こんにちは。自動車のボディのほとんどは、アルミまたは鉄を使っていると思うのですが(違っていたら指摘してください)、これを全てFRPに変えてしまうことは可能ですか?って言うか全てFRPに変えてしまうデメリットはありますか?FRPは軽くて安価で丈夫なようなのでどうかと思ったのですが。どうなんでしょうか?また、シャーシもFRPにしようと思ったらFRPに今以上何が要求されますか?なんか変な質問ですみません。お願いします

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A 回答 (7件)

 クルマの設計屋です。



 先ず御指摘のFRPなるモノがナニモノか?とゆぅ点をハッキリさせましょう。
 FRPとは、引張り強度が高い繊維と、マトリックスとなる硬質物質からなる物体を指します。繊維と硬質体、としますと、例えば竹と和紙を漆(天然樹脂)で固めた民芸品的な器などもリッパなFRPです。
 しかしクルマに使われるのは、普通ガラス繊維をポリエステルかエポキシで固めたGFRP(いわゆるグラスファイバー)か、炭素繊維を同様の樹脂で固めたCFRP(いわゆるカーボンファイバー)で、両方を総称してFRP(=ファイバー・リーンフォースド・プラスチック=繊維強化樹脂)と呼んでいます。
 さてこのFRP、ガラスか炭素かによって特性が違います。

>FRPは軽くて安価で丈夫なようなのでどうかと思ったのですが。

 御指摘通りFRP類は軽くて丈夫ですが、炭素繊維のプリプレグ材を使ったCFRPは全く安価ではありません(プリプレグ材とは樹脂が予め含浸されているクロスで、硬化させる為にはオートクレイブ炉に入れて『圧をかけながら焼き上げる』行為が必要です。これは主に軍用の航空機、レーシングカーのモノコックシャシやカウル、ウイングなどに使われる手法で、レーシングカーでは炭素繊維にケブラとゆぅ防弾チョッキの繊維を織り込んで使いますが、基本的にはCFRPが使われる以前のジュラルミンのモノコックシャシに比べ5倍以上の捻り剛性が得られます。勿論、これがガラス繊維なら、これほどの剛性は得られませんが値段はグッと安く済みます。)

>シャーシもFRPにしようと思ったらFRPに今以上何が要求されますか?

 FRPのフルモノコック構造のクルマは既にあります。市販車では‘50年代末に登場したロータス・エリートや、日本であればフジキャビン(ロータスより4年も早く登場しました)などがGFRPのフルモノコックで金属製のシャシを持っていませんでしたし、最近ではマクラーレンF1やフェラーリなどのスーパーカーがCFRPのフルモノコックを採用しています。勿論、レーシングカー(市販車を改造した、乗用車にケが生えた?モノでは無く、F1や耐久レースなどの専用車)では既に15年も前から、シャシのメインの部分はCFRPで出来ており、金属の板などは使っていません。
 250km/hでガードレールに貼り付いてもドライバが手を振りながらクルマから降りて来られるのは、アルミよりも鋼(鉄)よりも遥かに丈夫なフルカーボンモノコックのおかげです。(そしてしかも、そのメインのモノコック部分は20kgf程度の重量しかありません。同じ剛性をアルミで作ろうとしたら・・・・考えたくありません・・・・)

 これほど高性能なFRP類ですが、しかし現在の量産車ではあまり相手にされません。

1.FRPはガラスでもカーボンでも、熱硬化樹脂(熱をかけると軟化せず逆に硬くなる樹脂)で固めます(だからエンジンなどをそのままボルト止めしても、車体がトロける事はありません)。
 ところが車体は入り組んだ形状や板厚がマチマチで、熱をかけて硬化させようとしても熱分布が均一化しません。つまり熱いところとナマぬるいところが出来てしまうワケで、これが完成後の『歪み』を生み出します。
 GFRPボディの製造技術で数々の特許を持つロータス社でも、この歪みは如何ともし難い様で、工場の塗装行程の前には1台当り4人の作業員が取り付き、みがきまくってボディの歪みを修正しています。こんな事をしていては、現在の日本車の様な低価格でクルマを製造する事は不可能です。
 フェアレディSP210はGFRPボディでしたが、このクルマでニッサンはGFRPの量産性のトライを実施していた、と言われています。当時の資料では、確か『150~200台/年辺りがカットラインで、それを超えるとGFRPの方が鋼板ボディより高価になる』とゆぅ様な結論だったと記憶しています。

2.ガラスでもカーボンでも、FRPとは繊維と樹脂が一体となって剛性を発揮する構造ですが、この繊維がクセモノです。
 経年劣化により、導管作用で繊維が水分を吸い、内部で繊維と樹脂が剥離します。当然この剥離が進行すれば、車体の剛性はガタガタに落ちてしまいます。(古いロータスなどは、当時は非常に剛性が高くクラッシュしても安全なクルマでしたが、現在ではぶつかるとクシャクシャになってしまいます。)
 つまりFRP類は初期の性能をあまり長い期間維持出来ないと言え、こんな点もどんな使われ方をするか判らない量産車には使い辛いところです。

3.FRP類は熱硬化樹脂なので、リサイクルが利きません。
 CFRPであれば高熱をかければ全て燃えてしまいそぅですが、プラスチックである以上、有毒ガスの発生は避けられません。これがGFRPなら、例え燃やしても最後には必ずガラス成分が残ってしまいます。
 現在では小さく破砕して埋め立てる以外に廃棄方法が無いでしょう。
 ロータスのレストア屋など、よくユガミが来て交換したボディを工場の屋根に載せたり壁にブラ下げて飾っていますが、あれは棄てる時にはディスク・グラインダで細かく切り刻むとゆぅ難儀な処理(コーヒーに入れるクリーミングパウダーの様な細かいガラスクズが大量に発生します。吸い込んだらいかにもカラダに悪そう・・・・)をしないと産業廃棄物処理業者が引き取ってくれず、しょうがないので飾りに使っているのではないか?と思われます。

 とゆぅワケで結論です。

★まず、硬化時の歪みを取る技術が無ければ、実際に安く作る事は不可能です。
★耐用年数を延ばす為に、水分に対してもっと強い合成樹脂を開発する必要があります。
★FRPのリサイクル技術の確立か、エンジンなどの高温に耐え、しかし例えば薬品などで溶け、手軽にリサイクル出来る材質を発明する必要があります。

 ついでに・・・・長くなりましたが余談です。

 古いクルマ(鉄板製の)では、しばしば錆によりフロアやボディが抜けてしまう事がありますが、この補修にFRPを使う事は、結構普通に行われています。穴の空いた部分のサビを落とし、目の細かい金網やボール紙で穴を覆って、ウラ(車内)とオモテ(車外)からガラスマットを積層します。硬化したあと、ソレッぽく削って塗装すればOKです。
 勿論これは正しいレストア技術ではありませんが、樹脂が完全に塗り込めたならサビの進行を止められますし、なにより車体の剛性がUPします。
 ちゃんと削って形を整え塗装しておけば、とりあえず古いクルマに関してはそれが原因で車検に落ちる事も無い様です。

 とゆぅところでも一つ余談。

 車体の補強に板増しとゆぅ手段がありますが、ガラスクロスの積層による補強とゆぅのも考えられます。
 補強したい部位の塗装を剥がしドリルで小さい穴を開けまくり(樹脂のクイツキをよくする為)、ガラスマットを積層する方法です。
 板増しと同等の効果が得られますし、なにより溶接機などなくても、幾らでもブ厚く補強出来ます。
 内装をバラす手間と場所があれば、後はガラスマットと樹脂とハケを入手すればどなたでも出来る補強です。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。

お礼日時:2002/06/05 23:29

FRPは広くて薄い部分を軽く作るのに向いていますが、


自転車のフレームには向いていないと思います。
各部品はネジで留めますが、FRPそのままでは、
ネジ留めには耐えられないでしょう。
そこでネジの部分に金属部品を埋め込み、
それでネジ留めする部分の強度を上げることになりますが、
金属部品を埋め込むだけのFRPを使えば、
それだけ重くなってしまうでしょう。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。

お礼日時:2002/06/05 23:28

確か米軍のハーベーが、そうじゃないですか。

それから東ドイツのトラビーもですね。車体すべてかどうかまではわかりませんが、紙の繊維を樹脂でモールドしたものです。
欠点の一つに内部が破損しても外観ではわからないときがあること。それと、たたき出しができないことでしょう。
シャシーに使用する場合、強度に方向性ができることでしょうか。ねじれなどに対して複雑な振動モードが生じるような気がします。まあ繊維の組み方次第ですね。
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*アルミまたは鉄を使っていると思うのですが



はい。

*これを全てFRPに変えてしまうことは可能ですか?

他の方も書かれているように可能です。

*全てFRPに変えてしまうデメリットはありますか?

FRPは1個だけ作るなら比較的安価ですが、大量生産には向かないでしょう。
また、シャーシに用いるとなると、強度の問題から思ったほど軽くできないようです。
少なくとも今以上に軽さが要求されます。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。

お礼日時:2002/06/05 23:28

FRPのデメリットというと、やはり加工性が良くない、ということでしょうね。


鉄やアルミみたいに切削加工ができませんし、叩いて伸ばすこともできません。
強度的にも体積あたりの強度で言えば
(種類にもよりますが)鉄にはかないませんし。
スポーツカーやF1カーのようにコストパフォーマンスよりも
軽さ(速さ)を追求するものでない限り、ボディを総FRPにする、
ってことはないのでは?

>シャーシもFRPにしようと思ったら・・・
よっぽど耐熱性に優れたものにするか、
根本的に全く異なった低発熱のエンジンを開発する、とかしない限り
エンジンの熱で溶けちゃうでしょうねぇ・・・

>ボディはグラスファイバー+FRPでした。(by No.2の方)
何でしょうかね、これは・・・
FRPにさらにグラスファイバーを加える必要はないでしょうし。
グラスファイバーを使って作ったFRPってことなのかな。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。

お礼日時:2002/06/05 23:28

ボディだけなら、グラスファイバー+FRPというものはありますが...


友人の持っていたロータスヨーロッパのボディはグラスファイバー+FRPでした。
通常の車をFRPに変えるとなると、車検が通るかどうか...
デメリットは、金属ボディに比べると燃えやすいってことですかね?
一度、ボディがメラメラと燃えているのに遭遇しましたし。
あと、あまり正確にできないらしく、雨漏りがしてました。
ぶつけた時は板金でなく、一度その部分を剥がして、グラスファイバーを
貼って、そのあとFRPで固めて塗装という作業が入るので結構大変そうでした。

シャーシはFRPだとちょっときついんじゃないですかね?
ある程度粘性も必要でしょうし、いきなりパッキリいっちゃうとマズイものですし、
たぶんそれをしちゃうと車検は通らないでしょう。ちょっと事故っただけで重傷
になりそうですし。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。

お礼日時:2002/06/05 23:27

詳しくは判りませんが、おそらくFRP製にして強度を出そうと思うとかなりの分厚さが必要になるでしょう。

ボディだけなら日本でもオールFRPの車が20年以上前に存在していますよ。

京都にある会社が作った「童夢-ゼロ」です。一般市販車として公道を走ることはなかったと思いますが、その技術は、現在JGTC-GT500レースで活かされています。

童夢-無限プロジェクトのNSXは、レギュレーションの関係で鉄フレームが入っていますが、ボディはカーボンファイバー製ですね。

もちろん、他のチームの車も、ほとんどがカーボンファイバーで作られています。

ついでに言えば、安価と言う意味では鉄にかなう物はありません。曲げ加工が容易でデザインも楽、材料はたくさん作られているため安価です。修理も簡単ですし、リサイクルも簡単ですね。

オールFRPにしようと思ったら、コストとリサイクルの問題をまず解決する必要があるでしょう。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。

お礼日時:2002/06/05 23:27

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Aベストアンサー

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>①ヘッドライトの黄ばみを取りたい
>③ボディの小キズを消したい、目立たなくしたい

私なら、ヤフオクとかで、”リスロンのカーブライト” を1本買い、それでヘッドライトとか
ボディを磨きます。1本¥3,000くらいしますがロングセラー商品です。
使用方法は普通のワックスをかけるような感じでスポンジで塗り込み、乾いた布で拭き取る。

研磨剤を含んでいるので、スポンジで磨くと小傷も取れると同時に軽くワックスがかかる感じ。

ただ、もう少し安くという場合であれば、Amazonとかで、
"KURE(呉工業) LOOX(ルックス) 330ml 表面仕上げ剤 [ KURE ] [ 品番 ] 1176 [HTRC2.1] 1本\1,000送料込み
で車のボディとヘッドライドを磨くという選択肢もあります。

LOOX(ルックス) 330ml 表面仕上げ剤は、ボディのワックスみたいなもので、でもクリーナーと微細なコンパウンド
も入っているという総合ケア商品となります。
ただスプレーを布につけて、それでボディとかライトを拭く感じ。

”カーブライト” の方は、中古車販売店などが展示車をワックスすると同時に小傷も取れて綺麗になるという点で
業務用で愛用されていたりしますが、ヘッドライトの黄ばみも落とせます。

>②アルミホイールが鉄粉などで汚いのでギラギラにしたいです。

アルミホイールの汚れは、Amazonとかで、”スクラビングバブル ガラス用洗剤 激泡ガラスクリーナー エアゾールタイプ 480ml”
を買います。(価格的にはディスカウント店の方が安いですが)

車の4本のタイヤのアルミホイールに目がけて泡洗浄という感じでスプレーし、3分とか経過したら、軽くブラシとか
雑巾などの布で表面を拭けば落ちます。

たぶん成分は忘れましたが、”キレート剤” が配合されているので、汚れの幕を剥ぐという成分だったと思います。

鉄粉そのものは、たしか専用の洗浄剤が出ており、スプレーすると鉄粉に反応して紫色になり、そのまま落ちる
という感じのものがお勧めといえばお勧め。ブレーキダストのようなものに強い感じ。

ボディに付着した鉄粉は、シリコンスプレーとかを振りかけると落ちるという感じもありますので、1本
買っておくと良いです。

”KURE(呉工業) シリコンスプレー (420ml) 潤滑・離系剤 [ 品番 ] 1046 [HTRC2.1]” 1本¥300くらいで売って
いたりします。

シリコンスプレーは、ワックスとかコーティング剤に入っている油成分のことですが、一般論として車を買い、
小傷を取り、その後コーティング剤などを施工しますと、その上からシリコンスプレーをかけると艶が出るのと
雨などもはじくという使い方があります。

予算的に余裕があるという場合であれば、
3M(スリーエム) コンパウンド クリーナーワックス 473ml 38006 [HTRC3]でボディを綺麗にする。
その後に、
3M 艶出し用ワックス ポリマーワックス 液体 473ml 38026 [HTRC3]でコーティングするという流れ。
3Mブランドも根強い人気あります。

私的には、コーティング剤は、最近ミラーシャイン(鏡艶)をパールホワイトのプリウスに使ってみました。
特別艶がすごい~というほどもないかなあ~~と思うのですが、家庭用食器洗剤でワックス成分を落とすと
指で触るとキュキュッと音がします。そしてミラーシャインを500円玉程度ボディに落とし、付属の布で
40㎝四方に伸ばすだけというのを繰り返す感じ。

基本としては、ただ塗り込むだけで拭き取り要らないという簡単さがあるのですが、石油系の溶剤を含まないという点で
雨などで水垢が筋のように流れた跡が残るという感じがない点で、良いのかなあ~と思ったりします。
溶剤を含んだのは、カルナバ蝋とかが入ったものにほとんど含まれるのですが、水垢の原因になるというのと
匂いがする難点があります(ハエなどが寄ってくる)

ミラーシャインは1本¥1,000くらいで破格な割に、長く持続し、艶が不足しているとかもし思えば上からシリコン
スプレーでもかけて伸ばしてあげれば、さらに輝きも増します。施工の簡単さとかは素人向け。

ただ自分でやるのが面倒であれば、近所のGSに行き、「手洗い洗車」を頼めば綺麗になるのでは
ないでしょうか。

■参考資料:コイン洗車場の高圧洗浄機で洗車する方法
https://matome.naver.jp/odai/2142260367539156201

車にハトのフンとかが付着するとよく専用のスプレー剤などを買ったりされる人が多いのですが、そもそも
業務用の高圧洗浄機で洗いますと、水洗いでも吹き飛びますので、綺麗になります。
車を買ったら綺麗さを維持できる方法としては、コイン洗車場はお勧めです。

1度綺麗になれば、後は屋根付き月極駐車場で時短洗車ワザを使えばもっと楽になります。

■参考資料:屋根付きの月極駐車場内で、雨の日に洗車時短ワザを使うと楽ちんになる方法
https://matome.naver.jp/odai/2148888265303980901

資産家の家とかでは、雨の日にガレージに入れると、そこに家庭用高圧洗浄機があるので
サクッとスプレーして汚れを落としているので、いつもきれいだったりします。

ただ、中古車を買った販売店に、「車を磨いて」と依頼すれば綺麗にしてもらえると思いますので
1度相談するというのも1つの手になります。

中古車って売る前にボディとかを磨いているみたいですよ。

>①ヘッドライトの黄ばみを取りたい
>③ボディの小キズを消したい、目立たなくしたい

私なら、ヤフオクとかで、”リスロンのカーブライト” を1本買い、それでヘッドライトとか
ボディを磨きます。1本¥3,000くらいしますがロングセラー商品です。
使用方法は普通のワックスをかけるような感じでスポンジで塗り込み、乾いた布で拭き取る。

研磨剤を含んでいるので、スポンジで磨くと小傷も取れると同時に軽くワックスがかかる感じ。

ただ、もう少し安く...続きを読む

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**タルクとか用語を久しぶりの思い出して書いたので、参考にならないかもしれませんので、参考URLへどうぞ。

参考URL:http://www.infosakyu.ne.jp/~yamaken/Prop/mask/mask.html


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