ものづくり補助金平成24年度三重県

微細形状測定用単結晶ダイヤモンド測定子の開発と応用

株式会社北岡鉄工所

成果レーザ加工だけで真球度0.4μmが得られ、現行のルビー測定子と同等の精度となった。

この事例のポイント

  • 噴射ノズルの微細高精度化には高精度の形状測定が必要だが、深い穴位置の微細な三次元形状を正確に測るには細くて強度のあるマイクロ測定子が求められる。
  • シャンクと球を単結晶ダイヤモンドで一体化した、球径0.2mmの軸一体型単結晶ダイヤモンド測定子を開発した。
  • レーザ加工だけで真球度0.4μmが得られ、現行のルビー測定子と同等の精度となった。単結晶ダイヤモンド測定子は熱膨張率が小さく温度変化による測定誤差が少ない。

事業者のプロフィール

事業者名株式会社北岡鉄工所
所在地三重県 伊賀市
技術分野切削加工
従業員数40人
資本金1,000万円

事業の背景

株式会社北岡鉄工所は三重県伊賀市の一般機械器具製造業で、従業者数は40名、資本金は1,000万円である。「可能はあっても不可能はなし」を特色とし、新素材やダイヤモンドに至るいかなる素材にも挑戦している。自動車産業や航空機産業では低燃費化や環境負荷の低減が求められ、その解決策の一つとして噴射ノズルの微細高精度化による燃費向上が挙げられている。

課題と取り組み

抱えていた課題

  • 生産能力噴射ノズルの微細高精度化には高精度の形状測定が必要だが、深い穴位置の微細な三次元形状を正確に測るには細くて強度のあるマイクロ測定子が求められる。
  • 品質・精度従来の小径球測定子は超硬シャンクにルビー球を接着して作られており、測定時にシャンクが曲がる・折れる、ルビー球が脱落するといった問題が起きていた。

やったこと

シャンクと球を単結晶ダイヤモンドで一体化した、球径0.2mmの軸一体型単結晶ダイヤモンド測定子を開発した。形状は世界の三次元測定機メーカーが採用している現行の測定子と同様とし、置き換えが容易なようにした。超硬合金軸に加工を施してダイヤモンドを正確に取り付け、接合強度を高める設計と製作を行い、試作としてレーザ加工で単結晶ダイヤモンドの測定子を形成した。必要な高精度三次元測定機を本事業で導入し、マスターボールで校正しながら測定子が折損しないかを確認して、折損しにくい形状を導き出した。さらに三次元測定機メーカー内で検証を行い、実用可能との評価を得た。

新しい製品・サービス:球径0.2mmの軸一体型単結晶ダイヤモンド測定子

事業の効果

  • レーザ加工だけで真球度0.4μmが得られ、現行のルビー測定子と同等の精度となった。

単結晶ダイヤモンド測定子は熱膨張率が小さく温度変化による測定誤差が少ない。耐摩耗性も高く摩耗が少ないため、高精度での連続測定が可能になる。軸もダイヤモンドとした一体型のためたわみ量が小さく、測定子に起因する誤差が少なくなる。測定機メーカーから事業化の要望が生まれ、当初の目的を達成した。

審査の観点ごとの評価

いま募集している新事業進出・ものづくり補助金の公募要領にある審査の観点14つで見ています

観点の平均2.6 / 5

出典:公募要領 p.44(審査項目)

経営戦略との整合性60%
  • これまでの取組との一貫性3

    事例では燃費向上を背景に噴射ノズル向けの微細高精度化を課題とし、単結晶ダイヤモンド測定子の開発に取り組んだと読み取れる。経営戦略上の位置付けは明記されていない。

  • 強み・弱みを踏まえた優位性3

    熱膨張率がルビーの1/5、耐摩耗性が高いという技術的強みが書かれている。市場動向や競争優位性の定量的な裏付けは乏しい。

  • 課題の認識と解決3

    従来の超硬シャンクの曲がり・折れ・ルビー球脱落という課題を認識し、一体型測定子で解決する計画が示されている。付加価値額や成長への数値目標はない。

事業の実現可能性60%
  • 付加価値・賃上げの目標2

    付加価値額の増加や賃上げの目標値は記載がなく、事業化の要望が測定機メーカーから生まれたと書かれるにとどまる。

  • 事業を進める体制3

    社内で高精度三次元測定機を導入し、第三者の測定機メーカーでも検証したと書かれており、遂行体制の一部がうかがえる。人材や事務処理体制の記載はない。

  • 顧客とニーズの裏付け4

    球0.2mmの単結晶ダイヤモンド測定子で、現行ルビー測定子と同等の真球度0.4μmが得られたと具体的な数値で示されている。顧客ターゲットの記載は薄い。

  • 事業化までの道筋3

    第1から第3工程までの段階的な検証手順が示されている。スケジュールや中長期の課題の解決方法の詳細は書かれていない。

  • 財務と資金の調達3

    財務の状況は公開されている事例には出ないため、中間の3としています。

新市場性・高付加価値性80%
  • 新しさ・高付加価値4

    単結晶ダイヤモンドを軸一体型の測定子に用いる点は、ルビー球測定子に比べ高付加価値化を図るものと読み取れる。ただし市場規模の数字はない。

公的補助の必要性33%
  • 波及効果・雇用2

    燃費向上や環境負荷低減という社会的課題への言及はあるが、国が補助する理由としての経済波及や雇用創出の記載は薄い。

  • 費用対効果1

    公開されている事例からは読み取れません。

  • イノベーションへの貢献2

    高精度三次元測定機の導入や単結晶ダイヤモンド加工技術は先端的な技術といえるが、サプライチェーンへの貢献の記述は限定的である。

政策面30%
  • 成長分野への進出1

    公開されている事例からは読み取れません。

  • 地域経済への波及2

    三重県伊賀市の企業であることは分かるが、地域の特性を活かした雇用や成長への言及は書かれていない。

今後の展望

単結晶ダイヤモンドの形成・加工技術を活かし、ダイヤモンドを軸に多様な展開を図る。単結晶ダイヤモンドを刃部に使ったツイストドリルを開発・商品化した。また、単結晶ダイヤモンド軸一体型測定子をアナログレコード再生針に活用すべく開発を行っている。

  • 目標:単結晶ダイヤモンドの熱膨張率はルビーの1/5と小さい。

業種と困りごとが近い成果事例

出典とまとめ方
  • 出典:公式の事例集(平成24年度、全国中小企業団体中央会)。事例集の再利用は中央会の許可を得ています。
  • 課題・取り組み・設備・効果・展望は、事例集の本文から当社がAIで項目に分けて短くまとめたものです(画像のPDFを文字起こししてから読み取りました)。数字は事例集に書かれているものだけを載せ、時間の単位などをそろえています。原文のまま載せているのは事業者の声だけです。
  • 代表者名・電話番号・番地は載せていません。法人の形が名前にない事業者は名前を出していません。