■2004.5

財団法人 金属系材料研究開発センター

No.211TODAY

新しい研究開発と発想力

この点について私見を述べてみたい。これは研究の目的が異なったためと、その現象に対する好奇心の方向がこのような結果になったと考える。
フレミングは既知の知識から青カビの周りがきれ

愛知学院大学歯学部特殊基礎研究教授

いになったのは、青カビには細菌を殺す作用があ福 井 壽 男り、これを利用できるのではないかと追求したことであろう。一方、発酵菌として研究していると、20世紀は科学技術の時代であったと思う。われ青カビの周りがきれいになることは発酵作用としわれが子どもの頃において夢にも思わなかったこて効果なしと考え、利用できないと思い、追求をとが、科学技術の進歩によって次々と実現あるい止めたのであろう。

は可能になっている。その一例としてペニシリン、

このフレミングに起こった偶然は、彼の知性とテフロン、ナイロンの発見、原子力発電、月への洞察力によってなし得たものであろうが、まさに着陸、ヒトゲノム解読の進歩によるオーダーメイ発想の違いが運命の分かれ道となった事例の一つ

ド医療の実施など私たちの生活を便利に、快適に、であると考える。研究開発は研究する人、作る人、健康的で楽しいものにしてくれている。

使用する人のそれぞれが何らかの利益を共有できではこれらの科学の発展はいかにしてなし得たることに夢を抱いており、その意味において、のか。先人の発見した理論と知識にもとづいて、各々が新しい発想に興味をもち続けることが必要

着実に実験を遂行した結果によるものと思う。しである。

かし、これらの発見は蓄積された知識の延長では現在、子どもたちの理科離れが問題となっておなく、洞察力に支えられた未知の領域から偶然見り、新しいものを発見する眼をいかにして育ててつかって人類に貢献しているものも多いことに気いくかを、各方面で討議がなされていることはうがつく。すなわち「偶然ではあるがその偶然を十れしいことである。新しいものの発見は既知の知分に洞察する能力」を有した人々によって発見さ識に加え、鋭い洞察力と自由な発想力そして大いれているということである。

なる好奇心が要求される。

その代表的例は、フレミングが培養皿に紛れ込

われわれは各省庁や財団に研究助成の応募をすんだ青カビの周りがきれいになっている現象を追るための計画書を書くときは、現在の知識と成果求し、ペニシリンの発見につなげたことであろう。にもとづいて書き、未知の知識にもとづいて書い

カビの研究は日本では古くから醸造の発酵菌としても相手にされない。しかし歴史が物語っているて幅広く研究が行われており、当然、研究者は青ように優れた研究開発は未知の領域から発見されカビが細菌を死滅させ、青カビの周りがきれいにているものが多い。従って得られたデータを大切なることを経験していたと推察できる。ではなぜ、に尊重し、いつかは新発見につながるであろうこ

フレミングのような発見ができなかったか？とを意識下におくことが大切であろう。

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JRCM REPORT「高融点生体用特殊合金の溶製と連続鋳造システム技術の開発」「高融点生体用特殊合金の溶製と連続鋳造システム技術の開発」終了報告
終了報告
産学官連携グループ

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はじめに

経済産業省の提案公募型事業である地小林秀夫（現：JFEスチール（株））は社会的な要請となっている。

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研究目的

度に開発された要素技術のさらなる向上を図り、100g規模の合金を溶製・鋳造できる小型浮揚溶解装置（溶解装置、高周域新生コンソーシアム研究開発事業のこれらの課題を解決するため、バルク波電源装置）を開発した。水冷るつぼを「省エネ枠」に、当センターがプロジェ材のチタンに対して物理的性質に大きな反転させて出湯する方式を採用し、加圧クト管理法人として中部経済産業局に提差があり、通常の溶解法では均一固溶がして鋳型に流し込み鋳造体を作製するこ案し採択され、委託を受けて平成14年度

容易でないタンタル等の金属を均一に溶とができる鋳造・加圧装置のシステム化から2年間にわたる研究開発を実施した。

製できる浮揚溶解法の技術シーズを活用を図った。またこのシステムに最適な鋳その成果を報告する。

して、歯科・医科用に要求される新しい型材の開発を行い、これらを統合一体化

生体用特殊合金を容易かつ廉価に溶製合したプロトタイプ機を完成させた。

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研究背景金化する技術開発を行う。さらに、精密（1）生体用特殊合金の小型溶解装置の開発

歯科修復物は口腔内に応用されるた鋳造装置を付与した省エネ型小型溶製・チタンをバルク材としTa、Nb、Zrをめ、生体に直接接触するという特異性か鋳造システムを開発し、歯科修復市場へ構成元素とする合金を、種々の組成にてら、高度な安全性・生体親和性・長期に生体親和性に優れた合金の鋳造物を提供溶製できる省エネ型小型浮揚溶製装置をわたる信頼性等の生体適合性が要求されする。

開発し、50〜100gの溶材を1回の溶解で、る。現在は歯科修復用合金として、保険が適用される12%金-20％パラジウム-銀4合金が広く使用されているが、この合金融点・比重差が大きく物理的性質が異従来の浮揚溶解装置は、溶材の浮揚とは金、パラジウム等の貴金属から構成さなる金属を構成元素に用いても、チタン溶解を別々の誘導コイルが担う2電源方れており、世界の経済的影響を即座に受をバルク材とする高純度の合金が容易に式であったが、浮揚と溶解が同時に成立けるため安定供給に不安がある。この代溶製できる浮揚溶解法によって、溶解装するよう誘導加熱用コイル導体の適正配替として近年チタン系合金が注目されて置と鋳造装置を一体化した100g規模の合置開発を行い、1電源化を達成した。また、いる。

金を溶製・鋳造できる省電力プロトタイ

るつぼや誘導加熱コイルの水冷却効率をプ機を開発する。またこの鋳造法に適し高め、装置全体の小型化を図った。さらた鋳型材を開発する。にこれに適した高周波誘導加熱電源を開

チタンは強固な酸化皮膜の生成から生体環境内ではイオン化しにくく、アレルギー等の疾患を惹起させない優れた生体開発目標

配合比どおりの均一固溶体合金に溶製できることを確認した。

発することで、消費電力を従来より大幅適合性を有している。純チタンは加工性5や力学的な問題があること等から、機械JRCMが管理法人となり、プロジェク的性質と加工性に優れるNb及びTaを構

トリーダーを愛知学院大学 福井壽男教

溶製した合金を引き続き速やかに鋳造成成分とするβ型チタン合金の研究が多授、プロジェクトサブリーダーを富士電するため、鋳型への出湯方式の研究を重くなされているが、Nb及びTaは融点が（株） 林静男代表取機サーモシステムズ

ね、反転方式を見いだした。チタンをバ2400℃〜3000℃前後と極めて高温であ締役社長とし、次の実施機関と役割分担

ルク材としTa、Nb、Zrを構成元素とす

り、密度も20g/cm と極端に大きく、バで研究開発を推進した。

る合金は、融点が高く冷却速度が速いのルク材のTi（融点1680℃、密度4.5g/cm3）（株）富士電機サーモシステムズ：浮揚溶解

で、鋳込みの途中で凝固が起こりやすい。

に対して物理的性質に大きな差がある。

技術シーズの提供、溶解・鋳造要素技術

鋳込み不良や鋳巣等の欠陥を防止し精密このため、通常の溶解法ではTi-Ta系開発とその統合によるシステムプロトタ鋳造ができるよう、反転方式で出湯され合金やTi-Nb系合金を配合比どおりの均イプ機の開発た溶融金属を加圧して、鋳込むための加一な組成に1回の溶解で溶製することが山八歯材工業（株）：鋳型材と鋳造技術開発

圧・鋳造条件の探索を行い、適正条件を不可能で、数回もの溶解が必要である。

愛知学院大学：生体用チタン合金鋳造研見いだし、高融点合金精密鋳造技術を確

また近年、環境や摂取食物等の影響から究技術シーズの提供、溶製チタン合金の立するとともに鋳造室及び加圧装置の設

金属アレルギー疾患が増大しており、チ組成と製品評価技術の確立

3タン合金といえども配合金属によって推進体制に少なくし省エネルギーを達成した。
（2）鋳造・加圧装置の開発計を行い製作した。
（3）鋳型材の開発

は、アレルギー発症の症例が報告されて6いる。このような観点から、患者の体質

平成14年度は要素技術開発を行い、機して、結合材にアルミナセメント、耐火に合わせたテーラーメイドの合金の溶製能試作機を完成させた。15年度は、14年

材にジルコニア、これに各種の薬剤を配JRCM NEWS No.211

成果概要

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高融点活性金属の精密鋳造用鋳型材と合した高融点合金用の鋳型材を開発し（4）システム開発

溶解電力：50kWた。開発した鋳型材は、既存のリン酸塩①本プロジェクトの目標である100g規模

出湯方式：反転出湯

鋳型材より合金との反応性が低く、表面の合金を溶製・鋳造できる小型浮揚溶解

鋳造方式：加圧鋳造

性状に優れる鋳造体作製が可能である。

装置（溶解装置開発、高周波電源装置開寸法：1100×1700×1750mm発）、水冷るつぼ反転出湯

重量：約800kg

方式の鋳造・加圧装置のシ今回完成したプロトタイプ機を経済産ステム化を図り、これらを業省中部経済産業局主催の「東海ものづ統合一体化し合金溶製・鋳くりクラスターフォーラム2004」に出展造を一体としたプロトタイし、研究成果発表会にて講演を実施した。

プ機を完成させた。また、関連の鋳造用鋳型材を開発

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しその目的を達成した。

この研究成果を基にして、さらに特殊②プロトタイプ機の仕様は生体用合金の溶製と精密鋳造技術を向上

次のとおりである。

させ、事業化に耐えうる商品としての完図−1 高融点生体用特殊合金溶製・鋳造装置プロトタイプ機
BIO CASTER FFK-50

今後の展開

るつぼ：水冷るつぼ

成度を高めることを目的として、コンソ

溶解容量：定格Ti 50g

ーシアム研究体を継続し補完研究を実施

溶解時間：約20秒する。

「全焦点映像利用3次元長さ計測技術の確立とシステムの開発」終了報告
終了報告「全焦点映像利用3次元長さ計測技術の確立とシステムの開発」
産学官連携グループ1

はじめに小林秀夫（現：JFEスチール（株））活用した、全焦点カラーCCDカメラ2台ム技術、映像鮮明化技術シーズの提供、で遠中近6映像同時撮影して、ソフト的映像鮮明化、距離計測ソフトの開発、計

経済産業省の提案公募型事業である地に処理した2つの鮮明映像から、三角測測精度の検定

域新生コンソーシアム研究開発事業の量の原理で被写体の任意の距離を計測で「中小企業枠」に、当センターがプロジきる技術を確立、そのシステムを開発し、ェクト管理法人として関東経済産業局に歯科医療用に提供する。

提案し採択され、委託を受けて平成14年

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成果概要

平成14年度は、愛知学院大学の独創的な多分割プリズム技術、映像鮮明化技術

度から2年間にわたる研究開発を実施し4た。その成果を報告する。

小型・軽量で低電力の歯科医療用（視技術移転・活用して要素技術開発を行っ野範囲を顔面から口腔内とする）の3次た。光学技術・カメラ技術、遠・中・近元長さ計測技術を確立し、鮮明化映像撮

3枚の画像のボケ具合解析、全焦点化精

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研究背景

目標

（株）メディア・テクノロジーにシーズを先進的歯科医療、特に小児歯列の発影と距離を計測するシステムを開発す

度向上、3枚の画像の合成と距離測定の育・歯列矯正時の歯の移動経過や移動距る。その測定精度は、視野内の被写体上アルゴリズムについて基本性能を達成

離の測定、義歯作成時における適正な咬における任意の距離を、長さ100mmに対し、要素技術統合により機能試作機を開合高さの決定等、歯列全体のカラー映像して0.1%の精度で計測できることを目標発した。と計測情報を電子的に保存することは電とした。

15年度は、（株）メディア・テクノロジー

る。また非接触で3次元長さを計ること5が14年度の成果を基礎に、独自に筐体のができるので、老人医療・介護福祉の向JRCMが管理法人となり、プロジェク

ムハードの開発を行い、目標とした小子カルテの普及とともに必要不可欠であ

推進体制

専用設計及び回路のデジタル化等システ（株）メディア・テクノロジ
トリーダーを型・軽量・低電力化を達成することがで

本プロジェクトは、奥行き方向に全面ー 長野雅彦代表取締役社長、プロジェきた。また筐体を一体化して左右カメラ焦点の合った鮮明な映像を合成し、そのクトサブリーダーを愛知学院大学 大河の光軸を機械的な工作精度にまで合わせ視野内における任意の2点間長さを非接内禎一客員教授（名古屋工業大学名誉教

込み、残った微小な誤差に関しては新ソ

触で計測するシステムを開発し、社会ニ授）とし、次の実施機関と役割分担で研

フトウェアアルゴリズムを開発して高精ーズに応えようとするものである。

究開発を推進した。

度の映像校正処理を行い、計測精度（株）メディア・テクノロジー：システム0.1％の目標を達成するプロトタイプ機

ハードの開発、プロトタイプ機の試作の試作に成功した。

愛知学院大学：独創的な多分割プリズ（1）光学系部品のハード（カメラヘッド上に不可欠である。

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研究目的

独創的な多分割プリズム技術シーズを

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JRCM NEWS No.211

部）の開発筐体を一体化してステレオ・カメラヘを6本／枚から2本／枚に減らし小型・低部）、回路系部品のハード（カメラコン電力化した。

トロールユニット）の要素技術開発成果ッドとすることにより、左右カメラの光カメラ出力と画像取込ボードI/F（フと専用設計した15インチ液晶パネルを搭軸を機械的な工作精度にまで合わせ込んレーム順次変換基板）の開発、製作並び載した表示・演算ユニットを統合一体化だ。残った微小な誤差に関しては、既知にカメラCCU筐体の設計、試作を行った。

することで可搬性をもたせた。またソフのパターンを実際に撮影することによ（3）全焦点鮮明化映像及び三次元長さトウェアのユーザーインタフェースを改り、光学収差を含めてキャリブレーショ計測ソフトの開発

良し、計測を高速かつ容易に行うことがンする方式のソフトで対応することとし①映像鮮明化合成・計測の精度向上のたできるようになった。これらにより可搬た。CCD駆動回路及びバッファーアン

めのソフト作製性のあるシステムプロトタイプ機が完成

プ、カメラヘッドの一体化、カメラヘッ

歪曲収差等の影響による精度低下、遠ド回路基板のそれぞれにつき設計・試作

中近の座標差による鮮明化処理精度低及び歯列の計測が高精度（0.1%）に行えるを行った。

下、左右CCDの張り合わせズレによることを確認した。

（2）回路系部品のハード（カメラコント

精度低下を防ぐ方法を開発した。

ロールユニット）の開発②映像取り込みから計測までの自動化ソ

14年度の機能試作機では、キャプチャフト作成した。歯科医療用計測の一例として、歯7今後の展開

この開発成果を基にして、CCDの高ーボードにアナログ映像信号を送ってい撮影部のデジタルボード対応、雑音低画素化、低ノイズ化等の改良を加えるこ

たが、むだなDA変換／AD変換を省い減処理の追加、精度向上のためのパラメとでさらに計測精度、歯科医療用システてデジタル映像信号で送ることにより、ータ読み込み、ユーザーインタフェースムとしての品質や機能等を向上させ、商省電力化及び情報劣化を防ぐことができの改良を行った。

品としての完成度を高めることを目的にた。また、フレーム順次信号に変換する（4）システム開発

コンソーシアム研究体を継続し、補完研ことで、キャプチャーケーブル／ボード

光学系部品のハード（カメラヘッド

図−1 ステレオカメラヘッド

図−2 表示演算ユニット

図−3 プロトタイプ機の可搬性

JRCM NEWS No.211

究を実施する。

図−4 計測画面（ユーザーインタフェースの改良）

4異業種交流セミナー「材料と環境シリーズ」

これからの日本のエネルギー供給−素材産業からの水素・エネルギー供給の可能性−「材料・機械関係の大学等研究者
データ集 2004年版」
を更新しました鉄鋼産業、石油産業等将来の水素供

JRCMでは昨年度に引き続き、大学給を担うと予想される業界を中心に、等と産業界の連携をバックアップする

主に水素供給とその貯蔵技術に関して、ため、大学の先生方にアンケートを行現状と近未来のあり方を紹介する。

いましたが、今回は研究分野を拡張し、900名を超える研究者のご登録をいただ

日 時：5月12日（水）9：30〜17：20

きました。その結果をもとにデータベ

場 所：東京電機大学 神田キャンパスースを更新し、JRCMのホームページ

11号館17階大会議室（http://www.jrcm.or.jp/）に掲載いたし

東京都千代田区神田錦町2−2ましたので、ご活用ください。
今後は、冊子にして会員をはじめと定 員：100名
申込締め切り：5月6日（木）
参加費：一般6000円、学生3000円（資料代込み）（社）日本鉄鋼協会
問い合わせ先：総合企画事務局総務グループ 松本

した企業に配布する他、数々の産学交流の場や関連学協会の会合の場等で配布し、先生方のシーズと企業ニーズのマッチング、研究開発プロジェクトのフォーメーション等、産学連携活動に活用していきます。

TEL03-5209-7011／FAX03-3257-1110
E-mail: matumoto@isij.or.jp

5JRCM NEWS No.211

The Japan Research and Development Center for Metals

JRCM NEWS／第211号

発 行 2004年 5 月 1 日
発行人 小島 彰
発行所 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。
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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T E L （03）3592-1282（代）／F A X（03）3592-1285
ホームページURL http://www.jrcm.or.jp/
E-mail jrcm@oak.ocn.ne.jp