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2018/10/19

東レが開発した“しなやかなカーボン”を多用してみたら車重850kgに! 超軽量EVコンセプトカー「I toP」に迫る

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9月28日に日本科学未来館にて発表された、"しなやかなカーボン"を用いて開発されたEVコンセプトカー「I toP」。インホイールモーターを搭載しており、実際に走行することが可能だ。画像提供:JST/東レ・カーボンマジック

 9月28日に東レ、科学技術振興機構(JST)、内閣府政策統括官(科学技術・イノベーション担当)の三者により発表された、「しなやかなタフポリマー」技術を応用することで、従来の約3倍の耐疲労特性(※1)を有することに成功した新型CFRP(※2)。"しなやかなカーボン"ともいうべきその新素材についてはこちらを読んでいただくとして、ここでは同時に発表された、その新素材を使用したEVコンセプトカー「I toP」(アイトップ※3)を紹介する。

 「I toP」も、内閣府の科学技術・イノベーション政策の司令塔である総合科学技術・イノベーション会議が主導するImPACT(※4)のひとつとして2014年にスタートした、研究開発プログラム「超薄膜化・強靱化『しなやかなタフポリマー』の実現」で挙げられた成果のひとつだ。

 研究開発プログラム「超薄膜化・強靱化『しなやかなタフポリマー』の実現」は、ポリマー(※5)研究の第一人者である東京大学大学院新領域創世科学研究科物質系専攻の伊藤耕三教授をプログラム・マネージャーとした、新素材開発のオールジャパンともいえるような一大プロジェクト。2019年3月で終了となるが、これまでに11のプロジェクトにおいて合計33の研究課題が進められ、多くの成果を上げてきた。

※1 耐疲労特性:スプリングのように、何度も変形を繰り返すような力のかかり方に対する耐久性を示した値。これが低い従来のCFRPはスプリングに用いることができなかった
※2 CFRP:「Carbon Fiber Reinforced Plastics」の略で、「カーボン」などともいわれる、炭素繊維で強化したプラスチックのこと
※3 I toP:アイトップ、「Iron to Polymer(アイアン・トゥ・ポリマー)」の略
※4 ImPACT:インパクト、Impulsing Paradigm Change through Disruptive Technologies Program、革新的研究開発推進プログラムのこと
※5 ポリマー:小さな分子が紐状に結合した大型分子。プラスチック、ビニール、ゴムなどすべてポリマーの1種

EVコンセプトカー「I toP」はImPACTの集大成

 「超薄膜化・強靱化『しなやかなタフポリマー』の実現」の研究課題の集大成といっていいのが「『しなやかなタフポリマー』を適用したコンセプトカーおよびそのほかの用途開発」だ。2016年7月から2019年3月までの期間でもって、東レの子会社である東レ・カーボンマジックが中心となって研究開発を行ってきた。

 今回は、高い耐疲労特性を有する"しなやかなカーボン"をサスペンションのスプリングなどに用いるなど、従来のCFRPでは難しかった金属製パーツからの置き換えにも成功。その結果、同サイズの既存のクルマと比較して38%も軽い、850kgという車重を達成したのである。

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ドアをオープンした「I toP」。ドアは上方に跳ね上がるシザードアとなっている。電動アシスト付き。ドア1枚の自重は約35kgある。画像提供:JST/東レ・カーボンマジック

「I toP」はどんなコンセプトカー?

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I toPを側面から。空力を考慮した上で、同時に未来的なデザインが採用された。画像提供:JST/東レ・カーボンマジック

 「I toP」の特徴は複数あるが、最大の特徴は"しなやかなカーボン"を各種パーツに使用したこと、そして構造的な工夫などによる大幅な軽量化だ。物体は軽量であればあるほど、移動する際に使用するエネルギーが少なくて済む。軽量であることはモビリティにとって大きなメリットなのである。

 「I toP」は従来の同サイズのクルマと比較した場合、樹脂化率は約4倍となるおおよそ47%に及ぶ。その結果、全長はコンパクトカーとセダンの間ほどの4280mmというサイズでありながら(全幅1930×全高1350mm)、車重は1tを大きく下回る850kgを達成したのである。

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「I toP」を真上から見たイメージCG。画像提供:JST/東レ・カーボンマジック

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"しなやかなカーボン"製のスプリングをリアサスに採用!

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