CFRPは「扱いが難しいナマモノ」、量販モデルでの採用はトヨタも苦戦：材料技術（1/2 ページ）

トヨタ自動車は、CFRP（炭素繊維強化プラスチック）をプラグインハイブリッド車「プリウスPHV」の新モデルに採用した。「大量生産でもCFRP部品の品質を確保するノウハウが蓄積できた。他の部位でCFRPを採用しても量産に対応できるだろう」（同社）といえるまでの苦労とは。

[齊藤由希，MONOist]

新型プリウスPHVのバックドアにCFRPを採用した（クリックして拡大）

　トヨタ自動車は、CFRP（炭素繊維強化プラスチック）をプラグインハイブリッド車「プリウスPHV」の新モデルに採用した。採用部位はバックドアの骨格で、「量産モデルでのCFRPの採用は初」（トヨタ自動車）としている。CFRP自体はレクサスブランド、スポーツコンバージョンモデルの「GRMN」や「G's」、燃料電池車「ミライ」で採用実績があるが、プリウスPHVと比べると生産台数は桁違いに少ない。

　新型プリウスPHVの月間販売目標台数は2500台で、ミニバン「エスティマ」（月間販売目標台数2200台）と同規模だ。他社の例では富士重工業「インプレッサ」が月間販売目標台数を2500台に設定している。

　新型プリウスPHVの生産では「大量生産でもCFRP部品の品質を確保するノウハウが蓄積できた。複雑な形状のバックドアの骨格に対応できたので、他の部位でCFRPを採用しても量産に対応できるだろう」（トヨタ自動車の説明員）としている。

外板パネルはオレフィンポリマーで、鉄の部位はヒンジ、ダンパー、ロック部のみ（クリックして拡大）

CFRPはナマモノ

　量産モデルにCFRPを採用するにあたって、成形にかける時間や圧力といった加工条件のコントロールに苦労したという。「CFRPはナマモノだということが今回よく分かった。材料自体にバラつきがあり、工場に届いてから放置しすぎても状態が変わってくる。工場内の気温や湿度によっても仕上がりが変わる。そういうナマモノの扱い方を手の内化するのに時間がかかった」（トヨタ自動車の説明員）。

　ナマモノであるCFRPの扱いに加えて、複雑な形状でも量産の難易度が上がった。GRMNやG'sなどのモデルで採用されていたのは、エンジンフードやルーフ、スポイラーといった平面のCFRP部品だった。一方、新型プリウスPHVは、駆動用バッテリーを保護するスペースを確保するため、現行モデルの「プリウス」よりもオーバーハングを80mm長くしており深絞りになった。

駆動用バッテリー保護のためスペースを設けてオーバーハングを延長。その分バックドアが厚くなった（クリックして拡大）

これまでに手掛けた平面のCFRP部品とは異なる複雑な形状となった（クリックして拡大）

　複雑な形状のCFRP部品を量産するに当たって、2017年春に発売する予定のレクサスブランドのフラグシップクーペ「LC500」の開発チームと協力して先行開発を行った。LC500は軽量化材料を多用することで、低重心化とヨー慣性モーメントの低減を図り走行性能を向上している。ルーフやサイドドア内側など新型プリウスPHVとは異なる部位でもCFRPを採用する。

　新型プリウスPHVのバックドアの骨格は、シート状の熱硬化性のCFRPを使用している。量産に向くという、シートの両面を型で挟んで加熱、成形するSMC（Sheet Molding Compound）工法を採用した。トヨタ自動車の元町工場（愛知県豊田市）で生産する。元町工場では、車体骨格にCFRPを採用したスーパースポーツカー「LFA」を生産していたが、今回のバックドアの骨格とは成形法が異なる。