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精密加工

“折紙工学”から生まれた軽量・高剛性を実現する次世代トラスコアパネル

神奈川県

城山工業株式会社

2020年3月20日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 トラスコアパネル実用化のための生産技術開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 環境・エネルギー、航空・宇宙、自動車、建築物・構造物
事業実施年度 平成20年度~平成21年度

プロジェクトの詳細

事業概要

トラスコアパネルは京都大学で考案され、面外曲げと面内せん断共に剛性が高く(一般的な波型鋼板の3~5倍)、その方向性も小さな革新的なパネルである。ハニカムパネルの代替を含めて活用範囲が広く、軽量化効果の大きな構造材であるが、特殊な形状のため製造が難しく安価に造るためには解決すべき課題が多い。本開発では汎用的に使える金型と組立設備の開発を中心に、上記の課題解決の開発を行う

開発した技術のポイント

「折紙工学」から考案した軽量・高剛性パネル「トラスコアパネル」の実用化
・波型鋼板比較:曲げ剛性→3~5倍
→置き換えることで30%以上の軽量化が可能に
・三角錘形状と相互位置の精度向上→三角錘(大きさ50~100mm、深さ15~30mm)
→合理的で汎用的な成形~接合工法を実現する
・製造コスト:従来型と比較し→金型製作費1.5型分以下、装置製作費1.5台分以下
→現行構造と同等のコストとするために
(新技術)
<トラスコアパネル>
用途に対応した多種の製品を安価で製造
・曲げ剛性
シングル-TCPで波型鋼板の3~5倍サンドイッチ-DTCPで波型鋼板の6.3倍
・三角錘形状と相互位置の精度向上
“深さ/底辺の長さ”の限界値を解明(0.30)アルミにおいて深さ15mmの成形を実現
・接合に関わる組立装置の開発

具体的な成果

・三角錘パネルの汎用順送成形金型の開発に成功
・予備成形形状の最適化と工程能力を向上(アルミ材料を含めて、三角錘の“深さ÷底辺の長さ”で0.30までの成形を実現した)
・成形中の反り、波打ちを低減
・金型構造を見直し、汎用金型の汎用度を向上(カム機構を追加して、部分的に三角錐を成形しない平面部を自由に残せる)
・加温装置の改良等でアルミ材料でもスチールと同等の成形に成功
・汎用性を高めるため、高速で安価な接合・結合機器および工法を開発
・三角錘パネル同士及び三角錘パネルと平板の接合に対し、治具での抑え込みと接合のタイミングを任意の大きさのパネルで最適化する自由度の高い汎用組立装置の基礎技術を開発
・トラスコアパネル同士の結合において、断面成形の制約が少ない端末部形状の制作工法を開発
・実用可能分野を整理し、提案と売り込みを開始
・構造解析により剛性の高さを確認
・実用可能分野を検討し、車輛、建築関連にターゲットを絞る
・ソーラーセルベースパネルの実用化に成功(相模原市役所に設置)

知財出願や広報活動等の状況

・新聞掲載:日刊工業新聞(平成22年7月20日)、朝日新聞(平成22年7月27日)
・雑誌掲載:WEDGE(平成23年1月号)

研究開発成果の利用シーン

ソーラーセルベースパネル、鉄道車両のルーフパネル、バス等のフロアリッド、OAフロア、航空機・鉄道車両のフロア等への利用で、高い軽量化・高剛性化を実現。また、高価なハニカムパネルと比較して、圧倒的コストメリットを持つ

実用化・事業化の状況

今後の実用化・事業化の見通し

新たな素材における開発推進と適用分野の拡大を図る
・スチール等を材質とする「シングルタイプ」は、ソーラーセルベースパネルやOAフロアパネル等として売込中
・リチウム電池ケースに対する適用等、電気自動車の自動車構造に対しての採用を検討
・アルミ、チタン、樹脂等の素材での開発推進

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 城山工業株式会社
事業管理機関 城山工業株式会社
研究等実施機関 株式会社日本総研ソリューションズ
株式会社アマダ
オカダ工業株式会社
マツモト産業株式会社

サポイン事業者 企業情報

企業名 城山工業株式会社
事業内容 輸送用機械器具製造、精密板金加工、各種機械の考案設計・製造販売連絡先技術開発室
本社所在地 〒252-0132 神奈川県相模原市緑区橋本台2-6-5
ホームページ http://www.shiroyama.net
連絡先窓口 技術開発室
メールアドレス gotou@shiroyama.net
電話番号 042-700-9565