hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大学国際化のための社会言語学的英語教育プログラム構築

本研究は、日本の大学機関および大学生の国際化の現状と問題点を明らかにし、それらをふまえて、社会言語学的視点を取り入れた新しい英語教育プログラムを開発することであった。大学の国際化のヨーロッパと日本の現状を比較し、英語による授業内容の再考を提案した。そして、日本人教員のティームティーチングによる英語による授業と英語でのホームページ制作を実施した。受講学生の英語力向上度と授業満足度は非常に高かった。当該年度は、社会言語学的視点からの英語教育カリキュラムを考察するべくデータ収集及び分析を行った。データは、学生の英語観と言語意識に関するアンケート調査を授業ごとに行い、それを年度ごとに(2009年度から実施)分類した。また、テーマ別に分析を行い、日本人大学生が考える英語のイメージについて考察を試みた。また、授業の開始から終了までで、学生の英語観がどのように変化しているかも時系列的に考察した。第二に、英語で行われている授業のカリキュラムも当該年度は少し変更し、よりアカデミックな内容のものを英語で教えるものにした。英語力とコンテンツの関係に関しての考察は次年度に行う予定である。大学の国際化に関する調査としては、国際化のセンターを有するデンマークのロスキル大学を訪問した。学生オリエンテーション、言語学の2クラスを見学させてもらった。また、本学に留学していた日本人大学生にもインタビューすることができた。英語圏ではないデンマークで、英語による授業を受ける意義、どのような人材が必要か、教育目標はどのように設定すべきかなど、有意義な調査となった。センター長のハバランド教授とは、大学の国際化のヨーロッパでの動向と、デンマークの学生の英語力、英語社内公用語に関する問題についてディスカッションを行い、本研究に大いに役立つものとなった。ドイツのベルリン大学で行われたSS19(社会言語学シンポジウム)では、大学国際化のパネルが2日間にわたって行われ、ヨーロッパ各国において大学がどのような取り組みを行っているかを理解できた。研究最終年である25年度は、2年間にわたりデータ収集および分析をした成果を形にするべく、実践研究を行った。実践研究では、日本の伝統工芸を世界に伝えるための英語によるウェブサイト制作を行った。その目的は、以下の通りである。1.社会言語学的視点から言語と社会の関係を考察し形にする。2.日本の伝統工芸を英語で正確に世界に発信する体験。3.情報が正確に伝わる英語表現を習得する。4.大学という枠を超えた、社会に通用するレベルのウェブサイトを制作する。5.著作権の問題なども認識し、掲載許可や公開する内容をチェックすることを学ぶ。6.大学で学んだことを社会に還元する体験。これらはすべて、机上の一科目としての英語ではなく、グローバル社会で通用することばとしての英語とは何かの意識化と、英語力そのものの向上につながった。制作は始めに、紹介する宮島しゃもじと有松絞りの実地調査およびアンケートやインタビューによるデータ収集から開始した。つぎに、それぞれのデータを項目ごとに分けてまとめたものを原稿に書き直し、学生が英語に書き直す作業を行った。その際に、翻訳に関する講義を翻訳専門の講師を招いて実施した。最後に、研究者がチュートリアルを通して英文校正を行い、完成した最終原稿をウェブデザイナーに提出、ウェブサイトの制作完成となった。英文の最終原稿にするまでには、かなりの校正作業を行っているが、その方法は学生との面談を通しての校正作業である。これは、イギリスのチュートリアル制度を応用しており、研究者がすでにその成果を論文でまとめている(Shibata&Tsukada, 2011)。これによって、英語学習者は自分の英語のどこが不自然か、単語のバラエティの認識、英語レトリックの認識を可能にすることができた。数回の校正作業を通して、教室で学ぶ英語から社会で通用する英語の違いを意識化することができた。本研究は、日本の大学機関及び大学生の国際化の現状と問題点を明らかにし、それらをふまえて、社会言語学的視点を取り入れた新しい英語教育プログラムを開発することである。当該年度は、日本の大学機関がどのように国際化を考え、また進めているかについて文献調査及びホームページのデータ収集を行った。日本の大学の国際化に関する文献は多々あるが、その多くが教育社会学的視点からのものが多く、社会言語学および英語教育の視点からのものは少ない(今後も調査を続ける)。日本の大学機関のホームページのデータ収集では、予備校の「私立大難易ランキング」を参照した。ランキングの上位に挙げられている大学は、留学生にも認知度が高いので、あえて中から中下ランクの大学を選択し、そのホームページをデータとして収集した(今後も調査を続ける)。本研究の方法論としてのクリティカルディスコースアナリシスに関する文献のレビューも行った。同年3月に、「言語と人間研究会」春期セミナーにてレビューの成果をワークショップで発表した。Calpiu (Research Center for Cultural and Linguistic Practices in the International University)への研修は、受け入れ先のロスキルデ大学の都合により延期となった。平成24年度に視察したいと考える。当該年度はまた、5月に行われたELF4 (English as a Lingua Franca)にて、英語のオーナーシップに関する研究発表を行った。

発表したデータは、平成24年度に関連学術論文に投稿する予定である。昨年度、当該年度共に、予定通りの進行ではあるが、文献調査が少し遅れており、来年度は文献調査をさらに進める必要がある。データ収集や分析も全体的なものは進行中であるが、より詳細な分析を来年度に行う予定である。英語カリキュラムの一つに組み込まれているeラーニング教材の内容は完成しているので、来年度はその作成に着手する。研究計画に示した当該年度で達成する予定の項目は、(1)クリティカルディスコースアナリシスの文献レビュー、(2)方法論の構築、(3)データ収集、(4)Calpiuでの研修であったが、そのうち達成できなかったのは4であり、これは受け入れ先の都合によるもので平成24年度に研修する予定である。この項目に記載されていない事項も当該年度において行ったので、おおむね順調であると判断した。eラーニング教材の作成。データ分析および考察をさらに進め、論文として発表する。7月に行われる国際言語学学会に参加し、言語学的分析の理論と方法論に生かす。論文執筆。2年目は、引き続き文献レビューおよびデータ収集を継続するとともに、平成24年度に行うべき項目を開始する。以下の3点である。(1)英語教育プログラムの構築、(2)Calpiuでの調査研究、(3)学会発表。(1)に関しては、eラーニング教材の開発とホームページの立ち上げを予定している。eラーニング教材に関してはすでにコンテンツは完成しているので、ホームページに当てはまる形式に設定することが急務である。ホームページの立ち上げは専門業者に委託するが、そのデザインは研究者が構築する。これも、本年度中に行う予定である。(2)に関しては、できるだけ9月に研修及びミーティングを行いたいが、ロスキルデ大学の予定を考え、2月になる可能性もある。(3)に関しては、すでに昨年度ELF4で発表を行ったが、それに加えて、7月のRaAMにて日本の英語観に関する研究発表を行う予定である。また、毎月東京で実施される研究会に参加し、研究発表及び読書会に参加する予定である。文献調査。海外出張(スイス、ジュネーブ大学、国際言語学学会)。eラーニング教材作成。上記の3点、(1)英語教育プログラムの構築、(2)Calpiuでの調査研究、(3)学会発表のための研究費使用の内訳はおおむね以下の通りである。(1)専門業者へのホームページ作成依頼(60万円)およびeラーニング教材の開発(20万円)におよそ80万円(2)デンマークへの旅費におよそ30万円(3)海外学会発表の旅費におよそ30万円、国内学会発表の旅費に20万円
社会的実体に即した「危険」概念の個別的検討

本研究では,実害発生以前の段階である「危険」が問題とされている犯罪現象において,それぞれどのような理由で,どのような意味での「危険」を防止することが目的とされているのかについて,その「危険」発生・発展のメカニズムを明らかにすることによって,実際の裁判において,その事件で「危険」があったといえるのか否かを判断できるような基準を提示することを目的とする。本研究で取り上げる犯罪現象は,結果(実害)発生前に処罰する未遂犯や,多数の人の死亡等の「危険」が問題となる放火罪や危険運転および人の生命を危険にさらす遺棄罪などを予定している。
フランス19世紀挿絵本データベース作成と語彙統計学的研究-バルザックと「パリ神話」に関する時代背景の探求とそのWeb公開-

フランス19世紀挿絵本データベース作成の対象となるのは、イリュストレ・ロマンチックのうちパリ風俗物のジャンルに属し、19世紀に刊行されて著作権の問題がない図書である。これに該当するものとして、平成15年度には『パリの悪魔』と『新パリ』を、平成16年度には『フランス人の自画像』を購入した。それぞれの図書自体に膨大な分量があるため、研究補助によるテキストと画像の電子ファイル化はなかなか進まなかった。平成16年度末の時点で、『新パリ』は画像のスキャニングはできたもののテキストのOCR処理は半分まで終了した状態だが、『パリの悪魔』は二次スペルチェック、レイアウト修正、画像補正データの整備まで実行した。『パリの悪魔』は「フランス19世紀挿絵本データベース」サイトを開設し、データを順次アップロード中である。このサイトへは、本研究代表者の個人ホームページ(http://pweb.cc.sophia.ac.jp/hsawada/)の「フランス文学」欄にタイトルが掲載されているので、容易にアクセスできる形にした。作成したデータベースをもとにしてバルザックと「パリ神話」に関する研究事例の一つを公開する予定であったが、データベースの作成が遅れたため、比較の対象である『人間喜劇』の世界における神話の一例としての芸術家について調査を行った。これは「ロマン主義と現代神話-バルザックにおける<芸術家貴族階級>-」という題目の論文としてまとめ、現在投稿中である。フランス19世紀挿絵本の中で、パリ風俗物に属する書物のうちの代表作数点に関して、テキストはOCRにより、挿絵はイメージスキャニングにより電子ファイル化した後、データベースを作成する。さらに二、三の主題について挿絵本のデータとバルザック『人間喜劇』のデータとの間で語彙の比較分析を行い、「パリ神話」における語彙とイメージの関連及びその発展を研究する。挿絵本データペースと研究例は、Webサーバーにおいて公開する。以上の研究計画に基づき、本年度実行したことを列挙する。1データベース専用のパソコンを購入した。4 3-1)については二次スペルチェックも終わり、2004年4月からのテキストデータベース公開を準備した。以下のアドレスから参照できるようにする。http://133.12.17.160/illustres/5「パリ神話」における芸術家および馬車という二つのテーマに関して、19世紀挿絵本と『人間喜劇』との関係性の検討を進めた。6パリ第3大学ミシェル・ベルナール教授を訪問し、コンピュータ支援文学研究において協力関係を築くことで合意した
技法分析を基盤とするバルカン地域正教会壁画美術の研究

中世後期のバルカン地域における正教会壁画を対象に、西欧からの影響を受容する以前のバルカン固有の壁画の特徴を明らかにすることを目的として、文献調査、現地調査、分析調査を実施した。フレスコ画がモザイク画に代わって主流となり始めた時代には、伝統的な材料・技法を基本とする中で、モザイク画を模した技術的工夫が生み出されていたことが分かった。また、15世紀以降になると、新しい描画材料が導入されたことで、材料の性質に合わせた技法へと変化していった流れを明らかにした。2013年9月および2014年3月に現地調査を実施し、セルビア南部のソポチャニ修道院およびセルビア中部のラヴァニツァ修道院において堂内壁画の実測、熟覧観察を行った。堂内構造の現状を詳細に記録した成果は、今年度の材料分析に役立てるとともに修道院および関係機関に提供される。9月の調査では、研究対象と時代や様式の類似する修道院を複数訪問し、熟覧観察を行い比較対象として設定した。3月の調査では、ソポチャニ修道院およびラヴァニツァ修道院の教会堂壁画に関して三次元計測および熟覧観察を行った。その結果、14世紀以前の作例では土性顔料を主要材料としており、ルーマニアの作例に多くみられる金箔や化学変化を利用した鉛錫黄やアズライト、マラカイトといった鉱物顔料はほとんど見られない、という指摘がなされた。特に、壁画における金属箔の使用は、15世紀を境に極端に減っており、ここには社会的背景の影響か美術様式の変化があったものと推測される。このことに関しては、本年度初めに詳細なデータをまとめ、2014年6月にイタリアで開かれる国際学会において発表予定である。また、3月の調査では、現地で文化担当記者の取材を受け、セルビア全国紙3紙で研究の展望を報告した。昨年度は、13世紀後半に創建されたソポチャニ修道院教会堂と、14世紀後半に創建されたラヴァニツァ修道院教会堂を主に取り上げたが、これに、他に訪問した複数の教会堂壁画の観察結果および比較対象としている1517世紀創建のルーマニアの教会堂壁画の調査結果を合わせることで、中世後期のバルカン地域における壁画美術の系譜を構築することができる。今年度はこれに、12世紀末創建のストゥデニツァ修道院教会堂、14世紀初頭創建のデチャニ修道院教会堂などの調査結果を加えることで、より信頼性の高い研究成果が得られることが期待される。中世後期のバルカン西岸地域における正教会壁画を研究対象に、西欧からの影響を受容する以前のバルカン固有の壁画材料、壁画技法の特徴を明らかにすることを研究目的として、文献調査、現地調査、分析調査を行った。文献調査では、複数言語による文献講読により美術史の整理を試み、現地調査では、壁画の表面状態を正確に記録し、現地で壁画の熟覧観察を行った。分析調査では、壁画の積層構造、使用された材料の組成を理解するために、無機および有機分析を実施した。また、研究代表者が過去の研究で明らかにした中世後期のルーマニアにおける壁画技法との関係についても検証した。バルカン北部のルーマニアでは、3種類の技法が合理的な順序で用いられており、14世紀以降、少なくとも数世紀にわたって高度な壁画技法が保持されていたと考えられた。中世ルーマニアにおける壁画技法は、文献によるとバルカン西岸から伝えられたとされており、本研究ではその実証を試みた。調査の結果、バルカン西岸の壁画は、顔料の種類が豊富なうえ、粒子径や元素配合の異なる顔料を意識的に区別して用いていることが明らかとなった。顔料層は14層で構成され、混色はほとんど用いられず、単一顔料の積層によって色彩を作り出している。3種の技法分類に関しては、豊富な材料を用いながらも、13種類の技法が合理的な順序で用いられており、中世ルーマニアにおける壁画技法とおおむね共通するということを明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。文化財保存学26年度が最終年度であるため、記入しない。2014年3月の修道院での現地調査に際し、実測機材のバッテリーの不具合が起こったため、想定より3日程度多く日数を費やした。天候や宗教行事による作業中断があったために、ドームおよびヴォルトなど実測できていない箇所があるが、これは今年度初めの現地調査においてデータを補填することが可能である。現在は、実測済みデータのみで、解析のうえ三次元および二次元の高精細画像を作成している。現地調査の予定が延びたことで、想定していた文献調査が十分に実施できなかったが、これに関しても、今年度の文献調査で補う。今年度前半で、セルビア文化省歴史的建造物研究所の協力を得て、現地での非破壊材料分析およびサンプル採取の上でのベオグラードでの材料分析を行う。これは、2年に分けて行う計画としていたが、文化省側の研究協力者のスケジュールにより、今年度まとめて実施することとした。文化省側とは調査実施に関して合意済みであり、研究協力者とも頻繁にコンタクトを取り、理解を深めている。昨年度の成果である壁画の現状

記録をもとに、比較的後世の介入の少ない部分においてサンプルを採取し、秋までに分析を開始する。秋からは、ベオグラードの研究図書館で文献調査を進め、1月にそれぞれの結果を合わせて、研究成果のまとめに入る。
電子相関が創出する電子液晶現象の理論：素励起、超伝導および量子臨界現象

鉄系および銅酸化物超伝導体、重い電子系など幅広い強相関電子系おいて、電子系の回転対称性や並進対称性が自発的に破れる「電子液晶秩序」が観測され、脚光を浴びている。ネマティック相の近傍では多彩な非従来型超伝導が発現するため、超伝導機構との関係が注目を集めている。2018年度は以下の研究を遂行した。(1)B2g対称性ネマティック秩序:過剰ホールドープ鉄系超伝導体CsFe2As2では、通常の鉄系超伝導体のB1gネマティック秩序から45度傾いた、B2gネマティック秩序が観測される。その説明のため、我々は高次多体効果であるバーテックス補正を考慮した計算を行い、CsFe2As2の特徴であるDirac型フェルミ面の効果により、B2g対称性を有するボンド秩序(=相関ホッピングの4回対称性の自発的破れ)が出現することを見出した。更に銅酸化物超伝導体において、hot spot構造が発達する時にB2gボンド秩序が実現する結果を得て、Hg系銅酸化物超伝導体におけるB2gネマティック秩序を説明した。(2)重い電子系CeB6における多極子秩序:重い電子系は多彩な多極子秩序の宝庫であるが、その微視的理論の多くは未解明である。我々は、f電子の強いスピン軌道相互作用と強い電子相関を考慮した理論を構築し、バーテックス補正により様々な多極子秩序が安定化する機構を見出した。特に、遍歴描像に基づき、CeB6における4極子秩序および磁場誘起8極子秩序に微視的理論を構築した。(3)重い電子系CeCu2Si2におけるS波超伝導機構:CeCu2Si2に対する多軌道周期アンダーソン模型を構築し、Migdal近似を超えた多体効果を考慮した超伝導ギャップ方程式に基づき、超伝導機構を研究した。その結果、16極子揺らぎにより符号反転の無いS波超伝導が導かれることを見出し、CeCu2Si2の実験事実の説明に成功した。本研究の主題である、強相関電子系における多彩な「電子液晶秩序」の微視的機構に対する研究に進展があった。特に、過剰ホールドープ鉄系超伝導体CsFe2As2で観測されたB2gネマティック秩序の正体が「B2g対称性ボンド秩序」であり、ボンド秩序の起源がスピン揺らぎ間の多体干渉効果(Aslamazov-Larkinプロセス)であることを見出した。更に、重い電子系CeB6の多極子秩序の微視的機構は長年の課題であったが、Aslamazov-Larkinプロセスを考慮した本理論により、遍歴描像に基づく説明に成功した。本理論に基づき、更に多彩な電子液晶秩序が理解できる可能性がある。また、電子液晶秩序の揺らぎが媒介する超伝導の理論に関しても進展があった。我々は重い電子系CeCu2Si2に対して、Migdal近似を超えた多体効果を考慮した超伝導ギャップ方程式を解析した。その結果、16極子揺らぎにより符号反転の無いS波超伝導が導かれることを見出し、CeCu2Si2の実験事実の説明に成功することができた。本理論は、今後様々な強相関超伝導体に適用できる可能性があるため、その研究を発展させる。また、鉄系超伝導体におけるスピンレゾナンスの理論研究を行った。保存近似である揺らぎ交換(FLEX)近似に基づき、自己エネルギーのエネルギー依存性を正確に計算し、ギャップの符号反転が無いS++波状態においてもスピンレゾナンスが出現することを見出した。つまり、中性子散乱実験の結果はS++超伝導状態においても説明である。これは鉄系超伝導体の超伝導発現機構に対する重要な知見を与える。強相関電子系における「電子液晶秩序の更なる多様性」を理論的に研究する。具体的には、BaFe2As2で観測される、構造相転移温度TSより数10K高温のT*から出現する「面内対称性の破れ」について、その正体を明らかにする。我々はT*において「反強軌道秩序」が生じる可能性を考えているが、これまで知られている電子液晶秩序は(重い電子系CeB6を除き)強的秩序であるため、反強軌道秩序が生じる理由とその出現条件を理論的に明らかにする。また、銅酸化物超伝導体やSr2IrO4では、渦電流を秩序パラメーターとする新奇な液晶秩序が出現している可能性がある。我々は、バーテックス補正の理論を拡張して、この理論解明に取り組む。また、電子液晶秩序の揺らぎが媒介する超伝導の理論を発展させる。我々はこれまでに、多極子秩序など局所的秩序の揺らぎが、クーパー対を媒介することを見出してきた。しかし、ボンド秩序などの「非極子的秩序」の揺らぎが媒介する超伝導については、理論的研究は皆無であるため、その理論を構築する。(1)B2g対称性

ネマティック秩序:過剰ホールドープ鉄系超伝導体CsFe2As2では、通常の鉄系超伝導体のB1gネマティック秩序から45度傾いた、B2gネマティック秩序が観測される。その説明のため、我々は高次多体効果であるバーテックス補正を考慮した計算を行い、CsFe2As2の特徴であるDirac型フェルミ面の効果により、B2g対称性を有するボンド秩序(=相関ホッピングの4回対称性の自発的破れ)が出現することを見出した。更に銅酸化物超伝導体において、hot spot構造が発達する時にB2gボンド秩序が実現する結果を得て、Hg系銅酸化物超伝導体におけるB2gネマティック秩序を説明した。(2)重い電子系CeB6における多極子秩序:重い電子系は多彩な多極子秩序の宝庫であるが、その微視的理論の多くは未解明である。我々は、f電子の強いスピン軌道相互作用と強い電子相関を考慮した理論を構築し、バーテックス補正により様々な多極子秩序が安定化する機構を見出した。特に、遍歴描像に基づき、CeB6における4極子秩序および磁場誘起8極子秩序に微視的理論を構築した。(3)重い電子系CeCu2Si2におけるS波超伝導機構:CeCu2Si2に対する多軌道周期アンダーソン模型を構築し、Migdal近似を超えた多体効果を考慮した超伝導ギャップ方程式に基づき、超伝導機構を研究した。その結果、16極子揺らぎにより符号反転の無いS波超伝導が導かれることを見出し、CeCu2Si2の実験事実の説明に成功した。本研究の主題である、強相関電子系における多彩な「電子液晶秩序」の微視的機構に対する研究に進展があった。特に、過剰ホールドープ鉄系超伝導体CsFe2As2で観測されたB2gネマティック秩序の正体が「B2g対称性ボンド秩序」であり、ボンド秩序の起源がスピン揺らぎ間の多体干渉効果(Aslamazov-Larkinプロセス)であることを見出した。更に、重い電子系CeB6の多極子秩序の微視的機構は長年の課題であったが、Aslamazov-Larkinプロセスを考慮した本理論により、遍歴描像に基づく説明に成功した。本理論に基づき、更に多彩な電子液晶秩序が理解できる可能性がある。また、電子液晶秩序の揺らぎが媒介する超伝導の理論に関しても進展があった。我々は重い電子系CeCu2Si2に対して、Migdal近似を超えた多体効果を考慮した超伝導ギャップ方程式を解析した。その結果、16極子揺らぎにより符号反転の無いS波超伝導が導かれることを見出し、CeCu2Si2の実験事実の説明に成功することができた。本理論は、今後様々な強相関超伝導体に適用できる可能性があるため、その研究を発展させる。また、鉄系超伝導体におけるスピンレゾナンスの理論研究を行った。保存近似である揺らぎ交換(FLEX)近似に基づき、自己エネルギーのエネルギー依存性を正確に計算し、ギャップの符号反転が無いS++波状態においてもスピンレゾナンスが出現することを見出した。つまり、中性子散乱実験の結果はS++超伝導状態においても説明である。これは鉄系超伝導体の超伝導発現機構に対する重要な知見を与える。強相関電子系における「電子液晶秩序の更なる多様性」を理論的に研究する。具体的には、BaFe2As2で観測される、構造相転移温度TSより数10K高温のT*から出現する「面内対称性の破れ」について、その正体を明らかにする。我々はT*において「反強軌道秩序」が生じる可能性を考えているが、これまで知られている電子液晶秩序は(重い電子系CeB6を除き)強的秩序であるため、反強軌道秩序が生じる理由とその出現条件を理論的に明らかにする。また、銅酸化物超伝導体やSr2IrO4では、渦電流を秩序パラメーターとする新奇な液晶秩序が出現している可能性がある。
遺伝的アルゴリズムによる複数興味に対応したユーザモデル自動抽出機能の開発と評価

近年、コンピュータとインターネットの普及にともない、電子化された情報が急速に増加してきている。このため、検索等によりユーザが得た情報から本当に必要とする情報を選び出す作業が必要となり、これが大きな負担となってきている。これを解決するため、人工知能や情報検索の分野から、情報フィルタリングシステムやリコメンデーションシステムが提案されている。両システムともユーザの興味を抽出し、その興味(ユーザプロファイル)をもとに、情報の選別を行っている。したがって、適切なユーザプロファイルを作成することが重要である。本研究では、広範囲な興味空間を効率よく探索するため、遺伝的アルゴリズムを用いて、ユーザの興味を探索し、ユーザプロファイルを作成することを提案した。また、ユーザの負担を減らすため、以前に閲覧したドキュメントに対する評価からユーザプロファイルの作成を行った。さらに、ユーザは一般的に複数の興味を持つため、種の分化という概念を導入することで、学習データから自動的に興味の分離を行った。本年度は、遺伝的アルゴリズムを検索システムに適用することを行った。具体的には、ユーザに評価してもらったドキュメントからユーザの興味を抽出する手法の設計、用いる遺伝的アルゴリズムのパラメータ調整、評価シミュレーションを行った。・興味の抽出手法の設計:興味の抽出に利用する遺伝的アルゴリズムとして、UNDXによる実数値遺伝的アルゴリズムを利用した。この遺伝的アルゴリズムでは、ユーザの興味を表すユーザプロファイルそのものを遺伝子として進化させることができるので、適合度を求める際に、ユーザの評価をダイレクトに反映させることが可能である。また、探索範囲が両親を結ぶ線を長軸、第3の親との距離を短軸とした楕円領域上に、正規分布にしたがって子供が生成されるので、関連フィードバックより広範囲を探索することができる。・遺伝的アルゴリズムのパラメータ調整:各遺伝子の適合度の収束を考慮して、遺伝子のグループ数、交叉回数、世代数などの調整を行った。これにより、本手法により、ユーザの興味に応じてドキュメントが分類できることを確認した。・評価シミュレーション上記の設計と実験をもとに、実際のドキュメント分類性能を評価した。シミュレーションの結果より、関連フィードバックより選択精度の良いユーザプロファイルが作成できることを確認した。また、対象ドキュメントの増加にともない収束までの時間が長くなってきたので、複数のマシンで分散して進化が行えるように改良を行った。これにより、収束に要する時間を大幅に短縮することができた。
円二色性測定による歯質骨格タンパク質-歯科接着剤成分相互作用の解析

本課題は、歯科領域として初めて円二色性を活用して、象牙質接着におけるコラーゲンと歯科接着剤成分(酸、モノマー、溶媒)の相互作用の一端を解明しようと計画されたものであり、以下の成果が得られた。1.コラーゲンは酸の作用で可逆的かつ2状態的に二次構造が変化することが、CD測定から見出された。pH3の酸性条件下ではpoly(Pro)II型の規則二次構造を持っこと、DSC測定で熱変性ピークが認められることから、この程度の酸性度では酸変性していないと結論された。酸性とは異なる二次構造1を持つ中性pHでの会合挙動を調べるために、会合に伴う形成が予想される疎水領域の有無を、ピレンを疎水プローブとした蛍光測定により調べたが、疎水領域の存在は示されなかった。2.アルコール型化合物はその種類、濃度によってコラーゲンの二次構造に直接影響しないこと、しかし二次構造(高次構造)の安定性に顕著に影響を与えること、その程度が化合物の疎水性に依存することが、いずれもCD情報から新知見として明らかになった。このようにCDならではの情報が得られ、CDの有用性が示されたが、一方で完全な溶液系にしか利用できないこと、コラーゲンのCDを妨害するような吸収を持つ化合物については利用できないことなど、その限界点も本研究を通して見つかった。3.CDによる解析に加えて、DSCを用いた各種アルコール型化合物についての網羅的なコラーゲン変性挙動調査により、疎水性の高い化合物ほどコラーゲンの構造安定性を低下させるという傾向が発見された。その過程で合理的なコラーゲンの構造安定化指数が新たに定義された。これは新規歯科材料(接着モノマー等)を開発する際に、コラーゲンへの影響、コラーゲンとの相互作用を予見するための有力な指標となる。象牙質コラーゲンと同じI型ながら水溶性のウシ皮膚コラーゲン(CSC)を用いて、その二次構造が象牙質接着操作に関連する環境変化でどのような影響を受けるか、円二色性(CD)測定により調査した。象牙質に対してレジン系接着剤を作用させる過程でコラーゲンは、脱灰による低pH環境やモノマーおよびその溶媒である有機液体中にさらされる。一定温度でCSC溶液のpHを段階的に変化させながらCDスペクトル測定を行った結果、pH4.56の範囲で転移的な構造変化が認められ、その上下では状態は一定であった。転移領域はコラーゲンの等電点に対応することから、正味の電荷が正か負かで決まる二つの異なる2次構造の存在が示唆された。さらに、pHを上昇させる過程と低下させる過程でこの転移が可逆的に起こることも確かめられた。また、接着モノマーの典型的な溶媒であるアルコールがCSCの構造安定性に及ぼす影響を、アルコールの鎖長と濃度を系統的に変えて調べた結果、一定温度では2次構造に顕著な変化は見られなかった。しかし、温度をスキャンさせながら行った測定で2次構造の転移が起こる温度(変性温度)は、アルコールの鎖長が長くなるのに比例して顕著に低下することを発見した。このことから、疎水環境では2次構造の変化なく構造安定性が低下することが明らかになった。平成16年度は、引き続き低分子成分としてプライマーに含まれる各種塩類の影響を調べる一方、グラスアイオノマーセメントの主成分であるポリアクリル酸などの高分子酸とコラーゲンの相互作用に中心に調べる予定である。

コラーゲンの構造安定性に影響を与える因子が、添加物または環境の疎水性であるという予測(=前年度の結論)に基づき、レジン接着剤成分に関連した一群の有機物質がコラーゲンの変性挙動に及ぼす影響を、主として円二色性(CD)測定による二次構造と変性温度の測定から調べた。その結果、(1)各種物質添加による二次構造そのものへの影響は顕著でない、(2)同一価数の直鎖アルコールでは鎖長が長いほど変性温度が低下する(立体構造が不安定化する)、(3)同一鎖長の直鎖アルコールではアルコールの価数が高いほど変性温度が上昇する(立体構造が安定化する)、(4)芳香族アルコールはコラーゲン立体構造の不安定化効果が非常に顕著であることなどが明らかになった。これらの結果は、添加物もしくは媒質の疎水性が高まるとコラーゲンの構造安定性が低下することを示す。コラーゲンの主要な構造安定化因子は、コラーゲン分子を構成する3本のポリペプチド鎖の間に働く水素結合と考えられているが、得られた一連の結果から、三重らせん構造の中心部位の疎水相互作用も水中では構造安定化の一因であることが示唆された。これを確かめるために、ピレンを疎水プローブとして蛍光スペクトル測定を行い、未変性コラーゲンに疎水領域のあること、変性によりらせんのコアの疎水領域が消失することを示す実験を行った。また、中性pHでのコラーゲンの自発的な会合に際して疎水領域が形成されるか確かめる実験を行った。しかし、現時点では疎水領域の存在を示すデータは得られていない。なお、酸性pHと中性pHでは、同じ添加物質でもコラーゲンの構造安定性への影響の仕方が異なることもわかった。以前の研究で、用いたコラーゲンでは等電点がpH4.1付近にあること、酸性pHに比べて中性pHでは顕著に会合しやすいことがわかっており、疎水相互作用に関して、等電点の上下でコラーゲンの性質が異なることが示唆された。CDスペクトル測定および温度変化測定より、疎水性の異なるアルコール型化合物の添加によって、コラーゲンの二次構造に変化は引き起こされないが、変性温度は添加アルコールの濃度が高いほど、またアルキル鎖が長く疎水性が高いほど低下しやすく(不安定化)、アルコールの価数が高く親水性が高いほど上昇しやすい(安定化)ことが明らかになった。これは併用したDSC測定からも確認された。この傾向を定量的に考察するために、アルコールの種類と濃度によって変化する媒質の疎水性をそのときの誘電率で表現し、一方、コラーゲンの変性のしやすさを濃度変化に伴う変性温度の低下率で表すと、コラーゲンの環境(媒質)の疎水性が高いほど構造安定性が低下する(変性しやすい)ことが、半定量的に示された。疎水構造を適切に付与することで、コラーゲンとの相互作用の強さを制御した接着性モノマーの設計が可能であることが示唆された。また、コラーゲンは等電点(pI4.1)上下のpHで凝集挙動の異なることがCD測定から示されたが、疎水プローブを用いた蛍光スペクトル測定実験では、pH3とコラーゲンが凝集しやすい中性pHで差異が見られなかった。疎水効果によりコラーゲンが凝集するのであれば、凝集体内部に疎水領域の生じることが環境プローブの蛍光スペクトル変化から明らかになるはずであったが、これが確かめられなかったことから、中性pHでのコラーゲンの凝集挙動には別の因子が働いていると考えられた。コラーゲンとアルコール型化合物との相互作用はpH3と7で同じ傾向であり(ただし変性温度はpH7で全般に高く現れる)、凝集状態の違いはこの相互作用に本質的に影響しないことがわかった。
ロタウイルス感染症の防御免疫におけるＴ細胞の役割に関する研究

本研究ではマウスロタウイルスの感染モデルを用いて、T細胞応答に関する詳細な解析を行った。Balb/cマウスにロタウイルスEW株を経口感染させると、10日後に腸管内のT細胞数が最大となった。この時、腸管内に発現しているT細胞受容体(TCR)の塩基配列を、次世代シーケンサーを用いて網羅的に解析した結果、ウイルス感染マウスの腸管に特異的に集積しているTCRの配列を特定することができた。今後、このT細胞の反応性を調べることにより、防御免疫機序やウイルス株間の交差反応性を検討することが可能となる。本研究はマウスロタウイルスを用いて、ロタウイルス感染症における宿主免疫応答を詳細に調べることを目的としている。前年度までに、実験に使用するマウスロタウイルスEW株を入手し、その全塩基配列を解析した。今年度では、このEW株を定量するためのreal-time PCR解析法、およびCD抗原のreal-time PCR解析法を確立し、更にマウスへの感染実験を開始した。具体的には、EW株に対するreal-time PCRは、NSP3の5'末端付近の保存性の高い領域をターゲットとし、標準品を作製してコピー数の絶対定量を可能にした。また、CD3、CD4、CD8のreal-time PCRによる絶対定量法も確立した。これにより、便や腸管サンプル中のウイルス排泄量や局所における免疫細胞の増殖の様子を解析することができ、TCRレパトア解析を行うにあたり最適なサンプル採取のタイミングを知ることができる。動物実験では、生後10日のマウスにEW株を経口接種して、ウイルス用量依存的にマウスが下痢を発症することを確認し、DD50(Dose causing diarrhea in 50% of animals)を算出することができた。便中および腸管内のウイルス量を測定したところ、接種から5日後に最大となることが判明した。また、CD抗原の定量を行った結果、CD3は接種から5日目以降、経日的に発現が上昇していた。CD8はCD3と同様に発現が上昇する傾向を示したが、CD4の上昇率はCD3、CD8と比較して穏やかだった。以上、本年度の実験結果から、幼若マウスにロタウイルスを感染させた時の病態や免疫応答についての知見を得ることができた。これらの知見を活かして、次年度にはTCRレパトア解析を行い、ロタウイルス感染マウスの腸管に特異的に集積しているT細胞のTCRパターンを明らかにする。しかし、マウスロタウイルスに関する知見は少なく、特に我が国においてマウスロタウイルスの感染実験の経験を持つ研究者はごく限られている。平成24年度は、マウスロタウイルス株を所有している研究者と交渉して、実験に用いるウイルス株を入手すること、およびその後のデータ解析法についての検討に注力し、本格的な実験を行うための基礎を固めた。まず国内でマウスロタウイルス株の使用実績がある藤田保健衛生大学の谷口孝喜教授より、マウスロタウイルス株EWの分与を受け、ウイルスの継代法や接種方法を習得した。また、分与されたウイルスゲノムの全長塩基配列解析を行い、実験に用いるウイルス株についての情報蓄積を進めた。サンプルの新たな解析手法として次世代シーケンス解析法の利用可能性についても検討を行った。次世代シーケンス解析法はサンプルに含まれる核酸(RNA)を網羅的に解析する手法であり、これまで行ってきたTCRレパトア解析およびreal-time PCRによるサイトカイン定量などを、一度に行う事が可能である。NEBNext Ultra RNA Library Prep Kit for Illumina(NEB)を用いてサンプル調製を行い、MiSeq(Illumina)にて6サンプル同時に次世代シーケンス解析を行ったところ、リード長150 bpの断片が1サンプルあたりおよそ700万リード、1600のcontigを得た。次世代シーケンス解析法はロタウイルス感染マウスの腸管免疫応答を解析する際に有用なツールとなる。前年度までに、Balb/cマウスにロタウイルスEW株を経口接種することにより、ウイルス量依存的に下痢を発症させるモデルを確立した。最終年度ではこの動物モデルを用いて、ロタウイルス感染マウスの腸管におけるT細胞受容体(TCR)レパトア解析を実施した。Real-time PCRの結果から、マウス回腸におけるCD3の発現量は、ウイルス接種から10日後にピークとなることが判明した。従って、接種10日後の回腸におけるTCRレパトアについて次世代シーケンサーを用いて解析を行った。この解析法は、サンプル中の全TCR遺伝子をadaptor-ligation PCRで均一に増幅した後、次世代シーケンス解析を行い、得られたTCRの配列とその頻度を算出する方法である。

解析の結果、ウイルス感染マウスの腸管(n=4)において、α鎖ではTRAV3-3、TRAV6-6、TRAV13-1、TRAV21が、β鎖ではTRBV13-2とTRBV29の存在比率が顕著に増加していることが明らかとなった。更に抗原認識部位であるCDR3の配列を比較したところ、個体間で共通あるいは類似した配列が数種類、高頻度に見られた。特にα鎖において、配列の類似性が顕著であった。従って、これらのTCRを持つT細胞がロタウイルスに対して特異的に応答していると考えられた。今後の展望として、上記のTCRが認識するエピトープをin silico解析により推定する予定である。また、ロタウイルス感染マウスから、このTCRを有したT細胞をクローニングして抗原特異性を確認、さらに細胞移入実験により感染防御能を検討する計画である。ウイルス学これまでにマウスロタウイルスの遺伝子を定量するためreal-time PCR解析法は報告されておらず、本年度に確立したEW株NSP3に対するreal-time PCR解析法は、今後のマウスロタウイルスを用いた研究を行う上で非常に有用である。また、CD抗原に対するreal-time PCR解析法も確立したことにより、ウイルス接種後に局所において集積している免疫細胞の数の種類、すなわち炎症の程度と質を解析できるようになった。これにより、TCRレパトア解析を行うためのサンプルを採取する最適なタイミングを特定することができた。以上の結果から、今後の解析をより効率的に進めることが可能となった。また、マウスへの感染実験を行い、保有しているウイルス液のDD50を算出できたため、マウスロタウイルス研究の基盤は概ね整ったと言える。研究開始時には、マウスロタウイルスについての研究実績が全く無い環境であったが、国内のマウスロタウイルスに精通している研究者からウイルス株の分与を受け、更にウイルスの継代法や接種方法について習得したことにより、わずか1年でマウスロタウイルスを用いる研究の基礎を固めることが出来た。また、近年注目されている次世代シーケンス解析法をTCRレパトア解析に応用することを立案し、実際に利用できることを示した。これは、今後の解析を、より詳細かつ効率的に進める上で非常に有用な知見となる。次年度から本格的なTCRレパトア解析を行う。まずロタウイルス感染時に誘導されるウイルス特異的T細胞が持つTCRを効率よく特定するため、生後10日のマウスにウイルスを感染させ、感染から5-10日前後まで経時的に腸管サンプルを採取する。また、生後10日のマウスは免疫機能が未熟と考えられるため、生後8週程度の成熟マウスや、複数回感染させたマウスでも同様のTCRを持ったT細胞が誘導されているか否かを解析する予定である。TCRレパトア解析は従来法に加え、次世代シーケンサーを用いた解析法を試みる。特に、2013年に報告された次世代シーケンサーによるマウスのTCR解析方法(Front Immunol. 2013, 23;4:456, Ilgar Z. Mamedov et al)を本研究に応用できるか否か検討を行う。
レーザー溶接によるチタン製補綴物の3次元的変形に関する研究について

本研究ではブリッジやコーヌステレスコープ義歯外冠のレーザー溶接への応用を想定し、純チタン棒を用いて突き合わせ溶接を行い、出力条件や固定治具の荷重条件について検討し、その結果、適切なレーザー溶接時の固定方法を示唆することを目的としている。本年度は第1段階として2次元的変形に関する研究を行った。方法試料としてJIS第2種Cpチタン棒(神戸製鋼社製,直径3mm,長さ30mm)を使用した.レーザー溶接は,照射距離を一定にするために溶接用治具を製作し,同上にて行った.Cpチタン棒の一端を溶接用治具に固定し,もう一方は0,5,10gの荷重を加えた.各々の溶接面を接合させ,歯科技工用レーザー溶接機(ヘラパルス:Heraus Kulzer社製)にてレーザー溶接を行った.照射回数は1回,スポット径1.1mm,パルス幅14.0msとした.パルス出力は0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0kWの6条件とし,試料数は各条件ともに5組とした.変位量は2直線間の角度(4点法)を測定し,溶接時の変位量とした.得られた値をScheffe testにて統計分析を行った.結果と考察照射深度を測定した結果,0.5kwで0.28mm,1.0kwで0.36mm,1.5kwで0.38mm,2.0kwで0.44mm,2.5kwで0.54mm,3.0kwで0.71mmとなり,パルス出力が上昇するに従って,照射深度は増加する傾向を示した(p<0.01).また溶け込んだ形状は0.5,1.0kWでは熱伝導型,1.5,2.0,2.5,3.0kWではキーホール型を示した.角度変位量を測定した結果,各荷重条件では0gで0.571.33rad,5gでは0.281.03rad,10gでは0.360.89radの値を示し,荷重量が増加するに伴って変位量が減少する傾向を示した(p<0.05).今回得られた値は適合不良を示しているが,照射回数が1回で,溶接部分が試料の中心軸の上部のみであるため,同部で凝固収縮が起こり,角度変位量は大きくなったのではないかと考えられる.今後は多方向から照射を行い,三次元的に変位量の解析をし,変位の少ない溶接・固定条件について詳細に検討を行う必要がある.本研究ではブリッジやコーヌステレスコープ義歯外冠のレーザー溶接への応用を想定し、純チタン棒を用いて突き合わせ溶接を行い、出力条件や固定治具の荷重条件について検討し、その結果、適切なレーザー溶接時の固定方法を示唆することを目的としている。方法試料としてJIS第2種Cpチタン棒(神戸製鋼社製,直径3mm,長さ30mm)を使用した.レーザー溶接は,照射距離を一定にするために溶接用治具を製作し,同上にて行った.Cpチタン棒の一端を溶接用治具に固定し,もう一方は0,5,10gの荷重を加えた.各々の溶接面を接合させ,歯科技工用レーザー溶接機(ヘラパルス:Heraus Kulzer社製)にてレーザー溶接を行った.照射回数は1回,スポット径1.1mm,パルス幅14.0msとした.パルス出力は0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0kWの6条件とし,試料数は各条件ともに5組とした.変位量は2直線間の角度(4点法)を測定し,溶接時の変位量とした.得られた値をScheffe testにて統計分析を行った.結果と考察照射深度を測定した結果,0.5kwで0.28mm,1.0kwで0.36mm,1.5kwで0.38mm,2.0kwで0.44mm,2.5kwで0.54mm,3.0kwで0.71mmとなり,パルス出力が上昇するに従って,照射深度は増加する傾向を示した(p<0.01).また溶け込んだ形状は0.5,1.0kWでは熱伝導型,1.5,2.0,2.5,3.0kWではキーホール型を示した.角度変位量を測定した結果,各荷重条件では0gで0.571.33rad,5gでは0.281.03rad,10gでは0.360.89radの値を示し,荷重量が増加するに伴って変位量が減少する傾向を示した(p<0.05).今回得られた値は適合不良を示しているが,照射回数が1回で,溶接部分が試料の中心軸の上部のみであるため,同部で凝固収縮が起こり,角度変位量は大きくなったのではないかと考えられる.今後は多方向から照射を行い,三次元的に変位量の解析をし,変位の少ない溶接・固定条件について詳細に検討を行う必要がある.
燃料噴射率形状が非定常噴霧燃焼に及ぼす影響

独自に開発した噴射率形状可変形型燃料噴射システムを用いて噴霧燃焼実験を行い,燃料噴射率形状が非定常噴霧の燃焼に与える影響を明らかにすることを目的として,研究を進めた.(1)噴射率形状可変型燃料噴射システムの構築:通常の噴射ノズルに高推力のピエゾアクチュエータを組み合わせる事により,100MPaまでの高圧噴射において,自由な噴射率形状が得られる噴射システムを構築した.(2) 1段噴射における噴射率形状の影響:三角形状の噴射率形状を持った1段噴射を対象として,最大噴射率,燃料噴射量,噴射期間を同一としたままで,燃料噴射率の上昇速度,降下速度及び噴射圧力を系統的に変更して噴霧・燃料実験を行った.噴射率形状が噴霧の成長・展開・着火・主燃焼などに大きな影響を与えること,また高噴射圧化に伴い噴霧の幅方向の成長が著しくなり,燃焼も大きく促進される事,さらに燃焼期間短縮の観点からの最適燃料噴射率形状は,噴射圧力により変化する事などを明らかにした.(3) 2段噴射における噴射率形状の影響:燃料の噴射を2回に分けて行う2段噴射においては,噴射間隔が2段目の噴霧の成長や燃焼期間に大きな影響を与えること,また2段目の噴射率形状によって,噴射間隔が2段目の噴霧・燃焼に及ぼす影響が異なることを明らかにした.(4)周期的噴射率変動の影響:燃料噴射率に0-5kHzの周期的変化を与えた場合の噴霧の変化を実験的に調べ,新しい噴霧制御手法としての可能性を検討した.その結果,特有の周波数(本実験条件では,約0.9kHz,2.5kHz,4kHz)においてのみ噴霧角が大きくなり,噴霧の幅も広がることが明らかになった.また,振動を加えた場合にはパルス状に燃料液滴群が飛び出す事,また上記の周波数では液柱部分と推定される長さが,極端に短くなることを明らかにした.独自に開発した噴射率形状可変形型燃料噴射システムを用いて噴霧燃焼実験を行い,燃料噴射率形状が非定常噴霧の燃焼に与える影響を明らかにすることを目的として,研究を進めた.(1)噴射率形状可変型燃料噴射システムの構築:通常の噴射ノズルに高推力のピエゾアクチュエータを組み合わせる事により,100MPaまでの高圧噴射において,自由な噴射率形状が得られる噴射システムを構築した.(2) 1段噴射における噴射率形状の影響:三角形状の噴射率形状を持った1段噴射を対象として,最大噴射率,燃料噴射量,噴射期間を同一としたままで,燃料噴射率の上昇速度,降下速度及び噴射圧力を系統的に変更して噴霧・燃料実験を行った.噴射率形状が噴霧の成長・展開・着火・主燃焼などに大きな影響を与えること,また高噴射圧化に伴い噴霧の幅方向の成長が著しくなり,燃焼も大きく促進される事,さらに燃焼期間短縮の観点からの最適燃料噴射率形状は,噴射圧力により変化する事などを明らかにした.(3) 2段噴射における噴射率形状の影響:燃料の噴射を2回に分けて行う2段噴射においては,噴射間隔が2段目の噴霧の成長や燃焼期間に大きな影響を与えること,また2段目の噴射率形状によって,噴射間隔が2段目の噴霧・燃焼に及ぼす影響が異なることを明らかにした.(4)周期的噴射率変動の影響:燃料噴射率に0-5kHzの周期的変化を与えた場合の噴霧の変化を実験的に調べ,新しい噴霧制御手法としての可能性を検討した.その結果,特有の周波数(本実験条件では,約0.9kHz,2.5kHz,4kHz)においてのみ噴霧角が大きくなり,噴霧の幅も広がることが明らかになった.また,振動を加えた場合にはパルス状に燃料液滴群が飛び出す事,また上記の周波数では液柱部分と推定される長さが,極端に短くなることを明らかにした.独自に開発した噴射率形状可変型燃料噴射システムを用いて噴霧燃焼実験を行い,燃料噴射率形状が非定常噴霧の燃焼に与える影響を明らかにすることを目的として,研究を進めている.本年度は,現有の噴射システムを用いて,1段及び2段噴射の燃焼実験を実施すると共に,より高噴射圧力を目指して噴射システムの改良を進めた.(l) 1段噴射における噴射率形状の影響:三角形状の噴射率形状を持った1段噴射を対象として,燃料噴射率の立ち上がり速度,立ち下がり速度を系統的に変更して燃焼実験を行った.その結果、噴射率の立ち上がり速度が速くなるほど噴霧の展開が急激になるなど,噴射率形状が非燃焼場の噴霧の成長・展開に大きな影響を与えることが明らかになった.また噴射率の立ち上がり速度が速くなるほど,着火後速やかに主燃焼に移行すること,さらに初期より高温領域が増加し,しかも長期間存在することによりNOxの生成・排出が増大する可能性があることなどが明らかになった.(2) 2段噴射における噴射率形状の影響:燃料の噴射を2回に分けて行う2段噴射において,2段目の噴射の噴射率形状,2回の噴射間隔を系統的に変更して噴霧及び燃焼の観察実験を進めた.その結果,噴射間隔が2段自の噴霧の成長や燃焼期間に大きな影響を与えること,また2段目の噴射率形状によって,噴射間隔が2段目の噴霧・燃焼に及ぼす影響は異なることが明らかになった.(3)噴射システムの改良:現状40MPaの噴射圧力をより高圧化することを目指して,噴射システムの改良を進めた.従来使用していたピエゾアクチュエータ(耐荷重2000N)を高耐荷重(8000N)のものに変更した噴射装置を新たに試作し,動作を確認した.

現時点では高圧化には成功していないが、装置の問題点を明らかにし,改良を進めている段階である.独自に開発した噴射率形状可変型燃料噴射システムを用いて噴霧・燃焼実験を行い,燃料噴射率形状が非定常噴霧及び燃焼に与える影響を明らかにする事を目的として研究を進めた.本年度は,高噴射圧力が可能となるように噴射システムを改良し,噴射圧力の影響を検討すると共に,噴射率形状に周期的な変動を与えた場合の噴霧挙動について検討した.(1)噴射システムの改良:高推力のピエゾアクチュエータを導入して,従来40MPaであった噴射圧力を,最新の実機相当の100MPaまで高圧化し,また自由な噴射率形状を得る事に成功した.(2)1段噴射における噴射率形状の影響:三角形状の噴射率形状を持った1段噴射を対象として,最大噴射率,燃料噴射量,噴射期間を同一としたままで,燃料噴射率の上昇速度,降下速度及び噴射圧力を系統的に変更して噴霧・燃焼実験を行った.高噴射圧化に伴い,噴霧の幅方向の成長が著しい事,また燃焼も大きく促進される事,さらに燃焼期間短縮の観点からの最適燃料噴射率形状は,噴射圧力により変化する事などを明らかにした.(3)周期的噴射率変動の影響:燃料噴射率に0-5kHzの周期的変化を与えた場合の噴霧の変化を実験的に調べ,新しい噴霧制御手法としての可能性を検討した.その結果,特有の周波数(本実験条件では,約0.9kHz,2.5kHz,4kHz)においてのみ噴霧角が大きくなり,噴霧の幅も広がることが明らかになった.また,振動を加えた場合にはパルス状に燃料液滴群が飛び出す事,また上記の周波数では液柱部分と推定される長さが,極端に短くなることを明らかにした.