hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
知的インターフェイスのためのマルチモーダル情報を用いたユーザの意図理解

平成13年度に実装した対話開始部を様々な環境でテストし、実践的な評価を行った。その結果、計算機端末に近付いて来た人物を検出し、利用意思を持ってディスプレイ正面に座った人物の顔領域を画像中から検出可能であることが確かめられた。また、検出した顔領域から唇領域を検出し、実時間で唇位置を追跡できることを確認した。・対話中のユーザの意図理解上記の唇検出位置に対して、リップリーディング処理を適応し、1分程度の発話練習をした学生の場合、70%以上の認識率が得られることを確認した。高齢者の場合、口をはっきり開けることができる人であれば、学生と同様に70%以上の認識率が得られる。逆に、口をはっきり開けることができない人の場合には、30%に低下する。・対話データの収集上の実験結果から、リップリーディングの学習データの収集方法などに関する新しい知見を得た。本研究は、画像と音声、タッチパネルを併用したマルチモーダル情報を利用してユーザの意図を理解することにより、自然で頑健な対話型インターフェイスを実現したものである。一般に、ユーザの意図理解は次の3つの段階に分けることができる。(A)システムの周囲で行動する人物等の追尾。(B)システムに接近して来る人物の発見と利用意志の確認。(C)利用中に生ずる対話のためのユーザの意図理解。(B)では、特殊なセンサーを用いてシステム端末に接近する物体を検知するものが不自然さが残る。(C)については、ユーザの無意識の行動なのか意図的な行動なのかは画像情報だけでは判断が難しい。更に、3つの段階の間を移行する状態を扱った研究はなく、自然なインターフェイスは実現されていない。一方、音声/画像を用いたインターフェイスは、現時点において頑健ではない。一方、タッチパネルを用いたインターフェイスは、不自然で使いにくいものであるものの、環境等に左右されない頑健なものである。したがって、極力自然なインターフェイスを用いつつ、確実性が要求される部分において頑健なインターフェイスを用いるといったメディア選択の概念も必要であろう。そこで、本研究では、(A)については他の研究の成果を流用するものとし、以下の3点について新たな方式を提案した。(1)(B)の段階で接近するユーザを検知した場合、システムから能動的な情報収集を行い、それに対するユーザの振舞を解析して自然な対話の開始を実現することにより、(B)から(C)への自然な移行を実現した。(2)(C)の段階において、リップリーディングの併用や対話における文脈情報を積極的な利用により発話認識の精度向上を目指し、自然な対話を可能にするための基礎技術を確立した。なお、ユーザとの対話の進行には、対話プランの動的生成モデルを利用した。(3)(B)および(C)の段階において、対話が安定に進まない場合の最終手段としてメニュー画面およびタッチパネルの併用を前提とした上で、可能な限り音声/画像対話を用いるというメディア選択のための制御方式を確立した。
独裁政権下のスペイン演劇―検閲と戦った二人の劇作家の明暗―

2016年から2018年までの3年間でアントニオ・ブエロ・バリェホ作品に関するすべての検閲書類を日本語に翻訳し、「(資料翻訳)アントニオ・ブエロ・バリェホの検閲関係書類」(13)という題で大阪大学外国語学部スペイン語部会の紀要Estudios Hispanicos 40号、41号、42号で発表した。ブエロ・バリェホ作品に対する検閲官の反応を知る上で非常に重要な資料となるはずだ。これまでの研究の成果として、二人のスペイン人劇作家アントニオ・ブエロ・バリェホとアルフォンソ・サストレの上演に対する検閲についての論文を発表した。一本は、「スペインの劇作家アルフォンソ・サストレと検閲ー1950年代前半の作品を中心に」(『イスパニカ』61号、2018年、185-208)であり、もう一本は「演劇上演に対するフランコ体制下の検閲ーアントニオ・ブエロ・バリェホ作品の検閲報告書から読み解くー」(『言語文化研究』45号、2019年、37-58)である。これらは検閲報告書、書簡、台本への削除および修正命令等を分析対象としたものであり、フランコ時代の検閲に関する数少ない日本語による論文として評価されるであろう。検閲局に提出された台本はデジタル・コピーを入手済みであり(2019年3月出張の際に申請したコピーは未着)、今後の分析にも役立てる予定だ。今後の研究に先立ち、スペインおよび日本で出版された検閲関係の書籍で入手できるものに関してはかなり購入することができた。また、扱う二人の劇作家のうち、まだ書籍を揃えていなかったアルフォンソ・サストレの作品はほぼすべて購入した。アルフォンソ・サストレの作品に関しては、5作品を熟読した。平成27年8月にインドのハイデラバードで開催された国際演劇学会(International Federation of Theatre Research)では、本研究で扱う2名の劇作家の影響を大きく受けた女性劇作家パロマ・ペドレロの作品を分析し、口頭発表を行った。フランコ時代の女性のジェンダーロールおよび家父長制社会を風刺する本作品の分析に対しては聴衆の反響が大きく、様々な意見交換ができた。本研究において重要な作品であるアントニオ・ブエロ・バリェホの『サン・オビーディオの演奏会』、『バルミー医師の二つの物語』、『明り取り』を日本語に翻訳した後、研究協力者であるスペイン人研究者に校閲してもらった。フランコ時代の検閲についてまとめた研究書『フランコの演劇検閲に関する関係文書』に掲載されているアントニオ・ブエロ・バリェホ作品の検閲報告書を熟読し、1949年に申請がなされた『砂上の言葉』から1960年に承認された『ラス・メニーナス』までの報告書を翻訳して、大阪大学外国語学部スペイン語部会の紀要Estudios Hispanicosに載せた。平成28年3月、スペインのアルカラ・デ・ヘナーレスにある政府関連記録文書保管所に出向き、オリジナルの検閲報告書を閲覧すると共に、検閲局に提出されたブエロ・バリェホ作品の台本のうち7作品のデジタル・コピーを申請した(現地に出向かなければ申請できない)。フランコ時代の検閲の全容の把握に関しては、ある程度の数の文献を収集することはできたが、内容を整理するには至らなかった。アルフォンソ・サストレの作品は5作品を熟読するも、論文として発表することはできなかった。アントニオ・ブエロ・バリェホ作品に関しては、重要な三作品の翻訳を終え、スペイン人研究者による校閲も終えたため、正しい作品解釈がすでにできている。検閲報告書に関しては、ブエロ・バリェホ作品に関する報告書の約半分を翻訳し、紀要に載せることができた。また、検閲局に提出された台本のうち7作品のデジタル・コピー化を申請した。分量が多いためコピーが送付されるのに数か月を要するが、入手すれば台本研究を日本で進めることができる。本研究で扱う二名の劇作家アントニオ・ブエロ・バリェホとアルフォンソ・サストレに関する書籍、および検閲関連の書籍はおおむね揃えることができた。翻訳に関しては、平成29年3月に刊行された大阪大学外国語学部スペイン語部会の紀要Estudios Hispanicos 41号に、ベルタ・ムニョス・カリス著『フランコの演劇検閲に関する関係文書』から、ブエロ・バリェホ作品4本に関する検閲報告書および関連文書の翻訳を掲載した。書籍以外の資料収集に関しては、平成29年3月、スペインのアルカラ・デ・ヘナーレスにある政府関連記録文書保管所に出向き、アルフォンソ・サストレの検閲報告書および関連書類のオリジナルを閲覧し、サストレが検閲局に送った書簡と、台本のデジタル・コピーを申請した。平成28年6月に、スウェーデンのストックホルム大学で開催された国際学会にて、二人の劇作家ブエロ・バリェホとサストレの検閲状況を比較した研究を口頭発表することができた。平成28年10月に、日本イスパニヤ学会にて、「フランコ時代の検閲ーアルフォンソ・サストレの場合」というタイトルで口頭発表をすることができた。平成29年3月、スペインのアルカラ・デ・ヘナーレスにある政府関連記録文書保管所に出向き、アルフォンソ・サストレの検閲報告書のオリジナルを閲覧し、サストレが検閲局に送った書簡と、台本のデジタル・コピーを申請することができた。平成29年3月に刊行された大阪大学外国語学部スペイン語部会の紀要に、ベルタ・ムニョス・カリス著『フランコの演劇検閲に関する関係文書』から、ブエロ・バリェホ作品4本に関する検閲報告書および関連文書の翻訳を掲載することができた。

劇作家アルフォンソ・サストレの4作品、『死に向かう分隊(Escuadra hacia la muerte)』(1951-52年執筆)、『みんなのパン(El pan de todos)』(1952-53年執筆)、『猿ぐつわ(La mordaza)』(1953-54年執筆)、そして『下町の殺人(Muerte en el barrio)』(1955年執筆)に関する検閲報告書及びその他の検閲関連書類を分析したものを日本イスパニヤ学会の学会誌HISPANICA第61号に投稿した。査読の結果、「スペインの劇作家アルフォンソ・サストレと検閲ー1950年代前半の作品を中心にー」というタイトルの論文が掲載される運びとなった。もう一人の劇作家アントニオ・ブエロ・バリェホについては、1969年に上演申請がなされた『理性の眠り(El sueno de la razon)』から、1977年に上演申請された『爆裂(La detonacion)』までの4作品の検閲報告書および関連書類を翻訳したものを、大阪大学外国語学部スペイン語部会の紀要であるEstudios Hispanicos第42号に掲載した。これにより検閲局に上演申請が出されたアントニオ・ブエロ・バリェホの全作品の検閲報告書および検閲関連文書の翻訳が完成した。2018年3月5日から14日までスペインに出張し、アルカラ・デ・エナーレスにある総合公文書館に出向き、過去2年間にコピー申請できなかった(コピー依頼に枚数制限があるため)アントニオ・ブエロ・バリェホ作品の台本のコピーを申請した。デジタル・コピーの到着には数カ月待たねばならないが、これで検閲局に提出されたブエロ・バリェホの全作品の台本のコピーが揃うことになる。フランコ時代の検閲の全容の把握においては若干遅れがあるため、2018年度に集中して研究を進めなければならない。しかしながら、以下3点の成果があるため、本研究はおおむね順調に進んでいると言える。1.アルフォンソ・サストレの1950年代前半の作品について、検閲報告書および関連文書から見えてくることと作品分析を総合して、論文「スペインの劇作家アルフォンソ・サストレと検閲ー1950年代前半の作品を中心にー」を仕上げることができた。2.アントニオ・ブエロ・バリェホ作品に関しては、検閲局に上演申請がなされた全作品の検閲報告書と関連文書を翻訳し終えた。3.スペイン、アルカラ・デ・エナーレスの総合公文書館にある検閲書類のコピーは依頼枚数に上限があるため、一度に揃えることはできないのだが、2018年3月の依頼をもって、アントニオ・ブエロ・バリェホの全作品の台本のコピー依頼が終了した。2016年から2018年までの3年間でアントニオ・ブエロ・バリェホ作品に関するすべての検閲書類を日本語に翻訳し、「(資料翻訳)アントニオ・ブエロ・バリェホの検閲関係書類」(13)という題で大阪大学外国語学部スペイン語部会の紀要Estudios Hispanicos 40号、41号、42号で発表した。ブエロ・バリェホ作品に対する検閲官の反応を知る上で非常に重要な資料となるはずだ。これまでの研究の成果として、二人のスペイン人劇作家アントニオ・ブエロ・バリェホとアルフォンソ・サストレの上演に対する検閲についての論文を発表した。一本は、「スペインの劇作家アルフォンソ・サストレと検閲ー1950年代前半の作品を中心に」
タンパク質の構造ダイナミクスに基づくゲノムバリアントと分子機能の関連解析

ゲノムシークエンス技術の発展により、数多くのゲノムバリアントが報告されるようになったが、その多くが未だ機序不明である。薬剤感受性にはバリアントによるタンパク質立体構造の動態的変化が影響を与えると考えられている。故に、バリアントの疾患関連性や薬剤感受性への影響を解明するには、静的なタンパク質立体構造の構造上の変化だけでなく、バリアントによる動態変化を捉えることが重要である。本研究では、バリアントに対する分子動力学シミュレーションで得られる時系列データから、タンパク質立体構造ダイナミクスの動態的な変化を表す特徴抽出およびその可視化手法の開発を行う。
膵臓がん肝転移モデルの設立と治療薬開発への応用

本研究の目的は、転移性の高いヒト膵臓癌に高発現または低発現している遺伝子を同定し、それらを膵臓癌の個性診断に利用することによって、膵臓癌の治療法を改善すること、これらの遺伝書の機能を調べることによって悪性度の高い膵臓癌の新しい治療法を開発することである。本年度に用いた細胞株は、COLO357FGからVezeridisらによって得られたバリアントであるが、設立後転移性に関する査定がなされていなかった。そこで、ヌードマウスを用いて同所移植(膵臓内移植)肝転移及び脾注肝転移のモデルで転移性を比較した。COLO357L3.5pl細胞及びCOLO357L3.5sl細胞共に、同所移植モデルで親株であるCOLO357FG細胞よりも高い転移性を示した。そこで、COLO357L3.5sl細胞とCOLO357FG細胞を用いて、遺伝子発現プロファイリング解析を行なった。発現が異なると判定された遺伝子は、さらにRT-PCRによってその発現レベルの差異を確認した。高転移バリアントでは、45遺伝子の内31遺伝子の発現が相対的に高いことが確認された。総体レベルが3倍以上のものに、神経細胞成長因子のレセプター及びそのシグナル伝達を行なう細胞内分子(p145TRK-B)が含まれていた。これらの分子の膵臓癌組織内における分布や患者間の相対強度の違いと、生存率の相関について、組織染色法によって解析中である。本研究によって、神経細胞成長因子のレセプター及びそのシグナル伝達分子の、膵臓癌の悪性挙動との関係が初めて示され、膵臓癌治療の分子標的としての有用性がし示された。膵臓癌は治療の困難な癌であるが、その原因は原発巣が発見された時点で肝転移が生じていることが多いためである。したがって膵癌の治療を改善するには、(1)肝転移が生じているかどうかを原発巣の遺伝子発現を解析することによって予想すること、(2)既に生じてしまった微小転移を薬物治療によって撲滅する方法を開発すること、の2点が重要となる。本研究では、膵癌の進行と肝転移形成能の上昇と伴う遺伝子変化を明らかにすることをめざし、DNAアレイ法によっていくつかの遺伝子を同定し、PCR法によって確認した。次にヌードマウスでヒト膵癌転移モデルを設立し、これを用いていくつかの薬物による微小転移治療の可能性を追求した。ASPC-1細胞、HPAC細胞、Capan-1細胞で脾注肝転移の系が樹立された。がんによる死亡原因の4番目に多数を占める膵臓がんは、最も治療の困難ながんの一つとして知られている。その発生数は我が国においても年々増加の傾向にある。膵臓がんの治療が困難なのは、原発巣が発見されたときには既に遠隔転移が形成されつつあるためである。本研究では(1)ヒト膵臓がんのヌードマウス肝転移モデルを確立する。これに基づき、ヒト膵臓がん高転移細胞株、低転移細胞株、及びそれらのクローンを確立する(動物レベル)。(2)肝臓構成細胞(肝実質細胞、クッパー細胞、類洞内皮細胞、イトウ細胞)との共培養系などを用いて、高転移性膵臓がん細胞の相互作用する宿主細胞を同定し、高転移性細胞の転移性増殖をインビトロで測定する実験モデルを構築する(細胞レベル)。(3)高転移性細胞に高発現または欠失した分子形質を同定し、高肝転移性を規定する膵臓がん細胞の生化学的な特性を明らかにする(分子レベル)。(4)肝転移に対する治療薬の候補をこれらのアッセイ系で査定する、などである。既に前年度、ヒト膵臓がんのヌードマウス肝転移モデルを確立した。平成12年度には、臨床病理標本において転移性の高い浸潤癌と非浸潤癌のmRNA

発現をDNAアレイ法で解析したところ、TIMP-1などの発現レベルに差異を見い出したので、実験モデルで高肝転移性であったヒト膵臓癌細胞株や臨床病理標本で競合的PT-PCR法で遺伝子発現レベルを比較したが、検体による差が大きく転移性との相関は見られなかった。また、Poly I/C-cationic liposome complexに対する感受性を比較し、感受性と個々の膵臓がん細胞株の特徴との間の相関に関してさらなる知見を得た。がんの主要な部分を占める固形腫瘍の治療において、最も重要かつ深刻な問題は、転移をいかに制御するかである。膵臓がんにおいても、肝転移の発生を押さえることができかどうかで予後やQOLが大きく変わってくる。これまでに申請者らが得て来た知見から、がん転移のメカニズムはがんの種類ごとに特徴があり、これを理解した上で転移の治療を行うことがぜひとも必要であることが確実となった。本研究ではこれまでに、(1)遺伝子レベルで膵臓がん由来の微少転移の存在を予知する技術、(2)膵臓がんの肝転移の遺伝子治療のターゲットと成る遺伝子の発見、(3)膵臓がんの肝転移を治療する薬物を開発するための簡便なスクリーンシステムの設立、(4)膵臓がんの微少肝転移が臨床的に問題と成る転移巣に成長することを抑制する技術、の開発を目指して来た。先ずヌードマウスを用いたヒト膵臓癌細胞(ASPC-1細胞、Capan-1細胞、Colo357細胞)の転移モデルを確立した。当初は脾注肝転移モデルを設立し、膵臓注肝転移モデルに成功した。これらを用いて高転移性バリアントの作成を試みたが、成功しなかった。転移モデルに関しては、製薬会社に技術供与を行い(無報酬)、肝転移抑制技術の開発に寄与せしめた。(1)と(2)の目標達成は、高転移性細胞の設立に依存しているため、時間的な制約を考慮して、同時に私どもとは独立に肝臓に高転移性を持つ膵臓癌細胞の確立を試みてある程度の成功をおさめたデキサス大学MDアンダーソン癌センターのI. J. FIdler教授と共同研究を開始した。Fidler教授から寄与を受けた肝臓に高転移性を持つ膵臓癌細胞に発現する遺伝子で、低転移性の親株には発現してない遺伝子、またはその逆のケースを、DANアレイによって解析した。その結果複数の遺伝子を同定し、それらはほとんどこれまでに転移性との関連が記載されていない遺伝子であった。本研究の目的は、転移性の高いヒト膵臓癌に高発現または低発現している遺伝子を同定し、それらを膵臓癌の個性診断に利用することによって、膵臓癌の治療法を改善すること、これらの遺伝子の機能を調べることによって悪性度の高い膵臓癌の新しい治療法を開発することである。本年度に用いた細胞株は、COLO357FGからVezeridisらによって得られたバリアントであるが、設立後転移性に関する査定がなされていなかった。そこで、ヌードマウスを用いて同所移植(膵臓内移植)肝転移及び脾注肝転移のモデルで転移性を比較した。COLO357L3.5pl細胞及びCOLO357L3.5sl細胞共に、同所移植モデルで親株であるCOLO357FG細胞よりも高い転移性を示した。そこで、COLO357L3.5sl細胞とCOLO357FG細胞を用いて、遺伝子発現プロファイリング解析を行なった。発現が異なると判定された遺伝子は、さらにRT-PCRによってその発現レベルの差異を確認した。高転移バリアントでは,45遺伝子の内31遺伝子の発現が相対的に高いことが確認された。
低親密度単語を用いた発達性吃音における構音プランニングの神経機構に関する研究

本研究は発話時に脳の左下前頭部がどのように賦活しているかを調べ、従来の欧米での知見では単語の親密さに応じて2つの処理経路があると言われていたことに加え、日本語の特性をうまく利用することで、非単語の発話に際してはさらにもう一つの経路が賦活するという新発見をした。さらに、吃音者の脳では従来言われていた2つの経路が機能不全を起こし、第3の経路のみで発話しているのではないかという画期的な発見と考えられる。本研究は,発達性吃音における構音プランニングの神経機構を明らかにすることである.構音プランニングとは,発話の開始や調節を行うために,構音器官(舌,喉頭,口等)の運動準備することである.過去の研究において,吃音者では構音プランニングに関連する脳部位であるBroca野や大脳基底核等の機能的異常が見つかっている.しかし,課題に単語や文章を用いた研究は多数あるが,これらの研究では,構音プランニングに関わる処理と語彙・意味処理を明確に区別できない.本研究では,低親密度単語を用いて,語彙・意味処理の要素を排除することで,構音プランニングのみに関わる神経機構が明確になると考える.発達性吃音と構音プランニングの関係を明らかにすることは,今後の発達性吃音リハビリテーションに対して有効な情報を提供すると考えられる.本年度では,実験ための刺激を「NTTデータベースシリーズ,日本語の語彙特性の第1巻単語親密度」から抽出して,行動実験を行って,実験用の刺激を準備したうえで,非吃音者のfMRI実験を行った.左利きの被験者を除外して,9名の右利き被験者のデータのみを解析した.コントロール刺激による賦活を引いて,親密度が高い単語,親密度が低い単語と無意味単語によって,両側の側頭回,紡錘状回,上頭頂小葉,下前頭回が共通に賦活した.親密度が高い単語による賦活と比べると,親密度低い単語の方が左の下前頭回(Broca野),左の上頭頂小葉,右の下頭頂小葉でより強い賦活があった.親密度が高い単語による賦活と比べると,無意味単語の方が両側の下頭頂小葉,視覚野でより強い賦活があった.無意味単語と親密度の低い単語による賦活には有意差がなかった.この結果から,Broca野は構音プランニングと推測できる.本研究は,発達性吃音における構音プランニングの神経機構を明らかにすることである.構音プランニングとは,発話の開始や調節を行うために,構音器官(舌,喉頭,口等)の運動準備することである.過去の研究において,吃音者では構音プランニングに関連する脳部位であるBroca野や大脳基底核等の機能的異常が見つかっている.しかし,課題に単語や文章を用いた研究は多数あるが,これらの研究では,構音プランニングに関わる処理と語彙・意味処理を明確に区別できない.本研究では,低親密度単語,無意味単語を用いて,語彙・意味処理の要素を排除することで,構音プランニングのみに関わる神経機構が明確になると考える.発達性吃音と構音プランニングの関係を明らかにすることは,今後の発達性吃音リハビリテーションに対して有効な情報を提供すると考えられる.本年度の業績としては,発話時に脳の左下前頭部がどのように賦活しているかを調べ、従来の欧米での知見では単語の親密さに応じて2つの処理経路があると言われていたことに加え、日本語の特性をうまく利用することで、非単語の発話に際してはさらにもう一つの経路が賦活するという新発見をした。これらの成果は今年の米国神経科学大会で発表する予定である.
微動による地熱貯留層の探査に関する研究

岩手県滝の上(葛根田)地熱地域の現在開発中の区域を中心とする東西約6km・南北約3kmの範囲,および隣接する松川地熱地域に至る三ツ石山登山直(約8km)上で,約120測点で微動の観測を行い,主として振幅および卓越周波数分布から微動と地熱活動との関係について検討を行った.その結果以下のようなことが明らかになった.1.葛根田地熱の蒸気生産基地群および滝の上温泉を中心に,白沼・葛根田林林道入口・三ツ石山登山道中腹・南白沢で囲まれる範囲で速度振幅が大きい.一方,滝の上トンネル東南側および平ケ蔵沼登山道入口から葛根田皮下流にむかって特に振幅の小さな範囲が広がっている.また,三ツ石山登山道では,滝の上温泉から約2km以上離れると松川温泉近傍まで振幅が小さい.2.上記の振幅の大きな範囲では215rlz程度の比較的高周波が卓越し,一方,振幅の小さな範囲では周期1.53秒の脈動と推測される成分のみが見い出される.3.速度振幅の大きな範囲は,断層が集中し,地表において噴気・温泉などの地熱活動が見い出される区域を包括している.また,微動の生たる振動源は地表下やや深部に存在するのではないかと推測される.以上のように,本研究により,葛根田地熱地域の滝の上温泉を中心とする23km四方の広い範囲で,地熱活動に関連すると推測される215Hzの振動を捕えることに成功し,いわゆる地熱微動法の貯留層探査への手がかりが得られた.しかし,波の伝播経路・波の発生源との関係等なお不明確な点が多く,微動の到来方向についての検討等今後の研究の展開が必要と考えられる.岩手県滝の上(葛根田)地熱地域の現在開発中の区域を中心とする東西約6km・南北約3kmの範囲,および隣接する松川地熱地域に至る三ツ石山登山直(約8km)上で,約120測点で微動の観測を行い,主として振幅および卓越周波数分布から微動と地熱活動との関係について検討を行った.その結果以下のようなことが明らかになった.1.葛根田地熱の蒸気生産基地群および滝の上温泉を中心に,白沼・葛根田林林道入口・三ツ石山登山道中腹・南白沢で囲まれる範囲で速度振幅が大きい.一方,滝の上トンネル東南側および平ケ蔵沼登山道入口から葛根田皮下流にむかって特に振幅の小さな範囲が広がっている.また,三ツ石山登山道では,滝の上温泉から約2km以上離れると松川温泉近傍まで振幅が小さい.2.上記の振幅の大きな範囲では215rlz程度の比較的高周波が卓越し,一方,振幅の小さな範囲では周期1.53秒の脈動と推測される成分のみが見い出される.3.速度振幅の大きな範囲は,断層が集中し,地表において噴気・温泉などの地熱活動が見い出される区域を包括している.また,微動の生たる振動源は地表下やや深部に存在するのではないかと推測される.以上のように,本研究により,葛根田地熱地域の滝の上温泉を中心とする23km四方の広い範囲で,地熱活動に関連すると推測される215Hzの振動を捕えることに成功し,いわゆる地熱微動法の貯留層探査への手がかりが得られた.しかし,波の伝播経路・波の発生源との関係等なお不明確な点が多く,微動の到来方向についての検討等今後の研究の展開が必要と考えられる.滝の上(葛根田)地熱地域の現在開発中の区域を中心に、東西約6km南北約3kmの広い範囲において、約80測点で微動の観測を行い、主として振幅および卓越周波数分布から微動と地熱活動との関係について検討を行った。その結果、以下のようなことが明らかになった。1.当地域における微動の振幅は、一般に上下成分に比して水平成分が23倍大きい。また、スペクトルタイプは上下および水平成分で類似している。2.蒸気生産基地群および滝の上温泉を中心に、白沼・葛根田林道入口・三ツ石山登山道中腹・南白沢で囲まれる範囲で速度振幅が大きい。一方、滝の上トンネル東南側および平ケ倉沼登山道入口から葛根田川下流にむかって特に振幅の小さな範囲が広がっている。3.上記の振幅の大きな範囲では515Hz程度の比較的高周波が卓越し、一方、振幅の小さな範囲では周期1.53秒の脈動と推測される成分のみが見い出される。4.速度振幅の大きな範囲は、断層が集中し、地表において噴気・温泉などの地熱活動が見い出される区域を包括している。また、微動の主たる振動源は地表下やや深部に存在するのではないかと推測される。以上の結果から、当地域で観測される215Hz程度の微動は深部貯留層から地表にむかって上昇した蒸気・熱水の流動、相変化等に起因して生じているものと推測され、地熱微動法が貯留層探査の一手段として適用しうる可能性が示唆された。今後、測定の範囲を隣接する松川地熱地帯へ広げると共に、微動の到来方向等について調査研究を行う所在である。
ストリーミング計算モデルに基づく広域高性能計算に関する研究

本研究の目的は、広域に分散しネットワークで接続された計算機群を用いて高性能計算を行うための基盤ソフトウェアを設計、開発することである。このような取り組みはグローバルコンピューティングと呼ばれ、米国、欧州、国内で今盛んに研究がなされている。広域計算では、計算機間の通信遅延を避けられない。計算機群が地理的に集中していれば、クラスタですら数マイクロ秒程度の通信遅延を達成できる。しかし、例えば300km離れた地点間の通信では、光速がたかだか30万km/秒であるため、最低1ミリ秒はかかってしまう。そこで、通信遅延への耐性が高い、すなわち、通信遅延があろうとも高いスループットを達成し得る計算モデルとして、我々はストリーム計算を提案した。平成12年度は、ストリーム計算モデルを採用したアプリケーションプログラムを容易に開発、実行するための基盤ソフトウェアを開発、発表した。これを用いることで、プログラマは実行時の繁雑な通信、タスクのスケジュール等を気にすることなく、自分のアプリケーション開発に専念できる。また、利用者は、タスクをどの計算機に配置し、計算のデータストリームをどういった順、経路で流すかをGUIを用いて直観的に指示できる。もう一方の取り組みとして、データストリームを流す最適な経路を求めるアルゴリズムの開発に取り組んだ。前者は研究会で発表し、後者は国際ワークショップで発表した。本システムの応用例として、動画像を連続した静止画に分解し、各静止画に対して数種類の画像処理を施し、結果を再び動画像として利用者に提示するというアプリケーションプログラムを開発した。
生体1分子・静電ポテンシャル検出技術の開発

本研究では、走査型プローブ顕微鏡および光導波路分光法を用いて、異なる化学的特性(はっ水性・親水性)を有する基材表面における生体1分子の吸着挙動の解明を行った。生体分子には、DNAおよびヒト血漿フィブリノーゲン(HPF)をモデルターゲットに用いた。また、ケルビン力顕微鏡およびゼータ電位測定により、これら生体分子の静電ポテンシャルを明らかにした。これらの成果は将来のバイオデバイス作製に向けての基盤技術となる。本研究では、基板上へDNAを固定化し、KPFMという手法を用い、DNAの電気的特性の評価を行った。サンプルには、SiO2、HOPG上のDNAを用いた。KPFM測定は、大気中で行い、カンチレバーには、金コートされたシリコン製SI-DF3-A(SII製、バネ定数:1.8N/m、共振周波数:約25.3kHz、Q値:約170)を用いた。KPFM測定では、探針-試料間に電気振動を印加し、静電気力を測定することにより、接触電位差を測定する。したがって、探針-試料間に印加する電気振動の電圧(V_<AC>)および周波数(f_<AC>)は、非常に重要なパラメータであるため、これらを変化させ、測定を行った。SiO2では、DNAはMg2+を介して、基板と配位結合している。したがって、DNAと基板は、イオン複合体を形成している。APhs-SAMでは、DNAのリン酸イオンとアミノ基で、SiO2と同様に、イオン複合体が形成する。ここで、双方とも、DNAが基板より高い表面電位を持つことは、DNAの基板への吸着の影響ではなく、表面のMg2+または、表面吸着水の層と負に帯電しているDNAとの間に形成された双極子モーメントが、基板から空気へ向かう方向を持っていることを示唆している。また、HOPGにおいては、DNAが基板より低い表面電位を持つことは、HOPGの導電性あるいは、HOPGとの吸着の影響が前者の基板よりも大きいことによる、負電荷のDNAの作用によると考えられる。我々はこれまでにKFMという手法を用いて、親油あるいは親水性表面上における生体分子の電気的特性を評価してきた。本年度は疎水・疎油性表面であるFAS(perfluorodecyltriethoxysilane)の自己組織化単分子膜(FAS-SAM)に注目し、FAS-SAM上における生体分子の電気的特性と吸着挙動との相関関係を調査した。まず、シリコン(Si)基板上にFAS-SAMを作製し、この表面上におけるDNAの表面電位を測定した。DNAの表面電位は基板を基準とした場合、+100mV+200mVであり、FAS未処理のSi表面およびNH_2-SAM表面上のDNAの表面電位(それぞれ+5+8mV,-60-80mV)よりも正に大きな値であった。この表面電位の違いは基板上におけるDNAの会合状態にも反映された。SiやNH_2-SAM表面上ではDNAは線状あるいはネットワーク状に吸着・集合するのに対し、FAS-SAM上では球状の凝集体が観察された。これはDNA-基板間に働く相互作用の形態が各々の表面で異なるためである。さらに、我々は異なる電気的特性を有する表面でのフィブリノーゲン(HPF)の吸着挙動を調査した。具体的には、FAS-SAM/Siマイクロパターン表面を光リソグラフィーにより作製し、このマイクロパターン表面上でのHPF吸着実験を行った。その結果、FAS領域に選択的にHPFが吸着することが確認された。逆にNH_2-SAM/Siマクロパターン表面の場合は、HPFの吸着量は両領域ともにFAS-SAMに比べ少ないという結果を得た。このFAS-SAM表面に対するHPFの特異的な吸着挙動は、HPFとFAS-SAM表面間で働く静電斥力が他の表面に比べ小さいために起こると考えられる。実際、ゼータ電位測定および光導波路吸収分光法から、HPFとの静電斥力が小さい表面ほどHPFが吸着しやすいという結果を得ている。これらの結果は表面の静電ポテンシャルがHPFの動的挙動に大きく影響を与えることを示唆している。本研究で得られたこれらの結果は生体分子の動的挙動と材料表面の電気的特性を関連付ける上で有用な知見である。本年度は,微生物を用いたデバイス開発の際に必要な「微小領域での微生物の位置選択的固定化」基礎的技術開発のため,微生物の静電ポテンシャルについて調査および検討を行った.微生物培養時の環境とほぼイオン強度が等しい0.15mMのPBS溶液中での微生物と試料表面の荷電状態をゼータ電位計により評価した.微生物は1.0×107cell/mLの状態に調整した後, 1分間超音波を当て菌同士の連なりを解除したものを試料溶液とした.試料表面のゼータ電位測定時のモニター粒子としてはヒドロキシプロピルセルロース(HPC)でコーティングした粒径520nmポリスチレンラテックスを用いた.また,試料表面はガラス基板に成膜したものを用いた.測定時の液温は25°Cで,微生物もしくはモニター粒子を添加したPBS溶液のpH値は7.4であった.

微生物培養の環境下とイオン強度がほぼ等しいpH=7.4, 0.15mMのPBS溶液中の状態では,微生物,試料表面は全て負に帯電していた.微生物のゼータ電位はおおよそ-10mV-32mVの間に分布しており,菌の種類毎に荷電状態に幅があることがわかった.試料表面は,全体的に親水性の表面程,負に帯電していることがわかった.超はっ水表面と超親水表面についてはばらつきが比較的大きい結果となったが,これはゼータ電位測定時の流水の影響で測定中に表面のクラスターが若干剥がれてしまうなどの理由で測定によって表面の状態が若干異なってしまったことによる影響だと考えられる.
合金めっき反応中間体としての複合水酸化物の生成・電解還元の機構解析に関する研究

(1)亜鉛-ニッケル複水酸化物生成反応の検討めっきと同時に進行する水素発生の結果陰極近傍のpHは上昇する.このとき,金属水酸化物が陰極表面に生成し,反応に関与するといわれている.自動滴定装置を用い,弱酸性のめっき浴にアルカリを滴下してpH変化を追跡して,電位差滴定曲線を描き,生成機構の解析を行った.えられた電位差滴定曲線のpH平坦部の長さおよび平坦部のpHの数値より,この浴では水酸化物が逐次的に生成するのでなく,複合化した水酸化物がえられることが明らかとなった.このことは,水酸化物の化学分析によって確認された(2)亜鉛-ニッケル複水酸化物の還元過程の電気化学測定による解析めっき浴に種々の割合でアルカリを添加してえた複水酸化物を導電剤と混合してペースト上にしホルダーに充填して,めっき金属イオンを含まない電解質溶液中で電解還元を行い電流電位曲線を測定した.この結果から,複水酸化物還元のための印加電圧,温度等の条件を決定した.また,分析に適した十分な量の電解生成物をえる目的で,めっき金属を含まない溶液中に超音波照射により分散させ,電解還元を行った.(3)水晶振動子微小秤量法による亜鉛-ニッケル合金めっき時の電極重量変化の測定複水酸化物が陰極表面に存在し合金めっき反応に関与している場合には,めっきの初期段階で陰極上に水酸化物が生成すると考えられる.この時の重量変化は,金属析出のみが起こっているときとは異なると考えられる.また,めっき時に電流密度を変化させて金属析出に対する水素発生の比率を変えると,陰極近傍のpHもこれに連動して変化するので,複水酸化物の組成や量が変化する.これらは陰極の重量変化に反映される.水晶振動子微小秤量装置を用い,電解時の電気化学測定と組み合わせることにより反応中間体の挙動を明らかにした.(1)亜鉛-ニッケル複水酸化物生成反応の検討めっきと同時に進行する水素発生の結果陰極近傍のpHは上昇する.このとき,金属水酸化物が陰極表面に生成し,反応に関与するといわれている.自動滴定装置を用い,弱酸性のめっき浴にアルカリを滴下してpH変化を追跡して,電位差滴定曲線を描き,生成機構の解析を行った.えられた電位差滴定曲線のpH平坦部の長さおよび平坦部のpHの数値より,この浴では水酸化物が逐次的に生成するのでなく,複合化した水酸化物がえられることが明らかとなった.このことは,水酸化物の化学分析によって確認された(2)亜鉛-ニッケル複水酸化物の還元過程の電気化学測定による解析めっき浴に種々の割合でアルカリを添加してえた複水酸化物を導電剤と混合してペースト上にしホルダーに充填して,めっき金属イオンを含まない電解質溶液中で電解還元を行い電流電位曲線を測定した.この結果から,複水酸化物還元のための印加電圧,温度等の条件を決定した.また,分析に適した十分な量の電解生成物をえる目的で,めっき金属を含まない溶液中に超音波照射により分散させ,電解還元を行った.(3)水晶振動子微小秤量法による亜鉛-ニッケル合金めっき時の電極重量変化の測定複水酸化物が陰極表面に存在し合金めっき反応に関与している場合には,めっきの初期段階で陰極上に水酸化物が生成すると考えられる.この時の重量変化は,金属析出のみが起こっているときとは異なると考えられる.また,めっき時に電流密度を変化させて金属析出に対する水素発生の比率を変えると,陰極近傍のpHもこれに連動して変化するので,複水酸化物の組成や量が変化する.これらは陰極の重量変化に反映される.水晶振動子微小秤量装置を用い,電解時の電気化学測定と組み合わせることにより反応中間体の挙動を明らかにした.年度当初に提出した研究実施計画に従い、本年度は,以下の通りを行った.(1)亜鉛-ニッケル複水酸化物生成反応の検討めっきと同時に進行する水素発生反応の結果、陰極近傍のpHは上昇する。このとき、金属水酸化物が陰極表面に生成し、反応に関与するといわれている。めっき浴のように濃厚状態で複数のイオンが共存している場合には、金属イオン同士の相互作用や錯形成により亜鉛とニッケルの複合化した水酸化物が生成する可能性がある。自動滴定装置を用い、弱酸性のめっき浴にアルカリを添加してpH変化を追跡して、電位差滴定曲線を描き、生成機構の解析を行った。得られた電位差滴定曲線のpH平坦部の長さおよび平坦部pHの数値より、この浴では単独の水酸化物が逐次的に生成するのではなく、複合化した水酸化物が得られる事が明らかとなった。このことは、水酸化物の化学分析によって確認した。(2)亜鉛-ニッケル複水酸化物の還元過程の電気化学測定による解析めっき浴に種々の割合でアルカリを添加して得た複水酸化物を導電剤と混合してペースト状にしホルダーに充填して、めっき金属イオンを含まない電解質溶液中で電解還元を行い、電解時の電流電位曲線を測定した。この結果から、複水酸化物電解還元のための印加電圧、温度等の条件を決定した。また、分析に適した十分な量の電解生成物を得る目的で、複水酸化物をめっき金属を含まない溶液中に超音波照射により分散させ、電解還元を行った。

年度当初に提出した研究実施計画に従い、以下の通り研究を行った(1)水晶振動子微小秤量法による亜鉛-ニッケル合金めっき時の電極重量変化の測定複水酸化物が陰極表面に存在し合金めっき反応に関与している場合には、めっきの初期段階で陰極上に水酸化物が生成すると考えられ、この時の重量変化は、金属の析出のみが起こっているときとは異なると考えられる。また、めっき時に電流密度を変化させ金属析出に対する水素発生の比率を変えると、陰極近傍のpHもこれと連動して変化するので、複水酸化物の組成や量が変化する。これらは陰極の重量変化に反映される。水晶振動子微小重量秤量装置を用い、電解時の電気化学インピーダンス測定と組み合わせることにより反応中間体の挙動を明らかにした。(2)不活性ガス雰囲気下での亜鉛-鉄合金めっき反応の解析2価の鉄イオンは、酸化剤(特に酸素)の存在下で容易に酸化され3価になる。2価と3価では水酸化物の生成のpHが異なり、3価の鉄イオンは酸性条件でも水酸化物を形成する。したがって、鉄イオンをを含むめっき浴から合金めっきを行なう場合には、水素発生に伴うpHの変化以外に雰囲気や対極からの酸素の影響を考慮する必要がある。不活性ガス雰囲気下で、酸素発生を伴わない陽極材料を使用してめっき反応の際の電極重量の変化の測定および電気化学インピーダンスの測定を行ない、開放雰囲気下での結果と比較を行った。
中国・四国地方における刑事弁護活動の法社会学的実証研究

1本年度も前年度に引き続き刑事法廷の観察と弁護人に対する面接調査を各地で行った。2まず中国地方と四国地方に管轄をもつ裁判所の刑事法廷において、どのような刑事弁護活動が行われ、また、どのような性格の弁護士が弁護人を務めているのかを、各地の刑事裁判を傍聴することによって観察した。これにより、各裁判所により裁判官や検察官の配置が異なり、係属事件の性質や傾向、事件負担の軽重も具体的に考慮に入れながら、刑事裁判の訴訟指揮、公判立証活動、公判弁護活動の特色を記録することができた。3そして、現在法廷活動を行っている弁護人全員を対象にして、刑事弁護に関する経験や印象、執務環境や業務基盤などを職歴上の変遷を交えながら面接調査により聴取した。これにより、各地の弁護士の刑事弁護活動に対する継続的関与が、国選弁護制度と当番弁護士制度によって支えられ、比較的多くの弁護士に刑事弁護の事件負担を分散させていることが判ったが、地域の事件配布制度の差異や弁護士の個性によっては、一定の弁護士に刑事弁護事件が一部偏る傾向が見受けられた。4今後の被疑者国選弁護制度や裁判員制度の導入による弁護負担増加に対する展望としては、この間に弁護需要は増大してきているものの、弁護士人口の漸増により最低限の弁護役務を供給できてきたので、弁護士会や弁護士個人や法律家団体側で独自の新態勢の確立をめざす見解は少なかった。よって、今後も本研究のような各地域の弁護実務の実態調査を民事分野でも重ねることを通じて、外部または市民の立場から客観的に弁護役務の需要と供給の状況を精確に調査したうえで法的サービスの供給制度を考察していくことが必要である。今年度は、中国・四国地方の各地域で行われている刑事弁護活動の実態を把握するため、資料収集と面接調査を行った。1資料調査については司法統計と弁護士会の討議資料を参照した。司法統計によれば、公判での弁護需要にはここ10年余りで大きな変化はない。民事事件、とくに破産・債務整理事件に大きな増加がみられた。弁護士会では、国費による被疑者弁護精度の導入をめぐって各単位弁護士会で準備態勢や士気に大きな相違がみられた。そこでは弁護士倫理を一つの主要な論点とすることもあって規範的な議論がまだ多いものの、裁判員制度の導入も日程に上っているので、実務の処理態勢について政策論が展開されつつある。しかし、議論に実証的根拠が乏しいため、研究の余地が大幅に残されている。2面接調査については、「弁護士過疎」地区(当該自治体に法律事務所がないか、または弁護士が一人しかいない)とそれに準ずる地区(二人しかいない)を対象にして、弁護士に対する面接調査を試みた。22名が対象となり、依頼の結果、7名から快諾を得たので面接した。その後、再度の依頼をして、3名の弁護士にも同趣旨の面接を行った。拒否の主たる理由は高齢による活動停止である。面接の結果、地縁の存在が開業の主たる基盤であるが、地域の需要や制度的な受入れ態勢さえ整えば、地縁のない場合でも過疎地区での開業可能性は高いことが窺われた。刑事弁護に対する比重は、量的に高い例もあれば、質的に高い例もあった。本部や周辺地区からの応援もあるため、過疎地区における刑事弁護の業務負担は地理的移動の面を除けばさほど高くない。なお、面接内容を録音したテープは、すべて文字に起こして文書データ化する方向で反訳作業を進めている。今年度は、各地域の刑事弁護活動を多角的に認識するために、刑事司法統計の収集・分析と、刑事裁判関係者(主に弁護士)からの情報収集を行った。1司法統計については、当番弁護士の普及により刑事弁護の依頼件数が急増しているものの、その後も弁護を受任して捜査段階で継続的に弁護活動を展開する例は微増であった。この知見によれば、弁護活動に対する需要が強いとまでは言いきれないので、現在予定されている被疑者段階の国選弁護導入には、かなり対象を制約する形式で弁護サービスが供給されることになろう。2刑事弁護活動に対する客観的な視点を獲得するため、当事者以外の意見も聴くことにした。そこで、知人の検察事務官から地域の刑事弁護人に対する意見を聴取したところ、検察実務の世界が安定した形で存在することは認識できたが、刑事弁護人との接触頻度が少ないため、現行実務の問題点は明らかにならなかった(おそらく実務家自身には認識されないのかもしれない)。3中国・四国地方の刑事弁護活動の実態を調査するため、各地の裁判所刑事法廷において刑事裁判を傍聴し、刑事弁護人の活動を観察した。各刑事裁判において弁護人を担当した弁護士に面接調査の依頼をし、協力を得られた限り面接調査を行った。現段階では、四国地方を中心に19名の弁護士に対して面接を実施できた。これに中国地方も含めれば、80名には達するだろう。知見によれば、各地域で業務における刑事弁護の比重の高い弁護士が存在し、専門的な業務分野を確立してる例も散見された。また、各地域の実務家が対外的そして内部的にも固有の実務スタイルをすべて認識しているわけではない状況が知られたので、各地での観察と面接による調査の意義が予想したよりも大きいことが判った。

これにより、各裁判所により裁判官や検察官の配置が異なり、係属事件の性質や傾向、事件負担の軽重も具体的に考慮に入れながら、刑事裁判の訴訟指揮、公判立証活動、公判弁護活動の特色を記録することができた。3そして、現在法廷活動を行っている弁護人全員を対象にして、刑事弁護に関する経験や印象、執務環境や業務基盤などを職歴上の変遷を交えながら面接調査により聴取した。これにより、各地の弁護士の刑事弁護活動に対する継続的関与が、国選弁護制度と当番弁護士制度によって支えられ、比較的多くの弁護士に刑事弁護の事件負担を分散させていることが判ったが、地域の事件配布制度の差異や弁護士の個性によっては、一定の弁護士に刑事弁護事件が一部偏る傾向が見受けられた。4今後の被疑者国選弁護制度や裁判員制度の導入による弁護負担増加に対する展望としては、この間に弁護需要は増大してきているものの、弁護士人口の漸増により最低限の弁護役務を供給できてきたので、弁護士会や弁護士個人や法律家団体側で独自の新態勢の確立をめざす見解は少なかった。よって、今後も本研究のような各地域の弁護実務の実態調査を民事分野でも重ねることを通じて、外部または市民の立場から客観的に弁護役務の需要と供給の状況を精確に調査したうえで法的サービスの供給制度を考察していくことが必要である。
温度・変位制御機能と高い熱的安定性を有する超高速高剛性水静圧スピンドルの開発

本研究は,微細形状を有する金型を含む各種精密部品の加工用途に適した,これまでのスピンドル性能を大きく上回る高速高剛性スピンドルの開発を目的にして実施している.特に,高い加工精度を達成するために,高い熱的安定性を有するスピンドル開発を目指している.具体的には,10万min-1の超高速回転時においても,スピンドルの初期温度が保てるようにスピンドルの基本設計を目指している.さらに,チラーの温度制御性能を超える高精度高応答水温制御系に加え,スピンドル温度のフィードバック制御機能を具備させることによって,従来にない高性能スピンドルシステムの実現を図ろうとするものである.今年度の主な研究実績の概要は次の通りである.1.熱的安定化設計に基づく高速高剛性水静圧スピンドルの設計定格回転数10万min-1で高い軸受剛性を有し,さらに,熱的安定性に優れたスピンドルの基本設計を継続して進めた.その結果,両立が難しい高速スピンドルでも,静圧軸受の支持剛性の向上,発熱抑制低下を満足する最適設計が可能になった.また,別に開発した類似構造を有するビルトインモータ構造のスピンドルに関する,熱的特性と冷却構造に関する検討を実験とシミュレーションによって行い,開発予定のスピンドルの設計の有益な情報を得た.2.高精度高応答水温制御システムの開発開発するスピンドルの特長の一つは,スピンドル本体の基本性能として高い熱的安定性を具備させることである.これは,熱的安定化設計によって,スピンドルが高速回転する際においても発熱を冷却水で取り除けるように,設計することで可能になる.一方,この場合においても,チラーの性能上の制約に伴う水温変動は避けられない.そこで,冷却液温を制御するシステム開発と行うとともに,液温制御だけではなく,スピンドル温度を制御するシステム開発を実施し,実験によりその効果を検証した.温度制御や既存スピンドルの熱的特性に関する検討はほぼ計画通りに進行している.一方,スピンドルの開発については,熱的特性に関する検討に時間を割いたため,計画よりも遅れた状況にあるが,研究自体は成果を出しつつあるので,今後も研究を遂行することにより,当初の目的を達成できると思われる.継続中のスピンドルの設計を進めるとともに,当初の計画に沿って次の研究課題に取り組む予定である.1.開発スピンドルのフィードバック温度制御系の開発スピンドルの温度をフィードバック制御するためのシステム開発を行う.なお,本制御には本申請課題において開発した高精度高応答水温制御システムを用いる.2.ナノ分解能を有する軸受変位制御系の開発開発するスピンドルの静圧軸受には,高い軸受剛性を具備させるため,加工負荷による軸受変位は小さい.一方,切削/研削工具を回転させるロータ変位をナノオーダ分解能で直接制御できれば,将来,さらに高まる高精度な加工要求にも応えられる.そこで,水静圧スラスト軸受の両面に供給する潤滑流量を外部信号で制御可能な流量制御弁によって制御し,軸受変位,すなわちロータの軸方向変位を直接制御するシステム開発を行う.1.熱的安定性に関する評価:高速回転中のスピンドル各部の温度と供給部ならびに排出部の水温を測定し,スピンドルの熱的安定性に関する実験的評価を行った.スピンドル本体の温度ならびに水温測定にはサーミスタ式温度計などを利用し,回転中のロータ温度測定には,赤外線放射温度計により測定した.一連の実験の結果,潤滑流体として供給される水は,スピンドル内の発熱の80%程度をスピンドル外部に放出することがわかった.2.高精度高応答水温制御システムの開発開発するスピンドルの特長の一つは,スピンドル本体の基本性能として高い熱的安定性を具備させることである.これは,熱的安定化設計によって,スピンドルが高速回転する際においても発熱を冷却水で取り除けるように,設計することで可能になる.一方,この場合においても,チラーの性能上の制約に伴う水温変動は避けられない.そこで,スピンドルの温度変動を制御することを目的にして,水温制御手法を検討した.その上で,基礎的な実験を行い,考案した手法が水温制御に有用であることを明らかにした.3.静圧軸受の変位制御システムの開発開発するスピンドルの静圧軸受には,高い軸受剛性を具備させるため,加工負荷による軸受変位は小さい.一方,切削/研削工具を回転させるロータ変位をナノオーダ分解能で直接制御できれば,将来,さらに高まる高精度な加工要求にも応えられる.そこで,水静圧スラスト軸受部に供給する潤滑流量を外部信号で制御可能な流量制御弁によって制御し,軸受変位を直接制御するシステム開発を行った.開発したフィードバック制御システムの制御性能を評価した結果,高い制御分解能を有することが確認された.研究全体としては順調に進行している.一方,研究課題の一つである高速スピンドルの設計については,ほかの研究課題に注力したために,当初の研究計画よりは遅れが発生している.本研究は,微細形状を有する金型を含む各種精密部品の加工用途に適した,これまでのスピンドル性能を大きく上回る高速高剛性スピンドルの開発を目的にして実施している.特に,高い加工精度を達成するために,高い熱的安定性を有するスピンドル開発を目指している.具体的には,10万min-1の超高速回転時においても,スピンドルの初期温度が保てるようにスピンドルの基本設計を目指している.さらに,チラーの温度制御性能を超える高精度高応答水温制御系に加え,スピンドル温度のフィードバック制御機能を具備させることによって,従来にない高性能スピンドルシステムの実現を図ろうとするものである.今年度の主な研究実績の概要は次の通りである.1.熱的安定化設計に基づく高速高剛性水静圧

スピンドルの設計定格回転数10万min-1で高い軸受剛性を有し,さらに,熱的安定性に優れたスピンドルの基本設計を継続して進めた.その結果,両立が難しい高速スピンドルでも,静圧軸受の支持剛性の向上,発熱抑制低下を満足する最適設計が可能になった.また,別に開発した類似構造を有するビルトインモータ構造のスピンドルに関する,熱的特性と冷却構造に関する検討を実験とシミュレーションによって行い,開発予定のスピンドルの設計の有益な情報を得た.2.高精度高応答水温制御システムの開発開発するスピンドルの特長の一つは,スピンドル本体の基本性能として高い熱的安定性を具備させることである.これは,熱的安定化設計によって,スピンドルが高速回転する際においても発熱を冷却水で取り除けるように,設計することで可能になる.一方,この場合においても,チラーの性能上の制約に伴う水温変動は避けられない.そこで,冷却液温を制御するシステム開発と行うとともに,液温制御だけではなく,スピンドル温度を制御するシステム開発を実施し,実験によりその効果を検証した.温度制御や既存スピンドルの熱的特性に関する検討はほぼ計画通りに進行している.一方,スピンドルの開発については,熱的特性に関する検討に時間を割いたため,計画よりも遅れた状況にあるが,研究自体は成果を出しつつあるので,今後も研究を遂行することにより,当初の目的を達成できると思われる.熱的安定化設計に基づく高速高剛性水静圧スピンドルの設計本研究課題で開発するのは,高い定格回転数と軸受剛性を有する水静圧スピンドルである.運転中の温度変化を目標温度以下に収まるように,スピンドル構造と供給する水の温度と流量を決定する.本計算には申請者が開発したスピンドルの温度変化と軸受性能を連立させた解析手法を採用する予定である.高精度高応答水温制御システムの開発開発するスピンドルの特長の一つは,スピンドル本体の基本性能として高い熱的安定性を具備させることである.これは,熱的安定化設計によって,スピンドルが高速回転する際においても発熱を冷却水で取り除けるように,設計することで可能になる.一方,この場合においても,チラーの性能上の制約に伴う水温変動は避けられない.そこで,水温を高精度に制御する手法を考案し,これで制御された水温をスピンドルに供給してスピンドルの温度変動を抑制できるシステム構築を目指す.継続中のスピンドルの設計を進めるとともに,当初の計画に沿って次の研究課題に取り組む予定である.1.開発スピンドルのフィードバック温度制御系の開発スピンドルの温度をフィードバック制御するためのシステム開発を行う.なお,本制御には本申請課題において開発した高精度高応答水温制御システムを用いる.