車のミラーはどのような素材でできていますか?ガラス、コーティング、ハウジングの説明

車のミラーの中心構造

最新の自動車ミラーは単一の素材ではなく、正確に設計された複数の層のアセンブリであり、それぞれが異なる機能を果たします。最も外側のハウジングから最も内側の反射面に至るまで、すべてのコンポーネントは、ドライバーが車線変更や後退するたびに信頼するものの明瞭さ、耐久性、安全性に貢献します。この層状構造を理解することは、なぜ材料の品質が道路上のミラーの性能を直接的に決定するのかを説明するのに役立ちます。

最も基本的な車のミラーは 4 つの機能層で構成されています。光学的な基盤を提供するガラス基板、画像を作成する金属反射コーティング、湿気や腐食からコーティングを保護する保護層、実際の運転条件下ですべてを所定の位置に保持する外装ハウジングです。各層には、メーカーがコスト、安​​全基準、性能目標とのバランスを考慮した特定の材料の選択が含まれます。これらのコンポーネントがさまざまな構成でどのように組み合わされるかについての詳細な概要については、ガイドを参照してください。 オートサイドミラーの種類 .

ガラスベース: あらゆるミラーの基礎

ガラス基板はあらゆる自動車用ミラーの出発点です。平らで、均一で、光学的に透明でなければなりません。ベースに欠陥があると、反射コーティングによって拡大され、ドライバーの視界が歪みます。自動車業界では 3 種類のガラスが使用されており、それぞれに異なる性能特性があります。

ソーダライムガラス 最も広く使用されており、自動車用ミラーガラスの約90％を占めています。その組成は、約 70% シリカ (二酸化ケイ素)、15% 酸化ナトリウム、10% 酸化カルシウムであり、透明度、作業性、コストの信頼できるバランスを実現します。標準のソーダ石灰ガラスは通常、高速衝撃のリスクが低いバックミラーや室内ミラーに使用されます。

強化ガラス 標準的なガラスを約 620°C に加熱し、その後急速に冷却することによって生成されます。このプロセスにより表面層が圧縮され、未処理の焼きなましガラスと比較して耐衝撃性が 400 ～ 500% 向上します。強化ガラスは、道路の破片、軽微な衝突、高圧洗浄にも耐え、危険な破片にならないようにするための外部サイドミラーに標準装備されています。強化ガラスが破損すると、小さな鈍い破片に砕けます。これは、ドアの高さに取り付けられたコンポーネントにとって重要な安全特性です。

ホウケイ酸ガラス 高級車や高性能車、特に加熱ミラーに使用されています。ソーダ石灰の 200°F と比較して、最大 330°F までの温度差に亀裂を生じさせることなく耐える優れた耐熱衝撃性により、低温条件下で急速に温まる加熱ミラー要素に最適です。追加コストにより、その使用はより高仕様の車両に限定されます。

ガラスの種類に関係なく、厚さが重要です。自動車のミラ​​ーガラスの厚さは通常 2 ～ 4 mm です。ガラスを薄くすると重量は軽減されますが、振動により曲がるリスクが高まり、画質が低下します。光の波長の数分の一で測定される、表面全体にわたる精密な平坦性が不可欠です。わずかな歪みでも、物体が実際より近くに見えたり、遠くに見えたりするような歪みが生じます。

反射コーティング: シルバー、アルミニウム、クロムの比較

ガラスだけでは入射光の約 4% しか反射せず、鏡として機能するには少なすぎます。反射コーティングは、光学グレードのガラスを機能的な鏡面に変えるものです。自動車用途では 3 つの金属が支配的ですが、それぞれに異なるトレードオフがあります。

シルバー 可視スペクトル全体にわたって非常に高い反射率を備えているため、歴史的にはコーティング材料として好まれてきました。暗い場所での画像の明るさが著しく向上し、夜間の視認性が優先される高級車に最適です。欠点は、コストと酸化のしやすさです。銀は空気中の硫黄化合物と反応して濃い色の硫化銀を形成します。そのため、コーティングを湿気や汚染物質から守るために、通常、銀とバッキングペイントの間に薄い銅のバリア層が適用されます。

アルミニウム は、大幅に低コストで強力な反射率を実現できるため、現代の自動車ミラーで最も一般的なコーティングです。物理蒸着 (真空チャンバー内でアルミニウムを蒸発させ、ガラス上に 50 ～ 100 ナノメートルの厚さで蒸着するプロセス) によって適用されるアルミニウム コーティングは均一で、素早く塗布でき、比較的酸化に強いです。アルミニウムが酸化すると、薄く安定した酸化アルミニウム層が形成され、その下の金属を劣化させるのではなく実際に保護します。そのため、アルミニウムでコーティングされたミラーは、車が毎日遭遇する湿気が多く変化しやすい条件に適しています。

クロム 優れた耐食性を備えていますが、反射率が低いため、一次反射面としてはあまり一般的ではありません。装飾的なトリム要素でよく見られたり、湿気の多い環境でアルミニウムまたは銀のコーティング上の追加の保護層として使用されたりします。シルバーミラーコーティングとアルミニウムミラーコーティングの詳細な技術比較については、当社の記事を参照してください。 自動車のサイドミラーは何でできていますか .

保護層: コーティングを無傷に保つ

ガラスに直接反射金属コーティングを適用した場合、それ以上の保護がなければ、通常の運転条件下では数カ月以内に劣化してしまいます。湿気、温度サイクル、道路化学物質、洗浄剤はすべて金属表面を攻撃し、変色、層間剥離、および密封が不十分なミラーに現れる黒いエッジの斑点を引き起こします。保護層システムは、化学的バリアと機械的裏当てという 2 つの異なるコンポーネントによってこの問題を解決します。

銀コーティングされたミラーの場合、裏打ちペイントが塗布される前に、銀の上に銅の薄い層が電気化学的に堆積されます。銅は防湿層として機能し、水が銀に到達するのを防ぎ、暗い無反射の硫化銀を生成する酸化反応を引き起こします。この銅を含まない銀ミラーの設計は、現在 OEM 生産で広く採用されていますが、それ自体で十分に不浸透性である高度な塗料配合を使用することにより、銅のバリアを完全に排除し、耐食性を維持しながら環境への影響を軽減します。

バッキングペイント自体は多層システムです。プライマーコートは銅または金属のコーティングに直接付着し、その後1層または2層の防水ペイントが続きます。これらの層は、季節ごとの温度範囲にわたってミラーが経験する熱膨張と熱収縮に対応できる十分な柔軟性を維持しつつ、石の衝突による欠けに耐える十分な剛性を維持する必要があります。 高品質の裏面塗装により、5 年間耐久できるミラーと、12 か月以内にエッジの腐食が発生するミラーを分けることができます。 特に冬季に道路塩にさらされた車両では。

一部の鏡、特に浴室や海洋環境向けのものには、前面保護コーティング、つまり傷や化学的攻撃に耐える硬くて透明なフィルムが施されています。自動車用途では、同様のアプローチが加熱ミラーに使用されることがあります。この場合、加熱要素は導電層と反射面の間に電気絶縁を必要とします。

ハウジング材質: ABS プラスチック vs 金属合金

ミラーハウジング（ガラスアセンブリ、調整機構、その他の電子機器を収納して保護する外殻）は、ミラー全体の耐久性にとって、内部のガラスやコーティングと同じくらい重要です。ハウジング材料は、衝撃を吸収し、紫外線劣化に耐え、-40°C から 80°C 以上の極端な温度に耐え、内部コンポーネントが適切に位置合わせされるように寸法安定性を維持する必要があります。

最新の自動車ミラーハウジングの大部分 (約 80 ～ 85%) は、主にエンジニアリンググレードの熱可塑性プラスチックで作られています。 ポリプロピレン(PP) そして アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS) 。これらの材料には金属に比べていくつかの利点があります。40 ～ 60% 軽量で、腐食せず、一度の操作で複雑な形状に射出成形でき、優れた接着力でボディの色に合わせて塗装できます。 ABS は、低温での耐衝撃性が特に高く評価されており、寒冷地では脆性破壊の危険性があります。

金属合金ハウジング (通常はダイカスト アルミニウムまたはスチール) は、重量よりも構造強度が優先される商用車、大型トラック、および一部の高性能用途に使用されます。ステンレス鋼のミラーはかなり高価ですが、塗装されたプラスチックのハウジングを最終的に劣化させる腐食に強いため、産業用車両や車両に使用されています。内部ブラケット構造は、外側のハウジングの材質に関係なく、通常、打ち抜きスチールまたはアルミニウムを使用して、高速道路の速度でミラーを安定に保つ剛性の取り付けポイントを提供します。

電動ミラーの場合、ハウジングは電動アクチュエーター、ワイヤーハーネス、発熱体、場合によってはカメラ、インジケーター、または死角センサーも収容できる必要があります。この統合要件により、ハウジング設計は、事前に成形されたケーブル配線チャネルと強化された取り付けボスを備えた、より大型でより複雑な構造へと推進されています。これらのすべてで、厳しい寸法公差で成形できる材料が必要です。

材料の品質が運転の安全性に与える影響

ミラーの素材は単に製品の寿命の問題ではなく、運転の安全性に直接的かつ測定可能な影響を及ぼします。ミラーシステムのあらゆる材料欠陥は、車両の周囲で何が起こっているかを認識するドライバーの能力の低下を引き起こします。

ガラスの平坦度は最も重要な変数です。低品位のフロートガラスによく見られるわずかな歪みのあるミラー基板でも反射像が歪み、隣接する車線の車両が不正確な距離や角度にあるように見えます。カーニバルミラーを面白くするのと同じメカニズムにより、高速道路の速度で歪んだサイドミラーは本当に危険になります。 OEM 標準のガラスは、通常の道路距離でドライバーが知覚できる誤差のしきい値未満に画像の歪みを保つ平坦度公差に基づいて製造されています。

同じ理由で、反射コーティングの均一性も重要です。一貫性のない真空蒸着プロセスの結果、アルミニウムまたは銀の層が一部の領域で他の領域より薄い場合、ミラー表面全体の反射率が変化します。明るい点や薄暗い点は、ドライバーが接近する車両の大きさや速度を正確に判断する能力を妨げます。 ミラー表面全体でわずか 5 ～ 10% の反射率の変化が、低照度条件下での奥行き知覚に影響を与えることが示されています。

住宅の完全性も同様に重要です。軽度の衝撃でハウジングに亀裂が入ったり変形したりすると、ミラーの位置が変化し、ドライバーがすぐには気づかない体系的な死角が生じる可能性があります。 OEM 品質のハウジングは、ミラーの角度位置を変更することなく、定義されたしきい値までの衝撃に耐えることがテストされています。この基準は、多くの低コストのアフターマーケット部品が満たしていません。 OEM の材料基準に基づいて構築されたミラーを選択すると、コンポーネントだけでなくドライバーの視界も保護されます。 OEM に適合する当社の全製品をご覧ください 自動車サイドミラー あなたの車にぴったりのフィット感を見つけてください。

結論

強化ガラスベースから反射アルミニウムコーティング、防水裏地ペイント、耐衝撃性 ABS ハウジングに至るまで、車のミラーの各層は、耐用年数にわたってミラーがどの程度信頼性と安全に機能するかを決定する重要な決定です。これらの材料を理解することは、ドライバーや車両管理者がより適切な購入決定を下すのに役立ち、ミラーの性能が交換が必要な点まで低下した時期を特定するのにも役立ちます。

実際に何年も使用されても、光学的に正しく、腐食がなく、構造的に安定した状態を保つミラーの場合、価格だけではなく、材料の品質が決定要因となります。定期的なメンテナンスにより、ミラー アセンブリの有効寿命も延長されます。ベスト プラクティスのガイダンスについては、に関する記事を参照してください。 自動車のサイドミラーを掃除して曇りを防ぐ方法 .