hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
弾性支持されたローラによって高速搬送される柔軟体に生じる動的非線形挙動の解明

高速搬送される柔軟体の挙動解明のために,Absolute nodal coordinate formulationを用いてモデル化し,ローラと柔軟体の接触を拘束方程式で記述した運動方程式の構築を行った.MATLAB上でプログラム化して,一定速度で搬送される場合と周期的に往復動する場合について数値シミュレーションを行った.その結果,一定速度で搬送される場合には,搬送速度が速くなるとダイバージェンス型の不安定が生じ,周期的に往復動する場合には,柔軟体の曲げ1次固有振動数の2倍の振動数で駆動することによりパラメトリック共振が生じることが明らかになった.Finite segment methodを用いたモデル化も行い,さらに既存の実験装置の改造と実験を行い,数値シミュレーション結果と比較した.その結果,一定速度で搬送される場合には低い速度領域でフラター型の不安定が,また,早い速度領域で搬送される場合にはダイバージェンス型の不安定が生じることが分かった.実験と解析に若干の差異があったことから,実験装置の改良およびモデル化に関する更なる検討を行う必要がある.また,柔軟体が周期的に往復動する場合には,柔軟体の曲げ1次固有振動数の2倍の振動数で駆動することによりパラメトリック共振が実験によっても計測されて,数値シミュレーションと実験が比較的良く一致することが分かった.接触問題をユニラテラルコンタクト問題と考えたモデル化手法について検討を行い,多点接触問題を伴う柔軟構造物の地震時の挙動解析に適用した.MATLAB上でプログラム化して,重心位置の高い大型構造物を対象に地震応答シミュレーションを行った.その結果,構造物のロッキング振動と下端部のすべりが連成した地震応答特性が明らかになり,本研究で展開した解析方法の有用性を示すことができたとともに柔軟体の不安定挙動についての知見を得た.高速搬送される柔軟体の挙動解明のために,Absolute nodal coordinate formulationを用いてモデル化し,ローラと柔軟体の接触を拘束方程式で記述した運動方程式の構築を行った.MATLAB上でプログラム化して,一定速度で搬送される場合と周期的に往復動する場合について数値シミュレーションを行った.その結果,一定速度で搬送される場合には,搬送速度が速くなるとダイバージェンス型の不安定が生じ,周期的に往復動する場合には,柔軟体の曲げ1次固有振動数の2倍の振動数で駆動することによりパラメトリック共振が生じることが明らかになった.Finite segment methodを用いたモデル化も行い,さらに既存の実験装置の改造と実験を行い,数値シミュレーション結果と比較した.その結果,一定速度で搬送される場合には低い速度領域でフラター型の不安定が,また,早い速度領域で搬送される場合にはダイバージェンス型の不安定が生じることが分かった.実験と解析に若干の差異があったことから,実験装置の改良およびモデル化に関する更なる検討を行う必要がある.また,柔軟体が周期的に往復動する場合には,柔軟体の曲げ1次固有振動数の2倍の振動数で駆動することによりパラメトリック共振が実験によっても計測されて,数値シミュレーションと実験が比較的良く一致することが分かった.接触問題をユニラテラルコンタクト問題と考えたモデル化手法について検討を行い,多点接触問題を伴う柔軟構造物の地震時の挙動解析に適用した.MATLAB上でプログラム化して,重心位置の高い大型構造物を対象に地震応答シミュレーションを行った.その結果,構造物のロッキング振動と下端部のすべりが連成した地震応答特性が明らかになり,本研究で展開した解析方法の有用性を示すことができたとともに柔軟体の不安定挙動についての知見を得た.【力学モデルの構築・シミュレーション】1.柔軟体の定式化ANCFと解析解から求まる新しいモード合成法の計算効率を向上するための、数値計算法について検討を行った。その結果、従来の方法より若干の効率向上が見られた。ANCFを用いた柔軟移動体がローラーを通過する場合の運動方程式の構築を行い、予備的なシミュレーションを行った。その結果、ある程度で自励的な振動の成長が柔軟体に起きる結果を得た。2.多点接触問題の定式化柔軟体の多点接触問題をノンスムースダイナミクスとして定式化するため,代表的柔軟構造物であるコンテナクレーンを対象に定式化と数値シミュレーションを行つた。その結果,コンテナクレーンの柔軟な脚と基礎の間の接触と浮き上がり、スリップとステックに関して加速度レベルのUnilateral contactとして柔軟体の多点接触問題を定式化することができることを明らかにした。なお、本定式化では、動摩擦係数を速度依存性の関数で与えることができることも確認した。また、振動台を用いた模型実験により、提案した定式化がロッキングとスリップが連成した柔軟体の振動応答を良くシミュレートできていることを示した。なお、この成果は、日本機械学会Journalに投稿した。今後、移動体の接触問題に適用していく。【実験装置の改造と実験】既存の実験装置に送りローラーおよび架台を取り付けるための設計製作を行い、ローラー駆動用のモータの取り付けと駆動用プログラム作成とデータ収集用プログラムの改良を行った。そして、柔軟体の搬送実験の予備試験を行った。その結果、対になっている2つの送りローラー問のがたが実験精度に影響を与える問題点が明らかになり、来年度の検討課題となった。【力学モデルの構築・シミュレーション】高速搬送される柔軟体の挙動解明のために、昨年度に引き続きAbsolute nodalcoordinate formulationを用いてモデル化し、ローラと柔軟体の接触を拘束方程式で記述した運動方程式の構築を行った.MATLAB上でプログラム化して、一定速度で搬送される場合と周期的に往復動する場合について数値シミュレーションを行った。

その結果,一定速度で搬送される場合には、搬送速度が速くなるとダイバージェンス型の不安定が生じ、周期的に往復動する場合には、柔軟体の曲げ1次固有振動数の2倍の振動数で駆動することによりパラメトリック共振が生じることが明らかになった。Finite segment methodを用いたモデル化も行った。【実験装置の改造と実験】昨年度不具合のあった実験装置の改造および実験を行い、数値シミュレーション結果と比較した、その結果、一定速度で搬送される場合には低い速度領域でフラター型の不安定が、また、早い速度領域で搬送される場合にはダイバージェンス型の不安定が生じることが分かった、実験と解析に若干の差異があったことから、実験装置の改良およびモデル化に関する更なる検討を行う必要がある.また、柔軟体が周期的に往復動する場合には、柔軟体の曲げ1次固有振動数の2倍の振動数で駆動することによりパラメトリック共振が実験によっても計測されて,数値シミュレーションと実験が比較的良く一致することが分かった.接触問題をユニラテラルコンタクト問題と考えたモデル化手法について検討を行い、多点接触問題を伴う柔軟構造物の地震時の挙動解析に適用した.MATLAB上でプログラム化して、重心位置の高い大型構造物を対象に地震応答シミュレーションを行った.その結果、構造物のロッキング振動と下端部のすべりが連成した地震応答特性が明らかになり、本研究で展開した解析方法の有用性を示すことができたとともに柔軟体の不安定挙動についての知見を得た。
スズの同素変態を用いた分離可能な電子実装用はんだ接合部の検討

前年度までの研究により,Sn表面に形成する酸化膜を除去し,有機溶媒中(1-プロパノール)など再酸化を防ぐ環境において,数ヶ月の潜伏期間が必要であったSnの同素変態は,1時間以内に短縮されることが明らかになった.今年度は,さらに,変態を遅延もしくは加速する元素の探求を行った.変態を著しく遅延する元素は,Sb,BiおよびPbであり,これら元素の濃度を低下させることが変態加速につながる.特にこれら元素の濃度が低い純度5NのSnでは変態は20分程度で開始する.またダイヤモンド構造を有する元素の添加が変態を加速することがあきらかになり,GeやSiが特に効果的である.実用の観点からは,合金化し易いGeがを添加することが効果的であると考えられる.これらの結果を基に,3216抵抗部品を高純度Sn(5N)およびSn-0.05mass%Ge合金により実装した基板を用いて実際の接合部で分離が可能であるかの確認を行ったところ,高純度SnもしくはSn-Ge合金を用いた3216抵抗接合部では比較的短時間に同素変態が開始し,部品,はんだ,基板に分離することが確認された,ただし,接合部の拘束による体積膨張抑制が同素変態を遅延させることがわかり,はんだ接合部の構造を分離しやすい形状に工夫する課題が明らかとなった.なお,Sn-Ge合金を用いた接合では,冷却開始後,24時間以内に分離が完了し,本分離手法の実用化に向けて期待が持てる結果が得られた.Snはbct構造からダイヤモンド構造に変態すると結晶構造の変化に伴い26%程度体積膨張するため破壊することが知られている.Snの同素変態は223243Kで発生するため,熱および衝撃を加えずにはんだ接合部を破壊し,実装基板を理想的に解体し,基板,部品およびはんだ合金を回収可能であると考えられる.Snの同素変態は,変態開始まで極めて長い時間が必要であることがわかっており,接合部の分離には適していないように思われる.しかし,Snの同素変態に関する研究例は少なく,その詳細は今日まで解明されていない.本研究では,SnバルクおよびSn合金を用いて,基礎的なSnの同素変態挙動の精査とSnを用いた接合体の同素変態による分離の可能性を検討し,以下のことが明らかとなった.表面に形成する酸化膜はSnの同素変態を著しく抑制する.したがって,酸化膜を除去し,有機溶媒中など再酸化を防ぐ環境において同素変態は極めて短時間で発生する.特に,イソプロパノール中での冷却が効果的である結果が得られた.また,α-Sn接触によりα-Sn核生成を促進し,同素変態に要する潜伏期間を短縮でき,さらに,Snに微量のGeを添加することで,潜伏期間を極めて短縮させることができることが明らかとなった.これは,ダイヤモンド構造の物質が同素変態の核となることを示している,これらの知見を元に,接合体の分離を試したところ,同素変態によりBGAおよびSnで接合したチップ抵抗接合体の分離が可能であることがわかったが,接合体においては,Cu電極からのCu拡散や,接合部の拘束による体積膨張抑制が同素変態を遅延させることが明らかとなった.前年度までの研究により,Sn表面に形成する酸化膜を除去し,有機溶媒中(1-プロパノール)など再酸化を防ぐ環境において,数ヶ月の潜伏期間が必要であったSnの同素変態は,1時間以内に短縮されることが明らかになった.今年度は,さらに,変態を遅延もしくは加速する元素の探求を行った.変態を著しく遅延する元素は,Sb,BiおよびPbであり,これら元素の濃度を低下させることが変態加速につながる.特にこれら元素の濃度が低い純度5NのSnでは変態は20分程度で開始する.またダイヤモンド構造を有する元素の添加が変態を加速することがあきらかになり,GeやSiが特に効果的である.実用の観点からは,合金化し易いGeがを添加することが効果的であると考えられる.これらの結果を基に,3216抵抗部品を高純度Sn(5N)およびSn-0.05mass%Ge合金により実装した基板を用いて実際の接合部で分離が可能であるかの確認を行ったところ,高純度SnもしくはSn-Ge合金を用いた3216抵抗接合部では比較的短時間に同素変態が開始し,部品,はんだ,基板に分離することが確認された,ただし,接合部の拘束による体積膨張抑制が同素変態を遅延させることがわかり,はんだ接合部の構造を分離しやすい形状に工夫する課題が明らかとなった.なお,Sn-Ge合金を用いた接合では,冷却開始後,24時間以内に分離が完了し,本分離手法の実用化に向けて期待が持てる結果が得られた.
材料界面の複合顕微解析―結晶構造と電磁気特性の多元定量解析技術の開発と応用―

初年度となる2018年度は,まずTiPd形状記憶合金の電子顕微鏡観察用試料作製を行い,国際共同研究先であるアントワープ大学に出向いて観察および解析を実施した.TiPd合金内部のマルテンサイト相に見られる3つの双晶,すなわちType-I, Type-II, Compound双晶の双晶面近傍のひずみを測定するため,高分解能透過電子顕微鏡(HRTEM)観察および高分解能走査透過電子顕微鏡(HRSTEM)観察を実施した.3つの双晶のマクロな形態評価は事前に九州大学にて実施し,アントワープ大学では双晶面近傍について集中して観察を実施した.その結果,HRTEMに関しては,原子分解能像は取得できたものの,試料作製時の電解研磨によるアーティファクトや試料厚みについてより適切な条件設定が求められることが明らかとなり,今後の対応策について共同研究者と議論を行った.また,マルチフェロイック酸化物については,(Ca,Sr)3Ti2O7およびYMnO3のマクロな強誘電ドメイン構造を把握するため,試料作製方法を検討したのち,走査電子顕微鏡(SEM)によるドメイン観察を行った.その結果,(Ca,Sr)3Ti2O7について今回初めてSEMによるドメイン可視化の可能性を見出した.YMnO3についてはSEMによるドメイン観察例が過去に報告されていたが,特定方位の観察のみの報告であった.今回の観察では,複数の方位から観察を行うことにより観察条件が分極方向に依存すること,またドメイン壁が特殊なコントラストを呈することなど像形成メカニズムに関して重要な知見を多く得ることができた.これらの観察法を確立することで,マクロな視点からのドメイン構造解析が可能になると考えられる.九州大学にて作製した後,共同研究先のアントワープ大学を実際に訪問し組織観察および議論が実施できたこと,また,電子顕微鏡用観察試料作製に関して改善すべき点を明らかにできたこと,マルチフェロイック材料については走査電子顕微鏡によるドメイン観察条件をある程度絞り込むことができたこと,以上のような経過はおおむね当初の研究計画に沿ったものである.以上の理由から研究は順調に進展していると判断する.形状記憶合金TiPdについては,初年度に得られた知見に基づき,試料作製方法の改良に着手する.また,TiPd以外の形状記憶合金(Ti-Ni合金など)についても同様の検討を行い,再度観察を試みる.複数の形状記憶合金の界面構造および局所ひずみを評価することにより,形状記憶合金の相変態プロセスにおける各種界面の役割が明らかになることが期待される.マルチフェロイック酸化物については,次年度に本課題予算に基づき走査プローブ顕微鏡(SPM)を導入する.SPMは試料表面の物性に関して定量的な情報を得ることができるため,走査電子顕微鏡(SEM)と相補的に用いることによって,SEMにおける像コントラストと表面物性の関わりがより明瞭に評価できるものと考えられる.また,次年度は当初の計画を拡張してチタン合金の熱的・非熱的オメガ相と母相界面の原子変位評価にも着手する.オメガ相はチタン合金の脆化の一因であることから,オメガ相と母相の界面構造ならびにオメガ相の形成機構が明らかとなれば,チタン合金の特性改善への重要な知見となる.オメガ相は母相格子の原子がわずかにシフトして形成することが知られていることから,その原子変位評価はオメガ相を理解する上で極めて重要である.初年度となる2018年度は,まずTiPd形状記憶合金の電子顕微鏡観察用試料作製を行い,国際共同研究先であるアントワープ大学に出向いて観察および解析を実施した.TiPd合金内部のマルテンサイト相に見られる3つの双晶,すなわちType-I, Type-II, Compound双晶の双晶面近傍のひずみを測定するため,高分解能透過電子顕微鏡(HRTEM)観察および高分解能走査透過電子顕微鏡(HRSTEM)観察を実施した.3つの双晶のマクロな形態評価は事前に九州大学にて実施し,アントワープ大学では双晶面近傍について集中して観察を実施した.その結果,HRTEMに関しては,原子分解能像は取得できたものの,試料作製時の電解研磨によるアーティファクトや試料厚みについてより適切な条件設定が求められることが明らかとなり,今後の対応策について共同研究者と議論を行った.また,マルチフェロイック酸化物については,(Ca,Sr)3Ti2O7およびYMnO3のマクロな強誘電ドメイン構造を把握するため,試料作製方法を検討したのち,走査電子顕微鏡(SEM)によるドメイン観察を行った.その結果,(Ca,Sr)3Ti2O7について今回初めてSEMによるドメイン可視化の可能性を見出した.YMnO3についてはSEMによるドメイン観察例が過去に報告されていたが,特定方位の観察のみの報告であった.今回の観察では,複数の方位から観察を行うことにより観察条件が分極方向に依存すること,またドメイン壁が特殊なコントラストを呈することなど像形成メカニズムに関して重要な知見を多く得ることができた.これらの観察法を確立することで,マクロな視点からのドメイン構造解析が可能になると考えられる.九州大学にて作製した後,共同研究先のアントワープ大学を実際に訪問し組織観察および議論が実施できたこと,また,電子顕微鏡用観察試料作製に関して改善すべき点を明らかにできたこと,マルチフェロイック材料については走査電子顕微鏡によるドメイン観察条件をある程度絞り込むことができたこと,以上のような経過はおおむね当初の研究計画に沿ったものである.以上の理由から研究は順調に進展していると判断する.形状記憶合金TiPdについては,初年度に得られた知見に基づき,試料作製方法の改良に着手する.また,TiPd以外の形状記憶合金(Ti-Ni合金など)についても同様の検討を行い,再度観察を試みる.複数の形状

記憶合金の界面構造および局所ひずみを評価することにより,形状記憶合金の相変態プロセスにおける各種界面の役割が明らかになることが期待される.マルチフェロイック酸化物については,次年度に本課題予算に基づき走査プローブ顕微鏡(SPM)を導入する.SPMは試料表面の物性に関して定量的な情報を得ることができるため,走査電子顕微鏡(SEM)と相補的に用いることによって,SEMにおける像コントラストと表面物性の関わりがより明瞭に評価できるものと考えられる.また,次年度は当初の計画を拡張してチタン合金の熱的・非熱的オメガ相と母相界面の原子変位評価にも着手する.オメガ相はチタン合金の脆化の一因であることから,オメガ相と母相の界面構造ならびにオメガ相の形成機構が明らかとなれば,チタン合金の特性改善への重要な知見となる.オメガ相は母相格子の原子がわずかにシフトして形成することが知られていることから,その原子変位評価はオメガ相を理解する上で極めて重要である.主に物品用経費を次年度に繰り越し,走査プローブ顕微鏡の購入に充てたため,次年度使用額が生じた.
ドイツ女性作家の歴史からみたアンナ・ルイーザ・カルシュの位置

アンナ・ルイーザ・カルシュ(1722-1792)はシュレージエンの極貧の家庭に生れ、子守と牛追いと女中奉公に明け暮れた少女時代と二度の悲惨な結婚生活を経て(カルシュはシュレージエンで庶民としてはじめて離婚を経験した)詩人となった。この研究は、啓蒙のプログラム--カントによれば、万人に宿る悟性を鍛練して自立した人間になること--のもっとも重要な手段の一つである学校教育を受けず、詩人としての訓練はおろか綴字法や句読法さえ習得しなかった女性が、なにゆえ一冊の書物としては18世紀全体をつうじて最高の売上高を記録した『精選詩集』(1763)を出版し、ドイツ最初の自立した女流作家となりえたか、この疑問に、近代教育制度の初期の女子教育やプロイセン建国途上の社会文化、啓蒙主義とそれにたいするアンチテーゼとして提案された天才讚美、感情・陶酔を重視した時代風潮、それにカルシュ自身の生活史とから答えようとするものである。カルシュが不可欠であるはずの作家修業を経ず、まっとうな教育さえ受けなかったという境涯の不利益を、克服ないし回避するためにとった「戦略」は、彼女が人為的な教育にその天才を損なわれていない「自然児」だという主張であった。天才は神ないし自然の賜物であり、教育はむしろ有害だという。カルシュとその周辺の知識人たちはこの時代の流れに棹さして詩人カルシュを宣伝したのである。他方、フリードリヒ二世はカルシュにとって二重の意味で--一つは結婚生活の軛からの、第二には貧乏生活からの--解放者となった。天才カルシュは自然児であることを利用しただけでなく、プロイセンの愛国詩人となる道を選ぶことによって、みごとに生き抜いたのである。カルシュはドイツ文学・精神史の潮流を利用しつくし、前例のない「出世」をなしとげた庶民の娘だった。そもそも啓蒙のプログラムの対象とはなりえなかったはずの女は早々にこのプログラムに見切りをつけ、天才と感傷と愛国精神とに乗り換えたのである。カルシュはドイツで最初の自立した女流詩人でありながら、正当な評価を受けてこなかった。本研究は狭義の文学研究を超えて、歴史の文脈のなかにカルシュを位置づける試みである。カルシュの自立という場合、それが「個人主義」の歴史と不可分であることはいうまでもない。そのため研究代表者はまず個人主義の歴史を風俗史・社会史の立場から明らかにしようとした。5世紀に、ほかならぬ女性の力によってヨーロッパがキリスト教化されたのち、12世紀にいたってようやく個人主義が発生する。それは16世紀の宗教改革をつうじて、いわば宗教的個人主義として確立されるが、その後も多くの苦難をのりこえねばならなかった。その過程をカルシュまでたどったのである。その成果は本研究の最終報告書にしたためる予定である。本年度は以上のような個人主義史の研究に多くの時間が費やされたが、他方でカルシュ作品の分析のための基礎資料を作成した。カルシュ作品としては、生前刊行された『精選詩集』と『新詩集』、それに、没後、娘カロリーネの手で編まれた『カルシュ詩集』(いずれも復刻版)を入手することができたが、ビラのかたちで発表された詩の多くは入手できなかった。

しかし、カルシュ詩の大多数はこの三冊の詩集に尽くされているので、この三冊の詩集にもとづいて詩の成立年を可能な範囲で確定し、タイトルと冒頭句のアルファベット順に配列した索引を作成した。前者については、いわゆる「機会詩」が多く、成立年を確定しえない場合も多いが、各種版本に従ってその概略を確認した。後者についていえば、今日までに刊行された各種版本でテクストに異同が多く、不誠実な編集による粗悪な詩集さえ出版されているため、それら各種刊本を比較対照しうるよう、索引には数種類の刊本の収録ページ数を併記下。これも最終報告書に付載する。1.女性史関係......今年度は16世紀ニュルンベルクの聖クラーラ女子修道院長カーリタス・ピルクハイマーからカルシュの直前の時代のアンナ・ジビュレ・メーリアンまで、数名の女性に的をしぼって近世女性史を講義に採り上げることにより、カルシュと「教育」という視点を得、カルシュの立つ位置の特殊性が、一つには女子教育の滲透の問題と不可分であることを明らかにした。2.七年戦争......カルシュが自立した女流詩人として一家をなしえた理由の一つに、七年戦争およびフリードリヒ大王とカルシュとの関係があった。皮肉なことに、カルシュは七年戦争に遭遇し、艱難辛苦に遭遇しながら、他方でフリードリヒの戦勝をうたい、フリードリヒによるシュレージェン占領にともなう法改正によって離婚をかちえた。とくに七年戦争と文学という視点は、広く戦争と文学、人間との関係からみてもひじょうに有意義であり、しかもナチス時代の研究に比して、この分野の研究は大きく立ち後れている。今後この問題を追求するため、今年度、ドイツ文学と戦争(とくに三十年戦争と七年戦争)の関係を研究課題として科学研究費補助金を申請したい。3.「自然」......カルシュがもてはやされた背景には18世紀ドイツにおける「自然」讃美の思想傾向があると考えられる。カルシュは「無教育」なまま、いわば「自然」に育った「自然児」であり、無垢の「自然」に育てられた「自然詩人」だというのである。しかし、今年度の研究をつうじて、カルシュの場合、これは一種の虚構であり、周辺の文壇はその虚構を利用したのではないか、いやそれどころか、カルシュ自身がむしろその虚構を自分のために利用したのではないかと考えるにいたった。これはまだ仮説の段階であるが、今後その論証に努めたい。1.12世紀からカルシュ時代までのドイツ女性史、とくに女子教育に着目してカルシュの特異な位置を確認した。作家にかぎらず、文字を書き、書物を著す女性は当然のことながらそのほとんどがいわゆる教養人であった。カルシュの特異性は大伯父から文字を習い、ラテン語まで学習した以外は、学校教育さえ受けなかった点である。いくつかの作品は、「自学自習」の痛ましい努力の痕跡を示している。たとえば、古代神話の知識はほとんど詩の美的価値を損なうほどに披瀝されている。2.18世紀の女性観によれば、女性は妻・主婦・母として夫と子どもに奉仕し、それをつうじて国家に奉仕することを義務づけられ、学識のある女は家庭を破壊するとさえ考えられていた。そして、それは「自然」(女性の天性)の当然の結果だといわれた。しかしカルシュは、妻・主婦・母とはなったが、シュレージェンで最初の離婚婦人となった。と同時に、その詩には痛々しい自学自習の痕跡が認められるのである。カルシュの困難は第一に、生き抜く方便を見つけることにあった。いわば辺境の地にあって、「啓蒙」のもっとも重要な手段である教育をないがしろにされた牛飼い、幼妻が、極貧の暮らしから脱出することこそ人生第一の目標だったのである。
大規模ゲノム再編における高次クロマチン構造の形成機構

高次クロマチン構造は、遺伝子の発現制御や染色体の恒常性維持に必須である。高次クロマチン構造であるヘテロクロマチンは、特徴的なメチル化修飾を受けたヒストンを中心にして、それに特異的に結合するHP1タンパク質を足場に様々な因子が集合することにより形成されている。多くの真核生物は、複数のHP1タンパク質を発現しているが、これらがどのように特定のメチル化ヒストンを認識し、ヘテロクロマチンを形成しているのかは明らかではない。本研究では、ヘテロクロマチンの形成過程を同調的に解析することが可能なテトラヒメナを用いて、複数のHP1タンパク質の相互の関係を時空間的に明らかにすることにより、クロマチンの高次構造を構築する普遍的な分子メカニズムの解明を目指している。本年度は、細胞内局在が不明であったHP1様タンパク質の局在解析を行い、ヘテロクロマチンに局在する複数のHP1様タンパク質を新たに同定した。また、異所性DNA削減アッセイを用いて、全HP1様タンパク質のDNA削減誘導能の有無を検討し、これを有する複数のHP1様タンパク質を新たに見出した。これらのHP1様タンパク質は、協調的に機能を果たしていることが予想され、DNA削減を行うヘテロクロマチンを構築するための中心的な役割を担うと考えられる。29年度が最終年度であるため、記入しない。「ひとつの細胞の中のはたらく核と続く核」
アカパンカビのDNA除去修復機構の解明

アカパンカビのflap endonucleaseホモログ遺伝子は、394アミノ酸からなる分子量45kDのタンパク質をコードしており、1,185baseのORFからなり、途中3つのイントロンによって寸断されている。この遺伝子はRFLPマッピングの結果、第VII連鎖群に存在するが詳細なマップは不明である。アカパンカビにおけるこの遺伝子の機能を知るためRIP(repeat induced point mutation)による遺伝子破壊を試みた。遺伝子破壊操作の後、子孫株の変異原感受性試験、温度感受性試験を試みたが感受性株は得られなかった。また、子孫株のゲノムDNAを抽出し制限酵素で切断し、泳動の後、サザンハイブリダイゼイションを行い、flap遺伝子の制限酵素部位に変異が生じているかどうかを調べたところ、変異を確認できなかった。二つの可能性が考えられた。すなわち(1)アカパンカビのflap遺伝子はessentialであるため、この遺伝子に変異を持つ株は回収できない。(2)この遺伝子はRIP抵抗性で、RIPによる遺伝子破壊はできない/できにくいDNA構造になっている。そこでessentialかどうかを見るために、flap遺伝子のアンチセンス遺伝子を作製し、これを細胞内で発現させ、本来の遺伝子の働きを停止させる実験を行った。また、シャドウRIPと呼ばれる方法でessentialか否かの確認実験を行った。DNA構造に関しては、種々の制限酵素による切断実験を行ったが、やはり構造に特徴があることが示唆された。
弁明コミュニケーション過程の日米文化比較

本研究では、日米大学生が被害者と加害者の立場から日常体験している弁明行為を比較し、日米間の共通点と相違点の解明を試みた。Averill(1979)を参考にして質問紙を作成し、日米大学生に回答を求めた。主な回答項目は、弁明の動機、原因、被害の種類、弁明要求の性質、弁明方略、事後の関係性であり、それぞれの関連性について比較文化的検討を行った。また、個人特性が弁明の効果(赦し)に与える影響についても検討した。研究初年度に当たる本年度の目標は、日米間でどのような場面を過失の発生と認識し、その過失に対して説明の要求をしたのか、その要求に対してどのように弁明したのかを、怒りの研究から得た知見に基づいて検討することであった。この目的を達成するために、Averill(1979)の「怒りの日常体験」という質問紙を参考にして日常体験している弁明行動の実態を把握するための質問紙を作成し、日米大学生478名(日本人学生260名、米国人学生218名)を対象に質問紙調査を行った。主な調査項目は、弁明の頻度、相手、原因、理由、弁明要求の有無と方法、弁明方略、弁明効果であり、弁明の頻度を除くそれぞれの項目について、弁明者(自分が行った弁明)および被弁明者(相手が行った弁明)として最も印象深い体験について回答するよう教示した。弁明を行為者と被行為者の両面から考察する事によって、これまで日米文化差が指摘されてきたセルフ・サービング・バイアスの有無を確認するためである。この調査によって、弁明行動に関する日米大学生間の共通点と文化差が示唆された。例えば、弁明の対象者は友人が圧倒的に多いこと、過失に対しての弁明が最も一般的なこと、弁明理由と弁明方略には一定の関係があること、などが日米間で共通していたが、日本人学生が弁明行為の原因として不注意を挙げたのに対して、米国人学生は事故や正当な理由に基づく意図的行為を挙げたこと、米国人学生は日本人学生よりも弁明行動においてセルフ・サービング・バイアスが強いことなど、文化差も示唆された。今後は今年度の研究結果から、できる限り日米に共通する場面要因を抽出し、両文化に共通するより現実的な弁明場面シナリオを作成し、そのシナリオに基づいて弁明方略とその効果と適切さをさらに検討していく予定である。本研究の目的は、弁明コミュニケーション過程の解明であり、特に、弁明方略の規定因としての状況要因や関係性要因の他に文化差に焦点を当て、弁明行為の一連の流れを解明することであった。この作業と平行して、本年5月に米国フェニソクス市で開催されるInternational Communication Associationで口頭発表を行うための文献研究を行った。この研究は、弁明行為を対人葛藤場面で用いられる葛藤管理戦術として捉え直したものである。対人葛藤研究の分野で蓄積された知見をCanaryが提唱した「戦略的葛藤モデル」の構成要因に振り分けて整理することで、これまで指摘されてきた日米間の弁明方略の相違についてのより論理的な説明が可能になった。例えば、日本人が謝罪や弁解すべき状況下で、米国人の正当化が容認されるのはなぜか等のより詳細で論理的な説明が可能になり、本研究に新たな視点を加えた。本研究の目的は、弁明コミュニケーション過程の解明であり、特に、弁明方略の規定因としての状況要因や関係性要因の他に、文化差に焦点を当て、弁明行為の一連の流れを解明することであった。最終年度である平成24年度は、口頭発表とデータ収集に注力した。まず、平成23年度に取り組んだ対人葛藤状況における弁明コミュニケーションの日米比較調査結果の一部を5月にアリゾナ州で開催された国際コミュニケーション学会で口頭発表した。さらに、9月にルイジアナ大学コミュニケーション学科を訪問し、研究協力者のタムリング博士とともに、"An Intercultural Study of Reactions to Negative Personal Events"という質問紙調査を実施した。この質問紙調査は、北イリノイ大学のスカダー博士の協力を得て、10月から12月にSurveyMonkeyというツールを使って、オンラインアンケート調査も行い、結果に米国の地域性が反映されないようにした。今後は、収集したデータを分析して論文にまとめ、学会発表、論文投稿につなげる予定。一昨年度に学内で担当者事故による不測の事態が発生し、それに伴う人事変更によって、学内業務が急激に増加したため。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年の前半は、昨年学会で口頭発表した論文を修正作業と分析対象としなかった残りのデータ分析と結果を論文にまとめる作業を中心に行い、9月に再度渡米して予定していた弁明効果についての質問紙調査を実施する。収集したデータ分析を秋に行い、冬から春にかけて論文としてまとめる予定である。
疾病労働者の法的保護ー労働法と社会保障法の総合の視点から

本研究では、疾病労働者に対する企業内対応と、健康保険等の法制度の運用の実態を明らかにすることを課題としていた。本年度においては、(1)日本における、疾病労働者に対する取扱をめぐる判例・学説の収集・整理、(2)外国における取扱についての文献の収集、及び学説の検討、(3)大阪を中心として企業等についての、聞取り調査を中心とした実態調査、を行なった。この結果、(1)業務上の負傷による疾病が症状固定に至った場合、労基法19条1項に寄る解雇禁止が及ばないとして、解雇を有効と判断した事例。あるいは、労基法19条1項に言う業務上の負傷等により療養のために休業している間とは、一部休業で足り、いわゆるリハビリ就労中であっても解雇制限は及ぶが、症状が固定された以上は、解雇できるとした事例等が見られることが、明らかになった(名古屋地裁平成元年7月28日光洋運輸事件判決、大阪地裁平成2年8月31日大阪築港運輸事件決定。名古屋地裁平成2年4月27日名古屋埠頭事件判決等)。また、(2)ドイツにおいても、疾病を理由とした解雇を広く認めるならば、事実上、労働者に日常的に契約上認められている以上の労務給付を履行するよう強制する結果になる、との指摘がなされていることが明らかになった(E.Dorndorf,“Vertragsdurchsetzung als Funktion des Kundigungsschutzes",ZfA 1989, 345ff.)。(3)企業においては、有給休暇制度が事実上病気休暇の代替物として利用されており、また、長期療養を必要とする場合については比較的規模の大きな企業には休業制度が置かれているが、小規模企業ではこうした制度も不備であること、等が明らかになった本研究では、疾病労働者に対する企業内対応と、健康保険等の法制度の運用の実態を明らかにすることを課題としていた。(3)企業においては、有給休暇制度が事実上病気休暇の代替物として利用されており、また、長期療養を必要とする場合については比較的規模の大きな企業には休業制度が置かれているが、小規模企業ではこうした制度も不備であること、等が明らかになった
視索上核低浸透圧センサー同定によるバソプレッシン分泌抑制メカニズムの解明

アルギニンバソプレシン(AVP)は、これを産成するAVPニューロンから体液浸透圧依存的に分泌される。低浸透圧時には、AVPニューロンに発現する膜伸展不性化カチオンチャネル(SIC)の不活性化と、周囲の細胞膨張したグリアから放出されたタウリンによるAVPニューロンのグリシンレセプター(GlyR)活性化との両方によってもたらされる過分極がAVP分泌を抑制するというのが現在の教科書的学説であるが、今回、AVPニューロンにSIC活性は見られず、放出タウリンによるGlyR活性化はむしろ脱分極をもたらすこと、低浸透圧センサーはタウリン放出をもたらすアニオンチャネルであることを明らかにした。体液の浸透圧の調節に主役を果たす抗利尿ホルモンであるアルギニンバソプレッシン(AVP)を産成・放出するAVPニューロンは、視索上核と室房核に局在しており、脳下垂体後葉にまで軸索を伸ばし、その神経終末で体液浸透圧の変動に応じてAVPの分泌を行っている。低浸透圧条件下での神経終末AVP分泌抑制のメカニズムに関する最近の仮説は、下垂体後葉のアストロサイトが低浸透圧性膨張時に放出するタウリンがパラクリン的にAVPニューロン軸索終末付近のグリシンレセプター(GlyR)を活性化させて、膜を過分極することによって興奮性を抑制してAVP分泌を抑制するというものである。しかしながらこの説には種々の問題を含んでおり、未だ議論が多い。本研究では、この仮説に挑戦し、視索上核における低浸透圧センサーメカニズムを解明することを目的としている。23年度は、ラットSON領野のアストロサイトの初代培養系からのタウリン分泌を質量分析法を用いて定量した結果、低浸透圧条件下において有意に増大し、これは容積感受性外向整流性アニオンチャネル(VSOR)の特異的なブロッカーDCPIBにより有意に抑制されることを見出した。24年度には、AVPニューロンにパッチ・クランプ電流固定法を適用し、細胞外へのタウリンの投与が、過分極ではなく脱分極をもたらすこと、更にはこれによって自発的神経興奮を完全に消失させること、そしてこれらの反応はGlyRアンタゴニストであるストリキニンで完全に阻止されることを明らかにした。以上の結果より、低浸透圧センサーは視索上核アストロサイトのVSORであり、これを通って分泌されたタウリンは視索上核AVPニューロンのGlyRを刺激して(過分極ではなく)脱分極をもたらすが、その際のコンダクタンス増によるシャント効果で興奮性が抑制されることとなり、その結果、AVP分泌が抑制されることが結論された。体液の浸透圧の調節に主役を果たすアルギニンバソプレッシン(AVP)ニューロンは、視索上核と室房核に主に局在しており、脳下垂体後葉にまで軸索を伸ばし、その神経終末で体液浸透圧の変動に応じて抗利尿ホルモンAVPの分泌を行っている。低浸透圧条件下での神経終末AVP分泌抑制のメカニズムに関する最近の通説は、下垂体後葉のアストロサイトが低浸透圧性膨張時に放出するタウリンがパラクリン的にAVPニューロン軸索終末付近のグリシンレセプター(GlyR)を活性化させ、神経興奮性を抑制してAVP分泌を抑制するというものである。しかしながらこの下垂体後葉グリア・タウリン説には種々の問題を含んでおり、未だ議論が多い。本研究では、この通説に挑戦し、視索上核における低浸透圧センサーメカニズムを解明することを目的としている。23年度は、視索上核からの低浸透圧性タウリン分泌由来細胞の同定、及びタウリン分泌経路の同定を目的として研究を遂行した。45週齢のラットSON領野から採取したアストロサイトの初代培養系を立ち上げ、低浸透圧条件下におけるタウリン分泌量を質量分析法を用いて測定した結果、低浸透圧条件下におけるタウリン分泌量が正常浸透圧条件下に比べて有意に増大している事を見出した。低浸透圧条件下におるタウリン分泌量の増加は、容積感受性外向整流性(VSOR)アニオンチャネルの特異的なブロッカーDCPIBにより有意に抑制された。以上の結果より、視索上核のアストロサイトが低浸透圧性タウリン分泌由来細胞であり、その分泌経路にVSORアニオンチャネルが関与していることが明らかとなった。また、45週齢のラットSONから採取したAVPニューロンの初代培養の立ち上げにも成功し、平成24年度の研究に備える事ができた。23年度研究実施計画における目的の1つ目は『視索上核からの低浸透圧性タウリン分泌由来細胞の同定』であった。

当初用いる予定であったHPLC法が、この実験系に適用できないという危機に直面したが、その代替策として、質量分析法を用いて低浸透圧条件下におけるタウリン分泌実験を遂行する事が出来た。その結果、視索上核のアストロサイトが低浸透圧を感知し、タウリンを分泌する事を見出した。AVPニューロンからのタウリン分泌の有無については、45週齢のラットSONから採取したAVPニューロンの初代培養の立ち上げに成功するまでは至ったものの、23年度中に実験を終了する事は出来なかった。この事については、24年度も引き続き実験を進める予定である。目的の2つ目は、『SONからの低浸透圧性タウリン分泌経路の同定』であった。目的の1つ目でタウリンを分泌する事が明らかになった視索上核のアストロサイトにおいて、低浸透圧条件下におけるタウリンの分泌量が、容積感受性外向整流性(VSOR)アニオンチャネルの特異的ブロッカーDCPIBによって抑制される事を見出した。この結果から、アストロサイトにおけるタウリンの分泌経路にVSORアニオンチャネルが関与する事が示唆された。このように、23年度の実験計画に挙げた2つの目的が着実に遂行され、結果も得られている事から、おおむね順調に進展しているといえる。23年度の実施計画にあった、SONからの低浸透圧性タウリン分泌の由来細胞の同定について、AVPニューロンからのタウリン分泌の有無がまだ検討中である事から、AVPニューロンが、低浸透圧条件下におけるタウリン分泌細胞であるか否かについて、24年度も引き続き検討していく。その他の内容については、23年度に実施した実験の結果が、私達の予想とほぼ同じであったことから、24年度における実施計画内容も当初の計画通りに行う予定である。23年度に計画していた、HPLC法によるタウリン分泌量の測定実験において、手法を習いに行く予定であったが、質量分析を用いた実験が可能であり、すべて所内で出来た為に旅費を当初の金額から抑える事が出来た。また、タウリンの分泌実験において、HPLC法に比べて質量分析にかかる費用の方が安価であったため、物品費を抑える事が出来た。これらの理由から次年度への繰越額が生じた。次年度は、in vivo実験を中心に行うため、動物飼育等、物品にかかる費用がこれまで以上に増える事が予想される。よって、機械の購入はせず、次年度への繰越額をすべて物品費に充て、動物の飼育費、及び、実験に必要な試薬の購入を中心に研究費を使用する。
サイトカイン産生性免疫微小環境の機能解析

胸腺において、胸腺上皮細胞と血管内皮細胞でIL-15遺伝子が破壊されるFoxn1-Cre、Tie2-Cre IL-15cKOマウスを解析し、胸腺髄質上皮細胞由来のIL-15がiNKT細胞の成熟に重要であり、特に新たに分画した2B4+ iNKT細胞の分化に必須であることを明らかにした。一方、血管内皮細胞由来のIL-15がCD8 T細胞とiNKT細胞の胸腺外移出を制御している可能性を示した。リンパ節およびパイエル板において、細網線維芽細胞と血管内皮細胞でIL-15遺伝子が破壊されるCCL19-Cre、Tie2-Cre IL-15cKOマウスを解析し、細網線維芽細胞由来のIL-15が1型自然リンパ球の維持に必須であることを明らかにした(Gil-Cruz et al, Nat. Immunol. 17:1388, 2016)。また、血管内皮細胞、特に高内皮細静脈由来のIL-15が、T細胞の遊走に関与している可能性を示した。28年度が最終年度であるため、記入しない。1.組織特異的遺伝子破壊マウスの作製:IL-7-floxマウスとIL-15-floxマウスを種々のCreマウスと交配し、組織特異的IL-7/IL-15遺伝子破壊マウスを作製した。骨髄については、B細胞と自然リンパ球の両者においてほぼ結論が得られつつある。肝臓についてはNK細胞で表現型が得られつつある。以上のことから、ほぼ満足できる達成度と判断した。肝臓において、肝細胞でIL-15遺伝子が破壊されるAlb-Cre IL-15cKOマウスを解析し、T細胞、NK細胞、NKT細胞の維持に関与していることを明らかにした。肝臓については、Alb-Creに加えてLysM-CreやTie2-Creも導入することで、肝細胞以外のマクロファージや血管内皮細胞由来のIL-15の機能についても検討する。腸管におけるIL-7、IL-15産生細胞の機能については、Villin-Cre IL-7cKO、IL-15cKO、IL-7/IL-15dcKOマウスの腸管上皮内リンパ球の分化、成熟、維持に与える影響についての解析を進めていく。脂肪組織におけるIL-7、IL-15産生細胞の機能については、Adipoq-Cre IL-7cKO、IL-15cKO、IL-7/IL-15dcKOマウスの解析が始まったところであるが、今後解析数を増やし、高脂肪食を投与後の脂肪蓄積についても解析を進める。
ＤＢＤプラズマアクチュエータを用いた新しい着火・燃焼促進技術の開発

初年度は,超音速流路壁面に設けられたDielectric Barrier Discharge (DBD:誘電体バリア放電)デバイスの上流から燃料を噴射し,着火実験を行いDBDプラズマの反応性を調べた。その結果,水素と炭化水素のいずれでも,火炎形成は目視確認できず,分光分析でも燃焼生成物は確認できなかった。これは全温が常温の超音速流で実験したため,静温が著しく低く,熱的効果のない非平衡プラズマのみでは着火に至らなかったと考えられる。次に静温が室温の亜音速流中でも同様の実験を試みたが,着火には至らなかった。そこでDBDプラズマの反応性を高めるため,トーチ形状で作動ガスをプラズマ化する非平衡プラズマトーチを考案した。従来の主流設置型DBDデバイスでは,主に空気がプラズマ化されるが,トーチ型ではプラズマ化される気体を自由に選べる。炭化水素を作動ガスとすれば,CH等の着火促進効果が大きい燃料フラグメントを供給できると考えられる。このような非平衡プラズマトーチを開発し,亜音速流への非平衡プラズマ供給に成功した。また着火効果解析を行い,メタン/アルゴンプラズマの着火性が高いことを予測した。次年度は,超音速流中に設置するDBDデバイス形状を従来のステップ付から平板に変え作動特性を調べた。その結果,平板型DBDデバイスはステップ付に比べて,電極と周囲の風洞金属部品との間で意図せぬ放電が起り易く,動作安定性で劣ることが分かった。先に開発した非平衡プラズマトーチを吸込み式超音速風洞に取り付けた場合,トーチから流出する荷電粒子が周囲の誘電体被覆部を超えて金属製風洞壁に達し,別の放電形態となった。これへの対応や,炭化水素燃料で作動した場合のプラズマの分光分析等は,研究代表者の長期入院により実施できなかった。最終年度は研究代表者が入院のまま退職したため,研究は実施できなかった。誘電体バリア放電(Dielectric Barrier Discharge: DBD)により発生するプラズマは気流に運動量を与えるアクチュエータとして,翼面の剥離抑制等に使われている。一方でDBDは気流の温度を上げないまま電子温度のみを極めて高温とすることによって,化学的に活性な物質を発生させ気流内に供給することができる。本研究はDBDプラズマアクチュエータにより発生する化学活性種を用いて空気流中に噴射された燃料の着火・燃焼を促進する新しい技術の開発を目指すものである。超音速空気流中に非平衡プラズマを発生させる装置の形状効果を調べるために,従来の後向きステップ形状に代わって,膨脹波を発生しないステップなし形状のDBDデバイスを作成し作動特性を調べた。その結果,ステップなしDBDデバイスはステップ付に比べて,電極と周囲の風洞テストセクション部の金属部品との間で意図しない放電がおこりやすく,動作安定性で劣ることが分かった。昨年度に開発した非平衡プラズマトーチを用いた着火・燃焼実験では,静止大気中では意図した作動状態を得ることが出来たものの,吸込み式超音速風洞の壁面に取り付けた場合には,トーチから流出した荷電粒子がトーチ噴射孔周りの誘電体でおおわれた部分を超えて下流の金属製風洞壁面に到達し,別形態の放電状態となることが観察されていた。このことに対する改良や,炭化水素系燃料を作動ガスとした場合のプラズマ特性を分光分析により解明する実験について検討を行い方針を固めつつあったが,研究代表者が長期入院(延べ7ヶ月)する事態となったため,改良対策および新たな炭化水素を含む作動気体を用いた実験はほとんど実施できなかった。これらは,次年度に実施する予定である。

今年度は、超音速流路下壁面に設置されたDielectric Barrier Discharge (DBD:誘電体バリア放電)デバイス上流から各種燃料を噴射し、着火・燃焼実験を行いDBDプラズマの反応性を調べた。実験結果において、水素燃料、炭化水素系燃料とも、火炎の生成は見られず、分光分析においても燃焼生成物の存在は確認できなかった。これは超音速流の全温が常温であり、静温が極めて低いため、そのような状況では熱的効果を有しない非平衡プラズマだけでは着火・燃焼までには至らないことが判明した。静温が常温である亜音速流中での着火・燃焼実験も試みたが、着火には至らなかった。そこで研究代表者は、DBDプラズマの反応性を高めるため、トーチ形状として作動ガスに炭化水水素系ガスを利用できる非平衡プラズマトーチを提案し、その開発を行った。従来のDBDデバイスの場合、プラズマ化するのは主流空気であるが、非平衡プラズマトーチの場合は作動ガスを自由に選べる利点があり、炭化水素系燃料を作動ガスに選ぶことにより、CH等の着火促進効果の大きい燃料フラグメント等を燃焼場に供給できると考えられる。本研究では、メタンを作動ガスに含む非平衡プラズマトーチの開発に成功し、亜音速流中に非平衡プラズマを噴射することに成功した。同時に、メタン/窒素およびメタン/アルゴン混合気を高電圧印加し非平衡プラズマ化し、それらを含む混合気の着火解析手法の開発にも成功した。着火解析の実施によりメタン/アルゴンプラズマのほうが着火性が高いことを明らかにし、非平衡プラズマトーチの作動ガス選定の一助とした。研究代表者が病気で長期間(延べ7ヶ月間)入院し,研究の一部が実施できなかったため。DBDプラズマだけでは静温の低い流れ場では着火・燃焼に至らないことが明らかになったが、新たにDBDプラズマトーチの設計、開発に成功し、作動ガスを自由に選べるようにすることで反応性を高めることに成功したため。今年度実施できなかった既開発の非平衡プラズマトーチを用いて空気あるいは酸素を作動気体として,水素燃料の着火・燃焼実験を行う。また,炭化水素系燃料を作動ガスとした場合に発生する非平衡プラズマの特性,特に発生した非平衡プラズマがどのような活性化学種を含んでいるかを分光分析により解明する実験を実施する。さらに,低速流におけるDBDプラズマアクチュエータについて研究実績を有する東北大学大学院工学研究科航空宇宙工学専攻の浅井圭介教授を新たな研究分担者に加えて,前年度に開発した非平衡プラズマトーチにおいて,一部の作動条件で見られた風洞本体の金属構造物との間での意図しない放電の発生原因に検討を加え,意図しない放電の発生を抑えるための非平衡プラズマトーチの構造及び作動方法の改良を行い,より安定的に作動する改良型非平衡プラズマトーチの作動特性および各種燃料に対する超音速気流中での着火特性を調べる。また,ステップなしのDBDデバイスについても,意図しない風洞本体との放電の発生を抑制して作動を安定化するために,装置自身及び風洞本体への取り付け方法の改良を検討し,可能な対策を試みる。新たに開発した非平衡プラズマトーチによって、超音速流中へのDBDプラズマの噴射実験を行い、さらにそれによる着火・燃焼実験を実施する。
繊維シート補強したコンクリ－トの繰り返し温度履歴による界面のせん断挙動

負の線膨張係数を有する繊維シート状にして補強したコンクリートブロックに北海道日高市の冬期平均外気温度に相当する温度履歴を(-10から+3°C)負荷し、繊維シートとコンクリートとの界面でのずれせん断によるはく離をひずみ履歴から調査した。炭素繊維とアラミドの各繊維シートを6000サイクルまで負荷した結果、炭素繊維はサイクル数に応じて塑性ひずみが増加し、温度-主ひずみ履歴曲線の勾配(線膨張係数に相当)が小さくなる傾向があり、アラミド繊維はほとんど塑性ひずみも曲線の勾配も変化がないことがわかった。また、炭素繊維の挙動は、接着剤のエポキシ樹脂間との抜け出しによる損傷が主要因でると推定することができた。当初の計画通り、炭素繊維シート、アラミド繊維シート、下地処理、母材の各供試験体に繰り返し温度負荷を2500サイクルまで与え、貼付した三軸ひずみゲージから、縦軸に温度、横軸を主ひずみとした履歴曲線を整理した。なお、三軸ひずみは2方向の応力が生じて最も変状が生じやすいと予想した端部の隅角部に貼付した。母材、下地処理およびアラミド繊維シートの各試験体は2500サイクルまでほぼ同型の履歴曲線を描いたのに対し、炭素繊維シートは、サイクル数に応じて塑性ひずみが増加する傾向を示した。また、炭素繊維シートの履歴曲線を直線に近似して、その勾配の変化を調査した結果、2500サイクルでは初期に比べて約2倍直線の勾配が大きくなったことがわかった。この勾配の逆数は、線膨張係数の単位を持つ物理量である。したがって、炭素繊維シートでは、サイクル数が増加すると見かけの線膨張係数が小さくなることが判明した。一般に、疲労のように外力が繰り返し作用した場合に部材に生じる応力ーひずみ曲線は、弾性係数に相当する曲線の接線勾配が徐々に小さくなってひび割れや破断等のマクロな劣化現象が見られる。このことより、本実験結果では、炭素繊維シートと下地処理を一体化させるのに必要なエポキシ樹脂との剥離、あるいは同繊維シートに含浸させたエポキシ樹脂と繊維間の抜け出しに相当するズレによる損傷が進展・累積して見かけの線膨張係数が小さくなったと推定される。研究計画の当初より推定していた炭素繊維やアラミド繊維の線膨張係数が負の値をもつことから、正の値を持つ他の材料との局所的なズレ変形が疲労に影響する仮定がある程度立証された実験結果が得られたと考える。今後は、さらにサイクル数を増加したデータの整理を行うとともに、損傷力学を基にした数値解析の整備を進める予定である。耐震補強材料の炭素繊維およびアラミド繊維シートを用いた試験体を用い、母材コンクリートとの線膨張係数の違い(各繊維単体では負の線膨張係数を有している)による接着面のせん断剥離を凍結融解試験によって把握することを目的として実験を行った。特に、厳冬地域を想定した温度負荷データは少ないので、本実験では炭素繊維シート補強を行った実績のある北海道の日高市の冬季外気温度に相当する-106°Cを凍結融解試験機に設定した。なお、試験体は100×100×400mmの角柱試験体を基本とした。本年度の実験では、炭素繊維シート、アラミド繊維シート補強した試験体を選定し、3000サイクルまでの凍結融解試験を行い、温度ーひずみ曲線を整理し、3000サイクルまでは母材コンクリートと下地処理材間、下地処理材と各繊維シート間の剥離現象は見られず、健全な状態を保持していることがわかった。また、得られた温度ーひずみ関係からせん断剥離に関する寿命予測可能な評価を2つの考え方を用いて行った。ひとつは各サイクル毎での温度-ひずみ曲線で囲まれるひずみエネルギーによる評価、次に0°C以下の積算温度による評価である。積算温度による評価では実環境の3年程度に相当し、ひずみエネルギーもほぼ一定の値で推移していることから、現象としての剥離現象が観察されなっかたことに対する物理的評価の裏付けができたものと考えられる。母材コンクリートを対象とした3次元非定常温度応力解析を実施し、計測されたひずみの妥当性についても確認をした。最大主応力で2(N/mm2)程度であるが、高サイクル疲労時では剥離やひび割れが十分予想される結果であった。繊維シートは土木構造物の補修・補強工法として利用され、軽量で高強度・高弾性と言う長所から、兵庫県大震災以降特に耐震補強として活用されている。今回の研究では最も利用頻度の高い炭素繊維、アラミド繊維の各シートに着目し、ほとんど解明されてなかった冬季の厳しい温度履歴(繰り返し温度疲労)による各繊維シート、下地処理材、母材コンクリートとの付着特性に関して凍結融解試験を用いて調査した。