自動車産業におけるファスナーのイノベーションとトレンド

1 台の自動車の製造と組み立てには、何千もの締結部品が使用されています。一部のファスナーは技術者によって手作業で取り付けられますが、その他の多くのファスナーは自動化されたロボット、装置、機械によって正確に取り付けられています。

今回は、自動車用ファスナーに関する最新のイノベーションとトレンドの一部を紹介します。

複合材料の締結

自動車業界は、軽量で高強度、耐久性があり、耐衝撃性と耐疲労性に優れた素材を常に探しています。この終わりのない追求は、すべて燃費効率に関係しています。軽量複合材料は、車両フレームの軽量化、燃費の向上、熱管理を成し遂げます。

複合材料の接合には課題がつきものです。このような材料は繊維質の積層体であることが多く、複合材料を疲労させたり割れさせたりせずに従来のボルト・ナットのような機械的締結を行うことは困難です。最近まで、複合材料の接合には接着剤が主力でしたが、締結技術の最近の進歩により、複合パネルに機械的締結具を埋め込むことが可能になりました。これは、接着剤が接着しない金属や基板と複合材料を接合する場合に非常に大きな利点となります。機械的接合なら、繰り返しアクセスが可能になり、調整や消耗、修理等のメンテナンスに柔軟に対応できます。

Bossard のMM-Welding® テクノロジーは、自動車用途でよく見られる多孔質、ハニカム、ラミネート、射出成形部品に強力な機械的接続を作り出すことで、マルチマテリアル設計のメリットをもたらします。

MM-Welding®（マルチマテリアル・ウエルディング）は、超音波エネルギーを用いて熱可塑性材料を部分的に液化し、機能的で強固な接続を数秒で実現する締結テクノロジーです。多孔質材料・シート構造・サンドイッチ材料・射出成形プラスチック・圧力成形材といった様々な材質に、超音波と摩擦によるポジティブなコネクションを作成します。金属とプラスチック、熱可塑性プラスチック複合材の締結が可能になります。この技術は、幅広い産業プロセスや、医療機器・家具に至るまで、多岐にわたり使用されています。

プラスチックファスナーの台頭

プラスチックは、自動車メーカーが使用する軽量で耐久性のある素材です。そして特殊な条件に対応するプラスチックファスナーのような一部の例外を除いて、軽量のプラスチックファスナーは複合材、スチール、その他の素材のファスナーよりも安価です。

低コストの理由の 1 つは、プラスチック射出成形プロセスでは、従来の他の機械加工および製造プロセスと比較して廃棄物が少ないことです。また、プラスチック射出成形機は、最小限の監視で24 時間365日稼働できるため、人件費が低く、成形された部品の価格も低くなります。

ワッシャー、ピン、スペーサーなどのプラスチックファスナーは腐食の問題がなく、特定の熱可塑性樹脂は熱、湿度、化学物質への曝露、極端な天候、腐食性の動作環境に対して高い耐性があり、時に金属製ファスナーを凌駕します。

新しい形状、サイズ、構成

ファスナーメーカーは、自動車の技術革新のスピードに遅れを取らないよう、常に新しいファスナーの設計を考案する必要があります。これには、さまざまな形状、サイズ、構成、ジオメトリのファスナーの設計が含まれます。この新しい設計への絶え間ない探求は、主に自動組み立て装置や機械の変更によって推進されています。

自動車業界の無駄のない製造と継続的な改善プロセスにより、サプライチェーン全体に革新が求められています。自動車メーカーは常に、組み立てと生産のサイクルタイムの短縮を目指しています。この絶え間ない追求により、ファスナーメーカーは、各世代のファスナーが前世代よりも強度、耐久性、信頼性が高くなるようにする必要があります。

新しい永久ファスナー設計の必要性

電気自動車のさらなる普及に伴い、自動車業界は徐々に半永久ジョイントから離れつつあります。これは主に、従来の内燃機関自動車とは製造、組み立て、およびサービスの要件が大きく異なる電気自動車（EV）の生産増加によるものです。

修理、整備、改修のために内燃エンジンが車から取り外されることは珍しくありませんが、電気パワーユニットの場合は異なります。電気自動車のパワーユニットは永久的に固定されており、分解したり取り外したりできるようには設計されていません。電気エンジン内の部品や統合アセンブリを適切に固定するには、堅牢な永久ファスナーの設計が必要です。

常に変化する業界

自動車業界では、内部および外部ファスナーの設計の統一性を高めるため、設計者に対してより高い柔軟性も要求します。つまり、設計者は、幅広い自動車用途に対応する汎用ファスナーを設計することで、在庫の偏りを減らすことに前向きでなければなりません。ファスナーの合理化を進めることで生産性を高め、環境変化にも強い体制を構築できます。

これらの最新のイノベーションについてもっと詳しく知りたい場合は、私たちボサードまでお問い合わせください。