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精密加工

円筒絞り部品への内径加工をプレス機のみで完結できる金型の開発により一貫加工、一貫生産を実現!

神奈川県

有限会社山内エンジニアリング

2023年2月4日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 円筒絞り部品への内径加工を汎用プレス機のみで完結できる金型の開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 自動車、ロボット、産業機械、電池
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(使用機器削減)、高効率化(生産性増加)、低コスト化
キーワード 工法変換、特殊成形
事業化状況 実用化に成功し事業化間近
事業実施年度 平成28年度~平成30年度

プロジェクトの詳細

事業概要

現在、円筒絞り部品への内径加工は、前工程として板材にプレス絞り加工を施し円筒形状とした後、後工程として円筒内径に切削加工を行う必要がある。
本研究開発では、円筒絞り部品への内径加工をプレス加工のみで完結できる金型を開発する。
サーボプレス機といった特殊な加圧を行える高額なハイスペックプレス機ではなく、汎用プレス機で加工可能な金型とすることで、板材から円筒形状、内径加工までの一貫加工、一貫生産を実現する。

開発した技術のポイント
製品外観と寸法図

本研究開発では、円筒形状の内径面の段差を汎用プレス機で成形する加工方法の開発を行った。
開発した金型は広く一般のプレス加工業者が所有している汎用プレス機に搭載が可能となり、後工程の切削加工を必要とせず、複雑な形状の製品を、安価に高精度で大量生産できる。
その結果として、高性能機械を多数設備している大手メーカーにも負けないコスト競争力を有する中小サプライヤーの創出に貢献するものである。

具体的な成果

・量産構造を有する試作篝ヲ型の開発‐機構形状を最適化した試作篝ヲ・量産構造を有する試作⾦型の開発
‐機構形状を最適化した試作⾦型製作
‐前加⼯ワークの形状を担保する加⼯⽅法の明確化
‐CAE解析に基づく内径溝加⼯のプレス実証
・材料流動解析・⼿法の確⽴
‐CAEによる加⼯の可否と転写メカニズムの解析
‐簡易型を製作して実証試験による解析
・摩擦抵抗の低減法の確⽴
‐試験⽚による摩擦抵抗性・耐摩耗性の検証
‐コーティングによる成形性及び⾦型寿命の向上検証

知財出願や広報活動等の状況

本事業の基本工法は「特願2016-080180号」にて特許出願・審査請求を行ったが、平成30年8月に拒絶理由書を受領した。
通知理由を精査・吟味した所、引用文献に開示された発明特許事項との相違は明らかであった。
しかし、異議申し立てをすぐには実施せず、知財権の取得については今後の事業化の進捗を加味しながら川下ユーザーと合議し、より具体的な請求項を追加した上での再出願を予定している。

研究開発成果の利用シーン

・自動車業界で大量に必要とする各種車載モーターケース用の量産金型の内径加工には、本事業で開発したプレスカム凹溝工法の適用が精度面・コスト面でも可能である。
・その他の業界でも再生可能エネルギー用蓄電池のケース生産の低価格化、高精度化にも応用可能である。

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・事業期間中から開発テーマの提案を受けていた川下ユーザーと具体的な案件での検討・打合せ中。
・新規ユーザーへのPR、交渉中。

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、製品製造、技術コンサルティング

製品・サービスのPRポイント
開発目標値と成果表

・切削加工工程を削除したことによる工程短縮効果による生産性の向上。
・プレス機械のみで成形が完了することによるコストダウン効果。
・中小サプライヤーが標準的に保有している汎用プレス機による内径成形加工を可能にした金型。
・高精度を担保しながらランニングコストを削減した金型構造と部品構成。

今後の実用化・事業化の見通し

・再生可能エネルギー用の水素蓄電池による次世代エネルギーシステムを開発・製造・提供する会社で大型蓄電システムによる鉄道回生エネルギーシステムや港湾施設の省エネ実証プロジェクトを経済産業省(NEDO)や環境省の支援での実証を行っている。事業化に至るまでにはシステムそのものの錬成が必要であり、まだ立ち上げまでには複数年の時間を要する見込みである。
・東日本でも有数のスタンピングメーカーである群馬県の会社より車載モーターケース量産金型の製作打診があり、その内径加工に本事業で開発したプレスカム凹溝工法の適用を検討中である。事業化までには複数年の継続開発が必要となる見込みである。
・大阪府の産業用ドラム缶口金製造メーカーより、口金キャップの内径ねじ山加工を現行の切削加工を廃止して、プレス加工で成形する金型を2025年までの開発期間をかけて技術確立したいとの打診があった。プレスによる内径ねじ山成形は工法的に内径Oリング用凹溝成形工法の延長上にあるステップアップ技術であり、大きなマーケットが存在する事からも積極的に開発を進める予定だが、技術的には非常に難易度の高い開発案件である。

実用化・事業化にあたっての課題

具体的なテーマ(図面)による追加研究を実施するための資金調達の問題。

事業化に向けた提携や連携の希望

再生可能エネルギー業界で、新しい構造の蓄電池を開発・生産している企業との連携を模索している。

プロジェクトの実施体制

主たる研究等実施機関 有限会社山内エンジニアリング 田名工場
事業管理機関 株式会社キャンパスクリエイト 技術開発部
研究等実施機関 国立大学法人電気通信大学 知能機械工学 久保木・梶川研究室 久保木教授、梶川助教
地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所 情報・生産技術部  薩田統括グループリーダー
アドバイザー 日産自動車株式会社、株式会社東芝、株式会社五十嵐電機製作所、相模原市産業振興財団、株式会社さがみはら産業創造センター

主たる研究等実施機関 企業情報

企業名 有限会社山内エンジニアリング(法人番号:8021002025760)
事業内容 製造業 金属プレス金型設計・製作
社員数 6 名
生産拠点 田名工場(神奈川県相模原市中央区田名2327-2)
本社所在地 〒252-0243 神奈川県相模原市中央区上溝2448-2
ホームページ yama-eng.com/
連絡先窓口 営業部 郡司章
メールアドレス a-gunji@y-eng.jp
電話番号 042-713-1980