【ものづくり】東京モーターショー2019:プラスチック関連部品

軽量化、CASE対応など、多用途・多機能化が進む樹脂部材

2019/11/20

要約

部品・機械器具部門の展示
部品・機械器具部門の展示
(執筆者撮影、以下同様)

  東京モーターショー2019は、総勢192企業・団体が参加し、2019年10月24日から11月4日の12日間、東京ビッグサイトの青海展示棟、MEGA WEB、西展示棟、南展示棟などで開催された。来場者数は130万900人にのぼり、当初掲げた100万人目標を達成した。前回の77万人から7割近く増え、100万人を超えたのは2007年以来となる。

  本稿では、西展示棟および南展示棟の「部品・機械器具部門」およびMEGA WEBの「FUTURE EXPO」で注目したプラスチック関連の企業・団体の展示について紹介する。技術展示会と比べると、モーターショーでは部品の展示よりも製品コンセプトに関する展示が多い。また、最近の傾向としては、自動運転のツールとなるセンサーやカメラなどの展示が増えているほか、発熱する部品の増加に伴って冷却部材の展示が多くなった印象がある。


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多用途・多機能化に対応するプラスチック部品:FRP懸架用板ばね、バイオマス材ドアトリム など

FRP懸架用板ばね(日本発条

  サスペンション用のリーフスプリングは従来スチールであるが、日本発条の展示品は軽量化を目的にCFRP(炭素繊維強化プラスチック)またはGFRP(ガラス繊維強化プラスチック)を使用している。特長は以下のとおり。
1) スチールからFRPへ置き換えることにより、大幅な軽量化が可能
2) 車両性能や乗り心地改善のために、バウンドストロークを増加させることやバネ定数の微調整が可能

  同社ブースではこの他にもCFRP製ばねを展示していた。

懸架用板ばね 懸架用板ばねの使用例
懸架用板ばね
展示パネル:GFRP/CFRP板ばね
懸架用板ばねの使用例

 

バイオマス材ドアトリム(テイ・エス テック

バイオマス材料使用ドアトリム
バイオマス材料使用ドアトリム

  「環境と共存する未来への扉」と銘打った展示を行っていた。黄緑と白い部分は天然由来の素材を用いたバイオマス率60%の人工皮革を使用し、カーボンニュートラル化を図っている。黄色い部分は木質由来のCNF(セルロースナノファイバー)強化樹脂(マトリックスはPPと思われる)を使用し、環境にやさしい部品とした。

  その他、加飾したドアトリムやフィルム加飾(フィルムインジェクション成形)等が展示されていた。

 

コンフォート機能付きモーターリトラクター(東海理化

コンフォート機能付きモーターリトラクター
コンフォート機能付きモーターリトラクター

  シートベルトを巻き取るための装置。画像左側の白い部分は駆動部で摺動性の良好なPOM(ポリアセタール)、その右側の黒い部分はPOMの強度を補強するためのGF強化PBT(ポリブチレンテレフタレート)、カバーには静音のため、柔軟性に富んだTPC(熱可塑性ポリエステルエラストマー)が使用されている。また、内部にはPP(ポリプロピレン)も使用されている。

 

二輪車用ハンドルスイッチ(朝日電装)

二輪車用ハンドルスイッチ
二輪車用ハンドルスイッチ

  二輪車のハンドルに装備される、エンジンスタート、メーターなどを操作するスイッチ。強度、電気特性等に優れたPA6(ポリアミド6)のGF(グラスファイバー)強化グレードを使用している。下記の特長をあげている。
1) 機能が集約されている
2) 少量多品種に対応
3) デザイン対応

  その他、ジョイスティックや各種スイッチを展示していた。

 

ウレタンフォーム内蔵タイヤ
ウレタンフォーム内蔵タイヤ

パンク対策用ウレタンフォーム内蔵タイヤ(ブリヂストン

 水陸両用バギーのタイヤのパンク対策のためにウレタンフォームを内蔵している。タイヤの内側空間にウレタンフォームを埋め込むことで、悪路でのパンクによる走行不能リスクを低減することが可能となる。

 

CFRP外装ホバーバイク
CFRP外装ホバーバイク

CFRP外装ホバーバイク(東レ)

 FUTURE EXPOに展示されていた水陸両用のモビリティ。CFRP(炭素繊維強化プラスチック)を主要構造部材に使うことにより、軽量化が図られ、燃費節減、航続距離の延長を図ることができる。他の有力候補材料のアルミ合金などと比べ、CFRPは高強度・高剛性であり、デザインの自由度が高いなどの特長を活かしている。

 



ランプ:新成形法によるランプ部品、先進技術搭載ヘッドランプ

新しい成形法によるランプ部品(ミツバ

  ミツバが開発した世界初の1ロータリー一体式120°旋回成形システムのランプ部品とその構成部材を展示。レンズと二次射出接合物がPC(ポリカーボネート)で、ハウジングがABS樹脂(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体樹脂)である。レンズと二次射出接合物は同一材料を使用することで接合が可能となる。新規成形法として非常に興味深い。成形技術の概要は以下のとおり。
1) 1つのターンテーブル上に成形機3台(射出頭3筒)設置の一体型成形機を使用。
2) 下型は120°旋回で往復する。
3) ハウジング成形、レンズ成形、二次射出(接合)を同時化することでサイクルタイムを大幅に削減する。

  その他では、ワイパー周辺部品、パワーウィンドウモーター等も展示した。

新しい成形法によるランプ部品 ランプ部品の構成部材
新しい成形法によるランプ部品 ランプ部品の構成部材



先進安全フルLEDヘッドランプ(市光工業

先進安全フルLEDヘッドランプ
先進安全フルLEDヘッドランプ

  搭載された各種センサーからの情報に基づき、LEDの発光を制御するヘッドランプ。部材構成に関する展示パネルはあったが、各部位の材料名は不明。PC(ポリカーボネート)等、バラエティに富んだプラスチックが使用されていると思われる。

 

ブレードスキャンADBを搭載したヘッドランプ(小糸製作所

ブレードスキャンADBを搭載したヘッドランプ
ブレードスキャンADBを搭載したヘッドランプ
展示パネル:ブレードスキャンADB

  世界で初めて開発されたブレードスキャンADBユニットを展示。ブレードミラーの回転と12個のLEDの点消灯を制御することにより、数百個のLEDを使用するのと同等の細かな配光制御を実現。対向車や前走車に対する遮光範囲が極めて小さくなること、歩行者の早期発見につながるなど、交通事故低減に貢献する技術である。

  ヘッドランプには、レンズに透明性、耐衝撃性、耐候性等の優れたPCが使用され、ハウジング等にGF強化PP、PC/ABSアロイ、PBT等を使用していると思われる。

 GF強化PP (ガラス長繊維強化ポリプロピレン)
 PBT (ポリブチレンテレフタレート)
 PC (ポリカーボネート)
 ABS (アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体)

 

ヘッドランプ(IPF)

ヘッドランプ
ヘッドランプ

 同社は自動車や二輪車にオプションで採用される各種ランプを展示した。ヘッドランプ用のレンズはPC(ポリカーボネート)、リアランプ用のレンズはPMMA(メタクリル樹脂)が主に使用されていた。 

 



ADAS、通信システム:フレキシブルアンテナ、エンブレムフロントカメラ など

フレキシブルアンテナ(NTTドコモ、AGC

フレキシブルアンテナ
フレキシブルアンテナ

  5G対応のフレキシブルアンテナ。誘電特性に優れた(低誘電率、低tanδ)フッ素樹脂であるETFE(テトラフルオロエチレン-エチレン共重合体)フィルムが使用されている。

  5G向けのプラスチックとしては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)やLCP(液晶ポリマー)が有力な候補材との見解が得られた。

 

放熱FPC(日本メクトロン)

放熱FPC
放熱FPC

  発熱の多い部品に使用する放熱FPC(フレキシブルプリント基板)を展示。プラスチックは熱絶縁性なので、一般には蓄熱し、部品の温度上昇を招く。それを避けるため、熱伝導性の高いアルミと熱絶縁材であるプラスチックのPI(ポリイミド)フィルムを共存させた種々の基板を展示していた。

 

エンブレムフロントカメラキット(データシステム)

エンブレムフロントカメラキット
エンブレムフロントカメラキット

  振動吸収性に優れたポリウレタン製カメラカバーに超小型カメラを内蔵している。フロントエンブレム取付位置に装着できるため、目立たずスマートな外観になる。エンブレムはめっき性の優れたABS樹脂(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体)またはPC(ポリカーボネート)製と思われる。

 

レーダーセンサー(コンチネンタル

レーダーセンサー
レーダーセンサー

  電波を対象物に向けて発射し、その反射波を測定することにより、対象物までの距離や方向を測るセンサー。ハウジングはABS樹脂(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体)と思われる。

 

TCU(テレマティックス コミュニケーション ユニット)(ファルテック

TCU
TCU (Telematics Communication Unit)

  車載通信用ユニットで、機能としては自車位置確認、車両異常警報、車両状態認識、盗難警報、リモコンエンジンスタート、車内外映像確認などが挙げられる。ハウジングは物性バランスに優れ、経済的なABS樹脂(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体)と思われる。

 

360°ドライブレコーダー(カーメイト)

360°ドライブレコーダー
360°ドライブレコーダー

  360°レンズを2つ搭載したハイグレードモデルのドライブレコーダー。ハウジングは、寸法安定性、機械的強度等の優れたPC(ポリカーボネート)を使用している。

  ドライブレコーダーの特長は以下のとおり。
1) 撮り逃し無しの全天球モデル
2) 横までシームレスに撮影
3) 車両前方を200万画素の高解像度で記録

  基本機能は以下のとおり。
1) 6つの録画機能(常時、衝撃、手動、静止画、駐車常時、駐車衝撃)
2) スマートフォンを使用し、大画面でワイヤレスに映像確認
3) 駐車監視モード対応 など

 



電動化対応:高圧密閉燃料タンク、FCスタックマニホールド

高圧密閉燃料タンク(八千代工業

  樹脂多支柱内蔵技術を採用した電動化対応の燃料タンクは、HDPE(高密度ポリエチレン)とEVOH(エチレン‐ビニルアルコール共重合体)の多層品。特長は以下のとおり。
1) 樹脂支柱の仕様、レイアウトのみで密閉/非密閉タンクへの対応が可能
2) タンク内に樹脂支柱を配置することで外部補強が不要なため、低価格で密閉要件を満たすことが可能な軽量タンク

  このほかCFRPによる車体の軽量化やCFRP製水素タンク等も展示していた。

電動化対応の高圧密閉燃料タンク 展示パネル
電動化対応の高圧密閉燃料タンク 展示パネル:電動化対応した高圧密閉タンク開発



スタックマニホールド(トヨタ紡織)

  燃料電池に水素・空気・冷却水を供給する部品。大型アルミ部品と樹脂部品を金型内で一体成形することで、燃料電池の薄型化に貢献した。画像の左部分の樹脂部品はPA66-GF33、右部分はGF強化PA9Tが使用されていると思われる。強度、耐熱性などに優れた性質を活かしている。

  PA (ポリアミド)、GF (グラスファイバー)

FCスタックマニホールド 展示パネル
スタックマニホールド 展示パネル:スタックマニホールド


サーマルマネジメント、エンジン部品など:冷却バルブ、冷却パイプほか

冷却水流路制御弁(日立オートモティブシステムズ

冷却水流路制御弁
冷却水流路制御弁

  最近は発熱する車載部品が増えているため、それを冷却する部品も増加している。この制御弁は、PBTのGF45%強化グレードが使用されている。機械的強度、成形性、物性バランスに優れた性質が活かされている。

  その他、各種電装部品、PFIインジェクター等を展示していた。

  PBT (ポリブチレンテレフタレート)
  GF (グラスファイバー)
  PFI (Port Fuel Injection:吸気ポート内噴射)

 

クーラント制御弁(ミクニ

クーラント制御弁
クーラント制御弁

  発熱する車載部品が大幅に増えており、それに対応する冷却水の制御弁も増加している。耐熱水性、機械的強度、寸法安定性等の特性を活かしてGF強化PPS(ポリフェニレンスルフィド)が使用されている。

  その他、スロットルボディ、電動ペーパーポンプなどを展示していた。

 

ウォーターパイプジョイント(日本サーモスタット)

ウォーターパイプジョイント
ウォーターパイプジョイント
左)DSI成形法(型内溶着) 右)振動溶着

  冷却水配管の接合部品で、PA6T(ポリアミド6T)などが耐熱水性、機械的強度などを活かして使用されている。金属部品からの代替によって、軽量化を実現するとともに、熱伝導性低下による熱効率アップを図ることができる。

  このほか、サーモスタット、サーモバルブなどのサーマルデバイスを展示していた。

 

ウォーターアシスト成形による冷却パイプ(豊田合成

ウォーターアシスト成形による冷却パイプ
ウォーターアシスト成形による冷却パイプ

  ウォーターアシスト成形による中空状の冷却パイプの成形品が展示された。使用した材料はPA(ポリアミド)である。

 

燃料カットバルブ(HKT)

燃料カットバルブ(HKT)
燃料カットバルブ

  電気のON/OFFにより、空気や水などの流体を止めたり、流したり、流れの方向を切り換える電磁弁。耐熱性、電気特性、軽量性、耐薬品性、電波透過性、信号伝送特性、耐水性等に優れたSPS(シンジオタクチックポリスチレン)が使用されている。

  その他では、PPS(ポリフェニレンスルフィド)製のホーン等も展示していた。

 

EGRバルブ(ケーヒン

EGRバルブ
EGRバルブ

  EGRバルブは、排気ガスを吸気側へ取り込む際にその量を調節する部品である。耐熱性、耐薬品性、機械的特性等の優れた強化PPS(ポリフェニレンスルフィド)が使用されている。

  このほか、フューエルポンプ部品、吸気モジュール、電子制御スロットルボディなども展示していた。

 

エンジンオイルマネジメントシステム
エンジンオイルマネジメントシステム

エンジンオイルマネジメントシステム(マーレ

  新規に開発された部品で、エンジンオイルの有効利用を図るシステムである。耐熱性、耐薬品性、軽量性などに優れることを活かして、強化PA66(ポリアミド66)が使用されている。

システムの概要:
1) 交換容易なオイルセル。オイルフィルタと自動補充填機能搭載の密閉型システム。
2) 特殊専用オイル収容想定の設計で独自のオイルレベルコントロール技術を搭載
3) オイルポンプ、熱交換機等多彩な機能の統合化も可能。

システムの利点:
1) CO2排出量低減
2) 使用済みエンジンオイル回収・再精製
3) メンテナンス性向上など (パネル提示)

  このほか、オイルパン、シリンダーヘッドカバー等も展示していた。

 



アクチュエータ、ベアリングなど

シフトバイワイヤー用アクチュエータ(アイシン精機

トランスミッションシフト用アクチュエータ
トランスミッションシフト用アクチュエータ

  電気作動でギアチェンジを行うシフトバイワイヤー用のアクチュエータ。ハウジングは耐熱性、電気的性質、強度などに優れたPPS(ポリフェニレンスルフィド)が使用されている。

 

フロントグリルシャッター用スマートアクチュエータ(ミネベアミツミ)

  フロントグリルシャッターを開閉するための高機能アクチュエータ(ユーシンのブースに展示)。ハウジングは、機械特性、耐熱性、電気特性などの物性バランスの優れたPBT(ポリブチレンテレフタレート)の強化品。展示パネルで紹介していたが、多くの部位への可能性を秘めている。

フロントグリルシャッター用スマートアクチュエータ スマートアクチュエータ使用部位
フロントグリルシャッター用スマートアクチュエータ 展示パネル:スマートアクチュエータ使用部位



TPC製軸受け(大同メタル工業

TPC製軸受け
TPC製軸受け

  環境にやさしい鉛フリーの樹脂軸受材料。ポリエステル系熱可塑性エラストマー (TPC:ThermoPlastic Copolyester) に特殊充填剤を添加し、優れた柔軟性と摩擦特性を有する。特長は以下のとおり。
1) 低摩擦係数
2) 軟質相手材でも使用可能
3) 極めて柔軟性が高く、打音等の対策に適する。
4) 異物埋収性に優れる
5) 射出成形で複雑な形状が可能

  同社ブースでは各種プラスチックの軸受を展示していた。

 

ベアリングリテーナ(リケン

ベアリングリテーナ
ベアリングリテーナ

  PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)製のベアリングリテーナ。内輪と外輪の間に挿入され、耐摩耗性と良好ななじみ性によりボールベアリング・コロベアリングを保持する役割を果たしている。PEEKの耐摩擦摩耗性、強度、耐熱性などを生かした用途である。

 



接合・成形技術:金属とCFRTPの接合、インモールド成形品

Laseridge接合技術(ヤマセ電気)

  レーザー処理により金属に空隙を作成し、その金属を金型に挿入してCFRTP(炭素繊維強化熱可塑性プラスチック)を後成形することで、金属とCFRTPを接合するLaseridgeという技術を紹介。

Laseridge接合技術の工程 CFRTPと金属の直接接合モデル Laseridge接合サンプル
Laseridge接合技術の工程 左)CFRTPと金属の直接接合モデル
右)Laseridge接合サンプル



インモールド成形品(吉田テクノワーク)

インモールド成形
インモールド成形

  このインモールド成形品は、ハードコートなどの処理をした透明性のPCフィルムを金型に挿入し、外枠のプラスチック(PCやPC/ABS等であろう)の着色品を後成形したものと思われる。
 PC (ポリカーボネート)
 ABS (アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体)

 


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キーワード
ものづくり、モーターショー、樹脂成形、軽量化、CFRP、接合、サスペンションスプリング、ドアトリム、タイヤ、ヘッドランプ、アンテナ、カメラ、センサー、ドライブレコーダー、燃料タンク、インテークマニホールド、エンジンバルブ、ウォーターポンプ、エンジン冷却モジュール、EGRシステム、アクチュエーター、ベアリング

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