トヨタ～のブログ一覧

連続投稿3日目はよりディープな内容、部品ブースとマツダブースの新型エンジン、スカイアクティブXを取り上げます。
東京モーターショーでは、完成車メーカーのみならず完成車に部品を納めている部品メーカーさんや、トラックの荷台を架装して使用用途に合わせた改造を行う架装メーカー、JAFや国土交通省などの社団法人・官公庁なども出展をしています。
その中から、個人的興味や関心を集めたものを紹介していきます。
ただし、部品ブースということもあって基本的に写真少なめです。（たぶん撮影可だったと思いますが、撮影を控えました。）

・NPR、リケン（ピストンリングメーカー）、大同メタル（エンジンメタル）
ピストンリングとは、エンジンのピストン周囲に取り付けられ、エンジンオイルが燃焼室に入らないように、また燃焼室の空気が抜けないようにシールをする部品です。
エンジンメタルとは、エンジンの回転パーツ（クランクシャフト）を保持する部品で、エンジンメタルとクランクシャフトはエンジンオイルを介するので基本的に接触はしない（エンジンオイルの膜厚でベアリング効果を果たす）部品です。
いずれのメーカーも共通するのは「エンジンオイル」というキーワードで、疑問に思ったことを一問一答形式で聞いてみました。しかもまとめるということでお察し頂けるかもしれませんが、なんと3社同じ質問をして同じ回答（！）でした。
Q：エンジンオイルの粘度指定で、純正指定以外を使うと問題あるか？
A：低粘度オイル（0W-20など）を使うと膜厚が確保できず、部品同士の接触が起こりエンジンに不具合を起こす。高粘度オイルを使えば問題はないが、その他の理由（つまりポンプの駆動抵抗とかエンジンオイルのせん断抵抗とか）で他の部品に影響があると考えられる。
Q：エンジンオイルに入れる添加剤は入れて効果があるのか？
A：すべての添加剤を試すことはできない。だが添加剤による品質クレーム等は聞いたことがないので通常使用はできると思う。しかし全く問題がないと保証することはできない。
…これらに加えて、これまた3社とも同じように言われたことが以下の通りです。
「我々が性能試験を行う際は、純正オイルを用いて試験を行う。それに当たって悪条件を試すためのオイルも自動車メーカーから供給を受けて、それで問題ないことを確認している。だからエンジンオイルは純正オイルを使い、純正の交換サイクルを守ることが現在の自動車にとって最も負荷の少ない使い方であると考えています。」

・松井製作所（ユニバーサルジョイント…ステアリング系、駆動系部品）
自動車の部品には、例えばFF車の駆動系を想像すると「舵を切りながら、駆動力を伝える」部品があります。このとき、動力側とタイヤ側で向きが変わるときがありますが、それでも動力を伝えるために必要な部品がユニバーサルジョイント、漢字で書くと「自在継手」というものです。

写真はイメージです。（松井製作所さんの製品ではありませんので注意。）
この部品はステアリングでも使われていて、身近なところではチルトステアリングはこの機構を応用したものになります。
出品されたものの中に、長さを変えられる歯車（スプライン）が付いたユニバーサルジョイントがあり、この歯車部分にコーティングがされていることで、ガタがないジョイントができたと説明を受けました。
そこで、この歯車を作るのはどれだけ大変かと聞いてみると…簡単に言えば「とても大変で、長いほど製造するのも難しく、当然単価も上がる」とのこと。
…このスプライン、つまりはステアリング系の「テレスコピック」機構のベースなのですね。
テレスコピック機構がなぜ高級車に採用される傾向なのか、少しカラクリが分かったような気分です…。

・杉浦製作所（ホイールハブナット）
会社名は聞いたことがなくても、部品はイメージしやすいものです。つまりホイールを留めるときに使うナットを作っているメーカーです。
このホイールナットで気になるのは、テーパー部分がどうやって作られているのか。

写真は杉浦製作所さんのHPより拝借。
やっぱり転造のようです。気になるのはネジ穴とテーパーの精度ですが、ここまでは説明員さんでは分からないとの話…。

・会津UV漆グループ

写真はユーアイヅさんのHPより拝借。
会津の漆会社3社が集まった展示で、漆の中に紫外線硬化型の材料と漆を混ぜて作った塗料を使うと、漆の質感と特性に、紫外線への耐久性と生産性の高さを合わせた材料になるというものです。今回の展示では自動車の内装化粧パネルへの転用を提案するもので、とても綺麗なパネルが多数並んでいました。

・トヨタ紡織（自動車用シート、内外装部品、吸排気系など）

トヨタ紡織さんのPDFファイルより拝借。
トヨタ紡織さんからLS技術をひとつ。ドアトリムの布張り。といってもLS上級グレードのオプション内装車のみのもの。写真はそれですが…これ、プリーツ手織りだそうです。（驚き）
これも織り方が特殊だそうで、フロント側の折り目は小さく、リヤ側の折り目は大きくなっていること、折り目が重なる場所でレクサスのモチーフになるL字型を描くこと、そして左右のドアパネルで同じように見えること、かといって機械で折ったような無機質さを出さないことが開発の苦労ポイントだそうです。

・豊田合成（エアバッグ、ウェザーストリップ、インパネなど）

再びLS技術。ドアガラスとドア枠の段差をなくしたガラスランの展示です。これをすることで風切り音低減、静粛性の向上、空力特性の向上、見た目のカッコよさを求められるわけです。

ちなみにエアバッグも展示がありました。

・東海理化（スマートキー、シートベルトなど）
ここからもLS技術。シートベルトのバックル（金具を受ける部分）が自動でせり出す機構と、ベルトの巻取りをモーターで行う仕組みが展示されていました。
ベルトの巻取りをモーターで行うのはプリクラッシュセーフティシステムのためで、折角これをやるならばベルトを引き出すときの引っ張る力を抑えようというのが開発の発端だったそうです。そしてバックルをせり出すことで装着しやすさを高めようというものです。

・曙ブレーキ（ブレーキキャリパーなど）

F1用のブレーキシステムです。隣にマクラーレンP1用のシステムが置いてありましたが、それよりも小さかったのが特徴的です。大きさとしては18インチのクラウンあたりと変わらない？（もっと小さいかも）。

・独立行政法人 自動車事故対策機構（NASVA）

展示物はトヨタ・C-HRのオフセット衝突試験車両。つまりぶつけた後のクルマです。
ここでいくつか、説明員さんに聞いてみます。
Q：欧州ユーロNCAPで実施しているサイドポールテストの実施予定はあるか？
A：今後の展開については検討中。来年度から国土交通省の自動車型式認定時にその要件が盛り込まれることは承知している。ただし、実際にテストすると決めたわけではない。
Q：米国IIHSではスモールオフセット衝突試験を行っているが、日本ではやらないのか？
A：前述と同じく検討中。衝突形態を調査し、事故率の高いものから優先して試験を行っている。
要望：スモールオフセット衝突は日本で、路地にある電柱やガードレールにぶつけるパターンで一般的と思うので実施をお願いしたい。そのとき、運転席側と助手席側で同じ安全性かも確認して欲しい。（だいたいは回避行動をするとき、助手席側に回避し助手席側をぶつけるパターンが多いため。）

・国土交通省　自動車局（ASV）
展示物はパネル展示のみで、今後の自動車の法整備について展示がありました。
ここでも一つ聞いてみたいことがあり、説明員さんに聞いてみました。
Q：自動ブレーキなどの用語、法整備について現在の進展と展望は？
A：自動ブレーキは一般に浸透してしまったが、言葉から期待される中身と実際がかけ離れていることは承知済み。ただし法整備するには至っておらず、早く言えば「何も決まっていない。」
Q：それはなぜ？
A：この法整備を整えるだけで、いくつもの省庁が絡んでいる。
例えば取り締まりは警察庁、法律は法務省、自動車のことなので当然ながら国土交通省、それから総務省からも審議会への出席者がいる。国の方針を決めることなので内閣府と内閣官房からも出席者がいる。それぞれの思惑と要望が今は入り乱れている状況。
Q：では、いつまでに取りまとめたいと考えているか？
A：内閣が2025年までに普及を図りたい考えでいるので、2022年とか23年までに取りまとめたい。そうしなければ、責任分掌や法律の取り扱いがあやふやな自動車を作ろうとするメーカーが居なくなると考えている。（補足：自動運転車両の事故を自動車メーカーの責任にされることを恐れるため。）
ここで特徴的なのは、こうやって説明をする職員の皆さんは低姿勢、とても丁寧な人が担当することが多いことです。お役人だから、公務員だから、どこそこの省庁だからというステレオタイプで文句だけ言いふらすのはやめた方が賢明です…。

そしてようやく、最後にこれ。真打ち登場。（そして専門用語を多数用いてお送りします。）
【マツダ・スカイアクティブX】

まずはエンジンの燃焼についておさらいします。ガソリンエンジンは火花を爆発の引き金として使います。これは爆発するタイミングは制御ができますが、爆発した時の燃焼速度（火花近くが点火した時は、火花から遠い場所ではまだ何も起きていない…火炎伝播の時間差）が制御できないという問題があります。
ディーゼルエンジンは燃焼室内部の燃料と空気を混ぜた混合気を圧縮し、その圧縮温度で混合気自身が、混合気を点火する仕組みです。これは圧縮が均一と考えることができるので、燃焼するときは一斉に燃やすと考えることができるのです。ただし、燃焼するタイミングを制御することができません。これを制御する方式として現在主流なのは「直噴ディーゼル」で、つまり空気だけ圧縮しても燃えないから圧縮した空気に燃料を入れて混合気を作ろう…という発想のものです。
ではガソリンエンジンをディーゼルのように燃やそうとするとどうなるか。今度は燃料濃度が一定でないので局所的な爆発・高温になってエンジンを壊してしまうのです。
一方で、ディーゼルをガソリンのように燃やすのは難しく、混合気自身が燃焼する条件を作ってやらなければなりません。つまり圧縮しなければいけないわけですが、圧縮する力はエンジンにとってロスになってしまうわけです。（出口のない注射器に空気を入れて押しつぶすのと同じ理屈。）
…じゃあいいとこどりの燃焼ができませんか？というわけで開発されていたのがHCCIという燃焼方法。ガソリンを適切なタイミングで、燃料自身が点火起爆になって点火させる方式です。マツダはこれに80年代の後半から研究を行い、いくつも論文を専門の学会に発表しています。ただし、HCCIはその制御を行うことが難しいのです。

このスカイアクティブXは、そのHCCI機関というわけです。つまり80年代から30年近く開発した成果がここに表れたということです。
説明員さんに話を伺い、その特徴を以下にまとめます。
・SPCCI（スパークプラグ燃焼による自己着火）はモード燃費測定法の回転数域の全域で対応可能。
・通常燃焼方式は高回転・高負荷回転域で行う制御を持っている。
・リーンバーン燃焼のモードを持っている。NOx対応は燃焼で対応し、触媒は三元触媒を用いる。もちろん触媒自身にも緻密な改良を行っている。
・燃焼室内の均一な燃焼、という考え方ではなく燃焼室内の燃焼速度を把握し、適切な混合気濃度を作る工夫を行った。
・材料などは従来のスカイアクティブと大きな変更はない。ただしピストン・コンロッドは強化型を採用。
・適切な混合気を作るために燃料噴射は直噴を採用。圧縮比15以上のため、ディーゼルと同様のインジェクター（推測：コモンレール直噴装置？）。よってディーゼルのような独特のカリカリ音は多少する。
・圧縮比15の仕様と16の仕様を開発。15の仕様はレギュラーガソリン、16の仕様はハイオクガソリンを予定。
・現在の問題は通常燃焼方式マップ制御下でのノッキング・デトネーション対策。
・市販予定は2019年を予定。


まとめ：部品ブースこそモーターショーの本気を見ることができる！
いくつかの部品ブースを紹介してみました。もちろんこれ以外の部品ブースも多数あり、魅力的な部品を多数展示していました。一つひとつをじっくり見ていくと、完成車になると全く気にも留めない、気づかない、分からない、見えない部品に心血を注ぎ、地道に、真面目に改良を続け、革新を追い求める多くの人たちの努力を見ることができるのです。
そしてまた、それらを知ることによって自らのカーライフを、あるいは整備などの有効さ、必要性を理解するポイントにもなるわけです。
完成車メーカーが粘土細工のおもちゃでだましているような展示物なんて、見たところで勉強にも考察にも何にもなりません。部品メーカーこそ見る価値がある、私はそう思います。

3部作の最後、今後のモーターショー。
完成車メーカーであればあるほど、見る価値のあるものは少なくなっていっています。
本気を感じるのは商用車ブースと部品メーカーブースです。一般に目にすることがほとんどないようなものが、至って普通であるかのように展示され説明されます。
いっそ、部品メーカーだけの展示会があると面白いのですが…。（人とくるまのテクノロジー展は商業目的が強すぎて、一般向けには門前払いの雰囲気が強すぎます。）
自動車メーカーしか見て回らないのなら、この先夢物語で実現性のないモーターショーに未来はないと、個人的には思います。