相変化原理

●発明原理36 ‐ 相変化

• 相変化の際に生じる現象（体積変化、吸放熱など）を利用する

例:　冷凍液による冷却

問題:　穴を開ける箇所に冷却作用のある潤滑剤を注ぐドリル冷却方法の改善

発明原理の適用:　ドリル先端を空洞形状にし、凍らせた潤滑冷却剤で穴を開ける前にそこを満たしておけば、凍った冷却剤が溶ける際の相変化によって更に吸熱するので、冷却効率を高めることができます。

凍った潤滑冷却剤が溶ける際の相変化現象を利用して
穴を開ける箇所の熱を更に吸収

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パラメーター変更原理

●発明原理35 ‐ パラメータ変更

●物体の物理的状態（例えば、気体、液体、固体）を変える

●濃度や堅さを変える

●柔軟度を変える

●温度を変える

例:　金属皮膜溝

問題:　従来の真空蒸着を用いて溝を金属皮膜すると、膜内に空洞が形成されるなどの不良が生じかねない

発明原理の適用:　溶解性金属を含む溶媒で溝を満たしてから金属成分が熱分解する温度まで加熱して溶媒を蒸発させます。

溶媒に溶けた金属を用いて溝を金属膜で覆う

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排除・再生原理

●発明原理34 ‐ 排除・再生

●目的を果たし終えた部分を（溶かしたり気化させたりして）無くしたり、動作中にその部分を変えたりする

●動作中に消耗品を補充・交換する

例:　昇華する穴型

問題:　入り組んだ形状の穴を原綿の山に通す必要がある

発明原理の適用:　ドライアイスキューブを穴の形状通りに並べ、原綿で覆って山にしてから穴型の両端を空気にさらすとドライアイスが昇華して穴が形成されます。

ドライアイスで穴を形成（右図）

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均質性原理

●発明原理33 ‐ 均質性

• 相互作用する物体に同じ（特性の）材質を使う

例:　同一材質でできたスぺーサ

問題:　リードフレームに取り付けたICチップが正常に動作して熱くなると、チップ材料とフレーム材料の熱膨張率の差によって熱誘起ひずみが生じてしまう

発明原理の適用:　チップ材料と同じ材質でできたスペーサをICチップとリードフレームの間に入れることにより熱誘起ひずみを最小限に抑えます。

チップ材料と同じ材質のスペーサをICチップとリードフレームの間に入れて

ICチップ内の熱誘起ひずみを最小限に抑制

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変色利用原理

●発明原理32 ‐ 変色利用

●物体や外部環境の色を変える

●物体や外部環境の透明度を変える

例:　透明な電磁波遮蔽体

問題:　光学素子を電磁波から保護する必要があるが、通常の金属スクリーンを用いたのでは光も遮られてしまう

発明原理の適用:　光は透す（けれども電磁波は遮る）物質で保護します。インコネル合金（Ni-Cr-Fe-Mn-Si-Cu）であれば、伝導体なので電磁波を遮りますが、透明なので高周波光を透します。この合金の薄層を覆ったガラスに金属スクリーンを置き変えれば、光が光学素子に到達します。

インコネル合金が電磁波を遮るが、高周波光は透す

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多孔質利用原理

●発明原理31 ‐ 多孔質利用

●物体を多孔質にしたり多孔質要素（挿入物、コーティングなど）を加えたりする

●物体がすでに多孔質である場合には、孔を活用して有益な物質や機能を取り込む

例:　液体シール型半導体素子

問題:　緩衝液が周りから熱せられて膨張し、パッケージから漏れ出てしまう

発明原理の適用:　パッケージの内壁にスポンジを取り付けておくことにより、緩衝液の膨張を吸収してパッケージの内圧が上がらないようにします。

パッケージの内壁に取り付けたスポンジにより、膨張する湿潤液体を吸収

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薄膜利用原理

●発明原理30 ‐ 薄膜利用

●3次元構造のかわりに弾性殻や薄膜を使用する

●弾性殻や薄膜を用いて物体を外部環境から隔離する

例:　ばら荷が動かないように圧縮

問題:　運搬中の船が揺れるとばら荷が動き、船が不安定になったり粉末中に静電気が生じて爆発したりしかねない

発明原理の適用:　ばら荷に気密シートをかぶせて真空密封すれば、大気圧の力で押しつけられるので、海が荒れてもばら荷が動くことはありません。

気密シートで真空密封し、ばら荷の動きを防止

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