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素形材産業技術表彰

素形材産業技術表彰一覧              (敬称略・順不同)

平成23年度 第27回素形材産業技術賞表彰

経済産業大臣賞 「電気自動車用大型リチウムイオン電池ケースの高効率プレス成形技術の開発」
開発代表者
  • 久野金属工業株式会社 久野 修 殿
共同開発者
  • 久野金属工業株式会社 久野 功雄 殿・岩尾 潔 殿・福安 雄一 殿・水谷 豊 殿

<技術概要説明>
本開発技術は電気自動車用大型リチウムイオン電池ケース(175x45x100mm)を、従来の1/10 のコストで量産を可能にするものである。電気自動車用電池の大容量化が望まれているが、要求強度を満たす大型角電池ケースの成形は、高強度SUS 材の加工が難しく、低コストでの量産化が困難であった。本開発により、SUS430 材の深角絞り加工による大型電池ケースの順送プレス技術を確立して低コスト化を達成した。
高精度な圧力コントロールが可能なCLD(クッションレスダイ)金型、ワレ不良低減と加工速度アップを図る素材流入制御、最適モーションコントロールが可能な超高剛性順送サーボプレス等について技術開発を行った。従来の多工程のプレス加工に比べ、工数削減、材料費低減、生産性向上、不良率低減を実現した。
現在、電気自動車の電池ケースとして月産20万個生産されており、さらに生産拡大が予定されている。今後は、ハイブリッド自動車用電池、太陽光や風力発電用の蓄電池への適用など幅広い用途への活用が期待される。
中小企業庁長官賞 「プリハードン鋳鉄・鋳鋼の開発と実用化」
開発代表者
  • 有限会社渡辺鋳造所 渡辺 利隆 殿
共同開発者
  • 有限会社渡辺鋳造所 石井 和夫 殿・渡辺 隆介 殿・渋谷 宇一郎 殿・悪原 正敏 殿・山口 友広 殿

<技術概要説明>
鋳物では硬度不良扱いだったマルテンサイト変態を、逆転的発想で耐摩耗性等が優れる高硬度素材に活用する技術である。Ni、Mn 等の化学組成領域を制御して、深冷(サブゼロ)処理のみでマルテンサイト組織に変態し、焼戻し処理による硬さ制御が可能なプリハードン鋳鉄及びプリハードン鋳鋼を開発した。いずれも、高温からの焼入れ処理が不要であること、並びに肉厚感受性の小さいことが大きな特長であり、プリハードン鋳鉄は球状黒鉛鋳鉄以上の、鋳鋼はプリハードン鋼と同等の優れた特性を有する。

プリハードン鋳鉄は、高い耐摩耗性が要求されるマシンルームレスエレベータのシーブ(綱車)やプレス機用カムユニットに使用されている。プリハードン鋳鋼は、プラスチック射出成形用金型材として利用され、さらにダイカスト用金型材への展開が見込まれている。形状自由度が高いという鋳物の特性を活かし、金型に温調配管を鋳ぐるむことが可能で、ハイサイクル化(30%程度)、不良率の低減等が可能になる。
経済産業省製造産業局長賞 「浮動中間型を用いたアルミニウムのプレス鋳造技術の開発」
開発代表者
  • 株式会社木村工業 木村 剛 殿
共同開発者
  • 株式会社木村工業 佐藤 正美 殿・藤井 敬義 殿・津田 充晴 殿
  • 広島県立総合技術研究所 西部工業技術センター 府山 伸行 殿・寺山 朗 殿・藤井 敏男 殿

<技術概要説明>
高生産効率と高品質を実現する、プレス技術と融合した画期的なアルミニウム高圧鋳造装置を開発した。縦型プレス機内に浮動する中間型を持つ3分割の金型を組み込み、型締め動作を利用して溶湯の自然な流れを作り出し、ピストンで加圧するシンプルな機構で、ガス巻込みや鋳巣の発生抑制が可能で、コストパフォーマンスにも優れる。

サーボモータと油圧のハイブリッド加圧機構により、キャビティへの低速層流充填、加圧パターンの任意設定を可能にした。また、中間型押し上げシリンダで、キャビティ充填速度と真空引き速度を同期化する真空減圧成形のため、真空ポンプを要さない。

ダイカストと同等のサイクルタイム(約40sec)で、取り数2倍を実現するとともに、鋳巣欠陥を低減し、強度および伸びのバラつきを1/3以下にするなど品質信頼性を高めた。薄肉平板形状に厚肉配管取り付け部を持つ自動車用油圧部品の量産を開始し、従来の鉄溶接製品と比べ大幅な軽量化と低コスト化を実現した。軽量化、高強度部品への適用拡大と、鋳造装置の普及が期待される。
財団法人素形材センター会長賞 「複合成形金型と金型制御装置を用いた1サイクル2部品同時成形技術の開発」
開発代表者
  • ホンダエンジニアリング株式会社 佐々木 静哉 殿
共同開発者
  • ホンダエンジニアリング株式会社 児玉 彰 殿・加藤 育男 殿・西田 雅烈 殿・二見 豊 殿 橋本 健 殿

<技術概要説明>
スクーターなどの内蔵燃料タンクはアッパーパネル、ロアパネルと呼ばれる2部品で構成されている。通常各部品は、ドロー(絞り)・トリム・ピアス(穴明け)・リスト(曲げ)などの工程を3工程に振分けて成形を行う。本開発技術はそれらを1工程に集約し、省スペース化することで1サイクル2部品取りを可能にする技術である。

現在、量産に使用するプレス機は3工程1部品毎の生産を前提に導入している。1工程化による1サイクル2部品取りを実現するには、プレスエネルギーの観点から大きなプレス機を導入する必要があった。そこで、小さなプレス機でも成形可能となる、成形中の余分なエネルギーを削減できる複合成形用の金型と金型制御用の汎用装置を開発し、1サイクル2部品取りを実現させた。

この技術は、コスト低減・生産性を向上すると共に、エネルギー・CO2を約40%削減できる環境に配慮した技術である。
財団法人素形材センター会長賞 「複雑立体形状精密部品の順送プレス・自動積層組立ラインの開発 」
開発代表者
  • 太陽工業株式会社 小林 信彦 殿
共同開発者
  • 太陽工業株式会社 植松 安彦 殿・守矢 正芳 殿・木村 憲市 殿・小平 裕也 殿

<技術概要説明>
スマートフォン等のジョグボールのコア部品である、イガグリ形状の超精密部品を、4部品に分割して成形した後、組立てて製造する技術を開発した。順送プレス加工で異形状の4部品を成形し、4部品がコイル材に付いた状態で洗浄後、材料送り方向に対して材料幅方向に移動するパンチ・圧入ダイで順次、組込む。従来の手作業における部品の脱落、斜め圧入等の問題は、画像センサーと位置センサーの検知によって解決し、高精度化と歩留まり向上を実現した。

複雑立体形状の4部品を同一型内で作製し、洗浄、自動積層組立まで を行う順送一貫ラインにより、従来の手作業に比べ、高精度複雑形状部品 の生産性が60倍に向上するとともに、省力化、低コスト化が図られた。 切削加工等によらざるを得なかった高精密な複雑立体形状部品を高効率 生産する技術、及び異材質・材厚の部品をライン内で組立てる技術への 展開が期待される。
財団法人素形材センター会長賞 「高耐久性ハイテンプレス成形金型用表面処理技術の開発」
開発代表者
  • 株式会社神戸製鋼所 久本 淳 殿
共同開発者
  • 株式会社神戸製鋼所 山本 兼司 殿・熊切 正 殿・尾崎 勝彦  殿
  • 日本高周波鋼業株式会社 菓子 貴晴 殿
  • 株式会社カムス 高沢 友康 殿

<技術概要説明>
自動車軽量化に対応し高強度鋼板の使用が拡大する中、590~780MPa級以上の冷間プレス成形では金型損傷が早期に発生し、生産性低下・コスト増が課題となっていた。
金型損傷機構を解明するとともに、熱歪の影響が小さいAIP(Arc Ion Plating)による高耐久性表面処理技術を開発した。AIPによるコーティング膜は、高耐酸化性と高硬度を兼備させ、母材との密着性を向上させる2層構造として、高面圧下での高耐久性を実現した。皮膜処理温度は400~450℃と低いため、金型熱歪みを低減でき、仕上げ工程を削減可能で、短納期、コスト低減、省エネルギーに貢献する。
足廻り部品とシャシー部品のハイテン鋼板プレス用金型に採用され、従前比約10倍の安定寿命が確認されている。ハイテン鋼板の適用拡大において金型長寿命化に貢献すると期待される。
奨励賞(5件)
開発技術名:精密金型用高機能成膜技術の開発
開発代表者:ナノテック株式会社 中森 秀樹 殿
共同開発者:ナノテック株式会社 平塚 傑工 殿

開発技術名:三相誘導モータ用純銅ロータのダイカスト技術の開発
開発代表者:株式会社明石合銅 明石 隆史 殿
共同開発者:株式会社明石合銅 小杉 良一 殿・牧野 一樹 殿

開発技術名:ハイサイクル成形に対応した高性能ダイカスト金型材料の開発
開発代表者:日立金属株式会社 山口 基 殿
共同開発者:日立金属株式会社 片岡 公太 殿・中津 英司 殿・長澤 政幸 殿・田村 庸 殿

開発技術名:ダイカスト用内蔵型真空バルブの開発
開発代表者:リョービ株式会社 喜多村 光朗 殿
共同開発者:リョービ株式会社 水草 康行 殿・今川 洋一 殿・田尾 大輔 殿

開発技術名:半凝固アルミ鍛造製法による肉厚変化を有する容器成形技術の開発
開発代表者:合志技研工業株式会社 山田 敏雄 殿
共同開発者:合志技研工業株式会社 本多 利光 殿・佐々木 勉 殿・松尾 司 殿/住友電工ファインポリマー株式会社 羽深 正弘 殿/魚岸精機工業株式会社 山崎 信洋 殿

平成22年度 第26回素形材産業技術表彰

経済産業大臣賞 「高機能・低コスト自動車用高精度サイクロイド減速ギヤの開発」
開発代表者
  • 株式会社サイベックコーポレーション 大久保 匡浩
共同開発者
  • 株式会社サイベックコーポレーション 平林 健吾・笹川 淳・長田 直樹・田中 謙一・白鳥 達也

<技術概要説明>
自動車の低燃費・電動化が進行する中で、モーターを小型化する動きが活発化してきており、小型のモーターから大トルクを得るために、コンパクトで高い減速比が得られるサイクロイド減速機が用いられているが、従来のサイクロイド減速機のギヤは切削加工により歯形を加工しているため高価なものとなっている。本開発では、厚鋼板からの冷間鍛造順送プレス加工により、立体形状の高精度サイクロイドギヤの成形技術を確立し、サイクロイドギヤの加工時間短縮と低コスト化を実現した。開発内容は、①プレスステージ間での応力影響が少ない工程設計、②ギヤ面粗度を向上させるための工法開発、③立体形状成形するための金型部品の加工技術の確立である。現在、自動車のエンジンのバルブ制御用減速機のギヤとして搭載されており、減速機の軽量化、高効率化に貢献している。今後、電気自動車の量産化が加速するとともに、自動車駆動系への適用も考えられることから、本開発ギヤの適用範囲は広がるものと期待できる。
中小企業庁長官賞 「シングルバー片手フィンガー三次元高速サーボトランスファー装置の開発」
開発代表者
  • 型研精工株式会社 濵田 一男
共同開発者
  • 型研精工株式会社 橋本 政吉・五十嵐 勉

<技術概要説明>
金属プレス加工製品の製造に多く採用されている順送プレスには、材料歩留まりが低いという問題がある。一方、トランスファープレスは材料歩留まりが高く、材料費の削減による低コスト化に資する優れた加工法である。しかし、従来のトランスファー装置は、加工スピードが20~30spm と遅く、大型で専用機械化しており、高価であるため、普及していなかった。

本開発技術は、トランスファー送り装置について①構造のシンプル化、小型化、フィードバーを一本且つ極力短くし、軽量化を図って加工スピード100spm を達成、②コンパクト化し、プレス機械から完全に分離し、既存の汎用プレス機械や、金型に装着可能とした。③製品を掴んで運ぶフィンガーは、抜き、曲げ、絞り製品等あらゆる製品の安定保持を実現した。さらに従来機より低価格化を実現した。

本装置の開発は、材料歩留り20~30%向上による使用材料の削減と共に、高精度製品の高速生産、低コスト化を実現するトランスファープレス加工の普及に大いに貢献する。



経済産業省製造産業局長賞 「車載リアクトルコア用高密度・低損失圧粉磁心の開発」
開発代表者
  • トヨタ自動車株式会社 杉山 昌揮
共同開発者
  • トヨタ自動車株式会社 山口 登士也・大河内 智 岸本 秀史
  • 株式会社豊田中央研究所 服部 毅
  • 大同特殊鋼株式会社 齊藤 貴伸

<技術概要説明>
従来の圧粉磁心では達成困難とされていた電磁鋼板磁心レベルの磁気特性(鉄損、磁束密度)を実現する製造技術を開発し、ハイブリッド自動車の昇圧システムに搭載される圧粉磁心製リアクトルの量産化に世界で初めて成功した。

原料粉末の形状制御技術及び粉末表面への高耐熱絶縁コーティング技術による低鉄損化(約40%)及び粉末の高密度成形技術による高磁束密度化(約35%)を達成。さらに、圧粉磁心製リアクトルの製品化の大きな課題であったコアの歪振幅による振動騒音に対して、コアから車体への振動伝達を遮断する製品構造を新たに採用し、従来モデル以上の静粛性を確保することに成功した。以上により、電磁鋼板製コアからの代替が可能となり、コア製造工程数削減(6⇒2 工程)及びネットシェイプ化による画期的な素形材コスト低減(従来比 約1/3)を実現した。本技術はハイブリッド自動車、電気自動車等の電磁気ユニット部品(モータ等)への適用拡大が期待される。
財団法人素形材センター会長賞(6件) 「プレス成形法による二重管式エキゾーストマニホールドの開発」
開発代表者
  • 株式会社住友金属直江津 渋谷将行
共同開発者
  • トヨタ自動車株式会社 五十嵐昌夫・若松 仁
  • 株式会社三五 岡田 登
  • 住友金属工業株式会社 中澤 嘉明・西山 佳孝

<技術概要説明>
二重管構造をした自動車のエキゾーストマニホールド(エキマニ)の内管に、難加工性ながら耐熱性に優れるステンレス鋼板を適用することにより、部品の薄肉-軽量化と排気ガスの清浄化を達成した。 この鋼板は火力発電設備の高温構造部材として開発された高性能な耐熱合金だが、高強度の難加工材のため、複雑なプレス成形が要求されるエキマニには採用することができなかった。

本開発では、数値解析を駆使して、形状及び成形を最適化したプレス加工法を開発することにより、エキマニへの適用を実現した。

これにより、従来の耐久性を維持したまま25%の薄肉化を達成した。さらに、エキマニの熱容量の低減は、冷間始動直後に排出される排気ガスの清浄化に大きく貢献した。エキマニへの高耐熱ステンレス鋼板の適用は、燃料消費効率の改善のために上昇する排気ガス温度への対応を可能とし、自動車の環境性能向上への寄与が期待される。
「薄肉大型車体構造部品用マグネシウムダイカスト技術の開発」
開発代表者
  • ヤマハ発動機株式会社 小池俊勝
共同開発者
  • ヤマハ発動機株式会社 稲波 純一・鈴木 敦・塚本 健二・鈴木 貴晴

<技術概要説明>
高真空ダイカスト鋳造技術と溶湯管理技術、高耐食表面処理技術を新たに開発し、従来は不可能であった薄肉(2mm)、大型(1m)、高強度(比強度アルミ比120%)かつ外装に適用可能な耐食性を兼ね備えたマグネシウムダイカスト技術を開発し、量産二輪車の車体部品に実用化した。

マグネシウムは実用合金中で最も比重が軽く、資源も豊富に存在することから、輸送機器業界においても次世代の素材として期待されている。従来は、車体部品に高真空アルミニウムダイカスト技術により製造した高品質な薄肉大型鋳物を積極的に採用してきたが、本開発ではマグネシウムを採用した。従来の設計・製造技術をマグネシウムの特性に合わせて最適化するとともに、湯回りを向上させる鋳造技術、耐食性を確保する溶湯の成分管理技術と表面処理技術を新たに開発し、溶解から鋳造、表面処理に至るまで一貫で取り組んだ。2008年に量産モーターサイクルのリアフレームに実用化した。

今後は、自動車を含めた量産輸送機器の機能(軽量化・コスト)と環境性能(燃費・リサイクル性)を高いレベルで両立させる技術として広い適用が期待できる。
「ダイカスト製品の鋳造不良を低減する金型ディンプル加工技術の開発」
開発代表者
  • 新東工業株式会社 平野雅雄
共同開発者
  • 新東工業株式会社 堀部 喜学
  • 美濃工業株式会社 大池 俊光・桃原 満紀
  • 水谷産業株式会社 吉田敏夫・森 義昭

<技術概要説明>
ダイカスト業界では「鋳造不良の発生による製造コストの増大」の解決が課題とされており、本開発ではダイカスト金型に最適な表面の形状を創生することで鋳造不良の低減に成功した。

本開発では、ダイカスト金型表面に複数の特殊なディンプルを形成する表面加工法を確立し、実際の鋳造を通して鋳造時に発生する「はがれ」、「湯じわ」、「焼付き」などの鋳造不良が約1/2 に低減されることを実証した。また副次的な効果として加工表面近傍には残留圧縮応力が付与されており、金型の耐ヒートクラック性の向上効果も確認された。

実用化した昨年12月から今年9月までに100社を超えるダイカスト企業に導入され、不良削減による製造コスト削減及びCO2 排出量の削減に大きく貢献している。
「急速加熱冷却を可能とするプラスチック成形用電鋳金型の開発」
開発代表者
  • 江南特殊産業株式会社 伊達日出登
共同開発者
  • 江南特殊産業株式会社 野田 泰義・大山 寛治

<技術概要説明>
微細形状の成形に適したニッケル電鋳のメリットを活かし、さらに進化させた射出成形金型MPM金型(Metald Piping Mold の略)を開発した。

金型構造は、射出成形金型のキャビティ側をニッケル電鋳で製作し、裏面に温調用配管をニッケル電鋳型裏面形状に沿わす形で一体化し、さらに金型強度を増すためにニッケル電鋳型裏面を特殊硬化コンクリートで金型を補強している。この金型は金型裏面の温調用配管に熱媒体を通すことにより約300℃までの加熱が可能である。急速加熱、急速冷却が可能で、成形サイクルを10%短縮し、成形した製品は、ウエルドレス、フローマークレス、塗装レスも可能である。

MPM金型は、従来型では困難なデザインである絞模様や微細模様の射出成形も可能になり、さらに難流動性(炭素繊維複合材料)の成形材料や薄肉製品の成形も可能である。MPM金型は、省エネルギー性に優れ、成形品は高品質化、薄肉軽量化、強剛性化を実現する新たな射出成形金型である。
「鋳鋼鋳物の焼着を防止する鋳型技術の開発」
開発代表者
  • 株式会社特殊製鋼所 土居 康純
共同開発者
  • 株式会社特殊製鋼所 井戸 啓彰
  • 伊藤忠セラテック株式会社 牧野 浩・村田 証一・安川 昇吾・中川 揮

<技術概要説明>
鋳鋼鋳物の製造過程において発生する主な鋳造欠陥として焼着欠陥が挙げられる。焼着欠陥が発生するとガウジング処理等の後加工処理が必要となるため、その低減が切望されている。一方、回収性に優れる球状人工砂は新たな鋳型材料として有望であるが、フランプロセスで用いる場合、焼着欠陥が発生しやすいという欠点があった。

本開発は、球状人工砂を用いたフラン鋳型に球状酸化鉄を添加することにより焼着欠陥を完全に防止するという鋳型技術開発である。

本開発により、大物鋳鋼鋳物の製造において、欠陥の大幅な削減を実現し、工数、コストの低減を実現した。
「連続溶融めっき鋼板製造ライン用大型セラミックスロールの開発」
開発代表者
  • 日立金属株式会社 濱吉 繁幸
共同開発者
  • 日立金属株式会社 小川 衛介・清水 健一郎
  • 国立大学法人九州工業大学 野田 尚昭
  • 独立行政法人産業技術総合研究所 岸 和司
  • 日新製鋼株式会社 古賀 慎一

<技術概要説明>
本技術は、鋼板の連続溶融めっきラインにおけるめっき浴中ロール(サポートロール、シンクロール)を オールセラミックスで製造、実用化するものである。
 従来のロールは、主にステンレス鋼に溶射したものであるが、高温環境下でのめっき浴との反応、鋼板や軸受との摺動によるロール損耗や肌荒れが発生するため、短期間でラインを停止し、ロールを交換する等、長期連続操業に耐える高信頼性と耐久性を十分満足するものではない。このロールをめっき浴との反応性が低く、耐摩耗性に優れるセラミックスにすることで、ロール寿命延長、鋼板の生産性向上・品質安定化、省エネ、省資源等の効果が期待できる。

本開発では、世界に先駆けて、構造用セラミックスとしては他に類を見ない超大型である浴中ロールのオールセラミックス化を試みた。その結果、サポートロールに加え、シンクロールの製造も可能となり、浴中ロールのオールセラミックス化を実現した。
奨励賞(3件)
開発技術名:ATV ホイール用高機能・低コスト生産技術の開発
開発代表者:ホンダエンジニアリング株式会社 児玉 彰
共同開発者:ホンダエンジニアリング株式会社 垣矢 信行・加藤 育男/株式会社本田技術研究所 半田 秋男・松林 幹政・内田 裕之

開発技術名:鍛造クランクシャフト自動形状検査システムの開発
開発代表者:日産自動車株式会社 飯塚 悟
共同開発者:日産自動車株式会社 塩飽 紀之・山下 寛・神田 和朗 斉藤 雅基・藤川 真一郎

開発技術名:鉄系焼結材用被削性改善添加剤の開発
開発代表者:株式会社神戸製鋼所 田中 浩之
共同開発者:株式会社神戸製鋼所 古田 智之・赤城 宣明・橋本 康宏

平成21年度 第25回素形材産業技術表彰

経済産業大臣賞 「ネジ部機械加工レス化を実現したアルミニウム合金ダイカスト技術の開発 」
開発代表者
  • 寿金属工業株式会社 久保 忠継
共同開発者
  • 寿金属工業株式会社 原田 雅行・古川 秀樹・平野 敬三・野畑 元亨

<技術概要説明>
オイル・フィルター容器は、繰り返し使用を可能とする為にネジ形状部が付加され、経済性の観点から、ネジ部を無切削のダイカスト鋳物で作る事が求められた。しかし、ダイカスト鋳造に用いられている水溶性離型剤では、早期に型ヒートクラックが発生してネジ部を無切削で作る事が難しい。このため金型への熱負荷の小さい極少量吹き油性離型剤で対応する事を検討し、本製品の開発課題である1.薄肉円筒部の凝固収縮割れ、2.ダイカスト鋳造に適した極少量吹き油性離型剤塗付、3.ネジ部型ヒートクラックに対して、鋳造因子、条件の影響を明らかにして課題を解決するとともに、技術確立をした。これらの開発成果は以下の通りである。

  1. 03年に技術確立後、09年4月までに客先にネジ部機械加工レスの本製品を約645万個納入して、高い評価を得ている。
  2. 離型剤メーカーと共同開発した極少量吹き油性離型剤が金型寿命の長寿命化と環境への改善効果が著しいことより、本油性離型剤を採用するメーカーも増えており、ダイカスト鋳造業界に貢献した。
  3. 本技術の開発成果は、ダイカスト鋳物素材のネジ部の切削レス化に留まらず、ネジ部以外の機械加工、仕上げ加工の削減に、今後寄与していくものと考えられる。
中小企業庁長官賞 「アルミニウムダイカストに代わる高度拡縮管加工技術の開発」
開発代表者
  • 國本工業株式会社 国本 幸孝
共同開発者
  • 國本工業株式会社 国本 裕樹・鈴木 義典・北島 英明

<技術概要説明>
本開発技術は、従来はダイカストで製造されプレス加工では製造不能とされていたオイルセパレートタンク等について、新たな金型技術と工程設計を取り入れ、パイプ素材の拡縮管加工技術によって量産化を可能にするとともに省エネルギーにも優れた技術である。本技術は以下の特徴を持つ。

材料を補充しながら内径を広げる拡管工法によるタンク容量の確保と、通路となる取り付け側を金型により縮管する工法を組み合わせ、写真に示したとおり金属パイプでありながら内径の最小径と最大径の比率が4倍を超えるパイプ加工技術を確立した。これにより、アルミダイカスト製品を単純なパイプ加工部品に置き換えることに成功した。

鋳造の場合は生産ロット数量が多く在庫量が増大するが、本技術では開発技術での生産ロット数は材料の購入数で設定できるため、1個流し生産が可能。(在庫ゼロの実現)
鋳物の場合は製造エネルギーが大なためCO2排出量が多いが、本技術は小型プレスで生産可能のため、製造エネルギーが小でCO2排出量が少ない。

鋳物の場合は湯口、セキ等の製品外部分があり、又ベンダー加工の場合は曲げ用つかみ代、曲げR間の中間直線部(約100㎜)が必要のため歩留まりが悪いが、本技術はプレスによる加工(成形、切断)のため、これらの部分が不要で歩留まりが良い。

従来技術は「鋳物+機械加工+組み立て」のように各工程が独立のためロット生産が多く、品質確保が困難であるが、本技術は「切断+プレス加工+成形」の各工程がプレス中心で構成されている為、「流れ生産」が実施可能であり、品質確保が容易。

以上のとおり総合評価として部品の信頼性向上およびコスト1/2の両立が実現した。
経済産業省製造産業局長賞 「分割型コア構造を用いた複雑形状部品の一体成形金型の開発」
開発代表者
  • 松田金型工業株式会社 松田 正雄
共同開発者
  • 松田金型工業株式会社 松田 雄一・下川 秀行・奥根 真次郎・横田 友彦・山田 利男

<技術概要説明>
当技術は、形状が複雑なため射出成形において金型からの離型が出来ない場合に備え、金型内に設けた特殊なスライド構造によって離型を可能にした金型技術で、従来は複数の成形部品を接着により製品化している部品を、一度の成形で複雑な形状を完成できるようにした。

この一体成形用金型の典型例が、複数のスライドを放射状に配置して効果を円形状に活かしたファンの金型で、アナログとデジタルの機構を併合させた金型である。この金型の設計に当たっては、耐久性、操作性や補修などのメンテナンス、金型の管理などに配慮した。

開発された金型による成形品は一体成形のため、強度、精度、軽量性に優れ、製作上の工数も少なく省エネ省資源に高い成果を上げている。このシステムは、高強度・高信頼性を実現したファンの一体成形に限らず他の複雑形状部品への応用が期待できる。
財団法人 素形材センター会長賞 「高真空ダイカスト製法を用いた耐熱高強度」
開発代表者
  • 株式会社本田技術研究所 谷畑 昭人
共同開発者
  • 株式会社本田技術研究所 小島 久育・古川 和也
  • 本田金属技術株式会社 遠藤 修・飯野 憲一
  • 日本軽金属株式会社 織田 和宏

<技術概要説明>
従来、自動車用ピストンは品質・コストの観点から重力鋳造が用いられてきたが、凝固速度が遅いため、アルミ合金中の添加元素増量による高強度化は限界に達しつつあった。

本開発では、(1)凝固速度の速いダイカストの採用、(2)高ニッケル含有新アルミ合金開発、(3)最新鋳造シミュレーションを用いた高品質化により、従来比1.5倍の高強度ピストンを1/3の鋳造サイクルタイムで製造する技術を確立した。本技術を用いたダイカスト製ピストンは、2006モデルのハイブリッド四輪車で世界初の量産化を実現し、エンジンのフリクション低減による燃費向上に貢献している。

今後、ますます省燃費のニーズが高まる中で、このダイカストの急冷効果を利用した高強度化は、コストと機能を高次元でバランスさせた独創的な技術であり、次世代のピストン材料・製造技術を担うものと期待できる。
財団法人 素形材センター会長賞 「自動車車体パネルの世界最速サーボプレスラインの開発」
開発代表者
  • ホンダエンジニアリング株式会社 田岡 秀樹
共同開発者
  • ホンダエンジニアリング株式会社 廻 秀夫
  • 本田技研工業株式会社 東 昌幸・池原 秀徳
  • アイダエンジニアリング株式会社 橋本 政一・河野 泰幸

<技術概要説明>
従来のプレスラインでは成形不可能であった深絞りパネルを世界最高水準の生産性(Max18spm)で生産可能なサーボプレスラインを開発した。深絞りと生産性向上の相反する要求に対し、従来の生産ラインへの合わせ込み型の金型造りの考え方から脱却し、生産する部品毎にプレス成形条件と搬送モーションを高精度に金型に合わせこむ生産システムの開発により、深絞りパネルの高効率生産と圧倒的に短い新機種リードタイムの実現を可能とした。この生産システムとプレスラインは世界中の生産拠点に戦略的に拡大展開を計画している。今後、この生産システムが次世代のプレス生産の新しいスタンダードとして広まり、『お客様の期待を超える魅力ある商品』のタイムリーな市場供給へと繋がることを期待する。
財団法人 素形材センター会長賞 「ハンマードリル用過負荷クラッチ部品の粉末成形金型の開発」
開発代表者
  • ポーライト株式会社 竹崎 陽二
共同開発者
  • ポーライト株式会社 島田 登・浅井 弘・町田 知誉

<技術概要説明>
ハンマードリル用の過負荷クラッチの機構は、スプリングを用いコロをギアの内側に押し付けることでトルクを伝達し、スプリングによる押し付け力を超えるトルクが掛かると、コロとギアが空転する機構となっている。
製品の構造上、高強度・複雑形状が必要とされ、従来は金属射出成形(MIM)が採用されてきた。しかしながら、原料コストの高いMIMではコストメリットを生み出すことが難しく、予てより低コスト化が求められていた。

本開発では製品設計の初期段階よりユーザーと粉末冶金法に適した製品形状の検討を行った。スプリング・コロ保持部(溝部)の溝数の増加、連結等により、高強度化と高精度化を図り、複雑構造の金型を使用して、粉末冶金法の特徴を活かした高強度複雑形状部品の焼結化を実現した。

これにより、従来のMIM製品に対し「40%」のコストダウンを実現している。
今後、高強度・複雑形状部品での粉末冶金法採用による製品の低コスト化が期待される。
財団法人 素形材センター会長賞 「環境負荷の小さい高疲労強度中空アクスルビーム製造技術の開発」
開発代表者
  • トヨタ自動車株式会社 山本 出
共同開発者
  • トヨタ自動車株式会社 近藤 正顕・志満津 了
  • 新日本製鐵株式会社 福士 孝聡・中村 英幸・穴井 功

<技術概要説明>
自動車用中空アクスルビーム(図1)は、高剛性と軽量化を両立できるアイテムとして、近年その採用が拡大している。従来は、鋼管をプレス成形した後に、強度確保の目的から焼入れを施していた。今回、その焼入れが有している課題(1)エネルギロスが大きい、(2)熱処理歪みが大きい)の解決に向け、応力除去焼鈍をベースとした新しい製造法の開発を行った(図2)。

開発のポイントは疲労強度の確保である。新たな材料成分と最適熱処理条件の組み合わせにより、高い表面硬さを維持(図3)しつつ、プレス加工の残留応力を十分に除去できる製造法を構築し、焼入れに匹敵する疲労強度を達成した。

本技術は、熱処理で排出されるCO2量を約35%低減でき、また熱処理歪みがほとんど発生しない高い競争力を持った製造方法である。これまでにハイブリッド車を初め170万台以上の量産車に本技術で製造したアクスルビームが搭載されている(2009年10月現在)。
財団法人 素形材センター会長賞 「エンジンブロック用CV黒鉛鋳鉄の生産技術の開発」
開発代表者
  • 株式会社豊田自動織機 峯田 宏之
共同開発者
  • 株式会社豊田自動織機 仁科 芳彦・安達 直功・横井 隆・小原 卓

<技術概要説明>
強度、熱伝導率の高いCV黒鉛鋳鉄は、乗用車用エンジンに求められる高出力と低燃費を両立するためエンジンブロックの材料に適した特性を有するが、従来は組織の不安定さから品質、切削性のばらつきが懸念され量産品へ適用されてこなかった。

本開発は、組織がばらつく要因の解析、検証により、最適な合金設計と添加方法を考案し、黒鉛球状化率を20%~40%に組織制御することで、量産化を可能にした技術である。脱酸作用のある接種剤と少量のレアメタルを黒鉛球状化剤に適量配合することで球状化反応ロスの発生を抑えるとともに、球状化阻害元素量に応じて最適な合金添加量を自動添加するシステムを構築することで球状化ばらつきを従来に比べ半減させた。

また材質保証として超音波測定を活用し、インラインで材料強度を全数保証する検査方法も確立した。
今後、熱伝導性、振動吸収性に優れかつ高強度の材料として、低コストで軽量化を実現する技術に活用されることが期待される。
財団法人 素形材センター会長賞 「機能性潤滑剤を添加した高密度成形用鉄粉の開発」
開発代表者
  • 株式会社神戸製鋼所 西田 智
共同開発者
  • 株式会社神戸製鋼所 藤浦 貴保・鈴木 浩則・谷口 祐司

<技術概要説明>
自動車の軽量化およびエンジンの高性能化にともない、自動車用焼結部品への高強度化のニーズがますます高まっている。鉄系焼結部品の高強度化に対しては、密度を向上させることが効果的であるが、温間成形や型潤滑成形方法では加熱装置や潤滑剤塗布装置などの付帯設備が必要となり、より簡便に高密度化できる手法が望まれていた。

本技術では、離型性に優れる機能性潤滑剤を開発し、鉄粉の内部潤滑剤の添加量を低減することにより既存設備のままで高密度化を可能にした。開発した機能性潤滑剤は、単に離型性に優れるだけでなく、従来技術では困難であった流れ性と離型性の両立が達成できた点が大きな特徴である。開発粉の成形体の抜出圧力は、同量添加の従来潤滑剤と比べて特に高成形圧側で大幅に改善(約20%低減)し(図1)、部品の複雑形状化や金型寿命の延長に寄与する。また、離型性に優れることから内部潤滑剤の添加量を1/2にすることができ、大きなコストアップなく温間成形並みの高密度成形部品の製造が可能となった(高圧縮鉄粉300NH+2%Cu+0.8%C配合、686MPa成形で7.30g/cm3)(図2)。

今後、純鉄粉系機械部品だけでなく、圧縮性の悪い合金系や通常焼結部品よりも高密度化が要求されるハイブリッド車や電気自動車向け磁性鉄粉用への適用も期待できる。
奨励賞(敬称略)
開発技術名:鋳造法による航空機用先進マグネシウム合金部材の開発
開発代表者:株式会社IHI 黒木 康徳
共同開発者:株式会社IHI 尾崎 智道/コベルコ科研株式会社 加藤 武志・関 義和/長岡技術科学大学 小島 陽・鎌土 重晴

開発技術名:耐クリープ性に優れたダイカスト用マグネシウム合金
開発代表者:リョービ株式会社 大村 博幸
共同開発者:リョービ株式会社 米丸 龍樹・浅田 穣

開発技術名:鋼管鋳包み鋳鉄製金型における、耐熱性被覆材を用いた鋼管の溶損防止技術の開発
開発代表者:株式会社今西製作所 滝本 哲次
共同開発者:株式会社今西製作所 細川 俊一・竹島 利三・今西 和男

開発技術名:超薄肉亜鉛合金ダイカスト
開発代表者:株式会社プログレス 渡辺 茂美
共同開発者:株式会社プログレス 安徳 亮・西山 義雄

開発技術名:過熱蒸気による鋳型造型プロセスの開発
開発代表者:株式会社前田シェルサービス 前田 貞夫
共同開発者:株式会社前田シェルサービス 河野 智/リグナイト株式会社 呉 稔・井出 勇/新東工業株式会社 加藤 裕介/株式会社前田技研 水野 誠一

開発技術名:新凝固スラリー生成技術(ナノキャスト法)の開発
開発代表者:株式会社ナノキャスト 板村 正行
共同開発者:株式会社ナノキャスト 菊池 政男・前田 琢磨・河島 元三・渡邉 一彦・花田 和直

開発技術名:超精密冷間鍛造プレス成形技術により圧力解放弁を一体化したアルミ安全蓋の開発
開発代表者:株式会社サイベックコーポレーション 笹川 淳
共同開発者:株式会社サイベックコーポレーション 平林 健吾・熊崎 武・田中 謙一・白鳥 達也

開発技術名:軸付き鍛造部品におけるネットシェイプ技術の開発
開発代表者:株式会社ニチダイ 石原 義弘
共同開発者:株式会社ニチダイ 山本 明・小倉 篤

開発技術名:粉末法による航空機用先進マグネシウム合金部材の開発
開発代表者:三菱重工業株式会社 都筑 隆之
共同開発者:三菱重工業株式会社 関川 貴洋/福田金属箔粉工業株式会社 大河内 均/株式会社コベルコ科研 関 義和/長岡技術科学大学 小島 陽/熊本大学 河村 能人

開発技術名:冷間鍛造用耐摩耗耐衝撃金型素材の開発
開発代表者:株式会社片桐製作所 鈴木 功司
共同開発者:株式会社片桐製作所 加藤 孝明

開発技術名:微細超深穴加工用ドリル「エポックマイクロステップボーラー」
開発代表者:日立ツール株式会社 赤松 猛史
共同開発者:日立ツール株式会社 吉村 彰

開発技術名:超高速小型スピンドルにおける高速回転中の動特性及び高速ミーリングの有効性
開発代表者:株式会社ナカニシ 野口 修
共同開発者:株式会社ナカニシ 渡辺 高・坪子 裕一・山崎 香

開発技術名:ダイカスト金型および鉛フリーはんだ浴槽の寿命向上に有効な表面処理の開発
開発代表者:株式会社カナック 中西 康弘
共同開発者:株式会社カナック 内野 勝芳・堀越 弘也・堀越 康之・中曽 修一

開発技術名:微粒子衝突ものづくり高度化技術の開発
開発代表者:株式会社不二機販 宮坂 四志男
共同開発者:中部大学 加賀谷 忠治

平成20年度 第24回素形材産業技術表彰

経済産業大臣賞 「プロセス制御と特殊金型機構による高品位ダイカスト技術の開発」
開発代表者
  • アイシン高丘株式会社 初山 圭司
共同開発者
  • アイシン高丘株式会社 新美 富男・澤田 義政・伊藤 浩一・金曽 誠・脇上 一也

<技術概要説明>
自動車の自動変速機を構成するオイルポンプ部品は複雑形状をもち、且つ高品位を求められるため、砂中子を用いた鉄鋳物により生産されるものであった。通常のアルミダイカストでは成形不可能で有り、これまでダイカストによる大量生産の例は見なかったが、以下のプロセス制御と特殊金型機構による高品位ダイカスト技術の開発により、オイルポンプの量産化に初めて成功した。

(1)砂中子レスが可能な特殊金型構造の開発(日本、米国特許取得)
(2)合金成分、凝固最適化による表面硬度、強度の制御
(3)高精度溶解と断熱性潤滑剤適用による破断チル、酸化物の除去
(4)真空鋳造および充填初期の層流充填、ショックレス射出、充填後期の超高速射出制御による鋳巣発生防止
(5)湯流れ、凝固シミュレーションによる湯流れおよび指向性凝固の確保

本開発技術によるオイルポンプ部品の特徴は、従来の鋳鉄系材料品と同等以上の設計強度、部品機能を維持しながら、50%という大幅な軽量化に成功している点である。
中小企業庁長官賞 「保持炉を水平分離したアルミニウム低圧鋳造法の開発」
開発代表者
  • 株式会社東京軽合金製作所 山下 和秀
共同開発者
  • 株式会社東京軽合金製作所 山田 忠郎・菅原 祐一・戸柱 慶二郎・伊佐山 忠弘・原口 友昌

<技術概要説明>
本技術は、低圧鋳造法のコスト競争力を高めることを目指し、抜本的に鋳造機の構造設計、条件制御方法を見直し開発したもので、以下の6つの特徴を持つ。

(1)保持炉と金型の分離;金型が炉体から直接受ける熱を抑えた。製品凝固時に大きな冷却速度が得られ、鋳造サイクルが35%短縮された。
(2)定湯面化による一定圧力鋳造;ショット毎の定量給湯により、定湯面、高位置湯面での鋳造を可能にし、鋳造圧力の安定と溶湯移動による湯温低下、酸化を最小に抑えた。安定充填と高い溶湯表面静浄度が維持され、溶湯の流動性が良化し最小肉厚3.5㎜の薄肉品を安定して生産できるようになった。
(3)溶湯制御弁付加;溶湯補給時の鋳造停止が無く連続鋳造が可能なため、生産性が向上(稼働率90%以上)した。又、金型温度が安定しているため品質が安定した。
(4)保持炉の連続脱ガス;脱ガスパイプによる連続脱ガスにより、安定した溶湯品質が得られ、ピンホール、酸化物巻き込みの低減が実現した。
(5)加圧室容積の最小化;加圧容積、シール面積が減少し気密性が確保され、応答の速い高精度の加圧特性が得られ、充填制御精度が向上し薄肉品の安定生産が可能になった。
(6)ストーク径拡大による鋳造方案自由度の向上;任意の位置に最適なゲートを設置する事が可能となり、安定した指向性凝固が得られ健全な鋳物が生産できた。又、5kgから最大13kgのシリンダーヘッド鋳物の2個取り生産が可能となった。
経済産業省製造産業局長賞 「環境を考慮した紙ベース鋳造用湯道管の開発」
開発代表者
  • 花王クエーカー株式会社 津浦 徳雄
共同開発者
  • 花王株式会社 高城 栄政・小林 洋昭・竹村 博明・吉田 昭・渡辺 洋一

<技術概要説明>
当技術は、循環型社会を目指してリサイクル可能な紙原料に着目し、表面平滑性/強度に優れプラスチック並みの3次元形状を成形可能な成形技術が開発され、この紙成形技術に、材料技術とそれらの機能材料を繊維に固定化する技術を融合させることで、1400℃の溶湯に耐えうるこれまでにない紙ベースの鋳造用湯道管の開発に成功した。これまで主流であった陶製湯道管に比べて軽量(約1/10)であり、嵌合(かんごう)可能で作業性に優れているばかりでなく、注湯後の廃棄物の量が大幅に削減でき、環境にも優しい(廃棄物量は約1/16)。

また、型ばらし後の砂に陶器の破片が混入することがないため、再生砂品質が向上するばかりでなく砂再生設備に対するダメージも軽減できる。既に国内では、φ25、φ30、φ50、φ70mmのストレート、エルボ、チーズを鋳鉄鋳物用に販売している。これまで湯道に発泡ポリスチレンを使用していたフルモールド分野でも利用されており、鋳物品質向上などの効果が期待できる。
財団法人 素形材センター会長賞 「高温耐摩耗性に優れたアルミニウム青銅鋳物合金の開発」
開発代表者
  • 道前工業株式会社 真鍋 隆太
共同開発者
  • 株式会社西条産業情報支援センター 林 洋一郎
  • 新居浜工業高等専門学校 谷 耕治

<技術概要説明>
製鉄所の熱延設備などで使用する摺動部品(ブッシュ、ライナーなど)には、銅鋳物合金が使われているが、摩耗が早いため、精度維持のための型調整に時間を取られたり、取り替え周期が短くなったりするなど、稼働時間に制約があった。

開発合金は、使用される環境を想定し、強さ、硬さ、伸びの特性をバランス良く同時に成立する合金組成を検討し耐摩耗性、耐焼付性に優れたものを見出すことで実現した。すなわち、JIS規格のアルミニウム青銅鋳物をベースに、添加元素の探索を実施し量を微妙に制御し、従来のアルミニウム青銅鋳物よりも2~3倍に寿命が延びた、高温耐摩耗性に優れたアルミニウム青銅鋳物合金を実現した。

今後、摺動部材として、寿命延長による省資源だけでなく、稼働時間が長期化するため生産性アップとメンテナンス負担の軽減に繋がり、利用者に多大の利益をもたらすことが期待される。
一般財団法人素形材センター
〒105-0011
東京都港区芝公園3-5-8機械振興会館301号室
TEL.03-3434-3907
FAX.03-3434-3698
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