軽量・高性能の観点から電気自動車におけるバイメタルネジの応用利点を分析

1. 軽量化のメリット

(1) 複合材料による軽量化

バイメタルねじは、通常、外層に軽合金、内層に高強度金属を組み合わせて使用​​します。

(2) 従来金属の代替可能性

自動車の軽量化に伴い、マグネシウム・アルミニウム合金や高強度鋼などが従来の鋼材に徐々に取って代わりつつあります。外層に軽合金、内層に高強度鋼を組み合わせることで、バイメタルねじは軽合金単体の強度不足を解消するだけでなく、鋼材のみで構成した場合の重量過多を回避できます。シャーシやバッテリーパックの固定といった主要部品に適しています。

(3) 車両軽量化との相乗効果

電気自動車では、システム全体の軽量化が求められます。コネクタとしてバイメタルねじを使用することで、周辺部品への負荷を軽減できます。

2. 高性能の利点

(1) 耐腐食性と耐摩耗性の向上
電気自動車のバッテリーシステムとシャーシは、湿気や塩水噴霧などの腐食環境にしばしばさらされます。バイメタルネジは、ステンレス鋼またはめっき合金の外層により耐腐食性を向上させ、高強度鋼の内層によりコア荷重支持部の耐疲労性を確保し、耐用年数を延ばします。

(2) 高温および動的荷重への適応性
モーターとバッテリーシステムは動作時に高温を発生します。従来のマグネシウム合金は軟化しやすい傾向がありますが、バイメタルネジは高融点の内層材料により高温環境に耐えることができます。同時に、複合構造は振動エネルギーを吸収し、ねじ山の緩みのリスクを低減します。

(3) 異種材料接合の信頼性
炭素繊維ボディと金属部品の接合において、バイメタルネジの異種材料接合設計は、熱膨張係数の差によって引き起こされる応力集中の問題を軽減し、従来のネジのような材料の不適合による破損や脱落を回避します。