技術解説

テレビやゲーム機など表示デバイスで用いられる有機ELは、素子構造を簡素化し細かくしたり、薄くしたりすることでデバイスの高画質化や薄型化が行われてきた一方で、消費電力低減を目的とした有機EL素子の駆動電圧を低減するニーズがあります。このニーズに対して、従来の1/3程度となる約1Vの起電力での有機ELの低減圧駆動を発表したのは、富山大学の有機ELと分子科学研究所の有機太陽電池の研究グループによる共同研究であることを御存じでしょうか？今回は、同研究成果を発表した富山大学の森本准教授と分子科学研究所の伊澤助教に、共同研究の経緯や有機EL素子の低電圧駆動メカニズム、今後の研究方向性についてお話をお伺いしました。

IoTとは、「Internet of Things」の略語で、あらゆるものをインターネットに接続し効率化や利便性の向上を目指す技術のことを指し、さまざまな分野で研究開発がなされています。最近では家電や医療分野でのIoT技術の普及など、より人々の生活に近いところでの実用化が話題ですが、ものづくりの現場でも生産設備の稼働の監視や最適化をはじめとした導入事例が生まれており、注目されています。そこで本記事では、IoTの基本とものづくり現場での導入事例をご紹介します。

アルミニウムの「水素脆化」は、アルミニウム合金内に存在する水素が金属の強度を低下させる現象ですが、そのメカニズムは長い間分かっていませんでした。このアルミニウムの水素脆化や応力腐食割れといった技術的課題が、アルミニウムの活用範囲の制限となっていたのです。この未解決課題に対し、九州大学大学院をはじめとする研究グループはアルミニウムの水素脆化メカニズムの解明を進め、ナノサイズの添加元素を入れることで水素脆化を防止できることを発見しました。今回は、九州大学大学院工学研究院の戸田教授にアルミニウムの水素脆化メカニズムや防止技術についてお話を伺いました。

有機EL（有機エレクトロ・ルミネッセンス(Organic Electro-Luminescence)）は、電圧をかけ電気を流すことにより有機物が自ら発光する現象を意味し、その特徴を活かし次世代ディスプレイとして腕時計デバイス、テレビをはじめとした様々な製品に使われています。これら実用化に向けたブレイクスルーとなったのが、山形大学の城戸教授による白色有機ELの発見です。世界の誰も試みていなかった白色有機ELが、どのように開発されていったのかを御存じでしょうか？本連載では、有機ELでものづくり日本を取り戻そうとする活動に注目します。前編となる今回は、山形大学大学院の城戸卓越研究教授に、白色有機EL開発ストーリーについてお伺いしました。

鉄鋼と聞くと鉄(Fe)をイメージする方も多いと思いますが、鉄鋼は鉄を主成分とした合金で、鉄とは異なる金属材料です。強度が高く、加工性に優れるなどの特徴からものづくりには欠かせない鉄鋼。今回は、みんさく編集部が、ものづくりに携わる人が最低限知っておくべき鉄鋼の基礎、鉄と鋼の違い、特徴、種類、加工方法について簡潔に整理しました。鉄鋼を使うことになった、ものづくり現場への配属が決定したなど、鉄鋼について改めておさらいしたい方は、ぜひご一読ください。

さまざまな用途に用いられるプラスチック。ここではプラスチックの加工法のうち、一次加工を終えた後に施す二次加工について、その種類や原理、特徴について解説します。

最も古い金属加工法のひとつ「鍛造」。発電タービンローターや原子炉圧力容器などの大型製品や、自動車や電子機器の精密部品など、多種多様な製品が鍛造加工で作られます。鍛造加工法の種類、特徴、適用できる材料とその特性、鍛造加工部品の例など紹介します。

日用品や工業製品など幅広く使用され、あらゆる業界のものづくりを支えているゴム製品。精度の高いゴム加工を行うためには、使用用途や材質に対する適切な知識と加工技術が求められます。今回は、切削加工、ウォータージェット加工などをはじめとしたさまざまなゴム加工を行っている大阪府にある亜木津工業株式会社にゴム加工で失敗しないために知っておくべきことについてお話を伺いました。

再生可能エネルギーの中で大きな割合を占めている太陽エネルギーに注目し、日本太陽エネルギー学会の監修により基礎解説をしていく本連載。最終回となる第10回目は、日本における再生可能エネルギーの導入ポテンシャルを紹介します。再生可能エネルギーの導入ポテンシャルとは、現在の技術水準では利用困難なものや法令・土地用途などによる制約があるものを除き、賦存量の中で利用可能とみなせる再生可能エネルギーの潜在的な量を意味します。今回は、環境庁の再生可能エネルギー情報提供システム(PEPOS)のデータを基に導入ポテンシャルを把握するとともに、これから日本の地域毎にどのように再エネ政策を考えていくべきか、東京農工大学工学研究院の秋澤淳教授に解説いただきました。

沖縄科学技術大学院大学(OIST)で超伝導方式の量子コンピュータにおける周辺ハードウェアの研究開発を行う久保氏に、最近の量子コンピュータ研究開発状況を伺う本連載。量子コンピュータの測定の際に利用されるマイクロ波信号はエネルギーが極めて小さく、低温で効率良く信号を増幅する増幅器が必要になると言います。後編では、同氏が研究開発を進めるスピンメーザー増幅器の原理や、その開発ストーリーについてお話を伺いました。

顧客のニーズに合わせて開発するカスタム電源。近年は、半導体やバッテリーの進化によって小型化や高効率化、低ノイズ化が実現できるようになってきました。また、EV化が進むにつれて、従来のエンジン機構における代替として、パワーエレクトロニクスであるモーターやインバータ、バッテリーの充放電機器の必要性が高まるなど、カスタム電源の市場は環境問題への対応と高性能化が合わさって時代とともに変化しています。今回は、群馬県藤岡市にあるさまざまなカスタム電源の受託開発に取り組んでいるポニー電機株式会社に、カスタム電源のメリット・デメリットや依頼の際の注意点などについてお話を伺いました。

モノづくり現場でのスーパーコンピューター「富岳」活用について、「富岳」研究チームを率いる理化学研究所計算科学研究センター坪倉誠氏にお話を伺う本連載。ハイパフォーマンスコンピューティングの課題解決のため、遺伝的アルゴリズムやAIの活用、独自ソフトウェア「複雑現象統一的解法CUBE」の開発を進めてきた「富岳」。後編では、研究事例としてAIを使ったサロゲート・モデルやCUBEを使ったトポロジー最適化を紹介頂き、今後のモノづくり現場でのハイパーコンピューティングの使われ方についてお話を伺いました。

モノづくり現場でのスーパーコンピューター「富岳」活用について、「富岳」研究チームを率いる理化学研究所計算科学研究センター坪倉誠氏にお話を伺う本連載。スーパーコンピューターが威力を発揮するハイパフォーマンスコンピューティングだからこそ、高精度な計算を行う際に時間的コストが掛かってしまう課題があるといいます。中編では、この時間的コストが掛かってしまうCADデータ修正や最適曲面の探索に対する課題解決アプローチや残された課題についてお話を伺いました。

スーパーコンピューターとは、科学技術計算用途にて大規模かつ高速な計算が要求されるハイパフォーマンスコンピューティングに用いられる電子計算機です。日本では2019年8月に役割を終えた「京」がスーパーコンピューターとして有名ですが、「富岳」は「京」の後継機として理化学研究所と富士通により開発され2021年3月に共用が開始されました。今回は、モノづくり現場でのスーパーコンピューター「富岳」活用に注目し、理化学研究所計算科学研究センター複雑現象統一的解法研究チームの坪倉誠氏に話を伺いました。前編では、スーパーコンピューター「富岳」がモノづくりにもたらす３つの変化や、企業とのコンソーシアム活動の概要についてご紹介します。

焼付塗装とは、塗料を塗って乾燥炉に入れ、100度以上の高温で加熱して塗料を硬化させる塗装方法で、耐候性・耐薬品性・耐磨耗性が高く、剥がれにくいといった特徴があります。塗装をする上で剥がれは一番大きな問題ですが、剥がれを防ぐには下処理や適正な温度帯での焼き付けなど、きちんとした工程を踏むことが大切だと言います。今回は、知県名古屋市に本社を構える焼付塗装と精密板金加工の会社である株式会社ミヤモトに焼付塗装のポイントについてお話を伺いました。

受託研究開発は、機械や施設、研究員を自社で用意する必要がないので、開発にかかるコストの大幅削減を実現することができます。また、それだけでなく自社では解決できない課題に直面したとき、自社にはない技術を持った外部に委託することで、他の解決方法を試すことができるそうです。今回は、愛知県瀬戸市にあるセラミックスメーカーの合資会社マルワイ矢野製陶所に受託研究開発の強みや長所についてお話を伺いました。

社会課題を地球規模で解決する衛星データに注目する本連載。後編では、地球観測衛星によって収集された衛星データの分析事例について紹介します。引き続きJAXA（宇宙航空研究開発機構）地球観測研究センター主任研究開発員の大吉氏に、地球観測衛星による衛星データを用いた、農業や新型コロナのパンデミックの前後での地球環境や社会経済活動の変化の分析事例についてお伺いしました。

地球観測衛星は、宇宙から地球を観測する、リモートセンシングを目的に打ち上げられた人工衛星です。食料安全保障や農業、気候変動などの社会課題について地球規模で解決するため、こうした衛星データの解析、利用が進められています。今回は、社会課題を地球規模で解決する衛星データに注目し、2回にわたってJAXA（宇宙航空研究開発機構）地球観測研究センター主任研究開発員の大吉氏に話を伺いました。前編では、地球観測衛星の役割や機能についてご紹介します。

鋳造用木型とは、その字の通り鋳物を作るための型です。鋳物は型に溶かした金属を流し込んで固めたものですが、金属によって膨張率や収縮率が違うため、そのことも加味して型を作らなければなりません。金属の収縮に合わせた、十数種類ある鋳物用の物差しを使いながら製作しますが、これは経験がものをいう世界だそうです。今回は、福岡県北九州市にある鋳造用木型製作を行う有限会社井上木型製作所に職人技とデジタルの融合で挑むよりハイレベルなものづくりについてお話を伺いました。

製造業に携わる人であれば、多くの方が「標準化」の言葉を耳にしたことがあるでしょう。標準化はどのようなもので、どういったメリット・デメリットがあるのか、近年の標準化に関する国内外の動きや、制定プロセスなど、標準化についての基本的な情報をご紹介します。