121東レ社製CFRP板(T700：板厚5mm)およびBOND LAMINATES社製CFRTP板(TEPEX201：板厚3mm)の連続穿孔試験を行いました。従来形状ドリルでの穿孔試験では、CFRPで50穴程度、CFRTPでは1穴目から

-Contents-

平成 2７年度工業技術センター事業概要２

研究紹介

バリ発生を抑制するハイブリッドドリルの開発３

音響特性を考慮したシンバル用銅合金の開発５

設備紹介

磁気ヒステリシス測定器の紹介７

センターからのお知らせ８

福井県工業技術センター

121２０１５- ６

ＣＥＮＴＥＲＮＥＷＳＩＳＳＮ０９１５－４２６４

- 2 -

平成 2 ７年度事業概要

■研究開発基盤整備事業（科学技術振興機能の充実強化、研究開発基盤の充実） ○技術情報化推進事業 …科学技術週間、技術情報誌発⾏、情報ネットワーク

○評価試験事業 …産業界からの依頼試験、設備機器の利⽤ ○「科学技術体験」事業 …キッズものづくりラボ ○⼀般研究事業 …県内各業界の技術問題に対応した⼩規模、予備的研究・繊維構造体を使用した生体代替品の開発

・インプラント材料へのセラミックスコーティング技術の開発

・金属光造形複合加工法におけるサポート生成効率化の研究

・超音波による医療器具加工要素技術の開発

○地域技術基盤設備整備事業 …地域技術開発を推進するための⾼度な計測評価基盤整備 ■地域産業技術⾼度化事業（現技術の⾼度化による地域産業の強化） ○製品化技術⾼度化事業…製品化のための技術を⾼度化し、製造コスト低減や効率化によって

地域産業の競争⼒を強化する技術開発・軽量・耐熱性プラスチック複合材料の開発と成形技術の研究

・加工形状の３次元ＣＡＤ化における曲面形状自由変形アルゴリズムの開発

・３Ｄプリンタによる試作用プラスチック成形型の開発

○越前⽡の産地再⽣⽀援事業…越前⽡産地の再⽣⽀援として、課題である軽量化等の研究開発・越前瓦の軽量化等研究 ■新分野展開推進事業（新技術の導⼊による新分野への進出・拡⼤） ○伝統⼯芸品新機能開発事業 …伝統産業の技術を⾼度化し、新たな分野へ展開できる機能をもつ製品の技術開発

・靭皮繊維を用いたインテリア和紙の高度化研究

・竹材を活用した居住空間調音技術の開発

・漆の透明性向上に関する研究

・高強度多層和紙の開発

○炭素繊維技術利⽤拡⼤事業 …福井県の優位技術である炭素繊維の利⽤拡⼤を図る技術開発・レーザを用いた複合材料加工技術の開発

・CFRPと金属の高強度接合技術に関する研究(医療・介護機器への応用)

・CFRP切削加工に対応した長寿命・高品質加工エンドミルの研究開発 ■独創技術創出推進事業（独創的新技術による新産業の創出） ○地域科学技術振興研究事業 …21世紀初頭の新技術として新産業・新市場を創造すると期待される

先進、先端分野の技術開発・同相雑音抑制技術の開発

・陶磁器表面への薄膜作製技術の開発

・櫛形電極(IDA)センサの開発研究

・電磁波シールド材の低周波領域評価技術の開発

・炭素系硬質薄膜コーティング技術の開発

・プリンテッドエレクトロニクス技術を応用したスマートファイバーの開発

・バイアス織物の開発

・医療機器のための高精度加工研究

・サングラスの防曇性付与に関する研究

・新巻線モータの開発

○炭素繊維複合材料開発ステップアップ事業 …炭素繊維複合材料の製造加⼯技術の⾼度化を図る研究開発・熱可塑性繊維とリサイクル炭素繊維による不織布製造技術の研究

・定置型蓄電システム用超高速回転CFRPフライホイールローターの開発

・炭素繊維複合材のVaRTM成形に最適なマトリックス樹脂設計に関する基礎研究 ■産学官連携研究開発プロジェクト（産学官連携による事業化⽀援）

○地域資源活⽤共同研究事業・技術課題即応型共同研究 …企業の技術課題を解決するための共同研究

・成長分野支援型共同研究 …県の目指すべき次世代産業の育成を目指した共同研究

○戦略的基盤技術⾼度化⽀援事業(サポイン) ○炭素繊維⾰新技術開発事業 ○戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)

- 3 -

研究紹介

バリ発生を抑制するハイブリッドドリルの開発

１．はじめに

機械加工のうち特に穿孔工具(以下ドリル)を用いた穿孔加工においては、貫通面にバリ(不要な

突起状の加工不良)が発生するため、バリ取り作業に伴う２次加工を必要とし、加工時間と加工コ

ストを増大させる要因となっています。特にパイプ形状物や、閉塞中空部材へ穿孔加工を行った

場合、内面に発生したバリ取り作業は困難を極めるため、バリレス穿孔ドリルの開発が望まれて

います。

本報では、炭素繊維強化プラスチック(CFRP、CFRTP)や金属(アルミ合金)などの穿孔加工において、

バリ発生を抑制するハイブリッドドリルを開発しましたので報告します。

２．新開発工具

２－１ハイブリッドドリルについて

開発したドリルは、低いスラスト力で穿孔を行う：下穴穿孔部、下穴径を拡げながらバリを除去

する：拡径部(バリ取り)、穿孔した穴壁面を整径する：整径(仕上げ)部の機能を１本に集約した

ハイブリッド構造としており、工具１本１工程で下穴穿孔～バリ取り～仕上げ加工まで行うこと

を特長としています。

開発したハイブリッドドリルを図１に示します。

３．穿孔試験結果

３－１炭素繊維強化プラスチック穿孔結果

東レ社製CFRP板(T700：板厚5mm)およびBOND LAMINATES社製CFRTP板(TEPEX201：板厚3mm)の連続

穿孔試験を行いました。従来形状ドリルでの穿孔試験では、CFRPで50穴程度、CFRTPでは１穴目から

バリや切残しが発生しましたが、開発したドリルは、穿孔時にかかる抵抗を低く抑えることがで

きるため、2000穴以上の高品質･長寿命加工を可能としました。

図１．ハイブリッドドリル

写真１．ハイブリッドドリル

日本国特許登録第 5135614 号(国際特許出願中)

下穴穿孔部拡径部整径部

- 4 -

３－２アルミ合金穿孔結果

アルミ合金板(A5052：板厚3mm)の連続穿孔試験を行った結果、既存のドリルでは数穴程度で貫

通面側にバリが発生しましたが、開発したドリルではコーティング施工を行っていないドリルで

も1500穴以上バリが発生しないバリレス穿孔加工を確認しました。

４．まとめ

ハイブリッドドリルは従来形状ドリルと比べ、スラスト抵抗が1/2～1/3と低く、刃先ダメージ

が小さいことから磨耗進行も遅くなり、工具寿命が延びたと考えられます。また本成果は、株式会社ギケン(福井県坂井市丸岡町舟寄9-3-1)へ技術移転(特許実施許諾)を行い、商品化されました。また、経済産業省近畿経済産業局が実施する「関西ものづくり新撰2014」

に本ドリルが選定されるなど、高い評価を受けています。

写真３．ハイブリッドドリル(CFRP 穿孔)

写真５．ハイブリッドドリル(CFRTP 穿孔)

写真６．従来型ドリル(Ａ5052)

１穴目

写真７．ハイブリッドドリル(Ａ5052)

写真２．従来型ドリル(CFRP 穿孔)

写真４．従来型ドリル(CFRTP 穿孔)

担当者地域産業・技術振興課産学官連携推進グループ

主任嶋田浩文専門分野／機械加工、精密測定

工業技術センター機械･金属部金属加工研究グループ

主事元山尚乙専門分野／精密測定、センシング技術

バリ発生

- 5 -

研究紹介

音響特性を考慮したシンバル用銅合金の開発

１．はじめに

中間合金の鋳造・加工製造技術をもつ㈱大阪合金工業所(福井市)では、国内唯一のシンバルメー

カーである小出シンバル(大阪市)へ銅合金によるシンバル原板を提供しており、銅スズの２元系合金

に第３元素として活性金属を添加するという特殊な溶解鋳造製法を用いて独自の音質を実現してい

ます。生産出荷数は安定しているものの、現製法では、２～３枚／1000枚の頻度で割れ・ゆがみとい

った不良が発生しており、原因を特定して製品の質を向上させる必要がありました。

本研究では、３種の第３元素を添加した銅合金素材を試作し、ブロンズ合金の金属組織・機械的性質

について、また、音響解析により合金素材と音響特性の関係性を調査したので報告します。

２．ブロンズ合金の金属組織観察

これまでの研究では、スズ濃度を上げるとシンバルの音色が良くなる効果があることが分かっています。

そこで今回、銅(Cu)とスズ(Sn)に第３元素としてチタン(Ti)、リン(P)を添加し、スズ濃度と配合率を変

えた素材６種の試料を作成しました。図１に銅スズの２元系金属の状態図を、表１に試料の配合比率

表を、図２に試料の組織観察結果の一例を示します。

金属組織の相構造は温度依存があり、熱処理を行う合金製造では加工性に大きく影響します。図２

の結果より、金属組織は第3元素だけではなくスズ濃度によっても金属組織の相構造が異なること

が分かりました。

３．ブロンズ合金の振動解析結果

次に、表１の試料についての機械的特性を調べるために、共振法によるヤング率測定装置（図３）

を用いて共振周波数、内部摩擦等の測定を行った結果を表２に示します。ロック・ポップスで使用される

ドラム用シンバルでは、クラシック等で演奏される合わせシンバルとは異なり、音減衰が速いシンバル

が好まれます。内部摩擦の値は、音減衰や音の余韻に影響します。

図１銅とスズの 2 元系合金状態図

表１試料の組成（CuSn 合金）

図２組織写真（試料 No.１、３）

試料

No 試料組成（％比）製作可否

1 Cu-15Sn-0 .3Ti ○

2 Cu-20Sn-0 .3Ti ○

3 Cu-23Sn-0 .3Ti ○

4 Cu-15Sn-0 .05P ×

圧延中割れ

5 Cu-20Sn-0 .05P ○

6 Cu-23Sn-0 .05P ○

- 6 -

担当者新産業創出研究部環境・エネルギー研究グループ

研究員筧瑞恵専門分野／音響・信号処理、電子情報処理（RFID技術）

機械・金属部機械電子研究グループ

研究員佐々木善教専門分野／金属材料、塑性加工

表２の測定結果より、P添加の試料では、ヤング率は異なるものの共振周波数、内部摩擦に大きな

差異は見られません。これに対して、Ti添加の試料では、Sn濃度が大きくなるほどヤング率、減衰比

が大きくなることが分かりました。これは、PはCuとSnの組織中に固溶するがTiは固溶せず、CuSnTi

化合物となって存在し、その化合物が内部摩擦に影響していると考えられます。

４．試作合金によるシンバル音響解析結果

次に、CuSnにTi、Pを添加した資材（a）Cu-23%Sn-0.3%Ti、(b)Cu-22%Sn-0.05Pで試作したシン

バルについて、スティック打撃後の音響特性を調べました。実験は無響室内で行い、測定マイクロホン

でシンバル音を集音し、FFT周波数アナライザーを用いてFFT解析を行いました。測定条件として、

集音は１材あたり１０回実施して平均化し、また、マイクロホンとシンバルとの位置については、複雑な

シンバル音スペクトルが広帯域に渡って最も多く出現するよう水平面から30°の角度での集音としま

した。

図５にFFT解析結果を示します。音圧ピーク位置は似通っているものの、(a)Ti添加素材の方が音

圧が大きく、また、打撃直後の比較を行うため鳴り始め0.02秒後の瞬時FFT解析を行った結果（図５

下）でも、(a)Ti添加材は(b)に比べて、4kHz辺りで際立ってスペクトルピークでの音圧が大きいことが

分かりました。この結果から、Ti添加材の方が軽く叩いても鳴りやすいと言えます。

５．今後の研究開発

今後、シンバル合金素材と機械的、音響的特性との関係をさらに調査し、オーケストラ、ロック、ポピ

ュラー等のジャンル別のシンバルの音質にマッチした多様な音色を持つシンバルを研究開発していく

予定です。 ※本研究は、㈱大阪合金工業所と共同で実施しました。

図３自由式ヤング率測定

（試料取付部）

表２試料別機械的特性の測定結果

加振力：30N

打点：外縁から 20mm

図４シンバル打撃時の周波数特性測定

（a）Cu-23 Sn-0.3Ti （b）Cu-22 Sn-0.05P

（a）Cu-23 Sn-0.3Ti （b）Cu-22 Sn-0.05P

曲げねじりHz GPa Hz GPa - - -

1 Cu-15Sn-0.3Ti 1186 105 4022.7446 38.2 9.54E-04 6.72E-04 0.38

2 Cu-20Sn-0.3Ti 1218 110 4140.7046 40.4 1.23E-03 7.70E-04 0.36

3 Cu-23Sn-0.3Ti 1254 116 4290.2646 43.2 1.12E-02 6.65E-04 0.34

4 Cu-15Sn-0.04P

5 Cu-20Sn-0.05P 1237 113 4216.8446 41.4 5.76E-04 7.60E-04 0.36

6 Cu-23Sn-0.05P 1240 115 4205.0446 41.7 6.22E-04 7.88E-04 0.38

内部摩擦ポアソン比

試料組成試料Noヤング率剛性率

曲げ共振周波数

ねじり共振周波数

図５ FFT 解析結果

（上：全時間平均、下：立ち上がりでの瞬時 FFT）

- 7 -

設備紹介

磁気ヒステリシス測定器の紹介

ノイズ抑制シートの複素比透磁率が、温度と

周波数に依存して変化する様子を測定した例

本装置は、磁性材料の磁気履歴(磁気ヒステリシス)を、印加する外部磁界の周波数と温度、および印加磁界強度を変化させながら解析することで、これら磁性体の諸特性を導出できる基本測定器です。軟磁性体を主な対象試料としており、電⼦部品として使われる磁性材料を想定しています。特に、雑⾳対策に使われる磁性材料の温度依存性を測定して、雑⾳対策部品の性能評価に資することを⽬的にしています。

＜装置名＞

磁気ヒステリシス測定器＜メーカー・型式＞

岩通㈱ BH アナライザ SY-8218 ＜仕様＞

測定周波数範囲： 10Hz〜10MHz 測定温度範囲： -30℃〜150℃ ⼀次巻線最⼤電流：１A 試料数 ( 最⼤ )： 20 測定項⽬：最⼤磁束密度、残留磁束密度、保持⼒、複素透磁率、

損失係数、コアロス、インピーダンス、レジスタンス、位相⾓、インダクタンス、品質係数、⾓形⽐

＜備付試験治具＞＜測定事例＞

【問い合わせ先】新産業創出研究部レーザ・電子線研究G 末定新治

複素比透磁率－温度－周波数

- 8 -

センターからのお知らせ

職員異動のお知らせ

(公財)ふくい産業支援センターでは、本県産業を振興し、発展させる活力のある人材の育成を

目的とした研修を次のとおり行います。 ◆眼鏡ゼネラリスト育成講座

—眼鏡産地「鯖江」で眼鏡づくりを体験しながら学ぶ—

日時：平成27年7月１日(水)～8月５日(水) (7日間 41.5時間)

場所：めがね会館、福井県中小企業産業大学校、他

受講料：45,000円

内容：実習や現場視察などの体験型学習を通じて、鯖江の眼鏡づくりをより深く理解し、その魅力を

伝えることができる眼鏡技術・開発・営業担当者となるために必要な知識を学びます。 ◆製品･デザイン開発のための３Dプリンター活用講座

—誰でもメーカーになれる！３DCADから学ぶ３Dプリンター活用術—

日時：平成2７年8月2６日(水)～9月１１日(金) (5日間 24時間)

場所：福井県工業技術センター

受講料：26,000円

内容：３Dプリンターを有効活用するために、３Dプリンターの基礎から利用技術までと、活用するために

必要な３DCADによる３Dデータ作成技術を身につけます。

※上記研修の問い合わせ先

(公財)ふくい産業支援センター人材育成部福井市下六条町16-15

TEL：(0776)41-3775／FAX：(0776)41-3729

E-mail：[email protected] HP：http://www.fisc.jp/fiib/

※受講料は消費税込みですが、食事代を含みません。

福井県工業技術センターニュースＮｏ.１２１平成２７年６月発行

編集・発行福井県工業技術センター企画支援室

〒910-0102 福井県福井市川合鷲塚町61字北稲田10

Tel：0776-55-0664 Fax：0776-55-0665

E-Mail：[email protected]

URL：http://www.fklab.fukui.fukui.jp/kougi/

☆環境への配慮から、ご来場につきましては、できる限り公共交通機関を利用してください。

また、止むを得ず自動車で来られる場合には、アイドリングストップにご協力ください。

氏名新所属旧所属

転

入

山本雅己

橋詰英明

野村光司

牧野一郎

工業技術センター総括研究員

((公財)ふくい産業支援センター派遣)

〃管理室主任

〃企画支援室主任研究員

〃主任研究員

((公財)ふくい産業支援センター派遣)

地域産業･技術振興課参事

福井土木事務所主任

建築住宅課主任

地域産業･技術振興課主任

転

出

酒井義男

森国英宣

嶋田浩文

橋本良平

岡恭子

山崎貴俊

退職

〃

地域産業･技術振興課

地域農業課

衛生環境研究センター

科学技術高等学校

工業技術センター機械･金属部再任用主事

〃化学･繊維部主事(臨任)

〃機械･金属部主任研究員

〃管理室主任

〃化学･繊維部研究員

〃企画支援室企画主査(併任)

15.06.18570

表紙写真:開発したﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞﾄﾞﾘﾙとﾊﾞﾘﾚｽ穿孔加工

（本誌掲載の写真・記事の無断転用を禁じます。）

(公財)ふくい産業支援センター研修（工業技術コース）のお知らせ

01 CN121表紙02 CN121平成27年度事業概要03 （校正）CN121研究紹介(バリレスドリル)04 CN121研究紹介(シンバル音響)05 CN121設備紹介(磁気ヒステリシス測定器)06CN121センターからのお知らせ

/ColorImageDict > /JPEG2000ColorACSImageDict > /JPEG2000ColorImageDict > /AntiAliasGrayImages false /CropGrayImages true /GrayImageMinResolution 300 /GrayImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleGrayImages true /GrayImageDownsampleType /Bicubic /GrayImageResolution 300 /GrayImageDepth -1 /GrayImageMinDownsampleDepth 2 /GrayImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeGrayImages true /GrayImageFilter /DCTEncode /AutoFilterGrayImages true /GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG /GrayACSImageDict > /GrayImageDict > /JPEG2000GrayACSImageDict > /JPEG2000GrayImageDict > /AntiAliasMonoImages false /CropMonoImages true /MonoImageMinResolution 1200 /MonoImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleMonoImages true /MonoImageDownsampleType /Bicubic /MonoImageResolution 1200 /MonoImageDepth -1 /MonoImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeMonoImages true /MonoImageFilter /CCITTFaxEncode /MonoImageDict > /AllowPSXObjects false /CheckCompliance [ /None ] /PDFX1aCheck false /PDFX3Check false /PDFXCompliantPDFOnly false /PDFXNoTrimBoxError true /PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXSetBleedBoxToMediaBox true /PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXOutputIntentProfile () /PDFXOutputConditionIdentifier () /PDFXOutputCondition () /PDFXRegistryName () /PDFXTrapped /False

/CreateJDFFile false /Description > /Namespace [ (Adobe) (Common) (1.0) ] /OtherNamespaces [ > /FormElements false /GenerateStructure false /IncludeBookmarks false /IncludeHyperlinks false /IncludeInteractive false /IncludeLayers false /IncludeProfiles false /MultimediaHandling /UseObjectSettings /Namespace [ (Adobe) (CreativeSuite) (2.0) ] /PDFXOutputIntentProfileSelector /DocumentCMYK /PreserveEditing true /UntaggedCMYKHandling /LeaveUntagged /UntaggedRGBHandling /UseDocumentProfile /UseDocumentBleed false >> ]>> setdistillerparams> setpagedevice







Documents

121東レ社製CFRP板(T700：板厚5mm)およびBOND LAMINATES社製CFRTP板(TEPEX201：板厚3mm)の連続 穿孔試験を行いました。従来形状ドリルでの穿孔試験では、CFRPで50穴程度、CFRTPでは1穴目から

121東レ社製CFRP板(T700：板厚5mm)およびBOND LAMINATES社製CFRTP板(TEPEX201：板厚3mm)の連続穿孔試験を行いました。従来形状ドリルでの穿孔試験では、CFRPで50穴程度、CFRTPでは1穴目から