hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「学制」期における算術教育の研究

師範学校長諸葛信澄の手になる『小学教師必携』(明治6年12月)は近代的教授法に先鞭をつけた書であり,各府県はこれに倣って算術教授法を形成していったのである.その背景には,各府県から推薦されて師範学校に学び,ここを卒業して各府県の教育行政あるいは教育組織で活動した教育関係者の存在があった.たとえば,明治6年7月卒業生の林多一郎,天野皎はそれぞれ『小学教師必携補遺』(栃木師範学校蔵版,明治7年11月),『下等小学教授法略解乙』(明治8年1月)を著している.算術教授法に関する書は,とれらの他にも,筑摩縣師範学校編纂『上下小学授業法細記』(明治7年9月)や鳥海弘毅編集『飾磨縣下等小学授業法』(明治7年9月)がある.これらの諸文献によれば,「学制」期の算術教授法の特徴として,(1)寺子屋での教育とは異なり,一定の教育課程と日課表にもとづいた画一的な一斉教授方式が採用された.(2)数概念の養成にあたって,指・算珠・策なども使用されたが,「算用数字図」「加算九九図」など種々の掛図を中心とした教授法であった.(3)暗算を主とし,答数を機械的に記億する暗誦方式であった.などを指摘することができる.
福祉サービスの「住民委託」政策と地域福祉の専門性をめぐる理論・実証研究

本研究の目的は、ソーシャルワーカーの専門性に関する理論的研究と、社会福祉協議会による住民活動への関与に関する歴史的研究、住民参加型サービスに関与する専門家と住民に対する調査研究を通して、今日の日本の社会福祉政策推進における住民と専門家の役割について分析することである。H30年度は関東の某市において、地域活動に関わっている住民の主体性を明らかにする目的で、実態調査に取り組み、その成果をまとめた。某市の社会福祉協議会の職員と調査の設計をおこない、市内で活動をしている住民とともににアクションリサーチを推進した。具体的には、研究メンバー4名と3回の準備会を開催し、調査票を設計し、市内で活動する1900名の対象者に調査票を配布した。回収率は65%であった。調査の結果、主体性といっても様々な形態の主体性があることが明らかになった。強いリーダーシップの基づく主体性や、弱いリーダーシップに基づく主体性など、主体性といっても多様であり、そうした住民の主体性を引き出す立場のコミュニティワーカーや行政の担当者は、そうした市内の住民の主体性と、活動の内容について検討した上で、地域活動の推進をすることが必要だということが明らかになった。以上の調査に加えて、アメリカとイギリスのコミュニティ・オーガナイザー配置政策の分析をおこない、日本における今日の地域福祉政策を比較検討し、今後の地域福祉政策のあり方について研究成果をまとめた。H28年度は研究初年度であったため、まず理論的背景の整理をおこなった。一つにはソーシャルワーカー(特にコミュニティを基盤に活動する専門家)の専門性が日本と海外でどのように位置付けられているのかについて整理した。二つ目には、社会福祉協議会のコミュニティワーカーにとって重要な概念である「住民主体」という概念がどのような経緯で登場し、これまで用いられてきたのか、同様の概念は海外では専門性の中にどのように位置付けられているかについて整理をおこなった。次に、当初の計画では関東の某市で住民を対象とした調査を実施する予定だったが、H28年度はその準備を進めるに留まった。調査の仮説をたて、その仮説に基づいて、某市の社会福祉協議会の担当者と調査の設計について議論をして、組織的に推進するための意見交換をおこない、H29年度に本格実施する方向で準備が進んでいる。最後に、アメリカのロサンゼルス市内のNPOを訪問し、住民主体の活動の推進方法について担当者へのインタビューを通して情報収集をおこなった。当初の計画ではアメリカとイギリスの両国をフィールドワークの対象としていたが、研究予算の都合から国際比較の対象国をアメリカ一刻に限定することにして、そのフィールドワークを初年度に実施することができた点では順調に進んでいるということができる。また、調査研究のための理論研究も予定通りに実施することができた。特に国内の住民主体の議論を整理するための資料の収集ができたことは本研究に大きく役立つものである。一方、当初の計画では初年度に国内で質問紙調査を実施する予定になっていたが、協力団体との調整の必要性、調査のための理論仮説の生成、調査の設計に時間がかかり、本格的に実施するのはH29年度以降となったことは当初の計画よりもやや後ろ倒しとなっている。しかし、この遅延は調査設計上必要なものであったと考えている。この調査は住民がいかに地域課題に対して自覚的に取り組んでいるかという部分を明らかにするものであるが、そのための「自覚性指標」を開発しているが、その開発の手続きは研究者が密室でおこなうのではなく、住民とともに指標を作成する必然性が指摘され、その指摘を受けてアクションリサーチをおこなうためのチームを構築するところから着手しており、当初の予定よりも時間がかかっている。ただし研究者よがりの調査ではなく、住民目線の調査が実施できると確信している。H29年度は主に以下の2つのことについて取り組んだ。一つは、関東の某市における実態調査である。某市の社会福祉協議会の職員と調査の設計をおこない、市内で活動をしている住民を対象にアクションリサーチの準備を始めた。この調査では、調査の設計(質問項目の作成など)から住民と共に実施するため、そのメンバーを確定し、次年度に実施する質問紙調査の内容について意見交換を行った。もう一つは、コミュニティにおけるソーシャルワーカーの役割に関する理論的検討である。コミュニティワーカーに詳しい研究者に対して研究報告を行い、意見交換した。今年度は3回の研究会を開催し、イギリスにおけるワーカー配置政策と日本の政策について比較検討した。当初はH29年度中に実態調査を終了する予定であったが、調査を協力していた某市の社会福祉協議会において6年に1回の計画策定を実施する時期に重なり、調査の実施を遅らせる必要が出た。そのため、調査に計上していた予算を次年度に繰り越し、H30年度の前期に調査を実施することとなった。そのほかは概ね順調に進んでいる。

H30年度は関東の某市において、地域活動に関わっている住民の主体性を明らかにする目的で、実態調査に取り組み、その成果をまとめた。某市の社会福祉協議会の職員と調査の設計をおこない、市内で活動をしている住民とともににアクションリサーチを推進した。具体的には、研究メンバー4名と3回の準備会を開催し、調査票を設計し、市内で活動する1900名の対象者に調査票を配布した。回収率は65%であった。調査の結果、主体性といっても様々な形態の主体性があることが明らかになった。強いリーダーシップの基づく主体性や、弱いリーダーシップに基づく主体性など、主体性といっても多様であり、そうした住民の主体性を引き出す立場のコミュニティワーカーや行政の担当者は、そうした市内の住民の主体性と、活動の内容について検討した上で、地域活動の推進をすることが必要だということが明らかになった。以上の調査に加えて、アメリカとイギリスのコミュニティ・オーガナイザー配置政策の分析をおこない、日本における今日の地域福祉政策を比較検討し、今後の地域福祉政策のあり方について研究成果をまとめた。今後はまず国内の調査を完了することが最大の目標になる。H29年5月に某市の社協担当者、行政の担当者を1回目の打ち合わせを開催し、具体的な調査設計について合意を図る。9月までに「自覚性指標」開発のための会議を開催し、調査設計をおこなった上で10月から11月にかけて質問紙調査を実施する予定である。調査の結果を収集し、分析して、H30年度の地域福祉学会で報告する予定である。また、質問紙調査の結果を参考に、日米におけるワーカーの養成プログラムを比較し、日本における現行のワーカー養成プログラムが住民の主体性を引き出すことができているのか、どのようなプログラムが効果的か、検討し、その結果を研究成果(論文)として発表する予定である。今後の研究の推進方法としては、第一に、H29年度に終了する予定だった調査を早急に終わらせる。すでに調査のスケジュールは決まっており、調査協力団体の了承も得ているので、この点については問題なく遂行される予定である。第二に、調査結果を踏まえた研究成果のまとめをH29年度から申請者が主催して開催している研究会において報告し、日本の住民参加型サービスにおける住民主体の考え方を整理する。研究の成果を日本社会福祉学会関東部会の大会(2019年3月開催)において報告する予定である。なお、調査時期の遅れから、当初予定していた日本地域福祉学会の大会(2018年6月開催)における報告を見送ることとする。H29年度に実施することを予定していた調査の実施が年度内に終了しなかったため、H30年度に実施する予定である。H29年度からの繰越金額は全て調査の実施に使用する予定である。そのほかの使用については当初の予定通りである。
情報端末に依存しないオブジェクト指向プログラミング言語の構成主義的学習環境の開発

Webベースのオブジェクト指向言語(Java)のプログラミング学習環境を構築した。クラウドを用いて構築された環境は、インターネット接続によりプラットフォームに依存せず利用できる。ユーザは簡単にどこからでもコードを実行でき、Webベースの環境でコンパイルおよびデバッグできる。グラフィック描画機能を持ったこのシステムは、オブジェクト指向プログラミング言語の構成主義的な学習が可能である。その環境は、直接または間接的にコードを実行することによって生じるリスクに対し安全のための仕組みを備えている。ユーザのマシンには、Java言語による開発環境を必要とせず、運用の負担を減らすことで、様々な問題を防ぐ。プログラミング言語を学習するための教材や方法は、非常に多くの書籍やツールがあり、最近では、Scratch、MOONBlock、プログラミン、VISCUIT、Google Blocklyなどのビジュアルプログラミングなどの子ども向けのプログラミング学習環境も増えてきている。我々は、高級言語でありながら低水準の命令も記述が比較的容易なC言語の学習環境をクラウド上に構築し、不特定多数のユーザからの利用によるサーバ保護の面に配慮し、スマートフォンや電子書籍端末といったWebブラウザからの活用も可能とする仕組みを構築しているが、これまでの研究成果を基に、オブジェクト指向言語の実行環境をクラウド上に、演算や表示能力の高くない携帯情報端末からでも利用できることで、いつでもどこでも誰でもプログラミング学習が可能となるプロトタイプの環境の構築を行っている。オブジェクト指向言語の代表的な言語であるJava言語は、コンパイラによって中間言語が生成され、Java仮想マシンによって実行される点が前述のC言語とは大きく異なるため、Java言語の実行を可能とするようにライブラリを拡張し、拡張された機能をそれぞれの専用仮想サーバを通じてアクセスすることで実現を試みた。その結果、ユーザ認証、セッションの管理、コンパイル、実行およびその監視などの処理は、各ユーザからの要求に応じて動作し、構築したシステムの負荷としては、それほど問題にならず、ユーザの要求にある程度応じることができたと考えられる。本システムの基本的な仕組みとして、Webブラウザからの要求を受けたサーバ側の制御デーモンは、要求が正当なものであるかを判別し、正当なものであればユーザ認証やセッションの管理の他、コンパイルや実行監視などの機能を持つ各デーモンに内容を割り当て、各デーモンからの応答を待って制御デーモンはそれを要求元に送信することとしている。今回、想定した仮想環境上で、前述の仕組みを動作させることができたと考えられる。また、インターネットに公開する必要があるため、不特定多数のユーザ利用が考えられ、バッファオーバンランによる攻撃などを想定し、コンパイラが生成するオブジェクトにバッファオーバンランなどの攻撃を検出する論理的な判断機能もある程度追加できたと考えられる。昨年度に続いて、PCやスマートフォンの他、電子インクによる白黒での表示機能や処理速度の性能が低い携帯情報端末のWebブラウザからの活用を視野に、オブジェクト指向言語のコンパイルが問題なく動作し、結果をすぐに表示できるプログラミング言語の学習環境の構築を行った。オブジェクト指向言語としては、Java言語を選択したが、C言語と異なり、低水準レベルでの記述によるシステムの破壊等に関しては、比較的安全であると考えられるものの、不特定多数のユーザが利用するため、本環境に誤ったソースプログラムを記述した場合や、演算によるオーバーフロー以外にも、故意に不具合等を起こさせる可能性も含めて考慮した。具体的には、システム全体に悪影響を及ぼすと考えられるライブラリの書き換え、実行状況を監視することによる時間制限などを行った。その結果、比較的、安定した環境として活用できる学習環境を構築することができたと考えられる。構築にあたっては、クラウド上に構築したため、具体的な性能評価は、難しいが、仮想コア数1、メモリ容量3.75GB程度のクラウド環境であっても、低バックグラウンド、短期バーストレベルでの使用で十分であった。今回の構築では、バッテリーの消費が非常に少ない電子インクによる表示装置での活用を考えており、プログラミングの結果の出力として、キャラクタのみとしたこともあり、十数人が同時にプログラミングを行う演習授業を行った場合においても、現実的には、完全に同時にコンパイル・実行を行うことは、あまりないため、特に問題なく利用できるレベルであることが確認できた。昨年度までの成果として、オブジェクト指向言語のWebブラウザでの学習環境の構築を行っているが、本年度は、特に不特定多数のユーザが、本実行環境に誤ったソースプログラムを記述した場合や、演算によるオーバーフロー、故意に不具合等を起こさせる可能性などを想定し、学習環境全体に悪影響を及ぼすことがないように改良を行い、十数人が同時にプログラミングを行う演習授業を行ったが、問題なく利用できるレベルであることが確認できた。クラウド上に構築したWebブラウザベースで動作するコンパイラ型のオブジェクト指向プログラミング言語の学習環境の動作検証作業などを行うとともに、本年度は、構成主義的な学習を容易に可能とするためにグラフィック描画機能の実装を行った。具体的なグラフィック描画の手順は、本オブジェクト指向言語のプログラミング実行環境において、グラフィック・クラスをインポートし,そのクラスのインスタンスを生成,生成したインスタンスに対して,グラフィック描画を指示することで可能となる。このグラフィック描画のメソッドは,基本的に,タートル・グラフィックスと同様のインタフェースであり,絶対座標,相対座標のいずれかで指定することができる。本機能を実装した状態であっても、プログラムのコンパイルや実行、グラフィック描画の動作に関して、クラウドコンピュータ及びネットワーク、クライアント端末への負荷は、極めて軽く、電子書籍リーダとしてeインクの携帯情報端末においてその性能の検証を行ったが、快適に動作を実現できる非常に軽量な実行環境であることが確認できた。プログラミング学習の初学者の場合、コンパイラ型の言語では、特にグラフィック描画の学習ができる環境を整えることは困難な場合が多く、さらに、実行環境に対して、誤った操作やコマンドを投入することも多い。本環境は、そのような使用を行った場合であっても、安定して動作する。

現在、不特定多数のユーザが利用できる状況で動作確認を行っているが,現時点では,セキュリティ面やシステムのレスポンスも含めて問題なく動作し、ローカルなコンピュータにインストールされたオブジェクト指向プログラミング言語の開発環境を用いて行の授業と同様に使用できている。Webベースのオブジェクト指向言語(Java)のプログラミング学習環境を構築した。クラウドを用いて構築された環境は、インターネット接続によりプラットフォームに依存せず利用できる。ユーザは簡単にどこからでもコードを実行でき、Webベースの環境でコンパイルおよびデバッグできる。グラフィック描画機能を持ったこのシステムは、オブジェクト指向プログラミング言語の構成主義的な学習が可能である。その環境は、直接または間接的にコードを実行することによって生じるリスクに対し安全のための仕組みを備えている。ユーザのマシンには、Java言語による開発環境を必要とせず、運用の負担を減らすことで、様々な問題を防ぐ。平成27年度に構築されたシステムにおいて、その動作状況を確認し、検証作業を行うとともに、特にeラーニングにおける一斉利用、使用における言語仕様の問題点、教育用のコンテンツの在り方などに関する点について修正や更改作業を行う。また、適切な学習用コンテンツ作成やユーザの使用状況と教育効果に関する検討も行う他、実行中のプログラムとの対話を可能にする機能の実現などの修正を行いつつ、構成主義的な考え方によるツールを言語仕様に含ませ、教育効果について検討および評価を行う。他のオブジェクト指向言語についての同様のシステム開発の可能性について検討する。今年度までに構築されたオブジェクト指向言語の記述、コンパイル、実行が可能な学習環境をさらに発展させ、構成主義的なプログラミング学習を支援できるように、学習教材の開発を行い、さらに、電子インクによる表示装置での活用も視野に入れたグラフィック出力機能を付加することを検討する。情報教育本システムは、基本的にクラウド上の仮想環境に構築しており、仮想環境の演算能力やディスク装置へのアクセス速度の問題がある。また、本システムは、様々なユーザがインターネット経由で活用することを想定している。したがって、システムの検証を行う端末が非常に多種類となるだけでなく、同じ種類の情報端末であっても、OSの種類やブラウザの種類によっては挙動が異なる。その中でも比較的ユーザが多いものを選択したとしても、その多くを購入することは不可能である。
横揺れ制御機能を組み込んだ漁労作業用係留装置の開発に関する研究

漁船は、操業時において大規模な漁具の使用、養殖施設への係留等を行うため、船体運動は複雑な外力の影響を強く受け、大角度横傾斜や海難事故等の原因となる。このような状況における小型漁船の安全性向上の具体策として、操業によって発生し船体に作用する外力を軽減・制御することが要求される。北海道内浦湾の主要漁業であるほたて貝養殖漁業を対象に、船体を養殖施設に係留するローラに過度な張力が作用した場合、張力を軽減・制御し大角度横揺れ運動を回避するため係留張力制御システムを組み込んだ漁労作業用係留装置を開発し、実用化させることを本研究の目的とした。規則波中の模型実験に基づき、時化の時に発生する長周期帯の波に対し係留による船体への衝撃エネルギーを散逸させる緩衝材を組み込んだ係留装置の有効性が明らかになり、衝撃エネルギーを熱エネルギーに変換し放出する油圧ダンパーとスプリングを緩衝材とした漁労作業用係留装置を作製した。養殖施設の定常的な荷重をスプリングで受け、変動する係留張力を油圧ダンパーで緩衝する。この係留装置は、当初想定していたニューラルネットワークモデルによる複雑な制御系を必要とせず、構造を簡単化できることから小型・軽量化が可能となり、併せて漁業者による維持管理作業の軽減につながるため、使用環境の厳しい漁労作業に適したものとなった。海上が時化た状態においての実船実験は安全上実施できないことから、縮小模型による確認実験を行い大振幅横揺れ運動に対する十分な軽減効果を確認した。実際の漁業生産現場で使用される漁労作業用係留装置は、構造が簡単で小型且つ維持が容易であることが要求される。計画初年度ということで、係留装置の設計を行い模型実験によりその性能を検証した。当初計画していたPID制御系からなる張力制御による横揺れ動揺軽減装置より制御システムが簡単且つ上記普及条件を満たす係留装置として低反発ウレタンを緩衝材として用いた漁労作業用係留装置を作成した。北海道大学大学院水産科学研究科大型水理実験水槽に於いて、7.9GT型ホタテ貝養殖専用漁船の1/11スケールモデルを用いて規則波中横揺れ実験を行い係留装置の有効性を検証した。実験に用いたホタテ貝養殖施設モデルは係留時の漁船の定常横傾斜と横揺れ周期をあわせることで、養殖施設から船体へかかる上下方向の張力と流体力を近似させた。養殖施設に係留することによって長周期の波に対する横揺れ応答関数が増大し、また大傾斜を引き起こす海況の波周期は長周期帯に分布する特徴があるので、長周期帯域での船体横揺れ運動軽減に着目した。係留装置モデルは、長周期(無時限周波数√B/λ≦0.3、B:船幅、λ:波長)の規則波に対しては最大で20%の横揺れ減衰効果が認められ、平均的に見ても10%の減衰効果が確認された。一方、船体横揺れ運動の予測システムとしては、リカレント型ニューラルネットワークモデルを基に構築した。入力として船体左右、上下の加速度に加え、船体横揺れ固有周期のほぼ半周期に相当する位相遅れのある船体左右、上下の加速度を入力に加えることで、係留張力変動が不明でも操業時の船体横傾斜を十分な精度で予測しうるモデルを作成できた。この予測モデルにより、安価な加速度計のみで複雑な操業時の船体横揺れ運動の予測が可能となった。計画初年度低反発ウレタンを緩衝材として漁労作業用係留装置を作成し実施した模型実験から、ホタテ貝養殖専用漁船が大規模養殖施設に係留することによって長周期波(無時限周波数√B/λ≦0.3、B:船幅、λ:波長)に対する横揺れ応答関数φ/Kζ_a(φ:横揺れ振幅、K:波数、ζ_a:波振幅)が増大し、また大傾斜を引き起こす海況の波周期は長周期帯に分布するという特徴が明らかになり、長周期帯域での船体横揺れ運動軽減を主眼に係留装置の開発を行った。

係留装置の緩衝材として、多孔オリフェス式の油圧式緩衝材を用いることで、衝撃を吸収し熱エネルギーに変換させる形で、低周期帯という幅広い領域に於いて横揺れ運動に対する軽減効果が期待され、当初予定していたPID制御系からなる張力制御を組み込まなくても横揺れ動揺軽減効果を備えた漁労作業用係留装置として機能することが判明した。北海道大学大学院水産科学研究院大型水理実験水槽に於いて、一般的なホタテ貝養殖専用漁船の1/11スケールモデルを用いて規則波中横揺れ実験を行い油圧式緩衝材による係留装置の有効性を検証した。実験に用いたホタテ貝養殖施設モデルは係留時の漁船の定常横傾斜と横揺れ周期をあわせることで、養殖施設から船体へかかる上下方向の張力と流体力を近似させた。引き続き、同じ機構の漁労作業用係留装置を試作した。係留装置は養殖漁船船首尾にそれぞれ設置しホタテ貝の出荷期には約1トンの鉛直軸方向の荷重が係るため、軽量小型化しつつ十分な強度の確保を行った。実船実験は、本計画最終年度に実施し、係留した際の動揺軽減効果と強度、および実際の漁労作業に使用する際の問題点等の改善を行う。漁船は、操業時において大規模な漁具の使用、養殖施設への係留等を行うため、船体運動は複雑な外力の影響を強く受け、大角度横傾斜や海難事故等の原因となる。このような状況における小型漁船の安全性向上の具体策として、操業によって発生し船体に作用する外力を軽減・制御することが要求される。北海道内浦湾の主要漁業であるほたて貝養殖漁業を対象に、船体を養殖施設に係留するローラに過度な張力が作用した場合、張力を軽減・制御し大角度横揺れ運動を回避するため係留張力制御システムを組み込んだ漁労作業用係留装置を開発し、実用化させることを本研究の目的とした。規則波中の模型実験に基づき、時化の時に発生する長周期帯の波に対し係留による船体への衝撃エネルギーを散逸させる緩衝材を組み込んだ係留装置の有効性が明らかになり、衝撃エネルギーを熱エネルギーに変換し放出する油圧ダンパーとスプリングを緩衝材とした漁労作業用係留装置を作製した。養殖施設の定常的な荷重をスプリングで受け、変動する係留張力を油圧ダンパーで緩衝する。この係留装置は、当初想定していたニューラルネットワークモデルによる複雑な制御系を必要とせず、構造を簡単化できることから小型・軽量化が可能となり、併せて維持管理作業の軽減につながるため、使用環境の厳しい漁労作業に適したものとなった。時化た状態においての実船実験は安全上実施できないことから、縮小模型による確認実験を行い大振幅横揺れ運動に対する十分な軽減効果を確認した。
気道上皮細胞の分化プログラムと数量的バランス制御の解明

本研究では、呼吸器の発生の基本原理を解明するため、気道上皮組織における3つの主要細胞種の分化プログラム、数量的バランス制御機構の解明を行なった。発生中の気道上皮においてNotch2が線毛細胞分化を抑制してクララ細胞分化を誘導すること、さらにNotch1,2,3が共役して神経内分泌細胞(NEC)クラスターのサイズを制御していることを明らかにした。また胎児期のNECを被っている新規のSSEA-1陽性のSPNC細胞を発見し、この細胞種がNECクラスターのサイズ制御に機能する可能性を見いだした。気道上皮細胞の初代培養系を使った線毛細胞分化誘導系を利用して、線毛細胞の分化プログラムの解明に挑戦した。本研究では、呼吸器の発生・再生の基本原理を解明するため、気道上皮組織における線毛細胞、クララ細胞、神経内分泌細胞(NEC)の分化プログラム、数量的バランス制御機構の解明を行なっている。特に近距離細胞間の情報伝達経路であるNotchシグナルの役割に注目し、各気道領域によって異なる数量的バランスで特殊化細胞が出現し、維持されるメカニズムの解明を試みている。昨年度までの研究により、発生中の気道上皮においてNotch2が線毛細胞分化を抑制してクララ細胞分化を誘導すること、さらにNotch1,2,3が共役してNECクラスターのサイズを制御していることをマウス個体で明らかにした。また胎児期のNECを被っている新規のSSEA-1陽性のSPNC細胞を発見し、この細胞種がNECクラスターのサイズ制御に機能する可能性を見いだした(論文投稿中)。本年度は、SPNC細胞の細胞系譜追跡と、この細胞の選択的な除去の両方ができる遺伝子改変マウスの作出を試みた。しかし、利用する事を計画していた遺伝子FUT7がSPNC細胞以外にも発現してしまい、効率的にSPNC細胞をターゲットする事ができなかった。研究協力者からの私信により別の遺伝子UPK3aがSPNC細胞だけで発現している事を知り、自らの手で確認をした。そこでUPK3aの発現制御配列を用いて目的の遺伝子改変マウスを作出する事にした。現在も作出過程にある。一方、気道上皮細胞の初代培養系を使った線毛細胞分化誘導系を利用して、線毛細胞の分化プログラムの解明に取り組んだ。理化学研究所オミックス領域の協力のもと、線毛細胞の分化過程を次世代シークエンサーを用いて時系列的にトランスクリプトーム解析した。解析は順調だが、次世代シークエンサーから得られたデータは膨大であり、現在も理化学研究所オミックス領域の研究協力により少しずつ解析されている。本研究では、呼吸器の発生の基本原理を解明するため、気道上皮組織における線毛細胞、クララ細胞、神経内分泌細胞の分化プログラム、数量的バランス制御機構の解明を行なっている。今年度は、昨年度作成したSPNC細胞の選択的な除去ができる遺伝子改変マウス,UPK3-STOP-DTAの解析と、前駆体細胞から線毛細胞への分化過程の次世代シークエンサーを用いた時系列的なトランスクリプトーム(TC)解析に取り組んだ。トランスジェニック技術によって作成したUPK3-STOP-DTAマウスは2系統用いた。薬剤誘導的にSPNC細胞を選択的に除去するためにタモキシフェン(Tmx)誘導で内胚葉上皮にCre組み替え活性を誘導できるでFoxa2-CreERt2と掛け合わせた。E14.5,16.5の2回Tmx注射をおこない、E17.5で肺を回収して、SPNC細胞の消失とNE細胞の分布を観察した。しかしながら、SPNC細胞の除去が不十分であることが観察され、組み替えが不完全であることが疑われた。そこで改めてNkx2.1-CreERt2マウスとの掛け合わせを行った。同様にTmx注射、サンプリングをおこない、SPNC細胞を観察したところ顕著な消失を確認できた。これからNE細胞の分布の解析を行う。一方、理化学研究所オミックス領域(OSC)の協力のもと、初代培養系の前駆体細胞から線毛細胞への分化過程を、次世代シークエンサーを用いて時系列的にTC解析した。解析は現在も続けており、線毛細胞分化の制御の候補が上がってきている。また、今回の解析結果は理研OSCの主導するFANTOM5プロジェクトの一端としてNature誌(Vol.507,462-470)に掲載された論文に貢献した。本研究で掲げた研究計画を完全に終えることはできていないが、大半を完了し、既に論文も発表できている。また、現在解析中のデータも近日中に投稿予定である。

特に近距離細胞間の情報伝達経路であるNotchシグナルの役割に注目し、各気道領域によって異なる数量的バランスで特殊化細胞が出現し、維持されるメカニズムの解明を試みている。昨年度までの研究により、発生中の気道上皮において3種のNotchレセプターのうち、Notch2が線毛細胞分化を抑制してクララ細胞分化を誘導すること、さらにNotch1,2,3が共役して神経内分泌細胞クラスターのサイズを制御していることをマウス個体で明らかにした。また胎児期の神経内分泌細胞を被っているSSEA-1陽性の新規細胞種"SPNC細胞"を発見し、この細胞種が神経内分泌細胞クラスターのサイズ制御に機能する可能性を見いだした。そしてNotchシグナルがSPNC細胞の誘導、維持に必須であることを示した(Morimoto et al.,2012)。さらにSPNC細胞の細胞系譜追跡と同細胞の選択的な除去の両方ができる遺伝子改変マウスの作出に取り組んだ。一方、気道上皮細胞の初代培養系を使った線毛細胞分化誘導系を利用して、線毛細胞の分化プログラムの解明を行った。理化学研究所オミックス領域の協力のもと、初代培養系の前駆体細胞から線毛細胞への分化過程を、次世代シークエンサーを用いて時系列的にトランスクリプトーム(TC)解析した。その結果、幹細胞から繊毛細胞への分化過程で変化する時系列的な発現プロファイルを得る事ができた。現在データの解析を進めている。また一方で、計画していた粘液細胞の高効率誘導系の確立は、レンチウィルスを使った異所発現系の効率が悪く難航している。本研究課題で掲げた以下の4つの目的を達成するために、申請者は多くの実験を実行した。1)神経内分泌細胞ーSSEA-1+(SPNC)細胞間のNotchシグナルを介した相互作用と、それによる両細胞の数量的バランス制御機構をマウス個体で解明する。2)SSEA-1+(SPNC)細胞が新規の上皮前駆細胞を含むか否かをマウス個体で検証する。3)線毛細胞とクララ細胞の分化過程におけるトランスクリプトームの変化を解明する。4)SSEA-1+(SPNC)細胞を初代培養系で誘導し、同細胞の小細胞肺ガン増殖抑制作用を検証する。目的1はおおむね実験を終え、現在統計的なデータ解析と論文投稿を行っている。目的2は当初の計画から使用する遺伝子制御配列を変更したため、数ヶ月ずれ込んでしまったかが、目的の遺伝子改変マウスの作出に支障はない。目的3では予定通りトランスクリプトームを実行中である。目的4についてH23年度の研究計画は無い。25年度が最終年度であるため、記入しない。
癌細胞染色体欠失領域に存在する癌抑制遺伝子の同定と機能解析

本研究では胃癌細胞株OCUM-2Mの亜株として腹膜播種を来すようになった胃癌細胞株OCUM-2MD3を用いて、その過程におけるゲノム変異を検出するべく体系的な解析を行った。RDA(Representational Difference Analysis)法によるゲノムサブトラクションにより、染色体3p14、1p22-23及び16q22-23にホモ欠失領域が検出された。染色体1p22-23に同定されたホモ欠失を来しているゲノム領域においては、染色体のへテロ接合性の消失(LOH)も高率に認められた。およそ100kbの塩基配列を決定することにより、約7kbの新規遺伝子ZAP1を単離した。ZAP1遺伝子産物は1696アミノ酸からなり、シグナル配列を有すると思われる。ほぼ全ゲノム構造を明らかにし、癌細胞DNAにおける変異を解析したところ、腎癌及び膵癌細胞株においてp(A)6の繰り返しがp(A)5と変異している例が認められるなど、ミスマッチ修復異常の標的遺伝子となっている可能性もある他、スプライシングの異常が高頻度に観察され、ZAP1遺伝子の変異が2Mから2MD3への悪性化に関与している可能性が示唆された。また、ZAP1とホモロジーを有するZAP2遺伝子が9qに見いだされ、両者はともに細胞外基質を形成するタンパク分子であると推定されることから、その不活化がアポトーシス誘導を回避する機構に関与することも考えられる。同様の解析で染色体16q22-23領域における重複するホモ欠失変異を5つの癌細胞株で同定できた。同領域に細胞増殖を抑制するシグナル分子の存在が考えられ、現在、同領域のグノムシークエンスおよびエクソントラッピングやcDNAセレクションによる転写産物の同定を急いでいる。
徘徊する認知症高齢者の生活行動と消費エネルギーに関する研究

本研究は、徘徊する認知症高齢者の消費エネルギーの実態を明らかにすることを目的とした。長時間の徘徊と体重減少を認める事例を対象として日常生活のタイムスタディを実施した結果、エネルギーの過剰消費を認めた。また、認知機能の低下した施設入所高齢者の42.6%に低アルブミン血症を認めた一方で、栄養アセスメントに基づく食事を全量摂取し精神的健康が維持された要介護高齢者では摂取エネルギーと消費エネルギーの均衡がとれ、低アルブミン血症も認めなかった。平成19年度は、3つの作業即ち(1)基礎的データの分析および学会発表、(2)方法論に関する検討、(3)平成20年度調査の内容および方法の詳細検討を行った。まず、基礎的データの分析では、1分単位の生活行動を観察・記録するタイムスタディを3日間実施することにより、徘徊が認められる認知症高齢者のケア上の課題として摂取エネルギーと消費エネルギーの不均衡があることを検証するとともに、不足分のエネルギーを補充する介入によって栄養指標の改善が認められることを確認した。これらの結果は、それぞれ日本老年看護学会第12回学術集会、第66回日本公衆衛生学会総会において発表した。また、認知機能の低下した施設入所高齢者58名における栄養指標の実態およびその関連要因について調査し、対象者の42.6%に低アルブミン血症が認められ、また、その関連要因としてADLの低下および抑うつが存在することを明らかにした。この結果は第67回日本公衆衛生学会総会にて発表予定である。次に、方法論については、平成20年度調査のプレテストとしてスズケン製生活習慣記録機ライフコーダEX4秒版を用い、健常成人5名を対象とした運動強度および消費エネルギー量測定を行うとともに、同時に収集したタイムスタディデータとの照合を行った。その結果、ライフコーダEX4秒版を用いることによって、高齢者特有の緩慢な動作の評価が可能であることが示唆されたため、平成20年度調査における測定機器として採用することとした。以上の結果を踏まえ、平成20年度調査の内容および方法の詳細検討を行った。現在、最終調整中である。平成20年度は、(1)認知症事例の生活行動の分析、(2)施設入所高齢者の栄養指標の分析、(3)生活習慣記録機を用いた運動強度および消費エネルギーの測定調査を行った。はじめに、認知症事例の生活行動の分析では、1分単位の生活行動を観察・記録するタイムスタディを2日間実施することにより、俳徊が認められる認知症高齢者の行動に一定のパターンが存在する可能性があることを見いだした。この結果は、日本老年看護学会第13回学術集会において発表した。次に、認知機能の低下した施設入所高齢者58名における栄養指標の実態について分析した結果、対象者の42.6%に低アルブミン血症が認められ、また、その関連要因としてADLの低下および抑うつがある可能性があることを見いだした。この結果は、第67回日本公衆衛生学会総会にて発表した。最後に、スズケン社製生活習慣記録機ライフコーダEX4秒版を用いて要介護高齢者29名の運動強度および消費エネルギー量測定を行い、認知機能が低下し食事を全量摂取していた23名のデータを解析した。その結果、消費エネルギーが摂取エネルギーを上回っていた者は2名のみであった。また、抑うつの指標Cornell Scale for Depression in Dementiaは05で抑うつ状態は認められなかった。この結果から、栄養アセスメントに基づく食事を全量摂取し抑うつがない状態を維持することで、低アルブミン血症が起こりにくくなる可能性を見いだした。この調査では、同時に踵骨の音響学的骨評価値の測定を行い、その結果、評価値と運動強度に正の相関を認めたことから、低強度の運動であっても、骨リモデリングやカルシウム代謝に影響する可能性があるという示唆を得た。これらの結果は、第35回日本看護研究学会学術集会において発表する予定である。平成21年度は、長時間の俳徊が認められる認知症高齢者において摂取エネルギーと比較して過剰なエネルギー消費が起こっている可能性についての論文を日本認知症ケア学会誌に発表した。また、施設に入所している要介護高齢者を対象として、スズケン社製生活習慣記録機ライフコーダEX4秒版を用いた運動強度および消費エネルギー量の測定を行うとともにALOKA社製AOS-300NWを用いた音響学的骨評価値の測定を実施し、次の結果を得た。(1)認知機能が低下している要介護高齢者23名を対象とした調査結果では、低アルブミン血症を認めた者は3名のみであり、また、摂取エネルギーと消費エネルギーの均衡が保たれていた。

この結果の関連要因には、対象者全員が食事を全量摂取していたことや抑うつ状態を示した者がいなかったことがあると考えられた(2)歩行が可能であり食事をほぼ毎日全量摂取していた31名を対象とした調査結果では、身体機能が比較的維持されている要介護高齢者の日常生活活動は、運動強度からみれば歩数にカウントされない程度の身体活動にとどまっていた(3)歩行が可能であり食事をほぼ毎日全量摂取していた女性16名を対象とした調査結果では、音響学的骨評価値と運動強度に正の相関を認め、低強度の運動であっても骨リモデリングやカルシウム代謝に影響する可能性があることが考えられた以上の結果は第35回日本看護研究学会学術集会および第67回日本公衆衛生学会総会において発表した。
旧軍用地・軍施設が都市基盤形成に果たした役割に関する研究

本研究は、昨年度に引き続き、旧軍用地ストックの土地利用転換によって、戦後の都市空間整備が大きく寄与した事実に着目し、旧軍用地ストックが都市空間整備にどの様な役割を果たしたのかを明らかにすることを目的としている。1。研究の成果(1)戦後におけるわが国の国有地政策の変遷、軍用地(自衛隊、在日米軍)の状況について明らかにした。(2)軍用地および軍施設の用途転換に関する基本方針と全国的な傾向について、明らかにした。(3)防衛庁防衛研究所所蔵の旧日本陸軍公文書により、旧軍用地のリスト(所在地、面積)を収集し、分析を行っている。(4)関西圏において土地利用転換された用途ごとのリストを作成した。兵庫県明石市を対象として土地利用転換の状況を調査した。(5)大阪市を対象として、公営住宅(大阪市営住宅、大阪府営住宅)の用地取得方法について調査をおこなった。研究の成果は、まず、日本建築学会大会(東北)学術講演梗概集(2000年9月)において発表し、順次、公表していく予定である。研究は、<旧軍用地ストック>の土地利用転換によって、戦後の都市空間整備が大きく寄与した事実に着目し、<旧軍用地ストック>が都市施設整備にどのような役割を果たしたのかを明らかにすることを目的としている。1.研究の成果(1)まず、戦後における我国の国有地施策の変遷、軍用地(自衛隊、在日米軍)の状況について、明らかにした。(2)軍用地および軍施設の用途転換に関する基本方針と全国的な傾向について明らかにした。(3)防衛庁衛庁防衛研究所所蔵の旧日本陸軍の公文書により、<旧軍用地>のリスト(所在地、面積、詳細な用途)を収集し、分析を行っている。(4)関西圏の土地利用転換された用途ごとのリスト(転換用途、転換時期、転換後の変遷、所有者、面積等)を作成する。明石市の土地利用転換状況を調査した。2.今後の課題資料の欠損等で、軍用地・軍施設が入手できていない自治体の資料収集を早急に行う。1。
Ca^<2+>透過性イオンチャネル(TRP)による破骨細胞のアポトーシス誘導機序の解明

破骨細胞に発現するCa^<2+>透過性陽イオンチャネルTRPM7の陽イオン輸送動態を捉えアポトーシスとの関連について検討した。TRPM7は生理的濃度のMg2+存在下では不活性化されているが、酸性環境ではMg^<2+>存在下でも細胞内への陽イオン輸送が活性化された。この性質は酸性環境を形成して骨吸収する破骨細胞において、骨から溶出するCa^<2+>やMg^<2+>の細胞内への輸送に好都合と考えられた。しかし、TRPM7がアポトーシス誘導に関与している可能性は薄いと考えられた。今年度は、破骨細胞を種々のアポトーシス誘導因子で刺激し、発現上昇するTRPチャネルの分子種の同定およびアポトーシス誘導刺激で活性化されるイオン輸送動態について調べた。マウスの成熟骨髄細胞をH_2O_2、TGF-β、ビスフォスフォネートで刺激し、まず、アポトーシスが誘導されるかどうか調べた。その結果、高濃度のH_2O_2およびビスフォスフォネートはアポトーシスを誘導した。一方、TGF-βや破骨細胞を延命させるというRANKL刺激および細胞外液の酸性化(酸刺激)ではアポトーシスは誘導できなかった。また、H_2O_2およびビスフォスフォネート刺激によって発現が顕著に上昇するTRPは検出できなかった。しかし、アポトーシス刺激の有無に係わらずTRPM7の恒常的発現を確認した。さらに、H_2O_2、ビスフォスフォネートおよび酸刺激によって活性化されるイオン電流をWhole-cell patch clamp法により誘導し、電流の性質を解析した。その結果、H_2O_2とビスフォスフォネートは陽イオン電流を活性化したが、酸刺激では陽イオン電流のみならず陰イオン電流の顕著な活性化が認められた。その電流の性質から陽イオン電流はTRPチャネルの中でもM7の活性化を示している可能性が示唆された。また、酸刺激によって活性化される陰イオン電流はClC7Cl^-輸送体の活性化を反映していることが明らかになった。以上の結果より、アポトーシス刺激は破骨細胞に恒常的に発現しているTRPM7を活性化する可能性が考えられた。また、酸刺激によってClC7が活性化されることは、自ら酸(HCl)を分泌して酸性環境を形成する破骨細胞にとって好都合であると考えられた。前駆破骨細胞を分化誘導刺激すると、骨吸収に必須のClC7型Cl^-輸送体(ClC7)および分化に関与するCa^<2+>透過性陽イオンチャネル(TRPV2)の発現が高まる。前年度はこれらの輸送体に加えて、TRPM7の発現が高まることを明らかにした。本年度は、TRPM7が陽イオンチャネルとして機能することを電気生理学に証明し、イオン輸送と破骨細胞機能との関連について考察した。マウス骨髄マクロファージをRANKL刺激して破骨細胞へ分化誘導し、ClC7とTRPV2の活性を抑制した条件下で、Whole-cell patch clamp法を用いて細胞膜を介するイオン輸送をイオン電流として記録した。まず、RANKL刺激と破骨細胞に発現するTRPM7のイオン輸送機能との相関について検討した。RANKL刺激した細胞は、膜の過分極によって細胞内への陽イオン輸送が穏やかに活性化され、脱分極によって細胞外への陽イオン輸送が強く活性化された。この陽イオン輸送はRANKL刺激後、時間依存的に増大し、TRPM7を阻害するcarvacrolや2-APBにより抑制された。また、細胞外液のpHを低下させると、細胞内への陽イオン輸送が活性化された。一方、RANKL非刺激細胞からはこのような陽イオン輸送は観察されなかった。本実験で示した陽イオン輸送は、報告されているTRPM7の性質と一致した。従って、破骨細胞への分化過程で発現するTRPM7は陽イオン輸送体として機能することが分った。また、pH低下に依存したTRPM7の活性化は、破骨細胞が形成する酸性環境下でのCa^<2+>やMg^<2+>の細胞内への輸送やこれに起因した機能調節に適した性質であると考えられた。初年度から昨年度において、前駆破骨細胞を破骨細胞へ分化誘導すると、陽イオン透過性チャネルであるTRPM7の発現が高まること。また、破骨細胞よりTRPM7を介すると考えられる陽イオン輸送(TRPM7様電流)を捉えることに成功し、その輸送が低Mg^<2+>環境下および酸性環境下で活性化されることを明らかにした。本年度は、破骨細胞に発現するTRPM7の機能的役割を明確にする目的で、(1)TRPM7の発現抑制がTRPM7様電流に及ぼす影響および(2)破骨細胞の細胞死(アポトーシス)と骨吸収活性に及ぼす影響を検討した。

(1)破骨細胞におけるTRPM7の発現を抑制するために、Cre-LoxPシステムを用いて破骨細胞特異的TRPM7KOマウスを作出した。TRPM7を発現した破骨細胞では、低Mg^<2+>環境下において、細胞膜の過分極によって細胞内への陽イオン輸送が、脱分極によって細胞外への陽イオン輸送が活性化された(外向き整流性陽イオン電流という)。また、この外向き整流性陽イオン電流は、細胞外液または細胞内液へのMg^<2+>添加により抑制され、細胞内へのcAMP投与および細胞外液からの2価イオン除去によって活性化された。これらの性質は、報告されているTRPM7電流の特徴と一致した。一方、TRPM7KO破骨細胞では、このような外向き整流性陽イオン電流は全く認められなかった。この結果より、低Mg^<2+>環境下において活性化される外向き整流性陽イオン電流は、TRPM7のイオン輸送活性を反映することが明確になった。(2)TRPM7を発現した破骨細胞とTRPM7KO破骨細胞を用いて、破骨細胞分化・骨吸収活性・細胞死に対するTRPM7の関与を検討した。その結果、破骨細胞形成に有意な差はなく、形成された破骨細胞の骨吸収活性にも有意な差はなかった。また、長期培養および酸化ストレスによる細胞死の誘導においても有意差は認められなかった。これらの結果より、破骨細胞に発現するTRPM7は陽イオン輸送体として機能することが明確になった。しかし、破骨細胞形成、骨吸収活性および細胞死とTRPM7との関連を裏付ける結果は得られなかった。
腫瘍マーカー陽性単一細胞を用いた細胞がん化と防御の分子機構の解明

細胞がん化機構および発がん防御機構を解明するためには、より早期の細胞がん化状態における遺伝子発現状態、遺伝子発現制御機構の異変を解析する必要がある。この過程を解析するために腫瘍マーカー陽性細胞を用いることは非常に有用である。ラットに肝前がん病変を誘発させ、腫瘍マーカーであるラット胎盤型グルタチオントランスフェラーゼ(glutathione transferase placental form, GSTP1-1)陽性細胞におけるエピジェネティクス制御因子の発現変化とDNAマイクロアレイを用いた遺伝子発現の網羅的解析を試みた。肝化学発がん過程にけるDNAメチル化酵素(Dnmt1,Dnmt2,Dnmt3-a,Dnmt3-b)のmRNA発現について検討した。その結果、Dnmt3-bの発現変化は観察されなかったが、Dnmt1,Dnmt2は若干発現が上昇し、Dnmt3-aは約20倍の発現上昇が検出された。また、ヒストンアセチル化酵素(histone acetyltransferase, HAT)であるP300,CBPの肝前がん病変における発現減少が明らかとなった。一方、調べたHATの中でMOZ(monocytic leukemia zinc finger protein)のみ発現上昇が検出された。MOZ複合体部分精製の結果、MOZは2MDa以上の複合体に含まれることが示された。この発現上昇したMOZは異物代謝系第2相酵素群発現誘導に関与する転写因子Nrf2/MafKの転写共役因子として機能し、GSTP1-1の発現誘導に関与する可能性が示唆された。DNAマイクロアレイ解析により、代謝に関与する遺伝子の約8%が前がん病変において発現上昇しており、2%が減少していることが示された。これまでに知られている代謝酵素以外にGata-6を含む転写因子などの発現上昇が明らかとなった。
先進的NI基単結晶超合金の十字型試験片を用いた多軸クリープ疲労寿命評価法の開発

本研究では,Ni基単結晶超合金の多軸クリープ疲労寿命評価法を開発した.1173Kにおいて,YH-61の十字型試験片を用いて,圧縮の最大ひずみでの保持時間を伴う二軸引張・圧縮のクリープ疲労試験を実施した.クリープ疲労寿命に及ぼす応力多軸度の影響を考察するとともに,き裂が発生する結晶方位を実験的に求めた.併せて,単結晶の異方性を考慮した3次元の弾塑性有限要素解析を実施し,多軸応力下でのクリープ疲労寿命法を開発した.本研究では,Ni基単結晶超合金の多軸クリープ疲労寿命評価法を開発した.1173Kにおいて,YH-61の十字型試験片を用いて,圧縮の最大ひずみでの保持時間を伴う二軸引張・圧縮のクリープ疲労試験を実施した.クリープ疲労寿命に及ぼす応力多軸度の影響を考察するとともに,き裂が発生する結晶方位を実験的に求めた.併せて,単結晶の異方性を考慮した3次元の弾塑性有限要素解析を実施し,多軸応力下でのクリープ疲労寿命法を開発した.平成20年度においては,主に以下の研究内容を実施した.1.ニッケル基単結晶超合金YH-61の十字型試験片を用いて,900°Cにおいて相当ひずみ速度が0.1%/sの完全両振り対称三角波のひずみ波形を用いて高温多軸低サイクル疲労試験を実施した.y方向の主ひずみを一定(0.7%)とし,x方向の主ひずみを変化させた試験を実施し,低サイクル疲労破損寿命に及ぼす主ひずみ比の影響を明らかにした.2.ニッケル基単結晶超合金の多軸低サイクル疲労破損寿命は主ひずみ比の影響を大きく受けることが判明した.主ひずみ比が-10の範囲では,主ひずみ比の増加に伴って低サイクル疲労破損寿命は単調に増加した.しかし,主ひずみ比が01の範囲では,低サイクル破損寿命は主ひずみ比の影響をほとんど受けず,ほぼ一定となった.これらの関係を単一の関数で表示することはそれ程容易で無いことが明らかになった.3.試験片断面でのき裂の発生・成長面を観察した.何れの主ひずみ比においても,き裂は試験片表面に垂直に発生・成長したことが確認できた.次年度以降,さらに詳細な微視き裂の観察とき裂モードの確認を実施する予定である.4.一部の主ひずみ比において,700°Cで多軸低サイクル疲労試験を実施した.900°Cに較べて700°Cでの多軸低サイクル疲労寿命は非常に大きく,700°Cでの疲労損傷は設計においてそれ程考慮する必要がないことが判明した.このことから,今後は900°Cのみで試験を実施し,700°Cでの試験は実施する必要がないことが判明した.平成21年度においては,主に以下の内容の研究を実施した.1.ニッケル基単結晶超合金YH-61の十字型試験片を用いて,900°Cにおいて10分間の圧縮保持を伴う高温多軸クリープ疲労試験を実施した.この際,y方向のひずみを一定とし,x方向の主ひずみを変化させた試験を行った.2.10分間の圧縮保持を伴うクリープ疲労破損寿命は,保持を伴わない低サイクル疲労破損寿命に較べて低下した.この低下した原因は,ひずみ保持期間中のクリープ損傷によるものであると思われる.しかし,クリープ疲労破損寿命の主ひずみ比依存性は,保持を伴わない低サイクル疲労を同様の傾向を示した.すなわち,主ひずみ比が-10の範囲では,クリープ疲労寿命は主ひずみ比の増加に伴って単調に増加した.しかし,主ひずみ比が01の範囲では,クリープ疲労寿命は主ひずみ比の影響をほとんど受けず,一定値となった.ただし,この傾向を確定するためには,さらに追加に試験が必要である.3.十字型試験片のクリープ疲労試験での変形挙動をシミュレートするため,弾塑性クリープ有限要素法解析を実施した.単結晶超合金は結晶組織による顕著な異方性を有しているため,弾性変形特性には立方晶の異方性を考慮し,塑性変形およびクリープ変形にはHillの異方性を考慮した.xおよびy方向の荷重値と両方向のひずみの関係について,有限要素法の結果と実験結果とを照合したが,両者は比較的良好に一致した.このことから本研究で行った解析方法の妥当性が検証された.本年度においては,ニッケル基単結晶超合金YH-61の十字型試験片を用いて1173Kにおいて種々の主ひずみ比の下で高温多軸低サイクル疲労試験を実施した.この際,ひずみ保持を伴わないものと10分間の圧縮ひずみ保持を伴うものの2種類の試験を実施した.得られた主要な結論は下記の通りである1.十字型試験片を用いたひずみ保持を伴わない多軸低サイクル疲労寿命および10分間のひずみ保持を伴うクリープ疲労寿命は,最大主ひずみ範囲が一定の試験においては,主ひずみ比の増加に伴って増加した.主ひずみ比が-1から0までは増加割合が大きかったが,主ひずみ比が0から1の範囲においてはわずかに増加した

2.すべての主ひずみ比の範囲で,10分間のひずみ保持を伴う多軸クリープ疲労寿命は,保持を伴わない多軸低サイクル疲労寿命に較べて短かった.ひずみ保持の伴う寿命低下は,保持期間中のクリープ損傷に起因すると考えられる3.主ひずみ範囲およびMises型の相当ひずみ範囲のひずみ基準の低サイクル疲労寿命評価パラメータを用いて,十字型試験片の多軸低サイクル疲労寿命およびクリープ疲労寿命評価を試みたが,何れのパラメータもこれらの寿命を良好に整理することは出来なかった4.最大主応力範囲およびMises型の相当応力範囲で上記の寿命の整理を試みた.最大主応力範囲による寿命整理では,整理結果に大きなばらつきが生じたが,Mises型の相当応力範囲では良好な寿命整理結果が得られた.とくに,Mises型の相当応力範囲を用いれば,平滑丸棒試験片の引張・圧縮の結果から十字型試験片で得られた寿命を精度良くに評価することが可能となった