研究開発された技術紹介

目標は、1.揺動中心位置の固定化、2.ワーク側中心の固定化、3.推力発生装置の電動化(油圧→サーボモーター＋ボールネジ)、4.成形前形状の最適化である。岐阜大学と連携し、無線ジャイロ・ひずみ計測で姿勢と荷重重心を可視化、成形シミュレーションと自動最適化(APFEA)を構築し、フェイススプライン用300kN機を開発・検証した。

・揺動中心の固定化
-静・動荷重下で中心ズレを抑制(回転中振れ0.018mm)
・ワーク中心固定
-基準穴治具とクランプ構造で負荷時0.03mm以内に固定
・推力機構
-装置本体の水力発生装置をサーボモーターおよびボールネジ化し1/1,000mm級位置制御を実現
・センシング
-無線ジャイロと4柱ひずみ計測で最大傾斜方位と荷重重心をリアルタイム監視

揺動鍛造は、一般的な鍛造と比較し、所要荷重が1/3～1/10程度で済むというメリットがある。上型と下型の位置や送りの高精度制御を実現する事で、フェイススプライン成形を始め、従来とは異なる揺動鍛造が実現できるようになった
・フェイススプラインHUBベアリングの冷間鍛造開発
-球面軸受けの高精度製作及び、その仮想中心の測定法を確立し、ダイセット基準位置と同芯度が高精度の揺動鍛造機を開発。近年注目の自動車用HUBベアリングのフェイススプライン加工を冷間にて高精度で行えるようになった
・加工中の振動を抑える、ワーク中心位置固定化技術
-揺動加工中にワークが揺すられてしまい、芯が安定しない事を防止するため、ワークを固定する装置を開発し、高精度な製品製造ができるようになった
・鍛造推力をサーボモーターおよびボールネジにて実施
-従来の油圧方式では、鍛造途中の荷重、位置の制御が困難でしたが、本方式により、高精度の制御が可能となった
・実機の上型部分に小型無線機搭載の中心軸測定センサーを開発
-加工中の仮想中心点がリアルタイムで実測出来るようになった
・加工中の荷重位置、荷重測定方式の開発
-加工中のワークへの荷重点、荷重がリアルタイムで実測出来るようになった

無線ジャイロ・ひずみ計測による姿勢・荷重重心監視技術を特許出願手続中(岐阜大学単独出願)
JIMTOF2024、オートモーティブワールド2025に出展

・HUBベアリング/等速ジョイントの冷間揺動鍛造
-高トルク・低騒音のフェイススプライン量産前工程
・インライン品質監視
-無線ジャイロ×ひずみ計測で異常検知・緊急停止・原因解析を実装
・型設計最適化
-APFEAにより成形荷重・肉流れを事前評価し、試作回数を削減

300kNコマーシャル機を製作し、幅を850mmから650mmへ小型化。無線ユニット組込みで動的精度を実証し、工場内に試作トライ設備として常設した。展示会では計310名超の来訪記録を取得し、試作・評価の具体案件化を進めた。今後、顧客要望を反映した金型・治具の適用拡大を図る。

・低荷重成形
-揺動鍛造は所要荷重が従来比1/3～1/10で、冷間でも高精度。
・高精度・省設備
-サーボ+ボールネジで高応答制御、油圧レスで保全容易・省スペース。
・見える化
-中心・荷重重心のリアルタイム監視で不良を未然防止。
・応用拡張
-フェイススプライン以外の冷間成形ニーズにも対応。

MF-TOKYO(2025/07/16～19)で鍛造業界へ訴求し、固定機構・位置決め機構の特許出願、サンプル提供を段階化。上下同時成形や大型HUB対応、海外展示(上海、EMO Hannover)へ展開する。装置公開と試作受託で採用案件を積上げ、量産導入へ橋渡しする見込みである。

実用化済みフェイススプラインの仕様情報が得られず実機同等試作が困難である。シェフラーの特許満了は 2027 年だが国内自動車各社からの情報は無い。世界的に電気自動車は足踏み状況でも長期的潮流は変わらず、成形用揺動装置需要に備える。電気自動車化でタイヤ大型化・ハブ薄肉化が進むため機械の間口は案件ごとに設計する。中国企業から 400KN 仕様の引合があり、400KN 対応設計が課題である。認知向上へ MF-TOKYO（令和7年7月16 日〜19日）に出展し、特長を周知してフェイススプライン以外にも販促する。JIMTOF2024、オートモーティブワールド2025 後は他製品成形の相談が増加。木曽岬工場にコマーシャル機を設置し試作トライを公開、受注拡大を図る。岐阜大学と連携し金型センター無線ユニット搭載機の製品化を推進する。

自動車用ＨＵＢベアリング及び等速ジョイントのメーカーとの連携を模索中。また、本工法に興味をお持ちの方のコンタクトをお待ちしております。