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機械制御

寿命低下を改善し、振動騒音の低減に効果的な鉄道用ギヤカップリング

福岡県

株式会社九州ハセック

2020年4月21日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 非インボリュート歯形を使用した鉄道用歯車型軸継手の開発
基盤技術分野 機械制御
対象となる産業分野 産業機械、鉄道車両
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(耐久性向上)、高性能化(小型化・軽量化)、低コスト化
キーワード 高速回転、高傾斜角許容、高変位許容、鉄道メンテナンスサイクル長期化、動力軸継手
事業化状況 事業化に成功し継続的な取引が続いている
事業実施年度 平成26年度~平成28年度

プロジェクトの詳細

事業概要

鉄道用のギヤカップリングは重要保安部品に位置づけされているが、評価方法において規格化されていない。十分な性能評価技術を確立し、従来はインボリュート歯形を使用することを常識としたギヤカップリングの歯形を世界初となる非インボリュート歯形を採用することによって、軸変位の増大に伴い極端に落ちてしまう寿命低下を改善し、振動騒音の低減に効果的な鉄道用ギヤカップリングの開発を行う

開発した技術のポイント
従来技術との優位性比較

ギヤカップリングに世界初となる非インボリュート歯形を採用することによって、軸変位の増大に伴い、許容傾斜角度12°とし、寿命低下を改善し、振動騒音の低減に効果的な鉄道用ギヤカップリングの開発を行う
(新技術)
・非インボリュート歯形を採用することで、許容傾斜角を増加させ、歯面噛合い状態を良好とする設計を行う
(新技術の特徴)
・寿命については、長期化の目途が付いた
・振動騒音は人が感じる事ができないレベルまで低減できた

具体的な成果

・12°を許容傾斜角度が可能となり、飛躍的な加工効率の向上によるコストダウン効果によって、競合他社との競争に負けない製品の開発に成功した
・走行時に急コーナーやトンネル前にて惰性走行となる際でも、歯面間クリアランスを高精度にコントロールして、人が感じる事ができないレベルまで異常振動を低減することができた
・非インボリュート歯形用工具の加工トライにてサイクルタイム8minを達成し、80%の加工時間短縮に成功した
・非インボリュート歯形のスカイビング加工において任意の歯形に対応できる設計基盤を構築した
・製品単体にて試験することにより、ユーザーが満足する安全性能を評価できる技術の確立に成功した

知財出願や広報活動等の状況

・特許出願:「鉄道車両用歯車形撓み軸継手及びそれを備えた鉄道車両用台車」(特願 2017-126903)

研究開発成果の利用シーン

・鉄道用ギヤカップリング
・非インボリュート歯形を採用することによって、軸変位の増大に伴い許容傾斜角度12°
・走行試験前に単体での安全性能評価を行うことで、車両開発期間の短縮を可能とする性能試験法

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・韓国鉄道車両メーカー向けに300setの追加引き合い
・国内モノレールメーカー向けに500set引き合い
・中国鉄道車両メーカーより事業提携の要望有

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作

製品・サービスのPRポイント

・超大変位許容能力
・長寿命化
・振動騒音低減
・安全性能評価試験
・従来許容できる傾斜角6°を唯一無二な歯面形状の採用により、倍の12°まで許容可能
・自社開発の加工機を活用しつつ、ネック工程での加工法の高効率化に取り組み、低コスト化も実現
・人命に係わる鉄道事業への参入を狙った安全性能評価技術の確立により、ユーザーの安心感につながる試験技術の開発にも成功

今後の実用化・事業化の見通し

・安全性能評価技術の確立によって、2017年は海外メーカー向けに従来仕様(許容傾斜角6°以下)の製品306setの受注に繋がり、現在、本研究開発の成果となる世界初となる許容傾斜角12°の製品を新しいコンセプトの台車に採用するとして国内大手鉄道車両メーカー2社と共同開発を実施している
・海外においても世界最大の鉄道車両メーカーである中国中車との販売契約を締結完了したことより、大量受注を目指す計画である
・生産能力増強を目的とした大規模な設備投資を実施する計画である

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社九州ハセック
事業管理機関 公益財団法人飯塚研究開発機構
研究等実施機関 国立大学法人佐賀大学 大島研究室
九州精密工業株式会社
アドバイザー 川崎重工業株式会社車両カンパニー

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社九州ハセック(法人番号:4290801014109)
事業内容 動力軸継手専門総合製作
社員数 87 名
本社所在地 〒822-0033 福岡県直方市大字上新入1677-14
ホームページ http://www.kyushu-hasec.co.jp/
連絡先窓口 開発事業部 平田
メールアドレス susumu.hirata@kyushu-hasec.co.jp
電話番号 0949-24-0914