電化

電動化は自動車部品のサプライチェーンを揺るがしており、ゴム製品会社は材料科学と技術の確立した専門分野に新たな能力を追加する必要に迫られています。

特に、電気自動車は、動力伝達および処理システムで従来使用されていた機械部品をソフトウェアや半導体デバイスに置き換えるため、使用するコンポーネントが大幅に少なくなります。 これらの開発は、幅広い汎用ポリマーや特殊ポリマーをベースにしたゴム材料や製品のサプライヤーにとって重大な懸念事項です。

これらの傾向に対応するプレッシャーは高く、例えばフロイデンベルグ・シーリング・テクノロジーズの最高経営責任者（CEO）であるクラウス・メーレンカンプ氏は、FSTがそれに適応しなければ自動車売上の70パーセントを失う可能性があると見積もっている。

メーレンカンプ氏は最近のプレゼンテーションで、「内燃機関由来のパワートレインシステムに重点を置いているサプライヤーはリスクにさらされており、長期的には困難に直面するだろう」と述べた。

とはいえ、同氏は、特に電動パワートレインと内燃機関を備えたプラグインハイブリッドの売上が増加するため、内燃機関が短期的には引き続き重要であると予想している。 FST は、摩擦のないシールやガスケットなどの開発により、自動車業界の最も厳しい ICE の課題のいくつかに対処するコンポーネントの開発に何年も費やしてきました。

「これらのソリューションは、バッテリ駆動システムや燃料電池システム特有の課題にも対処できるよう方向転換する必要がある」とモーレンカンプ氏は述べた。 「例えば、摩擦を低減し、出力と効率を向上させ、軽量化とコンパクトな設計要件に対処するシーリング技術は、新しいモビリティの時代においても同様に重要になるでしょう」と同氏は述べた。

FSTは、とりわけ、熱管理、より高い安全基準、電気伝達、電磁シールド、耐用年数の長さなどに対処するための「独自のシーリングソリューション」を導入しているとモーレンカンプ氏は付け加えた。

転換点

ダウ・シリコーン・ドイツ社のシリコーンゴム研究開発マネージャー、ハンス・ピーター・ウルフ氏は、EVとハイブリッド車の出現が、電気ケーブルとコネクタの需要の大幅な伸びに寄与していると考えている。

ウルフ氏によると、車載電子システムの需要は年間約16％増加すると予想されており、2025年までに自動車生産の3分の1が電気自動車/ハイブリッド車になると予想している。

「そして、以前は車両に約 20 ～ 40 個の電気コネクタが搭載されていましたが、現在ではそのようなゴム部品が 2,000 ～ 4,000 個あり、その数は増加しています」とウルフ氏はドイツ、ニュルンベルクで開催された DKT 2018 でのインタビューで語った。

ウルフ氏は例として、ケーブル コネクタの数が VW ビートルの 45 個から、2011 年にはより現代的な車では 2,100 個以上に増加したことを挙げました。この傾向は近年さらに加速しています。

これらは小さなゴム部品だが、何百万個も生産され、それがシリコーンゴム材料の需要の「大幅な増加」につながったと同氏は述べた。

同様に、Hexpol TPE GmbH のグループ製品マネージャーである Thomas Koeppl 氏は、車両の電動化によって必要とされるケーブル配線の量が段階的に変化しているため、熱可塑性エラストマーの需要が増加していると指摘しました。

同氏によると、この応用分野では、TPE は主にケーブルのマントリングまたは内部絶縁、特に最適な曲げ強度特性が必要なケーブルに使用されます。

熱や攻撃的な媒体に対する耐性などの要件に加え、すべてのケーブル材料は、難燃性と発煙に関する厳しい基準と仕様を満たす必要があり、理想的にはハロゲンフリーの難燃剤を使用する必要があります。

ケプル氏は、バッテリーは重大な火災の危険を引き起こす可能性があると述べ、ヘクスポールがシールやグロメットなどの射出成形部品用に特殊な難燃性化合物を開発したことを指摘した。

EV におけるもう 1 つの材料要件は、タッチ パネル、ディスプレイ システム、ケーブル管理部品などのアプリケーションにおける導電性と帯電防止特性に関係します。 これらの用途について、Hexpol のマネージャーは、10 パワー 3 ～ 10 パワー 8 オームの抵抗を持つ TPE が入手可能であることを指摘しました。

騒音・振動

DKT 2018 での別のプレゼンテーションで、ContiTech の Florian Luebke 氏は、「モーターがより高い周波数で励起を生成することもあり、EV はエンジン マウントに新たな課題を提示している」と述べました。

したがって、設計上の特徴や使用される減衰材料を含め、電気モーター駆動車両の高周波特性を最適化する作業が継続中であるとリューブケ氏は述べた。

同氏は、設計者は、高周波空気音やICE車両で経験される重なり合う騒音の欠如など、車両乗員の騒音認識にも対処する必要があると付け加えた。

電気モーターはほとんど静かに動作するため、特に車室内では他の騒音がより顕著になります。 したがって、自動車メーカーは、最適化された消音特性を備えた内装材や部品を求めているとリューブケ氏は述べた。

同氏は、「自動車メーカーは、構造伝播騒音を最適化するためのオプションを模索している。コンチネンタルは、エンジンマウントシステムと対応するコンポーネントで多大な貢献ができるだろう」と語った。

EV 用のゴム製防振取り付けソリューションに関する課題も、最近の IoM3 エンジニアリング グループ カンファレンスにおける DTR VMS の Rob Wardrop 氏によるプレゼンテーションの焦点でした。

同氏は、6月29日にイギリスのワーウィック大学で開催されたRIEG輸送エラストマー会議で、車両への高トルクの適用の管理や高周波ノイズの伝達の低減などが課題であると述べた。

「高トルクを非常に迅速に適用する必要があるため、トラベルを制限するスナッビングがマウント全体でバランスが取れていない場合、車両の残りの部分への『チップイン/チップアウト』入力が発生する可能性があります」とウォードロップ氏は述べた。

DTR VMS は、数学的モデリングを使用して個々のマウントの進行要件を定義し、トルク アプリケーションの抑制を制御します。

ウォードロップを追加したツインショット成形を使用して、マウントのさまざまな部分にさまざまなゴムコンパウンドを提供できます。

例えば、同氏は、「移動制限を提供するゴムは、直線移動セクションとは別の特性を持たせることができ、制限されたパッケージの範囲内で追加の調整機能を提供することができる」と述べた。

高周波ノイズの伝達に対抗するために、Wardrop はさらに、高周波試験と FEA 研究を組み合わせて、ゴムの主要作動部分の共振モードを乱す要素を組み込んだゴム形状を開発する方法について説明しました。 これにより、システムがこれらの周波数を通過するときに発生する振動伝達の増幅が減少します。

さらに、二重絶縁システムを使用して、慣性質量の共振周波数よりも高い周波数での絶縁を向上させることができます。

「電気モーターは低周波数域を非常に速く通過するため、この質量の励起による潜在的な悪影響は最小限に抑えられます」とウォードロップ氏は述べた。

DTR VMS は、2021 年から市場にリリースされる予定の EV 用マウントを開発中の多くの OEM と協力しています。

接着剤の需要

一方、フロスト＆サリバン社は、衝突安全性接着剤、液体塗布型消音剤、耐高温シリコーンなどの自動車用接着剤やシーラントの需要が増加すると予測しています。

F&S社の調査では、EVの普及が急増し、部品の統合や重いバッテリーパックを補う軽量素材の使用などの目的でこうした製品の採用が進むと予想している。

「異種基板を接着する必要性の高まり、安全性への懸念の高まり、OEM各社の美的外観の向上への注力により、チャンスが生まれつつある」とF&SのEIA、化学品・材料部門リーダーのレオニダス・ドコス氏は述べた。

同氏はまた、メーカーが「エンジンやトランスミッションの部品や油性基材に現在使用されているシリコーン材料よりも優れた性能を発揮する高度な接着剤やシーラントを開発する」必要性を指摘した。

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