July 2016

JFEテクノリサーチ株式会社

破断後試験片外観

25②③20荷重 /kN

No.4815105④①001234
変位 /mm567

図1 せん断引張試験で得られた荷重-変位曲線（590MPa級鋼板/板厚1.6mm、エポキシ系接着剤とスポット溶接併用）
①②③

図2④

各段階におけるミーゼス相当ひずみ分布の変化

マルチマテリアル車体用継手の評価技術
継手のせん断破壊時のひずみ分布解析
Full-field Strain Analysis in Tensile Lap Shear Test of Welded Joints
自動車の車体軽量化の手法として注により得られた各段階での試験片表面

シャッター速度0.2μsec、最大録画速度目されているマルチマテリアル化の大のミーゼス相当ひずみ分布を図2に示1,300,000 コマ/sec）も合わせて導入しま

きな課題は異種材料の接合方法であします。荷重-変位曲線が最初のピークした。継手の高速引張試験、部材の高り、接合条件の変動による特性変化に（②）を示した時点では鋼板表面にほと速圧壊試験などの高ひずみ速度領域で関する研究開発がさかんに行われていんどひずみは発生していません。そのの解析に活用できます。たとえば自動ます。開発テーマの一つは接合部の破後、急激な荷重低下があり、この段階車の衝突現象の計算機シミュレーショ壊機構の解明であり、破壊に至るまでで接着剤が剥離しているものと推察さンの検証を容易に行うことができます。の応力・ひずみ分布の変化を計測するれます。荷重-変位曲線の2番目のピー

当社の各種変形試験、撮像・画像解析ことがその中心になります。

ク（③）
では、鋼板に曲げ変形が起こり、技術と組み合わせることで、新たな分スポット溶接部のナゲット外周にひず野への展開も可能ですので、お気軽にしたドイツGOM社の３次元ひずみ解析みが集中して破壊に至ったことが判りお問合せください。

システム『GOM Correlate（ARAMIS）®』

ます。このような3次元ひずみ分布解

当社は、デジタル画像相関法を適用を導入し、各種継手の破壊特性解析の析により、継手の強度と形状変化を結受託体制を整えました。

びつけて破壊機構を明確に解析するこ590 MPa 級鋼板を接着剤とスポットとができます。

お問合せ先：

溶接を併用した継手の解析例をご紹介

さらに、本解析システムと連動したします。せん断引張試験で得られた荷高解像度の高速度カメラシステム（最清水 哲雄

大画素数2,560×1,920 ピクセル、最短

shimizu@jfe-tec.co.jp

重-変位曲線を図1に、3次元ひずみ解析

機能材料ソリューション本部 材料評価部

A New Camera Developed for High-speed Quality Inspections

材料の品質を高速で検査するカメラを新開発

特徴

検査用途に最適なデータ解析・処理ソフ

本カメラは以下の特徴を有します；

トウェアを備えた検査システムのご提供

計測・プロセスソリューション本部 計測機器開発部（1）有機物の品質検査に適した３波長のも可能です。材料の品質検査や選別な奥野 眞採用、（2）プリズム分光方式により共通

どにご関心をお持ちの方は、是非当社まの光軸で位置ずれのない3波長成分を検でお問い合せください。

ma-okuno@jfe-tec.co.jp
はじめに出、（3）512画素の長方形InGaAsリニア

赤外線カメラを使うと、材料の外観イメージセンサの採用により高感度検だけではなく、材料の組成成分に関連査を実現、（4）同期モード設定、水平ビする情報が画像として取得できることがニング、画素補正、自己診断などの機知られています。これは、各組成成分に能を搭載、（5）汎用性の高いカメラリン固有の吸収波長が赤外波長領域に存在ク出力およびFマウントを採用、（6）防するためです。一方、製造プロセスなど塵を考慮した筐体構造。

で高速搬送される材料の全数検査を行主な用途う場合、検査の均一性および高速性に①食品の品質検査（品種、腐敗、グレー優れたラインセンサカメラが有効です。

ド、水分量、成熟

当社では、近赤外域の3種の波長成分度など）。②食品のを同時に検出するラインセンサカメラを異物混入検査（図１参 照）。③ 樹 脂の選別。④原材料の緑・青）を検出するのに対し、本カメラは品質検査（成分のカラーカメラ画像
食品（乾燥ネギ）異物（プラスチック片）水分量など）。
近赤外域の特定の3波長成分（約1200、 違い、1400、1600nm）を検出するものであり、 おわりに可視光ではわからない材料の品質情報を当社では本カメ高速で検査する用途などに有効です。

ラ単体のみならず、近赤外3波長カメラ画像異物判定処理開発し商品化しました（写真1）。一般のカラーカメラが可視光域の3波長成分（赤・写真１ 近赤外３波長ラインセンサカメラの外観（疑似カラー表示）

20mm

図１

本カメラを用いた食品中の異物検査例

Trial Productions for Battery and Capacitor Cells by Automatic Stacking Machine

自動積層による電池・キャパシタ用セル試作
機能材料ソリューション本部 電池・材料解析評価センター

安江 良彦

y-yasue@jfe-tec.co.jp
自動積層機の導入

層作業における水分の影響を排除し、 積層電極型セル試作が可能です。そのう積層電極型セルの精度及び効率を大幅

ちDタイプの試作例（外観）を図4に示しまに向上させました。

す。その他のサイズをご要望の場合にも、自動積層機による積層型セル試作専用治具の製作による対応が可能です。
ご興味をお持ちの方は是非、ご連絡

今回導入した自動積層機の外観を図3下さい。に示します。表1に示します3つのタイプのリチウムイオン電池やキャパシタには捲回電極型セルと積層電極型セル（図1）の2つのタイプがあります。積層電極型

負極セルは電池性能面で有利であるという特徴を有しており、性能向上を目的として種々検討が行われております。当社は電極塗工、電池試作及び性能評価までの一貫の評価体制を確立し、お客様の開発を支援して参りましたが、このたび積層電極型セルの試作を高精度でかつ効率的に行うため、自動積層機を導入いたしました。
積層電極型セルの試作環境
当社では図2に示しますように、2室のドライルームにセル試作設備を集約し、極超低露点でかつクリーン度の高い環境下でのセル試作を可能にしております。今回導入した自動積層機をNO.2ドライルーム内に設置して電極積セパレーター
図1

正極積層電極型セルのイメージ

NO.1 ドライルーム
極低露点環境に塗工設備設置しNi系正極給気露点−60℃塗工可能化

塗工液調整工程
電極試作工程図3
表1

塗工→プレス

NO.2 ドライルーム
極超低露点環境でのセル組み・注液、給気露点−85℃
クリーン度もアップ

セル組立工程乾燥→自動積層→タブ溶接

電解液注液工程

注液→セル封止

図2 積層電極型セルの試作工程

2

積層電極型セルのサイズ

タイプ

調合・攪拌

自動積層機の外観

サイズ（電極概寸）

A30mm × 40mm

C90mm × 90mm

D

100mm × 180mm

負極タブ

正極タブ
図4

積層電極型セルの外観（Dタイプ）

Strain Analysis of Small Areas Using an EBSD-Wilkinson Method

微細構造を明らかにする
物理解析（18）

回転成分の二次元分布をそれぞれ成分すること、さらに全体は拘束されているごとに可視化することができます。

ため、圧痕周辺で圧縮歪が分布するとEBSD-Wilkinson 法による単結晶の歪解析考えられます（図3）。このように、従来機能材料ソリューション本部 ナノ材料評価センター

今回、炭化ケイ素単結晶ウェハー表法では得られない圧縮による弾性歪分

丸山 玄太

面に圧子にて、形成された圧痕および布を高い空間分解能で可視化すること亀裂周辺部（図1）の垂直歪分布をEBSD-ができます。

～ EBSD-Wilkinson法を用いた微小領域の歪解析～

g-maruyama@jfe-tec.co.jp
はじめに

本法は、半導体ウェハー表面の研磨Wilkinson法を用いて解析した事例をご

結晶材 料における歪評 価の物理 解により生じた歪や接合界面の歪の解析紹介いたします。

析手法の一つに後方散乱電子回折法EBSD-Wilkinson法による歪解析結果に適用することができます。歪評価に（EBSD法）があります。これは走査電子を図2に示します。黒矢印はX方向およ

お悩みのことがありましたら、お気軽顕微鏡に搭載されており、後方散乱電びY方向を表しています。図2（a）歪のにご相談下さい。

子回折像の画像解析から結晶方位差をXX成分では左右計測し、塑性歪分布を可視化することが方 向に 青 色で 示可能です。歪解析が可能な他の物理解された圧縮歪が、析手法と比べて高い空間分解能（30 nm）図2（b）歪YY成を有しています。当社では、これまで培っ分 では上 下 方向てきた試料調整技術および分析技術のに圧 縮 歪が 観 察ノウハウを駆使し、新たな解析手法でされました。これ

あるEBSD-Wilkinson法を導入いたしまは、ウェハー表面した。本法は従来法と比較し、高い空に圧 子 が 侵 入 す

間分解能を維持したまま、「極微小歪でるに従い、圧子表ある弾性歪の分布を可視化」することが面から垂直方向にできます。つまり、歪パターンのテンソ炭化ケイ素を押しル解析により、垂直歪・せん断歪・格子出す 応 力が 発 生

（a）
歪XX成分

図1 圧痕および亀裂を作製した炭化ケイ素ウェハー

図2（b）
歪YY成分

圧痕周辺部の歪解析結果
仮想歪マーカー

圧痕

圧縮歪

図3

観察された弾性歪分布を説明する模式図

Load Tests of the Structure Assuming a Giant Earthquake

構造材料ソリューション本部 構造性能部

古谷 忠明

furuya@jfe-tec.co.jp
はじめにいて、3MNの鉛直力を油圧ジャッキにて図3に示 す 容 量±3MN、ストローク±鋼製橋脚模型試験体に負荷した後、地300mmの油圧ジャッキも導入いたしまし

震力に相当する横荷重を、容量±1MN、 た。さらなる大変形、大荷重試験のご要
ストローク量±250mmの水平荷重油圧望に対応いたします。まずはお気軽にごジャッキを用いて正負交番載荷して、鋼相談下さい。

製橋脚模型試験体の損傷状況と耐震性近年、首都直下型地震や東海・東南海・能の確認を行いました。得られた試験体

南海の三連動地震である南海トラフ巨大の水平荷重と水平変位の関係を図2に示地震の発生が想定され、構造物のさらなします。

る耐震性向上が社会ニーズになっていまおわりに載荷フレームす。また、構造物に使用する部材は高強

当社では、紹介した鋼製橋脚模型の性度化によるコンパクト化と高耐力化が進能確認試験以外にも、容量±310kN、スんだため、構造物の耐震性能を確認する

トローク±500mm油圧ジャッキを使用し載荷試験では、大変形かつ大荷重が必た、電柱の大変形正負交番載荷試験など、鉛直荷重鉛直荷重油圧ジャッキ水平荷重要になりました。当社ではこれに対応し数多くの実績があります。また、部材た多数の載荷設備を有しており、巨大地から実寸の構造物にも対応できるように、圧力壁巨大地震に対応した構造物の大変形載荷試験

水平荷重油圧ジャッキ

試験体

震を想定した「構造物の耐震性能確認試
験」が可能です。当社で実施した大変形・型の性能確認試験をご紹介いたします。
橋脚模型の性能確認試験の概要

コンクリートテストベッド

水平荷重（kN）

大荷重の試験事例として、鋼製橋脚模

図1

載荷概要図

高架道路に使用する鋼製橋脚の耐震性能を確認するため、鋼製橋脚縮尺モデ
ルを用いた正負交番載荷試験を行ないました。試験は図1に示す載荷装置を用

水平変位（mm）

図2

水平荷重と水平変位関係3

図3

容量±3MN、ストローク±300mm

油圧ジャッキElectromagnetic Field Simulation for Solenoid Valve Design

ソレノイドバルブの数値解析〜シミュレーションによるソレノイドバルブの設計支援〜

り、そのような課題解決のためにCAEが異なる条件で計算をしました。材料1を用いた最適化が図られています。に比べ、材料2は高抵抗率、高透磁性材

解析概要

計測･プロセスソリューション本部 CAEセンター

料を与えています。図2に電流印加後お図1に示すように、プランジャー、コよび、電流解除後のプランジャーの変位

ア、ヨーク、コイルで構成する電磁弁をを示しています。図3は磁気吸引力の変a-kawanishi@jfe-tec.co.jpモデル化します。プランジャーは、単振化を比較しています。いずれも、応答性動するようにバネの弾性力を設定してを左右する渦電流や残留磁束が発生しにソレノイドバルブ（電磁弁）は、ガスいます。まずコイルに通電されると磁気くい材料2の方がよい応答性を示す結果や流動体を制御する分野で幅広く利用吸引力によりプランジャーがコアの方向となりました。また、図4のように内部にされており、自動車のインジェクタで利に引き寄せられます。その後電流を解発生する磁場分布を可視化することで、用される場合は、燃費向上のためにも、 除すると、バネの力によりプランジャー発生している現象の把握が可能になりま川西 昭

はじめに正確な燃料の噴射が要求され、高い応が元の位置に戻されます。このように、 す。これらはほんの一例にすぎませんが、答性が求められています。電磁弁の能磁気吸引力とバネの弾性力による運動CAEを使用することで、ものづくりの設力を左右する応答性や吸引力は構成部方程式を解くことでプランジャーの運動計上の検討課題を即座に解決できるこ

材の材料特性や、形状に大きく依存しを考慮しています。とが期待できます。当社では、お客様のます。高応答性を要求される製品では、解析結果ご要望に応じた解析のご提案をいたしま

弁の開閉の応答時間が大きな課題となコア

電流印加作成した解析モデルを用い、材料特性電流解除

電流印加す。
ぜひ、お気軽にお声をおかけください。
磁束密度
大

電流解除

材料1時間時間

解析対象電磁弁モデル

図２材料2

小プランジャー
図1

材料1

磁気吸引力

ヨーク

材料2

プランジャー変位電磁コイル

材料特性の違いによる応答性の違い

図3 材料特性の違いによる磁気吸引力の変化

図4 ソレノイドバルブ内の磁束密度分布

お問い合わせ先【営業本部】【機能材料ソリューション本部】TEL:043-262-2313 FAX:043-262-2199【大阪営業所】【営業総括部】
TEL:03-5821-6811 FAX:03-5821-6855【東京営業所】

TEL:06-6534-7631 FAX:06-6534-7639
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TEL:052-561-8630 FAX:052-561-8650

TEL:043-262-4181 FAX:043-262-2665【知多ソリューション本部】

福山支所

TEL:022-211-8280 FAX:022-211-8281

TEL:043-262-4815 FAX:043-262-2199

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倉敷支所

TEL:028-613-1077 FAX:028-613-1078

TEL:044-322-6626 FAX:044-322-6528【分析ソリューション本部】

岡山支所

TEL:044-322-6200 FAX:044-322-6528【構造材料ソリューション本部】【ビジネスコンサルティング本部】

TEL:092-263-1461 FAX:092-263-1462

詳しくは、当社ホームページで倉 敷 TEL:086-447-4621 FAX:086-447-4618
福 山 TEL:084-945-4137 FAX:084-945-3989
東 京 TEL:03-3510-3389 FAX:03-3510-3476
京 浜 TEL:044-322-6479 FAX:044-322-6520

http: // www.jfe - te c.co.jp◆このパンフレットの送付中止、宛名変更は jfetecsalesmarketing@jfe-tec.co.jp へご連絡ください
伸夫
JFE-TEC News 〈 2 0 1 6 〉 発行人／山上
発行所／JFEテクノリサーチ株式会社 営業総括部

No.48

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