日本ピストンリング株式会社 研究開発活動 (2021年3月期)

当グループでは、社会の目指す「カーボンニュートラル」達成に向けて、自動車用内燃機関のCO2低減・排ガスクリーン化に貢献すべく主要製品の開発を進めております。例えば、ピストンリングでは、メカニズムの明確化を軸にした低燃費技術対応表面処理及び高機能化仕様の開発、バルブシートでは熱効率向上のための熱マネージメントに対応した材料及びバルブシステムの最適化開発、組立式焼結カムシャフトでは軽量化の開発を進め、地球環境にやさしい低炭素社会の実現に向けて研究開発活動を展開しております。
また、新興国を含む各海外市場に対しては設計・開発能力の現地化を推進し競争力の強化を図っております。ものづくりに必要な高精度化、低コスト化の課題は開発テーマとして取り上げて重点取り組みを行うとともに、新製品の量産開発では生産技術と連携したコンカレント開発を行い、課題の早期解決により、量産初期からの収益確保を図っております。
さらに、当社保有技術を活かした新分野(医療機器、エネルギー機器用部材等)における新規事業創出活動は、産・学・官主催の異業種交流やオープンイノベーションの会合への参加等積極的に取り組んでおります。
なお、当連結会計年度に支出した研究開発費の総額は1,630百万円であります。
各セグメントの研究開発活動は次のとおりであります。

(1)自動車関連製品事業

当連結会計年度における自動車関連製品事業に係る研究開発費は1,239百万円であり、主な研究開発活動は次のとおりであります。

①次世代低燃費エンジン用ピストンリング

日米欧中等の燃費基準は2025年目標さらにその先の2030年目標で何れも厳しい目標値が決まり、ガソリンエンジンは一層の高熱効率化、クリーン化が求められております。その対応として平均有効圧力Pme、燃焼圧力Pmaxの上昇や更なる摩擦損失の低減、粒子状物質(PM)排出低減への取り組みが行われております。このエンジン開発動向に対し、低摩擦で高耐久なDLC皮膜の更なる高機能化や、低コスト化開発、過給エンジンのノック環境下にも耐えうる高靱性PVD皮膜の開発に取り組み、市場へ投入しております。また、エンジンシステムの高機能化における製品コストのバランス配分や効率的な製品開発への対応として、機能予測ツールの開発とそれを活用したモデルベース設計、ものづくり革新として高精度でバラツキの少ないピストンリングの開発にも取り組んでおります。また、AICEのEngine研究活動にも直接参加し、産学連携強化による日系企業の技術開発強化にも取り組んでおります。

②次世代ディーゼルエンジン用ピストンリング

現在、商用ディーゼルエンジンにおいては、2025年燃費基準に適合したエンジン開発に伴い、これまで以上の低燃費技術が求められ、フリクションを低減させる合金PVD皮膜の開発及び、DLC皮膜適用範囲をディーゼルエンジンへの展開に向けた厚膜DLCの開発にも取り組んでおります。また、低張力で高い潤滑油調整機能を持つ新形状のオイルリングの開発を完了しており、クリーンな排ガスと低燃費を両立させることができる製品として市場展開しております。また、素材の形状を最適化することで、生産性の向上を図っております。

③バルブシート

ハイブリッド専用機関等の環境対応内燃機関の熱効率向上に寄与するマネージメントを考慮した開発や、特殊燃料(ガス、エタノール)、RDE(実路走行試験)及びWLTPモード対応ガソリン機関(全域λ=1)に対応可能な高機能製品の開発にも取り組んでおります。また、機能面だけでなくコスト及びコンフリクトミネラル低減を意識し、お客様にとって満足して頂ける最適仕様の製品開発にも取り組んでおり、あらゆる地域の顧客ニーズに対応することを目指し、グローバルな技術提案型営業を展開しております。

④組立式焼結カムシャフト

環境対応内燃機関の熱効率向上に寄与する軸部薄肉化による軽量化や、低燃費・高出力に対応する高面圧対応用カム材の開発に取り組んでおります。又、顧客での加工取り代を削減させるため、素材精度を向上させるための開発も継続して行っております。

⑤メタモ―ルド(金属粉末射出成形部品)
CASE領域の中、加速していく自動車の電動化に伴い、操舵系や駆動系関連の部品及び産業機械向け部品について多数の引き合いを受けております。メタモールドのメリットを理解して頂いた顧客からの、複雑形状をした部品の引き合いは継続して増えており、拡販に向けた活動に取り組んでおります。また、医療機器やレジャー用品関連への参入を狙い、Ti合金等の新材料のメタモールド製品の開発に取り組んでおります。

⑥新規焼結製品

高機能多孔質金属に関するマーケティング活動においては、具体的に様々なニーズも出てきており、そのニーズに応えるべく、基礎研究を継続しております。直近ではその製法において、金属射出成形法や3D積層造形法の展開を図るべく、工法開発に取り組んでおります。

(2) その他の製品

当連結会計年度におけるその他の製品に係る研究開発費は391百万円であります。

その他の製品・新製品

新製品の開発では、医療機器関連の開発として、生体適合性に優れたTi-Ta合金(NiFreeT)を使用した長期体内留置部品の量産化開発を加速させております。NiFreeTはチタン合金でありながら優れたX線視認性を持ち、Pt系合金の代替部材として開発を行っております。また骨に近い剛性であることと、弾性率を変化させることが出来る特性を活かして、整体インプラントへの適用を狙い、大学と共同で技術検討を開始しております。今後もドクターニーズをリアルタイムでキャッチし、それらを満たす用途開発を進めてまいります。
歯科インプラントの開発では、安全安心なインプラント手術用としてストッパー式ドリル、超高齢化への対応としてデンチャー(入れ歯)用アバットメントの開発を完了させ販売を開始し、歯科医師から高い評価を得ております。今後も歯科業界からのニーズに応えた製品展開を図りながら販売の拡大を図ってまいります。
CASEの領域の中、電動化社会に向けた対応としては、圧粉コアを利用したアキシャルギャップ型のオリジナルモータを製作しております。マイクロモビリティに搭載して市場モニターを実施しており、そこで得られたニーズに対応した新設計モータを試作し、評価を行っております。また、オリジナルモータの特長である扁平形状や高トルクを適用できる成長性が高い製品市場を調査し、農業用ロボットやAGVの駆動用としての適用を検討しております。さらに、モータ等のメーカーへ向けた圧粉コア供給を目指し、試作・見積りを進めております。