炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の次世代自動車への適用と展望(7)

摘要

Fordは2012年，対応スチール製品の半分の重量の炭素繊維フードを備えたFocusのバージョン(写真87)を発表した.数社のパートナーとの研究協力で大量生産に適した高速製造方法を用いて部品を成形した.この技術を基に全モデルでボディ質量は10％軽量化に向かっている.そのため，Fordの欧州研究センターは，Dow Automotive，RWTHアーヘン大学の自動車技術研究所，IKVプラスチック加工研究所，Henkel，Evonik，Compositer Impulse，帝人を含む共同研究プロジェクトHightech.NRWと協力した.Focusのフードは二層のエポキシ注入CFRP織物間にサンドイッチされた，特殊なポリマーや発泡コアからなっている.この部品はIKVで開発された“ギャップ含浸プロセス”を用いて製造される.これは，少し開放した金型で炭素繊維プリフォームに樹脂を射出，それから閉じて完全に繊維を濡らし裁断するというものである.IKVでの少量生産テストは全サイクル時間15分を目指している.デュッセルドルフのComposite Europeのイベントで展示されたFord FocusのCFRPフードを写真88に示す.また，スペシャルカーFord Shelby GT500にはPlasanの炭素繊維フード外部ミラーキャップ“スプリッター”が装備されている.FordはすでにF-150ピックアップトラックのEcoBoostエンジンのチャージャ，ダクト，その他の部品にDuPontの樹脂を使用していた.同社はこのEcoBoostを3気筒エンジン(写真89)のFocusに拡充した.その後同社はDepartment of Energy，Vehma International Engineering社と共同で「マルチマテリアル」軽量車(MMLV)開発プロジェクトを推進した.その目標は，2013Ford Fusionに比べて，23％軽量化のプロトタイプ車(MachⅠ)，及び50％軽量車(MachⅡ)の開発である.MachⅠ(写真90)はコストの高い材料を多く使用したプロトタイプであり，MachⅡには特にボディやシャシーに炭素繊維を多く使用するように設計された.Focus2015モデルには炭素繊維が多く採用されている.その部位は，インストルメントパネル，HAVCダクトを一体化したクロスカービーム，座席，Carbon Revolution社製のホイールなどがあり，45％の軽量化が達成された.パワートレインでは，FordはBASFなどと共同で，炭素繊維製のフロントカバーオイルパン，カムキャリア，スチールコイルスプリング(写真91)を開発した.炭素繊維ではないが，Sogefi社製のガラス繊維－エポキシ複合体のフロントコイルスプリング(ロストコア法による)を採用し，50％の軽量化につながった.現在車のボディやシャシーは未だA1合金が主流であるが，MachⅡは50％超の軽量化を目標にしている.材料コスト，製造コスト面から，普及するには年月がかかる.Focus2015モデルでは接着剤結合のハイブリッドフロントエンドがテストされた.EVに関してはすでにFocus Electricを製品化している.またPHEVも市場に投入しているが，次世代小型EVの開発も進んでいる.