電子版 平成 31 年 4 月号

※NMIRI : Nagoya Municipal Industrial Research Institute【 巻 頭 言 】

ものづくり人材の育成【技術紹介】

落射照明について
磁気測定分野における最近の取組み 2
射出成形品中の繊維含有率の測定調査
平成 30 年度機関運営会議（研究課題）について【研究紹介】【お知らせ】

ものづくり人材の育成
副所長 榊原 美徳
昨今、「人手不足」という言葉をよく耳にします。この冊子を読まれている中小企業の経営者の皆様も、人手不足で人材確保に向けご苦労されている方々が多いものと認識しています。報道などでご存知かと思いますが、国においても、昨年１２月に外国人材の受け入れを拡大するための法案が国会で成立し、現在施行のための準備を行うなど、対策に着手している状況でございます。
名古屋市工業研究所の有識者との意見交換会などでも、未来のものづくりを担う人材の育成というようなご意見を頂戴いたします。現在、当所では、子ども・若者向け事業としまして、「みんなのテクノひろば」の開催、「職場体験事業」や「学生の個別研修」の受け入れなどを実施しております。特に、子ども向け事業を実施するにあたっては、大人の事情を出さず、常に子ども目線で、子どもたちを中心に据えた企画で実施するよう心掛けているところでございます。子どもたちの理科離れが言われるようになって久しいのですが、ものづくりの実験教室や最新の分析機器を見学していただくことなどにより、子どもたちのものづくりへの夢と興味を育み、将来ものづくりに携わろうとする子どもたちを、少しでも増やしていきたい。こんな思いをもって、これらの事業を実施しているところでございます。
もちろん、当所にとって一番大事な業務は、現在の中小企業の皆様方への技術支援でございまして、この部分をおろそかにすることができないことは当然でございます。ただ、将来を担うものづくり人材を育成することを通じて、ものづくり製造業に携わる若者の数を増やすことによっても、中小企業の皆様方のお役に立てるものと考えております。
この地方には、脈々と引き継がれてきた「ものづくり産業」という伝統がございます。この良き伝統を守り、ソメイヨシノのような美しい花を咲かせるため、微力ではございますが、当所も皆様と一緒に力を発揮していく所存でございます。間もなく、新しい元号になろうかと思いますが、今までどおり新年度も引き続き名古屋市工業研究所をよろしくお願い申し上げまして、ご挨拶とさせていただきます。

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【技術紹介】
落射照明について
画像検査機において落射型の照明が使われる

検査用照明の選定は、対象表面の反射特性をことがよくあります。落射とは、鉛直上方のカメラの調べておくと根拠が明確です。反射特性は、光の位置から鉛直下方に照射するものです。この方法

波長によっても変わります。所内には、特定の方向は、照明の明るさが中心対称になることや影が出からの入射光に対し、どの方向にどれくらい反射しにくいなどの利点があります。カメラの画像は、対ているかを測定する装置（ゴニオフォトメータ）があ象物の反射光の強弱を現したものです。物質の表りますのでご活用ください。

面の反射特性は、図１(a)の正反射（鏡面反射）と図１(b)の拡散反射があります。(a)の特性が大きい
対象物には、方向のそろった照明を用いるとくぼみや凹凸が濃淡として画像に現れます。
代表的な落射照明は、レンズの周囲にリング型の照明装置をとりつけたものです。このときの照明は、拡散にするか平行に近いものにするかを選択します。正反射光をのみを受光するものは、図２のような同軸落射照明です。ハーフミラーやプリズム

図２ 同軸落射方式

図１ 反射特性を使って水平方向からの照明光を鉛直下方に反射させ、鉛直上方の反射光がイメージセンサに入り(電子技術研究室 黒宮 明）ます。このような方式は、プリント基板など平板状

TEL（052）654-9948

部品の検査機によく使われています。
磁気測定分野における最近の取組み 2
電動機や変圧器、磁気機構部品など磁気利用製品に広く利用されている電磁鋼帯（鋼板）や電磁軟鉄などは、磁束密度や鉄損値などの磁気特性値600が日本工業規格（JIS）等の製品規格として記載さ500れています1,2)。例えば電磁鋼帯では商用周波数で400の鉄損値により階級が設定されていますが1)、JIS

300等の記載にはない鋼材が使用される場合や商用

200周波数以外の交流で使用される場合もあり、当所100にも個別の用途に応じた特性評価に関する相談も

0.6

10 Hz
100 Hz300 Hz500 Hz
1 kHz
3 kHz

P (W/kg)

-500

B (T)

0.40.2
H (A/m)0-250-0.2

0250

500-0.4-0.6

Bm = 0.5 T
鉄損（解析）
ヒステリシス損
渦電流損
鉄損（実測）f (Hz)
00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

寄せられています。
電磁鋼帯の交流BH特性の実測から、鉄損に及当所ではこうした実験課題への取組みなどを通ぼすヒステリシス損（磁気履歴に由来）と渦電流損

じて、磁気測定分野での技術支援の水準を高めて（導電性に起因して交流磁界による誘導電流発生いくように努めてまいります。技術相談や測定・評による）の寄与を、それらの周波数依存性から分離

価のご依頼などのご利用をお待ちしております。

して抽出した例を図に示します。この実測条件では【参考資料】

2 kHz付近で後者の寄与が支配的になり始めること

1) JIS C 2552「無方向性電磁鋼帯」他.

を示しており、こうした実測により推奨できる周波数2) JIS C 2504「電磁軟鉄」.

範囲などの使用条件について一定の知見を得ることが可能です。

(電子技術研究室 小田 究)
TEL（052）654-9929

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【研究紹介】
射出成形品中の繊維含有率の測定調査
維含有率が30wt%と33wt%の場合について、それぞ

1.はじめに不連続繊維強化樹脂は繊維含有率などが機械れ2種類の繊維配向を仮定してヤング率を算出し特性に大きな影響を与えることが知られています。

ました。ここで、繊維配向MDは引張方向、TDは引

本報告では成形品中における繊維含有率のバラ張方向と垂直に繊維が全て向いている事を意味しツキを調査するとともに、実測された繊維含有率のています。また、アスペクト比は100に固定し、繊維差がヤング率に与える影響をマルチスケール解析

はガラス(ヤング率：72.0GPa)、樹脂はPP(ヤングから予測した結果について報告します。

率：1.2GPa)としました。解析から算出したヤング率

2.1 試験片を表1に示します。繊維含有率が30wt%から33wt%

繊維含有率の測定にに増加すると、MD方向では10.2 GPaから11.4 GPa

Iと10%程度ヤング率が向上する結果となりました。

は射出成形により作製し一方、TD方向はMD方向に比べ繊維含有率の影響た平板形状を用いました（図1）。成形品のサイズ

IIIIIして垂直方向に配向している繊維は複合材料のヤは 80 × 80 × t3.0(mm) でIVす。樹脂はGF 30wt%含有のPPを使用しました。

図 1 平板試験片

2.2 繊維含有率の測定が小さいことが分かりました。これは引張方向に対熱重量分析(TG)を使用して図1に示すI～IVの4ング率にほとんど寄与しないためと考えられます。
表 1 解析によるヤング率の予測結果

繊維含有率

繊維配向箇所について繊維含有率を測定しました。測定結果を図2に示します。図2よりI～IIIでは繊維含有率GF30wt%が一定であることが分かりました。一方、IVの繊維含有率は他の3箇所に比べて約3wt%繊維を多く含GF33wt%む結果となりました。

ヤング率(GPa)

MD10.2

TD

1.7

MD

11.4

TD

1.84 おわりに平板のような単純形状でも同一成形品に繊維含有率の分布があることが分かりました。またマルチスケール解析により、3wt%というわずかな繊維含有率の差でもヤング率は最大で 10%程度も異なることが示されました。ただし、その影響の過多は繊維配向に大きく依存することが解析により分かりまⅠ

ⅡⅢⅣ
図 2 繊維含有率測定結果

3 マルチスケール解析によるヤング率の予測2.2項より繊維含有率が他と比べて3wt%程度多した。ヤング率などの機械特性を用いて解析を行う
場合は実際の成形品の繊維の状態を総括的に把握し、これを考慮に入れることでより実現象に近い解析結果を得られると想定されます。

い箇所があることが分かりました。そこでこの繊維

本報告にご興味のある方は下記までお問い合わ

含有率の差がどの程度ヤング率に影響を与えるかせください。

材料物性予測ソフトDigimatと構造解析ソフトLS-(生産システム研究室 近藤光一郎）

DYNAを連成したマルチスケール解析を用いて繊TEL（052）654-9892

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【お知らせ】■平成 30 年度機関運営会議（研究課題）について
平成 31 年 1 月 24 日(木)に、平成 30 年度機関運営会議(研究課題)を開催し、平成 30 年度で終了する重点事業の事後報告(1 件)、平成 31 年度から実施する重点事業の事前説明(1 件)、平成 31 年度から実施する指定研究の事前説明(2 件)を行い、外部学識者から意見を頂きました。
研究テーマ

外部委員の主な意見

当所の今後の対応

・微量元素の正確・迅速な計測は多くの産業分 ・重点事業で行った微量元素の正確・迅速重点事業「 有 害 元 素 の 微 野で必要とされており、産業界のニーズに合 な測定のための試料前処理方法や測定量分析評価の効 致した事業である。前処理法やバックグランド 方法について、今後さらに検討を進め、地レシオ法などの精度を高め、今後の技術支援 域中小企業のニーズにあった技術支援に率化有効に活用していきます。に活用されることを期待する。
(H29～H30)」・標準化が確立されていない蛍光 X 線装置の測 ・研究成果を論文等で公表し、研究会など(事後報告)定方法を様々なアプローチで検証しており、研究会などを通しての中小企業への支援体制も整備されている。研究成果を論文等に公表し、広く利用されるよう努めて欲しい。
・熱分離の高分解能質量分析計は当地区の公重点事業「樹脂劣化評価 設試験所等が保有していない分析装置であり、事業の成果目標は妥当である。事業のオ手法の開発
ープン部分とクローズド部分をうまく使い分け、(H31～H32)」
技術支援において本装置の効果的な活用を(事前説明)図って欲しい。
・プラスチックの劣化を高分子主鎖ではなく添加剤に着目した点が特徴的な研究である。劣化評価は多くの産業分野での利用が期待でき、研究成果が標準化に繋がることを期待する。
・傾斜化材料は、評価パラメータが多岐にわた
指定研究「 炭 素 材 料 を 含 るが地道にデータを収集し、目的物が得られ有した傾斜多孔 る手法を確立して欲しい。傾斜パラメータと電質複合材に関す 気抵抗変化との関連性が分かると実用化が近づくと思われる。
る研究(H31)」・センシング技術をはじめとした企業等の具体的(事前説明)ニーズの情報収集を合わせて進め、共同研究や受託研究などに発展することを期待する。
・繰返し性がある自己修復材料は興味深い。技指定研究「熱・光による結 術的な方向性はしっかりと定まっているため、合組み換え反応 地道に研究開発を進め、工業研究所独自のに 基づ く 機能性 材料開発につながる成果を期待する。
有機材料の開発 ・有機材料に関する基盤的なテーマであるが、自己修復材や接合技術などへの応用も想定(H31)」
し、企業等との共同研究や公的資金によるプ(事前説明)ロジェクト研究への発展を図って欲しい。

を通して報告します。また、蛍光 X 線分析法に関する標準化を視野に入れて、今後も検討を進めます。

・測定素材の機密性に対しては十分に配慮し、本機器を依頼試験、受託研究などに積極的に活用することで中小企業への技術支援に取り組みます。
・本研究が高分子材料劣化の実用的、また汎用的な評価手法として確立されることを目指し、知見やノウハウの蓄積に努めます。

・センシング技術をはじめとした企業のニーズに応えるべく、必要とされる性能を有する傾斜多孔質複合材の開発を行うよう研究を推進します。

・化学構造を検討しながら自己修復材料の研究開発を進め、当所独自の技術として確立するように努めます。
・企業における自己修復や接合技術などのニーズを把握し、開発した材料の産業応用を目指して企業等との連携を図っていきます。

詳細は、 https://www.nmiri.city.nagoya.jp/cgi/publication/page.cgi?id=61（編集・発行）名古屋市工業研究所〒456-0058

名古屋市熱田区六番三丁目４番４１号

電話： 052-661-3161

FAX： 052-654-6788

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