■2005.2

財団法人 金属系材料研究開発センター

No.220

TODAY「衣食足りて、礼節を知る」
図となっています。
「我田引水」的な言い方になりますが、競争力ある輸出品目の大部分は鉄を含む金属等の優れた材料とその加工技術にも立脚していることになり、「衣食」の源泉は材料であるとも言えます。この材料分野にこそ国家が重点的に資金や人材をつぎ込み、開発をリードする意義があると思われます。
独立行政法人 交通安全環境研究所

理事長

他方、独断的表現を許していただけるなら、「IT」

大 橋 徹 郎「バイオ」等の分野は「礼節」に相当するのではないでしょうか。一部の例外的商品を除いてこれら「科学技術基本計画」が策定され、苦しい国家の成果が「衣食」維持の本流に成りうる可能性は財政のなか、国の研究開発費が増額され「科学技規模的にも極めて少ないと思われます。むしろ術創造立国」へ向けての努力が続けられています。

「衣食」足りた後のゆとりとして例えば「バイオ利「キャッチアップ型」から「フロントランナー型」

用の高度医療」や「IT化によるユビキタス社会」への転換期にある日本において、科学技術による等を満喫しうるのではないでしょうか。基礎的産成果で新産業創出等を加速させ、構造改革を促し、業が弱く、「衣食」確保に奔走しなければならない

幾世代にもわたって持続しうる豊かな日本を構築

国で「医療」や「IT」分野のみが発展している事するためには極めて当然のことと理解されます。

例のないこともこれを裏付けています。

しかし、重点投資される4分野（IT、バイオ、環なお、「フロントランナー」として日本が目指す境、ナノテク・材料）が日本にとり等しく重点なべき将来のグランドデザインの一つとして、「科学のか、やや疑問を感ぜざるを得ません。
「科学技術技術」にて日本の弱点の「食料、資源、エネルギー」創造立国」の最終的目的は国民の「真の豊かさ」の相当部分を補う方向の議論、すなわち「衣食」の実現に他ならない以上、資源・エネルギー小国の自主確保の検討も長期的課題で大切と思われます。

日本にとり、この「豊かさ」維持拡大の前提条件

例えば、日本にとって唯一膨大な資源の「水」は「食料と資源、エネルギー」の安定確保に尽きと「緑豊富な土地」等を活用し、「バイオマス」利るのではないでしょうか。言うなればこれらは用等の開発を加速させれば、食の自給率向上はも「衣食足りて、礼節を知る」の「衣食」に相当しまちろんのこと、再生可能エネルギーとしての水素す。この「衣食」を確保するために日本が今後も燃料確保、さらには地球環境保護にもつながる一長期にわたって「貿易立国」でなければならない

石3鳥的施策となりうるのではないでしょうか。なことも自明です。ちなみに、2003年の貿易統計にお、その場合においても、それらの開発の主要なよると輸入の40％が原燃料と食料で総額17兆円規キーテクノロジーとして「材料」やその製造を支模となっていて、この財源は自動車、電機、機械える「プロセス技術」等が今以上に大きな役割を品等の輸出の総額36兆円にてまかなわれている構果たすことは、言うまでもありません。

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JRCM REPORT「自動車軽量化のためのアルミニウム合金高度加工・形成技術の開発」プロジェクト中間報告
プロジェクト中間報告「自動車軽量化のためのアルミニウム合金高度加工・形成技術の開発」
非鉄材料研究部

小林浩を達成、または達成の見込みとなっていわせ接合では、超音波接合（図−6）の他る。その概要について以下報告する。に、拡散接合、レーザ溶接、摩擦撹拌接エネルギーの消費を抜本的に改善する【研究開発項目①合（FSW）の可能性を確認した。

ことにより、二酸化炭素の排出抑制に資板材料の開発】

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はじめに高成形性自動車用［京都工芸繊維大学］する技術開発を、総合的、効率的かつ加本研究開発では、これまで使用されて速的に推進し、その導入・普及を促進すいない新規の圧延方法を採用し、集合組スポット溶接で簡易型のハイブリッドることにより、環境・エネルギー・経済織を最適化することによりアルミニウム構造試験体（図−7）を作製し、リベットのバランスのとれた持続可能な社会の構合金板のr値を向上させることを目標と接合による同一型のハイブリッド構造体築を図ることを目的とした「地球温暖化して、次の2方法でアプローチしている。との比較を行った。その結果、やや構造防止新技術プログラム」の一環として本1 ）温間圧延技術（図−1）体としての強度に劣るが、接合点数の割プロジェクトを実施している。

温間加工シミュレーターで導出した圧2 ）構造体の開発増で強度改善が期待できることを確認した（図−8）。

本プロジェクトでは、超軽量、高強度、延温度と圧延ひずみ速度の方針に基づ

衝突時の安全性に富むアルミニウム材料

き、6000系合金と5000系合金の温間圧

また、強度シミュレーションモデルをを開発し、自動車用材料として導入・普延材を試作した。平均r値は6000系合金提案し、点溶接部の破断荷重を安全側で及を図ることによって、自動車の軽量化（図−2）、5000系合金で1.4が得られ、で1.3予測できることを示した（図−9）。

を図ることを目的とする。本技術の確立

プロジェクトの中間目標値であるr値＞［（株）神戸製鋼所］により、運輸部門における中長期的なエ0.9をクリアした。
［住友軽金属工業（株）］【研究開発項目③

ネルギー基盤技術の確立に資するととも2 ）温間異周速圧延技術（図−3）

アルミニウム材料の開発】に、エネルギー起源温室効果ガス排出の抑制に資する。

せん断変形付与方法の最適な圧延条件、高信頼性ポーラス1 ）溶融法による発泡体製造技術

及び集合組織最適化のための熱処理条件

合金化による高強度化や特性制御技術を検討した。全方向で通常圧延材のr値の開発、用途に応じた作り分け技術の開を上回り、平均r値1.1で面内異方性の比発により、中間目標のエネルギー吸収量乗用車におけるアルミニウム使用量を較的少ない（図−4）製造条件を見いだし、を達成した（図−10）。

増加させるための技術課題を解決し、乗プロジェクトの中間目標値であるr値＞

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研究計画概要

また、溶湯を型に流し込む連続発泡法用車への使用量の促進を図るため、高成0.9をクリアした。
［古河スカイ（株）］（図−11）
による型発泡技術での製造にめ形性の材料開発、鉄鋼系材料との接合技【研究開発項目②

どをつけた。

術開発、さらに高強度で衝突吸収性の良ハイブリッド構造の開発】［（株）神戸製鋼所・神鋼鋼線工業（株）］

い構造をもつ材料の創製・成形・加工技

1 ）接合技術2 ）粉末法による発泡体製造技術

アルミニウム／鋼術を確立することを目的に、次の研究開部材間ハイブリッド材での実用的な接ポーラスアルミニウムの気孔性状とプ発項目について研究開発を実施する。

合方法として、スポット溶接法、アークリカーサー成形条件及び加熱発泡時の温①高成形性自動車用板材料の開発、②アろう付け法の2プロセスに絞り込み、せ度履歴の関係を系統的に解明し、中間目

ルミニウム／鋼ハイブリッド構造の開ん断強度、剥離強度ともに中間目標の強標のエネルギー吸収量を達成できた。

発、③高信頼性ポーラスアルミニウム材度を達成した（図−5）。
［（株）神戸製鋼所］

図−12にプリカーサー法の概略を示す。

料の開発

Al合金／鋼ハイブリッド板材を目指し

3て、超音波接合での重ね合わせスポット

3 ）材料創製プロセス技術と計測・評価

接合では中間目標値を達成した。突き合技術の開発

研究開発成果［名古屋大学］

各テーマとも平成16年度末中間目標値

図−1 温間圧延機概念図

JRCM NEWS No.220

図−2 平均ｒ値評価結果

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図−3 温間異周速圧延機概念図

高度に構造が制御された多孔質構造体を創製し、その機能を評価することによって、プロジェクトの指向すべきポーラ
ス材料としては、「より均質、より微細、かつ異型形状の空孔がないこと」が性能の向上に大きく寄与することが明らかとなった。透過X線における変形挙動観察の例を図−13に示す。
［産業技術総合研究所］

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今後の計画

【研究開発項目①図−9 荷重変位曲線シミュレーション結果

高成形性自動車用
図−4 ｒ値評価結果

板材料の開発】
鋼板並みの成形性をアルミニウムに具備できれば、これまで鋼板を使用せざるを得なかった、フェンダー、トランクリッド、ドア、特殊形状のボンネット等、難加工部材へのアルミニウムの適用が可能となる。
本プロジェクトで開発した高成形性板材は、随時モデル部品で成形性評価を行う。並行して高成形性板材の種々の基礎

図−5 スポット溶接での剥離強度

図−10 エネルギー吸収量の目標データを採取し、部品設計・型設計シミュレーションを容易に行えるような基盤データを整備する。
また、自動車メーカー、自動車部品メーカーにて実部品によるプレス成形性等各種性能を評価していただく。
【研究開発項目②

アルミニウム／鋼ハイブリッド構造の開発】

図−11

アルミニウム化が進んでいる自動車パ

連続発泡方法

ネルに対して、自動車ボディー構造の主流であるモノコックボディーでは、接合技術がネックとなってアルミニウム材の図−6 超音波突き合わせ接合例と接合強度適用が遅れている。このような状況を打破するためには、実用的な（信頼性、低コスト）アルミニウム／鋼異材接合技術の確立が必要である。適切なアルミニウ
ム／鋼異材接合技術と設計技術を開発すれば、アルミニウム材のモノコックボディーへの適用が進むことが予想される。
今後は、アルミニウム／鋼ハイブリッ

図−7 アルミ／鋼部材長手方向接合例

図−12 圧粉プリカーサーの形材内発泡概略図

ド構造適用部位の具体化を行う。ハイブ
リッド構造を適用する部位を検討したう
えで、部材の材種・成形加工方法・継手構造等の生産技術上の詳細事項を自動車メーカーあるいは自動車部品メーカーと共同で行う。また本プロジェクトの成果は、それら設計作業を速やかに進めるための要素技術として位置づけ、自動車メーカーあるいは自動車部品メーカーへの供与を進める。

図−8 荷重変位曲線の比較

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図−13 透過X線における変形挙動観察の例

JRCM NEWS No.220

並行して、異材接合技術及び異種金属海外安全規則に遵守した設計が必要とな

従って、自動車部材における高信頼性ポ接触腐食防止技術を実ラインに適用するるものと思われる。そのようななかで、ーラスアルミニウム材料の適用拡大は画ための生産技術の開発を自動車メーカー

ポーラスアルミニウムを自動車へ適用す期的に進展することが期待される。

あるいは自動車部品メーカーにご協力いることは、使用部品の吸収エネルギー量

今後は、ポーラス部材を適用する部位ただき、進めていく。の向上ばかりでなく、衝突の方向性にほを検討・選定し、これについて適切な製【研究開発項目③

とんどよらない、搭乗者や被衝突者に害造方法の選定、ポーラス部材の材種（密を与える最大瞬間応力を大幅に低減でき度、強度等）、鋳造を含めた成形加工方

高信頼性ポーラス

アルミニウム材料の開発】
世界的な動向として、2005年度に米国る等、安全性への寄与は極めて大きいも法、複合部材の場合にはその接合方法やFMVSSで衝突安全性能試験規則が改定のである。また、ポーラスアルミニウム

構造等の詳細事項を詰めながら設計すされ、前・後面衝突、側突とも衝突試験充填による剛性寄与による小断面化による。これらの作業は自動車メーカーある速度がアップし、2009年度での全車採り、視界性アップやエンジン・駆動部品

いは自動車部品メーカーにご協力いただ

用が検討されている。国内メーカーでも等の設計空間を確保することができる。

き実施する。

The Japan Research and Development Center for Metals

JRCM NEWS／第220号

発 行 2005年 2 月 1 日
発行人 小島 彰
発行所 財団法人 金属系材料研究開発センター〒105-0003 東京都港区西新橋一丁目5番11号 第11東洋海事ビル6階

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