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接合・実装

磁気駆動回転アーク現象を利用した高能率自動円周溶接装置により、製造コストダウンと生産工程の高度化に寄与

東京都

愛知産業株式会社

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 磁気駆動回転アーク現象を利用した高能率自動円周溶接装置の開発
基盤技術分野 接合・実装
対象となる産業分野 環境・エネルギー、自動車、産業機械、建築物・構造物
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)、高効率化(人件費削減)、高効率化(生産性増加)、低コスト化
キーワード 磁気駆動回転アーク、高能率、高品質、高生産性、コストダウン
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

日本のもの造り製造現場では溶接生産性を飛躍的に向上させ製造コストの更なる低減化を確立することにより国際競争力を強化することが喫緊の課題であるが90%以上は熟練作業者によるものであり非生産的である。この様な状況下溶接生産性を従来比10~50倍に飛躍的に向上させることを可能とする日本で初めてとなる磁気駆動回転アーク現象を利用した高能率自動円周溶接装置を開発し川下製造業者への大幅な普及を計画する

開発した技術のポイント

磁気駆動アーク現象を利用した高能率自動円周溶接装置を開発し、その接合技術を方法論に立脚した解析により明確化したうえ、溶接品質の健全性を確認する
(新技術)
磁気駆動回転アーク現象を利用し、自動で被溶接物の円周を裏波形状で溶接する
(新技術の特徴)
短時間かつ高品質な連続溶接を可能とする

溶接品質の1例
具体的な成果

・磁気駆動回転アーク現象を利用した高能率自動円周溶接装置の設計・製作
・日本製アーク回転用永久磁石の最適化
‐アーク回転用永久磁石として、20Aから100Aのパイプまでの接合に適応できることをした確認した
・磁気駆動回転アーク現象の明確化
・溶接条件の最適化と裏波制御方法の明確化
‐溶接電流、磁束強度とアーク回転速度、圧接荷重と圧接速度などの管理で健全な接合を可能にする
・溶接品質の明確化

磁気駆動回転アークの原理
溶接ヘッドの1例とデータロガー
知財出願や広報活動等の状況

【特許】2019年4月国内特許取得。現在技術ライセンス供与先を模索中。【雑誌投稿】溶接技術、配管技術【学会活動】日本溶接協会機械部会

研究開発成果の利用シーン

・高能率自動円周溶接装置
・高能率自動円周溶接装置を利用した委託試験

磁気駆動回転アークの溶接生産性

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・誰でも安定した裏波溶接を短時間で完成させることのできる技術として、溶接品質の健全性を確認した
・適正アークの回転数(R.P.M)とそれを実現する磁力強度、その磁力強度を発生させるための永久磁石形状、磁石配列について平成27年2月に特許を申請した

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、製品製造、試験・分析・評価、共同研究・共同開発、技術ライセンス、技術コンサルティング

製品・サービスのPRポイント

・高能率自動円周溶接装置により、溶接生産性を10~50倍に向上させ、製造コストダウンと生産工程の高度化に寄与
‐従来の裏波溶接技術は熟練オペレータや、高額な設備費を必要とし、生産性の低さが弱点とされていた
‐溶接材料、溶接ガスを必要とせず、誰でも安定した裏波溶接を、簡単に短時間で完成させることが可能となる
‐生産方式の効率化により、製造コスト削減、省資源・省エネルギー化や、溶接品質の安定化による信頼性向上・短納期化などの導入効果が見込まれる
‐結果として、日本のものづくり産業における、生産工程の高度化に寄与する
・自動車、建設機械、都市ガス、造船、火力発電設備等、多様な業界のニーズに対応
‐磁気駆動回転アーク現象を利用した高能率自動円周溶接装置は顧客の要求仕様に合わせて溶接ヘッドの寸法、形状を自由に設計・製作できるため、様々な分野での活用が可能となる

今後の実用化・事業化の見通し

・平成27年度からユーザーからの委託試験を開始する
・平成28年度には各業界にテスト機の導入、平成29年度から本格的に事業化・製品化を開始し、平成31年までの3年間で約3億円の売り上げを見込んでいる

実用化・事業化にあたっての課題

この溶接プロセスが生産用として使用されているのは欧州、北米、オーストラリアの一部だけで、日本では一時、某鋼管工事メーカーが鋼管現地溶接に適用したが最終的に継続的に使用された形跡はない。これに代わって摩擦圧接溶接が日本市場を席捲しており、現状ではこの牙城に食い込むためにはもう少し時間を要すると考える。

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 愛知産業株式会社 相模原事業所 システム製造部
事業管理機関 愛知産業株式会社 相模原事業所 システム製造部
研究等実施機関 愛知産業株式会社 相模原事業所 システム製造部
国立大学法人大阪大学 大学院 工学研究科 プロセスメカニクス研究室(工博)望月正人教授
アドバイザー 大阪大学大学院 工学研究科 マテリアル生産化学専攻 構造化デザイン講座 プロセスメカニクス研究室 (工博)望月正人教授、大阪大学大学院 工学研究科 マテリアル生産化学専攻 構造化デザイン講座 プロセスメカニクス研究室 (工博)浅井知教授、大分県産業科学技術センター (電磁力総括主幹研究員)池田哲様

サポイン事業者 企業情報

企業名 愛知産業株式会社(法人番号:7010701000299)
事業内容 国内外機械製品卸売業及び金属加工
社員数 142 名
生産拠点 愛知産業(株)相模原事業所
本社所在地 〒140-0011 東京都品川区東大井2丁目6番8号
ホームページ http://www.aichi-sangyo.co.jp/
連絡先窓口 総務部総務課 柴田達哉
メールアドレス sibatat@aichi-sangyo.co.jp
電話番号 03-6800-2061