]aPMaudiser evisserpmoC]VH]aPG[ssendrahnoitatnedn[sserts lmμ[ htped raeW ■■■■■■図5 圧縮残留応力と硬さ■■■■■■■■■■■■■■図6■硬さの深さ方向分析 ■CoCr合金は脊柱矯正ロッド以外にも，人工関節などでも用いられる材料である．また，ロッドの固定部でも，摩耗が問題になる．LP処理により，残留応力の付与とともに硬さも大きく向上したことから，耐摩耗性についても評価を実施した． 図7■SRV試験後の摩耗深さおよび摩耗幅 図7にレーザ顕微鏡で測定した，摩耗長さおよび深さの結果を示す．摩耗痕の最大深さは約20％，摩耗幅は約10%の減少が観察され，LPにより耐摩耗性が向上することを明らかにした． 0 I0 65]4 [ ssendrah srekciV47046045044043042041040050Pulse energy[mJ]100150200250120011001000900800700600256.55.54.55006.76.56.36.15.95.75.55.35.15075100125Depth[μm]520540560Wear width [μm]150175200as preparedafter LP580600after LP 2as-preparedを有すると判断した． ■・■■耐摩耗性 耐摩耗性は，振動摩擦摩耗試験機（SRV）により行った．SRVでは，球形のプローブに荷重を印加し基板に接触させた状態で高速に直線往復運動を行う装置である．本研究では，体内を模擬し，生理食塩水内で試験した．また，プローブ材料にアルミナ球を用い，基板を評価対象のCoCr合金とした．面圧275 MPa，振動振幅1 mm，20 Hzで1200 sの摺動を行った後，摩耗痕をレーザ顕微鏡により評価した．評価は，硬さが約50 HV向上した200 mJで10回のLPを実施した試料と，参照として未改質試料を用いた． ■・■■三点曲げ疲労試験■■三点曲げ疲労試験は，上述の通り，丸棒の表面をワイヤ200 mJ，10回走査でLPを行った表面の深さ方向分析の結果を，図6に示す．表面から深さ10 m程度までで急激に硬さは低下しているが，その後は硬さの変化は緩やかである．今回分析した最大深さである200 mの時点でも，母材よりも高硬度を維持していることを明らかにした．この結果から，本手法では数百mにわたって効果層が得られることが示唆された． 放電加工により平面化した試料で実施した．LPは荷重印加部の反対面に施した．これは，三点曲げでは印加部の裏側に引張応力がはたらき，疲労破壊の起点となることを抑制するためである．LP条件は200 mJ，6回とした．また，荷重は正弦波で与え，はりに働く曲げ応力の最大値が引張強さの80％程度となるように荷重を設定した．応力比を0.1とし，周波数10 Hzで実験を行った． ■LP未処理の試料と処理後の試料でそれぞれ実験したところ，疲労寿命は約60％向上がみられた．この結果から，LPによりCoCrの疲労寿命向上が可能であることを明らかにした． ■・■■湾曲ロッド疲労試験■■次に，実際の脊柱固定の状況を模擬し，湾曲ロッドに対− 349 −
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