「工業研究所みんなの広場」の開催について市民向けの施設公開行事として「工業研究所・ラボツアーみんなの広場」を開催いたします。

電子顕微鏡、マグネシウム研究、無響室、三「工業研究所って知らないけど、どんなところ次元造形装置の見学なの？」、「何してるの？」などの疑問にお答えし、・体験教室

科学やものづくりの世界に手軽にふれていただけ温度を色で見る〜サーモグラフィー〜、工業る「技術のお祭り」として企画いたしました。工用プレスで「はち丸」キーホルダーを作ろう、業研究所として初めての試みになります。

他「はやぶさ」、「あかつき」等の宇宙探査で話題の・その他の展示
名ＪＡＸＡ職員の講演会、工業研究所の研究室など

工業研究所紹介、プラズマ実演（協力を見学していただくラボツアーや体験教室等、子

古屋産業振興公社・プラズマ技術産業応用セ

供から大人まで楽しめるようになっています。

ンター）、市立工業高校・工芸高校展示、上海

入場は無料です。多くの皆様のご参加をお待ち万博の日本産業館で展示された昇降ロボットしております。

「夢ＲＯＢＯ」実演（協力琴」体験（協力「みんなの広場−発見！体験！工研！」
１４マッスル㈱）、「鉄㈱マルテック）

問い合わせ先

開催日時

名古屋市工業研究所

平成２３年３月１９日（土）１０：０
０〜１６：００１−３１
６
１ ＦＡＸ：０５２−６５４−６７８８
ＴＥＬ：０５２−６６２

会場

ホームページ：３

イベント内容名古屋市工業研究所

技術支援室

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・講演「宇宙開発を支える日本のものづくり技術」
独立行政法人注）イベントの詳細は上記のホームページをご覧

宇宙航空研究開発機構（ＪＡＸＡ）

産業連携センター

産業連携推進室長
福田義也ください。
氏

技術解説

バッテリーの特性について

リチウムイオンバッテリーは、単位体積あたり

図２は、図１のリチウムイオンバッテリーの充電の容量が大きく、小型なためパソコンや携帯電話、特性です。実線は充電電流、点線は端子電圧、一最近では、電気自動車など幅広く用いられていま点鎖線は容量です。説明書によると適正充電電流す。ここでは、リチウムイオンバッテリーを例には０．
５ＣＡ、最高充電電流は３ＣＡ、最高充電電圧バッテリーの特性を説明します。

は４．
５Ｖ、最低放電電圧は２．
５Ｖ、適正使用範囲は最初に、バッテリーの容量とは、１時間あたり２．
８〜３．
３Ｖとなっています。バッテリーは種類ご

継続して放電できる電流をＡＨ（アンペアアワー）とに性質が異なり、それぞれ放電、充電の仕方やという単位で表現したものです。例えば、４０ＡＨ電圧・電流範囲が定められています。図２は、①は、４０Ａの電流を１時間流す（放電する）ことが〜②は定電流で充電、②〜③は定電圧で充電し、できる容量です。少ない放電電流であれば、そのそれに伴い、端子電圧が上昇し、容量が増えてい持続時間も長くなりますが、容量が少なくなるにく様子を示しています。定電流充電は、充電電流つれ、電圧が下がり、流せる電流も減っていきまを検出し、これが常に一定になるよう加える電圧す。そこで、継続して流すことができる電流を時を制御します。つまり、図２の点線は、定電流で間率として表記することがあります。自動車用

充電するときに加える電圧（端子電圧と同じ）のバッテリーの５時間率４０ＡＨの表記は、容量が４０変化を示しています。②に達すると充電電流が少ＡＨであって、８Ａを５時間流すことができる能なくなり、③まで定電圧充電に移行します。一般力をいいます。図１は、大型のリチウムイオンに、電源は内部抵抗をもつため、出力電流によりバッテリーです。１つのセルが３．
３Ｖほど、これが内部抵抗分の電圧が降下します。定電圧充電は、８個直列になっており、４０ＡＨの容量を持ちます。

充電電流が変化してもバッテリー端子電圧を一定

バッテリーの充電は、定電流方式がよく用いらに制御します。次第に充電電流が少なくなり、③れます。これは、一定の電流を継続してバッテで満充電に達します。リチウムイオンバッテリー

リーに流すもので、流す電流の単位に容量を意味の充電には、特性に合わせた正確な電圧・電流管するＣが使われます。０．
１ＣＡとは、バッテリー容理が求められます。電池が膨れているのをみかけ量の０．
１倍の電流のことを意味し、４０ＡＨのバッテることがありますが、過充電など充電が適正でなリーの０．
１ＣＡ充電とは、４Ａの充電をいいます。

いものと思われます。

図２

図１

充電特性

（情報・デバイス研究室

リチウムイオンバッテリー（４０ＡＨ、２４Ｖ）

黒宮明）

ＴＥＬ（０５２）６５４−９９４８    

試験紹介

摩擦をはかる

摩擦、摩耗は日常生活のあらゆる場面でみられる現象です。それらの低減や制御は工業製品の長寿命化やトラブル回避のために重要です。
製品設計において用いられる摩擦、摩耗に関するパラメーターに摩擦係数があります。これは２つの物体の接触面に働く摩擦力を垂直抗力で除した無次元量として定義され、摩擦や摩耗を取り扱う際の定量的な指標として使用されています。
摩擦係数の値は摩擦の状態を知る目安となります。摩擦係数が１程度であれば固体摩擦（２つの図１

物体が直接接触しており、ほとんどの場合で表面樹脂の摩擦測定データ例の摩耗や損傷を伴う）、０．
１程度では境界摩擦（表Ｊ
ＩＳ Ｋ７１２５ プラスチックフィルム及びシートの面粗さより薄い油膜や吸着分子膜等で表面が被覆

摩擦係数試験方法では図に示したように摩擦力のされており、その潤滑作用により摩耗が低減す

最大ピーク値から静摩擦係数を、ピーク以降からる）、０．
０１よりも小さければ流体摩擦（表面粗さよ６ｃｍ移動する間の摩擦力の平均から動摩擦係数

り厚い流体によって２つの物体間が完全に隔てらを求めると規定されています。

れており、摩擦や損傷は非常に小さい）の状態に当所では表面性試験機を樹脂、紙、金属、皮膜あるといわれています。などの摩擦試験に利用しているほか、安定した摩文献や資料で様々な材料の組み合わせにおける擦低減効果が得られる表面処理技術の開発にも活摩擦係数の測定値を見かけます。文献値は参考に用しています。本試験機では各種治具が揃っておはなりますが、摩擦係数は材料で決まる定数ではりますので、面接触、線接触、点接触、ころがりありません。摩擦係数の値は温度や湿度、荷重やでの摩擦試験が可能です。その他、針を用いるすべり速度などの測定条件、サンプルの形状、表引っかき試験、研磨材を往復運動させる摩耗試験

面粗さ、表面の酸化や汚れの付着、潤滑剤や滑りなど多くの試験にも対応しています。

止め剤の有無などの要因によって大幅に変化しま

Ｊ
ＩＳ規格で摩擦係数の求め方が規定されているす。つまり、ある摩擦面における摩擦係数を知るものは数種類しかありません。これは前述のようにはほとんどの場合、実際に測定して確認する必に摩擦は数多くの因子の影響を受けるために規格要があります。

化が難しいためといわれています。摩擦、磨耗の摩擦、摩耗を調べる装置の一つとして当所では測定にあたっては実際に使用される環境を考慮し表面性試験機（新東科学（株）製）を使用していまて各々の目的にあった試験方法を採用することにす。本装置では平板状のサンプルにシートやボーなります。また、再現性の良好な測定データを得

ルなどの形状のサンプルを接触させ、垂直荷重をるためにはサンプルの作製方法や取扱い、測定条かけた状態で一定の速度で相対移動させることで件などを留意する必要があります。試験方法につ試験を行います。図１に樹脂サンプルの測定デー

いての相談ならびに試験機の操作方法を含めた技タの例を示します。摩擦力は静摩擦力と動摩擦力術指導を行っておりますので、ご関心がありましに区別され、前者はサンプルの相対移動を開始したらお問い合わせください。

た直後にみられる摩擦力の最大ピーク値を指します。また、後者は移動が持続している間の摩擦力（資源循環研究室山口浩一）

８９８ＴＥＬ（０５２）６５４−９を指し、接触面の状態を反映して変動します。

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技術支援

工業研究所活用事例

当所は、地域に根ざした頼りがいのある中核研究機関を目指すとともに、積極的に技術開発をしようとする企業の皆様とそれぞれのオンリーワン技術の開発に取り組んでいます。
お気軽に当所をご利用いただく参考として、過去に技術支援した例を紹介します。
試験目的の共有と技術支援（ばね製品の設計事例より）
業種：機械・金属
目的：製品開発

問合せ先機械システム研究室
５４−９８６１）（０５２−６塩化ビニル製カバー表面に発生した黒ずみ
業種：化学
目的：原因調査

問合せ先
材料応用化学研究室
５４−９８５５）（０５２−６

電機製品の騒音レベル測定
業種：電機・電子
目的：トラブル対策

問合せ先
電子計測研究室
５４−９９２７）（０５２−６月刊

素材の弾性率を調べてほしいと、種々のばね鋼を持ち込まれ、引張り試験を行いました。結果は依頼者の予想に反して、ほぼ同じになりました。
試験後、依頼者が相談に来られ、同じ鋼素材では微量添加元素が異なっても、理論的に弾性率に影響を与えないことを説明しました。こちらからも用途や目的を詳細にお聞きし、初めて椅子背もたれの反発力を上げることを目的としていることがわかりました。そこでばねの断面形状や巻き数（線の曲率）を変えて、反発力を大きくすることが有効であることを説明し、素材とは別の観点からも検討をお願いしました。その後、改良した製品のばね特性を調べ、ばねの設計にその結果を生かすことにより、新製品が完成しました。
試験結果は実は試験前に予想されたことでしたが、十分に目的を聞かなかったことで回り道になりました。情報共有が多いほど、問題解決も早くなります。
塩化ビニル製カバー表面に発生した黒ずみを調べたいとの相談がありました。この塩化ビニル製品中には鉛が含まれています。相談者の話では、過去に温泉地で使用された時に同様な黒ずみが発生したということでした。今回も使用されていた場所がトイレ近辺であったことより、微量な硫化水素が塩化ビニル中の鉛と反応して硫化鉛が生じたことによる黒ずみではないかと推定しました。それを科学的データで説明するために、蛍光Ｘ線分析やＸＰＳにより分析したところ、鉛は検出されましたが、硫黄は微量であるため検出できませんでした。そこで、希硝酸で変色部をふき取ることにより硫化水素の発生があるかどうかを調べることにしました。その結果、硫化水素特有の卵の腐乱臭がし、硫黄の存在を確認することができました。このように機器分析では検出が困難な微量元素を簡単な化学反応を用いた試験により確認できることがあります。
自社の製品について騒音が大きいとの指摘が客先からあり、社内で当該製品と正常品の騒音レベルを騒音計で測定してみたが明確な差が確認できないとの相談を受けました。
騒音の測定においては、測定対象音とそれ以外の音（暗騒音）の差に注意する必要があり、両者の差が小さい場合は正確な測定が期待できません。相談の事例では測定対象音のレベルが低く、相談者の測定環境において暗騒音とのレベル差を十分に確保することが困難であるとわかりましたので、当所の簡易無響室での測定を提案しました。無響室は、音が反射しないように壁・天井を吸音性に仕上げた音響実験室で、暗騒音レベルが低く、音の理想的な伝播がほぼ実現されており、より正確な騒音の測定が可能です。本事例においても簡易無響室内で当該製品と正常品の騒音レベルを測定することにより、両者の差を定量的に把握することができました。

名工研・技術情報 ３月号
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

平成２３年３月１日 発行
発

行

№７１４

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）
６５４−６７８８ｈｔ
ｔｐ：／／ｗｗｗ．
ｎｍｉ
ｒｉ．
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。」