hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人体圧迫型衣料の設計に関する快適科学的研究

本研究は、圧快適性をもつ衣料開発のための設計指針を得ることを目的に、人体圧迫型衣料としてサポートパンティストッキング(PS)および競泳用水着を取り上げて、これらの衣料による圧迫が人体生理および心理に及ぼす影響を明らかにした。昨年度に引き続き、今年度もサポートPSによる脚部の圧迫が生理反応に及ぼす影響、圧感覚・圧快適性に及ぼす影響を中心に、体幹部圧迫による人体影響についても研究を行った。また、基礎研究として、PS布の圧縮特性、表面粗さ特性についても検討を行った。さらに、心理的快適性を得るための審美性能についても検討した。得られた研究成果は以下の通りである。1.着用者の体型によるPSの伸長が肌触り感覚に及ぼす影響を検討するために、直径および長さの異なる円筒を用いて、伸長率を変化させた際の圧縮特性(圧縮エネルギー、圧縮レジリエンス)の変化を明らかにした。2.PS肌触り感覚に影響をおよぼす表面特性を円筒モデル実験および人体着用実験により検討し、PSの編構造と表面粗さとの関係を明らかにした。3.心地よい圧分布をもつサポートPSの設計を目的として、大腿部、下腿部、足首部を部位別に圧迫したときの快適圧、限界圧を明らかにした。また、それらに寄与する要因を分析した。4.脚部の審美性確保を目的に、PSと化粧用ファンデーションが脚部の傷跡被覆効果とその客観的評価法を明らかにした。5.これまでの研究成果を基に、コース方向にループ長をコントロールしたサポートPSを試作し、その着用性能を検証した。立位作業者を被験者として、脚部浮腫および疲労度への効果、圧快適性に及ぼす影響を明らかにした。6.また、上記のPSを用いて、皮膚血流量、皮膚温、心拍数、口腔温等の生理量に及ぼす影響を検討し、試作PSの有用性を検証した。7.体幹部の圧分布の異なる衣料を作製し、鼠頚部や肩紐部などに紐状にかかる局所圧とその他の布地部分にあたる全体圧の人体生理への影響を、安静時・運動時において明らかにした。サポートストッキングによる脚部の圧迫は、静脈還流量を増加させ浮腫みに効果的である一方、脚末梢部の皮膚血流量を減少させ、強い締め付けを好まない女性にとっては圧的不快感を伴うことが、これまでの研究からわかっている。これらの問題点を解消するためには、レッグ部の長軸方向のみならず周方向の圧分布を検討する必要がある。本年度の主な研究成果を以下に示す。1.圧快適性をもつサポートストッキングのための着用圧レベルを定量化するために、20才代40才代の女性を用いて、大腿部、下腿部、足首部における快適圧および限界圧を明らかにした。2.また、快適圧および限界圧には、かなりの個人差がみられ、それらの要因を分析した。3.大腿部、下腿前面の圧感覚が鋭敏であるという実験結果等に基づいて、周方向にもループ長を制御して圧快適性を求めた健康サポートストッキングを試作した。4.試作サポートストッキングの着用性能を検証するために、デパートに勤務する女性販売員を被験者として、浮腫みおよび疲労度の軽減に対する効果の測定と圧快適性評価を行った。5.サポートストッキングの光沢感や透明感は、美的快適性を追求する上において非常に重要である。そこで、市販ストッキングとタイツを用いて、視感のSD法調査と光学的特性(色彩、光透過、階調輝度分布)との関係を明らかにした。6.肌に直接触れて着用されるストッキングにおいては、触快適性も重要な問題である。

そこで、構造の異なるストッキングを用いて、着用伸張状態時の圧縮特性を明らかにした。本研究は、圧快適性をもつ衣料開発のための設計指針を得ることを目的に、人体圧迫型衣料としてサポートパンティストッキング(PS)および競泳用水着を取り上げて、これらの衣料による圧迫が人体生理および心理に及ぼす影響を明らかにした。昨年度に引き続き、今年度もサポートPSによる脚部の圧迫が生理反応に及ぼす影響、圧感覚・圧快適性に及ぼす影響を中心に、体幹部圧迫による人体影響についても研究を行った。また、基礎研究として、PS布の圧縮特性、表面粗さ特性についても検討を行った。さらに、心理的快適性を得るための審美性能についても検討した。得られた研究成果は以下の通りである。1.着用者の体型によるPSの伸長が肌触り感覚に及ぼす影響を検討するために、直径および長さの異なる円筒を用いて、伸長率を変化させた際の圧縮特性(圧縮エネルギー、圧縮レジリエンス)の変化を明らかにした。2.PS肌触り感覚に影響をおよぼす表面特性を円筒モデル実験および人体着用実験により検討し、PSの編構造と表面粗さとの関係を明らかにした。3.心地よい圧分布をもつサポートPSの設計を目的として、大腿部、下腿部、足首部を部位別に圧迫したときの快適圧、限界圧を明らかにした。また、それらに寄与する要因を分析した。4.脚部の審美性確保を目的に、PSと化粧用ファンデーションが脚部の傷跡被覆効果とその客観的評価法を明らかにした。5.これまでの研究成果を基に、コース方向にループ長をコントロールしたサポートPSを試作し、その着用性能を検証した。立位作業者を被験者として、脚部浮腫および疲労度への効果、圧快適性に及ぼす影響を明らかにした。6.また、上記のPSを用いて、皮膚血流量、皮膚温、心拍数、口腔温等の生理量に及ぼす影響を検討し、試作PSの有用性を検証した。7.体幹部の圧分布の異なる衣料を作製し、鼠頚部や肩紐部などに紐状にかかる局所圧とその他の布地部分にあたる全体圧の人体生理への影響を、安静時・運動時において明らかにした。
形態形成因子Wntのシグナル伝達を調節する硫酸化糖鎖

発生過程を統合的に制御する鍵因子として働くWntシグナルの強弱を微細に調節することは、細胞の運命決定、恒常性の維持、代謝調節のために重要であるので、申請者らは、細胞表面や細胞外マトリクスに存在する硫酸化糖鎖によるWntシグナルの調節に焦点を当てて研究を行った。Wntに高親和性を示す硫酸化糖鎖構造を合成するコンドロイン4-O-硫酸基転移酵素-1(C4ST-1)によってWntシグナルやWnt分子の拡散が調節されるが、一方で、C4ST-1はWntシグナルの下流で転写調節を受ける。本研究では、WntシグナルによるC4ST-1遺伝子の発現調節機構を明らかにすることを目的として、C4ST-1遺伝子の5'上流に存在するWntシグナル応答配列を決定した。発生過程を統合的に制御する鍵因子として働くWntシグナルの成熟個体における調節異常はガンや生活習慣病などのシグナル伝達病や老化の病態に関与する。一方、硫酸化糖鎖はプロテオグリカンとして細胞表面に存在し、シグナル伝達の調節因子として重要であるため、この合成異常により種々のシグナル伝達が乱れ、発生異常や疾患の原因となる。Wntシグナルの強弱を微細に調節することは、細胞の運命決定、恒常性の維持、代謝調節のために重要であるが、申請者らは、糖鎖暗号の形成に関わる硫酸化糖鎖合成酵素を厳密に制御することが、Wntシグナルの微細調節機構の分子基盤を成す可能性を示し、シグナル伝達病の発症機構の解明を目指す。平成22年度は、コンドロイン4-O-硫酸基転移酵素-1によって合成される硫酸化構造がWnt-3aの拡散を制御することを明らかにした。この研究成果は、国際雑誌「Journal Biological Chemistry」に掲載され、また、「BMB2010」で発表し高い評価を得た。本年度は、Wntシグナルの調節に関わるコンドロイン4-O-硫酸基転移酵素-1(C4ST-1)の発現調節機構についても調べた。(1)プロモーター領域の欠失変異体の解析によって、Wntシグナル制御下でC4ST-1遺伝子の転写調節に関わるDNA配列を絞り込んだ。(2)メチル化阻害剤やアセチル化阻害剤を用いて、Wntシグナル制御下のC4ST-1遺伝子の発現調節がエピジェネティックな因子による可能性について検討した。(3)Wnt-3aの受容体であるFrizzled-4とEGFPの融合タンパク質の発現プラスミドを構築し、硫酸化糖鎖合成酵素遺伝子の変異により細胞表面の硫酸化糖鎖の量に違いがあるマウス線維芽細胞クローン株にFrizzled-4-EGFPを導入し、刺激に伴う受容体の挙動を検討した。
胎児機能における羊水由来間葉系幹細胞・エクソソームの役割と臨床的意義に関する研究

2)羊水由来MSCにおける胎児成熟と関連したmicroRNAの標的遺伝子(mRNA)の同定を試みた。妊娠中期末期の母体末梢血、胎盤組織および羊水細胞を一組として、cDNAマイクロアレイ解析を行い母体血中における羊水細胞特異的遺伝子をスクリーニングした。その結果、約54,000個のmRNAの中から、羊水細胞特異的mRNAの候補遺伝子群として18個の遺伝子が同定された。その中には、胎児の消化管、皮膚、神経系などに由来する遺伝子(keratin gene family, EMP2およびEHFなど)が含まれていた。今後、C14MCに含まれるmicroRNAと羊水細胞特異的mRNAとの関連を解析する予定である。羊水由来MSCにおけるC19MC microRNAsならびにC14MC microRNAsの発現パターンを解析し、C14MC microRNAsが羊水由来MSCで有意に高く発現していることを明らかにした。そして、羊水細胞特異的mRNAを同定し、C14MC microRNAsの標的遺伝子(mRNA)の候補として解析を進める予定である。1)培養条件ならび妊娠背景が羊水由来MSCにおける胎児成熟と関連したmRNA/microRNAプロファイルへ及ぼす影響を明らかにする。培養条件による影響については、胎児成熟と関連したmRNA/microRNAについて、それぞれ酸素濃度5%、21%、80%条件下に培養した羊水由来MSCにおける発現プロファイルをリアルタイムRT-PCR法で比較し、その影響を明らかにする。温度(33度、37度)、成長因子(G-CSFの有無)についても同様の検討を行い、羊水由来MSCの最適な培養条件に関する新知見を得る。妊娠背景による影響については、Preeclampsiaの臍帯由来MSCは、正常妊娠のそれと比較して神経マーカーなどの発現が上昇しており、MSCにおいて妊娠関連疾患の影響を把握することは重要である。正常妊娠、Preeclampsia、胎児発育不全(FGR)および妊娠糖尿病(GDM)各20例を対象として、それぞれの羊水由来MSCにおける胎児成熟と関連したmRNA/microRNAプロファイルをリアルタイムRT-PCR法で比較して、その影響を明らかにする。2)羊水・母体血漿中エクソソームにおける胎児成熟と関連したmRNA/microRNAプロファイルの同定とその胎児機能評価法への有用性を評価する。2018年度はC19MCならびにC14MC microRNAsの発現解析を行い、羊水細胞MSCに特異的な発現パターンが存在することが確認された。2019年度に網羅的解析法であるmicroRNAアレイ解析を行いより多くの羊水細胞MSCに特異的な発現パターンと胎児成熟に関する知見を得る予定なので、次年度使用額は計画通りに使用される。
骨格筋の不活動に伴って変化する心循環調節機構の解明

本研究は,筋不活動が骨格筋からの反射性循環調節に与える影響を明らかにし,循環調節を含めた不活動後のリハビリテーションプログラムの構築を目指すものである。今回の申請では次の2点に焦点を絞って研究を行った。(1)短期間の不活動によって筋量が変化しない場合でも筋内受容器の感受性変化あるいは循環中枢内での神経性変化などによって減弱するか,(2)筋萎縮が生じる長期間の筋不活動によって,骨格筋内受容器から生じる反射性循環応答は短期間の不活動の場合と比較してより減弱するかを明らかにする。右側の靴底を補高した状態で松葉杖歩行を行い,左側の下肢を免荷状態にすることによって骨格筋を不活動にした。不活動1週間後,筋萎縮は起こらないが最大筋力は低下した。不活動1週間後の運動時心拍数,血圧応答は不活動前と比べて変化は見られなかった。運動終了後に運動肢を阻血して筋代謝受容器反射を調べたところ,不活動前と比べて変化はみられなかった。不活動3週間後,筋萎縮と最大筋力低下が観察された。運動時の心拍血圧応答は,不活動前と比べて減弱した。また,筋代謝受容器反射によっておこる血圧上昇についても不活動前と比較して減弱した。以上の結果から,筋量低下が生じない程度の短期間の骨格筋不活動では,筋代謝受容器反射は変化しないことが明らかになった。また,不活動期間が長く筋萎縮が生じると,筋代謝受容器反射によっておこる昇圧は減弱することが明らかになった。本研究の目的は,(1)短期間の不活動によって筋量が変化しない場合でも筋内受容器の感受性変化あるいは循環中枢内での神経性変化などによって減弱するか,(2)筋萎縮が生じる長期間の筋不活動によって,骨格筋内受容器から生じる反射性循環応答は短期間の不活動の場合と比較してより減弱するかを明らかにすることである.H18年度の研究計画は,筋萎縮を伴わない短期間の不活動が筋からの反射性循環応答に与える影響を調べることとした.そのためには,(1)骨格筋の不活動を引き起こす方法の確立,(2)不活動期間の決定,(3)短期間の不活動が筋からの反射性循環応答与える影響の検討に至る3つのステップが必要であった.骨格筋の不活動を引き起こす方法は,当初不活動状態にする片側下肢をハーネスで吊り,松葉杖で生活することを想定していたが,転倒時の危険等から中止した.代替方法として,片側の靴底を補高した状態で松葉杖歩行を行い,補高と反対側の下肢を免荷状態にすることによって不活動状態にする方法を採った.この方法を用いて生活を行い,MRIを用いて下肢の筋横断面積を測定した.その結果,不活動1週間後には筋萎縮は生じないが最大随意筋力は低下した.不活動3週間後には筋萎縮が生じるとともに最大筋力も低下した。したがって,短期間の筋不活動期間は1週間とした.また,H19年度行う予定である筋萎縮を伴う長期間の筋不活動期間は3週間と決定した.短期間の不活動が筋からの反射性循環応答に与える影響については検討するに至らなかった.したがって,H18年度は上記3つのステップの内,(1)および(2)を達成し,(3)が未達成な課題として残った.H19年度は残された課題を行うとともに,H18に予備検討した結果から決定した長期間の筋不活動が筋からの反射性循環応答に与える影響を調べる予定である.本研究は,筋不活動が骨格筋からの反射性循環調節に与える影響を明らかにし,循環調節を含めた不活動後のリハビリテーションプログラムの構築を目指すものである。
インターフェロンによる上皮増殖因子のダウンレギュレーション

細胞増殖という生物にとって最も基本的な性質は、細胞増殖因子と呼ばれる一群の物質が細胞に作用することにより引き起こされる。増殖因子は、細胞膜上のレセプターと高い特異性を示して反応し、遺伝子に存在する増殖に必要なプログラムを作動させる。ところで、インターフェロンは、強い抗ウィルス活性を持つと同時に,多くの細胞に対してその増殖を抑制する活性を持っている。しかし、その抗ウィルス作用に較べて、インターフェロンの細胞増殖抑制作用の詳しい機構は解明されていない。我々は、インターフェロンの細胞増殖抑制作用の一因が、増殖因子とそのレセプターとの正常な相互作用にインターフェロンが変化を生じさせることではないかと考え、増殖因子の一つepidermal growthfactor(EGF)を実験材料とすることにより、我々の作業仮設の実証を試みた。人の正常な繊維芽細胞と及びそれをsimian virus 40(sv40)でトランスフォームした細胞をインターフェロン-γで処理した時、EGFの両細胞に対する結合が対照的な変化を呈した。即ち、正常細胞ではインターフェロン-γの作用はEGFの結合を増加させ、一方sv40でトランスフォームした細胞ではインターフェロン-γの処理はEGFの結合を減少させた。またEGFは両細胞に対してmitogenic effectを持っていたが、インターフェロン-γ処理は正常細胞ではEGFのmitogenic effectを増加させ、sv40でトランスフォームさせた細胞ではmitogenic effectは減少した。即ち増殖因子と細胞との相互作用に対するインターフェロンの干渉が、インターフェロンによる細胞の増殖抑制と関係のあることが示唆された。増殖因子は、細胞膜上のレセプタ-と高い特異性を示して反応し、遺伝子に存在する増殖に必要なプログラムを作動させる。ところで、インタ-フェロンは、強い抗ウィルス活性を持つと同時に、多くの細胞に対してその増殖を抑制する活性を持っている。しかし、その抗ウィルス作用に較べて、インタ-フェロンの細胞増殖抑制作用の詳しい機構は解明されていない。我々は、インタ-フェロンの細胞増殖抑制作用の一因が、増殖因子とそのレセプタ-との正常な相互作用にインタ-フェロンが変化を生じさせることではないかと考え、増殖因子の一つepidermal growthfactor(EGF)を実験材料とすることにより、我々の作業仮設の実証を試みた。人の正常な繊維芽細胞と及びそれをsimian virus 40(sv40)でトランスフォ-ムした細胞をインタ-フェロンーγで処理した時、EGFの両細胞に対する結合が対照的な変化を呈した。即ち、正常細胞ではインタ-フェロンーγの作用はEGFの結合を増加させ、一方sv40でトランスフォ-ムした細胞ではインタ-フェロンーγの処理はEGFの結合を減少させた。またEGFは両細胞に対してmitogenic effectを持っていたが、インタ-フェロンーγ処理は正常細胞ではEGFのmitogenic effectを増加させ、sv40でトランスフォ-ムさせた細胞ではmitogenic effectは減少した。即ち増殖因子と細胞との相互作用に対するインタ-フェロンの干渉が、インタ-フェロンによる細胞の増殖抑制と関係のあることが示唆された。ところで、インターフェロンは、強い抗ウィルス活性を持つと同時に、多くの細胞に対してその増殖を抑制する活性を持っている。我々は、インターフェロンの細胞増殖抑制作用の一因が、増殖因子とそのレセプターとの正常な相互作用にインターフェロンが変化を生じさせることではないかと考え、増殖因子の一つepidermal growthfactor (EGF)を実験材料とすることにより、我々の作業仮設の実証を試みた。

人の正常な繊維芽細胞と及びそれをsimian virus 40(sv40)でトランスフォームした細胞をインターフェロン-γで処理した時、EGFの両細胞に対する結合が対照的な変化を呈した。即ち、正常細胞ではインターフェロン-γの作用はEGFの結合を増加させ、一方sv40でトランスフォームした細胞ではインターフェロン-γの処理はEGFの結合を減少させた。またEGFは両細胞に対してmitogenic effectを持っていたが、インターフェロン-γ処理は正常細胞ではEGFのmitogenic effectを増加させ、sv40でトランスフォームさせた細胞ではmitogenic effectは減少した。即ち増殖因子と細胞との相互作用に対するインターフェロンの干渉が、インターフェロンによる細胞の増殖抑制と関係のあることが示唆された。細胞増殖という生物にとって最も基本的な性質は、細胞増殖因子と呼ばれる一群の物質が細胞に作用することにより引き起こされる。増殖因子は、細胞膜上のレセプターと高い特異性を示して反応し、遺伝子に存在する増殖に必要なプログラムを作動させる。ところで、インターフェロンは、強い抗ウィルス活性を持つと同時に、多くの細胞に対してその増殖を抑制する活性を持っている。しかし、その抗ウィルス作用に較べて、インターフェロンの細胞増殖抑制作用の詳しい機構は解明されていない。我々は、インターフェロンの細胞増殖抑制作用の一因が、増殖因子とそのレセプターとの正常な相互作用にインターフェロンが変化を生じさせることではないかと考え、増殖因子の一つepidermal growthfactor(EGF)を実験材料とすることにより、我々の作業仮設の実証を試みた。人の正常な線維芽細胞と及びそれをsimian virus 40(sv40)でトランスフォームした細胞をインターフェロン-gammaで処理した時、EGFの両細胞に対する結合が対照的な変化を呈した。即ち、正常細胞ではインターフェロン-gammaの作用はEGFの結合を増加させ、一方sv40でトランスフォームした細胞ではインターフェロン-gammaの処理はEGFの結合を減少させた。またEGFは両細胞に対してmitogenic effectを持っていたが、インターフェロン-gamma処理は正常細胞ではEGFのmitogenic effectを増加させ、sv40でトランスフォームさせた細胞ではmitogenic effectは減少した。
消化管知覚異常を改善させる運動時多感覚情報処理の電気生理学的検証

過敏性腸症候群(IBS)は,内臓知覚と体性知覚に関わる神経基盤の活動に特徴がある.IBSは運動等の介入によって症状が軽減する.本研究はIBS18名と無症状者10名を対象に運動を4週間実施させ,消化器症状の改善と脱感作が生じるという仮説を検証した.運動介入の効果は,一日の平均歩行量が7000歩よりも多い群では少ない群よりも有意に消化器症状が低かった.体性知覚には運動量の違いまたは症状の変化によって違いは検出できなかった.IBS有症状者が4週間の運動量を7000歩以上に保つと消化器症状は減弱するが,体性知覚は変化しないことがわかった.これらの機序は脳内感覚情報処理の解析により証明されるべきだろう.機能的消化管障害である過敏性腸症候群(IBS)は脳腸相関の異常が中心病態であり,罹患者には日常生活に障害をもたらす.運動によって生活リズムを保ち,生活習慣改善をはかると軽症のIBSは改善する(Jarrett ME,2009).しかし,IBSには内臓知覚過敏の他に体性知覚過敏があり,骨格筋持続伸張の運動でも爽快感が得られにくい(Shimizu K,2010).本研究はIBS有症状者が反復的骨格筋運動中およびその前後に体性知覚の感作現象と脱感作現象が生じる機序を電気生理学的に検証し,IBSへの運動介入基準を作成する.平成27年度はIBSにみられる運動時の体性知覚過敏について,経頭蓋磁気刺激装置を用いて運動誘発電位(MEP)を測定し,大脳皮質の神経興奮を解析した.対象は成人のIBS有症状者18人,無症状者10人.IBS症状はRome III診断基準に基づいて医師が診断した.説明と同意の後,実験は2パートに分けた.Part1は被験者の多種感覚運動に対する運動誘発電位と心理ストレス実験を行った.安静時MEPを右第一骨間筋から導出し,多種感覚運動(腹部体幹筋,下肢筋,上肢筋を自動的持続伸張)の前後に測定した.心理ストレス検査は暗算ストレスによる心臓自律神経反応を指尖脈波で測定し,さらに唾液中αアミラーゼ活性を測定した.実験Part2では被験者に4週間の運動介入を行い,その後の変化を再調査した.一次解析としてIBS有症状者と無症状者との比較をしたところ,IBS有症状者の消化器症状は無症状者よりも有意に悪く,症状による群分けは成功していた.安静時MEP振幅はIBS無症状者のほうが無症状者よりも値のばらつきが大きい傾向があった.IBS有症状者をMEP振幅の高群と低群にわけて4週間の運動介入後に消化器症状を比較したところ,MEP振幅が低群は消化器症状が改善する傾向があった.本研究の被験者は成人男女でIBS有症状者と無症状者を各20名募集した.対象人数は2群のサンプル数比1においてMEPとSEPのamplitude及び潜時の値から有意水準5%,検出力80ー90%で臨床的有意差を仮定してそれぞれ17人と算出し,2-3割の脱落者を見込み各20人,計40人とした.平成27年度は有症状者16人,無症状者10人をリクルートできた.MEP計測には経頭蓋磁気刺激装置(Magpro X)と8の字コイルを用い,安静時と反復運動中に右一次運動野領域を刺激する計画であった.しかし,被験者を運動させると刺激用コイルが刺激部位からずれることが多かった.また,MEPは臍左部の腹直筋より導出することを計画していたが,MEP検出が安定しなかったため,第一骨間筋から導出することに変更した.実験Part2で得られたMEP振幅の違いによってIBSの消化器症状に対する運動効果の効き方が異なる現象については真偽を慎重に確かめる必要がある.大脳運動野の興奮性が異なることが,消化器症状に影響を及ぼす機序は明らかでない.また,MEPの性差等,不明な点があり,更なる検証が必要である.実験は概ね計画通りに進んでいると判断している.過敏性腸症候群(IBS)特徴には,消化管から脳への求心性信号を上方提供するシステムに過敏性を含んで痛みと不快に至るという病態がある(Fukudo S, 2013).消化管刺激への先行刺激の有無,刺激に対する病的警戒と選択的注意により脳活動が変容し,内臓知覚過敏に関わる神経基盤の活動が特徴付けられている(Hamaguchi T, 2013).本研究ではIBSにみられる運動時の体性知覚過敏を感覚誘発電位装置を用いて解析した.

平成28年度はIBS有症状者18名と無症状者10名を対象に運動を2週間実施させ,Somatosensory Evoked Potentials : SEPを解析し,脱感作が生じているという仮説を検証した.SEPを運動実施率による群(高群,低群,無症状群)と時期(4週間の運動介入前,4週間の運動介入後)の二元配置分散分析を行ったところ,交互作用を認めた(F[2, 554]=4.124, P=0.0167).運動実施率による群の主効果(F[2, 554]=13.470, P<0.01)は認めたが,時期の主効果(F[1, 554]=1.596, P=0.21)は認めなかった.SEPの多重比較検定では,介入前のIBS運動実施率高群は無症状群より高かった(P=0.04).無症状群のSEPはIBS運動実施率低群と差がなかった(P=0.20).IBS運動実施率高群はIBS運動実施率低群より高かった(P<0.01).介入後のIBS運動実施率高群はIBS運動実施率低群より高かった(P=0.04).現解析により,IBS有症状者のうち2週間の運動量が高ければ脱感作が生じるという仮説は成立しなかった.IBS有症状者のSEPは末梢感覚受容器と脊髄,脳内感覚情報処理ネットワークの解析により明らかにされている.この現象が運動量によって異なることの神経学的背景は未だ不明である.本研究の被験者は成人男女でIBS有症状者と無症状者を各20名募集した.対象人数は2群サンプル数比1においてMEPとSEPの振幅および潜時から有意水準5%,検出力80-90%で臨床的有意差を算出してそれぞれ17人とし,2-3割の実験脱落を見込み,各20人,計40人とした.平成28年度はIBS有症状者18名,無症状者10名を対象とした体性知覚過敏の運動による変容を調査した.平成29年度は平成27年度に実施した運動誘発電位検査の調査結果と合わせて消化器症状に影響を及ぼす体性知覚と運動の電気生理学的分析を行う予定である.実験は概ね計画通りに進んでいると判断した.過敏性腸症候群(irritable bowel syndrome:IBS)の体性知覚過敏には脊髄神経の過興奮性と中枢神経系調節,感作現象が密接に関連していると考えられる.これまでの研究により,骨格筋の運動によりIBSの知覚過敏が改善することが明らかにされていた.本研究はIBS有症状者にみられる運動時の体性知覚過敏が継続的な運動によって消化器症状の改善と伴に変化することを検証した.IBS有症状者18名と無症状者10名を対象に,2週間の運動介入を実施させ,歩行量と消化器症状ならびに腹部知覚閾値の刺激によるSomatosensory Evoked Potentials: SEPを調査して検証した.SEPを運動実施率によるを運動実施率による群(高群,低群,無症状群)と時期(4週間の運動介入前,4週間の運動介入後)の二元配置分散分析を行ったところ,SEPは介入前のIBS運動実施率高群は無症状群より高かった(P=0.04).無症状群のSEPはIBS運動実施率低群と差がなかった(P=0.20).IBS運動実施率高群はIBS運動実施率低群より高かった(P<0.01).介入後のIBS運動実施率高群はIBS運動実施率低群より高かった(P=0.04).IBS有症状者のうち2週間の運動量が高ければ脱感作が生じるという仮説は棄却された.平成29年度は,消化器症状(GSRS)を時期(4週間の運動介入前と介入後)と群(無症状群,IBS-SEP高群,IBS-SEP低群)で比較した結果,交互作用はみられなかった(P=0.42).消化器症状(GSRS)を群(無症状群,IBS-SEP高群,IBS-SEP低群)で比較した結果,無症状群とIBS-SEP高群には群による主効果が認められた(P=0.01).多重比較検定により,無症状群よりIBS-SEP高群で有意に高い値を示した(P=0.010).IBS有症状者のSEPは末梢感覚受容器と脊髄,脳内感覚情報処理ネットワークの解析により明らかにされている.この研究結果より,継続的な運動によりIBSの消化器症状が改善し,体性知覚過敏が減弱することが明らかになった.過敏性腸症候群(IBS)は,内臓知覚と体性知覚に関わる神経基盤の活動に特徴がある.IBSは運動等の介入によって症状が軽減する.本研究はIBS18名と無症状者10名を対象に運動を4週間実施させ,消化器症状の改善と脱感作が生じるという仮説を検証した.
鉄筋コンクリート部材の曲げ降伏後のせん断破壊防止方法の開発

本研究では、梁部材の曲げ降伏後のせん断破壊や柱・梁接合部の梁曲げ降伏後の接合部せん断破壊に焦点を絞り、詳細な測定を伴う部材実験を行い、横補強筋の拘束とせん断の分担率の変化やせん断抵抗機構の変化過程を観察した。更に、実験試験体を中心に、非線形FEM解析を行い、内部応力状態の観察により、曲げ降伏後のせん断抵抗機構の変化過程を検討し、日本建築学会の『鉄筋コンクリート造建物の終局強度型耐震設計指針』で提案されている指針式の基となるマクロモデルの検証を行い、より合理的なRC部材の曲げ降伏後のせん断破壊防止方法を開発することを研究目的とした。(1)柱・梁接合部実験試験体を中心とした非線形2次元FEM解析を行い、実験結果と比較しながら梁降伏後の接合部のせん断抵抗機構の変化過程を内部応力状態の検討により把握した。平成6年度に実験を行い、平成7年度にFEM解析による検討を行っていた。梁部材の曲げ降伏後のせん断破壊現象との違いも検討した。(野口、井上、柏崎)(2)柱・梁接合部の実験とFEM解析結果を総合的に検討し、梁降伏後の接合部のせん断破壊の防止方法の検討を行った。さらに3年間の研究をとりまとめ、梁部材、柱・梁接合部の曲げ降伏後の大変形領域でのせん断破壊防止方法の提案を行った。(野口、井上、柏崎)本研究では、梁部材の曲げ降伏後のせん断破壊や柱・梁接合部の梁曲げ降伏後の接合部せん断破壊に焦点を絞り、詳細な測定を伴う部材実験を行い、横補強筋の拘束とせん断の分担率の変化やせん断抵抗機構の変化過程を観察した。(野口、井上、柏崎)(1)高強度材料(コンクリート圧縮強度σ_B=800kgf/cm^2、鉄筋降状強度_Sσ_γ=7200kgf/cm^2)と普通強度材料(σ_B=270kgf/cm^2、_Sσ_γ=4000kgf/cm^2)を用いたRC梁の曲げせん断実験をそれぞれ6、2体行った。主な実験パラメータはせん断補強筋量と梁主筋量である。高強度材料を用いた、梁主筋量の最も多いATK-1試験体はせん断破壊が先行する破壊モードとなったが、その他の7体は、全て梁曲げ降状後にヒンジ領域でせん断破壊が生じた。前述の8体の実験結果から、せん断強度と変形能力の関係を求め、学会指針A法の検証を行った。その結果、指針式A法は部材の変形能力を過小評価する傾向があり、指針式A法の適用対象である普通強度材料においてこの傾向が特に顕著であった。また、塑性理論に基づくマクロモデル解析で、特に重要となるコンクリート有効圧縮強度νを実験結果から算出した結果、限界塑性回転角の増加に伴い、νの低下がみられ、これは指針式と対応する傾向であった。(2)せん断破壊先行型、あるいは曲げ降状後せん断破壊型の破壊モードとなったRC梁の実験試験体8体の非線形2次元FEM解析を行った。解析モデルでは、普通強度材料から高強度材料まで適用可能な、ひび割れコンクリートの圧縮劣化特性を考慮している。このモデルでは、ひび割れコンクリートの劣化をせん断ひび割れに直交する引張りひずみの関数として表現している。FEM解析結果は、普通、高強度材料ともに、破壊状況、荷重-変形関係は実験と良好な対応を示した。また、梁部材のじん性の傾向に関しても、実験結果を検証することができた。梁曲げ降状後のせん断抵抗機構を解明するために、FEM解析結果を用いて、アーチ機構とトラス機構の分離を行った。FEM解析値によるトラス機構のせん断力負担割合は、指針式よりもかなり小さい結果となった。(1)RC梁の曲げ降伏後のせん断破壊に関する昨年度の実験とFEM解析の結果を比較し、繰り返し載荷時のせん断抵抗機構の変化過程の考察を行った。FEM解析では、単調載荷のみであったので、繰り返し載荷の解析も実施し、両者の違いを実験結果と比較し検討を行う。更に、単調載荷でも、変形レベルに応じて繰り返しの影響を考慮できる梁部材ヒンジ領域の解析モデルを開発、検証した。[野口、井上、柏崎](2)RC柱・梁十字接合部の梁曲げ降伏後の接合部せん断破壊に焦点を絞った実験を行った。

試験体は6体で、梁曲げ降伏時層間部材角の比較的小さい普通強度材料を対象とした。接合部せん断入力レベルを実験パラメータとして変化させ、梁曲げ降伏後、(2)早期に接合部がせん断破壊する場合と(2)大変形時に接合部がせん断破壊する場合を区別できるように試験体を設計した。更に、梁曲げ降伏に伴う梁主筋の付着劣化が、接合部せん断強度の劣化に与える影響を検討した。[野口、柏崎](3)繰り返し載荷を考慮した、RC柱・梁十字接合部の2次元FEM解析を行い、繰り返し載荷による接合部せん断入力レベルが、BJ型破壊モード(梁曲げ降伏後接合部せん断破壊型の破壊モード)に与える影響を検討した。更に、梁曲げ降伏後の梁主筋付着劣化が、BJ型破壊モードに与える影響を実験とFEM解析の結果を用いて検討し、接合部せん断劣化の解析モデルを提案し、考察した。[野口、井上、柏崎]本研究では、梁部材の曲げ降伏後のせん断破壊や柱・梁接合部の梁曲げ降伏後の接合部せん断破壊に焦点を絞り、詳細な測定を伴う部材実験を行い、横補強筋の拘束とせん断の分担率の変化やせん断抵抗機構の変化過程を観察した。更に、実験試験体を中心に、非線形FEM解析を行い、内部応力状態の観察により、曲げ降伏後のせん断抵抗機構の変化過程を検討し、日本建築学会の『鉄筋コンクリート造建物の終局強度型耐震設計指針』で提案されている指針式の基となるマクロモデルの検証を行い、より合理的なRC部材の曲げ降伏後のせん断破壊防止方法を開発することを研究目的とした。(1)柱・梁接合部実験試験体を中心とした非線形2次元FEM解析を行い、実験結果と比較しながら梁降伏後の接合部のせん断抵抗機構の変化過程を内部応力状態の検討により把握した。平成6年度に実験を行い、平成7年度にFEM解析による検討を行っていた。梁部材の曲げ降伏後のせん断破壊現象との違いも検討した。(野口、井上、柏崎)(2)柱・梁接合部の実験とFEM解析結果を総合的に検討し、梁降伏後の接合部のせん断破壊の防止方法の検討を行った。さらに3年間の研究をとりまとめ、梁部材、柱・梁接合部の曲げ降伏後の大変形領域でのせん断破壊防止方法の提案を行った。(野口、井上、柏崎)
摩擦触媒を利用した環境清浄化に関する研究

申請者は,摩擦が気体反応を促進する効果を見出しそれを摩擦触媒と命名した.摩擦や摩耗の多い金属同士よりもそれらの少ないほうが効果が大きいことから,吸着分子同士の表面反応を摩擦が促進するのだと考えた.この現象は燃料の完全燃焼だけではなく,逆にCO_2の除去や脱臭などにも利用できることが予想される.本研究はそれらの気体反応を,室温において摩擦触媒によって促進させ清浄環境を得る有力な手段として確立せんことを目的とした.摩擦触媒実験装置に組み込まれているピン・オン・ディスク型摩擦試験機のピン試片としてAgとS45C鋼を,ディスク試片としてS45C鋼を用意する.磁場は中心穴があいている平板希土類磁石をディスクに張り付けて印加した.10^<-4>Pa程度の二酸化炭素を導入した後摩擦を開始し,質量分析計で装置内の気体の種類と量の摩擦による変化を観察した.S45C鋼同士の摩擦は二酸化炭素からメタンを作る反応において摩擦触媒活性を有した.また,1)磁場なしシビア摩耗,2)磁場ありシビア摩耗,3)磁場ありマイルド摩耗における,メタンをあらわすCH3^+イオン電流値を比較すると,磁場中でのマイルド摩耗はシビア摩耗に較べて高い活性を持つこと,一方シビア摩耗においては磁場の効果はないことが確認された.メタンの炭素は二酸化炭素からもたらされると考え,各摩擦速度における二酸化炭素の圧力減少量とメタンの圧力増加量の相関をとると,磁場の有無,摩耗形態の違いにかかわらず,各種状態における圧力変動量は同じ直線上に乗った.そこから二酸化炭素からメタンへの転換率は2.5%と計算された.シビア摩耗においては,磁場の有無によってはメタンの発生量がかわらなかったことから,磁場は反応に直接関与しているわけではないといえる.むしろ磁場はマイルド摩耗の成立を促進することで反応に寄与する.本実験のような真空に近い条件では,摩擦面は摩耗によってシビア摩耗面に戻り反応の活性が低くなる.反応の接続には酸化物の存続が重要である.またS45C鋼のマイルド摩耗面とAgの磁場中での摩擦でも,二酸化炭素のメタンへの還元反応が生じた.その転換率や,水素の発生量に対するメタンの発生量の比はS45C鋼同士のシビア,マイルド摩耗面よりも高いことが知られた.申請者は,摩擦が気体反応を促進する効果を見出しそれを摩擦触媒と命名した.摩擦や摩耗の多い金属同士よりもそれらの少ないほうが効果が大きいことから,吸着分子同士の表面反応を摩擦が促進するのだと考えた.この現象は燃料の完全燃焼だけではなく,逆にCO_2の除去や脱臭などにも利用できることが予想される.本研究はそれらの気体反応を,室温において摩擦触媒によって促進させ清浄環境を得る有力な手段として確立せんことを目的とした.摩擦触媒実験装置に組み込まれているピン・オン・ディスク型摩擦試験機のピン試片としてAgとS45C鋼を,ディスク試片としてS45C鋼を用意する.磁場は中心穴があいている平板希土類磁石をディスクに張り付けて印加した.10^<-4>Pa程度の二酸化炭素を導入した後摩擦を開始し,質量分析計で装置内の気体の種類と量の摩擦による変化を観察した.S45C鋼同士の摩擦は二酸化炭素からメタンを作る反応において摩擦触媒活性を有した.また,1)磁場なしシビア摩耗,2)磁場ありシビア摩耗,3)磁場ありマイルド摩耗における,メタンをあらわすCH3^+イオン電流値を比較すると,磁場中でのマイルド摩耗はシビア摩耗に較べて高い活性を持つこと,一方シビア摩耗においては磁場の効果はないことが確認された.メタンの炭素は二酸化炭素からもたらされると考え,各摩擦速度における二酸化炭素の圧力減少量とメタンの圧力増加量の相関をとると,磁場の有無,摩耗形態の違いにかかわらず,各種状態における圧力変動量は同じ直線上に乗った.そこから二酸化炭素からメタンへの転換率は2.5%と計算された.シビア摩耗においては,磁場の有無によってはメタンの発生量がかわらなかったことから,磁場は反応に直接関与しているわけではないといえる.むしろ磁場はマイルド摩耗の成立を促進することで反応に寄与する.本実験のような真空に近い条件では,摩擦面は摩耗によってシビア摩耗面に戻り反応の活性が低くなる.反応の接続には酸化物の存続が重要である.またS45C鋼のマイルド摩耗面とAgの磁場中での摩擦でも,二酸化炭素のメタンへの還元反応が生じた.その転換率や,水素の発生量に対するメタンの発生量の比はS45C鋼同士のシビア,マイルド摩耗面よりも高いことが知られた.
ネギ品種・品種群の生理・生態的特性と分化成立について

63年度,元年度の2年にわたり,日本のみならず中国,台湾,韓国も含め数十品種を比較栽培し,ネギ品種・品種群の類縁関係を解明するべく,種々の形質について調査検討した.1.抽台・開花特性については,一般的に寒地に分布する品種ほど抽台は早く,開花までの期間は長い傾向が認められた.また低温伸長性の大きい品種ほど抽台が遅いという新たな関係を見いだした.2.ネギの葉身のエピクチクラワックスには,大別して樹枝状,プレ-ト状,団子状の3種があることを認めた.そしてこのエピクチクラワックスの形態に品種間差ならびに同一品種でも季節による違いがあることに着目し,夏季のワックスの形態が品種分類の指標として有効であることを提唱した.3.アイソザイム分析をPGM,GPI,ADH,LDH,MDH,ESTなどについて行い,特にGPIでは葉齢や部位に関わらず品種に特異的なバンドが得られ,このバンドパタ-ンに基づく分類は生態学的あるいは形態学的な分類結果とよく符合することを明らかにした.4.プロリン蓄積量については,高温乾燥時に概して北方系の品種で南方系の品種に比べ多くなることを認めた.さらに他の実験の結果と合わせ,高温乾燥時にプロリンを多く蓄積する品種ほど高温乾燥ストレスに対する耐性が高く伸長性が優れると考えられた.5.メインテ-マの一つであった耐雪性については,予備調査を開始していた62年,ならびに63年,元年度いずれも異常暖冬のため比較栽培した福井でもほとんど降雪がなく,十分な解析をするには至らなかった.6.今後さらに,品種間の生態反応差がいかなる生理物質の消長に由来するのか検討を進める予定である.63年度,元年度の2年にわたり,日本のみならず中国,台湾,韓国も含め数十品種を比較栽培し,ネギ品種・品種群の類縁関係を解明するべく,種々の形質について調査検討した.1.抽台・開花特性については,一般的に寒地に分布する品種ほど抽台は早く,開花までの期間は長い傾向が認められた.また低温伸長性の大きい品種ほど抽台が遅いという新たな関係を見いだした.2.ネギの葉身のエピクチクラワックスには,大別して樹枝状,プレ-ト状,団子状の3種があることを認めた.そしてこのエピクチクラワックスの形態に品種間差ならびに同一品種でも季節による違いがあることに着目し,夏季のワックスの形態が品種分類の指標として有効であることを提唱した.3.アイソザイム分析をPGM,GPI,ADH,LDH,MDH,ESTなどについて行い,特にGPIでは葉齢や部位に関わらず品種に特異的なバンドが得られ,このバンドパタ-ンに基づく分類は生態学的あるいは形態学的な分類結果とよく符合することを明らかにした.4.プロリン蓄積量については,高温乾燥時に概して北方系の品種で南方系の品種に比べ多くなることを認めた.さらに他の実験の結果と合わせ,高温乾燥時にプロリンを多く蓄積する品種ほど高温乾燥ストレスに対する耐性が高く伸長性が優れると考えられた.5.メインテ-マの一つであった耐雪性については,予備調査を開始していた62年,ならびに63年,元年度いずれも異常暖冬のため比較栽培した福井でもほとんど降雪がなく,十分な解析をするには至らなかった.6.今後さらに,品種間の生態反応差がいかなる生理物質の消長に由来するのか検討を進める予定である.日本各地に分布するネギをはじめ、新たに入手した中国、韓国のものも含め数十種にわたる品種を比較栽培し、ネギ品種・品種群の類縁関係を解明すべく、種々の形質について調査検討した。1.アイソザイムバンドパターン数多くの酵素について試みた結果、安定したバンドが得られたのはGPIとPGMであった。GPIでは4通りのバンドパターンに分類でき、加賀群品種と中国北方系の、あるいは九条群品種と中国南方系品種の類似性が非常に高いことが示された。2.葉のクチクラワックスの構造の品種間差及び年間を通じた変化大部分の品種でエピクチクラワックスの発達が最も良かったのは9月で、次いで7月であった。7月には9月ほど品種によるワックス形状の明確な差はみられず総じて樹脂状のワックスであった。9月には加賀群、千住群および中国品種が樹脂状のワックスが多く、一方、九条群や韓国品種では団子状のワックスが多かった。耐寒性の強い加賀群や中国北方系品種では、11月にワックス量の増加が認められた。各品種のワックスの形状の季節による変化は、各品種の生態的特性と密接な関係があり、品種分類の指標として有効なことが確認できた。3.抽台開花特性一般に中国、韓国の品種は抽台日が早く、抽台から開花までの日数が長いのに対し、日本の各品種は抽台日が遅く、抽台から開花までの日数が短いという傾向がみられた。ただし日本の品種の中でも加賀群品種は中国北方系の品種に近い抽台開花特性を示し、中国北方系品種と近縁であると考えられた。なお耐雪性については、本年度暖冬のため比較栽培した福井でほとんど降雪がなく、観点を変え環境の差異の影響の解析を進めている。昨年度に引き続き、日本のみならず中国、台湾、韓国も含め数十品種を比較栽培し、ネギ品種・品種群の類緑関係を解明するべく、種々の形質について調査検討した。1.プロリン蓄積量高温乾燥時のプロリン蓄積量は概して加賀群、千住群、中国北方系の品種で高い値を示した。九条群、中国南方系の品種では低い値であった。韓国系の品種ではおおよそこれらの中間的な値が得られた。

全ての品種で、適温潅水時に比べて高温乾燥時にプロリン蓄積量が多かった。高温乾燥時のプロリン蓄積量と高温伸長性の間には高い相関があることが明かとなった。さらに他の実験の結果と合わせ、高温乾燥時にプロリンを多く蓄積する品種ほど高温乾燥ストレスに対する耐性が高く伸長性が優れるのではないかと考えられた。2.アイソザイム分析PGMについては、3種類のバンドパタ-ンが得られたが、ある特定の品種群に属する品種がある特定のバンドパタ-ンを多く示すといった傾向は認められなかった。3.温度が発芽率に及ぼ影響4段階の温度区における発芽率のパタ-ンを調べたところ5種類のパタ-ンに分けられ、一般的に高温伸長性が大きい寒地の品種では発芽適温が高く、低温伸長性が大きい暖地の品種では発芽適温が低いという傾向が認められた。なお、耐雪性については、本年度も暖冬のため比較栽培した福井でほとんど降雪がなく、十分な解析をするには至らなかった。
粉末焼結材の滑り・転がり機械要素への適用に関する基礎的研究

粉末焼結金属やファインセラミックスなどの粉末焼結材の滑り・転がり機械要素への適用に関し,これらの表面損傷メカニズムを解明し,表面強さ設計に関する基礎的指針を得るため,摩擦・磨耗特性,転がり疲れ特性,面圧強さに関する実験が計画され,実行された.また,画像処理装置により磨耗状況および気孔の寸法,分布などについて解析され,これらの結果を考慮して,気孔を有する場合の接触応力解析が行われた.さらに摩擦面の温度解析についても数値解析が試みられた.ファインセラミックスについて,ピンオンディスク試験において高温雰囲気中の相対湿度の影響が検討され,また水潤滑中でスラスト玉軸受試験が行われ,検討された.さらに画像処理による磨耗粉の解析,摩擦面のフラクタル次元解析などが行われ,これらの結果よりSialonの表面損傷はトライボケミカル反応,ZrO_2の場合は相転移,Al_2O_3の場合は機械的損傷に主に基因することなどが明かとなった.摩擦面のBEMによる3次元温度解析については現在満足すべき結果はまだ得られていない.一方,イオン窒化ローラおよび歯車については,それぞれ転がり疲れ試験,歯車運転試験が行われ,硬化層深さ,相対曲率半径,粉末粒子径の表面損傷および面圧強さに及ぼす影響が実験的に検討され,硬化層深さが大なるほどまた相対曲率半径,粉末粒子径が小なるほど面圧強さは増加する傾向にあった.また,気孔の画像処理解析結果を考慮して,気孔周辺の接触応力解析をFEMで実施し,気孔が複数存在する場合の応力集中係数を算定し,これを用いて面圧強さとの関係を説明することができた。粉末焼結金属やファインセラミックスなどの粉末焼結材の滑り・転がり機械要素への適用に関し、これらの表面損傷メカニズムを明らかにし、表面強さ設計に関する基礎的指針を得るため、平成4年度には、これらの表面損傷の巨視的及び顕微鏡による準微視的な観察が行われ、摩擦・摩耗特性、転がり疲れ特性、面圧強さに関する基礎実験が計画され、一部実行された。すなわち、ファインセラミックスのピン・オン・ディスク試験及びファインセラミックス製ボールとSOJ2製レースによるハイブリッドスラスト軸受試験により、室温、無潤滑下のファインセラミックスの摩擦・摩耗特性、表面損傷、転がり疲れ寿命に関する基礎的知見が明らかにされた。特に、ファインセラミックスの摩擦・摩耗に関し、Al_2O_3の摩擦係数や摩耗量がSialonやZrO_2より小さいことが確認され、摩耗量に及ぼす試験方法の影響をW-μPmVs線図を導入して評価した。また、高周波焼入れ粉末焼結ローラ及び歯車を用いて、転がり疲れ試験及び歯車運転試験が行われ、表面損傷及び面圧強さに及ぼす表面硬化層深さや曲率半径の影響に関して実験的に検討され、曲率半径が小さいほど面圧強さは高かったが、硬化層深さの影響はあまりないことなどが明らかとなり、さらに、転がり疲れ寿命や面圧強さと気孔との関係の重要性が認識された。一方、平成4年度に新規購入した画像処理装置を用いた予備研究によって、気孔の大きさ、形状、分布と粉末焼結材の表面強さ、損傷の関係について新しい知見が得られた。粉末焼結金属やファインセラミックスなどの粉末焼結材の滑り・転がり機械要素への適用に関し、これらの表面損傷メカニズムを解明し、表面強さ設計に関する基礎的指針を得るため、前年度に引き続き、摩擦・摩耗特性,転がり疲れ特性,面圧強さに関する基礎実験が計画,実行された。また、接触応力解析,摩耗状況および気孔分布などの画像処理による実験結果の検討が一部行われた。ファインセラミックスのピン・オン・ディスク試験においては、高温雰囲気中の水分量の影響が検討され、Sialonの場合、雰囲気中の水分量により摩耗量が上昇する温度が異なり、Al_2O_3の場合、摩耗量に及ぼす水分量の影響はあまりないことなどが明らかにされた。またこれと並行してファインセラミックス製スラスト玉軸受試験が水潤滑下で検討された。

一方、高周波焼入れ粉末焼結ローラおよび歯車を用いて、転がり疲れ試験および歯車運転試験が行われ、表面損傷および面圧強さに及ぼす粉末粒子径,圧粉密度の影響に関して実験的に検討され、粉末粒子径が小さいほどまた圧粉密度が大なるほど面圧強さは高かった。さらに、平成4年度に新規購入した画像処理装置による解析によって、気孔分布と面圧強さの関係が検討され、円相当径意味するHeywoud Diameterの平均値よりむしろ最大値により面圧強さが影響され、この最大値が大なるほど面圧強さが低下することが明らかとなった。トライボメカニクスに関する解析面においてはまだ最終的な成果は得られていないが、ファインセラミックスの表面損傷に関しては熱的解析,粉末焼結材の表面損傷に関しては気孔を考慮したFEMによる接触応力解析により検討しつつある。粉末焼結金属やファインセラミックスなどの粉末焼結材の滑り・転がり機械要素への適用に関し,これらの表面損傷メカニズムを解明し,表面強さ設計に関する基礎的指針を得るため,前年度に引き続き,摩擦・摩耗特性,転がり疲れ特性,面圧強さに関する実験が計画され,実行された。また,画像処理装置により摩耗状況および気孔の寸法,分布などについて解析され,これらの結果を考慮して,気孔を有する場合の接触応力解析が行われた。さらに摩擦面の温度解析についても数値解析が試みられた。ファインセラミックスについては,前年度に引き続いて,ピンオンディスク試験において高温雰囲気中の相対湿度の影響が検討され,また水潤滑中でスラスト玉軸受試験が行われ,検討された。さらに画像処理による摩耗粉の解析,摩擦面のフラクタル次元解析などが行われ,これらの結果よりSialonの表面損傷はトライボケミカル反応,ZrO_2の場合は相転位,A1_2O_3の場合は機械的損傷に主に基因することなどが明かとなった。摩擦面のBEMによる3次元温度解析については現在満足すべき結果はまだ得られていない。一方,イオン窒化ローラおよび歯車については,それぞれ転がり疲れ試験,歯車運転試験が行われ,硬化層深さ,相対曲率半径,粉末粒子径の表面損傷および面圧強さに及ぼす影響が実験的に検討され,硬化層深さが大なるほどまた相対曲率半径,粉末粒子径が小なるほど面圧強さは増加する傾向にあった。また,気孔の画像処理解析結果を考慮して,気孔周辺の接触応力解析をFEMで実施し,気孔が複数存在する場合の応力集中係数を算定し,これを用いて面圧強さとの関係を説明することができた。
被子植物における交配システムの進化

被子植物の交配システムには眞性他殖、部分的他殖性(または自殖性)、眞性自殖性の3タイプが知られているが、その進化機構を解明するための理論的並びに野外研究、実験的研究を行った。1.植物の自殖率の進化に影響する要因については、すでにさまざまな集団遺伝理論モデル、LandeーSchemーskeモデルなどが提出されている。それらの検証するための理論的、実験的研究の結果、中間的繁殖戦略は必ずしも進化的に安定ではないことが指摘されていたが、中間的自殖率が進化的に安定な領域の存在についても、再検討された。資源分配・投資の観点からabortionの機構のはたしている役割、近交弱勢、他殖の遺伝的コスト、自殖率の集団平均がともに変化する場合の自殖率の進化機構についても検討された。2.野外集団の交配システムの分化、外交配率の推定、雄雌への繁殖投資などの集団分化の具体例は、ホタルブクロ、オオバナノエンレイソウ、カタバミ、タツナミソウなどで具体的に解析された。また、花器形態と性機能との関係、近縁種間における交雑親和性などに関する問題は、ノマアザミ、ツワブキ、カンツワブキなどで調べられた。3.開放花、閉鎖花による種子繁殖機構の役割と、これらの機構を制御する環境要因との関係は、キッコウハグマ、ホソバハグマ、センボンヤリなどのキク科植物の自然集団並びに野外集団において詳細に研究された。4.被子植物の自殖システムとの比較として、シダ植物ハナヤスリ科のScepteridiumにおいても詳細な野外集団の解析がなされた。これらすべての成果をもとに自殖機構のはたす繁殖体生産システムとその進化の仕組みが論議された。本プロジェクトで取りあげた植物群は多種多様な繁殖システムをもつ分類群にわたっているが、交配システムの進化機構を多角的に解明するために3つの研究班が組織された。以下に研究成果を概括する。1班:集団の平均自殖率、近交弱勢の大きさ、外交配中の近交成分の共変異の関係を分析するためのグラフ解析法を考案し、交配システムの分化と選択圧の働きを検討した(矢原)。また、植物の自殖率の進化に関して逐次意志決定理論に基づいて、新しいモデルを提唱した(巖佐)。性転換を行うマムシグサをモデル植物として、サイズ依存的性転換の戦略を進化的安定性の観点から検討した(梯)。開放花・閉鎖花の2型の種子生産様式をもつタデ科一年草ミゾソバの環境傾度上に分布する野外集団において、資源分布の時空的変化と対応したこの種の繁殖戦術の変化を克明に解析し、その進化生態上の意義について論じた(河野・平塚)。2班:交配システムの変異。北海道各地のオオバナノエンレイソウ39集団に関して8種の酵素タンパクのアロザイム分析を行い、花器諸形質との相関を解析した(大原)。伊豆諸島に隔離分布するボタルブクロとその近縁種の交配様式や形態の進化がいかに起こって来たかについて送粉昆虫の特異性との関連から解明を試みた(井上)。ツワブキとカンツワブキの野外混生集団において、両種の交雑親和性の相違を交配実験、形態的特徴、アイソザイム分析などを導入して解析している(山口)。ヤマハッカ属数種に関して花筒長変異と送粉昆虫の行動習性との関係を解析し、その分化機構の解析を進めている(鈴木・伊藤)。3班:開放花・閉鎖花をつけるキッコウバグマ(渡邊・川窪)、センボンヤリ(森田)、ミゾソバ、ヤマミゾソバ(平塚・河野)などに関する繁殖投資、開放花の他殖率、野外集団の遺伝的変異の解析が鋭意進められている。交配システムの分化パタ-ン被子植物とシダ植物との比較も進められている(綿野)。