公益社団法人自動車技術会主催2024年春季大会 学生ポスターセッション 44

2024年5月22(水)-24(金)パシフィコ横浜

自動車部品リビルト工程の分析とGHG排出量削減効果の算出－スタータ，オルタネータ，コンプレッサの事例－
山田樹*1，早川明宏*2，藤田光伸*2，井上全人*3，森孝男*4，山田周歩*4*1富山県立大学 大学院工学研究科，*2株式会社NGP，*3明治大学 理工学部，*4富山県立大学 工学部

1. 緒言

5. リビルト部品製造時のGHG排出量• 持続可能な社会実現に向けて，地球環境への悪影響を減らすことが必要ØGHG(Green House Gas)排出量，資源の使用量，廃棄物の量の削減
ü 今あるものを繰り返し使う，長期間使用することが重要• 自動車業界では，リサイクル部品の活用が持続可能な社会の実現に向けて貢献できる• リビルト部品製造工程の各工程におけるインベントリデータと環境負荷原単位より，GHG排出量の算出を行った．
Ø軽自動車，普通車，ワゴン車，トラック用のものを算出

リサイクル部品
リユース部品・取り出した部品に分解等の手を加えない・目視，テスター等による点検・清掃・美化を施し商品化

乾燥, 1.61%

使用済み自動車から取り出した部品を適正に処理をし，再商品化したもの

洗浄, 1.41%

バス研磨, 0.82%
加工, 1.36%
加工, 0.49%
塗装, 1.38%

リビルト部品・取り出した部品に分解・摩耗・劣化した部品を新品と交換・再度組立後，品質チェック後商品化

ビーズショット, 2.98%
ブラストショット, 2.52%

塗装, 1.47%
加工, 0.49%

ブラストショット, 0.29%

洗浄, 10.67%

乾燥, 1.50%

テスト, 0.95%
コンプレッサー, 5.64%

テスト, 0.52%
コンプレッサー, 6.05%• リサイクル部品活用による環境負荷の削減効果が不明瞭

2. GHG排出量削減効果の算出方法•GHG排出量削減効果の算出方法
𝑋 =𝐴− 𝐵+𝐶
•GHG排出量(環境負荷)の算出方法
Ø換算CO2排出量により評価
換算CO2排出量=∑(GWP×各種GHG排出量)

交換部品の製造, 83.03%

交換部品の製造, 76.81%

総排出量3.635 [kg-CO2e]

CO2排出量 [kg]ワゴン車用スタータのリビルト部品製造時のGHG排出量割合
環境負荷削減効果
X [kg]

新品部品製造A [kg]

加工, 0.26%
洗浄, 0.27%
ブラストショット, 0.67%

Ø各種GHG排出量＝排出原単位×活動量üIDEAv3.1.0の排出原単位を使用（日本国内データ）

交換部品製造B [kg]
リビルト工程C [kg]

新品部品

洗浄, 1.52%

乾燥, 0.07%
組立, 1.24%
圧力テスト, 3.95%
オイル交換, 1.24%
ガス漏れテスト, 0.28%
乾燥, 3.58%
塗装, 0.13%

リビルト部品

コンプレッサー, 3.63%•リビルト部品輸送時・使用時のGHG排出量は，新品部品輸送時・使用時と同等と仮定

3. リビルト部品生産プロセスの調査・モデル化• スタータ，オルタネータ，コンプレッサの各リビルトプロセスに要する時間，使用器具，使用材料の調査を実施• モデリング手法であるIDEF0の記述ルールを用いてリビルト部品の生産工程をモデル化
Ø 各プロセスで使用される設備，投入される資源の種類，作業基準の見える化

交換部品の製造, 83.16%

総排出量6.053 [kg-CO2e]
ワゴン車用コンプレッサのリビルト部品製造時のGHG排出量割合

総排出量3.897 [kg-CO2e]
ワゴン車用オルタネータのリビルト部品製造時のGHG排出量割合• 各部品において，交換部品製造時のGHG排出量割合が49%から93%と非常に高く，次にエアツール用のコンプレッサの割合が高い
交換部品製造，エアツール用のコンプレッサ以外における特徴• スタータØ 洗浄の工程が高い
ü カーボンブラシによる汚れが多く，洗浄に要する時間が長い• オルタネータ
Ø ブラストショットやビーズショットの工程が高い
ü 原単位の高い金属ビーズを使用• コンプレッサ
Ø 遠心分離脱水，圧力テスト工程が高い
ü 使用する機器の消費電力が高い，かつ，使用時間が長い

6. リビルト部品使用によるGHG排出量削減効果• スタータ，オルタネータ，コンプレッサの新品部品製造時とリビルト部品製造時のGHG排出量の比較を行い，削減効果を算出．
Øスターターでは44%から73%，オルタネーターでは50%から90%，コンプレッサーでは15%から60%の削減効果を確認．

スタータのリビルト工程
工程
洗浄
洗浄材料
超音波洗浄液
トレント洗浄液

塗料
塗料

塗料(シンナ)
塗料(銀）

工程
エアツール
洗浄
洗浄
テスト

コンプレッサのリビルト工程

オルタネータのリビルト工程

リビルトオルタネータ生産時に使用する機器の抜粋
月間購入量 換算値 一台当たりの使用量 単位 IDEA製品コード CO2排出量[kg-CO2e]
16L
1kg/L
3.81E-03
kg 164225000pJPN
2.19E-03
80L
1kg/L
4.86E-02
kg 164225000pJPN
2.79E-02
0.7缶
30L

13.9kg/缶
1.3kg/L

1.79E-03
9.29E-03kgkg

164417000pJPN164414202pJPN

リビルトオルタネータ生産時に使用する材料の抜粋
使用工具
消費電力[kW] 使用時間(s)消費電力量[kWh]エアコンプレッサー
7.9
3.81E-01
超音波洗浄機3.93003.25E-01
トレント洗浄機(空気)テスター

210.39265
11

3.16E-03
3.51E-02

スタータのGHG排出量削減効果

CO2排出量[kg-CO2e]
2.20E-01
1.88E-01

1.47E-01
3.17E-02

8.51E-02
1.83E-02

4. 新品部品製造時のGHG排出量• スタータ，オルタネータ各6種類，コンプレッサ7種類の分解を行った．
Ø各構成要素の重量，材料，加工方法を記録
Øこれらの情報と排出源単位より新品部品製造時のGHG排出量を算出

オルタネータのGHG排出量削減効果

普通車用コンプレッサの部品情報
構成部品
重量[kg]
素材
CO2排出量[kg-CO2e]
旋回スクロール
0.33817 アルミニウム
0.804
回転スクロール0.83300 アルミニウム
1.980
シリンダ取付用ボルト(大) 0.07160 スチール
0.162
アーマチュアロータ
フィールドコアコイル

分解

普通車用コンプレッサの分解写真

0.217800.502540.37274

スチール
スチール
スチール

0.336
0.603
0.575

•スタータ
Ø構成材料は，鉄，アルミニウム，銅，プラスチック，その他 の順で構成
Ø摩耗したカーボンブラシによる汚れが顕著•オルタネータ
Ø構成材料はスタータと同様に，鉄，アルミニウム，銅，プラスチック，その他 の順で構成
Ø内部よりも外側のケース部分に汚れが目立った•コンプレッサ
Ø構成材料は，鉄とアルミがほぼ半々の割合
Øベーン式，旋回式，斜板式の3種類の圧縮機構があることを確認

7. 結言

コンプレッサのGHG排出量削減効果• スタータ，オルタネータ，コンプレッサを対象にリビルト部品使用によるGHG排出量削減効果を算出．
Ø スタータは平均61.6%，オルタネータは平均72.4%，コンプレッサは平均41.7%の削減効
果を確認した．
• 今後の課題Ø 車両の情報からGHG排出量削減効果の推定を可能とするモデル式の開発．
Ø 調査部品数，部品種類の増加．

Yamada Lab.

自動車部品リビルト工程の分析と GHG 排出量削減効果の算出－スタータ，オルタネータ，コンプレッサの事例－
山田樹*1，早川明宏*2，藤田光伸*2，井上全人*3，森孝男*4，山田周歩*4*1
富山県立大学 大学院工学研究科，*2 株式会社 NGP，*3 明治大学 理工学部，*4 富山県立大学 工学部

１．緒言
持続可能な社会の実現に向けて，地球環境への悪影響を減 ら し て い く こ と が 重 要 で あ る ． そ の た め に は ， GHG(Green House Gas)排出量や資源の使用量，廃棄物の量を削減していくことが必要になる．ゆえに，今あるものを繰り返し使用する，長期間使用することが重要となる．自動車業界ではリサイクル部品の活用が持続可能な社会の実現に貢献することができる．また，半導体不足などによる新車の供給遅延に起因する下取り車，中古部品の元となる使用済み車の不足により，今ある部品を再生して生産するリビルト部品の需要が高まっている 1)．本研究はスタータ，オルタネータ，コンプレッサのリビルトプロセスを調査，分析し，リビルト部品製造時の環境負荷およびリビルト部品使用時の環境負荷削減効果の算出を目的とする．

で使用される設備，投入される資源の種類，作業基準の見える化を行う．これをもとにリビルト部品製造各工程のインベントリデータを収集し，排出される GHG 排出量の算出を行う．

Fig.2 IDEF0 base unit

２．GHG 排出量削減効果の算出方法
本研究では，リビルト部品利用による環境負荷削減効果を換算 CO2 排出量の削減効果として定義する．図 1 に CO2削減効果の考え方を示す．換算 CO2 排出量の算出方法を式(1)に示す．また，各種 GHG 排出量は式(2)に示す通りに算出する．

換算CO! 排出量 = $(𝐺𝑊𝑃 × 各種 GHG 排出量)(1)

各種 GHG 排出量＝排出原単位 × 活動量(2)これらを用いてリビルト部品の生産工程で発生する CO2 排出量 C と，交換部品製造時の CO2 排出量 B を求める．さらに，式(3)に示すように，新品部品製造時 CO2 排出量 A からB と C の和を減算することにより，CO2 削減量 X を求める．

CO2 emissions [kg]𝑋 = 𝐴 − (𝐵 + 𝐶)

(3)

Environmental Impact Reduction
X [kg]

New parts manufacturing
A [kg]

Replacement parts manufacturing
B [kg]
Rebuilt parts manufacturing
C [kg]New Parts

Rebuilt Parts

Fig.1 Conceptual Diagram of CO2 Emission Reduction
３．リビルト生産プロセスモデルの化
リビルト部品製造工程の調査を行い，モデリング手法である IDEF02)の記述ルールを用いてリビルト部品の生産工程をモデル化した．図 2 に IDEF0 の基本単位を示す．また，
図 3 に一例としてリビルトスタータのプロセスモデルの一部を示す．このようにプロセスをモデル化し，各プロセス

Fig.3 A part of remanufacturing process of starter
4．新品部品生産による GHG 排出量
新品部品製造時の GHG 排出量を算出するにあたり，スタータ，オルタネータ，コンプレッサを各 6 種類(合計 18個)の分解を行い，各構成要素の重量，材料，加工方法の調査を行った．この情報と環境負荷原単位データベース
IDEAv3.1.0 に記載されている温室効果ガス排出原単位情報 3)を用いて，新品部品製造時の GHG 排出量の算出を行った．図 4 に各種オルタネータの新品部品製造時の GHG排出量の推定結果を示す．

25.006．リビルト部品使用による削減効果
スタータ，オルタネータ，コンプレッサの新品部品製造時とリビルト部品製造時の GHG 排出量の比較を行い，削減率を導出した．図 7 にオルタネータの GHG 排出量の削減率を示す．
調査の結果，リビルトオルタネータを使用することでGHG 排出量が 51%から 91%削減されることを明らかにした.

GHG emissions [kg-CO2e]

20.00

15.00

10.00

5.00

0.00

25.00

102211-596(Kei car)

104211-225(Kei car)

102211-594(Standard car)

104210-552(Wagon car)

LR250-707
0201-152-101(Light truck ect.) (Medium truck)Fig.4 GHG emissions from the production of new alternator parts

12.00

GHG emissions [kg-CO2e]

10.00

8.00

6.00

4.00

2.00

0.00
102211-596(Kei car)

104211-225(Kei car)

102211-594(Standard car)

104210-552(Wagon car)

LR250-7070201-152-101(Light truck ect.) (Medium truck)

Fig.5 GHG emissions from the production of rebuilt alternator parts
Disassembly, 0.00%
Core entry, 0.00%

Cleaning, 2.05%
Drying, 2.19%
Blast shot, 3.67%
Bead shot,
4.34%

Parts Testing, 0.00%
Coating, 2.13%
Machining, 0.72%
Assembly, 0.00%
Testing, 1.38%
Assembly, 0.00%
Disassembly, 0.00%
Shipment Preparation,
0.00%

Factory Compressors,
8.21%

Replacement parts
manufacturing, 75.31%

Fig.6 Percentage of GHG emissions from production of rebuilt
alternator for standard-sized car by process

GHG emissions [kg-CO2e]

5．リビルト部品生産による GHG 排出量
リビルト部品製造の各工程におけるインベントリデータと環境負荷原単位から，スタータ，オルタネータ，コンプレッサのリビルト部品製造時の GHG 排出量の算出を行った．図 5 にオルタネータのリビルト部品製造時の GHG 排出量を示す．また，一例として普通車に使用されているオルタネータのリビルト時のプロセス別の GHG 排出量の内訳を図 6 に示す．交換部品製造時の GHG 排出量が大部分を占めており一番多く，次に分解や組立の際に使用するエアツール用のコンプレッサ，アルミニウムビーズを使用し加工を行うビーズショットというような順で GHG 排出量の割合が高くなっていることが確認された．

20.00

15.00

-55.0%

10.00

5.00

-81.5%-78.4%-90.5%-50.9%-77.8%

0.00
102211-596(Kei car)

104211-225(Kei car)

102211-594(Standard car)
New parts

104210-552
LR250-707
0201-152-101(Wagon car) (Light truck ect.) (Medium truck)

Rebuilt parts

Fig.7 Reduction in GHG emissions through use of rebuilt alternators

7．結言
本研究では，スタータ，オルタネータ，コンプレッサを対象にリビルト部品使用による GHG 削減効果を算出し，リビルト部品を使用することで，スタータは 44%~73%，オ
ルタネータは 51%~91%，コンプレッサは 16%~61%の削減効果を得られることを確認した．
今後は，調査する部品の数を増やし，車両の情報から削減効果の推定を可能とするモデル式の開発が本研究の課題である．

参考文献(1) 中古部品再生「リビルト部品」に存在感 中古車人気が背景に – 一般社団法人 日本自動車会議所
URL https://www.aba-j.or.jp/info/industry/17213/(2) 藤野健一, 吉田正, 服部達也, 金子鎮雄, 渾大防一平,1996. Idef0 による現場労務安全管理の分析と情報管理の方向性. 建設マネジメント研究論文集 4, 59–68.
https://doi.org/10.2208/procm.4.59(3) LCI データベース IDEA version 3.1.0 (2021/07/15) 国立研究開発法人 産業技術総合研究所 安全科学研究部門
IDEA ラボ