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精密加工

異種材金属接合を順送システム金型内で実施し、電気的な接触信頼性を確保しながら低コスト化及び軽量化を実現

茨城県

株式会社関プレス

2020年4月11日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 割裂及び加締工技術による順送加工プレス一体化の研究開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 環境・エネルギー、航空・宇宙、自動車、建築物・構造物、工作機械
産業分野でのニーズ対応 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)、低コスト化
キーワード 割裂、異種金属接合、塑性加工、わりさき、バスバー
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25年度~平成27年度

プロジェクトの詳細

事業概要

次世代自動車は低燃費化及び軽量化を低コストで実現することが課題となっている。本事業は、EVやHEVのインバータ内の重要部品であるバスバーの電気的な接触信頼性を確保しながら低コスト化及び軽量化を図るべく、株式会社関プレスの独自技術である割裂及び加締加工をコアに銅とアルミの異材接合を順送システム金型内で実現し、従来と比較してコスト80%・軽量化60%低減を図り、自動車産業の発展に貢献することを目的とする。

開発した技術のポイント

同一順送システム金型内で全工程を行うことにより、電気的な接触信頼性を確保しつつ、低コスト化及び軽量化を実現
(新技術)
同一順送システム金型内で全工程を行うことにより、川下企業の要求に応える
(新技術の特徴)
自動車メーカーからは、バスバーの電気的な接触信頼性を確保しながら低コスト化及び軽量化に対する要求が強い

具体的な成果

・順送プレス金型内で割裂から2部材接合までを一貫して行うため、割裂刃を水平に動かす機構とし、最適刃先の開発、割裂加工条件の最適化、試作品による評価、検証を行い、目標を達成した
・外周拘束摩擦加締金型の加締め時に部材を加熱する事で接合性を高める外周拘束摩擦加熱加締金型を開発した
・本金型を用い試作サンプルにて摩擦パラメータ、加熱温度等の要素技術を確立し、試作サンプルでの冷熱試験及び振動試験を実施し目標仕様を満足した
・ブランク加工、割裂加工、加締加工を一貫して行う割裂加締試作順送金型に加熱機構を付加した外周拘束摩擦加熱加締金型を用い、摩擦パラメータ、加熱条件、本加締条件等の要素技術を確立した

知財出願や広報活動等の状況

割裂加工技術としては、世界21カ国で特許を取得。日本では5件の特許を取得。

研究開発成果の利用シーン

・バスバー(EVやHEVの電気接続に用いられる導体で、電池とインバータの間やインバータとモータとの間の電気接続に使用)
・アルミと銅の異種金属接合によるコスト低減、軽量化実現
・バスバーに要求される性能
‐400Aの大電流に耐える電気的特性
‐コネクタ端子との接合部が走行時の振動に加わる4,500Nのせん断力に耐える強度

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

国内、海外に展示会を利用した技術発信を行っている。事業化に向け共同開発先を模索中。

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、素材・部品製造、製品製造、共同研究・共同開発、技術ライセンス

製品・サービスのPRポイント

・電気的な接触信頼性を確保しながら、低コスト化及び軽量化を達成
・一体成型で作業工数が1/5に激減、加締加工で強度、接触信頼性を確保した結果、80%の原価低減と60%の軽量化、併せてリードタイム1/10、省電力化1/2
・品質が安定
図1に基本技術の割裂加工概要を、図2に異種金属接合サンプルを示す。

割裂加工概要
異種金属接合
今後の実用化・事業化の見通し

・今回試作したサンプルについては、冷熱試験1000サイクル及び振動試験48時間終了品で目標仕様を満足し問題無いことから、今後も評価・検証を継続確認する
・電気的特性についても今後川下企業の協力を得て実施するが、量産品については顧客毎に要求仕様が異なるため、今回開発した技術を基に個々に対応が必要である
・自動車部品、二輪、総合電機、建材、コネクタ等のメーカーからの引合いに対応している

事業化に向けた提携や連携の希望

・異種金属接合は、形状、スペック等により個別開発が必要となります。開発には、共同開発として進めたいと考えています。

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社関プレス
事業管理機関 公益財団法人日立地区産業支援センター
研究等実施機関 国立大学法人茨城大学 工学部
茨城県産業技術イノベーションセンター

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社関プレス(法人番号:2050001023844)
事業内容 精密プレス加工業
社員数 68 名
本社所在地 〒316-0013 茨城県日立市千石町4丁目3番20号
ホームページ http://www.sekipress.jp
連絡先窓口 杉田政道
メールアドレス spc-sugita@jsdi.or.jp
電話番号 0294-36-0300