クルマを軽く、資源を循環させる　UACJのアルミニウム技術が切り拓く、自動車パネル材の進化と未来

——自動車パネル材にアルミニウムが採用された背景についてお聞かせください。

戸次自動車へのアルミニウム採用が本格的に進んだ最初のきっかけは、スポーツカーでした。当時は現在のようなCO₂削減や環境問題が主目的ではなく、走行性能を高めるための軽量化が求められていた時代です。

特にフロントエンジンの自動車では「車両の前側を軽量化してハンドリング性能を良好にする」といったニーズが強く、鋼板製のフード（ボンネット）パネルをアルミ製に置き換える動きが始まりました。当時は運動性能・応答性の向上が何よりも重要視されていました。

——アルミニウムを採用するというのは、当時としては革新的だったのでしょうか。

戸次軽量化素材そのものは以前から検討されていましたが、アルミニウムが自動車パネル材として本格的に使われ始めたのは1985年ごろからです。実際に量産ラインに乗せるという意味では、当時の取り組みは大きな一歩だったと思います。

——技術的には難しい面もあったかと思いますが、どのような工夫があったのでしょうか。

戸次当時は、鋼板は非常に成形しやすい素材として自動車メーカーの“標準”になっていました。そこにアルミニウムを使用するとなると、まずは鋼板と同じように加工できることが絶対条件でした。

そのため、最初はアルミニウムの種類の中でも加工しやすい5000系アルミニウム合金（以下、5000系合金と省略）をベースに、割れにくく均一に伸びる材料で合金設計や製造条件を何度も調整しました。試行錯誤を重ねることで、鋼板に近く扱いやすいアルミ板材を実現しました。

——当時はまず“鉄に近い成形性”を目指して5000系アルミニウム合金の改良が進んだとのことですが、そこから先の材料開発はどのように進化していったのでしょうか。

戸次5000系合金は加工しやすい一方で、塗装工程（焼付塗装）で強度が下がりやすいという課題がありました。そこで、焼付けによって逆に強度が上がる6000系アルミニウム合金（以下、6000系合金と省略）の開発を行いました。これにより、パネル材をより薄くしても必要な強度を確保でき、軽量化の幅が広がりました。自動車メーカーにもアルミニウムの良さが浸透し、「車体をできる限り軽量化できる材料を」という流れに合致し、6000系アルミニウム合金の利用が主流になっていきました。

——UACJグループはその中で、どのような役割を果たしてきたのでしょうか。

新倉1990年代の象徴的な出来事として、本田技研工業株式会社様が開発された初代NSXのオールアルミボディがあります。世界で初めて量産車としてボディ全体をアルミ化した車で、その材料の多くを当時のＵＡＣＪの前身である古河電気工業様、旧スカイアルミニウム（後の旧古河スカイ）及び旧住友軽金属工業が担いました。アルミニウム合金の実車搭載に向けた開発が本格的に進んだ時期に当社が大きく関わったことは、その後の自動車材開発にもつながる重要な経験になっています。

「NSX（初代）」　国内初のオールアルミボディ*
提供：本田技研工業株式会社様

戸次日本では、鋼板とアルミニウム板を同じ塗装ラインで処理する必要があり、限られた時間でもしっかり強度が上がる6000系合金の開発が欠かせませんでした。成形性の改善や、焼付塗装時に強度が向上する仕組みの解明など、多くの課題を抱え、それらを解決してきたことにより、この分野の国内の研究開発が一気に進みました。

特に、焼付け時に強度を上げるには、アルミニウムの内部構造、それも、ごく小さな原子の集合体を制御することが重要ということがわかり、量産ラインの中でこの構造を制御する技術が確立されたことは大きな成果でした。これらの取り組みを通じて、日本で培われた6000系合金の高性能化技術は、現在の自動車開発において、世界中で活用されています。

——2000年代の環境規制強化により、自動車の軽量化ニーズはどのように変化したのでしょうか。

戸次2000年代に入ると、排ガス規制や燃費規制が世界的に強まり、「車を軽量化することでCO₂の排出を削減する」ことが大きなテーマになりました。従来はスポーツカーを中心に採用が進んでいたアルミニウムですが、一般車種にも軽量化が求められるようになり、アルミニウム材料の検討が再び活発化していったと感じています。

一方で、アルミニウムは、新地金を製造する際に多くのCO₂を排出するため、「本当に環境に良いのか？」という議論もありました。そこで重要になったのが、素材の製造から使用、廃車までの環境負荷を評価するLCA（ライフサイクルアセスメント）という考え方です。LCAの視点が普及するに連れて、アルミニウムの環境価値を高めるためには「リサイクル材を増やすこと」が欠かせないという考え方が広がっていきました。

浅野1997年の京都議定書を契機に、ハイブリッド車を中心とした燃費性能向上への要求が一気に高まり、自動車のパネル材においても軽量化を目的としたアルミニウムの採用が再び拡大しました。

その普及に向け、「コスト」という大きな壁がありました。そのため製造工程や製造条件の見直しを行い、最適化することで、価格を抑えながら性能を確保する取り組みが求められるようになりました。

新倉米国では、自動車メーカーの平均燃費基準の達成を義務付けるCAFE（カフェ）規制が強化され、車体の軽量化が求められました。その象徴的な事例として、2015年に北米で発売された Ford Motor Company様の F-150 のアルミ化があります。約230kgという大幅な軽量化に成功し、「アルミニウムを積極的に使うべきだ」という機運が北米を中心に一気に高まりました。この流れは日本にも波及し、高級車やSUVなどを中心にアルミ化の動きが再加速しました。

当社でも、トヨタ自動車様のランドクルーザー向けにパネル材を共同開発する^*1など、軽量化ニーズに対応した取り組みを進めてきました。

——アルミパネル材の需要が高まる中、量産体制はどのように構築されていったのでしょうか。

浅野6000系合金のパネル材の供給が数千トン以上求められ始めたころ、まず必要になったのが専用の熱処理ラインでした。

6000系自動車パネル材は、「焼付塗装後に強度が上がる」という特性を得るために、連続的に急速加熱して急速急冷できる「CALP（Continuous Annealing Line with Pre-treatment）」という専用プロセスが欠かせません。しかし、CALPを導入するには、多額の設備投資が必要になるうえに広大な設置スペースが求められました。名古屋製造所で設計段階まで検討を進めましたが、構想が具体化するに連れて、「名古屋製造所の敷地には収まりきらない」という現実が明らかになりました。そこで候補に挙がったのが福井製造所です。当時の福井製造所は飲料用の缶材の製造が中心になっていたため、自動車材の量産経験はほとんどありませんでした。一方で、設備を新設できるスペースは十分にあり、「ここでなら専用ラインが建設できる」という判断に至りました。

——とはいえ、設備を置いただけでは量産はできませんよね。

浅野ご質問の通り、設備を設置しただけでは量産はできません。当時、設備がほぼ完成していましたが、「自動車材の工程設計ができる人」がいない状態でした。そこで、名古屋製造所、深谷製造所で自動車材の工程設計を行っていたスタッフが福井製造所に移り、工程設計や品質保証の立ち上げを担うことになりました。私自身も2020年の春に福井製造所へ移り、さまざまな部署と連携して、一緒に量産条件をつくり上げていきました。

新倉当時、深谷製造所はアルミニウム厚板を中心とする生産体制に移行を進めている段階でしたので、一般的な薄板や自動車パネル材の経験者は名古屋製造所と福井製造所へ移りました。そうやって、これまで蓄積してきた自動車材の製造技術を福井製造所に集約し、一から自動車パネル材の量産体制を構築しました。

浅野「自動車材の量産体制は、福井製造所の量産基盤に名古屋製造所と深谷製造所の知見をはめ込んで作り上げた」というイメージですね。まさに社内の知見を結集し、現場で築き上げた量産体制でした。

——新しいラインが立ち上がったことで、どのような変化がありましたか。

浅野2020年12月に量産を開始したのですが、私が福井製造所に移った2020年4〜5月の時点では、量産体制がまだ十分に整っていませんでした。設備はほぼ完成しているのに、どんな条件で製造するのか、どのように品質保証するのかといった「量産化に向けた体制」がまだ形になっていませんでした。

そこで、名古屋製造所、深谷製造所で工程設計していたメンバーが福井製造所に集まり、半年ほどで一気に立ち上げました。異なる経験を持つメンバーが加わることで、それぞれの工程設計や品質保証の考え方を持ち寄り、最適な形に整えていくことができました。

当時は、ほとんど毎日のように現場に入りながら調整を重ねていました。机上よりも物を見ながら現場で決めることの方が圧倒的に多かったですね。

こうした積み重ねによって、福井製造所はＵＡＣＪグループの自動車パネル材の中心拠点として機能するようになりました。現在のパネル材製造は、福井製造所が中心に製造し、一部の少量品種は、名古屋製造所で生産しています。