/日本工業出版(株)/

本増刊号は、油圧技術の最前線で活躍される教育・研究機関および企業の研究・開発者の皆様にご執筆をお願いし、各機関で進められている油圧の研究開発について、最先端技術を交えつつ、可能な限りユーザーや営業・保守に携わる方々にも理解しやすい平易に解説いただきました。
本号を通じて、日々研鑽を重ねる研究・開発者の皆様の取り組みへの理解を深めていただくとともに、油圧技術が有するキーテクノロジーの一端をご体感いただければ幸いです。

B5判　本文166ページ　
2025.10.10
油空圧技術 2025年10月増刊号

◆目次◆
○巻頭言:「油圧機器・システムの研究と開発の最前線を観る」の発刊にあたって
/元)防衛大学校　西海孝夫
○油圧エネルギー回生装置の紹介
/イーグル工業㈱　嶋田佳幸
油圧装置のCO 2排出量削減に貢献できる、当社が独自に開発した油圧エネルギー回生装置「HyBEKSTER」のシステム構成や主要コンポーネントの説明、及び実機での油圧エネルギー低減効果実証結果について紹介する。
○小型油圧ショベル向けピストンポンプ
/カヤバ㈱　武井元
小型油圧ショベル向け1C/Bピストンポンプのご紹介。カヤバ形式でオープンセンタシステム用のPSVD2-42、ロードセンシングシステム用のPSVL-84とPSVL2-42の3仕様を共通のロータリーパーツで構成している。
○燃費規制に対応する油圧システムの新展開
/カヤバ㈱　弘中剛史・津久井謙
環境・省エネの観点から厳しさを増す燃費規制に対して、カヤバでは高効率化を狙いポンプやバルブを組み合わせた油圧システム+A3に着目した特性解析技術の構築を行った。油圧システム全体のモデル化により,燃費向上に寄与する設計パラメータの明確化および協調制御による性能向上について検証した。
○中型乗用車向けCVT用ベーンポンプの開発
/カヤバ㈱　渡辺嘉三
中型乗用車向けCVT注用ベーンポンプは、既に量産化され、グローバル展開されている既存CVTユニットの後継機種としてジヤトコ㈱が開発した中型乗用車向けのトランスミッション変速機構の油圧源として搭載されるものである。
○情報化施工を実現するICT油圧ショベル用システム・機器の開発
/川崎重工業㈱　伊藤誠・村岡英泰
建設現場の生産性向上を目的に、ICT/IoT技術を活用して高効率・高精度な情報化施工を実現する ICT建機の需要が拡がっている。当社は油圧機器メーカーならではの緻密なマシンコントロール技術の構築とICT建機に最適な油圧機器の開発に取り組んでいる。
○水素燃料電池ショベルの開発
/コベルコ建機㈱　山口拓則・寺内謙一・岡秀和・鎌田昌志
カーボンニュートラルへの取り組みとして水素燃料電池ショベルの開発中である。種々の検討を経て試作機を製作し、掘削力・操作性が現行エンジン式油圧ショベルと遜色ないことを示した。今後、商品化に向け開発を継続すると共に法規整備や規制緩和について働きかけて行く。
○巨大地震動に対応する耐風ロック機構の開発
/清水建設㈱　杉本浩一
少量多品種生産の製造現場で依然として課題である外観検査の属人化。COSM AI VISIONは、AIと現場技術を融合し、検査業務の標準化・自動化を実現する。COSM AI VISIONをはじめとした、DX支援パートナーとしてのコズムの取り組みを紹介する。
○航空機脚揚降用EHA(Electro-Hydrostatic Actuator)システムの開発と展望
/住友精密工業㈱　長谷川和臣
本稿では、次世代旅客機をターゲットとした航空機脚揚降用EHA(Electro-Hydrostatic Actuator)システムの開発について述べる。従来の集中油圧方式に代わる分散動力方式の一つであり、信頼性、安全性、軽量化、環境耐性に優れたEHAシステムを提案する。特に、冗長性確保のための油圧供給システム、圧力フィードバックによる高精度制御、セルフクリーニング機構を備えた油圧アクチュエータ、および新たに開発した高速高圧内接ギヤポンプに焦点を当て紹介する。今後はさらなる適用領域の拡大を視野に入れ、種々アプリケーションへの応用も検討している。なお、航空機の脚は、離陸・着陸時や地上走行時に機体を支える装置で、構造的な強度と衝撃吸収性能が求められる。その脚を離陸後に収納し、また着陸前に展開することを脚揚降という。
○自動車用制御ブレーキ作動音改善のための圧力脈動予測
/トヨタ自動車㈱　小池洋平
/㈱アドヴィックス　矢野眞大
アダプティブ・クルーズ・コントロールの自動減速時や回生協調ブレーキ時に発生するブレーキ作動音改善を目的に、実験同定したポンプやバルブの特性と強制力になる圧力脈動の関係の定式化と、圧力脈動が増大するポンプ回転数と配管位置の計算結果を紹介する。
○油圧テンショナを用いたボルト締結技術
/㈱日立インダストリアルプロダクツ　丹野洋平
油圧テンショナを用いたボルト締結では、油圧によりボルトに軸力を直接負荷するため、締結部材間の摩擦の影響を受けず高精度な締付けが可能である。本稿では、その締付け原理、軸力推定式、有限要素解析手法、技術動向などについて紹介する。
○ショベル向け新油圧ハイブリッドシステム
/日立建機㈱　土方聖二
油圧ショベルにおいて、従来の機械では捨てられていたエネルギーを回生し再利用すると共に、エンジンを効率良く駆動することにより燃費低減を図った新油圧ハイブリッドシステムを提案した。シミュレーションにより、24%の燃費低減効果が図れる可能性があることが分かった。
○油圧機器部品の挙動シミュレーション技術
/㈱日立製作所　鈴木健太
建設機械において、比較的小型の機器で大きな力を発揮できる油圧システムが広く用いられている。本稿では、当該ポンプにおいて過酷しゅう動部となるスリッパを対象とし、圧力変動やリテーナの変形、しゅう動部油膜を考慮した挙動解析技術について紹介する。油圧システム全体のモデル化により,燃費向上に寄与する設計パラメータの明確化および協調制御による性能向上について検証した。
○望遠鏡の油圧支持システムとモデル化
/三菱電機㈱　服部友哉
本稿では、大型望遠鏡に使用される油圧支持システムの概要と技術動向、設計効率化のために提案する油圧系と構造系の連成システムのモデル化手法について簡単に紹介する。
○XAIでの油圧式変速機の設計空間の可読化
/ヤンマーホールディングス㈱　中川修一
脱炭素とウェルビーイングの両立が社会課題となるなか、油圧変速機での省エネに直結する伝達効率と振動騒音に影響する圧力脈動とのジレンマ調整に、XAIでの設計空間の可読化プロセスを提案し、その有効性を示した。
○油空混合流体を用いた油圧アクチュエータの衝撃緩和機構
/青山学院大学　北澤勇気
油空混合流体を用いることでアクチュエータに受動的な衝撃緩和機能を持たせる新手法を紹介する。気泡混合比の調整により体積弾性係数を制御し、衝撃吸収性能と位置制御性能の両立を可能にする。実験と解析により、従来の緩衝材を用いず同等以上の性能を達成できる可能性を示した。
○圧力脈動低減素子の提案とその性能
/足利大学　桜井康雄
本研究室で提案した油圧用圧力脈動低減素子の概要とその性能を解説した。この素子の設定パラメータの適切な設定により、圧力脈動の大きさをこの素子を取り付けない場合の約30%にまで小さくできること、および、この素子の効果はポンプ回転数に依存しないことを述べた。
○軸対称型磁気粘性流体バルブによる油圧制御
/大阪公立大学　大島信生
磁気粘性流体(MR流体)は磁場によって粘度を変化させる機能性流体の一つである。これを用いた軸対称型MR流体バルブにPWM制御の手法を改良した矩形パルス波を使用した制御法を適用することにより、油圧アクチュエータの速度と推力の同時制御を試みる。
○遠隔操作建設ロボットシステムの操作情報提示
/岐阜大学　山田宏尚
遠隔操作建設ロボットシステムに対して、危険物に建設機械のフォークグラブが接近した際に、操作者へ力覚と音の提示による警告を行う「危険物警告システム」を開発した。本稿では、本システムの危険回避性能や作業者負担の観点から最適な危険物警告システムの提示方法を検討した結果を紹介する。
○マグヌス力がおよぼす油圧L字型配管内ボール挙動への影響
/近畿大学　梶原伸治
逆止弁として油圧L字配管内にチェックボールを用いることがある。バネで支持せず確実に逆止動作させることを目的に、流入部とチェックボールの位置関係が及ぼすチェックボールの挙動への影響を調査した。チェックボールを流体力で回転させることによってマグヌス力が働き、チェックされるまでの時間を短縮させることが可能であることが分かった。
○油圧システム内の高温高圧条件を再現した超音波反応場
/静岡理工科大学　南齋勉
建設重機の油圧システムにおいて利用される油圧作動油中に生成する腐食原因物質の生成メカニズムについて、超音波が誘起する高温高圧の微小気泡(超音波キャビテーションバブル)をモデル反応場として応用し、溶媒物性と反応場活性との関係について検討した。
○油圧シリンダを用いた波力発電装置の開発
/東京大学生産技術研究所　丸山康樹・林昌奎・長田芳明・永田隆一
環境省事業(2018〜2021年度、4年間)により、波力発電装置(出力45kW)を開発し、平塚漁港で実証試験を行った。同装置は、反射板、ジャケット構造物、波受板(8m×3.5m)、2本の油圧 RAMシリンダおよび油圧装置等から構成される。約1年の発電データを解析し、最大出力40.5kW、効率50%以上、波エネルギーの小さい相模湾内での試験のため、設備利用率は10.0 〜15.2%と低かった。今後、この経験を活かし、波の大きい外洋設置に挑戦する予定である。
○ブーム長変化を考慮したクレーンアクチュエータのゲインスケジューリング制御
/東京電機大学　石川潤
/㈱タダノ　水木和磨
本稿では、ブーム長の変化に応じて制御ゲインをリアルタイムに切り替えるゲインスケジューリング制御手法を提案する。実クレーンを用いた実験的検証により、提案手法は従来の固定ゲイン制御に比べて、ブーム長が増加した場合でも旋回角速度の安定な制御性能を維持できることを示した。
○特殊歯形歯車の平歯車ポンプへの適用
/東京都立産業技術高等専門学校　瀬山夏彦
平歯車ポンプは、騒音振動がしばしば問題になる。本稿では、インボリュート歯車に比べて大流量に設計しやすい特殊歯形歯車を用いることで、吐出量を確保しつつ小モジュール大歯数に設計して、運転時の静粛性を狙った歯車ポンプの製作例を紹介する。
○数値解析による油圧流路の脈動伝達特性の解析
/防衛大学校　一柳隆義
本稿では、三次元非定常CFD解析を用い、油圧流路内を伝ぱする流体伝ぱ振動の脈動伝達特性とサイドブランチによる透過損失特性を高周波数分解能で予測・評価した。さらに実験結果との比較により、解析手法の有効性を確認した。
○油圧ポンプの内部インピーダンス特性のシミュレーション
/防衛大学校　一柳隆義
本稿では、油圧ポンプの内部インピーダンス特性のシミュレーション手法について、古典的な数学モデルやポンプの内部流路の形状を考慮して等価管路の組み合わせでモデル化する手法、さらに三次元非定常CFD解析を利用する手法について概説した。
○大きな発生力と衝撃吸収性を併せもつ新たな油圧シリンダの開発
/法政大学　坂間清子
大きな発生力と衝撃吸収性を両立する新たなアクチュエータの実現を目的に、気泡を混入させた作動油を動力伝達媒体の一部として利用する油圧シリンダを開発した。本稿ではその構造や特徴、気泡量調整による特性変化と応用方法について紹介する。
○液圧機器のキャビテーション壊食対策
/室蘭工業大学　風間俊治
油圧・水圧機器内部のキャビテーション壊食(エロージョン)は、主に絞り部で生じる、気泡を伴う噴流が壁面に衝突することに起因する。これは、機器の信頼性や性能に大きな影響を及ぼす。その低減策について、基礎的な実験事例を紹介しつつ、手短に述べる。
○熱伝導を考慮したブラダ形アキュムレータの数学モデルに関する研究
/横浜国立大学　眞田一志
横浜国立大学眞田研究室における研究紹介として、熱伝達を考慮したブラダ形アキュムレータの数学モデルに関する研究について紹介する。アキュムレータに封入されている窒素ガスの熱がブラダを介して外気に熱伝達される数学モデルを提案した。実験を交えた研究成果の概要を紹介する。