第27回　株式会社TAN-EI-SYA　産学官連携　産学官連携推進事業　7000系　アルミホ イール　TONIO　Web情報マガジン　富山

　「私の中にはストーリーがありましてね。まずは7000系の新しいアルミ合金を開発して大型車向けのホイールをつくる。そして加工技術を改善してホイール全般の品質向上やコストダウンを図る。さらにはマグネシウム合金の新素材を開発し、ホイールに使って製品化するとともに、その一方でマグネシウムの腐食しやすいという欠点を補うための技術を開発し、マグネシウムホイールの普及を図る。当社は一般車をはじめ、F1などのレーシングカーにもホイールを提供する会社で、ホイールをつくって販売するのは社業としては当然のことですが、私はこれらの開発をとおしてホイール馬鹿を養成したかったわけではありません。失敗しながらも改善点を見いだそうとする技術者を育てたかったのです」
　開発をリードしてきた餅川昭二氏（同社参与）からは、35年あまりに及ぶホイール開発から得た知見や経験を、若い技術者に伝えようとする必死さがにじみ出てくる。
　まずは平成26年度の産学官連携推進事業に採択された、「7000系材料による大型トラック・バス用鍛造アルミホイールの開発」だ。次年度からの開発テーマを若手技術者に任せるために、一連の開発の初年度は餅川参与が担当し、その“背中を見せる”ことにした。
　前述のように、大型車用アルミ合金製ホイールでは米国のA社が圧倒的なシェアを誇り、素材のアルミ合金は6000系のものが使われている。TAN-EI-SYAも6000系のアルミ合金を使ったホイールを製品化しているのであるが、それよりさらに軽くて強い7000系のアルミ合金を用いて大型車用のホイールをつくり、A社の牙城に迫ろうというのがこのテーマの背後にある狙いであった。ホイールを7000系のアルミ合金に代替することができるならば、軽量化による燃費の向上やCO2排出量の削減が期待できる。しかしながら、ホイール業界のみならず金属を素材として扱う他の業界でも、7000系アルミ合金の開発にあまり積極的でなかったのは、加工性が悪く、腐食しやすい（錆びやすい）という大きな欠点があったからであった。
　「6000系の主な素材は、アルミやマグネシウム、シリコンなどですが、7000系ではシリコンの代わりに亜鉛、銅、チタン、ジルコニウムなどを用います。ところが素材が多くなると、わかりやすくいうと各金属のコントロールが難しくなって、軽くて強いけれども錆びやすいという欠点を持ってしまうのです。ですから今まで、雨にあたり傷つきやすい環境で使われる7000系のアルミ合金を使った製品は、ほとんど開発されなかったのです」（餅川さん）
　では氏はそれを、どのように克服したのか。特許の関係で詳しくは明かせないのだが、精錬の工程までさかのぼって、金属をコントロール不能にする因子を一つひとつ探って排除するとともに、熱処理の方法もピンポイントの正確さでできるように改善したのである。この開発では富山大学や富山県工業技術センターが協力し、6000系のアルミ合金製ホイールに比べて強度を10％ほど上げ、また4％強の軽量化にも成功。また従来は、冷水処理しかできなかった冷却法を、新しく開発した7000系のアルミ合金では空冷処理もできるようになった。さらにはホイールの歪みについては、JASO（日本自動車技術会規格）では0.5mm以内、カーメーカーでは0.3mm以内という基準を持っているところを、同社では0.1mm以内という目標を掲げ、品質の向上を図ったのだ。
　こうして合金素材や加工法の開発のメドは立った。しかしながらここで問題が……。大型車用ホイールの製品化には、最低でも1年半の実装実験が業界から望まれているのだ。そこで同社では、当機構と協議の上で支援事業の期間中に普通車用ホイールの試作品をつくり（販売は28年5月から）、大型のトラック・バス用のホイール開発については継続開発としたのであった。

　続いての採択テーマは、「製品形状の安定化・品質向上と省エネを達成するヒーター内蔵型スピニング金型の開発」だ（平成27年度）。
　アルミ合金製鍛造ホイールの成形では、ろくろに粘土を固定して回しながら形を整えるように、鍛造して薄くした金属を回転板で高速回転させ、金型を利用して成形していく。この際、加工精度を上げるために金型を外部から加熱している。従来一般的に行われてきたのはガスバーナーによる加熱だ。平たくいうと、ガスバーナーの火であぶっていたのである。
　「これでは、作業に危険が伴いますし火災の可能性もある。そして何より金型の温度が均一にならないために、精度にばらつきが出て、不良品の発生率が高かったのです」
　2年目に開発を担当した荒木順治さんが、ガスバーナーによる加熱の欠点についてまとめた後で、「金型の周囲に電熱線のようなものを埋め込んで、均一に加熱することを通してホイールの品質を向上させるのがこの開発の目標でした」と続けた。
　開発にあたっては、まずはコンピュータ上でのシミュ

　3つ目の開発に取り組んだのは白川尚希さん。テーマは「高強度かつ軽量な炭素繊維強化難燃性マグネシウム合金複合材の開発」。白川さんはもともとは設計が専門であったが、「研究する心を育てたい」という餅川参与の熱意に押されて、素材の開発に乗り出したのだ。
　「炭素繊維はご承知のようにたいへん強い素材ですが、一方で、ハサミで切るような力、すなわち剪断力（せんだんりょく）が加わると簡単に切れてしまいます。こういう性質を持つ炭素繊維を難燃性マグネシウムに加えて合金化し、従来のアルミ合金製ホイールより軽くて強いものをつくろうというのがこのテーマでした」
　白川さんはこのように自分が担当したテーマについて切り出し、富山大学の協力を仰いで実験用の小さな電気炉で合金作成に通った日々を振り返った。