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キラリ公設試(中部地域 公設試験研究機関のご紹介)

更新日:平成27年1月9日

キラリ公設試
半導体レーザ加工装置の開発:溶接技術とその装置も研究開発し実用化へ(1/2)
Vol.14石川県工業試験場
【今回のキーワード/半導体レーザ】
1960年にメイマン博士(米国)が初めてレーザ(レーザー)光の発振に成功して以来、50年以上の歴史の中でその技術は大いに発展し、現在では通信、計測、医療、材料加工などあらゆる分野で応用されてます。 しかし、その装置は高価でメンテナンスが煩雑であることが、普及における課題となっています。今、こうしたレーザ加工機の分野は変革期を迎え、その主役となるのが半導体レーザです。 半導体レーザとは、半導体の再結合発光を利用したレーザのこと。P型とN型と呼ばれる半導体材料を特殊な層(活性層)を介して接合。 これに電流を流して発生した光を増幅して取り出したものです。 構造が簡単で小さく、低価格であるため、CDやDVD、ブルーレイなどの情報機器や光通信の分野で多く使用され、今や全世界で販売されているレーザ関連製品の半分を占めています。
石川県工業試験場 舟田研究主幹
石川県工業試験場 舟田研究主幹
2010年より産業革新戦略を策定し、地域経済の活性化のため積極的な取り組みを行っている石川県。 その指針を踏まえ、「中小企業の試験室・実験室」を基本コンセプトとして、技術相談・指導、依頼試験・分析、研究開発を行っているのが石川県工業試験場です。 ここでは既存産業の高度化を支援するとともに、次世代型産業の育成にも努めているとか。 機械金属部の研究主幹である舟田義則さんはその一環として、半導体レーザの技術を研究し、企業とともに実用化するまでに至る一連の研究を行っています。 今回は彼の研究室を訪ね、半導体レーザ研究の成果と3つの特許に関して目的や効果などのお話を伺ってきました。
舟田さんはずっとレーザの研究をされているのでしょうか?
レーザ加工の様子
レーザ加工の様子
(舟田)
僕はこの研究を始める以前、レーザと全く関係ない分野にいたんです。大学卒業後は表面処理でした。DLCコーティングの研究で学位も取ったほど。
それが平成9年の配置換えでレーザの担当になったのです。当時はレーザに関してはほとんどド素人の状態でしたね。
ですからまず、この分野の技術を持った大阪大学の研究機関を頼りました。最初は研修させてもらうことからスタートして、共同研究に至るまでになったのです
研究を始めて見えてきたレーザ加工技術の問題点とはどんなところだったのでしょう?
半導体レーザ素子の構造と集積化技術
半導体レーザ素子の構造と集積化技術
(舟田)
レーザ加工というのはすでに大手ではいろんな工場に入っていて、ある程度普及しているのですが、中小企業ではなかなかそうはいかないのです。 レーザの機械というのは、非常に大きいし、高価だし、消費電力もかかるためですね。
とりあえず買ってはみたという企業も、どう使えばいいのかわからなかったことでしょう。
また、部品を定期的に交換したり調整したりという必要もあり、中小の工場が使いこなすには難しいものだったのです。
そこで目をつけたのが半導体レーザということでしょうか。
(舟田)
はい。半導体レーザなら、「薄くて小さなものをきれいに溶接する」という中小企業の課題も解決することができそうです。 と言いながらも、実は当時、独自で先行的に研究開発を始めたんです。たぶん役に立つだろうという見込みを持って。
では特にどこかの企業から依頼があって始めたというのではないわけですね。
(舟田)
研究に取り組む舟田さん
研究に取り組む舟田さん
私たち石川県工業研究所では、2年に1回、県内企業600社を回るニーズ調査をやっています。
そのときたいてい2種類のニーズがわかるのです。
ひとつは今まさに抱えている問題を解決する方法。
もうひとつは先を見据えて解決すべき課題です。
私たちの研究開発に求められているのは、後者のほうだと思います。 ですからこうしたニーズ調査で共通点として出てきた傾向を踏まえながら、この半導体レーザによる加工技術の研究開発を進めていきました。 平成18~19年あたりには、そこそこきれいに溶接できるようになってきたので、その技術を持ってどこかの会社で実用化できれば、と考えました。 そうして見つけたのが、石川県の企業であるベローズ久世さんです。溶接ベローズ(配管などで使う金属の蛇腹管)を安定して製造する技術の研究を行ったのです。
拝見すると、薄いドーナツ状の金属の内側と外側を順番に細かく溶接するという、非常に繊細な技術ですね。
半導体レーザによるベローズの溶接
半導体レーザによるベローズの溶接
(舟田)
これだけ薄いものは、従来の溶接機では無理でしたので、半導体レーザの活躍の場です。 そしてこの研究を行うと同時に、もうひとつ、装置という観点でもこういう溶接機を開発できないかと考えたのです。そこで私は再び県内の企業を探し回って売り込みました。 話に乗ってくれたのが村谷機械製作所さんだったのです。半導体レーザの溶接技術を使った製品を作る企業と、その装置を作る企業、両者があってこそ技術の発展につながるでしょう。
公設試の概要
Public research organization
石川県工業試験場
金沢市鞍月2丁目1番地
浅井豊樹
石川県工業試験場 ホームページ外部リンク
TE
076-267-8081
FA
076-267-8090
E -Mail
service@irii.jp
石川県工業試験場 外観写真

このページに関するお問い合わせ先

中部経済産業局 総務企画部 情報公開・広報室
住所:〒460‐8510 愛知県名古屋市中区三の丸二丁目五番二号
電話番号:052-951-0535
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