2019年1月9日
JFEスチール株式会社

『JFEトポロジー最適化技術』がスズキ株式会社に採用
～自動車車体における部品形状最適化技術を開発～

当社の『JFEトポロジー最適化技術』が、スズキ株式会社（以下、「スズキ」）が発売した「スイフトスポーツ」に、部品形状の設計手法として採用されました。これは、当社とスズキが共同で部品形状の最適化に取り組む中で、『JFEトポロジー最適化技術』を用いて設計することにより、少ない部品重量で最大の衝突安全性能向上を達成したことによるものです。

当社は、CO₂排出量削減や燃費向上を目的とした車体軽量化のニーズに対し、ハイテンなどの高機能鋼板をお客様に提供するとともに、自動車の剛性、操縦安定性および衝突安全性能を向上させるための設計手法として、部品形状および接合位置の最適化に関する技術開発を行っています。

一般的に、自動車のボディは薄鋼板からなる数百もの部品をスポット接合でつないで構成されています。この場合、数多くの部品に荷重が伝達する中で荷重の流れが複雑に変化するため、車体軽量化や剛性、操縦安定性および衝突安全性能などの面で優れた部品を設計するためには試行錯誤が必要であり、設計に多大な時間や労力がかかるという問題がありました。そのため、複雑な車体の荷重伝達を考慮した高精度な部品設計方法が求められていました。

トポロジー最適化技術は、“対象範囲から無駄な贅肉を効率的に削除する”、すなわち与えられた設計空間から要求される特性に必要な要素を残存させ、最も効率のよい材料の分布を求めることができる解析方法です。自由度の高い構造最適化手法の一つで、従来は鋳物や樹脂の形状最適化に用いられていました。今回採用された『JFEトポロジー最適化技術』は、トポロジー最適化の解析プロセスを、当社が初めて薄板からなる量産車体において、衝突安全性の要件を満たす部品形状の最適化に応用したものです。従来のトポロジー最適化技術は部品単体ごとに最適化を行っていたため、複雑な荷重の変化を反映できず精度の低い形状しか抽出できませんでした。一方、『JFEトポロジー最適化技術』では、設計空間（当該部品を配置する空間）を車体の一部として組み込んで解析することで、車体全体の荷重伝達を考慮した正確な伝達計算が可能になり、少ない重量で車体の衝突安全性能を効率的に向上させる最適な部品形状を作成することができます。

当社は、素材提供だけでなく、お客様の商品性能向上を可能にするソリューションを提供するため、自動車の設計段階からお客様と協力し合うEVI活動(Early Vendor Involvement)を積極的に展開しています。『JFEトポロジー最適化技術』は、今回の部品形状最適化および2017年の12月に発表した接合位置最適化の両輪からなる技術であり、この技術を最大限に活用することで、今後も自動車メーカーの車体設計開発に貢献し、車体性能向上や軽量化を実現してまいります。

【図】最適化の適用部位（フロントダッシュサイド）

【写真】「スイフトスポーツ」