hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
危険意識を考慮した交通事故分析

交通事故の発生要因は、事故関連の諸データをGIS上に表現することにより、事故多発地点においては箇所別に、道路区間においては統計分析を通じて体系的に把握されている。しかし、同種の幾何構造を有するにも関わらず交通事故の発生状況が異なる交差点、及び危険と考えられるにも関わらず事故の発生が見られない区間の存在等が確認されている。これは、交通事故の発生要因として、道路構造・交通環境のみならず運転者の危険意識が無視できないことを示している。そこで本研究では、交通事故の危険性に関する住民意識調査および運転者の注視点行動調査を通じて、危険意識と交通事故発生の関連を分析した。その結果、以下の知見が得られている。交通事故の危険性に関する意識と交通事故発生状況の関連では、全般的にこれらは一致するものの、交通事故の発生状況が被験者の認知より多い区間が最も安全と認知される区間に、交通事故の発生状況が被験者の認知より少ない区間が最も危険と認知される区間に生じている。またモデル分析より、危険意識は「狭さく性」「交通流の乱れ」「人車の錯綜」という三つの定性的要因で表現され、その中でも「狭さく性」によるところが大きい。運転者の注視点行動調査データを用いて、各道路区間における注視行動と交通事故の発生状況、危険意識の関連分析を行ったところ、視点移動が多いという状況下で危険意識が高い区間は、交通量が多く主要な幹線道路が含まれる区間であり、一方危険意識の低い区間は、比較的交通量の少ない住宅地内の集散道路として扱われる区間であることが明らかになった。また、視点移動の大小もしくは交通事故発生状況の大小を規定する判別分析の結果から、幹線道路の抜け道として扱われる区間においては、視点移動が少なく交通事故の発生が多発することが確認されている。
トウジンビエの作物-雑草平衡多型現象に関わる「雑草型超遺伝子」の構造と機能

トウジンビエはアフリカやインドの半乾燥地できわめて重要な雑穀の一種である。西アフリカではトウジンビエの畑に脱粒性の雑草型トウジンビエが混生することが常態となっている。筆者らによるこれまでの研究で,作物型と雑草型のさまざまな差異は見かけ上1遺伝子座に支配されていることがわかっており,Weedinessと名付けられたこの遺伝子は実際には複数の遺伝子が緊密に連鎖した「超遺伝子」であることが推定されていた。この遺伝子をクローニングし解読することが本研究計画の最大の目標であったが,残念ながら現時点においてこれに成功していない。これまでの研究成果は以下のとおりである。1)RAPDベースのバルク分離法によって得られた3個の連鎖バンドをクローニングして塩基配列を決定し,これをもとにCAPSマーカー3個を作出した。2)約700個体の自殖分離集団に対してAFLP分析を行い,雑草型形質と連鎖した11個のバンドをクローニングして塩基配列を決定した。3)分離集団中で非典型的な表現型を示した7個体のマーカー型を調べた結果,超遺伝子内での組み換え型であることが推定された。4)雑草型トウジンビエの未展開葉から重複度5のBACライブラリー(名目重複度8のクローンプール)を構築し,雑草型形質と連鎖した2個のBACクローンを得た。5)集団の遺伝構造モデルを作成する上で必須となる,現地における他殖率を推定するため,現地で収集された穂から育成した集団について形態とマイクロサテライトを分析した。他殖率は作物型個体について95%,雑草型個体について85%と推定された。また,現地集団における雑草型対立遺伝子の頻度は6%と推定された。西アフリカで非常に重要な作物であるトウジンビエPennisetum glaucumの畑には、脱粒性の雑草型トウジンビエが高頻度で発生する。これまでに,雑草型と作物型のいろいろな違いは1遺伝子座に支配されており、しかも雑草型はヘテロ接合型であることがわかっている。つまりこれは、同種内の作物と雑草の平衡多型という類例のない現象である。本研究では,この雑草型遺伝子の単離と機能の解析をめざしている。本年度は,過去に西アフリカ・マリ共和国で収集された栽培型トウジンビエの種子を播種し,我々がすでに得ている雑草型形質連鎖マーカーPgM1を用いて実生段階で検定を行い,現地で雑草型から花粉を受け取ることによって生じたヘテロ型個体を選び出して育成し,自殖種子を得た。これを播種し,735個体の分離集団を育成し,形態を調査するとともに全DNAを抽出した。この集団は作物型232個体,雑草型462個体,不稔型37個体,不明(組み換え型?)4個体からなっていた。作物型・不稔型各12個体から得たDNAをバルクとしてRAPDベースのバルク分離法を行い,作物型・雑草型それぞれの対立遺伝子に連鎖したRAPDバンドを検出することができた。これをプラスミドにクローニングし,塩基配列を決定した。一方,上記の分離集団と同一家系に属する雑草型個体を別に育成し,幼若葉組織をもとに,BACライブラリーの作成をカナダ・モントリオールのBio S&T社に委託した。これまでに重複度6のライブラリーが完成している。あわせて,当初の連鎖マーカーPgM1の配列を用いてPCRスクリーニングを行い,2個のポジティブクローンを得た。以上のように標的遺伝子周辺の連鎖地図作製および遺伝子単離に必要な準備がおおよそ整ったが,さらに高密度でマーカーを設定するために,次年度の早期に上記分離集団を用いてAFLP分析をおこなう必要がある。

筆者らによるこれまでの研究で,作物型と雑草型のさまざまな差異は見かけ上1遺伝子座に支配されていることがわかっており,Weedinessと名付けられたこの遺伝子は実際には複数の遺伝子が緊密に連鎖した「超遺伝子」であろうと推定されていた。この遺伝子をクローニングし解読することが本研究計画の最大の目標であったが,残念ながら現時点においてこれに成功していない。これまでの所見から,この超遺伝子がレトロポゾン様配列などの反復配列を多量に含む領域に位置していることが示唆されており,これがポジショナルクローニングを困難にしていると考えられる。本年度の達成事項は以下のとおりである。1)約700個体の自殖分離集団に対してAFLP分析を行い,雑草型形質と連鎖した12個のバンドを検出した。このうち9個はゲルから回収しクローニングして塩基配列を決定することができた。2)RAPDベースのバルク分離法によって得られた3個のシーケンスをもとにCAPSマーカーPgM24を得た。これらはいずれもWeedinessからおおよそ1cM以内にあると推定されているが,正確な位置は決定されていない。3)表現型効果からイネのlhs1およびトウモロコシのtb1をトウジンビエにおけるWeedinessの候補遺伝子と考え,トウジンビエの作物型・雑草型対立遺伝子の対応領域の変異を調べた。lhs1ではイントロンに変異が見られたがWeedinessとは連鎖していないことがわかった。tb1ではこれまでのところ変異が見つかっていない。4)集団の遺伝構造モデルを作成する上で必須となる,現地における他殖率を推定するため,現地で収集された穂から育成した集団について形態とマイクロサテライトを分析した。他殖率は作物型個体について95%,雑草型個体について85%と推定された。また,現地集団における雑草型対立遺伝子の頻度は6%と推定された。
超重元素領域における原子番号の直接測定

超重元素領域(Z>103)での原子番号同定を目的としたブラッグカーブ検出器の開発は順調に進んでいる。検出器本体、および組み合わせて使用する飛行時間測定器の開発について、大枠部分は完了した。また、ブラッグカーブ検出器で得られた電荷の時間変化を読み出す回路として、新たにSIS社製のFADCモジュールを導入し、高レート下での高分解能測定が可能となった。性能評価のために、原子番号50近傍でのブラッグカーブ測定を行った。タンデム加速器を用いてヨウ素ビーム(Z=53)を66MeVまで加速し、スズ(Z=50)、テルル(Z=52)、セシウム(Z=55)、金(Z=79)標的に照射し、弾性散乱により反跳した核を検出器で測定した。反跳エネルギーは30MeV(核子あたりでは0.25MeV)程度であり、このような低エネルギー重イオン領域でのブラッグカーブは初めてのデータとなる。得られたブラッグカーブ波形にはブラッグピークは確認できないが、波形全体を比較するとピークの幅や傾き等が原子番号によって異なる事が判明した。より詳細な波形解析を行うことで、原子番号識別が可能となると思われる。飛行時間測定器においてもヨウ素ビームを用いた性能評価実験を行った。50MeVに加速されたヨウ素ビームを金標的に照射し、反跳された原子核の速度を測定した結果、分解能が320psという十分な性能を持っていることが分かった。今後は得られたデータとシミュレーションデータとの比較や、波形テンプレートを用いたフィッティング解析等を行い、分解能の評価を行う予定である。予定通りに加速器を用いた実験を九州大学加速器・ビーム応用科学センターにおいて行うことが出来、中重核領域での実験データを取得することが出来た。また、ブラッグカーブ検出器の上流側に設置する予定の飛行時間測定器も完成し、ビーム実験により、十分な時間分解能で重イオンを測定できることが確認できた。今後はシミュレーション環境の整備や、波形解析プログラムの構築などを行い、詳細な分離能力の評価を行っていく予定である。予定されていた検出器の開発はおおむね終了したので、今後はデータ解析と結果の取りまとめを行っていく。必要に応じて追加データの取得を九大のタンデム加速器を用いて行う可能性もある。今後の新元素の探索実験においては、核融合反応で生成した蒸発残留核(超重核)の原子番号を直接測定することが発見に対する信頼性の向上につながり、ひいては命名権の獲得にも重要な役割を果たすと考えられている。本研究では、この原子番号の直接測定の為に従来のイオンチェンバーを改造しブラッグカーブ検出器の開発を行った。開発した検出器は重イオンの軌跡に沿って発生した電離電子の空間分布をアノード電極から収集する際に、電荷を到着時間の関数で取得することにより、ブラッグカーブを算出することが出来る。原子番号の分解能を向上させる為には、入射粒子のエネルギーストラグリングを抑制することが重要であるが、入射窓を1マイクロメートル以下の薄膜を用いることや、入射窓自体をカソード電極にする事で不感領域を無くすといった工夫により、先行研究の検出器よりも高い分解能を達成することが可能となった。九大タンデム加速器を用いて、ブラッグカーブ検出器の性能評価を行った。タンデム加速器からの炭素と酸素のビームがアルミニウム標的と弾性散乱をして、放出されたビームイオンの検出を行った。結果、原子番号が違う2つの粒子は同じ運動エネルギーを持っていてもブラッグカーブの違いにより分離できることが確認された。また、今後エネルギー分解能を向上させる為に必要な、ブラッグカーブ検出器の前方に設置予定の飛行時間測定器の開発も行った。設計と組立は完了し、今後性能評価を行う予定である。予定していたブラッグカーブ検出器の設計や組立は順調に行われて、基礎データの取得も行うことが出来た。その後、加速器からの重イオンビームを用いた性能評価実験も予定通り行われ、期待した性能を達成していることが確認できた。飛行時間測定器の開発も若干時間がかかったが設計と組立は終了しており、2年目に予定している2つの検出器を組み合わせたビーム実験も行うことが出来ると考えられる。

50MeVに加速されたヨウ素ビームを金標的に照射し、反跳された原子核の速度を測定した結果、分解能が320psという十分な性能を持っていることが分かった。今後は得られたデータとシミュレーションデータとの比較や、波形テンプレートを用いたフィッティング解析等を行い、分解能の評価を行う予定である。予定通りに加速器を用いた実験を九州大学加速器・ビーム応用科学センターにおいて行うことが出来、中重核領域での実験データを取得することが出来た。また、ブラッグカーブ検出器の上流側に設置する予定の飛行時間測定器も完成し、ビーム実験により、十分な時間分解能で重イオンを測定できることが確認できた。今後はシミュレーション環境の整備や、波形解析プログラムの構築などを行い、詳細な分離能力の評価を行っていく予定である。九大のタンデム加速器を用いて重イオンを発生させ、検出器に照射するテストを行う。加速されたヨウ素ビーム等を大型真空槽に設置したアルミニウムなどの標的と弾性散乱させる。散乱された重イオンの速度を飛行時間検出器とブラッグカーブ検出器で測定し、原子番号と質量(M)の分解能を評価する。そこで、原子番号が50近傍の測定において、原子番号の分解能が100以上であることと質量数の分化能が300以上を達成できていることを確認する。ZやMの分解能が不足した場合はブラッグカーブ検出器のカソード側からも時間情報を取得し、超重核の入射角度依存性を補正することを試みる。また、アノードを分割することでバックグラウンドとの分離能力を向上させることも試みる。なお、H.30年度を目処に、テスト実験の結果を踏まえて、理研の研究課題採択委員会へ課題申請を行い、加速器施設でGARIS-IIを用いて検出器の評価が出来るようにマシンタイムを確保する。採択が難しい場合は、理研AVFなどの開発用マシンタイムに応募することも考える。予定されていた検出器の開発はおおむね終了したので、今後はデータ解析と結果の取りまとめを行っていく。必要に応じて追加データの取得を九大のタンデム加速器を用いて行う可能性もある。
拡散強調MR画像による頭頸部疾患の診断基準の確立

頭頚部疾患におけるMR診断能の向上をめざして、拡散強調MR撮像を応用し、その有用性の検討、診断基準の確立を行った。まず唾液腺に応用し以下の結果を得た。1.正常者では耳下腺より顎下腺の方がADCが高い。2.耳下腺腫瘍ではADCが低い。3.シェーグレン症候群患者ではT1gradeが高い症例ほど、また唾液の分泌量が少ない症例はど耳下腺のADCは低い。以上を論文として発表した(AJR2002;178:959-65)。次に頸部リンパ節疾患に応用し以下の結果を得た。1.ADCは、低い方から悪性リンパ腫、良性腫大リンパ節、転移リンパ節の順で、それぞれの間に有意差がある。2.転移リンパ節のなかでも原発巣が低分化型S.C.C.の場合は、高分化型S.C.C.の場合に比べてADCは低い。これらの結果を歯科放射線学会総会にて発表し(2003年、北海道)、また論文として発表した(AJNR2003;24:1627-34)。本研究により、ADCは唾液腺疾患、リンパ節疾患において、その重症度診断や鑑別診断に有用であることがわかった。特にリンパ節の内部変化を定量的に示すことが可能であるため、現在、当施設では、悪性リンパ腫、良性腫大リンパ節、転移リンパ節を鑑別する診断基準を設定し診断を行っており、良好な結果を得ている。平成14年度は、頚部リンパ節疾患の鑑別における拡散強調画像の有用性をあきらかにするために、頭頚部悪性腫瘍(扁平上皮癌S.C.C.)の転移リンパ節、良性腫大リンパ節、及び悪性リンパ腫を対象に検討を行った。結果1.ADCは、悪性リンパ腫、良性腫大リンパ節、転移リンパ節の順に高く、統計的にも有意差がみられた。2.転移リンパ節のなかでも、原発巣が低分化型S.C.C.の場合は、高分化型S.C.C.の場合に比べて、ADCは有意に低くなった。3.T1、T2、及び造影後のT1強調像の3種の画像における転移を示唆する異常信号の有無を診断基準とした場合のAz valueと、ADCを診断基準としたときのAz valueには、ほとんど差がなかった。まとめ拡散強調撮像によって得られるADCは、リンパ節内部の定性的変化を定量的に表すことができるため、転位リンパ節、及び悪性リンパ腫の診断に有用であると考えられた。2.耳下腺膿瘍ではADCが低い。3.シェーグレン症候群患者ではT1gradeが高い症例ほど、また唾液の分泌量が少ない症例ほど耳下腺のADCは低い。以上を論文として発表した(AJR 2002;178:959-65)。これらの結果を歯科放射線学会総会にて発表し(2003年、北海道)、また論文として発表した(AJNR 2003;24:1)27-34)。本研究により、ADCは唾液腺疾患、リンパ節疾患において、その重症度診断や鑑別診断に有用であることがわかった.特にリンパ節の内部変化を定量的に示すことが可能であるため、現在、当施設では、悪性リンパ腫、良性腫大リンパ節、転移リンパ節を鑑別する診断基準を設定し診断を行っており、良好な結果を得ている。
グルコース転移酵素の活性を阻害する糖質およびその阻害機作

Stveptococcus mutansのう蝕病原因子、グルコシルトランスフェラーゼ(G Tase)によるスクロースからの多糖合成を抑制する糖質として従来知られている糖質は、いずれも酵素反応における転移グルコースの受容体として間接的に長鎖グルカンの合成を抑制している。本研究は酵素反応を直接的に阻害することにより、グルカン合成を抑制するような新しいタイプの糖質の開発とその阻害機作の解明を目的とした。S.mutans6715株(血清型g)の大量培養上澄の硫安塩析画分からクロマトフォーカシングそしてフェニルセファロースCL-4Bまたはヒドロキシアパタイトを用いたカラムクロマトグラフィーにより約4000倍に純化した可溶性グルカン合成酵素(G Tase-S)および不溶性グルカン合成酵素(G Tase-I)を使用酵素とした。次いでレバンシュクラーゼのフラクトース転移反応を利用し,キシロシルフラクトシド(XF)、アラビノシルフラクトシド(Ara-F)、ガラクトシルフラクトシド(Gal-F)を新たに合成し、G Taseに対するその阻害効果を検討した。これら糖質のうち、XF、Gal-FにG Taseによる多糖合成の抑制効果が認められたが、Gal-Fの存在下では、反応液中にオリゴ糖が急増し、G Tase-Iおよび-Sのグルコース転移反応が明らかに促進されることから、本糖質の阻害機作は従来通りの受容体としてと結論された。一方XFはG Tase-Iおよび-Sのグルコース転移反応を拮抗的に抑制し、反応液中に遊離のキシロースがペーパークロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、オートラジオグラフィー等で検出できなかった事実から、本糖質は酵素の基質結合部位をスクロースと競い合うと推論された。現在、本糖質のヒト口腔内における歯垢沈着抑制効果を検討中である。
肺移植の拒絶反応における免疫チェックポイント分子の関与及び免疫寛容の誘導

免疫寛容モデル作成の前段階として、PD-L1遺伝子導入樹状細胞の作成のために、PD-L1遺伝子をクローニングし、PD-L1遺伝子を導入したレトロウイルスベクター(pMX-GFP)の作製を行った。マウス胸腺のリンパ球に対して、実際に作製したPD-L1遺伝子導入レトロウイルスベクターと何も遺伝子導入されていないレトロウイルスベクターをそれぞれ感染させることにより、前者でPD-L1がリンパ球で強発現していることを確認した。現在ドナーマウスC57BL/10の骨髄より採取した骨髄細胞と組み換えレトロウイルスベクターを培養し、樹状細胞に分化させ、PD-L1遺伝子導入することを進めている状況である。マウス同所性肺移植モデルについては、肺移植手技は安定し、慢性拒絶反応(CLAD)モデルの作成を進めている。C57BL/6からC57BL/6へと左肺を移植するisograftを作成しコントロールとして、CLADモデルとしてドナーC57BL/10(MHC H2b)からマイナー抗原不一致のレシピエントC57BL/6(MHC H2b)に移植するモデルを用いている。先行研究に従いCLADが約50%で発症する移植21日後に犠牲死とし、血液・気管支肺胞洗浄液(BAL)・胸腔内/腹腔内リンパ節・左右肺・脾臓を採取し、肺の病理組織検査(H-E染色)、免疫染色(trichrome染色、PD-L1染色)を行っている。肺、リンパ節より抽出したmRNAに対する、PD-1発現解析や、各臓器やserumでのサイトカイン及びサイトカイン産生細胞の解析については、今後進めていく予定である。マウス抗PD-L1抗体投与による拒絶反応の変化については、CLADモデルで移植後day 3.7.14にマウス用抗PD-L1抗体を腹腔内投与し、拒絶反応への影響について通常のCLADモデルと比較検討していく予定である。千葉大学呼吸器病態外科学のみではなく、免疫細胞医学教室(本橋新一郎教授)、免疫発生医学教室(中山俊憲教授、木内政宏助教)と連携して、引き続き共同研究を行っていく。移植免疫学及び腫瘍免疫学の専門家が集まり定期的にカンファレンスを実施し進捗状況確認と研究計画修正を行っていく。肺、リンパ節より抽出したmRNAに対する、PD-

1発現解析や、各臓器やserumでのサイトカイン及びサイトカイン産生細胞の解析については、今後進めていく予定である。マウス抗PD-L1抗体投与による拒絶反応の変化については、CLADモデルで移植後day 3.7.14にマウス用抗PD-L1抗体を腹腔内投与し、拒絶反応への影響について通常のCLADモデルと比較検討していく予定である。免疫寛容モデル作成の前段階として、PD-L1遺伝子導入樹状細胞の作成のために、PD-L1遺伝子をクローニングし、PD-L1遺伝子を導入したレトロウイルスベクター(pMX-GFP)の作製を行った。マウス胸腺のリンパ球に対して、実際に作製したPD-L1遺伝子導入レトロウイルスベクターと何も遺伝子導入されていないレトロウイルスベクターをそれぞれ感染させることにより、前者でPD-L1がリンパ球で強発現していることを確認した。現在ドナーマウスC57BL/10の骨髄より採取した骨髄細胞と組み換えレトロウイルスベクターを培養し、樹状細胞に分化させ、PD-L1遺伝子導入することを進めている状況である。マウス同所性肺移植モデルについては、肺移植手技は安定し、慢性拒絶反応(CLAD)モデルの作成を進めている。C57BL/6からC57BL/6へと左肺を移植するisograftを作成しコントロールとして、CLADモデルとしてドナーC57BL/10(MHC H2b)からマイナー抗原不一致のレシピエントC57BL/6(MHC H2b)に移植するモデルを用いている。先行研究に従いCLADが約50%で発症する移植21日後に犠牲死とし、血液・気管支肺胞洗浄液(BAL)・胸腔内/腹腔内リンパ節・左右肺・脾臓を採取し、肺の病理組織検査(H-E染色)、免疫染色(trichrome染色、PD-L1染色)を行っている。肺、リンパ節より抽出したmRNAに対する、PD-1発現解析や、各臓器やserumでのサイトカイン及びサイトカイン産生細胞の解析については、今後進めていく予定である。千葉大学呼吸器病態外科学のみではなく、免疫細胞医学教室(本橋新一郎教授)、免疫発生医学教室(中山俊憲教授、木内政宏助教)と連携して、引き続き共同研究を行っていく。移植免疫学及び腫瘍免疫学の専門家が集まり定期的にカンファレンスを実施し進捗状況確認と研究計画修正を行っていく。平成30年度は、マウスの肺移植技術の習得、およびウイルスベクターの作成、樹状細胞への導入まで終了したが、具体的な肺移植慢性拒絶の解析まで至らなかったため、未使用額が生じた。次年度は、その研究成果の解析、発表を行うため、未使用額はその経費にあてる予定である。
錯視現象にもとづく明暗知覚と形態知覚の相互作用の検討

1.図形認知の群論的研究二面体群と巡回群の単位模様を縦横に並べ12群の反復模様を作成した。対称変換群に規定される反復模様の変換不変性および反復模様間の変換可能性が図形認知に及ぼす影響を検討するために7段階の評定実験を行った。その結果、図形の良さ・複雑さ・類似性は単位模様と反復模様の変換不変性に依存すること、類似性は図形間の変換可能性に依存することが明らかになった。2.評定順序効果の発見(1)大きさ知覚に関する研究デルブーフ図形およびエビングハウス図形における大きさの評定順序効果をマグニチュード推定法によって検討した。デルブーフ図形に関して、外円先行評定条件においては内円の錯視量は外円の大きさ方向に強く牽引された。内円先行評定条件においても外円の錯視量は内円の大きさ方向に牽引される傾向が認められた。一方、エビングハウス図形に関しては、周辺円先行評定条件においては中心円の錯視量は周辺円の大きさ方向に強く牽引された。しかし、中心円先行評定条件においては周辺円の錯視量が中心円の大きさ方向に牽引されることはなかった。何れの図形においても図形の枠組みとなる部分の評定順序効果は僅かであり、囲まれた部分の評定順序効果は顕著に現れた。(2)明るさ感覚に関する研究明るさの同時対比の事態では、明るさの評定順序効果は認められなかった。(3)明るさと大きさ判断における情報処理の階層性評定順序効果が明るさ判断には現れず、大きさ判断では現れたことは、明るさ判断がより低次の感覚レベルで決まるのに対して、大きさ判断はより高次の知覚レベルで決まることを示唆している。正方形図形2個を左右に併置し、それらの輝度を対数単位の10段階で設定し、10段階のカテゴリー評定法を用いて、明暗知覚における対比効果を測定した。2名の被験者についてのデータを収集したが、更なる検討が必要である。明暗の錯視現象であるEhrenstein錯視を参考にして、大きさ対比を誘導するEbbinghaus図形の修正図形を考察した。Ebbinghaus修正図形では、大きさ対比に及ぼす構造的要因を検討するために、周辺円を複合2重円として配置した。複合2重円が直線的に配置される場合とそれ以外の場合では錯視量が大きく異なり、構造的要因の大きさ錯視への関与が示唆された。Delboeufの同心円錯視をマグニチュード推定法および9段階と7段階のカテゴリー評定法を用いて検討した。外円と内円の直径差が少ない場合は全ての測定法に共通して外円は過大視された。また、外円に対する錯視量は全ての測定法において同様の傾向を示したが、内円に対する錯視量は測定法に依存して大きく異なり、反応バイアスが現れた。この研究成果は、日本心理学会61回大会にて発表の予定である。反復模様の幾何学的対称性と図形の良さ・複雑さ・類似性の認知判断の対応関係を7段階のカテゴリー評定法を用いて検討した。並進の変換を並進鏡映に置き換える操作は認知判断に普遍的な効果を及ぼし、図形を45°傾斜させる操作は図形と認知判断に依存して選択的な効果を及ぼした。この研究成果は、心理学評論,1996,Vol.39,No.3,338-360に掲載された。実験Iでは、白色紙上の3×3行列内に配置された6色(明るい灰色から暗い灰色までの6種類の無彩色)の円盤(直径12mm)間に生ずる明暗変化を検討した。このパターンにおいては、1個の中央円と4個の周辺円の明度が6種類に設定された。ここで、4個の周辺円の明度は全て同じであった。刺激図形は白色のカード(85×80mm)にパターンを印刷して作成した。

カードは36枚を一組として88名の被験者に配布した。推定範囲を1から6までの整数と小数に限定したマグニチュード推定法を用いて、中央円と周辺円の黒さの程度を評定させた。中央円と周辺円の明度が異なる異色配置パターンの明るさは、それらの明度が等しい等色配置パターンの明るさに比べて、暗く評定される傾向が現れた。この現象は対比誘導パターンにおける明るさ水準の低下に類似し、(濱田、1983:心理学研究)、異色配置パターンにおいても明るさ水準の低下が生ずることを示唆している。実験IIでは、大きさ判断における反応順序効果を検討した。白色紙上(95×180mm)に、直径が12.0mmから45.0mmの範囲で5.5mm段階で変化する7種類の円を、左右に2個ずつ並列して、黒色線分で印刷した。7段階のカテゴリー評定法、および標準刺激を用いないマグニチュード推定法を使用して、左右の2個の円の大きさを数で評定させた。被験者は112名であった。左右の円の間には、大きさの対比は明確には現れなかった。しかし、大きな円を先に評定し次いで小さな円を評定する場合に、小さな円は過大視され、反応順序効果が現れた。この反応順序効果は同心円錯視においても同様に現れている(濱田、1997:日本心理学会61回大会)。今後、刺激が継時的に提示される場合に生ずる時間順序効果との関連で、同時的に提示される場合に生ずる反応順序効果の検討が必要である。この研究成果は、日本心理学会62回大会にて発表の予定である。実験Iでは、形の要因が明るさ対比に及ぼす影響を検討した。白色紙(85×80mm)上の中央に1つの中心円を配置し、その周りに8つの周辺円を配置した(いずれも直径12mm)。そして、中心円と周辺円の明度を5種類に設定した(明るい灰色から暗い灰色までの5種類の無彩色)。また、周辺円がない単一円が統制図形として用意された。中心円と周辺円の相対明度5種類を組み合わせた25個の図形と相対明度5種類の単一円を2枚ずつの10枚、合計で35個の図形を使用した。32名の被験者が、推定範囲を10から50までの整数に限定したマグニチュード推定法を用いて、中央円と周辺円、及び単位円の黒さの程度を評定した。その結果、明るさの対比は円を取り囲む背景の明度だけに規定されるのではなく、形の要因が明るさ対比に大きく寄与していることが明らかになった。また、中央円と周辺円の間に評定順序効果は認められなかった。実験IIでは、エビングハウス錯視における大きさの評定順序効果を検討した。白色紙上(80×85mm)に、直径が4.0mmから13.0mmの範囲で1.5mm段階で変化する7種類の円を使用した。中央円は1つ、周辺円は4つとした。中心円と周辺円を組み合わせて42個のエビングハウス図形と統制図形としての単一円を7個使用した。28名ずつの被験者が中央円先行評定条件と周辺円先行評定条件にランダムに割り当てられた。被験者はマグニチュード推定法を用いて中央円、周辺円、単一円の大きさを評定した。その結果、評定順序効果は、周辺円には認められなかったが、中心円には認められた。即ち、中心円の評定値は、周辺小円の評定が先行すると小さく評定され、周辺大円の評定が先行すると大きく評定された。この結果は、中心円を取り囲む8つの周辺円が基準としての枠組みの役割を演じているので、周辺円には評定順序効果が現れず、中心円にのみ現れたことを示唆している。
歩行支援システムの開発を考慮した視覚障害者の視覚特性および歩行特性に関する研究

これまで、視覚障害者のためのシステム開発等において、厳密に評価者となる視覚障害者をスクリーニングしている例はほとんどなく、協力が得られる視覚障害者に意見聴取や評価実験に参加してもらっているというのが現状である。そこで本研究は、視覚障害者用歩行支援システムの開発時あるいは評価等において、被験者となる視覚障害者のスクリーニング方法、評価等に参加協力が得られた視覚障害者の特性を把握する方法を開発することを目的とし、11項目の質問により、視覚障害者の歩行特性を調査できることを明らかにした。これまで,視覚障害者のためのシステム開発等において,厳密に評価者となる視覚障害者をスクリーニングしている例はほとんどなく,協力が得られる視覚障害者に意見聴取や評価実験に参加してもらっているというのが現状である。そこで本研究は,視覚障害者用歩行支援システムの開発時あるいは評価等において,被験者となる視覚障害者のスクリーニング方法,評価等に参加協力が得られた視覚障害者の特性を把握する方法を開発することを目的としている。その方法として,(1)視覚障害者の歩行特性を把握するための問診票作成,(2)やや簡易的な方法により視力,視野,色覚,コントラスト感度を計測した場合の有効性の検証を実施する。この問診票はVA LV VFQ-48の形式を基本とし,視機能+歩行能力を判定するような問診票を作成する予定であったが,VFQ-48は特許の関係上,わが国での使用は不可能であったため,VFQ-25を用いることにし,ロービジョン者の歩行および視機能について検査を行った。本年度得られた成果を以下に示す。アンケート調査より(1)歩行時に必要な視機能としては,視野とコントラスト感度が重要な視機能であることがわかった。特に対象物を発見する時に必要な視機能が視野とコントラスト感度であると考えられる。(2)ロービジョン者の歩行時の問題点は特に夜間に困難なことが多くなり,夜間のバリアフリー点検等が必要である。医学的検査よりロービジョン者30名に医学検査を実施した。検査結果としては,医師による病名診断,視力,視野,色覚,眼底,眼圧検査を実施した。そこで本研究は、視覚障害者用歩行支援システムの開発時あるいは評価等において、被験者となる視覚障害者のスクリーニング方法、評価等に参加協力が得られた視覚障害者の特性を把握する方法を開発することを目的としている。本年度は、昨年度医師による医学的検査を受けた頂いた視覚障害者に対し、簡易的視機能検査および歩行実験、アンケート調査を実施した。実験室内に模擬コースを作成し、視機能と歩行パフォーマンスとの関連性について検証した。(1)ロービジョン者の歩行に「輝度の変化」、「照度の変化」が影響している事が明らかとなった。障害物との接触やコースからの逸脱などは輝度や照度が低下する事で増加する。その輝度の変化と照度の変化は相乗効果を持ち、ロービジョン者の歩行に影響を与えている。(2)ロービジョン者にとって負担となる医学的視覚機能計測による「視力」、「視野の損失率」の代わりにアンケートを用いて「視力」、「視野の欠損部分」を調査する事で同程度の歩行能力の推定が可能である。ロービジョン者の個人能力で歩行と関連性が示されている「視力」、「視野」、「コントラスト感度」、「色覚異常」、「音源定位」、「エコー定位」、「路面の検知能力」、「視覚および触覚の重要度」、「白杖使用」、「歩行訓練」の11項目(質問数13問)を調査する事でロービジョン者の歩行能力の簡易推定が可能である事が示された。
省エネ輸送機器軽量化材料の準高ひずみ速度・高温面内反転負荷試験システムの開発

板材のプレス成形において、形状凍結不良や割れなどの成形不具合を高精度に予測するためには、計算で用いる材料構成式の高精度化が必須である。そのためには精緻な材料試験法が重要である。特にプレス成形における典型的な変形様式である曲げ・曲げ戻し変形では、材料は面内で引張/圧縮および反転負荷を受ける。したがって実際の成形に近い条件で板材の引張/圧縮特性(SD効果)・反転負荷特性(バウシンガ効果)を測定することが必要である。板材を長手方向に圧縮できる試験機は世界で4例あるが、いずれも静的かつ室温で使用する試験機である。実際のプレス成形では材料は0.1/s以上の速いひずみ速度で変形を受ける。さらに近年適用の拡大が進む高張力鋼板では、自身の加工発熱によって成形品の温度が100°C近くに達する場合がある。そのため、温度による変形特性変化を考慮したシミュレーション技術の実用化が求められている。本研究では、SD効果及びバウシンガ効果に及ぼす温度の影響を明らかにするために、加熱機構を有する面内反転負荷試験機を製作した。自動車用冷延980MPa級二相組織高張力鋼板を供試材として、室温から200°Cまでの温間引張/圧縮試験及び面内反転負荷試験を実施した。まず,引張と圧縮の特性であるが, 100°Cまでは変形抵抗が減少し、100°Cから200°Cにかけては再び変形抵抗が上昇する動的ひずみ時効が確認された.これはShahriary et al. (Mat. Sci. Eng. A, 550, 2012)が二相組織鋼について発表した傾向と同様であった。また、バウシンガ効果の温度依存性を明らかにするために温間面内反転負荷試験を実施した。Noma & Kuwabara (Steel Research International, Special Edition : 10th ICTP 2011)が提案した方法で反転負荷後のSS曲線を無次元化した。その結果、無次元化した曲線は一本の曲線には集約できず、温間領域におけるモデル化には課題を残した。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。特にプレス成形における典型的な変形様式である曲げ・曲げ戻し変形では、材料は面内で圧縮および反転負荷を受ける。したがって実際の成形に近い条件で板材の圧縮・反転負荷特性を測定することが必要である。本研究では、材料応答に及ぼす温度の影響を明らかにするために、加熱機構を有する面内反転負荷試験機を製作した。試験機側面にヒータ(カートリッジヒータ,Watty製)を取り付けて試験片を加熱する。試験機は本研究室で製作した面内反転負荷試験機[Kuwabara et al.:Int.J.Plast.,25(2009),1759-1776]と同様の機構を有するが、加熱や高速変形を実現するため、新たに専用の試験機を製作した。また、接触式ひずみセンサでは高温下で使用することはできないため、新たに画像測定によるひずみ計測システム(ARAMIS,GOM社製)を導入した。何例か単軸引張試験を行い、その結果、供試材の温度が上がるに連れて塑性流動応力が低下する温度依存性を確認した。今後、得られたデータから、材料の自己発熱を考慮できる材料モデルを開発し、成形試験と成形解析を行いモデルの妥当性を検証する。さらに近年適用の拡大が進む高張力鋼板では、応力の引張/圧縮(TC)に非対称性が顕著であり、また、自身の加工発熱によって成形品の温度が100°C近くに達する場合がある。そのため、温度による圧縮変形・反転負荷特性の変化を考慮したシミュレーション技術の実用化が求められている。本年度は二つの研究課題に取り組んだ.一つは冷間における高張力鋼板のTC非対称性を考慮したスプリングバック解析,二つ目は温間における高張力鋼板の面内反転負荷試験である.前者に関しては前年度の研究で形状を最適化した試験片を用い, TC非対称性を測定した.測定値から材料モデルを同定し,有限要素解析に組み込んでスプリングバック解析と実験を行った.

その結果, TC非対称性がスプリングバック解析精度に及ぼす影響を明らかにした.本成果は本年5月に開催される国際会議ESAFORM2014で発表する予定である.後者に関しては, 590MPa級高張力鋼板の面内反転負荷試験を行い, TC非対称性及びバウシンガ効果の温度依存性を明らかにすることに成功した.今後980MPa級高張力鋼板で試験を行う予定であり,高張力鋼板の温度存性を考慮したモデルの作成が期待される.板材のプレス成形において、形状凍結不良や割れなどの成形不具合を高精度に予測するためには、計算で用いる材料構成式の高精度化が必須である。そのためには精緻な材料試験法が重要である。特にプレス成形における典型的な変形様式である曲げ・曲げ戻し変形では、材料は面内で引張/圧縮および反転負荷を受ける。したがって実際の成形に近い条件で板材の引張/圧縮特性(SD効果)・反転負荷特性(バウシンガ効果)を測定することが必要である。板材を長手方向に圧縮できる試験機は世界で4例あるが、いずれも静的かつ室温で使用する試験機である。実際のプレス成形では材料は0.1/s以上の速いひずみ速度で変形を受ける。さらに近年適用の拡大が進む高張力鋼板では、自身の加工発熱によって成形品の温度が100°C近くに達する場合がある。そのため、温度による変形特性変化を考慮したシミュレーション技術の実用化が求められている。本研究では、SD効果及びバウシンガ効果に及ぼす温度の影響を明らかにするために、加熱機構を有する面内反転負荷試験機を製作した。自動車用冷延980MPa級二相組織高張力鋼板を供試材として、室温から200°Cまでの温間引張/圧縮試験及び面内反転負荷試験を実施した。まず,引張と圧縮の特性であるが, 100°Cまでは変形抵抗が減少し、100°Cから200°Cにかけては再び変形抵抗が上昇する動的ひずみ時効が確認された.これはShahriary et al. (Mat. Sci. Eng. A, 550, 2012)が二相組織鋼について発表した傾向と同様であった。また、バウシンガ効果の温度依存性を明らかにするために温間面内反転負荷試験を実施した。Noma & Kuwabara (Steel Research International, Special Edition : 10th ICTP 2011)が提案した方法で反転負荷後のSS曲線を無次元化した。その結果、無次元化した曲線は一本の曲線には集約できず、温間領域におけるモデル化には課題を残した。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。当初の計画では8月までに試験機を完成させる予定であったが、予定通り滞り無く試験機を組み立てることができた。また、当初はひずみ速度を上げた試験から行う予定であったが、計画を変更し温度を上げた試験から行った。そして、単軸引張状態における供試材の温度依存性を確認することができた。以上のことから、本研究は概ね順調に進展していると言える。冷間における引張/圧縮(TC)の非対称性を測定し、その結果からモデルを作成し有限要素解析に導入した。3点曲げ試険と解析を行い、TC非対称性を考慮した計算結果は、実験の結果をよく再現することを確認した。また、温度を上げた状態で面内反転負荷試験を行った。
農業生産未利用資源を素材とした酵素分解産物の飼料化についての研究

農産系バイオマスの飼料利用を図るため,モミガラを代表に選び,セルラ-ゼ活性は高いがヘミセルラ-ゼ活性が弱く培養日数が長いなど欠点を持つTrichodema viride系改良株産生酵素を中心に,これの弱点を補強するためAspergillus,Acremoniumのセルラ-ゼ系酵素のほかへミセルラ-ゼ,ペクチナ-ゼならびにグルコアミラ-ゼの併用による糖化分解を1.基質分解を促進させるための結晶性の破壊と脱リグニン化に粉砕,酸,アルカリ,酸・アルカリによる前処理を行い,2.供試酵素群が酢酸酸性下で活性を示すこと,各酵素群の特色,至適pHからWelpole酢酸緩衝液で0.51.0%の各酵素懸濁液を調整し,これらを種々に組合せ各基質添加酵素懸濁液培養液とし,培養温度40°±2°Cで酵素活性の持続を検討した.(1)振盪培養によって糖産生はアルカリ,酸・アルカリ処理基質が優れていること,培養12時間に急速に上昇するが,それ以降は糖濃度が停減する。(2)培養1,4時間間隔の連続4次振盪培養,12時間間隔連続96時間振盪培養の結果,培養時間の長期化,酵素懸濁液濃度を高めることが糖産生に直接つながらないこと,さらに(3)12時間ごとに培養内溶液を新しい酵素懸濁液と交換して96時間の連続循環培養を行っても,糖産生は若干向上するが,やはり培養液糖濃度は序々に減少傾向を呈し,糖産生の進行蓄積に伴うpHの低下,酵素活性の阻害,停滞の起こることが明らかになった.3.酵素反応の永続化を,4時間間隔の膜分離を採用した16時間関連続膜分離培養により検索したところ,各膜通過液の酵素活性は持続性を示した.4.酵素培養基質残渣をヒナ育成用飼料材料のトウモロコシの一部と置換え,30日間の卵用種ヒナでの育成試験を行った結果,対照飼料給与ヒナ群の発育と差異がなく,飼料給源になり得ること、またさらに酵素分解による産生糖を飼料に加えていけば飼料材料の節減,効率化につながるなど,エネルギ-給源としての代替の可能性が示唆された.農産系バイオマスの飼料利用を図るため,モミガラを代表に選び,セルラ-ゼ活性は高いがヘミセルラ-ゼ活性が弱く培養日数が長いなど欠点を持つTrichodema viride系改良株産生酵素を中心に,これの弱点を補強するためAspergillus,Acremoniumのセルラ-ゼ系酵素のほかへミセルラ-ゼ,ペクチナ-ゼならびにグルコアミラ-ゼの併用による糖化分解を1.基質分解を促進させるための結晶性の破壊と脱リグニン化に粉砕,酸,アルカリ,酸・アルカリによる前処理を行い,2.供試酵素群が酢酸酸性下で活性を示すこと,各酵素群の特色,至適pHからWelpole酢酸緩衝液で0.51.0%の各酵素懸濁液を調整し,これらを種々に組合せ各基質添加酵素懸濁液培養液とし,培養温度40°±2°Cで酵素活性の持続を検討した.(1)振盪培養によって糖産生はアルカリ,酸・アルカリ処理基質が優れていること,培養12時間に急速に上昇するが,それ以降は糖濃度が停減する。(2)培養1,4時間間隔の連続4次振盪培養,12時間間隔連続96時間振盪培養の結果,培養時間の長期化,酵素懸濁液濃度を高めることが糖産生に直接つながらないこと,さらに(3)12時間ごとに培養内溶液を新しい酵素懸濁液と交換して96時間の連続循環培養を行っても,糖産生は若干向上するが,やはり培養液糖濃度は序々に減少傾向を呈し,糖産生の進行蓄積に伴うpHの低下,酵素活性の阻害,停滞の起こることが明らかになった.3.酵素反応の永続化を,4時間間隔の膜分離を採用した16時間関連続膜分離培養により検索したところ,各膜通過液の酵素活性は持続性を示した.4.酵素培養基質残渣をヒナ育成用飼料材料のトウモロコシの一部と置換え,30日間の卵用種ヒナでの育成試験を行った結果,対照飼料給与ヒナ群の発育と差異がなく,飼料給源になり得ること、またさらに酵素分解による産生糖を飼料に加えていけば飼料材料の節減,効率化につながるなど,エネルギ-給源としての代替の可能性が示唆された.
光電子分光法による半導体のハンドギャップ内の界面準位の研究

金属/酸化膜/半導体(MOS)デバイスの半導体のバンドギャップ内に存在する界面準位を分光学的に直接求める方法を開発し、これについて昨年度に引き続き研究を行った。この方法は、MOSデバイスの表面と裏面にバイアス電圧を印加した状態で金属側から単色化したX線を照射し、金属膜と下地半導体から放出される光電子を観測する方法である。この方法により一万分の一モノレ-ヤ-以下の界面準位の検出が可能である。熱酸化膜を持つp-InP(100)基盤MOSデバイスでの界面準位のエネルギー分布は、昨年度報告した化学酸化膜を持つデバイスとは異なり、二つの極大を有することが明らかになり、Pアンチサイト欠陥によるものと結論した。熱酸化膜を持つn-GaAs(100)基盤MOSデバイスの界面準位のエネルギー分布は、四つの極大を持っており、Asアンチサイト欠陥およびGaアンチサイト欠陥によるものと結論した。一方、シリコンMOSデバイスでは、硫酸過水酸化・硝酸酸化・塩酸過水酸化により酸化膜を形成して、界面準位の測定を行った。硫酸過水酸化膜を持つデバイスでは0.7eV、0.5eV、0.3eVに、硝酸酸化膜を持つデバイスでは0.7eV、0.5eVに、塩酸過水酸化膜を持つデバイスでは0.5eVに界面準位のピークが存在した。0.7eV(0.3eV)の界面準位はシリコンダングリングボンドが酸化膜中の酸素(シリコン)原子と弱く相互作用したもの、0.5eVの界面準位は孤立したシリコンダングリングボンドによると結論され、シリコンMOSデバイスの界面準位のエネルギー位置はシリコンダングリングボンドの幾何学的構造に依存することが明らかになった。
超精密切削加工の特異性を考慮したマイクロ・マシナビリティの研究

超精密切削加工においては,切取り厚さが極めて小さくなり,従来は問題とならなかった,切削現象そのものに含まれる種々の加工精度低下要因が顕在する.このような特異性を持つ超精密切削加工においては工具切刃近傍の微視的変形被壊現象にもとづく仕上面形成過程を対象にした新しい微小切削理論の展開が必要となる.本研究は,超精密切削加工における良好な仕上面を形成するための被削材側の条件すなわちマイクロ・マシナビリティを決定する要因を明らかにしようとするもので,次にあげる成果が得られた.1.極微小切削現象を解明するために,高剛性高精度切削実験装置を設計試作した.本装置は約60mN/nmの剛性を持ち, nm台の切込および切取り厚さでの切削が行える.また, 1gf/nmの剛性と0.1gfの高い分解能と2kgfの許容荷重を持つ切削動力計の試作に成功した.2.有限要素法を利用した工具切刃稜の切削仕上面生成過程の解析および上記装置による切削実験によって,仕上面に残る微小な段差は被削材の結晶異方性や微小欠陥の存在にもとづく弾塑性変形特性の不均一が原因であること,工具・被削材界面の親和性が最少切取り厚さに影響することを明らかにした.3.温度および雰囲気を制御した炉中で工具材と被削材との接触加熱を行うことによって,工具・被削材界面での凝着や工具損耗などの界面現象を解明できること,このようなモデル実験によって,界面現象にもとづく被削性の評価が可能であることを示した.また,ダイヤモンド工具の損耗は被削材の酸化にともなって発生する活性化された酸素によるダイヤモンドの酸化によって生じ,温度および雰囲気を制御することによって,工具損耗という観点からの被削性制御の加能性があることを示した.超精密切削加工においては,切取り厚さが極めて小さくなり,従来は問題とならなかった,切削現象そのものに含まれる種々の加工精度低下要因が顕在する.このような特異性を持つ超精密切削加工においては工具切刃近傍の微視的変形被壊現象にもとづく仕上面形成過程を対象にした新しい微小切削理論の展開が必要となる.本研究は,超精密切削加工における良好な仕上面を形成するための被削材側の条件すなわちマイクロ・マシナビリティを決定する要因を明らかにしようとするもので,次にあげる成果が得られた.1.極微小切削現象を解明するために,高剛性高精度切削実験装置を設計試作した.本装置は約60mN/nmの剛性を持ち, nm台の切込および切取り厚さでの切削が行える.また, 1gf/nmの剛性と0.1gfの高い分解能と2kgfの許容荷重を持つ切削動力計の試作に成功した.2.有限要素法を利用した工具切刃稜の切削仕上面生成過程の解析および上記装置による切削実験によって,仕上面に残る微小な段差は被削材の結晶異方性や微小欠陥の存在にもとづく弾塑性変形特性の不均一が原因であること,工具・被削材界面の親和性が最少切取り厚さに影響することを明らかにした.3.温度および雰囲気を制御した炉中で工具材と被削材との接触加熱を行うことによって,工具・被削材界面での凝着や工具損耗などの界面現象を解明できること,このようなモデル実験によって,界面現象にもとづく被削性の評価が可能であることを示した.また,ダイヤモンド工具の損耗は被削材の酸化にともなって発生する活性化された酸素によるダイヤモンドの酸化によって生じ,温度および雰囲気を制御することによって,工具損耗という観点からの被削性制御の加能性があることを示した.超精密切削加工においては、切取厚さが極めて小さく、従来は問題とならなかった切削現象に含まれる種々の加工精度低下の要因が顕在化するという特異性を示す。本研究はこのような観点から仕上面の微視的性状を決定づける被削材のマイクロ・マシナビリティについて、その特性および精度限界に及ぼす影響を明らかにしようとするもので、本年度は次にあげる成果を得た。(1)高精度,高剛性極微小切削実験装置の設計,製作切取厚さが10nm台以下となる極微小切削現象の解明に不可欠である、安定した極微小送りが可能な切削実験装置を設計製作した。この装置は主軸に静圧空気軸受、送り装置に油静圧送りユニットと静圧ネジ、切込機構に弾性変形方式を採用し、送り5nm/rev,切込5nmの極微小切削が可能である。(2)極微小切削動力計の試作切削力が数grf以下と小さくなる極微小切削における切削現象の解析に不可欠な0.1grfの分解能を持つ切削動力計を開発した。試作した装置は切削力を同一平面上の3つの圧電型力変換器で検出し、3分力を分離測定しようというもので、1nm/grfの剛性と0.1grfの高分解能を実現した。なお、最大許容荷重は2kgfである。(3)切削仕上面形成過程の解析手法の確立工具逃げ面のバニシ作用によって形成される切削仕上面に生じる、料の不均一にもとづく微小な段差の生成機構を解明するために、先端半径5μmのダイヤモンド球圧子を試料面に押し込み、挙動をnmの分解能で測定できる微小押し込み実験を開発し、それを用いて段差の生成は材料の弾塑性変形の異方性にもとづくことを明らかにした。

また、定量的解析のために、変形の異方性を考慮した3次元弾塑性有限要素法プログラムの開発を試みた。超精密切削加工においては、切取厚さが極めて小さく、従来は問題とならなかった、切削現象に含まれる種々の加工精度低下の要因が顕在化するという特異性を示す。本研究はこのような観点から仕上面の微視的性状を決定づける被削材のマイクロ・マシナビリティについて、その特性および加工精度限界に及ぼす影響を明らかにするもので、本年度は次にあげる成果を得た。1.工具・被削材界面現象のモデル実験装置の設計,製作切削中の工具と被削材との界面における凝着や工具損耗などの界面現象を解明するために、常温から1500Kまでの温度範囲および大気圧から【10^(-3)】Paまでの圧力範囲で両者を接触加圧する基礎実験装置を製作した。また、より実際の切削状態に近い条件下で界面現象を解明するために、前年度に製作した超精密切削実験装置を利用して、機械的な振動などのじょう乱がない状態で工具・被削材間の摩擦摩耗試験が行なえる実験装置を製作した。2.熱化学的な工具損耗機構の解明上記のモデル実験によって、マイクロ・マシナビリティを決定するひとつの要因である工具損耗を支配するのは、被削材との界面に存在する金属酸化物の生成にともなう活性化された酸素分子または原子によるダイヤモンドの酸化作用である可能性が高いことを明らかにした。3.切削仕上面形成過程の解析手法の確立工具切刃の通過による切削仕上面の生成過程を解析するために、弾性あるいは弾塑性有限要素法を利用して、切くず分離点の推定および仕上面を残る微小な結晶粒吸差の生成機構の解明を試み、単純な変形に対しては定性的に実験結果と一致した。しかし、切削現象の解明手段としての解析法は今のところ完成には至っていない。