アーチェリーの標的

●標準解法2.4.2. 強磁性粒子を含む強磁性物質-場モデルへの移行

　強磁性粒子を持ち込むかあるいは物質の一つを強磁性粒子に置き換えて磁場をかけることにより、物質-場モデルの制御性を高める

物質-場モデルの制御性は、強磁性粒子と磁場を用いて高められる

例　アーチェリーの的

　アーチェリーの木製標的は矢が刺さることにより傷められやすいために寿命が短いので、もっと丈夫な標的が欲しい

「傷める」という有害作用を緩和あるいは排除する必要のある
矢によってすぐに損傷してしまう木製標的に対する物質-場モデル

　強磁性粒子と電磁場を用いて自動的に修復する標的を考えてみましょう。

木製標的を強磁性物質S₃と電磁場F₂ で置き換えた解決案を示す
移行後の強磁性物質-場モデル（右図）

 出典： TRIZ Technology for Innovation ( http://www.trizsolution.com )

コーティング品質

●標準解法2.3.3.　相いれない作用の時間による分配

　二つの作用（例えば、変更と測定)が相いれない場合には
片方の作用を行う合間にもう一方の作用を行うことができる

相いれない二つの作用（左図）は
それぞれの動作の合間に行うことができる（右図）

例　コーティング品質

　部品をコーティングする際、磁石で粉末を固定したところにパルス電流を印加して溶かすが、粉末を固定する磁場を電流が弱めてしまうため、形成される被膜の硬度と均質性が低くなってしまう

パルス電流の印加による粉末融解で形成するコーティングの物質-場モデル ― 融解中に粉末を沈着域内に固定する磁場を強める必要がある

　電流の各パルスと互い違いに発生するようにパルス磁界を印加すれば、処理面が融解粉末で均一に塗膜され、被膜硬度も上昇します。

低品質のコーティングに対する物質-場モデル（左図）から
電流パルスと互い違いになるように磁場をパルス状に印加するという解決案に対する物質-場モデル（右図）への移行

出典： TRIZ Technology for Innovation ( http://www.trizsolution.com )

タービン用の場

●標準解法1.1.1.　物質-場モデルの構築

プロダクトに対して変更を加えるのは難しいけれども新たな物質や場を導入することに関して何ら制約が無い場合には、不足する要素を導入して物質-場モデルを完成させることによって問題を解決できる。

不完全な物質-場モデルから完全な物質-場モデルへの移行

例　タービン用の場

　デンマークの技術者が３枚翼の優れたタービンを設計しましたが、翼を動かすのに適した場を見つけることが課題でした。翼の役割は、電気を生み出す発電機に繋がっている軸を回すことです。

不足している場を追加する必要のある不完全なシステム（左図）と
その物質-場モデル（右図）

　翼を回すために利用できる場として風力エネルギーが選ばれました。

不完全な物質-場モデルから
翼を回す場として風を選んだ解決案に対する物質-場モデルへの移行

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複合材料原理

発明原理40 ‐ 複合材料

• 均一材料を複合材料に置き換える

例:　ガリウムヒ素（GaAs）素子用の多層金属シリコンゲート

問題:　高融点金属シリサイドは電界効果トランジスタ、ゲート電極、配線などとして利用されるが、ガリウムヒ素（GaAs）との密着性が低い

発明原理の適用:　均質なシリサイドのかわりにシリコンと金属の超薄膜（厚さ10ナノメートル未満）を交互に積層した複合材料を用います。ガリウムヒ素（GaAs）にはシリコン層が接するようにして密着性を高くします。このような複合材料は、均質なシリサイドと同じ電気特性を持ちます。

シリコンのほうがシリサイドよりもガリウムヒ素（GaAs）との密着性が高い

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不活性雰囲気利用原理

●発明原理39 ‐ 不活性雰囲気利用

●通常環境を不活性環境に置き換える

●中性部品や不活性添加物を物体に加える

例:　フィルターの清掃

問題:　金属生産では、高炉ガスから一酸化炭素（CO）ガスを抽出して水加熱や圧延用のバーナーに使用する。バーナーへ送り込む前に抽出ガスをフィルターバッグに通して粉塵を取り除くが、フィルターは粉塵で詰まってしまう。この粉塵は圧搾空気を用いてフィルターバッグから除去するが、その過程で一酸化炭素（CO）と空気の爆発性混合物が生成されかねない。

発明原理の適用:　圧搾空気を窒素などの不活性ガスに換えます。窒素であれば、粉塵除去のためにフィルターバッグを通しても爆発性混合物が生じることがないので、より安全なプロセスになります。

フィルターバッグの清掃に窒素を用いれば
一酸化炭素（CO）と混ざって爆発性混合物を生じることは無い

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高濃度酸素利用原理

●発明原理38 ‐ 高濃度酸素利用

●通常の空気を酸素富化空気に置き換える

●酸素富化空気を純酸素に置き換える

●空気や酸素を電離放射線にさらす

●オゾン化酸素を利用する

●電離した酸素やオゾン化酸素をオゾンに置き換える

例:　酸化雰囲気の中での溶接

問題:　溶接部のみに付けたい金属液滴が周りにも付いてしまう

発明原理の適用:　酸化剤として酸素または窒素を用いて溶接品質を上げます。溶接部の周りを酸素または窒素を用いて酸化雰囲気にすると、白熱した飛散液滴が酸化膜または窒化膜で覆われて溶接部の周りには付着しません。

強酸化剤により金属液滴が酸化膜で覆われて
溶接部周りへの金属液滴の付着を防止

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熱膨張原理

●発明原理37 ‐ 熱膨張

●物質の熱膨張（または熱収縮）を利用する

●熱膨張をすでに利用している場合には、熱膨張係数の異なる複数の物質を使用する

例:　熱量計

問題:　化学反応で放散される熱量を測定する熱量計の精度が不充分

発明原理の適用:　反応物質を保持するバイメタル板は、化学反応で放散された熱エネルギーに応じて屈曲するので、制御システムによりこの屈曲量から放熱量を測定します。

制御システムにより化学反応時の屈曲量から放熱量を測定

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