受託研究の成果事例
自社の設備では間に合わなかったり、不得手なある委託企業は、多発する塗膜不良の責任が自社技術を要したりする場合に、開発・研究をお引きにあるとして再塗装の費用を負担してきました。

受けするのが受託研究（企業側からは委託研究）

その欠陥部分を当所で断面解析した結果、マグネです。当所で実施してきた受託研究の成果事例をシウム合金の鋳造欠陥が塗膜不良の原因と分かり、ご紹介します。

鋳造業者に協力してもらうことで塗膜不良を解決【製品への実用化】することができました。

・環境に対する長期信頼性を確保できた内照式看【生産性の向上】

板用ＬＥＤ照明システムが自動車販売店やカー用・コンピュータシミュレーションにより自動車内品店などの屋外に多数設置され、順調に稼動して装部品の製品性能を予測できるようになり、製品います。の試作回数を低減し、開発期間を短縮できました。

・柔軟なフェノール樹脂を開発し、委託企業にお・鋸刃寿命管理システムの研究を行い、工具交換ける鋳型用フェノール樹脂の販売ラインナップを時期の予測による生産性の向上や作業未経験者の拡張しました。

スキルアップにつながりました。

・自動車のエンジンルームで使用されるチューブ・樹脂製品の金型成形において、品質を落とすこコネクタ部品の材料として新たにアルミニウム合となく成形速度を上げる方法を解析で確認しなが金を開発し、量産製品に使用されました。

ら開発し、生産性が向上できました。

・樹脂クランプのねじ締結力測定装置の開発によ【特許出願】

り、材料や構造の変更による効果を定量的かつ効①脂肪族オリゴエーテルデンドロンをリチウムイ率的に評価できるようになり、締結力低下の主要オン電池用添加剤として応用する国際特許、②有因を解明するとともに、ねじのゆるみを防ぐ新構機薄膜トランジスタ用の化合物およびそれを利用造を有する製品を開発しました。

したトランジスタの特許、③強化段ボールの特許【故障解析による不良低減】を出願しました。

・委託企業の製品に発生した市場クレームの原因昨年度は５８件の受託研究を実施しております。

が、自社の製造工程における問題ではなく、購入技術的な課題がございましたら、まずはお気軽にした電子部品の不具合によることが判明し、部品ご相談ください。簡単な相談は無料です。

メーカーから補償を受けられることになりました。

（主幹（ものづくり基盤技術支援） 林幸裕）

８１５ＴＥＬ（０５２）６５４−９

・携帯電話用マグネシウム合金部品の塗装業者で

設備紹介「Ｘ線ＣＴ３次元測定によるバイオプラスチック製品の高品位化」に関する研究開発関連分野の新規導入設備（平成２１年度（財）ＪＫＡ設備拡充補助事業）

当所では平成２１年度から「Ｘ線ＣＴ３次元測定にで 撮 影 可 能 で す。測 定 時 間 は、通 常 約３０分 で、よるバイオプラスチック製品の高品位化」の研究

ＣＡＤとの比較のためなど高精度に測定する場合を実施しています。この研究ではバイオプラスは１時間ほどかかります。

チックベースの新規材料開発から成形加工までを（仕様）対象とし、特にポリ乳酸（ＰＬＡ）の反応性相容化

メーカー：東芝ＩＴコントロールシステム株式会社

による耐衝撃性、耐熱性の向上、およびそれらを２５２μｈｄ
型式：Ｔｏｓｃａｎｅｒ−３２用いた射出成形の検討、さらに、射出成形品のＸ線管球電圧：２２５ ｋＶ

Ｘ線ＣＴによる品位評価を行うことで、バイオプ

Ｘ線透過能力：（目安）アルミ１３０㎜、鉄３０㎜

ラスチックの成形性を詳しく把握することが目的

最小焦点寸法：４μｍです。

最大測定サイズ：２００㎜ φ×３００㎜

今回、（財）
ＪＫＡの補助を受けて、上記研究の新

データ解析：東芝製ソフトウェアＣＴ３００００および規設備として、Ｘ線ＣＴおよびデジタルエンジニ

Ｖｏｌｕｍｅ Ｇｒａｐｈｉｃｓ 社製 ＶＧＳｔｕｄｉｏ Ｍａｘ ２．
０

アリングソフトを導入しましたので紹介いたしま

データ出力：ＳＴＬ（表面メッシュデータ），ＪＰＧ

す。これらを利用することにより、バイオプラス

サンプル中のス（内部の空洞）の統計解析（個数チックはじめプラスチック成形品のソリやヒケをおよび体積）が可能定量化できます。特に成形品の内側、かみ合わせ、解析用ＰＣ：６４ ｂｉｔ ＯＳ，Ｘｅｏｎ×２，４８ ＧＢ ＲＡＭ

また嵌合などに威力を発揮できると期待しています。また、従来の装置では困難であった非破壊で

Ｐｏｉ
ｎｔＭａｓ
ｔｅｒ （デジタルエンジニアリングソの内部検査が可能です。そして、デジタルエンジフトウェア）

ニアリングソフトを利用することで現物のＣＡＤ

このソフトウェアはＶＧＳｔｕｄｉｏ Ｍａｘで生成さ／ＣＡＥデータとの検証や統合が可能となります。

れたＳＴＬデータを読み込みＣＡＤのデータと照合

この手法は「現物融合化」とも言われ、生産品の（差分を計算および表示）することができます。ま改良や試作期間の短期化に寄与できることから、た、データの編集後、数学的に定義された表面でＩＴ技術の発達とともに注目されてきています。

あるＩＧＥＳデータに変換することが可能です。
ＩＧＥＳデータを作成することで、現物データをＣＡＤ

Ｘ線ＣＴ装置に読み込み、ＣＡＥを行うことが可能になります

この装置（写真１）はマイクロフォーカス式（ＳＴＬデータでは多くのＣＡＤソフトで表示はでき

Ｘ線ＣＴとよばれ、約４μｍの微細な構造を三次元るが編集できない）。この機能のためにリバース

写真２

写真１ Ｘ線ＣＴ 東芝ＩＴＣ製Ｔｏｓｃａｎｅｒ-３２２５２μｈｄ

測定の様子。サンプルが回転する。

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エンジニアリングソフトウェアと呼ばれることもウムイオン２次電池についても観察可能です。

あります。

（３−３）Ｐｏｉｎｔ ＭａｓｔｅｒでＩＧＥＳ化の様子（仕様）

図３はスキャンされたプラスチック部品を、

データ読み込み：ＳＴＬ、ＡＳＣⅡ

ＩＧＥＳ化するために面を張っている作業の様子で

ＳＴＬデータ編集：浮島の除去、欠陥の補修す。面は点と線で張られています。うまく面が張

データ加工：データ比較、ＩＧＥＳ化

られれば右のように滑らかな面が生成されＩＧＥＳデータとしてＣＡＤにもっていくことができます。

実施例

そこから先はプラスチック流動解析との比較や、以下、プラスチック成形体とＢＧＡ（半導体パッ静的荷重計算などＣＡＥとの連携が可能になるはケージ中のハンダ）について測定およびデータ変ずです。実際に可能かどうか、どのくらい工数が換した例を紹介します。

必要か、実証研究を開始したところです。

（３−１）ＰＬＡ製シャチ成形体

このように現物を非破壊で精密に内部構造まで反応性相容化させたＰＬＡを用いて協力企業と明らかにできるようになり、デジタルエンジニア共同で製作したシャチ（射出成形品）をスキャンリングも充実して参りましたので、依頼試験等のした例を図１に示します。右下に３次元に表示し相談はお気軽にご連絡ください。

た成形体を、他のパネルにはＸ−Ｙ等の断面データを表示しています。非破壊で内部まで観察できるので、成形体を丸ごとスキャンして肉厚や嵌合、ソリ、ヒケなどのチェックを行うことができました。
（３−２）ＢＧＡＢＧＡの不良については従来削って観察するなどの方法がとられてきました。Ｘ線ＣＴを用いれば図２で示すようにＢＧＡ内部の様子がよくわかります。優れた３次元観察ソフトでハンダ中の欠陥を容易に発見できました。ハンダ、鋳物やリチ
図２ Ｘ線ＣＴによるＢＧＡの観察

図３ ＳＴＬからＩＧＥＳデータへの変換（プラスチック材料研究室飯田浩史）

ＴＥＬ（０５２）６５４−９９０４

図１ ＰＬＡ製シャチ成形体のＸ線ＣＴスキャンデータ

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研究報告

境界要素法による音場解析手法の改良

近年の計算機の高性能化や数値解析技術の発展

さて、要素数が多い場合、当然このグループもとともに、様々な分野で積極的に数値解析手法が多く作ることになります。要素間の影響を計算す活用されつつあります。音響の分野においても自るためには、全てのグループについて１対のグ

由空間や閉空間における散乱・放射音場の解析等ループ毎に影響の計算を行う必要がありますので、に有限要素法や境界要素法などの数値解析手法がグループ数が多い場合、要素をグループ化して計利用されています。とりわけ、境界要素法は、計算の効率化を図ったのと同様な考え方で、いくつ算対象領域の分割が境界のみであることや、音がかのグループを更にグループ化して計算を効率化

無限空間に放射される場合を厳密に取り扱えるなできるのではないか、と考えられます（図）。つまどの長所を有していることから、有用な手法の１り、１段目のグループを束ねて２段目のグループつとして注目されています。境界要素法の計算手を作り、更に複雑な放射特性をもつ多重極音源と順は、領域を細かく分割（要素と呼ぶ）し、各要して表すことにより，要素間の影響の計算を一層素をある種の音源と見なして、１対の要素毎の影効率的に行うことを目指します。無論、この操作

響を計算し、最終的に全要素の音圧等を求める、に伴いグループ間の影響を計算する必要が新たにというものです。これらの計算の主要な部分は、生じますが、詳細な検討によれば、計算量と所要連立１次方程式を解くことですが、計算に要する記憶容量は１段の場合よりも低減できることが分時間と記憶容量は、解くべき問題の規模が大きくかっています。数値計算の結果においても、グなるに伴い急激に増大し、このことが境界要素法ループの２段化による計算時間の短縮効果は要素を適用する上での障害となっています。

数がおよそ１０万以上で顕在化し、このとき所要記憶容量は１段の場合の１/６程度に低減できました。

この問題点を克服するための試みの１つとして、音場解析などについてご興味のある方はお気軽

これまでに定常音場問題に対する境界要素法によにお問い合わせください。

る解析手法へ高速多重極法を導入し、その有効性を検証しました［１］。この手法の要点は、通常の境界要素法において１対の要素毎に行う要素間の影響の計算を、要素が比較的離れている場合、要素をグループ化した上で、グループ間の影響として計算する点にあります。これにより計算量と所要記憶容量を、通常の境界要素法の計算と比べて図大幅に減少させることができます。要素を音源と要素とグループの影響の評価して考えた場合、要素をグループ化することは、［１］月刊名工研Ｎｏ．
６５３，平成１７年６月号，Ｐ．
４

より複雑な放射特性をもつ仮想的な音源（多重極（電子計測研究室陽三）

ＴＥＬ（０５２）６５４−９９２
７音源）を考えることに相当します。

月刊奥村

名工研・技術情報 ６･７月号 平成２２年６月１日 発行 №７０７
発行部数 １，５００部
無料 特定配布
編集担当 名古屋市工業研究所 技術支援室

発行

名古屋市工業研究所 名古屋市熱田区六番三丁目４番４１号
ＴＥＬ（０５２）
６６１−３
１６１ ＦＡＸ（０５２）
６５４−６
７８８ｈｔ
ｔｐ：／／ｗｗｗ．
ｎｍｉｒｉ．
ｃｉｔｙ．
ｎａｇｏｙａ．
ｊｐ／「この月刊名工研・技術情報は古紙パルプを含む再生紙を使用しています。
」