積層造形でコイル長寿命化
設計の自由度 向上

　コンピューター利用解析（CAE）を用いた熱処理シミュレーションと金属3次元（3D）プリンターを用いて製作する「一体造形誘導加熱コイル（AMコイル）」は、従来手法のロウ付け接合で組み立てた誘導加熱コイルに比べて長寿命、性能向上を実現した。「熱処理シミュレーション（トポロジー最適化含む）＋金属積層造形（AM）」による品質の安定化や設計の最適化を追求。安定的に高性能な誘導加熱コイルを製作できる。
　機械加工した銅部品をロウ付けで接合し、組み立てる誘導加熱コイルの場合、破損部位の大半が接合部といわれる。ロウ付けの適否がコイル寿命を決めるとされており、長期の耐久性に乏しいことが課題だった。
　AMコイルは、金属積層造形のため継ぎ目がなく、ロウ付け接合の課題を解決。銅の造形に最適なパラメーター開発を行い、面粗さや造形の精巧さを損なわずに実用に適した耐久性、性能を備えた。
　製作期間は、前後工程を合わせても9日間程度と、従来手法に比べて大幅に短縮。銅部品を機械加工で製作する必要がないため、コイル設計の自由度も向上した。
　CAEを用いたコイル設計により任意の形状が表現でき、製品形状、熱処理仕様といった条件を満たす最適化計算で得られるコイルは、従来にない形状の設計を容易にした。
　また、完成した誘導加熱コイルで加工対象物（ワーク）を実際に焼き入れすると、熱処理仕様を満足させる焼き入れパターンを確認済み。
　設計者が行うコイル設計をコンピューターに置き換え、熟練技能者によるロウ付け作業を金属3Dプリンターが担うことで、自動車関連をはじめとするユーザーからの品質向上、コスト低減の要請とともにカーボンニュートラル（温室効果ガス排出量実質ゼロ）達成への貢献が期待できる。

「ワンアクション」で締結・解除

　ニッセーが開発した「緩み防止ねじPLB v2」は、確実に締結して緩まないといった本来の目的に加え、作業性に優れる点が特徴だ。1本のボルトに対して内外二つのナットを使う「ダブルナット」方式を採用しているが、外側のナットを回すだけで締結・解除ができる。
　緩まないねじは、1本のボルトに大小二つのリードのねじ山を加工する。内側の大きなリードのナットを外側の小さなリードのナットが機械的に干渉し、高い緩み止め性能を発揮する。1回転で進む距離の違う多条ねじと一条ねじをそれぞれ、内側・外側に配置したことで「ワンアクション」での締結・解除を可能にした。
　緩み止め性能は高い。ルクセンブルクの試験機関が国際規格「ISO16130」に準拠した振動試験を行ったところ、数社の製品の中で唯一、同社のPLB v2に最高評価を与えた。こうした緩み止め性能の高さと、通常の工具を使用できるメンテナンスの容易さ、作業性の高さを訴求して普及を図っていく。

AI活用～牛の体調 遠隔監視～

　太平洋工業の「CAPSULE SENSE」は、牛の体調を遠隔で監視するシステム。牛に飲ませたカプセル状のセンサーが胃中に留まり、体温や行動パターンのデータを無線で親機に送る。発情や分娩（ぶんべん）、疾病などの兆候を察知でき、酪農家の監視作業が容易になる。センサーはメンテナンスフリーで運用もしやすい。
　牛は一般に、分娩時の事故や疾病で飼育数の数%が出荷できなくなる。カプセルセンスは、温度と加速度のセンサーを内蔵し、その数値の変化を分析する。発情なら数時間以内、分娩なら約1日前にスマートフォンやタブレットに通知する。
　発熱、水を飲む量や回数から体調の変化もわかる。AIを搭載し、継続使用で検知能力が向上する。水やり・餌やりの適正化にも応用可能。牛の体外に付ける他のセンサーより高精度で、破損もしにくい。
　国内では、同社が唯一、製品化している自動車のタイヤ空気圧監視システム「TPMS」の測定と通信の技術を応用した。

自転車～こぎ出し軽く・楽に加速～

　ジェイテクトの「自転車ホイール用超低トルク玉軸受『ONI BEARING』」は、“ダントツ”の低トルクとメンテナンスフリーを実現した製品。自転車のこぎ出しを軽くし、速度維持や加速が楽になり疲労を低減する。
　以前、トラック競技の自転車用に軸受を開発した経験から、初のBtoC（対消費者）製品として着想した。一方、トラック競技用軸受と異なり、ロードバイク用は長時間走行を前提とするため、耐久性にも重点を置いた。
　潤滑方法の改良や、自転車専用の特殊軌道形状などの工夫で低トルクと耐久性の両立を実現した。アフターマーケット事業本部の藤原英樹フェローは「自転車は軽量化や空気抵抗を減らす方向で進化してきたが、転がり抵抗低減の効果も体感してもらい、業界に訴求したい」とする。
　今後は自転車のクランク軸周辺に用いる「ボトムブラケット」向けにも展開するほか、海外市場にも参入し、同製品の拡大を図る。

医薬・化粧品～高価な液体 残留低減～

　化粧品、医薬品、食品で使う容器のノズル先端や注ぎ口などの撥液性を高めて液切れを良くし、高価な液体の残留や液垂れといったロスを低減する液切れ向上の独自技術。プラズマによる表面改質に独自処理を加え、溶媒や触媒不要のプロセスで環境負荷が少なく、加工対象の表面に溶媒をはじめとする不純物が残留しないことも特徴だ。化粧品を一定量吐出するディスペンサー容器や液体医薬品を入れる容器などの受託加工事業として展開し、注目されている。
　液切れ改善で一般的なコーティングや表面加工と比べて液切れ性能は同等で、残留不純物が無い。プラズマ表面改質と同時に行う独自処理で加工対象の素材を問わずに液切れ具合が調整でき、加工コスト・時間も少なく、競争力が高い。液垂れで無駄になるロスを半減でき、衛生管理にも優れる。濃度や成分に影響する液垂れ抑制で、研究開発や半導体の工場で使う機器などへ用途は広がっている。

粉末交換30分／材料5kgで造形

　「Material Trial Unit」は、金属3次元（3D）プリンター用試験造形対応ユニット。画期的なアタッチメント方式を導入し、ユーザーが手軽に扱えるように設計。従来2日以上かかっていた煩雑な粉末材料交換から解放され、粉末材料の交換が30分で可能になった。2種類の材料で試験造形をする場合、前後の作業期間は合計で5日間かかっていたものを1日で済ませられる。
　また、同社機械での試験造形には通常20キログラムの材料が必要だったが、同ユニットの活用で材料を5キログラム程度に抑制。材料使用量の大幅な削減による低コスト化と、試験後の廃棄物の大幅な削減も実現できる。
　これらにより、従来の材料交換における手間や時間、高額な費用の問題を解決。多様な材料での試験造形が容易になり、金属3Dプリンターにおけるモノづくりの適応範囲を大幅に拡張した。
　消費税抜きの価格は、造形可能サイズ80ミリ×80ミリ×20ミリメートルのタイプが50万円、同50ミリ×50ミリ×100ミリメートルのタイプが70万円。

微細な気泡、汚染物質・細粒分を除去

　土壌環境プロセス研究所の「キャビテイション無軸連続混合器『DEM』」は、秒速50メートル以上の高速水流によりキャビテーション（気泡の発生と消滅）を起こし、水の中に土壌粒子を分散させる特許技術。高圧ポンプによる水流とマイクロバブル（微細な気泡）破砕の衝撃力で瞬時に混合する。無数の微細な気泡が弾ける衝撃で土壌に密着した微粒子を解砕・剝離し、汚染物質や細粒分（粘土・シルト）の除去が可能になる。
　これまでの工場や事業所跡地などに大型プラントを据え付ける化学物質・油汚染土壌浄化に加え、公園の砂場やゴルフ場のバンカーなどで細粒分を取り除く可搬型の小型洗浄装置を開発。
　砂場やバンカーの細粒分が増えると硬い感触になってしまうほか、細菌などが繁殖しやすくなり、臭いを含め衛生管理上の問題にもつながる。
　細粒分の除去では、通気性・排水性が求められるサツマイモ砂地畑の土壌改良にDEMを適用し、作物の品質向上効果が確認されている。