文字サイズ
標準
色の変更

サポイン技術紹介

  1. トップ
  2. サポイン技術検索
  3. ディーゼルエンジン用燃料噴射ノズル穴等に要求される微細穴加工において高精度・リアルタイムで工具の折損を検知する機能を持った微細穴加工

精密加工

ディーゼルエンジン用燃料噴射ノズル穴等に要求される微細穴加工において高精度・リアルタイムで工具の折損を検知する機能を持った微細穴加工

福岡県

株式会社タック技研工業

2020年4月8日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 工具折損検知手法によるノズル穴の高精度微細加工技術の開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 医療・健康・介護、航空・宇宙、自動車、ロボット、電池、半導体、工作機械
産業分野でのニーズ対応 高性能化(小型化・軽量化)、高性能化(精度向上)
キーワード 穴径0.1、ドリル折損摩耗検知、難削材加工
事業化状況 実用化間近
事業実施年度 平成21年度~平成23年度

プロジェクトの詳細

事業概要

ディーゼルエンジン車の低燃費化には、燃料の高圧噴射・噴霧微細化が課題である。解決策として燃料噴射ノズル穴の小径化が挙げられるが、小径化と共に加工精度の向上が必須である。低コストで高精度微細穴加工を実現するため、放電加工に代わる切削加工の高度化を目指す。回転振れ抑制したスピンドルを開発し、磁性センサーを利用した世界初、工具折損リアルタイム検知機構付き切削加工機によるφ0.1MM以下の高精度微細穴加工技術の開発を行う

開発した技術のポイント

高精度かつリアルタイムで工具の折損を検知できる微細穴加工機を開発する
・高精度のスピンドルを開発→微細穴加工するために必要な高速回転での回転振れの抑制
・切削力検出の高度化→検出器である磁性体の着磁精度向上と検出素子による微細加工力の検出を実現
・穴加工システムの高度化→
‐微細穴加工機を試作し、加工実験を行い要求される精度を確保
‐微細穴加工機を試作し、加工実験を行い要求される精度を確保
(新技術)
<開発する微細穴加工法>
・高精度のスピンドルを開発する
・微細な工具の加工力を検出する
・リアルタイムで工具の折損を検知する
・微細穴加工機を開発する

加工テスト状況写真
加工部分の拡大写真
具体的な成果

高精度な穴加工を実現するためのスピンドルを開発
・軸変形が直接加工精度に影響を与えるため三次元CADによる変形解析等で設計値を確保した
・さらに、軸組上げ後の質量アンバランスも専用のフィールドバランサーを利用して許容値内とした各部品すべては加工精度に影響を及ぼすため、振れ・同芯度・直角度等すべて管理して精度確保
・駆動部のブラシレスモータ及び軸受の発熱による影響を最小に抑えるため、適正な空気軸受の選定を行った
・その結果、動的回転振れ精度は目標値2.5μm以下を実現
微小な切削力を検出するための検出器を開発
・スピンドルに組込み型の検出器とし、マグネットの正確なゼロクロス位置及び正確な検出が可能な検出器を実現・・・微小な切削力を検出した微細穴加工機の試作機を開発
・市販の工作機械よりも安価で川下企業の要望の床専有面積及び高さを抑えた
・動特性は微細ドリルのため、機械の動きの影響を直接受けるため受入テストを実施し好評価
・加工テストにおいてすべての評価テストに供する試作機であることが検証できた・・・加工機の実用化の目途がついた
・微細穴の加工精度は要求精度を満たした
・微細穴加工時のリアルタイムでの切削力も検出でき、折損検出も可能となった

知財出願や広報活動等の状況

・特許:研究開発メンバーの福岡県工業技術センター(福岡県所有)特許の使用許諾契約締結
・出展:JIMTOF2012(H24.11)にパネル展示

研究開発成果の利用シーン

開発した微細孔加工の技術を、現在開発中の小型卓上マシンに展開することにより、いろいろな産業分野に活用が可能となる

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・H25年度にスピンドルユニット実用化、H27年度に微細穴加工機として実用化見込み
・試作機(微細穴加工専用機)あり

提携可能な製品・サービス内容

加工・組立・処理、素材・部品製造

製品・サービスのPRポイント

・高精度でリアルタイム工具折損検知機能付きスピンドルユニットを提供
・生産性向上→歩留まりを向上した高品質加工及び多数穴の連続加工を実現
・大規模設備投資不要→既存工作機に取付可能としたスピンドルユニットを提供
・誰にも・容易に・確実に加工可能な微細穴加工機を提供

今後の実用化・事業化の見通し

実用化・製品化に向けて補完研究を推進する
・低コスト化を図る実用化のための開発
・各種用途に応じた折損検出システムの開発
・実用化に向けた各種ソフト機能開発や製品化のための開発
・同時に本格的に市場調査の活動も行う

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社タック技研工業
事業管理機関 公益財団法人北九州産業学術推進機構
研究等実施機関 福岡県工業技術センター 機械電子研究所
アドバイザー ㈱デンソー
㈱キラ・コーポレーション
九州大学
九州産業大学

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社タック技研工業(法人番号:2-2908-0101-0258)
事業内容 穴加工やタップ加工機械、スピンドルモータ等の製造・販売
社員数 37 名
生産拠点 北九州市八幡西区陣山2丁目7-36
本社所在地 〒806-0012 福岡県北九州市八幡西区陣山2-7-36
ホームページ http://www.tacgiken.co.jp
連絡先窓口 森田弘、松枝謙二
メールアドレス h-morita@tacgiken.co.jp
電話番号 093-661-1777