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大規模水田複合経営の経営方式の設計と実現手法の開発

(1)複合経営の利益を計量的に明らかにすることは,我が国では本研究においてはじめてなされた.農林水産省の農業経営(構造改善)調査と農家経済調査の各種のデータで範囲の経済が計測された.前者のデータではいくつかの経営類型で複合の有利性が検出されたが,後者のデータではあまり見出せなかった.この相違はデータの性格の差にもよるであろうが,むしろ前者は比較的大規模層が中心であり,後者はそうでわないということにもとづくと思われる.これによって大規模水田複合経営の意義が検証されたといえる.(2)複合化の条件は経営類型,地域性によって異なるが,ほぼ共通して重要なものとして,農地流動化可能性,稲作単収,雇用労働市場等があげられる.このうち単収については高単収地域では5ha程度以上になると単収追求が主眼となって複合化志向は少ない.たがそれ以下で農地流動化の可能性が小さいと,特に労働力の年間活用,収入確保という点からの複合化志向が強くなる.また大規模複合とくに野菜等の集約部門との複合化では雇用労働に依存した経営展開が課題となり,労働市場との関係が重要となる.(3)複合部門として基本となるものは,麦・大豆・野菜(露地,施設)果樹・肉牛等であるが,その他に養蚕,農産加工等も条件によっては今後とも重要になる場合もある.(4)集落営農その他の地域農業生産組織は個別農家および集団営農としての複合化に重要な関係があるが,そのあり方は地域や農家の性格によってきわめて多様であり,簡単にそのあり方を規定できる段階にはない.しかし,複合化の遅れた地域における複合化においてはもはや個別農家のみの努力では無理であり,なんらかの地域組織によるバックアップが必要となっている.(1)複合経営の利益を計量的に明らかにすることは,我が国では本研究においてはじめてなされた.農林水産省の農業経営(構造改善)調査と農家経済調査の各種のデータで範囲の経済が計測された.前者のデータではいくつかの経営類型で複合の有利性が検出されたが,後者のデータではあまり見出せなかった.この相違はデータの性格の差にもよるであろうが,むしろ前者は比較的大規模層が中心であり,後者はそうでわないということにもとづくと思われる.これによって大規模水田複合経営の意義が検証されたといえる.(2)複合化の条件は経営類型,地域性によって異なるが,ほぼ共通して重要なものとして,農地流動化可能性,稲作単収,雇用労働市場等があげられる.このうち単収については高単収地域では5ha程度以上になると単収追求が主眼となって複合化志向は少ない.たがそれ以下で農地流動化の可能性が小さいと,特に労働力の年間活用,収入確保という点からの複合化志向が強くなる.また大規模複合とくに野菜等の集約部門との複合化では雇用労働に依存した経営展開が課題となり,労働市場との関係が重要となる.(3)複合部門として基本となるものは,麦・大豆・野菜(露地,施設)果樹・肉牛等であるが,その他に養蚕,農産加工等も条件によっては今後とも重要になる場合もある.(4)集落営農その他の地域農業生産組織は個別農家および集団営農としての複合化に重要な関係があるが,そのあり方は地域や農家の性格によってきわめて多様であり,簡単にそのあり方を規定できる段階にはない.しかし,複合化の遅れた地域における複合化においてはもはや個別農家のみの努力では無理であり,なんらかの地域組織によるバックアップが必要となっている.3年間の研究の初年度であり、本年は【◯!1】従来の研究成果の検討と理論的・実証的研究課題の整理、【◯!2】3年間の継続的研究対象地域の設定と基礎調査の開始、を行った。【◯!1】については5回の全体研究会をもち、既存の文献資料等を検討した上で、(ア)水田複合経営の実態動向(複合化の方向と稲作専作化の方向の比較)、(イ)部門間結合の論理と現実(水田稲作と他部門との結合関係)、(ウ)地域複合と個別複合の関連(複合化における地域農業の論理と現実)、の3点を基本課題とし、具体的課題としては、(ア)複合化の利益の計測、(イ)複合経営の定義と把握方法(経営組織分類のあり方)、(ウ)生産組織(営農集団、集団的土地利用等)と複合化の関係、(エ)農地流動化条件と複合化の関係、(オ)複合化における作目(部門)の技術的・経営的性格、(カ)地域複合の概念と類型の明確化、の6点が当面の重要課題であるという共通認識に達した。そしてこれらの課題に対しては設定したフィールドの中で適当な課題を分担して、実証的に検討しながら、それを一般化するための理論化を図っていくこととした。研究対象地域としては、千葉県君津市、石川県(県内の主要な個別複合経営)、宮城県米山町、秋田市、秋田県大雄村および鹿角市の6ケ所を主とし、ここに担当者を決めて長期かつ継続的調査を行うために基礎調査に入ると共に、それぞれの地域について3年間の間に全員の共同調査を行うこととし、本年は君津市で行った。本年は基礎調査の段階であるから、まだ明確な新知見等は得られていないが、諸研究課題のいくつかについては検討が深められつつある。1.前年度に引き続き綿密調査地域(秋田県、宮城県、千葉県、石川県)において実態調査を実施し、中間集計を行うとともに、調査結果の報告検討会を行った。(1)秋田県鹿角市では大規模複合経営12戸の経営調査を行い、主として土地利用面から経営複合化の過程とその発展条件について分析した。

(2)宮城県登米郡米山町では管内の主要な2つの営農集団について実態調査を行い、生産の組織化過程と経営規模拡大ならびに集約化の過程の相互関連について分析するとともに、生産の組織化と複合化に関する問題の整理を行った。(3)千葉県では都市近郊野菜作地帯農家661戸のアンケート調査ならびに主要野菜作農家の経営調査を実施し、大規模複合経営の存立条件について考察した。とくに労働効率の向上と生産安定により作目結合のメリットを生み出すためには、家族労働力に加えて雇用の活用が大きな条件になるが、雇用をめぐる新しい内外の条件についても分析した。(4)石川県では小松農業地域5戸、松任農業地域8戸の大規模複合経営の経営調査を実施し、とくに地域農業振興に伴う条件変化によって複合経営の経営計画がどのように変るのか等、経営類型論的視点から考察を進めた。(5)なお、このほかに参考例として北海道で形成されている雇用型田畑作大規模複合経営をはじめ、広島県、静岡県、長野県、鳥取県などで数戸の大規模複合経営調査を実施した。2.本年度も2回の研究会を実施し、大規模複合経営の概念整理、あるいは存立条件の整理など理論的検討を進めた。(1)大規模複合経営の形態は、従来の家族複合経営とは異なり、労働の効率向上を重視した雇用依存型となる。また、土地利用面からみれば地域によって多様の形態を示す。(2)生産の組織化は複合化を進める上で意義があるが、その作用は参加農家の経営条件と時期によって異なる。(3)なお、調査ならびに理論的検討の最終的とりまとめは次年度の課題とする。
螺旋磁性強誘電体におけるエレクトロマグノンの微視的解明

本研究課題は螺旋磁性強誘電体におけるスピン秩序と強誘電性の相関を微視的に解明し、エレクトロマグノンと呼ばれる電気磁気素励起の描像を得ることを目的としている。代表的な螺旋磁性強誘電体であるTbMnO3の非弾性中性子散乱実験を行い、その磁気励起が基本的にはスピン波励起として理解できることを示し、さらに、スピン波描像では再現できない励起が存在することを明らかにした。また、TbMnO3と同じペロブスカイト構造を有する磁性反強誘電体であるYFeO3に着目し、研究を行った。円偏光X線回折実験を行い、Feスピンと格子との結合を直接的に観測した。J-PARC MLFにて、螺旋磁性体マルチフェロイックTbMnO3の横滑り螺旋磁気強誘電相(T = 12K)において非弾性散乱実験を行い、強い分散を示す磁気散乱を観測した。この結果は理論的な予測とは大きく異なるものである。現在、その結果をもとにエレクトロマグノンのミクロスコピックな描像を得ることを目指して、データ解析を行っている。KEK PFにて、TbMnO3の横滑り螺旋磁気強誘電相(T = 12K)においてTbのL3edgeの共鳴磁気散乱実験を行い、Tbモーメントの磁場変化についての情報を得た。磁場誘起相転移までの過程におけるTbモーメントについて情報が得られた。その結果をもとにエレクトロマグノンのミクロスコピックな描像を得ることを目指して、データ解析を行った。まずは古典的なスピン波描像を出発点として、スピン運動方程式を解析的に解くことで磁性の立場に立ってスピン波モードを解明することを目指した。サイクロイド型螺旋磁性体の最も単純なモデルを元にしてスピン波モードを解析的に演算し、実験結果と比較することでおおまかにエレクトロマグノンのモードについて描像を得ることができた。頃を元にしてパラメーターを増やすことでより現実的なモデルの当てをつけ、さらに解析を進める。KEK PFにおいて回折計のカウンター駆動システムを構築し、TbのL3edgeの共鳴磁気散乱実験を行い、Tbモーメントの磁場変化についての情報を得た。磁場誘起相転移までの過程におけるTbモーメントについて情報が得られた一方、磁場誘起相においては大きな格子変調による反射と磁気散乱が重なるため、どのように分離して解析するかが今後の課題となる。本研究課題は螺旋磁性強誘電体におけるスピン秩序と強誘電性の動的相関を微視的に解明し、エレクトロマグノンと呼ばれる電気磁気素励起の描像を得ることを目的としている。平成27年度には代表的な螺旋磁性強誘電体であるTbMnO3の非弾性中性子散乱実験を行い、その磁気励起が単純なスピン波励起のみは理解できないことを明らかにした。Mnスピンと格子、Mnスピンと希土類イオンの磁気モーメントにおける結合が重要な役割を果たしていると考えられるが、明瞭な解を得るには至っていない。TbMnO3の巨大電気磁気効果ではTbの磁気モーメントとMnスピンの相互作用が大きな役割を担っていることが指摘されており、その理解を進める上で本研究の結果は重要な情報を与える。平成28年度は引き続き上記の非弾性中性子散乱実験の結果について解析を進めた。それと並行して、TbMnO3と同じペロブスカイト構造を有する磁性強誘電体であるRFeO3(Rは希土類イオン)に着目し、研究を行った。RFeO3は磁場による電気分極反転に加えて電場による磁化の反転が報告され、注目されている。TbMnO3より単純な形で遷移金属イオンのスピンと希土類イオン磁気モーメント、格子が結合して強誘電性を発現していると期待されているので、その微視的な機構解明を行うことでTbMnO3についてより理解が進むと考えている。まずは希土類イオンが磁気モーメントを持たないYFeO3について円偏光X線回折実験を行い、Feスピンと格子との結合を微視的に明らかにした。希土類イオンが磁気モーメントを有する磁性強誘電体(TbDy)FeO3と(TbGd)FeO3について同様に円偏光X線回折実験を行うことを目指している。TbMnO3の非弾性中性子散乱実験の結果について解析を進め、磁気的なΓ点である(0 0.27 1)近傍の非弾性中性子散乱スペクトルについてはMnスピンのスピン波励起とTb磁気モーメントの結晶場励起にて実験結果をおおよそ再現することに成功している。しかしながら、結晶学的なΓ点近傍(L=0)では、Mnスピン波励起に加えてパラボリックな磁気励起が観測されていて、上記の描像では再現できない。Mnスピンと格子、Mnスピンと希土類イオン磁気モーメント間の相互作用を考慮したモデルを構築し、解析を進めている。磁性強誘電体であるRFeO3ではFeスピンと格子との相互作用で弱強磁性が発現し、Feスピンと希土類磁気モーメントとの相互作用により強誘電分極が発現すると考えられている。

磁気変調波数が非整合なTbMnO3とは異なりFeスピンと希土類磁気モーメントがともにG型反強磁性構造をとるため、円偏光X線回折実験により格子系との干渉を測定することで、格子、Feスピン、希土類磁気モーメント間の相関について情報を得ることができる。まずは希土類が磁気モーメントを持たず単純な弱強磁性を示すYFeO3について円偏光X線回折実験を行い、Feスピンと格子との結合を微視的に明らかすることを目指した。弱強磁性相において(141)反射の円偏光X線回折を測定し、円偏光の回転方向により弱強磁性の方向と格子歪の変調位相を決定した。その結果、強磁性磁気モーメントの反転によりスピン配列の位相がπ変わることを実験的に確認することに成功した。次に磁性強誘電体(TbDy)FeO3について同様に円偏光X線回折実験を行ったが、X線照射による試料温度の上昇により目的とする強磁性強誘電相での測定には至らなかった。本課題は磁性強誘電体におけるスピン秩序と誘電性の相関を微視的に解明し、エレクトロマグノンと呼ばれる電気磁気素励起の描像を得ることを目的としている。はじめに、代表的な螺旋磁性強誘電体であり、磁場による電気分極回転が報告されているTbMnO3の非弾性中性子散乱実験を行った。誘電揺らぎと結合する磁気励起は非分散的なエネルギー構造を持つことが理論的に予想されていたが、そのような分散関係は観測されず、実際に測定された磁気励起はスピン波励起描像で記述されるような放物線状であることが明らかになった。この結果はこれまでの解釈とは異なる新しい描像が必要になることを示している。一方で単純なMnスピンのみでは再現できない磁気励起も観測されており、Mnスピンと希土類イオンの磁気モーメントにおける結合が重要な役割を果たしていることを示唆する。続いて、同じくペロブスカイト型の磁性強誘電体RFeO3(Rは希土類イオン)に着目し、研究を行った。TbMnO3と同様、スピン軌道相互作用によるスピン格子結合が重要な役割を担い、かつ、より単純な形で遷移金属イオンのスピン、希土類イオンの磁気モーメント、格子変位、が結合して強誘電性を発現していると期待されている。まずは希土類イオンが磁気モーメントを持たないYFeO3について円偏光X線回折実験を行い、反強的に配列するFeスピンとジグザグ鎖を形成する格子系とのジャロシンスキー-守谷相互作用による結合を、磁気散乱とトムソン散乱を干渉させることで直接的に観測することに成功した。これにより格子変位とDM相互作用のDベクトルの方向関係を実験的に決定することに初めて成功した。以上の結果は螺旋磁性強誘電体における磁性と電気分極の結合について理解を得るために重要な情報であり、現在、論文として出版するべく準備を進めている。本研究課題は螺旋磁性強誘電体におけるスピン秩序と強誘電性の相関を微視的に解明し、エレクトロマグノンと呼ばれる電気磁気素励起の描像を得ることを目的としている。代表的な螺旋磁性強誘電体であるTbMnO3の非弾性中性子散乱実験を行い、その磁気励起が基本的にはスピン波励起として理解できることを示し、さらに、スピン波描像では再現できない励起が存在することを明らかにした。また、TbMnO3と同じペロブスカイト構造を有する磁性反強誘電体であるYFeO3に着目し、研究を行った。円偏光X線回折実験を行い、Feスピンと格子との結合を直接的に観測した。前項にて既述したようにスピン波モデルを基本として単純化した螺旋磁性構造でのモードの推測の成功した。
音楽理論・分析法の自律性と政治性の考察－－シェンカー研究とその周辺を例に

本研究は、ハインリヒ・シェンカーやその周辺の音楽家による音楽理論・分析、それ以降のシェンカー理論・分析における方法論的特徴や価値観を分析し、戦前ドイツと戦後アメリカの音楽理論学界の諸特徴を学術文化の事例研究として明らかにした。シェンカーと同時代の音楽理論家としてF.イェーデやG.ベッキングをとり上げ、視覚化の観点から同時代性を拾い出した。また、シェンカーにおいて演奏法上の特徴が理論・分析的観点といかに関連しているのかも調査した。戦後アメリカについては、リズムの観点から代表的なシェンカー研究者の学術的欲望に迫ると同時に、シェンカー死後から現在までの理論・分析に観察される方法論を歴史化した。本研究は、ハインリヒ・シェンカーやその周辺の音楽家による音楽理論・分析や、それ以降のシェンカー風理論・分析における政治性や自律性を通史的に考察することを目的とする。1年目である平成25年度では、主にシェンカーの同時代の言説を中心に読解を行い、シェンカーとその周辺の音楽家らとの思想上の関係を、これまで見落とされがちであった諸観点から明らかにした。まず、同時代のドイツ青年音楽運動の中心的人物フリッツ・イェーデの理論的思想および視覚的手段を用いた分析手法を明らかにし、これをシェンカーのそれと比較した。これによって今後、1920年代前後の音楽理論の思想的背景を考察していくための足場を築いた。次に、シェンカーの著作における、とくに第一次世界大戦前後の政治的発言を網羅的に調査し、分類を行ったうえで、その特徴と思想的背景について口頭発表を行った。この発表ではさらに、こうした政治的発言を含めたシェンカーの言説が戦後日本でどのように受容されてきたかも明らかにするため、シェンカーを紹介している邦語文献をリストアップし、その文脈を辿った。これは、音楽理論と政治的発言との関係を探る本研究の中心に位置する研究成果のひとつである。一方、シェンカーが同時代・前代の音楽家の思想をどのように受容したかという観点を深めるため、楽譜校訂の手法を比較した論考を発表した。また、調性音楽の重要な理論・分析法を日本に紹介し、アマチュア、演奏家、研究者らの作品理解に寄与するという意図から、シェンカーの著作を2冊翻訳した。次年度においては、とくにシェンカー以降、現在までの音楽理論における政治性の問題を中心に扱う予定である。これには学際的視点が不可欠であり、その足がかりとして、障害学研究の動向を参照しながら、シェンカーおよびシェンカー以後の研究者の言説に見られる身体表現とその価値判断に関する口頭発表を行った。本研究は、ハインリヒ・シェンカーやその周辺の音楽家による音楽理論・分析や、それ以降のシェンカー理論・分析を通史的に考察することを目的とする。2年目である平成26年度では、3つの調査を行った。第一に、戦後アメリカにおけるいわゆる「シェンカー分析」の代表的な理論家の言説に焦点を当て、その思想的特徴を明らかにした。第二に、前年度に引き続き、シェンカー自身の理論・分析のうち、これまで採り上げられることのほとんどなかった指使いと演奏法の関係について、シェンカーの書簡や楽譜校訂から考察を行った。第三に、シェンカー周辺の同時代の理論家として、ドイツの音楽理論家グスタフ・ベッキングのリズム論に目を配った。一点目の、戦後アメリカの「シェンカー分析」については、リズムのパラメータに着目し、代表的な音楽理論家カール・シャクター、ウィリアム・ロートシュタイン、フランク・サマロットの3人のシェンカー受容と理論構築を辿って〈構造的リズム〉の諸特徴を明らかにした。いっぽう、論者独自の視点として、日本での翻訳と受容が進みつつあるシェンカーの演奏論を網羅的に調査し、〈演奏解釈的リズム〉と呼ばれうる分析と演奏の量領域にまたがるリズム領域をあぶりだした。この研究については国内学会にて口頭発表を行った。また、音楽理論系の国内学会誌に論文が掲載されることが決定している。二点目の、指使いと演奏法、その背景にある理論的思想をめぐる研究については、平成25年度に行った口頭発表に基づいて研究論文を国際学会誌に投稿し、掲載が決定している。三点目の調査対象グスタフ・ベッキングについては、リズムの流れの視覚化という点でエネルギー学派の音楽理論家たちと共通性があるため、シェンカー周辺の思潮を探るために採り上げた。ベッキングの音楽理論と同時代の他学問分野(ディルタイやヤスパースら)とのつながりを調査し、国内口頭発表を行った。本研究は、ハインリヒ・シェンカーやその周辺の音楽家による音楽理論・分析、それ以降のシェンカー理論・分析を、個別事例および通史の良観点を通して考察することによって、そこに見られる価値観を明らかにすることを目的とした。第3および最終年度である平成27年度では、以下の4つの調査を行った。第一に、前年度に行ったグスタフ・ベッキングに関する発表の内容を発展させ、研究論文として成果を発信した。ベッキングは、シェンカーと同時代の音楽理論家であり、音楽構造や要素の視覚化という点でシェンカー周辺との関連が見られるが、これまでは等閑に付されていた。ヤスパースら思想家たちからの影響も考察の範囲に含めることで、ベッキングのリズム類型論を歴史化することができた。第二に、3年間の研究の集大成として、シェンカー没後から現在までにおけるシェンカーおよびシェンカー理論・分析研究の文献を網羅的に調査し、そこに見られる方法論上のパラダイム・シフトや価値観を明らかにした。その際、言説以外の各種メディアを採り上げ、論文や著作だけでなく、アメリカにおける音楽理論系学会の活動状況や、アーカイヴ事業や研究センターの創立史にも目を配った。

それらの作業を通して、シェンカー生前からのおよそ100年を4つの時代に特徴づけ、方法論に変遷をもたらしたターニング・ポイントを確認することができた。この研究成果については口頭研究発表を行った。第三に、日本における音楽理論の受容を推進するために、シェンカーによる『ベートーヴェンのピアノ・ソナタop.101批判校訂版』の翻訳を行い、出版した。第四に、招待講演を機会に、音楽学や音楽理論・分析の分野で展開されている音楽の物語論のレクチャーを行った。これを通して、音楽の物語論における最新の動向や、それらとシェンカーの物語論との思想上・方法論上の関係を詳らかにすることができた。本研究は、ハインリヒ・シェンカーやその周辺の音楽家による音楽理論・分析、それ以降のシェンカー理論・分析における方法論的特徴や価値観を分析し、戦前ドイツと戦後アメリカの音楽理論学界の諸特徴を学術文化の事例研究として明らかにした。シェンカーと同時代の音楽理論家としてF.イェーデやG.ベッキングをとり上げ、視覚化の観点から同時代性を拾い出した。また、シェンカーにおいて演奏法上の特徴が理論・分析的観点といかに関連しているのかも調査した。戦後アメリカについては、リズムの観点から代表的なシェンカー研究者の学術的欲望に迫ると同時に、シェンカー死後から現在までの理論・分析に観察される方法論を歴史化した。平成26年度の研究実施計画はおおむね達成できたと考えている。まず、戦後アメリカにおけるシェンカー受容の流れを網羅的に明らかにできたことは、国際的なシェンカー研究からみても意義が大きい。論点が拡散しないようリズム理論に絞ったことで、〈構造的リズム〉と〈演奏解釈的リズム〉という重要な概念領域を発掘することができたのが、先行研究の見解にはなかった、日本における研究独自の成果となった。また、前年度に集中的に行ったシェンカーの楽譜校訂の調査については、内容をさらに発展させ、ほかの同時代・前代の音楽家たちの楽譜校訂との比較を通して、今までにはなかった実質的なデータに基づく研究成果を、音楽理論の国際的な学会誌に発表することができた。いっぽう、シェンカーのリズム論だけでなく、これまであまり知られてこなかった周辺の音楽理論家の調査を通して、当時の音楽論をめぐる複雑な学問的環境、方法論を明らかにすることができた。これらを通して、音楽理論の分野が当時、ほかのいかなる領域と接点をもち、相互作用していたかの一端をつかむことができた。音楽学平成27年度の研究実施計画に関しては、平成26年度に行ったベッキングに関する口頭発表を論文としてまとめ、国内学会誌にて発表するる。また、本研究の最終年度であることから、戦前から戦後までのシェンカー受容史を区分し、各時代の特徴を明らかにすることを調査の集大成とする予定である。これについては国内学会で口頭発表を行う予定である。このさい平成26年度と同様、欧米での資料調査や関係者への聞き取り調査が必要となると考えられるため、積極的に行う。また、シェンカーの音楽書の翻訳もあわせて行い、出版する。
製鉄プロセスにおける炭酸ガス排出抑制に関する基礎課題ならびに開発課題の調査研究

1. (1)各国の過去50年間の生産量データを数学的に処理し,将来の粗鋼と電炉鋼の生産量を予測する手法を開発することにより,現行製鉄プロセスのままの場合のCO_2排出量の今後の推移を見積もるとともに,同プロセスを改良した場合の効果についても予測するための研究計画を策定した.(2)「たたら」製鉄では、高炉法と比較し低温かつ高酸素ポテンシャルで溶銑を製造していたが、この原理を明らかにし、CO_2抑制型かつ不純物の非常に少ない溶銑を得る方法を研究するための計画を策定した.(3)アイアンカーバイド法については,石炭,メタン系ガス等による酸化鉄の還元機構と還元速度について調査研究し,高効率化やイオウの効率的利用等を通じてCO_2排出抑制をどの程度推進できるかを検討するための研究計画を策定した.(4)スクラップの溶解速度,高品質化のための物理化学といった基礎課題から,新技術の開発や排出エネルギーの活用といった開発課題を調査研究し,CO_2排出量の削減と高品質鋼の製造という二つの目標を達成するための研究計画を策定した.2.鉄鋼製造と発電・化学原料用ガスの製造などとの複合プロセスあるいは排出エネルギーの民生用利用や環境・廃棄物処理への応用といった方式を採用した場合のCO_2排出抑制の効果を個々のプロセス単独の場合と比較,調査研究するための計画を策定した.特に,スクラップ利用プロセスにおける排出エネルギーの民生用利用や,化石燃料を過剰に製鉄プロセスに投入するなどにより,鉄鋼とエネルギーを効率よく併産するシステムの検討を行うための研究計画を策定した.3.従来の鉄鋼製造プロセスの低CO_2化へ向けた展開,あるいは,従来にない鉄鋼製錬プロセスの発案とそれによるCO_2排出抑制といった新しい着想を探索し,石炭乾留ガスの有効利用,あるいはほとんど炭素の関与しない水素還元製鉄法の可能性についても,過去の研究の調査を踏まえて検討した.1. (1)各国の過去50年間の生産量データを数学的に処理し,将来の粗鋼と電炉鋼の生産量を予測する手法を開発することにより,現行製鉄プロセスのままの場合のCO_2排出量の今後の推移を見積もるとともに,同プロセスを改良した場合の効果についても予測するための研究計画を策定した.(2)「たたら」製鉄では、高炉法と比較し低温かつ高酸素ポテンシャルで溶銑を製造していたが、この原理を明らかにし、CO_2抑制型かつ不純物の非常に少ない溶銑を得る方法を研究するための計画を策定した.(3)アイアンカーバイド法については,石炭,メタン系ガス等による酸化鉄の還元機構と還元速度について調査研究し,高効率化やイオウの効率的利用等を通じてCO_2排出抑制をどの程度推進できるかを検討するための研究計画を策定した.(4)スクラップの溶解速度,高品質化のための物理化学といった基礎課題から,新技術の開発や排出エネルギーの活用といった開発課題を調査研究し,CO_2排出量の削減と高品質鋼の製造という二つの目標を達成するための研究計画を策定した.2.鉄鋼製造と発電・化学原料用ガスの製造などとの複合プロセスあるいは排出エネルギーの民生用利用や環境・廃棄物処理への応用といった方式を採用した場合のCO_2排出抑制の効果を個々のプロセス単独の場合と比較,調査研究するための計画を策定した.特に,スクラップ利用プロセスにおける排出エネルギーの民生用利用や,化石燃料を過剰に製鉄プロセスに投入するなどにより,鉄鋼とエネルギーを効率よく併産するシステムの検討を行うための研究計画を策定した.3.従来の鉄鋼製造プロセスの低CO_2化へ向けた展開,あるいは,従来にない鉄鋼製錬プロセスの発案とそれによるCO_2排出抑制といった新しい着想を探索し,石炭乾留ガスの有効利用,あるいはほとんど炭素の関与しない水素還元製鉄法の可能性についても,過去の研究の調査を踏まえて検討した.
供給ガスと工作物との化学反応を利用した超高速放電加工の研究

加工液(油)を使用するのが常識であった放電加工を気中で行い,パイプ電極から供給する気体と工作物との化学的加工を積極的に利用することにより,従来の放電加工に比較して数倍の加工速度を達成することができる.平成15年度は特に,切削では加工が困難である超硬合金の加工を行い、供給気体に酸素を用いることにより炭素鋼の加工と同様に従来の放電加工の約3倍の加工速度が得られることを明らかにした.そして,放電パルス条件,気体の供給条件などを変化させて,最適な加工条件を明らかにした.一方,気中放電加工の放電ギャップは狭いので短絡が生じ易い.したがって,加工形状が深い場合は放電が不安定となりやすい.これは,従来の液中加工用に作られた放電ギャップの制御機構の周波数応答性が低過ぎるからである.そこで,ギャップ制御の周波数応答性を向上させるために,圧電素子を利用したアクチュエータを加工テーブル上に搭載し、加工機の主軸制御と同調させることによってギャップ制御の応答性を向上させた.その結果,加工速度が約2倍に向上し,工具電極消耗率が約半分に減少することが明らかとなった.また,圧電アクチュエータを使用する代わりに,超音波振動子を用い,25kHzの振動数でギャップを周期的に変動させることを試みた.この場合も短絡が減少し,加工速度が超音波振動を加えない場合に比べて約3倍から5倍に向上することが明らかとなった.また,上記の研究結果に基づき,直径1mmのパイプ電極を用い,超硬合金の3次元形状の高速加工を試みた.その結果,従来の放電加工に比べて加工速度,加工精度の両方で大幅な向上が得られることが明らかとなった.加工液(油)を使用するのが常職であった放電加工を気中で行い,パイプ電極から供給する気体と工作物との化学的加工を積極的に利用することにより,従来の放電加工に比較して約十倍の加工速度を達成することができた.工作物が鋼材の場合は,パイプ電極から酸素ガスを供給しながら加工を行った.過度に休止時間が短く,ピーク電流が高い場合は,急激な燃焼反応が生じ暴走状態になるため,形状のコントロールができないことが分かった.そこで,普通の気中放電加工の状態と暴走状態との中間に,準暴走状態が存在することを明らかにした.この準暴走状態は,パルスごとに放電点が生成されることや,電流の供給を止めると化学反応も停止することが暴走状態と異なる点である.この準暴走状態では,従来の放電加工の約十倍の加工速度が得られ,しかも形状のコントロールが可能である.そこで,放電パルス条件,気体の供給条件,工具電極材料などを変化させて,最適な加工条件を明らかにした.一方,準暴走状態では加工精度が良くないという問題点が明らかとなった.これはパイプから噴出するガスとともに加工屑やプラズマがパイプの外側の広い領域に運ばれ,それらを介して絶縁破壊が生じてしまうため,加工ギャップが拡大して加工穴のエッジがダレるからである.そこで,パイプの内側からガスを噴出するのではなく,外圧をかけて加工屑をパイプを通して吸い出す外圧法を試みた.その結果,加工速度を噴出法と同程度に保ったまま,加工精度を大きく向上できることが分かった.そこで,平成15年度は切削加工の加工速度を凌駕する加工速度を実現することを目標とし,3次元形状の高速荒加工を可能にする予定である.加工液(油)を使用するのが常識であった放電加工を気中で行い,パイプ電極から供給する気体と工作物との化学的加工を積極的に利用することにより,従来の放電加工に比較して数倍の加工速度を達成することができる.平成15年度は特に,切削では加工が困難である超硬合金の加工を行い、供給気体に酸素を用いることにより炭素鋼の加工と同様に従来の放電加工の約3倍の加工速度が得られることを明らかにした.そして,放電パルス条件,気体の供給条件などを変化させて,最適な加工条件を明らかにした.一方,気中放電加工の放電ギャップは狭いので短絡が生じ易い.したがって,加工形状が深い場合は放電が不安定となりやすい.これは,従来の液中加工用に作られた放電ギャップの制御機構の周波数応答性が低過ぎるからである.そこで,ギャップ制御の周波数応答性を向上させるために,圧電素子を利用したアクチュエータを加工テーブル上に搭載し、加工機の主軸制御と同調させることによってギャップ制御の応答性を向上させた.その結果,加工速度が約2倍に向上し,工具電極消耗率が約半分に減少することが明らかとなった.また,圧電アクチュエータを使用する代わりに,超音波振動子を用い,25kHzの振動数でギャップを周期的に変動させることを試みた.この場合も短絡が減少し,加工速度が超音波振動を加えない場合に比べて約3倍から5倍に向上することが明らかとなった.また,上記の研究結果に基づき,直径1mmのパイプ電極を用い,超硬合金の3次元形状の高速加工を試みた.その結果,従来の放電加工に比べて加工速度,加工精度の両方で大幅な向上が得られることが明らかとなった.
舞台人の健康的な発声：歌・台詞における科学的見地からの考察

ミュージカル俳優は声を酷使することが多いが、未だ彼らの喉の健康を守る効果的な発声・訓練法が確立されているとは言い難い。本研究では、歌手の多くが体感している「喉・胸が開く」という感覚を手掛りに手技を用いての発声実験、アンケート、聴覚印象評価、MRI動画の撮像を行うことで、健康的な発声法を構築するための方法を探った。その結果、体感・評価スコア・音圧レベルの好変化、声帯位置の下制が観察される等「喉・胸が開く」という感覚に対する科学的根拠を得ることができたと考えられる。またそのMRI動画を用いての視覚による発声への影響についても良い結果が得られ、健康的な発声法訓練のための道筋を見つけることができた。1.舞台俳優、ミュージカル俳優、及びその比較対象として舞台等未経験者のMRIによる撮像実験を行った。詩の朗読、台詞の朗読、唱歌の歌唱(被験者共通の調、及び各自の声質に合わせた調の2種)を行い、通常通りに発声したもの、胸部への刺激を与えた後に発声したものについて、それぞれ声道と横隔膜に焦点を当てる事で、1被験者に付き16種の撮像実験を行った。また合わせて、同じ内容による音響分析及び聴覚印象評価の為の録音も行った。2.発声における意識、問題点に関するアンケートを作成し、各自の発声、発話時における身体的感覚、訓練の際の留意点、舞台上などで声が出なくなった経験の有無、ある場合にはその治療法等についての調査を行った。この調査によって、舞台俳優は少なからず声に関する悩みを抱えていることが明らかとなり、「舞台人の健康的な発声」を考察することは、我が国の舞台芸術発展の上で大いに意義がある事を再認識した。3.胸部への刺激後の聴覚印象及び発声感覚における変化は明らかであったが、MRI撮像時における観察により、撮像部位や方法の再検討、立位によるMRI撮像の可能性を探る事によって、より確実なデータが得られる可能性を感じた。4.研究代表者、研究分担者、連携研究者、研究協力者が集い、今回の実験を踏まえての今後の展望について話し合いを持った。5.米国の大学におけるミュージカル指導者とのディスカッションの機会を持ち、それぞれの国におけるミュージカル歌唱の問題点について論じ合った。喉や胸の開きという歌手の身体感覚の可視化について様々な方法を検討する中でMRI撮像の時期が遅くなり、その分析に手間取ってはいるが、おおむね順調に進んでいる。1.昨年度の俳優等によるMRI撮像実験結果に基づき、更なる比較対象として、歌手としての実績のある者(オペラ歌手、博士課程にて声楽を学んでいる者、ポップス歌手、ミュージカル歌手)について、オクターブ歌唱及び共通のタスクとしての唱歌の歌唱を用い、通常通りの発声、胸部への刺激後の発声のそれぞれについてMRIによる撮像、アンケート調査を行った。2.胸部への刺激による変化の定量化のため、15名の被験者による、オクターブ歌唱及び唱歌歌唱の音声録音、アンケート調査を行った。3.被験者へのアンケートから、胸部への刺激に対する身体感覚において、おおむね良い変化を体感していることが確認され、MRI撮像においても声帯の位置の下方変位、声道の拡張が観察された。4.録音した音声を用い、5項目5段階のアンケートによる聴覚印象評価を行ったところ、刺激前に比べて、刺激後は全ての評価スコアが上昇し、音響分析においても音圧レベルの顕著な上昇が見られた。5.これらの実験から、胸部刺激が歌唱時に望ましい変化をを与え得ることが確認された。このことにより、健康的な発声に不可欠でありながら初心者が理解し難い、咽頭部及び胸部の開放感覚を、この胸部刺激を用いることで体感させることが出来ると推察できる。6.以上を踏まえ、「咽喉部及び胸部の開放感覚とその実際」と題して、研究分担者、連携研究者の協力の下、日本音声言語医学会学術講演会において発表を行った。今年度はこれについての短報も執筆予定である。超音波検査法などの新しい手法による測定を試みることが出来なかったため。27年度の俳優などを対象とした実験、28年度の胸部刺激を伴った実験結果を受け、MRI画像の検証を多角的に行ったところ、本研究においては、予定していた超音波検査法など新しい手法を用いるよりも、MRI画像のさらなる分析と定量化を進めた方がより実りある研究結果が得られるのではないかとの考えに至り、最終年度である29年度は、これまでの被験者のジャンル分けとその結果から導き出された定量化のための補強実験、画像を利用した発声訓練に関する実験などを行い、研究分担者等と共に3件の学会発表、1件の論文掲載を行った。MRI画像の検証からは、横隔膜、口腔・喉頭部それぞれにキャリアによる一定の傾向が見られていたが、今回、声を使うことを職業とはしない被験者を交えることで、その傾向を更に明確に捉えることができ、横隔膜はもちろんのこと、口腔・喉頭部の各部位における歌唱時における変化は、舞台人の健康的な発声を考察する上で、大きな手掛かりとなった。また、声楽初心者である被験者に、声楽初心者とプロ歌手のMRI画像を各部位の働きの解説を交えながら見せ、その前後の発声を録音する実験においては、音響分析結果及び被験者によるアンケート双方からその視覚化の効用を伺える結果が得られた。このことから、研究分担者である河原英紀教授考案の声道形状等を実時間で可視化することの出来るSparkNGも発声訓練において非常に有効であると考えられる。

そしてもう一人の研究分担者、羽石英里教授の専門が音楽療法であることから、本研究の手法を用いての音楽療法士を被験者とした実験も試み、本研究が舞台人のみでならず、声を使うことを職業とする他分野にも有効であることが推察されるに至った。以上、これまでの研究により、声を使うことを職業とする者が健康的に声を操る方法について、科学的見地からの考察をなすことができ、発声訓練法構築へと繋げることができた。ミュージカル俳優は声を酷使することが多いが、未だ彼らの喉の健康を守る効果的な発声・訓練法が確立されているとは言い難い。本研究では、歌手の多くが体感している「喉・胸が開く」という感覚を手掛りに手技を用いての発声実験、アンケート、聴覚印象評価、MRI動画の撮像を行うことで、健康的な発声法を構築するための方法を探った。その結果、体感・評価スコア・音圧レベルの好変化、声帯位置の下制が観察される等「喉・胸が開く」という感覚に対する科学的根拠を得ることができたと考えられる。またそのMRI動画を用いての視覚による発声への影響についても良い結果が得られ、健康的な発声法訓練のための道筋を見つけることができた。1.音声、アンケートの採取を更に積極的に行い、データの定量化を計る。2.27年度に得た結果を基にMRI撮像の方法を検討し、最適な方法による撮像実験をなるべく多くの被験者の協力を仰ぎ行う。3,MRI撮像と合わせ、超音波検査法、Wave System検査法等による測定も試みる。4.日本人の発声における特性と問題点を明らかにし、日本語での理想的な発声法を研究する。5.参加者へのフィードバックと意見交換を積極的に行う。1.MRI撮像で得た知見を活かし、超音波検査法による測定を試みる。2.音声、アンケートの採取を今後も実施し、更なる定量かを計る。3.「舞台人の健康的な発声」はもとより、そこから更に発展させて、音楽療法など、声を酷使する他分野への貢献も視野に入れる。歌唱27年度は画像分析に遅れが生じたため、アシスタントの謝金が繰り越された。また学会への参加機会がなかったため、その旅費についても繰り越しがあった。超音波検査法など、新しい手法による実験が遅れたため。今年度は多くのデータの採取と共に分析を進め、学会発表にも積極的に取り組む予定である。新しい手法による実験を取り入れる他、今回道筋が見えてきた解析の為のシステム開発に取り組みたい。
脊髄排便中枢を介する大腸運動制御メカニズムの解明

本研究の目的は、脊髄排便中枢による大腸運動の制御機構を解明し、下痢や便秘に対する新たな治療戦略を構築することである。中枢との神経連絡を保ったまま消化管運動を評価できるin vivoの実験系を用い、ノルアドレナリン、セロトニン、ドパミンが脊髄排便中枢に作用し、大腸運動を亢進させることを明らかにした。排便中枢のある腰仙髄部において、これらのモノアミン類は下行性疼痛抑制経路の伝達物質として機能していることから、痛みの制御系と大腸運動調節系が連動することが浮き彫りになった。本研究で明らかとした脊髄排便中枢を介する大腸運動の調節機序は、ストレスに伴って発生する下痢や便秘の治療に応用できると考えられる。本研究の目的は、中枢神経による消化管運動の制御機構を解明し、下痢や便秘に対する新たな治療戦略を構築することである。本年度は、脊髄排便中枢に作用して大腸運動を促進するグレリンについて詳細な検討を行った。神経の電位依存性ナトリウムチャネルを阻害するテトロドトキシンを排便中枢に微量投与しておくと、グレリンの作用が消失した。このことはグレリンのターゲットが神経であることを示している。グレリン作働性神経は視床下部に存在しているので、脊髄におけるグレリン作働性神経と比較した。レプチンによる拮抗作用がない、AMPキナーゼを介する活性化機構がない、ニューロペプチドYの関与がないという点で脊髄のグレリン作働性神経は視床下部にある神経とは異なっていた。また、グレリン以外に排便中枢に作用する生理活性物質が存在するかを検索する実験から、中枢からのノルアドレナリンが重要であることが新たに判明した。ノルアドレナリンは下降性疼痛抑制経路のメジャーな神経伝達であり、脊髄のレベルで過剰な痛みの情報を抑制するシグナルが、大腸運動を変化させるという新規のセオリーを提唱するに至った。従来から、過敏性腸症候群において腹部の痛みや不快感と大腸運動の異常(下痢や便秘)が同時に発生することが知られていたが、この2つの症状が共存する理由については不明であった。本研究の成果により、痛みと運動障害が同時に発生することについて科学的な論拠が与えられたことになり、今後治療戦略を構築する上で大きな一歩となるものと考えられる。初年度に行った研究により、脊髄排便中枢に作用して大腸運動を促進するグレリンの作用機序が明らかとなった。ノルアドレナリンは下行性疼痛抑制経路のメジャーな神経伝達であることから、脊髄のレベルで過剰な痛み情報を抑制するシグナルが、大腸運動を変化させるという新規のセオリーを提唱するに至った。そこで今年度は、アドレナリン作働性神経とともに、下行性疼痛抑制経路を構成するドパミン作働性神経、セロトニン作働性神経にも同様の作用があるか否か検証した。in vivoで大腸運動を評価する実験系を用いて検証した結果、排便中枢のある腰仙髄部に微量投与したドパミンやセロトニンが、大腸運動を強く亢進することが明らかとなった。このような大腸運動亢進作用は、脊髄と大腸を繋ぐ骨盤神経の切断で消失した。さらに詳細な検討をドパミンについて行い、骨盤神経の細胞体にドパミン受容体が存在することが免疫組織化学的な実験により明らかとなった。逆行性トレーサーを大腸に適用し、脊髄内で大腸と連絡する神経(脊髄副交感神経核ニューロン)を染め出した後、スライス標本を作製しパッチクランプ法でドパミンに応答する神経を調べた。その結果、ドパミンがD2-like受容体を介して神経活動を亢進させることがわかった。このように本年度の目標として掲げた下行性疼痛抑制経路と大腸運動の関係が、脊髄内での作用機序を含めて明らかとなった。昨年度までの研究で、脊髄排便中枢におけるグレリンの作用機序を詳細に検討し、視床下部に存在するグレリン作働性神経とは性質の異なる神経が脊髄の排便中枢に存在することを明らかにした。ただしこのような大腸運動を亢進させる仕組みが、生理的にどのような状況で機能するのかは不明であった。グレリンという単一の生理活性物質に焦点を絞るのではなく、網羅的に排便中枢を活性化する因子を見出すことで、生理学的な意義に迫ろうとするのが本研究の計画であった。初年度に明らかとしたノルアドレナリンに加えて、本年度の研究によって、ドパミンやセロトニンにも脊髄排便中枢を活性化する作用があることが明らかとなった。この研究成果の意義は大きく、痛みと大腸運動の調節という一般的には関連性が見出せない要素が結びつき、過剰な痛みが下痢や便秘の誘因となるという新しい考え方を提唱するに至った。過敏性腸症候群の下痢や便秘、あるいはパーキンソン病における慢性的な便秘に対する新しい治療戦略へ繋がる可能性がある。ノルアドレナリンの作用についてまとめた論文は、Scientific Reportsに公表されており、その内容が新聞報道された。また、ドパミンの作用についてまとめた論文は、Journal of Physiologyに受理されたが、注目すべき論文として解説がつけられることとなっている。このようにインパクトの強い雑誌に成果を公表できていることも考慮し、おおむね順調に進展していると自己評価した。

本研究の目的は、中枢神経による消化管運動の制御機構を解明し、下痢や便秘に対する新たな治療戦略を構築することである。前年度までに行った研究により、脊髄排便中枢に作用して大腸運動を促進するグレリンの作用機序、および下行性疼痛抑制経路の伝達物質(ノルアドレナリン、ドパミン、セロトニン)が大腸運動を変化させることが明らかとなった。今年度は、実験的に下行性疼痛抑制経路を活性化させ、大腸運動が亢進するか否か追究することにより、脊髄のレベルで過剰な痛み情報を抑制するシグナルが大腸運動を変化させるという新規のセオリーの立証を試みた。大腸内に侵害受容器を活性化させるカプサイシンを投与したところ、大腸運動が亢進した。このような大腸運動の亢進は、脊髄と大腸の連絡路となる骨盤神経を切除しておくと観察されなくなるので、大腸の粘膜下あるいは筋層間にある内在神経に起因するものではないことがわかった。また、脊髄と脳の連絡路となる胸髄の切断でも大腸運動の亢進が消失したので、脳を介する応答であることが示された。脊髄排便中枢にモノアミン受容体のブロッカーを投与する実験を行ったところ、大腸内にカプサイシンを投与することで誘発される大腸運動の亢進は、ドパミンD2-like受容体のブロッカーおよび5HT2/3受容体のブロッカーで抑制されることが判明した。これらの結果から、大腸に起因する痛み情報が下行性疼痛抑制経路を活性化し、結果として大腸運動を亢進させることが証明された。さらに、雌ラットでは大腸内にカプサイシンを投与しても大腸運動の亢進が誘発されないことも明らかとなった。このような明確な性差は、女性に便秘が頻発することと一致している。このように本年度の目標として掲げた下行性疼痛抑制経路と大腸運動の関係が、脊髄内での作用機序を含めて明らかになった。本研究の目的は、脊髄排便中枢による大腸運動の制御機構を解明し、下痢や便秘に対する新たな治療戦略を構築することである。中枢との神経連絡を保ったまま消化管運動を評価できるin vivoの実験系を用い、ノルアドレナリン、セロトニン、ドパミンが脊髄排便中枢に作用し、大腸運動を亢進させることを明らかにした。排便中枢のある腰仙髄部において、これらのモノアミン類は下行性疼痛抑制経路の伝達物質として機能していることから、痛みの制御系と大腸運動調節系が連動することが浮き彫りになった。本研究で明らかとした脊髄排便中枢を介する大腸運動の調節機序は、ストレスに伴って発生する下痢や便秘の治療に応用できると考えられる。本研究では(1)大腸運動制御に関与する脊髄の排便中枢の成り立ち(構成する神経)を明らかにする、(2)排便中枢への入力情報を同定し、大腸運動を調節する反射弓を解明する、(3)脳神経疾患やストレスに伴う下痢や便秘が、排便中枢の異常に起因するか解明する、(4)排便中枢をターゲットとした大腸運動の調整効果を立証する、という4つの目的を掲げている。本年度は、主に(1)と(2)の課題に焦点を絞り研究を進めた。(1)の課題については、グレリンの作用機序を詳細に検討し、視床下部に存在するグレリン作働性神経とは性質の異なる神経が脊髄の排便中枢に存在することを明らかにした。また、ノルアドレナリンも脊髄排便中枢で作用する神経伝達物質であることが新たに見出された。ノルアドレナリンの作用が明らかになったことで、(2)の課題も進展させることができた。
元気はつらつ投げ続けるための年少野球選手における投球動作の基礎的研究

本研究では、野球を専門的に実施している各年代の内野手を対象として一塁への投球(送球)動作の発達学的な特徴をスポーツバイオメカニクス(スポーツ生体力学)の観点から解明することを目的とした。その結果、投射されたボールの力学変量(球速、投射高、投射角)が各年代間とりわけ小・中学生群におけるこれらの変量が高・大学生群と比較して顕著に異なること、これらの変量を生み出す各種動作変量に各年代群特有の違いがあることなどが明らかにされた。これらの結果は、各年代において投球パフォーマンスの向上と障害予防のために適切な送球動作の指導が必要であることを示唆している。野球において年少者の投球動作の発達学的な特徴を浮き彫りにするためには、各年代毎の投球動作を定量化し横断的に比較検討する必要があろう。こうした年代間の投球動作の特徴が発達学的に明らかにされれば、投球動作の"指針作り"ための基礎資料(科学的エビデンス)を提供することが可能となり、その結果として教育現場においてより効果的・効率的かつ合理的で安全な投球指導を実現することが期待される。我々はこれまで野球の内野手の送球動作(クイックスロー)に着目し、野球を専門的に行っている中学・高校・大学生男子選手のその特徴についてキネマティクス的観点から比較検討し、各年代間の動作的特徴を明らかにしてきた。そこで、本研究の目的はこれまでに得られたキネマティカルな変量を含めてキネティクス的観点から各年代の特徴を比較検討しようとするものである。具体的には高速度3次元画像解析法により身体の角運動量、投球腕の肩・肘・手関節の関節トルク等を逆動力学解析した。発育発達学的な差に由来する被験者固有の体格的影響を除去するため、各変量を身長と体重を用いて標準化した。また各時系列データを捕球後の軸足接地時からボールリリース時までの時間で規格化し各群毎に平均化して比較を行った。なお、いずれの変量も従来の研究報告で課題とされていた被験者数の増加及び統計的検定法の再検討を行い算出したものである。結果は各年代においていずれの変量も同様の時系列パターンが観察されたが、特に中学生と高校・大学生選手間の値に顕著な差が認められた。本研究の結果と従来の結果との間に大差は認められず、従来の知見の妥当性を支持するものであった。本年度においてはさらにボール速度への身体の並進と回転運動の貢献度を求めた結果、ボール速度への貢献度のほとんどは回転運動によってもたらされていること、また年代間のキネマティクス変量の違いよりもキネティクス変量の違いが大きいことが明らかとされた。【背景】我々はここ数年、中学・高校・大学生内野手の送球動作に着目しその動作を比較分析した報告を行ってきたが、いずれの報告も小学生内野手の動作を含めたものではない。【目的】

本研究では小学生(以下E群)と既存の中学(J群:18名)・高校(H群:20名)・大学生(U群:16名)内野手から得られた各種動力学データに基づいて各年代群の送球動作特徴について発達学的観点から総合的に比較検討し明らかにしようとした。【方法】保護者承諾の下実験協力の同意を得たリトルリーグ所属の小学生内野手22名(10.5±0.9歳)が実験に参加した。被験者には遊撃手定位置からその前方一塁ベースよりに転がした球を捕球させた後、一塁ベース上に設置した的(投距離21m、高1.7m×幅1.4m)へ向かって全力で素早く送球するよう指示した。それらの動作を2台の高速度カメラを用いて撮影した後、的に命中しかつ各自内省の最もよい試技を3次元画像分析した。【結果】身長及び体重はHとU群間を除いて各群間に統計的に有意な差が認められ、年代が上がると共に増加した。球速はE<J<H<U群の順に有意に大きかった。投射高はJ群が他の群よりも有意に大きく、投射角はE群、J群がH、U群よりも有意に大きかった。【結論】投げ出されるボールの初期パラメータの相違は物理的投条件(投距離、的寸法)と各年代群の球速、投射高、投射角に密接に関連していることが明らかとなった。主たる理由は平成23年3月11日に生じた「東日本大震災」によるさまざまな影響であるが、その他学内・学外業務への対応などにより、年少者を対象とした野球の送球動作の3次元データ収集ならびに解析作業のための時間が取れず遅れている。24年度が最終年度であるため、記入しない。上記の理由により本研究の達成度が遅れているが、今後、早急に動作データを収集し解析を行うとともに、平成24年度において実施計画に上げていた年少者(中学生予定)を対象とした投球トレーニング測定を行う予定である。しかし、今後の進捗状況や測定協力団体のチーム状況他によっては投球トレーニング測定を研究期間中に終了することを断念せざるを得ず、研究計画の変更も否定できない。