自動車用部品のプレス金型メーカーであるチヨダ工業株式会社様は、試作から量産金型の設計・製作において最先端の技術および設備を集結し、同社特有の強みを持った金型づくりに取り組まれています。海外への進出は、現地で自動車用部品の金型調達を行いたいという自動車関連企業の強い要望からアメリカに進出したことが起点となります。その流れから同社の海外拠点は、アメリカ、ベトナム、タイの3カ所に広がっています。代表取締役社長の早瀬一明様は、「本社では、順送プレスで1200トンクラスの金型を主流にしています。海外物件は60～70％となり、アメリカをはじめ、メキシコ、ブラジル、カナダ、中国、インドネシア、タイ、ポーランドなど、14カ国以上に金型を出荷しています。量産金型のトライを行う本社のチューニング工場では、1200トンのトライアルプレス機で順送金型を実際に稼働させ、成果を確認したうえで出荷となります。コロナ禍で状況が変わりましたが、以前はチューニング工場に世界中から担当者が集まり、立ち会いをして問題なければそのまま船積みという流れでした。いわばこの工場が品質検査を行う最後のチェック工程になります。さらに、当社の技術者も現地を訪れて最終調整と技術指導を行います」と話します。

また、近年はベトナム工場に力を入れており、広大な敷地に工場を建て大型プレス機を導入するなど、アジア向けの金型供給拠点の一つになっています。

もう一つ同社の事業転機となったのが、超高張力鋼板という引張強度が高い鋼板への対応でした。早瀬様によると「自動車のセカンドシート部品で、より軽く強度が出るようにと製品開発の依頼がありました。従来は、セカンドシートのシートベルトを車体ではなくシートに取り付けるには、2つの部品を重ねて溶接していました。さらに強度を増すには補強材が加わるため重量が増えることになります。そこで、1枚の板からカーブしたボックス断面を作り出して一体化することで重量が減り強度を格段に上げることができる製造法を開発しました。この超高張力鋼板でファミリーカーのシート技術を確立したことが評価されて、2014年にはトヨタ自動車様から新技術表彰を受けました。今ではいろいろな車種に使われています」と話します。

この技術は工法特許を取得するなど、同社の独自技術として大きな柱になっています。EV化をはじめ、車体重量の軽減が求められる中、超高張力鋼板は高強度と軽量化の両立に大きく貢献する素材であり、その金型はこれからも必要不可欠と言えるでしょう。

その他にも、2019年には超高張力鋼板の冷間プレス加工成形品として愛知環境賞を受賞されています。熱を加えなくては変形が困難なものを冷間で作り出したことが、環境に配慮した工法であると評価されました。

同社が製造されるプレス金型において、3次元CAD/CAMのSpace-Eの利用状況を伺うと、第3設計室長の溝端真一様は「当社のほとんどのプレス金型にSpace-Eを利用しています。従来の鋼板に比べ超高張力鋼板のプレス加工はスプリングバックの影響が大きく、どうしてもひねりが発生してしまいます。このスプリングバックの見込変形を行うためSpace-E/Global Deformationを利用しています。形状の補正が容易で、ひねった形状に対して思い通りにモデルを変形できる柔軟性がSpace-Eの操作にあります。その他に解析結果をSpace-Eに反映して確認することも行っています」と説明します。

一方、海外で利用される金型であるがゆえに、より一層の高精密な仕上がりが求められています。金型部品を入れ替えるだけで誰でもメンテナンスできるような再現性が必要だと早瀬様は話します。

「例えば、磨くということはデータとしての形状と実物の差異が生まれることになりますから、表面仕上げを必要としないきれいな加工が求められています。そこで、職人がオペレーターと一緒にSpace-Eの画面を見ながら修正することで職人のイメージに合った形状をSpace-Eに織り込むことができます。また、海外ではプレス金型の3次元設計は避けて通れない課題となっています。プレスの順送金型において3次元形状による３次元設計は、データ量の多さがネックになっていますが、取り組んでいく必要があります」

その他、5軸加工機の取り組みについて溝端様は「通常の加工であれば3軸が早いのですが、深いところを早く加工する場合の加工精度を考えると刃長を短くして加工できる5軸が有利です。特に金型が大きいので鋼材も深さのあるところを削ることになり、工具が折れやすくなるので、なるべく短く設定できる5軸を活用しています。このように3軸と5軸は利点を生かした使い分けをしています。この5軸加工は、3軸のノウハウとは違う技術を構築していく必要があります」と話します。

もう一つのターゲットがEV関連部品ですが、そこにも課題があります。「これまで手掛けてきたシートフレーム部品などは10ミクロン単位の品質でしたが、EVの部品では3ミクロン単位の精度が求められます。加工方法や加工機械など従来のものでは対応することができません。EV対応できるように5年前から設備の見直しや人の教育、工場の環境などを踏まえて、取り組んでいます」と早瀬様は語ります。