TOYOTETSU

Technology 技術

Technology Development

最新の開発事例や技術情報を紹介します

技術開発

Technology Development

冷間超ハイテンプレス

Technology 01

車体の軽量化を進めるにあたり、ボデー部品を構成する骨格の重量を減らすことは必須課題となっています。
そのための手段として超ハイテン材と呼ばれる1180MPaや1470MPaの超高張力鋼板を用いています。
センターピラーの補強やドアの下を通すロッカー、座席の下で左右に走っているフロアクロス等、主に側面衝突、オフセット衝突などの安全面や車体のねじり、走行中の異音などの乗り心地に関する対策といった重要な部品に用いられています。

冷間超ハイテン加工の難しさ

超ハイテン材を使用するメリット

超ハイテン材(超高張力鋼板)は、自動車部品に使用することで多くのメリットがあります。
まず、高い引張強度を持ちながら軽量であるため、車体の軽量化が可能になり、燃費の向上や二酸化炭素排出量の削減に貢献します。
また、強度が高いため衝突時の衝撃吸収性能が向上し、安全性の強化にもつながります。
さらに、薄肉化が可能なため部品の設計自由度が増し、複雑な形状の部品製造や部品点数の削減が可能となり、組み立て効率やコスト削減にも寄与します。
これらの特性により、環境性能と安全性能を両立した次世代自動車の実現に欠かせない材料となっています。

同じ断面(外形)での実効強度イメージ

高強度素材は同じ外形でも必要板厚を薄くしても同等の耐力(強度)を確保でき、軽量化に有利です(概念図)。

注:外形は同一とし、本図は「同等の耐力を確保するための必要板厚(耐力維持のための目安)の概念図です。剛性(たわみ・ねじり)は別途断面設計で確保します。

当社の強み

プレス加工の難しい超ハイテン材に対して当社では開発段階からCAE解析と試作型を用いて解析と実測値の補正によって、高精度で成形可能な形状・工法開発を客先と日々進めております。それにより早い段階から実現可能な超ハイテン材のプレス品の生産準備を進め、良品を造り続けられる仕組みを構築しています。

ホットスタンプ

Technology 02

ホットスタンプ専用の材料を約900℃まで加熱し、柔らかい状態でプレス加工を行い、同時に金型内で急冷して焼入れを行う技術です。
この工程により、1.5GPa~2GPa級の高強度かつ軽量な部品を製造可能です。
また、従来の冷間プレスでは難しい複雑な形状も高い寸法精度で仕上げられる点も大きな利点です。

トヨテツのホットスタンプの強み

トヨテツのホットスタンプ部品は、2003年モデルのプリウスからセンターボデーピラーのリンフォースに採用されており、アメリカ・トルコ・中国など、グローバルでも生産実績のある高い技術力です。またトヨテツでは、金型の冷却に直水冷方式(冷却水を金型表面に直接流す方式)を採用しており、それにより金型温度を低く保つことにより、高い生産性を実現しています。

とよとつ®

Technology 03

自動車内装部品など人が触れる部分に柔らかく心地よい触感を低コストに実現する技術「とよとつ」。
微細凸形状のレイアウトや角度を変更することで、お好みの触感(好触感)を自在に実現できます。

とよとつとは

エラストマー樹脂からなる射出成形表皮の裏側に微細凸形状を付与し柔らかさを表現する当社オリジナル技術「とよとつ」。
接着剤を使わず組付け可能なため廃棄時に解体しやすくリサイクルが容易で環境に優しい技術です。
自動車のアームレストやコンソールボックス、また、インストルメントパネルでも採用されています。

とよとつのうれしさ

従来のドアアームレストの構造は5層で構成され、フォーム層のウレタンで触感を表現していますが、とよとつ部品は上右図のように成形品と基材のみの2層で構成し、微細凸形状で触感を表現しています。
この構造により、従来品の製造工程はウレタンのラミネート、表皮裁断、縫製、接着剤塗布、乾燥等の10工程かかるところが、表層/基材の射出成型と組付けのみの3工程に低減でき、低コスト化を実現しています。
また、従来品に対し、裁断端材の廃棄レス、接着材レスと、組付け後でも表層と基材を簡単に分離でき、リサイクル100%可能で環境に優しい構成です。

とよとつの技術

とよとつの倒れ方向をコントロールし
「とつ」同士が干渉しないようレイアウトすることで
自然な触感を表現。

材料と形状の組み合わせにより
底付き感の無いお好みの触感を表現、
使われる部位に合わせて触感をコントロール可能。

LSW(Laser Screw Welding)

Technology 04

LSWはガルバノミラーを用いた長焦点レーザによって、高い生産性を誇り将来スポット溶接に代わる技術として注目されています。
当社ではバンパーリンフォースで量産化に成功しさらに適用部品を増やしています。

LSWのメリット

スポット溶接と比較して溶接時間は1/5から1/4であり高い生産性を誇ります。
また、亜鉛メッキ鋼板の重ね溶接においても高い溶接品質を確保できます。

レーザー加工

Technology 05

レーザー加工とは製品にレーザー光を当てて照射部を溶かし、同時に高圧のエアーで溶かした金属部分を除去することで切断を行う加工方式です。
レーザーの高エネルギーを効率よく利用するため、高速切断が可能となること、また、レーザー光は非常に細いため、精密な加工が可能です。

レーザー加工のメリット

ホットスタンプ品は焼き入れ後高強度となり、穴あけや複雑な3D形状のトリム加工を行うためレーザー加工を使用します。
当社ではレーザー加工機を導入し、精密な切断加工を可能にすることで製品の高強度化を実現しています。

素材接合

Technology 06

素材接合とは板厚や材質の異なる鋼板を接合する技術です。これにより、部品の強度や剛性を必要な部分に集中させつつ、軽量化やコスト削減を実現できます。 当社ではマッシュシーム溶接、レーザー溶接、プラズマ溶接、レーザーアークハイブリット溶接、レーザーフィラー溶接の5つの接合技術を有しており、生産数、形状、材質等により最適な工法で加工することができます。 最近では厚板材増加や高強度化により、レーザーアークハイブリット溶接やレーザーフィラー溶接が増加しています。

レーザーフィラー溶接、
レーザーアークハイブリット溶接とは

レーザーフィラー溶接は、高エネルギー密度のレーザーとフィラー材を組み合わせ、板厚差や隙間のある部材や高強度鋼でも安定した高品質接合を可能にする技術です。
レーザーアークハイブリッド溶接は、レーザーとアークを同時に作用させることで深い溶け込みと高速度溶接を両立します。これにより厚板の溶接に適しています。いずれも差厚材や高強度鋼への適用に優れた先進的な接合技術です。

レーザーフィラー溶接、
レーザーアークハイブリット溶接のメリット

レーザーフィラー溶接は、精密なフィラー供給制御により板厚差や隙間を確実に補い、アンダーフィルを防止しながら高強度・美しいビード外観を実現します。
レーザーアークハイブリッド溶接は、レーザーの深い溶け込みとアークの優れた充填性で高速かつ安定した接合が可能です。両技術は、高品質・高信頼の差厚溶接を達成し、自動車部品の軽量化と性能向上に大きく貢献します。

薄板プラズマ溶接

Technology 07

薄板プラズマ溶接は、プラズマガスとシールドガスで溶融部を保護し、電極と母材間に発生する高温・高エネルギー密度のプラズマアークによって金属を溶融・接合する方法です。
0.1mm程度の薄板から適用でき、高精度で安定した溶接が可能です。

薄板プラズマ溶接のメリット

スパッタが少なくビード外観が非常に美しいため、外観品質が求められる自動車部品に最適です。 特に、当社はこのプラズマ溶接技術により、中空構造の軽量ブレーキペダルを生産し、車両の軽量化と性能向上に大きく貢献しています。

FSW(Friction Stir Welding)

Technology 08

FSWとは、回転ツールを接合部に押し込み、摩擦熱及び加工熱により軟化した材料を攪拌させ接合させる、アルミのプレス部品に適した接合方法です。
車両の軽量化ニーズによるアルミ部品の採用により従来のスポット溶接やアーク溶接などの代替として使用が拡大しています。
将来はアルミに限らず「アルミ×鉄」「アルミ×樹脂」など異材接合への採用も期待されています。

FSWとは

FSWのメリット

  1. 材料を溶かさない接合方法であるため、溶融溶接の場合よりも歪みや変形量が少ない。
  2. MIG等の溶融溶接による金属組織と比較してFSWによる接合部の金属組織は微細結晶組織となり、接合強度が高くなる。
  3. 溶接プロセスが単純で管理が容易。
    • 接合ツールを機械的に回転・移動するだけ
    • フラックスワイヤーやシールドガス不要
    • スパッタやヒューム発生無し
    • 省電力→従来溶接の1/3
    • むずかしいといわれているアルミ鋳物の接合ができ改質も可能
PAGE
TOP
TOYOTETSU TOYOTETSU TOYOTETSU TOYOTETSU TOYOTETSU TOYOTETSU TOYOTETSU TOYOTETSU TOYOTETSU TOYOTETSU