THE LEXUS LFA エンジン

本日は、レクサスLFAのエンジンについてです。

レクサスLFAのエンジン型式は、1LR-GUEです。

4.8L　V10エンジンでシリンダーヘッドの角度は72度です。

レクサスLFAのエンジンの特長は、V8エンジン並みの大きさ（容量）とV6エンジン並みの重量と言えます。

小型化と軽量化に力を入れていることがわかります。

エンジン部品として、バルブにチタン、ロッカーアームにDLC（Diamond Like Carbon）をコーティングした部品を使用していると書かれています。

通常のエンジンバルブは、耐熱鋼が使用されていますが、鋼は比重が大きいため、高性能エンジンには軽量の材料が必要となります。

さらには、排気バルブでは高温の排ガスに曝されるため、耐熱性も要求されます。

この要求に応える材料として、チタンがあります。

サイトには、どのようなチタンかは記載されていません。

トヨタ社では、以前アルテッツァ用にチタン基MMC（Metal Matrix Composite）を開発、実用化しています。

個人的には、この技術をベースにチタンバルブを開発したのではないかと勝手に思っています。

一方DLCは構造的にはダイヤモンドに近い薄膜技術ですが、摺動性が良いことが特長です。

余談ですが、カーボンには、同素体として、ダイヤモンドと黒鉛があります。

立体的に共有結合しているダイヤモンドは、硬度や屈折率が高いことが良く知られていますが、熱伝導率が高いことや摺動特性に優れていることはあまり知られていないかもしれません。

黒鉛は、平面的な結合のため、ダイヤモンドのような機械的特性はあまりありませんが、摺動特性はよいです。

さて、高性能エンジンのロッカーアームには、軽量と耐摩耗性が求められますが、DLCの採用により、軽量の材料にDLCをコーティングすればよいことになります。

素材に何を使用しているかは記載されていません。

レクサスLFAのエンジンにはまだまだ様々な技術が採用されています。

続きは後日。

THE LEXUS LFA CFRP締結

今日はレクサスLFAに使用されているCFRPの締結技術の紹介です。

といっても、サイトの内容ではどのような締結技術を開発したのか良くわかりません。

一般的に異種材料の接合技術は多くの問題点を含みます。

同じ金属材料同士でも、種類が違えば熱膨張係数が変わり、温度変化により接合が外れるなどの問題点が考えられます。

以前採用されていたセラミックターボなどはその良い例で、熱膨張係数の小さなセミックと熱膨張係数の大きな金属をどのように接合するかが大きな技術的課題でした。

さて、今回のCFRPの締結技術では、従来は、アルミ金属の外側にCFRPを被せるように固定し、アルミニウムの内側にねじを切って、他の金属と固定していたようです。

しかし、レクサスLFAでは、直タップ切でも、CFRPを挟んだ連結でもない画期的なメタルタッチ構造を開発したと書かれています。

詳細は書かれていない上、説明文が曖昧で要領を得ない内容となっています。

この部分は文章の差し替えをお願いしたいところです。

いずれにせよ、内容から推察すると、従来にない締結技術の開発により、将来的に量産ベースに適用できる可能性を見出したようです。

近い将来には、CFRPは市販車にもっと適用されるようになるのかもしれません。

THE LEXUS LFA CFRP

本日は、レクサスLFAのサイトから、PRODUCTINFO→TECHNOLOGY→CFRPの紹介です。

CFRPはCarbon Fiber Reinforced Plastics（カーボン・ファイバー・レインフォースド・プラスチック）の略で炭素繊維強化プラスチックと訳されます。

通常のFRP（バイクのカウル等に使用されている）はガラス繊維が用いられていますが、CFRPでは、ガラス繊維の代わりに、さらに強度の高いカーボン繊維が用いられています。

CFRPはカーボン繊維を編み上げて、所定の形状を作製した後、溶融したプラスチックを繊維の隙間に充填して作るのですが、サイトにはカーボンファイバーを機械で編み上げている動画が見られます。

またトヨタ社では、CFRPの開発も自社で行っているようです。

トヨタには豊田中央研究所（豊田中研）という、別会社の研究所がありますが、豊田中研では材料の研究開発も行っています。

以前書きましたが、トヨタはハイブリッド自動車用のIGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）という半導体を開発、実用化したこともあります。

トヨタでは、まず自社内で開発し、内製化しようとする動きがあるようです。

内製化と他社からの購入とを両天秤にかけ、コストや安全性等を考慮して、最終判断をしているようです。

非常に合理的で、さらには、自分たちで開発経験があるため、開発品に対する知見も多く、供給メーカーは大変なようです。

さて、話は戻りますが、トヨタではCFRPの製造方法として3種類の工法を採用したと書かれています。

CFRPは軽量で強度が高いのが特長ですが、現時点では非常に高価な材料です。

このため、使用箇所によりコスト重視か、強度重視かを使い分けているようです。

トヨタ車の技術力の高さには目を見張るものがあります。