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2013年3月14日 (木)

怖がるな ! PM2.5の真実

Trizmegane

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 強い春風に乗って海外から砂塵や煤煙がやってきていますが今回は PM2.5 について考えてみましょう。

 PM2.5  この2.5と言う数値は飛散している粒子のサイズを表し直径で2.5ミクロン以下の粒子が1メートル四方の中に何マイクログラム有るかを表示しているものです。
中国・北京の煙った風景がテレビで放映されていますがあの状態でおよそ400μg/m3だそうでする。
このPM2.5なる数値は割合と最近聞き始めたように思うが日本でもだいぶ以前から頻繁に使われていたのです。
たとえば新幹線の喫煙・禁煙車両の区分け、公共施設内での喫煙場所区分などこの数値による測定法により規制が始められたのです。

Pm25_3

 喫煙と中国からの微粒子飛来と同じなの ?  と思われますが、喫煙による粒子は0.6μmと微少で厄介なタールなどの粒子なのです。
世界保健機関(WHO)が指針としているPM2.5濃度の24時間平均濃度の指標は(25) 25μgr/m3以下ならば住民の死亡率が上昇しないと公表している値なのです。

それでは日本においての生活環境では現実どのような状況なのでしょうか ?

Photo

 家族に喫煙習慣の無い家庭では20以下ですが、喫煙者がいると90以上に上がります。

Photo_2


ファミレスなどでも禁煙ゾーンでも250ぐらい有り喫煙ゾーンでは600も有るそうです。

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そして自動車の車内での喫煙になるとなんと1600にも上がってしまうそうです、喫煙習慣の無い同乗者も受動喫煙による危険にさらされる事となります。

  さて、これ程までにタバコによるリスクの方が高いのに規制しようと言った動きも無い事は不思議ですね、又マスコミもほとんど触れない
わずかに N経済新聞でのみ詳しくPM2.5が解説されているのを見たが・・。
最大手のテレビ局でさえ中国からのPM2.5の影響の恐怖感を大々的に吹聴するが、身の回りの不都合な真実には触れない
賢明な読者はマスコミの情緒的な映像だけを情報収集の窓口とせずインターネットなども活用していただきたい。

 尖閣列島問題やレアメタル問題でぎすぎすしている両国間ではあるが実データはしっかりと公表していただきたいものである

 東南アジアとの各国と共栄且つ競争している日本ではあるが互いに公正に競い合いたものだ。
日本もしばらくの間は技術立国として発展することが必要であろう。
独創的な製品・技術開発を糧として繁栄してもらいたい。

 独創的な製品・技術開発これらの業務を進めるに当たり「問題点発見・解決の為のアイデア出し」は必須だ。
筆者の40年に渡る開発技術のノウハウを一部開示しています
参考に覗いてみてください

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 http://gah03167.g.dgdg.jp/index.htm   制作 /夢少年

2012年11月16日 (金)

TRIZ 40の発明原理 日本における使用頻度の現状は ?

アイデア出しに困ったら腕組みして考え込むよりは、40の発明原理を援用してみよう。
しかし40項全てを利用する時はどうするか。

日本における特許で適用されている頻度の高い項目を試してみることは効率的と思う。

    使用頻度を類推した背景

① 平成五年からの特許公開情報を利用しました。
② 公報テキスト検索にて、関連キーワードを推察投入し包含する件数を求めた。
  例(1: 分割/分割 分断 分離 分裂 区画 区分け 区分 仕切る 分散 )
③ キーワードが解決する課題の「原因」か解決の「手段」であるか分離できないが
  「原因 対 手段」の発生比率が40項全般において同等と推定し、解決の「手段」の仮件数と見なした。
④ 機械系技術の課題解決に利用する前提の為、 「化学」「情報」「電気」「電子」「物理」  の分野は対象から除いた。

*それぞれの業界の方は自身で業界がらみのキーワードを選定して使用頻度推定を行ってみて下さい。
上記の前提で以下の結果を出してみた。

40hatumeishiyouhindo

       シミュレーションして感じたこと
A/ アルトシュラーが分析した時代/海外と日本/では背景がだいぶ異なって来ていると感じる。
   半導体製造技術はじめ微細な基礎的技術からの展開善用を感じる。
B/ 製品の安全性対策の為に局所的・複合材的・表面コーティング技術が重宝がられている様に感じる。
C/高機能フィルム・薄膜・接着技術が軽量・安価な製法を生み出している。
D/ワンコインショップの影響で安価な使い捨て技術も発展した。
E/動植物の微細な特性を活用している事が多く見られる。

かがでしょうか、上位10件で50%を包含しますからまずここに注力してみるのも一法ですね。

実用的に使用するには こちらをアクセスしてみて下さい。

http://gah03167.g.dgdg.jp/40nohatumeigenri/p021.htm

40nohatumeigenrirank20121116

TRIZ の技術をふんだんに含めた課題解決・アイデア出し手法「アイデア ビッグバン メソッド」携帯版を販売し始めました。

参考に紹介のページをご覧下さい。
http://gah03167.g.dgdg.jp/hanbaimadoguchi.html

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先輩技術者の智慧を借りましょう・活用しましょう。
今あなたが苦しんでいる課題・アイデア出しは

先輩技術者ががすでに解決したことがあるはずです。
拝借・適用しましょう。

2012年10月30日 (火)

TRIZ 40の発明原理 覚え方・イラスト集 5/5

Trizmegane

アイデア出しの時に逐次見比べてネタ探しできる「TRIZ」
その中の「40の発明原理」は特に実用的だ。
使い慣れの必要が無く時々の使用にも快適に使用出来る。
ブレーンストーミングのように偶然の思いつきを待たなくても良い点が使いやすい。
手元の40項目のリストを一項目毎に課題に援用してみると、いろいろなアイデアが類推出来る。
しかし、手元にリストが無い状態でアイデアを探したい、例えば「トイレの中」などの時に「40の発明原理」を覚えていれば頭の中で一項目毎にチェック出来る。

そんな時の為の 「TRIZ 40の発明原理 覚え方・絵解き語呂集」を創りました。
"機能項目"と"番号"を「番号語呂合わせ」して・・イラスト・・で表現してみました。
何度か繰り返してつぶやくと番号・機能・語呂合わせ図柄がイメージに定着すると思いますのでご活用下さい。
8項目づつ5回に分けての第5回目を掲示します。

* 図柄のクリックで拡大してご覧になれます。

40121011
第五回

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参考 事例 (ホームページで詳細が解ります)
均質性                 /http://gah03167.g.dgdg.jp/p066515.html
排除と再生           /http://gah03167.g.dgdg.jp/p046306.html
パラメーターの変更/http://gah03167.g.dgdg.jp/p031110.html
相変化                 /http://gah03167.g.dgdg.jp/p067516.html

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熱膨張        /http://gah03167.g.dgdg.jp/p068517.html
強い酸化     /http://gah03167.g.dgdg.jp/p069518.html
不活性        /http://gah03167.g.dgdg.jp/p070519.html
複合材料     /http://gah03167.g.dgdg.jp/p071520.html

  語呂合わせの関係でTRIZ 40の発明原理の一般的番号付けとは変えてありますが問題は無いと思います。

TRIZ の技術をふんだんに含めた課題解決・アイデア出し手法「アイデア ビッグバン メソッド」携帯版を販売し始めました。

参考に紹介のページをご覧下さい。
http://gah03167.g.dgdg.jp/hanbaimadoguchi.html

121012

先輩技術者の智慧を借りましょう・活用しましょう。
今あなたが苦しんでいる課題・アイデア出しは

先輩技術者ががすでに解決したことがあるはずです。
拝借・適用しましょう。

  * 「対 語句」(凹/凸 円/角 押/引 粗/精) 対語彙集で発想のきっかけをつかむこともテクニックの一つだ。

200項目程しか公開していないが参考にして下さい。
詳細は 下記ページをご覧下さい。
http://gah03167.g.dgdg.jp/p19c.html

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先輩技術者もお世話になっているはずだ。
一度活用して下さい。

腕組みしていないで、手を動かしましょう。

2012年10月22日 (月)

TRIZ 40の発明原理 覚え方・イラスト集 5/4

Trizmegane

アイデア出しの時に逐次見比べてネタ探しできる「TRIZ」
その中の「40の発明原理」は特に実用的だ。
使い慣れの必要が無く時々の使用にも快適に使用出来る。
手元の40項目のリストを一項目毎に課題に援用してみると、いろいろなアイデアが類推出来る。
しかし、手元にリストが無い状態でアイデアを探したい、例えば「寝床の中」などの時に「40の発明原理」を覚えていれば頭の中で一項目毎にチェック出来る。

そんな時の為の 「TRIZ 40の発明原理 覚え方・絵解き語呂集」を創りました。
"機能項目"と"番号"を「番号語呂合わせ」して・・イラスト・・で表現してみました。
何度か繰り返してつぶやくと番号・機能・語呂合わせ図柄がイメージに定着すると思いますのでご活用下さい。
8項目づつ5回に分けての第4回目を掲示します。

* 図柄のクリックで拡大してご覧になれます。

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第四回

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参考 事例 (ホームページで詳細が解ります)
代替                   /  http://gah03167.g.dgdg.jp/p039207.html
セルフサービス     /  http://gah03167.g.dgdg.jp/p063512.html
高価から安価へ    /  http://gah03167.g.dgdg.jp/p042302.html
メカニズムの代替  /  http://gah03167.g.dgdg.jp/p029108.html

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流体・気体の利用  /http://gah03167.g.dgdg.jp/p043303.html
膜利用                /http://gah03167.g.dgdg.jp/p064513.html
多孔質                /http://gah03167.g.dgdg.jp/p065514.html
変色                   /http://gah03167.g.dgdg.jp/p044304.html

語呂合わせの関係でTRIZ 40の発明原理の一般的番号付けとは変えてありますが問題は無いと思います。

まもなくTRIZ の技術をふんだんに含めた課題解決手法「アイデア ビッグバン」携帯版を販売いたします。

参考に紹介のページをご覧下さい。
http://gah03167.g.dgdg.jp/hanbaimadoguchi.html

121012

先輩技術者の智慧を借りましょう・活用しましょう。
今あなたが苦しんでいる課題・アイデア出し

先輩技術者ががすでに解決したことがあるはずです
拝借・適用しましょう。

  * 「シソーラス」  キーワード検索の際取りこぼしを防ぐ技術だ。

Photo

詳細は 下記ページをご覧下さい。

http://gah03167.g.dgdg.jp/p019.html

先輩技術者も専門分野以外のキーワード探しの際にはお世話になっているはずだ。
これを活用しない手は無い。
「シソーラス活用」この方法で調べ抜けが少なくなります。
是非活用して下さい。

腕組みしていないで、手を動かしましょう。

2012年10月17日 (水)

TRIZ 40の発明原理 覚え方・イラスト集 5/3

Trizmegane

アイデア出しの時に自動的に逐次チェックしてネタ探しできる「TRIZ」
その中の「40の発明原理」は特に実用的だ。
手元に40項目のリストを置き一項目毎に課題に援用してみると、いろいろなアイデアが類推出来る。
しかし、手元にリストが無い状態でアイデアを探したい、例えば「電車の中」などの時に「40の発明原理」を覚えていれば頭の中で一項目毎にチェック出来る。

そんな時の為の 「TRIZ 40の発明原理 覚え方・絵解き語呂集」を創りました。
"機能項目"と"番号"を「番号語呂合わせ」して・・イラスト・・で表現してみました。
何度か繰り返してつぶやくと番号・機能・語呂合わせ図柄がイメージに定着すると思いますのでご活用下さい。
8項目づつ5回に分けての第3回目を掲示します。

* 図柄のクリックで拡大してご覧になれます。

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第三回

1720

参考 事例 (ホームページで詳細が解ります)

他次元移行/http://gah03167.g.dgdg.jp/p050404.html
機械的振動/http://gah03167.g.dgdg.jp/p036204.html
周期的作用/http://gah03167.g.dgdg.jp/p037205.html
      連続性/http://gah03167.g.dgdg.jp/p059508.html

2124
              高速実行/http://gah03167.g.dgdg.jp/p060509.html
災い転じて福となす/http://gah03167.g.dgdg.jp/p061510.html
        フィードバック/http://gah03167.g.dgdg.jp/p062511.html
                   仲介/http://gah03167.g.dgdg.jp/p051405.html

語呂合わせの関係でTRIZ 40の発明原理の一般的番号付けとは変えてありますが問題は無いと思います。

まもなくTRIZ の技術をふんだんに含めた課題解決手法「アイデア ビッグバン」携帯版を販売いたします。参考に紹介のページをご覧下さい。
http://gah03167.g.dgdg.jp/hanbaimadoguchi.html

121012

先輩技術者の智慧を借りましょう・活用しましょう。
あなたが苦しんでいる課題・アイデア出しは先輩技術者ががすでに解決したことがあるはずです。
拝借・適用しましょう。

 * パテント キーワード検索
 http://gah03167.g.dgdg.jp/p017.html
Patentkeyig11

 特許資料は 情報の塊だ。
先輩技術者が考え抜き解決した課題の事例集だ。
これを活用しない手は無い。
「キーワード検索」この調査だけですばらしい参考例がザクザク湧いてくる。
是非活用して下さい。

腕組みしていないで、手を動かしましょう。

2012年10月15日 (月)

TRIZ 40の発明原理 覚え方・イラスト集 5/2

Trizmegane

アイデア出しの時に自動的に逐次チェックしてネタ探しできる「TRIZ」
その中の「40の発明原理」は特に実用的だ。
手元に40項目のリストを置き一項目毎に課題に援用してみると、いろいろなアイデアが類推出来る。
しかし、手元にリストが無い状態でアイデアを探したい、例えば「電車の中」などの時に「40の発明原理」を覚えていれば頭の中で一項目毎にチェック出来る。

そんな時の為の 「TRIZ 40の発明原理 覚え方・絵解き語呂集」を創りました。
"機能項目"と"番号"を「番号語呂合わせ」して・・イラスト・・で表現してみました。
何度か繰り返してつぶやくと番号・機能・語呂合わせ図柄がイメージに定着すると思いますのでご活用下さい。
8項目づつ5回に分けての第2回目を掲示します。

* 図柄のクリックで拡大してご覧になれます。

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第二回
先取り反作用、先取り作用、事前保護、等ポテンシャル、逆発想、曲面、ダイナミック、アバウト

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参考 事例 (ホームページで詳細が解ります)

先取り反作用/http://gah03167.g.dgdg.jp/p056505.html
先取り作用    /http://gah03167.g.dgdg.jp/p028107.html
事前保護      /http://gah03167.g.dgdg.jp/p057506.html
等ポテンシャル/http://gah03167.g.dgdg.jp/p058507.html

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逆発想/http://gah03167.g.dgdg.jp/p033201.html
曲面/http://gah03167.g.dgdg.jp/p048402.html
ダイナミック/http://gah03167.g.dgdg.jp/p035203.html
アバウト/http://gah03167.g.dgdg.jp/p049403.html

語呂合わせの関係でTRIZ 40の発明原理の一般的番号付けとは変えてありますが問題は無いと思います。
適用領域(機構不良・性能向上・効率性向上・・・・)から優先的に調べたい時には以下のページからリンク先に移動してみて下さい。
http://gah03167.g.dgdg.jp/p020.html

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まもなくTRIZ の技術をふんだんに含めた課題解決手法「アイデア ビッグバン」携帯版を販売いたします。参考に紹介のページをご覧下さい。
http://gah03167.g.dgdg.jp/hanbaimadoguchi.html

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先輩技術者の智慧を借りましょう・活用しましょう。
今あなたが苦しんでいる課題・アイデア出しは先輩技術者ががすでに解決したことがあるはずです。
拝借・適用しましょう。

 * オバマ大統領への質問/前例の無い大問題が発生した時どうしますか・・・
    返答/現存の大統領経験者に電話して相談する。
         経験者の智慧を活用する・参考にするだろう・・とのことだ。

大統領で無いが決断が迫られているあなた先輩技術者の智慧を借用しませんか。


腕組みしていないで、手を動かしましょう。

2012年10月12日 (金)

TRIZ 40の発明原理 覚え方・イラスト集 5/1

Trizmegane

問題解決・アイデア出しに行き詰まった時に大いなる助っ人になる「TRIZ」
その中の「40の発明原理」は特に速戦的に有効だ。
手元に40項目のリストを置き一項目毎に課題に援用してみると、いろいろなアイデアが類推出来る。
しかし、手元にリストが無い状態でアイデアを探したい、例えば「電車の中」などの時に「40の発明原理」を覚えていれば頭の中で一項目毎にチェック出来る。

そんな時の為に 「TRIZ 40の発明原理 覚え方・絵解き語呂集」を創りました。

40_b121012

"機能項目"と"番号"を「番号語呂合わせ」して・・イラスト・・で表現してみました。
何度か繰り返してつぶやくと番号・機能・語呂合わせ図柄がイメージに定着すると思いますのでご活用下さい。
8項目づつ5回に分けて掲示します。

* 図柄のクリックで拡大してご覧になれます。

第一回
分割、分離、局所的性質、非対称、組み合わせ、汎用性、入れ子、釣り合い

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       参考 事例 (ホームページで詳細が解ります)
     分割 /http://gah03167.g.dgdg.jp/p022101.html
     分離 /http://gah03167.g.dgdg.jp/p026105.html
局所的性質 /http://gah03167.g.dgdg.jp/p041301.html
   非対称 /  http://gah03167.g.dgdg.jp/p052501.html

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組み合わせ /http://gah03167.g.dgdg.jp/p053502.html
       汎用性 /  http://gah03167.g.dgdg.jp/p047401.html
       入れ子 /  http://gah03167.g.dgdg.jp/p054503.html
     釣り合い /  http://gah03167.g.dgdg.jp/p055504.html

語呂合わせの関係でTRIZ 40の発明原理の一般的番号付けとは変えてありますが問題は無いと思います。
又、発明原理の適用される頻度と項目番号は降順していません。
適用・使用頻度の高い項目から検討してみたい方は以下のページをご利用下さい。
http://gah03167.g.dgdg.jp/40nohatumeigenri/p021.htm

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まもなくTRIZ の技術をふんだんに含めた課題解決手法「アイデア ビッグバン」携帯版を販売いたします。参考に紹介のページをご覧下さい。
http://gah03167.g.dgdg.jp/hanbaimadoguchi.html

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先輩技術者の智慧を借りましょう・活用しましょう。
今あなたが苦しんでいる課題・アイデア出しは先輩技術者ががすでに解決したことがあるはずです。
拝借・適用しましょう。

2012年9月19日 (水)

気象観測 雨雲レーダー の実情

気象観測 雨雲レーダー・ライダー

Trizmegane

現在の気象観測における、遠距離地の情報を得る方法の実情を調べてみた。
又、後半では特に「気圧」に関して感じることを書いてみたい。

 旧来の気球によるラジオゾンゼ観測法も未だ健在な観測方法だが、レーダー的に遠方の情報を取得することが主流になりつつある様です。
ざっと種類を挙げると

ミリ波レーダー、Xバンドレーダー、マイクロ波レーダー、短波レーダー、レーザーレーダー (ライダーとも言う)などが挙げられるようです。
これらのレーダーの使用目的と使用電磁波の波長関係を図にまとめてみました。

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これらの発達により短期の天気予測のヒット確率は大変向上しているように感じますがいかがでしょうか。

更に、これらの中で割合と身近に利用できる情報はXバンドレーダーでしょう。
生活地域周辺の雨降り状況をみて、今後の雨降り地域を推測することが容易に出来るからです。
例えば東京都心の状況を見るならば

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ここで俯瞰することが出来る。

  さて、次にレーダーなどによらない旧来からの気象情報「気圧」に関してである。
低気圧・台風情報などの時に中心気圧を表示しているが、どのように測定しているのか不思議であった。
 ラジオゾンデ法や近くを通過中の船舶情報なのかと思っていた。

調べると「ドボラック法」と言う方法で推定しているのだそうだ。

気象衛星により雲・雨粒の画像情報である雲形パターン・広がりサイズなどを確認する。
そして「過去の類型・類似パターン」から類推して気圧を決めているのだそうである
歴代の気象衛星「ひまわり」からのデータは1977年から蓄積している。
又、気象の専門家の長年による蓄積データと比較検証することにより雲形・パターンから相当の精度で気圧中心の数値を推定できるのだそうで。なるほど、なるほど。
データ蓄積(ビッグデータ)のなせる技である。

  さて、気圧に関しもう一点。気に掛かる情報を見かけた。
2011.03/11に起こった巨体地震それに伴った「津波」到来と大気圧の関係である。
岩手県の国立天文台水沢観測所で当日の気圧変化の記録が残っている

120918_3

震源地では14時46分18秒に揺れが発生した
プレートのズレ込みにより海面の隆起・沈降が生じ、海面付近の大気は圧縮・伸張され気圧の変動を生した。
結果40パスカルの気圧上昇・60パスカルの気圧低下の変化が読み取れる。
ここで地震による揺れ・気圧変化・津波移動の伝搬速度を考えてみる。
地震の揺れは P波は7㎞/秒 時速では25200㎞/時 、S波は3.5㎞/秒 時速では12600㎞/時で本震はマッハ10程の超高速で伝わって来る。
しかし、今回の気圧の変動は70㎞の距離を14分つまり300㎞/時 で遅れて来た。
更に今回の津波は約175㎞/時 の速度で本震から27分後に来ている。
もちろん震央からの距離により(途中の水深が深いと早い)速度は大幅に変わるそうだが。

これを図で表すと

120918_4

さてこの図の時差関係から考えられることは、地震による津波の到来は予測できるのではないかと言うことです。

それも一般人の使用しているスマートフォンを利用してです

スマートフォンに気圧計が組み込まれている機種も増えてきています。
この気圧情報を寄せ集めて「ビッグデータ」として活用すれば、適当な地域での地震情報→気圧変動→津波到来時間予測の可能性も有ると思われます。
気象サービス会社・気象庁などでスマホ組み込みソフトを提供すれば大いに意義が有ると思いますがいかがでしょうか。

さて、ここで発想のトレーニングを少し試みて見ましょう。
今話題の「ビッグデータ」からの付加価値採掘、膨大な情報量でなくとも効果は絶大です。

 問題解決・アイデア出し手法の「TRIZ」技術中の40の発明原理には「併合・組み合わせたら・・・」と言う項目が有る。

例えばマイクによる集音、このマイクを3本離して配置すると音源からの音の到達時間差から方向・距離が演算できる事となる。
軍事技術ではあるが、敵からの発砲地点に対して即座に反転攻撃するシステムも出来ている。

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更に、工業界では多数本のマイクからノイズ発生源・発生強度の解析を行う「音カメラ」なるものもある。

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問題解決・アイデア出しで大まかな方向性を見つけるには効果的である「TRIZ」手法いかがでしょうか。
技術的課題の解決で闇雲に「ブレーンストーミング」でアイデア探しを行うよりも効率的だと思います。

TRIZ の技術をふんだんに含んだ 問題解決手法・アイデア出し・新商品開発に効果的な手法 「アイデア ビッグバン メソッド」で 一部公開しています。

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覗いてみてください。 http://gah03167.g.dgdg.jp/index.htm   制作 /夢少年

2011年8月16日 (火)

LED  光取り出し効率 の改善に モスアイ構造

Trizmegane

モスアイ構造 (蛾の目構造)
蛾の目の表面はたくさんの凹凸構造で出来ていています。
これは夜間蛾が活動する時に月明かり程度の明るさの微量な光線を目に取り込む為、又
月明かりなどが目に反射(キャッツアイ現象)して気付かれ天敵などに捕捉されない為の構造です。
構造的寸法は200ナノメートル六角錐形の突起眼が300ナノメートルの間隔で整列している、可視光線で言えば紫色は380ナノで 赤色は750ナノであるからこれらの波長がモスアイ構造に入射しても可視光線の波長よりも狭い為に吸収されてしまうのです、結果入射光は全て吸収されて反射する事がないのです。

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このモスアイ構造を応用し効果を上げ始めた物がLEDランプ又太陽電池です。
省エネ・節電の為に急速に普及し始めたLEDランプ、課題はまだまだ多いのです。
その課題の一つに 「光取り出し効率」の課題があります。

何も処理されていないLED構造体において発光層内部表面では発光の一部が内部反射されて素子から放射されず戻ってきてしまう、そして発光層背面ベース金属材の表面で再度反射されるがまた発光層表面(内面)で一部が反射される、この事を幾度も繰り返し次第に熱へと変換され損失となる。
この為に発光層内部表面で発光の全てが通過して放射される事が望まれる、その為に発光層内部表面は無反射となる構造形態が望まれる。
発光層表面にモスアイ構造の類似形態を成形する試みとして各社・各研究所での成果が発表されている。
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GaP 基板表面にナノ凹凸構造を形成した赤色蛍光体層は,平たん構造に比べ,2.6 倍の光取出し効率を達成している。
東芝レビューVol.60 No.10(2005)
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独立行政法人 産業技術総合研究所
表面にリッジ(うねり)構造を作製し、さらに酸化シリコン薄膜(SiO2)をコーティングすることで半導体の内部で発生した光を世界最高効率で空気中に取り出せることを発見し、そのメカニズムを解明した。
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林純薬工業株式会社
発光ダイオード向け、粗面化処理用エッチング液の開発、販売

などそれぞれが工夫をしているのだ。

そして
平成23年3月       科学技術振興機構(JST)
基板上に電子線投影露光によるステンシルマスクの500nm(ナノメートル)幅を規則的に並べたモスアイ構造をパターンを形成した後にドライエッチングによりコーン形状をしたモスアイ構造の形成を行った。
アスペクト比(高さと周期の比)はおよそ1、コーン高さ500nmでは最適周期が500nmとなった。
この処置によりモスアイ加工しない場合と比較して光出力が1.7倍~2.5倍、また、基板上直角方向の光度が2倍~3.5倍向上する効果を確認できました
5

正確なモスアイ構造をLEDに適用すれば相当の効果が得られる事は判っていたがなかなか実現化出来なかった。
科学技術振興機構(JST)が実現出来た要素は
① ステンシルマスクに金粒子の自己組織化を利用した正確なパターンを創作した事
② マスクパターンを耐性の高い層と耐性の比較的低い層の二層構造を採用した事。
③ エッチングにおいてサイドエッチング制御により円錐形状を実現した事。
この主要件により高効率の光取り出し効果を得た。
 これはまさに技能・テクニックを要する作業である。

新技術の開発においては出来合いの装置でマニュアル通りのボタン操作では卓越した成果は得られないのだ。
青色LEDの開発に尽力した日亜化学工業の中村修二は装置のガラス機器を自身が飴細工の様に製作した、製作の職人技が有ると容易に実験等を次々に進め結果の正否を確認出来、更に次の段階へと素早く思索を進める事となる。
新技術の開発には製作技能的要素も重要なのだ。

さて、ここで発想のトレーニングを少し試みて見ましょう
無反射(全吸収)と言う課題に直面した時の考え方を参考にしてみてください。

光にせよ電磁波にせよ波長に変わりはないのですね、吸収とは外来波長を共振吸着するか波長を細かく折る(切断・分断・分離 )する事により跳ね返りを防ぐ事なのです。
つまり波長の半分以下の測長物を密植させれば効果が出るのです。

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               無音響室    電波無反射室

黒いタイヤ・炭・墨汁・煤など黒く見えるものは光を吸収するから黒く見えるので、理由はカーボンブラック・炭素などの数nm-数十nm程度の固体の粒子による波長分断による効果なのです。
ステルス戦闘機のレーダー波吸収はカーボンマイクロコイルを混ぜ込んだ塗料で被覆してある為に電波を共振吸収しているのです。
又、八木アンテナの後方では特定波長の飛来電波は極端に減少してしまいます。吸収されているのです。
そして、電子レンヂの覗き窓に金属の網目が配置して有り、12センチ波長電波の半分の網目サイズ以下の穴からは電波はほとんど漏れ出さないのと同じです。(但し実際は高調波対策の為ずっと小さい網目です)

カメラレンズの反射防止コーティングこれは波長の位相のコントロールです
無反射コ-ティングの蒸着材としてはフッ化マグネシウム(MgF2)が使われてます。レンズガラスの片面あるいは両面に施すことがあります
コーティング厚みは光の波長と同程度かそれ以下です。
薄膜表面からの反射波面と基板表面からの反射波面との相殺的な干渉が起きるようにします。(シャボン玉の虹色はこの為です)
これに伴って透過光量が増え無反射に近い状態となります。
モスアイ構造の様な無反射透過の構造体はどうやら他には見当たらないですね。
自然界における構造体には我々の英知を越えた仕組みがたくさん存在しています、謙虚に学ばなければならない事が多いですね。

さて、特許情報のキーワード検索方法ではどんな要素で「無反射」を実現しているか調べてみます。
著者 「アミダ メソッド /パテント キーワード検索 手法」も参考に覗いてみて下さい」    http://gah03167.g.dgdg.jp/p017.html

キーワードとして「無反射」「吸収」を入力しました。
257件の包含関連特許が有る事が判ります。
その内の上位40件程を調べてみると。

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コーティングによる反射防止法は               10件         34%
共振サイズによる吸収方法                  6件         21%
波長より小さいサイズの物体による吸収方法    5件         17%
モスアイ構造による吸収方法                 4件         14%
可変屈折率による吸収方法                 2件          7 %
偏光フィルターの組み合わせによる吸収方法    2件        7%    計29件

などが見受けられた。(重複使用も見られる)

問題解決のアイデア出しに困った時「キーワード検索」で大まかな方向性を見つけるには効果的な手法と思いますがいかがでしょうか。
技術的課題の解決で闇雲に「ブレーンストーミング」でアイデア探しを行うよりも効率的と感じて活用してきました。
一度お試し下さい。

TRIZ の技術をふんだんに含んだ 問題解決手法・アイデア出し・新商品開発に効果的な手法 「アイデア ビッグバン」 近々販売予定です。

覗いてみてください。http://gah03167.g.dgdg.jp/hanbaimadoguchi.html 

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 制作 /夢少年

2011年7月16日 (土)

エンジンの点火用スパークプラグにレーザー光が、替われるか

レーザー光が発明されて以来エンジンの混合気着火用にレーザー光が使用出来ないかと幾度となく研究されてきた。
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               (自然科学研究機構 HPより転載)

ここに来て自然科学研究機構・分子科学研究所・日本自動車部品総合研究所・豊田中央研究所・デンソーなどの共同研究でほぼ実用化の目途が付いた。

レーザー発生装置はなかなか小型が出来ず実用化出来なかった。
又、混合ガスの着火条件が掴めないでいた。
ここに来て半導体製造技術の向上によりマイクロチップレーザーとして出力・発振速度共に現状エンジンに組み込み対応可能な寸法にまとめられるまでになった。
寸法的には現在の点火プラグと同等の形状で且つレーザービームを3本発射出来る。
そして燃焼ガスに着火し易い極短パルスのナノ秒領域でもメガワット出力が出せるようになったからだ。

将来、レーザー着火は着火位置を自由に設定出来る事と成るであろう。
旧来点火プラグでは放電電極位置からの着火に限られていたが、レーザー光ならば最適な空間位置へ着火する事が出来るように成る。

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これは燃費向上目的の希薄燃焼法などにおいて最適着火位置を設定出来る大いなるメリットである。
今後の更なる発展に期待したい。

さて、自動車は燃費低減を目指して「ハイブリット化」「電気自動車化」に進んでいるがそれだけで良い物か、まだまだ内燃機その物の改善の余地は残っていると思う。

最近好感触を得ているマツダ社の次世代技術「スカイアクティブ」エンジンについてちょっぴり紹介したい。

純粋にエンジンの技術改良のみで10・15モード燃費30.0km/L、JC08モード燃費25.0km/Lを達成したそうだ。
ポイントは
① 圧縮比を高め排出ガスの一部を冷やして燃焼室に再び戻し、ノッキングを抑制する「クールドEGR(排気再循環)」を採用。
② 筒内冷却効果を高めてノッキングを効果的に抑える新開発の「マルチホールインジェクター」を採用。
③ 燃焼期間を短縮し、冷却損失を抑える「キャビティ付きピストン」の採用。
④ 可変バルブタイミング機構などで低回転高負荷領域での燃費改善に成功している。

とのことだ、一方

Hondaは、家庭用ガスエンジンコージェネレーションユニットに組み込むガスエンジンで「吸気行程と膨張行程のストローク長が異なる」高膨張比化によって熱効率を高めることで燃費性能を飛躍的に向上した。
排気量  吸気行程容積:110cm3/排気行程容積:163cm3
複リンク式高膨張比エンジンと呼んでいる。
このエンジンによるバイクの早々の登場も期待したい。

本当にまだまだ改善出来る項目は有るものだ、問題意識の持ち方・視点を考えていただきたい。

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質問 1、電気自動車N社製/バッテリー容量27Kw 週一回・月4回フル充電すると費用はいかほどか ? (電気代は22円/Kwh)

 答え 27 x 4 x 22=108 Kw x 22円 =2376円ナリ

      
質問 2 一般家庭の平均的月間電力消費量はどれ程か ?

         答え 300Kwh

 
電気自動車に皆が変えると電気使用量は30%以上増える、これは省エネになるのか ?
どこで・どんな方法でこの増量分電気を発電するのか ?

エネルギーのサプライチェーンを急速に変える事は本当に影響が大きい。

TRIZ の技術をふんだんに含んだ 問題解決手法・アイデア出し・新商品開発に効果的な手法 「アミダ メソッド」 一部公開しています。

覗いてみてください。  http://gah03167.g.dgdg.jp/p003tejun.html   制作 /夢少年  

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«シリコン合金製法・水バインダー式にcas冷凍法応用出来ないか