自動車用密封ソリューションガイド

多くの人は、車が問題なく動くことを当然のことと考えています。エンジンはスムーズに始動し、ブレーキは適切に作動し、車内は快適に保たれ、高温時や雨天時、日常的な走行環境においても車は安定して走り続けます。多くのドライバーが車の内部で何が起きているのかを意識し始めるのは、何らかの不具合が発生したり、液体などの漏れが生じたりしたときです。

こうした日常の運転を支えているのは、車両全体にわたって連携して機能する数多くのシステムです。自動車用シールソリューションは、これらのシステムに使用される数多くの構成部品の一つです。自動車用シールは比較的小さな部品ですが、車両の正常な動作を支えるうえで重要な役割を果たしています。

本記事では、さまざまな車両システムで使用される一般的な自動車用シールソリューションに焦点を当て、その用途と密封要件について解説します。

自動車システムにおいて密封が重要な理由

車両には、作動時に流体、ガス、圧力、温度を適切に制御する必要がある多くのシステムが搭載されています。これらのシステムを正常に機能させるためには、流体やガスが外部へ漏れないように密封する必要があります。また、水、ほこり、その他の汚染物質が精密部品へ侵入するものも防ぐことも重要です。

そこで重要な役割を果たすのが、自動車用シールソリューションです。自動車用シールは、漏れを防止し、システムの安定性を維持するとともに、さまざまな車両システムで使用される部品を保護します。

自動車システムはそれぞれ異なる条件下で作動するため、用途に応じてシールソリューションも異なります。温度、圧力、動作条件、化学物質への曝露などの要因に基づいて、適切なシールの種類と材料が選定されます。

以下では、さまざまな車両システムで使用される一般的な自動車用シールの種類について紹介します。

車両システムで使用される自動車用シールの種類

自動車の各システムでは、使用環境や用途上の要件に応じて、異なるシール構造と材料が必要となります。一般的な自動車用シールには、Oリング、ガスケット、シャフトシール、ピストンシール、リップシール、接着型シール部品などがあります。また、材料の選定も、温度、圧力、化学物質への曝露、動作条件などの要因によって異なります。

以下では、自動車用シールソリューションが、さまざまな車両システムおよび使用環境でどのように使用されているかを紹介します。

•    吸気・排気システム

吸気・排気システムは、車両の作動時に空気および排気ガスの流れを管理します。これらのシステムで使用されるシールは、ガスの漏れを防ぎ、システム各部における安定した空気の流れと圧力を維持する役割を果たします。

作動時、シール部品は高温、圧力変化、排気ガスにさらされる場合があります。空気を圧縮してエンジン性能を向上させるターボチャージャーシステムでは、熱と圧力がさらに高くなる可能性があります。また、排出ガス制御に使用されるEGRおよびSCR/AdBlueシステムでは、シールが排気残留物や化学物質にさらされ、時間の経過とともに結晶化物が堆積する場合があります。

こうした使用環境では、優れた耐熱性と耐薬品性を備えたシール部品が求められます。一般的なシールソリューションには、Oリング、成形ゴムガスケット、高温用排気シール、ターボチャージャー用シールリングなどがあります。FKM、HNBR、FVMQ、VMQなどの材料は、耐熱性、耐薬品性、および吸気・排気環境における長期耐久性に優れているため、一般的に採用されています。

•    ブレーキシステム

ブレーキシステムは、油圧によって車両の作動時の制動力を伝達します。マスターシリンダー、キャリパー、ブレーキピストンなどの部品に使用されるシールは、ブレーキフルードの漏れを防ぎ、制動時に安定した油圧を維持する役割を果たします。

作動中、これらのシール部品は、圧力変化、部品の動作、および制動によって生じる摩擦に繰り返しさらされます。時間の経過とともに、こうした条件によって密封部品の摩耗が徐々に進行し、シール性能の安定性に影響を及ぼす可能性があります。

安定したブレーキ性能を支えるため、これらのシステムに使用される密封部品には、優れた耐摩耗性、低圧縮永久ひずみ、長期的な寸法安定性が求められます。一般的なシール部品には、ピストンシール、マスターシリンダーシール、キャリパーシールなどがあります。EPDMは、ブレーキフルードとの適合性、耐熱性、長期耐久性に優れているため、ブレーキシステム用シールに一般的に使用されています。

•    燃料システム

燃料システムは、車両内で燃料を貯蔵し、各部へ供給します。これらのシステムで使用されるシールは、燃料を保持し、燃料の漏れや蒸発を抑えるとともに、燃料供給部品におけるシール性能の安定性を維持します。

燃料システムのシール部品は、燃料に含まれる化学成分、圧力変化、高圧燃料噴射環境などにさらされる場合があります。また、燃料の種類によって、求められる材料特性も異なります。例えば、FKMは優れた耐燃料性および耐薬品性を備えているため、ガソリン、ディーゼル、バイオディーゼル用途で一般的に使用されています。一方、FVMQは、ガスとの適合性と低いガス透過性が求められるLPGシステムで使用される場合があります。NBRは、優れた耐燃料性と耐摩耗性を備えているため、一部の従来の燃料シール用途に使用されています。

燃料システムで使用される一般的なシールソリューションには、インジェクター用Oリング、燃料ポンプシール、燃料ラインコネクターシール、燃料タンク用シールガスケットなどがあります。

•    冷却・空調システム

冷却・空調システムは、車両内部の温度を調整する役割を担っています。冷却液と冷媒は、接続された各部品を通じて継続的に循環し、エンジンの熱を管理するとともに、車内の快適性と安定した作動温度の維持を支えます。これらのシステムでは流体が継続的に循環するため、冷却液や冷媒の漏れを防ぎながら、圧力変動や繰り返される温度変化の下でも安定したシール性能を維持するためのシール部品が必要です。 

熱サイクルや冷媒への曝露環境下で長期的なシール性能を維持するため、冷却・空調システムでは、冷却液との適合性および耐候性に優れたEPDM、耐熱性および耐冷媒性に優れたHNBR、屋外環境や冷媒関連環境で安定したシール性能を発揮するCR/Neopreneなどのシール材料が一般的に使用されています。一般的なシールソリューションには、ラジエーターガスケット、ウォーターポンプシール、サーモスタットハウジングシール、コンプレッサーシャフトシール、A/C冷媒用Oリングなどがあります。

•    トランスミッション・ステアリングシステム

トランスミッション・ステアリングシステムには、車両の動きや動力伝達を制御するため、多数の回転部品および可動部品が使用されています。これらのシステムで使用されるシールは、潤滑油を保持し、異物の侵入を抑えるとともに、回転シャフト、ギアボックス、ステアリングコラム、ポンプ、オイルフィルター周辺のシール性能を安定して維持する役割を果たします。シャフト、ギア、ステアリング部品が継続的に回転することで、シール部品は継続的な摩擦や潤滑油、圧力変化、長期的な機械的摩耗にさらされます。

FKM、ACM/VAMAC、HNBRなどの材料は、耐油性、耐摩耗性、および継続的な動作と油への曝露環境下での長期耐久性に優れているため、一般的に使用されています。一般的なシールソリューションには、オイルシール、シャフトシール、ロータリーリップシール、コラムシール、ギアシール、ポンプシールなどがあります。

•    センサー・電子システム

現代の車両では、車両状態の監視や各システムの制御を支援するため、ますます多くのセンサーや電子システムが使用されています。これらのシステムで使用されるシールは、信号の安定性やシステムの信頼性に影響を及ぼす可能性のある水、ほこり、湿気、振動、環境中の汚染物質などから精密な電子部品を保護します。

また、センサーの用途によって、シールに関する課題も異なります。例えば、エンジン付近に配置される酸素センサーやターボ関連センサーは、高温や圧力変化にさらされる場合があります。一方、タイヤ空気圧監視システムや車外に配置される電子部品は、長期間の使用にわたり、湿気、ほこり、さまざまな気象条件にさらされる可能性があります。

VMQ、EPDM、FKM、NBRなどの材料は、柔軟性、耐環境性、および自動車電子機器環境における長期耐久性に優れているため、一般的に使用されています。一般的なシールソリューションには、コネクターシール、ハウジングガスケット、センサー用Oリング、オーバーモールドシール部品などがあります。

•    電気自動車（EV）システム

電気自動車では、バッテリーシステム、高電圧電子機器、熱管理システムに関連する新たなシール上の課題が生じています。従来の車両と比較して、多くのEV部品では、限られたスペース内に冷却流路、電子部品、コネクター、保護ハウジングを組み合わせた、よりコンパクトで一体化された構造が採用されています。

こうした環境では、環境からの保護、安定した絶縁性、耐熱性、および長期的なシール安定性を確保できるシールソリューションが求められます。一部のEV用途では、密封の柔軟性と構造的な支持、部品の一体化を両立させるため、ゴムと金属、PTFE、またはプラスチック部品を接着したマルチマテリアルシール技術も使用されています。

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車両システム別自動車用シールソリューション一覧

GMORSの自動車用シールソリューションが選ばれる理由

GMORSは、吸気・排気システム、ブレーキシステム、燃料システム、冷却システム、トランスミッションシステム、自動車用電子機器、EV用途など、幅広い車両システム向けに自動車用シールソリューションを提供しています。

GMORSは、要求の厳しいシール環境や、より一体化が進む自動車構造に対応するため、シール材料の開発に加え、ゴムと金属、PTFE、プラスチック部品を接着したマルチマテリアルシール技術を開発しています。

自動車業界に求められる品質および信頼性の要件に対応するため、GMORSはIATF 16949品質マネジメント規格に準拠するとともに、DFMEA、APQP、PPAP、CPK、PPKを含むAIAGの自動車産業向けコアツールプロセスに従っています。

お客様の用途要件に適した自動車用シールソリューションについて詳しくは、こちらへお問い合わせください。

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