hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
１９３０年代から５０年代の米国で制作された世界地図のデザイン傾向とその社会的意味

本研究プロジェクトは、1930年代から50年代までの間の米国における世界地図を対象として、そのデザインと社会的意味について分析を行うことを目的としている。この時期の地図デザインを代表するものとしてRichard Edes Harrison, Erwin Raisz, Norman Bel Geddes, Buckminster Fuller, Herbert bayerらの仕事を取り上げた。その結果、遠近法による「視点」の強調、レリーフや地形鳥瞰図描画などによる「リアリティ」の追求が共通するデザイン傾向として認められ、その背後に「航空時代」に対する意識がほぼ一貫して通底していることが分かった。平成25年度は,第二次大戦中のアメリカの地図デザインの傾向を中心として,調査研究を行った。具体的には以下のテーマについての調査研究を実施した。1)地図関連資料の探索と収集を続行し,特に第二次大戦中の地図デザイン関連資料を中心に収集した。その結果,毎月発行されていたポスター形式の地図を中心とした「Map news」と呼ばれる広報物の存在を確認した。この広報物の存在は,戦時中に地図が重要視されていた事実を示すとともに,デザイン面においても,24年度に調査を実施したリチャード・エディス・ハリソン(Richard Edes Harrison)の地図デザインが引用されているなど,はっきりしたデザイン傾向があることが確認できた。その他にアメリカ国務省の地理学者S. W. Boggsの地図やアトラスに関わる仕事を確認した。以上は当初の研究計画の時点では未知であった対象であり,本研究課題の有効性を改めて認識することができた。2)平成24年度に収集したリチャード・エディス・ハリソンの地図デザインに関する資料データについては,引き続き整理と分析を行った。3)個別研究テーマであるエルヴィン・ライツ(Erwin Raisz)の仕事に関する調査と分析を行った。ライツについては米国議会図書館において,資料調査を行ったが,数量が少ないことから,1944年に出版されたアトラス『グローバル地理学のアトラス』を対象に分析と考察を行った。このアトラスは戦後の国連を中心とする世界秩序の理念を「ひとつの世界像」として表象した視覚的テクストであることを論証した。この点において,彼の仕事はハリスンと,後のハーバート・バイヤーの『世界地理図』の中間に位置づけられる仕事であるとする仮説が得られた。平成24年度は研究の準備段階として、以下の3つの資料収集・調査を行った。1)地図関連資料の収集:研究書、雑誌、展覧会を対象として、本研究の背景となる地図デザインに関する一般的基礎資料、ならびに、1930年代から50年代にかけての米国における地図デザイン関連の史料を収集、調査した。調査の結果、当初の予想以上に、広範囲な資料が見つかり、本研究のテーマの可能性を再確認することができた。たとえば、1930年代後半から40年代前半にかけての米国では、地図デザインに関する多数の教科書等が出版されていたことが分かり、航空教育の分野など当初予想していなかった領域を含めて研究を推進する可能性について認識した。2)1930年から1960年までの雑誌フォーチュン誌に掲載された地図、ならびに関連図版のデータベース作成:この雑誌を対象として悉皆調査を行い、約2000点あまりの図版を収集、データベース化した。現在まだ分析の段階にあるが、1930年代後半から戦時中にかけて、地図の数量が飛躍的に増大し、終戦とともに急速に減少している傾向を掴んでいる。また地図デザインに関わる複数のデザイナーの存在を確認し、特定した。3)米国議会図書館リチャード・エディス・ハリソン・コレクションにおけるハリソンの業績調査:米国の地図デザインにおいて重要な役割を果たしたハリソンの調査を、米国議会図書館所蔵資料を対象として、2013年3月に実施した。その結果、スケッチなどの一次資料からハリソンの地図デザインに見られる数多くの特徴を特定できた。彼の地図デザインにおけるこれらの特徴は、広告デザインとの親近性を示唆しており、1930年代後半から40年代初頭にかけての米国の地図デザインの傾向を代表するものであるとする視点が得られた。平成26年度は、次の2点の解明を目的とした調査を実施した。1)1943年7月10月にニューヨーク近代美術館で開催されたハーバート・バイヤーの展示デザインで地図をテーマとした展覧会《Airways to peace》の全体構成。2)工業デザイナー、ノーマン・ベル・ゲデス(Norman Bel Geddes)のBatlrama、レリーフマップ、戦場模型写真作品等、地図デザインに関係する業績の概要。そのために平成26年9月に米国マイアミのウルフソニアン美術館で開催されたゲデスの展覧会を実地調査、合わせて同附属図書館でゲデスに関する資料を収集した。次にニューヨーク近代美術館のアーカイヴを訪問し、《Airways to peace》展、ならびにゲデスの戦場模型写真を用いた展覧会《戦場模型写真展》に関する資料調査を行った。その結果、以下の知見が得られた。展覧会《Airways to peace》については、同展覧会の出品リスト、会場写真の構成を確認した。その結果、この展覧会が戦意高揚を目的としたプロパガンダ展覧会でありながら、R.E.ハリソンを始めとしたこの時期の地図デザインの新しい傾向を担う作品が一堂に会する地図をテーマとした重要な展覧会であったことが認識できた。ゲデスの地図デザインに関する業績については、ウルフソニアン美術館での調査後に、改めて平成27年3月にテキサス大学オースチン校、ハリー・ランソン・人文科学センターのノーマン・ベル・ゲデスアーカイヴを訪問し、関連資料の調査収集を追加で実施した。

その結果、ゲデスの事業のうち、Batlramaは当初から地図としての開発が念頭に置かれていたこと、ならびに戦場模型写真が雑誌ライフが求めるドキュメンタリー写真が有する迫真性と地図が有する客観的情報性の両面を兼ね備えた独創的な手法として利用されていたことが分かった。本年度は、これまでのまとめにあたる研究として、Herbert Bayerのアトラス『World Geo-graphic Atlas』(1953)を中心に調査と考察を行った。最終年度であったが、2015年10月にニューヨーク近代美術館所蔵の関連資料が利用可能となったことから、同館アーカイブを再訪し調査を行った。この調査に加えてこれまでに収集した関連アトラス、ならびに1930年代以降の地図デザインに関するこれまでに得られた知見をふまえて、Bayerのアトラスのデザインの総合的な分析を行った。Bayerのアトラスを取り上げる理由は、従来このアトラスは情報デザインの名作として広く知られているものの、その具体的なデザイン、内容についての考察は十分ではなく、地図、アトラスに関する歴史的位置づけも曖昧であったことにある。本研究はBayerのアトラスの起源となる1936年に製作されたコンテナー・コーポレーション・オブ・アメリカ社(CCA)のアトラスとの比較、およびアトラスに掲載されている地図をはじめとする図版の探索と特定できた参照元の図像との比較検討をそれぞれ実施した。その結果、米国の地図に関する項目においては、米国の各州の地形、風土などの表現に重点を置いた36年のアトラスの基本構成を受け継ぎつつも、グローバルな世界地図の項目においては、Richard Edes Harrison、Erwin Raisz、BuckminsterFuller、Ssamuel W. Boggsらのアトラスや図版を多く参照していることを明らかにした。特にRaiszのアトラスについては、その考え方も含め全体を参照した可能性があり、Bayerのアトラスもまた「航空時代」に展開した地図デザインを継承する所産であったとする仮説を提示した。本研究プロジェクトは、1930年代から50年代までの間の米国における世界地図を対象として、そのデザインと社会的意味について分析を行うことを目的としている。この時期の地図デザインを代表するものとしてRichard Edes Harrison, Erwin Raisz, Norman Bel Geddes, Buckminster Fuller, Herbert bayerらの仕事を取り上げた。その結果、遠近法による「視点」の強調、レリーフや地形鳥瞰図描画などによる「リアリティ」の追求が共通するデザイン傾向として認められ、その背後に「航空時代」に対する意識がほぼ一貫して通底していることが分かった。1930年代から50年代のアメリカの地図デザインの全体的傾向を把握するという本研究の目的に関しては、現在の時点で、以下の項目についてまでは、ほぼ把握できた。
PPARγを標的とした眼炎症の治療戦略

マウス角膜アルカリ外傷モデルに対し、プロスタグランジンJ2(PGJ2群)の点眼を1日2回行ったところ、コントロール群と比較して投与群では角膜におけるマクロファージの浸潤が減少した.また、PGJ2群ではphospho NF kappa Bの核内移行が減少しており、このためマクロファージの浸潤が減少し角膜における炎症が減弱したものと考えた。また、実体顕微鏡下での角膜の透明性に関しては明らかな差はみられなかったものの、PGJ2群ではα平滑筋アクチンの発現細胞数が減少しており、mPGES-1やCOX2の発現も低下していた.これらの結果かNF kappa BかTGFbによる角膜実質細胞への炎症反応をPGJ2が減弱させたものと考えた.今後さらにPPARgamma強制発現後にPPARgammaリガンドを投与することによって消炎効果が増強されるかどうか検討する予定である.マウス角膜アルカリ外傷モデルに対し、プロスタグランジンJ2(PGJ2群)の点眼を1日2回行ったところ、コントロール群と比較して投与群では角膜におけるマクロファージの浸潤が減少した.また、PGJ2群ではphospho NF kappa Bの核内移行が減少しており、このためマクロファージの浸潤が減少し角膜における炎症が減弱したものと考えた。また、実体顕微鏡下での角膜の透明性に関しては明らかな差はみられなかったものの、PGJ2群ではα平滑筋アクチンの発現細胞数が減少しており、mPGES-1やCOX2の発現も低下していた.これらの結果かNF kappa BかTGFbによる角膜実質細胞への炎症反応をPGJ2が減弱させたものと考えた.今後さらにPPARgamma強制発現後にPPARgammaリガンドを投与することによって消炎効果が増強されるかどうか検討する予定である.C57BL/6(n=10)に1NNaOHを点眼した。一定期間後、眼球を摘出しパラフィン切片を作成した。形態学的観察のためヘマトキシリン・エオジン染色をおこなった。また、PPARγのアゴニストであるPGJ2を同様のモデルに点眼するとNFkBの核内移行はよくせいされた。PPARγの活性化は角膜アルカリ外傷での炎症沈静化に有用である可能性が示唆された。15dPGJ2治療群はNFkBの活性化も抑制しそれにより誘導されるC0X2やVEGFも抑制していた。アルカリ外傷後では角膜上皮び実質細胞でmPGES-1,COX2,VEGFが発現しNF kappa B(p65/RelA)の核内移行が生じていた。15dPGJ2による治療によりmPGES-1発現とNFkBの活性化が抑制され,角膜アルカリ外傷の治療に有用である可能性がある。PPARgammaは核内レセプターの一つで、近年in vitroではSmad系やNFkB系に対して抑制的に働くという報告がある。PPARgammaのリガンドとしてプロスタグランジシJ2やTroglitazoneなどが同定されている。またプロスタグランジンJ2はアラキドン酸代謝に関与する膜結合型プロスタグランジンE2合成酵素1(mPGES-1)の発現を抑えるという報告もあり、その消炎効果は従来のNSAIDよりも副作用発現が少ない可能性が指摘されている。マウス角膜アルカリ外傷モデルに対し、プロスタグランジンJ2(PGJ2群)の点眼を1日2回行ったところ、コントロール群と比較して投与群では角膜におけるマクロファージの浸潤が減少した。また、PGJ2群ではphospho NF kappa Bの核内移行が減少しており、このためマクロファージの浸潤が減少し角膜における炎症が減弱したものと考えた。また、実体顕微鏡下での角膜の透明性に関しては明らかな差はみられなかったものの、PGJ2群ではα平滑筋アクチンの発現細胞数が減少しており、mPGES-1やCOX2の発現も低下していた。これらの結果かr NF kaPPaBかTGFbによる角膜実質細胞への炎症反応をPGJ2が減弱させたものと考えた。今後さらにPPARgamma強制現後にPPARgammaリガンドを投与することによって消炎効果が増強されるかどうか検討する予定である。
遺伝子診断を応用した大腸癌肝転移の進展様式についての研究-術式の標準化をめざして

研究目的】遺伝子診断を応用して大腸癌肝転移の肝実質方向、グリソン鞘方向への進展と肝門リンパ節転移について検討し、合理的な肝切除術式について考察した。また、K-rasおよびp53遺伝子変異の有無が予後に与える影響について検討した。【研究方法】1996年から2002年の期間に切除した大腸癌肝転移58例を対象とした。新鮮標本の病巣最大割面で、転移巣と非癌部肝組織および肝門リンパ節から約5x3mm角のサンプルを採取し、DNAを抽出後、K-rasおよびp53遺伝子の変異を検討した。同じ割面で組織学的なmicrometastasesについても検索した。肝転移巣の遺伝子変異はK-rasが15例(24.2%)、p53が31例(50%)で認められ、どちらかに変異の見られた症例は39例(62.9%)であった。これ以後の遺伝子検索はこの39例でのみ行った。また、58例のコホートの予後を2004年1月まで追跡した。【結果】非癌部肝実質サンプルの検討では、変異がみられ遺伝子学的なmicrometastasisの存在が疑われたのは2例のみで、その部位は腫瘍境界から2mmと4mmで、比較的近傍に限られていることがわかった。組織学的なMicrometastasesは62例中15例24.2%でみられた。肝の切除断端での再発は疑い例を含めて4例あったが、今回検出されたmicrometastasesと関連すると考えられたものはなかった。肝転移巣のK-rasまたはP53遺伝子のどちらかに変異があった症例の3年生存率は94%であったのに対し、両者とも変異の症例のそれは67%で、後者の予後は不良な傾向にあった(p=0.177 log-rank)。特にK-ras変異陽性症例の予後は有意に予後不良であった(p=0.045)。【結論】大腸癌肝転移切除において、断端再発を完全に防止するためには5mm以上のSurgical Marginが推奨されるが、95%以上の症例では2mm程度のMarginでも十分であると考えられた。これにより大腸癌肝転移切除における実用的なSurgical marginが明らかになった。肝転移巣のK-rasおよびp53遺伝子の変異の有無はそれ自身が有力な予後予測因子である可能性が示唆された。【研究目的】遺伝子診断を応用して大腸癌肝転移の肝実質方向、またグリソン鞘方向への進展について検討した。【研究方法】1996年から2000年の期間に切除した大腸癌肝転移58例を対象とした。新鮮標本の病巣最大割面で、転移巣と非癌部肝組織から約5x3mm角のサンプルを採取し、DNAを抽出後、K-rasおよびP53遺伝子の変異を検討した。K-ras変異はMASA法(mutant allele specific amplificatioh)を用いてcodon 12および13での変異を検索した。

p53遺伝子についてはエクソン58についてPCR-SSCP(Single Strand Comformation Polymorphysm)でスクリーニングし、シークエンス法によって変異を同定した。同じ割面で組織学的なmicrometastasesについても検索した。肝転移巣の遺伝子変異はK-rasが15例(24.2%)、P53が31例(50%)で認められ、どちらかに変異の見られた症例は39例(62.9%)であった。これ以後の遺伝子検索はこの39例でのみ行った。【結果】非癌部肝実質サンプルの検討では、変異がみられ遺伝子学的なmicrometastasisの存在が疑われたのは2例のみで、その部位は腫瘍境界から2mmと4mmで、比較的近傍に限られていることがわかった。グリソン鞘組織サンプルの採取部位は、腫瘍境界から225mmに分布していた。変異がみられたのは5mmの部位の3例で、1例は肉眼的な門脈腫瘍栓のある特殊例であった。組織学的なMicrometastasesは62例中15例24.2%でみられた。部位別の分布はほとんどが2mm以内、最大で5mmの範囲にとどまっていた。遺伝子学的なmicrometastasesと一致したのは2例であった。肝の切除断端での再発は疑い例を含めて4例あったが、今回検出されたmicrometastasesと関連すると考えられたものはなかった。【結論】大腸癌肝転移切除において、肝実質方向およびGlisson鞘方向の断端再発を完全に防止するためには5mm以上のSurgical Marginが推奨されるが、95%以上の症例では2mm程度のMarginでも十分であると考えられた。ただし、Glisson鞘方向の進展はやや広い傾向があり注意を要すると考えられた。【研究成果の意義と今後の発展性】大腸癌肝転移切除における実用的なSurgical marginが明らかになったので術式への応用が期待される。さらに、肺転移の危険の予測のための、肝静脈血中の遺伝子異常の検討も計画している。【研究目的】遺伝子診断を応用して大腸癌肝転移の肝実質方向、グリソン鞘方向への進展と肝門リンパ節転移について検討し、合理的な肝切除術式について考察した。また、K-rasおよびp53遺伝子変異の有無が予後に与える影響について検討した。【研究方法】1996年から2000年の期間に切除した大腸癌肝転移58例を対象とした。新鮮標本の病巣最大割面で、転移巣と非癌部肝組織および肝門リンパ節から約5x3mm角のサンプルを採取し、DNAを抽出後、K-rasおよびp53遺伝子の変異を検討した。肝転移巣の遺伝子変異はK-rasが15例(24.2%)、p53が31例(50%)で認められ、どちらかに変異の見られた症例は39例(62.9%)であった。また、58例のコホートの予後を2004年1月まで追跡した。
プラーク付着防止能を有する歯面改質剤の開発と応用

歯の表面に付着する細菌性プラークの蓄積は,微粒子としての細菌が固体としての歯の表面に対する物理化学相互作用による吸着によるものであり,界面の状態により大きく影響を受ける.本研究プロジェクトではフッ化炭素鎖を持つシランカップリング剤,(1H,1H,2H,2H-henicosafluorododesyl)triisocyanatosilane(10F2S-3I),ならびに(1H,1H,2H,2H-henicosafluorododesyl)trimethoxysilane(10F2S-3M)のエナメル質表面への改質効果を検討した.鏡面研磨したウシエナメル質試料を10F2S-3I,10F2S-3Mおよび比較のため炭化水素鎖をもつdodesyltrimethoxysilane(10H2S-3M)を用い表面改質した改質群,正リン酸でエッチングした後,各シランで表面改質した前処理群,表面改質を施さない非改質群の3群に分けた.1)各群の接触角を測定し,表面自由エネルギーを算出したところ,10F2S-3Iおよび10F2S-3Mで改質した改質群および前処理群は,非改質群および10H2S-3M群に比較して有意に低く,エナメル質表面を不活性な状態に変化させることができた.2)粉末ハイドロキシアパタイト(HAP)および粉末ウシエナメル(BEP)を各シランで処理した改質群と,非改質群のホスビチン吸着量をgel permeation chromatographyで定量したところ,10F2S-3Iおよび10F2S-3Mで改質したHAPおよびBEPは非改質群および10H2S-3M群に比較して著明に吸着量が少なく,口腔内においても改質効果が十分発現する可能性が示された.3)改質エナメル質の耐酸性試験では,60分浸漬後のカルシウム溶出量は10F2S-3I,10F2S-3M改質群および前処理群が,非改質群および10H2S-3M群に比較して有意に少なく,SEMによる表面観察によっても耐酸性を付与することができた.4)10F2S-3Iを用いて実験を行ったin vitroでのS.mutans付着実験では,10F2S-3I改質群および前処理群の総付着S.mutans量は非改質群に比較して有意に少なく,in vivoでのプラーク付着試験においても10F2S-3I改質群および前処理群は,非改質群に比較してプラーク付着量が有意に少なかった.以上の研究成果より,ポリフルオロアルキルシランによるエナメル質表面改質はプラーク付着抑制に有効であり,口腔の健康維持に寄与する可能性が強く示唆された.歯の表面に付着する細菌性プラークの蓄積は,微粒子としての細菌が固体としての歯の表面に対する物理化学相互作用による吸着によるものであり,界面の状態により大きく影響を受ける.本研究プロジェクトではフッ化炭素鎖を持つシランカップリング剤,(1H,1H,2H,2H-henicosafluorododesyl)triisocyanatosilane(10F2S-3I),ならびに(1H,1H,2H,2H-henicosafluorododesyl)trimethoxysilane(10F2S-3M)のエナメル質表面への改質効果を検討した.鏡面研磨したウシエナメル質試料を10F2S-3I,10F2S-3Mおよび比較のため炭化水素鎖をもつdodesyltrimethoxysilane(10H2S-3M)を用い表面改質した改質群,正リン酸でエッチングした後,各シランで表面改質した前処理群,表面改質を施さない非改質群の3群に分けた.1)各群の接触角を測定し,表面自由エネルギーを算出したところ,10F2S-3Iおよび10F2S-3Mで改質した改質群および前処理群は,非改質群および10H2S-3M群に比較して有意に低く,エナメル質表面を不活性な状態に変化させることができた.2)粉末ハイドロキシアパタイト(HAP)および粉末ウシエナメル(BEP)を各シランで処理した改質群と,非改質群のホスビチン吸着量をgel permeation chromatographyで定量したところ,10F2S-3Iおよび10F2S-3Mで改質したHAPおよびBEPは非改質群および10H2S-3M群に比較して著明に吸着量が少なく,口腔内においても改質効果が十分発現する可能性が示された.3)改質エナメル質の耐酸性試験では,60分浸漬後のカルシウム溶出量は10F2S-3I,10F2S-3M改質群および前処理群が,非改質群および10H2S-3M群に比較して有意に少なく,SEMによる表面観察によっても耐酸性を付与することができた.4)10F2S-3Iを用いて実験を行ったin vitroでのS.mutans付着実験では,10F2S-3I改質群および前処理群の総付着S.mutans量は非改質群に比較して有意に少なく,in vivoでのプラーク付着試験においても10F2S-3I改質群および前処理群は,非改質群に比較してプラーク付着量が有意に少なかった.以上の研究成果より,ポリフルオロアルキルシランによるエナメル質表面改質はプラーク付着抑制に有効であり,口腔の健康維持に寄与する可能性が強く示唆された.

1.申請者らが過去に合成に成功し,その性能を明らかにしたCF_3C_9F_<18>C_2H_4Si(OCH_3)_3(以下10F2S-3Mと略す)と同等な低エネルギー状態を改質表面に与え,反応速度が極めて速い,CF_3C_9F_<18>C_2H_4Si(NCO)_3(以下10F2S-3Iと略す)の回収率の高い新規合成法を確立することに成功し,核磁気共鳴にてその構造とほぼ単一標品であることを確認した.2.標準試料としてガラスを用いた場合,その表面改質に必要な10F2S-3Iの有効濃度および反応時間を検討した結果,10F2S-3Mと同様な撥水・撥油性を発揮するのに要する濃度を1/20に,また,反応時間を1.5分に減ずることができ,臨床応用により近づけることができた.4.歯質に適応する10F2S-3Iの標準的な濃度と改質時間を決定するため,ハイドロキシアパタイトを用いた実験は,10F2S-3Iのより効率的な(回収率の高い)合成法の確立に時間を要したため予定より遅延し,現在進行中である.平成10年度の研究成果1.人工プラーク付着・脱離試験9年度に合成に成功したCF_3C_9F_<18>C_2H_4Si(NCO)_3(以下10F2S-3Iと略す)にょり改質を行ったコンポジットレジン,ガラスおよびウシエナメル質スラブを用い,in vitroにてS.mutans Ingbritt株を用い人工プラーク付着実験を行った.positive controlとしてはガラスを,また,negative controlとしてはテフロンを用いた3mMの10F2S-3Iで改質したガラス,コンポジットレジンおよびエナメル質表面は人工プラークの脱離が極めて容易であっただけではなく,総付着量も有意に少ないことが確認できた.プラークの定量に当たっては当初^<14>Cおよび^3Hでラベルしたスクロースを用いる予定であったが,パイロットスタディーから,比色定量でも充分可能であることが示されたため,600nmによる比色によりおこなった.2.口腔内プラーク付着実験装置による検索3名のボランティア(医局員)による口腔内プラーク付着実験装置を用いたウシエナメル質スラブに対するin vivoの実験では,明らかにプラーク付着量が少ない,あるいは殆ど付着しないことが示され,10F2S-3Iによる歯面改質が口腔内でもプラーク付着を抑制する事が確認された.3.回収率の向上10F2S-3Iの回収率は現在58%であるため,より効率的な合成法の改良を行う必要がある.以上の研究成果は材料技術,Reactive & Functional Polymers,神奈川歯学,複合材料界面科学で発表した.1.口腔内プラーク付着実験装置による検索と評価の定量化:平成10年度に行った口腔内プラーク付着実験装置による検索をさらに推し進め、エナメルスラブ上に付着したプラークの付着量をより客観的に定量化する試みとして、1)プラークを水酸化ナトリウム溶液に回収し、吸光度を測定する。2)ディスクロージング液にてプラークを染め出し、色彩色差計で計測するの2種測定法を検討した結果、2)が結果的に良好であったため、標記の実験を継続した。2.ハイドロキシアパタイトの改質能と耐久性の検討:ハイドロキシアパタイトを10F2S-3Iで改質し、FTIRとGPCにて検討した結果、アパタイト表面の前処理にはあまり影響を受けることなく改質できることが判ったが、エナメル質の場合は酸あるいは次亜塩素酸ナトリウムで改質したほうが能率的で、持続性もあることが示された。耐久性はアパタイト粒子を10F2S-3Iおよびオクチル、ドデシルシランで改質し、熱湯による加速耐久性試験を行ったところ、10F2S-3Iは炭化水素系のシランカップリング剤に比べて十分な耐久性があることが判った。1.ウシエナメル質試料に10F2S-3I,10F2S-
大腸癌における上皮細胞増殖因子関連新規分子標的遺伝子の機能解析

上皮細胞増殖因子(EGF)前駆体(HB-EGF)の細胞内領域(HB-EGF-CTF)が核内移行することによりEGF関連新規転写抑制遺伝子ZFP-BAの発現が低下し、大腸癌細胞の増殖を促進するが、核内移行したHB-EGF-CTFとZFP-BAとの結合はtelmisartanの投与により阻止され、ZFP-BA発現の低下が抑制された。核内でのZFP-BAの発現が維持されることで、その下流の細胞増殖促進因子の活性化が抑制され、大腸癌細胞の増殖が抑制された。telmisartanは生体投与が可能な薬剤であり、既存の抗癌剤にかわる新規分子標的薬の一つとなりうる可能性が示唆された。【特異抗体によるヒト正常上皮およびヒト大腸癌における発現の検討】転写抑制遺伝子ZFP-BAのマウスモノクローナル抗体を用い,免疫組織染色を行いヒト大腸組織での発現意義について検討した.病理生検にて採取されたヒト正常大腸粘膜上皮における免疫染色では,ZFP-BAは大腸上皮細胞核に発現していた.また,一部,大腸腺底部に存在するパネート細胞にもその発現が認められた.大腸内視鏡検査時に採取あるいは手術にて摘出された大腸癌組織および大腸腺腫組織における転写抑制遺伝子ZFP-BAの発現を検討したところ,前癌病変とされる大腸腺腫細胞ではその発現が認められた.一方,ヒト大腸癌組織においてはその発現は著しく減少していた.さらに, StageI/II大腸癌と比較し,StageIII/IV大腸癌ではその発現はほとんど認められなかった(33.1% vs 7.6%,p<0.05).以上の結果より,転写抑制遺伝子ZFP-BAは大腸発癌における抑制因子として機能しておらず,大腸癌発癌後における大腸癌の増殖・進展にかかわる抑制的な役割を果たしている因子であることが推察された.つまり,大腸発癌とその進展過程において,転写抑制遺伝子ZFP-BAの発現消失が大きく関与していることが確認された.さらに,同様に採取されたヒト大腸癌組織および大腸腺腫組織を用い,ZFP-BAのmRNAとタンパク発現を比較したところ,正常上皮細胞におけるZFP-BAのmRNAとタンパク発現に比べ,癌組織では有意にその発現の低下が見られ,ヒト大腸組織における免疫染色の結果を裏付ける結果となった.また,ZFP-BAの発現と予後(生存期間)との関連を検討したところ,ZFP-BA陰性大腸癌は,ZFP-BA陽性大腸癌と比べ予後不良であった(p<0.05).しかし,抗癌剤による治療効果とZFP-BA発現との関連は今回認められなかった.上皮細胞増殖因子(EGF)前駆体(HB-EGF)の細胞内ドメイン(HB-EGF-CTF)の核移行抑制とEGF関連新規転写抑制遺伝子ZFP-BAをターゲットとした大腸癌発癌および進展を抑制する分子を検索した。これまでの検討で、アンギオテンシンII受容体拮抗薬(高血圧治療薬)により、HB-EGF-CTFとZFP-BAとの結合が抑制され、ZFP-BAの発現低下を抑制することが判明している。TPA刺激後、telmisartanの投与を行った大腸癌培養細胞において、HB-EGF-CTFとZFP-BAとの結合が抑制された。また、HB-EGF-CTFの核内移行に引き続いてみられるZFP-BAの核外排出は認められず、核内でのZFP-BA発現は維持されていた。以上の結果より、TPA刺激にてHB-EGFがsheddingを受け、HB-EGF-CTFの核内移行が誘発されるが、核内移行したHB-EGF-CTFとZFP-BAとの結合はtelmisartanの投与により阻止され、ZFP-BAの発現が維持されることで、細胞増殖を抑制することが確認された。telmisartanは高血圧治療薬としてすでに臨床応用されているため生体投与は可能な薬剤であり、既存の抗癌剤にかわる新規分子標的薬となりうる可能性が示唆された。telmisartanの生体への投与量の決定にはさらなる詳細な検討が必要ではあるものの、臨床応用につながることが期待される結果となった。

本年度の主たる研究目的である転写抑制遺伝子ZFP-BAのマウスモノクローナル抗体を用いた免疫組織染色によるヒト大腸癌組織での発現解析は上述のように予定通り順調に行うことができた.しかしながら,昨年度計画されていたZFP-BAとHB-EGF-CTFとの結合領域の解析とレポーターアッセイ系による機能解除の解析については,おおよその結合部位は解明されたものの,いまだ十分な解析ができていないため,今後も引き続き解析を継続する予定である本年度の主たる研究目的である転写抑制遺伝子ZFP-BAの細胞内局在の検討およびDNA micro arrayによる解析は上述のように予定通り順調に行うことができた.しかしながら,転写抑制遺伝子ZFP-BAとHB-EGF-CTFとの結合領域の解析とレポーターアッセイ系による機能解除の解析については,一部解析ができていないため,引き続き解析を継続する予定である.平成24年度の計画である特異抗体によるヒト正常上皮における発現の検討を行うにあたり,光学顕微鏡の購入を予定している.ZFP-BAモノクローナル抗体を用い,ヒト組織免疫染色を行うことでヒト大腸組織での発現意義を検討するため,免疫染色された病理組織を観察するため光学顕微鏡が必要である.また,消化管内視鏡検査時に施行した生検組織のヒト正常大腸粘膜およびヒト大腸癌から採取した組織を用い,ZFP-BAのmRNAとタンパク発現を検討するにあたり,RNAを抽出する試薬,RT-PCRを行うためのプライマー,タンパク発現を検討するための抗体やそれに伴う試薬を購入する予定である.
酵素的触媒作用を有する機能性核酸分子の開発

いろいろな機能をあわせもつ機能性核酸分子として最も有望なのが、リボザイム(ribozyme)である。リボザイムは、エイズや癌などの遺伝子を切断したり、遺伝子の発現を制御する新しいタイプの“核酸薬剤"として注目されている。しかしながら、このような機能性核酸分子の開発にあたっては、解決しなければならない問題も少なくない。その主な問題点は、1)リボザイムがヌクレアーゼなどに対して非常に不安定であること、2)リボザイムのダウンサイジング、3)リボザイムの反応効率がよくない(反応速度が遅い)ことの三点にあると考えられる。特に、2)、3)のリボザイムのダウンサイジングと反応効率の改善に関しては、リボザイムと金属イオンの関係が大切である。そこで、本研究では、2)、3)の問題の改善のために、Pb^<2+>イオンによってRNAの非塩基対部位を特異的に切断する小型リボザイムであるレッドザイム(鉛リボザイム)を対象として、RNA分子の配列特異的な切断反応と金属イオンとの関係を検討した。その結果、25μMPb^<2+>と同濃度の金属イオンを添加しても、切断部位は一箇所に保持されることが示された。また、希土類イオンのNd^<3+>を添加した場合、切断活性は39.8%と著しく増大した。しかも、切断箇所は一箇所のみであり、位置特異的な切断が保持されていた。Nd^<3+>単独では切断活性は認められなかったことから、この切断効率の増大は、Nd^<3+>とPb^<2+>イオンの協同的触媒作用によるものと考察できる。他の希土類イオンでも、Nd^<3+>と同様に50μMPb^<2+>条件下よりも、リボザイムの切断活性が24倍向上する効果が認めら、反応効率は著しく改善された。本研究で開発した新型リボザイム系は、低濃度の金属イオンで活性を示し、高濃度の金属イオンを必要とする他のリボザイムよりも、生体系における応用範囲が広く、さらに高性能化できる可能性を秘めている。
テレイグジスタンスを目的とした対象物変形モデル獲得手法

これまで、仮想物体の力学的変形モデルのパラメータは恣意的に与えらることが多かった。しかしながら、現実の物体の変形特性を正確に反映するためには、これを計測にもとづいて決定する必要がある。本研究では、仮想物体の力学的変形モデルを実物体に対する計測にもとづいて生成する手法を提案する。具体的には、現実的な計測自由度のもとで試行的な変形による非破壊的な計測をとおして、力学的変形モデルのパラメータを決定する。また、その実現の可能性についてシミュレーションにより検証する。変形モデルの生成は、仮想物体変形モデルと実物体とに同一の力を作用し、その際の変形を一致させるように変形モデルの特性パラメータを選び、これによって実物体の変形特性を推定することでおこなう。仮想物体変形モデルとして有限要素法による線形モデルを、同定法として共役勾配法を用いることで、上述の推定を実現した。実験では、物体の変形特性の計測をシミュレーションにより仮想的に行い、この結果を用いて上述の手法によりパラメータの推定を行った。物体が1、2、64種の材料により構成されている場合について実験をおこない、いずれについても計測に用いたモデルのパラメータにほぼ等しい値を得ることかできることを示した。これにより、提案手法の実現の可能性を確認した。一方、獲得された変形モデルを実時間で提示する手法に関する検討もおこなった。上述の手法では、仮想物体の変形特性が線形有限要素モデルとして得られる。一般に有限要素モデルは計算量が多く実時間での変形シミュレーションが困難とされてきた。本研究では、指先が物体に対して与える変位境界条件を力境界条件に置き換えることで、全体剛性マトリクスを保存し、あらかじめ計算された逆剛性マトリクスを利用することで実時間の変形と力の提示を実現した。遠隔環境では対象物に対してロボットアームを介した操作のみが許される。したがって、遠隔地にある柔らかい対象物のモデルを取得するためには、遠隔のアームが物体に対して作用する力とその際の変形とから変形特性を推定する必要がある。このような背景から、本研究では、物体の変形の非破壊的な力-変形関係の計測に基づく変形モデルの取得手法について検討した。変形モデルの取得は、モデルパラメータの同定の考え方に基づいておこなうものとした。すなわち、計算機の内部に変形モデルを構築し、これと実際の物体とに同一の変形操作を行った場合の力-変形関係の誤差を定義し、様々な変形操作に対してこの誤差を最小とするモデルパラメータを求める。本年度は変形モデル取得のためのアルゴリズムの実装と実物体に対する変形特性計測実験のためのシステムの構築を行った。アルゴリズムの実装にあたっては、同定のための具体的な手順が検討された。まず、計算機モデルとしては有限要素法による線形弾性モデルを仮定した。また、誤差は実物体および計算機モデルに同一の力を作用した場合の変位の差のすべての試行変形操作に対する自乗和として定義した。なお、対象が固定されているなどの境界条件は既知であると仮定し、また、力-変形関係の計測方法としては、1点に力を作用し同一点における変位を計測する場合を想定した。誤差を最小とするパラメータの推定は降下法による探索で実現した。さらに、計算機による変形計測シミュレーションの結果を用いて同定の実験を行うことで、このアルゴリズムの動作を確認した。実物体の変形特性を計測システムの構築では、力センサと位置センサを組み合わせることで、力と変位を同時に計測するデバイスを試作した。
精子ユビキチンープロテアソーム系の構造特性と生殖における役割

我々は、ホヤの受精時に、精子ユビキチン-プロテアソーム系(UPS)が卵外被に精子通過口をあけるライシンとして細胞外で機能することを報告している。今回、その細胞外で機能するUPSの分子的実体や細胞外輸送機構を検討した。まず、ホヤ精巣特異的に発現するユビキチン結合酵素(E2)を探索し、その同定に成功した。また、精子プロテアソームを精製し構造特性を解析した結果、ホヤでは精子プロテアソームのα6サブユニットのC末端16残基がプロセシングされていることを見出した。このC末端プロセシングは報告例がなく、新知見である。これが細胞外輸送シグナルになっているか否かを現在解析している。精子ユビキチン-プロテアソームシステムは、マボヤの卵黄膜に精子通過口を開けるライシンとして機能する事を見出し、すでに報告している。実際に、精子活性化(精子反応)後の上清に、卵黄膜成分HrVC70をユビキチン化する酵素が存在し、受精時にHrVC70が特異的にユビキチン化され、精子細胞膜表面のプロテアソームによって分解されることも報告している。しかし、この分解系は一般に細胞内で機能するものであり、プロテアソームがどのようにして細胞膜表面に輸送されるのかは不明である。そこで本研究では、この点を解明することを目的として、「精子プロテアソームに特異的な構造上の特徴が、細胞膜表面への輸送シグナルとなっているのではないか」との仮説をたて、その可能性について検討した。すなわち、マボヤの精子、卵、筋肉から20Sプロテアソームを精製し、その構成サブユニットを二次元電気泳動により解析し比較検討した。その結果、分子量の最も大きなαサブユニットが、各臓器によって移動度が異なることを見出した。このサブユニットのスポットを切り出し、トリプシン消化後LC/MC/MS分析を行なうことにより、その同定を行なった。その結果、このサブユニットはα6サブユニットであること、また精子プロテアソームのα6だけが、C末端から16残基切断除去されていることが判明した。ショウジョウバエでは、α6にはパラログ遺伝子が存在し、精子形成時にそのサブユニット(α6t)が高発現して置き換わると報告されている。ホヤを初めとする新口動物では、α6のパラログ遺伝子の存在は知られていないが、サブユニットのC末端の特異的プロセシングによってその機能を果たしているのかもしれない。ここで新たに露出するC末端配列が、細胞外への輸送シグナルになっている可能性が考えられる。本研究は、精子プロテアソームの新しい輸送機構を探る上での足掛かりとなるものであり、非常に重要な第一歩であると考えている。上記研究課題において当初の計画に従って実験を行ったので、その成果を報告する。(1)カタユウレイボヤ精巣で発現するユビキチン化酵素:カタユウレイボヤの精子・精巣で特異的に発現しているユビキチン結合酵素(Ube2r)を同定した。今年度は、このタンパク質と相互作用しうるユビキチンリガーゼE3等のタンパク質を酵母ツーハイブリッド法で探索したが、その候補分子の同定には至らなかった。(2)精子表面に存在するタンパク質の解析:カタユウレイボヤ精子表面タンパク質を細胞非透過性のNHSビオチンで標識して精製し、それらのタンパク質のLC/MS/MSを利用した網羅的解析を行なった。その結果、VC57との相互作用が考えられるTTSP1等のタンパク質が同定された。一方、マボヤ精子にも、ユビキチン化酵素やプロテアソームが局在する可能性がある。そこで、網羅的解析を行なうために、ゲノム解読を行なうことを企画した。このデーターベースが構築できれば、マボヤのプロテオーム解析が可能となる。現在はそのライブラリーの作製まで完了しており、平成23年度は、その配列決定とアッセンブリー・アノーテーションを行なう。(3)マボヤ精子ではプロテアソームのα6サブユニットがC末端で16残基プロセシングされていることを見出した。その意義に関しては現在不明であるが、26Sプロテアソーム上で相互作用するRpt5サブユニットは先体胞への移行に関わると報告されている。よって、α6のC末端領域がRpt5と先体胞との相互作用を阻害すると仮定すると、それが欠失している精子プロテアソームにおいては、プロテアソームの先体胞への移行が可能となるのかもしれない。今後、このC末端領域のプロセシングの意義について研究を行う必要がある。我々は、精子と卵の大量入手が可能で受精実験の容易なマボヤを材料とし、受精に関与する精子プロテアーゼの研究を行っている。

その研究過程で、プロテアソーム阻害剤のみならず、抗プロテアソーム抗体や抗マルチユビキチン鎖抗体もマボヤの受精を阻害する事を見出した。また、卵外被主要タンパク質であるHrVC70は受精時にユビキチン化され、精子プロテアソームによって分解されることも示され、受精の場においては、精子プロテアソームが細胞外に輸送され、それが卵外被成分をユビキチン依存的に分解するのではないか、と考えるようになった。同様の結果はウニでも観察された。また、米国の研究者は哺乳類においても同様の現象が見られる事を報告している。しかし、プロテアソームを先体胞や細胞外に輸送する機構は未だに謎である。我々は、精子プロテアソームの構造にその秘密があると考え、マボヤ精子からプロテアソームを精製し、マボヤの筋肉と卵由来のプロテアソームと構造を比較した。その結果、α6サブユニットの分子量が顕著に異なる事を見出した。そして、精子プロテアソームにおいては、α6サブユニットのC末端16残基が切断されていることをLC/MS解析により明らかにした。その切断部位近傍の配列は、マボヤとカタユウレイボヤで保存されている。そこで、カタユウレイボヤを用いて精子プロテアソームのα6サブユニットを解析したところ、分子量的に同様の低分子化現象が確認されたことから、カタユウレイボヤにおいてもα6のプロセシングが起こっていると考えている。これが、先体胞や細胞外への輸送のシグナルになっているのではないかと考え、現在、その新たに出現するC末端領域と相互作用するタンパク質をさまざまなアプローチにより解析中である。これが判れば、ユビキチン-プロテアソーム系の細胞外での機能と輸送経路に関する理解が深まると期待される。
電力系統における分散配置多目的SMESの評価

本研究においては、中小容量の超伝導エネルギー貯蔵システム(SMES)を電力系統内に分散して配置し、それらに主要な系統制御機能の一翼を担わせるような構成形態および運用形態を、将来の電力系統の有り得る一つの姿として想定して、その場合にSMESが果たし得る役割を明確化し、発揮できる性能、必要とされる仕様、経済性等を明らかにすることを目的としてきた。今年度得られた研究成果は、以下のとおりである。1.検討すべき多目的SMESの用途としては、有効電力に関する基本的機能として負荷平準化と負荷周波数制御が、また無効電力に関しては電圧安定化制御が特に重要であると考えて、詳細な分析を行うこととした。2.多目的SMESによる負荷周波数制御機能に関しては、SMES-発電機間の役割分担の実現により発電機の負担の大幅な軽減が可能であることを明らかにした。その際のSMESの制御方式として、負荷変動に対するPID制御と貯蔵エネルギー量偏差に対するPI制御の併用が有効であること、SMESの貯蔵容量や変換器容量と制御の仕上がりとの関係などに関しても、シミュレーションにより明らかにすることができた。3.上記の負荷周波数制御系に基づいた負荷平準化機能についても検討を行った。具体的には、SMESの貯蔵エネルギー量を基準レベルに戻すための制御ループを開放することで負荷平準化が実現可能であることを確認したうえで、負荷周波数制御モードと負荷平準化モードの切替運用方策について検討を加え、両モード間の切替時の応答特性の評価を行った。また、切替時の注意点についても明らかにした。4.多目的SMESによる電圧安定化制御に関しては、従来の変圧器タップや調相設備による制御との比較検討を行った結果、SMESでは連続かつ高速な制御が可能なことから大幅な改善が期待できることが確認された。
賭博罪の限定法理

少なくとも戦後のわが国において、賭博罪のみを議論の対象とする刑法解釈論のモノグラフィは見当たらない。賭博罪を射程に収める文献として、川端博『風俗犯論』(成文堂、2010年)を認めることができる程度である。そこで、刑事政策的な観点から賭博罪について論じている文献、およびドイツの賭博罪に関する議論を参照して、賭博罪の保護法益(処罰根拠)について検討を加えた。また、研究成果が机上の空論にとどまることがないように、積極的にIR誘致活動を行っている北海道庁を訪問して、担当者からヒアリングを実施した。IRの候補地である留寿都村および苫小牧市も訪問して、資料収集や写真撮影を行った。研究成果をまとめると、次の通りである。すなわち、公営ギャンブルが存在している以上、賭博罪の保護法益を風俗・財産・健康と解することはできない。賭博は風俗・財産・健康を害すると国家がいうならば、国家(に準じる団体)が賭博を主催することは背理となるからである。保護法益を国家のコントロール権、あるいは組織犯罪の抑止と解することもできない。国家的なコントロールによって何を保護しているのか、組織犯罪から何を保護しているのかという、具体的な保護の客体が明らかでないからである。保護法益を詐欺賭博や付随的犯罪の抑止と解することもできない。詐欺賭博の抑止は少なくとも一次的には詐欺罪の任務であるように、いずれの犯罪もそれに対応する固有の構成要件によって抑止されるべきだからである。公営ギャンブルを財源獲得ツールとして運営している現状からすると、矛盾が生じない保護法益は「国家の財政・徴税権」である。国家財政を危殆化しない少額を賭すにとどまる賭事は、刑法185条但書に該当するから、賭博罪を構成しない。
有機半導体結晶成長機構の解明とトランジスタ特性の向上

真空蒸着法による有機半導体薄膜の成長初期過程の解明を目的とし、微少角入射(GIXD)In-planeX線回折により有機半導体薄膜の面内構造を調査し、その膜厚依存性を解明するとともにトランジスタ特性を調査した。本研究において、SiO2ウエハ上に蒸着した平均膜厚0.2100nmのオリゴチオフェンのIn-planeGIXDパタンを得ることに成功し、膜厚の増加と共に分子間のパッキングが変化することを明らかにした。有機半導体を用いた電子素子実用化へ向けて盛んに研究が行われている。最近ではアモルファスシリコンに匹敵する性能を有する有機半導体材料が開発され、印刷プロセスによる電子デバイスの作製が真剣に検討されている。現在、有機半導体層の結晶性の向上と均質化が求められており、有機半導体薄膜の結晶成長初期過程の解明は極めて重要である。本研究では、真空蒸着法による有機半導体薄膜の成長初期過程の解明を目的とし、微少角入射(GIXD) In-plane X線回折により有機半導体薄膜の面内構造を調査し、その膜厚依存性を解明することを目的とし実験を行った。今回実験に用いた有機半導体試料は、DS-4Tおよび7種類の誘導体である。これらの有機半導体は、大気中で安定したトランジスタ特性を示すチオフェン系の有機半導体材料として注目されている。実験は、SPring-8のBL13XU, ATX-GSORを使い厚さ数モノレーヤーの超薄膜からの微少角入射条件でIn-planeX線回折を測定し、実験室(Rigaku, ATX-G)で測定した100mm程度の比較的厚い膜のデータと比較した。SiO_2ウエハ上に蒸着した平均膜厚0.2100nmのDS-4TのInplane GIXDパタンを得ることに成功し、数モノレーヤーの超薄膜とより厚い膜とを比較すると、回折ピークの位置が膜厚に依存して異なり、膜厚の増加と共に分子間のパッキングが変化することが明らかとなった。さらに、その他の誘導体についても同様に初期層とより厚い領域では面内の構造に違いがあることが明らかとなった。大気中で伝導特性が不安定となることで知られるペンタセンでは今回みられた界面での構造の緩和がみられないことから、界面の構造緩和が伝導特性に影響を及ぼしていることが推測された。本研究では、真空蒸着法による有機半導体薄膜の成長初期過程の解明を目的とし、微少角入射(GIXD)In-planeX線回折により有機半導体薄膜の面内構造を調査し、その膜厚依存性を解明することを目的とし実験を行った。今回実験に用いた有機半導体試料は、DS-2Tその誘導体である。これらの有機半導体は、大気中で安定したトランジスタ特性を示す有機半導体材料として注目されている。実験は、SPring-8のBL46XU,ATX-GSORを使い厚さ数モノレーヤーの超薄膜からの微少角入射条件でIn-planeX線回折を測定し、実験室(Rigaku,ATX-G)で測定した100nm程度の比較的厚い膜のデータと比較した。SiO_2ウエハ上に蒸着した平均膜厚0.2100nmのIn-planeGIXDパタンを得ることに成功し、数モノレーヤーの超薄膜とより厚い膜とを比較すると、回折ピークの位置が膜厚に依存して異なり、膜厚の増加と共に分子間のパッキングが変化することが明らかとなった。さらに、官能基の違いによって膜厚に依存する構造変化に違いが見られることを見いだした。さらに初期層の構造の違いがトランジスタ特性に及ぼす効果を検討した。今回実験に用いた有機半導体試料は、DSBTおよびその誘導体である。

実験は、SPring-8のBL46XU, ATX-GSORを使い厚さ数モノレーヤーの超薄膜からの微少角入射条件でIn-planeX線回折を測定し、実験室(Rigaku, ATX-G)で測定した100nm程度の比較的厚い膜のデータと比較した。SiO_2ウエハ上に蒸着した平均膜厚0.2100nmのIn-planeGIXDパタンを得ることに成功し、DSBTについても、膜厚の増加と共に分子間のパッキングが変化することが明らかとなった。さらにく官能基の違いや基板のSAMによる処理の違いによって膜厚に依存する構造変化に違いが見られることを見いだした。さらに、初期層の構造の違いがトランジスタ特性に及ぼす効果を検討した。
誘導反発形磁気浮上系の磁気連成振動と制御に関する研究

本年度は、前後磁石の浮上力、磁気連成力のみでなく磁気抗力の影響も調べるため、誘導反発形磁気浮上装置を改良して浮上および加振実験を行った。この装置はアルミ材の回転円盤上に、上下運動とピッチ運動をする2自由度の浮上体を配置した。浮上体の前後には、永久磁石と電磁石が取り付けられている。まず、円盤の回転速度を一定として浮上体の静特性を調べた。浮上体の磁極は、前後で同極とした場合と、異極とした場合で行った。この結果によると、上下1自由度運動する浮上体を前後に独立に配置した場合(昨年度)と異なり、両極性の場合とも後部浮上空隙が前部浮上空隙より大きくなっている。これは、浮上体を台車構造としたため磁気連成力のほかに磁気抗力が大きく影響しているためである。次に磁気浮上系の減衰特性を向上させるため、電磁石電流を最適レギュレータ理論を用いて制御する実験を行った。制御は前後独立に行う分散制御方式とした。この結果によると、電磁石電流の制御により減衰力が大きくなり、磁気連成に影響されずに制振性能が大幅に向上することが明らかになった。さらに、浮上体の姿勢を水平に保つため、前後浮上空隙の差の積分補償を付加した制御実験を行った。この結果、電磁力の直接制御により浮上体の姿勢をほぼ水平に保つことが可能であることが確認された。以上の静特性と動特性の実験より、磁気抗力が浮上体に大きな影響を与えている。また、磁石間の磁気連成が生じている場合でも、振動特性は電磁力制御により大幅に向上することが明らかになった。本研究では,導電体に沿って複数の磁気浮上体が存在する場合に,問題となる隣接浮上体間の磁気連成を調べるため,誘導反発形磁気浮上装置を試作して浮上および加振実験を行った.この装置はアルミ材の回転円盤上に、永久磁石と電磁石で構成した1自由度振動系の浮上体を二体配置した構造となっている.実験条件は回転円盤の周速を時速30100kmの範囲とし,浮上体間距離を0.150.35mの間とした.まず,静特性を調べるため円盤の回転速度を一定にして,前後浮上体間距離を変化させて,後部浮上体の浮上空隙を測定した.浮上体の磁極は,前後で同極とした場合と,異極とした場合で行った.この結果によると,前後の磁極を同極とした時には,浮上体間距離を近付けるにつれて後部浮上体の浮上空隙が小さくなることがわかった.一方,磁極を前後で異極とた場合には,両浮上体が近づくにつれて後部浮上体の浮上ギャップが大きくなることが明らかになった.次に,振動時の前部から後部への磁気連成振動を調べるため,前部の電磁石のみに外乱電流を与えて,加振実験を行った.この結果によると,前部浮上体はほぼ単純な減衰自由振動波形であるが,後部は外乱が入力されていないにもかかわらず応答を示した.この現象は前部磁石との磁気の影響による連成振動である.さらに,後部にはうなりの現象がみられる.これは,単体では前後の浮上体の固有振動数が同値であるが,二体にした場合には磁気干渉により後部の等価磁気ばね定数が変化し,これにともなって固有振動数が変化するためである.以上の静特性と動特性の実験より,導体上の浮上体が接近する場合には磁気連成現象を生じることが確認された.本年度は,前後磁石の浮上力,磁気連成力のみでなく磁気抗力の影響も調べるため,誘導反発形磁気浮上装置を改良して浮上および加振実験を行った.この装置はアルミ材の回転円盤上に,上下運動とピッチ運動をする2自由度の浮上体を配置した.浮上体の前後には,永久磁石と電磁石が取り付けられている.