではあるが、生物学的指標を用いて示すことができたと考える。近年、大学ではメンタルヘルスに問題を抱える学生数が増えている。我々は、この要因の一つに、学年の生活習慣の乱れによる身体的基盤の脆弱化(ストレス耐性の低下)が関係しているものと考える。本研究では、メンタルヘルスの問題を持つ学生の生活習慣をアンケート調査し、それに伴って生じると予想される生体内酸化ストレスの増加や、栄養面でのミネラルアンバランスを客観的に評価し、それらが治療経過の中でどのように変化するかを調べることを目的としている。今回、予備的導入として、健常者の血中酸化ストレス度を測定した。20μlの全血を採血し、pH4.8の酢酸緩衝液に入れサンプル中の水素イオン濃度を安定化させる。次に、酸性培地においてイオン化させた鉄イオンが触媒となるフェントン反応により、酸化過程で形成されたヒドロペルオキシド群が分解され生じたフリーラジカルを呈色反応で計測した。睡眠不測を感じていない群(3例)で230.3、睡眠不測を感じている群(3例)で平均357.3であった。また、2名について経時的経過を追い、条件は異なるが、23時、3時、6時にそれぞれ酸化ストレス度を測定した。睡眠不足を感じていない1例は、23時:283⇒睡眠⇒3時:251⇒覚醒⇒6時:305、睡眠不測を感じている1例は、23時:371⇒睡眠⇒3時:393⇒睡眠⇒6時:349であった。以上のような結果は、予備的段階であるが、睡眠が酸化ストレスの軽減に何らかの作用をもつ可能性を示唆している。したがって、睡眠習慣が酸化ストレスに影響を与えるという仮説の一つについては、今後検証を重ねる価値があると考える。さらに、栄養面でのミネラルバランスを加味し、メンタルヘルスと客観的指標を用いた生活習慣との関係について検討を進めていくことは、メンタルヘルス対策における科学的裏付けをもった生活指導につながるものと期待できる。近年、精神健康に問題を抱える大学生が増えている。この要因の一つに、学生の生活習慣の乱れによる身体的基盤の脆弱化(ストレス耐性の低下)が挙げられる。本研究では精神健康の問題をもつ学生の生活習慣をアンケート調査し、それに伴って生じると予想される生体内酸化ストレスの増加を評価し、酸化ストレスが治療経過の中でどのように変化するかを調べることを目的としている。本年度は、健康な大学生54名(男性24名、女性30名、平均20.7±0.9歳)を対象に酸化ストレスと抑うつ、不眠の関係を調べることを目的とした。質問紙(ベック抑うつ尺度・BDI、ピッツバーグ睡眠質問紙・PSQI、不眠重症度評価票・ISI)への回答を求めた。また酸化的損傷の指標にはd-ROMs test (Macron Italy)を用い、午前中に採血した。対象者のうち、酸化ストレスに関係する、生活が不規則な者やサプリメント摂取者、飲酒習慣をもつ者、喫煙者を除いた47名を分析対象とした。統計分析の結果、d-ROMsとBDIの得点に有意な正の相関があり、酸化的損傷が多いほど抑うつ傾向も高いことが明らかになった(total;r=.303,p=.038,male;r=.061,p=.333,female;r=.333,p=.096)。酸化的損傷と睡眠についてd-ROMsとPSQIの合計得点に有意な関係は見られなかったが、下位尺度の日中の機能の低下と正の相関がみられた(r=.320,p=.028)。さらにISIにおいても下位尺度の日中の機能の悪化と有意な正の相関がみられた(r=.409,p=.004)。これらの結果は、健常者における抑うつ傾向は酸化ストレス状態に関係する可能性を示唆している。このことから、科学的根拠に基づく精神健康・不眠対策の確立のために、今後、酸化ストレスと睡眠の関係を実験的に検証することは社会的急務であると考えられる。近年、メンタルヘルス不調をもつ学生が増えている。この要因の一つに、生活習慣の乱れによる身体的基盤の脆弱化が考えられる。本研究ではメンタルヘルス不調をもつ学生の生活習慣をアンケート調査し、それに伴って生じると予想される酸化ストレスの増加を評価し、それらの治療経過の中での変化を調べることを目的とした。一方で予算と対象者の制限から、研究初期段階として健常学生を対象に研究をすすめた。

まず、健常学生54名(男性24名、女性30名、平均20.7歳)を対象に酸化ストレスと抑うつ、不眠の関係を調べた。質問紙(ベック抑うつ尺度・BDI、ピッツバーグ睡眠質問紙・PSQI、不眠重症度評価票・ISI)と、酸化的損傷の指標にd-ROMs testを用いた。分析の結果、d-ROMsとBDIの得点に有意な正の相関があり、酸化的損傷が多いほど抑うつ度も高いことが明らかになった。(r=.303, p=.038)。酸化的損傷とPSQIの「日中の機能の低下」およびISIの「日中の機能の悪化」の項目で、それぞれ正の相関がみられた(r=.320, p=.028、r=.409, p=.004)。これらは、健常者における抑うつ度、日中の機能低下が酸化ストレス状態に関係する可能性を示唆している。つぎに、健常女子学生7名(平均19.3歳)において、抑うつ度と脂肪酸の関係について検討した。午前10時(空腹)の全脂質中脂肪酸分画を測定し、抑うつ度の評価にBDIを用いた。分析の結果、抑うつとオレイン酸(ρ=-.89, p=.007)、リノレン酸(ρ=-.82, ρ=.023)、エイコセン酸(ρ=.82, p=.024)、ネルボン酸(ρ=.82, p=.023)で有意な相関があり、抑うつ度が高いほど不飽和脂肪酸が低いことが明らかになった。オレイン酸などは抗酸化物質として知られており、抑うつ度が高い者は血中不飽和脂肪酸が低く、酸化に傾いている可能性が示唆された。今後、対象者数をさらに増やし、うつ病学生にも対象を広げ、「うつおよび不安、睡眠」と「脂肪酸」との関係についての知見を広げていくことは、「学生のメンタルヘルスケア」の観点から大変意義のあることであると考える。
言語処理技術と多変量解析を用いた中間言語の全体像の解明―新しい研究手法の確立

日本人英語学習者のスピーキング能力とライティング能力の発達に関する研究である。7つの異なる習熟度グループに属する1200名以上の日本人英語学習者(初級・中級・上級)の話し言葉からから構成される大規模コーパス(NICT JLE)を分析対象とし、58項目にわたる多種多様な言語項目(語彙・品詞・統語構造・談話構造など)の使用頻度の情報をもとに、多変量解析の手法を用いて、発達の指標となる言語項目の特定を試みた。結果、日本人英語学習者の話し言葉と書き言葉に関するさまざまな特性を明らかにすることができた。本研究は日本人英語学習者の習熟レベルを一定の精度で判別できる項目を特定し、中間言語の発達の全体像を記述することを目的とする。また同時にその成果が、語学教育の応用研究へと展開される可能性がある研究手法を確立することを目指している。初年度は、7つの異なる習熟度グループに属する1200名以上の日本人英語学習者(初級・中級・上級)の話し言葉から構成される大規模コーパス(NICTJLE)を分析対象とし、58項目にわたる多種多様な言語項目(語彙・品詞・統語構造・談話構造など)の使用頻度の情報をもとに、多変量解析(対応分析とクラスター分析)を用いて、発達の指標となる言語項目を特定した。さらに話し言葉だけではなく、同様の手法を用いて、東アジアにおける英語学習者の作文コーパス(ICNALE)を分析した。本年度は、予備研究で扱った言語項目以外にも、新たに分析対象となり得る項目を分析に加えたと同時に、学習者の習熟レベルをより高い精度で判定するために新たな統計手法(階層的クラスター分析とヒートマップを組み合わせた手法)を用いた分析も行った。さらに、学習者と同じタスクを行った英語母語話者のデータを用いることで、両者を識別する項目を特定した。またこれまでの研究過程で生まれた以下のような新たな課題に関しても予備的な研究を進めることができた。(1)作文課題の違いが言語使用に及ぼす影響、(2)習熟度だけではなく、学習者の母語が言語使用に与える影響(3)NICTJLEコーパスに付与されている習熟度尺度の再検討。本研究は中間言語の発達の全体像を記述することを目的とする。また同時にその成果が、語学教育の応用研究へとその成果が展開される可能性がある研究手法を確立することを目標としている。初年度は、7つの異なる習熟度グループに属する1200名以上の日本人英語学習者(初級・中級・上級)の話し言葉からから構成される大規模コーパス(NICTJLE)を分析対象とし、50項目以上にわたる多種多様な言語項目(語彙・品詞・統語構造・談話構造など)の使用頻度の情報をもとに、多変量解析(対応分析とクラスター分析)を用いて、発達の指標となる言語項目を特定した。本研究は日本人英語学習者の習熟レベルを一定の精度で判別できる項目を特定することを目的とする。最終年度は、学習者の話し言葉と書き言葉のちがいを判別できる言語項目の特定を目指している。一つのデータベースを多様な言語項目から分析するだけではなく、異なるデータベース(話し言葉vs.書き言葉)を比較することによって、日本人英語学習者の言語使用の特徴を明らかにした。そこで、日本人英語学習者だけではなく東アジアにおける英語学習者の作文を収集したアジア圏英語学習者コーパス(International Corpus Network of Asian Learners of English: ICNALE)を分析した。ICNALEから、香港、台湾、韓国、および日本の英語学習者(大学生)が産出した英文エッセイのデータを抽出し、それぞれのグループにどのような言語的使用の特徴があるかを探った。さらに、学習者の母語と英語習熟度レベルのちがいによって、どのような類似点や相違点が見られるのかという観点からも分析を行った。その結果、言語使用の特徴によって3つのグループに分かれることが明らかになった。日本人英語学習者は東アジアにおける他の英語学習者とは一線を画し、1つのグループを構成しており、その言語使用の特徴が明らかになった。具体的には、日本人英語学習者が偏用しがちな(過剰使用する)項目は「1人称代名詞」、「現在形」といった話し言葉に特徴的なものであった。またあまり使用しない(過少使用する)項目は「限定形容詞」であった。さらに、英文エッセイのトピックが使用言語にどのような影響を与えるのかについての分析を行い、その結果、英語学習者が産出する英文エッセイは、トピックの影響を受けることが明らかになった。コーパス言語学本研究は毎年、学会発表を合計3件(国内2件、国外1件)行うことにしているが、初年度は合計6件(国内3件、国外3件)、本年度は国外のみで合計4件(国外4件=AAAL2013, LCR2013, APCLC2014, DH2014)を行い、国内外の幅広い専門家からの評価と助言を仰ぐことができた。

論文に関しては、査読なしのものをふくめると合計5件(日本語論文4本、英語論文1本)を成果として出すことができた。また学習者が誤りやすい言語項目についても、『英語学習者コーパス活用ハンドブック』に一章分を執筆した。そして英語論文がLearner corpusstudies inAsia and the worldに掲載された。初年度に引き続き、研究発表および論文の出版とも、次に当初の計画以上に十分な量と質のものを産出することができた同時におおむね良い評価を得ている。本研究を開始するにあたり、当初計画したもののうち、初年度に行うべきことに関してすべてを達成した。計画では、初年度に学会発表3件(国内で2件、国外で1件)を行い、専門家からの評価と助言を仰ぐこととしていたが、招待発表1件を含め、合計6件(国内で3件、国外で3件)を行うことができた。また査読つきの論文は、現在印刷中のものを含めると合計3件(日本語論文1本、英語論文2本)を出版することができた。初年度として、学会発表および論文の出版とも、十分な数と質のものを産出することできた。そしておおむね良い評価を得ている。昨年度行った研究発表を論文として出版する。また本年度はすでに3件の国際学会における研究発表が採択されているので、研究発表時における評価と助言を元にその論文化も進める。1話し言葉データ(NICT JLE Corpus)をさまざまな言語項目から階層的クラスター分析とヒートマップを用いて分析した結果を論文化する。2英語学習者と母語話者の言語使用に関する研究結果を論文化する。3作文課題の違いが言語使用に与える影響について、LCSAW2014において研究発表を行う。さらに、話し言葉データ(NICT JLE Corpus)に関しても同様にタスクの違いが学習者のパフォーマンスに与える影響について同一の手法を用いた研究を行う予定である。4学習者の習熟度だけではなく母語が言語使用に与える影響について、より詳細に言語項目ごとに質的な分析を進めた研究をTaLC2014にて発表する。5スピーキングの習熟度判定を人間が行った場合と自動採点させた場合の類似点・相違点に関して、ALAK2014にて研究発表を行う。今年度以降も、当初計画したとおりに研究を遂行する予定であるが、当初分析を計画していた1200人の話し言葉データ(NICT JLE Corpus)以外にも、東アジア諸国の英語学習者から収集した英作文データ(ICNALE Corpus)を扱うことにしている。分析の観点としては、話し言葉と書き言葉の習熟レベルを判別できる項目を特定すると同時に、学習者の話し言葉と書き言葉のちがいを判別できる項目の特定を目指す。さらには今後、学習者と同じタスクを行った英語母語話者のデータと学習者のデータを比較することを計画している。両者の類似点と差異点を分析することで、学習者と英語母語話者を判別する項目の特定を目指す。このように多様な言語項目からだけではなく「話し言葉と書き言葉」、「学習者と英語母語話者」のように異なるデータベースを比較することによって、日本人英語学習者の言語使用の特徴を明らかにしていく予定である。
日本語方言における重ねことばの研究

日本語方言には多くの擬態語・擬声語(オノマトペ)が地域差を内包しながら、多く存在する。なかでも、「ぺちゃくちゃ」におけるような、単純反復ではなく、一部の音を変えて反復する異形反復形式のオノマトペに注目し、北海道を除いた46都府県の文献調査を実施した結果、次のような所見を導きだすことができた。1東北・北陸・九州地方は他の地方にくらべて、より多彩な異形反復形式のオノマトペを保有している。2人間の言動・性情に関する意味分野に多く栄えている。3江戸時代まではさかのぼることのできるオノマトペが多いようである。なお、3は今後の研究において、明らかにできる可能性が高い。(1) 1年目として、高知県・愛媛県・香川県・鳥取県・広島県の5県の調査をほぼ完了した。広島県は資料が多く、すべてを終えられなかったため、図書館相互の貸借サービスを利用して、未調査の複数の方言辞典を精査予定である。広島県の場合、県立図書館に県立文書館が併設されているため、郷土資料がより充実している印象を受けた。今後、こうした施設が整備されている県については、とくに効率的に調査を進める必要に迫られるだろう。(2)当初、該当部分はコピーをとる予定であったが、作業そのものに時間がかかるため、これを省略し、購込した軽量のノートパソコンを常に携帯し、直接入力して労力と経費の節減をはかった。この軌道修正は2年目以降の調査に大きく影響を与えるため、入力に際しては写しまちがいがないように細心の注意を払う必要がある。(3)資料によって、重ねことばが多く採られているものとそうでないものがあるように見受けられる。地域性の反映かどうかという視点は慎重に導入するつもりだが、おそらくなんらかの地域性は存在すると思われる。まだ、四国・中国地方の一部にとりかかった状況ではあるが、その手応えは十分に感じている。(4)「重ねことば」と認定できるかどうか、語によっては判断に苦しむ場合も出てきている。同形反復ではなく、一部が変化した異形反復を基本概念とするが、形態・意味上の範疇化を今後厳しく規定していく努力を重ねなければならない。最終的には範疇外となる可能性語句を含めて、広く弾力的に採録するのが肝要と考え、現段階ではできるだけ多くの語句を採るよう心がけている。(5) 4年目までに47都道府県野調査を終えるためには、スピードアップが欠かせない。今年度で調査の進め方の要領がつかめたので、来年度からは調査地点数を一挙に増やして、工夫をこらした能率的かつ密度の高い調査活動に邁進したい。(1)中国・九州地をおおうべく調を行ったが、中国地は完了しだものの、九州地方は佐賀・福岡・宮崎・大分・鹿児島の5県が来年度以降の調査地点として残った。今年度の調査地点は以下の通りである。1熊本県(熊本県立図書館・熊本市立図書館)2山口県(山口県立図書館・山口市立図書館)3島根県(島根県立図書館・松江市立図書館)4沖縄県(沖縄県立図書館・那覇市立図書館)5長崎県(長崎県立図書館・長崎市立図書館)(2)県立図書館と市立図書館の開館日と開館時間をうまく組み合わせて調査日程を組まないと、作業が円滑に進まないことがわかった。できるだけ多くの方言語彙の記録を渉猟するためにも、事前の日程および時間調整を図る必要がある。また、今年度以降は次第に遠隔地へ移行するため、多くの移動時間が必要となる。経費をにらみながら、できるだけ効率的な調査計画をたてなければならない。(3)2年間10地点の調査を経験して感じるのは、重ねことばの予想以上の多さと、地域性の多様さである。ある程度推測はできていたが、実際の調査から得られる印象は予想を超えている。調査が終わった後のまとめを内心おそれつつも楽しみにしている。(1)九州地方はまだ2県を残す結果となった。近畿地方も2県が未調査であり、本年度の調査済みは以下のとおりである。1大分県(大分県立図書館)2宮崎県(宮崎県立図書館・宮崎市立図書館)3鹿児島県(鹿児島県立図書館・鹿児島市立図書館)4和歌山県(きのくに志学館和歌山県立図書館・和歌山市立図書館)5三重県(三重県立図書館)6奈良県(奈良県立図書情報館・奈良市立図書館)7大阪府(大阪府立中之島図書館・大阪市立中央図書館)これまでに経験したことのない点で、奈良県の市町村史・誌には本研究のめざす重ねことばの記載がきわめて少ない点があげられる。その原因として、同じ研究者による記述が行われており、そのために地域の特色ある重ねことばが語彙レベルで掲出されにくかったと判断された。

さらには考古学等の記述には多くの紙面が割かれているのに対し、民俗・方言にはその余裕がないという物理的な理由も重なったと思われる。(2)過去3年間で九州・中国・四国・近畿と西日本の調査が完了しつつある。来年度は東日本へ広げることにより、重ねことばの東西差が認められるかどうか、注意しながら調査域の拡大を企図したい。最終年度として、滋賀・茨城・千葉・群馬・栃木の5県の現地調査を行い、埼玉・神奈川・東京・京都は文献の相互貸借による調査を行って、5年間の目標とした47都道府県のうち、46の都府県の調査を終えることができた。北海道は断念せざるをえない結果となったが、他の方言とは成立事情が異なるので、他日を期したい。日本語方言には多くの擬態語・擬声語(オノマトペ)が地域差を内包しながら、多く存在する。なかでも、「ぺちゃくちゃ」におけるような、単純反復ではなく、一部の音を変えて反復する異形反復形式のオノマトペに注目し、北海道を除いた46都府県の文献調査を実施した結果、次のような所見を導きだすことができた。1東北・北陸・九州地方は他の地方にくらべて、より多彩な異形反復形式のオノマトペを保有している。2人間の言動・性情に関する意味分野に多く栄えている。3江戸時代まではさかのぼることのできるオノマトペが多いようである。なお、3は今後の研究において、明らかにできる可能性が高い。Yale大学EastAsianlanguagesand Literatureで、朝鮮語担当SEUNGJA KIM CHOI氏と中国語担当PEISONG XU氏にインタビューを行ったところ、いずれの言語にもオノマトペはあるがすべて単純なくりかえしであり、日本語に認められるような異形態のくりかえしはないという答えが返ってきた。少なくとも3つの言語の間では日本語に特有の形態ということになる。方言のみならず、これまでは全く顧みられることのなかった異形態くりかえしの日本語オノマトペに光を当てれば、あらたな日本語オノマトペの問題点の抽出が可能になる。なにゆえに異形態を用いる必要があるのか、その表現効果はいかなるものなのか、など、解明すべき課題は多い。4年目の成果として、次の16県下の調査が完了した。文献数に差があったり、県立図書館の開館および閉館時間の都合、滞在日数との兼ね合いなどのため、現地滞在中に調査できなかった文献は、帰着後大学図書館の相互貸借システムを活用して、調査を補足することができた利点も大きい。1.兵庫県/4月2.新潟県/5月・富山県/5月・福井県/5月3.福岡県/7月4.佐賀県/8月5.秋田県/9月・青森県/9月・岩手県/9月・宮城県/9月6.愛知県/11月岐阜県/11月7.静岡県/3月・山梨県/3月・長野県/3月8.滋賀県/3月1回の出張で何県回れるかは、日程と距離に大きく左右されるが、過去3年間の調査経験をふまえて、上記のように、8回で平均1回あたり2県が達成できたことになる。まだ残っている都道府県は最終年度である次年度に完了させたい。西日本は京都府を残して調査を完了したが、東北南部と関東地方に未調査県が残った。そのため、まず5月はじめに山形・福島両県を調査し、8月末に千葉・茨城両県を調査する。残る、栃木・群馬・神奈川・埼玉4県は年度末までに終えたい。なお、京都・東京・北海道の3都道府の調査は現在のところ、見送らざるをえない状況にある。
アレルギー性鼻炎の根治を指向したSIRT1活性化剤の基礎的研究

アレルギー性鼻炎患者におけるTSLP産生にヒストン脱アセチル化酵素がどのように働くか検討するため、ヒト気道上皮細胞株(Beas-2B細胞)を使用した。細胞がコンフルエントになったところで、ヒストン脱アセチル化酵素の抑制剤を添加した。薬剤投与30分後に細胞を刺激するため、ODN2006を最終濃度1μMで添加した。24時間後に細胞を回収しRNAを抽出した。real time PCR法にてTSLPメッセンジャーRNAの産生量の変化を調べた。以上の実験の結果、ヒストン脱アセチル化酵素抑制剤の濃度依存性にTSLPの産生が増加した。またヒストンアセチル化酵素促進剤の濃度依存性にTSLPの産生が亢進した。アレルギー性鼻炎は増加傾向にあり、現在日本国民30%以上が罹患する国民病となっている。しかし治療は抗原回避や対症療法のみで、根治を期待できる方法は未だ開発されていない。近年感染を契機に気道上皮細胞から放出されたTSLPが樹状細胞などからTh2サイトカインの産生を誘導することで、アレルギー性疾患の発症に関与することが明らかになってきた。アレルギー性鼻炎においてもTSLPの遺伝子多型がアレルギー性鼻炎の発症に関連することが示され(Nilsson D et. al. Allergy. 2014)、疾患の発症また病態の維持に関与すると考えられる。しかしTSLP自体の発現調節機序は明らかになっていない。TSLPは主に上皮細胞に発現している。組織に感染が生じると上皮細胞より放出され上皮下の樹状細胞と結合することで、Th2タイプのサイトカイン産生を誘導する。TSLPはアレルギー性鼻炎や喘息などアトピー性疾患の上皮に高発現しており、アトピー性疾患の発症また病態の維持に関与すると考えられる。近年、DNAと結合しているヒストン蛋白がアセチル化やメチル化などの修飾をうけクロマチンが構造変化する(クロマチンリモデリング)ことでDNAからの転写が調節されていることが判明してきた。この遺伝子制御機構は発生、細胞分化や癌を含む様々な疾患の発症に関与していると推測されている。ヒストンアセチル化酵素は喫煙や摂食などの酸化ストレスによりクロマチンの構造変化を起こし、様々な疾患発症、病態形成に関与する。アレルギー性鼻炎や喘息などのアレルギー性疾患においても酸化ストレスが疾患を増悪することが示されており、TSLPの産生にヒストンアセチル化酵素が関与するかどうかを調べるのが、本研究の課題である。アレルギー性鼻炎について検討するため、ヒト気道上皮細胞株(Beas-2B細胞)を使用した。細胞がコンフルエントになったところで、ヒストンアセチル化酵素の抑制剤を添加した。ODN2006添加24時間後に細胞を回収して、RNAを抽出した。以上の実験の結果、ヒストンアセチル化酵素抑制剤の濃度依存性にTSLPの産生が抑制された。アレルギー性鼻炎においてもTSLPの遺伝子多型がアレルギー性鼻炎の発症に関連することが示され疾患の発症また病態の維持に関与すると考えられる。アレルギー性鼻炎患者におけるTSLP産生にヒストンアセチル化酵素がどのように働くか検討するため、ヒト気道上皮細胞株(Beas-2B細胞)を使用した。メッセンジャーRNAレベルでは、ヒストンアセチル化酵素抑制剤の濃度依存性にTSLPの産生が抑制されたが、蛋白レベルでは、うまく細胞刺激によるTSLPのup-regulateが確認できず。刺激方法を変えて検討中である。

近年、DNAと結合しているヒストン蛋白がアセチル化やメチル化などの修飾をうけクロマチンが構造変化する(クロマチンリモデリング)ことでDNAからの転写が調節されていることが判明してきた。この遺伝子制御機構は発生、細胞分化や癌を含む様々な疾患の発症に関与していると推測されている。アレルギー性鼻炎患者におけるTSLP産生にヒストンアセチル化酵素がどのように働くか検討するため、ヒト気道上皮細胞株(Beas-2B細胞)を使用した。細胞がコンフルエントになったところで、ヒストンアセチル化酵素の抑制剤を添加した。薬剤投与30分後に細胞を刺激するため、ODN2006を最終濃度1μMで添加した。ODN2006添加24時間後に細胞を回収して、RNAを抽出した。real time PCR法にてTSLPメッセンジャーRNAの産生量の変化を調べた。以上の実験の結果、ヒストンアセチル化酵素抑制剤の濃度依存性にTSLPの産生が抑制された。またヒストンアセチル化酵素促進剤の濃度依存性にTSLPの産生が亢進した。アレルギー性鼻炎患者におけるTSLP産生にヒストン脱アセチル化酵素がどのように働くか検討するため、ヒト気道上皮細胞株(Beas-2B細胞)を使用した。細胞がコンフルエントになったところで、ヒストン脱アセチル化酵素の抑制剤を添加した。24時間後に細胞を回収しRNAを抽出した。以上の実験の結果、ヒストン脱アセチル化酵素抑制剤の濃度依存性にTSLPの産生が増加した。今後は蛋白レベルでの発現を検討し、動物モデルを使い研究を進める。今後は蛋白レベルでの発現を確認するため、条件設定を変えて再度実験をする予定である。また動物モデルを使い研究を進める。耳鼻咽喉科学学会への参加が、都合により1件キャンセルとなり、その分の旅費が残額となったため。実験が遅れたため、試薬の購入が少なかった。国内外の学会に参加し、研究成果の発表を行う。また、実験試薬を購入予定。試薬を購入する予定。
ポリエステル共重合体を用いた部分床義歯の有効性についてのアウトカムリサーチ

本研究は,ノンメタルクラスプデンチャーの臨床的有効性を明らかにすることを目的にした.義歯床に熱可塑性樹脂(ポリエステル共重合体)を用いたノンメタルクラスプデンチャーとメタルクラスプデンチャーの装着後の口腔関連QoL,患者満足度,咀嚼能力への効果および支台歯の歯周組織への影響を比較検討した.その結果,ノンメタルクラスプデンチャーは,メタルクラスプデンチャーよりも高いQoL,患者満足度,咀嚼能力が得られる傾向が認められたが,支台歯には臨床的に問題になる影響は認められなかった.以上の結果から,ノンメタルクラスプデンチャーが従来のメタルクラスプデンチャーよりも有効であることが示唆された.近年,金属製クラスプを使用しない部分床義歯(いわゆるノンクラスプデンチャー)が,審美性の高い義歯として社会から注目されている.ノンクラスプデンチャーの使用について,日本補綴歯科学会は,外観の回復を優先し,適応を誤った場合に生ずる顎堤の異常吸収,支台歯の移動という重大な障害を惹起する可能性があるため,今後その適応について科学的な検証が必要であるとの見解を示している.これに対して,弾性床用材料の1つであるポリエステル共重合体を用いたノンクラスプデンチャーについて,機能時の顎堤の応力負担を模型実験で検討した結果,金属製のレストを有する設計であれば適応となり得ることが報告されている.しかしながら,現時点で従来のクラスプデンチャーに対するノンクラスプデンチャーの有効性,さらには顎堤,支台歯,歯周組織への影響に関する臨床データは国内・国外共に報告されていない.審美性が重要視される現代社会において,ノンクラスプデンチャーは,今後急速に普及していく可能性がある.従って,臨床研究により従来のクラスプデンチャーに対するノンクラスプデンチャーの有効性とデメリットについて明らかにして,その適応と限界を示す必要がある.そこで,本研究では,従来のクラスプデンチャーに対するポリエステル共重合体を用いた部分床義歯(ノンクラスプデンチャー)の臨床的な有効性と歯周組織への短期的な影響を明らかにすることを目的とした.H24年度においては,被験者のリクルートを行い,義歯を製作してデータ採得を行った.また,熱可塑性樹脂の適合性についての基礎的研究も並行して行った.近年,金属製クラスプを使用しない部分床義歯(ノンメタルクラスプデンチャー)が,審美性の高い義歯として社会から注目されている.ノンメタルクラスプデンチャーの使用について,日本補綴歯科学会は,外観の回復を優先し,適応を誤った場合に生ずる顎堤の異常吸収,支台歯の移動という重大な障害を惹起する可能性があるため,今後その適応について科学的な検証が必要であるとの見解を示している.これに対して,弾性床用材料の1つであるポリエステル共重合体を用いたノンメタルクラスプデンチャーについて,機能時の顎堤の応力負担を模型実験で検討した結果,金属製のレストを有する設計であれば適応となり得ることが報告されている.しかしながら,現時点で従来の金属クラスプデンチャーに対するノンメタルクラスプデンチャーの有効性,さらには顎堤,支台歯,歯周組織への影響に関する臨床データは国内・国外共に報告されていない.審美性が重要視される現代社会において,ノンメタルクラスプデンチャーは,今後急速に普及していく可能性がある.従って,臨床研究により従来の金属クラスプデンチャーに対するノンメタルクラスプデンチャーの有効性とデメリットについて明らかにして,その適応と限界を示す必要がある.そこで,本研究では,従来の金属クラスプデンチャーに対するポリエステル共重合体を用いたノンメタルクラスプデンチャーの臨床的な有効性(口腔関連QoL,咀嚼能力と満足度)及び歯周組織への短期的な影響を明らかにすることを目的とした.H25年度においては,引き続き被験者のリクルート,義歯を製作,データ採得を行った.H26年3月までにデータ採得が終了した分についてデータ解析を行った.また熱可塑性樹脂の適合性について基礎的研究の成果を学会で発表し,国際英文誌に投稿した.本研究は,ノンメタルクラスプデンチャーの臨床的有効性を明らかにすることを目的にした.義歯床に熱可塑性樹脂(ポリエステル共重合体)を用いたノンメタルクラスプデンチャーとメタルクラスプデンチャーの装着後の口腔関連QoL,患者満足度,咀嚼能力への効果および支台歯の歯周組織への影響を比較検討した.その結果,ノンメタルクラスプデンチャーは,メタルクラスプデンチャーよりも高いQoL,患者満足度,咀嚼能力が得られる傾向が認められたが,支台歯には臨床的に問題になる影響は認められなかった.以上の結果から,ノンメタルクラスプデンチャーが従来のメタルクラスプデンチャーよりも有効であることが示唆された.近年,金属製クラスプを使用しない部分床義歯(ノンクラスプデンチャー)が,審美性の高い義歯として社会から注目されている.ノンクラスプデンチャーの使用について,日本補綴歯科学会は,外観の回復を優先し,適応を誤った場合に生ずる顎堤の異常吸収,支台歯の移動という重大な障害を惹起する可能性があるため,今後その適応について科学的な検証が必要であるとの見解を示している.これに対して,弾性床用材料の1つであるポリエステル共重合体を用いたノンクラスプデンチャーについて,機能時の顎堤の応力負担を模型実験で検討した結果,金属製のレストを有する設計であれば適応となり得ることが報告されている.しかしながら,現時点で従来のクラスプデンチャーに対するノンクラスプデンチャーの有効性,さらには顎堤,支台歯,歯周組織への影響に関する臨床データは国内・国外共に報告されていない.

審美性が重要視される現代社会において,ノンクラスプデンチャーは,今後急速に普及していく可能性がある.従って,臨床研究により従来のクラスプデンチャーに対するノンクラスプデンチャーの有効性とデメリットについて明らかにして,その適応と限界を示す必要がある.そこで,本研究では,従来のクラスプデンチャーに対するポリエステル共重合体を用いた部分床義歯(ノンクラスプデンチャー)の臨床的な有効性と歯周組織への短期的な影響を明らかにすることを目的とした. H23年度においては,研究プロトコルを作成し,学内倫理審査への申請を行い,承認を得た(H23年9月15日,第684号).義歯製作のための機器を購入し,義歯製作を行うための環境とスタッフの準備を行った.UMIN臨床試験に登録し(H24年2月20日,000007310),本臨床研究の概要を一般に公開した.H24年3月1日より,被験者のリクルートを開始した.被験者のリクルートとデータ採得を行っており,おおむね予定通りに達成された.さらに,義歯の適合性についての基礎的検討も行った.平成23年度は,主として研究実施のための準備(倫理審査の申請と承認,器材の準備,義歯製作の環境整備)と被験者のリクルート開始を計画し,おおむね予定通りに達成された.H25年度は,予定人数を目標に引き続き被験者のリクルートを行い,義歯を製作してデータ採得を継続して行く.平成24年度は,引き続き被験者のリクルートを行い,義歯を製作してデータ採得を継続する.データ分析,論文執筆及び投稿,研究成果の発表の費用として支出を予定している.平成24年度は,主として義歯製作に関わる材料の購入,学会発表への旅費の支出を予定している.
脊髄運動ニュ-ロンへの投射するセロトニン線維の選択的結合形成の分子機構

セロトニン線維の他のモノアミン線維に運動ニュ-ロン群に対する投射の選択性があるか、という点を確める為にタイロミンハイドロオキシレ-ス(TH)陽性線維の分布をニワトリ脊髄運動核で調べた。その結果、外側運動核にはTH陽性線維はまばらにある程度だが、頸髄の内側運動核には高密度に存在することが明らかにされた。その他TH陽性構造は中心管の周囲に髄液接触ニュ-ロンとして観察さるた。中心管周囲には陽性線維が高密度に分布し、中心管壁の綱状構造とも密接な関係があることが確認された。第2番目の仕事としては新しい神経標識法の開発が行なわれた。最近利用が可能になったコレラトキシンと似た抗原性を持つ大腸菌トキシンに注目し、これを鶏の筋に注入した。2ー3日の生存期間後固定し脊髄の凍結切片を抗大腸菌抗体で反応した。その結果、運動ニュ-ロンの胞体はもちろんの事、樹状突起の末端まで完全に逆行性に標識された。また第一次求心性線維も完全に標識され、画期的な神経標識法であることが確認された。3番目の研究としては一過的に出現するセロトニン線維の機能的変義に関し実験を行い、それらの線維が単に伝達物質としてではなく、神経発生の分化を調節していることを明らかにした。
超臨界CO2ランキンサイクルを可能にするマイクロスクロールタービンの開発

本研究の目的は,小温度差熱源の一つである温泉熱エネルギーによる小出力動力サイクルの創出を目指し,民需用の補助電力となるCO2ランキンサイクルに関する実現可能性を検討することである.まず,既存のヒートポンプサイクルを高圧ポンプによって反転させたCO2ランキンサイクルの熱力学的な作動条件をその熱物性値に基づいて解析した.次に,いくつかの容積型圧縮機が膨張機として応用され,それら実機の流体力学的特性が評価されている.これらの結果に立脚して,小出力のCO2ランキンサイクル創出に関する実現可能性と今後の課題について議論した.この研究は,未利用の温泉熱エネルギーを再生可能エネルギーとして積極的に利用するための小型バイナリー発電システムの設計技術の確立を目的としたものである.このサイクルの作動流体には,環境負荷の小さな自然冷媒(CO2)が採用されることに特徴がある.CO2によるヒートポンプの技術をランキンサイクルに応用することで,システムの開発コストを抑制することができた.CO2の超臨界圧力は7.6MPa(31.1°C)である.この作動流体をランキンサイクルで循環させるためには,その圧力に抗して作動流体を循環させるための高圧のポンプが必要になる.その循環ポンプには,油圧機械向けのピストンポンプを応用した.ヒートポンプサイクルに関する先行研究の現地調査を通して,CO2によってタービンを駆動させるための運転条件が明らかになった.小浜温泉(長崎県)の源泉の熱水温度は90°C以上である.この地熱エネルギーを実験室で再現させるための配管系統や温水の循環システムを準備した.基礎発電システム内部の作動流体の量を調整するための封入機構を設計し,その配管系統を一部施工した.スクロールタービンの基本的な設計の仕様について研究協力者と検討を重ねた.圧縮機を膨張機として応用するために,ヒートポンプユニットに搭載されているコンプレッサーの駆動試験を実施した.循環ポンプ出口側の圧力上昇量を手動で制御することを可能にするためバイパス配管系統,システムへ封入された冷媒の質量の測定方法,冷媒の気液分離装置などを設計した.京都大学主催の再生可能エネルギーに関する研究会に参加し,飯田市における再生可能エネルギーの取り組みなどについて調査した.エネルギー・資源学会の調査委員会に出席して,分散型バイナリー発電システムの展望と課題について議論した.加熱能力4.5kWのヒートポンプサイクルを小規模ランキンサイクルに応用した.小規模ランキンサイクルの性能を評価することを目的としてランキンサイクルの主要構成機械を接続する配管系統の完成させた.作動流体をCO2とした基本システムの熱力学的性能を解析し,その作動流体による小規模ランキンサイクルのT - s線図,ヒートポンプで利用されている熱交換器のT - h線図を解析した.研究協力者との協議を通して,マイクロスクロールタービンの新規開発は研究費の制約から困難であると判断し,ヒートポンプサイクルのロータリーコンプレッサーをタービンとして応用することを検討した.性能試験の対象となるロータリータービンの設計寸法を実測し,性能試験の対象となるタービンの設計仕様を明らかにした.このロータリータービンの出力性能を評価するための性能試験装置を開発した.試作1号機では,ロータリータービン,トルク計,タービンを同一軸上に配置して,タービンに反動トルクを与えながら性能を試験することが可能な装置を開発した.しかし,1号機では主軸に潤滑油が浸透しないために回転数が安定せず,主軸が焼きつくなどの課題があった.試作2号機では,ロータリータービンを潤滑油に浸すことが出来る構造に改良した結果,主軸の焼き付きの問題が改善された.配管内部にかかる圧力の簡易計測法の確立を目的として,ひずみゲージによる圧力の測定を試みたが,配管内部の安定した圧力の計測はできなかった.試作3号機では,タービン入口と出口の圧力,トルク,回転数,軸動力,設計流量および効率を評価することが可能になった.高圧の窒素ガスでタービンを駆動させ,その出力特性を評価した.設計上の差圧は3.6MPaであるが,安全性の観点から600kPaでタービン性能を試験した.自動車用スクロールコンプレッサーを小型ランキンサイクルのタービンとして応用することを検討した.このタービンは平成26年度の研究で用いられたロータリータービンの約15倍の出力を得ることができる.本実験の範囲では,被試験タービンの設計流量が毎分45L以上に設定されると,その作動点近傍での圧力比の特性が相似になった.設計流量でのタービン前後の差圧はその圧力比によって決定されるため,その圧力比は小型ランキンサイクルを設計する上で重要な因子となる.また,タービン出口側での冷媒物性値はその圧力よって支配されるために,小型ランキンサイクルの出力は凝縮器側の温度だけでは設計することができない.このタービンの機械効率は約30%であり,その効率は火力発電所で利用されるターボ型のタービンの一般的な効率よりも極めて低いことがわかった.ランキンサイクルの作動流体の検討では,R744(CO2)に加えて,現在の冷凍空調機械で主に使用されているR245fa,R134a,R32によるサイクルの熱力学的性能が熱物性データベースRefpropにより解析された.四種類の作動流体による熱力学サイクルの出力を解析した結果,R245faを作動流体としたランキンサイクルのポンプ動力が最も小さくなり,その作動流体による熱効率が最も高くなることを明らかにした.スクロールタービンを利用した小型ランキンサイクルの実現可能性を向上させるためには,有機冷媒による多段式のスクロールタービンにより圧力を回収することが必要になる.

本研究の目的は,小温度差熱源の一つである温泉熱エネルギーによる小出力動力サイクルの創出を目指し,民需用の補助電力となるCO2ランキンサイクルに関する実現可能性を検討することである.まず,既存のヒートポンプサイクルを高圧ポンプによって反転させたCO2ランキンサイクルの熱力学的な作動条件をその熱物性値に基づいて解析した.次に,いくつかの容積型圧縮機が膨張機として応用され,それら実機の流体力学的特性が評価されている.これらの結果に立脚して,小出力のCO2ランキンサイクル創出に関する実現可能性と今後の課題について議論した.小浜温泉の温泉熱を熱源とした場合,ランキンサイクルの熱効率は6.8%である.研究の対象となるヒートポンプサイクルの蒸発器側の熱をすべてタービンの仕事に変換した場合の出力は300Wであり,凝縮器側で全て熱排気をした場合の出力は250Wである.ヒートポンプサイクルの蒸発器として使用されているプレートフィンチューブ熱交換器では1.5kW程度の熱交換が可能であり,小規模ランキンサイクルの凝縮器としての役割を果たすことができる.タービン差圧の計測,流量制御など,性能試験装置に必要な計測機能を開発することができた.性能試験の対象となるロータリータービンの直径は32mm,容積は約4mL,高圧側圧力10MPa,低圧側圧力6.4MPa,定格回転数1050rpmである.性能試験の結果,タービンの効率は約45%であり,数値目標のタービン効率70%を達成することはできなかった.作動流体を超臨界CO2,タービン前後の差圧を3.6MPa,設計流量を4L/minに設計すると,約108Wの出力を得ることができる.設計出力400Wを得るためには,タービン出力を約4倍に増やす必要がある.このタービンを小規模ランキンサイクルに組み込むことはできなかったが,熱力学的特性の評価の結果に基づけば,その小浜温泉の熱源を利用して小規模ランキンサイクルから約100Wの軸動力を抽出することは可能である.平成25年度中に達成することができなかった小規模ランキンサイクルの試作とシステムの性能見積もりを完了した.平成26年度の主な研究計画はスクロールタービンの開発とその性能試験であった.タービンの設計仕様がロータリータービンに変更されたが,その流体力学的な性能装置の開発とタービンの性能試験については達成することができた.流体工学,流体機械工学,空力音響学平成27年度の研究計画では,小浜温泉で小規模ランキンサイクルの性能に関するフィールド試験が計画されているが,現状では実験室レベルでサイクルの性能を明らかにすることが必要である.平成27年度のシステムの改良で可搬型のシステムを開発し,小浜温泉におけるフィールド試験を実施することが可能な体制を整える.小規模ランキンサイクルの開発では,タービンの代わりに流量調整弁を挿入してその熱力学的な性能を評価する.昨年度の性能試験の結果から,加熱能力4.5kWのヒートポンプで利用されているロータリーコンプレッサーを応用したタービンでは,設計上の十分な出力を抽出することができないことがわかっている.そこで,自動車用のスクロールコンプレッサーをタービンとして利用することを検討する.