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監修:ハクスイテック株式会社

粉体受託加工とは

粉体受託加工とは、粉体の加工業務を外部の専門業者が受託するサービスを指します。

粉体加工は、粉砕、混合、分級、乾燥、焼成、造粒、表面処理など、様々な加工工程を含むことが一般的です。

粉体受託加工には以下のような利点があります。

• 専門技術の活用：粉体加工に特化した技術や設備を持つ業者に委託することで、スピーディに高品質な加工が可能です。
• コスト削減：自社で設備を導入し維持するコストを削減できます。
• 生産効率の向上：加工工程を外部に委託することで、自社の生産ラインを効率的に運用できます。
• 柔軟な対応：短期間での大量生産や小ロットの試作品の製造など、柔軟な対応が可能です。

粉体受託加工の使用用途

1. 概要

顧客の要望に応じ粉末を加工する粉体受託加工は、様々な目的で使用されます。下記は具体例の一部です。

• 粉体化と同時に粒子コーティングによって親水性物質を疎水性粒子にする
• 大粒径をミクロン、ナノ粒子へと細粒化する
• ブロード粒度分布をシャープ粒度分布にする
• 数種類の物質を均一に混合する
• 結晶を粒成長させる

2. 粉体受託加工の加工物

粉体受託加工で加工される主な素材には下記のようなものがあります。様々な産業用途で使用される多様な素材で粉体受託加工が可能です。

• ガラス粉末、ガラス繊維
• セラミックス (窒化アルミ、ジルコニアなど)
• 金属酸化物 (酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナなど)
• 樹脂 (熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂) 
• カーボン材料、CNT、活性炭
• 合金
• 希土類
• 触媒担体
• 蓄光材料
• 顔料
• 蒸着材料
• 放熱フィラー、封止材
• 農薬、抗菌材、化粧品
• 医薬品原体、医薬品中間体各種薬品
• 食品、香料、食品添加物

粉体受託加工の原理

1. 粉体加工の概要

粉体加工には、

• 粉砕
• 分級
• 造粒
• 表面処理
• 混合
• 乾燥
• 焼成

などの加工があり、それぞれの目的に応じて適切な加工が行われます。 (詳細は後述)

粉体加工は、製品の特性や性能に直接影響を与えるため非常に重要であり、多くの産業分野で利用されています。

2. 受託の流れ

基本的な粉体受託加工の依頼の流れは下記のようになります。

• 加工依頼
• 見積書提示
• 加工スケジュール
• 試作品製造
• 実機製造

粉体受託加工の種類

粉体受託加工で行われる主な粉体加工には下記のようなものがあります。

1. 粉砕加工

粉体の粉砕加工とは、各種材料をボールミル、ハンマーミル、ピンミル、ビーズミルなどを用い機械的に砕き、微細な粉末にする工程を指します。粒子サイズの縮小、均一化、混合性の向上などを目的とし、任意の粒子径に粉砕することが可能です。

2. 分級加工

粉体の分級加工とは、粉体を粒子サイズや密度などの特性に基づいて分類する工程を指します。このプロセスは特定の用途に適した粒子サイズを得るために重要となります。主な分級方法はふるい分け、空気分級、遠心分級などがあります。

3. 造粒加工

粉体の造粒加工とは、微細な粉末を集めて一定の大きさや形状の粒子（グラニュール）に成形するプロセスを指します。湿式造粒、乾式造粒、噴霧乾燥造粒方式などが用いられ、多様な目的や用途に合わせて、数十ミクロンサイズからミリサイズの粒状物を成形します。造粒された粉体は、流動性の向上、粉塵の減少、圧縮性の向上、均一な混合などの利点があります。

4. 表面処理加工

粉体の表面処理加工とは、粉体の表面にコーティング、表面改質、化学修飾などの処理を施し、特定の機能や特性を付与するプロセスを指します。表面処理は、粉体の物理的および化学的性質を改善し、製品の性能を向上させるために行われます。この加工は、粉体の付着性、流動性、耐腐食性、耐摩耗性、親水性・疎水性などを改善するために使用されます。

5. 混合加工

粉体の混合加工とは、ミキサーなどを用い異なる粉体を均一に混ぜ合わせる工程を指します。混合の均一性は、最終製品の性能や品質に直接影響を与えるため、適切な混合方法と装置を選定することが重要です。

6. 乾燥加工

粉体の乾燥加工とは、粉末材料の水分や溶媒を取り除く工程を指します。乾燥加工は、粉体の流動性、保存性、化学的安定性を向上させるために重要なプロセスです。乾燥にはスプレードライ、流動層乾燥、真空乾燥、熱風乾燥などといった方法があり、粉体の性質や用途に応じて選ばれ、効率的に行われることが求められます。

7. 焼成加工

粉体の焼成加工とは、ガス炉や電気炉などを使用し粉末状の材料を高温で加熱し、物理的および化学的変化を促進する工程を指します。焼成は、粉体を固化、焼結、または特定の物性を持つ材料に変換するために行われます。主にセラミックスや金属粉末の製造に使用され、材料の強度、硬度、耐熱性、電気的特性などを向上させるために重要なプロセスです。

粉体受託加工のその他情報

1. 品質管理に使用される機器の種類

粉体受託加工においては、テスト加工品の測定・評価及び受託業務開始後の品質管理が重要とされます。品質管理に使用される機器の種類は企業によっても異なりますが、下記のようなものがあります。

• 粒度測定機
• 蛍光X線分析装置、X線回析装置
• SEM
• 比表面積測定装置
• 熱分析装置
• 色差計
• 赤外線水分計
• 分光計
• 嵩密度計

本記事は粉体受託加工を製造・販売するハクスイテック株式会社様に監修を頂きました。

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工場シフト管理システムとは

工場シフト管理システムは、工場において作業チームの勤務時間帯を管理するためのシステムです。

シフトの作成や変更が自動で行えるため、手動でのスケジュール作成に比べて時間と労力を大幅に削減できます。自動化により、シフト配置ミスの可能性も減ります。また、突発的な事情や急な需要の変動に応じて、スケジュールを迅速に変更することも可能です。

また、工場の生産性にも直結します。生産ラインの稼働状況や需要に応じて、最適な人数とスキルセットを持ったスタッフを配置できるためです。これにより、無駄な待機時間や作業の中断を防ぎます。

工場シフト管理システムを導入することで、工場の運営がより効率的になり、全体的な生産性や従業員の満足度が向上します。

工場シフト管理システムの使用用途

工場シフト管理システムは様々な工場で適用することができます。以下はその一例です。

1. 自動車産業

作業員のスキルを把握し、各モデルやオプションに応じた適切なシフト配置を行います。特定のスキルを持った作業員を特定のラインに配置することで、品質と効率を保つことが可能です。また、シフト管理システムによって交代制シフトを導入し、作業員の疲労を軽減することもできます。

2. 食品産業

工場シフト管理システムによって生産ラインや設備の定期的な清掃作業をシフトに組み込み、衛生基準を維持することができます。例えば、シフト間の時間に清掃作業を行うなどの処置がその一例です。これにより、衛生環境を常に整え、食中毒などのリスクを低減することが可能です。

3. 化学工業

危険物を取り扱う作業には、特別な訓練を受けた作業員をシフトに配置する必要があることも多いです。シフト管理システムによってスキルを有するスタッフを常に配置することで、作業の安全性を確保します。また、緊急事態に備えて、定期的な訓練をシフトに組み込み、スタッフの対応能力を向上させることも可能です。

4. エネルギー産業

発電所やエネルギー関連施設では24時間体制で運転することが多いため、複数のシフトを組み、常に監視と運転を行います。したがって、シフト管理システムを導入することで、シフト交代のタイミングを調整し、スムーズな交代と連続的な運転を可能にします。また、ソフトの種類によっては定期保守作業などもシフトに組み込むことができます。

工場シフト管理システムの原理

工場シフト管理システムは、工場や生産ラインでの作業を効率的に管理するための技術的な仕組みに基づいています。シフトのスケジュール作成や管理・通知機能などを有する場合が多いです。

シフトスケジュール作成では、生産ラインや設備の稼働時間に基づいて作業員のシフトスケジュールを作成します。製品によっては、生産計画や需要予測に基づいて必要な作業員数を算出できる場合もあります。需要の変動や作業員の事情に応じたシフト計画を立てることが可能です。

作業員の出勤・退勤をリアルタイムで管理できる製品も販売されています。タイムカードや生体認証システムを使用して、作業員の出退勤を管理します。これにより、勤務時間の正確な記録が可能です。

シフトスケジュールの変更や重要な情報を作業員に自動的に通知する機能も有する場合があります。メールやモバイルアプリの通知機能を使用します。作業員が自分のシフトを確認できるアプリを付属させた製品も多いです。

工場シフトシステムの選び方

工場シフト管理システムを選定する際は、以下を考慮することが重要です。

1. 業務種類

場の生産体制や作業内容に基づいて、どのようなシフト管理が必要かを明確にします。例えば、24時間稼働のシフトやピーク時の対応などがその一例です。それに応じて、対応可能なシステムを選定します。

2. インターフェイス

シフト管理システムは多くの従業員が使用するため、インターフェイスは特に重要です。直感的で使いやすいことや、複雑な操作が不要で簡単にシフト管理ができることを確認します。導入時のサポートの手厚さも確認することが必要です。

3. システム統合性

既存の管理システムとの統合が可能であることを確認します。統合性に優れていると、データの一元管理や業務の効率化に役立ちます。APIが充実していることも選定基準の一つです。

監修:ライフテクノロジーズジャパン株式会社

ハイコンテント・スクリーニング (HCS) とは

ハイコンテント・スクリーニング (HCS) とは、細胞内の変化を同定する表現型スクリーニングの一種で、細胞の表現型に変化を与える物質やなんらかの刺激などを評価する分析手法です。

ハイコンテント・スクリーニング (HCS) は、蛍光顕微鏡と画像分析を用いて高感度な蛍光測定を行い、様々な定量的解析を行います。これにより複雑な細胞表現型を解析することが可能となり、評価される条件は、低分子、ペプチド、RNAiなど多岐にわたります。創薬研究・生物学研究における様々なステージで活用されている独自性の高い分析技術です。

ハイコンテント・スクリーニング (HCS) の使用用途

ハイコンテント・スクリーニングは、創薬研究や疾患モデリング研究、各種生物学研究において有用な解析手法として広く活用されています。画像上で細胞を個々にセグメントすることでシングルセル解析や、マルチプレート等のウェル全体の細胞カウントも可能です。具体的な用途例には下記のようなものがあります。

• ハイスループットスクリーニングにおけるサンプルの蛍光測定
• 細胞内におけるターゲット分子の増減、局在の変化や細胞の運動性や形態情報
• 正常細胞及び病変細胞の表現型の差異
• 創薬研究におけるターゲットバリデーション
• 薬物スクリーニング
• オーファン受容体のリガンドスクリーニング

これらの分析・解析を実現する上で、ハイコンテント・スクリーニングで測定・観測される具体的な細胞事象には下記のようなものがあります。使用する製品機器によっては、生細胞の観察を行うことも可能です。

• スフェロイドの3D解析・分化評価
• 各種細胞・コロニーカウント
• アポトーシス
• 細胞周期・細胞老化
• 血管新生
• 神経突起伸長
• 心筋拍動
• 細胞内顆粒
• オートファジー
• 紡錘体の変化
• 細胞の多核化
• DNA修復、遊走、接着
• 細胞内共局在
• 核移行・核内顆粒

ハイコンテント・スクリーニング (HCS) の原理

ハイコンテント・スクリーニングの基礎的な実験例として、適当な条件で培養した細胞に対して、表現型を発現すると期待される物質を暴露し、一定期間後に細胞の構造や分子成分の変化を解析します。細胞の取り扱いの多くは、マイクロプレート上で行われます。

このような条件設定がなされた細胞サンプルを分析する例として、ターゲットタンパク質を蛍光色素で標識し、その蛍光画像を自動撮影および画像解析を行うことで、細胞表現型の変化を蛍光量の変化として定量的に検出する手法が考えられます。使用する蛍光色素は、吸収極大値と発光極大値が異なるものを複数使用でき、異なる細胞成分(細胞質、核、他の細胞小器官など)を同時に測定することや、細胞内の局在ごとに複数のターゲットの変化を測定することが可能です。

ハイコンテント・スクリーニング (HCS) の種類

1. 機器

ハイコンテント・スクリーニングは複数のメーカーより様々な測定機器が提供されています。基本的には、

• 蛍光を励起するための光源
• 高解像度蛍光カメラ (CMOSカメラ)
• 対物レンズ (顕微鏡)
• 自動撮影するための電動ステージ
• 蛍光フィルター

が装置に備えられています。

製品によって対物レンズの倍率は異なりますが、低倍率から100倍程度の高倍率レンズに対応する製品もあります。また、共焦点観察、明視野観察、位相差観察、環境制御ユニットなどの機能がオプションもしくは標準で実装されています。生細胞の観察を行うため、温度、湿度、CO2などの環境制御ユニットや、マイクロプレート分注用の分注ユニットを選択できる製品も販売されています。

2. 解析ソフトウェア

ハイコンテント・スクリーニングでは、それぞれの機器によって専用のソフトウェアによる画像解析を行います。測定画像から個々の細胞のプロファイルを数値化し、そのデータリストを作成します。測定された定量データは、データベースに保存され、興味ある変化を可視化することが可能です。製品によっては、機械学習やディープラーニングを解析に活用しており、これまで検出しにくかった領域での検出力の向上が期待されています。

3. 染色抗体

蛍光色素による標識は、抗体免疫反応を用いた蛍光染色を行う手法もあります。蛍光抗体による標識により、より特異的なターゲットを検出し、様々な表現型解析を行うことができます。例えば、翻訳後修飾に特異的なターゲット分子の抗体や、トータル修飾基質を標的とする抗体を蛍光標識することにより、疾患に関連したシグナル伝達経路の解析に用いることができます。

本記事はハイコンテント・スクリーニング (HCS)を製造・販売するライフテクノロジーズジャパン株式会社様に監修を頂きました。

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監修:ダイナックス

e-Axleとは

e-Axleとは、モーターを主動力とする電気自動車 (EV) などの車両に搭載される、走るための主要部品を1つにまとめた駆動ユニットです。

e-Axleは電動アクスルとも呼ばれ、一般的な構成としてはモーターとインバーター、減速機から構成されます。e-Axleは複数の部品をまとめることでエネルギー効率が良く、小型軽量であることが特徴です。

e-AxleはEV以外にも、ハイブリッド車、トラックなどの車両に搭載されています。

近年、カーボンニュートラル社会に向け、ガソリン車からEVシフトが加速しています。EVの心臓部とも言えるe-Axleを採用することは、EVの開発スピードを上げることにも繋がっています。

今後も環境に配慮した、更なる小型で効率の良いe-Axleの開発が重要になっています。

e-Axleの使用用途

e-Axleは下記の車両などで使用されています。

1. 電気自動車、燃料電池車

e-Axleは主に電気自動車や燃料電池車といった、モーターを主動力とする車両に搭載されています。

電気自動車や燃料電池車の前輪駆動では、e-Axleを車両の前方部分に搭載していますが、後方部分にも搭載し4輪駆動 (4WD) にすることで雪道や悪路などにも対応可能にします。

2. ハイブリッド車

ハイブリッド車 (HEV) 、プラグインハイブリッド車 (PHEV) といった、エンジンとモーターの両方を動力とする車両にもe-Axleは搭載されています。

HEVやPHEVの前輪駆動ではエンジンとハイブリッドトランスミッションを車両の前方部分に搭載していますが、e-Axleを後方部分に搭載すれば4輪駆動 (4WD) にすることが可能です。

3. トラック

e-Axle を搭載したEVトラックも、種類は少ないものの実用化されています。

モーターをリア駆動軸自体に組み込むことで、シャフトも不要となっています。e-Axleを搭載することにより駆動部品が小さくなり、トラックの荷台を広くすることを可能にします。

e-Axleの構造

e-Axleの一般的な構成としては、モーターとインバーター、減速機を1つにパッケージング化したものです。以下に、e-Axle の主な構造について記載します。

1. モーター

e-AxleはAC (交流) モーターを使用し、電力を回転力に変えます。

使用するモーターは、回転子に永久磁石を用いた永久磁石型同期モーターが主流です。この他にも、回転子に界磁用コイルを用い、巻線に電流を流すことで磁力を発生させる巻線界磁型同期モーターや、回転子に誘導電流を生じさせる非同期の誘導モーターなどがあります。

2. インバーター

インバーターは、バッテリーから流れるDC (直流) をACに変換し、ACモーターを動かすことを可能にします。EVでは三相ACモーターを使用するため、三相インバーターを用います。

また、インバーターはAC周波数を制御し、モーターの回転数の調整を行います。これによりスピードや乗り心地を制御でき、効率の良い駆動による省エネを可能にします。

3. 減速機 (ギヤ)

減速機は、モーターの回転数を低回転に変換することで適切な速度に調整し、トルクを増加させ車両の加速性能を向上させることが出来ます。

モーターは高回転で回し続けると加熱するため、高速域でのモーターの回転数を下げ、ギヤ比の差の小さな組み合わせへ変速し発熱を抑えています。

4. パッケージング化

モーターとインバーター、減速機を1つにまとめてパッケージング化したe-Axle は「3 in 1」と呼ばれる型式です。小さくまとめることで、インバーターとモーターをつなぐ高圧電線が最小限の長さで済み、エネルギー効率が良いことや、コスト削減、小型軽量化のメリットがあります。

また、上記主要3部品に加えDC-DCコンバーターや車載充電器なども加えた 「X in 1」 と呼ばれる形式も開発が進んでいます。

e-Axleのその他情報　

EVシフトへ進む中、e-Axleの開発競争も激化しています。ここではe-Axleの今後の課題について代表的なものを記載します。

1. 小型・効率化

モーター、インバーター、減速機の更なる小型・効率化が求められています。

e-Axleの小型・効率化が進むと、車体デザイン度向上、航続距離の延長、電費向上、エネルギー消費削減などに繋がります。

2. 熱マネージメント

e-Axleにおいて、モーターとインバーターは走行中に高熱になる部品で、発熱対策を行わないと壊れる要因にもなり、稼働時間や寿命に関わります。

発熱対策としては水冷や油冷などを行い、インバーターには放熱シートが使用されています。

e-Axleのみの発熱対策に留まらず、e-Axleやバッテリーからの排熱を冷暖房システムに利用し、車両全体で熱マネージメントするなど対策が進んでいます。

3. 環境負荷の低減

e-Axleを搭載したEVなどでは、走行中は二酸化炭素の排出を抑えられています。しかしながらバッテリーの製造時や廃棄時には二酸化炭素が排出されるため、環境負荷を低減することが求められます。

また、e-Axleを構成するモーターの永久磁石にはレアアースを用いるのが主流でしたが、レアアースを用いない方式も増えています。

e-Axleを始め、バッテリーなど車両全体として、SDGsを意識した開発が重要になっています。

本記事はe-Axleを製造・販売するダイナックス様に監修を頂きました。

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TSV加工とは

TSV (英：Through-Silicon Via) 加工とは、シリコン基板に垂直方向に穴を開けて電線を通す技術です。

TSV加工により、チップ間の接続が垂直方向に実現できるため、面積あたりの集積度が向上します。これにより、チップのサイズを小さく保ちながらも高機能な設計が可能です。チップ間のデータ転送速度も向上します。

また、配線距離が短くなって効率的なデータ転送が可能なため、電力消費が抑えられます。バッテリー駆動のデバイスにおいても、駆動時間を長くすることが可能です。高性能な半導体デバイスや集積回路の設計において、重要な技術の一つです。

TSV加工の使用用途

TSV加工は様々な場面で使用されます。以下はその一例です。

1. 通信業界

高速なデータ通信が求められる通信機器では、TSV加工を使って集積回路の性能を向上させています。例えば、データセンターや通信インフラにおいて、TSV技術を使用してデータ転送のスピードと効率を向上させることが可能です。これにより、ネットワーク全体のパフォーマンスを向上させることができます。

2. 自動車業界

先進運転支援システムにおいてはカメラやレーダーなどのセンサーが多く使用されます。これらのセンサーから送信されるデータをリアルタイムで処理する必要があります。TSV技術は高速なデータ転送と処理能力を実現し、正確で迅速な運転支援を可能にします。

3. 医療業界

MRIやCTスキャンのような高度なイメージング機器では、TSV技術によって高精度なセンサーやプロセッサを集積しています。これにより、高解像度で迅速な画像処理が可能です。診断の精度を向上させる重要な技術の一つです。

4. 電子機器業界

スマートフォンのプロセッサやメモリは、TSV技術を用いて高性能と小型化を実現しています。例えば、TSVを使って積層型のメモリチップを搭載し、パフォーマンスを向上させつつデバイスの厚さを抑えることが可能です。スマートウォッチなどのウェアラブルデバイスにおいても、TSV技術を利用して小型化された高性能なセンサーやプロセッサを実装しています。

TSV加工の原理

TSV加工はシリコン基板に垂直方向に貫通する穴を形成し、チップ内外での電気的接続を実現する技術です。高純度のシリコンウェハーを使用します。これらにレーザーやドリルを用いて穴を開けるか、化学的エッチングで掘削する仕組みです。

開口を開けた後、穴の内壁に絶縁層をコーティングして層間でのショートを防ぎます。絶縁層には酸化シリコンや窒化シリコンが用いられることが一般的です。絶縁層の上から銅やチタンなどを通すことで、電気的な接続を確保します。

TSV加工を施したウェハーを個々のチップに切断します。ウェハーをスライスして複数のチップを取り出すことが可能です。

加工後に完成したチップをテストして、性能を確認して品質を担保します。電気的な特性や機能の検査が主なチェック項目です。

TSV加工の選び方

TSV加工サービスを提供する施工業者を選ぶ際には、以下のポイントを考慮することが重要です。

1. 技術力

TSV加工は高度な技術を要するため、技術力が非常に重要です。TSVの設計・製造経験や専門知識を持つ企業を選ぶ必要があります。 また、メモリチップ向けのTSV加工とプロセッサ向けのTSV加工では要求される技術が異なるため、依頼したい分野に特化したサービス業者を選ぶことも重要です。

2. 品質管理

高品質なTSV加工を保証するために、厳格な品質管理体制を持つ企業を選びます。ISOなどの品質管理認証を有することを確認することが重要です。加工後のテストや検査プロセスがしっかりしていると、最終製品が仕様通りであることが多いです。

3. 製造能力

必要な規模に応じた生産能力を有することを確認します。小ロットから大ロットまで対応可能な企業を選ぶと、柔軟性が増します。最新の製造設備を有する場合、加工精度や効率が高いことが多いです。

4. サポート

加工中や加工後の技術的なサポートが充実していることを確認します。問題が発生した際に、迅速に対応できる体制が整っていることが望ましいです。

認証端末とは

認証端末とは、ユーザーが身元を確認し、アクセスを許可するためのデバイスです。

現在のユーザーを確認し、特定のシステムにアクセスするための手段です。認証方法は様々で、パスワードやPINコードの他にも、顔認証などの生体認証も多く使用されます。主にセキュリティの目的で使用されるため、複数の認証要素を組み合わせた多要素認証も採用されることが多いです。

認証端末は使いやすく設計されており、ユーザーにとって煩雑な認証手続きを簡素化します。指紋認証や顔認識などの生体認証が例であり、ユーザーが簡単にシステムへアクセスできます。

認証端末の使用用途

認証端末は様々な場面で使用されます。以下はその一例です。

1. 金融業

ATMは顧客が現金を引き出したり、預けたりする際に利用されます。通常はクレジットカードやデビットカードを挿入し、PINコードを入力することでユーザーを認証します。一部の高度なATMでは、指紋認証や顔認識技術が利用されることも多いです。

2. 小売業

小売店舗では顧客が商品を購入する際に認証端末を使用します。カードリーダーやチップリーダーなどとして、顧客の支払いを認証することが主な目的です。これにより、取引の速度を向上させ、不正取引を防止します。

3. オフィス

多くの企業で従業員が特定のエリアに入る際には、キーカードや生体認証を使用して入場制限しています。これにより、不正侵入を防止し、施設のセキュリティを強化することが可能です。また、企業ネットワークやコンピューターシステムにアクセスする際にも、認証端末を使用されることがあります。

4. 医療

医療の情報は、個人情報を含むことが多いです。したがって、患者の健康情報や医療記録にアクセスするためには、認証端末を使用してセキュリティを確保します。これにより、患者のプライバシーを強固に保護することが可能です。

認証端末の原理

認証端末はユーザーの身元を確認し、システムへのアクセスを制御するためのデバイスです。知識認証や生体認証によって、身元確認を実施します。

知識認証はユーザーが知っている情報を入力することで認証する方式です。パスワードやPINコードの入力がこれに当たります。入力した文字・数字が正しい場合にのみ、ユーザーはアクセスを許可される仕組みです。

生体認証は ユーザーの身体的特徴を用いて認証する方式です。セキュリティ性能も強固であり、ユーザーの使い勝手が高い製品が多いです。生体センサーが内蔵されており、遠隔に配置したデータベースと照合される仕組みを採用した機器もあります。

また、複数認証を組み合わせることで、セキュリティ強度を高めることも可能です。これにより、単一の認証手段が破られても不正アクセスを防げます。

認証端末の選び方

認証端末を選定する際は、以下のような要素を考慮することが重要です。

1. セキュリティ

端末の認証方式が、求められるセキュリティ要件に合致していること確認します。高いセキュリティが求められる場合は、多要素認証をサポートする端末を選ぶことも検討します。通信データや認証情報が暗号化されていることも重要です。

2. インターフェイス

ユーザーが直感的に操作できる端末を選ぶことで、サポートのコストを削減できます。指紋認証は一般的に簡単で迅速ですが、カードリーダーも広く使用されています。認証の速度が業務に影響を与える場合、速い認証を提供する端末を選ぶことも重要です。

3. 互換性

既存のセキュリティシステムやITインフラと統合できることも確認する必要があります。企業のID管理システムと連携する場合などがその一例です。業界標準や規格に準拠している端末を選ぶと、他のシステムとの互換性が確保できます。

4. コスト

端末の購入価格だけでなく、設置や設定にかかる費用も考慮します。メンテナンスやソフトウェアのアップデート及び消耗品などの運用コストを全体的に評価します。例えば、カードリーダー方式などの場合には、カードが消耗品に当たります。

監修:株式会社フジエナジー

フォークリフトバッテリーとは

フォークリフトバッテリーとは、電気で動くバッテリー式フォークリフトとエンジン式フォークリフトに使用されるバッテリーです。

バッテリー式フォークリフトは、モーターを動力として電気で動きます。ガソリンで動くエンジン式のフォークリフトに比べてランニングコストが低いという特徴があります。

フォークリフトバッテリーの使用用途

フォークリフトバッテリーは、電気で動くバッテリー式フォークリフトとエンジン式フォークリフトに使用されています。

バッテリー式フォークリフトは、フォークリフトバッテリーシステムに溜め込んだ電気で動くためエンジン式と異なり排気が出ないことから、特に室内での使用に適しています。また、騒音が少なくなるため、住宅街など、騒音への配慮が必要な現場で使用されることも多いです。エンジン式よりも小回りがきくため、取り回し良く作業を行うことが可能です。燃費が良いため、コストダウンの観点から導入されることもあります。

エンジン式フォークリフトはエンジンを始動するバッテリーを使用します。エンジン始動のため、バッテリーサイズはバッテリー式フォークリフトより小さく、自動車バッテリーと同じくらいのサイズです。

フォークリフトバッテリーの原理

1. 概要

フォークリフトバッテリーは、通常の充電池と同様、充電の際に電気エネルギーを化学エネルギーとして蓄え、蓄えた化学エネルギーを電気エネルギーとして放電し、こうした充放電サイクルを繰り返すことができます。

エンジン式フォークリフトとの比較では、バッテリーフォークリフトは基本的に燃費が良いため、コストが低くなる傾向にあります。また、バッテリー式フォークリフトはエンジン式フォークリフトに比べて比較的車体の全長が短く、狭い場所での作業に適しています。一方、バッテリーフォークリフトは、連続稼働時間が短くなりがちであり、また、充電にある程度の時間を要するという点がデメリットです。

2. メンテナンス

フォークリフトバッテリーは二次電池であることから、定期的なメンテナンスを必要とします。

最も基本的なメンテナンスは、バッテリー液（精製水）の定期的な補充です。電解液は、毎回充電前と後に点検する必要があります。特に夏場や、作業環境によって高温な場所、寿命末期のバッテリーでは、頻繁なバッテリー液面チェックが必要です。

日常の取扱いでは、過放電防止、過充電防止に気をつける必要があります。すなわち電圧が全容量の20％以下にならないように充電を行い、充電時は電解液温度が50℃を超えないように注意することが必要です。充電は電圧残量が全容量の30～35％になった時に一度に行うことが適切です。放電後に充電を行わず放置をした場合、バッテリー内のマイナス極板にサルフェーション（結晶物質）が付着し、バッテリーの電気の流れを阻害します。サルフェーションは通常充電で液中に溶けますが、放置期間が長いバッテリーはサルフェーションが固着化し、充電では液中に溶かすことができずにバッテリーの寿命を迎える結果となります。放電後は必ずこまめに充電を行うようにしてください。

フォークリフトバッテリーの種類

フォークリフトバッテリーの種類には主にリチウムイオン電池と鉛蓄電池があります。更にそれぞれの種類の中でも様々な製品があります。

1. 鉛蓄電池

鉛蓄電池 (鉛バッテリー) は正極に二酸化鉛、負極に鉛を使用しており、電解液として希硫酸を用いています。正極・負極の双方から電解液中に硫酸イオンが移動することで充電され、電解液中の硫酸イオンが正極・負極の双方に移動することで放電を行う仕組みです。

一般的に鉛蓄電池はリチウムイオン電池と比較し安価で提供されています。運用期間中はバッテリーメンテナンス、単セル交換や電解液補充などのランニングコストがかかります。一般的に充電時間は8〜10時間程度、稼働時間は4〜5時間程度です。一般的に寿命はサイクル数で表すことが多いです。以下写真参照

現在、市場では2種類の鉛蓄電池がフォークリフトバッテリーで使用されています。

①鉛溶接式：従来のバッテリーセル同士を鉛棒でガス溶接を行い、バッテリーシステムをくみ上げる方式です。バッテリー単セルの交換の際にはディーラーまたはガス溶接の熟練者による作業が必要です。以下写真参照

②ボルトコード接続式：欧米で主流のボルトコード接続式はバッテリーセル同士をボルトとコードで接続してバッテリーシステムをくみ上げる方式です。従来の鉛溶接式と異なり、バッテリー単セル交換の際にはディーラーまたはガス溶接の熟練者による作業が不要なため、容易に補修が可能です。ケーブル接続のため、振動が大きい現場などでは溶接棒の亀裂や破損の心配がありません。以下写真参照

2. リチウムイオン電池

リチウムイオン電池 (リチウムイオンバッテリー) は、正極にリチウム含有金属酸化物、負極に炭素系素材、電解液は有機電解液が使用されます。充電時には正極側にあるリチウムイオンが、電解液を通って負極側に移動し、放電時には負極に蓄えられていたリチウムイオンが正極に向かって移動することで電流が流れる仕組みです。フォークリフトバッテリー用では安全性の高いリン酸鉄リチウムイオン電池が多く採用されています。

リチウムイオン電池は、一般的に充電時間は1〜2時間程度、稼働時間は10時間以上、耐用年数は10〜15年です。価格は鉛蓄電池より高いものの、鉛蓄電池よりも寿命が長く買い替えの回数が少なくなるため、長期的にはコストが低くなります。また、鉛蓄電池で必要なバッテリーの補水作業も不要であり、充電時間が短いことからスペアバッテリーの用意も不要です。

本記事はフォークリフトバッテリーを製造・販売する株式会社フジエナジー様に監修を頂きました。

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監修:株式会社フジエナジー

UPSバッテリーとは

UPSバッテリーとは、停電などにより電源障害が生じた際に負荷機器に電力を供給するUPS (無停電電源装置) に使用するバッテリーです。

UPSバッテリーは、停電時に負荷機器に送れるよう、電気を貯めておくバッテリーです。普段はコンバータの電力を用いて充電されており、商用電力が遮断された場合にインバータへ電力を給電します。UPS無停電電源装置用のバッテリーの主な種類には、リチウムイオン電池と鉛蓄電池とがあり、鉛蓄電池にはさらにMSE型とUPS専用型の2種類があります。

UPSバッテリーの使用用途

UPSバッテリーは、UPS (無停電電源装置) において電気を蓄える目的で使用されます。

UPS無停電電源装置は、停電などにより電源障害が生じた際に一定時間だけ電力を供給する目的で使用されます。コンピュータなどの電子機器は突発的に停電すると、故障したり内部データが消えたりする危険があります。UPSを接続することで、電源トラブル時にデータを保護したり、電子機器を安全にシャットダウンしたりするのに要する時間の電力を供給することができます。

以下はUPSが使用される機器・用途の例です。

• パソコン、OA機器
• ネットワーク機器、サーバー、データセンター
• 店舗におけるPOS端末や顧客情報端末
• 防犯・防災関連機器、監視カメラ、信号機
• 金融: 運営サイトや金融システム、及びATM端末やオンライン端末
• 放送機器や電装機器
• 医療現場：医療機器、手術室や集中治療室など

UPSバッテリーの原理

UPSバッテリーは電気を蓄えておき、停電時にUPSより各機器に電気を供給するために使用されます。UPSの給電方式には下記のようなものがあります。

• 常時商用給電方式: 通常は交流入力をそのままスルーで出力し、電源から給電が途絶えて停電や過電圧を感知した瞬間にバッテリからのインバータ給電に切り替える
• ラインインタラクティブ給電方式: 通常時は交流入力をスルー出力し、一定範囲内の電圧変動にはトランスのタップ切り替えで対応し、停電や一定以上の変動に対してはインバータ給電に切り替える
• 常時インバーター給電方式: 交流入力をいったん直流に変換し、常にバッテリーを充電しながらインバータによって安定した交流に再変換し、電力を供給する

バッテリーの日常的な保守としては 外形、周囲温度、測定電圧などの管理などを行うことが必要です。通常、UPSバッテリーを使用する際の推奨環境温度は20℃～25℃です。メーカー公表の期待寿命値は基本的に上記の理想的な環境下でのフロート寿命期間となり、実際の運用下での寿命ではありません。寿命がメーカー公表値より短い原因としては、環境温度が高い、放電が多い (停電が多い) 、設置したバッテリー間の隙間がない、負荷が大きいなどが考えられます。バッテリー寿命が短いと感じる場合は、環境や設置場所の改善も対応策の一つです。

UPSバッテリーの種類

UPSバッテリーには鉛蓄電池、リチウムイオン電池などの種類があり、更にそれぞれの種類の中でも様々な製品があります。

1. 鉛蓄電池

鉛蓄電池は、UPSで使用される最も一般的な電池です。正極に二酸化鉛、負極に海綿状の鉛を使用しており、電解液として希硫酸を用いています。正極・負極の双方から電解液中に硫酸イオンが移動することで充電され、電解液中の硫酸イオンが正極・負極の双方に移動することで放電を行う仕組みです。

UPSで使用される鉛蓄電池には、MSE型と通常AGM型と純度の高いピュア鉛ACM型のUPS専用とがあります。MSE型は一般的に容量50〜3000Ahであり、UPS専用型は容量50, 100, 150, 200, 300Ahなどです。UPS専用型に使用されるバッテリーは、FVHと呼ばれる高率放電タイプです。寿命は、通常のMSE型で2～7年、長寿命型MSE型で9〜12年、UPS専用型で7～9年程度となっています。 (現在はバッテリー設置個所の省スペース化に伴い、MSE型とFVH型は通常AGM型とピュア鉛AGM型へ移行しています。)

通常AGM型は価格が比較的安価で汎用性の高いバッテリーで、9Ah～200Ahまでの幅広い容量範囲があります。大型UPS用バッテリーのキャビネットに収納が容易なサイズ設計となっています。

世界で3社でしか製造していないピュア鉛AGM型は、従来の通常鉛蓄電池と比較すると高いエネルギー密度と出力性能を併せ持っています。ピュア鉛を使用することにより1Cでの充放電が可能となり、バックアップの際に瞬時に大きな電気を流すことで、次の停電に備えた早期の充電を実現します。大型UPS用バッテリーのキャビネットに収納が容易なサイズ設計となっています。

2. リチウムイオン電池

リチウムイオン電池は、鉛蓄電池と比べて、はるかに小型で軽量です。一般的に、鉛蓄電池の約45%の重量とされます。

鉛蓄電池よりもより高いエネルギー密度を持つ上に、より長いサイクルライフを提供します。また、リチウムイオン電池は、最大で充放電サイクルが鉛蓄電池の10倍であり、寿命も8〜10年と最大で通常のMSE型鉛蓄電池の3倍長持ちします。メンテナンスの手間や交換頻度が大幅に少なくなります。

本記事はUPSバッテリーを製造・販売する株式会社フジエナジー様に監修を頂きました。

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監修:株式会社フジエナジー

フォークリフトタイヤとは

フォークリフトタイヤとは、フォークリフトで使用されているタイヤです。

フォークリフトは様々な荷物の積み下ろし作業や運搬に使用される搬送用車両です。フォークリフトの車両にはカウンター式とリーチ式などの種類があり、適切なフォークリフトタイヤが取り付けられます。フォークリフトタイヤは2tを超えることもあるフォークリフトの許容荷重にも耐えられるよう設計されています。　安全なフォークリフトの走行のためには適切なフォークリフトタイヤの交換・メンテナンスが必要です。

フォークリフトタイヤの使用用途

フォークリフトタイヤは、フォークリフトを走行させるために使用されます。フォークリフトは工場や物流倉庫で荷役作業の効率化のために用いられている搬送用車両です。フォークリフトを運搬に用いることで重量の大きな荷物を迅速に移動することが可能です。

フォークリフトタイヤは使用することで徐々に薄くなっていくため、適切な時期に交換することが推奨されています。

フォークリフトタイヤの原理

フォークリフトの車両には、座って搭乗する「カウンター式」と立って搭乗する「リーチ式」との2種類があります。

リーチ式フォークリフトは、3種類のタイヤから構成されています。

・ドライブタイヤ: 後部左側に取り付けられる駆動輪
・キャスタータイヤ：後部右側に取り付けられる補助タイヤ
・ロードタイヤ：前方の左右に1つずつついているタイヤ

カウンター式フォークリフトは、自動車と同様に前・後輪合わせて4輪から構成されます。一般的に、カウンター式の方がリーチ式よりもタイヤの強度が高い場合が多いです。

フォークリフトタイヤの種類

1. 概要

前述の通り、フォークリフトにはリーチ式とカウンター式があり、それぞれで使用されるタイヤの種類が異なります。また、タイヤサイズなども製品によって異なるため、車体にあったものを選択することが必要です。

2. リーチ式フォークリフト用タイヤ

リーチ式フォークリフトで使用されるタイヤには、ウレタンタイヤと黒ゴムタイヤがあります。

ウレタンタイヤは、耐摩耗性や耐荷重能力に優れ、ゴムよりも長寿命で路面にタイヤ跡が目立ちません。

黒ゴムタイヤはウレタンよりも低コストで、グリップ力に優れているため滑りやすい路面でも使用可能です。タイヤ痕が目立ちにくいカラーのバリエーションもあるため、食品加工や薬品、自動車工場でも多く採用されている特徴があります。

一般的な用途としては、倉庫内などの清浄な路面を走行する場合に特にウレタンタイヤが適しており、倉庫外などの滑りやすい路面も走行する場合は黒ゴムタイヤが適しているとされます。

3. カウンター式フォークリフト用タイヤ

カウンター式フォークリフトのタイヤには、主に

• エアータイヤ
• ノーパンクタイヤ
• エアボスタイヤ

の3種類のタイヤがあります。

エアータイヤは、比較的、金額が安いことから比較的標準的に使用されるタイヤです。軽く弾力性が高いタイヤであるため、運転時の乗り心地が良く、交換する際も持ち上げるのが楽です。一方で、パンクの恐れがあることはデメリットであり、空気圧の調整等メンテナンスも必要です。

ノーパンクタイヤは、タイヤ内部まで全体がゴムで作られているタイヤです。タイヤの内部に空気が入っていないため、タイヤがパンクする心配がなく、空気圧調整のメンテナンス作業も不要です。一般的にエアータイヤに比べて長持ちします。タイヤの溝が減るとスリップしやすい点には注意が必要です。

エアボスタイヤは、ノーパンクタイヤのように内部までがゴムで作られているものの、側面に穴を開けることで衝撃吸収や軽量化が図られているタイヤです。全体的に高価であることが多い一方、ノーパンクタイヤの実用性とエアータイヤの乗り心地の良さを併せ持つタイヤです。

路面状況が悪い場合や走行距離が長い場合などは、クッション性が高く乗り心地の良いエアータイヤが推奨されます。また、くぎや金属片などパンクしやすい物が路面に落ちている場合がある現場では、ノーパンクタイヤやエアボスタイヤが適切です。

本記事はフォークリフトタイヤを製造・販売する株式会社フジエナジー様に監修を頂きました。

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