自動車のボディの材料に鉄が用いられるのはなぜでしょうか

質問

車のボディにアルミ合金やプラスチック、炭素繊維などの材料を用いれば、より軽くなり燃費や操作性が向上したり、強度を増したりすることが出来るのではないかと思います。
競技車両などでは使われている例もあるようですが、一般向けのほとんどの自動車のボディの主要な材料がいまだに鉄なのはどうしてでしょうか？単純にコストを抑えるためでしょうか。

回答No.6

kaitaiya · ベストアンサー

ANo.4です。強度といってもいろいろな観点があります。
アルミの場合、鉄に比べて全般に『もろい』という特性があります。
ですが体積あたりの重量が軽く、複雑な形状のものも作りやすいということで
『構造として』強度を確保しています。
自転車の例ですとアルミ製のほうが太いパイプになっていたり、
単純な丸パイプではなく、楕円やらなにやらさまざまな形状で構成されています。

ただ、この場合、力を逃がすことがうまく行かないのでその分強度が余分にいるわけです。
鉄の場合ですが、スプリングは鉄系の材料が主です。アルミ材はありません。
部材をスプリング的に使って力をうまく逃がすのであればやはり鉄系統の材料となります。

お礼

ご回答ありがとうございます。お礼が遅くなって申し訳ありません。
アルミの性質についてもっとも詳しく説明頂いたので、ポイントを進呈させていただきたいと思います。

回答No.5

1972nyanco

一つはコスト。そして、安全性の問題だろうと思います。

カーボン素材は高いですし、金属の様に折れ曲がると言うよりは割れる感じで、車内に飛び込んでくると危険です。

スポーツカーなどは、ボンネットや屋根にアルミを使った物も有りますし、エンジンブロックがアルミ製の車は多いですよね。一昔前までは、アルミは溶接が難しいと言われていましたし、ボディーを後から板金修理出来ないという欠点もあります。

フレームまで総アルミのホンダNSX初期モデルは、はなるべく段差は越えないでくれとディーラーに言わせるほどのヤワさだったとか。まぁ、古い話ですけれど。

総アルミボディーで強度を出すと意外と軽くないのかもしれないです。マウンテンバイク(自転車)は、アルミフレームとクロモリ鋼フレームの物で重量はあまり変わりません。

補足

>総アルミボディーで強度を出すと意外と軽くないのかもしれない
このあたり興味深いです。航空機ではジュラルミンが多く用いられるそうですが、これは同じ強度でも鉄よりは軽く作れるということでしょうか。航空機では軽さが第一で強度は二の次？自動車と違って、航空機は衝突したら強度に関わらず大事故は免れないでしょうが……

回答No.4

kaitaiya

加工しやすく強靭でバリエーションが豊富なのが鉄という材質です。
また古来より工業用として多用されてきたためノウハウも豊富です。

また車の場合修理が容易というのも必要な要素です。

このあたりを考えるとさほど強度の必要でない部分（ボンネットやドアなどの蓋部品やエアロ関係）
とか強度や耐久性が限定的な場合（競技車→１レース持てばオッケイ、コースや走り方も予測可）に付いては
アルミや樹脂系のパーツはアリでしょうけど・・・・・
安全マージンをこれでもかととって整備状況の怪しい不特定多数向けの製品としては
やはり鉄製パーツは外せないと思われます。

補足

アルミ合金やプラスチックは整備が難しいんですね。納得がいきます。それに対して、アルミ合金なんかがなぜ信頼性に劣るのかというのが今ひとつ繋がりません(新しい材料はどんな問題があるかわからないという漠然とした不安はあるとは思いますが、具体的な欠点として)。

回答No.3

noname#157866

鉄はアルミなどと比べてしなやかさがあり、曲がっても元に戻ろうとする力が強いです。
鉄は走行中常に振動やねじれが生じている車のボディに合った特性だと思います。

補足

航空機にも振動やねじれが発生するでしょうが、ジュラルミンが多く使われるようです。航空機にはしなやかさより軽量化が第一だということなんでしょうか？

回答No.2

savo_tech

アルミは強度が足りません。70系以上を使えばそうでもないのかもしれませんがその分高くなります。
プラスティックも同じ感じです。
そもそも強度も足りませんし、事故の際の耐衝撃性があまり良くはないかと思います。
炭素繊維は次世代のフレーム材料として注目されていますが、加工が難しく、適正コストをはじき出せるのは円筒形状だけだったかと思います。（どこかの材料メーカーがフルカーボンボディの展示品を作った時、数千万円かかったとか）なのでどこか忘れましたが円筒形状の部品だけ炭素繊維が現在でも使われているかと思います。

補足

コストは上がりそうですが、高級車ならアルミ合金が多く使われるというわけでもなさそうです。ヘルメットはあんまり鉄で作りませんから、プラスティックの耐衝撃性も案外侮れない気がします(事故の際、鋭い破片がプラスティックのボディを突き抜けて座席に突き刺さるなんてのはともかくとして)。

回答No.1

panoram

鉄を使うのはコスト、加工のやりやすさ、修理のやりやすさでしょう。

お礼

ありがとうございます。もちっと詳しく教えていただけると嬉しく思います。