研究開発された技術紹介

自動車は地球温暖化防止の為、軽量化によるCO2削減に取組んでおり、軽量化法としてｱﾙﾐ材のﾆｰｽﾞがある。しかし自動車主材料である鉄とｱﾙﾐ材の接合はﾎﾞﾙﾄ止め等の物理的な接合方法しかなく、軽量化、部品点数と加工ｺｽﾄの増加抑制、及び信頼性の確保が課題となっている。本研究は溶接技術の高度化による作業効率の向上及び高強度化を目標に鉄とｱﾙﾐの異材溶接による軽量、安価、高強度の自動車部品の実用化開発を行う

アルミと鉄の異材溶接を行う新規異材溶接法の開発、及び軽量安価で高強度の信頼性が高い自動車部品を開発する

(新技術)
異材である鉄とアルミの接合を、ファスナー部品を使用せずに溶接することによって接合する

(新技術の特徴)
・新技術によって、部品の軽量化を達成することが可能になる
・自動車産業以外の産業へも技術展開が可能になる

・テストピースによる評価・検証の実施
‐鋼板とアルミのレーザー溶接部の強度評価として、アルミの母材破壊を目標にFEM解析による強度計算に基づきJIS5号試験片相当の形状を選定した
‐普通鋼板とアルミ材料の組み合わせのテストピースにより、レーザー溶接条件を検証し、ベースとなる溶接条件設定を実施した
‐入熱を少なく、溶込み深さを浅くすることの有効性を過去と比較し溶接面を分析した
‐最終レーザー溶接条件による溶接の強度、耐久評価を実施した
‐テストピースによる最終溶接形状の設定を踏まえて、溶接形状の改良及び耐久試験を実施した
‐上記の研究開発結果を踏まえた溶接条件を確立した
・バッテリークロスメンバへの反映
‐試作品の製作及び試作品の試験評価・検証を実施した
・その他部品に対してバッテリークロスメンバの研究成果を反映

・確保した溶接引張強度を有効に利用することを目的に、剥離が負荷されない溶接継手構造の提案
・剥離が負荷されない溶接継手構造のペダルアームとステアリングコラム(これらの構造・技術は特許申請中であり、申請が終わり次第作りこみが出来た商品を自動車メーカー等の展示会で売り込みを図る予定)

・サポイン事業終了時点では実用化・事業化には至っていない
・試作品の製作及び試作品の試験評価・検証での問題点を改善し、自動車メーカー及び展示会等にて売り込み、シーズ発信を行う予定である

・自動車の燃費向上への貢献
‐従来の製品製造では、溶接出来ないか、又は接合のための部品が別途必要だった
‐接合のための部品が不要になることで、製品の軽量化が可能になる
‐さらに異材溶接による中空閉断面化により大幅な軽量化を行い自動車の燃費向上に資することができる
・製造工程での労働力削減への寄与
‐従来と比較して、部品接続の製造工程での作業効率が向上した
‐作業効率が向上したことによって、時間を短縮して製造することができ、製造工程の労働力削減に寄与する
‐またクリンチ形状でのレーザー継手により中空閉断面構造の信頼性を向上させることに成功した

・剥離の負荷が入らない継手構造とすることにより、異材接合の目処がついたため、今後異材接合による軽量化を武器にシーズ発信を行う予定である
・鉄とアルミニウムの異素材の接合技術は、現時点では実用化には至っていない状況であることから、本構造を自動車業界で提案し、実用化に繋げることによって、将来的な技術面での貢献が高い
・また、自動車産業への貢献だけではなく他の産業への展開も可能であることから、自動車業界での展開を踏まえて、他産業への展開を予定している