JULY 2008

JFEテクノリサーチ株式会社

試
験片

赤外線
カメラ

繰
返し
荷重

写真 赤外線カメラによる疲労限度測定

散逸エネルギー T（deg）

No.16

図1 散逸エネルギー画像

0.060.050.04

疲労限度0.030.020.01
0100150200250300350

応力振幅 σ（MPa）

図2 赤外線カメラによる疲労限度測定結果

高精度赤外線カメラ応用例
近年の高精度赤外線カメラは、高速度するゴム製タイミングベルトなどの応力を二があります。
非破壊検査への応用

カメラ並みの撮影速度とミリケルビン・オー次元動画像で観察できること等は、他にダー（mK，千分の1℃）の高精度化により、ない優位性です。

従来の温度測定単一機能から応力測定、疲労限度測定への応用

部品の持っている微小な温度差や、外部加熱により発生する温度差から内部欠金属部品などが繰返し荷重を長時間陥や構造、板厚などを測定する方法が赤範囲を広げています。

受けると、疲労破壊が発生します。繰返し

外線による非破壊検査です。複雑な形状

応力測定への応用

荷重が小さい時は、前述の熱弾性効果の部品では、超音波などに比べて非接触物体の応力（圧力）変化と温度変化のによる温度変化だけが発生しますが、繰の手法なので測定が容易であり、二次元関係は、100年以上前にケルビン卿（1824-

返し荷重を上昇させていくと、それ以上の画像で観察できる点も有利です。また外1907）
により熱弾性効果として発表されて大きな熱エネルギーが発生し、大きな温度部加熱も照明ランプ程度でよく、X線検査います。気体に比べて固体の応力発生変化（＝散逸エネルギー）をもたらします。などに比べて安全で容易です。

による温度変化は非常にわずかで、例えば、この現象は、ミクロなすべり（転移）やクラッ

当社では世界最高性能の赤外線カメ

鋼では1MPaの引張応力で、1mKの温度クにより発生していると考えられ、疲労限ラ（CEDIP・Silver480M）を導入し、各種低下です。このわずかな温度変化を精度度（＝疲労を起こさない上限の応力）近測定の受託業務を実施するとともに、様々良く高速で測定できる赤外線カメラが開傍では急激に増加します。この変曲点をな分野での応用技術の確立に取組んで発されて、初めて非接触2次元応力測定求める方法が赤外線カメラによる疲労限います。

は可能となりました。複雑形状部品が繰度測定（写真、図1、図2）で、疲労クラック

返し荷重や衝撃荷重を受ける場合、回転の発生箇所を短時間に特定できる利点

疲労限度測定、非破壊検査などへ応用

渋谷 清
k-shibuya@jfe-tec.co.jp

お問合せ先：開発部

Examples of Numerical Analysis by FEM

CAEにおける有限要素法による数値解析事例（1）〜ラジアントチューブの熱応力解析〜

振興協会委託事業として「熱処理業にお熱応力解析にはクリープの考慮が重要にける安全性に関わる研究調査」が行われなります。

ました。実規模のW型ラジアントチュー

吉原直武

ブ方式加熱炉を用いた燃焼試験がn-yoshihara@jfe-tec.co.jp

実施され、温度分布データなどが採ら

計測システム事業部

ラジアントチューブとはれています。その調査研究の一環とバーナーとそれを内部に保有するチューしてラジアントチューブの安全性を評ブで構成された加熱装置をラジアントチュー価するため、当社と（社）
日本工業炉

ブと言い、無酸化雰囲気連続加熱炉にお協会が担当した数値シミュレーションける加熱手段として多く用いられています。

による熱応力、熱変形解析が実施さラジアントチューブ寿命の影響因子れました。実際に計測された加熱炉

ラジアントチューブを用いて被加熱物を

770

790

810

830

850

870

890

910

3040506070

図1 温度分布（℃）

内のラジアントチューブ温度分布条件

900℃程度の高温まで急速加熱するには、 （図1）に対する熱応力、熱変形を解
ラジアントチューブの温度は950℃〜1000析しました。その熱応力結果を図2に℃が必要となります。このような高温で使示します。直管部の左端部は加熱炉用されると酸化による材質劣化が発生し壁に固定されており、加熱炉内に突きますが、それよりもむしろ高温における強度出たW型管からの放射熱によって被低下および不均一温度分布に起因する加熱物が加熱されます。曲管部に大熱応力のため、ラジアントチューブの割れきな応力が発生することがわかります。

や変形が問題になり、これらによって寿命

しかし、高温ではクリープ変形が生じが決まることが多いのが現状です。て熱応力は急速に減少していきます。

熱応力・熱変形シミュレーション

1000時間後には図3に示すような小さ最近（2006年度）、（ 財）機械システムな応力状態になります。高温における01020

図2 熱応力（相当応力）分布（クリープ無し, MPa）

00.20.40.60.8

1.01.21.4

図3 熱応力（相当応力）分布（1000h経過, MPa）

Characterization of Organic Material

有機材料の不具合解析事例（3） 者は個別分析法よりも精度が低くなりますが、で測 定を行ったクロマトグラム例です。

一度の操作で多くの農薬を抽出・測定すLC/MSで測定した場合には餃子由来の足立有紀ることが可能であるため、ポジティブリスト

妨害ピークが大きく、定量が困難です。
しyu-adachi@jfe-tec.co.jp

制度に対応するためには欠かせない分かし、同一試料をLC/MS/MSで測定した析法のひとつであるといえます。

場合には、バックグラウンドが低減し妨害ピー

冷凍餃子の分析例（個別分析法）

クも減少することにより、定量が容易になり〜食品中の残留農薬分析〜
分析・評価事業部

はじめに
ここ数年、『食の安全』に対する消費ます。

者の関心が高まっています。平成18年5

今年の1月に冷凍餃子から有機リン系

月29日には食品衛生法が改正され、ポジティ農薬が検出されたことをきっかけに、加工

当社では、このような高感度・高選択性ブリスト制度（一定量以上の農薬等が残食品中残留農薬分析の必要性が見直さのLC/MS/MSを導入し、高精度な個別分留する食品の販売等を禁止する制度）がれました。図はメタミドホスとジクロルボス

析と迅速な多成分一斉分析により、青果施行されました。この制度で対象となる農標準品を冷凍餃子に添加し（0.01ppm相物や加工食品の残留農薬分析ニーズに薬は約800品目と膨大な数となり、加工食当）、前処理を行い、LC/MSとLC/MS/MSお応えします。

品を含めたほとんどすべての食品が規制の対象となりました。

100

残留農薬分析法

％％00.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00
10000.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00
100％％

00.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00

00.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00

LC/MS（妨害ピークが大きく、定量が困難）

LC/MS/MS（妨害ピークが減少し、定量が容易）

残留農薬分析法は大きく分けて二つの方法に分類できます。一つ目は従来から行われてきた分析法である個別分析法、二つ目はより多くの農薬を迅速に分析できる多成分一斉分析法です。前者は、ひとつの農薬に的を絞って抽出し測定を行うため、より高精度な分析が可能です。後100

メタミドホス

メタミドホス

ジクロルボス

図

ジクロルボス

冷凍餃子中のメタミドホスとジクロルボスの測定例（添加試験）2

Environment and Energyになっています。特にパソコンなどのOA機・空調電力の削減：冷房負荷の低減には、器の普及に伴う消費電力の増加が顕著

窓を通じての入熱抑制が効果的です。東豊です。対応として個々のビルの実情に合わ

京都板橋区の小学校では、ベランダにヘy-suzukawa@jfe-tec.co.jp

せ、例えば表に示す省エネルギー対策をチマのつるを繁茂させて教室内温度を低進めることが必要です。以下、当社が行っ下させました。窓ガラス外面に熱反射フィているビルの省エネ診断から、省エネルギールムを貼り付ける方法もあります。

環境・エネルギー（3）〜地球温暖化ガス（CO2）削減に向けて（2）〜鈴川環境技術事業部

ビルの省エネルギーの必要性
地球温暖化対策についての議論が盛んになっています。経済産業省によると、事例を紹介します。

2005年度の我が国の温室効果ガス排出・待機電力の削減：テレビ、パソコン、コピー

省エネルギー対策として応用可能なので、量は京都議定書の目標値に対し+13.6%

機等は待機電力を消費しています。週末

本誌読者の皆さんも是非トライしてください。になっています。増加の原因は運輸部門など不要時にはコンセントを（+18.1%）、業務部門（+44.6%）、家庭部抜いて待機電力を削減しま門（+36.7%）
によるところが大きく、特にオフィす。スイッチ付テーブルタッ

スビルでの増加が著しい業務部門の省エプが市販されているのでこ

これらの対策の大部分は、家庭部門の表 ビルのエネルギー使用合理化基準と対象設備例
エネルギー使用合理化基準（*1）
1

燃焼の合理化2

加熱、冷却、伝熱の合理化

対象設備例
ボイラ、直焚吸収式冷凍機
空調機、冷温熱源機器（ファンコイルユニット、全熱交換器、ネルギー推進の必要性が高まっています。

れを使用して、より簡単に実ビルの省エネルギー対策効を上げることもできます。

3

放射、伝熱等による熱損失の防止

断熱材、ブラインドある診断事例によるとオフィスビルのエ・照明電力の削減：高効率

4

排熱の回収利用

全熱交換器

ネルギー消費実態は、電灯・OA機器・自販

蛍光灯の採用に加え、人感

5

熱の動力等への変換の合理化

コジェネレーション設備

6

抵抗等による電気の損失の防止

トランス機（36%）、空調・給湯（30%）、エレベータ・センサー連動照明、LED照

7

電気の動力、熱等への変換のポンプ、電気ヒータ、エレベータ、給排水ポンプ・換気ファン（12%）、冷温水明を採用することが考えら

合理化

照明、事務用機器（*1）省エネルギー法による合理化基準

れます。

ポンプ・空調機用ファン
（10%）
、その他
（12%）

ボイラ、冷凍機、冷却塔）

Tensile Test at a Wide Range of Strain Rate
負荷は入力棒端部をたたくだけのシンプ

検力ブロック式試験機を用い、それ以上〜引張り用ホプキンソンバー試験機と当社における高速引張り試験の概要〜

ルな構造で、非共軸ホプキンソンバー試験の高速領域では上で述べた3種のホプキ機と呼びます。第3はワンバー法と呼ばれンソンバー試験機を使用します。特に共軸高速変形試験（4）橋口 耕一

る試験機で入力棒の代わりにブロックを設

ホプキンソンバー試験機については長さ

hashiguchi@jfe-tec.co.jp

け、そのブロックに衝撃を加え試験片を引4mの応力棒からなる試験機を自社開発

材料技術事業部

シリーズの最終回ではホプキンソンバー

張り、ブロックの変位と出力棒の応力を測しており、歪速度300〜1000/sの試験が可試験機についてさらに説明すると同時に定します。この試験機は通常の静的試験能となっています。
また油圧サーボ試験機

当社における高速引張り試験の概要を紹機でロードセルを非常に長くし、高速化しと非共軸・共軸ホプキンソンバー試験機で介します。

たものとイメージできます。

は特殊な冶具を併用することによって液ホプキンソンバー試験機の種類

当社の高速引張試験実施状況

体窒素温度から400℃までの温度範囲の引張り用ホプキンソン試験機には大別

当社では、図2に示すように歪速度が高速引張り試験も可能です（図2参照）。

して図1に示す3つの方式があります。第110-3/sから103/sの非常に広範囲の引張試

このように、当社は各種の材料が様々な試は前報で紹介しました2本の応力棒を直験を実 施しています。歪 速 度が1 0 0〜

験条件下で高速変形するときの応力-歪線上に並べた共軸ホプキンソンバー試験

300/s以下の領域では油圧サーボ試験機、データの採取を実現しています。

機です。2本の応力棒
歪ゲージの間に試験片を装着し、900試験片

入力棒

共軸ホプキンソンバー試験機

端部に引張方向の衝歪ゲージ撃を負荷しますが、この衝撃を受けるためのヨーク（衝撃受け）が必要と入力棒試験片

非共軸ホプキンソンバー試験機の応力棒を互い違いに配置する方式で、衝撃出力棒

800700● –196℃● –62℃● RT● 200℃

600
500
400300なるなど若干複雑な構造となります。第2は2本出力棒

引張り強さ（MPa）

片側応力棒の反対側

1000

歪ゲージ
試験片

200
1E-04 0.001 0.01

出力棒

ワンバー試験機
図1 ホプキンソンバー試験機の種類

30.1
110
歪速度（/ｓ）

100 1000 10000

図2 軟鋼板の引張り強さにおよぼす歪速度、試験温度の影響

Recent Movement in Regard to Patent

特許に係わる最近の動向（3） いわゆるTSM（Teaching,〜米国特許要件の判断基準に関する重要な判決〜

Suggestion,Motivation）
テストについて、より柔軟性の無効と判断されの有効性を争う事件でも、るものが多くなると予想されます。

高い判断を行う手法を確立したものです。

このような影響への対策として、
1）出願

具体的には、この動機付けを立証する内容の調査を十分行い、非自明性を確保ために用いられる証拠として、発明当時のした請求項で出願する、2）発明の構成の当業者の認識を柔軟に考慮できることが他に、発明の効果についても、明細書に十従来、米国での特許審査は、日欧の特明確になりました。このように柔軟な判断分記載することで、従来技術との差異を明許庁に比べて甘いと言われてきました。そ手法が確立されたことにより、「発明の非自確にする、等が必要になります。の一因として、審査の拠り所となる連邦控明性」（≒発明の進歩性）の欠如を理由とこれらの対策を採ることにより、
自明と判

熊坂

知的財産事業部晃

kumasaka@jfe-tec.co.jp
背景

訴裁判所における非自明性（≒進歩性）して、特許出願が拒絶され、又は、特許権断される可能性が高くなった新たな判断の判断基準が、出願人に有利であったこが無効と判断される可能性は、実質的に基準の下でも、有効な権利を取得することとが挙げられます。
ところが最近、その上級高くなりました。

ができ、真に企業価値の向上に資する米審である連邦最高裁判所が、KSR社新たな判断基準の影響、及び、対策国特許Portfolioの形成が可能になるもの

対

Teleflex社の特許侵害訴訟判決（127

この結果、出願の審査においては拒絶

S.Ct.1727（2007））において、新たな判断がされ易く、また、過去に発行された特許と考えます。

基準を示し、米国での判断基準が、日欧のそれに近づきましたので、紹介します。
非自明性の新たな判断基準
新たな判断基準は、異なる先行文献に開示された公知技術を組み合せて、「発明の非自明性」（日本で特許されるための要件の一つである「発明の進歩性」に概ね相当します。）を主張するに際し、動機付けの存在を立証しなければならないという、米国特許要件の新たな判断基準に関する判決を示した米国連邦最高裁判所（Washington, D.C.）

お問い 合わせ 先【営業本部】【環境技術事業部】【計測システム事業部】

東kankyoeigyobu@jfe-tec.co.jp
環境と省エネルギーに関するあらゆる測定、分析、評価、コンサルタント
千 葉 TEL:043-264-5212 FAX:043-264-5212
京 浜 TEL:044-322-6200 FAX:044-322-6528
福 山 TEL:084-946-6960 FAX:084-946-6966
東 京 TEL:03-3217-2177 FAX:03-3217-2169
埼 玉 TEL:048-854-7928 FAX:048-854-7928
横 浜 TEL:045-506-1096 FAX:045-506-1096
新 潟 TEL:025-275-1101 FAX:025-270-7209
静 岡 TEL:0543-37-0250 FAX:0543-37-0251
福 岡 TEL:092-643-6890 FAX:092-643-6891

isales@jfe-tec.co.jp
分光器関連、画像検査関連、商品の開発販売、各種分野の計測診断、数値解析
千 葉 TEL:043-262-2014 FAX:043-262-2665
京 浜 TEL:044-322-6273 FAX:044-322-6529

京TEL:03-3510-3251 FAX:03-3510-3469
salesmarketing@jfe-tec.co.jp
名古屋 TEL:052-561-8630 FAX:052-561-3374
nagoyasales@jfe-tec.co.jp
大 阪 TEL:06-6459-1093 FAX:06-6459-1099
osakasales@jfe-tec.co.jp
阪 神 TEL:0798-66-2033 FAX:0798-66-2161【分析・評価事業部】
LSIから埋蔵文化財にいたる、広範囲の分野における高精度な分析・試験・評価
千 葉 TEL:043-262-2313 FAX:043-262-2199
chiba-com@jfe-tec.co.jp
京 浜 TEL:044-322-6208 FAX:044-322-6528
keihin-com@jfe-tec.co.jp
知 多 TEL:0569-24-2880 FAX:0569-24-2990
chita-com@jfe-tec.co.jp
倉 敷 TEL:086-447-4621 FAX:086-447-4618
kurashiki-com@jfe-tec.co.jp
福 山 TEL:084-945-4137 FAX:084-945-3989
fukuyama-com@jfe-tec.co.jp

pat@jfe-tec.co.jp
知的財産の発掘・権利化、特許調査・出願支援、知財研修、係争等のサポート
東 京 TEL:03-3510-3355 FAX:03-3510-3471【技術情報事業部】【材料技術事業部】
material@jfe-tec.co.jp
各種材料、製品、構造物の研究開発サポート、損傷解析、最適利用技術の提言
千 葉 TEL:043-262-2186 FAX:043-262-2986
京 浜 TEL:044-322-6189 FAX:044-322-6528
名古屋 TEL:052-561-8630 FAX:052-561-3374

詳しくは、当社ホームページで【知的財産事業部】

joho@jfe-tec.co.jp
各種技術動向・情報調査、翻訳、WEB・DTP制作、ISO等のマネジメント支援、IT開発
京 浜 TEL:044-322-6429 FAX:044-322-6520

http: // www.jf e - te c.co.jp◆このパンフレットの送付中止、宛名変更は jfe-tec-news@jfe-tec.co.jp

JFE-TEC News〈 2 0 0 8 〉 発行人／大村雅紀
発行所／JFEテクノリサーチ㈱ 技術情報事業部
No.16
2008年7月発行〒103-0027 東京都中央区日本橋2−１−10（ 柳屋ビル）
Tel: 03 - 3510 - 3425

4

へご連絡ください

Ｃ JFE Techno-Research Corporation 2008○

印刷所／大日本印刷株式会社

Cert no. SGS-COC-003198