コルサとフォード・オトサン、大型トラック用先進複合材リーフスプリングを共同開発

タイヤ・建設用補強材と複合材技術のグローバルサプライヤーであるコルサ（トルコ、イスタンブール）は、複数の米国企業買収で航空宇宙能力を拡充してきました（ジェフ・スローン氏のブログ「The Kordsa strategy」参照）。自動車・大型トラック分野でも製品展開を進めており、2019年10月10〜12日のトルコ・イスタンブールで開催されたTurk Kompozit 2019複合材サミットで、「大型商用車向け複合材リーフスプリング製造のためのコルサの材料開発」と題して発表を行いました。この技術はフォード・オトサンと共同開発されたもので、フォード・トラックのシャーシシステムを軽量化し、構造ヘルスモニタリングシステムを導入してプロセス最適化、部品認定、オンラインヘルスモニタリングを実現します。

コルサによれば、シャーシコンポーネントは車両重量の最大割合を占めながら、繰り返し動的荷重を受ける構造部品であるため、複合材化の絶好の機会です。

75%軽量化とCO₂削減を目指す

コルサとフォード・オトサンの目標は、複合材リーフスプリングで鋼比75%の軽量化を達成し、CO₂排出削減、燃費向上、積載量増加を図ることです。非ばね重量の削減により、他システムのさらなる軽量化と、騒音・振動・ハーシュネス（NVH）低減による乗り心地向上も見込まれます。

厳しい性能目標

この大型トラック用複合材リーフスプリングには厳しいターゲットが設定されています。

軸荷重13.4トンに耐える
過酷な使用環境で100万km以上の疲労寿命
厚み最大110mmの厚肉部品で、高繊維ボリューム・低ボイド含有率、ガラス転移温度（Tg）120〜150℃
大型トラック生産ペース（年産10,000個）に合わせ、硬化サイクル1時間未満
コスト競争力を確保

コルサとフォード・オトサン、大型トラック用先進複合材リーフスプリングを共同開発

プリプレグ圧縮成形を選抝

均質な樹脂分布、ファイバー配向最適化による剛性向上、歪み・厚みばらつき低減、高い信頼性と再現性を理由にプリプレグ圧縮成形を採用。コルサは単方向カーボンファイバーとガラスファイバー／エポキシプリプレグの各種バッチを製造し、全材料特性評価を実施。フォード・オトサンのCAEツール入力用材料データを構築しました。試作リーフスプリングの負荷ケースを詳細化し、ファイバーブラッググレーティング（FBG）センサーで荷重検証、製造パラメータ探索、疲労特性評価を行いました。

最終試作は鋼比75%軽量化を達成しつつ、引張強度、圧縮強度、疲労耐性を向上。コルサはフォード・オトサンや他の輸送機器メーカーとの開発を継続し、自動車、トラック、航空機、船舶の軽量化によるグローバルなCO₂削減に貢献することを目指します。

コルサとフォード・オトサン、大型トラック用先進複合材リーフスプリングを共同開発

出典：コルサおよびフォード・オトサン

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