The Japan Research and Development Center for Metals

財団法人

ISSN0913-0020

金属系材料研究開発センター

2007.5

No.247

TODAY
環境マネジメント工学コースの設置

従来、マテリアルという資源は、廃棄（Endof Life）の段階になってその処理をするという、いわば場あたり的対応をして来た面が否めません。今後は廃棄を見据えた物造りを行う DFE（Design for Environment）の導入を拡大生産者
責 任 EPR(Extended Producer

東京大学工学部
マテリアル工学専攻
教授 足立 芳寛

Responsibility)の概念のもとに、製造過程に熟知した製造者が、サプライチェーンの段階のみならず、廃棄といったリサイクルチェーンにも責任をもっ今年は例年になく、降雪量の少ない年として記て、DFE に基づく “ もの造り “ を行い、消費者録に残るそうです。新聞、テレビの天気予報でも、はその対価を支払うことが、最も効率的です。

これは地球温暖化の影響であると、断定的に報じ

EPR の原則に基づき、製品の製造から廃棄のサられることが多くなっています。南極や北極の氷

プライとリサイクルのデュアルチェーンの最適も融解していて、白熊さんも困っているとか？い化を行う、マネジメントシステムが「もの造り」

ずれにせよ、我々の日常が、宇宙船地球号の定員の現場に求められる新たなビジネスモデルと言オーバーによる諸現象に影響されているのは、間えましょう。サプライチェーンとリサイクル違いない様です。インドや中国など B ＲＩＣｓ

チェーンを統合化した、デュアルチェーンマネ

諸国の経済発展は、資源の奪い合いと大量消費をジメントシステムでは、資源の有効利用効率の招いていることもあり、ローマクラブのテーマで最大化と環境負荷の最小化が図られています。

あった「成長」と「環境」の調和が求められてい資源枯渇と地球温暖化対策、製品の生産性の向ます。

上といった、３つの異なる次元の課題を、総合

我々は、資源の利用形態をもう一度、再検討す的に取り扱う新たなマネジメントシステムとしる必要に迫られており、特に材料資源の有効利用、ても期待されるものです。東京大学マテリアル

３R 推進をより強力に推進する方策が求められて工学専攻では、これらの領域の発展を期するたいます。

めに、大学院博士課程に、社会人特別選抜コーOECD はこれらの方策のひとつとして、環境政スとして「環境マネジメント工学コース」を設策委員会のもとに、循環型社会構築のための材料置しました。現在平成２０年度の開講を目指し

最 適 利 用、「Sustainable Material Management」て、平成１９年８月末に選抜試験を実施するこを検討する WG を設けて、我が国はじめ各国の専ととしています。製造業を中心とする多くの社門家による検討を行っています。我々は、マテリ会人の方々が本コースに参集され、Sustainableアルの利用に当たって、より適切な利用、再利用

Material Management System の コ ン セ プ ト ののサイクル「Sound Material Cycle」を構築する

もと、我が国発の新たなビジネスモデルの構築、ことが求められており、そのための具体的な方策発展がなされることを期待いたします。のひとつが、「Clean Production」の導入です。

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前非鉄材料研究部
はじめに
本プロジェクトは地球温暖化防止技術プログラムの開発事業として、平成 14 年度に経済産業省の直轄事業としてスタートし、平成 15
年度より新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO 技術開発機構）に移管され、平成 19 年 3 月 20 日をもって業務委託期間を終了した。
現在、ＮＥＤＯによる事後評価を受けるための準備中であるが、これまでに得られた成果の一部につき、概要を報告する。

松山文雄 （現住友金属鉱山㈱）1.

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⋉ሶ⎇ⓥቶのホワイトメタルを用いた火力発電所の大型タービン用ジャーナル
軸受を PEEK（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂に置き換えて，軸受面圧を 1.5MPa から 50％アップの 2.25MPa を実現することで軸受の長さを 2/3 にし、摩擦損失を低減する。④の「評価・解析グループ」
は個々の機器開発と連携し、その特異なマクロ的現象をナノ・マイクロから解析するとともに、新たな分析・解析機器による評価技術の開発や、境界摩擦のモデルの構築を行う。図２にはプロジェクトの研究開発体制を示している。

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1３．ＣＶＴグループ
摩擦係数の 20％向上の目標を達成するためにプーリー材料の材質、微細加工による表面形状制御（テクスチャリング）と適合添加剤による潤滑油の開発を行った。表面形状制御及び適合添加剤による潤滑剤の開発により、20%以上の摩擦係数向上を果たすことができた。結果の一例を示す。（図３）14%ะ਄14%ะ਄

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２. プロジェクトの概要
プロジェクトは図 1 に示すように 4 つのグループからなる。
①の「CVT グループ」はベルトCVT のエレメントとプーリー間の摩擦係数を現状の 0.11 から 20％アップした 0.132 まで上昇させる
ことにより、自動車の燃費向上による CO2 削減を図る。②の「水圧機器開発グループ」は現在普及している油圧機器を水圧機器に置き換え、システムの高効率を図ることで CO2 削減に寄与しようとするものである。摩耗程度（比摩耗量で10-6 〜 10-7mm3/Nm） を 水 圧 機器においても実現することである。
③の「高面圧軸受グループ」は現状ᆔ ⸤䌛ઍ⴫ᆔ⸤వ䌝៺ᡂ೙ᓮ 䊶 ៺⠻೙ᓮ 䊶 ὾ઃ೙ᓮ㪥㪪㪄㪉㪂⎇⏴䍪䍽䍎䍶䍎

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JRCM NEWS No.247

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４．水圧グループ
最終目標を達成するためにＤＬＣコーティング方法及び各しゅう動部分の構造設計に配慮した。析
出硬化ステンレス鋼 SUS630 を相手材としたときの DLC の摩擦係数
μ は 0.11 〜 0.01 で 変 化 し、 焼 付き限界圧力も 35MPa 以上を得ている。
DLC 膜の損傷としては摩耗とはく 離 損 傷 の 2 種 類 が 認 め ら れ る．
CVD 被膜の剥離の原因としてマイクロクラックの発生が考えられる。

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一方、化学的アプローチを行い、TOF-SIMS を用い、焼付きモデル、ＣＶＴ境界潤滑膜、水環境下における潤滑膜における化学構造につき、解析を進めた。
評価解析グループでは、各機器グループと連携し、結果に対する解析評価を進め、効率的機器開発時に検討すべき項目等に対し、多くの知見を得た。

を潤滑性を向上させるために PTFE（4 フッ化ポリエチレン）をブレンドし、その耐焼付き性を改善した。
得られた結果を図５．に示す。タービンスラスト軸受にも使用可能なことが検証され、タービン以外の回転機械などへの適用も視野に入れて、新たな展開を検討し続けている。

At.1800rpm

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また Si を膜中に導入することで SiDLC と DLC の多層膜を作成し、Si添加により耐はく離性を向上させた．部材の製作を考慮すると基板の表面粗さをどの程度に仕上げるかも重要となる。粗さを Ra1.4 〜739nm 間で変化させても定常状態
ではμは 0.07 程度である。また耐はく離性では粗さが大きい場合にははく離が見られなかった。
ポンプの性能を図４に示す。定格

６．評価解析グループ（モデルの構築）
評価解析グループの最終目標に、摩擦摩耗特性の制御原理の構築、設計指針の提示ということがあり、その進め方について外部委員から成るモデル検討委員会の評価・意見に配慮し、活動した。結果的に、摩擦の力学モデル（中原モデル）を構築し、摩擦係数と突起密度等の関係を明確にした。この摩擦モデル

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７．最後に４グループにて、進めた当プロジェクト活動も最終目標をクリアーし、次につながる多くのポテンシャルを秘め、活動を終了することができた。経済産業省・ＮＥＤＯをはじめ、プロジェクトの関係者に謝意を表したい。平成１９年３月１５日に外部委員による研究委員会が開催されたが、「まとめとして範囲が広く奥深い知見が得られた。」「さらに先につながる、発展的に継続していくポテンシャルを秘めている」「トライボロジーは “ ものつくり ” にとって、欠かせないテーマであり、足腰を強くするには避けて通れない」等の意見をいただき、今後の個別テーマの更なる展開に期待が大きかった。

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点 で あ る 1800rpm，21MPa に おいて全効率 80%となっており、油圧ポンプ並の効率が得られている。
また、700Hr 耐久運転後の効率低下は約 1%となっており、実用上耐久性に問題がないことを確認した。
５．軸受グループ
軸受の高面圧化は耐焼付き性の向上であり，従来の軸受材料は WJ（ホワイトメタル（Sn-Sb-Cu 合金）) であるが，本プロジェクトでは複合軸受材料として母材に PEEK（ポリエーテルエーテルケトン）を検討する。PEEK は WJ に比べ高融点、高強度であるために候補材とした。基
本的には耐摩耗性を向上させるた
めに、PEEK に CF（カーボン繊維）

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JRCM NEWS No.247

活動報告□総務企画部＜第 70 会「ＪＲＣＭ理事会」の開催＞
第７０回ＪＲＣＭ理事会が平成１９年３月２８日に開催された。永広議長（理事長）の進行のもとで審議に移り、提案された議決事項すべてが全員一致で承認された。議決事項の一つ「平成１９年度事業計画書及び収支予算書」（案）では、前年度からの継続プロジェクト（６本）の説明や平成１８年度に完了した７本のプロジェクトの実施後評価フェーズへの橋渡しが円滑に移行できるように注力することが説明された。また、新規プロジェクト募集に積極的に企画提案していくとともに、研究開発プロジェクトの「企画・管理法人」としての機能に加え、産学連携の推進を図るためのさまざまな活動に取り組むことも併せて説明があった。一方、直近のＪＲＣＭ活動において、密切に連携している大学、公的機関の研究者は９０名を越えている現状の説明の後、これらの方々との連携によるシナジー効果を高める等も示された。他方、収支予算案では、１８年度に終了するプロジェクト（７本）による厳しい収支状況を踏まえ、管理費等の圧縮を図る等の予算案が説明された。最後に報告事項として最近のＪＲＣＭ活動状況が紹介され、ＮＥＤＯ公募「鉄鋼材料の革新的高強度・高機能化基盤研究開発」プロジェクトへの応募概要が紹介された。
□環境・プロセス研究部＜製鉄プロセスガス（ＣＯＧ）利用水素製造技術開発プロジェクト＞
平成 13 〜 17 年度に実施された標記プロジェクトの成果について、３月末の日本鉄鋼協会第 153 回春季講演大会において、３月 28 日午後の「水素、バイオマス、廃棄物処理技術 -3、4」［人事異動］
平成１９年４月１日付
城田 良康［旧］主任研究員［新］鉄鋼材料研究部長 兼
環境・プロセス研究部長

平成 19 年 3 月 31 日付
櫻谷 敏和［旧］鉄鋼材料研究部長［新］（ 財 ）千 葉 県 産 業 振 興 セ ン タ ーの中で、プロジェクト関係の発表を 5件、連続で行いました。（一昨年度の発表と合わせると、全部で、14 件。）

活動を通じて、微力ながらＣＯ 2 削減など地球環境問題にも貢献していきたいと考えている処である。

□非鉄材料研究部＜高効率ＵＶ発光素子用半導体開発
プロジェクト＞
高効率のＵＶ発光素子半導体を平成 16 年度〜 18 年度の３年間で研究開発する本件プロジェクトの第５回技術委員会（委員長：天野浩 名城大学教授）が、４月３日、ＪＲＣＭにおいて開催された。今回の技術委員会が本研究開発の最終技術委員会となる。参加各社からの最終成果報告や意見交換がなされた。今後、研究開発の成果を活用する実用化に向けたフォローアップ活動が行われることとなる。

シンポジウムのお知らせ□ LED 推進協議会＜平成 18 年度第２回「JLEDS 理事会」の開催＞
平成１９年３月２３日、本年度の締め括りとしての JLEDS 理事会が開催された。大谷議長（会長）のもとで、主な審議事項である「平成１９年度以降の JLEDS 体制」及び「平成１９年度の主な活動計画及び収支予算」（案）が審議され、全員一致で承認された。
現在 “ 任意団体の JLEDS” は、設立後３年を 順 調 に 経 過 し て き た の で、新年度を迎えるに辺り、今後はどの様な体制をとるべきかを昨年来検討して来た。その結果は、“NPO 法人化 ”する事が一番良いと判断し、これを審議の上承認されたので、早速小島専務理事が窓口となり東京都へ申請したところである。また本年度は照明学会主催で、日本で初めて開催される「LED 照明国際会議」に特別協力する等、大きなイベントも多数予定されている。これらのＬＥＤ普及

松山文雄［旧］非鉄材料研究部主任研究員［新］住友金属鉱山株式会社

伊藤清文［旧］非鉄材料研究部主任研究員［ 新 ］住 友 軽 金 属 工 業 株 式 会 社（ ㈱日本アルミ）

有我誠芳［旧］非鉄材料研究部主任研究員［新］三菱マテリアル株式会社

The Japan Research and Development Center for Metals

JRCM NEWS ／第 247 号

発 行
発行人
発行所

第 82 回シンポジウム「自動車用アルミニウムボディシート材の最前線」
主催：( 社 ) 軽金属学会
日 時： 平 成 19 年 6 月 8 日（ 金 ）10:00 〜 16:45
場所：日本大学理工学部駿河台キャンパス（東京都千代田区神田駿河台
1-8-14 JR 中央・総武線「御茶ノ水駅」下車徒歩３分）
申込方法：http://www.jilm.or.jp/「シンポジウム・セミナー申込」よりお申込ください。
問合先：( 社 ) 軽金属学会
TEL：03-3538-0232
FAX：03-3538-0226）
内容：現在国内の自動車１台当たり約 150kg が使用されているアルミニ
ウム材料を，さらにドアやフェンダなどのボディシート材として広く使用するための方策を各分野の専門家の方から解説頂きます。アルミニウ
ムボディシート材の熱処理や成形加工，接合に関する最新の技術動向に加えて，鋼板の現状ならびに今後についても講演頂き，自動車のアルミニウム化についてボディシート材に的を絞って討議を行う予定です。多数のご参加を頂きますよう，ご案内致します。

［新人紹介］①出生地②西暦生年月日③最終学歴④職歴⑤仕事に対する期待⑥趣味、特技、資格等
やまなよしたか山名 芳隆①大阪府② 1949 年 8 月
18 日③京都大学工学部化学工学科修士了④ 1975 年 新 日 本
製鉄㈱広畑製鉄所設備部入社。現在、技術開発本部
環境・プロセス研究開発センター所
属⑤楽しく仕事をしたいものです。
⑥防波堤釣り、熱管理士等 7 資格

2007 年 5 月 1 日
小紫正樹
財団法人 金属系材料研究開発センター〒 105-0003 東京都港区西新橋一丁目 5 番 11 号 第 11 東洋海事ビル 6 階

内容に関するご意見、ご質問は JRCM 総務企画部までお寄せください。
本誌は地球環境保全を考慮し再生紙を使用しています。

T E L (03)3592-1282（代）／ FAX 03)3592-1285
ホームページ URL http://www.jrcm.or.jp/
E-mail jrcm@oak.ocn.ne.jp

本書の内容を無断で複写・複製・転載することを禁じます。

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