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第27回機械要素技術展

 

メカニカル・テック配信ニュース

日本半導体製造装置協会、半導体・FPD製造装置の需要予測を公表、2022年に初の4兆円超えへ

5ヶ月 2週 ago
日本半導体製造装置協会、半導体・FPD製造装置の需要予測を公表、2022年に初の4兆円超えへkat 2022年1月17日(月曜日) in

 日本半導体製造装置協会(SEAJ、会長:牛田一雄ニコン会長)は1月13日、2021年~2023年の半導体・フラットパネルディスプレイ(FPD)製造装置の需要予測を発表した。2022年度の日本製装置販売高は、半導体製造装置が3兆5500億円、FPD製造装置が4800億円で、全体で5.3%増の4兆300億円と予測。4兆円超えはSEAJが統計を開始して以来初となる。

挨拶する牛田SEAJ会長

 

 SEAJ半導体調査統計専門委員会(メンバー13社)およびFPD調査統計専門委員会(メンバー7社)による需要予測と、SEAJ理事・監事会社20社による市場規模動向調査結果を総合的に議論・判断し、SEAJの総意としてまとめたもの。

 半導体を消費するアプリケーションとして、スマートフォンの総台数需要は安定しているが、5G仕様のハイエンド品の比重が急速に高まっている。パソコンの台数は一昨年からの世界的なテレワーク特需の反動や部品不足の影響から現在伸び悩んでいるが、Windows 11の登場やゲーミング需要の拡大により、搭載されるCPU/GPUの高度化やメモリーの高容量化が進む。DRAM規格ではDDR4からDDR5への世代交代が始まり、NANDフラッシュは一層の3D構造の高層化で大容量化が進む。データセンターの分野では、ハイパースケーラーの設備投資意欲は依然として旺盛。世界的な半導体不足を受けて、最先端品だけでなく、現在特に需給がひっ迫しているレガシープロセスでの増産要求も高まっている。

将来のカーボンニュートラル実現に向けた世界的な動きにより、半導体の高機能化と低消費電力化への貢献が今まで以上に強く求められる。電気自動車へのシフトによりパワー半導体の重要性が再認識され、将来の自動運転Level4/5実現への取組みは、AI(人工知能)用半導体の進化と相まって大きな技術革新を生むと期待される。

世界半導体市場統計(WSTS)の11月発表によると、2021 年の世界半導体市場成長率は、25.6%増と高い成長が見込まれている。中でもメモリーは、2021年34.6%増、2022年8.5%増と高い伸びが予想されている。

ロジックも2021年27.3%増、2022年11.1%増が見込まれる。半導体全体で2022年は8.8%増となり、2 年連続で最高記録を更新する見込みとなっている。

設備投資については、2019年から続くロジック・ファウンドリーの積極投資が、2021年はさらに大規模で加速されたところに、DRAM・NANDフラッシュの投資復活が上乗せされた。市場の地域としては中国・台湾・韓国がともに好調を維持している。DRAM市況の軟化は懸念されるものの、データセンター需要の堅調さやDDR5切替への対応から、設備投資としての落込みは少ないと見られる。全体としては、2021年度の40.8%増に続いて2022~2023年度も、プラス成長を見込む。

 半導体製造装置について2021年度の日本製装置販売高は、ファウンドリー、DRAM、NANDフラッシュのすべてが高い伸びを記録し、40.8%増の3 兆3567億円と予測。2022年度は5.8%増の3兆5500億円、2023年度は4.2%増の3兆7000 億円と、安定的な成長を予測した。

 FPD産業は、PC・タブレット・モニターに使われるITパネルの品薄はまだ続いているが、巣ごもり需要増大からひっ迫感が出ていたTV用大型パネルは、昨春をピークに価格下落が続いている。大手パネルメーカーの営業利益率も、2020年第1四半期(1~3月)を底に上昇を続けてきたが、2021年第2四半期(4~6月)をピークに現在はやや低下傾向となっている。

2021年度の設備投資としては、昨年4月~8月の日本製装置販売高は前年比54%増を記録したが、2020年の同時期は渡航制限により立上げ検収が困難となり、34%減を記録したタイミングでもあった。2021年度を通じた数字は平準化するため、1.3%増の見方を据え置く。
2022~2023年度は、比較的大型案件は少ないものの、ITパネルをG8.6クラスの大型基板で量産する動きや、新しいパネル製造技術の採用を考慮し、総じて安定した成長を見込んでいる。

 FPD製造装置の日本製装置販売高については、2021年度は、1.3%増の4700億円を予測した。2022年度は2.1%増の4800億円。2023年度は、新技術を使った投資額の増大を見込み4.2%増の5000億円と予測した。
 

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ジェイテクト、最上位安全コンセプト採用のEPSを開発、トヨタの新型LSと新型MIRAIに搭載

11ヶ月 ago
ジェイテクト、最上位安全コンセプト採用のEPSを開発、トヨタの新型LSと新型MIRAIに搭載kat 2021年8月3日(火曜日) in

 ジェイテクトは、電源を含むハードウェア完全二重構造(システム異常が発生した場合でも残されたシステムで操舵が可能)となる電動パワーステアリング(EPS)を開発し、本年4月にトヨタ自動車から発売されたLEXUS 新型「LS」、TOYOTA 新型FCV「MIRAI」の一部車両(高度運転支援搭載車両)に搭載された。本EPSでは、ステアリング機能における独自の安全コンセプトで最上位となる「JFOPS4」を採用している。

 ステアリングは自動車の「走る」「曲がる」「止まる」の「曲がる」を担う重要な機能部品で、自動運転時にはより高いレベルの安全性が必要となることから、同社では自動運転の普及を見据えステアリング機能における独自の安全コンセプト「JFOPS(JTEKT Fail-OPerational System)」を定義し、自動運転レベルに応じた安全性を備えるEPSの提供を可能としているが、今回搭載されたEPSには安全コンセプトで最上位となる「JFOPS4」を採用している。

 開発品の主な特徴は以下のとおり。

・電源も含むハードウェア完全二重構造

・完全自動運転にも対応可能な機能を搭載(JFOPS4)

・自動運転中にドライバーが手放し状態でも安全性を確保するためにステアリングMCU(Motor Control Unit)の故障が発生してもアシスト継続が可能

 同社では自動運転の急速な普及を見据え、全ての自動運転レベルに対応するEPSシステムを揃えているが、今後は安全性・信頼性をさらに高め、様々なレベルの自動運転に対応する製品を世界各国の自動車メーカーに提案していく考えだ。

 

回路構成概略図(JFOPS4)

 

独自の安全性に対するコンセプトJTEKT Fail-OPerational System(JFOPS)

 

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パテント・リザルト、自動車メーカー業界の他社牽制力ランキング2020を発表

1年 ago
パテント・リザルト、自動車メーカー業界の他社牽制力ランキング2020を発表admin 2021年7月5日(月曜日) in

 パテント・リザルトはこのほど、自動車メーカー業界を対象に、2020年の特許審査過程において他社特許への拒絶理由として引用された特許件数を企業別に集計した「自動車メーカー業界 他社牽制力ランキング2020」をまとめた。この集計により、直近の技術開発において競合他社が権利化する上で、阻害要因となる先行技術を多数保有している先進的な企業が明らかになる。集計の結果、2020年に最も引用された企業は、トヨタ自動車、次いで日産自動車、本田技研工業となった。

 1位のトヨタ自動車の最も引用された特許は「安全性を高めた、車両の自動運転制御」に関する技術で、エイディシーテクノロジーなどの計13件の審査過程で引用されている。このほかには「充放電容量の低下を抑制し得るリチウムイオン二次電池」に関する技術が引用された件数の多い特許として挙げられ、旭化成の「非水系リチウム蓄電素子の製造方法」など計9件の拒絶理由として引用されている。2020年に、トヨタ自動車の特許によって影響を受けた件数が最も多い企業は本田技研工業(339件)、次いでデンソー(273件)、日立Astemo(158件)となっている。

 2位の日産自動車の最も引用された特許は「道路形状、障害物を検出し、軌道を算出するリスク最小軌跡生成装置」に関する技術で、本田技研工業などの計10件の審査過程で引用されている。このほかには「装置の異常検出時に運転者に違和感を招くことなく作動を中止できる車両用走行制御装置」に関する技術が引用された件数の多い特許として挙げられ、日本精工などの計5件の拒絶理由として引用されている。2020年に、日産自動車の特許によって影響を受けた件数が最も多い企業は、トヨタ自動車(263件)、次いで本田技研工業(158件)、デンソー(112件)となっている。

 3位の本田技研工業の最も引用された特許は「造形サイクルタイムの短縮化と、不活性ガス等の雰囲気ガスの使用量の削減化が図れる三次元造形装置」に関する技術で、IHIの「レーザ溶接装置及びレーザ溶接方法」関連特許など計6件の審査過程において拒絶理由として引用されている。2020年に、本田技研工業の特許によって影響を受けた件数が最も多い企業は、トヨタ自動車(201件)、次いでデンソー(98件)、スズキ(72件)となっている。

 そのほか、4位 マツダは「エンジンの排気系部品取付構造」、5位 豊田中央研究所は「衝突対象を推定する車両用衝突判別装置」が、最も引用された特許として挙げられる。

自動車メーカー業界 他社牽制力ランキング2020 上位10社

 

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パテント・リザルト、自動車部品業界の他社牽制力ランキング2020を発表

1年 ago
パテント・リザルト、自動車部品業界の他社牽制力ランキング2020を発表admin 2021年7月5日(月曜日) in

 パテント・リザルトはこのほど、自動車部品業界を対象に、2020年の特許審査過程において他社特許への拒絶理由として引用された特許件数を企業別に集計した「自動車部品業界 他社牽制力ランキング2020」をまとめた。この集計により、直近の技術開発において競合他社が権利化する上で、阻害要因となる先行技術を多数保有している先進的な企業が明らかになる。集計の結果、2020年に最も引用された企業は、デンソー、次いでアイシン、日立Astemoとなった。

 1位のデンソーの最も引用された特許は「ゲート絶縁膜が破壊されることを防止しつつ、オン抵抗上昇を抑制できるSiC半導体装置」(トヨタ自動車、豊田中央研究所と共同出願)に関する技術で、富士電機などの計11件の審査過程で引用されている。このほかには「走行軌道生成プログラム」に関する技術が引用された件数の多い特許として挙げられ、ROBERT BOSCHの「自動車線変更中の横方向位置偏差の低減」など計7件の拒絶理由として引用されている。2020年に、デンソーの特許によって影響を受けた件数が最も多い企業はトヨタ自動車(285件)、次いで三菱電機(240件)、日立Astemo(213件)となっている。

 2位のアイシンの最も引用された特許は「路面状況に応じた運転支援を行う装置」に関する技術で、三菱電機などの計4件の審査過程で引用されている。このほかには、「交流の回転電機を制御する回転電機制御装置」に関する技術が引用された件数の多い特許として挙げられ、コニカミノルタなどの計4件の拒絶理由で引用されている。2020年に、アイシンの特許によって影響を受けた件数が最も多い企業は、トヨタ自動車(111件)、次いで本田技研工業(90件)、デンソー(69件)となっている。

 3位の日立Astemoの最も引用された特許は「走行環境の影響で発生する精度低下を抑制する車両位置推定システム」技術で、パイオニアの「地物データ構造、記憶媒体、情報処理装置」関連特許など計7件の審査過程で拒絶理由として引用されている。2020年に、日立Astemoの特許によって影響を受けた件数が最も多い企業は、デンソー(97件)、次いでトヨタ自動車(74件)、三菱電機(57件)となっている。

 そのほか、4位 住友電装は「電源装置と電気ボックスを接続する電源線のサイズダウン技術」、5位 矢崎総業は「輸送時等の搬送性を高めると共に、車種ごとに設定された外装形状を容易に得られ、コストを低減できる車両ケーブル用外装部材」が、最も引用された特許として挙げられる。

自動車メーカー業界 他社牽制力ランキング2020 上位10社

 

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THK、スマートアクチュエータ搭載プラットフォームロボットの受注を開始

1年 ago
THK、スマートアクチュエータ搭載プラットフォームロボットの受注を開始kat 2021年6月17日(木曜日) in

 THKは、次世代サービスロボット向けRTシステム「SEED Solutions」のスマートアクチュエータを搭載したプラットフォームロボット「SEED-R7 シリーズ」の受注を開始した。

 SEED-R7 シリーズは、サービスロボット構築用に開発された、スマートアクチュエータ搭載のプラットフォームロボット。小型・軽量、省配線、低消費電力、高信頼性に優れたSEED-R7 シリーズは、ロボットの構築には欠かせないメカトロニクス要素をユニット化して導入しやすくすることで、ユーザーの思い描くサービスロボットのアイデアを短期間かつ簡単に実現する。

 通常、サービスロボットの開発は、メカ設計、電気・電子制御、ソフト、運用面など、様々な課題を一つずつ解決しながら進めるため、実現までに膨大な時間と労力を要する。そこで 同社では、ロボット開発に伴うユーザーの負担を軽減すべく、サービスロボットに不可欠なメカ設計、電気・電子制御、基本ソフトを一体化した各種ユニットSEED-R7 シリーズを開発した。

 SEED-R7 シリーズは、等身大上体ヒューマノイド SEED-Noid、昇降ユニット SEED-Lifter、全方向移動台車 SEED-Mover という、サービスロボットの開発の種(SEED)となるユニットで構成されている。

 SEED-R7シリーズの各ユニットは単体で購入できるため、必要なユニットを組み合わせて、パラメータの設定、動作プログラミングをすることで、サービスロボットとしての運用が可能となる。

 同社では、今後の成長戦略の一角をなすサービスロボットのコア技術を最大限に活かすことで、少子高齢化による人手不足や人件費の高騰といった社会的課題の解決支援を行っていく。
 

SEED-R7 シリーズ

 

SEED-Noid-Mover

 

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フェローテックホールディングス、精密部品洗浄事業の体制を強化

1年 1ヶ月 ago
フェローテックホールディングス、精密部品洗浄事業の体制を強化kat 2021年6月4日(金曜日) in

 フェローテックホールディングス(https://www.ferrotec.co.jp/)は、2001年に上海において、半導体・FPD向け高純度プロセスツールパーツの洗浄サービス事業(以下、洗浄サービス事業)に参入して以来、銅陵、上海、天津、大連、四川と5拠点7工場に拠点を拡大し、現在では中国における洗浄サービス業界を牽引する主導的なポジションを獲得している。また、洗浄サービス事業を同社グループのストックビジネスの中核事業にするべく、さらなる成長戦略として拠点の増設、関連新規事業等を検討している。

 ここでは、精密部品に対応する同社の洗浄技術および体制強化の状況について紹介する。

 

洗浄技術の概要:保有設備と技術

 フェローテックホールディングスでは、長年培った経験を基に、半導体デバイスメーカーや液晶・有機ELといったFPD パネルメーカーの製造装置部品の洗浄サービスを行っている。半導体やFPD製造過程での不良デバイス発生を抑制させるために、ガスの処理などで製造装置部品に付着したコンタミネーションを除去する必要がある。コンタミネーションとは、半導体やFPD 製造過程で発生するガス状および粒子状の汚染物質のことで、不良デバイス発生の原因になる。

 これに対しフェローテックでは、化学洗浄(図1)や超音波洗浄(図2)などによって、コンタミネーションの除去を行っている。

 また、顧客の仕様に合わせてサンドブラスト処理(図3)やプラズマアーク溶射(図4)、セラミックコーティング(図5)など最適な表面処理を行い、部品の再生洗浄処理を行っている。プラズマアーク溶射は、プラズマジェットに粉末材を溶融させ、基材に吹き付けて皮膜を生成させる処理で、これにより耐摩耗性・耐熱性・耐食性・耐絶縁性などの機能が付加される。

 また、高純度の半導体やプロセスパーツを最新の微細化対応設備で洗浄している。クラス100のクリーンルームも完備しており、ナノレベルの繊細で精度の高い洗浄が可能となっている。

 さらに装置部品以外では、たとえば、製造装置向け治具・消耗材である「石英」「セラミック」製品などの再生洗浄などの依頼にも対応している。

 フェローテックホールディングスの洗浄サービスは中国の半導体およびパネル製造の有力企業のほとんどに採用されており、中国での精密再生洗浄市場でシェアNo.1(60%)を占める。また、部品洗浄は定期的に行われるため、ストック型ビジネスとして、安定した受注、収益が見込まれる、同社の経営基盤を支える重要な事業となっている。
 

図1 化学洗浄

 

図2 超音波洗浄

 

図3 サンドブラスト処理

 

図4 プラズマアーク溶射

 

図5 セラミックコーティング

 

 

精密洗浄ビジネスの増強状況や今後の展開

 部品洗浄の2021年3月期売上高は前年比35.2%の増収(図6)で、中国国内に特化した事業であり、半導体、およびFPD(有機EL、液晶)顧客の生産拡大に連動して毎年順調に事業規模を拡大している。半導体マテリアル製品と同様に、顧客の生産稼働に連動する「ストック型」事業のため、安定した売り上げの確保がしやすい(今後も事業拡大が堅調に続く見通し)。5拠点7工場を整備し、増産対応を継続していることから、中国国内でのシェアは60%に迫る。
 

図6 部品洗浄の2017年3月期~2021年3月期 売上高推移

 

 上述の成長戦略の下で、成長をより一層加速させるために、中国子会社の安徽富楽徳科技発展股份(FTSA)を中国のハイテク企業向け市場である科創板市場(スター・ マーケット)へ上場させることが、フェローテックホールディングスグループの企業価値向上に資すると判断、上場準備に入ることが決議されている。

 中国の半導体企業や有機ELなどのパネル企業向けに行う装置部品洗浄サービスはストック型ビジネスとして事業が拡大している。戦略製品である「部品洗浄」は、安徽省銅陵を中心に事業拡大の方針で、安徽省銅陵の政府系ファンドも出資先に加わり、今後事業拡大のプロジェクトを目指す。中国半導体、FPD顧客の新規プロジェクトが相次ぐ環境のため、5拠点7工場体制のうち銅陵第2工場での増産が予定されているほか、華南地区での工場建設も予定されている。このように引き続き顧客の近くできめ細かいサービスを提供し、積極的に洗浄ビジネスの拡大を進めていく計画だ。

 装置部品洗浄の拠点自体は中国であり、同事業は中国市場のみで特化したビジネスだが、日本メーカーが自社装置を中国顧客(半導体など)に販売(導入)し、洗浄等の定期メンテナンスをフェローテックホールディングスに委託するといったケースも少なくない。なお、本事業に関する日本の読者などからの問い合わせについては、フェローテックマテリアルテクノロジーズ(https://ft-mt.co.jp/)が対応する。

 

●フェローテックホールディングスの事業をさらに知るには

 

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ファナック、最新CNC・サーボ技術採用のワイヤ放電加工機を開発

1年 1ヶ月 ago
ファナック、最新CNC・サーボ技術採用のワイヤ放電加工機を開発kat 2021年5月11日(火曜日) in

 ファナックは、最新のCNCとサーボ技術を採用した高性能で信頼性の高いワイヤ放電加工機「FANUC ROBOCUT α-CiC series」を開発した。高剛性の機械構造、最新の放電装置と制御により、部品加工から金型加工まで高速・高精度な加工が可能。

ROBOCUT α-C400iC(左)とα-C600iC(右)

 

 FANUC ROBOCUT α-CiC seriesでは、高速、高精度、高品位加工を実現するため、機械構造、放電装置、および放電制御を一新した。機械剛性の強化により、機械各部の歪みを抑え、高精度な真円加工やピッチ加工を実現した。仕上げ加工電源SF3により、放電パルスの微細化と高周波化を実現し、面粗さを向上したほか、放電制御iPulse3により、コーナーや段差部での加工条件と速度を最適化し、加工性能を向上した。

FEM解析結果の例(左)と真円加工例(右)

 

 また、高信頼性の自動結線AWF3により、長時間の連続無人運転が可能。シンプルな構造の自動結線機構は保守性に優れ、高い結線率と長期にわたる高信頼性を確保したほか、ワイヤ挿入時に先端を振動させるエアリトライにより、断線点や小径穴でも高い結線率を実現。ツインサーボワイヤ走行機構がワイヤの振動を抑え、ワイヤ張力を正確に制御する。

自動結線AWF3(左)とエアリトライ(右)

 

 さらに、優れた操作性を実現するファナック最新CNCを搭載し、使いやすさが一段と向上した。高性能表示ユニット PANEL iH Pro により、描画時間が従来に比べ75%短縮。直感的な操作により、加工速度の調整のほか、コーナーやアプローチ形状の調整も簡単に行えるほか、画面操作やプログラム編集時に便利な Undo/Redo機能を追加した。

PANEL iH Pro(左)と加工条件調整機能(右)

 

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安川電機、MOTOPACシリーズにレーザー溶接パッケージを追加

1年 1ヶ月 ago
安川電機、MOTOPACシリーズにレーザー溶接パッケージを追加kat 2021年5月11日(火曜日) in

 安川電機は、ロボットアームと溶接設備などをパッケージにした「MOTOPAC(モートパック)シリーズ」として、レーザー溶接に必要な設備を含めた レーザー溶接パッケージ「MOTOPAC-RL2D300-GP25J」を新たにラインアップし販売を開始した。自動車、建機等の金属部品の高速溶接に最適。

レーザー溶接パッケージ「MOTOPAC-RL2D300-GP25JP」

 

 同社の溶接ロボットではこれまでアーク溶接、スポット溶接向けの用途でユーザーニーズに合わせた豊富な製品ラインアップを揃えてきた。特にアーク溶接向けの用途においては、ロボットのアームに溶接用のトーチや溶接電源を含めた溶接設備の最適な組み合わせをパッケージにした「MOTOPACシリーズを販売しており、ユーザーからの評価も高い。

 溶接分野では近年、溶接速度・品質をさらに向上させるレーザーによる溶接技術の開発が進んでおり 、ユーザーの関心も高まっている。その一方でレーザー溶接の設備導入には、レーザー発振器やレーザー照射ヘッドの選定、そしてロボットアームとの組み合わせや制御方法など、多くの検討項目と手間が必要とされている。

 こうした背景から同社では今回、レーザー溶接に必要な設備をトータルで揃え、ユーザーにおける溶接速度や品質向上に必要な条件設定をスムーズにサポートし、設備導入から稼働 までの手間をできる限り省くことが可能なレーザー溶接パッケージを製品化したもの。

 主な特徴は以下のとおり。

・省スペースパッケージによりアーク溶接設備からの入れ替えが容易:独自開発の小型軽量レーザー照射ヘッド(ガルバノスキャナーヘッド:質量約16kg)は、当社の中型多用途適用型ロボットMOTOMAN-GP25(可搬質量25kg)に搭載が可能で、設備設置面積の省スペース化につながるため、既設のアーク溶接設備への入れ替えや新規導入を容易に行うことができる。さらに、レーザー照射ヘッドまでの配線・配管の一部はロボットアーム内へ収納できるため、取り回しの簡素化と周辺への干渉回避による使い勝手の良さを提供

・溶接条件の設定が容易:パッケージ製品の強みを生かし、構成される機器間の親和性向上を図った。ウォブリング溶接機能、溶接速度、レーザー出力、入射角度などの溶接条件は、すべてロボットのプログラミングペンダントで設定可能。溶接対象の厚み、形状、材質に合わせた最適な溶接条件の検討を効率的に行えるほか、アーク溶接では難しかった溶接途中での条件変更も可能

・高出力(8kW)レーザーザー照射で高速溶接が可能:高出力レーザー照射により、アーク溶接の1.5倍~4倍の溶接速度を実現できるほか、ロボット先端に設置するレーザー照射ヘッドを小型軽量化したことで、高速移動時のロボットへの負荷を低減し、溶接開始位置への移動速度の向上や、溶接中の軌跡精度の向上に貢献・ウォブリング溶接機能搭載:レーザー溶接は溶接点が極小(集光スポット径0.3mm)でエネルギー密度が高いため、高精度な溶接が可能で溶接適用範囲が拡大しますが、アーク溶接の代替には、太い溶接線(数ミリ~数十ミリ)が要求される。そこで、レーザー照射ヘッド内で照射方向を高速・高精度で微動させることで太い溶接線を確保するウォブリング溶接機能を搭載している。ウォブリンク溶接では照射方向を「8」や「の」の字等のパターンに微動させることで、広い範囲を溶接することが可能

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安川電機、小型塗装ロボットの販売を開始

1年 2ヶ月 ago
安川電機、小型塗装ロボットの販売を開始kat 2021年4月12日(月曜日) in

 安川電機は、塗装用途ロボット「MOTOMAN-MPXシリーズ」の新たなラインアップとして小型塗装ロボット「MOTOMAN-MPX1400」(可搬質量5kg、最大リーチ1256mm)の販売を開始した。手首軸の許容負荷の強化・壁掛設置時の動作領域拡大により、使いやすさを向上した。自動車ヘッドランプ、自動車内装部品、小型家電製品などの塗装に最適。

MOTOMAN-MPX1400

 

 同社は、スマートフォンなどの小物用途から自動車などの大型用途まで、それぞれの用途に最適化した塗装ロボットのラインアップを幅広く取りそろえているが、今回、家電製品や自動車のヘッドランプといった樹脂成形部品など、様々な小型製品の塗装に最適な小型塗装ロボットMOTOMAN-MPX1400を製品化した。

 MOTOMAN-MPX1400は、同社従来機種(MOTOMAN-EPX1250)と比べて、手首軸の許容負荷の強化により、搭載可能な塗装ガンの選択肢が広がったほか、壁掛設置時の動作領域拡大による待機姿勢やメンテナンス作業時の姿勢自由度向上など、ユーザーから要望が多かった機能を強化し、使いやすさを更に追求した。ユーザーの生産スタイルに合わせた塗装システムの構築が可能なことから、生産ラインのコンパクト化やコスト低減に貢献できる。

 主な特徴は以下のとおり。

・手首軸の許容負荷を向上させたことで、従来機種よりも重量のある塗装ガンを搭載できるようになっている。複数色での塗装が可能な多連スプレー塗装ガンや塗料の微粒子化ができる小型ベルガンなど、搭載可能な塗装ガンの選択肢が広がったことで、多様化するユーザーニーズに対応する

・壁掛設置でのロボット旋回軸動作領域を拡大しており、狭いエリア内でもロボット待機姿勢がとりやすく、設備の省スペース化に貢献するほか、メンテナンス作業も姿勢自由度向上により作業効率的が向上する

・設備を有効活用したロボット更新が可能なため、設備改修費用の削減に貢献する

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ヤマハ発動機、ハイパーEV向け電動モーターユニットの試作開発受託を開始

1年 2ヶ月 ago
ヤマハ発動機、ハイパーEV向け電動モーターユニットの試作開発受託を開始kat 2021年4月12日(月曜日) in

 ヤマハ発動機は、2020年より四輪車をはじめとするモビリティ向け電動モーター(35~200kW)の試作開発を受託しているが、新たにハイパーEVなど高出力帯モビリティへの搭載を想定した最大出力350kWクラス(動作電圧800V)の電動モーターユニットを開発、4月から試作開発受託を開始した。

 今回開発した電動モーターの主な特徴は、ギヤ、インバーターを一体化したコンパクトな機電一体型の電動モーターユニットで、車両へ複数ユニット搭載する用途を想定している。

(左より)電動モーターユニット試作品(350kWクラス)、
ユニット活用イメージ(350kWクラス×4基)

 

 試作開発受託にあたっては、モーターサイクルをはじめ幅広い製品群に柔軟に対応してきた鋳造・加工・組立を中心とした生産技術、試作設備等を活用し、顧客の要望に沿った試作モーター開発を短期間で実現する。

 同社では、350kWクラスをはじめとする電動モーター試作品を本年5月26日~28日に横浜市のパシフィコ横浜で開催される「人とくるまのテクノロジー展2021横浜」に出展する予定。

 

ハイパーEV向け電動モーターユニット 試作品の概要

 

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ジェイテクト、CBNカムシャフト研削盤で優秀省エネ機器・システム表彰 経済産業大臣賞を受賞

1年 3ヶ月 ago
ジェイテクト、CBNカムシャフト研削盤で優秀省エネ機器・システム表彰 経済産業大臣賞を受賞kat 2021年3月19日(金曜日) in

 ジェイテクトは、CBNカムシャフト研削盤「GC20S/GL32S」で日本機械工業連合会主催の「令和2年度優秀省エネ機器・システム表彰」において、最も優秀な「経済産業大臣賞」を受賞した。

優秀省エネ機器・システム GC20S/GL32S

 

 受賞製品の主な特徴は、①といし軸軸受の小型化、ダイレクトドライブ方式のモータによる伝達効率向上、といし台軽量化により、省エネ化を実現。これにより機械消費エネルギーを従来機比で24%削減し、ユーザーの電力消費量削減に貢献、②といし軸およびといし台の小型・軽量化により運動性能を向上させ、高速・高能率な加工を実現したことで、加工時間を従来機比で10%短縮し、ユーザーのマシン・サイクルタイム(MCT)削減に貢献、③各装置の小型化、有効配置により省スペース化を実現したことで、機械のフロアスペースを従来機比で35%削減し、ユーザーの工場設備(空調・照明など)の省エネ・省スペース化に貢献、など。

 今回の受賞は、機械消費エネルギーおよび機械スペースに大きく影響する、といし軸の省エネ・小型化を開発することで、高い経済性のある製品の販売を実現したことが評価されたもの。

 ジェイテクトは工作機械技術を「TAKTICA(タクティカ)」と総称し、ユーザーのビジネスに新しい価値を提供することに主眼を置いているが、「今後も持続可能な社会の実現に向け、ものづくりを通じて、人々の幸福と豊かな社会づくりに貢献していく」とコメントしている。

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不二越、小型ロボットシリーズのラインナップを拡充

1年 3ヶ月 ago
不二越、小型ロボットシリーズのラインナップを拡充kat 2021年3月19日(金曜日) in

 不二越は、自動化ニーズがますます高まる電機・電子、一般産業機械分野をターゲットに、スカラロボット「EC06」とコンパクトロボット「MZ12H」を市場投入する。いずれも3月から発売を開始、2021年度の販売目標はEC06が2000台/年で、MZ12Hが3000台/年。EC06は、軽量コンパクトボディの「MZシリーズ」と共通のシリーズの制御装置を使用し、ロボットの組み合わせが容易で、同社ユーザーの利便性を向上する。

 同社では今後も、小型ロボットをはじめ、シリーズ・ラインナップを拡充し、また、ロボットを組み込んだ多様なシステム・アプリケーションを構築して、ユーザーのあらゆるFA化ニーズに応えていく。

 世界的な少子高齢化、労働人口の減少や人件費の高騰を背景として、ものづくりの現場では、人手不足の解消や生産性向上などを目的にロボットによる自動化ニーズが拡大しており、特に電機・電子や一般産業機械分野では、小型ロボットの導入が本格化している。

 不二越では、2013年の世界高速・軽量コンパクトロボット「MZ07」の発売を皮切りに、小型ロボット市場へ本格参入。以降、「MZシリーズ」のラインナップ拡充に加え、ウィングスライサー型ロボット「EZシリーズ」や、協働ロボット「CZ10」を開発し、全世界で小型ロボット市場の深耕に取り組んできた。

 今回、IoT化や5G対応に向けロボット導入が本格化してきている電機・電子分野の市場を狙って投入したEC06の特徴は、以下のとおり。

・最大可搬質量6kg、定格可搬質量(最大速度で出力可能な可搬質量の限度)3kgで、500mm・600mm・700mmの最大リーチが異なる3機種をラインナップ。ユーザーのものづくりの現場に最適な機種の選択が可能

・軽量化と高剛性を両立した設計で、クラストップレベルの高速・高精度動作(位置繰返し精度±0.02mm)を実現し、ユーザーの生産性向上に貢献

・先端軸の中空構造により、ロボット本体から各種ツールまでの配線・配管の引き回しを簡略化、周辺装置との干渉リスクを低減し、信頼性が向上

・ティーチペンダントに代わり、PCを制御装置に接続して操作が可能なほか、PCのシミュレーションソフトを用いて、各種動作を正確に設定できる

EC06

 

 また、人手に頼っていた作業のロボットへの置き換え需要が拡大してきている一般産業機械分野の市場を狙い投入したMZ12Hの特徴は以下のとおり。

・MZ12の特徴を保持しつつ独自の中空手首構造を新たに採用、ロボット本体から各種ツールまでの配線・配管の引き回しを簡略化。周辺装置との干渉リスクを低減し、高い信頼性を実現

・同一クラスではトップレベルの作業領域とパワフルな手首トルクで、大型ワーク・ハンドに対応し、バリとり、ピッキング、部品の組立・搬送など幅広い用途で使用可能。また、防塵防滴(IP67 相当)・防錆機能を標準装備し、粉塵、水滴が飛散する環境にも対応

・軽量化と高剛性を両立した設計で、クラストップレベルの高速・高精度動作(位置繰返し精度±0.04mm)を実現し、ユーザーの生産性向上に貢献

MZ12H
kat

パテント・リザルト、自動車部品の特許資産規模ランキング2020発表

1年 5ヶ月 ago
パテント・リザルト、自動車部品の特許資産規模ランキング2020発表admin 2021年2月4日(木曜日) in

 パテント・リザルトはこのほど、独自に分類した「自動車部品」業界の企業を対象に、各社が保有する特許資産を質と量の両面から総合評価した「自動車部品業界 特許資産規模ランキング」をまとめた。2019年4月1日から2020年3月末までの1年間に登録された特許を対象に、個別特許の注目度を得点化する「パテントスコア」を用いた評価を行い、企業ごとに総合得点を集計した。その結果、1位がデンソー、2位が日立オートモーティブシステムズ、3位が住友電装となった。

 1位デンソーの注目度の高い特許には「排ガス浄化性能の低下及びコート層のはく離を抑制することが可能な排ガス浄化触媒」や「窓曇りを晴らすために必要な電力量を少なくできる防曇装置」が挙げられる。

 2位日立オートモーティブシステムズは「回転電機の固定子及びそれを用いた回転電機」や「外周側への張り出しを抑制し、筐体内部の通気性および防水性を得ることが可能な電子制御装置」などが注目度の高い特許として挙げられる。

 3位住友電装の注目度の高い特許には「電圧検知線を過電流から保護できる電池配線モジュール」(オートネットワーク技術研究所、 住友電気工業、 住友電工プリントサーキット、 トヨタ自動車との共同保有)や「集中型の電源供給アーキテクチャに適した態様の通信を行うことが可能な車載通信システム」(オートネットワーク技術研究所、 住友電気工業との共同保有)が挙げられる。

 4位の矢崎総業は「シールド部材として要求される機能の実現と製造および使用の容易さを両立可能なシールドパイプ、及びシールドパイプ付き電線」、5位のオートネットワーク技術研究所は「生産性に優れるリアクトル」(住友電装、住友電気工業との共同保有)などが注目度の高い特許として挙げられる。

自動車部品 特許資産規模ランキング2020 上位10社

 

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パテント・リザルト、自動車メーカーの特許資産規模ランキング2020発表

1年 5ヶ月 ago
パテント・リザルト、自動車メーカーの特許資産規模ランキング2020発表admin 2021年2月4日(木曜日) in

 パテント・リザルトはこのほど、独自に分類した「自動車メーカー」業界の企業を対象に、各社が保有する特許資産を質と量の両面から総合評価した「自動車メーカー業界 特許資産規模ランキング」をまとめた。2019年4月1日から2020年3月末までの1年間に登録された特許を対象に、個別特許の注目度を得点化する「パテントスコア」を用いた評価を行い、企業ごとに総合得点を集計した。その結果、1位がトヨタ自動車、2位が本田技研工業、3位がマツダとなった。

 1位トヨタ自動車の注目度の高い特許には「電圧検知線を過電流から保護することができる電池配線モジュール」や「酸化剤ガスを運転条件に応じて変更しつつ、サージングを発生させないようターボコンプレッサの流路面積を変更する燃料電池システム」が挙げられる。

 2位本田技研工業は「運転者の意図に沿った走行支援を行える走行制御装置」や「内燃機関の排気浄化システム」などが注目度の高い特許として挙げられる。

 3位マツダの注目度の高い特許には「燃費の向上と摩擦板の耐久性維持を両立した、変速機のブレーキ装置」や「シフトレバーの1回の操作でもって所望の減速度をすみやかに得られるようにする方法」が挙げられる。

 4位の日産自動車は「自動車を高温環境で使用する場合においても該パネル材の剛性を保持することが可能な自動車の荷室用のパネル材」、5位のSUBARUは「アイドリングストップ制御を実行する車両に搭載されるパージシステムの故障診断装置」などが注目度の高い特許として挙げられる。

自動車メーカー 特許資産規模ランキング2020 上位10社

 

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日本電産、トラクションモータシステムが累計販売台数10万台を達成

1年 5ヶ月 ago
日本電産、トラクションモータシステムが累計販売台数10万台を達成kat 2021年1月27日(水曜日) in

 日本電産が開発・製造・販売するトラクションモータシステム「E-Axle」がグローバルでの累計販売台数10万台を達成した。

トラクションモータシステム「E-Axle」のラインナップ

 

 同社のE-Axleシリーズはモータ、インバータ、ギヤを一体化し、ユニットシステムとすることで小型化・軽量化を実現したことが大きな特徴。2019年4月から、Tier1サプライヤーとして世界で初めて量産を開始した150kWモデル「Ni150Ex」のほか、「Ni200Ex」、「Ni100Ex」、「Ni70Ex」、「Ni50Ex」の計5機種を開発しており、この世界トップクラスの製品ラインナップにより同社の「E-Axle」は50kW~400kWまで対応(E-Axleは前後に搭載可能で、Ni200Exを前後2ヵ所に搭載した場合、合計出力は400kWとなる)、世界の車両セグメントの 98%をカバーできる見込みとなっている。

 同社では 2030 年までに EV 用トラクションモータ市場(トラクションモータ単体とトラクションモータシステムを含めた市場)で世界シェア 40~45%の獲得を目標としており、E-Axle をそのけん引役と位置付けている。

 欧州や中国をはじめ、世界各国がガソリン車の新車販売を2025~2040年にかけて禁止する方針を打ち出している中、同社では、「今後も世界No.1の総合モーターメーカーとして培った軽薄短小技術、高効率化技術、制御技術を駆使した製品を開発し、自動車の進化およびCO2削減に貢献する革新的ソリューションを圧倒的なスピードで提案していきたい」とコメントしている。

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ファナック、高可搬質量・ロングリーチのスカラロボットを開発

1年 5ヶ月 ago
ファナック、高可搬質量・ロングリーチのスカラロボットを開発kat 2021年1月27日(水曜日) in

 ファナックは、可搬質量20kg、リーチ1100mmのスカラロボット「SR-20iA」を開発、昨年12月から販売を開始した。

スカラロボット「SR-20iA」

 

 開発したスカラロボットは、従来モデルに対し可搬質量、リーチともに一回り大きく、重量物を広いエリアで取り扱うことが可能になる。これにより、スカラロボットのラインナップが拡充され、ユーザーの自動化ニーズに、より幅広く対応が可能となった。

 開発品では、防水・防塵オプションや、耐薬品性に優れた塗装オプションを用意している。
 

kat

日本金型工業会東部支部、令和3年新年懇親会を開催

1年 5ヶ月 ago
日本金型工業会東部支部、令和3年新年懇親会を開催admin 2021年1月20日(水曜日) in

 日本金型工業会東部支部( https://www.jdmia.or.jp )は1月15日、Web会議方式により「令和3年新年懇親会」を開催した。

 冒頭、挨拶に立った鈴木教義支部長(鈴木 代表取締役社長)は、「昨今の経済を取り巻く環境を鑑みるに、この先1年間、非常に読みづらい年になると思う。しかし、皆さんと情報を共有しながら東部支部の在り方を考えていきたい。今年も従来とは違い、昨年のようにWebを活用して進めさせていただきたい。また、これまでできなかったことがWebを活かしてできるようになったこともある。事務局や経産省など多方面と協力をしながら会員の皆様にメリットが感じてもらえる東部支部の運営をしていきたいと思っている。今、世界を見渡しても中国やアメリカの動きで経済環境が左右されやすい。私どもの金型においても、これからの在り方が大きく変わるところではないかと思う。今だからこそフレキシブルな考え方や行動をする時ではないか。また、今こそ変わるチャンスでもあると思う。是非、当工業会を利用しながら変われるチャンスを見出していただければ幸いだ」と述べた。

挨拶する鈴木支部長

 続いて経済産業省素形材産業室長 谷 浩氏が来賓を代表して挨拶。引き続き、同工業会 小出 悟会長(小出製作所 代表取締役社長)が「先に挨拶を述べた御二方も述べたとおり、まだまだコロナによる経済的影響が出ると仰っていたが、私もまさにそうではないかと思う。まさに世の中がガラッと一変する時を生きているため、ここでしっかりと工業会の考え方をまとめた指針を出せればと良い思っている。また、今年はデジタル庁が創設される年である。デジタル化が進展するとハッキングなどのリスクに対する準備が必要だ。そうした時に当工業会として昨年の11月に技術等情報漏えい防止措置認証制度における認証機関になれたことも弾みになるのではないか。今年も会員の皆様とともにさまざまなことにチャレンジしていければと思う」と挨拶を述べた。最後に、同工業会東部支部 正木優吉副支部長(正木製型 代表取締役)が閉会挨拶を行った。

挨拶する小出会長

 

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日本半導体製造装置協会、半導体・FPD製造装置の需要予測を公表、2022年に初の3兆円超えへ

1年 5ヶ月 ago
日本半導体製造装置協会、半導体・FPD製造装置の需要予測を公表、2022年に初の3兆円超えへkat 2021年1月18日(月曜日) in

 日本半導体製造装置協会(SEAJ、会長:牛田一雄ニコン会長)は1月14日、2020年~2022年の半導体・フラットパネルディスプレイ(FPD)製造装置の需要予測をオンラインで発表した。

 開会の挨拶に立った牛田会長は、「2020年は新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の拡大を背景に、民生電子機器や車載機器の需要が落ち込む一方で、データトラフィック量の急増によりデータセンター需要が力強く、また5G通信の世界的な普及に向けた投資も順調に進んでいる。半導体投資を牽引してきたPCやスマホに加えて、IoTやデータセンター、AI、5G通信技術を加えた重層的な広がりは、この一年で大きく加速された。新しい生活スタイル、新しい産業スタイルが急速に進展、アフターコロナの時代にはニューノーマルとして定着し、さらなる発展が見込まれている。この大きな変化を支えるのが半導体でありFPD。それらの製造装置がもたらす明るい未来を確かなものにしていきたい」と力強く語った。
 

挨拶する牛田SEAJ会長

 

 SEAJ半導体調査統計専門委員会(メンバー13社)およびFPD調査統計専門委員会(メンバー7社)による需要予測と、SEAJ理事・監事会社20社による市場規模動向調査結果を総合的に議論・判断し、SEAJの総意としてまとめたもの。

 半導体を消費するアプリケーションとして、スマートフォンに代表されるコンシューマー製品や車載、産業機器では、元々大幅な減少が見込まれていた。米中摩擦の影響もあり、中国のスマートフォン最大手は減産幅が大きかったが、これを好機と見た2番手以下の企業が増産を行った結果、全体としての影響は当初の見込みよりも軽減されている。2021年は各社の新端末も出揃い、カバーエリアも広がるため、先進国を中心に5G通信の浸透率は急速に高まってゆくと予想される。

 企業活動におけるテレワークの利用は、COVID-19感染拡大期における一過性の現象とはならずに完全定着し、進化を続けている。巣ごもり需要の増大によって動画を含むデータトラフィック量は爆発的に増加しており、データセンター関連需要は今後も大きな伸びが予想される。

 デジタルトランスフォーメーション(DX)への取組みの巧拙は、企業にとっては将来の競争力にも影響し、人々の行動様式だけでなく働き方にも変革が求められている。カーボンニュートラルへの世界的な再脚光は、電気自動車へのシフトを加速させ、将来の自動運転Level4/5実用化とも相まって、大きな技術革新が期待されている。

 WSTSの昨年12月の発表によると、2020年の世界半導体市場成長率は5.1%増と見込まれる。2019年の価格下落により落ち込んだメモリーは2020年12.2%増、2021年13.3%増と成長軌道に回帰する。2021年は半導体全体で8.4%増となり、2018年の最高記録を更新する見込みとなっている。

 設備投資については、2019年から続くロジック・ファウンドリーの積極投資が2020年もそのまま高水準で継続され、市場の地域としては中国の存在感が高まった。2021年はデータセンター需要のさらなる増加に向けて、NANDフラッシュ・DRAMともにメモリー投資が復調する見通し。
短期的には米中摩擦による様々な規制の発動、大手ロジックメーカーの微細化後倒しといった不透明感は残るが、中長期的な成長見通しは変わらないと見る。

 半導体製造装置について2020年度の日本製装置販売高は、COVID-19拡大の影響により民生電子機器や車載関連の生産は落ち込んだが、データトラフィック量の急増によりデータセンター需要は力強く、5G通信の世界的な普及に向けた投資も順調に進んでいるため、前年度比12.4%増の2兆3300億円と予測した。2021年度もファウンドリーの投資水準は維持され、さらにメモリーの投資復活が上乗せされるため、7.3%増の2兆5000億円、2022年度は5.2%増の2兆6300億円と予測した。

 FPD産業は、COVID-19感染拡大の影響でPC・タブレット・モニターに使われるITパネルが品薄となり稼働率が急上昇。パネル価格も上昇し、大手パネルメーカーの営業利益率は、2020年1Q(1~3月)を底に回復傾向となっている。元々は韓国を中心に、既存のTV用LCDラインを停止し、新技術を用いたパネルへライン転換する計画であったが、後倒しとなっている。

 FPD製造装置の日本製装置販売高については、海外渡航制限の長期化により装置の現地立上げ調整が困難となった影響を精査し、2020年度は11.7%減の4200億円を予測した。2021年度はG10.5液晶ディスプレイ(LCD)投資の一巡を考慮して4.8%減の4000億円、2022年度は新技術を盛り込んだ投資の復活を期待し7.5%増の4300億円と予測した。

 2022年度の日本製装置販売高はつまり、半導体製造装置が2兆6300億円、FPD製造装置が4300億円で、全体で6.3%増の3兆600億円と予測。3兆円超えはSEAJが統計を開始して以来初となる。

kat

フェローテックマテリアルテクノロジーズ、サーモモジュール事業が5G用途・DNA増幅用途などで拡大

1年 5ヶ月 ago
フェローテックマテリアルテクノロジーズ、サーモモジュール事業が5G用途・DNA増幅用途などで拡大kat 2021年1月13日(水曜日) in

 フェローテックホールディングス(https://www.ferrotec.co.jp/)傘下のフェローテックマテリアルテクノロジーズ(https://ft-mt.co.jp/)の進める「サーモモジュール(ペルチェ素子)」ビジネスが、5G通信用途やDNA増幅用途などを中心に拡大してきている。ここでは、フェローテックマテリアルテクノロジーズ 営業本部 電子応用製品部門 TE営業グループ長の大屋匡史氏に、サーモモジュールの近年の動向や、拡大している用途、今後のビジネス展開などについて話を聞いた。

大屋 匡史 氏

 

サーモモジュールの近年の動向

 サーモモジュール(ペルチェ素子)は、対象物を温めたり冷やしたりする半導体冷熱素子のことで、N型とP型という異なる性質を持った半導体素子を組み合わせたモジュールに、直流の電気を流すと熱が移動し、一方の面が吸熱(冷却)し、反対の面が放熱(加熱)するというペルチェ効果を応用したもの。電源の極性を逆にすると、吸熱と放熱を簡単に切り替えることができる。


 サーモモジュールのこうした特性を活かし、自動車、半導体製造装置、光通信、医療バイオなど、温度調整デバイスとして用途が拡大してきており、フェローテックマテリアルテクノロジーズの市場占有率は36%とトップシェアを有する。
 

サーモモジュールの用途別構成比率 ※パワー基板を除く

 

 もともと産業用途向けの採用がメインだったサーモモジュールが2005年ころに某電機メーカーのイオン発生器に業界で初めて採用されたことでサーモモジュールの認知が広がり、近年ではインパクトのあるアプリケーションとして民生品での採用が拡大した。多くの家電製品でイオン発生機能が付いたものが人気商品となっているが、イオンを発生させるためにサーモモジュールを利用している。サーモモジュールによって、空気中の水分を冷やして結露させる仕組み。浄水式では水道水に含まれるカビや雑菌の発生源となる成分が放出されるのに対して、サーモモジュール式イオン発生器では冷却によって意図的に水滴を作ることで、有害成分のない、きれいなイオンを省電力に発生させるというメリットがある。

 
 

空気清浄機での適用イメージ


 こうしたアプリケーションを契機に民生品でのサーモモジュールの適用が拡大、同様にイオンを発生させる用途としては、ヘアドライヤーなどにも搭載されている。直流電圧を印加することによって特定の部位を冷やしたり温めたりできる電子部品は唯一ペルチェ素子だけであり、民生品での適用拡大は、ペルチェ素子の軽量・コンパクト・省エネといった製品価値が認められたことによるものと考えている。

 

拡大しているサーモモジュールの用途

 サーモモジュールの市場としては、顕微鏡では見ることができない病原体の有無を検査するPCR(Polymerase Chain Reaction)法のDNA増幅用途といったバイオ向けや、5Gの通信機器用途が拡大してきている。

DNA増幅用途

 PCR法では、DNAの2本鎖とDNA合成酵素が特定の温度の熱サイクルで熱変性、アニーリング、伸長の三つの反応を起こすことを利用して、DNAの目的の部分を2n倍に増幅する。精密な温度制御による正確な温度サイクルnが正しい検査につながるほか、温度サイクルのスピードを上げることで検査の効率を上げることにつながる。ペルチェ素子を組み込んだサイクル温度コントローラーによって、温度制御が精密で迅速になり、検査のスケールアップが可能になっている。ペルチェ素子はPCR検査装置の小型化・卓上化を可能にしているほか、最近では、検体容器1個を一つのペルチェ素子で加熱冷却する方式で、複数個の検体容器をPCR検査装置に搭載してパラレルに高効率に検査を行うことを可能にしている。

 

PCR検査装置

 

5G通信用途

 第5世代(5G)移動通信システム向けの光通信用デバイスは高速伝送速度を実現し、移動通信システムの高速大容量化に貢献する一方で、光通信用デバイスに内蔵される半導体レーザーは温度によって波長が変化するため、波長の変化に伴う動画の乱れや通信の遅延などを防ぐべく一定温度に保つ必要があり、ペルチェ素子による高精度な温度制御が不可欠となっている。


 現在、5G通信機器向けにサーモモジュールの需要が急速に拡大してきているところで、特に中国では5G用通信基地局設置数が2020年に65万ヵ所、2021年に77万ヵ所、2022年に93万ヵ所と増える見通しとなっており、2000年のITバブル以来の非常に大きなサーモモジュールの市場として、さらなる成長が期待されている。

 

5G通信用途でのサーモモジュールの適用イメージ

 

RMT社を完全子会社化

 フェローテックホールディングスはこのほど、サーモモジュールの超小型化(150μm以下)、多段化の技術力や高品質のビスマス・テルル(Bi2Te3)材料開発力を持つロシアのRMT社を完全子会社化した。超小型化、多段化によって新しい用途への適用が見込まれている。

 ペルチェ素子は局所冷却に使われるが、超小型化することで、さらにピンポイントに効果的に適用できる。例えば監視カメラの画像処理デバイスは、熱によって生じるノイズを視界内の対象物を画像化する信号のレベルよりも下げるために必要で、-20℃以下といった極低温まで冷却するにはサーモモジュールの超小型化と多段化が必要になり、RMT社の技術力が活かされると見ている。

 4K・8Kといった高画質ディスプレイや顔認証システムなどでも、高精細・低ノイズに寄与する超小型・多段のサーモモジュールの適用が有効と思われる。

 また、民生用途として、サーモモジュールは場所や環境に応じて冷房・暖房を切り替えることができることから、肌着やジャケットに温度調節用途としての採用が進行しているが、超小型で軽量のサーモモジュールをラインナップに加えることで、今後のウェアラブル用途での需要拡大に応えられるものと考えている。

 

温冷調整が可能なジャケット(試作品)

 

今後の展開

 サーモモジュールは自動車分野においては温調シートで豊富な実績を持つが、フェローテックマテリアルテクノロジーズでは2018年にオートモーティブプロジェクトを立ち上げ、車載用カップホルダーや、バッテリーおよびキャビンの温調システム(図7)、車載カメラのCMOSイメージセンサ用クーラーといった、新しい用途の開拓に注力している。

 そうした新しい用途への対応では、ペルチェ素子のさらなる高性能化や効率向上が課題となっており、素子の材料特性を高める必要性があることから、フェローテックマテリアルテクノロジーズでは、ロシア・モスクワ工場や中国・上海工場、さらには新たに傘下に入ったロシアRMT社を中心に、素材開発を強化していく考えだ。

 また、自動車部品など、製品バラつきをなくし、大量に迅速に良品を生産できるよう、工場の生産プロセスの一層の自動化や品質管理システムの増強を進めていく。
 サーモモジュールは大空間の温度調整には不適だが、局所的な温度制御では、コンプレッサーなどの外部装置を必要とせず小型・軽量で、低消費電力、低コストに効力を発揮し、環境面でもノンフロンで作動しCO2排出量低減に寄与する。フェローテックマテリアルテクノロジーズでは、こうしたサーモモジュールの長所をアピールしながら、EV、HVなどの自動車用途やウェハ大口径化対応の半導体製造装置、ウェアラブル機器等の民生品向けなど、各種の新たな用途への提案・展開を進めていく考えだ。
 
 

バッテリーおよびキャビンの温調システムのモックアップ

 

●フェローテックホールディングスの事業をさらに知るには

 

kat
Checked
47 分 9 秒 ago
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