Vol.44 No.3

昭和47年10月19日第４種学術刊行物認可
平成25年５月15日発行
（奇数月）

0011

ものづくり教育（企業編）

東京都港区芝公園三丁目五│二二 電話（〇三）三四三三│八四四一 ＦＡＸ（〇三）三四三三│八四四二
̶ 編集兼発行人 一般社団法人 日本フルードパワーシステム学会 振替口座 東京〇〇一一〇│三│一三三六九〇〒105

フルードパワーシステム

フルードパワーシステム

昭和47年10月19日第4種学術刊行物許可 平成25年５月15日発行（奇数月）

ISSN 1346－7719

フルードパワーシステム

ISSN 1880－3121

日本フルードパワーシステム学会論文集

日本フルードパワーシステム学会誌

フルードパワーシステム

May.2013 Vol.

44 No.3

日本フルードパワーシステム学会論文集
TRANSACTIONS OF THE JAPAN FLUID POWER SYSTEM SOCIETY

特集「ものづくり教育（企業編）」

第四十四巻
第三号（二〇一三）

東京都文京区小石川一│三│七
印刷所 勝美印刷株式会社

3
日本フルードパワーシステム学会

一般社団法人 日本フルードパワーシステム学会

http://www.jfps.jp

ISSN 1346―7719

第44巻 第 ３ 号 2013年 ５ 月

日本フルードパワーシステム学会誌

フルードパワーシステム
目次

特集「ものづくり教育（企業編）」【巻頭言】「ものづくり教育（企業編）」発行にあたって

吉田 和弘

142

企業における「ものづくり」教育の重要性

藤原 清志

143

大きな動く機械を作っている会社が，若い技術者に託す未来への希望

高田 龍二

146

香川 利春，黎 しん

150

ポリテクセンター関西におけるものづくり教育

正木 克典

153

重工業におけるものづくり教育 油圧機械部門における人財育成の取り組み

内山 智行

156

機械・自動車部品メーカにおけるモノづくり教育

熊谷 利美

159

大田区次世代モノづくり人材育成事業の構想

小針 保明

163

佐藤 恭一

167

おもしろ油圧機構 第12回 代表的油圧回路

大橋

彰

170

入門講座「流体力学」第５回：速く泳ぐ秘訣はシェイプアップ

高橋

勉

174

ISO/TC 131/SC 5/WG 3空気圧機器の流量特性試験方法

小根山尚武

179

中国駐在員日記

笹沼誠一郎

184

紀，石田 智也

187【解説】

産学連携出前授業：空気圧システム卓上実験【ニュース】
2012年度日中若手研究者交流【教室】【トピックス】【研究室紹介】明治大学理工学部メカトロニクス研究室小山【企画行事】
平成24年秋季フルードパワーシステム講演会

加藤 友規

189

【会告】
情報センター廃止のお知らせ

149

平成25年春季フルードパワーシステム講演会のお知らせ192

平成25年春季講演会併設セミナー「自動車技術とフルードパワー」
193

平成25年度 特別教室講座 油圧システムにおけるモデリングのエッセンスをつかむ―モデリングの基礎から位置決めシステムのモデリング―

194

触れて学べる！入門者向き実習講座「油空圧技術」


195

研究委員会〈委員公募〉のお知らせ

197

共催・協賛行事のお知らせ

198
191,196,199,200

その他

■表紙デザイン：山本 博勝 ㈱豊島

一般社団法人 日本フルードパワーシステム学会〒 105-0011 東京都港区芝公園３―５―22  機械振興会館別館102
TEL：03―3433―8441 FAX：03―3433―8442
E-Mail：info@jfps.jp

ISSN 1346―7719

Vol．44，No. 3

May 2013

JOURNAL OF THE JAPAN FLUID POWER SYSTEM SOCIETY

FLUID POWER SYSTEM
Contents
Special Issue “Design and Manufacturing Education in Companies”【Preface】

On the Special Issue“Design and Manufacturing Education in Companies”
Kazuhiro YOSHIDA

142

Kiyoshi FUJIWARA

143

Ryuji TAKADA

146

Toshiharu KAGAWA, Xin LI

150

Katsunori MASAKI

153

Tomoyuki UCHIYAMA

156

Toshimi KUMAGAI

159

Yasuaki KOBARI

163

Yasukazu SATO

167

Akira OHASHI

170

Tsutomu TAKAHASHI

174

Flow-rate Characteristics

Naotake ONEYAMA

179

China Diary of Expatriates

Seiichiro SASANUMA184

Osamu OYAMA, Tomoya ISHIDA

187【Review】
The Importance of "Monozukuri" Education in Companies
Gigantic Machinery Manufacturer's Hope for the Future on Younger
Mechanical Engineers
Field Lecture Cooperated with University and Company using
Experimental Devices
Making Things’
Education at Kansai Polytechnic Center
A Series of Education and Training for Engineers in a Heavy Industries
Craftsmanship Education in a Machine and Automotive Parts Manufacturer
The Basic Concept how to Bring up the Next Generation to be Engaged in
Manufacturing Oriented Businesses

【News】

Japan-China Young Scientists’Academic Exchange Project 2012

【Lecture】

The Interesting Mechanism of Hydraulic Components No.12 Typical Hydraulic Circuit
An Introductory Course of Fluids Mechanics: The Secret to Swim
Fast is an Improvement of Body Shape

【Topics】

ISO/TC 131/SC 5/WG 3 Pneumatic Fluid Power―Determination of【Laboratory Tour】

Mechatronics Laboratory, Meiji University, School of Science and Technology
【JFPS Activities】

A Report of Autumnal Conference of Japan Fluid Power System Society 2012

【JFPS News】
Tomonori KATO

189

149,191,192,193,194,195,196,197,198,199,200

The Japan Fluid Power System Society
c/o Kikaishinko Building
3―5―22 Shiba―koen, Minato-ku, Tokyo, 105―0011, Japan

142

フルードパワーシステム

巻 頭 言

特集「ものづくり教育（企業編）」発行にあたって

著

者

紹

介
よし

だ

吉 田

かず

和

ひろ

弘

東京工業大学精密工学研究所〒226-8503 横浜市緑区長津田町4259-R2-42
E-mail : yoshida@pi.titech.ac.jp

1989年東京工業大学大学院博士課程修了，同年同大学助手，1996年同大学助教授（現，准教授）．2008年10月～ 2009年３月米国UCSB客員研
究員．流体マイクロマシン，機能性流体の研究に従事．JFPS，JSME，IEEEなどの会員．工学博士．

「ものづくり」は，日本の製造業の根幹を成す重要なキーワードとして再認識され，高等教育機関および企業において様々な試みが行われている．そこで会誌編集委員会では「ものづくり教育」特集を組むこととし，第44巻第１号，特集「ものづくり教育（大学編）」では高等教育機関における機械系ものづ
くり教育の試みを紹介した．本特集「ものづくり教
育（企業編）」では，企業の取り組みを紹介する．
まず，藤原清志氏（マツダ㈱）に，企業におけるものづくりの重要性についてご執筆いただいた．日
本人の精神からくる強さを基に創造性を発揮していくためには，技術を適切に引き継ぎ進化させることができる「骨太のエンジニア」の新人教育，および専門性も適切に評価する人事制度が重要であることなどが指摘されている．
次に，高田龍二氏（日立建機㈱）に，若い技術者に強いメッセージを送っていただいた．建機メーカのように大きな動く機械を作っている会社では力学などの基礎学力が重要であることが指摘され，機械を力学で考える「頭の中で動く物理モデル」が重要であることが事例を用いて説明されるとともに，考えるくせをつけることが勧められている．
香川利春氏および黎しん氏（東京工業大学）には，

正木克典氏（（独）高齢・障害・求職者雇用支援機構）には，ものづくり教育で企業を支援しているポ
リテクセンター関西の活動についてご紹介いただいた．在職者訓練の油空圧技術および空気圧制御技術の８コース，本学会と実施しているオーダ型セミナー「油空圧技術」を含め，内容および成果について紹介されている．
続いて，企業のものづくり教育に関する取り組みの事例をご紹介いただいた．
内山智行氏（川崎重工業㈱）には，重工業，油圧機械部門における人財育成の諸活動についてご紹介いただいた．入社１年目の技術教育，製造現場実習，
顧客・調達先の工場見学，研究テーマ発表，２年目以降の研究論文，「５年で一人前」認定審査，および総合力を生かした教育の実施内容についてご執筆いただいた．
熊谷利美氏（㈱ジェイテクト）には，機械・自動車部品メーカにおける技能者教育についてご紹介いただいた．ジェイテクト高等学園における職業訓練生の養成，最先端の技術・技能を兼ね備えた人材を育成し会社のものづくりの力を強化するための技能五輪選手の養成，および専門技能教育についてご執筆いただいた．
最後に，小針保明氏（㈱大洋バルブ製作所）に，
大田区次世代モノづくり人材育成事業の構想についてご執筆いただいた．将来，大田区の中小企業を含
む企業においてものづくりに貢献する小学生から高校生に対し，地域としてものづくり教育を行う事業の構想について，現在の他の関連事業も含め，ご紹介いただいた．
以上のように，本特集は，企業におけるものづく
り教育に資するユニークな考え方および取り組みを紹介したもので，重要な情報を提供するものと考え

本学会および日本フルードパワー工業会により行われている空気圧システムの産学連携出前授業についてご紹介いただいた．これは，流量特性，等温化圧ている．なお本特集は，編集委員の塚越秀行氏および吉田とで企画した．貴重な解説記事をご寄稿いた
だいた執筆者の皆様および本特集号の発行にご尽力

力容器，メータアウト回路，ベルヌーイチャック，
およびエアパワーについて実験機材の操作も行う体感的授業である．

いただいた編集委員の方々に厚くお礼申し上げる．

4

フルードパワーシステム

第44巻

第３号



2013年５月（平成25年）（原稿受付：2013年 3 月19日）

藤原清志：企業における「ものづくり」教育の重要性

143

解 説

企業における「ものづくり」教育の重要性

著

者

紹

介
ふじ

わら

藤 原

きよ

清

し

志

マツダ株式会社〒730-8670 広島県安芸郡府中町新地3-1
E-mail : fujiwara.k@mazda.co.jp

1982年同志社大学卒業後, マツダ㈱入社．マ
ツダモーターヨーロッパ副社長, パワートレイン
開発本部長を経て, 商品企画・プログラム推進・
デザイン・アセアン戦略担当に就任，現在に至る．

1．は じ め に
私も企業での生活がすでに30年が経過し，学生時代にどのような教育を受けたか，また最近の教育
がどんなものなのか，などの記憶も，最新の理解も欠如している．しかしながら，地下に資源が埋蔵されていない日本（メタンハイドレートへの期待はしているが，現時点は無いと認識）という国の構造を考えると，今までも，そして，これからももっとも
大事な資源は，“人” であり，日本が将来にわたり世界で生きていくためには，その人への教育がもっとも重要であると考えている．
その教育の中には，伝統的に自然に育まれている
日本人の持つ「良い精神」も含まれる．また，企業での教育の中には，育成計画も含まれている．
総合的に「ものづくり人」を正しく育成し，人財という資産にしていく仕組みの重要性と，その仕組
みを過去の仕組みから将来に向けて大きく変革しな
ければ，今後世界では生きていけないのではないか，という問題意識とともに，「ものづくり」教育という視点で考えてみたい．

2．日本人の精神と「ものづくり」力の関係（日本人の精神と高い志）地下に資源がない国ではあるが，幸せなことに日本人の精神の中には，「ものづくり」に適した “優れた精神” が二つ存在している．したがって，“人”
が財産・資産になる可能性を伝統的に有していると考えられる．

日本人は「大自然を人より上位の存在と観念する自然観」を持っており，人は自然の恵みをいただいて生かされている，と当たり前のように考えている1）．持続可能な世界，自然と共存していく世界が必要とされるこれからの時代で，この自然観を持つ
我々がものづくりを考えることは人類にとって非常に良いことである．
また，日本人は，「自己のために生きる人生は卑
しく，他者のために生きる人生は美しい」と捉え労働は生き甲斐と考えている1）．価値あるものをより良くし，使っていただく人にお届けしたい，とバ
リューフォーマネーを高める行為を自然に進めていく精神を有していると考えることができる．
この二つの精神は，さらに，「お互いが壁を取り除き，共通のゴールに向かって共に助け合い，共に創り出す “助け合い” の精神」と合体し，多くの人の手から手に伝わって造りだす “ものづくり” には，なくてはならない素晴らしい姿であると，信じて疑うことはできない．これらの一人一人の精神と一人一人を結び付ける絆の強さとその行動力は，大震災の時の世界を驚かせた「日本人の強さ」であり，これは，「ものづくり」を通じて，「人」を活かした資源＝人財に変える能力を，この日本は有しているといえる．
一方，顧客ニーズとモノが一致していない，といわれる時代となり，良いものを作れば売れる時代から変化していることがいわれ始めている．しかしな
がら，顧客のニーズという不確定なものを探る行為も重要ではあるが，日本人の持つ精神を考えると，一度原点に戻り，「社会をもっと住みやすい社会に変えていく」というような大きな夢・Visionを掲げ，高い志で前に向かって取り組むことの方が，我々の日本人の「ものづくり力」を高める正しい答えが導けるのではないかと考えている．これは，現在の主流の考えとは異なるため反論が多く出ることを覚悟して，あえていわせていただくとすれば，社会を住みやすくする「世界一のもの」を創り出すことを探求することが，我々 「ものづくり」日本人”“には，より適していると考えている．

フルードパワーシステム

第44巻

第３号

2013年５月（平成25年）

5

144

フルードパワーシステム

な「ものつくり人」が仕事を続ける風土・習慣が生まれる．モノがあふれる豊かな世の中になったこと

3．
「ものづくり」教育と最新ツール
（最新ツールと骨太エンジニア）「ものづくり」教育の中にも，時代の流れとともに，進化させないといけないことと，しっかりと受により，モノを造りだす行為を実行できるチャンスが減っている中で，自らが考え，目標・Visionを持ち，考え続ける習慣を持たせることである．

け継がなければいけないことの二つが存在する．時代とともに進化させなければいけないのは，開発の効率化であり，IT化であり，シミュレーション技術

図１に示すものが，その概念図であり，「骨太のエンジニア育成」である．
開発・生産など「ものづくり」に関係する新人エである．特に，強い日本円により，世界から見た場
合には，生活実態とはかけ離れた “幻想の世界の高い賃金” の「ものづくり屋」では，効率的な技術・ンジニア全員が，最初の３年間は開発現場での業務に就き，その後，それぞれの部門に配属する制度へ切り替え，４年が経過している．

商品開発は必須であり，ここ20年間で多くの効率化がなされてきた．良い方向の進化としては，測定技術の進化などにより事象の見える化が進み，モデ

このOJT教育により，ベーシックな「ものづくり」の基礎を開発の現場に学び，そしてそれを活用して，最新のツールを使いこなせるように，骨太のエンジ

ル化がより容易にでき始めた。この領域の進化は著
しく，モデルベース開発などは，より優れた品質のものを，より効率的に開発できるツール・技術として大事に育てるとともに，これらを使いこなすエン

ニアが，本当の意味での効率化を率先して進めている．正しいツールを，しっかりとした基礎能力を有して使いこなしていく教育制度がますます重要になると考えている．

ジニアを教育することが，「ものづくり」教育として必要になりつつある．事実，弊社のスカイアク
ティブエンジンにおける超高圧縮比のガソリンエン
ジン，超低圧縮比のディーゼルエンジンなど，既存概念を打ち破る技術の開発には，単気筒エンジンでの燃焼の多くの基礎的なテストの実施と，このテストを通じた事象・現象の見える化（サファイアガラ
スのシリンダーから燃焼を撮影することなど）と，この現象をモデルに置き換え，多くのパラメーターを入れ替えて最適解を導き出すモデルベース開発がなければ実現は不可能であったことを記載しておく．
一方，効率化のために良かれと考え進めてきた中に，再考を要するものがいくつか存在する．代表例
は，マニュアル化，分業化などがある．
この二つの業務の効率化は，応用力不足（操作・作業のみしかできない．背景を理解していない），
全体感欠如（技術コンセプトを立案できない），製図能力の欠如（図面を読めない・書けない設計者など）などの問題が表面化し始めている．これは，リーマンショック後，固定費削減という名のもとでの組織人員削減という “表面的な効率化” による少人数の組織で仕事をし始めたときに，大きな問題として表にできてきた構造的な課題である．弊社では，そういう状態から今一度原点に戻り，過去からの「ものづくり」の力を継承していかなければいけないものとして，基本をしっかりと身に着けるための教育制度へと変革を進めている．モノを造る行為は，モノの構造・メカニズム・カラクリを理解することであり，その行為の中で “Why” と問いかけを続ける行動・思考により，創造的な仕事となり，創造的

6

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第44巻

第３号

2013年５月（平成25年）

図１

骨太エンジニア育成

藤原清志：企業における「ものづくり」教育の重要性

4．
「ものづくり人」の正しい育成と人事制度
（管理職と技術専門職）

145

くりの素晴らしい専門能力を有したエンジニアの育成を同時に実現していかなければならないし，実現

一方，新人教育の変革と共に考えなければいけな
いことが，エンジニアの正しい育成制度であると痛していきたいと考えている．
弊社では，「ものづくり」の専門家の幹部社員への登用試験は，専門性の評価という新しい取り組み

感している．高度成長期の右肩上がりの成長を前提にした昇進制度で作られた「管理職」という職種に代表される「マネージメント能力を評価する」といを開始している．組織運営よりも専門家としての能力を正しく評価することで「ものづくり力」を強化・維持していきたいと考え実行している．「ものう昇給制度では，「ものづくり」エンジニアの専門職を正しく評価しているとはいえず，その専門能力を進化・成長させることを阻害する障壁になっていづくり」のエキスパートの幹部社員の集団，フェロー集団の創造が，今，日本の企業に求められていると信じ，そのVision達成に向け，企業の「ものづくり」教育のスタートから最終到達地点までを作りるともいえる．人間は，正しい目標と正しい評価によってモチベーションを高められ，成長をしていくものであり，必要な能力・必要な正しい目標を正しく評価してあげる制度に変革しなければ，「ものづくり」能力は低下していくものではないか，と考えている．
現代の成熟した日本社会，もしくはグローバル化

上げていきたいと考えている．

5．お わ り に自信を無くしつつある日本の製造業であるが，日本には長く受け継いできた日本人の持つ精神が残さした企業文化の中では，「今までの古い管理職として求められているマネージメント能力＝アドミニス
トレーションの業務」は，その求められている業務の一部であり，それよりも「リーダーシップ能力＝Visionを示し正しい道に導く能力」が，本来求められているマネージメント能力であるといえるのではないか．もちろん，専門的な能力が高く，かつ，優れたリーダーシップ能力を有することが理想であるといえるが，そのような方は多く存在しないし，育成することは難しいといえる．
しかしながら，管理するという視点とリーダー
シップとを間違えてしまった人事制度，「ものづくり」のエキスパートが管理屋に育てられていく間違った仕組みを，過去からのしがらみなどにより変更できず，「ものづくり」のエキスパートが成長のれていることを，不幸なことではあったが，大きな震災を通じて感じられ，そしてそれは，同時に「日本人はやればできる！」と自信を取り戻すことができたことを，誰も否定できない．また，多くの外国の方々には理解しがたいが，日本人は理解できる「ものづくり魂」「匠の技」で感動させられるTVプ
ログラム（「プロジェクトＸ」「プロフェッショナ
ル」「夢の扉＋」「情熱大陸」など）が多く存在する
ことは，最近の若い日本人もまだまだ大丈夫であるということではないだろうか．
この日本人の持つ精神からくる強さをもとに，創造的な行動をするためには，「ものづくり」教育は必須であり，そして，その中で，「ものづくり」の専
門性を大事に育成していく組織制度・社会制度への変革も重要となる．夢を語り，そして独自のVision
を追い求め，何事にも積極的に探究し，常識を疑い，

モチベーションを失い，そしてその能力をみずから封印してしまう状態にあるように見受けられる．つ

新しい技術・モノを実現する．このような骨太のエ
ンジニアこそが，この日本を成長させることができ

まり，企業側の考えが日本の「ものづくり」のエキ
スパートを自ら封印させているように見える．今こそ，「ものづくり」の専門家を正しく評価し，正し
い道，つまり専門性を高め，新しく社会へ貢献できると信じている．そして，そのような人材を育成し，資産＝人財にしていくことを宣言し，終わりとする．

る技術を磨く制度へ変更し，育成していくことが企
業に求められている姿である．素晴らしいリーダー
シップ能力を有するリーダーの育成と共に，ものづ

参考文献
1 ）竹 田恒泰：日本はなぜ世界でいちばん人気があるのか
PHP新書（原稿受付：2013年 1 月11日）



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第44巻

第３号

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フルードパワーシステム

解 説

大きな動く機械を作っている会社が，若い技術者に託す未来への希望

著

者

紹

者に求めるものを考えてみよう．

介
たか

だ

高 田

りゅう

龍

じ

二

日立建機㈱技術開発センター 主管研究員〒300-0013 茨城県土浦市神立町650
E-mail : r.takada.ui@hitachi-kenki.com

1981年，東京大学工学部機械工学科卒業．同
年，日立建機㈱入社．1980年代はロボット用センサーの開発，STMの開発などに従事．1990年
代以降，火山噴火の災害現場での無人化施工に奮闘．近年は，日立建機の強度関係，機構解析
関係，技術教育関係に従事．

1．大きな動く機械を作っている会社
図１は，オーストラリアの露天掘り鉱山で働く巨
大油圧ショベルと巨大ダンプトラックである．この
油圧ショベルは総質量522ton，掘削バケット容量
29㎥，ダンプトラックは積載量222ton，全高7.4m，タイヤ直径3.4mという巨大な機械である．
建設機械メーカーである日立建機は，このように機械の中の機械ともいえる，大きな動く機械を作っている会社である．その大きな動く機械を作っている会社が，ニッポンの未来への希望を託す若い技術

2．技術者には基礎学力が絶対的に重要「学校で勉強したことを仕事で使ったこと無い」という人が，世の中には間々いる．しかしそれは間違いである．たとえば，
F＝m×a （力＝質量×加速度）という物理の最も基本的な式がある．技術者は普通，
この式が頭の中に当然の概念として入っていて，別に「F＝m×a」という計算を行わなくても，無意識の概念として機械の動きなどを考えている．
ところが，この根本的な概念「F＝m×a」を知らない人がいるとどうなるか．機械をあつかう仕事で，とんでもない間違った考え方をしたり，だれもが当然わかる解決策がその人はわからない，ということも考えられる．近年，若者の基礎学力不足が目立ちだし，「F＝m×a」的な最も基礎的な部分から知らない人も，間々いることがわかってきた．
「当然の概念が当然ではない」具体例を示そう．
図２の問題は，高校数学の微分，ベクトルの基礎的なところと，高校物理の最も基本的なところを組み合わせた問題である．問題文が，位置→速度となっているので，まず最初にx, yを時間微分することから始めるのは，暗黙知ともいうべき「当然の概念」
である．この問題を，理科系大学卒の若者約75人（２／３が機械系出身）に実施したところ，最初に時間微分した者は，わずか44％．残りの者は，x, yの式にそのままt＝２を入れてしまったのである．
このように，当然と思っている概念を知らないということは，当然伝わっていると思っている会話が，実は相手に伝わっていない心配がある．

図１8

オ ーストラリアの露天堀鉱山で活躍する，積載量222トンのダンプトラックと，総質量522トンの油
圧ショベル
フルードパワーシステム

第44巻

第３号

図２

2013年５月（平成25年）

当然の概念が当然ではない問題例

高田龍二：大きな動く機械を作っている会社が，若い技術者に託す未来への希望

147

さて，機械の中の機械ともいえる，大きな動く機
械を作っているメーカーの技術者にとって，最も必要とされる基礎学力とは何であろうか．それはやはり機械系４力学，電気の基礎，材料の基礎などである．レベルを下げれば，高校物理と高校数学を完全理解しているだけでも大きな力となる．入社後の教育で高校物理・数学まで実施するのは無理がある．
若い技術者に絶対的に求める第１のことは，基礎学
力をしっかりとつけておいてほしい，ということである．

3．機械を力学で考える感覚
『頭の中で動く物理モデル』
機械の基礎はやはり力学である．職場の若者には「機械を力学で考えるクセをつけよう」ということをよく話している．微小要素のつり合いから微分方
程式で考える感覚，これを身につければ４力学の基
本は全て同じと思えるだろう．
機械力学・機構学の感覚を身につけて，頭の中で機械が動き回っている感覚を身につけてほしい．材
料力学の感覚を身につけて，機械構造物の変形・応力が頭の中でイメージできるようになってほしい．
流体力学や熱力学の感覚を身につけて，目に見えない流体の動きや熱の流れが頭の中で動くようになってほしい．これを『頭の中に物理モデルを作ろう』と表現している．
建設機械を力学で考える例を二つ紹介する．
3.1 ダンプサスペンションモデルの構築
ダンプトラックの乗り心地や走行安定性の向上には，サスペンションが重要な役割を担っている．ダ

図３

サスペンション構造（a）保持力特性

ンプトラックにおいては，空荷時の総重量に対して，荷台満載時の総重量が２倍以上になる．空荷時と満載時にそれぞれに求められる特性を両立するため，ガスの圧縮性を利用した非線形特性を持つサスペン
ションが用いられている．図３に示すダンプのサス
ペンション機構には，ガスとオイルが封入されている．ガスの圧縮性によってばね作用を作り，オイルがピストンの小穴を通過するときの流体抵抗によって振動減衰作用を作っている．ダンプのサスペン
ション設計では，ガス圧力の変化やオイルの流体抵（b）減衰力特性抗を計算しながら，車体全体の目標振動特性（固有振動数，減衰比等）に適合する仕様を決定する．

図４

サスペンション特性

図４にサスペンションの保持力（ばね力）と減衰力の特性と力学計算式を示す．保持力特性はガスの断熱圧縮の式から算出し，減衰力特性は流体抵抗の式から算出している．理論計算と実際に測定した特

理定数も含めた理論計算の仮定の中で，実際と“ずれ”がある部分を的確に判断して補正するのが重要なポイントになる．この時，開発者の頭の中では，サスペンションが力学理論に則って動いているので性には“ずれ”があるため，理論計算値を補正して使用する必要がある． 理論計算を補正する際，物ある．

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第44巻

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9

148
3.2

フルードパワーシステム

 ンプトラックの運動を再現するシミュレー
ダションモデル構築

巨大ダンプトラック開発では，機構解析ソフトで図５に示す機構モデルを構築し，走行シミュレー
ションを実施することで，乗り心地評価や強度評価を行っている．シミュレーション精度向上には，正しい力学理論に則った機構モデルの精度向上が極めて重要になる．
タイヤと路面の摩擦力によりフレームに大荷重が作用するなど，フレーム挙動解析に摩擦力の影響が大きい状況を，モデルによる走行動作解析の図６に示す．この状況を，図７に示す力学理論に則った簡易モデルにて，詳細検討を行った．
旋回時，後輪は左右回転数を差動しているが，ダ

図７

ダブルタイヤ理論モデル

ブルタイヤ間には差動装置はない．よって，タイヤ
表面速度vTと路面速度vが一致している点Pgより内側外側で摩擦力発生方向が異なる．この摩擦力の偶力により，旋回抵抗トルクτ gが発生する．

図５

 rg
rg － r ）（p r）dr T∫ro － w（
2


wT


ro ＋
p r）dr τ g ＝ µ ＋ ∫ 2（rg － r ）（
rg


wT


ri ＋
2
rg － r ）p（r）dr 
＋ ∫ w（
T
ri －
2



ダンプトラック機構解析モデル⑴

推進力FDは摩擦力の合力であり，
wT

 rg
r ＋
p r）dr － ∫ o 2 p（r ）dr  ∫r － wT （
rg

 o 2

FD ＝ µ 
wT
＋
r
i


2 p r dr（）＋
w
 ∫ri － T2⑵

必要なFDが既知であると，タイヤと路面の摩擦係
数 μ によって式⑵よりrgが求まり，それに伴い式⑴よりτ gも決まる．
このように力学理論に則った計算により，シミュ
レーションモデルの精度向上が可能になる．開発者の頭の中では，図５のダンプモデルが運動力学的に走り回っているのである．

4．考えるクセをつけよう
以上，まず最優先で基礎学力をしっかりしたものにしてほしいと述べた．基礎学力が付いているとい
図６ フ
 レーム入力荷重とタイヤ摩擦力のシミュレーション

10

フルードパワーシステム

第44巻

第３号

う前提で，若い技術者に真に求める事を以下に述べる．

2013年５月（平成25年）

高田龍二：大きな動く機械を作っている会社が，若い技術者に託す未来への希望＊自分で考えるクセをつける＊根本原因を考えるクセをつける

149

ることがあたりまえ」になるのである．若い時につける「クセ」が，後に大きな力となってくる．

＊『なんでも知ってやろう！』というクセをつける
表面的な事象だけでなく，「なぜそういう現象が起きているか」という根本原因を理論的に考えるこ

5．未来への希望を託す若いあなたたちへ

ニッポンの未来への希望を託す若いあなたたち技とは，多々の技術的問題の解決に極めて重要である． 術者へのお願い．技術者としてのしっかりとした基
礎学力と，しっかりとした考え方を持ってほしい．
若い時から「この話は私の仕事には関係ない」と技術者として確固たるものを持ってこそ初めて，
考えないでほしい．深い技術的議論，技術的検討は，世界で活躍できる技術者になれる資格を得るのであ
あらゆる知識と経験を総動員させて考える．知識・経験の引き出しが少ない人は，広く深い思考ができないことになる．何にでも興味を持って知るということは，技術者として大変重要なことである．

る．
元気！

ニッポン
（原稿受付：2013年 ２ 月11日）「考えるクセをつけよう」と強調したが，若い時に考えるクセを付けておくと，いつのまにか「考え会

告情報センター廃止のお知らせ
一般社団法人日本フルードパワーシステム学会
会長 香川 利春
情報センター長 藤田 壽憲

日本フルードパワーシステム学会（以下「本会」といテム委員会により会誌に「FPIC会議報告」として掲載しう）では，フルードパワーシステムの研究等に関する情報ています．２と３については，現在でも本会ホームページ

を収集し，これに携わる研究者・技術者に情報を提供するの会員ページからサービスを行なっていますが，よりよいことを目的として情報センターを運営して参りました．具

情報がインターネットを通じて得られる状況になっていま

体的には情報センターにおいて以下の事業を行ってきましす．このため現在は文献データベースと特許の情報更新はた．

休止しております．
このような状況に鑑み，本会では，情報センターの役割

１．FPICクォータリーの発刊
２．フルードパワー技術文献データベースの構築

は他でも補完できると考え，情報センターを廃止すること

３．フルードパワー技術に関する特許情報の収集と致しました．今後は，皆様によりよい情報発信を情報シ

１については41巻２号（2010年３月号）の会告でお知ステム委員会が行なって参りますのでご理解のほどお願いらせしたように休刊とし，本会の企画事業やフルードパ

申し上げます．

ワーに関連する国際会議や講演会の報告記事は，情報シス

フルードパワーシステム

第44巻

第３号

2013年５月（平成25年）

11

150

フルードパワーシステム

解 説

産学連携出前授業：空気圧システム卓上実験

著

者

紹

パワー工業会では産学連携事業として研究会と講演会を実施している．講演会の範疇で出前授業と銘

介
か

がわ

香 川

とし

利

はる

打った講義が2010年より行われ，好評をはくしている．この授業の特徴は実験機材を実際に受講者に操作してもらい，空気圧の各種の特性の理解のみな春

東京工業大学精密工学研究所〒226-8503 横浜市緑区長津田町4259 R2-45
E-mail:kagawa@pc.titech.ac.jp

らず，音や温度を体感してもらう実験システムである．この趣旨で各種の卓上実験装置を用いて空気圧の基礎理論の出前授業を行っている．図１は授業中

1974年東京工業大学制御工学科卒業．精密工学研究所およびメカノマイクロ工学専攻教授として自動制御・流体計測制御・生体計測の研究に従事．また本学会会長，計測自動制御学会理事，㈳日本機械学会フェロー．
り黎

しの風景を示す．

ん

2．卓上実験内容

東京工業大学精密工学研究所〒226-8503 横浜市緑区長津田町4259 R2-45

2003年 中 国 浙 江 大 学 機 械 電 子 工 学 科 卒 業．
2009年東京工業大学大学院総合理工研究科メカノマイクロ工学専攻博士課程修了．2013年東京工業大学精密工学研究所特任准教授．空気圧式
非接触搬送装置に関する研究に従事．

1．趣旨

日本フルードパワーシステム学会と日本フルード

図１

12

フルードパワーシステム

第44巻

第３号

2.1 空気圧抵抗の流量特性の測定装置
空気が圧縮性流体であるため，空気圧抵抗の流量と上下流圧力比（P2 ／ P1）の関係（流量特性という）は非線形となる．抵抗の上流圧力P1を一定に保つ場合，下流圧力P2を下げるにつれ質量流量Gが増えるが，圧力比がある値以下になると下流圧力を下げても，質量流量が一定のままで飽和する．これは抵抗直後の縮流部で流速が音速に達しており，下流の圧力低下が上流に伝わらないためである．この飽

授業中の風景2013年５月（平成25年）

香川・黎：産学連携出前授業：空気圧システム卓上実験

151

和状態の流れを音速流れ，閉塞流れもしくはチョー
ク流れ，飽和しないときの流れを亜音速流れという．

設定速度に応じて負荷側のピストン室の圧力を自動的に調節される（マイナーフィードバック）．よっ

図２右の空気回路を用いてこの現象を体験する．
2.2 等温化圧力容器の充填・放出実験装置
空の容器への充填・放出を伴い容器内空気温度はて，調節器無しで速度制御が行われる．空気圧シリンダーのメータアウト速度制御は，1980年代になり日本フルードパワーシステム学会でやっと解明さ激しく変化する．容器内の伝熱状況を正確に把握することが困難であるため，このような温度変化は空気圧解析に最も厄介なものである．そこで，空気のれた．図４の装置を用いることによってこの動作原理を体験する．
2.4 ベルヌーイの定理とベルヌーイチャック

出入りがあっても容器内空気温度がほぼ変化しない容器（等温化容器という）は提案された．等温化容
器内に等温材（線径50μmの銅線，充填率５％程度）が封入される．図３に示す装置には普通の空容器と「流速が上がれば圧力が下がる．流速が下がれば圧力が上がる」とのベルヌーイの定理により，ロートを下向きに吹いてピンポン玉を浮かすことができる．
ベルヌーイチャックはこの定理を利用して半導体

等温化容器が搭載されている．同じ絞り抵抗を通して両容器へ空気の充填・放出を行い，圧力応答の違ウェーハやガラス基板などのワークを非接触で搬送することができる．図５にベルヌーイチャックを示す．

いから温度変化の影響を考察する．
2.3 エアシリンダーのメータアウト速度制御実験
装置
空気圧アクチュエータとしてエアシリンダーは多ワークとスカート部の間に常に空気の流れが存在し，負圧が発生することから，ベルヌーイチャックはワークに接触することなく把持することができる．
2.5 空気圧システムのエネルギー評価方法と計測く利用されている．エアシリンダーの速度制御には空気の圧縮性が巧みに用いられている．メータアウ
ト回路は最も代表的な制御回路であり，速度制御の主流となっている．図４にエアシリンダーのメータ
アウト回路を示す．メータアウト速度制御では，負荷側に設置された単なる絞り抵抗による圧力降下が

図２

図３

装置
空気圧システムでは圧縮機も含めた空気圧機器が大気環境下で運転されている．これに基づき圧縮空気の有効エネルギーはエアパワーとして定義される．
エアパワーとは，大気の温度や圧力の状態を基準にとり，それらに対して相対的なエネルギーを定義し空気圧抵抗の流量特性

通常の空容器と等温化容器の充填・放出実験装置
フルードパワーシステム

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2013年５月（平成25年）

13

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フルードパワーシステム

たもので，圧縮空気から取り出して有効仕事に変換できるエネルギーを表す．エアパワーは圧縮空気の膨張による仕事と輸送による仕事からなる．図６左のエアパワー構成図によれば，0.5MPaの空気圧システムでは輸送エネルギーと膨張エネルギーはほぼ同一となる．さらに，このエアパワーの概念に基づき，管路において容易にエアパワー計測可能なエア
パワーメータは開発された（図６右）．エアパワー
メータを用いて圧縮空気のエネルギーの測定を行う．

3．ま

と

め

でははるかに効率が向上することがわかった．講義
している立場として，理解度が向上していることが明確になった．講座途中で居眠りなどをしている受講生は皆無であった．今後日本フルードパワーシス
テム学会と日本フルードパワー工業会の連携授業を発展させたいと考える．
参考文献
１ ）香川利春，蔡茂林：圧縮性流体の計測と制御，日本工業出版，2010
２ ）香川利春，黎しん：Webシミュレーション，日本フルー
ドパワーシステム学会編，2011

本解説では産学連携出前授業として空気圧講座の紹介を行った．座学の授業単独に比較して卓上実験装置，また受講生に操作させる実験付き授業の場合

図４

空気圧シリンダーのメータアウト回路

図５

14フルードパワーシステム

第44巻

ベルヌーイチャック

図６

エアパワーの概念とエアパワーメータ

第３号

2013年５月（平成25年）（原稿受付：2013年 ２ 月10日）

正木克典：ポリテクセンター関西におけるものづくり教育

153

解 説

ポリテクセンター関西におけるものづくり教育

著

者

紹

ター関西のものづくり教育を紹介する．

介
まさ

独立行政法人

き

正 木

かつ

克

のり

典

高齢・障害・求職者雇用支援機構
大阪職業訓練支援センター・
関西職業能力開発促進センター〒566-0022 大阪府摂津市三島１－２－１
E-mail : Masaki.Katsunori@jeed.or.jp

1987年職業訓練大学校 塑性加工科卒業 同
年 雇用促進事業団 入団 現在，独立行政法人
高齢・障害・求職者雇用支援機構 大阪職業訓練支援センター・関西職業能力開発促進センター
上席職業訓練指導員 主に油圧・空気圧技術，
機械加工技術および熱処理技術の指導に従事．

1．は じ め に
ポリテクセンター関西（図１）は，厚生労働省所管の独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構
が職業能力開発法により日本全国に運営する公共能力開発施設の一つである．正式名称は独立行政法人
高齢・障害・求職者雇用支援機構 大阪職業訓練支援センター 関西職業能力開発促進センターでポリテクセンター関西の愛称で親しまれており，大阪市の北東部に隣接する摂津市にある．本特集「ものづくり教育（企業編）」からするとポリテクセンター
関西は，企業ではなく公共施設であるが，ものづくり教育で企業を支援していく立場からポリテクセン

2．ポリテクセンター関西のものづくり教育
ポリテクセンター関西は，公共職業訓練として求職者を対象にした離職者訓練と在職者を対象とした在職者訓練（能力開発セミナー）を実施している．
求職者を対象とした離職者訓練では，ものづくりを中心として機械系の機械設計技術科，デジタル機械設計科，CAD/CAM技術科，機械加工技術科，溶接技術科，生産管理技術科と電気・電子系の電気設
備科，生産設備制御科，電子機器技術科，組込みソ
フトウェア科，組込み実践技術科を実施している（平成24年度）．すべての科が全日制で１コース当たり期間は６ヶ月～８ヶ月で，定員は10名～24名
で，年間全科で28コースを実施している（平成24年度）．どのコースも入所率は，ほぼ100％で，専門技術・技能訓練はもとより入所当初から就職支援として就職相談［自己分析，キャリアの棚卸し，
ジョブ・カード（職業生活等で経験された職務経験，取得された資格や職業に対する考え方等を整理できるキャリア形成支援ツールであり，幅広く就職活動などに活用していただけるもの．本カードにより，就職を希望する方と人材を探している企業との間でスムーズに話を進めることができ，また，職業生活の節目節目に追記していくことにより，職業生涯を通して利用可能なものでもある．内閣府，文部科学省，厚生労働省及び経済産業省は，ジョブ・カードの普及に取り組んでいる．）の作成指導（履歴書・職務経歴書の作成相談），面接対策］や就活パワー
アップセミナー（就職活動に当たっての心構え，就職活動の進め方，ジョブ・カード等の説明）を実施
して受講生の就職意欲を高めるとともに受講生の就職希望と自己PRをまとめた冊子「人材情報」を発行し大阪府下約1,500社に送付している．また無料
職業紹介事業者の届出をしているので受講生への紹図１

ポリテクセンター関西

介状の発行や求人企業との折衝等の紹介サービスを実施している．このことによって，どの科もほぼ80％以上の高い就職率を維持している．それから，
機械加工技術科と生産設備制御科においては就業経
フルードパワーシステム

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第３号

2013年５月（平成25年）

15

154

フルードパワーシステム

験が乏しく，または職業能力形成機会に恵まれなかった方にも受講できるように橋渡し訓練（事前講概要から簡単な回路作成に至るまでを実技と学科を通して習得する．），油圧機器メンテナンス（油圧機習）を専門技術・技能訓練を行う本訓練の前に約１ヶ月実施している．橋渡し訓練では自己理解，対人関係，仕事理解等の講習を通してヒューマンスキル

器のメンテナンスを分解組立て実習を通して習得する．），油圧回路の最適設計（油圧システムを検討，設計するために必要なサイジング設計の知識と理論の習得を目的としている．さらに機械加工技術科は，
日本版デュアルシステム短期課程活用型で，当セン
ターでの専門技術・技能訓練後，約１ヶ月間の企業を習得する．），空気圧システム制御の実務（空気圧システムの概要から簡単な回路作成までを実技と学科を通して習得する．），空気圧機器の保全（空気圧実習を行う．この企業実習を行うことによって受講生は実際の企業での仕事がどういうものかを体験でき実務を学ぶことができる．企業としては受講生の人となりや性格がわかり良い人材を確保する機会が機器の保全技術をトラブルシューティング実習を通して習得する．），空気圧回路設計（空気圧システムを検討，設計するために必要なサイジング設計の知
識と理論を習得する．），空気圧機器の選定技術（空増える．このようにデュアルシステムは受講生と企業両者にメリットがある．実際に企業実習を終え当気圧アクチュエータの動きに影響する駆動制御系の機器サイズの選定と回路構成について習得する．），

科を修了後，企業実習先に採用になるケースがある．
一方，在職者対象の在職者訓練（能力開発セミナー）は，地域企業の皆様からお伺いした人材育成
ニーズ・技術動向・在職者のスキル向上分野等の調空気圧設備保全と省エネ対策（空気圧機器およびシステム構成上のトラブルについて，実機で現象と対策を確認し，機器の分解・組み付けを通して，保全
実務や安全対策を習得し，さらに設備の省エネを実査を基に，ものづくり分野を中心に「現場力強化」
現する手法，効果を検証する．）になる．
「技能継承」「生産性向上」「新分野展開」等の課題
詳 細 は ポ リ テ ク セ ン タ ー 関 西 の ホ ー ム ページに対応すべく計画される．平成24年度は機械分野， http://www3.jeed.or.jp/osaka/poly/kigyo/kyoiku/
電気・電子分野，ものづくり支援分野合わせて220
seminar/で確認することができる．
種類437コースを計画実施している．
また，この在職者訓練は，年度当初に計画するも１コース当たりの期間は２日～５日で，定員はの以外に，各企業・事業主団体等の独自のニーズ
10名～16名程度である．分野の細目は，機械分野 （訓練内容，日程，時間，場所等）に合わせたオーが設計企画/開発/デザイン，機械設計/製図，機械
ダ型セミナーも実施している．平成24年度は90
設計（CAE活用），成形/金型，機械加工技術，NCコースを計画・実施している．
加工技術，溶接加工技術，油空圧技術，材料利用技
その中に，日本フルードパワーシステム学会様と術，自動化技術，測定技術，機械保全の12項目，
実施しているオーダ型セミナー「油空圧技術」があ
電気・電子分野が制御機器選定技術，有接点シーケる．「油空圧技術」は平成18年より毎年実施していンス制御技術，モータ制御技術，PLC制御技術，電るオーダ型セミナーで，受講者より大変好評を得て
気系保全技術，空気圧制御技術，制御安全技術，
いる．内容は，企業において，はじめて油空圧技術
フィードバック制御技術，画像処理技術，電気設備に携わる人材を対象とした導入教育で３日間の日程
技術，建築設備技術，環境・省エネ対策技術，電子回路技術，パワーエレクトロニクス技術，計測・制御技術，マイコン制御技術・デジタル信号処理技術，

で，初日に油圧技術と空気圧技術の概要，特徴，使用機器，基礎公式，作動油と圧縮空気の性質等の内
容を大学の先生に講義（図２）していただき（平成Linux計測・制御と組込み関連技術，生産情報シス
テム技術の18項目，ものづくり支援分野が生産計
画/生産管理，生産情報システム技術の２項目であ

24年度は横浜国立大学 教授 眞田一志 先生と明治大学 教授 小山紀 先生に実施していただいた．），２
日目に油圧実習（シリンダの動特性実習，減圧弁をる．
毎年3,000～4,000人程度が利用し，受講直後の受講者アンケートでは98.5％（平成24年12月末現用いた回路実習，パイロットチェック弁を用いた回路実習，一方向絞り弁によるメータイン・メータア
ウト回路実習等）（図３）を行い，３日目に空気圧

在）が満足と答え，受講後１～２ヶ月後の事業主へのアンケートでは95.2％（平成24年12月末現在）
が満足と答えている．

実習（オールエア制御でシングルシリンダの一往復
回路実習，連続往復回路実習等）（図４）を行う．
さらに，このコースで油空圧技術に興味を持ち，日本フルードパワーシステム学会と関係のある油
空圧技術や空気圧制御技術分野の全８種類のコースを紹介すると，油圧システム回路（油圧システムのもっと学びたい方には当センター計画の油空圧技
術・空気圧制御技術分野のコースを勧めている．
ポリテクセンターは，規模の大小は有るが各都道

16

フルードパワーシステム

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正木克典：ポリテクセンター関西におけるものづくり教育

155

る高度な知識と技能・技術を兼ね備えた実践技術者の育成を目的とした専門課程（２年制）を実施している．さらに職業能力開発大学校では，専門課程を修了した方または実務経験その他によりこれと同等
以上の技能およびこれに関する知識を有すると認められる方を対象として産業界や地域のニーズに応じて高付加価値化等を担う高度な人材の育成を目的として応用課程（２年制）も実施している．また，ポリテクセンターと同様に在職者を対象とした在職者
訓練（能力開発セミナー）を実施しており，さらに能力開発セミナーより時間が長く（60時間以上）
高度で専門的かつ応用的な知識および技能・技術の
図２ 「油空圧技術」初日講義

習得を目的とする「企業人スクール」も実施している．
ポリテクセンター関西では，特に関西地区の職業能力開発施設（ポリテクセンター兵庫，ポリテクセ
ンター加古川，ポリテクセンター京都，ポリテクセ
ンター滋賀，ポリテクセンター奈良，ポリテクセン
ター和歌山，近畿ポリテクカレッジ，ポリテクカ
レッジ滋賀，ポリテクカレッジ京都）との連携を強めていて，同じ在職者訓練があれば，お互いのコースをPRしたり，オーダ型セミナー等で要望される
専門性の指導員がその施設にいない場合，他の施設から派遣したり，同じ分野の指導員が各施設から集まり勉強会等を行い技術・技能の研鑽をはかったり
指導上の問題点を討議して解決をはかったりして企業等からの要望に答える準備をしている．
また，ポリテクセンター・ポリテクカレッジでは，離職者訓練，在職者訓練のみならず企業の社内教育訓練計画やシステムづくりの支援や社内研修コースの計画・実施技術支援相談，施設利用サービス［事業主団体または各企業等が職業訓練や人材育成を目的としてポリテクセンターの施設設備（研修室，実図３ 「油空圧技術」油圧実習

習場，設備・訓練用機器）を利用することができる．］を行っている．

3．お わ り に
ポリテクセンター関西のものづくり教育の現状を紹介させていただいた．ポリテクセンターは各都道府県に存在する．また，各地方ごとに職業能力開発

府県にポリテクカレッジは各地方に存在する．これ
らの職業能力開発施設は，ここで述べたように企業が行う人材育成・確保のトータル支援を行っている．
もし，人材育成や人材確保のことで悩みがある場合，大学校・職業能力開発短期大学校（愛称：ポリテクカレッジ）が存在する．ポリテクカレッジは高等学

お近くのポリテクセンター・ポリテクカレッジに相談いただけると幸いである．

校を卒業した方またはこれと同等以上の学力を有すると認められる方を対象として技術革新に対応でき（原稿受付：2013年 ２ 月13日）

図４ 「油空圧技術」空気圧実習

フルードパワーシステム

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第３号

2013年５月（平成25年）

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フルードパワーシステム

解 説

重工業におけるものづくり教育
油圧機械部門における人財育成の取り組み

著

者

紹

介
うち

やま

内 山

とも

智

ゆき

行

川崎重工業株式会社〒651-2239 神戸市西区櫨谷町松本234
E-mail : uchiyama_t@khi.co.jp

理・加工技術に始まり，必要とされる一通りの製品
知識や技術課題などを２ヶ月間に亘り教育している（表１参照）．ここでは，実体験を通して理解を深めさせるため，単なる座学ではなく必要に応じ実習も取り入れている．

1983年早稲田大学理工学部工業経営学科卒業．
同年川崎重工業入社．現在，精密機械カンパ
ニー企画本部人事総務部基幹職．

表１

油圧応用技術教育カリキュラム

NO.

テーマ

1

設計標準全般，特許2

材料・熱処理・加工技術

3

計測技術，実験業務

4

製品開発の流れ, 製品情報管理システム

5

産業機械用および建設機械用ポンプ

6

汎用ポンプ・モータ，旋回モータ

7

産業車両，建設機械，農業機械用バルブ

8

ショベル用コントロールバルブ

9

リモコンバルブ，電気制御機器

10

油圧システムの制御，汎用バルブ

11

製鉄機械用油圧装置に，さらに磨きを掛けるべく取り組んでいる人財育成諸活動について紹介する．

12

省エネ油圧ポンプユニット

13

産業機械用油圧装置，プレス用油圧装置

2．入社１年目教育

14

舵取機，甲板機械

高専・大学・大学院卒の新入社員については，入社後１ヶ月間，人事部門が預かり，社会人としての15

品質関連基本ルール，品質課題

1．は じ め に
川崎重工は，「Kawasaki事業ビジョン2020」の下，
2013年度から2015年度を対象期間とする「中期経営計画2013」を策定している．その中で，油圧機械部門としても，2020年には，”世界のモーション
コ ン ト ロ ー ル 分 野 に お け る「TOP BRAND」 メ ーカー”というビジョンを掲げるとともに，2015年
度までの３年間は，中国ショベル市場の動向を注視しながらも，中国ショベル向け以外での事業拡大を
グローバル市場で展開し，油圧総合メーカーとしての地位確立を目指している．これを実現するために，95年を超える長い歩みの中で培われた技術と製品基本的知識，会社および各組織の役割等に加え，基本的な油圧技術の教育を行う．ここでは油圧技術の2.2 機械設計特別研修
技術系の中でも特に，機械系新入社員を対象に，入門書を教科書にして，油圧の原理から，油圧回路，
要素機器，作動油にいたるまでの基礎知識を習得させている．その後の配属先では，新入社員ごとに入社５～７年目の中堅社員が指導員として任命され，機械製図，機械設計に関する基本的な知識･技術を習得させ，業務に必要な知識のレベルアップを図る
ため，約２週間の機械設計特別教育を実施している．
大学，高専での機械系工学科目の履修を前提として

１年間に亘るOJT計画を作成する．配属後はOJTが中心となるが，指導員に対する教育も含め１年間は研修プログラムを組んでいるため，履修経験のない場合には，基本的な工学知識についての事前学習を

人事部門が関わり，計画的に各種教育を行っている．
2.1 油圧応用技術教育
技術系社員には，設計標準，特許，材料・熱処

義務付けている．
2.3 電気・電子回路特別研修
一方，電気・電子系新入社員を対象に，電気・電18

フルードパワーシステム

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2013年５月（平成25年）

内山智行：重工業におけるものづくり教育

油圧機械部門における人財育成の取り組み

157

子に関する基礎から最新までの知識・技術を学ぶことにより，職場において即戦力として活躍できる技

2.7 研究テーマ発表
入社後１年間の区切りとして，業務上の課題を術者となることを目的とする約１週間の研修を行っている．
近年，パイロット制御における電子制御化等，製テーマとし，指導員の指導のもとで改善活動に取り組む．そして，その成果を翌年度４月に実施する「研究テーマ発表会」にて報告させている．なお，品の付加価値を高める技術として各種の電気制御技
術は多用されており，電気・電子系エンジニアの活
躍の場は拡がると考えている．

この発表を入社したばかりの次年度新入社員にも聴講させているが，次年度社員にとっては，１年後の自分を想定するという意味で大きな刺激となっている．

2.4 製造現場実習
技術系社員については８月～９月の２ヵ月間製造現場での実習を行い，実製品に触れることによりものづくりの感性を涵養させている．ここでは，各自の担当製品の製造現場にて実習することにより，設計変更，製造プロセス改善の提案も期待している．

写真１

製造現場実習風景

2.5 2D/3D CAD研修
当社では，設計ツールとして2D/3D CADに加えて，各種の構造解析やシミュレーションソフトを使用している．特に，3D CADについては，設計検討～生産現場において広く活用されていることから，
設計開発部門の新入社員に対しては3D CAD教育を必須としている．ここでは，社内の設計・開発担当
者が講師を務め，ベンダーでの研修と比較し，より業務に直結した教育を行っている．

3．技術系入社２年目以降の人財育成
２年目以降は人事部門の手を離れ，所属部門でのOJTが中心となる．
3.1 技術系社員２年目研究論文
技術者としての素養の習得（技術的知識，探究心，論理的思考力など），主体性と当事者意識の涵養を目的として，１年をかけて研究論文の作成を義務づけている．ここでは，指導員についても，自らの保有知識をたな卸しし，指導スキルを向上させる機会として捉えている．また，所属部門内においても適宜，中間報告会を実施し，プレゼンテーションスキ
ル向上の場とすると共に，進捗状況や今後の方向性を確認することにより，『人が育つ』土壌づくりを目的としている．
3.2 「５年で一人前」認定審査
入社５年目の技術系社員を対象に「５年で一人前」認定審査制度を設けて合否を判定する．認定のための大事な要件は「担当製品を自分で設計でき，その製品の機能・構造について十分把握している」
ことである．その上で「競合製品との比較および市場における位置付けについて明確に説明できる」こ
とを審査している．もし，この審査に認定されなけ
れば「一人前」のエンジニアとして社内的に認められないことであり，必然的に必死の取り組みとならざるを得ない．審査会の約１ヶ月前から報告論文の作成および発表会の準備等に追われる一大イベント
であり，エンジニアの登竜門として位置づけている．

4．総合力を生かした教育

当社は，航空機，船舶，鉄道車両，プラントのような受注生産型の製品から，モータサイクル，油圧
2.6 顧客，調達先の工場見学
新入社員全員を対象に，入社後１年以内に，顧客， 機械といった量産型の製品までさまざまな製品を取調達先の工場見学を実施している．当社の製品は， り扱っている．そのような状況の中，川崎重工としての総力を結集した各種のテクニカルな研修に加え，油圧のコンポーネント，もしくは，顧客の生産設備に組み込まれる油圧ユニットが大半を占めるため， 製品の収益拡大を図るような技術経営研修を行って自社の製品の活用のされ方を理解してもらっている． いる．
4.1 工学・システム技術・管理技術教育
また，調達先のものづくりの現場を見学すること
本社主催により，工学，システム技術，管理技術
は，サプライチェーンを意識する貴重な機会だと考に関する各種研修を実施している．
えている．
フルードパワーシステム

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フルードパワーシステム⑴

工学研修
機械・構造用材料，構造力学，損傷解析，材料強部との人的交流を推進するねらいもある．
4.4 “技術経営”研修

度，振動，騒音，腐食，潤滑，溶接等，10数講座⑵ システム技術研修
シーケンス制御，自動制御，機構系モデリング，

当社の持続的発展のためには，製品の継続的な収益拡大が重要である．よって，テクニカルな研修に加え，同じ製品を担当する開発，設計，製造，コス

センサ，電気・油圧サーボ等，10数講座
ト管理，営業部門等の各部門技術者を体系として，⑶ 管理技術研修「技術経営の視点」を活用して事業計画書を策定す
プレゼンテーション，プロジェクトマネジメント， る研修を行っている．この研修を通じ，顧客志向のKT法，品質監査，QC，川崎生産システム（KPS）等，
10数講座
4.2 若手技術者ものづくり研修
入社４年目の技術者を対象に，ものづくりに対す発想により，技術を収益拡大に結びつけるためのマ
ネジメント力の向上を図り，技術を核に継続的に収益を上げることのできる人財育成を目的としている．
また，技術や経営についてのグループ討議を通じ，るマインドの涵養と総合技術力の向上を図るため，
本社主催による若手技術者ものづくり研修を実施し異なる製品を扱う同世代の技術者が互いに刺激し合い交流を深める場としても有効である．

ている．本研修では１日目に，技術者の心構え，当5．お わ り に社の生産システム等の講義を受けた後，２日目には，
油圧機械部門のものづくりにおいては，機械工学
自身が所属する工場以外に赴き，設計部門および製
および油圧技術の基礎知識だけではなく，電気と油造部門における生産性向上への取り組みを学ぶとい圧を融合させた省エネ指向，ハイブリッド化の流れ
うカリキュラムであり，若手技術者にとっては，他もあり，要求される技術は多岐に亘る．そのためにの事業部門が取り組んでいる活動を見て学ぶ機会とも，特定の分野において，より深い知見を持つ専門なっている．
家となれるよう技術者の育成を実施している．当社
4.3 若手生産技術者育成プログラム（社内留学）
においては，各人がどのような分野・テーマにおい当社にとって，製品を造り出す工場の生産技術力て専門知識を有しているかが体系立てて認識できるが収益を左右する重要な要素であり，その根源はそようなデータベースを作成し，プロ意識を持たせ，れに従事する人財である．そこで，若手生産技術者
技術力向上の意識付けを図っていることをつけくわの育成を目的として，事業部門から選抜した技術者
えておく．
を，半年間，本社技術開発本部へ派遣するプログラ
ムがある．ここでは機械加工のシステム技術等のOJTを行い，若手生産技術者の能力・技術の向上を図るとともに，OJTを通じて事業部門と技術開発本

20

フルードパワーシステム

第44巻

第３号

2013年５月（平成25年）（原稿受付：2013年 １ 月24日）

熊谷利美：機械・自動車部品メーカにおけるモノづくり教育

159

解 説

機械・自動車部品メーカにおけるモノづくり教育

著

者

紹

介
くま

がい

熊 谷

とし

利

み

てられ第１期生27名の養成訓練が開始されたのである（図１）．

美株式会社ジェイテクト刈谷工場高等学園〒448-8652 愛知県刈谷市朝日町１－１
1977年豊田工機㈱に入社．１年間の訓練生教
育修了後，工作機械製造部門で機械加工を担当．
2000年から高等学園の指導員として学園生教育に携る．現在，高等学園副学園長．機械加工１級複合技能士，特級技能士．2011年「あいちの名工」

1．は じ め に
株式会社ジェイテクトは，平成18年にベアリン
グメーカーの光洋精工㈱と，工作機械メーカの豊田
工機㈱が合併して誕生した「機械・自動車部品」の製造会社である．
世界№１シェアを誇るステアリング事業をはじめ，駆動，軸受，工作機械の主要４事業を柱に，これらを自在に組み合わせ，また各技術のシナジー効果によって世界トップレベルのシステムを供給する企業である．モノづくり企業として，社会の信頼に応え
人々の幸福と豊かな社会作りに貢献することを目的とした企業運営をおこなっている．生産拠点となっている工場は全国12工場．従業員数の６割弱にあたる生産部門約5,500人が弊社のモノづくりを支えている．
今回は，弊社のモノづくりを支える技能者の教育について紹介をさせていただく．

2．職業訓練生の養成

図１

昭和32年当時の実習風景

これが現弊社高等学園の前身であり，技能者教育のスタートでもあった．翌年昭和33年には職業訓練法が制定され，愛知県知事認定による認定職業訓練校となった．
2.2 高等学園における職業訓練
現在，弊社では工業高校の新卒採用者のうち数十名を職業訓練生として採用している．社内では「学園生」と呼ばれており，この学園生たちを１年間訓練している部署が，愛知県の刈谷工場にあるジェイ
テクト高等学園である．これまでに約3,000人の修了生を職場に送り出しており，現在現役としても約
1,700人の修了生が全国各地の事業所で活躍をしている．

2.1 技能者養成所の発足「良い機械（製品）を作るには優秀な技能者を養学園生の育成方針は，「社会的貢献，責任を自覚した将来の中堅技能者を育成」，「勤労を愛し，豊かな創造力と旺盛な活力を養う」，「基礎的・専門的知成することが必要」という精神が，弊社の技能者教育の基本的方針である．
昭和32年，「人間形成を中心とし，謙虚心のある識の技術・技能の体得」，「情緒を高め，幅広い視野と国際感覚を養う」とし，新入社員として入社した
４月から１年間，約1,800時間の心身訓練および基技能者を育て，各職場の太い柱に育成」することを目的に，旧豊田工機㈱に技能者養成所が設立された．
旧青年学校の一部を改装し，実習場48坪教室24坪

礎技能訓練を実施している．学園生の訓練を担当す
るのは，各職場から選出された専任の指導員達である．20歳代から30歳代が中心で，彼らもまた高等などの合計94坪の４教室１棟が訓練施設としてあ学園の修了生である．

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2.3

フルードパワーシステム

学園生の教育内容

科」「機械組立科」「鋳造科」を実施しており，学園学園生の１日は，「あいさつで始まりあいさつで終わる」といった規律とルールを重視した訓練生活となる．朝は会社の始業とともに，体操，朝礼，ラ

生訓練の中でもっとも時間をかけている訓練である．
工業高校の専攻科にかかわらず，全学園生がすべての職種訓練を行い，複合職種の技能と知識を習得さンニングから始まり，１日のスタートに全員で訓練に取り組む強い姿勢を共有しあう（図２）．実際のせている．学科訓練と同様に，それぞれの訓練職種
で課題試験があり，習得レベルに達しない学園生は，補習および追試を行うことになる．全員が到達レベ
ルをクリアすることが必要であり，１年間の訓練修
了時には技能検定の２級レベルの技能を有していることになる．これらの学科訓練，実技訓練は学園生にさまざまな技能・知識を見につけてもらうことにより，職場における改善力を養うための大変重要な訓練になっている．
このほか，体力強化を目的にクラブ活動にも取り組んでいる．愛知県には同様の企業内職業訓練校が19社ほどあり，各企業の訓練生が一同に会しての体育大会などを行っている（図４）．この大会にお

図２

朝のランニング

職場においては，同じ目的を持って協力をしながら仕事に取り組むことに通じる．朝の訓練が終わると，
学科訓練，実技訓練が始まる．学科訓練においては，「安全」「品質」といった職場では必須とされる内容
や，生産工学や製図，原価管理など７教科を週に１日を使って行われている．講師はそれぞれの専門職
場の若手従業員が，自身の教育も含め学園生を指導する．習得の確認として年２回学力テストがあり，習得レベルによっては補習および追試が行われ，必要レベルの習得が必達で指導が行われている．近い
将来職場を担う学園生にとって，モノづくりに必要な基礎学力も必要なのである．実技訓練においては，先に紹介した専任の指導員が専門職種を指導しており，指導員１名ごとに約10名の学園生を担当している（図３）．訓練職種は「電子機器科」「機械加工図４

愛知県訓練生体育大会（ソフトボール）

いて成果を上げることも学園生にとっては大きな目標でもある．また，社会貢献活動への参加や異業種体験なども実施しており，幅広い経験をすることにより人格形成にも役立てている．さらには国際感覚を養うことを目的に海外研修も実施している．
2.4 今後の課題
職場のニーズが多様化するなか，訓練内容が職場の期待に応えられているかを検証し，新たな取り組
みも必要になってくると考える．
また海外工場の技能者を学園生として迎え入れる
ことなど，グローバルな取り組みも必要になっている．
弊社の職業訓練生教育は発足から56年になる．
その時代によって訓練内容は進化してきているが，「良い機械（製品）を作るには優秀な技能者を養成することが必要」という精神は今も変わっていない．

図３

22

実技訓練（機械加工実習）

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熊谷利美：機械・自動車部品メーカにおけるモノづくり教育

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要条件である．就業中は担当コーチと一緒になって毎日厳しい実技訓練に取り組んでいる．競技中どん3．技能五輪選手の養成
3.1 導入と経過
平成18年，弊社発足と同時に技能五輪へ挑戦をすべく選手の養成を開始した．新しい会社として企業ブランド向上への取り組みも導入のきっかけになったが，最先端の技術・技能を兼ね備えた人材の育成をし，会社のモノづくりの力を強化することが大きな目的であった．学園生以上に高度な熟練技能を持った人材を職場に送り込むのである．選手は学園生の中から選抜され，翌年から２年間五輪選手としての訓練を受ける．この取り組みは，若年層にやる気と目標を与え，技能者全体のモチベーションの向上にもつながり，さらにはこれらをPRすることな状況下になっても冷静に対応できる精神力と集中力を養うことも大切な訓練である．選手の目標は当然のように全国大会優勝である．同時に国際大会への出場も視野に入れる選手もおり，訓練をする目の前には，それぞれの目標と，全国大会までの残日数が掲げられている．平成26年度技能五輪全国大会
は地元愛知県で開催されることが決まっており，愛知県の参加企業はこれまで以上に力を入れて訓練に励んでいる（図６）．１年後に迫ったこの大会は，選手・コーチ，そしてまた企業にとっても大きな目標になっている．

により，採用活動において優秀な人材の確保にもつながっている．事実，学園生の中には技能五輪選手
希望で手を上げるものが数多くいるのである．
導入時は，機械加工職種の「旋盤」競技に１名を養成し全国大会に参加していたが，開始から６年経った現在では，「フライス盤」「メカトロニクス」「抜き型」と職種も増え，選手は10名に増加している．成果は直ぐに表れるものではなかったが，全国大会参加を重ねるごとに各職種で入賞者（敢闘賞）がでるようになり，平成23年度には「旋盤」競技で銀メダル（準優勝），平成24年度には「メカトロニクス」競技でも銀メダルを獲得できるレベルにまで実績を上げられるようになってきた（図５）．こ図６

技能五輪全国大会（メカトロニクス競技）

3.3 職場での活躍
技能五輪は大会出場に選手の年齢制限がある．先にも述べたように弊社では高等学園修了後選手としては２年間と決めているが，その選手生活が終了す
ると職場へ配属になる．２年間の訓練で選手は精神力，忍耐力が養成され，さらには最先端の技術・技能が身に付いた人材となっているため，職場での活躍が期待されている．これまでの選手経験者の職場での活躍を知り，多くの職場から五輪選手の配属を望む声があることは，この取り組みが評価されているものだと考える．今年度も５人の選手終了者がそれぞれの職場に配属になって行った．この継続的な
図５繰り返しが職場のモノづくり力を高めていくと期待
している．

五輪表彰式

れらの競技職種は，弊社内での業務に直結する職種を取り入れており，会社トップからは今後新たな競技参加への期待もされている．
3.2 選手の目標
選手の１日は，ストレッチ，ランニングなど，早朝からの体力づくりで始まる．５時間以上にも及ぶ
実際の競技において体力強化は五輪選手としての必4．専門技能教育の展開
生産現場で直接モノづくりをしている一般技能者の教育は，現場での改善する力を高める事を目的に実施している．その一つが専門技能教育である．教
育内容は，NC加工系（マシニングセンタ，数値制御旋盤），電気電子系（電気基礎，PLCなど），設備

フルードパワーシステム

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フルードパワーシステム

保全系（機械要素，空気圧など）で，全11コースを実施している．それぞれに初心者を対象にした初生産現場では，標準作業を守っていれば安全に作業ができ品質も維持される．しかしさらなる生産性級コースと，経験者を対象にした中級コースを設定しており，１コース２日間の日程で８名ほどの受講者をコース担当の指導員が実技指導を中心に教育を向上が絶えず求められるため改善が必要になる．このときに，知識や技能を身につけておくことで改善の幅が広がるのである．職場の生産性向上（安全・行っている．それぞれのコースは年間で計画しており，のべ50コースが展開されている（図７）．

品質・効率）や活性化において専門技能教育の責任は大きいと考える．

5．お わ り に
今回，製造現場の第一線で直接モノづくりに携る技能者教育を中心に紹介をさせていただいた．すべての学園生や五輪選手が想い通りに職場で活躍できる保証はない．しかし技能教育を担当する者として，これらの教育を確実に実施し継続させていくことが企業の発展に寄与できるものと信じ，技能者教育の信頼性を高めたいと考える．
現在，弊社では技能者のキャリア開発の展開に向

図７

電気初級コース

職場のニーズはさまざまである．
「新たにNC機械の担当になり加工プログラムを覚えたい」，「職場設備の自主保全の知識を覚えたい」などの，受講者の受講目的を事前に把握し，職場の期待に応えられる
ような取り組みをしている．教育は基本を中心としたベーシックな内容で進められているので，受講者が職場に戻り教育での知識を応用することで，職場の改善などに活かすことができる．

24

フルードパワーシステム

第44巻

第３号

けて，資格ごとの教育プログラムを整備している．
計画的な研修を通じて，技術・技能の習得や向上を図ると共に，技能者のモチベーション向上に役立てるのである．生産現場における安全の問題や品質問
題が増加するなか，その展開が急がれている．モノづくりの企業として，お客様の要望に応え信頼される製品をご提供することが使命であり，これに携る者がその使命感を持つことができる教育こそが，弊社におけるモノづくり教育である．


2013年５月（平成25年）（原稿受付日：2013年 ２ 月 ７ 日）

小針保明：大田区次世代モノづくり人材育成事業の構想

163

解 説

大田区次世代モノづくり人材育成事業の構想

著

者

紹

介
こ

ばり

小 針

やす

保

あき

明

株式会社大洋バルブ製作所〒143-0024 東京都大田区中央８-42-２
E-mail : ya-kobari@taiyo-valve.co.jp
1964 日本大学 理工学部 機械科卒業
1968 ～株式会社大洋バルブ製作所
JSME生涯会員

実現には，大変なエネルギーが必要なことがわかってきて，片手間ではとてもものにならないことにまずは腹をくくらなければならないことを強く感じている．対象者が基礎教育の真っ直中であること，純粋な憧れを持っている時期であること，心の発達が著しいこと，これだけをとってみても，教育の専門
家（学校関係者），常に見守っているご父兄諸氏，
地域の方々，有識者などとの連携が欠かせず，その連携の中でコンセンサスを十分に取ることを基本としなければならない．

1．は じ め に
大田区産学連携道場「機能性流体マイクロアク
チュエータ研究会」に参加したとき，セミナーの講師を務められた東工大吉田先生から「モノづくり教
育」についての学会誌寄稿の依頼話が持ち出された．
３年前から当社で開発をお手伝いいただいている
都立高専名誉教授である西山明彦先生から「（先生がお手伝いされている）行政機関の若手職員から子供たち（次世代）を対象とするモノづくり人材育成事業を計画しているのだが事例が少なく苦労していると聞いている．小針さん大田・品川地区の将来のため，先取りで“事例づくり”を是非やりましょう
よ」という話があった．同い年の西山先生が高専近くの小中学生を相手に電気・電子パーツを使ったモノづくり教室を続けられていることを聞いて刺激を受けていたこともあり，この事例づくりを少しでも社会に直接お役に立てる機会にしたいと考えるようになっていた．まずは自分で構想を立てた上で西山先生と相談をしながら実行に移すつもりでいた．
こんな矢先の寄稿依頼であったのでこの話を吉田先生に申し上げると「ずばりその内容で結構です．
是非お願いします」と力強い言葉が返ってきて，次に私が「補欠のエントリーで」と言ったのが聞こえなかったのではないかと思われるほど，しっかり釘を刺される破目になった．
このように，このたびの寄稿は実例ではなく，まだ構想の段階で「絵に描いた餅」である．これをご承知いただきたいと思う．
それにしても，この構想は考えれば考えるほど，

2．大田区次世代モノづくり人材育成事業の構想
2.1 表題－先端科学技術・テクノロジー（以後「先端技術」という）分野にテーマを求めた「次世代モノづくり人材育成のための体験教室」－
テーマづくり，体験教室，その後の教育期間との関連，就職について，順を追って述べる．
2.2 なぜ「先端技術」なのか
１）大田区ひいては日本の中小企業の生きる道
今大田区の中小企業は，行政と連携して従来の大手メーカの下請け中心の工業から，みずから培った技術を活かし独自の製品を生み出す試み，言い換えると今までの基盤技術を活かしつつ，研究開発もできる状態を作り始めている．遠からず先端技術の領域に踏み込む企業が増えるであろう．行政も地の利を活かした新しい産業の仕組みづくりまで視野に入れる力の入れようである．このような新しい試みを実業として成り立たせ，大田区を真のテクニカルセ
ンターに育て上げるのは，正に次世代の人々である．
この方々が先端技術の原理を真に理解しその成り立
ちの中からモノづくりの位置や意味をしっかり理解
し体験を繰り返すことは，大田区の人的基盤（次世代）をつくるには絶対に必要だと考えるのである．
２）小学生が興味をもって取り組めるために先端技術の事象（以後「事象」という）は，社会的にも話題になりやすく，中には小学生でも聞いたことがあるはずである．それは少なからず「すっごフルードパワーシステム

第44巻

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フルードパワーシステム

いな！夢みたい！」の憧れとして夢として受け入れ素的事象がある．これらについても理解してからでないと前に進めることは許されない．中心事象とられる．この「夢みたい」なものがわかりやすく説
明されることでその成り立ち（構造）を理解する．
まったく同じ「わかりやすい説明」をもって理解度
構造がわかったところで構造の中で「モノづくり」 「＝興味の元」を達成する．これらの「わかりやすがどうかかわっているかを徹底的に追及し理解する． い説明」には，構想全体の半分以上の力を使って「モノづくり」は小学生たちが自分の手で達成する．
じっくりと取り組む．
この「夢みたい」なものを「自分の手でつくれる」
以上の状況からわかるように，テーマによってはを何度も体験することで「教室」が面白くなり継続
膨大な時間が必要になり，テーマ選びが構想の成否性も生まれる．
2.3 テーマづくり１）テーマづくりの基本「モノづくり」だからイコールテクノロジーではなく，対象者の状況を深く考えて幅広い先端技術を選ぶことである．
２）テーマづくりの条件①教育機関との連携の大きな鍵になる．
③原理・原則の「わかりやすい説明」を実現するヒント
当社の顧客である「高エネルギー加速器研究機構（KEK）」の素粒子原子核研究所で助教をされている
多田将先生はその著書「すごい実験/高校生でもわ
1）でこう述べられている．
かる素粒子物理の最前線」
高校生だった頃「物理の本を読んでも，よくわからなかった」先生は「ひとつひとつ，具体的なイメー
ジや例に置き換えて理解」していた．今でも先生の職場である実験設備を見学に来られる方に「理解するために頭に描いたイメージを伝える」方式で説明
すると「わかりやすかった」という評価がいただけ
ると．正にこの方式で著書の中はいっぱいである．
目には見えない素粒子の説明がこの方式で見事にわ
かりやすくなっている．これは，わかりにくい先端技術を「わかりやすく説明する」基本的な方法であると感心した．是非この方式を各先生方に参考にしていただきたいと考えている．
本来物事を説明するということは，その事象をとことん知り抜いた人でなければできず，その上サービス精神旺盛でなければならない．これに「イメージ方式」を加えた多田方式を是非目標にしたいと考ものだけに次には必ず闇が待ち構え教室は崩壊する． えている．
「モノづくり人材育成の場」と「学校教育の場」 2.4 先端技術をモノづくりに落とし込む体験
本構想の最大の意味がここにある．前項の「わかでは「説明」による面白さ追求の努力に，ものすご

対象者の知識，学力，カリキュラムなどの実情を的確にとらえるためばかりでなく，何より「次世代」を意識した活動について，行政から現場の教員まで幅広い学校関係者とのコンセンサスづくりが絶対欠かせない．
「大田区の次世代モノづくり人材育成」という共通の目標に向かって根気よくていねいに進める．
（詳細は省略）②テ ーマ/事象の原理・原則の「わかりやすい説明」
今家庭でも学校でも「学びの面白さ」をわからせるための努力が不足しているように思う．親も教員も時間に追われ面白さを追求する領域からほど遠い「説明」で終わっていないだろうか．
体験教室では事象の原理・原則の「わかりやすい説明」と「理解」が抜け落ちると元々理解しにくい

い違いがあってよいと思う．その結果，両者に補完関係が生まれれば，さらに面白いのではないだろう
か．
では，原理・原則の「わかりやすい説明」の目標を具体的にどこに置くのか．あらゆる手段を駆使した説明力でレベルの高い知識をレベルの低い人がわかるように「説明」するということになる．専門家の方々（以後「先生」という）などにより普通の小
学生が理解できて興味がわくような教えをいただくことが必要である．容易なことではないがいろいろな方々の知恵を借り，熟慮し，多くの仕掛けを用意
し，時間をかけて本当に誰でもわかる「説明」を達成する．これが克服できなければ絶対に前には進めない．さらにいえば，中心事象を説明するための要26

フルードパワーシステム

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りやすい説明」と「モノづくりへの落とし込み」で構想がほぼ成り立っているといっても過言ではない．
１）モノづくりの基盤技術の習得
まず，準備動作として大田区がこだわる基盤技術を使ったモノづくりと先端テクノロジーの体験的知識を獲得する．大田区の中小企業が持っている技術の見学・実習を通して図面・材料・加工法・工具などを総合的に学ぶ．ここでも「学びの面白さ」を追及するとともに徹底した理解がされなければならな
い．大田区の匠の力をお借りし時間をかけてじっく
り取り組む．
２）テーマの原理・原則を実物で確認
各々のテーマで三次元CADや模型の使用，現物の見学などいろいろな仕掛けを使った先生のわかりや2013年５月（平成25年）

小針保明：大田区次世代モノづくり人材育成事業の構想

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すい説明を通して獲得した「イメージ」を実物で確認することになる．目には見えないものと見えるも的にも限界まで追い込まれる状況があっても，成功に至るとは限らない．このような経験を経て始めてのとのドッキング．わくわくする面白さであるが，非常な困難が推測される．先生方が心血を注いだノ

世の中で認められ，ノウハウもつくり上げることができる．先生方や匠たちの体験談という形でもよい
ので体験教室の次世代の方々にはこのことを知ってウハウと匠が苦労してかち得たノウハウを理解することすら小学生にとって至難のことだと思う．しかし，ここも何とか克服しなければならない．（詳細未考慮）
３）自分達のレベルでのモノづくり「わかりやすい説明」でお世話になった先生にアドバイスをいただきながらモノづくりを実施する．
①モノづくりのテーマ決め
先端技術のすべてをつくる訳ではない．どうしてもつくりたい核になるものは多少の困難を承知で取り組まなければならないが，全体の性能が見られな
いのでは面白くない．ここはむしろ構想全体のテーマの問題として扱うこととして，モノづくりとしては基盤技術と先端テクノロジーの利用を主眼としたテーマを取り上げるべきである．
②設計
設計は自分でイメージしたものをマンガで描く．
基盤技術の習得で覚えた図面を読む力や材料の知識を駆使し描けるだけ描く．場合によっては実際のモノづくりの図面は専門家が描き，マンガとの差を確認してもらえばよい．
③製作
いよいよ製作．実際の機械を使ってモノをつくる．
馴染みになった匠の教えのもと，怪我防止には万全を期し粛々と進める．全部が全部実際に使えるものができるとは限らないが，計画されたものは最後まで完成させ評価をいただく．できるものは性能試験を実施し自分も評価に参加する．必要であれば公的な場で発表会を実施し評価を受ける．
④総括
このモノづくりの目的は，先端技術が目指す目的
を自分の手で作ったモノ（の集積）によって達成できることを体験することである．面白さを思いっ切
り味わいたい．これを構想全体の評価と位置付ける．
先端技術の原理・原則の勉強に始まり，自分の手で作ったモノが先端技術を支える面白さ愉快さを味わうまでの各工程の結果をつぶさに評価することが次の構想につながることをしっかり理解し実行する．
この総括の中に是非入れたい項目がある．本物のモノづくりの実態（ノウハウ）を知ることである．
原理・原則を反映した設計が実際に製作に移した結果うまくいかず失敗を繰り返すことになり，ようや
く完成をみる例も多いはずである．
思い悩み，時間に追いかけられ，精神的にも肉体もらいたい．
2.5 体験教室の運営
１）教室の対象者の候補
小学校４～６年生，中学性，高校生
２）指導スタッフの発掘
スパン最低２～３年間を目安とし関わりが持てる
先生の確保．また準備など率先して実行できる助手．
３）開催ピッチ，必要経費並びに出資元探し①開催スパン及びピッチ：２～３年の繰り返し
１回４～５時間/月３～４回程度②必 要経費：２万円/回 約80万円/年（ほとん
どが先生の謝礼）（その他詳細は省略）③出 資元探し：候補として大田区・東京都・国/
民間企業・財団など
2.6 教室参加者と大田区の実業のつながり
教室が始まって２～３年経っている状態で学校教育も各々次のステップに入り，職業教育または高等教育に引き継がれる．（大田区の）モノづくり人材を育てるために実施する事業としては，教室の次のステップである就職や職業教育・高等教育とのつながりは非常に重要な意味を持っている．参加者間で定期的に連絡を取り合って情報を交換できる状況やできればそれらの機関に進学したり就職する環境を整えるくらいの考慮は必要ではないだろうか．この事業の最終の目的が大田区のモノづくり行政の根幹のひとつであれば，教室参加者と大田区の実業とを強い絆で結んでおく考慮があってもよいと思う．
2.7 この構想でイメージした先端技術
この構想を考える上でイメージした「先端技術」の具体的なテーマ例を挙げる．
例１：物質の究極の単位を知る「加速器」
例２：電気・電子技術でできる最先端科学技術
例３：衛星打ち上げの技術
例４：コンピュータを解き明かす

３．次世代モノづくり人材育成に関連した事
業実態
3.1 大田区 一般社団法人 大田工業連合会2）
大田区は2010年度から「次世代モノづくり人材育成事業」を開始．一般社団法人 大田工業連合会（以後「連合会」という）に委託している．連合会のご協力で浅野事務局長に話を聞くことができた．
その結果を以下にまとめる．

フルードパワーシステム

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27

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フルードパワーシステム

１）次世代ものづくり人材育成プロジェクト事業
事業名

主

な

事

例

①2010年度 自社若手人材対象
一般

新分野進出のための人材育成

テーマ枠 ②2011年度 大学生対象（デザイン・企画担当）
自社製品開発と販売のノウハウ獲得
職場体験 ①2012年度 区立中学２年生対象
テーマ枠

中学生職場体験（参加企業への経費補助）

子供向け ①2012年度 小学１～４年生対象
工作教室

親子で楽しむロボット作り教室

工場見学 ②2012年度 小学４～６年生対象
ツアー

産業のまち発見隊 工場見学モノづくり体験

２）次世代モノづくり人材育成プロジェクト事業実情①職場体験テーマ枠「中学生職場体験」は，幅広
い分野に広がっているが，工業の割合は全体の５％ほどにとどまる．

②「若手技術者支援のための講座」として，中小企業内の若手技術者・技能者の教育・勉強会の援助．
２）民間
幼児・小中学生対象の「サイエンス倶楽部」理科
実験教室．遊びなどで気付く身の回りの現象・事象をとらえ，実験・観察・分析などの体験を通して「考える」を育てる．
３）各種学会
子供向け学会関連企業や研究施設の見学会などの次世代を意識した取り組み．

4．む

す

び

本寄稿に当たって，大田工業連合会など関係の方々にいただいたご協力に心から感謝申し上げる．

初めに申し上げた通り本稿は「絵に描いた餅」の段階である．さらに大田区の育成事業との間には考え方に大きな差異があることもわかった．実現には難②プロジェクト事業は「効果検証」の仕組みなし． 関が待ち構えていることを覚悟の上で，今後関係の方々と打ち合わせを重ね実現に向けて活動を開始す③民間事業との連携はない．
る予定である．
3.2 大田区 公益財団法人 大田区産業振興協会「おおた少年少女発明クラブ」が活動．対象は区
参考文献
内在住の小学４～６年生，区内の小中学校や公益社
1 ）多田将：すごい実験，イースト・プレス，（2011）
団法人発明協会と連携．
2 ）大田区次世代ものづくり人材育成事業関連資料 大田
3.3 その他の関連実態
工業連合会のホームページおよびパンフレット
１）東京都
（原稿受付：2013年 3 月14日）①「ものづくり人材育成大賞知事賞」として，技能者と技能継承に取り組む中小企業等を表彰．

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フルードパワーシステム

第44巻

第３号

2013年５月（平成25年）

佐藤恭一：2012年度日中若手研究者交流

167

ニュース

2012年度日中若手研究者交流

著

者

紹

介
さ

とう

佐 藤

やす

恭

かず

一

横浜国立大学大学院〒240-8501 神奈川県横浜市保土ヶ谷区常盤台79- ５
E-mail : yasukazu@ynu.ac.jp
1992年横浜国立大学大学院工学研究科博士課
程後期修了．同大学講師，准教授を経て，2012
年同大大学院工学研究院教授，現在に至る．油圧動力の伝達，制御，メカトロニクスに関する研究に従事．日本フルードパワーシステム学会，
日本機械学会などの会員．博士（工学）．

1．は じ め に
筆者は，本学会と中国の機械学会に相当する中国
機械工程学会流体伝動及控制分会との間で2003年
より実施されている日中若手研究者交流事業において，2012年度の中国学会から招聘研究者として，昨年（2012年）８月５日から12日まで中国を訪問した．この事業は，一年ごとに日中交互に研究者を招聘しあうもので，2012年度は中国学会が日本人研究者を招聘する年であった．訪中の間，吉林省長春市の吉林大学で開催された中国のフルードパワー
に関する国内大会である「第七届全国流体伝動及控
制 学 術 会 議 」（7th Fluid Power Transmission &Control Conference of China）に参加し基調講演をControl」を提案した．
訪中の滞在の拠点は吉林省長春市で，旧満州国の首都であったことから日本とのかかわりも深い．中国学会で手配いただいた日本（成田）からの長春への直行便は週１回，毎週日曜日であり，筆者の中国
滞在は日曜から翌週日曜の８日間となった．長春空
港には巩明德教授（吉林大学）（写真１）が出迎えに来られていた．巩教授には，ご自身が大会実行委
員や大会講演会での座長など多忙にも関わらず，筆者の旅程にすべて同行していただき，面倒をみていただいた．表１に今回の訪中の旅程を示す．
表１

８月５日

2012年度日中若手研究者交流の旅程

長春着．吉林大学機械科学及工程学院 張雷教授，尚涛教授，巩明德教授と会食．
車で長春からハルビンに移動．ハルビン工８月６日 業大流体控制及自動化系研究室を訪問．李松晶教授，学生らと交流，研究施設見学．
ハルビン工業大学動力工程控制仿真研究所を訪問．韩俊伟教授，学生らと交流，研究
８月７日 施設見学．車でハルビンから長春に移動．
中国国内大会「第七届全国流体伝動及控制
学術会議」の大会歓迎会に参加
８月８日 同国内大会に参加．

行うとともに，大学研究機関を訪問した．関係各位のご配慮により，大変有意義な研究者交流が行えた

８月９日

ので，その一連のイベントと概要を報告する．

８月10日 大会後行事：長白山旅行（１泊２日）に参2．訪中に向けて

８月12日 帰国

同国内大会に参加，基調講演を行う．
バンケットに参加．

～ 11日 加．

訪中のおよそ半年前に，筆者が招聘研究者として当学会より中国学会に推薦されることが内定し，中国学会で承認された．当学会側の田中豊教授（法政大学），伊藤和寿教授（芝浦工業大学），中国学会側の趙丁選教授（吉林大学）には招聘過程の窓口としてご尽力いただいた．また，趙教授は一昨年の当事業で日本に招聘された研究者でもある．中国学会より正式に招聘状をいただく段階で，国内大会での基調 講 演 の 要 請 が あ り， 講 演 題 目「Application ofPower-saving Technology to Fluid Power Motion

3．中国の大学研究機関の訪問と交流
中国国内大会の前の２日間を利用し，ハルビン工業大学を訪問した．ハルビン市は黒竜江省の政治経済の中心の大都市で，歴史的背景から街中ではロシアの影響を垣間見る．ハルビン工業大学は理工系を主体とした総合大学で，中国の有力大学の一つである．
１日目は流体控制及自動化系の李松晶教授を訪問

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フルードパワーシステム

した（写真１）．はじめに，同研究室の大学院生，
学部学生，15名程度が集まり，李教授と筆者がそれぞれ自分の大学での研究内容や研究動向を紹介した後，大学院生より各自の研究テーマの概要の説明を受けた．各テーマについて，いくつかのディス
カッションの後，どの学生からも「自分の研究テー
マが，より進展するためのアドバイスをもらいた
い」との質問があり，筆者も一人一人に回答していくのは難儀したが，同時に，中国人学生の研究に対する取り組みの熱心さを感じた．研究設備の見学では，日本の大学と比べてフルードパワーに関する研究のための実験室面積が広く，MEMSや机上実験程

写真１ ハルビン工業大学流体控制及自动化系研究室訪問（李松晶教授（左），筆者，巩明德教授（吉林大学）（右））度の小型実験装置での研究から，大型の油圧装置を用いた研究まで，幅広くカバーしていること，またそれらに政府や企業から強力なサポートを得ている
ことを実感した．特に，実験テーマごとにサポートを受けている企業を明示しており，一部の実験装置
は企業のショールームの展示のような雰囲気があった．李教授の説明によれば，ハルビン工業大学では，学部の改革を検討しているところで，フルードパ
ワー分野では，優秀な学生の育成のための，フルー
ドパワーの教本1）を出版し，学生に対するフルード
パワー研究・教育の啓蒙に注力しているとのこと．
日本の大学の学部の専門科目からフルードパワーに関する授業は減少する，もしくはすでに無くなっている現状とは対照的であった．
２日目は，ハルビン工業大学動力工程控制仿真研
究 所（Institution of Electro Hydraulic Servo
Simulation and Testing System）の韩俊伟教授を訪問した（写真２）．韩教授は途中で翌日から始まる
中国国内会議に出発されたため，時間をかけた意見交換はできなかったが，前日同様，互いの研究紹介，
学生とのディスカッション，研究設備の見学を行った．政府，企業のサポートによるスチュワートプ
ラットフォーム型六脚パラレルメカニズムをベース

写真２ ハルビン工業大学动力工程控制仿真研究所訪問（韩俊伟教授（中央），筆者（左隣り）と研究所スタッフ）

写真３

大会会場の吉林大学機械科学及工程学院

写真４

大会集合写真（実物は60cm×25cm）としたフライトシミュレータ（本格的なコックピットのモックアップ搭載），油圧サーボ機構実験装置，
大型油圧ポンプ/モータ実験装置など，日本の大学の一研究室では保有が難しいような比較的大型の油圧機器を活用した研究が進められていた．

4．中国フルードパワー国内大会への参加「第七届全国流体伝動及控制学術会議」（7th Fluid件であった．中国外からの参加は，筆者とスウェー

Power Transmission & Control Conference ofChina）は，吉林大学機械科学及工程学院を会場とし，学術講演は８月９日，10日の二日間にわたっ

デンLinköping大学のPetter Krus教授の２名のみであり，それぞれ英語による基調講演を行った．中国人講演者による基調講演，各会議室に分かれて行わて行われた（写真３，４）．参加登録者はおよそ220
人，基調講演と一般講演を合わせた論文件数は122

れ る 一 般 講 演 は す べ て 中 国 語 で， 論 文 集 はCDROM2）での配布であった．そのため，中国語がわか30

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佐藤恭一：2012年度日中若手研究者交流らない筆者にとっては，残念ながら，耳からはまっ
たく情報が入らない状態であり，講演発表のパワー
ポイントの図，写真からの視覚情報と，文章の日本の漢字から類推で，講演内容の大枠がおぼろげながら把握できた程度であった．表２に基調講演の題目と講演者のリストを示す．基調講演は二日にわたって，８件組まれていた．１日目は，会期前の大規模な水害，悪天候の影響で交通網が広域で被害を受け

表２

基調講演題目と講演者「海難救助分野でのフルードパワー応用」，王祖温教授，大連海事大学）「風力発電タービンの油圧制御特性」，孔祥東

教授，

燕山大学
「Alternative hybrid systems for vehicle drives andactuation」，Prof. Petter Krus, Linköping University,
Swedenていたことにより，到着が間に合わない講演者がい「この10年の建設機械業界の発展の概要」，石来德 教
たが，２日目とプログラムを入れ替えるなどして，授，同済大学
講演が円滑に進む対応がとられていた．一般講演は， 「ヘリコプターの油圧式船上高速係留装置」，趙丁選「建機・車両油圧技術」，「油圧コンポーネントおよ教授，吉林大学
びシステム新技術」，「流体制御」，「シール・潤滑お
よび省エネ新技術」，「空気圧・油圧・マイクロ流体「Application of Power-saving Technology to Fluid
Power Motion Control」，佐藤恭一（筆者），横浜国立

大学
新技術」
，
「新技術・新製品」の６区分で24セッショ
ン（１セッション４～５件の発表）が行われたが， 「省エネ空気圧システム技術とその応用」，蔡茂林 教
個々の講演発表の紹介は紙面の制約により割愛する． 授，北京航空航天大学「建設機械 － 将来予測」，章二平 チーフエンジニア，
次回国内大会は2014年に山西省太原市の太原理工大学で開催されるとのこと．閉会式では，大会主席の王祖温教授（大連海事大学）と大会実行委員長の趙丁選教授（吉林大学）から，次回開催校の权龙教授（太原理工大学）に大会旗が手渡された．なお，
2014年は，日中若手研究者交流事業では，今回同様，日本の研究者が中国に招聘される年にあたる．
学術講演会終了翌日，別件で訪中されていた香川
利春学会会長（東京工業大学），黎しん助教（東京工業大学），藤谷秀次学会事務局長と合流し，大会
後行事である長白山への１泊２日のツアーに多くの中国研究者とともに参加した．長白山は中国名山のひとつで，山頂は中国吉林省と北朝鮮との国境に位置し，火口湖である天地（標高2,190m），東北地
方最大の滝，長白瀑布がある（写真５）．参加者は大会参加者の家族を含め約200人で，大型バス５台

广西柳州工程机械股份有限公司

での移動であり，あらためて大会の規模の大きさを実感した．なお，景観は見ごたえがあり貴重な体験ができたが，長春から長白山のバス移動は片道約

有意義な経験を得た．さらに，毎晩の中華料理，中400kmであり，麓から山頂までの登山も登山用バスと４輪駆動車を乗り継いで上がるため，個人的には登山よりも車に乗る疲労が大きいツアーであった．

研究者交流事業にご尽力いただいている両学会の関係者，訪中の間お世話になった吉林大学の方々，
ハルビン工業大学に方々をはじめ多くの学会，大学関係者にこの場を借りてお礼申し上げます．

5．お わ り に
今回，中国の大学研究機関の訪問，研究者との交流，研究設備見学，国内大会の学術講演会の参加を通じて，中国のフルードパワー研究・開発の規模，
研究者の熱意，国，企業の支援の強さを感じることができた．これらの感想は，中国研究者と交流が深い日本の研究者からすでに聞いていたことではあるが，やはり，「百聞は一見にしかず」であり，大変

写真５

長白山登山（大会後行事）

国酒の乾杯による“研究者交流”も楽しいもので
あった．

参考文献
1 ）李松晶，他：先進液圧伝動技術概論（Introduction ofAdvanced Hydraulic Transmission Techniques），ハル ビ ン 工 業 大 学 出 版 社，ISBN978-７-5603-2650-４（2008）（中国語）2 ）第七届全国流体伝動及控制学術会議論文集CDROM，
中国・長春（2012）（中国語）（原稿受付：2013年 3 月26日）



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フルードパワーシステム

教室

おもしろ油圧機構

著

者

紹

第12回

介
おお

はし

大 橋

あきら

彰

油研工業
〒252-1113 綾瀬市上土棚中4-4-34
E-mail : ak.ohashi@yuken.co.jp

1972年静岡大学大学院修士課程修了．1972年
油研工業入社．主に，油圧ポンプ・モータの開発，
営業技術，商品企画，経営企画などの業務に従事．
日本フルードパワーシステム学会などの会員

1．は じ め に
油圧のおもしろさは，各機器の組み合わせの妙にあるともいえる．この教室で取り上げた機器以外にもさまざまな複合機器があり，油圧回路は装置の目的･仕様･環境などに応じて無数に構成することができる1）2）．流体をエネルギー媒体としていること，
その経路の構成が純機械駆動より容易なことなどが要因である．ここでは，基本的機能を有する油圧回路のうち，その作動順序や純油圧的な力のバランスという観点から，特に興味のありそうなものをいく
つか紹介する．

代表的油圧回路

トルクと回転速度がそれぞれ最大値となるコーナー
馬力（動力）状態での使用は避ける．高速･高圧での高負荷運転は，機械や油圧機器のしゅう動部の熱的な平衡限界からも好ましくない．このため，建設機械などでは，一般に定馬力（定トルク）制御ポン
プが使用される．
図１は，定馬力制御方式の可変ポンプによらずに，定容量形の２連ポンプを使用して，上記目的を達成するための２圧力・２流量制御回路である．
大・小吐出し量ポンプ①②を合算した主回路において，負荷の増加により圧力が上昇し右のアンロー
ド弁③の設定値を上回ると，大容量ポンプ①の吐出し量はこの弁を介してタンクに戻される．さらに昇圧され，アンロード弁③より高く設定されたリリー
フ弁④の圧力を超えると，小容量ポンプ②の流量はリリーフ弁から逃がされる．一見複雑な回路であるが，チェック弁⑤の挿入位置とその向き，アンロー
ド弁へのパイロット配管⑥の取出し位置に注目すると理解しやすい．

2．油圧回路の構成
油圧回路図は，第１回3）で述べたように，原則として上方から下方に油圧アクチュエータ，制御弁，油圧源のように配置させる．大形で複雑な装置であっても，速さ（流量），力（トルク），運動方向と位置などの基本的な制御機能を満たす回路に，付加的な回路を複合したものといえる．
油圧回路図は，静的な機能を図表示したものであり，油圧駆動機械の実際の動きは，油圧機器や制御機器の諸元と実際の調整値，作動順序と時間などにより異なる．計画時には，使用者が必要とするこれ
らの仕様を明確にし，使用に際し各調整値，タイム
チャートなども確認する必要がある．

3．圧力制御回路
油圧装置では，電動機やエンジンなどの動力源の出力が制限される．一般に，圧力と流量，あるいは

32

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第３号

図１

２圧力・２流量制御回路

図２に油圧プレスなどの鍛圧機械の基本回路を示す．右の３位置切換弁が右位置に切換わると，シリンダが前進（下降）し終端でキャップ側が加圧状態となる．回路中の圧縮油は，プレス工程終了後，切換弁を左位置にしてシリンダを上昇させるとき，急2013年５月（平成25年）

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第12回

代表的油圧回路

171

PS

図２

圧抜き回路

激に膨張して機械にショックを与える．この対策のため，直前に左側の圧抜弁をON状態とし，流量調整弁を介して圧力を抜く工程を入れる．所定の圧力まで低下後，圧力スイッチPSにより圧抜弁OFFと３
位置弁の左位置への切換えを行う．
シリンダのヘッド側に接続された弁は，カウンタ
バランス弁と称され，シリンダ下降時の自重落下防止や，逆負荷（負の負荷：外力による下降）作用時の抵抗として，シリンダに背圧をかけるために用いる．チェック弁の向きと作用に注目すると良い．
図３

4．流量制御回路

基本流量制御回路

図３⑶の条件では，シリンダ前進時の供給側圧力
4.1 基本流量制御回路
流量制御弁によりアクチュエータの速度制御を行 （PG-1 ～ PG-3）は4MPaとなる．このため，リリー
フ弁からの戻り油は発生せず，消費エネルギーと発
う回路には，図３に示すメータイン・メータアウ
熱が他の２回路より少ない．メータイン回路と共に，
ト・ブリードオフの３種類がある．メータイン・
推力と同一方向の負荷が作用する場合には適さない．
メータアウト回路におけるチェック弁の役割は大き3）各回路にPGで示した圧力計の指示値を，圧力損く，その向きにより両回路が入れ替わる（第１回 ，図７参照）．
失などは無視して試算してみると，より理解が深ま
希望の速度が得られるかどうかは，回路中の抵抗
る．
による圧力損失，回路圧力不足による速度低下など
4.2 増速回路（差動回路）の負荷に対する圧力と流量の関係，リリーフ弁の設定圧力に依存する．メータアウト回路では，シリン

図４はシリンダを早送りさせる回路で，差動回路の一例である．シリンダ前進時にヘッド側からタン

ダのヘッド側とキャップ側の面積差によりヘッド側
回路にリリーフ弁の設定圧力以上の圧力が作用することがあるので注意を要する．たとえば，図３⑵の条件で圧力損失などを無視すれば，シリンダ前進時

クへ戻る回路は，シーケンス弁手前から分岐されポンプと電磁弁との間の配管に接続されている．図の
電磁弁のOFF位置にて，ヘッド側から排出された油はキャップ側に還流して前進速度が増す． 電磁弁の ヘ ッ ド 側 圧 力（PG-4） は12MPaと な っ て， リ
リーフ弁設定圧力10MPaを上回る．

がONとなり左位置に切換わると，シーケンス弁内のチェック弁を経由してシリンダヘッド側に圧油がブリードオフ回路は，シリンダ入口側にタンクへのバイパス回路と流量調整弁を設け，ポンプ吐出し量のうち，希望速度を超える流量をタンクに戻すことによって速度制御を行う．このときの供給側配管

供給され後退する．
図５のシリンダ断面図により，差動シリンダの原理を説明する．ポンプから供給された圧油はシリン
ダの両ポートに加えられている．ピストンの左右に中の回路圧はシリンダの負荷圧となる．たとえば，示した矢印の合力（推力）は，キャップ側の方がフルードパワーシステム

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33

172

フルードパワーシステム

ンダを自動的に前進・後退させる回路例である．
手動切換弁を左位置②に切換えると，クランプシ
リンダが前進し，前進端に達するとキャップ側回路が昇圧してシーケンス弁が開く．圧油はパイロット
操作切換弁の④位置を経由し，ドリルシリンダに送られて前進が始まる．ドリルシリンダがカム操作切換弁の位置に達し，付属するカムによりレバーが作動して⑥位置になると，パイロット操作切換弁の右側にポンプ圧が導かれる．パイロット操作切換弁が③位置に切換わることによってドリルシリンダの後退が始まる．カムが後退しカム操作切換弁のレバー
図４が戻ると，パイロット操作切換弁が左位置④に戻り，
ドリルシリンダは再び前進して自動繰返しを行なう．

増速回路

キャップ側とヘッド側の面積差（ロッド断面積）分だけ大きいため，この力のバランスによりシリンダ
は前進方向に動き出す．ヘッド側の大きなドットで示した容積の戻り油（QB）はキャップ側に還流し，ポンプ流量（QP）との合算値（QIN）がキャップ側に入る．この結果，QPは等価的に小さなドット部の容積に注入されることになる．
前進中の速度は，［ポンプ流量/ロッド面積］となり，通常のキャップ側加圧時と比べ，［ピストン面積/ロッド面積］倍に増す．推力［ロッド面積×加圧力］は逆に小さくなる．差動回路では，増速時に圧力損失が増え負荷が大きい場合に希望速度が得られないこともあるため，注意が必要である．
図６

カム操作弁自動方向切換回路

5.2 シーケンス弁による順次作動回路
図７は，回路中の圧力とシリンダの位置を検出して順次に別のシリンダを作動させる回路例である．

図５

差動シリンダ5．順次作動回路
油圧アクチュエータの前後進，正逆転の選択，および停止･位置決めなどは，基本的に方向切換弁を用いた回路で行なわれる．生産機械などにおいては，複数の工程を担うシリンダを順次自動的に作動させることが多い．以下，カム操作切換弁による連続往復回路と，圧力制御弁を用いて純油圧的に自動切換えを行なう回路を紹介する．
5.1 カム操作切換弁による連続往復回路
図６は，クランプシリンダの動作後，ドリルシリ

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図７

シーケンス弁順次作動回路

大橋

彰：おもしろ油圧機構

第12回

代表的油圧回路173

ボール盤などに使用される．工作物のクランプ工程とドリル加工工程を①～④で示す．

よって最適な機器構成や制御方法が異なってくる．
また，その作動順序は回路を見ただけでは読み取り切換え動作は，例えば２位置切換弁の左位置でクランプシリンダの下降①が完了した後，昇圧するとドリル側のシーケンス弁が開き，ドリルシリンダ下

にくく，作動を説明するためには作動順序表やサイ
クル線図なども必要となる．機器の作動遅れを含め，応答特性や周波数特性などの動的な性能も考慮しなければならない．装置によっては特有の負荷状況も降②が開始される．同様に切換弁の右位置では，ドリルの上昇③，クランプ側シーケンス弁の開，クランプシリンダの開放④を経て１サイクルが完了する．
このほか，シリンダ位置を検出するリミットス
イッチと電磁切換弁の組合せによる電気的順次作動回路もあり，機械の目的に応じて適切な回路が選択される．

6．その他の基本油圧回路
基本的な油圧回路の種類を，３～５章の標題に示したような制御機能別の表し方により列記すると以下のようになる．
・無負荷回路・同期回路
・増圧回路
・ロッキング回路
・自重落下防止回路
・負荷感応（ロードセンシング）回路
・閉回路
また，使用油圧機器に関して表すと以下のような回路があげられる．
・油圧モータ回路
・多連弁（マルチバルブ）回路
・積層弁回路・ロジック弁回路
・サーボ弁回路
・フィルタ回路存在する．実際の適用時に各機器の圧力設定値が近接している場合には相互に干渉することもあり，回路の計画時点で実務的な経験の深さが求められる．
この教室ではごく基本的回路の説明をはじめとし，
各機器についても筆者がおもしろそうであると感じた代表的機構例に注目した．教科書ではそこまでは触れてはいない，油圧メーカだからこそ提供できる機器の構造図も数多く引用した．多少偏った記述もあるかもしれないが，従来とは毛色の変わった，初級から中級クラスの油圧講座としての教育的な記事にすることができたのではないかと思っている．全12回の教室全体を通してお気づきの点があればご指摘願いたい．
連載を終えるにあたり，執筆を進める過程で頭をよぎった思いを述べて筆をおくことにする．
「サーボモータとその制御を応用した電動駆動方式が，多くの応用分野において幅を利かせている時代にあって，肝心のアクチュエータは油圧駆動である，あるいは空気圧駆動，水圧駆動を含めたフルー
ドパワーであると言い切れるような機械・装置が将来にわたって存在し続けて欲しいし，そのために当学会が貢献できるよう期待したい．」

た解説記事や各種油圧専門書などを参照されたい．

参考資料
１ ）㈳日本フルードパワー工業会：基本油圧回路，実用油圧ポケットブック（2008年版），p. 249 ～ 280
２ ）大橋：基本的な油圧回路，機械設計，Vol. 52, No. 6 , p.
36 ～ 44（2008）
３ ）大橋：おもしろ油圧機構 第 １ 回 基礎油圧回路，フルー
ドパワーシステム，Vol. 42，No. 3 ，p. 191‐193（2010）
４ ）油研工業カタログ，作動原理図集

7．お わ り に・アキュムレータ回路
これらの作動や詳細については，参考資料に示し（原稿受付：2012年 ８ 月 ９ 日）

油圧回路は，同一目的の装置でも仕様や規模に

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フルードパワーシステム

教

室

入門講座「流体力学」
第５回：速く泳ぐ秘訣はシェイプアップ
著

者

紹

介
たか

はし

高 橋

つとむ

勉

長岡技術科学大学工学部〒904-2188 新潟県長岡市上富岡町1603-1
E-mail : ttaka@nagaokaut.ac.jp

1989年東京理科大学大学院理工学研究科博士後期課程修了．同大学助手，長岡技術科学大学
工学部助手，助教授，准教授を経て，2011年同
大学工学部教授，現在に至る．複雑流体力学，
レオ・オプティクス，流体関連振動の研究に従事．日本機械学会などの会員．工学博士．

1．内部流れと外部流れ
前回は水や空気といった粘性を持つ流体のパイプ
内流れの概略を計算した．理想流体とまさつを持つ
現実の流体では計算結果が大きく異なり，パイプの直径や長さにより同じ水圧で得られる流量や流速が変化することが理解できた．
パイプやタンクの中の流体の流れは内部流れとよばれる．これに対して物体のまわりを流体が流れる，
あるいは流体中を物体が移動するときの流れを外部
流れという．自動車や飛行機の空気抵抗の評価など
が外部流れの計算例である．今回は外部流れに対してまさつの有無による解析結果の違いを検討する．
また，まさつを考慮した流れを検討する際に用いた運動量保存則，そこから導かれたニュートン流体の運動方程式であるN-S方程式についてももう少し勉強しよう．前半は多少難しい内容が含まれるが後半は流れと抵抗についてのうんちく話を紹介するので最後まで読み進めていただきたい．速さを競い合うといえば「うさぎとかめ」が有名だが流体力学を学
ぶなら「うなぎとさめ」は知っておくべきだろう．
「うさぎとかめ」ならぬ「うなぎとさめ」とは果たしてなんのことか？解説は後半に．

やすいようにデカルト座標系（直角座標系）（x, y，z）で書き直す．質点の力学における運動方程式と同じく，流体の運動方程式も慣性力（質量×加速度）が作用する力の合計に等しいことを表す各軸方向に対する３つの式で構成される．x 方向の運動方
程式は以下のように表される．
ρ
＋v
＋v
＋v
（
∂t
∂x
∂y
∂z ）
∂vx

x



＝－

∂vx

y

∂vx

z

∂vx

⑴

∂P
∂τxx ∂τyx ∂τzx
＋
＋
＋
＋ Xx
∂x
∂x
∂y
∂z

式⑴の左辺が慣性力を表す．流体は連続しているので質量の代わりに単位体積で除した値，すなわち密度を用いる．左辺のカッコ内はオイラーの見方による加速度である．右辺のτij（i, jはx, y, zのいずれかを表す）は応力テンソルから静圧を差し引いた偏差
応力テンソルの成分のうち i 面（ i 軸方向に垂直な面）に作用する j 方向の成分を表す．右辺の最後の項は重力などの物体力 X のx方向成分を表す．式⑴をコーシーの運動方程式という．この式は流体に限らず弾性体や塑性体などの大変形挙動にも適用でき
る連続体力学の基礎方程式である．しかし，右辺のτyx などのせん断応力は実測することが難しくこのままでは使いにくい．また，汎用的な式よりも空気や水，低分子量の油などニュートン流体の流れ専用の運動方程式を用意する方が便利である．そこで，
ニュートンの粘性法則を用いて τij を速度こう配に書き直したものが以下の式である．
ρ ∂vx ＋ vx ∂vx ＋ vy ∂vx ＋ vz ∂vx
∂t
∂x
∂y
∂z

⑵
∂2vx
∂2vx
∂P
∂2vx
X
＝－
＋μ
＋
＋
＋
x
∂x
∂x2
∂y2
∂z2

（

）

（

）

式⑵をナヴィエ･ストークス方程式（N-S方程式）という．速度３成分と圧力の４つの未知数で構成さ

2．N-S方程式はミレニアム問題，難しくて当然なのだれる．このx方向の式に加えてy方向，z方向の式および連続の式を連立し，境界条件と初期条件を与えれば流れ場の全情報を得ることができる．

前回学んだ運動方程式についてもう少し詳しく解説しよう．前回はパイプ内の流れを解析するために円筒座標系（r, θ, z）を用いたが，ここでは理解し

しかし，N-S方程式を解くことは容易ではない．
数学好きの方はご存じかもしれないが，N-S方程式の解はミレニアム問題として2000年に100万ドル

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高橋

勉：入門講座「流体力学」 第５回：速く泳ぐ秘訣はシェイプアップ

175の賞金がかけられた数学難問７題のひとつである．
つまり，数学者が束になってもまだ解の存在すら証てどの位置でもまったく同じ速度となる．一様流のよ
うに開放された流れ場では大気圧や水圧といった静明されていない数式なのである．N-S方程式が難解であることの元凶は式⑵の左辺カッコ内の後半３項の存在である．これらは対流項とよばれ非常に強い

圧が物体表面全体に均等に作用する．静圧は物体を圧縮・膨張させる力として作用するが移動させる力は発生しない．また，速度にまったく変化がないこと
から運動量も運動エネルギも一定に保たれており圧

非線形項で，これらがひとつでもあると紙と鉛筆で解くことはもちろん，コンピュータによるシミュ
レーションでも安定して解を得ることが難しい．流

力の変化（動圧）も生じない．すなわち，流体は平板に対して運動を引き起こすような力を一切与えない．理想流体がどんなに高速に流れていても，そこ

体力学の入門書に掲載されている例題や問題のほとんどはこれらの項が無視できる条件に限られている． に置かれた平板には抵抗が作用せず，支えなしでも流れにより押し流されずにその場にとどまり続ける．
たとえばパイプ内の流れのように二次元せん断流動
では，まさつを考慮した場合はどうなるだろうか．
では νx は y のみの関数で表され，νуとνzはゼロと見な前回学んだように平板表面では「滑りなし条件」がせると仮定して対流項を無視している．
成り立つため，静止している平板表面では流速がゼ
もう少し一般的な流れ場についてN-S方程式を解
ロとなる．しかし，平板表面から垂直向にある程度
析的に解くには近似法を使う．ストークス近似では流れがきわめて遅いことを条件に対流項を無視することで解析解を得る．しかし，ストークス近似による解が現実の流れと一致するのは，たとえば蜂蜜の中を落下するパチンコ玉のような場合のみであり遅すぎて実用的な問題にはほとんど適用できない．
理想流体の場合は粘度ゼロ，すなわちμ= 0となり
式⑵右辺の第２項が無視できる．これをオイラーの運動方程式という．この式を解いて理想流体の流れ場を求めることができるが，ポテンシャル理論を適用して複素速度ポテンシャルから流れ場を予測する
古典流体力学の手法も有効である．古典流体力学の手法を用いると紙と鉛筆で飛行機の翼に作用する揚力をかなり高い精度で予測することができる．
さて，それではいよいよ今回の主題である外部流れの問題に入っていこう．

離れた位置では一様流の速度Uとなるはずである．
これより図２に示すように y 方向の速度は平板面での速度ゼロからUまで連続的に変化する．また，前縁位置では滑りなし条件の影響がまだないため y 方
向にはほぼ一様な流速となるが，平板面に沿って流れが進むに従い速度の遅い領域の影響が壁面から遠い方向に向かって広がっていく．平板に沿って流れが進むのに従ってまさつにより運動エネルギが熱として消失していき，その分が y 方向に対する速度減
少領域の増大として現れる．
図２で示したように平板近傍の流速は壁面におけるゼロから一様流の速度Uまで連続的に変化する．
そこで，速度がUの99％に相当する位置を求めてそ3．外部流れでまさつを考慮すると，，，
問題5-1：一 様流中に長さLで非常に薄い平板が流れと平行に置かれている．この板のまわりの流れを求めよ．

図1

平板まわりの理想流体の流れ

図2

平板まわりの粘性流体の流れ

平板は流れと同じ方向に置かれていることから表裏対称で，かつ奥行き方向の分布を無視できる二次元流れ場となる．また，厚さが非常に薄いことから
平板の上流側の端（これを前縁という）において表
裏によどみなく別れて流れる．
さて，まずは流体にまさつがない場合，すなわち理想流体の場合から考えよう．平板と流体の接触面
ではまさつがないことから滑りが生じ，流体は壁面のごく近傍でも一様流と同じ速度で移動する．この場合の速度の分布を図１に示す．一様流が x 軸方向に速度 U を持つ流れであったとき，平板近傍を含めフルードパワーシステム

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れよりも内側の層と外側に分けて考えてみる．外側の領域では流速 U で流動しており，理想流体の流れ

速し最終的に速度はUとなる．後縁よどみ点でも前縁のよどみ点と同じだけ圧力が増加する．流れに沿と同じである．一方，内側の層ではまさつ，すなわ
ち粘性の影響が強く表れる．この壁面近傍の層を「境界層」とよぶ．境界層の厚さにはいくつかの定う圧力分布の概略を図３の下側に示す．上流から前
縁よどみ点に向けて圧力が上がり90°の位置で最低値となる．その後圧力は増加して後縁よどみ点で最義があるが，外部流速の99％以下の速度領域として定義した厚さを99％境界層厚さ，あるいは単純に境界層厚さという．

大値となり下流に向けてゼロとなる．90°の位置を境に上流下流で圧力分布は対称となる．流体は圧力の高いところから低いところに向かって流れるのが境界層の外側は理想流体の流れ場であるから古典
流体力学の手法で流れの様子が予測できる．これに対して境界層の内側はまさつの効果があるためN-S
方程式により流れ計算しなければならない．しかし，自然である．これはボールが坂道の高いところから低いところに向かって転がるのと同じである．ボールの速度と高さ方向の位置はエネルギ保存則により関係づけられる．円柱まわりの流れでは流速と圧力境界層が薄いことを根拠にいくつかの仮定を導入して単純化を行い，N-S方程式から「境界層方程式」

がエネルギ保存則で関係づけられる．図４に示すよ
うに圧力分布のグラフを坂道の高さ分布，流体をを導き出すことができる．この式の詳細は専門書を見ていただくとして，結果として境界層内の流れは
実用的な流速範囲で解析可能となる．物体近傍の薄い層の外側については理想流体の流れ場として計算

ボールに見立てて説明しよう．流体は円柱の上流で一様流速Uに相当する運動エネルギを持つ．前縁よどみ点で圧力が増加し上り坂となるが速度Uの勢いで乗り越えることができる．その後は圧力の低下にし，内側は境界層方程式で計算してこれらを結合することでまさつによる抵抗を含めた計算が可能となる．理想流体の流れではまさつなしのために平板は流れから何ら力を受けないが，境界層内では壁面に速度のこう配によるせん断応力が発生し，物体に作用する流動抵抗（抗力）を求めることができる．プ
ラントルにより提案されたこの計算方法は「境界層近似」とよばれ，現代の流体力学，航空力学の礎となった．

より坂道を転がり落ちるように加速する．90°の位

問題5-2：一様流中に置かれた円柱まわりの流れ場はまさつの有無でどう変わるか．
今度はもう少し現実的な問題として円柱のまわりの流れを考えよう．まず，まさつのない流れ場について検討しよう．平板と異なり流れに対して直交方向に厚さのある物体なので，円柱にぶつかった流れは図３に示すように前縁を境に表面に沿って上下に

図３

円柱まわりの粘性流体の流れ

図４

坂道を転がるボールの運動

分かれる．前縁は流れに対して垂直な面であり，この点で主流方向の流速はゼロとなる．この点を「よどみ点」とよぶ．速度がゼロとなるのでそれまで流体が持っていた運動エネルギが消失し，代わりに圧力が増加する．円柱表面近くの流体は壁面に沿って滑り，前縁から90°の位置まではこの圧力により加速される．90°の位置では一様流速の２倍の速度に達する．
90°の位置を過ぎたあとも流体は壁面に沿って滑るように流れ，上下からの流れは後縁（180°の位置）においてぶつかりよどみ点を形成する．y 方向の速度成分がゼロとなりx方向の速度はゼロから加38

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置を過ぎると上り坂（圧力が増加する方向，逆圧力
こう配）となるが，十分に加速されているので後縁く離点より下流は逆流域でありうずを形成する．うず形成により圧力分布も変化し，まさつなしの場合

よどみ点の最大圧力点を乗り越えて下流に転がっていくことができる．
円柱に作用する力を考えよう．まさつなしであるのようになだらかな圧力の回復は起こらない．円柱の上流側にはまさつなしと同じような圧力が作用す
るが，90°から後流側では圧力が回復できないためから円柱表面の流れは滑り，せん断応力による下流側へ引きずるような力は発生しない．圧力分布が90°の位置を中心として対称形であるから，90°の押し返す力が不足し，円柱は下流側に押される．壁面での滑りなし条件によりせん断応力による下流側への力も作用するため，まさつがあるとき円柱には位置より上流側半分に作用する圧力が円柱を流れ方
向に押す力と下流側半分に対して圧力が逆方向に押し返す力は等しい．これにより円柱には流れにより押し流される方向の力，すなわち抗力が作用しない．

抗力が作用する．はく離点が90°の位置に近い場合は大きなうずが形成され，圧力回復が小さくなることから抗力はおおきくなる．はく離点が後縁に近づ
くほどうずも小さくなり抗力も低下する．つまり，どんなに速い流れの中であっても円柱は押し流されることなくその場に留まることになる．

はく離点の位置を操作できれば円柱に作用する抗力を制御できる．はく離点の位置は境界層の厚さに関

まさつが存在する場合はどうなるであろうか．円
柱表面に沿う圧力分布がまさつなしのときと同じだったとしよう．図４下図に示すようにボールは圧力分布と同じ形の高さ分布を持つ坂道を転がる．し係するため，境界層厚さを制御することではく離の制御も可能となる．飛行機の翼はフラップなどの装置を用いて境界層制御を行い，離着陸時に失速（大きなうずの発生による急激な抗力の増加）を防ぎつ

かし，ボールの転がりにはまさつによる損失があり運動エネルギの一部は熱として損失する．ボールは斜面を加速的に転がり落ちるが，最下点に達したときの速度はまさつなしの場合より低い．この速度では次の登り斜面を登り切ることができず，途中で戻ってしまう．流体に置き換えると，図５に示すよ
うに前縁から90°までは高圧側から低圧側に流れる
ため速度は増加し安定的に流れるが，90°を過ぎると圧力が増加する方向に向かって流れることとなり，途中で運動エネルギが不足して速度ゼロとなる点が生じる．これより下流側では表面近傍の流速が逆向きになるので速度ゼロの点で流れが表面からはがれたように見える．この点を「はく離点」という．はつ揚力を得ている．

4．流動抵抗を小さくする技術
問題5-3：水流中に置かれた円柱に作用する抗力を小さくするにはどうすればいい？
理想流体の流れ場の中では物体に流動抵抗が発生しない．形が円柱ではなくて角柱でも平板でも球体でも抗力はゼロとなる．まさつが存在する場合は物体表面に作用するせん断応力に加えて物体後流にうずができることにより圧力回復が阻害され抗力が発生する．形成されるうずが大きいほど抗力はおおき
くなる．そこで，抗力を小さくするためにはうずの大きさを小さくする工夫をすればよい．うずの大きさを制御するには境界層やはく離点を操作することが効果的であることを述べたが，具体的にはどうすればよいだろうか．自然界から我々が学んだ抗力低減技術が二つある．これが冒頭で触れた「うなぎとさめ」である．
サメ肌水着という言葉を聞いたことがないだろう
か．サメの皮膚はわさび用のおろし金として用いられるくらいに無数の突起物をもつざらざら状態となっている．しかしサメは水中を高速で遊泳できる生物の代表格である．サメの皮膚から学んだ原理を

図５

円柱まわりの粘性流体の流れ応用したのがサメ肌水着である．
円柱表面に形成される境界層の内部の流れが層流状態の場合，円柱の表面の前縁から90°近くの位置
で表面から薄衣を剥ぐように境界層が剥がれ，円柱
後流に大きなうずが形成される．そこで，90度のフルードパワーシステム

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位置より上流側に小さな凸凹を付けておくとその位置で流れが乱れ境界層の内部が乱流化する．境界層

流線型は最大厚（円柱でいえば前縁から±90°の位置）から後縁までの距離が長く徐々に細くなる．

内部の流れが小さく乱されることではく離点が下流側に移動し，大きなうずの形成を押さえることができる．表面が滑らかな円柱でも流速が高くなると乱後縁付近は非常に薄くなっており後縁よどみ点ができにくい．円柱では下流側の逆圧力こう配が急激で流れははく離して大きなうずを形成しやすい．流線型では圧力増加が緩やかなためはく離が起きにくく，流境界層が形成され抗力が大きく低下するのであるが，凸凹を付けておくことで低い流速でも抵抗低減
効 果 が 得 ら れ る． ゴ ル フ ボ ー ル の デ ィ ン プ ル や後流に形成されるうずも比較にならないほど小さい．
形状による抗力の大小を比較する指標として抗力係NASAが開発したリブレットシートなどがこの効果を利用したものである．
ウナギの体表面のぬるぬるを水に微量添加すると乱流域における流動抵抗が大きく低減することが知

数CDがある．抗力Dは抗力係数CDと流速（あるいは2
物体の速度）により発生する動圧ρv / 2（ρは流体の密度）および前方面積 S（流れの方向から平行光拡散することを抑制することにより高い流速域でも層流状態を維持し，流動抵抗を低減する．水に高分ら流れの抵抗がないことになる．円柱のCDは通常の風や河川の流れ程度なら1.0程度であるのに対し，流線型や翼型では0.04あるいはもっと小さい場合もある．つまり，形状を少し変えるだけで抗力は劇的に変化する．
競泳では水着による記録向上が図られた．水着を着るより裸で泳ぐ方がよい記録が出る，つまり水着は流動抵抗となる邪魔者，という時代があった．その後，2000年のシドニーオリンピック前にサメ肌水着が登場し水着の機能化により記録が向上することが明確になった．2008年の北京オリンピックでは特殊加工により人体を締め付け，流動抵抗を小さくする姿勢や筋肉の形状を保てる水着が導入され世
界記録ラッシュとなった．形が同じなら「うなぎとさめ」が効果を上げるが，形状そのものを最適化で線を投射したときに物体の背後にできる影の面積，られている．ウナギのぬるぬる効果ともいわれるが， 投影面積）の積で求まる．
専門的にはトムズ効果とよばれる現象である．水中
ρv2
D＝CD
⑶
S
2
に分散しているごくわずかの高分子が物体表面近く
CDが大きい物体は流動抵抗が大きく，CDがゼロなで発生するまさつによる乱れを表面から遠い方向に子添加剤を加えるか，物体表面に塗布しておくこと
で効果を発揮する．消防のポンプ車で放水するときに水にわずかに高分子を添加すると同じ動力でも水だけの場合に比べて２〜３倍の到達距離を得ることができる．熱交換器などの循環水に添加するとポンプ動力を大きく下げることができる．最近は高分子の代わりにひも状ミセルを形成する石けん水を利用することで効果の持続時間の長い抵抗低減用添加剤も開発されている．
このように，ごくわずかな細工で抗力，流れの抵抗を大きく低減することができる．これにより省エネを達成したり，競技でよい成績を上げたりすることも可能となる．

5．流動抵抗を小さくする一番効果的な方法
は？

きるならその方が効果的ということである．現在は競技規定変更により水着戦争は表面上停戦中であるが，新たな技術革新により記録ラッシュが起こるこ
さて，「うなぎとさめ」を用いれば円柱の流動抵とを密かに楽しみにしている．アスリートたちには抗を低減できるのだが，流動抵抗を下げるならもっ最先端の科学を身にまとって戦っていただきたいが，と効果的な方法がある．それは形状の最適化である． 自分の姿を鏡で見るとたるんだ体型をもう少し絞る
水中を泳ぎ続ける回遊魚は流動抵抗を少しでも低減だけでCD値が大きく改善しそうなことに気がつく．
無念．
するために様々な進化を遂げている．その中でもっとも効果的な進化の成果は形であろう．マグロも鰹

も見事な流線型をしている．

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2013年５月（平成25年）（原稿受付：2013年 ３ 月 ８ 日）

小根山尚武：ISO/TC 131/SC 5/WG 3 空気圧機器の流量特性試験方法

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トピックス

ISO/TC 131/SC 5/WG 3 空気圧機器の流量特性試験方法

著

者

紹

介
お ね やま

小根山

なお

尚

たけ

武

SMC株式会社 技術研究部〒300-2493 茨城県つくばみらい市絹の台４―２―２
E-mail : oneyama@smcjpn.co.jp
1968年早稲田大学大学院修了．SMC㈱において空気圧機器およびシステムの開発と研究に従事．日本機械学会会員，日本フルードパワーシ
ステム学会会員，日本フルードパワー工業会空気圧部会長，ISO/TC131プロジェクトリーダー．

25 ～ 50％も誇大表示している」との記事が米国の技術雑誌に掲載され，海外ユーザの動揺を誘う日本
バッシングが発生した．
そこで，2002年に，ISO規格化研究委員会に改組
し，企業間の健全な国際競争による顧客満足の向上を図るために，ISO 6358を進化させる構想を固め，
2003年にISO/TC 131へ規格化提案を行った．翌2004年から審議が開始され，欧州とくにドイツとの激しい確執および多数派工作による協調の長丁場を経て，ようやく事業は完遂を迎えた．

1．は じ め に

3．流量特性式

日本がISOに規格化提案した空気圧機器の流量特性の試験方法は，ISO/TC 131/SC 5/WG 3（空気圧制御機器）においてISO 6358-1「通則および定常
1）2）とISO 6358-2「代替試験方法」
流れ試験方法」
が2013年に制定を迎え，ISO/TC 131/SC 5/WG 5（空気の調質）においてISO 6953-3「空気圧用減圧
4）が2012年に制定され
弁－代替流量特性試験方法」
た．本報は，これらの経緯と内容の要点について報告する．

流 量 特 性 は， 上 流 と 下 流 の よ ど み 点 圧 力（stagnation pressure，全圧）を用いることにより，空気圧機器における圧力エネルギー損失を表すことを明確にした．従来規格は，先細ノズルののど部流量を表す理論式をベースにする近似式であったが，上流は直前，下流は圧力回復後のともに静圧を測定する矛盾があった．
新たな特性式を以下に示す．チョーク流れにおける 最 大 流 量 を 表 す 音 速 コ ン ダ ク タ ン ス（Sonic
conductance）C［ ㎥/（s. Pa）（ANR）］ と チ ョ ー ク
流れと亜音速流れの境界を表す臨界背圧比（Criticalback-pressure ratio）b［-］に，亜音速指数（Subsonic

2．ISO規格化事業
空気圧機器の流量特性は，機器選定やシステム設
計のための重要な指標である．1997年に日本フルードパワー工業会に，産学委員によるISO 6358：

index）m［-］およびクラッキング圧力（Cracking
pressure）Δpc［Pa］を加えた４組の特性パラメー
タを用いる．bは，従来規格における臨界圧力比

1989「圧縮性流体用機器－流量特性の試験方法」
をJIS化するための研究委員会が設置され，2000年 （Critical pressure ratio）と区別するため，名称を変更した．
に整合するJIS B 8390が制定された．
チョーク流れ，すなわちp2/p1≤bの場合，その検証過程で，音速コンダクタンスCと臨界圧
力比bを用いてゼロから最大流量までの全域の特性を表示するこの規格は，従来のCvや有効断面積よりも的確に機器の特性を把握できることを確認した．

**

q m ＝ Cp1 ρ 0

T0

⑴

*

T1

一方，特性がかなり乖離する機器が存在すること，
亜音速流れ，すなわち，b ＜ p2 / p1
供試機器の前後で流れがチョークして測定できない

1－∆pc
p1 の場合，場合が発生すること，空気圧源の容量制約により大形機器の試験が困難であることなどの欠点が明らかになった．その最中の2000年に欧米メーカの連名
で，「日本メーカは，国際規格と異なるJISに基づき，
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q m＝ Cp1 ρ 0∆p
1 － p c ＜ p 2 / p1
1

2
 
 
p
2
 
 
T0  
p1 － b  
1－
 
∆ pc
T1  
1－
p1 － b  
 




4.2

m

⑵

供試機器８の接続ポートには，図４に示す遷移継手７，９を接続してテーパ状に流路を拡張し，２サ
イズ大きな管径の圧力測定管６，10の中央位置で圧力を測定する．この測定値は，流速の影響を無視できるので，１％以下の誤差で，よどみ点圧力とみなすことができる．従来は，供試機器の接続ポート

1 の場合，

qm＝0

圧力測定

⑶

また，全域においてqm
C e ＝ ρ p
0

1

T1

⑷

T0

ここに，
qm ：質量流量 ㎏/s
p1 ：上流絶対よどみ点圧力 Pa
p2 ：下流絶対よどみ点圧力 Pa
T1 ：上流絶対よどみ点温度 K
T0 ：標準参考空気絶対温度 293.15K
ρ0 ：標準参考空気密度 1.185㎏/㎥＊：チョーク流れ状態
Ce ：コンダクタンス［㎥/（s. Pa）（ANR）］
mは，図１に例示するように，亜音速流れ域の特図１

流量特性曲線

性形が，機器により，楕円関数（m=0.5）から放物線（m= 1 ）の範囲に分布することに対応するもので，多くの機器の試験結果を示す図２に基づく．電磁弁やブローノズルはm=0.5近傍であるが，チェック弁がリップ式の速度制御弁の自由流れ，さらに樹脂製の消音器などの可変開口特性を持つ機器は，放物線に近くなる．また，Δpcは，背圧比が１以下で流量がゼロになるチェック弁に対応する．このように，
mとΔpcは，空気圧システムに用いられるすべての機器を，統一された式で包括するために，導入したパラメータである．

図２

各種機器の特性分布4．定常流れ試験方法
4.1

試験回路

流量計を用いるPart １は，上流圧力一定試験と下流を大気開放する上流圧力可変試験の２つの定常流れ試験方法を規定する．
図３に示す上流圧力一定試験は，減圧弁２で供試

図３

上流圧力一定試験の回路

図４

めねじ機器用の遷移継手

機器８の上流圧力計11を，500kPa以上の一定値に調節しながら，絞り弁13の開度を可変してゼロから最大流量まで変化させ，上下流圧力計と流量計４の指示値を測定する．また，上流圧力可変試験は，供試機器の下流側を大気開放し，上流圧力を，たとえば500kPaから大気圧まで変化させ，上下流圧力と流量を測定する．

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181と同じサイズの細い測定管で，流速によって変化す
る静圧を測定していた．また，減圧弁などは，逆方向のリリーフ流れも測定するので，供試機器からの測定位置を上下流対称に改善した．
4.3 特性計算
音速コンダクタンスCは，チョーク流れ域におけるコンダクタンスCeの平均値として求める．また，臨界背圧比bと亜音速指数mは，亜音速流れ域における背圧比，コンダクタンス比Ce/Cおよびクラッ
キング圧力Δpcを用いて，最小二乗法により求める．
なお，Cは，多少なりとも上流圧力の影響を受ける

図５

放出試験の回路図６

充填試験の回路

ので，上流圧力可変試験の結果から，圧力依存係数（Pressure dependence coefficient）Kpを確認することが望ましい．方向制御弁やブローノズルなどは１％/bar以下，樹脂製のチューブや消音器は２％/bar
程度，リップ式のチェック弁は５％/bar程度である．

5．代替試験方法
5.1 お家芸開発
JIS C 9312：1964「溶接機用電磁弁」による，タンクからの圧縮空気の放出時間を測定して有効断面積を求める試験方法以来，大容量の空気圧源を必要としないで，大容量の機器を少ない空気消費量で短時間に試験できるタンクの利用が始まった．精度を向上させるためタンク内を等温変化にする試み（日工大1988年），綿状の鉄線を充填する等温化圧
力容器（東工大1995年），また，空気圧源を用いな
いであらかじめ真空にしたタンクに大気を流入させる低騒音の真空充填試験（沼津高専1995年）が提案された．
そこで，これらのお家芸を温故知新することにより，タンク内の圧力応答波形を解析して，音速コンダクタンスのみならず他の特性パラメータも算出できるように進化させた．
5.2 試験回路
タンクを用いるPart ２は，放出試験と充填試験の２つの代替試験方法を規定する．図５に示す放出試験は，等温化タンク４に充填した700kPaの圧縮
空気を，供試機器８を経て大気へ放出する．また，
図６に示す充填試験は，真空ポンプ18を用いて，あらかじめ真空にした等温化タンクへ，供試機器を経て大気を充填する．いずれも，放出あるいは充填過程において，Part １と同じ遷移継手と圧力測定管を用いた上下流圧力およびタンク内の圧力を測定する．
等温化タンクは，30ないし50µmの線径の銅線を0.3㎏/dm3の密度で充填して，放出あるいは充填中の温度変化を３K以内に抑え，空気を等温変化に維持する．容積は，供試機器のCに比例的に選定する．
5.3 特性計算
タンク内圧力の測定値を移動平均により平滑化し，差分法によりCeを計算して，背圧比p2/p1との関係を求める．そして，Part １と同様の手順により，C，bおよびmを算出する．

6．試験方法の適用と比較
Part １とPart ２に規定された４つの試験方法と適用できる供試機器の対応を，表１に示す．グルー
プ１は，入口および出口接続ポートを持つ固定開口形の方向制御弁や管継手などで，全試験方法を適用できる．グループ２は，可変開口やクラッキング性質を持つフィルタ，チューブおよびチェック弁など
で，Part １の上流圧力一定試験だけが適用できる．
また，グループ３は，出口接続ポートを持たない消音器やブローノズルなどで，Part １の上流圧力可変試験と放出試験が適用できる．
方向制御弁について，各試験方法により求められた特性パラメータの比較を図７に示す．試験圧力レベルの違いにより，Cは，上流圧力一定試験が最大，
充填試験が最小となる．また，上流圧力一定試験と充填試験は，上流圧力可変試験と放出試験よりbが大きくなる．

7．減圧弁の代替流量特性試験方法
7.1 発展開発
お家芸の発展編として，2007年に等温化タンクを用いて減圧弁や電空圧力制御弁の流量特性を求める 代 替 試 験 方 法 を 規 格 化 提 案 し，2012年 にISO6953-3「空気圧用減圧弁－代替流量特性試験方法」

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表１

試験方法と適用機器

図８

減圧弁の代替試験回路

定した圧縮空気を，供試機器11の出口ポートを経て等温化タンク４へ充填する．ついで，リリーフ流量特性試験は，減圧弁25でたとえば900kPaに補充した圧縮空気を等温化タンクから，供試機器のリリーフポートを経て大気へ放出する．リリーフ容量が小さい機器は，小形等温化タンク５を含むバイパスを利用すると，さらに省エネ，省時間を図ることができる．
前記のISO 6358に基づく遷移継手21，22，23と圧力測定管８，９，10を用いて圧力を測定する．
7.3 特性計算
図９に示す圧力応答を平滑化し，タンク内圧力p3
図７の時間微分から流量を算出し，図10に示す制御圧
力p2との関係図を作成する．試験結果を実線で，従来の定常流れ試験結果をプロットで示す．また，最方向制御弁に対する各試験の誤差が制定された．これは，流量減少方向だけの測定なので，往復のヒステリシスは測定できないが，従来の流量計を用いる定常流れ試験に比べて，試験時間
およびエネルギー消費を数十分の一に削減できる．
7.2 試験回路
図８に示す試験回路において，順方向流量特性試

大流量域において，順方向流れ，リリーフ流れそれ
ぞれの音速コンダクタンスを算出する．従来の減圧弁の規格では，明確化されていなかった最大流量こそ，システムのサイジングにおける最重要の特性値である．

験は，大容量精密減圧弁２でたとえば630kPaに設

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フルードパワーシステム

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2013年５月（平成25年）

小根山尚武：ISO/TC 131/SC 5/WG 3 空気圧機器の流量特性試験方法

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8．システム計算
複数の機器が接続されたシステムについて，従来は原始的な合成計算により，機器選定を行ってきたが，FDIS段階のISO 6358-33）は，新流量式に基づき，数値計算による高精度な合成特性を求める方法を規定する．たとえば，２台の機器を直列に接続する場
合の合成値は，図11に示すように，流れ方向による違いも明らかになる．
また，類似製品の流れ容量を評価する場合，第１近似は音速コンダクタンスであるが，特性形の違いを考慮して正確なランキングを行うことができる「有効コンダクタンス」の計算方法を，ISO 6358-4
として，日本は新たに規格化提案している．

9．お わ り に
図9

図10

圧力応答

内部パイロット式減圧弁の流量特性曲線

2010年に制定されたISO 10041-1, 2「電空流量制御弁」，ISO 10094-1, 2「電空圧力制御弁」，および改正審議がDIS段階のISO 6953-1, 2「空気圧用減圧 弁 － 主 要 特 性， 試 験 方 法 」 は， 先 ん じ てISO6358-1, 2およびISO 6953-3に整合されている．また，ISO 19973-1, 2, 3, 4, 5「空気圧機器の信頼性評価」も，試験回路のサイジングおよび漏れしきい値などが，これらに準拠している．
日本フルードパワー工業会と日本フルードパワー
システム学会の連携により，空気圧分野における初めての日本発ISO規格の誕生である．これらは，企業間の健全な国際競争による顧客満足の向上および空気圧機器・システムの高度化に寄与するものである．
参考文献
１ ）ISO 6358-1, Pneumatic fluid power－Determination offlow-rate characteristics of compressible fluids － Part
1：General rules and test methods for steady-stateflow２ ）ISO 6358-2, －Part 2：Alternative test methods
３ ）ISO/FDIS 6358-3, －Part 3：Method for calculating
steady-state flow-rate characteristics of system
４ ）ISO 6953-3, Pneumatic fluid power － Compressed airpressure regulators and filter-regulators － Part 3：
Alternative methods for measuring the characteristicsof flow-rate of pressure regulators（原稿受付：2013年 １ 月25日）

図11

機器２台の直列合成値（単体のb =0.5, m =0.5の場合）

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フルードパワーシステム

トピックス

中国駐在員日記

著

者

紹

介
ささ

ぬま

笹 沼

せいいちろう誠一郎

株式会社小松製作所 小山工場
〒323-8558 栃木県小山市横倉新田400
E-mail : seiichirou_sasanuma@komatsu.co.jp

2004年東京電機大学工学部卒，同年株式会社
小松製作所入社，開発本部油機開発センタ所属．
2010年 小 松 山 推 工 程 機 械 有 限 公 司 へ 赴 任．
2012年開発本部油機開発センタへ帰任，現在に
至る．

写真１

1．は じ め に
私は2010年～２年間を現地法人のある中国山東省済寧市にて過ごした．中国には2009年に２度出張しており，縁があったのかもしれない．
ただ，中国という国，文化，習慣への知識は皆無に等しく，報道などで聞こえてくる情報のみで,良いイメージは持っていなかったのが正直なところである．
しかし，駐在員生活を送る中で，少しずつ中国が好きになり，帰任時にはもう少し中国に住みたいと思うようになったのである．本日記では私が体験した中国という国について，簡単ではあるが，紹介したいと思う．

2．駐在地

中国は国土が日本の約25倍と広大であり，大多数の漢民族と55の少数民族からなる人口が世界最多の単一国家である．
私が駐在生活を送っていた山東省済寧市は北京の南方に位置し，青島ビールで有名な青島から車で５時間程の人口約800万人の都市である．孔子，孟子の故郷（写真１）でもあり，交通の要地として古くから物資集散の中心・文化人往来の地となった都市である．また，栃木県足利市，石川県小松市とも姉妹都市提携を結んでおり，日本在住を経験した中国人が多く住む都市であった．
中国というと良いイメージを持つ方は少ないと思うが，空気の悪さこそあれ，済寧市中心部には大きな公園や大型スーパーマーケットなどがあり，地方46

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第３号

孔子の故郷（曲阜）

都市で食べるには十分の日本食レストランもあった
ため，生活には困らなかった．住んでいた場所もス
ポーツジムや温水プールもある市政府が建設した外国人専用アパートで，独りで暮らすには充分過ぎる場所であった．

3．食文

化

中国といえば中華料理だが，国土は前述したように広大であり，料理も多種多様であった．日本では
四川，広東，北京，上海料理という四大料理が有名だが，中国では四川，広東，江蘇，山東，浙江，湖南，安徽，福建の八大料理が一般的である．湖南料
理は辛さの種類が違うが，四川料理以上の辛い料理であり，駐在中に食べた「牛肉と青唐辛子炒め」は食べた後に舌が麻痺するほどであった．
また，一般的な料理に限らず，各地で珍しい食べ物にも出会うことができた．出張や旅行で食べたものを例に挙げると，サソリ，ヒトデ，カブトガニ，セミ，イヌなどである．日本では天然記念物のカブ
トガニだが，広州の海鮮料理店では水槽に泳いでいるものをスープにして食べた．日本にいてはまず体験できないことであろう．サソリ（写真２）やセミは油で揚げて食べるのだが，これは川エビの唐揚げのようで意外と美味しかった．
しかし，これらの食材を食べる中国人も生卵や刺身などを食べる人は少ない．大型スーパーに行くと，朝取れた新鮮な卵を売っているのだが，火を通さな
いと安全ではないという理由から食べないという．また，スーパーなどでサーモンの刺身が売っているが，値段が高くあまり売れていなかったのを記憶している．

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笹沼誠一郎：中国駐在員日記

写真２

サソリの串揚げ中国で食べる料理は基本的に美味しい．しかも安いのである．日本で食べると高級な北京ダックは，
銀座にも店を構える有名店でも日本の１/５程度で食べることができた．しかし，これは日本人にとって安いのであって，現地のスタッフにとっては高級品であり，私自身も現地スタッフと食事に行くとき
は屋台の羊肉串（ヤンロウチュアン）という羊の串焼きや，一杯60円程度のラーメンを食べに行ったものである．しかし，これもまた非常に美味しいものであった．
食文化でもう一つ驚いたことがあった.それは宴席で出される料理の量である.仕事上の宴会や，結婚式などに招待されることがしばしばあった.円卓に料理が並ぶのだが，どうやっても食べきれない程の量が積み重なるように並ぶのである．（写真３）

写真３

宴会料理

185

は中国の穀物を原料としてつくられた蒸留酒である。
独特の香りがあり，アルコール度数も高く，38度が主流で，50度以上のものもあった．
この白酒には飲み方に特徴があり，基本的にはお猪口のようなもので一気飲みをする．宴会では一人で勝手に飲むのではなく，全員もしくは誰かを誘って一緒に飲むのが礼儀とされていた．また，地域によるようだが，駐在地では結婚式で新郎・新婦がこのお酒を参加者に飲ませる文化があり，連続６杯以上を飲まされる実に迷惑な決まりごともあった．
２年間の駐在生活でこの酒文化には最後まで慣れることができず，飲みすぎてしまうこともあった．
白酒の一気飲みだけは中国で唯一好きになれなかった文化かもしれない．やはりお酒は自分のペースで飲むのが一番で，駐在員だけで飲む時は青島ビール
等のお酒を飲んでいた．しかし，中国人が冷たいものを飲む習慣がないせいか，店によっては冷えていないビールが出てくることもしばしばあり，最初は驚いたものである．

5．中国生活での楽しみ
私の場合，楽しみの一つは旅行である．中国駐在
中に九寨溝（写真４），麗江古城，万里の長城といった世界遺産を11 ヶ所訪れた。中国には43 ヶ所の世界遺産があり，休暇を利用して会社の上司や現地スタッフと各地を旅行した．特に印象的だったのが九寨溝であり，吸い込まれるほど透明で幻想的なブルーに輝く湖の数々は言葉にできないほど美しく，
カラー写真で掲載できないのが残念である．
世界遺産以外にもジャイアントパンダの保護基地
では，小さい竹を食べている活動的なパンダを見ることができ，日本では寝ている姿しか見た事がなかったので，とても嬉しかった．また，2010年に開催された上海万博にも行くこともでき，北朝鮮やイタリアのパビリオン等を見る事ができて，日本では体験できないようなことを中国にいることで満喫できたのである．（写真５）
もう一つの楽しみはゴルフである．冬は雪こそ少これは宴席を催す側の礼儀であるようで，客人が食べきれないほどの量でもてなすというもので，客人が食べきってしまうのも失礼になるそうである．
したがって，半分以上は食べきれずに円卓に残るのだが，これが捨てられてしまうのを見ると非常にもったいなく感じたものである．

4．酒

文

化

中国の代表的なお酒というと，多くの方が紹興酒を思い浮かべるであろう．しかし，実際には代表的
なお酒といえば白酒（バイチュウ）である。白酒とフルードパワーシステム

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写真４

九寨溝

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フルードパワーシステム

写真５

る．富士山より高い4,000ｍの高地で５日間過ごしたのだが，トイレは半屋外，シャワーも無し，ヤカンのお湯で顔を洗い，高山病の頭痛に耐えながら過ごした５日間であったが，９月なのに雪が降る中，現場で採掘された石炭で暖を取ったり（写真６），タバ
コの燃焼が非常に遅かったり，緩い坂道を上るだけで息切れするなど，酸素が薄いことも実感でき，日本では経験できない出張であった．同行した日本人との間で，帰任後の今も良い思い出話となっている．

上海万博とジャイアントパンダ

ないが寒さの厳しい山東省．５月～ 11月の限られた時期のみだが，駐在員のゴルフ好きメンバーで片道2.5時間のゴルフ場でラウンドを楽しんでいた．
スコアは思うように伸びなかったが，日本では一緒にコースを回る機会のない現地法人の社長を初めとする偉い方々ともラウンドでき，親睦を深めるとともに勉強になる色々な話を聞くことができ，とても楽しい思い出となったのである．一部の方とは帰任後もゴルフを通しての付き合いは続いており，中国が繋げてくれた人間関係に感謝している．

6．中

国

写真６

雪の中，石炭で暖を取る

もう一つが前述した高地出張の対局的出張の海南島（写真７）への出張である．中国のハワイと呼ばれているリゾート地へ品質調査のため出張したのだ
が，休日前の出張であったため，仕事を終了させた
後に中国での初めての海水浴や観光等を満喫する事ができたのである．

語

中国語と一言でいっても北京語（標準語）、広東語など多数の言語が存在し，比較的北側に位置する
山東省の中国人が南方に出張に行くと聞き取れなく，
上手く通訳できないほどである．私が駐在していた
済寧市にもジーニンファー（済寧話）という方言があった．会社の通訳スタッフが中国語講座を開講してくれ，一生懸命勉強した甲斐もあり，日常会話程度はできるようになった．こうなると現地スタッフとのコミュニケーションも中国語になり，簡単な依頼であれば通訳を通さず行え，仕事も円滑に進める
ことができた．また，仕事終わりに飲みに行くこともでき，現地スタッフとの距離を縮めることができた．
駐在中に検定試験を受け４級に合格し，日本に帰写真７ 海南島
任してからも中国語の勉強は続けている．ただ，前述したように現地スタッフの講座であったため，若8．お わ り に干の訛りがあり，日本での中国語の先生にしばしば
中国に駐在した２年間は日本にいた時とは仕事の修正されるのである．正直語学の勉強は得意ではな
内容も変わり，たくさんの様々な職種の方々と出会いが，周りの環境が中国語のため，比較的身に付けうことができた．そして，多くの事を学び，多くのるのに苦労しなかった気がする．
事を経験した．中国駐在は私を一回り成長させてく
7．中国での仕事れた素晴らしい機会だったと思う．
中国での仕事は中国における油圧機器の品質情報
最後に，入社６年目にして貴重な体験の機会を与を集め，現地スタッフへアドバイスをすること，おえてくれた上司や関係者の方々に感謝の気持ちを伝
よび日本への迅速な情報伝達であった．
えたいと思う.
ユーザ調査等で中国各地に出張した際，思い出に（原稿受付：2013年 １ 月30日）
残っている出張の一つが高地調査へ行ったことであ48

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小山・石田：明治大学理工学部メカトロニクス研究室

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研究室紹介

明治大学理工学部メカトロニクス研究室

著

者

紹

介
お

やま

おさむ

小 山

紀

明治大学理工学部〒214-8571 川崎市多摩区東三田１- １- １
E-mail : o-oyama@isc.meiji.ac.jp

1978年明治大学大学院理工学研究科博士後期
課程単位取得後中退．同大学助手，専任講師，
助教授を経て，2000年同大学理工学部教授，現在に至る．空気圧制御の研究に従事．日本フルードパワーシステム学会，日本機械学会，計
測自動制御学会などの会員．博士（工学）．
いし

だ

石 田

とも

智

や

也

図１

フルイディックスを使った学生実験実習装置

フルイディックスの研究は現在も継続しており，これを利用した光流体変換器を，神奈川工科大学の山
明治大学理工学部機械情報工学科４年生．メ
本圭治郎先生，吉満俊拓先生と共同で開発している．
カトロニクス研で空気圧介護ロボットアームの研究に従事．日本フルードパワーシステム学会
私は以前から空気圧系の制御に関心を持ち，適応
学生会員．
制御系などの研究をおこなった．しかし現在は空気圧のアプリケーションに重心が移っている．「ロボットや介護機器を開発してみたい」と考える研究
1．明治大学理工学部メカトロニクス研究室室の学生に引っ張られてきたかと思う．
空気圧アクチュエータと生物の筋肉構造を模した前半の紹介は小山が担当する．明治大学理工学部
腱駆動を組み合わせ，介護ロボットアームや人工指には機械情報工学科と機械工学科があり，それぞれなどの研究をしている．腱駆動ではアクチュエータ
特徴を持つべく差別化を試みている．機械情報工学
を可動部分から遠ざけた場所に設置できるため，微科は「情報」の定義を広くとらえ，環境が発する事
象や生物が体内に蓄積した記憶なども情報に含める． 小で複雑な動きを実現できる．
空気圧を動力として試作した歩行支援装具を図２
この概念のもと機械情報工学科メカトロニクス研究
室は，「生物に習った機械」の開発を目標としている． に示す．空気源は高圧空気ボトルで，空気源，電源
およびすべての制御機器は背中のザックに入る．装2．研究の内容
具は膝の伸展を空気圧シリンダで補助する構造に
メカトロニクス研究室の前身は，原田正一先生がなっている．以後は研究室の４年生石田君に交代す主宰された流体力学研究室で，私が助手として着任
る．
したころはフルイディックスの研究が主体であった．
3．研究室の様子
フルイディックスとは流体流れの性質を利用した，
本研究室は，大学院生６名，学部４年生10名が機械的可動部分のない一種の制御弁である．当時研究のため購入したフルイディックスは今も健在で， 所属し，小山先生の指導の下，主に空気圧を取り扱った流体制御を軸としたさまざまな研究が進めら
メカトロニクス研究室で学科３年生に実施させる学
れています．例を挙げると，空気圧を用いた介護ロ
生実験で使っていて立派に動作する．フルイディッ
ボットの開発を行っています．これは，空気圧の柔
クスの特長である高信頼性を実証した．
軟性を利用することで人間を優しく支援することを
図１の装置を使って空気圧シリンダ動作のシーケ
目的としています．
ンス制御を実習させている．フルイディックスは元
また，研究仲間同士がより良い信頼関係を築くた
気だが，台は長い年月ですっかりボロボロになった．
明治大学理工学部機械情報工学科４年〒214-8571 川崎市多摩区東三田１- １- １

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フルードパワーシステム

5．メカトロニクス研究室を選んだ理由

図２

メカトロニクス研究室の研究内容にロボットアー
ムや歩行支援システムといった将来的に役に立つ研究をしていることを知って，「この研究室面白そうだな」と思ったのがきっかけで，この研究室で行われている研究テーマにとても興味を持ったからです．
それは，メカトロニクスという言葉は機械工学と電子工学を合わせた和製英語といわれていますが，「さらに“人間”をターゲットにし，メカトロニクス
で人間の持つ原理を用いたものを作れるか，動かせるか？」というものでした．
この研究室に所属が決まってから，先輩方が歓迎会を開いてくれた時，先輩の１人が「この研究室選んで正解だよ．良い思い出できるよ」と優しく話しかけてくれたことが印象的でした．研究室の雰囲気も良いという前評判もその時聞いていたのもあったので，その後押しもありました．自分も１年間過ごしてきてとても充実した研究生活が送れたなと思っています．

歩行支援装具を使用している様子

6．私の研究テーマ

図３

明治大学山中湖セミナーハウスにてめに，研究室では年に数回バーベキューや食事会を企画するほか，ゼミ合宿（図３）を毎年夏に行うなど，コミュニケーションを盛んに取り，とても暖かい雰囲気を持つ研究室であります．

4．小山先生のこと
とても穏やかで優しい方です．
「研究は進んでいるかな？」とこまめに私達の様子を見に来てくれま
すし，ある時は「これをやってみたら良いじゃない
かな」とおすすめの参考書や過去の文献を探してくださるなど，献身的に研究のサポートをしてくださるので私達にとっても心強い存在です．
また，先生は会議や講義等で忙しく研究室にいる
時間も限られているため，ゆっくりお話ができる機会も少ないですが，食事会など私達が企画したものには積極的に参加してくださいます．私達の話に耳を傾けてくれますし，雑学を交えた興味深い話もしてくださるのでとても馴染みやすく，研究室の人た
ちに親しまれている先生です．

現在，日本は「高齢化社会」と呼ばれており，総人口における高齢者の割合が増加しています．このため，介護やリハビリを行う機会も増え，介護者の負担が増えていることから，腱駆動介護補助ロボッ
トアームの研究を行っています．本来このような研究では動力源として位置・速度・力の制御が可能な
電動式モータを使用することが一般的ですが，本研
究では空気圧シリンダを動力源に使用しています．
空気は圧縮性を持っているため，人間に近い柔軟な動きが実現でき，被介護者に対して優しいアシストが可能になるのではと考えたからです．しかし私たちが従来から研究に使用してきたロボットアームは，
実際の人間を持ち上げるだけのパワーと強度が不足
していました．
そこで，私が所属する研究チームでは実用的なパワーを持つ空気圧駆動を実現するため，ロボット
アームの高強度化，高出力化をし，人間の平均的な体重と考えられる60kgの重さを２本のロボットアー
ムで把持することを目標にしました．これが実際に動いたとき何よりも嬉しく，達成感がありました．
また，新型ロボットアームを製作したことでいく
つかの新しい課題が生じました．今後は制御方法や機構を改良することでより安全で高性能なロボット
アームにしたいと考えています．研究はうまくいかないことも多くありますが，先生の献身的なサポー
トや仲間たちとの繋がりのおかげで，この研究にとてもやりがいを感じています．
（原稿受付：2013年 ３ 月 ７ 日）

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フルードパワーシステム

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第３号

2013年５月（平成25年）

加藤友規：平成24年秋季フルードパワーシステム講演会

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企画行事

平成24年秋季フルードパワーシステム講演会

著

者

紹

介
か

とう

加 藤

とも

友

のり

規

福岡工業大学工学部〒811-0295 福岡市東区和白東３-30-１
E-mail : t-kato@fit.ac.jp

2007年東京工業大学大学院博士課程修了．都立高専助手～助教を経て，2010年福岡工業大学
工学部知能機械工学科助教，2012年同准教授となり現在に至る．本学会（企画委員・編集委員），
精密工学会などの会員．博士（工学），技術士（機械部門）．

1．は じ め に
日本フルードパワーシステム学会・日本機械学会
共催平成24年秋季フルードパワーシステム講演会（以下，秋季講演会）が，平成24年11月29日（木）・30日（金）に福岡工業大学FITホール（福岡県福岡市東区和白東３-30-１）において開催された．本
講演会においては，３種類のオーガナイズドセッション（以下，OS）と２種類の一般セッションが企画され，延べ13室で55件の講演発表がなされた．
その概要について報告する．

2．基 調 講 演
基調講演は学会二日目の11月30日（金）15時～
16時に行われ，約90名が聴講した（写真１）．２名の講師の先生と演題は次の通りであった．
講師：大屋裕二先生（九州大学応用力学研究所所長）
演題：レンズ風車と洋上浮体式再生可能エネルギーファーム

写真１ 基調講演（大屋裕二先生，Yves Gagnon先生）と吉田和弘氏（東京工業大学）であった．本OSの趣旨は，「ER流体，液晶，EHD・ECF，MR流体，磁性流体および機能性ソフトマテリアルなどは，電場や磁場などの外場に反応して流体の物理化学的性質が変化する機能性流体である．これらの機能性流体
そのものの創製・発現機構解明・機能性評価，機能性流体を活用したブレーキ，クラッチ，ダンパ，アクチュエータなどの機械要素，そして機能性流体と
油圧，空圧，電動などとの融合化によるフルードパ
ワーシステムの新たな展開などに関する研究発表を募集することで，機能性流体が拓く新たなフルード
パワー関連技術の情報交換の場とする．」ということであり，計２室で９件の発表がなされた．
3.2 OS2 省エネ化とフルードパワー

講師：Yves Gagnon先生（カナダ・モンクトン大学
教授）

本OSのオーガナイザは，川上幸男氏（芝浦工業大学），伊藤和寿氏（芝浦工業大学）であった．本
OSの趣旨は，「産業製品における必須性能となった
省エネルギー性を備えたクリーンエネルギー源とし

演題：Potential of Small-Scale Hydro as a Viable
Source of Renewable Energyてのフルードパワー技術，フルードパワー機器の提案，システム解析，これらを統合する制御技術に関

3．オーガナイズとセッション
3.1

 S1 機能性流体との融合化によるフルード
Oパワーシステムの新展開する講演を広く募集し，新しいフルードパワー技術の立場から，地球環境問題への対応についての情報発信につなげる．」ということであり，計２室で７件の発表がなされた．

本OSのオーガナイザは，中野政身氏（東北大学）
フルードパワーシステム

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2013年５月（平成25年）

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3.3

フルードパワーシステム

 S3 フルードパワーを用いた超精密位置決O
めと加工技術

当いただいた．

本OSのオーガナイザは，川嶋健嗣氏（東京工業大学），加藤友規（福岡工業大学），矢澤孝哲氏（長崎大学）であった．本OSの趣旨は，「工作機械のステージなどの超精密位置決めや加工技術には，フルードパワー技術が多数用いられており，それらフルードパワーで駆動される超精密位置決め装置や加工装置などの要素技術について，幅広く議論する．」ということであり，計１室で５件の発表がなされた
（写真２）
．

写真３

写真２

学内見学会

講演会の様子（OS3）4．一般セッション
4.1 空気圧
空気圧のセッションは計５室で行われ，21件の発表があった．空気圧サーボ弁やソフトアクチュ
エータ，ガス管路などについて，発表がなされた．
4.2 油圧・水圧
油圧のセッションは計３室で行われ，13件の発写真４

特別講演会（麻生渡氏）

さらに，同日の18時からは，福岡工業大学レス
トランオアシスにて，技術懇談会が開催され，平成
24年春季フルードパワーシステム講演会の優秀講
演賞の表彰が行われた（写真５）．

表があった．
「アキュムレータを動力源とした水圧駆動機構の特性解析」や「油中気泡除去によるキャビテーション壊食の低減」，「可変減衰上下動ダンパを用いた制振制御システムの開発」など，多岐にわたる発表がなされた．

5．特別講演会・学内見学会・技術懇談会
学会初日の11月29日（木）の15時～ 16時には，福岡工業大学の学内見学会として，溝田武人教授の研究室と著者の加藤研究室の見学会を行った（写真３）．
同日の16時30分～ 17時30分には，一般公開の特別講演会として，前福岡県知事で福岡工業大学最高顧問の麻生 渡氏を講師としてお招きし，「産学官協力とイノベーション」と題してご講演いただいた（写真４）．なお，この特別講演会の司会者は，本学会会長の香川利春先生（東京工業大学）にご担

52

フルードパワーシステム

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写真５ 技術懇談会（ご挨拶される福岡工大・溝田武人先生）

2013年５月（平成25年）（原稿受付：2013年 ２ 月 ５ 日）

会告理事会・委員会行事日程等

会

191

告

〈理事会・委員会日程〉

第５回企画委員会
３月26日 15：00 ～ 17：00 機械振興会館B3―２室（出席者18名）

４ 月26日基盤強化委員会

５ 月16日

企画委員会

５ 月31日理事会

・ウインターセミナーについて

６月３日

情報システム委員会

・その他

６月７日

編集委員会

１）平成24年度実施事業に関する報告・審議事項

２）平成25年度実施の事業に関する報告・審議事項
・春季講演会開催準備について・春季講演会併設セミナーについて〈第６回 理事会〉

・秋季講演会について

３月29日 15：00 ～ 16：00 機械振興会館B3―１

・オータムセミナーについて（出席者14名）

・ウインターセミナーについて

１）平成24年度予算・事業計画案について

・その他
３）その他審議・確認事項

２）各委員会からの報告
３）会員の推移と入退会者について

・会誌５月号の掲載予定会告記事について

４）委員会の所掌及び運営に関する規程(案）について・最優秀講演賞内規について

５）細則(改定案）について

・WGの構成について

６）その他

・その他
第６回編集委員会〈委員会報告〉３月25日 14：00 ～ 17：00

第６回委員長会議

田町キャンパスイノベーションセンター

２月20日 15：00 ～ 17：00 機械振興会館B3―８室（出席者13名）（出席者８名）１）会誌特集号の現状と企画について

１）平成24年“技術開発賞”候補について

２）トピックスについて

２）研究委員会新規設置について

３）理事化からの検討事項について

３）平成25年度予算・事業計画について

４）電子出版号のフォーマットについて

４）学会の財務基盤の強化の進捗状況について

５）投稿原稿について

５）ホームページのリニューアル等について

６）編集委員の役割について

６）各委員会からの報告

７）FPIC会議報告について

７）フルードハ゜
ワーシステム特別研修会の委員会として第４回情報システム委員会の位置づけについて
８）委員会の所掌及び運営に関する規程(案）について

３月18日 15：00 ～ 17：00

９）細則について

藤和ハイタウン梶が谷・アーク901屋上ラウンジ

10）その他（出席者８名）１）FPIC会議報告担当者について

第５回基盤強化委員会

２）情報システム委員会規程について

２月８日 15：00 ～ 17：00 機械振興会館B3―８

３）会員からの提案の取り扱いについて（出席者14名）

４）総会システムの稼働について

１）会員サービス・会員数増加について

５）次年度の情報システム予算状況について

２）外部への情報発信について

６）講演論文集の電子化について

３）若手フルードパワー育成道場について

７）HPのリニューアルについて

４）フルードパワー・バーチャルミュージアム

８）会員システムのプログラマーの後任について

５）HPの改定方針について

９）旧会誌、旧論講演文集の電子化について

６）その他

10）その他

フルードパワーシステム

第44巻

第３号

2013年５月（平成25年）

53

192

フルードパワーシステム

会

告日本フルードパワーシステム学会・日本機械学会

共催

平成25年春季フルードパワーシステム講演会のお知らせ
開催日：平成25年５月30日
（木）
，31日
（金）

講演募集要項
平成25年春季フルード パワーシステム講演会を下記の「書面による討論」を受け付けています．講演者はそとおり開催します．29日午後には編集委員会と企画委員の討論に対して学会へ書面をもって回答することを会の合同企画による併設セミナー「自動車技術とフルード

原則とします．

パワー」を予定しております．また，特別講演として明治⑸ 論文集への投稿：講演者は講演会終了後の討論締め

大学の向殿政男教授による講演「ものづくり安全の技術と切後，「日本フルードパワーシステム学会論文集」に

思想～安全の確立から安心へ～」を，オーガナイズドセッ
ションとして「フルードパワーシステム・要素機器のシ

投稿できます．
５．参加登録：

ミュレーションとモデリング」，「ヒューマンサポート・フ⑴ 講演会の参加者は参加登録が必要です．また，講演

ルードパワー」を企画いたしました．その他に製品技術紹会の講演者は前刷原稿締切日（平成25年４月17日

介・技術懇談会などを計画しております．皆様の積極的な（水））までに事前登録が必要です．参加登録は，学ご参加をお待ちしております．

会ホームページ（http：//www.jfps.jp）上で行ってください．詳細はホームページをご覧ください．

１．開催日時：平成25年５月30日
（木）
～ 31日
（金）

⑵ 登録料：登録料には各種講演の聴講料および講演論
文集１冊の代金が含まれます．なお，参加登録者は，

９：00 ～ 17：00 （予定）
２．会場：機械振興会館 本館

技術懇談会に参加することができます．

〒105-0011 東京都港区芝公園３―５―８⑶ 別売り講演論文集料金：登録料に含まれる１冊の講（http：//www.jspmi.or.jp/about/access.html）

演論文集とは別に論文集を購入される場合，正会員・

 なお，講演会場は午前８：30から使用可能です．また，名誉員・賛助会員企業の社員6,000円，フルードパ

受付は８：45から行います．

ワー工業会会員企業社員，協賛・共催団体社員8,000

３．講 演会プログラム：５月中旬に学会ホームページ

円，一般10,000円で当日受付にて購入できます．ま（http：//www.jfps.jp）に掲載予定です．

た，学会ホームページ（http：//www.jfps.jp）から

４．講演会の形式：

講演論文集申込書をダウンロードしE-mailに添付して⑴ 講演時間：１題目につき20分（講演15分，討論５

学会宛（info@jfps.jp）に送信する方法でも購入できます．ただし,発送は講演会終了後となります．

分）を予定⑵ 座長：会員中からあらかじめ見識ある方を人選します． 連絡先：一般社団法人 日本フルードパワーシステム学会⑶ 講演論文集：申込講演の前刷原稿をオフセット印刷〒105-0011 東京都港区芝公園３―５―22
機械振興会館 別館102

し，一冊に編集します．
⑷ 討論：講演発表時に，５分間討論の時間を設けてありますが，さらに講演会終了後１ヶ月間は会員より

E-mailinfo@jfps.jp

TEL 03-3433-8441

FAX 03-3433-8442

平成25年５月16日（木）以降（講演会当日を含む）のご登録の場合会員資格について不明な点は，事務局までお問い合わせください．
正会員
賛助会員企業の社員

名誉員
学生会員

日本フルードパワー工業会会員企業の社員，共催・協賛団体の会員（正会員）

一般

講演会

20,000円

15,000円

22,000円

25,000円

併設セミナー

15,000円

7,000円

17,000円

20,000円

また，同一の講演者が複数の講演を行う場合，２件目以降は，１講演につき7,000円が加算されます．

54

フルードパワーシステム

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第３号

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会告

平成25年春季講演会併設セミナー

会

193

告

平成25年春季講演会併設セミナー「自動車技術とフルードパワー」（編集・企画委員会合同企画）

開催日時：2013年５月29日（水） 13：00 ～ 16：30

この学会誌をテキストとして，本セミナーにおいてご講演開催場所：機械振興会館 本館 地下３階 研修１

いただき，解説記事を深く理解する機会を設けるものです．

〒105-0011 東京都港区芝公園３―５―８

春季講演会との併設開催ですのでフルードパワーシステ
ムの最新情報を得る絶好の機会であります．ぜひ春季講演開催趣旨：自動車において，フルードパワーは動力伝達系， 会とセットでの参加登録をお勧めします．
懸架装置系，操舵性能，制動性能等に深く関わる基盤技術であり，今日の自動車技術の発展に大きく寄与しています．

受講料：
本誌掲載の会告「平成25年春季フルードパワーシステ

一方，従来フルードパワーが担っていた機能のいくつかは， ム講演会のお知らせ」の「7．参加登録」をご参照くださ
電動化が大きく進展していることも事実であります．しかい．

しながら，HV，PHV，EV等，新世代のエコカーにおいて

テキスト：

は，電動とフルードパワーの競合といった側面よりも，電学会誌44巻第２号の同タイトル特集ページをテキスト

気・電子技術とフルードパワー技術を融合することで，おとして使用します．お持ちの方はご持参ください．

互いの特徴をより引き出すとともに，地球環境問題を見据申込方法：

えた，新技術開発を進めることがますます重要となると考当学会のホームページ（htty://www.jfps.jp）から行っえられます．以上のような背景から，標記のテーマで自動てください．

車技術とフルードパワーに関する最新の研究，技術開発成

お問い合わせ：一般社団法人 日本フルードパワーシステム学会

果に関するセミナーを開催いたします．
なお，本セミナーは学会誌を担当する編集委員会と，講〒105-0011 東京都港区芝公園３―５―22
機械振興会館 別館102

演会やセミナーの企画を担当する企画委員会の合同企画事
業の第10回目です．先に学会誌（前号）で同じテーマで

Tel：03-3433-8441 Fax：03-3433-8442

特集を組み，執筆された方々の中から講師を数名お招きし，E-mail：info@jfps.jp

プログラム：
13：00 ～ 13：05 編集委員長挨拶

吉田和弘（東京工業大学）

13：05 ～ 13：50 「自動車用トルクコンバータ内の油圧解析技術」
アイシン・エイ・ダブリュ株式会社 山口健
13：50 ～ 14：35 「回生協調ブレーキ」
日立オートモーティブシステムズ株式会社 上野健太郎
14：35 ～ 14：50 休 憩
14：50 ～ 15：35 「New V6エンジン用VTEC with VCMシステムの紹介」
Honda R&D Americas, Inc 林泰宇
15：35 ～ 16：20 「商用車向けACサーボモータ駆動ポンプ制御電動油圧パワーステアリング」
横浜国立大学 佐藤恭一
16：20 ～ 16：25

企画委員長挨拶 大内英俊（山梨大学）
司会：和田重伸（CKD株式会社）

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194
会

フルードパワーシステム

告平成25年度

特別教育講座油圧システムにおけるモデリングのエッセンスをつかむ―モデリングの基礎から位置決めシステムのモデリング―

油圧駆動は，電気駆動と空気圧駆動に対して出力パ提示しつつその基本的な考え方を平易に解説します．また，

ワー／質量が極めて大きいという特長を生かして各種科その理解を基にして基本的な位置決めシステムを対象とし学・産業用装置の大出力駆動系として広く利用されてきまたシステムモデルの実際を演習形式で学び，油圧システム

したが，近年の電動モータ技術の著しい進歩により電気駆のモデル化の応用力を高めます．最近，油圧システムの動動系の高出力化，高性能化が進んでおり，油圧駆動にとっ特性をコンピュータシミュレーションにより解析することて代わる応用分野も見受けられます．一方では，電動モーが広く行われるようになってきましたが，本講座内容はそタのインバータ制御による省エネ形油圧ユニットの実用化の入門講座としても位置付けられます．油圧駆動技術にこに見られるように，油圧駆動の新技術開発にともなう新規れから従事しようとするメーカー・ユーザーの方々，これ応用分野の創出も期待されております．本特別教育講座でまでに習得した油圧駆動技術に更に磨きをかけたい方々をは，油圧システムの動特性を解析する上で不可欠な油圧要対象としておりますので，多くの方々のご参加を期待しま

素・システムのモデル化をどのように行うのか，応用例をす．

１ ．開催日：2013年９月３日（火） ９時～ 17時
２ ．会 場：東京電機大学 東京千住アネックス113教室（１階）
アクセスマップをご参照ください：http://www.tdu-kakehashi.com/access/【最寄り駅】＊北千住駅東口（電大口）から徒歩５分
・JR常磐線，東京メトロ日比谷線，東京メトロ千代田線，東武スカイツリーライン，つくばエクスプレス＊京成関屋駅から徒歩７分
・京成本線
３ ．プログラム：
９～ 12時12 ～ 13時

モデリングの基礎（田中）・油圧回路の基本構成
・作動油の粘性，流体抵抗
・油圧管路の動特性（容積効果，作動油の慣性）
・油圧シリンダの摩擦

平成25年
９月３日
（火）

昼食

13 ～ 17時
位置決めシステムのモデリング（演習）（田中，桜井，中田）・油圧シリンダと絞り弁・油圧シリンダの負荷が複雑になった場合
・油圧位置決め回路

４ ．講師：
中田毅

東京電機大学 情報環境学部

特任教授

田中 和博

九州工業大学 情報工学部

教授

桜井 康雄

足利工業大学 工学部

教授

５ ．受講料（テキスト代を含む）：
JFPS正会員 ２万円/ １名

JFPS学生会員 １万円/ １名

日本フルードパワー工業会会員企業社員 ３万円/ １名

一般 ４万円/ １名

６ ．定員：20名
７ ．申し込み方法：
参加申込は，学会ホームページ（http://www.jfps.jp）上で行って下さい．
詳細はホームページをご覧下さい．

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フルードパワーシステム

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会告「油空圧技術」

会

195

告

触れて学べる！

入門者向き実習講座「油空圧技術」
空気圧システム制御の実務(M1303)

主催：一般社団法人 日本フルードパワーシステム学①油圧実習：主な油圧機器と油圧回路
講師：ポリテクセンター関西 正木 克典 伊東 丈会
協力：独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構②空気圧実習：主な空気圧機器と空気圧回路
講師：ポリテクセンター関西 正木 克典 伊東 丈

大阪職業訓練支援センター
関 西職業能力開発促進センター（ポリテクセン

定員：約24名（定員になり次第締め切らせていただ
きます）

ター関西）

研修費用：１名につき 12,100円（消費税込み） お申し

募集要項
方

針：企業においてはじめて油空圧技術に携わる人材

込みと同時に下記にお振込みください．
＊受講料には，講義のほか教科書，教材費，実を対象とした導入教育．座学で学んだ内容を実習受講費も含まれています．

習で体験し，興味と理解を深める教育をおこな＊研修費用振込先：三井住友銀行 日比谷支店

う．
期

間：平成25年６月12日
（水）
～ 14日
（金）

（普）7611417

会

場：ポリテクセンター関西（大阪府摂津市三島）

名義：シャダンホウジン ニホンフルードパ

対象：以下の要件を満たす者

ワーシス テムガッカイ

http://www.ehdo.go.jp/osaka/

修了証書：講義と実習の修了者には，一般社団法人 日本
フルードパワーシステム学会より，修了証を授⑴ 原則として企業に勤務し，事業主の推薦ならびに保

与します．

証のある者
⑵ 工業高校，普通科高校，大学を卒業，もしくはこれ

申込方法：一般社団法人 日本フルードパワーシステム学会事務局にお問い合わせ下さい．

と同等の学力があると認められる者
研修概要：参加者は油圧と空気圧の双方の講義と実習を受申込期限：平成25年５月31日（金）
問合せ先：一般社団法人 日本フルードパワーシステム学

けることができます．

会⑴ 講 義 ６月12日（水） ９：15 ～ 16：00
・油空圧技術の特徴 ・基礎公式 ・作動油と圧縮空〒 105-0011

東京都港区芝公園３丁目５番

22号 機械振興会館 別館102

気の性質
教授

眞田 一志 先生

TEL：（03）3433-8441

神奈川工科大学 准教授

吉満 俊拓 先生

FAX：
（03） 3433-8442

講師：横浜国立大学

E-mail:info@jfps.jp⑵ 実
 習 ６月13日（木）および14（金）
９：15 ～ 16：00

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フルードパワーシステム

会

告

（一社）
日本フルードパワーシステム学会
賛助会員会社一覧表

アイシン・エイ・ダブリュ㈱

佐藤金属㈱

㈱明石合銅

三和テッキ㈱

アズビル㈱

CKD㈱

㈱アドヴィックス㈱島津製作所

アネスト岩田㈱㈱ジェイテクト

イートン㈱

勝美印刷㈱

㈱医器研

JX日鉱日石エネルギー㈱㈱IHI

新日鐵住金㈱

出光興産㈱

住友建機㈱

イナバゴム㈱住友重機械工業㈱㈱インターナショナル・サーボ・データ

住友精密工業㈱

㈱打江精機

制御機材㈱

SMC㈱

千住金属工業㈱SMC㈱中国TACO㈱㈱大阪ジャッキ製作所

第一電気㈱大瀧ジャッキ㈱㈱TAIYO㈱オプトン

タイヨーインターナショナル㈱

鹿島通商㈱

㈱タカコ

KYB㈱

㈱タダノ

KYBエンジニアリング･アンド･サービス㈱ダイキン･ザウアーダンフォス･マニファクチャリング㈱KYB-YS㈱ダイキン工業㈱㈱桂精機製作所

ダイワ㈱川崎重工業㈱大生工業㈱キャタピラージャパン㈱調和工業㈱協和シール工業㈱㈱都筑製作所

極東開発工業㈱TMCシステム㈱

㈱クボタ

㈱TNK

クロダニューマティクス㈱テラル㈱㈱古河製作所

天竜丸澤㈱㈱工苑

トーヨーエイテック㈱甲南電機㈱東京メータ㈱㈱コガネイ

TOHTO㈱コスモ石油ルブリカンツ㈱東北特殊鋼㈱㈱小松製作所

東明工業㈱㈱小松製作所試験センタ

DOOSAN CORPORATION

ザウアーダンフォス･ダイキン㈱東洋機械金属㈱㈱阪上製作所同和発條㈱㈱鷺宮製作所東京計器㈱58

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会告（一社）日本フルードパワーシステム学会

賛助会員会社一覧表

特許機器㈱㈱日立製作所

特許庁

広瀬バルブ工業㈱㈱豊田自動織機製作所

ピー・エス・シー㈱

中村工機㈱

フェスト㈱

長津工業㈱

㈱フクダ

長野計器㈱

㈱不二越

ナブテスコ㈱

松巳鉄工㈱

ニッタ㈱

ヤマシンフイルタ㈱日新 器工業㈱二見屋工業㈱日本アキュムレータ㈱ボッシュ・レックスロス㈱

日本機材㈱

昌富工業㈱

日本工業出版㈱マサモト㈱日本シリンダ共同事業㈱㈱増田製作所

日本精器㈱

マックス㈱

日本電産トーソク㈱三菱電線工業㈱（一社）日本フルードパワー工業会

ヤマハモーターハイドロリックシステム㈱日本ムーグ㈱油研工業㈱㈱ハイダック

理研精機㈱

日立建機㈱

ワールドインシュアランスブローカーズ㈱

会

197

告

研究委員会〈委員公募〉のお知らせ
委員会：油空圧シミュレーション研究委員会
委員長：中田毅（東京電機大学）

研究期間：平成25年４月～平成27年３月
油空圧機器および油空圧システムの設計・開発において， ン技術や応用例の俯瞰，今後の発展の方向性，必要とされ製品開発の短期化・効率化を目指し，それらの動特性をシる技術の検討が必要であると考えられます．

ミュレートすることが広く行われております．一方，対象本委員会においては，CAEツールとして近年大きく進展とする機器あるいはシステムの高機能化に伴い，これらのしてきたCFDソフトウェアをはじめとして，油空圧要素機

内部を流れる作動流体の流れの状態を数値シミュレーショ

器ならびに油空圧システムの特性把握に対して有効と考え

ンにより把握する必要に迫られる局面が多くなってきておられる様々なシミュレーション・ソフトウェアやシミュ

ります．そして，それを把握した上でのシステムの動特性

レーション技術の紹介やその応用例を紹介しながら，今後を表す数学モデルの確立が必要となってきております．この発展の方向性を探ることを目的とします．奮ってご参加のような現状を考慮した場合，現時点でのシミュレーショ

くださるようお願いいたします．

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会

告共催・協賛行事のお知らせ
協賛行事
一般社団法人 日本機械学会関西支部 第325回講演会
構造・強度設計における数値シミュレーションの基礎と応用
主催：一般社団法人 日本機械学会関西支部
日時：013 年５ 月20 日（月）～21日（火）会
場：大阪科学技術センター８階 中ホール（大阪市西区靭本町１―８―１／ TEL：06-6443-5324）
トライボロジー会議2013春 東京
主催：一般社団法人 日本トライボロジー学会
開催：2013 年５月20 日（月）～22日（水）会
場：国立オリンピック記念青少年総合センター（〒151-0052

東京都渋谷区代々木神園３―１ センター棟）

一般社団法人 日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2013
Robomec2013 in Tsukuba 社会に浸透するロボティクス・メカトロニクス
主催：一般社団法人 日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス部門
開催：2013年５月22日（水）～ 25日（土）会
場：つくば国際会議場
第41回可視化情報シンポジウム
主催：一般社団法人可視化情報学会
開催：平成25年７月16日（火）～17日（水）会
場：工学院大学（新宿キャンパス）〒163-8677

東京都新宿区西新宿１―24―２

TEL．03-3342-1211

日本機械学会関西支部 第326回講習会
実務者のための騒音防止技術（展示，簡易実習付き）
開
催：2013年７月30日（火）９：10 ～ 17：00，31日（水）９：10 ～ 17：00
会
場：大阪科学技術センター ８階中ホール［大阪市西区靭本町１－８－４／電話（06）6443-5324 ／地下鉄四つ橋線 ｢本町｣ 駅下車
混相流シンポジウム2013
主催：日本混相流学会
開催：2013年８月９日（金），10日（同），11日（日）
会
場：信州大学工学部（長野（工学）キャンパス）〒380-8553

長野県長野市若里４―17―1

Dynamics and Design Conference 2013 第13回「運動と振動の制御」シンポジウム
総合テーマ：「海を越え，国を超え，世代を超えて！」
主催：一般社団法人 日本機械学会 機械力学・計測制御部門
開催：2013 年８月26日（月）～30日（金）会
場：九州産業大学（福岡市東区松香台２―３―１）
第324回講習会31回日本ロボット学会学術講演会
主催：一般社団法人 日本ロボット学会
開催：2013年９月４日（水），５日（木），６日（金）
会
場：首都大学東京南大沢キャンパス（〒192-0397

東京都八王子市南大沢１―１）

2013年度 計測自動制御学会 産業応用部門大会
主
催：公益社団法人 計測自動制御学会 産業応用部門
開催：平成25年10月22日（火）会
場：東京工業大学 大岡山キャンパス 百年記念会館，西９号館ディジタル多目的ホール（〒105-0011 東京都目黒区大岡山２―12―１）

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北へ400ｍ］

会告

会

会

員

移

動

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告

会

員

移

動

会員の種類

正 会 員

海外会員

学生会員

賛助会員

会 員 数
（４月10日現在）

916

15

146

116

差 引 増 減

－７

０

－11

＋13

（注１）正会員の内訳 名誉員14名・シニア員22名・ジュニア員184名

賛助会員
アネスト岩田株式会社㈱古河製作所
佐藤金属株式会社
住友精密工業株式会社
タイヨーインターナショナル㈱TMCシステム株式会社
日本シリンダ共同事業㈱三菱電線工業㈱㈱桂精機製作所㈱小松製作所試験センタ
住友重機械工業㈱
制御機材株式会社
株式会社都筑製作所
テラル株式会社
一般社団法人日本フルードパワー工業会
ワールドインシュアランスブローカーズ㈱正会員
大須賀巧一（大阪大学）
澤田啓支朗（タイヨーインターナショナル㈱）藤澤 延行（新潟大学）
福井 武久（㈱栗本鐡工所）
大脇 達彦（コマツ）
大塚 正和（㈳潤滑油協会）
岩永 達也（SMC㈱）上田 宗史（SMC㈱）門脇 陽子（SMC㈱）小林 俊哉（SMC㈱）酒井 徳克（SMC㈱）佐々木 瑛（SMC㈱）清水 将仁（SMC㈱）首藤 隆行（SMC㈱）武田元（SMC㈱）永田 洋介（SMC㈱）長谷川直美（SMC㈱）増淵
聖（SMC㈱）湯浅 朗道（SMC㈱）溝口 周秀（㈱小松製作所）
渡邊摩理子（上智大学）
富岡 弘毅（日東電工㈱）福島 純一（コマツ）
小和田七洋（ヤンマー㈱）（㈱神崎高級工機製作所）
斧田 康佑  宇野 文貴（SMC㈱）大井 貴文（SMC㈱）川鍋 泰徳（SMC㈱）小林 大樹（SMC㈱）佐藤 広樹（SMC㈱）七宮 史崇（SMC㈱）杉山 修司（SMC㈱）上瀬 雄太（SMC㈱）塚田 敦海（SMC㈱）野崎 義広（SMC㈱）藤原 将大（SMC㈱）山田 裕介（SMC㈱）学生会員
石田 智也（明治大学）
谷
侑樹（明治大学）
村上 結果（明治大学）
渡邊慧（明治大学）木野田貴彦（芝浦工業大学）
山内 悠平（芝浦工業大学）

岡田
平野
金澤
田村
浪崎

雄樹（明治大学）
慧大（明治大学）
恵里（上智大学）
裕之（東京都市大学）
涼（芝浦工業大学）

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編 集 室

次号予告
―「ADS―水圧技術の今！」―〔巻頭言〕ADS―水圧技術の今!発行にあたって〔解説〕
ADSの技術開発と製品化への道
水圧ポンプ・モータとその応用
水圧シリンダとその応用-１
水圧シリンダとその応用-２
水圧電磁比例制御弁／サーボ弁とその応用
水用高圧汎用バルブ
水圧機器用シール
〔会議報告〕
2013年度精密工学会春季大会学術講演会におけるフルードパワー技術研究
〔教室〕入門講座「流体力学」第６回：蜂蜜はマーガリンより食パンに塗りにくい？
〔トピックス〕シール技術に関するISO規格の動向
特許文献を調べる・特許電子図書館の活用１…特許の基本
ベトナム駐在日記
〔研究室紹介〕福岡工業大学研究室紹介
〔企画行事〕平成24年度ウインターセミナー開催報告「アクアドライブシステム（新水圧駆動技術）の現状と将来」
次世代油圧動力伝達システムワークショップ

宮川 新平
宮川
大林
村上
宇根
吉田
井口
村田

新平
義博
康裕
利典
太志
務
秀紀

吉田
高橋
小畑
木原
武田
溝田

和弘
勉
博美
和幸
和正
武人

大内 英俊
坂間 清子

平成25年度「フルードパワーシステム」編集委員
委 員 長 吉 田 和 弘（東京工業大学）
副委員長 塚 越 秀 行（東京工業大学）
委
員 伊 藤 雅 則（東京海洋大学）
内 堀 晃 彦（宇部工業高等専門学校）
小 倉
弘（日立建機㈱）加 藤 友 規（福岡工業大学）
北 村
剛（油研工業㈱）木 原 和 幸（㈶工業所有権協力センター）
金
俊 完（東京工業大学）
栗 林 直 樹（川崎重工業）
五 嶋 裕 之（機械振興協会）
佐 藤 恭 一（横浜国立大学）
妹 尾満（SMC㈱）多 田 昌 弘（CKD㈱）中 野 政 身（東北大学）

会

担当理事

編集事務局


成
西
藤
丸
村
柳
山
山
吉
宮
山

田
海
田
田
松
田
田
田
満
川
田

晋（KYB㈱）孝 夫（防衛大学校）
壽 憲（東京電機大学）
和 弘（㈱コマツ）
久 巳（沼津工業高等専門学校）
秀 記（豊橋技術科学大学）
真の介（㈱TAIYO）
敏 夫（㈱コガネイ）
俊 拓（神奈川工科大学）
新 平（KYB㈱）宏 尚（岐阜大学）藤 谷 秀 次（学会事務局）
竹 内 留 美（勝美印刷㈱）（あいうえお告
複写される方へ本会は下記協会に複写に関する権利委託をしていますので，本誌に掲載された著作物を複写したい方は，同協会より許諾を受けて複写してください．ただし（公社）日本複写権センター（同協会より権利を再委託）と包括複写許諾契約を締結されている企業の社員による社内利用目的の複写はその必要はありません．（社外頒
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62

フルードパワーシステム

第44巻

第３号

2013年５月（平成25年）

順）

ISSN

1880-3121

日本フルードパワーシステム学会論文集
第44巻, 第３号（2013）
平成25年５月
目次

研究論文
１．AEセンサを用いた液体流量計測法（定常流量の計測）
中田

毅，鄭

以勤，桜井

康雄

49

眞一

55

２．大型バイラテラルマニピュレータの研究（第１報

コンセプトの立案と単軸モデル実験）
吉灘

裕，武田

周，横田

３．A Close-up View of a Load Sensing “Hybrid” Proportional
Directional Control Valve
Gabriele ALTARE, Damiano PADOVANI,
Nicola NERVEGNA

一般社団法人 日本フルードパワーシステム学会

64

ISSN

1880-3121

TRANSACTIONS OF
THE JAPAN FLUID POWER SYSTEM SOCIETY
Vol.44, No.3

May 2013
Contents

Paper
１．A Liquid Flow Rate Measurement Method Using an AE Sensor（Measurement of Steady Flow Rate）


Takeshi NAKADA, Yiqin ZHENG, Yasuo SAKURAI

49

２．A Study on the Large-Scale Bilateral Manipulator（1st Report : Concept Planning and Experiment using a Single Link Model）


Hiroshi YOSHINADA, Shu TAKEDA, Shinichi YOKOTA

55

３．A Close-up View of a Load Sensing“Hybrid”Proportional
Directional Control Valve

Gabriele ALTARE, Damiano PADOVANI, Nicola NERVEGNA

Published by
The Japan Fluid Power System Society
c/o Kikaishinko Building
3―5―22 Shiba―koen, Minato―ku, Tokyo, 105―0011, Japan

64

49

中田・鄭・桜井：AEセンサを用いた液体流量計測法

研究論文

AEセンサを用いた液体流量計測法＊（定常流量の計測）

毅＊＊，鄭

中 田

以 勤＊＊，桜 井 康 雄＊＊＊A Liquid Flow Rate Measurement Method Using an AE Sensor＊（Measurement of Steady Flow Rate）

Takeshi NAKADA, Yiqin ZHENG, Yasuo SAKURAI
Liquid pipeline systems are widely used in liquid transportation systems such as water-supply and drainage systems,
water cooling systems, and oil pipeline systems. Liquid flow rate measurement in a pipeline system is very important foreffective repair and maintenance, high-efficiency operation and pipeline safety. In this paper, a liquid flow rate measurement
method suitable for a liquid pipeline is proposed, in which an acoustic emission（AE）sensor is applied to the surface of thepipeline. We constructed a flow rate measurement system consisting of an AE sensor and a signal processing circuit fortransforming AE signals generated by the liquid pipeline flow into a corresponding flow rate. The characteristics of theflow rate measurement system were experimentally determined, using tap water as the liquid. The results demonstrate thepossibility that a steady flow rate can be measured with a repeatability of approximately ７% over regions in which theflow rate ranges from 4.0 l/min to 11.0 l/min in a pipeline with a diameter of 13.3mm or 0.5 l/min to 4.0 l/min in a pipeline
with a diameter of 6.2mm. The scope of application of the proposed measurement system is discussed.
Key words：Flow rate measurement, AE sensor, Steady flow, Signal processing

1．緒の計測が困難などの欠点が，また間接計測方式では適用で言きるパイプ径の制限や，高価などの欠点も認められる．こ給排水システム，冷却システム，石油パイプラインシス

れらの問題に加え，近年においては流量計を必要とする分

テムなど液体輸送システムや液圧システムをはじめとして，野も広範になり，用途に応じた新たな原理の流量計の開発

多くの産業分野で液体パイプラインが広く利用されている．

も期待されている．このような状況の下，管路の動特性を

これらのシステムの保守，安全性，高効率操業などの観点利用した非定常計測手法2）-4）や，管路の最適化有限要素モ

からパイプラインを流れる流量を計測することは極めて重デルを用いたカルマンフィルタによる非定常流量推定法5）1）

要である．パイプラインの液体流量計測法 はパイプ内断などの非定常流量計測に関する研究や，誘電性流体がパイ面を単位時間に通過する液体の量を直接計測する方式と，プを流れる際に発生する静電気量から流量を計測6）する新流速の計測法などを応用して流量を求める間接計測方式にたな原理の間接計測方式の研究をはじめとして，様々な研大別される．直接計測方式としては，オーバル式，ルーツ究開発が進められている．

式などの容積式流量計やタービン流量計などが，また間接

本研究では，パイプライン中に組み込むことなく簡単に計測方式としては電磁流量計，超音波流量計やうず流量計装着できる簡易で，安価な間接方式液体流量計測法を実現などが広く実用に供されている．しかし，これら実用に供する第一段階として，パイプラインの外壁に取り付けたアされている流量計は，通常パイプライン中に組み込む必要

コースティックエミッション（AE）センサと，パイプラがあり，直接計測方式では可動部があるためゴミやさびなイン中を流れる液体が発生するAE信号から液体流量に変どに起因する動作不良，使用圧力範囲の制限，非定常流量

換する信号処理回路を主要構成要素とする流量計測手法を提案するとともに，流量計測システムを試作し，定常流量＊

平成24年１月27日 原稿受付＊＊

東京電機大学情報環境学部（所在地 千葉県印西市武西学園台２－1200）（E-mail：nakada@sie.dendai.ac.jp）＊＊＊

足利工業大学工学部（所在地 栃木県足利市大前町268－１）
第44巻

第３号

を対象として，提案した流量計測手法の妥当性を実験的に検討した．その結果，繰り返し精度が７%以内で，パイプラインの液体流量を計測できる可能性を見いだすとともに，提案した計測手法における液体流量の適用範囲と，実用性の観点から今後の問題点について考察している．

―1―

2013年５月（平成25年）

50    

日本フルードパワーシステム学会論文集

2．液体流量計測手法の提案と実験装置
2.1 液体流量計測手法の提案
Lighthillは，固体の振動によらず，乱れた空気の流れから空力音響が発生する現象を理論的に解明7）し，また筆者
らは，パイプラインを流れる作動油が発生する流体音響をAEセンサで測定8）している．このような結果から，パイプを流れる液体が発生する流体音響と液体の平均流速の間にも密接な関係があり，円形断面パイプラインの場合には流体音響によって液体流量計測が可能であることが推測される．このような考えに基づいて提案したパイプラインにおける液体流量計測手法の概念をFig. 1に示す．材料の割れに

Fig. 2よって発生するAEを検知し，材料の損傷などの評価に主Installation of AE sensor on a pipeline

として利用されるAEセンサが，Fig. 2に示すようにパイプの外壁に取り付けられている．パイプを流れる液体が発生

2.2 実験装置
2.1で述べた提案に基づいて試作した実験装置の概要をする流体音響をAEセンサで検出し，その出力は後述の信Fig. 3に示す．実験に際してはパイプを流れる液体として水号処理回路で処理され，流量に変換される．

道水を使用した．実験装置の主要部は水圧源，スチールパ
イプ，校正用うず流量計，AEセンサ及び信号処理システ
ムで構成されている．パイプの流量はターボ形水圧ポンプを駆動する誘導電動機の回転速度をインバータによって制御することにより調整された．使用したAEセンサの外形はф12㎜，高さ40㎜で，Fig. 2に示したように，金属製取り付け金具を介してパイプ外壁に固定されている．AEセン
サと金属製取り付け金具は瞬間接着剤により接着された．
一般に，AEセンサで材料の割れなどを検出する場合には，AEセンサの共振周波数を割れなどで発生するAE信号の周波数に近づけて感度を向上させることが広く行われているが，本研究ではパイプを流れる液体が発生するAE信号の波形解析によって流量を計測するため，共振をできるだけ抑えた広帯域AEセンサを使用し，その周波数特性は100k
Fig. 1

 oncept of proposed flow rate measurement in aCpipeline

Fig. 3
第44巻

第３号～１MHz（±10dB）である．使用したスチールパイプの長さは205㎝，内径および外径は13.3㎜および17.5㎜で，ス

Experimental apparatus for proposed flow rate measurement―2―

2013年５月（平成25年）

51

中田・鄭・桜井：AEセンサを用いた液体流量計測法

チールパイプのほぼ中央にAEセンサを取り付けた．また，水圧ポンプ吐出し口とスチールパイプの入り口部およびス
チールパイプの出口部と校正用うず流量計の距離はそれぞれ330㎝および30㎝であり，硬質ビニールパイプで接続した．使用した校正用うず流量計の流量測定範囲は1.6 l/min～ 20 l/minで，直線性は±２%F.S.以下，繰り返し精度は⒜±１%F.S.以下である．信号処理システムは，Fig. 4に示す

 requency spectrum in case of rotational speed ofF
1,000rpm of ID motor and Q＝０

ようにAEセンサに従属するプリアンプとメインアンプ，
データ集録ボード（DAQ），および信号処理回路で構成されている．また，信号処理回路はパイプを流れる液体によって発生したAE信号の特徴を抽出するバンドパスフィ
ルタ，RMS（Root Mean Square）回路および流量変換回路から構成されている．RMS回路においては，その入力である離散化されたAE信号を（VAE）
iとし，出力をVRMSとすると，⒝Frequency spectrum in case of Q＝５l/min（LabVIEW, NATIONAL INSTRUMENTS）を用いてソフ⒞Frequency spectrum in case of Q＝10 l/min

トウエアにより実現されている．

Fig. 5

VRMSは以下のように表される．
N

1V∑（V ）2
 RMS =
N i= 1 AE i⑴

流量変換回路は，式⑴で得られたVRMSから，その時のパイプの流量QAEに変換する回路で，これについては後述する．これら信号処理回路中の各回路は，解析ソフトウエア

Frequency spectrum of AE output signals

することによって発生する振動が本研究における流量計測の基礎であるAE計測にほとんど影響を与えないことが確認された．一方，同図⒝は流量Qが５l/minの場合の結果
であり，1,000Hz～1,800Hzの周波数成分が顕著に認められる．また，同図⒞は誘導電動機の回転速度が1,000rpmで，流量Qが10 l/minの場合の結果を示すが，同図⒝と比較す
ると，周波数域はほとんど変化しないものの，それらの振幅はさらに増大していることが分かる．このように，流量Qの増加にともない周波数域はほとんど変化しないものの，
その振幅はQの増加にともなって増大するという有益な特Fig. 4徴が実験的に示された．これらの結果から，Fig. 4で示されSignal processing system

た信号処理回路中のバンドパスフィルタの帯域を1,200Hz～
1,400Hzに，また使用したPCの処理速度なども勘案してデー3．実験と実験結果

タ集録ボード（DAQ）のサンプリング周期を５×10－5sに

3.1 予備実験（バンドパスフィルタの帯域の設定）設定した．また，信号処理回路中のRMS回路では，一定流液体が流れることにより発生するAE信号の周波数帯域

量Qに対して取得した1,000個のVAEデータ（式⑴で，N =は広範囲に及ぶが，流量計測という観点からAE信号の特1,000）からVRMSを求めたので，0.05sごとにVRMSが出力される．

徴抽出を行うためAE信号のフーリエ解析を行った．そのこのような設定により，一定流量Qに対してほぼ一定の結果の一例をFig. 5に示す．なお，以下ではパイプに流れてVRMSを0.05sごとに出力することができた．

いる真の流量はFig. 3中の校正用うず流量計で計測された

3.2 流量計測に関する実験結果9）

流量Qとする．

誘導電動機のインバータ制御によってパイプラインの流

Fig. 5⒜はFig. 3中の誘導電動機の回転速度が1,000rpmで，量Qを一定に保ち，その時のVRMSを各流量について計測しパイプを流れる流量Qが０l/minの場合（Fig. 3中の止め弁た．実験時の水温は20℃～ 22℃であった．なお，使用した閉止）の結果を示すが，その振幅は全周波数帯域においてターボ形水圧ポンプで安定した流量を得られる限界はほとんど０vであり，誘導電動機および水圧ポンプを駆動

11 l/min以下であったので，11 l/min以下の範囲で計測実験

第44巻

第３号

―3―

2013年５月（平成25年）

52

日本フルードパワーシステム学会論文集

Fig. 6

Relation between VRMS and Q in steady flow rate
（Inner diameter of a pipeline : 13.3mm）

Fig. 7 R epeatability of measurement of QAE（Inner diameterof a pipeline : 13.3mm）を行った．その結果をFig. 6に示す．この図において，Qがせず，流量計測が可能であると考えられる．当然のことな

４～11 l/minの範囲では，ほぼ２次曲線状の変化が認めら

がら，パイプラインが変更された場合には，発生する流体

れるが，４l/min以下ではQの変化に対するVRMSの変化は非音響の特徴とその伝搬特性が異なるので，改めて事前に上常に小さくなる傾向を示した．特に，流量Qが２l/min以下

記校正作業を行うことが必要である．

ではAEセンサのメインアンプのゲインを20dB高めても

3.3 小流量に対する検討

VRMSの変化はほとんど認められず，ほぼ０vであり，発生Fig. 6，Fig. 7から分かるように，提案した流量計測手法

する流体音響は４l/minの場合に比べて極めて微少であるで流量を計測できる限界と考えられる４l/min以下の小流ことが分かった．そこでQが４～ 11 l/minの範囲において，量の場合について検討する．パイプの流れが乱流のときにFig. 6で示されたQとVRMS の関係を最小二乗法を用いて２次発生する流体音響は，層流のときのそれに比べて急激に大曲線で近似すると，式⑵のようになる．

きくなることが推測される．そこで，流量が４l/min以下

VRMS = 0.074Q 2－0.40Q + 0.69

⑵

での実験で使用した13.3㎜から6.2㎜に変更して，3.2で述べ式⑵から，Qはつぎのように求められる
Q = 13.5VRMS －2.10 + 2.68

におけるレイノルズ数を高めるため，パイプ内径をこれま⑶

た実験および流量の実験解析を行った．実験にあたっての変更点は，Fig. 3に示した実験装置において，パイプ内径おここで，AEセンサを用いて計測される流量をQAEとする

よび，同じ仕様であるが異なるAEセンサを使用した点，と，Qは実際のパイプの流量であるので，式⑶のQをQAE

また計測流量範囲が0.4 l/min ～４l/minの校正用うず流量で置き換えることによって，式⑷が得られる．

計を使用した点である．なお，パイプ内径が6.2㎜の場合に

Q AE = 13.5VRMS －2.10 + 2.68⑷

おけるAE信号のフーリエ解析を行った結果は，パイプ内
径が13.3㎜の場合の結果（Fig. 5参照）と振幅の大きさは異従って，ある流量に対してRMS回路で式⑴からVRMSを求なるものの，その特徴を示す周波数帯域はほぼ同じであっ

め，式⑷を用いればAEセンサを用いて計測される流量QAE

たので，Fig. 4で示された信号処理回路中のバンドパスフィが求められる．この式⑷の演算回路がFig. 4中の信号処理回

ルタの周波数帯域はパイプ内径が13.3㎜の場合と同じ設定

路の最終段に示された流量変換回路である．

とした．実験によって得られたQとVRMSの関係をFig. 8に示

以上により，Fig. 4の信号処理システムが求められたのした．Fig. 8から分かるように，QとVRMSの関係は，流量Qで，この信号処理システムを利用して，QとQAE の関係につが0.4 l/min～４l/minの範囲においてFig. 6で示した場合といて，一定の流量に対し10回の繰り返し流量計測実験を同様にほぼ２次曲線で近似でき，次の式で表される．
VRMS = 0.042Q 2－0.015 Q+ 0.036

行った．その結果をFig. 7に示すが，QとQAE は流量が４～11 l/minの範囲にわたって，繰り返し精度が７%以内で良い一致が見られた．

また流量Qが0.5 l/minより小さくなるとVRMS は非常に小さくなるという傾向は3.2で述べた結果と同様である．

提案した流量計測手法を利用する場合，現段階では与えられたパイプラインに対して事前にバンドパスフィルタの式⑸を用いて，式⑷に相当するVRMSとQAEの関係を求めるとつぎのようになる．

設定（Fig. 5参照）
，流量変換回路の決定（式⑷参照）および校正用流量計による流量QAEの検定という一連の校正作業を行う必要があるが，それ以後は校正用流量計を必要と
第44巻

第３号

⑸

―4―

Q AE = 23.9VRMS －0.82 + 0.18⑹

Fig. 4で示した信号処理回路中の流量変換回路で式⑹を
2013年５月（平成25年）

53

中田・鄭・桜井：AEセンサを用いた液体流量計測法の動粘度（１×10－6㎡/s）である．本実験装置において使用したパイプ内径d = 13.3㎜，6.2㎜について，主な流量Qに対するレイノルズ数を式⑺から求めると，Table 1のようになる．
Table １ Reynolds number in each pipeRe
Q（l/min）

Fig. 8 R elation between VRMS and Q in steady flow rate（Inner
diameter of a pipeline : 6.2mm）

d＝13.3㎜

d＝6.2㎜4

6,400

13,500

2

3,200

6,800

1

3,200

0.5

1,600

円管内の流れでは，層流から乱流に遷移する臨界レイノ
ルズ数10）は2,300程度であることが知られている．Table 1によれば，パイプの内径d = 13.3㎜の場合，流量Qが４l/minのときRe = 6,400，２l/minのときRe = 3,200である．3.1および3.2で述べたように，d = 13.3㎜の場合にはQ =２l/min以
下で，またd = 6.2㎜ではQ = 0.5 l/min以下で，VRMSが非常
Fig. 9 R epeatability of measurement of QAE（Inner diameterof a pipeline : 6.2mm）に小さくなったが，このときのレイノルズ数は臨界レイノ
ルズ数にかなり近い値であり，VRMSが非常に小さくなった
ことと深い関係があることが推察される．しかし，d＝6.2

演算すれば，3.2と同様にQAEを求めることができる．Qと㎜の場合には，Q＝２l/minのときRe ＝3,200で，提案した方QAEの実験結果をFig. 9に示すが，Fig. 7とほぼ同様な結果が式では流量計測が困難であったが，d＝6,200㎜ではQ＝１l/

得られた．

minのときRe ＝3,200であるにもかかわらず，流量計測が可

4．考能であるなど，乱流と層流の遷移域近傍における流量計測

察に関する明確な指針は得られていないので，現段階で本提はじめに，流量計の重要な特性の一つである流量測定範案による流量計測を行う場合には，臨界レイノルズ数より

囲について考察する．Fig. 7によれば，本実験装置におけるある程度大きなレイノルズ数の範囲で計測する必要がある．

流量測定範囲は４l/min～11 l/min程度であり，流量測定レ

本論文で取り扱ったことは，AEセンサを用いてパイプ

ンジ（最大測定流量/最小測定流量）は約2.8である．一方，ラインを流れる液体の流量計測手法の提案と計測可能性を本研究と同様に非接触流量計で，水を適応流体とし，本実確認するための実験のみである．提案した流量計測の実用

験装置における流量測定範囲と近い某社製電磁流量計を例

性については，液体の流れによって発生する流体音響に関に取ると，流量測定範囲は3.2 l/min～106 l/minで，流量測する原理的な検討や，適用可能な液体の種類，パイプの内定レンジは33.1であり，本研究の現時点における流量測定

径の影響，温度依存性，乱流と層流を含めた計測可能性，

レンジは非常に小さい．しかし，これは本実験装置で使用計測システム外で発生する音響的なノイズの影響，非定常した水圧ポンプの最大吐出流量が11 l/minに限定されてい流量計測の可能性などに関し，系統的な実験を積み重ねるることに起因するものであり，提案した流量計測手法の計必要がある．しかし，提案した流量計測手法を用いれば，測原理を考えると，流量測定レンジの大幅な拡大が期待でパイプ外壁にAEセンサを取り付けるのみで，簡易かつ非きるが，今後検証実験が必要である．

接触な流量計測が可能であり，高圧の液体流量計測も期待

つぎに，提案した流量計測手法で流量を計測できる限界

できる有効な流量計測手法の一つと考えられる．また，非と考えられる４l/min以下の小流量の場合の実験結果につ定常流量計測については現在実験的検討を進めており，

いて考察する．円管内を流れる流体のレイノルズ数Reは，Fig. 4で示された信号処理回路に起因するむだ時間が存在

以下の式で表される．

するものの，本実験装置で実現可能な0.4Hz以下の変動流量

4
Vd
⋅Q
Re =
=
ν
πνd

⑺

ここで，Vはパイプ内平均流速，dはパイプ内径，υは水
第44巻

第３号

の計測が可能であるという結果が得られている．今後さらにより高い周波数の変動流量を実現し，変動流量計測の詳
細に関する実験結果の報告を予定している．流体音響の特―5―

2013年５月（平成25年）

54

日本フルードパワーシステム学会論文集

徴を表す周波数は１kHz以上であるので，原理的には非定JSTシーズ発掘試験研究の援助により行ったものであり，常流量の計測も可能であり，計測可能な非定常流量の周波関係各位に謝意を表す．

数の上限は，Fig. 4中のデータ集録ボード（DAQ）と信号

参 考 文 献処理用PCの性能に依存すると思われる．AEセンサを応用した流量計測手法は，単に流量計測に留まらず，一つの１）技術資料 流体計測法，日本機械学会，p. 165-222（1994）

AEセンサに本論文で示した流量計測機能と同時に，AEセ２）中野和夫，横田眞一，植山幹夫：円管内瞬時流量測手法，

ンサ本来の用途である材料の割れ検出機能を共有させるこ

計測自動制御学会論文集，
Vol. 20，
No. 5，
p. 421-426（1984）とにより， パイプラインの新しい漏洩検知手法への発展も

３）横田眞一，金道泰，中野和夫：管路の圧力流量間の動期待できる．

特性を利用した非定常流量計測手法，日本機械学会論5．結

文集C編，Vol. 57，No. 541，p. 2872-2876（1991）

言４）横田眞一，金道泰，中野和夫：油圧管路の動特性を利用した遠隔瞬時流量計測手法，油圧と空気圧，Vol. 21，

本論文では，パイプ外壁に取り付けたAEセンサを用い

No. 2，p. 2872-2876（1991）て，パイプを流れる液体が発生する流体音響を検出し，その検出信号から流量に変換するという簡易かつ非接触型の

５）小澤明，眞田一志：管路動特性の最適化有限要素モデ

液体流量計測手法を提案した．つぎに，提案手法に基づいルを用いたカルマンフィルタに関する研究，日本フルーて実験装置を試作し，流量計測の可能性に関する基本的なドパワーシステム学会論文集，Vol. 42，No. 5，p. 89-94（2011）

実験を行った．最後に，提案した計測手法における流量の適用範囲と実用性の観点から今後の問題点について考察し

６）Nakano K., Tanaka Y.：Electrostatic flowsensor, Flow
Meas. Instrum., Vol. 1, July, p. 191-200（1990）

た．得られた主な結果は以下の通りである．
⑴ パイプを流れる液体が発生する流体音響は，1000Hz～７）Lighthill M.J：On sound generated aerodynamically, I.

1800Hzの周波数域で急激な振幅の増大が認められた．信General theory, proc. R. Soc. London, A 1211, p. 564-587

号処理回路中のバンドパスフィルタの帯域は，急激な振（1952）

幅の増大が認められる周波数域に着目して，設定するこ８）中田毅，光岡豊一：アコースティックエミッションセ
ンサによる流体音響ノイズの測定，日本機械学会論文とが一つの目安と考えられる．

集Ｂ編，Vol. 51，No. 470，p. 3155-3164（1985）⑵ 本実験結果は，AEセンサを用いた液体流量計測の可能性を示した．また，本研究の流量計測可能範囲では，

９）Zheng Y.Q., Nakada T., Ohta M., Wang G., Sakurai Y.:

繰り返し精度が７%以内で液体流量を計測可能であるこStudy on Measurement of Liquid Flow Rate Using AEとが分かった．

Sensor, Proc. of the 7th JFPS International Symposiumon Fluid Power, p. 697-702（2008）⑶ 本提案による流量計測を行う場合には，現段階では臨界レイノルズ数よりある程度大きなレイノルズ数の範囲

10）松岡祥浩ほか：流れの力学，コロナ㈳ p. 58-59（2001）

で計測する必要がある．

謝

辞本研究の一部は，東京電機大学総合研究所研究，並びに

第44巻

第３号

―6―

2013年５月（平成25年）

55

吉灘・武田・横田：大型バイラテラルマニピュレータの研究

研究論文

大型バイラテラルマニピュレータの研究＊（第１報 コンセプトの立案と単軸モデル実験）

裕＊＊，武 田吉 灘

周＊＊＊，横 田 眞 一＊＊＊＊A Study on the Large-Scale Bilateral Manipulator（1st Report : Concept Planning and Experiment using a Single Link Model）

Hiroshi YOSHINADA, Shu TAKEDA, Shinichi YOKOTA
A new bilateral master-slave control system for large-scale manipulators is proposed. The aim of the system is to copewith the large or heavy payloads and to accomplish assembling and deburring tasks accurately. To achieve this, three newcontrol methods are introduced:, the new bilateral servomechanism combined with symmetric and force reflection types, avariable compliance control and disturbance force compensation. The effectiveness of these methods is confirmed throughtests using a simple single joint model. In this paper, outlines of proposed control methods are presented and the results ofthe tests are discussed.
Key words：Manipulator, Force control, Bilateral servomechanism, Master-slave control, Pressure feedback, Heavy
industry

1．緒

とされる．

言

しかし現状では，そのようなシステムはほぼ皆無と言っ世界初の産業用ロボット「ユニメート」，「バーサトラン」てよい．
本研究ではこのような状況を踏まえ，重量物搬送のための誕生から50年を経て，今日では世界で100万台を超える
1）

産業用ロボットが稼働している ．また力やコンプライアの大出力と，組立やバリ取りなどに要求される繊細な作業

ンスなどの制御技術や画像処理技術の発展を背景に，ロ性とを両立させる新しい制御システムの検討を行う．またボットによる組立やバリ取り，研磨などの複雑な作業も実それに基づいて試作した実機の評価を行う．

現されている．しかし産業用ロボットの可搬重量は，通常

2．主 な 記 号

数10N ～数100N程度であり，重工業や建設など，重量物を取り扱う現場ではロボットの適用は稀である．現在も重工

A1 ：シリンダロッド側断面積

［㎟］

業では，人間の操作によるホイストクレーンが搬送の主役

A2 ：シリンダボトム側断面積

［㎟］である．また大物部品のバリ取りや組立作業は，多くの場

Fm ：マスタレバー反力

［N］合，グラインダやインパクトレンチなどのハンドツールを

Ls ：スレーブアーム長さ

［㎜］

用いて人力で行われている．重工業全体の労働生産性は，

Lm ：マスタレバー長さ

［㎜］

他産業に比べて低いものではないが，部分的にはきわめて

P1 ：シリンダロッド側圧力

［MPa］

労働集約的な作業が行われており，またそれらの現場の安P2 ：シリンダボトム側圧力［MPa］

全・環境に対する保護対策も十分とは言えない側面がある．

Tm ：マスタアクチュエータトルク

［Nm］

これらの改善のためには，重量物の搬送，組立，加工など

Ws ：スレーブアーム自重

［N］にフレキシブルに対応できる汎用性の高いシステムが必要

Wm：マスタレバー自重

［N］

θs ：スレーブアーム角度

［°］θm ：マスタレバー角度

［°
］

＊

平成24年１月30日 原稿受付＊＊

大阪大学大学院工学研究科（所在地 大阪府吹田市山田丘２－１ F１－203）（E-mail：yoshinada@jrl.osaka-u.ac.jp）＊＊＊

コマツ開発本部（所在地 石川県小松市符津町ツ23）＊＊＊＊

東京工業大学精密工学研究所（所在地 横浜市緑区長津田町4259）
第44巻

第３号

3．コンセプトの立案
3.1 市場調査と要求仕様
造船，車両，産業機械，建築資材，化学工業など，重量物を取り扱う11業種30企業の複数の工程について，現状の搬送設備，ワーク重量，必要動作範囲などの調査を行った．
―7―

2013年５月（平成25年）

56    

日本フルードパワーシステム学会論文集の柔軟な力制御が必要とされる作業も全体の１/３程度存

その結果をFig. 1に示す．
Fig. 1⒜は現有搬送設備の種類比率を示している．クレー在している⒟．またティーチングプレイバックなどの自動ンまたはコンベアが使用されているケースが多く，また化については，多くの企業が不要と回答している⒠．これフォークリフトも幅広く用いられている．⒝は主要ワーク

は調査対象とした業種では，製品はきわめて多品種少量かの重量比率である．これより30kN（３tf）程度の可搬重量

一品物が多く，自動化に適合させにくいことが影響していがあれば，ほとんどの業種でのハンドリングを充足できるるものと考えられる．

ことが分かる．一方暫定的に示した高さ
（H）
３m×幅
（W）

3.2 システムコンセプト

３m×奥行
（D）
３mの動作範囲に対して，十分との回答はこれらの調査結果から，開発機の要求仕様は，対象ワー１/３に留まった⒞．そこでこれに水平方向の移動機能を

ク重量２kN ～ 30kN（200kgf ～３tf），動作範囲H３m×W

付加した場合について問い直したところ，ほぼ全数が満足

３m×D３m程度とする．可搬重量の要求範囲は２～３機する回答が得られた．作業内容については単純な搬送が過種のラインアップでカバーするものとする．なお水平方向

半数を占めたが，組立，金型セット，グラインダ掛けなどの動作範囲については，必要に応じて移動機構を設けて拡大する．駆動方式は，大重量のワークにも対応するために，大きな出力の得られる油圧駆動方式を採用する．制御バル
ブは，コストおよび保守性を考慮してサーボ弁は使用せず，産業機械で幅広く用いられている比例電磁弁とする．制御
方式は，自動化のニーズが高くないことからマニュアルマ
ニピュレータとする．操作方式は，直観性に優れ習熟が容⒜Percentage of present handing system

易なマスタ・スレーブ方式を採用する．また組立やバリ取りなどの作業にも対応するために，力の制御が可能なバイ
ラテラル制御を適用する．

4．単軸モデル実験
4.1 単軸モデル
制御システムの基礎的検討を進めるために，まず単軸の⒝Distribution of loads

縮小モデルを製作した．単軸モデルの構成をFig. 2に，その仕様をTable 1に示す．スレーブアームは油圧駆動で，アクチュエータにはJISの標準シリンダを用いた．制御バルブは，
コンセプトでは油圧比例弁を想定しているが，基礎実験として追従バンド幅のマージンを確保するために油圧サーボ
弁 （東京精密測器社製3F-30L）を使用している．カタログ⒞⒟Percentage of major work⒠

Necessity of automation

Fig. 1
第44巻

Compatibility of work volume（H３m×W３m×H３m）

上の折れ点周波数は50Hz（－６dB）程度である．スレー
ブアームの剛性低下は，制御システムの評価に影響を与えるため，機械設計には十分な配慮を払い，鉛直方向，水平Results of major industry survey

第３号

Fig. 2―8―Single link model
2013年５月（平成25年）

57

吉灘・武田・横田：大型バイラテラルマニピュレータの研究
Table 1

Slave arm length
Operating angle

Slave

1,200 ［㎜］－35 ～＋55［°］

示した．これらの形式の得失については，これまでに幅広く評価が行われているが2），3），大型マニピュレータへの適用の視点から考察を加える．なお力逆送型のマスタ側に力Maximum angular velocity

45 ［°/s］

帰還ループを加えて，力の再現性を高めた「力帰還型」もMaximum payload

500

［N］

広く用いられているが，マスタ側にも力センサが必要でシ［㎜］

4.2.1 対称型

Cylinder diameterbottom

φ63

rod

φ38

Pump pressure
Natural frequency

Master

テラル制御の２つの基本形式，「対称型」，「力逆送型」をSpecification of single link model

14［MPa］
vertical30

horizontal

24

［Hz］

ステムが複雑になるため検討の対象から外している．
対称型は力センサを必要とせず，シンプルで信頼性の高いシステムである．本研究で対象とするヘビィデューティな用途に対しては適切なシステムと言える．ただし位置の偏差を力と見なしているので，スレーブマニピュレータがMaster arm length

285 ［㎜］

十分な位置追従性能を有することが前提となる．これは大Servo motor rated output

110 ［W］

型のマニピュレータでは達成が困難な条件であり，マスタ

Maximum reflection force

30

Bilateral ratio［N］

0 ～１/50 ［－］の操作力が重くなり十分な性能が得られないことが予測される．一方マスタ・スレーブ 操作方式では，始めに両者の初期姿勢を一致させる必要があるが，大出力の大型マニピュレータの場合には，スレーブを固定してマスタがス方向の固有振動数は，それぞれ30Hz，24Hzを確保している．

レーブの姿勢に倣うように初期姿勢を一致させる方が安全

一方マスタレバーへの反力呈示アクチュエータには，制御である．マスタにも位置サーボループが構成される対称型性に優れたDCサーボモータを採用した．またマスタレバー

では，この実現は容易である．

の減速機は，バックラッシュ低減のためにタイミングベル

4.2.2 力逆送型
力逆送型は優れた力伝達性を有するが，力センサが必要

トを使用し，良好なバックドライバビリティを実現するた
めに減速比は１/５と小さく設定している．

である．力センサは高価で繊細なものが多いが，油圧駆動

4.2 バイラテラル制御方式の検討の場合は圧力センサで代用することが可能である．力セン

バイラテラル制御は，深海探査船のマニピュレータや原サよりも分解能は劣ると考えられるが，油圧を介すること

子炉のメンテナンスマニピュレータなどに広く用いられてで，大型マニピュレータが対象物に衝突した際の大きなおり，その制御方法についてはいろいろな手法が提案され

ピーク入力からセンサを保護できるメリットがある．またている．しかし本研究で対象とする大型のマニピュレータ

慣性質量の大きな油圧マニピュレータにおいては，作動油への適用例はきわめて少ない．Fig. 3によく知られたバイラの圧縮性による振動現象が発生しやすく，これを低減する
ために圧力フィードバックが有効であることが知られている4），5），6）．このためにも圧力センサは不可欠な存在である．
これらのことから力逆送式は，油圧駆動の大型マニピュレータには適した方法と考えられる．一方力逆送型は，ス
レーブマニピュレータが固い対象物に接触した場合や，オペレータがマスタマニピュレータから手を放して，マスタ側のインピーダンスが低下した際に不安定となりやすいこ⒜⒝Fig. 3
第44巻

Symmetric typeとが知られており，何らかの対策が必要である．以上の考Force reflection type

Configurations of bilateral servo system

第３号

Fig. 4―9―

Proposed bilateral servo system
2013年５月（平成25年）

58

日本フルードパワーシステム学会論文集

察から，バイラテラル制御方式には，対称型と力逆送型の考えられるが，操作が煩雑になることが予想される．そこ

混合形式を採用し，相互の欠点を補完すること狙う．提案

で自動的に圧力フィードバック量を可変とする方法を考えするバイラテラルシステムの構成をFig. 4に示す．

る．力やコンプライアンスの制御が要求されるのは，マニ4.3 油圧制御システムの検討

ピュレータが拘束もしくは拘束に近い状態にある場合がほ

油圧駆動の位置サーボ系は，空圧駆動や電動駆動に比べとんどで，相対的にスレーブマニピュレータの速度は遅い．

て，きわめて剛性の高い系である．作動油の圧縮性は空気

この点を考慮して，本システムではスレーブマニピュレー

よりずっと小さく，加えて油圧バルブの高い中立点圧力ゲ

タの速度に反比例して，圧力フィードバックゲインを増大

インにより，わずかな偏差でも十分に大きな力を発生できさせるシンプルなアルゴリズムを取り入れた．可変式は式ることが高剛性を実現している．これは位置制御性に対し⑴に示す簡単なものである．

ては優れた特性であるが，一方で微妙な力制御を難しいもPressure feedback gain：Kp =のとしている．本研究の狙いのひとつである組立作業やバ

Kp 0

・

1 + θs⑴

リ取り作業の実現には，良好な力制御特性が不可欠である

Fig. 6，Fig. 7に本制御方式の実験結果を示す．Fig. 6は位が，通常の油圧駆動の位置サーボ系のままでは，その達成

置ステップ応答の実験結果である．位置のステップ応答でが困難なことは明白である．

は，スレーブアームはほぼ最高速で動き，式⑴に示す圧力

油圧駆動位置サーボ系のコンプライアンスは，負荷圧力

フィードバックゲインは，その最小値を取る．すなわち系のフィードバックによって制御できる．Fig. 5に圧力フィーのコンプライアンスは，Fig. 5内記号Aの高剛性の状態とな

ドバックによるコンプライアンス変化の実験結果を示した．

り，その結果非常に良好な追従特性が得られている．むだ
時間11ms，時定数43msは，オペレータにはほぼ遅れを感知できないレベルである．若干のオーバシュートと残留振動が見られるが，マニュアル操作では完全なステップ状の指令が入力されることはなく，問題にはなっていない．
Fig. 7に力制御性の実験結果を示す．Fig. 7の実験では，スレーブアームは硬い鉄製の台を押しており，アームの速度はほぼゼロである．すなわち式⑴の圧力フィードバック

Fig. 5

Static characteristic of pressure feedback

横軸は比例弁への指令電圧，縦軸はシリンダのボトム側とロッド側の差圧を表している．Fig. 5に示すように圧力
フィードバック量の増加に従って，入力に対する圧力上昇の傾きは緩やかになる．この傾きは位置サーボ系を構成した際のばね剛性を表しており，幅広くコンプライアンスのFig. 6

Position step response of single link modelFig. 7Force controllability of single link model

コントロールが可能なことを示している．
しかし圧力フィードバック量の増加とともに位置の追従性は悪化し，マスタマニピュレータを高速で操作した際のスレーブ動作との一体感が損なわれる．位置制御性と力制
御性を，それなりに満足する妥協点に圧力フィードバック
ゲインを設定する方法も考えられるが，大重量物の搬送か
ら組立・バリ取りまで，きわめてダイナミックレンジの広い力制御特性を実現するためには，この方法では不十分と考えられる．このため状況に応じて圧力フィードバック量を可変とし，剛性の高いFig. 5内記号Aの状態から柔軟なBの状態まで変化させることを狙う．圧力フィードバック量
は，オペレータの判断によりマニュアルで変更する方法も
第44巻

第３号

― 10 ―

2013年５月（平成25年）

59

吉灘・武田・横田：大型バイラテラルマニピュレータの研究

ゲインは最大値を取り，システムのコンプライアンスはFig. 5内記号Bのもっとも柔軟な状態となる．その結果，良好な線形性を有する力制御系が実現されている．
Fig. 5内記号Aの圧力帰還ゲインは，Bのおよそ１/104となっている．なお可変コンプライアンスの変化幅を決定す
る圧力フィードバックゲインの下限値，上限値は以下のよ
うに決めている．
【下限値】
油圧マニピュレータのような大きな慣性質量の系では，作動油の圧縮性による振動が問題となりやすい．Fig. 6に見られる残留振動の周波数は約5.8Hzで機械系の固有振動数より低い．サーボ弁とシリンダ間の配管は短く，管路長のFig. 8

影響は少ないと考えられるので，これは主に作動油の圧縮性の影響によるものと考えられる．作動油の圧縮率は混入

P2dw ＝

気泡の量により大きく変化するが，特別の抜気を行わない
一般の油圧システムでは，作動油の圧縮率をカタログに記

Geometric model of single link model2Ws cosθs
A2 sin γy（x2＋y2）sin（θs－tan－1 x ）Sinγ ＝載された物性値の５倍程度に仮定すると，実験とよく一致

22＋（y－γ sin θs）（x－γ cos θs）

することが経験的に知られている．この経験則を用いて作動油の圧縮性による固有振動数を計算すると5.2Hzとなり，

Tmdw ＝

ほぼFig. 6の残量振動に近い周波数が得られた．4.2.2項で述⑵

L m Wm10cos θm⑶⑷

べたように，作動油の圧縮性による振動の抑制には負荷圧

マスタレバーのトルク指令値からこれらの値を減じてや力のフィードバックが有効である．Fig. 5内記号Aのゲイン

れば，レバーから手を放してもマスタレバーが落下するこは，この手法を用いて適正な減衰が得られる最小値に設定とはない．多軸マニピュレータの場合は，補償量の計算式

している．

はやや複雑になるが，この考え方を展開して用いることが【上限値】可能である．

グラインダ作業などに求められる微妙な力のコントロー

4.4.2 静止摩擦力補償

ルのためには，力の発生特性はFig. 5内記号Bの状態のよう摩擦はシリンダ部，回転部，減速機構などの各部に存在にできるだけ緩やかな勾配にあることが望ましい．このたするが，単軸モデルでは，すべての回転部は玉軸受を用いめには圧力フィードバックゲインを大きく取る必要があるて低摩擦化が図られており，実質的にはシリンダの静止摩が，ゲインを増大すると，ある領域から圧力フィードバッ

擦力が支配的と考えられる．Fig. 9にスレーブアームシリン

クループの発振が始まる．安定領域は制御対象となる作動

ダの摩擦特性の計測結果を示す．供試シリンダはJISの標準

油体積の影響を受け，体積が小さいほど制御は難しい．

シリンダで，ピストン径φ63㎜，ロッド径φ38㎜である．

Fig. 5内記号Bのゲインは，サーボバルブ出力ポートの直下

Fig. 9に示すように，単軸モデルのシリンダには，差圧でを閉塞したもっとも厳しい条件で，圧力フィードバック

0.83 ～ 0.85MPaに相当する静止摩擦力がある．またこの静ループが発振しない最大値に設定している．
4.4 外乱力の補償
Fig. 2の単軸モデルにおいて，実際のシステムには各部のクーロン摩擦力，粘性摩擦力，アーム加減速時の慣性力，そしてマスタ，スレーブそれぞれの自重など，多様な力が加わっている．マスタレバーに不必要な力を発生させず，高い力の再現性を実現するには，これらの外乱力の補償が必要である．本システムでは，以下に示す３つの補償を加えている．
4.4.1 自重補償
マスタ，スレーブそれぞれの静的な自重を補償する．マ
スタとスレーブをFig. 8のようにモデル化すると，自重補償
圧力P2dwおよびトルクTmdwは，幾何学計算により式⑵～⑷で与えられる．
第44巻第３号

Fig. 9― 11 ―

Friction characteristic of slave arm cylinder
2013年５月（平成25年）

60  

日本フルードパワーシステム学会論文集

止摩擦力は，負荷の影響をあまり受けないことが分かる．

一方バイラテラル制御では，スレーブアームに加えられ0.83MPaの静止摩擦力は，単軸モデルのスレーブアーム先た外力によってマスタレバーが動かされる双動性が重要で端に換算して130Nの力となり無視はできない．静止摩擦力

ある．とくに対称型のバイラテラル制御においては，スは，マスタの指令によってスレーブアームが動く場合は不レーブシリンダの位置変位があって初めてマスタレバーが感帯となって現れる．本システムではこの不感帯補償とし動き出すため，シリンダの摩擦は双動性に大きな影響を与て，Fig. 10に示すバイアスをバルブ指令の前に加えている．

える．Fig. 10の補償ではこの問題の解決にはならないと予バイアスはマスタレバーが動き出すと同時に，その動作方測されたが，実際にはスレーブアームに外力を加えるとシ向へ加えるように構成している．

リンダが動き出す前に圧力が上昇し，Fig. 5に示した圧力
フィードバック特性がバルブに開指令を送る．さらにFig. 4の複合バイラテラルの力逆送型成分がマスタレバーに動作指令を送るので，良好な双動性が実現されている．単軸モ
デルでは，スレーブ側からマスタレバーを動かすための最小力は10Nである．
4.4.3 粘性摩力擦補償
対称型バイラテラルでは，マスタレバーとスレーブアー
ムの位置偏差を，スレーブアームに加わる外力と見なして
マスタレバーに伝達しているために，指令速度に依存したFig. 10

Characteristic of static friction force compensator

位置偏差（ドループ）が生じると，あたかもそこに粘性摩擦力が存在するかのような感覚をオペレータに与える．対称型バイラテラルにおいては，物理的な粘性摩擦力よりも，なお使用したサーボ弁には，不感帯となる若干のオーバ

このドループによる擬似的な粘性摩擦力の影響が大きい．

ラップ量があり，これもこのバイアスで同時に補償してい取扱いを容易にするために作動油の圧縮性を無視して簡素る．静止摩擦力の補償結果をFig. 11に示す．Fig. 10の補償化したFig. 12のような位置制御系を考える．Kはバルブのにより，不感帯が除去され良好な線形性が実現されている．

流量ゲインとバルブ駆動アンプのゲインをまとめたもので定数である．Aはシリンダの断面積である．

Fig. 12Block diagram of hydraulic position servo loop

Fig. 12のシステムで，マスタ入力とスレーブ出力の偏差E（s）は次式で与えられる．
⒜E（s）＝Without compensation

X（s）

⑸

1＋G（s）

K＝
ただし， G（s）（Ts＋1）As
マスタ入力X（s）にランプ入力V（s）＝v/s 2を加えたときのシステムの定常偏差εは，最終値の定理を用いて下式で与えられる．
ε ＝lim sE（s）＝ lim
s→0⒝Fig. 11
第44巻

sV
（s）
1＋G
（s）

{

K
＝ lim s v2 / 1＋s→0s
As（Ts＋1）＝

With compensation

{

⑹

A
v
K

すなわち対称型バイラテラルでは，ε＝Av/Kに比例する

Result of static friction force compensation
第３号

s→0

― 12 ―

2013年５月（平成25年）

61

吉灘・武田・横田：大型バイラテラルマニピュレータの研究

粘性摩擦力が働いているようにオペレータには感じられる．

式⑻は式⑺と同じ結果である，したがって微分補償を加本研究で対象とする大重量を搬送するシステムでは，通常えたFig. 14のシステムにおいても，Fig. 13の補償によってシリンダ断面積Aは大きく，一方ゲインKはそれほど大きく対称型バイラテラルの疑似粘性摩擦力は補償されることが取ることができないので，この影響は大きいものと予想さ分かる．一方Fig. 14のシステムの特性多項式は，Fig. 14⒝れる．対策としてFig. 13に示すシステムを考える．Fig. 13のブロック内の分母で示され，微分補償ゲインḰ́を適当にはFig. 12のシステムに速度の正帰還ループを加えたもので選ぶことでシステムの安定化を図ることが可能である．本ある．

システムではこの手法を，スレーブ，マスタの両方に用いて対称型バイラテラルの疑似粘性摩擦力の補償を行っている．Fig. 15に疑似粘性摩擦力補償の実験結果を示した．

Fig. 13 Block diagram of droop viscos friction compensation

Fig. 12のシステムについて，同じくX（s）にランプ入力
V（s）＝v/s 2を加えた場合の定常偏差を求めると次式となる．

{

K
s v2 / 1＋
ε ＝lim sE（s）
＝ lim
2
s→0
s→0
s
ATs ＋
（A－KK΄）s

A－KK΄
v
＝
K

{

⒜

⑺

Without compensation

式⑺で，速度正帰還ゲインḰをḰ＝A/Kと取れば定常偏差は消去され，対称型バイラテラルの擬似的な粘性摩擦力は補償される．ただし完全に粘性分を消去すると，ダンピ
ングが不足してシステムが不安定になることが予想される．
そ こ でFig. 14⒜ に 示 すḰ́に よ る 微 分 補 償 を 追 加 す る．
Fig. 14⒜は等価変換で⒝のようにまとめることができる．

⒝
Fig. 15⒜With compensation

Results of viscos friction compensation

Fig. 15は，マスタレバーで振幅約±20°の正弦波状の動作

Block diagram of derivative compensation

指令を与え，その際のマスタレバーへの操作反力を記録したものである．指令周波数は，動作速度がほぼ最高速に達⒝するように選定している．Fig. 15のそれぞれのグラフは，

Equivalent transformation

Fig. 14

上からマスタ反力Fm，スレーブアーム位置θs，マスタレバー

Derivative compensation

位置θmを表している．Fig. 15⒜は疑似粘性摩擦力の補償なし，⒝は補償した場合の結果である．補償によりマスタレ

Fig. 14のシステムにランプ入力を加えた時の定常偏差は以バー反力Fmが大幅に低減されていることが分かる．Fig. 15

下の式で表される．
ε ＝lim sE（s）⒜の指令波形が正弦波から乱れているのは，大きなレバー

s→0

{

K
（1＋K΄΄s）s v2 / 1＋
＝ lim
2
s→0
s

ATs ＋
s＋K
（A－KK΄＋KK΄΄）
＝

A－KK΄
v
K

第44巻

第３号

反力により正しい指令操作が困難なためである．なお{Fig. 15のマスタ反力Fmには慣性力成分が含まれているものと考えられる．慣性力についても速度センサ信号の微分か⑻

ら加速度成分を求め，補償することが可能であるが，重量物搬送時には，慣性力成分をマスタレバーに伝達した方が，― 13 ―

2013年５月（平成25年）

62

日本フルードパワーシステム学会論文集

対称型と力逆送型の混合比率は，もっとも良好な操作性

滑らかな加速指令が実現できるとの予測から補償は行っていない．

が得られる点を実験的に求めた．単軸モデルでは，およそ4.5 システム評価

対称型70%，力逆送型30%の比率となっている．バイラテ

Fig. 16に本システムの全体構成を示した．マスタ，スラル比率（マスタレバー反力/スレーブアーム出力の値）

レーブの位置サーボ系は基本的にPD制御で構成されておはブロックKbで可変に調整できるように構成している．可り，これに4.4節で述べた各種の補償を加えている．Km，Ks，

変幅は０（ユニラテラル）～１/50程度である．これより大は，それぞれマスタレバー，スレーブアームの位置ゲイン，

きな値に調整することも可能だが，マスタレバー反力用のḰm，Ḱs，は対称型バイラテラルに起因する疑似粘性摩擦

サーボモータ出力の飽和の影響が強くなり，操作性は好ま力の補償ゲイン，Ḱ́は微分補償のゲインである．Kf は力逆しくない．

送型バイラテラルによる力伝達量を決定するパラメータで単軸モデルのため実際の作業性の評価は困難であるが，ある．fsdw，fmdw，には，それぞれ式⑵，⑷で与えられるス

Fig. 17にスレーブアームの押し付け作業の実験結果を示し

レーブアームとマスタレバーの自重補償計算が入れられてた．これはグラインダ作業をイメージしたものである．上いる．またスレーブアームはシリンダを用いたリンク機構

段はスレーブアームのシリンダ差圧を，下段はマスタレで駆動されており，シリンダストロークxとスレーブアー

バー反力用のサーボモータトルクを示している．シリンダ

ム角度θmは線形関係にはない．f lはこれを補償するための差圧10MPaはスレーブアーム先端荷重で1.57kNに，モータ

幾何学計算式である．なおサーボ弁を駆動するサーボアン

トルク5.7Nmはマスタ反力で20Nに相当する．計算上のバプとモータを駆動するモータドライバは市販品で，サーボ

イラテラル比率は約１/78となる．２～ 3.5sの区間での速いアンプには電流帰還が，モータドライバには速度帰還と電力指令に対しても十分な追従性が実現されている．スレー

流帰還が設けられているが図が煩雑になるため，これらはブ，マスタともにシンプルな駆動メカニズムで構成されて省略している．

おり，アクチュエータからアーム先端への力の伝達ロスはFig. 16

Fig. 17
第44巻

第３号

Scheme of proposed system

Test result of force transmissibility― 14 ―

2013年５月（平成25年）

63

吉灘・武田・横田：大型バイラテラルマニピュレータの研究ほぼないので，良好な力再現性が得られているものと考え

参 考 文 献られる．

5．結

１）JARAホームページ：世界の産業用ロボット稼働台数，

言

http://www.jara.jp/data/dl/kado.pdf

本研究では，これまであまり前例のない10kNを超える重２）日本ロボット学会編：新版ロボット工学ハンドブック（コロナ社），p. 708-709（2005）

量物を取り扱う大型のバイラテラルマスタ・スレーブマニ
ピュレータを取り上げた．研究の狙いは，単に重量物が搬

３）横小路泰義：マスタ・スレーブ制御の理論，日本ロ送できるだけではなく，バリ取りや組立などの柔軟かつ繊ボット学会誌，Vol. 11, No. 6, p. 794-802（1998）

細な作業も実現することにある．その制御手法を確立する

４）花房秀郎，藤田佳児，秋山吉宏：圧力フィードバック

ために，制御手法評価用の単軸の実験装置を製作した．こを用いた油圧駆動ロボットの制御について，第25回自の単軸モデル実験を通して，油圧駆動システムに適したバ動制御連合講演会予稿集，p. 311-312（1982）

イラテラル制御手法を立案し，位置と力の良好な制御性が５）花房秀郎，中嶋新一：油圧駆動２関節ロボットアーム両立できることを示した．また大型のシステムでは不可避の計算機制御，システムと制御，Vol. 21, No. 3, p. 51-58（1980）の機械自重，摩擦，粘性抵抗などの外乱力の補償方法を提案し，実験によりその有効性を確認した．今後この単軸実

６）T.R. Welch：The Use of Derivative Pressure Feedback

験の結果をもとに，多軸マニピュレータの試作を行い，実in High Performance Hydraulic Servomechanisms,

際の作業性評価を実施する予定である．

Trans. of ASME, Series B, Vol. 84, No. 1, p. 8-14（1962）

第44巻

第３号

― 15 ―

2013年５月（平成25年）

64

日本フルードパワーシステム学会論文集

研究論文

A Close-up View of a Load Sensing “Hybrid” Proportional Directional Control Valve*

Gabriele ALTARE , Damiano PADOVANI , Nicola NERVEGNA
**

**

**

The paper considers a stack of modular Load Sensing closed centre proportional directional control valves of acommercial excavator. All modules in the stack were disassembled and 3D models were prepared with the perspective ofdeveloping an accurate AMESim model. Previously, specific field measurements were also performed on the vehicle to set
proper ground for subsequent validation of the simulation model. However, in the course of these in-depth investigations on
all modules, some distinctive and rather peculiar aspects emerged. More precisely the pressure compensator featuring two
independent spools, though located upstream of the main spool, is “normally” closed and in evident contrast with traditional
pre-compensated solutions. In addition, the “global” Load Sensing signal driving the variable displacement pump differential
pressure limiter is not originated by the highest load via proper selection in cascaded shuttle valves. The signal is rather
generated by one of the two compensator spools through axial notches fed by a modest control flow directly derived fromthe pump delivery line. It is on this ground that, arbitrarily, due to their mixed origin, the term “hybrid” has been used inrelation with these proportional directional control valves. The paper will detail all these findings and will further elucidate
the AMESim model of one such modules. Finally simulated and experimental results will be contrasted to provide adequate
support to the proposed modelling approach and a thorough analysis on specific parameters will be discussed.
Keywords: Spool Valve, Proportional Directional Control Valve, Flow Control, Simulation

are avoided but proper control, when flow saturation occurs,

1．Introduction

is an aspect that only specific solutions can manage.

The majority of compact earth-moving machines presents

In fact pre-compensated solutions (LCs located upstream

mechanical-hydraulic Load Sensing (LS) circuits that, due tothe main spool and normally open) cannot work properly

the complex working conditions that frequently involve

when flow saturation occurs, unless electronic control of themultiple simultaneous functions, have to guarantee anmain spool position

independent velocity control of every user. This means todelivery pressure decreases so that the Δp across thecontrol the various flow rates (Q), expressed by Eq. ⑴highest load metering area is not constant at the reference

supplied to actuators through every proportional directional

value. On the contrary post-compensated solutions also

control valve (PDCV).

known

 Q = Ce · A(x) ⋅2 ⋅ ∆p = k ⋅ A(x) ⋅ ∆p
ρ

1)

2)

as

“flow

is implemented, because the pumpsharing”

solutions

3,4,5)(LCs

locateddownstream the main spool and normally closed) work with⑴

the same Δp across every metering area also during flow
saturation so these Δps, though reduced with respect to theSo, to decide every Q based only on operator’s input (thereference value, are nonetheless kept all equal.

main spool axial displacement x), it is necessary to keep the

However, there are other possibilities to realize pressure

Δp across the metering area constant since other terms incompensation in mechanical-hydraulic LS PDCVs. In

Eq. (1) ideally comply with this requisite. As a consequenceparticular, during an ongoing research on a hydraulicadditional components are required and namely the local

compact excavator, some distinctive aspects emerged

pressure compensators (LC). These items present twoconcerning its LS PDCVs: in this context the term “hybrid”

configurations (normally open or normally closed) and can be

has been arbitrarily introduced since these components shareintroduced in the circuit using various layouts: in general

concepts common to both previous categories (e.g. LCs

during simultaneous movements interactions among loads

located upstream the main spool but normally closed). So, aimof the present paper is to investigate and make clear the＊functioning of these components and provide an in-depth＊＊

understanding of their behaviour by creating a virtual model

Manuscript received July 13, 2012
Politecnico di Torino（Corso Duca degli Abruzzi, 24, 10129 Torino, Italy）

and performing various simulation analyses.

E-mail: nicola.nervegna@polito.it
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第３号

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2013年５月（平成25年）

ALTARE・PADOVANI・NERVEGNA：A Close-up View of a Load Sensing “Hybrid” Proportional Directional Control Valve 65

2．NomenclatureA, B：load ports

C, D, E, F：hydraulic chambers
AC：anti-cavitation valveAS：anti-shock valve

CV：check valve

DPL：differential pressure limiter

FGU：flow generation unitLC：local pressure compensatorLS：load sensing

LSG：global load sensingP：piston pump delivery port＊P

：reduced pressure line

PDCV

：proportional directional control valve

RV：relief valve

SP：spoolbecause of their particular structure concerning pressure

T

：tank

compensation as well as LS signal selection . Every LS

TL：torque limiter

PDCV is based on the same pressure compensation conceptU：anti-shock line

but some differences appear in the LS creation mode; inUV：unloading valve

particular the two PDCVs dedicated to track users transfer

A：working area

the pressure signal from load port into the LS line, insteadA(x)：flow area

the other PDCVs create the LS signal throttling a modestCe：flow coefficient

control flow directly derived from the variable displacementF：forcepump delivery line. Owing to this particular arrangement,

fS：force depending on a spring

the topic is worthy of a thorough analysis.

k：constant value

3.2 The stack’s structurep：generic hydraulic pressure

A preliminary step concerns the investigation of the stack’p*：generic setting pressures structure, so to evidence connections that affect everyQ：flow rate

module.

x：spool displacement

Δp：pressure differenceρ：oil density

Fig. 1

Global view of the stack

The paper is focused on some LS components in the stack
6)

3．The considered compact excavator
3.1 A preamble on the machine
Nine users, split into two independent hydraulic circuits,
can be activated by means of the PDCVs’ stack installed on
the machine and represented in Fig. 1. The LS circuit,supplied by a LS variable displacement pump, different fromthe original unit, feeds the boom, stick, bucket, right and left

Fig. 2

track motors, work tools and boom-swing, while the blade

Stack transversal section at main spools

and the turret swing are part of the second circuit supplied

Fig. 2 shows a transversal section of the PDCVs stackby a fixed displacement gear pump. Displacement controls of

made at the mid-plane of the main spools where a ring

specific interest in the present context are the DPL thatshaped gallery collects all return lines to tank and a relief

maintains pressure pP as expressed by Eq. ⑵ and a torquevalve RV on the P port limits the maximum pump delivery

limiter TL.

pressure. Figure 3 shows a different section made at LCs＊
DPL

pP ＝ pLSG + p
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

⑵

mid-plane where a main gallery P and two pilot passageways― 17 ―

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for pP and pLSG can be identified. An unloading valve UV ispump delivery P). In particular A and B are the load ports, P

also visible that vents pump delivery pressure when pLSG is

the piston pump delivery connections, LSG the global LS line

null.

connection, T the connections with tank and U is theconnection with the anti-shock line. Inside this module thefollowing components can be identified: the main spool (SP),the local pressure compensator spools (SP1 and SP2), twocheck valves (CV), and two anti-cavitation valves (AC).
During working conditions the flow rate reaches chamber C
located downstream spool SP1 and, if the main spool isdisplaced for instance to the left (pxA is connected to thepressure reduced line P* and pxB to tank), the flow reaches
chamber D once throttled through the metering edges:
Fig. 3

thereafter channel D-E highlighted at the bottom of Fig. 4 (theStack transversal section at LC spools

channel is closed by the adjacent module) creates aconnection with load port A. At the same time the flow rate
discharged by the user’s port B is returned to the tank line T.

4．The Load Sensing PDCVs

On the contrary, if the main spool is displaced to the right

4.1 An overview of a single component(pxB is connected to the pressure reduced line P*), load port B

The following analysis is referred to the boom-swing

is supplied while load port A is discharged. Both CV valves

PDCV because it has no check valves inside its main spool toconnect every load port with the anti-shock line U that isrealize flow rate regeneration and its LC has the “basic”

common to nearly all modules in the stack (except track

configuration among PDCVs in the stack, therefore a more

PDCVs) and ends with an anti-shock valve (AS) installed ingeneral discussion can be covered; anyway other LS PDCVs

the outlet module. CV valves select the highest pressure ofhave a similar structure.

all load ports and send it to the AS valve that has anequivalent pressure setting higher than the system relief
valve (RV) setting. This solution has been developed to limit
manufacturing costs because these CV valves are extremely
simple and cheap while dual stage AS valves are certainly
more expensive.
4.2 The PDCV’s ISO scheme
The equivalent ISO scheme (Fig. 5), that presents the
PDCV structure, is the starting point in analyzing thefunctioning of the component.

Fig. 4

Sections of the boom-swing PDCV
Fig. 5Connections among PDCVs modules and with the user

ISO scheme of the boom-swing PDCV

can be seen in Fig. 4 that shows the longitudinal section atrest position (pilot stage controls of the main spool are only

Concerning LC’s working areas (Fig. 6), spool SP1 has thepartially shown: all PDCVs’ hydraulic pilot stages make usesame surfaces (A1) on both extreme faces, while spool SP2of a constant reduced pressure line P* derived from pistonfeatures a more complex geometry: in particular the stem of

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is zero so pump delivery pressure is decided by the UV
setting.
As a consequence different forces acting on LC keepspools in contact and displaced as in Fig. 7 (the real LC
displacement at rest condition depends on clearances
between spools and casing that also determine the transfer ofFig. 6

Working areas of the LC’s spools

pump delivery pressure into chamber C).
5.2 Transient
When a pilot signal is issued, for instance pxA, the transient

SP2 creates a small surface (A2) exposed to chamber C andan annulus surface (A3) to chamber E. In addition spool SP2

starts.

houses a piston (it has the same diameter of the stem) thatcreates a small surface (A2) exposed to chamber P and anannular surface (A3) to LSG.
SP1 and SP2 spools work together, nevertheless they havedifferent tasks: spool SP1 regulates the pressure upstream
the metering area in addition to its check valve behaviour,while spool SP2 controls the LS signal generation (LSG)
working as a pressure reducing valve that throttles a modest
flow rate from P into LSG line; this line is always connected
to tank by a bleed orifice (inserted into the outlet section).
Moreover spool SP2 also performs a hybrid shuttle valvefunction for the “selection” of the LS signals in each activated
PDCV. Thus the presence of “real” shuttle valves is not

Fig. 8General condition during transientnecessary in the current configuration: this solution prevents
drop of actuators that occurs in “conventional” LS circuits

The new main spool position connects load port A withwhen the load pressure is transferred through the PDCV tochambers D, E and C so load pressure (pE) can act on

the shuttle valve and then into the LSG line.

surfaces A3 and A1 in chamber C: as a result spool SP1 moves
to the left preventing backflow while spool SP2 shifts to the

5．The PDCVs’ functioning

right connecting the pilot line P to the LSG line progressively

At first, to understand the PDCVs’ behaviour only one

increasing the LSG pressure level (Fig. 8).
Consequently the pump delivery pressure increases andmodule is taken into consideration.
5.1 Rest position

this tendency continues until spools SP1 and SP2 can change

At rest (Fig. 7) there are no pilot signals so the main spool

position and move to come in contact: in this situation

stays spring centred. Chambers D-E are connected to tankpressures in chamber E and in the LSG line are equal andthrough the main spool’s radial-axial holes and the LSG signal

the transient is ended.
5.3 Steady state condition (highest load)
At this stage both spools remain in contact and, under the
hypothesis that only one user is active in the circuit, LC
determines its spools’ positions (Fig. 9) so to create the LS
signal equal to the load pressure and transfer pump deliverypressure into chamber C.
However, if the user (a linear actuator) reaches an end-stopand the command on the PDCV persists LC spools separate.
5.4 Steady state condition (lower loads)
When multiple PDCVs are simultaneously active, each LC
that controls a generic load with the exception of the highest
behaves as displayed in Fig. 10.

Fig. 7
第44巻

The LSG line pressure is determined by the highest load

Pressure distribution at rest position

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日本フルードパワーシステム学会論文集

regulating conditions, the mutually exchanged contact force(F) cancels, hence it is possible to write Eq. ⑷ where the lastterm is the equivalent pressure setting (p*LC) of the LC’s
spring.
pC ·

A1－A2
A3

＝pP ·

A1－A2
A3

+ pE－pLSG－

fS
A3



⑷

Under the hypothesis that SP1 and SP2 have equal
external diameters (as a consequence A1 – A2 = A3), Eq. ⑷becomes Eq. ⑸.
pC＝ pP + pE－pLSG + p＊LC

⑸

Now, considering many PDCVs operating multiple
Fig. 9functions simultaneously, every Δp across metering areas

Highest load condition when transient is finishedA(x) is known. For the highest load (pE = pLSL = pLSG) Eq. ⑹can be written as:
Δp│A(x)＝ pC－pE＝ p＊DPL－p＊LC

⑹

In this situation the Δp across the main spool metering
area is constant so the flow rate directed to the actuator
depends only on the flow area A(x). For lower loads (pE = pLSL
< pLSG) Eq. ⑹ is still valid and the Δp across respective
metering areas stays constant (“loads interference” does nottake place).
5.6 Control of pump flow saturation
The analysed PDCV correctly handles pump flow
saturation. For better comprehension, two users are
Fig. 10considered with their PDCVs main spools so displaced to

Lower load condition when transient is finishedgenerate their maximum metering areas, one charged withso the LC maintains its spools in contact. These shift so to

the highest load (H) and the other with a lower load (L).

regulate chamber C pressure that is now different fromAccordingly pE,H>pE,L. When flow saturation occurs, requested

pump delivery pressure (this aspect will be detailed in theflow rates (QR = QRH +QRL) are in excess of pump flow rate (QP).

next paragraph).

The pressure drop Δp’ across the PDCVH metering area is

5.5 The maintaining of Δp across metering edges

lower than that existing on PDCVL still controlled by its LC.

An important aspect concerns the evaluation of the Δp

Hence, while user L receives QRL user H only profits of theacross the main spool metering area when LC is regulating

remainder (QP - QRL) which is, in fact, lower than the desired

and its spools are in contact. Figure 11 presents the

QRH. At the same time pressure pC,H decreases inducing SP1H

equivalent ISO scheme of the boom-swing LC and provides

to move right determining the new pump delivery pressure

the pertinent nomenclature. The equilibrium condition of(Eq. ⑵ is not valid anymore). Consequent to this pressure,spools SP1 and SP2 is described by Eq. ⑶.

SP1L moves left until force balance is re-established. Now{


pP · A1＝pC · A1 + F
pC · A2 + pE · A3 + F＝pP · A2 + pLSG · A3 + fS⑶

Considering spools in contact during LC steady statefrom Eq. 5, the new pC,L can be determined and therefore theΔp across PDCVL is equal to Δp’. Therefore the total flowrate directed to users is equally shared between both.
5.7 SP1 and SP2 with different external diameterSP1 and SP2 spools’ external diameters are a design
degree of freedom that can affect system behaviour (however
SP2 external diameter is considered constant). If diameters
are different, two cases take place. At first let us consider thesituation where the surfaces’ ratio introduced in Eq. ⑷ isgreater than one (as a consequence A1–A2>A3). The new Δp

Fig. 11
第44巻

ISO scheme of the boom-swing LC

第３号

across the metering area is now described by relation ⑺,― 20 ―

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ALTARE・PADOVANI・NERVEGNA：A Close-up View of a Load Sensing “Hybrid” Proportional Directional Control Valve 69

would coincide with pLSG that, in turn, would reach theneglecting the modest spring’s force (p*LC).
＊
DPL

⑺

maximum pressure allowed by the RV; in this situation other

This means that with the same load (pE = const.) theLCs would be shifted left, limiting SP1 flow areas andpC－pE ＞ pP－pLSG＝p

attained Δp is higher than that associated with an areas ratio

therefore their respective flow rates.

equal to one. Consequently, if x is the same, the flow rate

Viceversa, the presence of orifice OF uncouples pF and pLSG

directed to the actuator increases even though the load is(it is discharging flow!) so that pLSG cannot reach theconstant: this difference is not too large but certainly

maximum permitted value and its negative influence on

represents an additional design opportunity for fine tuning

other LCs’ regulation is reduced (actuators can still movecontrol of the LS system. Conversely, if the opposite condition

with the desired velocities).

takes place (the surfaces’ ratio is smaller than one, so A1–

7．The AMESim model of the bucket PDCVA2<A3), equation ⑻ becomes valid: now the Δp across themetering area is lower and the actuator’s velocity decreases.
＊
DPL

pC－pE ＞ pP－pLSG＝p⑻

In order to confirm the previous analysis, quantify somedata and foresee the PDCV’s behaviour by varying specificdesign parameters, the component has been modelled using

6．A step forward

AMESim (Fig. 13).

A thorough analysis on other PDCVs, such as that serving

An extensive use of the HCD Library has been made: forthe bucket, brings to evidence a different design approach for

instance the main spool presents a complex design with land

SP2 and its piston (Fig. 12): the connection between chamber

notches as visible in Fig. 14 where plots of generated flow

F and the LSG line occurs through an orifice OF .

areas vs. spool displacement are also indicated.

7)

Fig. 12Longitudinal section of the bucket LC

When multiple actuators are operated simultaneously, thissolution avoids or at least limits actuators velocity reduction
as soon as one of them reaches its end-stroke and theoperator command still persists. In fact, without the orifice, pF

Fig. 13
第44巻第３号

Fig. 14 Bucket PDCV’s main spool geometry and flow areas

AMESim sketch of the bucket PDCV― 21 ―

2013年５月（平成25年）

70

日本フルードパワーシステム学会論文集

7.1 Model experimental validation

former is limited by the RV (Fig. 16), the latter is instead

Tests conducted on the excavator allowed to acquire

bounded by the TL intervention (Fig. 17).
Pressures and flow rate comparisons indicate a gooddifferent data during the bucket test at various locations inagreement between simulated and experimental results,

the circuit, as indicated in Fig. 15.

though slight mismatches sometimes appear due to thesimplifications

introduced.

For

instance,

since

pump

volumetric efficiency has only been measured at maximum
displacement, experimental and simulated flow rates do notmatch exactly.

Fig. 15 S
 implified machine layout with transducers
positioning

7.2 Bucket closing and opening
This work cycle consists in the complete closing andopening of the bucket leaving other PDCVs at rest. Fig. 16
shows plots of pressures pP and pLSG, while in Fig. 17 pumpflow rate is visible.

Fig. 17

Bucket test, piston pump flow rate

To confirm previous theoretical analyses and remarks, Fig.
18 supports aspects addressed in paragraph 5 concerning the
LC behaviour.

Fig. 16

Bucket test, pP and pLSG pressures

After a short initial delay (1.7 sec.) a command is issued

Fig. 18 Bucket test: separation between SP1 and SP2 spools

aiming at the full closing of the bucket: the signal persists fora time period sufficient to complete this process andSeparation between spools SP1 and SP2 is manifest during

thereafter guarantee the intervention of the RV (4.6 sec.) intransients (around 1.7 and 7.7 sec.) and when the actuator

order to stabilize the system. The command ends (6.8 sec.)

reaches its end-stops (4.6 → 6.8 sec. and 9.7 → 11.5 sec). Thisand then is so enacted (7.7 sec.) to feed the pump flow rate todoes not happen when LC is regulating (1.8 → 4.6 sec. and 8

the rod chamber of the bucket actuator. Also in this case the→ 9.7 sec.).

signal persists for a time period sufficient to complete bucket

In addition, with reference to paragraph 6, pressures in LC’

opening and grant pressure control through the RV (9.7 sec.).

s chambers are shown in Fig. 19 where during bucket

Due to hoses compliance, when the actuator reaches either

opening (7.5 → 9.7 sec.) pE coincides with pF while pLSG is lower

end-stops, the pump flow rate quickly falls to about 20 L/min

due to the influence of orifice OF.

(conforming to the minimum swash plate angle). This
minimum flow rate complements hoses expansion andthereafter both pressure and flow rate increase. While the
第44巻

第３号

― 22 ―

2013年５月（平成25年）

ALTARE・PADOVANI・NERVEGNA：A Close-up View of a Load Sensing “Hybrid” Proportional Directional Control Valve 71

workingphases:singlemovement(A),

simultaneous

movements (B), simultaneous movements in presence of flow
saturation (C), single movement of actuator 2 consequent toactuator 1 reaching an end-stop (D). Commands time history
determining main spools displacements has been kept thesame for all investigations presented henceforth.
The torque limiter TL has been deliberately suppressed.
8.1 Absence of orifice OF in PDCVs
In this baseline system SP1 and SP2 have identicalexternal diameters so that A1 – A2 = A3. Fig. 22 (top) shows
Fig. 19pressure drop Δp across PDCVs main spools, whereas

Bucket opening: pressures pE, pF and pLSG

correspondent actuators velocities and displacements arereported at the bottom.

8．Some virtual analyses
Simulations presented hereafter aim at scrutinizing theeffects on system controllability consequent to the absence/
presence of orifice OF and to the adoption ofdifferent

external diameters for the SP1 spools. To this purpose two
PDCVs have been considered (Fig. 20) driving identical linear
actuators charged with different and time varying loads (LoadAct 1 < Load Act 2).
Non-dimensional commands shown in Fig. 21 on the two
PDCVs are purposely conceived to evidence relevant system

Fig. 22 B aseline system: Δp across metering areas, velocities
and displacements
Fig. 20

AMESim sketch of the hydraulic system

While only actuator 1 is moving (A phase) the Δp acrossthe PDCV 1 metering area is 25 bar under control of the
DPL.
From 1.5 sec. phase B begins and both PDCVs spools are
positioned at an identically reduced travel (65%) so to avoid
flow saturation. Despite different loading conditions thepressure drop on metering edges of both spools are quite
close one another leading to practically identical actuators
velocities. At about 3.5 sec. phase C is started where bothFig. 21
第44巻第３号

Non-dimensional commands

spools are fully shifted (100%). The system is now facing flow
― 23 ―

2013年５月（平成25年）

72

日本フルードパワーシステム学会論文集

saturation (requested flow exceeds pump capacity) and thepressure drop Δp across spools metering edges is reduced.
Consequently, actuators velocities though diminished remain
constant during this phase thus preserving controllability.
The D phase starts when Act 1 reaches its end-stop (4.3sec.) and its velocity falls to zero. Now the global LS signal
pLSG that was associated in previous phases with Act 2, isinstead determined by Act 1 and is limited to about 270 bar
by the RV. This bears a quite significant effect on the
PDCV2 local compensator whose spools SP1 and SP2, in
contact, become shifted to the left. Consequently, the Δp

Fig. 24across the PDCV2 main spool metering edge drops sharply

Presence of orifice OF

to less than 1 bar and Act 2 velocity becomes extremely low
as Fig. 22 indicates. By evidence, in phase D controllability islost. Changing the diameter of the two SP1 spools remedies
this unacceptable behavior. For PDCV1 the baseline
diameter was increased by 2.1 % while for PDCV2 theincrease was 7.9 %.

Fig. 25
Fig. 23

Baseline system with SP1 different diameters

Pressures inside a PDCV in phase A

controllability is clearly load dependent.

This intervention (Fig. 23) has almost negligible effects on

In fact, in phase A, as load increases, a noticeable difference

the first three phases but is certainly beneficial in phase D

is represented by a lower and linearly decreasing Δp acrosswhere controllability of Act 2 is largely improved.

the PDCV 1 metering area (Fig. 26) with a concomitant

8.2 Presence of orifice OF

velocity reduction.

The analysis is then extended in that the baseline

Furthermore, phases B and C are adversely affected andconfiguration is again considered with the sole addition of

specifically with respect to the higher loaded Act 2. Instead,orifices OF in the two SP2 spools of local compensators (Fig.

in phase D the Δp across PDCV 2 metering area is slightly

24).

above 20 bar, so actuator 2 is now under control through theThis is done to appraise consequences entailed by orifices

beneficial effect of the orifice. However, it should also be

OF that, for higher load, uncouple pLSG and pF preserving theobserved that going from phase C to phase D a sudden

already existent proximity between pE and pF (see Fig. 25).

increase in PDCV 2 Δp causes an unpleasant increase in

Fig. 26 shows that this leads to a system whose
第44巻

第３号

actuator’s velocity. Thus, pro’s and con’s exist associated with― 24 ―

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ALTARE・PADOVANI・NERVEGNA：A Close-up View of a Load Sensing “Hybrid” Proportional Directional Control Valve 73

rather satisfactory way.

9．Conclusions
The present paper addressed some aspects of a “hybrid”
PDCV of a commercial hydraulic excavator. Starting from ageneral description, the entire stack has been presented aswell as modifications about the original layout of thehydraulic circuit. Afterwards, pressure compensation in these
LS PDCVs has been analysed to show some peculiarities
relative to the LS signal generation. The mathematical modelof the PDCV has been presented and validated showing
good agreement between experimental and simulated data.
Virtual simulations were then performed to predict incontrast with a baseline configuration the influence on
system controllability consequent to absence\presence ofFig. 26

orifice OF and to modifications of SP1 external diameter. The

Baseline system with orifice OF

essential and distinct roles of these design variables havebeen clarified.
A more comprehensive study would have required an
optimization approach that was however beyond the scope of
the present research.
References
１）Zarotti, L. G., Nervegna, N., : Saturation Problems in Load
Sensing Architectures, Proceedings of the National
Conference on Fluid Power, 43rd Annual Meeting, Chicago,
USA, p. 393-402, (1988).
２）LaFayette, G., Gruettert, S., Gandrud, M., Laudenbach, B.,
Koenemann, D. : Integration of Engine & Hydraulic Controls
for Best Operation, 52nd National Conference on Fluid
Power, Las Vegas, USA (2011).
３）Lantto, B., Palmberg, J.-O., Krus, P., : Static and Dynamic

Fig. 27

Performance of Mobile Load Sensing Systems with Two

Modified system

Different Types of Pressure - Compensated Valves, SAE
Tech. paper No. 901552, (1990).

the adoption of orifice OF.
Wishing to investigate further it was decided to act not４）Rosenbecker, K., Chmielewski, C., : HUSCO’s CompCheck®

only on the external diameters of the SP1 spools but also on

Technology – An Innovation Approach for Load Sensing

the orifice diameters.

Systems, SAE Tech. paper No. 932406, (1993).

The baseline SP1 diameters were increased by 2.1% and５）Aoki, Y., Uehara, K., Hirose, K., Karakama, T., Morita, K.,

5.3% for the PDCV 1 and PDCV 2 respectively, while the

Akiyama, T., Oda, Y. : Load Sensing Fluid Power Systems,

orifice OF was enlarged by 33%. Attained results are shown

SAE Tech. paper No. 941714, (1994).

in Fig. 27 where a positive effect in terms of controllability is６）US Patent No. 5533334

observed in all phases along with a mitigation relative to load７）US Patent No. 5735311

dependency. There is no doubt that phase D is handled in a

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2013年５月（平成25年）

Vol.44 No.3

昭和47年10月19日第４種学術刊行物認可
平成25年５月15日発行
（奇数月）

0011

ものづくり教育（企業編）

東京都港区芝公園三丁目五│二二 電話（〇三）三四三三│八四四一 ＦＡＸ（〇三）三四三三│八四四二
̶ 編集兼発行人 一般社団法人 日本フルードパワーシステム学会 振替口座 東京〇〇一一〇│三│一三三六九〇〒105

フルードパワーシステム

フルードパワーシステム

昭和47年10月19日第4種学術刊行物許可 平成25年５月15日発行（奇数月）

ISSN 1346－7719

フルードパワーシステム

ISSN 1880－3121

日本フルードパワーシステム学会論文集

日本フルードパワーシステム学会誌

フルードパワーシステム

May.2013 Vol.

44 No.3

日本フルードパワーシステム学会論文集
TRANSACTIONS OF THE JAPAN FLUID POWER SYSTEM SOCIETY

特集「ものづくり教育（企業編）」

第四十四巻
第三号（二〇一三）

東京都文京区小石川一│三│七
印刷所 勝美印刷株式会社

3
日本フルードパワーシステム学会

一般社団法人 日本フルードパワーシステム学会

http://www.jfps.jp