日本の主要産業の一つである自動車部品業界とは?自動車の仕組みや部品まで詳しくご紹介します

2023年7月10日 更新

日本の代表的な産業ともいえる自動車産業は理系学生の人気の就職先の一つです。
一方で自動車の構成部品を作る自動車部品メーカーはBtoBであるので消費者である私たちが知る機会は少ないかもしれません。
しかしながら、完成品を作る自動車産業は自動車を構成する部品を作る自動車部品メーカーをなくしては成り立ちません。

本記事では、自動車産業の陰に隠れがちですが、実は有望で魅力の多い自動車部品メーカーについてご紹介します。

自動車部品業界とは

名称の通り、自動車の部品を製造している業界で、自動車メーカーを顧客として取引します。
一般的に、自動車は2万〜3万点の部品から構成されており、自動車の製造には多種多様な素材・部品が使用されています。
そのため、自動車部品メーカーの種類は多く、非常に大きな市場を形成しています。

また、自動車業界及び自動車部品業界は国内外問わず需要があり、日本の輸出額の第1位が自動車で、第4位が自動車部品となっています。
これは、自動車部品は完成品である自動車の中に組み込まれて輸出されるだけでなく、部品としても大量に輸出されている海外需要の高い製品だということです。

自動車の基本構造

自動車部品業界について簡単に説明しました。ここでは、自動車の構造を簡単にご説明します。

自動車は基本的に4つの車輪(ホイール)と車体から構成されています。

車体後方にはマフラーと呼ばれる排気ガスを排出する筒があり、車体後部の横にはガソリンなどの燃料を入れる給油口があります。

車体前方のボンネットと呼ばれるカバーの下には、エンジンルームと呼ばれるスペースがあり、エンジン、バッテリー、冷却装置等の各種機構が搭載されています。

車内の運転席には、ハンドル(ステアリングホイール)やシフトレバー、アクセルペダル、ブレーキペダルなどの人が車をコントロールするための装置があります。

自動車の下や内部には、ガソリンや空気、オイルが通るパイプや電気が通る配線(ワイヤハーネス)などが張り巡らされています。

一般的な自動車は、フロントにエンジンを搭載し、前輪を駆動するFF(フロントエンジン・フロントドライブ)という方式をとっています。

自動車の構成部品と動作原理

ここでは、自動車部品業界を志すうえで重要になる自動車の各部品の役割を、動作原理とあわせて詳しく解説します。

自動車の構成要素の大まかな分類として、動力関係、駆動・操作関係、発電関係の3つの機構に分けられ、これらが相互作用し合うことで走行しています。
それぞれの機構の仕組みと、そこで使われている自動車の部品を詳しくご説明します。

動力関係

動力関係の機構はエンジンを中心に、ガソリン供給、排気などの機構から構成され、動力であるエンジンが安定して作動するよう作用しあっています。

エンジンの仕組み

エンジンは図のような円柱状の金属であるピストンが上下することで動作しています。

動作原理は、ピストンが下がることでガソリンと空気からなる混合気を吸気カムシャフトから吸気し、上がることで混合気を圧縮し、点火プラグで点火することで爆発して下がり、上がることで排気ガスを排気カムシャフトから外に押し出します。

この1サイクルの間にピストンは2回上下動作をしており、1回目に吸気と圧縮、2回目に爆発と排気を行います。

4つのピストンがそれぞれ違うタイミングで吸気→圧縮→爆発→排気の4つの動作を繰り返すことでピストンの下のクランクシャフトと呼ばれる軸が回転してホイールまで回転を伝えます。

混合気の点火の仕組みは、バッテリーからの電圧をコイル(イグニッションコイル)で高電圧にすることで点火装置(スパークプラグ)が放電して火花が生じ、混合気が点火します。

また、エンジンは熱を発するため冷却する必要があり、エンジンの周囲には冷却水ジャケットと呼ばれる冷却水の通り道を冷却水が常に巡っています。

冷却液の流れとして、エンジンの熱をうばって高温化した後、ホースを通って車前方のラジエーターと呼ばれる冷却装置で自然通風によって冷やされ、エンジンへと再度巡っています。余分な冷却液はリザーバータンクに貯蔵されています。

ガソリン供給及び排気の仕組み

ガソリンは、車体下の後部の給油口とつながっているフューエルタンクに貯められ、燃料増量信号を受けるとフューエルポンプによって車体下のフューエルパイプを通して送られます。
パイプを通るガソリンは、前方のエンジンルーム内のフューエルインジェクターにて霧化され、エアクリーナーできれいになった外気と混ざり混合気となって吸気バルブで制御され、シリンダー内に供給されます。

この流入する外気の量は、アクセルペダルによって制御されています。
運転手がアクセルペダルを踏むと、アクセルポジションセンサーが踏み加減を検出し、ECUと呼ばれるコンピュータに信号が伝えられます。

ペダルの踏み加減に応じた流量の混合気をシリンダーに供給して回転数を上げるために、ECUからガソリンを噴射するフューエルインジェクターに燃料増量信号を、空気が流入するスロットルバルブに開信号を出します。ペダルの踏み加減に応じた流量の混合気がシリンダーに供給されて、回転数が上がるという仕組みになっています。

エンジンの排気ガスは、排気バルブを通りエキゾーストマニホールドで一つの管に集合させ、キャタライザー(触媒)へと送り込まれます。

キャタライザーの貴金属触媒が塗布されたフィルターを通ることで有害物質が無害化され、高温・高圧により排出時に大音量を発生させる排気ガスがサイレンサーを通り冷却・減圧されることで消音されて排出される仕組みになっています。

駆動・操作関係

駆動・操作関係の機構は動力伝達、方向制御、ブレーキ、衝撃吸収などの機構から構成され、エンジンから生み出された力で自動車を駆動・操作します。

動力伝達の仕組み

エンジンで生まれた動力は、クランクシャフトの先のフライホイールからクラッチ、トランスミッション(ギアの集まり)を通じて、ホイール(駆動輪)に伝わっていきます。

クラッチは、トランスミッションとくっついたり離れたりすることで、エンジンの力を伝達、遮断します。
トランスミッションは、複数のギアから構成され、運転席横のシフトレバーによって噛み合わせるギアの大きさや回転の向きを変え、変速、進行、後退などを実現しています。

方向制御の仕組み

進行方向はステアリングという機構が制御しています。ステアリングは、運転席にあるステアリングホイール(ハンドル)から内部の左右の前輪につながる車軸までをさします。

ステアリング機構は、ステアリングホイールからの回転をトルクセンサーが感知し、ECUという制御コンピューターに伝達します。

ECUからの信号によって、モーターが回転し、ステアリングシャフト(軸)を介して、ステアリングギアというギアが入った箱に伝わります。

ステアリングギアから左右のタイロッド(軸)を介して、タイヤと直接繋がっている繋がっているナックルアームに力が伝わります。
ステアリングギアでステアリングホイールの回転をタイロッドの左右の動きに変換し、タイロッドが左右に動くことでタイヤの向きが変わる機構になっています。

ブレーキの仕組み

ブレーキペダルを踏むとプッシュロッドが押し込まれ、ブレーキブースター(倍力装置)に力が伝わります。
ブレーキブースターで力が増幅され、オイルで満たされたマスターシリンダーに伝わり、力が油圧に変換されます。

マスターシリンダーからの油圧がブレーキホースを通って各四輪のブレーキキャリパーに届けられます。
油圧によってブレーキキャリパーのピストンが押され、ピストンに押されたブレーキパッドがホイール(車輪)の内側で回転するディスクローターを挟み込むことで摩擦を生み出し、回転を低減させます。

衝撃吸収の仕組み

ホイールにはサスペンションという衝撃吸収装置が車体とホイールの間を支えています。

サスペンションは、スプリングという縦方向の衝撃や振動を吸収するばねと、ショックアブゾーバーというスプリングの伸縮を抑制する軸と、サスペンションアームというタイヤが動く方向や角度を制御し安定した走行につなげるアームから構成されています。

電力関係

電力関係の機構はエンジン始動や発電などの機構から構成されています。自動車はエンジンによる機械的な力とバッテリーをはじめとする電気的な力が相互作用しあうことで機能しています。

エンジン始動の仕組み

エンジンを始動させるためには、はじめにクランクシャフト(軸)を外力によって回転させる必要があります。

運転席のスタートボタンを押すと、バッテリーに貯めてある電力でエンジンの軸を回転させるセルモーターが回転します。さらに、セルモーターのギアがエンジンに続くフライホイールに噛み合うことでエンジンが始動します。

発電の仕組み

エンジンの始動やエアコン、照明、カーナビ、エアバック等、自動車では様々な用途で電気が使用されています。

これらの電気は、エンジンによって生み出された回転させる力をベルトを介してオルタネーターという発電機に伝えることで発電され、バッテリーに貯められています。

自動車部品業界の特徴

自動車の仕組みや部品について詳しく説明しました。
ここでは、自動車部品業界の業界構造や自動車部品業界の展望について解説します。

自動車部品業界の業界構造

自動車業界の業界構造を図にまとめました。

自動車部品は膨大であるため、全ての部品が自動車メーカーに直接納品されるのでなく、ある程度部品を組み立ててから納品されます。

自動車を作る完成品メーカー(OEM)、Tier1 サプライヤー、Tier2 サプライヤー、Tier3 サプライヤーと続く階層構造になっていて、上に行くにつれ企業数や部品点数が少なくなります。
このTier(ティア)は、階層構造を表すものであり、企業の規模や優劣を示すものではありません。
これらの階層構造についてそれぞれ説明します。

OEM

OEMとはOriginal Equipment Manufacturerの略で、一般的には他社ブランドの製品を製造すること、または製造する企業のことを指します。
しかし、自動車業界や自動車部品業界では意味が異なり、自社ブランドの製品を製造するメーカー、つまり完成車メーカーのことを意味する用語となります。

OEMは、Tier1 サプライヤーから仕入れた部品を組み立て自動車を製造し、ディーラーなどへ納品します。
OEMによって階層構造は異なり、Tier1の企業がTier2になることもあります。
また、この物流全体が正しく機能しないと自動車の製造に影響が出るため、各Tier へのフォローを行うなど協力関係を構築しています。

Tier1 サプライヤー

OEMと直接取引をしている会社を指します。
Tier2 サプライヤーから仕入れた部品を組み立て、エンジンやモーター等の自動車の核となる構成部品をOEMに納品します。

OEMと直接取引するTier1 サプライヤーは総合部品メーカーが多く、複数のOEMと取引しています。
また、複数のOEMと取引することで高い技術力やノウハウを持っており、OEMへシステムを提案するなどOEMへの高い影響力があります。

Tier2 サプライヤー

Tier1と直接取引をしている会社を指します。
Tier2 サプライヤーには、半導体、鋳造、プレス産業などがあり、材料を素材メーカーから仕入れて細かい部品に加工しています。

Tier3 サプライヤー

Tier2と直接取引をしている会社を指します。

Tier3 サプライヤーには金型や素材産業などがあり、部品の基となる製品を供給します。大手鉄鋼メーカーや化学メーカーなどがあり、自動車以外の業界とも取引していることが多いです。

自動車部品業界の展望

現在、自動車の世界には100年に一度といわれるパラダイムシフト(技術革新)が訪れています。これは次世代クルマの方針「CASE」と呼ばれています。

CASEとは、Connected(コネクテッド)、Autonomous/Automated(自動化)、Shared(シェアリング)、Electric(電動化)の頭文字をとって作られた造語です。この4つワードが、自動車メーカーのビジネスモデルを変え、現代の自動車技術はCASEを基軸に発展していくと考えられています。

このCASEに関しては、「業界の構造や職種を理解して 自動車業界の全体像を把握しよう」にて詳しく解説しています。

それぞれが自動車業界や自動車部品業界に与える影響について説明します。

Connected 自動車のIoT

コネクテッドは、自動車に通信機器やセンサが搭載されIoT化が進み、車や周辺の状況、道路状況など取得したデータをインターネットを介して活用していくものです。
コネクテッドのために5G用の通信半導体等の情報通信機器の必要性が高まります。

Autonomous 自動運転技術

自動運転の実現のためにはソフトウェアの開発などよりIT分野との関わりが深くなります。
そのため、Google等のIT企業をはじめ、様々な企業が業界の枠を超えて研究、開発に取り組んでいる分野です。

ミリ波レーダー、カメラセンサー、超音波センサーなど多彩なセンシングやそれらの情報を処理、判断するプロセッサ(コンピュータ)が必要となり、センサー需要は高まっています。

Shared&Service 所有から共有へ

ドライバーが自分で運転するクルマを借りるカーシェアリングや運転者付きのクルマに乗客として乗るライドシェアリングなど次世代モビリティへの動きが、世界各国で急速に広がっています。
クルマを所有するのではなく、共有して利用する意識が高まり、クルマを移動・サービスで利用する時代になりつつあります。

カーシェアリングやライドシェアリングの動きが進むことで、自動車メーカーにとっては販売先が個人からカーシェアリング会社に移ったり、販売台数が減少するリスクがあります。

Electric 電動化

モーターで走る電気自動車(EV)に代わることで、CO2等の有害ガスの排出が無く、化石燃料も必要ないため、環境負荷を大きく低減できます。
また、部品点数が従来のエンジン車に比べて半分にまで減ることから、コストも低減され、より低価格で多くの人が自動車に乗れるようになります。
しかし、これらのメリットの反面、電力消費も高まることが懸念されています。

電動化による自動車部品の具体的な変化として、エンジンがモーターに代わることで、燃料、吸気、排気機構、点火装置、セルモーター、オルタネーター(発電)、トランスミッションなどの部品・機構が必要なくなります。

代わりに、インバーター(モーターの回転を調整)、大容量バッテリー、車載充電器(家庭用交流電源(AC)を直流電圧(DC)に変換)、高圧系ワイヤハーネス(電線)、ECU(エレクトロニックコントロールユニット)等の電気関連の部品が必要となります。

この電動化の取り組みは世界中で推進されており、日本では「 2035年までに乗用車の新車販売で電動車100%を実現する 」という方針が定められています。

CASEによる業界の変化

CASEはそれぞれ単一ではなく、すべてが相補的に実現します。すなわち、コネクテッドされた自動運転の電気自動車がシェアされるような時代に移り変わっていきます。

このCASEによる影響として
・部品点数の減少
・汎用部品の適用範囲が広く、コモディティ化(汎用部品化)が比較的容易
・差別化や競争力の源泉がソフトウェアの開発へ移行
(車載OS開発にGoogle、Apple、Teslaなど異業種企業の参入)
などが考えられます。

また、部品面では、電気自動車にはパワー半導体やモーター、インバーター、バッテリー等の電気機器が必要となります。
コネクテッドされた自動運転車には、通信、自動運転なシステムからミリ波・赤外線レーダー、5G用通信半導体、画像センサ、車載マイコン、メモリ、ストレージ、AI半導体(OS)が必要となり、半導体の重要性が非常に高まります。

これからの時代はCASEの方針を軸にソフトウェアや電気機器、半導体が重要となり、各社がこれらを見据えた製品、システム開発に勤しんでいます。

自動車部品メーカーの職種

ここでは自動車部品メーカーの主な職種について簡単にご紹介します。
ひとえに自動車部品メーカーといっても、部品の種類によって職種や業務内容が大きく変わるため、詳細については各企業のサイトの閲覧を推奨します。

技術系の職種

専門性が高く、理系の専攻分野の知識が生かしやすい職種です。

開発・設計

製品に必要な技術開発や製品設計などを行います。企業の技術力や競争力に直接的に関係するため、各社が開発設計に力を入れています。
機械、電気、情報、化学などあらゆる分野の技術者が必要とされており、技術職の中でも特に専攻分野の知識を生かしやすい職種です。

動力部や電子制御など自動車の中心となる要素の部品メーカーや開発力の高いメーカーは、車両開発の早い段階から参画・提案する開発体制をとることもあります。
また、どの部品にも共通することとして、納入先からコスト削減が要求されています。
そのため、各メーカーは扱う材質や製造プロセスなどで工夫し、コスト削減に尽力しています。

生産技術

生産ラインの設計や生産要素技術・加工技術・計測技術の研究などを行います。
企画、開発・設計、生産管理など、他の部門と意見をすり合わせながら、品質の高い製品を安定して効率良く生産することを目指します。

また、新規生産ラインの立ち上げのほか、既存生産ラインの課題抽出と改善、生産能力向上など多岐に渡る業務を手がけます。

品質管理

企画段階から設計、製造まで携わり、品質向上方針や仕組みづくりや商品の検査、品質保証、量産立ち上げ支援、品質不具合の未然防止等の様々な業務を行い、品質向上に努めます。
商品の検査では製品評価から必要に応じて実車試験まで行い、品質を保証します。
また、市場品質問題をリサーチしたり、顧客からのフィードバックによる再発防止も行います。

事務系の職種

専攻分野や文理を問わず活躍できる職種です。

営業

顧客へ赴き、製品・システムの説明や価格交渉、課題やニーズのヒアリングを行う職種です。また、営業活動で得た情報を他部署へ共有し、競合に打ち勝つ戦略の提案等も行います。
顧客との長期的な信頼関係を構築し、顧客の顧客(OEM、ディーラー、ドライバー等)まで考え、顧客に寄り添った最適な提案をすることが重要です。

より専門的な知識が必要とされる場合は、専門的な知識を持ち製品や技術の説明を行う技術営業とともに赴くこともあります。

企画

事業課題の抽出、事業方針や利益計画の策定・実績管理等の業務を行い、経営企画の役割を担います。
社外のパートナーとの折衝や関係部署との連携を取りながら、経営戦略全般を練り上げていきます。

経営企画のほかに、市場調査をもとにした商品企画や生産供給戦略の立案を行う製品企画なども行い、企業のプロジェクトを牽引していきます。

調達

製品に必要な部品・原料を適切な仕入先から適正な価格・品質でタイムリーかつ長期安定的に確保することです。
安全・環境・品質・納期・価格など総合的に鑑みて適したサプライヤーと協力し、自社製品のコスト低減や競争力強化に貢献します。

まとめ

今回は自動車部品業界について、自動車の仕組みや自動車業界とともにご紹介しました。
自動車部品業界は完成車メーカーに比べてあまり知られていませんが、有望で魅力の多い業界です。
ひとえに自動車部品といっても種類が非常に多いため、志す際は詳しく企業研究することが大切です。

この記事を読んで自動車部品業界に興味を持った方は是非、説明会に参加やOB・OG訪問等をしてみてください。

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