第35回 素形材産業技術賞（１）経済産業大臣賞（１件）

開発技術名 アルミ鋳造用耐溶損技術の開発
受 賞 者 古河キャステック株式会社 武田 秀明 殿 他５名（２）中 小 企 業 庁 長 官 賞（１件）
開発技術名 複雑３次元部品の多工程鍛造プロセスの開発
受 賞 者 太陽工業株式会社 小林 信彦 殿 他５名（３）経 済 産 業 省 製 造 産 業 局 長 賞（２件）
開発技術名 レーザクラッドバルブシートの量産化技術開発
受 賞 者 トヨタ自動車株式会社 岩谷 信吾 殿 他４名
開発技術名 超大型タービンブレードの高精度高品質型鍛造技術の開発と量産化
受 賞 者 日立金属株式会社 下平 栄史 殿 他６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 ステンレス鋼管のプロジェクション溶接技術の開発
受 賞 者 株式会社清水製作所宮崎 森木 信一 殿 他５名
開発技術名 圧粉体の形状加工とＱＲコード付与を実現した生産技術の開発
受 賞 者 住友電工焼結合金株式会社 五十嵐 直人 殿 他５名
開発技術名 金型・砂型ハイブリッドモールド技術による半溶融成形技術の開発
受 賞 者 株式会社浅沼技研 上久保 佳則 殿 他４名
開発技術名 絞り成形により軽量化した水素ステーション向け高耐久鋼製蓄圧器の開発
受 賞 者 株式会社日本製鋼所
荒島 裕信 殿 他５名（５）素形材産業技術表彰委員会特別賞（１件）
開発技術名 低臭気・低不良シェルスタック鋳造法の開発
受 賞 者 株式会社マツバラ 川島 浩一 殿 他２名（６）奨励賞（４件）

（１）経 済 産 業 大 臣 賞
受賞

者名

開発代表者
共同開発者

古河キャステック株式会社
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
古河キャステック株式会社
古河キャステック株式会社

武 田 秀 明 殿
加 藤 博 之 殿
千 葉 富 志 殿
菊 地 恵 二 殿
佐々木斉 殿山 本 広 作 殿

開 発 技 術 名ア ル ミ 鋳 造 用 耐 溶 損 技 術 の 開 発開発技術の概要
自動車用エンジンの軽量化要求は日増しに高まり、薄肉・複雑形状で高強度な高品質アルミニウム合金鋳物が望まれている。シリンダーヘッド用低圧鋳造機では金型内の「湯口ブッシュ」で、アルミニウム合金と接触する内面に吸熱され、溶湯が温度低下を招き薄肉鋳造が難しい。
従来の材料は合金工具鋼 SKD61 を使用していた。開発品は従来品にタングステンとコバルトを添加し適正な条件で熱処理することで、高断熱で剥離しにくい保護膜を作る。保護膜は多孔質構造で、熱伝導率が従来比約 2/3 と断熱特性に優れ、開発品を用いると溶湯が約 50℃高くなり溶湯流動性と溶湯補給性が向上し薄肉・複雑形状で高強度な鋳造が可能となる。
また、保護膜の一部は母材に伸長し、保護膜と母材が強固に密着し膜の剥離を防止する。その結果、開発品は従来比 20 倍以上の長寿命となり、金型交換や保守作業を低減し、生産効率を大幅に改善した。
本開発品は、重力鋳造法などの金型にも適用が可能であり、その効果が期待できる。
ストーク

湯口ブッシュ

高温
溶湯金型

従来品

開発品

低温
溶湯

SKD61 材2,300 サイクル

トケナイト材50,000 サイクル

20 倍以上吸 熱

熱伝導率(W/mK)

湯口ブッシュ吸熱の概念
4030
2010

SKD6100

トケナイト

100 200 300 400 500 600 700 800 900

従来品と開発品の寿命比較

温度（℃）

熱伝導率比較

-3-

（２）中 小 企 業 庁 長 官 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 社小小三浜西小林平
井信
直太條
平

甲裕

彦
史郎
勉
一也

殿
殿殿殿殿殿

開 発 技 術 名

複雑３次元部品の多工程鍛造プロセスの開発
開発技術の概要
現在鉄鋼材料は、高価格や原材料不足により供給が不足している。エネルギーについても、ほとんど外国に依存している。従来、ファインブランキング、焼結、MIMなどの工法で製作していた自動車用重要保安部品だが、今回の多工程鍛造工法では、原材料には個別に切り分けられたスラグ材を使用して、冷間鍛造工法で作製した。
材料歩留まりが 10～20%のファインブランキング工法と比較すると、本開発法では材料歩留まりを 70～80%に上げることができ、価格が高騰している鉄鋼材料の部品に占める割合を下げることができた。また焼結、MIM と比較すると、成形、高温焼結処理を必要としないため、使用エネルギーも少なくすることができた。従来工法で製作された部品と比較しても、コストを半減させることができた。
絞りと増肉を組み合わせた精密複雑 3 次元形状の多工程鍛造の技術の確立も目指しており、現在生産中の自動車重要保安部品以外の自動車部品、航空機分野、医療分野などの部品への応用を視野に入れて営業活動を進めている。

個別に切り分けられたスラグ材

多工程精密鍛造プロセス
スラグ材と製品

-4-

（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

トヨタ自動車株式会社
トヨタ自動車株式会社
トヨタ自動車株式会社
トヨタ自動車株式会社
株式会社豊田中央研究所

岩 谷
谷 中
曽 田
鴨
大 島信
耕信
雄

吾 殿
平 殿
彦 殿
貴 殿
正 殿

開 発 技 術 名

レーザクラッドバルブシートの量産化技術開発
開発技術の概要
レーザクラッドバルブシートは、バルブシート部に耐摩耗材料を直接肉盛する技術であり、バルブシートの小型化による周辺の設計自由度の向上や、高い熱伝導性によるバルブ冷却能力の向上が見込まれる。
当社では過去にレーザクラッドバルブシートを量産しているが、当時の加工システムでは設備信頼性や品質安定性に課題があり、更には消費エネルギーの低減や設置スペースの削減も必要であった。また、各国で進むエタノール混合燃料対応のためには高い耐摩耗性材料が求められる。これら要件をクリアして新エンジンシリーズへの採用を目指してプロセス全体の技術開発に取り組み、革新的な加工システム及び材料粉末を確立。量産での工程管理手法を加えて総合的な生産技術として実用化した。また製品の設計自由度を向上させ、高熱効率と高出力の両立に貢献している。本技術は 2017 年より量産を開始しグローバルに展開中であるが、昨今注目を集める‘Additive Manufacturing’への応用展開も期待される技術である。

開発技術概要

製品の嬉しさ-5-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

日立金属株式会社
日立金属株式会社
日立金属株式会社
日立金属株式会社
株式会社日立製作所
日本エアロフォージ株式会社
日本エアロフォージ株式会社

下
江
青
福寺
藤
西平
口山
井
前
田井栄
弘佳俊
啓

史 殿
孝 殿
祐 殿
毅 殿
哉 殿
仁 殿
健 殿

開 発 技 術 名

超大型タービンブレードの高精度高品質型鍛造技術の開発と量産化開発技術の概要
生産性とコストに課題があった超大型タービンブレードの開発・製造リードタイ
ムの短縮ならびにコスト低減を目的に、世界最大級の最新鋭 5 万トン油圧プレス鍛造機を活用した革新的な型鍛造技術の開発を行った。
複雑な変形挙動や内部温度分布等の予測を可能とする CAE 解析技術基盤を構築
し、鍛造方案の最適化によるニアネットシェイプ化を行い、金型開発期間の短縮、材料歩留の向上を図った。更に 5 万トン油圧プレス鍛造機の大圧下に耐えられる金型設計ならびに最適潤滑条件確立により、超大型タービンブレード型鍛造の技術を確立した。従来の製法では多数回の加熱とプレス鍛造の繰り返しが不可欠であったが、本開発では、1 回の加熱と 1 回のプレス鍛造だけで成形が可能となり、大幅な生産性の向上と製造プロセス全体での省エネルギー化も実現した。また良好な内部品質(ミクロ組織均一性)も確保し、製品認定を取得した。
開発した鍛造技術および金型技術の適用製品を拡大し、2019 年 3 月までに 2,600本以上の製品納入を行い、量産化した。

1,500mm 級タービンブレード

5 万トン油圧プレス鍛造機【日本エアロフォージ株式会社】

均一なミクロ組織-6-（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

株式会社清水製作所宮崎株式会社清水製作所宮崎
国立大学法人九州工業大学
国立大学法人九州工業大学
都城工業高等専門学校
都城工業高等専門学校

森 木 信 一 殿
北 原
実 殿
堀 江 知 義 殿
二 保 知 也 殿
高 橋 明 宏 殿
山 元 直 行 殿

開 発 技 術 名

ステンレス鋼管のプロジェクション溶接技術の開発
開発技術の概要
従来、ステンレス配管等の溶接は、熟練作業工によるア－ク・ガス溶接等で行われてきた。しかし、ステンレス鋼は熱伝導率が小さいため、熱歪が大きく溶接後の修正加工を必要とした。一方で、コストの削減や製品の品質向上の強いニ－ズがあった。
そこで、接合する部品同士を圧接した状態で高電流を流し、接合面の電気抵抗により発生する熱を利用して接合する全周リングプロジェクション溶接の開発に取り組んだ。具体的には極短時間で終了する溶接状態を可視化するシミュレ－ション解析ソフトを開発して接合部の最適形状及び最適条件を見出し、開発時間とコストを大幅に削減することができた。
この技術は従来の溶接棒を使用しないので、例えば、ヘッダ－配管に複数のノズルを接合する際は、隣接するノズル間の間隔が極めて短くでき、外観が非常にきれいな状態であり、熱歪み等が極めて少ない。
冷却配管等の実生産を始めており、設備のコンパクト化に大いに役立つ技術である。

接合部断面の温度分布変化

5msec

12msec20msec42msec

開発工法による製品例

シミュレ－ション解析結果-7-

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

住友電工焼結合金株式会社
住友電工焼結合金株式会社
住友電工焼結合金株式会社
住友電工焼結合金株式会社
住友電工焼結合金株式会社
住友電工焼結合金株式会社

五十嵐
菅 長
武園 田
石 川
梅 野

直
和亮康善勘人
彦太則博
治殿
殿殿殿殿
殿

開 発 技 術 名

圧粉体の形状加工とＱＲコード付与を実現した生産技術の開発
開発技術の概要
焼結部品は金型構造上の制約により横穴やアンダーカット形状(内径溝等)を粉末成形することが一般的に困難なことから、焼結後に機械加工を行う必要があり、製造コスト増加、機械加工バリ処理等の品質リスク悪化を招いていた。
そこで開発者は、自動車用可変バルブタイミングシステム(以降、VVT)用ロータ
部品 2 点に対し、粉末を押し固めた”圧粉体”の状態で形状加工を行う“成形体加工”技術を適用し“1 個流し”、“仕掛りゼロ”、“タッチレス”、“QR コード付与による製品 1 個単位でのトレーサビリティ”をコンセプトとする高効率・高品質生産ラインを開発した。
本開発ラインでは、従来は生産が困難であった横穴やアンダーカット形状(内径溝)を高効率、高品質に製造することが可能であり、現在、約 20 万個/月(2019 年 9月時)の焼結部品を生産している。今後、原価低減、品質要求が一層強くなる自動車部品市場を始め、新規市場への拡販が期待される。

VVTロータ(吸気用)

VVTロータ(排気用)・１個流し生産・仕掛品ゼロ生産(ストックレス)

成形体
加工機

成形プレス(200ton)

・タッチレス生産・トレーサビリティ(QRコード)サイジングプレス(200ton)

製品外観：VVT用ロータ部品
内径溝を貫通する横穴

内径溝形状

レーザーマーカ(QRコード印字)

交差部(横穴、縦穴)
ベルト焼結炉

成形体加工・プレス同期生産ライン概略

開発品の成形体加工適用事例-8-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

株式会社浅沼技研
株式会社浅沼技研
株式会社浅沼技研
株式会社浅沼技研
静岡県工業技術研究所浜松工業技術支援センター

上久保
杉 浦
高 橋
山 本
岩 澤

佳
泰正健

則 殿
夫 殿
詞 殿
介 殿
秀 殿

開 発 技 術 名

金型・砂型ハイブリッドモールド技術による半溶融成形技術の開発
開発技術の概要
市場のアルミニウム合金鋳物の 80％以上を占めるダイカストは、生産性が高く、コスト面では非常に有利な鋳造法である。しかしながら、成形の自由度の点では、金属製の主型や中子を使用するために、アンダーカット部や中空部の成形が困難であり、鋳物品質の点でも、鋳造欠陥が多く、膨れが発生するために熱処理による高強度化が図れないなど、ユーザーニーズを満足しているとは言い難い。
本開発では、半溶融状態のアルミニウム合金を低速・低圧で層流充てんさせる半溶融成形法の特長を活かして、金型に通常の重力鋳造で使用される砂型を組合せて使用することを可能とした。この金型と砂型のハイブリッドモールド技術の開発によって、アンダーカット部や中空部を有する部品の一体成型を可能とした上に、少ない鋳造欠陥、熱処理による高強度化などによって、今までにない高い成形の自由度、高品質、高強度を有するアルミニウム合金鋳物が製造できる半溶融成形技術を確立した。
さらに、この技術を活用して高放熱性アルミニウム合金、熱処理レス高強度アルミニウム合金などの開発にも成功している。

半溶融状態のアルミニウム合金
低速・低圧で圧入

EV 用モータケース（中空部有）半溶融状態のアルミニウム合金
金型
砂型（アンダーカット）

ハイブリッドモールド法の概念図-9-ターボチャージャ用インペラ（アンダーカット部有）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

株式会社日本製鋼所
株式会社日本製鋼所
株式会社日本製鋼所
株式会社日本製鋼所
高圧昭和ボンベ株式会社
高圧昭和ボンベ株式会社

荒和
細髙
青芳

島 裕
田 洋
矢 隆
坂 浩
柳 修
賀 潤

信 殿
流 殿
史 殿
平 殿
二 殿
一 殿

開 発 技 術 名

絞り成形により軽量化した水素ステーション向け高耐久鋼製蓄圧器の開発
開発技術の概要
設計圧力 90MPa 以上を必要とする水素ステーション用鋼製蓄圧器は、必要肉厚が厚く、且つ信頼性を高めるための内表面高精度仕上げも必要とされるため、重量やコストの面で課題があった。そこで、設計の面から素材や構造を見直し、高い信頼性を維持したまま軽量化と低コスト化を実現させるため、量産されるシームレス鋼管を用いた開口径の大きな両端絞り形状蓄圧器の開発を行った。絞り形状の蓄圧器は、設計圧力 40MPa 以下で開口径の小さな蓄圧器は存在しているが、本開発では、内面仕上げ精度や検査精度の向上のため、開口径を大きくすることが必要であった。開口径を大きくした高圧蓄圧器の絞り成形は、厚肉であることや加工で寄せる肉の量が少ないことから、要求する形状を実現させることが非常に困難であったが、金型形状の最適化や押し込み手順の検討など、鍛造方法の見直しにより、要求する開口径や必要肉厚、形状の確保※に成功した。
今回開発した蓄圧器は、信頼性や耐久性において優れた特性を有したまま重量や製造コストを大幅に低減したものであり、東京オリンピック、パラリンピックに向け整備が進められる国内の水素ステーションに設置される予定である。また、蓄圧器の低コスト化や高耐久化は、水素ステーションのコスト低減にも繋がり、今後の水素エネルギー社会の普及に向けて貢献できるものと考えている。
※構造、形状に関する特許、意匠出願中

従来技術の蓄圧器

開発した蓄圧器

薄肉

しわきずが残存しないネック角部形状

必要肉厚の確保
大きな開口径厚肉

小さな開口径
大きな開口径必要なシール部
長さを確保した形状

機械加工によるしわきずの除去

蓄圧器鏡部内面

開発した鋼製蓄圧器- 10 -

（５）素形材産業技術表彰委員会特別賞
受賞

者

名

開発代表者
共同開発者

株式会社マツバラ
株 式 会 社 瓢 屋株式会社マツバラ

川
曽高島
根
橋

浩
孝里

一明始殿
殿
殿

開 発 技 術 名

低臭気・低不良シェルスタック鋳造法の開発
開発技術の概要
シェルスタック鋳造法は鋳肌・寸法精度が良く中小ロットにおいて生産性が優れている。ただしレジン燃焼時の悪臭・刺激臭は周辺住民からのクレームが絶えず、またガス起因の不良率の高さから敬遠される場合が多い。
悪臭のもとであるヘキサを使用しない熱硬化樹脂(SG)技術を導入し、低臭気であり生産性も落とすことがないコーテッドサンドを実現した。また臭気性ガスの大幅な低減により鋳造品のガス欠陥も大きく低減することができた。溶湯を酸化させない低臭気レジンコーテッドサンドは溶湯の流動性も高く肉厚３mm の超薄物鋳物も実現した。
本技術はシェルスタック鋳造法のみならず一般的なシェル中子にも使用でき、工場内臭気およびガス欠陥不良の大幅な低減が実現できている。鋳造品の材質も選ばずアルミ合金・銅合金にも広く使用されている。また工場臭気の低減は雇用対策にも大きく役立っている。
4.0

2500

3.0

3.7９２％削減
2000

ガス発生量 ppm/2.5L

ガス発生量 ppm/2.5L

3.5

2.52.01.5

1500

６４％削減

2020

1000

1.0500733

0.5
0.30.0従来RCS

低臭気（SG)RCS

ホルムアルデヒド

0
従来RCS

低臭気（SG)RCSアンモニア

従来 RCS

シェルスタックオルダム継手と肉厚 3mm 羽釜・かまど開発 RCS

発生臭気ガス量比較と不良拡大- 11 -

（６）奨励賞☆開発技術名：焼結冷間鍛造と真空浸炭による自動車部品の開発
開発代表者：井上熱処理工業株式会社

井 上 吉 弘 殿

共同開発者：井上熱処理工業株式会社

井 上 紀 子 殿

藤焼結合金株式会社

阿 部 竜 一 殿

群馬県立群馬産業技術センター

鎌 腰 雄一郎 殿

国立大学法人群馬大学

荘 司 郁 夫 殿

☆開発技術名：生産性向上と点検工数の削減による鋳造工場のⅠｏＴ化
開発代表者：新東工業株式会社

草 野 公 一 殿

共同開発者：新東工業株式会社

中 村 直 寿 殿

☆開発技術名：スーパーファインピッチ冷却器のダイカスト成形技術開発
開発代表者：群馬合金株式会社

奥 山

旭 殿

共同開発者：群馬合金株式会社

清 水 洋 幸 殿

群馬合金株式会社

高 橋 一 樹 殿

学校法人早稲田大学

吉 田

誠 殿

国立開発研究法人産業技術総合研究所 徳 永 仁 史 殿
群馬県立群馬産業技術センター

黒 岩 広 樹 殿

☆開発技術名：断熱材と高温ヒーターを組み合わせた高機能金型の開発
開発代表者：日型工業株式会社渡 辺 隆 範 殿

共同開発者：日型工業株式会社

笠 松 史 郎 殿

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