hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
色素-高分子複合薄膜におけるキャリヤ移動度への高分子媒体効果の発現機構

1.色素としてテトラフェニルジフェニルジアミンを選び、媒体高分子に6種のポリカ-ボネ-ト誘導体を用いて、色素-高分子複合薄膜を調整した。色素の濃度を10100%の広い範囲で変化させた試料薄膜を作製することに成功した。2.購入備品のN_2レ-ザをパルス光源に用いることで、10^<-3>10^<-8>cm^2V^<-1>s^<-1>の範囲のキャリヤ移動度を精度高く計測できるようなキャリヤ移動度計測システムを整備できた。3.色素濃度が異なる各試料フィルムについて、温度と印加電場の関数としてキャリヤ移動度を測定した。精度が高いキャリヤ移動度の値が得られるようになったので、高分子媒体の効果を定量的に取扱うことが可能となった。4.上記実験結果をキャリヤが色素分子の間をホッピングにより移動するという単純なホッピングモデルに基づいて解析した。その結果、ホッピングサイト間の距離をパラメ-タに取るだけではキャリヤ移動度の色素濃度依存性を説明できず、媒体高分子の電子的性質を取り入れた解析が必要であることが分かった。5.媒体高分子の電子分極の大きさの寄与を考察するため、媒体高分子の高周波誘電率(屈折率の二乗)とキャリヤ移動度の相関関係を調べたところ、非常に良い相関があることが分かった。即ち媒体高分子の電子分極が大きい程キャリヤ移動度を高める効果がある。本研究の最大の成果は、従来のキャリヤのホッピング移動の単純なモデル(完全に不活性な媒体中に存在する色素分子間をキャリヤはホッピングにより移動する)では色素-高分子複合系のキャリヤ移動度を説明するには不十分であり、媒体の電子的性質を正しく取り入れた新しい解析モデルが必要であることを提起したことにある。
地方都市における地域防災コミュニティ活性化支援と家庭内防災力の向上に関する研究

仙台市、新潟中越両地区に防災意識に関するアンケート調査を行い、両地区の比較を行った。ランダムサンプリングにもかかわらず仙台、新潟中越両地区の回収率は5割近く、両地区ともに防災への意識は高い。両地区とも防災の主体は50歳代以上の方である。両地区においては災害伝言ダイヤルへの関心は少なく、さらに携帯電話が通じない場合の家族との連絡方法、集合場所を確認していない。発災後の情報源のほとんどはテレビであり、停電した場合(ワンセグは除いて)のことがほとんど想定されていない。仙台市民は家具の安定や自宅の耐震強度など防災のハード面に力を入れていたのに対して、新潟中越は地震に関する情報、家族での話し合いなど防災のソフト面に力を入れていた。仙台市民は地震による津波の被害はほとんど想定していなかった。平成21年度はわれわれの構想する研究の目的を達成するために、新潟中越地区、柏崎市、仙台市の3地区において、自主防災組織のリーダーを対象とした面接形式の意識調査を行うことを計画した。新潟中越地区においては、これまでの研究(平成17年からの研究)において面接対象となったNPO組織のリーダーの紹介を得て面接対象を選定した。その結果現在自主防災組織(この地域は自治会と連動している)で活動されている方(新潟県長岡市)と面接調査を行い、現在の防災活動についてお話を伺った。また山古志地区において災害を経験された方複数名からもお話を伺った。さらに昨年は中越地震5年後であったので、各種講演会やアーカイブス展に赴き、資料の収集に努めた。仙台市の防災意識に関しては、仙台市に先立ち宮城県の防災意識がどのようなものであるかを知るために、岩手宮城内陸地震で被災した耕英と花山の防災組織の現状について、リーダーの方にお話を伺った。また、宮城県における防災シンポジウムに参加して情報の収集に努めた。そこから、宮城県が考える防災対策や防災組織が見えてきた。これら調査の計画・準備に関しては、新潟地区は研究連携者である清水と田中が担当した。仙台地区は水田と研究協力者である堀が担当した。また、実施および資料の整理は研究協力者と研究補助スタッフ(尚絅学院大学大学院生2名)で行った。新潟県における柏崎市(中越沖地震)および仙台市の自主防災組織リーダーへの面接は平成22度の課題としたい。また、アンケートを実施するに先立ち、印象ではあるが、長岡市民の防災意識が高い一方で、災害を間近で見ながら災害地区を除く宮城県全体では防災意識が低いことが危惧された。本研究は、地方都市における地域防災コミュニティの活性化と家庭内防災力の向上を支援することを目指す研究として計画し、以下のアンケート調査を実施した。すでに大地震を経験した新潟県長岡市、柏崎市そして1978年に宮城県沖地震を経験し、その後2003年に宮城県北部地震、2008年に岩手宮城内陸地震と震度6以上の地震を経験し今後高い確率で宮城県沖地震が生じるとされている地域の仙台市の住民を対象に防災意識及び家庭内防災力に関するアンケート調査を実施した。調査対象は、仙台市5区と新潟県長岡市、柏崎市、刈羽村である。ゼンリンの住宅地図をもとに仙台市若林区は他の区に比して半分の人数として合計1587件、長岡市、刈羽村は仙台市の人口と比較して650件を多段階ランダム抽出法によって選定した。調査方法は郵送送付、回収による。調査期間は平成22年11月から12月。謝礼品は災害援助研究会のネーム入りの4色ボールペンである。質問紙の内容は、防災意識、防災訓練への参加度、防災訓練への考え、震災後の行動についての考え、災害ボランティアへの考えなどを尋ねた。回収数は仙台市が773(49%)、新潟中越が293(45%)である。うち未着は2件である。以下のデータは新潟中越293名、仙台市773名のデータである。結果の整理はすべて終了していないので一部を示す。まず、両地域ともに回収率が高い。これは両地域の防災意識の高さを示していると言って間違いないであろう。新潟中越に関しては震災を近々に経験し、防災意識は高いと思われるが、仙台市の住民もそれに劣らず防災意識は高い。ただし、地域への愛着や、地域への防災活動に対する積極性はやや少ないと思われる。また、両地域の問題点は非常用食料や飲料水の常備が少ない点などであろう。また、ラジオや懐中電灯があっても電池がなかったり、切れていたりすることも考えなくてはならないであろう。

以上の結果にすべての結果を加えて、報告書を作成し、新潟中越の行政、NPO団体、新聞社、仙台市も行政や報道機関に渡し、防災意識の向上には地域コミュニティの活性化ひいては家庭内防災力の向上が必要であることを直接伝えていく。平成22年度に実施した防災意識アンケートを分析し、長岡市、柏崎市と仙台市を比較検討した。非常に不幸なことではあるが、今回のデータは東日本大震災前のデータである。仙台市民がどのような意識で震災を迎えたかまた、すでに震災を経験した長岡市とは防災意識がどのように異なるのか、同じであるのかを比較検討した。その結果,平成21年の暮れ、12月時点で新潟中越両地域とも,住民の防災意識は高いことが分かった。しかし。仙台で地震の後津波がくることを想定していなかった人が多く(内陸部の人も含むが)津波に対しての備えが十分でなかったことが分かった。また、仙台市において住民の防災意識や地震への危機意識が高いが、それを具体的防災行動に結びつける防災訓練が十分ではなかったことが意識調査にも示されていた。以上の結果を、災害の後、宮城県、新潟県の各市町村に送付した。反応は全くなかった。また日本グループダイナミックス学会、社会心理学会で発表した。現在今回のデータと以前に調査した神戸市、東京都のデータを加え、比較検討した結果を報告書にまとめ新潟県、宮城県の主な都市に送付するとともに、必要である箇所には現地に赴き説明する。
六方晶マグネシウム基合金の低積層欠陥エネルギー化による高強度化とその学理

本研究課題ではマグネシウム基合金における積層欠陥エネルギーと高温長時間(クリープ)挙動の関連を明らかにし,積層欠陥エネルギーをマグネシウム合金のクリープ強度の重要な強化因子パラメータとして提案することを目的とした.マグネシウム合金の積層欠陥エネルギーを減少させたMg-Y基希薄固溶体でクリープ試験を行い,その温度と応力依存性と変形組織を調査した結果,積層欠陥エネルギーの低下が特に転位の上昇運動を抑制することで材料が強化されることを明らかにした.また,450K近傍の温度では,異なる種類の転位間の強い相互作用による強化が生じることを示した.希薄固溶体であるMg-0.3Y-0.02Zn合金に対し450600Kの温度範囲,100MPa, 80MPaの応力にてクリープ変形挙動の調査を行い,そのクリープパラメータと変形組織観察から,本系合金のクリープ変形機構の同定と行った.クリープ試験の結果得られた応力指数および活性化エネルギーの値より,上記のクリープ条件でのクリープ変形機構は転位クリープであり、少なくとも480K以上では交差すべり律速の転位クリープであると推定される.変形機構が交差すべり律速から上昇運動律速に変化した場合,汎用マグネシウム合金を含む六方晶金属材料では活性化エネルギーが大きく変化するが,450Kまでのクリープ試験結果では大幅な活性化エネルギーの変化は認められない.今年度新たに行った480K以下でのクリープ温度域において,組織観察試験の結果,480K以上では認められない多くの非底面上のc転位がクリープ変形後の組織に認められた.その一方で非底面すべりを生じるa転位の割合は明らかに低下していた.このような組織は希薄Mg-Mn合金やMg-Al固溶体合金の高温・高応力域で認められる組織と類似している.Mg-Y-Zn合金で認められたこの結果は従来の汎用・希薄マグネシウム合金とは逆の傾向である.このような変形を生じた理由として,積層欠陥エネルギーの低い本合金においてa転位の上昇運動は大幅に抑制されており,温度の低下によってa転位の非底面すべりが困難になったため,異なるすべり系が活動した可能性が考えられる.この変形はこれまで報告されている470K以下での純マグネシウムのクリープ変形機構とは明らかに異なっており,c転位の活動が実用温度域での本合金のクリープ強度を決定している可能性が実験的に示された.希薄固溶体であるMg-0.3Y-0.04Zn合金において480570Kの温度範囲でクリープ変形挙動を調査したところ,そのクリープのみかけの活性化エネルギーの値と変形後に導入された変形転位の活動すべり系の解析から,この温度域でのクリープ変形機構は交差すべり律速の転位クリープであると推定された.更にこの合金は上記温度範囲で粒界・粒内への析出を生じず,Mg-Y-Zn三元合金で認められる高い活性化エネルギーは動的析出の効果ではないことを実験的に確認した.本系合金では積層欠陥エネルギーの低下に伴い,純マグネシウムやMg-Al固溶体では700K以上の高温で認められていた交差すべり律速領域が低温側にシフトした結果であることをクリープパラメータおよび組織観察の結果から明らかとした.この結果は積層欠陥エネルギーの低下によって上昇運動律速のクリープ速度が大幅に低下したことを反映した挙動であると考えられる.一方で,今年度行った実験温度領域ではクリープ変形機構の遷移は認められず,上昇運動律速のクリープ速度がどの程度まで低下したのかを実験的に明らかにすることは出来なかった.純マグネシウムでは473K以下の温度でのクリープ変形挙動は上昇運動律速の転位クリープから,低温クリープ領域へと遷移する.そのため本系合金で上昇運動律速のクリープ変形領域を実験的に抽出出来るかどどうかは現時点では明らかとなっていない.現在460Kでのクリープ試験を継続中である.希薄固溶体であるMg-0.3Y-0.02Zn合金に対し450600Kの温度範囲,100MPa, 80MPaの応力にてクリープ変形挙動の調査を行い,そのクリープパラメータと変形組織観察から,本系合金のクリープ変形機構の同定と行った.クリープ試験の結果得られた応力指数および活性化エネルギーの値より,上記のクリープ条件でのクリープ変形機構は転位クリープであり、少なくとも480K以上では交差すべり律速の転位クリープであると推定される.一方で本系合金ではMg-Al合金や純マグネシウム,Mg-Al-Ca三元合金で報告されているような活性化エネルギーの応力依存性がはっきりと認められなかった.過去に報告された純マグネシウムの積層欠陥エネルギーの値とMg-0.2Y合金およびMg-0.9Y-0.04Zn合金のTEM観察結果から得られている積層欠陥エネルギーの値を用い,上昇運動律速のクリープにおいて提案されている構成方程式より,上昇運動律速のクリープが支配的になると予想される温度を見積ると480K程度となる.この温度よりも高温の490Kではa転位の交差すべりが活性化している一方,450Kではa転位の交差すべりの割合が大幅に低下し,a転位の多くは底面上に導入されていることから,450480Kの間でクリープ変形機構の遷移が生じている可能性が考えられる.450K以下でのクリープ温度域において非底面上に多くのc転位がクリープ変形後の組織に認められたが,これらc転位は複数の応力で,かつ荷重負荷直後から柱面上に導入されており,変形初期から変形に関与しているものと考えられる.

更にこれらのc転位は底面上のa転位と強く相互作用している様相が認められた.450K以下での中温域では,c転位がa転位のすべり運動に対して障害物として作用し,クリープ変形に寄与していると考えられる.低積層欠陥エネルギーを有するMg-Y-Zn希薄固溶体合金に対して450650K,60120MPaの条件にてクリープ変形挙動の調査を行い,そのクリープパラメータと変形組織観察から,本系合金のクリープ変形機構の同定と低積層欠陥エネルギー化による高強度化についての検討を行った.上記実験範囲では高温・高応力側でべき乗則崩壊の傾向が認められたが,それ以外の領域での応力指数は4程度の値を示した.また,クリープの活性化エネルギーは約190kJ/molとの値を示した.純マグネシウムおよびMg-Al合金で同様のクリープパラメータを示す温度領域は約700K以上であり,後に示す組織観察の結果も合わせて検討すると,本合金は480K以上で交差すべり律速の転位クリープで変形を行っていると結論付けられる.更に,本系合金ではY添加の強化により,Mg-Al基合金も高い応力域での活性化エネルギーの増加が認められた.本合金におけるクリープにおけるa転位のすべり面の傾向は450Kとそれ以上の温度で大きく変化し,450Kではa転位の底面すべりが主体となり,480K以上ではa転位の底面すべりに加えa転位の非底面すべりが活性化する.この変化が生じる温度域は,fcc金属および合金で半経験的に得られた上昇運動律速の転位クリープ速度の構成方程式から見積った低積層欠陥エネルギー化による強化と,クリープ速度の実測値がおおよそ同等となる温度域であり,前述の構成方程式がfcc材料のみならずマグネシウム合金でも適用可能であることが実験的に明らかとなった.一方で,活性化エネルギーの観点からは上昇運動律速の転位クリープの遷移を示す明瞭な傾向が認められない.その理由として予測された遷移温度近傍で新たに変形の補完として結晶粒内に導入された非底面上のc転位による,底面aすべりに対する林転位強化とみかけの活性化エネルギーの増加が考えられる.本研究課題ではマグネシウム基合金における積層欠陥エネルギーと高温長時間(クリープ)挙動の関連を明らかにし,積層欠陥エネルギーをマグネシウム合金のクリープ強度の重要な強化因子パラメータとして提案することを目的とした.マグネシウム合金の積層欠陥エネルギーを減少させたMg-Y基希薄固溶体でクリープ試験を行い,その温度と応力依存性と変形組織を調査した結果,積層欠陥エネルギーの低下が特に転位の上昇運動を抑制することで材料が強化されることを明らかにした.また,450K近傍の温度では,異なる種類の転位間の強い相互作用による強化が生じることを示した.平成26年までの検討の結果,本系合金において480K以上の温度域のクリープ変形の様相は,六方晶金属で多数報告されている,高い活性化エネルギーを有する高温域でのクリープ変形機構で説明できることを明らかにした.一方でMg-Al合金や純マグネシウム,Mg-Al-Ca三元合金で報告されているような活性化エネルギーの応力依存性がはっきりと認められないことは,本系合金における非底面すべりの活性化が,溶質原子(Y)の拡散に強く依存していることを示唆しているものと考えられる.この傾向は本系合金における積層欠陥エネルギーの算出について,転位の拡張幅のばらつきが非常に大きいことに反映されている.
「メタボリックシンドローム」と認知症の関連の解明:認知症モデルマウスを用いた研究

高カロリー摂取と運動不足に起因する疾患群の総称であるメタボリックシンドローム類似の病態をタウ病理を示すトランスジェニックマウスに再現し、その変化を検討した。高カロリー摂取によりタウ病理は増強したが、運動を加えることで改善した。興味深いことに運動では体重は減少しなかった。タウ病理の増強には炎症性の因子の増強が推定され、その一員としてレプチンによる炎症誘導作用が推定された。運動がレプチン耐性を改善し、抗炎症作用を示したと推定された。近年、認知症と生活習慣との関連に注目が集まっている。特にその中でも糖尿病を含めたいわゆる生活習慣病との関連がもっとも注目されている。われわれが開発した認知症モデルであるPS19マウス(P301S変異タウ遺伝子導入タウオパチーモデルマウス)に高カロリーえさを投与することで、神経変性にとのような影響を与えるか、またこのマウスに運動を行わせる影響について検討してきた。高カロリーえさ投与により神経変性が増強することが確認された。また運動によりその増強効果が消失することが判明した。興味深いことに、運動により体重は優位には減少しなかったにもかかわらず、糖代謝の改善、レプチンな著明な減少が認められた。糖尿病などの生活習慣病の病態として持続性の炎症状態があることが指摘されている。またアルツハイマー病を含めた神経変性疾患において、炎症的な機序が重要な役割を演じていることが指摘されており、生活習慣病による炎症の増強が神経変性を増強する可能性が考えられる。そこで、脳内の炎症を評価するためにマイクログリアを染色したところ、高カロリー摂取群でマイクログリアの活性化が亢進しており、また運動によりそれが抑制されていた。現時点での研究成果から特に重要と考えられるのは、高カロリー摂取が神経変性を増強する可能性があるが、運動により改善することである。その改善効果は、体重減少によるものではなく、運動の直接効果と考えられた。この結果は認知症予防に関しての運動の重要性を指摘するものであり、とくに肥満患者における軽度の運動の有用性を示唆したものである。本年度の研究で特に重要な発見は、高カロリー摂取を行っていたPS19マウスにおいてマイクログリアのみならずアストロサイトの活性化も生じており、さらに興味深いことにこのアストロサイトにレプチンレセプターが高発現していたことである。高カロリー摂取により、神経系に関してはレプチン耐性が生じていると考えられる。この神経系に生じるレプチン耐性はレプチン受容体のうちレプチン受容体bで、一方アストロサイトには受容体aが高発現していた。レプチン耐性による高レプチンがアストロサイトのレプチン受容体aを介して神経変性に関与している可能性が示唆された。肥満状態と認知症の危険因子と考えられている。肥満は各種慢性疾患の危険因子でありそのため、肥満自体の認知症病態への影響の検討は、それにより生じる合併症の関与を除外して検討することがかなり困難である。そこでわれわれはヒト変異タウ遺伝子導入マウスはタウ病理を示し、アルツハイマー病のモデルマウスと考えられるこのマウスを利用した。このマウスに高カロリー餌を投与し、その脳内病理の変化を検討した。今回投与した高カロリー餌は、中等度の高カロリーで、体重の増加とレプチン耐性は生じたが、インシュリン耐性は生じないという非常に特異な病態を再現できた。この状態でタウ病理が増強することがわかり、このタウ病理の増強にはインスリン異常では無くレプチンの異常が関与している可能性が示唆された。一方、この高カロリー摂取マウスに自発的は運動を行わせることにより、体重の減少は起こさず、レプチン耐性を改善することができた。この運動により、高カロリー摂取で増強したタウ病理が、改善していた。このことからもレプチン耐性がタウ病理の増強に強く関与している可能性が示唆された。

レプチンの耐性と他の病理的変化の関係を検討したところ、レプチン耐性とグリア細胞の活性化が関連している可能性が示唆された。興味深いことに、レプチン受容体の発現をみると、アストロサイトにレプチン受容体が発現し、高カロリー摂取によりその発現が増強することがわかった。一方、神経系に関してはレプチン受容体の下流にあるタンパクの発現が低下しており、神経系に関しては耐性が生じていると推定された。この神経系とアストロサイトの高レプチン状態に対する反応性の低下が、タウ病理の増強に関与していると推定された。24年度が最終年度であるため、記入しない。すでに当初目標としていた「1.高カロリー摂取により、タウ病理、神経変性が増強することを明らかにする。2.上記をふまえ高カロリー摂取による代謝面の変化(体重、糖、脂質など)と認知機能、病理的変化の関連を解明する。3.運動が上記の変化を予防しうるかを検討する。4.炎症性変化に注目し、各種炎症性サイトカインの変化、脳内のグリア細胞の変化を明らかにする。5.肥満に関し、重要な役割を演じているレプチン、アディポネクチンなど肥満関連サイトカインをグリア細胞あるいは神経細胞へ投与し、炎症機序の誘発を生じるかを検討し明らかにする。」を達成し、現在その詳細な機序に関する検討を行っている。本年度は、アストロサイトのレプチンに対する反応を中心に解明し、培養細胞系を用いて、レプチン添加によるアストロサイトの反応を検討する。
炭化ケイ素系繊維/ムライト界面でのグラファイトの生成

ムライト(3Al_2O_3・2SiO_2)は共有結合性の高い高融点の酸化物で、熱膨脹率が小さく耐熱衝撃性に優れており、またクリープ抵抗が高いため航空機体材料等の高温構造材料の候補となっている。しかし、その破壊靱性は1-2MPa・m^<0.5>と低く、様々な繊維との複合化で靫性の向上が試みられている。長繊維系複合材料では一般に繊維/マトリックス界面の剥離、架橋、引き抜き、繊維の切断のエネルギー吸収機構が作用する。これらは界面の化学結合と応力場に大きく依存する。一方、SiCの組成より過剰のC,OおよびTiを含むSi-Ti-C-O非晶質繊維をムライトマトリックスに入れ窒素雰囲気中で加圧焼結すると、繊維のSiCへの結晶化にともない、ムライトの界面にグラファイト層が形成されることを平田等は見い出した。本研究ではこれまでの研究経緯を踏まえ、Si-Ti-C-O繊維とムライトマトリックスの界面におけるグラファイト析出の機構を原子レベルで解析し、複合材の力学特性と関連づける。以上の研究と対比させて、Si-Ti-C-O繊維の前駆体であるポリチタノカルボシランとムライトの混合物を加熱し、ムライト粒子間に析出する生成相と微構造を調べる。Si-Ti-C-O織物/ムライト系を1650°Cで加圧焼結すると、ムライトとの界面に約10nmのグラファイト相が生成した。繊維の非晶質構造はプロセス後も保持されていたが、SiC、TiC微結晶の生成も観察された。繊維の熱分解量は酸素量基準で13.7%であった。繊維とムライトマトリックスの界面において、繊維の周方向に約120MPaの引っ張り応力が、一方、半径方向には同程度の圧縮応力が計算された。これらの内部応力は繊維表面より10μm以下で漸減する。繊維表面に10-100nmのグラファイトが生成すると界面の内部応力は緩和されることが示された。ポリチタノカルボシラン/ムライト系を窒素雰囲気中、1400-1600°Cで加圧焼結すると、ムライト-C-N_2系の反応により、α-アルミナとサイアロン(Si_2Al_3O_7N又はSi_<12>Al_<18>O_<39>N_8)が生成した。またTiNとβ-SiCもポリチタノカルボシラン-N_2系の反応により生成した。
国際テロ行為の容疑者に関する管轄権の展開とその国際協力に与える影響

米国は「対テロ戦争」においてテロ行為の容疑者の審理・処罰のために軍事審問委員会(military commission)を創設した。この特別な管轄権の制度は2度の根拠法の改正や裁判所による審査を経て、次第に容疑者の人権により配慮する制度として整備されているが、その事項的管轄権の範囲に深刻な問題を残している。こうした特設の管轄権の制度に対して他国の協力が必要な場合、相互主義を基盤とする既存の国際法の制度(国際刑事共助)をそのまま利用することは法的には困難であり、軍事審問委員会の特徴に適合した新しい法的枠組みが必要と思われる。私の研究課題は「国際テロ行為の容疑者に関する管轄権の展開とその国際協力に与える影響」である。この研究は、近年の国際テロ行為(テロリズム)の容疑者の審理・処罰をめぐる米国の法制度の展開とその国際法から見た問題点の明確化を、特に軍事審問委員会(military commissions)という制度を分析することを通じて行ったうえで、さらに、軍事審問委員会に代わる新たな法制度が国際協力に与える影響を考察することを目的とする。上記の「研究の目的」を達成するための研究計画の柱として次の3つを据えている。すなわち(1)米国の「対テロ戦争」における国際テロ行為の容疑者の処遇をめぐるこれまでの議論の整理、(2)(グアンタナモ基地収容所閉鎖以後の)新しい制度の分析、(3)新しい米国の制度に対応する国際協力の法的枠組みの考察である。今年度は特に(2)に関心を持って調査を進めてきたが、2009年の大統領令でいったん停止されていた軍事審問委員会が2011年3月7日の大統領令で再びその利用が決定された。つまりグこのことはアンタナモ基地閉鎖以後の「新しい制度」というものは構築されないことを示し、次年度からの研究計画を変更する必要が生じた。(3)については特にヨーロッパの理論状況を検討することが重要と考え、ドイツ・ケルン大学の法律学専門家と協力して議論を深めてきた。ただし23年3月に予定されていたドイツ人研究者の招へいは東日本大震災のため中止となり、その代わり23年9月、24年3月にこちらがドイツを訪問し、調査を行った。この研究は、近年の国際テロ行為(テロリズム)の容疑者の審理・処罰をめぐる米国の法制度の展開とその国際法から見た問題点と意義を明らかにすることを目的とする。この研究の目的を達成するために当初研究計画として3つの柱を設定した。しかし昨年度の研究から明らかになった通り、当初予想していたような新しい制度の構築は事実上見送られたため、(2)については別の角度から検討することにした。つまり新制度ではなく、すでに試みられている方策の法的問題点を明らかにすることを目指した。つまり(1)米国本土に移送して米国裁判所で刑事裁判にかけること、(2)(改正された手続きに基づいて)軍事審問委員会で審理すること、(3)軍事的拘束(military detention)、(4)国籍国その他の外国に帰還させること、というこれらの実際に行われている活動について、調査・分析を行った。グアンタナモ基地での収容開始から10年を迎えた2012年初めには被拘禁者の数は約170名と減少したことが伝えられており、そうだとすれば今年度判断した通り、新しい制度の構築は行われないとの前提で、来年度も研究を進めたいと考えている。他方で一国の国内法上の制度を通じてではなく、国際組織(国際(刑事)裁判所)において容疑者の審理・処罰を行うことも近年の国際社会では強く求められており、したがってこうした動きをも注視しながら研究を進めた。この研究は1近年の国際テロ行為の容疑者の審理・処罰をめぐる米国の法(管轄権)制度の法的特徴を検討し、2そうした新しい管轄権の制度に関する国際協力の問題を検討することを目的とした。今年度は最終年度に当たるため、研究課題の総括を目指した。詳細は成果報告書に記載するが、以下、簡潔にまとめる。1米国のいわゆる「対テロ戦争」において2002年以降に捕捉された何百人ものテロ容疑者はグアンタナモ基地に収容され、2013年現在その多くは引き受ける国家へ送還された。米国本土において刑事裁判の被告人となったのはごくわずかである。また軍事審問委員会における審理も行われている。なお依然として軍事的拘束を受けている者もいる。

軍事審問委員会はいったん廃止が決められたが、その後2006年に根拠法が改正された。上訴機関を設けたり、拷問による証拠は認められない等、以前よりは被告人の権利に配慮した手続(管轄権制度)として維持されている。2そうであれば国際協力の問題も依然として検討に値すると思われる。国際協力の問題とは、もし軍事審問委員会における審理で国外にある証拠などが必要とされた場合、他国はこの要請にどのように法的に対処すべきかということである。従来の司法機関および警察間の協力の枠組み(国際刑事協力)をそのまま軍事審問委員会に関する協力には適用できない。したがってもし協力をする場合は、従来の制度を修正した新しい制度が必要になるが、その場合に重要なことは何か。近年の欧州での実行などを検討した結果、特に協力のための手続を自国が加入している人権に関する国際条約の義務と適合させることが必要であることが分かった。検討の対象となる米国政府の政策に関して重要な変更があったため、それに関して裁判例や学術論文さらにはインターネットのブログなどで議論が予想以上に大量に展開していて、整理に時間がかかるため。24年度が最終年度であるため、記入しない。来年度は最終年度に当たるため、研究の総括を行い、論文執筆に集中したい。しかし現在進行中の米国の政策の国際法上の問題点を研究対象の重要な柱としているため、方向転換を否応なく迫られることがあったし、今年度も予想外の展開があるかもしれない。その場合はこれまでの検討で明らかになった段階までを整理することで一定の成果を上げたいと思っている。
自己組織化ニューラルネットのパターン分類能力の検討と感性工学への応用

この研究は感性工学でおこなう感性評価実験で得られる多次元データ処理の自動化に自己組織化ニューラルネットワークを用いるという試みである。感性工学とは、人間の持つ感性やイメージを具体的なデザインへ翻訳するための技術である。形容詞などの言葉と具体的なデザインとの関係や感性の意味構造を感性実験データより統計解析をおこなった抽出し感性工学エキスパートシステムの形で提示している。この研究では習熟と専門知識が必要である伝統的な多変量解析などの技法の替わりに自己組織化ニューラルネットワークを用いて推論ルールを構築することを目的としている。平成6年度では解析手法としての確立を目指し、多次元データの圧縮および特徴抽出をおこなうPCAnetと、クラスタリングおよびクラスターの特徴の発見をおこなうART1.5-SSSの2つの自己組織化ニューラルネットワークの組み合わせによる、感性実験データの自動解析システムAKSYONN4を作成した。このシステムはこの科研費で購入したコンピュータを用いて作成した。現実の感性工学実験データに対するこのシステムの解析能力の検証のために指輪、腕時計、女性用靴の3種類の製品群に対する評価実験をのべ50名余りの被験者を用いておこなった。この実験は製品の写真をこの科研費で購入したコンピュータで画像処理し、背景などを除去、大きさを統一した画像を一度に58名の被験者に提示して、SD方による質問紙に評価結果を解答させた。この評価データをAKSYONN4システムに入力し、感性の意味構造および感性とデザインとの関係を調べた。この解析結果を通常の多変量解析の結果と比較したところ、非常に良好な精度の解析結果を得ることが確認された。以上の成果を、2つの国際会議(1つは発表済み、もう1つは採択・発表予定)で発表、1つの論文(投稿済み・査続中)にまとめることができた。
高密度再石灰化液によるエナメル質の光化学反応

エナメル質の再石灰化による修復を目的として,紫外域レーザー光の照射下でCaとP濃度を通法の約812倍程高めた高密度再石灰化液を作用させ,再石灰化反応の促進と同反応領域の拡大に及ぼす光化学的な影響を解析した。材料はヒトの抜去大臼歯(永久歯)の頬・舌側面表層の約200μmを粗研磨後,#600エミリーペーパーとPOLISHING CLOTH(研磨剤;0.05μm ALUMINA)で磨き,一対のエナメル質片を作製した。これを0.1M乳酸緩衝液(含0.3mM-HAp,pH4.5)で人工脱灰を行って,一方を同時作用群(再石灰化液とレーザー光照射),他方を対照群(再石灰化液のみ)とした。再石灰化液のCaとPの濃度は,通法の3.0mMと1.8mMに対し,I液(36mMと21.6mM),II液(30mMと18mM),III液(24mMと15.8mM)とし,さらに5ppmF^-を加えたものとも比較した。紫外域レーザーは,QスイッチYAGレーザーの第4高調波から得られる266nmの波長を用い,その照射条件を70mJ/cm^2,2000shotsとした。エナメル質片表層の顕微鏡像およびSEM像は,同時作用群で通法の再石灰化液を除くIIII液に再石灰化反応によると考えられる堆積物が観察された。なかでも,II液のF^-なしの場合で最も顕著な堆積物が認められ,以下II液のF^-あり,I液のF^-あり,I液のF^-なし,III液のF^-なし,III液のF^-ありの順であった。また,堆積物を微小部X-ray回折で同定したところ,Hydroxyapatite[Ca_<10>(PO_4)_6(OH)_2]とCalcium Phosphate Hydrate[Ca_3(PO_4)_2・xH_2O]の結晶を認めた。さらに,同時作用群と対照群を人工唾液に浸漬(48hr.)後,それぞれの耐酸性を測定したところIIII液の同時作用群が対照群に比較して顕著に向上した。また,高密度再石灰化液による耐酸性向上は,通法のそれに比較しいずれも良好な結果を示した。エナメル質表層における再石灰化反応の促進と同反応領域の拡大を目的に,CaとP濃度を高めた再石灰化液を調製し,エキシマレーザー光照射と再石灰化液の同時作用を試みた。材料はヒト新鮮抜去上下顎大臼歯1歯から作製した1対のエナメル質片を用い,それらを乳酸緩衝液(0.3mM-HAp,pH4.5)中で人工脱灰を行い,一方を同時作用群,他方を非対照の対照群とした。再石灰化液は、Ca:36.0mM,P:21.6mM,CMC:1%を基本組成とし,F:0.55.0ppm,尿素およびTiO_2を添加して調製した。同時作用群は再石灰化液にエナメル質片を攪拌しながら浸漬し,70mJ/cm^2,2000shotsの条件でエキシマレーザー光照射(248nm)を行なった。SEM像は、エネメル質片を0.1M-乳酸緩衝液(pH4.0)で脱灰し,脱灰前・後で観察した。各同時作用群のSEM像は、対照群に比較して平滑,かつ脱灰前・後で酸による強い侵襲像がみられなかった。同時作用群の硬度は,対照群に対して1.401.74倍の増加を示した。同時作用群のCa溶出量は,対照群に対するCa溶出量の抑制率で12.953.3%を示した。Ca溶出量は,種々再石灰化液の組成から,フッ素(5ppm)添加群で38.953.3%と高い抑制率を示したが,フッ素(5ppm)を添加した群の硬度の増加率は,1.401.65倍で必ずしも耐酸性試験の結果とは一致しなかった。しかし,SEM像の所見,耐酸性の付与および硬度の回復から総合評価すると,基本組成にフッ素(5ppm)を添加した群、さらに同組成に尿素を添加した再石灰化液の同時作用群が良好な成績を示した。両液はいずれもフッ素(5ppm)の添加群であり,同濃度のフッ素の高濃度再石灰化液における共存が,紫外域のレーザー光照射によるエナメル質再石灰化反応をより効果的に促進するものと考えられた。

再石灰化液のCaとPの濃度は,通法の3.0mMと1.8mMに対し,I液(36mMと21.6mM),II液(30mMと18mM),III液(24mMと15.8mM)とし,さらに5ppmF^-を加えたものとも比較した。紫外域レーザーは,QスイッチYAGレーザーの第4高調波から得られる266nmの波長を用い,その照射条件を70mJ/cm^2,2000shotsとした。エナメル質片表層の顕微鏡像およびSEM像は,同時作用群で通法の再石灰化液を除くIIII液に再石灰化反応によると考えられる堆積物が観察された。なかでも,II液のF^-なしの場合で最も顕著な堆積物が認められ,以下II液のF^-あり,I液のF^-あり,I液のF^-なし,III液のF^-なし,III液のF^-ありの順であった。また,堆積物を微小部X-ray回折で同定したところ,Hydroxyapatite[Ca_<10>(PO_4)_6(OH)_2]とCalcium Phosphate Hydrate[Ca_3(PO_4)_2・xH_2O]の結晶を認めた。さらに,同時作用群と対照群を人工唾液に浸漬(48hr.)後,それぞれの耐酸性を測定したところIIII液の同時作用群が対照群に比較して顕著に向上した。また,高密度再石灰化液による耐酸性向上は,通法のそれに比較しいずれも良好な結果を示した。
児童・生徒のグラフ認知特性を生かした理科数学融合カリキュラムの開発

本研究では,「グラフ発見学習」の研究成果を基に児童・生徒のグラフ認知特性を生かした小学校高学年から中学校3年生まで適応可能な理科数学融合カリキュラムの開発を目指し研究を進めた。そして,次の点が成果としてあげられる。・教科書分析からは,大正期の新主義数学の影響がいまだ見られた。・中学生の意識調査からは,実験計画の段階でグラフ利用を認識していない生徒は,考察段階でもグラフ利用が見られない。・「グラフ発見学習」は,小学校5年生から適応可能である。本研究では,「グラフ発見学習」の研究成果を基に児童・生徒のグラフ認知特性を生かした小学校高学年から中学校3年生まで適応可能な理科数学融合カリキュラムの開発を目指している。平成19年度は,次の具体的計画のもと研究を進めた。1)現行,小学校中学校理科教科書における実データ収集実験の分析現行の小学校中学校理科教科書における実データを用いた実験・観察について,その方法と問題点を抽出した。2)小学校教師,中学校の理科・数学教師を対象にしたグラフ学習に関する意識調査の作成小学校,中学校の理科,算数,数学におけるグラフ学習のあり方について,教師を対象とした調査問題を作成するため,教科書分析と学会ワークショプによる聞き取り調査をもとに,資料収集と原案作成をおこなった。従来,質問紙を郵送して行ってきたため,郵送費,回収率で問題があった。今回は,調査をwebにアクセスしてもらい,そこから入力を行うようにするためのシステム作成を行った。3)小学校と中学校に在籍する児童・生徒を対象としたグラフ観についての意識調査の作成小学校,中学校の児童・生徒を対象とした調査問題を作成するために,対象学年の使用教科書分析を行った。そして,時間,位置,速度,力,加速度に関するグラフを調査問題に加える検討を行った。本研究では,「グラフ発見学習」の研究成果を基に児童・生徒のグラフ認知特性を生かした小学校高学年から中学校3年生まで適応可能な理科数学融合カリキュラムの開発を目指し研究を進めている。平成20年度は次の具体的計画のもと研究を進めた。1)小学校教師,中学校の理科・数学教師を対象にしたグラフ学習に関する意見調査平成19年度に試作したWebによる調査問題では内容分析について不十分な点が残ることが判明したため,本学部附属学校の理科教師を対象に意見調査を行い,生徒対象の調査問題を作成した。2)中学校に在籍する生徒を対象としたグラフ観についての意識調査と分析1)とこれまでの研究成果を基にして,実験計画段階と実験データ処理過程とのグラフ利用について比較分析を行う質問紙を作成し,中学生230名を対象に2回調査を行った。調査結果の分析より実験計画段階では半数以下の生徒しか,グラフを利用することを記述できず,また実験結果からグラフを作成し関係性を考察する時,利用できないグラフを用いる生徒の割合は学年進行とともに低下するが,変数を連続量として座標グラフを描いた生徒の割合は3年生でも半数程度に留まっていることが明らかになった。一方,変数を連続量として座標グラフを描いた生徒の中で,実験計画段階にグラフ利用か比例関係に気づいた生徒が占める割合は,学年進行とともに増加していた。これらのことより,実験に関係する独立変数と従属変数の関係(比例,反比例等)を実験段階から予想し,実験計画作成時にこれらの事柄をグラフや文章等で記述することが出来るようになれば,実験結果の考察時にも変数を連続量として扱うためのグラフを適切に選択し,記述することが可能になると考えられる。平成21年度は,平成20年度までの研究成果である「中学生の理科実験計画時と実験テータ処理時とのクラフ利用に関する比較」の報告と,グラフスキル発達の分岐点である小学校5年生を対象にしてグラフ認知の授業前後の変容調査を行った。調査は,授業前後の質問紙,授業本体のビデオ記録分析から行った。質問紙調査の結果,横軸に時間,縦軸にそれにともなう変数量の変化をグラフ化する記述としては,太陽の高度と時間,気温の変化と時間などがあったが,割合は低かった。また,連続量としてグラフ化できない変数についての記述も見られた。授業調査は,これまでの研究成果に基づいたグラフ電卓を用いた「グラフ発見学習」を行った。授業対象は本学附属小学校5年生の40名であった。今回のグラフ発見授業では「歩いて作れるグラフを見つける」を課題として与えた。全部で8つのグループに分かれ,60分の授業の中で被験者である児童はグラフ電卓の基本操作を学んだ後,試行錯誤を通して身体の動かし方とその結果として描かれるグラフの形との関係性を探究した。すべての班で事象からフィードバックされた情報に基づくコミットメントが見られた。授業後の質問紙調査は,授業後1ヶ月を経過した後に行った。内容は,グラフ発見学習で気づく静止状態での位置と時間のグラフの解釈を求める質問と,遠ざかる物体が途中で速さを増す場合のグラフの解釈を求める質問とした。

その結果,ほぼすべての児童が授業で行った内容について,正しい解釈し説明することが出来ていた。平成21年度の研究成果より,理科数学融合カリキュラム開発の骨格について,その妥当性を確かめることが出来た。
バイオエナジェティックス

すべての生物の生命を維持し継承する過程に必須のエネルギーは、生体内の諸種のエネルギー転換系によって供給されている。生体で行われるこのエネルギーの授受には、生化学的反応の中枢化合物、いわゆる高エネルギー化合物としてのアデノシンミリン酸(ATP)と、物理化学的、電気化学的高エネルギー状態としてのイオンの濃度勾配とが介在し、しかもこの両者には互換性がある。バイオエナジェティックスは、生体で行われるこの相互変換の仕組みと、それによって支えられた生きる仕組みを主な研究対象とする学問領域である。それ故、バイオエナジェティックスは生命現象理解の基礎であると同時に、その研究は、生命科学の全分野に有形無形の寄与をするものと期待される。さらにこの研究成果は、生物の持つこの微小・精緻のエネルギー転換機構/素子の模倣/応用を模索する工学分野にも資すると思われる。この研究班は、昭和62年度に発足する重点領域研究「バイオエナジェティックス」の準備のために設定された。本班は、当該重点研究の予定計画研究班員で組織し、9月(放大阪)と12月(放東京)に班会議を行った。会議では、上述の理念・目的に向かって、3年(予定)の研究を円滑に遂行し国際的に評価されうる業積を高能率であげる為の、研究への取り組み方、体制づくり等について討論し、意見の一致をみて重点領域研究「バイオエナジェティックス」計画書を作成した。また、10月(於東京)に幹事会を開催して、研究遂行のための(総括班)事業、各班の研究態勢等について討議・調整し、それに伴う有効な予算の配分について討議して、基本的予算案を決めた。
コンクリート構造のライフサイクルコスト評価システム

コンクリートおよびコンクリート構造のフレッシュ・若材齢・硬化・劣化の各段階の挙動解析技術を組み上げることにより,建設時から中・長期使用の全段階を連続したライフスパンとして捉え,コンクリート材料の品質と,構造力学挙動の両者を有機的に結びつけた総合評価,手法を構築した。さらに,コンクリート構造物についてのトータルコスト評価システム構築のため,建設時の安全性評価供用中に劣化したコンクリート構造物の補修・補強設計法の枠組みを提案した。施工段階では,施工法や管理体制からその安全性を定量評価する方法の枠組みを構築した。さらに,材料・配合の流動性への影響の評価モデル構築を行った。若材齢段階においては,細孔組織構造の形成,水和反応,水分保持および水分移動モデルを連成解析することで,任意の配合,使用材料,材齢,養生条件,環境条件に対し,自己収縮,乾燥収縮およびそれらが組み合わされた条件下での体積変化を適切に追跡できる枠組みを開発した。供用段階においては,種々の環境・気象作用を受けた際の鉄筋コンクリート構造内部で長期間に亘って進行する各種の物理化学現象に関して熱力学的観点から数量化を試み,相互依存性を考慮可能なシステムの構築を目指し,若材齢固体形成過程を追跡する熱力学連成解析システムを基盤とした,塩化物イオン移動,空隙水pHイオン平衡,二酸化炭素・酸素の平衡・移動および鋼材腐食現象を新たにモデル化し,数年数十年のスパンで進行する材料の劣化・変性現象,構造性能の低下を時系列で評価する手法の構築を試みた。さらに,若材齢コンクリートの組織形成過程と材料品質の変遷を逐次追跡する3次元有限要素解析法と,鉄筋コンクリート3次元有限要素構造解析法の双方向並行演算処理システムの開発を行った。さらに,性能照査型設計法の概念に基づき,既設コンクリート構造物の補強設計を行う方法論を提案した。(1)規格外の骨材使用を可能とするために、任意材料を用いたフレッシュモルタルのロートおよびフロー試験値から自己充填性を判定する方法を得た。特に水分と高性能減水剤の分量変化が両者の測定値に及ぼす効果の相対比較から,明確の傾向を得ることができた。これにより,規格外骨材を用いることによるノレッシュコンクリートの流動特性を見ることにより,水粉体比と高性能減衰剤配合量を適切に調整,配合修正できる方法に至った。(2)鉄筋の配置と打ち込み高さ,ならびにスランプを変化させたモデル施工実験を行い,各部位での空隙構造,中性化進行度を計測することで、施工に伴う品質の空間的な変動を定量化することに成功した。これらを定量的に表示する方法までには至っていないが,土木学会耐久設計試案の耐久性評点から概算することができる感触を得た。.(3)水和と水分移動を予測するDuCOMシステムに,新たに塩分および炭酸ガス浸透のモデル化を組み込んだ。さらに細孔溶液中のPHをイオン平衡と質量作用の法則から予測する解析法を提示した。これによって計算されるイオン濃度,中性化深さと,(2)で実測した中性化深さとを比較検討し,およそ評価が可能である段階に至った。しかし,精度においては経過時間とともに過大評価する傾向があるため,さらにモデル化の精度を向上させる方向に研究を進めている。(4)水分の移動に伴う体積変化を考慮し,内部応力と破壊以後の挙動を追跡する連成システムを作成して,水和途上において乾燥と硬化収縮を伴うモルタルの変形と破壊解析を実施できるようにした。ここでは,硬化途上に変形と応力を受けるコンクリートのsolidification型構成モデルを提示した。極初期に乾燥を受ける場合は,若材齢時の水和速度の予測値が結果を大きく左右することが明かとなった。

コンクリートおよびコンクリート構造のフレッシュ・若材齢・硬化・劣化の各段階の挙動解析技術を組み上げることにより,建設時から中・長期使用の全段階を連続したライフスパンとして捉え,コンクリート材料の品質と,構造力学挙動の両者を有機的に結びつけた総合評価手法を構築した。さらに,コンクリート構造物についてのトータルコスト評価システム構築のため,建設時の安全性評価,使用中に劣化したコンクリート構造物の補修・補強設計法の枠組みを提案した。施工段階では,施工法や管理体制からその安全性を定量評価する方法の枠組みを構築した。さらに,材料・配合の流動性への影響の評価モデル構築を行った。若材齢段階においては,細孔組織構造の形成,水和反応,水分保持および水分移動モデルを連成解析することで,任意の配合,使用材料,材齢,養生条件,環境条件に対し,自己収縮,乾燥収縮およびそれらが組み合わされた条件下での体積変化を適切に追跡できる枠組みを開発した。供用段階においては,種々の環境・気象作用を受けた際の鉄筋コンクリート構造内部で長期間に亘って進行する各種の物理化学現象に関して熱力学的観点から数量化を試み,相互依存性を考慮可能なシステムの構築を目指し,若材齢固定形成過程を追跡する熱力学連成解析システムを基盤とした,塩化物イオン移動,空隙水pHイオン平衡,二酸化炭素・酸素の平衡・移動および鋼材腐食現象を新たにモデル化し,数年数十年のスパンで進行する材料の劣化・変性現象,構造性能の低下を時系列で評価する手法の構築を試みた。さらに,若材齢コンクリートの組織形成過程と材料品質の変遷を逐次追跡する3次元有限要素解析法と,鉄筋コンクリート3次元有限要素構造解析法の双方向並行演算処理システムの開発を行った。さらに,性能照査型設計法の概念に基づき,既設コンクリート構造物の補強設計を行う方法論を提案した。
自走式放電加工機構による曲がり穴加工法の開発

機械加工において,穴加工とは,一般に直線状の穴を加工することを指す.しかし,多方面で曲がった穴を自在に加工する技術は多方面で熱望されている.そこで,本研究では,放電加工機能を具備した自走機構を開発し,その自走機構に材料中を自在に進行させ,様々な形状の曲がり穴が直列に連なる3次元的な曲がり穴を加工するという新技術の開発を目的としている.今年度は以下に示す3点を具体的な目標として,研究を遂行した.1.電極間距離自動制御機構の最適化に不可欠となる電極動作計測システムの開発本機構は自走機構が有する放電加工機能となるが,その最適化するためには,液中で高速かつ微小な運動をする,放電加工中の電極の動作を計測することが必要である.このような計測システムを開発し,実際に放電加工中の電極動作を直接的に計測することに成功した.2.3次元曲がり穴加工と電極軌跡制御機構の開発自走機構の胴にあたる圧縮コイルばねを利用した曲がり穴加工機構を用いて,LおよびU字形曲がり穴加工に成功してきたが,さらに,これを応用して,単純な3次元曲がり穴加工に成功した.また,この機構にサーボモータを導入することにより,電極軌跡(=曲がり穴形状)を任意に制御することができる電極軌跡制御機構を開発した.3.管内移動機構の開発自走機構の足に相当する管内移動機構を製作し,この機構の先端に電極を取り付け,放電加工実験を行ったところ,安定した放電加工を得ることができた.以上のように,本研究の目的である長く複雑な曲がり穴の加工を実現する基本要素技術やその最適化技術を確立した.今後,これらの要素を組み合わせることにより,本研究の目的を達成できると確信している.金型を利用した製造で生産性を向上させるためには,成型時における熱流制御の良否が鍵となる.この役割を直接担うのは,金型に加工される冷却管回路であり,上記の観点から曲線状に配置するのが最も望ましい.しかし,実際には冷却管はドリルで加工されるため,単一か複数の直穴で構成された折れ線状となってしまう.このような問題を解決するため,本研究では,放電加工機能を具備した自走機構を開発し,その自走機構に材料中を自在に進行させ,複雑な曲がり穴を加工するという新技術の開発を目的とした.今年度は以下に示す3点を具体的な目標として,研究を遂行した.1.曲がり穴の応用分野調査金型の冷却管配置だけではなく,油空圧機器の配管における圧力損失低減や機器の小型化など,流体機械関係に大きなニーズがあることが分かった.また,日刊工業新聞(平成13年1月23日付)にも掲載され,曲がり穴加工に対する関心の高さを実感した.2.電極軌跡(=曲がり穴形状)に対する機構パラメータの影響調査すでに開発していた電極曲率軌跡運動機構を用いて,電極の軌跡すなわち曲がり穴形状に対する,圧縮コイルばね(自走機構の胴に相当)自身のパラメータやワイヤ送り量などの影響を調査した.その結果,様々な曲がり穴形状が加工可能であることが分かった.また,この機構を応用し,従来の加工法では加工不可能な形状であるL字形曲がり穴やU字形曲がり穴の加工に成功した.3.管内移動機構の開発自走機構の足に相当する管内移動機構の具体的な設計および製作を行った.これを応用することにより,より長い複雑な曲がり穴が加工可能になると考えられる.機械加工において,穴加工とは,一般に直線状の穴を加工することを指す.しかし,多方面で曲がった穴を自在に加工する技術は多方面で熱望されている.そこで,本研究では,放電加工機能を具備した自走機構を開発し,その自走機構に材料中を自在に進行させ,様々な形状の曲がり穴が直列に連なる3次元的な曲がり穴を加工するという新技術の開発を目的としている.今年度は以下に示す3点を具体的な目標として,研究を遂行した.1.電極間距離自動制御機構の最適化に不可欠となる電極動作計測システムの開発本機構は自走機構が有する放電加工機能となるが,その最適化するためには,液中で高速かつ微小な運動をする,放電加工中の電極の動作を計測することが必要である.このような計測システムを開発し,実際に放電加工中の電極動作を直接的に計測することに成功した.2.3次元曲がり穴加工と電極軌跡制御機構の開発自走機構の胴にあたる圧縮コイルばねを利用した曲がり穴加工機構を用いて,LおよびU字形曲がり穴加工に成功してきたが,さらに,これを応用して,単純な3次元曲がり穴加工に成功した.また,この機構にサーボモータを導入することにより,電極軌跡(=曲がり穴形状)を任意に制御することができる電極軌跡制御機構を開発した.3.管内移動機構の開発自走機構の足に相当する管内移動機構を製作し,この機構の先端に電極を取り付け,放電加工実験を行ったところ,安定した放電加工を得ることができた.以上のように,本研究の目的である長く複雑な曲がり穴の加工を実現する基本要素技術やその最適化技術を確立した.今後,これらの要素を組み合わせることにより,本研究の目的を達成できると確信している.