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表面処理

電動車の大電流化による問題点を解決する、電気接点用低電流損失-高耐久性「酸化グラフェン複合銀めっき」

愛知県

豊橋鍍金工業株式会社

2022年1月28日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 めっきの多層化とグラフェン複合銀めっきによる大電流電気接点用めっきの開発
基盤技術分野 表面処理
対象となる産業分野 環境・エネルギー、自動車、情報通信、エレクトロニクス
産業分野でのニーズ対応 高機能化(新たな機能の付与・追加)、高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(耐久性向上)、低コスト化
キーワード 電動車、大電流、コネクタ、耐久性、銀めっき
事業化状況 事業化に成功
事業実施年度 平成29年度~令和1年度

プロジェクトの詳細

事業概要

電気自動車には充電用プラグに代表される硬質銀めっきを施した大電流コネクターが多く使われている。本事業では、グラフェンを複合化した硬質銀めっき被膜と異種金属被膜を電流深度測定により最適な配置で多層化することにより、高耐摩耗性と低電気抵抗という、相反する二つの性格を持った全く新しい高機能めっき技術を開発し、加速する大電流化による昇温を防ぎ安全性の向上とコストダウンを同時に図ることを目的とする。

開発した技術のポイント

・酸化グラフェン複合銀めっきの開発
-電流密度、接触抵抗、耐摩耗性、体積抵抗の目標値を満たす、単層の酸化グラフェン複合銀めっきを開発した。
・電流深度測定装置の開発
-電流深度の測定は、多層めっきの適切な厚さを決定するために重要である。現在、低抵抗測定装置を元に、実電流(高電流400A)で接触抵抗、電流深度が測定可能な電流深度測定装置を開発中である。

GOAg1
具体的な成果

・酸化グラフェン複合銀めっき
-EV・PHV等の大電流電気接点向けに、Sbフリーの酸化グラフェン複合銀めっきを開発した。
-低硬度、めっき表面の凹凸で低接触抵抗、高い固体潤滑性
-Sbフリーで低体積抵抗、低電流損失
-酸化グラフェン複合化効果で対銀-低凝着性
・低抵抗測定装置による電流深度測定
-大電流での接触、体積抵抗率、電流深度測定が可能となった。

知財出願や広報活動等の状況

グラフェン複合銀めっきについて特許出願中

研究開発成果の利用シーン

開発したSbフリーの酸化グラフェン複合銀めっきをEV・PHV等の大電流電気接点に使用することで、接点に耐摩耗性を与えつつ、大電流化における電流損失の問題を解決することが可能となる。

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

事業化に向けて、川下産業に協力頂き性能確認を行うと共に量産に耐えうる製造、管理方法、製品管理方法を検討中。

提携可能な製品・サービス内容

加工・組立・処理、共同研究・共同開発、技術ライセンス

製品・サービスのPRポイント

開発したSbフリーの酸化グラフェン複合銀めっきをEV・PHV等の大電流電気接点に使用することで、接点に耐摩耗性を与えつつ、大電流化における電流損失の問題を解決することができる。このめっき技術は、低コストでありながら高耐摩耗性と低体積抵抗率を満足した全く新しい技術である。

今後の実用化・事業化の見通し

・今回表層のAgSn合金めっきは耐食性が悪いために使用しないことになったが、AgSn合金めっきは塩水噴霧試験以外はほぼ目標に達しているので、大気に曝露されない箇所に使用される耐硫化性、耐酸化性が必要な部品のトップコートとして今後の事業化を狙う。
・アドバイザーからAgSn合金めっきが他の電子部品に転用できる可能性があるとのアドバイスを頂いたことで、それぞれの部品に最も適した合金成分を検討して安定化させるという課題はあるが、このまま改良を続け今後事業化までもっていくつもりで研究を継続している。
・グラフェン複合銀めっきでは、皮膜の性能に関しては既に目標に達しているが、本成果のユーザーでありアドバイザーでもある自動車メーカーの希望もあり、量産品への採用を見据えて更なる機能向上を目指し、グラフェンのめっき皮膜への取込量の増加という課題に取り組み、自動車メーカーにも協力をいただきながら2年後の新製品への採用を目指して研究開発を継続している。
・低抵抗測定装置に関しては、産総研と本装置を利用した電流深度の測定方法を考案したことで、大きく事業化に近づいた。今後は、EV等で使用する実電流(大電流)でめっき皮膜の体積抵抗や接触抵抗が測定できるだけでなく、電流深度が測定できる装置として販売するべく開発を継続する。近々では、今年9月に名古屋で開催されるカーエレクトロニクス技術展での産総研による技術講演を予定している。
・量産工程に関しては、川下産業アドバイザーで本研究成果のユーザー希望である目標以上のレベルアップに応えるため更なる改良を継続している。量産工程の決定と製品評価は遅れているが、早期の完了を目指し現在開発をスピードアップし改良を続けている。

実用化・事業化にあたっての課題

・アドバイザーからAgSn合金めっきが他の電子部品に転用できる可能性があるとのアドバイスを頂いたことで、それぞれの部品に最も適した合金成分を検討して安定化させるという課題がある。

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 豊橋鍍金工業株式会社
事業管理機関 公益財団法人名古屋産業振興公社
研究等実施機関 吉野電化工業株式会社
国立研究開発法人産業技術総合研究所
名古屋市工業研究所
国立大学法人福井大学
国立大学法人名古屋大学
アドバイザー トヨタ自動車株式会社
株式会社デンソー
住友電装株式会社
株式会社マツダ
山一電機株式会社
山梨金属工業株式会社
オーエム産業株式会社
奥野製薬工業株式会社
上村工業株式会社
ローム・アンド・ハース電子材料株式会社
有識者:鈴木孝和

サポイン事業者 企業情報

企業名 豊橋鍍金工業株式会社(法人番号:1180301006603)
事業内容 主に電気接点へのめっき(金、銀、錫、ニッケル、銅)、その他量産品以外の様々なめっき種類の施策及び研究開発
社員数 29 名
本社所在地 〒441-8011 愛知県豊橋市菰口町3-17
ホームページ https://www.toyohashiplating.co.jp/
連絡先窓口 豊橋鍍金工業株式会社 技術部 藤本 剛史
メールアドレス t.fujimoto@toyohashiplating.co.jp
電話番号 0532-31-6217