あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム形成事業 | 公益財団法人 科学技術交流財団

2023/03/10 8:54

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研究交流クラブ研究会
先進技術活用セミナー
MOT研修
産学協同研究助成

部科学省「平成30年度地域イノベーション・エコシステム形成プログラム」採択事業

⽂

あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム形成事業
100年に1度の自動車変革期を支える​革命的金型加工技術の創出

シーズ活用技術開発助成
企業連携技術開発助成
Go-Tech研究開発支援
研究開発・事業化支援
IoT・AI活用支援
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事業概要

重点研究プロジェクト
地域イノベーションエコシステム「あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム形成事業」は、文部科学省の支援施策である「平成30年度地域イノベーション・エコシステム形成プログラム」に採択され、5年間（2018年9月～2023年3月）のプロジェクトとして実施しています。
切削加工に関するコア技術を統合・深化させ、微細・超精密な革新的加工技術を創出することで、次世代の精密金型・精密製品の実現と事業化を目指すものです。

https://www.astf.or.jp/innovation-ecosystem

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2023/03/10 8:54

あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム形成事業 | 公益財団法人 科学技術交流財団

実施期間
2018年9月から2023年3月まで

あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム形成事業
最新情報
1月23日

「革新的切削加工技術シンポジウム」の参加者を募集します！ (申込
期限を延長しました（会場参加の受付は終了しました）) あいち...
本事業部科学省「 成 年度地域イ

⽂形成プ グ

2021年8月18日

中心研究者 社本英二教授、参画企業 ㈱プラズマ総合研究所 原様 が「精密工学会 高城賞」を受賞されました
精密会■受賞名​プライバシーポリシー ​サイトマップ

年度 精密 学会 高城賞 ■受賞者 社 本 英 （ 名古 大​サイトポリシー​ご意見・ご要望© 2022, Aichi Science and Technology Foundation

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事業概要 | あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム形成事業 | 公益財団法人 科学技術交流財団

2023/03/10 8:45

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あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム事業​事業内容
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先進技術活用セミナー
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産学協同研究助成

事業概要

事業概要
自動車産業は、自動運転、予防安全、電動化など「100年に1度」の大変革期に直面しています。このうち、自動運転、予防安全の実現のキーとなるADAS（先進運転支援システム）製品
では、ソフトウェアの他、周辺環境を認識する高性能なセンシングデバイスの普及が不可欠となっています。これらのデバイスの高性能化を図るには、光学部品の精度の向上が重要であり、そのためには「金型」の革新が必要です。
本プロジェクトでは、先進的な切削加工技術や工具成形技術等を統合・深化させ、超精密・微細な革新的加工技術を創出します。本技術を用いて、次世代ADAS部品（車載カメラレンズ等）や次世代精密製品を実現するとともに、地域企業へと普及させ、あいち次世代自動車イノベーション・エコシステムの構築を目指します。

シーズ活用技術開発助成

目的・目標

企業連携技術開発助成

3つのコア技術を統合・深化させ、微細・超精密な革新的加工技術を創出

Go-Tech研究開発支援（次世代ADAS製品（車載用カメラレンズ、HUD用レンズなど）、次世代精密製品 等）

革新的加工技術により、次世代の精密金型・精密製品の実現・事業化を目指す
次世代製品の実現・事業化により、愛知地域発イノベーション・エコシステムを構築

研究開発・事業化支援
IoT・AI活用支援
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重点研究プロジェクト
地域イノベーションエコシステム

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2023/03/10 8:45

事業概要 | あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム形成事業 | 公益財団法人 科学技術交流財団

プロジェクト体制
愛知地域に事業化マネジメントを行う事業プロデュースチームを創設し、事業推進しています​プライバシーポリシー ​サイトマップ​サイトポリシー​ご意見・ご要望© 2022, Aichi Science and Technology Foundation

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技術紹介 | あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム形成事業 | 公益財団法人 科学技術交流財団

2023/03/10 8:43

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あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム事業

技術紹介

技術紹介

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研究交流クラブ

コア技術

研究会

アトム窒化技術

先進技術活用セミナー
MOT研修

超音波楕円振動切削技術

産学協同研究助成

レーザによる工具刃先鋭利化技術

シーズ活用技術開発助成
企業連携技術開発助成
Go-Tech研究開発支援
研究開発・事業化支援
IoT・AI活用支援
あいちシンクロトロン光センター
重点研究プロジェクト
地域イノベーションエコシステム

プライバシ ポリシ

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サイトプ

サイトポリシ

ご意見 ご要望

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2023/03/10 8:43

技術紹介 | あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム形成事業 | 公益財団法人 科学技術交流財団​プライバシーポリシー ​サイトマップ​サイトポリシー​ご意見・ご要望© 2022, Aichi Science and Technology Foundation

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アトム窒化技術 | あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム形成事業 | 公益財団法人 科学技術交流財団

2023/03/10 8:40

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あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム事業

​事業内容

技術紹介

アトム窒化技術

アトム窒化技術

研究交流クラブ
1． 鋼材のアトム窒化技術

研究会
先進技術活用セミナー

1.1

窒素拡散層形成の原理

1.2

アトム窒化処理例

2． ダイヤモンド工具によるアトム窒化鋼材の精密鏡面切削

MOT研修

2.1

従来技術の課題

2.2

開発技術

2.3

金型鋼のダイヤモンド切削例

産学協同研究助成
シーズ活用技術開発助成
企業連携技術開発助成
Go-Tech研究開発支援
研究開発・事業化支援
IoT・AI活用支援
あいちシンクロトロン光センター

1． 鋼材のアトム窒化技術

1.1 窒素拡散層形成の原理

従来のプラズマ窒化では金型等をグロー放電の陰極として用いるため、多くの高速イオンの衝突を受けて金型表面に鉄の窒化物層が形成されます。そこで、電子ビームを用いて窒素分子を効率よく解離して窒素原子を生成し (EBEP:Electron Beam Excited Plasma=電子ビーム励起プラズマ)、これを窒化に用いるアトム窒化法を開発しました。この窒化法では金型表面へのイオン衝突を必要としませんので鉄の窒化物は形成されません。さらに、金型等とプラズマの電位差を要しないため鋭利な刃ものも適切に窒化できるなど、優れた特徴を有しています。

重点研究プロジェクト
地域イノベーションエコシステム（特許第2860253

原民夫ほか）・劉莉, 山本厚之, 菱田隆模, 庄山裕章, 原民夫, 山西哲司, 福本信次, 椿野春繁「プラズマ窒化処理した
AC4CおよびAC9Bアルミニウム合金の表面微細組織と摩耗特性」軽金属, Vol.56, No.10 (2006) pp.527532
・市來龍大、原 民 夫「電子ビーム励起プラズマ源（EBEP 源）」J. Plasma Fusion Res. Vol.87, No.10(2011) pp.682‐688
・古川泰晴, 原民夫, アブラハ ペトロス「窒素プラズマによる工具鋼の光輝窒化」表面技術, Vol.63, No.2
(2012) pp.113‐117https://www.astf.or.jp/innovation-ecosystem-tec1

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2023/03/10 8:40

アトム窒化技術 | あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム形成事業 | 公益財団法人 科学技術交流財団

アトム窒化装置模式図

アトム窒化処理装置

1.2 アトム窒化処理例

窒化処理後の断面組織のSEM像(左：アトム窒化、右：プラズマ窒化)

材質：SKD61

2． ダイヤモンド工具による鋼材の精密鏡面切削

2.1 従来技術の課題

汎用性の高い金型鋼のダイヤモンド工具による精密切削加工は需要が大きい。しかし、右図に示すように単結晶ダイヤモンド工具の炭素原子が鉄へ拡散し、刃先が急速に摩耗する問題点がありました。

​摩耗したダイヤモンド工具の刃先のSEM像

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2023/03/10 8:40

アトム窒化技術 | あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム形成事業 | 公益財団法人 科学技術交流財団

2.2 開発技術
高硬度金型材（例えば高速度工具鋼相当, HRC63）の表面をアトム窒化した後にダイヤモンド工具で切削します。化合物を生成しない窒素拡散層の加工によって、ダイヤモンド工具の欠損と拡散摩耗を抑制し、超精密鏡面加工を実現しました。
（特開2018-135596

知の拠点あいちプロジェクト成果、名古屋大学教授 社本英二ほか）

・齊藤 寛史, 鄭弘鎭, 社本英二, 原民夫「アトム窒化を適用した鋼の鏡面切削」2017年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集

pp.873-874, N62

ダイヤモンド工具の拡散摩耗を抑制する開発技術のイメージ図

2.3 金型鋼のダイヤモンド切削例

窒化被削材のダイヤモンド切削加工​プライバシーポリシー ​サイトマップ​サイトポリシー

リング状に超精密鏡面切削加工した金型鋼​ご意見・ご要望© 2022, Aichi Science and Technology Foundation

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レーザによる工具刃先鋭利化技術 | あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム形成事業 | 公益財団法人 科学技術交…

2023/03/10 8:42

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あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム事業

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技術紹介

レーザによる工具刃先鋭利化技術

レーザによる工具刃先鋭利化技術

研究交流クラブ研究会
先進技術活用セミナー
MOT研修

1． パルス・レーザ・グラインディング技術 (PLG)
1.1

切削工具刃先鋭利化の課題

1.2

PLG（Pulse Laser Grinding）技術

1.3

PLGダイヤモンド工具による加工例

2． cBN焼結体工具のPLG
2.1

開発技術の特長

2.2

PLG cBN焼結体工具による加工例

産学協同研究助成
シーズ活用技術開発助成
企業連携技術開発助成
Go-Tech研究開発支援
研究開発・事業化支援
IoT・AI活用支援

1． パルス・レーザ・グラインディング（PLG)技術

1.1 切削工具刃先鋭利化の課題

従来、ダイヤモンドなどの硬脆工具の刃先鋭利化は、ダイヤでダイヤを削るスカイフ研磨や、刃先にレーザの焦点を当てる“点のレーザ加工”が行われてきました。これらの方法による刃先成形は、サブミクロンレベルの稜線形状精度と表面粗さに対して、さらなる改善が要望されていました。

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重点研究プロジェクト
地域イノベーションエコシステム
スカイフ研磨の例

従来のレーザ加工の例

1.2 PLG（Pulse Laser Grinding）技術
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2023/03/10 8:42

レーザによる工具刃先鋭利化技術 | あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム形成事業 | 公益財団法人 科学技術交…

短パルスレーザ光を長焦点レンズで集光し，加工面へほぼ平行に入射することで，硬脆切削工具の切れ刃に対して超精密かつ高速な鋭利化を実現しました。ダイヤモンドコーティング
工具やcBN、PCDなどの焼結工具の刃先をサブミクロンの刃先丸みにまで鋭利化することが可能です。特にダイヤモンドコーティング工具では成形に必要な時間も短時間であり、精密／微細切削に必要な高精度刃先をもつ工具を低コストに提供することが可能となります。こ
れらの工具は金型材料などの硬質材料の高精度加工に利用されます。
（特願2015-38888、サポイン, 知の拠点あいちプロジェクト等成果、名古屋工業大学教授糸魚川 文広）・鈴木 大輔, 河田 圭一, 糸魚川 文広, 中村 隆「ナノ秒パルスレーザーを用いた超砥粒焼結工具材の形状創製」

2010年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集, pp.277-278, E09

・鈴木 大輔, 糸魚川 文広, 河田 圭一, 小野 晋吾, 中村 隆, 宮崎 和久「超短パルスレーザを用いた切削工具
刃先鋭利化手法の開発」

2012年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集, pp.203-204, C18

・児玉 英也, 河田 圭一, 石川 和昌, 糸魚川 文広「パルスレーザで刃先成形したダイヤモンドコーティング工具による超硬合金の高能率加工」

2016年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集, pp.587-588,

K63

円筒状加工領域とPLG加工のイメージ図

1.3 PLGダイヤモンド工具による加工例

ダイヤモンドコーティング工具の刃先鋭利化

超音波楕円振動切削と組み合せて実現した金型鋼の低コスト鏡面切削加工

https://www.astf.or.jp/innovation-ecosystem-tec3

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2023/03/10 8:42

レーザによる工具刃先鋭利化技術 | あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム形成事業 | 公益財団法人 科学技術交…

2． cBN焼結体工具のPLG

2.1 開発技術の特長

バインダおよびcBN粒径に拠らず硬度増加⇔

表面欠陥(クラック)の減少

サンドブラストによる耐エロージョン試験

2.2 PLG cBN焼結体工具による加工例■被加工物の性状

https://www.astf.or.jp/innovation-ecosystem-tec3

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2023/03/10 8:42

レーザによる工具刃先鋭利化技術 | あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム形成事業 | 公益財団法人 科学技術交…

■ねずみ鋳鉄の超高速加工・鈴木 大輔, 糸魚川 文広, 中村 隆, 河田圭一, 菅沼哲郎「PcBN工具を用いた精密切削による焼入れ鋼研削レス仕上げに関する研究」

2011年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集, pp.235-236, G24

・鈴木 大輔, 糸魚川 文広, 中村 隆, 河田 圭一, 菅沼哲郎「焼入れ鋼切削におけるパルスレーザ加工仕上げ
PcBN切削工具の性能評価」

2012年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集, pp.235-236, C37

・木村篤志, 糸魚川 文広, 中村 隆「短パルスレーザで成形されたｃBN工具の表面品質と切削性能」​プライバシーポリシー​サイトマップ ​サイトポリシー pp.121-122,​ご意見・ご要望B33
年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集,

2017© 2022, Aichi Science and Technology Foundation

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超音波楕円振動切削技術 | あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム形成事業 | 公益財団法人 科学技術交流財団

2023/03/10 8:42

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超音波楕円振動切削技術

超音波楕円振動切削技術

研究交流クラブ研究会
先進技術活用セミナー

1．超音波楕円振動切削技術 (EVC:Elliptical Vibration Cutting)
1.1

従来技術の課題

1.2開発技術

1.3

超音波楕円振動切削加工例

MOT研修
産学協同研究助成1． 超音波楕円振動切削技術

シーズ活用技術開発助成

1.1 従来技術の課題

企業連携技術開発助成

精密／微細切削にはダイヤモンド工具が用いられますが、従来、鋼に対してはダイヤモンドGo-Tech研究開発支援の拡散摩耗が激しく、適用できませんでした。

研究開発・事業化支援
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1.2 開発技術

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超音波楕円振動切削により、ダイヤモンド工具による焼入れ鋼の磨きレス鏡面切削を実現し重点研究プロジェクト

期毎に生まれる鋼の活性な新生面に酸素が吸着し、これが保護層を形成してダイヤモンドか地域イノベーションエコシステム

ました。その原理は、工具刃先と被削材間に付加する超音波楕円振動に基づきます。振動周
ら被削材への炭素拡散を防止、ダイヤモンドの拡散摩耗を抑制します。さらに、切り屑排出の促進によって切削抵抗が激減するとともに、滑らかな仕上げ面を生成します。
精密金型作製において、ニッケルリンメッキ工程および職人技の磨き工程が不要の鏡面切削が可能になりました。
（特許第6006959他5件

名古屋大学教授

社本英二ほか）（http://www.tagaele.com/industrial/el50sigma.html）
・社本英二、森本祥之、森脇俊道、「楕円振動切削加工法（第1報）」精密工学会誌, Vol. 62, No. 8, pp.
1127-1131 （1996）
・社本英二、鈴木教和、「楕円振動を用いた超精密切削」精密工学会誌, Vol. 72, No. 4, pp. 440-443（2006）

https://www.astf.or.jp/innovation-ecosystem-tec21/2

2023/03/10 8:42

超音波楕円振動切削技術 | あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム形成事業 | 公益財団法人 科学技術交流財団

超音波楕円振動切削加工法

1.3 超音波楕円振動切削加工例

金型鋼の鏡面切削例(Stavax, 53HRC, Rz40nm)

高耐熱タングステン合金製金型の磨きレス鏡面加工と成形したガラスレンズ
・鈴木教和、閻 甄敏、針谷誠、楊積彬、浜田晴司、樋野励、社本英二「タングステン合金の超精密超音波楕円振動切削」

精密工学会誌 Vol. 73, No. 3, pp. 360-366 （2007）​プライバシーポリシー ​サイトマップ​サイトポリシー​ご意見・ご要望© 2022, Aichi Science and Technology Foundation

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お問い合わせ | あいち次世代自動車イノベーション・エコシステム形成事業 | 公益財団法人 科学技術交流財団

2023/03/10 8:48

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〒470-0356 愛知県豊田市八草町秋合1267-1「知の拠点あいち」あいち産業科学技術総合センター2F
公益財団法人 科学技術交流財団 地域イノベーションエコシステム統括部

電話0561-76-8353​メール
aichi.ecosystem@astf.or.jp

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地域イノベーションエコシステム

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