hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
モデル生物が示すゆらぎの実用的効果と最適解探索手法への応用

そこで,一つの円部分にのみ光刺激を照射した場合に振動パターンに及ぼす影響についての調査を非線形時系列解析手法を適用して行った.総合領域当初の目的である刺激応答を印加した場合に生物が示す振動パターンの特徴量の実証は未達成であるものの,実振動データへの非線形時系列解析手法の適用を進めることができた.当初予定では実データの解析にはスペクトル成分の分布にのみ着目する予定であったが,実験データの別観点からの検証可能性を示唆することができた.また,このような解析の際には,雑音除去およびデータ点数の制約などの課題が明確となり,刺激応答を検証する際の重要な知見を得ることができた.本研究の目的は大別して次の2点である:(1)ゆらぎを内包する振動データを計算モデルに対して印加した場合の効果を明らかにすること.(2)時空的な変化に特徴を持つ振動パターンを見付け,その役割を対象システムの応答を調査することで振動パターンの役割を明らかにすること.本年度は(1)に関連して,周期的にその振幅値一定の状態が正負に変化する台形波を印加した場合の計算モデルに現れる影響を調査しその成果を外部発表した.外力を印加した場合にはその振幅一定値が負の状態の時に,システムが解に収束する状態に向かう.一方,振幅値が正の状態では,この状態がリセットされる.そして,この過程が繰り返されることにより,微小な振幅値を印加すれば最終的に最適な経路のみに収束するようになり,その後は解の移り変わりが見られなくなる.この結果より,時間に関して周期的で,かつ振幅に変動がない外力であってもこのような外力の有意性を示すことが分かるが,ゆらぎを内包している振動データを印加した場合には,さらに柔軟に解の探索過程が移り変わる状況があることが現在までに取得したいくつかのサンプルデータより明らかになりつつある.生きた粘菌の振動データ取得に関して,光ファイバーを使用して粘菌の特定部位のみに光を照射するシステム開発がまだ未完了となっているため,今後はこの課題に早急に取組むこととする.また,粘菌の振動データを計算モデルへ導入するためのシステム,すなわち,取得データに対して振幅を自由に正規化して調整するプログラムを本年度に作成した.また,シミュレーション時間と計測システムでの画像フレーム取得時間のミスマッチへの対処は,上述の台形波外力の印加結果を参考に計算モデルへ適用できることが分かった.刺激印加に対する適応的行動と振動パターンの関係性を検証するためには,光刺激システムの調整が必要であり,早急な実現を目指す.得られた振動データの解析方法として,当初予定のスペクトル成分のみならず,平成25年度に導入した非線形時系列データを示唆する特徴量を計算することで,真性粘菌の体の厚み振動のパターンの適応的行動に果たす役割に関する新たな知見を得たい.また,計算モデルにこのような振動データを印加した場合の最適解探索過程への影響を検証していく.粘菌の振動データを印加した場合のシステムの応答を以下のように調査し,最適解探索過程へのゆらぎの影響を明らかにする.また,関連する計測システムの開発を行う.(ゆらぎの影響)生きた粘菌が示す振動データを計算モデルに印加した場合の効果を明らかにする.解探索に要する時間、また求められた解が最適な解であるのか,あるいは競合する解に収束しているのかを調べる.また,本年度の周期外力の結果と対比させ,ゆらぎを含む外乱を印加した場合の特徴がより明確になると考えている.(振動パターンの役割)粘菌はその時の状態および環境などに依存して異なる振動パターンを示す.前年度に取得する多様な振動データを印加した場合のシステム応答を確認し,その作用の特徴により分類する.特に,印加する振動データのスペクトル成分の分布に着目することで得られた結果を分類する指針を得たい.また,実際の粘菌は一見,安定状態のように思われる振動モードを,時間の経過につれて別の振動モードへと自発的にスイッチし,これが連続するような,いわゆる準安定な振動モード間の遷移現象を示すことが分かっている.
強磁場によるナノ自己構築構築と機能操作

非磁性のハイドロゲル、脂質ベシクル、コアセルベート、トリブロックポリマー/シリケートハイブリッド、メソポーラスシリカや弱磁性の有機金属錯体のコロイド次元集合体を磁場下で組織化および機能化した。磁場応答性部位に注目して、細孔性固体や生体関連物質を中心に磁場の作用を探索的に研究した.構造の磁場による自己組織化,磁気異方性添加物による機能の磁場敏感化を検証し、これらによって,弱磁性系の異方性ナノテクスチャーやナノ構造を,磁性をベースに簡便に,内部から組み上げる新しい方法論の端緒を得た。その例として、有機金属錯体を磁場下で調製し、同じ溶液組成から異なる3つの結晶構造が誘起されることを実証した。これは結晶構造に由来する磁化の異方性に原因があると推定した。また,溶液中の濃度ゆらぎの磁気力場制御を動的および静的光散乱によって検証するとともに、非線形化学反応に伴う構造形成の磁場応答を時空構造を追跡した。体積相転移ゲルに添加物を加えて、外部磁場によって極めて大きな体積変化が誘起できることを、初めて実証した。磁場中を通過した水の機能が変化するという説の真偽を検証した。超純水を真空蒸留するなど極めて慎重に検討した結果、酸素を溶存した純水は磁束変化によって構造および機能を変化させることがわかった。その原因を理解することは現在の理論的枠組みでは容易ではないので、なお、慎重に検討を継続している。磁場中で溶液からの静的光散測定が測定できるシステムを構築した。温度制御は不十分であるが,散乱強度の大きな分子会合系(界面活性剤ミセル水溶液)で濃度ゆらぎへの磁場効果を検出した。磁場による会合体内分子の配向変化のために,回転半径が大きくなった。ミミズ様ミセルは伸張し,界面活性剤ベシクルは球から楕円体にほぼ可逆的に変形した。このような分子配向誘起変形は,リン脂質や2鎖型脂質のベシクルで観測された磁場による融合・分裂の前段階と考えられる。化学架橋ハイドロゲルを磁場中で調製して,構造異方性,やわらかさ,透明度の異なるゲルを得た。また,ゲルの体積を外部磁場によって制御できることがわかった。磁場は物質内部に直接作用するため組織の磁場応答は比較的速いが,まだ十分ではない。固相液相界面における酸化還元反応(金属樹の生成)の磁場効果を検討した。銀イオン-金属銅系から三次元的に成長した銀樹について研究し,主に磁気力によって引き起こされた対流による顕著な磁場効果を観測した。銀樹の生成量は磁場勾配の影響を強く受けた。一方,反磁性種のみからなる系である銀イオン-金属亜鉛系では,磁場中では銀樹が磁場に対して約30度傾いて配向した.磁場異方性を持たない反磁性種について初めて見出された現象である。分子的に全く配向していないパラフィンを用いて,形状の違いのみによる配向現象を検討した。その結果,棒状,円盤状の形の違いによる配向の違いが観測された。有機,無機非磁性系のコロイド次元集合体を磁場下で組織化あるいは機能発現するように,磁場応答性部位に注目して、細孔性固体や生体関連物質を中心に磁場の作用を探索的に研究した.磁場によるドメインゆらぎの制御の状況を動的および静的光散乱によって把握し,構造の磁場による自己組織化,機能の磁場敏感化を検証した.また、これらによって,弱磁性系の異方性ナノテクスチャーやナノ構造を,磁性をベースに簡便に,内部から組み上げる新しい方法論の端緒を得た。また、固体ナノ空間内の分子凝縮系の構造をX線回折強度のリバースモンテカルロ法によるシミュレーションによって解析する新しい方法を開発した。これによって吸着状態を推定した上で、ナノ細孔中での吸着と反応を磁場によって制御しうるかを検討した。また,非線形化学反応に伴う構造形成の磁場応答を時空構造を追跡した。検討事項とその成果をまとめる。1動的光散乱測定装置を磁場中に組み込めるように設計・製作し,前年度購入の室温ボアー15cmの超伝導マグネット内でのその場測定を可能とした。

これを用いて、コロイド系の磁気浮上条件を探索し、擬似微小重力状態でのゆらぎの状態を検討した。2購入した蛍光光度計によってナノ構造体からの蛍光分子移動の磁場による変化を検討した。3前年度購入のマグネット中で機能する熱測定装置を用いて,相転移に伴うゲルなどの構造変換を熱力学的に検討した。4カーボンナノチューブなどの炭素材のナノ細孔中の水素凝縮系への磁場効果を検討した。また、購入した残留ガスモニターを真空ラインに組み込んで、水素反応系の生成物を検討した。5化学架橋ゲルのゲル系において,磁場による新規構造構築と機能制御に成功した。6電気化学的に形成される金属樹への磁場効果を直接観測し、運動状態を確認した。非磁性のハイドロゲル、脂質ベシクル、コアセルベート、トリブロックポリマー/シリケートハイブリッド、メソポーラスシリカや弱磁性の有機金属錯体のコロイド次元集合体を磁場下で組織化および機能化した。磁場応答性部位に注目して、細孔性固体や生体関連物質を中心に磁場の作用を探索的に研究した.構造の磁場による自己組織化,磁気異方性添加物による機能の磁場敏感化を検証し、これらによって,弱磁性系の異方性ナノテクスチャーやナノ構造を,磁性をベースに簡便に,内部から組み上げる新しい方法論の端緒を得た。その例として、有機金属錯体を磁場下で調製し、同じ溶液組成から異なる3つの結晶構造が誘起されることを実証した。これは結晶構造に由来する磁化の異方性に原因があると推定した。また,溶液中の濃度ゆらぎの磁気力場制御を動的および静的光散乱によって検証するとともに、非線形化学反応に伴う構造形成の磁場応答を時空構造を追跡した。体積相転移ゲルに添加物を加えて、外部磁場によって極めて大きな体積変化が誘起できることを、初めて実証した。磁場中を通過した水の機能が変化するという説の真偽を検証した。超純粋を真空蒸留するなど極めて慎重に検討した結果、酸素を溶存した純水は磁束変化によって構造および機能を変化させることがわかった。その原因を理解することは現在の理論的枠組みでは容易ではないので、なお、慎重に検討を継続している。
高校英語授業の言語活動高度化に寄与する聴解力養成用CALL教材の開発

【研究目的】本研究の目的は,教科書内容を効率よく学習させながら生徒の聴解力を確実に養成し,授業内で高度な言語活動(発表,討論等)を行えるようにするためのCALL教材の開発である。今回は中級程度の英語力を持つ高校生を対象とした。【開発手順概略】開発はコースウェアおよび素材の作成,ソフトウェア化,実験的指導の順に行われた。コースウェアは千葉大学で開発され学習効果が繰り返し検証された指導理論「三ラウンド・システム」に基づく。最初に,関連する3種類のタスク(作業課題)を作成した。徐々に具体化する3種類のヒントも併せて提示し,無理なく取り組めるように配慮した。各レッスン(Unit)の終了後には,理解度,定着度を確認するテストも設けた。並行して辞書情報も作成し,語彙のつづりや意味を教材画面で音声とともに確認できるようにした。音声は英語母語話者に発話させたものを録音,編集して使用した。また内容理解を補助するため,約300枚の写真およびイラストを使用した。コースウェアおよび写真,音声等は,千葉大学で開発されたオーサリングシステムを使用して組み合わされ, Windows PC,タブレットで使用できるソフトウェアとなった。完成した教材は元の教科書名(Vivid English Communication II,第一学習社)にちなんでPreparation for Vivid II (VT)と命名された。【実験的指導状況】本報告書作成時点では実験的指導は継続実施中だが,すでに多くの生徒が, CALL教材で学習することによってリスニング回数が増え,学習内容が深度化したなどの好意的な声を寄せている。タブレット貸与により,授業外の自主学習も行われるようになった。引き続き指導を行い, CALL教材を使用することで学習が効率化し,また様々なコミュニケーション活動が実施可能になることを確認していきたい。
オークションに関する計量モデルの開発と実証分析

日本を含む世界各国の政府では公共工事入札に「総合評価落札方式」と呼ばれる制度を採用している。総合評価落札方式とは価格だけではなく、工事の質(工期・騒音レベル)を総合的に評価することで落札者を決定する入札方式である。本研究では日本やアメリカ合衆国で採用されている総合評価落札方式を含む一般的な評価方法を扱えるように理論を拡充した。また、その理論をもとに入札データから入札業者の費用関数を識別・推定する方法を開発した。また、オークションにおいて入札者の多様性が観察できないような場合の識別方法に関する研究も行った。今後はインターネットオークションを題材に推定・実証分析を行う予定である。本研究はオークションのデータを用いた構造推定に関する研究である。オークションは社会経済のいたるところで、様々な目的のもとに利用されており、多様で豊富なデータが蓄積されている。本研究では特に以下のオークションについて研究をおこなった。日本を含む多くの政府では公共工事入札に「総合評価落札方式」と呼ばれる制度を採用している。通常の入札では入札額のみで落札者が決まるのに対し、総合評価落札方式では入札額のみでなく、おこなう工事の質(騒音レベルや工期など)を総合的に評価することで落札額を決定する。現状では理論的な困難から総合評価落札方式に関する理論的な研究は特殊ケースに限られており、その適用範囲は狭い。公共工事入札データから入札業者の費用関数を推定する計量経済学上の研究に関しては、計量モデルを構築する理論的な研究・実証分析ともに、さらに少ない。国家経済において公共工事は重要な役割を担っており、この事を考慮すると総合評価落札方式に関する研究はその重要性に比べて不十分といえる。本研究では日本やアメリカ合衆国で採用されている総合評価落札方式を含む、より一般的な評価方法を扱えるように理論を拡充した。さらに、その理論を元に入札データから入札業者の費用関数を推定する手法を開発した。また、応用として日本の公共工事入札データを用いて実証分析をおこなった。さらに、日本でおこなわれている評価方法と価格のみで落札者を決定する方式、アメリカ合衆国などでおこなわれている評価方法などの比較をおこなった。この研究成果を学会で発表し、ディスカッションペーパーとしてまとめた。本研究の成果を論文にまとめて国際学術誌に投稿したところ、編集者から総合評価落札方式に関する別の投稿論文と統合するように指示された。そのために、統合する両論文のすり合わせが必要となった。具体的には表記の統一といった単純な事柄から、両論文の成果を包含できるようにモデル・理論の拡張をおこなう必要が出てきた。そして、拡張に伴う形で均衡の存在・一意性に関する議論など研究の中枢部ともいえる箇所を修正する必要が生じた。現在、この作業を継続中であり、終了次第、速やかに再投稿する予定である。オークションは社会・経済の様々な場面、様々な目的のもとで利用されており、多様で豊富なデータが入手可能である。本研究では特に総合評価落札方式およびインターネットオークションに関する研究をおこなった。総合評価落札方式とは価格だけではなく工事の質(工期・騒音レベルなど)を総合的に評価することで落札者を決定する入札方式である。公共工事入札は一国経済において無視できない役割を担っているものの、理論的な制約から分析が困難で、これまで理論的な分析も実証的分析が少なかった。本研究では日本やアメリカ合衆国で採用されている総合評価落札方式を含む、一般的な評価方法を扱えるように理論を拡充した。さらに、その理論のもとで入札データから入札業者の費用関数を識別・推定する方法を開発した。また、日本の公共工事入札データを用いた実証分析をおこなった。この研究はディスカッションペーパーとしてまとめて、さらに学術誌に投稿する予定である。また、オークションにおける入札者の異質性に関する研究もおこなった。入札者の多様性が観察できないような場合、一般的には入札額などのデータから構造パラメータ(入札者の費用関数や効用関数など)を推定することは困難である。本研究ではこれまでに知られている識別方法を組み合わせることで観察されない多様性を識別推定する研究をおこなった。この研究成果はインターネットオークションに応用し、ディスカッションペーパーとしてまとめ、学術誌に投稿する予定である。前述のとおり、投稿先の編集者から総合評価落札方式に関する論文を統合するように指示されている。このため、これまで共同で研究してきた中林純氏に加え、統合するもう一方の論文執筆者である花薗誠氏、鶴岡昌徳氏と共同で研究することになった。統合することにより、総合評価落札方式に関する理論はより一般的になるものの、同時に均衡の存在・一意性などの議論や得られる結果の評価・考察などを修正していくことになる。また、論文の統合により分量が肥大化した。このため、議論や記述をより簡潔にし、研究成果の可読性をあげる工夫もおこなう。
金属ポルフィリン錯体によるDNA切断酵素の活性化とアフリカ睡眠病の治療への展開に関する研究

本研究は金属ポルフィリン錯体によるDNA切断酵素の活性化現象を解明し、その結果を「アフリカ睡眠病」の治療へと発展させることを目的とする。本年度は昨年度合成した金(III)-及びパラジウム(II)のテトラキス(1-メチルビリジニウム-4-イル)ポルフィリン(H_2TMPyP^<4+>)錯体およびそれらの金属イオンを用いて、主に久留米大学医学部で実験を実施した。(1)パラジウムイオン(Pd^<2+>)やフリーベースポルフィリン(H_2TMPyP^<4+>)に比べてPd(TMPyP)^<4+>は「アフリカ眠り病の病原体」に対して強い毒性を示した。そのIC_<50>は以下の順序であった:1.5x10^<-6>M、6.1x10^<-6>M、1.9x10^<-5>M。(3)ESRの測定結果、金イオン共存下ではラジカルが生成することが明らかとなった。(4)Pd(TMPyP)^<4+>の効果は小さいけれども、Pd(TMPyP)^<4+>で処理した病原体には、分裂後、核が欠去した細胞や複数の核を持つ細胞が現れた。その結果核の細胞の分裂は抑えられ、24時間以内には死滅した。(5)この様に、金属ポルフィリンはその中心金属イオンによって、病原体に対する作用が違う。(6)金は金ポルフィリンより金イオンが、パラジウムはパラジウムイオンよりもパラジウムポルフィリン錯体が効果的であった。(7)金イオンが効果的であることは予想外の発見である。(8)前年度の結果と一緒にまとめると、水銀ポルフィリン錯体と金イオンが10^<-7>Mの濃度でも、「アフリカ眠り病」の病原体に対して効果的であった。(9)その効果は、DNAのコンホーメーション変化の他に、ラジカル生成によって現れることが明らかになった。本研究は金属ポルフィリン錯体によるDNA切断酵素の活性化現象を解明し、その結果をアフリカ睡眠病の治療へと発展させることを目的とする。本年度は種々の金属ポルフィリンを合成し、DNAの酵素切断反応とDNAのコンホーメーションの変化を吸収スペクトル、CDスペクトル、及び蛍光スペクトルより調べた。次の結果を得た。(1)陽イオン性ポルフィリン、テトラキス(1-メチルピリジニウム-4-イル)ポルフィリン(H_2TMPyP^<4+>)と金(III)、白金(II)、パラジウム(II)とのポルフィリン錯体を合成した。(2)合成した金属ポルフィリン錯体の共存下でDNAの制限酵素によるDNA切断反応を行い、電気泳動のパターンにもとづいてDNA切断の様式を解析した。(4)UV/Visスペクトル及びCDスペクトルの測定では、上記の三種のポルフィリン錯体はいずれもDNAにインターカレーションによって結合していることが明らかになった。(5)蛍光および燐光スペクトルの測定では、次のような興味ある結果を得た。(6)Au(TMPyP)^<5+>は蛍光スペクトルだけを示し、Pt(TMPyP)^<4+>は燐光スペクトルだけを、Pd(TMPyP)^<4+>は蛍光と燐光スペクトルの両方を示した。(7)DNAを過剰に加えると、燐光スペクトルは増大し、蛍光スペクトルは減少した。(8)DNAにインターカレートした金属ポルフィリンは、溶液中の酸素と遮断されるために燐光が増大すると考えられる。(9)DNA制限酵素の活性化にはDNAのコンホーメーションの他に燐光を発しやすい金属ポルフィリンによる溶存酸素を活性化があることが明らかになった。
資源/援助の呪いに関する理論・実証研究

独裁者と多国籍企業との汚職関係に着目したミクロ経済モデルでは、多国籍企業に対する贈賄のペナルティが小さいと、資源価格が上昇しても労働者の賃金所得が減少しうることを示した。また、結果は多国籍企業の留保利潤に強く依存し、留保利潤の増加とともに贈収賄が増加し、それとともに賃金所得が減少することが示された。一方、Fum and Hodler (2010)において、天然資源の存在が不平等を拡大するかどうかは、その国の民族分極化の程度に依存することが実証的に示されており、その理論的根拠となるマクロ経済モデルを開発した。その結果、単一民族の国では天然資源の存在が所得格差を縮小するが、民族が二極化している国では紛争やレントシーキングを招き、所得の不平等が拡大することが示された。その成果は、土居・金盛・青木(2018)にまとめられている。実証研究パートでは、主に次の二つの研究を行った。第一に、経済発展における制度的要因の役割を明らかにするために、各国の政治制度が健康水準に与える効果に関して実証的な観点から研究を行った。研究成果は国際学術誌Economic Systemsに掲載された(Okada(2018))。その結果、民主主義が健康水準にポジティブな影響を与えることが示された。第二に、汚職および「採取産業透明性イニシアティブ(EITI)」の経済効果に関して研究を進めた。その結果、石油・天然ガスを除く天然資源鉱物においてEITIの実施が資源レントの増加(贈収賄の減少)をもたらすことが示された。成果は、Okada and Shinkuma(2018)にまとめられている。ミクロ経済モデルの成果が未だ論文としてまとめられておらず、順調とは言いがたい。その一方で、実証研究パートは順調に進んでいると考えている。ミクロ経済モデルを現行よりも簡素化する等の修正を行い、学術雑誌に投稿できる水準まで改善する。理論分析では、資源・援助の呪いを説明するミクロ経済モデルの開発を目指した。資源・貿易財・非貿易財の3セクターを考え、貿易財・非貿易財資源セクターで生じるレントはElite(資本家)に、資源セクターで生じるレントは独裁者に帰属すると仮定した。独裁者は体制維持のために国民の一部を公務員として雇う。レントを増やそうとEliteと人民に対して課税する独裁者に対して不満をもつEliteと公務員以外の人民は革命を起こすために結託することができる。資源価格が高い状態と低い状態が確率論的に生起する中で、独裁者の戦略を完全マルコフ均衡の概念を用いて分析した。ポイントは一部の人民を公務員として雇うことが最適となるか、資源価格と各セクターに対する最適税率・所得税率との関係、Dutch Disease(オランダ病)の従来の説明はどのような影響を受けるのかである。現在、計算中であり、まだはっきりとした結果を得ていない。実証分析では、天然資源の豊富さが制度の質にどのような影響をもたらすのかについて研究を進めた。制度の質としては、特に汚職水準に着目した。汚職は直接的・間接的に経済発展に悪影響を及ぼすことが知られており、天然資源の豊富な開発途上国では特に問題となっている。研究では天然資源の種類による影響の相違なども考慮している。現時点までに、データを収集し、計量経済学的分析を行った。暫定的な結果は得られているが、今後、さらに検討を重ね、次年度中に論文を完成させる予定である。実証分析では一定の分析結果を得ており、おおむね予定通り研究が進んでいると言えるが、理論分析での遅れは否めない。遅れている具体的な理由は、当初のアイディアが、(申請時に見落としていた)先行研究のそれとよく似ており、新しい要素・問題意識を探求せねばならなくなったことにある。現在、理論モデルの骨子が定まったばかりであるが、今後遅れを取り戻すべく全力を挙げて研究を進めていくつもりである。本年度は2回に分けてアフリカ出張をおこなった(訪問国:ナミビア、ジンバブエ、コンゴ民主共和国、ルワンダ共和国)。その結果、独裁者と資源を採掘する多国籍企業との癒着が経済に非常に大きなマイナスの影響をもたらしている実態が明らかになった。このうち、ジンバブエの事例は研究ノートとして発表した。これらアフリカ諸国の訪問によって、それまで明らかではなかったいくつかの重要な論点を手に入れることができた。まず、独裁者と多国籍資源採掘企業との共謀関係によりフォーカスしたミクロ経済モデルを再構築する必要性が明らかとなった。また、今回のフィールド調査では、コンゴ民主共和国の反政府武装組織による採掘資源の密輸出に関する情報を得たが、このことは、資源が紛争の軍資金になることを防ぐ制度の構築が難しいことを示すものであった。資源のフロー管理システムの有効性を検証するため、例として紛争地域で採掘されたダイヤモンドを輸入しないための産地に関する認証システムであるキンバリー・プロセスの有効性に関する実証研究は非常に有意義なものとなるだろう。これについては今後の研究課題とする予定である。また、本年度の実証研究においては、資源の呪いを再検証するため、各国の資源収入が制度の質にどのような影響を及ぼすのかについて研究を進めた。具体的には、石油収入の汚職水準に与える効果を、世界157ヶ国のデータを用いて実証的観点から考察した。研究成果は国際学術誌Applied EconomicsLettersに近刊予定である。実証分析では順調に成果をあげているものの、理論分析での進捗状況は芳しくない。フィールド調査を経て、ミクロ経済モデルを再構築する必要性を実感するに至った。また、マクロ経済モデルの構築も当初の予定と比べてやや遅れている。

独裁者と多国籍企業との汚職関係に着目したミクロ経済モデルでは、多国籍企業に対する贈賄のペナルティが小さいと、資源価格が上昇しても労働者の賃金所得が減少しうることを示した。また、結果は多国籍企業の留保利潤に強く依存し、留保利潤の増加とともに贈収賄が増加し、それとともに賃金所得が減少することが示された。一方、Fum and Hodler (2010)において、天然資源の存在が不平等を拡大するかどうかは、その国の民族分極化の程度に依存することが実証的に示されており、その理論的根拠となるマクロ経済モデルを開発した。その結果、単一民族の国では天然資源の存在が所得格差を縮小するが、民族が二極化している国では紛争やレントシーキングを招き、所得の不平等が拡大することが示された。その成果は、土居・金盛・青木(2018)にまとめられている。実証研究パートでは、主に次の二つの研究を行った。第一に、経済発展における制度的要因の役割を明らかにするために、各国の政治制度が健康水準に与える効果に関して実証的な観点から研究を行った。研究成果は国際学術誌Economic Systemsに掲載された(Okada(2018))。その結果、民主主義が健康水準にポジティブな影響を与えることが示された。第二に、汚職および「採取産業透明性イニシアティブ(EITI)」の経済効果に関して研究を進めた。その結果、石油・天然ガスを除く天然資源鉱物においてEITIの実施が資源レントの増加(贈収賄の減少)をもたらすことが示された。成果は、Okada and Shinkuma(2018)にまとめられている。ミクロ経済モデルの成果が未だ論文としてまとめられておらず、順調とは言いがたい。その一方で、実証研究パートは順調に進んでいると考えている。平成28年度は、平成27年度に完成させることができなかったミクロ経済モデルの完成と、実証分析を論文として仕上げることが最優先に取り組んでいく予定である。さらに、平成28年度は当初の予定通り、ミクロ経済モデルから得られたミクロ経済学的基礎付けをもとに、その成果を内生的成長モデルに取り込むなどを行うことで、マクロ経済モデルの開発も手掛けていく。具体的には資源・労働・物的(人的)資本から生産が行われることを想定し、資源開発が労働の分配や物的(人的)資本にどのような影響をもたらすのかを検討する。本年度のフィールド調査から得た知見を活かしたい。具体的には、1)独裁者と多国籍資源採掘企業との共謀関係によりフォーカスしたミクロ経済モデルを再構築すること、2)資源のフロー管理システムの有効性に関する実証研究を行うことである。また、マクロ経済モデルの構築では、本年度に達成できなかった部分について引き続き取り組む。ミクロ経済モデルを現行よりも簡素化する等の修正を行い、学術雑誌に投稿できる水準まで改善する。
平滑筋の発生・分化に関する研究

まず、現在までにES細胞を用い神経、骨格筋細胞への分化系培養が報告されているため、これを参考とし平滑筋細胞への分化系培養を試みた。一定期間細菌培養用ペトリデッシュにて浮遊培養(aggregation culture)を行った後、細胞を通常の細胞培養用ペトリデッシュへ移し接着させた。その後、数日の培養を行い、各種平滑筋細胞のマーカー蛋白質に対する抗体を用い、ウエスタン解析と細胞染色を行い結果を検討した。この培養期間中、各stageの培養時間や、分化刺激として添加するretinoic acid,DMSO等の添加時期、濃度等の条件を検討した。その結果、低濃度のretinoic acidを用いることにより多くの細胞が平滑筋細胞のマーカー蛋白である平滑筋型α-アクチンを発現することがわかり、他のマーカー蛋白質もin vivoの発生における時間的な発現様式に従い発現していることがわかった。また、発生初期に発現が見られる中胚葉のマーカー遺伝子もRT-PCRを用い検出されたことより、ES細胞を平滑筋初期発生の研究モデルとして使用することが適当と思われる結果が得られた。しかし、それらの発現量や、分化型平滑筋細胞のマーカー蛋白質であるカルデスモンは、1-型を示していた。また、一部には平滑筋の形質を示さない細胞も混在しているため、なおこの細胞培養系において細胞のcloningを含め改良が必要であると考えらた。現在、各種培地、添加剤等の検討を行っている。また発生した平滑筋細胞が、確かに完全に分化した状態のものであるか、生理学的機能を含め検討中である。
吸収性ナノファイバーを応用した自家移植モデルにおける耳介形状軟骨の再生誘導

これまでの耳介形状軟骨の再生誘導の研究では、良好な軟骨再生と耳介特有の複雑な3次元形状を長期維持する2点が大きな課題として残されている。本研究では、良好な軟骨再生を誘導する目的でナノテクノロジー技術を導入し、ポリグリコール酸(PGA)不織布の繊維径が播種細胞効率および軟骨再生に及ぼす影響について検討を行った。その結果、平均繊維径が0.83μmの細径PGA不織布を用いることにより、軟骨再生は促進され、長期の3次元形状維持も良好となることが判明した。ナノテクノロジー技術を導入して作製した細径PGA不織布は、耳介形成手術における新しいオプションとして、将来重要な役割を果たすことが示唆された。生体内分解吸収性の合成高分子において、PGA(ポリグリコール酸)は生体適合性に優れ、軟骨細胞との親和性(接着性)が高く、軟骨再生誘導における足場材料として長年の試用実績が知られている。しかし一般に使用されているPGA不織布(ネオベール®、平均繊維径20μm)は、播種細胞サイズに比較してPGA繊維径が大きく繊維間隔が広いため、播種細胞がPGA繊維に接着することなく漏出し、細胞播種効率が極めて低いことが大きな問題点として指摘されてきた16。この問題を解決するため、本研究では、PGAを本来の細胞外基質に近い微細構造をもつナノファイバーに加工・形成する技術を開発し、導入した。組織再生用の足場材料では、適応組織により最適な材料形状や繊維径が存在することが予測されるが、この点に関する報告は認められない。そこで種々の繊維径を持つ細径PGA不織布を作製し、in vitroにおいて繊維径が細胞播種効率に及ぼす影響について比較検討した。26年度は、2種類の複合型スカフォールド(平坦型および耳介型)を作製した。スカフォールドに軟骨細胞を播種した後、大動物(イヌ)自家移植モデルに移植し、ナノファイバーおよび従来径PGA不織布が軟骨再生誘導および長期形状維持に及ぼす影響について比較検討した。検討には、肉眼的、組織的検索法を用いた。実験プロトコール(1)イヌ耳介軟骨より軟骨細胞を単離し、スカフォールドに播種(最終播種濃度:100×106個/ml)した。次に、塩基性線維芽細胞増殖因子(b-FGF)徐を含浸させたゼラチン微粒子(Isogai N, et al: J Biomed Mater Res 74:408-418,2005)を投与して、細胞・スカフォールド複合体に徐放化システムを組み合わせた。(2)耳介軟骨採取時と同様に、全身麻酔を行ない、耳介軟骨細胞を採取した個体と同一の個体に上記の処理を行った細胞・スカフォールド複合体を自家移植(浅および深側頭筋膜の間)した。(3)移植後5および20週目に標本採取し、肉眼的、組織学的および力学的検討を行った。組織学的検討では、HE染色(一般性状)およびSafranin O染色(プロテオグリカン産生能)を行なった。本研究では、複合型スカフォールドを大動物(イヌ)自家移植モデルに導入して臨床試用が可能な大きさと3次元形状を有する耳介形状軟骨の再生誘導を試み、in vivoにおいて細径PGA不織布が軟骨再生能および長期形状維持に及ぼす影響について検討してきた。本年度は、特に再生軟骨の特徴である弾力性を客観評価するため、平坦型スカフォールドを用いて再生軟骨の力学的検討(曲げ強度を測定)を行った。(方法)Royらの方法に従い、オートグラフ(AG-IS、島津製作所、京都)のグリップ距離を1cmに調整した。その後、標本(20mm x 5mm)を台座に固定し、垂直板を0.02mm/secの速度で下降させて最大試験力を計測した。あらかじめ計測した標本の厚さから、曲げ強度を算出した(曲げ強度=最大試験力/標本の厚さ)。標本の取り付けから試験が終了するまでの期間は、標本に生理食塩水を噴霧し、乾燥を防止した。統計処理では、再生軟骨の曲げ強度を測り、その平均±標準誤差を求めた。計測したデータは、One-factor ANOVAを行った後、多重比較検定を行い、統計学的有意差を検討した。(結果)移植後5週目に摘出した再生軟骨の標本では、0.8&micro;m群の曲げ強度は高値を示し、一方、0.5&micro;m群では著しい低値を示した。さらに移植後20週目に摘出した再生軟骨の標本では、0.8&micro;m群および3&micro;m群の曲げ強度は8N以上の高値を示し、他の細径および従来径PGA不織布と比較して有意に高い力学的特性が認められた。(本年度のまとめ)これらの結果から、平坦型スカフォールドにおいて良好な力学特性を有する軟骨を再生誘導するための至適なPGA不織布の平均繊維径は、0.83&micro;mであることが示唆された。また、0.8&micro;m群が最も高い力学強度を示し、組織学的評価の結果と一致した。

ナノテクノロジー技術を導入して作製した細径PGA不織布は、耳介形成手術における新しいオプションとして、将来重要な役割を果たすことが示唆された。PGAは生体内における加水分解が早い特性があり、そのために足場材料として力学的強度の不足が課題であった。そこで、本年度の実験では、体内への埋入が可能で、すでに外科領域のヘルニア根治術や頭頚部領域の気管再建に臨床応用され、その有効性と安全性が担保されているポリプロピレンを細径PGA不織布に組み合わせて力学的強度を補強した。このポリプロピレン補強による複合型スカフォールドを大動物(イヌ)自家移植モデルに導入して臨床試用が可能な大きさと3次元形状を有する耳介形状軟骨の再生誘導を試み、in vivoにおいて細径PGA不織布が軟骨再生能および長期形状維持に及ぼす影響について検討した。その結果、(1)平坦型スカフォールドを用いた実験より、細径PGA不織布の繊維径が0.83μmの場合、良好な力学特性を有する軟骨が再生誘導された。また、(2)耳介型スカフォールドを用いた実験より、平均繊維径が0.83μmの細径PGA不織布を用いることにより、耳介軟骨の軟骨再生は促進され、長期の3次元形状維持も良好となることが判明した。医歯薬学再生誘導技術をヒトへ臨床応用するためには、免疫を有する大動物(自家移植モデル)において、臨床的に必要なサイズと耳介特有の形状をもつ軟骨再生誘導法の確立が急務であるが、その実験成績は未だに不良である。そこで本研究では、ナノテクノロジーを応用した足場材料の開発に焦点を絞って研究を進め、大動物(イヌ)を用いた自家移植モデルにおいてナノファイバー技術を導入した新たな軟骨再生誘導法を開発し、その有用性について検討した。細胞周囲には、生体内の恒常性を維持する分子集合体が細胞外マトリックスとして存在している。この細胞外マトリックスは、高次の組織を構築する上で、重要な役割を担っており、マイクロサイズの骨格とナノサイズの繊維で構成されていることが知られている。ナノマイクロサイズの混合繊維からなるナノファイバーは、細胞外マトリックスに類似したサイズと構造を有するため、生体組織の再生誘導を促進する足場材料として至適であることが推測され、現在、再生医療、薬物徐放システム、医療器具など多岐に渡る領域において次世代の生物工学的バイオマテリアルとして注目されている。一般にポリエステル系の生体内分解吸収性合成高分子であるPGAは、分解の過程でグリコール酸を放出するため、局所のpH上昇によって炎症が惹起され、過度の炎症は再生遅延や組織破壊を引き起こすことが報告されている37,38。一方、ナノファイバー化されたPGAでは空隙率(単位体積あたりに繊維が占める割合)が90%以上であり、PGA重量は少ない。また、極細化により足場材料の生体吸収時間は短縮され、局所的炎症が生じにくいことが予測される。今後の研究において、軟骨再生能と細径PGA不織布に由来する炎症反応について検討を予定している。ナノファイバーの代表的な3つの製造方法として、静電紡糸法(エレクトロスピニング法)、複合溶融紡糸法、メルトブロー法などが知られている。
組織修復及び炎症反応によって発現誘導されるmiRNAの同定及び機能解析

近年、瘢痕形成関与遺伝子としてOPN(Osteopontin)を同定し、更にOPNを標的とした核酸医薬の開発に至り、炎症反応と組織修復の分子メカニズムの一端を解明した。しかしながら、他の瘢痕形成関与遺伝子及び他の分子メカニズムの存在が示唆されているが明らかではない。近年、蛋白質に翻訳されないと考えられていた多数のDNA配列がncRNA(non-cording RNA)として転写され、蛋白質発現制御に関与していることが明らかになった。ncRNAの中でもmiRNA(mic roRNA)は、標的mRNAに作用して遺伝子発現制御に関与する分子として知られている。いくつかのmiRNAは、炎症反応特異的に誘導されることが明らかにされていることから、皮膚創傷治癒過程においても、何らかの役割を担っていると考えられるが、未だ同定されていない。そこでまず初めに、炎症反応によって発現誘導されるmiRNAとして知られているmiRNA-132、-146a、-155の皮膚創傷治癒過程における発現動態を、成体マウスを用いて調べた。その結果、受傷後1、3、7日目において、上記miRNA群の発現が認められた。次に、既知および未知miRNA群の網羅的同定を行うため、コントロール(傷無)、受傷後1、3、7、10、14日目において発現誘導されるmiRNA群のクローニングを行った。その結果、各時間帯において、発現誘導されるmiRNA群のクローニングに成功した。
渡部コレクションに基づくアニメ制作過程の実態研究

初年度の平成29年度の課題である渡部コレクションのアーカイビング(整理、分類、デジタル・スキャンニング)及びそのメタデータの作成、そして同コレクションの各素材に関する業界関係者へのヒヤリング調査を継続しつつ、平成30年度には海外との受発注関係の中間素材に関する調査のため韓国に赴き、1980年代東映アニメーション社で研修していたキム・ジェホ氏、ミン・ギョンジョ氏へのヒヤリング調査を行った。両氏のヒヤリング調査は、東映アニメーション社と長い協力関係にある韓国側の大元動画社の活動に関する韓国語の最新文献を入手し照らしあわせる一方、同じ1980年代に海外下請けの仕事にかかわっていた渡部英雄氏へのヒヤリングを行うことで、アメリカ・日本・韓国といった三国間のトランスナショナルなアニメーション生産に関する詳細が確認できた。渡部コレクションからは特定のアニメーション作品を選定したうえ、行為遂行性理論・生成論のアプローチから分析を進め、なおかつ国内・海外の研究者との学術交流・協力も重ねることで、同コレクションをはじめアニメ中間素材のアーカイビングをテーマにした研究成果を一冊の図書として編集、刊行した。特に同書は本研究課題の国際的な理解の広がりを目指し、全文英語で執筆或いは翻訳され、紙媒体のみならずインターネットでも配布できるよう電子書籍化を実現した。さらにスウェーデンのストックホルム大学との共催でアニメのアーカイビングに関する国際シンポジウムを開催し、本研究課題の研究代表・分担者はもちろん海外の研究者が加わり発表を行った。同大学での発表には大学院生・学部生も出席し活発な議論がなされ国際的な理解を広げることができた。本研究課題から得られた成果の一部は、八王子夢美術館でアニメの中間素材をメーンにした展覧会に提供・協力し、社会における同研究の意義や効果を確認することができた。渡部コレクションの整理・分類、その関連メタデータの作成、業界関係者へのヒヤリング調査が順調に進展している。それらに基づいた理論的研究の成果は、本研究課題の研究分担者および海外の研究者と協力し合いつつ、日本語および英語で国内・海外に向け論文や学会発表などの形で公開できている。学術交流や学会発表における旅費は十分とはいえないが、インターネット環境を活かした形で進めている。アニメーションの中間素材を社会に向け展示公開する事業においては、アニメ業界の数社と綿密に協議・交流し続けながら業界の現状やニーズに対する理解を深めている。特にアニメ業界の難題でもあるセル画の保存対策に向けての知見を提供するため、セル及び絵の具の化学的な基礎調査、そしてデータベースのシステム構築に取り組み始め、両方の面で工学専門の研究者と協力している。ただし渡部コレクションの素材1点1点が数十年前のものが多く慎重な取り扱いを要しており、さらに学会及び業界においてもノーハウが蓄積されていない現状から、素材のデジタル・スキャニング作業のスピードは十分とはいいがたい。このような現状もあり、デジタル・スキャニングのための人材確保は、本研究課題のみならずアニメ中間素材のアーカイビングにおいても将来的に重要課題であり、予算においても当初の予想より大きな割合を占めている。本研究課題の最終年度となる2019年度には、前年度の課題を踏まえつつ、渡部コレクションの各素材の分析、メタデータ及びデータベースの充実化、アニメ業界関係者へヒヤリングを進展させる。前年度末頃から開始した工学分野の研究者との共同研究を進め、アニメ業界の関係各社とも協議を進めながら、セル画の保存対策やアニメーションの中間素材向けデータベースの方向性に関する専門的知識の基礎を蓄積する。前年度までアニメ中間素材のアーカイビングおよびその研究において海外協力を展開してきたシンガポールのLASALLE College of the Arts、スウェーデンのStockholm Universityとの交流を継続・強化させつつ、それらに加え、イギリスでの海外研究ネットワークをも拡大させる。そのため、交流が既に始まっているイギリス側の大学では今年度、研究会の開催・発表、さらに渡部コレクションの素材の一部公開を行う。デジタル・スキャニング作業においては渡部コレクションのなかで優先順位を検討しながら本研究課題の最終年度の予算に反映させる。デジタル・スキャニングはもちろん、アニメ中間素材のアーカイビングとその研究は3年間で完了できるような課題ではないという認識から、本研究代表者を含む研究組織の強化・拡大のうえ、新たな研究予算の獲得・確保の準備を進める。平成29年度には、中性紙等保存用品やデジタル機材の補充を行い、本研究課題の対象である渡部コレクションのアーカイビングの速度を上げ、コレクション資料上の諸情報を記録・分析する作業を進めた。その結果、渡部コレクションの基本的なデータベースが構築できた。コレクションの各素材について研究分担者である渡部英雄をはじめアニメ業界関係者への検証・ヒヤリング調査を複数行った。同コレクションの中間素材のなかで、テレビアニメシリーズなど、その完成作品がすでにソフト化され視聴が可能なものについては、分析・検証がまとまった中間素材に対し当該のソフトを入手したうえ、生成段階と完成状態の比較調査に着手した。完成作品を中間素材に照合しつつ行為遂行性理論に基づいた研究を進めることで、『手と足と眼と耳ー地域と映像アーカイブをめぐる実践と研究』(原田健一・水島久光編著、学文社、2018年)のなかの「第8章教育と研究におけるアニメ中間素材のアーカイブ化」(研究分担者石田美紀との共著)を執筆、発表した。一方、社会に向けてのアニメ中間素材の公開展示に関しては、海外研究協力者としてアニメーション研究者であるDr. GAN Sheuo Hui(LASALLE College of the Arts、シンガポール)との議論を行うなか、ポピュラーカルチャーのアーカイビングにおける意義・実践・現状をテーマにシンガポールで国際会議の開催に協力、参加し、本研究課題の代表者であるキム・ジュニアン、研究分担者の石田美紀並びに原田健一が研究発表を行った。

研究はおおむね順調に進んでいるなか、海外のアニメーション業界の関係者への調査に関して、ヒヤリングを予定していたお一人がなくなり、もうお一人はご病気で会話が難しいという現状が判明した。最大40年前まで遡ることになるアニメ作品の関係者の多くが高齢というのは、日本国内・海外共通の状況として予想範囲のことであったが、ヒヤリング調査の対象候補に関しては慎重に対応していきたい。初年度の平成29年度の課題である渡部コレクションのアーカイビング(整理、分類、デジタル・スキャンニング)及びそのメタデータの作成、そして同コレクションの各素材に関する業界関係者へのヒヤリング調査を継続しつつ、平成30年度には海外との受発注関係の中間素材に関する調査のため韓国に赴き、1980年代東映アニメーション社で研修していたキム・ジェホ氏、ミン・ギョンジョ氏へのヒヤリング調査を行った。両氏のヒヤリング調査は、東映アニメーション社と長い協力関係にある韓国側の大元動画社の活動に関する韓国語の最新文献を入手し照らしあわせる一方、同じ1980年代に海外下請けの仕事にかかわっていた渡部英雄氏へのヒヤリングを行うことで、アメリカ・日本・韓国といった三国間のトランスナショナルなアニメーション生産に関する詳細が確認できた。渡部コレクションからは特定のアニメーション作品を選定したうえ、行為遂行性理論・生成論のアプローチから分析を進め、なおかつ国内・海外の研究者との学術交流・協力も重ねることで、同コレクションをはじめアニメ中間素材のアーカイビングをテーマにした研究成果を一冊の図書として編集、刊行した。特に同書は本研究課題の国際的な理解の広がりを目指し、全文英語で執筆或いは翻訳され、紙媒体のみならずインターネットでも配布できるよう電子書籍化を実現した。さらにスウェーデンのストックホルム大学との共催でアニメのアーカイビングに関する国際シンポジウムを開催し、本研究課題の研究代表・分担者はもちろん海外の研究者が加わり発表を行った。同大学での発表には大学院生・学部生も出席し活発な議論がなされ国際的な理解を広げることができた。本研究課題から得られた成果の一部は、八王子夢美術館でアニメの中間素材をメーンにした展覧会に提供・協力し、社会における同研究の意義や効果を確認することができた。渡部コレクションの整理・分類、その関連メタデータの作成、業界関係者へのヒヤリング調査が順調に進展している。それらに基づいた理論的研究の成果は、本研究課題の研究分担者および海外の研究者と協力し合いつつ、日本語および英語で国内・海外に向け論文や学会発表などの形で公開できている。学術交流や学会発表における旅費は十分とはいえないが、インターネット環境を活かした形で進めている。
CFRP/チタンスタックの精密穴加工

TiN/AlNコーテッド超硬ドリルとTiAlCr/TiSiコーテッド超硬ドリルを用いて, CFRP/チタン合金の重ね合わせ材の穴加工を行った.様々な実験条件のうち,送り速度を小さくすることが工具寿命の点では有効であった.工具の選択においては, TiAlCr/TiSiコーテッド超硬ドリルの方が工具寿命が長かった.乾式加工と水ミスト冷却加工との比較も行った.その結果,約50個以下の穴加工までは,水ミスト冷却の方がドリル摩耗は小さいがそれ以上になると,切りくずの凝着が突発的に発生し,それ以降は摩耗が急激に大きくなった.TiN/AlNコーテッド超硬ドリルとTiAlCr/TiSiコーテッド超硬ドリルを用いて, CFRP/チタン合金の重ね合わせ材の穴加工を行った.様々な実験条件のうち,送り速度を小さくすることが工具寿命の点では有効であった.工具の選択においては, TiAlCr/TiSiコーテッド超硬ドリルの方が工具寿命が長かった.乾式加工と水ミスト冷却加工との比較も行った.その結果,約50個以下の穴加工までは,水ミスト冷却の方がドリル摩耗は小さいがそれ以上になると,切りくずの凝着が突発的に発生し,それ以降は摩耗が急激に大きくなった.数種類のドリルを用いてCFRP/チタンスタック材の乾式穴加工を行った.1.具体的内容:ドリルが変形や,加工時に白煙が発生するなど,切削不能と判断するまでCFRPとチタン合金(Ti-6Al-4V)の積層板に穴加工を行い,それぞれのドリルについて,穴加工可能回数,加工時に工作物にかかるトルクとスラスト力の測定,ドリル刃先の観察,穴内壁の観察を行った.まず,工具材種にコーテッドハイスを用いた場合,ドリルの刃先を観察した結果,TiCNハイスは9回目の加工後から溶着が見られた.TiAlNハイスは,5回目の加工後から溶着とコーティングの剥がれが観察され,9回目の加工後には刃先の損失等が観察された.TiNハイスでは5回目の加工後から刃先のコーティングが剥がれ始め,7回目の加工後には,その部分の刃先が損失した.加工回数が増加するにつれてCFRPの穴出口において焼けが観察され,Ti-6Al-4Vの穴内壁ではむしれが増加した.また,切りくずを排出する際についたと思われる傷がTi-6Al-4Vの穴内壁に見られた.これらの工具材種の中ではTiCNハイスが最も適していることがわかった.次に,工具材種にコーテッド超硬を用いて,冷風による冷却効果について検討した.その結果,油穴付きドリルを用いて,刃先から冷風を吹き付けることによって,工具摩耗を減少させることが確認できた.冷風を用いない場合,チタン合金の切りくずから発火するなど危険な現象が発生した.2.研究の意義・重要性等:供試材料の穴加工においては,ドリルの摩耗はチタン合金による摩耗が主であり,ドリルのコーティングの種類による影響が大きいことがわかった.適したコーティング材種を今後選定するうえで大変意義のある成果であった.乾式では加工温度が上昇するため切りくずが発火することがあったが,冷風を用いることにより発火現象を抑えることができ,加工時の安全性を確保できたことも大きな成果であった.なお,研究成果の一部か日本機械学会講演会にて発表を行った.具体的内容:数種類のドリルを用いてCFRP/チタンスタック材の穴加工を行った.穴加工可能回数,加工時に工作物にかかるトルクとスラスト力の測定,ドリル刃先の観察,穴内壁の観察等を行った.工具には数種類のコーテッド超硬ドリルを用いた.コーティングの種類はTiAlN,TiAlCr/TiSi多層,TiN/TiAlNとした.切削速度は9.4m/min,18.8m/min,送り速度は0,1mm/rev,0.2mm/revとチタン合金用条件としてはやや大きめの値とした.CFRPの穴加工では乾式加工が推奨されていることから,乾式加工を主として行った.また,冷却効果を確認するためにドリル先端の油穴から水ミストを吹き付けた実験も行った.主な結果は以下のとおりである.1.TiAlNコーテッド超硬ドリルを用いた場合,送り速度を小さく,0.1mm/revとすることで工具寿命は長くなった.2.乾式加工において切削速度,送り速度が同じ条件ではTiAlNコーテッド超硬ドリルよりもTiAlCr/TiSiコーテッド超硬ドリルの方が工具寿命は長かった.3.TiAlCr/TiSiコーテッド超硬ドリルを用いて,水ミスト冷却を行った結果,CFRP部分の穴径の寸法精度は向上した.しかし,チタン合金の切りくずが硬くなり,その切りくずがCFRPの内壁を傷つける結果となった.4.TiAlCr/TiSiコーテッド超硬ドリルを用いた場合,水ミスト冷却よりも乾式で穴加工を行った方が工具寿命は長くなった.意義:チタン合金の切削加工では冷却液を用いた加工が常識であるが,乾式による穴加工でも200個以上の穴加工を実現した.適切な加工条件を選択することで,実生産現場においても乾式によるCFRP/チタン合金スタック材の乾式加工の生産性が増すと考えられる.なお,研究成果の一部を日本機械学会講演会にて発表を行った.具体的内容:数種類のドリルを用いてCFRP/チタンスタック材の穴加工を行った.

加工時に工作物にかかるトルクとスラストカの測定,工具摩耗の測定,ドリル刃先の観察,穴内壁の観察等を行った.工具には数種類のコーテッド超硬ドリルを用いた.コーティングの種類はTiAlCr/TiSi多層コーティング,TiN/AlN多層コーティングとした.CFRPの穴加工では乾式加工が推奨されていることから,乾式加工を主として行った.また,冷却効果を確認するためにドリル先端の油穴から油を用いない水ミストのみを吹き付けた実験および冷風による冷却も行った.実験結果の信頼性を挙げるために同条件で複数回の実験を行った.主な結果は以下のとおりである.1.乾式加工において切削速度,送り速度が同じ条件ではTiN/AlNコーテッド超硬ドリルよりもTiAlCr/TiSiコーテッド超硬ドリルの方が工具寿命は長いことが再確認できた.2.TiAlCr/TiSiコーテッド超硬ドリルを用いて,水ミスト冷却を行った結果,CFRP部分の焼けは減少し,穴径の寸法精度は向上した.しかし,チタン合金の切りくずは冷却により曲がりにくくなり,切りくずがダブルマージン部と2番取り面との境界に凝着した.この現象は,摩耗が進むと突発的に起こると考えられ,一定の穴回数では発生しなかった.また,この凝着が起こるとその後の工具摩耗は急激に進行した.3.空冷による冷却では,上記と同様の凝着はみられなかった.意義:チタン合金は難削材であり,冷却液を用いた切削加工が推奨されるが,乾式による穴加工でも200個以上の穴加工を実現した.冷却の方法に工夫する余地があるが,超硬コーテッドドリルを用いて適切な加工条件を選択することで,実生産現場においても乾式によるCFRP/チタン合金スタック材の乾式加工の生産性が増すと考えられる.なお,研究成果の一部を国際会議ISAAT2011において,発表した.