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家電の大型専門店 デジモノレビュー

■ハイブリッドカーのモーターを考える(その2)

<平成21年7月1日(水)以降のご注文分は平成22年3月上旬以降の工場出荷予定となります>

5月に発売になったトヨタの3代目プリウスの新車販売が絶好調であることは、今更ここでご紹介するまでもないでしょう。テレビや新聞のニュースで頻繁にその受注好調が伝えられているからです。もしもあなたが今、最寄りのトヨタ・ディーラーに足を運んで、それも実印と印鑑証明と車庫証明と現金を持って行って、「プリウスください!」と言ったとしても、実際に新車があなたのガレージに入るのは来年3月上旬に工場を出庫した車の新車整備などの一連の最終作業が終わってからになります。

これはトヨタのWeb上で確認することができます(7月7日原稿執筆時点)。バブル景気の頃、数億円もするフェラーリF40の新車納車待ちが1年以上という話は聞いたことがありますが、あれはほとんど手造りの車です。これが大量生産で名高き天下のトヨタの大衆車クラス(クラス分けとしてはそのはずです)の納車待ちの期間だというのだから驚きです。今までの常識からするとありえない事態です。

<Ni水素2次電池はほぼ変わっていない>

株式市場ではこうしたニュースが伝わるたびに、ハイブリッド車関連銘柄として環境関連銘柄と呼ばれる銘柄が飛び跳ねていますが、その中心にいるのは電池関連のように思います。しかし、実は2003年に発売になった2代目プリウスが搭載するNi水素2次電池と新型3代目が搭載するそれとでは、ほとんど技術的には差がないということはあまり知られていないことなのかも知れません。もちろん、これだけ受注があれば数量は激増しているのは事実だと思いますけど。




上記の表は歴代プリウス3世代分の気になるところの仕様諸元をまとめたものですが、中ほどにあるバッテリー容量を見ると明らかな通り、第二世代と第三世代の間での変化率はわずかに8%しかありません。トヨタ自動車が行ったプレゼンテーションでも、事実Ni水素2次電池はほとんど変わっていないと言います。

<なんとモーターの最大回転数は2倍以上になった>

バッテリー容量の一段上にモーターの最大回転数を示してあります。ご覧の通り、初代プリウスのそれは毎分6,000回転、2代目になって6,400回転とわずかに増加していますが、注目すべきは今回、3代目の最大回転数はなんと13,500回転と2倍以上に急増している点です。モーターの回転数を上げるのは簡単なようで簡単な話ではありません。もし、それがそこまで神経質に精度や耐久性を求められないプラモデルに使うようなものであるならば、電圧を増やしていけば簡単だという発想になるかも知れませんが、車の原動機としてのモーターのそれはおいそれとは行きません。なにせ最近の車の平均車歴は伸びる一方であり、2、3年間頑張ってくれればOKという物ではないからです。更に言えば、熱に晒され、或いは極寒の雪の中に晒され、砂漠の砂ぼこりにさえも晒されながら、常に振動し、常に回転を上げられたり下げられたりと酷使されるからです。

<日本電産の物語を思い出すと…>

今や世界中のハード・ディスク・ドライブ(HDD)の中心に座るスピンドル・モーターで世界ナンバーワン企業として君臨する日本電産ですが、決してその道は平坦ではありませんでした。車が使うモーターとは真反対の極小モーターと思われるかも知れませんが、やはり回転を上げ、精度を高めていく過程においては大変な技術競争がありました。

1999年頃の株式市場をご記憶の方などにはお分かりいただけると思いますが、同社は当時技術的に主流であったボール・ベアリングを使った軸受けから、流体軸受けというオイルを封入した動体軸受けへの技術的な転換点で、競合企業との戦いに競り勝ち、今日の姿を築いたという歴史があります。

HDDの記録容量を上げるためには、記録面密度を高めることと同時に、ディスクの回転速度を上げることが求められていますが、振動が増えてはいけません。そこで登場したのが流体軸受けの技術です。しかし、軸受け内部にオイルを封入しているというこの構造は、パソコンのような精密機械にとってはいかにもチャレンジャブルなものです。

事実、競合のそれはオイル漏れを起こすなどの問題を抱え、またそれを克服するためにはコスト的に見合わないなど、多くの問題を抱えていました。そうした流れの中で、株式市場も一喜一憂していたわけですが、同様な、或いはそれ以上の多くの諸問題をこれら車載用モーターの世界ははらんでいると考えられます。

<モーターの出力は初代から2倍になった>

初代プリウスのモーター出力は41ps。一方、新型プリウスのそれは82ps。つまり2倍になっています。最大回転数が2倍のモーターの出力が2倍になれば、それは大変なパワーを生み出すことができます。初代プリウスが専用の省燃費タイヤを履いて、いかにも非力ながらも兎に角「エコです!」を唱えていたのに対し、3代目はサーキットに持ち込んで試乗させるような車にまで変化しました。215/45R17という扁平タイヤのサイズを見ても、これが単なるエコカーという水準ではないことがわかります。

初代プリウスの目標がまずはハイブリッドカーを量産するということであったのに対し、2代目以降が走行性能、つまりパワーに軸足を移し、3代目は実走行での燃費(Actual Fuel Economy)向上という、相反するテーマに取り組めたその裏にあるのは、やはりこうしたモーターの技術開発があったからです。

<実はサイズは小さくなった>

更に凄いなと思う点(これが日本の技術者の本領発揮だと思うのですが)は、その上で3代目のモーターは幅を2代目に比較して37%も小さくしたという点です。つまりざっくり3分の2。大したことないと思われるかも知れませんが、小型化や軽量化は車の動力性能、運動性能を高めるための必須項目です。同社の説明によると、これはモーターを集中巻き線方式にすることで成し得たということなのですが、これは日本の技術だからこそ成し得たことです。技術設計と生産技術が密に連携をとれる体制と、日本の伝統文化があったればこその成果です(絵でも描かないと文章ではうまく説明できません)。

<完成車メーカーとモーターの関わり合い>

電気自動車やハイブリッドカーではモーターは従来のエンジンに当たるものです。つまり車の心臓部であり、車作りの肝の部分です。確かにここを安易に完成車メーカーが手放すわけはなく、自ら作る内製に主軸を置いているのは事実です。しかし、高回転化させたり、高出力化させたりするには、極めて多くの要素技術を材料レベルから必要とし、そして生産段階でも求めます。

そうした技術的な流れを追い続け、そのトレンドの中で覇者となる企業を探すことこそ、株式投資の醍醐味の一つだと思っています。スピンドル・モーターの世界で、かつて日本電産の成長ストーリーを、株主として一緒の夢をみるかのように追い求めた時と同じです。さて、それらにはどんな技術が必要だと思われますか?
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