Today's and Future's CFRP Materials for Automobile

Abstract

   金沢工業大学教授高信頼ものづくり専攻(元)トヨタ自動車 株(〒105 0002 東京都港区愛宕 1 3 4 愛宕東洋ビル12F) Today's and Future's CFRP Materials for Automobile; Yuji Kageyama(Kanazawa Institute of Technology, Tokyo) Keywords: CFRP(carbon fiber reinforced plastic), eco friendly car, recycle, cost, LCA(life cycle assessment) 2014年 7 月22日受理[doi:10.2320/materia.53.612] 図 1 今後の軽量材料． 図 2 CFRP の特徴．    小 特 集 自動車用 CFRP 技術の最新動向 影 山 裕 史 . 自動車と環境   エコカーへの取り組み 地球温暖化や資源枯渇等の地球環境問題への取り組みは自 動車も例外ではなく，エコカー開発など，各社，開発を強化 している．トヨタ自動車においてもプリウスをはじめとした HV 車の販売台数が年々増加し，2013年末に累計が600万台 を超えた．HV 車以外にも電気自動車(EV)や燃料電池車 (FC)，代替燃料などのエコカーの開発を並行して実施中で ある．   軽量化による CO 2 低減 エコカー開発において切っても切れないのが軽量化で，こ れによる低燃費化，それに伴う CO 2 削減努力により地球温 暖化に貢献しようとする試みも増え続けている．軽量化とし て，高張力鋼板の開発・導入が積極的に進められている．ま た，非鉄や樹脂といった軽量素材が増えてきている．特に樹 脂は車全体の 1 割程度まで増えてきた．樹脂化のほとんど は，内装材だが，それ以外にも，燃料タンクやエンジン吸気 系のインテークマニホールドなど，耐腐食性や形状自由度と いった樹脂ならではの特徴を活かした部品への展開も確実に 増え続け，30近い部品軽量化に繋がっている．今後は， 金属，無機，有機材料のそれぞれの研究が更に進む一方，そ れらを複合化(ハイブリッド化)することにより，それぞれの 特徴を活かす新たな位置づけの材料開発が進んでいくものと 考える．表題の CFRP(carbon fiber reinforced plastic)も， 無機の CF(炭素繊維)で R(強化)した P(プラスチック)で， これまで航空宇宙や F1 ボデー材料であった CFRP の自動車 への量産展開が，期待されている(図)． . 自動車と CFRP の現状   世の中の動向 CFRP は，前述したように高性能繊維の炭素繊維により 強化された樹脂系複合材料であり，高価格ではあるが，軽 い，強い，固い，寸法精度が良いなどの特徴(図)から航空 宇宙素材として揺ぎ無い位置づけを保っている．その技術が 欧州を中心に自動車部品にも拡大されつつある．その中でも プロペラシャフトは少量ながらも古くから採用されてきた部 品である．最近では，燃料電池車に搭載される水素タンクの 素材としても採用が進んできている．また，スーパースポー ツ車のボデーにも F1 の CFRP モノコック技術が採用されて きている．CFRP に変えることで F1 での事故死亡率が激減 したという．また，スポーツ車の外板にも欧州を中心に採用 が目立ってきている．更にエコカーでは，BMW が i3 で