機械金属部における技術支援 〜指定分野への対応〜
工業研究所では、４月から次の５つの指定分野・ＣＡＥを用いたシミュレーション技術を定め、職員などの技術資源や予算を集中的に投これらのコア技術については一定の成果が得ら入して研究開発を効率的に展開し、その成果を中れ、得意技術とあわせて技術支援に活用していま小企業への技術支援に活用していきます：①機能す。コア技術のさらなる高度化も含めて、当部で性・軽量部素材、②環境対応技術、③ＣＡＥ、④信は今年度、次のように指定分野における研究開発

頼性技術、⑤ＩＣＴ（情報通信技術）。このような指を進めています。

定分野が定められた背景には、当地域の中小企業

機能性・軽量部素材が直面する経済のグローバル化による国際競争のスなどの機能性を向上して付加価値を持たせたり、激化や、今後、企業にとってますます必要となっ輸送機器に必要とされる軽量材料に関する技術でてくる環境対応技術や次世代産業技術への対応とす。共同研究「セラミックスの耐熱部品および耐金属、樹脂、セラミックいった課題があります。これまでも当所では、４７摩耗部品への応用に関する研究」を行っています。の得意技術（詳細は当所のホームページをご覧くＣＡＥださい）を活用した中小企業の幅広い技術支援をめ、工業製品の設計や開発工程にシミュレーショ実施してきましたが、このような課題に対処するンを用いる技術です。重点研究「ＣＡＥを活用したには、工業研究所としてもさらなる技術資源の高樹脂部品の設計技術の開発」を行っています。

度化が必要となっています。当地域の中小企業へ信頼性技術の貢献が期待され、かつ、当所が保有する技術資モニタリング等により、工業製品の故障を未然に源の活用が見込まれるこれら５分野において研究防止するなど安全・安心を目指す技術です。指定開発を重点的に進め、その成果を中小企業の高度研究「機械要素部品の信頼性評価に関する研究」な技術支援に生かそうとするものです。と共同研究「溶接ビード外観の定量的評価技術の平成１７〜２２年度に機械金属部では、得意技術を開発スピードの向上やコスト低減のた製品設計、故障診断、検査・評価、確立」を行っています。

基礎として、中小企業の技術支援の核となる次の指定分野への対応についてはまだ十分な態勢で４つのコア技術の確立を目指して重点研究や指定はありません。企業の皆様のご要望などがありま研究等に取り組んできました。

したらお聞かせいただけると幸いです。

・機械診断における予知保全システム技術
・金属材料の利用技術および不良等原因解析（機械金属部長高橋鉱次）

８７８ＴＥＬ（０５２）６５４−９・マグネシウムを主とした軽量金属材料の利用技術

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試験紹介

ナノインデンテーション測定

硬さ試験は、簡易な材料試験法として知られています。通常、対面角１３６°であるピラミッド形状を有するダイヤモンド圧子を所定の荷重で負荷し、除荷後に形成された菱形の圧痕からビッカース硬度（Ｈｖ）を算出します（式）。
θ２２＝ ＝
＝
１．
８５４
２



２

ここで、Ｆ：試験荷重（ｋｇｆ）、Ａ：圧痕の表面６°）、積（㎜２）、θ：ダイヤモンド圧子の対面角（１３ｄ：圧痕の対角線の長さ（㎜）を示します。十分な厚さがある材料の場合には大きな試験荷重で測定することが可能ですが、めっき膜や塗膜などの厚さの薄い膜やあらかじめ柔らかいことが既知の材

図２

押し込み深さと荷重の関係料の場合、試験荷重を小さくして測定する必要があります。ところが小さい荷重では、除荷後に形正確に計測できません。一方、図２には、ナノイ成される圧痕が非常に小さいため、対角線の長さンデンテーション測定において、図１と同じ各試を測定することが困難です。

験荷重で行った場合の荷重負荷時と除荷時におけこのような小さい荷重で硬度を測定する必要がる押し込み深さの挙動を示します。試験荷重１０ｍあるときに、ナノインデンテーション測定が有効Ｎと１００ｍＮ時での押し込み深さはそれぞれ０．
２４です。本測定は、試験荷重と押し込み深さをμｍと０．
７５μｍになり、小さい荷重でも正確に測計測することで硬度を求めます。図１には、ビッ定できることがわかります。ただし、本測定の際

カース硬度測定において、標準試験片に対して試には測定面の表面粗さが重要になります。国際標験荷重を１０、２０、５０、１００ｍＮと変化させた時に生じ準化機構（ＩＳＯ）では、式を満たすことで表面た圧痕を示します。このように２０ｍＮ以下になる粗さに起因する誤差を保証しています。
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２０
と圧痕が非常に小さいため、その対角線の長さを

ここで、Ｒａ：算術平均粗さを示します。実際には測定面が目視で「鏡面」状態になっている必要があります。
本測定では、試験片のヤング率や最大荷重でのクリープ挙動など、他の材料特性も同時に測定できます。今まで試験片が膜や樹脂といった理由で測定に困った方やご興味を持たれた方は、ご気軽にご相談ください。
図１（表面技術研究室

各試験荷重での圧痕三宅猛司）

９１５ＴＥＬ（０５２）６５４−９    

研究紹介

溶接ビード外観評価の自動化への取り組み

金属製品を作る方法は、鋳造による一体成形のよって、ビードを含む溶接部全体の三次元的な凹ほかに部品を組み合わせる方法があります。この凸を計測します。得られたデータを解析ソフト

中には、ネジやリベットを使う機械的接合、接着ウェアで処理し、ビード外観、ビード幅、ビード剤による接着、溶接などさまざまな方法がありま

高さ、アンダーカット、直進性、波目の均一性、す。しかし、強度、構造の簡素化、気密性などの角変形などの評価項目について溶接ビードを評価

利点から溶接に勝る方法はなく、現在、様々な分し、溶接の良否を判定します。さらに、解析用ソ野で広く利用されています。大量生産製品の溶接

フトウェアによる評価と熟練した評価者の官能評に対してはロボットの利用による自動化が進んで価を比較し、評価システムの妥当性を検証します。

いるものの、その他の溶接においては溶接施工者による手溶接が主流となっています。溶接の良し悪しは溶接施工者の熟練度や技量に大いに左右され、静的強度，疲労強度，耐腐食性などの製品の性能に大きな影響を及ぼします。そのため、溶接接合部の評価が重要となってきます。
ところで、接合部の評価試験は破壊検査、非破壊検査の二つに大別されさまざまな試験法があります。その中で最も簡便な試験法は非破壊検査で図 評価システムの模式図行う溶接部の外観目視検査になります。ところが、これまでに行われた予備実験の中で以下のよう従来の目視検査は溶接ビード形状の良否や表面欠な問題点が浮かび上がりました。

陥の有無などを人の目で判断しているため、評価

スパッタやスラグ等の付着により溶接ビードの者の力量の違いによって客観的な評価が困難でし

表面凹凸データにノイズが上乗せされる。
使用したセンサーの感度が過度に高いため、周た。
そこで、この目視検査をより客観的かつ定量的囲の温度の影響を大きく受けたり小さなノイズに評価するために、工業研究所では本年度より一が結果に影響を及ぼしたりして、再現性のよい般社団法人愛知県溶接協会および会員企業と共同測定結果が得られない。

で 「溶接ビード外観の定量的評価技術の確立」

今後、これらの影響を低減して評価精度を保つシを目指すことになりました。この共同研究で開発ステムに作り上げていく予定です。

される評価システムにより、個人の官能差等を排最後に、本システムの開発により溶接技術の向した客観的評価を実現することができると考えら上、溶接評価技能の伝承につながることを期待しれます。さらに、自動化ラインに適用すれば、自ます。また、溶接ビード外観評価の自動化につい動評価システムとして生産から評価までインライてご興味がございましたらお気軽にご相談くださン化することが可能になり、工場の省力化に寄与い。

することが期待されます。

（金属技術研究室

研究内容について簡単に説明します。溶接ビー毛利猛）

ＴＥＬ（０５２）６５４−９８６８

ド外観評価システムは、レーザー計測機による溶接ビードの外観形状測定と溶接欠陥を数値化する＜参考＞社団法人日本溶接協会愛知県支部（現 一

解析ソフトウェアからなっています。まず、レー般社団法人愛知県溶接協会）創立５０周年

ザー計測機をＸおよびＹ方向に走査させることに

記念誌，ｐｐ．
２３−２４（平成２０年３月）

    お知らせ

ＴＯＰＰＥＲＳ ｏｆｔｈｅ Ｙｅａｒ の受賞について

工業研究所では、名古屋大学（当時）の杉本氏と共同でＴＯＰＰＥＲＳプロジェクトの平成２２年度公募型事業「最小セットカーネルの開発」を実施しました。そしてその成果が ＴＯＰＰＥＲＳｏｆｔｈｅＹｅａｒ に選ばれましたので、概要を報告します。
ＴＯＰＰＥＲＳプロジェクトは、組込みシステム技術と産業の振興を目的として２００３年９月にＮＰＯ法人として設立されたオープンソースソフトウェ
ア開発プロジェクトです。名古屋市工業研究所は東海地区における産業振興にこのプロジェクトの成果を活用するため、参加しています［１］。
ＴＯＰＰＥＲＳプロジェクトは、プロジェクトの成果及び会員が関係する技術・商品・普及活動の最新動向を周知するため、毎年ＴＯＰＰＥＲＳカンファレンス［２］を開催しています。今年は６月１０日に東京都大田区の大田区産業プラザにて開催されました。
ＴＯＰＰＥＲＳカンファレンスでは会員の投票による開発成果物のコンテスト ＴＯＰＰＥＲＳｏｆｔｈｅＹｅａｒ を行っています。このコンテストは過去１年間のＴＯＰＰＥＲＳプロジェクトにおける活動を振り返り、最もインパクトのあった活動を表彰するためのもので、会員が関心をもった開発成果の投票数を競います。そして結果的に当所の成果が最も多くの投票をいただくことができました。
本研究は、ソフトウェア開発における生産性向上に寄与することを目的としています。生産性向上手段の一つとしてリアルタイムＯＳを利用したプラットフォームベース開発手法がありますが、本研究はその適用範囲を拡大するものです。

従来は小規模システムの開発に対して同様のアプローチを取ることが困難でした。本研究成果により、メモリ搭載量の少ない小型システムでリアルタイムＯＳを利用した開発を行うことが可能となります。メモリ使用量はターゲットプロセッサ及びアプリケーションプログラムの大きさに依存しますが、目安として最小構成で ＲＡＭ１ＫＢ未満、ＲＯＭ２ＫＢ程度、数個のタスク及びシリア
ルやタイマのドライバを含む構成でＲＡＭ ２ＫＢ、ＲＯＭ １０ＫＢ程度のシステムで利用することができます。
最後に、ＴＯＰＰＥＲＳプロジェクトをはじめ、ご指導いただいた企業の皆様に心より感謝いたします。
＜参考＞［１］月刊名工研２００
５年１月「ＴＯＰＰＥＲＳプロジェクトと名古屋市工業研究所」（当所ＨＰに掲載）［２］ＴＯＰＰＥＲＳカンファレンス
ｈｔｔｐ：//ｗｗｗ．
ｔｏｐｐｅｒｓ．
ｊｐ/ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ２０１１．
ｈｔｍｌ（情報・デバイス研究室 斉藤 直希）
９４
９ＴＥＬ（０５２）６５４−９「明日を拓くモノづくり新技術２０１１」の開催について
工業研究所、愛知県産業技術研究所およびファインセラミックスセンターは、名古屋商工会議所の協力のもと、当地域企業に幅広い情報を提供し、また各機関の研究成果を新製品開発や用途開発に役立てていただくために、合同研究発表会を開催いたします。参加費（申込み要）は無料です。多くの皆様のご参加をお待ちしております。
１．日 時 平成２３年１０月２０日（木）９：３０〜１７：３０
２．場 所 名古屋商工会議所
３．内 容 （１）発表１
０テーマ、（２）ポスターセッション ２８テーマ（３）基調講演 ・「炭素繊維複合材料（ＣＦＲＰ）の用途展開と将来展望」
東レ株式会社 オートモーティブセンター 所長 山中 亨 氏
・「これからの電力系統に果たす蓄電池の役割とＮＡＳ電池」
日本ガイシ株式会社 電力事業部 ＮＡＳ事業部
渥美 淳 氏※ イベントの詳細は当所ＨＰをご覧下さい。
月刊名工研・技術情報 １０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１０月１日 発行
発行

№７２０

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。
」