担当部品を、強度・コスト・量産性を落とさずにどう軽くするかで素材選びに迷っていませんか。自動車の軽量化素材はハイテン材・アルミ・マグネシウム・CFRP・樹脂で得意部位が異なり、特に発熱する電装部品は放熱要件で樹脂化できないのが悩みどころです。
だからこそ、部位ごとに素材と成形工法をセットで選ぶことが、強度やコストを落とさず軽量化する近道になります。担当部品をマグネシウムへ置き換えて軽量化するポイントは、次のとおりです。
- ポイント①素材要件を整理し優先順位を決める
- ポイント②比重差で軽量化率を見積もる
- ポイント③部品形状と量産数で成形工法を選ぶ
- ポイント④電食・熱膨張差など異種材料の接合課題に対処する
- ポイント⑤試作で機能要件と量産性を同時に検証する
この記事では、筆者はマグネシウム合金の成形にたずさわる技術者として、電装部品を鉄から置き換える事例、置換のポイント、主要素材の選び方、よくある質問までを解説します。
【事例】放熱が要る電装部品も高熱伝導マグネシウム合金で軽量化
引用：富山大学と共同特許出願を行った高熱伝導マグネシウムがプレスリリースされました。｜藤岡エンジニアリング
発熱する電装部品は放熱要件で樹脂化できず、重い鉄やアルミのまま残ってきました。当社は2026年4月、富山大学と共同で高熱伝導性マグネシウム合金を特許出願し、この弱点を克服しています。
マグネシウムは比重約1.8とアルミの約2/3・鉄の約1/4で、実用金属のなかで最も軽い素材です。 この合金と薄肉一体成形を組み合わせれば、放熱と電磁シールド性を保ったまま鉄部品を置き換えられます。
【課題】放熱要件で樹脂化できず鉄・アルミのまま残る
エンジン制御ユニットやインバータ周辺の電装ボックス、車載ディスプレイ筐体は、内部の半導体が発する熱を筐体から逃がす放熱性が欠かせません。樹脂は軽い半面、熱を伝えにくく発熱部品の筐体に使いにくいため、放熱が要る部位は重い鉄やアルミのダイカストのまま残されてきました。
強度や電磁シールド性も同時に問われるこの領域が、軽量化の共通の壁です。
【解決策】高熱伝導マグネシウム合金で放熱と軽さを両立
一般的なマグネシウム合金は熱を伝えにくく、放熱が要る部位には向きませんでした。当社が富山大学と共同で特許出願した高熱伝導性マグネシウム合金は、この放熱性を高めています。
軽さを保ったまま弱点だった放熱性を確保できるため、発熱する電装部品にも適用できます。もともと電磁シールド性に優れる素材で、電装部品との相性も良好です。
なお、マグネシウムの放熱性を活かすポイントについては、こちらの記事で詳しく解説しています。
関連記事：設計を最大化！マグネシウムの放熱性を活かす3つのポイント
【効果の目安】比重約1.8で鉄の約1/4・アルミの約2/3
軽量化の効果は、置き換え前後の素材の比重差からおおよそ見積もれます。
◆主要金属の比重の目安
| 素材 | 比重の目安 | 鉄を1とした比 |
| 鉄（鋼） | 約7.8 | 1.00 |
| アルミニウム | 約2.7 | 約0.35 |
| マグネシウム | 約1.8 | 約0.23 |
同じ体積なら、鉄部品をマグネシウムへ置き換えると重量はおよそ4分の1になります。 実際は強度を補う肉厚調整で目安どおりにはなりませんが、アルミからでも約3分の1軽くなる計算です。
なお、アルミとマグネシウムの比重の違いについては、こちらの記事で詳しく解説しています。
関連記事：アルミとマグネシウムの比重の違い！軽量化を実現するポイント
電装ボックス・ディスプレイ筐体で軽さ・放熱・シールドを確保
高熱伝導性マグネシウム合金の強みは、軽さ・放熱性・電磁シールド性を1つの部品で満たせる点です。電装ボックスではパワー半導体の放熱を、車載ディスプレイ筐体では表示ユニットの放熱と外来ノイズの遮蔽を受け持っています。
自動車用コネクタでも軽さ・放熱・電磁シールド性を確保でき、鉄やアルミからの現実的な置き換え先になります。
担当部品をマグネシウムへ置き換えて軽量化する5つのポイント
担当部品をマグネシウムへ置き換えるときは、素材だけを見て決めるとうまくいきません。要件の整理から量産検証まで、順序立てて進めることが失敗を防ぐ近道です。ここでは、設計・生産技術・調達の実務でそのまま使えるポイントを示します。
ポイント①素材要件を整理し優先順位を決める
最初に、その部品に求める要件を優先順位まで含めて整理します。放熱や強度、剛性、薄肉化、電磁シールドのどれを最優先にするかで、選ぶ素材や合金が変わります。
たとえば、発熱部品で最優先すべきは放熱で、その場合は高熱伝導性マグネシウム合金が候補です。剛性が最優先なら高張力鋼板やアルミとの組み合わせも選択肢に残ります。
要件を数値と優先順位で言語化しておくと、後工程の素材選定や工法選定で判断がぶれず、手戻りを減らせます。
ポイント②比重差から軽量化率の目安を見積もる
置き換えでどれだけ軽くなるかの目安を、比重差から試算します。鉄なら約4分の1、対アルミなら約3分の2が、マグネシウムの出発点です。
同じ形状なら比重比がそのまま重量比の目安になり、肉厚を薄くできればさらに減らせます。実際の下限を決めるのは、剛性を保つための設計上の肉厚です。
まず比重差でざっくり効果を見積もり、目標重量に届くかを早い段階で判断すると、無駄な試作を避けられます。
ポイント③部品形状と量産数で成形工法を選ぶ
部品の形状と量産数に合わせて、成形工法を選びます。プレスやアルミダイカスト、チクソ成形は、それぞれ得意な形状と数量が異なります。
◆主な成形工法の使い分け（筆者作成）
| 工法 | 得意な領域 | 主な対象 |
| プレス | 板材の大物・骨格 | 車体骨格・パネル |
| アルミダイカスト | 中〜大物の複雑形状 | ハウジング・構造部品 |
| チクソ成形 | 薄肉・精密・一体成形 | 電装筐体・コネクタ |
薄肉で複雑な精密形状を安定して量産するなら、半溶融で射出するチクソ成形が向きます。単純形状の大量生産ではダイカストが有利な場合もあり、形状と数量の二軸で選ぶと外しにくくなります。
ポイント④電食・熱膨張差など異種材料の接合課題に対処する
マルチマテリアル化で避けられない異種材料の接合課題へ対処します。異なる金属が接すると電食（異種金属接触腐食）が起き、熱膨張差が寸法や締結に影響します。
対策としては、電食を避ける機械締結や接着、SPR（セルフピアスリベット）やFDS（フロードリルねじ）といった機械的接合が有効です。
溶接に頼らず機械締結・接着・SPR／FDSを使い分けると、電食や熱膨張差の影響を抑えながら異種材料を接合できます。 接合部の絶縁や防食処理も設計段階で織り込みます。
ポイント⑤試作で機能要件と量産性を同時に検証する
試作では、機能要件と量産性を同時に検証します。軽くなっても放熱や強度が足りなければ採用できず、歩留まりが悪ければ量産に乗りません。
放熱性や寸法精度、歩留まりを実部品で確認して、必要なら設計や肉厚、工法条件を調整します。当社は金型から後加工までを社内に持つため、試作の反復を速く回せる体制です。
軽量化の効果と機能要件、量産性を一度の試作でまとめて確認すると、量産移行後のトラブルを大きく減らせます。
自動車の軽量化に使う主要素材の種類
自動車の軽量化に使う素材は、高張力鋼板（ハイテン材）、アルミニウム、マグネシウム、CFRP、樹脂が主役です。それぞれ軽さ・強度・コスト・量産性のバランスが異なります。
1つの素材で万能なものはなく、部位ごとに適材適所で使い分けるのが基本です。まず軽量化が求められる背景を押さえ、続いて各素材の特徴とメリット・デメリットを整理します。
なぜ自動車に軽量化が求められるのか（燃費・CO2規制・EV）
自動車の軽量化が求められる最大の理由は、燃費とCO2排出の規制です。日本では企業別平均燃費（CAFE方式）が導入され、メーカーの出荷台数を加重平均した燃費で評価されます。
車両が軽くなるほど走行に要するエネルギーが減り、燃費が改善して排出も下がります（資源エネルギー庁の省エネ関連ページ）。EVでは軽量化がそのまま航続距離の延長と電費の改善につながるため、軽さの価値はエンジン車以上に高まっています。
主要5素材の特徴とメリット・デメリット早見表
主要な5素材の特徴を、メリットとデメリット、代表的な採用部位で並べます。数値は一般的な目安で、実際は合金や設計で変わります。
◆主要な軽量化素材の特徴とメリット・デメリット（筆者作成）
| 素材 | 比重の目安 | 主なメリット | 主なデメリット | 代表的な採用部位 |
| 高張力鋼板（ハイテン材） | 約7.8 | 高強度で薄肉化しやすく低コスト | 比重は鉄のままで密度は下がらない | 車体骨格・補強部材 |
| アルミニウム | 約2.7 | 鉄より軽く加工しやすい | 鉄より高コストで電食に注意が要る | ボンネット・ホイール・ケース |
| マグネシウム | 約1.8 | 実用金属で最軽量・電磁シールド性 | 一般合金は放熱が弱く耐食対策が要る | 筐体・コネクタ・電装部品 |
| CFRP | 約1.5 | 軽く高剛性・高強度 | 非常に高コストで量産性が低い | 車体骨格・外板の一部 |
| 樹脂 | 約1.0前後 | 軽く自由な形状で低コスト | 放熱・耐熱・強度に制約がある | 内外装・小物部品 |
軽さだけならCFRPや樹脂が有利ですが、コストと量産性、機能要件まで含めると、部位ごとに最適な素材は変わります。
部位別に見る自動車の軽量化素材の選び方
素材の顔ぶれを押さえたら、部位ごとにどれを選ぶかを具体化します。車体骨格・電装筐体・コネクタでは、優先すべき要件が異なるためです。
素材・成形工法・接合をセットで選ぶことが、強度やコストを保ったまま軽量化する近道です。ここでは部位別の採用例から接合の注意点、放熱部品の勘どころまでを順に見ていきます。
車体骨格・電装筐体・コネクタの採用例と選び方
部位別に見ると、選ぶ素材の考え方がはっきりします。車体骨格では、高張力鋼板を主体に、要所へアルミやCFRPを組み合わせるマルチマテリアル化が主流です。
発熱する電装筐体では放熱性が要り、放熱を確保できる金属やマグネシウム合金が候補になります。小物筐体やコネクタで重視するのは、軽さと成形自由度です。
部位の最優先要件が強度なのか放熱なのか成形自由度なのかを先に決めると、素材選びの迷いが一気に減ります。
成形工法の違いと適材適所（プレス・ダイカスト・チクソ成形）
素材が決まったら、成形工法も適材適所で選びます。鋼板やアルミ板はプレス、アルミの立体形状はダイカスト、マグネシウムの薄肉精密形状はチクソ成形が代表的です。
プレスは大量生産に強く、ダイカストは複雑な立体を一体で作れます。半溶融で射出するチクソ成形が向くのは、薄くて寸法精度の要る形状です。
同じ素材でも工法で品質とコストが変わるため、形状・肉厚・数量に合わせて工法まで含めて設計することが軽量化の成否を分けます。
マルチマテリアル化で避けられない異種材料接合の課題
マルチマテリアル化を進めるほど、異種材料の接合が避けられない課題になります。異なる金属が接すると電食が起き、熱膨張差が寸法精度や締結の緩みの原因です。
溶接が使いにくい組み合わせでは、機械締結や接着、SPR（セルフピアスリベット）などの機械的接合を選びます。素材の相性を踏まえた接合設計が必要です。
素材を軽くしても接合で強度や耐久性を落としては本末転倒であり、接合方法まで含めて設計してはじめて軽量化が成立します。
自動車の軽量化素材でお悩みなら「株式会社藤岡エンジニアリング」
株式会社藤岡エンジニアリングは、1946年の創業以来、従業員168名（2025年9月時点）でマグネシウム合金のチクソ成形や精密製造を手がけています。1998年にマグネシウム合金チクソ成形を国内最初期で開始し、27年を超えるプロセスノウハウを蓄積してきました。
国内では希少なチクソ成形機を5台保有し、650tクラス2台でA4サイズまでの薄肉精密成形に対応します。自動車用コネクタや車載ディスプレイ筐体などの実績があり、金型製作から成形、機械加工（20ミクロン精度）、塗装・印刷、組立までを一貫して社内で対応します。
ISO9001／14001、医療機器製造事業所認可（2007年・岡山県）も取得済みです。また、2026年4月には富山大学と共同で高熱伝導性マグネシウム合金を特許出願し、放熱が求められる電装部品の軽量化まで踏み込んでご提案できます。⇒株式会社藤岡エンジニアリングへのお問い合わせはこちら
自動車の軽量化の素材でよくある3つの質問
自動車の軽量化素材について、設計・生産技術・調達の担当者からよく寄せられる質問を取り上げます。素材選定の判断材料としてお役立てください。
いずれも、担当部品を強度やコスト、量産性を落とさずに軽くしたいという実務の視点からの疑問です。当社の経験を踏まえてお答えします。マグネシウムの安全性、耐食性への対処、軽量化のコストと費用対効果を順に解説します。
質問①マグネシウムは燃えやすく危険ではないですか？
マグネシウムは「燃えやすい」というイメージを持たれがちですが、危険なのは切削粉や薄片であり、成形品そのものが簡単に燃えるわけではありません。適切な工程管理のもとで、自動車部品として安全に量産されています。
実際の量産で鍵になるのは、粉じんの管理と適切な温度管理です。とくに、チクソ成形は金属を半溶融状態で扱い溶湯を大気に触れさせないため、燃焼を防ぐSF6などの防燃カバーガスを使わずに成形できます。
安全性と環境配慮を両立できる点は、量産ラインを預かる生産技術の担当者にとって安心材料です。
なお、マグネシウムの危険性については、こちらの記事で詳しく解説しています。
関連記事：マグネシウムの危険性とは？安全に製造する3つのポイント
質問②マグネシウムは腐食しやすいですか？
マグネシウム合金は、鉄やアルミに比べて腐食しやすい面があるのは事実です。しかし、合金の高純度化や表面処理で、実用上の耐食性は確保できます。
代表的なAZ91Dのように不純物を抑えた高純度合金は耐食性が高く、化成処理（表面に保護皮膜を作る処理）や塗装で保護します。異種金属と接する部位では、電食を避ける絶縁や締結方法の設計も欠かせません。
耐食性は合金選定・表面処理・接合設計の組み合わせで対処でき、用途に応じた設計で十分に実用化できます。
質問③軽量化するとコストは上がりますか？
素材単価だけを見ると、マグネシウムやCFRPは鉄より高く、軽量化でコストが上がる場面はあります。しかし、費用対効果を左右するのは、素材単価だけではありません。
一体成形で部品点数と組立工数を減らせれば、加工・組立コストの削減で素材差を吸収できる場合があります。量産効果や、燃費・電費の改善による車両側のメリットまで含めて評価することが大切です。
コストは素材単価ではなく、部品点数・工数・車両性能を含めた総額で見ると、軽量化の投資対効果を正しく判断できます。
まとめ：素材置換・薄肉化・一体成形で軽量化する
自動車の軽量化は、1つの素材に頼るのではなく、部位ごとの要件に合わせて素材・工法・接合を選ぶことで、強度もコストも量産性も落とさずに実現できます。
担当部品をマグネシウムへ置き換えて軽量化する手順は、以下のポイントに整理できます。着手前に一度目を通してください。
- ポイント①素材要件を整理し優先順位を決める
- ポイント②軽量化率の目安を見積もる
- ポイント③部品形状と量産数で成形工法を選ぶ
- ポイント④電食・熱膨張差など異種材料の接合課題に対処する
- ポイント⑤試作で機能要件と量産性を同時に検証する
また、図面上の理論値と実際の成形・接合で出せる値には差が生まれます。まず1つの部品で軽量化率と機能要件を試算し、小さく試作して検証する進め方が堅実です。
放熱が弱点とされてきたマグネシウムも、高熱伝導性マグネシウム合金と薄肉一体成形を組み合わせれば、電装ボックスや車載ディスプレイ筐体など放熱が要る部位で鉄からの置き換えを狙えます。
素材選定から成形工法、異種材料の接合まで一気通貫で相談したいときは、藤岡エンジニアリングへ担当部品の図面と要件を添えてお問い合わせください。図面が固まる前の構想段階でも、軽量化の可否や概算のお見積もりから対応できます。強度・コスト・量産性を両立させた部品づくりへ、まずは一部品からご一緒に踏み出しましょう。⇒藤岡エンジニアリングへのお問い合わせはこちら
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