自動車部品用素材の断熱性を評価する簡易装置
広島県立総合技術研究所
西部工業技術センター 加工技術研究部担当部長

長谷川 浩治2023年11月30日

Copyright © 2023 Hiroshima Prefecture. All rights reserved.

1

技術の概要本技術は、断熱性を表す熱伝導率や熱貫流率を測定する技術です。

測定するサンプルは、平板以外に製品形状にも対応した測定方法としました。

Copyright © 2023 Hiroshima Prefecture. All rights reserved.

2

現状の断熱性能の測定方法
ＪＩＳ規格（ A1412，A1420 試験片は平板を対象）・保護熱板法による熱伝導率の評価法
・建材の断熱材における熱貫流率の評価法
試験片
平 面〇×

試験片
曲面等

製品自体の断熱性能を知りたいが・・
適切な評価方法が見当たらない
Copyright © 2023 Hiroshima Prefecture. All rights reserved.

3

発表の概要１．背景と課題
２．新技術と従来技術の比較
３．新技術の特徴と測定事例 ①、②４．想定される用途及び要望

５．知的財産権の情報
Copyright © 2023 Hiroshima Prefecture. All rights reserved.

4

１．

背景

脱炭素社会の実現に伴い、自動車開発は、エンジン車から、バッテリーによるモーター駆動の電気自動車（ＥＶ車）にシフトしています。

Copyright © 2023 Hiroshima Prefecture. All rights reserved.

5ＥＶ車の課題
課題：エアコン使用による、航続距離の低下

燃費・電費の改善方法

・軽量化
・モーター効率の改善
・バッテリー容量の改善
・熱マネージメント

バッテリーへの負荷を少なくする取組
Copyright © 2023 Hiroshima Prefecture. All rights reserved.

6

バッテリーへの負荷を少なくするには（住宅）

（ＥＶ車）

高断熱住宅

自動車室内の高断熱化

エアコンの消費電力低減

エアコンの消費電力低減

冷暖房費の低減

航続距離低下の抑制

Copyright © 2023 Hiroshima Prefecture. All rights reserved.

7自動車部品の課題
課題：素材や部品（構造体）の高断熱化（必要となる技術）

断熱性（熱伝導率や熱貫流率）の測定方法（従来技術の問題点）

サンプルの大きさや形状の制約により、既存の測定装置では、測定が出来ない場合が多い。
Copyright © 2023 Hiroshima Prefecture. All rights reserved.

8

２．新技術と従来技術の比較
従来の熱物性測定方法の改良① 熱伝導率測定の改良（JIS A 1412保護熱板法）

測定出来るサンプルの大きさ30cm×30cm10cm×10cm
装置構成を簡素化して、装置試作が容易とした② 熱貫流率測定の改良（JIS A 1420保護熱箱法）

平板

平板や実部品形状
Copyright © 2023 Hiroshima Prefecture. All rights reserved.

9

３．新技術の特徴と測定事例・・・①① 保護熱板法による熱伝導率測定装置
・10cm× 10cmの試料で熱伝導率を測定可能です。

（装置の外観）測定装置

・構造の工夫により、温度の制御数が少なくなりました。
（装置の構造）サーモパイル付き断熱材

主熱板（高温熱板）

測定試料

冷却熱板

測定試料
（保護熱板/逆流防止熱板）

温度調節器（電力計測）

熱抵抗フィルム
Copyright © 2023 Hiroshima Prefecture. All rights reserved.

10断熱性の測定事例・・・①
熱伝導率測定結果

熱伝導率

λ (本装置，W/(m･K))

0.25

0.2

D0.15

AC0.1

測定試料

0.05

B
000.05

熱伝導率

0.1

0.15

0.2

0.25

λ (メーカー値，W/(m･K))

本装置の測定結果とカタログ値の比較（多孔質材料A～D）
Copyright © 2023 Hiroshima Prefecture. All rights reserved.

11

３．新技術の特徴と測定事例・・・②② 保護熱箱法による熱貫流率測定装置実部品等、平板サンプル以外の断熱性（熱貫流率）の測定が可能です。

K ：熱貫流率
E ：測定試料を通過するエネルギー
S ：試料面積
Tm ：室内温度
Ts ：熱袋内温度𝐸
𝜅=𝑆 𝑇𝑠 − 𝑇𝑚
（装置の構造）Copyright © 2023 Hiroshima Prefecture. All rights reserved.

12断熱性測定の事例（平板）②ｰA
断熱材の測定状況
測定試料
ヒータ・ファンユニット

断熱材の平均熱貫流率と平均熱伝導率
室温(℃)
30
2010

熱貫流率(W/(m2･K))
0.822
0.704
0.681

熱伝導率(W/(m･K))
0.026
0.023
0.022

保護熱箱の内部温度：40℃
保護熱箱※測定した断熱材

カタログ値

0.02(W/m･K)

熱貫流率測定装置
Copyright © 2023 Hiroshima Prefecture. All rights reserved.

13断熱性測定の事例（自動車部品）②-B
測定対象
自動車バックドアの断熱性測定

外側

熱袋

バックドアを通過する熱エネルギーファン内側ヒーター

室内温度 : 20℃
熱袋内部の温度: 40℃

断熱性測定の構成
Copyright © 2023 Hiroshima Prefecture. All rights reserved.

14測定条件②-B
１．標準状態

２．ガラス部に断熱材を取り付けた状態

断熱材を取り付ける

車室外側（ガラス部からの熱の逃げ）
３．内装トリムを外した状態

トリムを取り外す

車室内側（内装トリムの効果）
Copyright © 2023 Hiroshima Prefecture. All rights reserved.

15測定状況②-B
熱袋：ヒーター・ファンユニット

車室内に設置したヒーター・ファンユニット
サーモパイルを取り付けた
可撓性のあるシート
Copyright © 2023 Hiroshima Prefecture. All rights reserved.

16

バックドアの断熱性評価
標準状態

断熱材を取り付けた状態

内側トリムをはずした状態

断熱性が低い熱貫流率(W/(m2･K))

測定状況

断熱性が高い時間 (sec)

標準状態
断熱材を取り付けた状態内側トリムをはずした状態

熱貫流率(W/(m2･K))

通過する熱エネルギー(W)

4.26
1.99
4.76

54.3
25.2
57.9

Copyright © 2023 Hiroshima Prefecture. All rights reserved.

17

４．想定される用途①保護熱板法による熱伝導率測定装置②保護熱箱法による熱貫流率測定装置
用途

・素材や部品の断熱性の評価
・自動車部品の断熱性の改善

企業への期待現行の測定方法と比べ測定サンプルの形状に自由度があります。現行品や開発品の断熱性を把握し、高性能断熱材の開発に役立て頂きたい。
Copyright © 2023 Hiroshima Prefecture. All rights reserved.

18

５．本技術に関する知的財産権①

発明の名称：熱伝導率測定装置及び熱伝導率測定方法
出 願 番 号：特願2018-243071
特 許 番 号：特許第7106073号
出 願 人：広島県
発 明 者：筒本隆博、長谷川浩治、羽原雄太②

発明の名称：熱貫流率測定装置及び方法
出 願 番 号：特願2021-039510
出 願 人：広島県
発 明 者：筒本隆博、長谷川浩治、末村紘志
Copyright © 2023 Hiroshima Prefecture. All rights reserved.

19お問い合わせ先（技術に関することについて）
広島県立総合技術研究所西部工業技術センター
技術支援部
TEL 0823-74-1151
FAX 0823-74-1131
e-mail wkcgijutsu@pref.hiroshima.lg.jp（契約に関することについて）
広島県立総合技術研究所企画部
TEL 082-223-1200
FAX 050-3156-3479
e-mail sgkkikaku@pref.hiroshima.lg.jp
Copyright © 2023 Hiroshima Prefecture. All rights reserved.

20