レーザースクリューウェルディング(Laser Screw Welding、LSW)は、トヨタ自動車が開発したレーザー溶接技術の一つで、リモートレーザーロボットを用いてレーザー光を円形に走査し、重ねた鋼板を点状に接合する溶接手法である。安全性・信頼性・骨格剛性など車両性能の基盤を成す車体骨格の接合は従来スポット溶接が主流であったが、様々な制約があり骨格部材の強度・剛性を十分に引き出すことが困難であったため、その代替技術として開発された。
2012年に公開され、「スポット溶接」の補強的な役目ではなく、代替となる溶接技術として位置づけられている。
概要 リモートレーザーロボットを用いて円形にレーザーを走査し、溶接条件の工夫により溶融した鉄を流動制御することによって、レーザー溶接の大きな課題であった板隙による品質不安定を克服した技術である。
従来のレーザー加工による溶接では、ボディ片側からの溶接が可能である一方、スポット溶接のように材料同士を機械的に密着させないため、鋼板同士の隙間である「板隙」をある程度許容する必要があるという課題があったが、LSWは出力や走査パターンの最適化によりこれを解消した。
通常のスポット溶接を「ボタン留め」に例えるなら、LSWは「ジッパー留め」のような連続的な接合方式といえる。
特徴 接合形状・強度に関する特徴 片側アクセスが可能となるため接合配置の自由度が高く、短ピッチの溶接も容易である スポット間隔を狭くでき、密度の高い溶接が可能になることで接合剛性が向上する 分流が発生しないため打点間隔の制約がなく、打点間隔を最小限に詰めた場合は構造用接着剤に近いねじり剛性を実現できる
加工・生産性に関する特徴 1点あたりの所要時間が0.3～0.8秒と短い スポット溶接の約3倍の速さで溶接が可能であり、生産効率が向上する 打点間隔を詰めることでコンパクトかつ低コストな生産ラインの構築にも寄与する
適用部位に関する特徴 片側からの溶接アクセスができるため、スポット溶接では困難な狭い箇所や構造にも適用できる 閉断面にも適用可能である 接合する部位に打点を集中できるため、開口部の各骨格間を集中して結合することが可能となり、ボディ剛性を高めることができる
メリット 接合剛性の向上:スポット間隔を狭くでき、密度の高い溶接ができるため接合剛性が向上する 生産効率の向上:スポット溶接の約3倍の速さで溶接が可能である 接合配置の自由度:片側アクセスが可能であるため接合配置の自由度が高く、短ピッチの溶接も容易である 板隙への対応:溶接条件の工夫により溶融した鉄を流動制御することで、レーザー溶接の課題であった板隙による品質不安定を克服している 生産ラインの効率化:コンパクトかつ低コストな生産ラインを作ることにも寄与する
デメリット・課題 設備投資コスト:リモートレーザーロボットやレーザー発振器などの専用設備が必要となるため、従来のスポット溶接機に比べて初期導入コストが高くなる傾向がある。 従来のレーザー溶接における制約:レーザーによる溶接ではスポット溶接のように材料同士を機械的に密着させないため、鋼板同士の隙間(板隙)をある程度許容することが求められるという課題があり、LSWはこれを溶接条件の最適化によって解決する必要があった 業界全体の課題:技術革新の裏で、人材不足やコスト面の課題も依然として残る
採用事例 4代目プリウスに採用され、打点ポイント数を旧型車に比べて30%増やすことができ、車両のねじり剛性は60%向上した レクサスLCのスケルトンボディにおいて、構造用接着剤と併用してLSWが採用された
関連項目 レーザー溶接 スポット溶接 TNGA 車体
出典 「レーザースクリューウェルディング」自動車技術会 自動車技術330選 「トヨタが採用！ 驚異の『レーザー溶接』でクルマはどう変わる？ 車体強度60%アップの秘密とは」Merkmal、2025年 「レーザースクリューウェルディングとは？トヨタ車ボディの接合剛性が60%アップ!?」CARPRIME 「【トヨタ】新たな溶解技術『レーザースクリューウェルディング（LSW）』とは」グーネット、2019年 「異種材料接着・接合技術は『安全・安心』『感動』『環境』の3つを兼ね備えた電動車の普及に必要不可欠」Motor-Fan TECH 「トヨタ，レーザー溶接で自動車技術会賞受賞」OPTRONICS ONLINE、2017年