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町工場が挑んだ和風EV、メッキ技術で環境デバイスを開発 電気自動車、太陽電池…世界が驚くナニワのベンチャー 町工場が挑んだ和風EV、メッキ技術で環境デバイスを開発 電気自動車、太陽電池…世界が驚くナニワのベンチャー
大手企業のイメージが強い環境技術。しかし、電気自動車ならテスラモーターズやBYD Auto、太陽電池ならファースト・ソーラーなど、ベンチャーの活躍も目立つ。実は日本にもある。紹介するのはどちらも大阪の企業だ。ナニワのベンチャーが世界を驚かす!
(取材・文・撮影/総研スタッフ 高橋マサシ) 作成日:10.06.23
電気自動車 なにわの中小企業が結集して“環(Meguru)”を完成!
町工場の社長が始めた「あっぱれEVプロジェクト」
EVの「環」(Meguru)。着物の女性はデザイナーの後藤美香氏 「電気の街」として中小企業が並ぶ大阪府の守口市。長引く不況で各社の受注は激減し、廃業する町工場も少なくない。突破口を求めた淀川製作所の小倉社長が始めたのが、匠の技を持つ中小企業4社を集めて電気自動車(EV)を開発する、「あっぱれEVプロジェクト」だ。

 半年を掛けて開発した「環」(Meguru)は鳥居をイメージさせる総漆塗りボディに、竹細工を施した床、ルーフ、ドア。ハンドルにも竹紐を巻くという「牛車」のイメージ。室内には6つのLED照明があり、暗い場所で点灯すると行灯(あんどん)のような風情が出る。次に狙うのは受注生産による量産化だ。

「一品物」のボディを皆で運ぶ

「一品物」のボディを
皆で運ぶ

試作の段階。暗くして室内灯を付けたイメージ。

試作の段階。暗くして室内灯を付けたイメージ

EVの「環」(Meguru)
着物の女性はデザイナーの後藤美香氏

その道のプロを集めて、中小企業4社でEVをつくろう!
淀川製作所の社員の皆さん(後列右が小倉庸敬社長)

淀川製作所の社員の皆さん
(後列右が小倉庸敬社長)

「リーマンショックの後はもう、何やってもあかん。そんなとき、異業種交流会で京都EV開発の岡田さん(顧問の実氏)と会ったら、『マイクロカーならできる。リチウムイオン電池なら提供する』と言ってくれたんです。ただ、EVはどこでもやっているでしょう。ならばメイド・イン・ジャパンを出すデザインが必要だと感じて、デザイン事務所にお願いしました。ワイン研究会で知り合って、会うの二度目だったんですけど(笑)」

 こう語るのは、大阪府守口市にある株式会社淀川製作所の小倉庸敬社長。守口市は大手電機メーカーから受注する中小企業が多いことから「電気の街」とも呼ばれるが、同社も板金加工や金属加工のプロ集団。しかし、不景気の波はこうした町工場にこそ容赦ない。「仕事は激減、昭和の時代に比べたら10分の1」の中で、一昨年は人件費や固定費を削減せざるを得なかったという。
 とはいえ、ただ縮小に向かって動くのは「仕事は楽しくしないと面白くない」と言う小倉氏には耐えがたいもの。一方では、加工業から自社製品をもつメーカーに転身したいという思いもあった。

 そこで始めたのが、関西の中小企業が集まって独自のEVを開発する「あっぱれEVプロジェクト」。小倉氏が「総合プロデューサー」になり、ボディや部品は淀川製作所、同社ではできない大型レーザー加工は近畿刃物工業、リチウムイオン(Lion)電池やモーターなどの電送系は京都EV開発、デザイン全般を九創設計室が担当した。プロジェクトは昨年6月から動いていたが、10月に大阪府地場産業等総合活性化補助金を受けて、本格スタートとなる。補助金は100万円、各社で持ち寄った資金は100万円で、開発費は材料費込みで合計200万円(最終的には230万円ほど)。全員が「手弁当」だ。

 ところが、淀川製作所の社員は全員が反対、周囲からも見知らぬ人からも「そんなことできるか!」と誹謗中傷、加えて時間もなかった。補助金から3月までに結果を出さねばならず、開発期間は6カ月しかなかったのだ。
「女房にからは『もうからなければやめたらええねん』と言われましたが、そうもいかない。お金も時間もない中でアクセル踏むのはすごくエネルギーが必要でしたし、休みなしで仕事をやりすぎるとリンパ腺が腫れるとわかりました(笑)」
こだわったデザインはエンジニアにとっての悪夢

 徹底してこだわったのが「差別化」だ。モチーフは“純和風”で、牛車をイメージさせる3輪車にした。曲線を生かしたかわいらしいボディ、外装は朱色の漆塗り、床には竹を敷き、ハンドルには竹紐を巻いた。ドアは番傘を広げたような和紙細工、サンルーフも和紙で開閉可能だ。漆塗りでは老舗の佐藤喜代松商店、竹材加工には東洋竹工に依頼したのだが、「料金はもちろん、値切ってばかり」(小倉氏)。

 このデザイン重視が「悪夢」を呼ぶ。図面のたたき台はデザイナーである一級建築士の後藤美香氏が描いたが、もとより工業製品用の設計図ではない。しかし、独特のデザインを図面に落とす時間がなかったため、小倉氏の指示でひとつずつの部品をハンドメイド。部品同士をすり合わせて調整を図る手探りが続いた。
「弊社では部品や金型をつくる社員がトータルで10人弱かかわりましたが、メインは2人。それが、『ライトの部品はどないしよ』などと聞いてくるから、仕方ないですわ。電気自電車や電動バイクを扱ったことがあるのでノウハウはあるんです。いちばん難しかったのはデザインに合わせたアールの形状ですね。ただ、徐々に出来上がってくると、デザイナーの欲望が高まってきて『あっちはこうして、こっちはああしよう』と意見を言うんです。『今ごろ何言うねん。前はこう言ったやんけ』(笑)」

 社員は仕事8割、EVに2割ほど。昨年12月にボディやシャーシが出来上がると、皆のモチベーションもかなり高まり、ひとり当たりの「本業」のパフォーマンスも向上したという。ただ、「コンデンサが飛んだ」「コンバータがつぶれた」などは日常茶飯事。「はよ買いに行け」「入荷するのは明後日です」「どないかせい!」などの会話が繰り返されたとか。
 そんなときに見せていたのが富山県にあるタケオカ自動車工芸のビデオ。同社は小型EVの先達企業であり、代表取締役の武岡栄一氏は84歳の現役エンジニア。「世界一小さな自動車メーカー」と呼ばれる同社を紹介して、「がんばらんかい!」と発破を掛けていたという。こうした全員の努力が実って、3月27日に「ギリギリセーフ」で完成。車名は環境の「環」で、訓読みして「Meguru」とした。
「実質的な開発期間は半年でしたが、その前からの200日ほどは寝ても覚めても24時間EVのことだけ。明日これできなかったらどないしよ、次は何の問題が出てくるんやろと」

EV「環」(Meguru)
淀川製作所の社員の皆さん
家電の街から、何が何でもEVを出したかった
 今、Meguruは「中小企業総合展2010」などのイベントに引っ張りだこだ。小倉氏も講演に呼ばれることが多くなった。ただ、プロジェクトはここで終わりではなく、小倉氏は受注生産による量産化を計画している。
 EVといっても正確な扱いは自動車ではなく「側車付軽二輪」。サイズは車幅1.15m、全長2.5m、車高1.6mで、運転席の後ろに2人乗り。Lion電池は1時間の充電で40q走り、最高時速は40q。いわば街中の「チョイ乗り用」で、京都や奈良など観光地を巡るタクシーとしての利用を考えている。
 想定する価格は1台100万円以下。ただ、Lion電池などの原価を考えると100万円以下で漆塗りや竹材加工はさすがに無理なので、「プレミアムモデル」と「一般モデル」を分けて受注する予定でいる。

 ただ、実際に量産になれば製造工場が要る。淀川製作所には3つの工場があるが、どれにもスペースの余裕はない。さりとて、新規に工場を建設するにはかなりに資金が掛かる。ということを取材中に話していると、たまたま社屋に寄っていた近所の工場の社長さんに……。
「河野さんのとこ、空いてる工場あったよな? 30坪くらいか。6台くらい置けるやろ」「いいえ、乗用車で4台くらいですね」「いけるいける、EVなら6台OKや」

淀川製作所の社員の皆さん 不況の風はまだまだ強いけれど、腕のあるエンジニアがそろえばEVだって開発できる。ただのEVでなく、ユーザーの気持ちを動かすような商品ができる。大きなビジネスにつなげるには時間がかかるかもしれないが、大きなモデルケースは生まれた。
「家電の街から先陣を切って、何が何でもEVを出したかった。恰好よくいえば男のロマン(笑)。夢はMeguruを量産してEVメーカーになること。3年後にはあちこちでMeguruが走っていること」
太陽電池 “メッキ技術”でLion電池から介護用アクチュエータまで

メッキでイオンを動かす「イーメックス」の脅威の技術

色素増感型太陽電池
「フレックス・ソーラー・セル」  ラップほどの薄さとしなやかさ、電解液を使わない耐久性、赤外線域も使える2倍の発電量、製造コストはシリコン系の10分の1以下、変換効率10%はすぐ目の前……夢のような太陽電池「フレックス・ソーラー・セル」を開発したのは、2001年創業のベンチャー企業、大阪の吹田市にあるイーメックス株式会社だ。

 同社の開発するデバイスは太陽電池にとどまらない。充放電の限界が500回とされるリチウムイオン(Lion)電池の寿命を1万回以上に延ばすスズ負極、イオン電導のアクチュエータ、伸縮性を大幅に向上させた伝導性高分子など、世界中の企業が熱望するデバイスばかり。その基礎技術は「メッキでイオンを動かす」。

アクチュエータの数々

アクチュエータの数々

伝導性高分子のシート

伝導性高分子のシート

色素増感型太陽電池
「フレックス・ソーラー・セル」

偶然から始まったイオン伝導アクチュエータの開発
伝導性アクチュエータの元になるシート(右)

伝導性アクチュエータの元になるシート(右)。両側に交互に電圧を掛けると左右に動く


イオン電導アクチュエータの構造

イオン電導アクチュエータの構造

「以前に会社(外資系大手化学メーカー)の出向で、産総研(産業技術総合研究所)さんの研究者と燃料電池の研究をしていました。隔壁にイオン交換樹脂を使い、触媒の白金を探知するためにメッキ処理していたのですが、イオン交換樹脂が動いてしまった。動いては困るんです(笑)。なら逆に、メッキで動くイオン交換樹脂でアクチュエータを作れないかと、14年前にNEDOのプロジェクトとして立ち上げました」

 イーメックス株式会社の瀬和信吾社長は、そもそものきっかけをこう語る。イオン交換樹脂のシートに金などの金属を、表面ではなく内側に2枚メッキする。これを電極として使うと、片側に3V程度の低電圧を掛ければ、プラスイオンは負極側に瞬時に移動する。プラスイオンが集まった負極側は膨張し、反対側は収縮する。これが薄いシートを変形させ、両極に交互に電圧を掛けると左右に曲がるようになる。これがイオン伝導アクチュエータの原理だ。

 イオン伝導アクチュエータは、素子のサイズや形状、電気絶縁溝、イオンの種類などの条件を変えることで自由に動かせるようになる。同時に、充電と放電を繰り返しているので二次電池にもなる。
 NEDOのプロジェクトは5年間だったが、当初はほとんど動かなかったアクチュエータはが最終的に約500倍の動きになったという。しかし、会社に戻るとアクチュエータの開発には取り組まないという判断。瀬和氏は一緒に出向していた社員と2人で起業することを決める。産総研やプロジェクトに参加していた大学教授なども応援してくれたという。

アクチュエータの性能向上を蓄電デバイスに応用

  イーメックス設立後には研究対象を増やした。ノーベル化学賞を受賞した白川博士の導電性高分子(導電性ポリマー)だ。イオン伝導アクチュエータは発生力が弱いので、導電性高分子の利用を考えたのだが、当時の伸縮性が3%程度。この伸縮性を上げないとアクチュエータとして使えない。

「イオン電導で5年間蓄積した考え方が役に立ちました。研究はテクニックではなく考え方。朝から夜まで社員3人で、材料を1000とおりくらい配合したでしょうか。3カ月後からいいデータが出て伸縮性が5%、4カ月で10%、5カ月で20%と向上して、半年後には30%になりました。世界誇れる結果が出せたと思います」
 発表すると「人工筋肉に使える」と学会やマスコミで話題になり、1年ほどはアクチュエータ開発に特化。一方、イオンを動かすことは蓄電デバイスになると理解していても、一筋縄でいかないと積極的ではなかった。しかし、表面積を広げていく(静電容量が上がる)中でキャパシタとしての性能を見ると、かなりの静電容量があるとわかる。そこで半年ほど取り組むが限界を感じて保留。このときに書いた8本の特許が現在の技術を支えることになる。

 再度アクチュエータに戻り、特に携帯電話用カメラのオートフォーカス用デバイスに注力する。完成したのは極小で極薄な製品。モーターの代わりになるので場所を取らず、コストも削減できる。こうしてアクチュエータの性能を上げて、もう一度静電容量をチェックしたところ、何と以前の10倍になっていたという。ここから蓄電デバイスの開発が本格化するのだ。
 2008年末には、高分子電解質膜の表面に金属メッキで電極を施し、1エネルギー密度100Wh/Lの大容量キャパシタを発表。今年2月には、充放電を1万回以上繰り返せるLion電池用スズ負極を発表する。

「正極には通常のコバルト酸リチウムを使い、負極にはイオン交換樹脂をスズでメッキする。2つのシートを貼り合わせるだけです。二次電池は充電で金属が膨張、放電で収縮し、この繰り返しで金属が壊れて寿命を迎えます。この合金負極はメッキが微細な枝葉を伸ばすように樹脂に浸透して、枝葉の先にプラスの金属イオンがつきます。柔らかい樹脂に吸収されるので合金全体のストレスを大幅に緩和し、サイクル寿命は1万回以上、20年以上の使用が可能です。イオン交換樹脂を使うので、イオンだけを通す絶縁体のセパレータは不要になります」

携帯電話用カメラのオートフォーカス用デバイス(右側)

携帯電話用カメラのオートフォーカス用デバイス(右側)。中央にレンズを置き、8本の羽で上下させて焦点距離を合わせる


スズ負極のリチウムイオン電池の構造

スズ負極のリチウムイオン電池の構造

高エネルギーで格段に低コストな太陽電池「フレックス・ソーラー・セル」
「フレックス・ソーラー・セル」の構造

「フレックス・ソーラー・セル」の構造

 太陽電池の開発は思わぬところから始まった。去年秋に学会で技術を発表したところ、会場にいた九州大学の教授から「ぜひ一緒に」と声が掛った。以前から研究していた太陽電池の性能向上に、同社のメッキ技術を使いたいという申し出だ。共同研究が始まって2カ月後には、発電部(図の下の赤い部分)の性能が300倍アップしたという。
 こうして開発した太陽電池は厚さが0.2ミリ、セルにイオン交換樹脂シートを用いて、正極に金、負極に白金をメッキする。太陽光を正極に当てると、金属表面で光と電子が共振するプラズモン共鳴により電子が発生し、負極に運ばれる。
 大きな特徴は電極の表面積が平版の1000倍ということ。また、通常使われる透明電極を使わないので、50%ほどカットされる紫外線や赤外線のエネルギーが利用できる。雨天でも赤外線で発電できるため、発電量は従来の15%から50%に向上するという。さらに、電解液が不要になるので耐久性も大きく向上する。
「コストはシリコン系の10分の1以下になると思います。価格の多くを占める透明電極が不要ですし、金を使うのは表面だけなので素材も安価。製造方法は樹脂のロールにメッキを巻く『Roll to Roll』ですから工程もシンプルです。問題は現在の変換効率が1%という点ですが、すぐに10%を実現できると思います。我々にとって『動かないもの』は割合簡単(笑)」

 今後は導電性高分子の導電性アクチュエータを、介護の分野で使いたいと語る。現在の伸縮率は15%以上で、1センチ角の正方形なら220sを持ち上げられるという。関節部にいくつものモーターを内蔵したロボット型でなく、まさに通常のスーツのような介護用ロボットスーツも夢ではない。瀬和氏は各デバイスの製品化を望むが、いくつかの壁があるようだ。
「今まで200社くらいの企業さんとお会いしましたが、皆さんなかなか『一緒にやろう』とは言ってくれない。責任者としてリスクを恐れているのでしょうが、それでは中国、韓国、米国などに負けてしまう。われわれは常にリスクにチャレンジしています。大手企業さんは設備は本当に素晴らしいし人材も多い。でも、ベンチャーの我々とは『気合い』が違うのです」
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高橋マサシ(総研スタッフ)からのメッセージ 高橋マサシ(総研スタッフ)からのメッセージ
淀川製作所の工場を移動中に、近所のおばちゃんが小倉社長に向けて「お、ヒーローの登場や!」。イーメックスの瀬和社長いわく「私の写真はいいですよ。顔を見せてもしょうがない」。どちらもとても新鮮な体験! 個性的なエンジニアって、何で面白いんだろう。

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