軽量化とEV化による自動車構造・材料・接合技術の変化と実態

自動車の走行時CO2排出量削減策として、1車体軽量化と2EV化の推進が挙げられる。1の軽量化に有効な素材として、超高張力鋼板やアルミニウム合金、さらには繊維強化樹脂の採用の推進、さらなる適用拡大が期待されている。これらはいずれも難接合性素材であり、さらにそれらを組み合わせる異種材接合は獲得すべき重要な生産技術となる。既に欧米においては異種材接合技術の普及期に入って日が経つが、日本は出遅れている。一方、2についても欧米、中国が日本より先行している。 　EV車体に必要となる大型のバッテリー保護筐体は現在オールアルミ製が主流であるが、その構造と求められる性能、接合技術、さらに新たな提案技術について紹介する。

1. 自動車の構造、材料に及ぼす環境変化
2. 車体軽量化、EV化、素材、CO2排出量の相関性
3. 接合法の分類
4. 代表的な溶接法
   1. 抵抗スポット溶接法
   2. アーク溶接法
   3. レーザ溶接法
   4. 摩擦攪拌接合法 (Friction Stir Welding, FSW)
5. 軽量化とマルチマテリアル
   1. 自動車の車体に用いられる素材の動向と、溶接性に及ぼす変化
      1. 鉄鋼材料
      2. アルミニウム材料
      3. 繊維強化樹脂材料
   2. 異種材接合の一般的問題
   3. 異種材接合法のメカニズム的分類
      1. 異種金属接合可否
      2. 異種金属接合のメカニズムと強度の関係
      3. 主な異種金属接合法一覧
   4. 異種材接合法の種類 〜 (1) 機械的接合法
      1. 機械接合 両側アクセスと片側アクセス
      2. ボルト・ナット
      3. ブラインドリベット
      4. パンチリベット
      5. SPR
      6. メカニカルクリンチ
      7. FDS (Flow Drill Screw)
      8. ImpAcT (Impulse Accelerated Tacking)
      9. 機械的接合法と超ハイテン鋼板の関係性
   5. 異種材接合法の種類 〜 (2) 機械的接合+溶接法
      1. REW (Resistant Element Welding)
      2. 改良REW
      3. FEW (Friction Element Welding)
      4. EASW (Element Arc Spot Welding)
      5. 継手形状との関係性
   6. 異種材接合法の種類 〜 (3) 直接接合法
      1. 異種材FSW
      2. 異種材FSSW (FSJ)
      3. 制御式抵抗スポット溶接法
      4. ブレージング (ろう付け) 法
      5. 爆着
      6. 磁圧接
      7. 摩擦圧接
   7. 異種材接合法の種類 〜 (4) 接着
      1. 接着剤の特徴
      2. 構造用接着材の種類
      3. 接着剤の強度、剛性向上効果の一例
      4. 接着剤の施工能率
      5. 接着性能に及ぼす素材の影響
      6. 接着剤活用の課題
   8. 異種材接合用ロボットシステム一覧
   9. 各種異種材接合法の強度比較例:国家プロジェクト
   10. 欧米中メーカーで実用化されている異種材接合法の実績
   11. 電食対策
       1. 異種材接合部の電食対策の基本
       2. 隔てる; 接着材併用策
       3. 覆う; シール剤
       4. 皮膜処理
   12. 既往の従来異種材接合法の課題
   13. 開発中の異種材接合法の紹介
6. EV
   1. EVの基本的車体構造
   2. 安全性確保の点からEVの構造に求められる機能
   3. バッテリーケースの構造
      1. トレイ型
      2. フレーム型
      3. 実例
         • Tesla
         • Audi
         • Jaguar
         • Volks Wagen等
   4. バッテリーケースの素材と接合技術 (実用化済)
      1. 鋼構造
      2. アルミ構造
   5. バッテリーケースの素材と接合技術 (提案段階)
      1. 鋼構造
      2. アルミ構造
      3. マルチマテリアル構造
7. 今後の展望