April 2014

JFEテクノリサーチ株式会社

写真2 局所磁気センサ

No.39

写真4-(a) 磁束密度Bmax分布

写真4-(b) 磁界強度Hmax分布

写真1 局所磁気特性可視化装置

写真3 メッシュ測定（EIコア）

磁気特性の評価技術（3）局所磁気センサによる鋼板微小領域の磁気測定
Steel Sheet's Micro-regional Properties Measured by Advanced Local Magnetic Sensor
はじめに板内部の局所的な磁気特性を測定する

また局所磁気センサを用いて、メッシュ電気機器の多くに使用されている「局所磁気センサモード」、さらに永久状に分割して測定することにより（写真モータに対しては近年の環境保全・省エ

磁石単体やモータコアに埋め込まれた3参照）、磁束密度分布、磁界強度分布

ネルギー化の流れから、高い効率が求状態での表面磁束密度分布を測定するなどの磁気特性を可視化することが可められています。ここ数年の間にモー「マグネットアナライザモード」に対し能です（写真4参照）。

タの性能は飛躍的に向上していますが、て2種のセンサを搭載しています。

おわりにその背景には材料特性の向上や加工技

局所磁気センサモードに使われるセ

当社は電磁鋼板や磁石など材料にお術、制御・解析技術などの進歩があり、ンサには鋼板内部における磁束密度のける磁気特性評価からテストモータ、それらに付随して材料、モータの磁気検出にB探針（X軸、Y軸探針間距離3.5

モデルトランスなど実機に近い状態で特性を実使用環境に近い状態で測定すmm）、磁界強度の検出にダブルHコイの磁気特性評価にいたるまで幅広くごる技術も同様に向上しています。

ル（2mm角）が使われており（写真2参

要望にお応えします。是非お気軽にご磁気特性の可視化技術

照）、従来測定が困難だったモータコア相談下さい。

新しく導入した「局所磁気特性可視ティース部、かしめ周辺部、トランス化装置」（写真1参照）
は、モータコアやコアにおける鋼板接合部など微小領域ソリューション本部（西日本）物性評価部

トランスコアに使用されている電磁鋼における磁気状態の測定が可能です。

中田 崇寛 t-nakada@jfe-tec.co.jp

お問合せ先：Stress Measurement of the complex shaped disk spring in operation with Infrared Camera

計測可視化技術（3）

す。さらに、部品を繰り返し動作させ件下での応力分布の測定が可能であり、～赤外線カメラによる実稼働条件下での稼働部の応力測定～た際の微小な温度上昇を測定することその値を用いることによりCAEの精度により、疲労の解析が可能です。また、が格段に高くなります。

ソリューション本部（川崎）計測･可視化解析センター

画像処理により、稼動している部品を

二村 智昭

t-nimura@jfe-tec.co.jp

製品の軽量化や高性能化する上でお役に立てるものと考えています。

対象とすることも可能です。
図にカーエアコン用コンプレッサー

当社では、応力測定だけでなく、温複雑な形状をした駆動部品の設計・のマグネットクラッチに使用されてい度測定、疲労解析、非破壊検査など、開発においては、実稼動条件下における板バネ部品の外観写真及び実稼動条赤外線カメラを用いた測定・評価を行っる応力の分布を把握することは機能保件下で測定した応力分布例を示します。ていますので、お気軽にご相談ください。

証、性能保証の点で重要です。

板バネ部品にかかる高性能赤外線カメラを用い、単純な最大応力は50MPa程形状をした疲労試験片の応力測定・評

度 で、3か 所 の バ ネ価を行った事例についてはすでに報告

部のうち、左上のバしています（JFE-TEC News No.21 高精

ネ部にかかる応力は度赤外線カメラの応用(1)）が、今回は他の2つと比 較して実稼動条件下で、複雑な形状をした板10MPa程度高く、不バネを用いて応力分布を測定した事例

均 一な応 力分 布とについて紹介します。

なっています。バネ測定に用いる赤外線カメラは高感度・部の内側には引張応高速に温度を測定できるFLIR社製の力、 外 側 に は 圧 縮SC5500Mで、信号処理を用いてS/Nを応力がかかっていま向上させることにより分解能1mKの温す。このように、複度変化の測定が可能です。高精度な応雑な形状をした部品力測定（鋼で分解能1MPa）に適用できまに対して、実稼動条

マグネットクラッチ

ロータ

クラッチ板

コイル
板バネシャフト
電源 ON/OFF で板バネ部品に応力が加わる(a) コンプレッサー外観（正面）(b) コンプレッサーのクラッチ部の構造(c) 測定結果
図 カーエアコン用コンプレッサーの板バネ部品にかかる応力の測定例

Quantitative Analysis of the Functional Groups Existing on Carbon Fiber Surface

樹脂・複合材料評価センター（1）spectroscopy）で分析し、CやOのスペ基を中和した塩基性溶液を定量するこ～炭素繊維表面官能基の定量分析～

クトル解析により官能基を定性評価すとにより、CF表面の酸性官能基量を定ソリューション本部（千葉）樹脂・複合材料評価センターる方法が知られています。

栃原 美佐子

tochihara@jfe-tec.co.jp
はじめに量することができます。定量したい官

しかしこの方法は、官能基 種の特能基の種類に応じて、酸性度、塩基性定や定量測定に課題があります。そ

溶液種を選定し、CF表面の各種官能基

こで当社では、カーボンブラックなを別々に定量分析することができます。

CFRP（炭素繊維強化プラスチック）

どの炭素材料の官能基分析手法とし測定例を図1に示します。

は、軽量かつ高強度であるため、金属て知られている「酸塩基滴定」；Boehm

おわりにを代替できる材料として、航空機・自動法 ( H.P.Boehm： Advances in Catalysis,

当社では、CFと樹脂との界面接着強車のみならず、土木・建築等の多くの16(1966),179.)を使ってCF表面の官能基度の測定やCFRPと金属材料との接着・産業分野において注目されています。の種類と量を明らかにする手法を確立

剥離に関する評価など、各種複合材料

CFRPの強度は、同じ繊維長の場合には、しました。の強度発現メカニズムに着目した視点

炭素繊維（以下CFと略記）とマトリック

炭素繊維表面に存在する官能基の定量から評価方法をご提案致します。どうス樹脂との界面の接着力に強く依存す分析

ぞお気軽にご相談下さい。

独自の前処品開発のキーテクノロジーとなってい理方法により、ます。

CFの酸性官能炭素繊維表面に存在する官能基の分析

基を塩基性溶方法と課題

液 で 中 和 し、CFと樹脂との接着力を高めるため

次に、未反応に 多 く の 研 究 開 発 が な さ れ、CF表分の塩基性溶面に存在する酸素原子を含む官能基液を酸性溶液が、接着力の向上に効果的であることで逆滴定しまが明らかになっています。CF表面を、す。すなわち、

光 電 子 分 光 法（X-ray photoelectron

CFの酸性官能～ CF（炭素繊維）の表面構造～
酸性官能基量0.20
フェノール性水酸基mmol / gるため、これをいかに高めるかが、製

全酸性官能基=NaOH 消費量0.10
中酸性官能基カルボキシル基0.00
未処理

表面処理OCOHOH

中酸性官能基(f-ﾗｸﾄﾝ)カルボキシル基
OO・・・

C

フェノール性水酸基
・・・
OC・・・・・・

塩基性官能基H.P.Boehm: Advances in Catalysis, 16（1966）, 179. 記載の手法

図1 CF（炭素繊維）の表面官能基測定例
図1 CF(炭素繊維）の表面官能基定量結果の例

2

アミド基

NH 2

Dissolution Test of Medical Devices and Materials

極微量分析技術（7）

食塩水、緩衝生～医療用器具・材料の溶出評価試験～

理的塩類溶液表1ISO 10993-12※に規定されている溶出条件
溶出液量（表面積又は質量／液量）± 10%

ソリューション本部（千葉）分析部（PBS(+), PBS(-)

厚みmm

平下 淳二など）、細胞培<0.56 cm2/ml

フィルム、シート、チューブ

養液、人工唾液

0.5 ～ 1.0

3 cm2/ml

チューブ、平板、小型成形品>1.03 cm2/ml

大型成形品

>1.0

1.25 cm2/ml

ゴム状の栓

不定形の固体デバイス

0.2 g/mlhirashita@jfe-tec.co.jp
はじめになどを溶媒とし医療分野に使用される器具は、製品て選択します。の安全性に関するさまざまな試験規格

溶出試験はが設けられており、医療用器具として試験条件が結認可を受ける場合には、試験の結果だ果に与える影響けではなく、詳細な試験条件を提示すが 大きいため、る必要があります。

JISやISOの試験

今回は、医療用器具・材料を対象とす

規格により条件

対象とする素材の形状例

粉体、ペレット、成形品

不定形の多孔性デバイス
0.1 g/ml
膜（低密度材料）
温度条件（以下のいずれかを基本とする）
a) 37 ± 1℃ 72 ± 2hb) 50 ± 2℃ 72 ± 2hc) 70 ± 2℃ 24 ± 2hd) 121 ± 2℃ 1 ± 0.1h
※ Biological evaluation of medical devices- Part12: Sample preparation and reference materials.

る溶出試験について紹介します。

が細かく規定さ溶出試験の必要性れています（表1にISO 10993-12での試えて、定性分析（通常67元素）によりどインプラントのように、長期間人体と験条件を示します）。当社では、お客様の元素がどの程度溶出するのかを把握接触させて使用する器具は、器具からのご要望に合わせた条件で溶出試験をした後、その結果をもとに定量分析を溶出する微量金属元素が人体に悪影響実施いたします。

実施することも可能です。

を及ぼす可能性があるため、その溶出溶出液中の金属元素の濃度測定

まとめ量を把握することは、製品の安全性を溶出液中の金属元素分析には、誘導

当社では、インプラントに限らず、評価する上で極めて重要です。溶出試

結合プラズマ質量分析装置（ICP-MS）なステントやワイヤーなど医療用器具を験は擬似体液を使って、実環境に即しどを使った高感度分析法を使用します。

対象とした溶出試験も実施しておりまた条件下で実施する必要があり、生理最初から定量分析を実施する場合に加すので、お気楽にご相談ください。

Fast Measuring Method of Thin Liquid Film Thickness

微量物質の高感度計測・観察技術（１）～極薄液体膜厚の高速計測技術～
計測技術本部 光波センシング部

ります。この装置には、線状の光スペ象を捉えたいというご要望に対しては、クトルを測定できるイメージング分光高速度カメラやGPGPU処理手法などの器「ImSpector 」が組み込まれており、こ適用で対応いたします。の分光器と２次元CCDカメラを組み合適用できる事象としては、親水性やわせて分光カメラとすることにより、測撥水性材料表面に付着した水膜の分布定対象を一方向に移動させながら薄膜測定、金属、ガラスなど各種材料表面薄膜状液体の膜厚を測定したいとの部の分光スペクトルを「面」として一度に付着している水分量や油膜などの分ご要望が最近増えてきています。例えに測定することが可能となります。各

布測定、ベアリング回転時の潤滑油膜

ば、新しい材料や機器を開発する場合画素ごとに測定された干渉波形を解析厚の連続測定など多岐に亘ります。

や、最適な製造条件を選定するためにすることにより、面内の膜厚分布を求は、材料、機器の表面や間隙に存在すめることができます。

近藤 孝司

k.kondo@jfe-tech.com

る液体の膜厚情報が必要になる場合が同時多点計測を実現するためには、あるからです。測定された膜厚情報か高速に大容量データの計算処理が必要

ら、材料特性や製造条件が把握され、に な る た め、刻々と変化している現象を調べること測定された干も可能になります。
従来の、薄膜厚さの非接触、高速測多くの分野でのご活用方法をご提案していきたいと考えておりますので、ご興味があれば遠慮なくご相談下さい。

渉波形に近似する理論計算

定技術には、分光干渉法などの光学的波形をフィッ手法が用いられており、膜厚を対象のティング処理「点」で測定する装置が多数市販されてに よ り 求 め、います。しかし、最近は「面」の膜厚分膜厚を高速に布測定を高速に行うことが求められて算出する独自おり、この要求を満たすものとして、の計算手法を分光干渉画像測定技術があります。当開発いたしま社では、この技術を活用した「膜厚分布し た。 ま た、測定装置 FiDiCa」を開発し販売しておより高速な現(a) 干渉膜色変換画像（干渉スペクトルから色演算にて着色表示した画像）(b) 厚さ分布擬似着色画像（算出膜厚ごとの擬似着色表示画像）

図 金属表面の水膜分布測定結果の一例（対象を一軸走査させ分光画像撮像）

3

Examples of Large-scale and Complex CFD Simulations

流体解析技術～大規模化・複雑化する流体解析の適用事例～に応えるべく、社外のスパコンやオーはもちろん、構造との連成、混相流、プンソースソフトの活用も進めていま燃焼解析で実績がございます。お気軽す。また、解析内容では、熱との連成にご相談ください。

ソリューション本部（川崎）
ＣＡＥセンター

佐藤 宣寿

n-sato@jfe-tec.co.jp
現代のものづくりにおいてCAEは欠かせない技術となってきました。当社
は、構造解析、流体解析、電磁場解析などの数値解析技術を用いて、お客様のものづくりを支援いたします。本稿
では、最近の流体解析事例をご紹介いたします。
乱流解析

図1 配管合流部の温度分布（壁面、流出部）

図1は、温度の異なる流体が配管合流部で混合する様子を解析した例です。ラージ・エディ・シミュレーション(LES)により、乱流渦を計算し、温度変動を予測しています。
粒子－流体混相流解析
図2は、配管内の粉体挙動を解析した例です。流体解析と粒子挙動の連成解析（CFD-DEM連成）において、粒子の付着力を考慮することにより、粉体による配管の閉塞を再現しました。

図2 粉体輸送配管内の閉塞状況

当社は、近年の大規模解析のニーズ
お問い合わせ先【ソリューション本部（千葉）】【営業本部】

TEL:043-262-2313 FAX:043-262-2199【大阪営業所】【営業総括部】
TEL:03-5821-6811 FAX:03-5821-6855

TEL:06-6459-1093 FAX:06-6459-1099
神戸支所【東京営業所】
TEL:03-5821-6811 FAX:03-5821-6855

倉敷支所

千葉支所
TEL:043-262-2313 FAX:043-262-2199

TEL:086-447-4621 FAX:086-447-4618
福山支所

川崎支所
TEL:044-322-6208 FAX:044-322-6528

TEL:084-945-4137 FAX:084-945-3989【九州営業所】

宇都宮支所
TEL:028-610-0355 FAX:028-610-0356
東北支所【ソリューション本部（川崎）】
TEL:044-322-6208 FAX:044-322-6528

TEL:078-304-5722 FAX:078-304-5723

TEL:092-263-1461 FAX:092-263-1462【ソリューション本部（西日本）】
倉敷 TEL:086-447-4621 FAX:086-447-4618

福山 TEL:084-945-4137 FAX:084-945-3989【計測技術本部】
TEL:043-262-4181 FAX:043-262-2665【土壌環境部】

TEL:022-211-8280 FAX:022-211-8281【名古屋営業所】

営業グループTEL:044-322-6537 FAX:044-322-6528

TEL:052-561-8630 FAX:052-561-3374

大阪グループTEL:06-6459-1087 FAX:06-6459-1099

知多支所【ビジネスコンサルティング本部】
東

京 TEL:03-3510-3384 FAX:03-3510-3476

京浜 TEL:044-322-6429 FAX:044-322-6520

TEL:0569-24-2880 FAX:0569-24-2990

詳しくは、当社ホームページで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 jfetecsalesmarketing@jfe-tec.co.jp へご連絡ください
茂JFE-TEC News 〈 2 0 1 4 〉 発行人／高野
発行所／JFEテクノリサーチ株式会社 営業総括部

No.39

2014年4月発行©JFE Techno-Research Corporation 2014

〒111-0051 東京都台東区蔵前2－17－4（JFE蔵前ビル3F）
Tel: 03 - 5821 - 6811

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