自動車の製造について教えてください。 分かるものだけでもご回答いただきたいです。 私自身は他業種で働いています。

Question

①プレスや切断で製作した車体部品を溶接治具に固定する作業はどうやっているのですか？
一品一品人力で乗せるのか、ロボットアームなのか。
固定方法は万力やハネクランプですか？

②なぜほとんどの箇所がスポット溶接なのですか？
自動車は高い衝突安全性が要求される製品であり、アーク溶接やレーザー溶接の方が強度が上がるし水密性も向上します。

③溶接の業界誌を見ていると、アーク溶接のコンクール入賞者として自動車メーカーの名前をたまに見かけます。
すべてロボット化されていると思っていたのですが、どの部位を人力で溶接しているのでしょうか？

④溶接後の歪み取りは一切行っていないのですか？
ガスバーナーで炙って水で急冷するとか、ハンマーで叩いたりプレスで逆に曲げるとか。

⑤塗装工程は車体を丸ごとプールに沈めたりスプレーガンで塗る作業ですが、
前処理としてブラストやパテ塗りは行っていないのですか？

⑥ボルト締結部にトルクをかけたかどうか、外観で判別できるようになっているのですか？
勤め先では、ボルト頭から周囲に向かってマジックペンで線を引き、それがずれていなければ緩んでいないことが分かるようになっていますが、自動車では見かけたことがありません。

⑦穴開けやタップ立ては、すべて溶接前の部品の段階で実施するのですか？
加工誤差を考慮して、内装材などを組立後の車体に合わせてみて穴を開けることはないのでしょうか？

⑧上記のようなことを解説した動画や書籍があればご紹介願います。

Answer 1

一部について。。。

>②なぜほとんどの箇所がスポット溶接なのですか？
びんてくらいさんの回答にも有る様に、板金に加熱すると歪みが大きい。
それを避けて工数を削減する為にも、スポット溶接が重用されます。が

>アーク溶接やレーザー溶接
も使われますよ。特にレーザーは、厚みの違う板を溶接してからプレス加工する為に、テーラードブランク材の製作で使用量が増えている状態です。

>の方が強度が上がるし水密性も向上します。
これはやり方、作り方次第です。
溶接部の強度が稼げても、直ぐその側、非加熱部や加熱部(ネイバー? 2番?)が引き千切れてしまえば、溶接としては強いとは言えません。
溶接後に真鍮蝋を流し込んだり(蝋付け)もしますし、スポットは1点だけで「止める」事はご法度だったりもします。
ボルト締めと同じで、スポット1点だと回転する様な入力に対しては弱い。ので、多点で止める、回転の様な、梃子の倍力作用が掛からない様な配慮が、必ずされます。
ので、全体としては軽量で、一部だけ剛性が上がり過ぎるという事を避けつつも、強く作れる手法、とされているのでした。
Mig・Mag・半自動溶接をやる場合も、ずっと線状に伸ばす様な事は避けて、1cm位溶接したら隙間を空けて、又1cm位溶接、という感じが普通ですし。
ここら辺は、裁縫や革製品と同じですネ。(ジグザグに縫う、とか)

>③
>アーク溶接のコンクール入賞者として
>自動車メーカーの名前をたまに見かけます。
>どの部位を人力で溶接しているのでしょうか？
製造法にも世代が有りまして、以前はCピラーの接合にMigが使われてた様です。
しかし絶対的な物では無く、板金修理等では施術者(?)の技量により、細口のガスで共接け(ともづけ)で修理される事も在ったりします。

>④溶接後の歪み取り
>一切行っていないのですか？
量産工程じゃ、無しじゃないですかねぇ。
一発でやって終わりに成る工法、が採用されると思いますので。

>ハンマーで叩いたり
これは試作車だとやってますね。もしくは試作に近い「手作り」されている某ヨタセンチュリーとか。d(^=^;)

>プレスで逆に曲げる
は、量産ではやっていないでしょうが、治具にマウントされた状態、規定の曲げが加わった状態で、面の「張り」が出る様にデザインされています。
勿論、ベークハード(塗装後の加熱で鉄板の硬度が上がる)も込みで。

>⑤塗装工程
>前処理としてブラスト
は無いでしょう。
鉄道車輌だと昔はやってましたね。(ステンやアルミは不要)

>パテ塗り
は出来るだけ、しないで済む様にしています。

前述するセンチュリーでは、シャ〜っと掛けた鑢目を目安に、パンパンパンって叩く工程が公表されてますが。d(^^;)

>⑦穴開けやタップ立て
>すべて溶接前の部品の段階で実施するのですか？
その筈です。

>加工誤差を考慮して、
>内装材などを組立後の車体に合わせてみて
>穴を開けることはないのでしょうか？
それをしないで済む様に試作を繰り返し、工法を工夫するのが量産です。d(^^;)
切り粉の処理はどうやりましょうか?
一例ですけど、カーペット処理業者は、刃を折るカッターの使用はご法度だそうです。ちゃんとしたナイフを使う。
折れたり欠けたりした金属片が紛れ込んでしまうのがNGだそうで。

>⑧上記のようなことを解説した
>書籍
上記、連ねた駄文のネタ元として、福野礼一郎氏の
「クルマはかくして作られる」
をご紹介します。シリーズで全5冊出ていますが、お知りに成りたい内容だとNo.1 or 2が良いでしょう。(全部読まれる事をお勧めしますが d(^^;)

検索すると
https://www.youtube.com/watch?v=u6tBzf2fgW0
https://www.youtube.com/watch?v=s1erJ1eVmLo

が出て来ました。
冒頭のパンパンパンは、もう平面を出してる所ですネ。
それと、新しい物は作り方が違ってますね。(側面が一体成形で)

質問者からのお礼コメント

皆様、多数の情報をありがとうございました。
今後の参考にさせていただきます。

Answer 2

ピンポイント的に、ここだけ回答しておく。

> アーク溶接やレーザー溶接の方が強度が上がるし水密性も向上します。

ハイヤー・タクシー専用車として開発されたトヨタの「コンフォート」。
何と！スポット溶接の点数を減らす事で、車体（シャーシ）の耐久性を上げる事に成功したとの学会誌での発表を読んだのは、もう十ウン年も前。

単にガチガチに溶接で固めりゃ、車体が強固になるってのは、私も含めて四輪車開発素人の幻想だ。
（四輪車のエンジン設計しか経験が無くて、御免ね。）

振動や荷重が加わったときに、しなやかに撓む方が、亀裂が入ったりし難くて耐久性が上がるんだってさ。

Answer 3

「車はかくして作られる」という本があったね
福森礼一郎だったかな

Answer 4

私が若いころ務めていたので、解る所だけは、お答えします

①ほとんどは、ロボットアームでした、
一部は、手載せでしたが、組み立て装置が自動で固定してくれて、機械が溶接していました
②効率の問題と広範囲の温度が上がり変形を防ぐためだと思いました
④その作業の人が居ましたよ、ほとんどの場合、修正は必要ないようにも見えました
⑤必要な所はシリコンみたいな奴を付けていましたが、パテは無かったようですね、プールみたいな所を通って、乾燥して、下塗りをして、乾燥して、本塗りをして乾燥して、仕上げていたようです
⑥必要な工程の部署に検査してる担当がいましたよ
⑦その通り、非常に効率よく組み立てできるようにしてありました

以上ですが、Sの付く工場でしたが、当時一つに工程が50秒くらいで出来るように流れ作業で出来るようになっていて、一日自分の勤務で500台ほど3交代で1500台生産していました

②で疑問があった衝突安全性の件ですが、車体が凹む方が、衝撃を和らげるのではないですか、後、凹んだ車を修理するのもスポットの方が交換しやすいのではないでしょうか

30年くらい前の事なので、現在とだいぶ違いのでしょうが、また、大衆車と、高級車も違うと思いますよ

超高級車は、手作りでひと月かけて作るとかも聞いたこと有りますよ