自動車業界において、強度を保ったまま軽量化できると注目を集めている素材が「ハイテン材（高張力鋼材）・ウルトラハイテン材（超高張力鋼）」です。どのような素材なのか、どんなメリットがあるのか、また実際にハイテン材やウルトラハイテン材を用いたロールフォーミング加工を行う会社の製品事例や特徴をまとめました。
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ハイテン材とは「High Tensile Strength Steel」の略称です。高い引張強さを持つ鋼板を指し、「高張力鋼板」「高張力鋼材」などとも呼ばれています。自動車では軽量化と衝突安全性の両立を目的として、車体のさまざまな部位に使用されています。
自動車用の高張力鋼板には、熱間圧延材と冷間圧延材があり、それぞれJIS G 3134「自動車用加工性熱間圧延高張力鋼板及び鋼帯」、JIS G 3135「自動車用加工性冷間圧延高張力鋼板及び鋼帯」で規定。鋼種ごとに引張強さや伸びなどの機械的性質が定められており、490MPa級、590MPa級、780MPa級など、複数の強度区分があります。
さらに、1,000MPaを超える高強度鋼板も自動車の構造部材などに使用されています。こうした特に高い強度を持つ鋼板は「超ハイテン材」「ウルトラハイテン材」などと呼ばれますが、これらの呼称に一律のJIS規格が定められているわけではありません。
高強度になるほど成形時のスプリングバックや割れなどに配慮が必要になるため、加工時は素材の呼称だけでなく、鋼種や引張強さ、製品形状などを確認することが重要です。
ハイテン材のメリットは、高い強度を生かして製品を軽量化できることです。必要な強度を確保しながら板厚を薄くできれば、使用する鋼材の量を減らせるため、車体の軽量化につながります。
自動車では、車体を軽くすることで燃費や電費の向上が期待できる一方、衝突時には十分な強度も必要です。ハイテン材は、軽量化と強度の両立を図れる素材として、車体の構造部材や補強部材などに活用されています。
ただし、薄肉化によって材料使用量を減らせても、製造コストまで必ず下がるとは限りません。高強度材は成形時の負荷や寸法精度への対応が必要になるため、材料費だけでなく加工方法や生産工程を含めて考えることが重要です。
ハイテン材の一番のデメリットは、加工時の負荷が大きくなる点です。高強度になるほど成形に必要な荷重が大きくなり、鋼種や加工条件によっては割れなどの成形不良が生じるリスクも高まります。そのため、製品形状や素材に合わせて加工時の負荷を抑えなくてはいけません。
特に注意が必要なのが、成形後に材料が元の形状へ戻ろうとするスプリングバックです。高張力鋼板ではスプリングバック量が大きくなり、成形後の寸法や形状に影響します。また、形状によってはシワや伸びフランジ部の割れなどが生じるリスクもあり、素材の強度だけでなく断面形状や成形工程も考慮しなくてはいけません。
こうした加工時の負荷や成形後の変形に対して、ロールフォーミングは材料を複数の成形ロールで段階的に加工するため、1回の成形にかかる負荷を分散できるのが特徴。そのため、ハイテン材の成形に適した工法です。高強度材を扱う際は、鋼種・強度や板厚、製品断面などを踏まえて加工方法や成形条件を決めることが重要です。
ハイテン材・ウルトラハイテン材の加工を依頼する際は、鋼種・強度、板厚、断面図、寸法精度、数量、後加工などの情報を確認しておきましょう。
ハイテン材・ウルトラハイテン材のロールフォーミング加工を依頼する際は、加工事例や対応素材を確認したうえで相談しましょう。
ハイテン材・ウルトラハイテン材のロールフォーミング加工の製品例を掲載している「ヨシカワ」様にご協力いただき、ロールフォーミング加工の製品事例と、その加工を依頼したお客様の声をまとめました。
ヨシカワは群馬県と大分県に工場を構え、ロールフォーミングを中心とした加工を行う会社。製品事例の他に、ロールフォーミング加工の特徴についてもご紹介します。
他の工法では難しいとされる、強度のあるハイテン材を断面や剛性を保ったまま加工することを、ロールフォーミング加工が実現。プリパンチ（インライン加工）による複合加工が、品質維持・コスト削減を両立させています。
お客様からは「想定よりも高品質な製品を、低価格で購入できたことにとても満足している」というお声を頂きました。
お客様から頂いた要望は、軽量化と低価格化の2点。これを実現したのが、高張力ウルトラハイテン材を使用したロールフォーミング加工です。
他の工法では成立しない断面成形（閉断面）によって効率の良い衝突性能を得ることができ、軽量化に繋がりました。また構成部品を削減することで、組立費や金型費を抑えることができ、低価格での提供も同時に叶えています。
元々、異なる部品2つを組み合わせて製造されていたお客様。しかし原価負荷が掛かっていること、組付加工区から生産性向上を求められていたことから、ヨシカワへ相談しました。
その課題に対しヨシカワが提案したのが、得意とする複合成形技術でした。結果、2部品を1部品へ統合でき、両課題を一挙解決。
「低価格化だけではなく、機能の向上、作業の簡略化も同時に叶えられ、非常に扱い易い部材になった」と喜びの声を頂いています。
ヨシカワの強みは、何と言っても技術力の高さ。板厚は0.3～6.0t、素材はハイテン材・ウルトラハイテン材・鉄・メッキ材・高耐食めっき・SUS＋SPVに対応と、難易度の高い依頼にも柔軟に対応可能です。
複合化技術にも力を入れており、ロールフォーミングと同時にプレス成形、押出成形を行う技術を確立。スピーディーに高品質な製品を提供できる体制が整っています。
高品質を担保する取り組みは、技術だけに留まりません。品質マネジメントシステムの国際規格ISO9001を取得しており、国際基準に基づいた品質の製品を提供しています。
その過程で大きな役割を担うのが、TPM（Total Productive Maintenance）活動と呼ばれる、生産システム上で発生するさまざまな不具合をゼロにする活動です。作業から停止、性能、不良まで生産プロセスを多角的に捉え、その中で発生するロスをなるべく減らしていきます。
全社員が徹底してTPM活動を行うことで、そもそも不良品が生まれることを防ぎ、より高品質な加工を目指していくことができるのです。
ヨシカワでは、主に下記の手順でロールフォーミング加工を行っています。
これまで蓄積したノウハウを基に、VA・VE・IE提案を積極的に実施。CAE技術を駆使しつつオンライン上でロールフォーミング加工から複合成形まで一貫して行うことで、スピーディーな生産を現実のものとしています。
| 会社名 | 株式会社ヨシカワ |
|---|---|
| 所在地 | 【本社工場】群馬県太田市西新町135-11 【新田工場】群馬県太田市新田市野倉町106-2 【大分工場】大分県宇佐市大字中敷田467-1 |
| 認証資格 | ISO9001・ISO14001取得 |
| 営業時間 | 要問い合わせ |
| 定休日 | 要問い合わせ |
| 電話番号 | 【本社工場】0276-31-4100 【新田工場】0276-57-2121 【大分工場】0978-34-9090 |
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