第31回 素形材産業技術表彰■第31回素形材産業技術賞（1）経済産業大臣賞（1件）

開発技術名受賞

ミラーボアコーティングによる鋳鉄ライナーレスアルミニウムダイカスト製シリンダブロックの開発者 日産自動車株式会社 水江保晴 殿 他3名（2）中 小 企 業 庁 長 官 賞（1件）
わりさき

開発技術名 大幅な工程短縮を実現した割裂プレス加工技術の開発
受 賞 者 株式会社関プレス 関 正克 殿 他5名（3）経 済 産 業 省 製 造 産 業 局 長 賞（1件）
開発技術名 リチウムイオン電池電極加工用超精密・長寿命打抜き金型の開発
受 賞 者 株式会社野上技研 野上哲也 殿 他2名（4）一般財団法人素形材センター会長賞（4件）
開発技術名
受 賞 者

サーボプレスを活用した低周波振動付与パルス鍛造の開発
株式会社アマダマシンツール 末岡愼弘 殿 他4名

開発技術名
受 賞 者

扇型支持ロッド式２ポイントサーボプレスの開発
太陽工業株式会社 小林信彦 殿 他5名

開発技術名
受 賞 者

鋳造歩留りを向上させる空気断熱押湯スリーブの開発
城田鋳工株式会社 城田大資 殿 他3名

開発技術名
受 賞 者

高張力鋼板プレス成形金型用ＰＶＤコーティングの開発
日立金属株式会社 本多史明 殿 他1名（5）奨励賞（8件）

（１）経 済 産 業 大 臣 賞
受賞者

名

開発代表者
共同開発者

日産自動車株式会社
日産自動車株式会社
日産自動車株式会社
日産自動車株式会社

水木滝
高江
村
沢
橋

保 晴
亮 介
佐知雄
正 也

殿
殿殿
殿

開 発 技 術 名

ミラーボアコーティングによる鋳鉄ライナーレスアルミニウムダイカスト製シリンダブロックの開発
開発技術の概要
自動車のエンジンのエネルギ効率は車の燃費や動力性能に大きくかかわり、このエネルギ効率を改善することは、自動車の商品性向上並びに地球環境(CO2 削減)にも大きく貢献することができる。
日産自動車では従来の鋳鉄ライナーに変わり、ミラーボアコーティングという薄い溶射膜(t=0.2mm)を採用することにより、ピストンの摺動抵抗の低減、熱伝達の向上といったエンジンのエネルギ効率化と軽量化を同時に実現させた。しかしながら薄い溶射膜はアルミニウム母材加工面の鋳造欠陥を転写するため、シリンダブロックの主力量産工法であるダイカスト法において、短時間充填・高真空化・油性離型剤・型温コントロールといった鋳造技術開発を行うことにより、品質課題を解決し量産化を成功させた。
エンジンのエネルギー効率の改善と軽量化が同時に実現できるミラーボアコーティン
グシリンダブロックを安定的に量産できる技術の習得は、これから更に環境に配慮することが求められる自動車には必要な技術であり、アルミニウムダイカスト法の可能性拡大に貢献される。

シリンダブロック(ミラーボアコーティング)

熱伝導改善のイメージ

ボア部切断品(左：鋳鉄ライナー、右：ミラーボアコーティング)

アルミニウムダイカスト工法の鋳造技術開発コンセプト

（２）中 小 企 業 庁 長 官 賞
受賞

者

名開発代表者
共同開発者

株式会社関プレス株式会社関プレス株式会社関プレス株式会社関プレス
株式会社関プレス株式会社関プレス

関杉石渡門三田邊馬浦

正 克政 道祐 司和 博洋一郎
秀 恒殿
殿殿殿殿殿

開 発 技 術 名
わりさき

大幅な工程短縮を実現した割裂プレス加工技術の開発
開発技術の概要
板材から丸形、角型、T 字型などの部品を作るには従来、切削による削り出しや鍛造、溶接作業が主であった。これに対し、プレス金型による「割裂技術」を開発し、切削加工時の材料くず、鍛造時の焼鈍工程が不要となり材料費や電気代削減により環境にやさしく省エネにも大きく貢献した。また、加工時間が大幅に削減できるため生産性が飛躍的に向上し加工コスト低減を達成した。
「割裂技術」における硬度変化は割裂表面及び板中央部とも約 1.3 倍高く、割裂部は切断方向に組織が流動しており、終端部は R 形状でマイクロクラックの発生はない。また、
板厚 0.8mm の銅板において、割裂部の肉厚のばらつきは±0.02mm と高精度で分割され、分割面は鏡面であることを確認した。開発の結果、高精度・低コスト・省エネ化を達成し、大手電機メーカや二輪車メーカ、建築部品メーカへの試作受注が確定し量産品への採用拡大が期待される。
●：割裂面から○：板厚中央◎：表面から「割裂技術」の加工事例

硬度変化

マイクロクラック
発生無し

組織流動

分割精度

割裂終端部

（３）経済産業省製造産業局長賞
受賞

者

名

開発代表者
共同開発者

株式会社野上技研
株式会社野上技研
株式会社野上技研

野 上
鈴 木
萩野谷

哲
英也
幸
厚殿
殿
殿

開 発 技 術 名

リチウムイオン電池電極加工用超精密・長寿命打抜き金型の開発
開発技術の概要
昨今、幅広い製品に搭載されているリチウムイオン電池は、電極の加工時にバリ・コンタミ等が発生してしまうと、正・負の電極同士がショートし、発火事故につながる恐れがある。本開発技術は、電極をバリ・コンタミなく、超精密に打ち抜き・切断し、それまでの電極加工の課題を解決するものである。
電極は、10μm 前後と極薄の金属箔基材に、炭素粒子からなる脆い活物質が約 100μm塗布された、加工の非常に困難な素材であり、その加工には高い精度が求められる。よって、電極を打ち抜く際のパンチ・ダイのクリアランスの設定、パンチ刃先の形状・材質の選定や組み合わせ等々、最適条件を研究し、精密な切れ味を実現した。
さらに、量産金型については、生産を続ける過程において、打ち抜き品質の低下が業界内の課題となっていたことから、精密さと長い寿命を兼ね備える金型開発に取り組んだ。
結果、顧客生産ラインにおいて、再研磨周期を既存の金型に比べ 4 倍に延ばし、メンテナンス費用を 1/5 に低減させることに成功した。
【電極打抜き治具】

電極(活物質塗工部)打抜き結果比較
バリ
剥落なし

バリ
活物質の剥落目視抜きハンドパンチ【集電箔精密切断金型(量産用)】

既存の治具
集電箔切断面比較
既存の金型

ハンドパンチ
集 電 箔 (電 極 を 積 層 し た もの)を切断する際に、バリが発生し電極同士が固着する課題を、精密切断技術を開発し解決した。

開発金型

（４）一般財団法人素形材センター会長賞
受賞

者

名

開発代表者
共同開発者

株式会社アマダマシンツール
株式会社アマダマシンツール
株式会社アマダマシンツール
株式会社アマダマシンツール
株式会社アマダマシンツール

末堀
山
坂
曽岡江
本
口我

愼 弘喜美雄
一稔
充 正殿
殿
殿
殿
殿

開 発 技 術 名

サーボプレスを活用した低周波振動付与パルス鍛造の開発
開発技術の概要
サーボプレスの特性を利用し、スライドに振動の発生源を持たせ、成形性の向上や加工範囲の拡大を狙った。特に、冷間鍛造加工は大幅なコストダウンを狙えるため、VE/VA において必要不可欠な工法の 1 つである。しかし、一般的に前工程にてリン酸塩皮膜処理が必要とされるなど課題が多く、パルス鍛造®によるボンデフリー化を目指した。
サーボプレスでのスライドモーション設定においては、鍛造時はスライドを上下運動させることで、潤滑油を境界面に滞留させるようにした。通常のクランクモーションにより加工を行うと、連続で加圧されるため、加工油は境界面から押し出され、材料の流れが滞ってしまう。一方、離型時はパンチと材料の凝着を抑制させるため、スライドを波動的に微振動させるモーションパターンを開発し、実用化に向けたサンプルを製作した。現在、量産加工においてもこの技術の実績が出ているが、ボンデ処理が不要となり、処理工程にて発生する排水などの環境負荷物質の解消もあった。

スライド位置(mm)スライド位置(mm)

クランク

リンク

パルス2
パルス2

パルス１

104884804804694175532530
530527490490

0539527525486

荷重MAX(ｋN)
荷重MAX(ｋ544531535504

荷重MAXのスライド位置(mm)(mm)
荷重MAXのスライド位置

0.45

7.05

0.68

2.46

加工状態

カジリ

カジリ

カジリ

OK

潤滑油の滞留によるカジリの有無

加工サンプル一般財団法人素形材センター会長賞
受賞

者

名

開発代表者
共同開発者

太陽工業株式会社
太陽工業株式会社
太陽工業株式会社
太陽工業株式会社
太陽工業株式会社
太陽工業株式会社

小小三植
西小林平井松條平信
直太安甲裕彦
史郎
彦
一也

殿
殿殿殿殿殿

開 発 技 術 名

扇型支持ロッド式２ポイントサーボプレスの開発
開発技術の概要
従来のクランクプレスは、スライドとコンロッドの連結をボールジョイントで行なっており，ロッドが短くできないためプレスが大型化してしまい、耐摩耗性や下死点精度が低く，騒音・振動が発生するといったさまざまな問題を抱えていた。
コンロッドに替わる新しい形状の「扇型支持ロッド」を開発し、これを囲う滑り案内で構成される新機構のプレス機を開発した。その扇型支持ロッドの最適な形状をシミュレーションによって導出したところ、従来のコンロッドプレスに比べロッド長さを 40～50%に抑えることができるため、よりコンパクトで高い剛性のプレス機を実現することができた。更に，プレス機械の精度規格「JIS B 6402」の特級精度を満足した高精度を実現した。
剛性を高めることでスライド下死点精度が向上し、騒音・振動が抑制された。また、このロッドは連結部分を無くした形状が特徴であり、スライドとの接点の分散によって、耐摩耗性も向上させた画期的な構造である。

開発した「扇型支持ロッド」

回転角度ごとの扇型支持ロッドの動きと負荷荷重
6,000kN プレス精度測定結果[mm]実測値
JIS特級精度
ボルスタサイズ3000×1000
スライド下面とボルスタ上面の平行度（左右）
0.055
0.155
スライド下面とボルスタ上面の平行度（前後）0.050.155
スライド上下運動とボルスタ上面との直角度
0.015
0.015

6,000kN 扇型支持ロッド機構プレス

一般財団法人素形材センター会長賞
受賞

者

名

開発代表者
共同開発者

城田鋳工株式会社
株式会社マツバラ株 式 会 社 瓢 屋
株 式 会 社 瓢 屋

城川
曽五

田
島
根
家

大浩
孝
政資
一明
人殿
殿
殿
殿

開 発 技 術 名

鋳造歩留りを向上させる空気断熱押湯スリーブの開発
開発技術の概要
鋳造は自動車を始めとする我が国産業の基盤技術である。鋳造業のコスト競争力の最大の課題は鋳造歩留りの向上であるが、平均で 50%程度に留まっていると推定される。この鋳造歩留り向上のためには、溶解金属の凝固から収縮にともなう体積変化に対応して「引け巣」欠陥を防止するための「押湯」の小型化が必要である。一方、押湯量が削減できない原因としては、①凝固モジュラスの点で効率の悪い円柱状押湯が用いられている。②市
販発熱押湯スリーブ方式は、高価で適用率が低い。③押湯の保温性が悪いが考えられる。
そこで、押湯の保温性を高めて且つ小型化できる「空気断熱押湯スリーブ」を開発した。
押湯スリーブを安価に提供できるシェルモールド法で成型し、その形状を凝固モジュラスの面から効率の良い球形とし、内部に空気層を設けることで保温性を大幅に高めることが可能となった。空気断熱押湯スリーブの特徴としては、①通常の押湯よりも保温性が高く、約 50%押湯重量を低減。鋳造歩留りも 10%以上向上、②スリーブ材料は一般の珪砂を骨材とし(特殊砂の使用も可能)、成型方法も容易なため生産性も高く、安価に供給が可能であり、鋳造欠陥の影響も殆どないといったことが挙げられる。

従来押湯方式(左)と新押湯方式「空気断熱押湯スリーブ」(右)

押湯の保温性比較

空気断熱押湯スリーブ

一般財団法人素形材センター会長賞
受賞

者

名

開発代表者
共同開発者

日立金属株式会社
日立金属株式会社

本井多
上史
謙

明
一殿
殿

開 発 技 術 名

高張力鋼板プレス成形金型用ＰＶＤコーティングの開発
開発技術の概要
現在，自動車の車体骨格等に使用される鋼板の高張力化に伴い、それをプレス成形する金型の使用環境は過酷化している。高張力鋼板の加工では金型にかかる面圧の増加や、成形面の温度上昇が顕著に発生しやすい。そこで、高面圧下での耐摩耗性向上をコンセプトとした、AlCrV 系窒化物からなる高張力鋼板プレス金型用 PVD コーティング「Tribec®
炬」を開発した。これは、高温下にて皮膜の過剰な酸化摩耗を抑制すると同時に、皮膜中の V 成分が皮膜表面に酸化物を形成することで被加工材との凝着摩耗を防ぐ。また、この
V 酸化物は摺動中に被加工材表面に形成される Fe 酸化物と反応し、摩耗粉等の噛み込みによるアブレシブ摩耗を抑制する効果も担う。このような皮膜特性により、高張力鋼板におけるプレス成形金型の寿命を大きく改善することを可能とした。更に、「Tribec®炬」は冷間プレスに限らず、ホットスタンプ成形にて要求される被加工材のめっき凝着や熱的損傷の抑制にも効果的であり、冷間プレス加工からホットスタンプまで幅広く使用できるPVD 皮膜である。

※表面高さ：+値は相手材凝着，－値は皮膜摩耗

5

摺動部の表面高さ(μm)

AlCr 系窒化物
V 系窒化物※ナノ交互積層構造

母材
金型母材

Tribec®炬の皮膜構造

相手材：SUJ2φ6 ボール
試験環境：大気・無潤滑

4PVD: AlCrN
PVD: CrN
PVD: VN
PVD: TiSiN
CVD: TiC
TRD: VC
Tribec®炬3210‐1‐2‐30100

200300試験温度(℃)

400

ボールオンディスク試験による摺動面の摩耗と凝着量
Tribec®炬

従来表面処理0.52 mm0.19 mm1.0

1.0
0.50.5
摩耗粉のスクラッチ跡
0

相手材：SKD61
試験片：SKD11＋PVD
試験環境：大気・無潤滑

1.0

1.0
0.5

0.50

往復摺動試験後の各種
皮膜表面プロファイル

（５）奨 励 賞
☆開発技術名：１.２ＧＰａ級ハイテン材の常温プレス成形技術の開発
開発代表者：日産自動車株式会社

山口信幸

殿

共同開発者：日産自動車株式会社

德光偉央

殿

日産自動車株式会社

吉田健殿

日産自動車株式会社

石内健太郎

殿

日産自動車株式会社

福原恵美

殿

日産自動車株式会社

岩崎剛殿☆開発技術名：超微細粒ステンレス鋼極細線の超精密医療機器部品への展開
開発代表者：株 式 会 社 小 松 精 機 工 作 所

小松隆史

殿

共同開発者：公立大学法人兵庫県立大学

鳥塚史郎殿

国立研究開発法人物質・材料研究機構

村松榮次郎

殿

国立研究開発法人物質・材料研究機構

花村

年裕

殿

望月城也太

殿

開発代表者：新東工業株式会社

波多野

豊

殿

共同開発者：新東工業株式会社

高須修司

殿

新東工業株式会社

小宮山貴之

殿

新東工業株式会社

都築修一

殿

新東工業株式会社

小野尚宏

殿開発代表者：株式会社ビワライト

寺村正和

殿

共同開発者：株式会社ビワライト

松林良蔵

殿

滋賀バルブ協同組合

古川昌孝

殿

学校法人関西大学

小林武殿

学校法人関西大学

丸山

徹殿

滋賀県東北部工業技術センター

阿部弘幸

殿

☆開発技術名：多品種少量生産向き低圧鋳造設備の開発
開発

者：株式会社トウネツ☆開発技術名：エアレーション方式水平割抜枠造型機の開発☆開発技術名：鉛フリー銅合金鋳物「ビワライト」

☆開発技術名：しゅう動部材用硫化物分散鉛フリー銅合金の開発
開発代表者：株式会社栗本鐵工所

平井良政

殿

共同開発者：学 校 法 人 名 城 大 学

宇佐美初彦

殿

学校法人関西大学

佐藤知広

殿

学校法人関西大学

丸山

徹殿

株式会社栗本鐵工所

宮本一殿

株式会社栗本鐵工所

小川

耕平

殿

開発代表者：リグナイト株式会社

井出勇殿

共同開発者：リグナイト株式会社

関徹殿

リグナイト株式会社

西田伸司

殿

リグナイト株式会社

早藤孝平

殿

リグナイト株式会社平松潤子

殿開発代表者：株式会社神戸製鋼所

北条

啓文

殿

共同開発者：株式会社神戸製鋼所

谷口

祐司

殿

株式会社神戸製鋼所

三谷宏幸

殿

株式会社神戸製鋼所

赤城

宣明

殿

株式会社神戸製鋼所

上條

友綱

殿

☆開発技術名：糖類粘結剤と過熱水蒸気を利用した鋳型造型法の開発☆開発技術名：低損失磁心用鉄粉の開発