自動車用シートフレームのプレス加工：製造技術と軽量化トレンド

要点まとめ

自動車用シートフレームのスタンピングは、高剛性材料から車両の構造部品を製造するために、高トン数のプログレッシブダイおよびトランスファーダイ技術（通常100～1,200トン以上）を利用する精密な製造プロセスです。自動車業界が電気自動車（EV）へと移行する中で、重点は 軽量化 —従来の鋼材を先進的高強度鋼（AHSS）、アルミニウム、マグネシウム合金に置き換えることによる軽量化に移っており、安全性を損なうことなくバッテリー航続距離を延長できます。

現代のシートフレーム生産は、もはや単なる金属成形にとどまらず、ワイヤーベンディング、チューブ加工、レーザー溶接などの複雑な組立方法を統合する必要があります。OEMメーカーおよびTier 1サプライヤーにとって、成功の鍵は適切な製造プロセスを選定することにあります。進行プレス成形のスピードとトランスファーシステムの素材効率を両立させながら、FMVSSやIATF 16949といった厳しい安全基準に対応する必要があります。

コア技術：プログレッシブプレスとトランスファープレス

プログレッシブダイとトランスファーダイによるプレス成形の選択は、シートフレーム生産における基本的なエンジニアリング上の判断です。この選択が、金型コスト、生産速度、部品の複雑さを決定づけます。

プログレッシブダイスタンピング は、大量生産される小型部品の業界標準です。この工程では、金属の連続ストリップが単一の金型内の複数の工程ステーションを通って送られます。プレスの各ストロークでカット、曲げ、コイニングなど異なる加工が行われ、最終工程で完成品がストリップから切り離されます。この方法は、 リクライナーリング、ガイドレール、接続ブラケット のように速度が最も重要な部品の製造に最適です。

トランスファー押出成形 一方、より大型で深絞りや複雑な形状を持つ部品で、キャリアストリップに保持できない場合にはこちらが必要となります。この方式では、機械式フィンガーやロボットアームが個々の部品ブランクを異なる金型ステーション間で搬送します。この方法は通常、 深絞りされた座面、サイドフレーム、厚板リザード などの大型構造部品の製造に用いられます。プログレッシブスタンピングに比べると速度は遅くなりますが、複雑な幾何学的形状に対して自由度が高く、高価な軽量合金を使用する際に重要な要素である材料の無駄を削減できます。

素材革新：軽量化への需要

EVの航続距離延長とCO2排出量削減の要求は、シート構造部材の選定に革命をもたらした。メーカーは低強度鋼材から、より高い強度重量比を持つ素材へと移行している。

高強度鋼（AHSS）および超高強度鋼（UHSS） が現在の主流です。複相系（DP）や変態誘起塑性（TRIP）鋼のような鋼種により、衝突安全性を犠牲にすることなくより薄い板厚を使用することが可能になっています。Proma Groupなどの主要メーカーは、こうした成形が困難な材料を堅牢な座面および背もたれフレーム構造へと成形するため、特許取得済みのワンステROKEスタンピングプロセスを活用しています。

アルミニウムおよびマグネシウム合金 が次のフロンティアを示しています。アルミニウム製フレームは鋼材と比較して約28％の軽量化を実現でき、マグネシウム製であれば最大35％の軽量化が可能です。ただし、これらの材料はスプリングバックの増加や専用潤滑剤の必要性など、製造上の課題も伴います。こうした課題に対処するには、絞り工程中にプランジャ速度をプログラム制御で調整できるサーボ駆動プレスが必要となる場合が多くあります。

スタンピングを超えて：組立および部品統合

プレス成形された金属部品が最終製品となることはめったにありません。現代の自動車用シートには、完全に統合されたアセンブリの提供が求められます。Guelph ManufacturingやHatch Stampingなどのサプライヤーは、プレス部品に加えてワイヤーフォームやチューブ構造を組み合わせるシステムインテグレーターへと進化してきました。

• チューブベンディングおよびワイヤーフォーミング： シート構造は、背もたれに曲げ加工されたチューブフレーム、サスペンションマットにワイヤーフォームをよく使用しています。これらの工程は、適合性を確保するためにプレス作業と同期する必要があります。
• 接合技術： 異種材料の使用（例えば、鋼製レールとアルミニウム製パンとの接合）への移行により、従来のスポット溶接では一部の用途で不十分となっています。メーカー各社は MIG溶接、レーザー溶接、機械的締結 を increasingly 採用し、異なる金属間でも構造的な一体性を確保しています。
• メカニズムの統合： フレーム内には、 リフターブレーキ、手動およびパワーシートトラック、リクライニング機構 わかった 座席の軌跡の微小レベルの偏差でさえ,最終車両の騒音,振動,硬さ (NVH) 問題を引き起こす可能性があります.

品質管理とプロセス最適化

自動車の座席のような安全性のあるアプリケーションでは 欠陥防止は交渉不可です 質は金属に触れる前に始まる ヘンリ 機械 の 詳細 な 機械 の よう な 精密 な 脱巻き 機械 は 極めて 重要 な 役割 を 果たし ます. 圧縮装置や導体装置などの機能により,材料の拡散を防ぎ,コイル表面を傷や欠陥から保護し,化粧品の拒絶や構造の疲労を引き起こす可能性があります.

有限要素法（FEA） ツール製造前にスタンプ処理をシミュレートするためにトップレベルのサプライヤーが使用するもう一つの重要なツールです. FEAはエンジニアが薄れ,み,スプリングバックを予測するのに役立ちます 工場での費用のかかる試行錯誤ではなく 設計段階中にダイス補償を可能にします

製造パートナーを選ぶ際には 認証が基準です 供給業者を探す IATF 16949 認証を取得しており、厳しい自動車業界の品質マネジメント基準に準拠していることを保証しています。さらに、開発と生産のギャップを埋める能力が極めて重要です。アグレッシブな対応が求められるOEMにとって、 Shaoyi Metal Technologyは包括的なスタンピングソリューションを提供しています 迅速なプロトタイピング（5日以内に50個以上の部品を納品）から600トンプレスによる大量生産までに対応する規模を持ち、プログラム初期段階で設計の実現可能性を確実に検証できることが不可欠です。

シートの未来をエンジニアリングする

自動車用シートフレーム市場は、単なる金属曲げ加工から高度な構造エンジニアリングへと進化しています。車両が自律走行車や電動車両へと移行する中で、乗員体験の中核となるのがシートそのものであり、軽量化、安全性の向上、そしてより高い機能性が求められています。エンジニアや調達責任者にとって重要なのは、プレス能力のみならず、材料科学、接合技術、高精度の品質管理について包括的な理解を持つメーカーと提携することです。

よく 聞かれる 質問

1. シートフレームのプログレッシブダイスタンピングとトランスファーダイスタンピングの違いは何ですか？

プログレッシブダイスタンピングは、連続した金属ストリップを複数のステーションに供給する方式であり、ブラケットやコネクタなどの比較的小さな部品に適した高速生産が可能です。一方、トランスファーダイスタンピングは個別の切断ブランクを各ステーション間で搬送する方式で、シートパンやサイドフレームなど、複雑な成形工程を要する大型で深絞りの部品に適しています。

3. 自動車用シートフレームにマグネシウムが使用される理由は何ですか？

マグネシウムは特に優れた比強度を持つことから使用されます。アルミニウムより約33%、鋼鉄より75%軽量であるため、電気自動車の航続距離延長に最適です。ただし、その独特な材料特性から、専用のダイカストまたはスタンピング工程を必要とします。

3. 自動車用シート構造の主要なグローバルメーカーは誰ですか？

自動車シート業界の主要企業には、リアー・コーポレーション、アディアント、ファウレイシア（フォーヴィア）、トヨタ紡織、タチエス、マグナインターナショナルなどがあります。これらの企業は通常ティア1サプライヤーとして機能し、OEMに完成したシートシステムを供給しています。