hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カソードルミネッセンス顕微分光装置の高度化

さらに,有機薄膜の空間選択的発光体生成法の確立を達成した。これらの手法は,今後,ナノ物質の新しい分析法となることが期待される。これまでに,位相シフトスペクトル法のテスト計測を行い,その問題点が明らかとなっている。本年度前半までに,それらの問題点を克服し,すみやかに測定法の高精度化を進める計画である。装置改良の完成後は,ガラス基板上の金属ナノ構造体のカソードルミネッセンス測定に取り組み,ナノ構造体に励起される素励起の空間モードの可視化が実現するかを検討する。金属の発光収率は一般に極めて低いことから,基板からの発光の影響を位相シフトスペクトル法でも完全に取り除くことができない可能性がある。その場合は,より発光性の低い石英ガラスやBNを基板として,測定法の高精度化を再度検討し,測定手法の有効性と汎用性を明らかにする計画である。物理化学装置改良のために購入した対物レンズステージから予想外のノイズが発生することが明らかとなり,その改善に時間を要した。またこれにより試料のテスト測定を開始するのが大幅に遅れることとなった。さらに,テスト測定後にあらたに試薬と光学部品の購入が必要となったが,その納入に時間がかかることが判明したため,次年度に繰り越すこととした。前年度より繰り越した試薬と光学部品の購入に充てることとした。5月前半までに納品が完了し,次年度に繰り越した予算をほぼ執行した。
幼児の生活と体力・運動能力および保護者の生活要因相互の関連性

幼児と保護者の生活習慣を調査し、生活時間相互の関連性を分析するとともに、幼児の体格や体力・運動能力、体温、歩数、疲労症状を測定し、個々の生活習慣や身体・体力状況を評価し、健康管理上の問題点と改善策を模索した。本研究の対象児は、就寝時刻が遅く、睡眠時間が9時間30分未満と短く、外あそび時間は短く、テレビ・ビデオの長時間視聴が確認された。幼児の就寝時刻の遅れは、入浴・帰宅時刻との関連が認められた。また、幼児の生活は、平日は母親と、休日は父親と母親の生活と関連していた。とくに母親の就労状況は、幼児の帰宅・夕食開始時刻と関連しており、母親の生活や帰宅後の時間の過ごし方を工夫する必要性が示唆された。本研究では、研究期間の3年間を通して、幼児の生活リズムに大きな影響を与える保護者の生活習慣の実態調査と、その幼児の生活習慣調査をあわせて行い、親子間の生活要因(時間)相互の関連性を分析し、今日の幼児の健康管理上の問題点とその改善策や予防策を検討していく。さらに、幼児の身体状況として、体格(カウプ指数)や体力(体力・運動能力)、生体リズム(体温)、身体活動量(歩数)を測定・調査し、生活習慣との関連も分析し、あわせて、個々の生活習慣や身体状況を評価する。こうして、得た知見を用い、わが国の多くの地域における親子の健康づくり実践に生かしていくことを目的とした。その中で、平成25年度は、(1)幼児の生活習慣の継続的把握と、子どもたちの抱える問題の解明を行った。1継続して、幼児の生活習慣調査と身体状況(体格、体力・運動能力)の実態調査や測定を行った。2回収した調査用紙は、結果を項目ごとに図表にまとめ、子どもたちの抱える問題点を分析した。さらに、家庭における生活改善のため、調査と測定で得られた子ども個人の体格や生活状況、体力・運動能力の実態から、個々に「すこやかキッズカード」を作成して、園や各家庭に報告した。また、3近年3年間の子どもの生活習慣調査と体力・運動能力テストの実測値をコンピュータに入力し、それらの関係性をより詳細に分析した。さらに、(2)保育や育児の中でできうる保育のプログラムづくりや健康づくり実践および家庭啓発のあり方の模索を開始した。本研究では、幼児の生活リズムに大きな影響を与える保護者の生活習慣の実態調査と、その幼児の生活習慣調査を同時に行い、親子の生活要因(時間)相互の関連性を分析し、今日の幼児の健康上の問題点とその改善や予防策を模索していく。さらに、幼児の身体状況としての体格(カウプ指数)や体力(体力・運動能力)、生体リズム(体温)、身体活動量(歩数)を測定・調査し、親子の生活状況との関連を分析し、個々の生活習慣や身体状況を評価することによって、家庭ごとのより詳細な子どもの健康上の問題点の解明とその改善策を講じていく。また、保育所や地域が実施可能な取り組みの計画と実践を行い、実践後には、再度、生活習慣と身体状況の調査・測定の結果を分析して、研究実践の評価・反省を行い、他地域での実施に生かしていくことを目的としている。H24年度は、(1)実態把握・分析・問題発見のため、1協力の許可をいただいた24保育所と幼稚園に通う幼児2058名の保護者に対して、子どもの生活習慣調査と保護者の生活調査を実施し、家庭における生活実態を把握した。2元気さ調査(学童用握力計)、体温測定(電子体温計)、体力・運動能力測定、身体活動量測定(歩数計)を166名の幼児に実施し、幼児の身体状況の実態を、1日や1週間、1年間の時間経過の中で把握した。3回収した調査用紙は、結果を項目ごとに図表にまとめるとともに、子どもたちの抱える問題点を分析したり、子どもの生活・身体状況と保護者の生活状況との関連を分析した。4園から保護者への支援として、また、家庭における生活改善のため、調査と測定で得られた子ども個人の体格や生活状況、体力・運動能力の実態から、個々に「すこやかキッズカード」を作成して報告した。5幼児の生活習慣と親の生活状況、幼児の体力・運動能力や身体活動量、疲労度との関連を分析し、保護者にフィードバックした。幼児の生活習慣と体力の継続的把握と分析・問題の解明のため、継続して、幼児の生活習慣調査と身体状況(体格、体力・運動能力)の実態把握を実施した。あわせて、保護者の生活習慣調査も行い、関連性を分析した。それらの分析結果を保護者や協力園にフィードバックするため、結果を性別、年齢別で項目ごとに図表にまとめるとともに、調査と測定などで得られた子ども個人の体格や生活状況、体力・運動能力の実態から、個々に「すこやかキッズカード」を継続して作成・配布した。

とくに、継続園については、前回の結果との比較ができるフォーマットにし、園の啓蒙活動や保護者のわが子に対する生活の振り返りに活用できるようにした。さらに、園や保護者へのフィードバックと啓発活動を行った。子どもたちの抱える問題点の改善計画を実践・普及させるために現地に出向き、研究協力園だけでなく、各県の教育委員会や保育士会・社会福祉協議会などとも連携し、講演会や実技指導を保護者や教師、保育士をはじめとする関係者に展開した。また、家庭で、親子いっしょに生活リズムを整えていくためのモデル事業を計画し、啓発活動や具体的実践活動の指導を行った。最終的には、保育・家庭啓発プログラムづくりとして、健康づくりの実践内容とともに、実践上で留意すべき事項をも整理し、「幼児の健康づくりマニュアル・リーフレット」を作成し配布した。子どもの健康福祉学1一個人あたりの調査や測定項目が多いため、ペースは遅いが、少しずつでも継続して、幼児の体力・運動能力測定と生活習慣調査を実施し、情報を得ることができている。2調査・測定結果を図表にまとめ、園児の生活習慣と体力の課題を各園にフィードバックするとともに、個々の園児に健康カード(生活版、生活・体力版)を作成し、個々の生活改善に寄与してきた。1幼児の体力・運動能力測定と生活習慣調査をあわせて実施していただける園の協力が予定以上に増えた。2幼児の個別健康カード(生活版、生活/体力版)の作成を年度内に済ませ、とくに、年長児にはフィードバックでき、卒園させることができた。3過去に測定した生活調査や体力・運動能力のデータの提供が保育園や幼稚園よりなされた。(1)幼児の生活習慣と体力の継続的把握と分析・問題の解明継続して、幼児の生活習慣調査と身体状況(体格、体力・運動能力)の実態把握を実施する。あわせて、保護者の生活習慣調査も行い、関連性を分析する。それらの分析結果を保護者や協力園にフィードバックするため、結果を項目ごとに図表にまとめるとともに、調査と測定で得られた子ども個人の体格や生活状況、体力・運動能力の実態から、個々に「すこやかキッズカード」を継続して作成・配布する。(2)園や保護者へのフィードバックと啓発活動子どもたちの抱える問題点の改善計画を実践・普及させるために現地に出向き、研究協力園だけでなく、各県の教育委員会や保育士会・社会福祉協議会などとも連携し、講演会や実技指導を保護者や教師、保育士をはじめとする関係者に展開する。また、家庭で、親子いっしょに生活リズムを整えていくためのモデル事業を計画し、啓発活動や具体的実践活動の指導を行う。(3)保育・家庭啓発プログラムの作成健康づくりの実践内容とともに、実践上で留意すべき事項をも整理し、「幼児の健康づくりマニュアル」「リーフレット」を作成する。(1)生活習慣の継続的把握と分析・問題の解明:1継続して、生活習慣調査と身体状況(体格、体力・運動能力)の実態把握を実施する。2分析結果を保護者にフィードバックする。(2)問題改善の計画と実施:1幼児の抱える生活上、および身体上の問題点を把握し、問題の予防と改善の方策を検討する。2保育や育児の中でできうる保育プログラムづくりやその実践および家庭啓発のあり方を模索する。*過去の5年間の生活調査と体力・運動能力テストの実測値をコンピュータに入力し、それらの関係性をより詳細に分析することを当初の計画に加える。
風力利用に適する新しい誘導発電機システムとその制御に関する研究

本研究は小形,堅牢で経済的な誘導発電機と半導体電力変換装置を組み合わせた新しい発電システムに関し、電力変換器の高性能化を計るとともに、風力発電に応用する場合の制御方法について検討することを目的とした。主な研究結果は次の通りである。1.電圧形PWMコンバータ及びインバータを用い高効率で安定な発電機運転を実現するための制御方法を開発した。コンバータには誘導発電機の空隙磁束及びトルクを独立に制御するためのベクトル制御を開発し、インバータには力率1で発電電力を電力系統に供給するための出力電力制御を設計して、安定で良質な電力を供給できることを実験により確認した。また、コンバータ及びインバータの何れにおいても電流追従形の制御を行い、誘導発電機電流及び系統側出力電流の高調波を低減することができた。(定格出力時の高調波は基本波の3%以下)2.風車と組み合わせた場合の誘導発電機の定常及び過渡特性を検討するため、直流電動機を用いた風車シミュレータを試作し、実風車のトルク一速度特性を模擬するための制御方式を開発した。また、実験によりその有効性を確認した。3.発電機のトルクを定格回転数以下では回転数の2乗に比例させ、定格回転数以上では定格トルクに保って運転することにより、風速の変動に対して良好な回転数の応答が得られ、風力エネルギーが有効に利用できることをシミュレーション及び実験により明らかにした。4.回転数および風速に応じて発電システムの始動,停止を行えば、風車の失速による始動失敗を防止できることおよび風速低下時には機械系に蓄積されたエネルギーを有効に利用した後停止できることを確認した。5.過大風速に対して回転数の上昇を許容値以下に抑えるために風車のピッチ角制御が不可欠であり、その制御時定数として機械系の時定数の1/3程度が必要であることを明らかにした。
新規細胞内分解システム調節分子AMBRA1を用いたMSAの病態解析と治療戦略

AMBRA1はオートファゴソームの形成に関わる。AMBRA1が多系統萎縮症(MSA)の病態に関わるかどうかを検討した。免疫組織化学的検討では、MSAでグリア細胞質内封入体ならびに神経細胞質内封入体がAMBRA1強陽性であった。ウエスタンブロット解析では、AMBRA1が有意に増加していた。免疫沈降法では、AMBRA1がαシヌクレインと結合していた。一方、mammalianの細胞を用いた検討では、AMBRA1はαシヌクレイン量に影響することを見出した。MSAにおいてオートファジーに何らかの異常が生じており、AMBRA1を介したオートファジーの活性化はMSAの治療法となり得ることが示唆された。オートファジーは細胞内分解機構の一つである。ULK1、ULK2、VPS34、AMBRA1はオートファゴソームの形成を開始する主要タンパク質である。我々は、レヴィ小体病の病態において、オートファジー上流分子に異常が生じていることを報告してきた。今回、AMBRA1を含むオートファジー上流分子が多系統萎縮症(MSA)の病態に関わるかを検討した。剖検脳組織を用いた免疫染色では、正常対照において神経細胞の胞体がULK1、ULK2、VPS34で淡く陽性であった。AMBRA1では神経細胞に加え、オリゴデンドログリアの胞体も淡く陽性。一方、MSAでは、AMBRA1でグリア細胞質内封入体、神経細胞質内封入体が強陽性。凍結脳のウエスタンブロット解析(WB)では、MSAでULK1、ULK2、AMBRA1が有意に増加していた。HEK293細胞を用いた免疫沈降法では、AMBRA1 F3(C末側)と正常型αシヌクレインが結合した。表面プラズモン共鳴法では、変異型αシヌクレインは正常型に比して9倍強くAMBRA1と結合した。凍結脳組織を用いた免疫沈降法でも、AMBRA1と正常型αシヌクレインが結合し、リン酸化αシヌクレインとはスメアを形成した。一方、HEK293細胞を用いたWBでは、AMBRA1過剰発現群において、弱いながらも有意に変異型αシヌクレイン量が減少した。マウス初代培養神経細胞を用いた蛍光免疫染色では、AMBRA1機能抑制群において、神経細胞の胞体内に正常型αシヌクレイン陽性構造物が有意に増加した。MSAにおいてもオートファジー上流に何らかの異常が生じていることが示唆された。さらに、AMBRA1は正常型ならびに異常αシヌクレインと結合し、αシヌクレインの分解にも関わる事が示唆された。AMBRA1はレヴィ小体にも発現しており、シヌクレイノパチーの治療における標的分子となる可能性が示唆された。AMBRA1とαシヌクレインの結合を証明するために時間を要すると当初考えられたが、様々なアッセイにより比較的短時間で証明することが出来た。オートファジーは細胞内分解機能のひとつである。ULK1、ULK2、VPS34、AMBRA1はオートファゴソームの形成に関わる主要タンパク質である。そこで、レヴィ小体病の病態において、オートファジー上流分子がシヌクレイノパチーの一つである多系統萎縮症(MSA)の病態に関わるか否かについて検討した。剖検脳組織を用いた免疫組織化学的検討では、正常対照において神経細胞の胞体がULK1、ULK2、VPS34、AMBRA1弱陽性。AMBRA1では、神経細胞に加え、オリゴデンドログリアの胞体も弱陽性。一方、MSAでは、グリア細胞質内封入体ならびに神経細胞質内封入体がAMBRA1強陽性。凍結脳組織を用いたウエスタンブロット解析(WB)では、ULK1、ULK2、AMBRA1が有意に増加。HEK293細胞を用いた免疫沈降法では、AMBRA1のC末側が正常型αシヌクレインと結合。凍結脳組織を用いた免疫沈降法でも、AMBRA1と正常型αシヌクレインが結合し、リン酸化αシヌクレインとスメアを形成。マウス初代培養神経細胞を用いた蛍光免疫染色法では、AMBRA1機能抑制群において、正常型αシヌクレイン陽性構造物が有意に増加した。MSAにおいてオートファジー上流に何らかの異常が生じていることが示唆され、AMBRA1はαシヌクレインの分解にも関わることが示唆された。さらに、シヌクレイノパチー患者の末梢血単核球を用いた検討では、オートファジーの異常は病早期より生じていることを見出し、AMBRA1を含むオートファジーの活性化はMSAを含むシヌクレイノパチーの治療法となり得ることが示唆された。

MSAにおいてオートファジーに何らかの異常が生じており、AMBRA1を介したオートファジーの活性化はMSAの治療法となり得ることが示唆された。MSA、レヴィ小体病の病態において、1)オートファジー上流分子の異常が生じていること、2)AMBRA1はαシヌクレインの分解に関わる標的分子となり得ることが明らかとなった。平成29年度は、MSA-TGマウスにおけるAMBRA1の活性化がαシヌクレインの蓄積に与える影響を予定どおり進める。神経病理学平成28年度に購入した消耗品費が予定よりも安く購入出来たため。平成29年度の予算と合わせて消耗品の購入にあてる。
理系大学における複数言語使用者の「位置取り」を探るマルチモーダル分析

2016年度、2017年度でのデータ分析の結果をもとに、留学生を対象とした言語支援Webサイトの開発に取り組んだ。マルチモダリティの観点から言語行動、非言語行動をコミュニケーション上の調整行動として生かすには、具体的にどのような技能が必要であるかを抽出し、分類した。その上で、従来使用してきた留学生対象コミュニケーション教育の教材の全面的な見直しをはかった。その結果、複数言語場面を組み入れたWebサイトのパイロット版が構築できた。本サイトの開発の動機は、体系的な言語学習とは異なり、レベルや日本語能力の軸を持たないアプローチで、対象者が本学のコミュニティのメンバーとして活動を広げていく支援をしたいということにあった。この点に注目して、非言語行動などの「コミュニケーションにおけるマルチモーダルな側面」に重きをおいた。キャンパス生活のスタート段階で、サイトを見た留学生らが、言語だけでなく、手ぶり身振り、声の調子、姿勢、身体動作、視線、対人的空間など、あらゆるモードを駆使して、日本語でコミュニケーションを行ってみようと思えるような素材の提供を試みた。来日したばかりの留学生や外国人研究者がその場その場のリソースを最大限に生かしながらマルチモーダルにコミュニケーションを行い、日本での活動体験を拡充していくこと、また、そういった体験をサイト上で学生同士が共有することで、さらに深化させていくことをねらいとした。研究代表者、研究協力者に加え、HPデザインができる大学院生にも入ってもらい、学生の視点からのアイディアを入れるように工夫した。学習者参加型のマルチモーダルなコミュニケーションを目指すWeb教材を拡充させていくためのシステムが構築された。理系大学では、昨今、教育研究のグローバル化が加速し、留学生が所属する研究室では日本人学生も含めコミュニケーション場面において、英語、日本語の混用が広がってきている。そのため、従来のように留学生が日本の研究室文化に適応していくことを支えるホストーゲストの関係を基軸とするコミュニティから、お互いの異なる習慣や考え方を前提に、対等な相互理解を目指すコミュニティへと移行しつつある。このようなコミュニティの成員である学習者を対象とした日本語教育のありかたとはどういったものかはまだ明らかになっていない。そこで、本研究では、複数言語使用者である理系コミュニティの成員が研究室のゼミ場面でどのような相互行為を行っているかを探り、それを基に、理系コミュニティを対象にした新たな言語教育デザインを構築することを目的とした。本年度は、理系大学の情報工学研究分野の研究室を対象フィールドとし、そこに所属する教員、留学生、日本人学生で構成されるゼミでの話し合いを対象データとした。ゼミの進行において、参加者間で物事の解釈にずれが生じ、相互行為が滞った場合、それぞれの役割や使用言語がどのように変わっていくかに着目し、具体的なコミュニケーション行動(言語行動・非言語行動)を録画し、マルチモーダル分析の手法(アノテーション用ツールELANを使用)にて記述した。その結果、対象とした留学生が相手との関係性に配慮しながら、自らの立ち位置を調整し、相互行為を進めているプロセスが観察された。録画データのマルチモーダル分析により、言語のみならず非言語行動、スペース、ビジュアル、道具などありとあらゆるリソースを活用し、コミュニケーションを行っている実態が明らかになった。本年度の計画通り研究は進んでいるが、「位置取り」というよりは、マルチモーダルなリソースの使用に研究の関心が移行しつつある。まず、理系研究室のゼミ場面の録画作業および文字起こし資料の作成をし、ゼミ場面の相互行為のデータ収集・分析を行った。1データ収集場所:定期的に行われている研究室ゼミをフィールドとする。英語によるプレゼンテーション後に行われた質疑応答場面での相互行為をデータとして収集した。2データ収集方法:ビデオカメラ3台を別の角度から研究室脇に、ICレコーダーを発表者の前に設置した。3対象者:理系大学の情報工学研究分野の研究室に所属する日本人教員、留学生、日本人学生。留学生以外は、全員日本語母語話者である。英語にて専門発表練習を行った後の、複数言語(英語および日本語)で行われた質疑応答を分析対象とした。4記述方法:会話分析の手法(ゲール・ジェファソンのTranscription Key)により、データを文字化した。次に、ELANによるアノテーション入力作業を行った。ELANによる分析方法:言語行動および非言語行動の連動性を分析するために、アノテーション用ツール、ELANを用いた。録画データを基に、複数言語使用場面において相互行為がどのように進行しているかををマルチモーダル分析の手法で記述した。ELANによるアノテーション作業は、複数のアノテーションを同時に入れると作動が遅くなることがわかった。そのため、いくつかのファイルに分けて作業を進めた。本研究では、留学生のみならず日本人を含めた理系大学コミュニティの成員全てを複数言語使用者と捉え、言語行動・非言語行動を含む総合的なコミュニケーション教育の在り方を探る。複数言語使用者である理系コミュニティの成員が研究室のゼミ場面でどのような相互行為を行っているかを「位置取り」の調整の観点から探ることを目的とする。ここでの「位置取り」とは、ゼミの参加者間で、物事の解釈にずれが生じた際、それに対応するために、文脈に合わせて刻々と自分の役割や使用言語を変える調整を指している。その実態を探るために、一連の接触場面における具体的なコミュニケーション行動(言語行動・非言語行動)をマルチモーダル分析の手法にて記述する。

平成29年度は、前年度に録画記録・文字起こし記録およびアノテーション入力したゼミ場面の相互行為のデータをもとに、位置取りが起こっている場面として特定された談話の言語的特徴と非言語的特徴の連動を分析した。また、データとして使用した複数言語使用の接触場面における参加者が相互行為をどのように意味づけているかを探るために半構造化インタビューを実施し、分析を行った。その結果、参加者は他者との関係性を維持しながら、相互行為を進めるために、言語のみならず、その場でアクセス可能なありとあらゆるリソースを活用しながら、マルチモダーダルに行動していることが示された。マルチモダリティが複数言語使用者のコミュニケーションのひとつの鍵であるという結果を踏まえ、データ分析で抽出された言語行動、非言語行動の検証として、新たな授業方法を開発し、実践を試みた。その報告を論文にまとめ、公表した。マルチモダリティを活用した教育方法の探求に研究の関心が向いており、その実現化にむけての教材作成、HPデザインを試作中である。ありとあらゆるリソースを活用したコミュニケーションのありかたを学習者が体験できる学習者参加型の教材構想を持っている。「位置取り」研究とやや方向性が変わっていきているが、日本語教育実践に役立つマルチモーダルな教材開発という点では順調に研究は進んでいる。2016年度、2017年度でのデータ分析の結果をもとに、留学生を対象とした言語支援Webサイトの開発に取り組んだ。マルチモダリティの観点から言語行動、非言語行動をコミュニケーション上の調整行動として生かすには、具体的にどのような技能が必要であるかを抽出し、分類した。その上で、従来使用してきた留学生対象コミュニケーション教育の教材の全面的な見直しをはかった。その結果、複数言語場面を組み入れたWebサイトのパイロット版が構築できた。本サイトの開発の動機は、体系的な言語学習とは異なり、レベルや日本語能力の軸を持たないアプローチで、対象者が本学のコミュニティのメンバーとして活動を広げていく支援をしたいということにあった。この点に注目して、非言語行動などの「コミュニケーションにおけるマルチモーダルな側面」に重きをおいた。キャンパス生活のスタート段階で、サイトを見た留学生らが、言語だけでなく、手ぶり身振り、声の調子、姿勢、身体動作、視線、対人的空間など、あらゆるモードを駆使して、日本語でコミュニケーションを行ってみようと思えるような素材の提供を試みた。
冬季海面水温偏差の「遠隔再出現」機構とその気候変動における役割の研究

本研究の主題は,冬季海面水温偏差の「遠隔再出現」現象を軸に,北太平洋における大気海洋系の長周期変動(約10年周期変動)メカニズムを明らかにすることである.これを実現するためには,北太平洋中央部に位置する「アリューシャン低気圧」の活動度を理解することが必須である.そこで,本年度は,近年整備された観測資料を活用し,アリューシャン低気圧変動の実態を解明することを目指した.冬季北太平洋中央部領域で,海面気圧が最小値をとる箇所をアリューシャン低気圧の中心位置と定義し,その強度と位置(緯度・経度)に関する時間変動を調べた.結果,アリューシャン低気圧は,2つの時間変動スケールを内包していることを初めて見出した.すなわち,20年周期をもつ強度と経度方向の変動,および,10年周期をもつ緯度方向の変動である.アリューシャン低気圧の20年周期変動は,大気テレコネクションパターンの一つであるPacific/North American(PNA)パターンと,一方,10年周期変動は,West Pacific(WP)パターンと関係があることを明らかにした.20年の変動周期は,過去の研究でも指摘されているが,10年周期変動の存在を示したのは本研究が初めてである.そこで,このアリューシャン低気圧の10年周期変動が,海洋表層場に与える影響について調べた.その結果,アリューシャン低気圧変動によって励起された海洋ロスビー波が,黒潮流量,および,黒潮続流域の海面水温変動を決定していることが明らかになった.本成果は,大気海洋相互作用系の長周期変動の理解,および実態解明に資するものである.北太平洋において,冬季海面水温偏差の遠隔再出現現象が起こる要因を,表層貯熱量変動の観点で調べた.その結果,遠隔再出現発現期に,遠隔再出現海域(北太平洋中央部)を覆うように,正の貯熱量偏差が分布していることがわかった.この貯熱量偏差は,再出現海域の西部(北太平洋西部)から,海流系により移流してきていた.貯熱量偏差の移流は,アリューシャン低気圧の強弱と関係があり,その移流時間スケールは約3年であった.すなわち,アリューシャン低気圧の強化(弱化)の4年後に,正(負)の貯熱量偏差が北太平洋西部にあらわれ,移流の効果により,その3年後に北太平洋中央部に到着する.また,共同研究として,黒潮流量変動とその要因を調べた.結果,黒潮流量変動も,アリューシャン低気圧変動の影響を受けていることがわかった.すなわち,アリューシャン低気圧強化(弱化)の4年後に,黒潮流量は増加(減少)していた.その変動は,大気強制変化にともない発生した海洋ロスビー波によると結論づけた.また,黒潮流量増加期は,黒潮域(北太平洋西部)に正の貯熱量偏差が分布する時期に相当する.本結果は,表層貯熱量変動や遠隔再出現現象と,亜熱帯循環系の海流系が関連することを示したものである.表層海洋場に果たす大気強制場の役割を理解するために,大気テレコネクションパターンと,北大西洋海洋循環場との関係を調べた.その結果,North Atlantic Oscillationが海流系の強度変動をもたらし,East Atlantic patternが海流系の南北シフトの要因となっていることを見出した.さらに,共同研究者と,南半球における大気テレコネクションパターンを同定することを試みた.回転経験的直行関数解析を適用することで,5つのパターンの存在を初めて示した.本成果は,大気海洋相互作用系の長周期変動の理解,および実態解明に資するものである.本研究の主題は,冬季海面水温偏差の「遠隔再出現」現象を軸に,北太平洋における大気海洋系の長周期変動(約10年周期変動)メカニズムを明らかにすることである.これを実現するためには,北太平洋中央部に位置する「アリューシャン低気圧」の活動度を理解することが必須である.そこで,本年度は,近年整備された観測資料を活用し,アリューシャン低気圧変動の実態を解明することを目指した.冬季北太平洋中央部領域で,海面気圧が最小値をとる箇所をアリューシャン低気圧の中心位置と定義し,その強度と位置(緯度・経度)に関する時間変動を調べた.結果,アリューシャン低気圧は,2つの時間変動スケールを内包していることを初めて見出した.すなわち,20年周期をもつ強度と経度方向の変動,および,10年周期をもつ緯度方向の変動である.アリューシャン低気圧の20年周期変動は,大気テレコネクションパターンの一つであるPacific/North American(PNA)パターンと,一方,10年周期変動は,West Pacific(WP)パターンと関係があることを明らかにした.20年の変動周期は,過去の研究でも指摘されているが,10年周期変動の存在を示したのは本研究が初めてである.そこで,このアリューシャン低気圧の10年周期変動が,海洋表層場に与える影響について調べた.その結果,アリューシャン低気圧変動によって励起された海洋ロスビー波が,黒潮流量,および,黒潮続流域の海面水温変動を決定していることが明らかになった.本成果は,大気海洋相互作用系の長周期変動の理解,および実態解明に資するものである.
新たな指標の導入を目指した革新的な抗肥満活性評価システムの構築

肥満は国民の健康において深刻な問題だが、エネルギー収支を基準とした個人の生活習慣の改善に委ねられており、抗肥満活性の統一的基準は十分に確立されていない。そこで申請者は、新規抗肥満活性評価・解析システムの構築を目指している。これまでに、脂肪蓄積量に代わり評価可能な生体因子の探索と、新規抗肥満活性阻害剤の探索を行い、免疫プロテアソーム阻害剤の中から抗肥満活性を有する新規化合物を見出している。免疫プロテアソームは炎症性サイトカイン刺激により増加するため、今後は、脂肪細胞での免疫プロテアソームの機能を明らかにすることで、単なる肥満ではなく炎症状態という悪性度の高い肥満を評価出来るシステムに改良したい。肥満は国民の健康と国家財政において深刻な問題だが、エネルギー収支を基準とした個人の生活習慣の改善に委ねられている。この個人の努力を機能性食品は促進するが、抗肥満活性の統一的基準は十分に確立されていない。そこで本研究では、細胞イメージング技術により抗肥満活性評価・解析システムを構築し、個体レベルでの肥満解消を予測可能なシステムへと磨き上げることを目指す。培養前駆脂肪細胞は、薬物刺激により細胞中に油滴を蓄え始め脂肪細胞へと分化する。このため、抗肥満活性の評価には、培養脂肪細胞を用いた脂肪蓄積量の解析が用いられる。本研究では、脂肪蓄積量だけでなく、分化に伴って形態学的変化や量的変化を起こす生体分子を探索し、新たな評価システムを確立する。また、評価システムは、新規抗肥満活性阻害剤と既存の抗肥満成分を用いて有効性を検証する。本年度は、1)脂肪蓄積量の解析に置き換わることが可能な生体因子の探索、2)新規抗肥満活性阻害剤の探索、を行った。1)に関しては、核の形態や8-ニトログアノシン量が分化に伴い劇的な変化を起こし、さらに、薬物刺激後に脂肪滴が蓄積される以前に観察されることを明らかにした。2)に関しては、これまでの共同研究から、新規抗がん剤の創製を目指したプロテアソーム阻害剤の合成展開に携わり、プロテアソーム阻害剤の中から抗肥満活性を有する新規化合物OB-Iを見出した。抗がん剤の標的因子であるプロテアソームは脂肪細胞の分化誘導にも重要な役割を示す。化合物OB-Iは、試験管内の酵素アッセイの阻害濃度と細胞内での阻害濃度に解離が見られる問題があったが、この問題を解決する化合物Bの取得に成功した。この化合物Bは、既存のプロテアソーム阻害剤よりも高い選択性を有することがわかった。平成26年度では、システムの有効性を、新規抗肥満活性阻害剤と既存の抗肥満成分を用いて検証する予定である。本研究では主に、1)脂肪蓄積量の解析に置き換わることが可能な生体因子の探索、2)新規抗肥満活性阻害剤の探索、を行ってきた。1)に関しては、核の形態や8-ニトログアノシン量が分化に伴い劇的に変化することを明らかにした。試験管内の実験より、化合物OB-Iは免疫プロテアソームに選択的な阻害化合物であることを見出した。免疫プロテアソームはIFNなどの炎症性サイトカイン刺激により発現量が増加する。化合物OB-Iが抗肥満活性を有するということは、免疫プロテアソームを中心とした脂肪分化調節機構の存在を意味するのでは無いだろうか?事実、化合物OB-Iで処理をした培養脂肪細胞では、PPARgを代表とする分化誘導因子の発現阻害がメッセンジャーRNAレベルにて確認出来た。本研究の続きである「新たな指標の導入を目指した抗肥満活性評価・解析システムの実現」では、脂肪細胞中の免疫プロテアソームの存在を明らかにして、免疫プロテアソームにより発現制御を受ける肥満のマーカーを見いだしたい。これにより、新たな抗肥満活性評価・解析システムの構築を目指す予定である。分子細胞生物学本研究では、細胞イメージング技術により抗肥満活性評価・解析システムを構築することを目指している。25年度の研究実施計画は以下の2点であった。1)細胞イメージング技術を用いて分化の程度を数値化できるようにする。2)新規抗肥満活性阻害剤を探索する。この実施計画はおおむね順調に進展している。1)に関しては、分化の程度は一般的に、脂肪細胞中の脂肪蓄積量で判断される。

そこで、脂肪蓄積量に置き換えることが可能な生体因子の探索を、マウス3T3-L1株化脂肪細胞を用いた蛍光顕微鏡解析から行った。分化誘導試薬刺激後、細胞内の脂肪滴の蓄積と共に、核の形態や8-ニトログアノシン量が変化した。これら生体分子の変化は、抗肥満活性評価・解析システムに利用できると考えたが、数値化できるまでにはブラッシュアップされていない。2)に関しては、評価システムの有効性を調べるための新たな抗肥満活性阻害剤を探索した。既に、プロテアソーム阻害剤の中から、抗肥満活性を示す化合物OB-Iの取得に成功している。この化合物OB-Iは、試験管内での精製酵素への阻害活性と、培養細胞の細胞内での阻害活性とを比較すると、約100倍の解離が見られるという問題があった。そこで、本年度は共同研究から、プロテアソーム阻害に着目した構造活性相関研究を行い、この問題を解決する化合物Bの取得に成功した。さらに、化合物Bが既存のプロテアソーム阻害剤よりも高い選択性を有することが明らかとなった。研究計画は今年度からの実験を継続するとともに、当初計画に沿って以下の実験を進める。1)細胞イメージング技術を用いて分化の程度を数値化できるようにする。2)新規抗肥満活性阻害剤を探索する。3)化合物OB-Iと化合物Bを用いて阻害作用機序解析を進めることで、評価システムから解析システムへと改良・バージョンアップさせる。現行の3T3-L1細胞の分化・脂肪蓄積プロトコールを用いて得られる脂肪蓄積細胞において、細胞あたりの脂肪滴の総面積、核の形態、8-ニトログアノシンの発現量と局在、の3方面から分化程度を規格化する。特に、分化決定・分化進展・脂肪蓄積・終末分化の各ステージでの特徴を明らかにしたうえで、その状態を細胞イメージング技術により数値化出来る様にする。そのうえで、化合物Bがどのステージに作用するのかを明らかにし、そのステージ内での作用機序を解析する。抗肥満活性を有する既存の阻害剤として、ワートマニンやゲニステインなどが良く知られている。そこで、構築した抗肥満活性評価システムは、化合物OB-Iや化合物Bと共に既存の抗肥満活性物質により、システムの有効性を検証する。その他、脂肪細胞の分化に関係すると期待される食品成分や化合物群にて解析しながら、新規抗肥満活性阻害剤の探索を引き続き行う。新規化合物の探索と、それら新規化合物を用いた評価を順次行うことで、評価システムを解析システムへとバージョンアップさせる。研究の進捗具合に応じて研究費を使用したため当初の見込み額と使用額は多少異なったが、研究計画に変更はなく、前年度の研究費も含め、当初予定通りの計画を進めていく。研究計画に変更はなく、前年度の研究費も含め、当初予定通りの計画を進めていく。
固体表面を反応場とする選択的合成反応の研究(担体-触媒-亜塩素酸塩による位置選択的塩素化)

1.クロル化ベンゼンは工業原料や精密合成試薬として重要な化成品であり、芳香核のモノクロル化物は古くから多様な試薬、反応系を利用して合成されてきた。しかし、塩素のような毒性の強い試薬や次亜塩素酸塩のような保存性の悪い試薬、特殊又は高価な塩素化剤を必要とする。また、従来法では位置異性体やポリクロル化物が副生し、効率の低い反応例が多い。このような場合、異性体の物理的性質が類似しているため、単離が極めて困難になる。従って、安全かつ安価な塩素化剤による高選択的な反応系の開発が望まれる。2.我々は、亜塩素酸ナトリウムがマンガン塩触媒(基質の1%)及びアルミナ共存下(NaClO_2/Mn/Al_2O_2系)、ジクロロメタン中、室温以下の穏和な条件下で親電子的塩素化剤として作用することを見い出した。例えば、最も簡単なアルキルフェニルエーテルのアニソールから95%の選択率でパラクロルアニソールが生成した。興味深いことにアルキル基の炭素数が2以上の基質ではパラクロル体のみが生成し、一連のアルキルフェニルエーテルから90%定量的収率でパラクロル体を容易に単離することができた。また、多置換ベンゼンの核塩素化における位置特異性を調査したところ、メトキシ基、メチル基などの電子供与性基のパラ位が、この位置に置換基がある場合はオルト位が選択的に攻撃され、モノクロル化物を高収率で与えることが判明した。3.さらに応用研究として添加物効果を調べたところ、臭化ナトリウムをNaClO_2/Mn/Al_2O_2系に添加するだけで(NaClO_2/Mn/Al_2O_2/NaBr系)アルキルフェニルエーテルの位置選択的なモノブロム化が効率良く進行することを見い出した。クロル化の結果は投稿中(J.Mol.Catal.,A及びJ.Chem.Soc.,Perkin Trans.1)、投稿準備中であり、ブロム化の結果は投稿準備中である。以上2.4.述べたように安価かつ安全な試薬類を使用する迅速で効率の良い芳香環ハロゲン化及びスルフォキシド化法を開発し、有機合成化学上多くの有益な研究成果を得ることができた。
強磁性元素添加による結晶相制御を利用したHfO2基マルチフェロイック超薄膜の創生

本研究の目標は、HfO2超薄膜に強誘電性と強磁性の両特性を付加することである。当該年度の研究計画は、元素添加した超薄膜の電気的・磁気的性質を評価することで、二つの異なる性質の相互作用を明らかにすることである。前年度で見出したFe添加HfO2超薄膜を用いてキャパシタ構造を作製し、電気特性評価を行うことで、強誘電性ヒステリシスループの観測に成功した。特に、最適組成である6mol%の添加量において最大残留分極値を観測したことから、構造解析の結果と良い一致を示した。一方、磁気的性質は常磁性体と同様の振る舞いを示しており、強磁性的振る舞いが観測されなかったことから、熱処理雰囲気をAr, O2, N2,脱気の4条件で再検討した。どの条件においても、エピタキシャル成長した超薄膜が作製可能であり、斜方晶相の形成を観測したことから、強誘電性が付加されていることを明らかにした。しかし、当初の目的であった強磁性の付加には至らなかったため、ドーパント種や母材種の検討が必要である。Fe添加HfO2超薄膜に対するX線回折測定の結果において、全ての組成で極性を持たない単斜晶相が観測された。これは、マクロスコピックに単斜晶相が形成されていることを意味しており、強誘電性の向上には単斜晶相の形成を抑制し、斜方晶相のみで構成された超薄膜を実現することが望ましい。そこで、強誘電性の観点から添加するドーパント種を検討した。その中でも、カチオンサイズがHfより大きいCeを添加したHfO2超薄膜において、X線回折測定の結果において単斜晶相が観測されなかった。つまり、Ce添加によって斜方晶相の安定化度が向上したことが明らかとなった。以上より、HfO2超薄膜に対して、種々のドーパントを検討することで、強誘電性の付加に成功し、結晶相への影響、相転移温度への影響、強誘電性への影響について明らかにした。そのためには、結晶構造制御とその詳細な解析が必須である。当該年度の研究計画は、HfO2超薄膜に強磁性元素であるFe,Co,Niを添加することで、極性を有した斜方晶相を発現させることである。また、詳細な結晶構造解析を行うためにエピタキシャル成長させる。そこで、スパッタリング法を用いて、(100)YSZ単結晶基板上に膜厚20nm以下のHfO2超薄膜を室温で堆積した後、急速熱処理法により結晶化処理を施すことで製膜した。まず、添加元素をFeとし、スパッタリング条件や熱処理条件を変えたサンプルを作製し、X線回折測定を行った。これより、全ての条件でFe添加HfO2超薄膜がエピタキシャル成長していることが明らかとなった。これは、YSZ基板とHfO2の格子ミスマッチが非常に小さいためである。しかし、結晶性や結晶配向性は堆積条件と結晶化条件によって大きく異なっており、堆積速度を0.01 nm/secにし、結晶化条件を900°C,10min,N2雰囲気にした場合に最も優れた結晶性と結晶配向性を有しており、最適な製膜条件を見出した。次に、最適条件で製膜したサンプルに対して、透過型電子顕微鏡観察を行った。これより、極性を持たない単斜晶相と極性を有した斜方晶相が共存していることが明らかとなり、当該年度の目標である斜方晶相の発現に成功した。また、結晶化処理前のサンプルを観察することで、室温で堆積された超薄膜は、アモルファスではなく結晶化していることが明らかとなった。その結晶相はYSZ基板と同じ立方晶相の可能性があり、結晶化処理時の相転移機構の解明に繋がると期待している。以上より、スパッタリング法により、斜方晶相を有したエピタキシャルFe添加HfO2超薄膜の作製に成功し、強誘電性付加の可能性を見出した。当該年度の計画では、Fe,Ni,Coを添加したHfO2超薄膜をエピタキシャル成長させ、極性を有した斜方晶相を発現させることである。当該年度では、それら全てを達成しており、優れた結晶性および結晶配向性を有した超薄膜の作製が可能となっている。そのため、進捗状況は、計画通りにおおむね順調に進展していると考えられる。当該年度の研究計画は、添加元素種や濃度を変えた際の結晶構造の変化を調査し、強誘電性の起源である斜方晶相が発現する最適組成を探索することである。まず、前年度で見出した最適な製膜条件を用いて、Fe添加量の異なるHfO2超薄膜を作製し、X線回折測定による詳細な結晶構造評価を行った。斜方晶相のみに起因した211回折ピークを観察することにより、Fe添加量が6mol%のHfO2超薄膜において211ピークの強度が最も強くなり、見積もられた斜方晶相の最大体積分率は45%であった。これより、Fe添加量は6mol%が最適組成であると分かった。また、強誘電体においてキュリー温度が何度に存在するかは重要なポイントである。

そこで、高温X線回折測定を行うことでキュリー温度を探索した。温度の上昇に伴い211ピークの強度は減少し、500°C以上で消失したことから、キュリー温度は500°Cであると予想された。これは、従来の強誘電体材料のキュリー温度と比較して同等以上であることから、非常に有望な材料であると言える。次に、最適組成の膜に対して透過型電子顕微鏡観察を行うことで、斜方晶相がナノスケールのマルチドメイン構造を形成していることが分かった。また、分極軸が膜面内方向を向いたドメインで形成されていることも分かった。一方、Fe添加しない場合は強誘電性を示さない単斜晶相のみで構成されていたことから、Fe添加が斜方晶相発現に有効であることが明らかとなった。以上より、Fe添加は強誘電性付加に有効なドーパントであることが分かった。他のドーパントとしてCoについて検証したが、スパッタターゲット作製時にCoが拡散してしまい、製膜に至っていないのが現状である。当該年度の計画では、強誘電性の起源である斜方晶相を発現させるための最適組成の探索である。斜方晶相由来の211ピークを観察することで、Fe添加の最適組成を明らかにし、相転移温度の観察にも成功している。また、ドメイン構造を観察することで、Fe添加の有効性も明らかにした。他のドーパントにおいてもセラミックスターゲットの作製さえ成功すれば、組成探索を実行可能であることから、おおむね順調に進展していると考えらえれる。本研究の目標は、HfO2超薄膜に強誘電性と強磁性の両特性を付加することである。当該年度の研究計画は、元素添加した超薄膜の電気的・磁気的性質を評価することで、二つの異なる性質の相互作用を明らかにすることである。前年度で見出したFe添加HfO2超薄膜を用いてキャパシタ構造を作製し、電気特性評価を行うことで、強誘電性ヒステリシスループの観測に成功した。特に、最適組成である6mol%の添加量において最大残留分極値を観測したことから、構造解析の結果と良い一致を示した。一方、磁気的性質は常磁性体と同様の振る舞いを示しており、強磁性的振る舞いが観測されなかったことから、熱処理雰囲気をAr, O2, N2,脱気の4条件で再検討した。どの条件においても、エピタキシャル成長した超薄膜が作製可能であり、斜方晶相の形成を観測したことから、強誘電性が付加されていることを明らかにした。しかし、当初の目的であった強磁性の付加には至らなかったため、ドーパント種や母材種の検討が必要である。Fe添加HfO2超薄膜に対するX線回折測定の結果において、全ての組成で極性を持たない単斜晶相が観測された。これは、マクロスコピックに単斜晶相が形成されていることを意味しており、強誘電性の向上には単斜晶相の形成を抑制し、斜方晶相のみで構成された超薄膜を実現することが望ましい。そこで、強誘電性の観点から添加するドーパント種を検討した。その中でも、カチオンサイズがHfより大きいCeを添加したHfO2超薄膜において、X線回折測定の結果において単斜晶相が観測されなかった。つまり、Ce添加によって斜方晶相の安定化度が向上したことが明らかとなった。以上より、HfO2超薄膜に対して、種々のドーパントを検討することで、強誘電性の付加に成功し、結晶相への影響、相転移温度への影響、強誘電性への影響について明らかにした。今後は、次年度の研究計画に沿って研究を遂行する。前年度で明らかにした製膜条件を用いて、添加元素の最適量を明らかにする。添加量の異なるスパッタターゲットを作製し、それらを用いて製膜した後、X線回折測定を用いて極性を有した斜方晶相と極性を持たない単斜晶相の体積分率を算出する。これより、斜方晶相発現に最適な添加量を見出す。
大電力機器近傍磁界の遮へい材の開発

本課題は大電力機器筐体の磁界遮へいについて検討したものである。筐体には高導電率金属による磁気遮へい効果が要求されるが、一方、放熱のために穴あき金属板を用いなければならず、遮へい効果を低下させる。本研究では、近傍界における穴あき金属板の遮へい効果を理論的に見積り、実験的に確認した。さらに、磁界遮へいに優れる穴のあけ方について検討し、穴あき金属板を置く位置の磁界の強弱を考慮して穴を設けることで遮へい量を向上できることを実験的に示した。大電力機器近傍磁界の遮へい材として、具体的には穴あき金属板を取り上げ、穴の大きさと配置周期、金属板厚みをパラメータとして遮へい量の周波数特性を検討した。板厚みが薄くて、穴半径Rと厚みtの比がt/R<<1の場合は穴あき金属板の伝送線路的等価回路は線路に並列にインダクタンスLが挿入される回路で表現されることが知られている。しかし、金属板が厚くなるとこの等価回路では扱えない。ここでは穴あき金属板のF行列をπ型等価回路で表し、各インピーダンスの値を求めた。本研究テーマの課題は磁界発生源近傍における遮へい材開発であるが、まず特性がよく知られている遠方界におけるπ型等価回路を求めた。検討の結果、π型等価回路を構成する3つのインピーダンス素子はいずれもインダクタンスで表されることが分かった。直列素子のインダクタンスは金属板厚みに比例するので厚みが薄くてt/R<<1の場合は、直列のインダクタンスは0になり、残りの2つの素子の並列回路、すなわち並列素子のみで特性が表されるということになる。この検討結果により、厚い金属板を用いた場合でも等価回路により容易に遮へい特性が求められることになった。薄い金属板を用いた穴あき金属板の等価回路は線路に並列に入るインダクタンスで表されるのであるが、このことは金属板を或る誘電率を有する均質材として見たとき、その等価的誘電率は負の値であることを示す。負の誘電率を持つ材料については、その空気面との界面を伝搬するプラズマ表面の存在が知られている。特に穴の周期が波長に一致するときの遮へい量は、表面波の介在により理論値(上記の等価回路による得られる理論値)に比べて数倍10倍程度大きくなる異常透過現象が、主にテラヘルツ領域で知られている。ここではマイクロ波による実験を行い、異常透過現象が生じることを確認した。放熱効果と電磁遮へい効果を同時に有する穴あき金属板は大電力機器筐体に必須である。本課題は大電力機器の金属筐体に用いる穴あき金属板の電磁遮へいについて検討する。金属板に設けた穴からの電磁波漏えいは、入射波によって穴部分に磁気ダイポールが励起されると考え、この磁気ダイポールからの放射として与えられる。本課題で扱う大電力機器の遮へいでは、対象周波数が数10kHzから数10MHz程度の低周波であり、この範囲では筐体寸法は波長よりも非常に短いので近傍界として扱わなくてはならない。したがって、周期穴であっても波源からの距離が異なり、各穴に励起される磁気ダイポールは一定ではない。このため、まず各穴に励起する磁気ダイポールを求める必要がある。まず、箱型の金属筐体をモデルにし、内部に磁界発生ループを置いてこれを波源とし、穴あき金属板を設置する面の磁界分布(強度と方向)を数値的に求めた。磁気ダイポールを励振する磁界は金属面接線成分である。波源と穴の位置関係により、強い磁気ダイポールが励起される穴と弱い磁気ダイポールしか励起されない穴がある。当然、磁気ダイポールが弱いほど電磁放射が小さい。これより、穴は金属板に単に周期的に設けるのではなく、放熱に必要な穴を磁気ダイポールが弱い位置にのみ設ければ、穴からの電磁放射は少なく、したがって遮へい効果が増すということになる。計算では単純に周期穴を設けた場合に比べ、磁界が弱い位置に穴を設ければ漏れ磁界に30dB程度の差が出ることが分かった。この考えを確認するため、内部に磁界発生源を設けた箱型金属筐体モデルを試作した。さらにモデル周囲の磁界分布を精密に測定するため、精密級のプローブ移動ガイドを用いた磁界分布計測システムを試作した。測定の結果、シミュレーションとよく合う結果が得られた。大電力機器筐体に穴あき金属板を使用する際の電磁遮へい効果について、近傍界においても穴部分に励起される磁気ダイポールを求めれば、漏えい電磁波を予測できることが確認された。このことより、穴あき金属板設置前の磁界分布を予め求めて、磁気ダイポールをできる限り弱くする位置に穴を設ければ、放熱効果を下げずに良好な電磁遮へいが得られることが導かれる。本手法は、磁気ダイポールを決定する磁界分布は遮へい材である金属板を設置する前の磁界分布であることが特徴であり、これにより本手法が実用的に使いやすい方法となっている。遮へい材となる金属板面の磁界分布は、波源が既知の場合はシミュレーションで計算可能である。また、たとえ波源分布が未知であっても、本課題で試作した磁界分布計測システムにより実測すれば得られなど、実用的な成果が得られた。

大型電子機器、或いは自動車を含む電動機器の電源部などの大電力装置は、大電流のスイッチング動作により磁界発生源となるので磁界遮へいが必要となる。機器筐体は近傍界にあるので、導電率が十分大きい金属板を遮へい材として用いるが一方、大電力機器の放熱のために遮へいが不完全な穴あき金属板を使用しなければならない。本研究は穴あき金属板の電磁遮へい効果について研究した。Betheの小ホール理論によれば、穴あき金属板を用いる筐体の電磁遮へい特性は、筐体板への入射磁界によって穴部分に発生させた磁気モーメントからの放射により得られる。穴から漏洩する磁界を評価するために、磁界発生源を内部に持つ6面体の筐体を想定し、その一面を穴あき金属板にするときの漏洩磁界をMathcadで数値的に求めた。また、実験的な評価のために、筐体モデル(218mm×178mm×120mm)と2次元のプローブ走査装置を試作した。走査装置は、櫛状パルス発生器、電力増幅器、スペアナと連動し、660点の測定(130mm×170mmの面を5mm間隔で走査)を40分で行うことができる。穴あき金属板は、半径3mm,6mmの円形穴を周期的に設けた板、および予め測定した磁界分布を参照して磁界の強い部分、弱い部分に集中して穴を設けたものを試作した。周期穴を設けた金属板からの漏洩磁界は、漏洩磁界の分布は穴あき金属板への入射磁界によく似た分布になることが数値解析、実験より確認された。これより、金属板面での磁界分布を予め測定すれば漏洩磁界の最大値位置が正確に予測できるので、遮へい対策が容易になる。また、穴位置を入射磁界が弱い位置に設ければ漏洩磁界も弱くなることが確認され、穴の総合面積が同じでも30dB程度漏えい磁界を抑制できるなど穴あき金属板の電磁遮へいを扱う上で非常に有益な結果が得られた。本課題は大電力機器筐体の磁界遮へいについて検討したものである。筐体には高導電率金属による磁気遮へい効果が要求されるが、一方、放熱のために穴あき金属板を用いなければならず、遮へい効果を低下させる。本研究では、近傍界における穴あき金属板の遮へい効果を理論的に見積り、実験的に確認した。さらに、磁界遮へいに優れる穴のあけ方について検討し、穴あき金属板を置く位置の磁界の強弱を考慮して穴を設けることで遮へい量を向上できることを実験的に示した。穴あき金属板の試作を行い、近傍界と遠方界における電磁遮へい特性を測定することは順調に進んでいる。また、穴あき金属板の遮へい特性の理論的扱いについては、厚さの効果を表すために、伝送線路行列をπ型等価回路で表現することを試みた。この結果、遠方界領域については金属板の遮へい量を容易に求めることができるようになった。等価回路は近傍界においても適用できると考えているがその検証は今後の課題である。さらに、穴周期が波長と一致する周波数付近の遮へい量について、異常透過現象が生じることがマイクロ波領域で実験的に確認された。異常透過は電磁遮へいにとっては重要な課題になるのでその原因については、プラズマ表面波やグレーティングローブなどを含めて検討する。試作した電子機器筐体モデル、および磁界分布計測システムを用い、磁界分布、磁気ダイポール、磁気ダイポールからの放射の関連を実験的に確認するとともに、放射が最少となる穴の設け方について検討する。大電力機器として、磁界発生ループを入れた箱型筐体モデルの他に、より実用に近いケースについて検討するため、電磁波発生回路を内蔵する筐体モデルを検討する。穴部分に磁気ダイポールを励起するという基本的な取扱いは変わらないが、各穴に励起する磁気ダイポールの強さが周波数毎に変化する場合などについて検討する。