研究開発された技術紹介

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

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

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

・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

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

・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

・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

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