住友電工テクニカルレビュー

技術論文集

住友電工テクニカルレビューは、住友電工グループの技術内容を解説した技術論文誌です。 本ページでは、論文の内容をPDF 形式のファイルにより、掲載しております。

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2021年7月号 No.199(最新号)

高速道路本線上における逆走検知システム

近年、高速道路上での逆走車両による重大事故が問題となっており、高速道路管理者は逆走車が発生しやすい出入口部等で逆走車対策を行ってきたが、本線上での有効な対策は打てていなかった。当社は高速道路本線上に既に整備されているループ式車両検知器を活用して逆走車両を検知できるソフトウェアを開発することで、本線上を走行する逆走車両の検出を実現した。さらに、道路管制センターへの通知内容を考慮した逆走検知システムを開発した。本稿では、当社が開発した逆走検知システムに関し、フィールド検証を通して精度を向上させた逆走誤検知抑止技術と検知精度の評価結果について報告する。

高速道路本線上における逆走検知システム
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1.2 MB

800Gbit/sコヒーレント通信向けInP 系光ミキサ集積受光素子

インターネットトラフィックの急激な増大に伴って光コヒーレント通信の伝送容量は800Gbit/sに達しようとしている。コヒーレントレシーバに搭載する受光素子に対しても、100GBaudに対応可能な広帯域、局発光の消費電力を低減するための高受光感度、実装部品・工数削減のための多機能集積が求められている。我々は、800Gbit/sコヒーレントレシーバへ搭載可能な広帯域・高感度InP系光ミキサ集積受光素子と、コヒーレントレシーバの小型・低コスト化を可能とする多機能集積受光素子を開発したので、その成果を報告する。

800Gbit/sコヒーレント通信向けInP 系光ミキサ集積受光素子
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1.5 MB

低損失LC 型マルチコア光ファイバコネクタ

動画配信サービス等のネットワークサービスの情報処理を担うデータセンタにおいて、光配線の高密度接続技術の需要が増大している。今後の更なる高密度接続技術の要求に対応すべく、我々はマルチコア光ファイバを実装したLC型の単心コネクタを開発した。当コネクタは、汎用光ファイバコネクタと同じ部品数のシンプルな構造で、Telcordia GR-326-CORE規格に準拠した信頼性とIEC61753-1 Grade B相当の低接続損失を得られることを確認したので、これを紹介する。

低損失LC 型マルチコア光ファイバコネクタ
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3 MB

陸上幹線ネットワーク向け低損失光ファイバ

陸上幹線ネットワークにおける大容量伝送を支えるため、ITU-T G.654.E勧告に準拠する低損失・低非線形光ファイバPureAdvanceを開発し、供給を行っている。PureAdvanceは、陸上伝送路で実運用可能なケーブル化が可能、接続損失が低い、ラマン増幅を適用可能といった、実際に陸上伝送路として敷設する際に要求される実用的な性能を有する。また、PureAdvanceを用いた伝送システムは、従来の光ファイバを用いた伝送システムに比べて高い伝送性能を有することから、PureAdvanceは、幹線伝送網を始め、データセンタ間伝送や、海底システム陸揚局~データセンタ間伝送などの陸上伝送路に最適な光ファイバである。

陸上幹線ネットワーク向け低損失光ファイバ
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1.1 MB

架空線の脱炭素に貢献する高導電率耐熱アルミ合金電線

近年、環境負荷低減に向けた要求が益々高まっており、送電時の電力損失低減が可能な架空送電線が求められている。この要求に応えるため、当社は架空送電線の導体材料である耐熱アルミ合金線の高導電率化に取り組んできた。今回、合金成分、加工プロセスの改良により、連続許容温度150℃の耐熱性と61%IACS以上の高い導電率を両立した新規耐熱アルミ合金線を開発した。本稿では、アルミ合金線の開発技術、本開発合金を利用した架空送電線の特長を紹介する。

架空線の脱炭素に貢献する高導電率耐熱アルミ合金電線
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2.3 MB

再生可能エネルギー大量導入に向けた電力ケーブル系統設計技術

脱炭素化のため近年拡大が進む再生可能エネルギーは、ポテンシャルが偏在する需要地に届けるために、再エネ発電所から既存系統に接続する長距離自営送電線はもちろん、基幹系統ネットワークの拡充も必要不可欠である。本論文では、再生可能エネルギーの送電で多用される長距離交流ケーブルに伴う高調波共振をはじめとする固有の課題と解決の系統設計手法を示すとともに、需要地に大電力を届けるため期待される直流海底送電ケーブルの海底ルート選定や異社間接続などのケーブル系統設計技術について報告する。

再生可能エネルギー大量導入に向けた電力ケーブル系統設計技術
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3.5 MB

耐熱衝撃タングステン材~核融合炉部材への適用~

脱炭素を実現できる有力候補の一つである核融合エネルギーの科学的および技術的実現性を実証することを目的としたITER※1計画が国際的プロジェクトとして進められている。ITERの構成機器のうち、2000℃を超える超高温に晒されるダイバータにはタングステンが使用される。ITERの安定した運転を可能とするために、高温加熱および冷却のサイクルを受けるタングステンには優れた耐熱衝撃性が要求されている。そこで我々は、高温加熱による再結晶粒の成長を抑制した耐熱衝撃タングステン材を開発した。この開発材からダイバータ小型試験体およびプロトタイプ用のモノブロックを作製し、核融合炉を模擬した熱負荷試験にて性能を評価した。その結果、過酷な条件下においても開発材は割れなかった。とくに、プロトタイプの評価結果はITER要求を大きく上回り、当社の開発材が世界に先駆けて“割れないタングステン”として評価された。

耐熱衝撃タングステン材~核融合炉部材への適用~
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4.3 MB

プリント基板加工用全ZnSe 製Fθレンズ

プリント基板加工用CO2(炭酸ガス)レーザドリルマシンには、高速・高精度・高スループットの微小穴あけを実現するために高性能Fθレンズが用いられる。セレン化亜鉛(ZnSe)とゲルマニウム(Ge)はFθレンズのレンズ素材として優れているが、GeはZnSeに比べてCO2レーザに対する吸収率が高く、温度変化に伴う屈折率変化が大きい。そのため、穴加工の高密度化やレーザ高出力化によるFθレンズへの入力パワー増大に伴って、加工の不安定や品質低下を招きやすい。そこで、当社はZnSe素材から完成品までを一貫生産する光学部品メーカとしての強みを活かし、全ての構成レンズとDLC(ダイヤモンドライクカーボン)コートカバーウィンドウにZnSeを用いた新しいFθレンズを開発した。ここでは、その技術概要を紹介する。

プリント基板加工用全ZnSe 製Fθレンズ
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2.8 MB

鋼旋削用CVD 新材種 AC8020P

自動車部品等で用いられる鋼の切削加工においては、環境負荷の低減や資源の効率的な活用を目的とした様々な取り組みが進められている。当社は連続加工から断続加工まで幅広い加工環境での安定加工を実現する工具として2016年に新CVDコーティング技術「Absotech Platinum」を適用した鋼旋削用材種AC8000Pシリーズを発売し、順次製品ラインナップを拡大している。他方、切削工具には加工工程の自動化・無人化のための安定長寿命に加えて、近年では加工条件の高能率化に耐えうる、さらなる性能向上が強く要求されている。当社はこのニーズに応えるべく、高能率加工で特に優れた性能を発揮する新材種「AC8020P」を開発した。「AC8020P」は従来トレードオフの関係にあった高能率加工における耐摩耗性と耐チッピング性を高いレベルで両立させた材種で、AC8000Pシリーズの既存材種と併せて幅広い鋼旋削加工における加工コストの低減を実現する。

鋼旋削用CVD 新材種 AC8020P
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3.2 MB

アドバンスドコーティングシステムiDS-720

当社では2012年から、それまでのコーティング装置を、基礎的な項目から抜本的に見直し、生産性や膜性能を高めたiDSシリーズの開発を進めてきた。iDSシリーズのチャンバサイズのラインアップ化を進め、様々な用途への適用性を拡げた。この度、工具などの量産や、大型の金型処理に適したサイズであるiDS-720を開発し、販売を開始したので報告する。

アドバンスドコーティングシステムiDS-720
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3.4 MB

新規成長法による超高強度カーボンナノチューブ線材

銅やアルミより軽量・高導電性の次期電線用素材としてカーボンナノチューブ(CNT)に着目している。CNT単繊維は銅を超える導電性を持ち、既知の材料で最も高い引張強度を持つと言われている。CNT電線実用化を目指し当社独自の手法を開発する中で、鉄触媒からの炭素成長時における引張応力付与の有効性を発見した。また、共同研究先の筑波大学において、高速気流中でセンチメートル級での単繊維の成長を発見、成長時の応力付与がCNT長尺化に寄与していることを示唆している。この原理を基にした成長方法で本長尺CNT単繊維を集合したメートル級の集合線を作成、従来のCNT集合線の数倍の強度を持ち、市販の炭素繊維の引張強度も超える結果が得られたので報告する。これにより炭素繊維用途を置き換えるだけでなく、これまでにない新用途にも展開できる。

新規成長法による超高強度カーボンナノチューブ線材
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3.7 MB

高熱伝導性マグネシウム合金板材SMJ140

マグネシウム合金は実用金属中最軽量であり、その一つである当社製AZ91板は、軽量性に加えて、高い強度・耐食性を示し、近年需要が高い薄型ノートPC筐体での実用化が進んでいる。一方で、情報機器業界では、IoTやAI等を活用するため、5Gの電子媒体への実装が進められているが、ハード面では電子機器の発熱が予想されており、これまで以上に電子機器の冷却が求められている。この対策として、材料面からは、材料の放熱性・熱伝導率の向上が挙げられる。今回開発したマグネシウム合金SMJ140の熱伝導率は120~140 W/(m・K)を示しており、この数値は、AZ91板の61 W/(m・K)に対して、2倍以上であり、汎用Al合金板材A5052に相当する。本論文では、軽量放熱板材として期待される高熱伝導性マグネシウム合金板材SMJ140を紹介する。

高熱伝導性マグネシウム合金板材SMJ140
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1.9 MB

高齢者にも易しいICT 機器高齢者支援サービス

2030年わが国は3人に1人が65歳以上の超高齢化社会を迎える。急速なデジタル化に伴い、あらゆるサービスが変化する社会環境において、IT(情報技術)リテラシーが低い高齢者の社会からの孤立、地域で高齢者見守りを行う支援者の高齢化・担い手不足が大きな社会課題となっている。それに加え長期化する新型コロナウイルス感染症(COVID-19)拡大において、直接対面できず見守り対象者が孤立する新たな課題も生まれている。人が人を支える福祉分野において、ITを活用した非接触で見守る仕組みのニーズは今後更に拡大すると期待される。本稿は、2019年度より富山県の社会福祉法人黒部市社会福祉協議会(以下、黒部市社協と記す)と共同で推進してきた実証実験を通じ、㈱日新システムズ(以下、NSSと記す)が“誰でも簡単に地域とつながることができる”をコンセプトに開発を行った在宅高齢者向けICT(情報通信技術)端末と、本端末を利用したサービスの内容について記載する。

高齢者にも易しいICT 機器高齢者支援サービス
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2.2 MB

放射光を用いた金属材料熱処理過程のその場解析

電線用の銅線やアルミ線等では、熱処理の温度や時間等の製造条件が特性に大きな影響を与える。当社ではこのような製造条件最適化の強力なツールとして、高い透過能を持つ高強度な放射光X線を用いたその場測定技術を開発してきた。本技術は高効率な製造条件最適化への活用が期待されるが、限られた測定機会や、膨大なデータ処理の点で課題があり、実際の活用は限定的であった。そこで本報告では、当社が保有する住友電工ビームラインに複数の環境制御ステージを導入して測定までの時間を短縮すると共に、大量のデータを測定と並行して自動解析する新たなプログラムを作成することで、解析時間の短縮を実現した結果について述べる。これらの設備、プログラムを用いて銅及び銅合金の熱処理工程を模擬したその場測定を行い、温度変化に伴う軟化挙動の違いを短時間で解析できることを確認した。

放射光を用いた金属材料熱処理過程のその場解析
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1.6 MB

車載LED ランプ用低アウトガス電線IRRAX B(K)

自動車のヘッドランプやリアランプには従来ハロゲンランプが使用されてきたが、長寿命や省電力、最大光量までの点灯速度が速いという理由で、近年LED ランプが採用されるようになってきた。車載LEDランプの内部構造は、図1のように筐体内部にLEDランプやドライバモジュールが搭載されており、その配線には自動車用低圧電線が用いられている。LEDランプ内部に使用される電線には、長期間使用してもガラスが曇らない防曇特性が要求されるが、電線被覆は長期間経過するとアウトガスが発生してガラスを曇らせてしまう問題がある。したがって、LEDランプ内配線に使用される電線被覆には低アウトガス性が要求されている。今回、当社独自の配合技術で低アウトガス性を持つ絶縁材料を開発したので紹介する。

車載LED ランプ用低アウトガス電線IRRAX B(K)
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EV 充電器用コネクタ付ケーブルの大出力充電対応(ブーストモード運用)

脱炭素化社会実現に向け、電気自動車(以下、EV)と急速充電器が世界規模で普及している。当社は、EV と急速充電器を接続するCHAdeMO仕様EV充電器用コネクタ付ケーブル(以下、コネクタ付ケーブル)を全世界市場に供給している。近年、EVの車載電池大容量化に伴い、大出力充電のニーズが強まっている。本稿では、冷却を伴わず、大出力充電が実現可能な、ブーストモードの運用方法を紹介する。

車載LED ランプ用低アウトガス電線IRRAX B(K)
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