研究開発

研究開発

深井製作所の技術開発計画は、自動車業界の軽量化動向を睨み、板金部品の部品重量軽量化に重点を置き行ってきています。

[A]高張力鋼板についての研究開発
 排気ガス規制、燃費改善に効果のある車体軽量化は、自動車メーカーにとって重要な課題です。新技術の開発は技術本部の開発部が担当していますが、材料特性、プレス成形性、溶接等に関して、新日本製鐵株式会社の技術援助を得て進めています。

1)高張力鋼板のプレス技術開発
 深井製作所は、10年前から高張力鋼板のプレス技術開発に取り組み、540Mpa級のバンパービームや、440Mpa級高張力鋼板をサスペンション支持部材に採用し製作していました。その後自動車メーカー、新日本製鐵株式会社との3者による、590Mpa級高張力鋼板の共同プロジェクトに参画してプレス技術開発に取り組み、現在多くの車種で量産しています。現在は高張力鋼板590Mpaは当たり前となり、次期開発車に向けて、高張力鋼板780Mpa、980Mpa級の更なるプレス技術向上に努めています。

(2)高張力鋼板のテーラードブランク
 高張力鋼板を有効に使用するため、270Mpa級の一般材と高張力鋼板、板厚の異なる高張力鋼板同士の溶接等による、レーザー溶接のテーラードブランク材の製作に目をつけて、8年前から開発に向けて研究を進めてきました。
 一方、レーザー溶接に変わり、プラズマ溶接によるテーラードブランク工法は、6年前から開発に着手し、4年前から量産化しました。また8年前から開発していたレーザー溶接によるテーラードブランクは自動車メーカーに採用され、2年前から量産されています。
テーラードー工法についてはこちらをクリックしてください

テーラードブランク工法の応用例

(3)980Mpa超高張力鋼板の開発
 980Mpaを越える超高張力鋼板のプレスによる成形は、遅れ破壊等の技術的課題も多く、プレスによる製作にあまり適しているとはいえません。
 深井製作所は、プレス成形に変わる方法として、「ホットプレス工法」の研究開発を、数年前から新日本製鐵株式会社の協力を得て行っており、フォーム成形、ドロー成形、相当部品の技術的課題を解決しています。
ホットプレス工法による試作品

[B]車体構造研究・解析
 車体の構造研究・解析も、深井製作所にとって重要な課題です。
 自動車メーカーに良い提案が出来るよう、常日頃、国内外を問わずいろいろな車の部品を購入して分解調査し、工法、使用材の材質等を調査研究、その結果を含めて定期的に新しい工法、材質等を自動車メーカーに提案しています。
 車体構造解析や強度剛性計算等も、NASTRANやMECHANICAなどの有限要素法の解析ソフトを利用して実施し、自動車メーカーへ最適な構造を提案しています。
 衝突解析等の非線形領域の車体構造解析も行っています。これらの研究解析は、新日本製鐵の協力を得て行っています。
リアサブフレームの強度剛性計算例<br />

センターピラー部位の軽量化案の衝突解析事例

[C]金型の研究
 金型の研究は、技術本部の生産技術部プレス技術課が担当しています。
 高張力鋼板の使用が増加して、金型の構造も強度、剛性を向上させています。また、プレス成形による変形、スプリングバック等も従来材に比較して大きくなっています。
 この対策として、プレス成形シミュレーションソフトを使用して一部品毎に検討を行い、OKの出るまで成形性、金型構造を検討しています。
 また、金型は3次元設計を行ってフィンガーの干渉等をCRT上で行い、製作期間短縮も含めて開発期間の短縮を図っています。
プレス成形シミュレーション例

[D]生産設備・治具の設計製作
 生産技術に関する新技術開発は、技術本部の生産技術部が担当しています。
 深井製作所内の設備は、全て自社設計です。
 生産設備は、「効率が良く、安価で、故障がない」ことが重要です。生産技術部は、常によりよい設備を目指して研究しています。
 組立設備・治工具の検討は、検討段階でROBCAD等を用いて、CRT上で検討を行って不具合の撲滅を行い、開発期間の短縮に努力しています。
 生産設備・治具の外部への設計製作販売も行い、富士重工業群馬製作所のドア建て付け装置、計測器による取り付け精度確保を行うバンパー組み付け装置、フロア溶接装置等を初めとして、国内外の自動車メーカーに納入しています。
ROBCADでの検討例<br />

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テーラード工法とは

 テーラードブランク(Tailored Blanks)と呼ばれる工法が、最近自動車ボディにおいて一般的に用いられるようになってきた。
 テーラードブランクとは、異種鋼鈑をつなぎ合わせることにより、一枚の素材の中の特性を部分的に変えることができるという特徴を持つ。
下記に示すように複数の鋼鈑を、目的にあわせて溶接により仕立てられた(Tailored)プレス素材のことをいう。
異種鋼鈑をつなぎあわせることにより、一枚の素材の特性を部分的に変えることができるという特徴をもつ。その特徴ゆえ、自動車ボディ用素材として脚光を浴びてきた。
テーラード工法
 自動車ボディは強度、耐久性、防錆、衝突エネルギー吸収性、軽量化などの要求性能を成立させ、かつ3次元自由曲面デザインを効率よく作るために各部の構成パネルの板厚・材質をきめ細かく変えざるを得ない。一方、ボディ精度や生産性向上の観点からはできる限り部品点数が少ないのが好ましく、従来からパネル数削減ニーズが強かった。テーラードブランクの利用が自動車ボディの分野で特に進んだのは以上の理由によるものである。

テ-ラ-ドブランクの特徴
1) 板厚や材質を最適配置できる。
2) 連続的な線溶接のため結合強度が高い。
3) スポット溶接用の重ね合わせ代が非常に少なくてすむ。
4) 素材形状の自由度が大きい。

適用部位については下記の通り。
テーラードブランク適用部位

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