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接合・実装

CFRTPと異種材料の機械締結要素の開発

徳島県

西精工株式会社

2021年2月19日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 CFRTP専用ファスナーを用いた自動車用CFRTPと異種材料の革新的接合技術の開発
基盤技術分野 接合・実装
対象となる産業分野 自動車、物流・流通
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)、環境配慮
キーワード ナット、特殊ナット、CFRTPの締結、ボルト・ナット
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27年度~平成29年度

プロジェクトの詳細

事業概要

自動車部材では、燃費向上に寄与する軽量化素材として炭素繊維複合材料の適用が進み、特に、成形性・リサイクル性に長けたCFRTPの需要が伸びる.この場合、既存鉄系素材で主流であったスポット溶接や溶接ファスナーによる機械締結が困難であり、新素材に対応した新たな接合方法の開発が求められる.本研究開発では、自動車用CFRTPと異種材料との接合を簡便に行う専用ファスナーを用いた機械締結技術を開発する

開発した技術のポイント

環境に配慮した次世代自動車の普及とともに需要が伸びるCFRTPと異種材料の機械締結を簡便に行う、CFRTP専用ファスナーを開発

(新技術)
・CFRTP専用の圧入ファスナー(スタッド・ナット)
・CFRTPを最適条件で加熱し圧入

(新技術のポイント)
・CFRTPとの密着性の高いクリンチング形状
・加熱方法は高周波誘導加熱方式および超音波振動方式を試作

具体的な成果
クルマの軽量化技術展パネル

・CFRTP専用ファスナー(スタッド・ナット)の開発
‐切削加工によりCFRTPとの密着力の高いクリンチング形状試作
‐金型を用いた鍛造および転造技術による量産化・低価格化を実現
‐既存鋼材用圧入ファスナーの強度規格をほぼクリアする性能実現

・CFRTPへのファスナー取付方法の検討
‐高周波誘導加熱方式および超音波振動方式について取り組み、CFRTPの違いにより最適圧入条件があることを確認
‐簡易ファスナー取付け装置を開発、高周波誘導加熱方式で3秒以内、超音波振動方式で1秒以内で圧入可能に

・CFRTPとの電気化学的性能評価および対策
‐素材(鋼、真鍮、アルミ)毎のCFRtPに対する電食量を評価
‐ファスナーの電食対策として、絶縁効果の高い防錆処理(ジオメット処理)、炭素繊維と腐食電位の近い真鍮材料を使用した電食対策の双方を実施、よりコストメリットのある前者で製品実現
‐より効果を示す絶縁膜として、アルミナスラリーをファスナー表面に電気的に吸着させた、均一な絶縁皮膜のコーティングを実現

・CFRTP専用ファスナーの取外し方法の検討
‐CFRTP専用ファスナーをCFRTPから1秒以内で簡易に取り外すことが可能な手持ち型専用工具を開発した

研究開発成果の利用シーン

・各種自動車部品同士の機械的接合
・CFRTPの活用が見込まれる次世代自動車への適用

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

機械締結要素としてのナット単品は完成。CFRTPへの最適な取付条件、耐食性の向上のための研究・調査は継続中。展示会で新技術としてPRを行った結果、興味を示してくれた自動車関連業界の人は多く盛況であった。自動車メーカーより問合せもあったが、これからの技術であり、まだまだ採用には至っていない。

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、製品製造

製品・サービスのPRポイント

首下部分に設けたオリジナル形状(ナール、溝)がCFRTPと高い密着力を発揮

今後の実用化・事業化の見通し

・CFRTPの自動車用途採用を2020~2025年と予想、展示会PRなど通じて事業化展開に向けた将来性を確認
・鍛造・転造技術力の向上により従来に比べ複雑形状の製品が開発でき、新規顧客が獲得できる
・派生技術として、CFRTP以外の強化プラスチックへの応用も可能。

実用化・事業化にあたっての課題

・耐食性を向上させるための安価で強度のある表面処理技術の開発、締結機能の強化と安定化の研究

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 西精工株式会社
株式会社ヒラノファスティック
事業管理機関 公益財団法人とくしま産業振興機構
研究等実施機関 徳島県立工業技術センター
国立大学法人徳島大学

サポイン事業者 企業情報

企業名 西精工株式会社(法人番号:5480001001647)
事業内容 ナットを中心としたファインパーツの製造・販売(自動車、家電・弱電、住宅設備機械、建設機械、ゲーム機)
社員数 245 名
生産拠点 本社工場、土成工場、石井工場(すべて徳島県内)
本社所在地 〒770-0005 徳島県徳島市南矢三町1丁目11-4
ホームページ http://www.nishi-seiko.co.jp/
連絡先窓口 濱田善仁
メールアドレス y-hamada@nishi-seiko.co.jp
電話番号 088-631-7177