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株式会社NTTデータエンジニアリングシステムズ

No.54 お客様事例

5軸加工により金型寿命をさらに延長

三豊機工株式会社様は、冷間圧造工具におけるボルト・ナット関連のトップメーカです。独自のノウハウと技術、そして研究開発に取り組む向上心により、お客様のニーズである耐久性、安全性、高精度を満たした冷間圧造工具「ダブルヘックス」を開発しました。この「ダブルヘックス」は、ボルト・ナットの製造における最終工程の成型用の工具としての国内シェアは70%にもなります。今後もさらなる新技術に向けて邁進されています。

今回は、3軸加工から5軸加工へ移行した背景、Space-E/5Axisと5軸加工機の導入、効果などについて、専務取締役 舟橋佳孝様、鹿児島工場 KP部門リーダー 主事 黒原義信様にお話をお伺いしました。

事業概要

専務取締役 舟橋 佳孝 様
専務取締役
舟橋 佳孝 様

当社は、冷間圧造工具の総合メーカです。冷間圧造工具の中でもボルト・ナット関係の金型製造、販売が主力になります。当社の設立は、昭和40年6月1日で今年で45周年を迎えました。また、鹿児島工場は平成3年に設立して今年で19年目に入ります。現在の社員数は、本社30名、鹿児島工場170名です。

当社の特長は、全ての冷間圧造工具を一貫体制で製造できることです。鋼材の切り出し、荒加工、熱処理、研磨、そしてSpace-EのNCデータによるマシニング加工から放電加工、最後に表面処理でコーティングを行い、測定して出荷します。たぶん、この全ての工程を社内で行っている同業者はいないと思います。

お客様は、自動車関係、建築関係、家電関係などの幅広い分野のボルト・ナット業界になります。そのため、時計、眼鏡、パソコンなどのマイクロネジから20~30mmの大きなものまで、大きさに関係なく全てのボルト・ナットの工具を作れるのも当社の特長です。普段は製品内部に隠れて見えていませんが、製品がモデルチェンジするとネジも変わっていきます。

最近は、環境問題に配慮したネジの開発など、新しい取り組みの依頼もあります。また、当社は依頼されたものをそのまま作るのではなく、常にお客様のメリットを考えて提案型の営業をさせていただいています。

ロングセラー製品ダブルヘックス

どうしても金型の角部分が割れてしまうため、割れない金型、長持ちする金型を作ってほしいというお客様の要望にお応えしようと試行錯誤の結果、はじめから分割すればいいのではという発想で作った製品がダブルヘックス(DOUBLE HEX)です。

これを開発するまでは、放電加工でムクの超硬に加工を施していました。ボルトやナットを六角に成型するときに、金型の角部分にもの凄い力がかかり、角から割れてきて機械の稼働率も悪くなっていました。それが、これを6ピースに分割することで衝撃を分散し和らげることができたのです。これで金型の耐久性が向上してお客様の生産効率のアップにつながりました。

ダブルヘックスは、等角台形の6ピースを組み合わせて中と外がダブルの六角で構成しています。今から25年ほど前に日本、アメリカ、ヨーロッパで世界特許を取得し、販売しているロングセラー製品です。今では、「ダブルヘックス」=「三豊」というイメージが定着し、ボルト・ナットの製造における最終工程の成型用の工具として、多くのお客様に採用いただいています。そして、ダブルヘックスを基に、四角、長方形などの分割型へと進化、発展させています。

製品の写真
ダブルヘックス(DOUBLE HEX)
型割シリーズ

このダブルヘックスで、2004年に名古屋商工会議所の主催である「モノづくりブランド NAGOYA」に選ばれました。これは、東海3県の愛知県、岐阜県、三重県の中からオンリーワンとなる特色のある企業が選出されるのです。

また、2007年には経済産業省が実施している「元気なモノ作り中小企業300社」にも選ばれました。

3軸加工から5軸加工へ

■Space-E/5Axisの導入と効果

人物の写真
鹿児島工場
KP部門リーダー
主事 黒原 義信 様

3軸加工機の導入に合わせて3次元CAD/CAMも導入しようとしたとき、商社さんにNDESを紹介されSpace-Eを導入しました。

この3軸加工機を導入して1年半ほど経った頃、難しい形状は従来工法の放電加工で対応することに限界を感じ始めました。お客様が満足できる品質にするには問題もいろいろあったので、このまま3軸加工でいいのか考えてみました。やはり、これからはダイレクト加工の時代なので5軸加工が必要だと思い、機械メーカさんに相談してテスト加工を実施しました。その結果、5軸加工機を導入することにしたのです。もちろんシステムは3軸で実績があるSpace-E/5Axisを導入しました。

5軸加工は、機械とCAD/CAMを導入すればできるというものではないので、5軸加工機が入る5ヶ月前にSpace-E/5Axisを導入し勉強しながら準備をしていました。Space-Eは3軸のときから使っているので操作性に関しては全く問題はありませんでした。

実際、5軸加工機で加工してみないと分からないこともありましたが、よく見ると気をつける必要がある箇所が分かり経験の積み重ねだと感じました。

5軸加工へとスムーズに移行できたのは、使い慣れたSpace-Eだったからですが、まだ、Space-E/5Axisの性能を十分に活かせていないので、工夫しながら使っていきたいと思っています。

画面例 画面例
5軸加工シミュレーション
5軸加工機の写真
5軸加工機

■作業効率のアップと高品質を実現

金型を作ってトライした後に、形状を変更したい場合があります。これが放電加工では電極を作り直すなど手間がかかり、機械加工では無理な部分は手加工をすることもありました。それが5軸加工では、形状データを修正して5軸加工機でダイレクト加工するだけで形状変更ができるので、効率良く作業を進めることができます。

なおかつ、リピートしても同じ高品質のものができるので、本当に5軸加工の能力はありがたいです。また、当社の製品は最終工程で必ずラップ(鏡面加工)が必要で、従来の放電加工では、ものによっては3~4時間かかり形状の保障も難しかったものが、5軸加工であればラップ加工も格段に早くなり、形状寸法の崩れも心配なくなりました。それから生産数も従来工法と比較すると飛躍的に伸びました。

このように、Space-E/5Axisと5軸加工機を導入したことで、高品質の実現と作業の効率アップを図ることができました。

■お客様にメリットがある提案を

5軸加工が必要なものは、従来工法から置き換えています。また、従来工法でお客様が満足されているものでも、5軸加工で行うことを提案しています。そうすることで、さらにショット数を増やすことができるので、従来加工と5軸加工を比較すると2~3割ほど5軸加工の方が金型寿命が長くなったと言われるお客様もいらっしゃいます。現在では、もう従来加工でやることを考えられないほど、5軸加工は、なくてはならない存在になっています。

型メーカは金型の寿命を長くすると損では、とよく言われますがそれは違います。やはり、常に良いものを供給していくことが大切です。そして、実績をあげることで信頼も得られます。また、問題が起こっていなくても、お客様のメリットを考えた新しい取り組みを提案していくことも大切です。

製品の写真
製品の写真
 
Space-Eの画面
Space-Eモデル
設計の風景
Space-Eの操作
 
会社の風景
工場内

三豊機工の特色とは

■一貫体制による熱処理の技術

金型は熱処置によって寿命が変わってきてしまいます。徹底した品質管理をするには、一貫体制で行って自社で熱処理することが必要なのです。

たとえば、カレーを作るときにジャガイモを同じ大きさに切って煮込むと同じように煮えますが、もし切っていない1個のジャガイモと、小さく切ったものを一緒に煮込んだら、小さい方が溶けてしまいます。逆に小さいものに合わせて煮込むと、切っていない1個のジャガイモは生煮えになります。

熱処理もこれと同様で、大きさが違うものを一緒に熱処理してはだめなのです。ですから、当社は30k、50k、100k、300kの4種類の熱処理の窯で、大きさ、肉厚を揃えて処理をしています。たぶん、ここまで細かいコントロールは熱処理のメーカさんでも難しいのではないかと思っています。

お客様が自社で作ったものと同じものを当社で作ったとき、金型の寿命が全く違うということがありました。それで工場を見せてほしいと言われて、工程を見てもらうと熱処理以外は何も違わないのです。そこで調べてみるとやはり熱処理に問題があったということがありました。

熱処理も材質に応じて、ヒートタイム温度、冷却温度、戻しの回数を細かく調整して、はじめて最適な特性が出せます。そして最後は、硬度を計測して合格かどうかを確認するのです。

でも硬度は、まとめて熱処理をしても戻しで調整できてしまうのです。それは、当社からすると熱処理ではなく、単なる硬度合わせです。それをすると、測定値は合っているのですが、材質の特性が出ていないため金型の寿命が全く違ってくるのです。

このように当社は、熱処理以外の工程にもスペシャリストの技術者が携わっているので製品には自信を持っています。

■社員の想いで作り上げる

当社はISOを取得していません。本当に活かすのであれば意味がありますが、規則として取るのでは意味がありません。それよりも、品質の問題や納期のことも作る人の想いによって生まれると思っています。当社のら、ISOを取得しても良いものはできません。お客様のために、また自分自身のために良いものを作るという想いを持ち続けて、実行することが大切なのです。

それから、当社は、5Sなどの整理、整頓、清掃、清潔、しつけ、という職場環境を改善するためのスローガンを一切掲げていません。

工場見学に来られるお客様、メーカさんは、たくさんいらっしゃいます。お客様がここに来て、この工場だったら任せても安心できる。またメーカさんであれば、導入した設備の能力を最大限に発揮して大事に使ってもらえる。このように思われるためには、皆さんどうしたらいいのでしょうかと、従業員に問いかけています。この想いが大切なのです。

営業マンのアピールも必要ですが、お客様が来られたときに、ここであれば大丈夫と思っていただける工場にしましょうという意識を個人が持つような方針でやっています。

今後について

■5軸加工のバックアップ体制

当社では、以前から多能工化を進めており、全ての部署において必ずバックアップ体制を取り、特定の人が居ないとできないということを無くしています。

既に3軸加工の技術は引き継いでいるので、この5軸加工の技術をどのように引き継ぐかを今後進めていきます。

■新しい技術への取り組み

お客様が使う機械を工場内に置いて金型の研究開発に使っています。耐用実験や工程の短縮などを実際に成型しながらお客様と一緒に取り組み、新しい技術を開発しています。

また将来的には、より高精度なものを作れる工場として、さらなるオンリーワンを目指していきたいと思っています。

NDESへ

5軸加工に取り組んで、1年も経っていないのですが、かなりの効果は出ています。今後、Space-E/5Axisもバージョンアップしていくので、その機能を十分に使いこなしていきたいと思っています。

鹿児島という土地柄的に5軸加工のニーズが少ないためか、鹿児島で開催される見本市では情報が乏しく、新聞、雑誌から情報を収集しています。ただ、文章だけでは理解しにくいので、今はNDESのサポートが頼りです。今後もいろいろな情報や技術的な支援をお願いします。

有限会社 薩摩農園
URL:http://www.satsuma-farm.jp/(外部サイトへ移動します)

万之瀬川が流れ清水の湧水に恵まれ自然豊かな場所を利用して、薩摩黒豚、名古屋コーチンの飼育、販売を手がけ、新鮮なお肉を楽しんでいただいています。また、自然の竹を原料とした薩摩竹炭や薩摩竹炭麺なども販売しています。


ご連絡先 TEL:0993-56-5751

挿絵

おわりに

見学させていただいた工場内は、床は清掃したばかりのように清潔で、作業中にも関わらず工具類もきちんと整理されていました。これが皆さんの想いの表れだと実感しました。また、工場の近くには清水が湧き出し、清々しい風と鳥のさえずりが聞こえる自然に恵まれた環境でした。この環境でグループ会社の薩摩農園 様が飼育する黒豚、名古屋コーチンがのびのびと育てられていました。

大変お忙しいところ、貴重な時間をさいてお話を聞かせていただき、ありがとうございました。

会社プロフィール

本社
本社
鹿児島工場
鹿児島工場
本社 〒486-0816 愛知県春日井市東野新町1丁目4番地
創設 昭和40年6月1日
資本金 3,840万円
業務内容 冷間圧造工具の製造販売
鹿児島工場 〒897-0202 鹿児島県南九州市川辺町清水1542番1

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