車の美観を支える技術 – スポット溶接ひずみとの戦い
車を知りたい
先生、「スポット溶接ひずみ」ってなんですか？ 車のボディとかで見かける、あの少しへこんだような跡のことですか？
自動車研究家
よく気がつきましたね！そうです。「スポット溶接ひずみ」は、スポット溶接した時にできる、あのへこんだ跡のことです。別名「スポット痕」ともいいます。 車のボディを作る際に、鉄板と鉄板をくっつけるためにスポット溶接をするのですが、その時に熱と圧力で金属が少しだけ縮むことで、あの「ひずみ」ができるんです。
車を知りたい
なるほど！だから、あのへこみがあるんですね。でも、あのままでも大丈夫なんですか？
自動車研究家
いい質問ですね！ 実は、外から見える部分だと、あの「ひずみ」は見た目が良くないですよね。だから、目立たないように研磨して平らにしたり、場合によっては最初からスポット溶接を使わない方法でくっつけたりするんですよ。
スポット溶接ひずみとは。
「スポット溶接ひずみ」とは、自動車のプレス部材をスポット溶接する際に生じるひずみのことで、スポット痕とも呼ばれます。ボディの外板は、見た目を美しくするために、スポット溶接をなくすか、ひずみが目立たないよう鏡面仕上げが施されます。ボンネット、ドア、トランクリッドなどは、内板と外板の接合にスポット溶接ではなく、へミング加工が用いられます。近年は、美観品質のレベルが向上しており、ドアを開けた際に目に入るピラー周辺の部材(準外板)でも、スポット溶接ひずみを仕上げる傾向にあります。
スポット溶接ひずみとは？
車のボディをよく見ると、滑らかな曲線を描く美しいフォルムをしています。しかし、この美しいフォルムを作り出すためには、実は多くの技術的な挑戦が隠されています。その中でも、特に重要なのが「スポット溶接ひずみ」との戦いです。
スポット溶接とは、金属の接合部分に電流を流し、その抵抗熱によって溶かして接合する方法です。自動車のボディは、薄い鋼板を何枚も重ねてスポット溶接で接合することで強度と軽量性を両立させています。しかし、スポット溶接を行う際に、金属が加熱と冷却によって収縮するため、わずかながら歪みが生じてしまうのです。これが「スポット溶接ひずみ」です。
なぜスポット溶接ひずみは問題になるのか？
自動車のボディは、数千点ものスポット溶接によって組み付けられています。一見、強固に見えるこの接合方法ですが、実は「スポット溶接ひずみ」という問題を引き起こす可能性を秘めています。スポット溶接ひずみとは、溶接の際に発生する熱や応力によって、鋼板が本来の形状からわずかに変形してしまう現象のことです。わずか数ミリメートルの歪みであっても、ボディラインの乱れや部品同士の隙間に繋がってしまうため、自動車の美観を損なう大きな要因となります。特に、近年の車はデザイン性が高く、曲線的なボディラインが求められる傾向にあるため、この問題はより深刻化しています。美しいだけでなく、 aerodynamic な性能にも影響を与えるため、スポット溶接ひずみは自動車製造において避けては通れない課題と言えるでしょう。
スポット溶接ひずみへの対策：鏡面仕上げ
自動車のボディは、数百箇所にも及ぶスポット溶接によって組み立てられています。しかし、このスポット溶接は、鋼板に熱を加えるため、どうしてもわずかなひずみが生じてしまいます。特に、近年のトレンドである「面」を強調したデザインでは、わずかなひずみも目立ちやすく、美しいボディラインを実現する上で大きな課題となっています。
そこで近年注目されているのが、「鏡面仕上げ」という技術です。これは、溶接後の鋼板を研磨し、鏡のように滑らかに仕上げることで、ひずみを目立たなくする技術です。従来の塗装工程では隠しきれなかったわずかな凹凸も、鏡面仕上げによって解消することで、まるで一枚の板金から造られたかのような、美しく流れるようなボディラインを実現することができます。
鏡面仕上げは、高度な技術と手間を要する工程ではありますが、自動車の美観を大きく向上させる技術として、今後もますます進化していくことが期待されています。
スポット溶接に代わる技術：ヘミング加工
自動車のボディは、強度と軽量化を両立するため、薄い鉄板を組み合わせて作られています。その結合に欠かせないのがスポット溶接ですが、高温で金属を溶かして接合するため、どうしても溶接箇所が膨張・収縮し、ひずみが生じてしまうという側面があります。このひずみは、ボディ表面の微妙な凹凸として現れ、美しい塗装を施しても、光の反射に影響を与え、外観品質を低下させてしまう可能性があります。
そこで注目されているのが、ヘミング加工という技術です。これは、接着剤と機械的なカシメを組み合わせることで、金属板同士を接合する方法です。溶接のように高温で加熱する必要がないため、ひずみの発生を大幅に抑えることができます。結果として、ボディ表面の滑らかさが向上し、より美しく、高品質な塗装を実現することが可能となります。
ヘミング加工は、スポット溶接に比べて工程が複雑になるというデメリットもありますが、自動車の外観品質に対する要求が高まる中、その重要性はますます高まっています。今後も、更なる技術革新によって、より高精度で効率的なヘミング加工が実現していくことが期待されます。
進化する美観品質：準外板へのこだわり
美しいフォルムが魅力の車。その輝きを裏で支えているのが、「準外板」と呼ばれる部品群です。車体外板の裏側に取り付けられるこれらの部品は、強度を保ちながら、溶接時のひずみを制御するという重要な役割を担っています。
近年、車のデザインはますます複雑化し、求められる美観レベルも高まっています。特に、ボディラインの滑らかさや塗装面の艶は、車の高級感を左右する重要な要素です。しかし、鉄板を溶接する際に発生する熱や応力は、どうしてもボディに歪みを生じさせてしまい、美しいフォルムを損なう原因となります。
そこで活躍するのが、最適な形状に設計された準外板です。準外板は、溶接時の熱影響を分散・吸収することで、外板への歪みを最小限に抑え、美しいボディラインを維持します。また、振動を抑制する効果も期待できるため、走行時の静粛性向上にも貢献しています。
このように、普段は目にすることのない準外板ですが、高度な設計技術と加工技術によって、車の美観品質を支える重要な役割を担っているのです。