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研究開発された技術紹介

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接合・実装

世界初 量産化を実現したカーボンボルト

岐阜県

株式会社タカイコーポレーション

2022年1月28日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 C-SMC成形技術による耐薬品性・軽量・高強度を実現した炭素繊維複合材によるボルト・ナット・ワッシャの量産技術の開発
基盤技術分野 接合・実装
対象となる産業分野 医療・健康・介護、環境・エネルギー、航空・宇宙、自動車、ロボット、産業機械、食品、電池、半導体、工作機械、光学機器、化学品製造
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)
キーワード 耐薬品性、軽量、高強度、X線透過、非磁性
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27年度~平成29年度

プロジェクトの詳細

事業概要

ボルト、ナット等は高強度・軽量化とともに薬液・薬剤使用環境下での耐久性、信頼性が強く望まれている。本研究開発では、C-SMC成形技術による量産化開発に取り組み、市販されている樹脂ボルトに対し2倍以上の高強度、鉄に対し5分の1の軽量、さらに耐薬品性においても優れた機能を有した低コストな炭素繊維複合材ボルト、ナット、ワッシャ等の接合部材の量産技術を開発する

開発した技術のポイント

軽量・高強度・耐薬品性の項目にバランスが取れた炭素繊維複合材のボルト成形

(新技術)
繊維を切断しない連続繊維を用いて樹脂と混練

(新技術のポイント)
強度がばらつかず、成型後の繊維はボルトの軸心に沿った流れと、ねじ山に沿った流れとなる

具体的な成果

・性能(ねじ径M8ボルト)
‐含浸する樹脂は、樹脂メーカと共同開発
‐引張破壊強度:PEEK製ボルト約3000Nに対し、カーボン製ボルト約12500N
‐重量:鉄製ボルト16.9gに対し、カーボン製ボルト3.1g

・耐薬品性(右図参照)
‐硫酸50%1週間の浸漬した結果。PEEK製と同等以上

・量産性
‐成形時間10分。さらに、多数個取りを行うことで、量産化を実現できた

・量産化、更なる低コスト化:専用のバリ取り装置を製造することにより、バリ取り工程が1個/15分⇒1個/40秒に短縮できた

知財出願や広報活動等の状況

“繊維強化樹脂製ボルト製造方法および繊維強化樹脂製ボルト”(出願番号 特願 2018-002619、PCT出願番号 PCT/JP2019/000777)

研究開発成果の利用シーン

・PEEK製ねじの代替(展示会での反響の例:食品製造ライン、塗装工程、薄膜デバイスライン)
・その他用途(展示会での反響の例:ゴンドラ製造、X線非破壊装置、スポーツ用品の軽量化、医療機器メーカー=人骨固定用)

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

半導体製造装置向けとして、評価中

提携可能な製品・サービス内容

素材・部品製造、共同研究・共同開発

製品・サービスのPRポイント

・PEEK製ボルトの4倍の強度
・鉄製ボルトの5分の1の重量
・耐薬品性は、PEEK製ボルトと同等以上

今後の実用化・事業化の見通し

・カーボンボルトのブランディグ化のために、「ボルタス」と名称をつけて商標登録
・今後展示会等で「ボルタス」の知名度をあげ、業界へ浸透を促進する

プロジェクトの実施体制

主たる研究等実施機関 株式会社タカイコーポレーション ミライクル事業部
事業管理機関 公益財団法人岐阜県産業経済振興センター 技術振興部 開発支援課
研究等実施機関 国立大学法人名古屋工業大学
国立大学法人名古屋工業大学

主たる研究等実施機関 企業情報

企業名 株式会社タカイコーポレーション(法人番号:6200001019336)
事業内容 金型用標準部品、FA用標準部品、特殊ネジ製品、搬送用部品等の製造
社員数 90 名
本社所在地 〒501-3712 岐阜県美濃市棚洞3189番地の1
ホームページ http://takaicorp.co.jp/
連絡先窓口 ミライクル事業部 土田健司
メールアドレス k-tsuchida@takaicorp.co.jp
電話番号 0575-33-0826