エンジニアリング部の「売りの技術」
1. 制御システムグループ
制御システムグループは、制御システム事業部エンジニアリング部に属し、一般産業機器、船舶・海洋機器、光学応用機器等における制御システムのエンジニアリング、設計、製造、試験に関する業務に取り組んでいる。
1.1 漏油検知器（オイルリークモニタ）
漏油検知器（オイルリークモニタ、以下 OLM）とは、センサに光ファイバーを利用した、高性能油検図1知器である。OLM は水処理水槽、河川や湖沼など

OLM の設置場所で水に浮かべるタイプ、自家発電設備および配管・変電設備・油圧機械等の直下に置く無水タイプ、検知対象となる油の種類に応じた形状を持つタイプなど進化しており、第 34 回優秀環境装置表彰において「日本産業機械工業会会長賞」を受賞している。
当初の OLM は、IHI グループで建造される大型プラント内での利用にとどまっていたが、2006 年に東京電力株式会社と共同で「絶縁油の油漏れ監視」の汎用製品として改良開発し、一般に販売を図2開始した。

OLM の製品群とシステム構成

図 1 に OLM の設置場所を、図 2 に OLM の製品群とシステム構成を示す。

限にくいとめるなど、OLM をはじめとした漏油検

昨今では、原子力発電の代替エネルギーとして風知器への要求はますます高くなっている。

力発電、太陽光発電、地熱発電などがうたわれてい
1.2 汎用型火炎検知器（I-FRD）

るが、これらの設備でも変圧器等、油を使った機器が多く使われており、ここで油を外部に流失させる電力供給を目的とした電気事業者（電力会社）の事故を未然に防ぐ必要性がある。
非常用発電システ

事業用ボイラとは別に、小規模ながら自社工場なム、油圧機構を使った免震ビル機器なども同様であどの電力供給を目的とした産業用ボイラ（火力発る。また、社会インフラ設備等の老朽化が問われ、電施設）を持つ企業も少なくない。これまでに 2000

リスク低減のため早い段階での検知が被害を最小台以上の製造実績がある電力会社の事業用ボイラ—73—

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向けの火炎検出器「m FR」で培ってきた技術や経験をもとに、機能の汎用化と小型軽量化を実現し、産業用ボイラ向けに製品化したのが、写真 1 に示す汎用型火炎検知器（以下、I-FRD）である。

写真 2

設置例

1.3 駐輪場システム（cyclune）
東海技研株式会社が販売する cyclune（サイクルン）に開発から携わり、現在も協業している。
写真 1

cyclune とは、東海技研が提案する駐輪場システ

汎用型火炎検知器「I-FRD」

ムの総称で、写真 3 に示す電気を動力としない機
I-FRD は、ボイラを安全に運転するため、燃焼し械式ゲート・入口発券機・出口精算機など駐輪場ている火炎を常に監視する。この検知器は、バーの入出庫を自動管理する各種機器を備えた方式

ナの不着火や失火が発生した場合には素早く火炎と、写真 4 に示す駐輪場内で自転車を整理・管理の有無を判定し、燃料流入を早期発見し、製品のするための個別ロック方式がある。cyclune は、低品質と設備に対する防災対策に寄与する機器となコストと簡易なメンテナンスを実現した、安全でる。

人にやさしい駐輪場システムである。

I-FRD は以下のような特徴がある。
（1）汎用性：センサには赤外線式を採用し、重油・石炭・天然ガス・プロパンガス・オイルコークス・木質ペレット等のさまざまな監視対象へ適用できる。
（2）容易な設置：小型軽量化により、写真 2 に示すように新規導入やリプレース時には省スペースでの設置が可能であり、また IP65 規格に準拠した構造で屋外の設置も可能である。
（3）簡単操作：設定値は前面パネルのスイッチ操作で簡単に変更が可能。また、前面パネルの電圧表示で簡単に火炎信号を確認できる。
（4）高信頼性・高安全性：自己診断機能を装備しており、常に装置異常を監視するのでプラントの写真 3安全運用が可能である。
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ゲート式

写真 4

個別ロック式

写真 6

Z ペラ（全旋回式推進装置）（写真提供元：NPS）

1.4 Z ペラ推進装置用制御装置
Z ペラとは、新潟原動機株式会社（NPS）の製品で構成されていて、動力は船体中央にあるディーである Z 型推進装置（Z ペラ：登録商標名）であゼルエンジンから伝わり、各種の動力伝達軸により、写真 5 に示すタグボート（港湾などで船舶等り効率良く推進力として伝えられる構造となってが着岸、離岸するのを補助する船）の推進方向をいる。その動力伝達系の形がアルファベットの“Z”

かじ360 度全方向に変えられる構造を持ち、通常の舵をに似ていることから、“Z 型推進装置”と名付けら必要としない推進装置である。

れた。

写真 6 に示すようにプロペラを回す動力伝達部

写真 7 に示す Z ペラが搭載される制御装置（操とプロペラ自体を 360 度の全方向に変える旋回部縦卓および警報盤）の設計・製造を請け負っておひき

写真 5 タグボート（曳船）（写真提供元：NPS）
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写真 7Z ペラ操縦卓り、現在まで 350 台を超える納入実績がある。
また、この中で重要部品の一つである操縦卓に搭載される写真 8 に示す GSO レバー（船の、前／後進、停止、旋回などを行うための小型操縦レバー）の開発にも取り組み、製品化した。船級の型式認定（船舶用の構造、耐久性の基準を定め、これに合致しているかを認定する制度）を取得し、実船配備されている。

写真 8—

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GSO レバー

2. 航空・防衛システムグループ
航空・防衛システムグループは、エンジニアリング部に属し、防衛省向け装備品における制御システムの開発・製造・保守およびエンジニアリング業務を主たる業務として担当している。
2.1 防衛省向け装備品に必要な技術
防衛省向け装備品は、高い機能、性能および信図3

頼性を求められるため、一般民生品を使用できる基板モジュールの例ところは限られ、制御システムの開発は、ゼロか（2）制御ユニットらのスタートとなる。その工程は、全体のシステム設計の支援から始まり、制御システムの設計を

図 4 に示すような制御ユニットの標準的な開発行い、電子回路設計、組み込みソフトウェア設計、では、制御対象に対して、必要な電気的インター基板モジュール、制御ユニットの設計を経た後、製フェース、機械的インターフェースおよび耐環境造・検査を行い、制御システムとして完成させる。

性の仕様を決定し、筐体および配線の設計・製造

また、防衛省向けの装備品は、耐環境性の要求もを行い、必要な基板モジュールを組み込む。制御高いため、要求を満足する設計・製造を行うことユニットの機能・性能を確認するため、図 5 に示

はもちろんであるが、環境試験（温湿度サイクルすような制御対象を模擬した検査装置を製作し、試験、振動試験、衝撃試験、防滴、防まつまたは正しく動作することを検査する。

きょう

防衛省向け装備品は、民生品よりも苛酷な使用防水試験、電磁干渉試験他）の実施まで対応している。

条件に耐えることが要求されることから、求めら（1）基板モジュールれる耐環境性はより厳しい条件となる。新規の開図 3 に示すような基板モジュールの標準的な開発製品において、標準的な環境試験として、温湿発では、必要な制御基板、信号処理基板、電源基板などの仕様を決定し、デジタル回路、アナログ回路および電子部品の実装設計を行う。なお、デジタル回路では、CPU や FPGA などを用いるため、組み込みソフトウェアの設計・製作を同時に行う。
設計完了後、設計検証のため、試作基板を製作し、その入出力が正しく動作することを確認する。その後、基板の改版を行い、バーンインテスト等の品質テストを実施し、基板モジュールとして完成する。
図4—

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制御ユニットの例
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（3）制御システム
図 7 に示すような制御システムの開発においては、制御対象を含めた全体システムとして機能・性能が発揮されることが要求される。制御システムの開発では全体システムの設計段階からお客様と仕様調整を十分に行い、機能・性能および品質が必要十分なものとなるよう開発・製造を進めている。
例えば、艦艇用ガスタービン向け制御システム
は機関制御システムとも連接しており、艦全体のコントロールに関わるため、システム設計段階から参画し、制御システムを設計・製造している。また、制御対象を含めた動作を確認するため、センサ、アクチュエータ等の入出力インターフェース、入出力信号を模擬したシミュレータを、モデルベースデザインツールを用いて製作し、制御システムが計画通りに作動するかの検査を支援してい図5る。なお、製品の納入後も陸上運転、海上公試運検査装置の例

転において、試験実施要領、試験方案の作成支援
度サイクル試験、振動試験、衝撃試験が上げられおよび試験実施の支援を実施しており、全工事期るが、要求によっては、防滴、防まつまたは防水間は、新造護衛艦の場合であれば約 5 年間にわた試験、塩水噴霧試験、砂じん試験、電磁干渉試験る。など多くの耐環境試験を実施することとなる。図 6

また、防衛省向け装備品は長期間運用されるたに衝撃試験の例を示す。

図6

め、納入後の補給整備への対応も不可欠である。例

衝撃試験の例
図7—78—

制御システムの例

えば、護衛艦の場合、運用期間は約 30 ～ 35 年であるが、電子部品が経年劣化等により故障が発生することがある。数十年前の基板モジュールであっても故障修理を行い、常に護衛艦が稼働できるように支援を行っている。
2.2 製品例

図9

これまで、IHI が防衛省向けに納入している艦艇
用ガスタービン、航空機用ジェットエンジン、NBC

XF5-1 エンジンが搭載されている先進技術（2）
実証機（Nuclear, Biological, Chemical）警報器、水中航走体

F7-10 エンジンに関わるエンジニアリング業務のなど多種多様な製品の制御システムに携わってい他、各種試験装置およびジェットエンジン用シる。主な製品例として次があげられる。

ミュレータの設計・製作を担当している。
これらの実績をもとに、図 10 に示す NBC 警報（1）艦艇用ガスタービン向け制御システム（2）ジェットエンジン用シミュレータ器の開発、設計および製造に参画し、基板モジュー（3）NBC 警報器

ル、制御ユニットおよび制御システム全てについて艦艇用ガスタービン向け制御システムとして担当した。2012 年度（平成 24 年度）からは本装置

は、護衛艦「こんごう」型の設計支援から参画し、の製造を担当しており、現在は 6 セット目である。

護衛艦「むらさめ」型の 7 番艦「いかづち」から

NBC 警報器は、陸上自衛隊装備品であり、核は艦艇用ガスタービン向け制御システムの製造も（N）・生物剤（B）・有毒化学剤（C）の存在を検知担当している。図 8 に示す護衛艦「ひゅうが」型

し、警報を発する装備品である。今後の事業展開

では艦艇用ガスタービン向け制御システムの他、機関制御システムも担当した。

図8

艦艇用ガスタービン向け制御システム他が（1）搭載されている護衛艦「ひゅうが」

ジェットエンジン用制御システムとしては、図 9に示す先進技術実証機に搭載されている XF5-1 エンジン、救難飛行艇に搭載されているナセルイン
しょうかい

図 10

ターフェースユニット、哨戒機に搭載されている
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79

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（3）

NBC 警報器

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として、IHI と連携し、民間転用に取組んでおり、ク（2020 年開催）等に向けたテロ対策用機器であ

図 11 に 示 す よ う な CBRN（Chemical, Biological,り、有毒化学剤（C）
・生物剤（B）
・放射性物質（R）、Radiological, Nuclear）早期警報システムを提案中で核（N）の存在を検知し、検知情報を独自の通信ある。これは、東京オリンピック・パラリンピッ

ネットワークを用いて伝達することで、避難対処等に必要な情報を迅速に提供することができる。
文責
制御システム事業部

エンジニアリング部

制御システムグループ

部長
蓬田 克美

制御システム事業部

エンジニアリング部

航空・防衛システムグループ

次長
植田 英治

参考文献
（オンライン入手先）（1） 海上自衛隊ホームページ：< http://www.mod.go.jp/msdf/equipment/ships/ddh/hyuga/ >（参照 2018-09-17）（オンライン入手先）（2） 防衛装備庁ホームページ：< http://www.mod.go.jp/atla/soubi_koukuu.html >（参照 2018-09-17）
図 11（3） 自衛隊装備年鑑 2018-2019：朝雲新聞社

CBRN 早期警報システム

30 年 7 月 25 日発行、p.151—

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平成