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精密加工

析出硬化系ステンレス(難加工)の冷間鍛造プレス製法の開発-ダイアフラムとポートを冷間鍛造により成形し、摩擦撹拌接合を用いて一体化する技術開発-

茨城県

株式会社大貫工業所

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 高圧センサ用高感度金属ダイアフラム型導圧管の開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 航空・宇宙、自動車、電池
産業分野でのニーズ対応 高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(小型化・軽量化)、高性能化(信頼性・安全性向上)、高効率化(生産性増加)、環境配慮、低コスト化
キーワード 冷間鍛造プレス、難加工ステンレス、摩擦撹拌接合、ダイアフラム、高圧センサー
事業化状況 事業化に成功
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

自動車用の高圧センサに用いられる金属ダイアフラム型導圧管を高精度板鍛造プレス技術と摩擦撹拌接合技術を応用して開発する。現在切削加工されている金属ダイアフラムを、量産プレス工法に置き換え、平面度精度と加工時間を大幅改善し、また金属ダイアフラムと導圧管の接合には、摩擦撹拌接合法を応用し、受圧面界面レス接合とすることで高感度高耐圧性と、低コスト化を合わせて実現する

開発した技術のポイント

プレス加工、レーザ溶接と摩擦攪拌接合を併用して、高耐圧で安価な、高圧センサ用高感度金属ダイアフラム型導圧管を開発
(新技術)
プレス加工により金属ダイアフラムおよび導圧管を製造し、さらにダイアフラムと導圧管をレーザ溶接と摩擦攪拌接合を併用
(新技術の特徴)
・難加工SUS材の冷間鍛造工法および新接合法の確立
・高精度、高耐圧、耐腐食性金属ダイアフラムの製造

プレス加工による金属ダイヤフラムの製造
具体的な成果

・高圧センサ用SUS630(析出硬化系ステンレス)金属ダイアフラムの冷間鍛造試作金型によるプレス加工実験により、クラック発生の無い金型構造の最適化設計技術を確立した
・金型構造を最適化した精密冷間鍛造用金型の製作を行い、金型は量産性に耐えることを実証できた
・構造最適化金型を通常プレス機に登載して、金属ダイアフラム鍛造量産用プレス条件を確立した
・摩擦攪拌とレーザ溶接技術による、SUS630冷間鍛造金属ダイアフラムとSUS630導圧管を接合する新しい技術を開発し、接合部は冷熱衝撃試験および塩水噴霧試験に十分耐える信頼性を検証した
・難加工材である析出硬化系ステンレスのプレスによる冷間鍛造加工が可能となり、プレス加工応用分野拡大に貢献できた
・摩擦ディスクによる金属管の内周接合技術は、高耐圧が要求される金属部品に応用することで、金属ダイアフラム以外の高耐圧プレス加工品の製品開発が可能となった

研究開発成果の利用シーン

・自動車向け高耐圧型圧力センサ用金属ダイアフラム-燃料噴射圧制御用ディーゼルエンジン:最大300MPaガソリンエンジンダイレクトインジェクションタイプ:最大100MPa-ブレーキ制御用、燃焼圧制御用、燃料電池用
・切削加工から多工程連続鍛造プレス成形への置換による金属部品のコスト低減、生産性向上

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

精密鍛造製品に関しては電磁弁部品として量産受注継続中

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、素材・部品製造、試験・分析・評価、共同研究・共同開発

製品・サービスのPRポイント

難加工SUS材高圧センサ用金属ダイアフラム付導圧管および難加工SUS材精密冷間鍛造部品の提供

今後の実用化・事業化の見通し

・現在、複数の切削加工部品を組み立てた高機能金属部品の要求が高まっており、高圧ダイアフラムはその一つであり、次世代自動車用として圧力制御や電気制御部品、小型二次電池などに多くの需要が見込まれている
・切削加工部品は非常に高価であることに対し、冷間鍛造金型を用いたプレス工法は安価であることから、高い関心が寄せられている
・すでに評価のための量産試作品の依頼が多くあり、事業化に向け推進している

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社大貫工業所
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
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 株式会社大貫工業所(法人番号:4050001023041)
事業内容 プレス/鍛造用超精密金型の開発、設計、製造及び高精度金属加工プレス部品
社員数 59 名
本社所在地 〒316-0025 茨城県日立市森山町5-10-35
ホームページ http://ohnuki.co.jp
連絡先窓口 代表取締役社長 大貫 啓人
メールアドレス ohnuki@ohnuki.co.jp
電話番号 0294-53-3821