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平成21年度 第25回素形材産業技術表彰

（敬称略・順不同）

経済産業大臣賞
「ネジ部機械加工レス化を実現したアルミニウム合金ダイカスト技術の開発 」

技術概要説明

　オイル・フィルター容器は、繰り返し使用を可能とする為にネジ形状部が付加され、経済性の観点から、ネジ部を無切削のダイカスト鋳物で作る事が求められた。しかし、ダイカスト鋳造に用いられている水溶性離型剤では、早期に型ヒートクラックが発生してネジ部を無切削で作る事が難しい。このため金型への熱負荷の小さい極少量吹き油性離型剤で対応する事を検討し、本製品の開発課題である1.薄肉円筒部の凝固収縮割れ、2.ダイカスト鋳造に適した極少量吹き油性離型剤塗付、3.ネジ部型ヒートクラックに対して、鋳造因子、条件の影響を明らかにして課題を解決するとともに、技術確立をした。これらの開発成果は以下の通りである。

中小企業庁長官賞
「アルミニウムダイカストに代わる高度拡縮管加工技術の開発」

　材料を補充しながら内径を広げる拡管工法によるタンク容量の確保と、通路となる取り付け側を金型により縮管する工法を組み合わせ、写真に示したとおり金属パイプでありながら内径の最小径と最大径の比率が4倍を超えるパイプ加工技術を確立した。これにより、アルミダイカスト製品を単純なパイプ加工部品に置き換えることに成功した。

　鋳造の場合は生産ロット数量が多く在庫量が増大するが、本技術では開発技術での生産ロット数は材料の購入数で設定できるため、1個流し生産が可能。(在庫ゼロの実現) 　
　鋳物の場合は製造エネルギーが大なためCO2排出量が多いが、本技術は小型プレスで生産可能のため、製造エネルギーが小でCO2排出量が少ない。
　鋳物の場合は湯口、セキ等の製品外部分があり、又ベンダー加工の場合は曲げ用つかみ代、曲げR間の中間直線部(約100�o)が必要のため歩留まりが悪いが、本技術はプレスによる加工(成形、切断)のため、これらの部分が不要で歩留まりが良い。
　従来技術は「鋳物+機械加工+組み立て」のように各工程が独立のためロット生産が多く、品質確保が困難であるが、本技術は｢切断+プレス加工+成形｣の各工程がプレス中心で構成されている為、｢流れ生産｣が実施可能であり、品質確保が容易。

　以上のとおり総合評価として部品の信頼性向上およびコスト1/2の両立が実現した。

経済産業省製造産業局長賞
「分割型コア構造を用いた複雑形状部品の一体成形金型の開発」

技術概要説明
　当技術は、形状が複雑なため射出成形において金型からの離型が出来ない場合に備え、金型内に設けた特殊なスライド構造によって離型を可能にした金型技術で、従来は複数の成形部品を接着により製品化している部品を、一度の成形で複雑な形状を完成できるようにした。
　この一体成形用金型の典型例が、複数のスライドを放射状に配置して効果を円形状に活かしたファンの金型で、アナログとデジタルの機構を併合させた金型である。この金型の設計に当たっては、耐久性、操作性や補修などのメンテナンス、金型の管理などに配慮した。
　開発された金型による成形品は一体成形のため、強度、精度、軽量性に優れ、製作上の工数も少なく省エネ省資源に高い成果を上げている。このシステムは、高強度・高信頼性を実現したファンの一体成形に限らず他の複雑形状部品への応用が期待できる。

財団法人 素形材センター会長賞
「高真空ダイカスト製法を用いた耐熱高強度」

共同開発者：

技術概要説明
　従来、自動車用ピストンは品質・コストの観点から重力鋳造が用いられてきたが、凝固速度が遅いため、アルミ合金中の添加元素増量による高強度化は限界に達しつつあった。
　本開発では、(1)凝固速度の速いダイカストの採用、(2)高ニッケル含有新アルミ合金開発、(3)最新鋳造シミュレーションを用いた高品質化により、従来比1.5倍の高強度ピストンを1/3の鋳造サイクルタイムで製造する技術を確立した。本技術を用いたダイカスト製ピストンは、2006モデルのハイブリッド四輪車で世界初の量産化を実現し、エンジンのフリクション低減による燃費向上に貢献している。
　今後、ますます省燃費のニーズが高まる中で、このダイカストの急冷効果を利用した高強度化は、コストと機能を高次元でバランスさせた独創的な技術であり、次世代のピストン材料・製造技術を担うものと期待できる。

財団法人 素形材センター会長賞
「自動車車体パネルの世界最速サーボプレスラインの開発」

技術概要説明
　従来のプレスラインでは成形不可能であった深絞りパネルを世界最高水準の生産性（Max18spm）で生産可能なサーボプレスラインを開発した。深絞りと生産性向上の相反する要求に対し、従来の生産ラインへの合わせ込み型の金型造りの考え方から脱却し、生産する部品毎にプレス成形条件と搬送モーションを高精度に金型に合わせこむ生産システムの開発により、深絞りパネルの高効率生産と圧倒的に短い新機種リードタイムの実現を可能とした。この生産システムとプレスラインは世界中の生産拠点に戦略的に拡大展開を計画している。今後、この生産システムが次世代のプレス生産の新しいスタンダードとして広まり、『お客様の期待を超える魅力ある商品』のタイムリーな市場供給へと繋がることを期待する。

財団法人 素形材センター会長賞
「ハンマードリル用過負荷クラッチ部品の粉末成形金型の開発」

技術概要説明
　ハンマードリル用の過負荷クラッチの機構は、スプリングを用いコロをギアの内側に押し付けることでトルクを伝達し、スプリングによる押し付け力を超えるトルクが掛かると、コロとギアが空転する機構となっている。
　製品の構造上、高強度・複雑形状が必要とされ、従来は金属射出成形(MIM)が採用されてきた。しかしながら、原料コストの高いMIMではコストメリットを生み出すことが難しく、予てより低コスト化が求められていた。
　本開発では製品設計の初期段階よりユーザーと粉末冶金法に適した製品形状の検討を行った。スプリング・コロ保持部(溝部)の溝数の増加、連結等により、高強度化と高精度化を図り、複雑構造の金型を使用して、粉末冶金法の特徴を活かした高強度複雑形状部品の焼結化を実現した。
　これにより、従来のMIM製品に対し「40％」のコストダウンを実現している。
今後、高強度・複雑形状部品での粉末冶金法採用による製品の低コスト化が期待される。

財団法人 素形材センター会長賞
「環境負荷の小さい高疲労強度中空アクスルビーム製造技術の開発」

技術概要説明
　自動車用中空アクスルビーム(図1)は、高剛性と軽量化を両立できるアイテムとして、近年その採用が拡大している。従来は、鋼管をプレス成形した後に、強度確保の目的から焼入れを施していた。今回、その焼入れが有している課題(1)エネルギロスが大きい、(2)熱処理歪みが大きい)の解決に向け、応力除去焼鈍をベースとした新しい製造法の開発を行った(図2)。
　開発のポイントは疲労強度の確保である。新たな材料成分と最適熱処理条件の組み合わせにより、高い表面硬さを維持(図3)しつつ、プレス加工の残留応力を十分に除去できる製造法を構築し、焼入れに匹敵する疲労強度を達成した。
　本技術は、熱処理で排出されるCO2量を約35％低減でき、また熱処理歪みがほとんど発生しない高い競争力を持った製造方法である。これまでにハイブリッド車を初め170万台以上の量産車に本技術で製造したアクスルビームが搭載されている(2009年10月現在)。

財団法人 素形材センター会長賞
「エンジンブロック用ＣＶ黒鉛鋳鉄の生産技術の開発」

技術概要説明
　強度、熱伝導率の高いCV黒鉛鋳鉄は、乗用車用エンジンに求められる高出力と低燃費を両立するためエンジンブロックの材料に適した特性を有するが、従来は組織の不安定さから品質、切削性のばらつきが懸念され量産品へ適用されてこなかった。
　本開発は、組織がばらつく要因の解析、検証により、最適な合金設計と添加方法を考案し、黒鉛球状化率を20％〜40％に組織制御することで、量産化を可能にした技術である。脱酸作用のある接種剤と少量のレアメタルを黒鉛球状化剤に適量配合することで球状化反応ロスの発生を抑えるとともに、球状化阻害元素量に応じて最適な合金添加量を自動添加するシステムを構築することで球状化ばらつきを従来に比べ半減させた。
　また材質保証として超音波測定を活用し、インラインで材料強度を全数保証する検査方法も確立した。
　今後、熱伝導性、振動吸収性に優れかつ高強度の材料として、低コストで軽量化を実現する技術に活用されることが期待される。

財団法人 素形材センター会長賞
「機能性潤滑剤を添加した高密度成形用鉄粉の開発」

技術概要説明
　自動車の軽量化およびエンジンの高性能化にともない、自動車用焼結部品への高強度化のニーズがますます高まっている。鉄系焼結部品の高強度化に対しては、密度を向上させることが効果的であるが、温間成形や型潤滑成形方法では加熱装置や潤滑剤塗布装置などの付帯設備が必要となり、より簡便に高密度化できる手法が望まれていた。
　本技術では、離型性に優れる機能性潤滑剤を開発し、鉄粉の内部潤滑剤の添加量を低減することにより既存設備のままで高密度化を可能にした。開発した機能性潤滑剤は、単に離型性に優れるだけでなく、従来技術では困難であった流れ性と離型性の両立が達成できた点が大きな特徴である。開発粉の成形体の抜出圧力は、同量添加の従来潤滑剤と比べて特に高成形圧側で大幅に改善(約20％低減)し(図1）、部品の複雑形状化や金型寿命の延長に寄与する。また、離型性に優れることから内部潤滑剤の添加量を1/2にすることができ、大きなコストアップなく温間成形並みの高密度成形部品の製造が可能となった(高圧縮鉄粉300NH+2％Cu+0.8％C配合、686MPa成形で7.30g/cm3）（図2）。
　今後、純鉄粉系機械部品だけでなく、圧縮性の悪い合金系や通常焼結部品よりも高密度化が要求されるハイブリッド車や電気自動車向け磁性鉄粉用への適用も期待できる。

奨励賞（敬称略）