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精密加工

ストレートベベルギヤの騒音・振動を15%低減、ペアリング率向上による高機能化

大阪府

株式会社オージック

2021年2月17日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 5軸マシニングセンタによる航空機用高機能ストレートベベルギヤの特殊歯面調整加工の開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 航空・宇宙、自動車、ロボット、農業、産業機械、工作機械
産業分野でのニーズ対応 高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(耐久性向上)、高性能化(信頼性・安全性向上)、高性能化(精度向上)
キーワード 5軸マシニングセンタ、ストレートベベル、特殊加工、騒音低減、かさ歯車
事業化状況 実用化間近
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

航空機エンジンや各種産業機械等で使用されるストレートベベルギヤは、大量生産を前提とした専用加工機によるギヤ製造では加工精度が不十分でペアリング率が低下している。5軸マシニングセンタを用いた特殊歯面調整加工を開発し、航空宇宙分野に関する高度化技術の課題であるギヤの高機能化(騒音・振動の低減、ペアリング率向上)を図ることで航空宇宙産業の競争力維持・強化に貢献する。

開発した技術のポイント

・オリジナル歯面設計ソフトの開発
-歯車設計理論に基づく歯面3次元座標値と単位法線ベクトルの解析プログラムの開発
-相対する歯車の接触点の解析プログラムの開発
-歯当たり解析結果の視覚化出力方式の開発
-歯当たり面安定化のための最適特殊歯面の設計
・5軸マシニング特殊歯面調整加工の開発
-焼き入れ後の高硬度歯面の仕上げ精密加工技術の開発  
-5軸マシニングセンタによる微細凹凸形状で構成された千鳥模様面の加工技術の開発
・IoT及び非接触3次元測定機を用いた評価技術の開発
-設計歯面に基づく実加工歯面の評価技術の開発
-IoT を活用した評価結果の加工工程へのフィードバックによる加工ロス低減技術の開発 

5軸マシニングセンタの加工
面性状測定機
具体的な成果

・オリジナル歯面設計ソフトの開発
-設計時間の削減と品質向上の両立
-かみ合い試験機の各軸の距離を変更する試験を行った結果、シミュレーション通りであり有効性があった。
-千鳥模様の特殊歯面を設計できたが、総製作時間が増える結果となった。
・5軸マシニング特殊歯面調整加工の開発
-マスターとの形状誤差量±0.005mm以下の実現
-微細加工の千鳥模様を実現
・IoT及び非接触3次元測定機を用いた評価技術の開発
-ネットワークを構築し官能検査から定量検査へ移行できたが、完全自動照合や自動評価が人による作業となった。
-設計誤差と加工誤差の両方を把握することで、誤差量の低減を実現した。

研究開発成果の利用シーン

航空機用ストレートベベルギヤの高い品質と信頼性の向上に加えて、航空機エンジンの信頼性をさらに向上させることができます。これにより、日本の航空機産業の競争力維持・強化において果たす役割は極めて高くなると考えられます。また、航空機産業以外にも、電車、自動車、工作機械、産業機械などで活用が期待できる技術開発です。

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

研究内容について、現時点で具体的に事業化は進んでいないものの、航空機産業に加えてそれ以外の産業からも問い合わせがあり、市場ニーズと研究内容がマッチングしています。

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、加工・組立・処理、素材・部品製造、共同研究・共同開発

製品・サービスのPRポイント

・マスターギヤとの高いペアリング率
・かみ合い伝達誤差、騒音などの機能性向上

今後の実用化・事業化の見通し

開発の目的であった航空機産業に加えて、電車、自動車などのインフラ、工作機械、産業機械など、今後の産業を支える駆動部品の歯車の特性を強化し販売できるようになる。

実用化・事業化にあたっての課題

開発した特殊歯面調整加工を全歯面に施すと、加工工数が通常の10倍近く発生する。事業化を行うには、コストメリットも重要となる。そこで、量産性と機能性を反映させた追加研究を進めていく。

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社オージック
事業管理機関 一般財団法人大阪科学技術センター 技術振興部
研究等実施機関 国立大学法人新潟大学

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社オージック(法人番号:1122001001212)
事業内容 生産用機械器具製造業
社員数 165 名
本社所在地 〒578-0984 大阪府東大阪市菱江1-15-33
ホームページ http://www.ogic.co.jp/index.php
連絡先窓口 株式会社オージック 技術開発部 濱田 成則
メールアドレス shigenori-hamada@ogic.co.jp
電話番号 072-965-1011