hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
2円形乱流自由噴流のエントレインメント機構に対する渦構造の干渉効果の解明

本研究では、2つの円形ノズルから流出する乱流自由噴流について、2噴流が干渉・合体するときの流れ場を可視化し、ノズルピッチ(噴流中心間距離/ノズル直径)が2、4および8の場合において(1)渦構造が干渉・合体する過程を明らかにする(2)周方向の渦および縦渦の干渉による周囲流体のエントレインメント抑制の原因を明らかにする(3)ノズルピッチの違いによるエントレインメント機構の違いを解明するこれらの結果をふまえ、複数円形噴流の流れ場を制御するための方策(アクティブまたはパッシブ)を立てることを目的とする。平成15年度は、以下のように研究を行った。1)可視化用水槽に適合した2円形噴流ノズルをジュラルミン板をフライス加工することにより製作した。熱線流速計による実験との整合性を考慮し、ノズルピッチは2,4および8の3種類とした。2)レーザーシート光を2噴流の配置方向と流れ方向に平行(x-z平面)になるように照射し、2噴流に挟まれた領域における逆流および不安定性に起因する噴流自体の周期的変動(ふらつき)がないことを確認した。3)予備実験を行い、CCDカメラによる撮影およびPIVソフトによる解析の校正を行った。4)x-z平面およびx-y平面(2噴流の対称面)内の可視化映像をCCDカメラで撮影し、パーソナルコンピュータに保存された動画ファイルより渦構造の変形を観察した。平成16年度は、以下のように研究を行った。1)ノズルピッチが2、4および8の渦糸観察用可視化ノズルをジュラルミン削り出しにより製作した。2)レーザーシート光をx-y平面およびx-z平面に平行にずらしながら照射することによって得られた可視化映像をCCDカメラで撮影し、パーソナルコンピュータに動画ファイルを保存した。3)可視化映像より渦構造の変形を観察した。本研究では、2つの円形ノズルから流出する乱流自由噴流について、2噴流が干渉・合体するときの流れを可視化し、ノズルピッチ(噴流中心間距離/ノズル直径)が2、4および8の場合において(1)渦構造が干渉・合体する過程を明らかにする(2)周方向の渦および縦渦の干渉による周囲流体のエントレインメント抑制の原因を明らかにする(3)ノズルピッチの違いによるエントレインメント機構の違いを解明するこれらの結果をふまえ、複数円形噴流の流れ場を制御するための方策(アクティブまたはパッシブ)を立てることを目的とする。平成15年度は、可視化用光源となるレーザー光源装置を購入し、以下のように研究を行った。1)可視化用水槽に適合した2円形噴流ノズルをジュラルミン板をフライス加工するごとにより製作した。2)流れを可視化するためのトレーサー粒子には、平均直径100μmのナイロン粒子を使用した。3)レーザーシート光を2噴流の配置方向と流れ方向に平行(x-z平面)になるように照射し、2噴流に挟まれた領域における逆流および不安定性に起因する噴流自体の周期的変動(ふらつき)がないことを確認した。なお、そのときのシート光の厚さは約2mmであった。4)予備実験を行い、CCDカメラによる撮影およびPIVソフトによる解析の校正を行った。5)x-z平面およびx-y平面(2噴流の対称面)内の可視化映像をCCDカメラで撮影し、パーソナルコンピュータに動画ファイルを保存した。6)可視化映像より渦構造の変形を観察した。

2噴流の干渉・合体過程における渦の変形過程および2噴流に挟まれた領域の渦構造の変化がエントレインメント率に対して与える影響については、現在考察中である。今後の予定本研究では、2つの円形ノズルから流出する乱流自由噴流について、2噴流が干渉・合体するときの流れ場を可視化し、ノズルピッチ(噴流中心間距離/ノズル直径)が2、4および8の場合において(1)渦構造が干渉・合体する過程を明らかにする(2)周方向の渦および縦渦の干渉による周囲流体のエントレインメント抑制の原因を明らかにする(3)ノズルピッチの違いによるエントレインメント機構の違いを解明するこれらの結果をふまえ、複数円形噴流の流れ場を制御するための方策(アクティブまたはパッシブ)を立てることを目的とする。平成16年度は、以下のように研究を行った。1)北海道大学および北海道工業大学の流体工学研究室を見学し、渦糸観察のためのトレーサー注入用小孔を設けた可視化ノズルの製作技術を習得した。2)ノズルピッチが2、4および8の上記渦糸観察用可視化ノズルをジュラルミン削り出しにより製作した。3)レーザーシート光をx-y平面およびx-z平面に平行にずらしながら照射することによって得られた可視化映像をCCDカメラで撮影し、パーソナルコンピュータに動画ファイルを保存した。4)可視化映像より渦構造の変形を観察した。
自己株式の取得に関する総合的研究

本研究では、日本独自の自社株買い開示制度や買付制度を利用することによって、自社株買いの新たな側面を解明することを目的としている。具体的には、自社株買いの終了が市場に与える影響、自社株買いの公表が同時に公表されるBad Newsの影響を緩和する役割を果たしているかについての調査、そしてToSTNeT取引と内部者との間の倫理的問題の3点について実証的に検証を行う予定である。
新規高IgE症候群原因遺伝子によるアトピー性皮膚炎重症化のメカニズム解析

申請者たちはこれまでに、ヒトの免疫不全症の1つである高IgE症候群の主要原因遺伝子signal transducerand activator of transcription 3 (STAT3)を世界に先駆けて同定し、STAT3変異によるアトピー性皮膚炎重症化のメカニズムを明らかにした。しかし高IgE症候群の原因遺伝子は複数存在し、遺伝子毎に異なるメカニズムで病態が形成されることが考えられる。近年、当研究室では、高IgE症候群の3主徴を呈する患者において、既知の原因遺伝子とは異なる新たな原因遺伝子候補Xの変異を発見した。この原因遺伝子の変異がどのようなメカニズムで高IgE症候群患者における病態を引き起こすのか、特にアトピー性皮膚炎の重症化を引き起こすメカニズムを明らかにするために、この原因遺伝子候補Xの変異を持つ高IgE症候群モデルマウスを作製した。このマウスに、アトピー性皮膚炎モデル実験系として確立されているオキサゾロン反復塗布皮膚炎を惹起し、皮膚の炎症反応を組織病態学的解析や、フローサイトメトリー解析、ELISA法などにより評価した。その結果、高IgE症候群モデルマウスでは、野生型マウスに比べて皮膚炎惹起部位の皮膚の肥厚ならびに浸潤細胞数の増加などの免疫系の異常反応が起きていることが分かった。研究代表者の退職に伴い、本実験計画は廃止となるが、今後、さらなる研究を行い、高IgE症候群患者で認められるアトピー性皮膚炎の重症化メカニズムについて解析を行っていく予定である。
共役系有機・高分子ナノ結晶の超階層構造形成とその光・電子機能

本研究課題では, (1)ポリジアセチレン(PDA)ナノ結晶サイズの単分散化,(2) PDAナノ結晶のカプセル化, (3)パターン基板上でのカプセル化PDAナノ結晶の配列制御を行い,超階層構造形成を研究目的とした.本年度(最終年度)の研究成果を以下にまとめる.(1)無脈流シリンジポンプを採用した再沈法を確立し, PDAナノ結晶の大量合成とサイズ・形状制御に成功した.従来の再沈法に比較して約500倍のスケールアップとなった.(2) PDAナノ結晶のカプセル化に関しては,スチレンモノマー(ST)と2つの水酸基を有する水溶性・ノニオン性スチレン誘導体(M1)とのシード/乳化重合による共重合化(架橋剤DVBおよび重合開始剤KPSを使用)によって,ほぼ球形状のカプセル化に成功した.ポリスチレンシェル層の厚さは段階的にモノマー(ST/M1)を添加することにより制御可能であった. M1の代わりにカチオン性あるいはアニオン性スチレン誘導体を用いた場合は,カプセル化率の低下あるいは凝集体を与えた.PDAナノ結晶と水分散媒体および生成するポリスチレンとの親和性のバランスをM1が取っているものと推定され,カプセル化機構を提案した.(3)パターン基板を用いたTapered Cell法による超階層構造制御を試みた.即ち,ピット内にポリスチレンラテックス(PSL)を,テラス上にカプセル化PDAナノ結晶を配列制御することに成功した.さらに,ピット内にカプセル化半導体微粒子を,同様にテラス上にカプセル化PDAナノ結晶を配列制御できることも確認された.このようにカプセル化することにより,パターン基板上にPSL, PDAナノ結晶,半導体微粒子と言った異種材料を効率的且つ位置選択的に積層・累積する基盤技術が確立された.本研究課題では,(1)ポリジアセチレン(PDA)ナノ結晶サイズの単分散化,(2)PDAナノ結晶のカプセル化,(3)パターン基板上でのカプセル化PDAナノ結晶の配列制御を行い,超階層構造形成を研究目的とした.本年度の研究成果を以下にまとめる.(1)サイズの単分散化に関しては,「再沈-マイクロ波照射法」と無脈流シリンジポンプ[ISCO,Model-260D]を用いた実験スケールの拡大の両面から検討を行った.その結果,後者の手法がより単分散性が高く且つ明瞭な矩形状PDAナノ結晶を与えた.(2)PDAナノ結晶水分散液の透析処理・濃縮後,シード乳化重合(Styrene:DVB=10:1,KPS:2mg)によるカプセル化を行った.スチレンを2回に分けて仕込み,外径を段階的に増大させることに成功した.(3)カプセル化PDAナノ結晶のモデルとして,単分散ポリスチレンラテックス[PSL:L-PSL(粒径:2μm),S-PSL(粒径:350nm)]を用いたパターンSi基板上での配列制御を試みた.TaperedCell法により,単層・大面積なPSL配列制御を行うとともに,L-PSLでは繰り返し操作で作製した2層目に「カゴメ構造」の構築に成功し,光伝搬の閉じ込め効果を確認した.S-PSLではより激しい熱運動のために累積構造の形成が困難となる.そこで,Tapered CellにITO電極を組み込み,メニスカスの後退移動速度と直流印加電場の効果を検討した.その結果,S-PSLから構成される「カゴメ構造」が累積操作を行わずに一回の操作で作製可能であることが確認された.今後,カプセル化PDAナノ結晶の配列制御と光学特性評価を試みる.本研究課題では, (1)ポリジアセチレン(PDA)ナノ結晶サイズの単分散化,(2) PDAナノ結晶のカプセル化, (3)パターン基板上でのカプセル化PDAナノ結晶の配列制御を行い,超階層構造形成を研究目的とした.本年度(最終年度)の研究成果を以下にまとめる.(1)無脈流シリンジポンプを採用した再沈法を確立し, PDAナノ結晶の大量合成とサイズ・形状制御に成功した.従来の再沈法に比較して約500倍のスケールアップとなった.(2) PDAナノ結晶のカプセル化に関しては,スチレンモノマー(ST)と2つの水酸基を有する水溶性・ノニオン性スチレン誘導体(M1)とのシード/乳化重合による共重合化(架橋剤DVBおよび重合開始剤KPSを使用)によって,ほぼ球形状のカプセル化に成功した.ポリスチレンシェル層の厚さは段階的にモノマー(ST/M1)を添加することにより制御可能であった. M1の代わりにカチオン性あるいはアニオン性スチレン誘導体を用いた場合は,カプセル化率の低下あるいは凝集体を与えた.PDAナノ結晶と水分散媒体および生成するポリスチレンとの親和性のバランスをM1が取っているものと推定され,カプセル化機構を提案した.(3)パターン基板を用いたTapered Cell法による超階層構造制御を試みた.即ち,ピット内にポリスチレンラテックス(PSL)を,テラス上にカプセル化PDAナノ結晶を配列制御することに成功した.さらに,ピット内にカプセル化半導体微粒子を,同様にテラス上にカプセル化PDAナノ結晶を配列制御できることも確認された.

このようにカプセル化することにより,パターン基板上にPSL, PDAナノ結晶,半導体微粒子と言った異種材料を効率的且つ位置選択的に積層・累積する基盤技術が確立された.
イタリア1930年代ファシスト政権下における小市民喜劇映画にみる大衆文化

1930年代のファシスト政権下に製作されたイタリア映画における、セット・デザインと近代建築運動、アヴァンギャルド芸術運動の交錯を明らかにするため、10月に2週間に渡って、イタリア・チネテカ・ナツィオナーレでフィルム及び雑誌を調査した。その結果、以下のことが明らかになった。未来派、合理主義を経験し、映画界に参入したセット・デザイナーたちが、ハリウッドの映画製作のミニチュアともいえる、ファシスト政権下のイタリア映画産業において、映画の隣接分野である美術・建築では達成できなかった自らのヴィジョンをスクリーンの中に実現した。また映画産業側も、国際的な競争力をつけるために、彼らが映画界に新しくもちこんだ美的モダニズムを積極的に利用した。ファシスト政権下におけるセット・デザインが、大衆文化と高級文化相方にとって、共存の場になったことは、単なるハイ・カルチュアとロウ・カルチュアの溶解のみならず、イタリア映画産業が文化産業として成熟し、古典期をむかえつつあった時代の動力であったことの証明となる。本年度の調査成果は、明治学院大学言語文化研究所の機関誌『言語文化』に発表された。
衛星データを用いたスケールアップアプローチによる水稲収量予測に関する研究

インドネシア共和国・西ジャワ州・チアンジュール県を実証試験地として、各種空間情報からの水稲収量予測モデルの作成、農業水利の実態把握を行った。推定生産量と用水系統図を比較した結果、下流に向かうに連れて生産量が低くなる傾向が見られ、乾期作では下流域の水田で水不足が生じていることが確認された。この結果は現地でのモニタリングと聞き取り調査と一致しており、本研究の結果をもとに灌漑水管理方法の見直しに有効であることが示唆された。開発途上国における食糧の安定生産と環境保全のために、灌漑水と土壌肥料に着目した営農指針を提案することを最終ゴールとする。そのために、気象および土壌データからの水稲収量予測モデルの作成、農業水利の実態把握と水資源の定量的影響評価モデルを構築することが本研究の目的である。2009年度は、研究組織の確立を行うとともに、以下の5項目を実施した。(1)テストサイトの整備:実証試験地であるインドネシア共和国・西部ジャワ・チアンジュール地区内の農家水田に数十箇所の調査地点を設定した。(2)既存データの収集:過去10年間の統計データ、水資源データ、水質データ、地形・土壌データ、数値地図等の収集を行った。(3)気象観測器の設置:テストサイトにおいて日射量、光量子、土壌水分、気温、風向・風速、湿度等のデータを取得するために、気象観測機器のインストールを行った。(4)圃場GISデータの作成:高解像度衛星データをベースにして、水田圃場区画GISデータの作成を開始した。(5)統計データのGIS化:紙情報として入手した過去10年間の統計データをGIS上に一元化した。H22年度は以下の結果が得られた。(1)西部ジャワ・チアンジュール地区内において、水稲収量、草丈、SPAD値、分光放射データの計測、土壌サンプル採取を2回行った(7月/15地点、3月/48地点)。また、チタルム川流域内において、7月と3月に河川および排水路での採水、生産者への聞き取り調査を実施した。(2)7月2日および2月20日に観測されたSPOT5衛星データと現地調査データから、各調査地点の水稲収量推定式を求めた。(3)採水したサンプルの水質分析を行った結果、施肥直後と収穫直後ともにチアンジュール小流域内の上流部での全窒素量が高かった。これは上流部の山すそでは茶のプランテーションが盛んに行われており、このため施肥投入量が多いことが理由と推察された。さらに、水田土壌には収穫期にも係わらず無機態窒素量が多かった。この地域では窒素肥料を250kg投入されていることから、栽培期間中に投入した肥料成分が多く残存していると考えられ、過剰施肥の傾向が分析結果から読み取れた。現地調査データ、DEMデータ、土地利用データを用いて完全分布型TOPMODELの構築を行った。構築したモデルをチタルム川流域に適用し、計算結果の可視化を行った。その結果、熱帯アジアモンスーン地帯の季節変動の携行を利用可能水資源量の時間変化から把握することが出来た。開発途上国における食糧の安定生産のために、各種空間常用からの水稲収量予測モデルの作成、農業水利の実態把握と水資源の定量的影響評価モデルを構築することが本研究の目的である。初年度は、西部ジャワ州チアンジュール地区の農家水田に数十箇所の調査地点を設定して生育調査を実施するとともに、気象観測機器をインストールした。さらに、過去15年間の統計情報、水資源・水質データ、地形・土壌データ、数値地図等を収集し、これと並行して高解像度衛星データから水田圃場区画GISデータを作成した。収集したデータはGIS上に一元化し、収量との要因解析を行った。2年目は、継続して現地生育調査を行い、チタルム川流域内における河川および排水路での採水、生産者への聞き取り調査を実施した。採水したサンプルの水質分析を行った結果、施肥直後と収穫直後ともにチアンジュール小流域内の上流部での全窒素量が高かった。これは上流部では茶の栽培が盛んに行われており、このため施肥投入量が多いことが理由と推察された。さらに、水田土壌には収穫期にも係わらず残留無機態窒素量が多かった。この地域では窒素肥料を250kg投入されていたことから、栽培期間中に投入した肥料成分が多く残存していると考えられ、過剰施肥の傾向が分析結果から読み取れた。さらに、分布型TOPMODELの構築を行ってチタルム川流域に適用した。

3年目は、乾期と雨季に観測された衛星データと現地調査データから、各調査地点の水稲収量推定式を求めた。推定生産量と用水系統図を比較した結果、下流に向かうに連れて生産量が低くなる傾向が見られ、乾期作では下流域の水田で水不足が生じていることが確認された。この結果は現地でのモニタリングと聞き取り調査と一致しており、本研究の結果をもとに灌漑水管理方法の見直しに有効であることが示唆された。
大災害時における自治体と自衛隊の連携体制の確立に関する研究

大規模災害が頻発する日本において、自治体とそれを支援する自衛隊の連携がどのように行われるのかは、極めて重要な課題である。とくに、東日本大震災では、自衛隊の迅速かつ適切な災害派遣や自治体との緊密な連携・協力のあり方が問われることとなった。本研究では、自衛隊の災害派遣をめぐる法制度や諸外国の現状との比較検討を行うと共に、今後も予想される大規模災害に際し、どのような備えが必要なのかを研究したものである。研究初年度の計画では、東日本大震災を受け、大災害発生時に、自治体と自衛隊が機能的・有機的に連携する上での課題を抽出し、被災地における自治体と自衛隊の連携体制の実態について、広く実証的なデータを得ることをめざした。また、次年度に実施を予定している自治体アンケート調査の準備作業として、自治体におけるパイロット調査を実施することが予定されていた。そこで、2013年度においては、以下の調査を実施した。1自衛隊関係者からのヒアリング、2被災自治体へのヒアリングである。1に関しては、東日本大震災時に、被災地に派遣されて活動をした陸上自衛隊、航空自衛隊の関係者から、自治体行政との連携の仕組みや、その課題について詳細なヒアリングを行った。また、2については、以下のようなヒアリングを実施した。ヒアリング対象とした自治体は、宮城県庁、宮城県亘理町、陸前高田市、大船渡市、遠野市である。いずれも被災自治体であるが、市役所が壊滅的な被害を受けた陸前高田市、被害は大きいものの、市役所は被災しなかった大船渡市と亘理町、被災地支援の後方支援基地として大きな役割を果たした遠野市、そして自衛隊との調整の役割をもつ宮城県庁といった特徴がある。とくに、被害状況が深刻であった陸前高田市では、行政職員に加えて、消防関係者、消防団にもヒアリングを行った。自衛隊の被災地活動においては、住民組織や消防団などとの連携がどのようなものであったのかも重要な論点であるからである。こうした調査実績に加え、研究メンバーによって行われた研究会では、自治体と自衛隊の法制度をめぐる現状や不備についての議論を行い、さらには、国際比較のための調査実施の在り方について、論点を整理した。なお、これら議論は、ヒアリング調査に先立って行われ、ヒアリング調査実施における調査項目として整理されたことを付記しておきたい。研究の2年度目に入り、前年度の研究を踏まえた自治体アンケート調査と、海外事例調査を計画し、自治体アンケート調査の設計および海外事例調査を実施した。初年度では、東日本大震災の際に、自治体と自衛隊の間の連携にどのような課題があったのかについて、自衛隊関係者からヒアリングと行い、あわせて自治体ヒアリングを行うことによって、今年度の自治体アンケート調査の調査項目を精査した。これらパイロット調査では、調査の範囲や回答項目について重要な示唆をえることができ、アンケート実施の準備がほぼ完了した。一方、海外調査では、日本と同様に、大規模地震に見舞われ、大きな被害を受けた台湾とニュージーランドに出向き、ヒアリング調査を行った。台湾では、過去に地震で被害を受けた南投県、台中市を訪れ、台湾における地震への対応と自治体の取り組みを、そして、内務部で、国としての防災体制についてヒアリングを行い、多くの知見をえることができた。日本とは異なる軍と自治体の関係についての知見も得られ、持ち帰った関係法令や資料等の精査を進めている。一方、ニュージーランドについても、大規模地震に直面し、大きな被害を出したクライストチャーチ市役所を中心に、ヒアリング調査を行った。依然として、中心市街地は災害からの復旧が進んでおらず、カンタベリー大学の状況や研究者らのヒアリングから、被害の深刻さがうかがえた。ニュージーランドでは、軍や自治体のみならず、市民や企業、各種団体などを含めた防災体制の確立が進められており、頻発化する地震等の激甚災害に対する備えが進んできており、今後の日本の防災体制においても求められている行政・民間の連携や、協働体制についても、示唆をえることができた。こうした海外調査をふまえ、日本の状況との比較検討を行い、最終年度につなげていくことができると考えている。27年度においては、やや遅れていた自治体アンケート調査を実施すると共に、大災害時における自治体と軍の連携について、海外の事例を豊富化するために、韓国の自治体および中央政府のヒアリング調査を実施した。自治体ヒアリング調査については、大規模災害を体験し、自衛隊との連携を行った自治体について、その際の問題点や制度的課題がいかなるものであったのかを調査した。これによって、自治体サイドで、どのような問題意識がもたれ、また発災時に具体的に、どのような課題が存在したのかも明らかにすることができた。また、韓国におけるヒアリング調査では、日本のように大規模災害が頻発する状況ではなく、また、軍をめぐる状況も日本とはまったく異なる環境があるものの、日本の状況などもふまえ、危機管理の意識が高まっている。また、韓国特有の事情から、戦時体制下における自治体と軍の連携のあり方については制度整備が進んでいる。最終年度のとりまとめにあたっては、東日本大震災の際の自治体と自衛隊の連携の状況と課題を明らかにし、制度整備と運用の課題を整理した。また、これまで行ってきた海外事例調査(台湾、ニュージーランド、韓国)の結果もふまえ、これとの比較によって、日本における災害時の自治体・自衛隊連携のあり方を展望した。相次ぐ激甚災害において、自衛隊が果たす役割は拡大してきており、こうした成果の活用が求められている。なお、研究成果については、出版も含めて広く成果を周知できるよう準備しているが、2016年10月には、日本政治学会の公募企画(分科会Eー7)に採用され、学会発表を行うことが決定されている。内容は、以下の通り。

司会:牛山久仁彦、報告:田村達久「自衛隊の災害派遣をめぐる法と制度」、伊藤剛「自衛隊から見た自治体災害派遣と国際比較」山岸絵美理・三浦正士、「大規模災害時の災害派遣の連携と多様性」討論:幸田雅治。大規模災害が頻発する日本において、自治体とそれを支援する自衛隊の連携がどのように行われるのかは、極めて重要な課題である。とくに、東日本大震災では、自衛隊の迅速かつ適切な災害派遣や自治体との緊密な連携・協力のあり方が問われることとなった。本研究では、自衛隊の災害派遣をめぐる法制度や諸外国の現状との比較検討を行うと共に、今後も予想される大規模災害に際し、どのような備えが必要なのかを研究したものである。本年度予定した海外事例調査については、ほぼ目的を達成し、これらについて日本の事例と比較する準備が進んでいる。今後は、こうした調査の結果と入手資料の精査をふまえ、海外事例の活用方法について、研究メンバーで精査する必要がある。また、初年度に行った自治体パイロット調査をふまえ、自治体アンケート調査を実施する準備がほぼ整っている。ただ、アンケート実施までには至っておらず、議会開催の状況や、人事異動の時期を勘案して、自治体側の状況も踏まえた実施のタイミングをうかがっているところである。このように、アンケート実施が最終年度にずれ込んでいることから、研究の進捗状況としては、やや遅れているとした。政治学研究の最終年度にあたり、本研究が目的とした、大規模災害時における自治体と自衛隊の連携方策についての研究を進めるため、これまでの調査結果と検討内容について、とりまとめの方向を確認するとともに、遅れている自治体アンケート調査を7月までに実施し、秋には、報告書の作成、学会等での発表を準備するものとする。現在のところ、研究計画で掲げた、東日本大震災時の検証、自治体と自衛隊の連携についての法制度、海外事例の調査が進んでいるが、他国の事例については、若干の追加調査が必要となることが予想される。また、自治体アンケート調査の結果によっては、追加ヒアリングを行うことも視野に入れている。初年度に予定されていた調査項目は、ほぼ予定通りに実施することができた。とくに自衛隊関係者からは、貴重な情報を多数得ることができ、文献・資料を通じて得た知見と共に、具体的な課題を探ることができた。また、自治体調査からは、被災地において、自衛隊との連携がどのようなものであったのか、さらにどのような課題をもっていたか等について、知見を得ることができた。こうした調査は、当初予定していた「サーベイ」調査アプローチの内容を、ほぼ充足させるものであり、二年度目に予定されている、自治体アンケート調査に十分に資するものとなっている。また、二年度目には国際比較調査が予定されているが、それらを実施する際の留意点や比較の視座も獲得することができたと考えている。
膵癌におけるBudding cancer cellの新たな生物学的評価法の確立

膵癌おける簇出の評価において、HE染色よりAE1/AE3免疫染色での評価の方が簇出検出個数が有意に増加した(7.8±0.5 vs 15.3±1.0, P < 0.001)。また、AE1/AE3およびKi-67の2重染色では、高簇出Ki-67陽性群は有意に予後不良であった(P < 0.001)。簇出の形質発現について、Ki-67発現およびTUNEL法によるアポトーシス検出を確認すると、Ki-67陽性症例は73%でTUNEL陽性症例はわずか7%であり、簇出でのアポトーシスは減少していた。簇出は大部分がE-Cadherin陽性、ビメンチン陰性で、本研究においては簇出での上皮間質転換は示されなかった。【目的】膵癌腫瘍先進部での細胞間接着能を失って孤立した癌細胞塊Budding cancer cell(BUD)の形質発現から腫瘍組織進展,転移に至る機序を解明することである。【方法】平成26年度は当科において1990年から2009年度に切除された通常型膵癌80症例を対象として以下の事項につき検討する。1、膵癌切除標本の薄切切片を抗サイトケラチン抗体(AE1/AE3)による蛍光免疫組織化学にて標識し、共焦点レーザー走査型顕微鏡にて立体構築像を作成することでBUDが癌腺管から離れた癌胞巣であることを視覚的に確認する。2、切除標本80例における腫瘍の最大割面において、倍率20x10の顕微鏡で腫瘍辺縁を観察して1視野あたりの最大BUD数をカウントする。また、BUDを明瞭化するためのAE1/AE3を用いた免疫組織化学及びリンパ管,静脈侵襲と区別するための免疫組織化学(D2-40,victoria blue)を行う。【結果】1、膵癌切除標本において、共焦点レーザー走査型顕微鏡にて立体構築像を作成しBUDが癌腺管から離れた癌胞巣であることを視覚的に確認した。2、切除標本80例における最大BUD数をカウントし、免疫組織化学(AE1/AE3,D2-40,victoria blue)を行った。一般的なHE染色でのBUD数と比較して、免疫染色を行ったほうが、最大BUD数は有意に増加(15.3 vs 7.8;P<0.001)した。しかし、一般的なHE染色でのBUD数評価の方が、AE1/AE3染色での評価より予後予測因子としては有用であった。以上の結果を国際学会5thA-PHPBAにて発表(HPB 2015,17(Suppl.s2),166)した。【方法】平成26年度の計画ではBUD数を確認した切片の連続切片において、抗サイトケラチン抗体及び細胞増殖活性を評価するための抗Ki-67抗体を用いた二重免疫組織化学を行う。TUNEL法での蛍光免疫組織化学(IF)を行いアポトーシスを検出する。平成27年度は20092011年度に切除された通常型膵癌20症例を対象として、前年度と同じ検討を行う。膵癌腫瘍先進部のBUDにおける細胞表面マーカーを検索し、E-Cadherinの欠失及びビメンチン発現を確認して、BUDにおいて上皮間質転換(EMT)が起こっているかどうかを解明する。対象症例のうち、20例において膵癌腫瘍先進部のBUDにおける細胞表面マーカーを検索すると、E-Cadherinは欠失せず、ビメンチン発現は見られなかった。しかし、TUNEL法での蛍光免疫組織化学(IF)は現在染色中であり、規定症例数を完遂していない。IFの標本の染色性および2重染色での評価に時間を要し、この一点のみが当初の計画よりやや遅れている。また、上皮間質転換(EMT)を確認するための、E-CadherinおよびVimentinの染色を行ったがEMTは検出できなかった。申請者らは、癌組織腫瘍先進部でしばしばみられる細胞間接着能を失って孤立した癌細胞塊Budding cancer cell(BUD)の示す分子細胞学的特徴に着目し、「BUDは、細胞増殖能をもち周囲への浸潤を来たす細胞と、TUNEL法で証明されるアポトーシスへ誘導される細胞とに区別され、前者が腫瘍進展および転移に強く関与しており、それが予後不良の原因である」という仮説をたて本研究を企画した。【目的】膵癌腫瘍先進部での細胞間接着能を失って孤立した癌細胞塊Budding cancer cell(BUD)の形質発現から腫瘍組織進展、転移に至る機序を解明することである。(1) BUDの組織学的構造:膵癌切除標本において簇出細胞を蛍光免疫組織染色(IF)で標識し、共焦点レーザー走査型顕微鏡を用いて組織像を立体構築することで膵癌腫瘍先進部のBUD構造を視覚的に解明した。(2)二重免疫組織染色によるBUD細胞での細胞増殖動態:二重免疫組織染色にて膵癌腫瘍先進部のBUDにおけるKi-67発現及びTUNEL法によるアポトーシス検出を確認し、アポトーシスとは区別されるBUDを同定した。膵癌腫瘍

先進部において、BUD数が多く、かつKi-67陽性簇出を含む症例は有意に予後不良であった。(3) BUD細胞表面マーカーの検出:膵癌腫瘍先進部のBUDにおける細胞表面マーカーを検索すると、E-Cadherinは欠失せず、ビメンチン発現は見られなかった。BUDとE-Cadherin陰性細胞およびビメンチン陽性細胞との間に関連を示すことはできなかった。(4)腫瘍組織進展、転移機序の解明:BUDでの細胞増殖能及びEMTという視点から、膵癌におけるBUDはその増殖活性の存在が予後と関連していたが、EMTに関連するとされる細胞表現マーカーとの間に統計学的有意差は示せず、予後不良となる機序は未解決のままであった。膵癌おける簇出の評価において、HE染色よりAE1/AE3免疫染色での評価の方が簇出検出個数が有意に増加した(7.8±0.5 vs 15.3±1.0, P < 0.001)。また、AE1/AE3およびKi-67の2重染色では、高簇出Ki-67陽性群は有意に予後不良であった(P < 0.001)。簇出の形質発現について、Ki-67発現およびTUNEL法によるアポトーシス検出を確認すると、Ki-67陽性症例は73%でTUNEL陽性症例はわずか7%であり、簇出でのアポトーシスは減少していた。簇出は大部分がE-Cadherin陽性、ビメンチン陰性で、本研究においては簇出での上皮間質転換は示されなかった。平成26年度の計画のとおり,膵癌切除標本において、立体構築像を作成しBUDが癌腺管から離れた癌胞巣であることを視覚的に確認した。切除標本80例における最大BUD数をカウントし、免疫組織化学(AE1/AE3,D2-40,victoria blue)を行った。その連続切片において、AE1/AE3及び抗Ki-67抗体を用いた二重免疫組織化学を行った。しかし、TUNEL法での蛍光免疫組織化学(IF)は現在染色中であり、規定症例数を完遂していない。この一点のみが当初の計画よりやや遅れている。平成27年度以降の予定のとおり2009年度2011年度に切除された通常型膵癌20症例を追加して、前年度と同じ検討を行う。特にIFについてeffortを高くする。膵癌20例の細胞表面マーカーの検索では、E-Cadherinの欠失及びビメンチン発現を認めないため、上皮間質転換(EMT)が起こっているという仮説は棄却する。以上の結果をまとめ、英文論文を執筆してoncology関係の雑誌に投稿する。消化器外科平成27年度以降は2009年度2011年度に切除された通常型膵癌20症例を追加して、前年度と同じ検討を行う。この追加症例においては、すでに免疫組織化学は終了している。平成26年度の80例に加え、この追加症例20例においてTUNEL法によるアポトーシスの評価を行う。以上で膵癌切除例100例において必要なBUD評価、Ki-67を用いた細胞増殖能評価、病理学および分子生物学的データはすべて揃うことになる。さらに膵癌腫瘍先進部のBUDにおける細胞表面マーカーを検索し、E-Cadherinの欠失及びビメンチン発現を確認して、BUDにおいて上皮間質転換(EMT)が起こっているかどうかを解明する。膵癌における腫瘍組織進展や転移は、BUDでの細胞増殖能及びEMTがその原因であるかどうかの結論を出し、英文論文を執筆してoncology関係の雑誌に投稿する。研究過程においてTUNEL法での蛍光免疫組織化学(IF)は規定症例数を完遂していない。そのため、予定していた経費に余剰がでたため。
ファンデルワールス力を目で見る化学の追求

カラムナー液晶性のビス[1,2-ビス(3,4-ジ-n-アルコキシフェニル)エタンジオンジオキシマート]d^8金属(II)錯体の合成に成功した。これらの液晶が示すサーモクロミズムは、中心金属が周辺の長鎖によって締め付けられることによって引き起こされる。長鎖のファンデルワースル相互作用を視覚化できることを発見した。これらの(C_nO)_8-M鎖体の長鎖による「見かけの圧力」を、対応する無置換金属鎖体における、圧力に対するd-pバンドのシフト率より算出することが出来た。この金属-金属間が加熱により上下に伸びるのかそれとも横滑りすることにより伸びるのか不明であった。そこで、ニッケル金属鎖体液晶をX線吸収端構造(XANES)スペクトルを解析することにより決定した。DV-Xα計算を用いて解析したところ、鎖体の構造が高温で分子面が横に滑ることにより変化しているということが初めてわかった。次に、この系の鎖体において、カラムナー液晶からラメラ液晶へ変化する限界分子構造を研究した。中心コア錯体の周辺長鎖の本数を8本から4本に減らすと、その液晶相はカラムナーCol_<hd>から新規な円盤状ラメラD_<L.rec>(P2_12_1)へその構造を変えることがわかった。また興味深いことに、これらの錯体は過飽和のn-ヘキサン溶液中でゲル化する。このゲルの構造を決定するためにX線回析用に特別なセルを開発した。このゲルは二次元のヘキサゴナル構造を持ち、これはリオトロピック液晶の逆ヘキサゴナル相と類似していることがわかった。現在までに合成した円盤状のビス(グリオキシマート)d^8金属(II)錯体を高分子化することにより、圧力や温度により色調の変化する機能材料を開発することができる。そこで、合成経路を種々検討し、重合性基を有するビス(グリオキシマート)Ni(II)錯体合成に成功した。今後、大量合成ができるよう検討していく予定である。ディスコティックカラムナ-液晶物質のビス[1,2-ビス(3,4-ジ-n-アルコキシフェニル)エタンジオンジオキシマート]パラジウム(II)錯体は過飽和のn-ヘキサン溶液中でゲル化する。我々はこのゲルの構造を決定するためにX線回折用に特別なセルを開発した。このゲルと、ゲルを形成しないクロロホルム溶液の電子スペクトルを測定した。結果として、隣接パラジウムイオン間の4d_Z^2-5p_Z分子間電荷移動遷移がこのゲル形成の主たるドライビングフォースであることが明らかとなった。このゲルの円偏光二色性スペクトルと磁気円偏光二色性スペクトルは左巻きの螺旋の分子の積み重なりをしていることが示唆された。本錯体はまた、以前報告したように、サーモトロピック液晶状態を示す。従って、これらの三つの状態はお互いに分子会合体形成という観点から大変密接に関係していることがわかった。以上のような、溶媒中の分子集合プロセスは、真空中二つの水素原子から一つの水素分子を形成したり、たくさんの異核原子からもと複雑な分子を形成したりする、原子集合プロセスに大変類似している。このような原子集合プロセスは量子化学によりよく記述することができる。一方、分子集合プロセスを詳細にまた一般的に記述する化学はまだ未発達である。

したがって、本研究のゲル形成ディスコティックカラムナ-液晶性錯体はこの新しい分野に大いに貢献すると我々は確信するものである。中心金属によって引き起こされる液晶サーモクロミズムが、ファンデルワールス相互作用を視覚化できることを発見した。我々は、長鎖を円盤状のビス(グリオキシマート)d^8金属(II)錯体に導入することで、非常に興味深いサーモクロミズムを示すカラムナー液晶の合成に成功した。これらの長鎖置換Ni,Pd,Pt錯体(C_nO)_8-Mは金属の一次元鎖の構造を取り、金属-金属積み重なり距離に応じて色が変化する。昇温と共に金属-金属間距離が増大し、これが中心金属におけるndz^2充填価電子帯と空の(n+1)p_z伝導体のバンドギャップの増大を招く。一般的に言って、液晶物質が加熱されると周辺アルキル鎖が融解するが、中心の芳香族環の部分は未だ固いままで残っている。低温ではファンデルワールス半径内に隣接の長鎖がいる。これは本(C_nO)_8-M系においてd^8金属間の距離を結果として縮めることになる。この周辺長鎖のファンデルワールス相互作用の「ファスナー効果」は、昇温とともに弱められ中心金属鎖中のndz^2-(n+1)p_z相互作用による目で見える色の変化を引き起こす。これらの(C_nO)_8-M錯体の長鎖による「見かけの圧力」を、対応する無置換金属錯体における圧力に対するd-pバンドのシフト率より算出することが出来た。次に、ビス(ジフェニルグリオキシマート)ニッケル(II)系錯体において、カラムナーからラメラ液晶相へ変化する限界分子構造を研究した。中心コア錯体の周辺長鎖の本数を8本から4本に減らすと、その液晶相はカラムナーCol_<hd>から新規な円盤状ラメラD_<L.rec>(P2_12_1)へその構造を変える。p-位の4本長鎖の長さを固定して、残りのm-位の4本の鎖の長さを徐々に短くしていくと、いずれの錯体もカラムナーCol_<ho>相を示した。驚くべきことに、m-位の置換基がメトキシ基やメチル基でもカラムナーCol_<ho>相が出現した。m-位の置換基がOH基にしたとき、もう一つの新規な円盤状ラメラD_<L.rec>(P2_11)液晶相が出現した。従って、カラムナーからラメラ液晶相へ変化する限界分子構造は、m-位の置換基がメトキシ基とOH基の間で起こることがわかった。これらの2つの新規なD_<L.rec>掖晶相においては、コア錯体部分は層に対して平行で、長鎖は層とコア錯体部分両方に垂直である。このようなユニークな液晶構造は今までに見いだされていない。これらの長鎖置換Ni,Pd,Pt錯体(C_nO)_8-Mは、金属の一次元鎖の構造を取り、金属-金属積み重なり距離に応じて、色が変化する。昇温と共に、金属-金属間距離が増大し、これが中心金属におけるndz^2充填
卵巣漿液性腺癌の卵管起源説に対する実験的検証と発癌分子機構の解析

卵巣漿液性癌の癌化過程を明らかにするために、その起源と考えられている卵管采の上皮細胞を手術検体から回収し、不死化することに成功した。臨床検体を用いた網羅的な遺伝子変異解析結果から認められる様々な遺伝子異常をmimicするべく上述の不死化細胞に遺伝子導入を行い、最終的にp53遺伝子変異、RAS-ERK経路またはPIK3-AKT経路、c-Myc過剰発現の3つのステップが細胞の造腫瘍性獲得に必須であることを見出した。in vitroの漿液性卵巣癌発癌モデルを構築するために、卵管采由来の初代培養細胞にTERT, CDK4, CyclinD1の発現ウイルスベクターを導入し、これらを過剰発現させて不死化細胞を作成した。これらの細胞はcytokeratin陽性、PAX8陽性、calretinin陰性で、上皮性のミュラー管組織由来であることが証明され、間違いなく卵管采由来であることを確認した。さらにこの不死化細胞のp53遺伝子の不活化を行うために、dominant-negative p53発現ベクターを導入し、引き続いて卵巣漿液性腺癌に高頻度に認められる遺伝子異常をmimicする遺伝子操作を加えた結果、特定の3つの遺伝子の組み合わせでマウス造腫瘍能を有する癌化細胞を樹立し得た。マウス腫瘍の病理組織学的解析では腫瘍は高異型漿液性腺癌に酷似する形態を呈した。現在これらの腫瘍の遺伝子解析、シグナル伝達系の解析を進めることで、漿液性腺癌癌化の分子機構を明らかにしつつある。卵管采細胞の不死化から、様々な遺伝子操作による癌化細胞の作成までを達成し、ほぼ順調に計画が進行している。in vitroの漿液性癌発癌モデルを構築するために、卵管采由来の初代培養上皮細胞にTERT, cdk4, cyclinD1の発現ウイルスを感染させて過剰発現し、不死化細胞を作成した。これらの細胞はcytokeratin陽性、PAX8陽性、calretinin陰性で、上皮性のミュラー管由来であることが証明され、間違いなく卵管采由来であることを確認した。さらにこの不死化細胞にdominant negative p53発現ベクターを導入し、引き続いて卵巣漿液性癌に高頻度に認められる遺伝子異常をmimicする遺伝子操作を加えた結果、特定の3つの遺伝子異常の組み合わせでマウス造腫瘍能を有する癌化細胞を樹立した。マウス腫瘍の病理組織学的解析では腫瘍は高異型漿液性癌に酷似する形態を呈した。不死化細胞にdominant negative p53発現ベクターを導入した細胞は、造腫瘍能は持たないものの、p53不活化細胞の観点からは臨床的にはSTIC細胞に匹敵するものと考える。STIC細胞と卵管采上皮不死化細胞の相違点を分子生物学的に解析すると、エストロゲン刺激によるERK経路の活性化が卵管采上皮不死化細胞では認められるのに対し、STIC細胞ではエストロゲン刺激のない状態でも恒常的にERK経路が活性化し、STIC細胞の特徴的なシグナル活性化を実証した。卵管采上皮不死化細胞で認められたエストロゲン刺激によるERK経路の活性化は、排卵時の卵胞液の曝露などを通じたエストロゲン刺激がSTIC細胞への進展に重要な役割を演じている可能性を示唆するものとしてさらに検討を進めている。卵管采不死化細胞より特定の遺伝子変異の導入により漿液性癌の特徴を持つ細胞を樹立し、多段階発癌モデルを作成し得た。また前癌病変としての性格を持つSTIC細胞のシグナル伝達系の特徴を明らかにし、卵管采からの初期段階発癌経路解明への道筋をつけた。卵巣癌の起源としては、これまでに表層上皮起源仮説や封入嚢胞仮説が信じられてきた。ところがKurmanらは近年、卵管采起源説を提唱し、これが全世界的にtopicsとなっている。しかしながら臨床の現場では卵管采に異常を認めない卵巣癌症例も数多く経験し、卵巣采起源説の真偽についての実験的検証が必要である。我々はこれまで成功例のない卵管采上皮の不死化細胞を樹立しつつあり、本細胞にHGSC(high-grade serous carcinoma)およびLGSC(low-grade serous carcinoma)に高頻度に認められる遺伝子異常をmimicする遺伝子操作を駆使することで、in vitroでHGSC/LGSCに相当する癌細胞を構築出来るか否かを明らかにした上で、卵巣漿液性腺癌の癌化機構を同定することを本研究の目的とした。本研究ではまず、公表されているHGSCの網羅的遺伝子解析結果から、p53の高率な変異、RAS-ERK, PI3K-AKT経路の遺伝子変異、c-Mycの遺伝子変異等をdriver gene候補としてリストアップした。卵管采由来の不死化細胞に対して、これらの遺伝子異常をmimicする遺伝子導入を行い、導入細胞を免疫不全マウスに接種してマウス造腫瘍能を検討したところ、p53遺伝子異常をベースにKRAS遺伝子変異およびAKT過剰発現またはKRAS遺伝子変異およびc-Myc過剰発現にて造腫瘍能と認め、腫瘍の病理組織学的検討ではHGSCに酷似する組織形態を認めた。以上のことから、HGSCの癌化にはp53遺伝子変異、RAS-ERK経路の活性化、PI3-AKTまたはc-Mycの活性化の3 stepが必要十分な条件であることが明らかとなった。HGSCの癌化に関わるこれらdriver geneが判明し、新たな分子標的治療の開発に繋がる成果であると考える。

卵巣漿液性癌の癌化過程を明らかにするために、その起源と考えられている卵管采の上皮細胞を手術検体から回収し、不死化することに成功した。臨床検体を用いた網羅的な遺伝子変異解析結果から認められる様々な遺伝子異常をmimicするべく上述の不死化細胞に遺伝子導入を行い、最終的にp53遺伝子変異、RAS-ERK経路またはPIK3-AKT経路、c-Myc過剰発現の3つのステップが細胞の造腫瘍性獲得に必須であることを見出した。樹立した癌化細胞の遺伝子解析、シグナル伝達系の解析を通じ、卵巣漿液性腺癌の発癌分子機構の解明と新たな分子標的の探索を試みる。今回のin vitro発癌モデルでは、特定の3つの遺伝の変異導入により癌化し得たが、高異型漿液性癌に特徴的な遺伝子異常の一つであるBRCA遺伝子異常をmimicするものではなかった。そこで、BRCA遺伝子機能をノックアウトしたゲノム編集操作により同様の発癌実験を行う予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。婦人科腫瘍学29年度が最終年度であるため、記入しない。
高度経済成長期における市民・住民運動のオーラルヒストリー研究

本研究の目的は,高度経済成長期をピ一クとする市民・住民運動の未解明の諸相を,オーラルヒストリーによって明らかにすることである。研究2年目の平成20年度は,以下の調査研究を行った。(1)オーラルヒストリーにより文字資料の補完を行い,市民・住民運動の記憶をより立体的に記録した。(2)収集した文字と音声の資料の分析を通して,運動の展開過程,多面性,複数の運動相互の関係性などを明らかにした。(3)文字資料では表現されにくい当事者の心象,物語性を発掘した。(4)同時代史の研究手法としてのオーラルヒストリーの有効性と可能性を確認した。対象とした事例は,つぎの通り。(1)福岡べ平連,(2)妙義基地反対運動,(3)広田湾埋め立て開発反対運動,(4)伊達火力発電所反対運動,(5)九州住民闘争交流団結合宿。2年目の研究では,市民・住民運動について多くの知見を得ただけでなく,オーラルヒストリーという研究手法には大きな可能性があり,その機能にはつぎのような特徴があることを知り得た。(1)記録を補完する機能:1)文字資料の補完2)事実の立体化3)資料の豊富化(2)記憶を物語る機能=1)記録と記憶のズレ2)集合行為に潜む物語の構築当事者の記憶や無意識の発言には,運動から派生した多様な物語が潜んでいる。それらを重ね合わせることで,文字資料が伝える「事実関係」「客観性」と平行して存在する<もう一つの事実>を読み解くことが可能となる。オーラルヒストリーの未開拓の有効性として今後の課題としたい。本研究は,オーラルヒストリーの手法により,今なお埋もれている高度経済成長期における市民・住民運動の諸相を掘り起こし,その記憶を記録にとどめることを目的とする。この目的を達成するために,平成19年度は,研究代表者・研究分担者・研究協力者計5名の共同作業により,下記の市民運動・住民運動の当事者へのヒアリングを実施し,合わせて新たな資料収集および音声の文字化を行った。1市民運動1960年代後半から1970年代前半にかけて全国に広がった反戦平和運動であり,戦後市民運動の代表的な事例であるベ平連運動の研究は,これまでそのほとんどが東京ベ平連に関するものであった。だが,東京ベ平連とは大きく異なる特徴をもつ地方ベ平連の掘り起こしは,戦後の反戦平和運動および市民運動を理解する上で不可欠のプロセスであるとの認識にもとづき,今年度は,福岡ベ平連ほかの当事者約10名から聞き取りを行った。2住民運動1960年代後半から80年ごろまで日本各地に発生した住民運動の多くは,高度経済成長期前期の深刻な公害発生への脅威から開発反対の予防運動として立ち上がり,その後の環境問題への取り組みに大きな影響を与えることになった。事例として,伊達火力発電所建設,広田湾埋め立てなどへの反対運動当事者10数名への聞き取りを実施した。こうした聞き取りを通じて,当事者の想いやこだわり,あるいは当時の地域社会の雰囲気に接することで,文献史料がさらに生かされるという好循環が生まれ,オーラルヒストリーという手法が歴史認識を深める上で大きな効果を持つとの確信を得た。
レーザー位相変調変位計を利用した高温超微小硬度計の開発

超微小硬度計は,微小領域の硬度や力学特性を直接測定する唯一の手段として,材料開発,製品管理への応用が考えられている.しかし,高温での測定が困難であるため,この計測技術の普及が遅れているのが現状である.既存の技術では,圧子の微笑変位を静電容量変位計などを用いて間接的に測定するため,熱膨張の影響が誤差を与えてしまう.この問題を最新のレーザー計測技術を応用して,圧子と試料表面の相対変位を直接測定することによって解決し,高温での精密測定技術を確立することが目的である.初年度(H7年度)は,垂直変位測定のためのレーザー位相変調干渉計の製作を行い,レーザー光を試料表面に導く圧子の設計と試作を行った.この圧子は中心軸から1mm外れた所にφ1mmの穴を有し,その内部にハーフ・ミラーを設けてある.ここで反射する光と,ここを通過してから試料表面で反射した光とを干渉させることにより,圧子と試料表面の相対変位を直接測定する.H8年度には,上記の変位計と圧子を既存の超微小押込試験機に取付け様々な角度から性能評価を行った.変位計の分解能は最高1nmあるが,線型性に若干難があり,最終的には数nmである.また,反射光の光ファイバーの入射角度が精度に大きく影響するために,試料台の傾斜度を精密に調整する必要があることが判明した.この条件を満たせば,温度の影響を受けることなく,高温の超微小押込試験が室温におけると同じ手順と精度で行えることが示された.超微小硬度計は,微小領域の硬度や力学特性を直接測定する唯一の手段として,材料開発,製品管理への応用が考えられている.しかし,高温での測定が困難であるため,この計測技術の普及が遅れているのが現状である.既存の技術では,圧子の微小変位を静電容量変位計などを用いて間接的に測定するため,熱膨張の影響が誤差を与えてしまう.この問題を最新のレーザー計測技術を応用して,圧子と試料表面の相対変位を直接測定することによって解決し,高温での精密測定技術を確立することが目的である.本年度はレーザー位相変調変位計の設計を行い,日本科学エンジニアリングに製作を依頼し,一応の完成を見た。目下,室温において装置の動作状況などの検査・確認を行っている.問題が無ければ昇温試験を行い,初期のとおり,温度上昇に伴う熱膨張の影響が変位測定に対して1nm程度の範囲に収まるか否かを調べる予定である.位相変調光の反射鏡を設けた圧子は,変位計の光路を考慮した特別な構造に設計した.レーザー位相変調変位計は,当初の目標であった分解能1nmを達成できる見込みである.この動作が高温まで保証されれば,現在国内で発表されている最も分解能の高い室温測定用装置と同程度の精度で高温まで測定が可能となる.圧子が試料に侵入する深さは,セラミックスの場合でも,荷重分解能に相当する1mgfで約5nmであるので,測定精度としては十分である.特別設計のダイヤモンド圧子は,変位計の構成上重要な部分であり,その構造は高温における変位測定の精度を決める最も重要な因子の一つである.現時点では開発途上段階にあるとはいえ,今後改良を加えるとすれば,ほぼこの部分に絞られると考えられる。超微小硬度計は,微小領域の硬度や力学特性を直接測定する唯一の手段として,材料開発,製品管理への応用が考えられている.しかし,高温での測定が困難であるため,この計測技術の普及が遅れているのが現状である.既存の技術では,圧子の微笑変位を静電容量変位計などを用いて間接的に測定するため,熱膨張の影響が誤差を与えてしまう.この問題を最新のレーザー計測技術を応用して,圧子と試料表面の相対変位を直接測定することによって解決し,高温での精密測定技術を確立することが目的である.初年度(H7年度)は,垂直変位測定のためのレーザー位相変調干渉計の製作を行い,レーザー光を試料表面に導く圧子の設計と試作を行った.この圧子は中心軸から1mm外れた所にφ1mmの穴を有し,その内部にハーフ・ミラーを設けてある.ここで反射する光と,ここを通過してから試料表面で反射した光とを干渉させることにより,圧子と試料表面の相対変位を直接測定する.H8年度には,上記の変位計と圧子を既存の超微小押込試験機に取付け様々な角度から性能評価を行った.変位計の分解能は最高1nmあるが,線型性に若干難があり,最終的には数nmである.また,反射光の光ファイバーの入射角度が精度に大きく影響するために,試料台の傾斜度を精密に調整する必要があることが判明した.この条件を満たせば,温度の影響を受けることなく,高温の超微小押込試験が室温におけると同じ手順と精度で行えることが示された.超微小硬度計は,微小領域の硬度や力学特性を直接測定する唯一の手段として,材料開発,製品管理への応用が考えられている.しかし,高温での測定が困難であるため,この計測技術の普及が遅れているのが現状である.既存の技術では,圧子の微小変位を静電容量変位計などを用いて間接的に測定するため,熱膨張の影響が誤差を与えてしまう.この問題を最新のレーザー計測技術を応用して,圧子と試料表面の相対変位を直接測定することによって解決し,高温での精密測定技術を確立することが目的である。