hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
形態統語構造の音韻的外在化：普遍性と差異

研究目的は、階層的な形態統語構造が線形の音韻に外在化されるメカニズムを明らかにし、普遍統語論と媒介変数音韻論(Universal Syntax and Parametric Phonology (USPP))というモデルにより、実際の言語現象を統一的に説明することである。従来考えられてきた形態統語部門における媒介変数(パラメーター)を音韻論あるいは統語と音韻のインタフェイスにおける媒介変数に置き換えることになるが、今年度はドイツ語の多様な語順を、語幹第1音節に強勢を持つという性質から、導き出すことを試みた。1. 2018年9月に札幌(北海道大学学術交流会館)で国際ワークショップ第2回を行った。インターネット上で公募し(Linguist List)海外からの発表者を含めて、国内の研究者も広く集めて、研究テーマについて討論した。2. 2019年2月に研究分担者を中心に仙台(東北学院大学)で国内ワークショップ第7回を行った。研究発表と討議で各自の研究の進展を確認した。3.これら2回のワークショップでの内容に基づき、研究分担者を中心とした発表者に論文の投稿を呼びかけ、論文集Phonological Externalizationvol. 4を2019年3月末に公刊した。これは、既刊号と同様に札幌大学学術リポジトリで公開する。4.この他にも、研究代表者および研究分担者は各自の研究をもとに、論文、発表を行った、また共同研究の成果も論文、発表の形で公にしている。研究論文については、まだ査読中のもの、出版準備中のものも多く、今回の業績報告に含めることができなかった。予定していた国際ワークショップ第2回、および国内ワークショップ第7回を開催した。毎年の論文集Phonological Externalizationvol. 4を公刊した。また、この他にも研究代表者及び研究分担者は各自の研究成果を発表している。国内ワークショップ第8回を9月に札幌で、国際ワークショップ第3回を2月に東京で開催する。研究発表を世界的に公募し、海外との研究交流、海外への研究成果発表に努める。毎年の論文集Phonological Externalizationvol. 5を公刊する。これらの成果をもとに、海外出版社から論文集の形で研究書を出版するための準備に取りかかる。研究目的は、階層的な形態統語構造が線形の音韻に外在化されるメカニズムを明らかにすることである。形態統語構造は普遍的なものとし、言語間の差異を音韻部門に限定する言語理論モデル(普遍統語論と媒介変数音韻論(Universal Syntax and Parametric Phonology (USPP)を構築することを目指して研究を進めている。研究実施計画では、初年度は、研究体制の基礎作りを行うため、次の5つを基本に進めることとしていた。1準備的ワークショップの開催。2インターネットによる共同研究システムの確立。3研究資料と情報の収集と共有。4ホームページの作成と成果の公開。5成果報告ワークショップと成果報告書この計画に基づき、研究を進め、次の実績を上げている。1準備的ワークショップを、まず研究代表者と研究分担者を中心として2015年8月に札幌大学で開催した。2共同研究システムの確立するため、スカイプ(Skype)を使い、定期的にインターネット上のテレビ研究会を行うべく、このシステムが正しく機能するように、研究代表者と研究分担者のコンピュータなどの設備と環境を整備し、実行した。3研究資料と情報の収集と共有として、新しい文献(書籍、博士論文、雑誌論文、未出版論文)を収集し、また国外での学会やワークショップなどが開かれているので参加し、研究発表も行った。4ホームページの作成を進めており、公開を計画している。5成果報告のため、2016年2月に新潟大学で第2回ワークショップを行った。また、成果を国際的に公開するため、英語を主とする論文集Phonological Externalization volume 1を編集し、札幌大学のリポジトリで公開した。ワークショップを2回開き、成果を論文集として公開することができた。研究方向も定まりつつあり、研究内容の進展が期待できる。形態統語構造は普遍的なものとし、言語間の差異を音韻部門に限定する言語理論モデル(普遍統語論と媒介変数音韻論(Universal Syntax and Parametric Phonology (USPP)を構築する。このモデルでは、言語の実際の言語現象を統一的に説明する。従来考えられてきた形態統語部門における媒介変数(パラメーター)を音韻論あるいは統語と音韻のインタフェースにおける媒介変数に置き換える。これにより、現在の生成文法理論を推進するミニマリスト・プログラムに基づいて、言語の普遍性と同時に多様な差異を最小のメカニズムでとらえることができることを示す。研究実施計画(平成28年度)に従って、次の2つを行った。1公開ワークショップの開催:初年度の2回のワークショップに続き、ワークショップ第3回を9月に札幌大学、第4回を2月に新潟大学で公開で開き、研究代表者と研究分担者が初年度の研究とその後の展開について発表し、また外部研究者による研究発表を加えて、研究課題について討議した。2国内学会におけるワークショップの開催:初年度の研究結果を基に、国内学会(日本英語学会・日本言語学会など)で行われるワークショップ企画に応募し、3名程度の発表を行う。これには海外の研究者も招聘し、発表とコメントをしてもらう。日程が可能であれば、その前日または翌日に続けて、残り2名プラス招聘研究者や外部研究者による公開発表会を開き、全体の検討をする。

当初の研究計画に従い、公開ワークショップを継続して行い、第4回まで他の研究者を加えながら研究課題に取り組んでいる。これまでにも中間的な成果を国内外の学会発表している。分担者との共同研究や、アイデアの交換などもスムースに行えるようになった。また、刊行物としてPhonological Externalizationを、昨年度の第1巻に次いで、今年度第2巻を刊行、公開することができた。これにはワークショップでの研究発表成果などを論文にまとめたものが掲載されている。軌道に乗ってきたので、毎年1巻ずつ発刊することができる見通しがついた。2017年度は、7月にワークショップ第1回(通算第5回)を、アメリカ言語学会夏季大会(アメリカ合衆国ケンタッキー州レキシントン)で行った。招待講演にマサチューセッツ工科大学の海外研究協力者を迎え、世界各国からの夏期講座参加者を交えて、公開で研究分担者の研究発表と討議を行った。ワークショップ第2回(通算第6回)は2018年2月に新潟大学で公開して行い、研究分担者およびシンガポール国立大学の海外研究協力者による研究発表と討議を行った。研究成果は、各参加者の論文をまとめて、Phonological Externalization volume 3として、冊子およびダウンロード可能なPDFファイルの形で発表・公開した(札幌大学学術情報リポジトリ)。各論文の内容は、形態素の音韻形、派生の集結と音韻句、日本語の逆作用域、否定要素と音韻句、必異原理と統語論、ドイツ語の主要部パラメタと語強勢となっている。広範囲の現象を研究し、統語部門で形成される形態統語構造が、どのように音韻に外在化されるかという問題に具体的に取り組んでいる。研究代表者は、今年度、研究分担者との共同研究で、主要部が補部に先行する語順と主要部が補部に後続する語順が共存するドイツ語を取り上げた。ドイツ語の語強勢は、強勢を受けない接頭辞を除いた語幹の第1音節に置かれることから、機能語(冠詞、前置詞、接続詞)は強勢を受けないために主要部として補部に先行できるが、内容語(動詞、形容詞)は強勢を受けるために補部に先行できないと言うことを論じた。これ以外にも、各研究者は、国内外の学会で研究発表を行い、成果は学術雑誌その他に論文として掲載されている。本研究の意義は、ミニマリスト理論でとりあげられる外在化に関して、世界でも先端の理論的・実証的研究を集中的に行っていることである。言語理論の進展に、積極的に貢献することができていると思われる。
金属錯体のスピン転移と格子欠陥：固体高分解能ＮＭＲによるキャラクタリゼーション

金属イオンと有機物からなる固体物質のうちで、温度を上げ下げすると電子が(1)電子軌道の間か、(2)金属イオンと炭素原子の間か、(3)結晶内で規則正しく並んだ金属イオンの間か、を飛び移ってその磁気的性質を大きく変える物質について研究しました。電子が飛び移ると分子やイオンが少し変形するのですけど、この研究では、その変形の様子をNMRという装置で分析できることを示しました。さらにこの分析法を応用して、これまでの分析法では測定するのが難しかった、電子の飛び移りの頻度を測定することに成功しました。プルシアンブルー類似体AxMn[Fe(CN)6]y・zH2O (A=Rb,Cs)は、大きなヒステリシスを伴う電荷移動相転移を示す、不定比化合物である。A=Rbのルビジウム塩については、x=1,y=1,z=0およびx=1,y=1,z=1の量論組成の化合物の合成方法が知られている。本研究では、セシウム塩のx=1,y=1,z=1の組成に近い化合物の合成法を見出した。合成された化合物の物性測定を行い、結晶水の有無やアルカリ金属イオンの違いが、電荷移動相転移にどのような影響をもたらすかを明らかにし、そのメカニズムについて検討した。オルトベンゾキノンとコバルトからなる金属錯体には、結晶状態で原子価互変異性(幾何構造が同じで電子状態が異なる互変異性)を示すものが多数報告されている。本研究では、そのうちの一つ、Co(DBBQ)2(py)2・npy (DBBQ=3,5-ジtertブチルオルトベンゾキノン, py=ピリジン)の原子価互変異性が結晶溶媒の含有量によってどのように変化するかを調べた。これまでに報告のない、n=2の結晶を新たに見出し、その結晶構造を明らかにした。選択的重水素置換した試料の固体高分解能NMR測定により、n=2.0の結晶中の分子ダイナミクスが、既報のn=0.5の結晶中におけるそれと大きく異なることを見出した。セレノシアン酸イオンNCSeを配位子として持つ鉄(II)錯体には、スピンクロスオーバー(SCO)現象を示すものがいくつか知られている。本研究では、固体高分解能Se-77 NMR測定により、高スピン(HS)錯体に囲まれた低スピン(LS)錯体とLS錯体に囲まれたLS錯体とを判別できるか(キャラクタライズできるか)を検討した。現時点では、異なる環境にある錯体のキャラクタリゼーションまでには至っていないが、HS錯体とLS錯体のNMRシグナルが、比較的短時間の測定で判別できることを明らかにし、SCOダイナミクスについて議論した。A=Rbのルビジウム塩については、x=1,y=1,z=0の量論組成の化合物の合成方法が知られている。本研究では、A=Csのセシウム塩について、同じくx=1,y=1,z=0の量論組成の化合物の合成を目指した。さまざまな合成条件を検討した結果、組成と物性の再現性が高い合成方法を見出した。量論組成の化合物はいまだえられていないが、現在のところ量論比に近いx0.9,y1.0,z0.0の化合物を得ている。このセシウム塩について磁気的性質、相転移温度などの物性を測定したところ、ルビジウム塩とほぼ同様の性質を示すことを明らかにした。測定結果に基づいて、アルカリ金属の違いがもたらす物性の違いを定量的に議論した。本研究では、そのうちの一つ、Co(DBBQ)2(py)2・0.5py (3,5-DBBQ=ジtertブチルオルトベンゾキノン, py=ピリジン)のtertブチル基を選択的に重水素化した試料の固体重水素核高分解能NMRスペクトルの温度依存性を測定することにより、このコバルト錯体の電子状態と原子価互変異性の動的構造とを明らかにすることを目的とした。測定されたNMRスペクトルはきわめて複雑な温度依存性を示し、解析不能と思われたが、部分重水素化した試料を合成し、これのNMRスペクトルを測定することにより、NMRピークの帰属をすることができた。ピークの温度変化の解析結果に基づいて、錯体の電子状態と原子価互変異性の動的構造について議論した。プルシアンブルー類似体AMn[Fe(CN)6] (A=Rb,Cs)は、大きなヒステリシスを伴う電荷移動相転移を示す、不定比化合物である。A=Rbのルビジウム塩については、量論組成の化合物の合成方法が知られている。

本研究では、これまで合成が困難とされてきたA=Csのセシウム塩の量論組成の化合物の合成方法を確立し、良質の結晶を得ることに成功した。得られた結晶について磁気的、誘電的、分光学的性質を測定し、アルカリ金属の違いおよび格子欠陥がもたらす物性の違いを定量的に議論した。オルトベンゾキノンとコバルトからなる金属錯体には、結晶状態で原子価互変異性(幾何構造が同じで電子状態が異なる互変異性)を示すものが多数報告されている。本研究では、そのうちの一つ、Co(DBBQ)2(py)2・xS (DBBQ=3,5-ジtertブチルオルトベンゾキノン, py=ピリジン, S=結晶溶媒)について、既報の結晶とは結晶溶媒の数が異なる新規結晶を新たに合成し、原子価互変異性の発現が結晶溶媒の数により制御できることを示した。また、選択的に重水素化した試料の重水素核NMRスペクトル測定から、原子価互変異性の動的構造について議論した。スピンクロスオーバー(SCO)現象を示す鉄(II)錯体は、磁化率が狭い温度範囲で急激に変化するabrupt型と、幅広い温度範囲でゆっくりと変化するgradual型に大別できる。メスバウアー分光法によるこれまでの研究から、abrupt型は高スピン錯体と低スピン錯体の相互変換が遅く、gradual型では相互変換が速いことが知られている。本研究では、メスバウアー分光では測定不可能な相互変換速度を持つFe(II)錯体について、メスバウアー分光よりも遅い時間窓をもつSe-77 NMRスペクトル測定を行うことで、この相互変換速度を実験的に決定できることを示した。物理化学当初の計画では、本年度は(1a)電荷移動錯体、(2a)SCO錯体、および(3a)原子価互変異性錯体の、NMR測定による格子欠陥のキャラクタリゼーションに加えて、(1b)新しい組成の化合物の合成、(3b)前年度に新たに見出した、結晶溶媒の含有量が異なるCo(DBBQ)2(py)2結晶の構造決定および物性測定、を実施予定であった。(1a)については本年度は進展はないが、そのかわり(1b)については目的を達成した。(2a)については、前年度に危惧していた通り、前年度に対象としていた物質の良質の単結晶を得ることは困難であることがわかった。そこで予定通り、別のSCO錯体について検討したところ、固体高分解能Se-77 NMR測定により、NCSe錯体の状態分析が可能であることを見出した。(3b)については大きな進展があった。また、それにより(3a)に関する理解も進んだ。以上の(1)(3)を総合すると、本研究はおおむね順調に進展している。当初の計画では、本年度は(1)電荷移動錯体および(2)スピンクロスオーバー錯体についてNMRスペクトル測定を主とした研究を行う予定であった。(3)原子価互変異性錯体については、25年度以降に実施予定であった。(1)については、当初の目的どおりに組成と物性の再現性が高い合成法を確立することができた。その合成条件を検討する過程で、これまでに報告のない組成の化合物が合成できそうな手応えがあった。そこで、NMR測定による格子欠陥のキャラクタリゼーションは次年度以降に手がけることにして、合成研究を実施したところ、当初の計画以上に研究を進展させることができた。(2)については、計画通り既知物質を同位体標識し、粉末微結晶試料の多核固体NMRスペクトルを測定した。しかし、その温度依存性から明らかになったことは、研究目的を達成するには、単結晶NMRスペクトルの測定が必要である、ということであった。
腐食劣化した高力ボルト継手の耐久性能評価に関する研究

重要な社会基盤である鋼橋の高力ボルトは著しく腐食劣化することから、残存性能評価の確立が急務である。本研究では実腐食した高力ボルトを用いて、腐食減肉形状と残存軸力との相関実験を行い、また、腐食減肉に伴う残存軸力の低下メカニズムの解明としてFEM解析を実施した。その結果、残存軸力は腐食減肉形状に依存することを示し、座金部近傍の減肉量に着目した評価により、腐食高力ボルトの残存軸力を評価できることを示した。本研究では、鋼橋の腐食部位の中で腐食劣化速度が著しく速く、腐食劣化状況によっては橋の安全性が損なわれる危険性の高い摩擦接合型高力ボルト継手部を対象とし、腐食高力ボルト継手の残存耐荷力性能と疲労耐久性の評価を目的とする。研究実施に際しては、橋梁管理者から提供された腐食高力ボルト継手部を用いて、高力ボルトの腐食減厚量と軸力との関係、腐食高力ボルト継手の残存耐荷力性能、および疲労強度特性について、実験を主体に解明する。本年度は、「実腐食高力ボルトの残存軸力の推定」に関する研究を行った。以下に本年度の主な研究実績の概要を示す。1、腐食高力ボルトの腐食減厚量計測代表的な腐食高力ボルトを用いて、腐食劣化が最も激しいボルトナット部を主計測部位として、外観目視による腐食劣化度の分類、ノギスとマイクロメーターを用いた腐食減厚量の計測、レーザー変位計を用いたナット外径の腐食形状計測を行い、腐食ボルトの腐食劣化度の分類に関する研究を実施した。次年度も継続して計測を行い、腐食劣化度の分類を行う。2、腐食高力ボルトの残存軸力推定法に関する実験研究高力ボルトの残存軸力の計測として、ボルトヘッド表面のひずみからボルト軸力を推定するひずみ法を適用した。実験では軸力を正確に計測できる軸力計との比較によって、ひずみ法の精度と適用性を検討した。その結果、新材ボルトを用いた場合には、その適用性に一定の成果が得られた。次年度は腐食ボルトでの適用性について実験を行う。また、高力ボルト継手試験体を作製し、引張試験を行い、得られるすべり耐力から軸力を推定した。次年度も実験を継続し、腐食減厚量と高力ボルト軸力低下との相関分析、実腐食高力ボルトの残存軸力推定、および実腐食高力ボルト継手の残存耐力性状を解明する。本研究では、一般的に鋼橋の中でも腐食劣化が最も速く、その腐食劣化により橋の安全性が損なわれる危険性の高い摩擦接合型の高力ボルト継手部を対象に、腐食高力ボルト継手の耐久性能評価を目的としている。高力ボルトの腐食原因は、ボルトの形状自体にあり、角が多いボルト・ナットは塗装膜厚を確保しづらく、飛来塩分も付着しやすいため、局部的に激しい腐食劣化に至る。そのように腐食劣化した高力ボルトは軸力が低下し、継手耐力も低下するが、腐食劣化ボルトの本数によっては橋を不安定な状態にさせる恐れもある。本年度は4つのステップで実験研究を進めた。ステップ1は軸力に最も影響を与えるナット部の腐食減厚に着目し、目視、直接計測法(ノギス、マイクロメータ)、間接計測法(レーザー計測法、型どり)により腐食劣化度の分類を行った。外観目視と肉厚計測の結果から、総数160本の腐食ボルトを用いて、減肉量小グループ13本、減肉量中Aグループ97本、減肉量中Bグループ16本、減肉量大グループ34本と4グループに分類した。ステップ2では腐食ボルトの振動特性に着目し、インパルスハンマーで打音した時の腐食ボルトの加速度を計測し、その周波数分析を行い、ステップ1の腐食劣化度との相関を分析した。なお、本法では予め軸力を制御したボルトの周波数分析を行った結果から、制御軸力と周波数の相関から残存軸力を推定する方法を検討した。ステップ3では4パターンの腐食劣化度から1体2体の引張試験体を用いて、腐食ボルトの引張試験を行い、すべり耐力を求めた。また、摩擦面粗さ計測結果より、摩擦係数を推定し、その両データから腐食ボルトの残存軸力を推定した。重要な社会基盤施設の一つである橋梁は高度経済成長期に多く建設され,既に供用から40年50年を経過し,近年,全国の橋梁で老朽化による橋の通行止め,架替え,大規模補修などが行われている.鋼橋の摩擦接合継手の高力ボルトには,腐食劣化が著しく進行しているものが見られる.高力ボルトの腐食原因は,ボルト構造の腐食減肉形状そのものにあり,角が多いボルトネジ部やナット部は塗装膜厚を確保しづらく,飛来塩分も付着しやすいため,局部的に激しい腐食劣化に至ると考えられている.よって腐食した鋼橋の高力ボルト摩擦接合継手に対する耐荷力性能・耐久性能評価を確立するためには,腐食レベルに応じた高力ボルトの残存軸力の評価が急務である.

これまでの腐食による高力ボルトの減肉に伴う軸力低下に関する研究は人工腐食モデルであり,実際に腐食劣化した高力ボルト継手に対しての評価ではないため,適切な評価に与えているとは言い難い.本研究では,実腐食した摩擦接合継手の高力ボルトを用いて,その腐食減肉形状と腐食減肉量を測定し,残存軸力の測定を行った.また,腐食減肉に伴う残存軸力の低下メカニズム及び腐食減肉形状が残存軸力に及ぼす影響をFEM解析を用いて検討した.その結果より,残存軸力の大きさは,腐食減肉形状に依存する傾向があり,残存軸力を評価する場合,腐食減肉形状によっては危険側の評価を与える可能性があることを示した.また,座金部近傍の減肉量に着目して評価を行うことで,腐食減肉形状を考慮して減肉に伴う残存軸力の低下割合を評価できる可能性があることを示した.腐食高力ボルトの残存軸力を推定する方法として、腐食形状による分類を実施し、その分類に応じて、振動特性およびすべり耐力実験から、残存軸力を概ね推定できる手法が得られた。次年度はすべり耐力実験のデータを増やし、残存軸力推定法を提案する。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後の研究として、腐食劣化度分類と残存軸力との相関分析を目的に、すべり耐力実験のデータ数を増やし、残存軸力推定法を提案する。また、腐食高力ボルトの疲労耐久性の確認を目的とした疲労試験を行い、その疲労性状を明らかにするとともに、疲労試験とすべり耐力を組み合わせた実験も行い、腐食高力ボルトの耐力特性を総合的に評価する予定である。
鳴り砂海岸の保全とその活用をめざした人工鳴り砂の精製

復元が不可能に近い鳴り砂海岸には、その海岸とまったく同じ粒径をもつ人工鳴り砂の搬入が有効となる。本研究は、中容量の人工鳴り砂の精製技術を確立し、鳴り砂海岸の保全・復元と環境整備に貢献することを目的とした。平成11年度(最終年度)の研究成果は以下のとおりである。(1)平成10年度試作された中容量人工鳴り砂精製によって、短期間(ほぼ2日間48時間)で、中容量(一挙に50kgf×2=100kgf)の質の高い(高感度)人工鳴り砂の精製に成功した。(2)質的、量的にもこの人工鳴り砂の精製技術は世界で初めての確立であり、今後、鳴り砂海岸の保全や復元はもちろん、社会教育、環境教育としての教材試料として、また、鳴り砂海岸を持つ市町村の「街おこし」活用にも、十分、供給できることになり、大きく一歩踏み進むことができた。本研究は、過去に消滅してしまった鳴り砂海岸の本格的な復元をめざす立場から、人工鳴り砂の大量精製法を確立することにある。しかし、一拠に大量精製に到るには多くの困難が伴うため、その前段階としての中容量精製の具体的方法の提案を目的とする。確実に大量精製に繁がる基本的成果を得ることにある。平成10年度の成果は、以下のとおりである。(1)中容量人工鳴り砂精製機が試作できた。試作機は50kgf(容量)×2容器の精製機能をもたせるため、200V、1.5KW加振器で、原料の硅砂を規定どおり研磨できる装置である。(2)今年度は、30kgf×2=60kgfを4日間で精製できることが実証できた。(3)ただ、今年度目標にした50kgf×2=100kgfを3日間で精製には今だ試作機の消耗が激しく、30°C湯の循環機能部分で改良の余地があり、来年度の課題として残った。復元が不可能に近い鳴り砂海岸は、その海岸とまったく同じ粒径をもつ人工鳴り砂の搬入が有効となる。本研究は、中容量の人工鳴り砂の精製技術を確立し、鳴り砂海岸の保全・復元を環境整備に貢献することを目的とした。(1)平成10年度試作された中容量人工鳴り砂精製によって、短期間(ほぼ2日間48時間)で、中容量(一般に50kgf×2=100kgf)の質の高い(高感度)人工鳴り砂の精製に成功した。(2)質的、量的にもこの人工鳴り砂の精製技術は世界で初めての確立であり、今後、鳴り砂海岸の保全や復元はもちろん、社会教育、環境教育としての教材試料として、また、鳴り砂海岸をもつ市町村の「街おこし」活用にも、十分、供給できることに成り、大きく一歩踏み進むことができた。
“みどりの香り"の酵素的生成機構の解明

本年度申請書に従って、1,2)基質構造異性体;Aグループ(ジエン系)リノール酸のω位より(9Z,12Z)を含む10位まで固定、11位より全炭素数1424を合成。Bグループ(トリエン系)(9Z,12Z,15Z)以下Aと同じ。Cグループ(ジエン系)α位より(9Z,12Z)を含む13位までを固定、14位よりω位に向って全炭素数24までを合成。酵素源、a.大豆種子、b.キウリ幼苗、c.小麦種子のリポキシゲナーゼ:(LOX)を用いO_2添加の基質特異性を検べた。Aグループに対して、a-LOX活性はC_<16>より活性上昇C_<20>でピーク以下下降。b-LOXはC_<17>より上昇、C_<19>でピークをC_<24>でなおC_<18>の35%の活性をもつ。即ちa、bのそれはLOXの親水領域でルーズである。またaのO_2添加の立体選択性は、ω6(Z,E)にb.ではω6(Z,E)とω10(E,Z)、Cはω10(E,Z)に特異性を示した。Bグループのaに対しては、C_<18>のみに活性を示した。このことからLOXの親水領域、疎水のそれおよび活性部位(C_<11>のHs,H_Rの立体選択的引抜き)に於ける反応の特異性が明確になり、a,bは親水領域ではオープン構造を、Cではポケット構造を、また活性部位のFe^<3+>との鎖体立体構造は点対称性を示すことをはじめ重要な知見が数多く明らかになった。3、4)開裂酵素による開裂活性についてはAグループのヒドロペルオキシドのそれはC_<18>を1するとC_<22>でピークを2.5、C_<24>で2。BグループのそれではC_<18>で10、C_<22>では25で、親水領域ではかなりルーズであることなどが判り、これらの光学特異性は(S)型のみを開裂することなど開裂反応性の実態が明らかになった。LOX-開裂酵素系のリレー系については目下実験結果の解析中であるがこの二つの酵素リレー系は制限コントロールする因子が存在し、LOXでの活性を制御するのみならず、開裂の基質の認識が極めて選択性を示すことなどが判明した。
オキシハライドの生成を利用した希土類金属リサイクルの新プロセス

本研究の目的は、新しいタイプの希土類金属リサイクル・プロセスの開発に資す基礎データを得る手法を探索することである。本研究では、抽出媒体金属として溶融銀及び溶融マグネシウムを用いて、Nd-Fe-B磁石合金スクラップからネオジム(Nd)を直接抽出・分離する方法を試みた。なお、研究課題名に記されている方法と本実験のスタイルは異なっているが、研究の本質は変化していない。抽出媒体として溶融銀を用いた、Nd-Fe-B磁石スクラップからのNdの抽出実験を行った。抽出実験の前に、Ndの理論抽出限界を推定するために、Ag-Fe-Nd系の状態図を実験により作成した。この状態図より、1363Kにおける理論抽出限界は、Ag-Nd合金中のNd濃度にして50-52mol%(57-59mass%)であることが示された。この結果は、熱力学的データの文献値を用いた平衡論に基づく計算の結果とよく一致した。溶融銀によるスクラップからのNdの抽出実験では、1273Kで抽出率が90%以上に達し、また、12731573KでNd濃度が45-50mass%のAg-Nd合金が得られた。さらに、Ndの抽出によって得られたAg-Nd合金を大気下で溶融、攪拌し、Ndを酸化物としてAgと分離、回収することを試みた。その結果、溶融後2hでAg中のNd濃度は0.006-0.065mass%まで低下し、Ndは酸化物として分離できることがわかった。また、溶融マグネシウムを用いてNd合金スクラップからNdを抽出し、得られたMg-Nd合金から、Mgの高い蒸気圧を利用してMgを蒸発・分離し、Mgを反応容器内で循環させながら連続的にNdを抽出する新しいプロセスの抽出実験を行った。真空下のMg蒸発除去実験において気Mg-Nd合金中のMg濃度が最終的には0.05mass%以下になり、純度97.7%のNdが得られた。以上、本研究により、溶融金属を抽出媒体として、磁石合金スクラップ中のネオジムを抽出する新しいプロセスの構築が原理的に可能であることが示された。平成12年度は、RE/RECI_3共存下における希土類金属オキシハライド(REOCI)の熱力学的な安定性の測定実験を行うための研究基盤の整備を行い、希土類金属の新しい精製プロセスの主要なプロセスパラメータを調査検討した。塩化物の高純度化や試料中の酸素分析等の手法、さらには電気化学的手法による極低酸素レベルへの脱酸技術などのノウハウを活用し、極低酸素分圧下での平衡実験を行う実験装置を作製した。当初、約5001000°Cの範囲での、RE/RECOI(s)/RECI_3(s,I)共存下での平衡実験を主として行い、希土類金属の酸素濃度の分析値とこれまでに測定した酸素活量係数(γ_<OinRE>)から、オキシクロライドの標準精製Gibbsエネルギー(△G^0_<f,RECOI>)を測定することに重点を置いていたが、これらの物性値を精度良く測定するためにはより高い温度で平衡実験を行う必要があることが新たに明らかとなった。

このため、新たに反応炉を新設しハライド塩やオキシハライド塩の準備・熱処理できる環境を整備した。本年度は、ハライド塩やオキシハライド塩の準備・熱処理できる環境が整備されたことを踏まえ、RE/RECl_3共存下における希土類金属オキシハライド(REOC1)の熱力学的な安定性の測定実験を行い、希土類金属の新しい精製プロセスの主要なプロセスパラメータを調査検討した。これまでの一連の研究を通じて、塩化物の高純度化や試料中の酸素分析等の手法、さらには電気化学的手法による極低酸素レベルヘの脱酸技術も確立しており、これらのノウハウを活用し、極低酸素分圧下での平衡実験を行った。具体的には、約5001000°Cの範囲での、RE/REOCl(s)/RECl_3(s,1)共存下での平衡実験を主として行い、希土類金属の酸素濃度の分析値とこれまでに測定した酸素活量係数から、オキシクロライドの標準生成Gibbsエネルギーを推定した。また、EOC1(s)/REC1_3(s,1)もしくはREOCl(s)/RE_2O_3(s)2相混合塩の電気化学的な特性の測定(分解電圧、Emf測定)も行い、オキシハライド法による脱酸限界について定量的に検討した。上記の実験ならびに脱酸実験を遂行する技術は確立しているが、これまでの研究では、高温実験後の反応容器内の試料を従来型のグローブボックスに移す際、大気中の水分や酸素で試料が汚染されることがあった。なお、本研究を発展させ、希土類金属の分離抽出実験についても検討した。オキシハライドの生成反応を利用した希土類金属素材からの不純物、特に酸素の除去を目的とした新しい素沿い再生プロセスの開発を目指すことが、本研究の目的である。これまでの研究成果をふまえ、本年度は、精製した希土類金属の塩化物およびオキシハライドを用いて、RE/RECl_3と共存する希土類金属オキシハライド(REOCl)の安定性を決定し、実際の酵素除去への利用を試みた。具体的には、これまでの実験条件、装置、操作に関する基礎的な検討、確認実験の結果、塩化物の高純度化や試料中の酸素分析等の手法、さらには電気化学的手法による極低酸素レベルヘの脱酸技術も確立しており、これらのノウハウを利用し、極低酸素分圧における平衡実験を実施した。平成13年度に行ったREOCl(s)の形で溶融相から脱酸する反応における最終的に到達できる酸素含有量を確認、さらに精度を上げた実験を継続して、オキシクロライドの熱力学的性質を推定し、RE合金の脱酸・浄化を含めた新しい素材再生プロセスの可能性についての検討を行った。また、オキシクロライド生成反応と電気化学的脱酸反応を併用して金属相中に残留する酸素の濃度をさらに低下させる方法を検討し、溶融塩化物浴を含む系において操作に対する最適条件を模索した。さらには、実際の操作において混入の可能性がある水分が系の特性、脱酸限界に及ぼす影響についても考察した。本研究の目的は、新しいタイプの希土類金属リサイクル・プロセスの開発に資す基礎データを得る手法を探索することである。本年度は、実験スタイルを変え、溶融金属を用いてNd-Fe-B磁石合金スクラップからネオジムを直接抽出・分離する方法を試みた。本概要では、溶融金属(抽出媒体金属)として、銀を用いた場合について記載する。溶融銀によるNd-Fe-B磁石スクラップからのネオジムの抽出実験を行い、その結果をもとに平衡論的な考察を行った。はじめに、溶融銀によるスクラップからのネオジムの抽出実験を行った。その結果,1273Kにおいてネオジムの抽出は速く、その大部分は4hよりも早い段階で進行することがわかった。また、種々の条件下で抽出実験を行い、12731573Kの広い温度範囲で抽出率が90%以上に達し、ネオジム濃度が45-50mass%のAg-Nd合金が得られた。
α位に不斉四置換炭素を有するアミン類の新規触媒的合成法の開発

医薬品や有用天然物等の合成素子として有用なα位に不斉四置換炭素を有するアミン類の触媒的合成法として、窒素上無保護のケチミンに対するアリール化反応を行なっている。南洋理工大学の林研究室と共同研究を行い、キラルジエン配位子を用いることにより、目的のアリール化体を高収率・高エナンチオ選択的に得ることに成功した。本反応では以前報告していたキラルリン酸触媒を用いた不斉Friedel-Craftsアルキル化反応では適用が困難であった反応性がより低いケチミンに対しても適用が可能であり、様々なアリール基が導入可能となっている。さらには、本反応の高いエナンチオ選択性はジエン配位子による適切な不斉場の構築だけでなく、配位子と基質間の水素結合生成が重要ではないかと示唆されている。今後、基質一般性の検討および、生物活性物質の短工程合成に応用していく予定である。また、窒素上無保護のケチミンの窒素原子の求核性の高さに着目し、その求核性を利用した反応の開発に着手した。適切なカップリングパートナーおよび遷移金属触媒を用いることにより、連続四置換炭素を有する窒素上無保護アジリジンを高収率かつ高い原子効率で合成することに成功した。本反応は今までの求核付加反応では適用ができなかった不活性無保護ケチミンに対しても反応の適用が可能であり、立体障害から得ることが困難な連続四置換炭素を有するアジリジン類を合成できる有用な手法である。さらには、カップリングパートナーを調節することにより、特殊アミノ酸であるアジリジン環を有する連続四置換α,αー二置換αーアミノ酸の合成にも成功した。今後、基質一般性の検討、不斉反応への応用および化学選択性の検討を行っていく予定である。平成29年度までの研究で、窒素上無保護のα-ケチミノエステルに対するインドールやピロールを求核剤とした直接的触媒的不斉Friedel-Craftsアルキル化反応の開発に成功していたが、平成30年度に詳細な反応機構解析と基質一般性の拡張を行い、筆頭著者として論文を発表した。続いて、窒素上無保護のα-ケチミンを用いる反応の適応性の拡大を企図し、アリール化反応の検討を行った。南洋理工大学(シンガポール)の林民生教授が来学された際、共同研究の話がまとまり、実際に林研究室に短期留学をするなどの共同研究を行った結果、キラルジエン配位子や反応条件をチューニングすることにより、目的のアリール付加体を高収率・高エナンチオ選択的に得ることに成功した。現在論文投稿準備中である。さらにアジリジン化反応の検討も開始しており、既にアジリジン環を有する連続四置換α,αー二置換αーアミノ酸の合成にも成功している。以上の業績から総合的に判断し、「期待以上の研究の進展があった」と評価した。今後、アリール化反応に関しては適切な配位子を有する遷移金属触媒を用いて基質一般性拡大や生物活性物質の短工程合成を行っていく予定である。またアジリジン合成に関しては今までの反応では用いることが困難であったケチミンに対しても適用が可能であるため、その検討を行っていく。さらには不斉化も可能ではないかと考えられるため、不斉反応の検討も行う予定である。医薬化学や合成化学において非常に重要な化合物であるα位に不斉四置換炭素を有するαーアミン酸類の合成法として窒素上無保護のαーケチミノエステルに対するインドールやピロールを求核剤とした直接的触媒的不斉Friedel-Craftsアルキル化反応の開発をおこなっており、新規C1対称性を有するキラルリン酸触媒を用いることにより高収率・高エナンチオ選択的に目的物を得ることに成功した。本触媒は新規性が高いため、反応機構解析を目的とした速度論解析、および計算化学を行った。速度論解析の結果、触媒に対して反応次数は1次であり、非線形効果の測定の結果、直線のグラフが得られたため、反応系中において触媒は単量体で作用していることが示唆された。次に計算化学による遷移状態の構造解析の結果、主エナンチオマーである(S)体が生成する遷移状態のおいてC1対称およびC2対称のリン酸の比較を行った結果、C1対称のリン酸の場合にC2対称のものに比べ、求核剤とリン酸の置換基であるアントラセンとの距離が近く、遷移状態が安定化されていることが判明した。遷移状態を安定化する要因として、インドールの2位の水素原子とアントラセン間の相互作用であるCH-π相互作用ではないかと考えている。また、これまでのこれまでの窒素上無保護のケチミンに対する反応として、求電子剤としては非常に反応性の高いαーケチミノエステルにしか適用できず、またFriedel-Crafts反応全体の制限として、電子豊富な芳香族化合物しか求核剤として用いることができない点で改善の余地を残していた。そこで、反応性の低いケチミンおよび、様々なアリール化を可能にするため、反応の検討を行ったところ、遷移金属触媒および、適切なアリール化剤を使用することにより、より反応性の低い窒素上無保護のケチミンに対してアリール化反応を進行させることに成功した。新規性の高いC1対称のリン酸触媒を用いて、窒素上無保護のαーケチミノエステルに対するインドールやピロールを求核剤とした直接的触媒的不斉Friedel-Craftsアルキル化反応の速度論的かつ計算化学による反応機構解析に成功し、様々な学会で研究成果を報告しており、近日中に論文投稿を予定している。

さらには、より反応性の低い窒素上無保護のケチミンに対して、保護基を有するケチミンを用いた場合においても進行させること難しいアリール化を高収率で進行させることに成功し、かつ反応条件が非常に温和であることが判明している。さらには不斉反応への応用の目処が立っているため当初の計画以上に進展していると判断した。医薬品や有用天然物等の合成素子として有用なα位に不斉四置換炭素を有するアミン類の触媒的合成法として、窒素上無保護のケチミンに対するアリール化反応を行なっている。南洋理工大学の林研究室と共同研究を行い、キラルジエン配位子を用いることにより、目的のアリール化体を高収率・高エナンチオ選択的に得ることに成功した。本反応では以前報告していたキラルリン酸触媒を用いた不斉Friedel-Craftsアルキル化反応では適用が困難であった反応性がより低いケチミンに対しても適用が可能であり、様々なアリール基が導入可能となっている。さらには、本反応の高いエナンチオ選択性はジエン配位子による適切な不斉場の構築だけでなく、配位子と基質間の水素結合生成が重要ではないかと示唆されている。今後、基質一般性の検討および、生物活性物質の短工程合成に応用していく予定である。また、窒素上無保護のケチミンの窒素原子の求核性の高さに着目し、その求核性を利用した反応の開発に着手した。適切なカップリングパートナーおよび遷移金属触媒を用いることにより、連続四置換炭素を有する窒素上無保護アジリジンを高収率かつ高い原子効率で合成することに成功した。本反応は今までの求核付加反応では適用ができなかった不活性無保護ケチミンに対しても反応の適用が可能であり、立体障害から得ることが困難な連続四置換炭素を有するアジリジン類を合成できる有用な手法である。さらには、カップリングパートナーを調節することにより、特殊アミノ酸であるアジリジン環を有する連続四置換α,αー二置換αーアミノ酸の合成にも成功した。今後、基質一般性の検討、不斉反応への応用および化学選択性の検討を行っていく予定である。平成29年度までの研究で、窒素上無保護のα-ケチミノエステルに対するインドールやピロールを求核剤とした直接的触媒的不斉Friedel-Craftsアルキル化反応の開発に成功していたが、平成30年度に詳細な反応機構解析と基質一般性の拡張を行い、筆頭著者として論文を発表した。続いて、窒素上無保護のα-ケチミンを用いる反応の適応性の拡大を企図し、アリール化反応の検討を行った。南洋理工大学(シンガポール)の林民生教授が来学された際、共同研究の話がまとまり、実際に林研究室に短期留学をするなどの共同研究を行った結果、キラルジエン配位子や反応条件をチューニングすることにより、目的のアリール付加体を高収率・高エナンチオ選択的に得ることに成功した。現在論文投稿準備中である。さらにアジリジン化反応の検討も開始しており、既にアジリジン環を有する連続四置換α,αー二置換αーアミノ酸の合成にも成功している。以上の業績から総合的に判断し、「期待以上の研究の進展があった」と評価した。アリール化反応の不斉化を行って行く予定であり、遷移金属触媒を用いているため、様々な不斉配位子を有する錯体を合成し、適宜検討して行く予定である。また本反応は他研究室とのコラボレーションを予定をしており、共同研究先と協力して、迅速に反応の最適化および基質一般性の拡大につとめていく予定である。
PARD6Bを介した新たな防御機構の解明と炎症性腸疾患への治療応用

腸管上皮細胞は、病原体や腸内細菌に対する防御機構を持ち、その破綻は腸管感染症、炎症性腸疾患(IBD)の進展に強く関与する。申請者らは、エンドサイトーシスを促進する新たな分子としてPARD6Bを同定した。さらに、腸管上皮細胞がPARD6Bの分解誘導を介して、エンドサイトーシスを阻害し、病原体の侵入を食い止めるという防御メカニズムを見出した。本研究では、1) PARD6Bの分解を誘導するシグナルの同定、2)腸炎、IBDモデルマウスを用いた機能解析によるPARD6Bを介した防御機構の解明、3) IBD患者の予後予測マーカーとなりうるかの検証を行い、新たな治療ターゲットにつなげることを目的とする。
新規血管再生マクロファージのメカニズム解析を通じた新規血管再生治療の開発

申請者は、難治性潰瘍患者の末梢血のM2マクロファージをin vitroで機能強化・細胞増幅する技術を開発した。興味深いことにその培養から得られる細胞中に血管再生の治療効果と正の相関がある特徴的なマクロファージを見出した。本研究では、申請者が独自に発見したこの細胞の細胞学的特性と血管再生機構を解明する。現行の細胞移植治療以上の効果をもたらす新規治療法の開発革新的血管再生治療法に向けた基盤研究を行う。
ポストハーベストステイグリーンの分子基盤と新しい育種利用

ブロッコリなど葉菜類では輸送・貯蔵中の黄変・鮮度低下が生産・流通コストの面から大きな問題となっている。品種改良等による解決には老化処理をしても緑色を維持するステイグリーン突然変異体の原因遺伝子を単離し、その遺伝子の機能を解析することが有用と考えられる。本課題ではダイズcytG、シロイヌナズナのpif5、イネのdye1の3つの異なるステイグリーン突然変異体の原因遺伝子を単離し、それぞれの機能解析を行った。本年度は葉菜類が流通中に暗黒条件下に置かれることによって老化が進行してしまうメカニズムの解析を進めた。輸送中の老化進行が品質上大変問題になっているブロッコリと同じアブラナ科であるシロイヌナズナを主な解析材料とした。シロイヌナズナではエチレン非感受性突然変異体が暗黒処理時も老化の進行が非常に遅いことから、暗黒誘導性老化にエチレンが重要な役割を果たしていると考えられている。しかし、暗黒処理により実際にエチレンが合成されているという報告はなかった。シロイヌナズナの葉を暗黒処理したところ、明条件下ではエチレン合成の上昇は見られないが、暗黒処理時には処理1-2日目にエチレン合成の誘導が起こることを見出した。bHLH型転写因子Phytochrome Interacting Factor5(PIF5)のloss-of-function突然変異体は暗黒条件下で老化が遅延することから、暗黒誘導性老化の正の制御因子と考えられる。PIF5は転写アクティベーターであることから、直接遺伝子発現を制御するとされる遺伝子のうち、老化で誘導される遺伝子を探索したところ、AtHB2を見出した。その発現パターンは単に老化で誘導されるとされる遺伝子とは異なり、老化処理により一過的に発現が誘導されていた。発現が上昇した後に再び低下するのはPIF5に直接制御される遺伝子の発現の特徴でもある。実際、pif5突然変異体では暗黒処理時の発現が低下していた。また、植物のゲノム編集技術についても老化関連遺伝子を標的とした改変を試みている。当初計画通りTALENによる葉緑体ゲノム編集を試みたが、核ゲノム遺伝子のゲノム編集に関しては、並行して簡便なゲノム編集技術として注目を集めているCRISPR/Cas9の適用を進めた。本年度は葉菜類のポストハーベストにおける老化のメカニズムの解析をさらに進めた。ブロッコリは特にポストハーベストの老化が問題になる野菜であるが、同じアブラナ科であるシロイヌナズナを用いて解析を進めている。また、ダイズの細胞質遺伝ステイグリーン突然変異体の解析も進めている。シロイヌナズナでは赤色受容体であるフィトクロームにより分解制御される転写因子PIF4,PIF5タンパク質が暗黒誘導性老化に重要な役割を果たすことが分かっている。さらにPIF4,PIF5の直接の標的遺伝子を解析するために、PIF5の直接のターゲットとしてしられているAtHB2の過剰発現体を作成した。AtHB2は早期老化を示したことから、PIF4,PIF5はAtHB2の発現制御することで老化を促進するものと考えられた。ゲノム編集法の確立のために、シロイヌナズナとイネを用いてCRISPR-Cas系による遺伝子破壊を試みた。イネではブロッコリで計画しているように複数ターゲットを一度に改変することが比較的容易に出来ているが、シロイヌナズナでは遺伝子破壊株は単離できているものの、その効率は高くなかった。ダイス細胞質ステイグリーン突然変異体の原因遺伝子は光化学系IIの小サブユニットのひとつであったが、暗黒芽生えのクロロフィルbリダクターゼ活性を測定したところ、野生型に比べて低下していることが明らかになり、このことがステイグリーン形質をもたらしている可能性が示唆された。PIF5の直接の標的遺伝子が葉の老化制御に関与することを示すなど、およそ目標にしていた内容を達成することが出来た。ダイズの細胞質遺伝ステイグリーン突然変異体についても生理的な解析が進んだ。またゲノム編集については技術的には可能であることを示すことが出来た。葉菜類では収穫後の輸送中に老化が進行し黄変してしまうことが品質管理上大きな問題になっている。本年度はイネのステイグリーン突然変異体dye1の研究を通じて葉の緑色を保つメカニズムについて解析した。dye1は収穫時も葉の緑色を保つ突然変異体である。マップベースクローニングの結果、光化学系Iのアンテナ複合体LHCIのサブユニットのひとつLhca4にアミノ酸置換を伴う変異があることが分かった。野生型ゲノムクローンの形質転換により相補実験を行ったところ、表現型が回復したため、この遺伝子の変異がステイグリーンの原因であることが証明された。dye1では老化が進行する以前からクロロフィル含量が高く、そのことがステイグリーン表現型を示す原因のひとつと考えられた。老化前の健常葉では光化学系Iのコアタンパク質量がやや増加しているほか、光化学系IIのアンテナタンパク質であるLHCIIのタンパク質量が顕著に増加していた。したがって、これらのタンパク質量が増えることがステイグリーン表現型の原因のひとつになっていると考えられたが、両遺伝子とも転写量は野生型と変わりがなかったことから、これらのタンパク質量の増加はタンパク質レベルでの制御によるものと考えられた。またdye1は光化学系I複合体の構成が大きく損なわれているにも拘らず、炭酸固定能もバイオマスも野生型と変わらなかった。したがって、dye1では光化学系Iの活性を補う何らかの機構が働いているものと推察された。

品種改良等による解決には老化処理をしても緑色を維持するステイグリーン突然変異体の原因遺伝子を単離し、その遺伝子の機能を解析することが有用と考えられる。本課題ではダイズcytG、シロイヌナズナのpif5、イネのdye1の3つの異なるステイグリーン突然変異体の原因遺伝子を単離し、それぞれの機能解析を行った。老化誘導に関与するPIF5の直接標的遺伝子の候補を同定するなど、およそ目標にしていた内容については達成した。暗黒処理時のエチレン合成の誘導の発見など、予定外の結果も得ている。ダイズ細胞質遺伝ステイグリーン突然変異体については作成したタバコ形質転換体の詳細な生理的な解析を進めるなどしてステイグリーンを引き起こす詳細なメカニズムの解明を目指す。ゲノム編集についてはイネ以外でも効率的に適用できるようにシステムを検討する。29年度が最終年度であるため、記入しない。遺伝育種学老化誘導に関与するPIF5の直接標的遺伝子の候補として同定されたAtHB2の機能解析を行っていく。AtHB2は多重遺伝子族を形成すること、初期発生に関与することから完全な機能喪失体を得ることを難しいと考えられることから、過剰発現体の機能解析を中心に進めていくことにする。核ゲノム編集についてはCRISPR/Cas9を中心に進めていく。光質・強度を精密に制御できるインキュベーターが必要であると考え、これを購入した。全体としてはほぼ予定通りに予算執行が出来たが、わずかに繰越金が発生した。TALENを中心にゲノム編集を行っていく予定であったが、新たに有効性が示されて来たCRISPR/Cas9によりゲノム編集を行っていくことにした。CRISPR/Cas9は外注等により作成する必要が無いため、予算執行額が少なくなった。次年度使用額は少額であり、平成28年度の予算と併せて適正に使用する。一方、暗黒誘導性老化におけるエチレンの重要性が見出されたため、今後の解析にはエチレン合成量の測定が必須となった。エチレン量の測定は外注で行っているため、年間90万円程度の経費が新たに掛かると考えられる。
鋼製独立柱とのダンパー連結を用いた木造戸建て住宅の耐震性能向上法

(1)地震動作用中に,オイルダンパー本体やダンパー取付部材に損傷が生じると,ダンパーを当初より設置していない場合に比べて地震時最大応答が増幅する現象が生じる「地震時最大応答逆転現象」について,単純な物理モデルを用いてその発生メカニズムと発生条件を明らかにした.(2)1層建物モデルと独立柱をオイルダンパーで連結した小型建物模型を作成し,これに対する振動実験を実施した.この建物模型の最大の特徴は,オイルダンパー本体やダンパー取付部材の損傷を模擬できる装置を組み込んだことである.これを振動実験中の任意の時間に作動させて,ダンパーやその取付部材の地震作用中の損傷を模擬し,それによって生じることが予想されていた地震時最大応答逆転現象の発生を実証した.(3)(1)と(2)の成果で明らかになったように,ダンパーと床の取付部に想定以上の地震力が生じて当該箇所に損傷が生じると,設計時に想定していたダンパーによる制震効果が発揮できないばかりか,ダンパーを設置していない場合に比べても地震時最大応答が増幅する可能性がある.このことを防ぐためには,ダンパーやその取付部に生じる地震力の高精度な予測が必要となる.本研究が対象としている木造戸建て住宅では,床の面内剛性が十分に確保できないことが多いため,一般的な建物のモデル化で採用される剛床仮定は,木造戸建て住宅に適用するには慎重を期する必要がある.そこで,木造建物における床の面内剛性が,木造建物のように柔な構造物と,ダンパーが取り付けられる独立柱のように剛な構造物との間に生じる地震力に与える影響の一般的傾向を,数値解析的検討により明らかにした.(4)(1)から(3)の成果を,査読付き論文2編および学会発表論文2編としてとりまとめた.査読付き論文については1編がすでに掲載され,もう1編は条件付き採用となった(決定ではないため実績一覧には含めていない).木造住宅の内部に鋼製独立柱を設置し,これと木造住宅の2階床面をオイルダンパーで連結することにより,木造住宅の耐震性能を向上させる構法について,以下の研究を実施した.(1)各層が劣化スリップ型の復元力特性を有する2層せん断型モデルと,ノルマルバイリニア型の復元力特性を有する1自由度モデルを,ダッシュポットで連結した3自由度モデルについて,ダッシュポットの減衰係数をパラメタとして種々の地震動に対する弾塑性時刻歴応答解析を実施し,以下のことを明らかにした.(a)本構法の適用によって木造住宅2階の変位応答が増大し,層間変形角が1/30を超える場合には,ダンパー連結と2階の耐震補強と併用することにより,1階,2階とも,レベル2相当の地震動に対しても層間変形角を1/30以下に抑制することが可能となる.(b)層間変位が1/30における等価弾性剛性を用いて計算した1次減衰定数がピークとなる連結ダンパー量と,木造住宅の最大層間変位を最小にするようなダンパー量にはかなりの差があり,減衰定数をピークにするようなダンパー量よりも多くダンパーを入れることでさらに変位応答を低減することができる.(2)木造住宅の床の面内剛性を考慮するため,床の面内剛性を弾性バネで表現した2層4自由度モデルを導入し,床の面内剛性を無限大とした(1)の結果と比較することにより,以下のことを明らかにした.(c)床の面内剛性の木造建物の層剛性に対する比と,床の面内剛性の鋼製独立柱の剛性に対する比の両者が,本構法の性能に対して影響を与える.(d)上に示した2つの比がともに1以上あれば,本構法による地震時応答低減性能は剛床仮定によっても概ね評価できるが,いずれかが1を下回る場合には,床面内剛性が地震時応答低減性能に与える影響は無視できないため,床面内剛性を考慮できるモデルによる検討または床面内剛性の補強が必要である.当初の平成27年度の研究計画のうち,鋼製柱の柱脚の固定度の影響については,検討を実施することができなかったが,それ以外については,目標とする成果を達成することができたため,「おおむね順調」と判断した.木造住宅の内部に鋼製独立柱を設置し,これと木造住宅の2階床面をオイルダンパーで連結することにより,木造住宅の耐震性能を向上させる構法について,以下の研究を実施した.(1)耐震性能が不足している木造住宅の大部分を占める2階建て木造住宅について,提案する連結制震型耐震補強構法と,2階への一般的な構法(耐震壁の付加など)による耐震補強を併用するときの,連結オイルダンパーの容量(減衰係数),独立鋼製柱の本数(剛性)および2階への補強量(付加する耐力)が,耐震補強効果に与える影響の傾向を,数値解析的な検討から明らかにした.(2)上記の検討に基づき,連結オイルダンパーの容量,独立鋼製柱の本数および2階への補強量の設計フローを構築した.また,実在する木造住宅を元に作成した建物例に対して,構築した設計フローに基づいて耐震補強設計を実施し,設計フローの有効性を確認した.(3)2016年4月に発生した熊本地震のような,震度67の大地震が短期間に連続して発生する地震動(連続地震動)に対して,木造住宅の地震時最大応答が地震動の作用回数ごとに増大する現象が,エネルギーの収支に基づいて説明できることを明らかにした.また,本課題で提案する連結制震型耐震補強構法を適用した場合には,連続地震動に対する地震動の作用回数ごとの最大応答の増大現象が,大幅に抑制できることを示した.