現代のハイパフォーマンスなターボチャージャー装着のディーゼルエンジンは、低速走行でも高トルクと高馬力を生み出すことができ、燃費も向上するという優れた性能によって装着率が増加している。

2008年の全世界におけるターボチャージャー装着率は約30％であった。欧州市場（西欧州主要5ケ国）では、新車販売の装着率は、ディーゼルエンジンは100％近く、ガソリンエンジンは約7％であった。北米市場では、新車販売（乗用車および軽量トラック）の装着率は、昨年は10%程度であったが、今後は増加し、2017年には40％、そして2020年には80％に達すると予測されている（図１）。

図１　　北米における乗用車および軽量トラック

へのターボチャージャー搭載率予測

（RUBBER WORLD　2013　Aprilより）

一方、ディーゼルエンジンだけではなく、ガソリンエンジンへの採用も進んでいる。過去にはターボチャージャー付きガソリンエンジンは、スピードや馬力アップが目的とされ、燃費は逆に悪くなるイメージがあったが、燃費向上と二酸化炭素低減技術という観点からの開発が進み、状況は大きく変化した。これには、ノッキング対策に有効とされる直噴技術の導入が大きく貢献している。　　

ターボチャージャーエンジンは中排気量のガソリンエンジンを対象に代替が行われており、生産量も多い。ガソリンエンジンへの採用拡大により、ターボチャージャーおよび関連部品のサプライヤーも生産体制の拡充や、新製品の開発を加速させている。

ターボチャージャー付きエンジンにおいて、シリコーンエラストマー製のターボチャージャーホースは重要な構成部品である。この用途に対して、旭化成ワッカーシリコーン㈱は各種製品を揃えている。ここでは、代表的な製品であるELASTOSIL®（エラストジル） R760/70と、ターボチャージャーの仕組みやターボチャージャーホースの製造例を紹介する。

写真１　　ターボチャージャー付きエンジン

　図３にシリコーンエラストマー製のターボチャージャーホースの構造例を示す。図では、厳しい条件に耐えるために複合材料による層状構造となっている。ターボチャージャーホースの内側より、1．フッ素ゴムのインナー、2．シリコーンエラストマー内層、3．補強糸、4．シリコーンエラストマー外層で構成されている。

　各層はそれぞれ重要な機能を持っている。フッ素ゴムのインナーは、シリコーンゴム層をディーゼルオイル成分などから保護する。また、補強糸は、連続的な圧力振動に対して耐久性を向上する。そして、優れた耐熱性、耐久性、耐油性、伸縮性を持つ、シリコーンエラストマー製のターボチャージャーホースとなる。

           図２　　ターボチャージャーの仕組み 

　ターボチャージャーホースは、ホースとしての要求物性を満足するだけではなく、自動車メーカーの設計担当者の要求する複雑で新しいホース形状や配列を忠実に実現し、かつ、量産可能でなくてはならない。従って、製造プロセスの開発は複合材料の最適化以上に難しい課題となる。

　ターボチャージャーホースの製造方法については、シリコーンエラストマーと補強糸で構成されるトッピングシートを巻いて製造する方法と、ホース形状に押出して製造する方法が知られている。前者は大型のターボチャージャーホースの製造に適している。ここでは、押出しによる製造方法について触れる。

　多層構造のターボチャージャーホースを製造するためには、押出しのし易さと寸法安定性が重要であり、適切な装置と条件によって生産性の高い製造を行うことが可能となる。写真２にホースの押出し状況を示す。フッ素ゴムのインナーとシリコーンエラストマー内層の押出し加工である。この後、アラミド繊維の補強糸で巻き付けを行い、シリコーンエラストマー外層の押出し加工を行う。

 　押出し後の未硬化のターボチャージャーホースは、収縮や変形を起こさず、形状を保持する能力が高いほど寸法精度の高い高品質の最終製品が得られる。

 　押出し直後のターボチャージャーホースは、写真３に示すようなアルミ製の巻き取り板上で、押出し形状を保持したまま一時保管される。その後、所定の長さに裁断して熱硬化を行う。

　硬化は熱によってホースが変形を起こさないように、通常は大型の耐圧金属釜内で、180℃(360°F)までの温度のスチームが用いられる。

写真２　　ホースの押出し加工 

 写真３　　押出し後の硬化前ホース

写真４にターボチャージャーホースの製造状況を示す。ホースは専用の金属製の筒に固定されることで、所定の形状のホースとなる。

写真４　　ターボチャージャーホースの製造

ELASTOSIL®　R760/70の物性