エンジニアのための技術講座

ローコストオートメーション講座

掲載日:2010年08月20日

カテゴリ : ローコストオートメーションと材料

第461回 軽量化技術-1

 石油などの地下資源の枯渇問題や地球温暖化問題などを背景に、自動車ではガソリン車からハイブリッドカーや電気自動車などへの切り替えが急速に進んでいます。エネルギー源としても、CO2削減の狙いで、太陽光発電や風力発電などの実用化競争が各国で繰り広げられています。

 この様な技術革新競争のなかで、重要な技術に軽量化技術が挙げられます。軽量化技術について解説します。

(1)軽量化技術の狙い

・運動するものの重量を軽量化すると、エネルギー消費量を軽減できることが軽量化技術の狙いです。

図

例:
(1)自動車の車体材料を鉄系からアルミ合金系に置換して軽量化(【図1】)
(2)新幹線の車両材料をアルミ合金化して軽量化
(3)航空機の機体本体のCFRP複合材料比率を増大させて軽量化

【図1】アルミ合金の溶接事例

・自動機や機械装置の分野でも同様の狙いで軽量化技術の重要性が増しています。

例:
(4)可動部の軽量化のために金属材料を樹脂材料に置き換え
(5)装置コラム部の鉄材を樹脂複合材・コンクリート複合材・セラミック等へ置き換え
(6)スライドガイド直動案内などの要素部品の薄型化や中空化、材料変更で軽量化

(2)軽量化技術の概要と課題

軽量化技術軽量化技術の事例開発課題
1)材料の置き換えa)金属→軽量金属化接合技術
b)金属→樹脂化強度、信頼性、成形技術
c)金属/その他→複合材料化同上
2)構造部材の形状変更d)肉抜き、中空構造化強度、騒音
e)形状改造荷重/応力方向に対する信頼性

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