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「里孫」活動（高齢者と子どもの互恵的交流活動）の効果に関する研究

「里孫」活動は、世代間交流活動の一形態であり、お互いに血縁関係にない高齢者と子どもが疑似的な祖父母-孫関係を結び交流を深める、互恵的なボランティア活動である。継続的な活動のためには、高齢者と子どもとのマッチングに介入する教員・施設職員等のコーディネーターの役割が非常に重要である。現在、施設に入所している高齢者の要介護状態の重度化と、そして、子どものコミュニケーションスキルの低下が懸念されている。そのため、コーディネーターの適切な関与が、今後の「里孫」活動の進展に影響を与えると考えられる。「里孫」活動とは、高齢者と子どもの互恵的交流活動のことである。高齢者の役割喪失と社会的孤立、子どもの引きこもりやコミュニケーション能力の低下という社会的な問題を、同時に解決する手段としての効果が期待されている。本研究の目的は、「里孫」活動の有効性を検証するとともに、高齢者と子どもが疑似的な祖父母-孫関係を結ぶ、新たな世代間交流モデルを提唱することである。具体的には、現在行われている全国の里孫活動の実態を明らかにし、そして里孫活動の互恵的効果を検証する。それを基に有効な交流モデルの試案を作成し、里孫活動未実施の機関・団体において試行実施する。そして、その結果を踏まえた上で、最終的な「高齢者と子どもの新たな交流モデル」を提案したい。当該年度は、実施状況の確認調査と、活動の廃止理由の検討の2点を行った。はじめに、予備研究で行った対象機関・団体等の現況確認を行った。これは、本研究の予備研究として位置付けている平成22年の「里孫」調査から、既に数年が経過していたため、「里孫」活動の実施状況が変わっている可能性があったからである。予備研究以降に新たに活動を始めた、あるいは活動が判明した機関・団体、また活動を休止・停止した機関・団体を、予備研究と同様に文献及びweb検索により抽出し調査対象とした。結果として、「新たに活動を始めた」「新たに活動が判明した」機関・団体は4件、「活動を休止・停止した」機関・団体は2件であった。次に、活動の廃止理由の検討であるが、これは上記の「活動を休止・停止した」機関・団体に対して聴き取りを行った。予備研究の時点での廃止事例を含めての検討した結果、活動を抑制する要因として、里孫の派出側(子どもが所属する団体・機関)と受入側(高齢者が所属する団体・機関)の双方のコーディネーターの連携・協働体制の不具合、担当者交代による意識の変化等が推測された。本研究では、「里孫」と呼ばれる世代間交流活動を“より個別的で継続性のある高齢者と子どもの互恵的交流活動"と定義し、その効果の検証と新たな実践モデルを提唱することを目的としている。2年目である当該年度は、各実施機関へ出向き、担当者への聞き取り調査を実施した。主な調査内容は、「里孫活動の実施から現在までの経過」「担当者が認識している現時点での課題」「今後の展望」等である。各機関はそれぞれ、所在する地域の特性、機関種別、事業規模、担当者の機関内での位置づけ、実施形態等が異なるため、単純に比較することは困難であった。ただし、次のような新たな示唆が得られたことは、より有効な交流モデルを検討する上で有意義であると考えられる。まず第一に、里孫としての子どもを送り出す機関と、対になる高齢者に関わる機関の双方が、活動の目的・意義・理念等を共有していることが重要と考えられること。活動初期においては、対になる機関はそれぞれのメリットを見出しているが、自機関にそれまでのメリットがなくなったりデメリットが生ずることになると活動に消極的になり、活動自体を休止する事例が見受けられた。例えば、子ども側にあまりメリットがない場合でも高齢者の生きがいづくりに貢献していること、高齢者の側にほとんどメリットがない場合でも子どもの発達に寄与していること等を、互いの共通理解としておくことが継続には重要であると考えられた。第二に、1年間というような必ずしもある程度の期間を経なくても、子どもと高齢者が濃密な時間を過ごすことで、双方に何らかの好影響を与えることは可能であること。「1日里孫」という活動もあり、これは個別的であるが継続性はない。しかし、高齢者宅に一晩寝泊まりし、終日寝食を共にすることでお互いの情緒的交流が図られる。期間は短いが、お互いが交流する総時間数としては他の里孫活動とあまり差異はない。当該年度は、当初の計画では里孫活動の試行的な事業を実施してその検証を行う予定であった。しかしながら、その前提となる共通基盤の抽出が遅れていたため、前段階の研究を引き続き実施した。具体的には、関係機関への継続的な聞き取りと、一般的な世代間交流事業(あるいは活動)と、「里孫」と呼称される活動を含めた個別的で継続的な活動との比較を、文献研究により行った。一般的に行われている世代間交流事業は、主として比較的高年層と若年層とを対象としているが、その年齢が規定されているわけではないため、研究対象の年齢層もさまざまである。これについては、里孫活動等においても同様である。ただし、後者は祖父母世代と孫世代との関係という意味で、必ず間に一世代を挟んでいることが前提であるといえる。すなわち、概念上は両者の間には他の世代があり、それを飛び越えた世代間の交流をはじめから想定している。

また、敢えて「高齢者」「子ども」という言葉とは別に、たとえ擬制的であっても親族的なつながりを想像させる「祖父母」「孫」という言葉を活用し、その関係性から両者の親密な交流をとりもつことを意図していると考えられた。なお、和文献以外では、たとえば“foster grandparent program "等に関する文献が多く見受けられたが、必ずしもわが国の「里孫」活動とは同義ではない。これについては本研究では言及しないが、シニア世代の社会的貢献という意味で、今後わが国においても期待されると考える。当初計画では、当該年度は試行事業の実施予定であったが、その前提となる里孫活動の共通基盤を明らかにするに至っていない。そのため、世代間交流活動における位置づけから見直しを行うこととした。本研究では、高齢者と子どもとの世代間交流活動のうち、高齢者と子どもとが疑似的な祖父母-孫関係を築き、個別的かつ継続的に交流を行う「里孫」という制度について調査と検討を行った。研究の目的は、1現在行われている全国の里孫活動の実態を明らかにする、2里孫活動の互恵的効果を検証する、3有効な交流モデルの試案を作成し、里孫活動未実施の高齢者施設において試行し、その結果を踏まえて「高齢者と子どもとの新たな交流モデル」を提案することであった。まず、1については、研究開始当初では把握できていなかった事例も含めて、網羅的な資料収集を行った。この調査においては、すでに活動を中止している事例や、また、活動継続中であっても、里孫活動を始めた頃の中心的な担当者がすでに退職して所在がわからなくなっている事例が多く存在したため、どのような理念から発した活動なのか等、歴史的経緯や当時の背景・状況を明らかにすることには時間を要した。結果としては、それぞれの活動形態の詳細と、全国で地域・時期とも散発的に始められた「里孫」活動は、お互いに関係性を有していないこと等が明らかとなった。ただし、同じ県内で行われている2事例については、一方の事例の影響により他方の活動が生じていた。次に2についてであるが、里孫となる子どもの送り出し機関(小学校等)と受け入れ機関(高齢者施設等)のそれぞれの担当者より、具体的な事象を聞き取った。ただし、対象となる高齢者や子どもの年齢や要介護度等の属性がまちまちであるため、数量化によることは困難であった。そのため、担当者の語りの中から、効果と取れる内容を質的に分析した。里孫活動を経験した子どもに家庭での発言等に変化が見られることから、活動体験時あるいは体験後には何らかの心の動きがあると推測された。3については、2の検証を踏まえて活動モデルの試案を作成したが、実施には至らなかった。「里孫」活動は、世代間交流活動の一形態であり、お互いに血縁関係にない高齢者と子どもが疑似的な祖父母-孫関係を結び交流を深める、互恵的なボランティア活動である。継続的な活動のためには、高齢者と子どもとのマッチングに介入する教員・施設職員等のコーディネーターの役割が非常に重要である。現在、施設に入所している高齢者の要介護状態の重度化と、そして、子どものコミュニケーションスキルの低下が懸念されている。そのため、コーディネーターの適切な関与が、今後の「里孫」活動の進展に影響を与えると考えられる。当初の計画では、平成26年度は「里孫」交流モデルの試案を作成し、平成27年度にかけて試行事業の実施する予定であった。本研究は、「里孫」という言葉を使用している世代間交流活動を研究対象としている。
スピン系の量子相と量子磁気励起

スピン1/2三角格子Heisenberg反強磁性体Ba3CoSb2O9の磁気励起の全体像を中性子非弾性散乱実験で解明した。分数スピン励起を強く示唆し,新しいフレームワークの理論の必要性を指摘した重要な結果である。一軸性単イオン異方性による基底一重項を持つ反強磁性体CsFeBr3の磁場誘起磁気秩序の臨界現象を希釈冷凍機温度までの低音で比熱測定行なって調べ,Bose-Einstein凝縮の臨界挙動に完全に一致することを実証した。弱い容易面型異方性を持つ擬二次元強磁性体K3CuF4の磁場中磁気相転移を磁化測定と比熱測定で詳細に調べ擬二次元Bose-Einstein凝縮の臨界挙動に一致することを示した。スピン1/2三角格子反強磁性体と蜂の巣格子Ising反強磁性体の2つの部分系から構成されるBa2CoTeO6の磁気励起を多周波数高磁場電子スピン共鳴で詳細に調べ,三角格子反強磁性体に特徴的な集団励起と蜂の巣格子Ising反強磁性体に特徴的は局在励起を観測した。これらの結果はいずれも論文として発表した。スピン1/2三角格子Heisenberg反強磁性体Ba3CoSb2O9は量子揺らぎに起因する磁場中相転移を起こす。この磁場中量子相転移をBerlinのHelmholtz Centerの高磁場マグネットを用いた中性子弾性散乱で調べ,磁化測定で観測された相転移を確認した。さらに三角格子反強磁性体Ba2La2MTe2O12 (M=Co, Ni, Mn, Fe)を初めて合成し,その結晶構造を粉末X線回折で決定した。また,Ba2La2MTe2O12の強磁場磁化測定を行い,三角格子量子反強磁性体に特徴的な量子揺らぎに起因する1/3磁化プラトーを観測した。スピン1/2三角格子Heisenberg反強磁性体Ba3CoSb2O9の磁気励起の全体像を中性子非弾性散乱実験で解明したことは長年にわたる問題に実験的な解答を与えたもので,大きな成果といえる。また,新規三角格子反強磁性体のファミリーBa2La2MTe2O12 (M=Co, Ni, Mn, Fe)を開拓したことも重要な成果である。より詳しい研究を行うには,単結晶が不可欠である。現在,Ba2La2MTe2O12の単結晶育成を行なっている。Kitaev模型のモデル物質として注目を浴びているRuCl3の集団磁気励起とg値を多周波数高磁場電子スピン共鳴で観測することができた。さらに,他機関との共同研究でKitaev模型に特徴的な熱ホール効果の量子化も実験で観測に成功した。また,我々が開拓した新規スピンダイマー磁性体Ba2CuSi2O6Cl2の磁気励起を測定し,トリプレット励起にバンドギャップが開くという新しい現象を観測し,その起源がダイマー間相互作用に交代にあることを突き止めた。さらにバンドギャップ周辺の分散関係のトポロジーからチャーン絶縁体に類似した端状態が生ずる可能性が分かってきた。これらの結果はいずれも磁性研究のみならず物性物理学の最先端を行くもので,将来の発展性が期待できる成果であると考えられる。スピン1/2三角格子Heisenberg反強磁性体Ba3CoSb2O9のゼロ磁場での磁気励起の全体像を中性子非弾性散乱実験で捉えたが,磁場中での磁気励起の変化は未解明である。今後は磁場中での磁気励起の測定が可能な海外の施設を利用して,Ba3CoSb2O9の磁場中磁気励起の全容解明を行う。新規三角格子反強磁性体のファミリーBa2La2MTe2O12 (M=Co, Ni, Mn, Fe)については,まず単結晶育成を行い,それを用いた磁化測定と熱測定を行う。続いて中性子散乱実験で磁気励起を捉える。また,新規スピンダイマー磁性体Ba2CuSi2O6Cl2の磁気励起の結果の解析を進め,分散関係のトポロジーがもたらすことが予想される熱ホール効果などの新規現象を実験的に捉える。更に,spinギャップ系の磁場誘起Bose-Einstein凝縮相におけるspinスーパーカレントの観測を行うための実験を進める。最後に,これまでと同様に,新物質開拓を鋭意進める。具体的な目標は1) Kitaev模型のモデル物質,2)交換相互作用のランダムネスがもたらす量子無秩序状態を基底状態の持つ系,3)磁化プラトーやspin液体状態を示すことが期待される面心立方格子や籠目格子量子反強磁性体などである。スピン1/2三角格子反強磁性体と蜂の巣格子Ising

反強磁性体の2つの部分系から構成されるBa2CoTeO6の磁気励起を多周波数高磁場電子スピン共鳴で詳細に調べ,三角格子反強磁性体に特徴的な集団励起と蜂の巣格子Ising反強磁性体に特徴的は局在励起を観測した。これらの結果はいずれも論文として発表した。スピン1/2三角格子Heisenberg反強磁性体Ba3CoSb2O9は量子揺らぎに起因する磁場中相転移を起こす。この磁場中量子相転移をBerlinのHelmholtz Centerの高磁場マグネットを用いた中性子弾性散乱で調べ,磁化測定で観測された相転移を確認した。さらに三角格子反強磁性体Ba2La2MTe2O12 (M=Co, Ni, Mn, Fe)を初めて合成し,その結晶構造を粉末X線回折で決定した。また,Ba2La2MTe2O12の強磁場磁化測定を行い,三角格子量子反強磁性体に特徴的な量子揺らぎに起因する1/3磁化プラトーを観測した。スピン1/2三角格子Heisenberg反強磁性体Ba3CoSb2O9の磁気励起の全体像を中性子非弾性散乱実験で解明したことは長年にわたる問題に実験的な解答を与えたもので,大きな成果といえる。また,新規三角格子反強磁性体のファミリーBa2La2MTe2O12 (M=Co, Ni, Mn, Fe)を開拓したことも重要な成果である。より詳しい研究を行うには,単結晶が不可欠である。現在,Ba2La2MTe2O12の単結晶育成を行なっている。Kitaev模型のモデル物質として注目を浴びているRuCl3の集団磁気励起とg値を多周波数高磁場電子スピン共鳴で観測することができた。さらに,他機関との共同研究でKitaev模型に特徴的な熱ホール効果の量子化も実験で観測に成功した。また,我々が開拓した新規スピンダイマー磁性体Ba2CuSi2O6Cl2の磁気励起を測定し,トリプレット励起にバンドギャップが開くという新しい現象を観測し,その起源がダイマー間相互作用に交代にあることを突き止めた。さらにバンドギャップ周辺の分散関係のトポロジーからチャーン絶縁体に類似した端状態が生ずる可能性が分かってきた。これらの結果はいずれも磁性研究のみならず物性物理学の最先端を行くもので,将来の発展性が期待できる成果であると考えられる。スピン1/2三角格子Heisenberg反強磁性体Ba3CoSb2O9のゼロ磁場での磁気励起の全体像を中性子非弾性散乱実験で捉えたが,磁場中での磁気励起の変化は未解明である。今後は磁場中での磁気励起の測定が可能な海外の施設を利用して,Ba3CoSb2O9の磁場中磁気励起の全容解明を行う。新規三角格子反強磁性体のファミリーBa2La2MTe2O12 (M=Co, Ni, Mn, Fe)については,まず単結晶育成を行い,それを用いた磁化測定と熱測定を行う。続いて中性子散乱実験で磁気励起を捉える。また,新規スピンダイマー磁性体Ba2CuSi2O6Cl2の磁気励起の結果の解析を進め,分散関係のトポロジーがもたらすことが予想される熱ホール効果などの新規現象を実験的に捉える。更に,spinギャップ系の磁場誘起Bose-Einstein凝縮相におけるspinスーパーカレントの観測を行うための実験を進める。最後に,これまでと同様に,新物質開拓を鋭意進める。
小学生の体力・運動能力を向上させる運動プログラムの普及方策と効果の検証

近年の子どもたちの体力低下を受け、全国の小学校では体育授業や休み時間を使って様々な運動プログラムを実施している。それらの運動プログラムは各県の教育委員会が中心となって作成し、小学校へのDVD配布や教育委員会HPへの掲載、また教員講習会などを通じて普及を図っている。本研究では、これらの普及方策が実際の普及にどの程度の効果を上げているのかについて調査した。その結果、学校へのDVD配布や県HPへの掲載はあまり活用されておらず、結局は教員が実際に体験し直接指導方法を学べる講習会の方式が最も確実な継続実施効果があることが明らかになった。平成25年度末に作成した「運動身体づくりプログラム」の改良版が福島県内小学校に配布された。26年度前半では、このプログラムの普及度と実施率がどの程度であるのかについて、普及活動に携わっている福島県教育センター職員から研修会での様子を聞いたり、プログラム作成委員の教員から実施状況についての話を聞くなどして現状把握に努めた。その結果、改良版運動身体づくりプログラムの実施率は高くなく、配布されたDVDの活用度も低い様子が窺えた。手元にDVDが無くても視聴できるように、福島県教育委員会HP上にも運動プログラムの動画を掲載しているが、動画の再生回数が250回程度であり、プログラムに対する小学校教員の関心が高まっていない状況にあると考えられる。これは他のプログラム開発にも共通する問題点であり、この「プログラムを作成し配布して終わり」という状況を変え、PDCAサイクルを回していく方策を考えていく必要がある。26年度後半では、25年度からアドバイザーとして関わっている会津地区の子どもの体力向上委員会において、会議の中で会津地区のプログラム実施状況や子どもたちの生活習慣について話を聞いた。また会津地区の小学校から1クラスをピックアップし、ライフコーダを付けてもらい3週間の活動量を測定するとともに、歩数や起床就寝時間などの生活記録を記入させ、分析した。この結果、徒歩通学の女子児童はバス通学の児童より高強度の運動量が多いこと、テレビやゲームの視聴時間が多い児童は少ない児童に比べて、休日の運動時間が少ない、などの傾向が見られた。また、歩数などの生活記録を児童に記入させ、教員に提出させることにより、児童が歩数を増やそうとするなど、生活や運動に対する意識付けができる可能性が窺えた。研究2年目となる平成27年度、前半は研究の目的である運動プログラムの普及方策について、研究協力者らと検討しながら研究の方向性を確認した。後半では、教員向けの運動身体づくりプログラム指導講座を視察し、現場小学校教員の講座受講の様子を観察するとともに、参加教員にインタビュー調査を行い、学校でのプログラム実施状況について尋ねた。その後、指導講座を実施している福島県教育センター指導主事と共同してアンケートを作成し、これまで運動プログラム講座に参加した教員を対象に、講座受講後のプログラム実施状況等についてアンケートを発送し、回収し集計した。その結果、以下のことが明らかになった。1)講座に参加した教員は運動プログラムをすでに実施している教員が多い。2)講座受講後、多くの教員は他の教員に口頭で説明して伝達していた。3)講座受講後は運動プログラムの完全実施率が高まる。4)講座受講後の教員は、主運動につながる工夫や児童がより楽しくできる工夫を加えて実施している。5)教員が講座を受講したことにより、児童は以前よりも楽しく運動プログラムを実施するようになった。6)この運動プログラム実施を今後も継続していくことで子どもの体力、運動能力は確実に向上していくと、多くの教員が感じている。このアンケート調査で見えてきたことは、運動プログラムの普及率を上げ、効果をあげていくために必要な方策は、講座を受講し実際に指導方法を教えてもらう、教えてもらった教員が身近な教員にさらに伝えて広げていくことが結局一番効果的なのではないか、ということである。アンケート調査はまだ単純集計の分析しかしていないが、今後クロス集計からさらに詳細な分析をするとともに、講座を受講した教員が指導する児童の体力が本当に向上しているのかについて、28年度は追跡調査を行う予定である。本研究の目的は、開発した運動プログラムの実施率、普及率を上げる方策を実践的に明らかにすることである。27年度は、福島県教育センターが実施した教員向けの運動プログラム指導講座を受講した教員の動向を調査し、時間がかかるが直接講座などで実施方法を教え、口づてで方法や効果を伝えていくことが普及につながることが示唆された。本研究課題は、福島県内の小学校で実施している「運動身体づくりプログラム」を具体的事例として、全国で展開されている運動プログラムを普及させるための方策について検証する研究である。平成28年度は研究3年目であり、教員アンケート結果から効果的な普及方策について検証を行った。28年度前半では、平成27年度末に実施した運動プログラム指導講座の指導教員とアンケート内容について話し合い、講座に参加した教員に対し、その後のプログラム実施状況や効果について追加アンケートを作成し、9月に郵送で配布し回収を行った。28年度後半では、回収したアンケートを集計し、運動プログラムの普及方策について分析した。その結果、県の予算をかけて各小学校に配布した運動プログラムDVDやCD音源、県教育センターHPに掲載した動画の利用率は極めて低く、普及にほとんど役立っていない状況が明らかになった。一方、運動プログラム講座を実際に受講した教員のその後の実施率は高かった。講座に参加し他教員とともに体を動かしながら学ぶことで、自分が指導するイメージを抱きやすく、学校に戻って自ら実施したり、仲間教員に自信を持って伝達しやすくなっていると考えられる。

こうした指導講座を定期的に開催し、少しずつでも継続実施する教員を増やしていくことで確実に普及、定着に向かっていくことが明らかになった。この分析結果と昨年度までの調査結果をまとめ、平成28年10月に開催された日本スポーツ教育学会(和歌山大学)において口頭で発表を行った。本研究課題である運動プログラムの普及方策について、予定通り教員アンケートを作成し実施することができた。その結果を集計分析し、普及に効果的な方策と効果的でない方策について明らかにすることができた。またそれらの結果をまとめて学会で発表することができた。ここまで概ね当初の計画どおり進めることが出来ている。本研究課題は、福島県内の小学校で実施している「運動身体づくりプログラム」を具体的事例として、全国で展開されている運動プログラムを普及させるための方策について検証する研究である。平成29年度は研究4年目の最終年度であり、これまでの結果を踏まえ、全国で展開されている体力向上の最新の取り組みについて情報収集を行った。平成29年度前半から中盤は小学生の体力・運動能力を向上させる運動プログラムについて、全国の動向を情報収集するため、静岡大学で開催された日本体育学会、和歌山県で開催された全国学校体育研究大会に参加した。小学生の体力向上の取り組みを行っている研究者や現場教員と意見交換を行った結果、体力テストの数値を上昇させるために、テストの測定方法やテスト練習など、真の体力向上とは言えない取り組みが行われている可能性があることが分かった。体力テストの県別ランキングが公表されることもあり、各県の教育委員会が体力向上方策を推進すればするほど、目先の体力テストの数値を上げることが目標になりがちである。そのような取り組みでは、運動プログラムをやらされている時は運動するが、それ以外の時間に児童が自ら楽しんで運動しようという意欲の高まりは期待できなくなる。今後、全国の体力テスト実施の実態、および望ましい運動プログラムの実施形態について調査していく必要がある。また、2011年の東日本大震災後、継続して進めてきた福島県内小学生の震災前後の体力・運動能力の変化について論文としてまとめ、「スポーツ教育学研究」に投稿し、2018年2月に発行された。震災後の体力・運動能力の変化を検証した結果、以下のことが明らかになった。1)高学年になるほど持久力が低下していた。2)男子の投力や低学年の立ち幅跳びが低下していた。3)握力と柔軟性は震災後、向上が見られた。4)低学年の反復横跳びが有意に向上していた。近年の子どもたちの体力低下を受け、全国の小学校では体育授業や休み時間を使って様々な運動プログラムを実施している。それらの運動プログラムは各県の教育委員会が中心となって作成し、小学校へのDVD配布や教育委員会HPへの掲載、また教員講習会などを通じて普及を図っている。本研究では、これらの普及方策が実際の普及にどの程度の効果を上げているのかについて調査した。
第二言語を使用した協働オンライン学習環境におけるストレスの研究と教授方略の提案

オンライン協働学習は、議論を展開させ複雑で認知的にも活発な議論を行うことが判っており、対面式の協働に比べ、高い学習効果があることも判っている。しかし、この利点を活かすためには、綿密に設計され円滑に進行、サポートされなければならない。本研究では、4つのストレス要因が同定され、オンライン協働環境における教授方略として、異質グループの利用、学習者の相互理解を促す機会の提供、特に課題に対して自己効力の低いものには認知負荷量を増大させない課題の設定、ワークトエグザンプルの使用した課題の構成・難易度の調整が提案された。平成22年度の研究計画は、オンライン学習におけるストレス要因に関する調査を行い、因子分析の結果を用いて協働オンライン学習環境用ストレス要因評価ツールを作成することであった。オンライン協働学習環境下でのストレス要因を査定するための質問紙は、本年度の重要な研究成果となった。年度当初の計画通り、ストレスを引き起こすと考えられる要因やオンライン学習環境に特有なストレスに関する先行研究などの精査を行い、ストレス要因評価ツールの開発に進んだ。先行研究からオンライン協働学習環境下でストレスを引き起こす思われる要因を列挙し、それぞれの場面でどのようなストレスが発生するか想定し、テクノロジ、コラボレーション、トピック、時間、英語使用の5つの次元でストレスが発生すると仮定し、56項目にわたるストレス要因表をまとめた。このストレス要因表を元に質問紙を構成し、この質問紙に対して4人の研究者に質問の内容や意図について意見を伺った後、7人の大学生に試行をしてもらい、質問紙の妥当性を評価した。結果として4項目は不適当とされ、52項目の質問紙が作成された。作成された質問紙を使用し、英語を使ったオンライン学習を行っている日本の6大学の協力を得て、調査を行った。当初この調査結果分析は、3月末にまとめられる予定であったが、東日本大震災の発災により延期を余儀なくされた。その後、新年度に入ってからも研究者間の相互努力を重ね、調査内容を要因分析した結果、オンライン協働学習にはストレスの4つの要因(自己効力・インストラクショナルデザイン・テクノロジ・協働プロセス)があることが示され、4つの要因群をもとにストレス軽減型オンライン協働学習方略を考案した。現在は、その効力を実験する準備が整いつつあり、次年度の計画であるストレス軽減型学習方略の設定、実験に向けて、具体的な準備をしている。平成23年度は、協働オンライン学習環境でのストレスの要因の型やその影響を計測・評価するためのツールを開発・検証した。昨年度行われた文献研究から得られた5つの次元の要因を実際に高等教育でオンライン協働学習を行う日本の6つの大学の協力を得て調査を行った。分析の結果、4つのストレス要因(自己効力・インストラクショナルデザイン・テクノロジ・協働プロセス)があり、それぞれ個別に学習者に対して影響があることが立証された。現在までこのようなストレス要因を文化背景と共に分析、実証した研究は少なく、また有効なオンライン協働学習を司る要因も未だ十分に研究されていないことから、オンライン協働学習実践において、重要な示唆を与えた事などが評価され、British Journal of Educational Technology誌に掲載と相成った。また、4つのストレス要因から導き出した教授方略の一覧をまとめた第25回AAOU(Asian Association of Open Universities)国際学会での口頭発表は、アジアに於けるオンライン協働学習の指針となるべきもので、学習者の文化背景を考慮した教授方略が提示され、Best Paper Awardを受賞する栄誉に浴した。現状では、欧米の知見を中心に欧米の学習者とその文化を代表する教授方略が一般的であるが、アジア文化の一部として日本人の学習特性に鑑みた方略の提案は、アジアの研究者たちにインパクトを持って受け入れられた。加えて、次年度に向けてストレス評価ツールの質問項目の改良と処遇の効果実験を目標として2つの事例研究に着手した。国際基督教大学では、視覚サマリー及び個人フィードバックの効果、北海道工業大学では英語を苦手とする学生に対する認知負担を軽減する処遇の効果を検証する実験が行われた。現在のところ特筆すべき効果や検証結果は得られていないが、これらはパイロット実験として次年度に向けて有用なデータを蓄積した。多くの研究がオンライン恊働学習に従事する学習者は、より多くの意見を持ち、問題解決に多くの議論を展開させ、広く複雑で認知的にも挑戦的な議論を行うことを証明している。より健全な議論とともに既存知識に新しい学びを効率的に関連させるため、対面式の恊働に比べ高い学習効果をもたらすことも判っている。しかし、この学習上の利点を活かすためには、オンライン恊働は、綿密に設計、円滑に進行、そしてサポートされなければならない。本研究では、日本の大学で英語を使ったオンライン恊働を経験した226人に対し、ストレスに関する調査を行い、学習者の認識とストレス要因との関係について分析した。

この結果、以下に挙げる、自己効力、インストラクショナルデザイン、技術使用、恊働学習そのものの4つのオンライン恊働学習環境におけるストレス要因が同定された。加えて本年度は、オンライン恊働環境における認知的な問題に関しても追求し、これらの認知的問題は認知負荷理論における、ジャーメイン認知負荷をたかめ、エクストレニアス認知負荷を低め、イントリンジック認知負荷をコントロールすることと密接に関連していることが確認できた。前年度までの知見を元に、より深い集中を促し、不必要な認知負荷やストレスを低減するために、文化背景、学習レベル・興味関心などを含む、異質グループ手法の利用、オンライン恊働学習に先立ち多くの異質な学習者たちが知り合うための機会の提供(ストレス、不安、または学習者同士の軋轢を避け、開かれた議論や開示、課題達成のための協力を促進するため)、オンライン恊働の初期段階で少量の知識で実行可能な課題構成や読み書きを多く必要とせず、特に課題に対して自己効力の低いものには認知負荷量を増大させない課題の設定、ワークトエグザンプルの使用など認知面に配慮した課題の構成・難易度の調整が重要であることを教授方略として提言した。当初研究3年目で期待していた国際学会論文誌への掲載が2年目で達成でき、その後に行った国際会議での発表は、Best Paper Awardを受賞するなど、質的な達成は計画以上に進展している。この点では、高い評価を下しても差し支えないと自負する。しかしながら、当初の計画では実証を伴った研究成果からインストラクショナルデザインの設定を最終目標としており、目標はまだ十分に達成できていないことから。24年度が最終年度であるため、記入しない。前述のように、計画は概ね順調に実施されており、質的な達成度は極めて高い。当初の計画では「三年間で、ストレス評価ツールを利用しオンライン学習におけるストレスに関連する問題を整理し、ストレス軽減型の教授方略を提案し、協働オンライン学習e-ラーニング用インストラクショナルデザインを提案することを目的とする。」ことを最終目標としていることから、来年度は当初目的に合致するよう実証を国際基督教大学と北海道工業大学の両機関で、教育実践の現場で具体的な教授方略として使用しながら、その効果について実証を重ねることが今後の課題である。
脳腫瘍幹細胞をターゲットとした悪性脳腫瘍の治療抵抗性機序の解明とその克服

悪性脳腫瘍の治療抵抗性機序を解明し、悪性脳腫瘍に対する新しい治療法を開発することを目的に、脳腫瘍幹細胞を制御するmicroRNAの同定を本年度も継続した。脳腫瘍(膠芽腫)患者の手術摘出標本のうち病理診断後の残余を用い、Neurosphere法による培養で脳腫瘍幹細胞を樹立した。樹立した脳腫瘍幹細胞を用いてmicroRNAプロファイリングを行った。microRNAarrayで脳腫瘍幹細胞で過剰発現または発現抑制がみられるmicroRNAを複数選出した。脳腫瘍幹細胞で発現抑制が見られるmicroRNAは、microRNAを量的に補うことで、microRNAreplacement therapyとして治療薬として応用可能と考えられるため、脳腫瘍幹細胞で発現抑制されているmicroRNA7(miR7)に着目して解析を行った。脳腫瘍幹細胞にmiR7を導入すると、脳腫瘍幹細胞の増殖が抑制された。また、miR7を導入した細胞では、細胞増殖に関わるEGFRやpAKTの発現が低下し、death receptorの発現が上昇することを見出した。Death receptorへの結合を介して腫瘍細胞特異的にapoptosisを誘導するサイトカインであるTRAILは膠芽腫細胞株の増殖を抑制することを過去の研究で示したが、多くの脳腫瘍幹細胞はTRIAL抵抗性である。そこで、脳腫瘍幹細胞にmiR7を導入しTRAILを作用させると、TRAIL抵抗性の脳腫瘍幹細胞にアポトーシスが誘導された。脳腫瘍幹細胞を移植した脳腫瘍マウスモデルで、miR7とTRAILによる治療を行ったところ、腫瘍縮小と生存延長効果を示した。以上よりmiR7はcell proliferationやapoptosisのpathwayに働き、microRNAとTRAILによる治療が、悪性脳腫瘍の治療抵抗性を克服しうる可能性が示された。脳腫瘍幹細胞が化学療法や放射線療法に対して耐性をもち、治療の重要な標的として認識されはじめていることから、本研究は脳腫瘍幹細胞を制御するmicroRNA(=miRNA)とその標的分子の単離・同定を進めることにより、悪性脳腫瘍の治療抵抗性機序を解明し、更にはmiRNAを用いた新規治療法による治療抵抗性克服を最終的な目的とする。この目的を達成する為、平成27年度は膠芽腫患者手術検体からの脳腫瘍幹細胞の樹立を行った。膠芽腫患者の手術摘出標本のうち病理診断後の残余を研究用試料として用い、Neurosphere法による培養で脳腫瘍幹細胞を分離し、特異的に増幅させた。一方、血清を加えた通常の培養液での細胞培養も行い、これをコントロール脳腫瘍細胞(非幹細胞)とした。樹立した膠芽腫患者由来の脳腫瘍幹細胞をマウス脳内に移植し、腫瘍形成能力をもつことを確認し、さらに病理標本を作成して膠芽腫の特徴(核分裂像、偽柵状配列、血管内皮増生、壊死像等)を組織学的にも保持していることを確認した。今後、これらの樹立した脳腫瘍幹細胞とコントロール脳腫瘍細胞(非幹細胞)を用いて、miRNA arrayによる発現スクリーニングと合成ds-miRNAライブラリーを用いた機能的スクリーニングによるmiRNAプロファイリングを行い、脳腫瘍幹細胞を規定するmiRNAを同定し、脳腫瘍幹細胞を制御する分子機構、すなわち治療抵抗性制御機構を解明していく予定である。当院における膠芽腫手術症例が平成27年は7件と例年に比べて少なく、かつ脳腫瘍の局在により生検にとどまった症例が3例含まれており、膠芽腫手術検体からの脳腫瘍幹細胞の樹立件数が予定より遅れてしまったため、進捗状況に遅れが生じた。悪性脳腫瘍の治療抵抗性に脳腫瘍幹細胞が大きく関わっていることが近年示唆されるようになり、脳腫瘍幹細胞が治療の重要な標的として認識されはじめている。このことから、本研究は脳腫瘍幹細胞を制御するmicroRNAとその標的分子の単離・同定を行うことにより、悪性脳腫瘍の治療抵抗性機序を解明することを目的とする。更には、microRNAを用いて、悪性脳腫瘍の治療抵抗性を克服しうる新規治療法を開発することを目的とする。この目的を達成するために、平成28年度は膠芽腫患者手術検体からの脳腫瘍幹細胞の樹立を継続した。膠芽腫患者の手術摘出標本のうち病理診断後の残余を用い、Neurosphere法による培養で脳腫瘍幹細胞を分離し、特異的に増幅させた。Neurosphere法で培養した細胞は脳腫瘍幹細胞マーカーであるCD133分画が通常の細胞より増加していることを確認した。一方、血清入りの培地でも膠芽腫細胞の培養を行いコントロール腫瘍細胞(非幹細胞)とした。膠芽腫手術患者から樹立した脳腫瘍幹細胞は増殖が遅く増幅に時間がかかったが、十分増幅されたため、今後脳腫瘍幹細胞とコントロール脳腫瘍細胞(非幹細胞)を用いて、microRNAarrayによる発現スクリーニングと合成ds-miRNAライブラリーを用いた機能的スクリーニングによるmicroRNAプロファイリングを行い、脳腫瘍幹細胞を規定するmicroRNAを同定し、脳腫瘍幹細胞を制御する分子機構、すなわち治療抵抗性制御機構を解明していく予定である。出産に伴い、産休、育休を取得したため悪性脳腫瘍の治療抵抗性に脳腫瘍幹細胞が大きく関わっていることが近年示唆されるようになり、脳腫瘍幹細胞が治療の重要な標的として認識されはじめている。このことから、脳腫瘍幹細胞を制御するmicroRNA(miRX)とその標的分子の単離・同定を行うことにより、悪性脳腫瘍の治療抵抗性機序を解明することを目的に本研究を行なっている。本年度も、脳腫瘍(膠芽腫)患者の手術摘出標本のうち病理診断後の残余を用い、Neurosphere法による培養による脳腫瘍幹細胞の樹立を継続した。

加えて、脳腫瘍幹細胞を樹立した元の脳腫瘍(手術摘出標本)の遺伝子解析を行なった。手術摘出標本のパラフィン切片、凍結検体を用いてIDH1/2, MGMTメチル化, ATRX, H3K27M等を免疫染色、methylation specific PCR, sequence等の手法で解析した。また、候補miRXの発現誘導が可能な脳腫瘍細胞株、脳腫瘍幹細胞を作成した。miRXの発現誘導には、テトラサイクリン発現誘導系を用いた。テトラサイクリン反応性プロモーターの下流にmiRXに加えてGFPも挿入し、GFPの蛍光で発現誘導されているかどうか確認できるようにした。テトラサイクリン存在下でmiRXの発現誘導を行い、脳腫瘍細胞の増殖能の変化を検討した。脳腫瘍幹細胞でもmiRXの発現誘導を行い、増殖能の変化、stemness維持能の変化を検討した。十分な数の脳腫瘍幹細胞を樹立することができた。候補miRXの発現誘導が可能な脳腫瘍細胞株が作成できたため、標的分子の同定、治療抵抗性機序のメカニズム解明が今後加速的に進められると考えている。悪性脳腫瘍の治療抵抗性機序を解明し、悪性脳腫瘍に対する新しい治療法を開発することを目的に、脳腫瘍幹細胞を制御するmicroRNAの同定を本年度も継続した。脳腫瘍(膠芽腫)患者の手術摘出標本のうち病理診断後の残余を用い、Neurosphere法による培養で脳腫瘍幹細胞を樹立した。樹立した脳腫瘍幹細胞を用いてmicroRNAプロファイリングを行った。microRNAarrayで脳腫瘍幹細胞で過剰発現または発現抑制がみられるmicroRNAを複数選出した。脳腫瘍幹細胞で発現抑制が見られるmicroRNAは、microRNAを量的に補うことで、microRNAreplacement therapyとして治療薬として応用可能と考えられるため、脳腫瘍幹細胞で発現抑制されているmicroRNA7(miR7)に着目して解析を行った。脳腫瘍幹細胞にmiR7を導入すると、脳腫瘍幹細胞の増殖が抑制された。また、miR7を導入した細胞では、細胞増殖に関わるEGFRやpAKTの発現が低下し、death receptorの発現が上昇することを見出した。Death receptorへの結合を介して腫瘍細胞特異的にapoptosisを誘導するサイトカインであるTRAILは膠芽腫細胞株の増殖を抑制することを過去の研究で示したが、多くの脳腫瘍幹細胞はTRIAL抵抗性である。そこで、脳腫瘍幹細胞にmiR7を導入しTRAILを作用させると、TRAIL抵抗性の脳腫瘍幹細胞にアポトーシスが誘導された。脳腫瘍幹細胞を移植した脳腫瘍マウスモデルで、miR7とTRAILによる治療を行ったところ、腫瘍縮小と生存延長効果を示した。以上よりmiR7はcell proliferationやapoptosisのpathwayに働き、microRNAとTRAILによる治療が、悪性脳腫瘍の治療抵抗性を克服しうる可能性が示された。
腎間質線維化における血管内皮細Nrf2-Keap1系の役割の検討

腎臓の血管内皮Nrf2活性化が、抗線維化因子の産生を増加させるか確かめるため、2つの検討をする。1)CDDO-Me刺激がNrf2を介して抗線維化因子の発現を増加させるか確認し、その因子を同定する。2)血管内皮特異的Nrf2 knockoutマウスを作成し、腎虚血再灌流障害モデル、片側尿管結紮モデルにより間質線維化が増強するか検討し、in vivoにおける血管内皮Nrf2の重要性を明らかにする。
高臨場感仮想環境を利用した多地点会議のための多チャンネル音声制御に関する研究

本研究では、多地点ビデオ会議の音響に関して空間的な臨場感を高める複数話者音像定位を図るため、多チャンネル・エコーキャンセラ機能を含む多地点音声制御装置を開発することを目的とした。多地点音声の集中制御と複雑な調整を避けるため、局毎に音声制御装置を配置して対応することとした。そのため、複数スピーカから話者マイクに漏れ込むエコーを音像移動時にも忠実に再現するディジタル適応フィルタの構成法と高速適応アルゴリズムを構築することが課題であった。2チャンネル・エコーキャンセラの音響エコーを推定する適応アルゴリズムとして、FIRフィルタと可変ステップゲインを有する射影アルゴリズムを利用した。フィルタ係数修正量を制御するステップゲインは、推定時間の短縮と推定誤差の低減に対して重要なパラメータである。可変ステップゲインを有する射影アルゴリズムを検討した結果、音声の有無に応じてステップゲインを修正する手法が有効であることが確認された。これを踏まえ、音声パワーをエコーキャンセラの適応アルゴリズムに導入することを提案した。入力信号の大きさに応じてステップゲインを調整する手法を用いた2チャンネル・エコーキャンセラの性能を評価するため、遠隔地話者が同時に発話した場合について計算機シミュレーションを行った。その結果、会話に大きく影響しない程度の時間で音響エコーを推定することができた。遠隔会議では、遠隔地話者が同時に発話する状況は少ないと考えられる。そこで、片側チャンネルにのみ音声信号が入力され、もう一方には僅かに混入する雑音が入力された場合を検討した。その結果、音声チャンネル側の音響エコー経路は良好に推定され、雑音チャンネル側の推定誤差は僅かながら増加して飽和した。雑音チャンネル側では、入力信号が小さいためステップゲインが小さくなり、フィルタ係数の修正はほとんど行われないことがわかった。多地点ビデオ会議を円滑に行う多チャンネル・エコーキャンセラを開発するため、適応アルゴリズムの構成改善と多地点会議における音声問題の明確化を行った。(1)問題の明確化会議室の様々な環境により、音響系は異なる。まず、仮想環境システムが設置されている部屋の音響環境を測定した。その結果、残響音が大きく空調による雑音があることがわかった。つぎに、2局以上の遠隔地の相手と円滑な遠隔会議を行うために、音響エコーキャンセラに関する検討を行った。複数のチャンネルの入力信号に相関がある場合の音響エコー推定に与える影響をシミユレートした。(2)適応アルゴリズムの検討2局以上の遠隔地の相手と円滑な通話をするために必要な、多チャンネル・エコーキャンセラにための適応アルゴリズムについて検討した。会議では、入力される信号を白色雑音と異なり、主に音声信号である。そのため、推定誤差は音声のあるなしに影響される。そのような状況下で、可変ステップゲインを有するアルゴリズムの有効性をシミユレートした。その結果、エコー経路を高速に推定できることがわかり、有効性が示唆された。本研究では、多地点ビデオ会議の音響に関して空間的な臨場感を高める複数話者音像定位を図るため、多チャンネル・エコーキャンセラ機能を含む多地点音声制御装置を開発することを目的とする。多地点音声の集中制御と複雑な調整を避けるため、局毎に音声制御装置を配置し優れた音声制御機能を実現したい。そのため、複数スピーカから話者マイクに漏れ込むエコーを音像移動時にも忠実に再現するディジタル適応フィルタの構成法と高速適応アルゴリズムを開発する。高速アルゴリズムとして可変ステップゲインを有するアルゴリズムを検討した結果、音声の有無に応じたステップゲインを修正する手法が有効であることが確認された。これを踏まえ、音声パワーをエコーキャンセラの適応アルゴリズムに導入することを検討した。シミュレーションを行った結果、ステップゲインに音声パワーを反映すると同時に時間の経過とともに小さくすることで、推定誤差に達する時間を短縮できた。

従来、多地点会議システムにおいて行われていた多地点音声の集中制御と複雑な調整を避けるため、局毎に音声制御装置を配置して優れたエコーキャンセル機能と音声調整機能を実現する必要があった。そのために、複数スピーカから話者マイクに漏れ込むエコーを音像移動時にも忠実に再現するディジタル適応フィルタの構成法と高速適応アルゴリズムを構築することが課題であった。2チャンネル・エコーキャンセラの音響エコーを推定する適応アルゴリズムとして、FIRフィルタと可変ステップゲインを有する射影アルゴリズムを利用した。フィルタ係数修正量を制御するステップゲインは、推定時間の短縮と推定誤差の低減に対して重要なパラメータである。可変ステップゲインを有する射影アルゴリズムを検討した結果、音声の有無に応じてステップゲインを修正する手法が有効であることが確認された。これを踏まえ、音声パワーをエコーキャンセラの適応アルゴリズムに導入することを提案した。入力信号の大きさに応じてステップゲインを調整する手法を用いた2チャンネル・エコーキャンセラの性能を評価するため、遠隔地話者が同時に発話した場合について計算機シミュレーションを行った。その結果、会話に大きく影響しない程度の時間で音響エコーを推定することができた。
環境適合絶縁油中の沿面放電特性とストリーマ進展機構に関する研究

インパルス高電圧と60Hz交流高電圧を用いて,植物由来絶縁油(菜種油とパームヤシ脂肪酸エステル(PFAE)油)中の沿面放電特性が研究された。背後電極を持つ0.12.0 mm範囲の狭いギャップ中を進展するインパルス沿面放電において,ギャップ間隔の減少により,フラッシオーバ電圧は増加し,ストリーマ速度は減少する。これらの効果は,正極性ストリーマにおいて顕著である。一方,新油中および熱加速劣化油中の交流沿面放電特性が明確にされた。これらの研究から,PFAE油は電気絶縁性能と酸化安定性に優れ,次世代絶縁油として有望であり,電力変圧器等への適用によって,機器の小型軽量化と長寿命化設計が期待できる。植物油系絶縁油中の交流沿面放電特性について詳細な研究を行い,これまでのガス成分分析結果も踏まえて,沿面放電の振る舞いを明確にした。パームヤシ脂肪酸エステル油(PFAE油),菜種油,鉱油中の沿面放電が,針電極と背後電極を有する油/プレスボード系を用いて,60 Hz交流45kVrmsまでの印加電圧で研究された。沿面ストリーマは,一定印加電圧の下で,多くの枝を持つ様相でプレスボード表面上をゆっくりと進展する。ストリーマの先端では,電離領域を示している輝点を持つ。菜種油と鉱油中における輝度はPFAE油中よりも明るい。ストリーマは,背後電極に垂直方向より平行方向に進展し易い。菜種油と鉱油中のストリーマ速度は,PFAE油中よりも速く,ストリーマの成長は同じ放電時間でPFAE油中よりも長くなる。また,菜種油と鉱油中のストリーマは,多くの小さな輝点を持つ多くの細い枝分かれがあるが,PFAE油中では,太い枝分れになる。プレスボードの貫通破壊は,ストリーマの進展中に突然起こる。貫通破壊が起こるまでの時間は,印加電圧が上昇すると減少する。溶解ガス解析(DGA)から得られたC2H2ガスの生成は,沿面ストリーマチャンネル上またはその近くの局部領域で,少なくとも500°C以上の温度上昇をもたらすことを暗示した。放電様相に似たプレスボード表面上の白い痕跡が,ストリーマ成長と同期して現れた。これは,電気的,熱的効果による乾燥プロセスによる。沿面放電は,プレスボード表面上に導電性の炭化を含む黒い枝状トラッキングを残す。このようなトラッキング損傷は,交流沿面放電の進展を大いに促す。これらの成果は,1通の研究会論文,2通の国際会議論文,および1通のIEEE Full Paper(掲載決定)として纏められた。PFAE油中に浸した固体誘電体板間の隙間を進展するインパルス沿面放電とフラッシオーバ電圧(FOV)の関連性を調べた。2種類の電極構成:「絶縁油/プレスボードの単一界面を持つModelI」と「固体誘電体板間に狭い隙間を設けたModelII(間隔ΔD=0.1mm2.0 mmの範囲)」を使用した。プレスボードの片面には針電極と対向電極(接地電極)を取り付け,裏面に背後電極(BSE:接地銅棒)が有るものと無いものを準備した。針電極に波高値Vp=0±140 kV(±1.2/50μsと±1.2/1000μs)の雷インパルス電圧を印加し,沿面放電現象を鉱油と比較して調べた。特に注目すべきは、ModelIIの沿面放電特性において,ΔD=0.1mmの場合,1両絶縁油中で,BSE無しのストリーマ長は極めて短く,FOVは非常に高い。2両極性ストリーマ長はBSEの存在により大きく拡張され,FOVはBSEが無い場合より極めて低い。この場合,負ストリーマの進展長は正ストリーマより長く,ModelIの場合とは逆の関係となる。これは,狭い隙間を進展するストリーマの特徴と言える。3狭い隙間を進展するストリーマの成長は,ModelIに比べて大きく抑制され,放電電流パルスは,印加電圧の波尾長でも長く持続する。そのため,ストリーマの進展速度は減速する。これは正ストリーマで顕著である。また、生分解性の高い菜種油中の交流沿面放電による油中ガス分析を行い,鉱油と比較した異常診断の評価から次の知見を得た。両絶縁油中で生じる溶解ガス成分の種類は大体同じであるが,菜種油中でCOの溶解量が鉱油に比べて多い。異常診断の結果,両絶縁油中の交流沿面放電は,電気協同研究が定める診断基準では「中高エネルギー放電」,IECが定める診断基準では「低エネルギー放電」と診断され、菜種油は鉱油とほぼ同等の診断基準で内部異常が評価できる。化石資源ベースの鉱油(変圧器油)は,電気絶縁・冷却媒体として優れた性能を持つことから,過去1世紀以上に渡って,油入高電圧機器の内部絶縁,すなわち絶縁油とセルロース材料とを組み合わせた複合絶縁系に広く採用されてきた。しかし,鉱油は比誘電率,引火点が比較的低く,僅かな毒性があり,生分解性も極めて低い。さらに,近年では原油資源の枯渇による供給不安,硫化銅腐食,燃焼時の大気汚染や漏油による環境汚染などの問題から,鉱油に代わる環境適応性絶縁油,例えば,低粘度のシリコーン油や植物由来絶縁油に関心が寄せられ,それらの電気絶縁特性が重要視されている。一方,上記の複合絶縁系において,絶縁油と固体誘電体の界面は,誘電率整合が難しく雷サージなどの過電圧により沿面放電が進展し易い電気的弱点部となる。

それゆえ,絶縁油/固体誘電体界面で生じる油中沿面放電は,電力機器内部の絶縁設計に対して極めて重要な現象である。しかし,代替絶縁油中における沿面放電の研究は,近年の課題であり,今後の実用に向けて種々の条件下での電気的特性を十分に把握する必要がある。本研究では,代替絶縁油(パームヤシ脂肪酸エステル(PFAE)油と菜種油(原油))および鉱油中の絶縁油/プレスボード界面を進展する沿面放電特性をより詳細に計測し検討した。その結果,インパルスおよび交流高電圧印加時のストリーマ形状と進展長さ,ストリーマ速度,放電電流,プレスボード表面のトラッキング,プレスボード貫通破壊に関する特性が明確になった。電極系として,高密度プレスボードの片面に高電圧電極としてタングステン製針電極が取り付けられた。この研究では,表面フラッシオーバを避ける為,針電極に対抗したカウンター電極は設けていない。また,プレスボードの裏面には接地された直径2 mmの銅製棒が,背後電極として取り付けられた。過去1世紀以上,油入高電圧機器の内部絶縁には,絶縁油/プレスボード複合絶縁系が採用されてきた。特に,化石資源ベースの鉱油は,電気絶縁・冷却媒体として優れた性能を持つので最も広く用いられた。しかし,近年,原油資源の枯渇による供給不安,硫化銅腐食,燃焼時の大気汚染や漏油による環境汚染などの問題から,鉱油に代わる環境適応性絶縁油として植物由来絶縁油が注目され,それらの電気絶縁性能が重要視されている。一方,複合絶縁系の油/固体界面は,誘電率整合が難しく雷サージなどの過電圧により沿面放電が進展し易い電気的弱点部となる。それ故,油中沿面放電の理解は,電力機器内部の絶縁設計において最重要課題である。本研究では,代替絶縁油として菜種油およびパームヤシ脂肪酸エステル(PFAE)油に着目し,油/プレスボード界面の沿面放電特性を鉱油中の特性と比較しながら明らかにしてきた。主な成果として,1油入電力変圧器内部で起こるフラッシオーバの原因を明確化するため,固体誘電体板間の狭い隙間を進展するインパルス沿面放電の振る舞いとフラッシオーバ電圧の関連性を調べ新しい知見を得た。2交流高電圧(60[Hz],045[kVrms])印加時における沿面ストリーマの形状,進展長および速度,放電電流と放電電力,プレスボードの表面トラッキングと貫通破壊等の沿面放電特性を明確にした。また,放電進展後の油中ガス分析(DGA)によりアセチレンガスの生成を確認し,それとトラッキング形成メカニズムの関連性を明らかにした。特に、最終年度では,3熱加速劣化法により酸価値0.3mgKOH/gの劣化絶縁油を作製し,交流沿面放電特性に関する絶縁油の劣化効果を明確にした。これらの研究を通じて,PFAE油は電気絶縁性能と酸化安定性に優れることが立証され,次世代絶縁油としてIEC規格標準化へ踏み出している。これらの成果は,各学会で公表された。インパルス高電圧と60Hz交流高電圧を用いて,植物由来絶縁油(菜種油とパームヤシ脂肪酸エステル(PFAE)油)中の沿面放電特性が研究された。背後電極を持つ0.12.0 mm範囲の狭いギャップ中を進展するインパルス沿面放電において,ギャップ間隔の減少により,フラッシオーバ電圧は増加し,ストリーマ速度は減少する。これらの効果は,正極性ストリーマにおいて顕著である。一方,新油中および熱加速劣化油中の交流沿面放電特性が明確にされた。