カ

ヤ

バ

技

報

KYB
TECHNICAL カヤバ技報
67
REVIEW
OCT. 2023 No.

KYB TECHNICAL REVIEW No. 67 OCT. 2023

カヤバ株式会社（2023年10月１日より，正式名称にカヤバ株式会社を採用いたしました）
2023年10月１日現在
本社・営業

東京都港区浜松町二丁目４番１号世界貿易センタービルディング南館28階

基盤技術研究所
生産技術研究所
開 発 セ ン タ ー
工 機 セ ン タ ー
南 関 東 支 店
名 古 屋 支 店
大
阪
支
店
福
岡
支
店
広 島 営 業 所
相
模
工
場
熊
谷
工
場
岐 阜 北 工 場
岐 阜 南 工 場
岐 阜 東 工 場
三
重
工
場
長
野
工
場
カ ヤ バ C S ㈱長 岡 カ ヤ バ ㈱㈱タカコ
金 山 カ ヤ バ ㈱カヤバモーターサイクルサスペンション㈱カヤバロジスティクス㈱ジャパン・アナリスト㈱㈱ け ん し ゆ う

神 奈 川 県 相 模 原 市 南 区 麻 溝 台 一 丁 目12番 １ 号
岐
阜
県
可
児
市
土
田
60
番
地
岐 阜 県 加 茂 郡 川 辺 町 鹿 塩 字 白 砂 1185 番 地
岐
阜
県
可
児
市
土
田
60
番
地
神 奈 川 県 相 模 原 市 南 区 麻 溝 台 一 丁 目12番 １ 号
愛 知 県 名 古 屋 市 中 村 区 名 駅 五 丁 目27番13号（名 駅 錦 橋 ビ ル ２ 階）
大 阪 府 吹 田 市 江 坂 町 一 丁 目23番20号（TEK第 ２ ビ ル）
福 岡 県 福 岡 市 博 多 区 博 多 駅 東 二 丁 目 ６ 番26号（安 川 産 業 ビ ル）
広 島 県 広 島 市 東 区 光 町 一 丁 目12番16号（広 島 ビ ル）
神 奈 川 県 相 模 原 市 南 区 麻 溝 台 一 丁 目12番 １ 号
埼
玉
県
深
谷
市
長
在
家 2050 番
地
岐
阜
県
可
児
市
土
田 2548 番
地
岐
阜
県
可
児
市
土
田 505 番
地
岐
阜
県
可
児
市
土
田
60
番
地
三 重 県 津 市 雲 出 長 常 町 1 1 2 9 番 地 1 1
長 野 県 埴 科 郡 坂 城 町 坂 城 9165 番 地
三 重 県 津 市 雲 出 長 常 町1129番 地11 カ ヤ バ 株 式 会 社 三 重 工 場 内
新
潟
県
長
岡
市
浦
3909
番
地
京 都 府 相 楽 郡 精 華 町 祝 園 西 一 丁 目 32 番 地 1
岐 阜 県 下 呂 市 金 山 町 戸 部 4350 番 地 130
岐
阜
県
可
児
市
土
田
505
番
地
岐 阜 県 可 児 市 姫 ヶ 丘 二 丁 目 16 番 地
神奈川県相模原市南区麻溝台一丁目12番１号 カヤバ株式会社 相模工場内
埼 玉 県 戸 田 市 美 女 木 北 ２ 丁 目 ８ 番 地 ４ 号〠105―5128☎（03）3435―3511〠252―0328〠509―0206〠509―0307〠509―0206〠252―0328〠450―0002〠564―0063〠812―0013〠732―0052〠252―0328〠369―1193〠509―0298〠509―0297〠509―0206〠514―0396〠389―0688〠514―0396〠949―5406〠619―0240〠509―1605〠509―0297〠509―0249〠252―0328〠335―0038☎（042）
745―8111☎（0574）
26―1453☎（0574）
52―1323☎（0574）
26―5310☎（042）
746―5587☎（052）
587―1760☎（06）
6387―3221☎（092）
411―2066☎（082）
567―9166☎（042）
746―5511☎（048）
583―2341☎（0574）
26―5111☎（0574）
26―1111☎（0574）
26―2135☎（059）
234―4111☎（0268）
82―2850☎（059）
234―9260☎（0258）
92―6903☎（0774）
95―3336☎（0576）
35―2201☎（0574）
27―1170☎（0574）
26―6427☎（042）
749―7512☎（048）
499―9336KYB Corporation
Head Office
Overseas Subsidiaries and Affiliates【Americas】
KYB Americas Corporation
2625 North Morton, Franklin, Indiana 46131, U.S.A.
TEL:（1）
317-736-7774
Takako America Co., Inc.
715 Corey Road Hutchinson, Kansas 67504-1642, U.S.A.
TEL:（1）620-663-1790
KYB International America, Inc.
2625 North Morton, Franklin, Indiana 46131, U.S.A.
TEL:（1）
317-346-6719
KYB Mexico S.A. de C.V.
Circuito San Roque Norte #300 Santa Fe II, Puerto Interior, Silao Guanajuato, CP 36275, Mexico
TEL:（52）472-748-5000
KYB Manufacturing do Brasil Fabricante de Autopeças S.A.
Rua Francisco Ferreira da Cruz, 3000, Fazenda Rio GrandeParana, CEP 83820-293, Brazil
TEL:（55）-41-2102-8200
Comercial de AutopeÇas KYB do Brasil Ltda.
Rua Cyro Correia Pereira, 2400 Suite 07-Cidade Industrial,
Curitiba-PR, 81460-050, Brazil
TEL:（55）
41-3012-3620【Europe】
KYB Europe GmbH
Margaretha-Ley-Ring 2, 85609 Aschheim, Germany
TEL:（49）-89-5480188-0

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948-421700
KYB Advanced Manufacturing Spain, S.A.U.
Poligono Industrial Perguita Calle B, No. 15, 31210 Los Arcos Navarra, Spain
TEL:（34）
948-640336
KYB Manufacturing Czech, s.r.o.
U Panasonicu 277, Stare Civice, 530 06 Pardubice, Czech
Republic
TEL:（420）466-812-233
KYB CHITA Manufacturing Europe s.r.o.
Prumyslova 1421, 53701 Chrudim, Czech Republic
TEL:（420）469-363-302
LLC KYB Eurasia
117638 Odesskaya street 2 building A, Moscow, RussianFederation
TEL:（7）495-7716010

World Trade Center Building South Tower 28F, 2―4―1 Hamamatsu-cho,Minato-ku, Tokyo 105―5128, Japan
Tel：
（81）
3―3435―3511【Asia】KYB Steering（Thailand）Co., Ltd.
700/829 Moo 6, T. Nongtamlueng Amphur Panthong,Chonburi 20160,Thailand
TEL:（66）
3-818-5559

KYB Motorcycle Suspension India Pvt. Ltd.
Pilot No. 6, Sipcot Industrial Park, Vallam Vadagal Village,
Sriperumbudur Taluk, Kancheepuram District 631604
Tamil Nadu, India
TEL:（91）44-3012-4301

KYB（Thailand）
Co., Ltd.
700/363 Moo 6, Amata Nakorn Industrial Park2, BangnaTrad Road, K.M. 57, Tambol Don Hua Roh, Amqhur
Muang, Chonburi 20000, Thailand
TEL:（66）3-846-9999

KYB-Conmat Pvt. Ltd.
702-703, Beside N. H. No. 8, Por, Vadodara 391243, Gujatat,
India
TEL:（91）960-1551608

KYB Asian Pacific Corporation Ltd.
No. 4345 Bhiraj Tower at BITEC, Unit 1209-1211, 12th
Floor, Sukhumvit Road, Bangnatai Sub-District, Bangna
District, Bangkok 10260, Thailand
TEL:（66）
2-300-9777
KYB-UMW Malaysia Sdn. Bhd.
Lot 8, Jalan Waja 16, 42500 Telok Panglima Garamg, Kuala
Langat, Selangor, Malaysia
TEL:（60）
3-3322-0800
PT. KYB Hydraulics Manufacturing Indonesia
JL. Irian X blok RR2 Kawasan Industri MM2100, Cikarang
Barat 17520, Indonesia
TEL:（62）
21-28080145
PT. Kayaba Indonesia
JL, Jawa Blok ii No. 4 Kawasan Industri MM2100, Cikarang
Barat 17520, Indonesia
TEL:（62）
21-8981456
PT. Chita Indonesia
JL, Jawa Blok ii No. 4 Kawasan Industri MM2100, Cikarang
Barat 17520, Indonesia
TEL:（62）
21-89983737
KYB Manufacturing Vietnam Co., Ltd.
Plot I 10-I 11-I 12, Thang Long Industrial Park,
Vong La, Dong Anh District, Hanoi, Vietnam
TEL:（84）
24-3881-2773
Takako Vietnam Co., Ltd.
27 Dai Lo Doc Lap, Vietnam Singapore Industrial Park,
Thuan An District, Binh Duong, Vietnam
TEL:（84）274-378-2954
永華機械工業股份有限公司
KYB Manufacturing Taiwan Co., Ltd.
No. 493, Guang Hsing Road, Bade District, Taoyuan City,
33454, Taiwan
TEL:（886）
3-368-3123

KYB Corporation Chennai Branch
No. 408, Height 1, Temple Green Project, Mathur Village,
Sriperumbudur Taluk, Kancheepuram District, India
602105
TEL:（91）
2568-0501【China】
凱迩必（中国）
投資有限公司KYB（China）Investment Co., Ltd.
No. 99, Xiyun Road, Dingmao, Zhenjiang New Zone, Zhenjiang, Jiangsu, 212009, China
TEL:（86）
511-8558-0300
凱迩必機械工業（鎮江）有限公司
KYB Industrial Machinery（Zhenjiang）Ltd.
No. 98, Xiyun Road, Dingmao, Zhenjiang New Zone, Zhenjiang, Jiangsu, 212009, China
TEL:（86）
511-8889-1008
無錫凱迩必拓普減震器有限公司
Wuxi KYB Top Absorber Co., Ltd.
No. 2 Xikun North Road, Singapore Industrial Zone, Xinwu District, Wuxi, Jiangsu, 214028, China
TEL:（86）
510-8528-0118
常州朗鋭凱迩必減振技術有限公司
Changzhou KYB Leadrun Vibration Reduction Technology
Co., Ltd.
No. 19 Shunyuan Road, New District, Changzhou, Jiangsu
213125 China
TEL:（86）519-8595-7206
湖北恒隆凱迩必汽車電動転向系統有限公司
Hubei Henglong & KYB Automobile Electric Steering System
Co., Ltd.
108 Shacen Road, Economic and Technological Development Zone, Jingzhou, Hubei, China. 434000
TEL:（86）
716-416-7951
知多弾簧工業（鎮江）有限公司
CHITA KYB Manufacturing（Zhenjiang）Co., Ltd.
No. 8 Building-1F, New Energy Industrial Park（NorthPark）, No. 300, Gangnan Road, Zhenjiang New District, Jiangsu 212132, China
TEL:（86）
511-8317-2570

カヤバ技報第67号

2023-10目

次

巻頭言「イノベーションのジレンマ」に励まされて

齋藤

敬

1

川瀬

正裕

4
5




松野下知広
西田 英之
義村 考司

技術解説
高効率油圧システムの特性解析


弘中 剛史
津久井 謙

10

小倉

翔吾

20

小林
田中

俊雄
和徳

27
31

金
渡辺

容台
嘉三

36
40

小倉
芝原

翔吾
大智

44
45

ご挨拶
ご挨拶
技術紹介

トランスミッション用ポンプ多品種生産ラインの構築

繊維強化樹脂射出成形品の強度予測技術の研究
製品紹介
建設機械用油圧シリンダ：KCH-8の開発
カヤバキャンピングカーコンセプト
随筆
ドイツ駐在記
タイ駐在記
用語解説①繊維強化樹脂の射出成形
②PMSM
編集後記

KYB TECHNICAL REVIEW
No. 67 OCT. 2023
CONTENTS
Foreword
Encouraged by “The innovator’s Dilemma”

SAITO Takashi

1

KAWASE Masahiro

4

Installation of a Flexible Manufacturing System for Transmission Pumps

MATSUNOSHITA Tomohiro

5

Greetings
Greetings
Technology IntroductionTechnology Explanation
Characteristic analysis of high-efficiency hydraulic system

NISHIDA Hideyuki
YOSHIMURA Koji


HIRONAKA Tsuyoshi

TSUKUI Ken
Research on strength prediction technology for fiber-reinforced plastic injection-molded products

OGURA Shogo
Product Introduction
Development of KCH-8 high pressure cylinder for construction machinery KOBAYASHI Toshio
KYB Camping car concept
TANAKA Kazunori
Essay
Essay from expatriate in Germany
Yongtae Kim
Essay from expatriate in Thailand
WATANABE Yoshizou
Glossary
1. Injection molding of fiber-reinforced plastic
OGURA Shogo
2. PMSMSHIBAHARA Daichi
Editors Script

10

20
27
31
36
40
44
45

カヤバ技報第67号

2023―10

巻頭言「イノベーションのジレンマ」に励まされて
齋

藤

敬＊

私たちは2018年より御社グループと共同研究を行う機会を頂き，昨年に共著論文が論文賞を頂く1）等，
お陰様で望外の実績を積みつつあります．この受賞

コンベックス
駆動ブロック
先端折返し
ブロック

リール外周
囲みベルト

コンベックス末端
（固定）
end
伸縮部

モーター

論文は，集束コンベックス型マニピュレータという伸縮機構に関するものなのですが，これは巻き尺を束ねたような単純な機構（図 １ ）で，一見して大学

リール

リール・モーター
固定用スイングアーム
ベルト加圧シャフト

らしからぬローテクを極めたようなものです．
このたび巻頭言執筆のご依頼を受け，この伸縮機
構に至る紆余曲折と，その背景にある一冊の本について，取りまとめることにいたしました．私的な話が続きますが，どうかご容赦願います．

結束板
引張ワイヤ

結束板
コンベックス

図１

ベルト
引張ばね

シャフト間圧縮ばね
コンベックス形状
unit
遷移区間ガイド

集束コンベックス型マニピュレータ機構

した研究を行うために東京大学の博士課程，先端学
際工学専攻に編入しました．
私は東北大学の生物化学工学科出身なのですが，所属先の研究室では，義肢を生体の神経情報で制いろいろな経緯を経て機器開発を伴う幅広い研究に御したい，と神経細胞との情報授受ができるイン
シフトしてきました．
ターフェースの構築を狙いました．その結果，神経卒業研究では生物物理の研究室で，光合成細菌を細胞を光で刺激する実験の失敗がきっかけで，酸化分解し光合成能を再構成する研究を行いました．そ反応によるダメージであれば細胞に大きな穴を開けの際には核磁気共鳴分析装置を使用しているのですても回復しうる2），という新発見をし，最終的にはその応用で1999年に博士号を得ました．
が，強磁場下かつ非常に狭い測定空間に対応した，
この間，博士号に値する新規な研究には自作の機
試験管に光照射可能な部品が重要な鍵となりました．
器は当然という意識で，色々な機材を作りました．
これは研究室OBが博士論文のために自作したもの
で，世の中にない研究をするためには，小さくとも世の中になかったものを作り出す必要があるのだな，という印象を私の心に深く刻んだのでした．
修士課程では，諸般の事情で分析化学の研究室に移籍したのですが，未完成の分光機器（時間分解蛍光測定装置）の担当になりました．この装置が，とにかく動きません．光源であるパルス窒素レーザー
は制御ＰＣを止めるぐらいの電磁ノイズを発生し，計測部は同じメーカーの製品群なのに，各ユニットの同期をとるためのトリガー仕様が一致していないという始末．電気系の図書館に通いながらノイズ対策や信号反転などの対策を施し， １ 年数ヶ月を要し

しかし自作機器ではデータが安定して出るまでの苦労が多く，他の普通のバイオ系院生の研究に比べるとデータが非常に乏しい博士論文となってしまい，
自分の研究方法は何か間違っているのでは，という違和感が常につきまとっていました．
何とか博士号を得て，多少なりとも余裕ができた頃，「イノベーションのジレンマ3）」という本を読む機会がありました．
経営分野の名著であり，既読の方も多いかと思いますが，未読の方に向けまとめると，様々な分野の優良企業の衰退を分析し，「優良であるゆえに衰退てやっと動作するようになったのでした．これで機器を扱う技能は高まったものの，もっと生体に関連した」という結論に至ったものです．要点としては，①小規模な市場では大企業の成長ニーズを満たせない：現れた新技術が一見レベルが低く欠点が多くて＊も，既存技術にない特徴を必要とする顧客がいれば，秋田県立大学教授―1―

「イノベーションのジレンマ」に励まされて

小規模であるが事業になる．大企業には小規模で魅力はないが，市場の拡大後に参入しようとしても手に遠距離から相手機にパンチを叩き込むというコンセプトで形にしたのが，集束コンベックス型伸縮機

遅れになる．
②存在しない市場は分析できない：優れた分析能力のある企業は，分析できないものには参入しない．

構になります．
参考にした実在の要素技術としては，火星探査機
バイキングの土壌サンプリング機構になります8）．

そもそも新しい技術は，提供する側もその本質的な価値に気づけないことが多く，顧客とともに試行錯誤しながら育てる形になる．

これは樋状のコンベックスを ２ 本，束ねて筒状にし③技術の供給は，市場の需要と等しいとは限らない：
ある技術分野の製品の性能が上がっていっても，それを使う人がいなければ，似たニーズを満たすより低位・低コストの新技術が参入する余地が生ずる．
このような，低位・低コストながら優れた伸びしろを持つ技術を「破壊的イノベーション」，単なるたアームですが，その後の利用はありません．特許
検索からも，力強い用途を想定した，可逆的に復旧可能なコンベックスを使ったアームは見つからず，
これは盲点になっているのだろうと推測しました．
格闘戦に耐えうる，軽量で，折れ曲がっても復旧可能な，伸縮機構．2005年に考案し，当時在籍していた大阪大学より2006年に特許出願，実際に動作可能な試作機ができるまで更に数年を要し，2010年に秋田県立大学に独立した准教授として赴任してから，改良に留まる技術を「持続的イノベーション」とし本格的に取り組むことになりました．
て定義し，どのように前者を伸ばして自社の成長に
その間，光酸化反応により細胞に孔を開けても死繋げてゆくか，というのが同書の最終部となります．
ににくいという技術は，2007年に光酸化剤を練りこ
元々，技術史含め歴史は好きな分野でしたが，自んで成型したポリマーとロボット技術と組み合わせ
分のやっていることは「破壊的イノベーション」に分類されるのだな，と励まされる感を得たのでした． ることで，低コストで治療規模の細胞数を一括処理
なお同書で取り上げられているトピックの中には， 可能な「大規模細胞改変技術」として発展し，2009
年に米国9）と秋田県で受賞，これが秋田県立大学へ
掘削機業界における油圧技術の影響があります．掘赴任する直接的なきっかけとなっています．
削機における蒸気エンジンからガソリンエンジンへ
最近になって，イノベーションの重要性を説く記の変化は「持続的なイノベーション」，ケーブル式
事を目にするたびに，原著刊行から四半世紀となるから油圧式への転換が「破壊的イノベーション」と「イノベーションのジレンマ」が世界に，そして私
して記述されています．
4）に引き起こした，革新的な認識の変化を思い返すと御社社史 にも正にこの転換と並行する形で，油圧機器への本格的進出に取り組まれた旨の詳細があ
共に，破壊的イノベーションの可能性を持つ私どもり，大変臨場感を持って読ませて頂きました．特にの伸縮機構を，御社グループと共に実用化に繋げた
創業からの油圧技術の蓄積が役立ったのは，その後いと願うものであります．
の御社グループの発展が実証しているといえます．
参

考

文

献

「狙う本質が正しければハイテクもローテクも無関係であり，また形にして使って見えてくるものもある」．そのように明確に意識するようになった頃，開発したのが動物模擬ロボット「しろやぎ5）」とコ
ンベックス型伸縮機構6）です．これらは「かわさきロボット競技大会7）」という無線操縦型ロボットによる格闘戦大会に向け，当時の研究室の同僚と趣味

１ ）B est Paper Award 2022, Saito et al.,“300-N Class

半分で開発しました．「しろやぎ」は神経インター
フェースの動物実験用全身型「義体」という位置付
けもあり，速度と搭載性能優先で，あえて玩具的なリンク式脚機構をベースに，脚による推力を偏向さ３ ）クレイトン・クリステンセン著「増補改訂版せる機構を組み込んでいます．
その後，デジタルものづくりの波に乗る形で，毎年大会に参加しながら試作開発力を高めていったの

６ ）齋藤敬，特許第5064739号「マニピュレータ機構」

ですが，そんな「しろやぎ」が，純粋な格闘戦向けの機体には敵わなくなってゆく中で，試合開始直後

８ ）Crouch, “Mars Viking surface sampler subsystem”,

Convex-Based Telescopic Manipulator and Trial for ３-DOF Parallel Mechanism Robot”, Journal of Robotics
and Mechatronics, 33⑴ 141-150（2021）
２ ）S aito et al., ”Light dose and time dependency ofphotodynamic cell membrane damage”, Photochem.
Photobiol. 68⑸ 745-748（1998）
イノベー

ションのジレンマ」，翔泳社（2001）
４ ）KYB80年史（2015）５ ）齋藤敬，特許第4554140号「多脚歩行ロボット」
７ ）酒井賢二，「かわさきロボット競技大会がもたらしたもの」，日本ロボット学会誌，27，9, 994-996（2009）―2―

Proc. 25th Conf. on Remote Systems Technology, 141-

カヤバ技報第67号

152（1977）.

2023―10
Perforation, with Nanoimprinted Mass Producible

９ ）Best Paper Award: Postdoctoral Category, Saito et al.,“Large-Scale High-Performance Cell Membrane―3―

Perforator”, 4th IEEE/NIH Life Science Systems &Applications Workshop,  ５-８（2009）

ご挨拶

ご挨拶

ご挨拶
川

瀬

正

裕＊

このたびの社長就任にあたり，カヤバグループの舵取りを担ううえで，重要となる考え方を述べさせ

２ ．次世代に向けた生産革新
次世代に向けてモノづくりを進化させていく活動ていただきます．
１ ．成長戦略
当社は，油圧の原理を応用した振動抑制技術やパを，Ship’30（Self handing innovation plant 2030）と名付け，デジタル技術（DXやAI）を基軸に「運搬」「在庫」「作業」の最小化を図り，自己完結が可能

ワー制御技術における世界トップクラスの企業として，更なる成長と社会の持続的発展に向け製品開発を推進してまいります．例えば，自動車や建設機械の電動化は実現策の一つであり，これに対応した技
術開発への注力は非常に重要と考えております．
AC（オートモーティブコンポーネンツ）事業では，
EV化，CASE注1）などの動向に適用すべく，ショッ
クアブソーバの基本性能改良に加え，アクティブサ
スペンションシステムや次世代ハイブリッドサスペ
ンションシステムの新規開発を進めております．
HC（ハイドロリックコンポーネンツ）事業では，建設機械の駆動機構における各コンポーネント（ポンプ，モータ，バルブ，シリンダ）を製品群として保有している強みを活かし，建設機械の遠隔操作やな無人化工場の具現化を進めてまいります．本活動のグローバル規模の展開により，グループにおける生産体制の最適化を図ってまいります．
３ ．絶え間ない原価低減活動
コロナウイルス感染拡大から回復基調に入ったものの，原材料やエネルギー価格の高騰，半導体供給不足によるお客様における生産調整など，厳しい事
業環境が続いています．このような社会背景を踏まえ，当社グループにおいても収益基盤の安定化を図るべく，グローバル規模の原価低減活動を進め，主要事業であるAC事業・HC事業・特装車両事業へのリソースの集中配分を進め，高収益体質への変革を図ります．
４ ．サステナビリティに関する活動
グローバル展開する企業が継続的な成長を成し得るためには，ESG経営の推進は欠かせないものです．

自動・無人化運転に適用すべく，センシングなどの電子制御を付加したシステム化への取り組みを進めております．
特装車両事業でも，国内最大シェアを誇るコンク
リートミキサ車の技術を活かし脱炭素社会に貢献し得る，電動化・情報化技術を活用した新製品開発を進めてまいります．
更に新市場参入への取り組みとして，AC，HC，特装の保有技術を融合したキャンピングカーの開発を進めております．本開発に関しては，開発コンセ
プトや展示会出展の様子が本誌において紹介されております．
注 １ ）Connected（コネクテッド）Autonomous（自動運転）Share & Services（カーシェアリングとサービス）Electric（電気自動車）の頭文字をとった造語．

＊

カヤバ株式会社

当社においても，社長を委員長とし各本部長と各事
業本部長から構成するサステナビリティ委員会を設定し，SDGsに向けた具体的な活動の紹介やカーボ
ンニュートラルなどへの取り組みについて，今後，モノづくり/設計仕様の見直しを含めた啓発を促し，社会的要求に応えながら信頼醸成を図ります．
KYB株式会社は，本年10月 １ 日に『カヤバ株式会社』が正式名称になりました．今後は，新社名でお呼び頂くとともに変わらぬご愛顧をお願いする次第でございます．
以上，社長就任にあたってのご挨拶をさせていただきましたが，グループ全員で改革を進め，世界中のお客様からの信頼獲得に向けて邁進していく所存でございます．

代表取締役社長執行役員兼COO―4―

カヤバ技報第67号

2023―10

技術紹介

トランスミッション用ポンプ多品種生産ラインの構築
松野下

１

知

広

・

西

田

英

之

・

義

村

考

司

ベントが集中するスケジュールとなった．また，本製品は従来品とは形状や加工内容の互換性が低く

はじめにトランスミッション用ベーンポンプ（以下PV）
ビジネスは立ち上がり当初，CVT注１）用PVとして同一形状で企画台数も多かったため，大ロット高速ラ（図 ２ ），稼働中のラインへの追加は容易ではなかった．そこでCVTグローバル再編の必要と併せて，柔軟性のある生産ラインの追加が必要となった．

インを構築して製造原価を低減してきた．
しかし，昨今の客先要求の多様化にマッチさせるために機種は増加していき，機種ごとの生産台数も減少傾向となってきていた（図 １ ）．

図２

２

図１

CVT用PVグローバル生産台数

増加する機種に対し，従来の大ロット高速ライン
での混流化では，改造範囲が広範となり生産準備費用が大きくなる．また，混流可能な機種も限定的となるために生産ラインを減らすことができず，台数減
少時に生産効率低下や製造原価悪化の懸念があった．
そういった状況の中，トランスミッション用PV
ビジネスは客先において，CVT用PVの最後とされる新規機種を受注した．一方で，事業方針である「一社偏重ビジネスからの脱却」活動において，二社目の顧客より新規製品となるAT注２）用PVを初めて受
注した．

ポンプ形状

目的・目標・要件

2. 1 目的
今回生産技術部では，AT用PVとCVT用PVの新機種の準備に際して柔軟性のある「多機種混流ができ，少人化を可能とするコンパクトな生産ラインを構築する」こととし活動した．
2. 2 目標
品質は維持しつつもサイクルタイムは引合台数より従来比 ２ 倍の40秒と設定したが，要員・投資額は1/2としてボディ加工・カバー加工・組立の ３ 工程での加工費は従来以下とした．
また多品種対応のために，段取り時間と追加生産
機種の生産準備費用も目標設定した．
そして設置スペースについても，スペース効率を向上させて，いずれの生産拠点への展開もできるよ
うにすることとした（表 １ ）．
表１

注１）
 Continuously Variable Transmission，無段変速機の略．
注 ２ ）Automatic Transmission，自動変速機の略．

その結果，新規CVT用PVとAT用PVは，開発イ―5―サイクルタイム
ライン内要員可動率
段取り時間
生産スペース

ライン目標値

ボディ加工
カバー加工
組立
40秒/台
40秒/台
40秒/台
１ 人/直
１ 人/直
２ 人/直
78％以上
78％以上
85％以上
20分/回以下
20分/回以下
9.5分/回以下
PVグローバル区画（10×28m）に ３ 工程を設置

トランスミッション用ポンプ多品種生産ラインの構築

2. 3 要件
目標達成の為に以下 ４ 件を要件とする．
１ ．PVグローバル区画注３）内で生産ラインを構築
してどこへでも設置可能とすること

作業者を分けた上で，作業の平準化を行ったことで，２ ．段取り作業が効率よく安全に実施できること
３ ．手搬送にも対応できるトレサビリティシステ
ムを構築して，不適合品の流出防止や品質記

トの位置の最適化を行い，ライン内作業の効率と物流経路の直線化を両立させた（図 ４ ）．

手搬送でも目標要員を達成し，品質と柔軟性の両立ができるライン構築が可能となった．
また生産管理部と共に部品投入・製品出荷シュー録の保管を行うこと
４ ．コンタミレベルを維持すること
注 ３ ）ポンプ事業全拠点で統一されたライン区画．

３

実施内容

工程検討するにあたり関係部署で協議し，生産ラ
インの柔軟性を重視するために搬送は作業者による手作業で対応し，品質・生産性を確保するための自働化は各設備で対応することを前提に検討を進めた．
3. 1 シミュレーション実施
工程DRや関係部署との度重なる協議の上，製造部やKPS注４）推進部と一体となり作業組み合わせを検討し，段ボールシミュレーション注５）を繰り返し実施した（写真 １ ）．

図３

検討開始時レイアウト

図４

検討後レイアウト

注 ４ ）Kayaba Production System，カヤバ生産方式の略．
注 ５ ） 段ボールやパイプで模擬設備を作り，搬送作業や段取り作業のシミュレーションを行うこと．

3. 3 工程集約
先に説明したレイアウトスペース内に ３ ラインを収めるために，各工程で以下のように工程集約を実施し，目標スペースを達成することができた．
3. 3. 1 加工設備の工程集約

写真 １

3. 2

工程集約を行うために，加工ジグに小型のワーク
クランプ装置を採用した．これにより加工ジグの大幅な小型化ができ，従来の平ジグを用いた加工工程からゆりかごジグ注６）へと変更することができた（図段ボールシミュレーション風景

５ ）．

レイアウトの検討

従来のボディ加工・カバー加工・組立ラインは別々の区画に配置しており，レイアウトスペースとしてPVグローバル区画2.5区画程度を使用していた．
今回のラインはスペース効率を向上させ，またど

その結果，多面加工が可能となり，従来 ６ 工程に分けて加工していたものを ４ 工程へ集約することができた．工程数が減ったことで手扱い時間の低減にも寄与し，ジグの自由度が増えたことで異形機種への段取り対応も容易となった．

の生産拠点へも展開できる設置自由度の高い生産ラインとするため，PVグローバル区画内に ３ ライン
を収めることを目標に検討した（図 ３ ）．
多種多様な製品形状に対応できるように柔軟性を重視し，そのために従来の工程間自動搬送は止め，作業者による手搬送に変更することとした．
その結果，品質懸念のある加工区と検査工程では―6―

注 ６ ） ゆりかごのようにジグを回転させることで，一方向のみではなく異なる角度からの加工を行える機構．

カヤバ技報第67号

2023―10

写真 ３
図５

加工ジグ

3. 4

カバーボルト締付機

品質向上策

3. 3. 2 組立設備の工程集約
40秒に設定したサイクルタイム内での工程割り振

今回新たなラインを構築するにあたり，従来ラインに対して品質レベルの維持向上のための取り組みも実施した．

りを検討し， １ 台の設備に ２ ～ ３ 工程を集約することとした．これにより設備台数と脱着回数を削減し，加工費低減に寄与した．また機種により異なる形状

3. 4. 1 トレサビリティシステム構築
製品のボディ・カバーに，加工ラインの先頭工程
で個体管理用シリアルナンバーの刻印を行い，加工や仕様に耐えられるように，段取りジグ搭載性や可動域の自由度も確保した．
組立設備の工程集約例として，プラグ締付工程及びカバーボルト締付工程を紹介する．
AT用PVには ２ 種 ３ 個のプラグがあり， ３ 方向から締め付ける必要がある．そこでプラグ締付機に，
通常のX-Y軸の他にY軸周りにワークが回転するゆりかご機構と，X軸周りにワークが回転するスイング機構を設けることで，多様な向きのプラグに対応した．
またソケットチェンジャーを設備内に持つことで，作業者による段取り作業を伴わず自動でソケット交換を行い，複数種類のプラグを １ 台の設備で締め付けることに対応した（写真 ２ ）．

から組立の各工程に設置したカメラ（写真 ４ ）で全てのワークのシリアルナンバーを読み込むことでト
レサビリティを実現した．

写真 ４

シリアルナンバー読込用カメラ

本システムでは，各工程で読み込まれたシリアル
ナンバーが機種や工程進度情報，タイムスタンプと共にエッジPLC注７）へ書き込まれ，次の工程がエッジPLCよりそれらを読み込むことで前工程の状況を
写真 ２

確認し，工程飛ばしやNG品流出の防止を図ることができる．

プラグ締付機注 ７ ） 生産ラインとデータ収集，保存を行うサーバ間でカバーボルト締付工程では機種によるボルトピッチ違いに対応するため，ナットランナーに複数の可動軸を持たせることで，機械的な段取り作業を行う
ことなく，多様な位置のカバーボルトへ対応した（写真３）．

一次処理を行うPLC．サーバの負荷を軽減し，処理速度の高速化を狙う．

また品質データが出力される設備では，自動的にサーバへデータ保存される仕組みとし，データ改竄などの不適切行為の防止に対応した（図 ６ ）．

―7―

トランスミッション用ポンプ多品種生産ラインの構築

写真 ５
図６

トレサビリティシステム

４

洗浄パレット

結果

加工工程では，設備のモニタリングシステムとしてMT-LINKi注８）を導入した．これにより加工設備に目標としたグローバル区画内にボディ加工・カバー加工・組立の ３ ラインを設置することができた．

おけるサイクル毎の熱変位履歴を取得し，加工精度

AT用PVは2021年12月 よ り，CVT用PVは2023年
４ 月より量産開始しており，今日までノークレーム
での生産を継続中である．

悪化の要因推測や寸法調整時の見極めが可能となった．
また生産中の設備状況とアラーム履歴を取得する
ことで，作業者へのヒアリングに依存しない非稼働分析も可能となった（図 ７ ）．
注 ８ ）MT-LINKiはFANUC株式会社の登録商標です．

生産性・要員に関してもサイクルタイム40秒/台，
４ 名/直をそれぞれ達成できた．
可動率については加工工程では達成しているが，組立工程では月平均未達となっており，目標達成のために継続改善実施中である（表 ２ ）．
表２
サイクルタイム
ライン内要員可動率

図７

設置ラインの結果

ボディ/カバー加工
目標
結果
40秒/台
40秒/台
２ 人/直
２ 人/直
78％以上
84.5％

目標
40秒/台
２ 人/直
85％以上

組立

結果
40秒/台
２ 人/直
78.9％

MT-LINKi 画面

3. 4. 2 コンタミ品質
従来の大ロット高速ラインとは異なる手搬送ラインへと変貌したが，コンタミに対する品質管理は変わらず継承することとした．
加工工程では，検査・物流の前に予備洗浄を行う
ことで切粉や切削液を除去し，検査精度の向上や後工程への持ち込みの防止を図っている．
製品のコンタミ規格を満足する工程とするため，
パレタイズ工程を加工工程の最終部に設け，製品 １

５

おわりに

今回，新しいコンセプトの生産ラインを構築することができた．現在，AT用PVとCVT用PVの ２ 機
種の製品を立ち上げて生産している．
今後更に生産機種を本ラインに取り込んでいき，
名実共に「多品種生産ライン」として稼働させていきたい．
最後に本件に対してご支援を頂いた関係各位に対し，この場をお借りして深く感謝申し上げる．

台分の全部品を洗浄パレットに投入し組立直前に洗浄することとした（写真 ５ ）．
これにより組立時の部品過不足を防ぐと共に，洗浄後の仕掛品を減らしてコンタミレベルを向上させることを実現した．

―8―

カヤバ技報著

第67号

2023―10

者 

松野下

知広

西田

英之

1993年入社．オートモーティブコ

2009年入社．オートモーティブコ

ンポーネンツ事業本部車載機器事ンポーネンツ事業本部車載機器事業部生産技術部．加工工程設計お業部生産技術部．加工工程設計および加工設備導入に従事．

よび加工設備導入に従事．

義村考司

2005年入社．オートモーティブコ
ンポーネンツ事業本部車載機器事業部生産技術部主任．組立工程設
計および専用機制御システム開発
に従事．

―9―

高効率油圧システムの特性解析

技術解説

高効率油圧システムの特性解析
Characteristic analysis of high-efficiency
hydraulic system
弘 中 剛 史 ・ 津久井謙
HIRONAKA Tsuyoshi・TSUKUI Ken

要
旨
環境・省エネの観点から乗用車の燃費規制は年々
厳しさを増している. このような潮流から，自動車
業界では車両全体の効率化を急速に進めており，そのため，トランスミッション（以下，T/M）に対しても高効率化が求められている．
これまでカヤバでは，T/Mの油圧源として用いられているポンプの高効率化１）に取組んできているが，ポンプ単体でのさらなる高効率化の実現は限界に近いレベルとなってきているのが現状である．そのため，従来からのアプローチよりもさらに省エネ効果が見込めるポンプやバルブを組合わせた油圧シ
ステムに着目した技術構築が必要となる．
本報では，この油圧システムの有効性や実現性を確認するための手段として，システム全体のモデル化を行い，性能予測が可能なシミュレーション技術の構築を行った．また，構築したシミュレーションを活用し，性能に影響を与える設計パラメータの明確化や各機器の協調制御による油圧システム性能向上の目途付けを行った．それらの取組みと検討結果について解説する．

Abstract

Exhaust gas regulations for passenger cars haverecently become stricter year by year as many
countries promote carbon-neutral activities fromthe viewpoint of the environment and energy saving.
In response, manufacturers have sought the development of transmissions with higher fuel efficiency as one solution as they accelerate their efforts to improve the overall efficiency of theirvehicles.
KYB has recently improved the efficiency of thepump used as the power source for the transmission, reaching a level approaching its maximum.
In this study, as a means of confirming the effectiveness and feasibility of this hydraulic system,
we modeled the entire system and built simulation
technology that enables performance prediction.
In addition, by utilizing our simulator we clarified
the design parameters that affect the performanceand set the prospects for improving the performance of the hydraulic system by coordinating
the control of each component.

近年，環境・省エネの観点から世界各国でカーボ

T/Mでは油圧源としてポンプを使用しており，ポンプ部の動力低減（ポンプが吐出する余剰流量の削減）が燃費向上に寄与する．そのため，カヤバでンニュートラルを目指す活動が進められ，乗用車の燃費規制は年々厳しさを増している．このような潮は従来からポンプの高効率化に取組んできたが，ポンプ単体でのさらなる高効率化の実現は限界に近い流から，自動車業界では車両全体の効率化を急速に進めており，そのため，T/Mに対しても高効率化が求められている．

レベルとなってきている．そこで，本研究ではポンプ部のさらなる高効率化を実現するために複数のポンプや切換えバルブなどを組合せた油圧システムに

１

緒言― 10 ―

カヤバ技報第67号

2023―10

着目し，実現性の確認を行ってきた．
この油圧システムの有効性や実現性を確認するた

加えて電動ポンプを作動させることで不足流量を補う．このように本油圧システムでは細やかな制御にめの手段として，性能予測が可能な1Dシミュレー
ション注１）技術の構築を行ったため，本報ではその取組みと検討結果について解説する．

より必要流量のみをT/Mに送ることができるため，
メカポンプ １ 台のみの構成（以下， １ メカポンプシステム）と比較して大幅なポンプ動力低減，すなわ

注 １ ） 製品や部品の現象を数式で表現し，複数の物理現

ち車両の燃費向上が期待できる．

象を跨って計算をするシミュレーション．

２

３

カヤバ油圧システムの概要

図 １ に示すように今回検討した油圧システム（以下，カヤバ油圧システム）は，エンジン駆動の油圧ポンプ（以下，メカポンプ）と別置きの電動モータ
駆動の油圧ポンプ（以下，電動ポンプ）に加え，ソレノイドと切換えバルブからなる切換え機構を組合せた構成とした．また，メカポンプはメインとサブの ２ つのポートを配置しており，切換え機構により２ 段可変化を可能とする特徴を有している．
次にカヤバ油圧システムの作動原理について説明する．通常，メカポンプは，エンジン回転数に比例して吐出流量が変化する．そのため，車両の動作モードによってはポンプが必要以上の流量を吐出するため，ポンプ動力が増大し，燃費の悪化に繋がる．そこで，これを解消するために本油圧システムでは，T/Mの必要流量が少ない動作モードの場合，メカ
ポンプ（サブ）の吐出流量（以下，サブ吐出）を切換えバルブを介してタンクへ流し，メカポンプ（メイン）の吐出流量（以下，メイン吐出）のみをT/
M側に送ることでメカポンプの動力を低減させる．
また，T/Mの必要流量が多い動作モードの場合は，ソレノイドを起動させることで切換えバルブを作動

フィージビリティスタディ

本章では，簡易1Dシミュレーションモデルによる『システム性能評価』を実施することで本油圧シス
テムの有効性についての事前検討を行ったので，その取り組みについて述べる．なお，1Dシミュレーショ
ン モ デ ル に は 市 販 ソ フ トSimcenterTM AmesimTM
software（独SIEMENS社）を用いた．
3. 1 シミュレーションモデル概要
シミュレーションモデルの基本構成は，図 ２ に示すように大きく以下の ３ つとなる．
①流 量制御部（油圧システム）：エンジン回転数を入力とし，ソレノイドやモータの電子制御に
よりポンプ流量を制御②圧力制御部：複数の電圧/電磁バルブにより油圧システムからの吐出圧（以下，制御圧）を制御③変 速制御部：制御圧に応じてT/Mの変速比を制御
シミュレーションによる動力低減効果の検討は，自動車の燃費評価モードにて計測した走行データ（エンジン回転数と制御圧）を入力条件としたときさせ，サブ吐出をメイン吐出へ合流させることでT/Mの正常動作を確保する．さらに車両の動作モードによってはキックダウンなどのように急激に大流量が必要な場合がある．その場合は，メカポンプに流量［L/min］

目標圧力［MPa］

流量制御部（油圧システム）

時間［s］

図１

図２

カヤバ油圧システム― 11 ―

時間［s］

シミュレーションモデル概要

高効率油圧システムの特性解析のポンプ吐出流量を計算することで行った．今回は， イン側へ流れ，メイン吐出と合流することで，回路内において急激な圧力変動（サージ圧）が発生する．
カヤバ油圧システムと従来の １ メカポンプシステム
このサージ圧は，車両においてキックバックのようの ２ 種をモデル化し，同じ動作パターンで計算したなショックとして現れるため，極力低減することが際のポンプ動力を比較することでカヤバ油圧システ
ムの有効性を確認した．
3. 2 カヤバ油圧システムの有効性確認
図 ３ に １ メカポンプシステムモデルとカヤバ油圧望まれる．本章では，サージ圧を発生させる切換え
バルブを有した油圧回路を対象として，シミュレー
ションおよび実機の比較評価，シミュレーションを活用したパラメータスタディ注２）およびバルブ形状のムの方が流量を少なく抑えられていることが確認できる．これは １ メカポンプシステムの余剰流量が多い箇所では，切換えバルブによりサブポンプがタンクに直結することで，メカポンプの吐出量が低減されるためである．したがって，ポンプ動力に関しても，図 ３ ⒝に示すとおり全域において １ メカポンプ

電圧［V］

制御圧［MPa］

システムモデルのシミュレーション比較結果（流量， 最適化注３）を実施したのでその内容について述べる．
ポンプ動力）を示す．図 ３ ⒜より，両モデル共に
T/Mに必要な要求流量を確保できているが，広範囲で １ メカポンプシステムよりもカヤバ油圧システ

時間［s］

システムよりもカヤバ油圧システムの方が低減できており，動力低減率は48.3％と本システムの有効性を確認することができた．

図４

バルブ切換えによるサージ圧の発生

注 ２ ）解析モデルや解析条件をパラメータとして設定し，パラメータ値を変更しながら繰り返し解析を実行す
ること．

流量［L/min］

注 ３ ） システムの設計目標（目的関数）を最小化もしくは最大化するパラメータ探索手法．

4. 1 サージ圧の比較検証
写真 １ ，図 ５ にバルブ切換え試験機とその油圧回路図を示す．本試験の油圧回路は，メカポンプのサ
ブ吐出の先に並列で逆止弁と電流によりON/OFF
作動する切換えバルブを配している．サブ吐出は切換えバルブが開いている状態（以下，切換えOFF）

時間［s］
⒜

流量

動力［W］

ではタンクへ流れ，切換えバルブが閉じている状態（以下，切換えON）では，逆止弁を通りメイン吐出と合流する．本試験では，一定の吐出圧およびポンプ回転数で動作させている状態下でバルブを切換

時間［s］
⒝
図３

４

ポンプ動力

シミュレーション比較結果

カヤバ油圧システムの課題および対策

カヤバ油圧システムの課題としては，図 ４ に示すような切換えバルブを切換えた時に発生するサージ圧が想定される．バルブ切換え時にはサブ吐出がメ― 12 ―

写真 １

バルブ切換え試験機

カヤバ技報第67号

2023―10

ションを実行した．表 １ にサージ圧およびシステム
応答時間に影響を与える設計パラメータの感度傾向の一例を示す．表 １ 中の（＋）/（－）は各性能の向上/低下を表している．
表１

図５

バルブ切換え油圧回路図

各評価項目に対するパラメータ感度（一例）
変更

モデル

パラメータ
径増加

（＋）感度：大（－）感度：中（＋）感度：大（－）感度：小

配管

長さ増加

（＋）感度：中（－）感度：中（＋）感度：中（－）感度：小剛性増加（－）感度：大（＋）感度：中（－）感度：大（＋）感度：小開口特性

えた際のサージ圧の計測を実施した．また，実機試
験機と同じ構成のシミュレーションモデルを作成し，試験結果との比較評価を実施した．サージ圧の比較評価に関しては，サージ圧の大きさおよび切換え応
答時間（電流指令からサージ圧が発生するまでの時

圧力［MPa］，電圧［V］

間）を評価項目とした．
図 ６ にシミュレーションと実機試験の切換時圧力の比較結果を示す．図 ６ より，切換えON⇒切換え
OFFにおける応答時間は8.8％の誤差が確認される
ものの，他の評価項目はいずれも誤差± ３ ％以内で精度よく一致しており，全ての評価項目で±10％以内の精度で実機を再現できていることが確認できた．
以上のように今回構築したシミュレーションモデ
ルの妥当性は高く，バルブ切換え時のサージ圧予測が可能になったといえる．

評価項目

対象

サージ圧性能応答性

サージ圧性能応答性（OFF⇒ON） （OFF⇒ON） （ON⇒OFF） （ON⇒OFF）

感度：大

感度：小

感度：中

感度：小

切換え スプール摩擦増加（＋）感度：中（－）感度：中（＋）感度：小（－）感度：小バルブ

スプール径増加 （＋）感度：大（－）感度：大（＋）感度：中（－）感度：中
ばね力増加

逆止弁

（－）感度：大（＋）感度：大（＋）感度：小（－）感度：小スプール径減少

影響なし

影響なし

（＋）感度：大影響なし

ラップ長減少影響なし

影響なし（＋）感度：中影響なし

表 １ に示した結果からの全体的な感度傾向の確認
により，サージ圧に関しては配管および逆止弁，応答時間は切換えバルブと配管の影響が強いという知見が得られた．
配管モデルに関しては，剛性の低下，径の増加，長さの増加により，サージ圧性能が向上している．
これは，配管のアキュムレータ効果が増加してサージ圧の吸収効果が上がったためであると考えられる．
また，逆止弁モデルに関しては，スプール径やラップ長を減少させるとサージ圧性能が向上するが，一方で逆止弁が閉じているときに逆流しやすくなり，
システムとしてのロバスト性注４）が低下することが考えられるため，設計の際は注意が必要である．ここで切換えバルブに関しては，次節にて取り上げる
ため，詳細説明は割愛する．
また，今回のパラメータスタディの結果からは，サージ圧性能と応答性との関係性は基本的にトレードオフの関係があるとことも確認できた．
注 ４）システムや構造物が持つ様々な外乱により影響されにくい性質．

時刻［s］
図６

4. 3 バルブ形状の最適化検討
4. 2節のパラメータスタディの結果より，切換え

切換えバルブモデルの実機比較

4. 2 パラメータスタディの実施
サージ圧およびシステム応答時間に影響を与える
設計パラメータを把握するため，4. 1節にて作成したシミュレーションモデルを活用したパラメータス
タディを実施した．
設計パラメータの値は，設計中央値の半分または倍の値に振り分ける，もしくは切換機能に不具合が生じない範囲で変更し，数十パターンのシミュレー

バルブの開口特性やスプリングの仕様（ばね定数やセット荷重など）がサージ圧性能や応答性に大きく影響することが確認できている（表 １ 参照）．これらを踏まえ，バルブ切換えの性能向上を目的として切換えバルブ形状の最適化を実施したので，その内容について述べる．なお，最適化を実施する前にシミュレーション上でバルブ構成を検討し，より高性能な切換えが期待できるバルブ構成へ修正している．
表 ２ に最適化における説明変数，目的関数および― 13 ―

高効率油圧システムの特性解析

制約条件を示す．4. 2節の結果から，サージ圧性能と応答性にはトレードオフの関係があるため，重み適切換えバルブのサージ圧は約80％低減，応答時間は約40％低減していることが確認できる．

付けしたサージ圧と応答時間の和を最適化するように目的関数を設定し，サージ圧性能および応答性能を兼ね備えるように設定した．また，制約条件に関以上より，シミュレーションと同様に実機においても最適切換えバルブが両特性を大幅に同時改善することが可能であることを示すことができ，シミュ

してはストローク量やばね定数などの設計上誤差が発生するパラメータにばらつきを与えて，バルブ切換え時にサブ吐出先が切換えられているかを判定しレーションの妥当性と最適化プログラムの有効性を確認することができた．

バルブ形状の最適化に用いたパラメータ

説明変数

目的関数

制約条件

・アンダーラップ・ストローク量・スプール径・オリフィス・ばね定数・セット荷重・開口部ノッチ・サージ圧および応答時間で表した評
価関数

・設計値のばらつき
によるバルブ切換えの動作判定図８

電圧［V］

圧力［MPa］

サージ圧実験結果比較

電動ポンプモデルの構築

カヤバ油圧システムモデルでは，メカポンプ，切換えバルブの他に電動ポンプのモデルを使用している． ３ 章のフィージビリティスタディで用いていた
電動ポンプモデルの仕様は，回転数指令通りに遅れなく動作し，効率や応答性などが考慮されていないモデルであった．今回必要なカヤバ油圧システムのモデル要件は，システム動作の実現性および効率の確認であるため，その構成要素である電動ポンプに関しても，効率および応答時間の再現が必要となる．
本章では，カヤバ油圧システムの搭載機器である
電動ポンプに関して，実機データを基にしたモデル化を実施したため，その取り組み内容について述べる．なお，効率および応答時間の目標モデル精度を±10％以内と設定した．
5. 1 初期の電動ポンプモデルにおける評価

時間［s］
図７

時間［s］

５

図 ７ に最適化前後のサージ圧/応答時間（切換えOFF⇒切換えON）の比較結果を示す．図 ７ より，4. 1
節で作成したバルブ切換えモデルと比較して最適化
モデルではサージ圧の大きさが大幅に低減，応答時間についても短縮できていることが確認でき，サージ圧と応答時間の同時改善が可能な最適設計パラメータ探索に今回の解析方法が有効であることがわ
かった．

電圧［V］

表２

圧力［MPa］ている．これにより最適化実行により得られる切換えバルブに対してロバスト性を持たせている．

最適化モデルのサージ圧特性評価

4. 4 最適切換えバルブの実機性能評価
シミュレーションにより検討した最適切換えバルブの効果を確認するため，実機による確認実験を行った．改良前の4. 1節に示した切換えバルブと最適切換えバルブのサージ圧および応答時間を図 ８ に示す．図 ８ より，改良前の切換えバルブに対して最図 ９ に電動ポンプの実機構成を示す．モータはPMSM注５），ポンプはベーンポンプを用い，モータの電流制御方法として最大トルク制御注６）および弱め磁束制御注７）を採用している．電動モータ部のモデル化に用いたシミュレーションソフトには，油圧機器のモデル化で用いたSimcenter Amesimではな
く，制御モデルの構築において使用されていることの多いMATLAB®とSimulink®注８）を用いた．また，作成したモータモデルとポンプモデルを連成させることで電動ポンプの解析を実施した．電動ポンプ動
作に関しては，モータの実回転数をフィードバック
し指令回転数との差を小さくするように回転数制御を行っている．

― 14 ―

カヤバ技報第67号

2023―10

注 ５ ）Permanent Magnet Synchronous Motor（永 久 磁て考えられた．また効率誤差の大きさに関して，全石同期電動機）の略．モータ回転とコイルへ流す交体的に誤差10％以上，高吐出圧・低回転条件に至っては誤差＋100％を超えており実機から大きくかけ離れていることが確認された．

流電流の周期を同期させることで駆動する．
注 ６ ） 同じ実効電流量のうち，出力トルクを最大とする
制御．

表３

注 ７ ）永久磁石の磁束を打ち消す方向に電流を流すことで，初期の電動ポンプモデルの効率評価

トルクを低下させる代わりに高回転動作を可能とす

試験条件（回転数・吐出圧）る制御．
注 ８）MATLAB®，Simulink®はMathWorks社の登録商標．

効率に関する
モデル誤差

低回転
高圧

中回転
中圧

高回転
低圧

＋113％

＋12％

＋14％

図11に電動ポンプの応答性に関してモデルと実機

図９試験を比較した結果を示す．今回は回転数指令信号のステップ時刻を開始時刻とし，吐出流量が定常流量の90％に到達するまでにかかる時間を電動ポンプ
における応答性の評価指標とした．

電動ポンプの構成

図10にPMSMの電気回路をd軸（主磁束方向），q軸（直交方向）へ座標変換した際の等価的な電気回路図を示す．図10のように座標変換を行うことで，
モータトルクを発生させる電流成分Iqと回転子に磁束を発生させる電流成分Idに分けて各電流成分を独立に制御している．今回の電動モータのモデル化は，
図10の電気回路図をベースに実施した．なお，モデルの各設定パラメータに関しては，比較対象である実機の測定値や仕様や諸元に基づいた算出値を用いている．

図11より，実機での応答時間に対して解析では約２ 倍（誤差約＋100％）ほどの時間がかかっており，
大きくかけ離れているため，モデル改善が必須であると考えられた．

図11

5. 2

図10

モータの等価電気回路

表 ３ に電動ポンプの効率に関してモデルと実機試験を比較した結果を示す．表 ３ のすべての試験条件において，シミュレーションの方が実機よりも効率が高い結果となっていることが確認できる．これは作成したモータモデルでは電損と機械損は考慮されているが，磁気ヒステリシスや渦電流による鉄損が考慮されていないことが原因だと考えれられる．また，モータのインダクタンスに関しても電流依存性，
温度依存性を考慮しておらず，効率の誤差要因とし初期の電動ポンプモデルの応答性評価

モータモデルの改良

5. 1節の結果を踏まえて，鉄損を考慮したモータモデルの検討および各モータパラメータの見直しを実施した．図12に鉄損を考慮したd，q軸の等価電気回路を示す２）．図12の等価電気回路では，等価鉄
損抵抗Rcpを用いることでロータの回転により生じる鉄損を表現している．また，Ldq，Lqdによりd，q軸の相互インダクタンスを考慮している．この等価電気回路をベースにモータモデルを作成した．図12に描かれている等価鉄損抵抗RcpについてはId，Iq及びモータ回転数Nに対し可変なパラメータであるため，実機試験で得られた鉄損を基に近似式を作成し，モデルへ適用した．また，各インダクタンスに関しては，Id，Iqに依存するパラメータとしてテーブル― 15 ―

高効率油圧システムの特性解析

データで設定した上で温度補正を実施し加えている． 5. 3 ポンプモデルの改良
図14に電動ポンプのモータ回転数および吐出流量
モータ温度に関しては，実機データを基に推定したに関する実機データの一例を示す．図14より，実モー値を設定した．
タ回転数と吐出流量を比較すると，モータが駆動してから油が吐出されるまでに遅れが生じていることが確認できる．このことから，ポンプ部の挙動を次のように仮定した．
①電動ポンプ始動時，ある回転条件まではポンプのベーンが引っ込んでおり流量及び吐出圧は ０②ある回転条件を満たすとポンプのベーンが飛び
図12

出し，流量とそれに伴う吐出圧が発生③回転状態からポンプ（モータ）を停止させるとベーンが引っ込み，ポンプ内圧が抜ける

鉄損を考慮したモータの等価電気回路

図13に，実機モータ，5. 1節のモータモデル（以下，
上記①～③の動作を再現可能なポンプモデルを検討し，遅れを考慮したポンプのモデル化を図った．
ベーンが飛び出すタイミングがポンプの角速度および角加速度に依存するものと仮定し，実機データをベースにベーン飛出しの判別式を算出し，ポンプモ
デルの始動応答時間を算出する数理モデルを組み込んだ．ポンプモデルの応答の再現に関しては，ベーンやカムリング等の構成要素を作り込むことでも可能であるが，今回は以下の理由から検討を見送った．
①計算負荷が大きく，特に燃費の解析時間が膨大②ベーンの摩擦係数等の未知パラメータに関するパラメータ同定が必要③電動ポンプ全体の遅れに対するポンプ部の寄与度が低い

流量［L/min］

10％以内に抑えられていることが確認できる．以上
より，鉄損の追加等の改良により，実機モータの特性を初期モータモデルより高精度に再現可能なモータモデルを構築した．

回転数［rpm］

初期モータモデル），本節のモータモデル（以下，改良モータモデル）のT-N特性を示す．図13は横軸をモータ回転数，縦軸をモータトルクとし， ３ 相電流の実効値Ieの値ごとに分けてグラフ化している．
図13より，グラフにはトルク一定となる区間と回転数上昇につれてトルクが減少する区間が存在していることが分かる．本章では，各区間の名称を電流制御方法で分け，トルク一定区間を最大トルク制御域，グラフが傾きを有する区間を弱め磁束制御域と呼称することとする．図13より，同様の電流値における実機/初期モータモデルの解析結果を比較すると，グラフの傾き，即ちトルクの変化傾向は再現されているが，トルクが全域において実験値よりも解析値の方が約＋ ５ ～＋10％ほど大きくなっている．
一方で改良モータモデルのモータ特性は，最大トルク制御域では電流値によらず，誤差± ３ ％以内と高い精度が得られ，弱め磁束制御域においても±約

Ie10
Ie20
Ie30
Ie40
Ie50
Ie60
Ie70

時間［s］
図14

ポンプ動作時の実測データ

図15に作成したポンプ部のモデルを示す．ベーンの引込みと飛出しの状況を判別するモデルを組込む

図13

モータモデルのT-N特性評価

ことで，モータ始動時からベーン飛出し状態の油圧回路に切換えるまでに生じる遅れを模擬するポンプモデルを構築し，電動ポンプモデルに組み込んだ．
5. 4 改良した電動ポンプモデルの評価

5. 2節で作成した改良モータモデルおよび5. 3節で― 16 ―

カヤバ技報第67号

2023―10

ポンプ回転数以外にモータ回転数のP制御ゲイン注９）
設定の影響もあるため，試験条件に追加している．
試験では回転数制御におけるP制御ゲインの設定を
低・中・高の ３ 段階で変更した．
図16にP制御ゲインが高い設定での低圧高回転動
作における電動ポンプの応答時間を実機とシミュ
レーションとで比較した結果を示す．図16より流量の立ち上がるタイミングや定常状態に至るまでの過程など，応答時間だけでなく流量波形がおおよそ一致していることが確認できた．

作成したポンプモデルを組み合わせた電動ポンプモ
デルに関して，効率および応答時間を評価した．
表 ４ に電動ポンプ動作時の各効率を比較した結果を示す．なお，表 ４ における実機の効率に関して，
Ass’y全体（電動ポンプ）の効率は実際の動力から計算した実測値であるが，他の各箇所の効率に関しては理論式から算出した推定値となっている．
Ass’y全体の効率に関して，いずれの条件においても誤差±10％以内に収まっている．特に，中圧中
回転動作および低圧高回転動作においては，各箇所で比較しても全て誤差± ３ ％以内に収まっており，非常に高いモデル精度が確認できる．一方，高圧低回転動作においては，Ass’y全体では誤差－5.5％であるものの，機器によっては誤差が10％付近のものも存在している．これは誤差が大きく，電動ポンプ
構成の下流に位置している（モータ）―（ポンプ）間の回転運動に関するモデル精度が低いことが原因であると考えられる．

回転数［rpm］

ベーン挙動を考慮したポンプモデル

流量［L/min］

図15

図16

時間［s］

電動ポンプの時刻歴吐出流量

注 ９ ）制御対象の目標値と現在値の差に比例して操作量を調整する制御ゲイン．

表 ５ に各試験条件での実機と解析の応答時間を比較した結果を示す．表 ５ より，P制御ゲインが高い
条件では誤差±10％以内に収まっていることが確認できた．その一方で，P制御ゲインが小さい条件では約10％～30％の誤差が生じている．これはP制御
ゲインが小さいほど過渡状態におけるモータトルクと負荷トルクの差が小さくなり，モデルにおけるモータトルク誤差が回転運動に与える影響が相対的

以上のように，未だモデルの改善点はあるものの， に強くなることが原因であると考えられる．
Ass’y全体の効率誤差は± ５ ％程度と高精度に再現
表５されていることが確認できた．
表４

改良した電動ポンプモデルの応答性評価

動作条件

改良した電動ポンプモデルの効率評価
動作条件

モデル効率誤差

高圧
低回転

中圧
中回転

低圧
高回転

（電源）
―
（インバータ）間

－3.0％

－1.2％

－0.1％

インバータ内部

－9.4％

－2.5％

0.5％

（インバータ）―（モータ）間

0.2％

1.0％

1.2％

モータ内部

－4.1％

－1.7％

－2.1％

（モータ）
―
（ポンプ）間

12.8％

2.0％

2.6％

ポンプ内部

－0.8％

－0.2％

0.0％

Ass’y全体（電動ポンプ）

－5.5％

－2.7％

2.0％

低圧・高回転高圧・低回転中圧・中回転続いて電動ポンプモデルの応答時間に関して評価を実施した．応答時間の評価に関しては，吐出圧と― 17 ―

P制御
ゲイン

応答時間誤差

低

12.8％

中

－12.0％

高

2.0％

低

21.6％

低

7.1％

中

4.3％

高

－7.9％

以上より，回転数のP制御ゲインを高く設定する

高効率油圧システムの特性解析

ことで，効率および応答時間を目標精度で再現可能な電動ポンプモデルの構築を達成した．なお， ６ 章
におけるカヤバ油圧システムの性能評価では制御ゲインは高い設定としている．

６

油圧システム性能評価

6. 2 油圧システム安定性評価
本節では，キックダウン（以下，KD）のような瞬間的に高い流量と制御圧が必要な動作パターンに関してシミュレーションを実施し，追従性能を確認した．
図18に流量および制御圧の解析結果を示す．図18⒜より動作全域でおおよそ要求流量を満たしていることが分かる．また，図18⒝より圧力指令に対しても制御圧が追従していることが確認できる．ただし，テムの有効性が得られるか否かを把握するためシミュレーションによる性能評価を実施した．
6. 1 油圧システム性能評価

バルブ切換えOFF時に高いサージ圧が確認できる．
前述のようにサージ圧は車両全体からみるとショックとして現れるため，乗り心地悪化に繋がる．

本節では，詳細モデルにて ３ 章と同様の『システム性能評価』を行った結果を述べる．シミュレーショ
ン結果を図17に示す．図17⒜にはポンプの吐出流量

この課題に対しては，切換えバルブと電動ポンプの協調制御を行うことで解決できる可能性がある．そこで，本節では簡易的に試みたサージ圧低減策につを示す，要求流量を満たしていることが確認できる．
また，詳細モデルは全体的に １ メカポンプシステム
モデルよりも吐出流量は少なく，余剰な流量を削減できていることが確認できる．
ポンプ動力に関しては，図17⒝に示すとおり全域
において １ メカポンプシステムモデルより詳細モデ
ルの方が低減できており，動力低減率は48.3％と本システムの有効性を確認することができた．

いて述べる．

流量［L/min］

これまで構築した各機器のモデル（以下，詳細モデル）を油圧システム全体として組み合わせ，シス

時間［s］
流量

制御圧［MPa］

流量［L/min］

⒜

時間［s］
⒜

時間［s］

流量

⒝
図18

制御圧

KD時の追従性能

動力［W］

図19に協調制御ロジックの概略を示す．カヤバ油圧システムの既存制御は，メイン吐出のみで流量が不足する場合はサブ吐出を合流させ，さらに不足する場合は電動ポンプを駆動させ流量を補う形を取っていた．これは要求流量を満たすことのみを目的とした制御ロジックである．この場合，図19上部に示
時間［s］
⒝
図17

ポンプ動力

シミュレーション結果

すように切換えバルブによるサブ吐出のON/OFF
時にサージ圧が発生しやすくなる．そこで，図19下部に示すように協調制御ロジックにサージ圧低減制
御を加えることにした．この制御は，バルブ切換え
時のサブ吐出の増加/減少に合わせて，電動ポンプ― 18 ―

カヤバ技報第67号の吐出を減少/増加させることで，油圧システム全体として流量の急激な変化を抑制することを狙いと2023―10

７

結言

している．
図20にサージ圧低減制御を追加したモデルを用いたKD評価における制御圧の解析結果を示す．本制

高効率な油圧システムの実現性を確認するための手段として，性能予測が可能なシミュレーション技なると考えられる．

実施することで，安定性に影響を与えるパラメー
タを把握し，サージ圧や応答性が制御可能な設計指標を明確化できた．
⑶動作モードに合わせて各機器の協調制御を行うこ術を構築し，以下の知見が得られた．
⑴メカポンプ，電動ポンプ，切換えバルブを組合せ御を追加することにより，バルブ切換え時に生じてたカヤバ油圧システムのモデル化を行い，システ
いたサージ圧を約50％低減できることが確認できた．
ム性能を高精度に予測可能とし，本油圧システム
さらなる協調制御の検討を行うことで本節にて検の有効性を確認できた．
証した安定性向上の他に，切換え頻度の削減，ロバ⑵構築したモデルを活用してパラメータスタディをストな動作設計，動力低減効果の向上などが可能にとで油圧システム性能向上について目途付けできた．

協調制御ロジック

制御圧［MPa］

図19

得られた結果から，実機の試作回数を減らして開発スピードの向上，母機側を考慮した油圧システム設計が可能となる．
今後は，客先要求に合わせた動作モードに対して最適な機器仕様/協調制御を検討することでシステ
ムパフォーマンス（性能/品質）を最大限に引き出すことを目指していく．また自動車業界において需要が拡大しているeAxle（モータ＋減速機＋インバータの一体構造）向けの潤滑・冷却システムの予測技術などへ活用していく．
参

時間［s］
図20

考

文

献

１ ）鈴 木，長島：CFD解析によるベーンポンプの性能改善，
KYB技報第61号．
（2020年10月）

協調制御によるサージ圧低減効果

２ ）加 納善明・小坂卓・北条善久・大森洋一：高精度トルク制御のためのIPMSMの新たなd-q軸等価回路モデルの検討，2022年 ３ 月 １ 日モータドライブ/家電・民生合同研究会，pp. 115-124，（2022年 ３ 月）

著

者 

弘中

剛史

津久井

謙

2009年入社．技術本部基盤技術研

2018年入社．技術本部基盤技術研

究所要素技術研究室．油圧システ

究所要素技術研究室．自動車向け

ムおよびソレノイドバルブの研トランスミッションのシステム解究・開発に従事．

析業務に従事．

― 19 ―

繊維強化樹脂射出成形品の強度予測技術の研究

技術解説

繊維強化樹脂射出成形品の強度予測技術の研究
Research on strength prediction technology
for fiber-reinforced plastic injection-molded products
小 倉 翔 吾OGURA Shogo

要旨
世界的なCO2排出規制の導入により，輸送機器等の軽量化ニーズが高まっている．軽量素材として，繊維強化樹脂（FRP）が注目されている．FRPの中でも形状自由度や生産性が高い射出成形品は，物性とコストのバランスが良く，軽量化と低コスト化を両立できるポテンシャルを持つ．しかし，加工方法
によって繊維の配向が変化し，それが物性に大きな影響を与えるため，強度の予測及びコントロールが困難である．
そのため，トライ＆エラーで開発を行っていることに加え，部品形状や加工方法の最適化が検討できていない．本研究ではシミュレーションを活用し，繊維配向による物性異方性を考慮した強度予測技術を開発する．それにより手戻りの無い開発の実現と設計最適化が可能な技術を構築する．

Abstract
In anticipation of the introduction of global CO2
emission regulations, there is a growing need toreduce the weight of transportation equipment.
Fiber-reinforced plastic (FRP) is attracting attention as a lightweight material. FRP injection-molded products have the potential for both weight reduction and cost reduction. However, it is difficult
to predict and control strength because the fiber
orientation changes depending on how the products are made, and this has a significant impact on
physical properties. Therefore, development has
been conducted on a trial-and-error basis, and optimization of part geometry and processing methods has not been studied. In this study, we use
simulation to develop a strength prediction technique that considers the anisotropy of physical

本研究では，従来困難であった樹脂部品中の繊維配向を定量化し，樹脂流動解析による繊維配向予測
精度を向上させた．予測した繊維配向情報をもとに， properties due to fiber orientation. This enables us
to realize development without rework and to con繊維強化樹脂部品の物性異方性を予測した．その結
struct a technology that can optimize the design.
果から構造解析用材料モデルを作成し，繊維配向を
We quantified the fiber orientation in plastic
考慮した構造解析を行うことで，樹脂部品の強度予測精度を向上させることができた．
また本技術を用いて実部品形状の破壊挙動を予測可能なことも分かり，繊維強化樹脂の部品を設計する際は加工方法の影響も含めた材料強度検討が重要かつ有効なことが確認できた．

parts, which has been difficult in the past, and improved the prediction accuracy of fiber orientation
by resin flow analysis. Based on the predicted fiber orientation information, the physical property
anisotropy of fiber-reinforced plastic parts waspredicted. A material model for structural analysis
was created, and structural analysis considering fiber orientation was performed to improve the accuracy of strength prediction for plastic parts.
It was also found that this technique can beused to predict the fracture behavior of actual― 20 ―

カヤバ技報第67号

plastic part geometry, confirming the importanceand effectiveness of studying material strength, including the manufacturing process, when designing fiber-reinforced plastic parts.

１緒言

1. 1 研究の背景
世界的なCO2排出規制や，電気自動車等の投入により，輸送機器の軽量化ニーズが高まっている．軽量化ニーズに適応するため，金属に比べ軽量で加工が容易な樹脂に置き換えることが検討されている．
樹脂は金属に比べ機械的特性が劣るため，ガラス繊
維や炭素繊維等の強化繊維で補強した繊維強化樹脂
が低比重かつ高強度な素材のため注目されている．
樹脂材質自体の性能向上もあり，繊維強化樹脂は幅広い分野で構造部材として用いられている．
1. 2 繊維強化樹脂の加工方法とその特徴
図 １ に繊維強化樹脂の加工方法毎の機械的特性と生産性の特徴を示す１）．繊維強化樹脂は繊維の長さによって，その力学的特性と生産性が異なり，連続
繊維では力学的特性は優れるが生産性が劣る．そのため，航空，スポーツ用途，高級車向け等，適用範囲が限定される．一方，射出成形が可能な不連続繊
維は力学的特性と生産性のバランスが良く，軽量化とコスト低減の両立が可能なポテンシャルを持ち，本研究もターゲットを繊維強化樹脂の射出成形品としている．

2023―10

1. 3 繊維強化樹脂射出成形品の物性異方性
繊維強化樹脂の射出成形品は射出成形中の金型内樹脂流動に伴うせん断応力や伸長流動によって，繊維の配向状態や繊維長に分布が生じる．繊維強化樹
脂は繊維が配向している方向の補強効果が大きいため，射出成形時の繊維配向分布により，弾性率，強度，線膨張係数等に異方性が生じる．それにより，成形品の強度，剛性，そり変形等の予測が困難とな
り問題となっている．例えば，弾性率や強度の異方性を考慮しない場合，要求される荷重に到達する前に破壊が生じることがある．他には線膨張係数の異方性を考慮しない場合，そり変形により寸法公差を外れるといった不具合が考えられる．
これらの理由から繊維強化樹脂射出成形品の品質特性を予測することは困難であり，トライ＆エラー
によって金型修正を繰り返し，開発期間や開発コストの増大につながっている．また，繊維配向による物性異方性を正確に予測できないため，部品形状が適正化されておらず，品質確保のため必要以上に樹
脂材料を多く使用している部品も見られる．
図 ２ に現状の繊維強化樹脂部品の開発フローと目
指すべき開発フローを示す．繊維配向に伴う物性異方性を予測し，成形品の機械的特性を予測すること
で，机上で部品形状や金型方案を適正化できるので開発効率を向上することができる．
現状

目指す姿① 材料選定・繊維配向によ

繊維配向を予り強度が変化

熱硬化性② 形状検討・作り方により

シートワインディング
力学特性（強度，弾性率，安定性）

特性を予測

繊維配向が変化

熱可塑性③ 金型設計RTM（織物）

④ 試作

連続繊維

不連続繊維

SMC
射出成形
（長繊維）

・トライ＆エラー

成形性（サイクルタイム，複雑形状，コスト）※RTM:Resin Transfer Molding
SMC:Sheet Molding Compound

繊維強化樹脂の加工方法毎の特徴

・開発期間短縮

・開発期間と費用⑤ 品質評価・形状最適化

の増加

図２

射出成形
（短繊維）

図１

測し，機械的２

開発フローの現状と目指す姿

方策の概要

本開発では，射出成形過程で生じる繊維の配向状
態から物性の異方性を予測し，それを考慮した構造解析を行うことで，繊維強化樹脂部品の強度予測精度の向上を図る．方策の概念図を図 ３ に示す．

― 21 ―

繊維強化樹脂射出成形品の強度予測技術の研究

繊維配向

図３

円柱フィッティング法によるガラス繊維抽出方法

材料
モデル

を説明する．まず撮影したX線CT画像により得られた繊維 １ 本 １ 本に対し円柱モデルを置き，その角度，長さ等を調整しながら実際の繊維によく適合す
るパラメータを決定する．その円柱モデル １ 本毎の角度を算出することで繊維の配向を定量的に評価する手法である．次に各観察箇所とも板厚方向を21層

強度予測方案の概念図

まず初めに樹脂流動解析を行い射出成形品の繊維配向を予測する．次に予測した繊維配向から異方性
材料モデルを作成する．最後に異方性材料モデルを用いて構造解析を行うことで，繊維配向を考慮した
機械的特性の予測が可能となる．この手法を実現すに分割し， １ 層毎の繊維配向度を算出した．繊維配向度の定義を図 ４ に示す．繊維の角度を面内配向角φと面外配向角のθで表し，各方向の配向テンソルを式 １ ）～ ３ ）で算出した．Nは繊維の本数を意味
する．配向テンソルはどの観察位置においても流動
方向（MD）をa11，流動直交方向（TD）をa22，
板厚方向（ND）をa33とした．

る際の課題を列挙する．
①繊維配向の定量評価技術②流動解析による繊維配向予測精度向上

１：流動方向２：直行方向３：板厚方向③繊維配向を考慮した構造解析精度向上④ウェルド部の強度低下率の予測精度向上
これらを解決するため取り組んだ内容について紹介する．

３

要素試験片での精度検証

3. 1 繊維配向の定量評価技術
写真 １ に射出成形品のX線CT画像を示す．
白い部分がガラス繊維を示し，グレーの部分が樹脂を示している．射出成形品中の繊維は10μm程度の太さで樹脂中に30～50％程度含有されており， ３
次元的に分布しているため，通常は繊維配向を定量化することが困難である．そこで，金沢工業大学と共同研究を行い，X線CT画像から円柱フィッティ
ング法１）を用いて繊維配向の定量化を実施した．

φ：面内配向角（流動方向 90°）
θ：面外配向角（板厚方向 0°）
図４

繊維配向度の定義

a11＝

1 N
Σ （sin θi cos φi）2
N i＝1

⑴

a22＝

1 N
Σ （sin θi sin φi）2
N i＝1

⑵

a33＝

1 N
Σ （cos θi）2
N i＝1

⑶

このように従来では困難であった射出成形品の繊維配向を ３ 次元的に定量化することが可能となった（図 ５ ）．

写真 １

繊維強化樹脂のX線CT画像― 22 ―

カヤバ技報

第67号

いる．本報では固化層の厚みに影響の大きい射出速
度を低速と高速の ２ 水準で試験片を作成し，実物と解析で得られた繊維配向状態を比較した．

1
MD

0.9

TD

2023―10

ND

0.8
繊維配向度

0.7
0.6

金型

繊維

0.5
0.4

溶 融 層
(高速)

0.3
0.2
0.1

せん断応力

0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
肉厚(mm)
図５

固 化 層
(低速)

繊維配向の定量評価結果

3. 2 流動解析による繊維配向予測精度向上
繊維配向による物性異方性を考慮した構造解析を行うためには，射出成形過程で生じる繊維の配向を予測することが必要である．そのため，射出成形流
動解析により繊維の配向を予測し，先程説明した実物の繊維配向の定量化結果と比較することで，その精度を検証する．
実験に用いた平板試験片を図 ６ に示す．材料は
PA66にガラス繊維30wt％含有したものを用いた．

図６

図７

実物と解析の繊維配向分布を比較した結果を示す（図 ８ ，９ ）．繊維配向の予測精度向上のために流動解析パラメータを調整することで，実物の繊維配向分布と概ね合致する結果が得られている．また，射出速度の違いによって繊維配向分布の傾向も異なっている．具体的には射出速度が遅いほど壁面近傍の流動方向（MD）の配向層厚みが増えている．これは射出速度が遅いほど金型壁面近傍の固化層が成長しやすく，固化層と溶融層の狭間で発生するせん断
応力が，肉厚中央まで加わった結果だと考えられる．
このような射出速度を変更した際の繊維配向分布を解析でも再現することが可能である．

試験片形状の概要

繊維配向度

流 動 解 析 は 射 出 成 形 ソ フ ト ウ ェ ア（Coretech
System社製 MOLDEX3D®）を用いた．繊維配向の予測モデルには高濃度溶液中の楕円体配向挙動予測
モデルであるFolger-Tuckerモデル２）に繊維同士の干渉等も考慮可能なように拡張したiARD（Improved
Anisotropic Rotary Diffusion）モデル３）を用いた．
図 ７ に繊維配向メカニズムの模式図を示す．射出成形中の樹脂は金型と接触した箇所が瞬時に冷却され固化し，その内側を溶融樹脂が流動することが一般的である．そして，固化層と溶融層では速度勾配が発生し，その速度差により生じるせん断応力に

繊維配向メカニズム模式図

1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0

MD
ND
SIM TDTD
SIM MDSIM ND

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
肉厚(mm)
図８

よって繊維は樹脂流動方向に配向すると考えられて― 23 ―

実物と解析の繊維配向分布比較（射出速度高速）

MD

TD

ND

SIM MDSIM TD

SIIM ND

1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0

図10

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
肉厚(mm)
図９

樹脂流れ方向

実物と解析の繊維配向分布比較（射出速度低速）

3. 3 繊維配向を考慮した構造解析精度向上
流動解析により予測した繊維配向分布を考慮した構造解析を行い，その精度を検証する．異方性材料
物性の予測には非線形マルチスケール材料モデリン
グソフトウェアDigimat®（e-Xtream社製）を用い，
Mori-Tanakaモ デ ル４）に よ り 均 質 化 を 実 施 し た．
Digimatでは平均場均質化法という手法を用いる．
平均場均質化法とはガラス繊維の形状，配向を近似的に楕円として扱い，母材とガラス繊維にかかるひ
ずみと応力を計算し，合計としてのガラス繊維入りの複合材料物性を計算する．平均場均質化法はミク
ロな応力ひずみ特性から材料の微細な構造を考慮した，マクロな物性を計算できる手法である．また，計算が速く，有限要素法の計算と連成させながら解くことができる．
構造解析精度は3. 2節で成形した平板試験片から樹脂流動方向に対し ０ 度，45度，90度と角度を変えて切り出したダンベル試験片にて検証した（図10）．
作製した試験片の引張試験結果により得られたS-S

グを示す．破壊判定にはTsai-hill ３D transversely
則を用い，繊維配向毎の破壊ひずみを考慮することで，破壊タイミングも精度よく再現ができている．
また，射出速度が遅いほど ０ 度方向では強度が高く，90度方向では強度が低い異方性が大きい結果となった．これは3. 2節で示した繊維配向分布において低速の場合はMD方向の配向が高くなったためだと考えらえる．つまり，射出成形方案によって繊維配向が変化し，それにより物性が変化していることが分かり，繊維配向を考慮した解析によってそれらを精度よく再現可能であることが分かった．
200
0度
45度
90度

150

0度SIM
45度SIM
90度SIM100

カーブを解析結果と比較した．射出成形品の繊維は樹脂流動方向の配向が支配的になりやすいため，繊維配向による物性異方性によって，切りだし角度 ０度では高強度に，切りだし角度90度では低強度にな500ると考えられる．そういった挙動を解析で模擬できるか検証した．
また，3. 2節では射出速度を変更すると繊維配向分布に差が発生し，それを解析で再現可能なことが分かった．射出速度によって変化した繊維配向が物性に与える影響を確認するため，強度評価および解強度試験片の切り出し箇所

実験結果を図11，12に示す．実物結果を見ると実物の挙動を解析で再現可能なことが確認できる．また，S-Sカーブの終点が試験片の破壊したタイミン

応力(MPa)

繊維配向度

繊維強化樹脂射出成形品の強度予測技術の研究

0
図11

析との比較も射出速度低速な場合と高速な場合の ２通り実施した．
― 24 ―

0.02
ひずみ

0.04

切り出し角度毎の構造解析精度（射出速度高速）

カヤバ技報

200

0度
45度
90度

応力(MPa)160

第67号

2023―10

0度SIM
45度SIM
90度SIM

樹脂流れ方向120

樹脂流れ方向

80

40
写真 ２

0
0
図12

0.02
ひずみ

ウェルド部の繊維配向

0.04

250

切り出し角度毎の構造解析精度（射出速度低速）

200
応力(MPa)3. 4 ウェルド部の強度低下率の予測精度向上
射出成形中の溶融樹脂が合流して発生するウェルドラインは繊維配向の局所的な変化や溶融界面の存在により強度を大きく低下させる（図13）．実製品の射出成形でウェルドラインを完全になくすことは困難であり，
強度解析精度を向上するためには，ウェ
ルドラインを考慮した解析が必須である．

150
1gate実物100

2gate実物1gate解析50

2gate解析00

ウェルドライン

ゲート

図14

繊維

0.01
ひずみ

0.02

ウェルド部の強度予測精度

ンを考慮した解析技術を構築した．

４

樹脂の流れ

図13

ウェルドラインの模式図

実部品形状での精度検証

4. 1 実部品形状での効果確認
繊維配向やウェルドラインを考慮した解析が可能

ウェルド部の強度低下要因として局所的な繊維配向の変化と，溶融界面の存在が考えらえる．ウェルド部の繊維配向分布を示すX線CT画像を示す（写真２）．樹脂が合流した部位では樹脂流動方向に直となったため，実部品を使用してその効果を検証した．一例としてショックアブソーバ用樹脂バンプス
トッパを挙げる．樹脂バンプストッパはアウタに圧動解析で，樹脂合流部の繊維配向を予測した上で溶融界面による強度低下を解析変数として合わせこむ
ことによって，ウェルド部の強度予測精度を向上さ

まず樹脂流動解析により樹脂の流動挙動を検証した．その結果，形状の違いにより樹脂の流動挙動が入することで固定しているが，アウタ圧入時に形状①で割れが発生し，トライ＆エラーを繰り返し形状
角に繊維が配向している様子が確認される．このよ．こうにウェルド部は局所的に繊維配向が変化するため， ②に変更したことで割れが解消された（図15）の現象を解析で再現可能か検証した．
溶融界面の存在もあり，破壊起点となりやすい．流せた（図14）．
これらの試みによって，繊維強化樹脂射出成形品の物性を大きく変化させる繊維配向やウェルドライ

変化し，ウェルドラインの発生範囲に差が生じていた．繊維配向やウェルドラインの強度低下を考慮した構造解析を行った結果，形状①で破壊し，形状②では破壊しないという実物の挙動を解析で再現する― 25 ―

繊維強化樹脂射出成形品の強度予測技術の研究ことができた（図16）．繊維強化樹脂の部品を設計する際は作り方も含めた材料強度検討が重要かつ有結言

繊維強化樹脂の射出成形品は成形過程で繊維の配向やウェルドラインにより機械的特性に異方性や分効なことが確認できた．

形状①５布が生じる．そのため，成形過程の繊維配向やウェルドを考慮した構造解析技術を開発し，樹脂部品の物性予測精度を向上した．それにより実部品形状の形状②

破壊挙動の予測も可能なことが分かり，繊維強化樹
脂の部品を設計する際は作り方も含めた材料強度検討が重要かつ有効なことが確認できた．

形状②

形状①

６

今後の展望

本技術により，樹脂部品の強度予測精度を向上させることができた．今後は様々な実部品アイテムに適応し，開発効率向上や，部品形状最適化によるコスト，重量の低減等により競争力向上に貢献したい．

ウェルドライン
図15

ウェルドライン発生箇所の違い

参

形状②

形状①

考

文

献

１ ）ナノテックジャパンホームページ

1 (破壊指標 1を超えたら破壊)h ttps://www.nanonet.go.jp/magazine/feature/10-９innovation/58.html
１ ）鈴 木亨，杉田寿夫，瀬戸雅宏，柿島浩徳，田中宏明，

0.5

山部昌：成形加工，28（６），239（2016）

破 壊 部２ ）F olgar, F. and Tucker, C.L.: Journal of Reinforced

アウタ圧入時の破壊指標解析結果

３ ）Peter H. Foss, Huan-Chang Tseng, John Snawerdt,

Plastic and Composites, 3, 98（1984）

0

図16

Yuan-Jung Chang, Wen-Hsien Yang, Chia-Hsiang
Hsu：Polymer Composites: 35（４）, 671（2014）４ ）Mori. T., Marzari. N.: Journal of Energy Resources
Technology, 114, 101（1992）

著

者 

小倉

翔吾

2012年入社．技術本部生産技術研
究所第一研究室．樹脂成形技術の開発に従事．

― 26 ―

カヤバ技報第67号

2023―10

製品紹介

建設機械用油圧シリンダ
小

１

林

緒言

量20t～40tクラスの油圧ショベルは旺盛な需要があり，市街地の土木工事から鉱山の採掘現場まで世界中でよく見かける製品となっている．上記クラスの油圧ショベル用シリンダ（以下KCH）を当社は約50年間製作し続けてきた．しかしながら昨今，油圧ショベルメーカのグローバル化，競合シリンダの台頭などから，非常に激しい競争環境にさらされている．特に，価格面の競争については，優位性が見いだせない状況になっている．
このような不利な状況を改善するべく，現状構造にとらわれない新モデル（KCH-8［Kayaba Cylinder
High pressure model-8］）の開発を行った．本報においては今回取り組んだ製品の紹介と技術的課題と開発品の紹介を主に行う．

2. 1

俊

雄

2. 2

シリンダの主要部品

油圧シリンダを構成する部品の種類は50点未満と，カヤバでは油圧ショベルを主とした建設機械用のシリンダを製造・販売している．その中でも運転質

２

KCH-8の開発

油圧シリンダについて
油圧シリンダとは

油圧シリンダは，ポンプから供給された作動油を媒体として，油圧シリンダの受圧面に圧力を作用させることで推力を発生させることができる．油圧
ショベルは，油圧シリンダの推力と伸縮作動を利用することで，油圧ショベルのリンク機構を介して，バケットで重い土砂の採掘や運搬，持ち上げなどの仕事をする事が可能となる（図 １ ）．
アームシリンダ
バケットシリンダ
ブームシリンダ

他の油圧機器（ポンプ，バルブ等）と比べて少数であり，機械部品としては簡素な構造と言える．詳細な部品の紹介はここでは割愛するが，油圧シリンダの概要図を図 ２ に，構成部品とその代表機能を表 １ に示す．
ピストンロッド シリンダヘッド シリンダチューブ

クッション ピストン
シール 軸受図２
表１

油圧シリンダの構成部品とその代表機能

部品
シリンダチューブ
ピストンロッド
シリンダヘッド
ピストン
各種シール
各種軸受
クッション

2. 3

シリンダモデル

代表機能
構造物，密封構造物，摺動構造物，密封，軸受保持構造物，軸受保持
密封，耐圧構造物，摺動緩衝

油圧シリンダの特徴

油圧シリンダは，外部に対し所望の仕事を行うと同時に，油圧ショベルに生じる反力や外力を受け止める役割も担っている．油圧シリンダには，推力を確実に発生させるための作動油の密封性，滑らかに伸縮作動させる摺動性，ストロークエンドにおけるクッションによる緩衝機構など，油圧ショベルの作
業性や操作性に関わる機能とともに，作動油の圧力，
引張・圧縮荷重，曲げ，座屈，振動，保持など，構成部品の多くが構造物としての機能を備えている．
また，シリンダの主要寸法は，油圧ショベルが必要とする推力とストロークで決定される．シリンダは細くて長い製品が多い都合上，シリンダの軸方向

図１

建設機械用油圧シリンダ使用例に長尺の部材が必要となる．
― 27 ―

建設機械用油圧シリンダ

３KCH-8の開発
表２

開発課題と改良のポイント

3. 1 課題の明確化
緒言に示すようにKCHでは厳しい価格競争にさらされており，コストダウンが最重要の項目となっている．課題を明確にするためにシリンダのコスト分析を行ったところ，シリンダチューブの素材費がシリンダチューブ薄肉時の主な強度

特性項目
耐久強度
耐外力強度
耐圧強度
圧力による変形量
剛性

変化率－57.0％－24.7％－18.5％－16.0％－4.30％

基準適合
不適合
問題なし
問題なし
問題なし
問題なし

最も大きな割合を占めており（次いでピストンロッ
ド素材），長尺部品が支配的である（図 ３ ）．そのため，長尺部品の薄肉化は大きなコストダウン効果が

この場合において，耐久強度の低下率が最大となり単純にシリンダチューブを薄くするだけでは基準を満たすことができない．中でもシリンダボトム溶期待できる．

接部（図 ４ ）が最弱部位であり強度上のネックとなる．シリンダチューブの薄肉化がシリンダボトム溶接部の耐久強度に影響を及ぼすのか？と思われるかもしれないが，耐久強度は応力集中と反比例関係にあり，またシリンダボトム溶接部における耐久強度
はシリンダチューブの肉厚と比例関係にある．強度

3. 2 シリンダチューブの特性と技術的ハードル
油圧シリンダの油圧ショベルにおける使用例（図１ ）として，ブームシリンダ，アームシリンダ，バケットシリンダがあり，部位により使われ方が異なるため，油圧シリンダに発生する負荷も当然異なる．
そのため，必要強度がシリンダごとに異なり，それぞれに応じ適切な強度を確保できるように専用設計

解析（FEM）でも薄肉化により溶接部の応力が増大し耐久強度が低下することが試算された．
ここで，シリンダボトム溶接部はシリンダチュー
ブとシリンダボトムの溶接継手であり，平坦な形状であるシリンダチューブに対し，溶接部は急激な形
状変化部である．形状変化により応力が集中すると同時に，シリンダチューブと繋がっている関係で，シリンダチューブを薄くするとその肉厚に比例して平均応力が高くなり，応力が集中する溶接部はさらに高応力となる．
以上のようなシリンダボトム溶接部の特徴を踏まえ，シリンダチューブの薄肉化によるシリンダボト
ム溶接部の平均応力の増大に対して，シリンダボト
ム溶接部の応力集中を抑制することができれば，シリンダチューブを薄肉化しても従来の耐久強度を維を行っている．図 ４ に油圧シリンダの構成部品の一つであるシリンダチューブアッセンブリとその構成を示す．従来品のシリンダチューブは必要強度に対する最適設計を行うために，同一のシリンダ内径に持することが可能になると考えた．
そこで開発課題を「シリンダボトム溶接部の耐久強度向上によるシリンダチューブ薄肉化」として，
溶接部改良に着手することとした．

対して最大 ４ 種類の肉厚を使い分けて設計している．
シリンダチューブが十分な強度を確保できればシリンダチューブの薄肉化は可能である．シリンダ

3. 3 従来のシリンダボトム溶接構造とその特徴
図 ５ に現在までにシリンダボトム溶接に採用した形状（ ４ 形状）を示す．シリンダボトム溶接部に求チューブの肉厚を従来から20％薄くした場合における，各特性項目に関する変化率と必要強度（基準）に対する適合可否を表 ２ に示す．

められる機能である，耐圧，耐久性，シリンダチュー
ブとシリンダボトムの同軸度等を確保するため，これらの形状が開発されてきた．

図３

シリンダのコスト構成イメージ

KCH-8開発前のシリンダボトム溶接形状はTYPE４ である．
TYPE １ ：油圧シリンダの初期形状である．形状は最も簡素であり，部品点数も少なく，加工歩留まりは割と良い．しかし耐久性は４ タイプの中で最低である．
図４

現状のシリンダチューブアッセンブリモデル

TYPE ２ ：TYPE １ と比較しシリンダボトムと溶接― 28 ―

カヤバ技報第67号

2023―10

部を遠ざけ応力集中を低減させた形状である．耐久性はTYPE １ よりは良好．部

上回るか，また解析通りの耐久強度が確保できているか確認した．その結果，採用した形状は従来のシ品点数は同一である．しかし，加工歩留
まりは悪い．
TYPE ３ ：シリンダボトム部に油圧を負荷した時のリンダチューブ肉厚品の耐久試験結果を1.0とした
場合，シリンダチューブの薄肉を行った場合でも1.1倍程度となり，従来の耐久強度より向上することを変形を考慮しシリンダボトム溶接部の応力集中を低減させた形状である．耐久性
はTYPE ２ より良好．部品点数は同一だ

確認した．またシリンダチューブ肉厚を従来品のままシリンダボトム部の形状のみ変更した耐久試験では，耐久強度は従来品の ２ 倍となり，形状変更によが加工はシリンダボトム内径部に溝加工が必要なため複雑である．
TYPE ４ ：シリンダボトムに油圧を負荷した時の応力集中を更に低下させるために， ３ ピー

り強度は十分向上していることが分かった（図 ８ ）．
耐久試験と同時に加工性，施工性も評価内容に加え，生産にも配慮した形状を構築した．

ス構造を採用したものである．シリンダ
チューブとシリンダボトムを溶接する際にカラー（裏板に相当する部品）を取り付
け溶接する構造となっている．耐久性は従来品の中で最良．シリンダボトム部の加工性歩留まりはTYPE ３ より向上した．

図６

図５

４

溶接部付近の応力分布

現在までに採用されたボトム溶接部形状図

内径部に溝を形成し〇部への応力集中を低減

溶接部耐久性向上の方法

図７

4. 1 構造検討
従来のシリンダボトム溶接部の形状から耐久性向
上方策を検討した．シリンダボトム溶接部の位置が開発したKCH-８ボトム溶接形状

シリンダボトムから遠ざかるほど応力が低減する．
それは一般的な応力低減策であるが，構造物として全長が長くなり，構成上不利となる．最適な形状を探求するためにFEM解析を行った（図 ６ ）．シリン
ダチューブの肉厚違い，カラーの有無，シリンダボ
トム部の加工形状など様々な構造を解析した．解析の結果からシリンダボトム溶接部の内径部に溝のような部分を形成することで従来品の構成を変更することなく応力集中の低減が可能と推定した．溝を設けることにより軸方向の負荷を応力集中部から回避
し全体に分散させ耐久強度の向上が可能となるのではと考えた（図 ７ ）．

図８５耐久強度比較

結言

4. 2 有効性の確認
応力解析を実施した中から有力候補を ６ パターン

本開発においては，先人に改良開発は難しい製品であることを言われてきたが，これまでの形状を活まで絞り込み耐久試験を実施し，耐久強度が基準をかすことでシリンダチューブの薄肉化においても耐― 29 ―

建設機械用油圧シリンダ

久強度の向上を成立させる事が出来たことはうれしく思う．
今後も本開発を糧に新たな油圧シリンダの技術開発の一翼を担えるよう精進していきたい．
最後に，本製品の開発にご協力いただきました各
建機メーカ様，関連協力会社の皆様，社内各部門の皆様に，この場を借りて厚く御礼申し上げる．
著

参

考

文

献

１ ）高 井：油圧ショベル用シリンダ変遷，KYB技報第50号，（2015年 ４ 月）
２ ）船 戸：中型ショベル用

倒立バケットシリンダ，KYB

技報第57号，（2018年10月）
３ ）原：回想，KCHの誕生，KYB技報第56号，（2018年 ４ 月）

者 

小林

KCH-8の開発

俊雄

2007年入社．ハイドロリックコン
ポーネンツ事業本部開発実験部第二実験室．同事業本部岐阜南油機
技術部設計室時代に本開発に従事．

― 30 ―

カヤバ技報第67号

2023―10

製品紹介

カヤバキャンピングカーコンセプト
田

写真 １

１

中

和

徳

東京オートサロン2023

カヤバブース全景

はじめに

カヤバ特装車両事業部の主力製品は，国内シェアトップを誇るミキサ車である．ミキサ車は生コンを運ぶ重厚長大な車両である．しかし，コンクリートの需要は中長期的にみて右肩下がり傾向にありその結果，ミキサ車の国内保有台数も減少傾向にある．
逆に，ファミリ層やシニア世代を中心にキャンピ
ングカー需要は強く，コロナ禍を経て個人の時間を楽しんだり，遠隔で勤務もできる環境のニーズなど
多様な用途が拡大し販売台数が増大している市場である．2021年の国内累計保有台数は136,000台に到達し前年比107%となり，この10年で売り上げ総数
は ３ 倍に拡大している（図 １ ，図 ２ ，参考文献：キャンピングカー白書2021・2022）．近年の年間新規登録台数は，アメリカ43万台，ヨーロッパ23万台，オーストラリア4.5万台，日本 ８ 千台，RVパークやオー
トキャンプ場は，アメリカ16,000か所，フランス
11,000か所，日本は300か所で世界的に見れば日本の市場は小さいが伸び代がある．
― 31 ―

キャンピングカー白書2022に基づき作成

図１

国内キャンピングカー累計保有台数

（億円）

700

635.4
582.2

600

526.3
458.1

500

412.0

400

336.7

322.8

300
200
100
0

210.9
132.6

274.0

112.0

43.8
29.6
4.8

2011年

58.7
13.4

2018年

138.9

149.5

137.7
90.3

49.0
15.6

2019年

56.4
17.4

17.4

2020年

2021年

8ナンバー・新車

8ナンバー・中古車

8ナンバー『以外』・新車

8ナンバー『以外』・中古車

図２

国内キャンピングカー販売額

カヤバキャンピングカーコンセプト

本報は，特装車両事業部の次世代製品を検討する
なかで将来性のある異なる市場へ挑戦することを試

朝から晩まで遊びつくす「くるま」③こ れまでのキャンピングカーでは体験できな行した一例である．特装車両事業部ではBtoCの事
業は経験が浅く一般消費者へ向けての商品経験がほ
とんどないが，全社プロジェクトとして事業横断活かった，「自然に近づく」アクティブアウトド
ア派向けで，走りも楽しめる，上質・ハイエン
ドな「くるま」動による人財交流と育成も含め，弊社がこの拡大する市場に向けて何ができるかを模索した経緯を紹介
する．

２

コンセプト

キャンピングカーに求めることについて，ユーザ調査を行い，
困りごとと訴求ポイントを整理した（表１）．
背が高いキャンピングカーは，「高速道路でのふらつき」「トンネル出口や橋の上の横風」「逆カント
路面傾斜」による転倒の危険性を感じるなど走行安定性に不安があることがわかり，乗り心地も満足するものではないことが想像できた．また停車時は「就寝時の車体の傾き」「乗員の動きによる揺れ」など
快適性も不満があることがわかった．このような足回りに関する悩みは当社のサスペンション技術で改善できることも多そうである．使い勝手の面では「駐車場に困る」「高さ制限のある道路を通行できない」「気軽にドライブスルーを利用できない」などが見られた．これらは，架装技術で改善できそうである．
表１

ユーザの困りごとと訴求ポイント
構造物

サスロック

快適性
利便性

高速道路
トンネルの出口・橋上
横風によるあおられトラックに追い越される時
高速道路ランプ
車両転倒の不安逆カントの路面
高ばね定数のタイヤ使用
乗心地が悪い高い空気圧設定
コンビニの出入り車体ゆすられ・ねじれ
未舗装路の凹凸
車体の傾き
駐車時
車体の揺れ
駐車時（乗員の動き）
ユーザーが任意・手元で調整可能（スマホ・タブレット連携）

車高調整

安全性

高速走行時のふらつき

シーン

減衰力調整

困りごと

●

●

●

●

●

●

●

車両の構成

前述，訴求ポイント及びコンセプトを実現するた
め，市場で人気はあるが自由度の少ないバンコン注１）と言われる車両ではなく，架装技術を活かして製作できることから車両ボディの自由度が大きいキャブ
コン注２）と言われるキャブ付きフレームのトラック車体を利用して構築することにした．
キャンピングカーユーザの不満点である「走行安定性に不安」「横風に弱い」など車高による点を改善するため，低重心と低車高を実現する油圧によるポップアップ機構を考案した．これにより屋根の高さを600㎜上下することができ，走行中は車高を低くすることにより風の影響を受けず安定した運転ができる．また，1.5t積載の標準ルーフの小型トラッ
クであれば主要な乗用車用駐車場に対応できるものになる．試作車の走行状態の寸法は全長4970㎜，全
幅1850㎜，高さ2150㎜であり，特に制限の無いコイ
ン駐車場，ファストフードのドライブスルーや天井
高2300㎜以上の地下駐車場にも対応可能であり，機動的な旅のアイテムとなる．相反する室内高は拡張
時には1900㎜を確保して快適に立って移動できるため調理などすることも苦にならない．

した．これら室内をイメージするため木製のモックアップ（写真 ２ ）を作成し居住性を体感した上で設

●

●

３

走行時は，古都の狭い道や細い渓流沿いの林道も神経質にならずに運転できるよう車幅を抑えた上で，就寝設備を備え十分な広さを得るため，右側方を400㎜スライドアウトすることで空間の拡大を実現●●

以上のコンセプトを具現化する挑戦である．

計にはいった．
拡張時の居住空間は，ポップアップ＆スライドア
ウト機構により，走行中の空間容積（装備部除く）●●●

ユーザへの訴求ポイントを踏まえ，様々なアイデ
アの中から次のようなコンセプトを実現できる「くるま」創りを目指した．
①細い道のある観光地の狭い駐車場を利用して，二人で機動的に移動でき，夜はキャンプ場でゆっくり過ごす，快適な車中泊を提供する「くるま」②狭い山道を走って渓流を渡り，夕まずめまで釣りをして暗くなっても安全快適に宿泊できる，― 32 ―

写真 ２

室内モックアップ

カヤバ技報第67号

2023―10に比較して約 ２ 倍に拡大している．（写真 ４ ，５ ）
油圧源には，世界最小クラス弊社グループ会社タ

室内の拡張機能は床下のシャシフレーム側面に電動油圧ユニットを設置し，ポップアップ用 ３ 本とス

カコ製マイクロピストンポンプ（写真 ３ ）とカート
リッジバルブなどを利用してスムーズな動作を実現している．

ライドアウト用 １ 本の油圧シリンダ（図 ４ ）で動作することとした．

写真 ３

マイクロピストンポンプ

図４

シリンダ配置図

ちょっとした休憩時は高さ方向だけ展開して立っ

高剛性サブフレームは走行時の運転しやすさとて移動できる，隣の車を気にする場所ではスライドアウトを広げないといった使い方もできる．

ポップアップとスライドアウトの動作をスムーズにすることにも貢献する．
外装にはSUV風のラギッドなデザインを採用し，乗用車のようなリヤバンパを備えデパーチャアング
ルを強調した（写真 ６ ）．後面中間部のハニカム形状部は換気扇の排気口となっておりデザインのアク
セントとなっている．

写真 ４

走行時格納状態側面

写真 ５

滞在時拡張状態側面

写真 ６

アウトドアを強調した後方デザイン

ワンボックスタ

左側面下部は水タンクを備え水の交換を車外で行

イプのボディをそのままで主に内装をキャンピング

えるようにした．また，右側は燃料タンクと尿素水タンクにアクセスしやすいようになっている．

注 １ ） バンコン：バンコーバージョン仕様としたもの

注 ２ ） キャブコン：キャブコンバージョン キャブ付き
シャシのトラックをベースとしたキャンピングカー

５

足回りの装備架装ボディは，十分な剛性のある鋼製サブフレー
ムにアルミと断熱フォーム材のサンドイッチパネル

足回りには，走行安定性を改善する「ソレノイド
減 衰 力 調 整 式 シ ョ ッ ク ア ブ ソ ー バ」（以 下 減 調SA）を装備し，減衰力を室内から調整できるため路面・走行に合わせた安定した快適な走りができる．

を組み合わせてメインボディを構成し，断熱性能を確保した居室を実現している．ポップアップシェル

さらに，傾斜地でも水平を保つ車高調整機能と停車時の揺れを防ぐレベリング＆サスロック機能付き

やスライドアウト部分も同様のサンドイッチパネルのハードシェルで構成することにより十分な断熱性・遮音性・防犯性・耐獣性が走行時・拡張時共に確保されたものとなっている．

ショックアブソーバ（以下 車高調SA）を試行した（写真 ７ ）．
今回はこれらのサスペンション開発の詳細まで紹介できないが，今後の技報で詳細の技術紹介を期待

４

ボディの製作― 33 ―

カヤバキャンピングカーコンセプト

されたい．

はスマートフォンから操作できるようにした．アプ
リの画面も車両デザインに共通するシックなアース
カラーを基調としたデザインとした（図 ６ ）．

７

キャンピングカーとしての要件

用途区分を「キャンピング車」として登録するのに必要な要件と法規を満たすことも必要条件とした．
写真 ７

６・就寝人数は乗車定員の１/３以上であること
・設備の専有面積が床面の１/２以上あること・上・下水をそれぞれ10L以上貯蔵することができ，

前輪：減調SA・後輪：車高調SA

水道が容易に使用できること
・コンロなどにより炊事ができ，換気が行えること
・調理台の作業スペースが確保されていること

内装および外装と操作

内装と外装ラッピングはヴォイド社によるデザインを採用した．アクティブな人の隠れ家をイメージ

試作車では， ３ 名乗車，リビングソファ兼用就寝設備，炊事場，水を上下それぞれ最大20L，カセッ
トガスコンロ，冷蔵庫，リチウムイオンバッテリ，

し，コテコテの高級仕様ではなく，凛とした空間（空気感）を作り出すことで，高級感を演出した．内装
はシックな色使いで上品に，外装は自然をテーマとソーラパネル，エアコン，換気扇を装備した．
した展示ブースのイメージを踏襲し，等高線と緯経線で自然の地面から空への移ろいを表現したアース
８ 東京オートサロン2023への出展
カラーのラッピングを施した（写真 ４ ，図 ５ ）．
東京オートサロンは，コロナ禍にあって東京モー
車体の拡張と格納，減衰力調整，水平レベリング，
ターショーなどが中止になるなか，各自動車メー
車体ロック機構，換気扇動作をタブレットPCまたカーが新車発表をする場になるなど，展示の多様性が見られたことから，車好きの方のご意見を聞かせていただける良い機会であると判断し，カヤバキャ
ンピングカーコンセプトの発表の場とした（写真 １ ）．
東 京 オ ー ト サ ロ ン2023で は「KAYABA ALL
HANDS」をテーマとして様々な部門のメンバーが協力して造り上げた様子や技術の先進性と安心安全をお届けする姿勢を映像などで示した（図 ７ ）．

図５

室内デザイン

図７

イメージ動画

減調SAによる操安性向上を映像およびシミュ
レーション動画で紹介し，車両居室の油圧によるポップアップ＆スライドアウト拡張，レベリング＆サスロックをタブレットパソコンで操作する実演展
示を披露した（写真 ８ ）．減調SAはスマートフォン
図６

スマートフォンアプリ

を使い減衰力調整できること，その効果を手動レ― 34 ―

カヤバ技報第67号

バーにより操作することにより，現物を使って体感する装置を用意し会場ではわかりにくい減衰力の変化をアピールした．
これらにより展示会では弊社の持つ油圧・振動技術を活用し最大限の魅力と先進性を表現できた．

９

おわりに

2023―10

見も多いと思うが改良を重ね熟成させて行きたい．
東京オートサロン2023では大勢の来場者様から好評を博し，今回の我々の挑戦に対して好意的な声は多いが，新しい市場に後発として挑戦することは様々な困難があり，品質はもちろんのこと，コスト，
販売チャンネル，アフターサービスも検討しなくてはならない．製品販売について当社として最適な形態を検討して進めていきたいと考えている．

試作車は展示車両として設計しており試行錯誤を繰り返しながら製作したため，技術者から見れば意展示会の監修及びキャンピングカー室内・外装デザインをしていただきましたヴォイド社をはじめ協力会社の方，社内プロジェクトメンバーおよび展示
会・取材等協力いただいた皆様に感謝申し上げます．
参

考

文

献

１ ）キャンピングカー白書2021・2022

写真 ８

著

東京オートサロン2023でのデモ

者 

田中

和徳

1988年入社
特装車両事業部熊谷工場技術部― 35 ―

ドイツ駐在記

随筆
ドイツ駐在記金容台

ここまで良いことばかりを書いたが，一方で苦労した点としては冬の日照量の激減による寒さであっ１ ．はじめに
私 は2021年 ２ 月， ド イ ツ に あ るKYB Europe
GmbH（以下 KEU）へ赴任し，2022年12月に帰任するまで約 ２ 年間に渡り現地駐在員として様々な体験をすることができた．KEUは西ヨーロッパ地域を対象とした市販ショックアブソーバ（以下SA）の販売拠点となっており，駐在期間中には購買業務を担当した．
一生ヨーロッパに住むことは想像もしていなく，
特にドイツについては，大学生の頃に父と二人で旅行をして以来，約10年ぶりであったため，フランクフルト空港に着いた際は，感慨にふけることもあっ
た．10年前の追憶が今につながっているという，人生どこで転機があるか分からないものである．
今回の約 ２ 年間の駐在を経て，短いが公私ともに得られた大変貴重な経験の一部を紹介する．

２ ．ドイツ生活
まずドイツ（ドイツ連邦共和国）は，人口8400万人，総面積35万平方キロメートルの，中央ヨーロッ
パおよび西ヨーロッパに位置する連邦共和制の国でた．特に冬になると極端に日照量が下がり，朝暗い時に出社し，夜暗い時に退社するという日々の繰り返しであった．日照量の低下は人間の暮らしに影響を与え，ドイツ国内でもうつ病による自殺率の増加につながるという報告もあるくらい，冬は長いトンネルのようなものであった．従ってドイツ駐在中の初めての冬は，可能な限り公私ともに精神が沈まないように格別に注意し，寒くても外出して体を動かすことを大事にした．
また，私が赴任した直後は，コロナウイルスが全ヨーロッパを直撃した時期であった．当時のドイツの場合， １ 日のコロナウイルス感染者数は ６ 万人を超える状況であったため，スーパーを除く全てのお店がシャットダウンをしていた．そのため，外出はほぼ不可能で，毎日が会社と家を往復する日々の連続であった．当然全てのレストランが営業を中止していたため，せっかく海外駐在しているにも関わらず，毎日自炊して食事を済ましていた．人生初の海外赴任地でありながら外出が許されない生活であり，駐在当初は苦労した．

ある．
そして駐在していたデュッセルドルフはライン川河畔に位置し，人口約62万人，面積は217平方キロ
メートルとその数字を見ただけでは中小都市にしか見えないが，いくつかのグローバル企業の本社が位置し，芸術分野ではデュッセルドルフ芸術アカデ
ミーが位置しているなど，経済・芸術分野で知られている都市である．
また，地理的にはオランダ，ベルギーへのアクセスが容易であることで，数多くの日本企業がデュッセルドルフに拠点を構えていることから，約5000人程度の日本人が居住している．そのため，ヨーロッパでありながらもアジアの文化を体験できることがデュッセルドルフの魅力である．
写真 １― 36 ―

命を守るためのマスク

カヤバ技報第67号

2023―10

３ ．ドイツでの業務

４ ．ドイツ料理

前述の通り，ドイツ駐在期間中は購買業務を担当
した．KEUではヨーロッパ市場向けの在庫販売をドイツの主食は肉とジャガイモがメインになると言っても過言ではない．赴任した直後は，ドイツ料

主な商流とする市販販売拠点であり，ドイツ従業員
理は一見，単純で同じメニューばかりであると思っは約30名で構成されている．主要調達先はカヤバグていたが，ドイツビールと一緒に食べると，ちょうループの生産拠点とアウトソースサプライヤになり， どいいバランスの味を味わうことができる．
市販ショックアブソーバーやコイルスプリング，マウントキットなどの購入及び在庫管理が主な業務であった．

一般的によく知られているドイツ料理と言えば「ドイツソーセージ」になると思うが，ソーセージ
以外にもいくつかの伝統料理がある．その中で代表

しかし，購買業務と言っても業務内容は多岐に渡り，市販SAの発注業務に始まり仕入先納期フォロー，
適正在庫管理とオーダー充足率向上施策，および新規開発業務など，経験したことない業務であったた的なドイツ伝統料理と言えば「シュバイネハクセ」という肉料理があり，簡単に言うとローストした豚脚である．皮がパリパリになるまでローストされた豚すね肉にジャガイモを添えて食べる料理で，独特

め，当初は非常に苦労した．営業の販売予測のデー
タから需要を予測し，在庫レベルと充足率のバランな食感を味わうことができる．

スを取りつつ発注数量を決める業務は，各工場や他部署との情報交換，協業が不可欠であるため，業務上のコミュニケーションの重要性を肌で実感した．
特に製品の納期遅れなどが発生した際，営業やお客様から購買担当としてお叱り頂くこともしばしばあったが，そのようなクレームやアドバイスを頂く中で，市場の生の声を聴き，お客様の要望に真摯に応えることで多くのことを学ぶと同時に信頼関係を築けたことは大きな収穫となった．
それ以外にも，今回の駐在中に受けた外部影響としてはコロナウィルス問題であった．2020年から世界各地に広がったコロナウィルスは，各生産拠点を直撃し，オーダー充足率が急激に低下する時期もあった．しかし，毎月生産計画や出荷計画を地道にフォローし，チーム一丸になって充足率を回復させることができた．毎日が会議の連続で，緊張が続く日々であったが，振り返ってみると非常に貴重な経験であったと思う．
写真 ３

ドイツ料理（左がシュバイネハクセ）

また，上記のシュバイネハクセのほか，よく知られているドイツ伝統料理として「シュニッツェル」
が挙げられる．ドイツを含め，西アジア圏でも盛んに食べられる肉料理で，その味は日本の豚カツと非常に似ている．しかし，日本の豚カツのように多量の油を使用する揚げ物ではないため，より柔らかい味を味わうことができる．このシュニッツェルと共にオーブンで焼いたジャガイモやフライドポテト，
あるいはポテトサラダなどを付け合わせにするとより深い風味を味わうことができる．単純な料理に見えるかもしれないが，くせになる料理になるのは間
写真 ２

KEU購買チーム

違いないとも言える．
― 37 ―

ドイツ駐在記

写真 ４

ドイツ料理（シュニッツェル）

５ ．ドイツビール
前述のようなドイツの料理に欠かせないものは，なんと言ってもドイツのビールである．特に，ドイツでは大手メーカーによるビール製造ではなく，各地方の醸造所で造られる地ビールの醸造が盛んである．そのため，ビールの区分も多様であるが，大きくは「地域」による区分と「ビールの色」で区分するのが一般的であると思われる．

写真 ６

ミュンヘンのヴァイスビール（白ビール）

このように，ドイツでは様々な美味しいビールを楽しむことができ，飲み比べする楽しさも感じることができる．駐在員としての忙しい日々を過ごしている中で，週末のビール一杯は自分のためのご褒美でもあった．

６ ．世界文化遺産とドイツ旅行
ドイツはヨーロッパ屈指の歴史深い国でもあるため，数多くの文化遺産が存在している．その中でも，ドイツ西部の大都市ケルンに位置する「ケルン大聖堂」は，世界最大のゴシック様式の建造物であり，
世界文化遺産にも登録されているため，最も人気のある観光スポットの一つである．1248年に着工し，1880年に完成するまで，約 ６ 世紀にかけて建設されたケルン大聖堂は，その実物を目の前にすると巨大なスケールに圧倒される．
また，ドイツ西北部に位置するミュンスター市は，
古くから大聖堂を中心に栄えた名残が美しい町であり，歴史を感じられる建築物や大学が存在するため，観光名所の一つである．特に，「ミュンスター寺院」
はロマネスク様式からゴシックに移る過渡期の最高
写真 ５

ケルンの地ビール（ケルシュ）

例えば，ドイツの北のほうの地域では「エール」

傑作といわれる教会であることから世界文化遺産に登録され，多くの観光客が訪れる代表的な観光名所である．

と呼ばれるビールが主流で，旨みをじっくりと感じ
７ ．ヨーロッパ旅行
られるビールが多く，南のほうでは，すっきりとしドイツの近隣には，フランス・オランダ・ベルギー
た口当たりが特徴の「ラガー」と呼ばれるビールが主流である．また，「色」によっても味わいが変わり， などが位置し，車で ２ 時間程度の距離であるため，大きく分けて白ビールと言われる「ヴァイスビール」 週末によく訪れた国である．車を運転して国境を超と黒ビールと呼ばれる「シュバルツビール」，そして日本でよく見られるノーマルなものがある．

えるということを初めて経験した私にとっては，非常に新鮮な衝撃でもあった．特にオランダのアムス― 38 ―

カヤバ技報

写真 ７

写真 ８

第67号

2023―10

写真 ９

ケルン大聖堂アムステルダム国立美術館

写真10 オランダを代表する画家「レンブラント」の家

ミュンスター寺院の内部

テルダムは，私がヨーロッパで一番好きな町でもあ８ ．おわりにり，デュッセルドルフからドライブの感覚で ２ 時間
約 ２ 年間のドイツ駐在を問題なくやり遂げること
程度，車を運転して旅行した．アムステルダムでは，ができたのはお世話になった上司，先輩，駐在員，ヨーロッパでも「芸術天国」とも呼ばれ，アムステ
ローカルスタッフの皆様の暖かいサポートがあってルダム国立美術館やオランダを代表する画家レンブの結果であり，本報を通じて感謝とお礼を申し上げ
ラント・ファン・レインの家など，オランダの芸術
たい．同時に今回培った経験を今後の業務に於いてを満喫できる様々な観光名所が存在している．
大きな糧と自信になると確信している．このような貴重なチャンスを頂きありがとうございました．
著

者 

金

容台

2014年入社 （営本）グローバル
ビジネスユニット市販第一営業部
所属
市販統轄部製品企画課，市販営業部，KYB Europe GmbH駐在を経て現職― 39 ―

タイ駐在記

随筆
タイ駐在記
渡

辺

１ ．はじめに
私は2017年 ４ 月から2023年 ２ 月までの ５ 年10ヶ月
間，タイで駐在生活を経験しました.
タイではKYB Steering（Thailand）（以下KST）
でパワーステアリング用ポンプとCVT用ポンプの製造拠点に勤めました．
元々設計しか知らない中，製造拠点での仕事がどの様なものか期待と不安を胸に駐在生活がはじまりました．その中で色々な経験をさせて頂いたので，その一部を紹介します．

写真 １

KSTロビー（間接部署）

嘉三理だけでした．幸いなことに自分は辛い料理が好きな方だったため，あまり身構えていませんでした．
歓迎会で現地スタッフが気を使い最初は辛くない料理を準備してくれたため，辛くない料理もあるのかと思っていたら，徐々に辛い料理が出てきました．
東南アジア特有の氷有りビールで口の中を冷やしながら，何とか全部食べきった後，食事について聞いたところ，後半に出てきた料理はタイ人でも食べられない人がいるような激辛料理でした．ですので，
このテスト（歓迎会）で，私は一般的なタイ人レベルより少し辛くてもOKなので，なんでも食べられると判定されました．
余談ですが，辛い料理がベースのタイ料理ですが，辛い料理が全く食べられない人がいるようで驚きました．
上記のテスト結果があったおかげで，食事会の際
は，みなさんから辛い料理をはじめ色々と勧めてくれたので，とても美味しい思いができました．
勧められた中でも，とても驚いた果物があったので紹介させて頂きます．名前はノイナーで大きさはリンゴ程度，表面はワニ皮のようで，少し見た目は怖いですが，見た目に反し熟しているものは手で割って食べられる程にふっくら柔らかく，食べるととっても甘くておいしいです．英語名（カスタード
アップル）を聞いて，まさにその通りと納得しました．
私は単身赴任だったので，最初の一年間はもっぱ
ら外食かスーパーで買っていましたが， ２ 年目頃から少し自炊に目覚め，最初は休日の朝ごはん（スク写真 ２

ランブルエッグ程度）と簡単なところからはじまり，炒め物，焼き物，タイ料理（ガパオライス，ムーゴッ
プ⇒豚肉の揚げ物）と少しずつレパートリーを増やしました．おかげで込み入ったものはできませんが，

KST ロビー（マネージメントメンバー）

２ ．食事

簡単なものは作れるようになりました．
この経験があったおかげで，コロナが蔓延した際，赴任前，タイ料理といえばまず頭に浮かぶのは，
代表的なガパオライス，トムヤンクンという辛い料

長期連休中，家で缶詰になった時の暇つぶしに大いに役に立ちました．

― 40 ―

カヤバ技報第67号

2023―10治安維持だけではなく，楽しませることにも気を使っており，流石，微笑みの国！と思いました．
公共の場では上記のような催しがありますが，会社では連休前はお坊さんを呼んで，お参りをしてもらったり，お菓子が配られたりと，各会社によって特色があります．KSTでは，連休前の最終日は社
長はじめマネージメントメンバーは玄関前に座らされ，スタッフ全員から水を掛けられるイベントが設けられます．
１ 年目は携帯や財布をロッカーに入れて玄関まで
写真 ３

来るよう言われ，訳も分からず座っているとイベン
トスタート．最初は手に少し水をかける程度でした

料理が，段々エスカレートしていき，足，体，頭，最後にはバケツで全身にかけられ，全身をお清めしてもらいました．
そのため， ２ 年目は １ 年目の経験を活かし，水鉄砲を持参しスタッフをお清め返しました． ２ 年目でしたので，スタッフとの仲も良くなっていたので，水まき用のホースが出動し １ 年目にも増して念入りにお清めされましたが，遠慮なく触れ合える関係が築けていたと，安心した一面もありました．

タイは南国なだけあり，年間平均は30℃近くあり
ます．特に暑いのは ４ 月で，世界的に有名な水かけ祭りが催されます．コロナ前まで参加していました

他にKSTでは【スポーツデイ】や【フットサル大会】を開催していました．フットサル大会はKST
内の ３ チームの大会と，タイ ３ 社（KYB Thailnd，
KYB Asian Pacific，KST）の ３ チームの大会があります．タイ ３ 社の大会は優勝すると，賞金に加え日本のスポーツ大会に参加できる権利が授与される
ため，みんな目の色を変えて臨んでいました．
自分は日本でフットサルをやっていたこともあり，
たまに定時後はスタッフと一緒にフットサルをしていたため，みんなの普段のプレイを見て知っていまが，水かけスポットへ行くと道路脇には水鉄砲や氷したが，大会ではみんなの意気込みが違うため，普水をバケツ一杯に準備した露店が所狭しと並んで，水かけに訪れた人たちが手ぶらで行っても参加できる準備が万端です．
そのようなスポットが各所にあり，場所によって，家族連れが多く，おとなし目の場所や，外国人（観段とは別人の動きを見せるスタッフを見て，思いは
パフォーマンスに大きく影響するものだなと，しみじみ思いました．
赴任期間中に優勝することはかなわなかったですが，仲間と一緒に一つのことに向かって進むのは，

光客?）が多く激しく水かけ合う場所や，水かけに加え小麦を水に溶いたものを塗りあう場所があった遊びの面だけでなく，業務の面でも仲間意識が高まり，効率も上がったと感じましたので，コロナが明りとそれぞれに特色があり，それらをはしごするのがとても面白かったです．
場所によっては問題が起きないよう，警察官が立っているところもあり，少し緊張しましたが，おけ始めた今年から，またタイでの大会は再開できればと思っています．

写真 ４

ノイナー

３ ．イベント祭りということもあったせいか，道路脇から様子を撮影していた際，観光客と思ったのか近くにいた警察官が撮ってあげると声をかけてきてくれました．
― 41 ―

タイ駐在記ことになりました．次こそはと息巻いて挑んだ打合
せでは，既に口も耳もタイングリッシュにチューニングしていたこともあり，全く聞き取れず，またまた打ちのめされる羽目に合いました．この際も結局は何度も聞き返す作戦を発動させること+相手が合わせてユックリ話してくれたこともあり，何とかなりました．その経験がベースとなり，相手や話題により良し悪しはありますが，困ったときはいつも同じ対応をして乗り越えるパターンができ，今でも一つの良い対策となっています．

写真 ５

英語で一点面白いなと思ったことがありました．
それはタイ人同士で仕事の話をする際，100％タイ

KST大会

語ではなく，10～20％は英語を織り交ぜて使っていたことです．とある本によると，外から色々な文化が急激に入ってきたため，文化の進歩が言葉の進歩を上回った結果，タイ語にない言葉が存在するようで，業務等の特定の条件下では英語を使って話をするようです．なるほど，タイはそういう国なのかと思いながらも，和製英語で日本語が出てこない単語が多々あり日本もそうなのかと勝手に親近感がわいていました.

当方，元々，英語が得意ではありませんでした．
赴任前の語学研修で少し会話できる程度のレベルになったと，少しだけ安心していましたが，いざ赴任

英語とは全く別で，タイ語は数字や料理の名前等の必要最低限の単語だけ覚え，その他は業務上，日常的に使われる単語を耳にする程度で，座学での勉強は一切しませんでした．がしかし， ６ 年も聞いていると耳が覚えるのか，タイ人同士で仕事の話をしている条件のみ，何となく話している内容が分かる様になりました．
100％の理解ではありませんが，話の方向性やいい状態か悪い状態か分かるので，途中から会話に入るととても驚かれます．これはスタッフが自分の知してみると，最初から打ちのめされました．

らないところで困っていたり，うまく活動が進まな

まず，最初にタイ独特の発音やアクセント（タイングリッシュ）で聞き取れないことに大変苦労しました．例えば「コバー」と言われ，わからないので
何 度 も 何 度 も 聞 き 返 し て い る 内 に，【カ バ ー /Cover】とわかりました．そこから，基本的に英語

いような状況にある時，とても有効なスキルの一つで，重宝しました．

写真 ６

タイ ３ 社大会

４ ．言語（英語・タイ語）

をローマ字読みすることが判りました．何度も聞き返すと申し訳ない気持ちになりますが，このようなことを繰り返すことで，私はタイングリッシュへの理解が深まり，ローカルスタッフは私のジャパング
リッシュへの理解が深まることで，コミュニケー
ションのレベルが上がり，意思疎通が取れるように

５ ．仕事
KSTは250名程の小さな工場ですが，工場営業，ポンプ部品調達，原価管理，経理，人事等々，小さな工場にしては様々な部署があります．私はこれまでずっと設計業務のみしか経験がなかったため，工場勤務で何ができるか，コミュニケーションが取れるか等々，非常に不安で一杯でした．

１ 年目は日本からの移管プロジェクトの管理と設計業務と似た要素がある品質関係について取り組み
なりました．
その後，英語で思ったことを話せるレベルになり， ました．慣れない場所，慣れない業務の中，右往左
往していましたが，日本からの製品移管だったこと
多少自信を持っていた時，アメリカ人と仕事をする― 42 ―

カヤバ技報第67号

2023―10もあり，日本の金山工場の各部門の皆さんはじめ，
色々な方から様々なサポートをして頂き，何とか移針説明等々の情報を共有頂き，これまでのKSTの工場営業/ポンプ部品調達から一歩進んだ業務を加管を完了することができました．
その後， ２ 年目に原価管理， ３ 年目に工場営業，４ 年目にポンプ部品調達の責任を持つ業務を受け持えることができ各部の機能を強化できました．

つことになりました．
原価管理は北工場の原価企画，調達，金山工場の製造，生技から原低活動のターゲット設定のベース

振り返ると，約 ６ 年の駐在期間は非常に多くの方々のサポートがあったからこそ，KSTで色々なデータや，実際の案件等を共有頂き，KSTの活動
をどの様に管理/推進するかを決めるのにとても役に立ちました．
工場営業と，ポンプ部品調達に関しても各営業，調達から日本の状況や，これまでの活動や，調達方著

６ ．終わりに改善ができたと，改めて実感しています．
駐在中，お世話になりました日本の関係者の皆様，
各拠点の駐在員の皆様，また，KSTのローカルス
タッフにはこの場をお借りしてお礼申し上げます．
また，本文では記載しきれないほど，様々な経験できる機会を頂きありがとうございました．

者 

渡辺

嘉三

2005年入社 オートモーティブコ
ンポーネンツ事業本部 車載機器
事業部
技術部 ポンプ設計室
EPS開発センター，PSポンプ技術部，KYB Steering（Thailand）駐在を経て現職― 43 ―

「繊維強化樹脂の射出成形」

用

説

解

語

「繊維強化樹脂の射出成形」「繊維強化樹脂射出成形品の強度予測技術の研究」（p. 20）に記載

技術本部

1

生産技術研究所

第一研究室

射出成形とは樹脂

図1

繊維強化樹脂の射出成形の特徴

繊維

強度部材等に使用される樹脂はガラス繊維や炭素繊維により補強し，物性を向上させた繊維強化樹脂が用いられています．射出成形で使用される繊維強化樹脂は，ペレット状の樹脂に100μm程の長さの繊維が ３ 次元的に分散されている状態です．通常の樹脂と同様に射出成形で複雑な形状を成形することができます（図 １ ）．しかし，繊維強化樹脂の射出成
形品は樹脂の流れ方によって，繊維の配向（繊維が並んでいる向きの違い）が発生します（図 ２ ）．繊
維強化樹脂は繊維が向いている方向の補強効果が大きいため，繊維平行方向の物性と繊維垂直方向の物性には差異が生じます．これは物性異方性と呼ばれ，最終的な部品の品質を予測することが難しくなりま
す．

3

倉

翔

吾

繊維

金型

「射出成形」とは，樹脂を加熱溶融し，金型に射出することで成形品を形作る成形方法です．複雑な形状の部品をハイサイクルで安定的に生産できるため，様々な分野でこの方法で製造された樹脂部品が使用されています．

2

小

射出成形の模式図

高強度

低強度

樹脂注入口
図2

物性異方性の概略図の物性を予測する手法であり，複合材料の品質を予測するために必要な考え方です．そして，射出成形で使用するような短い繊維が多数分散している場合には，どの方向に向いた繊維がどの程度存在するかを定義する必要があります．それには繊維配向テン
ソルという考え方を使用します．繊維配向テンソルとは，繊維の主な ３ つの配向方向と，それらに配向している繊維の割合がテンソルで表現されます．例
えば各軸の配向テンソルが １ に近いほど，その軸方

物性異方性の予測

繊維と樹脂の複合材料の材料物性を予測するため，均質化という手法が用いられます．均質化とは繊維と樹脂それぞれの材料物性，形状情報から複合材料

向に繊維が整列していることを示します．この繊維
配向テンソルによって樹脂中に多数分散している繊維の配向を定量的に定義することで，繊維強化樹脂
射出成形品の物性異方性を予測することができます．

― 44 ―

カヤバ技報2023―10

説

解

語

用

第67号

1）
「PMSM」「高効率油圧システムの特性解析」（p. 10）に記載

技術本部

1

基盤技術研究所

電子技術研究室

2

PMSMとは

芝原

大

智制御によって変化する特性

1. 1 略称と構造・動作「PMSM」 は「Permanent Magnet Synchronous
Motor」の頭文字を取った略語で，日本語では永久磁石同期電動機と表記します（以後，電動機はモー
タと表記）．これは「永久磁石による界磁磁束を用いて，交流電源に同期して動作するモータ」で交流モータに分類されます．
1. 2 構造による違い
磁石配置によって，表面磁石型（Surface-mounted
PMSM，以下「SPM」と表記）と，埋め込み磁石型（Interior PMSM，以下「IPM」と表記）に分類されます．後述する電流制御との組み合わせによって，特性に差がでます．
SPMは，低速・大トルク設計に適しており，トルク変動の少ない滑らかな動作が可能です．IPMよ2. 1 制御方法
PMSMの制御は大きく，V/f制御（開ループ制御）と，
電流ベクトル（以下，ベクトルと表記）制御（閉ループ制御）に分類され，前者はコスト重視，後者は性能重視の用途で用いられます．本項では後者を説明．
2. 2 電流ベクトル制御
磁石磁束の方向（≒磁石の物理的な角度）である
d軸と，直交するq軸による平面上で， ３ 相のモータ電流の合成をベクトルとして考えます．この大きさ・角度（＝d軸・q軸への電流配分比）を制御するのが，ベクトル制御です．ベクトルの決定方法には，次項の最大トルク制御や，弱め磁束制御などがあります．
2. 3 最大トルク制御
ベクトルの大きさを一定（＝モータ電流一定）とりも電流に対するトルク応答が素直で，制御が容易です．

した際に，最も大きなトルクが得られるように電流配分比を決定する制御で，電圧や電流の制限を受け

IPMは，形状による設計自由度が高く，用途に特化した特性に作りこむことが可能で，SPMよりも
高回転域まで動作することができます．
1. 3 特徴ない状態で用いられる，基本的な制御です．
2. 4 弱め磁束制御
高回転領域では誘起電圧の増加によって，流せる
電流が減少します．そこで，負のd軸電流で磁石磁

PMSMに共通するのは，電力効率の高い動作範

束を打ち消し，誘起電圧を下げることで，駆動でき囲が広く，小型で高出力が得られることです．その反面，レアアースを用いた磁石と，制御用マイコンが必要なため，産業用途で多く利用されている誘導モ ー タ よ り も コ ス ト が 掛 か り ま す． こ の た め，
PMSMは小型化や，高効率化が求められる用途にる回転数の範囲を拡大する制御です．こちらは電圧制限がある状態で用いられる制御です．
参

考

文

献

１ ）森 本茂雄，井上征則：省エネモータドライブシステム

適しています．

の基礎と設計法，科学情報出版社，（2019年11月 ４ 日）

― 45 ―

編集後記
今回，はじめて編集委員として関わり，技術者としての光栄な瞬間を迎えている．かつては，自身も研究開
発を進めつつ期日に追われながら執筆する日々を送った経験が蘇る．当時と比べ，世の中はより複雑になり，先の見通しも難しい局面に技術者は立たされており日々奮闘されていることと思う．そのような状況の中，今回はシミュレーションを活用した予測技術に焦点を当てた．このテーマは，原理・原則に基づいて実世界のシステムやプロセスを高精度にモデル化し，それを製品に応用することで，お客様に新たな価値を提供できる重要な技術である．今後も一技術者として，また編集者として新たな技術の創出とそれを通じた社会的課題の解決に向けて，読者の皆様に価値ある情報を提供できるよう努めていきたいと思う．
（藤波委員）
昨年から技報編集に携わらせていただいている. 文系・事務職である私は主に随筆の編集を担当し，執筆依頼も行っている. 近年の海外駐在からの帰任者は異国でのコロナ対応に苦労された方々である. 依頼の際には，
コロナ禍の海外駐在中は会社と自宅の往復ばかりで寄稿できるネタがないなどの話もあり，寂しくもあり厳し
い時期であったと思う. ウィズ コロナ，アフターコロナともいわれているが，随筆では駐在先での業務（仕事の話）だけでなく，各地での仕事以外の楽しさ，難しさ，魅力を執筆者とともに発信していくことも重要な責務だと考えている. 今後も是非皆様の経験を寄稿いただきたい.
（天野委員）
コロナが５類感染症に位置付けられるに伴い規制も緩和され，行楽地は嘗ての賑わいを取り戻し始めた．一方，
梅雨明けやらぬ頃から猛暑日が続き，溶けてしまうのではないかと感じるほどの熱量で外出をためらってしまう．地球の温暖化が紛れもなく進んでいることを思い知らされる．CO２排出量削減は今や世界標準であるが，今号にも軽量化や高効率化といった省エネルギーに繋がる技術の掲載があることに安心感を覚える．将来起り得る環境変化を想定しつつ，絶え間なく研究開発を継続している技術者達に感謝するとともに，カヤバ技術の更なる高みへの挑戦に期待する．
（萩平委員）

編
◎伊藤 隆
椛澤 亮一
藤波 太郎
周防 士朗
天野 玄規
太田 康洋
宮谷 修
佐々木和弘
野口 洋一
齋藤 啓司

集

技術本部基盤技術研究所
技術本部基盤技術研究所
技術本部生産技術研究所
技術本部知的財産部
経営企画本部経営企画部
AC事業本部技術統轄部
AC事業本部技術統轄部
AC事業本部技術統轄部
AC事業本部MD事業部生産技術部
HC事業本部技術統轄部

委

員

梅田
米川
小林
萩平
川島
奥村
河野
○小畑
○大林

禎典 HC事業本部技術統轄部
典秀 HC事業本部技術統轄部
弘孝 HC事業本部技術統轄部
慎一 航空機器事業部技術部
茂
特装車両事業部熊谷工場技術部
一千 カヤバモーターサイクルサスペンション㈱第三設計室
義彦 ㈱タカコ技術本部開発部宏
技術本部技術企画部
義博 技術本部技術企画部◎編集委員長○編集事務局
HC事業本部：ハイドロリックコンポーネンツ事業本部
AC事業本部：オートモーティブコンポーネンツ事業本部

発
行
編集発行人
発 行 所

カヤバ技報 第67号
〔禁無断転載〕 〔非売品〕
2023年10月 1 日
カヤバ技報編集委員会
カヤバ株式会社

印〒105―5128
東京都港区浜松町二丁目 4 番 1 号
世界貿易センタービルディング南館28階
電話 0 3 ― 3 4 3 5 ― 3 5 1 1
FAX 0 3 ― 3 4 3 6 ― 6 7 5 9
勝美印刷株式会社／東京・白山

刷所（2023年10月1日より，正式社名にカヤバ株式会社を採用いたしました）

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なお，冊子の発行は従来通り行ないますので，
こちらもあわせてご利用下さい．
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