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精密加工

省エネ効果が大きく様々な回転部品生産に適用可能な複雑3次元形状成形技術

愛知県

株式会社富士プレス

2020年3月20日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 板鍛造の高度化による(省エネ・省資源指向の)トリプルカップ成形技術の開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 自動車
産業分野でのニーズ対応 高機能化(新たな機能の付与・追加)、高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(小型化・軽量化)、高効率化(同じ生産量に対するリソースの削減)、高効率化(工程短縮)、環境配慮、低コスト化
キーワード 板鍛造、板金鍛造、分流制御、3次元成形、省エネ
事業化状況 実用化に成功し事業化に向けて取り組み中
事業実施年度 平成20年度~平成22年度

プロジェクトの詳細

事業概要

自動車等の機能部品は複雑化・高精度化と同時に製造上の環境配慮が求められている。板鍛造は後加工の削減や必要加工圧の低減等、省エネ効果が大きいので、本研究開発では板鍛造を高度化して、トリプルカップのネットシェイプ成形を目指す。具体的には端面圧縮による分流制御技術の開発と極圧剤を極力排除した加工油の開発を通して、製造上の環境負荷低減を図りながら複雑3次元形状を作り出す成形技術の確立を目指す

開発した技術のポイント

ネットシェイプにおける条件の最適化を検討し、量産を目指す
・金型表面処理、加工スピード・コントロール、給油方法等の工程最適化への対応→トリプルカップの目標仕様=ボス部合計高さ≧30mm、内径公差=レンジで0.08mm以下、内径真円度≦φ0.05mm
・加工油の極圧剤使用量削減への対応
塩素フリーの極圧剤トータルの配合割合≦40%
・加工油のリサイクル使用への対応→量産時に加工油のプレス内リサイクル使用を可能にする機構の構築(加工油リサイクル率≧50%)
(新技術)
<省エネ・省資源指向の成型技術>
・素材の分流制御を高度化
・極圧剤を極力排除した加工油を使用
(新技術の特徴)
・複雑3次元形状を創成可能
・環境に配慮した負荷の少ない技術
・一層の低コスト化

研究開発の達成度
具体的な成果

・トリプルカップ成形技術の確立
‐4種類の工程設定をもとに複動ダイセットを製作し、単発工程での実機トライを実施
‐2種類の工程設定内容により目標形状の成形を達成
・連続加工トライによる量産化技術の検討
‐量産加工における素材流動の最適化を目指し、新たに製作した連続加工が可能なトライ用金型を使用して収集データを比較・分析
‐プレス・モーションはナックル・モーションが最適であること、金型表面処理はCrNが最適であること、焼き付き防止の観点からはコーティング前の面粗度確保が重要であることを見出した
‐油剤動粘度適正値と油性向上剤の適正配合割合の特定、硫黄系・リン系極圧剤の配合割合が成形結果に及ぼす影響の知見獲得
・単発加工における実機データ比較、分析
~分流タイプAによる実機トライで作成したトリプルカップとその寸法測定結果。どちらも平均で高さ30mm以上、内径交差0.08mm以下(レンジ)、真円度0.05mm以下を達成~

2種類の工程設定内容
知財出願や広報活動等の状況

・論文:杉浦雅弥、王志剛「板鍛造によるトリプルカップの成形技術」(H23.7)、若山知城、王志剛「塑性加工によるトリプルカップの成形技術」(H22.8)等
・出展:広州モーター・ショウ(日系自動車部品展示会)(H23.11)、中部モノづくり基盤技術展(H23.1)等

研究開発成果の利用シーン

自動車の電磁バルブ・ケースに採用することにより、小型・軽量化を実現。この部品を搭載することにより、燃費削減を通じたCO2削減が期待できる。また、ケースの軸受け部を圧入しなくてもよくなることから、性能向上や製品設計上の自由度アップに寄与

自動車の電磁バルブ・ケース

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・H25年度の実用化を目指し、補完研究中
・トリプルカップ試作品のサンプルあり(有償)

トリプルカップのサンプル
提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、加工・組立・処理、素材・部品製造、製品製造、共同研究・共同開発、技術コンサルティング

製品・サービスのPRポイント

・低コスト化:開発した分流制御工法により、従来の内面しごき法や押し出し法に比べて約30%の低コスト化が可能
・複雑形状化:開発した分流制御工法により、同軸中空ボスの高さを約30mmにすることが可能(従来の内面しごき法や押し出し法に比べて約3倍の高さ)
・省エネルギー化:開発した分流制御法により、従来の「鍛造+切削」と比較して必要エネルギーを2分の1に削減

今後の実用化・事業化の見通し

新たな素材における開発推進と適用分野の拡大を図る
・実用化のための最適金型構造の開発に必要な基礎実験と評価試験を引き続き継続。また、極圧剤を極力排除した開発加工油の実用化試験も補完研究の中で継続中
・ボス高さの向上を目標とした金型構造の改善研究を継続中。また、開発加工油の環境負荷低減をさらに進めるため、リン系添加剤を使用しない方策を検討中
・H25年度中の実用化を目指す。実用化後は、アドバイザー企業への部品供給を足がかりに、自動車部品メーカーや家電メーカーでのトリプルカップ形状の採用推進を狙う

実用化・事業化にあたっての課題

販路開拓

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社富士プレス
スギムラ化学工業株式会社
事業管理機関 公益財団法人中部科学技術センター
研究等実施機関 国立大学法人岐阜大学 工学部機械システム工学科・教授・王 志剛
アドバイザー ㈱デンソー機能品設計、アイダエンジニアリング開発本部

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社富士プレス(法人番号:1800-01-092696)
事業内容 自動車用プレス部品と金型の製造・販売
社員数 258 名
生産拠点 本社地区に4工場、北九州市に1工場を保有 海外(中国、メキシコ)にも展開
本社所在地 〒474-0001 愛知県大府市北崎町井田118
ホームページ Http://www.fuji-press.co.jp
連絡先窓口 技術部技術開発室室長 蟹江俊哉
メールアドレス kanie@fuji-press.co.jp
電話番号 0562-48-1304