研究開発された技術紹介

ディーゼルエンジンの完全燃焼を促すシステム、高圧型コモンレールのインジェクションノズルにおいて、ニードルバルブとノズル先端部の接触部の損耗によるシール性の低下により燃料漏れが発生し、本来の低燃費走行に弊害をきたしている。そこで、ニードルバルブ先端部に弾性変形しやすく高強度な金属ガラスを溶接する技術を確立することにより、シール性を容易に確保でき、燃費の向上につながる革新的燃料噴射技術の確立を目指す

金属ガラスと結晶金属の溶接技術を確立し、シール性の確保が容易なインジェクションノズルを開発する
(新技術)
ニードルバルブ先端部に、弾性変形しやすく高強度な金属ガラスを溶接することで、シール性を維持する
(新技術の特徴)
・ニードルバルブのシール性が容易に確保される
・燃料漏れが発生しない

・溶接時に欠陥を生じにくい金属ガラスの製造方法を確立
‐レーザー溶接に供する金属ガラス製造方法を開発し、欠陥のない金属ガラスを作製した
・溶接方法と条件を探索し、金属ガラスと結晶金属の異素材間で一定の継手強度を達成
‐板状の金属ガラスと結晶金属(SKH51)との溶接では、目標値の153%の継手強度を達成した(ただし、重ね溶接は現時点では難しい)
・溶接欠陥の品質評価、接合評価技術の開発
‐品質評価方法の予備的研究を実施、目標値である降伏強度以上の接合強度を達成した
・高圧シール性試験方法の確立
─金属ガラスはSKHと比較してシール性に優れていることを確認した

国内外で特許を取得

中小機構J-GoodTechへ掲載

サポイン事業を通じて開発した金属ガラス・結晶金属の複合化溶接技術の確立を通じた、燃費向上に資するディーゼルエンジンの部材
(将来的には結晶金属と金属ガラスとの接合技術を開発し、一般産業機器など他分野へ展開が可能)

試験片のN数がまだ十分とは言えないため補完研究として追加試験を行い、統計的なデータを出す派生技術として、金属ガラスの供給元より、メガネフレームに使用する部材として金属ガラスと結晶金属(チタン)の溶接を依頼されたため、この研究にも取り込んでいる

ディーゼルエンジンの部材提供により自動車産業での燃費向上に貢献
・ゴムのような特性を持つ金属ガラスを、高いシール性の要求されるニードルバルブ先端部に適用可能にしたことによって、欠陥のない高品質な金属ガラスの製造方法を確立した
・シール性の向上により、燃費向上へと寄与することが可能である金属ガラスを必要な部分にだけ適用できることにより、コスト削減へ寄与
・高強度、弾性変形が容易、高耐食性、高転写性など特異な特性を持った金属ガラスを必要な個所だけに適用が可能である
・高価ではあるが、転写性の優れた金属ガラスを射出成型し、先端部の加工がほぼ不要の状態として適用することで、コストを抑えることが可能である世界初の接合技術の開発
・金属ガラスと結晶金属を溶接によって接合することに、世界で初めて成功した
・将来的には、接合技術を活用した別製品への展開が期待される

・クリーンディーゼルが国内で普及し始めたことで、コモンレールの高性能化が求められる
・溶接試験結果は良好だが、データの統計的な検討、疲労特性など、インジェクションノズルの構造材料として必要な基礎データはまだ充分といえないため、さらに基礎研究を進める予定である
・インジェクションノズル以外にも、メガネフレームや補修溶接などの派生技術での共同開発が進行中であるため、こちらについても事業化に向けた取り組みを行うことを予定している

素材の入手が困難になった。